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第3单元
细胞的能量供应和利用
第3讲 能量之源——光与光合作用
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1.捕获光能的色素和叶绿体的结构
(1)色素的种类和功能
考点一 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程
(2)叶绿体中色素的吸收光谱分析
②色素吸收光的范围:可见光的波长范围大约是390~760
nm,叶绿体中的色素只吸收________,对红外光和紫外光等不吸收。
(3)叶绿体
①结构示意图
①色素的功能:叶绿素主要吸收________,类胡萝卜素主要吸收______。
1.(1)叶绿素a 叶绿素b 橙黄色 (2)红光和蓝紫光 蓝紫光 可见光 (3)双 色素 光合作用有关的酶 光合作用
2.①—A—b ②—C—a ③—E—e ④—D—c ⑤—B—d
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2.光合作用的探究历程(连一连)
【教材深挖】
1.与有色大棚相比,无色透明大棚中植物的光合效率为何最高?
无色透明大棚能透过日光中各种色光,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。
2.英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,则只要有光照,植物一定能更新空气,对吗?
不对,植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率,即净光合速率>0,若光照强度不够充分(在光补偿点以下),则植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更混浊。
1.(2017河北武邑中学周练,6)下表是在适宜条件下测得的某植物叶绿体色素吸收光能的情况,有关分析不正确的是( )
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B
【解析】色素吸收的光能可以用于水的光解,水光解时产生[H]和氧气,故色素吸收光能情况与氧气释放速率基本一致,A正确;由550
nm波长的光转为670
nm波长的光时,色素吸收的光能增加,短时间内光反应阶段产生的[H]和ATP增多,C3的还原加快,CO2固定基本不变,故C3含量减少,B错误;由于Mg是叶绿素的重要组成元素,当植物缺乏Mg时,叶绿素a含是减少,因此叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大,C正确;表格中数据为适宜条件下的吸收光能情况,当环境温度降低时,利用光能的能力会降低,D正确。
A.O2的释放速率变化与全部色素吸收光能百分比变化基本一致
B.光的波长由550
nm转为670
nm时,叶绿体中C3的量会增加
C.该植物缺Mg时,叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大
D.环境温度降低,该植物对光能的利用效率降低
2.下列关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述,错误的是( )
A.叶绿体色素与ATP的合成有关
B.叶绿体色素参与ATP的分解
C.叶绿体色素与O2和[H]的形成有关
D.叶绿体色素能吸收和传递光能
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B
【解析】少数特殊状态的叶绿素a能够将吸收的光能转化成电能,将水光解,释放氧气,同时生成ATP和[H],A、C正确;叶绿体中ATP的分解发生于暗反应过程,与色素无关,B错误;叶绿体中色素能够吸收、传递光能,D正确。
3.(2017吉林实验中学二模,22)在光合作用的探究历程中,德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律,曾提出了植物在进行光合作用时能量转化的假说。能证明这一假说的实验是( )
A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分
B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光
C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉
D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水
C
【解析】英格豪斯在实验中证明了植物在光照条件下可以改变空气成分,即氧气和二氧化碳,但是这两种气体中未涉及能量的转换,A错误;恩格尔曼证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光,但未能证明该光能是否转变成其他形式的能量,B错误;萨克斯的实验可以证明光合作用过程中吸收的光能转化成了有机物(淀粉)中稳定的化学能,C正确;鲁宾和卡门的实验只是证明了氧气的来源,而氧气中未涉及能量的转换,D错误。
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【解析】图示的两实验,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有淀粉,A错误;恩格尔曼的实验是为了探究光合作用的场所而进行的,萨克斯的实验是为了探究光合作用的产物而进行的,所以两实验均需要光的照射,B正确;恩格尔曼的实验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照,萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照,C错误;恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物,D错误。
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B
4.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,有关叙述正确的
是( )
A.两实验均需进行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有淀粉
B.两实验均需要光的照射
C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照
D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气
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1.影响叶绿素合成的三大因素
2.恩格尔曼实验方法的巧妙之处
(1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
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1.光合作用的过程
2.光反应与暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
条件
光、水、色素和酶
ATP、[H]、CO2、多种酶
场所
在类囊体薄膜上
在叶绿体基质中
物质转化
________;ATP的形成
CO2的固定和______
能量转化
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供______,暗反应为光反应提供ADP和Pi
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3.影响光合作用的因素分析
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【教材深挖】
1.依据下列物质和能量,利用箭头构建光反应和暗反应的关系模型[光能、[H]、ATP、ADP+Pi、H2O、O2、CO2、(CH2O)]。
2.根据同位素示踪法填出光合作用中C、H、O的转移途径
(1)H:
3H2O_______________________________________________________。
(2)C:
14CO2____________________________________________________。
(3)O:H218O____________,C18O2__________。
【考点知识突破答案检索】1.ATP中活跃的化学能 叶绿体基质 (CH2O)
2.水的光解 C3的还原 [H]和ATP
3.光反应 暗反应 酶的活性
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.如图所示
2.
【解析】a为光合色素,能吸收、传递、转换光能到ATP中,A正确;e为水光解生成的NADPH,也含有活跃的化学能,参加暗反应C3的还原,B错误;图中①表示根系从土壤中吸收水分,③表示水的光解生成NADPH和氧气,C正确;g为二氧化碳,供应充足时,突然停止光照,生成NADPH和ATP量下降,C3的还原下降,C5的消耗下降而积累,另一方面,二氧化碳固定生成C3,故D正确。
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B
1.(2017山东济南一中期中,13)下图为绿色植物光合作用过程示意图(物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示,图中a~g为物质,①~⑥为反应过程),下列判断错误的是( )
A.绿色植物能利用a物质将光能转换成活跃的化学能储存在c中
B.e中不储存化学能,所以e只能充当还原剂
C.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解
D.在g物质供应充足时,突然停止光照,C3的含量将会上升
2.如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是( )
A.叶黄素缺失突变体与正常植株相比,若给予红光照射,则光吸收差异显著
B.过程Ⅱ为暗反应,在类囊体薄膜上产生的2和3只能用于暗反应还原C3
C.若降低周围环境中的CO2浓度,则释放O2的速率不变
D.若该细胞净光合速率大于0,推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加
【解析】叶黄素主要吸收蓝紫光,因此给予红光照射,叶黄素缺失突变体与正常植株相比,光吸收差异不显著,A错误;图中Ⅰ表示光反应,Ⅱ表示暗反应,2表示ATP,3表示[H],过程Ⅰ产生的ATP和[H]只能用于过程Ⅱ,不能用于其他的生命活动,B正确;CO2供应减少,直接影响CO2的固定(C3的生成量减少),而短时间内不影响C3的还原(C3的消耗量不变),因此导致C3含量减少,C3还原利用的ATP和[H]减少,进而导致光反应减弱,因此释放O2的速率减小,C错误;该细胞为叶肉细胞,若该叶肉细胞净光合速率大于0,只能推出该细胞此刻有机物积累,不能推断出整个植株的有机物含量变化,D错误。
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B
3.(2017黑龙江牡丹江开学摸底,10)在置于黑暗条件下的叶绿体悬浮液中加入适量NaH14CO3溶液,再给予瞬时光照。下列说法正确的是( )
A.黑暗条件下,叶绿体基质中不存在C3和C5
B.黑暗条件下,叶绿体悬浮液不能合成ATP和[H]
C.瞬时光照后,(CH2O)出现放射性比C3化合物早
D.光照瞬间,C3含量迅速增加而C5含量迅速减少
【解析】黑暗条件下,叶绿体基质中也存在C3和C5,只不过缺少ATP和[H],C3和C5不能相互转化,A错误;黑暗条件下,光反应不能进行,叶绿体悬浮液不能合成ATP和[H],B正确;瞬时光照后,(CH2O)出现放射性比C3化合物晚,C错误;光照瞬间,C3含量迅速减少,而C5含量迅速增加,D错误。
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B
4.(2017广东中山一中统测一,12)下图表示某植物叶片暗反应中C3和C5化合物相对浓度的变化趋势,该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO2浓度中的某一项。下列分析正确的是( )
A.图中物质甲转变成乙需要消耗光反应提供的ATP
B.图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度
C.Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中[H]和ATP的积累
D.Ⅱ阶段光合速率最大时所需光照强度比Ⅰ阶段低
【解析】因为暗反应中1份C5+1份CO2生成2份C3,所以在适宜条件下,叶肉细胞内C3是C5的2倍,因此图中甲是C5,乙是C3。图中物质甲与二氧化碳结合形成乙,该过程只需要酶的催化,不需要消耗ATP,A错误;植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下,如果Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度,那么C3增加,C5减少,与图形的走势不符合,而如果改变的条件是降低CO2浓度,那么C3减少,C5增加,与图形走势符合,所以本题改变的条件是降低CO2浓度,B错误;CO2浓度降低,由于CO2供应量减少,C5消耗减少,而C3还原正常,所以C5(甲)含量会上升,C错误;低CO2浓度下的光饱和点也低,D正确。
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D
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1.利用光合作用简图理解光反应和暗反应之间的关系
(1)光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。
(2)没有光反应,暗反应无法进行;没有暗反应,有机物无法合成,光反应也会受到抑制。
2.模型法分析物质的量的变化
(1)以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非长时间。
(2)以上各物质变化中,C3和C5含量的变化是相反的,[H]和ATP含量变化是一致的。
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1.光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
________
________,供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C:CO2暗反应(――→)C6H12O6有氧呼吸C3H4O3有氧呼吸________
O:H2O光反应(――→)______有氧呼吸H2O
H:H2O光反应(――→)[H]暗反应(――→)C6H12O6有氧呼吸[H]有氧呼吸________
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(2)能量方面
光能
_____
C6H12O6中稳定的化学能
【教材深挖】
1.叶绿体吸收CO2的量属于真光合作用还是净光合作用?
2.下列为叶肉细胞内线粒体与叶绿体之间的气体变化图示,据图判断生理过程。
(1)图①:表示黑暗中,只进行哪种生理过程?
(2)图②、③、④表示的细胞呼吸速率与光合速率的关系如何?
【考点知识突破答案检索】
1.合成有机物,储存能量 分解有机物、释放能量
2.(1)CO2
O2 H2O (2)ATP中活跃的化学能
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1.真光合作用。
2.(1)细胞呼吸。 (2)图②表示细胞呼吸速率>光合作用速率;图③表示细胞呼吸速率=光合作用速率;图④表示细胞呼吸速率<光合作用速率。
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【解析】光合作用中,④和⑧表示光反应中水的光解,①表示暗反应,⑤表示暗反应中C3的还原;有氧呼吸中,②表示第一阶段,③表示第二阶段,⑥表示第一、二阶段,⑦和⑨表示第三阶段。在小麦根尖成熟区细胞中不能进行光合作用,但能进行有氧呼吸,能发生②③⑥⑦⑨等生理过程。在有氧呼吸过程中,产生能量最多的是第三阶段,即⑦和⑨。ATP中的能量可以来自光能(光合作用)或有机物中的化学能(细胞呼吸),也可转变为光能(生物的发光)或化学能(物质合成代谢)。
D
1.(2017湖南六校联盟联考,4)如图表示光合作用和有氧呼吸过程中C、H、O三种元素的转移途径以及能量转换过程,图中序号表示相关的生理过程。下列叙述错误的是( )
A.在元素转移途径中,④与⑧、⑦与⑨表示的生理过程相同
B.在元素转移途径中,能在小麦根尖成熟区细胞中发生的生理过程有②③⑥⑦⑨
C.在有氧呼吸过程中,产生能量最多的过程是⑦和⑨
D.ATP中的能量不仅可以来自光能,也可以来自有机物中的化学能;ATP中的化学能可以转变为化学能而不能转变为光能
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【解析】①表示细胞渗透吸水,⑤⑥表示无氧呼吸的第二阶段,⑦⑧⑨表示有氧呼吸的第二、第三阶段,对④⑤⑥⑦⑧⑨过程研究,发现产生的能量一部分储存于ATP中,其余以热能形式散失,A错误;④表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质,②表示光反应阶段,光反应产生的ATP只能用于暗反应,不能用于植物对矿质元素离子的吸收,B错误;过程③产生的C6H12O6中的氧全部来自CO2,过程⑧(有氧呼吸的第二阶段)可在根尖细胞中发生,C错误;若图中过程②(光反应阶段)O2的释放量小于过程⑨(有氧呼吸的第三阶段)O2的吸收量,即净光合作用量<0,则该植物体内有机物的量将减少,D正确。
2.如图表示植物细胞代谢的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.过程①表示渗透吸水,对④⑤⑥⑦⑧⑨过程研究,发现产生的能量全部储存于ATP中
B.过程④发生在细胞质基质,过程②产生的能量可用于矿质元素离子的吸收过程
C.过程③产生的C6H12O6中的氧来自水和CO2,过程⑧可在根尖细胞中发生
D.就整个植株来说,若过程②O2的释放量小于过程⑨O2的吸收量,则该植物体内有机物的量将减少
D
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【解析】P点时细胞只进行呼吸作用产生ATP,该ATP不能用于光合作用暗反应过程;适当降低温度,呼吸酶的活性随之降低,P点将上移;由于缺镁,B试管中小球藻细胞内叶绿素含量较低,所以光合作用强度等于呼吸作用强度的Q点将右移;降低CO2浓度,R点将向左下方移动。
3.(2017江西宜春四校一联,17)如图所示,在图甲装置A与装置B中敞口培养相同数量的小球藻,以研究光照强度(其他条件均为最适)对小球藻产生氧气的影响。装置A的曲线如图乙。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.P点处产生的ATP可用于暗反应
B.适当降低温度,P点将下移
C.在图乙上绘制装置B的曲线,Q点应右移
D.降低CO2浓度时,在图乙上绘制装置A的曲线,R点应右移
C
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【解析】与B点相比C点时光照强度增强,光反应产生的[H]、ATP增多,此时CO2固定速率不变、C3还原速率增强,所以C点时C3含量较低,A正确;若CO2浓度降低,合成的C3减少,随之消耗的[H]、ATP减少,所以[H]合成速率减慢,C点向左下方移动,B正确;光照强度为X时,叶肉细胞既可以进行光合作用也可以进行有氧呼吸,所以此时细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体,C正确;温度由30
℃调节到25
℃时,光合作用速率增强、呼吸作用速率降低,所以A点向上移动、B点向左移动,D错误。
4.下图曲线表示某植物在恒温30
℃、CO2浓度一定时光合速率与光照强度的关系,下列叙述错误的是( )
A.与B点相比较,C点时叶肉细胞中三碳化合物的含量降低
B.若将CO2浓度降低,则叶绿体中[H]合成速率将会变小,C点向左下方向移动
C.当光照强度为X点时,叶肉细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体
D.已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25
℃和30
℃,在其他条件不变的情况下,将温度调节到25
℃,图中A点将向上移动,B点将向右移动
D
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【解析】黑瓶中溶解氧的含量降低为3
mg/L的原因是:黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为:原初溶解氧-24小时后氧含量,即10-3=7[mg/(L·24
h)],故该深度湖水中生物在晚上8小时内呼吸消耗O2的量为7/3
mg/L,而所有生物氧气消耗量需乘以体积,①错误;光照强度为a
klx时,白瓶中溶氧量不变,说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗,故光照强度为a
klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡,②正确;由表中数据可知,当该水层中的溶氧量达到30
mg/L时,白瓶中含氧量不再增加,所以此时光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素,③正确;若将e
klx光照下的白瓶置于b
klx光照下,光照减弱,光反应产生的[H]和ATP减少,三碳化合物的还原减慢,二氧化碳的固定继续进行,所以瓶中光合生物细胞内的C3含量会增加,C5含量会减少,④正确。
5.(2017湖南常德一中月考,17)某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10
mg/L,白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶,将它们分别置于六种不同的光照条件下,24小时后,实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量,记录数据如下,以下说法正确的是( )
B
光照强度(klx)
0(黑暗)
a
b
c
d
e
白瓶溶氧量(mg/L)
3
10
16
24
30
30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
3
3
3
3
①若只考虑光照强度,该深度湖水中所有
生物在晚上8
小时内呼吸消耗O2的量为
7/3
mg
②光照强度为a
klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡
③当该水层中的溶氧量达到30
mg/L时,光照强度将不再成为限制溶氧量增加的主要因素
④若将e
klx光照下的白瓶置于b
klx光照下,瓶中光合生物细胞内的C3含量会增加,C5含量会减少
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
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【解析】该图纵坐标分别表示光照下CO2的吸收量(即植物积累的有机物量)和黑暗中CO2的释放量(即呼吸作用消耗有机物),因此,光合作用制造的有机物应该是两条曲线的数值之和。35
℃时光合作用制造的有机物的量为(3.5+3)mg/h,30
℃时光合作用制造的有机物的量为(3.5+3)mg/h,故光照相同时间,35
℃时光合作用制造的有机物的量与30
℃时相等;制造有机物的量最多的应该不是25
℃而是30~35
℃,积累量最多的是25
℃;光合作用制造的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等的点应该是光照下植物不吸收CO2的点,而不是图中二者曲线的交点。
6.以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.光照相同时间,35
℃时光合作用制造的有机物的量与30
℃时相等
B.光照相同时间,在20
℃条件下植物积累的有机物的量最多
C.温度高于25
℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少
D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等
A
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1.光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动
CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向:一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。
(1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
(2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点应右移,反之左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。
2.光合作用与细胞呼吸的相关计算
(1)图表分析
项目
表示方法
净光合速率
CO2吸收量、O2释放量、C6H12O6积累量
真正光合速率
CO2固定量、O2产生量、C6H12O6制造量
呼吸速率(遮光条件下测得)
CO2释放量、O2吸收量、C6H12O6消耗量
(2)相关计算
植物的光合作用与细胞呼吸同时进行时,存在如下关系:
①光合作用实际产氧量(叶绿体产氧量)=实测植物氧气释放量+细胞呼吸耗氧量。
②光合作用实际CO2消耗量(叶绿体消耗CO2量)=实测植物CO2吸收量+细胞呼吸CO2释放量。
③光合作用葡萄糖净生产量(葡萄糖积累量)=光合作用实际葡萄糖生产量(叶绿体产生或合成的葡萄糖量)-细胞呼吸葡萄糖消耗量。
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1.实验原理
(1)提取:绿叶中的色素溶于有机溶剂________而不溶于水,可用________提取色素。
(2)分离:各种色素在层析液中溶解度不同,________的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种色素相互分离。
2.实验步骤
【考点知识突破答案检索】
1.(1)无水乙醇 无水乙醇 (2)溶解度高
2.少量二氧化硅、碳酸钙 铅笔 毛细吸管 画一条细线
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【解析】叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上或在囊状结构薄膜上,A正确;叶绿体中的四种色素不溶于水而溶于有机溶剂,如无水乙醇,B正确;据图信息可知:与滤液细线距离由远到近的分别是:丁、丙、乙、甲,叶绿体中的色素在层析液中溶解度越大的,随着层析液在滤纸条上的扩散速度越快,与滤液细线距离也就越远,因丁与滤液细线距离最远,故丁在层析液中溶解度最大,C错误;由上述也推出丁、丙、乙、甲分别代表的是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,菠菜叶发黄说明其中叶绿素含量少,即甲和乙含量减少,D正确。
1.下图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。下列说法不正确的是( )
A.叶绿体中的四种色素分布在类囊体薄膜上
B.四种色素均可溶于有机溶剂无水乙醇中
C.四种色素在层析液中溶解度最大的是甲
D.发黄菠菜叶中色素含量显著减少的是甲和乙
C
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【解析】绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条上,从上往下的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b,绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
2.某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”,做“绿叶中色素的提取与分离”实验。实验结果如右图所示,下列判断正确的是( )
A
选项
组别
滤纸条编号
判断依据
A
绿叶组
甲
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B
嫩黄叶组
甲
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
C
绿叶组
乙
上起的第一和第二条带较窄
D
嫩黄叶组
乙
上起的第一和第二条带较窄
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叶绿体中色素的提取和分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低(正确做法:
分次加入少量无水乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少,色素分子被破坏。
(2)滤纸条上色素带重叠
滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
(3)滤纸条上看不到色素带
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素的色素带。
忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
1.(2016新课标Ⅱ,4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是( )
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中,A正确;镁属于细胞中的无机盐范畴,可以离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,B正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,可见光不包括红外光和紫外光,C错误;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D正确。
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C
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【解析】正常生长的绿藻,照光培养一段时间,说明绿藻可以正常进行光合作用,用黑布遮光后,改变了绿藻光合作用的条件,此时光合作用的光反应停止,光反应的产物O2、ATP和[H](即NADPH)停止产生,所以A、C、D项所叙述现象会发生;光照停止后,暗反应中C3还原受影响,C5减少,CO2的固定减慢,B项所叙述现象不会发生。
B
2.(2014新课标Ⅰ,2)正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是( )
A.O2的产生停止
B.CO2的固定加快
C.ATP/ADP比值下降
D.NADPH/NADP+比值下降
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3.(2016新课标Ⅰ,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题。
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合
作用的限制因子是_____________。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可
以考虑的措施是提高_____(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_________。
【解析】(1)题图显示:光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增加而增加,由此可知:光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)氧气浓度主要影响植物的呼吸速率,因此b光照强度下要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高CO2浓度。(3)依题意可知:导致曲线图中甲、乙两组光合作用强度差异的原因是光照强度不同,即甲组模拟自然光照,乙组提供低光照;播种乙组植株产生的种子所得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,其植株叶片随光照强度变化的光合作用强度曲线与甲组的相同。据此能够得到的初步结论是乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。
答案
:(1)光照强度 (2)CO2浓度
(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的
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【解析】(1)根据本实验结果可知,相同温度条件下,小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快,但相对湿度相同时,小麦光合速率随温度的变化的变化不明显,由此可推知,中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度;进而得出:增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)比较实验组二、三、四可推知,小麦光合作用的最适温度在31
℃左右,而第四组的25
℃还远低于最适温度,所以在实验组中,若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2是以自由扩散方式进入叶肉细胞的,所以该过程不需要载体蛋白,也不需要消耗ATP。
答案
:(1)湿度(或答相对湿度) 在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大 增加
(2)四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
(3)不需要 不需要
4.(2016新课标Ⅲ,29)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:
组别
对照组
实验组一
实验组二
实验组三
实验组四
实验处理
温度/℃
36
36
36
31
25
相对湿度/%
17
27
52
52
52
实验结果
光合速率/(mgCO2·dm-2·h-1)
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题。
(1)根据本实验结果,可
以推测中午时对小麦光
合速率影响较大的环境
因素是__________________,其依据是________________________________;并可推测,_______
(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第_______组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是__________。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程________________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,________________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
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【解析】(1)依题意并结合表中信息可知:距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光,其内的水草不能进行光合作用,但能进行呼吸作用;3~7号试管内的水草在有光的条件下,溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映;1号试管为对照组,其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定,2~7号试管为实验组。综上所述,若50
min后,1号试管的溶液是浅绿色,则说明2~7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的;若1号试管的溶液是蓝色,说明2~7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管因遮光,其内的水草不能进行光合作用消耗CO2,但能通过呼吸作用释放CO2,所以试管内CO2浓度最高,X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同,均为浅绿色,说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度。
答案:
(1)光合作用与呼吸作用 不可靠的
(2)黄色 水草不能进行光合作用,只能进行呼吸作用,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
5.(2016新课标Ⅱ,32)BTB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
注: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________(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化,说明在此条件下水草_____________________________。
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1.光合作用探究历程中的2种同位素
(1)18O:鲁宾和卡门利用H218O和C18O2证明光合作用释放的氧气来自水。
(2)14C:卡尔文利用14CO2探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
2.光合作用的2个场所
(1)光反应:叶绿体类囊体薄膜。
(2)暗反应:叶绿体基质。
3.光合作用过程中的3种能量变化
光能→活跃的化学能(ATP)→稳定的化学能(糖类)
4.光合作用2个过程中的物质变化
(1)光反应
(2)暗反应
①CO2的固定:CO2+C5酶(――→)2C3
②C3的还原:2C3ATP、[H](CH2O)(C5)
③ATP水解:ATP酶(――→)ADP+Pi+能量
①水的光解:
②ATP形成:
5.提高光合作用强度的2种措施
(1)控制光照强弱和温度的高低。
(2)适当增加环境中的CO2浓度。
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易错点1 误认为用光照射叶绿体中提取的色素就能发生光反应
【点拨】叶绿体中的色素具有吸收、传递、转化光能的作用,但发生光反应除色素、光照之外,还需ADP、Pi、H2O、[H]、酶等。
易错点2 误认为暗反应被阻断时,光反应不会被阻断
【点拨】当暗反应被阻断时,光反应产生的[H]、ATP出现积累而使光反应受到抑制。
易错点3 误认为光反应产生的ATP可用于其他生命活动,线粒体产生的ATP可用于暗反应
【点拨】光反应产生的ATP仅用于暗反应C3化合物的还原,线粒体产生的ATP用于除光合作用之外的其他生命活动。
易错点4 持续光照与间断光照下光合作用制造的有机物的量不同
【点拨】如甲一直光照10分钟;乙光照5秒,黑暗5秒,持续20分钟,则光合作用制造的有机物甲<乙(暗反应时间长)。
易错点5 白天植物并不只进行光合作用
【点拨】(1)植物在白天时同时进行光合作用和细胞呼吸。CO2的吸收量是指植物从外界环境中吸收的CO2量,代表植物的净光合速率,植物实际光合速率应该包含植物呼吸产生的CO2量和从外界环境中吸收的CO2量。
(2)在黑暗中测得单位时间内CO2释放量即为呼吸速率,没有说明的情况下,白天也是一样的呼吸速率。
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第十一章
生态系统和环境保护
第2讲
生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
考点一 生态系统的物质循环
1.物质循环
2.碳循环
(1)碳在无机环境中的存在形式:主要为 和碳酸盐。
(2)碳在生物群落中的存在形式: 。
化学元素
生物群落
全球性
相互依存
载体
动力
CO2
含碳有机物
(3)填写碳循环模式图
图中:①
;②
;
③ ;④ ;
⑤
;⑥
。
(4)循环过程
①碳在生物群落和无机环境间的循环形式是_____________________________________________________。
②碳从无机环境到生物群落是通过 作用、 作用实现的。
③碳返回到无机环境则是通过
和 以及化石燃料的燃烧实现的。
3.温室效应
(1)形成原因:大量化石燃料的燃烧,大气中的
含量迅速增加;植被破坏,降低了对大气中 的调节能力,打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)影响:导致 ,加快极地和高山冰川的融化,导致海平面上升,进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
(3)缓解措施:
,增加绿地面积;减少 ;开发
。
光合作用
呼吸作用
摄食
呼吸作用
燃烧
分解作用
CO2
光合
化能合成
呼吸作用
微生物的分解作用
CO2
CO2
气温升高
植树造林
化石燃料的燃烧
清洁能源
【教材深挖】
1.既然生态系统中的物质是循环的,那为什么农田生态系统还需要经常施肥呢?请说出你的理由。
物质循环具有全球性,是在生物圈内进行的。农田是一个相对范围较小的生态系统,物质不一定能实现循环,同时农田中不断有粮食作物的输出,因此需要不断施入肥料。
(1)甲、乙、丙、丁分别代表生态系统的什么成分?并简述判断的理由。
甲和丁之间有双向箭头,且其他几种成分都有箭头指向丁,所以丁为大气中的CO2库,甲为生产者;甲和乙都有箭头指向丙,所以丙为分解者,则乙为消费者。
(2)碳在甲、乙、丙之间的流动形式是什么?在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式又是什么?
碳在甲、乙、丙之间的流动形式是含碳有机物,在甲(或乙或丙)与丁之间的流动形式是CO2。
(3)图中的字母分别表示什么过程?
2.下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。请据图思考下列问题:
b代表光合作用或化能合成作用。d和c代表细胞呼吸,f代表微生物的分解作用,a代表捕食,e和g代表动植物的遗体、排出物等提供给分解者。
1.(2017山东德州陵城一中摸底,32)下图表示生物圈中碳循环过程,其中A、B、C表示生态系统的不同成分。下列有关该图的分析正确的是( )
A.图中生态系统中的食物链是A→B→C
B.③⑥⑦都属于细胞呼吸
C.碳循环具有全球性,氮循环不具有全球性
D.提高③过程有利于维持大气中的碳、氧平衡
【解析】B是生产者,A是分解者,C是消费者,食物链一般由生产者和消费者构成。碳循环和氮循环都具有全球性、反复流动、物质不灭性。提高④光合作用过程有利于维持碳元素和氧元素的平衡。
B
2.如图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析错误的是( )
【解析】生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足,A正确;A是消费者,C是生产者,碳在生物群落中以有机物的形式循环,在生物群落和无机环境之间以二氧化碳的形式循环,B错误;E为化石燃料,若对此过度开发利用会导致温室效应的产生,C正确;能量是物质循环的动力,物质是能量的载体,D正确。
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.A是消费者,C是生产者,碳在各成分间以CO2的形式传递
C.对E过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程需要能量驱动,同时又是能量的载体
B
3.如图是一个农业生态系统模式图,关于该系统的叙述,错误的是( )
A.微生物也能利用农作物通过光合作用储存的能量
B.沼气池中的微生物也是该生态系统的分解者
C.沼渣、沼液作为肥料还田,使能量能够循环利用
D.多途径利用农作物可提高该系统的能量利用效率
【解析】沼气池中的微生物将有机物分解为无机物,是分解者;能量流动只能单向流动、逐级递减,不能循环利用;该模式提高了能量的利用率,使能量尽可能多地流向对人类最有益的部分。
C
对物质循环过程相关图解的识别
(1)碳循环过程示意图
(2)将上图换成字母,如下面三种变式图。据图判断A、B、C、D各代表哪种成分。
①图1——先根据双向箭头判断:A和B应为生产者和非生物的物质和能量,不能写“无机环境”,也不能写“生物类别”。再根据A→D、C→D判断:C为消费者,剩下的D为分解者。
②图2——根据A与C之间的双向箭头判断:A是生产者,C是非生物的物质和能量。根据A、B、D的箭头都指向E,可进一步判断:B是初级消费者,D是次级消费者,E是分解者。
③图3——根据A与E之间的双向箭头判断:A为非生物的物质和能量,E为生产者。然后观察剩余的几个成分,其中其他生物部分的箭头都指向C,所以C是分解者,剩余的B、D、F则为消费者。整个图解中,食物链是E→F→D→B。
考点二 生态系统的信息传递及稳定性
1.信息的种类、特点、来源及实例(连线)
种类
①物理信息
②化学信息
③行为信息
特点
a.动物特定行为
b.物理过程传递
c.信息素传递
来源
Ⅰ.动物代谢活动
Ⅱ.动物异常表现和行为
Ⅲ.外界环境或生物
实例
A.生物碱、有机酸
B.求偶炫耀
C.光、声、温湿度
①-b-Ⅲ-C ②-c-Ⅰ-A ③-a-Ⅱ-B
2.信息的作用及应用
3.生态系统的稳定性
(1)概念:生态系统所具有的 自身结构和功能相对稳定的能力。
(2)原因:生态系统具有一定的 能力。
(3)自我调节能力
①基础:________________________________________________。
②特点:________________________________________________。
③生态系统的结构与自我调节能力的关系
正常进行
繁衍
种间关系
保持或恢复
自我调节
负反馈调节
具有一定限度
(4)类型
类型
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
区
别
实质
自身结构与功能相对稳定
自身结构与功能
核心
抵抗干扰、 原状
, 原状
影响因素
联
系
二者呈负相关,a为 稳定性,b为 稳定性
弱
低
强
高
保持
恢复
保持
遭到破坏
恢复
多
强
高
低
抵抗力
恢复力
(5)提高生态系统稳定性的措施
①控制对生态系统 的程度,对生态系统的利用应该适度,不应超过生态系统的 。
②对人类利用强度较大的生态系统,实施相应的 投入,保证生态系统 的协调。
干扰
自我调节能力
物质、能量
内部结构与功能
【教材深挖】
1.试从信息传递角度分析,可通过哪些方法进行害虫防治?
可在田间释放大量人工合成的性引诱剂,干扰害虫正常交尾,达到降低害虫数量的目的。
2.下图为抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定性的关系图,依图回答下列问题。
(1)图中y的含义是什么?热带雨林和草原生态系统相比,谁的y值更大?
y表示一个外来干扰使之偏离这一范围的大小,偏离的大小可以作为抵抗力稳定性强弱的指标,偏离大说明抵抗力稳定性弱,反之,抵抗力稳定性强,如热带雨林与草原生态系统相比,受到相同干扰,草原生态系统的y值要大于热带雨林的y值。
(2)x表示什么?其大小预示着什么?
x可以表示恢复到原状态所需的时间;x越大,表示恢复力稳定性越弱,反之,恢复力稳定性强。
(3)请诠释TS内涵及其意义。
TS表示曲线与正常范围之间所围成的面积,可作为总稳定性的定量指标,这一面积越大,即x与y越大,说明这个生态系统的总稳定性越低。
1.下列有关生态系统中信息传递的说法,不正确的是( )
A.信息传递应用在农业生产中,不仅可以提高农产品的产量,也可以对有害动物进行控制
B.任何生命形式,如果没有接受信息、处理信息和利用信息的能力,就无法适应环境
C.植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于行为信息
D.在任何生态系统中,能量、物质和信息三者之间的关系都是密不可分的
【解析】植物生命活动过程中产生的生物碱、有机酸等代谢产物属于化学信息,而不是行为信息,C错误。
C
2.萤火虫通过闪光来识别同伴;草原上的鸟在发现天敌后,雄鸟急速起飞,扇动翅膀为雌鸟发出信号;某种植物根系能分泌一种使休眠的真菌孢子萌发的化合物,如将这类物质在作物播种前施入土中,就可以使休眠的真菌孢子提前萌发,使其找不到寄主而死亡。以上三个实例分别体现了哪一类信息的作用( )
A.物理信息、化学信息、行为信息
B.物理信息、行为信息、化学信息
C.行为信息、物理信息、化学信息
D.化学信息、行为信息、物理信息
【解析】萤火虫发出的光属于物理信息;雄鸟的扇动翅膀属于行为信息;植物根系产生的化合物属于化学信息。
B
3.下列有关生态系统稳定性的叙述,不正确的是( )
A.生态系统具有自我调节能力,这是生态系统稳定性的基础
B.生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生态系统稳定性
C.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其间接价值
D.生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,生态系统恢复力稳定性就越高
【解析】生态系统中的组成成分越多,食物网越复杂,自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,D错误。
4.如图表示正常生态系统受到一定程度的干扰后,生态系统稳定性的变化。下列说法错误的是( )
A.在受到干扰之前,曲线在正常范围内波动是由于该生态系统具有自我调节能力
B.在受到干扰后,曲线偏离正常范围时间越晚和幅度越小,说明生态系统的抵抗力稳定性越高
C.S2所代表的面积越大,生态系统的恢复力稳定性越高
D.S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高
【解析】由于生态系统具有一定的自我调节能力,因此,生态系统具有一定的稳定性,A正确;生态系统的抵抗力稳定性越高,受到干扰后,曲线偏离正常范围的时间越晚,幅度越小,B正确;生态系统的恢复力稳定性越高,受到干扰后曲线回到正常范围的时间越短,曲线围成的面积S2越小,C错误;读图可知,S3所代表的面积越小,生态系统的稳定性越高,D正确。
D
C
1.抵抗力稳定性与自我调节能力的大小关系
2.两类反馈调节的比较
项目
正反馈
负反馈
调节
方式
加速最初发生变化的那种成分所引起的变化
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所引起的变化
结果
常使生态系统远离稳态
有利于生态系统保持相对稳定
实例
分析
已受污染的湖泊污染加剧
草原上食草动物与植物的平衡
1.(2016天津高考,3)在丝瓜地生态系统中,丝瓜、昆虫甲、昆虫乙存在捕食关系。如图为某年度调查甲、乙两种昆虫种群数量变化的结果。下列叙述正确的是( )
A.该丝瓜地的碳循环在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成
B.依据随机取样原则统计成虫数量可计算出昆虫种群密度
C.乙与甲的数量比值代表两种昆虫间的能量传递效率
D.乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量
【解析】碳循环具有全球性,不能在丝瓜、昆虫与无机环境之间完成,A项错误;计算昆虫种群密度时,要统计昆虫中所有个体的数量,而不是只统计成虫数量,取样时要遵循随机取样原则,B项错误;食物链中,生物个体大小不同,不同生物身体中各类有机物的比例不同,所以各营养级的数量比值不能代表它们之间的能量传递效率,C项错误;从图中可以看出,甲昆虫的数量先上升,乙昆虫的数量后上升,所以乙昆虫捕食甲昆虫,因此乙数量的增加会减少甲种群对丝瓜的摄食量,D项正确。
D
2.(2016新课标Ⅰ,5)在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验,并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误的是( )
A.生态系统的物质循环和能量流动有其自身的运行规律
B.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复利用
C.“退耕还林、还草”是体现自然与人和谐统一思想的实例
D.人类应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准
【解析】生态系统的物质循环和能量流动的渠道都是食物链和食物网,前者具有全球性,可以被生物群落循环反复利用,后者是单向流动、逐级递减的,二者都有其自身的运行规律,A正确,B错误;“退耕还林、还草”是提高并保持生态系统稳定性的重要措施,是体现自然与人和谐统一思想的实例,C正确;人类的活动应该遵循生态系统的客观规律,应以保持生态系统相对稳定为原则,确定自己的消耗标准,D正确。
B
3.(2015新课标Ⅱ,4)下列有关生态系统的叙述,错误的是( )
A.生态系统的组成成分中含有非生物成分
B.生态系统相对稳定时无能量输入和散失
C.生态系统维持相对稳定离不开信息传递
D.负反馈调节有利于生态系统保持相对稳定
【解析】生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者,A正确;生态系统相对稳定时能量的输入和散失达到一种动态平衡状态,B错误;生态系统的信息传递能够调节生物的种间关系,有利于生态系统的稳定,C正确;负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础,有利于生态系统保持相对稳定,D正确。
B
4.(2016新课标Ⅲ,31)冻原生态系统因其生物的生存条件十分严酷而独具特色,有人曾将该生态系统所处的地区称为“不毛之地”。回答下列问题。
(1)由于温度的限制作用,冻原上物种的丰富度较低。丰富度是指
。
(2)与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累,其原因是__________________________________________。
(3)通常,生态系统的食物链不会很长,原因是 ___________ _________________________________ 。
群落中物种数目的多少
低温下,分解者的分解作用弱
能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的
【解析】(1)物种丰富度是指群落中物种数目的多少。
(2)由于冻原生态系统中的温度较低,不利于土壤中微生物(分解者)对土壤有机物的分解,所以与热带森林生态系统相比,通常冻原生态系统有利于土壤有机物质的积累。
(3)在一个生态系统中,营养级越多,在能量流动过程中消耗的能量就越多,所以生态系统中的食物链一般不超过4~5个,不会很长。
5.(2016江苏高考,27)高密度水产养殖常会引起池塘水体富营养化,影响养殖。下图为利用稻田生态系统净化鱼塘尾水的示意图,箭头所指为水流方向。请回答下列问题。
(1)鱼塘大量投饵后,水体常会出现有害的硫化物,这些硫化物最可能是饵料中的 分解产生的。
(2)图示系统在实现了水资源循环利用的同时,鱼塘富营养化水还为水稻生长提供了一定的 元素营养。
(3)为调查图中稻田害虫的发生状况,可采用 法,分别统计 的种群密度。
蛋白质
N、P
五点取样
各种害虫
(5)出现藻类水华的鱼塘尾水流经稻田后,B处水样中藻类数量大大减少。从生态学角度分析,藻类数量减少的原因有________________________________________________________________________。
(4)通过稻田净化,B处水样中可溶性有机物浓度比A处显著下降,其主要原因是在稻田中的 (填序号)微生物分解了大量有机物。
①好氧 ②光合放氧 ③厌氧 ④兼性厌氧
①③④
竞争光照和营养、动物摄食、微生物等产生杀藻物质
【解析】(1)S是蛋白质中的标志元素。(2)富营养化是水体中N、P元素含量过高造成的。(3)该稻田呈正方形,可采用五点取样法调查稻田害虫的发生情况,分别统计各种害虫的种群密度。(4)稻田中有机物的分解主要通过好氧微生物、厌氧微生物及兼性厌氧微生物的分解作用。(5)水稻与藻类竞争光照和营养、动物摄食、微生物等产生杀藻物质,导致藻类数量减少。
6.(2015海南高考,28)回答下列关于红树林生态系统的问题。
(1)红树林具有调节气候、保护海岸的作用。从生物多样性价值的角度分析,这种作用所具有的价值属于 (填“间接”或“潜在”)价值。
(2)某红树林生态系统的碳循环如图所示。图中A是一种气体,B、C、D、E和F表示生物成分,箭头表示碳流动的方向。
图中A表示 ,生物成分E表示 ,生物成分F表示 ,
表示初级消费者。
间接
大气中CO2库
生产者
分解者
C
【解析】
(1)红树林对生态系统起到重要调节作用,属于间接价值。(2)双向箭头两端分别为生产者和大气中的CO2库(无机环境),分析图示可知:A表示大气中CO2,E表示生产者,F表示分解者,C表示初级消费者。
必记必辨通关
1.生态系统的物质循环
(1)循环的对象:化学元素。
(2)循环的范围:无机环境和生物群落。
(3)循环的特点:具有全球性;往复循环利用。
2.大气中CO2的三个主要来源
(1)生产者、消费者的呼吸作用。
(2)分解者的分解作用。
(3)化石燃料的燃烧。
3.能量流动和物质循环的两个关系
(1)物质是能量流动的载体。
(2)能量是物质循环的动力。
4.生态系统中的三类信息
(1)物理信息:包括声、光、颜色等。
(2)化学信息:生物依靠自身代谢产生的化学物质,如生长素、性外激素等。
(3)行为信息:如孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀等。
5.生态系统信息传递的方向和范围
(1)方向:双向传递。
(2)范围:个体与个体之间、种群之间、生物与无机环境之间。
6.生态系统的三个稳定性
(1)生态系统的稳定性:保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
(2)抵抗力稳定性:抵抗外界干扰,保持原状的能力。
(3)恢复力稳定性:受到干扰后恢复原状的能力。
易错点1 误认为生物多样性程度高,生态系统的抵抗力稳定性一定就强
【点拨】
生物多样性程度高,并同时满足营养结构复杂才会使生态系统的抵抗力稳定性高。
易错点2 误认为生态系统的稳定性与生物种类有关,与生物数量无关
【点拨】
生物数量多,会增加基因多样性,为自然选择提供更多选择的材料,从而增加生态系统的稳定性。
易错点3 生态系统信息传递范围理解不清
【点拨】
信息传递范围:种群内部个体之间、种群之间及生物与无机环境之间,不包括细胞之间的传递。
易错点4 抵抗力稳定性与恢复力稳定性并不都呈负相关
【点拨】
在某些特殊生态系统中,抵抗力稳定性和恢复力稳定性都很低,如北极苔原生态系统和荒漠生态系统。
易错点5 抵抗力稳定性和恢复力稳定性的判断
【点拨】
某一生态系统在彻底破坏之前,受到外界干扰,遭到一定程度的破坏而恢复的过程,应为抵抗力稳定性,如河流轻度污染的净化;若遭到彻底破坏,则其恢复过程应为恢复力稳定性,如火灾后草原的恢复等。第九单元综合测评
一、选择题
1.(2017黑龙江大庆中学期中,30)某校生物兴趣小组把一个胚芽鞘尖端放在一块琼脂块上,琼脂块的中央被云母片隔开,同时被一个纸盒罩住,纸盒的一侧开口,有单侧光照(如下图1所示)。经过以下三种方法处理一段时间:仅纸盒转动、仅胚芽鞘和琼脂块转动、整个装置同时转动,然后分别把甲、乙所示琼脂块放在三个切去尖端胚芽鞘的切口上(如下图2)。胚芽鞘的生长状况分别是( )
A.直立生长、向右弯曲生长、向右弯曲生长
B.向左弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长
C.向左弯曲生长、向右弯曲生长、直立生长
D.向右弯曲生长、直立生长、向右弯曲生长
2.在如图所示的实验中,对实验结果预测正确的是( )
A.上述四组实验中最先发育为侧枝的是侧芽4
B.上述四组实验中最先发育为侧枝的是侧芽3
C.主枝仍能直立生长的只有丙
D.能弯向光源生长的只有丁
3.研究人员探究蔗糖(Sue)、一定浓度的吲哚乙酸(IAA)对某植物幼茎细胞伸长的影响,与空白对照组相比,得到了下图所示的实验结果。据此可判断( )
A.Sue抑制幼茎细胞伸长
B.Sue和IAA还能促进根细胞的伸长
C.IAA是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一
D.高浓度的IAA对细胞伸长具有抑制作用
4.(2017山西阳高一中月考,2)为提高棉花纤维的长度,研究者取开花前2天(未受精)的棉花胚珠细胞(A)和开花当天(受精)的棉花胚珠细胞(B)在体外培养,于不同时间分别给予不同的激素。实验结果见下表:
第1组
第2组
第3组
第4组
A
B
A
B
A
B
A
B
在培养液中添加的激素
生长素
赤霉素
生长素+赤霉素
后期再添加生长素和赤霉素
培养结果
均产生了纤维细胞并使之伸长
均产生了纤维细胞并使之伸长
均产生了纤维细胞并使之伸长
均没有纤维细胞产生
上述实验表明( )
A.两种激素均能引起棉花胚珠细胞分化和伸长
B.受精与否决定了棉花胚珠细胞的分化和伸长
C.只要添加两种激素棉花细胞就能分化和伸长
D.两种激素共同使用和单独使用的结果不同
5.下列关于植物激素、植物生长调节剂的叙述中,不合理的是( )
A.植物激素不直接参与细胞代谢,只传递调节代谢的信息
B.用一定浓度的赤霉素处理种子可以促进其萌发
C.高浓度的生长素及生长素类似物可除去小麦田间的双子叶杂草
D.生长素、脱落酸和乙烯在促进植物生长方面存在协同关系
6.(2017河北衡水中学五调,5)图甲所示为燕麦胚芽鞘的向光性实验;图乙所示为水平放置于地面的幼苗根与茎的生长情况;图丙所示为生长素浓度与根(或芽、茎)生长的关系。下列实验现象及解释合理的是( )
A.图甲中胚芽鞘尖端的背光侧生长素浓度大于向光侧是生长素极性运输造成的
B.图甲中胚芽鞘向光弯曲生长时,其背光侧生长素浓度接近图丙中的B浓度
C.图乙中幼苗茎3、茎4处的生长素浓度分别位于图丙中的C点之前和之后
D.图乙中根1处的生长素浓度大于根2处,所以幼苗根呈现向地生长现象
7.(2017辽宁大连二模,5)某同学探索萘乙酸促进某种柳树插条生根的最适浓度,下表记录了所做实验处理及萘乙酸处理插条生根数与无萘乙酸处理插条生根数的比值。据表分析不能确定的是( )
萘乙酸(mg/L)
0
100
500
1
000
1
500
2
000
2
500
插条平均生根数比值
1
1.2
3.45
2.95
1
0.45
0
A.无萘乙酸处理的插条生根是自身激素作用的结果
B.浓度低于50
mg/L的萘乙酸将会促进插条生根
C.插条生根处理的最适萘乙酸浓度为500
mg/L
D.浓度为1
500
mg/L以上的萘乙酸将会抑制插条生根
二、非选择题
8.(2017江苏南通海安实验中学期中,29)人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。取月季幼茎等长切段(无芽和无叶)若干均分为四组,a组浸泡在蒸馏水中,其他三组分别浸泡在不同浓度(其中有高浓度、低浓度和最适浓度)的生长素类似物甲溶液中,培养一段时间后,测量并记录各组切段的平均长度,实验重复两次,结果如图1所示。图2所示为生长素类似物乙在X、Y和Z三种浓度下对该植物茎段侧芽生长的影响,请回答下列问题:
(1)生长素在成熟植物组织中可通过________(结构)进行非极性运输。
(2)实验前的幼茎切段应浸泡在蒸馏水中,其目的是
________________________________________________________________________。
(3)图1中,d组使用的生长素浓度为________,实验数据说明三种浓度的生长素类似物甲溶液对切段的生长的影响是_______________________________________。
(4)分析图2可知,X浓度的乙对微型月季茎段侧芽生长具有________作用,X浓度、Y浓度和Z浓度之间的大小关系是________。
(5)为探究3
μmol/L的生长素类似物甲和0.5
μmol/L的生长素类似物乙对月季插条生根的复合影响,应设计________种培养液。
9.(2017广东广州执信中学期中,34)研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长长度(单位:mm)影响的实验,连续观察几天,结果见下表。分析回答问题:
组
操作
第1天
第3天
第5天
第7天
第9天
甲
顶芽保留
0
0
0
0
0
乙
去顶芽,切口涂抹生长素
0
2
5
7
10
丙
顶芽保留,侧芽涂抹细胞分裂素
0
10
20
40
60
丁
去顶芽
0
20
40
60
80
戊
去顶芽,切口涂抹赤霉素
0
30
65
140
140
(1)植物激素是植物细胞之间传递________的分子。
(2)经研究发现,侧芽的生长素浓度远高于顶芽,但顶芽的生长素仍可向侧芽运输,这说明在此过程中生长素的运输方式是________。
(3)比较甲、乙、丁,可知________对侧芽的生长有抑制作用;比较________,可知赤霉素能明显促进侧芽的伸长;比较甲、丙、丁可知________。
(4)研究者用生长素类似物处理细胞得到的结果如下表所示,据此分析,生长素类似物作用于植物细胞的分子机制是________。
细胞内物质含量比值
处理前
处理后
DNA?RNA?蛋白质
1?3.1?11
1?5.4?21.7
第九单元综合测评
1.D 【解析】仅纸盒转动时,胚芽鞘始终只有右侧受到单侧光照射,所以甲所含的生长素浓度高于乙,图2中胚芽鞘向右弯曲生长;仅胚芽鞘和琼脂块转动时,相当于胚芽鞘的每一侧都均匀受光,所以甲所含的生长素浓度等于乙,图2中胚芽鞘直立生长;整个装置同时转动时,始终是靠开口的一侧受到光照,所以甲所含的生长素浓度高于乙,图2中胚芽鞘向右弯曲生长。
2.D 【解析】上述四组实验中最先发育为侧枝的是侧芽2,A错误;由A分析可知,B错误;主枝仍能直立生长的是甲、丙,C错误;丁给以单侧光照,植物会弯向光源生长,甲、乙、丙没有尖端,不能接受单侧光照,因此甲、乙、丙不能向光弯曲,D正确。
3.C 【解析】与对照组对照,Sue组促进幼茎细胞伸长,A错误;图中没有体现Sue和IAA对根细胞伸长的作用效果,B错误;单独使用Sue组促进幼茎细胞伸长不显著,而Sue+IAA组促进效果显著,故IAA是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一,C正确;图中没有体现不同IAA浓度对细胞伸长的影响,D错误。
4.A 【解析】依题意可知:A组是没有受精的棉花胚珠细胞,B组是受精的棉花胚珠细胞,第1、2组实验结果说明,两种激素均能引起棉花胚珠细胞分化和伸长,与受精与否无关,A正确,B错误;第1、2、3、4组实验结果说明,两种激素单独使用与共同使用均能引起棉花胚珠细胞的分化和伸长,棉花胚珠细胞的分化和伸长与两种激素单独使用和共同使用无关,但是与添加的时间早晚有关,C、D错误。
5.D 【解析】植物激素只传递调节代谢的信息,并不参与细胞内的代谢活动,A正确;赤霉素能促进种子萌发,所以播种前用一定浓度的赤霉素溶液浸泡种子,可以促进种子的萌发,B正确;高浓度的生长素及生长素类似物可以用来除去小麦田间的双子叶杂草,因为双子叶植物比单子叶植物对生长素及生长素类似物更敏感,C正确;脱落酸和乙烯对植物的生长均起抑制作用,二者间为协同关系,生长素对植物的生长起促进作用,脱落酸和乙烯与生长素间均为拮抗关系,D错误。
6.B 【解析】图甲中胚芽鞘尖端的背光侧生长素浓度大于向光侧是由于在单侧光的照射下,生长素在尖端横向运输,即由向光侧移向背光侧,A错误;图甲中胚芽鞘向光弯曲生长时,其向光侧的生长素向背光侧运输,背光侧生长素浓度较高,促进作用较强,接近于图丙中B浓度,B正确;图乙中幼苗茎3、茎4处均是促进生长,对应的生长素浓度均在图丙中的C之前,C错误;由于重力作用,图乙中根1处生长素浓度小于根2处,D错误。
7.C 【解析】插条自身含有植物激素,则没用萘乙酸处理,插条也可能会生根,A正确;从表格中数据可以看出,当萘乙酸浓度低于1
500
mg/L时,都会促进插条生根,B正确;从表格中数据可以看出,当萘乙酸浓度为500
mg/L时插条生根数目最多,但该浓度不一定是最适浓度,C错误;据图示数据可知,浓度为1
500
mg/L时既不促进,也不抑制生根,故1
500
mg/L以上的萘乙酸将会抑制插条生根,D正确。
8.(1)韧皮部 (2)消除茎内原有激素对实验的影响
(3)最适浓度 均起促进作用
(4)抑制 X>Y且X>Z,Y与Z之间的大小关系不能确定
(5)4
【解析】(1)生长素在植物成熟组织中可通过韧皮部进行非极性运输。(2)为消除茎内原有激素对实验的影响,实验前的幼茎切段应浸泡在蒸馏水中。(3)由图1可知,a组是对照组,实验组切段的平均长度都大于对照组,说明三种浓度的生长素溶液均能促进茎段的生长。而在最适浓度下,植物茎切段伸长的效果最好。(4)图2显示X浓度下月季茎段侧芽生长量低于空白对照的,说明该浓度抑制月季茎段侧芽生长。生长素作用具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长,X浓度下月季茎段侧芽生长量低于空白对照组,而Z浓度和Y浓度下月季茎段侧芽生长量高于空白对照组,说明X浓度为高浓度,而Z浓度和Y浓度均为低浓度,即X>Y,X>Z,但Y与Z之间的大小关系不能确定。(5)为探究3
μmol/L的生长素类似物甲和0.5
μmol/L的生长素类似物乙对月季插条生根的复合影响,应设计4种培养液,即空白对照培养液,只含0.5
μmol/L生长素类似物乙的培养液,只含3
μmol/L生长素类似物甲的培养液,含3
μmol/L生长素类似物甲和0.5
μmol/L生长素类似物乙的混合培养液。
9.(1)信息 (2)主动运输 (3)顶芽 丁、戊 细胞分裂素有解除顶芽对侧芽生长抑制的作用 (4)通过促进基因的表达(或转录和翻译)过程来实现相关调节
【解析】(1)植物激素是植物体内产生的从产生部位运送到作用部位的具有调节作用的微量有机物,所以属于信息分子。(2)侧芽生长素浓度高,而顶芽产生的生长素仍然可以运送到侧芽,说明是从低浓度到高浓度运输,因此是主动运输。(3)由甲、乙、丁三组可知,顶芽对侧芽的生长有抑制作用,因此去除顶芽后能促进侧芽的生长。比较丁和戊可以说明赤霉素能明显促进侧芽的伸长。甲、丙、丁的自变量为是否有顶芽及去除顶芽后是否涂抹细胞分裂素,根据实验数据可知,细胞分裂素具有解除顶芽对侧芽生长抑制的作用。(4)由数据分析可知,实验处理后RNA的比值和蛋白质的比值明显比原来增加,说明是通过促进基因的转录和翻译来调节。(共24张PPT)
第一单元
细胞及其分子组成
第1讲
走近细胞
【考点知识突破答案检索】
1.活细胞 单个细胞 各种分化的细胞
3.细胞 个体 群落
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
2.病毒的三特征
(1)无细胞结构。
(2)专营寄生生活(只有在活细胞中才能表现出活性)。
(3)只有一种核酸,DNA或RNA。
3.生命系统的结构层次
1.生命活动离不开细胞
【教材深挖】
1.下图为病毒模式图,依图回答问题。
(1)上图的3种病毒中a物质的合成场所是什么?
寄主细胞的核糖体。
(2)图1和图3病毒为何比图2病毒更容易发生变异?
图1、图3病毒遗传物质为RNA,呈单链,不稳定,更易变异。
2.是否所有的生物都必须具有生命系统的全部结构层次?不是,如植物没有“系统”这一层次,单细胞生物没有组织、器官、系统等层次。
1.(2017甘肃武威二中月考,1)诺如病毒是一种感染性极强的RNA病毒,主要会引起胃肠道感染,使人体出现呕吐、腹泻等症状。下列有关诺如病毒的叙述,正确的是(
)
A.属于原核生物中的一种
B.可作为抗原被淋巴因子识别
C.容易发生变异,可造成人体反复感染
D.利用自身的核糖体合成病毒蛋白
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
C
【解析】病毒没有细胞结构,不属于原核生物,A错误;淋巴因子不具有识别抗原的能力,B错误;诺如病毒的遗传物质是单链RNA,结构不稳定,容易发生变异,可造成人体反复感染,C正确;诺如病毒是利用寄主细胞的核糖体合成病毒蛋白的,D错误。
2.乙型肝炎病毒(HBV)是一种很小的病毒,它属于嗜肝脱氧核糖核酸(DNA)病毒组中的一个成员。下列与该病毒相关的叙述正确的是( )
A.用培养基进行HBV培养时,应适当添加动物血清
B.HBV结构简单,仅含有核糖体一种细胞器
C.分析HBV碱基种类和比例可确定其遗传物质的类型
D.HBV再次侵入人体时,记忆细胞迅速产生大量抗体
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
C
【解析】病毒是寄生在活细胞内的生物,不能用培养基培养;病毒没有细胞结构,也就没有核糖体,A、B错误;分析HBV碱基种类和比例可以确定其遗传物质是DNA还是RNA,是双链还是单链,C正确;HBV再次侵入人体时,记忆细胞会迅速增殖、分化出大量的浆细胞,由浆细胞产生抗体,D错误。
3.(2017广东佛山一中段考,8)地球上瑰丽的生命画卷,在常人看来是芸芸众生,千姿百态。但是在生物学家的眼中,它们却是富有层次的生命系统。下列各组合中,能体现生命系统的层次由简单到复杂的正确顺序是( )
①肝脏 ②血液 ③神经元 ④蓝藻 ⑤细胞内各种化合物 ⑥病毒 ⑦同一片草地上的所有山羊 ⑧某池塘中的所有鱼 ⑨一片森林 ⑩某农田中的所有生物
A.③②①④⑦⑩⑨
B.⑤②①④⑦⑩⑨
C.③②①④⑦⑧⑩⑨
D.⑤⑥③②①④⑦⑩⑨
A
【解析】细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命活动均离不开细胞,动物的个体层次包括细胞、组织、器官、系统,植物的个体层次无系统层次,对于单细胞生物来说,只靠一个细胞即能完成各种生命活动,因此乳酸饮料中的一个乳酸菌既是细胞层次,也是个体层次。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
4.乳酸饮料中的一个乳酸菌对应于生命系统的哪一层次(
)
A.细胞
B.器官
C.
种群
D.
生态系统
【解析】细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命活动均离不开细胞,动物的个体层次包括细胞、组织、器官、系统,植物的个体层次无系统层次,对于单细胞生物来说,只靠一个细胞即能完成各种生命活动,因此乳酸饮料中的一个乳酸菌既是细胞层次,也是个体层次。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
A
(1)病毒无细胞结构,在生物学分类上独立成界,既不属于真核生物,也不属于原核生物。
(2)病毒的遗传物质为DNA或RNA,故每种病毒的碱基和核苷酸各有4种;在病毒增殖过程中,病毒只提供模板,氨基酸原料、核苷酸原料、核糖体、tRNA都由寄主提供。
2.生命系统结构层次辨析
(1)分子、原子、化合物、病毒不属于生命系统的结构层次。
(2)生命系统包括生态系统,所以也包括其中的无机环境。
(3)并非所有生物都具有生命系统的各个层次,如植物没有系统这一层次;单细胞生物没有组织、器官、系统这三个层次。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.病毒的知识构建
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.原核细胞与真核细胞的比较
(1)图1代表的细胞与图2细胞最主要的区别是____________________________。
(2)写出图1中下列结构的名称:
①__________;⑤__________。
(3)图1蓝藻细胞中无图2细胞中③________,但它也能进行光合作用的原因是______________________及光合作用所需要的酶。
(4)图1和图2细胞的统一性表现在:都有细胞膜、核糖体和________。
(2)易混淆的真核生物:一(衣藻)团(藻)酵母(菌)发霉(菌)了。
2.细胞学说
(1)建立过程[连一连]
①1655年 a.魏尔肖
Ⅰ.创立了细胞学说
②19世纪80年代
b.虎克
Ⅱ.发现并命名细胞
③1858年
c.和施旺(施莱登)
Ⅲ.分裂产生新细
胞(提出细胞通过)
巧记
(1)常见原核生物的“一、二、三”
【考点知识突破答案检索】
1.(1)没有以核膜为界限的细胞核 (2)拟核 核糖体 (3)叶绿体 含有藻蓝素和叶绿素 (4)DNA分子 2.(1)①-b-Ⅱ ②-c-Ⅰ ③-a-Ⅲ (2)①细胞
细胞和细胞产物
②相对独立 ③老细胞 (3)细胞
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高考真题感悟
必记必辨通关
【教材深挖】
1.请从分子水平上分析细胞多样性的直接原因和根本原因?
(1)直接原因:构成细胞的蛋白质分子结构不同。(2)根本原因:不同个体的细胞中含有的DNA不同;同一个体不同类型细胞的形成是基因选择性表达的结果。
2.右图中的三个圆圈a、b、c分别表示含有细胞壁、核糖体、中心体的细胞,那么阴影部分表示的细胞可能是①~④中的哪种细胞?说明理由。
①肝细胞
②衣藻细胞
③乳酸菌细胞
④棉花叶肉细胞
② ①~④中均有核糖体,①无细胞壁,③④无中心体,只有②(衣藻)既
有细胞壁、又有中心体。
(2)内容
①细胞是一个有机体,一切动植物都由________发育而来,并由__________所构成。
②细胞是一个______的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
③新细胞可以从________中产生。
(3)意义
通过对动植物细胞的研究,揭示了________的统一性和生物体结构的统一性。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.(2017河北定州中学月考,11)支原体感染引起的传染性尿道炎较
难治愈。右图是支原体细胞结构示意图,相关叙述正确的是( )
A.支原体细胞通过有丝分裂增殖
B.细胞膜和核糖体构成支原体的生物膜系统
C.mRNA合成的同时会有多个核糖体结合到mRNA上
D.青霉素能抑制细胞壁的形成,可用于治疗支原体感染引起的疾病
【解析】支原体是原核生物,细胞分裂方式为二分裂,A错误;核糖体是无膜结构的细胞器,B错误;由于支原体的拟核没有核膜包被着,所以当转录还没有完成时,翻译就已开始进行,C正确;从题图上看,支原体没有细胞壁,因此青霉素对支原体不起作用,D错误。
C
2.2016年3月24日是第21个“世界防治结核病日”,2016年的主题为:“社会共同努力,消除结核危害”。下列关于结核杆菌的叙述正确的是( )
A.高倍镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内
B.该菌是好氧菌,其生命活动所需能量主要由线粒体提供
C.该菌感染机体后能快速繁殖,表明其可抵抗溶酶体的消化降解
D.该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分泌运输到相应部位
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
【解析】结核杆菌是原核生物,无成形的细胞核,除核糖体外无其他细胞器,该菌为寄生菌、厌氧呼吸,A、B、D错误,C正确。
C
3.(2017河北唐山一中月考,2)结合下图分析下列说法,正确的是(
)
A.若要判断甲是否为需氧型生物,依据的是细胞中是否含有结构①
B.若要判断乙是否为植物细胞,则不能仅依据细胞中是否含有结构②
C.用电子显微镜观察不能区分细胞甲和细胞乙是否为原核生物
D.根据细胞中是否含有结构③,可将甲、乙、丙三种生物分为真核生物和原核生物两个类群
【解析】图中①为线粒体,②为叶绿体,③为细胞核,甲为原核生物,需氧型的原核生物不含线粒体,
A错误;并不是所有的植物细胞均含叶绿体,因此不能仅依据细胞中是否含有叶绿体来判断是否为植物细胞,B正确;细胞核的有无可以判断是否为真核生物,电子显微镜下可区分甲和乙是否为原核生物,C错误;丙为病毒,不属于细胞生物的类群,D错误。
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B
4.下列关于细胞学说及其建立的叙述,错误的是( )
A.细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的
B.细胞学说的重要内容之一是:动物和植物都是由细胞发育而来的
C.细胞学说认为细胞分为真核细胞和原核细胞
D.细胞学说阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性
【解析】细胞学说主要是由施莱登和施旺提出,A正确;细胞学说的重要内容之一是:动物和植物都是由细胞发育而来的,B正确;细胞学说未提出细胞分为真核细胞和原核细胞,C错误;细胞学说证明了动植物界具有统一性,证明了生物彼此间存在着亲缘关系,D正确
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C
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原核生物和真核生物的判断
(1)“菌”类的判断:凡“菌”字前面有“杆”“球”“弧”及“螺旋”等字的都是细菌,属于原核生物,而酵母菌、霉菌及食用菌等则为真核生物。
(2)“藻”类的判断:藻类的种类很多,常见的藻类有蓝藻(如念珠藻、颤藻、螺旋藻、发菜等),红藻(如紫菜、石花菜等),褐藻(如海带、裙带菜等),绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)。其中蓝藻为原核生物,其他藻类为真核生物。
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【考点知识突破答案检索】
1.(1)目镜 物镜 (2)长度或宽度 (3)放大
2.压片 视野中央 转换器 光圈或反光镜
1.实验原理
(1)放大倍数的计算,显微镜的放大倍数等于______________与______________放大倍数的乘积。
(2)放大倍数的实质:放大倍数是指放大的________,不是指面积或体积。
(3)高倍显微镜的作用:可以将细胞______________,更清晰地观察到细胞的形态、结构,有利于区别不同的细胞。
2.实验步骤
1.下列关于高倍物镜的叙述中,正确的是( )
A.因为藓类叶片大,在高倍镜下容易找到,所以可以直接使用高倍物镜观察
B.为了使高倍镜下的视野亮一些,可使用更大的光圈或凹面反光镜
C.换上高倍物镜后,必须先用粗准焦螺旋调焦,再用细准焦螺旋调至物像最清晰
D.要观察图1所示微生物,应把载玻片向图2中甲方向移动
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【解析】
使用高倍镜时应先在低倍镜下找到视野,不能直接使用高倍物镜观察,A错误;为了使高倍物镜下的视野亮一些,可使用更大的光圈或凹面反光镜,B正确;换上高倍物镜后,禁止用粗准焦螺旋调焦,可用细准焦螺旋调至物像最清晰,C错误;要观察图1所示微生物,应把载玻片向图2中丙方向移动,D错误。
B
2.(2017广东普宁二中月考,40)如图所示,图甲中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下面描述正确的是(
)
A.①比②的放大倍数小,③比④的放大倍数小
B.若使视野中细胞数目最少,图甲中的组合应是②④⑤
C.从图乙转为丙,正确调节顺序:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋
D.把视野里的标本从图中的乙转为丙时,应选用②,同时提升镜筒
【解析】③④表示物镜,物镜的镜头越长,其放大倍数越大,所以③比④的放大倍数大,A错误;若视野中细胞数目最少,物像的放大倍数最大,应选择目镜②、物镜③和组合⑤,所以图甲中的组合是②③⑤,B错误;从低倍镜到高倍镜的正确调节顺序:移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋,C正确;把视野里的标本从图中的乙转为丙时,即从低倍镜转到高倍镜,应选用③,且不能提升镜筒,D错误。
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C
1.有关显微镜使用的注意事项
(1)必须先用低倍物镜观察,找到要观察的物像,移到视野中央,然后再换用高倍物镜。
(2)换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调节。
(3)换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮,再调节细准焦螺旋。
(4)观察颜色深的材料,视野应适当调亮,反之则应适当调暗。
2.显微镜下细胞数目的两种计算方法
若视野中的细胞为单行,计算时只考虑长度和宽度;若视野中充满细胞,计算时则要考虑面积的变化。
(1)若视野中为一行细胞,高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数。
(2)若视野中充满细胞,则高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数的平方。
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1.(2015海南高考,2)细胞是生命活动的基本单位。关于细胞结构的叙述,错误的是( )
A.细菌有核糖体,无叶绿体
B.蓝藻无细胞核,也无核糖体
C.水绵有细胞核,也有叶绿体
D.酵母菌有细胞核,无叶绿体
【解析】细菌属于原核生物,细胞内有核糖体,无叶绿体;蓝藻属于原核生物,细胞内无细胞核,但有核糖体;水绵是真核藻类,细胞内有细胞核,也有叶绿体;酵母菌属于真菌,细胞内有细胞核,无叶绿体,是异养兼性厌氧型生物。
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B
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2.(2014上海高考,2)在电子显微镜下,颤藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是( )
A.细胞核
B.核糖体
C.
叶绿体
D.溶酶体
【解析】水绵属于绿藻,为真核生物,细胞中具有细胞核,并含有线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器;颤藻属于蓝藻,为原核生物,原核细胞不具有以核膜为界限的细胞核,除核糖体外,不含有其他细胞器。故B项符合题意。镜放大倍数的乘积。
3.(2014北京高考,1)蓝细菌(蓝藻)与酵母菌的相同之处是(
)
A.都有拟核
B.均能进行需(有)氧呼吸
C.都有线粒体
D.均能进行光合作用
【解析】蓝细菌为原核生物,有拟核,无线粒体,可进行有氧呼吸和光合作用;酵母菌为真核生物,有细胞核、无拟核,有线粒体,可进行有氧呼吸,但不能进行光合作用,故B正确,A、C、D错误。
B
B
1.病毒的特殊性
(1)病毒是生物,但不属于生命系统。
(2)病毒只能用活细胞培养,不能用培养基培养。
2.单细胞生物和植物的生命系统层次
(1)单细胞生物:既属于细胞层次,也属于个体层次。
(2)植物缺乏的生命系统层次:系统。
3.真核细胞和原核细胞
(1)主要区别:有无以核膜为界限的细胞核。
(2)共有的细胞器:核糖体。
(3)统一性:都含有遗传物质DNA。
4.高倍镜使用的两个注意问题
(1)先低后高:先在低倍镜下找到观察的目标并移至视野中央,后换高倍镜观察。
(2)先粗后细:用粗准焦螺旋找到物像后,用细准焦螺旋调焦,把物像调至最清晰。
5.细胞学说与生物统一性
细胞学说说明细胞的统一性和生物体结构的统一性,没有说明细胞的多样性。
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易错点1 误认为病毒不是生物
【点拨】病毒被认作生物并不是因为能进行新陈代谢,病毒单独存在时不具备生物活性,不能独立进行新陈代谢。主要是因为病毒能进行增殖。
易错点2 误认为病毒的遗传物质是DNA和RNA
【点拨】每种病毒的核酸仅有一种,含DNA的病毒的遗传物质是DNA,含RNA的病毒的遗传物质是RNA。因此病毒的遗传物质是DNA或RNA。
易错点3 误认为单细胞生物都是原核生物
【点拨】单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等)是真核生物;单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞真菌(如酵母菌)等都是真核生物。
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易错点4 误认为生物名称中带有“藻”字的都是原核生物
【点拨】蓝藻(念珠藻、鱼腥藻、颤藻、螺旋藻等)属于原核藻类,但绿藻、红藻等属于真核藻类。
易错点5 误认为生物名称中带有“菌”字的都是原核生物
【点拨】(1)细菌:从名称上看,凡是“菌”字前带有“杆”“球”“螺旋”及“弧”字的都是细菌,细菌属于原核生物。(2)放线菌:属于原核生物。(3)真菌类:属于真核生物,包括酵母菌、霉菌(根霉、青霉、曲霉、毛霉等)、大型真菌(蘑菇、木耳、银耳、猴头、灵芝等)。
易错点6 真、原核生物的“不一定”
【点拨】(1)没有细胞核的生物不一定是原核生物,如哺乳动物成熟的红细胞。(2)真核细胞不一定都有线粒体,某些厌氧型动物如蛔虫,没有线粒体。
镜
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必记必辨通关第四单元综合测评
一、选择题
1.(2017湖北七市联合调研,3)下列有关细胞的生长与增殖的叙述中,错误的是( )
A.体细胞增殖的唯一方式是有丝分裂
B.动、植物细胞有丝分裂各时期染色体的行为均相同
C.细胞核中DNA的含量相对稳定是限制细胞不能无限长大的因素之一
D.显微观察洋葱根尖分生区的一个视野,往往看不全细胞周期各时期的图像
2.(2017黑龙江实验中学开学考试,31)图1为某动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线,图2表示该动物的一个细胞分裂示意图。下列叙述正确的是( )
A.CD段含有4个染色体组,图2细胞中有3个染色体组
B.DE和GH段发生的原因分别是着丝点分裂和细胞一分为二
C.FG段可发生同源染色体的交叉互换和自由组合
D.若图2表示的是次级精母细胞,则该细胞处于图1中的HI段
3.下图为四组植物材料的细胞周期及分裂期时间,下列说法正确的是( )
A.甲材料是观察有丝分裂的最好材料
B.乙材料在不同温度下细胞周期持续时间不同
C.丙材料的分裂间期在细胞周期中占11%
D.四组材料不可能来自同一植物个体
4.向某动物卵巢中注射含3H的脱氧核苷酸后,检测细胞在减数分裂和有丝分裂过程中染色体的放射性变化。如图为处于不同分裂时期的细胞示意图,有关叙述不正确的是( )
A.甲、乙细胞中每个核DNA分子均具有放射性
B.丙细胞中有2条染色体具有放射性
C.三个细胞中均含有2个染色体组
D.丙细胞可能产生两个基因型不同的子细胞
5.(2017陕西黄陵中学质检三,41)图示为二倍体生物体内正在进行分裂的细胞,有关假设推论正确的是( )
A.若图甲为有丝分裂过程中的某阶段,则下一时期细胞中央将出现赤道板
B.若图乙表示有丝分裂过程中的某阶段,则染色体着丝点分裂可发生在这一阶段
C.若图乙表示减数分裂过程中的某阶段,则同源染色体的分离可发生在这一阶段
D.若图丙表示雄果蝇精巢内的几种细胞,则c组细胞中可能出现联会和四分体
6.下图表示某二倍体生物的细胞,有关叙述正确的是( )
A.该细胞正处于有丝分裂前期
B.在该细胞形成过程中一定发生了基因突变
C.该细胞分裂至后期时含有4个染色体组
D.该细胞分裂能产生2种基因型的子细胞
7.如图表示人体部分细胞所经历的生长发育的各个阶段,有关叙述正确的是( )
A.细胞甲的分裂能力最强,分化程度最高
B.过程①②中均发生了遗传物质的改变
C.T细胞与B细胞内所含的基因不同
D.淋巴因子作用于膜受体后即被灭活
8.(2017甘肃天水二中期中,27)用某种药物处理大鼠,其肝细胞受到刺激开始细胞分裂,导致肝体积增大。当药物作用停止后,发生凋亡的肝细胞数量会明显增加,使得一周之内大鼠的肝就恢复到原来的大小。对此过程的叙述,错误的是( )
A.机体可通过调节细胞凋亡和细胞增殖的速率来维持组织器官细胞数量的稳定
B.在细胞分裂和细胞凋亡过程中均发生了基因的选择性表达
C.肝脏体积增大过程中,细胞的物质运输效率降低
D.细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
9.研究发现:细胞中活化的蛋白质Bak可通过改变线粒体外膜的通透性,使线粒体内外膜之间的细胞色素C等小分子物质释放,进而激活细胞凋亡信号,促使细胞凋亡;同时发现在血液肿瘤细胞中,通过使用抗癌药物,蛋白质Bak活化率可以高达80%。下列描述错误的是( )
A.原癌基因和抑癌基因发生突变是细胞癌变的根本原因
B.线粒体外膜通透性的改变可能是因为外膜上蛋白质分子发生了改变
C.含活化蛋白质Bak细胞的死亡是由于生命活动缺少能量所致
D.根据材料可知,可通过诱导肿瘤细胞中蛋白质Bak的活化来治疗癌症
10.(2017山西山大附中模块诊断,16)下面为细胞的生命历程图,其中甲~辛表示相关生理过程。下列描述正确的是( )
A.乙过程中细胞分化改变了细胞的遗传信息
B.丙过程的发生与原癌基因和抑癌基因的突变有关
C.丁过程与基因选择性表达有关,只发生在胚胎发育过程中
D.己过程中细胞内水分减少,细胞核体积变小
11.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.细胞分化一般不可逆转
B.癌细胞的形成是原癌基因和抑癌基因选择性表达的结果
C.细胞的衰老、凋亡和坏死都受基因的控制
D.人的造血干细胞和成熟红细胞的染色体数目都能出现周期性变化
二、非选择题
12.图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA分子数比例的变化关系;图2表示某动物的细胞处于细胞分裂不同时期的图像。请据图回答问题:
(1)图1中DE段形成的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图2中的________细胞处于图1中的CD段。
(3)图2的甲细胞中有________个染色体组,丙细胞中含有________条染色单体。
(4)图2中丁细胞的名称为________,如果该细胞中的M为X染色体,则N一定为________染色体。若M的姐妹染色单体上出现等位基因,其原因可能是发生了______________________。
(5)基因的分离定律和自由组合定律都发生在图1中的________段(填字母)。
13.为探究生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用,研究者提出了以下实验设计思路:
第一步,进行实验分组:甲组加入培养液+心肌细胞+生理盐水、乙组加入培养液+心肌细胞+阿霉素、丙组加入培养液+心肌细胞+生物制剂Q+阿霉素。每组设置若干个重复样品,每组所加心肌细胞数相同。
第二步,各组样品在相同且适宜的条件下培养一段时间后,在显微镜下观察记录细胞数。
第三步,重复第二步若干次,统计计算________(即实验因变量)。[填在第(1)小题]
请根据以上实验回答问题:
(1)该实验的因变量是________________________________________________________。
(2)预测实验结果及结论:
①若________________,则生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有保护作用。
②若________________,则生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡不具保护作用。
(3)与实验动物相比,采用离体心肌细胞为实验材料,可以避免实验动物的心脏活动受________调节的干扰。
(4)上述实验还可以增加一组,加入的物质是________________________。
第四单元综合测评
一、选择题
1.
A 【解析】真核生物体细胞增殖的主要方式是有丝分裂,有些体细胞还可以以无丝分裂的方式增殖,A错误。
2.D 【解析】图1表示的是二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化,CD段表示的是有丝分裂后期,此时着丝点分裂,染色体数量加倍,染色体组有4个。图2细胞中有2个染色体组,A错误;DE和GH段都是由于细胞一分为二,前者是有丝分裂末期,后者是减数第一次分裂末期(着丝点未分裂),B错误;FG段可发生非同源染色体的自由组合和同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,C错误;图2表示减数第二次分裂,此时的细胞是次级精母细胞,不含同源染色体,对应曲线图的HI段,D正确。
3.B 【解析】观察植物细胞有丝分裂的实验材料应选择分裂期占细胞周期较长的材料,四组中丁的分裂期占的比例最高,A错误;不同温度会影响细胞周期,B正确;丙植物材料分裂间期在细胞周期中约占89%,C错误;同一植物不同部位的细胞,细胞周期的持续时间不同,故四组植物材料可能来自同一植物个体,D错误。
4.B 【解析】有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,DNA分子均进行了半保留复制,因此甲、乙细胞中每个核DNA分子均具有放射性,A正确;丙细胞中的4条染色体均具有放射性,B错误;三个细胞中均含有2个染色体组,C正确;正常情况下,丙细胞应该产生两个基因型相同的子细胞,若发生交叉互换或基因突变,其可能产生两个基因型不同的子细胞,D正确。
5.
C 【解析】赤道板只是一个空间位置,不是真实存在的细胞结构,不会出现在细胞分裂过程中,A错误;若图乙表示有丝分裂过程的某阶段,则为有丝分裂前期和中期,而染色体着丝点分裂发生在后期,B错误;若图乙表示减数分裂过程的某阶段,则为减数第一次分裂过程,同源染色体分离发生在减数第一次分离后期,C正确;若图丙表示果蝇精巢内的几种细胞,c组细胞处于有丝分裂后期,不可能出现联会和四分体,D错误。
6.
D 【解析】图示的某二倍体生物的细胞中,没有同源染色体,但有染色单体,染色体散乱分布在细胞中,据此可推知,该细胞正处于减数第二次分裂前期,A错误;正常情况下,位于同一条染色体的两条姐妹染色单体相同位置上的基因应相同,而图示细胞中有一条染色体的两条姐妹染色单体相同位置上的基因为等位基因,说明在该细胞形成过程中发生了基因突变或交叉互换,B错误;该细胞中只含有一组非同源染色体,有一个染色体组,分裂至后期时含有2个染色体组,C错误;因为该细胞中有一条染色体含有的两条姐妹染色单体相同位置上的基因为等位基因,所以分裂能产生2种基因型的子细胞:ABd、aBd,D正确。
7.
D 【解析】细胞甲的分裂能力强,分化程度低,A错误;①过程为有丝分裂,②过程为细胞分化,这两个过程中均不发生遗传物质的改变,B错误;T细胞与B细胞所含的基因相同,C错误;淋巴因子在发挥作用后即被灭活,D正确。
8.C 【解析】肝脏体积增大过程中,细胞代谢加快,细胞的物质运输效率升高,C错误。
9.
C 【解析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,A正确;线粒体外膜通透性的改变可能是因为蛋白质Bak的活化改变,B正确;由题意可知细胞凋亡是因为线粒体内外膜之间的细胞色素C等小分子释放激活了细胞凋亡的信号而促进细胞凋亡的,不是因为缺少能量所致,C错误;使用抗癌药物后蛋白质Bak活化率较高,所以可以通过诱导肿瘤细胞中蛋白质Bak的活化来治疗癌症,D正确。
10.
B 【解析】根据题图可知,甲是细胞分裂,乙是细胞分化,细胞分化过程中遗传信息一般不变;丙是细胞癌变,原癌基因和抑癌基因的突变会引发细胞癌变;丁是细胞凋亡,与基因选择性表达有关,可发生于个体发育的全过程中;己是细胞衰老,衰老细胞内水分减少,细胞核体积变大。
11.
A 【解析】生物体内细胞分化一般是不可逆转的,A正确;癌细胞形成的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变,B错误;细胞的衰老、凋亡是受基因控制的,而细胞坏死不受基因控制,C错误;人体成熟红细胞(无细胞核和细胞器)已经高度分化,不再分裂,不会出现染色体数目的周期性变化,D错误。
二、非选择题
12.
(1)着丝点分裂 (2)丙、丁 (3)4 8 (4)次级精母细胞
常 基因突变或交叉互换 (5)CD
【解析】(1)图1中DE段的形成是着丝点分裂的结果。(2)图2中的丙、丁细胞中每条染色体上都含有两个DNA分子,它们处于图1中的CD段。(3)图2中的甲细胞处于有丝分裂后期,含有4个染色体组,丙细胞处于减数第一次分裂后期,含有8条染色单体。(4)图2中丙细胞均等分裂,说明该动物为雄性动物,故丁细胞为次级精母细胞。如果该细胞中的M为X染色体,则N一定为常染色体,若M的姐妹染色单体上出现等位基因,其原因可能是发生了基因突变或交叉互换。(5)基因的分离定律和自由组合定律均发生在减数第一次分裂后期。此时每条染色体上含有2个DNA分子,对应于图1中的CD段。
13.
(1)心肌细胞的存活率 (2)①甲组和丙组的存活率均高于乙组的存活率 ②乙组和丙组的存活率接近,均低于甲组 (3)神经—体液 (4)培养液+心肌细胞+生物制剂Q
【解析】(1)实验探究的是生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用,实验的自变量为是否加入生物制剂Q,因变量为心肌细胞凋亡的情况或心肌细胞的存活率。(2)阿霉素能导致心肌细胞凋亡,则甲组的心肌细胞存活率高于乙组。如果生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有保护作用,则丙组的心肌细胞存活率也高于乙组;如果生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡不具保护作用,则丙组的心肌细胞存活率与乙组接近,并且都低于甲组。(3)离体心肌细胞的活动不受神经—体液调节,这样可以避免无关变量对实验的干扰。(4)除了甲、乙、丙三组实验外,还可以增加“培养液+心肌细胞+生物制剂Q”一组实验,通过该组实验与甲组实验对照,可以检测生物制剂Q是否对心肌细胞的凋亡有影响,如果该物质对心肌细胞凋亡没有影响,根据甲、乙、丙三组实验的结果就可以确定生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡是否具有保护作用。
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6(共23张PPT)
考点一
考点二
考点三
1.培养基
(1)概念:人们按照微生物对________的不同需求,配制出供其________的营养基质。
(2)营养组成:一般都含有___________和无机盐。此外,还需要满足微生物生长对________、氧气以及__________的要求。
(3)分类
3.大肠杆菌的纯化培养
(1)制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(2)纯化大肠杆菌的方法
①纯化培养原理:想方设法在培养基上得到______________的肉眼可见的__________,
即可获得较纯的菌种。
②纯化大肠杆菌的关键步骤:________________。
【考点知识突破答案检索】1.(1)营养物质 生长繁殖 (2)水、碳源、氮源 pH 特殊营养物质 (3)固体 液体
2.(1)外来杂菌 (2)化学药剂消毒 干热灭菌 高压蒸汽灭菌 外来杂菌
3.(1)称量 灭菌 倒平板
考点一
考点二
考点三
③常用的微生物接种方法有两种
a.平板划线法:是通过________在琼脂固体培养基表面________的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。
b.______________:是将菌液进行一系列的________,然后将_________的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
(3)菌种的保存方法
①对于频繁使用的菌种,可以采用________的方法。
②对于需要长期保存的菌种,可以采用________的方法。
【教材深挖】
1.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
2.涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,说一说第2步应如何进行无菌操作?
【考点知识突破答案检索】
(2)由一个细胞繁殖而来 菌落 接种 接种环 连续划线 稀释涂布平板 梯度稀释 不同稀释度 (3)临时保藏 甘油管藏
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,平板倒置,既可以防止皿盖上的水珠落入培养基,又可以避免培养基中的水分过快地挥发。
2.应从操作的各个细节保证“无菌”。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围等。
答案
(1)碳源和能源 (2)BD (3)灭菌 (4)D
【解析】(1)葡萄糖为主要的能源物质,是一种含碳的有机物,因此该培养基的葡萄糖为微生物的生长繁殖主要提供碳源和能源。(2)该培养基以尿素为唯一氮源,只有尿素分解菌才能在该培养基上生长繁殖,因此属于选择培养基;该培养基配方中加入了凝固剂琼脂,又属于固体培养基,即B、D正确。(3)在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之前都要灼烧接种环,其目的是对接种环进行灭菌,以防杂菌污染。(4)制备培养基的操作步骤是:b计算→d称量→c溶化→e灭菌→a倒平板,A、B、C错误,D正确。
考点一
考点二
考点三
1.下表是一种细菌培养基配方,请回答下列问题。
成分
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
葡萄糖
尿素
琼脂
含量
1.4
g
2.1
g
0.2
g
10.0
g
1.0
g
15.0
g
(1)该培养基的葡萄糖为微生物的生长繁殖主要提供________________________。
(2)该培养基属于__________________培养基(多选)。
A.液体 B.固体 C.鉴定 D.选择 E.天然
(3)如果要对培养基的菌落进行纯化,在培养基上划线操作中,操作的第一步及每次划线之
前都要灼烧接种环,目的是对接种环进行________。
(4)制备培养基的操作步骤是________。(用下列字母排序)
a.倒平板 b.计算 c.溶化 d.称量 e.灭菌
A.a→b→c→d→e
B.e→b→d→c→a
C.b→d→c→a→e
D.b→d→c→e→a
2.(2017江苏大丰新丰中学月考,18)下图中甲是稀释涂布平板法中的部分操作,乙是平板划线法的操作结果。
下列叙述中错误的是( )
A.甲中涂布前要将涂布器灼烧,冷却后才能取菌液
B.对于浓度较高的菌液,如甲中的稀释倍数仅为102,
则所得的菌落不一定是由单一的细胞或孢子繁殖而成
C.乙培养皿中所得的菌落都符合要求
D.乙中的连续划线的起点是上一次划线的末端
C
【解析】灼烧后的涂布器如果没有冷却就接触菌液,会将菌体杀死,A正确;稀释倍数过低会导致多个菌体聚集在一起繁殖成菌落,B正确;平板划线法中最后一次划线的末端处形成的菌落才是由单一的细胞或孢子繁殖而成,这种菌落才符合要求,C错误;连续划线中,除了第一次划线外,每一次划线的起点是上一次划线的末端,目的是使得菌体密度越来越小,保证最后划线末端处的菌落是由单一的细胞或孢子繁殖而成。
考点一
考点二
考点三
3.请回答与大肠杆菌纯化培养有关的问题。
(1)制备培养基
配制培养基时各种成分在溶化后分装前必须进行________,培养基在接种前要进行____灭菌。
(2)纯化大肠杆菌
①通过接种在琼脂固体培养基的表面进行连续划线操作,将聚集的菌种逐步分散到培养基的表面,在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这种方法称为________。
②用该方法统计样本菌落数时________(填“是”或“否”)需要设置对照组。为什么?_______________________________________________________________________。
(3)讨论分析
①纯化大肠杆菌时,________(填“可”或“不可”)用加入抗生素的方法防止杂菌感染。
②用该方法分离大肠杆菌时,从第二次划线操作起,每次总是要从上一次划线的末端开始划线,并划线数次,其原因是________________。
③大肠杆菌与酵母菌的最本质区别是______________________________________________。
答案:
(1)调pH 高压蒸汽 (2)①平板划线法 ②是 需要判断培养基是否被污染 (3)①不可 ②线条末端的细菌数量少,最终可得到由单个细菌繁殖而形成的菌落 ③大肠杆菌无成形的细胞核
考点一
考点二
考点三
1.消毒和灭菌的比较
归纳总结
考点一
考点二
考点三
项目
条件
结果
常用方法
应用范围
消毒
较为温和的物理或化学方法
仅杀死物体表面或内部的部分对人体有害的微生物
煮沸消毒法
日常用品
巴氏消毒法
不耐高温的液体
化学药剂消毒法
用酒精擦拭双手,用氯气消毒水源
灭菌
强烈的理化因素
杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子
灼烧灭菌法
接种工具
干热灭菌法
玻璃器皿、金属工具
高压蒸汽灭菌法
培养基及容器的灭菌
2.两种纯化细菌的方法的比较
归纳总结
考点一
考点二
考点三
项目
优点
缺点
适用范围
项目
平板划线法
可以观察菌落特征,对混合菌进行分离
不能计数
适用于好氧菌
平板划线法
稀释涂布平板法
可以计数,可以观察菌落特征
吸收量较少,较麻烦,平板不干燥效果不好,容易蔓延
适用于厌氧菌和兼性厌氧菌
稀释涂布平板法
1.土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
考点一
考点二
考点三
项目
详细内容
实验原理
(1)能合成________的细菌才能分解尿素(2)配制以______________为唯一氮源的培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌
数量统计
(1)____________法(显微镜下用特定细菌计数板或血细胞计数板)(2)间接计数法:__________________________
实验流程
土壤取样→配制土壤溶液和制备培养基→________→涂布平板与培养→菌落______________
2.分解纤维素的微生物的分离
(1)纤维素酶
①组成:纤维素酶是一种______________,一般认为它至少包括三种组分,即______________________________。
②作用
(2)纤维素分解菌的筛选
【考点知识突破答案检索】
1.脲酶 尿素 直接计数 稀释涂布平板法 系列稀释 计数
2.(1)复合酶 C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶 纤维二糖 葡萄糖
(2)红色复合物 透明圈 刚果红 透明圈 纤维素 纤维素 选择培养基 梯度稀释 鉴别纤维素分解菌 透明圈
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.配制的选择培养基中,石油作为唯一的碳源,然后用这种培养基培养多种微生物,凡是能在该种培养基上生存的就是能分解石油的微生物。
2.由于在所划的线中,一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个细菌形成的菌落,而其他一些菌落往往由两个细菌或多个细菌繁殖而成,而在计数时一个菌落对应着一个细菌,这样在划线所得的平板中,菌落数目低于活菌的实际数值,所以不能用平板划线法测定活菌数量。
考点一
考点二
考点三
②筛选方法:________________染色法,即通过是否产生________________来筛选纤维素分解菌。
③培养基:以____________为唯一碳源的选择培养基。
④实验流程
【教材深挖】
1.一些微生物可以有效地分解石油,如何配制选择培养基将这类微生物选择出来?
2.为什么测定活菌的数量不能用平板划线法?
【解析】酵母菌是真菌,通常可以用含青霉素的培养基进行选择培养,因为青霉素抑制细菌生长,但不能抑制真菌生长。硝化细菌为自养型生物,能够利用氨转变为亚硝酸和硝酸所释放的能量,把无机物转变为有机物以维持自身生命活动,利用含氨的无机培养基可进行选择培养。
B
1.(2017云南姚安一中月考,18)选择培养基是根据某一种或某一类微生物的特殊营养要求或对一些物理、化学抗性而设计的培养基。利用这种培养基可以将所需要的微生物从混杂的微生物中分离出来。为选择酵母菌和硝化细菌,应选用的培养基分别为( )
A.伊红美蓝培养基、含青霉素培养基
B.含青霉素培养基、含氨的无机培养基
C.含氨的无机培养基、含青霉素培养基
D.含青霉素培养基、伊红美蓝培养基
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)对培养基进行灭菌的方法是高压蒸汽灭菌;对配制好的培养基不接种培养,观察有无菌落出现可判断灭菌效果。(2)菌液要进行一系列的梯度稀释,得到不同稀释度菌液,然后采用稀释涂布平板法分别接种到相应的培养基上,通过观察和比较不同组别的菌落数得出实验结论。无菌技术除了用来防止培养基被杂菌污染以外,还可以防止致病菌感染操作者本身。(3)因为金黄色葡萄球菌耐高浓度食盐,所以在基本培养基中加入高浓度NaCl溶液可筛选出金黄色葡萄球菌,从功能上讲,该培养基属于选择培养基。
考点一
考点二
考点三
2.金黄色葡萄球菌是一种耐高浓度食盐的致病菌,为探究某天然植物抗菌液对金黄色葡萄球菌的抑菌作用,某实验小组按照以下实验步骤进行了相关实验。回答下列问题。
(1)为防止杂菌污染,常用__________________________法对固体培养基进行灭菌处理,为检测灭菌效果,可对培养基进行____________________________。
(2)将配制好的多组培养基均分为甲、乙两组,甲组加入适量的天然植物抗菌液,乙组加入等量的蒸馏水。将金黄色葡萄球菌菌液进行一系列的________________________后,采用______________________法分别接种到甲、乙两组对应的培养基上,在适宜条件下培养一段时间后,观察比较不同组别的菌落数。由于金黄色葡萄球菌具有致病性,因此严格进行无菌操作,一方面是防止培养基被外界环境中的杂菌污染,另一方面也是为了防止__________________。
(3)在基本培养基中加入____可筛选出金黄色葡萄球菌,从功能上讲,该培养基属于____培养基。
答案:
(1)高压蒸汽灭菌 不接种培养(或空白培养)
(2)梯度稀释 稀释涂布平板 操作者本身被致病菌感染
(3)高浓度NaCl溶液 选择
【解析】只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,A正确;筛选分解尿素的细菌的实验中,采用的是以尿素为唯一氮源的培养基,B错误;统计样品中的活菌数目一般用稀释涂布平板法,C错误;在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,培养某种细菌后,如果pH升高,指示剂变红,这样就能初步鉴定该种细菌能够分解尿素,D错误。
A
3.下面关于土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的叙述中,正确的是( )
A.只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素
B.筛选分解尿素的细菌时应以尿素作为培养基中的唯一营养物质
C.统计样品中的活菌数目时一般用平板划线法
D.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂,若指示剂变蓝,则
表明筛选到了分解尿素的细菌
考点一
考点二
考点三
4.从土壤中筛选纤维素分解菌的实验设计,下列流程正确的是( )
A.土壤取样→梯度稀释→选择培养→挑选菌落
B.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→挑选菌落
C.土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落
D.土壤取样→梯度稀释→稀释涂布平板→选择培养→挑选菌落
C
考点一
考点二
考点三
【解析】从土壤中分离纤维素分解菌的一般步骤是:土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布培养和筛选菌株。
5.现在大力提倡无纸化办公,但是每年仍然不可避免地会产生大量的废纸,其主要成分是木质纤维,人类正努力将其转化为一种新的资源——乙醇。下图是工业上利用微生物由纤维素生产乙醇的基本工艺流程,请回答相关问题。
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在________的环境中。
将从土壤中获得的微生物培养在以________为唯一碳源、并加入
____________的培养基上筛选周围有________的菌落。
(2)在如上所述的筛选中获得了三个菌落,对它们分别培养,并完
成环节②,且三种等量酶液中酶蛋白浓度相同,则你认为三种酶
液的活性______________________(填“一定相同”“不一定相同”或“一定不同”)。
(3)生产中可以满足④环节的常见菌种是__________________,为了确保获得产物乙醇,⑤环节要注意______________________。
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)富含纤维素的环境中纤维素分解菌较多,筛选纤维素分解菌时纤维素作为唯一碳源的选择培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。在培养基中加入刚果红,可与培养基中的纤维素形成红色复合物,当纤维素被分解后,红色复合物不能形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(2)三种酶液的活性不一定相同,需要对其活性进行鉴定。(3)满足④环节的常见菌种是酵母菌,⑤环节表示无氧发酵,即发酵装置密闭(或保证无氧条件等)。
答案:
(1)富含纤维素 纤维素 刚果红 透明圈
(2)不一定相同
(3)酵母菌 发酵装置的密闭性(或保证无氧条件等)
归纳总结
考点一
考点二
考点三
两种微生物筛选方法的比较
项目
土壤中分解尿素的细菌的分离
分解纤维素的微生物的分离
方法
使用以尿素为唯一氮源的选择培养基进行培养
利用富含纤维素的选择培养基进行培养
原理
土壤中不能分解尿素的微生物因缺乏脲酶而不能正常生长,能够分解尿素的微生物能利用尿素为氮源正常生长,
从而起到选择作用
因为培养基中含有丰富的纤维素,因此能够分解纤维素的微生物具有更多的生存机会而大量繁殖
特有代表过程
【解析】A项错,高压灭菌加热结束后,让其自然冷却,待压力表的指针回到零时,再慢慢打开排气阀以排出余气,然后才能开盖取物;B项错,倒平板时左手拿培养皿,右手拿锥形瓶,左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,倒入培养基后立即盖上培养皿皿盖;C项错,灼烧接种环之后,要在火焰旁冷却后才能伸入菌液,以免温度太高杀死菌种;D项对,在微生物的培养中,一般将培养皿倒置,在皿底上用记号笔做标记。
D
考点一
考点二
考点三
1.(2015江苏高考,19)做“微生物的分离与培养”实验时,下列叙述正确的是( )
A.高压灭菌加热结束时,打开放气阀使压力表指针回到零后,开启锅盖
B.倒平板时,应将打开的皿盖放到一边,以免培养基溅到皿盖上
C.为了防止污染,接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落
D.用记号笔标记培养皿中菌落时,应标记在皿底上
2.(2016新课标Ⅰ,39)空气中的微生物在重力等作用下,可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物,以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下:①配制培养基(成分:牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O);②制作无菌平板;③设置空白对照组和若干实验组,进行相关操作;④将各组平板置于37
℃恒温箱中培养一段时间,统计各组平板上菌落的平均数。
回答下列问题。
(1)该培养基中微生物所需的氮来源于____。若要完成步骤②,该培养基中的成分X通常是__。
(2)步骤③中,实验组的操作_______________________________________。
(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了___现象。若将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值,该做法___(填“正确”或“不正确”)。
【解析】(1)牛肉膏和蛋白胨都含有蛋白质的水解产物,都可以作为氮源;观察菌落需利用固体培养基,因此可推知若要完成步骤②,该培养基中的成分X通常是凝固剂,如琼脂。(2)实验组的各组构成对比实验,设计要依据单一变量原则,结合实验目的:可知步骤③中,实验组的操作是将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间。(3)若在某次调查中,某一实验组平板上菌落平均数为36个/平板,而空白对照组的一个平板上出现了6个菌落,这种结果说明在此次调查中出现了污染现象。该污染菌可能对空气中的其他微生物的生长无影响也可能有影响,因此将30(即36-6)个/平板作为本组菌落数的平均值的做法不正确。
答案:
(1)牛肉膏、蛋白胨 琼脂
(2)将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上,开盖暴露一段时间 (3)污染 不正确
考点一
考点二
考点三
3.(2016新课标Ⅲ,39)某同学用新鲜的泡菜滤液为实验材料分离纯化乳酸菌。分离纯化所用固体培养基中因含有碳酸钙而不透明,乳酸菌产生的乳酸能溶解培养基中的碳酸钙。回答下列问题。
(1)分离纯化乳酸菌时,首先需要用________对泡菜滤液进行梯度稀释,进行梯度稀释的理由是__________________________________________________________。
(2)推测在分离纯化所用的培养基中加入碳酸钙的作用有__________和__________。分离纯化时应挑选出__________的菌落作为候选菌。
(3)乳酸菌在-20
℃长期保存时,菌液中常需要加入一定量的________(填“蒸馏水”“甘油”或“碳酸钙”)。
答案:
(1)无菌水 泡菜滤液中菌的浓度高,直接培养很难分离得到单菌落
(2)鉴别乳酸菌 中和产生的乳酸 具有透明圈 (3)甘油
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)生物组织中的油脂能被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染成橘黄色(或红色)。(2)为了筛选出能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,我们应选用只能让该菌生长的选择性培养基,因此只能选用油脂作为唯一碳源的固体培养基。(3)血细胞计数板可用于直接计数培养液中的菌体数,但是不分死活,因此要计数活菌数量要通过稀释涂布平板法来计数。(4)温度影响酶的活性,在三个温度中,45
℃需酶量最多,说明酶活性最低;在三个温度实验中40
℃所需酶量最少,低于35
℃和45
℃时所用酶量,说明酶的最适温度介于35
℃和45
℃之间,因此应围绕40
℃设计不同温度梯度,进行后续实验。
答案
:(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 萃取法 (2)油脂 (3)血细胞计数板 稀释涂布平板 (4)45 40
考点一
考点二
考点三
4.(2015新课标Ⅰ,39)已知微生物A可以产生油脂,微生物B可以产生脂肪酶。脂肪酶和油脂可用于生物柴油的生产。回答有关问题。
(1)显微观察时,微生物A菌体中的油脂通常可用________染色。微生物A产生的油脂不易挥发,可选用________(填“萃取法”或“水蒸气蒸馏法”)从菌体中提取。
(2)为了从自然界中获得能产生脂肪酶的微生物B的单菌落,可从含有油料作物种子腐烂物的土壤中取样,并应选用以________为碳源的固体培养基进行培养。
(3)若要测定培养液中微生物B的菌体数,可在显微镜下用________直接计数;若要测定其活菌数量,可选用________法进行计数。
(4)为了确定微生物B产生的脂肪酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35
℃、40
℃、45
℃温度下降解10
g油脂所需酶量依次为4
mg、1
mg、6
mg,则上述三个温度中,________
℃条件下该酶活力最小。为了进一步确定该酶的最适温度,应围绕________
℃设计后续实验。
5.(2014新课标Ⅱ,39)为了调查某河流的水质状况,某研究小组测定了该河流水样中的细菌含量,并进行了细菌分离等工作。回答下列问题。
(1)该小组采用稀释涂布平板法检测水样中细菌含量。在涂布接种前,随机取若干灭菌后的空白平板先行培养了一段时间,这样做的目的是______________________________________________________;
然后,将1
mL水样稀释100倍,在3个平板上用涂布法分别接入0.1
mL稀释液;经适当培养后,3个平板上的菌落数分别为39、38和37。据此可得出每升水样中的活菌数为________个。
(2)该小组采用平板划线法分离水样中的细菌,操作时,接种环通过________灭菌。在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线,这样做的目的是_______________________________。
(3)示意图A和B中,________表示的是用稀释涂布平板法接种培养后得到的结果。
(4)该小组将得到的菌株接种到液体培养基中并混匀,一部分
进行静置培养,另一部分进行振荡培养。结果发现:振荡培
养的细菌比静置培养的细菌生长速度快。分析其原因是:振
荡培养能提高培养液中________的含量,同时可使菌体与培
养液充分接触,提高________的利用率。
答案
:
(1)检测培养基灭菌是否合格
3.8×107
(2)灼烧 将聚集的菌体逐步稀释以便获得单个菌落
(3)B (4)溶解氧 营养物质
解析:(1)微生物培养过程应该进行无菌操作,配制的培养基要进行高压蒸汽灭菌,可以将灭菌后的空白平板进行培养以检测培养基灭菌是否彻底;由题意可知,1
mL水样中的菌落数是(39+38+37)÷3÷0.1×100=3.8×104(个),每升水样中的活菌数为3.8×104×103=3.8×107(个)。(2)对接种环常用的灭菌方法是灼烧灭菌;在第二次及以后的划线时,总是从上一次划线的末端开始划线的目的是:将聚集的菌体逐渐稀释分散以便获得由单个细胞繁殖而来的菌落。(3)分析题图可知,A培养皿采用的接种方法是平板划线法,B培养皿采用的接种方法是稀释涂布平板法。(4)由题意可知,振荡培养比静置培养的细菌生长速度快,由此可以说明该细菌是需氧菌,由于振荡培养提高了培养液中溶解氧的含量,同时可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,细菌生长速度加快。
1.果酒制作的3个方面
(1)菌种来源:酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
(2)发酵原理:酵母菌在有氧条件下通过有氧呼吸进行大量繁殖,在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精。
(3)酒精的检测:在酸性条件下,重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
2.果醋的制作原理
醋酸发酵是需氧发酵,需要不断通入无菌空气。
3.腐乳制作的3个方面
(1)菌种来源:腐乳制作的主要菌种来自空气中的毛霉孢子。
(2)制作原理:豆腐中的蛋白质可被蛋白酶分解成氨基酸和小分子的肽,脂肪可被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。
(3)盐、酒和香辛料的作用:均有抑菌、调味的作用。
4.泡菜制作的2个方面
(1)菌种来源:制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。
(2)发酵原理:泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。
5.植物有效成分的提取
(1)植物芳香油的提取方法:压榨法、蒸馏法和萃取法等。
(2)芳香油的性质:不溶于水,易溶于有机溶剂,因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。
(3)胡萝卜素的性质:是橘黄色结晶,从胡萝卜中提取胡萝卜素,常用亲脂(水不溶)性有机溶剂(或有机溶剂)作萃取剂。
(4)胡萝卜素的提取方法:萃取法。
(5)胡萝卜素的鉴定:纸层析法,在鉴定过程中需要用标准样品对照。
归纳总结
考点一
考点二
考点三
温馨提示:
复习到此,请课下完成练习册第2讲吧!
考点一
考点二
考点三(共44张PPT)
第八单元
动物和人体生命活动的调节
第4讲
免疫调节
1.免疫系统的组成
吞噬细胞
T细胞
淋巴因子
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.非特异性免疫和特异性免疫
免疫类型
非特异性免疫
特异性免疫
形成
________
后天接触病原体之后获得
特点
无特异性
______________________
组成
第一道防线:________
第二道防线:________
第三道防线:主要由免疫器官和________借助血液循环和淋巴循环而组成
3.免疫系统的功能
(1)防卫——抵御________的攻击。
(2)监控——及时发现体内________________________的细胞。
(3)清除——将机体衰老或变异的细胞作为________清除掉。
2.生来就有
有特异性
皮肤、黏膜 体液中的杀菌物质和吞噬细胞 免疫细胞
病原体
衰老或因其他因素而被破坏
抗原
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.溶菌酶只在第二道防线起作用吗?
2.吞噬细胞只参与非特异性免疫吗?
1.不一定。溶菌酶是一种杀菌物质,可以破坏细菌。既可以存在于第一道防线的泪液、唾液、汗液中,又可以存在于第二道防线的细胞外液中。
2.吞噬细胞不仅参与非特异性免疫,还在体液免疫和细胞免疫中发挥重要作用。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017河北定州中学周练,1)如图表示淋巴细胞的起源和分化过程(其中a、b、c、d表示不同种类的细胞,①②表示有关过程),下列有关叙述正确的是( )
A.只有a、b、c三类细胞能识别抗原
B.产生抗体的细胞只能由b直接分化形成
C.①②过程都需要抗原的刺激才能发生
D.c、d的功能各不相同,根本原因是DNA不同
【解析】图中a为T细胞,b为B细胞,c和d分别为效应T细胞和浆细胞,其中能识别抗原的有记忆细胞、B细胞、T细胞、吞噬细胞和效应T细胞;产生抗体的细胞是浆细胞,可由B细胞(b)或记忆B细胞增殖分化形成;c、d细胞都来源于造血干细胞,其核DNA是相同的,因基因的选择性表达导致功能的不同。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.甲、乙、丙三组小鼠不同的免疫器官被破坏,其中甲组仅有体液免疫功能,乙组和丙组丧失了特异性免疫功能。现给三组小鼠分别输入造血干细胞,发现仅有乙组恢复了细胞免疫功能,出现这些现象的原因是( )
A.甲组骨髓被破坏,乙组胸腺被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏
B.甲组胸腺被破坏,乙组骨髓被破坏,丙组骨髓和胸腺均被破坏
C.乙组骨髓被破坏,丙组胸腺被破坏,甲组骨髓和胸腺均被破坏
D.丙组骨髓被破坏,甲组胸腺被破坏,乙组骨髓和胸腺均被破坏
【解析】造血干细胞在骨髓中分化发育成B细胞,在胸腺中分化发育成T细胞。B细胞主要作用于体液免疫,T细胞参与细胞免疫和体液免疫。甲组仅有体液免疫功能,说明胸腺被破坏。输入造血干细胞后,乙组恢复了细胞免疫,说明骨髓被破坏;输入造血干细胞后丙组仍然丧失特异性免疫功能,说明骨髓和胸腺均被破坏。
B
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.如图表示人体某种免疫过程,下列根据此图的叙述正确的是( )
A.图中细胞A是效应淋巴细胞
B.该过程是人体免疫的第三道防线
C.该过程属于特异性免疫
D.该防线能防御多种病原体
【解析】A细胞能穿过毛细血管壁,并对病原体进行吞噬和处理,故图中的细胞A为吞噬细胞,该过程表示吞噬细胞穿过毛细血管壁进入组织液吞噬病原体,并将病原体消化,属于第二道防线。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.下列关于人体非特异性免疫与特异性免疫的叙述,正确的是( )
A.非特异性免疫和特异性免疫都是能够遗传的
B.非特异性免疫只能针对一种特定的病原体起作用
C.吞噬细胞在非特异性免疫和特异性免疫过程中均能发挥作用
D.人体主要依赖特异性免疫来维持内环境的稳态
【解析】非特异性免疫是生来就有的,是能够遗传的,特异性免疫是后天接触病原体之后获得的;非特异性免疫对所有病原体起作用;人体维持内环境稳态的机制是神经—体液—免疫调节网络,而非主要是特异性免疫。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.细胞识别作用分析
(1)T细胞、B细胞、记忆细胞、效应T细胞都具有特异性识别抗原的功能。
(2)吞噬细胞无特异性识别功能,但能识别“非己”成分。
(3)浆细胞不能识别抗原。
以上三点可以总结为两个唯一:
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.判断特异性免疫和非特异性免疫的三个“根据”
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.体液免疫
(1)参与细胞:________、T细胞、________、记忆细胞、________。
(2)免疫过程
(3)结果:在多数情况下,浆细胞产生的______与抗原结合,形成__________________
,进而被吞噬细胞吞噬消化。
吞噬细胞
B细胞
浆细胞
T细胞
浆细胞
抗体
抗体
沉淀或细胞集团
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.细胞免疫
(1)参与细胞:吞噬细胞、____________、记忆细胞、________。
(2)免疫过程
(3)结果:效应T细胞可以与被抗原入侵的________密切接触,使其裂解死亡,释放出________,最终被吞噬、消灭。
T细胞
效应T细胞
(2)淋巴因子 T细胞
效应T细胞
宿主细胞
病原体
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.体液免疫和细胞免疫的区别和联系
免疫类型
体液免疫
细胞免疫
核心细胞
________
T细胞
分泌物质
________
淋巴因子
作用对象
侵入________中的抗原
被抗原侵入的
宿主细胞(即靶细胞)
免疫时间
过程较迅速,所需时间短
过程缓慢,所需时间长
作用方式
浆细胞产生________,
与相应抗原特异性结合
效应T细胞与
________密切接触
关系
①抗原侵入机体后,首先是________免疫发挥作用
②抗原一旦侵入宿主细胞内部,就通过细胞免疫将抗原暴露,再由吞噬细胞消灭和清除,因此两者既各有其独特的作用,又相互配合,共同发挥免疫效应
B细胞 抗体 内环境 抗体 靶细胞 体液
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.初次免疫与二次免疫反应
初次免疫反应
二次免疫反应
概念
机体在第一次接触________时所产生的免疫反应
相同抗原再次入侵时,________细胞很快地作出反应,即分裂产生新的____________________,浆细胞产生抗体消灭抗原
初次免疫反应
二次免疫反应
特点
抗体产生速度较慢,导致免疫过程________
比初次免疫反应速度快,________多,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭
4.某种抗原 记忆 浆细胞和记忆细胞 较慢 产生抗体量
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
下图表示人体的特异性免疫过程,依图回答下列问题。
(1)⑤免疫、⑥免疫分别是哪种免疫?
(2)如果胸腺被切除,则对⑤免疫、⑥免疫分别会产生怎样的影响?
(3)图中的细胞哪些能特异性识别抗原
(1)细胞免疫和体液免疫。
(2)⑤免疫功能全部丧失,⑥免疫功能保留一部分。
(3)细胞b、c、d、e、g。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017四川绵阳二诊,3)下图为人体免疫系统清除流感病毒(RNA病毒)的部分过程示意图。下列推测最准确的是( )
A.细胞乙的来源只有甲细胞,由甲细胞受到抗原刺激与淋巴因子作用分裂分化形成
B.与细胞丙相比,细胞乙的高尔基体和溶酶体都更发达
C.抗原—抗体被细胞丙胞吞后,消化得到的部分产物可被细胞利用
D.人体免疫系统清除流感病毒的过程中,细胞甲、乙、丙都能进行增殖分化
C
【解析】细胞乙是浆细胞,可以产生抗体,可以由B细胞和记忆B细胞增殖分化而来,A错误;细胞乙是浆细胞,有发达的内质网和高尔基体,细胞丙是吞噬细胞,有发达的高尔基体和溶酶体,B错误;抗原—抗体被细胞丙(吞噬细胞)胞吞后,消化得到的部分产物可被细胞利用,C正确;乙浆细胞、丙吞噬细胞均为高度分化的细胞,不再分裂,D错误
2.(2017河南南阳一中月考,33)科学家发现某种病患者的血清中有一种特殊的抗体,该抗体能攻击和破坏细胞内染色体的着丝点蛋白,称之为抗着丝点抗体(ACA)。下列有关ACA的叙述,错误的是( )
A.必须经高尔基体加工后才具有生理活性
B.可使分裂后的子细胞出现染色体变异
C.能特异性地对着丝点蛋白发挥作用
D.可能导致个体患免疫缺陷病
【解析】抗体属于分泌蛋白,需要在高尔基体中加工后才具有生理活性,A正确;据题意可知,ACA的作用是破坏着丝点,如果着丝点被破坏,会影响染色单体分离,从而导致染色体数目的变异,B正确;抗体只能与相应的抗原结合,其作用具有特异性,C正确;该类疾病属于自身免疫病,D错误。
D
3.下图表示人体免疫反应的某些过程,对a、b、c、d四种细胞的判断,正确的是( )
A.a细胞具有识别特定抗原的能力
B.b细胞接受抗原刺激后能增殖分化
C.c细胞的裂解死亡属于非特异性免疫
D.d细胞通过产生抗体消灭抗原
【解析】据图分析可知:a细胞是吞噬细胞、b细胞是B细胞、c细胞是被抗原入侵的靶细胞、d细胞是效应T细胞。吞噬细胞能识别抗原,但不能特异性识别抗原,A错误;b细胞接受抗原刺激后能增殖分化形成效应B细胞(浆细胞)和记忆细胞,B正确;c细胞的裂解死亡属于特异性免疫中的细胞免疫,C错误;效应B细胞通过产生抗体消灭抗原,而d细胞不能,d细胞能使靶细胞裂解死亡,D错误。
B
4.如图是人体内的免疫过程示意图,下列说法中错误的是( )
A.图中的细胞A在非特异性免疫和特异性免疫中均起作用;细胞B在细胞免疫和体液免疫中均起作用
B.移植器官时发生的排斥反应,主要与①②⑥⑦有关
C.HIV通过攻击细胞C,导致机体免疫功能缺失引发艾滋病
D.当相同抗原再次进入机体时,体内会发生⑦或⑧的过程,进而产生G或E,发挥特定的免疫效应
【解析】细胞A是吞噬细胞,在特异性免疫和非特异性免疫中都发挥作用,细胞B是T细胞,在体液免疫和细胞免疫中都发挥作用,A正确;移植器官时发生的排斥反应主要与细胞免疫有关,B正确;HIV通过攻击细胞B,导致机体免疫功能缺失引发艾滋病,C错误;⑦⑧过程是记忆细胞分化过程,在二次免疫过程中发挥作用,使免疫能力更强大,D正确。
C
5.先后将抗原a和抗原a、b注射到小鼠体内,得到的抗体含量曲线如下图所示。该曲线图表明( )
A.小鼠对抗原a更敏感
B.抗原a的破坏性更大
C.二次免疫反应比初次反应更强
D.小鼠对抗原b反应较慢
【解析】由于小鼠两次注射抗原a,由图可知二次反应比初次反应更强。该图不能比较小鼠对抗原a和抗原b的敏感程度,不能说明抗原a和b的破坏性强弱;不能说明小鼠对抗原a、b的反应快慢。
C
6.图甲为人体内众多免疫细胞的起源和分化示意图,图乙表示一正常人注射疫苗后体内抗体产生的反应记录。下列分析正确的是( )
A.图甲①~⑦中需抗原刺激才能产生的有④⑤⑥⑦
B.淋巴细胞起源于造血干细胞,①②③的细胞核中的遗传物质由于分化产生了差异
C.图乙中曲线在bc段的斜率大于de段的斜率
D.图乙中m>n的主要原因是注射疫苗后机体产生了较多的B细胞
【解析】记忆细胞、浆细胞和效应T细胞都需要抗原的刺激才能产生;细胞分化不会导致遗传物质改变;分析题图可知,de段属于二次免疫,bc段属于初次免疫,bc段的斜率小于de段的斜率;图乙中m>n的主要原因是注射疫苗后机体产生了较多的浆细胞。
A
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真题感悟
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必记必辨通关
3.记忆细胞与第二次免疫
(1)记忆细胞的特点:寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。某些抗原诱发产生的记忆细胞可对该抗原记忆终生,从而使动物或人体对该抗原具有终生免疫能力,如天花、麻疹、伤寒等,患者痊愈后可终生具有抵抗力。
(2)二次免疫反应
①含义:相同抗原再次入侵时,记忆细胞很快作出反应,即很快分裂分化产生新的浆细胞和记忆细胞,浆细胞产生抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。
②反应特点:与初次免疫相比,二次免疫反应快、反应强烈,能在抗原侵入但尚未导致机体患病之前将它们消灭。
③抗体浓度变化与患病程度曲线:
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1.A-a-③-Ⅱ A-c-②-Ⅰ B-b-①-Ⅲ
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2.艾滋病的流行与预防
(1)艾滋病的全称:__________________综合症(AIDS)。
(2)病原体:_______________(HIV),HIV是一种RNA病毒。
(3)致病机理:HIV主要攻击人体的________,使人体免疫能力几乎全部丧失。
(4)传播途径:主要是性接触传播;________传播;母婴传播。
(5)预防措施:切断________、拒绝毒品、洁身自爱。
3.免疫学的应用
(1)免疫预防
①含义:患病前的预防,即把________接种到人体内,使人体产生对传染病的抵抗能力,增强人体的免疫力。通过预防接种,人们能够积极地预防多种传染病,但不能预防所有传染病。
②疫苗作用:疫苗相当于________,其作用是使机体产生相应的________和记忆细胞。
(2)免疫治疗
患病后的治疗,即在人体患病条件下,通过输入______、胸腺素、淋巴因子等调整人的免疫功能,达到治疗疾病的目的。
获得性免疫缺陷
人类免疫缺陷病毒
T细胞
血液
传播途径
疫苗
抗原
抗体
抗体
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(3)器官移植
①器官移植的成败主要取决于器官供者与受者的人类组织相容性抗原(HLA)是否一致或相近。
②应用免疫抑制剂,可提高器官移植的成功率。
【教材深挖】
1.为什么预防接种要多次注射疫苗?
2.下图中的曲线显示了两种使人体获得免疫力的方法,依图回答下列问题。
(1)当一个人被疯狗咬伤时采用(图中的)哪种方法进行免疫比较好?
(2)方法①与方法②哪种方法具有更持久的免疫力?
1.通过多次注射疫苗可以增加体内记忆细胞,以提高机体的免疫力。
2.(1)人被疯狗咬伤后,需要抗体尽快与抗原结合。方法②进行免疫产生抗体需要一段时间,故用方法①较好。
(2)方法②是通过注射抗原刺激机体自身产生抗体和记忆细胞,会获得比方法①更持久的免疫力。
1.(2017北京昌平期中,4)如图为某病的发病原理。结合所学知识,分析下列说法不正确的是( )
A.该病属于人体免疫疾病中的自身免疫病
B.激素A能够促进垂体细胞代谢,使激素B合成增加
C.图中所示抗体和激素B对甲状腺的作用效应可能相同
D.使用免疫抑制剂能够有效缓解该病患者的病症
【解析】该病为自身抗体对甲状腺攻击形成,A正确;血液中A(甲状腺激素)反馈作用于垂体,抑制垂体分泌B(促甲状腺激素),B错误;图中所示抗体和促甲状腺激素都作用甲状腺细胞上的相同受体,促进甲状腺激素分泌,C正确;使用免疫抑制剂能够抑制细胞甲产生该抗体,有效缓解该病患者的病症,D正确。
B
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2.如图为过敏反应的原理图,下列有关叙述正确的是( )
A.过敏反应为抗原首次进入机体引起的免疫反应,表现为发作迅速,反应强烈
B.图中首次进入人体的过敏原与再次进入的过敏原的类型可相同,也可不同
C.过敏反应属于特异性免疫中的细胞免疫,其调节方式为神经—体液调节
D.过敏反应有明显的个体差异和遗传倾向,图中靶细胞释放的组织胺等物质可引起毛细血管扩张,平滑肌收缩等
D
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【解析】抗原首次进入机体并不能引起过敏反应,而是产生抗体结合在某些细胞的表面形成致敏靶细胞,A错误;图中再次进入的过敏原与首次进入的应是相同的,否则不能引起组织胺的释放,B错误;过敏反应属于特异性免疫中的体液免疫,其调节方式为体液调节,C错误;过敏反应有明显的个体差异和遗传倾向,图中靶细胞释放的组织胺等物质可引起毛细血管扩张,平滑肌收缩等,D正确。
3.如图为某人被狗咬伤后的处理和治疗情况。下列叙述不正确的是( )
A.清理伤口,不包扎,能减少人被狂犬病病毒、厌氧菌等感染的机会
B.狂犬病病毒具有一定的潜伏期,注射狂犬疫苗,是为了刺激机体产生抗体和记忆细胞
C.每隔一定时间注射狂犬疫苗,对机体抗体和记忆细胞的产生起到增强作用
D.注射狂犬免疫球蛋白能直接消灭侵入细胞内的狂犬病病毒
【解析】被狗咬伤后,首先要清理伤口,目的是减少人被狂犬病病毒感染的机会,不包扎是为了促进细胞的有氧呼吸,抑制厌氧菌的繁殖,A正确;注射疫苗,即注射特定的抗原,能刺激机体产生特定的记忆细胞和抗体,使机体产生免疫力,每隔几天加强注射狂犬疫苗,机体产生大量的抗体和记忆细胞,B、C正确;注射狂犬免疫球蛋白,即注射抗体,能和抗原发生特异性结合,减少被感染的机会,但抗体不能消灭细胞内的抗原,D错误。
D
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4.免疫治疗是应用免疫抑制剂调节机体的免疫状态,使机体对疾病产生恰当的免疫应答,从而防治疾病的治疗方法。如注射疫苗、抗体以预防和治疗慢性疾病,应用免疫抑制剂及免疫增强剂以控制机体的免疫状态等。下列叙述正确的是( )
A.免疫抑制剂能使T细胞增殖受阻,不利于器官移植
B.利用免疫增强剂可增强体液免疫对癌变细胞的清除
C.吞噬细胞对抗原处理后可以将抗原传递给T淋巴细胞
D.接种疫苗目的是使机体产生更强的非特异性免疫
【解析】免疫排斥反应主要是由T细胞引起的,免疫抑制剂能使T细胞增殖受阻,因此利于器官移植,A错误;利用免疫增强剂可增强细胞免疫对癌变细胞的清除,B错误;吞噬细胞对抗原处理后可以呈递抗原给其他淋巴细胞(T细胞),C正确;接种疫苗后,被相同病原体再次感染后记忆细胞分化为浆细胞,浆细胞产生大量抗体将其消灭,属于特异性免疫,D错误。
C
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1.快速界定三类免疫失调病
(1)免疫错误:错将“正常组织”作为免疫对象,则免疫失调。
(2)免疫过强:将“非病原体”作为“抗原”→过敏反应。
(3)免疫缺陷:免疫功能先天或后天缺失→免疫缺陷病。
2.过敏反应与体液免疫的关系
(1)联系:过敏反应是异常的体液免疫。
(2)区别
①发生时间不同:过敏反应在机体再次接触相同抗原时才会发生,而体液免疫则在机体第一次接触抗原时就发生。
②抗体分布不同:体液免疫中抗体主要分布于血清中,而过敏反应中抗体则分布在某些细胞表面。
3.免疫预防(主动免疫)与免疫治疗(被动免疫)的辨析策略
(1)接种“疫苗”属主动免疫,用于免疫预防,侧重于产生记忆细胞以备二次免疫反应。
(2)免疫治疗是输入抗体、胸腺素、淋巴因子、抗毒血清等免疫活性物质,使机体抵抗疾病的能力增强,达到治疗疾病的目的,此属被动免疫。
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1.(2016江苏高考,13)人类免疫缺陷病毒(HIV)有高度变异性,感染机体后可损伤多种免疫细胞,并通过多种机制逃避免疫系统的识别和攻击。下列相关叙述错误的是( )
A.HIV感染人群比健康人群更易患甲型H1N1流感
B.HIV的高度变异性,致使疫苗效果难以持久
C.被HIV潜伏感染的细胞表面没有HIV蛋白,利于病毒逃避免疫系统识别和攻击
D.HIV破坏免疫系统,机体无体液免疫应答,不能通过检测抗体来诊断HIV感染
【解析】HIV感染人群中,机体多种免疫细胞损伤,导致免疫力下降,即对H1N1流感的抵抗力下降,所以比健康人群更易患甲型H1N1流感,A正确;接种疫苗产生的抗体和记忆细胞具有特异性,而HIV具有高度变异性,导致抗体和记忆细胞不能的识别HIV,从而使疫苗效果难以持久,B正确;被HIV潜伏感染的细胞表面没有HIV蛋白,有利于病毒逃避免疫系统识别和攻击,C正确;HIV感染初期,机体通过体液免疫产生大量抗体,可通过检测抗体来诊断HIV感染,D错误。
D
2.(2015新课标Ⅱ,5)下列与病原体有关的叙述,正确的是( )
A.抗体可以进入细胞消灭寄生在其中的结核杆菌
B.抗体抵抗病毒的机制与溶菌酶杀灭细菌的机制相同
C.Rous肉瘤病毒不是致癌因子,与人的细胞癌变无关
D.人感染HIV后的症状与体内该病毒浓度和T细胞数量有关
【解析】抗体只能在体液中与抗原结合,无法进入细胞内消灭病原体,A错误;抗体抵抗病毒的机制是抗体可以与病原体结合,从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附,如形成沉淀或细胞集团,B错误;Rous肉瘤病毒感染人的细胞后,将其基因组整合进人的基因组,诱发人细胞癌变,属于致癌因子,C错误;人感染HIV后发病程度与病毒浓度呈正相关,与T细胞数量呈负相关,D正确。
D
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3.(2015福建高考,2)有一种胰岛素依赖型糖尿病是由于患者体内某种T细胞过度激活为效应T细胞后,选择性地与胰岛B细胞密切接触,导致胰岛B细胞死亡而发病。下列叙述正确的是( )
A.这种胰岛素依赖型糖尿病属于自身免疫病
B.患者血液中胰岛素水平高于正常生理水平
C.效应T细胞将抗原传递给胰岛B细胞致其死亡
D.促进T细胞增殖的免疫增强剂可用于治疗该病
【解析】由于免疫系统异常敏感、反应过度,将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的疾病属于自身免疫病,依题意患者体内过度激活的效应T细胞与胰岛B细胞密切接触导致其死亡而发病,应属于自身免疫病,A正确;胰岛B细胞受损,胰岛素分泌减少,患者的胰岛素水平应低于正常水平,B错误;效应T细胞直接与胰岛B细胞密切接触,使其裂解死亡,C错误;免疫增强剂促进T细胞增殖将导致效应T细胞数目增多,继而加重病情,D错误。
A
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4.(2015天津高考,2)鸡霍乱病原菌易致鸡死亡。1880年,巴斯德用久置的鸡霍乱病原菌对鸡群进行注射,意外发现全部鸡存活。再次培养新鲜病原菌,并扩大鸡的注射范围,结果仅有部分鸡存活。进一步调查发现,存活鸡均接受过第一次注射。下列分析正确的是( )
A.第一次注射时,所用的鸡霍乱病原菌相当于抗体
B.第一次注射后,鸡霍乱病原菌诱导存活鸡产生了抗性变异
C.第二次注射后,存活鸡体内相应记忆细胞参与了免疫反应
D.第二次注射后,死亡鸡体内没有发生特异性免疫反应
【解析】鸡霍乱病原菌能引起鸡产生特异性免疫过程,所以第一次注射时,所用的鸡霍乱病原菌相当于抗原,A错误;变异是不定向的,是本来就存在的,而选择是定向的,第一次注射前,鸡中本来就存在抗性个体和非抗性个体,注射鸡霍乱病原菌后选择了抗性的个体,故抗性个体并非鸡霍乱病原菌诱导产生,B错误;第二次注射时,注射的鸡霍乱病原菌相当于抗原,会引起鸡体内发生特异性免疫反应,只是死亡的鸡免疫能力弱,没有清除鸡霍乱病原菌,D错误。
C
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5.(2016新课标Ⅰ,31)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,导致其患肿瘤病,患病动物更易被其他病原体感染,给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题。
(1)感染病毒甲后,患病的乙更易被其他病原体感染的原因是________________。
(2)新生的乙个体接种甲疫苗后,甲疫苗作为________可诱导B淋巴细胞增殖、分化成__________________和记忆细胞,记忆细胞在机体被病毒甲再次感染时能够____________________________,从而起到预防该肿瘤病的作用。
(3)免疫细胞行使免疫功能时,会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式,这两种方式的共同点有________________________________________________(答出两点即可)。
免疫功能下降
抗原
浆细胞
迅速增殖分化,大量分泌抗体
能运输生物大分子等;运输过程形成囊泡;需要消耗能量
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【解析】(1)B淋巴细胞和T淋巴细胞是特异性免疫的重要组成。感染病毒甲后,乙的B淋巴细胞破裂和T淋巴细胞功能丧失,导致特异性免疫功能受损,故更容易被其他病原体感染。(2)疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制剂,可以作为抗原参与体液免疫过程,刺激机体产生抗体。体液免疫过程中,抗原经过免疫细胞处理后可刺激B淋巴细胞增殖、分化成浆细胞和记忆细胞。记忆细胞可以在再次接触这种抗原时,迅速增殖分化,快速产生大量抗体。(3)免疫细胞行使免疫功能时,会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式,这两种物质跨膜运输方式运输的均是生物大分子,在运输过程中会形成囊泡,且需要消耗能量,不需要载体蛋白协助。
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6.(2014新课标Ⅱ改编,30)为了探究某种复方草药对某种细菌性乳腺炎的疗效是否与机体免疫功能增强有关,某研究小组将细菌性乳腺炎模型小鼠随机分为实验组(草药灌胃)、空白对照组(蒸馏水灌胃)和阳性对照组(免疫增强剂A灌胃),并检测免疫指标。
回答下列问题。
(1)研究发现:实验组小鼠吞噬细胞的吞噬能力显著高于阳性对照组,极显著高于空白对照组。这一结果至少可说明该草药增强了小鼠的非特异性免疫功能。非特异性免疫的特点是________________________________________________________________________。
(2)研究还发现:实验组小鼠的T细胞含量显著高于空白对照组,与阳性对照组相近。这一结果说明:该草药可能通过提高小鼠的T淋巴细胞含量来增强其特异性免疫功能。通常,在细胞免疫过程中,效应T细胞的作用是________________________________________________________________________。
(3)在特异性免疫中,T细胞可产生________,受到抗原刺激的________细胞可在该因子的作用下,增殖分化为浆细胞,浆细胞产生________,参与体液免疫过程。
不针对某一类特定病原体,而是对多种病原体都有一定的防御作用
识别并与被病原体入侵的宿主细胞紧密接触,可使之裂解死亡
淋巴因子
B
抗体
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【解析】(1)非特异性免疫是机体生来就有的,不针对某一类特定病原体,而是对多种病原体都有一定的防御作用。(2)效应T细胞在特异性免疫中的作用是与被病原体入侵的宿主细胞紧密接触,使之裂解死亡。(3)在体液免疫中,T细胞可产生淋巴因子,使B淋巴细胞增殖分化为浆细胞和记忆细胞,浆细胞的功能就是产生抗体,抗体再与抗原特异性结合。
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(2)监控、清除:监控体内衰老、坏死和癌变的细胞并清除。
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3.免疫的两种类型
非特异性免疫和特异性免疫,特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。
4.具有识别功能的细胞
吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞、效应T细胞,这些细胞除吞噬细胞外均具有特异性识别功能。
5.三种免疫失调病
(1)过敏反应:免疫系统对外来物质过度敏感引起。
(2)自身免疫病:由于免疫系统异常敏感、反应过度、“敌我不分”地将自身物质当做外来异物攻击引起。
(3)免疫缺陷病(先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病)。
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易错点1 抗原、抗体及淋巴因子易于混淆
项目
抗原
抗体
淋巴因子
来源
大分子“非己”成分、自身衰老或病变的细胞
由浆细胞产生并分泌
由T细胞或效应T细胞产生并分泌
本质
蛋白质或其他
球蛋白
蛋白质
作用
刺激机体产生抗体或效应细胞,并和相应的抗体或效应细胞发生特异性结合反应
识别抗原表面的抗原决定簇,对抗原起作用
促进B细胞增殖、分化,加强各种有关细胞的作用以发挥免疫效应。如促进B细胞的增殖、分化,增强效应T细胞对靶细胞的裂解作用等
举例
外毒素、凝集原
抗毒素、凝集素
干扰素、白细胞介素
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
易错点2 对骨髓和胸腺破坏后,机体的免疫类型分析不清
【点拨】(1)切除胸腺——T细胞、记忆T细胞和效应T细胞将不能产生,细胞免疫全部丧失,保留少部分体液免疫。
(2)骨髓遭破坏,造血干细胞不能产生,其他免疫细胞都将不能产生,一切特异性免疫全丧失,但输入造血干细胞,细胞免疫将恢复。
(3)若两者都遭破坏,丧失一切特异性免疫,再输入造血干细胞,特异性免疫并不能恢复。
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必记必辨通关第1讲 人体的内环境和稳态
(建议用时:10分钟)
1.内环境是指细胞直接浸浴和生存的环境,下列关于内环境的叙述正确的是( )
A.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
B.膀胱上皮细胞生活的内环境是尿液和组织液
C.内环境是对多细胞生物而言的,单细胞生物多数直接生活在水中,可以直接与外界环境进行物质和能量的交换
D.外界环境变化不大时,机体一定能维持内环境的稳态
2.下列属于人体内环境组成成分的是( )
①血液、组织液和淋巴 ②血浆蛋白、O2和葡萄糖 ③葡萄糖、CO2和胰岛素 ④激素、突触小泡和氨基酸 ⑤进入胃中的牛奶 ⑥口服的抗菌药物 ⑦肌肉注射的青霉素
A.②③⑦
B.①③⑦
C.①②③⑦
D.①②③⑥⑦
3.哺乳动物因长时间未饮水导致机体脱水时,会发生的生理现象是( )
A.血浆渗透压降低
B.抗利尿激素分泌增加
C.下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱
D.肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱
4.下面是关于抗利尿激素调节的曲线图,下列叙述正确的是( )
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-1.tif"
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MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-1.tif"
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MERGEFORMATINET
A.甲图表示食物过咸时,抗利尿激素分泌与细胞外液渗透压变化的关系
B.乙图表示饮水过多时,抗利尿激素分泌与细胞外液渗透压变化的关系
C.丙图表示细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌的变化
D.丁图a点时注射的可能是抗利尿激素
5.人的下丘脑如果发生病变,不可能产生下列哪种现象( )
A.排尿反射丧失
B.体温调节出现故障
C.甲状腺激素分泌减少
D.促甲状腺激素释放激素分泌减少
6.(2017江苏泰州二中月考,27)下丘脑在人体生命活动过程中有重要的调节作用,下列分析错误的是( )
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-2.tif"
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MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-2.tif"
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MERGEFORMATINET
A.由a造成,引起下丘脑分泌①促甲状腺激素释放激素,最后使甲状腺激素分泌增多
B.由b造成,引起下丘脑释放②抗利尿激素,最后使细胞外液渗透压降低
C.由c造成,下丘脑通过神经的作用,可以促使两种激素③肾上腺素、胰高血糖素分泌增多,最后使血糖升高
D.由d引起,通过下丘脑的体温调节作用,可以引起④甲状腺激素增多,导致体内产热量增加
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\综合进阶.tif"
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MERGEFORMAT
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\综合进阶.tif"
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MERGEFORMATINET
(建议用时:25分钟)
7.(2017江苏扬州邗江中学期中,21)关于下图的说法不正确的是( )
A.a液、b液和c液共同构成了人体内环境的主体
B.胰腺细胞分泌的消化酶、胰岛素等通过b液运输到作用部位
C.流经胰腺组织细胞的血液中O2浓度下降,CO2浓度升高
D.b液周围的管壁破损或其含有的蛋白质减少均会造成a液增多
8.(2017安徽怀宁二中月考,5)下图为人体细胞外液渗透压升高时的部分调节过程示意图,其中甲、乙、丙表示结构。下列相关叙述错误的是( )
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A.食物过咸会导致细胞外液渗透压升高
B.结构甲、乙分别是下丘脑和垂体
C.抗利尿激素在结构甲细胞中合成
D.结构丙对水的重吸收减少,尿量减少
9.如图表示动物体温调节过程的部分示意图,图中①、②、③代表激素,当某人走出房间进入寒冷环境时,下列有关叙述错误的是( )
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A.血液中激素①、②、③的含量会增加
B.骨骼肌受有关神经支配,不自主战栗
C.激素①、②对垂体的作用效应都为促进
D.该图表示体温调节的方式为神经—体液调节
10.吃辣椒后,辣椒素会使人产生全身发热、大量出汗的现象,与炎热环境下的身体特征相似,与此时人体生理变化有关的叙述错误的是( )
A.此时人体皮肤血管舒张,汗腺分泌增加,散热增加
B.此时甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,促进体内新陈代谢产热增加
C.此时人体细胞外液渗透压升高,抗利尿激素分泌增加
D.此时产热比散热多,体温将逐渐升高
11.冬泳运动被誉为“勇敢者的运动”。在严寒的冬季,冬泳运动员刚开始训练时,其下列各项生理变化与下图曲线变化趋势相符的是( )
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①皮肤血管血流量的变化 ②身体耗氧量的变化 ③甲状腺激素的分泌量 ④汗液的分泌量
A.②③
B.①④
C.②④
D.①③
12.下面关于下丘脑功能的叙述中,正确的是( )
①大量出汗后,下丘脑分泌的抗利尿激素增加
②寒冷刺激使下丘脑分泌促甲状腺激素,促进甲状腺的活动来调节体温
③下丘脑是体温调节的高级中枢,在下丘脑产生冷觉和热觉
④血糖浓度低时,下丘脑通过有关神经的作用,促进胰岛A细胞的分泌活动
⑤内环境渗透压的增高,使下丘脑某部位产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉
A.①②③
B.②③④
C.②④⑤
D.①④⑤
13.(2017湖北沙市中学周练,33)如图表示人体体液之间的部分关系,请据图回答下列问题:
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(1)淋巴细胞直接生活的内环境主要是________。①~⑥的相互关系中,物质交换是单向的是________。
(2)图中体液分为细胞内液与细胞外液两大类,含量多的是________。机体代谢情况发生变化,最易于通过检查血浆的________来反映。
(3)过程b由________(激素)促进;当细胞D中产生过量乳酸时,机体可如何处理乳酸?________________________________________________________________________
(4)细胞C最可能是________细胞,胰岛素可促进________(用字母表示)过程。
14.(2017浙江绍兴一中期中,32)下面是人体体温调节部分结构模式图,请回答有关问题:
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(1)人体的体温调节中枢是________。“寒冷→下丘脑→肾上腺”的调节是________调节,肾上腺在此调节中属于________;“甲状腺→内环境→下丘脑”的调节是________调节,下丘脑有关细胞在此调节中属于________。
(2)从图中分析,激素D是________,垂体某些细胞膜上有________(填字母代号)激素作用的受体。
(3)神经调节具有________、________的优势,体液调节具有________、________的优势,体温调节是两者共同作用的结果。
第2讲 通过神经系统的调节
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(建议用时:10分钟)
1.(2017江西吉安一中期中,18)下图是人体缩手反射的反射弧结构,方框甲代表大脑皮层,乙代表脊髓神经中枢。以下分析正确的是( )
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A.图中e为感受器,a为效应器
B.当有刺激作用时,发生先缩手后产生痛觉的现象,说明缩手中枢位于乙方框处;痛觉中枢位于甲方框处
C.受到刺激时,神经纤维d处膜外的电位变化是由负电位变为正电位
D.由甲发出的传出神经纤维末端释放的神经递质只能引起乙的兴奋
2.(2017河北邯郸成安一中月考,15)下列各图箭头表示兴奋在神经元之间传递和神经纤维上的传导方向,其中不正确的是( )
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3.某人因受外伤而成为“植物人”,处于完全昏迷状态,饮食只能靠“鼻饲”,人工向胃内注流食,呼吸和心跳正常。请问他的中枢神经系统中,仍能保持正常功能的部位是( )
A.脑干和脊髓
B.小脑和脊髓
C.小脑和脑干
D.只有脊髓
4.(2017河南南阳新野一中月考,38)已知突触小体释放的某种递质与突触后膜结合,可导致突触后膜Cl-内流,使下一个神经元抑制。以下能正确表示突触前膜释放该递质前、突触后膜接受该递质后的膜电位状况以及兴奋的传递方向的图示是( )
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5.(2017四川崇州崇庆中学月考,12)下列关于人体神经调节的叙述,正确的是( )
A.K+外流是大多数神经细胞产生神经冲动的主要原因
B.正常机体的神经冲动在反射弧中可双向传导
C.神经递质的释放与生物膜的流动性关系密切
D.大脑皮层H区受损则无法形成听觉
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(建议用时:25分钟)
6.(2017浙江温州中学月考,15)下图为被针刺后抬手动作的神经反射示意图。下列说法不正确的是( )
A.肌肉细胞直接生活的环境为组织液
B.图中传出神经元为c1和c2
C.在箭头处施加一强刺激,膜外电位由正变负
D.在箭头处施加一强刺激,会引起屈肌和伸肌运动
7.将枪乌贼离体神经纤维分成5组,分别放到正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中,分别测定它们的静息电位和动作电位。下列相关叙述正确的是( )
A.在低K+海水中的静息电位小于正常海水中静息电位
B.在高K+海水中的动作电位小于正常海水中动作电位
C.在低Na+海水中的静息电位大于正常海水中静息电位
D.在高Na+海水中的动作电位大于正常海水中动作电位
8.(2017山西朔州怀仁一中期中,14)如图所示在神经纤维膜外侧接一灵敏电流计,在右侧给予一适当的刺激,图①②③表示电流计指针的偏转情况。下列有关说法正确的是( )
A.电流计指针偏转的顺序依次是②→①→②→③→②
B.电流计指针发生四次方向相反的偏转
C.图①a和图③a电极处的膜均处于未兴奋状态
D.图①b和图③b电极处的膜均处于兴奋状态
9.(2017河南南阳一中期中,8)根据下面的人体神经元结构模式图,分析下列叙述中错误的是( )
A.①⑤都可参与神经递质的活动
B.若刺激A点,图中电流计B将出现2次偏转,且方向相反
C.若抑制该细胞的呼吸作用,不会影响神经冲动在一个神经元细胞内的传导
D.④的形成与高尔基体有关
10.(2017浙江宁波“十校”联考,28)下图甲为某一神经纤维示意图,将一电流表的a、b两极置于膜外,在X处给予适宜刺激,测得电位变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
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A.未受刺激时,电流表测得的为静息电位
B.兴奋传导过程中,a、b间膜内电流的方向为b→a
C.在图乙中的t3时刻,兴奋传导至b电极处
D.t1~t2,t3~t4电位的变化分别是Na+内流和K+外流造成的
11.根据突触前细胞传来的信号,突触可分为兴奋性突触和抑制性突触。使下一个神经元产生兴奋的为兴奋性突触,对下一个神经元产生抑制效应(抑制效应是指下一个神经元的膜电位仍为内负外正)的为抑制性突触。如图为某种动物体内神经调节的局部图(带圈数字代表不同的突触小体)。下列说法正确的是( )
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A.①的突触小泡中是兴奋性神经递质
B.当兴奋传至突触3时,其突触后膜的电位变为内正外负
C.图中的突触类型有轴突-树突型、轴突-肌肉型
D.突触2和突触3的作用相同,均是抑制肌肉兴奋
12.当伤害性刺激作用于动物的肢体时,即会发生如下图所示的屈肌反射,已知屈肌反射中屈肌处于收缩状态。反射过程中一个神经元的轴突末梢只释放一种神经递质(M、N、E、F表示神经元,ab表示一段神经纤维)。
(1)动物肢体受到伤害性刺激后,E神经元接受了________(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,引起膜对________的通透性加大,使________加大,E神经元的活动被抑制。
(2)假设E与M不经过N(中间神经元)相连,当神经冲动传导到E时,该神经元的活动仍受抑制,原因是___________________________________________________________
(3)当发生屈肌反射时,神经纤维中已兴奋的部位和未兴奋的部位间可形成________,兴奋在F神经元上的传导方向是________(用“a”“b”和“→”表示);兴奋在神经元之间的传递是________(填“单向的”或“双向的”),原因是________________________________________________________________________
13.不同神经元的突触小泡中神经递质的种类不同,作用于突触后膜产生的效应存在差异,如图表示乙酰胆碱、甘氨酸(Gly)、去甲肾上腺素(NE)的作用过程。请回答:
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(1)图中能够体现出的内环境的构成部分是____________;图1中离子通道甲应是______________(填“K+”或“Na+”)通道。
(2)图2中,当兴奋抵达时,贮存在突触小泡内的甘氨酸(Gly)释放出来,并与分布在________上的Gly受体结合。当Gly与其受体结合后,离子通道乙开启,使________(填“阴”或“阳”)离子内流,导致A处的兴奋不能传至B处。释放到突触间隙的Gly可通过主动运输进入细胞再被利用,图中结构①表示________。
(3)图3中,去甲肾上腺素(NE)作用于突触后膜受体引起突触后神经元的兴奋,这一过程中信号的变化情况是________。兴奋处的细胞膜的外表面电位为________。当完成一次兴奋传递后,NE立即被分解。某种药物可以阻止NE的分解,这种药物的效应是________。
(4)NE反过来作用于突触前膜受体,抑制前膜的递质释放。由此可知,图示神经元的突触传递存在着________(填“正”或“负”)反馈调节机制,其意义是调节________的效率。
第3讲 激素的调节与神经调节的关系
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(建议用时:10分钟)
1.(2017河南南阳宛东五校一联,20)下表是某患者血液中激素水平检验报告单的部分内容,据表分析错误的是( )
检验名称
结果
单位
参考范围
甲状腺激素
98.5
pmol/L
9.01~19.5
促甲状腺激素
0.09
pmol/L
0.35~4.94
A.患者的细胞代谢速率高于正常水平
B.患者神经系统的兴奋性较正常人高
C.患者促甲状腺激素释放激素的含量低于正常水平
D.患者促甲状腺激素含量较低可能是缺碘造成的
2.下列关于动物激素调节及其应用方面的叙述,正确的是( )
A.饲喂添加甲状腺激素的饲料,可使蝌蚪快速发育成小青蛙
B.激素与靶细胞结合并发挥作用后可以继续使用
C.甲状腺激素分泌不足的哺乳动物,其耗氧量会增加
D.长期服用性激素以提高成绩的运动员,其体内的促性腺激素水平较正常人高一些
3.(2017安徽宣城四校联考,13)下图为某健康人的血糖变化情况,此人在13时前仅进了早餐,下列叙述正确的是( )
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A.A点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加
B.B点时,体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加
C.C点时,血糖浓度接近基础血糖水平,没有相关激素调节
D.C点时,肝糖原和肌糖原正在水解,补充血糖
4.(2017陕西黄陵中学月考,24)科学家发现过度肥胖的动物往往血糖浓度过高,给肥胖老鼠注入胰岛素后,发现血糖浓度并未下降。有人推测阿司匹林可能对降低肥胖动物血糖有效果,他们用肥胖老鼠做实验,方法如下:先给老鼠服用三周的阿司匹林,再注射胰岛素,一段时间后,血糖开始下降。该实验的设计还缺少一个对照组,你认为以下设置对照组的方法,最合理的是( )
A.给老鼠服用三周阿司匹林后,注射等量生理盐水,一段时间后测试血糖浓度
B.既不服用阿司匹林,也不注射胰岛素,三周后测试血糖浓度
C.给老鼠在服用阿司匹林的同时注射胰岛素,三周后测试血糖浓度
D.给老鼠服用三周阿司匹林,在停药一段时间后,测试血糖浓度
5.下图是运动对基因突变鼠和正常鼠血糖浓度的影响。根据图中信息,基因突变鼠出现图中状况的原因最可能是( )
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A.胰岛B细胞受损
B.甲状腺被切除
C.无法将血糖转换成肝糖原
D.体内细胞缺乏胰高血糖素的受体
6.(2017黑龙江哈尔滨三中期中,27)研究发现,胰岛素必须与靶细胞膜上的胰岛素受体结合,才能调节血糖平衡。如果人体组织细胞膜缺乏该受体,则可能导致( )
A.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高
B.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低
C.细胞加速摄取血糖,血糖水平过高
D.细胞加速摄取血糖,血糖水平过低
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(建议用时:25分钟)
7.下列关于神经递质与激素的叙述错误的是( )
A.识别神经递质的特异性受体只能分布在神经元上
B.激素在机体中发挥完生理作用后立即被灭活
C.神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜
D.识别某种激素的特异性受体只能分布在靶细胞或靶器官上
8.(2017山西太原外国语学校月考,38)如图是分泌细胞分泌的某种物质与靶细胞结合的示意图,据图判断下列叙述正确的是( )
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A.分泌细胞产生的分泌物与靶细胞相互结合的原因是靶细胞膜上有载体蛋白
B.如果分泌细胞产生的分泌物为胰高血糖素,则靶细胞可以为肌肉细胞
C.如果分泌细胞为甲状腺细胞,那么靶细胞可能为垂体细胞
D.如果分泌细胞是垂体细胞,那么此时的靶细胞不可能是性腺细胞
9.关于神经调节和体液调节之间的关系,不正确的是( )
A.大部分内分泌腺的激素分泌不受神经系统的调控
B.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C.生物各项生命活动一般同时受神经和体液的调节,但神经调节在其中扮演了主要角色
D.体液调节可以是神经调节的一个环节
10.下图是某人在摄食后及运动过程中血糖平衡调节示意图,其相关分析正确的是( )
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A.摄食后血糖浓度升高,与胰岛A细胞有关
B.血糖浓度正常水平的维持是通过反馈调节达成的
C.A点后血糖浓度降低,是因为胰岛素抑制肾小管对葡萄糖的重吸收
D.B点后血糖浓度升高,是因为胰高血糖素可以促进肝糖原的分解
11.下图为血糖调节的部分过程,下列相关叙述正确的是( )
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A.血糖浓度降低时,X激素可促进肌糖原及肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖
B.某糖尿病病人胰岛素的含量比正常人高,该患者最可能的原因是胰岛素受体少
C.某人因体内产生了能攻击胰岛素受体的抗体而导致的糖尿病可通过注射胰岛素进行治疗
D.血糖调节的基本方式是神经—体液共同调节,切除垂体后对血糖调节影响很大
12.(2017湖南岳阳一中期中,22)某生物兴趣小组利用刚宰杀的家兔探究影响促甲状腺激素(TSH)分泌的因素,实验结果如图所示。下列分析中不合理的是( )
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A.3号瓶、4号瓶和5号瓶对比说明甲状腺激素和下丘脑是影响TSH分泌的因素
B.2号瓶和5号瓶对比说明垂体对下丘脑分泌TSH有促进作用
C.1号瓶、2号瓶、3号瓶对比说明TSH是由垂体分泌的
D.由3号瓶、4号瓶可知,甲状腺激素对TSH的分泌有抑制作用
13.(2017云南个旧三高期中,42)下丘脑在人体内环境的稳态与生理调节过程中发挥重要作用,如图所示为神经系统对内分泌功能的三种调节方式。请据图回答下列问题:
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(1)图中下丘脑参与的生理调节方式有__________________。兴奋在A处传递是________(填“双向”或“单向”)的,而当兴奋性神经递质传到突触后膜时,膜外____________将大量内流。
(2)若图中产生激素甲的靶腺为甲状腺,则下丘脑分泌的相应激素是____________,内环境中对垂体分泌相应激素的含量有调节作用的激素是____________。
(3)若图中激素甲、乙、丙中有一种激素是抗利尿激素,则最可能是________,导致机体释放该激素的主要原因是_________________________________________________________
(4)与激素丙有关的反射弧的效应器是由________组成的。人体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,这是因为________。
14.(2017江苏南通启东中学月考,30)如图为人体血糖平衡调节示意图,图中字母表示物质,数字代表结构或过程,丙和丁代表不同细胞,且图中抗体1或抗体2只与相应的受体结合。请据图回答下列问题:
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(1)当血糖浓度升高时,机体进行神经调节涉及的反射弧是________(用图中汉字、数字及箭头表示)。
(2)分析图示可推测,图中丙代表________,D代表________,丙分泌C的生理功能是________,从而使血糖浓度________(填“升高”或“降低”)。
(3)通过图示可以看出,C和D之间通过________作用共同维持血糖浓度的稳定。
(4)当某人血液中存在抗体1或抗体2时,可判定其患有糖尿病;其中可通过注射胰岛素达到降低血糖效果的糖尿病是由________(填“抗体1”或“抗体2”)引起的;从免疫学的角度看,该糖尿病属于________病。
第4讲 免疫调节
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(建议用时:10分钟)
1.以下关于人体免疫的叙述,错误的是( )
A.淋巴细胞包括吞噬细胞
B.造血干细胞可以增殖分化为淋巴细胞
C.抗体是由浆细胞产生和分泌的免疫球蛋白
D.记忆细胞具有特异性识别能力和分裂分化能力
2.下图为淋巴细胞的起源与分化示意图,则图中①②③④⑤⑥依次是( )
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A.B细胞、浆细胞、T细胞、浆细胞、淋巴器官、抗原
B.T细胞、效应T细胞、B细胞、浆细胞、淋巴器官、抗体
C.T细胞、效应T细胞、B细胞、浆细胞、淋巴器官、抗原
D.效应T细胞、T细胞、浆细胞、B细胞、淋巴器官、抗原
3.(2017广西桂林中学月考,5)下列有关人或动物免疫调节的说法正确的是( )
A.淋巴细胞膜上有特异性受体,能区分或识别“异己”细胞
B.T细胞只存在于胸腺和骨髓
C.效应B细胞(浆细胞)合成的抗体在体外就失活
D.体液免疫和细胞免疫是与生俱来的
4.下图表示病菌感染人体后,免疫细胞做出应答的部分过程。据图分析,相关叙述错误的是( )
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A.细胞②释放淋巴因子作用于细胞④
B.细胞②、④、⑦能够直接识别抗原
C.细胞⑦有相对发达的高尔基体
D.⑦能分泌抗体,而④不能分泌抗体
5.(2017江西宜春丰城中学段考二,11)下图是外源性致敏原引起哮喘的示意图。当外源性致敏原首次进入机体后,会使机体产生相应的浆细胞并分泌相应的抗体,抗体可被吸附在肺组织中肥大细胞的表面,当该致敏原再一次进入机体后,可促使肥大细胞释放出组胺、白三烯等各种过敏介质。下列说法正确的是( )
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A.过敏介质需要与受体结合才能发挥效应
B.临床药物可以通过促进过敏介质的释放来治疗哮喘
C.浆细胞识别致敏原后能够分泌特异性抗体
D.哮喘是人体特异性免疫应答的一种正常生理现象
6.卡介苗是用于预防结核病的疫苗。人体接种卡介苗获得相应免疫力后,若结核杆菌入侵,会出现( )
A.卡介苗与抗原特异性结合
B.吞噬细胞吞噬结核杆菌
C.抗体进入宿主细胞消灭抗原
D.效应T细胞使结核杆菌裂解
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(建议用时:25分钟)
7.浆细胞产生抗体是免疫调节中的重要环节,下列叙述正确的是( )
A.浆细胞与记忆B细胞膜上的糖蛋白种类有差异
B.浆细胞与效应T细胞中的遗传信息有明显差异
C.浆细胞内对抗体进行加工的细胞器中含有DNA
D.抗体与抗原的特异性结合发生在浆细胞的表面
8.少数人注射青霉素后出现胸闷、气急和呼吸困难等过敏反应症状,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
9.(2017福建南安一中月考,20)如图表示人体的特异性免疫过程,依据此图,判断下列叙述不正确的是( )
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A.图中④为细胞免疫,A为淋巴因子;⑤为体液免疫,B为抗体
B.与B加工、分泌有关的膜性细胞器有:内质网、高尔基体、线粒体
C.图中能特异性识别抗原的细胞有:b、c、d、e、f、g
D.病毒入侵人体时,人体往往先通过⑤免疫,再通过④免疫,才能消灭抗原
10.为研究人的T细胞对B细胞的影响,研究人员将来自同一个体的B细胞等分为三组,实验操作和结果如下所示(“+”表示加入该细胞,“-”表示未加入该细胞),下列分析不正确的是( )
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甲
乙
丙
B细胞
+
+
+
T细胞
+
-
-
受抗原刺激的T细胞
-
+
-
A.乙组培养液中可能产生了记忆细胞
B.甲、丙两组没有检测到抗体的原因不同
C.受抗原刺激的T细胞能刺激B细胞增殖分化产生浆细胞
D.第4~12
d随着培养时间的延长,乙组抗体量逐渐增加
11.
HIV上的跨膜蛋白gp41的抗原结构与T细胞膜上某结构相似,人体感染HIV会产生抗gp41抗体,发生免疫反应;注射胸腺五肽有利于T细胞数量增加,下列叙述错误的是( )
A.引起上述免疫反应的抗原一定都来自于外界环境
B.HIV可破坏T细胞,使机体的免疫调节受到抑制
C.骨髓造血干细胞膜表面可能存在胸腺五肽的特异性受体
D.人体感染HIV后可诱发自身免疫反应使T细胞数量减少
12.如图甲是某种特异性免疫的大致过程,图乙是初次免疫和二次免疫的相关情况变化曲线。下列关于它们的叙述中,正确的是( )
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A.图甲表示的是细胞免疫过程
B.图乙中的二次免疫反应特点主要与图甲中的细胞④增殖分化的记忆细胞有关
C.如果图甲中的细胞②全部失去,则图甲表示的免疫方式全部丧失
D.图甲中细胞②和细胞⑦可以识别抗原
13.艾滋病是一种危害性极大的传染病,是由于患者感染艾滋病病毒(简称HIV)。下图1为艾滋病感染者体内HIV浓度和T细胞数量随时间的变化规律。请据图回答下列问题:
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,(物质g)FK―→―→
图2
(1)从免疫学角度分析,艾滋病是一种________病。被HIV侵染的T细胞产生于骨髓这一免疫器官,并在________部位成熟。除上述免疫器官外人体的免疫器官还包括________(至少答2个)等。
(2)人体感染HIV后,HIV的浓度先升高后下降,原因是人体的免疫系统产生了囊膜蛋白(Gp120,Gp41)抗体等多种抗体,大部分HIV被抗体消灭。图2是抗体形成的一般过程,写出以下字母代表的名称:e________;g________。
(3)从图1可知,HIV浓度在第9年达到了峰值,患者此时通常会罹患多器官的恶性肿瘤,最终导致死亡。这一结果体现了免疫系统的功能之一是________。
14.科学家研究发现一种树突状细胞(DC细胞),在免疫反应中有强大的摄取、处理和传递抗原的功能。下图为DC细胞参与免疫的过程,请回答问题:
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(1)DC细胞能通过________方式将外来抗原摄取入细胞内,将其分解;同时,免疫调节也可对付体内的异常细胞,这体现了免疫系统的________功能。
(2)DC细胞处理抗原后,细胞外出现特定的物质能与T细胞外具有______作用的受体相结合,激活信号分子(S1、S2),从而激发T细胞出现免疫效应,此过程称为细胞间的______。具有摄取、处理及传递抗原能力的细胞,除树突状细胞外还有______等。
(3)T细胞发生免疫效应时,它产生的________可作用于已被少数抗原刺激的________细胞,并促进其增殖分化。
(4)DC免疫疗法是通过采集患者自体的外周血液,在体外诱导培养出大量DC细胞,使之负载上肿瘤抗原信息后再回输给患者。这些DC细胞进入患者体内后,还可诱导T细胞迅速增殖分化成______,精确杀伤肿瘤细胞,同时,还能使机体产生免疫记忆,具有防止肿瘤复发的功效,该免疫过程属于________免疫。
第1讲 人体的内环境和稳态
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(建议用时:10分钟)
1.
C 【解析】细胞是生物体结构和功能的基本单位,细胞代谢的主要场所是细胞,不是内环境,A错误;尿液可以直接排出体外,不是内环境,B错误;单细胞生物多数直接生活在水中,可以直接与外界环境进行物质和能量的交换,内环境是对多细胞生物而言的,C正确;正常情况下,外界环境变化不大时,机体可以通过神经—体液—免疫调节网络维持内环境的相对稳定,当机体的调节网络发生故障时,即使外界环境变化不大,也可能使机体稳态失调,D错误。
2.
A 【解析】血液不属于内环境,血液中的血浆是内环境的重要组成部分,①错误;血浆蛋白、O2和葡萄糖都是内环境的组成成分,②正确;葡萄糖、CO2和胰岛素都是内环境的组成成分,③正确;递质小泡在突触前膜内,不属于内环境的成分,④错误;胃直接与外界环境相通,所以胃内的物质不属于内环境的成分,⑤错误;口服抗菌药物后进入消化道,消化道直接与外界环境相通,不属于内环境,⑥错误;肌肉注射的青霉素直接进入组织液,组织液是内环境的重要组成部分,⑦正确。
3.
B 【解析】机体脱水时,血浆渗透压升高,致使抗利尿激素分泌量增加,下丘脑渗透压感受器受到的刺激增强;抗利尿激素随血液运输到全身各处,作用于肾小管和集合管,促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
4.
D 【解析】细胞外液渗透压升高时,抗利尿激素分泌增加,随着水分的重吸收,细胞外液渗透压要下降,所以丙图错误。注射抗利尿激素后,尿液中水分减少,所以尿素和无机盐离子的浓度应该是上升的。
5.
A 【解析】排尿反射中枢在脊髓,与下丘脑无关,A符合题意;下丘脑中有体温调节中枢;下丘脑如果发生病变,体温调节会出现故障,同时下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素减少,会导致垂体分泌的促甲状腺激素减少,进而导致甲状腺分泌的甲状腺激素减少。
6.
B 【解析】抗利尿激素是由下丘脑合成并由垂体释放的,B项错误。
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(建议用时:25分钟)
7.B 【解析】依据图示可知a液为组织液,b液为血浆,c液为淋巴,三者共同构成了人体内环境的主体,A正确;胰腺细胞分泌的消化酶直接分泌到消化腔中,不经过b液运输,B错误;流经胰腺组织细胞的血液中O2被组织细胞利用,浓度下降,同时组织细胞产生的CO2通过组织液弥散到血浆中,血浆中CO2浓度升高,C正确;b液周围的管壁破损或其含有的蛋白质减少导致血浆渗透压下降,组织液吸水能力相对增强,造成A液增多,D正确。
8.
D 【解析】饮水不足、体内失水过多或食物过咸都会导致细胞外液渗透压升高,A正确;分析图示可知,结构甲、乙分别是下丘脑(渗透压感受器)和垂体,B正确;抗利尿激素由下丘脑的内分泌细胞合成,C正确;结构丙为肾小管和集合管,对水的重吸收减少,尿量则增加,D错误。
9.
C 【解析】图中①~③分别为促甲状腺激素释放激素、甲状腺激素和促甲状腺激素。刚进入寒冷环境时,激素①分泌增加促进③的含量增加,从而使②的含量增加,A正确;骨骼肌发生不自主战栗,增加产热,是神经系统调节的结果,B正确;激素①、②对垂体的作用效应分别为促进和抑制,C错误;图中下丘脑是体温调节中枢,并且图中激素参与体温的调节,因此该图表示体温调节的方式为神经—体液调节,D正确。
10.
D 【解析】辣椒素会使人产生全身发热、大量出汗的现象,此时人体皮肤血管舒张,汗腺分泌增加,散热增加,A正确;吃辣椒后,辣椒素会使人全身发热,而人体热量的来源是有机物的氧化分解,甲状腺激素和肾上腺素能促进新陈代谢,促进物质的氧化分解,B正确;大量出汗,会丢失大量的水分和无机盐,人体细胞外液渗透压升高,刺激下丘脑中的渗透压感受器,下丘脑产生、垂体释放的抗利尿激素增加,使尿量减少,C正确;此时产热和散热都增多,体温维持稳定,D错误。
11.
A 【解析】在寒冷条件下,冷觉感受器兴奋,下丘脑通过神经调节,使皮肤血管的血流量、汗液的分泌量减少,从而减少散热。同时通过分泌甲状腺激素来促进新陈代谢,使各组织细胞有氧呼吸速率加快,通过增加产热量来维持体温恒定。
12.D 【解析】抗利尿激素具有促进肾小管和集合管对水的重吸收作用,①正确;下丘脑分泌的激素是促甲状腺激素释放激素,②错误;冷觉和热觉产生部位是大脑皮层,下丘脑是体温调节中枢,③错误;血糖浓度低时,下丘脑通过有关神经的作用,促进胰岛A细胞的分泌活动,分泌胰高血糖素,促使血糖含量升高,④正确;内环境渗透压增高,下丘脑某部位接受刺激,产生的神经冲动传至大脑皮层产生渴觉,⑤正确。
13.
(1)淋巴、血浆 ①、③ (2)细胞内液 物质成分及理化性质 (3)胰高血糖素、肾上腺素 进入细胞外液与NaHCO3作用产生乳酸钠和H2CO3,H2CO3分解为CO2和H2O
(4)肝 a、c
【解析】(1)淋巴细胞存在于淋巴管和血管中,其内环境是淋巴、血浆。淋巴循环为单向的,只能来自于组织液,回到血浆,故①~⑥的相互关系中,物质交换是单向的是①、③。(2)图中体液分为细胞内液与细胞外液两大类,含量多的是细胞内液,约占2/3。机体代谢情况发生变化,最易于通过检查血浆的物质成分及理化性质来反映。(3)过程b为糖原分解的过程,由胰高血糖素、肾上腺素促进;当细胞中产生过量乳酸时,可进入细胞外液与NaHCO3作用产生乳酸钠和H2CO3,H2CO3分解为CO2和H2O,从而维持内环境pH的稳定。(4)细胞C内可进行糖原的合成和分解,故最可能是肝细胞,胰岛素可促进葡萄糖合成糖原的过程。
14.(1)下丘脑 神经 效应器 体液 靶细胞
(2)肾上腺素 A和C
(3)快速 准确 持续时间长 作用范围广
【解析】(1)人体体温调节的中枢是下丘脑。“寒冷→下丘脑→肾上腺”的调节是神经调节,肾上腺是效应器。“甲状腺→内环境→下丘脑”的调节是体液调节,甲状腺激素能反馈性抑制下丘脑的分泌活动。(2)由题图看出,B作用于甲状腺,A是促甲状腺激素释放激素,B是促甲状腺激素,C是甲状腺激素,D是肾上腺素。垂体是促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素作用的靶器官。(3)神经调节快速、准确,体液调节持续时间长、作用范围广。
第2讲 通过神经系统的调节
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1.B 【解析】根据c处突触的形状可判断兴奋传递的方向是a→b→c→d→e,所以a为感受器,e为效应器,A错误;受到刺激发生的缩手反射属于非条件反射,神经中枢位于脊髓中(乙方框中);痛觉产生于大脑皮层中(甲方框中),B正确;受到刺激前,膜外电位为正电位,刺激后变为负电位,C错误;神经递质可能引起突触后神经元兴奋或抑制,D错误。
2.
C 【解析】兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的,“突触的类型有轴突—胞体型和轴突—树突型,A、B项正确;兴奋从突触前膜传递到突触后膜,C项错误;兴奋在神经纤维上的传导是双向的,兴奋部位的电位是膜内为正、膜外为负,D项正确。
3.
A 【解析】人的中枢神经系统包括大脑、脑干、小脑和脊髓。“植物人”失去所有的高级神经活动,说明大脑皮层受损伤;身体基本不能动,说明小脑也失去功能;但是一些必要的生命活动还在进行,说明脑干正常;脑干要通过调控脊髓来完成最基本的生命活动,说明脊髓也没有受损。
4.
B 【解析】神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,是单方向的,故A、C错误;当神经纤维处于静息状态时,膜内钾离子外流,膜外电位为正、膜内电位为负;当神经纤维受到刺激时,产生兴奋,膜外的钠离子内流,使得膜外电位由正电位变成了负电位、膜内的负电位变成了正电位。突触小体释放的某种递质与突触后膜结合,可导致突触后膜Cl-内流,使下一个神经元抑制,则突触后膜仍为静息状态,膜外为正电位,膜内为负电位。故B正确,D错误。
5.
C 【解析】K+外流是大多数神经细胞产生静息电位的主要原因,A错误;由于突触的结构,正常机体的神经冲动在反射弧中只能单向传递,B错误;神经递质通过胞吐的方式从突触前膜释放到突触间隙,与细胞膜的流动性有关,C正确;大脑皮层H区受损,能看、能写,但是听不懂别人的谈话,D错误。
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6.
D 【解析】肌肉细胞生活的内环境是组织液,A正确;图中的c1和c2都是从神经中枢传出的传出神经元(根据突触结构判断),B正确;兴奋时膜外由正电位变为负电位,C正确;在箭头处施加强刺激,只引起伸肌运动,D错误。
7.
D 【解析】神经细胞内K+浓度明显高于膜外,静息电位的维持依赖于K+外流,细胞外液中K+浓度越低静息电位越大,因此静息电位的高低是:低K+海水>正常海水>高K+海水;神经细胞内Na+浓度明显低于膜外,动作电位的维持依赖于Na+内流,细胞外液中Na+浓度越高动作电位就越高,因此动作电位的高低是:高Na+海水>正常海水>低Na+海水。综上所述,A、B、C错误,D正确。
8.
A 【解析】电流计的两个电极未接受刺激时,膜外都为正电位,因此如图②所示,当电流计的右侧受到刺激时,膜外为负电位,因此如图①所示,以后依次为②→③→②,A正确。电流计指针发生两次方向相反的偏转。图①a和图③b电极处的膜电位均为外正内负,即处于未兴奋状态,图①b和图③a电极处的膜电位均为外负内正,即处于兴奋状态。
9.
C 【解析】①指的是线粒体,⑤是突触后膜,却可参与神经递质的活动,A正确;刺激A点,产生的兴奋先后经过电流计指针,则指针发生两次方向相反的偏转,B正确;神经冲动的传导消耗能量,抑制细胞的呼吸作用,可影响传导,C错误;④是突触小泡,形成与高尔基体有关,D正确。
10.
C 【解析】图甲所示电流表的a、b两极置于膜外,指针不偏转,无法测出静息电位;兴奋传导过程中,膜内电流的方向与兴奋传导的方向一致,均为a→b;图乙中t1~t2,t3~t4电位的变化分别是a处和b处产生动作电位,并且曲线中偏离横轴的一段均由Na+内流造成,偏回横轴的一段均由K+外流造成。
11.
A 【解析】据图可知,突触1为兴奋性突触,因此,①的突触小泡中的神经递质也应该是兴奋性神经递质,A正确;突触3为抑制性突触,因此,当兴奋传至突触3时,其突触后膜的膜电位仍为内负外正,B错误;由图可知,突触1和3为轴突—肌肉型,突触2是轴突—轴突型,C错误;突触2的作用是抑制①处的轴突兴奋,突触3则是抑制肌肉细胞兴奋,D错误。
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12.
(1)抑制性 K+(或Cl-) 膜电位差
(2)神经递质与受体的结合具有特异性(受体类型不同或E神经元表面没有M神经元分泌的神经递质受体)
(3)局部电流 a→b 单向的 神经递质只能由突触前膜释放,并作用于突触后膜
【解析】(1)根据图示可知E神经元连接的是伸肌,而伤害性刺激作用于动物的肢体会发生屈肌反射,则伸肌反射受到抑制,原因是E神经元接受了抑制性神经递质,引起膜对K+(或Cl-)的通透性加大,使膜电位差加大,使得E神经元的活动被抑制。(2)E与M不经过N(中间神经元)相连,当神经冲动传到E时,该神经元的活动仍受抑制,原因是神经递质与受体的结合具有特异性。(3)在反射发生的过程中,神经纤维中已兴奋的部位和未兴奋的部位间可形成局部电流。神经递质只能由突触前膜释放,并作用于突触后膜,所以突触处兴奋传递具有单向性,所以兴奋在F神经元上的传导方向是a→b。
13.
(1)组织液 Na+ (2)突触后膜 阴 载体蛋白
(3)化学信号电信号 负电位 使突触后膜持续兴奋 (4)负 突触传递(或兴奋传递、神经调节)
【解析】(1)突触间隙中的液体为组织液。神经纤维上,兴奋的产生主要是Na+内流的结果,故图1中离子通道甲为Na+通道。(2)神经递质由突触小泡释放,作用于突触后膜上的特定受体;由于A处的兴奋不能传递到B处,可推知离子通道乙的开启,导致的是阴离子内流,从而阻止兴奋的传导。依题意,Gly以主动运输方式进入细胞,故图中结构①应为运输Gly的载体蛋白。(3)在突触后膜上实现的信号变化为化学信号电信号;兴奋处细胞膜外表面电位为负电位;某药物阻止NE(兴奋性递质)的分解,将使NE持续作用于突触后膜,使突触后膜持续兴奋。(4)NE能反过来作用于突触前膜受体,抑制前膜的递质释放,这种调节属于负反馈调节,其意义是提高神经调节的效率,使神经调节处于相对平衡的状态。
第3讲 激素的调节与神经调节的关系
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1.
D 【解析】由表格数据分析,患者甲状腺激素含量高于正常人,故其细胞代谢速率高于正常水平,神经系统的兴奋性较正常人高,A、B正确;促甲状腺激素水平低于正常人的原因是垂体分泌活动受到甲状腺激素的负反馈调节,促甲状腺激素释放激素也会因负反馈调节含量降低,C正确、D错误。
2.
A 【解析】甲状腺激素具有促进动物生长发育的功能,饲喂添加甲状腺激素的饲料,可使蝌蚪快速发育成小青蛙,A正确;激素与靶细胞结合并发挥作用后,被相关酶分解,失去活性,B错误;甲状腺激素能促进新陈代谢,甲状腺激素分泌不足的哺乳动物,其耗氧量会由于代谢降低而减少,C错误;服用性激素以提高成绩的运动员,其体内的促性腺激素会由于反馈调节而使含量较正常人低一些,D错误。
3.
B 【解析】A点时,由于进食,血糖升高,会引起体内胰岛B细胞分泌的胰岛素增加,A错误;B点时,血糖偏低,会引起体内胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增加,以升高血糖,B正确;C点时,血糖浓度接近基础血糖水平,是在相关激素调节下实现的,C错误;C点时,肝糖原正在水解,补充血糖,肌糖原只能直接氧化分解释放能量,D错误。
4.
A 【解析】对照实验应遵循单一变量原则,实验组给老鼠服用三周的阿司匹林后注射了胰岛素,一段时间后,血糖开始下降。对照组应给老鼠服用三周阿司匹林后,注射等量生理盐水,一段时间后测试血糖浓度。
5.D 【解析】从题图中曲线可以看出,基因突变鼠在运动后血糖浓度过低,因此可能缺乏胰高血糖素或其受体;而胰岛B细胞受损时,机体分泌的胰岛素减少,会出现高血糖症。
6.
A 【解析】胰岛素的作用是促进血糖进入组织细胞进行氧化分解储存,从而降低血糖。根据题干信息“细胞缺乏胰岛素作用的受体”,这样会导致胰岛素无法发挥降低血糖的作用,因此会使细胞摄取葡萄糖的速度减缓,从而使血糖处于较高的水平。A正确。
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7.
A 【解析】识别神经递质的特异性受体除了分布在神经元上,还可分布于肌肉及腺体细胞上,A错误;识别某种激素的特异性受体只能分布在靶细胞或靶器官上,激素在机体中与靶细胞及靶器官上的受体特异性结合并发挥生理作用后会立即被灭活,B、D正确;神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,所以兴奋在突触处的传递是单向的,C正确。
8.
C 【解析】分泌细胞产生的分泌物与靶细胞相互结合的原因是靶细胞膜上有其受体蛋白,A错误;如果分泌细胞产生的分泌物为胰高血糖素,胰高血糖素能促进肝糖原分解,不能促进肌糖原分解,所以其靶细胞不可能是肌肉细胞,B错误;如果分泌细胞为甲状腺细胞,分泌物是甲状腺激素,甲状腺激素含量升高会抑制垂体合成和分泌促甲状腺激素,靶细胞可能是垂体,C正确;如果分泌细胞是垂体细胞,分泌物可以是促性腺激素,促性腺激素的靶细胞是性腺细胞,D错误。
9.
A 【解析】不少内分泌腺本身直接或间接地受神经系统的调控,因此部分体液调节可以看作是神经调节的一个环节。生命活动的进行一般同时受神经和体液的双重调节,但以神经调节为主,同时某些激素(如甲状腺激素)又影响着神经系统的发育和功能。
10.
D 【解析】分析图示可知,分泌物甲为胰岛素,分泌物乙为胰高血糖素。摄食后血糖浓度升高,与食物中的糖类经过消化、吸收有关,A错误;血糖浓度正常水平的维持,主要是通过激素调节,在激素调节过程中存在反馈调节,在血糖调节的过程中,神经调节也会发挥作用,B错误;A点后血糖浓度降低,是因为胰岛素促进组织细胞加速摄取、利用储存葡萄糖,C错误;糖原主要包括肌糖原和肝糖原,B点后血糖浓度升高,是因为胰高血糖素分泌量增加,促进肝糖原的分解和非糖物质转化,D正确。
11.B 【解析】X激素为胰高血糖素,胰高血糖素可促进肝糖原的分解及非糖物质转化为葡萄糖,而不能促进肌糖原的分解;胰岛素受体被抗体攻击后,胰岛素不能与受体正常结合,因此无法通过注射胰岛素治疗该类糖尿病患者;血糖调节的基本方式是神经—体液共同调节,但基本不受垂体影响。
12.
B 【解析】3号瓶、4号瓶和5号瓶对比说明下丘脑促进垂体分泌TSH,甲状腺激素抑制垂体分泌TSH,A、D正确;2号瓶与5号瓶对比说明TSH不是下丘脑分泌的,B错误;由图可知,只有培养液和下丘脑,没有TSH的生成,而有垂体则有TSH的生成,说明TSH是垂体分泌的,C正确。
13.(1)神经调节、体液调节 单向 Na+ (2)促甲状腺激素释放激素(TRH) 甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素 (3)激素乙 内环境渗透压升高 (4)传出神经末梢及其所支配的腺体 激素经靶细胞接受并起作用后就被灭活
14.
(1)感受器甲→4→下丘脑→5→丙 (2)胰岛B细胞 胰高血糖素 促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖 降低 (3)拮抗 (4)抗体1 自身免疫
【解析】(1)由图可知,当血糖浓度升高时,共有两个调节过程,但由于“2→3”的调节过程没有神经系统参与,因此,神经系统涉及的反射弧是“感受器甲→4(传入神经)→下丘脑(神经中枢)→5(传出神经)→丙(效应器)”。(2)由图可知,C的分泌是由血糖浓度升高引起的,所以,丙代表胰岛B细胞,C代表胰岛素,同理,D代表胰高血糖素;胰岛素的生理功能是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖。(3)通过题图分析可知,C代表胰岛素,D代表胰高血糖素,二者通过拮抗作用共同维持血糖浓度的稳定。(4)由图可知,抗体1作用于胰岛B细胞上的受体,使其无法接受葡萄糖的刺激,从而影响胰岛素的合成和分泌,因此,由抗体1引起的糖尿病可通过注射胰岛素达到降低血糖的目的;该糖尿病是由自身抗体攻击自身的组织细胞引起的,属于自身免疫病。
第4讲 免疫调节
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1.
A 【解析】免疫细胞包括淋巴细胞和吞噬细胞,A错误;造血干细胞能进行增殖和分化为淋巴细胞,B正确;抗体是浆细胞分泌的具有免疫功能的球蛋白,C正确;记忆细胞具有特异性识别能力,且有分裂分化能力,D正确。
2.
C 【解析】转移到胸腺成熟的淋巴细胞是T细胞,在骨髓中直接形成的是B细胞;在抗原的刺激下,T细胞形成效应T细胞和相应的记忆细胞,参与细胞免疫,B细胞形成浆细胞和相应的记忆细胞,浆细胞分泌抗体,参与特异性免疫。
3.
A 【解析】淋巴细胞膜上有特异性受体,能区分或识别“异己”细胞,以维持机体稳态,A正确;T细胞只在胸腺中形成,可分布于内环境中,B错误;适宜条件下,效应B细胞(浆细胞)合成的抗体在体内或体外都可以发挥免疫作用,C错误;体液免疫和细胞免疫都属于特异性免疫,是在后天生活的过程中形成的,具有个体的特异性,D错误。
4.
B 【解析】细胞②T细胞释放淋巴因子作用于细胞④B细胞,A正确;浆细胞不能识别抗原,B错误;浆细胞能分泌抗体,即细胞有相对发达的高尔基体,C正确;图中④受抗原刺激后分化成能分泌抗体的浆细胞⑦,故④是B细胞,D正确。
5.
A 【解析】选项A正确,由图可知,过敏介质需要与受体结合才能发挥效应;选项B错误,临床药物可以通过抑制过敏介质的释放来治疗哮喘;选项C错误,浆细胞不能识别致敏原;选项D错误,哮喘是人体特异性免疫应答的一种异常生理现象。
6.
B 【解析】抗体是针对特定的抗原产生的,注射卡介苗时体内产生的是抗结核病菌的抗体,如果结核杆菌入侵,卡介苗(抗原)不会与结核杆菌起作用,A错误;吞噬细胞会吞噬结核杆菌,B正确;抗体不会进入宿主细胞,C错误;效应T细胞使结核杆菌侵入的宿主细胞被裂解,D错误。
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7.
A 【解析】浆细胞不能识别抗原,而记忆B细胞能识别抗原,所以二者细胞表面的糖蛋白种类是有差异的,A正确;浆细胞与效应T细胞中的遗传信息相同,只是基因的选择性表达,B错误;浆细胞对抗体进行加工的细胞器是内质网和高尔基体,它们都不含有DNA,C错误;抗体和抗原的特异性结合主要发生在血浆中,D错误。
8.
B 【解析】过敏反应的主要原因是机体免疫功能过强,A项错误;过敏反应具有特异性和记忆性,B项正确;机体免疫反应中分泌淋巴因子的是T细胞而不是浆细胞,浆细胞在免疫反应中分泌抗体,C项错误;已免疫的机体再次接触过敏原发生的是过敏反应而不是自身免疫反应,D项错误。
9.
C 【解析】分析图示可知:细胞a、b、c、d、e、f、g分别为吞噬细胞、T细胞、B细胞、效应T细胞、记忆细胞、浆细胞、记忆细胞。④免疫过程含有:抗原→吞噬细胞→T细胞→效应T细胞的过程,属于细胞免疫,⑤免疫过程包含抗原→吞噬细胞→T细胞→B细胞→浆细胞→抗体的过程,⑤属于体液免疫,物质B是浆细胞产生的抗体,A正确;物质B是抗体,抗体属于分泌蛋白的范畴,分泌蛋白的合成场所是核糖体(无膜结构),加工分泌直接与内质网、高尔基体、细胞膜(不属于细胞器)有关,线粒体为其提供能量,B正确;细胞f是浆细胞,不能识别抗原,只具有分泌抗体的功能,C错误;病毒侵入人体,未进入细胞前,先通过体液免疫消灭大部分抗原,再通过细胞免疫使侵入组织细胞的病原体暴露出来,予以彻底消灭,D正确。
10.
B 【解析】从图中可以看出,只有乙组培养液中产生了抗体,说明乙组的B细胞增殖分化形成了记忆细胞和浆细胞,A正确;甲、丙两组没有检测到抗体都是因为B细胞没有增殖分化,B错误;乙组能检测到抗体是因为受抗原刺激的T细胞能刺激B细胞增殖分化成浆细胞,C正确;从曲线中可以看出,随着培养时间的延长,抗体的合成量逐渐增加,D正确。
11.
A 【解析】能引起人体产生抗体的物质叫抗原,引起免疫反应的抗原大多数来自于外界环境,A错误;HIV能特异性侵入T细胞,并在T细胞内增殖,导致T细胞大量死亡,诱发自身免疫反应使T细胞数量减少,最终使患者丧失一切免疫功能,B、D正确;T细胞来源于造血干细胞,在胸腺中成熟,当注射胸腺五肽有利于T细胞数量增加,说明骨髓造血干细胞膜表面可能存在胸腺五肽的特异性受体,C正确。
12.
B 【解析】由于图甲中细胞⑦释放抗体,所以可以判断该免疫为体液免疫,细胞②④⑦分别是T细胞、B细胞和浆细胞。图乙中的二次免疫反应特点是免疫反应既快速又强烈,这主要取决于图甲中的细胞④在初次受到抗原刺激后增殖、分化形成的记忆B细胞。丧失②T细胞,可保留部分体液免疫。图甲中⑦浆细胞不能识别抗原。
13.
(1)免疫缺陷(免疫失调) 胸腺 骨髓、淋巴结、扁桃体、脾
(2)记忆B细胞(记忆细胞) 淋巴因子
(3)监控和清除
【解析】(1)艾滋病为获得性免疫缺陷综合征,是人类因为感染艾滋病病毒(HIV)后导致的免疫缺陷病。HIV主要侵染人体成熟于胸腺中的T细胞。人体的免疫器官有胸腺、骨髓、淋巴结、扁桃体、脾等。(2)根据免疫过程分析,图2中a是吞噬细胞,b是T细胞,c是B细胞,d是浆细胞,e是记忆细胞,g是淋巴因子,f是抗体。(3)免疫系统具有防卫、监控、清除功能。
14.
(1)胞吞(内吞) 防卫、监控和清除
(2)识别 信息交流 吞噬细胞
(3)淋巴因子 B (4)效应T细胞 细胞
【解析】(1)DC细胞可通过胞吞方式将抗原摄入细胞内。免疫调节对付体内的异常细胞体现了免疫系统的防卫、监控和清除功能。(2)吞噬细胞与DC细胞功能相似,具有摄取、处理及呈递抗原的功能,DC细胞将抗原呈递给T细胞是通过细胞外特定物质与T细胞表面具有识别作用的受体相结合来实现的,体现了细胞间的信息交流。(3)T细胞可产生淋巴因子作用于B细胞并促进其增殖分化。(4)DC细胞可诱导T细胞增殖分化为效应T细胞来杀伤肿瘤细胞,该过程属于细胞免疫。
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23第1讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
(建议用时:10分钟)
1.(2017河南郑州一中月考,17)已知马的栗色和白色受一对等位基因控制。现有一匹白色公马(♂)与一匹栗色母马(♀)交配,先后产生两匹白色母马(♀)(如图所示)。根据以上信息分析,可得出的结论是( )
A.马的白色对栗色为显性
B.马的毛色遗传为伴性遗传
C.Ⅱ1与Ⅱ2的基因型一定相同
D.Ⅰ1与Ⅱ2的基因型一定不同
2.番茄果实的颜色由一对基因A、a控制,下表是关于番茄果实颜色的3个杂交实验及其结果。下列分析正确的是( )
实验组
亲本表现型
F1的表现型和植株数目
红果
黄果
1
红果×黄果
492
504
2
红果×黄果
997
0
3
红果×红果
1
511
508
A.番茄的果色中,黄色为显性性状
B.实验1的亲本基因型:红果为AA,黄果为aa
C.实验2的后代红果番茄均为杂合子
D.实验3的后代中黄果番茄的基因型可能是Aa或AA
3.(2017安徽高三段考,11)孟德尔一对相对性状的杂交实验中,实现3?1的分离比必须同时满足的条件是( )
①观察的子代样本数目足够多 ②F1形成的两种配子数目相等且生活力相同 ③雌、雄配子结合的机会相等 ④F2不同基因型的个体存活率相等 ⑤等位基因间的显隐性关系是完全的 ⑥F1体细胞中各基因表达的机会相等
A.①②⑤⑥
B.①③④⑥
C.①②③④⑤
D.①②③④⑤⑥
4.(2017甘肃天水一中周练,15)孟德尔的一对相对性状的遗传实验中,F2高茎豌豆与矮茎豌豆的数量比接近3?1,最关键的原因是( )
5.为了加深对基因分离定律的理解,某同学在2个小桶内各装入20个等大的方形积木(红色、蓝色各10个,分别代表配子D、d),分别从两桶内随机抓取1个积木,记录组合后,将积木放在旁边,没有放入原来的容器中,这样直至抓完桶内积木,统计结果是DD?Dd?dd=6?8?6。对上述做法,你认为应该改变的做法和理由是( )
A.把方形积木改换为质地、大小相同的小球;以便充分混合,避免人为误差
B.抓取时应闭上眼睛,并充分摇匀;保证基因的随机分配和配子的随机结合
C.将一桶内的2种配子各减少一半,另一桶数量不变;因为卵细胞数比精子数少
D.每次抓取后,应将抓取的积木放回原桶;保证每种配子被抓取的概率相等
(建议用时:25分钟)
6.小麦抗锈病对易染锈病是显性,现有甲、乙两种能抗锈病的小麦,但只有一种是纯合子。下列方法对鉴别、保留纯合子抗锈病小麦最简便的方法是( )
A.
甲、乙分别自交
B.
甲、乙分别与隐性类型测交
C.
甲×乙
D.
甲×乙得子代后自交
7.(2017福建泉州、石狮期中,2)萝卜的花色(红色、紫色和白色)由一对等位基因控制,现选用紫花植株分别与红花、白花、紫花植株杂交,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.红花植株与红花植株杂交,后代均为红花植株
B.白花植株与白花植株杂交,后代均为白花植株
C.红花植株与白花植株杂交,后代只有紫花植株
D.决定萝卜花色的等位基因遗传时不符合基因分离定律
8.已知某环境条件下某种动物中基因型为AA和Aa的个体全部存活,而基因型为aa的个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体,只有AA、Aa两种基因型,且比例为1?2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕,均为单胎,在上述环境条件下,理论上该群体随机交配产生第一代后,再让第一代群体随机交配,所获第二代中基因型为AA和Aa的个体的比例是( )
A.3?2
B.1?2
C.2?1
D.3?1
9.如图所示为一对夫妇的基因型和他们子女的基因型及他们对应的表现型(秃顶与非秃顶)。下列叙述正确的是( )
A.在人群中,男性、女性在秃顶和非秃顶方面的表现没有差异
B.若一对夫妇均为秃顶,则所生子女应全部表现为秃顶
C.若一对夫妇均为非秃顶,则所生女儿为秃顶的概率为0
D.若一对夫妇的基因型为b+b和bb,则生一个非秃顶孩子的概率为1/2
10.无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状,按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自交多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。由此推断正确的是( )
A.猫的有尾性状是由显性基因控制的
B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致
C.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
D.自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子
11.将基因型为Aa的玉米自交一代的种子全部种下,待其长成幼苗,人工去掉隐性个体,并分成两组,(1)一组全部让其自交;(2)二组让其自由传粉。一、二组的植株上aa基因型的种子所占比例分别为( )
A.1/9、1/6
B.3/8、1/9
C.1/6、5/12
D.1/6、1/9
12.(2017山西太原一模,31)研究人员采用某品种的黄色皮毛和黑色皮毛小鼠进行杂交实验。第一组:黄鼠×黑鼠→黄鼠2
378?黑鼠2
398;第二组:黄鼠×黄鼠→黄鼠2
396?黑鼠1
235。多次重复发现,第二组产生的子代个体数总比第一组少1/4左右。请分析回答问题:
(1)根据题意和第二组杂交实验分析可知:黄色皮毛对黑色皮毛为________性,受________对等位基因控制,遵循________定律。
(2)第二组产生的子代个体数总比第一组少1/4左右,最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该品种中黄色皮毛小鼠________(填“能”或“不能”)稳定遗传。
13.(2017黑龙江哈尔滨期中,38)葫芦科植物喷瓜的自然种群中有雄株、雌株和两性植株,A基因决定雄株,a基因决定两性植株,a-基因决定雌株,A对a、a-显性。现有喷瓜植株甲(雄株)、乙(雌株)、丙1(两性植株)、丙2(两性植株),实验小组做了如下实验:
实验1:甲×乙→F1雄株?雌株=1?1
实验2:丙1自交→F1全为两性植株
实验3:丙2自交→F1两性植株?雌性=3?1
实验4:甲×丙2→F1雄株?雌株?两性植株=2?1?1
实验5:丙2×乙→F1两性植株?雌株=1?1
请回答:
(1)根据实验结果对a-、a的显隐关系做出相应的推断_______________________________。
(2)在不考虑基因突变的情况下,喷瓜自然种群中雄株的基因型有________种,雌株的基因型有________种。
(3)将植株丙1与雌株乙间行种植,F1基因型为________。将雌株上收获的种子种植,让其自花传粉,后代的表现型及其比例是________。
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
(建议用时:10分钟)
1.(2017黑龙江大庆中学期中,30)已知玉米有色子粒对无色子粒是显性。现将一有色子粒的植株X进行测交,后代出现有色子粒与无色子粒的比是1?3,对这种杂交现象的推测不确切的是( )
A.测交后代的有色子粒的基因型与植株X相同
B.玉米的有、无色子粒遗传遵循基因的自由组合定律
C.玉米的有、无色子粒是由一对等位基因控制的
D.测交后代的无色子粒的基因型至少有三种
2.(2017河南南阳一中月考,20)下图为某植株自交产生后代过程的示意图。下列对此过程及结果的描述,正确的是( )
AaBbAB、Ab、aB、ab受精卵子代:N种基因型,P种表现型(12?3?1)
A.A与B、b的自由组合发生在②
B.雌、雄配子在③过程随机结合
C.M、N和P分别为16、9和4
D.该植株测交后代性状分离比为2?1?1
3.(2017湖南茶陵三中考学测试,14)某同学用豌豆进行测交实验,得到4种表现型的后代,数量分别是85、92、89、83,则这株豌豆的基因型不可能是( )
A.DdYYRR
B.ddYyRr
C.DdYyrr
D.DDYyRr
4.(2017安徽淮北濉溪期中,5)玉米是雌雄同株异花植物,子粒糯性对非糯性是显性,将两纯合亲本间行种植。下列叙述正确的是( )
A.非糯性亲本所结子粒均为糯性
B.糯性亲本所结子粒均为纯合子
C.糯性亲本所结子粒种植后,所获子粒中糯性?非糯性>3?1
D.糯性亲本所结子粒种植后,所获子粒中糯性?非糯性=3?1
5.已知A与a、B与b、C与c
3对等位基因自由组合,基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测,正确的是( )
A.表现型有8种,AaBbCc个体的比例为1/16
B.表现型有4种,aaBbcc个体的比例为1/16
C.表现型有8种,Aabbcc个体的比例为1/8
D.表现型有8种,aaBbCc个体的比例为1/16
6.(2017河北定州中学周练,13)某生物的基因组成如图,则它产生配子的种类及它的一个卵原细胞产生卵细胞的种类分别是( )
A.4种和1种
B.4种和2种
C.4种和4种
D.8种和2种
(建议用时:25分钟)
7.(2017湖南娄底期中,27)将纯合的野鼠色小鼠与棕色小鼠杂交,F1全部表现为野鼠色。F1个体间相互交配,F2表现型及比例为野鼠色?黄色?黑色?棕色=9?3?3?1。若M、N为控制相关代谢途径的显性基因,据此推测最合理的代谢途径是( )
8.(2017湖南岳阳一中月考,27)番茄红果对黄果为显性,二室果对多室果为显性,长蔓对短蔓为显性,三对性状独立遗传。现有红果、二室、短蔓和黄果、多室、长蔓的两个纯合品系,将其杂交种植得F1,F1自交得F2,则在F2中红果、多室、长蔓所占的比例及红果、多室、长蔓中纯合子的比例分别是( )
A.9/64、1/9
B.9/64、1/64
C.3/64、1/3
D.3/64、1/64
9.(2017山东烟台质检,35)拉布拉多犬的毛色受两对等位基因控制,一对等位基因控制毛色,其中黑色(B)对棕色(b)为显性;另一对等位基因控制颜色的表达,颜色表达(E)对不表达(e)为显性。无论遗传的毛色是哪一种(黑色或棕色),颜色不表达导致拉布拉多犬的毛色为黄色。一位育种学家连续将一只棕色的拉布拉多犬与一只黄色的拉布拉多犬交配,子代小狗中有黑色和黄色两种。根据以上结果判断亲本最可能的基因型是( )
A.bbEe×bbee
B.bbEE×Bbee
C.bbEe×BBee
D.bbee×Bbee
10.(2017广东蕉岭中学开学考试,30)短尾蝮蛇体色的遗传机理如下图所示,物质甲、乙均不存在时表现为白色。下列分析合理的是( )
A.白蛇的基因型是aaBb
B.雌雄黑红花斑蛇交配,后代可能有四种表现型
C.黑蛇与红蛇交配的后代不可能出现白蛇
D.对杂合黑蛇进行测交,后代表现型比为1?1的前提是各种配子成活率为100%
11.(2017黑龙江哈尔滨六中开学测试,5)某种鼠中,皮毛黄色(A)对灰色(a)为显性,短尾(B)对长尾(b)为显性。基因A或b纯合会导致个体在胚胎期死亡。两对基因位于常染色体上,相互间独立遗传。现有一对表现型均为黄色短尾的雌、雄鼠交配,发现子代部分个体在胚胎期死亡。则理论上子代中成活个体的表现型及比例为( )
A.均为黄色短尾
B.黄色短尾?灰色短尾=2?1
C.黄色短尾?灰色短尾=3?1
D.黄色短尾?灰色短尾?黄色长尾?灰色长尾=6?3?2?1
12.某一动物的毛色有黑色、灰色、白色三种,该动物毛色性状由两对等位基因(A和a、B和b)控制。现在让该动物中的两黑色雌雄个体经过多次杂交,统计所有后代的性状表现,得到如下结果:黑色个体63只、灰色个体43只、白色个体7只,则下列说法中不正确的是( )
A.两黑色亲本的基因型都是AaBb
B.后代黑色个体中约有7只为纯合子
C.可以确定控制毛色性状的两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律
D.后代灰色个体和白色个体中均有杂合子
13.一种鸟类的羽毛颜色有绿色、蓝色、黄色和白色四种,由两对等位基因控制。已知只有显性基因R时羽毛为蓝色,只有显性基因Y时羽毛为黄色,当显性基因R和Y同时存在时羽毛为绿色,当显性基因R和Y都不存在时,羽毛为白色。现有甲、乙、丙、丁四只鸟,甲、乙、丙均为绿色,丁为黄色,其中甲、乙为雄性,丙、丁为雌性。现将雌雄鸟进行多次杂交,结果如下表所示。请分析并回答:
杂交组合
P
F1表现型及个体数量
绿色
蓝色
黄色
白色
组合一
乙×丙
30
0
0
0
组合二
甲×丙
21
0
7
0
组合三
乙×丁
17
6
0
0
组合四
甲×丁
22
7
20
7
(1)控制上述鸟羽毛颜色的基因遗传符合______定律。
(2)杂交组合二中亲本甲和丙的基因型分别是________和________。该组合中F1代绿色鸟的基因型有________种,其中不同于亲本基因型的比例为________。
(3)杂交组合四中F1代能稳定遗传的占________,该组合中F1代绿色鸟的基因型为________。
(4)若通过一次杂交实验就能判断出杂交组合二的F1代黄色鸟的基因型,则应选择组合四中F1代白色鸟与该黄色鸟交配,若后代________,则该黄色鸟为纯合子;若后代________,则该黄色鸟为杂合子。
14.某农科所在培育某种观赏植物时发现,该植物花色由多对基因控制。研究者用两株开红花的植株杂交,子代出现了开黄花的植株,且比例为红花植株?黄花植株=13?3,团队成员对此现象的分析出现了明显分歧:一些人认为该植物花色受两对基因控制(观点一);另一些人认为该植物的花色有受三对基因控制的可能性,但需要再做一些实验加以验证(观点二)。现请你用所学遗传学知识帮助他们解决争论(所用到的基因可依次用
A、a,B、b,D、d等表示)。
(1)站在持观点一的研究者的角度看,两亲本的基因型分别是________。该植物的花色遗传遵循的遗传定律有_________________________________________________________。
(2)持观点二的研究者认为黄花是三对基因均含显性基因时的表现型,其中一个亲本的基因型可能为AaBbdd,根据这一思路,请你推断另一亲本的基因型应为______,子代黄花植株的基因型是______。
(3)仅就现有材料来验证观点二时,最简便的方法是将上述子代中的________(填“黄花”或“红花”)植株进行自交,如果后代出现红花植株?黄花植株=______,则观点二成立。
第3讲 基因在染色体上和伴性遗传
(建议用时:10分钟)
1.下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是( )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现出a基因的性状
2.已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体,根据萨顿的假说,关于该动物减数分裂产生配子的说法正确的是( )
A.果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中只含有一个基因
C.果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方,也可以同时来自母方
D.在体细胞中,基因是成对存在的,在配子中只有成对的基因中的一个
3.人类的性染色体为X和Y,存在同源区段(Ⅰ区)和非同源区段(Ⅱ区,X染色体特有的为Ⅱ-1区、Y染色体特有的为Ⅱ-2区)。下列关于单基因伴性遗传病的叙述,不正确的是( )
A.位于Ⅰ区的单基因显性遗传病,男性患者的母亲一定患病
B.位于Ⅰ区的单基因隐性遗传病,女性患者的父亲可能正常
C.位于Ⅱ-1区的单基因显性遗传病,男性患者的母亲应患病
D.位于Ⅱ-2区的单基因遗传病,患者均为男性,且致病基因来自其父亲
4.性染色体组成为XXY的人发育成男性,但性染色体组成为XXY的果蝇却发育成雌果蝇,由此推测人和果蝇的性别决定差异在于( )
A.人的性别主要取决于X染色体数目,而果蝇取决于Y染色体数目
B.人的性别主要取决于是否含有X染色体,而果蝇取决于X染色体数目
C.人的性别主要取决于是否含有Y染色体,而果蝇取决于X染色体数目
D.人的性别主要取决于X染色体数目,果蝇取决于是否含有Y染色体
5.(2017辽宁沈阳二中期中,40)如图为某种动物性染色体结构简图,要判断某伴性遗传基因位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ-2。现用一只隐性雌性个体与一只显性雄性个体杂交,不考虑突变。下列根据子代的性状表现对该基因的位置进行判断,说法正确的是( )
A.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段Ⅱ-2上
B.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因位于片段Ⅰ上
C.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段Ⅱ-2上
D.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因位于片段Ⅰ上
6.已知果蝇中,灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例。据此可判断控制这两对相对性状的两对基因位于( )
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
3/4
0
1/4
0
雄蝇
3/8
3/8
1/8
1/8
A.一对常染色体上
B.一对性染色体上
C.两对常染色体上
D.一对常染色体和一对性染色体上
答案
D 【解析】分析表格可知,灰身与黑身的比例在雌性后代中为3?1,在雄性中也是3?1,所以控制灰身与黑身的基因位于常染色体;而直毛与分叉毛的比例在雌性后代中为1?0(全是直毛),在雄性后代中为1?1,说明控制直毛与分叉毛的基因位于
X染色体,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.(2017云南曲靖一中期中,15)纯种果蝇中,朱红眼♂×暗红眼♀,F1中只有暗红眼;而暗红眼♂×朱红眼♀,F1中雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。其中相关的基因为A和a,则下列说法不正确的是( )
A.正、反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型
B.反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上
C.正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
D.若正、反交的F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例都是1?1?1?1
答案
D 【解析】正、反交实验既可以用来区分细胞核基因遗传与细胞质基因遗传,也可以用来区分常染色体遗传与伴性遗传,A正确。正反交结果不同,且子代表现型始终与母本相一致,说明性状由细胞质中的基因控制;正反交结果不同,且子代的表现型与性别有关,说明控制性状的基因位于细胞核中的性染色体上;若正反交结果一致,说明控制性状的基因位于细胞核中的常染色体上;题干中的正反交实验属于第二种情况,控制眼色的基因位于X染色体上,B正确。正、反交实验的F1中,雌果蝇的基因型都是XAXa,C正确。纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到F1只有暗红眼(XAXa、XAY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XAY)?2(XAXA、XAXa)?1(XaY);纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)的反交实验中,F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XAXa)?1(XaXa)?1(XAY)?1(XaY),D错误。
8.女娄菜是一种雌雄异株的高等植物,属XY型性别决定。其正常植株呈绿色,部分植株呈金黄色,且金黄色仅存在于雄株中,若让绿色雌株和金黄色雄株亲本杂交,后代中雄株全为绿色或者绿色?金黄色=1?1。若让绿色雌株和绿色雄株亲本杂交,后代表现型及比例为( )
A.后代全部为绿色雌株
B.后代全部为绿色雄株
C.绿色雌株?金黄色雌株?绿色雄株?金黄色雄株=1?1?1?1
D.绿色雌株?绿色雄株?金黄色雄株=2?1?1或绿色雌株?绿色雄株=1?1
答案
D 【解析】据题中的两种杂交方式得知,绿色和金黄色是一对相对性状,且绿色为显性性状;又根据后代的性状与性别的关系,可知控制该性状的基因位于X染色体上。绿色雌株的基因型有两种,若是杂合体与绿色雄株杂交,后代为绿色雌株?绿色雄株?金黄色雄株=2?1?1,若是纯合体与绿色雄株杂交,后代为绿色雌株?绿色雄株=1?1。
9.果蝇红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上,长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1代的雄果蝇中均有1/8为白眼残翅bbXrY。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇的基因型为BbXRXr
B.F1代出现长翅雄果蝇的概率为1/8
C.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
D.白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
10.人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.
若某病是由位于非同源区Ⅲ上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.
若X、Y染色体上存在一对等位基因,则该对等位基因控制的性状遗传与性别无关
C.
若某病是由位于非同源区Ⅰ上的显性基因控制的,则男性患者的女儿一定患病
D.
若某病是由位于非同源区Ⅰ上的隐性基因控制的,则男性患病概率大于女性
11.(2017河北石家庄辛集中学段考一,18)用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验,结果如表所示。下列说法不正确的是(与眼色相关的基因用B、b表示,与体色相关的基因用A、a表示)( )
组合
P
F1
①
♀灰身红眼、♂黑身白眼
♀灰身红眼、♂灰身红眼
②
♀黑身白眼、♂灰身红眼
♀灰身红眼、♂灰身白眼
A.果蝇的灰身、红眼是显性性状
B.由组合②可判断控制眼色的基因位于X染色体上
C.若组合①的F1随机交配,则F2雌果蝇中纯合的灰身红眼占1/16
D.若组合②的F1随机交配,则F2雄果蝇中黑身白眼占1/8
12.下图为色盲患者的遗传系谱图,以下说法正确的是( )
A.Ⅱ3与正常男性婚配,后代都不患病
B.Ⅱ3与正常男性婚配,生育患病男孩的概率是1/8
C.Ⅱ4与正常女性婚配,后代都不患病
D.Ⅱ4与正常女性婚配,生育患病男孩的概率是1/8
13.下图表示果蝇体细胞的染色体,请回答下列问题:
(1)美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料,运用________法(研究方法),将红眼与白眼基因与图中染色体________(填序号)联系起来,证明了基因位于染色体上。
(2)果蝇的体色有灰体和黑檀体(由基因A、a控制),若多对纯合灰体雌果蝇与黑檀体雄果蝇交配,子一代均为灰体,将子代的雌果蝇与其亲本雄果蝇回交,后代灰体和黑檀体两种果蝇的比例为1?1,则由此不能确定基因A、a一定位于常染色体上,理由是与F1回交的亲本雄果蝇的基因型可能为____________。
(3)进一步实验发现A、a位于3、4号染色体上,现有一对红眼(B)灰体果蝇交配,其子代中出现了一只性染色体组成为XXY的白眼黑檀体果蝇。这只异常果蝇的产生是由于亲本________(填“雌”或“雄”)果蝇在减数第________次分裂时染色体不分离所致。
14.果蝇有长翅与残翅(相关基因为A、a)、红眼与白眼(相关基因为B、b)、灰身与黑身(相关基因为E、e)等相对性状。已知红眼对白眼为显性,基因位于X染色体上。
(1)两只亲代果蝇杂交,得到以下子代表现型和比例。
子代的表现型
长翅红眼
残翅红眼
长翅白眼
残翅白眼
雌果蝇
6
2
0
0
雄果蝇
3
1
3
1
据此,亲本果蝇的基因型分别是:雄果蝇________,雌果蝇________。请解释子代雌果蝇中无白眼性状的原因:________________________________________________________。
(2)在一个稳定遗传的灰身果蝇种群中,偶然出现了一只黑身雄果蝇。研究得知黑身由隐性基因控制。但黑身基因位于常染色体上,还是X染色体上?请完善下面的实验方案,得出相应的结论。
①让此黑身雄果蝇与原种群中的灰身雌果蝇杂交,得到子一代,子一代的表现型为________,再将子一代________,观察其后代的表现型。
②如果后代表现型为__________________,那么黑身基因就应位于X染色体上
第4讲 人类遗传病
(建议用时:10分钟)
1.(2017河南豫南九校质检四,22)某遗传病由两对独立遗传的等位基因控制,两对基因都为隐性纯合时表现患病。下列有关说法错误的是( )
A.正常男、女婚配生出患此病孩子的最大概率是1/4
B.禁止近亲结婚可降低该遗传病在群体中的发病率
C.产前诊断能一定程度上预防该遗传病患儿的出生
D.该遗传病的发病与环境因素无关
2.(2017江西宜春三中月考,22)下图为某遗传病的系谱图,对该家族成员进行分析,下列各组中一定携带致病基因的是( )
A.3号、5号、13号、15号
B.3号、5号、11号、14号
C.2号、3号、13号、14号
D.2号、5号、9号、10号
3.下图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图判断,下列叙述中错误的是( )
A.同卵双胞胎比异卵双胞胎更易同时发病
B.同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响
C.异卵双胞胎中一方患病时,另一方可能患病
D.同卵双胞胎中一方患病时,另一方也患病
4.(2017四川成都怀远中学月考,29)某调查人类遗传病的研究小组调查了一个家族的某单基因遗传病情况并绘制出如图所示的图谱,相关分析正确的是( )
A.该病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传
B.个体3与4婚配后代子女不会患病
C.个体3携带致病基因的概率为2/3或1/2
D.该遗传病的发病率是20%
5.如表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导,不正确的是( )
选项
遗传病
遗传方式
夫妻基因型
优生指导
A
地中海贫血病
常染色体隐性遗传
Aa×Aa
产前诊断
B
血友病
伴X染色体隐性遗传
XhXh×XHY
选择生女孩
C
白化病
常染色体隐性遗传
Bb×Bb
选择生男孩
D
抗维生素D佝偻病
伴X染色体显性遗传
XdXd×XDY
选择生男孩
6.(2017安徽桐城中学月考,25)下列关于人类基因组计划的叙述,合理的是( )
A.该计划的实施将有助于人类对自身疾病的诊治和预防
B.该计划是人类从细胞水平研究自身遗传物质的系统工程
C.该计划的目的是测定人类一个染色体组中全部DNA序列
D.该计划的实施不可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响
(建议用时:25分钟)
7.
(2017河北石家庄辛集中学期中,22)如图表示不同遗传病在人体不同发育阶段的发病风险。有关说法错误的是( )
A.多基因遗传病在成年群体中发病风险显著增加
B.染色体异常遗传病发病风险在出生后明显低于胎儿期
C.单基因遗传病在成年群体中发病风险最高
D.各类遗传病在青春期发病风险都很低
8.(2017湖南长沙月考,9)戈谢病是患者由于缺乏β?葡糖苷酶-葡糖脑苷脂酶,从而引起不正常的葡萄糖脑苷脂在细胞内积聚所致,患者肝脾肿大。下图是用凝胶电泳的方法得到的某患者家系带谱,据图分析下列推断不正确的是( )
A.该病为常染色体隐性遗传病
B.2号为该病携带者,5号为杂合子的概率是2/3
C.1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/8
D.该病可通过测羊水中酶的活性和B超检查来进行产前诊断
9.对于人类的某种遗传病,在被调查的若干家庭中发病情况如下表。据此所作推断,最符合遗传基本规律的一项是( )
类别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
父亲
+
-
+
-
母亲
-
+
+
-
儿子
+
+
+
+
女儿
+
-
+
-
注:每类家庭人数150~200人,表中“+”为病症表现者,“-”为正常表现者。
A.第Ⅰ类调查结果说明,此病一定属于伴X染色体显性遗传病
B.第Ⅱ类调查结果说明,此病一定属于常染色体隐性遗传病
C.第Ⅲ类调查结果说明,此病一定属于显性遗传病
D.第Ⅳ类调查结果说明,此病一定属于隐性遗传病
10.(2017山东武城二中月考,27)人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者,系谱图如下。下列叙述错误的是( )
A.甲病的遗传方式为常染色体隐性遗传
B.若I-3无乙病致病基因,则乙病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传
C.如果Ⅱ-5与h基因携带者结婚并生育了一个不患甲病的儿子,则该儿子携带h基因的概率为3/5
D.如果Ⅱ-5与Ⅱ-6结婚生育了一个女儿,则该女儿患甲病的概率为1/18
11.如图为某男性的一个精原细胞示意图(白化病基因为a、色盲基因为b),该男性与正常女性结婚生了一个白化兼色盲的儿子。下列叙述错误的是( )
A.该男性的某些体细胞中可能含有4个染色体组
B.该夫妇所生儿子的色盲基因一定来自母亲
C.该夫妇再生一个正常儿子的概率是3/16
D.若再生一个女儿,患病的概率是1/16
12.(2017山东齐鲁教科研协作体一联,28)人类的性染色体为X和Y,两者所含基因不完全相同,存在同源区段和非同源区段(如下图所示)。某兴趣小组对性染色体上由基因突变引起的疾病进行调查,从中选出5类遗传病的各一个独生子女家庭,相关系谱图如下所示。下列叙述错误的是( )
A.1号家庭所患遗传病可能是红绿色盲,该病在自然人群中男性患者多于女性患者
B.2号家庭和3号家庭遗传病都是由Ⅰ区段上基因所控制的
C.考虑优生,建议4号家庭的患病儿子结婚后,选择生女孩不生男孩
D.5号家庭的患病女儿一定为杂合子,该遗传病男性与女性的患病率相同
13.(2017甘肃天水一中三次考,62)下图为某家族中两种遗传病的系谱图,甲病由A和a控制,乙病由B和b控制,其中一种遗传病为伴性遗传。据图回答下列问题:
(1)甲病的遗传方式为________。
(2)Ⅱ-5的基因型为________,Ⅲ-7的基因型为________。
(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3婚配,生育一个正常男孩的概率为________。
(4)若人群中甲病发病率为1/100,且Ⅲ-1为该人群中一员,则Ⅲ-1和Ⅲ-2的子女患甲病的概率为________。
14.(2017四川绵阳南山中学月考,44)某两岁男孩(Ⅳ5)患黏多糖贮积症,骨骼畸形,智力低下,其父母非近亲结婚。经调查,该家庭遗传系谱图如下:
(1)根据已知信息判断,该病最可能为________染色体上________基因控制的遗传病。
(2)Ⅳ5患者的致病基因来自第Ⅱ代中的________号个体。
(3)测定有关基因中,父亲、母亲和患者相应的碱基序列分别如下:
父亲:……TGGACTTTCAGGTAT……
母亲:……TGGACTTTCAGGTAT……
患者:……TGGACTTAGGTATGA……
可以看出,产生此遗传病致病基因的原因是____________________,是由于DNA碱基对的________造成的。
(4)黏多糖贮积症是一种高致病性、高致死性的遗传病。其致病机理是水解黏多糖的酶缺失,导致黏多糖沉积于细胞内的________中,进而影响多种组织细胞的正常功能。
(5)为减少黏多糖贮积症的发生,该家族第Ⅳ代中的________(填写序号)应注意进行遗传咨询和产前诊断。进行产前诊断时可以抽取羊水,检测胎儿脱落上皮细胞________。
第1讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
1.
C 【解析】由于亲代可能是纯合体,也可能是杂合体,后代数目又较少,所以不能确定白色与栗色的显隐性关系,A错误;如果白色为显性,则可能是伴性遗传或常染色体遗传;如果栗色为显性,可能是伴性遗传或常染色体遗传,所以不能确定马的毛色遗传为伴性遗传还是常染色体遗传,B错误;Ⅱ1和Ⅱ2基因型相同,都是杂合体或纯合体,为Aa或XAXa或aa或XaXa,C正确;Ⅰ1与Ⅱ2的表现型相同,其基因型可能相同,D错误。
2.
C 【解析】从实验2中可以看出,红果与黄果杂交,后代只出现红果没有黄果,说明黄果为隐性,红果为显性,A错误;实验1的子代红果?黄果=1?1,则实验1的亲本基因型:红果为Aa,黄果为aa,B错误;实验2的亲本基因型:红果为AA,黄果为aa,实验2的F1中红果番茄均为杂合子,C正确;因为实验3的F1中黄果为隐性,所以其基因型为aa,D错误。
3.
C 【解析】观察的子代样本数目要足够多,这样可以避免偶然性,①正确;F1形成的配子数目相等且生活力相同,这是实现3?1的分离比要满足的条件,②正确;雌、雄配子结合的机会相等,这是实现3?1的分离比要满足的条件,③正确;F2不同基因型的个体存活率要相等,否则会影响子代表现型之比,④正确;等位基因间的显隐性关系是完全的,否则会影响子代表现型之比,⑤正确;基因是选择性表达的,因此F1体细胞中各基因表达的机会不相等,⑥错误。
4.
C 【解析】F1高茎豌豆形成两种比例相同的配子,是F2高茎和矮茎出现3?1比例的关键。
5.
D 【解析】根据基因分离定律,最后得到的结果应该是DD?Dd?dd=1?2?1,而该同学的实验结果与之不符,导致实验结果失败的原因是每次抓取后将积木放在旁边,没有将抓取的积木放回原来的容器中,使每种配子被抓取的概率不相等,所以应该改变的做法和理由是:在每次抓取后,应将抓取的积木放回原桶,以保证每种配子被抓取的概率相等。
(建议用时:25分钟)
6.
A 【解析】甲、乙分别自交,后代发生性状分离的为杂合子,不发生性状分离的为纯合子,这是鉴别、保留纯合子的最简便的方法,A正确;甲、乙分别与隐性类型测交也能鉴别纯合子,但不是最简便的方法,B错误;甲×乙不能鉴别、保留纯合子抗锈病小麦,C错误;甲×乙得子代后自交不能鉴别、保留纯合子抗锈病小麦,D错误。
7.D 【解析】解题的关键是根据题干信息“由一对等位基因控制”与图示子代比例,判断出红花、白花、紫花植株的基因型。由“萝卜的花色(红色、紫色和白色)由一对等位基因控制”可知,萝卜花色的遗传是不完全显性遗传。假设萝卜花色由A、a控制,由图③可知紫花植株的基因型为Aa,结合图①②可推知红花、白花植株都是纯合子,故A、B、C均正确。根据图③中白花植株?紫花植株?红花植株=1?2?1可知,决定萝卜花色的等位基因遗传时遵循基因分离定律,D错误。
8.
A 【解析】根据题意可知,aa个体不能存活,并且群体内随机交配繁殖后代。因群体中AA占1/3、Aa占2/3,所以群体中产生A配子的比例应该是1/3×1+2/3×1/2=2/3,产生a配子的比例应该是1/3×0+2/3×1/2=1/3,当随机交配时,按下表计算:
2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa(死亡)
因子代中aa死亡,所以第一代中AA个体与Aa个体的比例为1?1。再让第一代群体随机交配,A配子的比例应该是1/2×1+1/2×1/2=3/4,产生a配子的比例应该是1/2×0+1/2×1/2=1/4,所获第二代中基因型为AA和Aa的个体的比例是3?2,A正确,B、C、D错误。
9.C 【解析】由图中信息可知,基因型为b+b的男性表现为秃顶,而女性则表现为非秃顶,说明秃顶在男性、女性中的表现存在差异,A错误;秃顶女性的基因型为bb,而秃顶男性的基因型可以是b+b和bb,若秃顶男性基因型为b+b,则这对夫妇的子女中,有基因型为b+b的个体,而该个体为女孩时,则为非秃顶,B错误;非秃顶男性的基因型为b+b+,则他的子女一定具有b+基因,而含有b+基因的女性均为非秃顶,C正确;一对夫妇的基因型为b+b和bb,子女中只有基因型为b+b的女孩才是非秃顶,而该种女孩出现的概率为1/2×1/2=1/4,D错误。
10.
C 【解析】根据遗传口诀,无中生有为显性,无尾猫自交,得到有尾猫,故无尾性状是由显性基因控制的,A错误;假设有尾、无尾由一对等位基因(A、a)控制,让无尾猫自交多代,但发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫(2/3),而正常情况下,无尾猫(Aa)自交后代有3/4无尾猫(1/4AA和2/4Aa)、1/4有尾猫(aa),所以根据题意可推断自交后代出现的情况是A基因显性纯合致死的结果,而非基因突变所致,B错误;无尾猫(Aa)与有尾猫(aa)杂交后代中无尾猫(Aa)约占1/2,C正确;由B项分析可知,自交后代无尾猫中只有杂合子,没有纯合子,D错误。
11.
D 【解析】Aa自交后代去掉隐性个体后基因型及比例为:1/3AA、2/3Aa,该群体产生配子A、a的概率分别为2/3、1/3,若让其自交,则后代中aa所占比例为2/3×1/4=1/6;若让其自由传粉,则后代中aa所占比例为1/3×1/3=1/9。
12.(1)显 1 分离 (2)显性纯合致死
(3)不能 (4)62.5%(或5/8)
【解析】(1)根据题干信息中,第二组亲本都是黄鼠,后代出现黑鼠,说明黄鼠是显性性状,受一对等位基因控制,遵循基因的分离定律。(2)根据以上分析可知第二组亲本黄鼠都是杂合子Aa,后代理论上黄鼠?黑鼠应该为3?1,而实际上是2?1,且后代总数减少了1/4,说明黄鼠中纯合子AA致死。(3)根据题意分析已知,黄鼠纯合致死,只能是杂合子,不能稳定遗传。(4)若种群中黑色皮毛小鼠个体aa占25%,则黄鼠Aa占75%,所以a的频率=aa+1/2Aa=25%+1/2×75%=62.5%。
13.(1)a对a-显性 (2)2 1 (3)aa、aa- 两性?雌性=3?1
【解析】(1)根据实验3结果可知a对a-为显性。(2)由题意和(1)题分析可知,喷瓜自然种群中雌性植株基因型为a-a-1种,两性植株基因型为aa、aa-两种,则雄性植株不可能出现AA基因型,只能是Aa、Aa-两种基因型。(3)由实验2可推知,丙1基因型为aa。将植株丙1(aa)与雌株乙(a-a-)间行种植,后代可能来自植株丙1自交或植株丙1和乙杂交,所以F1基因型为aa、aa-两种;雌株乙上收获的种子基因型为aa-,种植后为两性植株,自交后代基因型为aa、aa-、a-a-,比例为1?2?1,表现型为两性植株?雌株=3?1。
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
1.
C 【解析】由测交的分离比为1?3可判定玉米的有、无色子粒不是由一对等位基因控制的,其可能的情况为两对基因(假设为A、a,B、b)控制该性状,仅A_B_类型为有色子粒,基因型为AaBb的有色子粒个体测交,得到4种基因型:AaBb(有色)?Aabb(无色)?aaBb(无色)?aabb(无色)=1?1?1?1,故有色子粒?无色子粒性状比是1?3,测交后代的无色子粒的基因型有3种,故选C。
2.
D 【解析】非同源染色体上非等位基因自由组合发生在产生配子过程中,而不是受精过程,A错误;雌、雄配子在②过程随机结合,B错误;配子间组合方式有16种,子代基因型有9种,表现型有3种,C错误;根据子代表现型比例,可知该植株测交后代性状分离比为2?1?1,D正确。
3.
A 【解析】该豌豆测交后代四种表现型的比例约为1?1?1?1,说明该豌豆减数分裂能产生四种比例相同的配子,B、C、D都可产生四种比例相同的配子,A只可产生两种配子。
4.
C 【解析】由于子粒糯性对非糯性是显性,而非糯性亲本上有同株异花传粉,也有异株间传粉,所以非糯性亲本所结子粒有糯性,也有非糯性,A错误;糯性亲本上有同株异花传粉,也有异株间传粉,所结子粒有纯合子,也有杂合子,B错误;糯性亲本所结子粒种植后,纯合子的后代都是糯性,杂合子的后代糯性?非糯性=3?1,因此,所获子粒中糯性?非糯性>3?1,C正确,D错误。
5.
D 【解析】因三对等位基因自由组合,可将三对基因先分解再组合来解题。杂交后代的表现型应为2×2×2=8种,AaBbCc个体的比例为1/2×1/2×1/2=1/8,aaBbcc个体的比例为1/4×1/2×1/4=1/32,Aabbcc个体的比例为1/2×1/2×1/4=1/16,aaBbCc个体的比例为1/4×1/2×1/2=1/16。
6.
A 【解析】分析题图可知,该生物的基因型为AaBbDD,根据基因自由组合定律,该生物可产生的配子种类有2×2×1=4(种);一个卵原细胞经过减数分裂只能形成一个卵细胞,因此只有一种,综上所述,A正确。
(建议用时:25分钟)
7.
A 【解析】由F1的表现型可知,野鼠色为显性,棕色为隐性。F1雌雄个体间相互交配,F2出现野鼠色?黄色?黑色?棕色=9?3?3?1,说明双显性为野鼠色,双隐性为棕色,即M_N_为野鼠色,mmnn为棕色,只具有M或N(M_nn或mmN_)表现为黄色或黑色,A项符合题意。
8.
A 【解析】设控制三对性状的基因分别用A、a,B、b,C、c表示,亲代为AABBcc与aabbCC,F1为AaBbCc,F2中A_?aa=3?1,B_?bb=3?1,C_?cc=3?1,所以F2中红果、多室、长蔓所占的比例是3/4×1/4×3/4=9/64;在F2的每对相对性状中,显性性状中的纯合子占1/3,故红果、多室、长蔓中纯合子的比例是1/3×1/3=1/9。
9.
C 【解析】棕色的狗bbE_与黄色的狗__ee交配,结果生下的小狗有黑色B_E_和黄色__ee,但没有棕色bbE_,说明亲本的基因型为bbEe和BBee。
10.
B 【解析】基因型A_bb为黑色,aaB_为红色,A_B_为黑红花斑色,故白蛇的基因型为aabb,A错误;雌雄黑红花斑蛇交配,若基因型均为AaBb,后代可能有A_B_(黑红花斑色)、A_bb
(黑色)、aaB_(红色)、aabb(白色)四种表现型,B正确;若黑蛇为Aabb,红蛇为aaBb,二者交配的后代可能出现aabb,C错误;对杂合黑蛇(Aabb)进行测交,欲使其后代表现型比例为1?1,不仅要求各种配子成活率为100%,还要求各种配子随机结合,且受精卵发育的个体全部成活,D错误。
11.
B 【解析】根据题干中“基因A或b纯合会导致个体在胚胎期死亡”可知:①黄色短尾的雌、雄鼠的基因型都为AaB_;②子代中不会出现长尾鼠(bb)。Aa×Aa→1/4AA(致死)、1/2Aa(黄色)、1/4aa(灰色)。综合考虑两对性状,则子代中成活个体的表现型及比例为黄色短尾?灰色短尾=2?1。
12.D 【解析】杂交后代中黑色、灰色、白色个体的比例约为9?6?1,由此可知,两亲本的基因型一定都为AaBb,两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律;后代黑色个体中有1/9的个体为纯合子,即约有7只为纯合子;白色个体中没有杂合子。
13.(1)自由组合 (2)RrYy RrYY 4 1/4 (3)1/4 RrYY、RrYy (4)全为黄色 出现了白色
【解析】(1)根据题意可知,控制鸟羽毛颜色的两对基因的遗传符合自由组合规律。(2)甲(R_Y_)×丙(R_Y_)→出现黄色(rrY_),因此甲的基因型为RrY_,丙的基因型为RrY_;乙(R_Y_)×丙(RrY_)→后代均为绿色(R_Y_),说明乙的基因型为RRY_;甲(RrY_)×丁(rrY_)→后代出现白色(rryy),说明甲的基因型为RrYy,丁的基因型为rrYy。乙(RRY_)×丁(rrYy)→后代有蓝色(R_yy),说明乙的基因型为RRYy,再结合组合二可知丙的基因型为RrYY。杂交组合二中亲本甲和丙杂交,该组合中F1代的基因型为RRYY、RRYy、RrYY、RrYy、rrYY、rrYy
6种。其中RRYY、RRYy、RrYY、RrYy代表绿色鸟。其中不同于亲本基因型的是RRYY(1/4×1/2=1/8)、RRYy(1/4×1/2=1/8),比例为1/8+1/8=1/4。(3)杂交组合四的亲本为甲(RrYy)×丁(rrYy),F1代能稳定遗传的占1/2×1/2=1/4;当显性基因R和Y同时存在时羽毛为绿色,因此该组合中F1代绿色鸟的基因型为RrYY、RrYy。(4)若利用一次杂交实验就能判断出杂交组合二的F1代黄色鸟(rrY_)的基因型,则应选择组合四中F1代白色鸟(rryy)与该黄色鸟(rrY_)交配,若后代全为黄色(rrY_),则该黄色鸟为纯合子;若后代中出现了白色(rryy)(或后代中既有黄色又有白色),则该黄色鸟为杂合子。
14.
(1)AaBb、AaBb 基因分离定律和基因自由组合定律(或只答“基因自由组合定律”)
(2)AabbDd或aaBbDd AaBbDd或AaBBDd或AABbDd
(3)黄花 7?9或37?27
【解析】(1)用两株开红花的植株杂交,子代出现了开黄花的植株,且比例为红花植株?黄花植株=13?3,站在持观点一的研究者的角度看,只有杂合子自交才能得到此结论,故两亲本的基因型都是AaBb,两对等位基因独立遗传,遵循的遗传定律是基因自由组合定律。(2)子代有16种组合类型,一个亲本的基因型为AaBbdd,其中一对是杂合子自交,两对是测交,故另一个必然为AabbDd或aaBbDd;由题可知,不含隐性纯合子的个体是黄色
植株,故子代黄花植株的基因型是AaBbDd或AaBBDd或AABbDd。(3)要验证观点二,最简便的方法是将上述子代中的黄化植株自交。①若亲本是AaBbdd和AabbDd,子代黄花植株(AABbDd或aABbDd)分别进行自交,AABbDd自交后代出现红花植株?黄花植株=7?9,AaBbDd自交后代出现红花植株?黄花植株=37?27。②若亲本是AaBbdd和aaBbDd,子代黄花植株(AaBBDd或AaBbDd)分别进行自交,AaBBDd自交后代出现红花植株?黄花植株=7?9,AaBbDd自交后代出现红花植株?黄花植株=37?27。
第3讲 基因在染色体上和伴性遗传
(建议用时:10分钟)
1.
A 【解析】非同源染色体和非等位基因均表现自由组合;二倍体生物的配子中染色体和基因数目均减半都说明了基因和染色体之间存在着明显的平行关系;Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现出a基因的性状,说明染色体缺失后导致了A基因的缺失,也能说明基因和染色体行为存在平行关系。
2.
D 【解析】根据萨顿的假说,基因和染色体行为存在着明显的平行关系,在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的。在配子中只有成对基因中的一个,同样,也只有成对的染色体中的一条;体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,不可能同时来自父方或母方。
3.
A 【解析】位于Ⅰ区的单基因显性遗传病,如男性患者为杂合子且致病基因位于Y染色体上,则他的母亲可能正常,A错误。
4.
C 【解析】性染色体组成为XXY的人发育成男性,正常男性性染色体组成为XY,所以人的性别决定主要与Y染色体有关,而性染色体组成为XX和XXY的果蝇都发育成雌性,说明其性别决定与X染色体数目有关。
5.D 【解析】若子代雌性为显性的基因型为XBXb,雄性为隐性的基因型为XbY或XbYb,Y染色体上可以含有b基因也可以不含有,所以该对基因可以位于同源区Ⅰ上,也可以位于非同源区Ⅱ?2上,A、B错误;若子代雌性为隐性的基因型为XbXb,雄性为显性的XbYB,Y染色体上必须有B基因雄性才为显性,所以该对基因位于同源区Ⅰ上,C错误,D正确。
6.
D 【解析】分析表格可知,灰身与黑身的比例在雌性后代中为3?1,在雄性中也是3?1,所以控制灰身与黑身的基因位于常染色体;而直毛与分叉毛的比例在雌性后代中为1?0(全是直毛),在雄性后代中为1?1,说明控制直毛与分叉毛的基因位于
X染色体,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.
D 【解析】正、反交实验既可以用来区分细胞核基因遗传与细胞质基因遗传,也可以用来区分常染色体遗传与伴性遗传,A正确。正反交结果不同,且子代表现型始终与母本相一致,说明性状由细胞质中的基因控制;正反交结果不同,且子代的表现型与性别有关,说明控制性状的基因位于细胞核中的性染色体上;若正反交结果一致,说明控制性状的基因位于细胞核中的常染色体上;题干中的正反交实验属于第二种情况,控制眼色的基因位于X染色体上,B正确。正、反交实验的F1中,雌果蝇的基因型都是XAXa,C正确。纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到F1只有暗红眼(XAXa、XAY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XAY)?2(XAXA、XAXa)?1(XaY);纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)的反交实验中,F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),F1中雌、雄果蝇自由交配,其后代表现型的比例是1(XAXa)?1(XaXa)?1(XAY)?1(XaY),D错误。
8.D 【解析】据题中的两种杂交方式得知,绿色和金黄色是一对相对性状,且绿色为显性性状;又根据后代的性状与性别的关系,可知控制该性状的基因位于X染色体上。绿色雌株的基因型有两种,若是杂合体与绿色雄株杂交,后代为绿色雌株?绿色雄株?金黄色雄株=2?1?1,若是纯合体与绿色雄株杂交,后代为绿色雌株?绿色雄株=1?1。
9.B 【解析】根据题意,红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1代的雄果蝇中均有1/8为白眼残翅(bbXrY),可知亲本中红眼长翅为雌果蝇(BbXRXr),白眼长翅为雄果蝇(BbXrY),A正确;因此亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2,C正确;两对性状分开计算,可知F1代出现长翅(B_)的概率为3/4,雄果蝇出现的概率为1/2,故F1代出现长翅雄果蝇的概率为3/4×1/2=3/8,B错误;白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,其减数第二次分裂后期能形成基因型为bbXrXr的次级卵母细胞,D正确。
10.
B 【解析】若某病是由位于非同源区Ⅲ上的致病基因控制的,只有Y染色体具有该基因,含有Y染色体的为男性,则患者均为男性,A正确;若X、Y染色体上存在一对等位基因,则位于X、Y的同源区Ⅱ上,由于该患病基因位于性染色体上,会随着染色体行为的改变而影响个体的性状,故和性别有关,B错误;若某病是由位于非同源区Ⅰ上的显性基因控制的,只有X染色体具有该基因,X染色体会遗传给他的女儿,故女儿一定患病,C正确;若为X染色体隐性遗传,女孩是隐性纯合子才患病,而男孩只需要具有隐性基因就表现出患病,则后代男孩患病的概率大于女孩,D正确。
11.C 【解析】对于灰身和黑身这一对相对性状来说,无论正交还是反交,后代雌雄都是灰身,说明灰身为显性,且位于常染色体上;对于红眼和白眼这一对相对性状来说,正反交后代雌雄表现型不同,且雌性亲本为红眼时,后代全为红眼,可判定红眼为显性,且位于X染色体上。A、B正确。组合①中,F1的基因型分别为AaXBXb和AaXBY,F2雌蝇中纯合的灰身红眼占1/4AA×1/2XBXB=1/8,C错误。若组合②的F1随机交配,F1的基因型分别为AaXBXb和AaXbY,则F2雄果蝇中黑身白眼占1/8,D正确。
12.B 【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传病。Ⅱ5患病,其基因型为XbY,由此推出其父母的基因型分别是XBY和XBXb,再推出Ⅱ3的基因型是1/2XBXB、1/2XBXb,所以Ⅱ3与正常男性婚配,可能生出色盲男孩,其概率是1/8。Ⅱ4的基因型是XBY,与正常女性婚配,若女性是携带者,则后代可能患病;若女性不是携带者,则后代正常。
13.
(1)假说—演绎 1 (2)aa或XaY(XaYa) (3)雌 二
【解析】(1)摩尔根以果蝇为实验材料,运用假说—演绎法,红眼基因与白眼基因位于图中1号染色体上。(2)灰体与黑檀体交配,子一代均为灰体,说明灰体由A控制,黑檀体由a控制。当基因A、a位于常染色体上,亲本雄果蝇为aa,可满足条件。当基因A、a位于X染色体上,亲本雄果蝇为XaY或XaYa,也可满足条件。(3)一对红眼灰体果蝇为AaXBXb、AaXBY,后代为aaXbXbY,产生的原因为雌果蝇的XBXb在减数第一次分裂时正常分离,而XbXb在减数第二次分裂时染色体不分离。
14.
(1)AaXBY AaXBXb 白眼雌果蝇的基因型为XbXb,父本不能产生Xb的配子
(2)①全部灰身 雌雄果蝇彼此交配
②雌果蝇全部为灰身,雄果蝇灰身和黑身都有,比例约为1?1
【解析】(1)由于在雌果蝇和雄果蝇中,长翅?残翅都是3?1,说明基因位于常染色体上,亲代翅型的基因型都是Aa;红眼对白眼显性,基因位于X染色体上,而杂交后代中,雌果蝇中无白眼,雄果蝇中红眼?白眼=1?1,所以亲代眼色的基因型是XBY和XBXb。因此,亲本果蝇的基因型分别是AaXBY和AaXBXb。雄果蝇中有白眼,而雌果蝇中无白眼,说明白眼Xb的雄配子不能受精或不能产生。(2)①由于黑身由隐性基因控制,所以可让黑身雄果蝇与原种群中的灰身雌果蝇杂交,得到子一代,子一代的表现型为全部灰身,再将子一代雌雄果蝇彼此交配,观察其后代的表现型。②如果后代表现型为雌果蝇全部为灰身,而雄果蝇灰身和黑身都有,说明有性别之分,那么黑身基因就应位于X染色体上。如果雌果蝇和雄果蝇都有灰身和黑身,那么黑身基因就应位于常染色体上。
第4讲 人类遗传病
1.
D 【解析】两对基因都为隐性纯合时表现患病,当两对基因存在于常染色体上时,患此病孩子的最大概率是1/4,若有1对基因存在于性染色体上时,患此病孩子的最大概率是1/4,A正确;禁止近亲结婚可降低隐性遗传病的发病率,B正确;产前诊断是预防遗传病患儿出生的有效方法之一,C正确;遗传病的发病与遗传因素有关,也与环境因素有关,D错误。
2.B 【解析】3号、5号、13号一定携带致病基因,但15号不一定携带致病基因,A错误;3号、5号、11号、14号都是杂合子,即他们一定携带致病基因,B正确;3号、13号、14号一定携带致病基因,但2号不一定携带致病基因,C错误;5号、9号、10号一定携带致病基因,但2号不一定携带致病基因,D错误。
3.
D 【解析】由图像可知,异卵双胞胎同时发病率小于25%,而同卵双胞胎同时发病率大于75%,因此A项正确,D项错误。因同卵双胞胎的基因型完全相同,但其并非100%同时发病,所以发病与否受非遗传因素影响,B项正确。异卵双胞胎的基因型可能相同,也可能不同,所以一方患病时,另一方可能患病,也可能不患病,C项正确。
4.
C 【解析】根据图形分析可知这种遗传病既有可能是常染色体隐性遗传病也有可能是伴X染色体隐性遗传病,A错误;个体3可能是携带者,个体4基因型不确定,有可能是携带者,所以后代有可能患病,B错误;若为常染色体隐性遗传病,个体3是携带者的概率是2/3,若为X染色体隐性遗传病,个体3是携带者的概率是1/2,C正确;这对夫妇(1、2)后代的遗传病的发病率是25%,D错误。
5.
C 【解析】地中海贫血病是常染色体隐性遗传病,Aa×Aa后代正常的基因型为Aa或AA,aa是患者,因此可以通过产前诊断指导优生;血友病是伴X染色体隐性遗传病,XhXh×XHY后代女性都不患病,男性都是患者,因此可以选择生女孩;白化病是常染色体隐性遗传病,不能通过选择生男孩或女孩降低后代的发病率;抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,XdXd×XDY后代的女性都患病,男性都正常,因此可以选择生男孩避免该遗传病的发生。
6.A 【解析】人类的许多疾病与基因有关,该计划的实施对于人类疾病的诊治和预防具有重要意义;该计划是人类从分子水平研究自身遗传物质的系统工程;该计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列;该计划表明基因之间确实存在人种的差异,有可能产生种族歧视、侵犯个人隐私等负面影响。
(建议用时:25分钟)
7.
C 【解析】据图可知,多基因遗传病在成年群体中发病风险显著增加;染色体异常遗传病的发病风险在各年龄段不一样,在出生前发病风险最高,在其他时期都较低;单基因遗传病在儿童时期发病风险最高;根据题意可知,各类遗传病在青春期发病风险都很低。
8.
B 【解析】根据图可以看出,1号和2号都正常,生的孩子4号是患者,故该病是隐性遗传病,则基因带谱中短条带代表隐性基因,又因为4号的父亲1号有致病基因但表现正常,所以该病不是伴X染色体隐性遗传而是常染色体隐性遗传;故1号、2号、5号都是杂合子,3号是显性纯合子,5号为杂合子的概率是100%;1号和2号再生一个正常男孩的概率是3/4×1/2=3/8;该遗传病可以通过测羊水中酶的活性来判断,又因为患者肝脾肿大,也可以通过B超检查进行产前诊断。
9.
D 【解析】在第Ⅰ类调查中发现,母亲正常而儿子患病,因此,这种病不可能属于伴X染色体显性遗传病;根据第Ⅱ类调查的结果,不能确定此病的遗传方式;根据第Ⅲ类调查的结果,不能确定此病遗传方式的显、隐性;在第Ⅳ类调查中发现,父母表现正常,但生出患病的后代,说明此病一定属于隐性遗传病。
10.
D 【解析】单看甲病,Ⅱ-2患病,但其父母均正常,可以得出该病为常染色体隐性遗传,A正确;如果Ⅰ-3无乙病致病基因,而该病是隐性遗传病,故可得该病是伴X染色体隐性遗传,B正确;Ⅱ-5的基因型为1/3HH或2/3Hh,其与一个携带者(Hh)结婚,生育一个不患病的儿子概率为(1-2/3×1/4)×1/2=5/12,该儿子是携带者的概率是(1/3×1/2×1/2)+(2/3×1/2×1/2)=3/12,则该儿子是携带者的概率为3/12÷5/12=3/5,C正确;如果Ⅱ-5和Ⅱ-6婚配,则其女儿患甲病的概率为2/3×2/3×1/4=1/9,D错误。
11.
D 【解析】由精原细胞的示意图可知:细胞中含有两个染色体组,基因型是AaXbY,在有丝分裂后期可以含有4个染色体组,A正确;儿子的色盲基因只能来自母亲,B正确;根据题意可知母亲的基因型为AaXBXb,正常儿子的概率=不患白化病的概率×色觉正常儿子的概率=3/4×1/4=3/16,C正确;女儿患病的概率=1-(不患白化病的概率×女儿中色觉正常的概率)=1-3/4×1/2=5/8,D错误。
12.
D 【解析】由于1号家庭双亲均不患病却生出一个患病男孩,可判断该病为隐性遗传病可能为红绿色盲,该病在男性中的发病率高于女性。2号家庭父母均患病可排除致病基因在Ⅱ2上的可能性,若在Ⅱ1上,又由于该病为显性遗传病,女儿必患病,但实际上女儿却没患病,可知控制该病的基因存在于Ⅰ区段上;3号家庭的遗传病为隐性,若在Ⅱ1上,父亲不患病就没有致病基因,这样女儿就不会患病,据此可判断控制该遗传病的致病基因也存在于Ⅰ区段上。4号家庭的遗传病很可能为伴Y染色体遗传,为优生建议婚后选择生女孩。5号家庭的遗传病类型若为伴X染色体显性遗传,患病女儿一定为杂合子,该病在女性中的发病率高于男性,若为伴X染色体隐性遗传,患病女儿一定是纯合子。
13.(1)常染色体隐性遗传病 (2)AaXBY AaXbY (3)3/16 (4)1/33
【解析】(1)根据Ⅰ-1和Ⅰ-2及Ⅱ-1可知甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传病。(2)Ⅱ-4和Ⅱ-5得到Ⅲ-5,可知Ⅱ-5是甲病的携带者,且不患乙病,根据题干提示:其中一种遗传病为伴性遗传,说明乙病为伴性遗传,又因Ⅱ-6和Ⅱ-7得到Ⅲ-7患乙病,说明乙病为伴X染色体隐性遗传病。Ⅱ-5的基因型为AaXBY;Ⅱ-6是甲病患者,Ⅲ-7不患甲病,故是Aa,Ⅲ-7的基因型为AaXbY。(3)Ⅱ-2和Ⅱ-3得到Ⅲ-3,可知Ⅱ-2的基因型为AaXBY,Ⅱ-3的基因型为AaXBXb,生育一个正常男孩的概率为3/4×1/4=3/16。(4)Ⅲ-2的基因型为2/3Aa和1/3AA,人群中甲病发病率为1/100,a的基因频率为1/10,即A的基因频率为9/10,Ⅲ-1的基因型为27/33AA和6/33Aa,Ⅲ-1和Ⅲ-2的子女患甲病的概率为2/3×6/33×1/4=1/33。
14.
(1)X 隐性 (2)3 (3)基因突变 缺失
(4)溶酶体 (5)2、4、6 是否含致病基因(或相关酶的活性)
【解析】(1)从系谱图分析,Ⅰ1和Ⅰ2生出Ⅱ4,“无中生有”为隐性基因控制的遗传病,又由于发病者都为男性,因此致病基因最可能位于X染色体上。(2)Ⅳ5患者的致病基因来自第Ⅲ代的3号个体,而Ⅲ3的致病基因又来自第Ⅱ代中的3号个体。(3)由碱基序列可知,产生此遗传病致病基因的原因是基因突变,是由于DNA碱基对的缺失造成的。(4)由题干分析可知,黏多糖贮积症是水解黏多糖的酶缺失,进而影响多种组织细胞的正常功能,那么这种酶一定是在溶酶体中,相应的未分解物质也就沉积于溶酶体内了。(5)该家族第Ⅳ代中2、4、6均可能是该致病基因的携带者,因此应注意进行遗传咨询和产前诊断。而进行产前诊断时可以抽取羊水,检测胎儿脱落上皮细胞是否含致病基因或检测相关酶的活性。(共32张PPT)
第四单元
细胞的生命历程
第2讲 减数分裂和受精作用
第2讲 减数分裂和受精作用
1.减数分裂的概念理解
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
进行____生殖的生物
从原始生殖细胞→成熟生殖细胞
染色体只复制一次,细胞______________次
成熟生殖细胞中__________________是原始生殖细胞中的一半
有性
连续分裂两
染色体数目
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.把握精子形成过程中各时期的主要特点(连线)
①减Ⅰ中期
②减Ⅰ后期
③减Ⅰ前期
④减Ⅱ后期
⑤减Ⅱ前期
⑥减Ⅱ中期
①-b-Ⅰ
②-c-Ⅱ
③-a-Ⅲ
④-f-Ⅳ
⑤-d-Ⅴ
⑥-e-Ⅵ
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.比较精子和卵细胞形成过程的差异
比较
精子形成过程
卵细胞形成过程
细胞质分裂方式
均等分裂
________
是否变形
________
不变形
结果
____个极体
4.配子中染色体组合多样性的原因
(1)同源染色体的分离和非同源染色体的________。
(2)同源染色体上非姐妹染色单体之间发生________。
5.受精作用
(1)概念
指精子和卵细胞相互识别、融合为________的过程。
(2)过程
细胞膜融合→精子的头部进入卵细胞(尾部留在外面)→卵细胞的细胞膜发生复杂生理反应,阻止其他精子再进入→精子和卵细胞的________相互融合→受精卵。
(3)结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的染色体数目,其中有一半染色体来自________(父方),另一半来自________(母方)。
(4)减数分裂和受精作用的意义:___________________________________,____________________,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。
不均等分裂
变形
4
1
3
自由组合
交叉互换
受精卵
细胞核
精子
卵细胞
对于维持每种生物前后代体细胞中染色体
数目的恒定
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.DNA数量加倍与染色体数量加倍的原因分别是什么?
2.精子与卵细胞的识别、融合体现了细胞膜的哪类功能,其结构基础是什么?
3.下图A表示某动物精原细胞中的一对同源染色体,在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞:
这四个精细胞中,哪两个来自同一个次级精母细胞?
1.DNA数量加倍的原因是DNA复制,发生在间期;染色体数量加倍的原因是着丝点一分为二,发生在有丝分裂的后期和减数第二次分裂的后期。
2.精卵识别体现了细胞膜的信息交流功能,其融合则依赖于细胞膜的流动性。
3.①和④、②和③。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.基因型为Rr的动物,在其精子形成过程中,基因RR、rr、Rr的分开,分别发生在( )
①精原细胞形成初级精母细胞 ②初级精母细胞形成次级精母细胞
③次级精母细胞形成精子细胞 ④精子细胞形成精子
A.①②③
B.②②③
C.③③②
D.②③①
C
【解析】基因R和R的分离、基因r和r的分离发生在减数第二次分裂过程中,即③次级精母细胞形成精子细胞过程中;R和r的分离发生在减数第一次分裂过程中,即②初级精母细胞形成次级精母细胞的过程中。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.如图为高等动物的细胞分裂示意图,下列叙述正确的是( )
A.图甲一定为次级精母细胞
B.图乙一定为初级精母细胞
C.图丙为次级卵母细胞或极体
D.图丙中的M、m为一对同源染色体
B
【解析】图甲处于减数第二次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,可能为次级精母细胞或第一极体,A错误;图乙处于减数第一次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞,B正确;图丙处于减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,应是次级卵母细胞,不可能为极体,C错误;图丙中的M、m不是同源染色体,应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D错误。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.(2017江西吉安一中段考一,22)图甲至丁是某二倍体生物生殖器官中的一些细胞分裂图,下列说法正确的是( )
A.遗传定律发生在甲、乙两图表示的细胞分裂时期
B.乙图所示时期,该细胞中有两个四分体和两个染色体组
C.甲、乙、丙、丁所示细胞可出现在卵原细胞分裂过程中
D.丁是由乙经过减数第二次分裂产生的卵细胞
【解析】分析图示可知:甲细胞有同源染色体,呈现的特点是:着丝点分裂后形成的两条染色体分别移向细胞两极,说明处于有丝分裂后期,乙细胞呈现的特点是同源染色体分离,且进行不均等分裂,说明处于减数第一次分裂后期,而且图示涉及的二倍体生物为雌性,遗传定律发生在减数第一次分裂过程中,A错误;图乙所示时期的细胞中没有四分体,有两个染色体组,B错误;甲、乙分别处于有丝分裂后期、减数第一次分裂后期,丙细胞没有同源染色体,呈现的特点是每条染色体的着丝点排列在赤道板上,处于减数第二次分裂中期,丁细胞为减数分裂结果产生的卵细胞或极体,而卵细胞可通过有丝分裂的方式进行增殖,也可通过减数分裂产生卵细胞或极体,C正确;乙细胞经过减数第二次分裂产生的卵细胞中的染色体组为:小的为黑色,大的为白色,与丁细胞中的染色体组不符,D错误。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.下图为基因型为AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是( )
A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞
B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生的
C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞
D.此动物细胞处于减数第二次分裂中期
A
【解析】由题图可看出,细胞中无同源染色体,但有姐妹染色单体,着丝点排列在赤道板上,为减数第二次分裂中期。该细胞的名称为次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
5.某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上,下图表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换)( )
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
C
【解析】来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补,根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞,②⑥可来自一个精原细胞,③来自一个精原细胞,⑤来自一个精原细胞,这些精细胞至少来自4个精原细胞,C正确。
知识突破
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考点一
考点二
考点三
6.下图是某种生物的精子细胞,根据图中染色体类型和数目判断,来自同一个次级精母细胞的是( )
A.①③
B.②⑤
C.①④
D.③④
C
【解析】减数第一次分裂时,因为同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以一个初级精母细胞能产生2种染色体组成不同的次级精母细胞;减数第二次分裂类似于有丝分裂,因此每个次级精母细胞产生2个染色体组成相同的精细胞,所以,图中来自同一个次级精母细胞的是①和④,故C正确。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
1.“四看”法判断同源染色体(以二倍体生物为例)
(1)看有无染色体配对、形成四分体的现象:配对形成四分体的染色体为同源染色体。
(2)看有无交叉互换的发生:发生交叉互换的染色体为同源染色体。
(3)看细胞所处的时期
①减数第二次分裂过程中不存在同源染色体。
②减数第二次分裂后期,上下对应的大小、形状完全相同的染色体不是同源染色体,而是姐妹染色单体分离后形成的相同染色体。
(4)看染色体的大小、形状:如果不是减数第二次分裂,则:①有丝分裂后期,每一极中大小、形状相同的为同源染色体(上下对应的染色体不是)。②其他时期(除后期),大小、形状相同的染色体一般为同源染色体。
2.精子和卵细胞种类和数目的计算技巧(正常情况下)
(1)1个含n对等位基因的精原细胞,经过减数分裂后,能形成4个精子,2种类型。
(2)1个含n对等位基因的卵原细胞,经过减数分裂后,能形成1个卵细胞,1种类型。
(3)1个含n对同源染色体的生物体,经过减数分裂能形成2n种精子或卵细胞。
知识突破
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考点一
考点二
考点三
1.二倍体生物细胞三个时期分裂方式的判断
(1)三个前期图的判断
判断步骤:
结论:A为________前期,B为______________前期,C为___________前期
有丝分裂
减数第一次分裂
减数第二次分裂
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考点二
考点三
(2)三个中期图的判断
判断步骤:
结论:A为________中期,B为______________中期,C为____________中期。
有丝分裂
减数第二次分裂
减数第一次分裂
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考点二
考点三
(3)三个后期图的判断
判断步骤:
结论:A为________后期,B为_______________________后期,C为__________________后期。
有丝分裂
减数第二次分裂
减数第一次分裂
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2.减数分裂和有丝分裂过程中染色体与核DNA数量变化曲线的判断
(1)模型
(2)判断
有丝
减数
有丝
减数
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【教材深挖】
1.根据同源染色体对数的变化曲线模式图分析
(1)有丝分裂后期时染色体数目加倍,同源染色体由n对(2n条)加倍成为________,子细胞中同源染色体仍为__________对。
(2)减Ⅰ末期______________分开,分别进入两个子细胞,次级性母细胞及生殖细胞或极体中__________同源染色体。
2n对(4n条)
n
同源染色体
不含
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2.根据染色体组数的变化曲线模型图分析
(1)有丝分裂后期因着丝点分裂,染色体组数____________;末期因染色体平均分配到子细胞中,染色体组数________。
(2)减Ⅰ末期因__________分开,分别进入两个子细胞,染色体组数减半(2→1);减Ⅱ后期因着丝点分裂,染色体数暂时加倍,染色体组数变化是______。
1→2
加倍(2→4)
恢复(4→2)
同源染色体
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考点三
1.(2017山西大学附中月考,5)假定某动物体细胞染色体数目2n=4,有关图中细胞所处时期的叙述,正确的是( )
A.
图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B.②③④分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C.④⑥分别为减数第一次、第二次分裂后期
D.②为减数第一次分裂四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
C
【解析】根据图中染色体的行为和数量,可判断出②是减数第一次分裂前期,③是有丝分裂中期,④是减数第一次分裂后期,⑤是有丝分裂后期,⑥是减数第二次分裂后期,B错误;不含同源染色体的细胞是⑥,A错误;④为减数第一次分裂后期,细胞中的染色体数目不变,D错误。
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2.下图为某二倍体(AaBb)高等动物细胞分裂的图像,据图分析,下列叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙、丁可同时出现在卵巢中
B.甲、乙、丙中的染色体组数分别为4、2、2,丁的染色体数和核DNA分子数之比为1∶2
C.丙中正在进行同源染色体的分离
D.若丁中的A基因进入同一配子,则由乙细胞产生的配子基因型可能是AAB、B、ab、ab
A
【解析】生殖器官中既可以发生减数分裂,也可以进行有丝分裂,图丙处于减数第一次分裂后期,该细胞质均等分配,属于雄性动物,这四图可以同时出现在睾丸中,A错误;甲细胞处于有丝分裂的后期,细胞中有4个染色体组,乙细胞和丙细胞有2个染色体组,丙、丁细胞中每一条染色体含两条染色单体,染色体数和核DNA分子数之比为1∶2,B正确;丙细胞是处于减数第一次分裂后期,会发生同源染色体的分离,C正确;含A基因的染色体分裂异常,则两个A基因进入同一子细胞,B基因正常分裂,产生配子基因型是AAB、B,另一次级精母细胞产生配子基因型是ab、ab,D正确。
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3.如图所示为某二倍体生物细胞分裂过程中细胞核DNA变化曲线图,在该分裂过程中其他相关物质变化曲线图中错误的是( )
【解析】据图可知O~d段曲线表示的是减数分裂的过程,d~e段包含了受精作用的过程,e~g段表示有丝分裂的过程。c~d段表示减数第二次分裂过程,该过程无同源染色体,故D错误。
D
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4.下图是二倍体生物体内细胞分裂不同时期染色体数、核DNA数的柱形统计图。下列有关叙述错误的是( )
A.空白柱为染色体数,阴影柱为核DNA数
B.只能表示有丝分裂而不能表示减数分裂的是图②
C.三个图所示时期的细胞中都存在同源染色体
D.图②、③所示时期的细胞中不存在姐妹染色单体
C
【解析】在细胞分裂的间期,细胞中染色体数∶核DNA数=1∶2,在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,细胞中染色体数∶核DNA数=1∶1,故图中a即空白柱形图为染色体数,b即阴影柱形图为核DNA数,图②、③所示时期的细胞中不存在姐妹染色单体,A、D正确;①中染色体∶核DNA数=1∶2,可表示有丝分裂(含同源染色体),也可表示减数第一次分裂(含同源染色体)。②中染色体数∶核DNA数=1∶1,且染色体和核DNA均为4N,只能表示有丝分裂(含同源染色体)。③中染色体数∶核DNA数=1∶1,且染色体和DNA均为2N,可表示有丝分裂结束形成的体细胞(含同源染色体),也可以表示减数第二次分裂后期的细胞(不含同源染色体),B正确、C错误。
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1.判断细胞分裂方式和时期的方法
(1)结合染色体个数和同源染色体行为进行判断
(2)结合染色体的行为与形态进行判断
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2.依据柱状图巧辨细胞分裂的过程
(1)若图1表示减数分裂的连续过程,则甲为性原细胞,乙为初级性母细胞,丙为次级性母细胞,丁为性细胞。
(2)若图2表示二倍体动物分裂细胞,则A可表示处于减数第二次分裂前期、中期的次级性母细胞,以及性细胞;B可表示性原细胞、初级性母细胞和处于减数第二次分裂后期的次级性母细胞;C表示处于有丝分裂后期的性原细胞(体细胞)。
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1.(2016浙江高考,3)下列有关高等动物细胞增殖的叙述,错误的是( )
A.有丝分裂的间期和减数分裂前的间期,都进行1次染色质DNA的复制
B.细胞周期的G2期已经形成了1对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体
C.染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂,中期Ⅱ染色体数和染色体DNA分子数分别为12和24
D.若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失,则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA
D
【解析】在进行细胞分裂时,先要进行1次DNA的复制,且复制只发生在间期,A项正确。细胞分裂间期包括G1、S、G2期,动物细胞在G2期已经能观察到1对中心体;在有丝分裂前期,由中心体发出星射线构成纺锤体,牵引染色体移动,B项正确。染色体数为2n=24的性原细胞进行减数分裂时,通过DNA的复制,DNA为48条,染色体仍为24条,减数第一次分裂时同源染色体分离,得到次级性母细胞,在减数第二次分裂前期和中期,细胞中染色体数和染色体DNA分子数均为12和24,C项正确。G2期DNA已经复制好,若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失,则该细胞通过有丝分裂一分为二后,产生的2个子细胞只有1个细胞含有该异常DNA,D项错误。
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2.(2015天津高考,4)低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞,下图所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例)可出现的是( )
【解析】因减数第一次分裂时不形成纺锤体,不会发生同源染色体的分离,从而导致形成的次级卵母细胞含有同源染色体,在减数第二次分裂后期应含有8条染色体,A错误,B正确;次级卵母细胞正常进行减数第二次分裂,使产生的卵细胞内含有2对同源染色体,C错误;此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎,胚胎细胞在有丝分裂中期时应该有6条染色体,3个染色体组(每一形态的染色体有3条),D错误。
B
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3.(2015浙江高考,2)下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述,正确的是( )
A.不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同
B.同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但G1、S、G2和M期长短不同
C.若在G2期加入DNA合成抑制剂,则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体,子细胞染色体数目与母细胞的相同
D.减数Ⅰ分裂前期同源染色体配对,每条染色体含有4条染色单体,子细胞染色体数目为母细胞的一半
C
【解析】不同生物的细胞大小和数目一般是不同的,它们的细胞周期长短一般也不相同,A错误;同一生物体内的各种组织的细胞周期长短往往不同,G1、S、G2和M期的长短也不相同,比如干细胞分裂速度快,细胞周期要短些,B错误;G2期的特点是合成分裂期所需要的蛋白质,时间是在S期之后,所以在这个时期加入DNA合成抑制剂后,每条染色体上仍存在2条染色单体,有丝分裂结束后子代细胞中染色体数目和母细胞中相同,C正确;减数第一次分裂前期的特点是有联会现象,同时形成四分体,一个四分体中有2条染色体,每条染色体上含有2条染色单体,D错误。
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4.(2014天津高考,1)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述正确的是( )
A.细胞中一定不存在同源染色体
B.着丝点分裂一定导致DNA数目加倍
C.染色体DNA一定由母链和子链组成
D.细胞中染色体数目一定是其体细胞的2倍
C
【解析】二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,说明其正处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。A项,由于在减数第一次分裂过程中,同源染色体分离,所以若此细胞正处于减数第二次分裂后期,则细胞中无同源染色体。体细胞进行有丝分裂时,后期细胞中有同源染色体。B项,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,一定会导致染色体数目加倍,但该细胞中的DNA数目不变。C项,DNA复制是分别以亲代DNA的每一条链为模板合成子代DNA的过程,复制特点是半保留复制,即一条链是原来的母链,另一条链是新合成的。减数第一次分裂前的间期和有丝分裂间期,DNA复制形成子代DNA,因此处于减数第二次分裂后期的细胞和有丝分裂后期的细胞中的染色体DNA一定由母链和子链组成。D项,处于有丝分裂后期的细胞中,染色体数目是体细胞的2倍,而处于减数第二次分裂后期的细胞中,染色体数目与体细胞中染色体数目相同。
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5.(2014安徽高考,4)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是( )
A.图甲中,细胞的同源染色体之间发生了基因重组
B.图乙中,移向细胞两极的染色体组成相同
C.图丙中,染色体的复制正在进行,着丝点尚未分裂
D.图丁中,细胞的同源染色体分离,染色体数目减半
A
【解析】A项,图甲为减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,从而导致基因重组。B项,图乙为减数第一次分裂后期,同源染色体分离,如果该植物细胞中两条性染色体组成不同,则移向细胞两极的染色体组成就会有差异。C项,图丙为减数第一次分裂末期或减数第二次分裂前期,不发生染色体的复制,着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期。D项,图丁为减数第二次分裂后期,无同源染色体,着丝点分裂,染色体
数目加倍;而同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期。
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6.(2014上海高考,22)正常情况下,在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中,一个细胞中含有的X染色体条数最多为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
B
【解析】初级卵母细胞含有2条X染色体,经减数第一次分裂分配到次级卵母细胞和第一极体中,在次级卵母细胞和第一极体减数第二次分裂前期和中期时各有1条X染色体,减数第二次分裂后期、末期时各含有2条X染色体,故在初级卵母细胞减数分裂形成卵细胞的过程中,一个细胞中含有X染色体数最多为2,B项正确。
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1.减数分裂的场所和结果
(1)场所:动物有精巢和卵巢,植物有雄蕊和雌蕊。
(2)结果:染色体和DNA都是正常细胞的一半。
2.卵细胞形成过程不同于精细胞形成过程的两大特点
(1)初级卵母细胞和次级卵母细胞的细胞质不均等分裂。
(2)一个卵原细胞一次只能产生一个成熟的卵细胞。
3.减数分裂的4个重要概念
(1)联会:减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。
(2)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。四分体的个数等于减数分裂中配对的同源染色体对数。
(3)同源染色体:减数分裂中配对的两条染色体,形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方。
(4)非同源染色体:形态、大小不相同,且在减数分裂过程中不进行配对的染色体。
4.减数第一次分裂过程中的四个特殊现象
(1)染色体复制后:同源染色体联会形成四分体。
(2)前期:同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。
(3)中期:同源染色体分布于赤道板两侧。
(4)后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合。
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易错点1 误认为生殖器官中细胞只进行减数分裂
【点拨】动物的精巢、卵巢以及植物的花药、胚珠中既进行有丝分裂,又进行减数分裂;染色体数目有三种情况:N、2N、4N(假设亲代为二倍体)。如原始的精原细胞(或卵原细胞)本身的增殖是通过有丝分裂进行的。
易错点2 对“四分体”的来龙去脉搞不清
【点拨】(1)不要混淆“联会”“形成四分体”的先与后,联会在前,减Ⅰ前期,染色质状态下同源染色体就两两配对(早恋),造成了非姐妹染色单体(细丝状)间交叉缠绕(为交叉互换提供可能性),之后才是“高度螺旋化变短变粗”形成四分体。
(2)“四分体”只存在于初级性母细胞中(减Ⅰ前期与中期),次级性母细胞及整个有丝分裂过程不存在四分体(有丝分裂时可存在同源染色体,但无联会行为,故不形成四分体)。
易错点3 对基因重组与染色体变异分辨不清
【点拨】四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生缠绕,并交换一部分片段,这属于同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,可导致基因重组发生。非同源染色体间的片段互换不属于基因重组,属于染色体变异中的易位。
易错点4 减数分裂与有丝分裂中的特例误判
【点拨】(1)处于减数第二次分裂过程中的细胞,可能含有同源染色体,如多倍体(四倍体的减数分裂)。
(2)处于有丝分裂过程中的细胞可能没有同源染色体,如二倍体的单倍体的体细胞进行的有丝分裂。(共33张PPT)
第四单元
细胞的生命历程
第一讲
细胞的增值
第1讲
细胞的增值
1.细胞不能无限长大
(1)模拟实验
细胞大小与物质运输效率之间的关系
①细胞模型:不同大小的琼脂块。
②运输效率表示法:
③检测方法:________遇NaOH变红色。
(2)细胞不能无限长大的原因
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酚酞
大
小
低
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2.细胞分裂方式及判断
(1)概念图
(2)解读
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
①
①
①②③
考点一
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3.细胞增殖的周期性
(1)细胞周期
①条件:连续分裂的细胞。
②起点:一次分裂完成时。
③终点:下次分裂完成时。
④特点:不同种类的细胞,细胞周期不同,分裂间期与分裂期所占比例也不同。
(2)细胞增殖(真核细胞)的概述
①方式:无丝分裂、________和减数分裂。
②过程:包括________和细胞分裂整个连续的过程。
③意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
有丝分裂
物质准备
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4.细胞周期的表示方法
方法名称
表示方法
用字母表示细胞周期
扇形图
________为一个细胞周期
直线图
a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图
A→G为一个完整的细胞周期
柱形图
B组细胞处于________期,正在进行DNA复制,C组细胞处于______期
a→b→c→a
分裂间
分裂
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【教材深挖】
1.在显微镜下观察某植物组织的有丝分裂时,大部分细胞处于什么时期?为什么?
2.下列哪些细胞能进行连续分裂?
3.据表分析:
细胞
分裂间期
分裂期
细胞周期
十二指肠细胞
13.5
1.8
15.3
肿瘤细胞
18.0
0.5
18.5
成纤维细胞
19.3
0.7
20.0
若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂,你会选择哪种细胞?说明理由。
大部分细胞处于有丝分裂的间期。因为在细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短。
①③
选择十二指肠细胞。原因是细胞周期中分裂期相对较长。
考点一
考点二
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1.下列有关细胞相对表面积、细胞与外界物质交换效率和细胞新陈代谢强度之间的关系的叙述中,正确的是(
)
A.细胞的相对表面积越大,物质交换效率越高,细胞新陈代谢越旺盛
B.细胞的相对表面积越大,物质交换效率越低,细胞新陈代谢越缓慢
C.细胞的相对表面积越小,物质交换效率越高,细胞新陈代谢越缓慢
D.细胞的相对表面积越小,物质交换效率越低,细胞新陈代谢越旺盛
A
考点一
考点二
考点三
【解析】细胞相对表面积、细胞与外界物质交换效率和细胞新陈代谢强度之间的关系为:细胞的相对表面积越大,物质交换效率越高,细胞新陈代谢越旺盛,A正确。
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2.“在探究细胞大小与物质运输的关系(琼脂块模拟细胞)”的实验过程中,测量结果及计算结果如下面表格所示。根据表格分析下列说法正确的是( )
琼脂块的边长/cm
比值(表面积/体积)
NaOH扩散的深度/cm
比值(NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积)
1
6
X
a
2
3
Y
b
3
2
Z
c
A.X=Y=Z
B.X>Y>Z
C.a=b=c
D.a<b<c
A
考点一
考点二
考点三
【解析】在相同时间内,NaOH扩散的深度相等,而比值(NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积)随着细胞体积的增大而减小。
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3.(2017福建福州八县期中联考,20)下面为细胞周期示意图,其中S期内DNA解旋酶和DNA聚合酶的活性较高,处于G0期的细胞属于暂不分裂的细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.图示细胞的细胞周期为24
h
B.S期应为染色体复制及加倍的时期
C.记忆B细胞所处时期应为G0期
D.M期是染色单体出现和消失的时期
B
考点一
考点二
考点三
【解析】一个细胞周期的总时长为分裂期用时与间期用时之和;染色体加倍发生在有丝分裂后期,属于M期;记忆B细胞受特定抗原刺激后会迅速增殖和分化,可见记忆B细胞属于暂不分裂的细胞,即处于G0期的细胞;染色单体出现在有丝分裂前期,消失在有丝分裂后期,这两个时期均属于M期。
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4.下列有关细胞周期的四个示意图的分析中,说法不正确的是( )
选项
生理过程
甲图
乙图
丙图
丁图
A
DNA复制发生在
a、c
B→A
②
S
B
着丝点分裂发生在
b、d
A→B
③
M
C
有丝分裂中期包含在
b、d
A→B
①
M
D
核膜重现发生在
b、d
A→B
③
M
【解析】着丝点分裂发生于有丝分裂后期,核膜再现发生于末期,它们与有丝分裂中期均发生于分裂期,均对应甲图的b、d段,乙图的A→B段;从含量上看,有丝分裂后期细胞中DNA相对含量为体细胞中的2倍,故对应丙图中的③和丁图中的M,故B、D正确、C错误。
C
考点一
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1.判断一个完整的细胞周期的方法
(1)细胞周期以分裂间期为起点,而不能以分裂期为起点。
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
(3)DNA含量加倍的时间在细胞分裂间期,染色体数目加倍的时间在分裂期。
2.与细胞周期相联系的三个重要知识点
(1)基因突变:在细胞分裂间期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错,即发生基因突变。
(2)染色体变异:在细胞分裂前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,出现多倍体细胞。
(3)细胞癌变:药物作用于癌细胞的分裂间期,DNA分子不能复制,可抑制癌细胞的无限增殖。
考点一
考点二
考点三
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1.有丝分裂过程——以高等植物细胞为例
核膜和核仁
蛋白质
核膜
着丝点
着丝点
考点一
考点二
考点三
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2.动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别
纺锤体形成不同
细胞分裂方式不同
植物细胞
_____________发出纺锤丝
________位置出现细胞板形成细胞壁
动物细胞
__________发出星射线
_______向内凹陷使细胞分成两部分
3.细胞有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均____________________。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了________的稳定性。
细胞膜
细胞两极
赤道板
中心体
分配到两个子细胞中去
遗传性状
考点一
考点二
考点三
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4.有丝分裂过程中细胞结构及有关数量的变化
(1)有丝分裂过程中染色体行为的变化规律
(2)有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体数目的变化规律(以二倍体生物为例)。
1∶2 1∶2 1∶2→1∶1 1∶1
2n
4n
4n
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.无丝分裂的过程和实例
概念
分裂的过程中没有出现____和染色体的变化
过程
细胞核延长→核中部向内凹进→细胞质缢裂→形成两个子细胞
特点
(1)核膜和____都不消失(2)没有____的出现和染色体复制的规律性变化(3)DNA也要复制,并且细胞要增大
实例
蛙的红细胞
染色体
纺锤丝
核仁
考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.在电子显微镜下观察处于有丝分裂中期的低等植物细胞,能看到的结构有哪些?
①赤道板
②染色体
③细胞壁
④中心体
⑤细胞板
⑥叶绿体
⑦四分体
②③④
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下列为有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNA等变化规律图,依图回答问题。
(1)指出图甲~丁的曲线段中DNA分子复制所在的区段。
(2)指出图甲~丁的曲线段中着丝点分裂所在的区段。
3.无丝分裂过程是否有DNA分子复制和平均分配?
(1)A→B、L→M、P→Q。(2)
G→H、N→O、R→S。
有,否则不能保持遗传物质的稳定性。
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017吉林白城通榆一中月考,30)下面是某动物细胞有丝分裂模式图,有关叙述不正确的是( )
A.上述细胞有丝分裂的顺序是甲→丁→乙→丙
B.显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期
C.开始出现染色体的时期是丁;染色体开始转变成染色质形态的时期是丙
D.若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能是作用于图丙
D
考点一
考点二
考点三
【解析】图中甲为间期,乙为后期,丙为末期,丁为前期,故图中细胞有丝分裂顺序为甲→丁→乙→丙;细胞周期中,间期历时最长,显微镜观察连续分裂的动物组织细胞处于间期的细胞数目最多;细胞有丝分裂中,染色体出现在前期,开始转变为染色质在末期;纺锤体的形成是在前期。
知识突破
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2.下图是某学生绘制的某高等植物细胞的分裂图像,其中错误的是( )
A.a和b
B.c和d
C.b和d
D.e和f
C
考点一
考点二
考点三
【解析】b、e图都表示有丝分裂末期,植物细胞有丝分裂末期出现细胞板,细胞膜不向内凹陷,b图错误;高等植物细胞没有中心体,d图错误。
知识突破
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考向突破
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3.(2017河北定州中学开学考试,9)下面的图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数变化,图4表示有丝分裂中不同时期染色体和DNA的数量关系。下列有关叙述不正确的是( )
A.图1所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B.图1所示细胞处于图3中B→C段;完成图3中C→D段变化的细胞分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D.图4中a可对应图3中的B→C段;图4中c对应图3中的A→B段
D
考点一
考点二
考点三
【解析】图1中1条染色体中包含2条姐妹染色单体,每条染色单体含有一个DNA分子,图2中姐妹染色单体分离后就不能再称为姐妹染色单体,只能称为染色体。图3纵坐标含义是“每条染色体上DNA分子数”,B→C段1条染色体上有2个DNA分子,对应图1,C→D段染色体上DNA分子由2个变成1个,表示后期着丝点分裂。图4中d表示细胞中DNA含量为2N,染色体数目为4N,有丝分裂过程中不可能出现这种情况。图4中a可对应有丝分裂后期、末期,图3中A→B段处于有丝分裂间期,DNA含量2N→4N。
知识突破
真题感悟
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4.小鼠体细胞培养过程中,发现细胞分为3种类型:甲类细胞核DNA量为4a,乙类细胞核DNA量为2a,丙类细胞核DNA量为2a~4a。下列推测错误的是( )
A.甲类细胞和乙类细胞中都含有同源染色体
B.用药物抑制细胞的DNA复制,乙类细胞比例将增加
C.乙类细胞中可能存在DNA解开双螺旋的现象
D.秋水仙素作用于丙类细胞,能使其染色体数目加倍
D
考点一
考点二
考点三
【解析】小鼠体细胞培养过程中进行的是有丝分裂,该过程中一直存在同源染色体;用药物抑制细胞的DNA复制,乙类细胞比例将增加;乙类细胞核DNA量为2a,其可能存在DNA解开双螺旋的现象,为DNA的复制做准备;丙类细胞处于细胞分裂间期,而秋水仙素作用于细胞分裂前期。
知识突破
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1.“三看”法界定动植物细胞有丝分裂图像
2.根据染色体变化识别细胞分裂时期
(1)染色质变为染色体,染色体散乱分布→前期,如图1。
(2)着丝点排列在赤道板上→中期,如图2。
(3)着丝点分裂,染色体数目增加一倍→后期,如图3。
(4)染色体变成染色质→末期,如图4。
考点一
考点二
考点三
知识突破
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1.实验原理
(1)高等植物的分生组织细胞________较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被________(龙胆紫溶液)染成深色。
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以通过__________观察细胞内染色体的存在状态,判断处于________的细胞。
不同分裂时期
有丝分裂
碱性染料
高倍显微镜
考点一
考点二
考点三
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2.实验步骤
①5
cm
②相互分离开
③载玻片
④分生区
考点一
考点二
考点三
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1.如图所示是关于观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂的实验的部分操作,下列评价合理的是( )
A.剪取洋葱根尖2~3
mm,因为该区域属于根毛区,细胞有丝分裂旺盛
B.该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节
C.在观察的图像中,b属于分生区的细胞,细胞已死亡
D.若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,实验现象明显
C
考点一
考点二
考点三
【解析】根尖2~3
mm的区域属于分生区,A错误;在②和③之间应增加清水漂洗这一环节,而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除,B错误;分生区的细胞呈正方形,细胞经解离已死亡,C正确;b区域的细胞属于分生区细胞,其液泡较小,渗透作用不明显,D错误。
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2.(2015安徽高考,3)下图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。下列叙述正确的是( )
A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B.乙细胞中染色体被平均分配,移向细胞两极
C.甲和乙细胞中的染色体数目相等,DNA含量相同
D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期的长短
B
考点一
考点二
考点三
【解析】根据图示可知:甲细胞处于有丝分裂中期,乙细胞处于有丝分裂后期。甲细胞的每条染色体的着丝点排列在赤道板而不是细胞板上,A错误;乙细胞中的染色体被平均分配,移向细胞的两极,B正确;乙细胞中的染色体是甲细胞中的2倍,DNA含量相同,C错误;细胞周期包括分裂间期和分裂期,统计图中处于分裂期的细胞数不可计算细胞周期的长短,只可计算分裂期所用时间在细胞周期中的比例,D错误。
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实验成功的关键点
(1)实验材料的选择
①类型:选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料(如下图中的D)。
②部位:应选分裂旺盛的部位(如根尖的分生区)。
③时间:必须在分裂旺盛的时间。
本实验一般选择生长旺盛、带有分生区的洋葱根尖,且一般在上午10时至下午2时进行实验,此时洋葱根尖分生区细胞处于分裂期的较多。
(2)应该严格按照操作步骤进行:取材→解离→漂洗→染色→制片。
(3)在解离过程中细胞已被盐酸杀死(龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色,表明细胞已丧失生物活性,生物膜已不具选择透过性),因此,显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中寻找。
考点一
考点二
考点三
知识突破
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1.(2015新课标Ⅱ,2)端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
C
考点一
考点二
考点三
【解析】依据端粒学说,端粒酶存在于染色体的两端,大肠杆菌无染色体,A错误,C正确;依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶,B错误;正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截,D错误。
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2.(2015北京高考,3)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24小时后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
C
考点一
考点二
考点三
【解析】由图可知,在b峰中细胞的DNA相对含量为80,而a峰中细胞的DNA相对含量为40,A正确;在a峰与b峰之间细胞内的DNA含量在逐渐加倍,所以正进行着DNA分子的复制,B正确;通过实验组和对照组中b峰细胞的数量可以看出,实验组中进行DNA复制的癌细胞数量明显减少,则说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用,D正确;处于分裂期的细胞大部分位于b峰,C错误。
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3.(2015福建高考,26)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究,结果如下表。请回答:
注:有丝分裂指数=分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%。
(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片,制片过程中根尖解离需要用到的试剂是________________________,上图为显微镜下观察到的部分细胞图像,箭头所指的细胞处于分裂期的________期。
(2)实验结果显示,与对照组相比,当可可碱浓度达到1.0
mmol·L-1时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目相对__________。产生这种结果的原因可能是_________________________________,导致染色体无法移向细胞两极。
盐酸(或盐酸和酒精)
中
减少
可可碱能够抑制纺锤体的形成
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【解析】(1)制作根尖细胞有丝分裂装片过程中,根尖解离需要用到的试剂是盐酸和酒精,图中箭头所指的细胞中染色体的着丝点排列在赤道板上,处于分裂期的中期。
(2)实验数据中可可碱浓度达到1.0
mmol·L-1时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目占比为0.24%,而对照组为0.69%。产生这种结果可能的原因是可可碱能够抑制纺锤体的形成,导致染色体无法移向细胞两极。
(3)实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率降低。探究实验中假设可可碱会降低种子中赤霉素的水平,则其实验原理是赤霉素通过促进细胞伸长,从而促进种子的萌发。该实验的自变量应为一定浓度梯度的可可碱溶液,实验结果(因变量)为种子中赤霉素的含量。实验设计的基本思路为以不同浓度的可可碱分别处理多组等量的鬼针草种子,在其他条件相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定各组种子中赤霉素的含量,分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。
考点一
考点二
考点三
以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子,一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量,分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系
(3)实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率_______。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因,某同学提出假设:可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设,请写出实验设计的基本思路:________________________________________________________________________________________________________________________________。
降低
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1.细胞周期
连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止为一个细胞周期。
2.有丝分裂过程中有关数目的计算
(1)染色体的数目=着丝点的数目。
(2)DNA数目的计算分两种情况:
①当染色体不含姐妹染色单体时,一条染色体上只含有一个DNA分子。
②当染色体含有姐妹染色单体时,一条染色体上含有两个DNA分子。
3.动植物细胞有丝分裂的两点不同
(1)前期(纺锤体的形成方式不同)
①植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。
②动物细胞由细胞的两组中心粒发出星射线形成纺锤体。
(2)末期(细胞质的分裂方式不同)
①植物细胞在赤道板位置出现细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁。最后,一个细胞分裂成两个子细胞。
②动物细胞:细胞膜从中部向内凹陷将细胞缢裂为两部分,每部分都含有一个细胞核。
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
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易错点1 并非所有的细胞都有细胞周期
【点拨】(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。只分裂一次便不再分裂的细胞没有细胞周期。
(2)进行减数分裂的细胞不具有细胞周期。
易错点2 赤道板与细胞板的区别
【点拨】赤道板不是细胞结构,是一假想的平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。
易错点3 误认为细胞分裂产生的子细胞都将继续分裂
【点拨】细胞分裂产生的子细胞有三种去向。
(1)继续分裂:如干细胞、皮肤生发层细胞、根尖分生区细胞。
(2)暂时停止分裂:仍有分裂能力,一定条件下仍可回到分裂周期中继续分裂,如机体受到损伤时,肝脏细胞和黄骨髓造血细胞恢复其分裂能力及受到抗原作用后的B细胞、T细胞和记忆细胞。
(3)细胞分化:分化成其他组织和器官,不再分裂,如浆细胞、神经细胞。
易错点4 混淆有丝分裂过程中的“加倍”
考点一
考点二
考点三
知识突破
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【点拨】
成分或结构
加倍时期
原因
DNA
间期
DNA复制
染色体
后期
着丝点分裂
中心体
间期
中心体复制
细胞核
末期
新核膜已经形成,细胞质尚未分裂
考点一
考点二
考点三第1讲 细胞的增殖
(建议用时:10分钟)
1.(2017河北衡水四调,9)在探究细胞大小与物质运输关系的实验中,用NaOH溶液浸泡不同边长的含酚酞的琼脂立方块一定时间后,取出立方块切成两半。其剖面如图所示,其中x为NaOH扩散的深度,y为立方块的边长,阴影代表红色。则( )
A.该实验的自变量为x,因变量为y
B.x的值随y值的增大而增大
C.NaOH扩散的体积为(y-x)3
D.y值越小,扩散体积的比例越大
2.研究发现人体不同细胞的细胞周期不同,正常骨髓细胞约为40
h,急性淋巴性白血病白细胞的细胞周期为2~10
d。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞周期是指一次细胞分裂开始至本次细胞分裂结束的时长
B.在细胞分裂间期和分裂期分别完成DNA的复制和DNA的转录
C.骨髓细胞群中细胞数目的倍增时长等于骨髓细胞的细胞周期(40
h)
D.急性淋巴性白血病的化疗周期应根据其细胞周期制定
3.科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗,追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况,得到根尖细胞连续分裂的时间(单位:h)数据如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.DE阶段发生遗传物质的平均分配
B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍
C.CD阶段完成DNA复制和有关蛋白质的合成
D.一个细胞周期(可表示为CD+DE)等于17.3
h
4.下列甲图表示在一个细胞周期中不同时期所需时间的示意图,乙图表示不同温度条件下酶活性的变化曲线。关于这两幅图的描述,正确的是( )
A.利用一定剂量射线处理a时期可诱发突变
B.观察有丝分裂装片时,视野中的大多数细胞都处于b时期
C.温度在c点时酶的分子结构被破坏
D.酶的最适温度必定为d点时的温度
5.(2017河南灵宝一中月考,10)下列是一组动物活细胞有丝分裂图,有关说法正确的是( )
A.b图细胞将出现细胞板,并缢裂成两个子细胞;c图细胞核中染色体数和DNA数相等
B.该生物与高等植物有丝分裂的区别主要在c和e两个时期,秋水仙素使基因突变作用在e时期
C.d图细胞中同源染色体联会,形成四分体
D.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b
6.下图表示某种哺乳动物细胞分别在正常培养和药物处理培养时,所测得的细胞中DNA含量与细胞数的关系。推测该药物的作用是( )
A.通过抑制DNA的复制,抑制细胞分裂
B.通过促进DNA的复制,促进细胞分裂
C.通过抑制纺锤体的形成,抑制细胞分裂
D.通过促进着丝点分裂,促进细胞分裂
(建议用时:25分钟)
7.(2017河北唐山一中调考,15)如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述不正确的是( )
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的C→D段
B.图1中D→E段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变
C.图2中a对应图1中的A→B段,c对应图1中的E→F段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
8.(2017湖北宜昌月考,5)用不同浓度的药物X处理洋葱根尖分生区细胞若干天后,分别制片观察统计有丝分裂指数[有丝分裂指数(%)=分裂期细胞数/观察细胞数×100%],结果如图所示,相关叙述正确的是( )
A.药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,是由于大多数细胞没有进入细胞周期
B.制作装片过程中使用解离液的主要目的是固定细胞的形态
C.高浓度的药物X严重抑制根尖分生区细胞有丝分裂
D.细胞分裂间期开始时与分裂结束时相比,物质运输效率相同
9.依据生理特点,鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞,最可靠的方法是检查它的( )
A.DNA的复制方式
B.是否出现星射线
C.细胞质分为两部分的方式
D.自身蛋白质合成的方式
10.染色体由DNA和蛋白质构成,其结构组成如图。下列说法正确的是( )
A.染色体易被碱性染料龙胆紫或醋酸洋红染成深色
B.图中染色体上含有一条双链DNA分子
C.染色单体在细胞周期中形成并出现于分裂前期
D.人体细胞中的DNA都分布在染色体上
11.如图是在一个细胞周期中染色单体的数量变化,相关说法错误的是( )
A.I→M段变化的原因是DNA分子复制
B.N→P段变化的原因是着丝点分裂,姐妹染色单体分开
C.在减数分裂中N→P发生在减数第一次分裂后期
D.在细胞周期中染色单体数的变化趋势为0→4N→0
12.培养某哺乳动物胚胎干细胞,测量出其细胞周期中各时期长度为:G1期(DNA合成准备期)10
h、S期(DNA复制期)8
h、G2期(纺锤丝形成准备期)4
h、分裂期(M期)2
h。细胞中DNA相对含量和细胞数的关系如图所示。若在培养液中加入DNA聚合酶抑制剂培养30
h,再更换到不含DNA聚合酶抑制剂的培养液中培养4
h。下列有关培养结果的图示中,细胞中的DNA相对量和细胞数的关系最相符的是( )
13.如图A表示在一个细胞周期(G1、S、G2组成了分裂间期,M为分裂期)中细胞核DNA含量的变化曲线;图B表示一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊的方法在一个培养基中测得的)。请据图回答下列问题:
(1)图B中DNA含量为2c~4c之间的细胞正处于________阶段。
(2)用DNA合成抑制剂处理,图B中DNA含量为________的细胞数目会增加。用秋水仙素处理,图B中DNA含量为________的细胞数目会增加。
(3)细胞周期中,完成各时期所需时间的计算公式是t=T×(T为一个细胞周期所需的时间,N为取样的总细胞数,n为各期的细胞数),根据图示与公式,S期的细胞数目是________个。
第2讲 减数分裂和受精作用
(建议用时:10分钟)
1.(2017山西孝义二模,9)同种生物的染色体数目是相对恒定的,这是由下列哪项生理过程决定的( )
A.有丝分裂和减数分裂
B.有丝分裂和受精作用
C.减数分裂和受精作用
D.减数分裂
2.(2017贵州白云二中月考,19)下图为某同学建构的减数分裂中染色体的变化模型图,其中建构正确的是( )
A.①③④
B.②③④
C.①②④
D.①②③
3.某同学总结了四点有关减数分裂、染色体、DNA的知识点,其中错误的是( )
A.次级精母细胞核中的DNA分子正好和正常体细胞核的DNA分子数目相同
B.减数第二次分裂后期,细胞中染色体的数目等于正常体细胞中的染色体数
C.任何一种哺乳动物的细胞中染色体的数目和着丝点数目相同
D.初级精母细胞中染色体的数目,正好和DNA分子数目相同
4.假定某动物细胞染色体数目2N=4,据下图判断有关叙述正确的是( )
A.⑤内有4个四分体,②内有2个四分体
B.②③④⑤均含同源染色体
C.②③④分别为减数第一次分裂前、中、后期
D.⑥是次级精母细胞或第一极体
5.(2017广东梅州蕉岭中学开学考试,12)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第二次分裂的叙述,正确的是( )
A.两者中期染色体行为不同,染色体数目也不同
B.两者后期染色体行为相同,且细胞中染色体数?DNA分子<1
C.前者前期有染色体、纺锤体出现,后者前期只有染色体出现
D.两者间期相关复制的原料均为脱氧核苷酸、氨基酸
6.某细胞中染色体数为2n,在如图所示的图像中,属于该细胞有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的依次是( )
A.①②
B.②③
C.④②
D.③④
(建议用时:25分钟)
7.下列有关减数分裂和受精作用的叙述,正确的是( )
A.受精卵中的遗传物质一半来自于卵细胞,一半来自于精子
B.减数分裂过程中,着丝点分裂伴随着非同源染色体的自由组合
C.减数分裂过程中,着丝点分裂伴随着等位基因的分离
D.染色体的自由组合不是配子多样性的唯一原因
8.(2017陕西澄城寺前中学统考,4)下图为某高等动物的一组细胞分裂图像,下列分析判断正确的是( )
A.丙产生的子细胞的基因型为AB和ab
B.甲、乙、丙三个细胞中均含有两个染色体组
C.甲细胞形成乙细胞过程中产生的基因突变通常能遗传到子代个体中
D.丙细胞产生子细胞的过程中发生了非等位基因自由组合
9.如图是与细胞分裂相关的坐标图(不考虑质DNA),下列说法正确的是( )
A.
甲图中CD段一定发生在有丝分裂后期
B.甲图中的AB段若发生在高等哺乳动物的精巢中,细胞肯定进行减数分裂
C.乙图中A时期染色体、染色单体、DNA的比例为1?2?2
D.乙图中的CD段细胞中的染色体数目一定为正常体细胞的一半
10.已知基因型为BbVv的雌果蝇在减数分裂过程中发生如下图所示染色体行为的细胞比例为20%。基因型均为BbVv的雌雄果蝇交配,若后代中基因型为bbvv个体比例为0,其表现型为B_V_的比例为( )
A.20%
B.40%
C.50%
D.70%
11.下列关于遗传和减数分裂的叙述中,正确的是( )
A.在减数分裂的过程中,基因和染色体的行为总是一致的
B.在减数分裂的过程中,非同源染色体间的部分交换属于基因重组
C.一个基因型为AaBb的精原细胞经减数分裂后能形成4种精子或2种精子
D.在减数分裂的过程中,等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期
12.图1为某一果蝇(2n=8)体内细胞分裂过程中染色体组数目变化示意图,图2所示为该果蝇体内某一细胞分裂图像中部分染色体的情况。下列叙述不正确的是( )
A.正常情况下,AB段发生同源染色体联会、分离,BC、FG和LM段染色体组数目减半的原因相同
B.图2代表的细胞为极体,出现在图1的EF段,产生的子细胞全部异常
C.观察100个图2细胞所示时期的细胞,发现5个出现了图2所示情况,则异常细胞比例为5%
D.图1中AB、EF和IJ段细胞含DNA分子数目相同
13.如图是某一个雄性高等动物体内五个正在分裂的细胞示意图,请回答以下问题:
(1)甲、乙、丙、丁、戊中属于减数分裂的是______。丁细胞的名称是________。
(2)甲细胞有________条染色体________条染色单体,有________个DNA分子,戊细胞中有________个四分体。
(3)同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换的是______图细胞所在的时期。
(4)若该动物的基因型是Aa,在甲图中1号染色体的同源染色体是________,若2号染色体上有A基因,在正常情况下,该细胞中含a基因的染色体是________。
(5)将以上五个时期的细胞图按分裂的先后顺序排序为________。
14.根据每个细胞中核DNA相对含量的不同,将某高等哺乳动物精巢中连续增殖的精原细胞归为A、B、C三组,每组细胞数目如图1所示;将精巢中参与配子形成过程的细胞归为D、E、F三组,每组细胞数目如图2所示;根据精巢细胞中每条染色体上DNA含量在细胞周期中的变化绘制曲线,如图3所示。请据图回答下列问题:
(1)精原细胞有丝分裂间期又可以分为G1期(DNA复制准备期)、S期(DNA复制期)、G2期(从DNA复制完成到分裂前期的过渡期)。全部S期细胞包含在图1的________(填字母)组细胞中;A组中有部分细胞的RNA合成较旺盛,原因是________________________;C组中有部分细胞几乎不能合成RNA,原因是________________________。
(2)基因重组发生在________(填字母)组细胞中,该细胞被称为________;在正常细胞分裂中,含有两条Y染色体的细胞应包含在图2的________(填字母)组细胞中。
(3)图3的乙~丙段细胞包含在图1和图2的__________(填字母)组细胞中。
第3讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
(建议用时:10分钟)
1.细胞衰老是一种正常的生命现象,下列各项变化在人体细胞衰老过程中不会出现的是( )
A.许多酶活性降低
B.细胞内线粒体数量增加
C.细胞核体积不断增大
D.细胞呼吸速率减慢
2.(2017山东滕州二中月考,8)下面是胚胎干细胞潜能示意图,相关叙述错误的是( )
A.由细胞形态判断,4种细胞中最可能连续分裂的是细胞②
B.胚胎干细胞分化为各种细胞的原因是具有全套遗传物质
C.分化得到的各种细胞,功能不同的主要差异是特定蛋白不同
D.定向诱导胚胎干细胞分化形成的组织或器官,进行自体移植可避免免疫排斥
3.下列实验中能体现细胞全能性的有( )
①玉米花粉粒培育出植株
②转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
④核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移核鱼
⑤植物用种子繁殖后代
⑥用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株
A.②③④⑤⑥
B.①②④⑥
C.②③④⑤
D.①②③④⑤⑥
4.下列关于植物细胞的分化、衰老、凋亡的叙述,正确的是( )
A.已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能
B.细胞分化过程中将导致遗传物质发生改变
C.幼小的植物体内一般不存在衰老的细胞
D.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
5.
HER基因编码的HER是细胞膜上的一种受体蛋白。当外界因子导致HER基因过量表达会持续激活细胞内的信号传导,启动DNA复制,导致细胞异常增殖而形成癌细胞。下列叙述错误的是( )
A.辐射、病毒等可能是激活HER基因过量表达的外界因子
B.癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低
C.癌细胞因DNA复制方式不同而不受机体控制,连续分裂
D.诱导癌细胞的凋亡或正常分化成为癌症治疗的一种策略
6.美国的研究人员鉴别出一组非肽类Caspase抑制剂及其分子作用机制,并证实它们能够抑制细胞凋亡过程中信号的传递。下列相关叙述,不正确的是( )
A.细胞凋亡过程中的信号传递与细胞膜表面的某种蛋白质有关
B.细胞凋亡是由基因控制的细胞自主有序的死亡
C.Caspase抑制剂在核糖体上合成
D.细胞的增殖和凋亡失控都会导致许多疾病的发生
(建议用时:25分钟)
7.下列生命活动中,一般不发生细胞分化的是( )
A.被激活的B淋巴细胞形成浆细胞和记忆细胞
B.骨髓中的造血干细胞产生红细胞、白细胞和血小板
C.在促甲状腺激素的作用下,甲状腺细胞合成并分泌甲状腺激素
D.用植物组织培养技术培育马铃薯茎尖获得脱毒苗
8.下列有关细胞凋亡的叙述,不正确的是( )
A.细胞皱缩、核染色质收缩表明细胞处于衰老状态
B.图示过程只发生在胚胎发育过程中
C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D.细胞凋亡是由遗传物质控制的,与细胞坏死有明显区别
9.(2017安徽皖南八校一联,7)研究发现小鼠气管上皮中分化的分泌细胞具有“去分化”的能力。该项研究成果表明,定型细胞向干细胞的“去分化”,对于高等脊椎动物在不同器官中和受伤情形下的再生能力可能具有更为普遍的贡献。下列相关叙述正确的是( )
A.干细胞内遗传物质的改变是导致分泌细胞形成的根本原因
B.受伤的细胞死亡与细胞的衰老死亡均属于细胞凋亡的范畴
C.分泌细胞“去分化”时,细胞内有些蛋白质的合成将会中断
D.小鼠的骨髓瘤细胞和气管上皮干细胞都具有无限增殖的能力
10.(2017吉林吉大附中月考,4)如图为动物机体的细胞凋亡及清除示意图。据图分析,不正确的是( )
A.①过程表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能
B.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞被动死亡过程
C.细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达
D.凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中发挥重要作用
11.科学研究发现,一种名叫TGF-β的胞外蛋白能与靶细胞膜上受体结合,激活胞内信号分子Smads,生成复合物转移到细胞核内,诱导靶基因的表达,阻止细胞异常增殖。根据这个原理可以抑制恶性肿瘤的发生。下列叙述不正确的是( )
A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移
B.从功能来看,复合物诱导的靶基因属于原癌基因
C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递
D.若该受体蛋白基因不表达,靶细胞不能正常凋亡
12.(2017江西宜春三中期中,34)利用不同浓度的维生素K2(VK2)培养肿瘤细胞72
h后,测定肿瘤细胞凋亡率及与细胞凋亡相关基因bcl-2和bax的表达情况(以转录形成的mRNA相对值表示),结果如下:
VK2(μmol·L-1)
0
5
10
20
40
细胞凋亡率(%)
3.15
6.37
14.70
19.31
26.42
下列叙述最合理的是( )
A.肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下不会凋亡
B.诱导肿瘤细胞凋亡的最适VK2浓度为40
μmol/L
C.VK2诱导细胞凋亡与bcl-2基因表达减弱有关
D.bax基因稳定表达使VK2失去诱导细胞凋亡的作用
13.下图表示干细胞的三个发育途径,请据图回答下列问题:
(1)图中若A细胞是胚胎干细胞,B细胞是造血干细胞,两者相比________细胞的全能性降低;A细胞分化成D细胞的根本原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中若D细胞是胰腺细胞,则与其外分泌蛋白的加工、转运相关的细胞器有________(填图中序号)。B、D两类细胞的形态、结构和功能差异很大,但具有完全相同的________。
(3)图中若D为白细胞吞噬并消灭细菌过程的示意图,此过程中细菌进入白细胞的方式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.下图是有关生物细胞生活史的模拟概括,请据图分析回答问题:
(1)③所示的变化,在生物学上称为________,其根本原因___________________________
________________________________________________________________________。
(2)F→G→H过程的技术,在植物学上叫________,其理论基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)⑤过程称之为癌变,癌症已经成为危害人类健康的常见病和多发病,肿瘤细胞培养是研究癌变机理、抗癌药检测的重要手段。
①细胞癌变的根本原因是致癌因子使______________________发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
②美国和日本研究人员在实验中发现,木瓜叶提取物能杀死癌细胞。某实验小组想通过癌细胞的培养来加以证明。请完成相应步骤。
第一步:从大医院获取手术切除的肿瘤,立即切取小块癌变组织将其剪碎,先用______处理,使组织分散成单个细胞后,用细胞培养液稀释制成癌细胞悬浮液。
第二步:取两个规格相同的培养瓶,分别装入剂量相等的癌细胞悬浮液,________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步:将上述两培养瓶放在37
℃、体积分数为5%的________培养箱内培养一段时间。
第四步:24小时后,如发现________的培养基中癌细胞生长速度减缓,死亡率升高,说明木瓜叶提取物具有抗癌作用。
第1讲 细胞的增殖
1.
D 【解析】该实验的目的为探究细胞大小与物质运输关系,即自变量为y,因变量为NaOH扩散体积占琼脂立方块体积的比例,A错误;x为NaOH扩散的深度,与y(立方块的边长)没有关系,B错误;NaOH扩散的体积应为y3-(y-2x)3,C错误;y值越小,琼脂立方块的相对表面积越大,扩散体积的比例越大,D正确。
2.
D 【解析】细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,A错误;在细胞分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成,在分裂期染色体高度螺旋化,核DNA一般不转录,B错误;骨髓细胞群中不是所有的细胞都能进行分裂,细胞倍增时长大于细胞周期时间,C错误;依据正常骨髓细胞和急性淋巴性白血病白细胞的细胞周期不同,选定杀死急性淋巴性白血病白细胞而保留正常骨髓细胞的化疗周期,D正确。
3.
B 【解析】据图分析:AB、CD、EF阶段都是分裂期;BC、DE阶段都是分裂间期;分裂期发生遗传物质的平均分配,A错误;BC阶段为分裂间期,完成了DNA的复制和蛋白质合成,其结束时DNA含量增加一倍,B正确;CD阶段为分裂期,已过间期,C错误;细胞周期从间期开始,结束于分裂期,故应该是“DE+EF”为一个细胞周期,D错误。
4.
A 【解析】基因突变主要发生在分裂间期,因此利用一定剂量射线处理a时期(分裂间期)可诱发突变,A正确;分裂间期占整个细胞周期的比例大,因此观察有丝分裂装片时,视野中的大多数细胞都处于a时期,B错误;c点对应的温度较低,酶的活性受到抑制,但没有破坏酶的空间结构,C错误;cd段曲线还处于上升阶段,d点后酶的活性无法确定,因此不能说明d点时的温度为酶的最适温度,D错误。
5.
D 【解析】本题主要考查对动物细胞有丝分裂各时期图形的识别,a、b、c、d、e分别表示间期、末期、前期、中期、后期,D项正确;细胞板是植物细胞有丝分裂末期出现的,动物细胞有丝分裂末期是细胞膜向内凹陷缢裂成两个子细胞,而且c图细胞DNA已经复制,但染色体数没有加倍,A项错误;动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的区别在前期和末期,即c、b时期,基因突变发生在DNA复制时,即a时期,B项错误;同源染色体联会发生在减数分裂过程中,C项错误。
6.
C 【解析】细胞分裂过程中,通过间期DNA复制,细胞DNA含量加倍,通过细胞分裂,细胞DNA含量又恢复正常。若间期受阻,则细胞不能完成DNA复制,DNA含量为2n的细胞数将增多;若细胞不能完成分裂过程,则DNA含量为4n的细胞数量将增多。
(建议用时:25分钟)
7.
C 【解析】有丝分裂中期,染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期,对应于图1的CD段,A正确;图1中D→E段形成的原因是着丝点分裂,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变,B正确;图2中a表示有丝分裂后期,对应图1中的E→F段,c表示G1期或有丝分裂末期,对应图1中的A→B段或E→F段,C错误;图2中d表示染色体?DNA=2?1,这种情况不存在,D正确。
8.C 【解析】药物X浓度为0时有丝分裂指数只有10%,是由于只有少数细胞处于分裂期,而大多数细胞处于分裂间期,而不是没有进入细胞周期;解离的主要目的是将植物细胞分离开来;图中显示随着药物X浓度的增大,有丝分裂指数逐渐减小,即处于分裂期的细胞数逐渐减少,这说明药物X抑制细胞的有丝分裂;细胞分裂间期开始时细胞的体积略微增大,与分裂结束时相比,细胞的相对表面积较小,物质的运输效率较低。
9.
C 【解析】DNA分子的复制和蛋白质的合成是动、植物细胞有丝分裂间期的共性;而动物细胞和某些低等植物细胞中都有中心体,有丝分裂时,都是由中心体发出星射线形成纺锤体,故仅凭B项也是不全面的。动物细胞一分为二的方式为细胞膜内陷,植物细胞则是在中部形成细胞板并扩展形成细胞壁从而将细胞一分为二,以此鉴定动植物细胞是最可靠的方法。
10.A 【解析】染色体易被碱性染料龙胆紫或醋酸洋红染成深色,A正确;图中含有染色单体,一条染色体上含有两条双链DNA分子,B错误;染色单体在细胞周期中形成于间期,出现于分裂前期,C错误;人体细胞中的DNA主要分布在染色体上,也存在于线粒体中,D错误。
11.C 【解析】I→M段染色单体从无到有,变化的原因是DNA分子复制,每条染色体形成两条姐妹染色单体,但共用一个着丝点,A正确;N→P段染色单体从有到无,变化的原因是着丝点分裂,姐妹染色单体分开形成两条染色体,B正确;在减数分裂中N→P发生在减数第二次分裂后期,C错误;在细胞周期中染色单体数的起点为0,终点也为0,D正确。
12.
C 【解析】由题干信息可知,S期进行DNA的复制,细胞中DNA含量由2n→4n,完成S期的细胞中DNA含量为4n,在培养液中加入DNA聚合酶抑制剂培养30
h,可将绝大多数细胞阻断在G1期和S期之间,再更换到不含DNA聚合酶抑制剂的培养液中培养4
h(<8
h),可使绝大多数细胞处于S期,C图符合。
13.
答案
(1)DNA复制 (2)2c 4c (3)2
000
【解析】(1)在一个细胞周期中,随着DNA复制,DNA含量逐渐增加;DNA复制之后,它们的DNA含量是G1期的2倍。(2)图B中横坐标是DNA含量,DNA含量在2c~4c之间,说明DNA正在进行复制,对应图A中的S期,2c对应图A中的G1期,4c对应图A中的G2期和M期。(3)从图A可以看出细胞周期为10
h,S期为2
h,G1期为6
h。从图B可以看出G1期有6
000个细胞,所以取样总细胞数为:N=T×=10×=10
000个。所以S期的细胞数目为:n=t×=2×=2
0)
第2讲 减数分裂和受精作用
1.
C 【解析】有丝分裂产生的子细胞染色体数和正常体细胞相同,减数分裂产生的配子内染色体数目是正常体细胞的一半,雌雄配子随机结合,经过受精作用形成受精卵,染色体数目又恢复到与正常体细胞相同,从而维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,减数分裂和受精作用对维持生物体本物种染色体数目的恒定,有着十分重要的意义。故选C。
2.
D 【解析】①②都是减数第二次分裂后期的模型图,由于减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合,故产生的次级性母细胞(或极体)中2条非同源染色体组成可能是1条来自父方、1条来自母方,如图①,也可能是两条都来自父方或母方,如图②。③是减数第一次分裂后期的模型图,④不符合同源染色体分离的情况。
3.
D 【解析】次级精母细胞核中的DNA分子正好和正常体细胞核的DNA分子数目相同,A正确;减数第二次分裂后期,细胞中染色体的数目等于正常体细胞中的染色体数,B正确;任何一种哺乳动物的细胞中染色体的数目和着丝点数目相同,C正确;初级精母细胞中染色体的数目,是细胞核中DNA分子数目的一半,D错误。
4.B 【解析】②是减数第一次分裂前期,③是有丝分裂中期,④是减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,所以④是初级精母细胞;⑤是有丝分裂后期,⑥是减数第二次分裂后期,只能是次级精母细胞。③~⑥都不含四分体。有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体。
5.B 【解析】有丝分裂中期和减数第二次分裂中期,染色体着丝点排列在赤道板上,但有丝分裂的染色体数目是减数第二次分裂中期的2倍,A错误;后期染色体着丝点都分裂,染色体数?核DNA分子数是1?1,但因为细胞质中也有DNA,B正确;在减数第二次分裂前期也有纺锤体出现,C错误;减数第二次分裂间期不进行DNA复制,D错误。
6.
C 【解析】有丝分裂中期和减数第二次分裂后期,染色体数均为2n,有丝分裂中期含染色单体,而减数第二次分裂后期无染色单体。
(建议用时:25分钟)
7.
D 【解析】受精卵中的核遗传物质一半来自于卵细胞,一半来自于精子,A错误;仅仅是减数第一次分裂发生非同源染色体的自由组合,着丝点分裂发生在减数第二次分裂中,B错误;一般来说,着丝点的分裂伴随相同基因的分离,而同源染色体的分离才伴随着等位基因的分离,C错误;除了染色体的自由组合,非姐妹染色单体的交叉互换也使得配子具有多样性,D正确。
8.
B 【解析】丙细胞经过姐妹染色单体分离形成的两个子细胞基因型相同,A错误;甲、乙、丙细胞中都含有两个染色体组,B正确;由甲细胞形成乙细胞的方式为有丝分裂,一般不能遗传给后代,C错误;丙细胞分裂发生姐妹染色单体分离,没有发生非等位基因的自由组合,D错误。
9.
C 【解析】甲图中CD段表示一条染色体上的DNA数目减半,发生在着丝点断裂过程中(有丝分裂的后期或减数第二次分裂的后期),A错误;高等哺乳动物的精巢中的细胞,有的可以进行有丝分裂,有的可以进行减数分裂,B错误;乙图中AB段表示减数第一次分裂过程,在此过程中着丝点没有断裂,细胞中染色体、染色单体、DNA的比例为1?2?2,C正确;乙图中的CD段表示减数第二次分裂,分裂的后期染色体数目与正常体细胞相同,D错误。
10.
C 【解析】基因型均为BbVv的雌雄果蝇交配,雄果蝇在减数分裂过程中没有发生交叉互换,所以只产生两种精子:1/2Bv和1/2bV。而雌果蝇在减数分裂过程中发生如图所示染色体行为的细胞比例为20%,所以产生了四种卵细胞,分别为5%BV、5%bv、45%Bv和45%bV。因此,后代中B_V_的个体就是1/2Bv和(5%BV+45%bV)结合,1/2bV和(5%BV+45%Bv)结合。所以,B_V_的个体占1/2×1/2+1/2×1/2=1/2;选C。
11.C 【解析】细胞中的DNA不都在染色体上,还有少量DNA分布在细胞质的线粒体,其行为不与染色体一致,A错误;在减数分裂的过程中,非同源染色体间的部分交换属于易位,同源染色体的非姐妹染色单体间的部分交换属于基因重组,B错误;一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂时若无同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,则形成2种精子,若有同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,则形成4种精子,C正确;在减数分裂的过程中,正常情况下等位基因的分离只能发生在减数第一次分裂的后期,若发生过交叉互换,则减数第二次分裂后期也会发生等位基因的分离,D错误。
12.
D 【解析】图1中AB段代表减数第一次分裂间期、前期、中期和后期,该阶段可发生同源染色体的联会和分离,染色体组数目减半的原因一定是细胞一分为二,A正确;图1是“某一果蝇”体内细胞分裂过程中染色体组数目变化曲线图,只有雌性果蝇体内会同时出现减数分裂和受精作用,所以该果蝇只能代表雌性果蝇,图2所示细胞无同源染色体,加之细胞均等分裂,所以只能是极体,产生的子细胞染色体全部异常,B正确;100个极体正常分裂后会产生200个正常的子细胞,有5个细胞异常分裂后会产生10个异常的子细胞,所以异常细胞的比例为(10/200)×100%=5%,C正确;AB段细胞中含有16个DNA分子,EF段细胞中含有8个DNA分子,IJ段细胞中含有16个DNA分子,D错误。
13.
(1)乙、丁、戊 次级精母细胞 (2)8 0 8 2 (3)戊 (4)3和7 4和8 (5)丙、甲、戊、乙、丁
【解析】(1)由图分析可知,乙、丁和戊细胞进行的是减数分裂。已知该动物为雄性动物,且丁细胞处于减数第二次分裂后期,因此其名称是次级精母细胞。(2)甲细胞中着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,因此该细胞不含染色单体,含有8条染色体,8个DNA分子;四分体是同源染色体两两配对后形成的,一个四分体就是一对同源染色体,因此戊细胞中有2个四分体。(3)减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换,即图中戊细胞所在的时期。(4)甲图中1号染色体的同源染色体是3和7;A和a是一对等位基因,应该位于同源染色体相同位置上,若2号染色体上有A基因,则在正常情况下,该细胞中含a基因的染色体是4和8。(5)精原细胞先通过有丝分裂增殖,再通过减数分裂形成配子,因此以上五个时期的细胞分裂的先后顺序为丙、甲、戊、乙、丁。
14.
(1)B 进行有关蛋白质(或有关酶)的合成,为S期做准备 染色体高度螺旋化,DNA双链难以打开,影响转录 (2)F 初级精母细胞 E (3)C、E、F
【解析】(1)S期细胞中正在进行DNA的复制,包含在图1的B组中,A组包括G1期和有丝分裂末期刚结束的细胞,其中G1期细胞要进行有关蛋白质(或有关酶)的合成,为S期做准备,因此此时细胞中RNA合成较旺盛;C组包括G2期、有丝分裂前期、中期、后期和末期细胞,其中有丝分裂前期、中期和后期的细胞中,染色体高度螺旋化,DNA双链难以打开,影响转录,因此几乎不能合成RNA。(2)基因重组发生在减数第一次分裂过程中,即F组细胞中;由于该动物为雄性动物,因此减数第一次分裂细胞被称为初级精母细胞;减数分裂过程中,含有2条Y染色体的细胞出现在减数第二次分裂后期,包含在图2的E组细胞中。(3)图3的乙~丙段表示有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂前期和中期,包含在图1和图2的C、E、F组细胞中。
第3讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
1.
B 【解析】衰老细胞内大多数酶的活性降低,A正确;衰老细胞内线粒体数量减少,体积增大,B错误;衰老细胞内细胞核体积增大,C正确;衰老细胞内呼吸速率减慢,D正确。
2.B 【解析】细胞②为球状,而其他三种细胞分别为精子、肌细胞和神经细胞,都是高度分化的细胞,不能分裂,因此细胞②最可能有分裂能力;胚胎干细胞能够分化为各种细胞是因为基因选择性表达;蛋白质承担细胞的主要功能;用自身胚胎干细胞诱导分化产生的组织器官进行移植,不发生免疫排斥反应。
3.B 【解析】细胞全能性是指已高度分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。①②④⑥叙述的都是已经分化的离体细胞或组织形成了个体,而“③烧伤病人的健康细胞培养出皮肤”仅是离体的细胞分化成器官,没有形成个体,不是细胞全能性的体现。“⑤植物用种子繁殖后代”是有性生殖过程,种子本身已经是一个新个体的幼体。
4.
A 【解析】已分化的细胞内含有该物种所需的全套遗传物质,仍然具有发育成完整个体的潜能,A正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,遗传物质没有发生改变,B错误;幼小的植物体内也存在衰老的细胞,C错误;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞坏死是各种不利因素引起的细胞死亡,D错误。
5.
C 【解析】由题意可知外界因子会导致HER基因过量表达最终形成癌细胞,而诱导癌细胞产生的外界因素可以是物理、化学或病毒因素,A正确;癌细胞的细胞膜糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,所以容易扩散和转移,B正确;癌细胞的DNA复制方式和正常细胞是相同的,C错误;诱导癌细胞的凋亡或者使其重新正常分化是癌症治疗的策略,D正确。
6.
C 【解析】细胞间的信号传递与细胞膜表面的糖蛋白有关,A正确;细胞凋亡是由基因控制的细胞自主有序的死亡,是机体正常的生理反应,B正确;题干已强调Caspase是非肽类抑制剂,因此Caspase抑制剂不可能在核糖体上合成,C错误;细胞的增殖失控会导致疾病,如癌症,细胞凋亡失控也会导致疾病的发生,如人类的并指,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.
C 【解析】抗原刺激B淋巴细胞,增殖分化形成浆细胞和记忆细胞;骨髓中的造血干细胞增殖分化形成红细胞、白细胞和血小板;在促甲状腺激素的作用下,甲状腺细胞合成并分泌甲状腺激素,这是基因的表达过程,没有发生细胞分化;用马铃薯茎尖进行植物组织培养获得脱毒苗,植物组织培养过程包括脱分化和再分化过程。
8.
B 【解析】衰老的细胞出现了以下特征:皱缩、体积变小、代谢速率减慢、色素沉积、酶活性降低、染色质收缩、膜通透性改变等,A正确;细胞凋亡是细胞内基因决定的细胞自动结束生命的过程,这一过程贯穿于整个生命过程中,B错误;在生物个体发育过程中,通过有丝分裂增加细胞数目,通过细胞内基因的表达使细胞崩溃分解成多个凋亡小体,吞噬细胞将凋亡小体吞噬后,在细胞内溶酶体的作用下将凋亡小体分解,C正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,与细胞坏死有明显区别,D正确。
9.C 【解析】细胞分化过程中,遗传物质并没有改变,其根本原因是基因的选择性表达,A错误;因损伤导致的细胞死亡属于细胞坏死,B错误;分泌细胞“去分化”时,有些基因将不能表达,因而相应的蛋白质合成就会中断,C正确;小鼠的气管上皮干细胞属于正常体细胞,不具有无限增殖的能力,D错误。
10.
B 【解析】①过程凋亡诱导因子与膜受体特异性结合,表明细胞凋亡是特异性的,体现了生物膜的信息传递功能,A正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,B错误;凋亡信号激活凋亡相关基因,使凋亡基因得以表达,因此细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达,C正确;分析图示可知,凋亡相关基因是机体固有的,在一定时期启动表达,导致细胞凋亡,因此在动物生长发育过程中发挥重要作用,D正确。
11.
B 【解析】恶性肿瘤细胞即癌细胞,癌细胞与正常细胞相比具有无限增殖、细胞形态改变、细胞膜表面糖蛋白减少等特征,癌细胞膜表面糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,易扩散,A正确;抑癌基因是正常细胞中存在的一类调控细胞生长及周期的基因,能够抑制细胞的过度生长和增殖,抑制肿瘤发生,由题干信息可知,复合物可诱导靶基因表达,阻止细胞异常增殖,故该靶基因属于抑癌基因,B错误;复合物转移到细胞核内,这是细胞内信号转导的一个过程,实现了细胞质向细胞核的信息传递,C正确;若该受体蛋白基因不能表达,则靶细胞抑癌信号途径受阻,靶细胞易癌变而获得不死性,D正确。
12.
C 【解析】表中数据显示,在没有VK2诱导下肿瘤细胞仍会有少量凋亡,表中只能显示在VK2浓度为40
μmol/L时凋亡率大于其他组,但不能表明这是诱导凋亡的最适浓度。
13.
答案
(1)B 基因的选择性表达 (2)①②③ 遗传信息
(3)胞吞
【解析】(1)胚胎干细胞是全能干细胞,全能性最高,造血干细胞已经发生了分化,所以造血干细胞的全能性低于胚胎干细胞;细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)与分泌蛋白加工、分泌有关的细胞器是内质网、高尔基体和线粒体,分别对应图中③①②;同一个体不同体细胞遗传物质相同。(3)白细胞吞噬异物的方式是胞吞,形成吞噬泡,在溶酶体酶的作用下将其水解。
14.(1)细胞分化 基因的选择性表达
(2)植物组织培养 植物细胞的全能性
(3)①原癌基因、抑癌基因 ②胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 一个加入一定剂量的木瓜叶提取物(标记为A),另一个加入等量的生理盐水(标记为B) CO2 含木瓜叶提取物(或A)
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第十三单元
现代生物科技专题
第2讲 细胞工程
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.细胞工程的概念
2.细胞的全能性
(1)含义:具有某种生物______________的任何一个细胞,都具有__________________________的潜能。
(2)物质基础:细胞内含有本物种全部的________。
(3)植物细胞全能性表达的条件:具有完整的细胞结构,处于______________状态,提供一定的__________和其他适宜外界条件。
细胞
分子
细胞
细胞器
遗传物质
细胞产品
全部遗传信息
发育成完整生物体
遗传信息
离体
营养、激素
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考点一
考点二
考点三
3.植物组织培养技术
(1)原理:植物细胞具有________。
(2)过程
4.植物体细胞杂交技术
(1)概念:将________的植物体细胞,在一定条件下融合成 ________________,并把这种细胞培育成_______________________的技术
全能性
脱分化
再分化
人工种子
不同种
杂种细胞
新的植物体
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考点一
考点二
考点三
(2)操作流程
①过程a为去除________获得具有活力的原生质体,用到的酶是________________。
②过程b是原生质体的融合,其原理是___________________________ 。人工诱导的方法有物理法,包括_________________等;化学法一般用______________作为诱导剂。
③过程c是原生质体融合后再生出________,这是原生质体融合成功的标志。
④过程d是______________技术,其原理是______________。
(3)意义:克服了_________________的障碍。
细胞壁
纤维素酶和果胶酶
细胞膜具有一定的流动性
离心、振动、电激
聚乙二醇(PEG)
细胞壁
植物组织培养
细胞全能性
远缘杂交不亲和
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考点一
考点二
考点三
5.植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
①微型繁殖:优点是能够________________________________,实现快速大量繁殖。
②作物脱毒:利用________________等无病毒组织进行微型繁殖,获得无病毒植株。
③培育________________:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(2)作物新品种的培育:单倍体育种和________________的利用。
(3)细胞产物的工厂化生产:即利用________________技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
【教材深挖】
1.植物体未离体的组织、细胞并未表现出全能性,可能的原因是什么?
细胞在生物体中会受到基因的控制及内环境、激素等物质的影响,不会表现出全能性。
2.植物体细胞杂交技术用于作物育种有何优点?
可以克服远缘杂交不亲和的障碍
保持亲本的优良性状
茎尖、根尖
人工种子
突变体
植物组织培养
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考点一
考点二
考点三
1.下列有关植物组织培养技术的叙述,不正确的是( )
A.利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体
B.经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞不具有细胞全能性
C.利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株
D.培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向
【解析】愈伤组织细胞处于不断的分生状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变,因此利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体,A正确;经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞具有发育成完整个体所需的全套遗传信息,具有细胞全能性,B错误;茎尖的病毒极少甚至无病毒,因此利用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗,利用花粉进行组织培养可获得单倍体植株,C正确;培养基中生长素和细胞分裂素的比例较高,有利于根的分化,反之则有利于芽的分化,即培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向,D正确。
B
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考点一
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考点三
2.人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体,它能像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”。
(1)人工种子依据的原理是_____________,培育胚状体利用了_________技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构?
(3)如果外植体是植物的茎尖,通过①的处理可使细胞彼此分离,①过程中可加入( )
A.蛋白酶
B.淀粉酶
C.果胶酶
D.胰蛋白酶
(4)②过程表示脱分化过程,其实质是________________;③表示再分化过程,其实质是_________________________________。
(5)由人工种子萌发成的植株是否可育?_________________________________________________。
不一定
植物细胞的全能性
植物组织培养
种皮及提供营养的胚乳或子叶
C
使细胞恢复分裂能力
基因的选择性表达
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考点三
3.下面为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图,请据图回答下列问题。
(1)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到可育的杂种植株?为什么?
________________________________________________________________。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,运用的技术手段是________________________________,依据的原理是________________,其中过程②称为________________技术,与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为________________,过程④相当于________________,过程⑤涉及的细胞分裂方式为________________。
(3)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄—马铃薯”属于_________倍体植株。
(4)柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养进行到___ (填字母编号)阶段即可。
不能。不同种的植物存在生殖隔离
植物组织培养
植物细胞的全能性
原生质体融合
高尔基体
脱分化
有丝分裂
六
e
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考点三
4.“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图。以下说法正确的是( )
A.除去细胞壁形成原生质体,可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶
B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导
C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁
D.愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程
【解析】除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶;诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒;杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁;愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体属于再分化过程。
C
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考点二
考点三
1.植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法
(1)诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)
①未融合的细胞:A和B。
②两两融合的细胞:AA、BB和AB。
③多细胞融合体。
(2)检测方法:对诱导产物中的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植物性状进行判断。
①若只表现出一种植物的性状,说明是未融合细胞。
②若得到的是具有两种亲本性状的植物,说明是杂种植株。
③若得到的是两种亲本性状的植物,且一种植物的性状得到加强,则是多细胞融合体。
④若得到的是一种植物的性状,但是效果得到加强,则是同种细胞融合的结果。
2.植物体细胞杂交后的遗传物质分析
(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体。
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1.动物细胞培养
(1)动物细胞培养的过程
①细胞贴壁:悬液中分散的细胞很快就______在瓶壁上。
②接触抑制:细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到___________时,细胞就会____________的现象。
胰蛋白酶
细胞悬液
原代培养
胰蛋白酶
贴附
表面相互接触
停止分裂增殖
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(2)动物细胞培养条件
①充足的营养供给:微量元素、无机盐、糖、氨基酸、促生长因子、 ____________等。
②适宜的温度:____________。
③适宜的
pH:____________。
⑤无菌、无毒的环境:________________杀菌消毒,培养过程加一定量的_______________杀菌,定期更换培养液,清除代谢产物
抗生素
血清、血浆
36.5
℃±0.5
℃
7.2~7.4
95%
5%
培养液和培养用具
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2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)动物体细胞核移植技术的过程
(2)原理______________________________。
(3)结果:__________。
(4)应用:
①加速家畜____________进程,促进优良畜群繁育;
②保护 ______________;
③生产医用蛋白;
④作为异种移植的_________;
⑤用于组织器官的_________。
细胞培养
去核
重组细胞
供体
动物体细胞核具有全能性
产生新个体
遗传改良
濒危物种
供体
移植
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【教材深挖】
1.动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用有什么不同?
第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞,第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
2.通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物,其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样?
不完全一样。细胞核遗传物质一样,但细胞质遗传物质和提供去核卵母细胞的个体几乎完全一样(分析遗传物质来源时,一定要注意细胞核遗传物质和细胞质遗传物质的区别)。
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考点二
考点三
1.某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材枓,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题:
(1)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是_________________________________________________。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是_____________________。
(2)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其生长______________。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞比乙细胞可以传代的次数更多。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液,需用______________消化处理。
(3)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的______________。
(4)已知癌细胞X基因过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为A、B两组,A组细胞培养液中加入Y,B组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B两组收集等量细胞,通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的______________或______________合成水平的差异,确定Y的药效。
血清可以提供动物细胞所需的一些未知的营养成分
维持培养液的pH
停止
胰蛋白酶
抗生素
mRNA
蛋白质
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【解析】(1)由于血清可以提供动物细胞所需的一些未知的营养成分,所以在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清;动物细胞培养时,CO2的作用是维持培养液的pH。(2)乙细胞(正常肝细胞)有接触抑制的特性,所以当乙细胞铺满瓶壁时,其生长停止;用动物的肝脏组织制备肝细胞悬液时,需用胰蛋白酶消化处理,以使组织细胞分散成单个细胞。(3)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素。(4)该试验的目的是试验抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响。已知基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,而基因X的表达包括转录和翻译两个步骤,抗癌药物Y的作用可能是抑制基因X的转录过程,也可能是抑制其翻译过程,因此通过分别检测基因X在A、B两组细胞中的mRNA或相关蛋白质合成水平的差异,可以确定Y的药效。
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2.下图表示利用细胞工程技术治疗肝病患者的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.因基因选择性表达,干细胞的mRNA与肝细胞的完全不同
B.图中分离可用胰蛋白酶、胶原蛋白酶或胃蛋白酶
C.图中的甲细胞最好取自患者的兄弟姐妹的正常体细胞
D.该过程的生物工程技术基础是动物细胞培养技术
【解析】例如不同细胞有相同的蛋白质如呼吸酶,所以干细胞和肝细胞的mRNA有部分相同,A错误;胃蛋白酶的最适pH是2左右,不能用胃蛋白酶,B错误;取自本人的细胞才不会发生免疫排斥现象,C错误;动物细胞培养是其他动物细胞工程技术的基础,D正确。
D
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动物细胞培养与动物体细胞核移植的比较
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1.动物细胞融合
(1)概念:_____个或____个动物细胞结合形成________个细胞的过程,也称细胞杂交。
(2)条件:需要用聚乙二醇(PEG)、___________或电激等诱导因素。
(3)原理:______________________________________________________________。
(4)结果:形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞,称为 ___________。
(5)意义:突破了___________方法的局限,使___________成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段,为制备___________开辟了新途径。
两
多
一
灭活的病毒
细胞膜的流动性
杂交细胞
有性杂交
远缘杂交
单克隆抗体
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2.单克隆抗体
(1)制备原理:一种浆细胞产生_____种抗体,浆细胞在体外___________(填“能”或“不能”)无限增殖;骨髓瘤细胞能___________;浆细胞与骨髓瘤细胞融合得到___________细胞,既能___________,又能 ____________________。
(2)单克隆抗体制备过程
(3)优点:特异性强、_______,可大量制备。
(4)用途:作为___________;用于治疗疾病和___________。
一
不能
无限增殖
杂交瘤
无限增殖
产生特异性抗体
杂交瘤细胞
所需抗体
灵敏度高
诊断试剂
运载药物
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考点三
【教材深挖】
1.为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合?
这样融合的杂交瘤细胞,继承了双亲细胞的遗传物质,不仅具有B细胞分泌抗体的能力,而且还有无限增殖的能力,因而可以获得大量单克隆抗体。
2.如何检测杂交瘤细胞是否产生单克隆抗体?
可利用抗体与抗原的特异性结合原理检测。杂交瘤细胞产生的单克隆抗体是一种分泌蛋白,能够和特定的抗原结合产生特定的反应,因此可用来检测抗体的产生。
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考点二
考点三
1.下列关于动物细胞融合与单克隆抗体制备的叙述中,正确的是( )
A.动物细胞经PEG诱导融合后再通过培养能得到优良动物个体
B.单克隆抗体最广泛的用途是体外诊断试剂
C.杂交瘤细胞实质上就是癌变的浆细胞
D.单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质不同
【解析】动物细胞经PEG诱导融合后再通过培养能得到杂交细胞,但不能得到优良动物个体,A错误;单克隆抗体最广泛的用途是体外诊断试剂,B正确;杂交瘤细胞是利用骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞诱导融合后形成的具有原来两个细胞遗传信息的单核细胞,C错误;单克隆抗体和传统方法生产的抗体化学本质相同,都是蛋白质,D错误。
B
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考点三
2.单克隆抗体的制备过程如下图所示:
(1)植物体细胞杂交和单克隆抗体制备,都应用了细胞融合技术,电激和聚乙二醇都可以诱导相应的细胞融合,在诱导动物细胞融合时,还可以用_________________。细胞融合的原理是______________。
(2)融合后的细胞,仅仅由2个细胞互相融合的类型有______________种,其中符合要求的细胞是____________,其特点为________________________________________________________________。
(3)向动物体内反复注射某种抗原,并从动物血清中分离出抗体,这种抗体与单克隆抗体相比,存在的缺点是______________________________(至少答2个)。由单克隆抗体技术研制成的“生物导弹”由两部分构成,其中一部分被称为“瞄准装置”,它作用的原理是____________________,其特点为________________________________________________________。
灭活的病毒诱导
细胞膜的流动性
3
杂交瘤细胞
既能无限增殖,又能产生特异性抗体
产量低、纯度低、特异性差
抗原与抗体杂交
特异性强
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【解析】(1)在诱导动物细胞融合时,还可用灭活的病毒诱导融合。细胞融合的原理是细胞膜的流动性。(2)融合后的细胞,仅仅由2个细胞互相融合的类型有3中:B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的同种核细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的同种核细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞,其中符合要求的细胞是杂交瘤细胞。杂交瘤细胞的特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(3)与单克隆抗体相比,用传统方法产生的血清抗体存在的缺点是:产量低、纯度低、特异性差。生物导弹是将单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或细胞毒素相结合,注入体内,借助单克隆抗体的导向作用,将药物定向带到癌细胞所在位置,在原位杀死癌细胞,其“瞄准装置”为单克隆抗体,它作用的原理是抗原与抗体杂交,特点是特异性强。
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单克隆抗体制备过程中的几个需要注意的问题
(1)对动物免疫的原因:B淋巴细胞要经过免疫过程,即接触抗原,增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞,才能产生相应的抗体,所以,与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。
(2)在单克隆抗体制备过程中,一般认为有两次筛选过程,第一次是筛选出杂交瘤细胞(用选择培养基),第二次是进一步筛选出能产生人们所需抗体的杂交瘤细胞(用抗原—抗体结合法检测)。
(3)杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,不仅具有浆细胞产生特异性抗体的能力,还具有骨髓瘤细胞在体外培养条件下大量增殖的能力,从而可以克服单纯B淋巴细胞不能无限增殖的缺点,而大量生产单克隆抗体。
(4)获取单克隆抗体的场所:若在培养基中进行杂交瘤细胞培养,则从培养液中提取;若在小鼠或其他动物腹腔中培养,则从腹水中提取。
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1.(2016江苏高考,9)下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )
A.PEG是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合
B.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂
C.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体
D.核移植克隆的动物,其线粒体DNA来自供卵母体
【解析】PEG是促细胞融合剂,但是不能直接诱导植物细胞融合,植物细胞需要先去除细胞壁形成原生质体才能融合,A错误;制备人工种子,需要用完整植物细胞,借助于植物组织培养技术来实现,不需用原生质体,B错误;能产生抗体的是浆细胞,骨髓瘤细胞不能产生抗体,C错误;核移植克隆的动物,需要供核一方和供质一方(一般用处于减数第二次分裂中期的卵细胞的细胞质),其线粒体DNA来自供卵母体,D正确。
D
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考点三
2.(2015天津高考,3)小鼠胚胎干细胞可诱导成能分泌胰岛素的胰岛样细胞。将胰岛样细胞移植给患糖尿病小鼠,可使患病小鼠血糖恢复正常水平。下列叙述错误的是( )
A.小鼠胚胎干细胞可来自对囊胚内细胞团的分离培养
B.移植前,患病小鼠体内靶细胞缺失胰岛素受体
C.移植后,小鼠体内靶细胞加强了对葡萄糖的摄取、利用和储存
D.小鼠体内血糖浓度对胰高血糖素的分泌存在反馈调节
【解析】哺乳动物的胚胎干细胞来源于早期胚胎(如囊胚)或原始性腺,发育成小鼠的各种组织,A正确;移植的细胞是能分泌胰岛素的胰岛样细胞,移植后,患病小鼠的血糖恢复正常水平,所以移植前的患病小鼠是缺乏胰岛素,而不是靶细胞缺乏胰岛素受体,B错误;移植后,小鼠体内胰岛素增加,加速组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存,从而降低血糖,C正确;反馈调节是指在一个系统中,系统本身的作用效果反过来作用于系统本身,如当小鼠体内的血糖浓度降低时,会引起胰高血糖素分泌升高,从而导致血糖浓度升高,血糖浓度的升高引起胰高血糖素分泌降低,D正确。
B
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考点一
考点二
考点三
3.(2015安徽高考,31Ⅱ)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊,以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子Ⅸ医用蛋白,其技术路线如图。
(1)由过程①获得的A为_______________________________________________________________。
(2)在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核,目的是_______________________________________________________________。
受体应选用_________期卵母细胞。
(3)进行胚胎移植时,代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生 __________________,这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。
(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆,理论上可获得无限个转基因绵羊,这是因为_______________________________________________________________。
含目的基因的表达载体
保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞
MⅡ
免疫排斥反应
整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养
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考点三
【解析】(1)在基因工程中,构建基因表达载体后才能将目的基因导入受体细胞。(2)核移植技术选用的成熟卵母细胞处于减数第二次分裂中期(MⅡ中期),需去掉细胞核以保证得到的克隆动物的核遗传物质来自于含目的基因的成纤维细胞。(3)胚胎移植时受体动物对移入的胚胎基本不发生免疫排斥反应,这为胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的胎儿成纤维细胞具有增殖能力,可进行传代培养,所以理论上可利用动物细胞培养技术和核移植技术,获得无限个转基因绵羊。
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考点一
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4.(2014新课标Ⅰ,40)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数),结果如下图所示。
若要制备杂交瘤细胞,需取免疫后小鼠的免疫B淋巴细胞(染色体数目40条),并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中,再加入聚乙二醇诱导细胞融合,经筛选培养及抗体检测,得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。
回答下列问题:
(1)制备融合所需的B淋巴细胞时,所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16
000以上,则小鼠最少需要经过_______次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中,最适合用于制备B淋巴细胞的是___小鼠,理由是________________________________________________________________。
Y小鼠的抗体效价最高
4
Y
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考点一
考点二
考点三
(2)细胞融合实验完成后,融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外,可能还有______________________________________________________体系中出现多种类型细胞的原因是________________________________________。
(3)杂交瘤细胞中有 个细胞核,染色体数目最多是 条。
(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活,原因是__________________________________________________________________。
【解析】(1)据图分析,第4次免疫后Y小鼠的血清抗体效价大于16
000,所以最少要经过四次免疫。由图可知,血清抗体效价均达到16
000以上,小鼠Y的B淋巴细胞产生的抗体的效价最高,最适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外,还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产物,由于细胞膜具有流动性,且诱导之后的细胞融合不具有特异性,故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后,小鼠的B淋巴细胞核与其骨髓瘤细胞核会融合形成一个细胞核。小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)和骨髓瘤细胞(染色体数目60条)融合后,若不发生染色体数目丢失,染色体数目为100条,在有丝分裂后期染色体数目最多为200条。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后,仍然不是能恶性增殖的细胞,同时正常细胞的分裂次数是有限的。
细胞融合是随机的,且融合率达不到100%
B淋巴细胞相互融合形成的细胞,骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞
1
200
不能无限增殖
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考点一
考点二
考点三
1.植物组织培养
(1)条件:离体组织、器官或细胞(外植体)、适宜的营养、植物激素。
(2)原理:细胞全能性。
(3)过程:脱分化、再分化。
(4)结果:得到个体或细胞产物。
2.植物体细胞杂交
(1)原理:细胞膜的流动性、细胞全能性。
(2)过程:去细胞壁、融合、植物组织培养。
(3)融合方法:物理法(离心、振动、电激等)、化学法(聚
乙二醇等)。
(4)结果:杂种植株。
(5)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
3.动物细胞培养过程
(1)分散细胞的方法:组织块剪碎,用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)生长特点:贴壁生长、接触抑制。
(3)分瓶。
(4)原代培养:动物组织消化后的初次培养。
(5)传代培养:分瓶继续培养。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.动物细胞培养的条件
(1)无菌、无毒的环境。
(2)营养:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、动物血清、血浆等。
(3)温度和pH:与动物体温相近,pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5.动物细胞融合
(1)原理:细胞膜的流动性。
(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。
6.单克隆抗体制备
(1)涉及的三种细胞作用不同。
B淋巴细胞:能分泌单一抗体,但不能无限增殖。
骨髓瘤细胞:能大量增殖,但不能产生抗体。
杂交瘤细胞:既能产生单一抗体,又能大量增殖。
(2)两次筛选的目的不同。
第一次筛选是得到杂交瘤细胞。
第二次筛选是得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
易错点 细胞工程中易出现的错误
【点拨】(1)表示植物细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(2)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特性,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(3)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一植物细胞含有2N条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2M条染色体,2个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体为2N+2M,基因型为AabbccDd。
(4)用体细胞杂交培育新品种的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律,而体细胞杂交没有此过程。
(5)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同:①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核,但其核外线粒体中的DNA是来自于受体卵细胞。②性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同,其性状也不可能和供核动物完全相同。③在个体发育过程中有可能发生基因突变,产生供核动物没有的性状。
(6)制备单克隆抗体时选用一种抗原处理的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产生杂交瘤细胞,它兼有两个亲本细胞的特性——在体外培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体。(共41张PPT)
第八单元动物和人体生命活动的调节
第3讲
激素的调节与神经调节的关系
1.促胰液素的发现
(1)沃泰默观点:胰腺分泌胰液只受__________调节。
(3)结论:胰液的分泌是________调节的结果。
神经
(2)盐酸 化学物质 黏膜
化学
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2.(1)肾小管
(2)甲状腺 各种细胞
(3)全身各种细胞
(4)胰高血糖素 肝脏细胞 胰岛素
(5)睾丸 卵巢 生殖器官 生殖细胞
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3.激素调节
(1)概念:由________________
(或细胞)分泌的________进行的调节。
(2)特点:微量和________;通过________运输;作用于__________。
(3)方式:________调节,分正、负反馈调节两类。激素之间的关系有两类:胰岛素和胰高血糖素为________关系;胰高血糖素和肾上腺素为________关系。
【教材深挖】
1.所有激素都是内分泌腺分泌的吗?请举例说明。
2.能分泌激素的细胞一定能产生酶吗?能产生酶的细胞一定能产生激素吗?
3.激素一经发挥作用后,还能继续保持活性吗?
1.不是。下丘脑属于神经系统,其某些细胞可分泌一些激素,如抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等。
2.能分泌激素的细胞一定能产生酶,但能产生酶的细胞不一定能产生激素。
3.不能,激素发挥作用后就会被灭活。
内分泌器官
化学物质
高效
体液
靶器官、靶细胞
反馈
拮抗
协同
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1.(2017陕西西安中学期中,13)下列关于酶、激素和神经递质的叙述,正确的是( )
A.都参与生命活动的调节
B.可以作为信息分子随血液流向全身
C.可能含有氨基酸或由氨基酸组成
D.在正常机体中完成作用后被分解或灭活
【解析】酶是生物催化剂,通过降低化学反应活化能而提高化学反应速率,对生命活动没有调节作用;激素和神经递质通过传递相关信息,分别在体液调节和神经调节中对生命活动进行调节,A错误;酶在细胞内或细胞外催化化学反应;激素通过血液运输到达靶细胞;神经递质通过突触前膜释放到组织液,作用于突触后膜,B错误;绝大多数酶是蛋白质,由氨基酸组成;部分激素是蛋白质或氨基酸衍生物,由氨基酸组成或含有氨基酸;部分神经递质是氨基酸类化合物,可能含有氨基酸或由氨基酸组成,C正确;酶参加化学反应前后性质和数量不改变;神经递质、激素完成作用后被分解或灭活,保持其含量相对稳定,有利于调节,D错误。
C
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2.下列关于激素的叙述,错误的是( )
A.肾上腺素发挥作用后被灭活
B.体内失水过多时抗利尿激素释放减少
C.激素调节过程中存在反馈调节
D.对血样中相关激素水平的分析可帮助诊断甲状腺疾病
【解析】激素一旦发挥作用后就被灭活了,所以人体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的相对稳定,A正确;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,所以体内失水过多时,抗利尿激素分泌量增多,B错误;反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,对于稳态的维持有重要作用,如甲状腺激素的分级调节,C正确;甲状腺激素弥散于体液中,通过体液运输,故通过血样中相关激素(如促甲状腺激素)水平的分析可帮助诊断甲状腺疾病,D正确。
B
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3.(2017广东东莞期中,10)为验证甲状腺激素具有促进个体发育的功能,某实验小组的同学将一正常幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察,则与该组对照的一组应设为( )
A.用一成年的家兔做相同的实验
B.用一相似的幼年家兔在相同的环境中观察
C.用一相似的幼年家兔在颈部切开伤口后缝合,在相同的环境中观察
D.用另一相似的幼年家兔做相同实验,外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察
【解析】该实验的目的是验证甲状腺激素的作用,自变量是甲状腺激素的有无,所以对照实验应是摘除甲状腺后再补充甲状腺激素进行观察,故选D。
D
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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,同时使用两种激素,观察大鼠生长情况,结果如图,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、三次注射之间不应有时间间隔
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
B
【解析】本实验的“自变量”为外源激素,为了排除大鼠内源激素的干扰,实验前应将分泌相关激素的内分泌腺切除;为了有效地避免前一阶段处理对后一阶段的影响,器官切除、三次注射之间必须保证适宜的时间间隔;器官切除前,体内含内源激素,每次激素使用后,体内含有外源激素,符合相互对照实验中每个组别均有“自变量”的特点;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。
1.激素间的相互作用
2.动物激素功能的研究方法
(1)常用实验方法
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
(2)示例
①验证甲状腺激素的功能
a.饲喂法
b.摘除法和注射法
②验证胰岛素的生理功能
1.血糖平衡及调节
(1)血糖平衡
(2)血糖平衡的调节:以________调节为主。
0.8~1.2
肝糖原、肌糖原
激素
2.反馈调节
(1)概念:在一个系统中,系统本身工作的________,反过来又作为________调节该系统的工作。
(2)意义:反馈调节是________中非常普遍的调节机制,它对于____________________具有重要意义。
胰岛素 加速摄取、利用和储存 胰岛A细胞 糖原 非糖物质
效果
激素
分泌部位
生理功能
________
胰岛B细胞
促进组织细胞____________葡萄糖
胰高血糖素
________
促进________分解,并促进一些________转化为葡萄糖
信息
生命系统
机体维持稳态
3.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)三级腺体:a.________、b.________、c.________。
(2)三种激素:甲——_______________________________________________、
乙——____________________、甲状腺激素。
(3)两种效果:“+”“-”分别表示________、________。
下丘脑
垂体
甲状腺
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
促进
抑制
4.激素调节的特点
微量和高效
通过体液运输
作用于靶器官、靶细胞
【教材深挖】
1.下图为血糖调节的部分过程示意图,依图分析下列问题。
(1)图中激素①和激素②分别是什么激素?它们分别是由哪种细胞分泌的?
(2)胰脏属于人体中重要的腺体,它分泌的物质都是激素吗?
(3)如果胰岛B细胞受损则会引起哪种疾病?能否用口服胰岛素制剂的方式治疗?
1.(1)胰高血糖素和胰岛素;胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的,胰岛素是由胰岛B细胞分泌的。
(2)不是,它还分泌多种消化酶。
(3)糖尿病;不能,因为胰岛素属于蛋白质,在消化道内会被消化成氨基酸。
2.下图表示激素分泌的分级调节和反馈调节过程。依图分析下列问题。
(1)如果丙是甲状腺,则a和b的名称分别是什么?如果丙是性腺呢?
(2)如果切除腺体乙,则a、b、c的含量分别会发生怎样的变化?如果过量注射激素b,a和c的含量会发生怎样的变化?
2.(1)如果丙是甲状腺,则a和b分别是促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素;如果丙是性腺,则a和b分别是促性腺激素释放激素和促性腺激素。
(2)切除腺体乙,b和c含量均减少,a含量会增加;过量注射激素b,则c的含量会增加,但激素a的含量会减少。
1.(2017湖南衡阳八中期中,22)血糖的平衡对于保持人体健康有重要意义,下列叙述正确的是( )
A.胰岛素和肾上腺素对血糖含量的调节表现为协同作用
B.血糖平衡的调节属于条件反射,其神经中枢位于下丘脑
C.胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖
D.糖尿病病人的尿液与斐林试剂水浴加热会产生蓝色沉淀
【解析】胰岛素的作用是降低血糖浓度,肾上腺素能升高血糖浓度,二者表现为拮抗作用;血糖平衡的调节是通过遗传因素获得的,是先天性的,属于非条件反射,其神经中枢位于下丘脑;胰高血糖素能促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖含量升高;糖尿病病人的尿液中含有葡萄糖,与斐林试剂水浴加热会产生砖红色沉淀。
C
2.糖尿病发病率近年来在全球多个国家呈上升趋势,糖尿病已成为威胁人类健康的十大杀手之一,图中甲为糖尿病患者,乙为健康人,下列相关叙述错误的是( )
A.甲AB段与乙ab段相比,甲的胰岛B细胞中高尔基体和内质网的活动较弱
B.用斐林试剂对B、b点时尿液进行检查,一般情况下,水浴加热后只有B点出现砖红色
C.乙cd段血糖浓度下降的直接原因是血糖大量参与氧化供能
D.运动时,甲状腺激素的分泌量明显增多,随之胰高血糖素浓度降低
D
【解析】糖尿病患者体内胰岛素分泌异常,因此摄取葡萄糖后,糖尿病患者胰岛B细胞中高尔基体和内质网活动较弱;一般情况下,正常人尿中不会出现葡萄糖,糖尿病病人的尿液中会出现葡萄糖;乙为正常人,开始运动后体内血糖大量参与氧化供能导致血糖浓度下降;人体运动时,甲状腺激素的分泌量增多,糖氧化分解加强,血糖浓度降低,因此胰高血糖素浓度增加。
3.(2017河北正定中学月考,10)如图是甲状腺激素分泌的调节示意图。下列叙述正确的是( )
A.甲状腺激素作用的靶器官只有下丘脑和垂体
B.甲状腺激素分泌过程存在分级调节和反馈调节
C.寒冷刺激时,TRH分泌增多,TSH分泌减少
D.甲状腺激素含量增加到一定程度时,过程①起促进作用,过程②起抑制作用
【解析】甲状腺激素作用的靶细胞是几乎全身的细胞,A错误;寒冷刺激,TRH分泌增多,会促进垂体分泌TSH增多,进而调节甲状腺分泌甲状腺激素增多,C错误;甲状腺激素含量增加到一定程度时,过程①和过程②都起抑制作用,D错误。
B
4.下列关于既有分级调节又有反馈调节的人体内激素调节的叙述,正确的是( )
A.雌性激素是由氨基酸组成的,可促进卵巢的发育和卵细胞的成熟
B.胰岛素可促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖降低
C.甲状腺激素的分泌既有分级调节又有反馈调节,而其他激素的分泌只有反馈调节
D.促甲状腺激素弥散在体液中,几乎对全身细胞都起作用
【解析】性激素为脂质的固醇类,A错误,胰岛素可促进葡萄糖加速进入细胞氧化分解、合成糖原储存,转化为非糖物质,从而降低血糖,B正确;甲状腺激素、性激素等既有分级调节又有反馈调节,C错误;垂体分泌的促甲状腺激素虽弥散在体液中,但由于只有甲状腺细胞上有其特异性受体,故其只作用于甲状腺,D错误。
B
1.血糖平衡调节解题策略
分析血糖平衡的调节问题时,首先要根据具体情况,判断出血糖含量的变化(升高或降低),例如饮食后半小时葡萄糖消化吸收进入血液,血糖含量上升;血糖经过组织细胞要被消耗,血糖含量下降;血糖含量低时肝糖原分解为葡萄糖,血糖含量上升等。再看发挥作用的激素(胰岛素或胰高血糖素、肾上腺素),最后分析激素发挥作用的途径(来源或去路)。
2.分级调节和反馈调节中激素含量变化的分析方法
在“下丘脑→垂体→内分泌腺”的分级调节中,如果顺序靠前的腺体被切除,则之后的腺体分泌的激素要减少,之前的腺体分泌的激素要增加;三个结构所分泌的激素(促激素释放激素→促激素→激素)中,如果顺序靠前的激素分泌增加(减少),则该激素之后的激素分泌要增加(减少),该激素之前的激素分泌要减少(增加)。
1.体液调节
激素、CO2
体液
激素调节
2.神经调节与体液调节的关系
2.体液运输 准确、比较局限 电信号和化学信号 中枢神经系统 激素 神经系统
3.生命活动调节类型
3.反射弧 激素和其他化学物质 抗利尿激素
【教材深挖】
下图为生命活动调节图示,依图分析回答下列问题。
(1)图1、图2、图3依次代表哪种调节模式?其中哪种模式最灵敏、最迅速?
(2)图1细胞a与图2细胞c分泌的信号分子分别是什么?并指出其作用途径?
(3)图3中X所示的神经为传入神经还是传出神经?b处受损的情况下,刺激a处是否有感觉?肌肉是否能收缩?
(1)三幅图依次代表体液调节、神经—体液调节、神经调节,其中图3所示的神经调节最灵敏、最迅速。
(2)图1中细胞a分泌的信号分子为激素,经血液运输作用于靶细胞;图2中的细胞c分泌的信号分子为神经递质,经突触间隙作用于突触后膜
(3)图3中X为传入神经;若b处受损,刺激a处,兴奋不能传导到肌肉,肌肉不能收缩;同时由于突触的存在,兴奋也不能传导到大脑,不能形成感觉。
1.(2017四川乐山期中,17)下丘脑在人体内环境的稳态调节过程中发挥重要作用,下图为神经系统对激素分泌的三种调节方式,相关分析正确的是( )
A.若方式甲中的靶腺体为甲状腺,则下丘脑通过分泌促甲状腺激素调节垂体的相关分泌活动
B.抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙,内环境渗透压升高能增加其分泌量
C.兴奋在M处传递的特点是单向传递,当兴奋性神经递质传到突触后膜时膜外K+将大量内流
D.方式丙中激素的释放为神经—体液调节的结果,内分泌腺属于效应器答案
B
【解析】促甲状腺激素是垂体分泌的;内环境渗透压升高,引起抗利尿激素分泌增加,抗利尿激素的合成和分泌符合图中方式乙;兴奋在M处传递的特点是单向传递,当兴奋性神经递质传到突触后膜时,膜外大量Na+内流形成动作电位;图中方式丙中激素的分泌是神经调节的结果。
2.下列关于神经调节与激素调节关系的叙述,不正确的是( )
A.大部分内分泌腺的激素分泌都受神经系统的控制
B.内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的功能
C.各项生命活动主要受神经系统的调节,同时也受激素的调节
D.激素调节比神经调节更重要
【解析】动物体内激素的分泌大都受神经系统调控,同时,激素也可以影响神经系统的功能。在动物的各项生命活动中,神经调节和激素调节是相互协调共同起作用的,但是神经系统的调节处于主导地位。
D
3.(2016湖南长沙一中段考二,2)下图表示下丘脑参与人体稳态调节的三种方式。下列相关叙述中,错误的是( )
A.抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收,它是由下丘脑分泌并释放的
B.如果甲状腺激素分泌过多,则会抑制激素④和①(或②)两种激素的分泌
C.胰岛中的B和C两种细胞虽然分泌的激素不同,但它们含有相同的核基因
D.图中的A最可能是生长激素
A
【解析】抗利尿激素是下丘脑合成,垂体释放的,作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收,A项错误;如果甲状腺激素分泌过多,则会抑制激素④促甲状腺激素和①(或②)促甲状腺激素释放激素的分泌,B项正确;胰岛中的B是胰岛B细胞,C是胰岛A细胞,两种细胞的遗传信息相同,两种细胞遗传信息执行情况不同,即基因选择性表达,转录出不同的信使RNA,控制合成不同的蛋白质,C项正确;垂体能分泌生长激素,D项正确
1.生命活动调节模型及分析
(1)若该图为反射弧的结构模式图,则a、b、c、d、e分别表示感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
(2)若该图表示甲状腺激素分泌的分级调节,则a、b、c、d、e分别表示下丘脑、促甲状腺激素释放激素、垂体、促甲状腺激素、甲状腺。
(3)若该图表示人体内水平衡的调节,则a表示下丘脑,下丘脑渗透压感受器感受渗透压的变化,分泌b(抗利尿激素),并由c(垂体后叶)释放,通过d(体液)运输后,作用于靶器官e(肾小管和集合管)。
(4)若该图表示血糖的神经调节途径,则a表示下丘脑,b、c、d、e分别表示有关神经、胰岛、胰岛素(或胰高血糖素)、靶器官或靶细胞。
(5)若该图表示细胞中遗传信息传递的过程,则a、c、e分别代表DNA、RNA、多肽链(蛋白质),b、d分别代表转录和翻译。
2.下丘脑作为“神经中枢”的综合分析
1.(2016新课标Ⅱ,3)下列关于动物激素的叙述,错误的是( )
A.机体内、外环境的变化可影响激素的分泌
B.切除动物垂体后,血液中生长激素的浓度下降
C.通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量
D.血液中胰岛素增加可促进胰岛B细胞分泌胰高血糖素
【解析】激素的分泌是以细胞代谢为基础的,因此机体内、外环境的变化可通过影响细胞代谢而影响激素的分泌,A正确;生长激素是由垂体分泌的,切除动物垂体后,血液中生长激素的浓度下降,B正确;蛋白质类激素的合成过程包括转录和翻译,因此通过对转录的调节可影响蛋白质类激素的合成量,C正确;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,血液中血糖浓度增加可促进胰岛B细胞分泌胰岛素,D错误。
D
2.(2016江苏高考,15)胰岛素依赖型糖尿病是一种自身免疫病,主要特点时胰岛B细胞数量减少,血液中胰岛素低、血糖高等。下列相关叙述正确的是( )
A.胰岛素和胰高血糖素通过协同作用调节血糖平衡
B.胰腺导管堵塞会导致胰岛素无法排出,血糖升高
C.血糖水平是调节胰岛素和胰高血糖素分泌的最重要因素
D.胰岛素受体是胰岛素依赖型糖尿病患者的自身抗原
【解析】胰岛素和胰高血糖素作用相反,表现为拮抗作用,A错误;胰岛素产生后直接通过体液运输,与胰腺导管无关,B错误;血糖水平是调节胰岛素和胰高血糖素分泌的最重要因素,C正确;胰岛素依赖型糖尿病是指需注射胰岛素进行治疗,患者胰岛素受体正常,否则胰岛素不能发挥作用,D错误。
C
3.(2016新课标Ⅲ,30)回答下列问题。
(1)正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值________,其原因是________________________________________________________________________。
(2)在饥饿条件下,一段时间内人体血浆中葡萄糖和酮体浓度变化的趋势如图所示。酮体是脂肪酸分解代谢的中间产物,其酸性较强。人在某些情况下不能进食时,需要注射葡萄糖溶液,据图分析,注射葡萄糖溶液除了可以满足能量需求外,还可以________________________________________________________________________。
高
在饥饿时,由于血糖浓度降低使胰高血糖素分泌增加,胰岛素分泌减少;在进食后正好相反
避免因酮体浓度升高而引起内环境pH下降
【解析】(1)正常人在饥饿时,由于血糖浓度较低,会导致胰高血糖素分泌增加,胰岛素分泌减少,而刚进食后正好相反,所以正常人在饥饿且无外源能源物质摄入的情况下,与其在进食后的情况相比,血液中胰高血糖素与胰岛素含量的比值会升高。(2)据图分析可知,随着饥饿时间的延长,葡萄糖浓度有所降低,而血浆中酮体的浓度显著升高,且酮体的酸性较强,所以注射葡萄糖溶液除了可以满足能量需求外,还可以避免因酮体浓度升高而引起内环境pH下降,有利于维持血浆正常的酸碱度。
4.(2015新课标Ⅰ,30)肾上腺素和迷走神经都参与兔血压的调节,回答相关问题:
(1)给实验兔静脉注射0.01%的肾上腺素0.2
mL后,肾上腺素作用于心脏,心脏活动加强加快使血压升高。在这个过程中,肾上腺素作为激素起作用,心脏是肾上腺素作用的________,肾上腺素对心脏起作用后被______________,血压恢复。肾上腺素的作用是________(填“催化”“供能”或“传递信息”)。
(2)剪断实验兔的迷走神经后刺激其靠近心脏的一端,迷走神经末梢释放乙酰胆碱,使心脏活动减弱减慢、血压降低。在此过程中,心脏活动的调节属于________调节。乙酰胆碱属于____________(填“酶”“神经递质”或“激素”),需要与细胞膜上的________________结合才能发挥作用。
(3)肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是_______________________________
(答出一个特点即可)。
靶器官
灭活
传递信息
神经
神经递质
(特异性)受体
都需要与相应的受体结合后才能发挥作用
5.(2015新课标Ⅱ,30)甲状腺激素是人体中的重要激素,回答下列相关问题:
(1)通常,新生儿出生后,由于所处环境温度比母体内低,甲状腺激素水平会升高,在这个过程中,甲状腺激素分泌的调节是分级的,其中由________分泌促甲状腺激素释放激素,由________分泌促甲状腺激素。
(2)甲状腺激素的作用包括提高________的速率,使机体产热增多,影响神经系统的________,甲状腺激素作用的靶细胞是________。
(3)除了作用于靶细胞外,激素作用方式的特点还有________________(答出一点即可)。
【解析】(1)下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素,垂体分泌促甲状腺激素,甲状腺分泌甲状腺激素。(2)甲状腺激素可促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性,还能促进细胞代谢,增加产热。甲状腺激素可作用于几乎全身所有的细胞。(3)激素作用的特点有:微量高效,通过体液运输,只能作用于靶细胞、靶器官。
下丘脑
垂体
细胞代谢
发育和功能
几乎全身所有的细胞
微量高效
1.甲状腺激素的分级调节
(1)甲状腺激素的分泌是分级调节,又存在负反馈调节。
(2)甲状腺激素浓度过高对下丘脑、垂体具有抑制作用。
2.血糖调节
(1)胰岛素是唯一降血糖的激素。胰岛素能促进组织细胞对血糖的摄取、利用和储存。
(2)胰岛A细胞、胰岛B细胞既能接受血糖浓度刺激,也能接受神经递质的刺激。
(3)糖尿病的三多一少:多饮、多食、多尿和体重减少。
易错点1 有关血糖调节的几个易错问题
【点拨】(1)胰岛素和胰高血糖素是血糖调节的主要激素。(2)胰岛素抑制胰高血糖素的分泌,胰高血糖素促进胰岛素的分泌。(3)血糖调节以体液调节为主,胰岛素是唯一降低血糖浓度的激素。(4)在升高血糖浓度方面,胰高血糖素和肾上腺素有协同作用;在加快代谢方面,肾上腺素和甲状腺激素有协同作用。
易错点2 对反馈调节的答题不准确
【点拨】(1)若为“调节机制”一般答(负)反馈调节,一
般不答分级调节;若为“调节方式”一般答神经调节或神经—体液调节或神经—体液—免疫调节。
(2)垂体分泌的促激素作用于相应腺体,并使该腺体分泌相应的激素,但不能负反馈于下丘脑。
易错点3 下丘脑在人体生命活动调节中的功能辨析不清
【点拨】(1)作为神经中枢
①调节血糖平衡:下丘脑内有血糖调节中枢,该中枢通过神经直接作用于胰岛细胞,调节胰岛素和胰高血糖素的分泌。
②调节体温恒定:体温调节中枢主要位于下丘脑中。
③调节水盐平衡:水盐平衡的调节中枢位于下丘脑。
(2)作为感受器:下丘脑中有渗透压感受器,可以感受人体内环境中渗透压的改变。
(3)作为效应器:下丘脑可以合成抗利尿激素。
(4)具有分泌功能:下丘脑是内分泌平衡的调节中枢,通过分泌多种促激素释放激素作用于垂体,通过控制垂体的功能来控制其他内分泌腺的活动。(共29张PPT)
考点一
考点二
考点三
1.菌种的比较
2.原理与发酵条件
比较项目
菌种
生物类群
代谢类型
菌种来源
果酒制作
酵母菌
真核生物
异养__①__型
__②__上的酵母菌
果醋制作
醋酸菌
__③__生物
异养需氧型
变酸的酒表面的菌膜
果酒制作
果醋制作
发酵原理
有氧条件下,酵母菌通过__①__大量繁殖:C6H12O6+6O2__②__;无氧条件下,酵母菌通过__③__产生酒精:C6H12O6__④__
氧气、糖源__⑤__时,醋酸菌将葡萄汁中的葡萄糖分解成醋酸:C6H12O6+2O22CH3COOH+2CO2+2H2O;__⑥__糖源、氧气充足时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸:C2H5OH+O2__⑦__
温度
发酵温度18~25
℃,繁殖最适温度20
℃左右
最适温度30~35
℃
氧气
前期需,后期无
需要充足的氧气
时间
10~12
d
7~8
d
3.制作流程
【教材深挖】
下图为果酒、果醋制作实验装置图。请据图分析:
(1)图中发酵瓶中葡萄汁的
量是否恰当?为什么?
(2)醋酸菌进行醋酸发酵时,
无论是利用糖源还是酒精,甲都需要打开,请说明原因。
(3)果酒搁置时间过久为什么会有酸味?
【考点知识突破答案检索】
1.①兼性厌氧 ②附着在葡萄皮 ③原核
2.①有氧呼吸 ②6CO2+6H2O ③无氧呼吸 ④2C2H5OH+2CO2 ⑤充足 ⑥缺
⑦CH3COOH+H2O
3.冲洗 醋酸 果酒
教材深挖——启动高考长句应答模式
(1)不恰当,因为葡萄汁的量不能超过发酵瓶体积的2/3,而且不能将排气口淹没。
(2)醋酸菌是需氧菌,在生活过程中始终需要氧气,如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。
(3)醋酸菌在缺乏糖源时,可以将酒精转化为乙醛,再将乙醛转化为醋酸。
1.(2017安徽六安霍邱一中月考,13)如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程,下列叙述正确的是( )
A.过程①和②都只能发生在缺氧条件下
B.过程①和③都发生在酵母菌细胞的线粒体中
C.过程③和④都需要氧气的参与
D.过程①~④所需的最适温度基本相同
C
【解析】有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同,均发生在细胞质基质中,产物是丙酮酸,而由丙酮酸产生乙醇只能发生在无氧呼吸过程中,A、B两项均错;③过程属于有氧呼吸第二、三阶段,第三阶段需要氧气参与,④过程是制作果醋的过程,需醋酸菌参与,醋酸菌是一种好氧细菌,因此④过程也需要氧气参与,C项正确;制作果酒时,最适温度为18~25
℃,而制作果醋时最适温度为30~35
℃,D项错误。
考点一
考点二
考点三
2.果酒是以新鲜水果或果汁为原料,经全部或部分发酵配制而成的,酒精度为7%~18%。在果酒的基础上继续发酵可得到果醋。下列有关果酒和果醋制作的叙述中,正确的是( )
A.果酒和果醋的制作都是由酵母菌完成的
B.制作果醋的温度要比制作果酒的温度高些
C.传统的葡萄酒制作一定需要人工接种菌种
D.葡萄汁装入发酵瓶时,要将瓶装满
B
【解析】果酒的制作离不开酵母菌,果醋的制作由醋酸菌完成。传统的葡萄酒制作中起主要作用的是附着在葡萄皮上的野生酵母菌。葡萄汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间。
考点一
考点二
考点三
3.(2017北京中央民族大学附中月考,44)家庭中利用鲜葡萄制作葡萄酒时,操作不正确的是( )
A.冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶
B.葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间
C.发酵瓶及葡萄浆进行煮沸处理
D.25
℃左右密闭发酵并适时排气
C
【解析】 冲洗后的葡萄破碎后装入发酵瓶,A正确;葡萄浆不装满发酵瓶,留有1/3空间,为酵母菌的增殖提供氧气,B正确;果酒制作过程利用的是葡萄皮上携带的野生酵母菌,煮沸处理会将酵母菌杀死,C错误;酵母菌无氧呼吸时产生酒精,25
℃左右密闭发酵能得到酒精,并适时排出二氧化碳,以减少压强,D正确。
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一,在果汁加工中,果胶不仅会影响出汁率,还会使果汁浑浊,因此为了提高出汁率和澄清度,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。(2)过程甲是果酒的制作,选用的菌种为酵母菌;鲜苹果汁装入发酵瓶时,要留有大约1/3的空间,以使发酵瓶中留有一定量的空气,让酵母菌早期进行有氧呼吸,快速繁殖,以增加酵母菌的数量,当氧气消耗完后进行无氧呼吸产生酒精。在酸性条件下,橙色的重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。(3)过程乙是果醋的制作,使用的微生物是醋酸(杆)菌;在纯化菌种对培养基灭菌时,常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌;醋酸菌的最适生长温度为30~35
℃,因此在果醋的制作过程中,需将培养温度控制在30~35
℃范围内。(4)当氧气充足、缺少糖源时,醋酸菌可以先将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。
4.下图是以鲜苹果汁为原料,利用发酵瓶制作果酒和果醋的过程简图,分析并回答:
(1)在果汁加工过程中可添加_______________
_
酶提高出汁率和澄清度。
(2)在鲜苹果汁装入发酵瓶时,要留有大约________的空间。经过10~12天后,在酸性条件下用重铬酸钾检测样液,如果颜色由________色变为________色,说明产生了酒精。
(3)过程乙中使用的微生物是___________,可以从食醋中分离纯化获得。纯化菌种时需要对培养基进行灭菌,其方法是______________;培养温度控制在________
℃范围内。
(4)在_____________
的条件下,如果缺少糖源,乙中的微生物将甲过程的产物变为乙醛,再将其变为醋酸。
纤维素酶和果胶
1/3
灰绿
高压蒸汽灭菌
30~35
橙
醋酸(杆)菌
氧气充足(有氧)
考点一
考点二
考点三
1.果酒和果醋发酵装置的设计思路
(1)因酵母菌的繁殖需要空气,醋酸菌是好氧菌,所以在果酒制作的前期和果醋制作的整个过程中都需氧。因酵母菌产生酒精是在无氧条件下,应控制进入氧气,故应在充气口设置开关。
(2)由于在发酵过程中都产生CO2,因此又需设排气口;为防止空气中微生物的污染,排气口应连接一个长而弯曲的胶管。
(3)因要对发酵的情况进行及时监测,应设置出料口便于取料。
2.果酒、果醋制作的注意事项
(1)材料的选择与处理:选择新鲜的葡萄,榨汁前先将葡萄冲洗,并除去枝梗,以防葡萄汁流失及污染。冲洗以洗去灰尘为目的,且不要太干净,以防洗去野生酵母菌。
(2)防止发酵液被污染的方法
①榨汁机要清洗干净并晾干。
②发酵瓶要洗净并用体积分数为70%的酒精消毒,或用洗洁精洗涤。
③装入葡萄汁后要封闭充气口。
归纳总结
考点一
考点二
考点三
2.腐乳的制作流程及影响因素
1.腐乳的制作原理
②装瓶腌制时,操作要迅速小心,且要____________加盐,离瓶口表面的盐要铺厚一些。
③加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。
4.泡菜的制作原理
(1)菌种来源:附着在蔬菜上的_____________。
(2)制作原理:在______________条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成______________。反应式:C6H12O6→__________________。
3.防止杂菌的污染
(1)前期发酵条件的控制:提供有利于毛霉生长的温度、水分,形成毛霉的_________,抑制杂菌的生长。
(2)后期发酵条件的控制
①用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水____________。
(3)制作流程
(4)影响因素
①泡菜坛的选择:应选用火候好、________、无砂眼、坛沿深、盖子吻合好的泡菜坛。
②控制腌制时间、______________和食盐的用量。③防止______________污染,严格密封。
考点一
考点二
考点三
5.测定亚硝酸盐的含量
(1)亚硝酸盐与人体健康的关系:当摄入总量较多时,可引起__________;在特定条件下可转化为致癌物——________。
(2)检测方法:______________法。
(3)检测原理
①有关反应:NO2-+对氨基苯磺酸―→反应物;
反应物+N-1-萘基乙二胺盐酸盐―→________染料。
②判断方法:观察样品颜色变化,并与___________比较,然后计算亚硝酸盐含量。亚硝酸盐溶液的浓度高,颜色____________;溶液浓度____________,颜色浅些。
(4)检测步骤:配制溶液→制备__________________→制备样品处理液→______________。
【教材深挖】
1.市售的腐乳有时口感不好,豆腐较硬,你认为是什么原因造成的?
2.制作泡菜时用水封闭坛口起什么作用?不封闭有什么结果?
【考点知识突破答案检索】
1.毛霉 脂肪
2.加盐腌制 密封腌制 15~18 12%
3.(1)生长优势 (2)消毒 逐层
4.(1)乳酸菌 (2)无氧 乳酸 2C3H6O3 (3)发酵 成品 (4)无裂痕 温度 杂菌
5.(1)中毒或死亡 亚硝胺 (2)比色 (3)玫瑰红色 标准显色液 深些 低 (4)标准显色液 比色
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.豆腐块的含水量不当。发酵时间短,蛋白质未完全水解,在加盐后豆腐脱水,蛋白质变性,于是变硬。菌种不纯、菌种变异、菌种老化都会影响产品口感;调味品量不足等。
2.水封闭坛口起着使坛内与坛外空气隔绝的作用,这是最简易的造成无氧环境的方法。这样,坛内可利用蔬菜中天然存在的乳酸菌进行乳酸发酵。如不封闭,则会有许多需氧菌生长,蔬菜会腐烂。
考点一
考点二
考点三
【解析】腐乳制作的前期发酵中有许多微生物参与,但起主要作用的是毛霉。含水量为70%的豆腐适于毛霉迅速生长出直立菌丝,在豆腐内长出匍匐菌丝,含水过多则不利于毛霉的生长和豆腐成形。豆腐经发酵后大分子蛋白质和脂质变成了易于消化的小分子物质。卤汤的特点决定了腐乳的风味,但不论卤汤中各种香辛料怎么变化,酒精的含量都需要保持在12%左右。
B
1.下列是有关腐乳制作的几个问题,其中正确的是( )
①腐乳的制作主要是利用了微生物发酵的原理,起主要作用的微生物是青霉、曲霉和毛霉
②含水量为70%左右的豆腐适于做腐乳,用含水量过高的豆腐制作腐乳,不易成形,且不利于毛霉的生长
③豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝,严格地说是直立菌丝,豆腐中还有匍匐菌丝
④决定腐乳特殊风味的是卤汤
⑤腐乳的营养丰富是因为大分子物质经过发酵作用分解成小分子物质,而且易于消化
⑥卤汤中含酒量应该控制在21%左右,酒精含量过高,腐乳成熟的时间会延长;含量过低,不足以抑制微生物的生长
A.①②③④
B.②③④⑤
C.③④⑤⑥
D.①④⑤⑥
考点一
考点二
考点三
2.红方是腐乳的一种。请回答与其制作有关的问题:
(1)补充制作红方的实验流程:①______________→②加盐腌制→③________
→④密封腌制。
(2)在实验流程①中,首先将豆腐块平放在笼屉内,笼屉中的温度应控制在_______
℃,并保持有一定的____________。5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝,这些毛霉来自空气中的________。
(3)在实验流程②操作中,向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬。同时,盐还能________________,避免豆腐块腐败变质。
(4)在实验流程③用到的辅料中,卤汤是由______________和________配制而成的。
【解析】(1)制作红方的实验流程:①豆腐上长出毛霉→②加盐腌制→③加卤汤装瓶→④密封腌制。(2)在实验流程①豆腐上长出毛霉中,首先将豆腐块平放在笼屉内,笼屉中的温度应控制在15~18
℃,并保持有一定的湿度。5天后豆腐块表面布满毛霉菌丝,这些毛霉来自空气中的毛霉孢子。(3)在实验流程②加盐腌制操作中,向长满毛霉的豆腐块加盐,其作用是析出豆腐中的水分,使豆腐块变硬。同时,盐还能抑制微生物的生长,避免豆腐块腐败变质。(4)在实验流程③加卤汤装瓶用到的辅料中,卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。
豆腐上长出毛霉
加卤汤装瓶
15~18
湿度
抑制微生物的生长
毛霉孢子
酒
香辛料
考点一
考点二
考点三
【解析】好泡菜的标准是咸淡适中、酸度适中、亚硝酸盐含量低,所以制作泡菜时要利用亚硝酸盐含量低的新鲜蔬菜或其他原料。发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会因微生物活动强弱而发生变化,所以应及时检测亚硝酸盐的含量,而检测亚硝酸盐含量一般采取比色法。
D
3.如图是泡菜的制作及测定亚硝酸盐含量的实验流程示意图,下列说法错误的是( )
A.制作泡菜宜选用新鲜的蔬菜或其他原料,原因是它们亚硝酸盐的含量低
B.发酵不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化
C.发酵过程中应及时测定亚硝酸盐的含量,及时检测以把握取食泡菜的最佳时机
D.测定亚硝酸盐含量的方法是纸层析法
考点一
考点二
考点三
4.泡菜发酵利用的微生物主要是乳酸菌,而在发酵初期,水槽内经常有气泡产生,这些气泡产生的原因及成分分别是( )
A.乳酸菌是兼性厌氧型微生物,初期进行有氧呼吸产生CO2;气体为CO2
B.因腌制过程中的盐进入蔬菜使蔬菜体积缩小,气体被排出;气体为空气
C.发酵初期活动强烈的是酵母菌,其利用氧产生CO2;气体为CO2
D.乳酸菌在发酵过程中产生了热量,使坛内温度升高,空气受热膨胀排出;气体为空气
C
考点一
考点二
考点三
1.腐乳制作的注意事项
(1)豆腐选取:其含水量以70%为宜。
(2)控制好材料的用量:对卤汤中盐(盐∶豆腐=1∶5)和酒(12%左右)的用量需要严格控制。
(3)防止杂菌污染的方法
①用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒。
②装瓶腌制时,操作要迅速小心,且要逐层加盐,离瓶口表面的盐要铺厚一些。
③加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。
(4)温度:温度影响菌丝的生长和代谢,如温度过低,则菌丝生长缓慢,不能进入豆腐块的深层;温度过高,菌丝易老化和死亡,影响腐乳的品质。
(5)发酵时间:发酵时间影响生化反应速度及生化反应产物的量。
归纳总结
考点一
考点二
考点三
2.泡菜制作的注意事项
(1)材料的选择及用量
①蔬菜应新鲜,若放置时间过长,蔬菜中的硝酸盐易被还原成亚硝酸盐。
②清水和盐的质量比为4∶1,盐水要煮沸后冷却。煮沸有两大作用,一是除去水中的氧气,二是杀灭盐水中的其他杂菌。
(2)防止杂菌污染:每次取样用具要洗净,要迅速封口。
(3)氧气需求
①泡菜坛要选择透气性差的容器,以创造无氧环境,有利于乳酸菌发酵,防止蔬菜腐烂。
②泡菜坛坛盖边沿的水槽内注满水,以保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境,并注意在发酵过程中经常补水。
(4)温度:发酵过程温度控制在室温即可,温度过高则易滋生杂菌,温度过低则发酵时间延长。
归纳总结
考点一
考点二
考点三
1.玫瑰精油的提取
(1)方法:________法。
(2)实验流程:
(3)加入NaCl和无水Na2SO4的目的:加入NaCl的目的是增加水层的________,有利于玫瑰油与水分层;加入无水Na2SO4的目的是__________________________。
2.橘皮精油的提取
(1)方法:一般采用______________法。
(2)实验流程:石灰水浸泡→漂洗→_________→过滤→_________→再次过滤→橘皮油。
(3)提高出油率的措施:需要将柑橘皮____________,并用石灰水浸泡,浸泡时间为10
h以上。橘皮要浸透,这样压榨时不会滑脱,且出油率高,过滤时不会堵塞筛眼。
3.胡萝卜素的提取
(1)胡萝卜素的性质:________水,微溶于乙醇,______________石油醚等有机溶剂。
(2)提取方法及流程
①方法:______________法,________________最适宜作萃取剂。
②实验流程:胡萝卜→粉碎→________________→萃取→____________→浓缩→胡萝卜素。
考点一
考点二
考点三
【考点知识突破答案检索】
1.(1)水蒸气蒸馏 (2)水蒸气蒸馏 NaCl 无水Na2SO4 (3)密度 吸收精油中残留的水分
2.(1)压榨 (2)压榨 静置 (3)干燥去水
3.(1)不溶于 易溶于 (2)萃取 石油醚 干燥 过滤
(3)水不溶性 粉碎 干燥 (4)纸层析
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.因为玫瑰精油化学性质稳定,难溶于水,易溶于有机溶剂,能随水蒸气一同蒸馏,且不会导致原料焦糊和有效成分水解等,所以适合用水中蒸馏法进行提取。
2.在这五种溶剂中,石油醚的沸点最高,在加热萃取时不易挥发,所以石油醚最适宜用作萃取剂。胡萝卜素可溶于乙醇和丙酮,但它们是水溶性有机溶剂,因萃取中能与水混溶而影响萃取效果,所以不用它们作萃取剂。
(3)影响胡萝卜素萃取的因素及解决措施
影响因素
解决措施
萃取剂的性质
用__________________________有机溶剂
原料的颗粒大小、紧密程度
________
材料的含水量
________
萃取温度
探索最佳萃取温度,严格控制温度
萃取时间
适当延长萃取时间
(4)鉴定方法:________________法。
【教材深挖】
1.玫瑰精油为什么适合用水中蒸馏进行提取?
2.在石油醚、醋酸乙酯、乙醚、苯和四氯化碳这几种溶剂中,哪种最适宜用来提取胡萝卜素?乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗?为什么?
考点一
考点二
考点三
【解析】由于玫瑰精油难溶于水,易溶于有机溶剂,因此在②步中使用水中蒸馏更简便易行;在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片,目的是防止暴沸;提取精油时,为了促进油水分层,要向油水混合物中加入NaCl;分离的油层还含有一定的水分,需加入无水Na2SO4,再用过滤方法将其除去。
A
1.某同学设计的提取玫瑰精油的实验流程如图所示,据图分析不正确的是( )
A.在②步中使用水气蒸馏更简便易行
B.在操作时可向蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片防止暴沸
C.提取精油时,向混合物中加入NaCl更利于油水分层
D.加入无水Na2SO4,再用过滤法可除去分离的油层中的水分
考点一
考点二
考点三
【解析】由于玫瑰精油挥发性较强,从玫瑰花中提取玫瑰精油可采用蒸馏法。
2.下列关于植物芳香油提取的原料、相应精油的名称及适宜的提取方法的叙述中,不正确的是( )
A.玫瑰花、玫瑰精油、压榨法
B.橘皮、橘皮油、压榨法
C.胡萝卜、胡萝卜素、萃取法
D.薰衣草茎叶、薰衣草油、蒸馏法
A
考点一
考点二
考点三
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
【解析】作为萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有较高的沸点,能够充分溶解胡萝卜素,并且不与水混溶。此外,还需要考虑萃取效率、对人的毒性、是否易燃、有机溶剂是否能从产品中完全除去、会不会影响产品质量等问题。
B
3.作为萃取胡萝卜素的有机溶剂,哪一项不符合实验要求(
)
A.能充分溶解色素 B.与水混溶
C.对人无毒
D.易与产品分离
【解析】(1)微生物培养基的成分主要有水、无机盐、碳源、氮源等;为了使微生物迅速繁殖,应采用液体培养基;在微生物发酵过程中要采用无菌技术,防止外来杂菌入侵。(2)石油醚是有机溶剂,有沸点高、能充分溶解胡萝卜素和不与水混溶等优点;石油醚是有机物,易燃,因此不能用明火加热。(3)植物细胞具有全能性,用胡萝卜的根尖细胞进行植物组织培养,培养成的植株叶片为绿色,因为根尖细胞具有与叶绿素合成有关的基因。
答案
:(1)水、无机盐、碳源、氮源 液体 无菌 (2)沸点高 充分溶解胡萝卜素 不与水混溶 有机溶剂易燃 (3)绿色 具有全能性
4.工业上可以用微生物的发酵来获得β-胡萝卜素。回答有关胡萝卜素提取的问题。
(1)培养基中的营养物质主要有__________________。为了使发酵菌种迅速繁殖,应用____________培养基。发酵过程中应采用______________技术来防止外来杂菌的入侵,保证发酵正常进行。
(2)在胡萝卜素的提取过程中,石油醚是理想的萃取剂,因为它具有:______________、________________、________________等优点。萃取过程采用水浴加热,不用明火加热的原因是__________________。
(3)若用胡萝卜的根尖细胞进行组织培养,则培养成的植株叶片的颜色为______________________,说明根尖细胞________________________。
考点一
考点二
考点三
归纳总结
考点一
考点二
考点三
1.植物有效成分的提取的三种常用方法比较
提取方法
水蒸气蒸馏法
压榨法
萃取法
实验原理
利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来
通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油
使芳香油溶解在有机溶剂中,蒸发溶剂获得芳香油
方法步骤
①水蒸气蒸馏;②分离油层;③除水过滤
①石灰水浸泡、漂洗;②压榨、过滤、静置;③再次过滤
①粉碎、干燥;②萃取、过滤;③浓缩
适用范围
适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油
适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取
适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶剂中
优点
简单易行,便于分离
生产成本低,易保持原料原有的结构和功能
出油率高,易分离
局限性
水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题
分离较为困难,出油率相对较低
使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量
2.胡萝卜素粗品鉴定过程中的5个易错点
(1)层析时没有选择干净的滤纸,导致实验现象不明显。为了防止操作时对滤纸的污染,应尽量避免用手直接接触滤纸,可以戴手套进行操作。
(2)点样时点样圆点太大(直径大于2
mm),会导致最终在滤纸上形成一条线,无法辨认被提取的色素。点样圆点的直径应为2
mm。
(3)将点好样的滤纸卷成圆筒状,卷纸时不能将滤纸两边相互接触,以避免由于毛细现象导致溶剂沿滤纸两边的移动加快,溶剂前沿不齐,影响结果。
(4)层析液没及样品原点,色素溶解于层析液中,造成实验失败。
(5)没有设置标准样品作对照。层析液中是否提取到胡萝卜素,可通过与标准样品中的β-胡萝卜素作对比予以确认。
1.(2016江苏高考,7)下列关于中学“腐乳的制作”实验,叙述正确的是( )
A.加盐主要是为了调节水分,利于毛霉生长
B.加料酒主要是为了灭菌,避免腐乳变质
C.发酵过程中起主要作用的是乳酸菌
D.实验室制作的腐乳不宜直接食用
【解析】加盐主要是为了抑制微生物生长,防止豆腐腐败变质,A错误;加料酒主要为了使腐乳具有独特的香味,B错误;发酵过程中起主要作用的是毛霉,C错误;实验室制作的腐乳可能灭菌不彻底,不宜直接食用,D正确。
D
考点一
考点二
考点三
2.(2015江苏高考,24)下图为苹果酒的发酵装置示意图,下列叙述正确的是( )
A.发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B.集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C.发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D.若发酵液表面出现菌膜,最可能原因是发酵瓶漏气
【解析】发酵过程中随着营养的消耗,无氧呼吸产物酒精的积累,无氧呼吸逐渐减弱,酒精的产生速率减慢,A错误;由图可看出,发酵瓶中最初进行有氧呼吸,O2消耗完才发生无氧呼吸,所以集气管中的CO2不完全来自无氧呼吸,B错误;酵母菌在有限的条件下进行发酵,其种群数量变化呈“S”型增长,C错误;发酵过程中发酵液表面出现菌膜最可能是发酵瓶漏气,使好氧微生物繁殖形成,D正确。
D
考点一
考点二
考点三
3.(2016新课标Ⅱ,39)苹果醋是以苹果汁为原料经发酵而成的,回答下列问题。
(1)酵母菌的呼吸代谢途径如图所示。图中过程①和②是苹果醋生产的第一阶段,在酵母菌细胞的________中进行,其产物乙醇与__________试剂反应呈现灰绿色,这一反应可用于乙醇的检验;过程③在酵母菌细胞的__________中进行,与无氧条件相比,在有氧条件下,酵母菌的增殖速度__________________。
(2)第二阶段是在醋酸杆菌的作用下将第一阶段产生的乙醇转变为醋酸的过程,根据醋酸杆菌的呼吸作用类型,该过程需要在__________________条件下才能完成。
(3)在生产过程中,第一阶段和第二阶段的发酵温度不同,第一阶段的温度________(填“低于”或“高于”)第二阶段。
(4)醋酸杆菌属于______________核生物,其细胞结构中__________________(填“含有”或“不含有”)线粒体。
答案:
(1)细胞质基质 重铬酸钾 线粒体 快 (2)有氧 (3)低于 (4)原 不含有
考点一
考点二
考点三
4.(2016天津高考,10)天津独流老醋历史悠久、独具风味,其生产工艺流程如下图。
【解析】(1)酶的催化需要适宜的温度,在最适温度条件下酶的催化能力最强,所以在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度。(2)酵母菌是兼性厌氧型生物,发酵初期发酵罐先通气是为了让酵母菌大量繁殖,增加酵母菌的数量。(3)①从图中可以看出与颠倒前相比,B层醋酸杆菌密度变化是先快速增长后趋于稳定。醋酸杆菌是需氧菌,颠倒后B层醋酸杆菌有充足的氧气、养料(发酵产生的乳酸)及合适的pH,所以其密度迅速增大。②乳酸菌是厌氧菌,所以发酵过程中,发酵缸中颠倒前的B层和颠倒后的A
层醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。③不同的乳酸菌之间竞争养料和空间,淘汰了部分乳酸菌种类。
答案
:
(1)在最适温度条件下催化能力最强 (2)酵母菌
(3)①先快速增长后趋于稳定 氧气、营养物质、pH ②颠倒前的B层和颠倒后的A(或不翻动,或下) ③种间竞争(或竞争)
考点一
考点二
考点三
(1)在糖化阶段添加酶制剂需要控制反应温度,
这是因为酶___________________。
(2)在酒精发酵阶段,需添加酵母菌。在操作
过程中,发酵罐先通气,后密闭。通气能提
高________________的数量,有利于密闭时获得更多的酒精产物。
(3)在醋酸发酵阶段,独流老醋采用独特的分层固体发酵法,发酵30天。工艺如下。
①发酵过程中,定期取样测定醋酸杆菌密度变化,趋势如图。据图
分析,与颠倒前相比,B层醋酸杆菌在颠倒后密度变化的特点
是___,由此推测,影响醋酸杆菌密度变化的主要环境
因素是_________。
②乳酸含量高是独流老醋风味独特的重要成因。发酵过程中,发酵缸中_____层的醋醅有利于乳酸菌繁殖,积累乳酸。
③成熟醋醅中乳酸菌的种类明显减少,主要原因是发酵后期营养物质消耗等环境因素的改变,加剧了不同种类乳酸菌的_____________________,淘汰了部分乳酸菌种类。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
5.(2015新课标Ⅱ,39)回答与胡萝卜素有关的问题。
(1)胡萝卜含有的胡萝卜素中,最主要的是________(填“α-胡萝卜素”“β-胡萝卜素”或“γ-胡萝卜素”),该胡萝卜素在人体内可以转变成两分子__________,后者缺乏会引起人在弱光下视物不清的病症,该疾病称为________,胡萝卜素是________(填“挥发性”或“非挥发性”)物质。
(2)工业生产上,用养殖的岩藻作为原料提取胡萝卜素时,________(填“需要”或“不需要”)将新鲜的岩藻干燥。
(3)现有乙醇和乙酸乙酯两种溶剂,应选用其中的________作为胡萝卜素的萃取剂,不选用另外一种的理由是___________________________________________________________。
答案
:(1)β-胡萝卜素 维生素A 夜盲症 非挥发性
(2)需要 (3)乙酸乙酯 萃取胡萝卜素的有机溶剂应不与水混溶,而乙醇属于水溶性有机溶剂(其他答案合理也可)
1.果酒制作的3个方面
(1)菌种来源:酒精发酵的菌种来自附着在葡萄皮上的野生酵母菌。
(2)发酵原理:酵母菌在有氧条件下通过有氧呼吸进行大量繁殖,在无氧条件下通过无氧呼吸产生酒精。
(3)酒精的检测:在酸性条件下,重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
2.果醋的制作原理
醋酸发酵是需氧发酵,需要不断通入无菌空气。
3.腐乳制作的3个方面
(1)菌种来源:腐乳制作的主要菌种来自空气中的毛霉孢子。
(2)制作原理:豆腐中的蛋白质可被蛋白酶分解成氨基酸和小分子的肽,脂肪可被脂肪酶分解成甘油和脂肪酸。
(3)盐、酒和香辛料的作用:均有抑菌、调味的作用。
4.泡菜制作的2个方面
(1)菌种来源:制作泡菜的菌种主要来自蔬菜上的乳酸菌。
(2)发酵原理:泡菜制作过程的发酵主要是乳酸菌分解葡萄糖产生乳酸的过程。
5.植物有效成分的提取
(1)植物芳香油的提取方法:压榨法、蒸馏法和萃取法等。
(2)芳香油的性质:不溶于水,易溶于有机溶剂,因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油。
(3)胡萝卜素的性质:是橘黄色结晶,从胡萝卜中提取胡萝卜素,常用亲脂(水不溶)性有机溶剂(或有机溶剂)作萃取剂。
(4)胡萝卜素的提取方法:萃取法。
(5)胡萝卜素的鉴定:纸层析法,在鉴定过程中需要用标准样品对照。
归纳总结
考点一
考点二
考点三
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考点一
考点二
考点三第二单元综合测评
一、选择题
1.下列关于生物膜的叙述,错误的是( )
A.生物膜系统的基本功能之一是使细胞内的许多酶被固定化
B.所有的酶都分布在生物膜上,没有生物膜细胞就无法进行代谢活动
C.光合作用过程中,ATP、[H]和O2都是在叶绿体类囊体薄膜上产生的
D.细胞内不同区域之间的液体成分差异,取决于生物膜系统的选择透过性
2.(2017甘肃白银会宁二中期中,1)细胞质基质是细胞代谢的重要场所。下列有关细胞质基质的叙述,错误的是( )
A.人体细胞的细胞质基质不能产生CO2
B.由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成
C.同一个体不同细胞的细胞质基质的成分相同
D.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所
3.(2017黑龙江实验中学开学考试,1)下列关于细胞器的描述错误的是( )
A.溶酶体内含有多种水解酶,可以将细胞内衰老的细胞器吞噬处理
B.动物、低等植物细胞都有两个中心粒,分裂前期发出星射线形成纺锤体
C.存在碱基互补配对的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体
D.酶、抗体、激素都在核糖体上合成,经内质网加工、高尔基体分泌到细胞外起作用
4.下列有关细胞结构和功能的描述,正确的是( )
A.植物细胞的系统边界是细胞壁
B.高尔基体是合成并加工肽链的场所
C.乳酸菌遗传物质的主要载体是染色体
D.主动运输时载体蛋白空间结构会改变
5.关于动、植物细胞结构和功能的比较的叙述,正确的是( )
A.动物细胞没有原生质层,因此不能发生渗透作用
B.动物细胞有中心体,植物细胞没有中心体
C.将动物细胞和植物细胞放入清水中,会破裂的是动物细胞
D.动、植物细胞实现细胞间信息交流都是依赖于细胞膜表面的受体
6.(2017重庆永川中学一模,4)下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
A.细胞核是DNA和RNA储存和复制的主要场所
B.限制细胞长大的因素之一是细胞核的控制能力有限
C.细胞衰老时细胞核体积增大,染色质收缩,染色加深
D.通过核孔可实现核质之间的物质交换和信息交流
7.细胞中的各种细胞器既分工又协作,不同的细胞器在生理功能上具有相似性。下面根据生理功能将细胞器进行归类,合理的是( )
①核糖体和线粒体都能产生水
②线粒体和叶绿体都能产生ATP和[H]
③叶绿体和核糖体都能产生mRNA
④中心体和高尔基体都能产生纺锤丝
A.①②
B.①③
C.②③
D.③④
8.(2017河北保定定州中学月考,27)水分子之所以能从低浓度的溶液中进入高浓度的溶液中,是因为存在渗透压。为了证明这一渗透压的存在,并且也能测定渗透压的大小,有人设计了以下三个实验:
假设三个实验中水分子进入半透膜的速度是V1,出来的速度是V2。下列对a到b的过程中V1的变化情况和b到c的过程中V2的变化情况描述正确的是( )
A.V1由快变慢,V2由慢变快
B.V1和V2都是由慢变快
C.V1和V2都是由快变慢
D.V2由快变慢,V1由慢变快
9.下图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程,①、②、③表示细胞器,a、b、c表示某些过程。下列说法中错误的是( )
A.①、②、③分别是内质网、高尔基体和线粒体
B.该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系
C.a表示脱水缩合过程,b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D.图解中的过程在原核细胞中也可以进行
10.(2017广东实验中学月考,4)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是( )
A.磷脂是构成细胞膜的重要物质,但磷脂与物质的跨膜运输无关
B.吞噬细胞对抗原—抗体复合物的处理离不开溶酶体的作用
C.破伤风杆菌分泌外毒素(一种蛋白质)离不开高尔基体的作用
D.洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂离不开中心体的作用
11.(2017山东淄博中学月考,21)如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,下列与图相关的叙述中,正确的是( )
A.与水进出细胞相符的图有①③⑤
B.与葡萄糖进入红细胞相符的图有②④⑥
C.与K+进入丽藻细胞相符的图有②④⑤
D.与蛋白质进出细胞相符的图有②③⑥
12.科学家将甲、乙两种植物的叶片以不同温度处理,然后测量这两种植物叶片的离子渗漏量(叶片细胞内的离子通过细胞膜渗漏到细胞外的情况),结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.植物甲比植物乙对温度升高更加敏感
B.植物乙可能生长在沙漠地带
C.图示说明细胞膜具有选择透过性
D.可推测离子渗漏透出细胞膜的方式属于主动运输
二、非选择题
13.(2017宁夏育才中学月考,46)生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体。根据图中所给信息,回答下列问题:
(1)研究图1所示的生理过程,一般采用的方法是______________。从图中可以看出溶酶体起源于________________,并具有分解侵入机体的细菌的功能。在细胞分泌蛋白质的分泌面,通常会形成较多褶皱,依据图中信息,从膜结构转移方面解释,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)囊性纤维病病人生物膜系统结构受损,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,图2显示了细胞膜的________模型,所展示的两类载体蛋白中,氯离子跨膜运输的正常进行是由__________________决定的。
14.(2017山东淄博五中期中,44)科学家在研究Na+、K+、Ca2+等无机盐通过细胞膜的运输方式时,做了如下实验:
(1)向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na+,不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na+。如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和ATP,测得周围溶液中24Na+的量如上图所示。则可据图判断,神经纤维排出24Na+需要消耗________。“某药物”的作用机理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果在青蛙的离体心脏施加某种毒素后,Ca2+的吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,最可能的原因是该毒素抑制了心肌细胞膜上转运Ca2+的________的活性。
(3)红树林分布于热带、亚热带海岸潮间带,通常受到盐胁迫。红树林植物为抵抗盐胁迫,通过叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出,它是强耐盐植物。那么红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输,设计以下实验进行探究。
①实验步骤:
a.取生长发育相同的红树林植物,分成A、B两组,放入适宜浓度的含有K+、Ca2+的溶液中;
b.A组给予正常的呼吸条件,B组_______________________________________________。
c.________________________________________________________________________。
②实验结论:
a.若两组植株对K+、Ca2+的吸收速率相同,说明__________________________________;
b.______________________________________,说明红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是主动运输。
第二单元综合测评
一、选择题
1.B 【解析】细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点,即生物膜系统的基本功能之一是使细胞内的许多酶被固定化,A正确;很多酶分布在细胞质基质中,比如与无氧呼吸有关的酶,B错误;光合作用光反应过程中,ATP、[H]和O2都是在叶绿体类囊体薄膜上产生的,C正确;细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室,使得细胞内不同区域之间的液体成分存在差异,从而使细胞内的化学反应同时进行且互不干扰,这取决于生物膜系统的选择透过性,D正确。
2.
C 【解析】人体细胞的无氧呼吸在细胞质基质中发生,产物为乳酸,不产生CO2;同一个体的不同细胞由于基因选择性表达,细胞质基质的成分有区别。
3.D 【解析】溶酶体内含有多种水解酶,可以将细胞内衰老的细胞器吞噬处理,A正确;动物、低等植物细胞都有一个中心体(两个中心粒),分裂前期发出星射线形成纺锤体,B正确;存在碱基互补配对的细胞器有线粒体(能进行DNA的复制和转录)、叶绿体(能进行DNA的复制和转录)、核糖体(能进行翻译过程),C正确;核糖体是合成蛋白质的场所,少数酶是RNA,其合成场所不是核糖体,另外部分激素也不是蛋白质,其合成场所也不是核糖体,D错误。
4.D 【解析】植物细胞的系统边界是细胞膜,A错误;合成肽链的场所是核糖体,B错误;乳酸菌为原核生物,没有染色体,C错误;主动运输时,载体蛋白在与被运输物质结合后其空间结构会发生改变,D正确。
5.
C 【解析】渗透作用发生的条件是具有半透膜和半透膜两侧的溶液具有浓度差。动物细胞的细胞膜相当于半透膜,两侧溶液具有浓度差,所以可以发生渗透作用,A错误。低等植物的细胞中有中心体,B错误。植物细胞有细胞壁,动物细胞没有细胞壁,放入清水中会大量吸水而涨破,C正确。高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流,D错误。
6.
A 【解析】细胞核中RNA不能复制,A错误;细胞核所能控制的范围是有限的,所以细胞不能无限长大,B正确;衰老细胞的细胞核体积增大、染色质收缩、染色加深,C正确;核孔是某些大分子的运输通道,实现了核质之间的物质交换和信息交流,D正确。
7.
A 【解析】①正确,核糖体是合成蛋白质(氨基酸通过脱水缩合形成多肽)的场所,线粒体是有氧呼吸的主要场所,有氧呼吸第三阶段产生水;②正确,在叶绿体中进行的光合作用光反应阶段产生ATP和[H],在线粒体中进行的有氧呼吸第二阶段产生ATP和[H];③错误,叶绿体具有DNA,可以转录产生mRNA,核糖体不能产生mRNA;④错误,中心体发出星射线形成纺锤体,高尔基体不能产生纺锤丝。
8.A 【解析】由题意可知,V1是由低浓度向高浓度运输的水分子的速度,V2是由高浓度向低浓度运输的水分子的速度,V1>V2,随时间的推移,V1逐渐减小,V2逐渐增大,二者逐渐达到平衡,半透膜内的液面不再上升,因此,由a到b的过程中V1的变化情况是由快变慢;施加压力后,由于外界的压力,从半透膜出来的速度增大。
9.
D 【解析】分泌蛋白的合成在核糖体上,需要经过内质网、高尔基体的加工修饰,由线粒体提供能量,分泌到细胞外,所以①、②、③分别是内质网、高尔基体和线粒体,A正确;分泌蛋白的合成与运输,说明细胞器的结构和功能紧密联系,B正确;在核糖体上,氨基酸脱水缩合形成多肽,经内质网和高尔基体加工修饰,C正确;原核生物没有内质网和高尔基体,因此不能发生上述过程,D错误。
10.B 【解析】磷脂是构成细胞膜的重要物质,且细胞膜的结构决定其功能,因此磷脂与物质的跨膜运输有关,A错误;溶酶体含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌,因此吞噬细胞对抗原-抗体复合物的处理离不开溶酶体的作用,B正确;破伤风杆菌属于原核生物,其细胞中没有高尔基体,C错误;洋葱属于高等植物,其细胞中没有中心体,D错误。
11.
A 【解析】分析题图曲线可知,①为自由扩散,②为协助扩散或主动运输,③为自由扩散或协助扩散,④为主动运输,⑤为自由扩散,⑥为协助扩散或主动运输。水进出细胞的方式为自由扩散,葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,K+进入丽藻细胞的方式为主动运输,蛋白质进出细胞的方式为胞吞和胞吐。
12.
D 【解析】由图可知,低温时不发生离子渗透,高温时才发生,说明离子渗透不是因为主动运输而是因为细胞膜高温失活,D错误。
二、非选择题
13.(1)同位素标记法 乙(高尔基体) 分泌小泡不断与细胞膜融合,使细胞膜面积增加形成褶皱
(2)流动镶嵌 功能正常的CFTR蛋白
【解析】(1)图1过程为分泌蛋白的形成过程,一般用同位素标记法标记氨基酸来研究该过程;从图中可以看出溶酶体起源于乙(高尔基体),并具有分解侵入机体的细菌的功能;上述褶皱产生的原因主要是发生了膜与膜的融合。(2)图2表示细胞膜的流动镶嵌模型,其基本支架是磷脂双分子层,氯离子的跨膜运输方式是主动运输,需要载体蛋白(CFTR蛋白)和能量,所以氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上功能正常的CFTR蛋白决定的。
14.
答案
(1)ATP 抑制细胞呼吸 (2)载体蛋白
(3)①b.完全抑制有氧呼吸 c.一段时间后测定两组植株根系对K+、Ca2+等无机盐的吸收速率 ②a.红树林从海水及土壤中吸收无机盐的方式是被动运输 b.若B组吸收速率明显小于A组吸收速率
【解析】(1)由题图可知,加入某药物后,神经纤维周围溶液中24Na+不再增加,而加入ATP后溶液中的24Na+又增加,可见,神经纤维排出24Na+时需要ATP,某药物可抑制细胞产生ATP,即抑制细胞呼吸。(2)施加某种毒素后,Ca2+的吸收明显减少,但K+的吸收不受影响,说明该毒素不影响物质运输时的能量供给,主动运输需要能量和载体蛋白,因此该毒素抑制了运输Ca2+的载体蛋白的活性。(3)主动运输和被动运输最主要的区别在于是否需要能量,而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的,因此实验组和对照组的自变量应为是否进行有氧呼吸,因变量是无机盐离子的吸收速率。(共30张PPT)
第五单元
遗传定律和伴性遗传
第3讲 基因在染色体上和伴性遗传
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
1.人类遗传病
(1)概念:由于________改变而引起的人类疾病。
(2)人类遗传病的特点、类型及实例(连线)
遗传物质
①⑤-b-Ⅰ
②④-a-Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ
③-c-Ⅲ、Ⅴ
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
2.不同类型人类遗传病的特点
女患者多于男患者
男患者多于女患者
患者只有男性
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
3.遗传病的监测和预防
(1)手段:主要包括________和________等。
(2)遗传咨询的内容和步骤
4.人类基因组计划及其影响
(1)目的:测定人类基因组的全部________,解读其中包含的________。
(2)意义:认识到人类基因的________、________、________及其相互关系,有利于______________人类疾病。
(2)家庭病史
传递方式
再发风险率
终止妊娠
产前诊断
遗传咨询
产前诊断
DNA序列
遗传信息
组成
结构
功能
诊治和预防
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
【教材深挖】
1.遗传病患者一定携带致病基因吗?
遗传病患者不一定携带致病基因。如21三体综合征患者,多了一条21号染色体,不携带致病基因。
2.下图1所示为雄果蝇的染色体组成,图2、3、4可表示其“染色体组”或“基因组”,依图回答问题。
(1)图2、3、4中哪些表示染色体组?哪些表示基因组?
染色体组内不包含同源染色体,则图2、图4表示染色体组,而基因组应包含所有成对常染色体中的一条,及两条异型性染色体,故图3为果蝇基因组。
(2)欲对果蝇进行DNA测序,宜选择哪幅图所包含的染色体?
欲对果蝇进行DNA测序,宜选择图3所示的基因组。
(3)是否所有的真核生物,其基因组的染色体均不等同于染色体组的染色体?对于有性染色体的生物(二倍体),其基因组为常染色体/2+性染色体;对于无性染色体的生物,其基因组与染色体组相同。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
1.下列关于人类遗传病及其实例的分析中,不正确的是( )
A.多指、苯丙酮尿症、原发性高血压是单基因遗传病
B.21三体综合征、猫叫综合征都是染色体异常引起的
C.多基因遗传病易受环境因素的影响、在群体中发病率比较高
D.既患血友病又患白化病的孩子的父母可能均表现正常
【解析】单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,多指、苯丙酮尿症是单基因遗传病,原发性高血压属于多基因遗传病,A错误;21三体综合征、猫叫综合征都是染色体异常引起的,B正确;多基因遗传病易受环境因素的影响、在群体中发病率比较高,C正确;血友病和白化病都是隐性遗传病,因此既患血友病又患白化病的孩子的父母可能均表现正常,D正确。
A
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
2.关于人类“21三体综合征”“镰刀型细胞贫血症”和“唇裂”的叙述,正确的是( )
A.都是由基因突变引起的疾病
B.患者父母不一定患有该种遗传病
C.可通过观察血细胞的形态区分三种疾病
D.都可通过光学显微镜观察染色体形态和数目检测是否患病
【解析】21三体综合征是由染色体变异引起的疾病;观察血细胞的形态只能判定镰刀型细胞贫血症;只有21三体综合征可通过观察染色体形态和数目检测是否患病。
B
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
3.如图是某遗传系谱图,Ⅰ1、Ⅲ7、Ⅲ9患有甲遗传病,Ⅰ2、Ⅲ8患有乙遗传病(甲病基因用A、a表示,乙病基因用B、b表示),已知Ⅱ6不携带两病的致病基因,下列说法不正确的是( )
A.甲病是X染色体隐性遗传病,乙病是常染色体隐性遗传病
B.Ⅲ7的甲病基因来自于Ⅰ1
C.Ⅱ4的基因型是BbXAXa,Ⅲ7的基因型是BbXaY或BBXaY
D.如果Ⅲ8与Ⅲ9近亲结婚,则他们所生子女中同时患有甲、乙两种遗传病的概率为3/16
【解析】由Ⅱ3、Ⅱ4和Ⅲ7、Ⅲ8可知,甲、乙都是隐性遗传病,乙为常染色体隐性遗传病,由Ⅱ6不携带致病基因,所以甲为X染色体隐性遗传病,A正确;Ⅲ7的基因型为XaY,Xa来自Ⅱ4,Ⅱ4的Xa只能来自Ⅰ1,B正确;由于Ⅰ2是患者,所以Ⅱ4的基因型为BbXAXa,Ⅱ3的基因型为BbXAY,可知Ⅲ7的基因型为BbXaY或BBXaY,C正确;Ⅲ8的基因型为bbXAX-,Ⅲ9的基因型为B_XaY(1/2BBXaY、1/2BbXaY),子代患甲病的概率为1/2×1/2=1/4,患乙病的概率为1/2×1/2=1/4,同时患两病的概率为1/16,D错误。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
4.遗传工作者在进行遗传病调查时发现了一个甲、乙两种单基因遗传病的家系(甲病由A、a控制,乙病由B、b控制),系谱如图所示,请回答下列问题(所有概率用分数表示):
(1)甲病的遗传方式是____________________。
(2)乙病的遗传方式不可能是____________________。
(3)如果Ⅱ4、Ⅱ6不携带致病基因,按照甲、乙两种遗传病最可能的遗传方式,请回答:
①Ⅱ5在甲病方面的基因型是________。
②双胞胎中男孩(Ⅳ1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是________,女孩(Ⅳ2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是________。
常染色体隐性遗传
伴X显性遗传
AA或Aa
1/36
0
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考点一
考点二
【解析】
(1)据不患甲病的Ⅰ3号和Ⅰ4号生下患甲病的Ⅱ8号女孩,可判断甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传。
(2)据图可知:患乙病的男性亲本和不患乙病的女性亲本的后代男性均患乙病,女性不患病,则可判断乙病不可能是伴X显性遗传。
(3)
①由于甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传,且Ⅱ4、Ⅱ6不携带致病基因,对甲病而言,Ⅱ4和Ⅱ6个体的基因型均为AA,Ⅱ3和Ⅱ5个体的基因型均为AA或Aa。
②据上题男孩(Ⅳ1)患甲病的概率为1/36,由于乙病呈现父亲患病儿子一定患病,父亲不患病儿子不患病的形式,则乙病最可能的遗传方式是伴Y遗传,又Ⅲ2(男性)患乙病,则男孩(Ⅳ1)同时患有甲、乙两种遗传病的概率为1/36×1=1/36。女孩不可能患乙病,故女孩(Ⅳ2)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是0。
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
5.(2017苏北四市统测一,16)一对表现型正常的夫妇,生了一个既是红绿色盲又是XYY的患儿,从根本上说,前者的病因与父母中的哪一方有关,后者的病因发生的时期是( )
A.与母亲有关,减数第二次分裂
B.与父亲有关,减数第一次分裂
C.与父母亲都有关,受精作用
D.与母亲有关,减数第一次分裂
【解析】依题意,红绿色盲孩子的基因型为XbYY,表现正常的夫妇的基因型是XBXb和XBY,由此可推出该患儿是由母亲产生的Xb的卵细胞与父亲产生的YY的精子受精后所形成的受精卵发育而成的,所以该患儿的致病基因来自于母亲,两条Y染色体来自于父亲;正常情况下,父亲的精原细胞中只含有一条Y染色体,经减数分裂所形成的精子中也只含有一条Y染色体,若出现两条Y染色体,说明精原细胞在形成精子的减数第二次分裂过程中出现异常,着丝点分裂后所形成的两条Y染色体没有正常分离。综上所述,A正确,B、C、D均错误。
A
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
6.如图为先天性愚型的遗传图解,据图分析,以下叙述错误的是( )
A.若发病原因为减数分裂异常,则患者2体内的额外染色体一定来自父方
B.若发病原因为减数分裂异常,则患者2的父亲在减数第二次分裂后期可能发生了差错
C.若发病原因为减数分裂异常,则患者1体内的额外染
色体一定来自其母亲
D.若发病原因为有丝分裂异常,则额外的染色体是由胚胎发育早期的有丝分裂过程中染色单体不分离所致
【解析】由图可知,患者2体内有两条相同的染色体,是由父亲的一条染色体形成的两条子染色体,因而,可以确定是由父亲减数第二次分裂异常造成的,A、B项正确;患者1体内的额外染色体不能确定来自父亲,还是来自母亲,二者均有可能,C项错误;若发病原因为有丝分裂异常,则额外染色体可能是胚胎发育早期的有丝分裂过程中,染色单体形成的子染色体没有分开所致,D项正确。
C
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考点一
考点二
1.先天性疾病、家族性疾病与遗传病
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考点一
考点二
2.快速突破遗传系谱题的思维模型
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考点一
考点二
1.实验原理
(1)人类遗传病是由________改变而引起的疾病。
(2)遗传病可以通过________调查和________调查的方式了解其发病情况。
2.实验步骤
遗传物质
社会
家系
调查病例
调查方式
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
3.遗传病发病率与遗传方式的调查
患者家系
单基因
年龄、性别
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必记必辨通关
考点一
考点二
1.某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市,研究这种现象是否由遗传因素造成的方法不包括( )
A.对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究
B.对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析
C.对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析
D.对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析
【解析】A项中是对基因组进行研究,紧扣了遗传因素这一要点,故其叙述符合研究要求;双胞胎有同卵双生和异卵双生两种,一般同卵双生的双胞胎的基因型相同,表现型相同的部分是由相同的遗传物质决定的,表现型不同的部分是由环境条件引起的,故B项中通过研究双胞胎是否共同发病,来判断该病的发病是否与遗传因素相关;C项中调查患者的血型,血型直接取决于红细胞表面凝集原的种类,因此调查血型不能推知患者相应的遗传因素;D项中调查患者家系,了解其发病情况,再与整个人群中发病情况作比较,可以判断该病是否由遗传物质引起的。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
2.遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。遗传病严重威胁着人类健康,请回答下列有关遗传病调查的问题:
(1)人类遗传病包括单基因遗传病、____________、____________________。
(2)为了解某种遗传病的遗传方式及发病率,某班同学在全校学生及其家庭中展开调查,应选择的遗传病是_________(填“原发性高血压”或“苯丙酮尿症”)。全班同学分为若干个小组进行调查。调查结束后如何处理调查结果?____________________________________________________________________________________。
(3)马尔芬氏综合征是一种单基因遗传病,某小组同学对某女性及其家庭成员调查后所得结果如下表,根据表中信息在方框中绘制该家庭的遗传系谱图。
祖父
祖母
外祖父
外祖母
父亲
母亲
姐姐
弟弟
某女性
正常
患者
患者
正常
患者
患者
正常
正常
患者
(3)遗传系谱如图
常染色体显性遗传
多基因遗传病
染色体异常遗传病
苯丙酮尿症
汇总各小组的调查数据求出发病率,对该遗传病的家系图进行分析(或对患者家族进行分析)
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
【解析】
(1)人类遗传病有三大类,即单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。
(2)原发性高血压为多基因遗传病,苯丙酮尿症为单基因遗传病,调查遗传病的遗传方式时应选择单基因遗传病。遗传病的发病率应在人群中调查,最后汇总各小组的调查数据;而遗传病的遗传方式则应在家系中调查,根据患者家庭的患病情况绘制遗传系谱图并进行推理分析。(3)祖父母、外祖父母为第Ⅰ代,父母为第Ⅱ代,姐姐、弟弟及某女性为第Ⅲ代,根据表中的性状绘制遗传系谱图。根据父母患病,而姐姐正常,推测该病为常染色体显性遗传病。
知识突破
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考点一
考点二
1.“发病率”调查与“遗传方式”调查的区别
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考点一
考点二
2.科学设计记录表格
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考点一
考点二
1.(2016浙江高考,6)下图是先天聋哑遗传病的某家系图,Ⅱ2的致病基因位于1对染色体,Ⅱ3和Ⅱ6的致病基因位于另1对染色体,这2对基因均可单独致病。Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因,Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因。不考虑基因突变。下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ3和Ⅱ6所患的是伴X染色体隐性遗传病
B.若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病,Ⅲ2不患病的原因是无来自父亲的致病基因
C.若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病,Ⅲ2与某相同基因型的人婚配,则子女患先天聋哑的概率为1/4
D.若Ⅱ2与Ⅱ3生育了1个先天聋哑女孩,该女孩的1条X染色体长臂缺失,则该X染色体来自母亲
D
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考点一
考点二
【解析】根据图分析判断:“无中生有为隐性遗传病,女患者的父子都患病为伴X隐性遗传病”,又因为Ⅱ3为患病女性,但其父亲Ⅰ3和儿子Ⅲ1都正常,则Ⅱ3和Ⅱ6所患先天聋哑遗传病为常染色体隐性遗传病,A错误;若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病,Ⅲ2不患病的原因是母亲没有传递给她致病基因,但父亲的致病基因随着性染色体X传了下来,B错误;根据题干“Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因,Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因”(Ⅱ2的致病基因用a表示,Ⅱ3的致病基因用b表示),若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型为aaBB,Ⅱ3的基因型为AAbb,则Ⅲ2的基因型为AaBb,与某相同基因型的人婚配,则子女患先天聋哑的基因型为A_bb、aaB_、aabb,概率为3/16+3/16+1/16=7/16,C错误;因Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因,所以若Ⅱ2与Ⅱ3生育了1个先天聋哑女孩,且因1条X染色体长臂缺失而患病,则该女孩的致病基因只能来自Ⅱ2,且Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病,父亲给其一条含致病基因的X染色体,母亲给其一条无致病基因的X染色体,该女孩患病,而来自母亲的1条X染色体长臂因缺失无法表达,从而只表现来自父方的致病基因从而患病,D正确。
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考点一
考点二
2.(2015浙江高考,6)甲病和乙病均为单基因遗传病,某家族遗传家系图如下,其中Ⅱ4不携带甲病的致病基因。下列叙述正确的是( )
A.甲病为常染色体隐性遗传病,乙病为伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ1与Ⅲ5的基因型相同的概率为1/4
C.Ⅱ3与Ⅱ4的后代中理论上共有9种基因型和4种表现型
D.若Ⅲ7的性染色体组成为XXY,则产生异常生殖细胞的最可能是其母亲
D
【解析】由Ⅱ3和Ⅱ4不患甲病而后代Ⅲ7患甲病可知,甲病为隐性遗传病,且Ⅱ4不携带甲病致病基因,由此推断甲病为伴X染色体隐性遗传病。由Ⅱ1和Ⅱ2不患乙病而后代Ⅲ1患乙病可知,乙病为常染色体隐性遗传病,A错误;用A、a表示甲病相关基因,B、b表示乙病相关基因,则Ⅱ1的基因型为BbXAXa,Ⅲ5的基因型为B-XAX-,由Ⅱ3和Ⅱ4有关甲病的基因型为XAXa和XAY可推知,Ⅲ5有关甲病的基因型为1/2XAXA或1/2XAXa,由患乙病的Ⅲ4可推知,Ⅱ3和Ⅱ4的基因型为Bb和bb,由此Ⅲ5有关乙病的基因型为Bb,Ⅲ5的基因型为1/2BbXAXA或1/2BbXAXa,故两者基因型相同的概率为1/2,B错误;Ⅱ3与Ⅱ4的基因型分别是BbXAXa和bbXAY,理论上其后代共有2×4=8种基因型、2×3=6种表现型,C错误;若Ⅲ7的性染色体组成为XXY,而亲本有关的染色体组成为XAXa和XAY,因此最可能是母亲的卵原细胞在减数第二次分裂后期出现异常,项正确。
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考点一
考点二
3.(2014新课标Ⅰ,5)下图为某种单基因常染色体隐性遗传病的系谱图(代表的个体是该遗传病患者,其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高,假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率为1/48,那么,得出此概率值需要的限定条件是( )
A.Ⅰ2和Ⅰ4必须是纯合子
B.Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必须是纯合子
C.Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必须是杂合子
D.Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必须是杂合子
【解析】A项,由题干信息可知,该病为单基因常染色体隐性遗传病,设与该病有关的显隐性基因分别用A、a表示。根据遗传学原理,Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅱ5的基因型均为Aa,与Ⅰ2和Ⅰ4是否纯合无关;B项,若Ⅱ1和Ⅲ1纯合,则Ⅲ2基因型为Aa的概率为1/2,Ⅳ1基因型为Aa的概率为1/4,而Ⅲ3基因型为Aa的概率为2/3,若Ⅲ4为纯合子,则Ⅳ2基因型为Aa的概率为2/3×1/2=1/3,故第Ⅳ代的两个个体婚配,子代患病的概率是1/4×1/3×1/4=1/48;C项,若Ⅲ2和Ⅲ3是杂合子,则无论Ⅲ1和Ⅲ4同时是AA或同时是Aa或一个是AA另一个是Aa,后代患病概率都不可能是1/48;D项,第Ⅳ代的两个个体婚配,子代患病的概率与Ⅱ5无关,若第Ⅳ代的两个个体都是杂合子,则子代患病的概率是1/4,与题意不符。
B
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考点一
考点二
4.(2014广东高考,28)如图是某家系甲、乙、丙三种单基因遗传病的系谱图,其基因分别用A、a,B、b和D、d表示。甲病是伴性遗传病,Ⅱ7不携带乙病的致病基因。在不考虑家系内发生新的基因突变的情况下,请回答下列问题。
(1)甲病的遗传方式是__________________,乙病的遗传方式是________________,丙病的遗传方式是________________,Ⅱ6的基因型是____________________________。
(2)Ⅲ13患两种遗传病的原因是______________________________________________________________________________________________________。
(3)假如Ⅲ15为乙病致病基因的杂合子、为丙病致病基因携带者的概率是1/100,Ⅲ15和Ⅲ16结婚,所生的子女只患一种病的概率是________,患丙病的女孩的概率是________。
1/1
200
伴X染色体显性遗传
伴X染色体隐性遗传
常染色体隐性遗传
DDXABXab或DdXABXab
Ⅱ6的初级卵母细胞在减数第一次分裂前期,两条X染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换,产生了XAb配子
301/1
200
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考点一
考点二
【解析】(1)甲病是伴性遗传病,根据男患者的女儿均患病,可推知甲病是伴X染色体显性遗传病;因Ⅱ7不携带乙病致病基因,其儿子Ⅲ12患乙病,所以乙病为伴X染色体隐性遗传病;据Ⅱ10和Ⅱ11正常,其女儿Ⅲ17患丙病,可知丙病为常染色体隐性遗传病;根据Ⅱ6患甲病,其儿子Ⅲ12只患乙病和其父亲Ⅰ1只患甲病,可确定Ⅱ6的基因型为XABXab,又因题干未说明该家族是否携带丙病致病基因,故Ⅱ6的基因型为DDXABXab或DdXABXab。(2)Ⅱ6的基因型为XABXab,Ⅱ7的基因型为XaBY,而其子代Ⅲ13患两种遗传病基因型为XAbY,由此可知,其母亲Ⅱ6在产生配子时发生了交叉互换,产生重组配子XAb。(3)针对丙病来说,Ⅲ15基因型为Dd的概率为1/100,Ⅲ16基因型为1/3DD或2/3Dd,所以其子女患丙病的概率为2/3×1/100×1/4=1/600;针对乙病来说,Ⅲ15的基因型为XBXb,Ⅲ16的基因型为XBY,所以他们的后代患乙病的概率为1/4,只患一种病的概率是1/600×(1-1/4)+(1-1/600)×1/4=602/2
400=301/1
200,患丙病女孩的概率为2/3×1/100×1/4×1/2=1/1
200。
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考点二
1.人类遗传病的3种类型
单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病。
2.单基因遗传病的5种类型
常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病、伴Y染色体遗传病。
3.多基因遗传病的3个特点
群体发病率较高、有家族聚集现象、易受环境影响。
4.人类遗传病监测和预防主要的两种手段
遗传咨询、产前诊断。
5.产前诊断的4种手段
羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断。
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考点二
易错点1 误认为先天性疾病都是遗传病
【点拨】先天性疾病不一定是遗传病,如母亲在妊娠期前三个月感染风疹病毒可使胎儿患先天性心脏病或先天性白内障。
易错点2 误认为不携带遗传病基因的个体不会患遗传病,携带遗传病基因的个体一定患遗传病
【点拨】这两个观点都不对。携带遗传病基因的个体不一定会患遗传病,如Aa不是白化病患者;不携带遗传病基因的个体也可能会患遗传病,如染色体异常遗传病。
易错点3 “男性患者数目≠女性患者数目”误认为都是伴性遗传
【点拨】(1)在一个个体数目较多的群体中,某单基因遗传病患者人数男性患者≠女性患者,则可以确定是伴性遗传。(2)如果只在一个遗传系谱中某单基因遗传病患者人数男性患者≠女性患者,往往不能确定是常染色体遗传还是伴性遗传。这是因为个体数目太少,具有偶然性。
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考点一
考点二
易错点4 染色体组和基因组的概念易于混淆
【点拨】(1)染色体组(以二倍体为例):二倍体生物配子中的染色体数目。
(2)基因组:对于有性染色体的生物(二倍体),其基因组为常染色体/2+性染色体;对于无性染色体的生物,其基因组与染色体组相同。
(3)常见生物基因组和染色体组中染色体数目第十单元综合测评
一、选择题1.(2017安徽蚌埠二中期中,22)很多植物在进化过程中会产生某些化学物质,用以抵御植食性动物的取食,如芥子油苷就是十字花科植物产生的,芥子油苷及其代谢产物对多数昆虫都是有毒的,但却能吸引菜粉蝶前来产卵,其幼虫(菜青虫)也以十字花科植物的茎叶为食。由此无法推断出( )
A.十字花科植物和菜粉蝶发生了共同进化
B.芥子油苷可以吸引菜青虫的天敌前来捕食
C.菜青虫能消除芥子油苷及其代谢产物的毒性
D.用芥子油苷人工诱杀雌性菜粉蝶,可降低其种群出生率
2.(2017广东茂名石鼓中学一模,33)Nt表示某经济动物种群第t代的种群密度,Nt+1表示该种群第t+1代的种群密度,如图表示该经济动物种群密度Nt
与Nt+1/Nt的关系图,下列叙述错误的是( )
A.种群密度为a时,该种群的出生率小于死亡率
B.c点时为该种群的环境容纳量
C.b和e点时,该种群的出生率与死亡率相等
D.种群密度为d时,该种群的年龄组成为增长型
3.下图为某桑园引入暴猎蝽后,桑毛虫和暴猎蝽种群数量变化曲线。相关叙述错误的是( )
A.引入暴猎蝽后,桑毛虫种群的环境容纳量减小
B.b点时,暴猎蝽种群增长速率最大
C.c点时,食物限制了暴猎蝽的数量增长
D.暴猎蝽与桑毛虫之间为竞争关系
4.某生态系统总面积为50
km2,假设该生态系统的食物链为“甲种植物→乙种动物→丙种动物”,乙种动物种群的K值为1
000头。下列相关叙述,错误的是( )
A.乙种动物种群增长速度最快时,乙种动物的数量约为500头
B.甲种植物的K值应远大于1
000,而丙种动物的K值应远小于1
000
C.当乙种动物的数量增加时,短时间内会导致甲种植物减少,丙种动物增多
D.该生态系统的群落存在水平结构和垂直结构,甲、乙、丙三种生物不能构成群落
5.(2017湖北武汉调研,4)如图为某群落中棉蚜及其天敌瓢虫的种群数量变化,有关叙述不正确的是( )
A.7月5日后瓢虫数量下降表明该群落中动物的丰富度降低
B.棉蚜活动能力较弱,可以采用样方法调查棉蚜的种群密度
C.棉蚜与瓢虫的种群数量变化反映群落内部存在负反馈调节
D.瓢虫数量上升具有滞后性,棉蚜发生初期应及时人工防治
6.土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区人工绿地、林地、农田3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查,结果见下表。由表中数据分析可知下列说法正确的是( )
样地
类群数
个体数
第1层
第2层
第3层
第4层
第5层
第6层
人工广场绿地
14
8
3
182
74
22
某植物园
13
7
4
190
92
18
农用地
11
8
4
92
113
21
注:第一层为距地表0~5
cm;第二层为距地表5~10
cm;第三层为距地表10~15
cm。
A.各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异
B.可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数
C.人类活动对土壤动物的数量和分布没有影响
D.各土层中土壤动物种群数量增长曲线均为“S”型
7.(2017江苏仪征中学月考,23)下图是生物甲与生物乙的种群数量变化曲线,下列分析正确的是( )
A.有生物乙时,甲的数量在第6周时达到K值
B.生物甲与生物乙之间的关系是互利共生
C.无生物乙时,生物甲的种群数量呈指数增长
D.无生物乙时,1~3周生物甲种群出生率大于死亡率
8.植物高度是直接反映植物群落外貌特征的重要指标。下图是某草原放牧活动对群落植物高度的影响,据图分析不正确的是( )
A.群落植物高度与放牧程度呈负相关
B.群落植物高度是各种群高度的平均值
C.调查某种群植物高度时可采用样方法
D.适度放牧有利于草原植物的生长
9.(2017河北定州中学月考,2)某林区在30年前发生过火灾,焚毁所有林木。火灾后该地区曾引入一种外地植物,引入物种的种群基因型频率变化如下表。现有一位生态学者对该地区进行调查。下列说法错误的是( )
基因型
引入前,原地
引入后5年,本地
引入后8年,本地
AA
50%
54%
58%
aa
20%
24%
28%
A.该林区30年间发生了次生演替
B.外地植物在引入前后发生了进化
C.研究该地区的范围和边界、种群间的关系,属于群落水平上的研究
D.采用标志重捕法调查野兔种群密度时个别标志物脱落会导致调查结果比实际大
二、非选择题
10.种群密度能够明显影响布氏田鼠的内分泌水平且种群密度高会抑制种群的增长,为确定种群密度是否对高原鼠兔的内分泌水平和种群数量变化造成同样影响,某研究团队进行了专门研究。实验简要过程如下:①取地形特征和植被类型基本一致的两样地(相距约30
km),样地1高原鼠兔繁殖初期密度为35只/hm2,样地2高原鼠兔繁殖初期密度为12只/hm2。②在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内________,从其颈部取血4
mL进行皮质酮水平的测定。
表 不同密度种群高原鼠兔血浆皮质酮水平/(μg·mL-1)
繁殖时期
种群Ⅰ
种群Ⅱ
种群Ⅲ
繁殖初期
0.09
0.11
0.09
繁殖盛期
0.10
0.08
0.09
繁殖中期
0.06
0.06
0.06
繁殖末期
0.07
0.08
0.08
根据实验结果回答下列问题:
(1)请补充实验简要过程:________________________________________________。
(2)样地1和样地2的高原鼠兔________(填“是”或“不是”)同一种群,原因是________________________________________________________________________。
(3)为实验需要,另增加面积为10
hm2的样地3,在繁殖初期首次捕获高原鼠兔26只,全部做好标记,适当时间间隔后再次捕获到17只,其中2只带有标记,则该样地高原鼠兔密度约为________(取整数),样地3对应图中的曲线为________,增加样地3的目的是________________________。
(4)根据以上研究可得出的结论有_________________________________。
11.某滩涂湿地由于人类的活动导致水分减少不断退化,其植被变化顺序如图所示,请回答下列问题:
→芦苇群落→芦苇—柽柳群落→旱柳群落
(1)海三棱藤草群落被芦苇群落替代的现象称为________(填“初生”或“次生”)演替。该地区土壤中小动物类群会发生一系列变化,为调查土壤小动物类群丰富度,常用________方法进行采集、调查。
(2)由芦苇—柽柳群落演变为旱柳群落的过程中,柽柳与旱柳的种间关系为________,旱柳的数量变化呈现“________”型增长,一定时间后,旱柳的种群数量趋于稳定,该种群的数量最大值称为________。
(3)图中四种群落的命名是根据群落中的________命名的。土地较干旱的地方分布着大量旱柳,在水分较多、湿度较大的地方分布着大量芦苇,芦苇低处分布着海三棱藤草,上述描述体现了群落的________结构。
(4)图示群落的变化说明了人类的活动影响群落演替的________。
第十单元综合测评
1.B 【解析】由题意不能得出芥子油苷能吸引菜青虫的天敌前来捕食,B错误;菜青虫能以十字花科植物的茎叶为食,说明菜青虫能消除芥子油苷及其代谢产物的毒性,C正确;用芥子油苷人工诱杀雌性菜粉蝶,可降低其种群出生率,D正确;根据上述分析可知,十字花科植物和菜粉蝶相互选择、共同进化,A正确。
2.B 【解析】据图分析可知,纵坐标表示Nt+1/Nt,若纵坐标小于1,说明种群数量下降,若纵坐标大于1说明种群数量增加。当种群密度为a时,纵坐标小于1,则此时种群的出生率小于死亡率;c点时Nt+1/Nt最大,说明种群数量增加最大,并非表示该种群环境容纳量;b点和e点时,Nt+1/Nt等于1,即出生率等于死亡率,种群密度为d时,Nt+1/Nt>1,说明种群数量在增加,推测该种群年龄组成为增长型。
3.D 【解析】由题图可知,引入暴猎蝽后,桑毛虫种群数量减少至一定水平,故桑毛虫环境容纳量变小;b点时,暴猎蝽种群数量增长得最快,故增长速率最大;c点时暴猎蝽数量达到最多,限制其数量增长的因素是食物;由图中桑毛虫和暴猎蝽的种群数量变化情况可知,暴猎蝽与桑毛虫之间为捕食关系。
4.B 【解析】由于乙种动物种群的K值为1
000头,而乙种动物种群数量处于K/2时,种群增长速度最快,A正确;同一食物链中,不同营养级的K值大小与营养级高低没有必然关系,B错误;由于生态系统存在负反馈调节机制,所以乙种动物的数量增加时,短时间内会导致其食物(甲种植物)减少,其天敌(丙种动物)增多,C正确;任何生态系统的群落都存在水平结构和垂体结构,生态系统内所有动植物和微生物构成了群落,D正确。
5.A 【解析】7月5日后瓢虫数量下降,但是该群落中动物的物种数目并没有降低,A错误;棉蚜活动能力较弱,可以采用样方法调查棉蚜的种群密度,B正确;棉蚜种群的数量增多,进而使瓢虫种群的数量增加,瓢虫种群的数量增加又使棉蚜种群的数量降低,体现了群落内部的负反馈调节,C正确;瓢虫数量上升具有滞后性,棉蚜发生初期应及时人工防治,D正确。
6.A 【解析】各样地相同土层土壤动物丰富度差异较小,土壤动物类群丰富度没有明显的差异;土壤中动物丰富度的调查采用的是取样器取样法;人类活动对土壤动物的数量和分布有一定的影响;各土层中土壤动物种群数量受季节、气候等影响,并非均为“S”型增长,还会出现下降、波动。
7.D 【解析】分析曲线可知,有生物乙时,甲的数量在第6周时达到最大值,但其K值略低于最大值,A错误;生物甲与生物乙之间的关系是捕食关系,即乙捕食甲,B错误;无生物乙时,生物甲的种群数量呈“S”型增长,C错误;无生物乙时,1~3周甲的种群数量不断增大,生物甲种群的出生率大于死亡率,D正确。
8.A 【解析】柱形图显示:轻放牧量时群落植物最高,放牧量超过或低于轻放牧量时群落植物的高度都降低,说明适度放牧有利于草原植物的生长,A错误,D正确;群落植物高度应是群落中各种群植物高度的平均值,B正确;调查某植物种群密度及其植物高度均可采用样方法,C正确。
9.B 【解析】发生火灾后的群落演替属于次生演替,A正确;分析表中数据可知,引入前外地植物种群中A的基因频率=50%×1+(1-50%-20%)×1/2=65%,a的基因频率=1-65%=35%;引入后5年外地植物种群中A的基因频率=54%×1+(1-54%-24%)×1/2=65%,a的基因频率=1-65%=35%;引入后8年外地植物种群中A的基因频率=58%×1+(1-58%-28%)×1/2=65%,a的基因频率=1-65%=35%;可见外地植物种群中基因频率始终没有变化,说明外地植物在引入前后没有发生进化,B错误;研究该地区的范围和边界、种群间的关系,属于群落水平上的研究,C正确;采用标志重捕法调查野兔种群密度时个别标志脱落会导致调查结果比实际大,D正确。
10.(1)随机捕捉高原鼠兔若干只 (2)不是 两样地高原鼠兔存在地理隔离 (3)22只/hm2 b 增加密度梯度 (4)在当前种群密度范围内,密度高不会抑制高原鼠兔种群增长,种群密度对内分泌水平没有明显影响;种群密度对内分泌水平和种群数量变化的影响存在种间差异
【解析】(1)对照实验应遵循单一变量原则,本实验的目的是探究种群密度是否对高原鼠兔的内分泌水平和种群数量变化造成影响,所以自变量是种群密度,对照实验中各组的无关变量要相同且适宜,所以在高原鼠兔的不同繁殖时期各样地内应随机捕捉高原鼠兔若干只,从其颈部取血4
mL进行皮质酮水平的测定。(2)由于两样地高原鼠兔存在地理隔离,样地1和样地2的高原鼠兔不是同一种群。(3)用标志重捕法调查种群密度时,根据公式N?M=n?m,则有N?26=17?2,得出N=221只,样地3的面积为10
hm2,因此样地3种群密度为221只/10
hm2≈22只/hm2。分析曲线图可知,样地3对应图中的曲线b,增加样地3的目的是增加密度梯度。(4)根据上述分析可知,在当前种群密度范围内,密度高不会抑制高原鼠兔种群增长,种群密度对内分泌水平没有明显影响;种群密度对内分泌水平和种群数量变化的影响存在种间差异。
11.(1)次生 取样器取样 (2)竞争 S 环境容纳量(K值) (3)优势种 垂直结构和水平 (4)速度和方向
【解析】(1)调查土壤小动物类群丰富度时常用取样器取样法进行采集、调查。(2)柽柳与旱柳因争夺生存空间而发生的斗争属于竞争,旱柳的数量变化呈“S”型增长,在达到K值后会保持相对稳定。(3)群落的命名是根据该群落中的优势种命名的。干旱地分布旱柳,湿润地分布芦苇和海三棱藤草,这体现了群落的水平结构,芦苇低处分布海三棱藤草属于群落的垂直结构。(4)人类活动影响群落演替的速度和方向。
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5(共26张PPT)
第四单元
细胞的生命历程
第3讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
1.细胞分化
2.细胞的全能性
(1)概念:已经分化的细胞,仍然具有__________________的潜能。
(3)干细胞:动物和人体内少数具有______________能力的细胞。
稳定性差异
持久性
不可逆性
基因的选择性表达
专门化
发育成完整个体
植物细胞
分裂和分化
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
(4)把实例与相应的原理或过程连线
实例 依据原理或过程
①花粉培养成单倍体植株
a.动物细胞核具有全能性
②克隆羊多利的培养
b.植物细胞具有全能性
③植物导管组织的形成
c.细胞的有丝分裂
④受精卵发育成个体
d.细胞的分化
①-b ②-a ③-d ④-cd
3.比较细胞分化与细胞的全能性
细胞分化
细胞的全能性
原因
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点
持久性、稳定性、不可逆性、普遍性
①分化程度的高低与全能性大小呈________②受精卵>配子>体细胞
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞群
形成________
负相关
新的个体
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.下图是细胞分化过程的图解,依图回答问题:
(1)图示细胞a~e中基因是否相同?
(2)胰岛素基因、呼吸酶基因、ATP合成酶基因、血红蛋白基因与图中A、B、C基因应如何对应?
2.细胞全能性的表达需要哪些条件?
①离体(必要条件);
②一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等);③激素:其中生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要;④适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
(1)相同。
(2)胰岛素基因、血红蛋白基因对应A、B,另两种基因对应C。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017北京海淀期中,22)来自同一人体的B淋巴细胞、造血干细胞、口腔上皮细胞和卵细胞( )
A.
细胞的全能性大小相同
B.
mRNA种类不同
C.
细胞膜表面受体种类相同
D.
O2的跨膜运输方式不同
B
【解析】细胞的全能性随细胞分化程度而不同,卵细胞的全能性最大,A错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,不同种类的细胞mRNA的种类不同,B正确;不同细胞的功能不同,细胞膜表面受体种类也不相同,C错误;各种细胞上O2的跨膜运输方式均是自由扩散,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是( )
A.干细胞与白细胞的基因型不同,因此合成的mRNA和蛋白质种类也不相同
B.血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNA→DNA→RNA→蛋白质
C.图示所有的细胞中,干细胞不仅具有较强的分裂能力,而且分裂周期也较短
D.白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌,这是因为细胞膜的选择透过性
C
【解析】白细胞由造血干细胞增殖分化形成,故干细胞与白细胞的基因型相同,A错误;血小板和成熟的红细胞内无细胞核及细胞器,不能进行DNA的复制和蛋白质的合成,B错误;图示细胞中,干细胞不仅具有较强的分裂能力,而且分裂周期也较短,C正确;白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌,这是因为细胞膜的流动性,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017黑龙江黑鸭山一中质检一,22)取同种生物的不同类型的细胞,检测其基因表达,结果如图。已知①②③④
4种基因分别是晶状体蛋白基因、胰岛素基因、呼吸酶基因和血红蛋白基因。则基因a、c和基因d最可能分别是( )
A.①③④
B.③②④
C.②④③
D.①②③
B
【解析】晶状体蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因分别在晶状体细胞、胰岛B细胞和红细胞中表达;呼吸酶基因在所有活细胞中都表达。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.某实验室做了下图所示的实验研究,下列相关叙述正确的是( )
A.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中都有与细胞癌变有关的基因
B.与纤维母细胞相比,经过程a形成的诱导干细胞的全能性较低
C.过程b是诱导干细胞的形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导干细胞和神经细胞
A
【解析】正常细胞中都有原癌基因和抑癌基因;诱导干细胞的全能性比纤维母细胞高;过程b是诱导干细胞的分化过程,细胞的形态、结构发生稳定性差异,遗传物质并未改变;具有细胞周期的是能进行连续分裂的细胞,神经细胞是高度分化的细胞,已失去了分裂能力。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
细胞分化与全能性的标志
(1)细胞分化的标志
在所有细胞中都表达的基因,与细胞分化无关,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞发生分化;只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化,如胰岛素基因、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。
(2)判断细胞全能性的标志
判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点、终点
由种子发育成个体不能证明体细胞的全能性;由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.细胞的衰老
巧记细胞衰老的特征
减少
增大
降低
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.细胞的凋亡
3.细胞的癌变
(1)实质:原癌基因和抑癌基因发生突变。
(2)特征
基因
遗传机制
无限增殖
形态结构
糖蛋白
扩散和转移
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
(3)连线致癌因子的类型与实例
类型 实例
①物理致癌因子 a.Rous肉瘤病毒等
②化学致癌因子
b.X射线、紫外线等
③病毒致癌因子
c.亚硝胺、黄曲霉素等
4.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别
项目
细胞凋亡
细胞衰老
细胞癌变
细胞坏死
与基因的关系
受基因控制
可能有关
基因突变
不受基因控制
细胞膜的变化
内陷
皱缩
糖蛋白减少
破裂
形态变化
破裂
细胞萎缩
呈球形
外形不规则变化
影响因素
受严格的遗传机制调控
内、外因共同作用
物理、化学、病毒等致癌因子
电、热、冷、机械等各种不利因素
对机体的影响
对机体有利
对机体有利
对机体有害
对机体有害
①-b ②-c ③-a
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗?
人和动物细胞的染色体上本来就存在着原癌基因和抑癌基因,在癌细胞中原癌基因与抑癌基因已发生突变。
2.下图是细胞分化、衰老、凋亡及癌变过程图,依图回答问题。
(1)图中1~6过程中,遗传物质不发生改变的是哪些过程?
(2)图中3和6过程中都有新的蛋白质产生吗?6过程受环境因素影响吗?
(3)图中4过程产生的细胞内,由酶活性降低引起的细胞衰老特征有哪些?
1、2、3、4、6。
都有,受环境影响
色素积累、代谢减慢等。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017安徽六安一中开学考试,27)科学家利用人类干细胞在实验室中培育出了“微型人脑”,该组织已经达到9周胎儿大脑的发育水平,但不能独立思考。下列相关描述正确的是( )
A.将人体干细胞培育成微型人脑,体现了动物细胞的全能性
B.在培育微型人脑的过程中发生了细胞分裂、分化、衰老等过程
C.若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是遗传物质发生了改变
D.若培育过程发生了细胞坏死,则属于基因控制下的编程性死亡
B
【解析】将人体干细胞培育成微型人脑,没有形成完整个体,因此不能体现动物细胞的全能性,A错误;由胚胎干细胞培育出微型人脑的过程中,发生了细胞分裂、分化、衰老等过程,B正确;若培育过程中出现了细胞凋亡,其根本原因是凋亡相关基因选择性表达的结果,遗传物质没有发生改变,C错误;若培育过程中出现了细胞坏死,则是在不利因素影响下,正常细胞代谢活动受损或中断引起,不受基因控制,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.(2017湖南师大附中月考,18)下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图,据图分析正确的是( )
A.①过程表明细胞识别的特异性,生物膜之间可以通过直接接触方式进行信息传递
B.细胞凋亡过程中细胞内核酸的种类和数目会发生改变
C.②过程中凋亡细胞被吞噬,表明细胞凋亡是细胞的被动死亡过程
D.凋亡细胞内的基因表达下降、酶活性减弱
B
【解析】分析题图可知,细胞凋亡之前,经过①,凋亡诱导因子与将要凋亡的细胞膜上受体结合的过程,这一过程体现了生物膜的信息传递,但此过程不是生物膜之间通过直接接触完成的,A错误;细胞凋亡过程中存在基因的选择性表达,所以细胞内核酸的种类和数目会发生变化,B正确;细胞凋亡是细胞的编程性死亡,是由与凋亡相关的基因决定的,是细胞的主动死亡,C错误;细胞凋亡是基因程序性表达的结果,不是所有基因的表达都下降,而酶活性减弱是细胞衰老的特征,不是细胞凋亡的特征,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.《PNAS》杂志最近在线发表了中国科学院生物物理研究所研究人员在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果(如图所示)。下列叙述正确的是( )
A.恶性肿瘤内有大量癌细胞,和正常细胞相比,癌细胞水分含量少,细胞呼吸速率加快
B.细胞癌变后,位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少,使癌细胞容易在体内分散和转移
C.细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果,前者是异常表达,后者是正常表达
D.要控制肿瘤细胞的过度增殖,肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时
B
【解析】恶性肿瘤内有大量癌细胞,和正常细胞相比,癌细胞水分含量多,细胞呼吸速率加快,A错误;细胞癌变后,位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少,使癌细胞容易在体内分散和转移,B正确;细胞癌变是基因突变的结果,细胞凋亡是基因选择性表达的结果,C错误;要控制肿瘤细胞的过度增殖,肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂间期DNA复制时,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.为探究物质P抑制癌细胞增殖的效应,研究人员使用不同浓度的物质P溶液处理人的离体肝癌细胞,实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.随着物质P溶液浓度的增加,抑制癌细胞增殖作用越明显,但与处理时间无关
B.随着物质P处理时间的延长,抑制癌细胞增殖作用越明显,但与浓度无关
C.物质P对肿瘤细胞的作用机制,可能与调控细胞凋亡相关基因的表达有关
D.通过本实验可以得出结论,物质P抑制癌细胞增殖的最适浓度为1.00
g/L
C
【解析】分析图中曲线可知,物质P溶液的浓度和处理时间影响抑制率,A、B项错误;从实验的结果看,该药物可以有效地抑制癌细胞增殖,其作用机理很可能是调控了癌细胞内凋亡基因的表达,使癌细胞进入自动编程性死亡的程序,C项正确;本实验只是设置了物质P溶液的部分浓度,虽然在1.00
g/L时抑制效果较另两组好,但不能确定该浓度为最佳浓度,D项错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.判断细胞凋亡与细胞坏死的方法
2.细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的关系
注:①通过细胞分裂使细胞数目增多,通过细胞分化使细胞种类增多,通过细胞生长使细胞体积增大,通过细胞凋亡使细胞数目减少。
②细胞的分裂、分化、衰老和凋亡都属于正常的生理过程,而细胞的癌变则是细胞的一种不正常分化导致的
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2016新课标Ⅱ,1)在细胞的生命历程中,会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是( )
A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
B
【解析】细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础,而细胞增殖的主要方式是有丝分裂,A正确;哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞,B错误;细胞分化的实质是:在个体发育中,在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果,C正确;借助植物组织培养技术,可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株,D正确。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.(2015江苏高考,6)下图所示为来自同一人体的4种细胞,下列叙述正确的是( )
A.因为来自同一人体,所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同,所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同,但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同,但吸收葡萄糖的方式相同
C
【解析】卵细胞核DNA数是其他体细胞核DNA数的一半,A错误;除卵细胞外,其他体细胞携带的核基因相同,由于基因的选择性表达,各细胞的形态和功能不同,B错误;各细胞中含量最多的化合物都是水,C正确;不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同,有的为主动运输,有的为协助扩散,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2015海南高考,6)关于人体造血干细胞的叙述,错误的是( )
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中
D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
B
【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以分化产生的红细胞表达的酶与造血干细胞中的酶存在差异,A正确;细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡,是不可逆的,B错误;人体的骨髓中有许多造血干细胞,它们能够通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板,补充到血液中去,C正确;红细胞的寿命为120
d左右,白细胞的寿命为5~7
d,D正确。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.(2015山东高考,2)关于细胞生命历程的叙述,正确的是( )
A.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达
C.真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式
D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
A
【解析】胚胎细胞来自受精卵,含有该生物的全套基因,当然有与细胞凋亡有关的基因,A正确。细胞中的原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。原癌基因和抑癌基因正常表达,细胞才不癌变,若二者基因突变,则导致细胞癌变,B错误。真核生物的细胞分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种,C错误。细胞分化的实质是基因的选择性表达,分化过程中蛋白质的种类和数量均发生变化,D错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.(2014新课标Ⅱ,2)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的,造成这种差异的主要原因是( )
A.二者所处的细胞周期不同
B.二者合成的特定蛋白质不同
C.二者所含有的基因组不同
D.二者核DNA的复制方式不同
B
【解析】同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果,其实质是基因的选择性表达,合成了特定的蛋白质,从而表现出特定的生理功能,B正确;二者都是高度分化的细胞,均不具有分裂能力,所以二者均没有细胞周期,核DNA也不能进行复制,A、D错误;细胞分化过程中基因组不变,所以二者基因组相同,C错误。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.细胞分化的实质
基因的选择性表达。
2.细胞分化的4个特点
(1)持久性;(2)稳定性;(3)不可逆性;(4)普遍性。
3.衰老细胞的5个特征
(1)水分减少,细胞新陈代谢的速率减慢。(2)酶活性降低。(3)色素积累增多。
(4)呼吸速率减慢,细胞核的体积变大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
(5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
4.癌细胞的3个特征
(1)能够无限增殖。(2)形态结构发生显著变化。(3)易在体内分散和转移。
5.3类致癌因子
(1)物理致癌因子。(2)化学致癌因子。(3)病毒致癌因子。
6.细胞凋亡的4点作用
(1)清除多余、无用的细胞。
(2)清除完成正常使命的衰老细胞。
(3)清除体内有害细胞。
(4)维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
易错点1 误认为种子发育成完整个体体现细胞全能性
【点拨】种子中含有胚根、胚芽、胚轴等构成的新的生命体,由种子长成新植株,是这个新生命体的发育过程,不体现细胞全能性。
易错点2 误认为同一个体不同细胞中遗传物质数量相等
【点拨】细胞核中遗传物质数量相等,细胞质中由于细胞分化导致线粒体、叶绿体等数量不等,因此细胞质中的DNA数量有所差别。
易错点3 误认为分化程度高的细胞其全能性一定低
【点拨】一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
易错点4 并非所有干细胞都要发生分化
【点拨】干细胞分裂增加细胞数目。一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分细胞保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。
易错点5 未脱离植物体的细胞不能表现出全能性
【点拨】植物细胞全能性的表达需要一定的条件,即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞,其全能性受到抑制,不能发育成完整的新个体。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点6 混淆细胞衰老与个体衰老,误认为衰老个体中细胞一定衰老
【点拨】
对于单细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡;多细胞生物体内的细胞总是不断地更新,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态,但从整体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
易错点7 混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡
【点拨】
(1)病理性死亡是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
(2)编程性细胞死亡是细胞的一种生理控制机制,它也可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导,如X射线、γ射线。同时它也可以通过一些因素的作用而受到抑制,如白细胞介素-2。
易错点8 误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因,且只要有一个基因突变即可引发细胞癌变
【点拨】
人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析,癌症的发生并不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生5~6个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征,这是一种累积效应。
考点一
考点二(共33张PPT)
第十单元
种群和群落
第一讲
种群的特征和数量的变化
1.种群
(1)种群的概念:种群是指在一定的________________,同种生物的________。
(2)对种群的理解:种群应具备“三同”与“一全”,即:同一时间、同一______________、同一______________、全部个体;同一物种的生物常因__________________划分为不同种群;不同物种间则存在__________________。
2.种群各数量特征之间的关系
自然区域内
全部个体
地区
物种
地理隔离
生殖隔离
衰退型
性别比例
出生率
(1)________是种群最基本的数量特征。
(2)________________、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。
(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,年龄组成在一定程度上能__________种群数量变化趋势,_____________能够间接影响种群个体数量变动。
(4)年龄组成类型
3.种群的空间特征
(1)含义:种群中的个体在______________的位置状态或布局。
(2)类型(连线):
①均匀分布型 a.瓢虫的空间分布
②随机分布型 b.田野中某种杂草的空间分布
③集群分布型 c.稻田中水稻的空间分布
种族密度
出生率和死亡率
预测
性别比例
D答案:①-c ②-b ③-a
>
≈
<
其生活空间中
4.种群密度的调查方法
项目
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小的动物
活动范围大的动物
调查程序
确定调查对象
↓
选样方法(五点取样法、等距取样法)
↓
计数
↓
计算种群密度取平均值
确定调查对象
↓
捕获并标记为n
重捕,计数
(捕获数n1,标记数n2)
↓
计算种群密度:N=N1·N2/N0
【教材深挖】
1.为什么种群的年龄组成可以预测种群未来的发展趋势?
答:不同年龄组成的种群中,老年、成年、幼年的个体数不同,因此可预测其未来的出生率与死亡率,进而可预测种群未来的发展趋势。
2.性别比例是如何影响种群密度的?
答:性别比例通过改变种群的出生率,进而改变种群密度。
1.(2017福建龙岩四校期中,27)下图表示种群数量特征之间的关系,有关叙述正确的是( )
A.A为出生率和死亡率,B为迁入率和迁出率
B.C为性别比例,主要通过影响出生率和死亡率来影响种群密度
C.D为年龄组成,主要通过影响出生率从而影响种群密度
D.种群特征包括遗传特征、数量特征和空间特征
【解析】出生率和迁入率使得种群密度增加,死亡率和迁出率使得种群密度减小,A错误;C表示性别比例,能影响种群的出生率,进而影响种群密度,B错误;D为年龄组成,主要通过影响出生率和死亡率,从而影响种群密度,C错误;种群特征包括遗传特征、数量特征和空间特征,D正确。
D
3.(2017江西赣州赣县中学月考,34)农业科技人员在对草原鼠害进行调查时,随机选定某区域,第一次放置了100只鼠笼,捕获68只鼠,标记后原地放回,一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼,捕获54只鼠,其中标记的鼠有12只,下列有关说法中错误的是( )
B
【解析】设该区域种群中个体数为N,其中标记数为M,重捕总数为n,重捕中被标记的个体数为m,则N?M=n?m。可估算出该区域中鼠的种群数量为(68×54)/12=306(只),A正确;这种调查方法称为标志重捕法,B错误;该鼠被捕一次后更难捕捉,故往往导致调查结果偏高,标志重捕法中被捕捉的动物实际更难再次被捕捉,说明重捕个体中被标记的个体数偏小,根据计算公式可知,会导致公式中N偏大,从而导致调查密度升高,实际的种群数量最可能小于306,C正确;如果在两次捕鼠期间发生草原大火,导致鼠的种群数量下降,因此统计结果是不准确的,D正确。
A.该区域中鼠的种群数量较大,约为306只,必须积极防治
B.这种调查方法称为样方法
C.由于鼠被捕一次后更难捕捉,推测该区域中鼠的种群数量最可能小于306
D.如果在两次捕鼠期间发生草原大火,统计结果是不准确的
4.(2017吉林梅河口五中周测,9)样方法是生态学研究中经常使用的调查方法。以下关于样方法的叙述正确的是( )
【解析】用样方法调查植物的丰富度时,应该调查植物的种类总数,不能取平均值,A错误;蚜虫活动能力弱,活动范围小,宜采用样方法调查其种群密度,B错误;样方法调查种群密度的关键是随机取样,C错误;取样方法可根据地段形状来确定,D正确。
D
A.用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值
B.蚜虫呈集群分布,不宜采用样方法调查蚜虫的种群密度
C.调查某双子叶植物的种群密度应在植物生长密集处取样
D.调查蝗虫幼虫种群密度应根据地段形状确定取样方法
利用标志重捕法估算种群密度的误差分析
设种群数量为A只,第一次捕获B只并标记,第二次捕获了a只,其中有b只被标记,根据公式=,得A=。
由上式分析可知:
(1)若由于某种原因(如标志物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等)造成b偏小,则A偏大。
(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等)造成b偏大,则A偏小。
(3)若在调查期间,调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出,也会造成估算中出现较大误差。
1.种群数量变化的研究
(1)研究方法:建构______________模型。
(2)一般步骤:观察研究对象,提出问题→提出合理的______________→根据实验数据,用适当的__________________对事物的性质进行表达→检验或修正。
2.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态:____________无限、______________无限、不受其他生物制约
现实状态:________有限、________有限、受其他生物制约
增长率和
增长速率
K值有无
__________K值
________K值
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群数量增长的影响不同
数学
假设
数学形式
资源
空间
资源
空间
无
有
3.环境容纳量
(1)概念:在环境条件________的情况下,一定空间中所能维持的________。
(2)形成原因
(3)与环境条件的关系:环境条件改善,K值可能会________;环境条件恶化,K值可能会________。
4.种群数量波动和下降
大多数种群数量总是在________中;在不利的条件下,种群数量还会____________,甚至____________。
5.影响种群数量变化的因素
不受破坏
种群最大数量
种内斗争
出生率
增加
死亡率
出生率=死亡率
增加
降低
波动
急剧下降
消亡
食物
人类活动
【教材深挖】
1.自然环境中,种群的数量一定低于K值吗?说出你的理由。
不一定。自然环境中,大多数种群数量围绕K值上下波动,故种群数量可以高于K值,但不会维持很长时间。
2.下图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。请据图思考下列问题。
(1)甲图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力?曲线a、b哪条更符合自然界的种群数量变化实况?
b曲线自始至终都存在环境阻力,b曲线更符合自然界的种群数量变化实况。
(2)调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化,如乙图所示,图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数,请思考:
①前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变?
答:基本不变(因λ=1)。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
②第9年调查乌鸦的年龄组成,最可能表现为何种类型?为什么?
稳定型。第10年时,种群的λ等于1,说明第10年种群数量与第9年相同,因此第9年年龄组成为稳定型。
③图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同?图中显示第8年种群数量最少,对吗?
不相同。在第4年到第10年间,λ<1,说明种群数量在减少,到第9或第10年种群数量最少,而不是第8年最少。
④第16~20年乌鸦种群数量将如何增长?为什么?
“J”型增长,因λ>1且恒定。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017重庆杨家坪中学月考,21)下图为种群数量增长曲线,有关叙述不正确的是( )
A.改善空间和资源条件有望使K值提高
B.BC段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率
C.A到C变化过程中,其天敌捕食成功率将会变大
D.曲线Y表明种群数量的增长受环境阻力的制约
【解析】K值的大小取决于环境条件,改善空间和资源条件有望使K值提高,A正确;BC段种群增长速率逐渐下降,但是种群数量还在增加,出生率大于死亡率,B错误;A到C变化过程中,种群密度变大,天敌捕食成功率将会增加,C正确;曲线Y为“S”型曲线,种群数量增长受到空间、天敌等因素的限制,D正确。
B
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系。下列有关叙述正确的是( )
A.图1中曲线a代表死亡率,曲线b代表出生率
B.海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在图1的E点
C.图2中在F点控制有害动物最有效
D.图2中G点代表种群的环境容纳量
【解析】分析图1可知,a是出生率,b是死亡率,A错误;
E点净补充量为0,此时种群数量最大,不是海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量,海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量应该是净补充量最大的点,B错误;分析图2可知,F点害虫的增长速率最大,应该在小于F点控制有害动物最有效,C错误;G点净补充量为0,该点时代表环境容纳量,即K值,D正确。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017河南新乡三调,5)资源的合理使用可使产量最大化,又不影响资源的持久利用。自然种群增长呈“S”型曲线,假设种群的K值为200,N表示种群数量,据表分析正确的是( )
曲线上的点
N
(K-N)/K
S1
20
0.90
S2
50
0.75
S3
100
0.50
S4
150
0.25
S5
180
0.10
A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B.防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行
C.渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D.(K-N)/K值为0.9时,种群增长速率最大
【解析】环境阻力对种群增长的影响早在S4之前就已经出现,A错误;防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行,B错误;S3点增长速度较快,既能使产量最大化,又不影响资源的持久利用,渔业捕捞后需控制剩余量在S3点,C正确;种群增长速率最大的点是S3,D错误。
C
知识突破
真题感悟
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4.下图表示处于平衡状态的某个生物种群因某些变化导致种群中生物个体数量改变时的四种情形,有关产生这些变化的分析,正确的是( )
A.若图①所示为草原生态系统中某羊群,则a点后的变化原因不可能是过度放牧
B.若图②所示为某发酵罐中酵母菌的数量,则b点后的变化原因一定是产生了变异
C.图③中c点后发生的变化表明生态系统的稳定性受到轻微干扰
D.图④曲线可用于指导灭鼠,如果仅杀死一半老鼠,就很难达到效果
【解析】图①中a点后K值先上升后急剧降低,种群数量减少,可能为过度放牧导致的,A错误;图②表明该种群数量增加并且达到新的平衡,且K值增加,可能是由于外界变化,如增加营养、空间等,环境条件更加优良,B错误;图③中c点后发生的变化可能是生态系统遭到严重破坏,种群数量急剧减小,C错误;曲线④表明,生态系统在受到较小干扰(种群数量大于K/2)时,由于生态系统具有自动维持平衡的能力,种群数量迅速恢复原有状态,若用以指导灭鼠,如果仅杀死一半老鼠,可能效果适得其反,D正确。
D
知识突破
真题感悟
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1.“S”型增长曲线的解读和分析方法
三图对比分析解读:
(1)t1之前,种群数量小于K/2,由于资源和空间条件相对充裕,种群数量增长较快,当种群数量为K/2时,出生率远大于死亡率,种群增长速率达到最大值。
(2)t1~t2,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内斗争加剧,天敌数量增加,种群增长速率下降。
(3)t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,种群增长速率为0。
2.K值、K/2值在实践中的应用
K值
K/2值
注:对家鼠等有害动物的控制,应通过打扫卫生、做好粮食储存、饲养天敌等来降低其环境容纳量(K值)。
1.实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的_______________________等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中,酵母菌种群的增长呈______________曲线;在有限的环境下,酵母菌种群的增长呈______________曲线。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——______________________法。
2.实验流程
成分、空间、pH、温度
“J”型
“S”型
血细胞计数板计数
液体
均匀
计数板
7
3.实验注意事项及分析
(1)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“数上线不数下线,数左线不数右线”的原则计数。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌______________,减小误差。
(3)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成对照;需要做重复实验,目的是尽量减少误差,需对每个样品计数三次,取其________。
(4)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当______________培养液重新计数。______________的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每小方格内含有4~5个酵母细胞为宜。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要______________。结果记录最好用记录表,如下:
时间(天)
1
2
3
4
5
6
……
数量(个)……
均匀分布
平均值
稀释
稀释
固定
1.下图为在等容积容器中,用不同条件培养酵母菌时,其种群增长的曲线。三种条件分别为:不更换培养液;不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜;每3
h定期更换培养液。下列有关叙述正确的是(
)
A.曲线①是不更换培养液但定量调节pH条件下的种群增长曲线
B.该实验表明特定空间的环境容纳量是可以改变的
C.该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度、捕食者无关
D.若在曲线③所示条件下培养140
h后,调节pH至适宜并继续培养,种群数量将一直维持恒定
【解析】每3
h定期更换培养液,酵母菌在营养充足、条件适宜的环境中将会呈现“J”型增长,种群增长曲线是①;如果不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜,酵母菌的数量会比不更换培养液稍高一些,种群增长曲线是②;不更换培养液培养酵母菌,一段时间后酵母菌将会因为营养物质短缺且代谢废物积累在培养液中而使其繁殖受影响,种群增长曲线是③,A错误;从图中可以看出,三种不同条件下酵母菌种群的增长曲线变化是不一样的,说明在特定空间的环境容纳量是可以改变的,B正确;该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度有关,与捕食者无关,C错误;曲线③所示条件下培养140
h后,即使调节pH至适宜条件,种群数量也会因为营养匮乏而下降,D错误。
B
2.下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作,正确的是( )
【解析】①培养酵母菌时,不需去除培养液中的溶解氧;④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液,再盖上盖玻片,应该是盖上盖玻片之后再滴培养液;⑦早期培养也要取样观察。
D
①培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧 ②将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中,在适宜条件下培养 ③将培养液振荡摇匀后,用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液 ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片,并用滤纸吸去边缘多余培养液 ⑤待酵母菌沉降到计数室底部,将计数板放在载物台中央,在显微镜下观察、计数 ⑥计数时,压在小方格界线上的酵母菌应计相邻两边及其顶角的 ⑦早期培养不需取样,培养后期每天取样一次
A.①②③④⑥
B.②③④⑥⑦
C.②③⑥
D.②③⑤⑥
探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验的注意事项
(1)我们测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的,与自然界中的种群数量变化有差异。
(2)在进行酵母菌计数时,由于酵母菌是单细胞生物,必须在显微镜下计数,且我们不能准确计数,只能估算。
(3)在显微镜下计数时,对于压在小方格界线上的,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。
(4)从试管中吸取培养液进行计数前,要轻轻振荡试管几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
1.(2016新课标Ⅱ,5)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度,下列做法中正确的是( )
【解析】估算种群密度最常用的方法之一是样方法:在被调查种群分布的范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方内的种群密度,以所有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。综上所述,A、B、D错误,C正确。
A.计数甲地内蒲公英的总数,再除以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度
B.计数所有样方内蒲公英总数,除以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度
C.计算出每个样方中蒲公英的密度,求出所有样方蒲公英密度的平均值,作为甲地蒲公英的种群密度
D.求出所有样方蒲公英的总数,除以所有样方的面积之和,再乘以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度
C
2.(2015广东高考,4)下图表示在一个10
mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化,关于酵母细胞数量的叙述,正确的是( )
A.种内斗争导致初始阶段增长缓慢
B.可用数学模型Nt=N0λt表示
C.可用取样器取样法计数
D.K值约为120
000个
【解析】在酵母菌培养初期,酵母菌数量极少,酵母菌个体间几乎不存在种内斗争,A错误;由图像可知,在0~70
h时间段内,为“S”型曲线,而数学模型Nt=N0λt只适用于“J”型曲线,B错误;酵母菌等微生物只有用显微镜才能看清,所以一般使用血细胞计数板计数法,C错误;由图像可知,该环境下的最大值为酵母菌的K值,K值为12×1
000×10=120
000,D正确。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
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3.(2015北京高考,4)大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区,各处理区均设7个10
m×10
m的观测点,每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较,结果见表。
对本研究的实验方法和结果分析,表述错误的是( )
A.小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长
B.采集实验数据的方法是样方法
C.大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围
D.土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围
【解析】根据表格数据分析,土壤含水量和大蚂蚁的存在都影响小蚂蚁的活动范围,进而影响小蚂蚁的数量增长,A错误,C、D正确;实验各处理区均设7个10
m×10
m观测点,这种调查方法是样方法,B正确。
A
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.(2015新课标Ⅰ,31)现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,种群的年龄组成大致可以分为三种类型,分别是_________________________________________。
研究表明:该鱼在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。
增长型、稳定型、衰退型
1
:1
:1
保持稳定
活动能力
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【解析】(1)种群的年龄组成分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。根据表格数据计算各年龄段的个体数量,幼年、成年、老年3个年龄组的个体数均是400,幼年、成年和老年3个年龄组的个体数的比例为1∶1∶1。推知该湖泊中种群的年龄组成为稳定型,种群数量保持相对稳定。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。
(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头,则该生态系统中乙种动物的种群密度为__________________________________;
当乙种动物的种群密度为________时,其种群增长速度最快。
(2)若丙种动物的数量增加,则一段时间后,甲种植物数量也增加,其原因是______________________________________________________________________________________________________。
(3)在甲种植物→乙种动物→丙种动物这一食物链中,乙种动物同化的能量________(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。
2.2头/km2
2头/km2
由于乙种动物以甲种植物为食,丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少,从而导致甲种植物数量增加
大于
5.(2015新课标Ⅱ,31)某生态系统总面积为250
km2,假设该生态系统的食物链为甲种植物→乙种动物→丙种动物,乙种动物种群的K值为1
000头,回答下列问题:
【解析】(1)种群密度=种群数量/生态系统面积,故该生态系统中乙种动物的种群密度为550/250=2.2(头·km-2)。当种群数量为K值的一半时,种群的增长速度最快,即乙种动物为500头时,其增长速度最快,此时的种群密度为500/250=2(头·km-2)。(2)丙种动物以乙种动物为食,丙种动物数量增加,乙种动物数量减少。乙种动物以甲种植物为食,乙种动物数量减少,甲种植物数量增加。(3)能量沿着食物链单向流动,逐级递减;乙种动物的同化量用于满足自身的生长、发育、繁殖和呼吸作用消耗等。丙种动物以乙种动物为食,其能量来自乙种动物用于生长、发育和繁殖中的一部分,故其同化的能量小于乙种动物同化的能量。
1.种群的5个特征
种群密度,出生率和死亡率,年龄组成,性别比例,迁入率和迁出率。
2.年龄组成的3种类型
①增长型。②稳定型。③衰退型。
3.种群密度的2种调查方法
①标志重捕法。②样方法。
4.种群数量增长的2种类型
(1)“J”型增长曲线
①产生原因:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。
②曲线特点:种群数量以一定的倍数连续增长。
(2)“S”型增长曲线
①产生原因:受环境条件,如空间、食物、天敌等的制约。
②曲线特点:种群数量达到环境容纳量(即K值)后,将停止增长,达到K/2时,增长速率最大。
易错点1 误认为“动物种群密度调查”都不能用样方法,只有植物才用此方法
【点拨】适合用样方法进行种群密度调查的并不是只有植物,动物的虫卵、活动能力弱的蚯蚓、蝗虫的幼虫、跳蝻及蚜虫等都可采用该方法。
易错点2 年龄组成稳定≠种群数量稳定
【点拨】(1)出生率和死亡率不完全取决于年龄组成,还与气候、食物、天敌等因素有关,如遇到剧烈的气候变化,可使种群数量急剧减少。
(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
易错点3 误认为种群增长率=增长速率
【点拨】种群增长率≠增长速率
(1)增长率=。(2)增长速率=一定时间内增长的数量
/时间。
(3)“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率曲线:
易错点4 对“S型”曲线的几个关键点和关键区段认识不到位
【点拨】种群“S”型曲线辨析
种群“S”型增长曲线分析:
(1)潜伏期(对环境的适应期):个体数量很少,增长速率很慢,害虫防治最好应在此期进行。
(2)加速期(对数期)和转折期:个体数量快速增加,K/2时,增长速率达到最高,为资源利用黄金点,害虫防治严防到达此期。
(3)减速期和饱和期:随着种群密度增加,个体因食物、空间和其他生活条件的斗争加剧,同时天敌数量也增加,种群增长速率下降。当数量达到环境条件允许的最大值(K)时,种群停止生长,种群增长速率为零,即出生率=死亡率,但种群数量达到最大。到达K值后,有的种群数量呈锯齿状波动。(共28张PPT)
第十一单元
生态系统和环境保护
第1讲
生态系统的结构和能量流动
考点一 生态系统的结构
1.生态系统的范围
(1)概念:生态系统是由 与它的 相互作用而形成的统一整体。如下图所示:
(2)范围:有大有小,地球上最大的生态系统是 。
(3)结构:由
和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)功能:进行________________________________________________________________________。
2.生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
生物群落
无机环境
生物圈
组成成分
物质循环、能量流动、信息传递
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、水、空气等
自养生物,主要是绿色植物
异养生物,主要是动物
营腐生生活的细菌或真菌
作用
通过 ,固定太阳能
分解动植物的
地位
生态系统的
生态系统的最活跃部分
生态系统的关键成分
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、水、空气等
自养生物,主要是绿色植物
异养生物,主要是动物
营腐生生活的细菌或真菌
作用
通过 ,
固定太阳能
分解动植物的遗体及动物的排泄物
地位
生态系统的
生态系统的最活跃部分
生态系统的关键成分
(2)相互关系
和 是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
3.生态系统的营养结构
(1)食物链(捕食链)
①概念:生态系统中各生物之间由于 关系形成的一种联系。
光合作用和化能
合成作用
加速生态系统的物质循环
基石
非生物的物质和能量
生产者
分解者
消费者
生产者
分解者
食物
营养级
消费者
A.第一营养级
a.
①初级消费者
B.第二营养级
b.
②次级消费者
C.第三营养级
c.
③三级消费者
D.第四营养级
d.
④四级消费者
E.第五营养级
e.
②特点:起点是 ,为第一营养级;终点是最高营养级,一般不会超过 个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系(连线):
营养级
A.第一营养级
B.第二营养级
C.第三营养级
D.第四营养级
E.第五营养级
消费者
①初级消费者
②次级消费者
③三级消费者
④四级消费者
a
b
c
d
e
生产者
5
(2)食物网
①概念:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接成的复杂
。
②形成原因:生态系统中,一种绿色植物可能是 植食性动物的食物,而一种植食性动物既可能吃 植物,也可能被 肉食性动物所食。
③特点:同一种消费者在不同的食物链中,可以占据不同的 。
④食物网分析
a.该食物网中含有 条食物链。
b.食物网中所含营养级最多的一条食物链是 。
c.图中猫头鹰所占营养级为 。
d.图中猫头鹰与蛇之间的种间关系为 。
(3)食物链和食物网的作用:生态系统 的渠道。
营养结构
多种
多种
多种
营养级
12
草→食草昆虫→蜘蛛→青蛙→蛇→猫头鹰
第三、四、五和六营养级
捕食和竞争
物质循环和能量流动
【教材深挖】
1.生产者主要是绿色植物,分解者主要是细菌和真菌,言外之意,生产者和分解者还包括其他类群,你能说出它们分别还包括哪些类群吗?
生产者除绿色植物,还有化能合成作用的硝化细菌等;一些腐生动物也属于分解者。
2.下图为生态系统成分及结构关系图,依图分析回答问题。
(1)图中A、B的生理过程依次是什么?
A.光合作用、化能合成作用,B.细胞呼吸。
(2)图中哪些成分共同构成生物群落?它们是否都参与食物链、食物网的构成?
②③④,其中③不参与食物网构成。
1.关于下图的叙述中正确的是( )
A.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生态系统
B.图示的各种成分在生态学上可以构成一个生物群落
C.细菌与蝉之间的关系属于竞争
D.蛇属于三级消费者
【解析】图示中包括了非生物的物质和能量(光、CO2等)、生产者(绿色植物)、消费者(蝉等)和分解者(细菌),它们构成了一个生态系统,蝉是消费者,细菌是分解者,二者之间不能构成竞争关系;蛇属于四级消费者
A
2.下图中a、b、c、d代表生态系统的组成成分,其中代表生产者的是( )
【解析】a为消费者,b为分解者,c为生产者,d代表无机环境,故正确答案为C。
C
A.a
B.b
C.c
D.d
3.如图为非洲某草原生态系统的食物网,下列相关叙述错误的是( )
A.该食物网中共有6条食物链
B.狮子在这个食物网中占据三个营养级
C.狮子和野狗的关系是捕食和竞争
D.蛇的数量减少,狮子的数量不会发生明显的变化
【解析】从草开始,到狮子结束,食物链有草→羚羊→狮子、草→斑马→狮子、草→羚羊→野狗→狮子、草→斑马→野狗→狮子、草→鼠→蛇→食蛇动物→狮子,共5条,A错误。
A
4.如果一个生态系统有四种生物,并构成一条食物链。在某一时间分别测得这四种生物(甲、乙、丙、丁)所含有机物的总量,如图所示。在一段时间内,如果乙的种群数量增加,则会引起( )
A.甲、丁的种群数量增加,丙的种群数量下降
B.甲、丙、丁的种群数量均增加
C.甲、丁的种群数量下降,丙的种群数量增加
D.甲的种群数量下降,丙、丁的种群数量增加
【解析】能量在食物链中流动的特点:单向流动,逐级递减,所以如图所示甲、乙、丙、丁四种生物之间的食物关系为:丙→甲→乙→丁。当乙的数量增加时,因乙是以甲为食的,所以甲由于天敌增加,数量就会相应下降;由于甲是以丙为食,也就是甲是丙的天敌,丙的天敌数量减少其数量就增加;又由于丁是以乙为食,乙的数量增加,导致丁因食物充足而数量增加。
D
1.食物链变式模型的分析
下面图中,图1和图2都是以每个营养级中有机物多少为依据,图1中的食物链是丙→甲→乙→丁;图2中的食物链是丙→丁→甲→乙;图3表示甲和乙之间为捕食关系,甲是被捕食者,乙是捕食者,在食物链中,甲是低营养级,乙是高营养级;图4表示的是生态系统的物质循环图解,A是生产者,B是消费者,C是分解者,D是非生物的物质和能量。
2.食物网中生物数量变化的分析与判断
(1)食物链的第一营养级生物减少,相关生物都减少。
(2)“天敌”减少,被捕食者数量增加,但随着数量增加,
种内斗争加剧,种群密度还要下降,直到趋于稳定。
(3)“中间”营养级生物减少的情况,举例如下:
若青蛙突然减少,则以它为食的蛇将减少,鹰过多捕食兔和鸟,从而导致兔、鸟减少,因鹰不只捕食蛇一种生物,它可以依靠其他食物来源维持数量基本不变。
1.能量流动的四个环节
固定的太阳能总量
食物链和食物网
化学能
化学能
热能
呼吸作用
2.能量流动的过程
(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容
甲: ,乙: ,丙: ,丁: ,戊: 。
(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向
①通过自身
以
的形式散失。
②被 同化。
③残枝败叶等被 分解。
④未被利用。
生产者
初级消费者
次级消费者
呼吸作用
分解者
呼吸作用
热能
下一营养级
分解者
3.能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率:指 之间 的比值。
(2)能量流动的特点: 、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般为___________________________________________________)。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计
,使能量得到最有效的利用。
②帮助人们合理地调整生态系统中的 关系,使能量持续高效地流向 的部分。
相邻两个营养级
同化量
单向流动
10%~20%
人工生态系统
能量流动
对人类最有益
【教材深挖】
1.下图表示能量在两个营养级之间的流动过程,依图回答下列问题:
(1)第一个营养级的同化量与其摄入量和粪便量有怎样的关系?
同化量=摄入量-粪便量。
(2)上一个营养级同化的总能量是不是全部流向下一个营养级?为什么?
不是。一部分能量被自身呼吸所消耗,还有一部分被分解者所利用,总有一部分能量未被下一营养级利用。
1.(2016浙江温州二中适应测试,6)下图为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确的是( )
【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能=175+200+875=1
250(kJ),A正确;能量从乙到丙的传递效率为30/200×100%=15%,B正确;将乙和丙的粪便作为有机肥还田,为光合作用提供了无机盐,但不能提高能量传递效率,C错误;食物链的营养关系一般都是高营养级捕食低营养级,不可逆,这决定了能量流动的单向性,D正确。
A.能量流动是从甲固定太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1
250
kJ
B.从乙到丙的能量传递效率为15%
C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,可以提高能量传递效率
D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性
C
2.如图为草原生态系统的能量流动图解模型,A、B、C分别表示流入各营养级生物的能量,D、E、F分别表示各营养级生物用于生长、发育、繁殖的能量,G、H、I分别表示草、兔子、狼呼吸作用消耗的能量,J、K、L分别表示流入分解者的能量。下列说法中正确的是( )
A.图中A=D,B=E,C=F
B.K中能量包括兔子尸体及狼粪便中的能量
C.食物链中能量最少的是分解者所处的营养级
D.第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是E/D
【解析】题图中A>D,B>E,C>F;食物链中能量最少的是狼所处的营养级;第一营养级与第二营养级间的能量传递效率是B/A。
B
3.下图为某一生态系统的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B.该图所示的食物网只有1条食物链:Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C.E1表示主要通过光合作用所摄入的能量
D.能量可在食物链中循环利用
【解析】图中Ⅰ代表生产者,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都代表消费者,实现物质循环的关键生态成分是生产者和分解者;每一营养级的生物种类很多,各种生物之间会形成错综复杂的食物网;生态系统中能量流动是单向的,进入生物群落的是太阳能,释放出来的是热能,能量不能循环利用。
C
4.下列关于生态系统的能量流动的叙述中,错误的是( )
A.由于生态系统的能量流动是逐级递减的,所以营养级越高则所同化的能量就越少
B.由于散失的热能不能被生产者重新固定,所以生态系统的能量流动是单向不可循环的
C.充分利用作物秸秆等可以提高能量传递的效率
D.能量流动和物质循环的渠道都是食物链和食物网
C
【解析】生态系统的能量传递效率一般不能人为改变,充分利用作物秸秆只能提高能量利用率而不能提高能量传递效率,C错误。
(1)每一营养级能量的来源与去路分析
(2)能量去向:流入某一营养级的能量去向可从以下两个角度分析:
①定量不定时(在足够长的时间内能量的最终去路)
a.自身呼吸消耗;b.流入下一营养级(最高营养级除外);c.被分解者分解利用。
②定量定时:流入某一营养级的一定量的能量在一定时间内的去路可有四条:
a.自身呼吸消耗;b.流入下一营养级;c.被分解者分解利用;d.未利用,即未被自身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,如果是以年为单位研究,这部分的能量将保留到下一年,因此“未利用”是指在有限的时间“还没来得及被利用的能量”。可用下图表示:
1.(2016新课标Ⅲ,5)我国谚语中的“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了食物链的原理。若鹰迁入了蝉、螳螂和黄雀所在的树林中,捕食黄雀并栖息于林中。下列叙述正确的是( )
A.鹰的迁入增加了该树林中蝉及其天敌的数量
B.该生态系统中细菌产生的能量可流向生产者
C.鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节
D.鹰的迁入改变了该生态系统能量流动的方向
【解析】鹰迁入后,形成了食物链植物→蝉→螳螂→黄雀→鹰,据此可知,鹰的迁入增加了该生态系统能量消耗的环节,并使该树林中黄雀(螳螂的天敌)的数量减少,A错误,C正确;能量流动是沿着食物链进行的,细菌是分解者,不参与食物链的构成,即细菌的能量不能流向生产者,B错误;能量流动是沿着食物链进行的,鹰的迁入没有改变该生态系统能量流动的方向,D错误。
C
2.(2015江苏高考,9)下列关于种群、群落和生态系统的叙述,正确的是( )
A.五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度
B.就食性而言,杂食性鸟类的数量波动小于其他食性的鸟类
C.就生态系统结构而言,生态瓶的稳定性取决于物种数
D.变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息
【解析】蜘蛛种群密度的调查适于使用标志重捕法,五点取样法属于样方法,A错误;杂食性鸟类由于食物范围广,受环境影响较小,其数量波动小于其他食性的鸟类,B正确;就生态系统结构而言,生态瓶的稳定性主要取决于生产者、消费者和分解者的合理搭配,并非物种数目越多越稳定,C错误;变色龙的体色变化是基于和环境同步,并非向同类传递行为信息,D错误。
B
3.(2015天津高考,1)下图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.甲是生物进化的基本单位
B.乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C.丙是由生产者和消费者构成的
D.丁多样性的形成受无机环境影响
【解析】由图可知:甲为个体,乙为种群,丙为群落,丁为生态系统。生物进化的基本单位是种群,A错误;种群数量达到环境容纳量后仍会出现上下波动,B错误;群落包括生产者、消费者和分解者,C错误;生态系统的多样性受无机环境的影响,D正确。
D
4.(2015海南高考,23)俗话说:“大鱼吃小鱼,小鱼吃小虾,小虾吃泥巴”。某同学据此设计了一个水池生态系统。下列属于该生态系统第一营养级的是( )
A.小鱼吃的小虾
B.吃小鱼的大鱼
C.泥巴中的藻类
D.泥巴中的大肠杆菌
【解析】属于生态系统第一营养级的是生产者,藻类可以进行光合作用,属于生产者,C正确;小虾、小鱼和大鱼都属于消费者,大肠杆菌属于分解者,A、B、D错误。
C
5.(2015福建高考,4)下图为某人工鱼塘食物网及其能量传递示意图(图中数字为能量数值,单位是J·m-2·a-1)。下列叙述正确的是( )
A.该食物网中最高营养级为第六营养级
B.该食物网中第一到第二营养级的能量传递效率为25%
C.太阳鱼呼吸作用消耗的能量为1
357(
J·m-2·a-1)
D.该食物网中的生物与无机环境共同构成一个生态系统
【解析】该食物网中最高营养级为第五营养级,A错误;第二营养级同化的能量为3
780+4
200=7
980(J·m-2·a-1),第一到第二营养级的能量传递效率为7
980/31
920×100%=25%,B正确;因不知太阳鱼流入分解者的能量,所以太阳鱼呼吸作用消耗的能量无法计算,C错误;人工鱼塘中的所有生物与无机环境共同构成一个生态系统,D错误。
B
1.生态系统的四种成分
非生物的物质和能量,生产者,消费者,分解者。
2.生产者、消费者和分解者的地位
(1)生产者是生态系统的基石。
(2)消费者是生态系统最活跃的部分。
(3)分解者是生态系统的关键成分。
3.捕食食物网中体现的两种种间关系
捕食关系和竞争关系。
4.食物链和食物网的特点和功能
(1)特点:在食物链中,第一营养级总是生产者,各种动物在不同的食物链中所处的营养级可能不同。
(2)功能:食物链和食物网是生态系统的营养结构,是生态系统能量流动和物质循环的渠道。
6.生产者固定的太阳能的三个去向
(1)呼吸作用消耗。
(2)下一营养级同化。
(3)分解者分解。
7.能量流动的两个特点
单向流动、逐级递减。
5.能量流动的三个常考点
(1)起点:从生产者固定太阳能开始(输入能量)。
(2)总能量:流经生态系统的总能量=生产者所固定的太阳能总量。
(3)渠道:沿食物链和食物网传递(传递能量)。
易错点1 生态系统的成分误区归纳
【点拨】
(1)绿色植物≠生产者:蓝藻是原核生物,能进行光合作用,属于生产者;而菟丝子营寄生生活,属于消费者。
(2)动物≠消费者:秃鹫、蚯蚓等以动植物残体为食的腐生动物属于分解者。
(3)细菌≠分解者:硝化细菌和光合细菌是自养型细菌,属于生产者;寄生细菌属于消费者。
易错点2 不会正确判断营养级
【点拨】
(1)生产者永远是第一营养级,第一营养级必须为生产者。
(2)消费者级别=营养级级别-1。
(3)分解者不占据营养级。
易错点3 同化量≠摄入量
【点拨】
同化量:指被消费者消化吸收的物质所含有的能量。
摄入量:指被消费者摄入的物质所含有的能量。
同化量=摄入量-粪便量。
易错点4 能量传递效率≠能量利用效率
【点拨】
(1)能量传递效率:能量在沿食物链流动的过程中,逐级减少,若以“营养级”为单位,能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%~20%。
(2)能量利用效率:通常考虑的是流入人体中的能量占生产者能量的比值,或流入最高营养级的能量占生产者能量的比值,或考虑分解者的参与,以实现能量的多级利用。(共31张PPT)
第五单元
遗传定律和伴性遗传
第3讲 基因在染色体上和伴性遗传
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
1.萨顿的假说
独立性
形态结构
非等位基因
非同源染色体
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
2.实验证据——摩尔根的果蝇眼色实验
(1)实验假设:控制白眼的基因在________。
(2)实验过程及分析:
P 红眼(♀)×白眼()
↓
F1
________(♀、)
↓雌雄交配
F2 红眼(♀、)∶白眼()=________
①F1的结果说明________是显性性状。
②F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合________,红眼和白眼受一对等位基因控制。
③F2白眼果蝇只有________,说明白眼性状的表现与________相联系。
(3)实验验证:通过测交实验最终证明________________________________________________________________________。
(4)基因与染色体的关系:一条染色体上有________基因,基因在染色体上________。
X染色体上
红眼
3∶1
红眼
分离定律
雄性
性别
基因在染色体上
多个
呈线性排列
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
【教材深挖】
1.摩尔根也是利用类比推理法验证了基因在染色体上吗?
不是,利用假说—演绎法。
2.假说—演绎法与类比推理有怎样的区别?
假说—演绎法是建立在假说基础之上的推理,并通过验证得出结论,如孟德尔发现遗传定律;而类比推理是借助已知的事实及事物间的联系推理得出假说。
3.若控制某一性状的基因在X、Y染色体上有等位基因,则显性雄性个体的基因型有几种?写出其基因型(用A、a表示)。
3种。XAYa、XAYA、XaYA
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017山东寿光现代中学月考,1)科学的研究方法是取得成功的关键之一,假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法,人类在探索基因神秘踪迹的历程中,进行了如下研究:①孟德尔通过豌豆杂交实验,提出了基因的分离定律和自由组合定律;②萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程,提出:基因在染色体上的假说;③摩尔根进行果蝇杂交实验,找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为( )
A.①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B.①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C.①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D.①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
【解析】孟德尔提出生物的性状由遗传因子控制和摩尔根找到基因在染色体上的实验证据运用的都是假说—演绎法。萨顿提出基因在染色体上的假说运用的是类比推理。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”,而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说,下列不属于他所依据的“平行”关系的是( )
A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的,在配子中都只含有成对中的一个
B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合
C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在配子形成和受精过程中也有相对稳定的形态结构
【解析】基因与染色体的平行关系表现在:基因、染色体在杂交过程中都保持完整性、独立性;基因、染色体在体细胞中都成对存在,在配子中都单一存在;成对的基因和同源染色体都是一个来自母方,一个来自父方;非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017甘肃天水一中周练,45)果蝇具有易饲养,性状明显等优点,是经典的遗传学实验材料。已知果蝇红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼。下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代性别的一组是( )
A.杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
【解析】白眼雌果蝇×红眼雄果蝇组合,子代雄果蝇全为白眼,雌果蝇全为红眼,因此可直接判断性别。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传,在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中,最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是
( )
A.白眼突变体与野生型个体杂交,F1全部表现为野生型,雌、雄比例为1∶1
B.F1自由交配,后代出现性状分离,白眼全部是雄性
C.F1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且雌雄中比例均为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
【解析】白眼基因无论是位于常染色体上,还是位于X染色体上,当白眼突变体与野生型个体杂交时,F1全部表现为野生型,雌雄比例为1∶1;F1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且雌雄中比例均为1∶1,A、C项错误;白眼基因若位于X染色体上,则白眼性状应与性别有关,其中B项是最早提出的实验证据,故B项正确,D项错误。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
判断基因在常染色体上还是在X染色体上的方法
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
1.伴性遗传的概念
位于________上的基因所控制的性状,在遗传上总是和________相关联的现象。
2.伴性遗传实例——红绿色盲的遗传
(1)男性的色盲基因一定传向________,也一定来自________;表现为________特点。
(2)若女性为患者,则其父亲____________,其儿子____________。
(3)若男性正常,则其母亲和________也一定正常。
性染色体
性别
女儿
母亲
交叉遗传
一定为患者
也一定为患者
女儿
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
3.伴性遗传的类型、特点及实例(连线)
①-c-Ⅲ ②-a-Ⅱ ③-b-Ⅰ
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.常见的性别决定类型
2A+XX
2A+XY
2A+ZW
2A+ZZ
A+X
A+Z
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.X、Y染色体上基因的传递规律
X和Y染色体有一部分不同源,但也有一部分是同源的。二者关系如下图所示:
(1)假设控制某个相对性状的基因A(a)位于X和Y染色体的同源区段,那么这对性状在后代男女个体中的表现型也有差别,如:
♀XaXa×XaYA ♀XaXa×XAYa
↓
↓
XaYA XaXa XAXa XaYa
(全为显性)(♀全为隐性)(♀全为显性)(全为隐性)
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
(2)X、Y染色体非同源区段的基因遗传
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.男性个体中X及Y染色体的来源和传递有何特点?
2.下图中哪一段可存在等位基因?此区段的遗传与常染色体基因是否完全相同,表现为“与性别无关联”?能否举例说明?
1.XY中X来自母亲,Y来自父亲,向下一代传递时,X只能传给女儿,Y则只能传给儿子。
2.Ⅰ区段存在等位基因,尽管此区段包含等位基因,但其遗传与常染色体上等位基因的遗传仍有明显差异,即:遗传仍与性别有关,如XaXa×XaYA及XaXa×XAYa,前者子代(♀)全为隐性,(
)全为显性,后者则是(♀)全为显性,(
)全为隐性,这显然与常染色体遗传中aa×Aa(子代无论♀、
均既有隐性,又有显性)遗传有区别。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.下列有关X、Y染色体的叙述,正确的是( )
A.XY型性别决定的生物,Y染色体都比X染色体短小
B.X、Y染色体的主要成分都是DNA和蛋白质
C.X、Y染色体上的基因都与性别决定有关
D.X、Y染色体在减数分裂时不能联会
【解析】果蝇的Y染色体比X染色体大;X、Y染色体上的基因不都与性别决定有关;X、Y染色体虽然大小不一样,但在减数分裂过程中能发生联会。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下列有关性染色体与性别决定的叙述,正确的是( )
A.一株豌豆的雌蕊和雄蕊性状不同是由于性染色体组成不同
B.X、Y染色体是一对同源染色体,故其形状、大小相同
C.含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子
D.性染色体上的基因所控制的性状的遗传和性别有关
【解析】豌豆是雌雄同株的植物,其体内没有性染色体和常染色体之分,A项错误;X、Y染色体虽然是一对同源染色体,但是其形状、大小一般不相同,B项错误;含Y染色体的配子一定是雄配子,但含X染色体的配子既可能是雌配子,也可能是雄配子,C项错误;性染色体上的基因所控制的性状的遗传和性别有关,D项正确。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017云南曲靖一中期中,16)下列关于性染色体及其上的基因的遗传方式和特点的说法中,正确的是( )
A.具有同型性染色体的生物发育成雌性个体,具有异型性染色体的生物发育成雄性个体
B.X、Y染色体在减数第一次分裂后期分离,X、X染色体在减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期分离
C.伴X染色体隐性遗传病的男性发病率高,且女性患者的母亲和儿子均为患者
D.性染色体上的基因只符合伴性遗传的特点,而不遵循孟德尔遗传定律
【解析】ZW型性别决定与XY型性别决定不同,ZW型性别决定中,ZW个体为雌性,ZZ个体为雄性,A项错误;伴X染色体隐性遗传中,女性患者的父亲和儿子均为患者,C项错误;性染色体上的基因遵循孟德尔遗传定律,D项错误。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.某雌雄异株二倍体植物为XY型性别决定,该植物有蓝花和紫花两种表现型,由等位基因A和a(位于常染色体上)、B和b(位于X染色体上)共同控制。已知其紫色素形成的途径如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该花色的遗传反映了基因直接控制生物的性状
B.该植物种群内花色对应的基因型共有9种
C.若蓝花雄株×紫花雌株,F1中的雄株全为紫花,则雌株亲本的基因型为AAXbXb
D.若蓝花雄株×蓝花雌株,F1中的紫花雄株占3/16,则雄株亲本的基因型为AaXBY
【解析】该花色是基因通过控制酶的合成来间接控制性状,A错误;A、a基因对应的基因型有3种,B、b基因对应的基因型有5种,按照自由组合定律可知,该植物种群内花色对应的基因型共有15种,B错误;若蓝花雄株的基因型为AAXBY,紫花雌株的基因型为AaXbXb,F1中的雄株同样全为紫花,C错误;F1中的紫花雄株的基因型为AAXbY和AaXbY两种,占3/16,说明亲本的雌雄双方均能产生四种配子,则雄株亲本的基因型为AaXBY,雌株亲本的基因型为AaXBXb,D正确。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如下图所示。下列相关推测正确的是( )
①Ⅱ片段上有控制男性性别决定的基因
②Ⅱ片段上某基因控制的遗传病,男性患病率等于女性
③Ⅲ片段上某基因控制的遗传病,患病者全为男性
④Ⅰ片段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率高于男性
A.①③
B.②③
C.①②
D.③④
【解析】①Ⅲ片段上有控制男性性别决定的基因,①错误;Ⅱ片段是X染色体和Y染色体的同源区段,含有等位基因,男性患者等于女性患者,②正确;Ⅲ片段只存在于Y染色体,此片段上的遗传病患者全是男性,③正确;Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病,人群中男性患病率高于女性,④错误。故B选项正确。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
6.果蝇的X、Y染色体(如图)有同源区段(Ⅰ片段)和非同源区段(Ⅱ-1、Ⅱ-2片段)。有关杂交实验的结果如下表。下列对结果的分析错误的是( )
A.通过杂交组合一,可直接判断刚毛为显性性状
B.通过杂交组合二,可以判断控制该性状的基因位于Ⅱ-1片段上
C.Ⅰ片段上的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异
D.减数分裂过程中,X、Y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是Ⅰ片段
【解析】根据杂交组合一,亲本有刚毛和截毛,子代全为刚毛,可判断刚毛为显性性状;若控制该性状的基因位于Ⅱ-1片段上,则杂交组合二和杂交组合三后代的表现型及比例应相同,与表格中不符,说明该基因不位于Ⅱ-1片段上,而应位于Ⅰ片段上,由此也说明Ⅰ片段的基因控制的性状在子代中也可能存在性别差异;Ⅰ片段为X、Y染色体的同源区段,在减数分裂过程中能发生交叉互换。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.X、Y染色体非同源区段的基因的遗传
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上
(1)方法:隐性雌性×纯合显性雄性。
(2)结果预测及结论:
①若子代全表现为显性性状,则相应的控制基因位于X、Y染色体的同源区段。
②若子代中雌性个体全表现为显性性状,雄性个体全表现为隐性性状,则相应的控制基因仅位于X染色体上。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2016新课标Ⅱ,5)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌?雄=2?1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中( )
A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死
B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死
C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死
D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死
【解析】由题意“子一代果蝇中雌∶雄=2∶1”可知,该对相对性状的遗传与性别相关联,为伴性遗传,G、g这对等位基因位于X染色体上;由题意“子一代雌蝇有两种表现型且双亲的表现型不同”可推知:双亲的基因型分别为XGXg和XgY;再结合题意“受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死”,可进一步推测:雌蝇中G基因纯合时致死。综上分析,A、B、C错误,D正确。
D
考点一
考点二
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真题感悟
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必记必辨通关
2.(2015新课标Ⅰ,6)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
【解析】短指是常染色体显性遗传病,与性别无关,在男性和女性中发病率是一样的,A错误;红绿色盲是X染色体隐性遗传病,致病基因在X染色体上,女性患者的两个X染色体上均有致病基因,其中一个来自父亲,一个来自母亲,父亲必然是该病患者,B正确;抗维生素D佝偻病是X染色体显性遗传病,女性性染色体为XX,只要有一个X染色体上有致病基因就为患者,所以女性发病率高于男性,C错误;常染色体隐性遗传病往往有隔代遗传现象,故D错误。
B
考点一
考点二
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真题感悟
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必记必辨通关
3.(2015山东高考,5)人类某遗传病受X染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,且只有A、B基因同时存在时个体才不患病。不考虑基因突变和染色体变异。根据系谱图,下列分析错误的是( )
A.Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB
B.Ⅱ3的基因型一定为XAbXaB
C.Ⅳ1的致病基因一定来自于Ⅰ1
D.若Ⅱ1的基因型为XABXaB,与Ⅱ2生一个患病女孩的概率为1/4
【解析】由Ⅰ2(XAbY)和患者Ⅰ1(X--X--)(A、B至少不能同时存在)婚配产生正常Ⅱ3(XAbX-B)分析知Ⅰ1的基因型为X-BX--(且A、B不能同时存在),Ⅰ1的基因型为XaBXa-。由Ⅰ1的基因型可确定Ⅱ3的基因型为XAbXaB。由Ⅱ3XAbXaB和Ⅱ4XABY知,Ⅲ3可能的基因型为XABXAb或XABXaB,由Ⅲ3和Ⅲ2(XABY)可知Ⅳ1可能的基因型为XAbY或XaBY,故Ⅳ1的致病基因可能来自Ⅰ1(XaBXa-)或Ⅰ2(XAbY)。由Ⅱ1(XABXaB)和Ⅱ2(XaBY)婚配,则生一个患病女孩XaBXaB的概率为1/2×1/2=1/4。
C
考点一
考点二
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必记必辨通关
4.(2016新课标Ⅰ,32)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体:♀黄体:
灰体:
黄体为1:1:1:1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题。
(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)
【解析】(1)仅根据同学甲的实验,不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。因为无论基因位于X染色体上,还是常染色体上,黄体和灰体谁是显性,都可以依据甲同学的杂交实验,推出子代中♀灰体?♀黄体?♂灰体?♂黄体为1:1:1:1。(2)实验一:用甲同学得到的子代果蝇中的黄体雌蝇和灰体雄蝇杂交,后代中雌蝇均表现灰体,雄蝇均表现黄体。实验二:用甲同学得到的子代果蝇中的灰体雌蝇和灰体雄蝇杂交,后代中雌蝇均表现灰体,雄蝇中一半表现黄体,一半表现灰体。
不能。
实验1:杂交组合:♀黄体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
实验2:杂交组合:♀灰体×♂灰体
预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.(2015新课标Ⅱ,32)等位基因A和a可能位于X染色体上,也可能位于常染色体上,假定某女孩的基因型是XAXA或AA,其祖父的基因型是XAY或Aa,祖母的基因型是XAXa或Aa,外祖父的基因型是XAY或Aa,外祖母的基因型是XAXa或Aa。不考虑基因突变和染色体变异,请回答下列问题。
(1)如果这对等位基因位于常染色体上,能否确定该女孩的2个显性基因A来自于祖辈4人中的具体哪两个人?为什么?___________________________________________________________。
(2)如果这对等位基因位于X染色体上,那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自于________(填“祖父”或“祖母”),判断依据是________________________________________________;此外,________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自于外祖父还是外祖母。
不能;原因是祖父母和外祖父母都有A基因,都可能遗传给女孩
祖母
该女孩的一个XA来自父亲,而父亲的XA一定来自祖母
不能
【解析】(1)解答本题可采用画图分析法:
可见,祖辈4人中都含有显性基因A,都有可能传递给该女孩。
(2)如图
该女孩的其中一个XA来自父亲,其父亲的XA来自该女孩的祖母;另一个XA来自母亲,而其母亲的XA可能来自外祖母也可能来自外祖父。
考点一
考点二
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必记必辨通关
6.(2014新课标Ⅱ,32)山羊性别决定方式为XY型。下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传,图中深色表示该种性状的表现者。
已知该性状受一对等位基因控制,在不考虑染色体变异和基因突变的条件下,回答下列问题:
(1)据系谱图推测,该性状为________(填“隐性”或“显性”)性状。
(2)假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上,依照Y染色体上基因的遗传规律,在第Ⅲ代中,表现型不符合该基因遗传规律的个体是_______________(填个体编号)。
(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,则系谱图中一定是杂合子的个体是____________(填个体编号),可能是杂合子的个体是________(填个体编号)。
【解析】(1)由Ⅱ1×Ⅱ2→Ⅲ1可知,该性状为隐性性状。(2)若控制该性状的基因仅位于Y染色体上,Ⅱ1的基因型可表示为XYA,所以Ⅲ1也应该是XYA(不表现者),Ⅱ3为表现者,其基因型为XYa,该Ya染色体传给Ⅲ4,其基因型为XYa(表现者),Ⅲ3不含Ya染色体,其基因型为XX(不表现者)。(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,则Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅲ1均为XaY,则Ⅰ2为XAXa、Ⅱ2为XAXa、Ⅱ4为XAXa,由Ⅱ1为XAY和Ⅱ2为XAXa可推Ⅲ2可能为XAXa,也可能是XAXA。
隐性
Ⅲ1、Ⅲ3和Ⅲ4
Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4
Ⅲ2
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.关于基因在染色体上的两个学说
(1)萨顿:类比推理法——提出基因在染色体上的假说。
(2)摩尔根:假说—演绎法——证明了基因在染色体上。
2.果蝇眼色的杂交实验分析
(1)纯合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,F1全为红眼果蝇,说明红眼是显性性状。
(2)F1雌雄交配,F2红眼和白眼果蝇比是3∶1,说明眼色的遗传遵循基因分离定律。若白眼果蝇总是雄性,则说明控制果蝇眼色的基因在Y染色体上。
3.伴X染色体隐性遗传病的五大特点
(1)隔代遗传。
(2)交叉遗传。
(3)男性患者多于女性患者。
(4)女性患病,其父亲、其儿子必患病。
(5)男性正常,其母亲、其女儿均正常。
4.伴X染色体显性遗传病的五大特点
(1)世代遗传。
(2)交叉遗传。
(3)女性患者多于男性患者。
(4)男性患病,其母亲、其女儿均患病。
(5)女性正常,其父亲、其儿子均正常。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点1 误认为X、Y染色体同源区段的遗传等同于常染色体遗传
【点拨】由于X、Y染色体传递与性别有关,如父方的X只传向女儿不传向儿子,而Y则相反,故X、Y染色体同源区段的基因在传递时也必将与性别相联系(如同源区段Y染色体上的基因只传向儿子),这与常染色体上基因传递有本质区别。
易错点2 混淆“患病男孩”和“男孩患病”
【点拨】(1)位于常染色体上的遗传病:如果控制遗传病的基因位于常染色体上,由于常染色体与性染色体是自由组合的,在计算“患病男孩”与“男孩患病”概率时遵循以下规则:①男孩患病概率=患病孩子的概率;②患病男孩概率=患病孩子概率×1/2。
(2)位于性染色体上的遗传病:如果控制遗传病的基因位于性染色体上,由于该性状与性别联系在一起,所以在计算“患病男孩”与“男孩患病”概率时遵循伴性遗传规律,即从双亲基因型推出后代的患病情况再按以下规则计算:①患病男孩的概率=患病男孩在后代全部孩子中占的概率;②男孩患病的概率=后代男孩群体中患病者占的概率。
考点一
考点二(共29张PPT)
第十三单元
现代生物科技专题
第3讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.精子和卵子的发生
曲细精管
卵巢
初情期
连续的
不连续的
有丝分裂
一次
两次
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.体内受精
(1)场所:雌性动物的_________内。
(2)受精前的准备阶段
①精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在___________发生相应的生理变化后,才能获得受精能力。
②卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到_________时,才具备与精子受精的能力。
(3)受精过程:获能的精子穿过_______________(与_________反应有关)→精卵通过细胞表面的糖蛋白相互识别→精子遗传物质进入卵细胞→雌、雄原核的形成与融合。
(4)防止多精入卵的机制:第一道屏障:_________反应;第二道屏障:___________反应。
(5)受精标志和受精完成的标志:受精的标志是在_________________之间观察到两个极体;而受精过程完成的标志是_________________。
输卵管
雌性动物生殖道
减Ⅱ中期
放射冠和透明带
顶体
透明带
卵细胞膜
透明带和卵细胞膜
雌、雄原核的融合
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
3.早期胚胎发育
表层
有丝分裂
增加
不增加或略有缩小
32
全能性
胎儿的各种组织
胎膜和胎盘
下方
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真题感悟
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考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.精子的形成完全是在精巢中完成的,卵子的形成是否也完全在卵巢中进行?
不是,卵子的形成过程中减数第一次分裂和减数第二次分裂是不连续的,其中减数第二次分裂是在受精过程中进行的,场所是输卵管。
2.早期胚胎的发育过程中,卵裂时细胞的体积和所有的细胞体积之和有何变化?
卵裂过程中,细胞只分裂而不生长,所以每个细胞的体积越来越小,总的体积基本不变。
知识突破
真题感悟
考向突破
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考点一
考点二
考点三
1.分析下面图解,判断以下哪一项不是精子、卵细胞发生的区别( )
A.初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间
B.MⅠ和MⅡ的时间连续性
C.成熟生殖细胞是否经过变形
D.成熟生殖细胞中染色体的数目
【解析】初级精母细胞是雄性动物初情期开始后,才由精原细胞分裂形成的,而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后形成的。精子的产生过程中,MⅠ和MⅡ是连续的,而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞,在精子与卵细胞结合的过程中才完成MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状,卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成,都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。
D
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真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.下列关于受精过程的叙述,错误的是( )
A.获能后的精子与卵子相遇后,释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B.透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C.精子与卵细胞膜相互融合,精子入卵
D.雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂
【解析】大量获能的精子接触到卵子周围的放射冠时,即开始释放顶体酶,解离放射冠的卵丘细胞之间的物质,这样部分精子可径直接触到透明带,A错误;透明带反应是多精入卵的第一道屏障,卵细胞膜反应是第二道屏障,B正确;精子与卵细胞膜相互融合,精子的头部即进入卵细胞中,C正确;雄原核形成的同时,卵子完成减数第二次分裂,D正确。
A
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考点一
考点二
考点三
3.下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,请据图回答问题。
(1)写出各个阶段的名称:A._______,B._______,C._______。
(2)写出图中各标号的名称:[2]________,[4]_______,[5]_______,
[7]_______,[8]_______。
(3)A时期的细胞具有发育上的_______性,B时期开始出现_______,C时期开始出现_______。
(4)[2]将来发育成_______________。
桑椹胚
囊胚
原肠胚
内细胞团
囊胚腔
外胚层
原肠腔
内胚层
全能
囊胚腔
原肠腔
胎儿的各种组织
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考点一
考点二
考点三
1.体外受精
(1)卵母细胞的采集和培养
(3)受精:___________和培养成熟的卵子在___________或专用的受精溶液中完成受精作用。
促性腺激素
卵巢
假阴道法
电刺激法
培养法
获能的精子
获能溶液
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考点一
考点二
考点三
2.胚胎的早期培养
(1)目的:检查受精状况和受精卵的发育能力。
(3)胚胎处理:向_________或冷冻保存。
无机盐和有机盐
维生素和激素
氨基酸和核苷酸
血清
受体移植
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考点一
考点二
考点三
3.胚胎工程的应用及前景
(1)胚胎移植
①地位:是胚胎工程及其他技术的_______一道“工序”。
②过程:
③优势:充分发挥___________________________。
(2)胚胎分割
①方法:采用______________方法将早期胚胎切割成
2
等份、4等份或8
等份等。
②目的:获得______________。
③定位:动物______________或克隆的方法之一。
④材料:发育良好、形态正常的______________。
⑤要求:将______________均等分割。
最后
同期发情
超数
胚胎移植
雌性优良个体的繁殖潜力
机械
同卵双胎或多胎
无性繁殖
桑椹胚或囊胚
内细胞团
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真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.胚胎干细胞
(1)是由___________或___________中分离出来的。
(2)特点
①形态:体积___________、细胞核___________、___________明显。
②功能:具有发育的___________。
③体外培养:可增殖而不___________。
早期胚胎
原始性腺
小
大
核仁
全能性
发生分化
人造组织器官
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考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.供体牛和受体牛的选择标准是什么?
供体是遗传性能和生产性能优秀的个体,受体是健康、有繁殖能力的个体。
2.排卵和冲卵有什么区别?
排卵是指卵子从卵泡中排出,冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.下面是有关胚胎工程的相关问题,请回答问题。
(1)胚胎工程是对动物_________或_________所进行的多种显微操作和处理技术。胚胎工程任何一项技术获得的胚胎,还需通过_____________给受体才能获得后代。
(2)哺乳动物的体外受精主要包括___________________________、__________________和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射______________,使其排出更多的卵子。
(3)精子与卵子在体外受精后,应将受精卵移入_____________中继续培养,以检查受精状况和受精卵的发育能力。
(4)胚胎干细胞是研究体外细胞分化的理想材料,它除了能从早期胚胎中分离外,还可以从_________中获得。胚胎干细胞在饲养层细胞上,或在添加抑制因子的培养液中,能够维持_________的状态。
早期胚胎
配子
(胚胎)移植
卵母细胞的采集(和培养)
精子的采集和获能
促性腺激素
发育培养液
原始性腺
不分化
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS),继而利用iPS培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下:
(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称为_________,培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂,这种现象称为__________。
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,该过程称为____________;也可从灰鼠体内取出卵子,通过__________________后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过__________技术移入白鼠子宫内继续发育。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的________分离培养获得。iPS与ES同样具有发育全能性,有望在对人类iPS进行定向________后用于疾病的细胞治疗。
诱导分化
原代培养
接触抑制
冲卵(或冲胚)
体外受精(或核移植)
胚胎移植
内细胞团
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考点一
考点二
考点三
胚胎移植中的四个注意点
(1)胚胎移植过程中两次使用激素,第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理;第二次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。
(2)胚胎移植过程中有两次检查:第一次对收集的胚胎进行检查;第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。
(3)不同动物胚胎移植的时间不同:牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段,小鼠、家兔在桑椹胚前。几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植,因为此时分化程度高,移植成功率很低。
(4)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖,取决于胚胎是由受精卵形成的,还是由核移植技术形成重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。
知识突破
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考点一
考点二
考点三
1.转基因成果
(1)微生物方面
①制造出具有重要作用的__________,如__________。
②利用__________的微生物生产生化药物,即__________。
(2)转基因动物方面
①在培育__________、____________的转基因家畜、家禽方面不断取得辉煌成就。
②科学家把转基因动物变成__________,让它们的奶中富含某种营养物质、__________或人类所需的__________。
(3)转基因植物方面
目前,科学家已经培育出了大批具有__________、__________、抗除草剂、_______等全新性状的农作物。
重组微生物
假单孢杆菌
DNA重组
基因制药
生长迅速
营养品质优良
生物反应器
珍贵药物
蛋白质
抗虫
抗病
抗逆
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考点一
考点二
考点三
2.关注生物技术的伦理问题
生殖性
不成熟
胚胎
基因歧视
治疗性
染色体
骨髓造血干细胞
基因检测
伦理道德
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考点一
考点二
考点三
3.禁止生物武器
(1)生物武器的种类(连线)
(2)散布方式:_________、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
(3)特点
①致命性、传染性强;②生物专一性;③面积效应大;④危害时间长;⑤_________。
(4)我国政府观点:在任何情况下______________________生物武器,并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
①-b ②-c ③-a
吸入
难以发现
不发展、不生产、不储存
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考点一
考点二
考点三
1.转基因生物的安全性引起人们争论的技术原因是( )
①转移基因的功能往往未知
②转移基因的结构往往未知
③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的
④外源基因往往是异种生物的基因
A.①②
B.②③
C.③④
D.①③
【解析】由于科学技术水平的限制,目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制了解有限;转移的基因虽然功能已知,但不少是异种生物的基因;外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。因此,在转基因生物中,有时候会出现意想不到的后果,引起人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。
C
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考点一
考点二
考点三
2.下列有关生物技术安全和伦理问题的观点不合理的是( )
A.对于转基因技术,我们应该趋利避害,理性看待
B.我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C.我国不发展、不生产、不储存生物武器,并反对其扩散
D.对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权
【解析】我们应该利用转基因技术为人类造福。我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆,利用治疗性克隆生产一些人造器官可用于医学治疗。
B
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真题感悟
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考点一
考点二
考点三
3.“试管婴儿”技术是将不孕夫妇的精子和卵细胞取出,在体外完成受精,并在体外培养,使其发育到如图所示的时期,再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会,也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答问题。
(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是(
)。
A.有性生殖
B.组织培养
C.克隆技术
D.基因工程
(2)人的受精卵通过卵裂,逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织,进而形成器官和系统。从细胞水平看,卵裂的分裂方式是__________。
(3)图示时期是胚胎发育的_____期。
(4)在该图下一时期,b细胞最可能成为______胚层的一部分。
(5)要得到“同卵双胞胎”,采用的技术是______________。双胞胎的性别是否相同?_______。
(6)现在大多数人反对设计婴儿性别,其原因是什么?
________________________________________________________________。
A
有丝分裂
囊胚
内
胚胎分割移植
相同
破坏了人类正常的性别比例,违反了伦理道德
知识突破
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.(2016江苏高考,11)印度沙漠猫是一种珍稀猫科动物,通过胚胎工程技术,可以让家猫代孕而繁育,主要步骤如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分割
B.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞
C.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液
D.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同
【解析】步骤甲、乙分别指受精作用、胚胎移植,A错误;诱导超数排卵所注射的激素是促性腺激素,只能作用于性腺,B正确;受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来自受精卵,C错误;受精过程使用的培养液是获能溶液或专用的受精溶液,与早期胚胎培养液有区别,D错误。
B
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.(2015江苏高考,3)下列关于动物细胞工程和胚胎工程的叙述,正确的是( )
A.乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养
B.细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行
C.采用胚胎分割技术产生同卵多胚的数量是有限的
D.培养早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质
【解析】A项错,癌细胞比成熟动物细胞更易进行离体培养,体外培养的癌细胞对生长因子的需要量显著低于正常细胞;B项错,细胞核移植不一定是在同种动物、同种组织之间进行,如可以将一种生物体细胞的细胞核移植到另一种生物去核的卵母细胞中;C项对,随着胚胎分割次数的增多,分割胚的发育能力明显降低,获取同卵多胚的数量有限;D项错,维生素和激素都不能提供能量。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.(2016新课标Ⅱ,40)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。
回答下列问题。
(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体的组成可为_______。过程①表示去除细胞核,该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行,去核时常采用__________________的方法。②代表的过程是_________。
(2)经过多次传代后,供体细胞中_________的稳定性会降低,因此,选材时必须关注传代次数。
(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是______________________________________________________________。
(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了________________________________________________________________。
XX或XY
显微操作(去核法)
胚胎移植
遗传物质
卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响
已经分化的动物体细胞核具有全能性
知识突破
真题感悟
考向突破
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考点一
考点二
考点三
【解析】(1)提供体细胞的供体可能为雌性,也可能为雄性,因此图中A(正常细胞核)的性染色体组成为XX或XY。常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核。②过程表示将早期胚胎移入受体,其过程为胚胎移植。(2)取供体动物的体细胞培养,一般选用传代10代以内的细胞,因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型,保证了供体细胞正常的遗传基础。超过10代继续培养,则其遗传物质(或核型)的稳定性会降低。(3)克隆动物的细胞核基因来自供体,因此大部分性状与供体相同,但细胞质基因来源于受体(或提供卵母细胞的个体),即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响,这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同。(4)克隆动物的培育采用的是核移植技术,核移植技术的原理是:已经分化的动物体细胞核具有全能性。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
4.(2015山东高考,36)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下:
(1)过程①采用的是细胞工程中的________________技术,过程②采用的是胚胎工程中的________________技术。
(2)体细胞进行体外培养时,所需气体主要有O2和CO2,其中CO2的作用是维持培养液(基)的__________。
(3)如果克隆过程中需进行基因改造,在构建基因表达载体(重组载体)时必须使用__________和__________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外,还需有__________基因,以便选出成功导入基因表达载体的细胞。
(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的__________。在一定条件下,胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体___(填“A”或“B”),则不会发生免疫排斥反应。
(体细胞)核移植
(早期)胚胎培养
pH
限制酶
DNA连接酶
标记
内细胞团
B
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)由流程图知,个体A提供去核卵母细胞,个体B提供体细胞核,二者通过①得到重组细胞,重组细胞经②得到囊胚,故①是核移植,②是早期胚胎培养。(2)动物细胞培养时,要通入含有5%CO2的空气,CO2的作用是维持培养液的pH。(3)构建基因表达载体时,要用同种限制酶切割目的基因和载体,再用DNA连接酶连接。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、复制原点、标记基因等,标记基因的作用是便于目的基因的检测和筛选。(4)胚胎干细胞是由早期胚胎或者原始性腺中分离出来的一类细胞,具有发育的全能性。囊胚中的内细胞团细胞为胚胎干细胞。图中获得的组织器官,其细胞的细胞核来自个体B,将所得组织器官移植给个体B,不会发生免疫排斥反应。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.受精过程中的“三大反应”和防止多精入卵受精的“两道屏障”
(1)顶体反应:精子膜和顶体外膜发生的一系列改变,释放顶体酶。
(2)透明带反应:在精子触及卵细胞膜的瞬间,会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应,它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
(3)卵细胞膜反应:精子入卵后,卵细胞膜拒绝其他精子再进入卵内,这是防止多精入卵受精的第二道屏障。
2.早期胚胎发育过程
受精卵―→卵裂期―→桑椹胚―→囊胚―→原肠胚。
3.胚胎的早期培养的培养液成分
“两盐”是无机盐、有机盐,“两素”是维生素、激素,“两酸”是氨基酸、核苷酸,天然成分是血清等物质。
4.胚胎移植的关键知识
(1)移植的胚胎必须在原肠胚之前。
(2)供体和受体必须是同种生物,并处于同一生理状态。
(3)胚胎移植的本质:产生胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。
5.克隆技术的两个应用
(1)治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞和组织用于治疗疾病。
(2)生殖性克隆是指将克隆技术用于生育,即用于产生人类个体。第十三单元综合测评
(建议用时:
35分钟)
1.如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。请回答:
(1)A→B利用的技术称为________,其中②过程需要热稳定的________酶才能完成。
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过C过程,该过程为构建________,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代,并能表达。
(3)上述流程示意图中,将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是________法,该方法一般________(填“适宜”或“不适宜”)用于将目的基因导入单子叶植物细胞中。
(4)从F→G的过程利用的主要技术为____________。如果抗虫基因导入成功,且与一条染色体的DNA整合起来,该转基因抗虫棉可视为杂合子,将该转基因抗虫棉自交,预计后代中抗虫植株占________。
2.某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamH
Ⅰ三种限制酶切割位点,它们的识别序列和黏性末端各不相同。质粒同时也含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示,请回答下列问题:
(1)将抗盐基因导入烟草细胞内,使烟草植株产生抗盐性状,这种变异属于________。
(2)如果将抗盐基因直接导入烟草细胞,一般情况下,烟草不会具有抗盐特性,原因是抗盐基因在烟草细胞中不能__________________________________________。
(3)在构建重组质粒时,应选用________和________两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割,以保证重组DNA序列的唯一性。
(4)基因工程中的检测筛选是一个重要的步骤。为筛选出导入了重组质粒的农杆菌,下图表示运用影印培养法(使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是否导入了农杆菌。
培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外,培养基A和培养基B分别还含有________、________。从检测筛选的结果分析,含有目的基因的是________(填数字)菌落中的细菌。为了确定抗盐烟草是否培育成功,既要用________标记的含抗盐基因的DNA片段作探针进行分子杂交检测,又要用____________的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。
(5)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用________技术,愈伤组织经________进而形成完整植株,此过程除营养物质外还必须向培养基中添加________。
3.肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员在体外利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制,其影响机理如图,请回答下列问题:
(1)利用基因工程技术抑制肺癌细胞的增殖过程中,还需使用____________技术。
(2)获取let-7基因后欲进行基因扩增应采用________技术,其依据的原理是____________。
(3)基因表达载体构建过程中需使用的工具有________________________________
____________。将基因表达载体导入肺癌细胞的常用方法是____________。
(4)根据图示分析,可从细胞中提取________进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中________(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量减少引起的。
4.二倍体哺乳动物体细胞不易进行基因操作和筛选,而生殖细胞已高度分化,不能在体外扩增培养。我国科学家建立了小鼠哺乳动物单倍体胚胎干细胞系,为基因操作找到了新的动物模型。过程如图所示,请据图回答:
(1)上图中构建的表达载体通过③过程通常采用的技术是____________技术,基因表达载体中能驱动基因转录出mRNA的特殊结构是____________。设计EcoRⅠ和BamHⅠ双酶切的目的是___________________________________________。
(2)单倍体胚胎干细胞取自囊胚的____________细胞,单倍体胚胎干细胞在体外培养的条件下,可以____________________。
(3)在①过程中,科学家采用两种策略来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎,一是向去核的卵母细胞中注射成熟精子,另一种方法是将刚受精后获得的合子中的________(填“雄原核”或“雌原核”)去除。
(4)④过程采用的技术手段是____________技术,由此可见,单倍体胚胎干细胞能够代替精子,使卵细胞成功“受精”,支撑小鼠胚胎的全程发育。
(5)⑥过程所用的技术是____________技术。
5.基因打靶技术是建立在基因同源重组技术以及胚胎干细胞技术的基础上而发展起来的一种分子生物学技术。结合图示回答问题。
注:neor是新霉素抗性基因;tk基因的表达可以使无毒的丙氧鸟苷代谢为毒性物质,导致细胞死亡。
(1)将目的基因和与细胞内靶基因同源的DNA片段都重组到________上,构建打靶载体(基因表达载体)。
(2)打靶载体测序验证正确后,利用________酶,将之线性化,以提高重组率。通过________技术将打靶载体导入胚胎干细胞,这样打靶载体和与细胞内靶基因同源的区段就有机会发生同源重组。
(3)为了筛选发生同源重组的细胞,可在培养液中加入________________。最后还需要通过________________技术鉴定同源重组的细胞(去除靶基因),将这样的细胞通过____________培养后,获得大量打靶成功的细胞。其中,暂时不用的细胞进行液氮(或冷冻)保存。
(4)将打靶成功的细胞注射入小鼠囊胚,移植到同种、________的母鼠体内,一段时间后对受体母鼠进行________检查,确保其生下嵌合小鼠。这种嵌合体小鼠长大后,体内同时存在被“修饰”过的基因和未被“修饰”的基因。如果某些小鼠的________(填“体细胞”或“生殖细胞”)恰巧被“修饰”过了,则它们的杂交后代中,就可能出现基因完全被“修饰”过的小鼠。
6.回答下列问题:
(1)若想利用植物组织培养技术获得突变体,应用物理诱变或化学诱变的方法处理________(填相应结构)。若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则通过植物体细胞杂交技术获得的“番茄-马铃薯”细胞内含________条染色体。
(2)SRY—PCR是对移植前的人胚胎进行性别鉴定的技术,需从被测胚胎的____________中取出几个细胞,
以Y染色体上SRY基因(性别决定基因)的一段序列作引物,用被测胚胎DNA作模板进行PCR扩增。如果某早期胚胎检测结果为阳性,则可判断该胚胎发育成的个体性别是________。
(3)生物技术是一把双刃剑,由于科学发展水平的限制,在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果,引发了人们在食物安全、生物安全和________安全三个方面的激烈争论。
(4)为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术,而2002年,英国一对夫妇通过设计试管婴儿,利用新生儿脐带血中造血干细胞,挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是设计试管婴儿技术________________。
(5)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理
、____________、物种多样性原理、整体性原理及____________。
7.我国科学工作者已经成功培育了转基因抗虫棉,从而减少了农药的使用,减少了水土污染。
(1)在培育转基因抗虫棉时,最关键的技术环节是____________,其作用是使目的基因在受体细胞中稳定存在,复制并且表达。选取受体细胞,一般用________细胞,将目的基因导入植物受体细胞的常用方法是________,导入受体细胞后还需要采用________技术培育成抗虫植株。
(2)转基因操作工具之一是限制性核酸内切酶,该酶所具有的特异性具体表现在:一种限制酶只能____________________。当限制酶的切割位点在识别序列中轴线的两侧时,切割产生的是________末端。
(3)桑基鱼塘生态农业模式将蚕粪喂鱼,塘泥肥田,提高了经济效益,也有良好的生态效益,但这种模式并不适合全国各地,只有在南方降水较多,气候温暖的地区才适用。以上表述体现了生态工程的____________________原理。
第十三单元综合测评
1.(1)PCR DNA聚合
(2)基因表达载体
(3)农杆菌转化 不适宜
(4)植物组织培养 3/4
【解析】(1)A→B利用的技术称为PCR,其中②过程需要热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)才能完成。(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过C过程,该过程为构建基因表达载体(重组DNA),其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代,并能表达。(3)上述流程示意图中,将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是农杆菌转化法,该方法一般不适宜用于将目的基因导入单子叶植物细胞中。(4)F→G的过程利用的主要技术为植物组织培养,欲确定抗虫基因在G体内是否表达,在个体水平上需要做抗虫接种实验,如果抗虫基因导入成功,且与一条染色体的DNA整合起来,该转基因抗虫棉可视为杂合子(用Gg表示),将该转基因抗虫棉自交,预计后代中抗虫植株G_占3/4。
2.(1)基因重组
(2)稳定存在并表达
(3)SalⅠ HindⅢ
(4)氨苄青霉素 四环素(氨苄青霉素和四环素) 4和6 放射性同位素 一定浓度的盐水浇灌烟草植株(将烟草植株移栽到盐碱地中)
(5)植物组织培养 再分化 植物激素(生长素和细胞分裂素)
【解析】(1)基因工程的原理是基因重组。(2)将抗盐基因直接导入烟草细胞,一般情况下,烟草不会具有抗盐特性,原因是抗盐基因在烟草细胞中不能复制,也不能表达,即不能转录和翻译成相应的蛋白质。(3)用SalⅠ和HindⅢ两种限制酶对质粒和目的基因进行切割时,可保证重组DNA序列的唯一性。(4)用SalⅠ和HindⅢ两种限制酶对质粒进行切割时,会破坏四环素抗性基因,但不会破坏氨苄青霉素抗性基因,因此导入重组质粒的农杆菌能在含有氨苄青霉素的培养基上生存,但不能在含有四环素的培养基上生存,所以培养基A和培养基B分别含有氨苄青霉素、四环素,含目的基因的是4和6菌落中的细菌。探针是指用放射性同位素标记的目的基因(抗盐基因)。除了从分子水平上进行检测,还可以从个体水平上进行鉴定,即用一定浓度的盐水浇灌烟草植株来鉴定烟草的耐盐性。(5)将转入抗盐基因的烟草细胞培育成完整的植株需要用植物组织培养技术,愈伤组织经再分化进而形成完整植株,此过程除营养物质外还必须向培养基中添加相应的植物激素。
3.(1)动物细胞培养
(2)PCR DNA双链复制
(3)限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA连接酶、运载体 显微注射法
(4)RNA(或mRNA) RAS蛋白
4.(1)显微注射 启动子 防止质粒自身环化
(2)内细胞团 增殖而不发生分化
(3)雌原核
(4)动物细胞融合
(5)胚胎移植
5.(1)载体(或质粒)
(2)限制 显微注射
(3)新霉素和丙氧鸟苷 DNA分子杂交 动物细胞(或克隆)
(4)生理状态相同(或经同期发情处理) 妊娠 生殖细胞
【解析】(1)构建打靶载体(基因表达载体),需要将目的基因和与细胞内靶基因同源的DNA片段都重组到载体(或质粒)上。(2)将环状的打靶载体线性化,需利用限制酶进行切割,通过显微注射技术将其导入胚胎干细胞。(3)在同源重组时,tk基因将被切除而丢失,但新霉素抗性基因得以保留且结构完整,所以为了筛选发生同源重组的细胞,可在培养液中加入新霉素和丙氧鸟苷。鉴定去除靶基因的同源重组的细胞,可通过DNA分子杂交技术。将这样的细胞通过动物细胞培养后,获得大量打靶成功的细胞。(4)胚胎移植时,需将含有打靶成功细胞的囊胚移植到同种、生理状态相同(或经同期发情处理)的母鼠体内,一段时间后对受体母鼠进行妊娠检查,确保其生下嵌合小鼠。生殖细胞参与新个体的形成过程,如果某些小鼠的生殖细胞恰巧被“修饰”过了,则它们的杂交后代中,就可能出现基因完全被“修饰”过的小鼠。
6.(1)愈伤组织 m+n
(2)滋养层 男性
(3)
环境
(4)胚胎移植前需要进行遗传学诊断
(5)协调与平衡原理 系统学和工程学原理
【解析】(1)若想利用植物组织培养技术获得突变体,应用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织。若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则通过植物体细胞杂交技术获得的“番茄-马铃薯”细胞内含m+n条染色体。(2)SRY-PCR是对移植前的人胚胎进行性别鉴定的技术,需从被测胚胎的滋养层中取出几个细胞,以Y染色体上SRY基因(性别决定基因)的一段序列作引物,用被测胚胎DNA作模板进行PCR扩增。如果某早期胚胎检测结果为阳性,则可判断该胚胎发育成的个体性别是男性。(3)生物技术是一把双刃剑,由于科学发展水平的限制,在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不到的后果,引发了人们在食物安全、生物安全和环境安全三个方面的激烈争论。(4)为解决不孕夫妇的生育问题而出现了试管婴儿技术,而2002年,英国一对夫妇通过设计试管婴儿,利用新生儿脐带血中造血干细胞,挽救患地中海贫血症的男孩。这两项技术的区别是设计试管婴儿技术胚胎移植前需要进行遗传学诊断。(5)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、物种多样性原理、整体性原理及系统学和工程学原理。
7.(1)基因表达载体的构建 体 农杆菌转化法 植物组织培养
(2)识别特定的核苷酸(DNA)序列,并在特定的位点切割 黏性
(3)物质循环再生以及协调与平衡
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5第八单元综合测评
一、选择题
1.下图表示人体中部分体液的关系图,则下列叙述不正确的是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-35.tif"
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MERGEFORMAT
A.过程2、6受阻时,会引起组织水肿
B.乙表示组织液,丁表示血细胞内液
C.T细胞、B细胞可以存在于甲和丙中
D.丁中O2浓度不可能比甲中的高
2.(2017内蒙古鄂尔多斯一中期中,28)下图甲所示为三个神经元及其联系,图乙为突触结构,在a、d两点连接一个灵敏电流计(ab=bd),下列说法正确的是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-36.tif"
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MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-36.tif"
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MERGEFORMATINET
A.刺激图甲中②处,可以测到电位变化的有①③④⑤⑥
B.在突触处完成“化学信号→电信号→化学信号”的转变
C.刺激图乙b、c点,灵敏电流计指针各偏转1、2次
D.若抑制该图中细胞的呼吸作用,不影响神经兴奋的传导
3.(2017河南师大附中月考,5)如图表示神经纤维在静息和兴奋状态下K+跨膜运输的过程,其中甲为某种载体蛋白,乙为通道蛋白。该通道蛋白是横跨细胞膜的亲水性通道,具有离子选择性。下列有关分析正确的是( )
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-37.TIF"
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MERGEFORMAT
A.K+均以主动运输方式进出细胞
B.a侧为神经细胞膜的内侧,b侧为神经细胞膜的外侧
C.神经纤维上静息电位的产生主要是K+经乙外流的结果
D.运输K+的载体蛋白甲和通道蛋白乙也都能运输Na+
4.(2017河南新乡一中周练,42)某种突触传递兴奋的机制为:当兴奋传至突触小体时,引起突触小泡与突触前膜融合并释放去甲肾上腺素(简称NE),在突触间隙中,NE将发生如图所示的结合或摄取。下列分析中错误的是( )
A.突触前膜和后膜均能摄取NE,但不能说明兴奋可以双向传递
B.NE是一种神经递质,突触前膜释放NE需要受体
C.NE作用于突触前膜后抑制NE的释放属于反馈调节
D.NE与突触后膜受体结合后将引发后膜电位变化
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-38.tif"
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MERGEFORMAT
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-38.tif"
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MERGEFORMATINET
5.(2017湖南岳阳华容一中月考,20)人体内环境稳态的维持依赖复杂的调节机制,下图为人体内体温调节和水平衡调节的部分过程示意图,以下分析正确的是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-39.tif"
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MERGEFORMAT
A.图中c代表促甲状腺激素,c含量过高时会反馈抑制激素b的分泌
B.X代表甲状腺,激素d的主要靶器官除图示外还包括垂体、下丘脑
C.图中e在下丘脑合成,人体血浆渗透压降低时会导致其分泌量增加
D.炎热环境中,机体通过神经调节促进皮肤血管舒张使散热大于产热
6.(2017河北保定摸底,25)下图所示为神经系统和内分泌系统之间的联系,①、②、③、④代表相关激素,下列说法正确的是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-40.tif"
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MERGEFORMAT
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-40.tif"
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MERGEFORMATINET
A.激素①只能运输到垂体并作用于垂体
B.激素②既能促进甲状腺的分泌,又能促进下丘脑的分泌
C.寒冷环境下血液中激素①②③④的量均增加
D.体内渗透压较高时激素④可促进肾小管和集合管对水分的重吸收
7.将空腹的大鼠置于冷水中,下列有关冷水刺激对大鼠生理功能的影响预期,错误的是( )
A.实验大鼠下丘脑体温感觉中枢兴奋,产生冷觉
B.实验大鼠皮肤冷觉感受器兴奋,皮肤毛细血管收缩,减少散热
C.实验大鼠甲状腺激素分泌增加,细胞代谢加快,增加产热
D.实验大鼠胰高血糖素分泌增加,促进肝糖原分解,血糖升高
8.(2017河北冀州中学期中,17)研究人员构建了用特定光束激活X神经元的小鼠模型,以研究X神经元对水平衡的调节作用。用三组模型小鼠进行了如下实验,开始光刺激后,测量15分钟内的饮水量,结果如图。下列分析错误的是( )
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-41.tif"
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MERGEFORMAT
A.X神经元应位于下丘脑的水平衡的调节中枢
B.实验中的A组比B组小鼠释放的抗利尿激素多
C.A组实验小鼠的下丘脑产生渴觉导致饮水增加
D.光激活X神经元所诱导的饮水与口渴程度无关
二、非选择题
9.图甲为影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程,图乙为人体内某些信息分子作用的示意图,a、b、c、d表示信息分子。请据图回答下列问题:
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-43.tif"
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MERGEFORMAT
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K8-43.tif"
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MERGEFORMATINET
(1)甲图中“刺激X→下丘脑→胰岛A细胞→分泌激素”属于______(填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)。图中的靶细胞主要是______,如果靶细胞膜上的相关受体被自身免疫系统破坏,则血糖浓度会________(填“高于”或“低于”)正常数值,从免疫学的角度看该疾病属于________。
(2)如果小鼠的下丘脑被破坏,据甲图可知,小鼠的血糖调节能力会不会完全丧失?________,理由是_________________________________________________________。
(3)乙图中信息分子a、b、c、d分别是__________。“b→下丘脑→骨骼肌战栗”属于________(“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)。
10.幼年时促性腺激素释放激素(GnRH)的分泌或受“环境激素”的影响,会引起儿童的性早熟。请回答以下问题:
(1)促性腺激素释放激素由________分泌,当它与垂体细胞膜上的受体结合后,会引起垂体释放________增加。
(2)目前治疗此类性早熟的方法是给患儿注射促性腺激素释放激素缓释剂,其原理是促性腺激素释放激素能持续作用于受体,从而使其对GnRH不敏感,进而使垂体分泌相应激素的过程受抑制,最终使________水平显著下降。但此治疗方案可能会引起儿童生长缓慢,主要是因为垂体分泌的________也会减少。
(3)研究表明雌性激素能增强免疫力,但会加重重症肌无力的症状,其生理过程如下图:
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\M1.tif"
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MERGEFORMAT
由图可知,雌性激素能促进________的增殖和分化,最终使________的产量大大提高,从而导致________(“兴奋性”或“抑制性”)递质Ach无法发挥作用,引起肌肉无法收缩,加重重症肌无力的症状。
11.人体的免疫应答过程和免疫应答水平必须适应免疫防御和维持体内稳态的需要,这要通过精确的免疫调节来实现。请回答下列问题:
(1)抗原是能够引起机体产生________的物质。大多数病原体进入人体,经过________细胞内________中的酶处理,暴露出这种病原体特有的抗原。B细胞受到刺激后,增殖、分化为记忆细胞和________细胞,从而产生相应的抗体;机体中某些物质可与抗原竞争免疫细胞表面的受体,但这些物质与受体结合后不能引起免疫应答,由此可以推断抗原的________可以影响免疫应答的强度。
(2)抗体主要存在于________中。为验证已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用,研究人员用家兔进行了以下实验。
A组处理:注射抗原。
B组处理:注射等量同种抗原,约50
d后,抽出部分血液同时补充等量________(填“含同种抗原的血液”或“不含抗原的血液”)。每日测定家兔体内相应的抗体浓度,结果如下。
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MERGEFORMAT
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由上述实验可以证明已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用,可能的原因是B细胞表面存在________,使一定条件下抗体可以与B细胞结合,从而抑制B细胞的功能,导致抗体分泌减少。这种抗体分泌的调节方式属于________调节机制。人体内还有一种抗体调节的方式,当体内抗体浓度升高时,通过________结合,使得与B细胞结合的抗原减少,导致抗体分泌量也下降。
(3)通过抗原和抗体等的共同调节,免疫系统得以正常运作。如果调节异常,淋巴细胞可能会________,从而导致淋巴瘤(一种恶性肿瘤)的发生。
第八单元综合测评
一、选择题
1.
D 【解析】据图分析,乙表示组织液,甲表示血浆,丙表示淋巴液,丁表示血细胞内液。当2、6受阻时,组织液中的液体不能进入血浆和淋巴,积聚过多会引起组织水肿。组织液与血浆之间可双向交换,组织液可进入淋巴,淋巴不能进入组织液,血浆与血细胞内液间是双向交换。淋巴可进入血浆,淋巴细胞可存在于淋巴和血浆中。O2由红细胞运输,当丁表示红细胞时,丁中O2浓度比甲中的高。
2.
A 【解析】兴奋在神经纤维上是以电信号形式传导的,是双向的;在神经元之间是通过神经递质的形式传递的,是单向的,因此刺激图中②处,兴奋可以传到①③④⑤⑥处。在突触处完成“电信号→化学信号→电信号”的转变。图乙b处有突触小泡,a、b点在上一个神经元上,c、d点在后一个神经元上,刺激b点时,由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的,并且ab=bd,b和c之间有突触,所以a处先兴奋,指针偏转一次,d处后兴奋,指针又偏转一次;刺激c点时,由于兴奋在突触处不能逆向传递,a点不产生神经冲动,d点可产生神经冲动,所以指针偏转一次。兴奋的传导是一个消耗能量的过程,抑制细胞的呼吸作用,会影响神经兴奋的传导。
3.
C 【解析】K+进入细胞的方式是主动运输,但出细胞的方式为协助扩散,A错误;静息状态下,K+外流,其方式是协助扩散,由高浓度到低浓度,因此a侧为神经细胞膜的外侧,b侧为神经细胞膜的内侧,B错误;静息状态下,K+外流,形成内负外正的静息电位,C正确;载体蛋白具有专一性,通道蛋白乙不能运输Na+,D错误。
4.
B 【解析】突触前膜和后膜均能摄取NE,但前膜摄取NE仅仅是反馈调节突触前神经元对NE的释放,不能传递兴奋,因此不能说明兴奋可以双向传递,A正确;NE是一种神经递质,以胞吐的方式从突触前膜释放到突触间隙,不需要受体,B错误;NE与突触前膜受体结合,进而抑制突触前膜释放NE,这属于反馈调节,C正确;神经递质与突触后膜受体特异性结合后,会导致突触后膜电位发生变化,D正确。
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5.
B 【解析】依题意并结合图示分析可知:b表示促甲状腺激素释放激素,c代表促甲状腺激素,d代表甲状腺激素,d含量过高时会反馈抑制激素b的分泌,A错误;X代表甲状腺,激素d即甲状腺激素随血液运输到全身,几乎作用于体内所有的细胞,因此激素d的主要靶器官除图示外还包括垂体、下丘脑,B正确;图中e为抗利尿激素,在下丘脑合成,人体血浆渗透压升高时会导致其分泌量增加,C错误;炎热环境中,机体通过神经调节促进皮肤血管舒张,增加散热,但散热量与产热量仍然保持动态平衡,D错误。
6.
D 【解析】激素①促甲状腺激素释放激素可以运输到全身各处并作用于垂体,A错误;激素②促甲状腺激素能促进甲状腺的分泌,但不能促进下丘脑的分泌,B错误;寒冷环境中激素①②③增多,由于寒冷时出汗少,细胞外液渗透压低,体中抗利尿激素分泌减少,即④减少,C错误;体内渗透压较高时激素④抗利尿激素可促进肾小管和集合管对水分的重吸收,D正确。
7.
A 【解析】实验大鼠大脑皮层体温感觉中枢兴奋,产生冷觉,A错误;低温下,实验大鼠皮肤冷觉感受器兴奋,皮肤毛细血管收缩,减少散热,B正确;低温下,大鼠甲状腺激素分泌增加,细胞代谢加快,增加产热,C正确;大鼠胰高血糖素分泌增加,促进肝糖原分解,血糖升高,以促进产热,D正确。
8.
C 【解析】由图分析可知X神经元对水平衡具有调节作用,而下丘脑是水平衡调节中枢,所以X神经元应位于下丘脑的水平衡调节中枢,A正确;实验中的A组进行了48小时限水处理,细胞渗透压会升高,所以比B组释放抗利尿激素多,B正确;产生渴觉的是大脑皮层,C错误;由图分析可知无论是否限水只要用光处理激活X神经元时饮水量都增加,D正确。
二、非选择题
9.
(1)神经调节 肝细胞 低于 自身免疫病 (2)不会 血糖浓度变化可直接刺激胰岛细胞分泌相关激素 (3)促甲状腺激素、神经递质、抗利尿激素、胰岛素(顺序不能颠倒) 神经调节
【解析】(1)下丘脑受到刺激后,产生的兴奋经传出神经传至胰岛A细胞,使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,该过程类似于非条件反射过程,其中胰岛A细胞相当于效应器。胰岛A细胞分泌的胰高血糖素主要作用于肝细胞,促进肝细胞中肝糖原的分解。胰高血糖素作用于靶细胞首先要与细胞膜上的受体结合,否则不能发挥作用,因此如果受体被自身免疫系统破坏,则血糖浓度会低于正常值。免疫系统破坏自身的结构属于自身免疫病。(2)从甲图中可以看出,血糖变化除了刺激下丘脑外,还可以直接刺激胰岛A细胞,所以下丘脑被破坏后血糖调节能力降低但不会完全丧失。(3)信息分子a可促进甲状腺激素的分泌,所以是促甲状腺激素;信息分子b可以引起下丘脑进一步调节使骨骼肌战栗,该过程属于神经调节,所以信息分子b属于神经递质;信息分子c作用于肾小管和集合管,从而使细胞外液渗透压降低,所以该信息分子为抗利尿激素;信息分子d作用于组织细胞,使血糖浓度降低,该信息分子为胰岛素。
10.
(1)下丘脑 促性腺激素 (2)性激素 生长激素 (3)B细胞 Ach受体抗体 兴奋性
【解析】(1)促性腺激素释放激素由下丘脑分泌,当它与垂体细胞膜上的受体结合后,会引起垂体释放促性腺激素增加。(2)促性腺激素释放激素能持续作用于受体,从而使其对GnRH不敏感,进而使垂体分泌相应激素的过程受抑制,最终使性激素水平显著下降,因此给患儿注射促性腺激素释放激素缓释剂,能达到治疗性早熟的结果。垂体也分泌生长激素,当垂体分泌活动受阻时,垂体分泌的生长激素也会减少,因此此治疗方案可能会引起儿童生长缓慢。(3)由图可知,雌性激素能促进B细胞的增殖和分化,最终使Ach受体抗体的产量大大提高,从而导致兴奋性递质Ach无法发挥作用,引起肌肉无法收缩,加重重症肌无力的症状。
11.(1)特异性免疫反应 吞噬 溶酶体 浆 浓度 (2)血浆
不含抗原的血液 抗体受体 反馈 抗体与抗原 (3)分裂失控(无限增殖)
【解析】(1)抗原是能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。大多数病原体进入人体,经过吞噬细胞内溶酶体中的酶处理,暴露出这种病原体特有的抗原,刺激相应的B细胞或T细胞。B细胞受到刺激后,增殖、分化为记忆细胞和浆细胞,浆细胞可产生相应的抗体;机体中某些物质可与抗原竞争免疫细胞表面的受体,由此可以推断抗原的浓度(数量)可以影响免疫应答的强度。(2)抗体是分泌蛋白,主要存在于血浆中。据图可知,B曲线50
d后抗体浓度降低,因此抽出部分血液后补充的是等量不含抗原的血液;之后B曲线抗体浓度上升并高于A组,说明已存在的抗体会对同种抗体的产生有抑制作用。原因可能是B细胞表面存在抗体受体,当抗体浓度较高时,抗体可与B细胞表面的抗体受体结合,从而抑制B细胞产生抗体,因此这种调节方式属于(负)反馈调节机制。“抗原减少”是抗体与之结合的结果,抗原减少后B细胞受到的刺激减弱,因此抗体分泌量也会下降。(3)恶性肿瘤即癌变,癌细胞能无限增殖,是导致恶性肿瘤的原因。(共36张PPT)
第八单元
动物和人体生命活动的调节
第1讲
人体的内环境和稳态
1.体液的组成
细胞外液
细胞内液
2.内环境的概念及各组成成分之间的相互关系
(1)概念:由__________构成的液体环境。
(2)写出内环境3种成分之间的转化关系:____________________
细胞外液
(3)几种细胞生活的内环境举例(连一连):
①组织细胞
a.血浆
②毛细血管壁细胞
b.淋巴、血浆
③毛细淋巴管壁细胞
c.组织液
④血细胞
d.血浆、组织液
⑤淋巴细胞
e.淋巴、组织液
①-c ②-d ③-e ④-a ⑤-b
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.内环境的成分
(1)血浆的成分:含量约90%是________,约7%~9%是________,约1%是________,类似于海水,这在一定程度上反映了生命起源于________;血液运送的物质:各种营养物质、________、________、激素等。
(2)组织液、淋巴、血浆成分的异同点:成分和含量相近,最主要的差别在于血浆中含有较多的________,组织液和淋巴中含量很少。
4.内环境的理化性质
(1)渗透压:血浆渗透压大小主要与_____________________________________
的含量有关,____________________,渗透压越大。
(2)酸碱度:正常人血浆近中性,pH为________。血浆pH之所以保持稳定,与它含有____________________等离子有关。
(3)温度:人体细胞外液的温度一般维持在________。
水
蛋白质
无机盐
海洋
代谢废物
气体
蛋白质
无机盐、蛋白质
溶质微粒数目越多
7.35~7.45
HCO3-、HPO42-
37
℃左右
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.内环境的作用
内环境是体内细胞与外界环境进行____________的媒介。完善下图所示内容:
物质交换
呼吸
泌尿
6.完善内环境稳态的概念模式图
体液
免疫
7.35~7.45
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
7.内环境稳态的实质和调节机制
8.稳态的意义
机体进行正常生命活动的________。
(1)________是维持组织细胞结构与功能的重要因素。
(2)适宜的________和________是酶正常发挥催化作用的基本条件。
(3)正常的________和________是供给机体所需能量的重要保障。
理化性质
神经—体液—免疫
神经和体液
免疫
一定限度
必要条件
渗透压
体温
pH
血糖水平
氧气含量
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.体内的液体环境等同于内环境吗?
2.下面三幅图为内环境组成及调节机制,依图回答问题。
(1)甲图中,A、B、C、D分别代表什么?若图中a、b、c分别为A与B、B与C及B与D间间隔的“屏障”,a、b、c分别代表什么?若D液体需经d过程注入C液体,则d代表什么?
(2)乙图中,a液、b液、c液、d液依次对应图甲的哪些字母?结构2的管壁细胞生活的内环境是什么?长期蛋白质营养不足会导致a液渗透压发生何种变化?
(3)丙图中,若A、B是相应调节系统,a、b、c为相应信息分子,则A、B、a、b、c分别代表什么?
1.不是。体内液体环境包括细胞内液和细胞外液,细胞外液为内环境。
2.(1)细胞内液、组织液、血浆、淋巴;细胞膜、毛细血管壁、毛细淋巴管壁;淋巴循环。
(2)C、D、B、A;淋巴、组织液;下降。
(3)免疫系统、内分泌系统、淋巴因子、神经递质、激素。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017山东实验中学一诊,10)下列有关人体内环境的叙述,正确的是( )
A.血液、组织液、淋巴是体内细胞直接生存的主要液体环境,构成了人体内环境的主体
B.内环境是细胞代谢的主要场所,因此理化性质需要保持相对稳定
C.内环境成分中含有CO2、尿素、糖原、神经递质等
D.抗原与抗体的特异性结合主要发生在内环境中
【解析】血液包括血浆和血细胞两部分,其中的血浆属于人体内环境,A错误;细胞代谢的主要场所是细胞,而不是内环境,B错误;糖原主要存在于肝细胞和肌细胞内,内环境中没有糖原,C错误;抗原与抗体的特异性结合主要发生在内环境中,D正确。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下表为人体细胞外液和细胞内液的物质组成和含量的测定数据,下列相关叙述不正确的是( )
A.②属于血浆,其渗透压大小主要与血浆中无机盐及蛋白质的含量有关
B.③属于组织液,②的蛋白质含量减少将导致③增多
C.④属于细胞内液,因为其含有较多的蛋白质、K+等
D.由于多种因素的调控,人体细胞外液的理化性质是稳定不变的
【解析】Na+主要存在于细胞外液中,K+主要存在于细胞内液中;血浆中蛋白质含量比组织液和淋巴中蛋白质含量高很多,因此可以判断②和③属于细胞外液,②中蛋白质含量较高,属于血浆;④含有较多的K+,并且含有较多蛋白质,因此属于细胞内液。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017河北定州月考,24)如图表示人体内的细胞与外界环境进行物质交换的过程,下列叙述错误的是( )
A.若某人长期营养不良,将会导致①渗透压降低,②增多
B.从外界环境摄入的K+进入细胞的途径为:外界环境→消化系统→A→①→②→组织细胞
C.若①中无机盐浓度过高,下丘脑分泌的抗利尿激素将增多
D.淋巴细胞生活的内环境只有③
D
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
【解析】根据图中双向箭头可判断:①为血浆,②为组织液,③为淋巴,若某人长期营养不良,会导致血浆蛋白合成不足,血浆渗透压降低,组织液增多,A正确;K+从食物中获得,食物中的K+首先进入消化道,被小肠上皮细胞吸收进入血浆,随血液循环运输到全身组织,然后由血浆进入组织液,最后进入组织细胞,B正确;血浆中无机盐浓度过高,会导致细胞外液渗透压升高,下丘脑分泌的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,使细胞外液渗透压降低,C正确;淋巴细胞主要分布在血液、淋巴中,所以其生活的内环境有血浆、淋巴,D错误。
知识突破
真题感悟
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4.如图是人体内局部组织细胞与内环境进行物质交换的示意图,①⑥处的箭头表示血液流动方向。下列相关叙述正确的是( )
A.图中②④⑤共同构成人体的内环境
B.当⑤处的渗透压升高时,则会引起垂体分泌的抗利尿激素增加
C.分布于③④⑤的免疫反应都属于特异性免疫
D.若图为胰岛组织,饭后一小时,①处的胰岛素浓度比⑥处低
【解析】图中②③④⑤分别为细胞内液、淋巴、组织液、血浆,其中③④⑤共同构成人体的内环境,A错误;当⑤处的渗透压升高时,则会引起下丘脑分泌的抗利尿激素增加,B错误;参与人体免疫功能的第二道防线也在内环境中发挥作用,C错误;若图为胰岛组织,饭后一小时,机体处于高血糖状态,胰岛素的分泌量有所上升,故①处的胰岛素浓度比⑥处低,D正确。
D
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5.(2017河北定州中学周练,6)内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。下图是人体内环境稳态调节的概念图,相关说法不正确的是( )
A.甲、乙表示体液调节和免疫调节,丙、丁表示体温和酸碱度
B.维持内环境稳态的基础是人体各器官、系统协调一致地正常运行
C.内环境稳态是指内环境的化学成分和理化性质保持不变
D.血浆pH的相对稳定与内环境中的HCO3-、HPO42-等离子有关
【解析】神经调节、体液调节、免疫调节是内环境稳态的主要调节机制;内环境的主要理化性质包括渗透压、温度和酸碱度。人体各器官、系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础。内环境稳态不是指内环境的化学成分和理化性质保持不变,而是指内环境的化学成分和理化性质保持相对稳定状态。
C
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
6.(2017陕西西安中学期中,6)如图为机体调节示意图。下列叙述正确的是( )
A.人体清除衰老细胞体现的是图中②免疫系统的防卫功能
B.图中③神经系统均直接控制内分泌腺的活动
C.坎农提出人体内环境稳态的维持是神经—体液—免疫调节的结果
D.血糖调节的主要途径是①④⑥⑤
【解析】人体清除衰老细胞体现的是免疫系统的清除功能;神经系统可直接或间接调控内分泌腺的活动;神经—体液—免疫调节网络是目前普遍认为的维持内环境稳态的调节机制;血糖调节主要是通过血糖浓度的升降刺激胰岛细胞分泌胰岛素或胰高血糖素来实现的。
D
知识突破
真题感悟
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1.巧判四种体液的名称
(1)巧用单箭头识别四种体液
知识突破
真题感悟
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2.判断内环境成分的两个技巧
“一看”:看是否属于血浆、组织液或淋巴中的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、O2、CO2、激素、代谢废物等)。若是则一定属于内环境的成分。
“二排除”:排除不属于内环境的成分。
(1)细胞内特有的物质:如血红蛋白、胞内酶(呼吸酶、RNA聚合酶、解旋酶等)。
(2)细胞膜上的成分:如载体、受体等。
(3)与外界环境相通的液体成分:如消化液、尿液、泪液、汗液等中的成分。
(4)不能被人体吸收的物质:如纤维素、麦芽糖等。
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真题感悟
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1.体温调节
(1)体温恒定的原理
机体产热量=散热量,也就是说体温恒定的原理是机体产热量与散热量保持__________。
(2)体温调节过程图解
(2)神经—体液 神经 减少或停止 战栗
动态平衡
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真题感悟
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2.水盐平衡的调节
(1)调节中枢:________。
(2)调节方式:________调节。
(3)相关激素:在水分调节中起主要作用的激素是________,它是由________产生,由________释放的,作用是促进
________
对水分的重吸收,从而使排尿量减少。与盐平衡调节有关的激素是醛固酮,能促进肾小管对钠离子的重吸收。
(4)调节过程:
(4)渗透压
渴觉
抗利尿激素
肾小管和集合管
下丘脑
神经—体液
抗利尿激素
下丘脑
垂体
肾小管和集合管
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真题感悟
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【教材深挖】
1.无论是体温调节还是水盐调节,都是在什么调节机制下进行的?体温或水盐调节的能力是不是无限的?
2.下图表示的是体温调节和水盐调节过程示意图,依图分析下列问题。
(1)图中字母表示的分别是什么激素?
(2)在体温调节过程中,与激素c具有协同作用的激素是什么?
(3)在寒冷环境中,皮肤会发生怎样的变化?
1.都是在神经—体液调节下进行的;调节能力都是有限的。
2.(1)a是促甲状腺激素释放激素,b是促甲状腺激素,c是甲状腺激素,d是抗利尿激素。 (2)肾上腺素。 (3)汗腺分泌减少、毛细血管收缩、立毛肌收缩等。
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1.(2017河北衡水枣强中学月考,16)下图是正常人体处在温度变化的环境中,机体散热量变化曲线图。据图分析,下列说法中不正确的是( )
A.t3~t4时段,产热量等于散热量
B.t1~t2时段,散热量增加是由于人体体温与环境温度的温差增大造成的
C.t2~t3时段,散热量减少,这是体温调节的结果
D.t3~t4时段的散热量大于O~t1时段,t3~t4时段的体温低于O~t1时段
D
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【解析】根据曲线图分析可知,t3~t4时段,产热量等于散热量,A正确;根据曲线图分析可知,t1~t2时段,散热量增加是由于人体体温与环境温度的温差增大造成的,B正确;根据曲线图分析可知,t2~t3时段,散热量减少,这是体温调节的结果,C正确;根据曲线图分析可知,t3~t4时段的散热量大于O~t1时段,但t3~t4时段的体温等于O~t1时段,D错误。
2.(2017湖北武汉外国语学校期中,4)如图表示寒冷环境中的体温调节过程,下列相关叙述中,正确的是( )
A.感受外界环境温度变化的感受器和体温调节中枢都在下丘脑中
B.甲的含义是汗腺分泌减少,毛细血管舒张
C.如果乙表示激素的作用,则主要是甲状腺激素和肾上腺素
D.如果丙表示相关骨骼肌的活动,则通过战栗增加无氧呼吸的强度
【解析】感受环境温度变化的感受器在皮肤,体温调节中枢在下丘脑中,A错误;毛细血管舒张会增加散热,B错误;寒冷环境中,通过下丘脑等神经结构的调节,甲状腺激素和肾上腺素分泌均增加,以增加产热过程,C正确;骨骼肌产热主要通过有氧呼吸过程,D错误。
C
3.(2017陕西西安中学期中,20)下图表示水盐调节的部分过程。下列相关叙述中错误的是( )
A.图中的甲是饮水不足、机体失水过多或吃的食物过咸
B.乙、丙、丁分别是下丘脑、大脑皮层、肾小管和集合管
C.图中所示过程既有神经调节也有体液调节
D.渴感在大脑皮层中产生,所以水盐调节中枢在大脑皮层中
【解析】由于甲引起的变化是渗透压升高,所以甲可能是饮水不足、机体失水过多或吃了过咸的食物,A正确;渗透压感受器在下丘脑中,所以乙是下丘脑;渴感在大脑皮层中产生,所以丙是大脑皮层;抗利尿激素作用于肾小管和集合管,所以丁是肾小管和集合管,B正确;图中所示过程既有神经调节也有体液调节,C正确;渴感虽然在大脑皮层中产生,但水盐调节中枢在下丘脑中,D错误。
D
4.(2017河南周口西华一中月考,12)如图所示为人体体温调节示意图,根据图示过程判断下列叙述错误的是( )
A.当机体受到炎热刺激时,机体主要依靠D、E和F散热
B.当机体受到寒冷刺激时,机体可通过B→C→G完成调节
C.D途径主要是依靠骨骼肌的细胞呼吸完成的
D.人体体温调节的过程属于神经—体液调节
【解析】当机体受到炎热刺激时,机体主要依靠E、F和呼吸途径散热,A错误;当机体受到寒冷刺激时,机体通过冷觉感受器,感受刺激通过传入神经传到体温调节中枢,体温调节中枢分析综合后,通过传出神经支配内分泌腺的活动,增强后者的活动以增加产热,B正确;骨骼肌产热主要是通过细胞呼吸来实现的,C正确;人体的体温调节是神经和体液调节,以神经调节为主,D正确。
A
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必记必辨通关
1.体温调节过程中产热和散热分析策略
(1)体温调节中枢在下丘脑;体温感觉中枢在大脑皮层;温度感受器是感受温度变化速率的“感觉神经末梢”,分布在皮肤、黏膜和内脏器官中。
(2)体温调节过程中,改变的是产热量和散热量,而不是产热和散热相对平衡的状态。
(3)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热增加,散热也增加,以维持体温的恒定。无论是在炎热条件还是在寒冷条件下,体温只要维持稳定则产热量一定等于散热量。
(4)体温调节能力是有限的,当环境温度的改变超出了机体的调节能力,则体温会发生明显的改变。
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2.水盐平衡调节关键点分析
(1)抗利尿激素的产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞,而释放部位是垂体后叶。
(2)在水盐平衡调节中,下丘脑既是感受器,又是效应器(分泌激素)。
(3)人体水盐平衡的调节中枢位于下丘脑,但产生渴觉的部位是大脑皮层。
(4)水和无机盐的平衡是在神经调节和激素调节共同作用下,主要通过肾脏来完成的。
(5)血浆渗透压、抗利尿激素含量和尿量的关系:血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,二者呈正相关;抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分的重吸收,使尿量减少,二者呈负相关。三者关系如图所示。
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1.(2016新课标Ⅲ,3)下列有关动物水盐平衡调节的叙述,错误的是( )
A.细胞外液渗透压的改变可影响垂体释放抗利尿激素的量
B.肾小管通过主动运输吸收水的过程受抗利尿激素的调节
C.摄盐过多后饮水量增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定
D.饮水增加有利于维持细胞外液渗透压相对恒定
【解析】细胞外液渗透压改变可影响下丘脑合成和分泌并由垂体释放的抗利尿激素的量,A正确;肾小管吸收水分是通过自由扩散(或渗透作用)进行的,B错误;摄盐过多使得细胞外液渗透压升高,从而使下丘脑渗透压感受器兴奋,并传至大脑皮层产生渴觉主动饮水,最终使细胞外液渗透压恢复平衡,C正确;饮水增加使得细胞外液渗透压下降,产生的抗利尿激素减少导致尿增加,最终使细胞外液渗透压恢复平衡,D正确。
B
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2.(2016北京高考,4)足球赛场上,球员奔跑、抢断、相互配合,完成射门。对比赛中球员机体生理功能的表述,不正确的是( )
A.长时间奔跑需要消耗大量糖原(元)用于供能
B.大量出汗导致失水过多,抑制抗利尿激素分泌
C.在神经与肌肉的协调下起脚射门
D.在大脑皮层调控下球员相互配合
【解析】长时间奔跑,会导致机体血糖浓度降低,此时肝糖原分解为葡萄糖参与供能,A项正确;抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收,减少排尿,大量出汗导致失水过多时,抗利尿激素分泌增加,B项错误;起脚射门这一动作是在神经和肌肉协调下完成的,C项正确;球员相互配合需要通过语言、视觉、运动等多个神经中枢的参与,因此需要大脑皮层的调控,D项正确。
B
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真题感悟
考向突破
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3.(2016江苏高考,16)下图表示正常人分别快速饮用1
L清水、1
L生理盐水后排尿量和血浆渗透压的变化情况。下列相关叙述正确的是( )
A.曲线c表示饮用1
L生理盐水后排尿量的变化
B.饮用大量生理盐水后循环血量出现暂时性增加
C.曲线d表示饮用1
L生理盐水后血浆渗透压的变化
D.饮用大量清水后垂体合成和分泌的抗利尿激素减少
【解析】生理盐水与人体体液是等渗溶液,饮用1
L生理盐水后,血浆渗透压没有明显变化,曲线为b,由于人体排出增多的钠盐,排尿量略为增多,应为曲线d,A、C错误;饮用大量生理盐水后,进入血浆,导致循环血量出现暂时性增加,B正确;抗利尿激素由下丘脑合成分泌,垂体释放。
B
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4.(2016浙江高考,4)下列关于无机盐和其他化合物对人体与动物机能影响的叙述,正确的是( )
A.摄入过多过咸食物后,会引起细胞内液的量增加
B.骨骼肌纤维内乳酸积累过多,会引起细胞体积增大
C.发生局部炎症反应时的肿胀,是由于组织中的Na+浓度增加所致
D.将蛙神经纤维置于适宜的溶液中后再适当增加溶液的KCl浓度,其静息电位绝对值增大
【解析】摄入过多过咸食物后,细胞外液渗透压增大,会引起细胞内液外流,从而使细胞内液的量减少,A项错误;骨骼肌纤维内乳酸积累过多,会引起细胞渗透压增大,进而导致细胞吸水使细胞体积增大,B项正确;发生局部炎症反应时,毛细血管的通透性升高,蛋白质等进入组织液,导致水肿,形成局部肿胀,C项错误;增大外界溶液中的K+浓度后,细胞内外K+浓度差减小,K+外流量减少,从而导致静息电位绝对值减少,D项错误。
B
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5.(2015新课标Ⅰ,3)某同学给健康实验兔静脉滴注0.9%的NaCl溶液(生理盐水)20
mL后,会出现的现象是( )
A.输入的溶液会从血浆进入组织液
B.细胞内液和细胞外液分别增加10
mL
C.细胞内液Na+的增加远大于细胞外液Na+的增加
D.输入的Na+中50%进入细胞内液,50%分布在细胞外液
【解析】组成内环境的血浆与组织液之间可以相互交换物质,静脉滴注的生理盐水中的水和无机盐离子可以从血浆通过毛细血管壁进入组织液,A正确;正常机体可以通过调节维持稳态,静脉滴注生理盐水,机体可以通过泌尿系统把一部分水和无机盐排出体外,B错误;在细胞外液的各种无机盐离子中,含量占有明显优势的是钠离子和氯离子,因此静脉滴注生理盐水中的钠离子主要留在细胞外液中,C、D错误。
A
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6.(2014新课标Ⅰ,31)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液,葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。
回答下列问题。
(1)输入的葡萄糖进入细胞,经过氧化分解,其终产物中的气体可进入细胞外液,并通过循环系统运输到________系统被排出体外。若该气体的排出出现障碍,则会引起细胞外液的pH________。
(2)血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用,细胞外液渗透压________,尿量________,从而使渗透压恢复到原来的水平。
(3)当细胞外液渗透压发生变化时,细胞内液的渗透压________(填“会”或“不会”)发生变化。
呼吸
下降
降低
增加
会
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【解析】(1)葡萄糖进入组织细胞参与氧化分解,彻底氧化分解产生的终产物为水和二氧化碳,二氧化碳通过自由扩散进入内环境,通过循环系统运输到呼吸系统排出体外,如果该过程受阻,则细胞外液中二氧化碳积累过多,会造成pH下降。(2)血浆葡萄糖大量进入组织细胞,则血浆中溶质微粒减少,血浆渗透压下降,刺激下丘脑渗透压感受器,使得垂体释放的抗利尿激素减少,肾小管、集合管对水的重吸收减弱,尿量增多。(3)细胞内液与细胞外液处于渗透平衡状态,当细胞外液渗透压发生变化时,会使细胞吸水或失水,导致细胞内液的渗透压也发生改变。
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1.内环境特点的3个方面
(1)成分:血浆、组织液、淋巴等是内环境的成分,内环境也称细胞外液。
(2)理化性质:渗透压、温度、酸碱度体现了内环境的理化性质。
(3)功能:内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
2.内环境稳态的5个重点
(1)含义:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
(2)实质:内环境的每一种成分和理化性质处于动态平衡。
(3)调节机制:神经—体液—免疫调节网络。
(4)特征:稳态的调节能力是有一定限度的。
(5)意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
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3.体温调节机制
(1)体温平衡决定于产热和散热平衡,健康的恒温动物产热始终等于散热。
(2)人体的热量主要来自有机物的氧化分解。
(3)人体热量散失主要通过汗液的蒸发、皮肤血管散热。
4.抗利尿激素的分泌、作用
(1)下丘脑内分泌细胞分泌,垂体释放。
(2)作用于肾小管、集合管。
(3)促进肾小管、集合管对水分的重吸收。
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易错点1 血液、血浆与血清辨识不清
【点拨】(1)血液——一种疏松结缔组织,由三种血细胞(红细胞、白细胞、血小板)和“细胞间质”——血浆组成。
(2)血浆——血液的“细胞间质”,属于细胞外液,是血细胞赖以生存的直接环境(内环境),其内含有各种营养成分(水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、血浆蛋白等)和代谢废物(CO2、尿素等)。
(3)血清——血液凝集后,上层淡黄色的液体即是血清(下层是血块)。血清与血浆的区别是血浆中含有纤维蛋白原,而血清中不含,其余成分相同。
易错点2 血液≠体液,血浆≠内环境
【点拨】体液包括细胞外液(内环境)和细胞内液,细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴,而血液包括血浆和血细胞。所以血液并不全是体液,血浆只是内环境的一部分。
易错点3 体内液体≠内环境
【点拨】一切与外界相通的管腔、囊腔(如呼吸道、消化道、膀胱、子宫等)及与外界相通的液体(如尿液、泪液、汗液、消化液等),不属于内环境。
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易错点4 细胞内的成分≠内环境的成分
【点拨】一切只能存在于细胞内的物质,如血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白、胞内酶(如呼吸氧化酶)等,不属于内环境的成分。
易错点5 关于体温及体温调节的几个易错点归纳
【点拨】(1)分清体温感觉中枢、调节中枢及感受器
①体温感觉中枢——即产生“冷觉”“热觉”的场所,位于大脑皮层,体温调节中枢位于下丘脑。②温度感受器——为感觉温度变化的神经末梢,广泛分布于皮肤、黏膜及内脏器官中。
(2)高温、低温条件下体温调节机理不完全相同
①在寒冷环境中,下丘脑通过有关神经支配肾上腺分泌肾上腺素,使代谢加强,产热增多,这属于神经—体液调节;下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素,促进垂体分泌促甲状腺激素,进而促进甲状腺分泌甲状腺激素,增加产热,属于体液调节;另外,下丘脑还可通过有关神经调节使骨骼肌战栗、皮肤血管收缩、立毛肌收缩等,这属于神经调节,故在寒冷环境中的体温调节属于神经—体液调节。②在高温环境中的体温调节则无激素调节,仅由下丘脑通过神经支配皮肤中的血管、汗腺进行调节,即仅有神经调节。
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第五单元
遗传定律和伴性遗传
第1讲 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
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考点一
考点二
考点三
1.豌豆作为实验材料的优点
2.孟德尔遗传实验的杂交操作
(1)操作图示
自花
相对性状
闭花
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(2)操作流程
雄蕊
外来花粉
人工授粉
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3.实验思路与过程
①相对 ②性状分离 ③随机结合
1∶1
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4.分离定律的实质(现代解释)
(1)细胞学基础(如下图所示)
(2)分离定律的实质:________基因随__________的分开而分离。
(3)发生时间:_______________________________________________。
(4)适用范围:①进行____________生殖的真核生物;②________内染色体上的基因;③________对等位基因控制的________对相对性状的遗传。(口诀:“真”“有”“核”)
等位
同源染色体
有性生殖形成配子时(减数第一次分裂的后期)
有性
细胞核
一
一
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考点一
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【教材深挖】
1.人工去雄的目的是什么?应在什么时期进行?
防止自花传粉;开花前。
2.孟德尔验证实验中为什么用隐性类型对F1进行测交实验?
3.观察下列图示,请思考:
(1)能正确表示基因分离定律实质的图示是上图中哪一幅?
③可揭示分离定律的实质:控制相对性状的遗传因子在形成配子时彼此分离。
(2)图示基因分离过程适用范围如何?
该现象只发生于真核生物有性生殖时核基因的遗传。
隐性纯合子产生的配子只含有一种隐性配子,分析测交后代的性状表现及比例即可推知被测个体产生的配子种类及比例。
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1.下列关于纯合子与杂合子的叙述,不正确的是( )
A.纯合子之间杂交,后代不一定是杂合子
B.杂合子之间杂交,后代全是杂合子
C.前者形成配子时,只产生一种,后者不仅一种
D.前者自交后代性状不分离,后者自交后代性状分离
B
【解析】纯合子杂交,后代可能是杂合子,如AA×aa→Aa;杂合子杂交,后代可能既含有纯合子,也含有杂合子,如Aa×Aa→AA、Aa、aa;纯合子只产生一种类型的配子,如AA的配子是A,杂合子产生的配子可能有多种类型,如Aa产生的配子包括A、a;纯合子自交后代都是纯合子,不发生性状分离,杂合子自交会发生性状分离。
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2.黄瓜是雌雄同株单性花植物,果皮的绿色和黄色是受一对等位基因控制的具有完全显隐性关系的相对性状。从种群中选定两个个体进行杂交,根据子代的表现型一定能判断显隐性关系的是( )
A.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株自交
B.绿色果皮植株和黄色果皮植株正、反交
C.绿色果皮植株自交和黄色果皮植株与绿色杂交
D.黄色果皮植株自交或绿色果皮植株自交
C
【解析】如果绿色果皮植株和黄色果皮植株都是纯合子,则自交后代不发生性状分离,无法判断显隐性,A、D错误;黄瓜无性染色体,无论两亲本都是纯合子,还是绿色果皮植株和黄色果皮植株有一为杂合子,正交、反交结果都相同,无法判断显隐性关系,B错误;绿色果皮植株自交,若后代发生性状分离,则绿色果皮为显性;若不发生性状分离,则说明绿色果皮是纯合子,再和黄色果皮植株杂交,若后代出现黄色果皮,则黄色果皮为显性;若后代均为绿色果皮,则绿色果皮为显性,C正确。
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3.下列关于孟德尔的遗传定律及其研究过程的分析,不正确的是( )
A.提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交实验的基础上
B.为了验证作出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验
C.孟德尔遗传定律只适用于进行有性生殖的真核生物的核基因遗传
D.孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因决定的”
D
【解析】孟德尔在豌豆纯合亲本杂交和F1自交实验的基础上提出了相应的问题,如子二代为什么会发生性状分离?为什么会表现出不同性状的自由组合?A正确;为了验证作出的假设,即对分离现象或自由组合现象的解释是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验,B正确;孟德尔遗传定律只适用于进行有性生殖的真核生物的核基因的遗传,C正确;孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由遗传因子决定的”,D错误。
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4.假说—演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,下列属于孟德尔在发现分离定律时“演绎”过程的是( )
A.生物的性状是由遗传因子决定的
B.通过测交实验证明测交后代出现两种性状的比接近1∶1
C.由F2出现了“3∶1”推测生物体产生配子时,成对遗传因子彼此分离
D.若F1产生配子时成对遗传因子分离,则测交后代会出现两种性状的比接近1∶1
D
【解析】生物的性状是由遗传因子决定的是假说内容之一,A错误;通过测交实验证明测交后代出现两种性状且比例接近1∶1是验证,B错误;由F2出现了3∶1推测生物体产生配子时,成对遗传因子彼此分离是核心假说内容,C错误;涉及测交实验属于演绎,即如果F1产生配子时成对的遗传因子分离,测交后代会出现两种性状的比例接近1∶1,D正确。
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5.已知纯种的粳稻与糯稻杂交,F1全为粳稻。粳稻中含直链淀粉,遇碘呈蓝黑色(其花粉粒的颜色反应也相同),糯稻含支链淀粉,遇碘呈红褐色(其花粉粒的颜色反应也相同)。现有一批纯种粳稻和糯稻以及一些碘液。请设计两种方案来验证基因的分离定律。(实验过程中可自由取用必要的实验器材。相关基因用M和m表示)
方案一:
(1)实验方法:___________________________________。
(2)实验步骤:
①_______________________________________________________________;
②_______________________________________________________________。
(3)实验预期现象:___________________________。
(4)对实验现象的解释:_____________________________________________。
(5)实验结论:_____________________________________________________。
方案二:
(1)实验方法:_________________________________________。
(2)实验步骤:
①____________________________________________________;
②_____________________________________________________。
(3)实验预期现象:___________________________________________。
(4)对实验现象的解释:____________________________________。
(5)实验结论:____________________________________________。
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考点一
考点二
考点三
方案一:
(1)测交法
(2)①首先让纯种粳稻与糯稻杂交,获取F1杂合粳稻
②让F1杂合粳稻与糯稻测交,观察后代的性状分离现象
(3)测交后代应出现两种不同的表现型且比例为1∶1
(4)依据测交中的糯稻为纯合体,只产生一种含糯性基因(m)的配子,后代既然出现两种表现型,即粳稻和糯稻,可知F1必然产生两种类型的配子,即M和m
(5)F1中含有M和m基因,且M和m这对等位基因在F1产生配子的过程中随同源染色体的分开而分离,最终产生了两种不同的配子,从而验证了基因的分离定律
方案二:
(1)花粉鉴定法
(2)①首先让纯种粳稻和糯稻杂交,获取F1杂合粳稻
②F1开花时取其一个成熟的花药,挤出花粉,置于载玻片上,滴一滴碘液并用显微镜观察
(3)花粉一半呈蓝黑色,一半呈红褐色
(4)F1产生了含M基因的配子(呈蓝黑色)和含m基因的配子(呈红褐色)
(5)F1在减数分裂产生配子的过程中,所含的等位基因M和m随同源染色体的分开而分离,并最终形成了两种不同的配子,从而直接验证了基因的分离定律
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考点三
1.把握遗传各核心概念之间的联系
2.“三法”验证分离定律
(1)自交法:若杂合子自交后代的性状分离比为3∶1,则符合基因的分离定律,性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(2)测交法:若测交后代的性状分离比为1∶1,则符合基因的分离定律,性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(3)花粉鉴定法:取杂合子的花粉,对花粉进行特殊处理后,用显微镜观察并计数,若不同花粉粒类型的比例为1∶1,则可直接验证基因的分离定律。
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1.显隐性性状的判断与实验设计
(1)根据子代性状判断
①不同性状的纯合亲本杂交 子代只出现一种性状 子代所出现的性状为________性状。另一性状为________性状。
②相同性状的亲本杂交 子代出现不同性状 子代所出现的新的性状为________性状。
(2)根据子代性状分离比判断
具有一对相对性状的亲本杂交 F2代性状分离比为3∶1 分离比为3的性状为________性状。
(3)合理设计杂交实验,判断性状的显隐性
显性
隐性
隐性
显性
显性
显性
显性
隐性
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考点二
考点三
(4)根据遗传系谱图进行判断
双亲表现正常,后代出现“患者”,则致病性状为隐性,如图甲所示,由该图可以判断白化病为隐性性状;双亲表现患病,后代出现“正常”,则患病性状为显性,如图乙所示,由该图可以判断多指是显性性状。
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2.纯合子与杂合子的判定
(1)自交法。此法主要用于植物,而且是最简便的方法。
(2)测交法。待测对象若为雄性动物时应注意与多个隐性雌性个体交配,以产生更多的后代个体,使结果更有说服力。
(3)单倍体育种法,此法只适用于植物。
无性状分离
有性状分离
隐性纯合子
有性状分离
纯合子
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(4)花粉鉴定法。非糯性与糯性水稻的花粉遇碘液呈现不同颜色。如果花粉有两种,且比例为1∶1,则被鉴定的亲本为________;如果花粉________,则被鉴定的亲本为纯合子。此法只适用于一些特殊的植物(如水稻等)。
3.杂合子Aa连续自交,第n代的比例分析
Fn
杂合子
纯合子
显性纯合子
隐性纯合子
显性性状个体
隐性性状个体
所占比例
1-
-
-
+
-
根据上表比例,杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为:
图中a、b、c依次为________、________________、________。
纯合子 显性(隐性)纯合子 杂合子
杂合子
只有一种
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【解析】随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部无角,由于子代牛的数量较少,不能判断显隐性关系。
1.(2017江西吉安一中期中,34)已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A与a控制,在自由放养多年的一牛群中,两基因频率相等,每头母牛一次只生产1头小牛。以下关于性状遗传的研究方法及推断不正确的是( )
A.选择多对有角牛和无角牛杂交,若后代有角牛明显多于无角牛则有角为显性;反之,则无角为显性
B.自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性
C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性
D.随机选出1头有角公牛和3头无角母牛分别交配,若所产3头牛全部无角,则无角为显性
D
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【解析】A选项中,当非甜和甜玉米都是纯合子时,不能判断显隐性关系;B选项中,当其中有一个植株是杂合子时,不能判断显隐性关系;C选项中,非甜与甜玉米杂交,若后代只出现一种性状,则该性状为显性性状;若出现两种性状,则说明非甜和甜玉米中有一个是杂合子,有一个是隐性性状,此时非甜玉米自交,若出现性状分离,则说明非甜是显性性状;若没有出现性状分离,则说明非甜是隐性性状;D选项中,若后代有两种性状,则不能判断显隐性关系。
2.(2017广西柳州铁一中月考,21)玉米的甜和非甜是一对相对性状,随机取非甜玉米和甜玉米进行间行种植,其中一定能够判断甜和非甜的显隐性关系的是( )
C
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3.老鼠毛色有黑色和黄色之分,这是一对相对性状。请根据下面三组交配组合,判断四个亲本中是纯合子的是( )
交配组合
子代表现型及数目
①
甲(黄色)×乙(黑色)
12(黑)、4(黄)
②
甲(黄色)×丙(黑色)
8(黑)、9(黄)
③
甲(黄色)×丁(黑色)
全为黑色
【解析】根据交配组合③:甲(黄色)×丁(黑色)→后代全为黑色,说明黑色相对于黄色为显性性状(用A、a表示相应基因),且甲的基因型为aa,丁的基因型为AA;甲(黄色)×乙(黑色)→后代出现黄色个体,说明乙的基因型为Aa;甲(黄色)×丙(黑色)→后代出现黄色个体,说明丙的基因型为Aa。由此可见,甲和丁为纯合子。故本题选D。
D
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4.(2017贵州遵义月考,30)某两性花植物的紫花与红花是一对相对性状,且为由单基因(D、d)控制的完全显性遗传。现用一株紫花植株和一株红花植株作实验材料,设计了如下实验方案(后代数量足够多),以鉴别该紫花植株的基因型。
(1)该实验设计原理遵循遗传的___________定律。
(2)完善下列实验设计。
第一步:____________(填选择的亲本及交配方式);
第二步:紫花植株×红花植株。
(3)实验结果预测:①若第一步后代出现性状分离,说明紫花植株为________(填“纯合子”或“杂合子”)。若未出现性状分离,说明紫花植株的基因型为________。
②若第二步后代全为紫花,则紫花植株的基因型为________;若后代全部为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为________。
【解析】根据实验结果预测中①的题干可知,第一步是让紫花植株自交,根据后代是否出现性状分离判断紫花是否纯合。如果是DD或dd,则后代全部为紫花;如果是Dd,则后代出现性状分离。再根据实验结果预测中②可知,第二步是将紫花植株与红花植株杂交,如果后代全为紫花,则紫花植株的基因型为DD;如果全为红花或出现红花,则紫花植株的基因型为dd。
(基因)分离
紫花植株自交
杂合子
DD或dd
DD
dd
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考点一
考点二
考点三
5.已知小麦抗锈病是由显性基因控制,让一株杂合子小麦自交得F1,淘汰掉其中不抗锈病的植株后,再自交得F2,从理论上计算,F2中不抗锈病植株占植株总数的( )
A.1/4
B.1/6
C.1/8
D.1/16
【解析】根据题意,假设抗锈病与不抗锈病由等位基因A、a决定,则F1的基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,淘汰其中不抗锈病的植株(aa)后,剩余植株中,AA占1/3,Aa占2/3,淘汰掉不抗锈病的植株后,再自交,其中1/3AA自交后不发生性状分离,而2/3Aa自交发生性状分离(AA∶Aa∶aa=1∶2∶1),所以F2中不抗锈病植株占植株总数的比例为2/3×1/4=1/6,故B符合题意。
B
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6.果蝇的灰身和黑身是一对相对性状,控制该性状的等位基因位于常染色体上,将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交,F1全部为灰身果蝇。让F1自由交配得到F2,将F2的灰身果蝇取出,让其自由交配,后代中灰身和黑身果蝇的比例为( )
A.1:1
B.2:1
C.3:1
D.8:1
D
【解析】
方法一:假设控制果蝇体色的基因为B、b,F1自由交配,产生F2的基因型及其比例分别为1/4BB、2/4Bb、1/4bb,将F2的灰身果蝇取出(1/3BB、2/3Bb)让其自由交配,后代能出现黑身果蝇的只2/3Bb×2/3Bb交配组合,出现黑身果蝇的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)=1/9,出现灰身果蝇的概率为1-1/9=8/9,故灰身与黑身果蝇的比例为8∶1。
方法二:假设控制果蝇体色的基因为B、b,F1自由交配,产生F2的基因型及其比例分别为1/4BB、2/4Bb、1/4bb,将F2的灰身果蝇取出(1/3BB、2/3Bb)在这个新的群体中,B基因的频率为(1/3)+(2/3)×(1/2)=2/3,b基因的频率为1-2/3=1/3,让其自由交配,则出现黑身果蝇的概率为(1/3) =1/9,于是出现灰身果蝇的概率为1-1/9=8/9,故灰身与黑身果蝇的比例为8:1。
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.两种自交类型的解题技巧
(1)杂合子Aa连续自交n次,杂合子比例为(1/2)n,纯合子比例为1-(1/2)n,显性纯合子比例=隐性纯合子比例=[1-(1/2)n]×1/2。
(2)杂合子Aa连续自交,且逐代淘汰隐性个体,自交n代后,显性个体中,纯合子比例为(2n-1)/(2n+1),杂合子比例为2/(2n+1)。
2.两种随机交配类型的解题技巧
(1)杂合子Aa连续随机交配n次,杂合子比例为1/2,显性纯合子比例为1/4,隐性纯合子比例为1/4。
(2)杂合子Aa连续随机交配n代,且逐代淘汰隐性个体后,显性个体中,纯合子比例为[n/(n+2)],杂合子比例为[2/(n+2)]。
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1.(2013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
【解析】孟德尔分离定律的本质是杂合子在减数分裂时,位于一对同源染色体上的一对等位基因分离,进入不同的配子中去,独立地遗传给后代。验证孟德尔分离定律一般用测交的方法,即杂合子与隐性个体杂交。杂交的两个个体如果都是纯合子,验证孟德尔分离定律的方法是杂交再测交或杂交再自交,子二代出现1∶1或3∶1的性状分离比;如果不都是或者都不是纯合子可以用杂交的方法来验证。显隐性不容易区分容易导致统计错误,影响实验结果。所选相对性状必须受一对等位基因的控制。不遵守操作流程和统计方法,实验结果很难说准确。所以A项因素影响最小。
A
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2.(2015课标全国卷Ⅰ,32节选)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题。
若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是__________________。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和
aa基因型个体数量的比例应为________。
【解析】“若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型”,说明基因型为AA的个体不能存活,即基因A纯合致死。第一代Aa∶aa=2∶1,产生的配子比例为A∶a=1∶2,自由交配,若后代都能存活,其基因型为AA∶Aa∶aa=1∶4∶4,Aa和aa基因型个体数量的比例为1∶1。
A基因纯合致死
1∶1
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3.(2015山东理综,6)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性,现有若干H基因频率不同的群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是( )
【解析】此题目涉及遗传平衡定律,因为符合大群体,没有干扰。所以自交前后基因频率没有改变。0
A.0
B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合体
C.p=a时,显性纯合体在F1中所占的比例为1/9
D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合体比例为5/9
D
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4.(2014海南高考,25)某二倍体植物中,抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制。要确定这对性状的显隐性关系,应该选用的杂交组合是( )
A.抗病株×感病株
B.抗病纯合子×感病纯合子
C.抗病株×抗病株,或感病株×感病株
D.抗病纯合子×抗病纯合子,或感病纯合子×感病纯合子
【解析】判断性状的显隐性关系的方法有:①定义法——具有相对性状的纯合个体进行正反交,子代表现出的性状就是显性性状,对应的为隐性性状;②相同性状的雌雄个体间杂交,子代出现不同于亲代的性状,该子代的性状为隐性,亲代为显性。
B
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5.(2014海南高考,23)某动物种群中,AA、Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%。若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA?Aa?aa基因型个体的数量比为( )
A.3:3:1
B.4:4:1
C.1:2:0
D.1:2:1
产生雌雄配子的概率
2/3A
1/3a
2/3A
4/9AA
2/9Aa
1/3a
2/9Aa
1/9aa
【解析】若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,就是AA、Aa这两种基因型的雌雄个体间的交配,AA占1/3、Aa占2/3,用棋盘法:
理论上,下一代AA∶Aa∶aa基因型个体的数量比为4∶4∶1,故选B。
B
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1.基因分离定律的发现
(1)实验过程:一对相对性状的亲本杂交。
(2)实验结果:F2出现性状分离,显性性状∶隐性性状=3∶1。
2.对分离现象的解释
(1)遗传因子(基因)在亲本体细胞中成对存在,在配子中成单存在。
(2)F1(Dd)经过减数分裂产生两种配子,即雄配子D:d=1:1,雌配子D:d=1:1。
(3)F2的遗传因子组成DD:Dd:dd=1:2:1,性状表现的比例为3:1。
3.对分离现象的验证
(1)测交法,即让F1与隐性纯合子杂交。
(2)结果:测交后代中Dd:dd=1:1,显性性状:隐性性状=1:1。
4.基因分离定律的实质
等位基因随着同源染色体的分开而分离。
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易错点1 符合基因分离定律并不一定出现3∶1的性状分离比
【点拨】符合基因分离定律并不一定出现特定性状分离比,原因如下:
(1)F2中3:1的结果必须在统计大量子代后才能得到,子代数目较少,不一定符合预期的分离比。
(2)某些致死基因可能导致遗传分离比变化,如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
易错点2 误将“从性遗传”视作“伴性遗传”
【点拨】在涉及常染色体上一对等位基因控制的性状遗传中,有时会出现某一基因型个体在雌、雄(或男、女)个体中表现型不同的现象,即从性遗传现象(这表明生物性状不仅与基因组成有关,也受其他因素影响),然而,该类基因在传递时并不与性别相联系,这与位于性染色体上基因的传递有本质区别。
易错点3 误认为“复等位基因”违背了体细胞中遗传因子“成对存在”原则
【点拨】事实上“复等位基因”在体细胞中仍然是成对存在的,例如人类ABO血型的决定方式:IAIA、IAi―→A型血;IBIB、IBi―→B型血;IAIB―→AB型血(共显性);ii―→O型血。第三单元综合测评
一、选择题
1.(2017黑龙江大庆一中月考,8)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.在酶促反应中,酶对化学反应的催化效率称为酶活性
B.与无机催化剂相比,酶为化学反应提供的活化能更多使之具有高效性
C.高温、低温、过酸和过碱都会使酶的空间结构受到破坏而永久失活
D.DNA能控制蛋白质类酶的合成,但不能控制RNA类酶的合成
2.有关如图的叙述,错误的是( )
A.ADP被释放后,蛋白质还能结合ATP
B.与图中蛋白质具有相同功能的物质,有些不能与双缩脲试剂发生紫色反应
C.图中的能量可用于细胞内需要能量的生命活动
D.该蛋白质也可结合ADP和Pi合成ATP
3.(2017河北武邑中学月考,19)酶是细胞代谢不可缺少的催化剂,ATP是生命活动的直接能源物质。如图是ATP中磷酸键逐级水解的过程图,以下说法正确的是( )
A.①代表的物质是ADP,③是腺嘌呤核糖核苷酸
B.若要探究酶b的最适pH,应在中性左右设置实验自变量
C.释放能量最少的过程是Ⅲ
D.大肠杆菌细胞产生ATP的主要场所是线粒体
4.(2017湖南邵阳洞口一中三模,6)小麦和玉米的CO2固定量随外界CO2浓度的变化而变化(如图)。下列相关叙述错误的是( )
A.小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关
B.CO2浓度在100
mg·L-1时小麦几乎不固定CO2
C.CO2浓度大于360
mg·L-1后玉米不再固定CO2
D.C4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2
5.如图所示各曲线所代表的生物学含义及描述正确的是( )
A.丁图表示小鼠体内酶活性与外界环境温度的关系
B.丙图表示酵母菌呼吸时氧气浓度与CO2产生量的关系,a点时产生ATP最多
C.乙图所示物质运输速率不受呼吸酶抑制剂的影响
D.甲图表示人的成熟红细胞中ATP生成速率与氧气浓度的关系
6.下列是几个使用放射性同位素标记方法的实验,对其结果的叙述错误的是( )
A.给水稻提供14CO2,则14C的转移途径大致是:14CO2→14C3→(14CH2O)
B.利用15N标记丙氨酸,附着在内质网上的核糖体将出现放射性,而游离的核糖体无放射性
C.给水稻提供14CO2,则其根细胞在缺氧状态有可能出现14C2H5OH
D.小白鼠吸入18O2,则在其尿液中可以检测到H218O,呼出的二氧化碳也可能含有C18O2
7.菌根是由菌根真菌与植物根系形成的联合体。菌根真菌从土壤中吸取养分和水分供给植物,植物为菌根真菌提供糖类等有机物。下表为不同温度下菌根对玉米幼苗光合特性影响的实验结果。
组别
光合作用速率(μmolCO2·m-2·s-1)
气孔导度
(mmol·m-2·s-1)
细胞间CO2浓度(μmol·mol-1)
叶绿素相对含量
25
℃
有菌根
8.8
62
50
39
无菌根
6.5
62
120
33
15
℃
有菌根
6.4
58
78
31
无菌根
3.8
42
98
28
5
℃
有菌根
4.0
44
80
26
无菌根
1.4
17
122
23
气孔导度是描述气孔开放程度的量
下列叙述错误的是( )
A.菌根真菌与玉米的种间关系是互利共生
B.25
℃条件下,与无菌根玉米相比,有菌根玉米叶肉细胞对CO2的利用率高
C.15
℃条件下,有菌根玉米光合作用速率高,其原因只是叶绿素相对含量高,利于吸收光能,促进了光反应
D.实验结果表明:菌根能提高玉米的光合作用速率,在5
℃条件下提高的比例最大
8.(2017湖南岳阳一中段考一,20)仙人掌等多肉植物生长于热带干旱地区,这些植物经长期适应和进化,发展出特殊的固定二氧化碳的方式——景天酸代谢途径(见图)。下列相关说法错误的是( )
A.晚上气孔开放,CO2被PEP固定为OAA再被还原成苹果酸储存到液泡中
B.白天这些多肉植物通过光反应可生成[H]和ATP
C.白天气孔关闭,暗反应固定的CO2均来自细胞质基质中的苹果酸直接脱羧
D.采用景天酸代谢途径可防止仙人掌等多肉植物在白天大量散失水分
二、非选择题
9.(2017浙江温州中学期中,33)荔枝果皮褐变是限制长期储运、降低品质的主要因素。经研究,pH是影响果皮褐变的环境因素之一,其作用机理如下图所示。
花色素苷甲和乙(棕红色)
pH较大―→pH较小
花色素苷甲和乙(褐色)
(1)不法商贩对已经褐化的荔枝使用硫酸处理能够欺骗消费者,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)有人认为酸性溶液可能会抑制多酚氧化酶的活性,某同学设计了如下实验方案进行探究。请完善实验方案。
①实验材料:新鲜荔枝若干、pH为1.7的缓冲液、清水、恒温设备等。
②实验步骤:
第一步:将同种的新鲜荔枝随机分为2组,其中A组加________,B组加清水,两组都在________(填“常温”或“低温”)条件下保存。
第二步:3天后将B组的清水换成________________________________________________________________________,
20分钟后观察A、B组的褐化程度。
③实验结果和结论:
若A组的褐化程度________(填“明显大于”“明显小于”或“基本等于”)B组,说明酸性溶液能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。
若A组的褐化程度________(填“明显大于”“明显小于”或“基本等于”)B组,说明酸性溶液不能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。
10.(2017广东肇庆统测一,29)某种小球藻能将光合产物高效转化为油脂,可用于生产生物柴油。一课题组以该小球藻为实验材料,在营养充足的条件下进行光照培养,研究CO2对其生长和油脂产生的影响。两周后的结果如下表。
CO2通气量(mL/d)
培养液中细胞浓度(g干重/L)
细胞中油脂含量(g/100g干重)
0
0.12
32
2
000
0.14
40
4
000
0.15
38
6
000
0.17
29
8
000
0.16
27
回答下列问题:
(1)据表分析,单位体积培养液中,能获得最高油脂产量的CO2通气量为________。
(2)在一定范围内,随CO2通气量增加,培养液中细胞浓度亦增加,主要原因是________。在CO2通气量升至6
000
mL/d时,细胞浓度增加但油脂含量下降,原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
CO2通气量超过6
000
mL/d后,细胞浓度和油脂含量均下降,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若补充14C标记的CO2,在叶绿体暗反应中14C转移的途径是:14CO2→________。
答案
(1)4
000
mL/d
(2)光合作用增强有利于繁殖 光合产物更多用于细胞分裂,用于转化为油脂的量少 CO2浓度过高,细胞呼吸受到抑制,导致细胞增殖和油脂代谢受影响
(3)14C3→(14CH2O)
11.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天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图。
(1)光合作用暗反应利用光反应产生的________,在________中将CO2转化为单糖,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。由此可推测,叶片中光合产物的积累会________光合作用。
(4)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________(填“遮光的”或“未遮光的”)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。
第三单元综合测评
一、选择题
1.
A 【解析】在酶促反应中酶的催化效率称为酶活性,A正确;与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,而不提供能量,B错误;低温不会破坏酶的空间结构,只是抑制酶活性,C错误;DNA既能控制蛋白质类酶合成,也能控制RNA类酶合成,D错误。
2.
D 【解析】根据题图,该过程为ATP的水解,图中的蛋白质为ATP水解酶,而酶在反应前后数量和性质不变,A正确;绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,RNA不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B正确;ATP水解释放的能量可以用于各种生命活动,C正确;ADP和Pi结合生成ATP需要的酶为ATP合成酶,不同于ATP水解酶,D错误。
3.
C 【解析】分析图示可知:①为ADP、②为腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)、③是腺苷、④是磷酸、⑤能量,A错误;酶b的适宜pH的变化范围应呈偏酸性,B错误;Ⅰ和Ⅱ过程断裂的都是高能磷酸键,Ⅲ过程断裂的是普通化学键,所以释放能量最少的过程是Ⅲ,C正确;大肠杆菌细胞属于原核细胞,原核细胞中没有线粒体,D错误。
4.C 【解析】随着外界CO2浓度的增加,小麦的CO2固定量不断增大,说明小麦的CO2固定量与外界CO2浓度呈正相关,A正确;由图可知,外界CO2浓度在100
mg·L-1时小麦几乎不固定CO2,B正确;
CO2浓度大于360
mg·L-1后,玉米固定二氧化碳的速率不变,但仍然固定二氧化碳,C错误;外界CO2浓度在100
mg·L-1时小麦几乎不固定CO2,而玉米能够固定二氧化碳,说明玉米比小麦更能有效地利用低浓度CO2,即C4植物比C3植物更能有效地利用低浓度CO2,D正确。
5.
D 【解析】小鼠属于恒温动物,在外界环境温度变化时,小鼠能维持体温相对稳定,因此小鼠体内酶活性基本不变,A错误;丙图a点时,细胞呼吸强度最低,产生的ATP最少,B错误;图中物质的运输速率与氧气浓度有关,而且也与物质的浓度有关,属于主动运输,该运输方式需要能量,因此运输速率会受到呼吸酶抑制剂的影响,C错误;人的成熟红细胞中没有线粒体,只能依靠无氧呼吸产生能量,因此人体成熟红细胞中ATP生成速率与氧气浓度无关,D正确。
6.
B 【解析】给水稻提供14CO2,14C的转移途径是先到C3再到糖类,A正确;利用15N标记丙氨酸,游离的核糖体和附着在内质网上的核糖体都会出现放射性,B错误;给水稻提供14CO2,14C会通过光合作用转移到植物的糖类中,利用糖类在缺氧状态下进行无氧呼吸可能会出现含标记的乙醇,C正确;小白鼠吸入的18O2在有氧呼吸第三阶段会形成H218O,H218O再参与有氧呼吸第二阶段产生C18O2,D正确。
7.
C 【解析】据题意可知,菌根真菌为玉米提供水和无机盐,玉米为菌根提供糖类等有机物,故二者为互利共生关系,A正确;25
℃时有菌根玉米胞间CO2浓度低且光合作用速率高,B正确;由题表可知,15
℃时有菌根玉米的气孔导度高,二氧化碳供给充分,暗反应充分,因此有菌根玉米的光合作用速率高,C错误;分析表格可知,在5
℃时菌根提高玉米光合作用速率的比例最大,D正确。
8.C 【解析】在热带干旱地区,生物适应环境的方式一般是白天气孔关闭晚间开放,由图知,在晚间CO2+PEP→OAA→苹果酸等,A正确;光反应的产物是[H]和ATP,B正确;白天暗反应固定的CO2除了来自苹果酸的脱羧,还有线粒体呼吸,C错误;白天气孔关闭,能有效降低蒸腾作用,防止水分大量散失,D正确。
二、非选择题
9.答案
(1)硫酸溶液pH较低,使褐色的花色素苷转变为棕红色
(2)pH为1.7的缓冲液 常温 pH为1.7的缓冲液 明显小于 基本等于
【解析】(1)从作用机理上看,pH较小时,花色素苷甲和乙由褐色变为棕红色。(2)研究酸性溶液可能会抑制多酚氧化酶的活性,需在常温下进行,设置两组实验,单一变量是酸性溶液,处理一段时间后,需将对照组经相同酸性溶液处理,消除酸性溶液对花色素苷甲和乙的影响,通过对比两组褐化程度的高低作出判断。
10.
(1)4
000
mL/d
(2)光合作用增强有利于繁殖 光合产物更多用于细胞分裂,用于转化为油脂的量少 CO2浓度过高,细胞呼吸受到抑制,导致细胞增殖和油脂代谢受影响
(3)14C3→(14CH2O)
【解析】(1)根据表格数据可知,CO2通气量为4
000
mL/d时,每升培养液细胞浓度为0.15,油脂的产量为38×(0.15÷100)=0.057,与其他实验组相比,该值最高。(2)在一定范围内,随CO2通气量增加,小球藻的光合作用增强,合成的有机物增多,有利于小球藻的繁殖,因此培养液中细胞浓度亦增加。随着细胞数量的增多,消耗的光合产物也会越来越多,而用于转化为油脂的光合产物就会减少,所以在CO2通气量升至6
000
mL/d时,细胞浓度增加但油脂含量下降的原因是:光合产物更多用于细胞分裂,用于转化为油脂的量少;CO2是细胞呼吸的产物,CO2浓度高会抑制细胞呼吸,进而影响细胞的增殖和代谢,据此可知:CO2通气量超过6
000
mL/d后,细胞浓度和油脂含量均下降的原因是CO2浓度过高,细胞呼吸受到抑制,导致细胞增殖和油脂代谢受影响。(3)光合作用的暗反应过程是:在有关酶的催化下,CO2与C5结合生成C3,C3在ATP提供能量的前提下,被[H]还原为糖类等有机物,据此可知:若补充14C标记的CO2,在叶绿体暗反应中14C转移的途径是14CO2→14C3→(14CH2O)。
11.
(1)ATP和[H]/NADPH 叶绿体基质
(2)逐渐下降 28
(3)淀粉和蔗糖含量 抑制
(4)未遮光的 光合产物含量下降,光合速率上升(或蔗糖和淀粉的含量下降,光合速率上升)
【解析】(1)光合作用的光反应为暗反应提供[H]/NADPH和ATP,暗反应场所为叶绿体基质。(2)由图1可知,随着去除棉铃百分率的提高,叶片光合速率逐渐下降。本实验中对照组(空白对照组)植株为不去除棉铃植株,由图1可知,其CO2固定速率相对值是28。(3)由图2可知,去除棉铃后,植株叶片中淀粉和蔗糖的含量增加,因为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,淀粉和蔗糖的输出量降低,在叶片中积累。根据化学反应平衡原理,产物的积累会抑制正反应的进行,即淀粉和蔗糖的积累会抑制光合作用的进行。(4)如果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,那么未遮光叶片的光合产物要部分运输到遮光叶片,与只去除棉铃植株的叶片相比,光合产物积累较少,对光合作用抑制程度较低,因此光合速率较高。第十一单元综合测评
(建议用时:
35分钟)
一、选择题
1.(2017浙江温州中学选考模拟,25)下列关于种群、群落和生态系统的叙述,正确的是( )
A.出生率和死亡率是种群最基本的数量特征
B.草原群落有水平结构没有垂直结构
C.农田生态系统退化成荒地时,营养结构复杂程度随之降低
D.雪松种子常落在母株附近而形成集群,这种分布属于种群空间特征
2.(2017河北定州中学月考,21)下图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群数量的影响。据图分析下列叙述正确的是( )
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强
②甲生态系统一定是热带雨林生态系统,受气候影响较小
③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生
④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
3.(2017山西重点中学协作体质检,3)有一生态系统总面积为500
km2,假设该生态系统的食物链为A种植物→B种动物→C种动物,B种动物种群的K值为2
000头。下列有关分析中,错误的是( )
A.当B种动物的种群密度为2头/km2时,其种群增长速度最快
B.若C种动物的数量增加,则一段时间内,A种植物的数量也增加
C.在A种植物→B种动物→C种动物食物链中,A的同化量是B的同化量的10~20倍
D.某次调查发现该生态系统中B种动物种群数量为1
500头,则该生态系统中B种动物的种群密度为3头/km2
4.(2017福建莆田八中月考,34)某学习小组调查校园生态系统的成分及其关系,部分结果如图所示。下列分析合理的是( )
A.碳以CO2形式沿着①箭头所示渠道流动
B.生产者同化的太阳能最多有20%流经②箭头所示渠道
C.该系统的信息沿着图中箭头所示渠道进行传递
D.若乌鸦被驱出校园,则该系统抵抗力稳定性降低
5.下列有关生态系统功能的描述,错误的是( )
A.分解者的分解作用是物质循环的关键环节之一
B.物质流是循环的,能量流是单向的,信息流既可以是双向的也可以是单向的
C.一个生态系统的营养级越多,营养结构越复杂,恢复力稳定性越高
D.信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系,具有调节生态系统稳定性的作用
6.(2017山西孝义一模,30)下列关于生态学研究方法的叙述,正确的是( )
A.调查农田中蚜虫、蚯蚓、野兔的种群密度可以采用样方法
B.研究生态系统的反馈调节可以采用构建概念模型的方法
C.采集土壤小动物的方法主要有记名计算法和目测估计法
D.制作的生态缸应密闭,放置在室内通风、阳光直射的地方
7.珍稀物种保护的最大问题是栖息地的破碎。人类已经把大部分陆地表面用于农业生产,而很多野生动物是无法在农业景观中生存的。其余的陆地很多都在经历破碎过程或已经破碎成许多很小的板块。下图可以体现出栖息地破碎对种群动态变化的影响。
下列关于栖息地破碎对种群影响的叙述,错误的是( )
A.对于白脸猴来说,栖息地越大,种内斗争越少,个体生存机会越大
B.白脸猴种群越大,种群维持时间越长,是出生率高的缘故
C.白脸猴种群越小,种群维持时间越短,是因为气候和疾病等原因容易导致种群内生物突然灭绝
D.栖息地的破碎也会导致基因交流的机会减少
二、非选择题
8.(2017黑龙江大庆一中月考,45)某研究所对一逐渐退化的草场进行调查,发现草场退化原因主要有:一是一种名为大沙鼠的草原鼠入侵了草原,并已成灾:二是牧民为快速致富,其放牧量超载。
回答下列问题:
(1)为确定合理的放牧量,该研究所采用样方法对某种优质牧草进行种群密度调查,为减小调査的误差应注意________、样方大小适宜和取足够多的样方。
(2)为了有效灭鼠,该研究所对该鼠群进行了长期的追踪调査,结果如下图实线所示。
①图中AE走势的曲线表示在_________________________________________
条件下大沙鼠种群的增长曲线。如果大沙鼠迁入时的种群数量为a,而且每繁殖一代种群数量比原来增加m倍,则在此条件下繁殖n次以后,种群数量为________。
②图中BD段走势不同于BE段走势的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③大沙鼠迁入该草原后出生率大于死亡率对应的时间段是图中________段。
(3)为了防治大沙鼠的危害,提高草原上牛、羊等的畜牧产品的产量,该研究所通过引入鼠的天敌来降低该鼠群的K值。从能量流动的角度分析,该措施的实践意义是________________________________________________________________________。
9.图甲是某草原生态系统中碳循环模式图,图中A、B、C、D表示生态系统的成分,①②③为特定的生理过程,图乙表示该系统中部分生物间的食物关系。请据图分析回答:
(1)该草原曾发生过火灾,但此后又慢慢恢复,这属于群落的________演替。从生态系统的角度分析,这体现了生态系统具有自我调节能力,这种能力的大小取决于________________________________________________________________________,
基础是____________。
(2)图乙中的生物对应图甲中的________(用字母表示)。在①、③过程中碳以________形式进行循环。
(3)若植食性动物粪便中的能量为M,呼吸作用消耗的能量为R,用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量为N,则该植食性动物的同化量可表示为____________。若杂食性动物的食物中草占1/3,则其体重增加30
kg,需消耗草________kg(能量传递效率按10%计算)。
10.蚯蚓是森林中的土壤动物之一,主要以植物的枯枝败叶为食。为探究蚯蚓对森林凋落物的作用,研究者做了如下实验。
(1)森林生态系统中的各种生物称为____________。从生态系统的成分角度看,蚯蚓属于________,从生态系统的功能角度看,蚯蚓的行为促进了________________。
(2)研究者选择4个树种的叶片做了不同处理,于6~9月进行了室外实验。每种叶片置于两个盆中,与土壤混合均匀,将数目相等的蚯蚓置于其中饲养,统计蚯蚓的食物消耗量,结果如下表。
单位体重蚯蚓日平均食物消耗量[mg/(g·d)]
不同处理
蒙古栎
杨
红松
白桦
未分解叶
2.44
5.94
4.79
7.30
半分解叶
7.20
9.42
8.71
5.23
实验所选择蚯蚓生长状况基本一致,其目的是________________________________________________________________________
____________。为了排除土壤中原有动物和微生物对实验的影响,应该在实验前对土壤进行________处理。
②据表分析,蚯蚓对半分解叶的消耗量明显________未分解叶的消耗量,在不同叶片中,对____________最为喜好。由此说明_________________________是影响蚯蚓摄食偏好的主要因素。
(3)依据上述实验分析,若在红松林和蒙古栎林中种植一些杨树,有利于增加____________的数量,增加整个生态系统的________________________________________________________________________。
第十一单元综合测评
1.D 【解析】种群密度是种群最基本的数量特征,A错误;草原群落中具有乔木、灌木和草本植物,具有水平结构和垂直结构,B错误;因为农田中人们不断地除草、杀虫,物种数量很少,而变成荒地后,不存在以上的操作,所以生物种类增加,营养结构复杂程度随之增加,C错误;雪松种子常落在母株附近而形成集群,这种分布属于种群空间特征的集群分布,D正确。
2.B 【解析】①甲生态系统种群类型数量较乙生态系统多,一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,抵抗力稳定性越强,且在气候条件骤变后,甲种群数量能保持相对稳定,而乙种群数量变化较大,由此可见,甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强,①正确;②甲生态系统受气候影响较小,但不一定是热带雨林生态系统,②错误;③乙生态系统在S点后种群类型数量增加,但不一定有新物种产生,③错误;④乙生态系统在S点时种群类型数量降到最低,而S点后种群类型数量又逐渐增加,可见S点后一定经历过一个次生演替的过程,④正确。
3.C 【解析】由于B种动物种群的K值为2
000头,B种动物种群处于K/2时,种群密度为1
000/500=2(头/km2)时,种群增长速度最快,A正确;由于生态系统存在负反馈调节机制,所以C种动物的数量增加时,短时间内会导致其食物(B种动物)减少,而A种植物增多,B正确;相邻两个营养级之间能量传递效率为10%~20%,因此A的同化量/B的同化量的最大值为1/10%=10,最小值为1/20%=5,因此A的同化量是B的同化量的5~10倍,C错误;B种动物种群数量为1
500头,种群密度=1
500头/500
km2=3头/km2,D正确。
4.D 【解析】图示①箭头所示渠道中碳流动形式应为“含碳有机物”而不是“CO2”形式;一个营养级的总能量大约有10%~20%传递到下一营养级;生态系统的信息传递是双向的。
5.C 【解析】物质循环的关键成分是生产者和分解者,A正确;物质可以在自然界和生物群落反复利用,而能量由于捕食关系为单向流动,信息在生物与生物之间、生物与无机环境之间双向交流,调节种间关系,维持生态系统的稳定性,但也可以是单向的,B、D正确;一个生态系统的营养结构越复杂,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越低,C错误。
6.B 【解析】野兔种群密度的调查方法是标志重捕法,A错误;记名计算法和目测估计法是物种丰富度的统计方法,C错误;生态缸应避免阳光直射,D错误。
7.B 【解析】若栖息地范围较广,则种内斗争不激烈,个体生存机会增大;种群越大,适应变化的环境的能力越强,种群维持时间越长,一般而言,种群维持时间的长短与出生率高低无必然相关性;种群小,变异类型少,遇到不良环境容易被淘汰;栖息地的破碎在一定程度上形成地理隔离,阻碍了基因交流。
8.(1)随机取样
(2)①理想(营养、空间充足,没有天敌等) a(1+m)n
②草原的食物、空间有限,有敌害 ③AC
(3)合理调整生态系统能量流动的关系,使能量更多的流向牛、羊等畜牧产品
【解析】(1)在调查植物种群密度时常用样方法,样方法使用时一定要注意随机取样,并且样方大小要合适,样方的数量要足够多。(2)①图中AE走势的曲线呈“J”型,是在理想条件下,即空间充足,食物充足,没有天敌等条件下形成的。如果大沙鼠迁入时的种群数量为a,而且每繁殖一代种群数量比原来增加m倍,则在此条件下繁殖n次以后,根据“J”型曲线的增长公式进行计算,种群数量应为a(1+m)n。②图中BD段是呈“S”型曲线,其走势不同于BE段走势的原因是草原的食物、空间有限,有敌害。③出生率大于死亡率,种群数量呈上升趋势,即图中的AC段。(3)鼠是有害生物,此时引入其天敌可以合理调整生态系统能量流动的关系,使能量更多的流向牛、羊等畜牧产品。
9.(1)次生 生态系统组分的多少(食物网复杂程度、营养结构复杂程度等) 负反馈调节
(2)B、D CO2 (3)N+R 2
100
【解析】(1)由题意知,群落演替的起点是火灾后的草原,还有植物的种子或其他繁殖体,所以属于群落的次生演替。次生演替体现了生态系统的自我调节能力,这种能力的大小取决于营养结构(食物链、食物网)的复杂程度,基础是负反馈调节。(2)分析甲图可知,A是无机环境,D是生产者,B是消费者,C是分解者,图乙中的生物对应图甲中的B、D,①是二氧化碳通过是光合作用进入生物群落,③过程是分解者通过呼吸作用释放二氧化碳,所以在①、③过程中碳以二氧化碳形式进行循环。(3)植食性动物的同化量包括呼吸作用消耗的能量R和用于自身生长、发育和繁殖等生命活动的能量N;分析图乙可知,杂食性动物在两条食物链上,若杂食性动物的食物中草占1/3,则其体重增加30
kg,需消耗草是30×1/3×10+30×2/3×100=2
100(kg)。
10.(1)(生物)群落 分解者 物质循环(答物质循环和能量流动也可)
(2)①排除蚯蚓个体差异对实验结果的影响(或排除无关变量对实验结果的影响) 灭菌 ②高于(或“大于”) 杨半分解叶 叶片种类和分解(腐解)程度 (3)蚯蚓 (抵抗力)稳定性(或“自我调节能力”)
【解析】(1)一个生态系统中的所有生物称为生物群落。从生态系统的成分角度看,蚯蚓属于分解者。从生态系统的功能角度看,蚯蚓即分解者的行为促进了物质循环。(2)选择生长状况基本一致的蚯蚓是为了严格控制无关变量,即排除蚯蚓个体差异对实验结果的影响。为了排除土壤中原有动物和微生物对实验的影响,要对土壤进行灭菌处理。由数据分析可知,蚯蚓对半分解叶的消耗量明显高于未分解叶。在不同叶片中,对杨半分解叶最为喜好。由此说明该实验的自变量即叶片种类和分解程度是影响蚯蚓摄食偏好的主要因素。(3)种植一些杨树有利于增加蚯蚓的数量,因此可以增加整个生态系统的抵抗力稳定性。
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1(共27张PPT)
第一单元
细胞及其分子组成
第3讲
生命活动的主要承担者——蛋白质
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高考真题感悟
必记必辨通关
一、氨基酸的结构及其种类
1.氨基酸的结构
(1)写出图中结构名称:
a.________;b.________。
(2)通过比较图中三种氨基酸,写出氨基酸的结构通式________________。
(3)氨基酸的不同取决于________的不同,图中三种氨基酸的R基依次为________、________和________。
2.氨基酸的种类
【考点知识突破答案检索】
一、1.(1)氨基 羧基 (2)CRCOOHHH2N (3)R基
—CHCH3CH3 —CH3 —H (4)同一个碳原子
2.必需氨基酸 非必需氨基酸
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二、蛋白质的结构及其多样性
1.蛋白质的形成过程
(1)过程a名称:________;场所:________。
(2)物质b:________。
(3)结构c:________,其结构简式为:—CO—NH—
。
(4)H2O中H的来源:________。
(5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为________。
(6)蛋白质的结构层次:氨基酸脱水缩合(――→)________盘曲折叠(――→)蛋白质。
2.蛋白质多样性的原因
(1)组成蛋白质的氨基酸的__________、__________、________不同。
(2)组成蛋白质的多肽链形成的________不同。
三、蛋白质的功能[连一连]
①肌肉、毛发等 a.具有免疫功能
②血红蛋白
b.调节作用
③抗体
c.催化作用
④胰岛素
d.运输作用
⑤唾液淀粉酶
e.细胞和生物体的结构蛋白
【考点知识突破答案检索】
二、1.(1)脱水缩合 核糖体 (2)二肽 (3)肽键 (4)羧基和氨基
(5)多肽 (6)多肽
2.(1)种类 数目 排列顺序 (2)空间结构
三、①-e ②-d ③-a ④-b ⑤-c
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【教材深挖】
1.“组成蛋白质的氨基酸中至少含有一个氨基和一个羧基”,你对“至少”是怎样理解的?
R基也可以含有氨基和羧基。
2.氨基酸种类和数目相同的蛋白质是同一种蛋白质吗?为什么?
不是;还决定于多肽链中氨基酸的排列顺序和多肽链形成的空间结构。
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B
【解析】A正确,三种物质都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示;B错误,图中三种氨基酸共同点应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”;C正确,双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应;D正确,三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1。
1.(2017江苏徐州期中,10)下面是三种化合物的结构简式,下列有关三种化合物的叙述,错误的是( )
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
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B
【解析】生物体内氨基酸的结构通式为CH2NHCOOHR,包含氨基、羧基、R基、氢原子及中央碳原子;有些氨基酸除含有C、H、O、N外还含有S,如甲硫氨酸;组成人体的氨基酸的相对分子质量的差异是由R基引起的,甘氨酸的R基为—H,相对分子质量最小。
2.关于生物体内氨基酸的叙述,正确的是( )
A.氨基酸是蛋白质分子的单体,由氨基和羧基组成
B.组成蛋白质的氨基酸共有的结构是CH2NHCOOH
C.每个氨基酸分子都只含有C、H、O、N四种元素
D.组成人体的氨基酸中相对分子质量最大的是甘氨酸
C
【解析】图中所示肽链有4个肽键,5个R基,可推知多肽由5个氨基酸构成即五肽,但可能有的R基相同,故不一定是由五种氨基酸脱水缩合而成,A错误;在肽酶P的作用下,应是消耗水分子形成两条肽链,而不是脱水缩合,B错误;根据题目信息可判断肽酶P作用于肽键中的1处,C正确;该肽链中含有游离的氨基和羧基数只能说至少各1个,因不能确定五个R基中是否含有氨基或羧基,故不能肯定就是各1个游离的氨基和羧基,D错误。
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3.(2017辽宁葫芦岛普通高中协作体质检一,27)蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪一个肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。关于下图,下列说法正确的是( )
A.上图所示肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成
B.在肽酶P的作用下,经过脱水缩合可以形成两条肽链
C.肽酶P可以催化1处的化学键断裂
D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
【解析】从图中可以看出,保留的肽链中含有51(30+21)个氨基酸,所以肽键的数目=51-2=49(个),A错误;胰岛素分子至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基,也可能含有更多的氨基和羧基(存在于R基),B错误;沸水浴时破坏的是胰岛素的空间结构而不是肽键,C错误;因为合成一个胰岛素分子就要切去一段C肽,所以可以通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能,D正确。
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D
A.胰岛素分子具有50个肽键,合成它的过程中共脱去50分子水
B.胰岛素分子含有一个游离的氨基和一个游离的羧基
C.沸水浴时肽键断裂导致胰岛素生物活性的丧失
D.理论上可通过测定C肽的含量间接反映胰岛B细胞的分泌功能
4.(2017江苏阜宁中学月考,8)如图所示,一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(图中数字表示氨基酸序号)。下列分析正确的是( )
【解析】经木瓜蛋白酶或胃蛋白酶处理后,抗体中的部分化学键断裂,进而导致抗体失活;根据酶的专一性可知,抗体的化学本质为蛋白质;本实验不能得出两种酶的化学本质是蛋白质的结论;从图中信息可知,胃蛋白酶催化抗体水解时断裂的肽键数较多。
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C
5.(2017江西单招模拟,5)图示为木瓜蛋白酶和胃蛋白酶对抗体的消化作用,根据图示实验结果,不能得出的结论是( )
A.胃蛋白酶能使抗体失活
B.抗体的化学本质是蛋白质
C.木瓜蛋白酶和胃蛋白酶的化学本质是蛋白质
D.胃蛋白酶催化抗体分解断裂的肽键数目多于木瓜蛋白酶
【解析】根据过程①知Q可能是酶,绝大多数酶的化学本质是蛋白质,可能含有S元素;过程②说明Q可能是细胞膜上的载体蛋白;过程③说明Q可能是抗体。酶促反应在细胞内外均可发生;物质跨膜运输不一定依赖ATP,如协助扩散,故选D。
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D
6.(2017四川遂宁高中四检,14)下面的①②③分别表示生物体内的三个生理过程,其中Q分别代表三种物质,下列有关Q的叙述,错误的是( )
A.Q可能位于细胞膜上
B.Q中可能含有硫元素
C.①不一定发生在细胞内
D.②必须依赖三磷酸腺苷
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巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能
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1.利用形成蛋白质的结构图解完成相应的计算规律
(1)氨基数和羧基数
①氨基数=肽链数+________中的氨基数。
②羧基数=肽链数+________中的羧基数。
(2)假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链:
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
多肽相对分子质量
1
n-1
n-1
至少1个
至少1个
na-18(n-1)
m
至少m个
至少m个
na-18(n-m)
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2.多肽中H、O、N原子数的计算
(1)H原子数=各氨基酸的H原子数之和-2×脱去的水分子数。
(2)O原子数=________数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸的O原子数之和-脱去的水分子数。
(3)N原子数=肽键数+肽链数+________上的N原子数=各氨基酸的N原子数之和。
3.氨基酸的排列与多肽种类的计算
(1)假如有n种氨基酸形成一个三肽,那么形成的三肽种类为
即n3种。
(2)假如有n种氨基酸形成一个m肽,则形成的m肽种类为nm种。
(3)假如有n种氨基酸形成一三肽,且每种氨基酸只有一个,则形成的三肽种类为
即n3-3n2+2n种。
【考点知识突破答案检索】
1.(1)R基 R基 (2)n-m n-m 2.(2)肽键 (3)R基
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.200个。 2.3个,3个。
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【教材深挖】
1.若某蛋白质为一条由200个氨基酸组成的环肽,则该蛋白质共有多少个肽键?
2.若某蛋白质中丙氨酸的个数及位置如下图所示:
则该六十肽脱掉丙氨酸所形成的有机物中肽键数目减少几个?氨基增加几个?
—1
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1.(2017湖南衡阳一中月考,1)有一条多肽链,分子式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到如图所示四种氨基酸。分析推算可知,水解得到的氨基酸个数为( )
A.q+1
B.p-1
C.q-2
D.p+1
【解析】由题意可知,只有赖氨酸的R基上有氨基,分子式中的N原子应是肽键中的N原子数+游离的氨基中的N原子数,因不知道赖氨酸有几个,故无法利用N原子数来计算,O原子数是肽键中的O原子数+游离羧基中的O原子数,而题意中的氨基酸R基都没有羧基,故肽键数是p-2,氨基酸数=肽键数+肽链数=(p-2)+1=p-1。
B
2.如图为某蛋白质的结构示意图,其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键,其作用是连接两个相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成,则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( )
A.m,18m
B.(m—4),18(m—4)
C.(m—3),18(m—3)+4
D.(m—2),18(m—2)+4
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【析】图中有三条肽链,中间一条为环状,故失去水分子数为氨基酸数-肽链数+1,即(m-2),由于有2个二硫键,而形成一个二硫键失去2个“H”,故减少的相对分子质量为18(m-2)+4。
D
【解析】据图分析,去掉4个甘氨酸,共需水解7个肽键,所以肽键减少7个;每个甘氨酸含2个C原子,脱掉4个甘氨酸减少8个C原子;每条肽链中至少含有一个氨基和一个羧基,4条多肽链,至少含4个游离的氨基,4个游离的羧基,与原来1条多肽链相比氨基和羧基分别增加3个;水解7个肽键需7分子水参与,水解产生的所有产物中O原子数增加7个,而每个甘氨酸含有2个O原子,因此原来多肽与4条多肽相比O原子数目减少1个。
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D
3.(2017江苏泰兴中学一检,2)某三十九肽中共有甘氨酸4个(甘氨酸结构式如图1),现用某种水解酶去除其中的甘氨酸,得到4条长短不等的多肽(如图2)。如将原来多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较时,会出现下列4种情况中的( )
①肽键数目减少7个
②C原子减少8个
③氨基和羧基分别增加3个
④O原子数目减少1个
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
【解析】蛋白质是由氨基酸脱水缩合形成的,因此蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量-失去水的数目×水的相对分子质量=11
054。又由于在肽链形成空间结构时,生成4个二硫键,失去2×4=8个H,所以蛋白质的相对分子质量=(97+3)×128-97×18-8=11
046。
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A
4.已知20种氨基酸的平均相对分子质量是128,现有一蛋白质分子由3条肽链组成,在肽链形成空间结构时,生成4个二硫键(—SH+—SH―→—S—S—+2H),共有肽键97个,问此蛋白质的相对分子质量最接近于( )
A.11
050
B.11
060
C.12
800
D.12
280
【解析】足量的3种氨基酸构成的三肽有3×3×3=27(种)。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解,可借用示意图
来分析,即第一个位置的氨基酸有3种情况,第二个位置只能从另两种氨基酸中任选1种,第三个位置只能安放剩余的1种,即3×2×1=6(种)。
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D
5.(2017河北武邑中学周考,2)现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸,它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类分别最多有( )
A.9种,9种
B.6种,3种
C.18种,6种
D.27种,6种
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1.有关多肽形成计算的两个提醒
(1)环状多肽主链中无氨基和羧基,环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目。肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。
(2)在计算多肽相对分子质量时,还要考虑一些其他化学变化过程,如二硫键(—S—S—)的形成,每形成一个二硫键,脱去2个—H,故相对分子质量减少2。
2.利用守恒法计算蛋白质分子中各原子数量
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在脱水缩合形成多肽时,要失去部分H、O原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下:
(1)碳原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。
(2)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数—脱去的水分子数×2。
(3)氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数—脱去的水分子数。
(4)氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
1.(2016江苏高考,4)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是( )
A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质
B.氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自于氨基和羧基
C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与
D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团有关
【解析】细胞膜中负责转运氨基酸的载体是蛋白质,细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是tRNA,A错误;氨基酸之间脱水缩合生成的H2O中,氢来自于氨基和羧基,B正确;细胞内蛋白质发生水解时需要蛋白酶催化,而蛋白酶的化学本质是蛋白质,C正确;结构决定功能,蛋白质的碳骨架和功能基团都影响蛋白质的结构,故蛋白质的基本性质与碳骨架和功能基团都相关,D正确。
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A
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2.(2015福建高考,1)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质( )
A.都含有20种氨基酸
B.都是在细胞内发挥作用
C.都具有一定的空间结构
D.都能催化生物化学反应
【解析】组成人体内蛋白质的氨基酸有20种,但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸,A错误;有的蛋白质在细胞外发挥作用,例如人体内的消化酶,B错误;每种蛋白质都具有一定的空间结构,C正确;酶能催化生物化学反应,绝大多数酶是蛋白质,但是蛋白质不一定是酶,例如某些激素、抗体等,D错误。
C
【解析】rRNA是核糖体的组成成分,核糖体是蛋白质合成的场所,A项正确;DNA和蛋白质是染色体的组成成分,B项正确;人体血浆中含有浆细胞分泌的抗体,抗体属于蛋白质,C项正确;核糖体上合成的蛋白质可通过核孔进入细胞核,在细胞核中发挥作用,D项错误。
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C
3.(2015海南高考,11)关于蛋白质的叙述,错误的是( )
A.rRNA能参与蛋白质的生物合成
B.DNA和蛋白质是染色体的组成成分
C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质
D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用
【解析】39个氨基酸形成环状多肽,有39个肽键,A错误;该环状多肽主链上没有游离的氨基,不能确定侧链基团中是否含有游离的氨基,故该多肽可能没有游离的氨基,B正确;该多肽为环状,主链上没有游离的羧基,谷氨酸的侧链基团中含有游离的羧基,故该多肽至少含有4个游离的羧基,C错误;组成该多肽的氨基酸最多有20种,D错误。
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4.(2014上海高考,28)一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH),则该多肽( )
A.有38个肽键
B.可能没有游离氨基
C.至少有5个游离羧基
D.至多有36种氨基酸
C
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1.氨基酸中氨基和羧基的两大特点
(1)数目:至少含有一个氨基和一个羧基。
(2)连接方式:都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.氨基酸的种类和性质的唯一决定因素
R基。
3.蛋白质的四个结构层次
元素C、H、O、N等→氨基酸→多肽→蛋白质。
4.脱水缩合过程中重要的数量关系
肽键数=脱掉水分子数=氨基酸数-肽链数。
5.蛋白质结构多样性的原因
组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
6.蛋白质的五大功能
构成细胞和生物体、催化、运输、免疫、调节。
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易错点1 不同生物及同一生物不同细胞中蛋白质不同的原因
【点拨】(1)不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息)的特异性。
(2)同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是“基因的选择性表达”。
易错点2 误认为多肽就是蛋白质
【点拨】
多肽
蛋白质
有无空间结构
无
有
联系
蛋白质可由一条或几条肽链形成
提醒
翻译的直接产物——多肽,不叫蛋白质,必须经加工,形成一定的空间结构才叫蛋白质
易错点3 对高温使蛋白质变性理解不透
【点拨】高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键,而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
易错点4 误认为脱去水的相对分子质量,就是氨基酸合成多肽时减少的相对分子质量
【点拨】计算蛋白质相对分子质量时,要考虑“二硫键”的形成,每形成一个二硫键,脱去2个H,相对分子质量减少2。
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必记必辨通关第1讲 基因突变和基因重组
(建议用时:10分钟)
1.(2017河北冀州中学月考,2)下图为人WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列示意图。已知WNK4基因发生一种突变,导致1
169位赖氨酸变为谷氨酸。该基因发生的突变是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-38.tif"
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A.①处插入碱基对G—C
B.②处碱基对A—T替换为G—C
C.③处缺失碱基对A—T
D.④处碱基对G—C替换为A—T
2.(2017江西抚州临川一中期中,8)下列有关生物变异的说法中正确的是( )
A.如果遗传物质发生改变,生物可能不出现变异性状
B.患有遗传病的个体的某些细胞内一定会有致病基因存在
C.在减数分裂过程中,如果某细胞非同源染色体之间发生了交叉互换,则该细胞内发生了基因重组
D.如果某果蝇的长翅基因缺失,则说明其发生了基因突变
3.(2017河北邯郸一中开学测试,14)下图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况,图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。有关叙述正确的是( )
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A.在每个植物细胞中,a、b、c基因都会表达出相应蛋白质
B.
a、b互为非等位基因,在亲子代间传递时可自由组合
C.
b中碱基对若发生了增添、缺失或替换,则发生了基因突变,但性状不一定改变
D.基因在染色体上呈线性排列,基因的首、尾端存在起始密码子和终止密码子
4.(2017四川绵阳丰谷中学入学测试,5)下列甲、乙分裂过程中产生配子时发生的变异分别属于( )
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A.基因重组,不可遗传变异
B.基因重组,基因突变
C.基因突变,不可遗传变异
D.基因突变,基因重组
5.下列关于基因重组的说法不正确的是( )
A.生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组
C.减数分裂过程中,非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,花药内可发生基因重组,而根尖则不能
6.如图是某种高等动物的几个细胞分裂示意图(数字代表染色体,字母代表染色体上带有的基因)。图中不可能反映的是( )
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A.图甲细胞表明该动物发生了基因重组
B.图乙细胞由于完成DNA复制解开双螺旋容易发生基因突变
C.图丙细胞中1与2的片段部分交换属于基因重组
D.图丙细胞表示发生了自由组合
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(建议用时:25分钟)
7.(2017湖南师大附中月考,24)H2O2能将鸟嘌呤氧化损伤为8?氧?7?氢脱氧鸟嘌呤(8?oxodG),8?oxodG与腺嘌呤互补配对。若下图所示DNA片段中有两个鸟嘌呤发生上述氧化损伤后,正常复制多次形成大量的子代DNA,下列相关叙述不正确的是( )
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A.子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变
B.部分子代DNA中嘧啶碱基的比例可能会增加
C.子代DNA控制合成的蛋白质可能不发生改变
D.氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变
8.(2017山东潍坊三检,15)玉米抗锈病基因R和不抗锈病基因r是一对等位基因,下列有关叙述正确的是( )
A.基因R和基因r不可能出现在处于减数第二次分裂细胞的两极
B.基因R可以突变成基因r,基因r也可以突变成基因R
C.基因突变属于可遗传变异,故细胞中突变形成的基因r都能通过有性生殖遗传给后代
D.一株处于开花期的杂合玉米个体中:含基因R的精子数=含基因r的精子数=含基因R的卵细胞数=含基因r的卵细胞数
9.(2017广东三水中学月考,8)下图是某DNA片段的碱基序列,该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—亮氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—酪氨酸…”(甲硫氨酸的密码子是AUG,亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG,终止密码子是UAA、UAG、UGA)。下列有关说法正确的是( )
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A.该片段所编码蛋白质是以a链为模板合成信使RNA的
B.若1处的碱基对C∥G替换成T∥A,编码的氨基酸序列不变
C.若2处的碱基对C∥G替换成A∥T,编码的氨基酸数目不变
D.发生一个碱基对的缺失对氨基酸序列的影响总是大于发生三个碱基对的缺失
10.(2017湖北沙市中学三检,2)减数分裂与生物变异具有密切的联系。下列相关叙述中正确的是( )
A.减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生
B.如果不考虑基因突变,一个基因型为Bb的男子产生基因型为bb的精子的原因可能是有关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开
C.基因重组只能发生于同源染色体之间
D.发生生物变异后,细胞核中的基因的遗传不再遵循遗传规律
11.下图为基因型为AaBb的某雄性动物细胞进行分裂某一时期图。下列有关叙述正确的是( )
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A.该时期发生在体细胞增殖过程中
B.该分裂过程中一定发生过基因突变
C.该分裂过程中一个精原细胞可能产生三种或四种精子细胞
D.该分裂过程中没有基因重组
12.(2017广东深圳二调,3)科学家以正常人及某种病患者的相应mRNA为模板合成了cDNA。已查明该患者相应蛋白质中只有32号氨基酸与正常人不同,cDNA中只有一个位点的碱基发生改变。对比结果见下表。以下有关分析合理的是( )
研究对象
cDNA的碱基位点
32号氨基酸及密码子
94
95
96
密码子
氨基酸
正常人
G
C
G
CGC
精氨酸
C
G
C
组氨酸
患者
G
C
注:组氨酸的密码子为CAU、CAC。
A.cDNA所含的碱基数等于96
B.合成cDNA时需要DNA解旋酶
C.患者第94号位点碱基缺失
D.患者相应氨基酸密码子为CAC
13.下图为具有2对相对性状的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种AABB)的一个A基因和乙植株(纯种AABB)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的),请分析该过程,回答下列问题:
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(1)上述两个基因的突变发生在________的过程中,是由________引起的。
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(2)右图为甲植株发生了基因突变的细胞,它的基因型为________,表现型是________,请在右图中标明基因与染色体的关系。乙植株发生了基因突变后的基因型为________。
(3)甲、乙发生基因突变后,该植株及其子一代均不能表现出突变性状,因为该突变均为________,且基因突变均发生在甲和乙的________中,不能通过有性生殖传递给子代。让其后代表现出突变性状的方法是:取发生基因突变部位的组织细胞,先利用________技术对其进行繁殖得到试管苗后,让其________(填“自交”“杂交”或“测交”),其子代即可表现突变性状。
14.(2017贵州铜仁一中开学测试,42)以一个具有正常叶舌的水稻纯系的种子为材料,进行辐射诱变实验。将辐射后的种子单独隔离种植,发现甲、乙两株的后代各分离出无叶舌突变株,且正常株与无叶舌突变株的分离比例均为3?1。经观察,这些叶舌突变都能真实遗传。请回答:
(1)甲和乙的后代均出现3?1的分离比,表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有________(填“一”“二”或“多”)个基因发生________(填“显”或“隐”)性突变。
(2)甲株后代中,无叶舌突变基因的频率为________________。将甲株的后代种植在一起,让其随机传粉一代,只收获正常株上所结的种子,若每株的结实率相同,则其中无叶舌突变类型的基因型频率为________。
(3)现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上,还是发生在两对基因上,请以上述实验中的甲、乙后代分离出的正常株和无叶舌突变株为实验材料,设计杂交实验予以判断。
①实验设计思路:选取甲、乙后代的________进行单株杂交,统计F1的表现型及比例。
预测实验结果及结论___________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2讲 染色体变异及生物育种
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(建议用时:10分钟)
1.(2017甘肃天水一中开学测试,16)下面为某种生物的部分染色体发生了两种变异的示意图,图中①和②,③和④互为同源染色体,则图a、图b所示的变异( )
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A.均为染色体结构变异
B.基因的数目和排列顺序均发生改变
C.均使生物的性状发生改变
D.均可发生在减数分裂过程中
2.(2017江西九江一中月考,5)洋葱(2n=16)种群中偶尔会出现一种三体植物(4号染色体有3条)。在减数分裂时,这三条染色体的任意两条向细胞一极移动,剩下一条移向另一极,细胞中其余同源染色体正常分离。下列关于三体洋葱(基因型BBb)的叙述,错误的是( )
A.该三体洋葱植株属于染色体变异,这种变异将为生物进化提供原材料
B.该三体洋葱与基因型为Bb的洋葱杂交,子代出现三体洋葱的概率为1/3
C.该三体洋葱植株在进行细胞分裂时,体细胞中最多含有34条染色体
D.该植株在细胞分裂时,两个B基因的分离可发生在减Ⅰ和减Ⅱ的后期
3.下图为某动物细胞分裂的示意图,据图判断该细胞( )
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A.只分裂形成1种卵细胞
B.含有3对同源染色体
C.含有3个染色体组
D.一定发生过基因突变
4.如图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合优良矮秆抗病小麦(ddEE)品种的示意图,下列有关此图的叙述错误的是( )
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A.①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
B.②过程中发生了非同源染色体的自由组合
C.③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖
D.④过程中要用到一定浓度的秋水仙素溶液
6.(2017河北石家庄一中期中,2)将某种二倍体植物①、②两个植株杂交,得到③,将③再做进一步处理,如图所示。下列分析不正确的是( )
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A.由③到④的育种过程依据的主要原理是基因突变
B.由⑤×⑥过程形成的⑧植株既不属于物种⑤,也不属于物种⑥
C.若③的基因型为AaBbdd,则⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
D.由⑦到⑨的过程会发生基因突变和基因重组,可为生物进化提供原材料
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(建议用时:25分钟)
7.(2017四川成都外国语学校入学测试,1)在细胞分裂过程中出现了图甲~丁4种变异,图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
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A.图甲~丁都发生了染色体结构变异,增加了生物变异的多样性
B.图甲、乙、丁中的变异类型都可以用显微镜观察检验
C.图甲、乙、丁中的变异只会出现在有丝分裂过程中
D.图乙、丙中的变异只会出现在减数分裂过程中
8.某植物株色紫色对绿色是显性,分别由基因PL和pl控制,不含pl、PL
基因的植物株色表现为白色。该植物株色在遗传时出现了变异(如下图所示),下列相关叙述错误的是( )
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A.该变异是由某条染色体结构缺失引起的
B.该变异是由显性基因突变引起的
C.该变异在子二代中能够表现出新的株色的表现型
D.该变异可以使用显微镜观察鉴定
9.(2017浙江台州仙居学考模拟,17)下图表示培育纯合高秆抗病植株新品种的几种方法,相关说法不正确的是( )
A.①过程是杂交育种中的操作,表示连续自交和选择过程
B.②④过程表示单倍体育种,它的优点是能明显缩短育种年限
C.④过程常用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗或种子
D.③过程利用了植物组织培养技术
③过程中,导入了目的基因的植物细胞需要利用植物组织培养技术培养成转基因植株,D正确。
10.(2017安徽皖南八校一联,17)下列关于生物育种技术操作合理的是( )
A.用红外线照射青霉菌能使青霉菌的繁殖能力增强
B.年年栽种年年制种推广的杂交水稻一定是能稳定遗传的纯合子
C.单倍体育种时需用秋水仙素处理其萌发的种子或幼苗
D.马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种
11.(2017辽宁大连24中月考,9)下图所示是育种专家利用染色体部分缺失原理,对棉花品种的培育过程。相关叙述正确的是( )
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A.图中涉及的变异只有染色体结构的变异
B.粉红棉M的出现是染色体缺失的结果
C.白色棉N自交后代会发生性状分离,不能稳定遗传
D.深红棉S与白色棉N杂交,产生粉红棉的概率为1/4
12.已知伞花山羊草是二倍体,二粒小麦是四倍体,普通小麦是六倍体。为了将伞花山羊草携带的抗叶锈病基因转入小麦,研究人员做了如图所示的操作。下列有关叙述正确的是( )
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A.秋水仙素处理杂种P获得异源多倍体,异源多倍体中没有同源染色体
B.异源多倍体与普通小麦杂交产生的杂种Q中一定含有抗叶锈病基因
C.射线照射杂种R使抗叶锈病基因的染色体片段移接到小麦染色体上,属于基因重组
D.杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律
13.家蚕的性别决定为ZW型,已知控制卵色的B基因(黑色)对b基因(白色)为显性。雄性(ZZ)家蚕利用饲料效率高,茧丝质量好,但是在卵期很难分辨雌雄,育种工作者经过下图过程获得新品种丙,实现了通过卵色直接分辨雌雄。请回答:
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(1)过程①是用X射线处理甲蚕的蛹获得乙,乙的变异类型为________变异。
(2)过程②是用经辐射的甲蚕和________雄蚕交配,若F1中________,则说明该蚕已变异成乙,且子代中可以得到丙。
(3)丙家蚕卵色的遗传________(填“符合”或“不符合”)交叉遗传的特点。养蚕人在选种时,用纯合白卵家蚕和丙杂交,淘汰所有________卵即达到筛选出雄蚕的目的。
14.通过各种方法改善农作物的遗传性状,提高粮食产量一直是科学家不断努力追求的目标。如图表示一些育种途径,请回答相关问题:
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(1)①途径称之为杂交育种,所利用的原理是________,这种育种方法除了可以得到符合要求的纯合子,也可利用植物的________提高产量。
(2)最常用的试剂M是________,该试剂能让细胞内染色体数目加倍的机理是________。②途径相对于①途径,优势在于________。
(3)可定向改变生物遗传性状的是________途径,经③途径所得到的植株基因型为________。
第3讲 现代生物进化理论
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(建议用时:10分钟)
1.下列符合现代生物进化理论的叙述是( )
A.物种的形成可以不经过隔离
B.生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
2.某生物兴趣小组抽样调查的200人中,各种基因型和人数情况如下表所示,则这200人中,Xb的基因频率为( )
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
人数
78
14
8
70
30
A.85%
B.30%
C.20%
D.15%
3.(原创)如图表示施用某种杀虫剂以后,昆虫种群所发生的改变。下列相关叙述错误的是( )
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A.①类个体大多被淘汰的原因并不是该种杀虫剂是否诱发其产生抗性基因
B.抗性基因根本来源是可遗传变异,②③类个体的抗性基因一定来源于遗传
C.若连续使用杀虫剂,抗该种杀虫剂的基因频率会越来越趋近1
D.杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型
4.鼠尾草的雄蕊高度专化,成为活动的杠杆系统,并与蜜蜂的大小相适应。当蜜蜂前来采蜜时,根据杠杆原理,上部的长臂向下弯曲,使顶端的花药接触到蜜蜂背部,花粉便散落在蜜蜂背上。由此无法推断出( )
A.在鼠尾草进化的过程中,雄蕊专化的基因频率升高
B.鼠尾草和蜜蜂间存在捕食和寄生两种种间关系
C.鼠尾草雄蕊的形态是自然选择的结果
D.鼠尾草花的某些形态特征与传粉昆虫的某些形态特征相适应,属于共同进化
5.(2017四川成都外国语学校月考,18)甲海岛上的某种鸟一部分迁徙到乙、丙两个海岛(三个岛屿相互隔绝),如图所示为刚迁入时和迁入多年后决定羽毛颜色相关基因的调查结果(B——黑色、b——灰色、B1——黄色)。下列推测正确的是( )
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A.三个岛屿上的这种鸟既存在地理隔离,又存在生殖隔离
B.鸟类迁入新岛屿后会与其食物、天敌和无机环境共同进化
C.甲、丙两个岛屿的相同环境决定羽毛颜色朝着相同方向进化
D.乙岛屿的环境促进羽毛颜色基因发生定向突变,产生B1基因
6.下列关于共同进化和生物多样性形成的说法,正确的是( )
A.共同进化表现在不同物种之间的相互影响上
B.生物多样性包括物种多样性、种群多样性和生态系统多样性
C.地球上厌氧生物比好氧生物出现的早
D.外来物种入侵不能改变生物进化的速度和方向
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(建议用时:25分钟)
7.(2017湖南常德一中月考,5)研究者对分布在喜马拉雅山东侧不同海拔的358种鸣禽进行了研究,绘制了该地区鸣禽物种的演化图表(部分)及其在不同海拔分布情况的示意图(图中数字编号和字母代表不同鸣禽物种的种群)。有关说法不正确的是( )
A.种群①内部个体间形态和大小方面的差异,体现了遗传多样性
B.在②③④⑤四个物种中,亲缘关系最近的物种是②③
C.种群X分布区域扩大有利于在⑥⑦原种群之间形成地理隔离
D.不同海拔的选择有利于不同种群的基因频率朝相同方向演化
8.(2017湖北重点高中协作体期中,19)某自由交配的种群在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段都经历多次繁殖过程,定期随机抽取100个个体,测得基因型为AA、aa的个体数量变化曲线如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.在Ⅰ段内A的基因频率是40%
B.A基因突变为a基因导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变
C.在Ⅱ、Ⅲ段,AA个体比aa个体的适应能力弱
D.Aa个体在Ⅰ、Ⅲ段数量均为40,说明种群没有发生进化
9.(2017内蒙古鄂尔多斯期中,13)下表中D和d表示某地区某种生物的一对等位基因,表中数据能说明( )
年份
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
基因D的频率
0.99
0.81
0.64
0.49
0.36
0.25
0.16
0.10
基因d的频率
0.01
0.19
0.36
0.51
0.64
0.75
0.84
0.90
A.1970年杂合子的比例为18%
B.1930年显性个体和隐性个体数目接近
C.1970年后的较短时间内D的频率为0
D.显性纯合子更能适应该地区变化的环境
10.下图所示为玉米的含油量随选择世代的变化情况。据图分析,选育过程对高含油量玉米品种的产生所起的作用是( )
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A.改变了控制产油的一对等位基因的总频率
B.改变了玉米的基因库,导致新物种的产生
C.淘汰了一些表现型,从而导致控制含油量高的基因频率增大
D.在逐步产生并选择多对等位基因的同时,淘汰了多对等位基因
11.(2017河南新乡周练,18)某一小岛上的野兔原种种群由于某种原因造成部分个体分别迁移到了两个其他的小岛上。下图表示野兔原种进化的过程,相关说法不正确的是( )
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A.新物种1与新物种2基因库不同
B.由野兔原种形成新物种显示了物种形成的一种方式,即经地理隔离而达到生殖隔离
C.图中X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择,Z仅表示自然选择过程
D.在新物种形成的过程中一定存在种群基因频率的改变
12.(2017江苏南通、扬州、淮安、泰州四市三调,10)下图表示一个亲代种群由于地理隔离(河流和山脉)形成了两个新的种群,进而进化为两个新物种的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.地理隔离导致种群1、2与亲代种群之间不能发生基因交流
B.种群1、2出现不同的突变和基因重组,相互间无影响
C.种群1、2承受不同的选择压力,适应环境的个体被保留
D.由于种群1、2基因库中没有相同的基因,导致生殖隔离
13.下图为现代生物进化理论的概念图,请据图回答相关问题:
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(1)图中①指________,②是导致①改变的内因,包括生物的突变和________,它为生物进化提供原材料。
(2)图中③指________,③的观点没有提出隔离是物种形成的必要条件,隔离是指不同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象,也就是物种形成必须要有________隔离。
(3)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%。倘若人为舍弃隐性性状类型仅保留显性性状的基因型,令其自交,则自交子一代所有个体中基因型AA的个体占________,aa基因型的个体占________,此时种群中A的基因频率为________,经这种人工选择作用,该种群是否发生了进化?
__________________________________________。
14.下图中地雀A与地雀B可以交配产生可育后代,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配。图1、2、3是关于地雀的进化、发展过程。
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(1)上述地雀之间的关系能体现遗传多样性的类型是________________,能体现物种多样性的类型是______________。
(2)若干年后,小岛上出现了地雀C。在这一变化过程中,起到选择作用的主要因素是____________。这种新物种的形成方式实质上是由于不同种群内的______发生改变。
(3)若图2时期,小岛和大陆的两个地雀种群的相关基因型种类和个体数如下表所示。
甲
基因型
AATT
AaTT
aaTT
AATt
AaTt
aaTt
AAtt
aatt
总数
个体数
20
22
4
20
3
9
8
2
100
乙
基因型
AATT
AaTT
aaTT
个体数
196
168
36
400
①种群甲的全部个体所含的全部基因,是这个种群的________。
②种群甲中基因A的频率为________。
③已知表中种群乙每个个体有2×104个基因,每个基因的突变概率都是10-5,则该种群中出现突变的基因数是________。
第1讲 基因突变和基因重组
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1.
B 【解析】首先由赖氨酸的密码子分析转录模板基因碱基为TTC,确定赖氨酸的密码子为AAG,①③处插入、缺失碱基对会使其后编码的氨基酸序列发生改变,④处碱基对替换后密码子为AAA还是赖氨酸,②处碱基对替换后密码子为GAG,对应谷氨酸。
2.
A 【解析】遗传物质发生改变后,生物的性状不一定发生改变,如隐性基因突变,A正确;染色体异常遗传病不含致病基因,B错误;交叉互换发生在同源染色体中的非姐妹染色单体之间,而非同源染色体之间的片段互换属于易位,C错误;基因突变不改变基因的数量和位置,而长翅基因的缺失说明发生了染色体变异,D错误。
3.
C 【解析】植物细胞会进行基因选择性表达,并不是所有的基因在同一细胞中都表达,A错误;a、b位于同一条染色体上,不符合基因自由组合定律,自由组合的条件是非同源染色体上的非等位基因,B错误;b中碱基对发生改变后,mRNA中可能改变,但密码子具有简并性,性状不一定改变,C正确;起始密码子和终止密码子位于mRNA上,基因的首、尾段是启动子和终止子,D错误。
4.
D 【解析】由甲过程中产生了含a的精子可以判断,在减数第一次分裂前的间期DNA分子复制时发生了基因突变;由乙过程产生了两种配子,可以判断在减数第一次分裂时发生了非同源染色体的自由组合,导致基因重组。
5.
B 【解析】控制不同性状的基因重新组合,称为基因重组。减数分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换可导致基因重组。减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组。减数分裂过程中存在基因重组,而根尖细胞进行有丝分裂,不进行减数分裂,所以不会发生基因重组。
6.
A 【解析】根据题干知,图甲、图乙、图丙分别是同一种动物的细胞分裂示意图。图甲细胞中着丝点已分开,而且有同源染色体,是有丝分裂,造成两条相同染色体上基因不同的原因是基因突变。基因重组通常发生在减数分裂过程中,所以图甲不能进行基因重组;图乙细胞处于分裂间期。图丙细胞中同源染色体正在分开,是减数第一次分裂。1与2的片段部分交换,属于同源染色体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,属于基因重组;图丙细胞中同源染色体分离,非同源染色体发生了自由组合。
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(建议用时:25分钟)
7.
B 【解析】根据题意,H2O2能将鸟嘌呤氧化损伤为8?氧?7?氢脱氧鸟嘌呤(8?oxodG),8?oxodG与腺嘌呤互补配对。如图,若3个鸟嘌呤都被损伤或被损伤的鸟嘌呤分别位于2条链,子代DNA分子都有可能发生碱基序列的改变,A正确;DNA复制是以碱基互补配对的方式进行的,嘧啶数=嘌呤数,子代DNA中嘧啶碱基的比例不会增加,B错误;被损伤的鸟嘌呤位于1条链,未被损伤的链复制得到的子代DNA控制合成的蛋白质不发生改变,C正确;氧化损伤可能诱发原癌基因或抑癌基因的突变,D正确。
8.B 【解析】若发生基因突变或在四分体时期发生交叉互换,在减数第二次分裂时基因R和基因r可出现在细胞两极,A错误;基因突变具有不定向性,二者可能相互突变,B正确;体细胞中的基因突变,不能通过有性生殖遗传给后代,C错误;开花期卵细胞的数量远远小于精子的数量,D错误。
9.
B 【解析】依据题意可知:编码该蛋白质的甲硫氨酸密码子是AUG,与b链上的碱基TAC互补配对,所以该片段所编码蛋白质是以b链为模板合成信使RNA的,A错误;若1处的碱基对C∥G替换成T∥A,编码的氨基酸的密码子由原来的CUA变为UUA,决定的都是亮氨酸,B正确;若2处的碱基对C∥G替换成A∥T,编码的氨基酸的密码子由原来的UAC变为UAA,而UAA是终止密码子,不能编码氨基酸,所以编码的氨基酸数目发生了变化,C错误;发生一个碱基对的缺失对氨基酸序列的影响与其所在的位置有关,因此不一定总是大于发生三个碱基对的缺失,D错误。
10.A 【解析】减数分裂间期DNA复制时可能发生基因突变,分裂期发生基因重组和可能发生染色体变异,A正确;减数第一次分裂同源染色体分离导致B、b分离到2个次级精母细胞,形成BB和bb两个次级精母细胞,减数第二次分裂bb次级精母细胞的单体分离到同一个精细胞,形成bb精子,B错误;四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,以及减数第一次分裂后期非同源染色体的非等位基因自由组合,二者都是基因重组,C错误;遗传定律适用于真核生物有性生殖,发生生物变异后,细胞核中的基因的遗传仍然遵循遗传规律,D错误。
11.C 【解析】由图可知,该图为减数第二次分裂前期图。该时期发生在生殖细胞形成过程中,体细胞是有丝分裂,A错误;该分裂过程中有可能发生过基因突变,也可能在四分体时期发生了交叉互换,B错误;若图中a基因是由突变形成,则产生三种精子细胞,若图中a是由四分体时期交叉互换形成,则产生四种精子细胞,C正确;该分裂过程中有A与B的基因重组,D错误。
12.
D 【解析】根据题意分析表格可知,表格中仅显示第32号氨基酸的对应序列,该mRNA的实际长度应大于96,A错误;以mRNA为模板合成DNA时需逆转录酶催化,B错误;对比精氨酸与组氨酸的密码子可知,该基因突变是由正常人的密码子CGC突变为患者的CAC,即第95位碱基对替换,C错误、D正确。
13.
(1)DNA复制 一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)
(2)AaBB 扁茎缺刻叶 图示如下
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(提示:表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可) AABb
(3)隐性突变 体细胞 组织培养 自交
【解析】(1)由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换,基因突变发生在间期DNA复制时。(2)因为A基因和B基因是独立遗传的,所以这两对基因应该分别位于两对同源染色体上。又由于甲植株(纯种)的一个A基因发生突变,所以细胞的基因型应该是AaBB,表现型是扁茎缺刻叶。乙植株(纯种)的一个B基因发生突变,突变后的基因型为AABb。(3)植株虽已突变但由于A对a的显性作用,B对b的显性作用,在甲、乙植株上并不能表现出突变性状。由于突变发生在体细胞中,突变基因不能通过有性生殖传给子代,故甲、乙植株的子一代均不能表现突变性状。要想让子代表现出突变性状,可对突变部位的组织细胞进行组织培养,得到试管苗,然后让其自交,后代中即可出现突变性状。
14.
(1)一 隐 (2)50%(1/2) 16.7%(1/6)
(3)①无叶舌突变株 ②若F1全为无叶舌突变株,则甲、乙两株无叶舌突变发生在同一对基因上;若F1全为正常植株,则甲、乙两株无叶舌突变发生在两对基因上
【解析】(1)亲本是纯合的正常叶舌,实验后出现了正常株与无叶舌突变株的分离比例均为3?1,说明正常株是显性,无叶舌的是隐性,这是杂合子自交的结果,说明亲本由AA突变为了Aa,应是1个基因发生了隐性突变。(2)甲后代中是1/4AA、2/4Aa和1/4aa,故突变基因频率是50%,将甲株的后代种植在一起,让其随机传粉一代,只收获正常株上所结的种子,即1/3AA和2/3Aa植株上所结种子,若每株的结实率相同,则其中无叶舌突变类型的基因型频率为2/3×1/4=1/6。(3)应选取无叶舌突变株进行杂交,如果后代都是无叶舌突变株,则应是在同一对基因上(aa×aa);如果后代都是正常植株,则突变应发生在两对基因上(aaBB×AAbb)。
第2讲 染色体变异及生物育种
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(建议用时:10分钟)
1.
D 【解析】由图可知,图a为交叉互换,属于基因重组,基因的数目和排列顺序未发生改变,性状可能没有变化;图b是染色体结构变异,基因的数目和排列顺序均发生改变,性状也随之改变;二者均可发生在减数分裂过程中。
2.
B 【解析】该三体洋葱植株属于染色体数目变异,这种变异将为生物进化提供原材料,A正确;该三体洋葱产生含两个基因的配子的概率是1/2,故与基因型为Bb的洋葱杂交,子代出现三体洋葱的概率为1/2,B错误;该三体洋葱植株的染色体为17条,在进行细胞有丝分裂后期时,体细胞中最多含有34条染色体,C正确;该植株在细胞分裂时,两个B基因的分离可发生在减Ⅰ和减Ⅱ的后期,D正确。
3.
A 【解析】由于该图细胞质分配不均等,又无姐妹染色单体分离,故属于次级卵母细胞,细胞分裂结束后,产生一个卵细胞和一个极体,A正确;同源染色体已在减数第一次分裂后期分到不同的细胞中,故题图细胞中没有同源染色体,B错误;细胞中含有2个染色体组,C错误;图中染色单体分离形成的子染色体上含有G、g,既可以是基因突变产生的,也可以是减数第一次分裂中同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换产生的,D错误。
4.
C 【解析】①过程为杂交,目的是获得含不同优良性状的杂合子;②过程为减数分裂产生配子的过程,该过程发生了同源染色体分离和非同源染色体自由组合;③过程为花药离体培养,其依据的原理是细胞的全能性;④过程实现染色体数目加倍,用一定浓度的秋水仙素溶液处理单倍体幼苗。
【解析】①过程为杂交,目的是获得含不同优良性状的杂合子;②过程为减数分裂产生配子的过程,该过程发生了同源染色体分离和非同源染色体自由组合;③过程为花药离体培养,其依据的原理是细胞的全能性;④过程实现染色体数目加倍,用一定浓度的秋水仙素溶液处理单倍体幼苗。
5.
D 【解析】“嵌合体”植株含有2N细胞和4N细胞,前者染色体数目是38,后者染色体数目是76。根尖分生区细胞不进行减数分裂,不能产生含19条染色体的细胞。
6.
D 【解析】由③到④过程是诱变育种,原理是基因突变,A正确;由于⑥植株是多倍体,而⑤植株是二倍体,杂交后代⑧是三倍体,高度不育,所以⑧植株既不属于物种⑤,也不属于物种⑥,B正确;若③的基因型为AaBbdd,说明含有两对等位基因和一对纯合基因,因此⑩植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4,C正确;⑦到⑨过程是秋水仙素处理使染色体数目加倍,属于染色体变异,可为生物进化提供原材料,D错误。
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(建议用时:25分钟)
7.
B 【解析】图甲属于倒位,图乙一对姐妹染色单体移向细胞同一极,属于染色体数目变异,图丙表示一对同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换,属于基因重组,图丁表示两条非同源染色体之间发生交换,属于易位,A错误,图甲、乙、丁中的变化可出现在有丝分裂和减数分裂过程中,C、D错误,染色体变异,可用显微镜观察,B正确。
8.
B 【解析】题图中变异是由染色体中某一片段缺失所致;该变异可以传递到子二代,且会出现不含pl、PL基因的个体,表现出不同于紫色和绿色的第三种表现型(白色);染色体结构变异可用显微镜观察鉴定。
9.
C 【解析】图中①是杂交育种中的自交和选择过程,其原理是基因重组,A正确;②④表示单倍体育种,其育种原理是染色体变异,其优点是能明显缩短育种年限,B正确;④常用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗,由于单倍体高度不育,因此不能产生种子,C错误;③过程中,导入了目的基因的植物细胞需要利用植物组织培养技术培养成转基因植株,D正确。
10.
D 【解析】由于基因突变是不定向的,诱变育种不能定向改造生物的性状,所以用红外线照射青霉菌不一定使青霉菌的繁殖能力增强,A错误;由于杂合体自交后代会出现性状分离,所以年年栽种年年制种推广的杂交水稻中含有杂合体,B错误;单倍体植株高度不育,不产生种子,所以单倍体育种时需用秋水仙素处理其幼苗,C错误;用植物的营养器官来繁殖属于无性繁殖,后代的基因型、表现型与亲本相同,所以马铃薯、红薯等用营养器官繁殖的作物只要杂交后代出现所需性状即可留种,D正确。
11.
B 【解析】太空育种涉及基因突变;粉红棉M的产生过程中有染色体结构变异和基因突变;从粉红棉M及深红棉S的染色体及基因组成可以看出,粉红棉M的出现是染色体缺失的结果;白色棉N相当于纯合子,自交后代不会发生性状分离,能稳定遗传;深红棉S与白色棉N杂交,产生粉红棉的概率为1。
12.
D 【解析】A项错,秋水仙素处理获得的异源多倍体含有同源染色体;B项错,由于等位基因分离,杂种Q中不一定含有抗叶锈病基因;C项错,杂种R中抗叶锈病基因所在染色体片段移接到小麦染色体上,属于染色体结构变异;D项对,杂种Q与普通小麦杂交过程遵循孟德尔遗传定律。
13.(1)染色体结构 (2)白卵 黑卵都发育成雌性(♀),白卵都发育成雄性(♂) (3)不符合 黑色
【解析】(1)乙变异是易位,属于染色体结构变异。(2)若甲蚕变异成乙,且子代中可以得到丙,乙蚕(bZWB)应与隐性纯合白卵雄蚕(bbZZ)进行交配,子代有四种基因型:bbZZ(白卵♂)、bZZ(白卵♂)、bbZWB(黑卵♀)、bZWB(黑卵♀)。(3)常染色体上基因的遗传不具有交叉遗传的特点,性染色体W上的基因遗传也不具有交叉遗传的特点。纯合白卵(bbZZ)与丙(bbZWB)杂交,子代有两种:bbZZ(白卵♂)、bbZWB(黑卵♀),所以淘汰黑色卵即可筛选出雄蚕。
14.
(1)基因重组 杂种优势 (2)秋水仙素 抑制纺锤体的形成 明显缩短育种年限 (3)④ AAaaBBbb
【解析】分析题图可知:①为杂交育种,②为单倍体育种,③为多倍体育种,④为基因工程育种。(1)杂交育种利用的原理是基因重组,经常采用杂交育种的方法得到作物的某种特定基因的杂交组合,利用其杂种优势提高产量,如杂交水稻、杂交番茄等。(2)单倍体育种过程中将单倍体幼苗进行染色体组加倍,常用试剂为秋水仙素,其作用机理是抑制纺锤体的形成,从而阻碍已经进行染色体复制的细胞进行正常分裂。单倍体育种最大的优势在于能明显缩短育种年限。(3)在图中的几种育种方法中只有基因工程育种能定向改变生物的遗传性状,③途径为多倍体育种,导致细胞内染色体组加倍,即基因型变为AAaaBBbb。
第3讲 现代生物进化理论
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(建议用时:10分钟)
1.
D 【解析】根据现代生物进化理论的内容可知,隔离导致物种形成,物种形成可以不经过地理隔离,但必须有生殖隔离;生物进化的实质是种群基因频率的定向改变;自然选择决定生物进化的方向;自然选择的直接作用对象是个体,通过对个体的选择作用来改变种群的基因频率。
2.
C 【解析】每个女性基因型中B或b基因共两个,男性基因型中只有一个B或b基因。则Xb的数量是(14+8×2+30)=60,XB与Xb的数量为(78×2+14×2+8×2+70+30)=300,故Xb的基因频率为60/300×100%=20%。
3.
B 【解析】观察题图可知,②类个体是在未施用杀虫剂之前,已经发生基因突变形成了抗性基因的个体,②③类个体的抗性基因可能来源于原种群中含抗性基因的个体,杀虫剂在此只起选择作用,①类个体被淘汰的原因是其本身不含抗性基因,A正确、B错误;若连续使用杀虫剂,不含抗性基因的个体被淘汰的概率越来越大,而含抗性基因的个体所占比例越来越高,故抗杀虫剂的基因频率会越来越趋近1,C正确;施用杀虫剂后,具有抗药性的个体生存下来,不具有抗药性的个体被淘汰,故杀虫剂直接选择的对象是昆虫的抗药性或不抗药性的表现型,D正确。
4.
B 【解析】蜜蜂采集花粉、花蜜是为了获取食物并酿蜜,同时蜜蜂在采集花粉时对花起到了传粉作用,有利于花之间的传粉,体现了生物之间的种间互助关系。
5.B 【解析】三个岛屿上的这种鸟之间存在地理隔离,但是无法确定是否存在生殖隔离,A错误;鸟类迁入新岛屿后与岛上原有的生物、无机环境相互影响,共同进化,B正确;若干年后,对于甲岛屿上的种群而言,b基因频率下降,而丙岛屿上的种群b基因频率上升,故甲、丙两个岛屿上鸟类羽毛颜色进化的方向是不同的,C错误;基因突变是不定向的,环境通过选择作用对这些突变后的基因进行了筛选,D错误。
6.
C 【解析】共同进化不仅发生在不同物种之间,还发生在生物与无机环境之间,A错误;生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性,B错误;由于最初的地球上没有氧气,根据生物与环境的关系可以判断最早出现的生物是厌氧生物,当有氧气出现后才有好氧生物,C正确;外来物种入侵会严重影响与之有竞争关系的当地物种,使某些种群的基因频率发生改变,故能改变生物进化的速度和方向,D错误。
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7.
D 【解析】同一种群中不同个体表现型的差异(即种群①内部个体间形态和大小方面的差异)体现了生物多样性层次中的遗传多样性,A正确;分析演化图表可知,四个物种中②和③由同一物种形成的时间最晚,两者亲缘关系最近,B正确;由于喜马拉雅山地区地形和气候条件复杂,若种群分布区域扩大,则有利于原种群间形成地理隔离,从而使⑥和⑦之间失去交配机会,C正确;自然选择决定生物的进化方向,不同海拔的选择有利于种群的基因频率朝着不同方向发展进化,D错误。
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8.答案
C 【解析】Ⅰ段AA个体为40个,aa个体为20个,Aa个体为40个,故A的基因频率=40%+40%×1/2=60%;导致基因型频率在Ⅱ段发生剧变的原因是自然选择,即环境对不同表现型的个体的选择作用,而不是基因突变;在Ⅱ、Ⅲ段,AA的基因型频率下降;aa的基因型频率上升,说明AA个体比aa个体的适应能力弱,所以在自然选择的作用下,AA个体逐渐被淘汰;生物进化的实质是种群基因频率的改变,在Ⅰ、Ⅲ段,A和a的基因频率发生了改变,说明种群发生了进化。
9.
A 【解析】根据表中提供的数据,由遗传平衡定律公式计算,1970年杂合子的比例为2×0.10×0.90=18%;1930年隐性个体的比例为0.51×0.51=26%,显性个体的比例则为1-26%=74%;从表中基因频率的变化趋势看出,1970年后D的频率不会在较短的时间内变为0;d的基因频率上升,表明具有隐性性状的个体更能适应该地区变化的环境。
10.
C 【解析】依曲线图可知,随着选择世代数的增加,玉米的含油量逐渐增多,这是因为选育过程对含油量高的表现型进行了选择,从而导致控制含油量高的基因频率增大。任何一对等位基因的基因频率之和均为1;人工选择并没有导致新物种的产生;从图中无法得出D项的结论。
11.
C 【解析】新物种1与新物种2的基因库不同;图中显示了经过地理隔离而达到生殖隔离形成新物种的方式;种群产生不同性状是突变和基因重组的结果,有利性状个体保存是自然选择的结果,因此,X、Y分别表示突变和基因重组、自然选择,Z表示若干次突变和基因重组,以及自然选择的作用;在新物种形成的过程中由于自然选择的作用使种群的基因频率发生了定向改变。
12.
D 【解析】地理隔离导致种群1、2不能与亲代种群相遇,使不同种群之间不能发生基因交流,A正确;种群1、2出现不同的突变和基因重组,由于存在地理隔离,一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率无影响,B正确;种群1、2生存的环境条件及其食物来源不同,因此承受的选择压力不同,适应环境的个体被保留,C正确;在长期的自然选择作用下,种群1、2的基因库会形成明显的差异,并逐步出现生殖隔离,而不是基因库中没有相同的基因,D错误。
13.
(1)基因频率 基因重组和染色体变异
(2)自然选择学说 生殖
(3)55% 15% 70% 是
【解析】(1)①生物进化的实质是种群基因频率的改变,②表示可遗传的变异,包括基因突变、基因重组和染色体变异,为生物进化提供原材料。(2)现代生物进化理论的核心内容是自然选择学说,自然选择的观点没有提出隔离是物种形成的必要条件,隔离是指不同种群的个体在自然条件下基因不能自由交流的现象,也就是物种形成必须要有生殖隔离。(3)某植物种群中基因型AA的个体占20%,基因型aa的个体占50%,则Aa的个体占30%,倘若人为舍弃隐性性状类型保留显性性状的基因型,则AA占40%,Aa占60%,令其自交,则自交一代中基因型AA的个体占40%+60%×1/4=55%,aa基因型的个体占60×1/4=15%,此时种群中A的基因频率为AA%+1/2Aa%=55%+1/2×(60×1/2)=70%。没有经过人工选择之前种群中A的基因频率为20%+1/2×30%=35%,所以该种群发生了进化,因为种群的基因频率发生了改变。
14.
(1)地雀A和B 地雀A、B与C (2)海洋环境的变化 基因频率 (3)①基因库 ②0.7 ③80
【解析】(1)地雀A与地雀B可以交配产生可育后代,表明地雀A与地雀B属于同一物种,地雀C与地雀A、B之间不能互相交配,表明地雀C与地雀A、B之间产生了生殖隔离,它们并非同一物种,因此能体现遗传多样性的类型是地雀A和B,能体现物种多样性的类型是地雀A、B与C。(2)小岛上地雀C的出现,是自然选择的结果,自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择,因而可以改变种群的基因频率,生物进化的实质是种群基因频率的改变。(3)种群的基因库指的是某种群中全部个体所含的全部基因。种群甲中基因A的频率=(20×2+22+20×2+12+9×2+8)/200=0.7。种群乙中出现突变的基因数=400×2×104×10-5=80。(共28张PPT)
第六单元
基因的本质与表达
第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.DNA分子的结构
脱氧核苷酸
A与T、G与C配对
反向平行
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
巧记 DNA分子结构的“五、四、三、二、一”
2.DNA分子的特性
(1)稳定性:磷酸和______________交替连接,排列在外侧构成基本骨架。
(2)________性:碱基对多种多样的排列顺序,如某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有4n种(其中n代表碱基对数)。
(3)特异性:每种DNA分子都有特定的____________排列顺序,代表了特定的遗传信息。
脱氧核糖
多样
碱基对
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.DNA片段都是基因吗?都携带遗传信息吗?
1.DNA分子上的片段不都是基因,基因是有遗传效应的DNA片段,所以DNA片段不都携带遗传信息。
2.针对下图回答问题。
(1)每个DNA分子片段中,有几个游离磷酸基团?
2个。
(2)单链中相邻的碱基是如何连接的?
通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.针对下图回答问题。
(1)图中①、③分别是什么键?
磷酸二酯键、氢键。
(2)解旋酶作用于哪个部位?限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于哪个部位?
③;①。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.下图表示某DNA片段,有关该图的叙述正确的是( )
A.①②③相间排列,构成DNA分子的基本骨架
B.④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C.⑨既容易断裂又容易生成,所以DNA稳定性与之无关
D.该DNA片段有两种碱基配对方式,四种脱氧核苷酸
【解析】DNA分子的基本骨架为①磷酸、②脱氧核糖交替连接形成的,A错误;①磷酸并不能与②③组成为胞嘧啶脱氧核苷酸,B错误;DNA稳定性与⑨氢键有关,氢键越多,DNA分子越稳定,C错误;该DNA片段有两种碱基配对方式,即A与T配对、C与G配对,四种脱氧核苷酸,D正确。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下图表示某同学制作的DNA双螺旋结构模型的一个片段。其中存在的错误有( )
A.3处
B.5处
C.7处
D.8处
【解析】DNA不含有碱基U;碱基配对应该是A=T,G=C;组成DNA的糖是脱氧核糖;G与C碱基对之间的氢键数目为3个;碱基的结构错误。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017安徽师大附中入学测试,31)假如检测某DNA分子得知碱基A的比例为x%,又知该DNA的一条链所含的碱基中y%是鸟嘌呤,以下推断正确的有
( )
A.DNA分子中碱基总数量为x/y
B.DNA分子中碱基U的数目为x%
C.另一条链中鸟嘌呤是(1-x%-y%)
D.DNA分子中碱基C的比例为50%-x%
【解析】在DNA分子中A和T的数量是相等的,G和C的数量是相等的,A的比例是x%,只知道一条链中的G的比例,所以无法得出DNA分子的碱基总数,A错误;DNA分子中没有U,B错误;另一条链中鸟嘌呤应是[(1-2x%)/2]-y%,C错误;碱基C的比例应是(1-2x%)/2,即50%-x%,D正确。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.某双链DNA分子中含有200个碱基,一条链上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则该DNA分子( )
A.四种含氮碱基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7
B.若该DNA中A为p个,占全部碱基的n/m(m>2n),则G的个数为pm/2n-p
C.碱基排列方式共有
种
D.含有4个游离的磷酸
【解析】该DNA分子中A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7;若该DNA分子中A为p个,其占全部碱基的n/m,则全部碱基数为p÷n/m,所以G的个数为(p÷n/m-2p)÷2,即pm/2n-p;碱基的排列方式应少于4100种;含有2个游离的磷酸。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.熟记与碱基互补配对有关的规律
规律一:双链DNA中的A=T,G=C,两条互补链的碱基总数相等,任意两个不互补的碱基之和恒等,占碱基总数的50%,即A+G=T+C=A+C=T+G。
规律二:非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1,在两条互补链中互为倒数。如在一条链中(G+A)/(T+C)=a,则在互补链中(G+A)/(T+C)=1/a,而在整个DNA分子中(G+A)/(T+C)=1。简记为“DNA两互补链中,不配对两碱基和的比值乘积为1”。
规律三:互补碱基之和的比例在整个DNA分子中以及任何一条链中都相等。如在一条链中(A+T)/(G+C)=m,则在互补链及整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=m。而且在由DNA双链中任意一条链转录来的RNA分子中该比例(T换为U)仍为m。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。
规律四:在双链DNA及其转录形成的RNA之间有下列关系,设双链DNA中a链的碱基为A1、T1、C1、G1,b链的碱基为A2、T2、C2、G2,则A1+T1=A2+T2=RNA分子中(A+U)=1/2×DNA双链中的(A+T);G1+C1=G2+C2=RNA分子中(G+C)=1/2×DNA双链中的(G+C)。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.DNA分子中有关碱基比例计算的解题步骤
解DNA分子中有关碱基比例计算的试题时要分三步进行:
(1)搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例,还是占DNA分子一条链上碱基的比例。
(2)画一个DNA分子模式图,并在图中标出已知和所求的碱基。
(3)根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.DNA分子的复制
(1)概念:以________为模板,合成________的过程。
(2)时间:_______________________________________。
(3)过程
(4)特点:______________。
(5)方式:______________。
(6)结果:形成两个完全相同的DNA分子。
(7)意义:将______________从亲代传给子代,保持了____________的连续性。
把两条螺旋的双链解开
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
双螺旋结构
亲代DNA
子代DNA
有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期
边解旋边复制
半保留复制
遗传信息
遗传信息
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.基因关系图
【教材深挖】
蛙的红细胞和哺乳动物成熟红细胞,是否都能进行DNA分子的复制?说明理由。
2.有遗传效应
许多
蛙的红细胞进行无丝分裂,可进行DNA分子的复制;哺乳动物成熟的红细胞已丧失细胞核,也无各种细胞器,不能进行DNA分子的复制。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017江苏东海月考,10)在DNA复制开始时,将大肠杆菌放在含低剂量
标记的脱氧胸苷(
-dT)的培养基中,-dT可掺入正在复制的DNA分子中,使其带有放射性标记。几分钟后,将大肠杆菌转移到含高剂量
-dT的培养基中培养一段时间。收集、裂解细胞,抽取其中的DNA进行放射性自显影检测,结果如图所示。据图可以作出的推测是( )
A.复制起始区在高放射性区域
B.DNA复制为半保留复制
C.DNA复制从起始点向两个方向延伸
D.DNA复制方向为a→c
【解析】由题干信息可知,DNA复制的前一段时间,培养基中含低剂量放射性标记,后一段时间含高剂量放射性标记,最终检测的放射性结果显示低剂量在中段,高剂量在两端,所以可推测DNA复制从起始点向两个方向延伸。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.如图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制
B.解旋酶能使双链DNA解开,但需要消耗ATP
C.子代DNA分子的两条链是反向平行排列的
D.DNA在复制过程中是先进行解旋,后半保留复制
【解析】由图示可知,新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此复制的方式是半保留复制,A正确;解旋酶使DNA双链解开的过程消耗ATP,B正确;子代DNA分子的两条链是反向平行的,C正确;DNA在复制过程中是边解旋,边半保留复制,D错误。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.有一个双链DNA分子共有碱基1
400个,其中1条链上(A+T)∶(G+C)=2∶5;构成该DNA分子的氮元素均为
。将该DNA分子转移到
的培养基中连续复制3次,则一个DNA分子中的腺嘌呤数,以及复制3次后含
的DNA分子总数依次为( )
A.140;2
B.200;8
C.280;6
D.400;8
【解析】由于整个DNA分子上(A+T)∶(G+C)也是2?5,所以一个DNA分子中A+T=400个,又A=T,因此,腺嘌呤为200个。由于DNA分子转移到15N的培养基中连续复制3次,所以得到的8个DNA分子都含有15N。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.用
标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含
的培养基中培养,让其分裂n次,若一个细胞中的染色体总条数和被
标记的染色体条数分别是40条和2条,则该细胞至少是处于第几次分裂的分裂期( )
A.第一次
B.第二次
C.第三次
D.第四次
【解析】玉米体细胞是通过有丝分裂的方式进行增殖的,依题意和DNA分子的半保留复制,在第一次有丝分裂结束后,每个子细胞中含有20条染色体,每条染色体上所含有的双链DNA分子中只有一条链被
标记;在第二次有丝分裂的间期DNA分子完成复制后,每条染色体含2个DNA分子,这2个DNA分子分别位于组成该染色体的2条姐妹染色单体上,其中只有一条染色单体上的DNA的一条链被
标记,所以有丝分裂前期和中期的细胞中都有20条被标记的染色体,在有丝分裂后期,因着丝点分裂导致姐妹染色单体分开成为子染色体,此时细胞中的染色体数目加倍为40条,其中被标记的染色体有20条,由于子染色体移向两极是随机的,在第二次分裂结束后,所形成的子细胞中,含有被标记的染色体数为0~20条;在第三次有丝分裂的后期,会出现一个细胞中的染色体总条数和被
标记的染色体条数分别是40条和2条的情况。综上分析,C正确,A、B、D错误。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
DNA复制过程中的数量关系
DNA分子的复制为半保留复制,若将一个被
标记的DNA转移到含
的培养基中培养(复制)n代,其结果分析如下:
(1)子代DNA分子数:
个。
①无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。
②含
的DNA分子有
个,只含
的DNA分子有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)子代DNA分子的总链数:
×2=
条。
①无论复制多少次,含
的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
②含
的链数是(
-2)条。
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×(
-1)个。
②若进行第n次复制,则需消耗该脱氧核苷酸数为m×
个。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2016新课标Ⅱ,2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是( )
A.随后细胞中的DNA复制发生障碍
B.随后细胞中的RNA转录发生障碍
C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
【解析】某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能打开,说明该物质会阻碍DNA分子的解旋,因此会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖,A、B、D正确;因DNA分子的复制发生在间期,所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期,C错误。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.(2015新课标Ⅰ,5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是( )
A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D.PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
【解析】根据题干信息知,朊粒为蛋白质,不可能整合到宿主的基因组中,A错误;由题干可知,朊粒的增殖是通过诱导更多的PrPc的空间结构改变实现的,而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂,B错误;蛋白质功能发生变化的一个重要原因是其空间结构发生改变,C正确;遗传信息的翻译过程是指在核糖体上以mRNA为模板合成蛋白质的过程,而PrPc转变为PrPsc的过程是空间结构的改变,不符合上述特点,D错误。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2015上海高考,19)在双螺旋DNA模型搭建实验中,使用代表氢键的订书钉将代表四种碱基的塑料片连为一体,为了逼真起见,A与T之间以及C与G之间最好分别钉( )
A.2和2个钉
B.2和3个钉
C.3和2个钉
D.3和3个钉
答案
【解析】A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键。由此可推知,A与T之间最好钉2个订书钉,C与G之间最好钉3个订书钉。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.(2015上海高考,18)若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后,某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T,这样在随后的一轮复制结束时,突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为( )
【解析】N个双链DNA分子在第i轮复制后形成N×
个DNA分子中,某DNA分子的一条链上某个C突变为T,则在随后的一轮复制结束时,有1个DNA分子中突变位点为A-T碱基对,占双链DNA分子数的比例为1/N×
;在随后的两轮复制结束时,突变位点为A-T碱基对的双链DNA分子数的比例应为2/(N×
+2)=1/N×
。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
5.(2014山东高考,5)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是( )
【解析】双链DNA分子中,(A+C)/(T+G)一定等于1,A错误;当一条链中存在(A1+C1)/(T1+G1)=1时,其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1,B错误;在DNA分子中,存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C),C正确、D错误。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
6.(2016新课标Ⅰ,29)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。回答下列问题:
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
γ
α
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
【解析】
(1)ATP水解生成ADP的过程中,断裂的是β位和γ位之间的高能磷酸键,即γ位磷酸基团转移到DNA末端。故若要将32P标记到DNA上,带有32P的磷酸基团应在γ位上。
(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,即DNA的基本组成单位之一,故用dATP为原料合成DNA时,要将32P标记到新合成的DNA上,则32P应在α位。
(3)噬菌体双链DNA的复制过程中,被32P标记的两条单链始终被保留,并分别存在于两个子代DNA分子中。另外,新合成DNA过程中,原料无32P标记,所以n条子代DNA分子中有且只有2条含有32P标记。究其原因即为DNA的半保留复制。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.DNA的“五、四、三、二、一”记忆法
五:五种元素:C、H、O、N、P。
四:四种碱基对应四种脱氧核苷酸。
三:三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。
二:两条脱氧核苷酸长链(碱基对有A与T、G与C两种配对方式)。
一:一种空间结构——规则的双螺旋结构。
2.DNA复制的两个必记知识点
(1)DNA复制特点:边解旋边复制、半保留复制。
(2)复制的“四要素”
①模板:DNA分子的两条链。
②原料:游离的四种脱氧核苷酸。
③酶:解旋酶和DNA聚合酶。
④能量:细胞呼吸产生的ATP。
3.基因的两个记忆知识点
(1)基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)染色体是基因的主要载体。线粒体和叶绿体中也存在基因。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点1 对并非所有的DNA分子都遵循碱基互补配对原则理解不透
【点拨】(1)双链DNA分子中嘌呤数=嘧啶数,遵循碱基互补配对原则。
(2)单链DNA分子中不遵循碱基互补配对原则,嘌呤数和嘧啶数不一定相等。
易错点2 计算时,乱套公式而出错
【点拨】用DNA分子相关碱基互补配对演绎出来的各种计算公式是有前提条件的,其前提条件必须确认为“双链DNA分子”才成立,否则不成立。判定如下:①双链DNA分子中A=T、G=C,若出现A≠T或G≠C可肯定不是双链DNA分子。②若出现“嘌呤≠嘧啶”则可肯定不是双链DNA分子,可能为“RNA”“单链DNA”或“DNA+RNA”。
易错点3 对细胞分裂和DNA复制相结合的知识理解不透
【点拨】只要亲代细胞所有DNA均标记且只复制1次,产生子代DNA分子全带放射性,不管有丝分裂一次产生2个子细胞,还是减数分裂连续分裂2次产生4个子细胞。
易错点4 对DNA复制过程中“第n次”还是“n次”复制所需某种碱基数量的计算原理不清
【点拨】第n次复制是所有DNA只复制1次所需碱基数目;n次复制是指由原来的DNA分子复制n次,所需碱基数目。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点5 对DNA复制与基因突变的关系混淆不清
【点拨】
(1)一般情况下,DNA分子能准确地进行复制。原因:DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
(2)在特殊情况下,在外界因素和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引发基因突变。
考点一
考点二(共28张PPT)
第七单元
生物的变异、育种和进化
第1讲
现代生物进化理论
1.现代生物进化理论的由来
(1)拉马克的进化学说
_______
和____________是生物不断进化的原因,生物是由低等到高等逐渐进化的。
用进废退
获得性遗传
过度繁殖
生物进化的原因
个体水平
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.共同进化与生物多样性的形成
(1)共同进化
①概念:不同物种之间________________
之间在相互影响中不断进化和发展。
②原因:生物与生物之间的________和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)生物多样性的形成
①内容:基因多样性、________多样性、生态系统多样性。
②形成原因:生物的共同进化。
③研究生物进化历程的主要依据:化石。
种群
基因频率
多样性
生物与无机环境
相互选择
物种
2.现代生物进化理论
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.共同进化与生物多样性的形成
(1)共同进化
①概念:不同物种之间________________
之间在相互影响中不断进化和发展。
②原因:生物与生物之间的________和生物与无机环境之间的相互影响。
(2)生物多样性的形成
①内容:基因多样性、________多样性、生态系统多样性。
②形成原因:生物的共同进化。
③研究生物进化历程的主要依据:化石。
生物与无机环境
相互选择
物种
自然选择
基因库
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.自然选择的实质和结果分别是什么?
2.下图表示某物种进化的基本过程,针对下图分析回答:
(1)图中X、Y、Z分别指什么?
(2)与原种相比,图中“新种”产生是否一定经历过地理隔离?
1.自然选择的实质是对控制某特定性状表现的基因的选择;自然选择的结果:从生物个体角度看导致生物个体生存或死亡;从基因角度看导致控制某特定性状基因的频率上升或下降。
2.(1)突变和基因重组、自然选择、隔离。
(2)不一定。
1.(2017四川金堂中学月考,1)关于现代生物进化理论的叙述,错误的是( )
A.基因的自发突变率虽然很低,但对进化非常重要
B.基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
C.环境发生变化时种群的基因频率可能改变,也可能不变
D.自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
【解析】基因的自发突变率虽然很低,但它是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源、是生物进化的原始材料,所以对进化非常重要,A项正确;基因突变产生的有利变异只为生物进化提供原材料,自然选择决定生物进化的方向,B项错误;环境发生变化时导致生物产生的变异,如果不能遗传,则种群的基因频率不变,如果遗传物质发生了改变,可遗传给后代,则种群的基因频率可能改变,C项正确;自然选择通过作用于个体,而且是生物个体的表现型,进而影响种群的基因频率,D项正确。
B
2.现代生物进化理论区别于达尔文自然选择学说的基本观点是
( )
①种群是生物进化的基本单位 ②种群是生物繁殖的基本单位 ③生物进化的实质在于种群基因频率的改变 ④自然选择决定生物进化的方向
A.①③
B.①②
C.③④
D.①④
【解析】现代生物进化理论认为生物进化的基本单位是种群,生物进化的实质是种群基因频率的改变。
A
3.(2017福建南安中学段考四,22)如图A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。A地区物种甲某些个体迁移到B、C地区,经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述正确的是( )
A.上述过程说明地理隔离是新物种形成的标志
B.留居A地区甲种群的基因频率不再发生改变
C.乙、丙两个种群间不能进行基因交流,它们的基因库存在较大差异
D.甲、乙两个种群间存在生殖隔离,它们的基因库组成完全不同
【解析】生殖隔离是新物种形成的标志;留居在A地区的甲种群的基因频率因为自然选择、基因突变等因素也会发生改变;乙、丙两种群的基因库存在较大差异,不能进行基因交流;甲、乙是两个不同的物种,之间存在生殖隔离,两种群的基因库有较大差异,并不是完全不同的。
C
4.(2017山东滕州二中期末,8)北美洲某种臭虫以当地无患子科植物的气球状蔓生果为食,臭虫需要用锋利的喙刺穿果实,据统计喙长如图1所示;1920年,有人从亚洲引进平底金苏雨树,其果实的果皮比较薄,据统计到1980年以它为食的臭虫的喙长如图2所示。下列叙述不合理的是( )
A.平底金苏雨树与臭虫间发生了共同进化
B.平底金苏雨树与当地植物存在竞争关系
C.臭虫体内控制喙长度的基因发生突变可能早于引进平底金苏雨树
D.生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫间形成了地理隔离
D
【解析】平底金苏雨树果实的果皮比较薄,臭虫喙长度变短,便于取食平底金苏雨树果实,平底金苏雨树与臭虫间发生了共同进化,A正确;平底金苏雨树与当地植物争夺阳光、空间等,它们存在竞争关系,B正确;平底金苏雨树只对臭虫喙的长度起选择作用,不能引起其发生基因突变,C正确;地理隔离是同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象,生活在无患子科植物和平底金苏雨树上的臭虫没有地理上的障碍,D错误。
1.物种形成与生物进化的比较
项目
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
种群基因频率改变
变化后的生物与原生物的关系
属于不同物种
可能属于同一个物种,也可能属于不同的物种
2.生物多样性三个层次之间的联系(如下图所示)
1.已知各种基因型的个体数,计算基因频率
2.已知基因型频率计算基因频率
3.伴性遗传中基因频率的计算
4.利用遗传平衡定律计算基因型频率
(1)前提条件:①种群非常大;②所有雌雄个体之间自由交配;③没有迁入和迁出;④没有自然选择;⑤没有基因突变。
(2)计算公式:当等位基因只有两个时(A、a),设p表示A的基因频率,q表示a的基因频率,则:
基因型AA的频率=p2
基因型Aa的频率=2pq
基因型aa的频率=q2
5.自交和自由交配时基因(型)频率变化规律
(1)自交:种群个体自交时,纯合子增多,杂合子减少,基因型频率发生改变。自交过程不改变基因频率。
(2)自由交配:在无基因突变、各种基因型的个体生活力相同时,处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律,上下代之间种群的基因频率及基因型频率不变。如果一个种群没有处于遗传平衡状态,自由交配不改变基因频率,但改变基因型频率。
1.桦尺蛾的黑色(A)对浅色(a)是显性。1870年,某一区域的桦尺蛾以浅色为主,浅色占70%,杂合子占所有个体的20%。由于工业污染,该区域的桦尺蛾每年浅色个体减少10%,黑色个体增加10%。30年后该区域的桦尺娥个体以黑色为主,几乎看不到浅色个体,以下叙述不正确的是( )
A.该区域的桦尺蛾个体间存在体色的差异,体现的是遗传多样性
B.30年期间桦尺蛾种群形成了新物种
C.1871年该区域的桦尺蛾群体中,隐性基因(a)的基因频率为77%
D.种群基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择实现的
【解析】体色差异可以推测出,个体间基因可能存在差异,体现基因多样性,A正确;30年间,桦尺蛾并没有形成生殖隔离,不能成为新物种,B错误;有题干可知,1870年:aa=70%、Aa=20%、AA=10%,设该种群有100个体,则1871年:aa个数=70-70×10%=63,Aa个数=20+20×10%=22,AA个数=10+10×10%=11;a的基因频率为:(63×2+22)×2(63+22+11)×100%=77.083
33%≈77%,C正确;环境通过选择个体表现型,进而改变种群的基因频率,D正确。
B
2.某小岛上原有果蝇20
000只,其中基因型为MM、Mm和mm的果蝇分别占15%、55%和30%。若从岛外入侵了2
000只基因型为MM的果蝇,且所有果蝇均随机交配,则F1中m的基因频率约为( )
A.43%
B.48%
C.52%
D.57%
【解析】随机交配,基因频率保持不变,所以计算出22
000只果蝇中m的基因频率就是F1中m的基因频率,即(20
000×30%×2+20
000×55%)÷(22
000×2)×100%≈52%。
C
3.(2017山东德州期末考前模拟,6)一个较大的动物种群中有一个基因R,另一个较小的同种动物种群中有等位基因R和r,经抽样测定,小种群中R的频率为0.6,由于某种原因,大种群中的部分个体迁入小种群,结果新种群有12%的个体来自大种群,迁移后新种群中R的基因频率为( )
A.0.648
B.0.72
C.0.768
D.0.88
【解析】根据题意分析可知:大种群中的部分个体中R的频率为1,小种群中R的频率为0.6;由于新种群中12%的个体来自大种群,所以迁移后新种群中R的基因频率为0.6×(1-12%)+12%×1=0.648。
A
4.(2017福建安南一中月考,4)据调查,某校学生中某性状基因型的比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),则该群体中B和b的基因频率分别是( )
A.92%、8%
B.8%、92%
C.78%、22%
D.36%、64%
【解析】据基因频率的概念知:某基因的频率=某基因总数÷全部等位基因的总数。由于B、b位于X染色体上,Y染色体上没有相应的等位基因,而每个女性体内有两条X染色体,每个男性体内只有1条X染色体,因此B的基因频率=(42.32%×2+7.36%×1+46%)÷(42.32%×2+7.36%×2+0.32%×2+46%×1+4%×1)×100%=92%;又因为一对等位基因的频率之和等于1,所以b的基因频率=1-92%=8%。综上分析,A正确,B、C、D错误。
A
5.(2017上海奉贤调研,9)在一个随机交配的大种群中,某对相对性状中的显性个体占19%,那么种群中该性状的杂合子的频率是( )
A.1%
B.18%
C.9%
D.81%
【解析】随机交配的大种群中基因频率保持不变,符合遗传平衡定律。显性个体占19%,则隐性个体占81%,计算可知隐性基因的频率为0.9,显性基因的频率为0.1,因此杂合子的频率为0.9×0.1×2=18%。
B
【解析】由题意可知,AA=16%,aa=36%,Aa=1-16%-36%=48%,由根据基因型频率计算基因频率的公式可知:A的基因频率=16%+1/2×48%=40%,a的基因频率=36%+1/2×48%=60%;自由交配后后代的基因型为:AA=40%×40%=16%,aa=60%×60%=36%,Aa=2×40%×60%=48%,自由交配后代的基因型频率不变,基因频率也不变;若种群进行自交,AA、aa个体自交后代的基因型分别是AA和aa,Aa个体自交,后代的基因型及比例是:AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,因此自交后代AA的基因型频率是AA=16%+48%×1/4=28%,aa的基因型频率是aa=36%+48%×1/4=48%,Aa的基因型频率是Aa=48%×1/2=24%,自交后代的基因频率是:A=28%+24%×1/2=40%,a=48%+24%×1/2=60%。因此该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为不变、不变、增大、不变。
6.某植物种群中,AA个体占16%,aa个体占36%,该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为( )
A.增大,不变;不变,不变
B.不变,增大;增大,不变
C.不变,不变;增大,不变
D.不变,不变;不变,增大
C
1.(2016新课标Ⅰ,6)理论上,下列关于人类单基因遗传病的叙述,正确的是( )
A.常染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
B.常染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
C.X染色体显性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
D.X染色体隐性遗传病在男性中的发病率等于该病致病基因的基因频率
【解析】常染色体隐性遗传病,在男性中的发病率与在女性中的发病率相等,理论上应等于该病致病基因的基因频率的平方,A、B项错误;X染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于该病致病基因的基因频率的平方,C项错误;若致病基因位于X染色体上,而Y染色体上不存在其等位基因,则X染色体隐性遗传病中的发病率等于该病致病基因的基因频率,D项正确。
D
2.(2016江苏高考,12)下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
【解析】pen基因突变后形成了抗药靶位点,A错误;基因突变具有不定向性,B错误;基因突变为昆虫进化提供原材料,C正确;野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种,二者不存在生殖隔离,D错误。
C
3.(2015安徽高考,5)现有两个非常大的某昆虫种群,个体间随机交配,没有迁入和迁出,无突变,自然选择对A和a基因控制的性状没有作用。种群1的A基因频率为80%,a基因频率为20%;种群2的A基因频率为60%,a基因频率为40%。假设这两个种群大小相等,地理隔离不再存在,两个种群完全合并为一个可随机交配的种群,则下一代中Aa的基因型频率是( )
A.75%
B.50%
C.42%
D.21%
【解析】根据题意可知两个非常大的某昆虫种群,在理想情况下合并为一个种群,可以认为原先两个种群的大小相同,再根据两个种群的基因频率可知合并后的种群的A基因频率为70%,a基因频率为30%,根据遗传平衡定律可知下一代中Aa的基因型频率为42%,所以C正确。
C
4.(2015山东高考,6)玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体,在群体足够大且没有其他因素干扰时,每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是( )
A.0
B.只有p=b时,亲代群体才可能只含有杂合子
C.p=a时,显性纯合子在F1中所占的比例为1/9
D.p=c时,F1自交一代,子代中纯合子比例为5/9
【解析】当p=0时,种群只有hh,当p=1时,种群只有HH,当0
D
5.(2015新课标Ⅰ,32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:
(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上,该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为________________,A的基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2∶1,则对该结果最合理的解释是________________。根据这一解释,第一代再随机交配,第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
【解析】(1)由题干可知种群中只有Aa一种基因型个体,因此种群中A?a比例是1?1,产生的配子中A配子∶a配子=1∶1,配子随机结合,后代中基因型AA的基因型频率为1/2×1/2=1/4、Aa的基因型频率为2×1/2×1/2=1/2、aa的基因型频率为1/2×1/2=1/4。A的基因频率为AA基因型频率+1/2Aa的基因型频率=1/4+1/2×1/2=1/2。(2)该种群随机交配后,由于后代只有Aa和aa两种基因型,说明AA基因型个体死亡。且Aa和aa两种基因型比例为2?1,这时种群中产生的配子比例为A为1/3、a为2/3,依据遗传平衡定律,求得后代AA的基因型频率为1/9、Aa的基因型频率为4/9、aa的基因型频率为4/9,其中AA个体死亡,Aa和aa的比例为1∶1。
1:1
1:2:1
0.5
A基因纯合致死
1:1
1.现代生物进化理论的四个要点
(1)种群是生物进化的基本单位,进化的实质是种群基因频率的改变。
(2)突变和基因重组提供进化的原材料。
(3)自然选择决定生物进化的方向。
(4)隔离导致物种的形成。
2.隔离的两种类型
(1)地理隔离:物种形成的一般环节,但不是必需的环节。
(2)生殖隔离:新物种形成的必要条件。
3.物种形成的三个环节
突变和基因重组、自然选择、隔离。
4.共同进化的两个动力来源
(1)不同物种之间的种间互助和种间竞争。
(2)生物与无机环境之间的相互影响。
5.生物多样性的三个层次
基因多样性―→物种多样性―→生态系统多样性。
易错点1 种群和物种的内涵与外延界定不清
【点拨】(1)物种是自然状态下能够自由交配并产生可育后代的一群生物,一个物种可能在不同地点和时间形成不同的种群。(2)种群是同一种生物、同一地点、同一时间形成的一个群体。种群“小”,不同种群间有地理隔离;物种“大”,不同物种间有生殖隔离。(3)判断生物是不是同一物种,如果来历不明,形态结构相似,可靠依据为是否存在生殖隔离。若存在生殖隔离,则不是同一物种。(4)它们之间的关系图解如下:
易错点2 环境起选择作用,而非诱发变异
【点拨】达尔文认为环境条件对生物变异不是诱导而是选择,生物产生了大量不定向变异后,由环境决定其生存与否,即变异在前,选择在后。
易错点3 亚种与生殖隔离
【点拨】不要误认为亚种之间具有生殖隔离。因存在地理隔离的两个种群独立地进行自然选择,使形态、结构方面有所差异,形成两个亚种,如东北虎和华南虎,但二者仍能进行交配繁殖产生可育后代,属于同一个物种。
易错点4 共同进化的范围
【点拨】共同进化常常被误认为仅发生在生物与生物之间,其实共同进化还发生在生物与无机环境之间。第七单元综合测评
一、选择题
1.(2017湖南师大附中月考,18)如图①②③④分别表示不同的变异类型,基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是( )
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"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-67.tif"
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A.图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B.③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C.④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D.①②都表示同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换,发生在减数第一次分裂的前期
2.(2017湖北荆州中学8月摸底,26)一个基因型为AaBb的精原细胞,产生的4个精子若出现了以下情况。下列对相应情况的分析正确的是( )
选项
精子的种类及数量比
对相应情况的分析
A
AB?ab=2?2
这两对等位基因必定位于一对同源染色体上
B
AB?Ab?aB?ab=1?1?1?1
这两对等位基因必定位于两对同源染色体上
C
AaB?b=2?2
一定发生了染色体结构变异
D
AB?aB?ab=1?1?2
可能有一个A基因突变成了a
3.(2017辽宁鞍山一中期中,4)在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4种变异类型。下图甲中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是( )
INCLUDEPICTURE
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MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-69.tif"
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MERGEFORMATINET
A.图甲、乙、丙、丁都发生了染色体结构变异,增加了生物变异的多样性
B.甲、乙、丁三图中的变异类型都可以用显微镜观察鉴定
C.甲、乙、丁三图中的变异只会出现在有丝分裂过程中
D.乙、丙两图中的变异只会出现在减数分裂过程中
4.(2017河南中原名校质检三,19)野生猕猴桃是一种多年生富含维生素C的二倍体(2n=58)小野果。下图是某科研小组以大量的野生猕猴桃种子(aa)为实验材料培育抗虫猕猴桃无子新品种的过程,分析正确的是( )
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MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-70.tif"
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MERGEFORMATINET
A.该培育过程中不可使用花药离体培养
B.③⑦过程必须使用秋水仙素
C.⑤的亲本不是同一物种
D.⑥过程得到的个体是四倍体
5.(2017山东日照期中,29)我国科学家以兴国红鲤(2N=100)为母本、草鱼(2N=48)为父本进行杂交,杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼。杂种子一代与草鱼进行正反交,子代均为三倍体。据此分析细胞内的染色体数目及组成,下列说法不正确的是( )
A.兴国红鲤的初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体
B.杂种子一代产生的卵细胞、精子均含有74条染色体
C.三倍体鱼的三个染色体组两个来自草鱼、一个来自鲤鱼
D.三倍体鱼产生的精子或卵细胞均含有49条染色体
6.(2017辽宁海城中学月考,40)如图展示了普通小麦(六倍体)的培育过程。据图判断下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-71.tif"
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A.普通小麦的一个染色体组中含有14条染色体
B.杂种F1和杂种F2同属一个新的物种
C.二粒小麦和普通小麦通过自交能产生种子,因此都是可育的
D.图中染色体加倍只能通过秋水仙素处理萌发的种子来实现
7.(2017广东朝南实验学校期中,13)某地甲、乙两个地雀种群的个体数和有关基因型如下表所示。下列相关分析错误的是( )
甲
基因型
AATT
AaTT
aaTT
AATt
AaTt
aaTt
AAtt
Aatt
aatt
总数
个体数
20
22
4
20
12
3
9
8
2
100
乙
基因型
AATT
AaTT
aaTT
个体数
196
168
36
400
A.乙种群的基因库大于甲种群
B.甲种群的a基因频率小于乙种群
C.甲种群的基因突变不同于乙种群
D.两个种群的进化方向都由自然选择决定
8.(2017山东师大附中三模,8)1万年前,科罗拉多大峡谷中的松鼠(原种群中黑毛基因A的基因频率为50%)被一条河流分隔成两个种群,两个种群现在已经发生明显的分化。研究人员指出,经过长期演化可能形成两个物种,下列说法错误的是( )
INCLUDEPICTURE
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INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-72.tif"
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A.物种的形成必须通过a才能最终达到c
B.①②③④⑤⑥为生物进化提供原材料
C.b的变化是生物进化的实质
D.若环境变化后,种群中基因型为AA、Aa的个体数量在一年后各增加20%,基因型为aa的个体数量减少20%,则一年后a的基因频率为5/11
二、非选择题
9.回答下列关于生物变异的问题:
(1)2013年8月18日,中国“神舟”十号飞船搭载的“大红袍1号”和“正山小种1号”等茶种顺利移交给武夷山茶叶育种基地的科研人员,进入了基地的培育与筛种阶段。这是利用太空条件使相关茶种发生了________(填变异类型),进而选育出品优或量高的新品种。但在实际培育过程中,会出现处理过的种子有的出苗后不久就死亡,绝大多数的产量和品质下降等情况,这说明了______________。在其中也发现了极少数品质好、产量高的个体,这说明了变异是________________。
(2)下图甲表示镰刀型细胞贫血症的发病机理,该病发病的根本原因是____________________,其中转运缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基应该是______________。
INCLUDEPICTURE
"G:\\生物教师用书(4-8单元)(1)\\word(4-8单元)\\K6-73.tif"
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(3)某动物的基因型为AABb,该动物体的一个体细胞在有丝分裂过程中一条染色体上的基因如上图乙,则两条姐妹染色单体上的基因不同的原因是________________________________________________________________________________
(4)图丙表示两种类型的变异。其中属于基因重组的是________(填序号),属于染色体结构变异的是________(填序号),从发生的染色体种类来看,两种变异的主要区别是________。
10.(2017辽宁沈阳育才学校段考,44)某时期,在一条大河的南岸的大块农田中发生某种甲虫的虫害,承包土地的农民起初在农田里喷洒某种杀虫剂R,取得较好的效果,但几年后又不得不以放养青蛙来代替喷洒农药。如图为在此时期内这种甲虫种群密度变化示意图,据图回答下列问题:
(1)从A点到B点,在施用杀虫剂的初期,害虫种群密度急剧下降,但仍有极少数个体得以生存,原因是______________________________________________________
(2)从B点到C点曲线回升的原因是这种抗药性的变异是可以________的,通过一代代的积累,使害虫种群的抗药性增强了,在这个过程中,农药对害虫起________作用,这是通过农药与害虫之间的________实现的,农药对害虫所起作用的实质就是定向地改变害虫种群中的________,向更易产生抗药性的方向演化。
(3)如果A到D都为农药防治期,这说明在C点时,农民在使用农药时可能采取了某种措施,这种措施最可能是________。
(4)若在这条大河的北岸也发现了与南岸的甲虫外形很相似的甲虫种群,将两岸甲虫放在一起饲养,发现这两个种群的甲虫可以交配并产生小甲虫,但小甲虫不育,这说明两个种群之间存在______________________________。
INCLUDEPICTURE
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MERGEFORMAT
(5)大河南岸的马铃薯地和玉米地里分别都有这种甲虫种群,经检测发现它们的基因型共有5种,这反映了生物多样性中的________多样性。
(6)某种群中EE、Ee、ee的基因型频率如右图,图中阴影部分表示繁殖成功率低的个体。则该种群经多代选择后三种基因型频率最可能是( )
11.(2017四川绵阳一诊月考,31)已知小麦的抗旱性和多颗粒均属显性遗传,且两对控制基因独立遗传。现有纯合的旱敏多颗粒(rrDD)、纯合的抗旱少颗粒(RRrr)、杂合抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)小麦品种。请回答下列问题:
(1)现有一抗旱植物,其体细胞内有一个抗旱基因R,其等位基因为r(旱敏基因)。R、r的部分核苷酸序列如下:
r:ATAAGCATGACATTA;R:ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是______________________。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类,该抗旱基因控制抗旱性状是通过____________实现的。
(2)纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交,F1自交:
①F2中抗旱多颗粒植株中,双杂合子所占比例是________。
②若拔掉F2中所有的旱敏植株后,剩余植株自交,从理论上讲F3中旱敏植株所占比例是________。
(3)请设计一个快速育种方案,利用抗旱少颗粒(Rrdd)和旱敏多颗粒(rrDd)两植物品种作亲本,通过一次杂交,使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种(RrDd),简述育种过程________________________________________________________________________
第七单元综合测评
一、选择题
1.
C 【解析】①表示同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换(发生在减数第一次分裂的前期),导致基因重组,②表示非同源染色体间互换片段,发生的是染色体结构变异,③表示基因突变,④表示染色体结构变异,它们都是遗传物质的改变,都能遗传;③表示基因突变,是由碱基对的增添引起的;④表示染色体结构变异中的某一片段缺失或重复。
2.
D 【解析】根据减数分裂的结果分析,一个精原细胞可以产生四个精子,但基因型可能为2种(不发生交叉互换),也可能是4种(发生交叉互换)。所以当精子的种类及数量比为AB?ab=2?2,可能是A与B、a与b连锁在一起,也可能位于两对同源染色体上恰好自由组合在一起,A错误;若是两对等位基因连锁在一起且发生了交叉互换,则可能得到精子的种类及数量比为AB?Ab?aB?ab=1?1?1?1,B错误;减数分裂中同源染色体要分离,若没分离就会造成染色体数多一条或少一条,属于染色体数目变异,C错误;从结果上看AB?aB?B 【解析】图甲中发生了染色体结构变异中的染色体片段增加,图乙发生了染色体数目变异中个别染色体数目的增加,图丙发生了交叉互换,属于基因重组,图丁属于染色体结构变异中的易位;染色体变异可以用显微镜观察到,基因重组不能观察到;染色体变异可以发生在分裂过程的任何时期,因此不会只出现在有丝分裂或减数分裂过程中,交叉互换只能发生在减数分裂的四分体时期。
4.
C 【解析】培育三倍体AAA可用AA与AAAA进行体细胞杂交获得六倍体,再花药离体培养获得AAA的个体;③⑦过程诱导染色体加倍,除用秋水仙素处理外,也可进行低温处理;⑤的亲本是AA和AAAA,两者杂交的子代不可育,不是同一物种;⑥是将外源基因导入三倍体中,获得的AAAB还是三倍体。
5.
D 【解析】兴国红鲤共有100条染色体,初级卵母细胞可有200条姐妹染色单体,A正确;兴国红鲤配子中含有50条染色体,草鱼配子中含有24条染色体,杂种子一代染色体自动加倍发育为异源四倍体鱼,即148条染色体,杂种子一代产生的卵细胞、精子均含有74条染色体,B正确;三倍体鱼的三个染色体组两个来自草鱼、一个来自鲤鱼,C正确;三倍体鱼是不育的,联会紊乱,D错误。
6.
C 【解析】普通小麦是六倍体,体细胞内含有42条染色体,每个染色体组中有7条不同的染色体;杂种F1和杂种F2的遗传物质来自不同的物种,不属于同一个新的物种;由于单倍体高度不育,图中染色体加倍只能通过处理幼苗来实现。
7.
B 【解析】甲种群的a基因频率=(1×22+2×4+1×12+2×3+1×8+2×2)/(2×100)=0.3,乙种群的a基因频率=(1×168+2×36)/(2×400)=0.3,两种群a基因频率相同。
8.A 【解析】图中a表示地理隔离,c表示生殖隔离,地球上新物种的形成往往要先经历地理隔离,最终达到生殖隔离,但不一定都是这样;①②③④⑤⑥表示物种形成过程中产生的各种变异,为生物进化提供原材料;b表示种群的基因频率不断变化;据题意,假设原种群中有100个个体,则AA个体有25个,Aa个体有50个,aa个体有25个,若环境变化后,种群中基因型为AA、Aa、aa的个体数量依次为30、60和20个,因此一年后a的基因频率为(60×1+20×2)/(110×2)=5/11。
二、
(1)基因突变 基因突变对大多数个体来说是有害的 不定向的 (2)DNA复制时,其中的一个碱基对(T-A)被另一个碱基对(A-T)所替换 CAU (3)发生了基因突变 (4)① ② ①发生在同源染色体之间,②发生在非同源染色体之间
【解析】(1)太空育种的原理是诱变育种。(2)镰刀型细胞贫血症的根本原因是DNA在复制时,其中的一个碱基对被另一个碱基对所替换。题图中异常的转录模板链上的三个碱基是CAT,所以转录后对应的密码子是GUA,则反密码子是CAU。(3)体细胞在进行有丝分裂时不能进行联会,所以不能发生同源染色体间的交叉互换,因此,该细胞中两条姐妹染色单体上的基因不同的原因只能是基因突变。(4)从题图丙中可以看出,①属于同源染色体间的交叉互换,所以属于基因重组;②属于非同源染色体间的互换,所以属于染色体结构变异。
INCLUDEPICTURE
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MERGEFORMAT
10.
(1)种群中有少数个体对杀虫剂具有抗性
(2)遗传 选择 生存斗争 基因频率
(3)更换杀虫剂的种类 (4)生殖隔离 (5)遗传(或基因)(6)C
【解析】(1)从A点到B点,在施用杀虫剂的初期,由于变异是不定向的,某些害虫具有抗药性变异,故害虫种群密度虽急剧下降,但仍有极少数个体得以生存。(2)由于这种抗药性变异是可以遗传的,使害虫种群的抗药性增加,种群数量增多。因此从B点到C点曲线回升。在这个过程中,农药对害虫起选择作用,自然选择是定向的,是通过农药与害虫之间的生存斗争实现的。而生物进化的实质是种群基因频率的改变。(3)如果A到D为农药防治期,这说明在C点时,农民在使用农药时最可能采取的措施是改用了其他种类的农药,害虫由于不具有对该种农药的抗药性而被淘汰。(4)两个种群的甲虫可以交配并产生小甲虫,但小甲虫不育,说明了两种甲虫之间存在生殖隔离。(5)甲虫种群基因型共有5种,反映了生物种群的基因多样性。(6)根据题意和图示分析可知:EE的个体繁殖成功率最低,其次是Ee,说明,在选择过程中,EE和Ee的个体会越来越少,而ee的个体会越来越多。
11.(
(1)碱基对替换 控制酶的合成,控制代谢过程,进而控制生物体的性状 (2)①4/9 ②1/6 (3)收集两杂合子小麦的花粉,进行花药离体培养,得到单倍体幼苗;给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子,选出抗旱型少颗粒(RRdd)和旱敏型多颗粒(rrDD)的植株,使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种(RrDd)
【解析】(1)分析R、r的碱基序列可知,R突变为r基因,是碱基对的替换造成的;由题意知,与抗旱有关的代谢产物主要是糖类,因此该抗旱基因控制抗旱性状的途径是:基因通过控制酶合成来控制生物的新陈代谢过程进而控制生物的性状。(2)①由题意知,抗旱型和多颗粒属显性,各由一对等位基因控制,且分别位于两对同源染色体上,说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律。纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合抗旱型少颗粒植株的基因型分别为rrDD和RRdd,子一代基因型为RrDd,则F2中抗旱多颗粒(R_D_)植株所占比例为9/16,其中双杂合子(RrDd)在F2代中所占比例是4/16,因此双杂合子在抗旱多颗粒中所占比例为4/9。②子二代的抗旱与旱敏植株的比例是3?1,拔掉旱敏型植株后,抗旱基因有两种,比例为RR?Rr=1?2,这两种基因型植株自交,从理论上讲F3中旱敏植株的比例是2/3×1/4=1/6。(3)要想快速培育抗旱多颗粒杂交种,应采用单倍体育种的方法:收集两杂合子[抗旱少颗粒Rrdd和旱敏多颗粒(rrDd)]小麦的花粉,进行花药离体培养,得到单倍体幼苗;给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子,选出抗旱少颗粒(RRdd)和旱敏多颗粒(rrDD)的植株,使之杂交得到抗旱多颗粒杂交种(RrDd)。(共28张PPT)
第五单元
遗传定律和伴性遗传
第2讲 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.两对相对性状的杂交实验
9:3:3:1
两对
随机组合
yyrr
1:1:1:1
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.基因自由组合定律的实质
(1)实质:________染色体上的____________基因自由组合。
(2)发生时间:__________________________。
(3)范围:________生殖的生物,真核细胞的核内________上的基因。无性生殖和细胞质基因遗传时不遵循。
3.孟德尔获得成功的原因
非同源
非等位
减数第一次分裂后期
有性
染色体
统计学
假说-演绎法
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.在孟德尔的两对相对性状的实验中,具有1:1:1:1比例的有哪些?
2.若要检测豌豆的基因型是纯合子还是杂合子,最简便的方法是采用自交,还是采用测交呢?
3.如图表示基因在染色体上的分布情况,其中哪组不遵循基因的自由组合定律?为什么?
1.F1产生配子类型的比例;F1测交后代基因型的比例;F1测交后代的性状分离比。
2.自交,因为豌豆属于严格的自花传粉、闭花受粉的植物。
3.A、a与D、d和B、B与C、c分别位于同一对染色体上,不遵循该定律。只有位于非同源染色体上的非等位基因之间,其遗传时才遵循自由组合定律。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.如下图所示,某红花植株自交后代花色发生性状分离,下列不是其原因的是( )
A.亲本红花植株能产生不同类型的配子
B.雌雄配子随机结合
C.减Ⅱ后期发生了姐妹染色单体的分离
D.减Ⅰ后期发生了同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合
【解析】在减数分裂形成配子时,等位基因随着同源染色体的分离而分离,非等位基因随非同源染色体进行自由组合,从而形成不同类型的配子,雌雄配子随机结合,进而形成了一定的性状分离比;姐妹染色单体的分离导致相同基因的分离,不是后代发生性状分离的原因。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.用具有两对相对性状的两纯种豌豆作亲本杂交获得F1,F1自交得F2,F2中出现黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒4种表现型,比例接近于9?3?3?1,请回答下列问题:
(1)上述结果表明如下三点:
①___________________________________________________________;
②____________________________________________________________。
③控制这两对相对性状的基因分别位于____________________________,且符合______________。
(2)F2中上述比例的出现,理论上还必须满足的条件有:F1产生的雌、雄配子各有4种,且比例相等;受精时雌雄配子要________,而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。那么,亲本的杂交组合方式有___________________________________________(填表现型)。
黄色对绿色为显性,圆粒对皱粒为显性
这两对相对性状各由一对等位基因(遗传因子)控制,且符合分离定律
非同源染色体(两对同源染色体)上
自由组合定律
随机结合
相等
黄色圆粒×绿色皱粒、黄色皱粒×绿色圆粒
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.(2017辽宁铁岭高三协作体一联,34)如图为某植株自交产生后代过程示意图,下列对此过程及结果的描述,不正确的是( )
A.A、a与B、b的自由组合发生在①过程
B.②过程发生雌、雄配子的随机结合
C.M、N、P分别代表16、9、3
D.该植株测交后代性状分离比为1∶1∶1∶1
【解析】A、a与B、b的自由组合发生在减数第一次分裂的后期,A正确;②过程发生雌、雄配子的随机结合,即受精作用,B正确;①过程形成4种配子,则雌、雄配子的随机结合的方式是4×4=16种,基因型=3×3=9种,表现型为3种,说明具备A或B基因的表现型相同,C正确;该植株测交后代基因型以及比例为1(AaBb)∶1(Aabb)∶1(aaBb)∶1(aabb),则表现型的比例为2?1?1,D错误。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.利用豌豆的两对相对性状做杂交实验,其中子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性,圆粒种子(R)对皱粒种子(r)为显性。现用黄色圆粒豌豆和绿色圆粒豌豆杂交,对其子代性状的统计结果如下图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.实验中所用亲本的基因型为YyRr和yyRr
B.子代中重组类型所占的比例为1/4
C.子代中自交能产生性状分离的占3/4
D.让子代黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交,后代性状分离比为1∶1∶1∶1
【解析】亲本黄色圆粒豌豆(Y_R_)和绿色圆粒豌豆(yyR_)杂交,对其子代性状作分析,黄色∶绿色=1∶1,圆粒∶皱粒=3:1,可推知亲本黄色圆粒豌豆基因型应为YyRr,绿色圆粒豌豆基因型为yyRr。子代重组类型为黄色皱粒和绿色皱粒,黄色皱粒(Yyrr)占1/2×1/4=1/8,绿色皱粒(yyrr)占1/2×1/4=1/8,两者之和为1/4。自交能产生性状分离的是杂合子,子代纯合子有yyRR和yyrr,其中yyRR占1/2×1/4=1/8,yyrr占1/2×1/4=1/8,两者之和为1/4,则子代杂合子占1-1/4=3/4。子代黄色圆粒豌豆基因型为1/3YyRR和2/3YyRr,绿色皱粒豌豆基因型为yyrr,两者杂交所得后代应为黄色圆粒∶绿色圆粒?黄色皱粒?绿色皱粒=2:2:1:1。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.基因自由组合定律的适用条件及发生时间
(1)条件
①有性生殖的生物;②减数分裂过程中;③细胞核基因;④非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(2)时间:减数第一次分裂后期。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.基因自由组合定律的细胞学基础
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.基因分离定律和自由组合定律关系及相关比例
3∶1
1∶1
9∶3∶3∶1
1∶1∶1∶1
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.用“先分解后组合”法解决自由组合定律的相关问题
(1)思路:首先将自由组合定律问题转化为______________问题,在独立遗传的情况下,有几对基因就可分解为______________的问题。
(2)分类剖析
①配子类型问题
a.多对等位基因的个体产生的配子种类数是______________________________。
b.举例:AaBbCCDd产生的配子种类数
Aa Bb CC Dd
↓ ↓
↓ ↓
2 × 2 × 1
×
2=8种
②求配子间结合方式的规律:两基因型不同的个体杂交,配子间结合方式种类数等于亲本各对基因产生配子种类数的乘积。
③基因型问题
a.任何两种基因型的亲本杂交,产生的子代基因型的种类数等于__________________________________________________。
b.子代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。
c.举例:AaBBCc×aaBbcc杂交后代基因型种类及比例
Aa×aa→1Aa∶1aa 2种基因型
BB×Bb→1BB∶1Bb
2种基因型
Cc×cc→1Cc∶1cc
2种基因型
子代中基因型种类:2×2×2=8种。
子代中AaBBCc所占的比例为_______________________。
若干个分离定律
几个分离定律
每对基因产生相应配子种类数的乘积
亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积
1/2×1/2×1/2=1/8
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
④表现型问题
a.任何两种基因型的亲本杂交,产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生表现型种类数的乘积。
b.子代某一表现型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。
c.举例:AaBbCc×AabbCc杂交后代表现型种类及比例
Aa×Aa→3A_?1aa
2种表现型
Bb×bb→1Bb?1bb
2种表现型
Cc×Cc→3C_?1cc
2种表现型
子代中表现型种类:2×2×2=8种。
子代中A_B_C_所占的比例为____________________。
3/4×1/2×3/4=9/32
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.(2017安徽六校教育研究会一联,14)水稻香味性状与抗病性状独立遗传。香味性状受隐性基因(a)控制,抗病(B)对感病(b)为显性。为选育抗病香稻新品种,进行一系列杂交实验。两亲本无香味感病与无香味抗病植株杂交的统计结果如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.香味性状一旦出现即能稳定遗传
B.两亲本的基因型分别为Aabb、AaBb
C.两亲本杂交的子代中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为0
D.两亲本杂交的子代自交,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株所占比例为1/32
【解析】由题意可知,香味性状对应基因型为aa,一旦出现即能稳定遗传,A正确;由于子代抗病∶感病=1∶1,可推知亲代为Bb和bb,子代无香味∶香味=3∶1,可推知亲代为Aa和Aa,所以两亲本的基因型分别是Aabb、AaBb,B正确;两亲本(Aabb、AaBb)杂交的子代中有香味抗病植株的基因型为aaBb,均为杂合子,C正确;两亲本杂交的子代为1/8AABb、1/4AaBb、1/8AAbb、1/4Aabb、1/8aaBb、1/8aabb,子代自交,后代群体中能稳定遗传的有香味抗病植株(aaBB)所占比例为1/4×1/4×1/4+1/8×1/4=3/64,D错误。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.豌豆中,子粒黄色(Y)和圆形(R)分别对绿色(y)和皱缩(r)为显性,现将黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆杂交得到的F1自交,F2的表现型及比例为黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9
:
3
:
15
:
5,则亲本的基因型为
( )
A.YYRR×yyrr
B.YYRr×yyrr
C.YyRR×yyrr
D.YyRr×yyrr
【解析】此题宜使用排除法。F1自交后代的表现型及比例为黄色圆粒
∶黄色皱粒
∶绿色圆粒
∶绿色皱粒=9
∶3
∶15
∶5,其中圆粒∶皱粒=3
∶1,这说明F1中控制子粒形状的基因组成为Rr,故亲本中控制子粒形状的基因组成为RR、rr,据此排除B、D项。A项中亲本杂交产生的F1自交后代4种表现型比例为9
∶3
∶3
∶1,A项被排除。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.白化病为常染色体上的隐性遗传病,色盲为伴X染色体隐性遗传病。有一对夫妇,女方的父亲患色盲,本人患白化病;男方的母亲患白化病,本人正常,预计他们的子女只患一种病的概率是( )
A.1/2
B.1/8
C.3/8
D.1/4
【解析】解题时先将两种病分开考虑,单纯考虑白化病的遗传情况,则女方基因型为aa,男方基因型为Aa,后代患病概率为1/2,正常概率为1/2;单纯考虑色盲的遗传情况,女方基因型为XBXb,男方基因型为XBY,后代患病概率为1/4,正常概率为3/4。将两种病综合考虑,只患一种病包括白化但色觉正常、色盲但肤色正常两种情况,故概率为1/2×3/4+1/2×1/4=1/2。
A
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真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚,他们生了一个白化病(aa)且手指正常的孩子。求再生一个孩子:
(1)只患并指的概率是________。
(2)只患白化病的概率是________。
(3)既患白化病又患并指的男孩的概率是________。
(4)只患一种病的概率是________。
(5)患病的概率是________。
【解析】由题意知,第1个孩子的基因型应为aabb,则该夫妇基因型应分别为女:Aabb;男:AaBb。依据该夫妇基因型可知,孩子中并指的概率应为1/2(非并指概率为1/2),白化病的概率为1/4(非白化病概率为3/4),则:(1)再生一个只患并指孩子的概率为:并指概率-并指又白化病概率=1/2-1/2×1/4=3/8。(2)只患白化病的概率为:白化病概率-白化病又并指的概率=1/4-1/2×1/4=1/8。(3)生一既白化病又并指的男孩的概率为:男孩出生率×白化病概率×并指概率=1/2×1/4×1/2=1/16。(4)后代只患一种病的概率为:并指概率×非白化病概率+白化病概率×非并指概率=1/2×3/4+1/4×1/2=1/2。(5)后代中患病的概率为:1-全正常(非并指、非白化病)=1-1/2×3/4=5/8。
3/8
1/8
1/16
1/2
5/8
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真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.利用基因式法解答自由组合遗传题
(1)根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式,如基因式可表示为A_B_、A_bb。
(2)根据基因式推出基因型(此方法只适用于亲本和子代表现型已知且显隐性关系已知时)。
2.根据子代表现型及比例推测亲本基因型
规律:根据子代表现型比例拆分为分离定律的分离比,确定每一对相对性状的亲本基因型,再组合。如:
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.巧用分解组合法解答遗传病概率问题
①只患甲病的概率是m·(1-n);
②只患乙病的概率是n·(1-m);
③甲、乙两病均患的概率是m·n;
④甲、乙两病均不患的概率是(1-m)·(1-n)。
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真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.(2016新课标Ⅲ,6)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是
( )
A.F2中白花植株都是纯合体
B.F2中红花植株的基因型有2种
C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多
【解析】用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株,即红花∶白花=1∶3,再结合题意可推知该对相对性状由两对等位基因控制(设为A、a和B、b)。F1的基因型为AaBb,F1自交得到的F2中白花植株的基因型有A_bb、aaB_和aabb,A错误;F2中红花植株(A_B_)的基因型有4种,B错误;用纯合白花植株(aabb)的花粉给F1红花植株(AaBb)授粉,得到的子代植株中,红花∶白花=1∶3,说明控制红花与白花的基因分别在两对同源染色体上,C错误。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.(2015海南高考,12)下列叙述正确的是( )
A.孟德尔定律支持融合遗传的观点
B.孟德尔定律描述的过程发生在有丝分裂中
C.按照孟德尔定律,AaBbCcDd个体自交,子代基因型有16种
D.按照孟德尔定律,对AaBbCc个体进行测交,测交子代基因型有8种
【解析】孟德尔指出,生物的性状是由遗传因子决定的,这些因子就像一个个独立的颗粒,既不会相互融合,也不会在传递中消失,他不支持融合遗传,A错误;孟德尔指出,生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,而形成生殖细胞的过程是减数分裂,B错误;根据孟德尔的自由组合定律,AaBbCcDd个体自交,四对等位基因的分离和组合是互不干扰的,每对等位基因可产生三种不同的基因型,所以子代基因型有3×3×3×3=81种,C错误;同理,AaBbCc个体进行测交,每对等位基因可以产生两种不同的基因型,所以测交子代基因型有2×2×2=8种,D正确。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.(2016新课标Ⅱ,32)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状,各由一对等位基因控制(前者用D、d表示,后者用F、f表示),且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交,实验结果如下:
回答下列问题。
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________,果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为________________。
(3)若无毛黄肉B自交,理论上,下一代的表现型及比例为__________________________________。
(4)若实验3中的子代自交,理论上,下一代的表现型及比例为________________________________________________________________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有______________。
有毛
黄肉
DDff、ddFf、ddFF
无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1
有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉=9∶3∶3∶1
ddFF、ddFf
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)由实验一:有毛A与无毛B杂交,子一代均为有毛,说明有毛为显性性状,双亲关于果皮毛色的基因均为纯合的;由实验三:白肉A与黄肉C杂交,子一代均为黄肉,据此可判断黄肉为显性性状;双亲关于果肉颜色的基因均为纯合的;在此基础上,依据“实验一中的白肉A与黄肉B杂交,子一代黄肉与白肉的比为1∶1”可判断黄肉B为杂合的。(2)结合对(1)的分析可推知:有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为:DDff、ddFf、ddFF。(3)无毛黄肉B的基因型为ddFf,理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF∶ddFf∶ddff=1∶2∶1,所以表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉=3∶1。(4)综上分析可推知:实验三中的子代的基因型均为DdFf,理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉(D_F_)∶有毛白肉(D_ff)∶无毛黄肉(ddF_)∶无毛白肉(ddff)=9∶3∶3∶1。(5)实验二中的无毛黄肉B(ddFf)和无毛黄肉C(ddFF)杂交,子代的基因型为ddFf和ddFF两种,均表现为无毛黄肉。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.(2014全国高考,34)现有4个小麦纯合品种,即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒。已知抗锈病对感锈病为显性,无芒对有芒为显性,且这两对相对性状各由一对等位基因控制。若用上述4个品种组成两个杂交组合,使其F1均为抗锈病无芒,且这两个杂交组合的F2的表现型及其数量比完全一致。回答问题:
(1)为实现上述目的,理论上,必须满足的条件有:在亲本中控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于_____________上,在形成配子时非等位基因要__________,在受精时雌雄配子要__________,而且每种合子(受精卵)的存活率也要________。那么,这两个杂交组合分别是___________________和___________________________。
(2)上述两个杂交组合的全部F2植株自交得到F3种子,1个F2植株上所结的全部F3种子种在一起,长成的植株称为1个F3株系。理论上,在所有F3株系中,只表现出一对性状分离的株系有4种,那么,在这4种株系中,每种株系植株的表现型及其数量比分别是____________________________________,____________________________________,___________________________和_____________________________。
非同源染色体
自由组合
随机结合
相等
抗锈病无芒×感锈病有芒
抗锈病有芒×感锈病无芒
抗锈病无芒:抗锈病有芒=3∶1
抗锈病有芒∶感锈病有芒=3∶1
感锈病无芒?感锈病有芒=3∶1
抗锈病无芒∶感锈病无芒=3∶1
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)4个纯合品种组成的两个杂交组合的F1的表现型相同,且F2的表现型及其数量比完全一致,由此可推断出控制这两对性状的两对等位基因位于非同源染色体上,其遗传遵循基因的自由组合规律,理论上还需满足受精时雌雄配子是随机结合的、受精卵的存活率相等等条件。两种杂交组合分别为抗锈病无芒×感锈病有芒、抗锈病有芒×感锈病无芒。(2)若分别用A、a和B、b表示控制抗锈病、感锈病和无芒、有芒的基因,则F1基因型为AaBb,F2的基因型为A_B_、A_bb、aaB_、aabb,F2中自交后代表现出一对性状分离的基因型分别是AABb、AaBB、Aabb、aaBb,其对应F3株系的表现型及其数量比分别为抗锈病无芒∶抗锈病有芒=3∶1、抗锈病无芒∶感锈病无芒=3∶1、抗锈病有芒∶感锈病有芒=3∶1、感锈病无芒∶感锈病有芒=3∶1。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.杂交实验中F2分析
(1)具有两对相对性状的纯合亲本杂交,产生的F1自交,后代出现4种表现型,比例为9∶3∶3∶1。
(2)4种表现型中各有一种纯合子,在F2中各占1/16,共占4/16;双显性个体占9/16;双隐性个体占1/16;重组类型比例为3/8或5/8。
2.基因自由组合的实质
杂合子减数第一次分裂时,非同源染色体上的非等位基因的自由组合。
3.基因型和表现型的关系
(1)生物个体的基因型相同,表现型不一定相同,因为环境条件可能不相同。
(2)表现型相同,基因型不一定相同,如显性纯合子和杂合子。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
易错点1 不能运用自由组合定律解决“数量遗传”问题
【点拨】
序号
特值原因
自交后代比例
测交后代比例
1
显性基因在基因型中的个数影响性状表现(数量遗传)
AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1
AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1
2
显性纯合致死(如AA、BB致死)
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型个体致死
AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶1
3
隐性纯合致死(自交情况)
自交出现9∶3∶3(双隐性致死);自交出现9∶1(单隐性致死)
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
易错点2 不能理解9∶3∶3∶1的特殊分离比和小于16
【点拨】若存在“致死”现象,则可导致子代比例偏离“16”的“失真”现象,如A基因中两显性基因纯合致死时可导致子代基因型为AA_
_的个体致死,此比例
占1/4,从而导致子代成活个体组合方式由“16”变成“12”。同理,因其他致死类型的存在,“16”也可能变身为“15”“14”等,但解题时仍需按“16”模式推导,找出后代的组合比“16”少了哪种特定的类型,再舍弃“致死”类型。第十二单元
第1讲 生物技术在食品加工及其他方面的应用
1.下面是果酒和果醋制作的实验流程和发酵装置。根据图示回答下列问题:
(1)完成图1中的实验流程________。
(2)图2装置中的充气口在______________过程中要关闭,否则可能发生使发酵液变酸的反应____________________________(写出该反应式),而排气口在该过程中应开放,排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接,目的是_______________________。
(3)葡萄酒呈现红色的原因是____________,重铬酸钾在酸性条件下与酒精反应呈________色。
(4)果酒和果醋的制作分别利用了酵母菌和________两种微生物的发酵原理,后者在结构上的主要特点是__________________________________________________________。
2.葡萄发酵可产生葡萄酒,请利用相关的知识回答问题:
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中,发挥作用的微生物是____________。
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解________,产生的终产物是________和________。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中,在温度等适宜的条件下进行发酵,如图所示。发酵过程中,每隔一段时间均需排气一次。据图分析,甲同学和丙同学的操作有误,其中甲同学的错误是___________________________________,
导致发酵过程中出现的主要异常现象是______________;丙同学的错误是____________________,导致发酵过程中出现的主要异常现象是__________________________。上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中,假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开,该操作的错误是_____________________________________。
3.请回答下列与发酵食品有关的问题:
(1)葡萄酒酿造前需要冲洗葡萄,其主要目的是____________,葡萄酒呈现红色的原是________。喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)苹果醋生产过程中利用了____________菌的发酵作用,该过程需将温度控制在________。
(3)制作酸奶需要的细菌的代谢类型是________型,含有抗生素的牛奶能否作为酸奶发酵原料________(填“能”或“否”),原因是________________________。
4.下图为鸭梨醋饮的制作流程图,请据图回答问题:
(1)果酒的酿造原理是先使酵母菌进行________,以增加酵母菌的数量,然后再通过________获得果酒。
(2)过程②所用的微生物是________(填“需氧型”或“厌氧型”)生物,该微生物在氧气、糖源都充足时,将葡萄汁中的________分解为____________。
(3)为获得高纯度的果酒,需要对过程①所用的微生物进行分离和纯化,其过程为:
第一步,配制培养基。该培养基必须含有微生物生长所需要的________________________________________________________________________
等基本营养成分,原料称重溶解后,然后进行灭菌操作,常用的灭菌方法是________________________________________________________________________。
第二步,接种。微生物常用的接种方法有_______________________。
第三步,培养。温度控制在________。
第四步,挑选符合要求的菌落。
5.腐乳是我国古代劳动人民创造的一种经过微生物发酵的大豆食品。腐乳味道鲜美,易于消化吸收,所以一直受到人们的喜爱。请结合腐乳制作的原理及流程示意图,回答下列问题:
(1)图中a、b分别表示的是_____________________________,
它们的来源是________,作用是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)过程一中,为保证产品的质量,应采取的措施是
________________________________________________________________________。
(3)过程二具体的操作应该是________________________________________
________________________________________________________________________。
这样既能使豆腐不过早酥烂,又能避免豆腐块腐败变质。
(4)过程三中卤汤配制所需要的材料有______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)过程四应如何操作才能取得最佳效果?
________________________________________________________________________。
6.腐乳是我国独特的传统发酵食品,是用豆腐发酵制成,民间老法生产腐乳均为自然发酵,现代腐乳生产多采用优良的毛霉菌种进行发酵。现代化生产流程如下:
(1)毛霉的生长需要豆腐提供水、无机盐、________和________等四大类基本营养物质。此外,还需要一定的温度、湿度等环境条件。
(2)民间制作腐乳时________(填“需要”或“不需要”)灭菌,发酵好的豆腐上布满了菌落,这些菌落________(填“属于”或“不属于”)同一物种。
(3)生产流程中扩大培养时使用的培养基与毛霉菌种分离时使用的培养基最大的区别是后者培养基中加入了________。
(4)当豆腐上长出毛霉后,对豆腐要进行________。腐乳制作的后期要加入酒精和多种香辛料配制的卤汤,酒精的浓度要控制在12%左右,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.农村泡菜的制作方法是:新鲜的蔬菜经过整理、清洗后,放入彻底清洗并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”。密封后置于阴凉处,适宜环境温度为28~30
℃。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”,据此分析,回答下列问题:
(1)用白酒擦拭泡菜坛的目的是________。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)制作过程中,需要加入盐水,其中清水与盐的比例应为________,加入“陈泡菜水”的作用是____________。
(4)若要获得优良乳酸菌菌种,应用选择培养基培养。培养基中应含有________、________、水和无机盐,同时需要在培养基中添加________。纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用的接种方法有________。培养时还需提供________条件。
8.泡菜是人们日常生活中比较喜欢的一种食品,但是泡菜中却含有亚硝酸盐。当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3~0.5
g时,会引起中毒;达到3
g时,会引起死亡。我国卫生标准规定,亚硝酸盐的残留量在酱腌菜中不得超过20
mg/kg。针对泡菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐的事实,某中学生物活动小组设计实验,探究不同食盐浓度和发酵时间对亚硝酸盐含量变化的影响。
(1)请补充实验设计的空缺内容。
①制作泡菜的原理:_________________________________。
②测量指标及方法:亚硝酸盐与某些化学物质发生反应后形成________色染料。先使泡菜样品及一系列已知浓度的亚硝酸盐溶液分别与某些化学物质发生显色反应,然后通过________,可以估测出泡菜样品中亚硝酸盐的含量。
③确定浓度梯度:经过查找资料和初步实验,发现当食盐浓度为3%以下时,制作的泡菜容易发生腐败,而当食盐浓度在8%以上时,制作的泡菜又容易成为咸腌菜。因此,分别设计了3%、5%、7%的食盐浓度梯度来制作泡菜。
④选择实验材料:红萝卜和白萝卜,哪种更适合用作实验材料?____________。理由是________________________________________________________________________
________________。
⑤制作泡菜:将实验材料分成3组制作泡菜,除了实验材料的质量相同外,还要保证每组泡菜的________相同。
⑥从第3天开始,定期测定泡菜中的亚硝酸盐含量并记录。
(2)如图所示是该生物活动小组记录的3种食盐浓度下泡菜中的亚硝酸盐含量与发酵天数的关系图。
①根据此图的实验结果,请你给出制作泡菜的最佳指导意见:________________________________________________________________________。
②你给出此建议的理由:食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上在3坛泡菜中________;食盐浓度为5%的泡菜在发酵初期亚硝酸盐含量迅速升高,且亚硝酸盐含量变化________,但发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值;而食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大,虽一直处于较低数值,但容易成为____________。
9.请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题:
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法、蒸馏法和________。
(2)芳香油溶解性的特点是_______________________________________。
(3)对材料压榨后可得到糊状液体,为除去其中的固体物质获得乳状液可采用的方法是________。
(4)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后,芳香油将分布于液体的上层,原因是油层的密度比________。加入氯化钠的作用是
________________________________________________________________________。
(5)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠,该试剂的作用是________。
(6)某同学在实验中设计了如图所示装置提取玫瑰精油,指出该装置中的两个错误。
①错误1:___________________________。
②错误2:______________________________。
第2讲 微生物的培养与应用
1.(2017安徽淮南二中月考,30)下表是某同学列出的分离并计数土壤中微生物培养基的配方,据此回答下列问题:
KH2PO4
1.4
g
Na2HPO4
2.1
g
MgSO4·7H2O
0.2
g
葡萄糖
10.0
g
尿素
1.0
g
琼脂
15.0
g
(1)制备培养基时,将上述物质溶解并用蒸馏水定容至1
000
mL后,还要进行________和________。
(2)从功能上看,该培养基属于________培养基,细菌能利用培养基中的氮源是由于能合成________。
(3)用稀释涂布平板法统计样本菌落数时,________(填“需要”或“不需要”)设置对照组(即不接种进行培养),原因是________________________________________________________________________。
(4)某同学在3个培养基上分别涂布稀释倍数为106的土壤样液0.1
mL,培养一段时间后,其菌落数分别为180、220、320个,则每毫升原土壤样液中上述微生物的数量为________,此方法测定的活菌数比实际活菌数少的原因为________________________________________________________________________。
2.金黄色葡萄球菌是一种具有高度耐盐性的微生物,可引起人类肺炎、肠炎等疾病。金黄色葡萄球菌在血平板(培养基中添加适量血液)上生长时,可破坏菌落周围的红细胞,使其褪色。下图为定性检测鲜牛奶中是否存在金黄色葡萄球菌的操作流程,请回答相关问题:
(1)按细胞结构分类,金黄色葡萄球菌属于________生物,从培养过程分析,金黄色葡萄球菌可进行________呼吸。
(2)7.5%
NaCl肉汤培养基为微生物提供的营养成分包括____________________,用7.5%
NaCl肉汤培养基进行选择培养的主要目的是_______________________________。
(3)操作中在血平板上的接种方法是________,接种操作前后需要对接种工具进行________灭菌。
(4)在制备血平板时需将pH调节至________(填“微酸性”或“微碱性”)后灭菌,待培养基________后,再加入适量血液。按培养基功能分类,血平板属于________培养基。
(5)经多次规范操作、重复实验,血平板上均出现________的菌落,初步证明鲜牛奶中存在金黄色葡萄球菌,但鲜牛奶供应商仍认为此菌并非鲜牛奶所携带,因此,要对本操作进行完善,完善的方案是
________________________________________________________________________。
3.(2017广东揭阳学业水平测试,39)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方,请根据表格和所学知识回答下列相关问题:
成分
含量
成分
含量
蛋白胨
10.0
g
乳糖
5.0
g
蔗糖
5.0
g
K2HPO2
2.0
g
显色剂(伊红美蓝)
0.2
g
琼脂
12.0
g
将上述物质溶解后,用蒸馏水定容到1
000
mL
(1)大肠杆菌的同化类型为________,从生态系统的成分上看,大肠杆菌属于________。
(2)在微生物的实验室培养中,获得纯净培养物的关键是____________________,因此需对培养基和培养皿进行________(填“消毒”或“灭菌”),操作者的双手需要进行清洗和________。空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使________,还能破坏DNA的结构。
(3)根据用途划分,该培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基,若要分离能分解尿素的细菌需将培养基中________换成________,若要鉴定分解尿素的细菌还需将伊红美蓝换成________。
(4)培养大肠杆菌时,通过接种方法分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,称为________。
(5)使用以下微生物发酵生产特定产物时,所利用的主要微生物的细胞结构与大肠杆菌相同的是________(多选)。
A.制作果酒 B.由果酒制作果醋
C.制作泡菜
D.制作腐乳
4.有机化工原料氯苯不易降解,会污染环境,现欲从土壤中分离高效降解氯苯的微生物。回答下列问题:
(1)为了获得能降解氯苯的微生物菌种,可在被氯苯污染的土壤中取样,并应选用以________为碳源的培养液进行选择培养。除含有碳源外,培养液还应含有________、无机盐和蒸馏水等。
(2)将获得的3种待选微生物甲、乙、丙分别接种在1
L含20
mg氯苯的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜),观测从实验开始到微生物停止生长所用的时间,甲、乙、丙分别为33小时、15小时、46小时,则应选择微生物________作为菌种进行后续培养。
(3)若要测定培养液中选定菌种的菌体数,既可用________直接计数,也可选用________法统计活菌数目,一般前者得到的结果________(填“>”“=”或“<”)后者。
(4)对选定的菌种进行细胞学检测,发现它没有具膜细胞器如线粒体等,则该菌种属于________生物,其产生的降解氯苯的蛋白酶是在________上合成。
5.下图是某细菌纯化培养过程中划线接种的培养结果。回答问题:
(1)在________(填图中编号)区域出现了单个菌落,产生每个菌落的最初细菌数目是__________个。据图分析,在培养基上划线接种时,划线的顺序依次是________(用编号表示)。
(2)下表是培养某微生物的培养基成分。
编号
成分
含量
编号
成分
含量
①
粉状硫
10
g
②
(NH4)2SO4
0.4
g
③
K2HPO4
4
g
④
MgSO4
9.25
g
⑤
FeSO4
0.5
g
⑥
CaCl2
0.5
g
⑦
H2O
1
000
mL
①若培养从土壤中分离出来的自生固氮菌,该培养基应添加______,去除__________________________________。
②若要鉴别纤维素分解菌,可用_____________________________________________
________法,若要鉴别尿素分解菌,可在培养液中加入________________________。
6.(2017湖北武汉11中期中,37)某实验小组欲从豆油污染的土壤中筛选出能高效降解脂肪的菌株,请回答问题:
(1)在筛选过程中,应将土壤样品稀释液接种于以________为唯一碳源的固体培养基上,从功能上讲,该培养基属于____________培养基。
(2)为避免培养基污染,需将培养皿呈________状态放置。为避免培养液中菌体浓度过高,需将培养液进行____________处理。为了排除____________,需设置接种等量无菌水的培养基作为空白对照。
(3)为了筛选出菌株,可将适量的____________试剂滴加在平板中的菌落周围,洗去浮色后,如果菌落周围的现象是________________,则说明此种菌能够分泌脂肪酶。
(4)纯化菌种时,为了得到单菌落,可采用________法将菌种接种于新的培养基平板上。
(5)实验操作应在酒精灯火焰附近进行的原因是
________________________________________________________________________。
7.(2017北京海淀期中,37)为获得果胶酶高产菌株,科研人员进行了下列分离、筛选、鉴定工作。
(1)为分离果胶酶高产菌株,科研人员配制了下表所示成分的培养基,该表空白处的两种成分是________。制备的培养基常用____________法进行灭菌。
K2HPO4
MgSO4
NaNO3
FeSO4
琼脂
0.1
g
0.5
g
3
g
0.01
g
2
g
15
g
加至1
L
(2)科研人员将采集的果园土壤放入无菌水中,振荡混匀,制成悬液。为获得较均匀分布的单菌落,还需要将悬液进行________,用________法接种于固体培养基上。将接种后的培养基呈________状态放入培养箱。
(3)选择单菌落数目适宜的培养基,加入一定浓度的刚果红溶液(果胶与刚果红结合后显红色),一段时间后洗去培养基表面的刚果红溶液,观察并比较菌落和________圈直径的比值,筛选果胶酶高产菌株。
(4)将获得的菌株进行液体培养后,从培养液的________(填“上清液”或“沉淀物”)获得粗提的果胶酶。将一定量的粗提果胶酶与适量果胶溶液混合,一定时间后测定吸光值进而测定酶活性。进行吸光值测定时,需将________与等量果胶溶液混合,作为实验的对照。
第十二单元 生物技术实践
第1讲 生物技术在食品加工及其他方面的应用
1.(1)醋酸发酵
(2)酒精发酵 C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O 避免空气中其他微生物进入发酵装置(防止空气中的微生物污染)
(3)红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 灰绿
(4)醋酸菌 无以核膜为界限的细胞核
【解析】在酒精发酵阶段,充气口应关闭,否则醋酸菌会将乙醇氧化为醋酸,从而使发酵液变酸。酵母菌为真菌,属于真核生物,醋酸菌为细菌,属于原核生物,两者在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
2.(1)酵母菌
(2)葡萄糖 乙醇 CO2
(3)未夹住发酵瓶的充气管 发酵液从充气管流出,发酵液变酸 瓶中发酵液过多,淹没了排气管在瓶内的管口 排气时发酵液从排气管流出 葡萄醋 葡萄酒 葡萄酒
(4)未及时排气
【解析】在制作各种酒的时候,常用酵母菌作菌种;酒精发酵为无氧呼吸,若甲同学未夹住发酵瓶的充气管,从而使氧气进入,导致酵母菌进行有氧呼吸,产生较多的二氧化碳,使发酵液从充气管流出,发酵液变酸;丙同学的错误是瓶中发酵液过多,淹没了排气管,抑制了发酵的进行,一般发酵液不超过容器的2/3;上述发酵过程结束后,甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是葡萄醋、葡萄酒、葡萄酒。
3.(1)洗去浮尘 红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 空气中的醋酸菌混入葡萄酒中后发酵产生了醋酸
(2)醋酸 30~35
℃
(3)异养厌氧 否 抗生素可以杀死乳酸菌
4.(1)有氧呼吸 无氧呼吸
(2)需氧型 果糖 醋酸
(3)碳源、氮源、水和无机盐 高压蒸汽灭菌法 平板划线法、稀释涂布平板法 18~25
℃
【解析】(1)果酒的酿造原理是先使酵母菌进行有氧呼吸,以增加酵母菌的数量,然后再通过密封,使酵母菌进行无氧呼吸获得果酒。(2)过程②为生产果醋的过程,所用的微生物是醋酸菌,醋酸菌是好氧菌,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。(3)培养基包括碳源、氮源、水和无机盐等基本成分;原料称重溶解后,需调节pH,然后进行高压蒸汽灭菌操作;微生物常用的接种方法有平板划线法、稀释涂布平板法;酵母菌生存的适宜温度是18~25
℃,因此培养时,温度要控制在18~25
℃。
5.(1)蛋白酶、脂肪酶 毛霉等微生物 将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸,将脂肪水解为甘油和脂肪酸
(2)在严格无菌的条件下,将优良毛霉菌种接种在豆腐上
(3)将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,并逐层加盐,随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些
(4)12%左右的酒和各种香辛料(如胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等)
(5)密封时,将瓶口通过酒精灯的火焰,再用胶条密封瓶口
6.(1)碳源 氮源
(2)不需要 不属于
(3)琼脂(凝固剂) (4)加盐腌制 酒精浓度过高,则腐乳的成熟时间将会延长;酒精浓度过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败
7.(1)消毒
(2)盐过多抑制了乳酸菌发酵
(3)4?1 提供乳酸菌菌种
(4)碳源 氮源 维生素 平板划线法或稀释涂布平板法 无氧
【解析】(1)泡菜的制作过程中,用白酒擦拭泡菜坛的目的是消毒。(2)泡菜的制作原理是利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸,若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是加入的盐过多,抑制了乳酸菌发酵,产生的乳酸过少。(3)制作过程中,需要加入盐水,其中清水与盐的比例应为4?1,加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种。(4)乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型,用选择培养基获得优良乳酸菌菌种时,培养基中应含有碳源、氮源、水和无机盐,同时需要在培养基中添加维生素。纯化菌种时,为了得到单菌落,常采用平板划线法或稀释涂布平板法接种,培养时还需提供无氧条件。
8.(1)①乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖并发酵产生乳酸 ②玫瑰红 比色 ④白萝卜 避免材料中的色素对显色反应的干扰 ⑤制作(或培养、发酵)条件
(2)①用5%的食盐制作泡菜比较适合食用,但要在发酵时间达11天以后食用比较适宜 ②最高 最快 咸腌菜
【解析】(1)选择实验材料时首先要能够保证实验的顺利进行。本实验中需要对比颜色,红萝卜中的色素会干扰实验结果,不是理想的实验材料。(2)对比不同食盐浓度的泡菜中亚硝酸盐的含量,从图中曲线可看出,食盐浓度为3%的泡菜中亚硝酸盐含量总体上是3坛泡菜中最高的;食盐浓度为5%的泡菜中亚硝酸盐含量变化最快,它的最高值是3坛中最高的,但发酵11天后亚硝酸盐含量降到最低值;而食盐浓度为7%的泡菜中亚硝酸盐含量变化不大,一直处于较低的水平,但容易成为咸腌菜。
9.(1)萃取法
(2)不溶于水,易溶于有机溶剂
(3)过滤
(4)水层小 增加水层密度,使油和水分层(或增加盐的浓度,使油和水分层)
(5)吸收芳香油中残留的水分
(6)①温度计位置太靠下 ②冷凝器进水口、出水口接错
第2讲 微生物的培养与应用
1.(1)灭菌 倒平板
(2)选择 脲酶(催化尿素分解的酶)
(3)需要 判断培养基是否被杂菌污染
(4)2.4×109 当两个或多个细菌连在一起时,平板上只能观察到一个菌落
【解析】(1)用稀释涂布平板法统计的菌落数,制备培养基时,将配方中的物质溶解并用蒸馏水定容至1
000
mL后,还要进行灭菌和倒平板。(2)该培养基中含有的尿素为唯一氮源,是选择培养基,提供氮源的是尿素,所选择的细菌体内有脲酶,能利用尿素。(3)用稀释涂布平板法统计样本菌落数时需要设置对照组,主要用于判断培养基是否被杂菌污染。(4)1毫升原土壤液中上述微生物数量=(180+220+320)÷3×106×10=2.4×109(个),用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低的原因是培养基上的菌落可能是由两个或多个细菌形成的。
2.(1)原核 有氧
(2)碳源、氮源、水和无机盐 增加金黄色葡萄球菌的数量
(3)平板划线法 灼烧 (4)微碱性 冷却 鉴别
(5)周围存在透明圈 设置不加鲜牛奶其他操作均相同的对照组
【解析】(1)金黄色葡萄球菌是一种细菌,属于原核生物。培养过程无密闭处理,故它进行有氧呼吸。(2)7.5%
NaCl肉汤培养基可为微生物提供生长所需要的碳源、氮源、水和无机盐。用7.5%
NaCl肉汤培养基进行选择培养是为了增加高度耐盐性的金黄色葡萄球菌的数量。(3)图示用的接种工具是接种环,说明在血平板上接种的方法是平板划线法。接种工具在接种前后都要进行灼烧灭菌处理。(4)金黄色葡萄球菌的生长环境为弱碱性,培养基在灭菌前要先调节pH,因金黄色葡萄球菌能破坏红细胞,使其褪色,血平板上出现周围存在透明圈的菌落,说明有金黄色葡萄球菌,故血平板是鉴别培养基。(5)为增强实验结论的严谨性,应增加空白对照组。
3.(1)异养型 分解者 (2)防止外来杂菌的入侵 灭菌 消毒 蛋白质变性 (3)鉴别 蛋白胨 尿素 酚红指示剂 (4)菌落 (5)BC
【解析】该培养基含有显色剂(伊红美蓝),可使大肠杆菌菌落呈现金属光泽,因此属于鉴别培养基。若要分离能分解尿素的细菌,应以尿素为唯一氮源,因此应将蛋白胨换成尿素。若要鉴别尿素分解菌,应在培养基中加入酚红指示剂。制作果酒、果醋、泡菜和腐乳利用的微生物分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌和毛霉,其中醋酸菌、乳酸菌与大肠杆菌都属于原核生物,酵母菌和毛霉都属于真核生物。
4.(1)氯苯 氮源 (2)乙 (3)显微镜 稀释涂布平板 > (4)原核 核糖体
5.(1)② 1 ①→③→②
(2)①碳源
氮源 ②刚果红染色 酚红指示剂
【解析】
(1)从图中可知,②号区域出现了单个菌落;1个菌落是最初由1个细菌形成;根据线条数量可判断,划线的顺序依次是①→③→②。(2)自生固氮菌是异养生物,需加入有机碳,不需要氮源,它可固定大气中的N2,因而培养基中应添加碳源去掉氮源。鉴别纤维素分解菌可用刚果红染色法,要鉴别尿素分解菌,可在培养液中加入酚红指示剂。
6.(1)豆油 选择
(2)倒置 系列稀释(或梯度稀释) 实验组中非测试因素对实验结果的影响(培养基被污染)
(3)苏丹Ⅳ(或苏丹Ⅲ) 出现透明圈(不出现红色圈或橘黄色圈)
(4)平板划线
(5)避免周围环境中微生物的污染
7.(1)果胶和蒸馏水 高压蒸汽灭菌
(2)梯度稀释(或系列稀释) (稀释)涂布平板 倒置
(3)水解(或透明)
(4)上清液 等量失活的粗提果胶酶
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1第九单元
植物的激素调节
(建议用时:10分钟)
1.(2017河北定州期中,2)下列有关生长素的叙述,正确的是( )
A.缺乏氧气会影响植物体内生长素的极性运输
B.细胞的成熟情况不会影响生长素作用的发挥
C.植物向光生长能够说明生长素作用的两重性
D.生长素运送到作用部位会对代谢起催化作用
2.如图所示是不同浓度生长素对根和芽生长的生理作用,下列说法正确的是( )
A.图中①代表的是芽,②代表的是根
B.图中体现了生长素生理作用的两重性
C.c~d段表示生长素对②的促进作用在增强
D.图中c点对应的浓度是①生长的最适浓度
3.下列关于生长素及其类似物的叙述正确的是( )
A.生产上常用生长素类似物除去双子叶农作物中的单子叶杂草
B.用低浓度生长素类似物促进插条生根时常用沾蘸法处理插条
C.施用生长调节剂时需要考虑施用时间、处理部位、药物残留等
D.生长素均匀地分布于植物体的各个部位中,且作用表现出两重性
4.如图所示是不同浓度生长素对根和芽生长的生理作用,下列说法不正确的是( )
A.赤霉素通过促进植物细胞伸长,而引起植株增高
B.去除顶端后,节间生长变快
C.外源生长素可代替顶芽的作用,促进赤霉素的合成
D.顶端可利用色氨酸合成生长素
5.金莲花由于受到能分泌细胞分裂素类物质的病原体的侵袭,侧芽生长失控,形成大量分枝,称为“扫帚病”。下列说法错误的是( )
A.该现象说明细胞分裂素可用于解除植物顶端优势
B.细胞分裂素促进细胞分裂,延缓植物衰老
C.植物体内产生细胞分裂素的部位主要是根尖
D.该病原体分泌的细胞分裂素是植物激素的一种
6.(2017河南西平高级中学月考,1)为研究某植物生长发育过程中生长素与细胞分裂素之间的相互作用,某生物兴趣小组进行了相关实验后绘出了如下图所示曲线。以下叙述错误的是( )
A.激素甲是生长素,激素乙是细胞分裂素
B.高浓度的生长素对侧芽的萌动起抑制作用
C.高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起促进作用
D.激素甲和激素乙在植物侧芽生长中起拮抗作用
(建议用时:25分钟)
7.TIBA(三碘苯甲酸)能够阻碍生长素的极性运输,下列有关TIBA在农业上的应用,不正确的是( )
A.对大豆施用适量TIBA可使植株侧枝生长更旺盛,从而起到一定的增产效果
B.用适当浓度的TIBA浸泡大豆种子,能提高萌发率
C.若没有TIBA,采用手工摘除大豆顶芽的方法也能让大豆增产
D.施用适量TIBA可使植株矮化,从而起到一定的抗倒伏的效果
8.(2017山西平遥中学期中,34)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,切取菟丝子茎顶端2.5
cm长的部分(茎芽),置于培养液中无菌培养。实验分为A、B、C三组,分别培养至第1、8、15天,每组再用适宜浓度的激素处理30天,测量茎芽长度,结果见图2。下列有关叙述正确的是( )
A.用适宜浓度的激素处理时,应将IAA加在培养液中
B.总数据表明GA3和IAA都能够促进生长,但GA3的作用不明显
C.实验中,试管用滤膜封口是为了隔绝空气
D.由C组可知,两种激素联合处理的促进作用是GA3单独处理的3倍
9.油菜素甾醇(BR)是植物体内一种重要的生长调节物质,又称为植物体内第六激素。某人开展了BR类似物(eBR)和6-BA对康乃馨切花的保鲜效应的研究,实验结果如下表,则( )
不同植物生长调节剂对瓶插寿命及最大切花花径的影响
处理
瓶插寿命/d
最大花径/cm
空白
9.64
5.36
6-BA
14.14
6.73
eBR
16.25
6.73
A.需配制一系列浓度梯度的6-BA溶液和eBR溶液
B.需配制6-BA和eBR的不同浓度的混合液
C.测量指标为瓶插寿命和最大切花花径
D.eBR有保鲜作用,6-BA无保鲜作用
10.用不同浓度的某种生长素类似物对植物进行插条生根的研究,其实验结果如图。其中1、2、3和4分别是培养环境中生长素类似物浓度为a、b、c和0的生根数量。下列关于a、b、c的比较正确的是( )
A.a大于b,b大于c
B.a小于b,b小于c
C.a与b均小于c
D.b与c均小于a
11.如图所示,琼脂块甲、乙分别含有不同浓度的生长素,丙不含生长素。将黄豆幼苗的茎和根尖下部(形态学)做如下切段处理。把琼脂块甲、乙、丙分别放在该茎、根各切段的形态学上端的切口上(琼脂块乙中的生长素浓度大于促进茎生长的最适浓度),实验结果如下图所示:
(1)生长素的本质是________。从c、e两组看,琼脂块丙中无生长素,但根、茎都长长了1
cm,其原因是______________________________________________________________。
(2)a、b、c三组实验结果________(填“能”或“不能”)证明生长素的生理作用具有两重性。
(3)若测得d组数据为3
cm,则b、d两组实验结果说________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若以茎作实验材料探究生长素作用的最适浓度,实验开始前,需要对茎进行预处理以排除干扰因素,处理的方法是_____________________________________________________。
12.青鲜素能抑制植物细胞生长与分裂从而抑制发芽,被用于蔬菜和水果的保鲜;对青鲜素毒害性进行了检测,结果如图甲。乙烯促进离层区(如图乙)细胞合成和分泌酶X,酶X能够水解离层区细胞的细胞壁导致叶柄脱落;叶柄离层区细胞两侧(近基端和远基端)的生长素浓度与叶片脱落关系如图丙。
请回答:
(1)细胞分裂素能促进________,促进萌发,青鲜素与________(激素)的作用机理类似。
(2)根据图甲可知,浓度为________以下时,青鲜素几乎没有毒性。
(3)根据酶X的生理作用分析,它可能是________酶和________酶。
(4)根据图丙可知,当远基端生长素浓度________近基端生长素浓度时,叶柄脱落。已知生长素在叶柄内是从远基端向近基端进行主动运输,结合对图丙的分析,可得出叶柄内生长素的运输对乙烯合成的作用是____________________________________________。
第九单元
植物的激素调节
1.A
【解析】生长素的极性运输是主动运输,主动运输需要消耗ATP,缺乏氧气时,有氧呼吸会受到影响,细胞中产生的ATP减少,从而影响生长素的极性运输,A正确;植物细胞的成熟情况会影响生长素作用的发挥,B错误;由于向光侧和背光侧的生长素均促进植物生长,因而植物向光生长不能说明生长素作用的两重性,C错误;生长素不具有催化作用,对植物的生命活动只起调节作用,D错误。
2.B
【解析】根、芽、茎对生长素的敏感度依次下降,图中曲线①代表根,②代表的是芽,A项错误;图中体现了低浓度促进生长,高浓度抑制生长,即生长素的作用具有两重性,B项正确;c~d段表示生长素对②的促进作用在减弱,C项错误;图中c点对应的浓度是②生长的最适浓度,D项错误。
3.C
【解析】由于双子叶杂草比单子叶农作物对生长素更敏感,所以生产上常用生长素类似物除去单子叶农作物中的双子叶杂草,A错误;用较高浓度生长素类似物促进插条生根时常用沾蘸法处理插条,用低浓度生长素类似物促进插条生根时常用浸泡法处理插条,B错误;施用生长调节剂时需要考虑施用时间、处理部位、药物残留等无关变量的影响,C正确;生长素集中分布于植物体的生长旺盛的部位,D错误。
4.B
【解析】赤霉素的主要作用是促进细胞伸长,从而引起植株增高,A正确;与未处理的对照组相比,去除顶端的实验组的植株节间的赤霉素(GA)含量减少,节间生长变慢,B错误;去除顶端后添加IAA的实验组,植株节间的赤霉素(GA)含量高于未处理的对照组和去除顶端的实验组,说明外源生长素可代替顶芽的作用,促进赤霉素的合成,C正确;色氨酸经过一系列反应可转变为生长素,D正确。
5.D
【解析】根据题意分析,该现象说明细胞分裂素可以用于解除植物的顶端优势现象,促进侧芽生长成侧枝,A正确;细胞分裂素的作用是促进细胞分裂,能够延缓植物衰老,B正确;植物体内产生细胞分裂素的部位主要是根尖,C正确;植物激素在植物体内产生,而该细胞分裂素由病原体分泌,不是植物激素,D错误。
6.D
【解析】分析曲线可知,去除顶芽后侧芽部位激素甲浓度下降,激素乙浓度升高,由去除顶芽顶端优势去除说明,激素甲是生长素,激素乙是细胞分裂素,A正确;顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽部位,抑制侧芽生长,B正确;曲线表明随侧芽部位细胞分裂素浓度升高,侧芽长度增大,说明高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起促进作用,C正确;低浓度生长素和高浓度细胞分裂素均能促进侧芽生长,D错误。
综合进阶
7.B
【解析】依题意可知:对大豆施用适量TIBA可抑制植物的顶端优势,使植株侧枝生长更旺盛,从而起到一定的增产效果,A正确;赤霉素具有促进种子萌发的作用,而TIBA对赤霉素不起作用,所以不会影响种子的萌发率,B错误;手工摘除大豆顶芽的方法也能解除顶端优势从而让大豆增产,C正确;施用适量TIBA可抑制生长素的极性运输,使植株矮化,从而起到一定的抗倒伏效果,D正确。
8.D
【解析】生长素的运输具有极性运输的特点,不能从根运输到芽,所以用适宜浓度的激素处理时,应将IAA加在茎芽尖端,A错误;与不加激素的对照组相比,GA3和IAA都能够促进生长,且GA3的作用更明显,B错误;植物需要氧气进行有氧呼吸,所以试管用滤膜封口是为了防止污染,C错误;由C组可知,两种激素联合处理的促进作用是GA3单独处理的(10-4)/(6-4)=3倍,D正确。
9.C
【解析】从题干信息可知,该实验没有配制系列浓度梯度溶液,也没有配制两种生长调节物质的混合液;实验结果表明两种生长调节物质都有保鲜作用;该实验的测量指标为瓶插寿命和最大切花花径。
10.C
【解析】由图示信息可知,4组为空白对照,1和2组生长素类似物能够促进生长,3组生长素类似物能够抑制生长,依据生长素作用的两重性,可推出a与b均小于c,但a与b的大小无法确定。
11.(1)吲哚乙酸
植物体的茎、根中含内源生长素
(2)不能
(3)根对生长素更敏感,乙中的生长素能促进茎的生长但抑制根的生长
(4)用蒸馏水浸泡一段时间,除去茎中的内源生长素
【解析】(1)生长素的本质是吲哚乙酸。从c、e两组看,琼脂块丙中无生长素,但根、茎都长长了1
cm,其原因是植物的茎、根中含内源生长素。(2)对比a、b、c三组实验结果可知,生长素都促进了茎的生长,没有出现抑制的现象,所以不能证明生长素的生理作用具有两重性。(3)b、d两组实验结果说明根对生长素更敏感,琼脂块乙中的生长素浓度能促进茎的生长但却抑制了根的生长。(4)因为茎内有内源生长素,所以要进行预处理,以除去茎中的内源生长素。
12.(1)细胞分裂
脱落酸
(2)30
mg·L-1
(3)纤维素
果胶
(4)小于或等于
促进
【解析】(1)细胞分裂素能促进细胞分裂并促进种子萌发;青鲜素可抑制细胞生长及分裂,与脱落酸的作用机理类似。(2)据图甲知,浓度为30
mg·L-1以下时,变异细胞比率非常小,几乎无毒性。(3)酶X可水解细胞壁,而细胞壁成分为纤维素和果胶,则酶X可能是纤维素酶和果胶酶。(4)由图丙可知,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄脱落,图中显示近基端生长素浓度较高时,叶柄易脱落,则生长素运输过程对乙烯合成起促进作用。(共40张PPT)
第十三单元
现代生物科技专题
第1讲 基因工程
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.基因工程的概念
(1)供体:提供____________的生物体。
(2)操作环境:_________。
(3)操作水平:_________水平。
(4)原理:____________。
(5)受体:表达目的基因。
(6)本质:性状在________体内的表达。
(7)优点:克服__________________的障碍,定向改造生物的__________________。
2.DNA重组技术的基本工具
(1)限制性核酸内切酶(简称:________)
①来源:主要是从__________生物中分离纯化出来的。
②作用:识别特定的____________,并切开特定部位的两个核苷酸之间的_______________。
③结果:产生___________或平末端。
目的基因
体外
分子
基因重组
受体
远缘杂交不亲和
遗传性状
限制酶
原核
核苷酸序列
磷酸二酯键
黏性末端
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
(2)DNA连接酶
①种类:按来源可分为E·coli
DNA连接酶和__________________。
②作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的__________。
③DNA连接酶和限制酶的关系
(3)载体
①种类:______、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点
标记基因
T4DNA连接酶
磷酸二酯键
质粒
限制酶切割位点
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.用限制酶切割时需注意哪些问题?
2.下图中的图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请据图回答问题。
(1)请说出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。
(2)以上实例说明限制酶有何特性?
1.①获取目的基因和切割载体时,经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶),目的是产生相同的黏性末端或平末端。②获取一个目的基因需限制酶切割两次,共产生4个黏性末端或平末端。③限制酶切割位点的选择,必须保证标记基因的完整性,以便于检测。
2.(1)EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在G和A之间;SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在G和C之间。
(2)说明限制酶具有专一性。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.(2017四川重庆秀山中学月考,1)如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( )
A.①②③④
B.①②④③
C.①④②③
D.①④③②
【解析】限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割;DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链;DNA连接酶可将双链的DNA片段“缝合”在一起;解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋,为复制或转录提供模板。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:
为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoR
Ⅰ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_________________________________________________________________。
(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)逆转录作用的模板是____________,产物是____________。若要在体外获得大量逆转录产物,常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外,______________和________________________________也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是_________________________________________________________________。
未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(其他合理答案也可)
黏性末端
平末端
切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(其他合理答案也可)
E·coli
T4
mRNA(或RNA)
cDNA(或DNA)
PCR
λ噬菌体的衍生物
动植物病毒(其他合理答案也可)
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.下列关于载体的叙述中,错误的是( )
A.载体与目的基因结合后,实质上就是一个重组DNA分子
B.对某种限制酶而言,载体最好只有一个切点,但还要有其他多种酶的切点
C.目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒
D.载体具有某些标记基因,便于对其进行切割
【解析】载体必须具备的条件有:①对受体细胞无害,不影响受体细胞正常的生命活动;②具有自我复制能力,或能整合到受体细胞的染色体DNA上,随染色体DNA的复制而同步复制;③具有一个至多个限制酶切点,以便目的基因可以插入到载体中;④带有特殊的标记基因,如抗生素抗性基因,以便于对外源基因是否导入进行检测;⑤载体DNA分子大小适合,以便于提取和进行体外操作。
D
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是( )
A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,
在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段连接形成
的产物有两种
B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连
接起来形成一个重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键
C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
D.受体细胞能在含青霉素的培养基中生长表明该目的基因已成功导入该细胞
C
【解析】如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,则酶切后二者的黏性末端相同,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种,其中只有一种符合基因工程的需求;DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成4个磷酸二酯键;为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ,这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同;由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞,因此能在含青霉素的培养基中生长的原因,可能是受体细胞成功导入了目的基因,也可能是只导入了不含目的基因的载体。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.确定限制酶的种类
(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.载体上标记基因的标记原理
载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如下图所示:
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.目的基因的获取
(1)目的基因:主要是指______________的基因。
(2)获取目的基因的方法
①直接分离法:从自然界已有的物种中分离,如从基因组文库或________中获取。
②人工合成:
a.如果基因比较小,核苷酸序列又已知,可以通过______________________用化学方法直接人工合成。
b.以RNA为模板,在________的作用下人工合成。
(3)扩增目的基因:利用________扩增目的基因。
编码蛋白质
cDNA文库
逆转录酶
DNA合成仪
PCR技术
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.基因表达载体的构建——基因工程的核心
(1)目的
①使目的基因在______________中稳定存在,并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够______________和发挥作用。
(2)组成:________+目的基因+________+标记基因(如抗生素抗性基因)。
(3)基因表达载体的构建过程
受体细胞
表达
启动子
终止子
限制酶
DNA连接
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
3.将目的基因导入受体细胞(连线)
①-b ②-a、c、e ③-d
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.目的基因的检测与鉴定
DNA分子杂交技术
分子杂交技术
抗原—抗体杂交技术
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考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.基因工程四步曲中,哪些步骤中发生了碱基互补配对?
只有第3步“将目的基因导入受体细胞”没有发生碱基互补配对,其他三步中都涉及碱基互补配对。①第1步中发生在反转录法合成目的基因或PCR技术扩增目的基因过程中。②第2步中发生在黏性末端相互连接过程中。③第4步中目的基因的导入检测、转录检测发生碱基互补配对。
2.抗虫棉培育过程中,检测目的基因是否表达常用的方法有哪两种?
抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.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,此时AOX1基因受到诱导而表达[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,可以将目的基因整合于酵母菌染色体中以实现表达。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
(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。
SnaBⅠ
AvrⅡ
DNA连接酶
大量重组质粒
BglⅡ
DNA分子杂交
甲醇
加工(修饰)
知识突破
真题感悟
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考点二
考点三
【解析】(1)重组质粒上的目的基因若要表达,目的基因的首端和尾端需含有启动子和终止子。而SnaBⅠ、AvrⅡ识别的序列在启动子与终止子之间,只要在目的基因两侧A和B位置分别接上这两种序列,并用SnaBⅠ、AvrⅡ这两种限制酶对质粒和目的基因同时进行切割,便会各自出现相同的黏性末端,便于重组,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限制酶的识别序列。(2)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;将重组质粒导入大肠杆菌体内的目的是: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,其他限制酶均会破坏含有启动子、终止子的目的基因。所以步骤3中应选用限制酶BglⅡ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)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,据此可知:转化的酵母菌在培养基上培养一段时间后,需要向其中加入甲醇以维持其生活,同时诱导HBsAg基因表达。(6)大肠杆菌等细菌为原核生物,细胞内没有对分泌蛋白进行加工修饰的内质网和高尔基体,而巴斯德毕赤酵母菌为真核生物,其细胞内有内质网和高尔基体等复杂的细胞器。所以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,细胞可以对其进行加工修饰并分泌到细胞外,便于提取。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
2.内皮素(ET)是一种多肽,主要通过与靶细胞膜上的ET受体(ETA)结合而发挥生物效应。科研人员通过构建表达载体,实现ETA基因在大肠杆菌细胞中的高效表达,其过程如下图所示,图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因,限制酶ApaⅠ的识别序列为
,限制酶XhoⅠ的识别序列为
请据图分析回答问题。
(1)进行过程①时,需要加入缓冲液、引物、dNTP和______________酶等。完成过程①②③的目的是____________________。
(2)过程③和⑤中,限制酶XhoⅠ切割DNA,使________键断开,形成的黏性末端是________。
反转录(逆转录)
获取目的基因(ETA基因)
磷酸二酯
(3)构建的重组表达载体,目的基因上游的启动子是____________________的部位,进而可驱动基因的转录。除图中已标出的结构外,基因表达载体还应具有的结构是________。
终止子
RNA聚合酶识别和结合
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真题感悟
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考点一
考点二
考点三
(4)过程⑥要用CaCl2预先处理大肠杆菌,使其成为容易吸收外界DNA的________细胞。
(5)将SNAP基因与ETA基因结合构成融合基因,其目的是有利于检测_______________________________________________________________。
ETA基因能否表达及表达量
感受态
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考点二
考点三
生物种类
植物
动物
微生物
常用方法
农杆菌转化法
显微注射技术
感受态细胞法
受体细胞
体细胞或受精卵
受精卵
原核细胞
生物种类
植物
动物
微生物
转化过程
将目的基因插入到Ti质粒的T DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
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2.基因工程中的几种检测方法
知识突破
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考点二
考点三
1.基因工程的应用
(1)基因工程的应用:培育转基因植物和__________,生产基因工程药物,进行_______治疗。
(2)抗虫棉的培育
①图示:
②分析:从图中可以看出,目的基因是______________,使用的载体是____________,将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是__________________,请写出两种检测目的基因是否表达的方法:_______________________________________________________________。
转基因动物
基因
Bt毒蛋白基因
Ti质粒
农杆菌转化法
抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫
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考点二
考点三
(3)基因治疗与基因诊断的不同点
原理
操作过程
进展
基因治疗
________
利用________导入有基因缺陷的细胞中,以表达出正常蛋白质来治疗(疾病)
临床试验
基因诊断
________
制作特定____________与病人样品DNA混合,分析杂交带情况
临床应用
基因表达
正常基因
碱基互补配对
DNA探针
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考点二
考点三
2.蛋白质工程
(1)目标:根据人们的需要对________的分子结构进行设计,或制造一种______________。
(2)操作对象:________。
(3)操作过程:
写出流程图中字母代表的含义:
A.________,B.________,C.________,D.________,E.________。
(4)结果:改造了现有蛋白质或制造出_______________________________________________________________。
(5)应用:主要集中应用于对______________________进行改造,改良生物性状。
蛋白质
全新的蛋白质
基因
转录
翻译
分子设计
多肽链
预期功能
新的蛋白质
现有蛋白质
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考点三
【教材深挖】
1.将目的基因导入受体细胞时,能否仅把目的基因整合到线粒体DNA或叶绿体DNA上?为什么?
一般不能。如果仅把目的基因整合到线粒体DNA或叶绿体DNA上,由于细胞分裂可能导致目的基因丢失,无法稳定遗传。
2.对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现呢?原因是什么?
从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。原因是任何一种蛋白质都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且改造过的基因可以遗传下去。如果对蛋白质直接进行改造,即使改造成功了,被改造过的蛋白质分子还是无法遗传的。
知识突破
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考点一
考点二
考点三
1.如图所示为培育两种新品种草莓的流程示意图,请回答下列相关问题。
(1)获取人胰岛素基因的方法有_______________________________________________________________。
将胰岛素基因导入草莓细胞之前,需构建基因表达载体,该过程所用到的酶有_______________________。完整的重组质粒,除胰岛素基因外,还必须有启动子、________以及标记基因等特殊的片段。
(2)图中过程①人工诱导细胞融合的物理法有_________________。与诱导动物细胞融合的方法相比,过程①不能使用的方法是_________________。
(3)要从分子水平上检测目的基因(胰岛素基因)导入受体细胞后是否成功表达,可采用的方法是____________________。
(4)通过过程②获得的草莓果实细胞中,________(填“全部”或“部分”)含有胰岛素基因,理由是_________________________________________________________________。
人工合成法、从基因文库中获取和PCR扩增等
限制酶和DNA连接酶
终止子
离心、振动、电激等
用灭活的病毒诱导
抗原—抗体杂交法
部分
若只导入一个目的基因,则其配子中不一定有目的基因
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.(2017海南华侨中学月考,13)蛋白质工程与基因工程相比,其突出特点是( )
A.基因工程原则上能生产任何蛋白质
B.蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质
C.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现
D.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第三代基因工程
【解析】基因工程原则上能生产自然界原有的蛋白质,A错误;蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,B正确;蛋白质工程中合成蛋白质需要经过转录和翻译,C错误;蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,D错误。
B
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真题感悟
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考点一
考点二
考点三
3.设计并生产更加符合人类需要的蛋白质具有极为广阔的应用前景。利用胚胎工程技术生产预期蛋白质的流程如图所示:
(1)过程①~⑤所示的生物工程为______________。该工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过________的修饰或合成,对现有的________进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求。
(2)若预期蛋白质欲通过乳腺生物反应器生产,需在过程⑨之前,对精子进行筛选,以保留含________染色体的精子并对精子进行________处理。
蛋白质工程
基因
蛋白质
X
获能
【解析】(1)蛋白质工程通过基因的修饰或合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质,以满足人类生产生活的需求。(2)若通过乳腺生物反应器生产预期蛋白质,需要获得雌性个体,即使获能的X精子与卵子受精。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
1.乳腺生物反应器与基因治疗
(1)乳腺生物反应器受生物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)的限制。
(2)基因治疗并非把健康的外源基因导入患者的所有细胞中,而只是导入具有某些功能的体细胞中。
2.蛋白质工程与基因工程的比较
(1)区别
项目
蛋白质工程
基因工程
过程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
获取目的基因→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需的蛋白质
定向改造生物的遗传特性,以获得人类所需的生物类型和生物产品
结果
可生产自然界没有的蛋白质
只能生产自然界已有的蛋白质
(2)联系
①蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。
知识突破
真题感悟
考向突破
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考点一
考点二
考点三
1.(2015重庆高考,6)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是( )
A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得
B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
【解析】人肝细胞不能合成胰岛素,则人肝细胞中不含有胰岛素的mRNA,不能通过反转录获得人胰岛素基因,A错误;表达载体的复制启动于复制起点,胰岛素基因的表达启动于启动子,B错误;抗生素抗性基因是标记基因,可用于筛选含胰岛素基因的受体细胞,C正确;启动子在转录过程中起作用,终止密码子在翻译过程中起作用,D错误。
C
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
2.(2016新课标Ⅰ,40)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH
Ⅰ酶切后,与用BamH
Ⅰ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌,结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题。
(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有_______________________________________________________(答出两点即可)。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。
能自我复制、具有标记基因、具有一个至多个限制酶切割位点
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是________________________________________________________________;并且____________
和______________________________________________的细胞也是不能区分的,其原因是__________________________________
____________________在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落,还需使用含有_______的固体培养基。
四环素
二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长
含有质粒载体
含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)
二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在
该培养基上均能生长
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
3.(2016新课标Ⅲ,40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识,回答下列问题。
(1)经BamHⅠ酶切得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接,理由是________________________________________________________________。
Sau3A
Ⅰ
两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________________,不能表达的原因是_____________________________________________________________________________________________。
(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有______________和______________,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是______________________。
T4DNA连接酶
甲和丙
甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,两者目的基因均不能转录
E·coliDNA连接酶
T4DNA连接酶
【解析】(1)由于限制酶Sau3AⅠ与BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同,所以经BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能表达。图中甲、丙均不符合,所以不能表达目的基因的产物。(3)常见的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
4.(2015新课标Ⅰ,40)HIV属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题。
(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的________,以其作为模板,在________的作用下合成______________,获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________,该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是____________________________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有__________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。
RNA
逆转录酶
cDNA(或DNA)
抗体
抗原抗体特异性结合
T(或T淋巴)
监控和清除
【解析】(1)HIV是RNA病毒,其核酸是单链RNA,而在基因工程中构建目的基因表达载体时,载体一般用的是质粒,为双链DNA,故先用逆转录酶催化HIV的RNA逆转录出DNA分子再进行基因工程操作。(2)本题涉及免疫学方面的知识,抗原进入机体后可以产生特异性免疫反应,产生相应的抗体,抗体与抗原特异性结合。(3)HIV病毒主要破坏人体T细胞。(4)免疫系统除了具有防卫功能外,还有监控和清除功能:监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
5.(2015新课标Ⅱ,40)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。
(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的________________________________________进行改造。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因,所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括______________________的复制,以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:______________________________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过________________和________________,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物_______进行鉴定。
氨基酸序列(或结构)(其他答案合理也可)
P
P1
DNA和RNA(或遗传物质)
DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)
设计蛋白质的结构
推测氨基酸序列
功能
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)对蛋白质的氨基酸序列(或结构)进行改造,可达到改变蛋白质的功能的目的。(2)以P基因序列为基础,获得P1基因,可以对P基因进行修饰改造,也可以用人工方法合成P1基因;中心法则的全部内容包括
,即:DNA、RNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列,推测相对应的脱氧核苷酸序列,并获取基因。经表达的蛋白质,要对其进行生物功能鉴定。
知识突破
真题感悟
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考点一
考点二
考点三
1.基因工程的基本工具
(1)两种工具酶:限制酶、DNA连接酶。
(2)一种运输工具:载体。
2.载体的种类和条件
(1)常见三种类型:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
(2)四条件:能够自我复制、有多个限制酶切割位点、具有标记基因、对受体细胞无伤害。
3.基因工程的基本操作程序的四个主要步骤
①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与鉴定。
4.目的基因的获取与检测
(1)三种获取方法:基因文库直接获得、PCR扩增、人工合成。
(2)四种检测方法:DNA分子杂交、DNA—mRNA分子杂交、抗原—抗体杂交、个体生物学水平的抗性检测。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
易错点 基因工程操作过程中易出现的错误
【点拨】
(1)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。
(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象:第一步存在逆转录法获得DNA,第二步存在黏性末端连接现象,第四步存在检测分子水平杂交。
(3)农杆菌转化法原理:农杆菌易感染植物细胞,并将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上。
(4)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
(5)标记基因的种类和作用:标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞,常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。
(6)受体细胞的选择:受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌);一般不用支原体,原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞,原因是它无细胞核,也没有核糖体等细胞器,不能合成蛋白质。第六单元综合测评
一、选择题
1.如图表示肺炎双球菌的转化实验,下列说法中正确的是( )
A.该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则
B.a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果
C.从d组死亡小鼠身上分离得到的S型细菌是由S型死细菌转化而成的
D.从变异的角度看,细菌的转化属于基因突变
2.关于“噬菌体侵染细菌实验”的叙述,正确的是( )
A.噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸而被标记
B.用35S和32P标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,长时间保温培养
C.用32P标记噬菌体的侵染实验中,上清液出现较强放射性可能是侵染时间过长
D.用35S标记的噬菌体侵染实验能够证明蛋白质不是遗传物质
3.(2017四川宜宾月考,4)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中,不可能出现的结果是( )
实验编号
实验过程
实验结果
病斑类型
病斑中分离出的病毒类型
①
a型TMV感染植物
a型
a型
②
b型TMV感染植物
b型
b型
③
组合病毒(a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
组合病毒(b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA)→感染植物
a型
a型
A.实验①
B.实验②
C.实验③
D.实验④
4.(2017江西宜春三中月考,15)细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,抽取亲代及子代的DNA经高速离心分离,如图①~⑤为可能的结果,下列叙述错误的是( )
A.子一代DNA应为②
B.子二代DNA应为①
C.子三代DNA应为④
D.亲代的DNA应为⑤
5.(2017河南郑州一中月考,29)将正常生长的玉米根尖细胞放在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中,待其完成一个细胞周期后,再转入不含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中培养,让其再完成一个细胞周期。此时获得的子细胞内DNA分子不可能为(只考虑其中一对同源染色体上的DNA分子)( )
A.②
B.①②
C.③
D.③④
6.(原创)如图为真核细胞内细胞核中某基因的结构及变化示意图(基因突变仅涉及图中1对碱基改变)。下列相关叙述中,错误的是( )
A.基因1链中相邻碱基之间通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接
B.基因突变导致新基因中(A+T)/(G+C)的值减小而(A+G)/(T+C)的值增大
C.RNA聚合酶进入细胞核参加转录过程,能催化核糖核苷酸形成mRNA
D.基因复制过程中1链和2链均为模板,复制后形成的两个基因中遗传信息相同
7.将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基中培养,让其连续复制三次,再将全部复制产物置于试管内进行离心,如图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是( )
A.c、e、f
B.a、e、b
C.a、b、d
D.c、d、f
8.(2017河北唐山一中月考,30)研究发现,神经退行性疾病与神经元中形成的R-loop结构有关。R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链,导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在。下列叙述正确的是( )
A.R-loop结构中的碱基与五碳糖通过氢键连接
B.R-loop结构中嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数
C.R-loop结构中的DNA单链也可转录形成mRNA
D.R-loop结构的形成会影响遗传信息的转录和翻译
9.(2017四川资阳二诊,6)某长度为1
000个碱基对的双链环状DNA分子,其中含腺嘌呤300个。该DNA分子复制时,1链首先被断开形成3′、5′端,接着5′端与2链发生分离,随后DNA分子以2链为模板,通过滚动从1链的3′端开始延伸子链,同时还以分离出来的5′端单链为模板合成另一条子链,其过程如图所示。下列关于该过程的叙述中正确的是( )
A.1链中的碱基数目多于2链
B.该过程是从两个起点同时进行的
C.复制过程中两条链分别作模板,边解旋边复制
D.若该DNA连续复制3次,则第三次共需鸟嘌呤4
900个
10.下图1中m、n、l表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因,a、b为基因的间隔序列;图2为l基因进行的某种生理过程。下列分析正确的是( )
A.图1中a、b、m、n、l都具有遗传效应,都能控制蛋白质的合成
B.图2中甲为DNA聚合酶,丙中所含的五碳糖是核糖
C.若丙中(A+U)占36%,则丙对应的乙片段中G占32%
11.(2017河北衡水中学摸底测试,14)如图是两种细胞中主要遗传信息的表达过程。据图分析,下列叙述中不正确的是( )
A.两种表达过程均主要由线粒体提供能量,由细胞质提供原料
B.甲没有核膜围成的细胞核,所以转录、翻译同时发生在同一空间内
C.乙细胞的基因转录形成的mRNA需要通过核孔才能进入细胞质
D.甲、乙细胞均需要RNA聚合酶
二、非选择题
12.近几年,甲型H1N1流感在全球范围内扩散,严重威胁着养殖业和人类的健康。某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现,常见的流感病毒都是RNA病毒,同时提出疑问:甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA?下面是兴趣小组为探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质而设计的实验步骤,请将其补充完整。
(1)实验目的:______________________________________________________________。
(2)材料用具:显微注射器,甲型H1N1流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞,DNA酶和RNA酶等。
(3)实验步骤。
第一步:把甲型H1N1流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组,________________________________________________________________________。
第二步:取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步:将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有甲型H1N1流感病毒产生。
(4)预测结果及结论:
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③若A、B、C三组都出现甲型H1N1流感病毒,则甲型H1N1流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
13.(2017广东清远三中周练,31)为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体,科学家们做了如下研究。
(1)依据真核细胞中________主要位于细胞核内,而蛋白质合成在核糖体上这一事实,科学家推测存在某种“信使”分子,能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。
(2)对于“信使”有两种不同假说。假说一:核糖体RNA可能就是信息的载体;假说二:另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。若假说一成立,则细胞内应该有许多______(填“相同”或“不同”)的核糖体。若假说二成立,则mRNA应该与细胞内原有的______结合,并指导蛋白质合成。
(3)研究发现噬菌体侵染细菌后,细菌的蛋白质合成立即停止,转而合成噬菌体的蛋白质,在此过程中,细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”,科学家们进一步实验。
①用15NH4Cl和13C-葡萄糖作为培养基中的________和碳源来培养细菌,细菌利用它们合成________等生物大分子。经过若干代培养后,获得具有“重”核糖体的“重”细菌。
②将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培养基上培养,用噬菌体侵染这些细菌,该培养基中加入32P标记的________核糖核苷酸作为原料,以标记所有新合成的噬菌体RNA。
③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心,结果如下图所示。由图可知,细菌被侵染后________(填“合成了”或“没有合成”)新的核糖体,这一结果否定了假说一。32P标记仅出现在离心管的________,说明________与“重”核糖体相结合,为假说二提供了证据。
(4)若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”,还需要进行两组实验,请选择下列序号填入表格。
①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合
②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合
③出现DNA—RNA杂交现象
④不出现DNA—RNA杂交现象
组别
实验处理
预期结果
1
2
第六单元综合测评
一、选择题
1.A 【解析】小鼠的免疫功能并没有丧失,只是免疫系统清除不了荚膜上的毒素,B错误;从d组死亡小鼠身上分离得到的S型细菌是由R型细菌转化而来,C错误;细菌的转化属于基因重组,D错误。
2.
C 【解析】噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒,不能用培养基直接培养,A错误;长时间保温培养,大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体,影响实验结果,B错误;侵染时间过长(长时间保温培养),大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体,使上清液中出现较强放射性,C正确;用35S标记的噬菌体侵染实验能够证明蛋白质未进入大肠杆菌细胞中,不能证明蛋白质不是遗传物质,D错误。
3.
C 【解析】因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA,而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的,分离出的病毒类型就应该是b型。
4.
C 【解析】由题意可知,子一代的DNA应为全中(14N15N),即图②;子二代DNA应为1/2中(14N15N)、1/2轻(14N14N),即图①;子三代DNA应为1/4中(14N15N)、3/4轻(14N14N),即图③,而不是全轻(14N14N);亲代的DNA应为全重(15N15N),即图⑤。
5.
A 【解析】玉米根尖细胞进行有丝分裂,在含3H标记的培养液中培养一个周期,根据DNA半保留复制的特点,则细胞中的每个DNA一条链含3H,另一条链不含。转入不含3H标记的培养液中再培养一个周期,中期时一个着丝点连接的两条姐妹染色单体中的DNA分子,其中一个全部不含3H,即为正常DNA,另一个一条链含3H,另一条不含3H,而在有丝分裂后期,着丝点断裂后,姐妹染色单体分离,随机移向两极,因此可以产生图中的①③④,故选择A选项。
6.
B 【解析】基因的一条脱氧核苷酸链中相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接,A正确;图示基因突变时A—T碱基对被G—C碱基对替换,新基因中(A+T)/(G+C)的值减小而(A+G)/(T+C)的值不变,B错误;RNA聚合酶在细胞核中参加转录过程,C正确;DNA复制时两条母链均为模板,复制形成的两个基因相同,D正确。
7.
A 【解析】由于DNA分子的复制是半保留复制,一个用15N标记的DNA分子在14N的培养基上培养,复制1次后,每个DNA分子的一条链含15N,另一条链含14N,离心后全部位于中间密度层,对应图中的c;复制2次后,产生4个DNA分子,其中15N和14N均含的DNA分子有2个,离心后位于中间密度层,只含14N的DNA分子有2个,离心后位于小密度层,对应图中的e;复制3次后,产生8个DNA分子,其中15N和14N均含的DNA分子有2个,离心后位于中间密度层,只含14N的DNA分子有6个,离心后位于小密度层,对应图中的f。
8.
D 【解析】R-loop结构中的碱基与五碳糖的连接不是氢键,A错误;R-loop结构是一种三链RNA-DNA杂合片段,其中双链DNA中的嘌呤碱基总数一定等于嘧啶碱基总数,但单链RNA中嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数不一定相等,因此R-loop结构中嘌呤碱基总数不一定等于嘧啶碱基总数,B错误;R-loop结构中的DNA单链为模板链的互补链,不能转录形成mRNA,C错误;根据题干信息“由于新产生的mRNA与DNA模板链形成了稳定的杂合链,导致该片段中DNA模板链的互补链只能以单链状态存在”可知,R-loop结构的形成会影响遗传信息的转录和翻译,D正确。
9.
C 【解析】环状双链DNA分子的两条链的碱基是互补配对的,所以1链和2链均含1
000个碱基;该DNA分子的复制起始于断口处,由于只有一处断开,故只有一个复制起点;断开后两条链分别作模板,边解旋边复制;该DNA分子含腺嘌呤300个,所以胸腺嘧啶也为300个,第三次复制新合成4个DNA,则第三次复制时共需鸟嘌呤700×4=2
800(个)。
10.
D 【解析】a、b是基因的间隔序列,没有遗传效应;图2表示基因的转录过程,甲为RNA聚合酶,丙是RNA,含有核糖;若丙中A+U占36%,则片段乙中T+A占该链的36%,G+C占64%,但无法确定G在该链中占多少;由于细胞分化,不同细胞中基因选择性表达,m、n、l基因在不同细胞中表达的情况可能不同。
11.
A 【解析】从图中可以看出,甲细胞是原核细胞,乙细胞是真核细胞,则甲细胞不含线粒体,故A错误。
二、非选择题
12.
(1)探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA
(3)分别用等量的相同浓度的DNA酶、RNA酶处理A、B两组,C组不处理
(4)①若A、C两组出现甲型H1N1流感病毒,B组没有出现,则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA ②若B、C两组出现甲型H1N1流感病毒,A组没有出现,则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA
【解析】本题的实验目的是探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。根据酶的专一性,利用给定的材料用具,设计不处理核酸提取液和分别用DNA酶、RNA酶处理核酸提取液的三组实验相互对照,根据实验结果便可得出结论。
13.
(1)DNA(或“基因”) (2)不同 核糖体
(3)①氮源 蛋白质和核酸 ②尿嘧啶 ③没有合成
底部 新合成的噬菌体RNA
(4)如表
组别
实验处理
预期结果
1
②
③
2
①
④
注:1组与2组可整组互换位置,但全部填写正确才可。
【解析】(1)真核细胞的DNA在细胞核内,蛋白质合成在核糖体上,遗传信息从细胞核转移到细胞质的过程,应有“信使”分子参与。(2)不同蛋白质的“信使”携带的信息不同,若核糖体RNA是信使分子,则细胞内应该有不同的核糖体。若mRNA是“信使”分子,则mRNA应该与细胞内原有的核糖体结合,指导蛋白质的合成。(3)15NH4Cl和13C-葡萄糖为细菌生长提供氮源和碳源,细菌利用以上物质合成蛋白质和核酸等生物大分子。经过多代培养,将出现含有放射性标记核糖体的细菌。将“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培养基上培养,要探究“信使”是核糖体,还是mRNA,需要用32P标记的尿嘧啶对新合成的噬菌体RNA进行标记,根据新合成的“信使”具有放射性的特点,确定“信使”的“真实身份”。对裂解的细菌进行密度梯度离心的结果显示,核糖体均为“重”核糖体,说明在噬菌体侵染细菌的过程中未合成新的核糖体。32P标记的噬菌体RNA仅存在于离心管底部,说明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体结合。为假说二提供了证据。(4)若“信使”是新合成的噬菌体RNA,而不是细菌的核糖体RNA,则将新合成的噬菌体RNA分别与细菌DNA和噬菌体DNA混合,若仅噬菌体RNA与噬菌体DNA混合出现DNA—RNA杂交现象,则说明新合成的噬菌体RNA为“信使”。
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7第十二单元综合测评
(建议用时:
35分钟)
1.(2017黑龙江鸡西虎林一中期中,11)近年来,纪录片《舌尖上的中国》引发全民关注美食的热潮,其中多次讲述了利用不同微生物的发酵作用制作的美味食品。请分析回答下列问题:
(1)在果醋制作时,运用醋酸菌在供应________和糖源充足时,将果糖分解成醋酸;在糖源不充足时,也可以利用酒精生成醋酸,请写出该过程的化学反应式:________________________________________________________________________。
(2)腐乳制作的流程是:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控制________;配制卤汤时,要使卤汤中酒的含量控制在________%左右。
(3)制作泡菜的原理是_______________________________________。
蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐,在________条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生________反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色染料。
2.下图为苹果醋的制作流程:
(1)过程②常用的发酵菌是____________,在苹果酒的基础上制作苹果醋时,需要________(填“升高”或“降低”)温度,同时还需要适当____________________________。
(2)该发酵菌种可以从食醋中分离获得。若用平板划线法分离该发酵菌,接种结束后,对接种环还要进行一次________灭菌,是为了_____________________(3)对该发酵菌进行扩大培养时,将其接种到液体培养基中并混匀,然后分为甲、乙两组。甲组进行静置培养,乙组进行振荡培养,结果发现________组培养的发酵菌生长速度快,原因是________________________________________________________________________、
________________。
3.尿素是一种重要的农业氮肥,不能直接被农作物吸收,只有当土壤中的微生物将尿素分解后才能被植物吸收利用。因此,对土壤中分解尿素的微生物进行分离和鉴定具有重要意义。
回答下列问题:
(1)对土壤中分解尿素的微生物的分离过程如下:
第一步:土壤取样。取土样用的工具和盛土样的信封等在使用前都需要________(填“消毒”或“灭菌”)。
第二步:样品稀释。通常分离不同种类的微生物要采用不同的稀释度,原因是________________________________________________________________________。
第三步:微生物的培养与观察。将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上,并在适宜的条件下培养。分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖,而____________________则不能生长繁殖。(注:实验中所用的培养基经检测符合要求,且均在无菌条件下操作)
(2)若对土壤悬液进行梯度稀释时,未经振荡而直接取上层悬液进行梯度稀释,用稀释倍数为104的样液涂布到平板上进行培养和计数,统计出的菌落数往往比正确操作统计出的菌落数________。
(3)对土壤中分解尿素的微生物作进一步的鉴定。
成分
KH2PO4
Na2HPO4
MgSO4·7H2O
酚红指示剂
尿素
蒸馏水
培养基(含量)
1.4
g
2.1
g
0.2
g
0.01
g
1.0
g
1
000
mL
若要对上述初步筛选出的分解尿素的微生物作进一步的鉴定,需在上表培养基配方中添加的物质是________、________。若分离得到的是尿素分解菌,则培养基中pH升高使酚红指示剂变为红色,pH升高的原因是__________________________________________。
(4)分解尿素的微生物在生态系统中的作用是
________________________________________________________________________。
4.自生固氮菌可不与其他植物共生,能独立完成固氮作用,在农业生产中具有广泛的用途。研究人员从土壤中筛选高效的自生固氮菌株,并对其固氮能力进行了研究。请回答下列问题:
(1)在配制含琼脂的培养基和倒平板的过程中,下列选项不需要的是________(填序号)。
①酒精灯 ②接种环 ③高压蒸汽灭菌锅 ④棉塞
(2)要从土壤样品中分离出自生固氮菌,在获得土壤浸出悬液后,可以采用稀释涂布平板法将菌液涂布于________培养基上进行筛选。
(3)在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌液量不宜过多的原因是________________________________________________________________________。
(4)涂布培养四天后,可通过观察________的形态特征来统计土壤中自身固氮菌的种类。
(5)为了进一步筛选高效固氮菌,研究人员将上述获得的等量的四种固氮菌分别接种到等量的液体培养基中进行振荡培养相同时间后,对固氮菌进行计数并测定培养液中的含氮量,结果如下表:
甲菌
乙菌
丙菌
丁菌
菌量(个/mL)
2.1×105
2.5×105
1.8×105
2.0×105
含氮量(mg/L)
3.32
4.38
5.34
5.32
①培养过程中需不断振荡的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
②可以采用________的方法对固氮菌进行计数,假设计数室长和宽均为1
mm,深0.1
mm,每个小方格中平均有7个固氮菌,则10
mL培养液中有固氮菌的数量为________个;如果小方格中固氮菌的数量太多,无法数清,则应__________________________。
③由上述结果可知,________菌的固氮效率最高。
5.将醋酸菌突变体中与耐酸有关的ALDH基因导入优良醋酸菌中,选育出高发酵速率、耐酸的醋酸菌,用于果醋生产。请分析回答下列问题:
(1)对含有ALDH基因的DNA与质粒用同种限制酶切割后,通过________酶连接形成重组质粒。为获得耐酸的醋酸菌,用________法将菌液接种于含高浓度醋酸的培养基中进行筛选。将筛选纯化的菌种用________的方法长期保存。
(2)下图表示温度、乙醇浓度对该醋酸菌产酸量的影响。
①醋酸菌能将乙醇转变为________,再将其转变为醋酸。
②研究不同酒精浓度下的最高产酸量时,最好把温度控制为________℃,如温度过高,醋酸菌代谢缓慢甚至死亡,原因是________________________________________________________________________。
③酒精发酵后通过出料口检测酒精浓度,将发酵液中酒精浓度调节到________左右才接种醋酸菌,较高的酒精浓度会使产酸量下降,不适宜接种,原因是
________________________________________________________________________。
(3)为检测发酵过程中醋酸菌数量,将1
mL发酵液稀释100倍后,分别取0.1
mL稀释菌液均匀涂布在4个平板上;经适当培养后,4个平板上的菌落数分别为24、139、140、141,据此可得出每毫升发酵液中的活菌数为________个/mL。
6.(2017四川重庆巴蜀中学月考,39)废纸的主要成分是木质纤维。下图甲是工业上利用废纸生产乙醇的基本工作流程。回答下列问题:
(1)自然界中①环节需要的微生物大多分布在________________的环境中。②中获得的酶是________酶。
(2)若从土壤中分离出上述微生物,应用以____________为唯一碳源的培养基进行培养,并加入________形成红色复合物进行筛选,培养基上会出现以该菌的菌落为中心的________。
(3)接种后一个平板经培养后的菌落分布如图乙所示,推测接种时可能的操作失误是____________。向试管内分装含琼脂的培养基时,若试管口粘附有培养基,需要用酒精棉球擦净的原因是________________。
(4)生产中可以满足④环节的常见菌种是________。玉米秸秆中的纤维素经充分水解后的产物可为该微生物的生长提供____________。
7.胡萝卜素是一种常用的食用色素,可以从胡萝卜或产胡萝卜素的微生物菌体中提取获得,流程如下:
(1)筛选产胡萝卜素的酵母菌R时,可选用____________或平板划线法接种。采用平板划线法接种时需先灼烧接种环,其目的是____________。
(2)培养酵母菌R时,培养基中的蔗糖和硝酸盐可分别为酵母菌R的生长提供____________和____________。
(3)从胡萝卜中提取胡萝卜素时,干燥过程应控制好温度和____________,以防止胡萝卜素分解;萃取过程中宜采用____________方式加热以防止温度过高;萃取液浓缩前需进行过滤,其目的是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)纸层析法可用于鉴定所提取的胡萝卜素,鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为__________。
第十二单元综合测评
1.(1)氧气 C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O
(2)盐的用量 12
(3)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸 盐酸酸化 重氮化 玫瑰红
【解析】(1)在果醋制作时,当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的果糖分解成醋酸。当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸,其化学反应式为:C2H5OH+O2―→CH3COOH+H2O。(2)腐乳制作过程中,加盐腌制时,应注意控制盐的用量;配制卤汤时,要使卤汤中酒的含量控制在12%左右,若酒精含量过高会延长腐乳成熟的时间,若酒精含量过低则不足以杀菌。(3)制作泡菜的原理是乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸。在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N?1?萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。
2.(1)醋酸(杆)菌 升高 通入无菌空气
(2)灼烧 杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境
(3)乙 醋酸(杆)菌为需氧型细菌,振荡可提高培养液的溶解氧含量 振荡可以使菌体与培养液成分充分接触,提高营养物质的利用率
【解析】(1)过程②要获得苹果原醋,则发酵菌为醋酸菌,在制作苹果醋时,需要升高温度,同时还需要适当通入无菌空气。(2)若用平板划线法分离该发酵菌,接种结束时,对接种环还要进行一次灼烧灭菌,杀死接种环上残留的菌种,避免污染环境。(3)甲组进行静置培养,乙组进行振荡培养,结果为乙组培养的发酵菌生长速度快,原因是醋酸菌为需氧型细菌,振荡可提高培养液的溶解氧含量,可以使菌体与培养液成分充分接触。
3.(1)灭菌 土壤中各种生物的数量不同 不能利用尿素的微生物
(2)偏高
(3)葡萄糖 琼脂 尿素分解菌合成的脲酶将尿素分解成氨(叙述合理即可)
(4)将有机物分解为无机物(将尿素分解为氨)
4.(1)② (2)缺氮 (3)若过多,培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果 (4)菌落
(5)①提高培养液溶氧量,让固氮菌与培养液充分接触 ②抽样检测 2.8×108 对培养液稀释后计数 ③丙
【解析】(1)平板培养基配制的基本流程为:计算→称量→溶化(包括琼脂)→调节pH→灭菌(将配制好的培养基转移至锥形瓶中,加棉塞,包上牛皮纸,并用皮筋勒紧,再放入高压蒸汽灭菌锅)→倒平板(在酒精灯火焰旁进行),上述过程不需要接种环,即②。(2)自生固氮菌是指在土壤中能够独立进行固氮的细菌,可在缺氮培养基上生长,因此,若要从土壤样品中分离出自生固氮菌,在获得土壤浸出悬液后,可以采用稀释涂布平板法将菌液涂布于缺氮培养基上进行筛选。(3)在涂布平板时,若滴加到培养基表面的菌悬液过多,则会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果。(4)不同的微生物表现出不同的菌落形态特征,所以涂布培养四天后,可通过观察菌落的形态特征来统计土壤中自身固氮菌的种类。(5)①培养过程中需不断振荡的目的是提高培养液溶氧量,让固氮菌与培养液充分接触。②对固氮菌进行计数,可采用抽样检测的方法。假设计数室长和宽均为1
mm,深0.1
mm,每个小方格中平均有7个固氮菌,则10
mL培养液中有固氮菌的数量为1
mm×1
mm×0.1
mm×7×10
mL×400×10
000
=2.8×108个;如果小方格中固氮菌的数量太多,无法数清,则应对培养液稀释后计数。③表中信息显示:丙菌培养液中的含氮量最高,说明丙菌的固氮效率最高。
5.(1)DNA连接 平板划线(稀释涂布平板) 甘油管藏
(2)①乙醛
②35(30~35) 温度过高,影响酶的活性(使酶失活)
③4% (较)高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢
(3)1.4×105
【解析】(1)DNA连接酶作用是连接两条DNA链;筛选纯化微生物常用方法是平板划线法和稀释涂布平板法;甘油管藏适合长期保存菌种。(2)由图1可以看出在35
℃,产酸量最多,因此温度应控制在35
℃;温度过高,影响酶的活性,使醋酸杆菌代谢缓慢甚至死亡;由图2可以看出在乙醇浓度为4%时,产酸量最高;高浓度的酒精会抑制醋酸菌的生长和代谢。(3)第1个平板的菌落为24,与其他平板上的差别太大,可能由偶发因素引起的,应取菌落数目介于30~300的计数;因此取后3个平板平均值即(139+140+141)/3=140;那么1
mL中细菌数目为140×10×100=1.4×105。
6.(1)富含纤维素(或“落叶较多”等) 纤维素
(2)纤维素 刚果红(CR) 透明圈
(3)涂布不均匀 避免培养基污染棉塞
(4)酵母菌 碳源
7.(1)稀释涂布平板法 灭菌(或防止杂菌污染)
(2)碳源 氮源
(3)时间 水浴 滤去不溶物质
(4)(实验)对照
【解析】(1)微生物接种常用稀释涂布平板法和平板划线法。接种过程要进行无菌操作,接种前对接种环灼烧的目的是杀灭接种环上的微生物,即灭菌(或防止杂菌污染)。(2)蔗糖主要提供碳源,也可以作为能源物质;硝酸盐含氮元素,可提供氮源。(3)温度过高、干燥时间过长会导致胡萝卜素分解,因此干燥过程中应控制好温度和时间。由于萃取剂往往具有挥发性,且易燃烧,所以萃取过程中宜采用水浴方式加热。萃取前需将原料中的固体物滤去,因此萃取液浓缩前进行过滤的目的是滤去不溶物质。(4)用标准样品可对照检查提取出来的胡萝卜素的纯度,所以鉴定过程中需用胡萝卜素标准品作为(实验)对照。
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1(共28张PPT)
第二单元
细胞的基本结构与物质的运输
第2讲
细胞器——系统内的分工合作
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.细胞器的形态、结构和功能
2.多角度比较各种细胞器
【考点知识突破答案检索】
1.能量转换站 有氧呼吸 蛋白质 多种水解酶
2.叶绿体、液泡 线粒体、叶绿体 液泡 线粒体、叶绿体
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
3.线粒体和叶绿体的区别与联系
【教材深挖】
1.普通光学显微镜下能看到细胞内的哪些结构?
细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体(需染色)、染色体(需染色)。
2.下列为细胞结构图,依图回答问题。
(1)上图①~⑧中,哪些是具有膜结构的细胞器?
①线粒体、②叶绿体、③高尔基体、④内质网、⑤液泡、⑥溶酶体。
(2)上图①~⑧中,哪些细胞器能发生碱基互补配对?
①线粒体、②叶绿体、⑦核糖体。
(3)上图中哪些场所可产生ATP
【考点知识突破答案检索】
3.二、三 类囊体薄膜和基质 少量DNA 少量ATP
①线粒体、②叶绿体、细胞质基质。
1.(2017辽宁大连二十中月考,1)下图a、c表示细胞中的两种结构,b是它们共有的特征。下列有关叙述正确的是( )
A.若b表示两层膜结构,则a、c肯定是叶绿体和线粒体
B.若b表示细胞器中含有的核酸,则a、c肯定是叶绿体和线粒体
C.若b表示产生水分子的生理过程,则a、c不可能是细胞核和高尔基体
D.若b表示磷脂,a、c肯定不是核糖体和中心体
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
【解析】若b表示两层膜结构,a、c可能是线粒体、叶绿体、细胞核中的任意两种;含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体与核糖体;细胞核内的转录与DNA复制均可产生水,高尔基体形成多糖的过程中会产生水;没有膜结构的细胞器有核糖体与中心体。
2.下列关于细胞器的结构和功能的说法,正确的是( )
A.四种结构中均可以发生A—U配对现象
B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量
C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与
D.a、c、d都具有双层膜结构
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C
【解析】图示的a、b、c、d四种细胞器分别是叶绿体、核糖体、线粒体、液泡。A-U的碱基互补配对发生在转录或翻译过程中,a叶绿体和c线粒体中能发生转录和翻译过程,b核糖体中能发生翻译过程,但在d液泡中不能发生转录或翻译过程,A错误;a叶绿体进行光合作用不需要c线粒体提供能量,d液泡相关的渗透失水和吸水不需要线粒体提供能量,B错误;与分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体,C正确;a叶绿体和c线粒体是双层膜的细胞器,而d液泡是单层膜的细胞器,D错误。
3.如图为动、植物细胞亚显微结构模式图,下列有关该图的正确叙述是( )
A.高等植物细胞都不具有的结构是[A]
B.胰岛B细胞合成胰岛素的场所是[C]
C.细胞在清水中不会涨破,是因为有结构[H]
D.图的下半部分可用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构
A
【解析】中心体存在于动物和低等植物细胞中,高等植物细胞不含有中心体[A],A正确;胰岛素的本质是蛋白质,胰岛B细胞合成胰岛素的场所是核糖体,B错误;植物细胞具有细胞壁[I],因此植物细胞在清水中不会涨破,C错误;紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞无叶绿体,因此该图的下半部分不能用来表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的结构,D错误。
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4.下图中有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类细胞的结构模式,据图判断正确的是( )
A.图中只有Ⅲ无染色体,遗传物质主要为DNA
B.四类细胞共有的膜结构是细胞膜与核糖体
C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ中的②结构均能氧化葡萄糖合成ATP
D.含有色素的细胞器是④和⑤,光镜下看不到Ⅱ的染色体
【解析】分析题图:Ⅰ含有中心体,不含细胞壁,属于动物细胞;Ⅱ不含中心体,含有叶绿体、液泡和细胞壁,属于高等植物细胞;Ⅲ是原核生物中的细菌;Ⅳ含有中心体和细胞壁,属于低等植物细胞。图中结构①~⑥依次是:内质网、线粒体、中心体、叶绿体、液泡和高尔基体。图中只有Ⅲ无染色体,属于细胞生物中的原核生物,其遗传物质就是DNA;核糖体没有膜结构;Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ中的②结构表示线粒体,葡萄糖首先在细胞质基质中分解成丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解,即线粒体不能直接氧化葡萄糖;含有色素的细胞器是④叶绿体和⑤液泡,细胞Ⅱ高度分化,不进行分裂,因此无法观察到染色体。
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D
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细胞图像的辨别方法
辨别细胞结构时,常有原核细胞和真核细胞的判断、植物细胞和动物细胞的判断,归纳如下:
(1)原核细胞与真核细胞图像的辨别方法:有由核膜包被的细胞核的细胞是真核细胞,没有由核膜包被的细胞核的细胞是原核细胞。
(2)动植物细胞亚显微结构图像的识别:
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1.生物膜在结构上的联系
(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由________构成基本支架,蛋白质分子分布其中,且具有一定的流动性。
(2)生物膜在结构上具有一定的连续性,具体如图所示:
注:图中实线箭头表示生物膜在结构上的直接联系,虚线箭头表示生物膜在结构上的间接联系。
2.各种细胞器之间的协调配合
以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例:
【考点知识突破答案检索】1.(1)磷脂双分子层 (2)内质网膜
2.核糖体 内质网 囊泡 高尔基体 囊泡
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3.细胞的生物膜系统
(1)组成:细胞器膜、细胞膜和________等。
(2)细胞膜
(3)其他膜
【教材深挖】
1.游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类有何不同?
游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类不同:前者合成的一般是胞内蛋白,后者合成的一般是分泌蛋白。
2.请写出与分泌蛋白的合成和运输密切相关的结构有哪些?
细胞核、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡、细胞膜。
【考点知识突破答案检索】
3.(1)核膜 (2)物质运输 (3)各种细胞器
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【解析】囊泡运输依靠细胞膜的流动性,消耗能量但不需要载体协助,A错误;囊泡中物质的运输非跨膜运输,B错误;“出芽”和“融合”体现了细胞膜的结构特性,具有流动性,D错误。
C
1.2013年诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家,研究显示:囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构,主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输,称之为囊泡运输,一般包括出芽、锚定和融合等过程(如图所示),需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是( )
A.囊泡运输需要载体蛋白和ATP
B.囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜,才能“锚定”
C.囊泡运输会导致某些生物膜成分更新
D.“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性
2.甲状腺细胞可以将氨基酸和碘离子合成甲状腺球蛋白,并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。图中a、b、c是生理过程,①~⑦是结构名称。分析下列叙述错误的是( )
A.图甲中b是脱水缩合,产生的水中的氧仅来自氨基酸的—COOH,完成的场所是图乙中的①
B.细胞内的碘离子浓度远远高于血浆中的碘离子浓度,这表明a是主动运输过程
C.与图甲c过程有关的细胞器是图乙中③②⑤
D.在甲状腺球蛋白合成过程中,膜面积基本保持不变的有②和④,但膜的成分均发生更新
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【解析】依据分泌蛋白合成、加工、运输的过程,推断出图甲中a表示主动运输吸收I-,b表示脱水缩合,c表示加工成熟蛋白质至分泌出细胞的过程;图乙中①为核糖体,②为高尔基体,③为内质网,④为细胞膜,⑤为线粒体,⑥为具膜小泡,⑦为细胞核。氨基酸脱水缩合形成多肽的场所在核糖体上,A项正确;逆浓度梯度进行跨膜运输的为主动运输方式,B项正确;分泌蛋白加工的场所有内质网、高尔基体等,同时需线粒体供能,C项正确;分泌蛋白合成过程中,膜面积基本保持不变的是高尔基体,D项错误。
D
3.图甲表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程,①②③表示细胞器。某同学用放射性元素标记某种氨基酸,追踪图甲过程中不同时间放射性元素在细胞部分结构中的分布情况,如图乙所示,下列说法错误的是( )
【解析】核糖体是蛋白质的合成场所,在其中合成出的多肽经①(内质网)加工后被运输到②(高尔基体)进行进一步加工,然后再以囊泡的形式被运输到细胞膜,最后被分泌到细胞外,整个过程需要③(线粒体)提供能量,线粒体为双层膜结构。图解中的过程只能发生在真核细胞中,因为原核细胞没有内质网、高尔基体和线粒体等多种细胞器。
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D
A.图甲中①、②、③分别表示内质网、高尔基体、线粒体
B.在图甲中③为双层膜结构
C.若图乙中曲线1表示图甲中①中放射性颗粒分布情况随追踪时间的变化规律,则图乙中的曲线2可表示图甲中②中放射性颗粒分布情况随追踪时间的变化规律
D.图甲中的过程在原核细胞中也可以进行
4.为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,测得与合成和分泌蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图乙,其相关结构关系如图甲,有关的生物膜面积变化如图丙,则有关说法不正确的是( )
【解析】分泌蛋白的形成过程:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→膜外。图乙中a、b、c依次为核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中,内质网的膜面积减少,细胞膜的膜面积增多,高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。图甲中②为核糖体、③为内质网。
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A
A.图甲中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B.能在图甲中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C.图乙中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D.图丙中d曲线表示的细胞结构是内质网
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必记必辨通关
1.“三个角度”透析囊泡类问题
2.“三看法”分析分泌蛋白的合成、加工、运输
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1.实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的________或球形,不需染色,制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等,用________染液染成蓝绿色后制片观察。
(2)观察线粒体
【考点知识突破答案检索】
1.(1)椭球形 (2)健那绿
2.(1)清水 镊子 盖玻片 叶片细胞 (2)健那绿染液 消毒牙签 蓝绿色 无色
1.(2017湖南长沙长郡中学月考,8)下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验说法不正确的是( )
A.健那绿染液是一种活细胞染料,几乎不损伤细胞
B.选用含叶绿体少而大的细胞来观察
C.高倍镜下,可看到叶绿体内部有许多基粒
D.藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体
【解析】健那绿染液是活细胞染料,可将线粒体染成蓝绿色,而细胞质则几乎无色;藓类叶片很薄,可直接用于制作临时装片;叶绿体少而大的细胞观察清楚;叶绿体的基粒在电子显微镜下才能看到。
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C
2.黑藻俗称温丝草、灯笼薇等,属单子叶多年生沉水植物,叶片小而薄(如图)。某同学利用黑藻叶片进行下列生物学实验,其中错误的选项是( )
【解析】由于叶绿体本身有颜色,所以观察叶绿体时直接制作临时装片就可以观察,所用试剂是水,A项正确;观察线粒体时要用健那绿对线粒体进行染色,但由于黑藻叶片本来就为绿色,所以会影响观察,B项错误;观察质壁分离时,用0.3
g/mL蔗糖溶液,细胞失水发生质壁分离,然后在盖玻片一侧滴加清水,已经发生质壁分离的细胞复原,C项正确;提取叶绿体色素时,加入无水乙醇是为了溶解色素,加入碳酸钙是为了防止细胞液中的酸破坏色素,加入二氧化硅是为了使研磨充分,D项正确。
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B
实验目的
所用试剂
A
观察叶绿体
蒸馏水
B
观察线粒体
健那绿染液
C
观察质壁分离及复原
0.3
g/mL蔗糖溶液、清水
D
提取叶绿体中的色素
无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅
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线粒体和叶绿体观察实验成功的4个关键点
(1)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料,可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。
(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中,否则,细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。
(3)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源,便于接受较多的光照;在强光下则以侧面朝向光源,以避免被灼伤。
(4)盖盖玻片时,一定要缓慢且与载玻片成45°夹角,盖玻片一侧先接触液滴,然后慢慢放平,防止装片下产生气泡。
1.(2016新课标Ⅰ,1)下列与细胞相关的叙述,正确的是( )
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
【解析】核糖体无膜结构,A错误;酵母菌为真核生物,真核生物的细胞核中既含有DNA,又含有RNA,B正确;蓝藻细胞中无线粒体,C错误;在叶绿体的类囊体薄膜上能通过光反应生成ATP,D错误。
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B
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2.(2016四川高考,2)下列有关细胞共性的叙述,正确的是( )
A.都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层
B.都具有细胞核但遗传物质不一定是DNA
C.都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中
D.都能合成蛋白质但合成场所不一定是核糖体
【解析】细胞都具有细胞膜,细胞膜的骨架就是磷脂双分子层,A错误;原核细胞没有真正的细胞核,有类似细胞核的拟核,细胞的遗传物质一定是DNA,B错误;细胞都能进行细胞呼吸,但不一定发生在线粒体,如原核细胞没有线粒体,但有的也能在细胞质基质中进行有氧呼吸,C正确;合成蛋白质的场所一定是核糖体,D错误。
C
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【解析】抗体属于分泌蛋白,其合成的场所是附着在内质网上的核糖体,其加工场所为内质网、高尔基体。
D
3.(2015安徽高考,1)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所,正确的是( )
选项
抗体肽链合成场所
抗体加工场所
A
游离的核糖体
细胞质基质、内质网
B
游离的核糖体
溶酶体、高尔基体
C
内质网上的核糖体
溶酶体、内质网
D
内质网上的核糖体
内质网、高尔基体
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4.(2015重庆高考,1)比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞,相同的是( )
A.线粒体的功能
B.发育的全能性
C.膜蛋白的种类和数量
D.内质网上核糖体的数量
【解析】胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中线粒体的功能相同,是主要的供能细胞器,为生命活动提供能量,A正确;胚胎干细胞具有发育的全能性,而胰腺腺泡细胞不具有,B错误;胚胎干细胞和胰腺腺泡细胞的功能不同,膜蛋白的种类和数量不同,内质网上核糖体的数量也不同,C、D错误。
A
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5.(2015江苏高考,26)下图为真核细胞结构及细胞内物质转运的示意图。请回答下列问题:
【解析】(1)图中①表示核糖体,②表示内质网,③表示高尔基体,④表示线粒体,⑤表示叶绿体。具有双层膜的细胞器有叶绿体和线粒体。(2)抗体蛋白为分泌蛋白,首先在位于粗面内质网上的[①]核糖体上合成,然后进入[②]内质网继续加工,再通过囊泡运输到[③]高尔基体中进一步加工和包装。(3)mRNA是大分子物质,穿过核孔进入细胞质中,核孔对转运的物质具有选择性。(4)在线粒体中进行有氧呼吸的第二阶段时,需要丙酮酸脱氢酶发挥作用。
(1)图中具双层膜的细胞器有________(填序号)。
(2)若该细胞为人的浆细胞,细胞内抗体蛋白的合成场所有________(填序号),合成后通过________运输到________(填序号)中进一步加工。
(3)新转录产生的mRNA经一系列加工后穿过细胞核上的________转运到细胞质中,该结构对转运的物质具有________性。
(4)若合成的蛋白质为丙酮酸脱氢酶,推测该酶将被转运到________(填序号)发挥作用。
①②
④⑤
③
囊泡
④
核孔
选择
1.分离细胞器的方法:差速离心法。
2.八种细胞器的功能
(1)线粒体:有氧呼吸的主要场所。
(2)叶绿体:光合作用的细胞器。
(3)内质网:蛋白质合成和加工以及脂质合成的车间。
(4)高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
(5)核糖体:生产蛋白质的机器。
(6)溶酶体:消化车间。
(7)液泡:调节细胞内的环境,保持细胞坚挺。
(8)中心体:与有丝分裂有关。
3.一种活体染色剂:健那绿。
4.与分泌蛋白的合成和运输密切相关的6种结构
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡、细胞膜。
5.生物膜系统的三个功能
(1)维持细胞内部环境的相对稳定、物质运输、信息传递。
(2)酶附着的支架。
(3)保证生命活动高效、有序地进行。
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易错点1 真核细胞不一定都有线粒体
【点拨】某些厌氧型动物如蛔虫,细胞内没有线粒体,只能进行无氧呼吸。还有一些特化的高等动物细胞内也没有线粒体,如哺乳动物成熟的红细胞。
易错点2 能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体
【点拨】对于原核生物来说,蓝藻没有叶绿体,但因其细胞中含有藻蓝素、叶绿素及与光合作用有关的酶,所以能进行光合作用;硝化细菌和蓝藻都没有线粒体,但因其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶,所以能进行有氧呼吸。
易错点3 具有细胞壁的细胞不一定都是植物细胞
【点拨】自然界中除植物细胞具有细胞壁外,几乎全部的真菌及原核生物中的蓝藻、细菌、放线菌等都有细胞壁。但植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成,用纤维素酶和果胶酶处理可破坏植物细胞的细胞壁,而其他生物的细胞壁在纤维素酶的作用下不受影响。
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易错点4 具有中心体的细胞不一定都是动物细胞
【点拨】低等植物细胞中也有中心体,所以判定一个细胞是不是动物细胞,不能仅根据是否具有中心体来判断。
易错点5 植物细胞中不一定具有叶绿体和大液泡
【点拨】如根细胞中不具有叶绿体;根尖分生区细胞中没有大液泡,只有成熟的植物细胞才有大液泡。
易错点6 误认为所有的蛋白质加工均需要内质网、高尔基体参与才能完成
【点拨】分泌蛋白的加工、分泌需要内质网、高尔基体参与。
易错点7 由于内质网外连细胞膜,内连核膜,误认为内质网是细胞内蛋白质的运输“枢纽”
【点拨】内质网是细胞内生物膜系统的“中心”,但囊泡“运输的枢纽”是高尔基体。
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第十单元
种群和群落
第2讲
群落的结构和演替
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1.群落的概念
三要素:同一时间、________、各种________。
2.群落的特征
物种的丰富度、________、空间结构、________等。
3.群落的物种组成
(1)群落的________是区别不同群落的重要特征。
(2)丰富度:
概念
群落中____________的多少
变化规律
一般越靠近热带地区,群落丰富度________
统计方法
记名计算法、________
4.种间关系
一定区域
生物种群
种间关系
群落演替
物种组成
物种数量
越高
目测估计法
知识突破
真题感悟
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关系
含义
实例
数量图示
能量图示
捕食
一种生物以另一种生物为食
猞猁与雪兔
竞争
两种生物相互争夺资源和空间
牧草与水稻
关系
含义
实例
数量图示
能量图示
互利
共生
两种生物生活在一起,相互依存、彼此有利
大豆与根瘤菌
寄生
一种生物寄居于另一种生物体内或体表,获取养分维持生活
蛔虫与人
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真题感悟
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5.群落的空间结构
(1)类型:
(2)分析下图并回答:
①判断图中群落空间结构的类型
甲图:______________结构,乙图:______________结构。
②分析决定群落空间结构的主要因素
甲图:决定植物分层的主要因素是____________________,决定动物分层的主要因素是______________________。
乙图:地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、________的不同、____________________的不同,以及人与动物的影响等。
③分析甲图所表示群落空间结构的意义:显著提高了________________________________________的能力。
垂直
水平
光照
栖息空间和食物条件
光照
分层
镶嵌
食物和栖息环境
光照强度
生物自身生长特点
群落利用阳光等环境资源
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
【教材深挖】
1.在生物群落中不同的种群间一定只存在一种种间关系吗?举例说明。
不一定。如鹰以狐和兔为食,同时狐以兔为食,此时鹰与狐之间存在捕食和竞争两种种间关系。
2.下图所示的现象是不是一个群落中的垂直结构?为什么?
不是。高山植被的垂直分布是由于随海拔升高,温度下降明显,从而导致不同海拔植被分布不同,依次为:阔叶林→针叶林→高原草甸→苔原。这种状况与地球南(北)半球随纬度升高植被分布的原理相同,属于植物的地带性分布,不是群落垂直结构中的分层现象。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017湖南长沙一中月考,26)图1中所示为生物间关系,A、B代表两种生物,C代表生物的生活条件,箭头表示营养流动的方向;图2在坐标系中表示两种生物之间的关系。
下列相关判断中,错误的是( )
A.图1中①~④表示的生物间关系分别是互利共生、种内斗争、捕食和竞争
B.图1的③中A的数量大量减少后,B的数量一直增加
C.图2中的甲、乙、丙分别对应图1中的①、③、④
D.在一个生态系统中,两种生物可能同时存在如图2中的乙和丙两种关系
B
【解析】根据图1中几种生物关系的模式图可判断①、③、④分别表示互利共生、捕食和竞争,②表示的是生物A的不同个体间的种内斗争,A正确;图1的③中A与B是捕食关系,当A大量减少后,B的数量不能一直增加,B错误;图2中的甲、乙和丙分别表示互利共生、捕食和竞争,对应图1中的①、③、④,C正确;在食物网中,两种生物可能既存在捕食关系又存在竞争关系,D正确。
知识突破
真题感悟
考向突破
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2.(2017甘肃武威二中三诊,18)某水池中有浮游动物和藻类两个种群,其种群密度随时间变化的趋势如图。若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼(丙),一段时间后,该水池中甲、乙、丙三个种群中仅剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述,正确的是( )
A.甲和丙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下丙种群
B.甲和乙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下丙种群
C.丙和乙既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下甲种群
D.丙和甲既有竞争关系又有捕食关系,最终仅剩下乙种群
C
【解析】从题图分析可知,甲、乙是捕食关系,且甲是被捕食者(藻类),乙是捕食者(浮游动物)。而丙为后期向水池投放的大量专食浮游动物的某种鱼,构成的食物链是:藻类(甲)→浮游动物(乙)→鱼(丙)。由于鱼是大量的,所以短时间内它们的食物浮游动物急剧减少,而由于食物缺乏等生存斗争加剧,鱼类也随之大量减少。所以甲、乙、丙三个种群仅剩一个种群,该种群是藻类,即甲种群。由于强调了鱼是专食浮游动物乙,A项不合理。丙和乙的竞争关系不一定体现在食物的竞争,可能在空间、氧气等方面。
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【解析】A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这是由于地形的起伏引起不同高度的山坡上温度不同,又由于A处的阔叶林和针叶林生长在不同的地段,因此不属于群落的垂直结构,而是水平结构;影响森林生态系统在陆地上分布的主要因素是水,但是森林中植物的分层现象是受光强度影响形成的;C处藻类植物的分层现象是受光质(波长)影响形成的。故选C项。
A.温度是造成这三个区域内植物分布存在巨大差异的主要生态因素
B.A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群,这说明群落具有垂直结构
C.C处植物的分层现象主要是因为光照的影响
D.影响B处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
3.(2017湖南衡阳八中六科联赛,2)下图中A、B、C分别代表山地、森林、海洋三个不同的自然区域内植物的分布状况。据此判断下列选项中正确的是( )
C
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【解析】由坐标图可知,甲种群生活在相对低湿度、
低温环境中,乙种群生活在相对高湿度、高温环境中,
因此在高温、高湿的条件下,乙种群具有更大的生存优势。
4.(2017湖北荆州中学质检二,30)下图表示某地域中以湿度和温度为变量,描绘出的两个种群能存活和增殖的范围。下列有关叙述正确的是( )
D
A.甲种群与乙种群之间存在的只是竞争关系
B.甲种群在该地域的分布包括垂直结构和水平结构
C.湿度和温度相互作用是种群数量变化的决定因素
D.在高温、高湿的条件下,乙种群具有更大的生存优势
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群落的垂直结构和水平结构的成因分析
(1)影响地上植物分层的主要因素是光照;群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象,影响动物分层的主要因素是食物。群落的分层现象不仅表现在地面上,也表现在地下,但地下分层现象主要与水分和矿质元素有关。水域中,某些水生动物也有分层现象,影响因素主要有阳光、温度、食物、含氧量等。
(2)影响群落水平结构的因素包括地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差别,它们常常呈镶嵌分布。山麓到山顶的群落分布属于水平结构,是由地形起伏造成的。
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1.演替的概念:随着________的推移,一个群落被________________代替的过程。
2.演替的类型
初生演替
次生演替
概念
在一个①____________________的地面或者是原来存在过植被、但②_________________的地方发生的演替
在原有植被虽已不存在,但③__________________基本保留,甚至还保留了植物的④_________________的地方发生的演替
过程
裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段
杂草阶段→灌木阶段→森林阶段
时间
经历的时间__⑤______
经历的时间__⑥____________
速度
缓慢
较快
影响
因素
自然因素
人类活动较为关键
时间
另一个群落
从来没有被植物覆盖
被彻底消灭了
原有土壤条件
种子或其他繁殖体
长
短
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3.演替的实例(连线)
类型
实例
①初生演替
②次生演替
(a)火灾过后的草原和过量砍伐的森林中发生的演替
(b)沙丘、火山岩、冰川泥上发生的演替
(c)裸岩上发生的演替
(d)弃耕农田上发生的演替
4.演替的方向
自然条件下,群落演替一般朝着物种________、群落结构________、生态功能________的方向发展。
5.人类活动对演替的影响
人类活动使群落演替按照不同于自然演替的________和________进行。
多样化
复杂化
完善化
速度
方向
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【教材深挖】
1.如图表示某生物群落的演替过程。请据图回答下列问题。
(1)指出图中的群落演替类型。
针阔混交林群落遭受泥石流等自然灾害后发生的群落演替属于初生演替;阔叶林群落经人工砍伐后的群落演替为次生演替。
(2)杂木植物群落演替成针阔混交林群落和阔叶林群落的主要原因是什么?
环境条件不同。
2.下图表示两种群落在演替过程中物种多样性的变化曲线,依图回答下列问题。
(1)图中甲、乙分别属于哪种演替类型?判断依据是什么?
甲曲线群落演替起点的物种多样性为零,因此甲应属初生演替,乙曲线存在起始物种,故应属次生演替。
(2)火灾后森林中的演替宜用哪条曲线表示?火灾后森林中的演替应为次生演替,宜用乙曲线表示。
(3)哪种演替速度更快、历时更短?次生演替速度更快,历时更短。
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1.如图表示某地云杉林的形成过程。下列相关叙述正确的是( )
A.该群落的演替属于初生演替,群落结构越来越复杂
B.演替的方向和速度主要与气候、土壤等条件有关,与人类活动无关
C.在群落演替过程中,群落的物种组成不断地发生着改变,其中④→⑤过程中,云杉逐渐成为优势种
D.在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构,没有水平结构
【解析】该群落的演替是在保留植物种子和土壤条件的地方发生的演替,为次生演替,群落结构越来越复杂,A错误;人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行,但也属于群落的演替,B错误;①→⑤的过程中,乔木逐渐增加,草本植物逐渐下降,其中④→⑤过程中,云杉逐渐成为优势种,C正确;在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构,也有水平结构,D错误。
C
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2.一个废弃鱼塘的演替过程如图所示,有关叙述正确的是( )
A.演替的先后顺序:乙→丙→甲→丁
B.生物多样性:丁>甲>丙>乙
C.此演替过程属于初生演替
D.此演替过程属于次生演替
【解析】在废弃鱼塘中的演替为次生演替,演替过程应为丁→甲→丙→乙。
D
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3.(2017江苏天一中学期中,19)图甲表示弃耕农田的群落演替情况,图乙、丙、丁表示演替过程中各种量随时间的变化曲线,下列有关分析不正确的是( )
A.图甲中,b点时只存在群落的水平结构,d点时存在垂直结构和水平结构
B.图乙可表示演替过程中物种丰富度与时间的关系
C.图丙可表示该地块上恢复力稳定性与时间的关系
D.图丁可表示草本植物数量随时间变化的情况
【解析】图甲中,b点和d点时都存在群落的水平结构和垂直结构,A错误;群落演替过程中,物种丰富度不断提高,最终趋于稳定,因此图乙可表示演替过程中物种丰富度与时间的关系,B正确;群落演替过程中,物种丰富度不断提高,生态系统的抵抗力稳定性增强,而恢复力稳定性减弱,因此图丙可表示该地块上恢复力稳定性与时间的关系,C正确;群落演替过程中存在“优势取代”现象,因此图丁可表示草本植物数量随时间变化的情况,D正确。
A
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4.下列关于生物群落的叙述,错误的是( )
【解析】人类活动可以改变群落演替的速度和方向;在“弃耕的农田→草原→灌木丛”演替过程中,生物种类逐渐增多,营养结构越来越复杂,因此生态系统的抵抗力稳定性增强;森林火灾后的演替属于次生演替,而森林被火山岩全部覆盖后的演替属于初生演替;只有在环境条件适宜的情况下,演替才向群落结构复杂、资源利用率提高的方向进行。
A.人类活动使群落演替的方向可以不同于自然演替,也可以相同
B.在“弃耕的农田→草原→灌木丛”演替过程中,生态系统的抵抗力稳定性增强
C.森林火灾后和森林被火山岩全部覆盖后的演替类型不同
D.演替总是向群落结构复杂、资源利用率提高的方向进行
D
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1.“二看法”区分初生演替和次生演替
一看
二看
2.群落演替的方向和结果分析
(1)群落演替的方向
①自然条件下,群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。
②最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定。如在干旱的荒漠地区很难形成森林。
(2)群落演替的结果
①能量:总生产量增加,群落的有机物总量增加。
②结构:生物种类越来越多,群落结构越来越复杂。
③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的变化,使抵抗力稳定性越来越高。
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1.实验原理
(1)土壤条件:不仅为植物提供______________,也是一些小动物的____________。
(2)取样方法:许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力,可用____________的方法进行采集、调查。
(3)统计方法:通常有两种,记名计算法和___________法。
2.实验流程
提出问题:如土壤中有哪些小动物、它们的种群密度是多少
↓
制订计划:包括三个操作环节———取样、观察和分类、统计和分析
↓
准备:制作取样器,记录调查地点的地形和环境情况
↓
取样:选取取样地点,用取样器取土壤样本并标明取样的时间和地点等
↓
采集:从土壤样本中采集小动物
↓
观察与分类:对采集的小动物进行分类
↓
统计和分析:设计统计表,分析所收集的数据
↓
:得出结论组成不同群落的优势种是不同的,不同群落的物种丰富度是不同的,一般来说,环境条件越优越,群落发育的时间越长,物种
越丰富,群落结构也越复杂
水分和矿物质元素
良好的栖息场所
采样器取样
目测估计
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A.A装置的花盆壁和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通
B.B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集
C.A装置主要是利用土壤动物趋光、避高温、趋湿的习性采集
D.用B装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中
【解析】由图可知,A装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集,其中的花盆壁和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通;B装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集;用B装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精中,也可以放到试管中。
1.(2017黑龙江鹤岗一中期中,21)如图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置,下列有关叙述中不正确的是( )
C
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2.(2017山东淄博淄川一中开学考试,16)土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。对某一地区人工广场绿地、某植物园、农用地3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查,结果见下表。由表中数据分析可知( )
注:第1层为距地表0~5
cm;第2层为距地表5~10
cm;第3层为距地表10~15
cm。
A.可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数
B.各样地相同土层土壤中动物类群丰富度有明显的差异
C.各样地相同土层土壤中各动物类群密度没有明显的差异
D.人类活动对土壤动物的数量和分布存在影响
【解析】土壤动物群落调查适合采用取样器取样法,A错误;由表格可知,各样地相同土层的动物类群丰富度差别不大,B错误;由表格可知,各样地不同土层土壤中各动物类群密度存在明显的差异,C错误。
D
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土壤中小动物类群丰富度研究的注意事项
(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计动物类群数。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时,根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从同样营养土壤中采集的样本,多组进行统计比较。
(4)识别命名要准确,并进行分类。
(5)远离危险地带,不要破坏当地环境。
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1.(2015海南高考,22)关于森林群落的叙述,错误的是( )
【解析】森林群落在垂直结构上自上而下分为乔木层、灌木层、草本层,具有明显的分层现象,B错误。
2.(2015新课标Ⅰ,4)下列关于初生演替中草本阶段和灌木阶段的叙述,正确的是( )
【解析】灌木阶段由于除了草本植物外还增加了灌木,同时提供了更多的食物,成为许多鸟类的栖息地,因此物种丰富度比草本阶段的高,A错误;灌木阶段空间结构更为复杂,B错误;灌木阶段由于物种丰富度高,其自我调节能力也强,C错误;在群落演替过程中,草本阶段在动、植物和微生物共同作用下,土壤有机物越来越丰富,土壤的通气性也越来越好,为灌木阶段群落的形成创造了条件,D正确。
A.碳可在森林群落和无机环境之间进行循环
B.森林群落在垂直方向上没有明显的分层现象
C.互利共生、捕食和竞争等种间关系可以出现在森林群落中
D.群落中植物放出的氧气可被动物、植物及微生物利用
B
A.草本阶段与灌木阶段群落的丰富度相同
B.草本阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂
C.草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强
D.草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境
D
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3.(2015浙江高考,5)在沙漠的一个灌木群落中,某种基于种子繁殖的灌木,其分布型随着生长进程会发生改变,幼苗和小灌木呈集群分布,中灌木呈随机分布,大灌木呈均匀分布。下列叙述错误的是( )
【解析】这种改变只是灌木种群在空间上的分布变化,不属于群落的演替过程,B错误。
4.(2014新课标Ⅰ,6)某种植物病毒V是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。下列叙述正确的是( )
【解析】稻田中青蛙增加抑制病毒传播,原因是青蛙捕食稻飞虱,青蛙与稻飞虱是捕食关系,A项正确;水稻和青蛙并不利用共同的资源,两者不是竞争关系,B项错误;病毒V和水稻之间是寄生的关系,C、D项错误。
A.这种改变使群落的水平结构发生变化
B.这种改变是群落演替所引起的结果
C.均匀分布的形成原因主要是种内斗争
D.集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
B
A.青蛙与稻飞虱是捕食关系
B.水稻与青蛙是竞争关系
C.病毒V与青蛙是寄生关系
D.水稻和病毒V是互利共生关系
A
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5.(2014新课标Ⅰ,30)请回答关于群落演替的问题。
(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中,哪个属于初生演替,哪个属于次生演替?
变快
未发生改变
【解析】(1)初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;而次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。(2)次生演替所需的时间短,主要原因是次生演替起始时就具备一定的土壤条件,初生演替要达到该条件需要漫长时间。(3)群落之外的环境条件,诸如气候、地貌、土壤和火等,常可成为引起演替的重要条件。由于人类过度开垦,破坏了土壤表土层及耕作层的结构,导致局部灌丛出现了荒漠化,使得该地区群落的演替速度变快,演替的方向未发生改变。
(3)据调查,近5万年以来,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌丛取代,这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来,由于人类过度开垦,导致局部灌丛出现了荒漠化。该现象表明,与该地区具有的自然演替相比,人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度________(填“未发生改变”“变慢”或“变快”),演替的方向__________________(填“发生改变”或“未发生改变”)。
形成森林需要一定的土壤条件,上述次生演替起始时即具备该条件,而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间
(2)一般来说,若要演替到相对稳定的森林阶段,上述两个演替中次生演替所需的时间短,分析其主要原因:
在光裸的岩石上开始的演替为初生演替;从森林被全部砍伐的地方开始的演替为次生演替。
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1.群落中的4种种间关系
(1)捕食:一种生物以另一种生物为食的种间关系。
(2)竞争:大多数的情况是一方占优势,另一方被淘汰。
(3)寄生:大都为一方受益,另一方受害。
(4)互利共生:两种生物共居一起,双方有利,一旦分离,双方都不能正常地生活。
2.群落的2种空间结构
垂直结构、水平结构。
3.群落演替的2种类型
(1)初生演替:发生在从来没有被植物覆盖的地面或植被被彻底消灭的地方。
(2)次生演替:发生在原有土壤条件基本保留,甚至保留植物种子或其他繁殖体的地方。
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易错点1 对种间关系认识不清
【点拨】(1)“大鱼吃小鱼”不一定是捕食。
(2)要正确区别竞争和捕食的关系:①竞争是不同种生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争,并不以直接获得食物为目的。②捕食则是一种生物以另一种生物为食,目的是获得食物与能量,用以维持自身的生存。反例:一种生物以非生物为食,如牛饮水不是捕食。
(3)两种生物甲和乙以同一植物为食,但取食的部位不同,并不构成竞争关系,如人吃玉米子粒,而牛吃秸秆等。
易错点2 几种种间关系曲线容易混淆
【点拨】(1)互利共生曲线——同步性变化(同生共死)。
(2)捕食曲线——不同步变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝)。
(3)竞争曲线——看最终结果,一种数量增加,另一种数量下降甚至降为0,只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物,则必为竞争,竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。
易错点3 对群落演替的相关知识模糊
【点拨】(1)演替不是一个无休止的过程。任何环境下的演替都最终会达到一个成熟阶段,这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时生物与环境之间高度协调,能量和物质的利用率高,生态系统抵抗力稳定性也高。
(2)决定群落演替的根本原因存在于群落内部,即内因是群落演替的决定因素。群落之外的环境条件,如气候、地貌、土壤等可成为引起群落演替的重要条件。第1讲 DNA是主要的遗传物质
(建议用时:10分钟)
1.如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程,S型菌有荚膜且具有毒性,能使人患肺炎或使小鼠患败血症,R型菌无荚膜也无毒性。下列说法错误的是( )
A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却
B.无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组
C.该转化实验不能证明DNA是遗传物质
D.S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统,从而引发疾病
2.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( )
实验组号
接种菌型
加入S型菌物质
培养基长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA(经DNA酶处理)
R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D.①~④说明DNA是主要的遗传物质
3.(2017河北衡水月考,13)赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染大肠杆菌,离心后,甲组上清液放射性低,沉淀物放射性高;乙组刚好相反。下列说法正确的是( )
A.甲组的噬菌体是用35S标记其蛋由质
B.乙组的噬菌体是用32P标记其蛋白质
C.甲组产生的子代噬菌体均含有放射性
D.乙组产生的子代噬菌体均不含放射性
4.“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的DNA和蛋白质在侵染细菌的过程中的功能,相关数据如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.曲线①表示在搅拌过程中被侵染细菌基本上没有裂解,没有子代噬菌体的释放
B.曲线②③表示噬菌体蛋白质未进入细菌,噬菌体DNA进入细菌体内
C.本实验用同位素标记法追踪侵染过程中噬菌体中被标记DNA和蛋白质的数量增减,得出实验结论
D.本实验证明在噬菌体的遗传和繁殖过程中,DNA起作用
5.下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是( )
A.酵母菌的遗传物质主要是DNA
B.大肠杆菌的遗传物质主要分布在染色体上
C.T2噬菌体的遗传物质是DNA和蛋白质
D.HIV的遗传物质水解产生4种核糖核苷酸
(建议用时:25分钟)
6.(2017重庆巴蜀中学期末,14)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( )
A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
7.(2017黑龙江牡丹江一中月考,22)对①~⑤这五种生物进行分析比较,结果如下表所示:
比较项目
①
②
③
④
⑤
细胞壁
无
无
有
有
无
所含核酸种类
DNA
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
是否遵循孟德尔遗传定律
否
否
是
否
是
其中最可能表示肺炎双球菌和噬菌体的分别是( )
A.①和②
B.⑤和①
C.④和②
D.④和①
8.(2017辽宁盘锦高中期中,14)图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验,某同学据图分析总结出六个结论,你认为正确的是( )
①甲处的噬菌体一定含有放射性
②乙处的噬菌体一定不含放射性
③图1能证明DNA是遗传物质,而不能证明蛋白质不是遗传物质
④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,就能证明DNA是遗传物质,而不能证明蛋白质不是遗传物质
⑤如果培养2代以上,甲处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体个数一定增多
⑥如果培养2代以上,乙处噬菌体的核酸都不含放射性
A.一项
B.二项
C.三项
D.四项
9.在“噬菌体侵染细菌的实验”中,如果对35S标记的噬菌体一组(甲组)不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组(乙组)保温时间过长,其结果是( )
A.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组上清液中也会出现较强放射性
B.甲组上清液中也会出现较强放射性,乙组上清液中也会出现较强放射性
C.甲组沉淀物中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
D.甲组上清液中也会出现较强放射性,乙组沉淀物中也会出现较强放射性
10.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒,用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA,由于两者的亲缘关系较近,能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒,用新病毒感染烟叶,如下图所示,下列分析错误的是( )
注:a为TMV的蛋白质感染,b为TMV的RNA感染,c为HRV的蛋白质感染,d为HRV的RNA感染,e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染,f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。
A.b与d的结果不同,说明不同的RNA控制合成不同的蛋白质,表现出不同的性状
B.e中的杂交病毒感染后,在繁殖子代病毒的过程中,合成蛋白质的模板是TMV的RNA
C.f中的杂交病毒感染后,繁殖出来的子代病毒具有HRV的RNA和HRV的蛋白质
D.a与b、c与d的结果不同,说明RNA是遗传物质,从而证明DNA是主要的遗传物质
11.(2017黑龙江伊春二中月考,7)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是( )
A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复
B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是PenrS型菌
D.丁组中因为DNA被水解而无“转化因子”,所以无菌落生长
12.20世纪20年代,科学家利用小鼠进行了体内转化实验,探究遗传物质。实验如下:
实验1:R型细菌+小鼠→存活实验2:S型细菌+小鼠→死亡→分离出S型细菌实验3:S型细菌+加热+小鼠→存活实验4:S型细菌+加热+R型细菌+小鼠→死亡
请回答下列相关问题:
(1)在实验4中死亡的小鼠中能够分离出________细菌。
(2)除了用上述注射法,通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,你还可以通过怎样的方法区别R型和S型细菌______________________________________________。
(3)图示为实验4中小鼠体内R型细菌增长曲线,请在图中绘出S型细菌的增长情况。
(4)该实验获得的结论是________。
(5)一段时间后,给实验3中的小鼠注射S型细菌,请预测该小鼠的生活情况?________;并分析其原因:_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13.如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图,请回答下列问题:
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳,标记元素所在部位是图2中的____________。如果用32P标记噬菌体的DNA,标记元素所在部位是图1中的____________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料,其原因之一是噬菌体只由________组成。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段,目的分别是________。
(4)仅有图3的实验过程,________(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质,原因是________________________________________________________________________。
第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
(建议用时:10分钟)
1.(2017湖南长沙雅礼中学期中,15)下图为核苷酸模式图,下列说法正确的是( )
A.组成DNA与RNA的核苷酸只有③不同
B.在人的口腔上皮细胞中,①有1种,③有5种
C.RNA分子中,连接②和③的化学键的数目等于氢键的数目
D.在含有5对核苷酸的DNA片段中,连接①和②的化学键有12个
2.(2017福建莆田八中月考,25)某基因(14N)含有3
000个碱基,腺嘌呤占35%。若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次,将全部复制产物进行密度梯度离心,得到如图甲结果;如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心,则得到如图乙结果。下列有关分析正确的是( )
A.X层全部是仅含14N的基因
B.W层中含15N标记的胞嘧啶6
300个
C.X层中含有氢键数是Y层的1/3
D.W层与Z层的核苷酸数之比是1?4
3.用32P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链,再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养,则第二次细胞分裂的后期细胞中( )
A.染色体数目为20条,每个DNA都带有32P标记
B.染色体数目为20条,仅10个DNA带有32P标记
C.染色体数目为40条,每个DNA都带有32P标记
D.染色体数目为40条,仅20个DNA带有32P标记
4.(2017山东师大附中二模,35)下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图,有关叙述错误的是( )
A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶
D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率
5.(2017安徽师大附中入学测试,17)下列有关真核生物基因的说法,正确的是( )
①基因是有遗传效应的DNA片段
②基因的基本单位是核糖核苷酸
③基因存在于细胞核、核糖体等结构中
④基因表达时会受到环境的影响
⑤DNA分子每一个片段都是一个基因
⑥基因在染色体上呈线性排列
⑦基因的分子结构首先由摩尔根发现
A.①②③
B.②④⑥
C.①④⑥
D.③④⑤
6.下列关于染色体、DNA和基因三者之间关系的叙述,错误的是( )
A.三者都是细胞生物的遗传物质
B.基因是具有遗传效应的DNA片段
C.染色体的主要成分是DNA和蛋白质
D.基因在染色体上呈线性排列
(建议用时:25分钟)
7.下列关于DNA分子结构与复制的说法,正确的是( )
A.DNA分子的差异造成了肺炎双球菌S型菌与R型菌致病性的差异
B.DNA分子中每个磷酸基团都连接2个脱氧核糖
C.减数分裂过程中发生交叉互换一般不会导致DNA分子结构的改变
D.边解旋边复制是保证亲代与子代DNA遗传信息传递准确性的关键
8.下图示为DNA分子的片段,下列相关叙述正确的是( )
A.构成DNA分子的基本单位是⑦
B.RNA聚合酶可以切断⑤
C.复制时DNA聚合酶催化形成①②之间的化学键
D.⑥构成DNA分子中基本骨架
9.(2017黑龙江双鸭山一中月考,37)DNA熔解温度(Tm)是使DNA双螺旋结构解开一半时所需要的温度,不同种类DNA的Tm值不同。如图表示DNA分子中G+C含量(占全部碱基的比例)与Tm的关系。下列有关叙述,不正确的是( )
A.一般地说,DNA分子的Tm值与G+C含量呈正相关
B.Tm值相同的DNA分子中G+C的数量有可能不同
C.维持DNA双螺旋结构的主要化学键有磷酸二酯键和氢键
D.DNA分子中G与C之间的氢键总数比A与T之间多
10.下图中DNA分子片段中一条链含15N,另一条链含14N。下列有关说法中错误的是( )
A.①处为磷酸二酯键,DNA解旋酶作用于③处
B.②是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
C.若该DNA分子中一条链上G+C=56%,则无法确定整个DNA分子中T的含量
D.把此DNA放在含15N的培养液中复制两代,子代中含15N的DNA占100%
11.(2017陕西西安铁一中一模,24)科学家在研究DNA分子的复制方式时,进行了下表所示的实验研究(已知培养用的细菌大约要20
min分裂一次),下列叙述不正确的是( )
实验
实验①
实验②
实验③
实验④
处理
用14N培养基培养细菌
用15N培养基培养细菌
用15N培养基培养14N标记DNA的细菌
用14N培养基培养15N标记DNA的细菌
破碎细菌细胞,提取DNA离心
结果
a.轻链DNA
b.重链DNA
c.中链DNA
d.中链DNA
A.若DNA复制为全保留复制,则结果c、d中应均为重链DNA和轻链DNA
B.DNA复制过程中需要的原料、酶分别为脱氧核苷酸、解旋酶和DNA聚合酶
C.用15N标记的DNA分子作为模板,用含有14N的培养基培养,第三次复制后50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N,50%的DNA分子只含14N
D.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则,但可能发生基因突变
12.某性原细胞(2n=16)的DNA全部被32P标记,其在含有31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂,下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含有32P的染色单体和DNA数目的是( )
13.(2017山东武城二中月考,30)如图是DNA双螺旋结构模型的建构过程图解(1~5),请据图探讨相关问题:
(1)物质1是构成DNA的基本单位,与RNA的基本单位相比,两者成分方面的差别是______________;__________________。
(2)催化形成图2中的磷酸二酯键的酶有________(供选酶:RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA解旋酶)。
(3)图3和图4中的氢键用于连接两条脱氧核苷酸链,如果DNA耐高温的能力越强,则________(填“G-C”或“A-T”)碱基对的比例越高。
(4)RNA病毒相比DNA病毒更容易发生变异,请结合图5和有关RNA的结构说明其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.(2017河北定州中学周练,22)科学家在研究DNA分子复制方式时提出了三种假说如图甲(弥散复制:亲代双链被切成双链片段,而这些片段又可以作为新合成双链片段的模板,新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”);图乙是采用同位素示踪技术和离心处理来探究DNA复制方式的过程图解。请分析并回答:
(1)为说明b组DNA均分布于中密度带,除了与________组结果比较外,还需要另设一组:将细菌在含有________的培养基中繁殖多代,提取DNA并离心。
(2)b组结果支持________假说。若将b组DNA双链分开来离心,结果为“轻”和“重”两条密度带,这一结果不支持________假说,也可通过图乙中________组的结果来排除该假说。
(3)利用以上判断结果,若继续培养c组细菌,使其再繁殖一代,取样提取DNA并离心,与c组实验结果相比会发现密度带的________不发生变化,________密度带的DNA所占比例下降。
第3讲 基因的表达
(建议用时:10分钟)
1.已知组成基因1和基因2的碱基种类及数量均相同,基因1和基因2转录形成mRNA1、mRNA2,翻译产生多肽1和多肽2,则下列相关叙述正确的是( )
A.mRNA1和mRNA2的碱基数量一定相同
B.mRNA1和mRNA2的碱基种类一定相同
C.多肽1和多肽2的氨基酸数量一定相同
D.多肽1和多肽2的氨基酸种类一定相同
2.关于下图所示生理过程的叙述,正确的是( )
A.物质1上的三个相邻碱基叫做反密码子
B.该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与
C.多个结构1共同完成一条物质2的合成
D.结构1读取到AUG时,物质2合成终止
3.关于图示生理过程的说法,不正确的是( )
A.该图所示的转录和翻译过程是同时进行的,最可能发生在原核生物细胞内
B.mRNA上所含有的密码子均能在tRNA上找到相对应的反密码子
C.该图表示的是转录和翻译,需要RNA聚合酶等
D.该图所示的生理过程所需的能量由细胞质基质提供
4.下图为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程,下列叙述不正确的是( )
A.①②过程所需的原料在细胞中有8种
B.②③中均会发生碱基配对情况,但配对方式不完全相同
C.在分化过程中,不同细胞中①的产物一般相同,②③的产物都不同
D.①②③均可在线粒体和叶绿体中进行
5.图中a、b、c表示某细菌遗传信息传递的过程。下列说法正确的是( )
A.a、b过程均发生在该生物的细胞核中
B.a、b、c过程均遵循碱基互补配对原则
C.c过程主要以氨基酸和游离的核糖核苷酸作为原料
D.若b过程出现差错,蛋白质也将失去相应的功能
6.下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中,正确的是( )
A.遗传信息位于mRNA上,遗传密码位于DNA上,碱基构成相同
B.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上,碱基构成相同
C.遗传信息和遗传密码都位于DNA上,碱基构成相同
D.遗传信息位于DNA上,遗传密码位于mRNA上,碱基构成不同
(建议用时:25分钟)
7.下列有关人体细胞中基因与性状关系的叙述,错误的是( )
A.基因分布于细胞核、线粒体,只有核中的基因能决定性状
B.环境也能影响性状表现,性状是基因与环境共同作用的结果
C.有些性状是由多个基因共同决定的,有的基因可决定和影响多种性状
D.一条染色体上分布有许多基因,可决定和影响人体的多种性状表现
8.科学家将含人的α?抗胰蛋白酶基因的DNA片段注射到羊的受精卵中,由该受精卵发育的羊能分泌含人的α?抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及( )
①DNA按照碱基互补配对原则自我复制 ②DNA以其一条链为模板合成RNA ③RNA以自身为模板自我复制 ④按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
A.①②
B.③④
C.①②③
D.①②④
9.(2017河北定州中学期中,21)反义RNA是指与mRNA或其他RNA互补的小分子RNA,当其与特定基因的mRNA互补结合,可阻断该基因的表达,研究发现抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA,其作用机理如图。下列有关叙述不正确的是( )
A.图中转录成反义RNA的模板链与转录成mRNA的抑癌基因模板链相同
B.将该反义RNA导入正常细胞,会导致正常细胞癌变
C.反义RNA能与DNA互补结合,故能用其制作DNA探针
D.该反义RNA能与抑癌基因转录的mRNA的碱基序列互补
10.若细胞质中tRNA1(AUU)可转运氨基酸a,tRNA2(ACG)可转运氨基酸b,tRNA3(UAC)可携带氨基酸c,以DNA的一条链…—T—G—C—A—T—G—T—…的互补链为模板合成蛋白质,则该蛋白质基本组成单位的排列可能是( )
A.a-b-c
B.c-b-a
C.b-c-a
D.b-a-c
11.下图为遗传信息传递和表达的途径,下表为几种微生物的作用原理,结合图示分析,下列说法正确的是( )
抗菌药物
抗菌机理
青霉素
抑制细菌细胞壁的合成
环丙沙星
抑制细菌DNA解旋酶的活性(可促进DNA螺旋化)
红霉素
能与核糖体结合
利福平
抑制RNA聚合酶的活性
A.环丙沙星能抑制①过程
B.青霉素和利福平均能抑制细菌的①过程
C.结核杆菌的④、⑤过程都发生在细胞质中
D.①~⑤过程可发生在人体的健康细胞中
12.(2017山东青岛即墨一中期中,12)埃博拉出血热(EBHF)是由EBV(一种丝状单链RNA病毒)引起的,EBV与宿主细胞结合后,将其核酸-蛋白复合体释放至细胞质,通过下图途径进行增殖。如直接将EBV的RNA注入人体细胞,则不会引起EBHF。下列推断正确的是( )
A.过程②的场所是宿主细胞的核糖体,过程①所需的酶可来自宿主细胞
B.过程②合成两种物质时所需的氨基酸和tRNA的种类、数量相同
C.EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP
D.过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
13.(2017湖北枣阳白水中学月考,34)图甲、乙、丙分别表示真核生物细胞内三种物质的合成过程,请回答下列问题:
(1)图甲、乙、丙过程分别表示________、转录和翻译的过程。
(2)DNA解旋后方能进行甲、乙两过程,酶1、酶2分别代表________和________。一个细胞周期中,细胞核中的乙过程在每个起点可启动多次,甲过程在每个起点一般启动________次。
(3)丙过程中结构③的名称是________;氨基酸②的密码子是________;物质①延长中,核糖体的移动方向为________。
(4)甲、乙、丙过程中,碱基互补配对发生差错均有可能引起生物性状的改变,该变异性状能传递给子代个体的是________。
14.请回答下列有关遗传信息传递的问题:
(1)为研究某病毒的致病过程,在实验室中做了如图所示的模拟实验。
①从病毒中分离得到的物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定,产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—,则试管甲中模拟的是________过程,该过程需要添加的酶是________________________________________________________________________,
原料是______________。
②将提纯的产物X加入试管乙中,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是________,试管乙中模拟的是________过程。
(2)科学家已经证明了密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
①根据理论推测,mRNA上的三个相邻的碱基可以构成________种排列方式,实际mRNA上决定氨基酸的密码子共有________种。
②第一个被科学家破译的是决定苯丙氨酸的密码子:UUU。1959年,科学家M·W·Nirenberg和H·Matthaei用人工合成的只含U的RNA为模板,在一定的条件下合成了只由苯丙氨酸组成的多肽,这里的一定条件应是________。
第1讲 DNA是主要的遗传物质
1.D 【解析】由于S型菌有荚膜(荚膜属于多糖,不是DNA),进入吞噬细胞后,受荚膜的保护,能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化,从而迅速增殖、扩散,引起机体患病,D错误。
2.
C 【解析】在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质,R型细菌没有转化成S型细菌,说明S型菌的蛋白质不是转化因子,A错误;表中实验结果不能说明S型菌的荚膜多糖有酶活性,B错误;③和④形成对照,说明DNA是S型菌的转化因子,C正确;①~④说明DNA是遗传物质,但不能说明DNA是主要的遗传物质,D错误。
3.
D 【解析】由于离心后,甲组上清液放射性低,沉淀物放射性高,所以甲组的噬菌体是用32P标记其DNA,A错误;由于乙组上清液放射性高,沉淀物放射性低,所以乙组的噬菌体是用35S标记其蛋白质,B错误;甲组产生的子代噬菌体只有少部分含有放射性,C错误;由于蛋白质外壳不进入细菌,所以乙组产生的子代噬菌体均不含放射性,D正确。
4.C 【解析】由题图可知,搅拌过程中被噬菌体侵染的细菌存活率一直为100%,说明细菌基本上没有裂解;随着搅拌,附着在细菌上的蛋白质外壳进入上清液中,上清液中的放射性逐渐增大,而被32P标记的噬菌体DNA进入细菌,放射性主要在细菌细胞内,细胞外32P的放射性很低,故曲线②③表示噬菌体蛋白质未进入细菌,噬菌体DNA进入细菌体内;本实验用同位素标记法追踪侵染过程中上清液和沉淀物中放射性的差异,从而得出DNA是遗传物质的结论。
5.
D 【解析】酵母菌属于真核细胞,遗传物质是DNA;大肠杆菌属于原核细胞,遗传物质主要分布拟核上;
T2噬菌体属于病毒,遗传物质是DNA;HIV的遗传物质是RNA,水解产生4种核糖核苷酸。
(建议用时:25分钟)
6.
D 【解析】从图示实验过程看出,通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质;F组加入了S型菌的DNA,可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌;而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果;A组经煮沸,D和E组为R型菌,均不能导致小鼠死亡,D项错误。
7.D 【解析】肺炎双球菌属于原核生物,具有细胞壁,含有DNA和RNA;噬菌体属于病毒,不具有细胞结构,仅含有DNA一种核酸;两种生物均不遵循孟德尔遗传定律,故D项符合题意。
8.
B 【解析】分析图1可知,培养噬菌体的大肠杆菌已被32P或35S标记,故甲处的噬菌体一定含有放射性,①正确;用含有32P标记的1个噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后,释放的子代噬菌体乙中,有两个含有放射性,②错误;图1中用含有32P或35S的大肠杆菌培养噬菌体,获得被标记的噬菌体,证明了噬菌体增殖时的原料来自大肠杆菌,不能证明DNA是遗传物质,③错误;图2增设一组35S标记的噬菌体作对照,可说明在噬菌体增殖过程中,起遗传效应的物质是DNA,因被35S标记的蛋白质没有进入大肠杆菌中,故不能证明蛋白质不是遗传物质,④正确;若用含35S的培养基培养大肠杆菌,噬菌体侵染大肠杆菌后,甲处的DNA分子无放射性,⑤错误;若培养2代以上,乙处部分噬菌体的核酸含放射性,⑥错误。
9.A 【解析】噬菌体侵染细菌的实验中对35S标记的噬菌体一组(甲组)不进行搅拌,则噬菌体的外壳不会从大肠杆菌上脱落,所以沉淀物中会有较强的放射性;而32P标记的噬菌体一组(乙组)保温时间过长,大肠杆菌中的噬菌体释放出来,使得上清液中的放射性较强。
10.
D 【解析】两种病毒均为RNA病毒,分析实验结果可知RNA是其遗传物质,但该实验不能证明DNA是主要的遗传物质。病毒复制时所需模板是其RNA,原料均来自宿主细胞——烟叶细胞。
11.
D 【解析】甲组中部分R型菌可转化为PenrS型菌,使部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后小鼠不可康复;乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后只有PenrS型菌落能继续生长;丙组培养基中含有青霉素,R型菌不能生长,也不能发生转化,所以不会出现菌落;丁组中因为PenrS型菌的DNA被水解而无“转化因子”,且R型菌不抗青霉素,所以无菌落生长。
12.
(1)S型和R型 (2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型;若菌落表面粗糙,则为R型) (3)如图
(4)S型细菌中存在着转化因子 (5)存活 加热杀死的S型细菌相当于疫苗,刺激小鼠产生大量的抗体和记忆细胞
【解析】(1)在实验4中,加热杀死的S型细菌使部分R型细菌发生转化,变为S型细菌,因此死亡小鼠中可以分离出R型和S型细菌。(2)R型细菌和S型细菌结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型和S型菌,或观察菌落特征可以发现,菌落表面光滑的是有荚膜的S型菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型菌。(3)绘制图线要注意:①S型细菌种群将呈现“S”型增长;②曲线的初始数量应为0,且不能从原点开始,必须过一段时间,体现了转化是需要一定时间,而且是从无到有的过程;③S型细菌的曲线应先于R型细菌曲线开始增长,且最后数量要高于R型细菌。(4)通过这个实验证明,S型细菌中存在着转化因子,但是具体哪种物质是转化因子还需进一步验证。(5)在实验3进行之后,过一段时间再给小鼠注射S型细菌,此时,小鼠已经接触过S型细菌,身体内已产生了大量的抗体和记忆细胞,因此,该小鼠可以存活。
13.
(1)④ ① (2)蛋白质外壳和DNA (3)搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体 (4)不能 蛋白质外壳没有进入细菌体内
【解析】(1)32P标记的是①(磷酸基团),⑤(肽键)不含S,有些R基含S,故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用,而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成,这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段,搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离,离心是让上清液中析出重量较轻的噬菌体,以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中蛋白质外壳没有进入细菌体内,不能说明噬菌体的蛋白质不是遗传物质。
第2讲 DNA分子的结构、复制与基因的本质
1.
B 【解析】组成DNA与RNA的核苷酸,②也不同,A错误;人口腔上皮细胞中既有DNA也有RNA,因此③(碱基)有五种,磷酸一种,B正确;RNA分子一般为单链,一般没有氢键(tRNA含有氢键),C错误;5对核苷酸DNA片段,连接①和②的键,应该是18个,D错误。
2.
C 【解析】复制得到的碱基数相等,那么氢键数也应该是相等的,X层有2个DNA,Y层有6个DNA,故X层与Y层的氢键数之比为1/3。
3.D 【解析】DNA的复制为半保留复制,子代DNA的两条链中有一条是母本的模板链。体细胞进行第一次分裂时,DNA复制所形成的每一条染色单体均含有母本的DNA链,因此子一代细胞的每一条染色体的DNA都有一条32P标记的脱氧核苷酸链,第二次有丝分裂间期,染色体复制的结果是两条姐妹染色单体,一条有32P标记,一条无32P标记,导致有丝分裂后期染色体加倍后,一半染色体不含32P。故答案选D。
4.
A 【解析】题图显示,此DNA分子复制有3个起点,复制环越大复制时间越长,因而多起点不是同时开始,A错误;题图显示,DNA分子复制是边解旋边复制,而且为双向复制,B正确;DNA分子的复制需要解旋酶参与,C正确;多起点双向复制可提高复制的速率,D正确。
5.
C 【解析】①对;②不对,基因的基本单位是脱氧核苷酸;③不对,基因不存在于核糖体;④对;⑤不对,基因是有遗传效应的特定的DNA片段;⑥对;⑦不对,基因的分子结构首先是由沃森和克里克提出的。C项正确。
6.
A 【解析】以染色体、基因和DNA的关系为背景,考查学生的理解能力和分析判断能力。细胞生物的遗传物质是DNA,故A错误。
(建议用时:25分钟)
7.
A 【解析】肺炎双球菌S型菌有多糖荚膜,具有毒性,R型菌无荚膜,不具有致病性,根本原因是二者DNA分子中的遗传信息不同造成的,所以DNA分子的差异造成了肺炎双球菌S型菌与R型菌致病性的差异,A正确;DNA分子中大多数磷酸基团都连接2个脱氧核糖,但位于两条链两端的两个游离的磷酸基团各连接一个脱氧核糖,B错误;减数分裂过程中发生交叉互换,一般会导致其DNA分子结构的改变,C错误;碱基互补配对原则保证了复制能准确无误地进行,D错误。
8.B 【解析】图中⑦是脱氧核苷酸单链,构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,应是④;RNA聚合酶能将DNA解旋,可以切断氢键⑤;复制时DNA聚合酶催化形成的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键,而①②之间的键是同一个核苷酸内的化学键;⑥是氢键,脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA的基本骨架。
9.D 【解析】分析图示,G+C含量越高,则DNA熔解所需温度越高,所以A项正确;Tm值与DNA分子中G+C含量有关,而不能说明G+C的数量,B项正确;DNA两条链通过氢键相连,脱氧核苷酸间通过磷酸二酯键连接成DNA单链,C项正确;G与C之间形成三个氢键,A与T之间形成两个氢键,但由于DNA分子中(A+T)/(C+G)比值不定,所以不能确定哪组碱基对间的氢键总数更多,D项错误。
10.C 【解析】①处为磷酸二酯键,是限制酶、DNA聚合酶和DNA连接酶的作用位点,③处为氢键,是DNA解旋酶的作用位点,A正确;②处是胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸,B正确;若该DNA分子中一条链上G+C=56%,根据碱基互补配对原则,C=G=28%,则A=T=50%-28%=22%,C错误;把此DNA放在含15N的培养液中复制两代得到4个DNA分子,根据DNA的半保留复制特点,子代DNA分子均含15N,D正确。
11.
C 【解析】15N-15N的DNA分子在14N培养基中复制3次可产生23=8个子DNA,其中有2个DNA为15N-14N,其余DNA均为14N-14N。
12.
A 【解析】下图表示分裂过程中1条染色体上DNA的标记变化情况,其他染色体标记变化情况与之相同。
该性原细胞在含有31P的培养基中进行有丝分裂时,DNA的半保留复制使每条染色体中含有两个DNA,且DNA双链均为一条含有31P,另一条含有32P,故有丝分裂前期含有32P的染色单体和DNA数目分别为32和32;有丝分裂产生的子细胞中每个DNA双链均为一条含有31P,另一条含有32P,子细胞在含有31P的培养基中继续进行减数分裂,则减数第一次分裂前期每个细胞中含有32P的染色单体和DNA数目分别为16和16。
13.
(1)DNA五碳糖为脱氧核糖,RNA为核糖 DNA特有碱基为T,RNA为U (2)DNA聚合酶 (3)G-C (4)DNA双螺旋结构较稳定,RNA单链较不稳定
【解析】(1)DNA与RNA相比,主要区别是DNA中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是T,而RNA的基本单位中的五碳糖是核糖,特有的碱基是U。(2)图2中磷酸二酯键是由脱氧核糖核苷酸脱水缩合形成,该过程需要DNA聚合酶催化。(3)DNA分子中氢键越多,DNA分子越稳定,C-G之间有3个氢键,A-T之间有2个氢键。(4)RNA是单链结构,DNA分子是双链螺旋结构,其结构稳定性较强,而单链RNA更容易发生变异。
14.
(1)a 14N
(2)半保留复制和弥散复制 弥散复制 c
(3)种类(数量和位置) 中
【解析】(1)DNA精确复制的原因是独特的双螺旋结构提供模板,碱基互补配对原则,DNA复制过程中没有用到RNA,DNA复制的意义是将遗传信息从亲代传给子代,保持遗传信息的连续性。(2)与对照相比,子代Ⅰ离心后能分辨出重(位于试管下方)和轻(位于试管上方)两条密度带,则说明DNA复制后形成的2个DNA分子是1个只含14N,另一个只含15N,DNA分子的复制方式是全保留复制;如果子代Ⅰ离心后只有1条中等密度带,DNA分子的复制可能是半保留复制,也可能是弥散复制,但可以排除DNA传递遗传信息的全保留复制。①子代Ⅱ离心后可以分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是半保留复制;②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带,则可以确定DNA传递遗传信息的方式是弥散复制。(3)分析表格数据可知:子Ⅰ代有一条带,密度介于亲代与对照组之间,子Ⅱ代有2条带,中带与轻带,比例是1?1;子Ⅲ代有2条带,中带与轻带,比例是1?3,因此可以推出DNA分子的复制方式是半保留复制。
第3讲 基因的表达
1.
B 【解析】基因1和基因2的碱基排列顺序不一定相同,则两基因中参与转录的区域可能也不同,因此转录产生的mRNA1和mRNA2的碱基数量不一定相同,但转录产生的mRNA中的碱基种类(均为A、U、G、C)一定相同,A错误、B正确;同理,翻译产生的两条多肽中,氨基酸数量不一定相同,并且组成蛋白质的约20种氨基酸并不一定都出现在两条多肽中,即两种多肽的氨基酸种类也不一定相同,C和D错误。
2.
B 【解析】由图可知物质1是mRNA,其上的三个相邻的碱基叫做密码子,A错误;该过程是翻译过程,需要mRNA作为模板,tRNA作为运载体,rRNA参与核糖体的合成,B正确;结构1是核糖体,每个核糖体独自合成1条肽链,C错误;AUG是起始密码子,翻译遇到UAA停止,D错误。
3.
B 【解析】图示转录和翻译是同时发生的,最可能发生在没有核膜的原核生物细胞内(真核生物细胞的细胞核有核膜,其转录和翻译在时间和空间上是分隔开的);mRNA上的终止密码子在tRNA上没有相对应的反密码子;转录需要RNA聚合酶的参与;原核细胞中没有线粒体,转录和翻译需要的能量由细胞质基质中进行的细胞呼吸提供。
4.
C 【解析】①为DNA分子复制过程,原料是4种脱氧核苷酸,②是转录过程,原料是4种核糖核苷酸,因此①②过程所需的原料在细胞中有8种,A正确;②为转录过程,其碱基配对方式为A-U、T-A、C-G、G-C,③是翻译过程,其碱基配对方式为A-U、U-A、C-G、G-C,可见这两个过程中的碱基配对方式不完全相同,B正确;在分化过程中,遗传物质不变,因此①的产物一般相同,由于选择性表达,②③的产物可能不同,但不是都不相同,C错误;线粒体和叶绿体中存在DNA和RNA,①②③过程均可在线粒体和叶绿体中发生,D正确。
5.
B 【解析】细菌为原核生物,无细胞核,a为DNA复制,b为转录,二者主要发生在拟核中;c为翻译过程,a、b、c过程都遵循碱基互补配对原则;c过程以游离的氨基酸为原料合成蛋白质;密码子具有简并性,转录过程发生差错,产生的蛋白质可能不变。
6.
D 【解析】遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA,mRNA上具有密码子,tRNA具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C,构成RNA的碱基是A、U、G、C,故它们的碱基不同。
(建议用时:25分钟)
7.
A 【解析】对于人体而言,基因分布于细胞核、线粒体,无论核基因还是质基因都能决定生物性状,A错误。
8.D 【解析】人的α?抗胰蛋白酶基因的DNA片段在羊的受精卵中,能整合到其染色体上,随着其复制而复制:DNA→DNA,①正确;该受精卵发育的羊能分泌含人的α?抗胰蛋白酶的奶,说明目的基因已表达成功:DNA→mRNA→蛋白质(α?抗胰蛋白酶),②正确;RNA以自身为模板自我复制只能发生在以RNA作为遗传物质的生物中,③错误;按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质,即翻译形成α?抗胰蛋白酶,④正确。故选D。
9.
A 【解析】由题意可知,转录成反义RNA的模板链与转录成mRNA的抑癌基因模板链是互补的,A错误。
10.C 【解析】以链…A-C-G-T-A-C-A-…为模板转录形成的mRNA的碱基序列为…U-G-C-A-U-G-U-…,其中第一密码子(UGC)对应的反密码子为ACG,编码的氨基酸为b;第二个密码子(AUG)对应的反密码子为UAC,编码的氨基酸为c;则最后一个密码子编码的氨基酸可能为a。所以该蛋白质基本组成单位的排列可能是b-c-a,C正确。
11.A 【解析】环丙沙星能抑制细菌DNA解旋酶的活性,因此会抑制细菌的①过程,A正确;青霉素能抑制细菌细胞壁的合成,与①过程无关;利福平能抑制RNA聚合酶的活性,因此会抑制细菌的②过程,不会抑制①过程,B错误;④⑤过程只能发生在少数病毒中,不会发生在结核杆菌细胞中,C错误;在人体的健康细胞中不会出现④⑤过程,D错误。
12.
D 【解析】根据题干信息,过程②的场所是宿主细胞的核糖体,过程①所需的酶可来自EBV,A错误;过程②翻译形成两种不同的蛋白质,因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不同,B错误;EBV增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP等,C错误;根据碱基互补配对原则,-RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤比例相同,因此过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同,D正确。
13.
(1)DNA复制 (2)DNA聚合酶 RNA聚合酶 1
(3)转运RNA(tRNA) AAA 从左到右 (4)甲过程
【解析】(1)图甲是以DNA的两条单链分别为模板,合成DNA的过程,所以甲图表示DNA的复制。(2)已知图甲、乙、丙过程分别表示DNA复制、转录和翻译的过程,DNA解旋后方能进行甲、乙两过程,酶1、酶2分别代表DNA聚合酶和RNA聚合酶,一个细胞周期中,细胞核中的乙(转录)过程在每个起点可启动多次,而甲(DNA复制)过程在每个起点一般只启动1次。(3)丙翻译过程中结构③为tRNA;氨基酸②的密码子是图丙中⑤mRNA上AAA;根据图丙中①的延长方向可知核糖体的移动方向为从左到右。(4)甲、乙、丙过程中,碱基互补配对发生差错均有可能引起生物性状的改变,该变异性状能传递给子代个体的是甲(DNA复制)过程。
14.
(1)①逆转录 逆转录酶、DNA聚合酶 4种脱氧核苷酸 ②mRNA 转录
(2)①64 61 ②核糖体、氨基酸、tRNA、ATP等
【解析】(1)物质A呈单链,且含有碱基U,可推测是RNA;产物X含有T,可推测是DNA,所以甲试管模拟的是逆转录。Y能与核糖体结合,说明Y是mRNA。(2)RNA中含有4种碱基(A、U、C、G),mRNA上三个相邻的碱基可以构成4×4×4=64种排列方式,其中有三个终止密码,这三个密码子不决定任何氨基酸,则mRNA上参与编码蛋白质氨基酸序列的密码子共有61种。翻译过程中,模板为mRNA,场所为核糖体,原料为氨基酸,另外需要转运RNA、ATP、酶。
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18(共22张PPT)
第十一单元
生态系统和环境保护
第3讲
生态环境的保护
1.人口增长对生态环境的影响
(1)我国的人口现状与前景
①现状:人口 和自然增长率明显下降,目前已进入了低生育水平国家的行列。
②前景:人口 大,在较长的时期内仍将持续 。
③目标:2020年,人口总数要控制在14.5亿以内;21世纪中叶人口总数达到峰值以后,将开始缓慢下降。
(2)人口增长对生态环境的影响
① 减少,粮食需求增加。
② 被大量消耗。③环境污染加剧等。
(3)协调人口与环境的关系
①继续控制 。
②加大 的力度。
③监控、治理江河湖泊及海域的污染。
④加强生物多样性保护和自然保护区建设。
⑤推进 。
2.有关全球性生态环境的问题
出生率
基数
增长
人均耕地
自然资源
人口增长
保护资源和环境
生态农业
水资源
臭氧层
荒漠化
生物多样性
【教材深挖】
1.人口增长完全符合自然种群数量增长的规律吗?请分析说明。
不完全符合。一个国家或地区的全部人口可以看作一个种群,它同样具有种群的特征。但人口增长不同于自然种群数量的增长,生物种群的消长规律不完全适用于人口增长的情况。因为人口的增长还要受到国家政策、经济、政治等各个方面的影响。
2.梅托斯于1970年提出了一个“人口膨胀→自然资源耗竭→环境污染”模型(如图)。根据模型分析,人口激增可能会导致(1)~(4)中的哪些项产生?
(1)土地资源利用过度,不能继续加以利用,导致粮食产量下降
(2)自然资源因世界人口激增而发生严重枯竭,工业产品的产量也随之下降
(3)环境污染严重,进一步加速了作物的减产,人口大量死亡乃至停止增长
(4)人口膨胀、自然资源耗竭和环境污染呈现恶性循环,最后导致地球毁灭
图中显示人口激增可能会导致(1)、(2)、(3)结果的产生,但由于人类可以认识自然、改造自然,地球不可能最终毁灭。
1.如图是我国1949年~1999年人口的出生率、死亡率和自然增长率变化图,据图分析,下面表述正确的是( )
A.我国人口出生率的总体下降,是推行计划生育政策取得的实效
B.由图可知,我国人口数量增长已得到控制,人口数量在逐年减少
C.针对我国沿海城市进行的人口调查,其调查结果也会符合图示变化趋势
D.60年代初,出生率下降和死亡率上升,说明当时我国人口的年龄组成一定为衰退型
【解析】我国虽因实施计划生育政策导致了人口出生率下降,但由题图可知,出生率仍然大于死亡率,自然增长率为正值,人口数量仍在上升。根据我国经济发展的特点,沿海城市因人口的大量迁入而增多,且流动人口很多,人口调查结果不会符合题干中的图示。60年代初,人口数量下降的主要原因是自然灾害,不是单纯受年龄组成影响的。
A
2.下面是反映人与环境关系的三种模式图,请分析下列对“环境容量”的理解错误的是( )
A.环境容量是指生态系统对人口的承载能力
B.环境容量可随着生产的发展而变化
C.人类可以局部地改造环境,从而使人口数量超越环境容量
D.生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础
【解析】由图可知,环境容量是指生态系统在平衡、协调发展的情况下所能供养的最大人口数;环境容量就是指生态系统对人口的承载能力,与环境有关,当环境发生变化时,其值也会随之变化;综合三个图可知,人口数量总是低于环境容量,即使暂时高于环境容量(图Ⅱ、Ⅲ),最终还会降下来;人类活动要以生态系统的稳态为基础,否则就会受到自然环境的报复。
C
3.上世纪80年代初,生活污水被排放到大多数河流后,河水仍能保持清澈,但随着污水排放增多,河流的生态平衡遭到破坏,学生科技实践小组在某河流上设置了3个监测点,相关水质指标检测结果如下图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.河流受到轻微污染保持清澈属于抵抗力稳定性
B.发生水华现象最严重的是2号监测点
C.测定水体中藻类的种类是在种群水平上进行的研究
D.可以利用捕食关系治理河流水华现象
【解析】河流受到生活污水的轻微污染后仍能保持清澈,体现的是生态系统的抵抗力稳定性,A正确;分析图中物质含量相对值可知,2号监测点的水华现象最严重,依据是该监测点藻类叶绿素a浓度最大,溶氧量最低,B正确;研究藻类的种类属于群落水平上的研究,C错误;可以通过对水体投放适量植食性鱼类来治理水华现象,植食性鱼类以藻类为食,存在捕食关系,D正确。
C
4.奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣,如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图。请据图分析下列说法错误的是( )
A.废水流入厌氧池前,需经稀释处理,是为了防止微生物失水过多死亡
B.控制废水流入氧化塘的速率,除有利于氧化塘中有机物被充分分解外,还有利于无机盐被充分吸收,使出水口处的水质达到排放要求
C.输入此氧化塘的能量有太阳能和化学能,氧化塘前部的溶解氧含量比后部的多
D.氧化塘后部种植莲等挺水植物,有利于减少出水口处水中的浮游藻类,原因是挺水植物起遮光作用,影响浮游藻类的光合作用
【解析】由于从厌氧池流入氧化塘前部的水中含有机物,所以好氧菌分解有机物需消耗水体中较多的氧气,氧化塘后部有空气输入,且有水生植物进行光合作用释放氧气,所以氧化塘后部的溶解氧比前部的多,C项错误。
C
水污染类型的判断技巧
(1)根据污染成因判断
①若水中富含N、P等营养元素引起的污染,则为无机污染。
②若水中富含有机物引起的污染,则为有机污染。
③若重金属、农药进入食物链引起的污染,则为重金属、农药污染。
(2)根据危害结果判断
①若湖泊中表现为水华,水体缺氧,水生生物大量死亡,则为无机污染。
②若异养生物大量繁殖,使河水变黑发臭,则为有机污染。
③若较高营养级生物体内重金属、农药浓度高,则为重金属、农药污染。
1.生物多样性的构成
生物圈内所有的
、动物和 及它们所拥有的 和各种各样的
。
2.生物多样性的层次分析
(1)
多样性:①分子水平: 的多样性;②细胞水平: 的多样性;③个体水平:表现型的多样性。
(2) 多样性:生物多样性最直观的表现。
(3)
多样性:生物多样性的宏观表现。
3.生物多样性的原因分析
(1)从分子水平看
植物
微生物
全部基因
生态系统
基因
DNA
染色体
物种
生态系统
DNA(基因)
蛋白质
(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 与定向的 在进化过程中共同作用的结果。
4.生物多样性的价值(连线)
价值
功能
①直接价值
a.生态功能
②间接价值
b.目前尚不明确的价值
③潜在价值
c.药用、工业原料、美学、科研价值
5.生物多样性的保护
(1)措施
(2)关键:协调好 的关系。
(3)实质:反对 地开发利用,提倡“ 就是最好的保护”。
不定向变异
自然选择
就地
易地
立法执法
人与生态环境
盲目地、掠夺式
合理利用
6.可持续发展——人类的必然选择
(1)内涵:追求的是 的持久而协调的发展。
(2)实现措施
自然、经济、社会
环境和资源
生物多样性
人口、环境、科技和资源消费
【教材深挖】
1.下图示生物多样性的三个不同层次,图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次代表生物多样性的哪个层面?
2.下图中甲、乙、丙是关于地雀的进化、发展过程示意图,图中哪些地雀间差异能体现基因多样性?哪些地雀间差异能体现物种多样性?请说明判断依据。
由A与B可以交配产生可育后代推知,二者未产生生殖隔离,应属同一物种,其差异应为遗传多样性;
由C与A、B间不能互相交配推知,C与A、B间已产生生殖隔离,故C为新物种,则C与A、B间的差异反映的是物种多样性。
Ⅰ反映了同一物种中的差异,应为基因多样性;
Ⅱ反映了不同物种间的差异,应为物种多样性;
Ⅲ反映了生物与无机环境间的关系,应为生态系统多样性。
1.下列有关生物多样性的说法,不正确的是( )
A.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用,体现了其直接价值明显大于它的间接价值
B.栖息地的丧失是生物多样性面临的主要威胁,保护生物多样性的最有效的措施是建立自然保护区以及风景名胜区等
C.地球上所有生物及其所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性
D.从进化角度看生物多样性的原因是多种多样的环境对生物进行定向选择,使基因频率向不同方向改变的结果
【解析】生物多样性的间接价值明显大于直接价值,A错误;栖息地的丧失或破坏是生物多样性的主要威胁,最好的保护措施是建立自然保护区以及风景名胜区进行就地保护,B正确;生物多样性包括基因多样性、物种多样性及生态系统多样性等几个层次,C正确;生物多样性与环境多样性直接相关,通过环境的自然选择作用使基因频率发生定向的改变,从而导致生物多样性的出现,D正确。
A
2.下列有关生物多样性的叙述,错误的是( )
A.共同进化导致生物多样性的形成
B.森林能调节气候属于生物多样性的直接价值
C.生物多样性的间接价值明显大于直接价值
D.生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性
【解析】森林能调节气候属于生物多样性的间接价值,B错误。
B
3.藏羚羊是中国特有物种,属于国家一级保护动物,由于栖息地的破坏和盗猎导致其数量急剧减少,为拯救濒临灭绝的藏羚羊,国家建立了可可西里自然保护区、羌塘自然保护区,近些年来,保护区藏羚羊的数量明显增多,下列相关叙述正确的是( )
A.保护区藏羚羊数量增多,丰富了藏羚羊的种群基因库
B.建立自然保护区属于易地保护
C.两个保护区内的藏羚羊的基因频率相同
D.两个保护区内的物种多样性的组成相同
【解析】基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因,因此保护区藏羚羊数量增多,丰富了藏羚羊的种群基因库,A正确;建立自然保护区属于就地保护,B错误;两个保护区的自然环境存在差异,特定的环境条件所选择的有利变异也存在差异,所以两个保护区内的藏羚羊的基因频率不完全相同,物种多样性的组成也存在差异,C、D错误。
A
4.生态文明建设是实现中国梦过程中的一个不可或缺的措施,下列关于生态环境的叙述中错误的是( )
A.我国的“三北防护林”可有效地防风阻沙,保护当地的草原和农田,提高了生态系统的稳定性
B.虽然经过了几十年的努力,我国人口增长过快的情况仍未得到有效控制,人口出生率和自然增长率还未明显下降
C.保护生物多样性的关键是要协调好人与生态环境的关系,如控制人口的增长、合理利用自然资源、防治环境污染等
D.利用生物技术对濒危物种的基因进行保护也是对濒危物种保护的重要措施
【解析】经过了几十年的努力,我国人口增长过快的情况得到了有效控制,人口出生率和自然增长率明显下降,B错误。
B
生物多样性及其价值分析
(1)生物多样性的形成
①从分子水平看
DNA(基因)多样性
蛋白质多样性→生物性状多样性
(根本原因) (直接原因)
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。
(2)非实用意义的直接价值与间接价值
①旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值属于直接价值。
②间接价值主要是指通过影响生态环境“间接为我所用”,如森林和草原保持水土、湿地蓄洪防旱和调节气候等作用。生物多样性的间接价值明显大于其直接价值。
1.(2016江苏高考,20)为修复长期使用农药导致有机物污染的农田,向土壤中投放由多种微生物组成的复合菌剂。下列相关叙述中错误的是( )
A.加入菌剂可增加土壤中的物种多样性,提高土壤生态系统的稳定性
B.该菌剂减少了残留农药进入农作物,一定程度上阻碍了土壤中的物质循环
C.土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度
D.农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值
【解析】加入菌剂增加土壤中生物的种类和数量,提高土壤生态系统的稳定性,A正确;该菌剂减少了残留农药进入农作物,有利于其他生物的生存,促进土壤中的物质循环,B错误;土壤有毒物质的减少有利于增加农田动物的种类,降低害虫的优势度,C正确;农药降解菌具有分解农药的特殊代谢途径,体现了基因多样性的应用价值,D正确。
B
2.(2015江苏高考,14)下列关于生物多样性的叙述,正确的是( )
A.生态系统多样性是物种多样性的保证
B.各种中药材的药用功能体现了生物多样性的间接价值
C.大量引进国外物种是增加当地生物多样性的重要措施
D.混合树种的天然林比单一树种的人工林更容易被病虫害毁灭
【解析】生态系统多样性是物种多样性的保证,A项正确;各种中药材的药用功能体现了生物多样性的直接价值,B项错误;生物入侵会降低当地的生物多样性,C项错误;混合树种的天然林抵抗力稳定性高,与单一树种的人工林相比,不易被病虫害毁灭,D项错误。
A
3.(2014天津高考,3)图a、b分别为农村和城市生态系统的生物量(生命物质总量)金字塔示意图。下列叙述正确的是( )
A.两个生态系统均可通过信息传递调节种间关系
B.两个生态系统的营养结构均由3个营养级组成
C.城市生态系统不具有自我调节能力,抵抗力稳定性低
D.流经两个生态系统的总能量均是其植物所固定的太阳能
【解析】题图为农村和城市生态系统的生物量金字塔,不能反映其营养结构组成,且两个生态系统的营养结构不是均由3个营养级组成的,B错误;任何生态系统都具有自我调节能力,但自我调节能力有一定的限度,C错误。流经城市生态系统的能量除植物固定的太阳能之外,还有从外界输入的能量,D错误。
A
4.(2015广东理综,26)为推动生态文明建设,国务院发布了《大气污染防治行动计划》,某科研小组开展酸雨与生态系统关系的研究,下表是不同pH的酸雨对三种植物叶绿素含量(mg/g)影响的结果。
pH
5.8(对照)
4.0
3.0
2.0
桃树
2.20(100)
2.19(99.55)
2.13(96.82)
1.83(83.18)
腊梅
3.65(100)
3.58(98.08)
3.44(94.25)
2.95(80.82)
木樨
1.07(100)
1.07(100)
1.05(98.13)
0.96(89.72)
注:括号内为与同种植物对照实验的相对百分比。
(1)叶绿素位于叶绿体内的 上,提取后经层析分离,扩散最慢的色素带呈 色,酸雨中的SO42-破坏叶绿素,导致光反应产生的 (产物)减少,由于光反应速率降低,将直接影响暗反应过程中的 ,最后导致(CH2O)生成减少。
(2)由表可知:①随着酸雨pH的降低,叶绿素含量受影响的程度 ;②____________________________________________;
③____________________________________________
(3)长期酸雨影响会导致部分生物死亡,使生态系统的 稳定性降低,原因是________________________________________
类囊体膜
黄绿
ATP
、[H]、O2
C3的还原
加大
叶绿素含量低(高)的植物受酸雨影响较小(大)
腊梅(木樨)叶绿素含量变化幅度最大(最小)
抵抗力
营养结构变简单、自我调节能力降低
【解析】(1)叶绿素分布于叶绿体内的类囊体薄膜上,通过研磨,提取得到的色素经层析分离,可得到不同的色素带;不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度大的扩散距离远,反之距离近,色素带在滤纸条上的分布由远及近依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。叶绿体中的色素能吸收、传递和转化光能,可利用光能将水分解生成[H]和O2,同时产生ATP。[H]和ATP参与暗反应过程中C3的还原。光反应受阻导致暗反应也降低,从而使光合产物的生成量减少。
(2)通过表中数据分析可知,当pH下降到一定程度后,三种植物叶绿素的含量均明显下降,受影响程度与pH的下降程度呈正相关。在未受到影响时三种植物叶片中叶绿素的含量不同;结合表中的相对百分比可看出三种植物中受酸雨影响最小的是木樨,受影响最大的是腊梅。
(3)长期的酸雨会使生态系统中的生物大量死亡,生物种类数量减少,营养结构变得简单,使得生态系统的抵抗力稳定性下降。
1.我国人口的两个现状
(1)出生率和自然增长率明显下降。
(2)由于我国人口基数大,人口仍将在较长时期内持续增长。
2.我国控制人口数量的基本国策
计划生育。
3.全球性七大生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减。
4.生物多样性的三个层次
基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
5.生物多样性的三种价值
潜在价值、间接价值、直接价值。
6.生物多样性的四种保护措施
就地保护、易地保护、利用生物技术保护、加强教育和法制管理。
易错点1 对水体污染的过程不清楚
【点拨】 富营养化若表现在海洋中称为赤潮,若表现在湖泊等淡水流域称为水华,原理及过程如下:
易错点2 误认为增加新物种一定会增强生态系统的稳定性
【点拨】 增加新物种有时会导致生物入侵,破坏原生态系统的稳定性或生态平衡;使原生态系统的生物多样性受到严重威胁,即引发生态危机。(共23张PPT)
第七单元
生物的变异、育种和进化
第1讲
基因突变和基因重组
1.概念
DNA分子中发生碱基对的________________________而引起的基因结构的改变。
2.时间
主要发生在______________或_________________________。
3.突变特点
(1)________:一切生物都可以发生。
(2)随机性:生物个体发育的任何时期和部位。
(3)低频性:自然状态下,突变频率很低。
(4)________:一个基因可以向不同的方向发生突变。
(5)多害少利性:有些基因突变,可使生物获得新性状,适应改变了的环境。
替换、增添和缺失
有丝分裂间期
减数第一次分裂前的间期
普遍性
不定向性
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.意义
(1)________产生的途径。
(2)生物变异的根本来源。
(3)生物进化的原始材料。
新基因
紫外线
某些病毒
5.诱发基因突变的因素
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.属于碱基对的替换;能。
2.不一定。如基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸时不会导致性状改变;基因突变若为隐性突变,如AA→Aa,不会导致性状的改变。
3.②
【教材深挖】
1.镰刀型细胞贫血症属于基因突变的哪种类型?该症状能遗传给子代吗?
2.基因突变一定改变生物的性状吗?请举例说明。
3.下图为大肠杆菌某基因碱基序列的变化,对其所控制合成的多肽的氨基酸序列影响最大的是哪一种?(不考虑终止密码子)
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017安徽巢湖月考,5)下图为结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列表述正确的是( )
A.图示中与结肠癌有关的基因互为等位基因
B.结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果
C.图中染色体上的基因变化说明基因突变是随机和定向的
D.上述基因突变可传递给子代细胞从而一定传给子代个体
B
【解析】由图分析发现各突变体的突变基因不在同一对染色体上,所以与结肠癌有关的基因不能互为等位基因,A错误;从图中可以发现突变体的突变基因个数越来越多,最终癌变,B正确;图中染色体上基因的变化说明基因突变是随机和不定向的,C错误;上述基因突变可传递给子代细胞,但是不一定传给子代个体,D错误
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.下列关于基因突变的叙述,正确的是(
)
A.基因突变后基因间的位置关系没有改变
B.体细胞发生的基因突变一定不能遗传给后代
C.基因突变大多是有害的,无法作为进化的原材料
D.观察细胞分裂中期染色体形态可判断基因突变的位置
【解析】基因突变导致基因的种类发生改变,基因的数目和位置不发生改变,A正确;体细胞的基因突变一般不遗传给后代,但是植物可以通过无性繁殖的方式遗传给后代,B错误;基因突变能产生新基因,是生物变异的根本来源,能为生物进化提供原材料,C错误;基因突变属于分子水平的变异,不能用显微镜观察到,D错误。
A
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3.(2017河南新野三高段考三,25)某科学兴趣小组偶然发现一突变雄性植株,其突变性状是其一条染色体上的某个基因发生突变的结果,假设突变性状和野生性状由一对等位基因(A、a)控制。为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体上的位置,设计了杂交实验,让该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交,观察记录子代雌雄植株中野生性状和突变性状的数量,如表所示,下列有关实验结果和结论的说法不正确的是( )
性别
野生性状
突变性状
突变性状/(野生性状+突变性状)
雄株
M1
M2
Q
雌株
N1
N2
P
A.如果突变基因位于Y染色体上,
则Q和P值分别为1、0
B.如果突变基因位于X染色体上,
且为显性,则Q和P值分别为0、1
C.如果突变基因位于X和Y染色体
的同源区段,且为显性,则Q和P值
分别为1、1
D.如果突变基因位于常染色体上,且为显性,则Q和P值分别为1/2、1/2
C
【解析】如果突变基因位于Y染色体上,则雄性植株全部表现为突变性状,Q和P值分别为1、0,A正确;如果突变基因位于X染色体上,且为显性,则突变雄株的基因型为XAY,野生纯合雌株的基因型为XaXa,则子代中雌性全部表现为突变性状,雄性全部表现为野生性状,Q和P值分别为0、1,B正确;若突变基因位于X和Y染色体的同源区段,且为显性,则突变雄株的基因型为XAYa或XaYA,野生纯合雌株的基因型为XaXa,Q和P值分别为0、1或1、0,C错误;如果突变基因位于常染色体上,且为显性,则突变雄株的基因型为Aa,野生纯合雌株的基因型为aa,子代中雌雄个体显隐性性状的比例都为1∶1,即Q和P值都为1/2,D正确
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4.一株红花植株上开满红花,其中仅出现一朵白花,则白花出现的原因不可能是( )
A.植株发生性状分离
B.相关体细胞发生隐性基因突变
C.相关体细胞发生显性基因突变
D.相关体细胞有丝分裂过程中丢失了包含红花基因的染色体片段
A
【解析】在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离;一株红花植株上开满红花,其中仅出现一朵白花的原因可能是基因突变或者是丢失了包含红花基因的染色体片段。
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1.显性突变和隐性突变的判断
(1)类型显性突变:
(2)判定方法
①选取突变体与其他已知未突变纯合子杂交,据子代性状表现判断。
②让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。
2.突变基因具体位置的判断
(1)利用野生型的个体与缺失不同基因的突变体比较,根据有无特定酶的活性判断编码该酶的基因对应的位置。
(2)将一缺失未知基因片段的突变株与已知的缺失不同基因片段的突变株分别培养,根据是否转化为野生型个体判断未知个体的缺失基因对应的位置。
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1.基因重组
【答案】基因
非同源染色体上的非等位基因自由组合
非姐妹染色单体
基因型
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2.基因重组的三种类型
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3.基因突变与基因重组的区别和联系
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【教材深挖】
1.自然条件下,原核生物能发生基因重组吗?
2.精子与卵细胞随机结合属于基因重组吗?为什么?
1.一般不能。但是特殊情况下可以,如肺炎双球菌的转化。
2.不属于。基因重组的实质是控制不同性状的基因的重新组合,精子和卵细胞随机结合时,由于来自父方和母方的染色体为同源染色体,故精子与卵细胞的随机结合不会导致基因重组,自然条件下基因重组发生的时间是减数第一次分裂前期的四分体时期和减数第一次分裂后期。基因重组发生在精子和卵细胞的形成过程中。
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1.下列关于基因重组的叙述,错误的是( )
A.基因重组通常发生在有性生殖过程中
B.基因重组产生的变异能为生物进化提供原材料
C.同源染色体上的非等位基因可以发生重组
D.非同源染色体上的非等位基因不可以发生重组
【解析】同源染色体上的非等位基因可以通过交叉互换发生重组,非同源染色体上的非等位基因通过非同源染色体自由组合发生重组,D项错误。
D
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【解析】生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组,A正确;减数分裂四分体时期,由于同源染色体的非姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组,B错误;减数分裂过程中,随着非同源染色体上的非等位基因的自由组合可导致基因重组,C正确;一般情况下,水稻花药经过减数分裂形成配子,可发生基因重组,而根尖细胞进行有丝分裂,不能发生基因重组,D正确。
2.下列关于基因重组的说法,不正确的是( )
A.生物体进行有性生殖的过程中控制不同性状的基因的重新组合属于基因重组
B.减数分裂四分体时期,由于同源染色体的姐妹染色单体之间的局部交换,可导致基因重组
C.减数分裂过程中,随着非同源染色体上的非等位基因自由组合可导致基因重组
D.一般情况下,水稻花药内可发生基因重组,而根尖则不能
B
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3.(2017山东滕州三中期中,16)某雄性动物的基因型为AaBb。下图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像。相关叙述正确的是( )
A.图甲细胞处于减数第一次分裂,称为初级精母细胞
B.由图甲可知,该精原细胞在分裂过程中发生了基因突变
C.由图乙可知,另三个精细胞的基因型分别为ab、AB、AB
D.在减数第一次分裂后期,移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b
D
【解析】图甲细胞中没有同源染色体,处于减数第二次分裂前期,为次级精母细胞;由图甲可知,四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换,由此引起的变异属于基因重组;该细胞经减数分裂形成的四个精子,可能发生过交叉互换,如果发生交叉互换,则其基因型分别为AB、aB、Ab、ab;根据图中细胞中的基因及染色体颜色可知,该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换,在减数第一次分裂后期,移向细胞同一极的基因可能是A、a、b、b。
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4.下图是某二倍体动物细胞分裂示意图,其中字母表示基因。据图判断( )
A.此细胞含有4个染色体组,8个DNA分子
B.此动物体细胞基因型一定是AaBbCcDd
C.此细胞发生的一定是显性突变
D.此细胞既发生了基因突变又发生了基因重组
D
【解析】图示细胞有2个染色体组,8个DNA分子;细胞中正在发生同源染色体的分离,非同源染色体上非等位基因的自由组合,即基因重组;图中一条染色体的姐妹染色单体相同位置的基因为D和d,其对应的同源染色体上含有d、d,可以确定发生了基因突变,但不能确定的是D突变成d,还是d突变成D,故可能发生的是隐性突变,也可能发生的是显性突变。
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基因突变和基因重组的判断方法
(1)根据亲代基因型判定
①如果亲代基因型为BB或bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变。
②如果亲代基因型为Bb,则引起姐妹染色单体B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
(2)根据细胞分裂方式判定
①如果是有丝分裂过程中染色单体上基因不同,则为基因突变的结果。
②如果是减数分裂过程中染色单体上基因不同,可能发生了基因突变或交叉互换。
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(3)根据染色体图示判定
①如果是有丝分裂后期图像,两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图甲。
②如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同,则为基因突变的结果,如图乙。
③如果是减数第二次分裂后期图像,两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果,如图丙。
(4)根据变异个体数量判定
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1.(2016天津高考,5)枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表:
注
P:脯氨酸;K:赖氨酸;R:精氨酸
下列叙述正确的是( )
A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性
B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致
D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
A
【解析】从表中可以看出野生型和突变型枯草杆菌的S12蛋白中第56位氨基酸不同,最终导致突变型能在含链霉素的培养基中存活,所以S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性,A正确;核糖体是进行翻译的场所,所以链霉素通过与核糖体结合抑制枯草杆菌的翻译功能,B错误;因为野生型和突变型的S12蛋白中第55、57、58位氨基酸都相同,所以突变型的产生最可能是由于碱基对的替换所致,C错误;链霉素不能诱发生物变异,且生物变异是不定向的,D错误。
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2.(2015海南高考,19)关于等位基因B和b发生突变的叙述,错误的是( )
A.等位基因B和b都可以突变成为不同的等位基因
B.X射线的照射不会影响基因B和基因b的突变率
C.基因B中的碱基对G-C被碱基对A-T替换可导致基因突变
D.在基因b的ATGCC序列中插入碱基C可导致基因b的突变
B
【解析】根据基因突变的不定向性,突变可以产生多种等位基因,A正确;X射线属于物理诱变因子,可以提高基因突变率,B错误;基因突变包括碱基对的替换、增添、缺失三种情况,C选项属于替换,D选项属于增添,C、D正确
3.(2015江苏高考,15)经X射线照射的紫花香豌豆品种,其后代中出现了几株开白花植株,下列叙述错误的是( )
A.白花植株的出现是对环境主动适应的结果,有利于香豌豆的生存
B.X射线不仅可引起基因突变,也会引起染色体变异
C.通过杂交实验,可以确定是显性突变还是隐性突变
D.观察白花植株自交后代的性状,可确定是否是可遗传变异
A
【解析】白花植株的出现是由于X射线照射引起的基因突变,不一定有利于生存,A错误;X射线可引起基因突变和染色体变异,B正确;应用杂交实验,通过观察其后代的表现型及比例,可以确定是显性突变还是隐性突变,C正确;白花植株自交后代若有白花后代,可确定为可遗传变异,否则为不可遗传变异,D正确
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1.基因突变4要点
(1)3个来源:碱基对的增添、缺失和替换。
(2)3个诱变因素:物理因素、化学因素、生物因素。
(3)5个特点:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利性。
(4)3个意义:①新基因产生的途径;②生物变异的根本来源;③生物进化的原始材料。
2.基因重组3要点
(1)1个时期:发生在有性生殖过程中。
(2)2个来源:非同源染色体的自由组合;同源染色体中非姐妹染色单体的交叉互换。
(3)1个意义:形成生物多样性的重要原因。
易错点1 基因突变就是“DNA中碱基对的增添、缺失和替换”
【点拨】基因突变≠DNA中碱基对的增添、缺失和替换。
(1)基因是有遗传效应的DNA片段,不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变。
(2)有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状变异,广义上也称为基因突变。
易错点2 误认为基因突变只发生在分裂间期
【点拨】引起基因突变的因素分为外部因素和内部因素。外部因素对DNA的损伤不仅发生在间期,而是各个时期都可发生;另外,外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基序列,并不是通过DNA的复制来改变碱基对,所以基因突变不只发生在分裂间期。
易错点3 将基因突变的结果“产生新基因”与“产生等位基因”混淆
【点拨】不同生物的基因组组成不同,病毒和原核细胞的基因组结构简单,基因数目少,而且一般是单个存在的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突变可产生它的等位基因,而原核生物和病毒基因突变一般产生的是一个新基因。
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必记必辨通关(共33张PPT)
第二单元
细胞的基本结构与物质的运输
第3讲
物质的输入和输出
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1.渗透作用
(1)概念:指水分子(或其他溶剂分子)通过________的扩散过程。
(2)发生渗透作用的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有________。
(3)常见渗透装置图分析
①水分的流动判断:当溶液浓度________时,水分就通过半透膜由S2流向S1;当溶液浓度________时,水分就通过半透膜由S1流向S2。
②在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差Δh,则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
【考点知识突破答案检索】
1.(1)半透膜 (2)浓度差 (3)S1>S2 S1<S2
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2.动物细胞的吸水和失水
3.植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
(1)条件:成熟植物细胞具有中央大液泡。
【考点知识突破答案检索】
2.(1)细胞膜 细胞质 (2)吸水膨胀 失水皱缩
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(3)验证
①当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞就通过渗透作用失水,植物细胞就发生__质壁分离现象。
②将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中,此时细胞液的浓度__高于外界清水,植物细胞就_吸水发生质壁分离复原现象。
【教材深挖】1.下图甲是一个典型的渗透装置,作为成熟植物细胞也应符合渗透系统的全部条件。请指出图乙中与图甲a、b、c对应的结构分别是什么?
3.“U”形管渗透装置中,当达到渗透平衡时,一般两侧溶液浓度不相等,原因是什么?
因为液面高的一侧形成的静水压会阻止溶剂分子由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
2.对于植物细胞来说,单位时间内,水分子进出细胞的数量相等时,细胞内外液体的浓度一定相等吗?
不一定。植物细胞有细胞壁的支持、保护作用,当单位时间内水分子进出植物细胞数量相等时,有可能细胞液浓度大于细胞外溶液浓度。
图乙中与图甲中a相对应的为[①]细胞液,与b对应的为[⑥]原生质层,与c对应的是“外界溶液”
1.(2017安徽师大附中入学考试,7)如下图所示,在漏斗中加入的蔗糖溶液与蒸馏水液面齐平,一段时间后,待漏斗内液面不再变化时,再向漏斗中加入一定量的蔗糖酶。下列坐标曲线中能正确反映整个实验过程中漏斗内外溶液的液面高度差变化的是( )
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C
【解析】水分子是顺相对浓度梯度跨膜运输的。实验开始时,因蔗糖溶液的浓度大于蒸馏水,所以烧杯中的水分通过渗透作用移向漏斗,导致漏斗液面升高。一段时间后,待漏斗内液面不再变化时,向漏斗中加入一定量的蔗糖酶,因蔗糖酶催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖,引起漏斗中溶液浓度进一步升高,漏斗液面继续上升。随着漏斗液面继续上升,漏斗中的葡萄糖和果糖通过半透膜进入烧杯中,使得半透膜两侧溶液的浓度差减小,漏斗液面随之下降,最终使漏斗内外溶液维持着一定的液面高度差。故C选项正确。
2.如图所示U形管中间被一种能允许水分子通过而二糖不能通过的半透膜隔开,先在两侧分别加入0.1
mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度),右侧液面高度上升,那么加入的这种微量物质最可能是( )
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C
【解析】先在两侧分别加入0.1
mol/L的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,膜两侧单位体积水分子数目相等,水分移动平衡,因此两侧液面高度不变;若向U形管右侧加入某种微量物质(不影响溶液浓度),右侧液面高度上升,说明水分子从左侧进入右侧速率大于从右侧进入左侧,左侧单位体积水分子数目多于右侧,则说明右侧的麦芽糖可能被分解为葡萄糖,导致单位体积水分子数目降低,所以加入物质为麦芽糖酶。综上分析,A、B、D三项均错误,C项正确。
A.右侧液面高度下降;胰岛素
B.右侧液面高度下降;衣藻
C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶
D.两侧液面高度不变;蒸馏水
3.(2017安徽淮南二中月考,20)五个大小相同的马铃薯幼根与物种A的幼根分别放入甲~戊五种不同浓度的蔗糖溶液中,数小时后,取出称重,质量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法正确的是( )
C
【解析】由图可知,马铃薯吸水能力要比物种A强,所以马铃薯更耐干旱,A错误;在甲溶液中,马铃薯吸水和失水处于动态平衡,当蔗糖酶将蔗糖分解成葡萄糖和果糖时,使浓度增大,马铃薯将失水,浓度变大,B错误;在甲溶液中,马铃薯吸水和失水处于动态平衡,则甲溶液属于马铃薯的等渗溶液,物种A会在此溶液中失去水分,所以不能正常生长,C正确;当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中质量不再发生变化时,水分子的跨膜运输处于动态平衡中,D错误。
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A.物种A比马铃薯更耐干旱
B.在甲溶液中加入适量的蔗糖酶,在最初一段时间,其中的马铃薯幼根细胞液浓度将减小
C.物种A在与马铃薯根细胞液等渗的完全培养液中不能正
常生长
D.当马铃薯根细胞在乙蔗糖溶液中质量不再发生变化时,水分子的跨膜运输也就停止了
4.如图曲线表示将完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中,细胞失水量的变化情况如下图。相关叙述错误的是( )
【解析】由图分析可知,甲溶液中细胞失水量不断增加,说明细胞发生质壁分离;乙溶液中细胞失水量先增加后减少,说明发生质壁分离后又复原。能发生质壁分离的细胞是成熟植物的活细胞,A正确;6
min时都可以发生质壁分离的状态,只是乙溶液中细胞在发生质壁分离的复原,B正确;如果乙溶液的浓度稍增大,则质壁分离后复原的时间需要变长,即B点右移,C正确;两条曲线的差异不仅是因为浓度的不同,乙溶液中细胞可以发生质壁分离后的自动复原,D错误。
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D
A.该实验可选取菠菜的叶肉细胞来进行
B.6
min时取出两个细胞用显微镜观察,均可看到质壁分离状态
C.若乙溶液的浓度稍增大,则曲线中B点右移
D.两条曲线的差异是由于甲、乙溶液浓度不同导致的
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1.有关渗透作用的“4”个易错点
(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压,如质量分数为10%葡萄糖溶液和质量分数为10%蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
(2)水分子的移动方向是双向的,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
(3)渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。
(4)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。
2.细胞吸水和失水的特点
(1)运输方向:细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度的跨膜运输过程。
(2)运输特点:细胞吸水时,水分子也有从细胞出来的,细胞失水时,水分子也有进入细胞的,即无论细胞吸水还是失水,水分子通过原生质层的扩散都是双向进行的。
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1.物质跨膜运输的其他实例
番茄和水稻吸收无机盐离子的比较:
科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养,结果及分析如下:
(1)实验结果
①不同植物对________的吸收有差异。
②同一种植物对________的吸收也有差异。
(2)实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有________________________。
(3)微生物吸收无机盐离子的特点
①不同微生物对无机盐离子的吸收有________。
②不同微生物对各种无机盐离子的需要量________。
【考点知识突破答案检索】
1.(1)①同一种无机盐离子 ②不同种无机盐离子
(2)选择性
(3)①选择性 ②不同
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2.物质跨膜运输的方式[连一连]
3.根据图示进一步确定物质跨膜运输的方式和影响因素
(1)填写以下有关跨膜运输方式及结构的名称。
甲:________;乙:________;丙:________;a:________。
(2)填写以下有关跨膜运输方式的影响因素。
图甲:________;图乙:________;图丙:________。
【考点知识突破答案检索】
2.①-b-Ⅰ ②-c-Ⅱ ③-a-Ⅲ ④-d-Ⅳ
3.(1)自由扩散 协助扩散 主动运输 载体蛋白
(2)浓度差 浓度差和载体蛋白 载体蛋白和能量
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【教材深挖】
1.同一细胞运输同一物质时,其运输方式一定相同吗?(举例说明)
不一定,如动作电位的产生主要靠Na+内流,Na+内流为协助扩散,Na+排出为主动运输。
2.同一种物质进出不同细胞时,运输方式一定相同吗?
不一定,如葡萄糖进入组织细胞时为主动运输,进入人的红细胞时为协助扩散。
3.胰蛋白酶能用下图模式进行运输吗?
不能,该运输为主动运输模式,胰蛋白酶的运输为胞吐。
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【解析】由图可知,葡萄糖逆浓度梯度进入小肠上皮细胞,运输方式是主动运输,需消耗ATP;小肠上皮细胞将葡萄糖运出细胞是顺浓度梯度,运输方式为协助扩散,需要载体蛋白协助,不受O2浓度影响;Na+顺浓度梯度进入此细胞,运输方式为协助扩散,需要载体蛋白协助,不消耗ATP,载体蛋白的活性受温度影响。
B
1.(2017山西五校一联,3)如图表示物质进出小肠上皮细胞的过程示意图。其中●、▲的个数代表分子(离子)的浓度。下列叙述不正确的是( )
A.葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞,需要消耗ATP
B.葡萄糖被运出此细胞的速率受O2浓度的影响
C.Na+通过协助扩散的方式进入此细胞,不需要消耗ATP
D.人体的体温发生变化时会影响Na+进入细胞的速率
2.右图为某种物质通过细胞膜的示意图,从图中能得出( )
A.图中的S代表载体蛋白,M代表离子
B.膜外是高浓度,膜内是低浓度
C.这种物质的跨膜方式一定是主动运输,因为有M和能量的参与
D.图中M的移动方式是错误的,它应是固定不变的
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【解析】图中的M可以来回移动,所以它应该是载体蛋白,而S是被运载的物质;此过程需要能量和载体蛋白,一定为主动运输,它一般是指物质由低浓度到高浓度运输;在运输过程中载体蛋白应是运动的,而不是固定不变的。
C
3.下列据图所作出的说明错误的是( )
【解析】图1所示物质的运输方式需要载体蛋白,不消耗能量,为协助扩散,协助扩散受载体数目的限制,有饱和现象;当细胞外液浓度低于细胞内液浓度时,随时间的推移,细胞内液的浓度在逐步增加,说明该物质可以从低浓度一侧进入高浓度一侧,所以此物质进入细胞的方式是主动运输,需要消耗能量;图3中矿质元素离子的跨膜运输有两个特点:一是逆浓度梯度,二是消耗ATP,故应为主动运输;O2浓度影响植物的呼吸作用,从而影响ATP的产生,从图中可以看出该物质的吸收速率受O2浓度的影响,说明吸收K+需要耗能,O2浓度达到一定程度后,K+吸收速率不再随O2浓度的增加而增加,说明该过程需要载体协助。
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D
A.图1说明该物质跨膜运输时会出现饱和现象
B.图2说明此物质进出细胞时需要消耗能量
C.图3说明该离子跨膜运输的方式为主动运输
D.图4说明该植物吸收K+不需要载体蛋白协助
4.用呼吸抑制剂处理哺乳动物成熟的红细胞,下图表示物质吸收量变化正确的是( )
【解析】C和D中物质的运输方式是自由扩散,不需要ATP,所以与呼吸强度无关。A中葡萄糖的运输方式是协助扩散,也不需要消耗ATP,所以与呼吸强度也无关。B中两种物质的运输方式都是主动运输,需要消耗ATP,所以当用呼吸抑制剂处理后,它们的运输量会受到影响,故B选项正确。
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A
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“三步法”判断物质出入细胞的方式
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1.实验原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层________。
(2)细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水或失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。
2.质壁分离与复原实验流程
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【考点知识突破答案检索】
1.(1)半透膜
2.加深 逐渐分离 清水
3.现象与结论
4.本实验特别提醒
(1)本实验存在两组对照实验
(2)引发质壁分离的2种原因
(3)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。
1.如图为某同学利用紫色洋葱鳞片叶作为实验材料,观察植物细胞质壁分离与复原的基本操作步骤。下列相关叙述中,错误的是( )
A.第二次观察(D)和第一次观察(B)形成对照,第三次观察(F)和第二次观察(D)形成对照
B.该实验用显微镜主要观察原生质层和细胞壁的位置、液泡的颜色和大小等
C.如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,则可以省略E过程
D.增大蔗糖溶液的浓度实验效果会更明显且不影响细胞的活性
【解析】题图中共有三次显微镜观察,观察的指标主要是原生质层和细胞壁的位置关系以及液泡的大小和颜色,第二次观察与第一次观察形成对照,第三次观察与第二次观察形成对照,A、B项正确;如果将蔗糖溶液换成浓度适宜的KNO3溶液,由于在细胞失水的同时,不断以主动运输的方式获得K+和NO3-,导致细胞液浓度升高,当其大于外界溶液浓度时,细胞开始吸水,从而出现质壁分离自动复原的现象,C项正确;如果蔗糖溶液的浓度过高,会导致细胞因过度失水而死亡,D项错误。
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D
2.某同学在实验室中做“观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原”这个实验时,在实验室老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如下表。对表的推断或解释不正确的是( )
【解析】在0.3
g·mL-1蔗糖溶液中洋葱鳞片叶外表皮细胞会发生质壁分离,所以X是质壁分离,A正确;在0.5
g·mL-1蔗糖溶液中洋葱鳞片叶外表皮细胞会发生质壁分离且现象比0.3
g·mL-1蔗糖溶液中的更明显,细胞因为失水过多而死亡,B正确;由于钾离子和硝酸根离子能主动进入细胞,故在1
mol·L-1
KNO3溶液中质壁分离后会主动复原,但因为植物细胞有细胞壁的保护,且细胞壁有较小的伸缩性,所以Z是细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅,C正确;④组无变化是因为细胞已经死亡,D错误。
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D
A.X为质壁分离,因为细胞渗透失水
B.Y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死
C.Z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
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巧判细胞能否发生质壁分离与复原
(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(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。
②在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3溶液、甘油等)中可发生质壁分离后自动复原现象。
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.(2016新课标Ⅰ,2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是( )
A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
【解析】离子通过离子泵的跨膜运输为逆浓度梯度运输,属于主动运输,A、B错误;动物一氧化碳中毒会影响到氧气的运输,进而影响细胞有氧呼吸产生的ATP,从而影响到主动运输,C正确;蛋白质变性剂会导致构成离子泵的蛋白质结构改变,进而降低离子泵跨膜运输离子的速率,D错误。
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C
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2.(2016新课标Ⅲ,1)下列有关细胞膜的叙述,正确的是( )
A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的
B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同
C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象
D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的
【解析】主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧,以保证活细胞能够按照生命的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,A错误;细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同,例如细胞膜上有糖蛋白,线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶,B错误;分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在着膜的融合和变形,存在膜脂的流动现象,C正确;膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等构成的,D错误。
C
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【解析】由图分析可知,载体①运输溶质分子是从低浓度向高浓度运输,即逆浓度运输溶质分子,A正确;载体②是顺浓度梯度运输,不消耗能量,因此不具有ATP酶活性,B错误;由图分析可知,①是主动运输,②是协助扩散,C正确;协助扩散和自由扩散都是物质由高浓度向低浓度运输,由于协助扩散有载体蛋白的协助,因此运输速率比自由扩散快,D正确。
B
3.(2016江苏高考,6)下图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.载体①逆浓度运输溶质分子
B.载体②具有ATP酶活性
C.载体①和②转运方式不同
D.载体②转运溶质分子的速率比自由扩散快
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4.(2016天津高考,1)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( )
【解析】观察甲和观察乙使用相同放大倍数,无需调换镜头,A错误;甲是洋葱鳞片叶外表皮细胞未失水前的状态,乙是其失水后发生质壁分离,而丙是其质壁分离后的质壁分离复原,所以甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生,B正确;发生质壁分离后,洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度相对较高,C错误;在质壁分离复原的过程中,既有水分子从胞外扩散到胞内,也有水分子从胞内扩散到胞外,D错误。
B
A.由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生
C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低
D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外
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5.(2015新课标Ⅱ,3)下列过程中,不属于胞吐作用的是( )
A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程
B.mRNA从细胞核到细胞质的过程
C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程
D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程
【解析】胞吐是指大分子物质通过囊泡转移到细胞膜与细胞膜融合,将大分子物质排出细胞的现象。A、C、D项皆属于胞吐作用;B项mRNA从细胞核到细胞质是通过核孔,不形成囊泡,不属于胞吐作用。
B
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6.(2015海南高考,10)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除主脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种不同浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后测得甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法正确的是( )
A.实验前,丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖溶液浓度与乙的浓度相等
C.实验中,细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D.甲、丙的浓度变化是由于水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
【解析】由题意可知,取生理状态相同的某种植物叶片,细胞内的细胞液浓度相同,分别放入甲、乙、丙三种不同浓度的蔗糖溶液中,一定时间后,甲的浓度变小,说明植物细胞失水,甲的浓度液浓度>植物细胞液浓度;乙的浓度不变,说明植物细胞既不失水也不吸水,乙的浓度=植物细胞液浓度;丙的浓度变大,说明植物细胞吸水,丙的浓度<植物细胞液浓度。由此可知:甲的浓度>乙的浓度>丙的浓度,A错误;乙的浓度不变是因为细胞内细胞液的浓度而非细胞内蔗糖溶液浓度与乙的浓度相等,B错误;水分进出细胞属于自由扩散,C错误;由题意可知,蔗糖分子不进出细胞,甲、乙、丙三种溶液的浓度变化均是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的,D正确。
D
1.一个原理:细胞吸水和失水的原理是渗透作用。
(1)发生条件:半透膜、浓度差。
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(2)发生现象
2.一个实验:质壁分离实验。
(1)材料:活的成熟的植物细胞。
(2)条件:外界溶液浓度>细胞液浓度。
(3)现象:细胞壁与原生质层分离。
3.两个模型
(1)三层结构模型:蛋白质—脂质—蛋白质。
(2)流动镶嵌模型:
①基本支架:磷脂双分子层。
②蛋白质分布:有的镶在磷脂双分子层表面;有的嵌入磷脂双分子层中;有的贯穿于整个磷脂双分子层。
4.细胞膜的结构特点和功能特性
(1)结构特点:流动性。
(2)功能特性:选择透过性。
5.物质跨膜运输的三种方式
(1)自由扩散:高浓度→低浓度;不需载体蛋白;不需能量。
(2)协助扩散:高浓度→低浓度;需载体蛋白;不需能量。
(3)主动运输:低浓度→高浓度;需载体蛋白;需能量。
6.大分子物质进出细胞的两种方式:胞吞、胞吐。
7.物质跨膜运输的影响因素
(1)物质浓度;(2)氧浓度;(3)载体种类和数量;(4)温度。
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易错点1 原生质层和原生质体的辨析
【点拨】(1)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质组成,不包括细胞核和液泡内的细胞液两部分,且仅存在于成熟的植物细胞中。(2)原生质体是去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。可以认为原生质体包括原生质层、细胞液和细胞核三部分。
易错点2 半透膜和选择透过性膜的辨析
【点拨】(1)区别:①半透膜是无生命活性的物理性膜,是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜,物质能否通过取决于其分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命活性的生物膜,载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后,其选择透过性丧失。
(2)共性:都允许水分子自由通过,而不允许大分子物质自由通过。
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易错点3 渗透系统中水分子的运动方向
【点拨】渗透系统半透膜两侧水分子不是单方向移动的。渗透平衡时,半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,不能认为没有水分子移动。渗透不平衡时,单位时间内水分子通过半透膜相互渗透,表现为净速度是水从自身含量高(低浓度溶液)一侧向自身含量低的一侧运动。
易错点4 误认为消耗能量的运输方式就是主动运输
【点拨】胞吐、胞吞也消耗能量。
易错点5 Na+、K+跨膜运输的方式
【点拨】Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞,但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。
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必记必辨通关(共45张PPT)
第九单元
植物的激素调节
1.植物生长素的发现过程
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科学家
图解实验方法和现象
实验结论
达尔文
胚芽鞘________
能产生某种影响,单侧光照射使该影响传递到下部伸长区,造成________面比________面生长快
鲍森·
詹森
胚芽鞘尖端产生的影响可以透过__________传递给下部
拜尔
胚芽鞘的弯曲生长,是尖端产生的影响在其下部________________造成的
温特
造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质,这种物质被命名为________
尖端
背光
向光
琼脂片
分布不均匀
生长素
考点一
考点二
考点三
考点四
第1讲
细胞的增值
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2.生长素的产生、运输和分布
色氨酸
芽、叶
种子
胚芽鞘
上端
下端
韧皮部
生长旺盛
考点一
考点二
考点三
考点四
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3.植物产生向光性的原因
生长素
单侧光
不均匀
多
少
快于
考点一
考点二
考点三
考点四
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【教材深挖】
1.鲍森·詹森实验的目的是要证明胚芽鞘尖端产生的影响要向下传递,但实验并没有充分证明,如何补充实验可以充分证明胚芽鞘尖端产生的影响要传递到下部才能发挥作用?
答:设置对照组,将琼脂片换成云母片或玻璃片,其他均相同。
2.琼脂块能否感光?通过实验可以看出琼脂块对生长素的运输和传递有无影响?
琼脂块不能感光,并且对生长素的运输和传递没有影响。
考点一
考点二
考点三
考点四
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(1)甲图中的a、b、c分别表示哪种方式的运输?
a表示的是横向运输,b表示的是极性运输,c表示的是非极性运输。
(2)乙图中哪些箭头表示的是横向运输?哪些表示的是极性运输?
A→A′和B→B′的运输方式是横向运输,A→C、A′→C′、B→D、B′→D′的运输方式是极性运输。
(3)甲图和乙图中引起生长素横向运输的环境因素是什么?
甲图中引起生长素横向运输的是单侧光照,乙图中的环境因素是重力。
考点四
考点一
考点二
考点三
3.下图表示胚芽鞘、芽和根等处的生长素的运输,依图分析下列问题:
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1.(2017广东湛江一模,5)用不同实验材料分别对燕麦的胚芽鞘进行以下研究实验,若图中箭头所指表示实验进行一段时间后胚芽鞘的生长情况,实验结果正确的是( )
C
【解析】燕麦胚芽鞘的感光部位是尖端,用锡箔小帽套住尖端后,不能感光,因此燕麦胚芽鞘直立生长,A错误;生长素不能通过云母片,右侧生长素不能向下运输,导致燕麦胚芽鞘向右弯曲生长,B错误;琼脂块不影响生长素的运输,所以单侧光能导致燕麦胚芽鞘弯向光源生长,C正确;含生长素的琼脂块放置在去掉尖端的燕麦胚芽鞘右侧,导致右侧有生长素,促进右侧生长,向左弯曲,D错误。
考点一
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2.用燕麦胚芽鞘及幼苗①~⑧进行下图所示的实验,一段时间后,会引起弯曲现象的是( )
A.②⑤⑦
B.①②③⑤⑧
C.①③④⑥⑦
D.②⑤⑧
D
【解析】①a、b琼脂块中的生长素浓度相同,故直立生长;②向右弯曲生长;③直立生长;④直立生长;⑤向右弯曲生长;⑥不生长也不弯曲;⑦只有暗室内的幼苗旋转,单侧光不影响生长素的分布,直立生长;⑧向小孔方向弯曲生长。
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3.(2017河南郑州一中入学考试,5)为探究在单侧光照射下燕麦胚芽鞘产生的生长素横向运输是发生在尖端(A段)还是发生在尖端下面一段(B段),某同学进行了如图所示的实验,下列叙述正确的是( )
D
A.若a、b均向光源弯曲生长,则表明生长素的横向运输发生在B段
B.若a、b均直立生长,则表明生长素的横向运输发生在B段
C.若a向光源弯曲生长,b直立生长,则表明生长素的横向运输发生在A段
D.若b向光源弯曲生长,a直立生长,则表明生长素的横向运输发生在A段
【解析】若a、b均向光源弯曲生长,说明都发生了生长素的横向运输,则表明生长素的横向运输发生在A和B段,A项错误;若a、b均直立生长,说明都没有发生生长素的横向运输,则表明生长素的横向运输必须在A和B段同时进行,B项错误;若a向光源弯曲生长,说明a发生了生长素的横向运输,b直立生长,说明b没有发生生长素的横向运输,则表明生长素的横向运输发生在B段,C项错误;若b向光源弯曲生长,说明b发生了生长素的横向运输,a直立生长,说明a没有发生生长素的横向运输,则表明生长素的横向运输发生在A段,D项正确。
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4.从如图所示的实验中,可以直接得出的结论是( )
A.生长素能促进上胚轴切段生长
B.感受光刺激的部位是上胚轴切段的顶端
C.单侧光照引起生长素分布不均匀
D.生长素只能由形态学上端向形态学下端运输
A
【解析】该实验的自变量是琼脂块中是否含有生长素,含有生长素的上胚轴切段生长,不含生长素的上胚轴切段没有生长,因此该实验能证明生长素能促进上胚轴切段生长,A正确;由于缺乏含有上胚轴切段的顶端部分的对照实验,该实验不能直接证明感受光刺激的部位是上胚轴切段的顶端,B错误;该实验中由于上胚轴切段没有弯曲生长,单侧光照没有引起生长素分布不均匀,C错误;该实验的自变量是琼脂块中是否含有生长素,因此,不能证明生长素的极性运输方向,D错误。
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1.胚芽鞘长势分析方法——“两看法”
先看→
再看→
2.生长素的运输、分布分析
(1)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)引起生长素在胚芽鞘分布不均匀的因素有:单侧光、重力、含生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘上的位置,以及用云母片等材料阻断胚芽鞘一侧生长素的向下运输等。
(3)太空环境中虽然失去了“重力”对生长素分布的影响,但“单侧光”的影响仍存在,且生长素“极佳运输”的特性不变。
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1.生长素生理作用及特点
(1)主要作用:促进_______。
(2)作用方式:不直接参与______________,而是给细胞传达一种_______的信息。
(3)特点:________。
(4)表现:低浓度________,高浓度________。具体如下:
细胞生长
细胞代谢
调节代谢
两重性
促进
抑制
发芽
生长
落花落果
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(5)实例——顶端优势
2.生长素类似物
(1)概念:具有与________相似的生理效应的_____________的化学物质。
(2)应用
①防止果实和叶片的________。
②促进结实,获得______________。
③促进扦插枝条________。
低
高
抑制
生长素
人工合成
脱落
无子果实
生根
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【教材深挖】
1.下图表示不同器官对生长素的敏感度,依图回答问题。
(1)根据图中曲线分析三种器官对生长素的敏感度的高低。
答:根>芽>茎。
(2)生长素的两重性可简单地理解成“低浓度促进、高浓度抑制”,这里的“高浓度”和“低浓度”的界限指的是上图中哪几个点对应的生长素浓度?
答:对根、芽和茎而言,“高浓度”和“低浓度”的界限分别是A′、B′和C′对应的生长素浓度。
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答:植物横向放置,在重力作用下,生长素发生横向运输,由远地侧运至近地侧,导致近地侧生长素浓度高于远地侧。
(3)A
→A′的含义是不是随着生长素浓度的增大,抑制作用逐渐增强?
答:不是,A
→A′的含义是随着生长素浓度的增大,促进作用逐渐减弱。
2.不同浓度的生长素对茎生长的促进作用一定不同吗?
答:不一定,也可能相同。
3.植物的茎横向放置一段时间后,会向上弯曲生长,表现出背地性,试分析上述现象中,生长素分布不均匀如何形成?
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1.下列关于植物生长素生理作用的叙述,错误的是( )
A.生长素浓度越低对植物生长的促进作用越明显
B.摘除顶芽可以解除较高浓度生长素对侧芽的抑制
C.生长素与其他植物激素共同作用调节植物的生长
D.生长素不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息
A
【解析】在生长素浓度小于最适浓度的范围内,浓度越低,对植物生长的促进作用越弱,A错误;摘除顶芽后,顶芽产生并向侧芽处运输的生长素减少,导致侧芽处生长素浓度降低,从而促进生长,B正确;植物的生长往往是生长素等多种植物激素共同调节的结果,C正确;生长素是调节植物生长的一类信息分子,其本身并不参与细胞代谢,D正确。
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2.将某植物的幼苗放在单侧光下照射一段时间,下图为该幼苗尖端以下部位的横切面示意图,有关叙述错误的是( )
A.幼苗尖端的色氨酸可转变为生长素
B.单侧光来自b侧,导致该处生长素浓度高
C.a侧细胞的伸长速度小于b侧
D.其向光侧相当于将茎横放的远地侧
B
【解析】幼苗尖端的色氨酸经过一系列反应可转变成生长素,A正确;由于单侧光照射,导致尖端下面的伸长区背光侧比向光侧生长素含量多,生长快,因而幼苗向光弯曲生长,据图分析可知,b侧生长素分布多,生长快,由此可推断单侧光来自a侧,a侧细胞的伸长速度小于b侧,B错误,C正确;茎横放时由于重力作用,导致茎的远地侧生长素含量少于近地侧,远地侧生长慢,D正确。
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3.(2017山东桓台二中,24)用不同浓度的生长素类似物溶液处理某植物插条使其生根,结果如下表。下列叙述错误的是( )
组别
清水
浓度a
浓度b
浓度c
平均生根数
15
29
38
7
A.实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶
B.根据实验结果无法比较a、b、c浓度的大小
C.实验结果表明促进插条生根的最适浓度在a和c之间
D.该生长素类似物对根的生理作用具有两重性
C
【解析】生长素能促进扦插枝条生根,表格中清水组能够生根,说明其自身能产生一定的生长素,所以实验中用于扦插的枝条可能带有芽或幼叶,A正确;生长素的作用具有两重性,不同的浓度可能有相同的实验效果,所以根据表格中的生根数不能确定a、b、c浓度的大小,B正确;根据表格分析,浓度c的生根数量少于清水组,已经表现出抑制作用了,C错误、D正确。
考点四
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考点二
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4.下图表示生长素浓度对某植物根和茎生长的影响,下列判断错误的是( )
A.生长素对这两种器官的作用都具有两重性
B.植株倒伏一段时间后,根近地侧生长素浓度应大于C点所示浓度
C.若植物茎向光一侧生长素浓度为B点所示浓度,则背光侧浓度一定在D~E所示浓度范围
D.该植物茎对生长素的敏感性小于根
【解析】由图可知,生长素对根和茎都既具有促进作用,又具有抑制作用,所以生长素对根和茎作用都具有两重性,A正确;植株倒伏一段时间后,根的近地侧生长被抑制,所以生长素浓度应大于C点所示浓度,B正确;植物茎具有向光性,背光一侧促进效果比向光一侧强,若植物茎向光一侧生长素浓度为B点所示浓度,则背光一侧浓度一定在B~E所示浓度范围,C错误;植物茎的敏感性小于根,D正确。
C
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.生长素促进生长原理分析
(1)生长素促进生长的原理为促进细胞的纵向伸长,从而使体积变大,而不是促进细胞数目的增多。如下图中背光侧之所以长得快,就是因为其背光侧细胞比向光侧“更伸长”。
(2)利用生长素(或生长素类似物)来促进生根、除草、生产无子果实时,“生长素”前面不要忘记加上“适宜浓度”“一定浓度”等,因为生长素浓度不同,所起的作用也不同。
考点四
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.“三看”法确认生长素作用是否体现“两重性”
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.其他植物激素(连线)
①根冠、萎蔫叶片
a.赤霉素
Ⅰ.促进细胞分裂
b.细胞分裂素
Ⅱ.促进果实成熟
③各个部位
c.脱落酸
④主要是根尖
d.乙烯
答案:①-c-Ⅳ ②-a-Ⅲ
③-d-Ⅱ ④-b-Ⅰ
考点四
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.植物激素间的相互关系
(1)相互作用:植物生长发育过程中,任何一种生理活动都不是受单一激素控制的,不同发育时期激素的种类和数量不同。如下图为种子发育过程中激素含量的变化:
①不同发育时期植物激素的种类和数量不同,体现了基因的________。
②激素间的相互作用:有的是相互促进,有的是相互________。
选择性表达
拮抗
(2)植物生命活动调节的实质
光照、温度等环境因子
________________
_______________。
植物激素的合成
基因组的表达
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.植物生长调节剂
(1)概念:________的对植物的生长发育有________的化学物质。
(2)优点:________、原料广泛、________。
(3)应用(连一连):
A.乙烯利
a.增加芦苇的纤维长度
B.赤霉素
b.培育无子番茄
C.2,4—D
c.保持蔬菜鲜绿
D.青鲜素
d.催熟未成熟果实
【教材深挖】
尝试从酶对激素的分解角度分析植物生长调节剂在植物体内的作用时间比较长的原因。
答案:植物生长调节剂是人工合成的,植物体内没有分解这类物质的酶,故其在植物体内作用的时间较长。
人工合成
调节作用
容易合成
效果稳定
答案:A-d B-a C-b D-c
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2017宁夏青海师大附中期中,17)下列关于植物激素的叙述,错误的是( )
A.乙烯利能使青色的香蕉快速转变成黄色香蕉
B.光照、温度等环境因子可以影响植物激素的合成
C.赤霉素和生长素都能促进细胞伸长,高浓度都会导致“恶苗病”
D.用脱落酸处理马铃薯块茎,可延长其休眠时间以利于储存,2,4-D不是植物激素
C
【解析】乙烯利能对果实催熟,A正确;光照、温度等环境因子可以影响植物激素的合成,主要是通过影响基因的表达,B正确;赤霉素和生长素都能促进细胞伸长,但生长素具有两重性,高浓度的生长素可能会抑制生长,C错误;脱落酸能抑制细胞分裂,用其处理可以延长马铃薯块茎的休眠期,2,4-D是生长素类似物,不是植物体内产生的植物激素,D正确。
考点四
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
考向突破
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2.下列有关植物激素的说法,正确的是( )
A.乙烯只在果实中合成,并能促进果实成熟
B.脱落酸可促进叶和果实的衰老脱落,促进细胞分裂
C.不同浓度的生长素对植物同一器官生长的促进效果一定不同
D.植物茎切段中乙烯含量升高,可抑制生长素促进细胞伸长的作用
D
【解析】植物体各部位都能合成乙烯,A错误;脱落酸可促进叶和果实的衰老脱落,抑制细胞分裂,B错误;由于生长素的作用具有两重性,故位于最适浓度两侧的不同浓度的生长素对同一植物的同一器官可能具有相同的促进作用,C错误;植物茎切段中乙烯含量升高,可抑制生长素促进细胞伸长的作用,D正确。
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
3.(2017河南西平中学月考,35)为研究某植物生长发育过程中生长素与细胞分裂素之间的相互作用,某生物兴趣小组进行了相关实验后绘出了如下图所示曲线。以下叙述错误的是( )
A.激素甲是生长素,激素乙是细胞分裂素
B.高浓度的生长素对侧芽的萌动起抑制作用
C.高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起促进作用
D.激素甲和激素乙在植物侧芽生长中起拮抗作用
【解析】分析曲线可知,去除顶芽后侧芽部位激素甲浓度下降,激素乙浓度升高,顶端优势去除,说明激素甲是生长素,激素乙是细胞分裂素,A正确;顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽部位,抑制侧芽生长,B正确;曲线表明随侧芽部位细胞分裂素浓度升高,侧芽长度增大,说明高浓度的细胞分裂素对侧芽萌动起促进作用,C正确;低浓度生长素和高浓度细胞分裂素均能促进侧芽生长,D错误。
D
考点四
考点一
考点二
考点三
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4.下图表示植物激素对某植物果实发育、成熟、衰老和脱落的调节作用,A、B、C代表不同的植物激素。下列说法正确的是( )
A.激素A对细胞伸长生长具有促进作用
B.高浓度的生长素可以防止落花落果
C.果实成熟时激素B直接参与细胞内的代谢活动
D.激素C在幼嫩的组织和器官中含量较多
【解析】分析题图可知激素A是赤霉素,对细胞伸长生长具有促进作用,A正确;低浓度的生长素可以防止落花落果,B错误;激素B是乙烯,可以促进果实成熟,但是不能参与细胞代谢,C错误;激素C是脱落酸,在成熟、衰老的器官中含量较多,D错误。
A
考点一
考点二
考点三
考点四
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1.几种常见植物激素的作用及原理
(1)生长素的作用原理是促进细胞的伸长,而细胞分裂素的作用原理是促进细胞分裂,赤霉素也能促进细胞伸长。
(2)脱落酸能抑制细胞分裂,在这方面与细胞分裂素具有拮抗关系。
(3)乙烯的作用是促进果实成熟,而不是促进果实发育。
2.归纳植物激素之间的关系
(1)协同作用的激素
①促进生长的激素:生长素、赤霉素、细胞分裂素。
②延缓叶片衰老的激素:细胞分裂素和生长素。
(2)拮抗作用的激素
①器官脱落
②种子萌发
考点四
考点一
考点二
考点三
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1.实验原理
(1)生长素类似物对植物插条的生根情况有很大的影响,在不同________、不同________下处理插条,其影响程度不同。
(2)生长素类似物的影响存在一个____________浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。
(3)用生长素类似物处理插条的方法有____________和________。
2.实验过程
→
→
→
浓度
时间
最适
浸泡法
沾蘸法
一系列
浓度
生长状况
相同
枝条生根状况
考点一
考点二
考点三
考点四
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3.实验分析
(1)本实验的自变量是生长素类似物浓度,所以需要配制________的生长素类似物溶液。
(2)为避免设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费,实验之前需进行________。
(3)由图曲线可知,促进扦插枝条生根的最适浓度是A点对应的生长素类似物浓度,在A点两侧,存在促进生根效果相同的两个________。
一系列浓度
预实验
不同浓度
考点四
考点一
考点二
考点三
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1.
(2017江苏邗江中学期中,25)研究2,4-D对海州常山枝条扦插生根的影响,结果如下表所示。根据实验结果可得到的结论是( )
A.一定浓度的2,4-D溶液对生根具有明显的促进作用
B.生根数量随着2,4-D浓度的增加而呈上升趋势
C.2,4-D促进扦插枝条生根的作用具有两重性
D.未经2,4-D溶液处理的海州常山枝条无法生根
【解析】据表格数据分析,低于400
mg·L-1,生根数量随着2,4-D浓度的增加而呈上升趋势,超过400
mg·L-1,促进效果下降,A正确,B错误;表格没有体现与0浓度比较抑制生根数量的浓度,C错误;在0浓度时也有生根,D错误。
A
考点一
考点二
考点三
考点四
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2.(2017河南南阳一中月考,10)某同学在探究生长素类似物NAA促进银杏插条生根的最适浓度实验中获得了如下图所示结果,有关本实验分析或评价的叙述,不正确的是( )
A.实验中盛有不同浓度的小培养皿必须加盖,其原因是避免水分蒸发引起溶液浓度变化
B.促进银杏插条生根的最适浓度为c
C.银杏插条上侧芽的数目及饱满程度属于无关变量,各组需保持一致
D.在探究过程中,很有可能有促进生根数目相同、而NAA浓度不同的情况出现
【解析】实验的自变量是生长素类似物NAA的浓度,小培养皿加盖避免水分蒸发引起溶液浓度变化;由图中不能确定促进插条生根的最适浓度;银杏插条上侧芽能产生生长素,因此各组需保持一致;在促进生根的最适浓度的两侧,存在一个低浓度和高浓度,它们的促进效果相同。
B
考点四
考点一
考点二
考点三
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生长素类似物促进枝条生根的实验分析
①方法:采用一定浓度梯度的生长素类似物溶液分别处理同种插条,观察生根的数目及长度;②实验变量的确定:该实验的自变量为生长素类似物溶液的浓度;实验的因变量是扦插枝条的生根情况;实验的无关变量是实验试剂的剂量、插条的种类、生长素类似物处理的时间等;③实验对照的分析:该实验中存在空白对照(用蒸馏水处理的对象组)和相互对照(用不同浓度生长素类似物溶液处理的对象组)。
考点一
考点二
考点三
考点四
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1.(2016新课标Ⅲ,4)为了探究生长素的作用,将去尖端的玉米胚芽鞘切段随机分成两组,实验组胚芽鞘上端一侧放置含有适宜浓度IAA的琼脂块,对照组胚芽鞘上端同侧放置不含IAA的琼脂块,两组胚芽鞘下端的琼脂块均不含IAA。两组胚芽鞘在同样条件下,在黑暗中放置一段时间后,对照组胚芽鞘无弯曲生长,实验组胚芽鞘发生弯曲生长,如图所示。根据实验结果判断,下列叙述正确的是( )
A.胚芽鞘b侧的IAA含量与b′侧的相等
B.胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧的IAA含量不同
C.胚芽鞘b′侧细胞能运输IAA而c′侧细胞不能
D.琼脂块d′从a′中获得的IAA量小于a′的输出量
D
【解析】根据题意可知,琼脂块a′中含有生长素,所以胚芽鞘b′侧含IAA;琼脂块a中不含生长素,所以胚芽鞘b侧与胚芽鞘c侧均不含生长素,A、B错误;胚芽鞘细胞均能运输IAA,C错误;a′中输出的IAA,一部分运至b′侧,促进该侧细胞的伸长,另一部分运至琼脂块d′中,D正确。
考点四
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
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2.(2016四川高考,4)有人从真菌中提取到甲、乙和丙三种生长素类似物,分别测试三种类似物的不同浓度对莴苣幼根生长的影响,结果如下图。以下说法不正确的是( )
A.甲、乙和丙对莴苣幼根生长的影响均具有两重性
B.在0~20
ppm范围内,甲对莴苣幼根的促进作用大于丙
C.乙的浓度大于20
ppm后,对莴苣幼根生长起抑制作用
D.据图推测,用30
ppm的甲处理莴苣幼芽可抑制其生长
【解析】据图分析,与生长素类似物浓度为0相比,生长素类似物甲、乙、丙低浓度时促进根的生长,而生长素类似物乙、丙浓度大于20
ppm时,甲大于50
ppm时,抑制根的生长,具有两重性,A、C项正确;在0~20
ppm范围内,甲组莴苣幼根长度大于丙,故此浓度范围内甲对莴苣幼根的促进作用大于丙,B项正确;根和幼芽对生长素浓度的敏感度不同,由图不能推出30
ppm的生长素类似物对幼芽的影响,D项错误。
D
考点一
考点二
考点三
考点四
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真题感悟
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必记必辨通关
3.(2016浙江高考,2)某研究小组进行了外施赤霉素和脱落酸对贮藏期马铃薯块茎发芽影响的实验,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.为使马铃薯块茎提早发芽,可以外施脱落酸
B.为延长马铃薯块茎的贮藏时间,可以外施赤霉素
C.外施赤霉素后,马铃薯块茎从开始发芽到最大发芽率所需的时间更短
D.对照组马铃薯块茎中赤霉素含量与脱落酸含量的比值,第5周时大于实验开始时
【解析】由图分析可知,赤霉素能促进马铃薯块茎的发芽,而脱落酸能抑制其发芽,A项错误;赤霉素能促进发芽,缩短了马铃薯块茎的贮藏时间,B项错误;由图可知,三组马铃薯块茎从发芽到达到发芽率的最大值的时间相同,C项错误;对照组在第5周时发芽率开始增加,原因是体内赤霉素含量增加,赤霉素含量与脱落酸含量的比值随之增大,D项正确。
D
考点四
考点一
考点二
考点三
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真题感悟
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必记必辨通关
4.(2015新课标Ⅰ,2)下列关于植物生长素的叙述,错误的是( )
A.植物幼嫩叶片中的色氨酸可转变为生长素
B.成熟茎韧皮部中的生长素可以进行非极性运输
C.幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的敏感程度相同
D.豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生长素浓度的影响
【解析】生长素所发挥的作用因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异,一般情况下幼嫩细胞对生长素敏感,成熟细胞对生长素比较迟钝,C错误。
C
考点一
考点二
考点三
考点四
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真题感悟
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5.(2014全国大纲,5)为了验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀这一结论,需要先利用琼脂块收集生长素,之后再测定其含量。假定在单侧光照射下生长素的不均匀分布只与运输有关,下列收集生长素的方法(如图示)中,正确的是( )
【解析】A项、D项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下,由于插入胚芽鞘尖端的云母片的阻挡作用,生长素均不能发生横向运输,无法使其在琼脂块中分布不均匀。C项胚芽鞘尖端未完全分隔开,单侧光照射下,生长素可发生横向运输,但琼脂块未分隔开,收集到的是生长素总量,不能确定单侧光照射下两侧琼脂块内的生长素含量。B项胚芽鞘尖端在单侧光的照射下,先发生横向运输,然后纵向运输到尖端以下的不同的琼脂块中,再通过测定不同琼脂块中生长素含量的大小,即可验证单侧光照射会导致燕麦胚芽鞘中生长素分布不均匀,故选B。
B
考点四
考点一
考点二
考点三
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6.(2015新课标Ⅱ,29)某基因的反义基因可抑制该基因的表达,为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响,某研究小组以番茄的非转基因植株(A组,即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验,在番茄植株长出果实后的不同天数(d),分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高,乙烯的释放量就越大),结果如下表:
回答下列问题。
(1)若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质,在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质。可推测,A组果实中与乙烯含量有关的基因有____________________,B组果实中与乙烯含量有关的基因有____________________________。
X基因和Y基因
X基因、Y基因和反义X基因
考点一
考点二
考点三
考点四
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真题感悟
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(2)三组果实中,成熟最早的是_____组,其原因是________________________________________________________。
如果在35天时采摘A组与B组果实,在常温下储存时间较长的应是________组。
A
乙烯具有促进果实成熟的作用,该组果实的乙烯含量(或释放量)高于其他组
B
【解析】(1)B组果实没有检测到X基因表达的蛋白质,乙烯释放量比对照组在相应天数要少,C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质,C组乙烯释放量为零,说明反义X或反义Y基因抑制X基因或Y基因表达后,就影响了乙烯的合成,因此,对照组A组果实中与乙烯含量有关的基因有X、Y;B组除X、Y基因以外还有反义X基因与乙烯含量有关。
(2)乙烯具有促进果实成熟的作用,A组在相同天数释放的乙烯最多,因此三组果实中A组成熟最早;在35天时采摘A组与B组果实,在常温下储存时间较长的应该是成熟程度较轻的B组,因为A组35天后释放较多的乙烯,B组释放乙烯量少。
考点四
考点一
考点二
考点三
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1.对胚芽鞘向光弯曲生长的五点归纳
(1)生长素的产生部位——胚芽鞘的尖端。
(2)生长素发挥作用的部位——尖端下面一段。
(3)感光部位——胚芽鞘尖端。
(4)单侧光的作用——引起生长素分布不均匀。
(5)弯曲原因——生长素分布不均匀,导致生长不均匀。
2.生长素的三个主要作用
促进细胞的伸长生长;促进扦插枝条生根;促进子房发育成果实。
3.生长素的两重性
低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
4.生长素作用的敏感性
根>芽>茎;双子叶植物>单子叶植物。
考点一
考点二
考点三
考点四
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5.其他四种植物激素的主要作用
(1)赤霉素:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进其萌发。
(2)细胞分裂素:促进细胞分裂;诱导芽的分化;防止植物衰老。
(3)脱落酸:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
(4)乙烯:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
易错点1 对植物生长素的作用与应用误解
【点拨】(1)生长素能够促进扦插枝条生根和果实发育的原因是生长素能够改变植物体内的营养物质分配。
(2)生长素与秋水仙素:①前者为植物激素,后者为植物次生代谢产物——生物碱。②前者可促进植物的生长,促进果实发育,后者则抑制植物细胞有丝分裂过程中纺锤体的生成。
(3)生长素对趋向衰老的组织是不起作用的。
考点四
考点一
考点二
考点三
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
(4)扬花期受到大风袭击,影响了传粉,对于茄果类作物,喷洒一定浓度的生长素可以避免减产;对于收获种子的作物,由于没有受精不能形成种子,因而会造成减产。
(5)促进果实发育和成熟的激素是不同的:果实发育主要是生长素的作用结果,果实成熟主要是乙烯的作用结果。
(6)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的:生长素促进细胞伸长,即体积增大;细胞分裂素促进细胞分裂,即细胞数目增多,二者共同促进植株生长。
易错点2 对无子果实的形成机理不清楚
【点拨】自然情况下,果实一般是在两性生殖细胞结合的基础上发育而成的。如果由于人为或自然因素的影响,没有发生受精现象,此时由子房发育成果实的过程叫单性结实。无子果实是单性结实的结果。下面介绍几种无子果实:
考点一
考点二
考点三
考点四
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
项目
原理
方法处理
无子
番茄
生长素促进果实发育
用一定浓度的生长素溶液处理未受粉的番茄花蕾
香蕉
香蕉是三倍体,不能形成正常的配子
不能受精发育成种子,需子房产生一定量的生长素并自我刺激,发育成无子果实
无子
西瓜
染色体变异形成的三倍体,不能产生正常的配子
通过多倍体育种方法获得,其子房需用正常花粉刺激(产生生长素)才能发育成无子果实
用赤霉素处理植株,也可诱导单性结实,形成无子果实,如无子葡萄。
考点四
考点一
考点二
考点三(共31张PPT)
第一单元
细胞及其分子组成
第4讲
核酸、糖类和脂质
考点知识突破
考点考向突破
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必记必辨通关
1.核酸的分类与功能
(1)种类:生物体中的核酸有2种,DNA(________)和RNA(________)。
(2)结构(如图)
①基本单位:________(8种)
巧记 DNA组成结构的“五、四、三、二、一”
五(五种元素);四(四种单体);
三(三种小分子);二(二条脱氧核苷酸长链);一(一种双螺旋结构)
②核酸的构成
【考点知识突破答案检索】
1.(1)脱氧核糖核酸 核糖核酸 (2)核苷酸 五碳糖 含氮碱基 (3)蛋白质的生物合成
(3)核酸功能—
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
2.DNA和RNA的比较
注:正因为DNA中有T无U,而RNA中有U无T,因此研究DNA的复制时可标记胸腺嘧啶(T),研究RNA的复制时可标记尿嘧啶(U)。
【考点知识突破答案检索】
2.T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
脱氧核糖 核糖 遗传物质 遗传信息 mRNA tRNA rRNA 线粒体 叶绿体 细胞质
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
【教材深挖】
1.DNA片段中有几个游离的磷酸基团?DNA分子中,相邻的碱基靠什么连接?
2个;一条链中相邻的碱基依靠“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接,两条链间的碱基依靠氢键连接形成碱基对。
2.如图表示染色体和核糖体的部分成分,试分析:
(1)图中a、b的名称分别是什么?甲、乙、丙分别是何类物质?
a.核苷酸 b.氨基酸 甲—DNA 乙—RNA 丙—蛋白质
(2)若将烟草花叶病毒、噬菌体安置于A或B位置,应如何对应?
A—噬菌体 B—烟草花叶病毒
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考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
【解析】由碱基T可知,该链为DNA的一条链,除细胞核外,线粒体、叶绿体中有少量的DNA。
1.(2017河北衡水中学四调,12)如图为某核苷酸长链的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.图中所示为脱氧核苷酸长链
B.②为脱氧核糖
C.④为胞嘧啶脱氧核苷酸
D.⑤只能在细胞核中找到
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
【解析】题图所示为核苷酸的组成,甲是磷酸,乙是五碳糖,丙是含氮碱基。人体细胞中的遗传物质是DNA,DNA中的含氮碱基只有4种。病毒中的核酸只有1种,所以组成病毒核酸的核苷酸(含氮碱基)只有4种。
2.关于下图所示过程的叙述中,错误的是( )
A.甲是磷酸,在不同的核苷酸中种类相同
B.乙是五碳糖,在DNA中是脱氧核糖,在RNA中是核糖
C.丙是含氮碱基,在人体细胞遗传物质中有4种
D.丁是核苷酸,在一个病毒中有8种
【解析】根据图示可判断,A代表DNA,B代表RNA,C代表蛋白质,①代表DNA复制,②代表转录,③代表翻译。单体a代表脱氧核苷酸,单体b代表核糖核苷酸,单体c代表氨基酸。人体中单体b的种类有4种,即腺嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸,故A正确;导致地球上生物多样性的根本原因是A(DNA)的结构具有多样性,导致地球上生物多样性的直接原因是C(蛋白质)的结构具有多样性,故B错误;人类的白化病基因是由基因突变产生的,基因突变发生在DNA复制过程中,即图中的①过程,故C正确;组成染色体的主要成分是A(DNA)和C(蛋白质),故D正确。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
3.(2017河北衡水冀州一中月考,38)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示,其中X、Y代表元素,A、B、C代表生物大分子,①②③代表过程。据图分析不正确的是( )
A.人体中单体b的种类有4种
B.导致地球上生物多种多样的根本原因是C的结构具有多样性
C.人类的白化病基因产生于图中的①过程
D.图中A和C是组成染色体的主要成分
B
【解析】腺苷是一分子核糖和一分子腺嘌呤组成,是构成ATP和RNA的基本成分,但不是构成DNA的成分,A错误;受体的化学本质是糖蛋白,可以识别信号分子,抗体识别抗原,限制性核酸内切酶切割的是DNA分子的特异性的位点,B正确;蛋白质是细胞的主要结构物质,糖类是细胞的主要能源物质,而淀粉、脂肪是储能物质,C错误;酶绝大多数是蛋白质,少数是RNA,组成酶的单体是氨基酸或核糖核苷酸,D错误。
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B
4.下列有关生物体中化合物的叙述,正确的是( )
A.腺苷是构成ATP、RNA和DNA的基本成分
B.抗体、受体、限制性核酸内切酶都是具有识别作用的物质
C.蛋白质是细胞的主要能源物质,而淀粉、脂肪是储能物质
D.组成酶的单体是氨基酸或脱氧核糖核苷酸
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1.“三看”法快速确认DNA、RNA
2.不同生物的核酸、核苷酸及碱基归纳
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1.糖类的组成和分类
(1)糖类组成图
(2)糖类分类分布图
2.
脂质的种类及功能
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3.
细胞中的糖类和脂质的比较
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3.①叶绿体 ②内质网 ③糖原 ④淀粉 ⑤磷脂
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【教材深挖】
1.所有的糖类都能提供能量吗?
不都能,糖类是主要的能源物质,但如纤维素是组成细胞壁的成分,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,它们都不是能源物质,都不提供能量。
2.脂肪与糖类在元素组成上有区别吗?同质量的脂肪与糖类供能时,哪一个消耗氧气量较多?
两者元素组成都是C、H、O,脂肪与糖类相比,氢含量高、氧含量低;氧化分解供能时,脂肪消耗氧气量较多。
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1.(2017山西太原期中,14)下图表示糖类的化学组成和种类,其相关叙述正确的是( )
A.①②③依次为单糖、二糖、多糖,均可水解
B.①②均可与斐林试剂发生反应出现砖红色沉淀
C.④⑤分别为纤维素、肌糖原,均可作为贮能物质
D.④可参与构成植物的细胞壁,用酶可将其破坏
【解析】①单糖不可水解,A错误;②中蔗糖不是还原糖,不能与斐林试剂发生反应出现砖红色沉淀,B错误;④为纤维素,不能作为贮能物质,C错误;④纤维素是构成植物细胞壁的主要成分,用纤维素酶可将其破坏,D正确。
D
2.下列有关糖类的叙述,正确的是( )
A.生物组织中的糖类都可用斐林试剂检测
B.相同质量的糖类中储存的能量比脂肪多
C.细胞膜表面的糖类可与蛋白质或脂质结合
D.蓝藻细胞中糖类是通过化能合成作用合成
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【解析】糖类分为还原糖和非还原糖,还原糖用斐林试剂检测,A错误;脂肪含C、H的比例高于糖类,相同质量的脂肪彻底氧化分解产生的水和二氧化碳比相同质量的糖类高,因此释放的能量多,B错误;细胞膜表面的糖类可与蛋白质或脂质结合,形成糖蛋白或糖脂,C正确;蓝藻含有与光合作用有关的色素和酶,能进行光合作用,D错误。
C
【解析】脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分,A正确;维生素D和性激素都属于固醇类物质,B错误;脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多,C错误;脂质在内质网上合成,D错误。
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A
3.下列有关脂质的叙述,正确的是( )
A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
【解析】干重相等的可溶性糖和脂肪相比,脂肪彻底分解释放的能量更多,A错误;种子发育过程中,可溶性糖更多地转变为脂肪,脂肪中含有的元素也为C、H、O,不含N,B错误;种子萌发时,需要通过呼吸作用提供能量,脂肪等被分解,含量逐渐减少,此时脂肪酶的活性很高,C正确;生物组织中常见的可溶性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖,但是种子生命活动的直接能源物质是ATP,D错误。
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C
4.下图是油菜种子在发育和萌发过程中,糖类和脂肪的变化曲线。下列分析正确的是( )
A.干重相等的可溶性糖和脂肪,所储存的能量大致相同
B.种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为脂肪,种子需要的N增加
C.种子萌发时,脂肪酶的活性很高
D.种子萌发时,脂肪转变为可溶性糖,说明可溶性糖是种子生命活动的直接能源物
【解析】图甲中①可表示蛋白质,②可表示糖类或脂肪,③可表示DNA、RNA、ATP、磷脂等,④可表示叶绿素。“②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位”暗示该物质为脂肪;④为叶绿素,可用无水乙醇提取;图乙中单体若是氨基酸,则该四肽彻底水解时,肽键断裂,需要消耗3分子水,则水解产物中氧原子数增加3个;图乙中若单体是四种脱氧核苷酸,则该化合物彻底水解后的产物有磷酸、脱氧核糖和4种碱基,共6种产物。
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D
5.(2017辽宁盘锦中学期中,6)图甲中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物,图乙表示由四个单体构成的化合物。以下说法不正确的是( )
A.若图甲中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位,则②是脂肪
B.若图甲中④能吸收、传递和转换光能,则④可用无水乙醇提取
C.图乙中若单体是氨基酸,则该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个
D.图乙中若单体是四种脱氧核苷酸,则该化合物彻底水解后的产物有5种
【解析】如果是一段肽链的模式图,1是中心碳,2是肽键,3是R基,约有20种,A错误;如果是RNA的模式图,1是核糖,2是磷酸基团,3是含氮碱基(4种),B正确;如果是单链DNA的模式图,1是脱氧核糖,2是磷酸基团,3是含氮碱基(4种),C错误;如果是多糖的模式图,都是由葡萄糖组成,但连接方式不同,D错误。
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B
6.(2017江西九江十校一联,2)生物大分子通常都有一定的分子结构规律,即由一定的基本组成单位,按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体,下列表述正确的是(
)
A.若该图为一段肽链的结构模式图,则1表示肽键,2表示中心碳原子,3的种类约有20种
B.若该图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种
C.若该图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示磷酸基团,2表示脱氧核糖,3的种类有4种
D.若该图表示多糖的结构模式图,淀粉、纤维素和糖原是相同的
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三种方法解决物质推断题
(1)通过关系图记忆有机物的元素组成
(2)通过比较记忆特殊有机物的元素组成
(3)推测某一结构(或物质)的元素组成
首先分析该结构或物质的组成成分,再推测其元素组成。如:
细胞膜→蛋白质+糖类+磷脂→C、H、O、N、P
染色体→蛋白质+DNA→C、H、O、N、P
核糖体→蛋白质+RNA→C、H、O、N、P
病毒→蛋白质+核酸→C、H、O、N、P
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1.实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同
用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色,显示DNA和RNA在细胞中的分布
(2)盐酸的作用
改变细胞膜的通透性→加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离→有利于DNA与染色剂结合
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1.(1)DNA RNA
2.①
0.9% ②蒸馏水 ③细胞核 ④细胞质
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1.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法,正确的是( )
A.甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和吡罗红
B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞
C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNA
D.盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开,不利于DNA与染色剂结合
【解析】实验中加入质量分数为8%的盐酸的重要作用:一是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞;二是使染色质中的DNA和蛋白质分开,有利于染色,故B正确、D错误;甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,应配成吡罗红甲基绿混合染液,故A错误;叶肉细胞含有叶绿体,绿色会干扰实验结果,故C错误。
B
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2.(2017安徽淮南二中月考,11)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中,下列说法正确的是( )
A.染色时先用甲基绿染液,再用吡罗红染液
B.用8%的盐酸的目的之一是使DNA与蛋白质分离,使DNA水解
C.酒精灯烘干载玻片,可迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体对核酸的破坏
D.用高倍显微镜可以比较清楚地看到呈绿色的细胞质和呈红色的细胞核
【解析】观察DNA和RNA在细胞中的分布时,加入的染色剂是甲基绿吡罗红混合染液,即两种试剂是同时加入的,A错误;加入盐酸的目的是增大细胞膜的通透性,并使蛋白质和DNA分离便于染色,但不能使DNA水解,B错误;在高倍显微镜下可以观察到呈绿色的细胞核和呈红色的细胞质,D错误。
C
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观察DNA和RNA在细胞中分布实验的注意问题
(1)选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞,不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞,防止颜色的干扰。
(2)缓水流冲洗目的:防止载玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
①
0.9%的NaCl溶液(生理盐水):保持口腔上皮细胞正常形态。
②蒸馏水:a.配制染色剂;b.冲洗载玻片。
③甲基绿和吡罗红染液:混合使用且现用现配。
(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布,只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
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1.(2015新课标Ⅰ,1)下列叙述错误的是( )
A.DNA与ATP中所含元素的种类相同
B.一个tRNA分子中只有一个反密码子
C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成
D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上
【解析】DNA与ATP的元素组成均为C、H、O、N、P,A项正确;每个tRNA的一端有3个相邻的碱基,能与mRNA上的密码子互补配对,称为反密码子,一个tRNA上只含一个反密码子,B项正确;T2噬菌体的遗传物质是DNA,DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,C项正确;细菌为原核生物,无线粒体,D项错误。
D
【解析】在真核细胞的高尔基体中加工膜蛋白而不是合成膜蛋白,蛋白质的合成场所是核糖体,A错误;细菌为原核生物,没有细胞核,而且T2噬菌体在侵染细菌后,是在细菌的细胞质中完成DNA分子的复制,C错误;叶绿体是光合作用的场所,在暗反应阶段形成了淀粉、脂肪等有机物,暗反应是在叶绿体基质中完成的,D错误;在真核细胞中,转录形成mRNA是在细胞核中完成的,B正确。
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B
2.(2015北京高考,2)下列对各种生物大分子合成场所的叙述,正确的是(
)
A.酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白
B.肌细胞在细胞核中合成mRNA
C.T2噬菌体在细菌细胞核内合成DNA
D.叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉
【解析】细胞核中发生的转录过程是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶的参与。植物细胞中DNA复制的场所有细胞核(主要)、线粒体和叶绿体。DNA中含有的五碳糖是脱氧核糖,且双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过碳原子上的羟基与磷酸基团之间形成的磷酸二酯键连接的。甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA酸的亲和力不同,甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色,利用甲基绿、吡罗红混合染色剂对细胞进行染色,可以观察DNA和RNA在细胞中的分布。
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3.(2014新课标Ⅱ,5)关于核酸的叙述,错误的是( )
A.细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与
B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制
C.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的
D.用甲基绿和吡罗红染色可观察DNA和RNA在细胞中的分布
C
【解析】核糖体由RNA和蛋白质组成,B项正确;液泡、高尔基体和溶酶体
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4.(2014广东高考,1)以下细胞结构中,RNA是其结构组分的是( )
A.液泡
B.核糖体
C.高尔基体
D.溶酶体
B
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1.细胞内的核酸、核苷酸和碱基
(1)细胞内核苷酸种类是8种
(2)细胞内的核酸种类是2种
(3)细胞内的碱基种类是5种
腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C),尿嘧啶(U)。
2.糖类存在场所、组成及作用
(1)植物体内的二糖是蔗糖和麦芽糖。
(2)蔗糖、麦芽糖和乳糖都能水解出葡萄糖。
(3)淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖。
(4)作为储能物质的糖类是淀粉和糖原。
(5)纤维素是植物细胞壁的重要成分。
3.脂质元素组成及合成场所
(1)脂肪和固醇类元素组成是C、H、O。
(2)磷脂元素组成是C、H、O、N、P。
(3)脂质在细胞内合成的场所是内质网。
4.核糖和核酸的元素组成
(1)核糖元素组成是C、H、O。
(2)核酸元素组成是C、H、O、N、P。
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易错点1 误认为RNA中没有氢键
【点拨】转运RNA(tRNA)中含有氢键。
易错点2 混淆糖的“水解”与“氧化分解”
【点拨】多糖和二糖水解的终产物是其单体,如淀粉水解的产物是葡萄糖,蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖;糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O,即糖类参与有氧呼吸后的最终产物。
易错点3 不能全面掌握糖类和脂质的功能
【点拨】(1)误认为糖类都能提供能量。如纤维素是组成细胞壁的成分,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,它们都不能提供能量。
(2)误认为脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分。胆固醇也是构成细胞膜的成分,特别是动物细胞膜。
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易错点4 ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义易混淆
【点拨】(1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。
(2)ATP中的A是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。
(3)DNA和RNA中的A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。
易错点5 脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇的关系易混淆
【点拨】(1)脂肪只是脂质中的一类物质,脂质除包括脂肪以外,还包括磷脂和固醇。
(2)磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。
(3)固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。
易错点6 误认为利用核苷酸与氨基酸可以鉴别不同的物种
【点拨】核酸和蛋白质均具有物种特异性和个体差异性,但是核苷酸与氨基酸没有物种特异性。
温馨提示:
复习到此,请课下完成练习册第4讲吧!
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必记必辨通关(共17张PPT)
第十三单元
现代生物科技专题
第4讲 生态工程
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真题感悟
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考点一
考点二
考点三
1.生态工程
(1)生态工程概念:指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行______、______,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行______ 并______生态系统的______,从而促进__________和__________的______发展。
(2)生态工程建设的目的:遵循______________的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止________,达到________和________的同步发展。
(3)生态工程的特点:与传统的工程相比,生态工程是一类______、 ______、______的工程体系。
修复
重建
改善
提高
生产力
人类社会
自然环境
和谐
自然界物质循环
环境污染
经济效益
生态效益
少消耗
多效益
可持续
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考点一
考点二
考点三
2.生态工程所遵循的基本原理
无废弃物农业
物质循环
整体大于部分
分布式
集中式
社会、经济、自然
协调平衡
生态系统的稳定性
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考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
以下几种做法分别能体现哪种生态工程原理?
①单一人工林比天然混合林稳定性低,易暴发虫害;
①物种多样性原理;
②草原确定合理载畜量,不能过度放牧;引种考虑适应环境;
②协调与平衡原理;
③林业生态工程建设,既考虑种树又考虑生活问题。
③整体性原理。
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考点一
考点二
考点三
1.生态系统内即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位,从而避免系统结构或功能失衡。这体现的生态工程原理是( )
A.协调与平衡原理 B.物种多样性原理
C.物质循环再生原理
D.整体性原理
【解析】物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性,可以在有限的资源条件下,产生或容纳更多的生物量,提高系统生产力;即使某个物种由于某种原因而死亡,也会很快有其他物种占据它原来的生态位,从而避免系统结构或功能失衡,这体现了物种多样性原理。
B
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考点一
考点二
考点三
2.回答下列与生态工程有关的问题。
(1)一般来说,生态工程的主要任务是对_______________________________________进行修复,对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、________等特点。
(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、________ 、______________和物种多样性等原理。人畜粪便用于农作物的生产主要符合_____________原理;连年种植单一品种造成病虫害增加主要违反了__________原理。
(3)“猪—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式,以沼气为纽带,带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。该生态农业中的所有生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”);该生态农业模式能实现能量的_______________________。
已被破坏的生态系统(或受损的生态系统)
可持续
整体性
系统学与工程学
物质循环再生
物种多样性
群落
多级利用(多途径利用)
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考点一
考点二
考点三
1.完成下面的连线
类型
实例
①农村综合发展型生态工程
a.“三北”防护林,退耕还林还草
②小流域综合治理生态工程
b.窦店村以沼气为中心的物质多级循环利用工程
③大区域生态系统恢复工程
c.甘肃陇南“九子登科”治理模式
④湿地生态恢复工程
d.张家港、大连等国家环境保护模范城市
⑤矿区废弃地的生态
e.鄱阳湖综合治理
⑥城市环境生态工程
f.赤峰市元宝山矿区生态恢复工程
①-b ②-c ③-a ④-e ⑤-f ⑥-d
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考点一
考点二
考点三
2.生态工程的类型与设计原则
(1)生态工程的类型:根据性质和设计目标的不同,生态工程可以分为以下类型。
①具有农业生态保护性质并以农产品生产为目标的___________工程。
②以____________为目标的林业生态工程,包括水土保持生态工程、防风固沙生态工程、水源涵养生态工程、城市绿化和园林生态工程等。
③以____________为目标的治污生态工程,包括污水治理生态工程、城市垃圾处理生态工程、湖泊和水源地治理生态工程等。
(2)设计实施生态工程坚持的原则
①首先肯定生态工程的作用,特别是对__________________________的重要作用。
②不忘大自然固有的强大的生态恢复力量,不能误认为只要有了生态工程,就可以走发达国家“____________________________”的老路。
农业生态
环境保护
治理环境污染
恢复和重建受损生态环境
先污染、破坏,后治理
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考点一
考点二
考点三
3.生态工程的发展前景
(1)“生物圈2号”生态工程的实验及启示。
(2)我国生态工程建设的主要特点:在进行生态工程建设时,不但要重视对_______________,更要注重与________________的结合。
生态环境的保护
经济、社会效益
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考点一
考点二
考点三
【教材深挖】
1.“三北”防护林工程建设中应考虑哪些问题?
2.如图是某生态工程示意图。请据图思考下列问题。
(1)从生态学角度分析,人们建立图示的农业生态系统的主要目的是什么?图中的废弃物合理利用能体现生态工程的什么原理?
(2)从环境保护的角度分析,该生态工程能生产出无公害大米的原因是什么?
(3)将蘑菇房与蔬菜大棚相通可提高蔬菜产量,请从细胞代谢的角度分析,其原因是什么?
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考点一
考点二
考点三
答案:
1.考虑树种生态适应性问题,种植适宜品种;考虑树种多样性,保证防护林体系稳定性;不同地区应根据当地情况采取不同策略。
2.
(1)目的是实现物质的循环再生和能量的多级利用;废弃物的合理利用,能体现生态工程的物质循环再生原理。
(2)因为减少了化肥和农药的使用量。
(3)蘑菇呼吸产生的二氧化碳可以供蔬菜进行光合作用,使其光合作用增强。
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考点二
考点三
(2017山东淄博摸底,38)多营养层次综合水产养殖法(IMTA)是一种全新的养殖方式。例如在加拿大的芬迪湾,人们用网笼养殖鲑鱼,鲑鱼的排泄物顺水而下,为贝类和海带提供养料。下列与之相关的说法中正确的是( )
A.贝类和海带属于生态系统组成成分中的分解者
B.IMTA运用了生态工程的物质循环再生原理
C.IMTA的实施提高了能量的传递效率,使人类获得了更多的产品
D.笼养鲑鱼的种群密度远大于野生种群,是由于笼养区域的生产者数量更多
【解析】贝类是消费者,海带属于生产者,A错误;IMTA提高了能量的利用效率,不同营养级的能量传递效率并没有提高,C错误;笼养鲑鱼之所以密度大,主要是人工补充能量的结果,D错误。
B
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考点一
考点二
考点三
1.(2014重庆高考,7Ⅰ)为治理某废弃采石场的生态环境,对其进行了公园化建设。
(1)对其进行整理和覆土,并选择适生植物进行人工造林,不同恢复时期的植物物种数如题图所示。t0→t1,植物残体及凋落物中的有机物被生态系统中的______转化为无机物,使土壤条件得到改善;同时由于人工林土壤中存在_____________,导致群落中植物物种数增加;
t1→t3,人工林抵抗力稳定性的变化是_________;群落中植物物种数逐渐增加,物种之间_________加剧。
(2)通过人工林建设和园林景观构建,既改善了生态环境,又可提高社会和经济效益,这主要体现了生态工程的___________________原理。
分解者
种子或繁殖体
增强
竞争
整体性(系统论)
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考点一
考点二
考点三
2.(2013广东高考,26)污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分,可用作肥料,但其多环芳烃(PAHs)等有机污染物含量通常较高,施入土壤会带来二次污染,生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验,研究它们
对黑麦草生长及PAHs迁移的影响,结果见下表:
测定项目
红壤
红壤+污泥
红壤+含7%生物质炭的污泥
土壤PAHs含量(μg·kg-1)
527
1
079
765
黑麦草叶绿素含量(mg·g-1)
2.0
2.1
2.3
黑麦草每盆干重(g)
1.7
2.3
2.7
黑麦草PAHs含量(μg·kg-1)
401
651
428
(1)生物质炭孔隙结构发达,能改善土壤的通气状况,使根系细胞_________加强,_________合成增加,从而促进根系对土壤养分的吸收。
(2)由表可知,施用含生物质炭的污泥_________________________________________________________________,从而促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量___________,但生物质炭的输入使_______________________________________下降,从而降低PAHs污染的风险,由此可见,生物质炭有望用作污泥改良剂,促进污泥的推广应用,污泥的应用符合生态工程的__________________原理。
有氧呼吸
ATP
使黑麦草叶绿素含量提高,促进光合作用的进行,有利于有机物的积累
物质循环再生
增加
土壤PAHs含量和黑麦草对PAHs的吸收与积累
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
【解析】(1)根据题意,土壤疏松,根系细胞有氧呼吸加强,ATP的合成增加,促进根系对土壤养分的吸收。(2)从表中看出,施用含生物质炭的污泥中由于富含无机营养成分,使黑麦草叶绿素含量增多,光合作用强度增大,促进黑麦草生长;污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量升高,但生物质炭的输入使土壤和黑麦草的PAHs含量下降;污泥中的有机物在分解者的分解作用下产生的二氧化碳和无机盐是植物光合作用的原料,符合生态工程的物质循环再生原理。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
1.生态工程建设的目的是遵循自然界物质循环的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益与生态效益的同步发展。
2.物质循环再生原理的基础是物质循环;物种多样性原理的基础是生态系统的稳定性;协调与平衡原理的基础是生物与环境的协调和平衡;整体性原理的基础是社会、经济和自然构成复合系统;系统学和工程学原理的基础是系统的结构决定功能。
3.农村综合发展型生态工程的主要原理是物质循环再生原理、整体性原理和物种多样性原理;小流域综合治理生态工程的主要原理是整体性原理和协调与平衡原理;大区域生态系统恢复工程和城市环境生态工程的主要原理都是协调与平衡原理、整体性原理。
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
考点一
考点二
考点三
易错点 整体性原理≠系统整体性原理
【点拨】(1)整体性原理
①含义:指社会、经济、自然三方面协调统一,保障整个系统的稳定与平衡。
②举例:林业建设中自然系统、社会系统与经济系统的关系问题,即种树的同时考虑经济收入、粮食、燃料等问题。
(2)系统整体性原理
①含义:指总体功能大于各部分之和,即1+1>2。原因是系统保持有很高的生产力,具体是指互利共生的生物体现系统整体性原理。
②举例:如藻类和珊瑚虫、大豆和根瘤菌、地衣植物中的藻类和真菌等。(共37张PPT)
第七单元
生物的变异、育种和进化
第2讲
染色体变异及生物育种
1.染色体结构的变异
(2)结果:使排列在染色体上的基因的______________发生改变,从而导致性状的变异。
1.
(1)①-Ⅲ-D
②-Ⅳ-C ③-Ⅰ-B ④-Ⅱ-A
数目或排列顺序
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.染色体数目变异
(1)类型
(2)染色体组
①组成
如图中雄果蝇体细胞染色体中的一个染色体组可表示为:________
②组成特点
a.形态上:细胞中的一组
________
,
在形态和功能上各不相同。
b.功能上:控制生物生长、发育、遗传和变异的一组染色体。
个别染色体
染色体组
非同源染色体
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
(3)单倍体、二倍体和多倍体
1或多(个)
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.基因突变中碱基对的增添、缺失与染色体结构变异中的重复、缺失有何区别?
2.针对下图中4类变异分析问题:
(1)①~④分别属于何类变异?
(2)①~④中哪类变异能在光镜下观察到?
(3)①~④中哪类变异没有改变染色体上基因的数量和排列顺序?
1.①基因突变中碱基对的增添、缺失是基因内部结构的变化,该基因还存在,只是变为原来的等位基因;而染色体结构变异中的重复、缺失是某个基因或染色体片段重复出现或减少。②基因突变中碱基对的增添、缺失属于分子水平的变化,在光学显微镜下观察不到;染色体结构变异中的重复、缺失属于细胞水平的变化,在光学显微镜下能观察到。
2.(1)①染色体片段缺失;②染色体片段的易位;③基因突变;④染色体中片段倒位。
(2)①②④均为染色体变异,可在光学显微镜下观察到,③为基因突变,不能在光学显微镜下观察到。
(3)①~④中③的基因突变只是产生了新基因,即改变基因的质,并未改变基因的量,故染色体上基因的数量和排列顺序均未发生改变。
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
1.(2017湖南衡阳八中月考,21)下图表示某二倍体生物的正常细胞及几种突变细胞的一对常染色体(用虚线表示)和性染色体(用实线表示)。其中A、a表示基因。下列分析不合理的是( )
A.正常雄性个体产生含基因A和X的雄配子概率是1/4
B.突变体Ⅰ的形成可能是基因突变
C.突变体Ⅱ发生的变异能通过显微镜直接观察到
D.突变体Ⅲ发生的变异属于基因重组
D
【解析】正常雄性个体产生的雄配子有四种类型,为AX、AY、aX、aY,含AX的雄配子概率是1/4,A正确;突变体Ⅰ中A基因变成a,形成的原因是基因突变,B正确;突变体Ⅱ是染色体变异形成,染色体变异能通过显微镜观察到,C正确;突变体Ⅲ中含有A基因的片段易位到Y染色体上,属于染色体结构变异,D错误。
知识突破
真题感悟
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2.(2017江苏启东中学月考,7)生物的某些变异可通过细胞分裂某一时期染色体的行为来识别。下面甲、乙两模式图分别表示细胞分裂过程中出现的“环形圈”“十字形结构”现象,图中字母表示染色体上的基因。丙图是细胞分裂过程中染色体在某一时期所呈现的形态。下列有关叙述正确的是( )
A.甲、乙两种变异类型分别属于染色体结构变异、基因重组
B.甲图是由于个别碱基对的增添或缺失,导致染色体上基因数目改变的结果
C.乙图是由于四分体时期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换的结果
D.甲、乙、丙三图均发生在减数分裂过程中
D
【解析】分析甲图,一对同源染色体中一条出现环形圈,是此染色体发生片段重复,属于染色体结构变异;分析乙图,左边染色体上的基因为tt,另一端却不是等位基因,其等位基因位于图中的另一条非同源染色体上,这说明S或W在非同源染色体间发生基因转移,属于染色体结构变异;甲、乙两图中每条染色体都含有两条染色单体,且都发生同源染色体配对,所以发生于减数第一次分裂前期,丙图为四分体时期同源染色体的交叉互换。
知识突破
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3.(2017江西丰城中学段考二,16)如图是甲、乙、丙三种生物体细胞内染色体情况示意图,则对应的基因型可依次表示为( )
A.
AaBb,AAaBbb,Aaaa
B.
AaaaBBbb,Aaa,AABB
C.
AAaaBbbb,AaaBBb,AaBb
D.
AaaaBbbb,AAabbb,ABCD
D
【解析】AaBb含有2个染色体组,AAaBbb含有3个染色体组,Aaaa含有4个染色体组,A错误;AaaaBBbb含有4个染色体组,Aaa含有3个染色体组,AABB含有2个染色体组,B错误;AAaaBbbb含有4个染色体组,AaaBBb含有3个染色体组,AaBb含有2个染色体组,C错误;AaaaBbbb含有4个染色体组,AAabbb含有3个染色体组,ABCD含有1个染色体组,D正确。
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4.下列是对a~h所示的生物体细胞图中各含有几个染色体组的叙述,正确的是( )
A.细胞中含有一个染色体组的是h图,该个体是单倍体
B.细胞中含有两个染色体组的是g、e图,该个体是二倍体
C.细胞中含有三个染色体组的是a、b图,但该个体未必是三倍体
D.细胞中含有四个染色体组的是f、c图,该个体一定是四倍体
【解析】形态、大小各不相同的染色体组成一个染色体组。由图可知,a、b图含有三个染色体组,c、h图含有两个染色体组,d、g图含有一个染色体组,e、f图含有四个染色体组。确认单倍体、二倍体、三倍体等必须先看发育起点,若由配子发育而来,则无论含几个染色体组,均属于单倍体,若由受精卵发育而来,则有几个染色体组即为几倍体。
C
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5.(2017江西宜春期中,29)二倍体观赏植物蓝铃花的花色(紫色、蓝色、白色)由三对常染色体上的等位基因(A、a,E、e,F、f)控制,下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题。
(1)研究发现有A基因存在时花色为白色,则基因A对基因E的表达有________作用。
(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交,F1全为紫色,F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4∶3∶9,请推断图中有色物质Ⅱ代表________(填“蓝色”或“紫色”)物质,亲本白花植株的基因型是________,将F2中的紫花植株自交,F3中蓝花植株所占的比例是________。
(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株杂交,F2植株的表现型与比例为________。
抑制
紫色
aaeeff
5\36
白花
∶蓝花=13
:
3
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(4)已知体细胞中f基因数多于F基因时,F基因不能表达。下图是基因型为aaEeFf的两种突变体类型与其可能的染色体组成(其他染色体与基因均正常,产生的各种配子正常存活)。
①图中甲所示的变异类型是
__________________,基因型为aaEeFff的突变体花色为________。
②现有纯合的紫花和蓝花植株,欲通过一代杂交确定aaEeFff植株属于图中的哪一种突变体类型,请完善实验步骤及结果预测。
实验步骤:让该突变体与________植株杂交,观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测:
Ⅰ.若子代中蓝∶紫=3∶1,则其为突变体________。
Ⅱ.若子代中
_______________
则其为突变体________。
染色体结构变异(或易位)
蓝色
蓝花
甲
乙
.蓝∶紫=1
:1
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【解析】(1)根据题图分析可知E控制有色物质Ⅰ,F控制有色物质Ⅱ,但是当A基因存在时花色为白色,说明A基因对E有抑制作用。(2)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交,F1全为紫花,F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4∶3∶9,说明F1紫花为双杂合子aaEeFf,则有色物质Ⅱ是紫色,有色物质Ⅰ是蓝色。同时也说明亲本白花的基因型是aaeeff,紫花的基因型是aaEEFF,F2中的紫花植株的基因型有aaEEFF、aaEEFf、aaEeFF、aaEeFf,它们自交后代蓝花(aaE_ff)的比例为2/9×1/4+4/9×3/4×1/4=5/36。(3)基因型为AAeeff的植株和纯合的蓝花植株aaEEff杂交,F2植株的基因型及比例为A_E_ff(白花)∶A_eeff(白花)∶aaE_ff(蓝花)∶aaeeff(白花)=9∶3∶3∶1,即表现型与比例为白花∶蓝花=13∶3。(4)①甲细胞在非同源染色体上多了一个f,为染色体结构变异(或易位);由于体细胞中f基因数多于F基因时,F基因不能表达,所以基因型为aaEeFff的突变体花色为蓝色。②让突变体aaEeFff与基因型为aaEEff(蓝花)的植株杂交,若子代中蓝∶紫=3∶1,则其为突变体甲;若子代中蓝∶紫=1∶1,则其为突变体乙。
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1.“三法”判定染色体组
方法1 根据染色体形态判定
细胞中形态、大小完全相同的染色体有几条,则有几个染色体组。如图A中形态、大小完全相同的染色体为1条,所以有1个染色体组,图B中彼此相同的(比如点状的)有3条,故有3个染色体组。同理,图C中有1个染色体组,图D中有2个染色体组。
方法2 根据基因型判定
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。如图甲所示基因型为ABC,所以有1个染色体组。图乙所示基因型为AAa,A(a)基因有3个,即含有3个染色体组。同理,图丙中有2个染色体组,图丁中有3个染色体组。
注:判定染色体组的数目时只需参考其中任意一对等位基因的数量即可。
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方法3 根据染色体数和染色体的形态数推算
染色体组数=染色体数/染色体形态数。如果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,而染色体组的数目为2。
2.“二看法”确认单倍体、二倍体、多倍体
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1.实验原理
(1)正常进行有丝分裂的组织细胞,在分裂后期________分裂后,子染色体在________的作用下分别移向两极,进而平均分配到两个子细胞中去。
(2)低温可抑制________的形成,阻止细胞分裂,导致细胞染色体数目加倍。
2.实验流程
(1)根尖培养:将洋葱等材料放在装满清水的广口瓶上,底部接触水面,置于适宜条件下,使之生根。
(2)低温诱导:待不定根长至1
cm时,将整个装置放入冰箱的____________诱导培养36
h。
(3)材料固定:剪取根尖约0.5~1
cm放入__________中浸泡0.5~1
h,固定其形态,然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
(4)制作装片:解离→漂洗→染色→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)。
(5)观察:先用低倍镜观察,找到变异细胞,再换用高倍镜观察。
着丝点
纺锤丝
纺锤体
低温室内
(4
℃)
卡诺氏液
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1.(2017辽宁大连期中,8)下列关于“低温诱导染色体加倍”实验的叙述,正确的是( )
A.原理:低温抑制染色体着丝点分裂,使子染色体不能分别移向两极
B.解离:盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C.染色:改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D.观察:显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
【解析】A项,用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,从而产生染色体数目加倍的细胞;B项,卡诺氏液能固定细胞的形态,而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离,不能把两种试剂的作用混淆;C项,改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可使染色体着色;D项,洋葱根尖装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期,因此在显微镜下能观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。
C
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2.选取生理状况相同的二倍体草莓(2N=14)幼苗若干,随机分组,每组30株,用不同浓度的秋水仙素溶液处理幼芽,得到实验结果如图所示。下列有关叙述中错误的是( )
A.该实验的自变量有两个
B.高倍镜下观察草莓茎尖细胞的临时装片,发现有的细胞分裂后期的染色体数目为56
C.秋水仙素与龙胆紫一样属于碱性染料,能使染色体着色,从而诱导染色体加倍
D.实验表明:用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1
d,诱导成功率最高
【解析】理解实验过程和染色体加倍机理是解题关键。该实验的自变量是秋水仙素的浓度和处理时间,A项正确;二倍体草莓经秋水仙素诱导成功后,染色体加倍成28,有丝分裂后期染色体数目为56,B项正确;秋水仙素不能使染色体着色,其诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成,C项错误;用质量分数为0.2%的秋水仙素溶液处理草莓幼苗的幼芽1
d,诱导成功率在处理的组别中最高,D项正确。
C
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低温诱导植物染色体数目变化实验的5个问题
(1)选材
①选用的实验材料既要容易获得,又要便于观察。
②常用的观察材料有蚕豆(染色体较洋葱少,故首选)、洋葱、大蒜等。
(2)归纳实验中各种液体的作用
①卡诺氏液:固定细胞形态。
②体积分数为95%的酒精:冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液。
③解离液(质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精为1∶1混合):使组织中的细胞相互分离。
④清水:洗去解离液,防止解离过度影响染色。
⑤改良苯酚品红染液:使染色体着色,便于观察染色体的形态、数目、行为。
(3)根尖培养
①培养不定根:要使材料湿润以利生根。
②低温诱导:应设常温、低温4
℃、0
℃三种,以作对照,否则实验设计不严密。
(4)制作装片:按观察有丝分裂装片制作过程进行。
(5)观察:换用高倍镜观察材料,只能用细准焦螺旋进行调焦,切不可转动粗准焦螺旋。
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1.几种常见生物育种方式的比较
依据
原理
使用
方法
优点
缺点
举例
杂交育种
____
杂交→自交→
选育→自交
将不同个体的优良性状集中于一个个体上
年限长,局限于同种或亲缘关系较近的个体之间
矮秆抗锈病小麦
诱变育种
基因突变
辐射诱变,激光诱变,作物空间技术育种
可以提高变异的频率,加速育种进程,大幅度地改良某些品种
有利变异少,需大量处理实验材料
青霉素高产菌株、太空椒
基因重组
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单倍体育种
染色体变异
花药离体培养获得单倍体,再经________或低温诱导处理
可以明显地缩短育种年限
技术复杂且需与杂交育种配合
快速培育矮秆抗锈病小麦
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
植物茎秆粗壮,器官大,营养物质含量高
发育延迟,结实率低
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
基因工程育种
基因重组
用转基因(DNA重组)技术将目的基因引入生物体内,培育新品种
定向改变生物的性状;克服远缘杂交不亲和的障碍
有可能引起生态危机
产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉
细胞融合技术
细胞膜流动性、细胞全能性
让不同生物细胞原生质融合,同种生物细胞可融合为多倍体
按照人们意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲和的障碍
技术难度高
白菜—甘蓝、番茄—马铃薯
细胞核移植技术
细胞核的全能性
将具备所需性状的体细胞核移植到去核的卵细胞中
可改良动物品种或保护濒危物种
技术要求高
克隆羊、鲤鲫移核鱼
秋水仙素
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2.针对不同育种目标选择育种方案
育种目标
育种方案
集中双亲优良性状
____________________
对原品系实施“定向”改造
基因工程及植物细胞工程
(植物体细胞杂交)育种
让原品系产生新性状(无中生有)
____________________
使原品系营养器官“增大”或“加强”
____________________
缩短育种年限
____________
杂交育种
诱变育种
多倍体育种
单倍体育种
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1.大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的性状,需要采用哪种育种方法?
2.下图为育种流程图,针对下图分析:
(1)图中哪种途径为单倍体育种?
(2)图中哪一标号处需用秋水仙素处理?应如何处理?
(3)④、⑥的育种原理分别是什么?
(4)图中最简便及最难以达到育种目的的育种途径分别是哪种?
1.大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的性状需采用诱变育种。
2.(1)图中③→⑤过程表示单倍体育种。
(2)图示⑤处需用秋水仙素处理单倍体幼苗,从而获得纯合子,⑥处需用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,以诱导染色体加倍。
(3)④的育种原理为基因突变,⑥的育种原理为染色体变异。
(4)图中最简便的育种途径为①→②过程所示的杂交育种,但育种周期较长;最难以达到育种目的的途径为④诱变育种。
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1.(2017河北唐山一中月考,26)二倍体植物甲(2N=10)和二倍体植物乙(2n=10)进行有性杂交,得到的F1不育。用物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级精(卵)母细胞中,减数第二次分裂正常,再让这样的雌雄配子结合,产生F2。下列有关叙述正确的是( )
A.植物甲和乙能进行有性杂交,说明它们属于同种生物
B.F1为四倍体,具有的染色体数目为N=10,n=10
C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的
D.用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体
【解析】甲和乙有性杂交产生的F1是不育的,说明二者之间存在生殖隔离,它们属于不同的物种;F1含有2个染色体组,共10条染色体,其中5条来自甲,5条来自乙;F1幼苗经秋水仙素处理后,染色体数目加倍,长成的植株是可育的;利用物理撞击的方法使配子中染色体数目加倍,产生的F2为四倍体。
C
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2.(2017湖北沙市中学期中,27)下图是利用玉米(2n=20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确的是( )
A.基因重组发生在图中②过程,过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期
B.秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成
C.植株A为二倍体,其体细胞内最多有4个染色体组;植株C属于单倍体,其发育起点为配子
D.利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限,植株B纯合的概率为25%
D
【解析】图中②为花药的形成过程,减数分裂过程中会发生基因重组;过程③为有丝分裂,染色体在间期复制,结果1条染色体含2条染色单体,染色单体在后期分离,后期无染色单体,A项正确;秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起染色体数目加倍,B项正确;植株A为二倍体,其体细胞进行有丝分裂,后期染色体组加倍,最多有4个染色体组;植株C由配子直接发育而来,为单倍体,C项正确;利用幼苗2进行育种的最大优点是能明显缩短育种年限,得到的个体全部为纯合子,D错。
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3.如下图所示,科研小组用60Co照射棉花种子,诱变当代获得棕色(纤维颜色)新性状,诱变Ⅰ代获得低酚(棉酚含量)新性状。已知棉花的纤维颜色由一对基因(A、a)控制,棉酚含量由另一对基因(B、b)控制,两对基因独立遗传。
(1)两个新性状中,棕色是________性状,低酚是________性状。
(2)诱变当代中,棕色、高酚棉花植株的基因型是____________,白色、高酚棉花植株的基因型是________。
(3)棕色棉抗虫能力强,低酚棉产量高。为获得抗虫高产棉花新品种,研究人员将诱变Ⅰ代中棕色、高酚植株自交,每株自交后代种植在一个单独的区域,从__________________________________________________________的
区域中得到纯合棕色、高酚植株。请你利用该纯合体作为一个亲本,再从诱变Ⅰ代中选择另一个亲本,设计一方案,尽快选育出抗虫高产(棕色、低酚)的纯合棉花新品种(用遗传图解和必要的文字表示)。
显性
隐性
AaBB
aaBb
不发生性状分离(或全为棕色棉,或没有出现白色棉)
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(3)
↓
AB Ab aB ab
(收集花药)
↓ ↓
↓
↓
(花药离体培养
秋水仙素处理)
AABB AAbb aaBB aabb
表现为棕色、低酚(AAbb)性状的植株即为所要选育
【解析】(1)诱变当代中棕色、高酚个体自交,后代出现棕色和白色性状,说明棕色为显性性状;诱变当代中白色、高酚个体自交,后代出现低酚和高酚性状,说明低酚为隐性性状。(2)从诱变当代个体自交后代的表现型即可判断出棕色、高酚棉花植株的基因型为AaBB,白色、高酚棉花植株的基因型为aaBb。(3)依题意,要尽快获得纯合的棕色、低酚植株(AAbb),结合已知纯合体AABB,可知只要从诱变Ⅰ代中选取白色、低酚(aabb)个体,并利用单倍体育种的方法进行育种即可。在书写遗传图解时,需要标明表现型、基因型,同时注明必要的文字,如花药离体培养、秋水仙素处理等。
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育种方式的选择
(1)根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法
①集中不同亲本的优良性状:a.一般情况下,选择杂交育种,这也是最简捷的方法;b.需要缩短育种年限(快速育种)时,选择单倍体育种。
②培育果实较大或植株较大或营养物质含量较高的新物种——多倍体育种。
③提高变异频率,“改良”“改造”或“直接改变”现有性状,获得当前不存在的基因或性状——诱变育种。
④若要培育隐性性状个体,可选择自交或杂交育种,只要出现该性状即可。
(2)根据育种流程图来辨别育种方式
①杂交育种:涉及亲本的杂交和子代的自交。
②诱变育种:涉及诱变因子,产生的子代中会出现新的基因,但基因的总数不变。
③单倍体育种:常用方法为花药离体培养,然后人工诱导染色体加倍,形成纯合子。
④多倍体育种:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
⑤基因工程育种:与原有生物相比,出现了新的基因。
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1.(2016江苏高考,14)下图中甲、乙两个体的一对同源染色体中各有一条发生变异(字母表示基因)。下列叙述正确的是( )
A.个体甲的变异对表型无影响
B.个体乙细胞减数分裂形成的四分体异常
C.个体甲自交的后代,性状分离比为3∶1
D.个体乙染色体没有基因缺失,表现型无异常
【解析】个体甲的变异属于缺失,影响表型,A错误;个体乙发生的变异是倒位,减数分裂形成的四分体异常,呈“十字形”,B正常;含缺失染色体的配子一般是败育的,故其后代一般不会发生性状分离,C错误;个体乙染色体没有基因缺失,但发生倒位,表现型异常,D错误。
B
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2.(2015海南高考,21)关于基因突变和染色体结构变异的叙述,正确的是( )
A.基因突变都会导致染色体结构变异
B.基因突变与染色体结构变异都导致个体表现型改变
C.基因突变与染色体结构变异都导致碱基序列的改变
D.基因突变与染色体结构变异通常都能用光学显微镜观察
【解析】基因突变只是基因中个别碱基对的替换、增添、缺失,导致基因结构的改变,A错误;基因突变中若发生碱基对的替换,可能因为密码子的简并性,不会改变氨基酸的种类,进而表现型也不会改变,B错误;基因突变是染色体的某个位点上基因的改变,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的,而染色体结构变异是可以用光学显微镜直接观察到的,D错误。
C
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3.(2015江苏高考,10)甲、乙为两种果蝇(2n),下图为这两种果蝇的各一个染色体组,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常
B.甲发生染色体交叉互换形成了乙
C.甲、乙1号染色体上的基因排列顺序相同
D.图示染色体结构变异可为生物进化提供原材料
【解析】A、B、C项错,甲、乙的1号染色体,一为正常,一为倒位,二者排列顺序不同,属于染色体结构变异;D项对,染色体变异属于可遗传变异,可为生物进化提供原材料。
D
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4.(2015广东高考,5)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织,从获得的再生植株中筛选四倍体植株,预实验结果如下表,正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是( )
秋水仙素浓度(g·L-1)
再生植株(棵)
四倍体植株(棵)
0
48
0
2
44
4
4
37
8
6
28
11
8
18
5
10
9
2
A.0、2、3、4、5、6
B.0、4、5、6、7、8
C.0、6、7、8、9、10
D.0、3、6、9、12、15
【解析】从题干可知,实验目的是获得再生植株中的四倍体植株,从表可知在秋水仙素浓度为4~8
g·L-1时效果较好,A选项最大浓度只有6
g·L-1,不严谨,不一定包括最适浓度,所以A错误;C选项和D选项浓度都超过8
g·L-1,所以都不正确;B选项实验组浓度在4~8
g·L-1,比较合理,0
g·L-1是空白对照,故B正确。
B
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5.(2016新课标Ⅲ,32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题。
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同,前者所涉及的数目比后者________。
(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变),也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变,且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体,则最早在子________代中能观察到该显性突变的性状;最早在子________代中能观察到该隐性突变的性状;最早在子________代中能分离得到显性突变纯合体;最早在子________代中能分离得到隐性突变纯合体。
少
染色体
一
二
三
二
【解析】(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基替换、增添和缺失,而染色体变异往往会改变基因的数目和排列顺序,所以基因突变所涉及的碱基数目往往比较少。(2)在染色体数目变异中,既可发生以染色体组为单位的变异,也可发生以个别染色体为单位的变异。(3)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa,而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa,该种植物自花受粉,所以不论是显性突变还是隐性突变,在子一代中的基因型都有Aa的个体,故最早可在子一代观察到该显性突变的性状(A_);最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa);最早在子三代中分离得到显性突变纯合体(AA);最早在子二代中分离得到隐性突变纯合体(aa)。
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6.(2014新课标Ⅰ,32)现有两个纯合的某作物品种: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代的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是______________________________________________________________________________________________。
(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:________________________________________________________________________。
抗病矮秆
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;控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上
将纯合抗病高秆与感病矮秆植株杂交,产生F1,让F1与感病矮秆杂交
【解析】(1)杂交育种的目的是获得集多种优良性状于一身的纯合新品种,从题意知,抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。
(2)孟德尔遗传定律研究的是真核生物细胞核基因的遗传特点。两对基因分别位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。(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。
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1.染色体变异的两种类型
(1)结构变异:包括染色体片段的重复、缺失、倒位、易位。
(2)数目变异:包括个别染色体增减、染色体组成倍增减。
2.染色体组的两个组成特点
(1)从形态上看:一个染色体组中所含的染色体各不相同。
(2)从功能上看:一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因。
3.染色体组成倍增减的两种类型
(1)单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
(2)多倍体:由受精卵发育而来的,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
4.单倍体的两个特点
植株弱小,高度不育。
5.多倍体的两个特点
(1)茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大。
(2)糖类和蛋白质等营养物质的含量较高。
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6.人工诱导多倍体的两种方法
低温诱导、秋水仙素处理。
7.单倍体育种的三个流程
杂交、花药离体培养、秋水仙素处理。
8.杂交育种的两个特点
能将多个优良性状集中到同一生物个体上;耗时较长。
9.诱变育种的方法和特点
(1)两种诱变方法:物理诱变、化学诱变。
(2)两个特点:多害少利;能产生新基因,创造生物新类型。
10.基因工程的三种工具
(1)限制性核酸内切酶:能识别并切割特定的核苷酸序列。
(2)DNA连接酶:连接两个DNA片段之间的脱氧核糖和磷酸。
(3)运载体:将外源基因送入受体细胞。常用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。
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易错点1 无子番茄和无子西瓜培育过程及遗传特点易于混淆
【点拨】区别如下:
原理
化学试剂
无子原因
能否遗传
无子
西瓜
染色体变异
秋水仙素
联会紊乱不
能产生配子
能,后代仍无子
无子
番茄
生长素促进
果实发育
生长素
未受精
不能,后代有子
易错点2 将“可遗传”理解成了“可育”
【点拨】“可遗传”≠“可育”:三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现“不育”,但它们均属于可遗传变异——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的变异有着本质区别。如无子番茄的“无子”原因是植株未受粉,生长素促进了果实发育,这种“无子”性状是不可以保留到子代的,将无子番茄进行组织培养时,若能正常受粉,则可结“有子果实”。
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易错点3 混淆“最简便”与“最快速”
【点拨】
“最简便”着重于技术含量应为“易操作”,如杂交育种,虽然年限长,但农民自己可简单操作,但“最快速”则未必简便,如单倍体育种可明显缩短育种年限,但其技术含量却较高,单就花粉培养成幼苗已很难实现。
易错点4 混淆无子西瓜培育过程中父本与母本的选择与处理
【点拨】(1)无子西瓜的培育过程中,两次传粉的目的:第一次传粉是为了杂交得到三倍体种子,第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。(2)如果以二倍体西瓜为母本,四倍体西瓜为父本,也能得到三倍体种子,但这种三倍体种子结的西瓜,因珠被发育成厚硬的种皮,故达不到“无子”的目的。(3)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体时,处理的对象应是“幼苗或萌发的种子”。因为萌发的种子和幼苗具有分生能力,细胞进行有丝分裂,秋水仙素处理后可达到使产生的新细胞染色体数目加倍的目的。
易错点5 对基因工程中一些观点、说法辨析不清
【点拨】(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键),只是一个切开,一个连接。(2)DNA酶即DNA水解酶,是将DNA水解的酶;DNA聚合酶是在DNA复制过程中,催化形成新DNA分子的酶,是将单个游离的脱氧核苷酸加到DNA片段上,需要模板。(3)质粒是最常用的运载体,不要把质粒同运载体等同,除此之外,噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA,其基本单位为脱氧核苷酸。(4)基因工程可按照人们的意愿定向培育新品种,且可突破生殖隔离,实现不同物种间的基因重组。
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必记必辨通关第1讲 细胞膜和细胞核(含流动镶嵌模型)
(建议用时:10分钟)
1.(2017四川成都龙泉驿区一中,9)下图的模型主要表明了细胞膜的哪种功能( )
A.将细胞与外界环境分开
B.控制物质进出细胞
C.进行细胞间信息交流
D.促进物质的运输
2.(2017吉林吉大附中月考,7)下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述,错误的是( )
A.流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是流动的
B.选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性
C.细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性
D.钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性
3.如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.a是指磷脂分子的“尾”部,具有疏水性
B.e所表示的成分在细胞膜上能执行多种功能
C.糖蛋白在细胞膜的内外侧均有分布
D.细胞膜的选择透过性与b、d的种类和数量有关
4.(2017江苏无锡江阴四校期中,27)以动物受精卵为实验材料进行以下实验,有关分析正确的是( )
A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C.实验①说明了细胞核对细胞质的重要性,实验②说明了细胞质对细胞核的重要性
D.该实验结果可以说明细胞是最基本的生命系统
5.(2017山东枣庄三中学期调考,11)生物膜所含的蛋白质叫膜蛋白,下列相关叙述正确的是( )
A.膜蛋白都是糖蛋白
B.膜蛋白全部嵌入磷脂双分子层中
C.内质网的膜蛋白可催化脂质合成
D.细胞膜的胰岛素受体蛋白可运输葡萄糖
6.(2017黑龙江哈尔滨三中期中,8)核孔并不是一个简单的孔洞,而是一个复杂的结构,称为核孔复合体,主要由蛋白质构成。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。有关说法正确的是( )
A.不同类型的细胞中核孔数量都相同
B.离子和小分子物质都不能通过核孔
C.大分子物质进出核孔不需要载体蛋白协助
D.蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核
(建议用时:25分钟)
7.蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一株油菜花的柱头上后,即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应;若将一株油菜的花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象能很好地说明细胞膜( )
A.主要由脂质和蛋白质组成
B.可将细胞与外界环境分隔开
C.控制物质出入细胞的作用是相对的
D.进行细胞间的信息交流
8.图甲为细胞膜的亚显微结构模式图,图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图,下列对图示描述错误的是( )
A.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境
B.将图乙平展在水面上,a部分与水面接触
C.图甲中②与细胞的选择性吸收有关,①②可作为气味分子的受体并完成信息的传递
D.③构成膜的基本支架,具有不对称性
9.血型糖蛋白是第一个被测定氨基酸序列的蛋白质,有几种类型,包括A、B、C、D。其中血型糖蛋白A是一种跨膜糖蛋白,由131个氨基酸组成,其亲水的氨基端露在膜的外侧,结合16个低聚糖侧链。下列相关说法中错误的是( )
A.血型糖蛋白A至少由20种氨基酸组成
B.红细胞细胞膜上的糖蛋白能够决定血型
C.信息分子与糖蛋白的结合具有特异性
D.糖蛋白A可将胞外信息传递到细胞内
10.科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行了研究,分析结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.组成细胞膜的磷脂分子在磷脂双分子层中分布是不对称的
B.糖被只分布于细胞膜的A侧,B侧没有
C.水分子的跨膜运输与磷脂双分子层相关,也与某些蛋白质相关
D.O2、CO2、甘油和葡萄糖可以自由通过多种磷脂组成的膜结构
11.(2017陕西渭南蒲城中学月考,9)糖脂普遍存在于细胞膜上,不同的细胞中糖脂的种类不同,下面是人红细胞表面的ABO血型糖脂的结构示意图,据图判断下列有关叙述错误的是( )
A.糖脂是由糖类和脂质分子结合而成的
B.红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂中的糖的种类和排列顺序
C.糖脂和糖蛋白都具有识别作用
D.糖脂位于细胞膜内表面
12.下图为人体内细胞间信息交流方式的示意图,回答下列有关生物体内信息传递和调节的问题:
(1)在A、B、C三图中,靶细胞对信息的接受具有相似的结构基础,即______,其化学成分为________,因其具有特定的空间结构而具有特异性。
(2)A、B、C三种方式中,能表示脂肪细胞接受胰高血糖素的是________;表示T淋巴细胞介导细胞免疫的是________;肉毒杆菌通过抑制某种神经递质的作用而导致肌肉松弛,其中神经递质作用的方式是________;高度紧张时心肌细胞收缩加速,其中信息传递的方式是________。
(3)人类以及大多数哺乳动物的舌和软腭上分布着丰富的卵状味蕾,每个味蕾约含100个味细胞,每个味细胞只负责感应酸、甜、苦、咸、鲜五大主体味觉中的一种,其基部与相应的味觉神经相连(图D)。味细胞靠其特殊的质膜表面受体感应相应的化合物,当一种化合物被一种味细胞的质膜表面受体识别并结合后,受体便通过G蛋白调控并打开附近的离子通道,离子的跨膜流动导致膜电位的改变(图E),后者经味细胞基部的味觉神经传递至脑部味觉中枢,最终产生味觉。猫科动物在早期进化阶段缺失了针对甜味化合物的受体编码基因T1R2,因此表现出对糖类食物的冷漠行为。
①据上所述,每个味蕾中对应一种味觉的平均味细胞数为________;味细胞质膜表面受体激活离子通道打开的前提条件是________。
②据上所述,若要使小鼠对苦味物质产生“甜”的喜好感,合理的做法是________。
A.抑制小鼠苦味神经之间的冲动传递
B.刺激并打开甜味细胞质膜上的离子通道
C.阻断小鼠苦味细胞与其味觉神经之间的联系
D.将识别苦味化合物的受体编码基因导入小鼠甜味细胞中表达
13.细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。
请依据所提供的材料,回答下列问题:
材料1:伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图),现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起,发现第一次长出的帽状体呈中间类型,若切除这一帽状体,第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。
(1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是:
________________________________________________________________________。
(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同,这能说明核、质之间的关系是:________________________________________________________________________。
材料2:当伞藻的帽状体长到一定大小时,就不再继续长大,而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说,细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关,当细胞核的体积与细胞质的体积比值太小时,细胞就会发生分裂;反之,就不会发生分裂。并且还做了如下实验:在伞已经长出、核将要分裂时,将伞切去,核的分裂就受到抑制,直到新的伞再生出来,核才恢复分裂。
(3)请你利用伞藻,另外设计一个实验,作为上述实验的补充,进一步证明上述假说。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2讲 细胞器——系统内的分工合作
(建议用时:10分钟)
1.(2017陕西安康石泉中学月考,23)下表是某动物肝细胞和胰腺外分泌细胞不同膜的相对含量(%),有关说法错误的是( )
质膜
内质网膜
高尔基体膜
线粒体
核膜
其他
粗面
滑面
外膜
内膜
甲
2
35
16
7
7
32
0.2
少量
乙
5
60
1
10
4
17
0.7
少量
A.细胞甲呼吸强度大于细胞乙
B.细胞乙为胰腺外分泌细胞
C.细胞乙合成的分泌蛋白多于细胞甲
D.细胞中各种膜含量的差异取决于所含基因不同
2.(原创)内质网可分为粗面内质网和滑面内质网两种类型,如右图所示,粗面内质网主要与分泌蛋白的合成、加工有关,滑面内质网是脂质合成的重要场所,两种类型的内质网在不同细胞中分布不同,下列细胞中滑面型内质网分布较多的是( )
A.胰腺外分泌细胞
B.浆细胞
C.睾丸间质细胞
D.神经细胞
3.(2017吉林长春11中期中,11)下列有关细胞器的叙述,正确的是( )
A.液泡中的色素吸收并转换光能
B.核糖体含磷脂,能参与蛋白质的合成
C.吞噬细胞与肌肉细胞含有相同数量的溶酶体
D.线粒体含RNA,能产生ATP和CO2
4.(2017广西南宁42中周测,6)用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器,经测定它们有机物的含量如图所示。以下有关说法正确的是( )
A.细胞器甲是线粒体,其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解
B.细胞器乙含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,一定与分泌蛋白的合成和加工有关
C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,产生的水中的氢来自羧基和氨基
D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙
5.(2017广西桂林中学月考,2)下列有关生物膜结构和功能的描述,错误的是( )
A.有氧呼吸及光合作用产生ATP均在生物膜上进行
B.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
6.(2017云南曲靖中学月考,1)真核细胞的结构与功能如下图所示,其不同膜结构间相互联系和转移的现象称为膜流,关于细胞的结构及膜流的叙述正确的是( )
A.需氧型生物细胞中均含有结构e
B.所有细胞均能发生膜流现象
C.膜流体现了生物膜的结构特点,质壁分离与复原过程中发生了膜流
D.细胞膜蛋白的更新与f→h→c途径有关
(建议用时:25分钟)
7.(2017辽宁铁岭协作体一联,10)下图为溶酶体的示意图,下列有关分析正确的是( )
A.各种细胞内都含有溶酶体,该结构属于生物膜系统的范畴
B.H+进入溶酶体的方式与水进入红细胞的方式相同
C.溶酶体吞噬入侵细胞的病原体过程与膜的流动性有关
D.溶酶体破裂后,其内部各种水解酶的活性应升高或不变
8.(2017安徽师大附中期中,6)下列关于真核细胞生物膜的叙述,正确的是( )
A.构成生物膜的脂质主要有磷脂、胆固醇和脂肪
B.抗体合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜和细胞膜的成分更新速率越快
C.细胞许多化学反应都在生物膜上进行,ATP分子都是在生物膜上合成的
D.细胞在分化后,其细胞膜的通透性稳定不变
9.下图为细胞的各种结构示意图(各结构放大比例不同)。下列相关叙述中,错误的是( )
A.构成生物膜系统的是a、b、c、d、e、f和g
B.与能量转换直接有关的细胞器是a和d
C.b在行使其生理功能时会发生碱基互补配对
D.f可以通过囊泡与e发生联系
10.将某植物细胞各部分结构分离后,取其中三种细胞器测定它们有机物的含量如下表所示。以下有关说法正确的是( )
蛋白质(%)
脂质(%)
核酸(%)
细胞器甲
67
20
微量
细胞器乙
59
40
0
细胞器丙
61
0
39
A.细胞器甲中可能进行氧化分解葡萄糖的反应
B.细胞器乙只含有蛋白质和脂质,说明其具有膜结构,肯定与分泌蛋白的加工和分泌有关
C.细胞器丙中进行的生理过程产生水,产生的水中的氧来自于羧基和氨基
D.蓝藻细胞含有丙,不含甲、乙
11.(2017河南天一大联考,4)下列分析正确的是( )
A.该图为光学显微镜下所观察到的动物细胞结构图
B.外界溶液浓度大于③内液体浓度时,可能发生质壁分离现象
C.该细胞中能产生ATP的部位是⑤、⑥、⑨和⑩
D.该细胞可能取自茎尖分生区或根尖成熟区
12.(2017湖南岳阳一中段考一,5)下图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图,据图分析下列有关叙述错误的是( )
A.高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B.附着核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工
C.分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外体现了生物膜的结构特点
D.细胞膜上的糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工
13.(2017安徽蚌埠二中期中,32)下图甲、乙分别是两类高等生物细胞的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)在甲、乙两细胞中都存在,且含有核酸的细胞器有________(填编号),甲图若为洋葱根尖分生区细胞,则不应有________(填编号)结构。
(2)甲图中具有双层膜结构的细胞结构是________(填编号)。
(3)甲、乙两细胞均经过有丝分裂过程形成,则主要是细胞周期中的________期和________期有区别。
(4)若乙细胞为消化腺细胞,将3H标记的亮氨酸注入该细胞,在该细胞的膜性结构中3H出现的顺序依次是________(用箭头和标号表示)。
(5)在光照充足处,给甲细胞提供含14C的二氧化碳,那么在结构⑨中14C的转移途径是__________(用箭头和物质名称表示)。
14.(2017辽宁大连24中月考,29)下图中的细胞可产生抗体,据图回答下列有关问题:
(1)细胞中,属于细胞代谢和遗传控制中心的是[ ]________;按顺序写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构:________,该过程中生物膜面积基本不变的细胞器是________。(用数字标号表示)
(2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。
细胞器
蛋白质/%
脂质/%
核酸/%
甲
67
28
微量
乙
59
40
0
丙
39
0
59
其中,甲、丙分别是__________、__________。(用数字标号表示)
(3)细胞内表面积最大的膜结构是____________(填编号)。高尔基体产生的分泌小泡与细胞膜融合,体现了生物膜具有________。
(4)若细胞器1衰老,参与分解的主要细胞器是__________。
(5)在图示细胞中,6所示的结构____________(填“是”或“否”)发挥作用。
3讲 细胞的物质输入和输出
(建议用时:10分钟)
1.(2017江苏一模联考,6)如图表示植物细胞渗透作用图解,下列说法中错误的是( )
A.成熟植物细胞发生渗透作用的主要原因是原生质层相当于一层半透膜
B.不成熟的植物细胞,如根尖分生区细胞,不能发生渗透吸水或失水
C.当溶液浓度甲>乙时,成熟植物细胞会因渗透失水而发生质壁分离现象
D.当溶液浓度甲=乙时,细胞处于渗透平衡状态,但仍有水分子由甲→乙
2.(2017天津红桥期中,30)将番茄和水稻分别放在含有Ca2+、Mg2+和SiO44-的培养液中培养。培养液中离子浓度变化如图。根据实验结果,以下结论正确的是( )
A.水稻对SiO44-的吸收量大,是因为水稻细胞内SiO44-含量低
B.不同作物对无机盐的吸收差异与细胞膜上载体多少有关
C.植物根细胞对离子的吸收差异取决于培养液中离子的浓度
D.Ca2+、Mg2+和SiO44-的跨膜运输是顺相对含量梯度的
3.(2017江西玉山中学月考,20)将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中,在显微镜下持续观察它们的状态,直到形态不再发生变化时,三个细胞的状态如下:
细胞种类
细胞状态
甲细胞
刚发生质壁分离
乙细胞
没有发生质壁分离
丙细胞
质壁分离现象明显
下列判断正确的是( )
A.形态不再发生变化是因为细胞已经死亡
B.实验前甲、乙、丙三个细胞细胞液浓度关系是乙>甲>丙
C.实验后甲、乙、丙三个细胞细胞液浓度关系是乙<甲<丙
D.形态不再发生变化时三个细胞液的浓度相等
4.(2017山西运城期中,2)下图表示动物某组织细胞膜转运部分物质示意图,与图中信息不相符的是( )
A.甲侧为细胞外,乙侧为细胞内
B.Na+既可顺浓度梯度运输也可逆浓度梯度运输
C.图示中葡萄糖跨膜运输的直接驱动力不是ATP
D.图示中葡萄糖跨膜运输的方式与细胞吸收甘油的方式相同
5.下列有关物质运输的叙述,错误的是( )
A.人红细胞吸收葡萄糖需要消耗ATP
B.有氧呼吸过程中,细胞质基质中的氧浓度大于线粒体内的氧浓度
C.细胞膜上载体蛋白的数量是影响无机盐离子运输速率的因素
D.胰腺细胞分泌胰蛋白酶到细胞外的过程属于胞吐作用
6.(2017湖南长沙长郡中学月考,11)如图表示受体介导的胞吞过程,根据图示,下列叙述错误的是( )
A.该过程以细胞膜的流动性为基础才能发生
B.该过程包括细胞膜表面的识别过程和内部供能过程
C.构成囊泡的基本支架是磷脂双分子层
D.神经细胞释放神经递质的过程与膜成分的更新涉及图示过程
(建议用时:25分钟)
7.下列关于物质X跨膜运输的描述,错误的是( )
A.如果X跨膜运输的方式是自由扩散,则在一定范围内,其运输速率与物质浓度成正比
B.如果X是葡萄糖,则在顺浓度梯度的情况下可通过协助扩散进入细胞
C.如果X(氧气除外)跨膜运输的方式是被动运输,则其运输速率与氧气浓度无关
D.如果X是脂溶性的物质,其跨膜运输的方式一般是协助扩散
8.(2017河北武邑中学一调,25)在如图所示的装置中,A、B、C中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透膜隔开,一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差,如图所示,h1>h2,在达到平衡后,A、B、C中蔗糖溶液的浓度大小关系为( )
A.A=B=C
B.A>B>C
C.A>C>B
D.无法确定
9.某细胞对氨基酸、钠离子、葡萄糖和氧气的吸收方式如图所示。已知细胞膜上的“●、◆”为载体蛋白,氨基酸以主动运输的方式进入该细胞。以下分析错误的是( )
A.同一载体蛋白运输的物质可能不止一种
B.葡萄糖进入该细胞的方式为主动运输
C.氧气进入该细胞不需要载体,也不消耗能量
D.氨基酸可逆浓度进入该细胞且不消耗能量
10.(2017陕西渭南蒲城中学月考,4)图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图,其中离子通道是一种通道蛋白,通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道,允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。请据图分析,下列叙述错误的是( )
A.图1所示生物膜最可能是细胞膜
B.物质通过离子通道不需要消耗ATP
C.由图1和图2可知,膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
D.丁的化学成分为蛋白质
11.下图甲中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式,图乙表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程。下列相关叙述错误的是( )
A.甲图中a表示自由扩散,b表示协助扩散或主动运输
B.甲图中b曲线达到最大转运速率后的限制因素可能是载体蛋白的数量
C.乙图中的胞吐和胞吞过程说明细胞膜具有选择透过性
D.乙图中的胞吐和胞吞过程都需要消耗ATP
12.如图表示渗透作用的装置,其中半透膜为膀胱膜,请思考下列问题:
注:图1、3溶液A、B、a、b浓度分别用MA、MB、Ma、Mb表示,图2、4分别表示一段时间后,液面上升的高度为h1、h2。葡萄糖能透过半透膜,蔗糖不能通过半透膜。
(1)如果A为清水,a为30%的葡萄糖溶液。则图1漏斗中的液面________。如果B为清水,b为30%的蔗糖溶液,则图3中的液面________。
(2)如果A、B、a、b均为蔗糖溶液,且MA>MB、Ma=Mb>MA,达到平衡后,h1________h2,两个漏斗内溶液浓度大小为Ma________Mb。
(3)如果A、B、a、b均为某种物质,且MA=MB、Ma=Mb,则达到平衡后h1=h2,如果在a、b中分别加入两种不同的物质(微量,直接影响溶液的浓度),发现h1上升,而h2下降。那么在a、b中加入的物质最可能是______、______。(选水解酶或聚合酶)
13.囊性纤维病是一种严重的遗传性疾病,患者汗液中氯离子的浓度升高,支气管被异常黏液堵塞。导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,如图表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用。
(1)图中所示为细胞膜的________模型,其中构成细胞膜的基本支架是________,氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上________决定的。
(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过________方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,水分子向膜外扩散的速度________,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体,所有带电荷的分子不管它多小,都很难通过脂质体,即使脂质体外离子浓度很高,这是因为磷脂双分子层的内部是疏水的。缬氨霉素是一种十二肽的抗生素,若将它插入到脂质体的脂双层内,可使K+的运输速度提高100
000倍,但却不能有效提高Na+的运输速率,由此可以得出:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体。与被动运输不同,该类膜蛋白都能水解________,但与普通的酶不同的是,它不对所转运的分子进行催化。
第1讲 细胞膜和细胞核(含流动镶嵌模型)
1.
C 【解析】细胞膜的功能有:将细胞与外界环境分开、控制物质进出细胞、进行细胞间信息交流。图中反映的是细胞分泌的化学物质,通过血液的运输,与靶细胞的细胞膜上的受体结合,将信息传递给靶细胞。
2.
B 【解析】细胞膜选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性,而磷脂分子没有特异性。
3.
C 【解析】磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸组成的,磷酸“头”部(c)是亲水端,脂肪酸“尾”部(a)是疏水端。细胞膜为细胞的边界,在细胞膜的外侧分布着具有识别、信息交流、润滑、保护等多种功能的糖蛋白,而在细胞膜的内侧没有糖蛋白的分布。
4.
D 【解析】该实验通过相互对照可得出细胞核和细胞质在维持生命活动方面的重要性,实验①和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性,实验②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性,由此得出细胞只有保持其结构的完整性才能完成各项生命活动,故D项正确。
5.
C 【解析】糖蛋白位于细胞膜的外侧,由细胞膜上的蛋白质和多糖结合形成,膜蛋白不都是糖蛋白,A错误;膜蛋白有的镶在膜的表面,有的全部或部分嵌入到磷脂双分子层中,有的贯穿整个磷脂双分子层,B错误;内质网与脂质的合成有关,C正确;受体具有特异性,细胞膜的胰岛素受体只能与胰岛素结合,不能运输葡萄糖,D错误。
6.C 【解析】核孔数量与细胞新陈代谢强度有关,A错误;核孔有两种运输功能,既能运输大分子物质,也能运输小分子物质,B错误;大分子物质进出核孔不需要载体蛋白协助,C正确;DNA不能通过核孔进出细胞核,D错误。
(建议用时:25分钟)
7.
D 【解析】由题干信息可知,该实例可说明细胞膜的信息交流功能。
8.D 【解析】图甲中①为多糖,②为蛋白质,③为磷脂双分子层,图乙中a是亲水性“头”部,b是疏水性“尾”部。①②③共同构成了细胞膜,为细胞的生命活动提供了相对稳定的内部环境;磷脂分子具有亲水性的“头”部a和疏水性的“尾”部b,所以将磷脂分子平展在水面上,亲水性“头”部a与水面接触;细胞的选择透过性与膜蛋白有关,完成信息传递功能的是膜上的糖蛋白;磷脂双分子层构成膜的基本支架,是对称的两层。
9.
A 【解析】血型糖蛋白A是一种跨膜糖蛋白,由131个氨基酸组成,组成血型糖蛋白的氨基酸最多20种,A错误。
10.
D 【解析】氧气、二氧化碳、甘油是通过自由扩散方式运输的,它们都能自由通过由多种磷脂组成的膜结构,葡萄糖分子通过细胞膜的方式为协助扩散或主动运输,需要载体蛋白的协助,D错误。
11.
D 【解析】由图可知,决定ABO血型的物质为糖脂中的糖的种类和排列顺序。糖脂具有识别作用,应位于细胞膜的外表面。
12.
(1)受体 蛋白质 (2)B A C B、C
(3)①20 化合物与受体结合 ②D
【解析】(1)图A表示通过细胞的直接接触进行信息交流,图B表示信号分子通过血液循环与靶细胞进行信息交流,图C表示神经元之间的信息传递,在这三种信息传递方式中,靶细胞能接受信息,与靶细胞上对应的受体有关,受体的化学成分为蛋白质。(2)高度紧张时,一方面神经元之间进行信息传递,同时肾上腺素分泌增多,导致心肌收缩加快,包含了神经调节和体液调节两种方式,对应的信息传递方式为B和C。(3)①根据题中信息,每个味蕾中含有100个味细胞,每个味细胞只负责感应酸、甜、苦、咸、鲜五大主体味觉中的一种,则对应一种味觉的平均味细胞数为20个;根据题中“当一种化合物被一种味细胞的质膜表面受体识别并结合后,受体便通过G蛋白调控并打开附近的离子通道”可知,离子通道打开的前提条件是对应的化合物和受体识别并结合。②要使小鼠对苦味物质产生甜的好感,则要使苦味物质的分子能开启“甜”味细胞的离子通道,可以将识别苦味物质的受体“嫁接”到甜味细胞表面来实现。要实现这一目的,需要将识别苦味化合物的受体编码基因导入小鼠甜味细胞中表达,故选D项。
13.
(1)B部分含有少量的原乙伞藻细胞核转录的信使RNA,它能指导合成少量原乙伞藻的蛋白质。A部分则能指导合成甲伞藻的蛋白质,因而嫁接后长成的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质,故呈中间类型
(2)细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制,最终决定生物性状的主要是细胞核
(3)在伞尚未长成、核不分裂时,将幼小伞切去,嫁接上一个长成的伞,这个原不该分裂的核就开始分裂了
【解析】材料1中嫁接后第一次出现中间类型,因此应考虑到遗传信息传递中合成的mRNA作用的滞后性。材料2中自变量为核质比,故可通过嫁接不同大小的伞以改变核质比,进而据实验结果作出判断。
第2讲 细胞器——系统内的分工合作
1.
D 【解析】由表格数据知,细胞甲线粒体内膜多于乙,可以推断其呼吸强度大;由表格数据知,细胞乙粗面内质网和高尔基体膜多于细胞甲,可以推断其分泌蛋白质活动旺盛,细胞乙为胰腺外分泌细胞;细胞中各种膜含量的差异取决于所含基因的表达情况不同,即基因的选择性表达。
2.C 【解析】睾丸间质细胞可合成雄性激素等固醇类激素,故其细胞中滑面内质网含量较多。
3.D 【解析】液泡中的色素主要是花青素,不能吸收转化光能,A错误;核糖体没有膜结构,所以不含磷脂,但是蛋白质合成的场所,B错误;吞噬细胞因为能摄取、处理抗原,其内的溶酶体数量较多,C错误;线粒体含DNA和RNA,线粒体能进行有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳,还能产生ATP,D正确。
4.
C 【解析】由于该细胞为动物细胞,且细胞器甲有蛋白质和脂质,说明细胞器甲有膜结构,又因其含有少量核酸,则细胞器甲为线粒体,其能完成的生理过程是丙酮酸的氧化分解,葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,A错误。细胞器乙只含有蛋白质和脂质,应具有膜结构,可能是高尔基体、内质网、溶酶体,而溶酶体与分泌蛋白的合成和加工无关,B错误。蓝藻细胞与此细胞共有的细胞器只有丙——核糖体,D错误。
5.
A 【解析】有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,可以产生少量的ATP,A错误;生物膜之间通过出芽的方式,以具膜小泡的形式相互转化,实现了膜成分的更新,B正确;核糖体合成的肽链先进入内质网形成具有一定空间结构的蛋白质,再进入高尔基体进一步加工、分类、包装,C正确;细胞膜内外功能不同主要是因为蛋白质种类不同,D正确。
6.
D 【解析】需氧型生物细胞中不一定含有结构e(线粒体),如好氧细菌。不是所有细胞都能发生膜流现象,如原核细胞、哺乳动物成熟的红细胞等。膜流可体现生物膜具有一定的流动性,但质壁分离与复原过程中没有膜结构的转移,没有发生膜流。细胞膜蛋白的更新过程即为蛋白质的合成、运输过程,和分泌蛋白合成和运输的路径相同,即与f→h→c途径有关。
(建议用时:25分钟)
7.C 【解析】原核细胞无溶酶体;H+进入溶酶体是主动运输,水进入红细胞是自由扩散;溶酶体内的各种水解酶的最适pH为5.0左右,而细胞质基质的pH为7.0,溶酶体破裂后,其内部各种水解酶的活性应降低。
8.
B 【解析】构成膜的脂质主要是磷脂,也有胆固醇,A错误;抗体是分泌蛋白,合成和分泌过程中依次经过核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,所以抗体合成越旺盛的细胞,其高尔基体膜和细胞膜的成分更新速率越快,B正确;ATP还可以在细胞质基质中合成,C错误;细胞分化后,细胞膜在结构和功能上出现稳定性差异,细胞在衰老过程中细胞膜的通透性会发生改变,D错误。
9.
A 【解析】a~g分别是叶绿体、核糖体、中心体、线粒体、高尔基体、内质网和细胞膜。图中b和c不具有膜结构,所以它们不参与构成生物膜系统,A错误。
10.D 【解析】甲是具膜结构的细胞器,可能是线粒体或叶绿体,可能进行呼吸作用,即葡萄糖氧化分解的第二、三步,而葡萄糖氧化分解的第一步在细胞质基质,A错误;乙含有蛋白质和脂质,说明是具膜结构的细胞器,但不一定与分泌蛋白的加工和分泌有关,例如溶酶体,B错误;丙是核糖体,核糖体是翻译的场所,氨基酸脱水缩合反应过程中产生水,水中的氧来自于羧基,C错误;原核细胞与真核细胞共有的细胞器是丙核糖体,蓝藻是原核生物,不含甲、乙,D正确。
11.B 【解析】该图是植物细胞的亚显微结构模式图,在普通光学显微镜下无法观察到,A错误;该细胞中含有中央大液泡,为成熟植物细胞,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时可能发生质壁分离现象,B正确;该细胞能产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体,对应⑩、⑨和⑤,C错误;此细胞有叶绿体,不可能是根尖细胞,D错误。
12.B 【解析】高尔基体具有加工、包装和运输的功能,A正确;附着核糖体合成的多肽直接进入内质网腔进行粗加工,再通过囊泡运输到高尔基体进行深加工,B错误;分泌蛋白的分泌过程有膜融合的过程,体现了膜的结构特点——具有一定的流动性,C正确;分析题图可知:细胞膜蛋白和分泌蛋白都需要内质网和高尔基体的加工,D正确。
13.
答案
(1)④⑦ ⑧⑨ (2)③④⑨ (3)前 末 (4)⑤→②→① (5)CO2→C3→(CH2O)
【解析】(1)图中甲细胞表示植物细胞,乙细胞表示动物细胞,在动植物细胞中都有且含有核酸的细胞器有线粒体④、核糖体⑦;若甲图为洋葱根尖分生区细胞,应该没有叶绿体⑨和大液泡⑧。(2)细胞核具有双层膜的核膜。植物细胞中含有双层膜的细胞器有叶绿体⑨和线粒体④。(3)动植物细胞有丝分裂过程中前期纺锤体的形成不同,末期细胞质的分裂方式不同。(4)消化腺细胞能分泌消化酶,而消化酶属于分泌蛋白,其合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜,整个过程还需要线粒体提供能量。因此,该细胞的结构中3H出现的先后顺序依次是⑦→⑤→②→①。(5)在叶绿体基质中,14C的转移途径为:CO2→C3→(CH2O)。
14.
(1)2 细胞核 4→3→7→5 7 (2)1 4 (3)3 一定的流动性 (4)溶酶体 (5)否
【解析】(1)2细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心;抗体是分泌蛋白,其合成与分泌过程为:核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜,即4→3→7→5;分泌蛋白在附着在内质网上的核糖体上合成,然后进入内质网加工,以囊泡的形式运到高尔基体进行再加工,又以囊泡的形式运到细胞膜,通过“胞吐”分泌到细胞外,高尔基体的膜面积基本不变。(2)分析抗体的合成及分泌过程中细胞器的化学成分可知:甲是具膜细胞器且含有微量核酸,为线粒体;丙只由蛋白质和核酸组成,不具有膜结构,且核酸含量很高,为核糖体。(3)细胞中,3内质网是细胞内表面积最大的膜结构,与蛋白质的加工运输以及与脂质合成有关。高尔基体产生的分泌小泡与细胞膜融合,体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。(4)溶酶体能够分解很多种物质以及衰老、损伤的细胞器,清除侵入细胞的病毒或病菌。细胞器1线粒体衰老后参与分解的主要细胞器是溶酶体。(5)中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,与细胞的有丝分裂有关,故在图示动物细胞中,6中心体不能发挥作用。
3讲 细胞的物质输入和输出
1.
B 【解析】不成熟的植物细胞仍能发生渗透作用,但不会发生质壁分离现象,B项错误。成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜,当渗透平衡时,仍有水分子移动,只是单位时间内,由甲→乙和由乙→甲的水分子数相等,A、C、D项正确。
2.
B 【解析】水稻对SiO44-的吸收量大是因为水稻对SiO44-的需求量大,A错误;不同作物对无机盐的吸收差异与细胞膜上载体多少有关,B正确、C错误;植物对Ca2+、Mg2+、SiO44-的跨膜运输是主动运输过程,可以是逆相对含量梯度进行运输,D错误。
3.
B 【解析】形态不发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出的平衡状态。质壁分离程度越严重,细胞内外浓度差越大,而外界溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度最大。达到平衡状态时,细胞液浓度等于外界溶液浓度,质壁分离越严重的,失水越多,外界溶液浓度越小,故实验后丙细胞的细胞液浓度最小。
4.
D 【解析】根据图示分析,甲侧Na+浓度高于乙侧,所以甲侧为细胞外,乙侧为细胞内;从图中可以看出,Na+可以顺浓度梯度进行被动运输,也可以逆浓度梯度进行主动运输;图示中葡萄糖的运输没有ATP参与,是协助扩散,例如红细胞吸收葡萄糖;细胞吸收甘油的方式是自由扩散。
5.
A 【解析】人红细胞吸收葡萄糖是协助扩散,不需要消耗ATP,A错误;有氧呼吸过程中,氧气进入线粒体用于有氧呼吸第三步,故线粒体内的氧浓度小于细胞质基质中的氧浓度,B正确;无机盐离子的过膜方式为主动运输,需细胞膜上载体蛋白的协助并消耗ATP,故无机盐离子运输速率受细胞膜上载体蛋白数量的影响,C正确;胰蛋白酶为分泌蛋白,其分泌到细胞外的过程属于胞吐作用,D正确。
6.
D 【解析】胞吞和胞吐作用以细胞膜的流动性为基础才能发生,A正确;由题图中胞吞过程需要信息分子与受体结合才能发生,可知该过程包括细胞膜表面的识别过程,胞吞过程需要消耗能量,B正确;囊泡是细胞膜内陷形成的,构成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,C正确;神经细胞通过胞吐方式将神经递质释放到细胞外,胞吐过程囊泡与细胞膜融合实现了细胞膜成分的更新,D错误。
(建议用时:25分钟)
7.
D 【解析】如果X跨膜运输的方式是自由扩散,其运输速率取决于膜两侧的浓度差,即在一定范围内,其运输速率与物质浓度成正比;葡萄糖进入细胞的方式有协助扩散和主动运输两种,在顺浓度梯度的情况下可通过协助扩散进入细胞;被动运输不消耗能量,其运输速率与氧气浓度无关;脂溶性物质的跨膜运输方式一般是自由扩散。
8.C 【解析】在达到渗透平衡后,在单位时间内,水分子通过半透膜从A到B及从B到A扩散的速率相等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱h1形成的静水压,故A中溶液浓度大于B中溶液浓度。同理可知,C中溶液浓度大于B中溶液浓度,但由于水柱h2形成的静水压比水柱h1形成的静水压小,故可推知A中溶液浓度大于C中溶液浓度。因此,它们之间的浓度大小关系为A>C>B。
9.D 【解析】由题图可知,氨基酸和钠离子共用同一载体进入细胞,A正确;葡萄糖进入该细胞需要消耗能量和载体,所以其进入该细胞的方式为主动运输,B正确;氧气跨膜运输的方式为自由扩散,所以其进入该细胞不需要载体,也不消耗能量,C正确;氨基酸以主动运输的方式进入该细胞,可逆浓度进入该细胞,消耗能量,D错误。
10.
D 【解析】图1中丁由多糖与蛋白质结合而成,为糖蛋白,分布于细胞膜外表面,故图1所示生物膜最可能是细胞膜。由题干信息可知,物质顺浓度通过通道蛋白,因此不消耗ATP。由图1和图2可知,膜的成分在膜上的分布是不对称的。
11.
C 【解析】由甲图可知:a表示物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快,此种运输方式属于自由扩散,b曲线物质的转运速率随被转运分子浓度的增加而加快,随后转运速率达到最大,可见b表示协助扩散或主动运输,此时限制转运速率继续增大的因素可能是载体的数量。乙图中的胞吞和胞吐过程需要消耗ATP,这两个过程说明细胞膜的结构具有流动性。
12.
答案
(1)先上升,后下降 上升 (2)< >
(3)水解酶 聚合酶
【解析】(1)图1中开始由于漏斗内溶液浓度大于清水浓度,漏斗液面会上升,但由于葡萄糖能通过半透膜,漏斗内溶液浓度下降,液面也慢慢下降;装置2中由于蔗糖不能通过半透膜,因而由于漏斗内浓度大于清水,使液面上升。(2)根据MA>MB、Ma=Mb>MA可知,达到平衡后,h1
Mb。
(3)根据加入物质后h1上升、而h2下降分析,a中溶质分子增多,b中溶质分子减少,可判断a中加入的是水解酶,b中加入的是聚合酶。
13.
(1)流动镶嵌 磷脂双分子层 功能正常的CFTR蛋白
(2)主动运输 加快
(3)①载体蛋白能极大提高运输速率 ②载体具有特异性
(4)ATP
【解析】(1)图中所示为细胞膜的流动镶嵌模型,构成膜的基本支架是磷脂双分子层。由图示知:氯离子跨膜运输的正常进行是由功能正常的CFTR蛋白决定的。(2)由图示知:氯离子通过细胞膜需要膜上蛋白质协助并消耗ATP,所以为主动运输。随着膜外氯离子浓度升高,水分子向膜外扩散的速度加快,原因是单位体积内膜外水分子数小于膜内。(3)由题干信息可知:载体蛋白能极大提高运输速度;运输钾离子的载体和运输钠离子的载体不一样即载体具有特异性。(4)结合“主动运输需要能量”和“主动运输所需的载体蛋白实际上是一些酶蛋白复合体”可推知该类膜蛋白都能水解ATP为主动运输提供能量。(共27张PPT)
第一单元
细胞及其分子组成
第2讲
细胞中的元素和化合物
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.组成细胞的元素
巧记微量元素和大量元素
(1)微量元素:铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。
2.组成细胞的化合物
【考点知识突破答案检索】
1.(1)①化合物 ②Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo ③C
2.(1)蛋白质和核酸 (2)水 蛋白质
(1)若图甲表示细胞鲜重,则A、B依次代表什么化合物?
(2)若图乙表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次代表什么元素?
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
3.图甲是细胞中A、B、C
3种化合物含量的扇形图,图乙是有活性的细胞中元素含量的柱状图,请回答下列问题。
【教材深挖】
1.生物体内的含量很少的元素都是微量元吗?
不都是,微量元素是生物体内含量很少却又不可缺少的元素。生物体内有一些含量很少,且对生物体而言不是必需的元素,这些元素不属于微量元素。
2.氧元素在细胞鲜重中所占比例最大,为什么不是最基本元素?
细胞中的两大生命物质——蛋白质和核酸的基本骨架是由碳原子构成的,而不是由氧原子构成的,所以碳是最基本元素。
(1)H2O、蛋白质。
(2)O、C、H。
1.(2017黑龙江肇州二中月考,6)下列有关组成细胞的元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.占人体细胞鲜重百分比最高的元素是碳元素
B.脂质分子中氧的含量少于糖类
C.氮和镁都是组成叶绿素分子的元素
D.物种多样性与蛋白质的多样性相关
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
A
【解析】占人体细胞鲜重百分比最高的元素是氧元素,A错误;脂质分子中氧的含量少于糖类,B正确;叶绿素的组成元素中含有氮和镁,C正确;蛋白质的多样性是物种多样性的直接原因,D正确。
2.(2017云南曲靖一中期中,1)下列有关组成细胞的元素和化合物的说法,错误的是( )
A.组成细胞的最基本的元素是C,Mo是微量元素
B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖和甘油都是构成生物大分子的单体
C.细胞膜上的某些蛋白质分子在细胞膜外侧与糖类结合形成糖蛋白
D.脱氧核糖核酸彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
B
【解析】C是组成细胞的最基本的元素,Mo是微量元素,A正确;氨基酸、核苷酸、葡萄糖都是构成生物大分子的单体,而甘油不是,B错误;糖蛋白位于细胞膜的外侧,由多糖和蛋白质构成,C正确;脱氧核糖核酸彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基,D正确。
3.如图甲是有活性的细胞中元素含量的柱形图,图乙是细胞中化合物含量的扇形图,下列说法正确的是( )
A.若图甲表示组成人体细胞的元素含量,则a、b、c依次是O、H、C
B.若图乙表示细胞干重中化合物含量,则A化合物是蛋白质
C.若图乙表示细胞鲜重中化合物含量,则A化合物在细胞内主要存在于细胞液中
D.地壳与活细胞中含量最多的元素都是a,因此说明生物界与非生物界具有统一性
B
【解析】组成人体细胞的元素含量O>C>H,故a、b、c分别为O、C、H;细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质,故图乙中A是蛋白质;细胞鲜重中含量最多的化合物是水,故图乙中A是水;地壳中含量最多的元素是O,活细胞中含量最多的元素也是O,生物界和非生物界的统一性不是通过此事实说明的。
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【解析】细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命活动均离不开细胞,动物的个体层次包括细胞、组织、器官、系统,植物的个体层次无系统层次,对于单细胞生物来说,只靠一个细胞即能完成各种生命活动,因此乳酸饮料中的一个乳酸菌既是细胞层次,也是个体层次。
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B
4.(2017宁夏育才中学月考,6)下表是两种生物干重中有关元素的质量分数(%)。根据下表,有人得出下面的结论,其中正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
S
生物甲
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.17
生物乙
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
0.78
A.
如果它们分别是动物和植物,则甲是动物,乙是植物
B.等质量的组织中,甲所含的热量少于乙
C.两者体细胞中,乙的染色体(质)比甲多
D.两者的含水量比较,可推测甲比乙多
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1.判断元素与化合物的四个“明确”
2.元素和化合物种类的判断
(1)根据特征元素推测化合物的种类
(2)从化合物的元素组成分析代谢产物
糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O,故其代谢终产物都有CO2和H2O;蛋白质中还有N,故其代谢产物中还含有尿素。
(3)从化合物中的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少
相同质量的脂肪的含氢量多于糖类,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类,释放的能量也多于糖类。
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1.水
(1)写出A、B、C、D反映出的以上两种水的作用:
A.组成________;
B.提供细胞生活的________环境;
C.参与许多__________;
D.运送营养物质和代谢产物。
(2)自由水与结合水的转换:一定限度内,温度升高后,结合水可转换为自由水,自由水与结合水的比例会__________,新陈代谢会加快。
1.(1)细胞结构 液体 生化反应 (2)升高
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2.细胞中的无机盐
巧记 无机盐功能的“一、一、二”
2.①离子 ②主动 ③生命活动 ④抽搐
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【教材深挖】
1.水参与细胞中的许多生物化学反应,你所学的高中生物教材中,哪些化学反应有水参与?
光合作用中的光反应阶段,有氧呼吸的第二阶段,ATP、多糖、二糖、蛋白质等物质的水解反应等。
2.生命活动离不开水,下图中进行①②⑤的场所分别是什么?
①线粒体内膜、②核糖体、⑤类囊体薄膜。
3.无机盐对维持生物体的渗透压有重要作用,维持细胞外液渗透压的主要无机盐离子有哪些?感受渗透压变化的感受器在哪?
维持细胞外液渗透压的主要是Na+、Cl-等。渗透压感受器位于下丘脑中。
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1.生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述,正确的是( )
A.冬季来临时,植物体内自由水与结合水的比例增大导致抗寒性增强
B.用H218O浇灌植物,不能在植物体内的(CH2O)中检测到放射性
C.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢全部来自线粒体中丙酮酸的分解
D.细胞在合成ATP以及遗传信息的传递和表达过程中,均有水的产生
【解析】植物体内自由水含量相对减少,结合水的含量相对增加,即自由水与结合水的比例降低可导致抗寒性增强,A错误;用H218O浇灌植物,H218O进入植物体后可参与有氧呼吸第二阶段形成CH218O,后者参与光合作用暗反应就可以生成(CH218O),B错误;有氧呼吸时,细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸阶段也能产生氢,并参与有氧呼吸第三阶段生成水,C错误;细胞中ATP合成过程脱水,遗传信息的传递和表达过程中的RNA和蛋白质的合成均脱水,D正确。
D
2.(2017贵州习水一中期末,30)植物在冬季来临的过程中,随着气温逐渐降低,体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化的关系图。请根据图推断以下有关说法错误的是( )
A.冬季来临过程中,自由水明显减少是呼吸速率下降的主要原因
B.结合水与自由水含量的比值,与植物的抗寒性呈现明显的正相
关
C.随着气温和土壤温度的下降,根系的吸水量减少,组织的含水
量下降
D.随着温度缓慢降低,植物的呼吸作用逐渐减弱,有利于减少有
机物的消耗
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【解析】呼吸速率下降的主要原因是由于温度过低导致酶活性降低,A错误;结合水比值升高时,植物抗寒性增强。随冬季来临,植物体内自由水含量下降,结合水含量上升,B正确;温度降低,植物的代谢速率随之降低,产生的各种化合物减少,导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少,C正确;温度降低,细胞呼吸减弱,消耗的有机物减少,D正确。
A
【解析】分析题图1可知,当甲的浓度为a时,而乙的浓度在c~d范围内时,作物的产量相对较高,所以A项正确、B项错误;分析题图2可知,钙离子浓度对花粉管的生长有影响,适宜浓度的钙有利于花粉管的伸长;从花粉萌发率看,钙离子浓度对其没有影响。
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B
3.(2017辽宁鞍山一中一模,19)图1表示甲、乙两种无机盐离子处于不同浓度时与作物产量的关系;图2表示不同浓度的钙对某种植物花粉萌发和花粉管伸长的影响。下列相关描述错误的是( )
A.同一种作物对甲、乙两种无机盐离子的需求量不同
B.乙的浓度为d
时,对提高产量最有利
C.适宜浓度的钙有利于花粉管的伸长
D.在一定范围内,钙的浓度对花粉萌发率无影响
4.某科研小组为研究某些因素对植物生命活动的影响,进行了如下实验:
【解析】本实验的目的是研究必需元素种类和浓度对豌豆幼苗生长发育的影响。
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A
下列有关该实验的分析错误的是(
)
A.本实验的目的是研究必需元素对豌豆幼苗生长发育的影响
B.甲、乙组幼苗死亡的原因是没有必需元素和必需元素不全
C.丁组幼苗因溶液浓度过大导致细胞失水过多而死亡
D.通过改良土壤和种植耐盐碱的作物可提高盐碱化地区农作物产量
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1.判断三种条件下细胞内水分变化规律
(1)环境恶化——自由水↓,结合水↑。
(2)细胞衰老——自由水↓,结合水↑。
(3)生命活动增强——自由水↑,结合水↓。
2.生物体内无机盐生理功能的实验验证
(1)对照组
植物+完全培养液——正常生长
(2)实验组
分析:①实验中应保证实验材料的一致性,即材料的种类、生长状况等相同。
②实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
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【考点知识突破答案检索】
1.(1)斐林 (2)苏丹Ⅲ (3)双缩脲
2.①加斐林试剂 ②加苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) ③双缩脲试剂A
④双缩脲试剂B
1.实验原理
(1)还原糖+________试剂50~65
℃温水浴(――→)砖红色沉淀
(2)脂肪+苏丹Ⅳ染液→红色( 染液→橘黄色)
(3)蛋白质+________试剂→紫色
2.实验步骤
1.(2017宁夏育才中学月考,11)下列关于实验操作步骤的叙述中,正确的是( )
A.用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液混合后要节约使用,以备下次再用
B.脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒
C.用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液与斐林试剂甲液和乙液浓度可以相同
D.在鉴定脂肪的实验中,苏丹Ⅳ染液将脂肪染成橘黄色,苏丹Ⅲ染液将脂肪染成红色
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【解析】
斐林试剂需现配现用,不能留到下次再用,A错误;双缩脲试剂和斐林试剂的成分相同,但成分的浓度不同,C错误;脂肪鉴定中,苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色,而苏丹Ⅳ染液将脂肪染成红色,D错误;脂肪鉴定中需要借助于显微镜才能观察到脂肪颗粒,B正确。
B
2.(2017江西六校一联,13)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验,下列叙述错误的是( )
A.可用斐林试剂甲液和乙液,蒸馏水来鉴定葡萄糖和尿液中的蛋白质
B.脂肪的切片法鉴定需要用显微镜才能看到被染色的脂肪颗粒
C.鉴定还原糖时,要加入斐林试剂甲液摇匀后,再加入乙液
D.在使用苏丹Ⅲ鉴定脂肪的实验中,酒精的作用是洗去实验材料上的浮色
【解析】鉴定还原糖时甲液与乙液要等量混合均匀后,再加入含样品的试管中,且必须现配现用。
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C
1.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
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2.三类有机物检测在操作步骤上的差异
(1)唯一需要加热——还原糖检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)混合后加入——斐林试剂;分别加入——双缩脲试剂(先加A液,后加B液,且B液不能过量)。
1.(2015江苏高考,1)下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述,正确的是( )
A.都能被相应的酶水解
B.都是水溶性物质
C.都含C、H、O、N这4种元素
D.都是人体细胞中的能源物质
【解析】四种生物分子分别都能被相应的酶水解,A正确;脂肪为脂溶性物质,不溶于水,B错误;淀粉和脂肪都只含有C、H、O三种元素,C错误;核酸是与遗传有关的物质,不能作为能源物质,D错误。
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A
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2.(2014四川高考,2)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述,错误的是( )
A.在最基本生命系统中,H2O有自由水和结合水两种存在形式
B.由氨基酸形成多肽链时,生成物H2O中的氢来自氨基和羧基
C.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解
D.H2O在光下分解,产生的[H]将固定的CO2还原成(CH2O)
【解析】有氧呼吸第三阶段,O2与第一阶段葡萄糖分解产生的[H]和第二阶段丙酮酸分解产生的[H]结合形成H2O,同时释放出大量能量。
C
【解析】A项,分析曲线可知,油菜种子在成熟过程中,可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第10天时仍然存在较多的可溶性糖,可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀;B项,蛋白质是生物体生命活动的体现者,在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在;C项,在第30天时,脂肪含量较高,脂肪与苏丹Ⅲ试剂发生反应呈现橘黄色;D项,在第40天时,淀粉已经消耗殆尽,用碘液检测不会发生显色反应。
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C
3.(2014广东高考,5)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示,将不同成熟阶段的种子匀浆后检测,结果正确的是(
)
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ试剂
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
4.(2014海南高考,5)下列关于植物体内水分的叙述,错误的是( )
A.植物体内的水分参与营养物质的运输
B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一
C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物
D.同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同
【解析】植物体内的水分参与营养物质的运输,A正确;水是构成叶肉细胞的重要化合物之一,B正确;自由水可作为细胞内化学反应的反应物,C正确;同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子,D错误。
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D
1.元素的种类和含量
(1)不同生物体内化学元素的种类基本相同。
(2)相同元素在不同生物体内的含量差别较大。
2.元素的含量之最
(1)活细胞中含量最多的元素是O。
(2)细胞干重中含量最多的元素是C。
3.化合物含量之最
(1)占细胞鲜重最多的化合物是水。
(2)占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
4.不同状态的细胞中4种基本元素的含量
(1)细胞鲜重中元素含量O>C>H>N。
(2)细胞干重中元素含量C>O>N>H。
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5.三种有机化合物含量在细胞中的比例
蛋白质>脂质>糖类。
6.水在细胞中的两种存在形式
自由水和结合水。
7.无机盐在生物体内的存在形式
多数以离子的形式存在,少数以化合物的形式存在。
易错点1 误认为细胞内含量最多的元素是C
【点拨】活细胞内含量最多的元素是O而不是C,组成细胞干重最多的元素是C。
易错点2 误认为生物体内大量元素的重要性大于微量元素
【点拨】无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少,但其生理作用却不可替代,如Zn是DNA聚合酶和RNA聚合酶的辅酶成分,缺Zn将导致DNA复制和RNA合成不能正常进行。
易错点3 误认为生物体内的各种元素的种类和含量都相同
【点拨】(1)组成不同生物的化学元素种类基本相同,但各种元素的含量相差较大,如人与玉米、人与大肠杆菌。
(2)同一生物体内的不同细胞内不同元素的含量也不相同。人体甲状腺细胞内含I较多,红细胞内则含Fe较多。
易错点4 误认为自由水比结合水作用大
【点拨】自由水、结合水的作用都非常大,两种水在不同时期的作用各有侧重。
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必记必辨通关(共32张PPT)
第六单元
基因的本质与表达
第3讲 基因的表达
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1.RNA的组成、结构与类型
DNA
核糖核苷酸
蛋白质
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2.遗传信息的转录和翻译
(1)转录的过程
(2)翻译
①概念
场所
细胞质的________上
模板
________
原料
20种________
产物
具有一定氨基酸顺序的蛋白质
②密码子:________上3个相邻碱基,共64种,其中决定氨基酸的密码子有________种。
③反密码子:位于________上的与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。
①解旋酶
②一条链
③核糖核苷酸 ④mRNA
⑤DNA模板链
核糖体
mRNA
氨基酸
mRNA
61
tRNA
考点一
考点二
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3.DNA复制、转录和翻译的区别和联系
(1)区别
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(2)三者联系
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【教材深挖】
1.针对右图分析:
(1)图中翻译方向如何?判断依据是什么?
方向为从左向右,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。
(2)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体,其意义何在?意义为少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。
(3)图中多条多肽链其氨基酸序列是否相同?为什么?它们是否具生物学活性?
图中多条多肽链的氨基酸序列应相同,因为其模板mRNA相同。由于合成的仅是“多肽链”,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工,形成特定空间结构后方可具备生物学活性。
考点一
考点二
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2.下图过程发生在大肠杆菌中,与上图相比有何区别?
两图的区别在于1题图所示转录、翻译过程有“时空”差异,即转录在细胞核,时间在前;翻译在核糖体,时间在后。2题图所示转录、翻译同时进行。
3.两图中a~f分别是什么物质或结构?
a~f依次为mRNA、核糖体、多肽链、DNA、mRNA、RNA聚合酶。
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1.(2017广东肇庆实验中学,11)下列关于DNA和RNA特点的比较,正确的是( )
A.在细胞内存在的主要部位相同
B.构成的五碳糖不同
C.核苷酸之间的连接方式不同
D.构成的碱基相同
【解析】DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中;二者的核苷酸的连接方式相同,都是靠磷酸二酯键连接;构成DNA和RNA的碱基不完全相同。
B
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2.经过对某生物体内的核酸成分的化学分析得知,该生物体内的核酸中,嘌呤占58%,嘧啶占42%,由此可以判断(
)
A.此生物体内的核酸一定是DNA
B.该生物一定不含DNA而只含RNA
C.若此生物只含DNA,则一定是单链的
D.若此生物含DNA,则一定是双链的
【解析】因该生物核酸中嘌呤数和嘧啶数不等,故可能是只含有RNA,或同时含有DNA和RNA,或只含单链DNA。
C
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3.下图中a、b、c表示生物体内三种生理过程。下列叙述正确的是( )
A.a过程需要的原料为四种核糖核苷酸
B.在不同功能细胞中进行b过程的基因存在差异
C.转运氨基酸的RNA含有起始密码子序列
D.分生区细胞能进行b和c过程,不能进行a过程
【解析】a为DNA复制过程,需要的原料为四种脱氧核糖核苷酸,A错误;在不同功能细胞中进行b转录过程属于基因的选择性表达,表达的基因存在差异,B正确;转运氨基酸的是tRNA上的反密码子,密码子在mRNA上,C错误;分生区的细胞通过有丝分裂进行增殖,故能进行b和c过程以及a过程,D错误。
B
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4.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是( )
A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子
B.甲所示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行
C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶
D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次
D
【解析】据图可知,甲所示过程为DNA复制,乙所示过程为转录。DNA复制为半保留复制,其产物是双链DNA分子,转录结束后DNA是全保留的,其产物为单链RNA,A错误;DNA复制和转录的主要场所都是细胞核,DNA复制需要解旋酶,转录需要RNA聚合酶,B、C错误;一个细胞周期中DNA只进行一次复制,而转录则可多次发生,D正确。
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5.一个mRNA分子有m个碱基,其中G+C有n个;由该mRNA合成的蛋白质有两条肽链。则其模板DNA分子的A+T数最少、合成蛋白质时脱去的水分子数最多分别是( )
A.m、m/3-1
B.m、m/3-2
C.2(m-n)、m/3-1
D.2(m-n)、m/3-2
【解析】DNA分子的A+T数是mRNA中A+U数的2倍,即2(m-n)个;合成蛋白质时脱去的水分子数为氨基酸数-1,氨基酸数是mRNA中碱基的1/3,即为m/3-2,D项正确,A、B、C三项均错误。
D
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1.DNA和RNA的区分技巧
(1)DNA和RNA的判断
①含有碱基T或脱氧核糖 DNA;
②含有碱基U或核糖 RNA。
(2)单链DNA和双链DNA的判断
(3)DNA和RNA合成的判断
用放射性同位素标记T或U,可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T,可推断正发生DNA的合成;若大量利用U,可推断正进行RNA的合成。
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2.辨析遗传信息、密码子和反密码子
(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子
(2)辨析氨基酸与密码子、反密码子的数量关系
①每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子简并性),可由一种或几种tRNA转运。
②一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。
③密码子有64种(3种终止密码子;61种决定氨基酸的密码子);反密码子理论上有61种。
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3.基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸的数量关系
即:蛋白质中氨基酸的数目=1/3mRNA中的碱基数目=1/6DNA(基因)中的碱基数目。
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1.根据中心法则图解填写序号的名称
(1)总表达式
①________;②________;③________;④_________;⑤________。
(2)写出下列各类生物遗传信息的传递过程(中心法则)
DNA复制
转录
翻译
RNA的复制
逆转录
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2.基因控制性状的途径
①③⑤⑥—b ②④—a
蛋白质的结构
酶的合成
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【教材深挖】
1.从中心法则的名称上可以看出遗传信息的流动过程在生物学中的重要地位,这个法则反映了遗传物质的哪两大功能?
中心法则反映了遗传物质的传递与表达这两大功能。
2.下图为生物遗传信息流动过程,针对下图回答:
(1)细胞分裂间期发生了上述哪些过程?分裂期发生了哪些过程?
a、b、c;c。
(2)需要tRNA和核糖体同时参与的是哪个过程?能进行A—U,G—C配对的过程有哪些?
c;b、c、e。
(3)健康的人体内不会发生上述哪些过程?
d和e。
3.HIV的寄主细胞是什么?它进行蛋白质合成的场所是什么?其“遗传信息流”的模板及原料分别由谁提供?
艾滋病病毒的寄主细胞是T淋巴细胞,该病毒进行蛋白质合成的场所是寄主细胞的核糖体,其“遗传信息流”的模板由病毒自身提供,原料由寄主细胞提供。
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1.根据图示分析,下列叙述正确的是( )
A.生物的遗传信息只能储存在DNA的脱氧核苷酸序列中,不能储存在RNA的核苷酸序列中
B.核苷酸序列不同的基因一定表达出不同的蛋白质
C.遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础
D.编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链
C
【解析】核酸分子中核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息,A错误;由于密码子的简并性等原因,不同的核苷酸序列可表达出相同的蛋白质,B错误;基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状,因此遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础,C正确;构成基因的两条链是互补的,其碱基排列顺序不同,D错误。
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2.如图甲、乙、丙表示细胞内正在进行的新陈代谢过程,据图分析下列表述中不恰当的是( )
甲
乙
丙
A.正常人体细胞内不会进行4、6、7过程
B.1、4、6、8、10过程均需要核糖核苷酸作为原料
C.1过程需要RNA聚合酶参与,3过程需要DNA聚合酶参与
D.病毒体内不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程
【解析】图甲表示DNA的复制、转录和翻译过程,图乙表示RNA的复制和翻译过程,图丙表示RNA的逆转录、DNA的复制、转录和翻译过程。正常人体细胞内不会进行4、6——RNA的复制、7——逆转录过程,A正确;1、4、6、8过程的产物均为RNA,需要核糖核苷酸作为原料,但10过程表示DNA的复制,需要脱氧核糖核苷酸作为原料,B错误;1过程需要RNA聚合酶参与,3过程需要DNA聚合酶参与,C正确;病毒不具有独立代谢的能力,不能单独进行图甲、乙或丙所代表的新陈代谢过程,D正确。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2017山东陵县一中月考,2)豌豆的圆粒和皱粒产生的机理如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.皱粒豌豆的产生属于染色体结构变异
B.此题能够表现基因对生物性状的直接控制
C.插入外来DNA序列导致基因数目增加
D.豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状
【解析】插入外来DNA序列导致皱粒豌豆的产生属于基因突变,A错误;插入外来DNA序列导致基因结构改变,基因数目没有增加,使淀粉分支酶基因不能表达,能够表现基因对生物性状的间接控制,B、C错误;豌豆的圆粒和皱粒是一对相对性状,D正确。
D
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
4.下图所示是人体内苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径,图中的数字分别代表三种酶。相关叙述错误的是( )
A.人体中的苯丙氨酸和酪氨酸,它们的来源均有三个渠道
B.苯丙酮酸大量积累引起的苯丙酮尿症,属于常染色体隐性遗传病
C.酶③的缺乏会导致白化病,该病属于常染色体隐性遗传病
D.酪氨酸是甲状腺激素合成的重要原料之一
【解析】人体内的氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸,非必需氨基酸有三个来源:食物、体内蛋白质分解和通过氨基转换作用形成,但苯丙氨酸属于必需氨基酸,不能在细胞内通过氨基转换作用形成,所以苯丙氨酸只有两个来源,A错误;苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病,B正确;据图分析可知,缺乏酶③则不能合成黑色素,会导致白化病,该病属于常染色体隐性遗传病,C正确;酪氨酸是甲状腺激素合成的重要原料之一,D正确。
A
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.“三看法”判断中心法则各过程
2.利用图示分类剖析中心法则
图示中1、8为转录过程;2、5、9为翻译过程;3、10为DNA复制过程;4、6为RNA复制过程;7为逆转录过程。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2016江苏高考,18)近年诞生的具有划时代意义的CRISPR/Cas9基因编辑技术可简单、准确地进行基因定点编辑。其原理是由一条单链向导RNA引导核酸内切酶Cas9到一个特定的基因位点进行切割。通过设计向导RNA中20个碱基的识别序列,可人为选择DNA上的目标位点进行切割(见下图)。下列相关叙述错误的是( )
A.Cas9蛋白由相应基因指导在核糖体中合成
B.向导RNA中的双链区遵循碱基配对原则
C.向导RNA可在逆转录酶催化下合成
D.若α链剪切点附近序列为…TCCAGAATC…
则相应的识别序列为……UCCAGAAUC……
【解析】核糖体是蛋白质的合成场所,故Cas9蛋白质由相应基因指导在核糖体中合成,A正确;向导RNA中的双链区碱基对间遵循碱基配对原则,B正确;向导RNA可通过转录形成,逆转录酶以RNA为模板合成DNA,C错误;由于α链与识别序列的互补链序列相同,故两链碱基相同,只是其中T与U互换,D正确。
C
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
2.(2015安徽高考,4)Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA,当噬菌体侵染大肠杆菌后,QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示),然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是( )
A.QβRNA的复制需经历一个逆转录的过程
B.QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C.一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D.QβRNA复制后,复制酶基因才能进行表达
【解析】QβRNA的复制不需要经历逆转录过程,是由单链复制成双链,再形成一条与原来的单链相同的子代RNA,所以A错误,B正确;由图可以看出一条QβRNA模板翻译出的肽链不止一条,可翻译出多条多肽链,C错误;由题意可知:QβRNA复制酶基因的表达在QβRNA的复制之前,有了QβRNA复制酶,QβRNA的复制才能进行,D错误。
B
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
3.(2015江苏高考,12)下图是起始甲硫氨酸和相邻氨基酸形成肽键的示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中结构含有核糖体RNA
B.甲硫氨酸处于图中 的位置
C.密码子位于tRNA的环状结构上
D.mRNA上碱基改变即可改变肽链中氨基酸的种类
【解析】A项,图中结构包括核糖体、mRNA、tRNA,核糖体由rRNA和蛋白质构成;B项,甲硫氨酸是起始氨基酸,图中 位置对应的氨基酸明显位于第2位;C项,tRNA的环状结构上有反密码子;D项,由于密码子的简并性,mRNA上的碱基发生改变,肽链中氨基酸的种类不一定改变。
A
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.DNA与RNA的区别看“两点”
(1)物质组成:组成DNA的五碳糖是脱氧核糖,特有碱基T;组成RNA的五碳糖是核糖,特有碱基U。
(2)结构特点:DNA一般是双链,RNA一般是单链。
2.转录与翻译的六点差异
(1)场所不同:转录主要在细胞核内,翻译是在细胞质中的核糖体上。
(2)模板不同:转录的模板是DNA的一条链,翻译的模板是mRNA。
(3)原料不同:转录的原料是4种游离的核糖核苷酸,翻译的原料是20种氨基酸。
(4)所需酶不同:转录需RNA聚合酶,翻译需多种酶。
(5)产物不同:转录的产物是RNA,翻译的产物是多肽。
(6)碱基配对方式不同:转录特有T—A,翻译特有U—A。
3.密码子和反密码子的两点比较
(1)位置:密码子位于mRNA上,反密码子位于tRNA上。
(2)数目:密码子有64种,决定氨基酸的密码子有61种;反密码子有61种。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
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必记必辨通关
4.中心法则要点
遗传信息由DNA传递到RNA,然后由RNA决定蛋白质的特异性。蛋白质是生物性状的体现者。
5.基因对性状控制的两条途径
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点1 混淆六类酶——解旋酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA连接酶、RNA聚合酶
【点拨】(1)“解旋酶”在DNA分子复制时使氢键断裂。
(2)“限制酶”使两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(3)“DNA聚合酶”在DNA分子复制时依据碱基互补配对原则使单个脱氧核苷酸连成脱氧核苷酸链。
(4)“DNA连接酶”将两个DNA分子片段的末端“缝合”起来形成磷酸二酯键。
(5)“RNA聚合酶”在RNA复制或DNA转录时依据碱基互补配对原则将单个核糖核苷酸连接成RNA链。
(6)“逆转录酶”是某些RNA病毒在宿主细胞内利用宿主细胞的脱氧核苷酸合成DNA的一种酶。
易错点2 错误地将下图中的多条肽链看作氨基酸序列不同
【点拨】翻译过程中,可发生同一mRNA的分子上同时结合多个核糖体的情况,由于不同核糖体均沿同一mRNA分子移动,密码子阅读顺序相同,故所产生的多肽链氨基酸序列应相同。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
易错点3 计算中对“最多”和“至少”的分析有误
【点拨】(1)翻译时,mRNA上的终止密码子不决定氨基酸,因此mRNA上的碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些。
(2)基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些。
(3)在回答有关问题时,应加上“最多”或“至少”等字。如mRNA上有n个碱基,转录生成它的基因中至少有2n个碱基,由该mRNA指导合成的蛋白质中最多有n/3个氨基酸。
考点一
考点二第1讲 走近细胞
(建议用时:10分钟)
1.(2017湖北武汉二中期中,2)下列对生命系统的认识中正确的是( )
A.生命系统的每个层次都能完成一定的生命活动
B.蛋白质和核酸等生物大分子本身,也属于生命系统的层次
C.生态系统是生命系统的一个层次,它代表一定的自然区域内相互间有直接或间接联系的所有生物
D.生物个体中由功能相关的器官“联合”组成的“系统”层次是每种生物个体都具有的
2.(2017河北保定定州中学月考,2)我国卫生部将猪流感病毒正式命名为甲型H1N1流感病毒,H和N分别指的是病毒表面两大类蛋白质——血细胞凝集素和神经氨酸酶,病毒结构如图所示。下列叙述中正确的是( )
A.病毒表面的两类蛋白质是在类脂层内合成的
B.该病毒的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
C.甲型H1N1流感病毒一定含有C、H、O、N、P化学元素
D.利用高温等常规方法难以杀灭甲型H1N1流感病毒
3.下列有关细胞学说及细胞的统一性的说法,错误的是( )
A.细胞学说的创立将千变万化的生物界通过细胞结构统一起来
B.生物体结构的统一性体现在一切生物都由细胞和细胞产物组成
C.细胞学说揭示了生物体结构的统一性
D.组成细胞的元素和化合物种类基本一致体现了细胞的统一性
4.(2017山西蒲城中学摸底考试,1)下列有关自然界中生物说法错误的是( )
A.菌类绝大多数是异养型
B.细胞生物一定都含有核糖体
C.单细胞生物都是原核生物
D.酵母菌有线粒体,但也可进行无氧呼吸
5.(2017上海七校联合教学模拟,8)关于下图所示生物或细胞的叙述,正确的是( )
A.a、b、c、d均在DNA中储存遗传信息
B.a、b、c、d均能进行需(有)氧呼吸
C.b、d均可在叶绿体中合成有机物
D.b、c、d均有纤维素和果胶构成的细胞壁
6.下面①~⑤是利用显微镜观察时的几个操作步骤,在显微镜下要把视野里的标本从图中的甲转为乙,其正确的操作步骤是( )
①转动粗准焦螺旋 ②调节光圈 ③转动细准焦螺旋 ④转动转换器 ⑤移动标本
A.①→②→③→④
B.④→⑤→③→②
C.②→①→⑤→④
D.⑤→④→②→③
(建议用时:25分钟)
7.(原创)下列关于生物类群的描述正确的是( )
①原生生物属于原核生物
②带“藻”字的生物未必是真核生物,但一定是自养生物
③带“菌”字的生物既有细菌等原核生物,又有酵母菌、霉菌等真核生物
④菌类绝大多数是异养型,少数可以是自养型
⑤人体红细胞、细菌、蓝藻、放线菌等生物细胞没有细胞核,生命活动均不旺盛
A.两项正确
B.三项正确
C.四项正确
D.五项均正确
8.(2017河北保定定州中学月考,4)下表所列原核细胞与真核细胞的比较,正确的是( )
选项
比较项目
原核细胞
真核细胞
A
遗传物质
拟核为DNA;细胞质为RNA
细胞核和细胞质均为DNA
B
遗传定律
遵循孟德尔遗传定律
遵循孟德尔遗传定律
C
遗传信息表达
转录和翻译可以同时同地点进行
转录主要在细胞核中,翻译在细胞质中
D
变异类型
基因突变和染色体变异
基因突变、基因重组、染色体变异
9.(2017海南三亚六中月考,1)模型作为一种认识手段和思维方式,是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。下图各种概念之间的关系表述正确的是( )
10.埃博拉(EBV)是一种能引起人类和灵长类动物产生出血热的烈性传染病病毒(单链RNA病毒),感染者有很高的死亡率。下列关于该病毒的叙述,正确的是( )
A.属于生命系统的最基本结构层次
B.可用活的灵长类动物细胞培养
C.具有细胞膜而没有核膜
D.遗传物质是DNA
11.(2017江苏南通中学期中,9)如图的四个部分(Ⅰ~Ⅳ)是四种类型细胞的部分亚显微结构模式图,下列说法错误的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都具有的细胞器是核糖体
B.可以判断Ⅳ为低等植物
C.Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ类中都有生物可进行光合作用合成有机物
D.Ⅱ可表示根尖分生区细胞,Ⅰ生物在生态系统中一定是消费者
12.结构与功能的统一性是生物学的观点之一。下列不能说明这一观点的是( )
A.哺乳动物红细胞的核退化,可为携带氧的血红蛋白腾出空间
B.唾液腺细胞的内质网、高尔基体发达
C.线粒体内膜向内折叠使其表面积加大,易于生化反应的进行
D.卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换,为胚胎早期发育提供所需养料
13.细胞是生物体结构和功能的基本单位,又是新陈代谢的主要场所。据图回答:
(1)动、植物细胞的最主要区别是看其有无________。4个图中属于原核细胞的是________。能进行光合作用的是________。蓝藻是________(填字母),其能进行光合作用的原因是其具有________。(2)B细胞与D细胞结构中无明显差异的结构是________。
(3)C细胞的DNA主要存在于________,A细胞的DNA主要存在于________。
14.光学显微镜是中学生最常用的实验仪器,下图中7
mm、0.5
mm表示观察清楚时物镜与观察物之间的距离。请回答下列问题:
(1)图一表示显微镜的________镜,在观察花生子叶细胞中的脂肪实验中,应先用图中________(填“甲”或“乙”)镜观察。
(2)图二表示光学显微镜的一组镜头,目镜标有5×和15×字样,物镜标有10×和40×字样。图三表示镜头与载玻片之间的距离。请看图回答:
①要仔细观察叶绿体的形态时,显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间的距离组合为________(填序号),此时放大倍数为________倍。
②显微镜目镜为10×、物镜为10×时,视野被相连的96个分生组织细胞所充满,若物镜转换为40×后,则视野中可检测到的细胞数为________个。
③在观察中,c与d的显微视野中比较明亮的是____________________________________。
④若在低倍镜下发现有一异物,当移动装片时,异物不动,转换高倍镜后,异物仍可观察到,此异物可能存在于________。(填编号)
A.物镜上
B.目镜上
C.装片上
D.反光镜上
(3)用显微镜观察标本时,一位同学在观察酵母菌细胞时发现视野右上方有一中间亮的黑边圆圈,于是想将它移到视野中央仔细观察,请根据以上叙述回答:
①中间亮的黑边圆圈是_______________________________________________________。
②换高倍镜观察前,要将黑边圆圈移动到视野中央,应将标本向________________移动,这样做的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2讲 细胞中的元素及化合物
(建议用时:10分钟)
1.(2017福建龙岩五校期中,2)下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况,则对甲、乙、丙所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是( )
A.甲可能是叶绿素,能吸收光能进行光合作用
B.乙可能是血红蛋白,有运输氧的作用
C.丙可能是磷脂,是细胞膜的主要成分
D.甲、乙、丙必为同一类物质
2.(2016江苏如东高级中学二调,1)下列物质中同时含有磷和氮元素的是( )
A.纤维素
B.胰岛素
C.核苷酸
D.脂肪酸
答案
C 【解析】纤维素和脂肪酸都只含有C、H、O三种元素,A、D错误;胰岛素的组成元素是C、H、O、N、S,B错误;核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,C正确。
3.(2017安徽淮南二中月考,10)观察下图,下列叙述错误的是( )
A.若该图表示的是细胞中各化学元素的含量,则A应该为碳元素
B.如果该图为组成细胞的化合物,则A中含有的元素为H、O
C.如果该图是已经完全脱水后的细胞的化合物组成情况,则A是蛋白质
D.如果该图表示的是细胞周期,则A时期发生染色体的复制
4.下列关于水对生命活动影响的叙述,正确的是( )
A.休眠期的植物,体内结合水/自由水的比值通常会下降
B.细胞内自由水含量降低是细胞衰老的特征之一
C.癌细胞是一种失控细胞,其自由水含量较正常细胞要低
D.细胞内的脂肪成分多,会使细胞内的结合水含量增高
5.(2017重庆新田中学月考,1)某农场在田间试验时发现,小麦产量总是比邻近的地块低,技术员怀疑该农田可能缺乏某种元素。现将该农田分成面积相等的5块样地,分别编为1~5号进行试验。除施肥不同外,其他条件相同,结果如下图所示。分析判断该农田最可能缺乏的元素是( )
A.K
B.N
C.P
D.S
(建议用时:25分钟)
6.(2017甘肃天水一中段考二,4)下列关于细胞中化合物的叙述错误的是( )
A.蔗糖和淀粉水解产物中都有葡萄糖
B.糖原、蛋白质、纤维素和淀粉都是生物体内的大分子有机物
C.水是生命之源,是生物体内有氧呼吸和无氧呼吸共同的终产物
D.在豌豆根细胞中由A、G、T、U四种碱基参与构成的核苷酸最多有6种
7.(2017福建龙岩五校期中,3)下图为对刚收获的种子所做的一系列处理,据图分析有关说法正确的是( )
A.④和⑤是同一种物质,但是在细胞中存在形式不同
B.①和②均能够萌发形成幼苗
C.③在生物体内主要以化合物形式存在
D.点燃后产生CO2中的C只来自于种子的糖类
8.庐山黄杨和金背松鼠体内细胞的某些元素含量(占细胞干重的质量分数:%)如表所示,下列有关叙述正确的是( )
元素
C
H
O
N
P
Ca
S
庐山黄杨
43.57
6.24
44.43
1.46
0.20
0.23
0.17
金背松鼠
55.99
7.46
14.62
9.33
3.11
4.67
0.78
A.依据N、S含量可推知,金背松鼠细胞内蛋白质含量较多,该动物体内的无机盐对维持酸碱平衡均发挥作用
B.庐山黄杨的含水量比金背松鼠多
C.依据表中C的含量可知,有机物是干物质的主要成分
D.这两种生物体内所含的化学元素的种类和含量差异均很大
9.图甲表示几种生物体内的含水量,图乙表示人体内有关组织或器官的含水量,下列有关叙述中错误的是( )
A.水生生物的含水量一般比陆生生物高
B.代谢旺盛的组织或器官含水量一般较高
C.生物体内含量最多的是水
D.血液中自由水与结合水之比大于1,而心脏中则相反
10.下列关于细胞中元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.脂质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能
B.蔗糖酶催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖的同时消耗ADP
C.所含氨基酸种类、数目、排列顺序相同的蛋白质不一定具有相同的功能
D.纤维素、脂肪和腺苷的组成元素是不同的,而ATP、DNA、NADPH的组成元素是相同的
11.某校生物兴趣小组进行了生物组织中还原糖检测的实验(如下图),下列叙述正确的是( )
A.在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好
B.在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是促进还原糖的溶解
C.用于该实验检测的斐林试剂也可用于检测蛋白质,只是添加试剂的顺序不同
D.由于斐林试剂不稳定,在使用斐林试剂时要先加0.1
g/mL的NaOH溶液,后加入0.05
g/mL的CuSO4溶液
12.互花米草是一种滩涂草本盐沼植物,对水淹的生态环境有很强的适应能力,曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后,出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制,为进一步调控措施的研究提供依据,某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题,设计了如下实验:
①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组,分别在每天进行0
h、3
h、6
h、12
h和24
h的水淹处理。
③在处理50
d后,采取整株植株并测定自由水与结合水含量,计算自由水与结合水的比值。实验结果如下表所示:
水淹时间h/d
0
3
6
12
24
自由水与结合水的比值
1.5
0.75
1.25
1.1
1.0
分析实验过程及实验结果,回答以下问题:
(1)在该实验中,________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境,在进行水淹处理时,实验用水应为________水,来源于___________________________________________。
(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知,互花米草在水淹时间为________h/d的环境下,抗逆性最强。在进行水淹处理时间为________h/d的环境下,代谢活动最强。
(4)在实验结束时,水淹时间为24
h/d的实验组互花米草长势最差,甚至死亡,导致该现象发生的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13.下图表示小麦开花数天后测定种子中主要物质的变化,请据图回答问题:
(1)小麦成熟种子中主要的营养物质是________。
(2)检测还原糖的试剂是________,可溶性还原糖的多少可通过______________来判断。
(3)小麦种子成熟过程中,胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较,两者的变化趋势________________________________________________________________________。
(4)种子成熟时,淀粉形成与一种磷酸化酶的活性有密切关系,为验证磷酸化酶是否是蛋白质,实验过程中实验组试管中加入2
mL________,对照组试管中加入________,然后加入等量的________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
如果出现________现象,则证明磷酸化酶是蛋白质。
第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
(建议用时:10分钟)
1.(2017福建莆田月考,22)下列多肽片段充分水解后,产生的氨基酸有( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
2.(2017福建福州八中一检,3)下列选项描述的物质不一定是蛋白质的是( )
A.生命活动的主要承担者
B.人体内降低血糖的激素
C.细胞内具有催化功能的物质
D.细胞膜上能转运钾离子的物质
3.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是( )
A.结构④在生物体内约有20种
B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自于②和③
C.结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D.生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n种密码子
4.已知氨基酸的平均相对分子质量为128,测得某蛋白质的相对分子质量为5
646,则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数及其至少含有的游离的氨基数分别为( )
A.51个、1个、51个
B.51个、2个、2个
C.51个、2个、51个
D.44个、2个、2个
5.下图表示胰岛素分子中一条多肽链,其中有3个甘氨酸(R基:—H)分别位于第8、20、23位。下列叙述正确的是( )
A.该多肽含有一个游离的羧基,位于第1位
B.用特殊水解酶除去3个甘氨酸,形成的产物比原多肽多5个氧原子
C.用特殊水解酶除去3个甘氨酸,形成的产物中有4条多肽
D.该多肽释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工
6.(2017山东邹城期中,4)如图表示某种蛋白质中相关基团的数目,据图可知该蛋白质( )
A.由两条肽链组成
B.共有126个肽键
C.R基中共含17个氨基
D.形成过程中脱去125分子的水
(建议用时:25分钟)
7.(2017山东淄博五中期中,16)如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )
A.该分子中含有152个肽键
B.参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基,1个氨基酸含2个氨基
C.该分子中有1个氨基酸残基含硫
D.该分子彻底水解将产生153种氨基酸
8.(2017福建南安一中期初考试,15)下列有关生物体内特殊蛋白质的叙述正确的是( )
A.细胞膜上的载体蛋白对某些物质出入细胞具有运输作用
B.抗体主要分布在血清中,其化学本质为糖蛋白
C.酶的化学本质是蛋白质,只对细胞内的化学反应具有催化作用
D.突触后膜上的蛋白质受体能够识别神经递质,识别后即被降解,不再识别其他神经递质
9.(2017河北武邑中学一调,11)下图为牛胰岛素结构图,该物质中—S—S—是由两个—SH脱去两个H形成的。下列说法正确的是( )
A.牛胰岛素为51肽,其中含有50个肽键
B.牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH
C.牛胰岛素水解产物含有20种不同的氨基酸
D.牛胰岛素形成时,减少的相对分子质量为882
10.(2017宁夏石嘴山三中,21)HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如图所示的作用,以保护机体细胞不受破坏。图中HSP所起的作用是( )
A.促进肽键的形成
B.抑制氨基酸脱水缩合
C.促使肽链形成空间结构
D.维持蛋白质结构稳定性
11.
蛋白质是生命活动的主要承担者,下列关于蛋白质的叙述,错误的是( )
A.不是所有细胞器都含有磷脂,但所有细胞器均含有蛋白质
B.核糖体是所有细胞生物所共有的细胞器,间接体现了蛋白质的重要作用
C.真核细胞中蛋白质合成后均需要内质网、高尔基体加工
D.蛋白质可以行使催化、调节、免疫、运输等功能
12.某50肽中有丙氨酸(R基为—CH3)4个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图所示),得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在)。下列有关叙述错误的是( )
A.该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子
B.若将得到的5个氨基酸缩合成5肽,则有5种不同的氨基酸序列
C.若将新生成的4条多肽链重新连接成一条长链,则将脱去4个H2O
D.新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基
13.(2017湖北荆州中学质检一,16)已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。下图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号),图2为部分肽链放大示意图,请据图回答下列问题:
(1)该化合物由氨基酸脱去________个水分子形成,这种结合方式叫做________,图1所示的蛋白质的相对分子质量为________。如果核苷酸的平均相对分子质量为400,则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量最小为________。
(2)图2中有______种R基,肽键是______(填序号);该蛋白质至少有______个游离的羧基。
(3)假设有一个十肽,分子式为CxHyOzNmSn,组成该肽的氨基酸只有图2中的几种,则含有①的氨基酸有________个。
14.蛋白质的空间结构遭到破坏后,其生物活性就会丧失,这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等都会使蛋白质变性。现利用提供的材料用具,请你设计实验,探究乙醇能否使蛋白质变性。
材料用具:质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05
g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯。
(1)实验步骤(请填充表格空白处)。
步骤
具体操作
A试管
B试管
①
1
mL新鲜的淀粉酶溶液
1
mL新鲜的淀粉酶溶液
②
5滴蒸馏水
③
2
mL可溶性淀粉溶液
2
mL可溶性淀粉溶液
④
摇匀后,同时放入适宜温度的温水中维持5
min
⑤
配制一定量的斐林试剂
⑥
(2)实验结果预测及结论:
a.________,说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性;
b.________,说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性。
第4讲 核酸、糖类和脂质
(建议用时:10分钟)
1.(2017山东菏泽期中,8)下列关于核酸的叙述,错误的是( )
A.核酸分子多样性取决于核酸中核苷酸的数量和排列顺序
B.RNA具有传递信息、催化反应、转运物质等功能
C.双链DNA分子的每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
D.叶绿体与线粒体中含有三种RNA
2.(2017安徽滁州中学月考,9)核苷酸可通过脱水缩合形成多核苷酸,与多肽一样,脱水后一个核苷酸的磷酸基团与下一个单体的糖相连。结果,在多核苷酸中形成了一个重复出现的糖—磷酸主链(如图),据此判断,下列叙述正确的是( )
A.该图所示化合物的组成元素只有C、H、O、N
B.在合成该图所示化合物时,需脱去5分子水,相对分子质量减少90
C.在该图所示化合物分子中,一个磷酸基团大多和两个五碳糖相连
D.图中连接磷酸基团与五碳糖的化学键是磷酸二酯键,即DNA解旋酶作用的位点
3.(2017黑龙江哈师大附中期中,1)如图是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是( )
A.图中M、N指代的物质分别是葡萄糖、果糖
B.图中M代表的物质也是纤维素和糖原的基本组成单位
C.因葡萄糖和果糖都是还原糖,故麦芽糖和蔗糖也是还原糖
D.细胞内的二糖以及单糖的作用只能是细胞呼吸供能的底物
4.不能发生如下图所示水解反应的化合物是( )
A.核苷酸
B.胰高血糖素
C.唾液淀粉酶
D.糖原
5.下图中甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物,下列叙述正确的是( )
A.核糖核苷酸是构成物质甲的单体
B.物质甲为该生物的主要遗传物质
C.可用苏丹Ⅲ染液来鉴定物质乙
D.物质丙构成生物膜的基本支架
6.下列有关脂质的叙述,正确的是( )
A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
(建议用时:25分钟)
7.(2017湖北荆州沙市中学一检,6)如图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况,下列叙述错误的是( )
A.若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B.在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C.若a为核糖,则ADP脱去一个磷酸后,可形成b
D.若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸可存在于HIV中
8.从一动物细胞中得到两类大分子有机物x、y,已知细胞中x的含量大于y,用胃液处理,x被分解而y不变。x含有化学元素N,有的还含有元素S,y含有化学元素N和P,它们与苏丹Ⅲ染液都没有颜色反应,细胞膜上有x而无y。下列有关x、y的叙述,错误的是( )
A.x可能是蛋白质
B.y可能在核糖体上合成
C.细胞膜上的x可能是载体
D.y的基本组成单位可能是核苷酸
9.如图甲所示物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是( )
A.如果图甲中的a是核糖,则b是丙的基本单位
B.如果m是胸腺嘧啶(T),则b是乙的基本单位
C.在多个b聚合成乙或丙的过程中,都要产生水
D.乙或丙彻底水解的产物是甲
10.(2017湖北襄阳月考,15)如表所示是糖类、脂肪主要组成元素的质量分数。分析数据得出的下列结论中,错误的是( )
种类
质量分数/%
C
H
O
脂肪
73~77
11~12.5
9.0~12
糖类
52~58
7.0~8.0
40~45
A.质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时,糖类耗氧少
B.质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时,脂肪产生的能量多
C.脂肪、糖类在体内代谢的共同代谢终产物是CO2和H2O
D.脂肪是生物体进行生命活动的主要能源物质
11.如图是细胞内几种有机物及其功能的关系图,m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列说法正确的是( )
A.相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,则M1的耗氧量多
B.M3具有物质运输、催化、调节、防御等多种功能
C.m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D.不同的M4在结构上的区别主要是m4的连接方式不同
12.下图表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的基本实验步骤,对该实验基本步骤的叙述错误的是( )
A.①表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液
B.②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片
C.③表示用缓水流冲洗,以免影响染色
D.④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
13.下图分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,据图回答问题:
(1)甲图中的三种物质都是由许多________连接而成的,其中属于植物细胞中储能物质的是______。这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是________,这种物质参与细胞中________的构成。
(2)乙图所示化合物的基本组成单位可用图中字母________表示,各基本单位之间是通过________(填“①”“②”或“③”)连接起来的。
(3)由b形成的多聚体能储存大量的遗传信息,原因是________的排列方式是多样的。
14.(2017甘肃兰州一中期中,24)2016年9月28日是第十个世界狂犬病日。狂犬病由狂犬病病毒(RNA病毒)引起,人类也会因被狂犬咬伤而感染,其他感染此病的恒温动物如猫、狼、狐等也可传播。就目前而言,注射狂犬疫苗是预防狂犬病的有效途径。
要研制狂犬疫苗,必须知道其大分子组成,现欲设计实验探究其物质组成,请完成以下实验过程:
(1)实验原理:RNA遇吡罗红染液呈红色。
还需要补充的两个实验原理是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(2)实验步骤:
①用三支洁净的试管分别取等量的含有狂犬病病毒的溶液,编号为A、B、C。
②向A试管中滴加适量的甲基绿染色剂。
③向B试管中滴加适量的吡罗红染色剂。
④向C试管中_________________________________________________________。
(3)设计表格用于记录实验内容。
(4)预期最可能出现的实验现象及结论:_______________________________
________________________________________________________________________。
第1讲 走近细胞
(建议用时:10分钟)
1.
A 【解析】生命系统的每个层次,诸如细胞、组织、器官、系统、个体等都能完成一定的生命活动,A正确;蛋白质等化合物虽然有一定的生理功能,但单独存在时不能表现出生命现象,因此单独的生物大分子不属于生命系统层次,B错误;生态系统还包括生物生存的无机环境,C错误;单细胞生物生命系统中没有多细胞生物体中由器官构成的“系统”,D错误。
2.
C 【解析】病毒表面的两类蛋白质是在宿主细胞的核糖体上合成的,A错误;由题图可知,该病毒的遗传物质为RNA,B错误;该病毒的RNA含有C、H、O、N、P化学元素,C正确;高温可使该病毒的蛋白质变性失活,从而杀死病毒,D错误。
3.
B 【解析】病毒是没有细胞结构的生物,生物体结构的统一性体现在一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物组成。
4.
C 【解析】菌类中只有少数化能或光能合成菌是自养型,其他均为异养型。原核生物和真核生物都含有核糖体。红藻和草履虫都是单细胞生物,它们为真核生物。酵母菌为真核生物,含有线粒体,呼吸方式为兼性厌氧型。
5.
A 【解析】噬菌体为DNA病毒,细胞生物的遗传物质都是DNA,A说法正确;噬菌体是病毒,不能进行呼吸作用,B说法错误;蓝藻和叶肉细胞可以进行光合作用,但蓝藻为原核生物,没有叶绿体,C说法错误;蓝藻细胞壁的主要成分为肽聚糖,酵母菌细胞壁的主要成分为葡聚糖和甘露聚糖,植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,D说法错误。
6.
D 【解析】在显微镜下要把视野里的标本从图中的图甲转为图乙,正确的操作步骤是⑤移动玻片标本将要观察的物像移动到视野中央→④转动转换器换上高倍镜→②调节光圈使视野明亮→③转动细准焦螺旋使视野清晰,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.B 【解析】原生生物均为单细胞真核生物,不属于原核生物;菌类中的硝化细菌、硫细菌、铁细菌是自养型的;细菌、蓝藻等原核生物均有拟核,单细胞的原核生物因体积小与外界进行物质交换的能力强,代谢非常旺盛。
8.
C 【解析】凡是具有细胞结构的生物,其遗传物质都是DNA,A错误。能进行有性生殖的真核生物的核基因控制的性状的遗传遵循孟德尔遗传定律;真核生物的细胞质基因和原核生物的基因控制的性状的遗传不遵循孟德尔遗传定律,B错误。原核细胞由于无核膜,所以转录和翻译可以同时同地点进行;真核细胞的遗传物质主要在细胞核中,所以转录主要在细胞核中,翻译在细胞质中,C正确。原核细胞无染色体,不能产生染色体变异,只能产生基因突变,D错误。
9.B 【解析】原核细胞具有细胞结构,而病毒没有细胞结构,两者不存在包含关系;细菌病毒与噬菌体,二者是指同种生物;蓝藻细胞是原核细胞;生命系统包含生态系统,两者是包含关系,而不是并列关系。
10.
B 【解析】生命系统的最基本结构层次是细胞,A错误;病毒寄生在活细胞内,可用活的灵长类动物细胞培养,B正确;病毒无细胞结构,C错误;埃博拉(EBV)是一种RNA病毒,遗传物质是RNA,D错误。
11.
D 【解析】Ⅱ中含叶绿体,不可能是根尖分生区细胞,Ⅰ生物在生态系统中不一定是消费者,可能是分解者,D错误。
12.
D 【解析】红细胞在成熟过程中细胞核及细胞器解体,可以有更多的空间容纳血红蛋白,这与红细胞运输氧气的功能相适应,A正确;唾液腺细胞分泌消化酶,所以内质网和高尔基体含量多,B正确;线粒体内膜向内折叠使其表面积加大,利于有氧呼吸的酶等的附着,易于化学反应的进行,C正确;卵细胞体积较大有利于储存营养物质,为胚胎早期发育提供所需养料,但不利于和周围环境进行物质交换,D错误。
13.
(1)细胞壁 C、D A、D D 叶绿素、藻蓝素
(2)细胞膜、核糖体 (3)拟核 细胞核
【解析】(1)动、植物细胞的最主要区别是看其有无细胞壁。图中A和B细胞含有被核膜包被的典型的细胞核,属于真核细胞,而C和D细胞不含被核膜包被的典型的细胞核,属于原核细胞;A细胞含有叶绿体,能进行光合作用,D细胞虽然不含叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,也能进行光合作用。(2)B是真核细胞,D是原核细胞,真核细胞和原核细胞都具有核糖体、细胞膜等结构。(3)C细胞是原核细胞,其DNA主要存在于拟核中;A细胞是真核细胞,其DNA主要存在于细胞核中。
14.
(1)物 甲
(2)①b、c、A 600 ②6 ③d ④B
(3)①制作装片时产生的气泡 ②右上方 由于显微镜下观察到的是倒像,而气泡位于视野右上方,所以换高倍镜观察前,要将气泡移到视野的中央,还应将标本向右上方移动
【解析】(1)图一有螺纹,表示显微镜的物镜;物镜越长,放大倍数越大;在使用显微镜时,应先用低倍镜观察。(2)①要仔细观察叶绿体的形态时,应使用高倍镜,所以显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间的距离组合为b、c、A,此时放大倍数为15×40=600。②物镜转换为40×后,则物体的长度和宽度在原来的基础上各放大4倍,因此视野中可检测到的细胞数为96÷4÷4=6个。③放大倍数越大,视野越暗,因此c与d的显微视野中比较明亮的是d。④当移动装片时,异物不动;转换高倍镜后,异物仍可观察到,说明异物存在于目镜上。(3)①用显微镜观察标本时,视野中的黑边圆圈是制作装片时产生的气泡。②由于显微镜下观察到的是倒像,而气泡位于视野右上方,所以换高倍镜观察前,要将气泡移到视野的中央,还应将标本向右上方移动。)
第2讲 细胞中的元素及化合物
(建议用时:10分钟)
1.
D 【解析】叶绿素中含有Mg,所以甲可能是叶绿素,能吸收光能进行光合作用;血红蛋白中含有Fe,所以乙可能是血红蛋白,有运输氧的作用;磷脂含有的元素是C、H、O、N、P,所以丙可能是磷脂,是细胞膜的主要成分;叶绿素是叶绿酸的酯,血红蛋白属于蛋白质,磷脂属于脂质,故甲、乙、丙为不同类物质。
2.C 【解析】纤维素和脂肪酸都只含有C、H、O三种元素,A、D错误;胰岛素的组成元素是C、H、O、N、S,B错误;核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,C正确。
3.
A 【解析】若该图表示的是细胞中各化学元素的含量,则干重时A为碳元素,鲜重时A为氧元素;如果该图为组成细胞的化合物,含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质;如果该图表示的是细胞周期,染色体复制发生在间期,间期在细胞周期中所占的时间最长。
4.
B 【解析】植物休眠期,代谢强度较低,自由水含量很少,体内结合水/自由水的比值通常会较高。癌细胞是无限增殖的细胞,代谢旺盛,因而自由水含量高。脂肪的亲水性较差,脂肪成分多的细胞,细胞内的结合水含量较低。
5.
A 【解析】通过图中数据可知1号、3号、4号分别补充了氮元素、磷元素和氮元素、硫元素和氮元素,但作物产量和5号不施肥相差无几,说明田中不缺乏上述元素,而2号地中补充了磷元素和钾元素,产量明显提高,故钾元素应是该农田中缺乏的元素。
(建议用时:25分钟)
6.C 【解析】水是生命之源,生物体内有氧呼吸的终产物是二氧化碳和水,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸,C错误。
7.
A 【解析】晒干、蒸发的是自由水,而烘烤时,失去的是结合水;失去自由水的种子仍保持其生理活性,用水浸泡后仍能萌发,失去结合水的细胞失去生理活性,浸泡后不能萌发;③为种子燃烧后剩余的灰分,主要含矿质元素,其在生物体内主要以离子的形式存在;点燃后产生CO2中的C来自于各种有机物。
8.
C 【解析】动物组织中蛋白质含量较多,故金背松鼠细胞的N、S含量多于庐山黄杨,该动物体内的无机盐有维持酸碱平衡的作用,但并非所有的无机盐均能维持酸碱平衡,如Na+、Ca2+,故A错误。干重中有关元素的含量不能作为判断其含水量多少的依据,故B错误。有机物都以碳链为基本骨架,故C在有机物中所占比例较大,表中动植物体内C含量较高,说明干物质的主要成分是有机物,故C正确。这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相同,但含量差异较大,故D错误。
9.D 【解析】选项A,水生生物的含水量一般高于陆生生物的含水量;选项B,代谢旺盛的组织或器官含水量一般较高;选项C,水是生物体中含量最多的物质;选项D,通过图示无法得出各器官中自由水与结合水的比例关系。
10.下列关于细胞中元素和化合物的叙述,错误的是( )
A.脂质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能
B.蔗糖酶催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖的同时消耗ADP
C.所含氨基酸种类、数目、排列顺序相同的蛋白质不一定具有相同的功能
D.纤维素、脂肪和腺苷的组成元素是不同的,而ATP、DNA、NADPH的组成元素是相同的
答案
B 【解析】蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,但不消耗ADP,B错误。
11.
A 【解析】苹果果肉的颜色比植物叶片的浅,所以在实验材料选择方面,用苹果比用植物叶片的效果要好;在制备生物组织样液时,加入石英砂的主要目的是使研磨充分;斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的浓度不同;在使用斐林试剂时应将等量NaOH和CuSO4溶液混匀后加入组织样液。
12.
(1)水淹时间 如下图:
(2)海 互花米草采样地点 (3)3 0 (4)长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足,酒精中毒
【解析】(1)实验探究的是互花米草体内自由水与结合水的比值和潮汐水淹时间的关系,自变量是水淹时间,因变量是自由水与结合水的比值。绘制折线时,采用在坐标图中标点连线的方法完成。(2)为排除无关变量的干扰,模拟互花米草水淹的生态环境,采用的水样应来源于互花米草生活地的海水。(3)自由水与结合水的比值越大,新陈代谢越旺盛,抗逆性越弱,反之,抗逆性越强。(4)若长期水淹,互花米草进行无氧呼吸,造成供能不足、酒精中毒,所以水淹时间为24
h/d的实验组互花米草长势最差,甚至死亡。
13.
(1)淀粉 (2)斐林试剂 砖红色的深浅 (3)相同 (4)磷酸化酶溶液 2
mL(等量)已知蛋白质液(豆浆、蛋清) 双缩脲试剂 紫色
【解析】(1)小麦成熟种子中的主要营养成分是淀粉。(2)检测还原糖的试剂是斐林试剂,本实验最理想的实验材料是含糖量(可溶性还原糖)较高的生物组织(或器官),而且要求组织的颜色较浅,或近于白色,经实验比较,含糖量(可溶性还原糖)高低不同,其颜色反应的明显程度不同。(3)小麦种子成熟过程中,胚乳里蔗糖与可溶性还原糖含量比较,两者的变化趋势都是逐渐减少。(4)本实验采用了对照实验,加入双缩脲试剂,振荡均匀静置一会儿后,可看到两支试管中都出现了紫色。结论:该实验说明磷酸化酶溶液中存在着与蛋清中同样的成分(蛋白质),而磷酸化酶溶液中除水外主要成分是酶,故磷酸化酶溶液中的酶是蛋白质。)
第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
(建议用时:10分钟)
1.B 【解析】该多肽片段中有四个—NH—CO—,故有5个氨基酸。但氨基酸中共有—CH3、—H和—CH2CH3三种R基,因此该多肽片段充分水解后,产生的氨基酸有3种。
2.C 【解析】承担生命活动的物质很多,蛋白质是主要的承担者;人体内能降低血糖的激素是胰岛素,其本质为蛋白质;细胞内具有催化功能的物质是酶,而酶的本质是蛋白质或RNA;细胞膜上能转运钾离子的是载体蛋白。
3.
C 【解析】①为氨基,③为羧基,④为侧链基团(R基)。构成人体氨基酸的种类约有20种,而不是R基的种类约有20种,A错误;脱水缩合形成水,水中的氢来自①和③,B错误;生物体内n个氨基酸形成一条多肽链需要n个密码子,而不是需要n种密码子,D错误。
4.B 【解析】解题时可采用“列方程求解”的方法。设氨基酸数为n,肽链数为x,则n×128=5
646+(n-x)×18,化简得110n+18x=5
646。当x=1时,n≈51.16(舍去);当x=2时,n=51,因此只有B、C项的数值符合。又知两条肽链上至少含有2个游离的氨基,故B项正确。
5.
D 【解析】该多肽至少含有一个游离的羧基,位于第1位或第30位,A错误;除去3个甘氨酸需要加上6个H2O分子,破坏6个肽键,形成的产物中氧原子的数目比原多肽多6个氧原子,B错误;除去3个甘氨酸后,形成的肽有4种,分别是一分子二肽、两分子七肽、一分子十一肽,七肽和十一肽是多肽,二肽不是多肽,C错误;多肽释放到细胞外之前,需要经过内质网和高尔基体的加工,D正确。
6.A 【解析】由题图可知,蛋白质中游离的羧基总数是17,R基上的羧基15,所以该蛋白质的肽链数是17-15=2条,A正确;由题图可知,蛋白质中氨基酸总数是126,该蛋白质的肽链数是2条,所以共含有的肽键数为126-2=124个,B错误;由题图可知,蛋白质中游离的氨基总数是16,该蛋白质的肽链数是2条,所以R基中共含16-2=14个氨基,C错误;由题图可知,该蛋白质含有126个氨基酸,形成2条肽链,失去水分子数=肽键数,肽键数是126-2=124个,D错误。
(建议用时:25分钟)
7.B 【解析】图示蛋白质分子由1条肽链构成,多肽链的两个氨基酸R基上的—NH2和—COOH脱水缩合形成一个肽键,故该蛋白质共153个肽键,A错误;参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基,1个氨基酸含2个氨基,B正确;该蛋白质含有的1个二硫键,是2个—SH脱氢形成的,故该分子中有2个氨基酸残基含硫,C错误;该分子彻底水解最多产生20种氨基酸,D错误。
8.A 【解析】细胞膜上的载体蛋白对以协助扩散或主动运输出入细胞的某些物质具有运输作用,A正确;抗体主要分布在血清中,其化学本质为球蛋白,不是糖蛋白,B错误;酶中绝大多数是蛋白质,少数是RNA,既可以在细胞内起催化作用,也可以在细胞外起催化作用,C错误;突触后膜上的蛋白质受体可以多次识别神经递质,而神经递质与受体结合后即被降解,不能再识别受体,D错误。
9.B 【解析】由图示可知,牛胰岛素是由两条肽链构成的,共有51个氨基酸,因此其肽键数为51-2=49(个),A项错误;每条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的两端,组成胰岛素的氨基酸的R基中也可能含有氨基和羧基,因此牛胰岛素中至少含有2个—NH2和2个—COOH,B项正确;在生物体中组成蛋白质的氨基酸最多有20种,但不一定每种蛋白质中都有20种氨基酸,C项错误;牛胰岛素形成时,减少的相对分子质量为49×18+2×3=888,D项错误。
10.C 【解析】从图中可以看出,HSP与多肽链结合后,多肽链变成具有一定空间结构的蛋白质。
11.
C 【解析】磷脂是生物膜的重要组成成分,有些细胞器无膜,不含磷脂,但所有的细胞器都含有蛋白质,A正确;原核细胞和真核细胞中都有核糖体,核糖体是蛋白质的合成场所,B正确;需要经过内质网和高尔基体加工的蛋白质有分泌蛋白、膜蛋白、糖蛋白等,并不是所有的蛋白质合成后都要经过内质网和高尔基体的加工,C错误;蛋白质可以行使催化、调节、免疫、运输等功能,D正确。
12.C 【解析】据图分析可知,每脱掉1个丙氨酸需要破坏2个肽键,脱掉4个丙氨酸共破坏了8个肽键,即有8分子水参与,故该50肽水解得到的几种有机物比原50肽增加了8个氧原子,A项正确;得到的5个氨基酸,其中有4个是丙氨酸,故这5个氨基酸缩合成5肽,可有5种不同的氨基酸序列,B项正确;若这4条多肽链重新连接成一条长链,则需要形成3个肽键,脱去3分子水,C项错误;每条肽链中至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基,故新生成的4条多肽链至少含有4个游离的羧基,D项正确。
13.
(1)123 脱水缩合 13
652 284
244 (2)3 ②④⑥ 3 (3)m-10
【解析】氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。该蛋白质由一条多肽链构成,其相对分子质量=氨基酸的总相对分子质量-脱去的水的总相对分子质量-形成二硫键脱去氢的相对分子质量=124×128-(124-1)×18-2×3=13
652。在不考虑终止密码的条件下,基因中的碱基数?氨基酸数=6?1,而基因是由两条脱氧核苷酸链组成的,则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量=124×6×400-(124×6-2)×18=284
244。图2中有4个R基,3种R基,肽键为②④⑥。图2中的R基含有2个羧基,而构成该蛋白质的多肽链的首或尾含有1个游离的羧基,故该蛋白质至少含有3个游离的羧基。构成该十肽的氨基酸的R基中只有结构①含有1个N,其他氨基酸的R基中均不含N,那么m-10(个)N均在①结构中,所以含有①的氨基酸有m-10(个)。
14.
(1)②5滴无水乙醇 ⑥从温水中取出A、B试管,各加入1
mL斐林试剂摇匀,放入盛有50~65
℃温水的大烧杯中加热约2
min,观察试管中出现的颜色变化
(2)a.若A试管中出现砖红色沉淀,B试管不出现
b.若A试管中出现砖红色沉淀,B试管也出现砖红色沉淀
【解析】实验目的是探究乙醇能否使蛋白质变性,根据所给材料判断,实验原理是淀粉被淀粉酶水解后的产物为还原糖,可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀;实验设计时注意自变量为无水乙醇的有无,其他变量应一致。)
第4讲 核酸、糖类和脂质
(建议用时:10分钟)
1.C 【解析】核酸的核苷酸的数量及排列顺序决定了核酸分子的多样性,A正确;RNA中的mRNA可以传递遗传信息,某些RNA具有生物催化功能,tRNA具有转运氨基酸的功能,B正确;双链DNA分子中,大部分脱氧核糖连着两个磷酸,C错误;叶绿体和线粒体中可以进行基因的表达,因此含有rRNA、mRNA、tRNA,D正确。
2.C 【解析】核苷酸链的组成元素为C、H、O、N、P,合成该图所示化合物可脱去4分子水,相对分子质量减少了4×18=72;DNA解旋酶作用于碱基对间的氢键,而不是磷酸二酯键。
3.
B 【解析】麦芽糖是由两分子葡萄糖组成的,蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的,故图中M、N指代的物质都是葡萄糖,A错误;葡萄糖是纤维素和糖原的基本组成单位,B正确;葡萄糖和果糖、麦芽糖都是还原糖,但蔗糖不是还原糖,C错误;细胞内的二糖以及单糖的作用除了是细胞呼吸供能的底物外,有的还参与物质组成,如脱氧核糖是DNA的组成成分,核糖是RNA的组成成分,D错误。
4.A 【解析】胰高血糖素属于多肽,唾液淀粉酶属于蛋白质,组成多肽、蛋白质的单体是氨基酸。糖原属于多糖,组成多糖的单体是葡萄糖。核苷酸是组成核酸的单体,不是多聚体。
5.
D 【解析】综合分析可知甲、乙、丙分别代表脱氧核糖核酸、蛋白质、磷脂。构成物质甲的单体是脱氧核糖核苷酸;对于细胞生物而言,DNA就是生物的遗传物质,不能描述为主要的遗传物质;鉴定蛋白质采用双缩脲试剂;磷脂双分子层是构成生物膜的基本支架。
6.A 【解析】脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分,A正确;维生素D和性激素都属于固醇类物质,B错误;脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多,C错误;脂质在内质网上合成,D错误。
(建议用时:25分钟)
7.D 【解析】图示b为核苷酸,m为含氮碱基,a为五碳糖。若m为腺嘌呤,则b为腺嘌呤核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸,A项正确;病毒只含有一种核酸(DNA或RNA),其核苷酸种类均为4种,B项正确;若ADP水解可形成b,则a为核糖,C项正确;HIV的遗传物质是RNA,其基本单位为核糖核苷酸,故a应为核糖,D项错误。
8.B 【解析】胃液中含有胃蛋白酶、x被分解,说明x是蛋白质,A正确;y含有元素N和P,同时细胞膜上没有y,说明y是核酸,核酸主要在细胞核中合成,B错误;细胞膜上的蛋白质可能是载体,C正确;核酸的基本组成单位是核苷酸,D正确。
9.D 【解析】由题图可知,乙为规则的DNA双螺旋结构,丙为转运RNA。图甲中a是五碳糖,如果a是核糖,则b是核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位,A正确。T是DNA特有的碱基,所以如果m为T,则b为乙的基本单位,B正确。b聚合成乙或丙的过程中,在核苷酸的磷酸基团和相邻核苷酸的五碳糖的羟基之间脱水缩合形成磷酸二酯键,因此产生水,C正确。核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物:五碳糖、碱基和磷酸,D错误。
10.D 【解析】在相同质量的糖类和脂肪中,脂肪分子中氧的含量远远少于糖类中的,而氢含量较糖类的多,所以彻底氧化分解时,脂肪释放的能量多,产生的水多,消耗的O2多。脂肪、糖类的组成元素都是C、H、O,在体内代谢的共同代谢终产物是CO2和H2O。糖类是主要能源物质,脂肪是主要储能物质。
11.
B 【解析】根据题意可知,M1是多糖,在植物细胞中是淀粉,在动物细胞中是糖原,m1是葡萄糖;M2是脂肪,m2是脂肪酸和甘油;M3是蛋白质,m3是氨基酸;M4是核酸,m4是核苷酸。相同质量的M1和M2被彻底氧化分解,由于M2(脂肪)中的C、H含量高,O含量低,因此M2的耗氧量多;M3(蛋白质)可以是载体蛋白、酶、部分激素、抗体蛋白等物质,具有物质运输、催化、调节、防御等多种功能;m3和m4分别是氨基酸和核苷酸,它们的元素组成不同;不同的M4在结构上的区别主要是m4的数目和排列顺序不同。
12.
D 【解析】染色时用甲基绿和吡罗红混合染色剂对标本进行染色,不是对标本先后染色。
13.
(1)葡萄糖 淀粉 纤维素 细胞壁
(2)b ②
(3)脱氧核苷酸
【解析】(1)甲图所示结构都是多糖,单体都是葡萄糖,即都是由许多葡萄糖连接而成。植物细胞中的储能物质是淀粉;动物细胞中储能物质是糖原;纤维素是构成细胞壁的主要成分,不能为植物细胞提供能量,所以功能上纤维素与淀粉、糖原截然不同。(2)乙图所示为核苷酸链,是由多个核苷酸(b)通过磷酸二酯键(②)相连所组成。(3)组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种,但其多样的排列方式决定了其储存有大量的遗传信息。
14.
(1)①蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色
②DNA遇甲基绿染液呈绿色
(2)④滴加适量的双缩脲试剂,振荡
(3)
A
B
C
试剂
甲基绿染液
吡罗红染液
双缩脲试剂
现象
成分
(4)B试管出现红色,C试管出现紫色反应。说明狂犬病病毒由RNA和蛋白质组成
【解析】病毒的物质组成一般为蛋白质、DNA或RNA。因此可利用双缩脲试剂、甲基绿染液和吡罗红染液检测狂犬病病毒的物质组成。由于题干中已说明狂犬病病毒的遗传物质是RNA,因此最可能出现的实验现象是B试管出现红色,C试管出现紫色反应,由此可确定狂犬病病毒是由RNA和蛋白质组成的。
eq
\a\vs4\al(),\s\do5( \x(对应学生用书P207)))(共41张PPT)
第3单元
细胞的能量供应和利用
第2讲 ATP与细胞呼吸
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1.据图分析ATP的结构及组成成分
(1)图中A表示________,①是腺苷,②是_____,③是ADP,
④是______,⑤是_____,⑥是______。
(2)据图确定ATP与RNA的关系是ATP去掉________后的剩余
部分是组成________的基本单位之一。
2.填表比较ATP与ADP的相互转化
【教材深挖】
1.ATP和能量,二者可等同看待吗?
不能,ATP≠能量。ATP是一种高能磷酸化合物,是与能量有关的一种物质,不能将两者等同起来。
【考点知识突破答案检索】
1.
(1)腺嘌呤 腺嘌呤核糖核苷酸 ATP 普通磷酸键 高能磷酸键 (2)两个磷酸基团 RNA
2.ATP水解酶 高能磷酸键 各种生命活动
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(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”?
图示a处应为“—OH”,即该五碳糖为“核糖”。
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个?
b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的键最易断裂和重建。
(3)图示框e的名称是什么?它与DNA、RNA有何关系?
图示框e为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一,当发生转录或逆转录时,它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。
3.人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛,那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的ATP多吗?
2.下图为ATP的结构简图,请思考:
心肌细胞含ATP并不多,只是转化迅速。
1.(2017河南南阳期中,8)据下图判断,有关叙述错误的是( )
A.神经细胞吸收K+时,ATP―→乙+戊和乙+戊―→ATP速度都会加快
B.丙中不含高能磷酸键,是RNA基本组成单位之一
C.丁物质为腺苷,由腺嘌呤和核糖组成
D.ATP为生命活动提供能量需要经过图示的整个过程
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D
【解析】神经细胞吸收K+时为主动运输,需消耗能量,故ATP―→乙+戊和乙+戊―→ATP速度都会加快,A正确;丙物质为ATP断裂掉两个高能磷酸键之后形成的物质,形成的AMP即腺嘌呤核糖核苷酸,为RNA的基本组成单位之一,B正确;丁为腺苷“A”,其组成包括腺嘌呤和核糖,C正确;ATP转化为ADP时为生物体的各项生命活动提供能量,不需两个高能磷酸键都断裂,只需末端的高能磷酸键断裂,D错误。
2.在下列六种化合物的化学组成中,与圈中所对应的含义最接近的是( )
A.①②
B.①③
C.③④
D.⑤⑥
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D
【解析】根据题意,“○”中所对应的含义分别为:①腺嘌呤核糖核苷酸,②腺嘌呤,③DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸,④RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸,⑤腺苷,⑥腺苷。
3.(2017福建柘荣一中、宁德中学两校一联,22)如图是生物界中能量通货——ATP的“循环”示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.组成图中“M”和“N”的元素与动植物体内重要储能物质的组成元素相同
B.图中①过程消耗的能量1可来自光能,②过程释放的能量2可转化成光能
C.图中“能量2”能为葡萄糖进入人成熟的红细胞直接提供能量
D.代谢旺盛的细胞内ATP含量较多,代谢缓慢的细胞内ADP含量较多
B
【解析】图中“M”指的是腺嘌呤,“N”指的是核糖,前者含有氮元素,而动植物体内的重要储能物质是脂肪,不含氮元素,A错误;光合作用过程中,合成ATP所需的能量来自光能,而萤火虫夜间发光消耗的能量可由ATP直接提供,B正确;葡萄糖进入人成熟的红细胞的跨膜运输方式为协助扩散,而协助扩散不消耗能量,C错误;ATP在细胞内含量比较稳定,代谢旺盛和代谢缓慢的细胞内ATP“循环”速度快慢有差别,D错误。
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【解析】a过程为细胞呼吸,它可发生于细胞质基质(无氧呼吸全过程及有氧呼吸第一阶段)和线粒体(有氧呼吸第二、三阶段)中,b过程为光合作用,在叶绿体中进行,光反应中水在光下分解产生[H];ADP与ATP的含量总处于动态平衡中;①②在物质上可逆,在能量上不可逆。
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A
4.ATP是细胞内的直接能源物质,可通过多种途径产生(如下图所示)。以下说法正确的是( )
A.a过程和b过程都有[H]的生成
B.a过程和b过程都要在细胞器中进行
C.O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体,使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降
D.①②在物质和能量上都是可逆的
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多角度理解ATP的合成与水解
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1.有氧呼吸
(1)反应式:________________________。
(2)过程:
2.无氧呼吸
(1)场所:________。
(2)条件:________和多种酶。
(3)过程:
(4)反应式。
①产物为酒__________________________。
②产物为乳酸:C6H12O6酶(――→)2C3H6O3+少量能量。
3.细胞呼吸原理的应用
(1)伤口包扎。(2)作物松土,有利于根的________。(3)稻田排水,防止根进行________。
(4)传统发酵产品的生产。
1.(1)C6H12O6+6O2+6H2O酶(――→)6CO2+12H2O+能量 (2)细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜
2.(1)细胞质基质 (2)无氧 (3)酒精+CO2 乳酸 (4)C6H12O6酶(――→)2C2H5OH+2CO2+少量能量
3.(2)有氧呼吸 (3)无氧呼吸
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【教材深挖】
1.不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因和根本原因分别是什么?
直接原因是不同生物细胞内催化反应的酶不同,根本原因是不同生物细胞内控制无氧呼吸所需酶合成的基因不同。
2.跑马拉松时,腓肠肌细胞内消耗的O2和产生的CO2相比,哪个多?为什么?
相等。无氧呼吸既不消耗氧气,也不产生CO2。
【解析】①过程为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,其场所均为细胞质基质,A
错误;②过程表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段,有氧呼吸第二阶段,丙酮酸与水被彻底分解生成CO2
和[H],
无氧呼吸第二阶段丙酮酸分解成C2
H5
OH
和CO2
,故催化②过程的酶可以不同,B
正确;若图中②过程发生在线粒体中,则表示有氧呼吸第二阶段,释放少量的能量,C
错误;无氧呼吸仅在第一阶段产生少量的ATP,D
错误.
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B
1.(2017甘肃武威二中月考,24)下图表示酵母菌呼吸过程中碳原子转移的大致路径,有关分析正确的是( )
A.在有氧和无氧条件下,①过程发生的场所不同
B.在有氧和无氧条件下,催化②过程的酶可以不同
C.若图中②过程发生在线粒体中,则②过程释放的能量最多
D.在有氧和无氧条件下,图中①②过程均有ATP生成
2.(2017河南中原名校三检,32)动物细胞中,葡萄糖的部分代谢过程如下图。下列说法正确的是( )
A.乙来源于甲和C6H12O6,丙和丁代表不同化合物
B.有氧条件下,过程①②发生在线粒体基质中
C.过程③发生在线粒体内膜上,可产生大量能量
D.用18O标记C6H12O6,在物质丙中可检测到18O
【解析】分析图示可知,甲是丙酮酸,乙是[H],丙是产物水,丁是原料水,A错误;过程①表示细胞呼吸第一阶段,场所在细胞质基质;②表示有氧呼吸第二阶段,场所在线粒体基质;③表示有氧呼吸第三阶段,场所在线粒体内膜,B错误;③过程可释放大量能量,C正确;丙中水的氧来自氧气,不是来自葡萄糖,D错误。
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C
3.下表为某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d、e时,CO2释放量与O2吸收量的变化,下列相关叙述中正确的是( )
A.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
B.氧浓度为c时是贮藏该植物器官的最佳浓度
C.氧浓度为d
时只进行有氧呼吸
D.氧浓度为e
时有氧呼吸与无氧呼吸强度相等
【解析】a浓度下只进行无氧呼吸,消耗葡萄糖的量是5;b浓度下既有有氧呼吸也有无氧呼吸,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的9倍,总葡萄糖消耗量是10/3;c浓度下两种呼吸方式都有,消耗的葡萄糖的量是5/3;d浓度下只进行有氧呼吸,消耗葡萄糖的量是1;e浓度下也只进行有氧呼吸,消耗葡萄糖的量是4/3,贮藏该植物器官时,应选择消耗葡萄糖量最少的,即氧浓度为d时。故C项正确。
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C
4.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A.氧浓度为a时,最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
【解析】O2浓度为a时,O2吸收量为零,此时只进行无氧呼吸,产生大量酒精,不利于贮藏该植物器官,A错误;O2浓度为b时,有氧呼吸释放CO2量=O2吸收量=3,无氧呼吸释放CO2量为8-3=5,据反应式可知,有氧呼吸消耗葡萄糖量为0.5,无氧呼吸消耗葡萄糖量为2.5,B正确;O2浓度为c时,有氧呼吸释放CO2量为4,无氧呼吸释放CO2量为6-4=2,故无氧呼吸不是最弱,最弱应为零,C错误;O2浓度为d时,CO2释放量=O2吸收量,说明只进行有氧呼吸,无氧呼吸不再进行,D错误。
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B
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1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精)的有关计算
(1)消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数
无氧呼吸
∶有氧呼吸=1∶3
(2)消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数
有氧呼吸需要的氧气∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=3?4
(3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数
无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1
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1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:通过影响与细胞呼吸有关的______________来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时,呼吸强度__________。
②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚__________以降低呼吸消耗,提高产量。
【考点知识突破答案检索】
1.(1)酶的活性 (2)最大 (3)夜间适当降温
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2.O2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:O2是______________呼吸所必需的,且O2对________呼吸过程有
抑制作用。
(2)曲线分析
①O2浓度=0时,________。
②0③O2浓度≥10%时,__________。
④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。
(3)应用
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
【考点知识突破答案检索】
2.(1)有氧 无氧 (2)只进行无氧呼吸 只进行有氧呼吸
3.(1)抑制 (3)增加CO2
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3.CO2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会________细胞呼吸的进行。
(2)曲线
(3)应用:在蔬菜和水果保鲜中,__________浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
4.含水量对细胞呼吸的影响
(1)原理:水作为有氧呼吸的________和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点:在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。
(3)应用
①粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
【考点知识突破答案检索】
3.(1)抑制 (3)增加CO2
4.(1)原料
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【教材深挖】
1.慢跑,提倡有氧运动,其机理是什么?
可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀。
2.新疆的哈密瓜为什么较甜?利用生物学原理分析原因。
昼夜温差大。白天光合作用强,夜晚呼吸作用弱,净积累的有机物多。
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【解析】果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A项错误;50
h后,30
℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B项正确、C项错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,D项错误。
B
1.(2017广东汕头金山中学期中,3)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图。下列叙述正确的是( )
A.20
h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质
基质、线粒体、叶绿体
B.50
h后,30
℃条件下果肉细胞没有消耗O2,
密闭罐中CO2浓度会增加
C.50
h后,30
℃的有氧呼吸速率比2
℃和15
℃慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
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【解析】N点之后,O2的吸收量与CO2的释放量不等,说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解,C项正确;由于有非糖物质参与氧化分解,故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸,A项错误;M点细胞的总呼吸强度最低,但无氧呼吸强度并不是最低的,B项错误;L点时,细胞只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,D项错误。
2.如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,以下判断正确的是(
)
A.N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸
B.M点是贮藏该器官的最适O2浓度,此时无氧呼吸的强度最低
C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解
D.L点时,该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
C
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【解析】根据曲线中第10
d后CO2与O2的比值大于1,可知贮藏前用CO2
处理后的蓝莓可进行无氧呼吸;第10
d时CO2与O2的比值等于1,细胞只进行有氧呼吸,此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质;第20
d时,未处理组蓝莓的CO2与O2的比值更大,说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的CO2量更多,因此,未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组;第40
d时,未处理组蓝莓的CO2与O2的比值为2,假设有氧呼吸吸收的O2量为a,则无氧呼吸释放的CO2量也为a,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式,可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2。
3.(2017山东日照期中,16)将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48
h后,贮藏在温度为1
℃的冷库内,另一份则始终在1
℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论正确的是( )
A.贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B.第10
d
时,细胞中的ATP完全来自线粒体
C.第20
d
时未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D.第40
d
时未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C
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【解析】(1)种子的萌发通常需要充足的水分、适宜的温度和足够的氧气等外界条件。呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)还原为红色的三苯甲腙,使种胚染为红色。死亡的种子由于没有呼吸作用,底物无法被脱氢酶催化,故使TTC不能被还原为三苯甲腙,种胚不能被染成红色。(2)依据题意可得出含蛋白质较多的豆类种子的吸胀作用较大。(3)种子萌发初期主要进行无氧呼吸,故在种子萌发的第一阶段和第二阶段CO2的释放量大于O2消耗量。胚根突破种皮后,O2供应得到改善,新陈代谢旺盛,且新的呼吸酶和线粒体已大量形成,此时生长较快。
4.种子萌发指干种子从吸收水到胚根(或胚芽)突破种皮期间所发生的一系列生理变化过程。
(1)种子能否正常萌发,除了与____________________等外界因素有关,还受
到种子是否具有生活力等内部因素制约。测定种子的生活力常用TTC法,其原
理是有生活力的种子能够进行呼吸代谢,在呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释
放的氢可以将无色的2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)还原为红色的三苯甲腙,
使种胚染为红色。死亡的种子由于没有________作用,TTC不能被还原为三苯
甲腙,种胚不被染成红色。
(2)干燥种子最初的吸水不能像根的成熟区细胞那样发生________吸水,而是依
靠吸胀作用吸水,吸胀作用的大小与细胞内原生质凝胶物质对水的亲和性有关,蛋白质、淀粉和纤维素对水的亲和性依次递减。因此,含________较多的豆类种子的吸胀作用大于含淀粉较多的禾谷类种子。
(3)种子萌发时的吸水过程和呼吸作用可以分为3个阶段(如图),图中曲线1表示种子吸水过程的变化,曲线2表示CO2释放的变化,曲线3表示O2的吸收变化。在吸水的第一阶段和第二阶段,CO2的产生量________(填“大于”“等于”或“小于”)O2的消耗量,到吸水的第三阶段,O2的消耗则大大增加。这说明种子萌发初期的呼吸作用主要是________。吸水的第三阶段,呼吸作用迅速增加,因为胚根突破种皮后,__________________________________________。
答案:(1)充足的水分、适宜的温度和足够的氧气 呼吸 (2)渗透作用 蛋白质 (3)大于 无氧呼吸 氧气供应得到改善,且新的呼吸酶和线粒体已大量形成
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1.O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸影响的曲线分析
(1)氧气作为有氧呼吸的原料,可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。
①图甲中O2浓度为0时,只进行无氧呼吸,随O2浓度升高,有氧呼吸逐渐增强,无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为0~10%时,细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸;O2浓度为10%以上时,只进行有氧呼吸。
②图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2释放量)及两种呼吸CO2释放总量。
(2)图乙中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点,一般认为此时细胞的呼吸消耗有机物量最少。
AB段长度=BC段长度,说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等,则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
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2.影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点
(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施,若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
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1.实验原理
2.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示。
(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2
mL
酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2
的两支试管中―→分别滴加0.5
mL溶有0.1
g
________________的浓硫酸溶液―→振荡并观察溶液的颜色变化。
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3.实验现象
条件
澄清石灰水的变化
1、2两试管的变化
甲组
变混浊快
无变化
乙组
变混浊慢
出现灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下________,在无氧条件下____________________________________________________________。
【考点知识突破答案检索】
1.变混浊 灰绿色
2.(2)NaOH
溶液 石灰水
(3)重铬酸钾
4.(2)产生CO2多而快 产生酒精,还产生少量CO2
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【解析】由图可知,甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸,A正确;加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2,是防止其对实验的干扰,B错误;甲、乙两组中澄清的石灰水都变混浊。由于甲组有氧呼吸,产生的CO2多,所以甲组混浊程度更大,C错误;乙组B瓶封口放置一段时间后,是让酵母菌将瓶内的O2消耗完,防止其对实验造成干扰,D错误。
1.为了探究酵母菌的呼吸作用类型,某同学设置了如下图所示的实验方案。下列说法中正确的是( )
A
A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸
B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的水分
C.甲、乙两组中澄清的石灰水都变混浊,乙组混浊程度更大
D.乙组B瓶封口放置一段时间后,还要确保瓶内有足够的O2
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【解析】A不动说明没有气体的消耗,只进行无氧呼吸,B右移说明不消耗气体但还会产生气体(CO2),可见酵母菌进行的是无氧呼吸,A正确;A左移说明有气体(O2)的消耗,即酵母菌进行了有氧呼吸,B不动说明消耗气体(O2)与产生气体(CO2)体积相同,结合两者说明酵母菌只进行有氧呼吸,B正确;如果A左移,说明有气体(O2)的消耗,即酵母菌进行了有氧呼吸,B右移说明消耗气体(O2)体积小于产生气体(CO2)体积,结合两者说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,C正确;A不动说明没有气体的消耗,只进行无氧呼吸,B不动说明消耗气体(O2)与产生气体(CO2)体积相同,说明只进行有氧呼吸,这种现象是不可能的,D错误。
2.下图是探究活的酵母菌呼吸作用的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。A、B表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是( )
A.A不动而B右移
B.A左移而B不动
C.A左移B右移
D.A不动B不动
D
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2.影响细胞呼吸的外界因素的应用注意点
(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度,可采取供水、升温、高氧等措施,若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
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运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式的方法
(1)欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置(以发芽种子为例)。
(2)实验结果预测和结论(见下表):
1.(2015海南高考,3)ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述,错误的是( )
A.酒精发酵过程中有ATP生成
B.ATP可为物质跨膜运输提供能量
C.ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D.ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
【解析】酒精发酵是微生物的无氧呼吸,无氧呼吸在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,A正确;ATP可以用于细胞的主动运输,如:Ca2+、Mg2+通过主动运输进入番茄细胞时消耗的能量直接由ATP提供,B正确;A-P~P~P中的“~”(高能磷酸键)中储存着大量能量,ATP水解时,高能磷酸键断裂,大量的能量会释放出来,C正确;ATP由腺嘌呤、核糖、磷酸组成,所以D错误。
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D
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2.(2015上海高考,11)葡萄糖的无氧分解过程中,选项中各产物出现的先后顺序是( )
①酒精 ②CO2 ③H2O ④ATP ⑤乳酸 ⑥H+ ⑦丙酮酸
A.⑥⑦⑤①
B.③②①⑤
C.④⑦②①
D.③④②⑤
【解析】葡萄糖无氧分解过程中,先是葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸产生少量的ATP,接着丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳或乳酸。即在无氧呼吸第一阶段生成丙酮酸、ATP,无氧呼吸第二阶段产生酒精和二氧化碳或乳酸;葡萄糖的无氧分解过程中,选项中各产物出现的先后顺序是④⑦②①或④⑦⑤,答案选C。
C
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3.(2015四川高考,3)下列是以酵母菌为材料进行的实验,有关叙述错误的是( )
A.探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2
B.用酵母菌发酵酿制果酒,选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精
C.探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量干扰
D.用稀释涂布平板法培养计数,应选择有30~300菌落数的平板
【解析】探究酵母菌的呼吸方式,可用溴麝香草酚蓝水溶液或者澄清石灰水检测是否产生CO2,前者使溶液由蓝变绿再变黄,后者使溶液变混浊,A正确;酒精可使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色,可用于果酒发酵时检测产生的酒精,B正确;探究酵母菌种群数量变化时无须设置空白对照,酵母菌每天的数量变化可形成前后对照,C错误;稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目,为了保证结果准确,一般选择菌落数在30~300的平板进行计数,D正确。
C
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4.(2015上海高考,28)以下4支试管置于适合的温度下,经过一定时间后能产生ATP的是( )
【解析】葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体,A错误;二碳化合物可被叶绿体利用,不能被内质网利用,B错误;丙酮酸的氧化分解可发生在细胞质基质和线粒体,不能发生在内质网中,C错误;真核细胞细胞膜破裂,但线粒体完好,丙酮酸可进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段,有氧呼吸第二、三阶段有ATP生成,D正确。
D
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5.(2014大纲,2)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述,错误的是( )
A.线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B.机体在运动时消耗ATP,睡眠时则不消耗ATP
C.在有氧与缺氧的条件下,细胞质基质中都能形成ATP
D.植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于呼吸作用
【解析】A项,细胞核中无法进行呼吸作用产生能量,它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供;B项,ATP是生命活动的直接能源物质,机体时刻都在消耗ATP;C项,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行,均有ATP形成;D项,根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的,其消耗的能量来源于呼吸作用产生的ATP。
B
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6.(2015安徽高考,29Ⅰ)科研人员探究了不同温度(25
℃和0.5
℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。
(1)由图可知,与25
℃相比,0.5
℃条件下果实的CO2生成速率较低,
主要原因是______________________;随着果实储存时间的增加,
密闭容器内的____________浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。
该实验还可以通过检测______________浓度的变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:
①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25
℃和0.5
℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a.______________________________;b._______________________________。
【解析】(1)由图可知,与25
℃相比,0.5
℃条件下的CO2生成速率较低,主要原因是温度较低,导致与细胞呼吸有关的酶的活性较低,呼吸速率较慢,所以其主要原因是:低温降低了细胞呼吸相关酶的活性;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的CO2浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸,该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算细胞呼吸速率。(2)根据单一变量原则,控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用,所以,选取的果实成熟度也应一致;根据可重复性原则,同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二,一是降低实验误差,扩大实验的代表性;二是估计实验误差的大小,判断实验可靠程度,所以,每个温度条件下至少有3个平行重复实验。
(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2
(2)a.选取的果实成熟度应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验
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1.ATP的生理作用
ATP是生命活动的直接能源物质。
2.ATP的结构简式
A—P~P~P,“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键,“—”代表普通化学键。
3.ATP形成过程中能量的来源
(1)动物、人、真菌和大多数细菌:细胞呼吸分解有机物释放出的能量。
(2)绿色植物:细胞呼吸分解有机物释放出的能量和光合作用利用的光能。
4.细胞呼吸方式的探究所用的三种试剂
(1)澄清石灰水和溴麝香草酚蓝水溶液:检测CO2。
(2)酸性重铬酸钾溶液:检测酒精。
5.有氧呼吸需要O2的阶段
有氧呼吸第一、二阶段都不需要O2,只有第三阶段需要O2。
6.两类生物有氧呼吸的场所
(1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质或细胞膜。
(2)真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
7.葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所
(1)有氧呼吸
①葡萄糖:细胞质基质。
②丙酮酸:线粒体基质。
(2)无氧呼吸
①葡萄糖:细胞质基质。
②丙酮酸:细胞质基质。
8.无氧呼吸的产物
酒精和CO2或乳酸。
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1.ATP的生理作用
ATP是生命活动的直接能源物质。
2.ATP的结构简式
A—P~P~P,“A”代表腺苷,“P”代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键,“—”代表普通化学键。
3.ATP形成过程中能量的来源
(1)动物、人、真菌和大多数细菌:细胞呼吸分解有机物释放出的能量。
(2)绿色植物:细胞呼吸分解有机物释放出的能量和光合作用利用的光能。
4.细胞呼吸方式的探究所用的三种试剂
(1)澄清石灰水和溴麝香草酚蓝水溶液:检测CO2。
(2)酸性重铬酸钾溶液:检测酒精。
5.有氧呼吸需要O2的阶段
有氧呼吸第一、二阶段都不需要O2,只有第三阶段需要O2。
6.两类生物有氧呼吸的场所
(1)原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质或细胞膜。
(2)真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
7.葡萄糖和丙酮酸代谢的具体场所
(1)有氧呼吸
①葡萄糖:细胞质基质。
②丙酮酸:线粒体基质。
(2)无氧呼吸
①葡萄糖:细胞质基质。
②丙酮酸:细胞质基质。
8.无氧呼吸的产物
酒精和CO2或乳酸。
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易错点1 误认为细胞中含有大量ATP
【点拨】细胞中ATP含量少,但可以通过ADP与ATP的相互转化不断合成ATP,满足生物体的需要。
易错点2 误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应
【点拨】ATP的合成和ATP的水解在所需的酶、能量来源、能量去路和反应场所方面都不尽相同,因此ATP和ADP的相互转化并不是可逆反应,但物质可重复利用。
易错点3 误认为“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”
【点拨】ATP是一种高能磷酸化合物,是与能量有关的一种物质,两者不相同。
易错点4 对细胞呼吸方式及过程或现象不清楚
【点拨】(1)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始,由于氧的存在与否及酶种类的差异,才分别沿着不同的途径形成不同的产物。
(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对根细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对胚细胞有毒害作用。
(3)无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等,线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。一些原核生物无线粒体,但可进行有氧呼吸。
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必记必辨通关第一单元综合测评
一、选择题
1.(2017安徽蚌埠二中、合肥八中、铜陵一中、芜湖一中四校联考,1)若以图甲代表与生命系统相关概念的范围,其中正确的是( )
a
b
c
A
生物大分子
细胞
组织
B
个体
种群
群落
C
生态系统
群落
种群
D
组织
系统
器官
2.下列有关细胞物质组成的叙述,正确的是( )
A.在人体活细胞中氢原子的数目最多
B.DNA和RNA分子的碱基组成相同
C.多糖在细胞中不与其他分子相结合
D.蛋白质区别于脂质的特有元素是氮
3.(2017福建四地六校月考,1)如图是两类生物体细胞的亚显微结构模式图,下列有关分析正确的是( )
A.用纤维素酶处理这两个细胞,都可以获得原生质体
B.细胞甲只能进行无氧呼吸,细胞乙只能进行有氧呼吸
C.甲、乙两细胞中不存在共同的细胞器
D.二者的遗传物质都是DNA
4.下列有关原核细胞与真核细胞的比较,错误的是( )
A.原核细胞与真核细胞都有质膜
B.大多数原核细胞比真核细胞的体积小,结构简单
C.原核细胞与真核细胞的主要区别是有无核膜包被的细胞核
D.原核细胞的细胞质中无任何细胞器,真核细胞的细胞质中有多种细胞器
5.下图中甲图是一组目镜标有5×和16×字样、物镜标有10×和40×字样的镜头,乙图是在甲图中选用的一组能放大160倍的镜头组合所观察到的图像。欲将乙图视野中处于右上方的细胞移至视野中央放大640倍观察,下列操作中错误的是( )
A.将装片向右上方移动,至右上方的细胞位于视野正中央
B.将显微镜的光圈调小,反光镜调成平面镜
C.目镜不需要换,转动转换器将物镜换成镜头③
D.物镜换成高倍物镜后,如果视野模糊,应调节细准焦螺旋
6.下列关于细胞中化合物的叙述,错误的是( )
A.水是生化反应的介质,也为细胞提供生存的液体环境,所以没有水就没有生命
B.蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞中蛋白质的合成离不开氨基酸、蛋白质和RNA
C.核酸能贮存遗传信息,但在最基本的生命系统中,DNA是遗传物质,RNA不是
D.糖类是细胞中主要的能源物质,主要原因是糖类在活细胞中的含量比脂质高
7.当改变条件后,蛋白质生理活性不受影响的是( )
A.胰岛素与靶细胞上受体结合后
B.将唾液淀粉酶置于0
℃下进行保存
C.血红蛋白氨基酸序列中第6位谷氨酸被缬氨酸替换
D.将进入肠腔中的胃蛋白酶再移入胃内
8.观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,在高倍显微镜下,观察细胞核和细胞质的染色情况是( )
A.红色主要位于细胞核中,绿色主要位于细胞质中
B.只有细胞核被染成红色
C.绿色主要位于细胞核中,红色主要位于细胞质中
D.只有细胞质被染成绿色
9.下图曲线表示小麦在不同生长时期吸收水和P的量。以下有关该图的叙述错误的是( )
A.小麦不同生长发育时期对P的需要量不同
B.小麦吸收水和P在生长前期是同一过程,后期不同
C.小麦不同生长发育时期对水的需要量不同
D.小麦吸收水和P是两个相对独立的过程
10.朊病毒蛋白(PrP)有两种:一种是PrPc,一种是PrPsc,它们的比较如下表:
朊病毒蛋白
PrPc
PrPsc
空间结构
以螺旋为主
以折叠为主
溶解度
高
低
致病性
不致病
致病
肽链中氨基酸排列顺序
相同
由此可以推测这两种蛋白质表现出不同性质的原因是( )
A.溶解度不同
B.氨基酸的种类不同
C.空间结构不同
D.氨基酸的数量不同
11.如图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子,共含271个氨基酸,图中每条虚线表示由两个R基中的巯基(—SH)脱氢形成一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述正确的是( )
A.组成该分子的氨基酸最多有8种
B.氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了4
824
C.该分子至少含有3个游离的氨基
D.该物质遇到斐林试剂会发生紫色反应
12.(2017广东韶关六校联考,3)生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。其中X、Y代表元素,a、b、c是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体,这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析正确的是( )
A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示,人体中d的种类有4种
B.大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示,e的种类约有20种
C.a、b是生物体内遗传信息的携带者,丙是生命活动的主要承担者
D.甲、乙的多样性由d中的n充分体现,丙的多样性由e中的R充分体现
二、非选择题
13.(2017安徽蚌埠示范学校期中,26)糖类是生物体生命活动的主要能源物质,蛋白质是生命活动的主要承担者。下图一为糖类的概念图,图二是某种需要能量的蛋白质降解过程,科学家发现:一种被称为泛素的多肽在该过程中起重要作用。泛素激活酶E1将泛素分子激活,然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2,最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到靶蛋白上,这一过程不断重复,靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快就被送往细胞内一种被称为蛋白酶体的结构中进行降解。整个过程如图二所示。请分析回答问题:
(1)如果某种单糖A为果糖,则它与葡萄糖缩合失去1分子水后形成的物质①是________。如果缩合反应形成的物质③作为植物细胞壁的主要组成成分,则物质③是________。
(2)如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质②,其中碱基是尿嘧啶,则形成的物质②是________________________________________________________________________;
如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质④,其中的碱基是胸腺嘧啶,则某种单糖A是________________________________________________________________________。
(3)蛋白质在生物体内具有多种重要功能,根据图二材料可推测出蛋白质的一项具体功能是________。泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自________物质的氧化分解。
(4)细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从分子水平上分析,其直接原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14.研究人员用同种小鼠进行了某中药制剂、四环素(一种抗生素)对肝脏脂肪含量影响的实验。实验设计和结果如下表所示(中药制剂和四环素都用生理盐水溶解),请据表分析回答问题:
组别
除每天饲喂相同的饲料外,进行如下处理
在第11天测量并计算每组小鼠肝脏脂肪的平均含量(mmol/L)
连续11天每天喂下列试剂
同时在第8天至第11天每天腹腔注射下列物质
甲组
等体积生理盐水
等体积生理盐水
0.49
乙组
等体积生理盐水
0.025
mmol四环素
6.51
丙组
中药制剂(0.05
g)
0.025
mmol四环素
4.74
丁组
中药制剂(0.10
g)
0.025
mmol四环素
4.52
戊组
中药制剂(0.15
g)
0.025
mmol四环素
4.10
(1)若要观察小鼠皮下脂肪细胞中的脂肪颗粒,可用________染色。
(2)现有健康的体重相近、发育状况相同的雌雄小鼠各100只,按上表的实验设计,应如何对这些小鼠进行分组?____________________________________。表中所示的实验,自变量有________________________________________________________________________。
(3)甲组和乙组对照可说明________________________。上表实验结果可初步说明该中药制剂能对小鼠起什么作用?______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究人员认为,还需要观察中药制剂对小鼠(没有注射四环素)肝脏脂肪含量的影响。请完善实验设计并回答问题:
Ⅰ.实验步骤:
①步骤一:按上表所示的实验设计的要求增加3组小鼠,并编号。
②步骤二:这3组小鼠除每天喂相同的饲料外,每天还需分别喂________,共11天。同时在第8至第11天注射等量生理盐水,保持其他条件适宜且相同。
③步骤三:测量并统计实验结果。
Ⅱ.讨论:
①将得到的实验结果与上表的________组的结果进行对照,然后得出结论。
②步骤二中需要“保持其他条件适宜且相同”,其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第一单元综合测评
一、选择题
1.
C 【解析】生物大分子构成细胞,由细胞构成组织,组织构成器官,器官构成系统,系统构成个体,个体构成种群,种群构成群落,群落构成生态系统,最基本生命系统的结构层次是细胞,所以C项正确。
2.
A 【解析】人体活细胞中含量最多的化合物是H2O,因此氢原子的数目最多;DNA和RNA分子的碱基组成不完全相同,DNA分子的碱基组成为A、T、C、G,而RNA分子的碱基组成为A、U、C、G;多糖在细胞中可与蛋白质结合形成糖蛋白;蛋白质区别于脂质的特有元素是硫。故A项正确。
3.
D 【解析】从细胞结构与形态上看,甲细胞没有细胞核,应该为细菌,其细胞壁不含纤维素,主要成分是肽聚糖。生物的异化作用类型不能仅凭是否含线粒体来判定,如硝化细菌细胞内没有线粒体但其为需氧型生物,并且含线粒体的细胞也可以进行短时间的无氧呼吸。核糖体是真、原核生物细胞内都具有的细胞器。具有细胞结构的生物的遗传物质均是DNA。
4.
D 【解析】原核细胞与真核细胞都有质膜(又称细胞膜),A正确;大多数原核细胞比真核细胞的体积小,结构简单,B正确;原核细胞与真核细胞的主要区别是有无核膜包被的细胞核(原核细胞无被核膜包被的细胞核,真核细胞含有被核膜包被的细胞核),C正确;原核细胞的细胞质中有一种细胞器——核糖体,D错误。
B 【解析】根据题干知,欲将乙图视野中处于右上方的细胞移至视野中央放大640倍观察,首先要将装片向右上方移动,至右上方的细胞位于视野正中央;然后转动转换器将物镜换成高倍镜头③,但物像放大后视野变暗,故应将显微镜的光圈调大,反光镜调成凹面镜,再调节细准焦螺旋,使物像清晰。
6.
D 【解析】糖类是细胞中主要的能源物质,是因为细胞生命活动所需能量主要由糖类提供,而与其含量高低无关,D错误。
7.
D 【解析】胰岛素与靶细胞上的受体结合后即被灭活,A错误;唾液淀粉酶在0
℃条件下活性受到明显限制,B错误;血红蛋白氨基酸序列第6位谷氨酸被缬氨酸替换后,氨基酸序列发生变化,生理活性很可能改变,C错误。
8.
C 【解析】红色主要位于细胞质,绿色主要位于细胞核,A错误;细胞核被染成绿色,B错误;红色主要位于细胞质,绿色主要位于细胞核,C正确;细胞质被染成红色,D错误。
9.
A.小麦不同生长发育时期对P的需要量不同
B.小麦吸收水和P在生长前期是同一过程,后期不同
B 【解析】从图中可以看出小麦在不同生长时期对水和P的需要量不同,在前期二者的吸收量均增加,在生长后期二者的吸收量出现明显差异。虽然生长前期水和P的吸收量均增加,但非同等程度增加,后期又不相同,故水和P的吸收不是同一过程。事实上二者的吸收形式、原理均不同,因此二者的吸收是两个相对独立的过程。
10.
C 【解析】由表中信息可知,两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同,由此可确定两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。
11.
C 【解析】组成该分子的氨基酸最多有20种,A错误;氨基酸合成该分子后失去的水的总相对分子质量=18×(271-3),形成4个二硫键失去的总相对分子质量=4×2=8,故减少的相对分子质量为4
824+8=4
832,B错误;每条肽链至少一端含1个游离氨基,另一端含1个游离羧基,C正确;蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色,D错误。
12.B 【解析】根据图示可判断,A代表DNA,B代表RNA,C代表蛋白质,a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸,d为核苷酸,e为氨基酸,m为磷酸,f为五碳糖,n为碱基。人体中d的种类有8种,脱氧核苷酸和核糖核苷酸各4种,A错误;遗传信息的携带者是核酸而不是核苷酸,C错误;甲、乙的多样性由d的数量、排列顺序以及d中n的种类充分体现,蛋白质的多样性由e的数量、排列顺序以及e中R基的种类和蛋白质的空间结构充分体现,D错误。
二、非选择题
13.
(1)蔗糖 纤维素 (2)尿嘧啶核糖核苷酸 脱氧核糖
(3)具有催化作用 糖类 (4)各种酶的分子结构不同
【解析】(1)一分子果糖和一分子葡萄糖缩合形成的物质是蔗糖;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,其中纤维素由多分子葡萄糖经过缩合反应形成。(2)尿嘧啶、磷酸和单糖A结合形成的物质是尿嘧啶核糖核苷酸,单糖A为核糖;胸腺嘧啶、磷酸和单糖A结合形成的物质是胸腺嘧啶脱氧核苷酸,单糖A为脱氧核糖。(3)图二中泛素激活酶参与蛋白质的降解过程,起催化作用,糖类是细胞中的主要能源物质。因此泛素调节的蛋白质降解过程中所需能量主要来自糖类物质的氧化分解。(4)细胞内不同蛋白质有不同的功能,从分子水平上分析,其直接原因是不同蛋白质的分子结构不同,决定了其功能不同。
14.(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液 (2)(将这些小鼠分成5组)每组雌雄小鼠各20只 是否注射(0.025
mmol)四环素、(是否喂)不同浓度的中药制剂 (3)(腹腔注射)四环素导致肝脏脂肪累积(含量增加) 该中药制剂能降低(四环素引起的)肝脏脂肪的累积量(增加量)[中药制剂能抑制(四环素引起的)肝脏脂肪累积(含量增加)] (4)Ⅰ.②0.05
g、0.10
g、0.15
g的中药制剂 Ⅱ.①甲 ②保持单一变量,(使各组之间有对照);避免无关变量不适宜导致实验结果不准确
【解析】(1)鉴定脂肪用的试剂是苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液,实验现象是脂肪呈橘黄色或红色。(2)表格显示实验用小鼠需分成五组,且所给的小鼠体重相近、发育状况相同,因此只要把这雌雄小鼠各100只随机平均分为五组就可以了,每组雌雄小鼠各20只。根据表中的数据可知,自变量有是否喂中药制剂及所用中药制剂浓度,是否注射0.025
mmol的四环素。甲组为对照组,其他四组为实验组。(3)实验结果中乙组的小鼠肝脏脂肪平均含量为6.51
mmol/L,对照甲、乙两组的实验处理可知,0.025
mmol的四环素能够导致肝脏脂肪累积,而喂中药制剂的三组中小鼠肝脏脂肪的平均含量比乙组都少,并且随着中药制剂浓度的增加而减少,说明中药制剂能抑制四环素引起的肝脏脂肪累积。第十单元
种群和群落课时练
(建议用时:10分钟)
1.(2017江西铅山一中、横峰中学联考,24)下列关于种群特征的叙述中,错误的是( )
A.种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率
B.进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源
C.出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素
D.种群密度预示着种群数量的未来变化趋势
2.下列对种群特征的概念图(如图)分析正确的是( )
A.种群最基本的数量特征是出生率、死亡率
B.“J”型曲线增长的种群中没有死亡率和迁出率
C.预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
D.种群数量达到K值时,c也达到最大并保持不变
3.(2017山东烟台适应性测试一,6)种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如曲线甲),在有环境阻力条件下,呈“S”型曲线增长(如曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是( )
A.若乙表示草履虫种群增长曲线,当种群数量达到e点后,种群中衰老个体将维持基本稳定
B.图中c点时,环境阻力最小,种群增长速率最快
C.若乙表示酵母菌种群增长曲线,通过镜检观察统计的结果比实际值低,因为其中有死亡的酵母菌个体
D.K值具有种的特异性,所以田鼠的种群增长曲线在不同环境下总是相同的
4.下列有关种群增长的“S”型曲线的叙述,错误的是( )
A.通常自然界中的种群增长曲线最终呈“S”型
B.达到K值后种群的增长速率也可能为负值
C.种群增长的开始阶段不受自身密度的影响
D.相同的种群,K值也可能不同
5.某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查,下表为调查结果。
年份
第一年
第二年
第三年
第四年
第五年
第六年
第七年
增长速率
0.50
1.33
2.69
3.78
2.88
1.36
0.09
下列相关叙述正确的是( )
A.第四年的该种群数量大约是该环境容纳量的一半
B.第一年至第七年,该种群的年龄组成从增长型向衰退型转变
C.该种群数量呈“S”型增长,种群增长速率不受种群密度制约
D.对该濒危动物最好的保护方式为就地保护
6.某小组在探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时,同样实验条件下分别在4个锥形瓶中进行如下图所示的培养,均获得了“S”型增长曲线。下列叙述错误的是( )
A.达到K值的时间不同
B.可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数
C.Ⅳ内的种群数量先于Ⅱ内的开始下降
D.4个锥形瓶中酵母菌种群的K值均相同
(建议用时:25分钟)
7.(2017安徽六校教育研究会一联,22)下图是种群数量特征的概念模型,以下分析正确的是( )
A.种群密度能够反映种群的数量变化趋势
B.春节前后,我国南部沿海城市人口数量变化主要取决于①、②
C.预测未来种群数量变化的主要依据是④
D.利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征④,进而影响种群数量
8.(2017福建四地六校月考,25)某中学迁入新建校园14年,校园中白头鹎(鸟纲鹎科动物)在14年间的种群增长速率如表所示。据表分析正确的是( )
年份
第2年
第4年
第6年
第8年
第10年
第12年
第14年
增长速率
0.66
1.52
2.83
3.69
2.91
1.20
0.03
A.这14年中,白头鹎的种群数量呈“J”型曲线增长
B.第12年时,白头鹎种群的年龄组成为衰退型
C.该学校中,白头鹎的K值约为第8年时其种群数量的两倍
D.用样方法调查白头鹎的种群密度并计算出增长速率
9.(2017河北荆州监利一中月考,8)如图甲表示某一经济鱼类的种群特征,图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。下列分析正确的是( )
A.图乙为C点后该经济鱼类年龄组成曲线
B.在B点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
C.估算一个种群的出生率和死亡率,即可确定种群密度的大小
D.D点时种群数量达到最大值
10.标志重捕法和样方法是调查种群密度的两种常用方法。下列有关说法不正确的是( )
A.随机选取样方n个,每个样方的生物个体数量为X1、X2…Xn,则样方内生物个体数量的平均值为(X1+X2+…+Xn)/n
B.调查动物的种群密度时一般采用标志重捕法
C.计数时同种生物个体无论大小都要计数
D.标志重捕法中种群数量的估算公式是:标记个体数×重捕标记个体数/重捕个体数
11.某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2
hm2(1
hm2=10
000
m2)。在调查区内,放置100个捕鼠笼,在一夜间对布氏田鼠进行初捕,将捕获的鼠经标记后在原地释放。3日后,在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼进行重捕,结果如下。请回答下列问题:
项目
捕获数(只)
标记数(只)
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
初捕
32
32
14
18
重捕
36
4
18
18
(1)该草地布氏田鼠的平均种群密度为________只/hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏________。
(2)综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(♀/♂)为________。
(3)调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄,它们的月龄构成如下图所示。据图分析:乙草原的田鼠种群属于________型;甲草原的田鼠种群属于________型。
12.(2017江西鹰潭一中月考,11)下图甲中,Ⅰ是布氏田鼠迁入某草原后的种群数量变化曲线。图乙是布氏田鼠从迁入该草原到图中的a时期出生率与死亡率变化曲线。请据图回答下列问题:
(1)在图甲中,DE段鼠群的年龄组成为________型。
(2)布氏田鼠种群的最大净补充量在图乙中的________点,该点与甲图中的________点相对应。
(3)图甲a时期引入某种生物,鼠群数量明显下降后保持新的动态平衡,引入的生物与布氏田鼠之间最可能是________关系。
(4)由图甲给予的启示是:对于外来物种的引入要遵循____________________原理,而且要考虑环境的承载力。
第2讲 群落的结构和演替
(建议用时:10分钟)
1.下列关于实验“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法中,正确的是( )
A.对于无法知道名称的小动物,可忽略,不必记录下它们的特征
B.丰富度的统计方法有两种:一是取样器取样法;二是目测估计法
C.为了调查不同时间土壤中小动物丰富度,可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查
D.许多土壤小动物有较强的活动能力,可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度
2.(2017湖南长沙一中月考,24)根据图中显示的信息,结合所学知识,判断下列说法中正确的是( )
A.该图中所有的植物构成生物群落
B.决定植物分层的主要环境因素除光照外,还有地形、湿度、盐碱度等
C.森林生态系统中的植物有分层现象,动物没有分层现象
D.从山麓到山顶的群落分布属于水平结构,是由地形起伏造成的
3.(2017浙江杭州四校联考,5)某岛屿由海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。下列叙述不正确的是( )
A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
4.一块弃耕的农田,很快会杂草丛生,几年后,草本植物开始减少,各种灌木繁茂起来,最后演变成一片森林,成为一个相对稳定的生态系统。在此演变过程中,相关变化趋势正确的是( )
A.①②
B.②④
C.①③
D.①④
(建议用时:25分钟)
5.(2017江西铅山一中、横峰中学联考,24)下列关于种群和群落的叙述中,正确的是( )
A.种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率和死亡率
B.可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度及农田土壤小动物的丰富度
C.同种生物的发育阶段不同,其所处的营养级可能不同
D.某种成年鱼及其幼体在水中不同水层的分布构成群落的垂直结构
6.如图为美国大雾山不同垂直高度上七种昆虫的分布曲线,其中a、c、f、g是叶蝉,b、d是啮虫,e是芜菁。下列分析中正确的是( )
A.图中显示出群落具有垂直结构,没有水平结构
B.不同种的昆虫只局限在一定的高度范围内存活,可能与其食物来源有关
C.图示表明群落的空间结构为随机分布
D.同一海拔分布的昆虫之间无竞争关系
下表是科研人员对稻鱼共生系统(即:同一片农田中既种水稻又养鱼)和水稻单种系统调查得到的部分数据,相关叙述正确的是( )
处理
调查农(户)
农药投入(kg/hm2)
农药使用次数(次)
水稻产量(kg/hm2)
鱼产量(kg/hm2)
稻鱼共生
118
7.21
3.2
6
417.12
372.2
水稻单种
113
11.02
6.9
6
535.26
—
A.水稻单种生态系统在垂直方向上存在分层现象
B.稻鱼共生生态系统中的所有鱼构成一个生物群落
C.稻鱼共生生态系统没有达到提高产量、降低成本的目的
D.水稻单种系统中物种之间无竞争关系,有捕食关系
8.南方某地的常绿阔叶林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,下列说法错误的是( )
演替阶段
群落类型
植物种类数(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
A.该地常绿阔叶林恢复过程中,群落演替的类型为次生演替
B.与针叶林相比,草丛中的动物分层现象较为简单,物种丰富度低
C.该地能恢复到第4阶段说明人类活动未影响自然演替的速度和方向
D.常绿阔叶林得以恢复与土壤条件、植物的种子等的保留有关
9.乔木树种馨香木兰是云南特有的珍稀濒危物种。研究人员为探讨馨香木兰种群的生态学特性,进行了相关的调查研究。请回答下列问题:
(1)为调查馨香木兰所处群落的物种多样性,可采用样方法进行调查。本研究中调查乔木层和灌木层时最小样方面积为5
m×5
m,而调查草本层时最小样方面积为1
m×1
m,可见设计最小样方面积的原则是_____________________________________________。
(2)下表为馨香木兰所处的A、B、C三个群落物种丰富度的调查结果。
物种丰富度(种)
乔木层
灌木层
草本层
A群落
21.5
35.5
19.5
B群落
22.5
23.8
16.25
C群落
22.0
31.5
13.5
由上表可以看出,三个群落中的________物种丰富度最高。在三个群落的垂直结构中,丰富度最高的是________层。
(3)科研人员调查了三种群落中的馨香木兰的植株胸径(胸径的大小可表示植株的树龄大小),绘制成下图。
研究种群的年龄组成可以预测________在未来一段时间内的变化趋势,但需结合生物的生存环境具体分析。由图可以看出,馨香木兰种群的年龄组成属于________型。虽然现在馨香木兰有丰富的幼树,但难以进一步发育为优势种,其原因可能是幼树耐荫蔽,在茂密的常绿阔叶林下能生长良好;但随着年龄的增长,其树木对光照的需求加大,在与其他阔叶乔木的________中不占优势,从而生长受阻。
10.保护生态环境,实现可持续发展,某地区实施退耕还林之后,群落经过数十年的演替发展为树林。请回答下列问题:
注:甲、乙、丙分别表示群落演替的三个连续阶段中,植物优势种群数量变化情况。
种名
山桃
丁香
油松
刺槐
山桃
1
丁香
0.124
1
油松
0.125
0.734
1
刺槐
0.148
0.761
0.884
1
注:表中数据表示阳坡物种生态位重叠(即两个物种在同一资源状态上的相遇频率)变化分析结果。
(1)根据图分析,该群落的演替类型是________。该群落发展至第3阶段时,甲、乙、丙之间为________关系。该群落的空间结构应具有________现象。
(2)在该演替过程中,由于群落的物种数目即________提高,导致生态系统的________稳定性会逐渐提高。
(3)根据表中数据可知,阳坡群落物种中竞争最激烈的是____________。有一种鞭毛藻能感受光线的强弱,借助鞭毛移动到光线合适的位置进行光合作用,这说明______________离不开信息的作用。
第十单元 种群和群落
第1讲 种群的特征和数量的变化
基础小题
1.D 【解析】种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率,A正确;进行种群密度的调查可以对农林灾害进行监测和预报、对渔业捕捞强度进行确定等,有利于合理利用生物资源,B正确;出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素,C正确;种群密度反映了种群在一定时期的数量,不能反映种群数量的变化趋势,D错误。
2.C 【解析】种群最基本的数量特征是种群密度,A错误;“J”型曲线增长的种群中依然有死亡率,B错误;图中a指的是性别比例、b指的是年龄组成,年龄组成是预测种群数量未来变化趋势的主要依据,C正确;图中c指的是种群密度,而种群密度会随着环境的变化而发生波动,D项错误。
3.A 【解析】若乙表示草履虫种群增长曲线,当种群数量达到e点后,种群中出生率与死亡率相等,衰老个体维持基本稳定,A正确;图中的c点增长率最大,但是环境阻力不是最小,B错误;通过镜检观察统计酵母菌数量的结果比实际值低,原因可能是取样时没有混匀等,而不是因为酵母菌个体死亡,C错误;不同生存条件,环境容纳量不同,D错误。
4.C 【解析】在自然情况下,种群一般是按“S”型曲线增长的。达到K值时出生率等于死亡率,种群增长速率为零,但也有可能在某个时刻出生率小于死亡率,种群增长速率为负值。种群增长受自身密度的影响,刚开始时种群密度较小,种群密度对种群增长的影响也较小。K值会随着环境的变化而变化。
5.A 【解析】从表中数据可知,该种群的增长速率在调查的7年内,先增大后减小,符合“S”型增长模型,第四年该种群的增长速率最大,对应的种群数量应为K/2,A正确;种群数量呈“S”型增长,其年龄组成从增长型逐渐向稳定型转变,B错误;种群数量呈“S”型增长的种群,其种群密度制约增长速率,C错误;对动物繁育中心的该动物最好的保护方式为易地保护,D错误。
6.D 【解析】由于培养液的体积不同,起始酵母菌数不同,因此4个锥形瓶内的种群数量达到K值的时间不同,A正确;可采用抽样检测的方法对酵母菌进行计数,B正确;锥形瓶Ⅱ、Ⅳ中的培养液体积相同,但是Ⅳ内的起始酵母菌数量多,种群数量先于试管Ⅱ内的开始下降,C正确;锥形瓶Ⅰ~Ⅳ中的起始酵母菌数和培养液体积都不一样,因此4个锥形瓶中酵母菌种群的K值各不相同,D错误。
综合进阶
7.C 【解析】种群的年龄组成能够预测种群数量变化趋势,A错误;春节前后,我国南部沿海城市人口变化主要取决于迁入率和迁出率,B错误;④影响出生率和死亡率、③影响出生率,推出④为年龄组成,③为性别比例,年龄组成能预测种群未来数量变化趋势,C正确;利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征③性别比例,进而影响种群数量,D错误。
8.C 【解析】分析表中数据可知,白头鹎种群的增长速率先增加后减小,说明该种群的数量呈“S”型增长,A错误;第12年时增长速率为1.2,说明种群数量仍然增长,年龄组成为增长型,B错误;第8年时白头鹎种群的增长速率最大,此时的种群数量大约是K/2,即白头鹎种群的K值约为第8年时其种群数量的两倍,C正确;调查白头鹎的种群密度应采用标志重捕法,D错误。
9.D 【解析】由图甲可以看出:B点时,出生率大于死亡率,且出生率与死亡率的差值最大,此时种群的增加量最大;D点时,出生率与死亡率相等,种群数量达到最大。图乙代表衰退型年龄组成,而C点时,出生率大于死亡率,此时种群仍表现为数量增加。在B点捕捞有利于该种群的持续增长,在D点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大。出生率和死亡率是决定种群密度和种群数量的直接因素,此外性别比例、迁入率和迁出率等也影响着种群密度和种群数量,因此,仅估算一个种群的出生率和死亡率,并不能确定种群密度的大小。
10.D 【解析】样方法调查植物种群密度时,求所有样方的平均值作为最终的数值;计数时与个体的大小和年龄无关,同种生物个体都应计入总数;调查动物的种群密度时一般用标志重捕法;标志重捕法中种群数量的估算公式是:标记个体数×重捕个体数/重捕标记个体数。
11.(1)144 高 (2)8/9(或32/36) (3)稳定 增长
【解析】(1)如果重捕取样中标记比例与样方总数中标记的比例相等,则M?N=m?n,所以N=Mn/m=(32×36)/4=288(只),由于测定的是2
hm2范围的田鼠的数量,因此该草地布氏田鼠的平均种群密度为288/2=144(只/hm2);田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,因此捕获有标记的田鼠数量比实际值小,故求得的田鼠总数就比实际值要高。(2)两次捕捉的雄性个体数为18+18=36(只),捕捉的雌性个体数为14+18=32(只),综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例为:♀/
♂=(14+18)/(18+18)=32/36=8/9。(3)根据“年龄组成”图可知,甲种群年龄组成属于增长型,乙种群年龄组成属于稳定性。
12.(1)稳定 (2)G C (3)捕食 (4)协调与平衡
【解析】(1)在图甲中,DE段鼠群数量达到K值,此时种内斗争最激烈,该段鼠群的出生率等于死亡率,种群增长率为0,所以年龄组成为稳定型。(2)布氏田鼠种群的最大净补充量在图乙中的G点,即出生率与死亡率的差值最大,此时种群增长速率最大,该点与图甲中的C点相对应,即种群数量达到K/2值时。(3)图甲a时期引入某种生物,鼠群数量明显下降后保持新的动态平衡,引入的生物与布氏田鼠之间最可能是捕食关系。(4)由图甲给予的启示是:对于外来物种的引入要遵循协调与平衡原理,而且要考虑环境的承载力。
第2讲 群落的结构和演替
基础小题
1.C 【解析】丰富度是指一个群落中物种数目的多少,对于无法知道名称的小动物,不可忽略,需要记录下它们的特征;丰富度的统计方法通常有两种,一是记名计算法,二是目测估计法;标志重捕法适用于活动范围较大的动物,土壤小动物身体微小,宜采用取样器取样法,不能采用标志重捕法。
2.D 【解析】该图中的所有植物并不能构成生物群落,还缺少了动物和微生物;群落的结构分为垂直结构和水平结构,决定植物垂直分层的主要环境因素是光照,地形、湿度和盐碱度是影响群落水平分布的主要因素;森林生态系统中植物和动物都有分层现象。
3.B 【解析】该岛屿不同地段物种组成上的差异,即物种的镶嵌式分布是群落水平结构的体现,A正确;由题干可知,该岛屿由海底火山喷发形成,最初无植被覆盖,故在该岛上发生的群落演替是初生演替,而不是次生演替,B错误;人类的参与可使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行,C正确;初生演替的起点是在一个从来没有植被覆盖的地面,或者在原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方开始,经历的时间长,D正确。
4.B 【解析】由农田生态系统演变为森林生态系统过程中,营养结构越来越复杂,物种丰富度越来越高,经过长时间的演替成为一个非常稳定的生态系统。生态系统在达到稳态后,物种丰富度、净光合作用产量、固定太阳能总量基本保持不变,而①、③中的曲线都有下降趋势,因此是错误的。
综合进阶
5.C 【解析】种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率,但不影响死亡率,A错误;可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度,而农田土壤小动物的丰富度可用取样器取样法调查,B错误;同种生物的发育阶段不同,其所处的营养级可能不同,例如有些营养级高的生物的幼体可能成为营养级低的生物的食物,C正确;某种成年鱼及其幼体在水中不同水层的分布不能构成群落的垂直结构,群落的垂直结构是由于不同种群分布在不同空间形成的,D错误。
6.B 【解析】不同海拔种群分布不同,属于群落的水平结构,图中数据不能显示群落具有垂直结构,A错误;不同种的昆虫只局限在一定的高度范围内存活,可能与其食物来源有关,B正确;随机分布是指种群的空间特征而不是群落的空间结构,C错误;同一海拔的昆虫种类和物种个体数量不同,它们之间会食物相同而存在竞争关系,D错误。
7.A 【解析】任何一个生态系统都有垂直结构和水平结构,水稻单种生态系统在垂直方向上有明显的分层现象,如下层是杂草,A正确;生物群落是一个区域内所有生物的集合,B错误;稻鱼共生生态系统农药投入少,水稻产量高,还有鱼产量,所以达到了提高产量,降低成本的目的,C错误;水稻单种系统中水稻和杂草之间有竞争关系,也有以水稻或杂草为食物的生物,D错误。
8.C 【解析】在过度砍伐的森林中发生的群落演替属于次生演替;随着群落的演替,群落的结构变得更为复杂,物种的丰富度逐渐增大,因此,与针叶林相比,草丛中的动物分层现象简单,物种丰富度低;表中群落演替的情况并没有反映出人类活动产生的影响。
9.(1)保证在最小面积内基本上能反映组成群落的物种数量情况(合理即可) (2)A群落 灌木 (3)种群数量 增长 竞争
【解析】(1)用样方法对不同的物种进行调查时需要采用不同的最小样方面积,设计最小样方面积的原则是保证在最小面积内基本上能反映组成群落的物种数量情况。(2)由上表可以看出,三个群落中的A群落的丰富度最高。在三个群落的垂直结构中,丰富度最高的是灌木层,因为其种类和个体数都较丰富。(3)研究种群的年龄组成可以预测在未来一段时间内种群数量的变化趋势,但需结合生物的生存环境具体分析。由图可以看出,馨香木兰种群的幼树较多,所以其年龄组成属于增长型。虽然现在馨香木兰有丰富的幼树,但难以进一步发育为优势种,其原因可能是幼树耐荫蔽,在茂密的常绿阔叶林下能生长良好;但随着年龄的增长,其树木对光照的需求加大,在与其他阔叶乔木的竞争中不占优势,从而生长受阻。
10.(1)次生演替 竞争 垂直分层 (2)物种丰富度 抵抗力 (3)油松和刺槐 生命活动的正常进行
【解析】(1)分析题图,该群落的演替类型是次生演替,发展至第3阶段时,丙种群占优势,甲、乙占劣势,三个种群之间存在竞争关系,该群落出现了明显的垂直分层现象。(2)在群落演替过程中,物种的数目越来越多,即物种丰富度不断提高,则营养结构越来越复杂,抵抗力稳定性不断增强。(3)从题表看出,油松和刺槐的物种生态位重叠最大,因此竞争最激烈。鞭毛藻具有趋光性,能感受光线的强弱,借助鞭毛移动到光线合适的位置进行光合作用,说明了生命活动的正常进行离不开信息的作用。
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10第五单元综合测评
一、选择题
1.(2017河南南阳一中月考,18)关于孟德尔的一对相对性状杂交实验和摩尔根证实基因位于染色体上的果蝇杂交实验,下列叙述不正确的是( )
A.两实验都设计了F1自交实验来验证其假说
B.实验中涉及的性状均受一对等位基因控制
C.两实验都采用了统计学方法分析实验数据
D.两实验均采用了“假说—演绎”的研究方法
2.(2017云南曲靖一中期中,13)基因D、d和T、t是位于两对同源染色体上的等位基因,在不同情况下,下列叙述符合因果关系的是( )
A.进行独立遗传的DDTT和ddtt杂交,则F2双显性性状中能稳定遗传的个体占1/16
B.后代的表现型数量比为1?1?1?1,则两个亲本的基因型一定为DdTt和ddtt
C.基因型为DDtt的桃树枝条嫁接到基因型为ddTT的砧木上,自花传粉后,接穗上所结果实中的胚的基因型为DdTt
D.基因型为DdTt的个体,经秋水仙素诱导得到的多倍体,自交后代仍然会发生性状分离
3.玉米的宽叶(A)对窄叶(a)为显性,宽叶杂交种(Aa)玉米表现为高产,比纯合显性和隐性品种的产量分别高12%和20%;玉米有茸毛(D)对无茸毛(d)为显性,有茸毛玉米植株表面密生茸毛,具有显著的抗病能力,该显性基因纯合时植株在幼苗期就不能存活。两对基因独立遗传。高产有茸毛玉米自交产生子代,则子代成熟植株中( )
A.有茸毛与无茸毛比为3?1
B.有9种基因型
C.高产抗病类型占1/4
D.宽叶有茸毛类型占1/2
4.(2017湖南长郡中学期初测试,6)已知等位基因H、h及复等位基因IA、IB、i共同控制A、B、O血型的形成过程(如下图)。若小明的血型为O型,他的爸爸为A型,妈妈为B型,哥哥姐姐皆为AB型,则小明爸爸、妈妈的基因型可能是( )
A.爸爸为hhIAi,妈妈为HhIBIB
B.爸爸为HhIAIA,妈妈为HhIBIB
C.爸爸为HHIAi,妈妈为HhIBIB
D.爸爸为HHIAIA,妈妈为HHIBi
5.(2017湖南衡阳月考,30)虎皮鹦鹉的羽色有绿、蓝、黄、白四种,野生种都是稳定遗传的,若将野生的绿色和白色鹦鹉杂交,F1全部都是绿色的;F1雌雄个体相互交配,所得F2的羽色有绿、蓝、黄、白四种不同表现型,比例为9?3?3?1。若将亲本换成野生的蓝色和黄色品种,则F2不同于亲本的类型中能稳定遗传的占( )
A.2/7
B.1/4
C.1/5
D.2/5
6.已知桃树中,树体乔化与矮化为一对相对性状(由一对等位基因A、a控制),蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由另一对等位基因B、b控制),蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据,相关叙述错误的是( )
亲本组合
后代的表现型及其株数
组别
表现型
乔化蟠桃
乔化圆桃
矮化蟠桃
矮化圆桃
甲
乔化蟠桃×矮化圆桃
41
0
0
42
乙
乔化蟠桃×乔化圆桃
30
13
0
14
A.桃树树体矮化对乔化是隐性
B.甲组亲本基因型不全为纯合子
C.乙组亲代乔化圆桃自交后代不全为圆桃
D.上述两对相对性状都遵循基因分离定律
7.(2017山东潍坊中学一检,12)豌豆的叶腋花和茎顶花是一对相对性状。两株茎顶花植株杂交,F1中茎顶花?叶腋花=1?1。F1中茎顶花植株自交,F2全是茎顶花;Fl中叶腋花植株自交,F2中叶腋花1
908株、茎顶花1
452株。下列假设能解释该遗传现象的是( )
A.控制该性状的是一对位于X染色体上的等位基因,茎顶花为显性性状
B.控制该性状的是一对位于常染色体上的等位基因,叶腋花为显性性状
C.控制该性状的是两对独立遗传的等位基因,有两种显性基因时才表现为叶腋花
D.控制该性状的是两对独立遗传的等位基因,有两种显性基因时才表现为茎顶花
8.下图为果蝇性染色体的同源情况:Ⅰ区段是X和Y染色体的同源部分,该部分基因互为等位;Ⅱ-1、Ⅱ-2区段分别为X、Y非同源部分,该部分基因不互为等位。果蝇的刚毛性状有正常刚毛、截刚毛,现用纯种果蝇进行杂交实验,其过程及结果为:①截刚毛♀×正常刚毛♂→F1代中雌雄个体均为正常刚毛;②F1相互交配→F2中:雌性正常刚毛?截刚毛为1?1,雄性全为正常刚毛。则控制果蝇刚毛性状的基因存在于( )
A.性染色体的Ⅰ区段
B.Ⅱ-1区段
C.Ⅱ-2区段
D.常染色体上
9.(2017江苏泰州中学期中,15)女娄菜的性别决定方式为XY型,其植株高茎和矮茎受基因A、a控制,宽叶和窄叶受基因B、b控制。现将两株女娄菜杂交,所得子代雌株中高茎宽叶?矮茎宽叶=3?1、雄株中高茎宽叶?高茎窄叶?矮茎宽叶?矮茎窄叶=3?3?1?1。相关判断错误的是( )
A.两对基因的遗传遵循自由组合定律
B.亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY
C.子代雌株中高茎宽叶基因型有4种
D.子代雄株高茎宽叶中纯合子占1/4
10.下图为一家系的遗传系谱图。甲病和乙病均为单基因遗传病,Ⅱ-5不带有乙病的致病基因。下列叙述不正确的是( )
A.甲病的致病基因为显性,位于常染色体上
B.乙病的致病基因为隐性,位于X染色体上
C.Ⅲ-5的乙病致病基因一定来自于Ⅰ-2
D.Ⅲ-3与Ⅲ-6婚配,后代正常的概率仅为7/24
11.大龄父亲容易产生患阿帕特综合征的小孩。引起阿帕特综合征的突变基因多存在于精子中,从而影响体内Z受体蛋白的结构。下列关于该病的说法错误的是( )
A.该病是一种遗传病
B.患病基因多在有丝分裂时产生
C.患者Z受体蛋白的氨基酸序列或空间结构与正常人不同
D.Z受体蛋白基因突变的概率与年龄有一定的关系
12.(2017江西高三期末,13)调查人员对患有某种单基因遗传病的女性家系成员进行调查后,记录在下表(“+”代表患者,“-”代表正常)中。下列有关分析正确的是( )
祖父
祖母
姑姑
外祖父
外祖母
舅舅
父亲
母亲
弟弟
-
+
-
+
-
-
+
+
-
A.该遗传病属于伴X染色体显性遗传病
B.调查该病的遗传方式应在人群中随机取样调查
C.该女性与其祖母基因型相同的概率为2/3
D.该女性的父母再生一个正常孩子的概率为1/4
二、非选择题
13.(2017河北石家庄辛集中学段考一,37)某二倍体豌豆种群有七对明显的相对性状,基因控制情况见下表。回答下列问题:
性状
等位基因
显性
隐性
种子的形状
A-a
圆粒
皱粒
茎的高度
B-b
高茎
矮茎
子叶的颜色
C-c
黄色
绿色
种皮的颜色
D-d
灰色
白色
豆荚的形状
E-e
饱满
不饱满
豆荚的颜色(未成熟)
F-f
绿色
黄色
花的位置
G-g
腋生
顶生
(1)如上述七对等位基因之间是自由组合的,则该豌豆种群内,共有________种基因型、________种表现型。
(2)将高茎、花腋生、白种皮的豌豆与矮茎、花顶生、灰种皮的豌豆杂交得F1,F1自交得F2,F2中高茎、花腋生、灰种皮的豌豆占27/64,则F2中杂合子的比例为________,双亲的基因型分别是________。
(3)现有各种类型的该豌豆的纯合子和杂合子(单杂合子、双杂合子、多对基因的杂合子等)
的豌豆种子,请设计最简单的实验方案,探究控制豌豆豆荚形状和豆荚颜色的基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律:
①实验方案是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②预期结果与结论:
如出现________________________,则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
如果________________________,则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于同一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律。
14.大力倡导优生优育是提高我国人口素质的重要手段,优生的主要措施包括禁止近亲结婚、遗传咨询和产前诊断等。请回答相关问题:
(1)某男性患抗维生素D佝偻病(伴X染色体显性遗传),家族中其他人均正常,则患者的致病基因可能源于他的________(填“父亲”或“母亲”)体内基因在减数分裂的________期发生了突变。医生建议患者妻子孕期要做产前检查,应选择生育______性胎儿,以降低发病率。
(2)现有一对高龄夫妻,家族中没有任何遗传病史。医生仍要求孕妇进行产前诊断,目的是避免生育先天性愚型等________遗传病患儿。
(3)某对新婚夫妇进行遗传咨询,医生根据他们提供的情况绘出系谱图如下图(11号与12号是新婚夫妇)。
请据图推断,他们生育的孩子患半乳糖血症的概率为________;不患病的概率为________。
(4)如果将相关基因的DNA片段进行PCR扩增,然后电泳检测,致病基因形成条带的位置与正常基因不同。如下图为一段时间后对这对夫妇的胎儿及家族中部分成员的电泳检测结果。
结合(3)中系谱图分析,胎儿将________(填“患”或“不患”)半乳糖血症,他携带的致病基因最终来源于________号。
第五单元综合测评
一、选择题
1.
A 【解析】两实验都设计了F1测交实验来验证其假说,A错误;实验中涉及的性状均受一对等位基因控制,B正确;两实验都采用了统计学方法,通过统计后代的性状及比例,分析实验数据,C正确;两实验均采用了“假说—演绎”的研究方法,D正确。
2.
D 【解析】进行独立遗传的DDTT和ddtt杂交,则F2双显性性状个体占9/16,其中能稳定遗传的个体占1/9,A错误;后代的表现型数量比为1?1?1?1,则两个亲本的基因型为DdTt和ddtt或Ddtt和ddTt,B错误;基因型为DDtt的桃树枝条嫁接到基因型为ddTT的砧木上,自花传粉后,所结果实中的胚的基因型仍为DDtt,C错误;基因型为DdTt的个体,经秋水仙素诱导得到的多倍体基因型为DDddTTtt,自交后代仍然会发生性状分离,D正确。
3.
D 【解析】有茸毛的基因型是Dd(DD幼苗期死亡),无茸毛基因型为dd,子代植株表现型及比例为有茸毛?无茸毛=2?1,A错误;由于DD幼苗期死亡,所以高产有茸毛玉米AaDd自交产生的F1中,只有6种基因型,B错误;高产有茸毛玉米AaDd自交产生的F1中,高产抗病类型为AaDd,占4/12=1/3,C错误;高产有茸毛玉米AaDd自交产生的F1中,宽叶有茸毛类型为AADd和AaDd,占2/12+4/12=1/2,D正确。
4.
B 【解析】由题意可知,小明的基因型为hh_或H_ii,结合其爸妈的血型可判断爸爸的基因型为H_IA_,妈妈的基因型为H_IB_,由于其哥哥姐姐皆为AB型血,所以其爸爸、妈妈的基因型可能为HhIAIA、HhIBIB。
5.C 【解析】根据题意分析可知,F1是双杂合子,可表示为BbYy,且双显性B_Y_为绿色,双隐性bbyy为白色,一显一隐为蓝色或黄色,若将亲本换成野生的蓝色和黄色品种,即亲本为BByy(纯合蓝色)×bbYY(纯合黄色)→F1:BbYy(绿色)。子一代互交:♀BbYy×♂BbYy→B_Y_(绿色)?B_yy(蓝色)?bbY_(黄色)?bbyy(白色)=9?3?3?1。绿色和白色中能够稳定遗传的为2/10,即1/5。
6.
C 【解析】由乙组,乔化×乔化→乔化+矮化,推断乔化为显性,A正确;甲组乔化×矮化→乔化+矮化,可推出亲本基因型为Aa×aa;蟠桃×圆桃→蟠桃+圆桃,推出亲本为Bb×bb。即乔化蟠桃(AaBb)×矮化圆桃(aabb),乔化蟠桃亲本为杂合子,B正确;乙组乔化×乔化→乔化+矮化,可推出亲本基因型为Aa×Aa;蟠桃×圆桃→蟠桃+圆桃,推出亲本为Bb×bb。即乔化蟠桃(AaBb)×乔化圆桃(Aabb),亲本乔化圆桃Aabb自交,后代都为圆桃,C错误;两对性状每一对都遵循基因分离定律,D正确。
7.C 【解析】由题意可知:两株茎顶花植株杂交,F1中茎顶花?叶腋花=1?1,说明该性状不可能是由位于X染色体上的一对等位基因控制;Fl中叶腋花植株自交,F2中叶腋花?茎顶花=1
908?1
452≈9?7,说明遵循基因的自由组合定律,Fl中叶腋花植株为双杂合子,即控制该性状的是两对独立遗传的等位基因,有两种显性基因时才表现为叶腋花。综上分析,A、B、D错误,C正确。
8.
A 【解析】由结果①可知,正常刚毛对截刚毛是显性性状,且果蝇的正常刚毛基因不可能位于Y染色体的非同源区段上;由结果②可知,正常刚毛基因既不在常染色体上,也不在X染色体的非同源区段上;因此控制刚毛性状的基因位于X、Y染色体的同源区段上,即图中的Ⅰ区段。
9.D 【解析】由题目可知,杂交子代雌株中高茎?矮茎=3?1,雄株中高茎?矮茎=3?1,可以推出高茎和矮茎位于常染色体上,且亲本的基因型都为Aa;杂交子代雌株全为宽叶,雄株宽叶?窄叶=1?1,雌雄表现不一样,宽叶和窄叶基因位于X染色体上,亲本的基因型为XBXb、XBY。由于两对基因位于2对同源染色体上,所以遵循基因的自由组合定律,且亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY,A、B正确;亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY,子代雌株中宽叶的基因型有AAXBXB、AaXBXB、AAXBXb、AaXBXb,C正确;子代雄株中高茎宽叶基因型有AaXBY、AAXBY,其中纯合子的比例占1/3,D错误。
10.
C 【解析】Ⅱ-4和Ⅱ-5均患有甲病,但他们有一个正常的女儿,说明甲病是常染色体显性遗传病;Ⅱ-4和Ⅱ-5均不患有乙病,但他们有一个患乙病的儿子,说明乙病是隐性遗传病,又已知Ⅱ-5不带有乙病的致病基因,说明乙病是伴X染色体隐性遗传病,A、B正确;Ⅲ-5的乙病致病基因来自于Ⅱ-4,Ⅱ-4属于乙病基因的携带者,而Ⅰ-2不患乙病,不含有乙病基因,因此Ⅱ-4乙病的致病基因只能来自于Ⅰ-1,C错误;Ⅲ-3的基因型为aaXBY,Ⅲ-6的基因型及概率为1/3AA、2/3Aa、1/2XBXB、1/2XBXb,他们婚配,后代正常的概率仅为2/3×1/2×(1-1/2×1/4)=7/24。
11.
B 【解析】根据题意“引起阿帕特综合征的突变基因多存在于精子中,从而影响体内Z受体蛋白的结构”可知该病是一种遗传病,常通过父本遗传,A正确;患病基因多在父本减数分裂时产生,存在于精子中,B错误;患者Z受体蛋白的氨基酸序列或空间结构与正常人不同,C正确;Z受体蛋白基因突变的概率与父本年龄有一定的关系,年龄越大概率越高,D正确。
12.
D 【解析】根据题意和表格分析可知:该遗传病可能是伴X染色体显性遗传病,也可能是常染色体显性遗传病,A错误;调查该病的发病方式应在患者家族中进行调查,调查该病的发病率应在自然人群中随机取样调查,B错误;如果是常染色体显性遗传病,因父母都是患者,而弟弟正常,所以女性患者是杂合子的概率为2/3;而其他患者的后代都有正常个体,都是杂合子,所以该女性与其祖母基因型相同的概率为2/3。如果是伴X染色体显性遗传病,因父母都是患者,而弟弟正常,所以女性患者是杂合子的概率为1/2;而其他患者的后代都有正常个体,都是杂合子,所以该女性与其祖母基因型相同的概率为1/2,C错误;该女性的父母再生一个正常孩子的概率为1/4,D正确。
二、非选择题
13.
(1)37(2
187) 27(128) (2)7/8 BBGGdd、bbggDD
(3)①取豌豆豆荚饱满、豆荚颜色为绿色的双杂合子豌豆种子种植并让其自交,观察子代的豆荚形状和颜色 ②4种表现型且比例接近于9?3?3?1 不出现4种表现型或出现4种表现型,但比例不是9?3?3?1
【解析】(1)如题中所述七对等位基因之间是自由组合的,根据公式,则该豌豆种群内,共有37种基因型、27种表现型。(2)将高茎、花腋生、白种皮的豌豆与矮茎、花顶生、灰种皮的豌豆杂交得F1,F1自交得F2,F2中高茎、花腋生、灰种皮的豌豆占3/4×3/4×3/4=27/64,说明这三对等位基因自由组合,则F2中纯合子为1/8,杂合子的比例为7/8,双亲的基因型分别是BBGGdd、bbggDD。(3)若探究控制豌豆豆荚形状和豆荚颜色的基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律:①实验方案是取豌豆豆荚饱满、豆荚颜色为绿色的双杂合子豌豆种子种植并让其自交,观察子代的豆荚形状和颜色。②预期结果与结论:如出现4种表现型且比例接近于9?3?3?1,则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。如果不出现4种表现型或出现4种表现型,但比例不是9?3?3?1,则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于同一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律。
14.
(1)母亲 间 男 (2)染色体异常 (3)1/10 27/40 (4)不患 1
【解析】(1)抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,该男性的致病基因源于他的母亲在减数分裂间期发生了基因突变;由于抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,男性的致病基因总是传给女儿,所以患者妻子孕期要做产前检查,应选择生育男孩。(2)先天性愚型是染色体异常遗传病。(3)分析遗传系谱图可知,对于色盲来说,假设色盲基因用b表示,11号的基因型是XBXb,12号的基因型是XBY,后代患色盲的概率是1/4,不患色盲的概率是3/4;对于半乳糖血症来说,假设半乳糖血症基因用a表示,分析遗传系谱图可知,该遗传病是常染色体隐性遗传病,11号的基因型是1/3AA、2/3Aa;12号的基因型是3/5Aa、2/5AA,后代患半乳糖血症的概率是2/3×3/5×1/4=1/10,不患半乳糖血症的概率是9/10,两种病都不患的概率是3/4×9/10=27/40。(4)分析遗传系谱图和电泳检测结果图可知,胎儿的基因型是杂合子,为半乳糖血症致病基因的携带者,但不患该病;他携带的致病基因最终来源于1号。第1讲 基因工程
1.(2017河北综合素质测试,14)下面是大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题:
(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是________,二者还具有其他共同点,如①________________,②____________(写出两条即可)。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为TGCGCA,则与之连接的目的基因切割末端应为________;可使用________把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为________,其作用是________________。
(4)下列常在基因工程中用作载体的是( )
A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因
B.土壤农杆菌环状RNA分子
C.大肠杆菌的质粒
D.动物细胞的染色体
2.小鼠的某种抗体由轻链和重链组成,科学家将编码轻链和重链的基因分别导入两个不同的烟草植株体内,然后让两株植物进行杂交就能获得可同时编码轻链和重链两种多肽的植株,即合成小鼠抗体的转基因植物。回答下列问题:
(1)若要获取小鼠的编码轻链和重链的基因,可以先提取小鼠浆细胞中编码两条链的mRNA,然后通过________过程获取小鼠的cDNA,并利用________技术对目的基因进行扩增。
(2)在构建基因表达载体时,需要用到的工具酶有________________,基因表达载体中的目的基因两端的序列分别是____________和____________。
(3)用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞的过程中,常常将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的________上。检测目的基因是否导入受体细胞可用DNA分子杂交技术,一般用标记的____________作探针。
(4)若想大规模培育能合成小鼠抗体的转基因植物,可采用________技术。
3.在荧光素酶中加入正确的荧光素底物就可以发荧光。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)荧光素酶基因可以人工合成,也可以从________中获取。利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用________的原理。
(2)限制酶是切割DNA的工具酶,主要从________中分离纯化出来。下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是________。
(3)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因,其作用是将____________筛选出来。荧光素酶基因也可以作为目的基因转入某些动植物细胞中表达产生荧光素酶。将目的基因导入动物细胞的技术中,应用最多的是________。
(4)将目的基因导入植物细胞,目前常用的目的基因载体是Ti质粒,目的基因需插入到该基因载体的________上。将导入荧光素酶基因的植物细胞,可经过________技术获得转基因植株。
4.(2017安徽桐城中学月考,41)科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答下列问题:
(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用________技术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是________、酶、原料、模板,该技术必须用________________酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需具有____________。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒时,不能使用SmaⅠ酶切割,原因是________________________________________________________________________。
图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用________________酶对外源DNA、质粒进行切割。
(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的________________作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是________________________________________________________________________。
5.我国拥有自主知识产权的抗虫棉,是将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入到棉花的叶肉细胞中培育而成。回答下列问题:
(1)在该基因工程中,Bt毒蛋白基因属于________,离体棉花叶肉细胞属于________。Bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取,也可从cDNA文库中获取,含有基因中启动子的文库是____________文库。
(2)获取的Bt毒蛋白基因需要与载体结合构建基因表达载体。在基因工程中使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、____________等,其中质粒的化学成分是____________。
(3)科学家最初做抗虫棉试验时,虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因,但让棉铃虫食用棉花叶片时,棉铃虫并没有被杀死,这说明Bt毒蛋白基因____________。为此,科学家对棉植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰,结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了,从变异类型分析,这种对Bt毒蛋白基因的修饰属于____________。
(4)转基因植物存在一定的安全性问题,为避免Bt毒蛋白基因通过花粉传播进入其他植物,一般将Bt毒蛋白基因转入棉花细胞的________(填“细胞核”或“叶绿体”)。
6.利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。“利用崂山奶山羊乳腺生物反应器制备药用蛋白项目”取得重大突破,该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点,已成功获得经纯化的抗凝血酶Ⅲ蛋白等医药产品。下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程,据图回答:
(1)在基因工程中,A表示____________,如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因,①过程使用的酶区别于其他酶的特点是____________,B表示
________________________________________________________________________。
(2)在研究过程中,研究人员首先从相关基因组中获
取了目的基因,并采用____________技术对目的基因进行了扩增,然后将目的基因与质粒等载体组合形成了基因表达载体。在基因表达载体的构建过程中需要的工具酶有____________。
(3)基因表达载体的构建是基因工程的核心,一个完整的基因表达载体至少包括哪几部分?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将目的基因导入受体细胞的过程中,在③过程中一般是采用________方法,在②过程中一般采用____________。
(5)由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中,检测其体内是否出现药用蛋白,在分子水平上的检测方法及结果是什么?_____________________。
7.(2017云南民族中学适应性考试一,40)多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损,成熟的番茄果实中,PG合成显著增加,能使果实变红变软,但不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达,可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上,导入番茄细胞中,得到转基因番茄,具体操作流程如图。据图回答下列问题:
(1)提取目的基因
①若已获取PG的mRNA,可通过________获取PG基因。
②在该基因上游加结构A可确保基因的反向转录,结构A上应具有________结合位点。
③重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是________。
(2)用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后,可用含有________的培养基进行筛选。培养24~48
h后取样,在质量分数为25%的蔗糖溶液中,观察细胞________现象来鉴别细胞壁是否再生。
(3)由于导入的目的基因能转录出反义RNA,且能与________互补结合,因此可抑制PG基因的正常表达。若转基因番茄的保质期比非转基因番茄________,则可确定转基因番茄培育成功。
(4)获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因,科研人员常采用________方法使子代保持转基因番茄的优良性状。
第2讲 细胞工程
1.如图为植物体细胞杂交过程示意图,据图回答问题:
(1)步骤①是去掉________,该步骤最常用的方法是____________________来处理。
(2)步骤②一般常用的化学试剂是________,目的是____________。
(3)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,运用的技术手段是____________,其中步骤④相当于________,步骤⑤相当于再分化。
(4)植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。从理论上讲,该杂种植株是可育的,这项研究对于培育作物新品种方面的重大意义在于____________________________。
2.我国菊花主要有杭菊、亳菊、怀菊、贡菊等8种,是药食兼优的代表性植物。研究发现杭菊具有明显的抗炎作用,怀菊具有良好的抗病毒作用(但是抗炎作用很弱)。结合所学知识回答下列问题:
(1)欲培育兼有明显抗炎、抗病毒疗效的菊花新品种,用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的,原因是_______________________________________________。
(2)基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性,在实施基因工程过程中,最关键的步骤是____________。受体细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质,我们一般选取未开花的幼枝的芽尖,理由有____________________、____________________(写出两个)。若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因,常用的检测方法是________________。
(3)如果利用植物体细胞杂交的方法培育“杭菊怀菊”杂种植株,首先要获得这两种植物细胞的________,用聚乙二醇诱导处理后,诱导实验材料再生出____________,再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。
(4)理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎、抗病毒的优良菊花,这两项技术的共同特点有__________________________________________________。
3.植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示:
(1)培育胚状体利用了________________这一项生物技术,胚状体再继续培养,则可培育出完整的植株,这体现了______________________。培养基中除了含有一定的营养外,还必须含有____________________等植物激素,还需要对培养基进行严格的________________处理。
(2)如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的,若为了获得三七的细胞产物,则只需要培养到________________;若为了获得三七的人工种子,则需要培养到________________。如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的,通过基因工程要获取抗虫棉,目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是____________________法。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中,必须要经过________________。
①无丝分裂 ②有丝分裂 ③减数分裂 ④原代培养 ⑤传代培养 ⑥植物体细胞杂交 ⑦细胞融合 ⑧脱分化 ⑨再分化
4.(2017四川重庆万州月考,8)胰岛B细胞移植是一种有效治疗糖尿病的方法。利用小鼠再生胰腺提取物(RPE)可定向诱导人羊膜间充质干细胞(hAMSCs)分化成胰岛B细胞。回答问题:
(1)取人羊膜组织刮除血块的上皮细胞,冲洗后剪碎,然后用________处理,最终制成hAMSCs悬液,将细胞悬液放入培养瓶中进行原代培养,当细胞贴壁生长到一定阶段时,出现________现象,此时细胞停止分裂增殖,这时需要将细胞进行相关处理,然后进行传代培养。
(2)取传至第3代的hAMSCs放入细胞培养板,同时加入RPE进行诱导分化培养。该代hAMSCs能保持细胞正常的________。诱导分化培养15天后,提取细胞________,用胰岛素基因探针进行分子杂交,可初步检测hAMSCs是否分化成胰岛B细胞。
(3)hAMSCs细胞在RPE作用下,可以定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的细胞,其根本原因是____________。培养hAMSCs细胞的培养液中营养成分包括____________________(至少写两种)等。
(4)人体器官移植面临的主要问题有供体器官短缺和免疫排斥,目前临床通过使用________抑制T细胞的增殖来提高器官移植的成活率。
5.自然界中的生殖细胞融合能产生有性生殖的后代,细胞工程中体细胞杂交技术被广泛应用于培育杂种植株和生产单克隆抗体等方面。请回答以下相关问题:
(1)若a、b分别为动物的精子和卵细胞,则产生a、b的分裂方式是________________。
(2)若a、b表示植物体细胞,两者融合完成的标志是________________,由d细胞形成杂种植株的原理是____________________,其中使用了植物组织培养技术,该技术的中心环节是形成愈伤组织,然后诱导它再分化形成植株,再分化的原理是________________,植物体细胞杂交的意义是该技术能克服_________________________________。
(3)生产单克隆抗体时一般不直接培养效应B细胞,主要原因是_____________________________________________________,若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞,放射性物质在细胞器中出现的先后顺序是________________________________________________________________________。
6.近年来,由于食品安全、环境污染等问题的加重,胃癌的发病率不断增加。常见的切除、化疗、放疗等治疗手段对病人的身体副作用较大,而“生物导弹”(借助单克隆抗体的导向作用,能将药物定向带到癌细胞所在位置)的定向治疗为胃癌患者带来了福音。下图是“生物导弹”——抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程。
回答下列问题:
(1)幽门螺杆菌的感染与胃癌的发生密切相关,幽门螺杆菌从细胞结构上与人体细胞相比,最显著的特点是_____________________________________________。
(2)从免疫学的角度分析,图中实验小鼠注射的甲是________,从小鼠的________(免疫器官)中可获得相应的B淋巴细胞。
(3)诱导细胞融合形成细胞乙的原理是________。若只考虑细胞的两两融合,理论上乙有________种类型,符合要求的细胞的特点是________________。
(4)丙需进行克隆化培养和专一抗体检测,经多次筛选后可获得数量较多的能分泌所需抗体的丁,细胞丁可在体外条件下大规模培养,也可以注射到小鼠________内进行体内培养,从而获得大量的单克隆抗体。该抗胃癌单克隆抗体与从动物血清中分离的抗体相比,最主要的优点是________。
7.癌胚抗原(CEA)是某些癌细胞表面产生的一种糖蛋白,临床上通过制备抗CEA的单克隆抗体来诊断癌症。回答下列问题:
(1)制备抗CEA的单克隆抗体时,首先将____________注入小鼠体内,使小鼠产生免疫反应。然后从产生免疫反应小鼠的脾脏中获取____________细胞,将其与骨髓瘤细胞融合,该融合过程所利用的基本原理是____________。因为融合率不是100%,且融合过程具有________性,所以要对融合后的细胞进行筛选。筛选出的杂交瘤细胞还要经过多次筛选,最终获得________________________________________________________________________
____________________(答两个特点)的杂交瘤细胞。
(2)获得杂交瘤细胞后,将其注射到小鼠腹腔内增殖或____________,之后从中提取大量抗CEA的抗体。抗CEA的单克隆抗体的主要优点有_______________________________________________________________________________________________________________(答三个)。
(3)抗CEA的单克隆抗体与抗癌药物偶联后,可以使抗癌药物定向作用于癌细胞,该过程所利用的免疫学原理为________________________________________。
8.已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒,该病毒表面的A蛋白为主要抗原,预防该病毒的疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图。
请回答问题:
(1)①代表的是________过程。为获得A基因表达载体,需用同种________酶对A基因和运载体进行酶切。除质粒外,________也可作为运载体。将A基因表达载体导入动物细胞的常用方法是________。
(2)为获得A基因,还可根据A蛋白的________序列,推测出A蛋白的基因序列,据此可利用化学方法合成A基因。
(3)过程③采用的实验技术是______________________________,
获得的X叫________细胞。单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是________________________________________________________________________。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中的________制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时,可以用图中的
____________________________________进行特异性结合检测。
9.下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题:
(1)图中②所示的结构名称是____________。
(2)图中③、④所示的生物技术名称分别是______________、______________。
(3)过程③通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外,还因为它__________________________________________。
(4)过程④通常用②作受体细胞的原因是__________________________________________________________________________。
(5)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是____________________________,该种基因治疗所属类型为________________。
第3讲 胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题
1.自然条件下,哺乳动物不发生孤雌生殖。2014年3月,云南农业大学科研团队把猪卵母细胞进行人为的孤雌激活处理,使其发育成胚胎,移植到代孕母猪体内,获得世界上第一批成活的孤雌生殖克隆猪。这种克隆猪不同于核移植获得的克隆猪。现将两种技术进行比较,如图所示。回答下列问题:
(1)孤雌激活处理其实质是要激活卵母细胞__________,使其发育成早期胚胎,得到克隆猪。体细胞核移植技术中也会用到卵母细胞,需要选择__________________(时期)的卵母细胞,并用微型吸管吸出__________________________。
(2)雌性排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于__________(填“初级”或“次级”)卵母细胞阶段。当该细胞发育至减数第二次分裂__________期时,才具备受精能力。若在卵细胞膜和透明带之间看到两个极体,则表明__________过程已发生。若某对夫妇结婚后发现妻子双侧输卵管堵塞,无奈需进行试管婴儿技术,该技术包括______________和__________。
(3)在胚胎工程中,常需要给供体注射__________激素,目的是__________________。在胚胎移植过程中,受体选择好后要用激素进行________处理,其目的是______________________________________,以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
(4)题图过程⑥中所用的技术是______________;能代替图中卵母细胞的还可以是________________。欲增加克隆猪早期胚胎的数量,可通过胚胎工程中的______________技术来实现,此技术在进行时,应注意________________________。
2.毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。
(1)过程①中最常用的运载工具是________,所需要的酶是____________________。
(2)在过程②中,用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是____________。
(3)在过程③中,用
________处理以获取更多的卵(母)细胞。
(4)在过程④中,对成熟卵(母)细胞进行________处理。
(5)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是________。在胚胎移植前,通过________技术可获得较多胚胎。
3.(2017河北定州中学月考,11)2013年7月,中国“试管婴儿之母”——卢光琇教授与研究伙伴共同宣布全球首批经全基因组测序的PGD/PGS试管婴儿在长沙诞生。新技术的突破意味着通过设计试管婴儿解决部分不孕不育问题的同时,部分肿瘤疾病、遗传性疾病的家族性遗传也将有望避免。
(1)设计试管婴儿时为了提高受孕率,胚胎移植时多采用多胚胎移植,因此需用________处理促进母亲排出更多的卵子。
(2)胚胎发育的卵裂期在________
(填“透明带”或“放射冠”)内进行。受精卵经72小时体外培养发育成32细胞左右的胚胎,叫做________,可用于胚胎移植。
(3)为了某些需要,需对胚胎的性别进行鉴定。目前最有效最准确的方法是SRY—PCR法,操作的基本程序是:从被测的囊胚中取出几个________(填“滋养层”或“内细胞团”)细胞,提取DNA为模板;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作______________,在________________催化作用下进行PCR扩增;最后与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为________性。
(4)设计试管婴儿、克隆人等都是引起人们广泛争论的问题。我国不反对治疗性克隆,即可利用人体细胞核移植等技术治疗人类疾病,在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于________________之间的第一极体一并吸出。
4.随着科学技术的发展,人们可以根据需求来改造生物的性状。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,据图回答问题:
(1)对①需要剪碎并使用____________使其细胞彼此分散,若用于传代培养的细胞应不超过10代以保证细胞的________________不发生变化。
(2)在胚胎的早期培养过程中把⑤送入⑥的最佳时期是________________。
(3)在此过程中涉及的细胞工程技术手段有(答两种)____________________________。
(4)过程②中,重组质粒中调控目的基因表达的组件是________________,________________的作用是鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞。
(5)要实现⑦批量生产人血清白蛋白,则要求③的性染色体组成是________。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物,这类转基因动物被称为________________。
5.(2017福建普通高中4月质检,40)器官移植过程中供体细胞的抗原决定基因能编码抗原或与抗原形成有关的酶,导致器官移植过程中出现免疫排斥反应。科学家利用基因工程方法对猪的基因组进行改造,以解决人体移植器官的短缺和免疫排斥问题。回答下列问题:
(1)对猪基因组进行改造,可以选择某种有调控作用的目的基因,重组后导入受体细胞,以达到抑制猪抗原决定基因________的目的。进行DNA重组时需要使用的工具酶是____________。
(2)选择猪胚胎干细胞作为受体细胞,胚胎干细胞是由________和________中分离出来的一类细胞。将目的基因导入后,利用标记基因的作用____________含有目的基因的受体细胞。
(3)将含目的基因的胚胎干细胞注入猪的囊胚,而后将囊胚通过________技术移入受体子宫,获得转基因猪。
(4)采用核移植技术克隆转基因猪时,应选用处于________期的卵母细胞作为受体细胞;随后从构建的重组胚胎中分离得到胚胎干细胞,经诱导分化形成多种器官,这是利用胚胎干细胞的________。
6.我国动物胚胎学家童第周与美国坦普恩大学牛满江先生合作,做了如下实验:他们从单尾鳍鲫鱼的卵细胞质内,提取了一种小分子核酸,并将这种核酸注射到双尾鳍金鱼的受精卵中,在发育长成的320条幼鱼中,有106条鱼由双尾鳍变成了单尾鳍,双尾鳍金鱼表现出鲫鱼的单尾鳍性状。由上述资料回答下列问题:
(1)他们提取的这种核酸是________,该核酸应该由控制鲫鱼单尾鳍发育的基因________产生。
(2)实验中还有214条幼鱼没有发育成单尾鳍,可能的原因有:
________________________________________________________________________(写出三点原因)。
(3)推测106条单尾鳍鱼发育成熟后相互交配,生出的子代小鱼尾鳍的性状是________(填“单尾鳍”或“双尾鳍”),理由是______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果对注射了核酸的双尾鳍金鱼的受精卵进行胚胎分割,应在________期进行,分割时必须将________平分。
7.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点,被称“钻石级”肉用绵羊。科研工作者通过胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如图所示,请据图回答问题:
(1)此过程用到的生物技术有__________________________________________________(答出两个即可)。
(2)为了获得更多的卵母细胞,需用______________对雌性杜泊羊进行处理。进行体外受精前,需将卵母细胞培养到________期;精子需进行________处理。受精时防止多精入卵的两道屏障分别是____________和____________。
(3)生产上常用________________期的胚胎进行胚胎移植,移植的胚胎在受体绵羊体内存活的生理基础是__________________________________________________。
8.英国生理学家罗伯特·爱德华兹,因在人类试管受精(IVF)技术上的卓越贡献,获得2010年度诺贝尔生理学或医学奖。他的研究使全球超过10%不育症夫妇因此获益,迄今,因IVF技术使400多万人得以诞生。回答下列问题:
(1)自然条件下,____________是在雌性动物排卵前后完成的,产生的一个次级卵母细胞和第一极体,进入输卵管,准备与精子受精。当在____________的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。
(2)1951年,爱德华兹发现________可以促进成熟雌鼠排卵,这为IVF技术的第一步奠定了理论基础。经过系统研究,爱德华兹终于成功将卵母细胞与________后的精子在试管中完成受精,受精卵在________液中成功进行卵裂。1978年世界上第一例试管婴儿诞生,这是对爱德华兹不懈努力的最好表彰。
(3)在爱德华兹的引领下,对IVF技术的研究有许多新发现。比如可通过显微注射法将单个精子注入处于________期的卵母细胞内,以提高受精率;也可对早期胚胎进行遗传学诊断,如在显微镜下检查________数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生。
(4)试管婴儿的形成,除IVF技术之外,涉及的胚胎工程技术还有____________。
9.(2017广东湛江一中一联,27)下图表示科学家采用不同方法培育良种牛的过程。请据图回答有关问题:
(1)与一般的繁育良种动物方式相比较,胚胎移植的优势是________________________________________________________________________
____________。为提高良种奶牛的繁殖能力,在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理,目的是________。
(2)在“转基因牛”D的培育过程中,常用受精卵作为外源基因的受体细胞,主要原因是________________。
(3)图中数字标号①代表的结构为________,①将来发育为____________,c→d过程需对其均等分割的目的是____________。A、B牛基因型是否相同?________。
(4)在培育良种牛的过程中,都运用了动物细胞培养技术。在动物细胞培养过程中,为防止杂菌的污染要加入一定量的________。
第4讲 生态工程
1.生态农业建设是建设社会主义新农村的重要内容之一。下面是两种生态农业模式:
模式1:鸡—猪—鱼立体养殖模式:一亩鱼池配6~8头猪,100~120只鸡,鱼池中各种鱼的比例大致为:花白鲢占20%,草鱼占40%,鲤鱼、鳙鱼占40%,每亩投放鱼苗4
500尾。每天从鸡舍中收集新鲜的鸡粪晒干,经初步发酵后混入一定量饲料喂猪,猪粪喂鱼。
模式2:“四位一体”生态模式:以太阳能为动力,以沼气为纽带,将日光温室、沼气池、蔬菜种植和温室养猪相结合的一种新的农业生产模式。
请分析回答有关问题:
(1)在模式1中,必须注意某种鱼的投入数量,不宜超过该鱼在生态系统中的________。鱼池中不同鱼类生活在不同水层,体现了生物群落的________结构。
(2)在上述两种农业生产模式中,模式2主要体现了________的优化设计,按照________规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益。
(3)沼气池中的产甲烷杆菌在生态系统中属于________(填生态成分)。
(4)下列不属于生态农业生产方式的是________。
A.病虫害的生物防治
B.作物轮作、套种
C.使用化肥提高作物产量
D.秸秆等农业废弃物的资源化利用
(5)当农业生产对人类自身生存环境产生负面效应的时候(如农药的过度使用等),最终会导致对人类自身的伤害,故农业要与生态工程紧密结合,如通过增加农业生态系统的________,把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中。下列实现人与自然的和谐发展措施中,最合理的是________。
A.通过生物技术手段,转化淀粉生产可再生能源
B.使用化学农药防治病虫害,保证粮食稳产
C.发展生态农业,实现物质和能量的多级利用
D.大力开垦湿地,扩大粮食种植面积
2.1985年前,某地农村农作物秸秆都是当作燃料,而农户和家畜的粪便等均作为肥料直接施入农田。后来逐步开始进行农村产业结构调整,下图是2006年时当地生态工程示意图。
(1)试分析1985年前生产形式的不利影响(至少举两个方面):___________________________________。
(2)该生态工程的建设遵循了___________________________________________
____________________等基本原理。生态工程与传统工程相比较,具有________________________________________________________________________
____________等特点。
(3)当地人希望进一步提高该系统的经济效益和生态效益。专家们经过考察后,建议他们增加一个奶牛养殖项目。村民接受了专家的建议,并对原有的生产项目作了一些调整。他们需要调整的项目主要是______________________________________。
(4)现代生物技术可应用于生态建设,举例说明:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.生物炭是指利用炭化技术使生物质在缺氧条件下不完全燃烧所产生的富碳产物。科研人员以玉米秸秆(生物炭原材料)、北方粳稻为材料进行实验。结果如下表:
实验
处理方式
北方粳稻不同发育期的根鲜重(g)
组号
分蘖期
拔节期
抽穗期
灌浆期
Ⅰ
?
28.12
48.99
62.36
63.06
Ⅱ
每千克干土加10
g生物炭
50.86
49.97
71.09
69.91
Ⅲ
每千克干土加20
g生物炭
37.63
51.33
69.79
64.12
Ⅳ
每千克干土加40
g生物炭
35.10
55.07
67.55
71.47
(1)选择____________的北方粳稻,移栽至各组土壤中进行实验。其中,Ⅰ组为对照组,处理方式为____________。
(2)与Ⅰ组相比,____________期,生物炭对根鲜重的促进作用最大,该时期____________组实验的处理方式对根鲜重的促进作用最明显。
(3)生物炭本身质轻、多孔,
施入土壤后可提高土壤肥力和肥料利用效率,它还富含一些作物生长所需的营养元素,
故此研究成果对在实践中遵循生态工程的____________原理具有指导意义。
4.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有机地结合起来,形成一种高效良性的循环,生态效益得到了良性发展。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,沼气池的制作如下图所示。
①在图中用箭头标出生产过程中物质循环的方向。
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)根据生态工程的物种多样性原理,有人认为生态农业建设中,食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学知识,分析该结论是否正确,为什么?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.(2017广东中山一中统测一,30)Ⅰ.我国科研人员克隆了100多个重要基因,取得了抗虫棉、抗虫玉米、耐除草剂大豆等一批重大转基因成果。请回答下列问题:
(1)抗虫棉中转入的Bt毒蛋白基因是从苏云金(芽孢)杆菌中分离出来的,该基因编码的Bt蛋白对哺乳动物________(填“有”或“无”)毒害作用。
(2)每一种Bt毒蛋白的杀虫范围有限,对现有的毒蛋白进行________,使其具有更广杀虫范围,属于________(生物工程)的范围。
(3)随着转基因成果的不断涌现,人们对转基因生物的安全性的关注与日俱增,在食物安全、生物安全和________三个方面发生了激烈争论。
Ⅱ.关注生态工程的建设。
(1)与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、________、可持续的工程体系。
(2)“无废弃物农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一,也是生态工程最早和最生动的一种模式,该模式主要遵循生态工程的____________原理。我国西北一些地区年降雨量少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成了残败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了____________原理。
(3)甘肃陇南地区的“九子登科”模式是哪种生态工程建设的实例?______。
A.草原生态恢复工程
B.城市环境工程
C.小流域综合治理生态工程
D.湿地生态恢复工程
6.下图是江苏某农村因地制宜建设的生态农业园示意图,请据图回答下列问题:
(1)该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有
________________________________________________________________________
________________(至少2个)。
(2)池塘养鱼时,通常采用多鱼种混合放养模式(上层为食浮游生物的鳙鱼,中层为食草的草鱼,下层为杂食性的鲫鱼等)。从群落结构分析,这种养殖模式的优点是________________________________________________________________________。
(3)防治果树虫害时,常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰其交配,从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的____________________(信息类型)传递在农业生产中的应用。
(4)流入该生态农业园的总能量有____________________________________________
____________________和人工输入的能量,人工输入的能量有____________________(至少2项)等。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目,其意义是__________________________________________。
第十三单元 现代生物科技专题
第1讲 基因工程
1.(1)DNA 能够自我复制 具有遗传特性
(2)CGCGTA DNA连接酶
(3)标记基因 供重组DNA的鉴定和选择
(4)C
【解析】(1)a代表的物质是大型环状DNA分子,质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型环状DNA分子,两者都能自我复制,并储存遗传信息。(2)若质粒DNA分子的切割末端和目的基因切割末端之间能够发生碱基互补配对,则可使用DNA连接酶将它们连接在一起。(3)质粒DNA分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因,便于对重组DNA进行鉴定和筛选。(4)常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
2.(1)逆转录 PCR
(2)限制酶和DNA连接酶 启动子 终止子
(3)T-DNA 目的基因
(4)植物组织培养
3.(1)基因组文库
DNA复制
(2)原核生物 MspⅠ
(3)含有目的基因的细胞 显微注射技术
(4)T-DNA 植物组织培养
【解析】(1)目的基因可以从基因组文库中获取或用化学方法人工合成;PCR技术扩增的原理是DNA复制。(2)限制酶主要是从原核生物中分离得到。(3)在基因工程中,标记基因的作用是筛选出含有目的基因的受体细胞。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射技术。(4)Ti质粒的T-DNA能转移到受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上,因此通常用Ti质粒作运载体。将含有目的基因的植物细胞经过植物组织培养技术可以获得转基因植物。
4.(1)PCR(聚合酶链式反应) 引物 耐热的DNA聚合或热稳定性的DNA聚合 标记基因
(2)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 BamHⅠ和HindⅢ
(3)抗盐基因(或目的基因) 将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态
【解析】(1)依题意可知:抗盐基因属于目的基因,可采用PCR(聚合酶链式反应)技术扩增目的基因,该技术需要的条件是:引物、酶、原料、模板;利用PCR技术扩增目的基因时,每次循环都是在95
℃时进行变性、在55
℃时进行退火、在72
℃时延伸,所以该技术必须用热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)。基因表达载体由目的基因、启动子、终止子、标记基因等组成。(2)题图显示:质粒上的M抗生素抗性基因和目的基因中都含有SmaⅠ酶的识别和切割位点,若使用SmaⅠ酶切割,会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,因此不能使用SmaⅠ酶切割。抗盐基因(或目的基因)的两侧都有EcoRⅠ酶的识别和切割位点,因此用EcoRⅠ酶切割目的基因会出现自身环化;BamHⅠ和HindⅢ识别和切割位点分别位于目的基因的两侧,而且质粒中也有相应的酶切位点,因此用BamHⅠ和HindⅢ同时进行酶切,才能完整地切下该抗盐基因,同时保证目的基因与质粒的连接方式的唯一性,防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化。(3)检测目的基因是否导入受体细胞,在分子水平上进行检测时,要用放射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因)作探针进行分子杂交检测;在个体水平上进行鉴定时,可将培养的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态。
5.(1)目的基因 受体细胞 基因组
(2)动植物病毒 DNA
(3)没有成功表达 基因突变
(4)叶绿体
6.(1)目的基因 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定的位点上切割DNA分子 重组DNA
(2)PCR(聚合酶链式反应) 限制酶、DNA连接酶
(3)目的基因、启动子、终止子、标记基因等
(4)农杆菌转化 显微注射技术
(5)从转基因羊的乳汁中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交;如果出现杂交带,表明乳汁中出现了药用蛋白;如果不出现杂交带,表明乳汁中未出现药用蛋白
【解析】限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定的位点上切割DNA分子。经限制酶切割后露出黏性末端或平末端,而DNA连接酶则能把目的基因和运载体连接起来构成重组DNA。一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。将目的基因导入受体细胞的过程中,受体细胞若是植物细胞可以用农杆菌转化法、花粉管通道法和基因枪法;若是动物细胞一般用显微注射技术。目的基因的检测与表达的方法有四种,蛋白质的鉴定一般采用抗原—抗体检测。
7.(1)①反转录 ②RNA聚合酶 ③使目的基因随质粒的复制而复制
(2)卡那霉素 是否发生质壁分离
(3)天然PG基因转录的mRNA 长
(4)无性繁殖(或植物组织培养)
【解析】(1)已获取PG的mRNA,可通过逆转录(反转录)的方法获得目的基因。因转录的产物是mRNA,在转录时需要RNA聚合酶。将重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因。(2)由图可知,重组质粒中含卡那霉素抗性基因而四环素抗性基因被破坏,故可用含卡那霉素的培养基进行筛选。植物细胞在质量分数为25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象,所以可以用来鉴别细胞壁是否再生。(3)由以上分析可知,反义RNA与天然PG基因转录的mRNA互补结合,从而抑制翻译过程。若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长,则可肯定转基因番茄培育成功。(4)获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因,植物组织培养属于无性繁殖,能保持母本的优良性状,故科研人员常采用植物组织培养方法使子代保持转基因植物的优良性状。
第2讲 细胞工程
1.(1)细胞壁 使用纤维素酶和果胶酶(酶解法)
(2)聚乙二醇(PEG) 诱导原生质体融合
(3)植物组织培养 脱分化
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍
【解析】(1)步骤①是酶解法去除细胞壁的过程,利用酶的专一性,用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,获得原生质体A和B。(2)步骤②是诱导原生质体融合的过程,常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)。(3)图中杂种细胞培育成为杂种植株的过程,利用了植物组织培养技术,其中④为脱分化形成愈伤组织,⑤相当于再分化。(4)图示体细胞杂交技术最大的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
2.(1)二者存在生殖隔离
(2)基因表达载体的构建 不带病毒或带病毒极少 分化程度低或易诱导脱分化和再分化(答案必须是两个方面) DNA分子杂交技术
(3)原生质体 细胞壁
(4)定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和的障碍)
【解析】(1)杭菊和怀菊属于两个不同的物种,二者之间存在生殖隔离,所以二者之间不能进行有性杂交。(2)基因工程的关键步骤是基因表达载体的构建;由于幼枝的芽尖具有不带病毒或带病毒极少、分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点,所以通常选取未开花的幼枝的芽尖细胞作为受体细胞;可用DNA分子杂交技术检测怀菊的抗病毒基因(目的基因)是否导入了受体细胞。(3)植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体,用聚乙二醇诱导处理后,诱导实验材料再生出细胞壁,再利用植物组织培养技术培育出杂种植株。(4)植物体细胞杂交技术和基因工程的共同特点是定向改造生物(或克服了远缘杂交不亲和的障碍)。
3.(1)植物组织培养 植物细胞的全能性 细胞分裂素、生长素 灭菌 (2)愈伤组织 胚状体 农杆菌转化 (3)②⑧⑨
【解析】(1)离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织,通过再分化形成具有根和芽的胚状体,再通过细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。该技术称为植物组织培养,其原理为植物细胞的全能性。培养基的成分包括水、无机盐、维生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等;培养基要求进行严格的灭菌。(2)三七的细胞产物为细胞的代谢产物,将三七叶肉细胞培养到愈伤组织即可;要获得人工种子需培养至胚状体;棉花为双子叶植物,导入抗虫基因常用农杆菌转化法。(3)离体叶肉细胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织,再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。
4.(1)胰蛋白酶 接触抑制
(2)核型 mRNA
(3)基因选择性表达 糖、氨基酸、无机盐、血清
(4)免疫抑制剂
5.(1)减数分裂
(2)形成新的细胞壁 植物细胞的全能性 基因选择性表达 远缘杂交不亲和的障碍
(3)效应B细胞不能无限增殖 核糖体、内质网、高尔基体
6.(1)没有核膜包被的细胞核
(2)能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原 脾脏
(3)细胞膜的流动性 3 既能大量繁殖又能产生特异性抗体
(4)腹腔 特异性强,灵敏度高,并可大量制备
【解析】(1)幽门螺杆菌是原核生物,幽门螺杆菌从细胞结构上与人体细胞相比,最显著的特点是没有核膜包被的细胞核。(2)从免疫学的角度分析,图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原,从小鼠的脾脏中可获得相应的B淋巴细胞。(3)诱导细胞融合形成细胞乙的原理是细胞膜的流动性,若只考虑细胞的两两融合,理论上乙有3类,AA型、BB型、AB型,符合要求的细胞的特点是既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(4)经过筛选后的杂交瘤细胞,可在体外条件下大规模培养,也可以注射到小鼠腹腔内进行体内培养,从而获得大量的单克隆抗体。该抗人体胃癌单克隆抗体与从动物血清中分离的抗体相比,最主要的优点是特异性强,灵敏度高,可大量制备。
7.(1)癌胚抗原(CEA) 效应B淋巴(或浆) 细胞膜的流动性
随机 既能产生抗CEA的(特异性)抗体,又能无限增殖
(2)在体外培养 特异性强、灵敏度高、可大量生产
(3)抗原和抗体的特异性结合
8.(1)逆转录 限制性核酸内切 噬菌体(或“动植物病毒”) 显微注射法 (2)氨基酸 (3)动物细胞融合技术 杂交瘤 特异性强、灵敏度高,并可大量制备 (4)A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体
9.(1)胚胎干细胞
(2)核移植技术 转基因技术(基因工程、DNA重组技术、基因拼接技术)
(3)含有促进细胞核全能性表达的物质
(4)这些细胞分化程度极低,具有全能性,可以定向地诱导分化为各类细胞
(5)没有排斥反应 体外基因治疗
【解析】(1)①是从供体(患者)体细胞分离出的细胞核,②是从核移植得到的重组细胞A培养形成的早期胚胎提取的胚胎干细胞。(2)③表示核移植技术,④表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是去核的卵母细胞,原因是它体积大、易操作,含有供胚胎发育的营养物质,它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的干细胞分化程度低,全能性高,可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛B细胞)核来自患者本人,所以移植后不发生免疫排斥反应;图中所示基因治疗是体外转基因,故所属类型为体外基因治疗。
第3讲 胚胎工程及生物技术的
安全性和伦理问题
1.(1)增殖分化(或细胞的全能性) 减数第二次分裂中期 细胞核和第一极体(缺一不可)
(2)初级 中 受精 体外受精 胚胎移植
(3)促性腺 使其排出更多的卵细胞(或超数排卵) 同期发情 使供、受体的生理状态相同
(4)(早期)胚胎体外培养 去核的受精卵(或去核的卵细胞) 胚胎分割 将内细胞团均等分割
2.(1)质粒 限制性核酸内切酶和DNA连接酶
(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH
(3)促性腺激素
(4)去核
(5)(早期)胚胎培养 胚胎分割
3.(1)促性腺激素
(2)透明带 桑椹胚
(3)滋养层 引物 热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 男
(4)卵细胞膜与透明带
【解析】(1)设计试管婴儿时需用促性腺激素处理促进母亲排出更多的卵子,以便产生更多的胚胎用于移植。
(2)胚胎发育的卵裂期在透明带内进行。受精卵体外培养发育成32细胞左右的胚胎为桑椹胚,可用于胚胎移植。(3)对胚胎性别进行鉴定时一般用滋养层细胞,具体过程是:从被测的囊胚中取出几个滋养层细胞,提取DNA为模板;然后用位于Y染色体上的性别决定基因(即SRY基因)的一段核苷酸序列作引物,在热稳定DNA聚合酶(Taq酶)催化作用下进行PCR扩增;最后与SRY特异性探针出现阳性反应者,胚胎为男性。(4)在去除卵母细胞的细胞核时,可用微型吸管把位于卵细胞膜与透明带之间的第一极体一并吸出。
4.(1)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 正常的二倍体核型(或遗传物质)
(2)桑椹胚期或囊胚期
(3)核移植技术、动物细胞培养
(4)启动子和终止子 标记基因
(5)XX 乳腺(房)生物反应器
5.(1)表达(转录/转录和翻译/编码抗原/编码与抗原形成有关的酶) 限制酶、DNA连接酶
(2)早期胚胎 原始性腺 筛选(鉴定/选择)
(3)胚胎移植
(4)MⅡ中(减数第二次分裂中) 发育的全能性(全能性/分裂、分化能力/可以被诱导分化形成新的组织细胞特性)
6.(1)RNA 转录
(2)没有成功注入核酸;注入的核酸没有控制翻译;翻译产物没有影响性状发育
(3)双尾鳍 遗传物质没有改变,单尾鳍性状的出现属于不遗传的变异
(4)桑椹胚或囊胚 内细胞团
【解析】(1)将单尾鳍鲫鱼的一种RNA分子注射到双尾鳍金鱼的受精卵中,发育成的金鱼表现出了单尾鳍性状,说明该RNA分子上携带有单尾鳍鲫鱼的遗传信息,并能在双尾鳍金鱼的受精卵中表达,这种核酸是mRNA,mRNA是由DNA转录形成的。(2)该RNA分子携带有单尾鳍鲫鱼的遗传信息,而有些幼鱼没有发育成单尾鳍,说明这些幼鱼中没有成功注入核酸,或者成功注入了但核酸没有控制翻译成相应的蛋白质等。(3)注射了核酸并没有改变双尾鳍金鱼细胞核中的遗传物质,属于不遗传的变异,因此生出的子代小鱼尾鳍的性状仍然是双尾鳍。(4)对受精卵进行胚胎分割,应在桑椹胚或囊胚期进行分割,应将内细胞团平分。
7.(1)体外受精技术、早期胚胎培养技术、胚胎移植等
(2)促性腺激素 MⅡ中 获能 透明带反应 卵细胞膜反应
(3)桑椹胚或囊胚 受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
8.(1)减数第一次分裂 卵黄膜和透明带
(2)促性腺激素 获能 发育培养
(3)减数第二次分裂中 染色体
(4)早期胚胎培养技术、胚胎移植
【解析】(1)自然条件下,减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的。当在卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时,说明卵子已经完成了受精。(2)促性腺激素可以促进成熟雌鼠排卵。卵母细胞与获能后的精子在试管中完成受精,受精卵在发育培养液中成功进行卵裂。(3)卵母细胞发育至减数第二次分裂中期才具备受精能力,因此可通过显微注射法将单个精子注入处于减数第二次分裂中期的卵母细胞内,以提高受精率;21三体综合征患者体细胞含有3条21号染色体,比正常人多了一条,在显微镜下检查染色体数目,可降低21三体综合征患儿的出生率,从而实现试管婴儿的优生。(4)试管婴儿的形成,除IVF技术之外,涉及的胚胎工程技术还有早期胚胎培养技术、胚胎移植。
9.(1)可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 超数排卵
(2)受精卵的全能性易于表达
(3)内细胞团 胎儿的各种组织 有利于胚胎的恢复和进一步发育 相同
(4)抗生素
第4讲 生态工程
1.(1)环境容纳量 垂直
(2)种养结合 生态和经济
(3)分解者
(4)C
(5)生物多样性 C
【解析】(1)环境容纳量为该生态系统中能容纳该种鱼的理论最大值,超过此值后就会打破原有生态平衡,不同鱼在池塘的不同水层体现的是生物群落在垂直方向的分层结构。(2)“种养结合的优化设计就是按照生态和经济规律通过综合优化,使系统从总体上获得最佳的经济效益、生态效益和社会效益”。(3)产甲烷杆菌将有机物分解产生无机物,是生态系统的分解者。(4)农业生态工程中种植业和畜牧业合理优化技术明确指出要减少化肥的使用,故选C。(5)增加农业生态系统的生物多样性,可把能量流动和物质循环引导到更多和更小的循环圈中;发展措施中,应将废物转化为其他能源,淀粉本身就是食物不是废物,A错误;农药的使用不符合生态农业要求,B错误;“发展生态农业,实现物质和能量的多级利用”符合生态规律,C正确;应该保护湿地,保护生态系统多样性,D错误。
2.(1)能源和物质资源的浪费、引起环境污染、农业成本高等 (2)物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理、系统的结构决定功能原理 少消耗、多效益、可持续 (3)种植的农作物种类和数量(或原养殖家畜的数量) (4)基因工程中抗虫、抗病转基因植物的种植减少了农药的使用;细胞工程中组织培养技术的应用,可对城市环境进行综合治理;胚胎工程中胚胎移植可以用于保护濒危野生动物,保护生物多样性
3.(1)生理状态良好且长势相对一致 干土中不添加生物炭
(2)分蘖 Ⅱ
(3)物质循环再生
【解析】(1)依题意可知,本实验中的北方粳稻为无关变量,根据实验的单一变量原则,无关变量应控制相同,所以应选择生理状态良好且长势相对一致的北方粳稻,移栽至各组土壤中进行实验。本实验中的自变量为生物炭的量,表中信息显示:Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组均为实验组,Ⅰ组则为对照组,对照组的处理方式为干土中不添加生物炭。(2)比较表中北方粳稻不同发育期的根鲜重可知,与Ⅰ组相比,在每千克干土加10
g生物炭的条件下,分蘖期的根鲜重最大,说明分蘖期,生物炭对根鲜重的促进作用最大,该时期Ⅱ组实验的处理方式对根鲜重的促进作用最明显。
(3)依题意可知,此研究成果对在实践中遵循生态工程的物质循环再生原理具有指导意义。
4.(1)物质循环再生原理 物种多样性原理 整体性
(2)①如下图所示
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)不正确。因为食物链越长,各食物链中的生物数量越难以达到一定规模,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
5.Ⅰ.(1)无 (2)改造 蛋白质工程 (3)环境安全
Ⅱ.(1)多效益 (2)物质循环再生 协调与平衡 (3)C
【解析】Ⅰ.(1)Bt毒蛋白基因编码的Bt蛋白,在哺乳动物消化道中会被消化分解,因此对哺乳动物无毒害作用。(2)对现有的毒蛋白进行改造,使其具有更广杀虫范围,属于蛋白质工程的范畴。(3)人们对转基因生物的安全性的关注与日俱增,在食物安全、生物安全和环境安全三个方面发生了激烈争论。
Ⅱ.(1)与传统的工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。(2)“无废弃物农业”主要遵循生态工程的物质循环再生原理。我国西北一些地区年降雨量少,适宜种植灌木和草,却被硬性规定种植属于乔木的杨树,致使许多地方的杨树长成半死不活状,结果防护林成了惨败的“灰色长城”。其失败的原因主要是违背了协调与平衡原理。(3)甘肃陇南地区的“九子登科”模式是小流域综合治理生态工程建设的实例。
6.(1)物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理等
(2)充分利用了生态系统的空间和食物资源 (3)化学信息 (4)稻麦蔬菜、草莓、梨等生产者固定的太阳能 种子、幼苗、鸡苗、鸭苗、牛犊、电力、石油 实现了生态系统物质和能量的多级利用、减少了环境污染
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第二单元
细胞的基本结构与物质的运输
第1讲
细胞膜和细胞核(含流动镶嵌模型)
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.细胞膜的成分和功能
(1)细胞膜的制备
①材料:人或其他哺乳动物的________。
②选择上述材料的原因:无________________,易制得纯净的细胞膜;无________,细胞易吸水涨破。
③实验原理:利用渗透作用,使红细胞________,除去细胞内的其他物质,制得细胞膜。
(2)细胞膜的成分
(3)细胞膜的功能[连一连]
【考点知识突破答案检索】
1.(1)成熟的红细胞 核膜和众多的细胞器 细胞壁 吸水涨破 (2)脂质 蛋白质 磷脂 (3)①-a ②-c ③-c
④-c ⑤-c ⑥-b ⑦-b ⑧-b
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
2.生物膜的流动镶嵌模型
(1)生物膜结构的探索历程
(2)结构模型
(3)结构特点
①特点:具有一定的________。
②原因:组成膜的________和________大都是运动的。
【考点知识突破答案检索】
2.(1)连续的两层 蛋白质—脂质—蛋白质 一定的流动性 流动镶嵌模型 (2)糖蛋白 磷脂双分子层 蛋白质 (3)流动性 蛋白质 脂质
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
【教材深挖】
1.将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子,其面积是肝细胞表面积的2倍吗?为什么?
2.细胞膜上的蛋白质有哪些功能?试举例说明。
3.下图是动物体内某组织细胞的细胞膜结构模式图,据你所掌握的膜结构特点,请确认①~④哪一项正确?
教材深挖——启动高考长句应答模式
1.大大超过2倍,因为肝细胞具有多种具膜的细胞器。
2.运输作用(如载体蛋白),催化作用(细菌细胞膜上的与有氧呼吸有关的酶),识别作用(如受体)等。
3.②。磷脂双分子层中,亲水头部位于膜的内外表面,糖蛋白的糖基团位于膜的外表面,故②图示正确。
1.(2017江苏镇江一调,2)下图是生物膜的结构模型,关于生物膜的结构及功能的叙述正确的是( )
A.线粒体、叶绿体膜是由双层磷脂分子构成的,细胞膜是由单层磷脂分子构成的
B.动物细胞融合与钠、钾离子的进出均依赖于细胞膜的
选择透过性
C.膜上的糖蛋白具有信息传递的作用,能够将信息分子转移到细胞内发挥作用
D.胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
【解析】线粒体、叶绿体膜是由双层膜构成的,细胞膜是由双层磷脂分子构成的;动物细胞融合依赖于细胞膜的流动性,钠、钾离子的进出依赖于细胞膜的选择透过性;膜上的糖蛋白具有信息传递的作用,不能将信息分子转移到细胞内;胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。
2.如图表示细胞膜的亚显微结构,下列叙述错误的是( )
A.细胞膜的基本支架是②
B.细胞膜的功能复杂程度主要与①有关
C.②是静止的,但①是运动的,所以细胞膜具有流动性
D.若该膜为人体肝细胞膜,则B侧CO2浓度高于A侧
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
C
【解析】细胞膜的基本支架是②磷脂双分子层;细胞膜的功能主要与①蛋白质的种类和数量有关;①蛋白质大都是可以运动的,②磷脂双分子层都是可以运动的,细胞膜具有一定的流动性;由题图糖蛋白的分布可知,A为膜的外侧,B为内侧,人体肝细胞内CO2浓度高于细胞外。
3.(2017安徽蚌埠示范学校期中,12)右图表示动物细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制,则与该机制相符的是( )
A.信号细胞与靶细胞膜上一定都有受体
B.①一定通过胞吐进入组织液
C.若靶细胞为神经细胞,②一定为通道蛋白
D.若信号细胞为胰岛B细胞,则靶细胞一定为肝细胞
A
【解析】信号细胞是产生信号分子①的细胞,靶细胞是通过受体②接受信号分子的细胞,信号细胞也要接受其他信号分子才能进行正常的生命活动,所以细胞膜上也有受体;蛋白质类的信号分子需要通过胞吐形式分泌出细胞,固醇类激素不需要通过胞吐方式进入组织液;②是受体蛋白,能与信号分子特异性识别并结合,不一定是通道蛋白;胰岛B细胞分泌胰岛素,胰岛素作用的靶细胞也可以是肌细胞。
考点知识突破
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必记必辨通关
4.(2017广东三水中学月考,7)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,是细胞执行各种功能的物质基础。下图为细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。相关叙述错误的是( )
【解析】磷脂双分子层内部疏水,位于其内的蛋白质A和B跨膜区段也应具有疏水性。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
A
A.蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性
B.若膜蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素的受体
C.若蛋白质B具有运输功能,其运输物质的过程中可能消耗ATP
D.若蛋白C具有催化功能,其活性的高低受温度、pH等因素的影响
5.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色,可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI溶液中,仅有死亡细胞的核会被染色,活细胞则不着色,但将PI注射到活细胞中,则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是( )
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同
B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PI
D.活细胞的细胞膜阻止PI的进入
【解析】活细胞的细胞膜具有选择透过性以保证物质选择性地出入细胞,维持正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需物质,因而不能通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后,细胞膜及其他生物膜的选择透过性丧失,溶于水中的物质(如PI)都可以通过,从而使细胞核着色。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
6.(2017福建四地六校一联,20)人鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白,一段时间后两种膜蛋白能在杂交细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录,据此不能得到的结论是( )
A.当温度增加到15
℃以上时,膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C.温度对膜蛋白的扩散有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
【解析】构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的,因此膜具有一定的流动性;嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果,温度增加到15
℃以上时,形成嵌合体的比例明显增大,说明温度对膜蛋白的运动有影响;温度升高,膜蛋白相对运动加剧,细胞膜流动性增强;图示数据能说明温度增加到15
℃以上,温度越高,形成的嵌合体越多,而不能说明融合时间越长,形成的嵌合体越多。
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
D
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.细胞膜成分的鉴定
细胞膜成分
鉴定试剂(方法)
结果
磷脂
①脂溶剂处理
细胞膜被溶解
②磷脂酶处理
细胞膜被破坏
③脂溶性物质透过实验
脂溶性物质优先通过
蛋白质
①双缩脲试剂处理
呈现紫色
②蛋白酶处理
细胞膜被破坏
2.细胞膜控制物质进出细胞功能的验证
(1)染色剂进入实验
(2)色素透出实验
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
1.结构
2.功能
3.黑白美西螈核移植实验
(1)实验过程
(2)实验结论:_________________________________________。
4.蝾螈受精卵横缢实验
(1)实验过程
(2)实验结论:___________________________________。
5.变形虫切割实验
(1)实验过程
(2)实验结论:____________________。
【考点知识突破答案检索】
1.核膜 DNA和蛋白质 某种RNA 核孔
2.遗传信息库 代谢和遗传
3.(2)美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
4.(2)蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
5.(2)变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
必记必辨通关
6.伞藻嫁接与核移植实验
(1)伞藻嫁接实验过程
(2)伞藻核移植实验过程
(3)实验结论:_____________________________________________________________。
【考点知识突破答案检索】
6.(3)伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
考点知识突破
考点考向突破
高考真题感悟
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【教材深挖】
1.细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心吗?
不是。细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
2.研究表明,细胞核的核孔数目多少及核仁大小均与细胞代谢旺盛程度有关,据此,请推测下列①~⑤细胞中哪种细胞核孔数量最少?并分析原因。
①胰岛细胞 ②造血干细胞 ③效应B细胞(浆细胞) ④口腔上皮细胞 ⑤唾液腺细胞
④。细胞核的核孔是核质之间物质运输和信息交流的通道,其数目多少与蛋白质的合成等代谢活动密切相关,唾液腺细胞需合成并分泌唾液淀粉酶,造血干细胞分裂旺盛,胰岛细胞需合成激素,浆细胞需合成抗体,它们均需较多核孔。口腔上皮细胞主要起保护作用,代谢活动水平在5种细胞中最低。
3.在细胞核功能的探究实验中,蝾螈受精卵横缢实验中是否遵循对照原则?
遵循,既有相互对照,又有自身前后对照。
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【解析】图中①表示内质网,⑤表示核膜,①和⑤的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密,A项正确;图中②为核孔,通过核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,B项正确;④表示核仁,与核糖体的形成有关,若该细胞核内的④被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行,C项正确;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,D项错误。
D
1.(2017河北保定摸底,9)如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图,下列说法错误的是( )
A.图中①和⑤的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密
B.图中②为核孔,通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换,还可以实现信息交流
C.若该细胞核内的④被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行
D.细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心
2.下列关于细胞的叙述正确的是( )
A.破伤风杆菌中的酶需要在寄主细胞的核糖体上合成
B.细胞核是细胞遗传信息贮存和表达的主要场所
C.肝细胞表面具有胰高血糖素的受体,没有胰岛素的受体
D.人体细胞中不可以合成赖氨酸,所以赖氨酸是必需氨基酸
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【解析】破伤风杆菌中的酶是在自身细胞的核糖体上合成,A错误;细胞核是遗传信息贮存的主要场所,遗传信息的表达过程包括转录和翻译,转录的主要场所是细胞核,翻译的场所是核糖体,B错误;肝细胞表面,既有胰高血糖素的受体,也有胰岛素的受体,C错误;赖氨酸是必需氨基酸,人体细胞中不能合成,D正确。
D
3.(2017浙江温州月考,17)核孔是具有选择性的核质交换通道,亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。如图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,下列相关叙述正确的是( )
【解析】图示可见放射性的亲核蛋白能从细胞质通过核孔进入细胞核中,放射性的尾部也能从细胞质通过核孔进入细胞核中,但放射性的头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中,可见亲核蛋白进入细胞核是由放射性的尾部决定的,A项错误;亲核蛋白需与特定的载体结合后才能通过核孔进入细胞核,消耗能量,方式类似于主动运输,B项错误,C项正确;葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,需要载体蛋白协助,不消耗能量,D项错误。
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C
A.亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B.亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C.亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D.亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
4.科学家在单细胞伞藻幼体嫁接的实验中,将甲的伞柄嫁接到乙的假根上,长出了乙的伞帽。下列有关评价合理的是( )
A.该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B.该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C.欲证明细胞核的功能,需进一步进行实验
D.该实验证明了细胞质是遗传的控制中心
【解析】假根中既有细胞核,也有细胞质,该实验不能排除细胞质的影响。应该进一步进行伞藻核移植实验,可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。
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C
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有关细胞核结构的6个容易忽视的问题
(1)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大。
(2)染色体和染色质只是形态不同,而成分完全相同。
(3)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。
(4)细胞核是细胞代谢的控制中心,而不是细胞代谢的中心,细胞代谢的中心是细胞质基质。
(5)物质进出细胞核不都通过核孔,核孔是大分子物质出入细胞核的通道,小分子物质出入细胞核是通过核膜的跨膜运输实现的,不通过核孔。
(6)核膜和核孔都具有选择透过性,核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。
1.(2015海南高考,1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是( )
A.细胞膜是一种选择透过性膜
B.乙醇通过细胞膜需要消耗ATP
C.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜
D.蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中
【解析】细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,A正确;水、氧、二氧化碳及甘油、乙醇、苯等物质可以通过自由扩散进出细胞,自由扩散不需要消耗能量,B错误。
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B
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2.(2014新课标Ⅰ,1)关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是( )
A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B.当细胞衰老时,其细胞膜的通透性会发生改变
C.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜
D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
【解析】细胞膜主要由脂质和蛋白质构成,A正确;衰老细胞的细胞膜的通透性会发生改变,B正确;甘油以自由扩散的方式通过细胞膜,C错误;激素与靶细胞膜上受体结合体现了细胞膜的信息交流功能,D正确。
C
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3.(2014新课标Ⅱ,1)关于细胞的叙述,错误的是( )
A.植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用
B.动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关
C.ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应
D.哺乳动物的细胞可以合成蔗糖,也可以合成乳糖
【解析】蔗糖是植物细胞特有的二糖,哺乳动物细胞不能合成蔗糖,但可以合成乳糖,D错误。
D
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4.(2014福建高考,4)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( )
【解析】血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A错误;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B错误;胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合,C错误。
D
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5.(2014全国高考,1)下列有关细胞核的叙述,错误的是( )
A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分
B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录
C.小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能
D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象
【解析】核孔是mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,小分子物质不能通过核孔进出细胞核,C错误。
C
1.细胞膜结构和功能的3个“三”
(1)三个功能:将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。
(2)三种成分:脂质、蛋白质、糖类。
(3)信息交流的三种形式:分泌化学物质、通过细胞膜的直接接触、通过细胞间的通道。
2.核内本质相同的两种物质
染色体和染色质都是由DNA和蛋白质组成的,是同一种物质在细胞周期中不同时期的两种存在状态。
3.细胞核结构和功能的“二、二、四”
二场所——遗传物质的复制场所、储存场所。
二中心——细胞代谢和遗传的控制中心。
四结构——核膜、核孔、核仁、染色质。
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易错点1 误认为细胞膜的成分是不变的
【点拨】(1)不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同。如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中含量很少或没有。
(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如,细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
易错点2 不能将细胞膜功能答为“识别”功能
【点拨】(1)糖蛋白(或受体)―→识别。
(2)细胞膜―→信息传递(交流)。
易错点3 细胞膜的结构特点与功能特性易混淆
【点拨】细胞膜的结构特点(流动性)≠功能特性(选择透过性),很多题目设计故意混淆,要注意。
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易错点4 误认为细胞核是细胞代谢的中心
【点拨】细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞代谢的中心在细胞质。
易错点5 误认为核孔的数量和核仁大小在所有细胞中都是一样的
【点拨】核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。
易错点6 误认为核孔是随时敞开,大小分子都能进出的通道
【点拨】(1)核孔并非是一个简单的通道,而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构,对进出核孔的物质具有严格调控作用。
(2)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子物质出入细胞核的通道,而小分子物质出入细胞核是通过跨膜运输实现的,不通过核孔。
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必记必辨通关第1讲 降低化学反应活化能的酶
(建议用时:10分钟)
1.下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.酶提供了反应过程所必需的活化能,从而提高化学反应速率
B.活细胞能通过转录、翻译产生酶,或通过转录产生酶
C.人体中酶的活性受温度、pH的影响,并只能在人体的内环境中起作用
D.酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
2.下列关于酶催化特性的叙述,正确的是( )
A.低温降低分子运动速度,抑制酶的活性
B.高温激发酶的活性,提高酶促反应速率
C.增大底物的浓度,酶促反应速率可以持续上升
D.增加酶的物质量,酶促反应的产物量随之增加
3.下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述,错误的是( )
A.合理设定实验温度属于控制实验的自变量
B.淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合
C.可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测
D.淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果
4.(2017贵州习水一中期末,19)下列描述酶的特性和作用机理的曲线,正确的是( )
5.(2017宁夏育才中学月考,36)下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是( )
实验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A.实验①
B.实验②
C.实验③
D.实验④
6.下列有关酶的实验设计思路正确的是( )
A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B.利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
C.利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
(建议用时:25分钟)
7.(2017福建厦门六中期中,8)如图是同一反应的酶促反应和非酶促反应的相关曲线,其中叙述正确的是( )
A.E1是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
B.E2是酶促反应的活化能,B和D曲线是酶促反应曲线
C.E3是酶促反应的活化能,B和C曲线是酶促反应曲线
D.E2是酶促反应的活化能,A和C曲线是酶促反应曲线
8.某实验小组利用过氧化氢做了如下实验,以下相关说法正确的是( )
步骤
试管编号及组别
a
b
c
d
e
加入试剂
2
mL3%
H2O2
2
mL
3%
H2O2
2mL
3%
H2O2
2
mL
3%
H2O2
2
mL
H2O
处理措施
90
℃水浴加热
2滴FeCl3溶液,常温
2滴肝脏研磨液,常温
2滴煮熟的肝脏研磨液,常温
2滴肝脏研磨液,常温
气泡多少
多
较多
最多
无
无
A.a组和c组对照,说明酶具有催化作用
B.b组和c组对照,说明酶具有高效性和专一性
C.c组和d组对照,说明高温会破坏酶的空间结构
D.c组和e组对照,可排除肝脏研磨液中其他物质的影响
9.(2017江西赣州十三县期中联考,22)除了温度和pH对酶活性有影响外,一些抑制剂也会降低酶的催化效果。图1为酶作用机理及两种抑制剂影响酶活性的机理示意图,图2为相同酶溶液在无抑制剂、添加不同抑制剂的条件下,酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。下列说法错误的是( )
A.非竞争性抑制剂降低酶活性的机理与高温、低温对酶活性抑制的机理相同
B.据图可推测,竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点
C.底物浓度相对值大于15时,限制曲线甲酶促反应速率的主要因素是酶浓度
D.曲线乙和曲线丙分别是在酶中添加了竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂的结果
10.(2017福建福州八中质检四,19)乳糖酶可催化乳糖水解。有两项与此相关的实验,实验中无关变量相同且适宜,实验结果如下表。相关叙述正确的是( )
实验一(乳糖浓度为10%)
酶浓度
0
1%
2%
3%
4%
相对反应速率
0
25
50
100
200
实验二(酶浓度为2%)
乳糖浓度
0
5%
10%
15%
20%
相对反应速率
0
25
50
65
65
A.实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率不再加大
B.实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率将降低
C.实验二若继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再加大
D.实验二若将反应温度提高5
℃,相对反应速率将增大
11.在高温淀粉酶运用到工业生产前,需对该酶的最佳温度范围进行测定。如图中的曲线①表示酶在各种温度下酶活性相对最高酶活性的百分比。将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,由此得到的数据为酶的热稳定性数据,即图中的曲线②。据图判断下列叙述错误的是( )
A.该酶只能在最佳温度范围内测出活性
B.曲线②35
℃数据点是在80
℃时测得的
C.曲线①表明80
℃是该酶活性最高的温度
D.该酶使用的最佳温度范围是60~70
℃
12.(2017广西桂林18中月考,31)地下黑作坊用病死猪肉腌制的腊肉往往含有大量的细菌,可利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测:①将腊肉研磨后离心处理,取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内,加入适量的荧光素和荧光素酶,在适宜条件下进行反应;②记录发光强度并计算ATP含量;③测算出细菌数量。分析并回答下列问题:
(1)荧光素接受______提供的能量后就被激活,在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量,原因是发光强度与ATP含量成______(填“正比”或“反比”);根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量______。
(2)“荧光素—荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是______;生物细胞中ATP的水解一般与________(填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。
(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后,测定酶浓度与发光强度的关系如图所示。其中高浓度盐溶液经稀释后酶活性可以恢复,高温和Hg2+处理后酶活性不可恢复。若要节省荧光素酶的用量,可以使用________处理;Hg2+处理后酶活性降低可能是因为________________________________________________________________________。
13.下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。请回答:
实验操作分组
甲组
乙组
丙组
①向试管中加入唾液淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
1
mL
②向试管中加入可溶性淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
③控制温度
0
℃
37
℃
60
℃
④将唾液淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合振荡后分别保温5
min
⑤向试管中滴加碘液
1滴
1滴
1滴
⑥观察实验现象
变蓝
不变蓝
变蓝
(1)为保证实验的科学性和严谨性,该同学在此实验操作过程中至少需要________支试管。
(2)若实验结束后,将甲组的温度调节到37
℃,保温一段时间后,甲组的实验现象是____,原因是________________________________________________________________________。
(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度,实验设计思路是________。
(4)若将实验中的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液,你认为是否科学?________,为什么?________________________________________________________________________。
第2讲 ATP与细胞呼吸
(建议用时:10分钟)
1.(2017河南信阳罗山二高月考,14)ATP是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP的叙述正确的是( )
A.如细胞代谢强度增加一倍,则细胞内ATP的含量也将增加一倍
B.ATP中全部高能磷酸键断裂后,形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸
C.ATP分子结构中含有一个普通磷酸键,该键易断裂也易形成
D.有丝分裂后期,受纺锤丝牵引,着丝点断裂,该过程需要ATP水解供能
2.如图为细胞内ATP与ADP相互转化的示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.过程①所需能量来自有机物分解时释放或叶绿体利用光能时转换
B.能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应间循环流通
C.活细胞中ATP与ADP相互转化速率会受到温度和pH的影响
D.吸能反应一般与①过程相联系,放能反应一般与②过程相联系
3.(2017江苏泰州二中期初检测,10)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是( )
选项
应用
措施
目的
A
种子贮存
晒干
降低自由水含量,降低细胞呼吸
B
乳酸菌制作酸奶
密封
加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵
C
水果保鲜
零下低温
降低酶的活性,降低细胞呼吸
D
栽种庄稼
疏松土壤
促进根有氧呼吸,利于吸收矿质离子
4.下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法正确的是( )
A.ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.无论图中何种运动强度下,肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量
C.bd段无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能形式散失
D.若运动强度长时间超过c,乳酸大量积累导致内环境pH持续下降
5.(2017江苏盐城期中,7)将广柑贮藏于密闭的土窑中,贮藏时间可以达到4~5个月;利用大窑套小窑的办法,可使黄瓜贮存期达到3个月,这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的说法错误的是( )
A.自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法,但其易受外界环境的影响
B.自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
C.在密闭环境中,O2浓度越低,CO2浓度越高,贮藏效果越好
6.为研究酵母菌在不同情况下细胞呼吸释放的热量,某同学设计了下面的实验。在装置甲和装置乙中都加入等量的活性酵母菌和煮沸并冷却的葡萄糖溶液后,将两装置置于25
℃的环境中进行(如图所示)实验,则装置甲、乙中温度计的读数最可能是表中的( )
装置甲
装置乙
A
24
℃
23
℃
B
27
℃
25
℃
C
26
℃
28
℃
D
28
℃
26
℃
A.A
B.B
C.C
D.D
(建议用时:25分钟)
7.(2017河南八市重点高中二检,16)如图是酵母菌呼吸作用实验示意图,相关叙述正确的是( )
A.条件X下葡萄糖中能量的去向有三处
B.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生CO2和水
C.试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液
D.物质a产生的场所为线粒体基质
8.(2017河南南阳期中,13)如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中错误的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8
℃时比15
℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
9.如图是生物界中能量“通货”——ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.图中的M指的是腺苷,N指的是核糖
B.食物为ATP“充电”指的是呼吸作用分解有机物
C.图中不同来源的ATP均可用于胞吞和胞吐
D.ATP的“充电”需要酶的催化,而“放能”不需要
10.如图是番茄根细胞对K+吸收速率和氧分压的关系曲线,下列说法错误的是( )
A.图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同
B.A→B段,ATP是限制根细胞对K+吸收速率的主要因素
C.在B点以后,通过中耕松土可进一步促进对K+的吸收
D.氧分压为8时,AB曲线将演变为M2形态
11.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同浓度的氧气时,产生的酒精和CO2的量如表所示。分析表中数据可得出的结论是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
9
mol
12.5
mol
15
mol
30
mol
产生酒精的量
9
mol
6.5
mol
6
mol
0
mol
A.氧浓度为a时,酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.氧浓度为b时,相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的多
C.氧浓度为c时,有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.氧浓度为d时,酵母菌只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸
12.(2017河南郑州一中入学测试,3)下面为探究酵母菌进行的细胞呼吸类型的装置图,下列现象中能说明酵母菌既进行有氧呼吸,同时又进行无氧呼吸的是( )
A.装置一中液滴左移,装置二中液滴不移动
B.装置一中液滴不移动,装置二中液滴右移
C.装置一中液滴左移,装置二中液滴右移
D.装置一中液滴右移,装置二中液滴左移
13.(2017宁夏平罗中学月考,48)图甲是细胞内部分生命活动示意图,其中①、②、③、④表示生理过程,A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。请据图回答下列相关问题:
(1)图甲中在生物膜上发生的生理过程是________(填数字),A表示________,D表示__________。产生能量最多的生理过程是________(填数字)。
(2)图乙中只完成图甲中生理过程①、②、③的氧浓度是________。图乙中最适合储存水果或蔬菜的氧浓度是________。
(3)氧浓度为b时,植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的________倍。
14.由于萌发的种子所占体积小,代谢水平高,因此,常用作生物实验材料。下面三个装置以萌发的种子为材料,研究呼吸作用的产物及方式。据图回答下列问题:
(1)为排除微生物对实验效果的干扰,常将萌发的种子进行________处理。
(2)为使实验结果科学严谨,应设置对照实验。结合上述三套实验装置,确定实验目的,并确定对照实验的设置情况(将①~⑥补充完整):
装置
实验目的
对照实验的设置情况
甲
①
②
乙
③
④
丙
⑤
⑥
(3)增设对照实验后,乙组两个装置中有色液滴如何移动,证明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸?
________________________________________________________________________。
第3讲 能量之源——光与光合作用
(建议用时:10分钟)
1.不同发育时期的番茄果实,由于细胞中色素种类和含量不同,颜色会由绿色逐渐转为红色。下列分析正确的是( )
A.可以利用纸层析法将番茄果实匀浆中的叶绿素提取出来
B.果实中的色素主要位于叶绿体的类囊体膜上
C.绿色番茄果实中的营养物质主要来自果实细胞的叶绿体
D.与红色果实相比,处于绿果期的番茄果实光合作用更强
2.(2017河南北大附中分校月考,10)夏季晴朗的中午,某些植物因为蒸腾过于强烈而出现气孔关闭的现象,这是植物对环境变化的一种适应,此时这些植物叶肉细胞内C3、C5、[H]、ATP的含量短期变化分别是( )
A.降低、升高、升高、升高
B.升高、降低、降低、降低
C.降低、升高、降低、降低
D.升高、降低、升高、升高
3.下面是光合作用过程的实验图解。请分析判断相关说法错误的是( )
A.此实验说明叶绿体是进行光合作用的完整的结构单位
B.试管b内因缺少有关酶及C5而不能产生含14C的有机物
C.适当增强光照、增加CO2浓度及适当提高温度对本实验最终c试管中含14C有机物的产量无影响
D.本实验能证明光反应为暗反应提供了必需的条件
4.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉,下列错误的结论是( )
A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O
B.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2
C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2
D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6
5.据下面光合作用图像,判断下列说法错误的是( )
A.⑥过程发生于叶绿体基质中
B.⑤过程发生于叶绿体类囊体薄膜上
C.图示①~④依次为[H]、ATP、CO2、(CH2O)
D.①和②不仅用于还原C3化合物,还可用于矿质离子吸收等
6.温室栽培的番茄和黄瓜,因花粉发育不良,影响传粉受精,如果要保证产量,可采用的补救措施是( )
A.增施氮肥和磷肥,促进茎叶生长,以增大光合作用面积
B.提高温室中CO2浓度,以提高光合作用效率
C.适当增加光照时间,提高光能利用率
D.喷洒生长素类似物,以促进果实的发育
(建议用时:25分钟)
7.在一定浓度的CO2和适宜温度条件下,测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量,结果如下表。分析表中数据,推论错误的是( )
光照强度(klx)
1
2
3
5
7
8
10
CO2变化量[mg/(100cm2·h)]
+2
0
-2
-6
-10
-12
-12
A.光照强度1
k1x时,光合作用吸收的CO2少于呼吸作用释放的CO2
B.光照强度为2
klx时,该植物的光合速率不为零
C.光照强度由5
klx增强到7
klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率增大;而由7
klx增强到8
klx时,叶肉细胞中C3化合物合成速率减小
D.光照强度为9
klx时,叶绿体色素含量是限制植物光合速率的内因之一
8.(2017吉林实验中学二模,32)为研究光反应中ATP产生的原理,有科学家进行如下实验:将叶绿体类囊体置于pH为4的琥珀酸溶液后,琥珀酸进入类囊体腔,腔内的pH下降为4;然后把悬浮液的pH迅速上升为8,此时类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,在有ADP和Pi存在时类囊体生成ATP,对实验条件和结论分析正确的是( )
A.黑暗中进行,结果表明:H+能通过自由扩散进入类囊体膜
B.光照下进行,结果支持:合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能
C.黑暗中进行,结果支持:光反应使类囊体内外产生H+浓度差,推动ATP合成
D.光照下进行,结果表明:光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原
9.(2017江西上高二中周练,1)为了探究干旱对植物叶片光合速率的影响。实验开始保持土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组保持土壤水分适宜,实验结果如图。下列分析错误的是( )
A.2~8
d光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
B.2~4
d光合速率下降可能是由叶片内CO2浓度下降引起的
C.干旱可能影响植物体内物质的运输导致光合速率下降
D.土壤水分长期过多也会导致植物生长受阻
10.(2017四川成都开发区实验中学期中,5)百合以气孔白天关闭、夜间开放的特殊方式适应高温干旱环境。下面为百合叶肉细胞内的部分代谢示意图,据图分析错误的是( )
A.图中B物质可能是葡萄糖
B.线粒体和细胞质基质均能产生CO2
C.PEP、RuBP均能与CO2结合
D.夜间细胞液pH可能会下降
11.甲图中,A、B分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗,气球可膨胀、收缩;其中B已死亡。气球内的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变);初始时指针指向正中零的位置。乙图为相同时间内测得的灯泡到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线,每次实验后指针复零。下列对于相关描述,错误的是( )
A.在适宜光照条件下,指针将向右偏转
B.该实验的自变量为光照强度,C点的含义为O2释放量最大
C.CE段说明随距离的增大,O2释放量减少
D.F点与A、B、C、D点的指针的偏转方向相同,但数值较小
12.某植物叶片上的气孔白天处于关闭状态,晚上开放。如图表示该植物固定和还原CO2的过程,据图分析回答下列问题:
(1)图中的A、B代表的物质分别是________、________;C物质产生的场所是________。
(2)植物夜晚能吸收CO2,却不能合成(CH2O),其原因是______________________________________________________________________________________。
白天这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由________产生,与此相关的细胞器是________。
(3)该植物和一般植物光合作用固定CO2不同的特点是________,根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点,推测此类植物最可能的生活环境是________。
13.(2017云南云天化中学期中,34)选取生理状态良好的甜槠植株,保持温度(30
℃)、CO2浓度等恒定,测定不同光照强度条件下O2和CO2的释放量(如图1)。图2中的X、Y、Z
曲线分别表示一天24小时的温度、光照强度、净光合速率(CO2mg/h)的变化。请据图分析回答问题:
(1)从图1可知,在光照强度为8千勒克斯(klx)时植物固定CO2的速率为________mol·m-2·h-1,在此条件下若光照12
h,再黑暗12
h,交替进行,则甜槠________(填“能”或“不能”)正常生长,原因是______________________________________________________。
(2)分析图2可知,中午12点时,Z曲线下降,可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若比较图2中Z曲线的k、a两点,________更有利于蔬菜的储存。
(4)图2中光合速率与呼吸速率相等的点是____,对应图1中的光照强度为________klx,根据图2中Z曲线的变化推测该植物未接受光照的时间是曲线中的________段。
第1讲 降低化学反应活化能的酶
1.
B 【解析】酶降低了化学反应的活化能,从而提高化学反应速率,A错误;酶的本质是蛋白质或RNA,活细胞可以通过转录和翻译生成蛋白质,通过转录生成RNA,B正确;酶可以在细胞外起作用,如消化酶,也可以在细胞内起作用,如呼吸酶,C错误;分泌到细胞外的酶才要经过内质网和高尔基体的加工等几个阶段,细胞内的酶不需要,D错误。
2.
A 【解析】低温降低分子运动速度,从而抑制酶的活性,A正确;温度过高使酶失活,降低酶促反应速率,B错误;酶促反应速率受底物浓度、酶浓度、温度、pH等因素的影响,C、D错误。
3.C 【解析】根据实验的目的可知该实验的自变量是温度,A正确;应先将淀粉酶溶液和淀粉溶液分别控制到相同温度后再混合,B正确;斐林试剂与还原性糖的显色反应需要加热到50~65
℃,故不宜用于探究温度对酶活性的影响,可选用碘液鉴定反应物淀粉的量来确定酶的活性,C错误;淀粉的用量和保温时间均属无关变量,二者都可能影响实验结果,D正确。
4.
D 【解析】纵坐标为反应速率,而非酶活性,所以A项曲线左侧与x轴不应有交点,A错误;反应速率与酶浓度应成正比(底物足量),B错误;当底物为零时,反应速率也应为零,C错误;酶能降低化学反应的活化能,D正确。
5.
B 【解析】过氧化氢受热会加快分解,不宜用于探究温度对酶活性的影响;溶液的pH会影响淀粉的水解,并且碘液可与碱反应,斐林试剂可与酸反应,不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影响;因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响,用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。
6.
B 【解析】淀粉酶能催化淀粉的分解,但不能催化蔗糖的分解,若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性,结果加碘液都不会变蓝色,A错误;酶的高效性是相对无机催化剂而言的,所以研究酶的高效性时,应用酶和无机催化剂对比,B正确;过氧化氢在没有酶的情况下也能分解,而且温度不同,分解速率不同,因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,C错误;胃蛋白酶的适宜pH是1.5~2.0,所以利用胃蛋白酶、蛋清来验证pH对酶活性的影响时,pH不能设置成3、7、11,D错误。
(建议用时:25分钟)
7.D 【解析】酶可以降低化学反应的活化能。分析图示可知,E2是酶促反应所需要的活化能,A、C曲线是酶促反应曲线;E3是非酶促反应所需要的活化能,B、D曲线是非酶促反应曲线。综上分析,A、B、C三项均错误,D项正确。
8.
D 【解析】要说明酶具有催化作用,对照组应该不做任何处理,A错误;b组和c组对比,自变量是催化剂类型,说明酶具有高效性,B错误;c组和d组对比,只能说明酶的活性受温度影响,C错误;e组和c组对比,唯一不同的是e组没有加入H2O2而是加入等量的水,其目的是排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响,D正确。
9.A 【解析】由图1可以看出,非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构,导致底物不能与酶结合而抑制其活性,与高温抑制酶活性的机理相同,低温不会改变酶的空间结构,A错误;由图1可知,竞争性抑制剂与底物具有类似结构而与底物竞争酶的活性位点,B正确;图2中底物浓度相对值大于15时,曲线甲随着底物浓度的增大,酶促反应速率不变,主要限制因素是酶浓度,C正确;竞争性抑制剂随底物浓度升高,竞争力减弱,酶促反应速率增大,对应曲线乙;非竞争性抑制剂通过改变酶的结构抑制酶的活性,使酶促反应速率减小,对应曲线丙,D正确。
10.
C 【解析】由表格的数据分析可知,实验一若继续增加酶浓度,相对反应速率可能加大,A错误;实验一若增加乳糖浓度,相对反应速率升高或不变,B错误;由表格实验二的数据分析可知,乳糖浓度15%以后,乳糖浓度已经不是反应速率的制约因素,所以继续增大乳糖浓度,相对反应速率不再加大,C正确;实验二若将反应温度提高5
℃,相对反应速率将减小,D错误。
11.
A 【解析】酶活性受温度影响,在不同的温度下,都可以测定酶的活性,A错误;曲线②中的数据是将酶在不同温度下保温足够长的时间,再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性,对于B选项而言是将该酶在35
℃保存,然后在80
℃下测定该酶活性,B正确;由曲线①可知,该酶的最适温度是80
℃,C正确;曲线②显示,酶的热稳定性从30
℃开始不断下降,在70
℃后,急剧下降,该酶使用的最佳温度范围是60~70
℃,D正确。
12.
(1)ATP 正比 大致相同且相对稳定
(2)化学能→光能 吸能反应
(3)Mg2+ Hg2+破坏了酶的空间结构
【解析】(1)ATP是直接能源物质,由题意可知,其提供的能量可激活荧光素,ATP越多,被激活的荧光素越多,发光越强,即发光强度与ATP含量成正比;每个细菌的代谢强度基本相同,所产生的ATP含量也大致相同且相对稳定。(2)ATP中的能量是活跃的化学能,氧化荧光素发光时的能量是光能,因此能量转换为活跃的化学能→光能。ATP水解释放出来的能量可供各种吸能反应所需。(3)Mg2+处理后荧光素酶活性增强,故若要节省荧光素酶用量可用Mg2+处理,Hg2+处理后酶活性降低可能是Hg2+破坏了酶的空间结构。
13.
(1)6
(2)蓝色褪去 酶在低温时活性低,在适宜温度下活性升高(或低温抑制酶的活性;或由0
℃→37
℃,酶的活性升高)
(3)在37
℃左右设置一定的温度梯度进行实验,其他条件不变
(4)不科学 高温促进H2O2的分解
【解析】酶具有高效性,为保证实验的科学性和严谨性,每种温度的淀粉和淀粉酶溶液在混合前要分装在2支不同的试管中进行恒温处理,因此该同学在此实验操作过程中至少需要6支试管。由以上分析知,甲组中的淀粉酶因温度低,其活性受到抑制而不能将淀粉催化水解,滴加碘液后会变蓝,若实验结束后,将甲组的温度调节到37
℃,淀粉酶的活性会升高,保温一段时间后,淀粉酶可将淀粉催化水解,蓝色褪去。要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度,应在酶的最适温度前后设计更多的温度梯度,即在37
℃左右设置一定的温度梯度进行实验,其他条件不变。高温会促进H2O2的分解。
第2讲 ATP与细胞呼吸
1.
B 【解析】细胞内ATP与ADP的含量很少且保持相对稳定;ATP分子结构中含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,易断裂也易形成的是高能磷酸键;有丝分裂后期着丝点分裂并非纺锤丝牵引所致。
2.
D 【解析】图中过程①为合成ATP的过程,过程②为ATP水解形成ADP的过程,细胞呼吸过程中产生ATP,所需能量来自有机物分解,光合作用过程中产生ATP的能量来自光能的转换,A正确;能量以ATP为载体,在吸能和放能反应间循环流通,B正确;ATP和ADP的相互转化需要酶的催化,而酶活性受温度和pH的影响,C正确;吸能反应伴随着ATP的分解,即②过程,而放能反应伴随着ATP的合成,即①过程,D错误。
3.C 【解析】种子的贮藏,必须降低自由水含量,使种子处于风干状态,从而使细胞呼吸降至最低,以减少有机物的消耗,A正确;乳酸菌是严格厌氧的微生物,所以整个过程要严格密封,以加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵,B正确;水果保鲜的目的既要保持水分,又要降低酶的活性以减少通过呼吸作用消耗的有机物,因此需零上低温贮藏,而不是零下低温,因零下低温会使细胞内出现冰凌,导致细胞受损,C错误;植物根对矿质元素的吸收是一个主动运输的过程,需要消耗能量和载体蛋白的协助,栽种庄稼,疏松土壤,可以提高土壤中氧气的含量,有利于根细胞的有氧呼吸,从而为根吸收矿质离子提供更多的能量,D正确。
4.
B 【解析】分析题图曲线可知,ab段氧气消耗速率逐渐增加,血液中乳酸水平低且保持相对稳定,说明以有氧呼吸为主,bc段乳酸水平逐渐增加,说明无氧呼吸加强,cd段氧气消耗速率较高,血液中乳酸水平升高,说明该阶段在进行有氧呼吸的同时,无氧呼吸的强度不断加大,A错误;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,因此不论何时,肌肉细胞CO2的产生量都等于O2消耗量,B正确;无氧呼吸过程有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,仍有部分能量存留在不彻底的氧化产物乳酸中,C错误;如果运动强度长期超过c,血液中乳酸水平过高,但由于缓冲物质的存在,不会导致内环境pH持续下降,D错误。
5.C 【解析】密闭环境中,CO2浓度越高,有氧呼吸被抑制的程度越大,同时无氧呼吸的强度会增大,无氧呼吸消耗的有机物会更多,其产物酒精还会伤害植物细胞,这与储藏的目的不符,因此C项错误。
6.
D 【解析】根据题干信息和图示可知,装置甲中模拟的是有氧条件,装置乙中模拟的是无氧条件,有氧呼吸和无氧呼吸都释放能量,且有氧呼吸释放的能量比无氧呼吸释放的能量多,因此装置甲、乙中温度计读数都升高,且装置甲中温度计的读数高于乙装置,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.
A 【解析】根据产物酒精判断条件X为无氧,无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中,一部分储存在ATP中,一部分以热能形式散失,A正确;线粒体不能利用葡萄糖,B错误;试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,C错误;图中物质a为CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,D错误。
8.
C 【解析】图示信息表明,光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱,所以光照条件下更有利于番茄果实的储存,C项错误。
9.
B 【解析】题图中M指的是腺嘌呤,A项错误;食物中稳定的化学能转化成ATP中活跃的化学能,需通过呼吸作用来完成,B项正确;如果ATP来自光反应,则这部分ATP只能用于暗反应,不能用于胞吞和胞吐,C项错误;ATP的合成和分解均需要酶的催化,D项错误。
10.C 【解析】A点氧分压为0,呼吸作用是无氧呼吸,B点呼吸作用是有氧呼吸,所以A、B两处用于根代谢活动的酶不同,A项正确;K+进入根细胞是主动运输,消耗能量,B项正确;B点以后,K+的吸收速率受载体蛋白数量限制,与氧气含量无关,C项错误、D项正确。
11.D 【解析】氧浓度为a时,由产生的酒精和CO2均为9
mol可知,酵母菌只进行无氧呼吸,A错误;氧浓度为b时,由酒精6.5
mol可知,无氧呼吸产生CO2为6.5
mol(消耗葡萄糖3.25
mol),有氧呼吸产生CO2为12.5-6.5=6(mol)(消耗葡萄糖1
mol),因此无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多,B错误;氧浓度为c时,由酒精6
mol可知,无氧呼吸产生CO2为6
mol(消耗葡萄糖3
mol),有氧呼吸产生CO2为15-6=9(mol)(消耗葡萄糖1.5
mol),因此用于无氧呼吸(酒精发酵)的葡萄糖占了所有葡萄糖的3/(3+1.5)=66.7%,C错误;由氧浓度为d时酒精0
mol可知,酵母菌只进行有氧呼吸,D正确。
12.
C 【解析】装置一中用NaOH溶液吸收CO2,整个装置中气压的变化由O2变化引起;装置二中加清水,装置内的气压变化由CO2释放量和O2吸收量差值决定。由于酵母菌无氧呼吸产生CO2,而有氧呼吸吸收O2产生等量的CO2,若酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,则装置一液滴应左移(因有氧呼吸消耗O2导致气压下降),装置二液滴右移(因无氧呼吸产生了CO2)。
13.
(1)③ 丙酮酸 乳酸 ③ (2)d c (3)5
【解析】(1)图甲中生理过程①为呼吸作用第一阶段,发生在细胞质基质中;生理过程②为有氧呼吸的第二阶段,发生的场所为线粒体基质;生理过程③为有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上,其产生的能量最多;生理过程④为无氧呼吸第二阶段。A物质为丙酮酸,B物质为[H],C物质为乙醇,D物质为乳酸。(2)图乙中氧浓度为a时,该器官没有吸收O2,只有CO2生成,因此植物细胞只进行无氧呼吸;氧浓度为d时,O2吸收量和CO2释放量相等,植物细胞只进行有氧呼吸;氧浓度为b和c时,CO2的释放量大于O2的吸收量,则植物细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。氧浓度为c时,植物细胞进行呼吸作用释放的CO2的量最少,故c是储存水果或蔬菜的最佳氧浓度。(3)氧浓度为b时,O2吸收量为3,则有氧呼吸产生CO2的量为3,无氧呼吸产生CO2的量为5,根据有氧呼吸与无氧呼吸的化学反应式可知,植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。
14.
(1)消毒 (2)①探究呼吸作用是否产生热量 ②等量的加热杀死并冷却至常温的萌发种子 ③探究萌发种子的呼吸作用方式 ④将NaOH溶液换成等量的清水 ⑤探究种子的呼吸作用是否产生CO2 ⑥等量的加热杀死的萌发的种子 (3)含NaOH溶液的装置中有色液滴左移,含清水的装置中有色液滴右移
【解析】(1)为排除微生物呼吸作用的影响,种子必须进行消毒处理。(2)从三个装置中所给的仪器可以判断出“待观测指标”,再根据待观测指标推断出实验目的,由实验目的确定出对照实验的设置情况。甲装置:温度计→测定萌发种子是否产生热量→根据题目推断出实验目的为“探究呼吸作用是否产生热量”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。乙装置:有色液滴移动情况→容器内气体体积变化情况→根据题目推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用方式”→NaOH溶液吸收CO2,可更换为不吸收CO2的清水作为对照。丙装置:澄清的石灰水能否变浑浊→是否产生CO2→根据题目推断出实验目的为“探究种子的呼吸作用是否产生CO2”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。(3)乙装置增设对照实验后,在含NaOH溶液的装置中,无论有氧呼吸还是无氧呼吸所产生的CO2都被NaOH溶液吸收,而O2消耗会使装置中气体体积减小,故有色液滴左移。在含清水的装置中进行的有氧呼吸不会引起装置中气体体积变化,但是无氧呼吸会使装置中气体体积变大,故有色液滴右移。
第3讲 能量之源——光与光合作用
1.
D 【解析】纸层析法用来分离色素,提取叶绿素用的是无水乙醇,番茄果实匀浆中也没有叶绿素,绿色果实的叶绿素存在于外果皮细胞中,A错误;果实中的色素主要位于液泡中,B错误;绿色番茄果实中的营养物质主要来自于绿叶光合作用产生的有机物,C错误;与红色果实相比,处于绿果期的番茄果实叶绿素多,光合作用更强,D正确。
2.
A 【解析】气孔关闭,CO2供应减少,影响暗反应中CO2固定,C3生成量减少,含量降低;C5消耗减少,含量升高。光反应的产物利用受阻,含量升高。
3.
C 【解析】光合作用分光反应和暗反应两个阶段,光反应在类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体基质中进行,光反应为暗反应提供ATP和[H]。从图中①、②所示的位置及后续实验可知①是类囊体薄膜,②是叶绿体基质;试管b中无有机物生成的原因是缺少有关酶和固定CO2的C5。从影响光合速率的因素分析,适当增强光照、增加CO2浓度及适当提高温度可提高本实验最终c试管内含14C有机物的产量。分析3个试管的产物可知,光反应和暗反应彼此联系,不能分割,叶绿体是进行光合作用的完整的结构单位。
4.
D 【解析】光合作用过程中氧气的产生来自光反应过程中水的光解,因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O,A正确;光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段,其中的O全部来自原料中的CO2,B正确;有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段[H]与氧气结合形成的,因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,C正确;有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的,丙酮酸是葡萄糖酵解产生的,因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水,D错误。
5.D 【解析】光反应产生的ATP只用于暗反应,呼吸作用产生的ATP才能用于矿质离子吸收等生命活动。
6.
D 【解析】增施氮肥和磷肥,促进茎叶生长,以增大光合作用面积,只能增加有机物的积累,不能促进果实发育保证产量,A错误;提高温室中CO2浓度,以提高光合作用效率,只能增加有机物的积累,不能促进果实发育保证产量,B错误;适当增加光照时间,提高光能利用率,只能增加有机物的积累,不能促进果实发育保证产量,C错误;喷洒生长素类似物,代替发育着的种子合成生长素,以促进果实的发育,从而保证产量,D正确。
(建议用时:25分钟)
7.
C 【解析】表格中测得的CO2变化量表示净光合作用,只要有光照,植物就进行光合作用,光照强度为1
klx时,容器内CO2增多是因为呼吸作用强度大于光合作用强度,A正确;光照强度为2
klx时,二氧化碳变化量为0,即净光合速率为0,B正确;光照强度由5
klx增强为7
klx时,由7
klx增强到8
klx时,二氧化碳的吸收量增加,因此叶肉细胞中C3化合物合成速率增大,C错误;光照强度超过8
klx,光合速率不再随光照强度的增加而变化,限制植物光合速率的内因有色素的含量、酶的数量等,D正确。
8.C 【解析】H+能通过主动运输进入类囊体膜;光照下进行,题干信息无法得出合成ATP的能量直接来自色素吸收的光能;黑暗中进行,类囊体内pH为4,类囊体外pH为8,合成ATP,说明ATP的合成与H+浓度梯度有关;光反应产生的[H]参与暗反应中三碳化合物的还原,暗反应的场所是叶绿体基质,不是叶绿体类囊体。
9.
A 【解析】由图乙可以分析出,在2~4
d,叶片中叶绿素含量没有下降,A错误;2~4
d叶绿素含量变化不大,但光合速率下降,可能是由于干旱,气孔导度降低,叶片内二氧化碳浓度下降引起,B正确;物质运输需要水的参与,缺水时物质运输速率下降,叶片光合总产物不能及时运出,抑制光合作用,叶片需要的营养不能运入,光合速率下降,C正确;土壤水分长期过多,植物根系缺氧,影响植物生长,D正确。
10.
A 【解析】在有氧呼吸过程中,进入线粒体的是丙酮酸,而不是葡萄糖;由图可知,光合作用(叶绿体)中CO2的来源有两个,一是来自线粒体,二是来自细胞质基质;由图可知,CO2与PEP或RuBP结合分别形成OAA或PGA;液泡内的液体称为细胞液,晚间时苹果酸进入细胞液中,使细胞液pH下降。
11.
D 【解析】在适宜的光照条件下,A植物光合作用释放的氧气量大于呼吸作用消耗的氧气量,使A植物所在的气球的体积增大,指针向右偏转,A正确;根据题意,该实验目的是探究光照强度对光合速率的影响,光照强度是通过改变灯泡与气球的距离来加以控制的,C点为偏转角度最大的点,此时光合作用释放的氧气量最大,B正确;CE段随着距离的增大,光合速率减小,氧气释放减少,C正确;F点光合速率小于呼吸速率,气球内的气体减少,指针向左偏移,与A、B、C、D点相比偏转方向相反,D错误。
12.
(1)C5 C3 类囊体薄膜
(2)光反应不能正常进行,无法为暗反应提供所需的ATP和[H] 有氧呼吸(呼吸作用) 线粒体
(3)CO2首先被固定为C4 干旱(或沙漠)地区
【解析】(1)图示为光合作用的暗反应,暗反应发生的场所是叶绿体基质,该过程的物质变化为CO2的固定和C3的还原,其中C3还原需要光反应提供[H]和ATP,此外还需要多种酶的参与,光反应发生的场所是类囊体的薄膜。所以A是C5,B是C3,C是[H]。(2)光反应必须在有光条件下才能进行,暗反应在有光、无光的条件下均能进行。晚上不能进行光反应,不能产生ATP和[H],所以不能合成(CH2O)。白天该植物叶片气孔关闭,进行光合作用所需的CO2主要来自贮存的C4转化和线粒体的有氧呼吸。(3)该植物白天叶片气孔关闭,夜间开放,与外界环境形成高度的适应,可推测此植物最可能生活在干旱的地区。
13.(1)8 不能 光合作用合成的有机物被细胞呼吸消耗(或12
h光照时积累的有机物正好被12
h黑暗时消耗掉,答案合理即可)
(2)温度上升,部分气孔关闭,CO2吸收减少
(3)a
(4)c、g 4 k~b、m~k
【解析】(1)依题意并结合图1分析可知:图1中光照强度为0时的CO2的释放量表示呼吸速率,其数值为4
mol·m-2·h-1;在光照强度大于0时的O2释放量表示净光合速率,净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。光照强度为8
klx时的植物净光合速率为4
mol·m-2·h-1,此时植物固定CO2的速率即实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=4+4=8
(mol·m-2·h-1)。在此条件下若光照12
h,再黑暗12
h,交替进行,甜槠有机物的积累量=净光合速率×12
h-呼吸速率×12
h=4×12-4×12=0
(mol·m-2),即光合作用合成的有机物被细胞呼吸消耗(或12
h光照时积累的有机物正好被12
h黑暗时消耗掉),没有有机物积累,所以甜槠不能正常生长。(2)中午12点,由于光照过强,温度上升,部分气孔关闭,CO2吸收减少,导致Z曲线下降。(3)图2显示:k点时的CO2释放速率大于a点时CO2释放速率,说明a点时有机物的消耗少于k点,a点更有利于蔬菜的存储。(4)图1光照强度大于0时的O2释放量也表示净光合速率,当净光合速率为0时,(实际)光合速率与呼吸速率相等,即图2中的c、g点,与图1中的光照强度为4klx相对应。植物未接受光照,光合作用不能进行,据此可推测:该植物未接受光照的时间是曲线Z中的k~b和m~k段。第1讲 生态系统的结构和能量流动
(建议用时:10分钟)
1.(2017湖南长沙明德中学开学测试,27)以虫治虫是生态农业的重要内容,如图表示某一生态系统中四种生物所含有机物的总量。假设这四种生物只构成一条食物链,请问在一段时间内,如果甲的种群数量增加,其可能引起的后果是( )
A.乙和丁的种群数量都增加
B.乙和丁的种群数量都减少
C.乙和丙的种群数量都减少
D.乙和丙的种群数量都增加
2.(2017湖南部分重点中学联考,5)下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是( )
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.硝化细菌是原核生物,在生态系统中属于生产者
C.病毒是原核生物,在生态系统中属于分解者
D.蚯蚓是真核生物,在生态系统中属于消费者
3.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
4.(2017河北定州中学周练,17)如图为生态系统中能量流动图解部分示意图(字母表示能量的多少),下列选项中正确的是( )
A.图中b=h+c+d+e+f+i
B.生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100%
C.“草→兔→狼”这一关系链中,狼粪便中的能量属于d
D.缩短食物链可以提高能量传递效率
(建议用时:25分钟)
5.可可西里国家级自然保护区有高等植物约202种,以矮小的草本和垫状植物为主,木本植物极少;另外,还生活着藏羚羊、岩羊、野驴、白唇鹿、狼、雪豹、棕熊、秃鹫、猎隼、细菌、真菌等。关于以上生物的叙述,正确的是( )
A.它们共同构成一个生态系统
B.它们中的植物属于自养型生物,自养型生物都能进行光合作用
C.它们中的动物都属于消费者,其中食草动物属于第二营养级
D.它们中的分解者能将动植物遗体、残骸中的有机物分解成无机物
6.(2017河北定州二中月考,33)现有两个不同类型的生态系统Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ和Ⅱ的生产者含有的总能量相同,据图分析相关说法正确的是( )
A.Ⅰ中现存的消费者的总能量大于Ⅱ中现存的消费者的总能量
B.Ⅰ、Ⅱ中的消费者的总能量都大于生产者同化的总能量
C.Ⅰ中的各营养级之间的能量传递效率大于Ⅱ中的各营养级之间的能量传递效率
D.Ⅰ中的生产者同化的总能量大于消费者的总能量,但Ⅱ中的则相反
7.(2017湖南衡阳八中六科联赛,4)某同学绘制了如图所示的能量流动图解(其中W1为生产者固定的太阳能),下列叙述中不正确的是( )
A.生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2)
B.由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1
C.流入初级消费者体内的能量可表示为(A2+B2+C2)
D.图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减
8.(2017江西鹰潭一中期中,34)科学家研究了不同种类动物的能量(kJ·m-2·a-1)变化情况,部分结果如下表所示。下列叙述不正确的是( )
能量数值动物种类
摄取量(I)
同化量(A)
呼吸量(R)
生产量(P)
收割蚁(食植)
34.50
31.00
30.90
0.10
小蜘蛛(食肉)
12.60
11.90
10.00
1.90
盐沼蝗(食植)
3.71
1.37
0.86
0.51
黄鼠(食植)
5.60
3.80
3.69
0.11
A.收割蚁只有不到1%的同化量用于自身生长发育等生命活动
B.占盐沼蝗摄入食物63%的未同化量可被分解者所利用
C.黄鼠的生长效率(P/A)较低的原因是呼吸消耗的能量较多
D.表中几种动物同化效率(A/I)不同是因为能量传递效率不同
9.下图是某生态系统的物质和能量流向示意图。有关叙述正确的是( )
A.该生态系统中X3过程的能量值约为X1过程的能量值的1%~4%
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.Z1、Z2和Z3…过程提供的有机物中的碳全部转变为Z过程释放的CO2
D.X1过程需要通过绿色植物、蓝藻和化能自养细菌共同完成
10.下图1为生态系统的组成成分之间的关系,图2为某生态系统的食物网情况,请据图回答问题:
据图1回答:
(1)从营养功能的角度来填写成分:B.________、C.________。
(2)B主要是指_________________________________________________。
(3)________和________(填字母)是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”。
据图2回答:
(4)该生态系统共有________条食物链。
(5)蛇和鹰的关系是_______________________________________________。
(6)若蛇绝种,鹰的数量可能________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)若植食性昆虫减少,在短期内哪种生物数量将锐减?________,理由是________________________________________________________________________。
11.下图1为某湖泊生态系统的能量金字塔简图,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,M1、M2代表不同的能量形式。图2表示能量流经该生态系统某一营养级的流动途径示意图,其中a~g表示能量值。请据图作答:
(1)图1中,M2表示的能量形式为________。通常情况下,位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于Ⅲ,主要原因是______________________________________________。
(2)图2中,若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量,则B表示________________,C表示________________。
(3)图2中有两处不同的能量散失途径,其中E处散失的能量是通过________________实现的。
第2讲 生态系统的物质循环、信息
传递及其稳定性
(建议用时:10分钟)
1.下列有关生态系统功能的阐述中,错误的是( )
A.二氧化碳进入生物群落需要能量的驱动
B.信息传递伴随着物质循环和能量流动的进行
C.大豆与根瘤菌间的种间关系体现了生态系统的能量流动
D.物质循环在生物群落与无机环境间进行,能量流动只能在生物群落内部进行
2.(2017河北武邑中学周练,14)下列曲线表示四个不同的自然生态系统在受到同等程度的外来干扰后,初级消费者数量的变化情况。其中抵抗力稳定性最高的生态系统是( )
3.下图为生态系统信息传递模式图,下列相关叙述不正确的是( )
A.信息传递是双向的,能量流动和物质循环也是双向的
B.生态系统的功能主要是能量流动和物质循环,还有信息传递
C.物质循环是生态系统的基础,能量流动是生态系统的动力,信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D.生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
4.下列关于生态系统物质循环和能量流动的叙述中,正确的是( )
A.做肥料的粪便中的能量可以流向植物,从而实现了对能量的多级利用
B.一只狼捕食了一只兔子,则这只兔子中约有10%~20%能量流入狼体内
C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
D.食物链中,生物所处的营养级越高,其数量一定越少
(建议用时:25分钟)
5.下图表示生态系统中碳循环的部分过程,以下分析错误的是( )
A.甲主要是绿色植物,丙是食肉动物
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.信息传递只发生在甲、乙、丙、丁之间
D.该生态系统中贮存的能量主要以有机物中稳定的化学能的形式存在
6.物质循环、能量流动和信息传递是生态系统的基本功能,下列有关叙述不正确的是( )
A.在捕食链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途相同
B.生态系统中的能量可促使物质不断在生物群落和无机环境之间循环往返
C.植物可以通过光合作用和呼吸作用参与生态系统中的碳循环
D.生物之间的捕食离不开信息传递
7.下表是科研人员研究“施加秸秆和蚯蚓活动对麦田氮元素释放的影响”实验结果。其中表施处理是将秸秆均匀覆盖于土层表面,混施处理是将秸秆与0~20
cm土壤均匀混合。相关叙述正确的是( )
处理
有机碳/g·kg-1
全氮/g·kg-1
铵态氮/mg·kg-1
硝态氮/mg·kg-1
对照
6.88
0.69
3.59
16.69
秸秆表施
8.71
0.85
3.86
17.59
秸秆表施+蚯蚓
8.61
0.83
4.09
21.13
秸秆混施
9.24
0.92
4.29
18.98
秸秆混施+蚯蚓
9.39
0.91
4.21
21.21
A.可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数
B.农作物秸秆回田体现了物质和能量的循环再生原理
C.蚯蚓的存在显著提高了土壤中有机氮向各种无机氮的转化
D.混施秸秆土壤有机碳含量较高可能是低氧导致分解作用减弱
8.(2017河北阜城中学月考,31)下图是人们设想的宇宙飞船生态系统模式图,以下叙述不正确的是( )
A.图中B、C、D可表示宇航员所需食物、氧气和水等生活资源
B.密封飞船中的能量循环利用,可以使飞船生态系统保持长期稳定
C.分解罐的分解产物E可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳
D.该生态系统营养结构简单、自我调节能力差,需宇航员进行调控
9.下列关于种群、群落和生态系统的叙述正确的是( )
A.通过标志重捕法调查某池塘中鲤鱼的种群密度,如果部分鲤鱼身上的标记物脱落,会使实验所得数比实际值偏小
B.森林生态系统中生产者积累的有机物中的能量总和,即为输入该生态系统的总能量
C.就食性而言,杂食性鸟类的数量波动小于植食性或肉食性的鸟类
D.变色龙变化体色,主要是向同类传递行为信息
10.下图甲是某草原生态系统中碳循环模式图,图中A、B、C、D表示生态系统的成分,图乙为其中部分营养结构。请据图回答下列问题:
(1)图甲中过程①表示____________________,图乙中的生物对应图甲中哪些成分?________(用字母表示)。
(2)图甲②③过程中碳的传递形式分别是________、________。
(3)乙图中的蛇由于某种原因数量下降,蟾蜍的数量先增多后减少,最后趋于稳定,这属于________调节,说明生态系统具有________能力。
(4)若草固定的总能量为6.8×109
kJ,食草昆虫和鼠同化的总能量是1.3×108
kJ,则人最多能获得能量是________kJ。
(5)若蛇取食鼠的比例由1/4调整到3/4,从理论上分析,改变取食比例后蛇体重增加1
kg,人能比原来多增重________kg(能量传递效率按20%计算)。
11.阅读下列材料,请回答问题:
材料1:“稻鱼共生系统”中,鲤鱼通过冲撞稻秧导致稻飞虱等害虫落入水中并食之,同时使清晨水稻叶片上的露水坠入水中,减少稻瘟病病原孢子产生和菌丝体生长;鲤鱼的游动,又可引起水浑浊,抑制水中杂草的生长;水稻在给鲤鱼提供食物(水稻叶片)的同时,还能够抵挡烈日照射,降低表层水温;水稻能够利用氮素,降低水中铵盐浓度,为鲤鱼生长创造良好环境。
材料2:科研人员对稻鱼共生系统、水稻单种系统进行了调查,结果如下表所示。
处理
调查农户(户)
农药投入(kg/hm2)
农药使用次数(次)
水稻产量(kg/hm2)
鱼产量(kg/hm2)
稻鱼共生系统
123
7.36
3.1
6
364.51
438.34
水稻单种系统
111
10.49
6.5
6
458.66
—
(1)在该“稻鱼共生系统”中,水稻、杂草的功能是_____________________。
鲤鱼与稻飞虱的关系为_________________________________________。
(2)请在相应位置用箭头表示该“稻鱼共生系统”中图示成分之间的碳元素流动途径。
(3)与水稻单种系统相比,稻鱼共生系统取得了明显的生态效益和经济效益,主要表现在________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某生物兴趣小组在对该“稻鱼共生系统”进行了调查后,提出了在稻田中适当增加肉食性鱼数量,减少植食性鱼数量的建议。请分析,他们提出此建议的依据是________________________________________________________________________。
第3讲 生态环境的保护
(建议用时:10分钟)
1.下面有关环境保护的说法错误的是( )
A.绿萝有吸收甲醛、净化空气的作用,这体现了生物多样性的间接价值
B.外来物种的入侵是破坏我国生物多样性的主要原因
C.用于吸收环境中的重金属、分解泄漏石油的工程菌可通过基因工程获得
D.赤潮的发生与大量工农业废水和生活污水排入海洋,使得水体富营养化有关
2.2016年7月11日是第27个世界人口日,中国的宣传主题是:“关心女性幸福,关爱妇幼健康。”由于人口增长会造成一系列环境问题,直接影响人体健康。所以如果人口增长得不到有效控制,则造成( )
①水资源短缺
②耕地面积大幅度减少
③生物多样性锐减
④环境污染加剧
A.①②
B.①②③
C.①②④
D.①②③④
3.如图是反映人与环境关系的三种模式,下列对“环境容纳量”的理解,错误的是( )
A.曲线图中的环境容纳量是指生态系统对人口的最大承载能力
B.按照人与环境关系的理想程度排列,三种模式的顺序依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
C.据图可知人类能改造环境,使人口数量超越环境容纳量
D.现在的人口问题造成环境恶化,环境容纳量有下降的趋势
4.如图表示某河流随生活污水的流入,其溶氧量(DO)、生物耗氧量(BOD)、无机物(富含N、P)的浓度变化情况。下列有关叙述中,正确的是( )
A.A地有机物浓度低于B地
B.生活污水对无机物(N、P)的浓度变化无影响
C.在A、B两地间,DO值的增加是因为水体的稀释使植物数量增加的结果
D.湖水中藻类等浮游植物将大量繁殖
(建议用时:25分钟)
5.根据2007年美国新能源法案,到2020年美国生物乙醇产量将达到1.36×1011L,按此推算玉米种植面积要增加1.52×1010
m2,将占用大面积草地、森林等土地。下列相关叙述错误的是( )
A.可能造成区域生态系统的结构单一化,物种丰富度减少
B.当地生态系统的物质循环和能量流动途径不会发生改变
C.利用玉米为原料生产乙醇作为能源,可部分替代化学燃料
D.若合理规划能源植物的种植,有利于优化农田生态环境
6.下图甲为某清洁水体在遭受一次性有机物轻度污染后污染物含量的变化。水体中好氧性微生物数量变化的曲线最可能接近于图乙中的曲线( )
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
7.自然界中,有些新植物或动物物种的出现会打破原来固有的生态循环系统,有时甚至给当地环境带来压力和灾难,造成生态系统退化。典型的入侵物种有能和鳄鱼搏斗的缅甸蟒蛇、疯狂繁殖的亚洲鲤鱼、数量惊人的八哥等。下列关于生物入侵的叙述不正确的是( )
A.生物入侵会使原生态系统的生物多样性受到严重威胁
B.生物入侵会使生态系统的成分和营养结构变复杂,抵抗力稳定性增强
C.生物入侵会打破生态系统中生物间的制约关系,破坏生态系统的稳态
D.适当引入外来物种,可增加物种多样性,使当地的生态平衡更加稳定
8.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。其中,甲和乙为生产者,丙为消费者,丁为分解者。有关叙述错误的是( )
A.该人工湿地受到轻微污染后很快恢复原样,说明生态系统具有自我调节能力
B.若没有丙,该人工湿地易产生水华等生态危害
C.在水域中增设一些搅拌装置,去污效率会更高
D.该人工生态系统的能量来源于生活污水中的有机物
9.人工湿地是将污水、污泥有控制地投放到人工建造的湿地上,主要利用土壤、人工介质、微生物的作用对污水、污泥进行处理的一种技术。下列相关叙述中,不合理的是( )
A.合理搭配植物以提高系统的生物多样性
B.尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵
C.选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用
D.为提高能量传递效率增大引入湿地的污水总量
10.我国环境形势的基本状况是:从总体上看,我国生态环境恶化的趋势初步得到遏制,部分地区有所改善,但目前我国环境形势依然严峻,不容乐观。
(1)“牵着你的手,却看不见你”不是美丽中国,“厚德载‘雾’,自强不‘吸’”不是全面小康。
①导致大范围雾霾天气形成的人为因素很多,如大量________燃烧后排出的废气和粉尘;汽车尾气的排放;建筑工地的扬尘等。
②世界卫生组织(WHO)颁布的空气质量准则认为,如长期暴露在超过空气质量准则值PM2.5——即每立方米微粒超过10
μg的空气中,人类总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌死亡率都会增加,这将可能直接导致________下降。
(2)沼气是清洁能源之一,其主要成分是甲烷(CH4)。使用粪便、秸秆、杂草等作为生产沼气的原料,优点是___________________________________________
________________________________________________________________________(从能量流动方面考虑两点)。
(3)下图为某农田生态系统以及对秸秆进行进一步利用的示意图:
①写出图中的营养结构:________,其中与蛇不构成捕食关系的生物是________。
②从理论上说,1
000
kg的水稻最少可使蛇增重______。
(4)保护环境,人人有责。保护我国生物多样性从日常生活小事做起,如少用或不用一次性物品、植树造林、不乱砍滥伐等,坚持走________道路,反对盲目地、掠夺式地开发利用。
11.在一些营养丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色且有腥臭味的浮沫,称为水华。大规模的蓝藻暴发,被称为绿潮。绿潮会引起水质恶化,严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。请分析回答下列问题:
(1)图1是温带湖泊浮游藻类生长的季节性变化,从中可以看出,影响藻类大量繁殖的主要因素是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图2表示对受到轻度污染的湖泊的调查结果。结果表明,湖泊生态系统具有相当高的________________性。
(3)严重的水华往往会引起沉水植物的死亡,这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(要求答出两点主要原因)
(4)我国许多景区水域都受到污染,浮游藻类大量繁殖,水体浑浊,透明度减小,从而导致景致大为减色。相关部门为了使湖水还清,曾多次投放化学杀藻剂做紧急处理。此种处理方法虽然可以取得一定的效果,但存在的主要缺点是____________,并可能危害到____________生物。
(5)某些景区采纳专家建议,在水域内种植图3所示植物,同时投放鲫鱼、草鱼等植食性鱼类,取得了很好的治理效果。在修复该生态系统的结构、功能过程中,上述措施发挥的作用:
图3
①利用了这些植物与浮游藻类的________关系,制约浮游藻类的数量。
②植食性鱼类可以________,制约浮游藻类的数量。
第十一单元 生态系统和环境保护
第1讲 生态系统的结构和能量流动
基础小题
1.D 【解析】乙因甲的增加而增加,丁因甲的增加而减少,A错误;乙因甲的增加而增加,丁因甲的增加而减少,B错误;乙因甲的增加而增加,丙因丁的减少而增加,C错误;乙因甲的增加而增加,丙因丁的减少而增加,D正确。
2.B 【解析】太阳光属于生态系统成分中的非生物的物质与能量,A错误;硝化细菌是原核生物,可通过化能合成作用将无机物合成有机物,在生态系统中属于生产者,B正确;病毒无细胞结构,不是原核生物。由于病毒严格寄生在活细胞内,因此其在生态系统中属于消费者,C错误;蚯蚓是真核生物,从土壤中的残枝败叶中获得食物,在生态系统中属于分解者,D错误。
3.D 【解析】随着捕食者数量增加,乙存活率逐渐增加,甲、丙的降低,说明捕食者主要捕食甲和丙,蝌蚪间的竞争受捕食者影响,A、B正确;无捕食者时,乙存活率极低,种间竞争可能导致乙消失,C正确;随着捕食者数量增加,乙存活率增加,获得的资源增加,D错误。
4.C 【解析】首先,生产者固定的能量应该是流经生态系统的总能量,摄入量=同化量+粪便中的能量,因此c为初级消费者的同化量,h为粪便中的能量,同化量=呼吸作用中以热能形式散失的能量+用于生长、发育、繁殖的能量,因此d是初级消费者用于自身生长、发育、繁殖的能量,f是呼吸作用中以热能形式散失的能量,i是流入分解者的能量,e是下一营养级摄入的能量,所以b=h+c=f+d+h=f+e+g,A错误;能量传递效率是相邻营养级同化量之间的比值,生产者与初级消费者之间的能量传递效率为c/a×100%,B错误;缩短食物链可以提高能量利用率,但不能提高能量传递效率,D错误;狼粪便中的能量应该属于初级消费者兔子的同化量中用于生长、发育、繁殖的能量,C正确。
综合进阶
5.D 【解析】矮小的草本、垫状植物、木本植物是生产者,藏羚羊、岩羊、野驴、白唇鹿、狼、雪豹、棕熊、猎隼等是消费者,秃鹫、营腐生生活的细菌与真菌等是分解者,但是,生态系统除包括上述生物成分外,还包括阳光、空气、温度、水、土壤等无机环境,A错误;植物能进行光合作用,将无机物合成有机物,属于自养型生物,但并不是所有的自养型生物都能进行光合作用,如硝化细菌,其进行的是化能合成作用,B错误;在生态系统中,不是所有动物都是消费者,如秃鹫为分解者,C错误;分解者能将动植物遗体、残骸中的有机物分解成无机物,如营腐生生活的细菌和真菌,D正确。
6.A 【解析】生态系统Ⅰ有三个营养级,生态系统Ⅱ有四个营养级,在生产者含有的总能量相同的前提下,生态系统Ⅰ营养级少、食物链较短,能量在流动过程中散失的少,而生态系统Ⅱ营养级多、食物链较长,能量在流动过程中散失的多,因此生态系统Ⅰ中现存的消费者的总能量大于生态系统Ⅱ中现存的消费者的总能量,但消费者所含总能量均小于生产者所含有的能量;生产者含有的总能量相同时,营养级数越多、传递效率越高,A正确,B、C、D错误。
7.C 【解析】从图示看出W1为流入第一营养级的总能量,D1为流入第二营养级的总能量,则生产者固定的总能量可表示为(A1+B1+C1+A2+B2+C2+D2),A正确;由第一营养级到第二营养级的能量传递效率为D1/W1,B正确;流入初级消费者体内的能量为(A2+B2+C2+D2),C错误;图解表明能量流动的特点是单向流动、逐级递减,D正确。
8.D 【解析】根据表格可知,收割蚁同化量为31.00,而呼吸量为30.90,则用于自身生长发育等生命活动的能量为0.10,0.10÷31.00×100%≈0.32%;盐沼蝗的摄入量为3.71,同化量为1.37,因而盐沼蝗摄入食物未同化量为3.71-1.37=2.34,占盐沼蝗摄入量百分比=2.34÷3.71×100%≈63%,该部分能量可被分解者所利用;黄鼠的同化量为3.80,而呼吸量为3.69,因此用于生长的能量就很少;表中几种动物同化效率(A/I)不同与食性有关而与能量传递效率无关。
9.A 【解析】能量沿食物链传递的效率为10%~20%,所以X3过程的能量约为X1过程的能量值的1%~4%,A正确;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;Z1、Z2、Z3…过程提供的有机物中的碳一部分转变为Z过程释放的CO2,另外一部分合成分解者体内的化合物,C错误;X1过程主要为光合作用,多数植物的光合作用在叶绿体中完成,少数生物(如蓝藻)没有叶绿体也可完成光合作用,硝化细菌等的化能合成作用利用的是化学能,D错误。
10.(1)分解者 非生物的物质和能量 (2)营腐生生活的细菌和真菌 (3)D B (4)8 (5)捕食和竞争 (6)增多 食物链变短,鹰获得的能量增多 (7)食虫昆虫 其食物单一且有许多天敌
【解析】无机环境和生产者之间的物质联系是双向的,因此图1中A是消费者,B是分解者,C是非生物的物质和能量,D是生产者;分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌;生产者是生态系统的最主要成分,数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用,是生态系统最活跃的成分。图2中的植物是各条食物链的起点,共有8条食物链;蛇和鹰存在捕食关系,又都以食虫鸟为食,故二者还存在竞争关系;若蛇绝种,鹰会以老鼠、食虫鸟为食,食物链缩短,鹰获得的能量增多,数量增加;若植食性昆虫减少,在短期内食虫昆虫会锐减,因为其食物单一,且有许多天敌。
11.(1)热能(或通过呼吸作用散失的热量) 在食物链中能量传递逐级递减,Ⅳ的营养级高,可利用的能量少 (2)Ⅱ所同化的能量 Ⅱ用于生长、发育和繁殖的能量 (3)分解者的分解作用
【解析】(1)M1是输入到生态系统中的能量,是太阳光能。M2是系统散失的能量,是热能。在能量传递中由于大量能量以热能形式散失,故最高营养级获得的能量最少,位于营养级Ⅳ的生物个体数量一般远远少于营养级Ⅲ。(2)图2中,若A表示图1中营养级Ⅱ所摄入的全部能量,摄入的能量中有一部分(c)未被同化,B表示被同化的能量,同化的能量去掉呼吸散失的,即是用于生长、发育和繁殖的能量(C)。(3)由图2看出,生态系统能量散失的途径有两条:①通过自身的呼吸作用散失;②通过微生物(或分解者)的呼吸作用散失。
第2讲 生态系统的物质循环、
信息传递及其稳定性
基础小题
1.C 【解析】二氧化碳通过生产者的光合作用合成有机物进入生物群落,该过程需要光能,A正确;在信息传递过程中伴随着一定的物质和能量的消耗,因此信息传递伴随着物质循环和能量流动的进行,B正确;大豆与根瘤菌间属于互利共生,没有体现生态系统的能量流动,C错误;物质循环在生物群落与无机环境间进行,能量流动只能在生物之间流动,D正确。
2.C 【解析】在受到同等程度的外来干扰后,初级消费者数量变化最小的生态系统的自我调节能力最强,抵抗力稳定性最高。
3.A 【解析】能量流动的特点是单向流动、逐级递减,物质循环是反复的,信息传递往往是双向的。
4.C 【解析】使用粪便做肥料,因为粪便中的无机盐和被分解者分解其中有机物产生的无机物可被植物吸收利用,从而实现了对物质的循环利用,该过程中植物并没有获得粪便中的能量,A错误;一只狼捕食了一只兔子,这只兔子不能代表一个营养级的所有生物,这只狼也不能代表下一营养级中的所有生物,所以二者的能量传递效率不满足10%~20%,B错误;碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的,C正确;食物链中,生物所处的营养级越高,其数量越少,但也有特殊情况,如虫吃树叶,但虫的数量多于树,D错误。
综合进阶
5.C 【解析】甲为生产者,绝大多数为绿色植物;丙为次级消费者,往往为食肉动物,A正确;该图为碳循环的具体途径,箭头为碳元素的流动方向,B正确;生态系统中信息传递发生在生物与生物之间、生物与无机环境之间,C错误;生产者通过光合作用将太阳能转化为稳定的化学能储存在有机物中,生产者固定的太阳能为流经生态系统的总能量,D正确。
6.A 【解析】在捕食链中,各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同。
7.D 【解析】调查土壤中动物类群数的方法一般是取样器取样法,A错误;农作物秸秆回田体现了物质循环再生,能量不能循环再生,B错误;土壤中的氮元素可分为有机氮和无机氮,两者之和称为全氮,通过表格数据分析,有蚯蚓时,无机氮(即铵态氮、硝态氮等)在秸秆混施+蚯蚓处理中铵态氮含量下降,硝态氮含量上升,所以提高“各种无机氮”的转化说法错误,C错误;土壤中相对土壤表面氧气含量下降,土壤微生物的有氧呼吸的速率下降,分解作用可能减弱,D正确。
8.B 【解析】图中藻类植物是生产者,可通过B、C、D途径为宇航员提供食物、氧气和水等生活资源,A正确;密封飞船中的物质循环利用,可以使飞船生态系统保持长期稳定,但能量需以太阳能的形式输入,以热能的形式散失,B错误;分解罐中粪便的分解产物E可以向藻类植物提供多种无机盐和二氧化碳,C正确;该生态系统生物种类较少,营养结构简单、自我调节能力差,需宇航员进行调控,D正确。
9.C 【解析】根据标志重捕法的计算公式:种群中个体数(N)/标记总数=重捕总数/重捕中被标记的个体数可知,若部分鲤鱼身上的标记物脱落,则会导致重捕中被标记的个体数偏小,最终导致实验所得数值比实际数值大,A错误;输入森林生态系统的总能量远远大于生产者积累的有机物中的能量总和,B错误;就食性而言,杂食性鸟类食物来源较多,则数量波动小于其他食性的鸟类,C正确;变色龙变化体色,主要是保护自己免受天敌的捕食,D错误。
10.(1)光合作用和化能合成作用 D、B (2)含碳有机物 CO2 (3)负反馈(反馈) 自我调节 (4)2.46×108 (5)2
【解析】(1)由图甲可知,A是大气中的二氧化碳库,D是生产者,B是消费者,C是分解者。过程①表示光合作用和化能合成作用,图乙中只有生产者和消费者,对应图甲中的D、B。(2)食物链中各营养级之间的碳以含碳有机物的形式流动,生物群落与无机环境之间碳以CO2的形式传递。(3)蛇的数量减少,导致蟾蜍因缺少天敌而增加,生态系统具有自我调节能力而又使其数量减少至逐渐趋于稳定,这种调节属于负反馈调节。(4)(6.8×109-1.3×108÷20%)×(20%)2=2.46×108
(kJ)。(5)改变前:1
kg蛇消耗草为3/4÷(20%)3+1/4÷(20%)2=100(kg);改变后:1
kg蛇消耗草为1/4÷(20%)3+3/4÷(20%)2=50(kg),所以改变后与改变前相比节余的50
kg草可流向人,故人比原来增重了50×20%×20%=2(kg)。
11.(1)固定太阳能,固定二氧化碳,为生物群落提供物质和能量
捕食和竞争
(2)如图:
(3)减少农药使用,降低环境污染;降低生产成本,增加鱼的产量
(4)肉食性鱼类可以捕食植食性昆虫等,有利于水稻的生长;植食性鱼类会食用稻叶,不利于水稻生长
【解析】(1)水稻、杂草属于生态系统中的生产者,其主要功能是进行光合作用,固定太阳能,固定二氧化碳,为生物群落提供物质和能量。根据题干描述的种间关系,可知鲤鱼既以水稻叶片为食,也以稻飞虱为食,而稻飞虱食用水稻叶片,故鲤鱼与稻飞虱存在捕食和竞争的关系。(2)根据题干提供的信息,首先构建食物网,然后用箭头表示各成分之间的碳元素流动途径即可。(3)稻鱼共生系统取得的明显生态效益主要表现在减少农药使用,降低环境污染;取得的明显经济效益主要表现为降低生产成本,增加鱼的产量。(4)要根据肉食性鱼类和植食性鱼类的捕食对象及引起的后果回答。
第3讲 生态环境的保护
基础小题
1.B 【解析】生物多样性的间接价值又叫作生态功能,如森林和草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用。人类对环境资源的过度利用是破坏生物多样性的主要原因。可通过基因工程改造细菌,使其为人类所利用。水体中N、P等元素含量过多,使水体富营养化,从而使藻类大量繁殖而引起赤潮。
2.D 【解析】人口过多和过快增长会直接影响经济的发展和人民生活水平的提高。人的生存需要一定空间,同时也离不开食物,因此就需要耕地,人口增长往往促使人们过度利用耕地和开垦出更多的农田。所以,人口过度增长会造成粮食供应不足,就业压力加大,教育经费短缺,环境污染加剧,森林资源、水资源和能源短缺,生物多样性锐减等问题。
3.C 【解析】通过对人与环境关系的三种模式图的分析,很容易发现Ⅰ曲线是最理想的,可以说达到了人与自然的和谐相处;而Ⅱ、Ⅲ曲线表示当人类的数量超过“环境容纳量”时,环境就会对人类产生反作用,人类的数量会大幅度下降,特别是Ⅲ曲线表明的情况最严重。
4.D 【解析】A地的有机物浓度较高,随着有机物的分解,到了B地有机物浓度较低;生活污水的排放会导致无机物(N、P)的浓度增加;在A、B两地间随着无机物的增加,植物的数量逐渐增加,使得DO值不断增加;随着大量无机物(N、P)进入湖泊,会使湖水中藻类等浮游植物大量繁殖。
综合进阶
5.B 【解析】若占用大面积草地、森林等土地,单一的种植玉米,则会造成区域生态系统的结构单一、物种丰富度减少,A正确;生态系统物质循环和能量流动途径是食物链或食物网,若占用大面积草地、森林等土地,单一的种植玉米,会使当地物种丰富度减少,食物链与食物网必会受到影响,B错误;玉米发酵产生的乙醇也可作为能源物质,可部分替代化学燃料,C正确;若合理规划能源植物的种植,有利于优化农田生态环境,D正确。
6.D 【解析】污染开始时,水体中有机物的含量较高,好氧性微生物大量增加,达到一定限度后,随有机物含量和水中溶解氧的减少,水中好氧微生物数量又逐渐减少。
7.B 【解析】外来物种入侵或引种不当,则首先会减少当地的物种,从而破坏当地的生物多样性,使生态系统的抵抗力稳定性减弱。
8.D 【解析】人工湿地可以净化城市污水,说明生态系统具有一定的自我调节能力,A正确;丙为消费者,可摄食浮游植物等生物,若没有丙,该人工湿地易产生水华等生态危害,B正确;细菌、真菌等微生物的分解作用是净化污水的重要途径,很多分解者属于异养需氧型微生物,在水域中增设一些搅拌装置可增加污水的溶氧量,去污效率会更高,C正确;流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量和污水中的有机物的能量之和,D错误。
9.D 【解析】建立人工湿地时,需要合理搭配植物,形成相对稳定的营养结构,以提高系统的生物多样性,A正确;建立人工湿地时,应该尽量使用本地物种以减少外来物种的入侵,B正确;建立人工湿地时,选择合适的人工介质以利于好氧微生物的分解作用,C正确;建立人工湿地只能提高能量的利用率,不能提高能量传递效率,D错误。
10.(1)①化学燃料 ②人口密度
(2)可实现能量的多级利用,使能量尽量多地流向对人类最有益的部分
(3)①
水稻、昆虫 ②1
kg
(4)可持续发展
11.(1)无机盐浓度和温度 (2)抵抗力稳定 (3)沉水植物缺乏光照和氧气 (4)污染水体(或环境) 直接或间接以藻类为食的 (5)①竞争 ②捕食藻类
【解析】(1)由图1可知,浮游藻类数量增多,导致无机盐浓度下降,说明藻类的繁殖离不开无机盐;浮游藻类数量在春、秋季各有一个增长峰值,说明其繁殖还受温度的影响。(2)由图2可知,污水流经湖泊后,污染物迅速减少,说明湖泊生态系统具有较高的抵抗力稳定性。(3)水华严重时,浮游藻类大量悬浮于水面,导致沉水植物缺乏光照和氧气,有机物制造量减少,最终使沉水植物死亡。(4)化学杀藻剂虽然可以快速杀死藻类,但容易污染环境,甚至会通过食物链危害到直接或间接以藻类为食的其他生物。(5)同一水体中的植物与藻类由于竞争无机盐和阳光等资源,会制约浮游藻类的数量,植食性鱼类可以捕食藻类,同样能够制约浮游藻类的数量。
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17(共29张PPT)
第3单元
细胞的能量供应和利用
第1讲 降低化学反应活化能的酶
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1.酶的本质及生理功能
巧记 酶概念的“二、一、一、一”
2.酶的作用原理
下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
(1)无酶催化的反应曲线是________。
(2)有酶催化的反应曲线是________。
(3)ca段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。
(4)ba段的含义是酶__________。
(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b点在纵轴上将________移动。
【考点知识突破答案检索】
1.RNA 核糖体 活细胞
2.(1)② (2)① (4)降低的活化能 (5)向上
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3.酶的特性(连线)
①-c ②-a ③-b
【教材深挖】
①高效性
a.一种酶只能催化一种或一类化学反应
②专一性
b.高温、过酸、过碱使酶变性失活
③作用条件温和
c.酶降低活化能的作用更显著
1.酶作为生物催化剂,与无机催化剂相比,在发挥作用过程中有哪些共同特点?
①化学反应前后其数量和性质不变;②加快化学反应的速率,缩短达到化学平衡的时间,但不能改变平衡点;③二者都能降低化学反应的活化能。
AC段表示在无催化剂条件下,反应所需的活化能;BC段表示酶降低的活化能。B点将向上移动。
2.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著。下图为酶降低化学反应活化能图解,AC和BC段的含义是什么?若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则B点在纵轴上如何移动?
1.(2017福建师大附中期中,11)下列有关酶的叙述,正确的是( )
A.酶是活细胞产生的在细胞内外均可起调节作用的微量有机物
B.检测蛋白酶的催化作用可用双缩脲试剂检验反应物是否完全水解
C.较弱光照条件下,因与光反应有关的酶的活性降低,光合作用的速率会减小
D.淀粉酶经高温烘干制成药剂后会因空间结构遭到破坏而失活
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D
【解析】酶是活细胞产生的,在细胞内外均可起催化作用的有机物,具有微量高效性,A错误;蛋白酶的化学本质为蛋白质,蛋白质和多肽都含肽键,都会与双缩脲试剂反应呈紫色,B错误;较弱光照下,由于能量供应减少使光反应速率减小,并未使有关酶的活性降低,C错误;高温可破坏酶的空间结构,导致酶变性失活,D正确。
2.(2017湖南师大附中月考,4)下图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能量变化,则下列叙述正确的是( )
A.此反应为放能反应
B.曲线Ⅰ表示有酶参与
C.E1为反应前后能量的变化
D.酶参与反应时,所降低的活化能为E4
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D
【解析】曲线Ⅱ是有酶催化条件下的能量变化,其降低的活化能为E4,反应前后能量的变化应为E3,反应产物的能量值比底物的高,反应应为吸能反应。
3.(2017福建莆田二十五中月考,13)如图表示改变某一因素前后,淀粉溶液在唾液淀粉酶的作用下分解产生还原糖的结果,请据此分析,改变下列哪种因素才能获得改变后的结果( )
A.温度
B.pH
C.淀粉液量
D.唾液量
C
【解析】改变温度会影响酶的活性,从而影响化学反应速率,但不改变化学反应的平衡点,即产物的最终产量不变,图中实验组的还原糖生成量明显减少,A错误;改变pH会影响酶的活性,从而影响化学反应速率,但不改变化学反应的平衡点,即产物的最终产量不变,图中实验组的还原糖生成量明显减少,B错误;改变底物的量,产物的量则会减少。图中对照组的还原糖生成量一直多于实验组的还原糖生成量,故改变的是淀粉液量,即降低了淀粉液量,C正确;改变唾液量,即唾液淀粉酶的量,会影响化学反应速率,但不改变化学反应的平衡点,即产物的最终产量不变,图中实验组的还原糖生成量明显减少,D错误。
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【解析】酶具有高效性是通过与无机催化剂相比较(即2号与3号实验)得出的;1号和3号实验是两种酶催化一种底物,能说明酶具有专一性;3号和4号实验对比能说明高温会降低酶的活性;3号和5号实验的自变量是pH,说明pH会影响酶的活性。
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D
4.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,判断下列说法正确的是(
)
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
生土豆块和稀盐酸
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号试管
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影响
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1.对酶在细胞代谢中作用的理解
(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。
(2)酶通过降低反应的活化能加快化学反应速率。
(3)在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。
2.有关酶的特性和影响酶促反应的因素的几点注意事项
(1)高温、强酸、强碱、低温都会影响酶的活性,但影响原理不同,高温、强酸和强碱是通过破坏酶的空间结构,使酶发生不可逆的变性失活,而低温只是降低酶的活性,并未破坏酶的空间结构,所以当温度恢复时酶活性还会恢复。
(2)温度、pH、激活剂和抑制剂都是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
(3)底物浓度和酶的量是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
(4)pH的变化不影响酶的最适温度,温度的变化也不影响酶的最适pH。
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1.酶的高效性曲线
(1)图中曲线A、B、C代表酶的是________。
(2)与________相比,酶的催化效率更高。
(3)酶只能缩短化学反应的________,不改变化学反应的结果。
2.酶的专一性曲线
(2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明________。
3.温度和pH对酶活性的影响曲线
(1)在最适温度(pH)时,酶的催化作用最强,____最适温度(pH),酶的催化作用都将减弱。
(2)在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用________,超过这一范围,酶的催化作用逐渐________。
(1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时的变化是明显加快,说明__________。
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1.(1)A (2)无机催化剂 (3)时间
2.(1)酶A能催化该反应 (2)酶B不能催化该反应。
3.
(1)高于或低于 (2)增强 减弱 (3)未被破坏
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4.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
(1)图甲:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应
速率随底物浓度增加而加快,但当底物浓度达到一定值后,
受________和_______的限制,酶促反应速率不再增加。
(2)图乙:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成
________。
【教材深挖】
1.分析下面曲线酶的最适温度是多少?
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4.(1)酶数量 酶活性 (2)正比
不低于30
℃。
(3)过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构________,温度升高可恢复活性。
(4)从图丙可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
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2.当唾液淀粉酶溶液的pH从1上升到8的过程中酶活性怎样变化?为什么会发生这样的变化?
不变,因为酶已经失活。
3.若将1题图中的横坐标改为底物浓度或酶浓度,曲线又该如何画呢?请在下面的坐标系中绘出。
如图所示
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【解析】图3显示该酶能催化麦芽糖水解,对蔗糖没有催化作用,说明本实验研究的酶为麦芽糖酶,A错误;分析图1可知:图1曲线是研究温度对该酶活性的影响,B错误;图1显示,在图示的三种温度条件下,30
℃时酶的活性最高,说明该酶的最适温度为30
℃左右,但30
℃不一定为该酶的最适温度,图2显示该酶的最适pH为7,C错误;pH为2时,因过酸使酶的空间结构遭到破坏而变性失活,温度为20
℃条件下,酶活性减弱的原因是低温降低了酶的活性,但酶的空间结构没有遭到破坏,D正确。
D
1.(2017吉林白城通榆一中月考,22)下图为用同一种酶进行的不同实验结果,下列有关叙述正确的是( )
A.本实验研究的酶是淀粉酶
B.图1曲线是研究该酶具有高效性的结果
C.实验结果表明,该酶活性的最适温度是30
℃、最适pH是7
D.pH=2与温度为20
℃条件下酶活性减弱的原因不同
2.(2017湖南株洲二中月考,15)在3支试管中均加入等量的5%的过氧化氢溶液,再分别加入适量的二氧化锰、鲜猪肝研磨液、唾液,一段时间内测得底物含量变化如下图。则对图的表述正确的是( )
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【解析】A为唾液淀粉酶的催化作用,B为二氧化锰的催化作用,A与B的对照不能反映无机催化剂的专一性特点,①错误;A为唾液淀粉酶的催化作用,C为猪肝中过氧化氢酶的催化作用,唾液淀粉酶不能催化过氧化氢的分解,过氧化氢酶能催化过氧化氢的分解,A与C对照反映了酶的专一性特点,②正确;B为二氧化锰的催化作用,C为猪肝中过氧化氢酶的催化作用,与无机催化剂相比,酶具有高效性,③正确;A为唾液的催化作用,由于唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物,底物的量没有减少,④正确。故选择D。
D
①曲线B表示二氧化锰的催化作用,A与B的对照反映了无机催化剂的专一性特点
②曲线C表示猪肝中过氧化氢酶的催化作用,A与C对照反映了酶的专一性特点
③曲线C与B的对照可以说明酶的高效性
④曲线A不下降的原因可能是唾液淀粉酶与该底物不能形成酶底复合物
A.①②
B.③④
C.①②④
D.②③④
3.(2017安徽马鞍山二十二中开学考试,6)图甲是过氧化氢酶活性受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量随时间的变化曲线。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( )
【解析】由于图乙为最适pH下酶的作用曲线,故当pH=a时,酶的活性下降,反应速率降低,故e点不移,d点右移,A错误;pH=c时,酶失去活性,过氧化氢没有催化剂也能分解,e点不是0,B错误;当温度降低,酶活性下降,e点不移,d点右移,C正确;当H2O2量增加时,e点上移,d点右移,D错误。
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C
A.pH=a时,e点下移,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
4.某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时,得到如图所示的实验结果,下列有关叙述不正确的是( )
A.在一定范围内,底物浓度影响着酶促反应速率
B.曲线①作为实验对照
C.若反应温度不断升高,则A点持续上移
D.P对该酶的活性有抑制作用
【解析】由曲线可知,在一定范围内,底物浓度影响着酶促反应速率,即随着底物浓度增加,酶促反应速率增强,故A正确;曲线①是对照组,曲线②为实验组,故B正确;若不断提高反应温度,会导致酶失活,反应速率降低,故C错误;由于曲线②在曲线①的下方,说明化合物P对酶活性有抑制作用,故D正确。
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C
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“四步法”分析酶促反应曲线
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1.实验原理
(1)探究温度对酶活性的影响
②鉴定原理:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据_____
________来判断酶的活性。
(2)探究pH对酶活性的影响
①反应原理(用反应式表示):
2H2O2过氧化氢酶(――→)2H2O+O2
②鉴定原理:pH影响酶的活性,从而影响________,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。
2.实验步骤
(1)温度对酶活性的影响
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2
mL
3%的可溶性淀粉溶液
温度控制
60
℃热水
沸水
________
酶控制
1
mL相同温度的2
%新鲜淀粉酶溶液
试剂控制
等量的________
观察指标
检测________
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1.(1)蓝色 无蓝色出现 是否出现蓝色及蓝色的深浅 (2)氧气的生成量
2.
(1)冰块 碘液 试管内溶液颜色变化
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(2)pH对酶活性的影响
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
底物控制
2
mL
3
%的过氧化氢溶液
pH控制
1
mL蒸馏水
1
mL
5%的盐酸
____________
5%的NaOH
酶控制
2滴________溶液
观察指标
__________
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2.
(1)冰块 碘液 试管内溶液颜色变化 (2)1
mL 过氧化氢酶 气泡的产生量
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【解析】本实验的目的是探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用,实验时应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再混合,A正确;在pH为3和9时两支试管中的淀粉剩余量相同,但pH为3时,酶可以催化淀粉水解,酸也会促进淀粉水解,而pH为9时只有酶的催化作用,所以两种pH下酶的催化效率应该是不同的,即pH为3和9时酶的活性不同,B错误;pH为13时,酶已经变性失活,因此再将pH调为7时,反应速率不变,即淀粉含量基本不变,C正确;淀粉酶对淀粉分解反应起催化作用的原理是降低该反应的活化能,D正确。
B
1.
20世纪60年代,医院开始用淀粉酶替代酸来分解淀粉。下图为某同学探究不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列说法不正确的是( )
A.应先将各组试管溶液pH分别调到设定数值再混合
B.pH为3和9的两支试管中的淀粉酶的活性相同
C.pH为13的试管调到pH为7后,淀粉含量基本不变
D.淀粉酶通过降低淀粉分解反应的活化能起到催化作用
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【解析】(1)本实验自变量是温度,而温度会影响过氧化氢的分解,所以,步骤1中的底物应选择淀粉溶液。(2)步骤2应加入的是含唾液淀粉酶的溶液。甲组的温度为9
℃,温度较低,丙组的温度为65
℃,温度较高,所以乙组温度应设置为唾液淀粉酶的最适温度,即在35~40
℃范围内。(3)在每组的两支试管中分别加入底物和酶溶液保温一段时间后,应将每组两支试管中的溶液混合,然后在对应温度下保温一段时间。(4)因所用底物为淀粉,而淀粉遇碘会变蓝,所以,检测时应加入碘液。
每组的两支试管的溶液混合
2.实验室中提供了新取的唾液(含唾液淀粉酶)、新鲜的肝脏研磨液、可溶性淀粉溶液、H2O2溶液、碘液及实验所需的全部仪器、工具等(溶液浓度符合要求)。某研究性学习小组设计以下实验方案探究温度对酶活性的影响。据此回答下列问题。
步骤
组别
甲
乙
丙
A试管
B试管
C试管
D试管
E试管
F试管
1.加入底物
5
mL
—
5
mL
—
5
mL
—
2.加入酶液
—
5滴
—
5滴
—
5滴
3.在一定温度的温水中水浴5分钟
9
℃
9
℃
?
?
65
℃
65
℃
4.将__?__,继续在相应温度下水浴保温
5分钟
5分钟
5分钟
5.检测
?
?
?
注:“—”表示该步不处理。
(1)步骤1应选择_______
_
(填“H2O2溶液”或“淀粉溶液”)作为反应底物。
(2)步骤2加入的是含__
_的溶液;步骤3乙组C、D两试管的水浴温度应控制在__
_℃。
(3)请完善步骤4的操作:_____________________________________。
(4)步骤5应选用________(填“碘液”或“带火星的木条”)进行检测。
淀粉溶液
35~40
(唾液)淀粉
碘液
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常见的与酶有关的实验设计思路
实验目的
自变量
实验组
对照组
验证酶具有催化作用
相应酶液的有无
底物+相应酶液
底物+等量蒸馏水
验证酶的高效性
催化剂的种类(无机催化剂和酶)
底物+相应酶液
底物+无机催化剂
验证酶的专一性
不同的底物或不同的酶液
底物+相应的酶液
同一底物+另一酶液或另一底物+同一酶液
验证某种酶是蛋白质
待测酶液和标准蛋白质溶液
待测酶液+双缩脲试剂
标准蛋白质溶液+双缩脲试剂
验证某种酶是RNA
待测酶液和标准RNA溶液
待测酶液+吡罗红染液
标准RNA溶液+吡罗红染液
注:根据实验目的,有些实验需设置相互对照,设两个或两个以上实验组。如探究酶作用的最适温度(或pH)时,应按一定的自变量梯度设置多个实验组,通过对比实验结果找出酶的最适温度(或pH)。
1.(2016新课标Ⅰ,3)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的实验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
【解析】本实验的目的是测定酶活力,因此在该实验中,pH(缓冲物质)、温度均为无关变量。无关变量——缓冲物质会影响酶促反应速率,因此在酶和底物混合之前应该加缓冲物质,酶和底物混合后,需要在适宜的温度条件下保温一段时间,为酶促反应提供反应时间,C正确。
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C
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2.(2015海南高考,4)关于生物体产生的酶的叙述,错误的是( )
A.酶的化学本质是蛋白质或RNA
B.脲酶能够将尿素分解成氨和CO2
C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类
D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁
【解析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数RNA也具有生物催化功能,A正确;脲酶溶于水后能够催化尿素分解成氨和CO2,B正确;蛋白酶可以催化蛋白质水解,淀粉酶可以催化淀粉水解,它们都属于水解酶,C正确;植物细胞细胞壁主要由纤维素和果胶组成,细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成,而酶具有专一性,纤维素酶只能催化水解纤维素,所以D错误。
D
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3.(2015海南高考,15)关于人体内激素和酶的叙述,错误的是( )
A.激素的化学本质都是蛋白质
B.酶可以降低化学反应的活化能
C.高效性是酶的重要特性之一
D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢
【解析】激素的化学本质可以是蛋白质,但并不都是蛋白质,如:性激素主要是固醇类物质,A错误;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,并且同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高,所以酶具有高效性,B、C正确;激素通过体液传送的方式对生命活动进行调节,如甲状腺激素可以促进细胞的新陈代谢,提高神经系统的兴奋性等,D正确。
A
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4.(2015江苏高考,7)下列关于酶的叙述,正确的是( )
A.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性
B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用
C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快
D.洗衣时,加少许白醋能增强加酶洗衣粉中酶的活性
【解析】高烧使体温升高,降低了体内酶的活性而不是使之失活,使消化功能减退,导致食欲减退,A错误;口服多酶片由于有肠衣、糖衣的保护使胰蛋白酶到达小肠才被释放,发挥作用,B正确;在一定范围内,温度越低,酶活性越低,果汁中果胶的分解速度越慢,C错误;洗衣粉中的碱性蛋白酶在弱碱性条件下活性最强,D错误。
B
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5.(2016新课标Ⅱ,29)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A组(20
℃)、B组(40
℃)和C组(60
℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题。
(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10
℃,那么A组酶催化反应的
速度会________。
(3)如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,那么在t3时,C组产物总量__________,原因是___________________________________________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是____________,其特性有____________(答出两点即可)。
【解析】(1)曲线图显示:在反应开始的一段时间内,40
℃时产物浓度增加最快,说明酶的活性最高,而B组控制的温度是40
℃。(2)A组控制的温度是20
℃。在时间t1之前,如果A组温度提高10
℃,因酶的活性增强,则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知,在时间t2时,C组的酶在60
℃条件下已经失活,所以如果在时间t2时,向C组反应体系中增加2倍量的底物,其他条件保持不变,在t3时,C组产物的总量不变。(4)绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性,酶的作用条件较温和。
(1)B (2)加快 (3)不变 60
℃条件下,t2时酶已失活,即使增加产物,反应底物总量也不会增加
(4)蛋白质或RNA 高效性、专一性
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6.(2015重庆高考,10)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。
(1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:
【解析】(1)对照组C应加入等量的0.5
mL蒸馏水,缓冲液具有维持pH相对稳定的作用,所以步骤②中加入缓冲液的目的是控制pH,保证无关变量相同且适宜。根据显色效果,红粒管中显色结果深于白粒管,说明红粒小麦的淀粉酶活性低于白粒小麦,可推测淀粉酶活性越低,穗发芽率越低。若淀粉溶液浓度适当减小,而酶的量不变,为保持结果不变,则保温时间应缩短。(2)小麦淀粉酶有两种:α-淀粉酶和β-淀粉酶,为研究其中一种酶的活性,则在实验不同组别中应使另一种酶失活,则X处理的作用是使β-淀粉酶失活。由于红粒小麦种子的穗发芽率低于白粒种子,若α-淀粉酶活性是引起红粒和白粒小麦穗发芽率差异的主要原因,则Ⅰ中两管显色结果无明显差异,且Ⅱ中红粒管颜色明显深于白粒管。
(1)0.5
mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短
(2)β-淀粉酶失活 深于
步骤①中加入的C是________,步骤②中加缓冲液的目的是_________。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是________;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越______。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应________。
(2)小麦淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案:
X处理的作用是使____________。若Ⅰ中两
管显色结果无明显差异,且Ⅱ中的显色结果
为红粒管颜色显著________(填“深于”或“浅于”)白粒管,则表明α-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
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1.酶的本质
绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
2.酶的作用及作用机理
(1)作用:催化作用。
(2)作用机理:降低化学反应的活化能。
3.酶的3个特性
(1)高效性。(2)专一性。(3)酶的作用条件较温和。
易错点1 误认为酶都是在核糖体上合成的
【点拨】多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,RNA的合成主要在细胞核内。
易错点2 有关酶的不正确说法
【点拨】
易错点3 影响酶促反应速率的作用机理不清楚
【点拨】(1)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的。
(2)底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。
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必记必辨通关(共42张PPT)
第八单元动物和人体生命活动的调节
第2讲
通过神经系统的调节
1.神经元的结构与功能
(1)填出下图中所示结构名称
细胞体
轴突
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(2)比较树突和轴突
2.反射
高等动物神经调节的基本方式是________,可分为__________和__________两种类型。其中,____________必须有大脑皮层参与。
(2)①多 ②短 ③多 ④少 ⑤长 ⑥少 ⑦传导
反射
非条件反射
条件反射
条件反射
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3.反射的结构基础——反射弧
3.感受器 神经中枢 神经中枢 传出神经 传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体
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4.反射弧的结构与功能分析
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【教材深挖】
1.如果反射弧中的某个结构被破坏,则反射还能否发生?为什么?
2.下图为反射弧的结构模式图,依图分析下列问题:
(1)请用大写字母表示反射弧的各个环节。
(2)刺激a,A也会作出反应,这种反应是不是反射?为什么?
1.不能发生。因为只有保证反射弧结构的完整性才能发生反射活动。
2.(1)
E—感受器,D—传入神经,C—神经中枢,B—传出神经,A—效应器。
(2)不是,因为该反应没有经过整个反射弧的各个环节,不能称为反射。
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1.(2017河南南阳期中,5)现象Ⅰ:小明的手指不小心碰到一个很烫的物品后将手缩回;现象Ⅱ:小明伸手拿别人的物品时被口头拒绝而将手缩回。两个现象中的缩手反应比较见下表,正确的是( )
选项
比较项目
现象Ⅰ
现象Ⅱ
A
反射弧的完整性
不完整
完整
B
是否需要大脑皮层参与
可以不要
一定需要
C
参与反射的神经元数量
多
少
D
与缩手相关的肌细胞数量
多
少
【解析】两个现象中的缩手反应的反射弧都是完整的,否则不能完成缩手反应;现象Ⅰ的神经中枢在脊髓,现象Ⅱ的神经中枢在大脑皮层,故B正确;现象Ⅰ中参与反射的神经元数量少,现象Ⅱ中参与反射的神经元数量多;两现象中与缩手相关的肌细胞数量应相当。
B
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2.(2017四川龙泉、温江等五校期中联考,13)反射是神经调节的基本方式,下列关于反射的叙述中,正确的是( )
A.望梅止渴、排尿反射都需要大脑皮层参与才能完成
B.一些反射可以形成也可以消失,比如学生听到铃声后急速赶往教室
C.条件反射一定需要神经中枢参与,非条件反射则不一定
D.高级中枢控制的反射一定是条件反射
【解析】望梅止渴是条件反射,需要大脑皮层的参与才能完成,但排尿反射是非条件反射,无需大脑皮层的参与也能完成,A错误;条件反射可以形成也可以消失,如学生听到铃声后急速赶往教室,B正确;无论是条件反射还是非条件反射,都需要在神经中枢的参与下才能完成,C错误;脑中的神经中枢都是高级中枢,但其中的一些神经中枢控制的反射如下丘脑中的呼吸中枢控制的反射是非条件反射,D错误。
B
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3.(2017云南玉溪一中期中,23)下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它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.将某药物放在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
C
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【解析】根据图示可判断出a是感受器,与b端相连的效应器是传出神经末梢及它所支配的肌肉或腺体,A错误;c为组织液,存在于突触间隙,兴奋在反射弧上传递时,c处发生的信号变化是化学信号→电信号,B错误;d点位于传入神经上,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;刺激e点,在d处未测到电位变化,说明兴奋在神经元之间的传递是单方向的,C正确;神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜,刺激e点,e点的兴奋不能传至d点,因此将某药物放在c处,刺激e点,d处无电位变化,不能证明该药物的阻断作用,D错误。
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4.(2017四川龙泉、温江等五校期中联考14)如图是某动物完成某反射的反射弧模式图,若在a点给予适宜强度的刺激,下列叙述正确的是( )
A.图中共有3个神经元,结构①为效应器
B.③处释放的神经递质作用完成后会被细胞体吸收
C.在a处给予适宜的刺激,在b处能测到电位变化
D.若③处受到破坏,刺激b仍能引起②的反射活动
【解析】图中共显示3个神经元的细胞体,故共有3个神经元;根据突触的结构或神经节可知,结构①是感受器,②是效应器,③为轴突末端。③处释放的神经递质作用于突触后膜上的特异性受体后,即被酶分解而失去活性或被细胞体吸收,从而避免突触后膜的持续兴奋或抑制。在图示a处给予适宜的刺激,其产生的兴奋经过突触前膜传至突触后膜,故在b处能测到电位变化。b为传出神经,该处受到刺激后,兴奋将传至②处,②会发生相应反应,由于没有经过完整的反射弧,该反应不属于反射。
C
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反射发生的条件与反射弧结构的判断
(1)反射发生的条件:完整的反射弧、适宜的刺激。
(2)反射弧中传入神经和传出神经的判断
①根据是否具有神经节判断:有神经节(图中C)的是传入神经。
②根据脊髓灰质内突触的结构判断:图示中与“”相连的为传入神经,与“·—”相连的为传出神经。
③切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),肌肉不收缩,而刺激向中段(近中枢的位置),肌肉收缩,则切断的为传入神经,反之则为传出神经。
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1.兴奋在神经纤维上的传导
内负外正
K+外流
内正外负
双向传导
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2.兴奋在神经元之间的传递
(1)突触结构及其兴奋传递过程
突触前膜
突触后膜
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(3)传递特点
①单向传递:只能由一个神经元的轴突传到下一个神经元的________或________。其原因是递质只存在于突触前膜的________________内,只能由突触前膜释放,作用于__________________。
②突触延搁:神经冲动在突触处的传递要经过电信号→________→电信号的转变,因此比在神经纤维上的传导要慢。
(4)作用效果:使后一个神经元(或效应器)____________________。
(2)a—Ⅱ b—Ⅰ
树突
胞体
突触小泡
突触后膜
化学信号
兴奋或抑制
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1.自然情况下,兴奋在神经纤维上的传导是双向的吗?
2.一个反射活动需要时间的长短主要取决于什么?
3.辨析下列图示,请思考:
(1)图甲中箭头处给予刺激时,兴奋传导方向如何?自然状态时在人体内是否存在该状况?
(2)图乙中③与④为突触前神经元还是突触后神经元?判断依据是什么?兴奋的传递方向如何?
(3)图乙中⑤的产生与哪类细胞器有关?图中⑥发挥作用后的去向如何?
(4)图丙中箭头表示神经冲动的传导途径,其中哪一条最为正确?
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1.不是,是单向的。
2.突触的数目。
3.(1)传导方向为① ②;自然状态下人体内不存在该状况。
(2)图乙中④为突触后神经元,③为突触前神经元,判断的依据是③内有突触小泡,④的细胞膜上有递质受体;兴奋的传递方向为③→④。
(3)图中⑤为突触小泡,其形成与高尔基体有关,⑥发挥作用后将迅速被灭活、被细胞体吸收或被酶分解。
(4)兴奋在神经纤维上可双向传导,而在突触处单向传递,因此D所示符合题意。
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1.(2017湖北部分重点中学联考,24)如图表示正常神经元和受到一种药物处理后的神经元膜电位变化曲线,则此药物的作用可能是( )
A.阻断了部分Na+通道
B.阻断了部分K+通道
C.阻断了部分神经递质释放
D.阻断了部分神经递质酶的作用
【解析】动作电位是由Na+内流形成的,如果Na+通道被部分阻断,则Na+内流会受到影响,最终出现图中处理后的电位变化(比正常的动作电位低)。
A
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2.(2017湖北大冶实验中学月考,8)某哺乳动物处于静息状态的神经元内、外K+浓度分别是140
mmol/L和5
mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有K+排出细胞,膜电位恢复过程中有K+流入细胞。下列叙述错误的是( )
A.该过程中,K+排出细胞是主动运输,流入细胞是被动运输
B.该过程表明,神经元兴奋时,膜两侧K+的浓度差会缩小
C.该过程表明,神经元细胞膜对K+的通透性会发生改变
D.神经元细胞膜外侧,兴奋部位比未兴奋部位的电位低
【解析】K+排出细胞是被动运输,K+流入细胞是主动运输,A错误;神经元兴奋时,K+排出可使两侧K+浓度差减小,B正确;静息时K+不排出,受刺激后K+排出,说明细胞膜对K+的通透性会发生改变,C正确;外侧兴奋时由正电位→负电位,兴奋两侧还是正电位,D正确。
A
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3.如下图所示,当神经冲动在轴突上传导时,下列叙述错误的是( )
A.丁区域发生K+外流和Na+内流
B.甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C.乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁
D.图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左
【解析】神经纤维静息电位为外正内负,动作电位为外负内正。图示中乙区外负内正,则乙区兴奋,甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态;乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁;丁区域外正内负,是K+外流所致。
A
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4.(原创)下图表示一个反射弧的局部,电流计的两电极连接在神经纤维膜的外表面,刺激a点后,电流计指针先左偏再右偏,最后恢复原状,则下列图示不符合题意的是( )
【解析】A和B项中的两电极分别位于两个神经元上,而刺激点a在前一个神经元上,且刺激点a与左侧电极的距离较近,因此,左侧电极处先兴奋,右侧电极处后兴奋,电流计指针先左偏再右偏,A和B项均符合题意;C和D项中的两个电极均位于同一个神经元上,C项的刺激点a靠近右侧电极,D项的刺激点a靠近左侧电极,C项的右侧电极处先兴奋,左侧电极处后兴奋,电流计指针先右偏再左偏,而D项的左侧电极处先兴奋,右侧电极处后兴奋,电流计指针先左偏再右偏,因此,C项不符合题意,D项符合题意。
D
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5.(2017广西普宁一中月考,13)下图为人体神经—肌肉突触的结构示意图,下列说法正确的是( )
①f为突触前膜,上面的褶皱是由于释放神经递质形成的 ②e属于内环境,当其中的蔗糖含量过低时肌肉不能正常发挥功能 ③d处进行电信号到化学信号的转换 ④e处出现了神经递质也不一定能引起肌肉收缩
A.①④
B.②③
C.②④
D.③④
【解析】f是突触后膜,其上有识别神经递质的受体,引起肌肉收缩,神经递质一经作用就被分解,不能进入肌肉细胞,①错误;蔗糖是植物特有的糖,故人体的内环境不含有蔗糖,②错误;d突触前膜处进行电信号到化学信号的转换,③正确;e处出现的神经递质可能是兴奋性递质,也可能是抑制性递质,所以不一定能引起肌肉收缩,④正确,D正确。
D
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6.(2017内蒙古鄂尔多斯期中,26)如图是由甲、乙、丙三个神经元(部分)构成的突触结构。神经元兴奋时,Ca2+通道开放,使Ca2+内流,由此触发突触小泡前移并释放神经递质。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.乙酰胆碱和5-羟色胺与受体结合后,都能引起突触后膜Na+通道开放
B.乙酰胆碱和5-羟色胺在突触后膜上的受体相同
C.若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,不会影响甲神经元膜电位的变化
D.若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会引起乙神经元膜电位发生变化
【解析】由图示信息可知,乙酰胆碱是兴奋性递质,能够改变突触后膜对Na+的通透性,而5-羟色胺是抑制性递质,不会引起Na+通道开放,两者在突触后膜上的受体不相同;由题图可知,乙酰胆碱的受体位于乙神经元膜上,若某种抗体与乙酰胆碱受体结合,会影响乙神经元膜电位变化,不会影响甲神经元;若甲神经元上的Ca2+通道被抑制,会影响其释放兴奋性递质,因而不会引起乙神经元膜电位变化。
C
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1.兴奋传导过程中膜电位变化曲线分析
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2.突触影响神经冲动传递情况的判断与分析
(1)正常情况下,神经递质与突触后膜上受体结合引起突触后膜兴奋或抑制后,立即被相应酶分解而失活或被移走而迅速停止作用。
(2)突触后膜会持续兴奋或抑制的原因:若某种有毒有害物质将分解神经递质的相应酶变性失活或占据,则突触后膜会持续兴奋或抑制。
(3)药物或有毒有害物质作用于突触从而阻断神经冲动传递的三大原因:
①药物或有毒有害物质阻断神经递质的合成或释放;
②药物或有毒有害物质使神经递质失活;
③突触后膜上受体位置被某种药物或有毒物质占据,使神经递质不能和后膜上的受体结合。
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2.各级神经中枢的关系
(1)________是调节机体活动的最高级中枢。
(2)位于脊髓的低级中枢受脑中相应________的调控。
大脑皮层
高级中枢
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3.人脑的高级功能
(1)感知外部世界。
(2)控制机体的________活动。
(3)具有语言、________、记忆和________等方面的高级功能。
(3)①—c ②—e ③—a ④—b ⑤—d
反射
学习
思维
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4.人类大脑皮层的言语区
受损功能区
障碍症特征
功能障碍症
S区
__________(听得懂、看得懂)
运动性失语症
W区
__________(听得懂、看得懂)
失写症
V区
__________
失读症
H区
__________(会写、会讲、会看)
听觉性失语症
不能讲话 不能写字 看不懂 听不懂
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【教材深挖】
“吓尿了”是一网络热词,意指吓坏了,而人们受到严重惊吓确实会出现无意识排尿,结合所学试分析其原因。
控制排尿的低级中枢是脊髓,但它受大脑皮层的控制,当人受到意外的惊吓时,大脑皮层失控,会出现排尿。
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1.(2017河南新乡模拟,1)如图为神经—肌肉连接示意图。黑点(●)表示神经元细胞体,①~⑦表示神经纤维。肌肉受到刺激不由自主地收缩,大脑也能产生感觉。下列说法错误的是( )
A.大脑支配肌肉运动的兴奋传导途径依次是⑥⑤④
B.肌肉受刺激不由自主收缩的兴奋传导途径依次是①②③
C.兴奋只能由⑦传递至③而不能由③传递至⑦
D.肌肉受到刺激,大脑产生感觉的兴奋传导途径依次是④⑤⑥
【解析】由于兴奋在反射弧上的传导是单向的,在图中传导途径只能是④→⑤→⑥,而不能是⑥→⑤→④,A错误;肌肉受刺激后不由自主收缩属于非条件反射,反射中枢在脊髓,反射途径应是①→②→③,B正确;由于兴奋在突触间的传递是单向的,只能从突触前膜传向突触后膜,所以兴奋在神经元之间的传递是单向的,图中兴奋只能由⑦传递至③而不能由③传递至⑦,C正确;肌肉受到刺激,大脑产生感觉的兴奋传导途径依次是④→⑤→⑥,D正确。
A
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2.
(2017河北广平一中月考,22)下列关于各级神经中枢功能的叙述,错误的是( )
A.一般成年人可以“憋尿”,这说明高级中枢可以控制低级中枢
B.“植物人”脑干、脊髓的中枢仍然能发挥调控作用
C.大脑皮层H区发生障碍的患者不能听懂别人谈话
D.学习和记忆是人脑特有的高级功能
【解析】排尿反射的低级中枢位于脊髓,而一般成年人可以有意识地控制排尿,说明脊髓的排尿反射中枢受大脑皮层的控制,A正确;“植物人”具有呼吸和心跳,也能排尿、排便,呼吸中枢在脑干,排尿、排便反射中枢在脊髓,B正确;大脑皮层H区是听觉性语言中枢,发生障碍的患者不能听懂别人谈话,C正确;语言功能是人脑特有的高级功能,D错误
D
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3.(2017河北邢台一中月考,11)如图所示为大脑各级中枢示意图,相关叙述不正确的是( )
A.成年人有意识“憋尿”的相关中枢是③,
婴儿经常尿床的相关中枢是⑤
B.①中有体温调节中枢、水平衡的调节中
枢,还与生物节律的控制有关
C.某人因撞击损伤了②部位可导致呼吸骤停
D.③中某些神经元发出的神经纤维能支配
①②④和⑤中的某些中枢
A
【解析】成年人有意识地“憋尿”,说明低级中枢脊髓受高级中枢大脑皮层的调控,相关中枢是③和⑤,婴儿经常尿床是由于大脑发育不完善造成的,A项错误;①为下丘脑,具有体温调节中枢、水平衡的调节中枢,还与生物节律的控制有关,B项正确;②为脑干,具有呼吸中枢等,故某人因撞击损伤了②部位可导致呼吸骤停,C项正确;③大脑皮层为人体最高级的中枢,其中某些神经元发出的神经纤维能支配①②④和⑤中的某些中枢,D项正确。
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1.辨析神经系统的分级调节
①高级中枢位于大脑皮层,掌管人体的高级生命活动。
②低级中枢位于大脑皮层以外,掌管人体的低级生命活动,如可以自主地控制一些反射行为,如眨眼反射、排尿反射、膝跳反射等。
③低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控,如成人可有意识地控制排尿。
2.“形成感觉”≠“产生反射”
大脑皮层是一切感觉(如冷觉、热觉、痛觉等)的形成场所,但形成感觉并不等于产生反射,反射需要经过完整反射弧,但感觉的产生并未发生对刺激“作出反应”的效应器参与,不需经过完整的反射弧,不属于反射。感觉的产生只需经过感受器、传入神经和神经中枢3个环节,且产生感觉的神经中枢是大脑皮层。
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1.(2016新课标Ⅰ,4)下列与神经细胞有关的叙述,错误的是( )
A.ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B.神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C.突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP
D.神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
【解析】神经细胞中有线粒体,线粒体内膜上可通过有氧呼吸的第三阶段产生大量的ATP,A正确;神经递质在突触间隙中的移动为扩散,不消耗ATP,B错误;受体蛋白的合成需要消耗ATP,C正确;神经细胞兴奋后,恢复为静息状态的过程中除了有钾离子的外流之外,还需通过钠钾泵进行离子转运,钠钾泵消耗ATP,D正确。
B
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2.(2015浙江高考,4)血液中K+浓度急性降低到一定程度会导致膝跳反射减弱,下列解释合理的是( )
A.伸肌细胞膜的动作电位不能传播到肌纤维内部
B.传出神经元在动作电位形成时膜对K+的通透性增大
C.兴奋在传入神经元传导过程中逐渐减弱
D.可使兴奋细胞静息膜电位的绝对值增大
【解析】伸肌细胞膜的动作电位可通过局部电流的形式传入肌纤维内部,A错误。传出神经元在动作电位形成时膜对Na+的通透性增大,对K+的通透性减小,B错误。兴奋在传入神经元传导过程与Na+进出神经纤维膜有关,C错误。静息电位的形成与K+外流有关,降低膜外K+浓度,增加了膜内外的钾离子浓度差,则可使兴奋细胞静息电位的绝对值增大,D正确。
D
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3.(2015江苏高考,18)下图表示当有神经冲动传到神经末梢时,神经递质从突触小泡内释放并作用于突触后膜的机制,下列叙述错误的是( )
A.神经递质存在于突触小泡内可避免被细胞内其他酶系破坏
B.神经冲动引起神经递质的释放,实现了由电信号向化学信号的转变
C.神经递质与受体结合引起突触后膜上相应的离子通道开放
D.图中离子通道开放后,Na+和Cl-同时内流
【解析】神经递质存在于突触小泡内,可因突触小泡膜的保护而避免被细胞内水解酶等破坏,A正确;神经递质经突触前膜释放,实现电信号→化学信号的转变,B正确;根据题图可以看出,神经递质与突触后膜上受体结合可引起突触后膜上相应离子通道开放,C正确;若神经递质为兴奋性神经递质,则引起Na+通道开放,Na+内流,若神经递质为抑制性神经递质,则引起Cl-内流,D错误。
D
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4.(2016新课标Ⅱ,30)乙酰胆碱可作为兴奋性神经递质,其合成与释放见示意图。据图回答问题:
(1)图中A-C表示乙酰胆碱,在其合成时,能循环利用的物质是________(填“A”“C”或“E”)。除乙酰胆碱外,生物体内的多巴胺和一氧化氮________(填“能”或“不能”)作为神经递质。
(2)当兴奋传到神经末梢时,图中突触小泡内的A-C通过________这一跨膜运输方式释放到________,再到达突出后膜。
(3)若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续________。
【解析】(1)分析图示可知:在乙酰胆碱合成时,能循环利用的物质是C。生物体内的多巴胺和一氧化氮也能作为神经递质。(2)神经递质是以胞吐的方式分泌到突触间隙,再通过扩散达到突触后膜。(3)神经递质与受体结合发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。若由于某种原因使D酶失活,则突触后神经元会表现为持续兴奋。
能
C
胞吐
突触间隙
兴奋
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5.(2015福建高考,27)兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中,测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度),之后再将其置于无氧培养液中,于不同时间点重复上述测定,结果如图所示。请回答:
注:“对照”的数值是在含氧培养液中测得的。
(1)本实验的自变量是________________。
(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一,图中静息电位数值是以细胞膜的________侧为参照,并将该侧电位水平定义为0
mV。据图分析,当静息电位由-60
mV变为-65
mV时,神经细胞的兴奋性水平________。
(3)在缺氧处理20
min时,给予细胞25
pA强度的单个电刺激,________(填“能”或“不能”)记录到神经冲动,判断理由是________________。
缺氧时间
外
降低
不能
刺激强度低于阈强度
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(4)在含氧培养液中,细胞内ATP主要在
________________
合成。在无氧培养液中,细胞内ATP含量逐渐减少,对细胞通过________方式跨膜转运离子产生影响,这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
【解析】(1)从实验目的探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,可以得出自变量是缺氧时间,因变量是中枢神经细胞兴奋性。(2)静息电位细胞膜两侧的电位表现为外正内负,据曲线图分析静息电位数值为负值,因此静息电位数值是以细胞膜外侧为参照并定义为0
mV。据柱形图分析,当静息电位由-60
mV变为-65
mV时,缺氧时间由0
min变为20
min,阈强度由29
pA变为34
pA,即引发神经冲动的最小电刺激强度变大,说明神经细胞的兴奋性水平降低。(3)据柱形图分析缺氧处理20
min,阈强度大约为34
pA,因此给予细胞25
pA强度的单个电刺激,刺激强度低于阈强度,不能记录到神经冲动。(4)在含氧培养液中,细胞进行有氧呼吸,ATP主要由线粒体通过有氧呼吸合成。在无氧培养液中,细胞内ATP含量减少,将影响需要消耗细胞内能量的主动运输,这可能是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的机制之一。
线粒体(或线粒体内膜)
主动运输
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1.反射弧的结构
感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。
2.兴奋在神经纤维上的传导
(1)兴奋是以电信号的形式沿神经纤维传导的。
(2)兴奋传导是双向的,由兴奋区向未兴奋区传导。
(3)膜内电流方向:由兴奋区向未兴奋区传导;膜外电流方向:由未兴奋区向兴奋区传导。
3.突触与突触小体的区别
(1)突触小体:轴突末梢膨大,呈杯状或球状,称为突触小体,突触前膜、突触小泡等属于突触小体。
(2)突触:由突触前膜、突触间隙、突触后膜构成。
4.神经冲动在神经元之间的传递
(1)神经冲动在传递过程中的信号转化:电信号→化学信号→电信号。
(2)传递方向:神经冲动在神经元之间单向传递。
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易错点1 忽视离体和生物体内神经纤维上兴奋传导的差别
【点拨】(1)离体神经纤维上兴奋的传导是双向的。
(2)在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器。因此在生物体内,兴奋在神经纤维上是单向传导的。
易错点2 对静息电位和动作电位的测量方法不清楚
【点拨】检测是否发生兴奋,电表的两个电极都应该放在神经纤维膜表面;检测静息电位的大小时,需将一个电极放在膜内,另一个电极放在膜外;检测动作电位的大小时,需将两个电极都放在膜外。
易错点3 突触小体≠突触
【点拨】(1)组成不同:突触小体是上一个神经元轴突末端的膨大部分,其上的膜构成突触前膜,是突触的一部分;突触由两个神经元构成,包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(2)信号转变不同:在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号;在突触间完成的信号转变为电信号→化学信号→电信号。
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易错点4 对神经递质认识不足
【点拨】(1)产生:位于突触前神经元的轴突末梢突触小体中,其形成与高尔基体有关。
(2)释放:神经递质的释放是通过胞吐的方式完成的,依赖于细胞膜的流动性。只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
(3)①作用结果:神经递质有兴奋性递质和抑制性递质,与相应的受体结合后使突触后神经元兴奋或抑制。若神经递质与突触后膜上受体结合后,引起阳离子(如Na+)内流,则使突触后膜兴奋(膜电位:外正内负→外负内正);若神经递质与突触后膜上受体结合后,引起阴离子(如Cl-)内流,则使突触后膜抑制(膜电位仍维持外正内负,但电位差发生改变)。
②作用后去向:神经递质发生效应后,会被酶分解而失活,或被移走而迅速停止作用。如果因某种原因神经递质不能失活,则会引起突触后神经元持续兴奋或抑制。
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必记必辨通关(共23张PPT)
第六单元
基因的本质与表达
第1讲 DNA是主要的遗传物质
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1.肺炎双球菌的特点
S型细菌
R型细菌
菌落
________
粗糙
菌体
细胞壁外有多糖类物质组成的荚膜
细胞壁外没有_____________组成的荚膜
毒性
有毒性,使人患肺炎或使小鼠患败血症
无毒性
2.肺炎双球菌的转化实验
(1)格里菲思的体内转化实验
①过程及现象
②结论:加热杀死的S型细菌中含有转化因子,将R型活细菌转化为S型活细菌。
(1)S型活细菌
S型活细菌和R型活细菌
光滑
多糖类物质
考点一
考点二
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(2)体外转化实验——艾弗里
①实验过程及结果
②结论:S型细菌的________是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
S型活细菌
R型活细菌
DNA
考点一
考点二
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真题感悟
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【教材深挖】
1.肺炎双球菌体外转化实验中,设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么?
起对照作用,用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,不能使R型细菌转化,可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化,DNA才是使R型细菌转化的物质。
2.两个转化实验有哪些相同点及联系?
(1)相同点:所用材料相同;两实验都遵循对照原则、单一变量原则。
(2)联系:体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸。
考点一
考点二
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真题感悟
考向突破
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1.下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤,下列有关说法正确的是( )
A.①要加热处理,②要将各提取物分别与R型菌混合培养,③转入固体培养基
B.①不加热处理,②要将所有提取物与R型菌共同培养,③转入液体培养基
C.③转入固体培养基培养,结果只有S型或R型一种菌落
D.③转入固体培养基培养,结果可能有S、R型两种菌落
【解析】图中①是分离提纯S型菌各组成成分,②是将提取物分别与R型菌混合培养,③是转入固体培养基中培养,可产生R、S型两种菌型。
D
考点一
考点二
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2.1928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验。
第1组
第2组
第3组
第4组
实验处理
注射活的R型菌
注射活的S型菌
注射加热杀死的S型菌
注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验结果
小鼠不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌
下列关于此实验的分析不正确的是( )
A.实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离出S型活细菌
B.分析第4组实验时必须是以第1~3组的实验为参照
C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
【解析】肺炎双球菌转化实验的关键实验是向小鼠注射活的R型菌与加热杀死的S型菌,小鼠死亡,且从小鼠体内分离出了S型活细菌;该实验表明了R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化;实验中没有从S型菌体内提取DNA,单独直接地观察DNA的作用,故不能证明DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子。
D
考点一
考点二
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3.在肺炎双球菌的转化实验中,在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中,依次加入从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质、多糖、DNA和DNA酶,经过培养,检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )
A.2和3
B.1、2和3
C.2、3和4
D.1、2、3和4
D
【解析】四支试管中都培养有R型细菌,加入S型细菌DNA的1号试管有部分R型细菌转化成S型细菌,即R型细菌和S型细菌都有,其余三支试管中都只有R型细菌。故选项D正确。
考点一
考点二
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4.在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA的实验中,用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA之后与R型活菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型肺炎双球菌生长。设置本实验步骤的目的是( )
A.证明R型菌生长不需要DNA
B.补充R型菌生长所需要的营养物质
C.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素
D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照
答案
【解析】DNA酶能降解DNA,这样实验组和对照组的自变量就是DNA分子结构的完整与否,所以选D。
D
考点一
考点二
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1.肺炎双球菌体内和体外转化实验中的对照设计
(1)在格里菲思的实验中,分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照,加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射形成对照。
(2)在艾弗里的体外转化实验中,DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照,而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。
2.格里菲思实验(实验一)与艾弗里实验(实验二)3个“不同”
考点一
考点二
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1.实验方法
同位素标记法:用
、
分别标记_________________________________________________________________。
2.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构
(2)噬菌体的生活方式:____________。
噬菌体的蛋白质和DNA
活细胞寄生
考点一
考点二
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(2)侵染细菌
3.实验过程
(1)标记噬菌体:35S和32P分别标记的是__________和________。
(2)
①含35S的噬菌体
②普通大肠杆菌
③存在32P
蛋白质
DNA
考点一
考点二
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4.实验结果分析
5.结论:________是噬菌体的遗传物质。
32P-DNA进入了宿主细胞内 35S-蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
DNA
考点一
考点二
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【教材深挖】
1.用
标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实际上含有少量放射性的原因是什么?
2.用
标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含有较高放射性的原因是什么?
1.可能由于搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等原因,有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性。
2.(1)保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。(2)从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高。
考点一
考点二
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1.(2017黑龙江肇州二中月考,18)下图是“噬菌体侵染大肠杆菌”实验,其中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验的叙述不正确的是( )
A.图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的,其营养成分中的P应含32P标记
B.若要达到实验目的,还要再设计一组用35S标记噬菌进行的实验,两组相互对照
C.图中若只有C中放射性很高,可直接证明的是噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌
D.实验中B对应部分有少量放射性,可能原因是实验时间过长,部分细菌裂解
A
【解析】图中亲代噬菌体已用32P标记,会侵入大肠杆菌内进行增殖,培养大肠杆菌的培养液中不能用具放射性标记的含32P的无机盐,A错误;若要达到实验目的,还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验,与上一组相互对照来验证蛋白质是否为遗传物质,B正确;图中若只有沉淀物C中放射性很高,可直接证明的是噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌,C正确;若本组实验B(上清液)中出现放射性,可能是培养时间过长,造成部分细菌裂解,D正确。
考点一
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2.(2017浙江9+1高中联盟期中,9)下列对噬菌体侵染细菌实验的分析,不正确的是( )
A.实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间
B.本实验分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用
C.以32P标记的一组实验可确定DNA与蛋白质是否进入了细菌
D.细菌裂解后,32P标记组的子代噬菌体有放射性
【解析】实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间,离心应在细菌裂解前完成,A正确;本实验用32P和35S分别标记DNA和蛋白质,从而分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用,B正确;以32P标记的一组实验只能确定DNA是否进入了细菌,C错误;子代噬菌体的DNA是以32P标记的脱氧核糖核酸合成的,故子代噬菌体有放射性,D正确。
C
考点一
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3.肺炎双球菌转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后,注射到小鼠体内,在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的叙述中,不正确的是( )
A.若将活的R型细菌单独注入小鼠体内,菌体将不能存活
B.加热杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下被激活并在小鼠体内繁殖
C.曲线bc段上升,与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D.加热杀死的R型细菌不能转化为S型细菌
【解析】在小鼠正常免疫系统的作用下,活的R型细菌不能存活,A正确;加热杀死的S型细菌将部分R型细菌转化为S型细菌,而不是被激活,B错误;由于S型细菌摧毁了小鼠的免疫系统,导致bc段上升,C正确;加热杀死的R型细菌不能转化为S型细菌,D正确。
B
考点一
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4.1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能,搅拌离心后的实验数据如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明细菌未裂解
B.通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体,再用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化
C.细胞外的32P含量有30%,原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌,或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来
D.本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用
【解析】实验设置要遵循对照原则和单一变量原则。为了防止细菌裂解释放噬菌体干扰实验结果,因此设置被侵染的细菌的存活率实验数据作为对照,A正确;噬菌体是病毒,不能在普通培养基上培养,而是先培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染大肠杆菌,而且噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌,B错误;细胞外含有少量32P,原因是侵染时间过短或过长,C正确;本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D正确。
B
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1.“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题
2.噬菌体侵染细菌实验的误差分析
(1)用
标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
①培养时间短 部分噬菌体还未吸附、侵染大肠杆菌 离心后未吸附在大肠杆菌细胞上的噬菌体分布在上清液中
标记的一组上清液中放射性也较高。
②培养时间过长 噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖 大肠杆菌裂解死亡,释放出子代噬菌体 离心后噬菌体将分布在上清液中
标记的一组上清液中放射性也较高。
(2)搅拌后离心,将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离
①搅拌不充分 留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中
标记的一组沉淀物中放射性较高。
②搅拌过于剧烈 大肠杆菌细胞被破坏,释放出其中的噬菌体
标记的一组上清液中放射性较高。
考点一
考点二
知识突破
真题感悟
考向突破
必记必辨通关
1.(2016江苏高考,1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
【解析】格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果,A错误;格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子,使R型细菌转化为S型细菌,B错误;T2噬菌体没有细胞结构,营寄生生活,需先标记细菌,再标记噬菌体,C错误;赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质,D正确。
D
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2.(2013新课标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
【解析】①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律;②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上;③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质;④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质;⑤DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供了依据。
C
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考点二
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3.(2013海南高考,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
【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,只能利用宿主细胞中的物质进行增殖,故D正确。
D
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考点二
1.两个肺炎双球菌转化实验的结论
(1)格里菲思实验的结论:加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
(2)艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
2.噬菌体侵染细菌实验的两次标记
(1)第一次标记:标记大肠杆菌,分别用含
和
的培养基培养大肠杆菌。
(2)第二次标记:标记噬菌体,分别用含
和
的大肠杆菌培养噬菌体。
3.证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路
设法将DNA和蛋白质等其他物质分离开来,单独地、直接地观察它们各自的作用。
4.关于遗传物质的三个问题
(1)真核生物和原核生物的遗传物质一定是DNA。
(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。
(3)绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质。
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易错点1 误认为肺炎双球菌的体内转化实验是“S型细菌的DNA可使小鼠致死”
【点拨】加热杀死的S型细菌与R型细菌混合培养时,S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下,R型细菌体内合成了S型细菌的DNA和蛋白质,从而组装成了具有毒性的S型细菌。
易错点2 误认为加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化
【点拨】并非所有的R型细菌都转化为S型细菌,事实上转化的效率很低,并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响,因此只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。
易错点3 未明确“标记”对象与实验结果的对应关系
【点拨】(1)若用
和
标记病毒而宿主细胞未被标记,相当于间接地将核酸和蛋白质分开,只在子代病毒的核酸中有
标记。(2)若用
和
标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。(3)若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记,则只在子代病毒的核酸中有标记元素。(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。
考点一
考点二