传统发酵技术的应用
例：（2018海南卷）葡萄酒是葡萄汁经酵母菌发酵而成的，酿制葡萄酒的两个简易装置如图所示。
回答下列问题：
（1）试管中的?X?溶液有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，与乙装置相比，用甲装置酿制葡萄酒的优点是______、______（答出两点即可）。
（2）葡萄汁装入甲装置时，要留有1/3的空间，这种做法的目的是______、______（答出两点即可）。
（3）某同学若用乙装置进行发酵，并设置两个不同处理组（乙?A?和乙?B），乙?A?装置中保留一定量的氧气，乙?B?装置中没有氧气。在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙?A?和乙?B?中酒精含量的变化趋势及乙?A?中氧气含量的变化趋势如曲线图丙所示。图中曲线?①、②、③依次表示______、______、______含量的变化趋势。
（4）从细胞呼吸类型看，酵母菌属于______生物；从同化作用的类型看，酵母菌属于______?（填“自养”或“异养”）?生物。
【答案】（1）不需要开盖放气避免了因开盖引起的杂菌污染
（2）为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气防止发酵旺盛时汁液溢出
（3）乙A中的氧气乙B中的酒精乙A中的酒精
（4）兼性厌氧异养
【解析】（1）试管中的 X 溶液能够吸收酵母菌酒精发酵产生的CO2，有助于维持甲装置的瓶中气压相对稳定，果酒制作过程中除了能产生酒精，也会释放二氧化碳，因此要每隔12小时左右（一定的时间）将瓶盖拧松一次，将二氧化碳排出。与乙装置相比，甲装置的优点是不需要开盖放气、避免了因开盖引起的杂菌污染。（2）葡萄汁装入甲装置时，留有约1/3的空间，这样做既可以为酵母菌大量繁殖提供适量的氧气，又可以防止发酵旺盛时汁液溢出。（3）乙 A 装置中保留一定量的氧气，酵母菌先进行有氧呼吸消耗氧气，氧气减少，然后再进行无氧呼吸产生酒精和CO2，酒精含量增加，乙B装置中没有氧气，只进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，酒精含量一开始增加，因此在其他条件相同且适宜的情况下，测得一段时间内乙A中氧气含量的变化趋势如曲线①，乙A中酒精含量的变化趋势如曲线③，乙B中的酒精含量的变化趋势如曲线②。（4）酵母菌在有氧和无氧条件下均能生存，需要消耗营养物质，其异化作用类型是兼性厌氧型，其同化类型为异养型。
1．（2018届河南省安阳市高三上学期第一次模拟考试）中央电视台《舌尖上的中国》栏目介绍了我国各地的美食，其中利用发酵技术制作的各类特色食品，如果醋、腐乳、泡菜等，很好的展现了广大人民群众的智慧。请回答下列问题：
（1）“天地一号”苹果醋是我国著名的果醋。工业上酿制苹果醋通常有两条途径，一条途径是向捣碎的苹果汁中直接接种___________（填微生物名称）。经过一次发酵制成，在发酵过程中需要经常向发酵液中通入___________；另一条途径需经过先后两次发酵获得，即___________。
（2）“王致和”腐乳是我国的著名品牌，通过发酵，豆腐中营养物质的种类___________（填“增多”或“减少”）。制作腐乳时加盐腌制后需要加入卤汤，若卤汤中的酒精含量过高，则会导致腐乳________。
（3）泡菜具有独特的风味，在我国的泡菜品种中，东北酸菜和四川泡菜都非常有名，它们的制作过程基本类似，都是利用_________（微生物名称）发酵。向坛中注入盐水前，煮沸所用盐水的目的是________。在泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量的变化情况是_________________________________。
【答案】（1）醋酸菌无菌空气先接种酵母菌获得果酒，再在果酒中接种醋酸菌进一步获得果醋
（2）增多成熟时间延长
（3）乳酸菌杀灭细菌（或灭菌）先增加后减少
【解析】（1）由于醋酸菌是需氧型微生物，所以它在发酵过程中需要不断向发酵液中通入无菌空气；如果糖原（苹果汁）充足，可直接接种醋酸菌进行有氧发酵产生苹果醋；如果糖原不充足，可先通过酵母菌发酵制得果酒，再向果酒中接种醋酸菌进行有氧发酵制成苹果醋。（2）根据前面的分析可知，豆腐通过霉菌分泌的酶分解，其中营养物质的种类会增多。制作腐乳时加盐腌制后需要加入卤汤，若卤汤中的酒精含量过高，会破坏霉菌产生的部分发酵酶，进而则会导致腐乳成熟时间延长。（3）泡菜都是利用乳酸菌发酵制成。向泡菜坛中注入盐水前，煮沸所用盐水的目的主要是杀灭细菌，其次有除去部分溶解氧。在泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量的变化情况是先增加后减少。
2．（2019届河南省洛阳市高三上学期尖子生第一次联考）橙子的果肉可供食用或制作果酒等，皮可用于提取精油，回答下列相关问题:
(1)利用橙子的果肉制作果酒的原理是_______，另外发酵装置应定时_________。
(2)将等量的酵母菌接种到几组相同的培养液中，相同时间后，可通过比较实验前后_____进行发酵能力的测试。
(3)某同学在制作果酒之后，欲进一步制作果醋，他先在有氧条件下接种优质醋酸杆菌，再持续通入无菌空气，进一步发酵，几乎未能得到果醋，原因最可能是_______。
(4)研究发现乳酸菌素液体和橙皮精油(小分子蛋白质)均有抑菌作用，如下图是提取橙皮精油和乳酸菌素及抑菌实验的示意图。请据图回答：
①橙皮易焦糊，不适用于提取橙皮精油的方法是_________。
②筛选乳酸菌A时，所用培养基需经_________________法进行灭菌。
③图中进行抑菌实验时，接种的方法最可能是___________。最终可通过______来比较橙皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
【答案】（1）酵母菌能将葡萄糖等在无氧条件下转化成酒精排气
（2）培养液重量的变化
（3）温度不适宜(温度未在30～35℃之间)
（4）①蒸馏法②高压蒸汽灭菌③稀释涂布平板法测量透明圈的直径(或大小)
【解析】(1) 果酒的制作，选用的菌种是酵母菌，其原理是酵母菌能将葡萄糖等在无氧条件下转化成酒精。酵母菌进行酒精发酵时，除产生酒精外，还会产生大量的CO2，因此发酵装置应定时排气。(2) 酵母菌进行酒精发酵时产生的大量CO2会导致培养液的重量减轻。可见，将等量的酵母菌接种到几组相同的培养基中，培养相同时间后，可通过比较实验前后培养基重量的变化进行发酵能力的测试。(3) 制作果酒时，因20℃左右最适合酵母菌繁殖，因此酒精发酵时一般将温度控制在18?25℃。制作果醋时使用的醋酸杆菌是一种好氧菌，在氧气充足的条件下才能进行旺盛的生命活动，而且醋酸杆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。利用醋酸杆菌将果酒转化为果醋时，要持续通入无菌空气，且需要提高温度；若在持续通入无菌空气后进一步发酵几乎未能得到果醋，最可能原因是温度不适宜（或温度未在30～35℃之间）。(4) ①水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题。若橙皮易焦糊，则不适于用蒸馏法提取橙皮精油。②常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。③接种微生物常用平板划线法和稀释涂布平板法。分析图示可知，图中进行抑菌实验时，接种的方法最可能是稀释涂布平板法，最终可通过测量透明圈的直径（或大小）来比较橙皮精油和乳酸菌素的抑菌效果。
3．（2019届四川省成都市第七中学高中毕业班零诊模拟考试）某地为解决果农苹果滞销的问题，采用生物技术生产苹果酒和苹果醋。另外，苹果中的苹果多酚具有抗过敏、抗癌细胞增生、调节脂质代谢等多种生理功能，提取苹果多酚已成为一个热门产业。请回答下列问题：
（1）制作苹果醋时起作用的微生物是__________。从微生物培养的角度分析，苹果汁为微生物生长提供的营养物质有__________等。对从混杂的微生物中分离出的酿制苹果酒的菌种的数目进行统计时，常采用的方法是__________和显微镜直接计数法。
（2）发酵完成后，制作的果酒品质非常好，为方便后续生产使用，可将菌液与灭菌的__________混匀，放在-20℃的冷冻箱中保存。
（3）提取苹果多酚适宜采用萃取法，萃取的效率主要取决于_________，同时还受原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。在萃取前需将细胞培养物粉碎和干燥，干燥时应控制好________。为了防止有机溶剂挥发，还要在加热瓶口安装_________。
【答案】（1）醋酸杆菌水、无机盐、碳源和氮源稀释涂布平板法（或活菌计数法）
（2）甘油
（3）萃取剂的性质和使用量温度和时间回流冷凝装置
【解析】 (1) 果醋的制作，起作用的微生物是醋酸杆菌。苹果汁中含有水、无机盐、糖类、蛋白质等物质，可为微生物的生长提供水、无机盐、碳源和氮源等营养物质。对分离出的菌种的数目进行统计时，常采用的方法是稀释涂布平板法（或活菌计数法）和显微镜直接计数法。(2) 在-20℃保存菌种的方法为甘油管藏法，需要在菌液中加入适量甘油。(3) 采用萃取法提取植物的有效成分，其萃取的效果主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受原料颗粒的大小、紧密程度、含水量等条件的影响。在萃取前对细胞培养物进行干燥时，应控制好温度和时间，因为温度太高、干燥时间太长会导致植物的有效成分分解。在萃取时，为了防止有机溶剂挥发，需要在加热瓶口安装回流冷凝装置。
4．（2019届甘肃省平凉市静宁县第一中学高三上学期第二次模拟考试）根据相关知识，回答关于下列果酒、果醋、腐乳和泡菜制作的相关问题：
（1）葡萄汁装入瓶中时要留出大约1/3的空间。在以后的过程中，每隔12 h左右将瓶盖拧松一次（不是打开瓶盖），此后再拧紧，这样做的目的是________________。所使用的发酵液能使酵母菌生长繁殖而绝大多数其他微生物无法适应，因为这种发酵液具有_____________________的特点。
（2）下面为腐乳制作的实验流程示意图，据图回答下列问题：
①图中A代表________，其主要目的是，同时还能___________________。
②在配制的卤汤中酒的含量一般控制在________左右，酒精含量过高腐乳成熟时间将会________；酒精含量过低，______________，可能导致豆腐块腐败变质。
（3）泡菜制作过程中，乳酸发酵过程即为乳酸菌进行__________________的过程。
【答案】（1）放出发酵产生的CO2，同时尽量不让氧气进入瓶中缺氧、呈酸性
（2）①加盐腌制析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质②12% 延长不足以抑制微生物的生长
（3）无氧呼吸
【解析】（1）酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和CO2，使培养瓶内气体增多，所以每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，此后再拧紧，目的是放出发酵产生的CO2，同时尽量不让O2进入瓶中。所使用的发酵液缺氧、呈酸性，酵母菌能生长繁殖而绝大多数其他微生物无法适应。（2）①图中A代表加盐腌制，其主要目的是析出豆腐中的水分，使豆腐块变硬，同时还能抑制微生物的生长，避免豆腐块腐败变质。②在配制卤汤中酒的含量一般控制在12%左右，加酒含量过高腐乳成熟时间将会延长；酒精含量过低，不足以抑制微生物的生长，可能导致豆腐腐败。（3）泡菜制作原理是乳酸菌进行无氧呼吸。
微生物的培养与应用
例：（2018全国卷I)将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。
回答下列问题：
（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素一抑制___________的生长，加入了链霉素的培养基属于___________培养基。
（2）M培养基中的马铃薯浸出液为微生物生长提供了多种营养物质，营养物质类型除氮源外还有___________（答出两点即可）。氮源进入细菌后，可参与合成的生物大分子有___________（答出两点即可）。
（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产生淀粉酶的微生物，加入的显色剂是___________，该方法能筛选出产生淀粉酶微生物的原理
。
（4）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：
甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133。
乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。
有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是：
。
【答案】（1）细菌选择
（2）碳源、无机盐蛋白质、DNA、RNA
（3）碘液淀粉遇碘显蓝色，产淀粉酶菌落周围淀粉被水解，形成透明圈
（4）乙同学的结果中，1个平板的计数与另2个相差悬殊，结果的重复性差
【解析】（1）M培养基若用于真菌的筛选，说明M培养基能满足真菌的生长，而能抑制其它微生物的生长，链霉素是一种抗生素，可以抑制细菌的生长。加入了链霉素的培养基能筛选出真菌，该培养基属于选择培养基。（2）微生物生长需要多种营养物质除氮源外，还需要碳源、无机盐、水以及特殊营养物质等。氮元素是蛋白质和核酸等生物大分子的组成元素，因此氮源进入细胞后,可参与合成的生物大分子有蛋白质和核酸。（3）淀粉与碘液会变成蓝色，筛选产淀粉酶的微生物，依据淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈，再根据透明圈，来筛选产淀粉酶的微生物。（4）乙同学结果不合理，因为1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差，不能简单的用其平均数作为最终结果。
1．（2019届广东省深圳实验，珠海一中等六校高三第一次联考）硝基苯酚是工业污水中重要污染物，某同学欲从污水处理厂污泥中分离分解硝基苯酚的细菌。请回答下列有关问题：
（1）为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌，在配置培养基时应选择_______(硝基苯酚，硝基苯酚+牛肉膏，硝基苯酚十葡萄糖）作为碳源，不采用其他两组的原因是。
（2）纯化菌株时，通常使用的划线工具是__________________。划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其它划线上有菌落。分析造成第二划线区域的第一条线无菌落的可能原因是________________（答一点即可）。
（3）进行梯度稀释时的一般操作是将1mL菌液移入盛有____mL的无菌水中；常用_______法进行活菌计数，其原理是_____________________，但统计的菌落数往往___________（填“多于”或“少于”)稀释液中的活菌数，原因是__________________________。
（4）实验数据显示，当培养基中加入碳源葡萄糖时，该细菌降解速率明显提高，原因可能是
。
【答案】（1）硝基苯酚其他两组分别含有其他碳源和氮源，不能保证硝基苯酚是唯一碳源和氮源
（2）接种环接种环灼烧后未冷却划线（未从第一区域末端开始）
（3）9稀释涂布平板培养基表面的一个菌落来源于一个活菌少于有些活菌在培养过程中死亡（个别菌落可能是由2个或多个细菌形成）
（4）能源充足，细菌代谢繁殖加快
【解析】（1）为了筛选污泥中可分解硝基苯酚的细菌，在配置培养基时应选择硝基苯酚作为碳源，不采用其他两组的原因是其他两组分别含有其他碳源和氮源，不能保证硝基苯酚是唯一碳源和氮源。（2）利用划线分离法纯化菌株时使用的划线工具是接种环；划线的某个平板经培养后，第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其它划线上有菌落，造成划线无菌落可能的操作失误有接种环灼烧后未冷却，或者划线未从第一区域末端开始。（3）进行梯度稀释时，需要将1mL菌液移入盛有9ml的无菌水中；稀释涂布平板法常用来进行微生物的计数，其原理是培养基表面的一个菌落来源于稀释液中的一个活菌；由于菌落可能是由两个或多个细胞形成或者操作时有些活菌在培养过程中死亡，所以统计的菌落数往往少于稀释液中的活菌数。（4）当培养基中加入碳源葡萄糖时，该细菌降解速率明显提高，因为此时能源充足，细菌代谢繁殖加快。
2．（2019届四川省南充市高三第一次诊断性考试）有机磷农药是用于防治植物害虫的含磷有机化合物，广泛应用于农业生产中，有时会造成瓜果蔬菜等食品农药残留超标，不少品种对人、畜的毒性很强,人误食后如不及时医治就会危及生命。某班同学欲从土壤中分离高效降解有机磷农药的微生物。请回答下列问题：
（1）为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种，可在被有机磷农药污染的土壤中取样，并在含有碳源、氮源及_________等的选择培养基上添加适量的_____________进行选择培养。
（2）在制备固体培养基时需加入的常用凝固剂是__________。若培养基需要调节pH，则应在灭菌之_____________（填“前”或“后”）调节。
（3）该小组在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，这样做的目的是
。
（4）若要测定培养液中选定菌种的菌体数，既可在显微镜下用 ____________直接计数，也可选用____________________法统计活菌数目。
（5）将获得的3种待选微生物菌种甲、乙、丙分别接种在1L含20mg有机磷农药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），观察从实验开始到微生物停止生长所用的时间，甲、乙、丙分别为32小时、45小时、16小时，则应选择微生物_____（填“甲”、“乙”或“丙”）作为菌种进行后续培养，理由是_________________________。
【答案】（1）水和无机盐有机磷农药
（2）琼脂前
（3）检测培养基平板灭菌是否合格
（4）血细胞计数板稀释涂布平板
（5）丙微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强
【解析】 (1) 为了获得能降解有机磷农药的微生物菌种，就要人为提供有利于该微生物的生长条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长，因此所用的选择培养基除了含有碳源、氮源及水和无机盐等微生物生长所需的基本营养成分外，还需添加适量的有机磷农药，以便进行选择培养。(2) 在制备固体培养基时，常需加入凝固剂琼脂。平板培养基配制的基本流程为：计算→称量→溶化→调节pH→灭菌→倒平板，即调节pH应在灭菌之前调节。(3)为检测培养基平板灭菌是否合格，在接种前需随机取若干灭菌后的空白平板先培养一段时间，观察有无菌落形成。若无菌落形成，则说明培养基平板灭菌合格。(4) 测定并统计培养液中选定菌种的菌体数，既可在显微镜下用血细胞计数板直接计数，也可选用稀释涂布平板法统计活菌数目。(5) 依题意可知，甲、乙、丙培养液中的微生物从实验开始到停止生长所用的时间分别为32小时、45小时、16小时，说明微生物丙分解有机磷农药的能力比甲、乙强，因此应选择微生物丙作为菌种进行后续培养。
3．（2019届广东省华南师范大学附属中学、实验中学、广雅中学、深圳中学高三上学期期末联考）研究发现一些嗜冷细菌产生的蛋白酶可使乳蛋白分解，导致牛奶变质。为了筛选检测变质牛奶中的嗜冷细菌，某研学小组做了如图所示实验。(注:培养皿旁的数字代表菌落数目)，请回答下列问题：
（1）牛奶饮用前要经过巴氏消毒，以杀死有害微生物，与煮沸消毒相比，巴氏消毒的牛奶在常温（约28℃）下保存时间较短，原因是__________,导致牛奶中营养成分被分解而变质。
（2）若要筛选嗜冷细菌，应将牛奶样品稀释液接种在以_________为唯一氮源的固体培养基上，并且在______的环境条件下培养，以利于嗜冷细菌生长，抑制或阻止其他微生物的生长。
（3）据图分析,研学小组采用的是________________法分离和计数嗜冷细菌。
（4）用上述方法统计样本中菌落数时是否需要设置对照组？_______（填“需要”或“不需要”），其原因是___________________________________。
（5）按照菌落计数的要求，据图可得出1ml牛奶样品中嗜冷细菌的活菌数为__________个，与用血球计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较_______。
【答案】（1）（巴氏消毒的）牛奶中没有被杀死的微生物（或细菌）在适宜温度（或常温）下大量繁殖
（2）乳蛋白低温（或较低温度）
（3）稀释涂布平板
（4）需要需要证明（或判断）培养基是否被杂菌污染（培养基灭菌是否合格）
（5）3.9×105少
【解析】（1）由于巴氏消毒的温度为75~80°C之间，有些微生物在此温度下没有被杀死，故在适宜温度（或常温）下，（巴氏消毒的）牛奶中没有被杀死的微生物（或细菌）会大量繁殖，导致牛奶中营养成分被分解而变质。所以巴氏消毒的牛奶在常温（约28℃）下保存时间较短。（2）由于嗜冷细菌产生的蛋白酶可使乳蛋白分解，故要筛选嗜冷细菌，应将牛奶样品稀释液接种在以乳蛋白为唯一氮源的固体培养基上，并且在低温的环境条件下培养，以利于嗜冷细菌生长，抑制或阻止其他微生物的生长。（3）根据图示中将牛奶样品稀释后涂在培养基上进行菌落计数，可知研学小组采用的是稀释涂布平板法分离和计数嗜冷细菌。（4）由于不知道制备的培养基是否被污染，故需要设置不接种微生物的培养基进行对照，以证明（或判断）培养基是否被杂菌污染（培养基灭菌是否合格）。（5）菌体计数时应选择菌落数在30~300之间的稀释倍数进行计数，由图中菌落数量可知，应选择稀释103的进行计数，故1ml牛奶样品中嗜冷细菌的活菌数为（36+39+42）÷3÷0.1×103=3.9×105个。该种方法计数时，计数的是活菌的数量，且当两个或多个菌体连在一起生长时，平板上观察的只是一个菌落，故与用血球计数板相比，此计数方法测得的细菌数目较小。
4．（2019届河北省唐山市高三上学期期末考试）淀粉酶可以通过微生物发酵生产。某科研小组想利用诱变育种的方法获得淀粉酶高产菌株，从而提高酶的产量。
①实验步骤：
第一步：将菌株分为两组，甲组用一定剂量的诱变剂处理，乙组不处理做对照。
第二步：配置___________(固体、液体)培养基，该培养基的碳源应为___________。
第三步：将甲、乙两组的菌株采用___________方法进行接种，以便使菌落分布较均匀，然后放在相同且适宜条件下培养。
第四步：菌落形成后加入___________染色，比较两组菌株菌落周围透明圈的大小。
②预期实验结果：
a.若甲组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与乙组相同，则说明诱变具有___________。
b.若_________________________________，则说明诱变具有不定向性。
③从甲组培养基中筛选菌落周围透明圈最___________的菌株进行鉴定。
【答案】①固体淀粉稀释涂布平板法碘液
②低频性甲组中极少数菌落周围的透明圈与乙组相比变大或变小
③大
【解析】①第二步：筛选用固体培养基，该实验是为了筛选产淀粉酶的高产菌株，因此该培养基的碳源应为淀粉。第三步：将甲、乙两组的菌株采用稀释涂布平板法方法进行接种，以便使菌落分布较均匀，然后放在相同且适宜条件下培养。第四步：菌落形成后加入碘液染色，该培养基的碳源为淀粉，菌株能够水解淀粉，在菌落周围会形成透明圈，再比较两组菌株菌落周围透明圈的大小。②预期实验结果：a、若甲组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与乙组相同，则说明诱变没有效果，诱变具有低频性。b、若甲组中极少数菌落周围的透明圈与乙组相比变大或变小，则说明诱变具有不定向性。③从甲组培养基中菌落周围透明圈最大的菌株可能淀粉酶的产量最高，筛选该菌株进行鉴定。
植物有效成分的提取
例：（2017海南卷)绿藻A是某种单细胞绿藻，能够合成物质W。某小组为探究氮营养缺乏对绿藻A增殖及物质W累计的影响，将等量的绿藻A分别接种在氮营养缺乏（实验组）和氮营养正常（对照组）的两瓶培养液中，并在适宜温度和一定光强下培养。定时取样并检测细胞浓度和物质W的含量，结果如图。
（1）从图甲可知，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长曲线呈___________型。
（2）综合图甲和图乙的信息可知，在生产上，若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是________。
（3）若物质W是类胡萝卜素，根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是_________。用纸层析法可以将类胡萝卜素与叶绿素分开，纸层析法分离的原理是__________________。
（4）在以上研究的基础上，某人拟设计实验进一步研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，则该实验的自变量是_____________。
（5）与在光照条件下相比，若要使绿藻A在黑暗条件下增殖，需要为其提供_________________（填“葡萄糖”或“纤维素”）作为营养物质，原因是___________________。
【答案】（1）S
（2）先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养
（3）萃取类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离
（4）培养基中的氮营养浓度
（5）葡萄糖在黑暗下，绿藻不能进行光合作用合成糖类（有机物），需要吸收葡萄糖为营养物质，而纤维素不能被绿藻吸收利用
【解析】（1）图甲，与对照组比较，在氮营养正常培养液的瓶中，绿藻A的种群增长先增加后平稳，曲线呈S型。（2）由甲图可知，氮营养正常培养液绿藻增殖速度快；由乙图可知，缺氮营养液W含量高。故若要用少量的绿藻A获得尽可能多的物质W，可以采取的措施是先将少量绿藻放在氮营养正常的培养液培养，等到细胞浓度最高时集中收集，再放在氮营养缺乏的培养液继续培养。（3）根据类胡萝卜素不易挥发和易于溶于有机溶剂的特点，应选择的提取方法是萃取。类胡萝卜素和叶绿素在层析液（有机溶剂）中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上的扩散速度快，反之则慢，从而将它们分离，这是纸层析法分离的原理。（4）实验目的是研究氮营养缺乏程度对物质W积累的影响，故自变量培养基中的氮营养浓度。（5）绿藻黑暗中不能光合作用合成有机物，需要吸收葡萄糖满足生命活动的需要，而纤维素不能绿藻利用。
1．（2018届吉林省实验中学高三下学期第九次模拟考试）我国是生姜的主产国之一,生姜精油在食品香料、制药及化妆品工业中应用前景十分广阔。以下是提取生姜精油的两种工艺流程:
工艺Ⅰ:鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→①→②→生姜精油
工艺Ⅱ:干姜→粉碎→乙醇萃取→③→④→ 生姜精油
（1）请写出上述工艺流裎中的步骤: ①__________，③__________。
（2）两种工艺都经历粉碎操作,目的是_________________________(答一点即可)。
（3）工艺Ⅰ利用的原理是利用水蒸气____________________，②过程需要向分离的油层中加入_________。
（4）工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是_____________________，提取的效率主要取决于__________。
（5）提取到得到生姜精油需要低温保存,目的是_________________。
【答案】（1）分离油层过滤
（2）增大接触面积，使提取物能够充分溶解（破坏细胞结构，提高出油率）
（3）将挥发性较强的生姜精油携带出来无水Na2SO4
（4）有机溶剂（萃取剂）是易燃物，明火加热容易引起燃烧、爆炸萃取剂的性质和使用量
（5）防止精油挥发
【解析】（1）工艺Ⅰ的步骤：鲜姜、茎、叶→粉碎→水气蒸馏→分离油层→除水→生姜精油。工艺Ⅱ的步骤：:干姜→粉碎→乙醇萃取→干燥→浓缩→ 生姜精油（2）粉碎的目的是增大接触面积，使提取物质可以充分溶解，提高出油率。（3）工艺Ⅰ的原理是利用水蒸气将挥发性较强的芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物会重新分出油层和水层。②过程要用无水Na2SO4进行除水处理。（4）工艺Ⅱ萃取过程采用水浴加热的原因是萃取剂乙醇等是易燃物，为了防止燃烧爆炸，不能直接加热，采用水浴加热。提取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，也受萃取时间、萃取温度和颗粒大小的影响。（5）因为精油高温易挥发，因此要低温保存。
2．（2019届四川省南充市高三第一次高考适应性性考试）胡萝卜素可以用来治疗因缺乏维生素A而引起的各种疾病，还可广泛地用作食品、饮料、饲料的添加剂；最近又发现天然胡萝卜素还具有使癌变细胞恢复成正常细胞的作用。请回答下列与胡萝卜素提取有关的问题：
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用萃取法而不用蒸馏法，理由是_________。
(2)萃取胡萝卜素时能够用乙醇吗? _________，理由是__________________。
(3)萃取效率的高低主要取决于萃取剂的_________。萃取前要将胡萝卜进行粉碎，原因是__________________。
(4)在萃取时，为了防止加热时有机溶剂挥发，还需要在加热瓶口安装_________。
(5)在提取胡萝卜素的实验流程中，需要浓缩，浓缩的原理是__________________，浓缩后，在收集瓶(锥形瓶)里得到的物质是__________________。
【答案】（1）胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来
（2）不能胡萝卜素微溶于乙醇且乙醇是水溶性有机溶剂从而影响萃取效果
（3）性质和使用量原料颗粒小萃取效果好
（4）回流冷凝装置
（5）胡萝卜素和萃取剂（有机溶剂或石油醚）的沸点不同萃取剂（有机溶剂或石油醚）
【解析】（1）由于胡萝卜素易溶于有机溶剂，挥发性差，不能随水蒸气蒸馏出来，故不能用蒸馏法提取。（2）提取胡萝卜素时，不适宜用乙醇做萃取剂，原因是乙醇是水溶性有机溶剂，会与水混溶，影响对β—胡萝卜素的萃取效率。（3）胡萝卜素萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗粒的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响；萃取胡萝卜素前，将胡萝卜彻底粉碎的主要目的是使原料颗粒变小，加大萃取效率。（4）在萃取时，为了防止加热时有机溶剂挥发，还需要在加热瓶口安装回流冷凝装置。（5）在提取胡萝卜素的实验流程中，需要浓缩，浓缩的原理是胡萝卜素和萃取剂（有机溶剂或石油醚）的沸点不同，通过蒸馏将沸点较低的萃取剂蒸馏出去，进而将胡萝卜素进行浓缩，在收集瓶(锥形瓶)里得到的物质是沸点较低的萃取剂（有机溶剂或石油醚）。
3.（2019届宁夏银川一中高三第五次月考）胡萝卜因含有多种营养成分而备受人们青睐，胡萝卜素既有造血功能补充人体所需的血液，从而改善贫血或冷血症，同时含有丰富的钾。根据从胡萝卜中提取胡萝卜素的相关知识及胡萝卜素的性质，回答下列问题。
(1)胡萝卜素是______________色的结晶。从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用____________石油醚或乙醚）作为溶剂，原因是________________
（2）一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成________比。
（3）用萃取法提取胡萝卜素时，萃取的效率主要取决于萃取剂的________________。
（4）为了更多的获取产胡萝卜素工程菌，在进行该菌培养时，除供给足量的水、无机盐、氧气外，还需要供给______、 _______等营养物质。
（5）若发酵液中的产胡萝卜素工程菌需进行及时的数量分析，最好采用____________法进行计数。
【答案】（1）橘黄色石油醚溶点高，充分溶解
（2）反
（3）性质和使用量
（4）氮源碳源
（5）显微镜直接计数法
【解析】 (1)胡萝卜素是橘黄色的结晶，属于脂溶性物质，其化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。萃取胡萝卜素的有机溶剂应该具有很高的沸点，能够充分溶解胡萝卜素，并且不与水相溶；从胡萝卜中提取胡萝卜素时，常用溶点高，能够充分溶解胡萝卜素的石油醚作为溶剂；而乙醚沸点只有35℃不符合要求。（2）萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和使用量，同时还受到原料颗拉的大小、紧密程度、含水量、萃取的温度和时间等条件的影响。一般情况下，提取胡萝卜素时，提取效率与原料颗粒的含水量成反比，有水存在会降低有机溶剂的萃取程度；萃取前，要将胡萝卜进行粉碎和干燥。（3）用萃取法提取胡萝卜素时，萃取的效率主要取决于萃取剂的的性质和使用量。（4）培养基一般都含有水、碳源（提供碳元素的物质）、氮源（提供氮元素的物质）和无机盐；在进行胡萝卜素工程菌培养时，除供给足量的水、无机盐、氧气外，还需要供给氮源、碳源等营养物质。（5）进行发酵液中的产胡萝卜素工程菌数量分析，最好采用显微镜直接计数法进行计数，操作简单，用时少。
4．（2019届贵州省遵义市遵义航天高级中学高三第五次模拟考试）根据植物芳香油提取的相关知识，回答下列问题：
（1）玫瑰精油的提取可使用如图所示装置，这种方法叫__________；蒸馏时收集的蒸馏液______（填“是”或“不是”）纯的玫瑰精油，原因是________________．进水口是图中的_______（填图中的编号）．
（2）柠檬芳香油的提取常用_________．
（3）用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是______________，除去固体硫酸钠的常用方法是_______．
【答案】（1）水蒸气蒸馏法不是玫瑰精油和水的混合物③
（2）压榨
（3）增加水的密度，便于油水分离吸收残留的水分过滤
【解析】（1）分析题图装置可知，该图是蒸馏装置，用该装置提取玫瑰精油的方法叫水蒸气蒸馏法；锥形瓶中收集到的液体不是纯净的玫瑰精油，是玫瑰精油和水的混合物，图中冷凝管中的水是由下到上流动的，故进水口为下端③。（2）柠檬精油主要贮存在柠檬皮部分，用水中蒸馏法提取柠檬精油时容易导致原料焦糊，水蒸气蒸馏还会导致橘皮精油的有效成分部分分解，因此不适宜用蒸馏法，通常采用压榨法。（3）用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是可以增加水的密度，便于油水分离。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是吸收薄荷油中残留的水分，除去固体硫酸钠的常用方法是过滤。
基因工程
例：（2018全国卷II)某种荧光蛋白（GFP）在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5′末端，获得了L1-GFP融合基因（简称为甲），并将其插入质粒P0，构建了真核表达载体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。
回答下列问题：
（1）据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这两种酶是_________。使用这两种酶进行酶切是为了保证_______________，也是为了保证__________________。
（2）将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了________和_________过程。
（3）为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的_____________移入牛的____________中、体外培养、胚胎移植等。
（4）为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定。在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的____________（填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”）作为PCR模板。
【答案】（1）E1和E4 甲的完整甲与载体正确连接
（2）转录翻译
（3）细胞核去核卵母细胞
（4）核DNA
【解析】（1）要保证目的基因在受体细胞中能够正确表达，目的基因的首端应有启动子，尾端应有终止子。甲是将某种病毒的外壳蛋白（L1）基因连接在GFP基因的5ˊ末端而获得的L1-GFP融合基因，据此结合题意并分析图示可知：该团队在将甲插入质粒P0时，如果用E2或E3，则目的基因不完整，而使用E1和E4这两种限制酶进行酶切保证了甲的完整，而且也保证了甲与载体正确连接，因此，使用的两种限制酶，是E1和E4。（2）构建的真核表达载体P1中含有GFP基因，而GFP基因的表达产物“某种荧光蛋白（GFP）”在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光。若在导入P1的牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了表达。基因的表达过程包括转录和翻译。（3）若要获得含有甲的牛，可采用核移植技术，即将能够产生绿色荧光细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中获得重组细胞，并将该重组细胞在体外培养成重组胚胎，再经过胚胎移植等获得含有甲的牛。（4）PCR是多聚酶链式反应的缩写，是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。若利用PCR方法检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，则应分别以该牛不同组织细胞中的核DNA作为PCR模板。
1．（2018届黑龙江省普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟（十)）马铃薯含有丰富的淀粉、氨基酸、多种维生素和无机盐，是种植广泛的农作物。侵染病毒后导致产量大幅下降，培育脱毒和抗毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请回答下列问题：
（1）利用马铃薯的茎尖进行离体培养可以获得脱毒苗，原因在于____________________，该过程依据的原理是_________________________________。
（2）为获得抗病毒的马铃薯植株，往往采用转基因技术，将病毒复制酶基因转移到马铃薯体内。其过程大致如图所示：
①构建基因表达载体过程中需要用__________（酶）处理。目的基因转录过程中，__________能使转录在所需要的地方停止下来。
②将目的基因导入马铃薯细胞使用了__________法，要用__________处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，然后将它们在缓冲液中混合培养以完成转化过程。
③目的基因导入马铃薯细胞后，是否可以稳定维持和表达，要通过检测与鉴定，马铃薯的DNA上是否插入了目的基因的检测方法是____________________。
（3）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低病毒的__________基因频率的增长速率。
【答案】（1）茎尖病毒极少甚至无病毒（植物）细胞具有全能性
（2）①限制酶（或限制性核酸内切酶）和DNA连接酶终止子②农杆菌转化Ca2+③DNA分子杂交技术
（3）抗性
【解析】（1）马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，可以用来培养脱毒苗，植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。（2）①构建基因表达载体，需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶，基因表达载体中的终止子使转录在所需要的地方停止下来。②将外源基因导入植物体内用农杆菌转化法，用Ca2+处理土壤农杆菌，使之转变为感受态，使外源基因容易导入。③DNA上是否插入了目的基因的检测方法是DNA分子杂交技术。（3）转基因作物与非转基因作物混合播种，可降低抗性作物对害虫的选择性，使害虫种群中的抗性基因频率增长率减慢。
2．（2019届河南省洛阳市高三上学期尖子生第一次联考）科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗，其技术流程如下图。请回答相关问题：
(1)过程①获得重组胚胎之前，需要通过____________技术获得重组细胞。
(2)将基因导入ES细胞而不是导入到上皮细胞，是因为__________________。
(3)步骤③中，需要构建含有干扰素基因的__________。由于DNA复制时，子链只能由5′向 3′方向延伸，故构建前利用PCR技术扩增干扰素基因时，可以从图2中A、B、C、D四种单链DNA片段中选取_______________作为引物。对干扰素基因片段和质粒进行酶切时，可选用限制酶的组合为________________或_______________。
(4)将步骤③获得的ES细胞在荧光显微镜下观察，选择发___________色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，可以采用_____________的方法。
【答案】（1）核移植
（2）ES细胞具有发育的全能性
（3）基因表达载体B和CHindⅢ和PstⅠEcoRⅠ和PstⅠ
（4）绿抗原-抗体杂交
【解析】 (1) 图1是利用胚胎干细胞（ES 细胞）对干扰素基因缺失小鼠进行基因治疗的流程，其中过程①采用了动物细胞核移植技术。(2) 图1中的ES细胞是取自于囊胚期的内细胞团。ES细胞在功能上具有发育的全能性，体外诱导ES细胞可以使其向不同方向分化，所以将目的基因导入ES细胞而不是上皮细胞。(3) 步骤③是将干扰素基因（目的基因）导入ES细胞中，在导入之前需要构建含有干扰素基因的基因表达载体。因DNA复制时，子链总是从5′向 3′方向延伸，子链与模板链反向平行，所以利用PCR技术扩增干扰素基因时，可以从图2的A、B、C、D四种单链DNA片段中选取B和C片段作为引物。由图2可以看出，用限制酶SmaⅠ切割会破坏干扰素基因，为将完整的干扰素基因切割下来，需要利用限制酶组合HindⅢ和 PstⅠ或 EcoRⅠ和 PstⅠ切割干扰素基因的两端，这样也可以使如图3所示质粒上保留一个完整的标记基因，即绿色荧光蛋白基因。(4) 综上分析，在构建的重组质粒上，红色荧光蛋白基因的结构已经被破坏，但绿色荧光蛋白基因的结构完整，因此将步骤③获得的 ES 细胞在荧光显微镜下观察，应选择只发绿色荧光的细胞进行体外诱导。为检测干扰素基因是否表达，需采用抗原-抗体杂交技术，若有杂交带出现，表明干扰素基因已经成功表达。
3．（2019届河南省示范性高中高三上学期期终考试）马铃薯是全球第四大重要的粮食作物，仅次于小麦、水稻和玉米。近年来对马铃薯育种的研究越来越多。请回答下列问题
(1)马铃薯在无性繁殖过程中感染的病毒易传播给后代，从而影响后代的产量和品质，可采用___________技术来脱除病毒，原因是_________________________________。
(2)科学家常采用___________法将控制HPV-16病毒(人宫颈癌病毒)外壳蛋白合成的基因导入马铃薯细胞，培育出可生产的且抗该病毒的转基因马铃薯，人食用后可获得抗性。若要使目的基因在受体细胞中表达，需要构建基因表达载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是______________________、______________________。实验发现，该转基因马铃薯经烹煮后抗病毒效果较差，分析其原因可能是
。
(3)转基因食品的安全性备受关注，若要确定某食品是不是转基因生物或是通过转基因技术加工而成的，可以从______________________、______________________等方面进行检测。
【答案】（1）茎尖组织培养植物分生区附近如茎尖的病毒极少，甚至无病毒
（2）农杆菌转化目的基因无复制原点目的基因无表达所需的启动子烹煮时，高温破坏了病毒外壳蛋白的空间结构，使其抗病毒的功能丧失
（3）检测其是否含有外源基因或DNA 检测其是否含有外源基因表达的蛋白质
【解析】（1）根据分析可知，马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过组织培养获得脱毒苗。（2）马铃薯为双子叶植物，将目的基因导入双子叶植物细胞常用的方法为农杆菌转化法。启动子位于基因的首端，它是RNA聚合酶结合和识别的部位，有了它才能启动基因转录，由于目的基因无复制原点、无表达所需的启动子，故需要将目的基因与运载体结合构建形成基因表达载体，然后再导入受体细胞。由于目的基因表达的产物是病毒外壳蛋白，烹煮时，高温破坏了病毒外壳蛋白的空间结构，使其抗病毒的功能丧失，故该转基因马铃薯经烹煮后抗病毒效果较差。（3）基因工程是将外源基因导入受体细胞并在细胞内表达的过程。若要确定某食品是不是转基因生物或是通过转基因技术加工而成的，可以检测其是否含有外源基因或DNA以及检测其是否含有外源基因表达的蛋白质等方面进行检测。
4．（2019届安徽省芜湖市高三上学期期末考试）国际水稻研究所人员从产量低的耐淹水稻中找到一种耐淹基因，将其移入到高产热带水稻中，终于培育出耐淹的高产水稻品系，其产量比高产热带水稻产量还要高。耐淹基因移入的方法可通过转基因技术实现。请回答下列相关问题：
（1）为培育耐淹的高产水稻品系，应需将耐淹基因进行体外扩增。在PCR反应体系中加入了热稳定DNA聚合酶、引物等，还加入耐淹基因作为___________，加入___________作为合成DNA的原料。
（2）质粒常被用作运载体，因为质粒具有___________（答2点即可）。构建耐淹基因的质粒表达载体时，常用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，目的是___________。
（3）根据耐淹基因表达的蛋白质，研究人员通过对它的氨基酸序列设计并人工合成耐淹基因。与水稻的耐淹基因相比，人工合成的耐淹基因在结构上缺少了___________。虽然两种基因转录的产物不同，但最终表达出相同的蛋白质，可能原因是___________。
（4）蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是___________。
【答案】（1）模板 dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)
（2）能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选减少耐淹基因及质粒的自身环化、增大耐淹基因正向（正确）连接的概率
（3）启动子、终止子和内含子密码子具有简并性
（4）改造基因易于操作且改造后能够遗传
【解析】 (1)利用PCR技术在体外扩增耐淹基因（目的基因）时，在PCR反应体系中除了加入热稳定DNA聚合酶、引物等外，还加入耐淹基因作为模板，加入dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP) 作为合成DNA的原料。(2) 质粒被用作运载体，应具备的条件有：能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选。构建耐淹基因的质粒表达载体时，用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，可以减少耐淹基因及质粒的自身环化、使耐淹基因定向连接到质粒上，以增大耐淹基因正向（正确）连接的概率。(3) 与水稻的耐淹基因相比，根据耐淹基因表达的蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA分子中，缺乏与基因中的启动子、终止子和内含子相对应的碱基序列，据此设计并人工合成的耐淹基因在结构上缺少了启动子、终止子和内含子。由于密码子具有简并性，虽然两种基因转录的产物不同，但最终能够表达出相同的蛋白质。(4)由于直接改造的蛋白质不能遗传，而改造基因易于操作且改造后能够遗传，所以在蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质。
细胞工程
例：（2018全国卷III)2018年《细胞》期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题：
（1）“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_____________。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_______（填“减半”“加倍”或“不变”）
（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_________（填“大于”或“小于”）体细胞核移植，其原因是________________________________。
（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目____________（填“相同”或“不相同”），性染色体组合____________（填“相同”或“不相同”）。
【答案】（1）将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞不变
（2）小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易
（3）相同不同
【解析】（1）核移植是指将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最后发育成为动物个体；通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体細胞的染色体数目和供体一致；（2）胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植，其原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易；（3）哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体常染色体相同，性染色体前者是XX，后者是XY，因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同，性染色体组合不同。
1．（2019届宁夏吴忠市高三上学期期末考试（一轮联考)）Rag2基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞。科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对Rag2基因缺失小鼠进行基因治疗。其技术流程如图：
(1)Rag2基因表达的场所最可能在___________(填写器官)
(2)步骤②中，重组胚胎培养到___________期时，可从___________分离出ES细胞。
(3)步骤③中，需要构建含有基因Rag2的表达载体。可以利用___________扩增Rag2基因片段。用 HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段。为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有___________和___________的酶切位点。
(4)为检测Rag2基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的______________________，用___________进行杂交实验。
【答案】（1）骨髓或胸腺
（2）囊胚内细胞团
（3）pcr 技术 HindⅢ PstⅠ
（4）蛋白质 Rag2蛋白的抗体
【解析】（1）Rag2基因表达的场所最可能在骨髓或胸腺。（2）内细胞团位于囊胚中，所以步骤②中，重组胚胎培养到囊胚期时，可从其内细胞团分离出ES细胞。（3）步骤③中，利用pcr技术扩增Rag2基因片段。基因工程中构建基因表达载体时，应用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，若用HindIII和PstI限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag2基因片段，则为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有HindⅢ和PstⅠ酶的酶切位点。（4）为检测Rag2基因的表达情况，可采用抗原-抗体杂交法，即提取治疗后的小鼠骨髓细胞的蛋白质（抗原），用抗Rag2蛋白的抗体进行杂交实验。
2．（2019届甘肃省陇南市陇南第一中学高三第二学期模拟考试）利用现代生物工程技术可以改变传统育种方式，培育出新品种。如图表示绿色荧光蛋白转基因克隆猪的具体培育过程。请回答下列问题：
(1)上述过程涉及的现代生物工程技术中属于分子水平的技术是________。
(2)图中B过程常用________法将绿色荧光蛋白基因导入到成纤维细胞中。
(3)C过程要获得单个的成纤维细胞进行培养，需用________________处理猪胚胎的部分组织；E过程中若要获得大量的卵母细胞需用________激素处理成年母猪；在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行________处理。
(4)G过程中，当胚胎发育到囊胚时期时，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞是________，将来可发育成胎儿各种组织；滋养层细胞________(填“能”或“不能”)用于性别鉴定，该处细胞将来会发育成________。
【答案】（1）基因工程
（2）显微注射
（3）胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 促性腺同期发情
（4）内细胞团能胎膜和胎盘
【解析】（1）由图分析可知，该绿色荧光蛋白转基因克隆猪的形成涉及了多项生物工程技术，首先导入目的基因的猪的成纤维细胞，要经过动物细胞培养筛选出转基因体细胞，然后该细胞与成年母猪的卵细胞进行细胞核移植获得重组细胞，重组细胞经过早期胚胎培养到桑椹胚或囊胚阶段，最后经过胚胎移植技术将早期胚胎移植到代孕母猪子宫内，最后生下绿色荧光蛋白转基因克隆猪，综上分析，该过程涉及到的生物工程技术有基因工程、核移植、动物细胞培养、胚胎移植等，其中基因工程技术属于分子水平。（2）将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，故图中B过程常用显微注射法将绿色荧光蛋白基因导入到成纤维细胞中。（3）动物细胞培养前，要先用胰蛋白酶处理组织，使组织中的细胞分散开来，以获得单个细胞。用促性腺激素处理母猪可使其超数产卵，以便获得大量的卵母细胞。H为胚胎移植，在进行H过程之前，需要对代孕母猪进行同期发情处理，以便为供体的胚胎植入受体提供相同的生理环境。（4）囊胚时期可发育成胎儿各种组织，个体较大的细胞是内细胞团细胞，而滋养层细胞可以用于性别鉴定，该处细胞将来会发育成胎膜和胎盘。
3．（2019届西藏自治区拉萨中学高三第五次月考）已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在培养皿中混合，加促融剂促进细胞融合，获得杂种细胞，并生产单克隆抗体。请回答下列有关问题：
（1）生产单克隆抗体时，一般不直接利用B淋巴细胞，主要原因是_______________________。
（2）①过程中，常用的与植物细胞融合相同的诱导剂是__________。
（3）②过程为________培养，培养液中还需通入气体物质，其中通入CO2的目的是________________________。
（4）④表示杂交瘤细胞的扩大培养，其既可在体外培养，也可注射到小鼠________内培养，体内培养与体外培养相比，其优点是____________________。
（5）为了从培养液中分离出杂交瘤细胞，需要③过程向培养液中加入_____________，理由是杂交瘤细胞可利用__________________途径合成DNA，从而才能在该培养液中增殖。
【答案】（1）B淋巴细胞不能无限增殖
（2）聚乙二醇
（3）细胞维持培养液的pH
（4）腹腔无需再提供营养物质以及无菌环境，操作简便
（5）氨基嘌呤淋巴细胞中的S
【解析】（1）生产单克隆抗体时，一般不直接利用B淋巴细胞，主要原因是B淋巴细胞属于高度分化的细胞，不能无限增殖。（2）植物细胞常采用电刺激、聚乙二醇等手段进行融合，而动物细胞采用电刺激、聚乙二醇、仙台病毒等手段进行融合。因此，①过程中常用的与植物细胞融合相同的诱导剂是聚乙二醇。（3）②过程为细胞培养，培养液中还需通入气体物质，其中通入氧气维持细胞呼吸，通入CO2维持培养液的pH。（4）杂交瘤细胞既可在体外培养，也可注射到小鼠腹腔内培养。体内培养与体外培养相比，其优点是无需再提供营养物质以及无菌环境，操作简便。（5）人淋巴细胞、鼠骨髓瘤细胞在培养皿中混合，加聚乙二醇促进细胞融合，培养液中的细胞有以下5种：人淋巴细胞、鼠骨髓瘤细胞、人淋巴细胞与人淋巴细胞融合细胞、鼠骨髓瘤细胞与鼠骨髓瘤细胞融合细胞以及杂交瘤细胞。其中，人淋巴细胞、人淋巴细胞与人淋巴细胞融合细胞不能无限繁殖，不久会衰老、死亡。向培养液中加入氨基嘌呤，氨基嘌呤可阻断D途径，只有D途径的鼠骨髓瘤细胞、鼠骨髓瘤细胞与鼠骨髓瘤细胞融合细胞无法增殖，而杂交瘤细胞可利用S途径合成DNA，继续繁殖，从而分离出杂交瘤细胞。
4．（2019届吉林省长春外国语学校高三上学期期末考试）科研工作者欲根据如图所示的流程图生产治疗H7N9型禽流感的抗体，请据图回答相关问题：
(1)给小鼠注射的抗原是_________，将过程①获得的B细胞直接和骨髓瘤细胞融合，将获得_____(填“一种”或“多种”)杂交细胞，这些细胞需在具有______作用的特定培养基上培养。
(2)过程③代表将经选择性培养的杂交瘤细胞，在进行________和________后，获得足够数量的能够产生所需抗体的细胞。
(3)过程④代表将杂交瘤细胞在________(填“体内”或“体外”)条件下大规模培养，提取大量的单克隆抗体，单克隆抗体最主要的优点是_______________________________。
(4)单克隆抗体的主要用途有_________________________________________。
【答案】（1）减毒或灭活的H7N9型禽流感病毒多种筛选
（2）克隆化培养抗体检测
（3）体外特异性强、灵敏度高、可大量制备
（4）作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物
【解析】（1）该实验的目的是制备治疗H7N9型禽流感的抗体，因此给小鼠注射的抗原是减毒或灭活的H7N9型禽流感病毒；直接将程①获得的B细胞直接和骨髓瘤细胞融合，将获得多种杂交细胞，因此需要将这些细胞放在具有筛选作用的特定培养基上培养。（2）过程③代表将经选择性培养的杂交瘤细胞，在进行克隆化培养和抗体检测后，获得足够数量的能够产生所需抗体的细胞。（3）单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点。（4）单克隆抗体的主要用途有作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物等。
胚胎工程
例：（2019届天津市静海区高三上学期三校联考）为了加快优良种牛的繁殖速度，科学家采用了以下两种方法，请根据图示信息回答下面的问题：
(1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有__________。
(2)用来促进B牛多排卵的激素是__________，E牛的性别是__________。
(3)从B牛体内获得的卵子需要培养到__________（填时期）才能和获能的精子结合完成受精。
(4)产生F牛的理论依据是__________，其生殖方式属于__________。
(5)要培育高产奶率的转基因牛，则目的基因的受体细胞一般是__________。
【答案】（1）动物细胞培养、胚胎移植
（2）促性腺激素雌性或雄性
（3）减数第二次分裂中期
（4）动物细胞核具有全能性无性生殖
（5）受精卵
【解析】（1）从图可知，方法Ⅰ是试管牛技术是在体外受精形成的，属于有性繁殖，用到了体外受精、早期胚胎培养（动物细胞培养），胚胎移植等技术；方法Ⅱ是核移植技术，应用了细胞核移植，早期胚胎培养（动物细胞培养），胚胎移植等技术，故试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的工程技术有动物细胞培养、胚胎移植。（2）用来促进B牛多排卵的激素是垂体分泌的促性腺激素，E牛是由精子和卵细胞结合形成的受精卵发育而来，E牛的性别是雌性或雄性。（3）从B牛体内获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期才能与精子结合。（4）F牛是通过细胞核移植产生的，该技术的理论基础是细胞核的全能性；在此过程中没有经过两性生殖细胞结合，所以此种生殖方式是无性生殖。（5）培育转基因动物时，目的基因的受体细胞一般是受精卵。
1．（2018届河北省唐山市高三第二次模拟考试）科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内，得到转基因“蜘蛛羊”，该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白，高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域，生产流程见下图。请回答：
（1）将蛛丝蛋白基因和载体通过甲过程形成的X为__________，该过程通常用相同的限制酶进行切割，原因是____________________。
（2）为了获得蛛丝蛋白，图中的受体细胞应该选择__________羊（填性别）的ES细胞，这是因为ES细胞在功能上具有____________________。
（3）受体细胞在体外培养时，采用的培养基是__________（固体、液体）培养基，并在培养环境中的空气必须加5%CO2，目的是____________________。
（4）转基因山羊的性状出能产生蛛丝蛋白外，与提供ES细胞的个体不完全相同的原因有
。（答出两点即可）
【答案】（1）基因表达载体使目的基因和运载体有相同的黏性末端，便于连接
（2）雌性发育的全能性
（3）液体维持培养液的pH
（4）转基因山羊的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞；性状是基因与环境共同作用的结果；个体发育过程中有可能发生基因突变
【解析】（1）根据以上分析已知，图中X表示基因表达载体；构建基因表达载体的过程中，通常需要用相同的限制酶进行切割，使目的基因和运载体有相同的黏性末端，便于连接。（2）根据题干信息已知，蛛丝蛋白存在于雌性动物的乳汁中，且ES细胞在功能上具有发育的全能性，因此为了获得蛛丝蛋白，图中的受体细胞应该选择雌羊的ES细胞。（3）培养动物细胞一般用液体培养基，且培养需要一定的气体条件，其中加入5%CO2的目的是维持培养液的pH。（4）转基因山羊的细胞质遗传物质来自受体卵母细胞，且生物的性状是基因与环境共同作用的结果，此外个体发育过程中还可能发生基因突变，因此转基因山羊的性状出能产生蛛丝蛋白外，与提供ES细胞的个体不完全相同。
2．（2019届云南省玉溪市一中高三上学期第二次调研考试）下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
（1）A细胞是_____________，为了获得更多的A细胞，对供体母牛用________________处理。
（2）在进行体外受精前要对精子进行___________________处理；受精后，体外培养受精卵时，培养液中提供CO2的目的是______________________。
（3）进行胚胎分割时，应选择发育到___________________时期的胚胎进行操作。
（4）②指的是__________。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意______________________。
（5）胚胎移植时，引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口，这种方法称为________。另一种方法是将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎，这种方法称为______。
（6）胚胎移植后，要对受体母牛进行___________的检查。
【答案】（1）(次级)卵母细胞促性腺激素
（2）获能维持培养液的pH
（3）桑椹胚或囊胚
（4）囊胚腔要将内细胞团均等分割
（5）手术法非手术法
（6）是否妊娠
【解析】（1）图中A细胞与精子结合形成受精卵，因此A是卵母细胞。使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，可以获得更多的卵母细胞。（2）在进行体外受精前利用培养法或化学诱导法对精子进行获能处理。动物细胞培养中，培养液的CO2可以维持培养液的pH。（3）进行胚胎分割时，应选择发育到桑椹胚或囊胚期的胚胎进行操作。（4）②指的是囊胚腔，为了避免影响胚胎的恢复和进一步发育，对囊胚期的胚胎进行分割时，应将内细胞团均等分割。（5）在胚胎移植前，对受体和供体要用孕激素处理，使他们同期发性处理，处于相同的生理状态便于接受外来胚胎。胚胎移植时，一般有手术法和非手术法。手术法：引出受体子宫和卵巢，将胚胎注入子宫角，缝合创口。非手术法：将装有胚胎的移植管送入受体母牛子宫的相应部位，注入胚胎。（6）胚胎移植后，为了判断胚胎能否在受体子宫中存活，要对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3．（2019届贵州省遵义市遵义航天高级中学高三第五次模拟考试）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。请据图回答问题：
（1）②过程采用的是胚胎工程中的________________________技术，该过程中需要用到_________________（发育培养液、合成培养基）。
（2）囊胚阶段的细胞分为____________________和内细胞团，其中内细胞团将来发育成_________________________。
（3）胚胎干细胞可以来自于早期胚胎或___________________，在培养液中加入__________________________，则能诱导胚胎干细胞向不同类型组织细胞分化。
（4）该过程____________(是、否)体现了动物细胞核具有全能性，原因_____________。
【答案】（1）早期胚胎培养技术发育培养液
（2）滋养层细胞胎儿的各种组织
（3）原始性腺分化诱导因子
（4）否全能性指发育成完整个体，而最后形成的组织器官不属于个体
【解析】（1）分析图解可知，过程①采用的是细胞工程中的核移植技术。过程②采用的是胚胎工程中的早期胚胎培养技术。动物胚胎的培养液成分一般都比较复杂，除一些无机盐和有机盐类外，还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质，该培养液属于发育培养液。（2）囊胚阶段的细胞分为滋养层细胞和内细胞团，其中滋养层细胞将来发育为胎膜和胎盘，内细胞团发育成胎儿的各种组织。（3）胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。在体外培养的条件下，培养胚胎干细胞一般不能获得动物器官，若在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导胚胎干细胞向不同类型的组织细胞分化。（4）全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。故全能性的体现应该是发育形成个体，最后形成组织器官不属于全能性的表现，故图示过程没有体现动物细胞核具有全能性。
4．（2019届江西省南昌市第二中学高三第六次考试）回答下列有关胚胎工程的相关问题；
（1）1890年，英国剑桥大学的生物学家将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内，成功地得到两只纯种的安哥拉子兔。这个实验首次证实了_____________________的可能性。
（2）哺乳动物卵子发生过程中，减数第二次分裂是在____________过程中完成的，哺乳动物卵子和精子在发生上的重要区别是_______________。在实施体外受精时，获能的精子与培养成熟的卵子，通常都可以在_________中完成受精作用，在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查_____________。
（3）胚胎移植需收集胚胎，收集胚胎时冲卵的生理学基础是___________。胚胎分割时用分割针取样的滋养层的用途是___________。
（4）ES细胞是研究细胞分化的理想材料，ES细胞在饲养层细胞上，或在_______的培养液中，能够维持不分化的状态。
【答案】（1）同种动物的胚胎在异体动物体内发育
（2）精子和卵子结合卵泡的形成和在卵巢内储备，是在出生前完成的获能溶液或专用的受精溶液受精状况和受精卵的发育能力
（3）早期胚胎形成后处于游离状态，未与母体子宫建立联系做DNA分析性别鉴定
（4）添加抑制因子
【解析】（1）将纯种的安哥拉兔的两个4细胞胚胎移入一只纯种的比利时兔的输卵管内，成功地得到了两只纯种的安哥拉子兔。由于安哥拉兔和比利时兔为两个不同的品种，故这个实验可证实同种动物的胚胎在异体动物体内发育的可能性。（2）哺乳动物卵子发生过程中，减数第一次分裂是在雌性动物排卵前后完成的，其结果产生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。减数第二次分裂是在精子和卵子结合过程中完成的，哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内储备，是在出生前（即胎儿时期）完成的，这是卵子和精子在发生上的重要区别。在实施体外受精时，获能的精子与培养成熟的卵子，一般情况下都可以在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精作用，在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。（3）哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态，这就为胚胎的收集提供了可能。胚胎分割后，可取滋养层细胞做DNA分析进行性别鉴定。（4）ES细胞在饲养层细胞上，或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态，而在培养液中加入分化诱导因子，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化。
酶和ATP
例：（2018全国卷II）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）。
【答案】（1）B
（2）加快
（3）不变60℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性
【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组酶催化反应的速度会加快。（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．（2018届黑龙江省大庆实验中学高三仿真训练）研究温度对某种酶活性的影响实验，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）若除酶以外的所有试剂已预保温，在测定酶活力的实验中，请将下列操作按顺序排列：___→⑤______ →________→②
①加入酶②检测产物③保温并计时④加入pH缓冲液⑤加入底物
（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能的定义是___________________________。
（3）C组的产物浓度明显低于另外两组是因为在60℃环境下_____________，导致酶失活。
（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为_____________，其分泌过程体现了细胞膜的__________________________。
【答案】（1）④①③
（2）分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
（3）空间结构被破坏
（4）同位素标记法流动性
【解析】（1）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，因此在酶与底物混合之前应该加缓冲物质，酶和底物混合后，需要适宜的温度下保温一段时间，为酶促反应提供反应时间。因此该实验操作的正确顺序为④→⑤→①→③→②。（2）已知酶的主要作用为降低反应的活化能，那么活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（3）反应结束时，C组产物浓度低于A、B组，原因是C组温度过高，破坏酶的空间结构，反应一段时间之后酶变性失活，无法催化反应进行，说明酶所催化的化学反应一般是在适宜温度的条件下进行的。（4）若此酶为从动物体内提取的某种消化酶，则研究它在生物体内的合成和运输使用的科学方法为同位素标记法，其分泌过程体现了细胞膜的流动性。
2．（2019届黑龙江省哈尔滨市第九中学高三上学期期末考试）为了研究温度对酶活性的影响，向三支盛有等量人胃蛋白酶溶液但温度各不相同的试管中，各加一块 1cm3 的正方体凝固蛋白质，设置三个实验组：A 组（20℃）、B 组（40℃）和 C 组（60℃），定时取样测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），测定结果如图。请回答下列问题：
（1）本实验的自变量为_____，需要控制的无关变量有酶的浓度、底物的量和_____（写出一种即可）、实验中所用到的材料器具等。在t3时，C组产物总量不变，原因是_____。
（2）请提供一种方法，使三组实验可以在更短的时间内完成（假设实验过程中除自变量外的其他环境条件均为胃蛋白酶的最适条件，且酶的浓度不可改变），并说明理由。方法：_______________，理由：
。
（3）如果要确认上述实验中酶促反应速率的差别是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，还应补充的对照实验是_____。
【答案】（1）温度和反应时间 pH值温度升高使酶变性失活
（2）将蛋白块切成小块可增大底物与酶的接触面积，使酶促反应加快
（3）另取一支与其他三个实验组相同的试管，将加热煮沸后的胃蛋白酶溶液加入试管中，其他操作相同
【解析】（1）通过曲线图分析，本实验的自变量为是温度和反应时间，因变量是产物浓度，除此之外属于无关变量。故本实验需要控制的无关变量有酶的浓度、底物的量和pH值（写出一种即可）、实验中所用到的材料器具等。在 t3 时，C 组产物总量不变，原因是温度升高使酶变性失活，不再发挥催化的功能。（2）将底物蛋白块切成小块，这样可以使其加大与胃蛋白酶的接触，这样反应更快，故可增大底物与酶的接触面积，使酶促反应加快。（3）酶促反应速率的差别受很多因素的影响，如温度，PH等。如果要确认上述实验中是由于酶的活性不同而不是酶本身其他因素的作用，还应再增设对照实验：另取一支与其他三个实验组相同的试管，将加热煮沸后的胃蛋白酶溶液加入试管中，其他操作相同。
3．（2019届甘肃省庆阳市宁县高三上学期期末联考）请回答下列有关酶和ATP的问题：
（1）ATP的结构简式是_____________ ；植物细胞能产生ATP的结构有_________________。
（2）为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验：
请完善表格X处的内容：_______________________________________。
（3）一般情况下，不能用淀粉酶为材料探究pH对酶活性的影响，原因是_____________。
（4）请以淀粉、淀粉酶、蔗糖酶为材料设计实验验证酶的催化作用具有专一性，写出实验思路并预测实验结果和结论。
实验思路：______________________________________。
结果与结论：________________________________________________________________________。
【答案】（1）A-P~P~P 线粒体、叶绿体和细胞质基质
（2）0.5 mL 蒸馏水
（3）酸能催化淀粉水解
（4）实验思路：取两只试管编号A、B，A试管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B试管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；将A、B试管置于相同且适宜条件下，待反应一段时间后，分别滴入斐林试剂水浴加热，观察两只试管的颜色变化；结果：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管不出现砖红色沉淀；结论：酶具有专一性
【解析】（1）ATP的结构简式为A-P～P～P；绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程为呼吸作用和光合作用，场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体。（2）证明过氧化氢酶的活性受pH的影响时，除了设置酸性条件、碱性条件的实验组外，还需要设置pH＝7的对照组，pH是自变量，气泡产生的数量是因变量，其他的量应保持相同且适宜，因此X处应加0.5 mL 蒸馏水。（3）一般情况下，不能用淀粉酶为材料探究pH对酶活性的影响，原因是酸能催化淀粉水解。（4）实验思路：①取两只试管编号A、B，A试管加入淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液，B试管加入等量淀粉溶液和蔗糖酶溶液；②将A、B试管置于相同且适宜条件下，待反应一段时间后，分别滴入斐林试剂水浴加热，观察两只试管的颜色变化；结果与结论：①结果：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管不出现砖红色沉淀；②结论：酶具有专一性
4．（2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三上学期第一次调研）红薯和土豆都富含淀粉，但红薯吃起来比土豆甜，为探究其原因，某兴趣小组以红薯的块根和土豆的块茎为材料，在不同温度，其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30分钟后，测定还原糖含量见下表。
处理温度（℃）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
红薯还原糖含量（mg/g）
20
23.3
32
37.6
50.5
70.2
80
68.9
45.3
土豆还原糖含量（mg/g）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
（1）由表可见，温度为60℃时红薯还原糖含量最高，这是因为_______________。
（2）请你推测土豆块茎不含有还原糖的最可能原因是_____________。
（3）为了确认土豆不含还原糖的原因，请完成以下实验：
实验原理：①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖②____________________________
备选材料与用具：红薯提取液（去淀粉与还原糖），土豆提取液（去淀粉），斐林试剂，双缩脲试剂，质量分数为3%的淀粉溶液和质量分数为3%的蔗糖溶液等。
实验步骤：
第一步：取A、B两支试管，在A试管中加入红薯提取液，B管中加入等量的土豆提取液。
第二步：60℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中各加入___________。
第三步：60℃水浴保温5min后，在A、B两支试管中各加入____________。
第四步：_____________________。
实验现象：___________________。
实验结论：___________________。
【答案】（1）红薯中淀粉酶的最适温度为60℃
（2）土豆块茎不含淀粉酶
（3）原理：还原糖与斐林试剂反应产生砖红色沉淀第二步：等量的淀粉溶液第三步：等量的斐林试剂
第四步：50-65℃水浴加热2min实验现象：A试管溶液出现砖红色沉淀，B试管溶液呈蓝色（或没有出现砖红色沉淀）实验结论：红薯块根含淀粉酶而土豆块茎不含淀粉酶
【解析】（1）还原糖是淀粉在酶促反应下的产物，温度为60℃时红薯还原糖含量最高，说明该温度是淀粉酶的最适温度条件。（2）红薯中含有淀粉，却不含还原糖，说明红薯不含能催化淀粉转化为还原性糖的淀粉酶。（3）该实验中还原糖的鉴定原理包括：①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖；②还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。（4）由还原糖的鉴定的步骤为可得该实验步骤中，第二步需加实验材料，即在A、B两支试管中加入等量的淀粉溶液；第三步需要加斐林试剂进行鉴定，其作用条件为50-65℃水浴保温2min。第四步：观察试管中出现的颜色变化。实验现象：有还原性糖的试管出现砖红色沉淀，即A试管中出现砖红色沉淀，B试管没有砖红色沉淀。实验结论：红薯块根含淀粉酶而土豆块茎不含淀粉酶。
光合作用和呼吸作用
例：（2018全国卷I）甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题：
（1）当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是____________。
（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是_________，判断的依据是______________________。
（3）甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是______。
（4）某植物夏日晴天中午12：00时叶片的光合速率明显下降,其原因是进入叶肉细胞的_________ （填“O2”或“CO2”）不足。
【答案】（1）甲
（2）甲光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大
（3）乙
（4）CO2
【解析】（1）由图分析可知，当光照强度大于a时，相同光照强度下，甲植物的净光合速率大于乙，有机物的积累较多，对光能的利用率较高。（2）甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，植株接受的光照强度相对较弱，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，因此种植密度过大，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。（3）从图中可以看出，乙植物的光饱点以及光补偿点都比甲植物低，适合在光照强度相对更弱的环境中生长，林下的光照强度更低，因此更适合在林下种植的是植物乙。（4）夏日晴天中午12：00时，植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，叶片上的部分气孔会关闭，导致细胞间的二氧化碳的含量下降，从而引起光合速率下降。
1．（2019届浙江省嘉兴市第一中学高三上学期期末考试）研究人员对日光温室内的黄瓜补充不同波长的光，测得黄瓜光合速率的日变化情况如图1。为进一步探究补充不同波长的光对黄瓜光合速率影响的原因，研究人员测定叶肉细胞内的叶绿体数、叶绿体内的淀粉粒数、基粒数，结果如表1。
（1）植物细胞中能同时吸收红光和蓝紫光的色素是_____；吸收的光能先转移到_____中，继而转移到糖类等有机物中。
（2）12:00时植物光合速率较低的可能原因是______；16:00时该植物叶肉细胞的叶绿体内ADP的转移方向是_____。
（3）据表1推测，补充蓝光，黄瓜叶片细胞的叶绿体内的_____增加，是导致光合速率下降的原因之一，其原理是_______。
（4）结合图1和表1数据分析可知，补红光后，黄瓜叶片细胞的叶绿体内的基粒数明显减少，但光合速率不降反升，其原因可能是补充红光改变了类囊体膜上的______。
【答案】（1）叶绿素（或叶绿素a） ATP和NADPH
（2）温度过高，叶片气孔关闭，CO2吸收减少由叶绿体基质移向基粒
（3）淀粉粒有机物（淀粉）的积累，抑制了碳反应的进行
（4）光和色素的种类、含量或比例
【解析】（1）植物细胞中能同时吸收红光和蓝紫光的色素是叶绿素；吸收的光能先转移到ATP和NADPH中，继而转移到糖类等有机物中。（2）据图1可知，12:00时植物光合速率较低，可能是此时温度过高导致叶片气孔关闭，CO2吸收减少所致；16:00时该植物净光合速率大于0，此时光合速率大于呼吸速率，叶肉细胞的叶绿体内ADP的转移方向是由叶绿体基质移向基粒。（3）据表1可知，补充蓝光，黄瓜叶片细胞的叶绿体内的淀粉粒增加，而有机物（淀粉）的积累，抑制了碳反应的进行，导致光合速率下降。（4）结合图1和表1数据分析可知，补红光后，黄瓜叶片细胞的叶绿体内的基粒数明显减少，但光合速率不降反升，其原因可能是补充红光改变了类囊体膜上的光和色素的种类、含量或比例。
2．（2019届甘肃、青海、宁夏高三上学期期末联考）某实验小组研究了城市樟树人工林林冠上下层叶片一天内的净光合速率和光照强度的变化情况(甲、乙两层叶片的呼吸速率几乎无差异)，结果如下图所示。请回答下列问题：
(1)植物叶肉细胞将光能转化为化学能的场所是___________。
(2)甲表示林冠__________(填“上层”或“下层”)的叶片。根据图示分析，甲层叶片的净光合速率在12：30后急剧下降，其原因是中午光照过强，温度过高，植物蒸腾失水多，引起____________________。此时叶绿体中C3的含量__________ (填“上升”“不变”或“下降”)。
(3)根据7：30～14：30测得的相关数据，可判断甲层叶片对光能的利用率更高，理由是
。
【答案】（1）类囊体薄膜
（2）上层气孔关闭，使 CO2的吸收量減少下降
（3）7：30～14：30，甲、乙两层叶片的光照強度相等，但甲层叶片的净光合速率更大
【解析】 (1) 植物叶肉细胞通过光合作用的光反应阶段，可将光能转化为化学能，光反应的场所是类囊体薄膜。(2) 由于上层叶片对阳光的遮挡，导致下层叶片接受的光照强度较弱，因此相同时间内，下层叶片的净光合速率较上层叶片低，据此分析图示可推知：甲表示林冠上层的叶片。甲层叶片的净光合速率在12：30后急剧下降，其原因是中午光照过强，温度过高，植蒸腾作用过于旺盛，保卫细胞失水过多导致气孔关闭，使 CO2的吸收量減少，使得光合作用强度暂时降低。此时，因CO2的吸收量減少，导致CO2和C5结合形成C3的CO2固定过程减弱，新生成的C3减少，而C3的还原过程仍在进行，所以叶绿体中C3的含量下降。(3) 已知甲、乙两层叶片的呼吸速率几乎无差异。柱形图显示：7：30～14：30时间段，甲、乙两层叶片的光照強度相等，但甲层叶片的净光合速率更大，而净光合速率＝（实际）光合速率－呼吸速率，说明甲层叶片的（实际）光合速率更高，进而推知：甲层叶片对光能的利用率更高。
3．（2019届江西省宜春市高三上学期期末统考）下图甲为研究光照强度对某植物光合作用强度影响的实验示意图，图乙表示其细胞气体交换情况，图丙表示除光照强度外其他条件均适宜的环境，光照强度与光合速率的关系，图丁表示夏季晴朗的一天，某种绿色植物在24小时内O2吸收速率的变化示意图(单位：mg/h)
(1)若将图甲中的植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是____________________________________________。
(2)图乙中结构a上发生的反应中的能量变化是_________________________________。
(3)若提高温度，图丙中曲线的变化是___________(填“上移”、“下移”、“不动”或“信息不足，无法确定”)
(4)图丁中测得该植物一昼夜的O2净释放量为312mg，假设该植物在24小时内呼吸速率不变，则该植物一天通过光合作用产生的02总量是___________mg。若叶绿体吸收的CO2全部转化为葡萄糖，当光合作用速率最高时，该植物每小时制造的葡萄糖的量是___________mg。
【答案】（1）植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，(而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以)当O2增多时，有氧呼吸会增加
（2）光能转化为ATP中活跃的化学能
（3）下移
（4）600 52.5
【解析】（1）由于植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，进而促进了植物的有氧呼吸。（2）图乙中a为叶绿体的类囊体薄膜，其上可进行光反应，发生的能量变化为：光能转化为ATP中活跃的化学能。
（3）图丙表示除光照强度外其他条件均适宜的环境，光照强度与光合速率的关系，若提高温度，光合速率降低，曲线应下移。（4）该植物一昼夜的O2净释放量为312mg=白天光合作用量－一昼夜呼吸作用量，该植物呼吸速率为12mg/h，故24小时呼吸量为288mg，实际光合量=净光合量+呼吸量=312+288=600mg。光合作用速率最高时，产生氧气为44+12=56mg/h，据光合作用方程式：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O，每小时利用CO2的量是56×44×6÷（32×6）=77mg/h，形成葡萄糖的量为77×180÷（6×44）=52.5mg。
4．（2019届江西省南昌市第二中学高三第六次考试）下图是在不同CO2浓度下测定一天中不同时段的某种植物净光合作用速率的变化情况。
（1）若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下，呼吸速率差异不明显；相同时刻中，与环境浓度CO2相比，高浓度CO2条件下该植物的光反应速率_________________(较高/相同/较低)，其原因是
。
（2）将该植物完整的线粒体、叶绿体制备成相应的悬浮液，编号为甲组、乙组，分别向其中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液和NaHCO3溶液，给予二组装置充足光照后均有气泡产生，请用文字描述甲、乙二组装置产生气泡的过程：________________________________；
【答案】（1）较高高浓度CO2条件下该植物暗反应速率加快，需光反应提供更多的ATP和[H]，光反应增强
（2）甲装置中的线粒体利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡.乙装置中的叶绿体利用光能，将水分解，产生氧气并形成气泡
【解析】（1）根据题意和图示分析可知：在相同时间时，高浓度CO2条件下净光合速率大于环境浓度CO2，而呼吸速率差异又不明显。根据净光合速率+呼吸速率=真光合速率，说明高浓度CO2条件下真光合速率大于环境浓度CO2。高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快，需光反应提供[H]和ATP增多，促使光反应增强，所以与环境浓度CO2相比，在高浓度CO2条件下，相同时刻水稻的光反应速率较高。（2）线粒体是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段的场所，因此悬浮液中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液，线粒体可以利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡；叶绿体是光合作用的场所，因此悬浮液中加入NaHCO3溶液（可以提供二氧化碳）后，叶绿体利用光能，将水分解，产生氧气并形成气泡。
人体的稳态和免疫
例：（2018北京卷)癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞（iPSC）进行了抗肿瘤的免疫学研究。
（1）癌细胞具有无限___________的特点。当体内出现癌细胞时，可激发机体的_________系统发挥清除作用。
（2）研究人员进行的系列实验如下：
免疫组小鼠：每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液，连续4周；
空白组小鼠：每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液，连续4周。
实验一：取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7（一种癌细胞）和MEF（一种正常体细胞）混合，检测三种细胞与血清中抗体的结合率，结果见下表。
细胞与抗体的结合率（%）
细胞
iPSC
DB7
MEF
血清
免疫组
77
82
8
空白组
10
8
9
①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知，免疫组的数值明显________空白组的数值，说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。
②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异，说明DB7有____________。
③综合表中全部数据，实验结果表明_____________________。
实验二：给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7，一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大，免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测：iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的___________免疫。
（3）研究人员另取小鼠进行实验，验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处，从C~F中选择字母填入①～③处。
（4）该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于___________________________。
【答案】（1）分裂/增殖免疫
（2）①高于②可以与抗iPSC的抗体结合的抗原③抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合，而不能与MEF上的抗原结合/iPSC与DB7有共同的抗原，与MEF无共同的抗原细胞
（3）FDCB
（4）抑制或治疗肿瘤生长
【解析】（1）癌细胞具有无限增殖的特点；机体的免疫系统能监控和清除体内衰老、死亡或损伤的细胞以及癌细胞；（2）实验一：免疫组和空白组小鼠的主要区别是：一个注射含失去增殖活性的iPSC悬液，一个注射不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液，主要区别在于是否含有iPSC。①由表可知，免疫组细胞与抗体的结合率的数值明显高于空白组的数值，免疫组含失去增殖活性的iPSC悬液，从而说明iPSC作为抗原，刺激小鼠的B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞，浆细胞产生了能与iPSC结合的特异性抗体；②由表可知，表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异但都高于空白组，iPSC刺激小鼠产生了能与iPSC结合的特异性抗体，而DB7与免疫组的血清混合的结合率到82%，说明血清中能与iPSC结合的特异性抗体也可与DB7结合，推知DB7有与iPSC相似的抗原可与iPSC刺激小鼠产生的特异性抗体结合；③综合表中全部数据可以看出，注射含失去增殖活性的iPSC悬液的免疫组细胞可以刺激小鼠产生特异性抗体，实验结果表明iPSC有与癌细胞表面类似的抗原，而正常细胞表面没有；实验二：空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大，免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测：iPSC进入机体，被吞噬细胞处理后呈递给T淋巴细胞，T细胞分化出效应T细胞和记忆细胞，效应T细胞和肿瘤细胞接触，使其裂解死亡，这属于细胞免疫；（3）由上述实验过程可知：DB7有与iPSC相似的抗原，因此上面一组小鼠用DB7处理，下面一组小鼠用失去增殖活性的iPSC处理，上面一组小鼠发生肿瘤病变，下面一组小鼠产生特异性抗体，在四周后提取第二组小鼠的血清，注射到第一组小鼠体内，从而第一组小鼠产生能与肿瘤细胞结合的效应T细胞，与肿瘤细胞接触，使其裂解死亡，肿瘤逐渐缩小，故答案为：④B、①F、②D、③C；（4）由上述实验结果可知，iPSC既能刺激小鼠产生了特异性抗体，又能刺激机体产生能与肿瘤细胞接触并使其裂解死亡的效应T细胞，因此该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于抑制或治疗肿瘤生长。
1．（2018届湖南师范大学附属中学高考二模）2017年10月美国三位遗传学家因为发现了昼夜节律的分子机制荣获诺贝尔生理或医学奖。正常的昼夜节律行为有利于维持机体内环境的稳态。褪黑素是哺乳动物和人类的松果体产生的一种内源激素，可以改善睡眠质量。请回答下列问题：
(1)内环境是由组织液、血浆、淋巴等 __共同构成的液体环境。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，目前科学界普遍认为， __调节网络是维持稳态的主要调节机制。
(2)褪黑素的合成分泌与日照周期同步。实验发现持续光照可造成小鼠松果体重量减轻，细胞缩小，而人为致盲小鼠的松果体细胞内的褪黑素合成酶的活性增强。请推测一昼夜中，人体内的褪黑素分泌量变化规律是
。
(3)有人喜欢长期熬夜玩手机或电脑，从而扰乱了生物钟，推测其原因是。熬夜时还会导致免疫力下降，褪黑素能通过多种途径来调节免疫功能，研究表明在淋巴细胞中含有特异性褪黑素受体，说明了_____。
(4)通过实验人们发现，切除雌鼠松果体后，卵巢会增生变肥大，而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻，据此可以判断褪黑素能_____(填“促进”或“抑制”)性腺发育，原因可能是褪黑素作用于下丘脑，进而引起垂体分泌的_____激素减少所致。
【答案】（1）细胞外液神经—体液—免疫_
（2）白天分泌较少，夜间分泌较多
（3）手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌，进而影响睡眠褪黑素能作用于淋巴细胞，从而影响免疫力
（4）抑制促性腺
【解析】 (1) 内环境是由组织液、血浆、淋巴等细胞外液共同构成的液体环境。目前科学界普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是维持稳态的主要调节机制。(2)松果体分泌褪黑素。持续光照可造成小鼠松果体重量减轻，细胞缩小，而人为致盲小鼠的松果体细胞内的褪黑素合成酶的活性增强，据此可推知，一昼夜中，人体内的褪黑素分泌量变化规律是：白天分泌较少，夜间分泌较多。(3)长期熬夜玩手机或电脑，扰乱了生物钟，原因最可能是手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌，进而影响睡眠。根据题意“熬夜时还会导致免疫力下降，在淋巴细胞中含有特异性褪黑素受体”可知，褪黑素能直接作用于淋巴细胞，从而影响免疫力。(4)切除雌鼠松果体后，卵巢会增生变肥大，而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻，据此可以判断褪黑素能抑制性腺发育，原因可能是褪黑素作用于下丘脑，进而引起垂体分泌的促性腺激素减少。
2．（2019届河北省唐山市高三上学期期末考试）某种致病性极强的细菌外毒素由α和β两个亚单位组成，其中β亚单位无毒性，但能促进α亚单位进入小肠上皮细胞发挥毒性，导致肠黏膜细胞分泌大量的HCO3－、水等进入肠腔而发生剧烈腹泻、代谢性酸中毒(血浆pH<7.35)。请回答下列问题：
(1)外毒素进入宿主细胞后引起___________免疫，感染的宿主细胞的被清除过程属于细胞生命历程中的___________过程。
(2)研制疫苗时，可选择该细菌的减毒外毒素或___________(填“α”或“β”)亚单位。
(3)根据题中信息可知，人体发生代谢性酸中毒的原因是：______________________，导致代谢产生的酸性物质(如无氧呼吸产生的___________等)无法被缓冲对中和。
【答案】（1）细胞细胞凋亡
（2） β
（3）大量的HCO3﹣分泌到肠腔乳酸、（丙酮酸）
【解析】（1）因为细胞外毒素α亚单位进入小肠上皮发挥毒素，因此会引起细胞免疫，感染的宿主细胞的被清除过程属于细胞生命历程中的细胞凋亡过程。（2）根据提供信息已知，α有毒，β没有毒，但是β能够使得α进入细胞并产生严重的后果，所以制备疫苗时应选毒素的β亚单位。（3）根据题中信息可知，人体发生代谢性酸中毒的原因是：大量的HCO3﹣分泌到肠腔，导致代谢产生的酸性物质（如无氧呼吸产生的乳酸、（丙酮酸）等）无法被缓冲对中和。
3．（2019届安徽省宣城市高三上学期期末考试）癌症的治疗经过了三次革命：“手术+化疗+放疗”→“靶向疗法”→“免疫疗法”。美国科学家艾利森和日本科学家本庶佑，因在癌症免疫疗法上作出了重大贡献，获得了2018年诺贝尔生理学或医学奖。请回答下列问题：
(1)癌细胞是正常细胞在致癌因子作用下，遗传物质发生变化，变成___________的恶性增殖细胞。
(2)绝大多数癌细胞在刚出现时会被免疫系统扼杀在襁褓中，这是免疫系统___________功能的体现。采用化疗放疗的方法来治疗某些阶段的癌症是很有效的，但也不可避免地会对免疫系统、消化系统等造成不可逆的伤害，原因是______________________。
(3)电影《我不是药神》中讲了一种治疗慢粒白血病的神药——格列卫，其有效成分伊马替尼可抑制患者因酪氨酸蛋白激酶过度活化而引起的细胞失控性增殖。研究发现，患者因22号染色体与9号染色体发生了交换，导致酪氨酸蛋白激酶过度活化，这是___________变异的结果。
(4)靶向药物虽然治疗效果好，但它有一个很大的局限性，就是只针对某一类型的癌症。免疫疗法则是通过激活人体自身的免疫细胞，让免疫细胞去杀死癌细胞。相对于放疗化疗和靶向疗法，免疫疗法的优点有
、(至少答出两点)
【答案】（1）不受机体的控制、连续进行分裂
（2）监控和清除化疗放疗不能区分恶性细胞和正常细胞，它们在杀死癌细胞的同时，也会杀死大量正常细胞
（3）染色体结构
（4）它不直接杀伤癌细胞，而是增强免疫细胞对癌细胞的杀伤力可以治疗多种癌症，且对多数癌症患者有效
【解析】 (1)癌细胞是正常细胞在致癌因子的作用下，遗传物质发生改变，成为不受机体控制、连续进行分裂的恶性增殖细胞。(2) 免疫系统具有监控和清除功能，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。绝大多数癌细胞在刚出现时会被免疫系统扼杀在襁褓中，这是免疫系统监控和清除功能的体现。用化疗放疗的方法来治疗某些阶段的癌症是很有效的，但也不可避免地会对免疫系统、消化系统等造成不可逆的伤害，原因是化疗放疗不能区分恶性细胞和正常细胞，在杀伤癌细胞的同时，也将正常细胞和免疫细胞一同杀死，患者免疫功能受损，免疫力低下。(3) 22号染色体与9号染色体为非同源染色体，二者发生了交换，属于染色体结构变异，导致酪氨酸蛋白激酶过度活化。(4)靶向药物可以选择性杀死癌细胞，而不影响正常细胞；但它有一个很大的局限性，就是只针对某一类型的癌症。免疫疗法则是通过激活人体自身的免疫细胞，让免疫细胞去杀死癌细胞；可以治疗多种癌症，对很多病人都有效；抑制癌细胞进化，复发率低。所以相对于放疗化疗与靶向疗法，免疫疗法的优点有不直接杀伤癌细胞，而是增强免疫细胞对癌细胞的杀伤力；治疗范围广，可以治疗多种癌症，且对多数癌症患者有效。
4．（2019届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期末考试）正确用药不仅能消除或减轻病症，还能减少药物对身体的不良作用；错误的用药方法，既不能发挥全部的药效，又会对身体造成危害。请回答相关问题：
（1）溶菌酶含片可用于急慢性咽喉炎、口腔黏膜溃疡的治疗。该药物对进入人体内环境的细菌________(填“能”或“不能”)起作用。人体自身的某些细胞也能产生溶菌酶，它属于免疫系统组成中的________，其在人的体液中与吞噬细胞共同构成保卫人体的________防线。
（2）在进行器官移植时，运用_______________ （试剂）可以提高成活率，这些药物使_______淋巴细胞的增殖受阻，容易患感染性疾病，所以必须控制适当的剂量。
（3）左甲状腺素钠是一种适用于甲状腺激素缺乏的替代治疗药物，该药物对人体生命活动的调节方式为________。若摄入过量，则可能引起神经系统的兴奋性________(填“不变”“提高”或“降低”)。
（4）吗啡是一种麻醉镇痛药，使用不当，对人体B细胞无明显影响，但会使T细胞数量大量减少，导致特异性免疫功能减弱，长期使用，极易成瘾，易患恶性肿瘤，这是患者免疫系统的________功能受影响所致。
（5）某糖尿病患者其病因是胰岛B细胞损伤，该患者可以通过注射___________激素来达到降低血糖的治疗目的。
【答案】（1）不能免疫活性物质第二道
（2）免疫抑制剂 T细胞
（3）体液调节提高
（4）监控和清除胰岛素
【解析】（1）药片中的溶菌酶不能进入人体的内环境，故该药物对进入人体内环境的细菌不能起作用。免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质，人体自身的某些细胞也能产生溶菌酶，它属于免疫系统组成中的免疫活性物质。溶菌酶在人的体液中与吞噬细胞一同构成保卫人体的第二道防线。（2）在进行器官移植时，常出现免疫排斥，免疫排斥主要是细胞免疫，由T细胞引起的，临床上通常使用免疫抑制剂药物来抑制T细胞的增殖，由于机体T细胞减少，故机体的免疫能力降低。（3）体液调节指某些化学物质通过体液的传送，对人和动物体的生理活动进行的调节。左甲状腺素钠是一种适用于甲状腺激素缺乏的替代治疗药物，该药物对人体生命活动的调节方式为体液调节。由于甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性，故长期过量摄入左甲状腺素钠，可引起神经系统的兴奋性提高。（4）吗啡是一种麻醉镇痛药，使用不当，对人体B细胞无明显影响，但会使T细胞数量大量减少，导致特异性免疫功能减弱，其中体液免疫也下降的原因是T细胞减少，其产生的淋巴因子减少，对B细胞增殖分化为浆细胞的刺激作用减弱，导致产生的抗体量下降。长期使用，极易成瘾，易患恶性肿瘤，这是患者免疫系统的监控和清除功能受影响所致。（5）某糖尿病患者其病因是胰岛B细胞损伤，则该患者胰岛素分泌减少，该患者可以通过注射胰岛素来达到降低血糖的治疗目的。
人和动物的生命活动调节
例：（2018全国卷I)为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验，实验内容如下：
a．记录实验兔的尿量（单位：滴/分钟）
b．耳缘静脉注射垂体提取液0.5mL，记录尿量
c．待尿量恢复后，耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15mL，记录尿量，取尿液做尿糖定性实验
回答下列问题
（1）该同学发现，与a相比，b处理后实验兔尿量减少，其主要原因是_____________________。
（2）C处理后，肾小管腔内液体的渗透压会升高，实验兔的尿量会___________，取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有___________。
（3）若某实验兔出现腹泻，尿量减少显现，导致尿量减少的主要原因是血浆渗透压升高，刺激了存在于___________的渗透压感受器，从而引起尿量减少。
【答案】（1）垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了肾小管和集合管重吸收水
（2）增加葡萄糖
（3）下丘脑
【解析】（1）b中注射的是垂体提取液，垂体提取液中含有抗利尿激素，抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而导致b处理后实验兔尿量减少。（2）静脉注射20%葡萄糖溶液15mL，会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平，过多的葡萄糖会随尿液排出体外，导致肾小管腔内液体的渗透压升高, 同时会带走大量的水分，使得尿量增加。斐林试剂可与还原糖反应产生砖红色沉淀，取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有葡萄糖。（3）实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失，使得血浆渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器，使抗利尿激素合成和分泌增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，引起尿量减少。
1．（2018届河南省安阳市高三上学期第一次模拟考试）人体内血糖浓度的正常范围是0.8—1.2g/L。某青年在医院做尿检时，医生发现他有尿糖现象。为验证该青年是否患有糖尿病，接下来医生又对其血糖和胰岛素含量进行了测定。请回答下列问题：
（1）人体血糖调节的神经中枢位于__________。正常人在血糖浓度升高时，胰岛素分泌量增加，机体会通过一系列生理反应降低血糖浓度，这些降低血糖的有关反应发生的场所主要是__________（填细胞结构，至少答出两个）。
（2）请完成下列相应的填空，以探究该青年出现尿糖现象的可能原因，以及此时体内血糖和胰岛素的含量。
①摄入过多糖类食物:血糖浓度升高，但空腹时胰岛素含量__________（填“正常”“过高”或“过低”）。
②神经性尿糖:某些疾病会使神经系统功能发生紊乱及内分泌失调，使肝脏内存的__________分解，引起血糖浓度升高，从而产生尿糖。
③胰岛B细胞缺陷：此时血糖浓度__________，胰岛素含量__________。
④肾小管和集合管的重吸收功能出现障碍:此时血糖浓度和胰岛素含量均正常。
（3）若检测结果是③，则该青年血浆渗透压__________。该病人尿液中是否含葡萄糖可采用__________试剂进行检测。
【答案】（1）下丘脑细胞质基质、线粒体、内质网
（2）①正常②肝糖原③升高降低（或不足）
（3）升高斐林
【解析】（1）人体血糖调节的神经中枢位于下丘脑。降低血糖的生理反应主要是氧化分解葡萄糖，场所在细胞质基质和线粒体，转化合成脂肪等非糖物质，其主要发生场所在内质网。（2）青年出现尿糖现象的可能原因分析：①若仅仅是摄入过多糖类食物，检测其血糖浓度较正常值高，但是等到其空腹时检测其胰岛素含量应是正常的；②若是某些疾病会使神经系统功能发生紊乱及内分泌失调导致的神经性尿糖，则其肝脏内一定存在肝糖原不断分解，引起血糖浓度升高；③若是胰岛B细胞缺陷引起，此时患者血糖浓度较正常值偏高，且胰岛素含量较正常值低；④若是肾小管和集合管的重吸收功能出现障碍，患者血糖浓度和胰岛素含量均正常。（3）若是胰岛B细胞缺陷引起的糖尿病，则该患者应排除大量尿糖而带走体内大量水分，导致其血浆渗透压升高，若用斐林试剂检测该病人尿液，会出现砖红色沉淀。
2．（2019届吉林省集安市第一中学高三上学期期末考试）胰岛素是唯一降血糖的激素，胰岛素分泌不仅受血糖浓度的调节，也受神经系统的支配。
（1）当血糖升高时，下丘脑相关区域兴奋并传导到迷走神经，迷走神经释放乙酰胆碱。乙酰胆碱作为________________作用于_______________细胞，促进胰岛素分泌。
（2）当交感神经兴奋时，其释放去甲肾上腺素抑制胰岛素分泌。在调节胰岛素分泌过程中，交感神经和迷走神经都作用于同种细胞，两者所起的作用表现为________________关系。
（3）异常情况下，人体某种T细胞会被过度激活，分化成_______________后特异性攻击能分泌胰岛素的细胞，使其裂解导致胰岛素依赖型糖尿病。从免疫学角度分析，此病属于_______________。另一种类型的糖尿病，患者血液中胰岛素水平正常但存在“胰岛素抵抗”现象，推测此病的致病机理是
。
【答案】（1）信息分子（神经递质、化学信号）胰岛B
（2）拮抗
（3）效应T细胞自身免疫病靶细胞受体异常，不能识别胰岛素（胰岛素不能与受体特异性结合）
【解析】（1）乙酰胆碱是神经递质，作为化学信号作用于胰岛B细胞，从而促进胰岛素分泌。（2）根据题意可知，交感神经和迷走神经对胰岛素分泌的调节作用是相反的，因此两者的关系是拮抗。（3）T细胞被激活，增殖分化成效应T细胞，特异性攻击胰岛B细胞，导致胰岛素依赖型糖尿病，这属于自身免疫病。另一种类型的糖尿病的胰岛素水平正常，但胰岛素 “抵抗”，显然是胰岛素无法正常作用于靶细胞，所以致病机理是靶细胞受体异常不能识别胰岛素，无法发挥降低血糖的作用。
3．（2019届安徽省芜湖市高三上学期期末考试）研究发现葡萄糖依赖性促胰岛素释放肽(GIP)可促进胰岛B细胞释放胰岛素，进食后GIP的分泌是导致机体肥胖的常见诱因，如图表示其作用过程。回答下列问题：
（1）GIP能作用于胰岛B细胞和脂肪细胞，其原因是这两种细胞表面有能与GIP特异性结合的___________。由图示可知，GIP促进机体肥胖的原因是。
（2）GIP促进胰岛B细胞释放胰岛素的作用对葡萄糖具有强烈的依赖性。为了验证这个结论，某兴趣小组设计了如下实验，请完成下列实验内容（可供选择的试剂有：含胰岛B细胞的培养液、生理盐水配置的适宜浓度GIP溶液、适宜浓度的葡萄糖溶液）。
①取三个培养皿，编号为A、B、C，分别加入等量且适宜的含胰岛B细胞的培养液。
②A组：加入适量的生理盐水配置的适宜浓度GIP溶液；B组：加入___________；C组：加入___________。
③培养一段时间后，检测___________。
预期实验结果：___________。
【答案】（1）受体 GIP能作用于脂肪细胞促进脂肪的吸收和储存，并且能作用于胰岛B细胞引起胰岛素的分泌，加快脂肪的吸收和储存过程
（2）②B组：加入（等量的）生理盐水配置的适宜浓度GIP溶液、适宜浓度葡萄糖溶液C组：加入（等量的）适宜浓度的葡萄糖溶液③检测三个培养皿中的胰岛素含量预期结果：A组中几乎检测不到胰岛素，B组胰岛素含量明显高于C组
【解析】 (1)依题意和图示分析可知：GIP是一种信号分子，之所以能作用于胰岛B细胞和脂肪细胞，是因为这两种细胞表面有能与GIP特异性结合的受体。GIP促进机体肥胖的原因有二：一是GIP作用于脂肪细胞并促进脂肪的吸收和储存；二是GIP作用于胰岛B细胞引起胰岛素的分泌，进而加快脂肪的吸收和储存过程。 (2) 依题意，本实验的目的是验证“GIP促进胰岛B细胞释放胰岛素的作用对葡萄糖具有强烈的依赖性”，自变量是葡萄糖的有无，因变量是胰岛素的含量。为了确定GIP促进胰岛B细胞释放胰岛素的作用是在有葡萄糖存在的条件下发生的，依据实验设计遵循的对照原则，应将实验分为3组。在这3组实验中，有1组为实验组（同时加入GIP和葡萄糖）；2个是对照组（分别加入GIP和葡萄糖）。综上分析，依据题意中提供的试剂和给出的不完善的实验步骤可推知：在第②步骤中，B组应加入（等量的）生理盐水配置的适宜浓度GIP溶液、适宜浓度葡萄糖溶液，C组应加入（等量的）适宜浓度的葡萄糖溶液；在第③步骤中，培养一段时间后，应检测三个培养皿中的胰岛素含量。因该实验是验证性实验，其结论是已知的，即GIP促进胰岛B细胞释放胰岛素的作用对葡萄糖具有强烈的依赖性，所以该实验的结果为：A组中几乎检测不到胰岛素，B组胰岛素含量明显高于C组。
4．（2019届宁夏吴忠市高三上学期期末考试（一轮联考)）尿液的形成和排出是在神经和体液的调节下完成的，其中排尿反射受脊髓和大脑皮层共同控制。平时，膀胱逼尿肌舒张，尿道内括约肌收缩，使膀胱贮存的尿液不致外流。下图为相关反射弧的部分示意图，请分析回答：
(1)排尿的初级反射的中枢位于___________。颈椎损伤的病人___________(填“有”或“没有”)排尿反射
(2)若在图中b处给一个适宜的刺激，a处___________(填“有”或“没有”)电位变化，产生尿意的中枢位于___________。
(3)条件允许时，在神经调节下，逼尿肌收缩，内括约肌舒张，将尿液排出膀胱。尿液流经尿道时，刺激尿道内的感受器，导致逼尿肌进一步收缩，直至尿液排空。这种调节方式属于___________调节。
(4)一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床，其原因是______________。
【答案】（1）脊髄有
（2）没有大脑皮层
（3）反馈（正反馈）
（4）与成年人相比，婴儿的大脑尚未发育完全，对脊髓中的排尿中枢（低级中枢）的控制能力较弱
【解析】（1）排尿的初级反射的中枢位于脊髓。颈椎损伤的病人脊髓没有损伤所以有排尿反射。（2）据图可知a为传入神经，b为传出神经，神经元之间兴奋的传递是单方向的。若在图中b处给一个适宜的刺激，a处没有电位变化，产生尿意的中枢位于大脑皮层。（3）条件允许时，在神经调节下，逼尿肌收缩，内括约肌舒张，将尿液排出膀肤尿液流经尿道时，刺激尿道内的感受器，导致逼尿肌进一步收缩，直至尿液排空。这种调节方式属于反馈（正反馈）调节。（4）一般成年人可以有意识地控制排尿，但婴儿经常尿床，其原因是与成年人相比，婴儿的大脑尚未发育完全，对脊髓中的排尿中枢（低级中枢）的控制能力较弱。
植物的激素调节
例：（2018海南卷）激动素是一种细胞分裂素类植物生长调节剂。为了探究激动素对侧芽生长的影响，某同学将生长状态一致的豌豆苗随机分为 A、B、C 三组，实验处理如表。处理后，定期测量侧芽的长度，结果如图所示。
组别
顶芽处理
侧芽处理
A
去除
2 mg/L 激动素溶液涂抹
B
保留
2 mg/L 激动素溶液涂抹
C
保留
蒸馏水涂抹
回答下列问题：
（1）从实验结果可知，顶芽能抑制侧芽生长，这种现象称为______。
（2）A组侧芽附近的生长素浓度______（填“高于”“低于”或“等于”）B组相应侧芽附近的生长素浓度，原因是______
（3）为了验证激动素对A组侧芽生长有促进作用，还应该增加一个处理组D，D组的处理是
，预测该处理的实验结果是：D组侧芽生长量______（填“大于”“小于”或“等于”）A组的生长量。
【答案】（1）顶端优势
（2）低于顶芽是产生生长素的场所去除顶芽后没有生长素向下运输
（3）去除顶芽，用蒸馏水涂抹侧芽小于
【解析】（1）顶端优势是指植物顶芽优先生长，侧芽受抑制的现象。（2）顶芽是产生生长素的场所，去除顶芽后没有生长素向下运输，因此A组侧芽附近的生长素浓度低于B组相应侧芽附近的生长素浓度。（3）为了验证激动素对?A?组侧芽生长有促进作用，还应该增加一个对照组，即去除顶芽，用蒸馏水涂抹侧芽。由于激动素对A组侧芽生长有促进作用，因此预测的实验结果是：D?组侧芽生长量小于A组的生长量。
1．（2018年届黑龙江省普通高等学校招生全国统一考试仿真模拟）人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了赤霉素（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两组，分别培养至第1、8天，再用适宜浓度的激素处理30天，测量茎芽长度，结果见图。请回答下列问题：
（1）用激素处理时，应用IAA处理茎芽尖端而不是加在培养液中，原因是_________________。
（2）A、B两组的实验结果表明离体时间短的茎芽中本身含的___________低，而__________较高。
（3）为了研究GA3的作用机理，有人用药物完全抑制DNA复制后，发现诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%，说明GA3是通过促进___________影响茎芽伸长生长的。
（4）促进茎芽的伸长除了实验中的两种激素外，还有_________________。
（5）菟丝子茎芽细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是___________。实验发现，细胞在持续生长过程中，细胞壁的厚度能基本保持不变，因此，还必须合成更多的___________。
【答案】（1）在芽茎尖端中，生长素进行极性运输
（2）赤霉素生长素
（3）细胞伸长和细胞分裂
（4）细胞分裂素液泡纤维素（和果胶）
【解析】（1）用激素处理时，应用IAA处理茎芽尖端而不是加在培养液中，原因是在幼嫩组织中，生长素只能进行极性运输，由生态学上端运输到生态学下端。（2）A、B两组的实验结果表明，用赤霉素处理比用生长素处理后茎芽长度更长，结合生长素作用具有两重性的知识推测，离体时间短的茎芽中本身含的赤霉素低，在外源赤霉素的作用下，促进作用表现更强，而由于自身生长素含量较高，再施加外源生长素则可能导致超过其促进生长的最适浓度而表现为促进作用减弱。（3）为了研究GA3的作用机理，有人用药物完全抑制DNA复制后，发现诱导的茎．伸长生长被抑制了54%，这说明GA3是通过促进细胞伸长和细胞分裂影响茎芽伸长生长。（4）促进茎芽的伸长除了生长素和赤霉素之外，还有细胞分裂素，因为细胞分裂素有促进细胞分裂的作用。（5）菟丝子茎芽细胞在生长过程中体积变化最大的细胞器是液泡。实验发现，细胞在持续生长过程中，细胞壁的厚度能基本保持不变，因此，还必须合成更多的纤维素（和果胶）用于组成细胞壁。
2．（2018届安徽省舒城县第一中学高三最后一卷）研究表明赤霉素（GA）可以通过调节生长素（IAA）的水平从而促进植物的生长，具体调节过程如图1所示，图中“束缚态IAA”无生物活性。某研究小组为探究萘乙酸（NAA，生长素类似物）和GA对植物的生长的调节作用，设计实验并得到如图2所示结果。（本题中涉及到的“+”表示促进，“﹣”表示抑制）。请分析回答有关问题：
（1）图1中前体物质X是_______________， a、b、c表示的调节效应分别是____________（分别用“+”或“﹣”表示）。
（2）结合图1信息并根据对照实验设计思路，图2中所示B组、D组处理方法分别为__________ ， _________________。
（3）由图2中结果可知NAA和GA表现出激素间相互作用类型中的____________作用。
（4）图示探究实验乃至农业生产实践中不直接使用生长素（IAA），而是利用NAA等物质代替IAA进行使用，请结合图1和所学知识分析原因在于_________________。
（5）植物伸长生长可能是细胞数量增加（和/或）细胞长度增加的结果。研究小组在上述C组实验的基础上开展进一步探究，发现当加入某种抑制性药物完全抑制DNA复制后，GA诱导的豌豆茎段平均伸长量数值曲线位于图2中C组和D组之间。由此说明GA影响豌豆茎段伸长生长的方式是__________________。
【答案】（1）色氨酸+、+、﹣
（2）加NAA不加激素
（3）协同
（4）生长素含量低、不易提取，易于被氧化；而萘乙酸（NAA）是植物生长调节剂，具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点
（5）促进细胞伸长和细胞分裂（或细胞胞数量增加和细胞长度增加）
【解析】（1）前提物质色氨酸能转化成生长素，即X为色氨酸。据题意可知：赤霉素（GA）可以调节生长素（IAA）的水平，从而促进植物的生长，故GA对IAA的调节效应分别是促进其合成，抑制其分解，图中a是促进（+），b为促进（+），c为抑制（-）。（2）根据对照实验的单一变量原则，图2中所示B组加NAA、D组不加激素，作为空白对照组。（3）由图2中结果可知，加NAA的B组和加GA的C组与D组相比较，B组和C组的茎段平均伸长量较多，可以表明NAA和GA表现出激素间相互作用中的协同作用。（4）结合图1和所学知识可分析，生长素含量低、不易提取，易于被氧化，萘乙酸（NAA）是人工合成的生长素类似物，具有容易合成、原料广泛、效果稳定等优点，因此实验乃至农业生产实践中不直接使用生长素（IAA），而是利用NAA等物质代替IAA进行使用。（5）植物伸长生长可能是细胞数量和细胞长度增加的结果。当加入药物完全抑制DNA复制后，细胞分裂不能进行，GA诱导的豌豆茎段平均伸长量数值曲线位于图2中C组和D组之间，说明茎芽没有细胞分裂仍然进行生长，由此可以推出赤霉素通促进细胞伸长和细胞分裂而影响茎芽生长。
3．（2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三上学期期末考试）某棉农获知脱落酸可以促进叶片脱落的原理后，采收前在棉田喷施了一定量的脱落酸，试图除去棉花叶片便于机械采收，但效果不明显，为探究其原因，生物兴趣小组设计了下面的实验方案。
实验假设：生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
实验方案：取若干长势相同、处于生殖生长末期的棉花植株，均分成甲、乙、丙三组，做下图所示的处理，观察三组植株叶片脱落的先后。
（1）生长素能促进植物生长的主要原因是它能促进细胞的___________，其生理作用特点表现为_____________。
（2）根据科学实验原则，上图中X处应放置_______________________，则乙、丙两组实验的自变量是__________________。
（3）预测三组植株的落叶情况，得出实验结论：
若______________________________________________，则假设成立；
若______________________________________________，则假设不成立。
【答案】（1）生长（伸长）两重性
（2）空白琼脂块有无生长素
（3）丙组落叶明显早于甲、乙组三组的叶片几乎同时脱落
【解析】（1）生长素通过促进细胞的伸长生长使植物表现生长。生长素既能促进植物生长，又能抑制植物生长，体现了生长素的作用具有两重性。（2）丙组为对照组，根据实验单一变量原则，X处要放置空白琼脂块，排除琼脂块本身对实验的影响，乙、丙两组的实验变量是有无生长素。（3）若丙组落叶明显早于甲、乙组，说明生长素能抑制脱落酸的功能，若三组植株的落叶情况相同，则不能说明生长素对脱落酸的功能有抑制作用。
4．（2019届江苏省启东中学、前黄中学、淮阴中学等七校高三阶段测试四）为研究生长素(IAA)和赤霉素(GA)对豌豆黄化幼苗茎切段伸长的影响，设计了以下两个实验：
实验一：用不同浓度的IAA和GA分别处理相同的茎切段，结果如图1所示；
实验二：将相同的茎切段自顶端向下对称纵切到3/4处后，分别作不同的处理，一段时间后，结果如图2所示。
请回答下列问题：
（1）图1中实验的自变量是________________，该同学图1设计实验缺少了一组，该组应该用_______________________处理。
（2）根据图1实验结果中IAA处理的结果，能否得出IAA生理作用具有两重性？_______；若想进一步研究IAA和GA之间相互作用的关系，则应该用________________________处理茎切段作为实验组。
（3）分析图2结果，研究者推测IAA和GA的作用部位有差异，用图2中的甲、乙、丙三组弯曲部位的茎切段作为实验材料，分别制作__________(填“横切片”、“纵切片”)进行显微观察。若乙组与甲组对比，观察到乙组________________现象，则表明IAA作用于表皮细胞；若丙组与甲组对比，观察到丙组_________________现象，则表明GA作用于内部组织细胞。
【答案】（1）激素的种类和浓度等量蒸馏水
（2）不能 IAA和GA同时
（3）纵切片表皮细胞较长内部组织细胞较长
【解析】（1）分析图1可知，激素的种类和浓度为实验的自变量，茎切段伸长量为实验的因变量。若要探究不同浓度的激素对茎段伸长量的作用，还应设置不用激素处理的对照组，故实验中缺少用等量蒸馏水处理的对照组。（2）两重性是指低浓度促进生长，高浓度抑制生长，图1实验中由于缺少空白对照实验，所以不同浓度的IAA处理的结果不能判断是促进作用还是抑制作用，故不能得出IAA的生理作用具有两重性。若想进一步研究IAA和GA之间相互作用的关系，则应该用IAA和GA同时处理茎切段作为实验组，与用IAA和GA单独处理组的结果进行比较，进而得出IAA和GA之间相互作用的关系。（3）比较图2的甲、乙、丙三组，乙组表皮细胞长的快，所以向内弯曲，丙组内部组织细胞长的快，所以向外弯曲，制切片观察应比较表皮细胞和内部细胞的长度，所以应制作纵切片进行观察。若乙组与甲组对比，观察到乙组表皮细胞较长现象，则表明IAA作用于表皮细胞；若丙组与甲组对比，观察到丙组内部组织细胞较长现象，则表明GA作用于内部组织细胞。
种群和群落
例：（2018海南卷）某小组为了研究某混交林的群落结构，选择了若干样地进行调查。其中?A、B、C?三种乔木的调查结果如表。
乔木
老年树
成年树
幼年树
树种
密度/株?hm-2
%
密度/株?hm-2
%
密度/株?hm-2
%
A
1267
100.00
0
0
0
0
B
50
31.06
55
34.16
56
34.78
C
50
4.95
80
7.92
880
87.13
回答下列问题：
（1）据表可知：______种群属于增长型种群，______种群属于衰退型种群，______种群属于稳定型种群。
（2）该小组采用的种群密度调查方法是样方法，取样时要做到随机取样，其目的是______。若要调查群落中松鼠种群的密度，则应采用______法，理由是______。
（3）随着时间的推移，如果该群落被另一个群落代替，则发生代替的可能原因是______、______（答出两点即可）。
【答案】（1）C A B
（2）保证调查结论可靠标志重捕松鼠活动能力强，活动范围大
（3）后一个群落中的物种竞争能力强前一个群落为后一个群落的产生提供了良好的环境
【解析】（1）表A中没有幼年（生殖前期）的个体，全为老年（生殖后期）的个体，将来出生率小于死亡率，属于衰退型，表B中各年龄段个体数目比例适中，种群数量将保持相对稳定，属于稳定性，表C幼年（生殖前期）的个体较多，老年（生殖后期）的个体较少，将来出生率大于死亡率，属于增长型。（2）该小组采用的种群密度调查方法是样方法，取样时要做到随机取样，其目的是保证调查结论可靠。若要调查群落中松鼠种群的密度，因为松鼠活动能力强，活动范围大则应采用标志重捕法。（3）随着时间的推移，如果该群落被另一个群落代替，则发生代替的可能原因是后一个群落中的物种竞争能力强、前一个群落为后一个群落的产生提供了良好的环境。
1．（2018届江西省上饶县中学高三高考仿真考试）加拿大一枝黄花原产于北美，1935年作为观赏植物引入我国。现逐步蔓延全国，成为严重威胁生态平衡的外来物种。
（1）加拿大一枝黄花入侵后与本地杂草的关系为____________，导致植物群落的物种丰富度____________(填“上升”或“下降”)，生态系统的抵抗力稳定性将逐渐________(填“升高”或“降低”)。
（2）在调查某公路两旁加拿大一枝黄花种群密度时取样方法为_________。由于缺乏天敌、气候条件适宜等因素，研究人员通过对近十年该地加拿大一枝黄花种群数量分析，绘制增长曲线发现其呈类似____________增长，这属于构建____________模型。
（3）加拿大一枝黄花全草可入药，有散热去湿功能，这体现了生物多样性的________价值。在加拿大一枝黄花茎秆中发现一种刺吸其汁液的昆虫，现有地区欲用这种昆虫抑制加拿大一枝黄花的蔓延，这利用了生物间___________关系，属于____________防治。
【答案】（1）竞争下降降低
（2）等距取样法J型数学
（3）直接寄生生物
【解析】（1）加拿大一枝黄花和本地杂草都属于植物，所以二者属于竞争关系；由于加拿大一枝黄花在竞争中占优势，将会导致植物群落的物种丰富度下降；由于物种丰富度下降，生态系统抵抗力稳定性将逐渐降低。（2）公路为长方形，所以利用样方法调查种群密度时的取样方法为等距取样法；由于缺乏天敌、气候条件适宜等因素，加拿大一枝黄花的数量将呈类似J型增长，这属于数学模型。（3）药用价值属于直接价值；昆虫以其茎秆中的汁液为食，这属于寄生，属于生物防治。
2．（2018届东北三省三校一模）夏蜡梅是一种落叶灌木，属于我国珍稀濒危保护植物，主要分布于中国浙江省狭小的区域内。生态学家研究了群落物种组成对夏蜡梅种群分布和种群密度的影响。
（1）种群密度是指____________________________________________________。在用样方法调查夏腊梅种群密度时，要根据夏腊梅的分布状况和地段形状确定样方的多少、样方大小和____________________。取样的关键是要做到____________________。
（2）生态学家调查了白水坞、西坑、大明山三个地区不同基径夏腊梅个体的数量，结果如下图所示。
据上图可判断，大明山地区夏腊梅种群年龄组成属于__________________型，而西坑地区夏腊梅种群年龄组成属于___________________型。
（3）研究发现，群落中乔木层的树种类型及其组成对夏蜡梅影响显著，而灌木层对其影响相对较小，请从种间关系的角度分析其原因可能是__________________。
【答案】（1）种群在单位面积或单位体积中的个体数取样方法随机取样
（2）稳定衰退夏腊梅属于灌木，在与乔木竞争阳光时处于劣势
【解析】 (1) 种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数。在用样方法调查夏腊梅种群密度时，要根据夏腊梅的分布状况和地段形状确定样方的多少、样方大小和取样方法。取样的关键是要做到随机取样。(2)柱形图显示：大明山地区夏腊梅种群，基径≤3cm、3cm﹤基径≤10cm与基径＞10cm的个体的数量接近，说明其年龄组成属于稳定型。西坑地区夏腊梅种群，基径＞10cm的个体数量非常多，基径≤3cm的个体数量非常少，说明其年龄组成属于衰退型。(3)群落中的夏腊梅属于灌木，在与乔木竞争阳光时处于劣势，因此群落中乔木层的树种类型及其组成对夏蜡梅影响显著，而灌木层对其影响相对较小。
3．（2019届黑龙江省哈尔滨市第六中学高三12月月考）雪乡位于黑龙江省海林市双峰国家森林公园，常年积雪可达8个月，是全国著名的旅游胜地。某科研小组对双峰林场内的一种森林害鼠——棕背平进行了调查研究，以便更好地进行防治。回答下列问题：
（1）对棕背平的种群密度进行调查常采用的调查方法是____________________。
（2）在资源不受限制的理想条件下，棕背平种群的增长曲线呈_____________型。其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝__________。
（3）利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的_________，从而降低该种群密度。
（4）双峰林场中植物有明显的分层现象，形成群落的____________，而林场中的动物也有类似的分层现象，原因是群落中植物为动物创造了多种多样的食物和_______________。
（5）据调查，近5万年来，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”)。
【答案】（1）标志重捕法
（2）J λ－1
（3）性别比例
（4）垂直结构栖息空间
（5）变快未发生改变
【解析】 (1) 棕背平的活动能力强，活动范围广，调查其种群密度常采用标志重捕法。(2) 在资源不受限制的理想条件下，棕背平种群的增长曲线呈“J”型。在“J”型曲线的数学模型中，λ值表示该种群数量为前一年的倍数，而种群增长率是指一段时间内种群数量增加的部分占初始种群数量的比例，可见，λ值与增长率的关系是增长率＝λ－1。(3) 利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使很多雌性个体不能完成交配，从而降低该种群密度。(4) 群落的垂直结构是指在垂直方向上具有明显的分层现象。可见，双峰林场中植物有明显的分层现象，形成群落的垂直结构，而群落中的植物为动物创造了多种多样的食物和栖息空间，因此林场中的动物也有类似的分层现象。(5) 由于气候越来越干燥，导致近5万年以来，该地区森林逐渐演替为灌丛，而近50年来由于人类过度开垦，导致局部灌丛出现了荒漠化，这说明人类的过度开垦活动使得该地区群落的演替速度变快；由于自然环境本身变得干燥，会使群落向荒漠化方向演替，所以演替的方向未发生改变。
4．（2019届吉林省长春外国语学校高三上学期期中考试）某小型湖泊中存在如图甲所示的营养结构，图乙表示不同体长露斯塔野鲮鱼的食性相对值，图丙表示绿藻和蓝藻对水体中N元素、P元素吸收量及其体内藻毒素含量．请回答：
（1）图甲中存在捕食和竞争关系的两种生物是___________________________。
（2）体长为4.2cm的露斯塔野鲮鱼增重2kg，至少需要藻类______kg。
（3）调查露斯塔野鲮鱼的种群密度所采取的方法是_________________。若标记个体更易被天敌发现而被捕食，则会导致种群密度估算结果_________（填“偏高”、“偏低”或“不变”）。
（4）该湖泊受到富含P元素的生活用水的污染，某科研小组提出生态治污的方案：
①首先培养绿藻去除水体中的P元素，理由是绿藻体内的_____________。
②然后投放体长大于4.2cm的露斯塔野鲮鱼控制藻类的数量。选择体长大于4.2cm的野鲮鱼，其原因是____________比例高，____________短，能量利用率高。
【答案】（1）罗氏沼虾和露斯塔野鲮鱼
（2）20
（3）标志重捕法偏高
（4）①藻毒素含量低②植食性食物链
【解析】（1）由题意知，该湖泊中露斯塔野鲮鱼与罗氏沼虾的种间关系是竞争和捕食。（2）由图甲可知，体长为4.2cm的露斯塔野鲮鱼的食物来源为植食性：肉食性=3：1，按能量传递效率为20%计算，则增重2kg至少需要藻类=1.5÷20%+0.5÷20%÷20%=20kg。（3）调查露斯塔野鲮鱼的种群密度用标志重捕法，种群中的个体总数=初次标记个体数×重捕个体数÷重捕中标记个体数，若标记个体更易发现而被捕食，则会使重捕中标记个体数变小，导致种群密度估算结果偏高。（4）①两种藻类去除水体中的P元素能力相同，但蓝藻中藻毒素量远高于绿藻，会对罗氏虾和露斯塔野鲮鱼造成危害，因此选择的藻类是绿藻。②投放植食性较高的鱼类，选择体长大于4.2cm的露斯塔野鲮鱼控制藻类的数量，原因是此类鱼植食性比例高，食物链短，能量利用率高。
生态系统和环境保护
例：（2018全国卷II)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：
（1）当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加，生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是________________________。
（2）如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是
（答出一点即可）。
（3）若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有_________________________________________（答出两点即可）。
【答案】（1）生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少
（2）甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多
（3）大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食。
【解析】（1）生产者固定的太阳能总量是流入一个生态系统的总能量?能量在沿着食物链和食物网流动的过程中，各个营养级的生物都会通过自身的呼吸作用而消耗一部分能量（以热能的形式散失），余下的用于生长发育和繁殖等生命活动的能量中，也有一部分随着残枝败叶或遗体残骸等被分解者分解释放出来而不能输入到下一营养级，即生产者固定的能量在沿食物链流动的过程中大部分损失了，传递到下一营养级的能量较少，因此食物链中的营养级数量一般不会太多。（2）依题意可知：顶级肉食性动物的引入，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转（甲的数量优势地位丧失），而该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，进而推知，甲的数量优势地位丧失的可能原因是：顶级肉食性动物对甲、乙的驱赶作用而引起的甲、乙的“恐惧”程度不同，甲对顶级肉食性动物的“恐惧”程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多。（3）某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度，由题意中“恐惧生态学”的知识可推知，其可能的原因有：一是该种大型肉食性动物对野猪的直接捕食而导致野猪的个体数减少，二是野猪因“恐惧”减少了采食。
1．（2018届四川省成都市第七中学热身考试）森林生态系统是森林生物与环境之间、森林生物之间相互作用，并产生能量转换和物质循环的统一体系。森林中生物种类丰富，食物网较复杂，具有调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙等方面的功能。请回答下列有关问题：
（1）区分两个不同的森林群落，首先要分析群落的__________________________。
（2）森林生态系统的生物多样性价值中，直接价值_____________（填“大于”或“小于”）其间接价值。
（3）生态系统的物质循环是指_______________________________________。
（4）森林中的一条食物链：植物→虫→食虫鸟→鹰。输入食虫鸟的能量，有一部分会流入分解者，流入分解者的能量包括食虫鸟_____________中的能量和鹰_________________________中的能量两部分。
【答案】（1）物种组成
（2）小于
（3）组成生物体的C、H、0、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程
（4）遗体残骸粪便
【解析】（1）区别不同群落的重要特征是：群落的物种组成。（2）森林生态系统的生物多样性价值中，间接价值主要是体现在生态功能上，故直接价值小于间接价值。（3）生态系统的物质循环是指组成生物体的C、H、0、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。（4）食虫鸟产生的粪便和死亡后的遗体残骸中的能量流向分解者。
2．（2018届安徽省皖南八校高三第二次联考）回答下生态系统相关的问题：
（1）蝗灾是草原生态系统的重大危害之一，通过研究蝗虫种群数量变化规律，可通过相关措施有效治理蝗灾，例如:一方面通过改造蝗虫发生地的环境，降低蝗虫的_________；另一方面利用昆虫信息素诱捕蝗虫进行_________防治，该信息素属于生态系统的_______________信息。
（2）碳对生物和生态系统具有重要意义，就草原生态系统来说，碳在生物群落和无机环境之间的循钚主要是以_________的形式进行。但是，生态学家不能以草原生态系统为单位进行物质循环的研究，试从物质循环特点的角度进行解释，其原因是__________________。
（3）该草原生态系统中无芒雀麦的覆盖率较高，下图是以无芒雀麦的碳元素的流动过程模型，补充完整，并在箭头上标明碳元素流动形式。
（4）若该草原上某大型肉食动物的能量有3/4来自食草动物，有1/4来自小型肉食动物，则该大型肉食型动物每获得12kJ能量，需要植物提供的能量至少为__________________。
【答案】（1）K值（环境最大容纳量）生物化学
（2） CO2物质循环具有全球性
（3）
（4）600
【解析】（1）改造蝗虫发生地可以降低蝗虫的K值；另一方面利用昆虫信息素诱捕蝗虫防治蝗灾，属于生物防治方法，该信息素属于生态系统的化学信息。（2）碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行；从物质循环特点看，物质循环具有全球性，故生态学家不能以该生态系统为单位进行物质循环的研究。
（3）无芒雀麦从大气中固定的碳一部分通过呼吸作用以二氧化碳的形式排出（无芒雀麦通过光合作用产生的二氧化碳也会释放到大气中），一部分流入下一个营养级，还有一部分以有机物的形式流向分解者，被分解者利用，如图所示：
（4）若大型肉食动物每获得12kJ能量，而大型肉食动物的能量有1/4来自小型肉食动物，3/4来自食草动物，则构成的食物链有2条：植物→食草动物→大型肉食动物，植物→食草动物→小型肉食动物→大型肉食动物，需要植物提供的能量至少为：12×1/4÷20%÷20%÷20%+12×3/4÷20%÷20%= 600kJ。
3．（2018届内蒙古赤峰市第二中学高三最后一模）雅鲁藏布大峡谷是世界上生物多样性最丰富的山地，是“植物类型天然博物馆”、“生物资源的基因宝库”。经1998年科学考察发现了大面积濒危珍稀植物一红豆杉、昆虫家族中的“活化石”一缺翅目昆虫（取食真菌孢子和小的节肢动物）。近年来复旦大学教授钟扬和他的团队在该地区及西藏其它地区收集了上千种植物的4000万颗种子，这些种子很多被存放在冰库里，可以存放100至400年不等。
（1）生物多样性是指生物圈内所有的植物、动物和微生物和它们所拥有的___________。雅鲁藏布江的野生玉米品种与赤峰的玉米品种体现了___________多样性。
（2）雅鲁藏布江的景色很美，体现了生物多样性的___________价值，钟扬教授说他们“所采集的种子可能几十年、甚至几百年后才能发挥作用，造福人类。”体现了生物多样性的___________价值。
（3）红豆杉通过_________过程同化能量，其所同化的能量除流入下一营养级之外，去向还有
。
（4）缺翅目昆虫在该生态系统中的作用有______________________。
【答案】（1）全部基因以及各种各样的生态系统基因（或遗传）
（2）直接潜在
（3）光合作用
（4）在呼吸作用中以热散失，被分解者利用加快生态系统的物质循环等
【解析】（1）生物多样性是指生物圈内所有的植物、动物和微生物和它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。生物的多样性包括生物物种的多样性、基因的多样性和生态系统的多样性三个层次，雅鲁藏布江的野生玉米品种与赤峰的玉米品种是从遗传的角度来考虑的，体现了基因（或遗传）多样性。（2）生态系统多样性的价值包括直接价值、间接价值与潜在价值，景色很美属于生态系统的旅游观赏方面的内容，体现了生物多样性的直接价值。“所采集的种子可能几十年、甚至几百年后才能发挥作用，造福人类”说明大量的野生生物的使用价值目前还不清楚，它们具有巨大的潜在使用价值，这属于生态系统的潜在价值。（3）红豆杉属于绿色植物，其可通过光合作用同化能量，其所同化的能量分为三个部分，除流入下一营养级之外，还可在呼吸作用中以热散失及被分解者利用。（4）缺翅目昆虫属于消费者，其与生产者与其他消费者构成捕食食物链，其作用是加快生态系统的物质循环等。
4．（2019届山西省晋中市高三上学期1月高考适应性考试）农业生态系统对于人类生存发展有重要作用。与自然生态系统相比较，农业生态系统营养结构简单，抵抗力稳定性低，需要人类投入大量精力管理。请回答下列问题：
(1)农业生态系统的基石是__________。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产的主要原因是______________________，所以需要施加氮肥。
(2)农田还要定期除草、灭虫，从能量流动的角度分析，其目的是___________。灭虫的农药残留，农田可通过化学分解、微生物分解等多种途径除去，这种自我调节能力的基础是______________________。
(3)蚜虫喜欢追逐黄色的东西，可以使用类似粘鼠板的“黄板”来吸引杀灭。该技术利用了生态系统的______________________功能。
(4)小麦秸秆可加工成饲料，可制作成精美的秸秆画，还可发酵生产沼气，这体现了生物多样性的___________价值。以沼气池为中心的现代生态农业，体现了___________和物质循环再生的原理，增加和延长了___________，极大地提高了能量利用率。
【答案】（1）农作物农产品不断地输出使部分氮元素不能返回农田生态系统
（2）合理调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分负反馈调节
（3）信息传递
（4）直接能量多级利用食物链
【解析】(1)生态系统的基石是生产者，农业生态系统的基石是农作物。氮元素随农产品不断地输出生态系统，但不能返回农田生态系统，所以需要施加氮肥。(2)除草、灭虫，减少了杂草和害虫对能量的消耗，使生态系统的能量更多的流向农作物，即合理调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。生态系统自我调节能力的基础是负反馈调节。(3)黄色对蚜虫和鼠是物理信息，利用黄色物质吸引杀灭有害生物，利用了生态系统的信息传递功能。(4) 生态系统中的物质对人类有食用、药用和工业原料等有实用意义或对旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等有非实用意义的价值都属于直接价值。以沼气池为中心的现代生态农业，增加和延长了食物链，使得动植物遗体、残骸和粪便中的的能量最终被人类利用，体现了能量多级利用的原理，提高了能量利用率。
遗传的基本定律及其应用
例：（2018全国卷III)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果（红）与黄果（黄），子房二室（二）与多室（多），圆形果（圆）与长形果（长），单一花序（单）与复状花序（复）。实验数据如下表：
组别
杂交组合
F1表现型
F2表现型及个体数
甲
红二×黄多
红二
450红二、160红多、150黄二、50黄多
红多×黄二
红二
460红二、150红多、160黄二、50黄多
乙
圆单×长复
圆单
660圆单、90圆复、90长单、160长复
圆复×长单
圆单
510圆单、240圆复、240长单、10长复
回答下列问题：
（1）根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于__________上，依据是___________________________；控制乙组两对相对性状的基因位于___________（填“一对”或“两对”）同源染色体上，依据是_____________________。
（2）某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合的__________________的比例。
【答案】（1）非同源染色体F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1一对F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1
（2）1∶1∶1∶1
【解析】（1）因题干说明是二倍体自花传粉植物，故杂交的品种均为纯合子，根据表中甲的数据，可知F1的红果、二室均为显性性状，甲的两组F2的表现型之比均接近9:3:3:1，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上；乙组的F1的圆果、单一花序均为显性性状，F2中第一组：圆：长=（660+90）：（90+160）=3:1、单：复=（660+90）：（90+160）=3:1；第二组：圆：长=（510+240）：（240+10）=3:1、单：复=（510+240）：（240+10）=3:1；但两组的四种表现型之比均不是9:3:3:1，说明控制每一对性状的基因均遵循分离定律，控制这两对性状的基因不遵循自由组合定律，因此这两对基因位于一对同源染色体上；（2）根据表中乙组的杂交实验得到的F1均为双显性杂合子，F2的性状分离比不符合9:3:3:1，说明F1产生的四种配子不是1:1:1:1，所以用两个F1分别与“长复”双隐性个体测交，就不会出现1:1:1:1的比例。
1．（2018届湖南省长郡中学高三下学期第一次模拟）黑米是黑稻加工产品，属于釉米或者粳米，是由禾本科植物稻经长期培育形成的一类特色品种。有研究发现黑米色素为花青苷类色素，属植物多酚类化合物，具有改善视敏度、降低冠心病发病率、抗氧化和抗癌活性。不同的水稻品种的花青苷类色素含量有差别，从而表现黑色以外的其他色泽。水稻色泽受多对独立遗传的等位基因控制。现有一个黑色品系A与一个白色品系B，进行如下杂交实验：
A×B→F1→F2:黑色：紫黑：深褐：褐色：浅褐：微褐：白色=1：6：15：20：15：6：1
（1）这对相对性状至少受____________对等位基因控制，色素基因具有剂量效应，米色深浅随显性基因数的多少而叠加，米色越深，显性基因数越多。
（2）假设控制该性状的等位基因分别是A和a、B和b……（按照26个英语字母排列顺序从前往后选择字母），F2代中某深褐色个体自交后代没有性状分离，则该个体的基因型为____________（写一个即可）。
（3）F2代中另一深褐色个体自交后代存在性状分离，该个体与白色个体杂交，后代表现型及比例为____________。
（4）从F1植株不同部位取一些细胞，将基因A和B都用荧光染料标记（a和b等其他基因不能被标记）。一个细胞中可能含有荧光点，也可能不含荧光点。不含荧光点的细胞是如何产生的？____________。若没有突变的情况下细胞中含有荧光点，则一个细胞中可能含有____________个荧光点。
【答案】（1）3
（2）aaBBCC或AAbbCC或 AABBcc
（3）褐色∶浅褐∶微褐＝1∶2∶1
（4）在减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，导致基因a和基因b进入同一个细胞 1个或2个或3个或4个
【解析】 (1) 水稻色泽受多对独立遗传的等位基因控制，说明色泽遗传遵循基因的自由组合定律。一个黑色品系A与一个白色品系B杂交实验：F2中白色植株占全部个体的比例为1/（1＋6＋15＋20＋15＋6＋1）＝1/64＝(1/4)3，说明F1至少含有3对等位基因，进而推知：这对相对性状至少受3对等位基因控制。（2）色素基因具有剂量效应，米色深浅随显性基因数的多少而叠加，米色越深，显性基因数越多，据此结合对(1)的分析可知：黑色品系A与一个白色品系B的基因型依次是AABBCC和aabbcc，F1的基因型为AaBbCc，表现型为褐色；F1自交所得F2中，表现型为深褐色的个体含有4个显性基因；若F2代中某深褐色个体自交后代没有性状分离，则该个体为纯合子，其基因型为aaBBCC或AAbbCC或 AABBcc。（3）F2代中另一深褐色个体自交后代存在性状分离，说明该个体为杂合子，基因型为AaBbCC或AABbCc或AaBBCc，产生的配子的种类及其比例为含有3个显性基因∶2个显性基因∶1个显性基因＝1∶2∶1，因此与白色个体（aabbcc）杂交，后代表现型及比例为褐色（含有3个显性基因）∶浅褐（含有2个显性基因）∶微褐（含有1个显性基因）＝1∶2∶1。（4）F1的基因型为AaBbCc。从F1植株不同部位取一些细胞，将基因A和B都用荧光染料标（a和b等其他基因不能被标记）。这些细胞，有的进行有丝分裂，有的进行减数分裂。在减数分裂过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合，可能导致基因a和基因b随着所在的非同源染色体进入同一个细胞，则含有基因a和基因b的该细胞不含荧光点。若没有突变（包括基因突变和染色体变异）的情况下，在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期，DNA（基因）完成复制后，组成每条染色体的2条姐妹染色单体上的相同位置含有的基因相同，此时细胞中含有4个荧光点，这种情况一直持续到有丝分裂结束。在减数第一次分裂过程中，因同源染色体分离的同时，非同源染色体的自由组合是随机的，所以，在没有发生交叉互换的情况下，减数第一次分裂结束产生的子细胞含有的荧光点数目为4个或0个（基因A和B所在的非同源染色体进入同一个细胞）或2个（基因A和B所在的非同源染色体分别进入不同的细胞），若发生了交叉互换，则减数第一次分裂结束可能产生含有3个或1个荧光点的子细胞……。综上分析，若没有突变的情况下细胞中含有荧光点，则一个细胞中可能含有的荧光点数目为1个或2个或3个或4个。
2．（2019届安徽省皖中名校联盟高三10月联考）果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制(A、a基因位于2号染色体上)，其中A和B同时存在时果蝇表现为红眼，B存在而A不存在时为粉红眼，其余情况为白眼。现选择两只红眼雌、雄果蝇交配，产生的后代如图所示，请回答：
（1）亲代雌、雄果蝇的基因型分别为___________________。
（2）F1雌果蝇中杂合子所占的比例为________，F1雄果蝇能产生________种基因型的配子。
（3）果蝇体内另有一对基因T、t，已知这对基因不位于2号染色体上。当t基因纯合时对雄果蝇无影响，但会使雌果蝇性反转成不育雄果蝇。为了探究T、t基因是否位于X染色体上，让纯合红眼雌蝇与不含T基因的纯合白眼雄蝇杂交，F1随机交配得F2，观察F2的性别比例。
①若雌性：雄性=____________，则T、t基因位于X染色体上。
②若雌性：雄性=____________，则T、t基因位于常染色体上。
③讨论：若T、t基因位于X染色体上，F2无粉红眼果蝇出现，则亲代雄果蝇的基因型为________。F2雌雄个体自由交配，F3雄性个体中，不含Y染色体的个体所占比例为________。
【答案】（1）AaXBXb、AaXBY
（2）3/46
（3）①1∶1②3∶5③AAXtbY1/9
【解析】（1）根据以上分析已知，亲本基因型为AaXBXb×AaXBY。（2）已知双亲的基因型为AaXBXb×AaXBY，则雌性中纯合子的比例为1/2×1/2=1/4，所以杂合子的比例为1-1/4=3/4；F1雄果蝇能产生2×3=6种基因型的配子。（3）为了探究T、t基因是否位于X染色体上，让纯合红眼雌蝇（TT）（AAXBXB）与不含T基因的纯合白眼雄蝇（tt）（__XbY）杂交，F1随机交配得F2，观察F2的性别比例。①如果T、t基因位于X染色体上，亲本基因型可以表示为AAXBTXBT、__XbtY，杂交产生的F1雌雄果蝇基因型分别为A_XBTXbt、A_XBTY，该雌雄果蝇杂交后代中雌性个体不可能出现XbtXbt，因此不会发生性反转，则F2代性别比例为雌：雄=1：1。②如果T、t基因位于常染色体上，则亲本基因型可以表示为AATTXBXB、__ttXbY，杂交产生的F1雌雄果蝇基因型分别为A_TtXBXb、A_TtXBY，该雌雄果蝇杂交后代中雌性个体中有1/4tt的个体会发生性反转，因此F2代性别比例为雌：雄=3：5。③若T、t基因位于X染色体上，已知F2无粉红眼果（aa）蝇出现，则亲代雄果蝇的基因型为AAXtbY，F1雌雄分别为AAXBTXbt、AAXBTY ，让F2雌雄个体自由交配，其产生的含有Xbt的雌性配子的概率都是1/4，因此F3雄性个体中，不含Y染色体的个体（XbtXbt）所占比例=（1/4×1/4）÷（1/4×1/4+1/2）=1/9。
3．（2019届吉林省集安市第一中学高三上学期期末考试）肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一，某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。
（1）为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。
实验材料：______________小鼠；杂交方法：__________。
实验结果：子一代表现型均正常。
结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。
（2）在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是_____。
（3）目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb(A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传)，从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是________，体重低于父母的基因型为______________________。
【答案】（1）纯合肥胖小鼠和纯合正常正反交
（2）靶细胞缺乏相应的受体(或者激素与受体的结合受阻)
（3）5/16 aaBb、Aabb、aabb
【解析】（1）由题意知，该实验的目的是研究某肥胖基因的遗传方式，实验结果是子一代表现型均正常，结论是该遗传方式是常染色体隐性遗传，因此实验材料应该是一对相对形的纯合体做亲本，即选择纯合肥胖小鼠和纯合正常小鼠，交配方式是应该是正交和反交，后代都是正常的。（2）由于许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，说明不缺激素，而是靶细胞缺乏相应的受体，激素无法传递信息，调节生命活动。（3）根据A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传，所以显性基因越多，体重越大．由于夫妇的基因型均为AaBb，含有两个显性基因，且其遗传遵循基因的自由组合定律，所以其子女体重超过父母（含3或4个显性基因）的概率是5/16（1AABB、2AaBB、2AABb）；体重低于父母的基因型中不含显性基因或含一个显性基因，为aaBb、Aabb、aabb 。
4．（2019届四川省宜宾市叙州区第一中学高三上学期期末考试）已知某雌雄异株植物为XY型性别决定，其叶形宽叶和窄叶受一对等位基因（A/a）控制，抗病和不抗病受另一对等位基因（B/b）控制。某科研小组将表现型为宽叶不抗病雌株和宽叶抗病雄株作为亲本进行杂交，子代的表现型及比例为宽叶抗病雌株：窄叶抗病雌株：宽昨不抗病雄株:窄叶不抗病雄株=3:1:6:2。回答下列问题：
（1）据实验结果推测，该植株的两对相对性状中显性性状分别是______________________，这两对等位基因___________（填“遵循”或“不遵循”）基因自由组合定律，依据是______________________。
（2）该实验中亲本雌雄植株的基因型分别是______________________。甲同学认为子代中抗病雌株与不抗病雄株的比例应为1:1，出现异常比例的最可能原因是______________________。
（3）乙同学认为上述原因在雌雄株中都会出现，请用一组杂交实验说明甲乙同学谁的观点是正确的。（要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论）_________
【答案】（1）宽叶、抗病遵循子代雌雄株中宽叶和窄叶的表现型比例相同，说明控制宽窄叶的基因位于常染色体上；子代雌株全为抗病，雄株全为不抗病，说明控制抗病与不抗病的基因位于X染色体上；两对等位基因位于两对同源染色体上，故遵循基因的自由组合定律
（2）AaXbXb、AaXBY 含XB的花粉有一半致死
（3）用XBXb和XbY的植株进行杂交，若子代表现型及其比例为抗病雌株：抗病雄株：不抗病雄株=1： 1: 1，则说明甲同学的观点正确；若子代表现型及其比例为抗病雌株：抗病雄株：不抗病雄株=3: 2: 4，则说明乙同学的观点正确
【解析】（1）子代的表现型及比例为宽叶抗病雌株：窄叶抗病雌株：宽昨不抗病雄株:窄叶不抗病雄株=3:1:6:2。通过基因的分离定律分析可知宽叶：窄叶=3:1，子代中雌雄性中都有宽叶和窄叶，故控制叶型的等位基因位于常染色体上，且宽叶是显性。亲本宽叶不抗病雌株和宽叶抗病雄株作为亲本进行杂交，后代雌性都是抗性，雄性都是不抗病的，由此推测控制抗病的等位基因位于X染色体上，且亲本是显雄隐雌的组合，故抗病是显性。这两对等位基因遵循基因自由组合定律，依据是子代雌雄株中宽叶和窄叶的表现型比例相同，说明控制宽窄叶的基因位于常染色体上；子代雌株全为抗病，雄株全为不抗病，说明控制抗病与不抗病的基因位于X染色体上；两对等位基因位于两对同源染色体上，故遵循基因的自由组合定律。（2）由（1）中分析可以推测出亲本的基因型是AaXbXb、AaXBY，子代中抗病雌株与不抗病雄株的比例不是1:1，而是1:2，出现异常比例的最可能原因是含XB的花粉有一半致死。（3）用XBXb和XbY的植株进行杂交，若子代表现型及其比例为抗病雌株：抗病雄株：不抗病雄株=1： 1: 1，则说明甲同学的观点正确；若子代表现型及其比例为抗病雌株：抗病雄株：不抗病雄株=3: 2: 4，则说明乙同学的观点正确。
伴性遗传及人类遗传病
例：（2018全国卷I)果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体，抑制控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上，某小组用一只无眼灰体长翅雌果蝇与一只有眼灰体长翅雄果蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：
眼
性别
灰体长翅：灰体残翅：黑檀体长翅：黑檀体残翅
1/2有眼
1/2雌
9:3:3:1
1/2雄
9:3:3:1
1/2无眼
1/2雌
9:3:3:1
1/2雄
9:3:3:1
回答下列问题：
（1） 根据杂交结果，___________（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体上还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状位于X染色体上。根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是___________，判断依据是。
（2） 若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料，设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：写出杂交组合和预期结果）。______________________。
（3） 若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有___________种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为___________（填“显性”或“隐性”）。
【答案】（1）不能无眼只有当无眼为显性时，子代雌雄个体才都会出现有眼和无眼性状分离
（2）杂交组合：无眼×无眼。预期结果和结论：若子代中全为无眼，则无眼为隐性性状，有眼为显性性状；若子代中无眼：有眼=3：1，则无眼为显性性状，有眼为隐性性状
（3）8隐性
【解析】（1）分析题干可知，两亲本分别为无眼和有眼，且子代中有眼：无眼=1:1，且与性别无关联，所以不能判断控制有眼和无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于x染色体上，且有眼为显性（用基因E表示），则亲本基因型分别为XeXe和 XEY，子代的基因型为XEXe和XeY，表现为有眼为雌性，无眼为雄性，子代雌雄个体中没有同时出现有眼与无眼的性状，不符合题意，因此显性性状是无眼。（2）要通过一个杂交实验来确定无眼性状在常染色体上的显隐性，最简单的方法是可以选择表中杂交子代中雌雄果蝇均为无眼的性状进行杂交实验，若无眼为显性性状，则表中杂交子代中无眼雌雄果蝇均为杂合子，则该杂交子代中无眼：有眼=3:1；若无眼为隐性性状，则表中杂交子代中无眼雌雄果蝇均为隐性纯合子，则该杂交子代全部为无眼。（3）表格中灰体长翅：灰体残翅：黑檀体长翅：黑檀体残翅=9:3:3:1，可分析出显性性状为灰体（用基因A表示）和长翅（用基因B表示），有眼和无眼不能确定显隐性关系（用基因C或c表示），灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体的基因型可写为AABB和aabb，可推出F1的基因型为AaBbCc,F1个体间相互交配，F2的表现型为2×2×2=8种。F2中黑檀体（Aa ×Aa=1/4）长翅（Bb× Bb=3/4）无眼所占比例为3/64时，可知无眼所占比例为1/4，则无眼为隐性性状。
1．（2018届安徽省四省五校K12联盟高三上学期期末检测联考）果蝇(2n=8)是遗传学经典材料，黑身、灰身由一对等位基因(A、a)控制。
(1)测定果蝇基因组序列，需对____条染色体进行DNA测序。
(2)黑身雌蝇甲与灰身雄蝇乙杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌雄果蝇表型比均为灰身：黑身=3:1。按照孟德尔遗传规律的现代解释，F2中出现这种表现型及其比例的原因是
。F2中灰身果蝇再随机交配，后代表现型及比例为：。
(3)现有一只黑身雌蝇丙，其细胞中的I、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。变异细胞在减数分裂时，所有染色体同源区段联会且均相互分离。如果在该变异果蝇的一个细胞中观察到6条染色体，则该细胞处于_____分裂____时期。
【答案】（1）5
（2）控制灰身、黑身性状的基因位于一对常染色体上，在减数分裂形成配子时随同源染色体的分离而分别进入不同配子，同时，常染色体和性染色体自由组合灰身：黑身= 8:1
（3）减数第二次后
【解析】（1）测定果蝇基因组序列，需对5条染色体进行DNA测序。（2）黑身雌蝇甲与灰身雄蝇乙杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌雄果蝇表型比均为灰身：黑身=3:1，据此可知灰身为显性，黑身为隐性，控制黑身和灰身的基因位于常染色体上。控制黑身和灰身的基因在减数分裂形成配子时随同源染色体的分离而分别进入不同配子，同时常染色体和性染色体自由组合，导致F2中出现灰身：黑身=3:1这种表现型及比例。假设控制灰身和黑身的基因分别为B、b，则F1为Bb，F2中灰身为1/3BB、2/3Bb，F2中灰身果蝇再随机交配，子代有4/9BB、4/9Bb、1/9bb，后代表现型及比例为灰身：黑身= 8:1。（3）细胞发生染色体变异后，Ⅰ号染色体变成一条，若减数第一次分裂形成的子细胞中含Ⅰ号染色体则有4条染色体，若减数第一次分裂形成的子细胞中不含Ⅰ号染色体则有3条染色体，则到减数第二次分裂后期，细胞中有8条或6条染色体。因此若在该变异果蝇的一个细胞中观察到6条染色体，则该细胞处于减数第二次分裂后期。
2．（2019届甘肃、青海、宁夏高三上学期期末联考）某植物的叶片表面积大小受两对基因(A、a，B、b)控制，其中基因A、a位于常染色体上，基因B、b位于X染色体上。当基因A、B同时存在时(A_XB_)，表现为小叶；当只存在显性基因A时(A_XbXb、A_XbY)，表现为中叶；当基因a纯合时(aa_ _)，表现为大叶。现有两株小叶植株杂交，所得F1只有小叶和中叶两种类型。请回答下列问题
(1)亲本小叶雌株的基因型是___________。F1中中叶植株所占的比例是___________。
(2)请设计杂交实验来探究亲本小叶雄株的基因型：
实验思路：_______________________________________________________。
实验现象及结论：
①若子代植株__________________，则亲本小叶雄株的基因型是__________________；
②若子代植株__________________，则亲本小叶雄株的基因型是__________________。
【答案】（1）AAXBXb或AaXBXb 1/4
（2）实验思路：用多株大叶雌株与亲本小叶雄株杂交,观察子代植株叶表面积的大小①不出现大叶植株AAXBY②出现大叶植株AaXBY
【解析】 (1)依题意可知：小叶雌株(A_XBX_)与小叶雄植(A_XBY)杂交，所得F1只有小叶(A_XBX_或A_XBY)和中叶(A_XbXb或A_XbY)两种类型，说明双亲中，有一个亲本必含AA，另一亲本含有AA或Aa，而且雌性亲本必然含有Xb，进而推知：亲本小叶雌株的基因型是AAXBXb或AaXBXb，亲本小叶雄株的基因型是AaXBY或AAXBY，双亲的杂交组合为AAXBXb×AAXBY或AaXBXb×AAXBY或AAXBXb×AaXBY，F1中中叶植株（A_XbY）所占的比例是1A_×1/4XbY＝1/4。(2) 已知aa_ _表现为大叶。欲探究亲本小叶雄株的基因型是AaXBY还是AAXBY，可让亲本小叶雄株与多株大叶雌株杂交，观察子代植株叶表面积的大小。如果亲本小叶雄株的基因型是AAXBY，则子代均为Aa，不会出现大叶植株；如果亲本小叶雄株的基因型是AaXBY，则子代约有1/2的植株为Aa，约有1/2的植株为aa，因此会出现大叶植株。
3．（2019届江西省宜春市高三上学期期末统考）果蝇是遗传学研究的常用材料。果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，与果蝇眼色有关色素的合成受基因A控制，基因B使眼色呈紫色，基因b使眼色呈红色，不产生色素的个体眼色为白色。两个纯合亲本杂交，子代表现型及比例如图所示。
(1)果蝇作为遗传学实验材料的优点有(答出两点)。等位基因A和a的本质区别是。
(2)F2中白眼果蝇的基因型为___________，若F2中红眼果蝇随机交配，其子代表现型及比例为______________________。
(3)人的XXY三体发育成男性，但果蝇的XXY三体发育成雌性，结合人和果蝇的性染色体组成产生的遗传效应可以判断，人和果蝇性别决定的差异在于。若仅位于X染色体上的隐性基因d使隐性个体致死，则对于果蝇性别比例的影响是雌性个体比例将___________。
【答案】（1）个体（体积）小，易饲养，繁殖快，染色体少易观察，具有易于区分的相对性状二者的碱基（或脱氧核苷酸，或碱基对）序列存在差异（不同）
（2）aaXBXb、aaXbXb、aaXBY、aaXbY红眼∶白眼＝8∶1
（3）人取决于是否含有Y染色体，果蝇取决于所含X染色体的数目增大(增加)
【解析】（1）果蝇个体（体积）小，易饲养，繁殖快，染色体少易观察，具有易于区分的相对性状，是遗传实验常选的实验材料。等位基因A和a的本质区别是二者的碱基（或脱氧核苷酸，或碱基对）序列存在差异（不同）。（2）根据子二代的3：3：2比例可知，两对基因遵循基因的自由组合定律；又由于子一代的表现型与性别相关联，说明有一对基因位于X染色体上，假设A、a位于X染色体上，则亲本基因型为bbXAXA、BBXaY，子一代无论雌雄均为紫眼，与题意不符，故可推断B、b位于X染色体上，A、a位于常染色体上。亲本基因型为AAXbXb和aaXBY，F1代紫色眼雌性基因型为AaXBXb，红色眼雄性基因型为AaXbY，F2中白眼果蝇的基因型为aaXBXb、aaXbXb、aaXBY、aaXbY。F2中红眼果蝇基因型及比例为AAXbXb：AaXbXb：AAXbY：AaXbY=1:2:1:2，若雌雄随机交配，单独分析A、a这对等位基因，雌配子A=2/3，a=1/3，雄配子A=2/3，a=1/3，故后代A-占8/9，aa占1/9，而另一对基因b由于均为隐性纯合，故后代为XbXb、XbY，综合分析，其子代表现型及比例为红眼∶白眼＝8∶1。（3）正常情况下XX发育成雌性，XY发育成雄性，人的XXY三体发育成男性，但果蝇的XXY三体发育成雌性，可说明人和果蝇性别决定的差异在于人取决于是否含有Y染色体，果蝇取决于所含X染色体的数目。因雄性果蝇只要含有一个d基因即为纯合，而雌性果蝇需要含有两个d基因才为隐性纯合，所以若仅位于X染色体上的隐性基因d使隐性个体致死，则对于果蝇性别比例的影响是雌性个体比例将增加。
4．（2019届湖北省荆门市龙泉中学高三上学期11月月考）下图是一种单基因遗传病（A、a）家族中一个家庭调查的结果，对Ⅰ2进行了遗传分析，发现不携带致病基因。
（1）据题意分析可知，该病的遗传方式是常染色体上显性遗传，判断理由是___________________表明这种遗传病为显性遗传；____________________________表明致病基因在常染色体上。
（2）Ⅱ1减数分裂形成配子的过程中，可能不含有患病基因的细胞有____________。
（3）Ⅱ1与另一家庭患该病的男性（父母二人均为该病患者）结婚，该男性的妹妹健康。则Ⅱ1的后代患病的概率为___________。Ⅱ1怀孕后，需要采用的产前诊断的手段是_________________。
【答案】（1）Ⅱ1的致病基因只来自于Ⅰ1Ⅰ1患病，Ⅱ1患病，Ⅱ2不患病，则该患病基因既不在X染色体上，也不在Y染色体上
（2）次级卵母细胞、卵细胞、极体
（3）5/6基因诊断
【解析】（1）已知Ⅰ2正常且不携带致病基因，则Ⅱ1的致病基因只来自于Ⅰ1，说明该病为显性遗传病；又因为Ⅰ1有病、Ⅱ1患病，而Ⅱ2正常，说明该病不可能为伴X遗传或伴Y遗传，则该致病基因应该在常染色体上。（2）根据以上分析已知，该病为常染色体显性遗传病，则Ⅱ1基因型为Aa，期产生的次级卵母细胞、卵细胞、极体可能不含致病基因a。（3）根据题意分析，另一家庭患该病的男性的父母都有病，而其妹妹健康，说明其父母基因型都是Aa，则该患病男性的基因型为1/3AA、2/3Aa，其与Ⅱ1（Aa）结婚，后代发病率=1-2/3×1/4=5/6；由于该病为单基因遗传病，因此Ⅱ1怀孕后，需要采用的产前诊断的手段是基因诊断。
