高三生物复习专题[下学期]

高考生物专题复习
专题二 植物代谢与调节
湖北枝江市一中生物组 张代林
1 概述
本专题重点复习植物代谢和植物的激素调节，选修教材的光合作用是在必修教材的基础上加以扩展，在高考中也占有一定的比例。本专题是教材中的重点，因为新陈代谢是生物生长、发育、繁殖、遗传、进化等一切生命活动的基础，任何生命现象几乎都是在新陈代谢的基础上表现出来的。生命活动的统一性是靠生命活动的调节实现的。因此，复习时要重视对本专题的基础知识的复习和相关知识的系统复习。
纵观近几年高考试题，除了大多数基础性的单项选择题以外，其余题目有两个特点：一是生物的新陈代谢主要发生在细胞内，许多考查新陈代谢过程中某些生理作用的题目，都与细胞的结构联系在一起，二是绝大多数的简答题目，都要通过分析图表、图解作答。特别注重对植物代谢过程的考查，往往是创设新情境、提供新材料、提出新问题，让学生用学过的知识分析解答。这类题目能够考查学生分析问题、解决问题的能力，这也是高考发展的趋势。
2 本专题重难点、易混点要目
2.1 理解新陈代谢与酶和ATP的关系
新陈代谢是细胞内一系列有序的化学反应的总称，是生物体自我更新的过程。酶和ATP是新陈代谢过程中必不可少的两种物质。新陈代谢的一系列化学反应都是在酶的催化作用和ATP的供能条件下才能正常进行。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。近几年的高考命题主要围绕着酶的催化活性、耐受温度、酸碱度以及生成物和反应物的浓度等因素的影响展开命题，复习时应注意这方面的问题。
2.2 植物的光合作用和呼吸作用的过程
光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢，这是高考的重点和热点，复习时要切实理解其实质——完成物质和能量的转化。光合作用的光反应阶段完成两大变化：水分解产生氧气和[H]，合成ATP。暗反应阶段完成CO2的固定和还原。呼吸作用是分解有机物，释放能量的过程。光合作用必须在光下才能发生，而呼吸作用是每时每刻都在进行，一般来说，植物在白天和晚上的呼吸作用强度基本一致，呼吸作用的强弱主要受温度的影响。复习时抓住物质和能量的变化规律。注意联系实际，特别是分析植物的光合作用和呼吸作用的关系，分析生产中的实际问题。明确影响光合作用和呼吸作用的因素，充分利用光合作用，呼吸作用的反应式，从原料、产物和条件(如：光照、温度、CO2、O2等)等方面进行分析。
分清光能在叶绿体中的转换过程，包括三个步骤，光能转换成活跃的化学能（需要色素，主要是叶绿素a）；电能转化为活跃的化学能（合成ATP、NADPH的过程），活跃的化学能转化为稳定的化学能（合成有机物的过程）。前两步发生在光反应的过程，第三步发生在暗反应过程。
2.3 影响光合作用的因素及其在生产应用上的分析
2.3.1 影响光合作用的因素是指影响光合作用速率的因素。光合速率是光合作用强度的指标，它是指单位时间内、单位面积的叶片合成有机物的速率，影响因素包括植物自身内部因素（如处在不同生育期等）和外部因素。影响光合作用的因素及其在生产应用上的分析如下表：
因素 对光合作用的影响 在生产上的应用
光 1．光照强度：光合作用随光照强度的变化而变化，光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时，光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加2．光合作用日变化：光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符合 1．适当提高光照强度2．延长光合作用时间3．增加光合作用面积——合理密植
温度 光合作用的暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率，温度过高影响植物叶片气孔开放，影响二氧化碳的供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率 1．适时播种2．温室栽培植物时，白天适当提高温度,晚上适当降低温度3．植物“午休”现象的原因之一
二氧化碳浓度 二氧化碳是光合作用的原料之一，环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随二氧化碳浓度增加而增加，但达到一定程度时再增加二氧化碳浓度，光合速率不再增加 温室栽培时，适当提高室内二氧化碳的浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥，使温室中二氧化碳含量增加，提高农作物的光合作用效率
矿质元素 矿质元素直接或间接影响光合作用。N是各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分，P也是NADP+和ATP的重要组成成分，Mg、是叶绿素的重要组成成分，K对光合产物的运输和转化起促进作用 合理施肥
水 水分是光合作用原料之一，缺少时光合速率下降 合理灌溉
2.3.2 如何提高农作物对光能的利用率
提高农作物对光能的利用率，可从延长光合作用时间、增加光合作用面积和提高光合作用的利用率三方面入手，具体措施参见上表。
2.4 光能在叶绿体中的转换
2.4.1 叶绿体中的色素
叶绿体中的色素包括叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色），它们在光合作用中主要有两个方面的作用：①吸收、传递光能（大多数叶绿素a，以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素）；②吸收光能，并转换成电能（少数处于特殊状态的叶绿素a）。
2.4.2光能在叶绿体中的转换
比较项目 能量转换 物质变化 完成场所
光反应 光能→电能 在光的照射下，少数处于特殊状态的叶绿素a，连续不断的丢失电子和获得电子，形成电子流。 囊状结构的薄膜上
电能→活跃的化学能 NADP++2e+H+ NADPHADP+Pi+能量 ATP
暗反应 活跃的化学能→稳定的化学能 三碳化合物在酶的催化下，接受ATP和NADP释放的能量并被NADP还原，经一系列变化，最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物 叶绿体基质中
2.5 C3植物和C4植物叶片结构的区别
植物种类特点 C3植物叶片 C4植物叶片
微管束鞘细胞 不含叶绿体 细胞比较大，含有无基粒的叶绿体（数目多，个体大）
叶肉细胞 含有叶绿体 含有正常的叶绿体，部分叶肉细胞与微管束鞘细胞共同围绕微管束
2.6 扩散、渗透与吸胀作用的区别
在一般情况下，分子运动的总趋势是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，此现象即为扩散。就生物体而言，O2，CO2、甘油、乙醇、苯等物质通过细胞膜进出细胞的方式就是（自由）扩散，而渗透作用是指水分子（或其他的溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，渗透作用是扩散作用的一种特例。植物细胞通过渗透作用吸收水分的方式叫渗透吸水。一般来讲，产生渗透作用必须有两个条件：①有半透膜；②膜两侧的溶液具有浓度差。
吸胀作用不同于渗透作用。靠亲水物质（如淀粉、纤维素、蛋白质等）吸水膨胀的现象叫做吸胀作用。没有形成液泡的细胞以吸胀作用的方式进行吸水。
2.7 原生质、原生质层、原生质体
细胞都是由原生质构成舶，原生质是细胞内的生命物质。它的主要成分是蛋白质、脂类和核酸。在代谢过程中，原生质不断地自我更新。构成细胞的原生质又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分。动植物细胞都有原生质，但细胞壁不是由原生质构成的，
原生质层是由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成的，它是植物细胞特有的一种结构，具有选择透过性。细胞核及液泡里面的细胞液都是原生质的组成部分，但不是原生质层的组成部分。细胞死亡后，原生质和原生质层都不复存在。
原生质体是指去除了植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。
2.8 矿质元素的吸收、运输和利用
矿质元素离子是通过主动运输进入细胞，矿质元素的吸收与根细胞的呼吸作用、细胞膜上的载体有关。载体的不同决定了植物对矿质元素的选择吸收。根对矿质元素离子的吸收和对水分的吸收是两个相对独立的过程。矿质元素进入植物体后随水分运输到植物体各个组织、器官后，在植物体内有两种利用情况：重复利用（如N、P、K、Mg等离子）和不重复利用（如Ca、Fe等离子）。如果某植物体内缺乏了前者，衰老部位的矿质元素可以转移到幼嫩部位；而使衰老部位的组织细胞中缺乏这种矿质元素而首先受到伤害，如果植物体内（或土壤中）缺乏不能被再度利用的矿质元素，植物原有组织中的这些元素不能转移，所以首先受伤害的是幼嫩部位。
2.9 生长素作用的“二重性”及在生产实践中的应用
浓度 生理作用 二重性 实践应用
低浓度(适宜) 促进果实发育 促进植物生长 促进植物发芽 ①促进扦插枝条生根②促进果实发育，培育无籽果实③防止落花落果
高浓度 顶端优势 抑制植物生长 抑制植物发芽 ①果树整枝修剪，棉花摘心②田间除草③根的向地性
2.10 植物向光性生长的原理
我们以胚芽鞘的尖端为例来解释植物向光性的有关问题，首先要抓住两点：①胚芽鞘的尖端是感受光刺激的部位，也是产生生长素的部位。②向光弯曲的部位是胚芽鞘尖端的下部。当把胚芽鞘尖端去掉（或用云母片把尖端与下部分隔）后，下部将停止生长。其次要掌握该类实验的生长素运输的实质，作图解分析如下：
如图A：在自然光线下，胚芽鞘尖端产生的生长素均匀向下运输，因此，胚芽鞘直立生长。图B：在单侧光的作用下，胚芽鞘尖端感受到光的刺激，所产生的生长素横向运输，生长素向下运输后，下部背光侧的浓度比向光侧高，背光侧生长得快，胚芽鞘弯向光源生长。
从上述分析可知：植物向光性的实质是，在单侧光的照射下，植物内部生长素的分布不均匀，从而使背光侧比向光侧生长的快。
2.11 激素与植物的生长、果实的发育生长和成熟
生长素能促进植物的生长和果实的发育。生长素能改变细胞壁的可塑性，从而促进植物细胞伸长而使植物表现出生长现象，正常的果实发育依赖于来自发育着的种子所产生的生长素，没有受精的子房因没有生长素而不能发育成果实，给未受精的子房涂上一定浓度的生长素，子房发育成无籽果实。果实的发育和成熟是两个不同的原理，果实的成熟是果实发育到一定程度后，果实中产生乙烯，促使果实成熟。
3 题例解读
【例1】(2004 全国卷Ⅰ 1)下列关于光合作用强度的叙述，正确的是
A．叶片从幼到老光合作用强度不变
B．森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异
C．光合作用强度是由基因决定的，因此是固定不变的
D．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同
【解析】此题考查影响光合作用因素的有关知识，属于理解层次。对于植物来说，影响其光合作用强度的因素很多：首先，由于遗传特性的不同，各种植物即使在相同的条件下，光合作用强度有差异。其次，植物在不同的生长阶段，其代谢功能存在很大的差异，就光合作用来说，光合作用能力最高的是植物成熟叶片。除了这些内在因素的影响外，外界环境也时刻影响着植物的光合作用强度，如不同的光照、温度条件以及矿质元素和水分的供应状况，都直接或间接的影响着植物的光合作用强度，且影响非常大。
【答案】B
【例2】(2004 全国卷Ⅱ 3)离体的叶绿体在光照下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是
A．C3化合物增多、C5化合物减少　 B．C3化合物增多，C5化合物增多
C．C3化合物减少，C5化合物增多　 D．C3化合物减少，C5化合物减少
【解析】此题考查光合作用过程中物质的变化，属于理解层次。在光合作用的暗反应阶段，进入叶绿体的首先CO2与叶绿体内的C5化合物结合，形成C3化合物，进而C3化合物被还原成糖类等有机物。如果突然中断CO2气体的供应，则C3化合物的形成受阻， C5化合物会因积累而含量增多，同时C3化合物会因形成受阻且不断被还原而减少。
【答案】C
【例3】下列哪一种生产或实验过程中，不能使用吲哚乙酸
A．处理扦插的月季枝条，促使加快生根
B．处理青色的生香蕉，加速转变成黄香蕉
C．处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无籽果实
D．处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长
【解析】吲哚乙酸即生长素，最基本的作用就是在一定的浓度范围内，能促进植物的生长。胚芽鞘的尖端能产生生长素，促进胚芽鞘的生长，切除燕麦幼苗的胚芽鞘的尖端，燕麦幼苗会因无生长素的供应而停止生长，此时，用生长素处理，它将继续生长。同时，生长素以及生长素类似物在生产或实验过程中，主要有三个方面的应用：①促进扦插生根。②促进果实发育。发育着的种子能产生生长素促进子房发育成果实。根据这一原理，在没有接受花粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素或生长素类似物溶液，子房就能发育成无籽果实。③防止落花落果。根据上述内容，可知选项A、C、D均可使用，选项B是让香蕉由生变熟，这不是生长素的作用，它依靠的是乙烯。乙烯的主要作用是促进果实的成熟。
【答案】B
【例4】 (2004全国卷Ⅱ 31)将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两试管中，如右图所示(本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长)。两试管中均无空气存在。
据图分析回答：
（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是 ；将该气体引入 溶液中，可使该溶液变混浊。
（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行 造成的，写出表示这一过程的反应式 。
（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是 。
（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的 获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需的营养要素可归纳成 、 、 、 和 五大类。
（5）这些微生物可能的来源是(答出两个来源即可) 。
【解析】本题考查了植物呼吸作用和微生物代谢的有关知识。
萌发的植物种子时刻要进行呼吸作用，以满足其生命活动中对能量的要求。在隔绝空气的情况下，它通过无氧呼吸提供能量。无氧呼吸有两种形式：在酶的催化下，将葡萄糖进行不彻底的分解，一种是产生酒精和CO2，并释放能量，一种是产生乳酸，并释放能量。只有前者才会在试管顶部产生气泡，因此，甲试管是以产生酒精和CO2，并释放能量这一途径来获取能量的。而煮沸自然冷却后的种子不可能进行呼吸作用，因此，在最初的一段时间里，乙试管无气泡产生。
微生物在自然界中无处不在，乙试管放置几天，一些微生物开始繁殖，是一种很正常的现象。这些微生物之所以进入试管，原因很多，在我们实验过程中，每一步都可能带入：试管内壁由于未灭菌而带入的菌类、操作过程中会带入的菌类、石蜡油中和铁丝网上有菌类、种子表面有耐高温的没有被杀死的菌类等等，在适宜的条件下，它们都会迅速繁殖起来。当然，它们也需要能量，会进行发酵作用，在发酵过程中，部分菌类会产生酒精和CO2，因此，乙试管内顶部会出现少量气体。微生物在生命活动中，需要不断从外界环境中获取营养物质，以维持正常的生长和繁殖，这些营养物质可归纳为碳源、氮源、生长因子、无机盐、水等五大类营养要素物质。
【答案】⑴CO2 、Ca(OH)2
⑵无氧呼吸 C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量
⑶被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用
⑷死亡种子中、碳源、氮源、生长因子、无机盐、水
⑸未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类
本专题包括：
必修教材：第三章 第一至五节 植物代谢部分 第四章 第一节 植物的激素调节
选修教材：第二章 第一节 光合作用
c/mol L-1
抑制
促进
酶
酶
光
图B
图A
光
石蜡油
铁丝网
萌发的种子
↓↓
甲试管
石蜡油
铁丝网
煮沸冷却后的种子
乙试管
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5高考生物专题复习
专题三 动物代谢
湖北枝江市一中生物组 张代林
一、高考展望
动物的新陈代谢的主要内容是动物体内的细胞获得营养物质、排出代谢废物及物质在细胞内的变化情况，特别是三大物质在细胞内的转变是每年高考考查的重点知识，题目的难度主要是中档题，偶有较大难度的题目。“细胞呼吸”亦每年高考考查的重点，复习时应注重细胞呼吸的过程、场所、有氧呼吸和无氧呼吸的比较以及有氧呼吸与光合作用的区别，而对于“新陈代谢的基本类型”，在复习时应结合常见的生物，弄清它们在同化作用方面和异化作用方面的代谢类型，同时能从本质上区别“自养型”与“异养型”、“需氧型”与“厌氧型”。
二、考点透析
1. 三大营养物质的代谢
（1） 三大营养物质的代谢过程
（2）三大营养物质代谢关系
①可以转化：
特别提醒：糖类不能转化成必需氨基酸，只能通过氨基转换作用形成非必需氨基酸。人体必需氨基酸有8种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸。所以我们的食物应该多样化，以保证必需氨基酸的摄取。
②糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的
糖类供应充足时，糖类才有可能大量转化成脂质。不仅如此，各种代谢物之间的转化程度也是有明显差异的：糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪却不能大量转化成糖类。
③相互制约
人和动物体所需要的能量主要是由糖类氧化分解供给，只有当糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量。当糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质的分解会增加。当大量摄人糖类和脂肪时，体内蛋白质的分解就会减少。
（3）三大营养物质的比较
① 相同点
主要来源相同。动物体内的三大营养物质均主要来自食物的消化与吸收；
主要代谢途径相同。三大营养物质在体内均可合成、分解与转变；
都能作为能源物质氧化分解，释放能量，最终产物均有C02和H20。
②不同点
糖类和脂肪可在体内储存，而蛋白质则不能在体内储存；
糖类、脂肪的代谢终产物只有C02和H20，而蛋白质的代谢终产物除CO2和H2O外，还有尿素等含氮废物；
糖类是主要能源物质，脂肪是体内储备能源物质，蛋白质只在糖、脂肪严重供能不足时，作为一种能源物质供能。
（4） 三大营养物质代谢与人体健康
在正常生理情况下，三大营养物质代谢是相对稳定的，这是机体生命活动调节的结果。但有时因种种原因，生命活动调节失调，会导致代谢失调症的发生。代谢失调症主
要有三种形式：
2．有氧呼吸
（1）有氧呼吸过程三阶段的比较
阶段比较项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体 线粒体
反应物 C6H12O6(葡萄糖) C3H6O3 (丙酮酸)+ H2O [H]+ O2
生成物 C3H6O3+[H] CO2+ [H] H2O
形成ATP数量 少量(2个) 少量(2个) 大量(34个)
与氧的关系 无关 无关 必需氧
从物质变化的角度看，有氧呼吸是有机物脱下的氢与氧结合生成水，同时又脱羧分解产生CO2等无机物的过程；从能量变化的角度看，有氧呼吸是在有机物的逐步分解中，使储存在有机物中的能量逐步释放，且一部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失。而有机物在体外燃烧，能量是一下子释放出来，全部以热能形式散失。
（2）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 细胞质基质和线粒体 始终在细胞质基质
条件 需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 CO2+H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 大量(合成38个ATP) 少量(合成2个ATP)
相同点 联系 从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
实质 分解有机物，释放能量，合成ATP
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
特别提醒：
①有氧呼吸是在无氧呼吸基础上进化而来的。
②因有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高，绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的细胞呼吸方式，但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。
（2）影响细胞呼吸的外界因素及与生产、生活实践的关系
影响细胞呼吸的外界因素有：温度、氧气浓度、二氧化浓度、含水量等。
影响细胞呼吸的外界因素主要是温度。温度通过影响细胞呼吸有关酶的活性而影响细胞呼吸。因此细胞呼吸对温度的变化很敏感。在一定范围内细胞呼吸的速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞呼吸反而会减弱。
O2也是影响细胞呼吸速率的因素，在一定范围内，随O2浓度的增加，有氧呼吸的速率也增加，超过一定限度，O2浓度再增加，有氧呼吸的速率也不再增加。氧气对无氧呼吸有抑制作用，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。
在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。
在生产实践中根据需要常采取一定措施促进或抑制细胞呼吸。例如：
①作物栽培中，采取中耕松土、防止土壤板结等措施，是为了保证根的正常细胞呼吸，促进根对矿质元素的吸收。
②粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子呈风干状态，使细胞呼吸速率降至最低，以减少有机物消耗。如果种含水量过高，呼吸较强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，使种子品质变坏。
③在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制细胞呼吸以降低它们的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度，减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓老化。
④在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多地转运到有经济价值的器官中去。
⑤人在剧烈运动时，会因无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛；从平原地区初汝高原生活的人也因缺氧而影响正常的细胞呼吸而感到诸多不适。
长期的无氧呼吸对陆生植物有影响：
①无氧呼吸产生的酒精，使细胞的蛋白质变性，而对细胞有毒害作用。
②无氧呼吸过程释放的能量少，不能满足植物生命活动的需要。
3．代谢类型的异同点
代谢类型 相同点 不同点
自养型和异养型 都能把外界物质合成为自身物质，并储存能量 能否直接利用无机物合成有机物
需氧型和厌氧型 都能不断分解自身的有机物，释放能量，供生命活动需要 有机物分解过程中是否有氧的参与
4．光合作用与化能合成作用
光合作用 化能合成作用
自养生物 绿色植物 硝化细菌
能量来源 利用光能，通过光合作用将无机物转变为有机物 利用体外环境中无机物氧化所放出来的化学能作为动力来合成有机物
反应过程 硝化细菌将氨氧化成亚硝酸和硝酸，并利用这一过程中所释放的能量来合成有机物。
共同点 它们在同化作用过程中，都能将从外界环境中摄取的简单无机物（CO2和H2O）转变为自身储存能量的有机物。
三、经典回放
【例1】人体内合成蛋白质所需氨基酸的来源不含有
A．从肠道吸收来的 B．原有蛋白质分解产生的
C．通过脱氨基作用产生的 D．通过转氨基作用形成的
【解析】人体内合成蛋白质所需氨基酸的来源有三条：
（1）由肠道吸收来的氨基酸。食物中的蛋白质经过消化成为氨基酸被小肠吸收，进入血液运输到细胞中，这些氨基酸中有许多是必需氨基酸。
（2）自身组织蛋白质分解产生的氨基酸。
（3）人体内通过氨基转换作用形成的氨基酸，这些氨基酸是非必需氨基酸。
由此可见，脱氨基作用不能产生氨基酸。它的去向是分解为含氮部分和不合氮部分，含氮部分转变成尿素，不含氮部分可氧化分解为CO2和H2O供能，或者转变成糖类和脂肪。
【答案】选C。
【例2】关于人类代谢过程的叙述，正确的是
①一切营养物质都要经过消化，才能被吸收 ②营养物质必须经过内环境，才能被身体各细胞获得 ③蛋白质不能都由糖和脂肪转换而来 ④营养物质都直接吸收进入血液循环系统 ⑤细胞内合成代谢永远大于分解代谢 ⑥代谢终产物只有经过排尿排出
A．①②⑥ B．②③ 巴③④ D．④⑤⑥
【解析】本题主要考查了有关动物代谢的一些知识，是一道组合型选择题。另外还涉及一些生理卫生知识。学生必须对每一叙述认真分析，采用排除法对各选项进行筛选。水和无机盐及维生素不必消化就可直接吸收，所以①不正确。②③都对。营养物质大部分都进入血液循环系统。部分进入淋巴系统，故④不对。合成代谢在不同年龄人中是不同的，故⑤也不正确。排出代谢终产物的途径除泌尿系统外还有呼吸系统和皮肤，所以⑥也不对。
【答案】 选B。
【例3】如图，能够说明运动员在中长跑过程中和长跑结束后血液乳酸浓度变化的曲线是
A．曲线a B．曲线b
C．曲线c D．曲线d
【解析】人在跑步时，呼吸加深加快，但仍满足不了全身细胞对氧气的需要，此时，组织细胞通过无氧呼吸来分解有机物，产生少量能量，补充人体对能量的需要，这是一种应激性反应，此过程产生的乳酸进入血液后，使血液中乳酸升高，同时人会感到肌肉(特别是腿部肌肉酸痛。当跑步结束后，细胞无氧呼吸停止，不再产生乳酸，血液中乳酸绝大部分进入肝脏，在肝细胞中转变成丙酮酮酸，使其浓度降低。
【答案】选C。
【例4】培养单细胞绿藻的培养液和培养单细胞酵母菌的培养液，在所含成分上最大的区别是
A．前者必须含有机成分 B．后者必须含有机成分
C．前者可以不含无机盐 D．后者可以不含无机盐
【解析】单细胞绿藻属于自养型生物，能够通过光合作用制造有机物，因此，培养液中不需含有机物；而单细胞酵母菌则属于异养型生物，不能自己制造有机物，必须吸收现成的有机物，因此，其培养液中必须含有机成分。而二者的培养液中都需要含无机盐。
【答案】选B。
【例5】 (2004全国卷Ⅱ 31)将等量萌发的种子和煮沸自然冷却后的种子分别放入甲、乙两试管中，如右图所示(本实验中石蜡油短期内不影响生物的生长)。两试管中均无空气存在。
据图分析回答：
（1）甲试管放置几个小时后，管内顶部出现气泡，其中的气体成分主要是 ；将该气体引入 溶液中，可使该溶液变混浊。
（2）甲试管中产生气泡的现象是种子进行 造成的，写出表示这一过程的反应式 。
（3）乙试管在与甲试管同样的时间内，试管内顶部未出现气泡，原因是 。
（4）乙试管继续放置几天，一些微生物开始繁殖，导致试管内顶部也出现少量气体，这是这些微生物从试管中的 获得了所需要的营养物质进行新陈代谢的结果。一般来说，微生物所需的营养要素可归纳成 、 、 、 和 五大类。
（5）这些微生物可能的来源是(答出两个来源即可) 。
【解析】本题考查了植物呼吸作用和微生物代谢的有关知识。
萌发的植物种子时刻要进行呼吸作用，以满足其生命活动中对能量的要求。在隔绝空气的情况下，它通过无氧呼吸提供能量。无氧呼吸有两种形式：在酶的催化下，将葡萄糖进行不彻底的分解，一种是产生酒精和CO2，并释放能量，一种是产生乳酸，并释放能量。只有前者才会在试管顶部产生气泡，因此，甲试管是以产生酒精和CO2，并释放能量这一途径来获取能量的。而煮沸自然冷却后的种子不可能进行呼吸作用，因此，在最初的一段时间里，乙试管无气泡产生。
微生物在自然界中无处不在，乙试管放置几天，一些微生物开始繁殖，是一种很正常的现象。这些微生物之所以进入试管，原因很多，在我们实验过程中，每一步都可能带入：试管内壁由于未灭菌而带入的菌类、操作过程中会带入的菌类、石蜡油中和铁丝网上有菌类、种子表面有耐高温的没有被杀死的菌类等等，在适宜的条件下，它们都会迅速繁殖起来。当然，它们也需要能量，会进行发酵作用，在发酵过程中，部分菌类会产生酒精和CO2，因此，乙试管内顶部会出现少量气体。微生物在生命活动中，需要不断从外界环境中获取营养物质，以维持正常的生长和繁殖，这些营养物质可归纳为碳源、氮源、生长因子、无机盐、水等五大类营养要素物质。
【答案】（1）CO2 、Ca(OH)2
（2）无氧呼吸 C6H12O6－酶－→2C2H5OH(酒精) + 2 CO2+ 能量
（3）被煮沸过的种子已经死亡，不能进行呼吸作用
（4）死亡种子中、碳源、氮源、生长因子、无机盐、水
（5）未灭菌的试管内壁的菌类、操作过程中带入的菌类、石蜡油中菌类、铁丝网上的菌类、种子表面耐高温的没有被杀死的菌类
四、自我检测
一、选择题（均为单项选择题）
1．糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是：
A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
C.葡萄糖能发生氧化反应和水解反应
D.蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水
2．脂肪肝是一种比较常见的疾病。不属于其致病原因的是
A．脂肪摄入量过高 B．脂蛋白摄入量不足
C．脂蛋白合成受阻 D．磷脂合成受阻
3．动物体内甲种氨基酸通过转氨基作用生成乙种氨基酸，可以肯定的是
A．甲种氨基酸是必需氧某酸 B．甲种氨基酸是非必需氨基酸
C．乙种氨基酸是必需氨基酸 D．乙种氨基酸是非必需氨基酸
4．裸藻可作为水体污染的指示生物，体内含有叶绿体，将它放在黑暗条件下，在含有葡萄糖的培养液中也可繁殖，这说明裸藻
A．不能进行光合作用 B．在无光条件下也能进行光合作用
C．是异养生物 D．既能进行自养生活，又能进行异养生活
5．硝化细菌维持自身各种生命活动所需的能量直接来自于
A．体内ATP的水解 B．体内有机物的氧化分解
C．周围物质的氧化分解 D．体内有机物的无氧分解
6．酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2
A．2Amol B．1/12 Amol C．6Amol D．3Amol
7．在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将
①与氢结合生成水 ②与碳结合形成二氧化碳
③在线粒体中被消耗 ④在线粒体和细胞质基质中被消耗
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
8．一运动员在进行长跑锻炼，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表
A．O2、CO2、乳酸 B．乳酸、CO2、O2
C．CO2、O2、乳酸 D．CO2、乳酸、O2
9．用15N标记的丙酮酸喂狗，结果发现在谷氨酸中含有15N，这是什么作用的结果　
A．脱氨基 B脱羧基 C．氨基转换 　D．缩合
10．在医学上常把血清中某些转氨酶的数字高低作为诊断肝脏疾病的主要根椐之一，对这一事实，正确的叙述是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．转氨酶对肝脏是有害的 B．肝脏是蛋白质转化的主要器官
C．人体内只有肝脏内存在转氨酶 D．肝脏是合成酶的唯一场所
二、简答题
1．糖类是生物体重要的能源物质，一般来说，人体所需能量的70％以上是由食物中的糖类提供的．请根据下图回答问题：
（1）食物中的淀粉经消化分解成 ，被小肠上皮细胞吸收最终成为血糖。
（2）图中X所表示的物质是储藏在肝脏内的 ，这种物质对维持人体内血糖含量稳定起一定的作用．
（3）图中②过程主要发生在细胞的一种细胞器内，这种细胞器是 。
（4）人体进食后不久，会出现血糖升高的现象，可通过分泌胰岛素，加速
（填图中标号）过程，使血糖保持正常水平．有些人因胰岛素分泌不足，经常出现图中⑥表示的现象，这些人患有 病，
2．下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析说明：
（1）从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在 点。AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸 。温度的变化主要是影响 的活性。
（2）乙图中曲线Ⅰ表示 呼吸类型。如果曲线Ⅱ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是 。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机 物主要是 。
参考答案
一、选择题
1.B 2.B 3.B 4.D 5.A 6.D 7.C 8.B 9.C 10.B
二、简答题
1．（1）葡萄糖（2）肝糖元（糖元）（3）线粒体（4）②④ 糖尿
2．（1）B 加快 酶 （2）无氧 酒精 葡萄糖
本专题包括：
必修教材：第三章 第六至八节 动物代谢、呼吸及代谢类型
肝糖元
分解
合成
CO2+H2O+能量
氧化分解
C6H12O6
糖元等
转变
CO2+H2O+能量
必需氨基酸、脂肪
石蜡油
铁丝网
萌发的种子
氧化分解
甲试管
转变
肌糖元
合成
石蜡油
铁丝网
煮沸冷却后的种子
乙试管
甘油、脂肪酸
分解
储存在皮下结缔组织、肠系膜等处
脂肪
糖类、脂肪
合成
CO2+H2O+能量
氧化分解
含氮部分
转变
含氮部分：—NH2 尿素
形成新的氨基酸
氨基转换
各种组织蛋白、酶、激素等
合成
氨基酸
细胞
消化、吸收、运输
淀粉、脂肪、蛋白质
食物中三大营养物质
②
②
注：实线表示可以直接转化
①表示转氨基作用，②表示脱氨基作用
虚线①表示只能转化成非必需氨基酸
①
糖类
脂肪
氨基酸
蛋白质
无氧呼吸消失点
有氧呼吸
无氧呼吸
的释放量
代谢失调症
脂肪肝
低血糖
病因：摄人供能物质多于消耗供能物质；遗传因素；内分泌失调
治疗方法：控制饮食，加强锻炼；诊断治疗
病因；长期饥饿；肝功能减退；胰岛素分泌过多
治疗方法：多吃含糖较多的食物；喝浓糖水；静脉注射葡萄糖
病因：脂肪来源过多；肝功能不好；磷脂合成减少
治疗方法：合理膳食，适当休息和活动，多吃一些磷脂含量较多的食物
肥 胖
CO2
5 10 15 2 0 25 30 O2%
Ⅰ
Ⅱ
E
D
细胞呼吸的相对速率
乙
O2
C
B
细胞呼吸的相对速率
甲
温度
A
CO2+H2O+能量
尿糖
＞160mg/dL
脂肪、氨基
酸等
X
转变
甘油、氨基
酸、乳酸等
X
食物中糖类
⑥
⑤
④
③
②
血糖
80～120mg/dL
①
d
c
b
a
血液中浓度
跑步结束后
跑步过程
能量
6CO2+ 6H2O C6H12O6+6O2
硝化细菌
2NHO2+O2 2NHO3+能量
硝化细菌
2NH2+3O2 2NHO2+2H2O+能量
光能
叶绿体
CO2+H2O
（CH2O）+O2
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生物专题（七）
生物与环境
湖北 张代林
一、高考展望
生态与环境的问题是当今世界备受关注的问题，近几年高考把这部分内容作为命题重点也在情理之中。考生在复习本专题时，内容较多，命题点也较多，但归纳起来，应注意以下几个方面：
（1）基本概念和基本原理
本专题知识涉及的基本概念和基本原理较多，高考中往往会以选择题的形式考查考生对它们的理解。种群及其特征、群落、生态系统、竞争、捕食、寄生、生态系统的稳定性、自动调节能力等概念、生态系统中能量流动和物质循环的基本原理、生物的种内和种间关系原理、生态系统稳定性的原理等都是当前命题的热点。
（2）图、表的识别和分析
图、表中蕴含着大量的信息，考生能从图、表中获取有效信息，这是高考的基本要求之一。本专题知识涉及图、表的内容很多，如互利共生、寄生、竞争、捕食等四种种间关系图、种群的数量变化曲线、能量流动和物质循环的图解、食物链和食物网的关系图、非生物因素与生物关系的数据表格等，这些在近几年的高考中出现的频率较高。
（3）实验及实验设计
由于生物与环境与人类关系非常密切，可以探究的内容很多，如温度、光照、水对生物的影响，种群密度调查，生态农业模型的设计与分析等，都可用以考查实验设计、分析、操作等能力，因此应关注相关的知识和实验设计的基本内容。
二、考点透析
1．生态因素对生物的影响
（1）生态因素是指环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素。如阳光、温度、水分、空气等。但海拔高度、水域深度等因素属于环境因素，不属于生态因素，因为它们的作用是通过温度、光照、气压等生态因素间接地体现出来的，它们本身对生物无直接影响。
（2）光照对生物的影响
①光照对植物的影响
光对植物的生理和分布起着决定性的作用。
Ⅰ．光决定植物的分布
光决定植物的分布。植物的光合作用离不开光，根据植物生长时对光照强度的要求，可分为阳生植物和阴生植物等。
阳生植物：需要较强的光照，如小麦、玉米。
阴生植物：需要较弱的光照，如人参、三七。
阳生植物和阴生植物在一定光照强度下，其光合效率不一样，达到光饱和点时的光照强度也不一样。如右图所示：
在海洋，光影响植物的垂直分布。
Ⅱ．光能影响植物的生理
光对植物的生理有影响，特别是对植物的开花生理。根据植物开花时对日照时间的要求，可分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。
②光照对动物的影响
Ⅰ．日照长短影响动物的繁殖。
根据这一道理，可人为地延长或缩短光照时间，从而有效地控制动物的生殖。
Ⅱ．日照时间影响动物的活动。
（3）生物种间关系辨析
种间关系 数量关系图 特 点 实例
互利共生 两种生物在数量上同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化。 地衣；大豆与根瘤菌
寄 生 寄生生物的生存离不开寄主，但寄生生物的存在对寄主有害，在一定程度上又会影响宿主的数量。 蛔虫与人；噬菌体与细菌
竞 争 不同物种间生态需求越接近竞争越激烈。在两种生物生存能力不同时，数量上呈现出“你死我活”的同步性变化。 牛与羊；水稻与稗
捕 食 两种生物在数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。 草与牛；兔与狼
2．种群数量的变化
（1）种群数量变化曲线
Ⅰ 种群增长的“J”型曲线
在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量会连续增长。假定某动物种群的起始数量为N0，每年的增长率保持不变，第二年的种群数量是第一年的λ倍，则t年后，该种群的数量为N t＝N0λt。绘成坐标图，种群的增长就会呈“J”型增长曲线。当一个种群迁入一个新环境后，常在一定的时间内表现为“J”型增长。
Ⅱ 种群增长的“S”型曲线
当种群在—个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间由于有限的空间，食物和其他生活条件而引起的种内斗争必将加剧，以该种群生物为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低、死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大值（K）时，种群数量将停止增长，有时会在K值左右保持相对稳定，种群的增长就会呈“S”型曲线。
Ⅲ “J”型曲线与“S”型曲线的比较
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
前提条件 环境资源无限（理想条件） 环境资源有限
种群增长率 保持稳定 随种群密度上升而下降
K值的有无 无K值 有K值
（2）影响种群数量变化的因素
每个种群内部都存在着一定的年龄组成、性别比例及自然的出生率与死亡率以及迁入和迁出等。上述各项发生变化，都将导致种群个体数量的变动。从年龄组成看，年轻个体较多时，预示着将来密度增大，而年老个体较多时，密度会减小。从性别比例看，长期的自然选择已确定各种群的适当性别比例，假如因各种原因造成性别比例失调，必将导致生殖上的混乱，从而引起种群个体数目的变动。如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，就会使许多雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。出生率及死亡率、迁入和迁出是决定种群大小的最直接因素，任何影响出生率及死亡率、迁入和迁出的因素都会影响种群数量的变化，如气候、食物，被捕食、传染病等。值得注意的是，在现代社会，人类活动对自然界中种群数量变化的影响越来越大。
3．生态系统的类型
名称 分布区域 主要特点 主要生物 生态效益
森林生态系统 湿润或较湿润地区 动植物种类繁多，群落结构复杂，长期较稳定 植物：乔木为主动物：营树栖和攀援生活类多 (1)是人类的资源宝库(2)维持生物圈的稳定(3)改善生态环境
草原生态系统 干旱地区 动植物种类少，群落结构简单，不稳定易变化 植物：草本为主，少量灌木丛动物：营穴居生活类多 (1)提供大量肉、奶和毛皮(2)调节气候，防风固沙
海洋生态系统 动植物多，集中在水深200米以内，生态环境稳定 植物：浮游植物为主动物：主要是浮游动物，鱼、虾等 (1)调节气候方面起着重要作用(2)蕴藏丰富的资源
湿地生态系统 沼泽、沿海滩涂、河流、湖泊等 动植物资源丰富，湿地类型多，与气候关系密切 植物：芦苇等动物：水禽、鱼类等 (1)生活和工农业的用水来源 (2)能补充地下水(3)有丰富的生物资源(4)控制洪水、调节气候等
农田生态系统 人的作用非常明显，动植物种类少，群落结构单一 人工种植的各种农作物 在一定程度上受人工控制的生态系统，为人类生活提供物质资源。
城市生态系统 (1)是城市居民与周围生物和非生物环境相互作用的生态系统，也是人类改造自然环境的基础上建立起来的特殊人工生态系统(2)人类活动对它的发展起支配作用。对其他生态系统具有高度的依赖性和干扰性(3)改善和保护城市生态环境是人类在城市建设和发展过程中应高度重视的课题
4．生态系统的结构和功能
（1）生态系统的结构
生态系统的结构包括生态系统的成分和营养结构（食物链和食物网）。
（2）生态系统的功能
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。生态系统的能量流动和物质循环的途径是食物链和食物网。
Ⅰ 能量流动和物质循环的特点
能量流动的特点：
a．生态系统的能量流动是从绿色植物把太阳能固定在体内后开始的，起点是生产者。
b．能量流动的途径是食物链和食物网，其能量的变化情况是：太阳光能→生物体中的化学能→热能，因此热能是能量流动的最终归宿。
c．流人生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能的总量，而流入各级消费者的总能量是指各级消费者在进行同化作用时所同化的物质中含有的能量总量。
d．能量流动是单向的、逐级递减的，一般不能逆向流动和循环流动。
e．能量从上一个营养级流动到下一个营养级的传递效率为10%~20%。
物质循环的特点：
a．物质循环的范围为生物圈，为物质在生物群落和无机环境之间往返运动。
b．碳的循环主要是以CO2的形式进行
Ⅱ 能量金字塔和数量金字塔
能量沿食物链流动时逐级递减，营养级越多，消耗的能量越多，对此可以用能量金字塔来形象地说明。
如果把各个营养级的生物个体数量用绘制能量金字塔的方式表示出来，就构成了数量金字塔。通常数量金字塔与能量金字塔一致，为正金字塔形，但也有例外，如成千上万只昆虫生活在一棵大树上，该数量金字塔就会发生倒置，而一棵树与树上昆虫及鸟的数量关系可形象地表示如右图。
5．生态系统的稳定性
生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定性。
（1）抵抗力稳定性
概念：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
原理：生态系统内部具有一定的自动调节能力。
规律：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低，反之抵抗力稳定性就越高。
特点：调节能力有一定限度，超过此限度，则生态系统的相对稳定性就遭到破坏。
（2）恢复力稳定性
概念；生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。
原理：生态系统具有恢复自身相对稳定的能力。
（3）抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低；抵抗力稳定性较低的生态系统，恢复力稳定性就较高，两者关系往往相反。
6．生物多样性及其保护
生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。
三、经典回放
【例1】（2002年广东、河南、广西）在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如下图所示。其中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是
【解析】接种少量小球藻的初期，因生活条件充足，小球藻快速繁殖，数量增加较快，随着小球藻数日的逐渐增加，玻璃容器内的生存空间、营养物质逐渐减少，种内斗争加剧，使种群增长速率减缓变慢，最后出现负增长，曲线下降。
【答案】选D。
【例1】（2004年全国新课程卷Ⅰ）生活在一个生物群落中的两个种群（a、b）的数量变化如图，下列判断正确的
A．a种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群
B．a种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱
C．a为S型增长，其增长受本身密度制约
D．b为J型增长，始终受到a种群的制约
【解析】考查种群增长与种间关系的相关知识。从图中可以看出：a、b两个物种在生存斗争中，a取胜而b被淘汰，a与b属于竞争关系。同时可以看出： a物种的种群数量先不断增加，当达到K值时停止增加，种群增长率随种群密度上升而下降，属于S型增长。
【答案】选C。
【例2】（2004年江苏卷）在一个草原生态系统中，草是生产者，鼠是初级消费者。
（1）在“草→鼠”食物链中，若草通过光合作用产生了600mol氧气，则能同时产生___mol葡萄糖。鼠从中获得的能量至多相当于_____mol葡萄糖中所储存的能量。
（2）由于该生态系统鼠害日趋严重，故将黄鼬引入该生态系统以控制鼠害。调查表明鼠与黄鼬的数量变化如下表：
时间（年） 鼠种群数量（只） 黄鼬种群数量（只）
1 18900 100
2 19500 120
3 14500 200
4 10500 250
5 9500 180
6 9600 170
7 9500 180
8 9600 170
根据上表数据分析鼠和黄鼬种群数量变动关系____________。
【解析】主要考查生态系统中生物间的关系和能量流动。
（1）根据光合作用的反应式6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O可知：当草通过光合作用产生了600mol氧气时，同时产生100mol的葡萄糖。根据生态系统的能量传递效率为10%~20%，可知：鼠从中获得的能量至多相当于100×20%＝20mol葡萄糖中所储存的能量。
（2）通过分析表格，我们会看到鼠群和黄鼬群的种群数量变化的规律是：鼠群的种群数量在第1~2年增加，第3~4年减少，黄鼬群的种群数量在第1~4年增加，从第5年开始，鼠群和黄鼬群的种群数量维持在9500~9600只和170~180只之间，说明从第5年开始，鼠群和黄鼬群间相互制约，保持动态平衡。
【答案】（1）100 20 （2）第1～2年黄鼬的数量增加，鼠的数量仍在增加 第3～4年黄鼬的数量大量增加导致鼠的数量大量减少 第5年开始黄鼬的数量和鼠的数量保持动态平衡
【例3】(2004年江苏)下列有关生态系统的叙述，错误的是
A．森林生态系统的种群密度和群落结构一般能够长期处于较稳定的状态
B．草原生态系统的种群密度和群落结构常常会发生剧烈的变化
C．农田生态系统总是朝着对人有益的方向发展
D．整个地球上海洋可以看作是一个巨大的生态系统
【解析】本题考查生态系统及其稳态。森林生态系统的营养结构复杂，抵抗力稳定性较大，能长期处于稳定状态，草原生态系统则相反。农田生态系统的结构单一，抵抗力稳定性小，一旦失去人的控制，会发生很大的变化，并非只朝着对人有益的方向发展。
【答案】选C。
【例4】（2004年上海）某海滩黄泥螺种群现存量约3000吨，正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为
A．3000吨 B．1650吨 C．1500吨 D．不超过300吨
【解析】根据题干信息可知，在正常状态下，黄泥螺种群每年最多可增加300吨。为保证不影响黄泥螺种群的可持续发展，又充分利用资源，最多捕捞量应小于或等于最大增长量，若大于最大增长量，将危及黄泥螺种群以后的持续生存。
【答案】选D。
四、自我检测
一、选择题（均为单项选择题）
1．森林枯枝落叶层中可发现多种生物，其中属于初级消费者的是
A．白蚁 B．蚯蚓 C．蜘蛛 D．蛇
2．农田生态系统中，假设有两条主要的食物链：
如果有人大量捕捉蛙，短期内对该个生态系统造成的影响是
A．有利于生态系统的平衡 B．水稻虫害严重
C．蛇的数量迅速增加 D．鼠的数量迅速增加
3．在生态系统中能将太阳能转化到生物群落中的是
A．蚯蚓 B．硅藻 C．硝化细菌 D．酵母菌
4．下列生态系统中自动调节能力最强的是
A．温带阔叶林 B．热带雨林 C．寒带针叶林 D．温带草原
5．某滩涂是丹顶鹤的栖息地之一，在该滩涂建立丹顶鹤自然保护区的主要目的是
A．对丹顶鹤和它们的生存环境就地保护 B．加入“世界生物圈保护区网”
C．将丹顶鹤迁入保护区进行迁地保护 D．防止滩涂生态环境的污染
6．在自然条件下，下列不符合生态系统正常发展方向的是
A．物种组成多样 B．营养结构复杂 C．功能完善 D．食物链缩短
7．雅鲁藏布大峡谷地区植被分布状况是：山麓热带雨林，山腰常绿阔叶林，上层温带针叶林，顶部高山草甸，决定这种分布状况的非生物因素主要是
A．阳光 B．土壤 C．温度 D．水分
8．当一条蛇捕食了一只青蛙后，从生态学角度看，下列叙述正确的是
A．完成了物质循环 B．蛇破坏了生态平衡
C．青蛙不能适应环境 D．青蛙的能量流向了蛇
9．寒带针叶林中两个动物种群（N1、N2）的数量变化如右图所示。据图判断这两个种群的关系是
A．捕食关系，N1为捕食者，N2为被捕食者
B．捕食关系，N2为捕食者，N1为被捕食者
C．竞争关系，N1为竞争中的胜者，N2为败者
D．共生关系，N1、N2彼此依赖，相互有利
10．在研究光照强度对某种鸟鸣叫次数的影响中，下列设计不符合研究要求的是
A．记录一天内不同时间同一地点该种鸟鸣叫次数
B．记录同一时间不同天气该种鸟鸣叫次数
C．记录繁殖季节该种鸟雌鸟和雄鸟鸣叫次数
D．记录不同季节同一地点该种鸟鸣叫次数
二、简答题
1．水田中生活着一种无色草履虫（单细胞动物），以细菌和真菌为食，但常因与绿藻共生而成为绿色草履虫，该草履虫即使没有食物也能依赖共生的绿藻而生存。
（1）绿藻可以为共生的草履虫生存提供________和________。
（2）现有一批绿色草履虫，请设计一个既能除去共生绿藻，使之成为无色草履虫，又能保证其存活的简单的培养方法：___________________。
（3）将破碎的绿色草履虫培养，可以获得共生的绿藻种群。培养液中除须含有 外，还须置于__ ______处培养。
（4）将绿色草履虫和除去绿藻的无色草履虫，在四种实验条件下培养，实验条件是①“有光—食物丰富”，②“有光—食物贫乏”，③“无光—食物丰富”，④“无光—食物贫乏”。下图所示的生长曲线是四种实验条件下所得的结果，则对应于图A．B．C和D结果的实验条件分别是A：________，B：________，C：________，D：________（用序号表示）。绿色草履虫和无色草履虫在暗处共同培养时，在食物上存在着________关系。
2．一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m、1000m的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。
（1）实验处理：春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。
（2）实验对照：生长于 m处的野菊。
（3）收集数据：第二年秋天 。
（4）预测支持下列假设的实验结果：
假设一 野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高
。
假设二 野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高
。
假设三 野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高 。
3．生态工作者从东到西对我国北方A、B、C三种类型的草原地行调查。下表是不同调查面积的物种数量统计结果：
10×10 20×20 40×40 80×80 90×90 100×100 110×110 120×120 130×130 140×140
A 3 5 8 14 16 17 19 20 20 ┅
B 3 5 6 9 11 13 13 13 13 ┅
C 2 3 5 8 8 8 8 8 8 ┅
（1）A、B、C三种类型的草原对放牧干扰的抵抗力稳定性由强到弱的顺序是 。导致这三种类型的草原物种数量不同的关键生态因素是 。如果将A草原与我国东北针叶林相比，两者之间恢复力稳定性较强的是 。
（2）调查B草原某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤：
① 选取40cm×40cm为最佳样方面积。
② 在该物种分布较密集的地方取5个样方。
③ 计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。
请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。
参考答案：
一、选择题
1．A 2．B 3．B 4．B 5．A 6．D 7．C 8．D 9．B 10．C
二、简答题
1．（1）氧气 养料
（2）在暗处较长时间培养，培养液中要有丰富的细菌和真菌作为草履虫的食物
（3）无机盐 有光
（4）④ ② ① ③ 竞争
2．（2）10m、500m、1000m
（3）测量株高 记录数据
（4）与10m处野菊株高无显著差异 与原海拔处（500m、1000m）野菊株高无显著差异 比10m处矮，比原海拔处高
3．（1）A、B、C 水 A草原
（2）① 选取的样方面积不对。应取物种数量达到稳定的最小面积100cm×cm。
② 取样方法不对。应在B草原中随机取样。
③ 对种群密度值的估计方法不对。应以调查样方的单位面积中种群个体数量的均数作为种群密度的估计值。
本专题包括：
必修教材：第八章 生物与环境 第九章 人与生物圈
鸟
特别提醒：物质在生物群落内部能以有机物的形式沿着食物链（网）从上一个营养级向下一个营养级流动
呼吸作用、微生物分解作用
光合作用、化能合成作用
生物群落中碳
（有机物）
培养时间
C
个体数
0
培养时间
B
个体数
0
培养时间
A
个体数
鼠
蛇
蛙
害虫
水稻
草原类型
调查面积
cm×cm
时间/年
无机环境中碳
（CO2等）
食物链： 草 昆虫 青蛙 蛇 描头鹰
营养级：第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级
食物网：在生态系统中，食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养关系
营养
结构
非生物的物质和能量：阳光，热能、空气、水分和无机盐等
生产者：自养生物，是生态系统的主要成分
消费者：异养生物，必须直接或间接依赖于绿色植物
分解者：细菌、真菌，将有机物分解成无机物，生态系统不可缺少的成分
成分
0
种群数量
时间
0
时间
B
A
种群个体数
时间
种群数量
时间
B
A
种群个体数
B
A
种群个体数
时间
光饱和点
·
·
阳生植物
生存环境的改变和破坏
掠夺式的开发和利用
环境污染
外来物种的入侵或引种
到缺少天敌的地区
物种、遗传、生态系统多样性均遭到人类的不合理的开发和利用
物种丰富
特有的古老的物种多
经济物种丰富
生态系统多样
面临威胁的原因
面临的威胁
特点
我国生物多样性概况
加强教育和法制管理
迁地保护
就地保护
药用价值
工业原料
科研价值
美学价值
保 护
直接使用价值
间接使用价值
潜在使用价值
价值
N2
160
120
80
40
N1
时间
种群增长率
0
时间
0
培养时间
D
个体数
1925
1900
1875
1850
b
a
K
种群数量
时间
O
0
D
C
B
A
种群增长率
0
时间
种群增长率
0
时间
种群增长率
0
包含
遗传多样性
物种多样性
生态系统多样性
生物
多样性
树
昆虫
阴生植物
光照强度
光合效率
PAGE
- 1 -专题十 生态环境的保护
邱国强 (重庆市黔江中学)
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●知识联系框架
野生生物资源的保护和合理利用
环境危害对生物的不利影响
环境与人体健康
保护野生生物资源
防治环境污染
几种主要的污染源及其危害
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●重点知识联系与剖析
一、野生生物资源的保护和合理利用
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1.我国野生生物资源概况
我国野生生物资源的特点：
第一、物种丰富；
第二、特有的和古老的物种多；
第三、经济物种丰富。
我国野生生物资源面临着威胁：许多物种处于濒临灭绝的边缘。
野生生物资源减少的原因：
人为因素是野生生物资源减少的主要原因。主要体现在4个方面：
一是生存环境的改变和破坏；
二是掠夺式的开发和利用；
三是环境污染；
四是外来物种的入侵。
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2.野生生物资源的保护和利用
加强环保意识的教育：提高每个公民对保护野生生物资源的认识。
健全法律和加强法制管理：相关的法律有《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中国自然保护纲要》等。
建立自然保护区：自然保护区是指为了自然保护的目的，指导包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行特殊保护和管理的区域。
自然保护区的保护对象主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然集中分布区等。
自然保护区具有重要功能：
一是“天然基因库”。能够保存许多物种、各种类型的生物群落和它们赖以生存的环境；
二是进行科学研究的“天然实验室”。为开展生物科学研究提供了良好的基地；
三是“活的自然博物馆”。是向人们普及生物学知识和宣传自然保护的重要场所。
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●重点知识联系与剖析
二、环境污染的危害
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].环境污染对生物的不利影响
酸雨对生物的危害：
形成酸雨的主要污染物是S02，其次是NO2。
酸雨使土壤和河流、湖泊酸化，导致水生、湿生植物的死亡，威胁水生动物(如鱼、虾、贝类等)的生存，破坏水域生态系统中的食物链；还能直接危害陆生植物的叶和芽，使作物和树木死亡。
有毒化学药品对生物的危害：
最主要的是化学杀虫剂污染环境。对包括人类在内的多种生物造成危害。
重金属对生物的危害：
有些重金属是生物体生命活动必需的微量元素，如Mn、Cu、Zn等。但是大部分重金属如Hg、Pb等，对生物体的生命活动有毒害作用。而且还可以通过食物链发生富集效应。
富营养化对生物的危害：
富营养化是由于水体中N和P等植物必需的矿质元素过多，藻类等植物大量繁殖而使水质恶化的现象。
富营养化的危害：
—是藻类死亡后，遗体被细菌分解时消耗水体中的大量氧气，使水体中溶解氧含量下降，影响水生生物的生命活动；
二是这些生物遗体被厌氧型微生物分解时，产生出H2S、CH4等有毒物质，致使鱼类和其他水生生物大量死亡。
“水华”是指淡水中发生富营养化的现象；
“赤潮”是指海水发生富营养化的现象。
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2.环境与人体健康
大气污染与人体健康：
大气污染是指大气的化学性污染。
主要的污染物是烟尘和SO2，还有氮氧化物和CO等。这些污染物进入体内后，不经过肝脏的解毒作用，直接由血液运输到全身。所以大气污染对人体的健康危害很大。这种危害可分为三种类型：慢性中毒、急性中毒和致癌作用。
水污染与身体健康：
饮用污染的水和食用污水中的生物，能使人中毒，甚至死亡；
被人畜粪便和生物垃圾污染了的水体，能够引起病毒性肝炎、细菌性痢疾等传染病，以及血吸虫病等寄生虫病；
饮用被重金属污染的水后，容易诱发癌症。
固体废弃物污染与人体健康：固体废弃物中含对人类有害的物质。
噪声污染与人体健康：噪声污染对人体健康的影响是多方面的：
第一损伤听力；
第二干扰睡眠；
第三诱发多种疾病，如心率加快、高血压、内分泌功能紊乱等；
第四影响心理健康等。
环境污染的“三致作用”是指：
致癌作用、致突变作用和致畸作用。
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●重点知识联系与剖析
三、保护生态环境的基本措施
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保护生态环境的基本措施主要有两条：
一是保护和合理利用野生生物资源；
二是防治环境污染。
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1.保护和合理利用野生生物资源
野生生物资源属于再生资源，具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值，是组成生物多样性的重要部分。
而生物多样性程度越高，生态系统的稳定越强，生态环境就越优越，农牧业生产也就越稳定。
但由于各种因素尤其是人为因素的作用，使得野生生物资源大幅度衰退。
因此建立自然保护区就成为保护珍贵野生生物资源及其生存环境的有效措施。
而强调对野生生物资源的合理开发和利用，是遵循种群数量增长规律，兼顾经济利益和生态效益，实现可持续发展的有效途径。
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2.防治环境污染
环境污染不仅能够引起野生生物资源的衰减，而且严重影响着人类健康。
因此必须努力寻求一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的，即能满足当代人的需要，而又不对满足后代人需求的能力构成危害的可持续发展道路。
防治环境污染的措施很多，其中与生物科学密切相关的有：利用生物净化来除环境污染和发展绿色食品。
(1)生物净化
生物净化是指生物体通过吸收、分解和转化作用，使生态环境中污染物的浓度和毒性降低或消失的过程。在生物净化中，绿色植物和微生物起着重要的作用。
绿色植物的净化作用主要体现在3个方面：
第一是绿色植物能够在一定浓度的范围内吸收大气中的有害气体，如一公顷柳杉每个月可吸收60kgSO2；
第二是绿色植物可以阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性污染物；
第三是许多绿色植物能够分泌抗生素，杀灭空气中的病原菌，如悬铃木(法国梧桐)和橙、圆柏等。
微生物的净化作用是指微生物能够将许多有机污染物逐渐分解成无机物，从而起到净化作用。
污水处理厂处理污水时主要通过物理沉降和微生物的净化作用两个过程完成。
物理沉降是利用过滤、沉淀等方法去除工业污水和生活污水中个体比较大的污染物；
微生物净化是利用污水中的多种需氧微生物，把污水中的有机物分解成CO2、H2O以及含氮的和含磷的无机盐，使污水得到净化。
(2)绿色食品
绿色食品是指按照特定的生产方式，经过专门机构认定和许可后，使用绿色食品标志的无污染、安全、优质的营养食品。
绿色食品的开发包括产地的选择、产品的生产、加工、包装和储运等一系列环节，每个环节都有严格的标准和要求，以便防止和减少污染。
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●重点知识联系与剖析
四、几种主要的污染源
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1.酸雨
酸雨是大气污染后产生的酸性沉降物。
酸雨中绝大部分是硫酸和硝酸，这是工业生产、民用生活燃烧煤炭排出来的SO2，燃烧石油及汽车尾气释放的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨和硝酸雨，最后降在地面上形成酸雨。
我国燃料结构主要是煤炭，以排放SO2为主，所以我国酸雨是硫酸型酸雨。
酸雨改变了生物生长、发育和繁殖等生命活动所需要的正常酸碱度，严重危害水生生物和陆生生物的生存。
防治酸雨的根本措施是控制SO2和氮氧化物的排放量，同时要植树造林，运用绿色植物的净化作用来净化空气。如一公顷柳杉一个月可吸收SO260kg。
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2.水污染
水与空气、食品是人类生命和健康的三大要素。
在不同种类的生物体中，水大约占体重的60%～95%，水是人类的宝贵资源，是生命之源。
水污染在我国相当普遍，而且十分严重。造成水污染的物质主要有重金属、农药、过量的N、P等植物矿质元素和致病微生物等。
当水中的上述有害物质超出水体的自净能力(物理净化、化学净化、生物净化)时，就发生了污染。而水中污染物主要来自未加工处理的工业废水、生活废水和医院废水等。
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3.重金属污染
在环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅及非金属砷等生物毒性显著的元素。化石燃料的燃烧是重金属的主要释放源，采矿和冶炼也是向环境释放重金属的主要污染源，重金属污染的特点表现在以下几个方面：
①在天然水中只要有微量重金属即可产生毒性效应。一般重金属产生毒性的范围大约在1mg/L～10mg/L之间，毒性较强的金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围在0.01mg/L～0.001mg/L之间。
②水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物，如甲基汞。
③生物从环境中摄取重金属可以随着食物链的延长而加强，即表现为生物富集作用。例如，发生在日本的水俣病就是汞经过生物富集作用而引起的。
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4.农药污染
喷洒农药，目的是杀灭或抑制农业害虫，以保证农作物的高产优质。
但随着现代化学农药的飞速发展，生产品种的增加，某些农药化学性质较稳定，不易分解，结果使农药在土壤中越积越多。
当土壤中累积的农药达到一定程度时，便成为污染物质影响第二茬作物的产量与质量。
不仅如此，农药还随着雨水的冲涮汇集到河流、湖泊，从而造成水体污染。
由于大多数农药不易被分解，因而被生物体吸收后，随着食物链的延长其含量逐渐升高，严重影响鱼类和贝类的生存。
当人们食用这种被严重污染的鱼类和贝时，农药就会在人体内进一步富集，从而危害人体健康。
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5.富营养化
富营养化是指水体中N、P等植物必须的矿质元素含量过多时而使水质恶化的现象。
引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污染和农田排水。
当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物必需的矿质元素增多，致使藻类植物、浮游植物大量繁殖。
由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用以进行呼吸作用，致使水中溶解氧的含量降低。
而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生物分解，从而进一步降低溶解氧的含量，然后被厌氧微生物分解。同时产生H2S、CH4等有毒气体，造成鱼类和其他水生生物死亡。
发生富营养化的湖泊、海弯等流动缓慢的水体，因浮游生物种类的不同而呈现出蓝、红、褐等颜色。
富营养化发生在池塘和湖泊中叫做“水华”；发生在海水中叫做“赤潮”。如图所示。
工业废水、生活污水、农田排水
汇 集
池塘、湖泊、海湾(水中N、P等矿质元素增多)
藻类植物、浮游生物大量繁殖
死 亡
藻类植物、浮游生物遗体
厌氧 微生物
硫化氢、甲烷等有毒物质 水中溶解氧减少
鱼类、其他水生物死亡
水华或赤潮
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6.固体废弃物污染
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，各种废弃物的排放量大幅度增加。
采矿业的废石、工业废渣、废弃的塑料制品以及生活垃圾等都属于固体废弃物的范畴。
这些废物日积月累、长期堆放，会造成大气、水和土壤等环境污染，危害人体健康。
实际上，固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，而在另一生产过程中往往可以作为原料加以利用，所以被称为“放在错误地点的原料”。
因此固体废弃物的处理和利用，已日益成为环境科学急需解决的问题，并受到各国重视。
发展无废技术是解决固体废弃物污染问题的有效办法。
所谓无废技术是指采用闭路循环方式，使资源在生产过程中充分利用，又不排放污染物质。也就是说，生产第一种产品后排放出来的废弃物，可用为第二种产品的原料；第二种产品生产过程中的废弃物再作为下一种产品的原料，如此等等。
如黑龙江省建成的硫酸厂，利用西林铅锌矿的废渣——硫精砂作为原料。
炼钢厂的钢渣对钢厂来说是废渣，但对水泥厂来说却是一种上等的原料。
火力发电厂排放出来的粉煤灰，含有铅、汞、砷等有害元素，但可用来生产水泥、烧结砖等。
由此可见，发展无废技术，实现三废资源化，可以取得环境效益和经济效益的双丰收。
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7.噪声污染
噪声污染的主要特征：
噪声是一种感觉公害，通常噪声是由不同振幅和频率组成的无调嘈杂声。
但有时，优美的音乐旋律，在它影响人们的工作和休息时，也被认为是噪声。
因此，对噪声的判断与个人所处的环境和主观愿望有关。
噪声是暂时性污染，噪声源停止发声，危害即消除。不象其他污染物，即使停止污染，污染物还在长时间内残留着，污染是持久性的。
噪声污染的危害有损伤听力、干扰睡眠、诱发多种疾病、影响心理健康等。
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8.温室气体与全球变暖
大气中的CO2、CH4、N2O及氯氟烃(CFCl3)等微量气体被统称为温室气体。
这些温室气体不吸收短波辐射(可见光、紫外线等)，但吸收长波辐射(红外线等)。
太阳的短波辐射可直达地球表面，被地表吸收后，以长波辐射的形式向外发射。
大气中的温室气体吸收了长波辐射后，就将这一部分长波辐射的能量留在大气中，使地表的大气温度升高，如同玻璃温室一样。
温室气体的这种功能效应称为温室效应。
温室效应对维持地球温度的稳定性是非常重要的，它能使地球温度不致发生骤然变化。
但现在的问题是，由于人类的活动，大气中的温室气体浓度迅速增加，造成全球气候趋于变暖。
大气中主要的温室气体是CO2。
人类大量使用化石燃料——煤炭、石油和天然气，以及燃烧生物物质，造成CO2的过量排放，打破了绿色植物光合作用与所有生物的呼吸作用之间的平衡，是导致大气中CO2上升的主要原因。
CH4是作用仅次于CO2的温室气体，是大气中最丰富的烷烃。
CH4主要来源于有机废物的生物发酵，人口数量的增加，农业、畜牧业急剧增长，相应地增加了CH4的排放。
温室效应加剧对全球气候变化带来的危害：
极地冰雪融化，海水膨胀，导致海平面上升，一些岛屿被淹没，沿海城市、岛屿更易遭受台风、风暴潮的袭击；
中纬度地区河湖干枯、森林死亡，高纬度地区的低地出现涝灾，森林火灾更为频繁；
夏季酷热；
许多物种灭绝等。
减缓温室效应的有效措施：
一是保护植被、绿色荒山，保护森林、草原，防止海洋污染等是增加C02吸收的有效措施；
二是减少使用化石燃料，开发新能源，增加新能源替代化石能源的比例。新能源是指风能、水能、太阳能、地热能、氢能、核能和生物能等能源。
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2003-10-15
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环境污染的危害
保护生态环境的
基本措施
有氧呼吸
需氧微生物
分解
第 7 页 共 7 页专题四 细胞增殖、个体繁殖和个体发育
邱国强 (重庆市黔江中学)
●知识联系框架
细胞周期的概念
主要特点
染色体数目的变化规律
DNA含量的变化规律
有丝分裂的实质和意义
概念
主要特点
染色体数目的变化规律
DNA含量的变化规律
受精作用及其意义
无丝分裂
概念
优点
分裂生殖
孢子生殖
出芽生殖
营养生殖
概念
优点
方式 ：配子生殖→卵式生殖
胚的发育
胚乳的发育
胚的发育
胚后发育
●重点知识联系与剖析
一、细胞增殖的方式
细胞增殖是生物体的重要生命特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
1.有丝分裂
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。
—个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和未期。
细胞分裂各时期的主要特征见下表
时期 主要特征
间期 Gl期 转录大量的RNA和合成大量的蛋白质，为DNA复制作准备
S期 DNA复制，一个DNA分子复制出的两个DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体
G2期 为进入分裂期作准备
分裂期 前期 染色质转变成染色体；核膜解体，核仁消失；形成纺缍体
中期 着丝点排列在赤道板中央；染色体数目最清晰，形态最固定
后期 着丝点分裂，染色单体分裂，在纺缍处牵引下移向细胞两极
末期 染色质转变成染色体；核膜重建，核仁出现；纺缍体解体；赤道板→细胞板→细胞壁
在有丝分裂过程中染色体数目的变化情况是：
间期虽进行了染色体的复制，但形成的2条姐妹染色单体通过一个着丝点连接在一起，并未真正成为2个染色体，我们在计数时还是看做是一个染色体。
前期和中期均是每个染色体中包含有2条染色单体，到后期着丝点分裂，在纺缍丝的牵引下，染色单体彼此分开时，一个染色体真正变成了2个染色体，染色单体已不再称为染色单体而称为染色体了，此时细胞中染色体数目暂时增加一倍，末期结束时，子细胞中的染色体数目又恢复到与母细胞一样的水平，如下左图曲线所示：
在表示有丝分裂过程细胞内的染色体数目时一般用偶数表示，因为在整个有丝分裂过程都存在着同源染色体，没有减数分裂过程中同源染色体的联会配对形成四分体和同源染色体彼此分开的过程。
如果要表示一个细胞核中染色体数目的变化曲线，与一个细胞中的染色体数目变化曲线图略有不同，因为在末期形成了两个细胞核，但细胞尚未真正完全分开，所以一个细胞中的染色体与后期还是一样的，细胞一旦完全分开末期便宣告结束。对一个细胞核中的染色体数目变化曲线的理解就是在后期进入末期时染色体已完全实现了平均分配，所以末期一个细胞核的染色体是后期的一半，与前期和中期一样。如上右图曲线所示。
在有丝分裂过程中DNA含量的变化情况是：
在间期的G1是进行DNA复制的准备期，此时主要是进行RNA的转录和有关蛋白质的合成，DNA尚未开始复制；
S期是DNA的复制期，但复制有一个过程，所以在图中用一斜线表示；
S期结束时DNA含量比原来增加了一倍，此后一直到分裂结束，才减半到与母细胞一样的水平，如下图(左:一个细胞中核DNA含量变化-右:一个细胞核中核DNA含量变化)所示：
动物细胞的有丝分裂与植物细胞的有丝分裂相比较有相同的地方，也有不同的地方。
相同的地方表现在动植物细胞有丝分裂的实质是一样的，但由于动物细胞与植物细胞在结构上的差异，所以动植物细胞在有丝分裂的形式上有所不同。具体见下表：
细胞类型 相同点 不同点
间期 后期 末期 前期 末期
植物细胞 染色体复制 着丝点分裂，染色单体彼此分开 分裂的结果相同，即染色体平均分配 细胞两极发出纺缍形成纺缍体 赤道板位置形成细胞板，再形成细胞壁
动物细胞 中心体发出星射线形成纺缍体 细胞中央向内凹陷，最后缢裂成2个细胞
有丝分裂的实质是染色体经过复制后，平均地分配到2个子细胞中去。有丝分裂的意义是因为染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
细胞分裂不是无限进行的，细胞分裂产生的子细胞有的继续分裂，进入下一个细胞周期。也有的暂时失去分裂能力，进人生长发育时期，最后形成某种成熟的组织，但当受到某种刺激时，又可恢复分裂能力，如植物的皮层细胞、叶肉细胞等；哺乳动物的上皮组织细胞等。也有的发育成高度分化成熟的组织，永远失去分裂能力，如哺乳动物的红细胞、被子植物的筛管细胞等。
2.减数分裂
只有进行有性生殖的生物体内才有进行减数分裂的原始生殖细胞。具有原始生殖细胞(性原细胞)的器官称为生殖腺，雌性动物是卵巢，雄性动物是睾丸。
减数分裂是一种染色体只复制一次，而细胞却连续分裂2次的分裂方式，分裂的结果是子细胞中的染色体数目比性原细胞(或体细胞)减少了—半。
对于减数分裂过程的理解要注意以下几点：
一是染色体的复制时间在性原细胞发育成性母细胞的过程中，即在同源染色体联会之前早就已经复制完成了；
二是联会时间在染色体缩短变粗的早期，发生联会的过程在光学显微镜下是看不到的，所以教材中的减数分裂图解表示联会的图中一个染色体中未画出2条染色单体；
三是减数分裂第一次分裂的目的是同源染色体彼此分开实现染色体数目减半，在同源染色体彼此分开时非同源染色体之间要自由组合，同源染色体的染色单体之间还要发生交叉互换，这是三大遗传规律的细胞学基础；
四是减数分裂第二次分裂的主要特征是着丝点分裂，实现染色单体彼此分开，所以分裂的结果是染色体数目未变，但DNA分子数减少—半；
五是第二次分裂过程的次级性母细胞的分裂类似有丝分裂过程，但与有丝分裂过程不同的是一般已不存在同源染色体。
关于减数分裂和有丝分裂的比较，重点是减数分裂第二次分裂过程与有丝分裂过程的比较。
①有丝分裂中期和减数分裂第二次分裂中期的比较：在有丝分裂过程中自始至终存在着同源染色体，而在减数分裂第二次分裂过程中不存在同源染色体。
区分同源染色体的依据在高中生物阶段有两点：
一是染色体的大小，同源染色体一般形状和大小相似或相同；
二是着丝点位置，着丝点的位置有端着丝点，也有中间着丝点的，同源染色体的着丝点位置应是相同的。
有丝分裂中期的图像特征是：
染色体数目一般是偶数，染色体两两相同，每个染色体中有2个染色单体，着丝点排列在赤道板的中央。
减数分裂第二次分裂中期的图像特征是：
染色体数目有奇数，也有偶数，但找不到两两相同的染色体，即不是大小不同，就是着丝点位置不同，说明没有同源染色体，但每个染色体中还有2个染色单体，如下左图所示：
②有丝分裂后期和减数分裂后期分裂图像的比较：如上右图所示：
有丝分裂后期和减数分裂第二次分裂后期的共同特征是：着丝点分裂，每个染色体的2条染色单体彼此分开成为2条染色体，在纺缍丝的牵引下分别移向细胞两极。
但不同之处是：有丝分裂后期的细胞中应有同源染色体，而减数分裂第二次分裂后期的细胞中一般没有同源染色体。在识图中应对移向同一方向的一组染色体进行分析，如上右图A中，向上移动的一组染色体中，大的2个染色体是一样的，可看作是一对同源染色体。而小的2个染色体也是一样的，可看作另一对同源染色体。在上右图B中，向上移动的一组染色体中大小形状各不相同，所以就没有同源染色体。所以上右图A看作是有丝分裂后期，上右图B看作是减数分裂第二次分裂后期。
精原细胞和卵原细胞的减数分裂过程的异同点是：染色体的行为和数目变化的过程是—样的，但细胞质的分配情况不同。精原细胞在减数分裂过程中，连续2次分裂细胞质均是均等分裂；卵原细胞在减数分裂过程中，连续2次分裂细胞质均是不均等分裂，在第一次分裂过程中细胞质主要分配在次级卵母细胞中，第二次分裂细胞质主要分配在卵细胞中，极体中几乎没有分到细胞质。精原细胞经减数分裂后形成的是精子细胞，精子细胞必须经过变形后才能形成精子，变形的过程中细胞质大量丢失，只保留细胞核和一个蛋白质构成的尾部。卵细胞的形成没有变形过程，卵细胞体积很大，细胞质中贮存有大量的营养物质，这是为受精卵的发育准备的。
关于减数分裂过程中，染色体数目的变化和DNA含量的变化可用下图所示的两条曲线表示：
受精的过程是指精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合的过程，故在受精卵的细胞核中遗传物质是—半来自父方一半来自母方，但在受精卵的细胞质中的遗传物质则全部来自母方。通过受精作用把染色体减半的精子和卵细胞结合成合子，染色体数目恢复原状时使双亲的遗传物质综合到子代个体中，即保证了同种生物亲、子两代体细胞中染色体数目的稳定性，对遗传有重要意义，又使后代获得两个亲本的遗传物质，有利于生物的生存和进化，对生物的变异也有重要意义。如下图所示。
3.深化和拓展减数分裂的部分知识，适应并攻克测试题和高考题中的涉外知识。
①配子减数分裂
配子减数分裂是产生配子时进行的（教材中介绍的减数分裂就是这种类型）。重点放在第一次分裂过程中染色体行为的变化上，尤其搞清“基因重组”就具体发生在减Ⅰ前期的四分体阶段和减Ⅰ后期。四分体阶段往往发生同源非姐妹染色单体间的交叉互换，导致等位基因的互换，打破基因间的旧连锁，建立新的连锁，实现基因的重新组合；在减Ⅰ后期时，等位基因随同源染色体分离的同时，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，也实现了控制不同性状的基因重新组合。这样就为后面复习“基因的自由组合规律”、“基因的连锁和互换规律”和可遗传变异的内容奠定了基础，学生的迁移和综合能力也会得到培养。
应注意和澄清的问题是：DNA的复制发生在减Ⅰ前的间期，而不能说发生在减数分裂的间期；减Ⅱ过程绝不是一次普通的有丝分裂，因有丝分裂产生的子细胞是体细胞，细胞内有成对的同源染色体，而减Ⅰ之后，同源染色体就进入不同的子细胞中，所以次级性母细胞中就不存在同源染色体了，因此减Ⅱ过程中和产生的子细胞中也就没有成对的同源染色体。但减Ⅱ后期着丝点分裂，染色单体分离后分别进入不同的子细胞，这与有丝分裂类似，因此只能说减Ⅱ类似普通的有丝分裂。
②孢子减数分裂（居间减数分裂）
孢子减数分裂发生在产生孢子的过程中，该知识与被子植物个体发育和遗传的内容联系密切。若缺乏这方面的知识，有些问题就不能顺利分析解答。如推算胚核和胚乳核的基因型就涉及孢子减数分裂的知识。因此要了解被子植物的卵细胞、极核、精子是如何形成的。
花药中产生小孢子母细胞（花粉母细胞）四分孢子4个小孢子（花粉粒）4个成熟的花粉粒（各有1个营养核和1个生殖核）8个精子（每1个花粉粒萌发产生2个具有相同基因型的精子）。
胚珠中产生大孢子母细胞（胚囊母细胞）4个大孢子（其3个退化，1个发育）8核胚囊（1个卵细胞、2个极核、2个助细胞和3个反足细胞的基因型相同）。
③假减数分裂
如雄蜂（单性生殖—孤雌生殖产生）的精原细胞象征性地进行减数分裂的2次分裂，第一次分裂形成1个有核、1个无核的大小两个细胞。无核的小细胞退化，有核大细胞进行第二次分裂，姐妹染色单体分离，细胞质进行不均等分配，含细胞质较多的子细胞发育成精子，含细胞质少的子细胞退化。因此雄蜂的体细胞、初级精母细胞和精子中的染色体数均为16条，通过减数分裂后，染色体数并没减少一半。1 个初级精母细胞连续分裂2次只产生1个精子，而不是4个精子，这都与正常的减数分裂不一样。
4.彻底搞清“减数分裂 —受精作用 —有丝分裂”过程中细胞核内与细胞内染色体数目、DNA含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。
①表解“减数分裂 —受精作用 —有丝分裂”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。
项目 减数分裂 受精作用 有丝分裂
减Ⅰ 减Ⅱ
间Ⅰ期 前Ⅰ期 中Ⅰ期 后Ⅰ期 末Ⅰ期 前Ⅱ期 中Ⅱ期 后Ⅱ期 末Ⅱ期 间期 前期 中期 后期 末期
染色体个数 2n 2n 2n 2n n n n 2n n 2n 2n 2n 2n 4n 2n
染色单体个数 0 -4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 0 0 0 0 -4n 4n 4n 0 0
DNA含量 2N -4N 4N 4N 4N 2N 2N 2N 2N N 2N 2N-4N 4N 4N 4N 2N
同源染色体对数 n n n n 0 0 0 0 0 n n n n 2n n
备注 以二倍体生物（2n）细胞核内的变化为例
②图（一）示二倍体生物“减数分裂 —受精作用 —有丝分裂”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量的变化。
图（一）
③图（二）示二倍体生物“减数分裂 —受精作用 —有丝分裂”过程中细胞内染色体数目、DNA含量的变化。
图（二）
④性原细胞自身的繁殖方式是：有丝分裂。
⑤减Ⅰ前期的四分体时期同源非姐妹染色单体交叉互换是基因互换规律的细胞学基础，减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合是基因自由组合规律的细胞学基础，故基因重组发生在减Ⅰ前期的四分体时期和减Ⅰ后期；减Ⅰ后期同源染色体分离是基因分离规律的细胞学基础。
⑥基因突变发生在有丝分裂间期（体细胞突变）和减Ⅰ前的间期（有性生殖细胞突变）DNA复制的时候。
⑦减数分裂过程中染色数目减半的根本原因是减Ⅰ后期同源染色体的分离，这也是减Ⅰ的最主要特点；而减Ⅱ后期着丝点分裂，染色单体变成染色体并移两极则是减Ⅱ的主要特点。
⑧判断细胞分裂方式和时期的依据是：a.染色体数的奇偶性；b.有无同源染色体；c.有无染色单体；d.着丝点的位置。
⑨细胞分裂中的“三中”和“三后”（注：初级卵母细胞和次级卵母细胞后期不均等分裂是区别第一极体、初级精母细胞和次级卵母细胞的依据）比较（以二倍体为例）：
项 目 “减Ⅰ”中期 “减Ⅱ”中期 “有丝”中期 “减Ⅰ”后期 “减Ⅱ”后期 “有丝”后期
着丝点位置 赤道板两侧 赤道板上 赤道板上 细胞两极 细胞两极 细胞两极
同源染色体 有 无 有 有 无 有（2n对）
染色单体 有 有 有 有 无 无
5.无丝分裂
分裂过程是先细胞核延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为2个细胞核，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成 2个子细胞。在整个分裂过程中没有出现纺缍体和染色体的变化。这种分裂方式常出现于高度分化成熟的组织中，如蛙的红细胞的分裂，在某些植物的胚乳中胚乳细胞的分裂等。这里要注意的是：蛙的红细胞是无丝分裂，但不能依次类推，人的红细胞也是无丝分裂。哺乳动物的红细胞已永久失去分裂的能力，哺乳动物的红细胞是通过骨髓中造血干细胞分裂产生的细胞，再分化发育而来的。
二、个体繁殖的方式
繁殖是指生物产生新个体的过程，也称为生殖。根据在生殖过程中是否通过两性生殖细胞的结合繁殖后代，将生物的生殖分为无性生殖和有性生殖两种方式。
1.无性生殖是指不经过生殖细胞的两两结合，由母体直接产生了新个体的生殖方式。常见的无性生殖方式有：分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和营养生殖。其中营养生殖是高等植物利用其营养器官来繁殖后代的一种方式。
无性生殖的优点是：后代的遗传物质来自一个亲本，有利于保持亲本的性状。
进行无性生殖的生物，变异的来源只有2种：基因突变和染色体变异，没有基因重组。原因是在无性生殖过程不经过减数分裂，所以没有基因重组的过程。
2.有性生殖是指经过两性生殖细胞结合，产生台子，由合子发育成新个体的生殖方式。
有性生殖的优点是：后代的遗传物质来自2个亲本，所以具有2个亲本的遗传性，具有更大的生活力和变异性，对于生物的进化有重要意义。
有性生殖的主要方式是配子生殖，配子生殖中最常见的是卵式生殖。
卵式生殖是指：产生的雄配子是具鞭毛或尾部能够运动的，一般细胞质很少或没有，受精后对受精卵的发育不提供营养，这种类型的雄配子称为精于。产生的雌配子很大，无鞭毛或尾等结构，不能运动，细胞质发达并贮存有大量营养物质，为受精后受精卵的发育提供养料，这种雌配子称为卵细胞。由精子和卵细胞结合成合子的生殖方式称为卵式生殖。
三、个体发育
个体发育的起点是受精卵。受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官形成，直到发育成性成熟的新个体的过程称为个体发育。
1.植物的个体发育
植物的个体发育包括胚的发育和胚乳的发育。
了解花的结构对理解和掌握被子植物的个体发育过程是必须的，但这部分知识是在初中阶段学习的，为了便于学习和复习，将这部分内容的主要知识介绍如下：
花的基本结构包括花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊6个部分，花的最重要、最基本的部分是雄蕊和雌蕊(如下图所示)：
雄蕊的花药成熟后破裂，撒出花粉，经虫媒或风媒传到雌蕊的柱头上，萌发出花粉管，管内产生2个精子，其来源是由一个小孢子母细胞(相当于精原细胞)经减数分裂形成4个小孢子，每个小孢子的核内染色体数已减半，核经一次有丝分裂形成2个核，其中一个称为营养核，一个称为生殖核，生殖核再有丝分裂一次就形成2个精子，所以一个花粉中的2精子是同源的，其基因组成也是一样的；
雌蕊的子房内有胚珠，胚珠的胚囊内有8个核，其来源是由一个大孢子母细胞(相当于卵原细胞)经减数分裂形成4个大孢子(或称单核胚囊)，其中3个退化，只有一个发育成胚囊，其中的核经3次连续的有丝分裂形成8个核或称8个细胞，其中靠近珠孔的3个细胞中，中间最大的一个为卵细胞，胚囊中央为2个极核，卵细胞和极核是同源的，其中的染色体数都是体细胞的一半，且基因组成也是一样的。
花粉在雌蕊的柱头上萌发出花粉管后沿花柱向胚珠生长，最后从珠孔处穿入胚囊，伸到极核与卵细胞之间的胚囊的原生质中释放出2个精子，其中一个精子与卵细胞结合，另一个精子与极核结合，分别形成受精卵和受精的极核，这是被子植物所特有的双受精现象。完成受精后子房的发育情况用下图表示：
从图中可以看出，一个子房发育成一个果实，—个胚珠发育成一粒种子。在种子中，胚是受精卵发育而来的，是新一代的个体；但种皮未经减数分裂和受精作用，是属于母体的部分，是由母体发育成的保护胚的结构，在果实中的果皮是由子房壁发育而来的，也是属于母体的一部分。
单子叶植物的种子大多数是有胚乳的。双子叶植物种子有的有胚乳，如番茄、蓖麻、辣椒等，有的种子无胚乳，如大豆、棉花、油菜等。部分双子叶植物无胚乳的原因是在胚的发育过程中，胚乳中的营养物质转移到子叶中，胚乳被子叶吸收掉。
例1 一只雄蜂和一只雌蜂交配产生F1代，在F1雌雄个体交配产生的F2代中，雄蜂基因型共有AB、Ab、aB和ab4种，雌蜂的基因型共的AaBb、Aabb、aaBb和aabb4种，则亲代的基因型是（ ）
A. aabb×AB B. AaBb×Ab C. Aabb×aB D. AABB×ab
析 雄蜂精子的形成是通过假减数分裂产生的；而雌蜂（蜂王）能进行真正的减数分裂产生卵细胞；且雄蜂是由卵细胞直接发育产生的。这三个知识点是解答此题不可缺少的知识。根据F2雄蜂的基因型可推出F1雌蜂的基因型为AaBb，因为F2雄蜂是由F1雌蜂产生的卵细胞直接发育而来。根据F2雌蜂的基因型可推出F1雄蜂的基因型为ab，这是因为F2雌蜂是由受精卵发育来的，从AaBb、Aabb、aaBb和aabb中去掉来自卵细胞的基因：AB、Ab、aB和ab，就可知道F1雄蜂产生的精子为ab。又因为F1雄蜂的基因型为ab，说明F1雌性亲代的基因型为aabb。当雄性亲代的基因型为AB时，才能产生AB 的精子，才会使F1雌蜂的基因型为AaBb。所以此题的正确答案为A。
例2 根据下表提示回答表中问题：
亲本基因组合 母本AABB×父本aabb 母本aabb×父本AABB
子房壁↓果皮 基因型 ⑴ ⑼
表现型 ⑵ ⑽
珠被↓种皮 基因型 ⑶ ⑾
表现型 ⑷ ⑿
受精卵↓胚 基因型 ⑸ ⒀
表现型 ⑹ ⒁
受精极核↓胚乳 基因型 ⑺ ⒂
表现型 ⑻ ⒃
析 果皮和种皮细胞的基因型和表现型由母本决定，所以⑴、⑶为AABB，⑼ 、⑾为aabb，⑵、⑷表现A、B基因控制的性状，⑽ 、⑿表现aa、bb基因控制的性状；胚细胞的基因型和表现型由受精卵的基因型来决定，所以⑸、⒀为AaBb，⑹、⒁表现为A、B基因控制的性状；胚乳细胞的基因型由受精极核的基因型来决定，母本产生的两个极核的基因型相同，所以⑺、⒂分别为AAaBBb、AaaBbb，⑻、⒃均表现为A、B基因控制的性状。
2.动物的个体发育
动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育两个连续的阶段。
胚的发育是指从受精卵形成，经细胞分裂、组织分化、器官形成直到发育成幼体的过程；
胚后发育是指幼体成熟后从卵膜内孵化出来或从母体内生出来后，发育到成体的过程。
卵生动物(如鱼、蛙、乌等)胚的发育过程是在母体外进行的，卵细胞中贮存了大量的营养物质，供胚发育之需，所以卵生动物的卵细胞—般比较大。卵生动物由于胚的发育过程是在外界环境中进行，受外界环境影响比较大，胚胎发育成功率较低。所以产卵率较高，这是对环境的—种适应。
胎生动物(主要是指哺乳类动物)胚的发育是在母体内进行的，发育过程中由母体提供养料，所以卵细胞相对较小。胎生动物的胚胎发育是在母体内进行的，受外界环境的影响较小，胚胎发育成功率较高，但出生率相对较低。
青蛙的生殖特征和受精卵的特点。青蛙属两栖动物。其生殖行为中有雌雄“抱对”的假交配现象，其两栖动物生殖的特点是体外受精，体外发育，那么这种雌雄“抱对”的假交配现象的生物学意义是：雌蛙在“抱对”的刺激下，随即排出卵细胞，与此同时，雄蛙也排出精子，在水中完成受精，可见“抱对”的生物学意义在于保证卵细胞和精子同时排出，而且距离很近，大大增加受精机会。
青蛙虽然能在陆地上生活，但由于其生殖过程离不开水，所以还不是真正的陆生动物。其分布必然要受到水的限制。
青蛙的受精卵中贮存的营养物质分布是不均匀的，其分布特点是：动物半球分布少，植物半球分布多，所以植物半球比重大总是朝下的，动物半球比重小，总是朝上的。
动物半球颜色深有两层生态意义：既有利于吸收阳光的热量，同时也是一种保护色。
受精卵的分裂是一种有丝分裂，但分裂的特点与一般体细胞的有丝分裂不同，分裂产生的子细胞未经生长就接着进入下一次分裂，所以连续分裂后细胞数量越来越多，但细胞的体积却越来越小，这种分裂特点特称为卵裂。
由于受精卵的营养物质分布是不均匀的，所以进行第三次卵裂时出现了不均等的现象，即动物半球的4个细胞小，植物半球的4个细胞大，以后动物极细胞分裂速度明显快于植物极细胞，动物半球细胞的数量比植物半球多，但体积比植物半球细胞小，随着营养物质的消耗，逐渐在动物半球的内部出现一个空的腔，称为囊胚腔，此时的胚称为囊胚。
继续发育下去出现动物极细胞下包，植物极细胞内陷，在下包和内陷的夹缝中出现一个新的空腔，称为原肠腔，这个结构将来发育成消化道。
囊胚腔与外界是不通的，而且随着发育的进行越来越小，最后逐渐消失。
原肠腔越来越大。在原肠胚时期分化出了3个胚层，即中胚层、外胚层和内胚层。所以在蛙胚发育过程中细胞的分化从原肠胚时期开始。
动物细胞在原肠胚时期之前由于还未开始分化，所以还保留着全能性，但进入原肠胚期后．由于细胞已开始分化，所以就去了全能性。
关于3个胚层的来源一般认为外胚层完全来自动物极细胞，内胚层完全来自植物极细胞，中胚层的来源既有动物极的细胞，也有植物极的细胞。
原肠胚以后的具体发育过程，教学大纲不作要求，但3个胚发育的结果必须要掌握的。关于3个胚层发育的结果，联系有关的人体结构方面的知识略作阐述。
外胚层发育成皮肤的表皮及其附属结构(如皮肤的黏液腺)，皮肤的附属结构是指毛发、指甲、动物的角等，皮肤的黏液腺包括：汗腺、皮脂腺等，口腔上皮是由外胚层发育而来的，由口腔上皮特化而来的唾液腺也是由外胚层发育而来的。外胚层还发育成神经系统和感觉器官，神经系统包括脑和脊髓以及由脑和脊髓发出的脑神经和脊神经，也包括神经末稍等。感觉器官是指眼、耳、鼻等。
中胚层发育成的结构最多。脊索是动物进化过程中出现的一个重要的结构，是动物从无脊椎动物进化到脊椎动物过程的一个过度性结构。在初中的动物学部分知识中学到了头索动物亚门中的代表动物文昌鱼，有一条纵贯全身的脊索，进化到脊椎动物，脊索被脊柱取代了，所以动物的脊柱及至整个骨骼都是由中胚层发育而来的。肌肉系统也是由中胚层发育来的，把骨骼和肌肉结合起来构成的运动系统是由中胚层发育来的，肌肉包括骨骼肌、心肌和平滑肌，均由中胚层发育而来。皮肤的真皮是由中胚层发育而来。整个循环系统都是由中胚层发育而来的，包括心脏、血管以及在心脏和血管中流动的血液，由淋巴、淋巴管和淋巴器官构成的淋巴循环系统都是由中胚层发育来的。内脏器官的外膜包括肠系膜、大网膜等都是由中胚层发育而来的。排泄系统包括肾脏、输尿管、膀胱、尿道等都是由中胚层发育来的。生殖系统包括生殖腺(卵巢、精巢)及附属生殖器官(如输精管、输卵管、子宫等)，它们都是由中胚层发育而来的。
内胚层主要发育成消化道上皮和呼吸道上皮，以及由消化道上皮和呼吸道上皮特化而来的器官或结构。消化道上皮包括咽、食道、胃、小肠、大肠、直肠等内壁表面的上皮，如小肠绒毛的上皮细胞，不包括口腔上皮和肛门处的上皮。消化道上皮特化而来的腺体-肝脏和胰腺是由内胚层发育而来的。呼吸道上皮包括咽、喉、气管、支气管等的内壁表面的上皮及肺泡上皮，不包括鼻腔的鼻黏膜。
在人体的四大组织中，肌肉组织和结缔组织肯定是由中胚层发育而来的，神经组织肯定是由外胚层发育而来的，上皮组织比较复杂，3个胚层都可发育成上皮组织，要看它具体所处的部位来确定。
胚后发育实际有2个基本模式：直接发育和变态发育。
直接发育是指幼体和成体形态结构基本相同，仅成熟与不成熟之分，生活习性，生态需求都基本一致。如鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类动物的胚后发育过程。
变态发育是指动物的幼体与成体形态结构差别很大，生活习性和生态需求也有很大的差别，而且这种差别的改变又是集中在短期内完成的。如无尾两栖类的胚后发育过程，常见的代表动物有：青蛙、蟾蜍等，几乎所有的昆虫的胚后发育都属于变态发育，如家蚕的一生要经过食桑叶的幼虫、不食不动的蛹和羽化后发育成的只营交配繁殖的蚕蛾3个阶段。
●历届高考试题精选
1.(81全国)问答 在细胞有丝分裂的间期，细胞内部发生的一个主要变化是什么 试从分子水平简要说明这个变化是怎样进行的 举例说明这个变化在遗传和变异上有什么重要意义。(7分)
2.(84全国)判断 一个细胞周期包括分裂前期、中期、后期、末期四个阶段( )。
3.(87全国)填充 染色单体的形成发生在有丝分裂的 。
4.(86全国)选择 在有丝分裂过程中，DNA分子的复制发生在细胞周期的( )。
A.间期 D.前期 C.中期 D.后期
5.(86全国)选择 在细胞的有丝分裂过程中，着丝点分裂发生在分裂期的( )。
A.间期 B.前期 C.中期 D.后期
6.(88全国)填充 细胞分裂是动植物 的基础。
7.(89全国)选择 连续进行有丝分裂的细胞，其间期的特点是( )。
A.细胞核没有变化 B.核膜解体，核仁逐渐消失
C.染色体隐约可见 D.细胞内进行着DNA复制和蛋白质合成
8.(89全国)选择 动物细胞有丝分裂过程中， 中心粒的分开和复制分别发生在( )。A.前期和后期 B.中期和末期 C.前期和末期 D.前期和中期
的基础。
9.(90全国)选择 大麦的一个染色体组有7条染色体，在四倍体大麦根尖细胞有丝分裂后期能观察到的染色体数目是( )。
A.7条 B.56条 C.28条 D.14条
10.(94全国)选择 若用物理化学方法抑制恶性肿瘤细胞的DNA复制，这些细胞将停留在细胞周期的( )。
A.前期 B.中期 C.后期 D.间期
11.(96上海)选择 下列哪一项叙述以表明动物细胞正在进行有丝分裂( )。
A.核糖体合成活动加强 B.线粒体产生大量ATP
C.中心体周围发射出星射线 D.高尔基体数目显著增多
12.(96上海)选择 在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数目相同而染色体数目不同的时期是( )。
A.间期和前期 B.前期和中期 C.前期和后期 D.间期和中期
13.(96上海)选择 基因突变常发生在细胞周期的( )。
A.分裂间期 B.分裂期前期 C.分裂期后期 D.在分裂期的各个时期都有可能
14.(96上海)选择 下列各图为某学生所绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是( )。
15.(96上海)简答右图为正处于分裂间期的某种动物细胞模式图。请写出该细胞在有丝分裂前期行将结束时所发生的四种最为显著的形态结构变化，并注明这些结构在图中的标号(在括号内写标号，横线上写相应的说明)。
(1)[ ] ，
(2)[ ] ，
(3)[ ] ，
(4)[ ] 。
16.(97上海)选择 若用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制，这些细胞就停留在( )。
A.分裂期前期 B.分裂期中期 C.分裂期后期 D.分裂间期
17.(98上海)简答 请据右图回答(括号内写标号)
(1)依次写出C、E两个时期的名称 。
(2)RNA和蛋白质合成时期为[ ] ；
DNA复制时期为[ ] ；核仁、核膜消失时期
为[ ] ；核仁、核膜重新形成时期为[ ] 。
(3)细胞在分裂后，可能出现的细胞周期以外的3种生活状态是 。
18.(99上海)选择 细胞周期中，不属于G2期发生的生理活动是( )。
A.复制DNA B.合成微管蛋白等特定蛋白质
C.合成RNA D.完成细胞分裂所必需的物质和能量准备
19.(99上海)选择 在低等植物细胞有丝分裂的分裂期，参与分裂活动的细胞器有( )。
A.高尔基体 B.核糖体 C.叶绿体 D.中心体
20.(99广东)选择 动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的特点是( )。
A.核膜、核仁消失 B.形成纺锤体
C.中心粒周围发出星射线 D.着丝点分裂，染色单体分离
21.(2000上海)选择 在人体细胞有丝分裂前期，可以看到的中心粒数目是( )。
A.2 B.4 C.8 D.1
22.(2000上海)选择 在细胞有丝分裂的分裂期开始时，如果它的染色体数为N，DNA含量为Q，则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和NDA含量分别是( )。
A.N和Q B.N/2和Q/2 C.N和Q/2 D.N/2和Q
23.(2000上海)选择 在兔子的精细胞核中，DNA重量为4×10-12g，那么在有丝分裂前期时其骨髓细胞核中DNA重量为( )。
A.4×10-12g B.8×10-12g C.1.6×10-11g D.3.2×10-11g
24.(2000广东)选择 一种动物体细胞中的染色体数为24。该动物体内一个处于有丝分裂前期的细胞，其DNA分子数和染色体数分别为( )。
A.12、48 B.24、48 C.24、24 D.48、24
25.(2000广东)选择 某生物的基因型为AaBb，已知Aa和Bb两对等位基因分别位于两对非同源染色体上，那么该生物的体细胞，在有丝分裂的后期，基因的走向是( )。
A.A与B走向一极，a与b走向另一极 B.A与b走向一极， a与B走向另一极
C.A与a走向一极，B与b走向另一极 D.走向两极的均为A、a、B、b
26.(2001上海)选择 细胞周期包括Gl、S、G2和M四个时期，在S期进行下列工作实践可取得良好效果的是( )。
A.植物组织培养 B.作物(如小麦、水稻)诱变育种
C.肿瘤的某些药物治疗 D.作物的人工授粉
27.(2001上海)选择 下列细胞中，属于暂不增殖细胞的有( )。
A.消化道上皮细胞 B.肝细胞 C.骨细胞 D.肾细胞
●答案 1.答：在细胞分裂间期，细胞内部发生的变化是染色体的变化，其中主要的变化是染色体内DNA分子的复制(本章只答第一问，………。 2.(×) 3.间期 4.A 5.D 6.生长、发育、繁殖 7.D 8.C 9.B 10.D 11.C 12.C 13.A 14.C 15.(1)④染色质变成染色体(2)⑤核仁逐渐消失 (3)⑥核膜逐渐解体(4)⑨两中心体分别向两极移动，并发出星射线 16.D 17.(1)G2期 中期，(2)(A)G，期，(B)S期(D)前期 (F)末期(3)继续增殖、暂不增殖、不增殖 18.A 19.A、D 20.C 21.B 22.C 23.C 24.D 25.D 26.B 27.D
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1.(86全国)选择 根霉常见的生殖方式为( )。
A.分裂生殖 B.出芽生殖 C.孢子生殖 D.营养生殖
2.(82全国)填充 果树的营养生殖使后代保持 ，因此人们常用 和 等营养生殖方式来繁殖某些果树。
3.(87全国)选择 下列植物中以葡匐枝进行繁殖的是( )。
A.草莓 B.莲 C.蓟 D.竹
4.(88全国)选择 豌豆和根霉分别属于下列哪一组生殖方式( )。
A.卵式生殖和孢子生殖 B.营养生殖和出芽生殖 C.配子生殖和分裂生殖 D.分裂生殖和孢子生殖
5.(84全国)填充 生物的有性生殖方式主要是 ，这种生殖方式的进化趋势是 由 发展到 ，再发展到 。
6.(90全国)选择 秋天，在桃树上如发现个别芽变，欲将变异芽的性状保留下来,则应( )。
A.等开花时进行自花授粉 B.等开花时接受同株花粉
C.等开花时接受异株花粉 D.取下变异芽嫁接到砧木上
7.(95上海)选择 下列生物中，能进行出芽生殖的真核生物是( )。
A.酵母菌 B.蓝藻 C.竹 D.马铃薯
8.(82全国)解释 减数分裂： 。
9.(86全国)选择 一个初级卵母细胞可以形成的卵细胞数为( )。
A.1个 B.2个 C.4个 D.8个
10.(86全国)选择 在高等动物的一生中，细胞中同源染色体的配对发生在( )。
A.合子形成过程中 B.有丝分裂过程中 C.接合生殖中 D.减数分裂过程中
11.(85全国)填充 雄蜂的体细胞有16条染色体，蜂王的体细胞有 条染色体，工蜂的体细胞含 条染色体。人的体细胞含有 条染色体，在形成精子时，次级精母细胞有 条染色体，精细胞有 条染色体。
12.(88全国)选择 牛初级卵母细胞经第一次分裂形成次级卵母细胞期间( )。
A.同源染色体不分开，着丝点分裂为二 B.同源染色体不分开，着丝点也不分裂
C.同源染色体分开，着丝点分裂为二 D.同源染色体分开，着丝点不分裂
13.(88全国)填充 青蛙的次级卵母细胞与其体细胞相比较染色体数目 ，DNA含量 。
14.(81全国)填充 受精作用是 和 结合成受精卵的过程。
15.(88全国)填充 家兔在传种接代过程中，对维持其染色体数目的恒定起重要作用的是 和 。
16.(90全国)选择 关于减数分裂的描述，下面哪一种是正确的( )。
A.第一次分裂，着丝点分裂，同源染色体不配对。 B.第一次分裂，着丝点不分裂、同源染色体配对。
C.第二次分裂，着丝点分裂、同源染色体配对。 D.第二次分裂，着丝点不分裂，同源染色体不配对。
17.(89全国) 识(填)图作答(本题共5分) 下列甲， 乙、丙三图分别表示某种生物(假定只含有两对染色体)的三个正在进行分裂的细胞，
根据图回答：
(1)甲图表示 时期。
(2)乙图表示 期。
(3)丙图表示 时期。
(4)乙图细胞分裂产生的子细胞是 细胞。
(5)丙图细胞分裂产生的子细胞是 细胞。
18.(91全国)简答 设某动物的一个体细胞核中DNA含量为2个单位(2C)。(5分)
(1)请绘出该动物的初级精母细胞减数分裂过程中， 一个细胞核DNA含量变化的示意图。
(2)填空说明下列DNA含量变化的原因(3分)
①由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA
分子进行 ，核DNA含量的变化是 。
②第一次分裂同源染色体 ，一个初级精母细胞，
分裂成两个次级梢母细胞，一个细胞核DNA含量的变
化是 。
③第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体， 个次级精母细胞分裂成四个精子细胞，一个细胞核DNA含量的变化是 。
19.(93全国)选择 某二倍体生物的卵原细胞中的染色体为18个，在减数分裂第二次分裂的中期，细胞中含有染色单体的数目是( )。
A.9个 B.18个 C.36个 D.72个
20.(93全国)选择 一个基因型为AaBb的小鼠，在形成卵子过程中，基因A与B和a与b之间的染色单体发生了交换，两对等位基因的分离发生于( )
A.卵原细胞中 B.减数分裂第一次分裂和减数分裂第二次分裂中
C.减数分裂第二次分裂中 D.减数分裂第一次分裂中。
21.(94全国)选择 某动物的卵原细胞有6条染色体，在初级卵母细胞中出现四分体时的着丝点数和四分体数分别是( )
A.6和12 B.6和3 C.12和6 D.12和12
22.(94全国)选择青蛙的精卵受精过程可分为下列步骤，其中体现受精实质的是( )
A.精子与卵细胞接触 B.精子头部进入卵细胞内
C.卵细胞形成受精膜 D.精核与卵细胞核结合
23.(95上海)选择 果蝇的体细胞中含有四对同源染色体，它的一个初级精母细胞经过减数分裂后形成了几种类型的精子( )
A.2种 B.4种 C.8种 D.16种
24.(95上海)选择 某生物精原细胞的染色体上有2n个基因，DNA含量为6、4c(单位)，则该生物肝细胞的染色体上含有基因数和DNA含量为( )
A.n和3.2c B.2n和6.4c C.2n和3.2c D.An和12.8c
25.(95上海)简答 右列A图是基因型为AaBb的原始生殖细胞示意图，请据图回答：
(1)处于减数分裂第一次分裂时期的细胞图是 ，
该细胞的名称是 。
(2)处于减数分裂第二次分裂时期的细胞图是 ，
该细胞的名称是 ，其子细胞的名称
是 。
(3)据图观察，等位基因A与a、B与b的分离发生于减数
分裂第 次分裂；非等位基因A与B、a与b或A与b、a与B的自由组合是在减数分裂第 次分裂时期完成的。
26.(96上海)选择 雌蛙的卵巢中有初级卵母细胞6000个，从理论上计算，经减数分裂所生成的卵细胞和极体数分别是( )。
A.6000和6000 B.6000和18000 C.6000和24000 D.12000和12000
27.(96上海)选择 某动物的精子细胞中有染色体16条，则在该动物的初级精母细胞中存在的染色体数、四分体数，染色单体数、DNA分子数分别是( )。
A.32、16、64、64 B.32、8、32、64 C.16、8、32、32 D.16、0、32、32
28.(96上海)选择 右图为某哺乳动物的一个细胞示意图，
它属于下列何种细胞( )。
A.肝细胞 B.初级卵母细胞
C.第一极体 D.卵细胞
29.(96上海) 简答假设下图为某动物精巢内的一个精原细胞在减数分裂过程中染色体数量变化的曲线图(1为精原细胞的分裂间期)。
(1)请根据图中的内容回答下列问题：
①图中2—4时期的细胞名称是 ，这细胞有 条染色体，有 对同源染色体。
②图中8时期，是减数分裂 期，细胞的名称是 。
③图中4发展至5时期，染色体数目发生变化是由于 分离，并分别进入到两个子细胞。
④图中7发展至8时期，染色体数目发生变化是由于 并分别进入到两个子细胞，其子细胞(9)的名称是 。
(2)请在本题图的空白坐标上画出该细胞减数分裂过程DNA分子数目变化曲线图。
30.(97上海)选择 基因型为AaBb(两对基因分别位于非同源染色体上)的个体，在一次排卵时发现该卵细胞的基因型为Ab,则在形成该卵细胞时随之产生的极体的基因型为( )
A.AB、ab、ab B.Ab、aB、aB C.AB、aB、ab D.ab、AB、ab
31.(97上海)选择 下列增加个体数的方式中，属于有性生殖范畴的有( )
A.蕨类植物的孢子生殖 B.密蜂的孤雌生殖
C.蟾蜍末受精的卵细胞经人工刺激后发育成新个体 D.由受精卵发育成新个体
32.(97上海)简答 右图中的A为某雄性动物的体细胞示意图，B、C、D分别表示处于不同分裂状态的细胞图。请回答：
(1)B细胞的分裂方式和分裂时期是 。
(2)C细胞所示分裂方式和分裂时期是 。
(3)D细胞的名称是 。
(4)请在E框内画出能显示D细胞在分裂期后期的
染色体行为简图。
33.(98上海)选择 下列细胞中，属于果蝇配 子并能形成受精卵的是( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.乙与丁 D.丙与丁
34.(98上海)选择 表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是( )
A.试管动物培养 B.胚胎移植 C.胚胎分割移植 D.受精卵移植
35.(98上海)简答 右图为一种二倍体高等生物细胞分裂过程中某时期的示意图。请回答：
(1)该细胞所处分裂期为 ， 它的名称为
或 。
(2)该生物的体细胞中染色体最多时为 条，染色单
体最多时为 条，DNA分子最多时为 个。
(3)该生物单倍体细胞中染色体为 条。
36.(98上海)简答 将甲、乙、丙、丁4种二倍体植物进行杂交，产生的杂交后代在减数分裂时同源染色体可以配对，非同源染色体不能配对，配对情况如下表。请写出每种植物的染色体组成(依次用A、B、C……等字母表示)：
乙 丁 请回答 (1)甲 。
甲 甲与乙各1条配对乙有1条不能配对 甲与丁各I条配对丁有2条不能配对 (2)乙 。
乙 乙与乙各2条配对 乙与丁各2条配对丁有1条不能配对 (3)丙 。
丙 乙与丙不能配对 丙与丁各l条配对丁有2条不能配对 (4) 丁 。
37.(99上海)选择 母马的体细胞染色体数为64，公驴的体细胞染色体数为62。则母马与公驴杂交后代骡非所问的体细胞染色体数为( )
A.61 B.62 C.63 D.64
38.(99广东)简答 右图为细胞分裂某一时期的示意图。(10分)
(1)此细胞处于 分裂时期， 此时有四分体 个。
(2)可以和1号染色体组成一个染色体组的是 染色体。
(3)此细胞全部染色体中有DNA分子 个。
(4)在此细胞分裂后的1个子细胞中，含有同源染色体 对。子细胞染色体的组合为 。
39.(99广东)选择 下列哪一项属于克隆( )。
A.将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B.将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C.将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D.将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
40.(99上海)简答 果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，这对等位基因位于X染色体上，左图表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一白眼雄果蝇的过程。请据图回答：
(1)写出图中、、细胞的名称：
(2)画出图中、、细胞的染色体示意图。
凡X染色体上有白眼基因用中w记号表示。
(3)若精子C与卵细胞F结合，产生后代的基因型为 ，表现型为 。
(4)若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代总数中出现雄性红眼果蝇的概率为 ，出现雌性白眼果蝇的概率为 。
41.(99上海)简答 世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如左图所示。请看图后回答：
(1)写出图中a、b所指的细胞工程名称：
a ；
b 。
(2)实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物
卵细胞的原因是： 。
(3)“多利”面部的毛色是 ，请根据遗传学原理
说明判断根据： 。
(4)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动
物细胞也具有 。
(5)请举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义 。
42.(98华东师大招保送生)简答 下图为某哺乳动物生殖过程示意图，请据图回答：
(1)若该动物为绵羊，a和b是通过 分裂产生的，其DNA含量是体细胞的 ；如动物个体②为多利羊，C为 细胞，②的遗传性状与获得 的动物一致。
(2)若该动物为牛，且牛的黑毛对棕毛为显性。
如动物个体①为黑牛，要判断它是否是纯合体，
选用与它交配的牛最好是 牛。
43.(2000上海)简答 下图是基因型为RrEeDd的某种动物的一个卵细胞基因组成示意图。请据图分析回答：
(1)该种动物体细胞内含有 对同源染色体。在体
细胞有丝分裂的中期共含 个DNA分子；初
级卵母细胞分裂的后期含 条染色单体。
(2)由此图可判断该动物雌性个体能形成 种卵细胞。
(3)若图所示卵细胞占卵细胞总数的5%，则基因组成
为ReD的卵细胞占卵细胞总数的 %。
(4)请在图右边的方框内画出形成图所示卵细胞的次级卵母细胞分裂后期的示意图(染色体上请标出有关基因)。
44.(2000广东)选择 人们常用扦插、嫁接等方法繁殖果树。同有性生殖相比，其主要优点是( )
A.后代具有更强的生活力 B.后代每年可提前开花结果
C.后代保持亲本性状 D.增加后代变异性
45.(2000广东)选择 下列四个细胞图中，属于二倍体生物精细胞的是( )
46.(2001广东、河南)选择 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该株的( )
A.茎尖 B.子房壁 C.叶片 D.花粉粒
47.(2001广东、河南)选择 从母羊甲的体细胞中取出细胞核，注入到母羊乙去掉核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入到另一只母羊丙的子宫中内， 出生小羊的大多数性状( )
A.难以预测 B.像甲 C.像乙 D.像丙
48.(2001广东、河南)选择 某一生物有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极，则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.0∶4
49.(2001上海)选择 某生物体的体细胞含有42条染色体，在减数第一次分裂前期，细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是( )
A.42、84、84 B.84、42、84 C.84、42、42 D.42、42、84
●答案
1.C 2.原来的优良性状 扦插 嫁接 3.A 4.八 5.配子生殖 同配生殖 异配生殖 卵式生殖 6.D 7.A 8.减数分裂：是精子和卵细胞形成过程中的一种细胞分裂方式．这种分裂是经过两次连续的细胞分裂，而染色体在整个分裂过程中只复制一次，分裂的结果使染色体的数目比母细胞减少一半． 9.A 10.D 11.32 32 46 23 23 12.D 13.减少一半 不变 14.精子卵细胞 15.减数分裂 受精作用 16.B 17.①减数第一次分裂后期 ②有丝分裂后期 ⑦减数第二次分裂后期 ④体⑤精子 18.(1)正确答案见下图 (2分)(2)①复制 由2C增至4C ②彼此分开由4C降至2C ③两 由2C降至1C 19.B 20.B 21.B 22.D 23.A 24.B 25.(7分)(每空格1分)(1)B；初级卵母细胞 (2)C；次级卵母细胞卵细胞， 第二极体(极体X只答1个不给分)(3)一；一 26.B 27.A 28.C 29.(12分)(第一小题8分，每空格1分。第二小题4分)。(1)①初级精母细胞20 10 ②第二次分裂后 次级精母细胞 ③同源染色体④每个染色体上的着丝点分裂，形成两个染色体，精细胞(写成精子不给分)(2)画图(如右图) 30.B 31.B、C、D 32.(5分)(第(1)、(2)、(3)小题各1分，第(4)小题2分) (1)有丝分裂后期 (2)减数分裂第一次分裂后期 (3)次级梢母细胞 (4)画图(见右图) 33.C 34.C 35.(8分)(除笫(1)小题第1空格为2分外，其余空格均为1分)(1) 减数第二次分裂后期 次级精母细胞 第1极体 (2)20 20 20(3) 5 36.(4分)(每空格1分)(1)AA(2)AABB (3)CC (4)AABBCC 37.C 38.(1)减数第一次(2分)；2(1分)(2)3号或4号(2分，答3号和4号给分，只答3号或只答4号不给分)(3)8(2分) (4)0(1分)；l、3或2、4； 1、4或2、3(2分， “或”答成“和”不给分) 39.D 40.(10分)(每空格1分) (1)初级精母细胞 精子细胞 次级卵母细胞 (2) (3)XWXw 红眼雌果蝇 (4)1/4 1/4 41.(7分)(每空格1分)(1)细胞核移植胚胎移植 (2)卵细胞体积大，易操作，通过发育可直接表现出性状来 (3)白色 “多利”的全部细胞核基因来自白面绵羊 (4)全能性 (5)保存濒危物种，繁育优良品种，医学上克隆器官……(以上答案中答出任何一项都给分) 42.(1)减数分裂(1分)，一半(50%)(1分)，乳腺细胞(分)，C(1分)，(2)棕(1分) 43.笫(1)、(2)小题每格1分，第(3)(4)小题每格2分 (1)2 8 8；(2)8；(3)20；(4)如右图 44.C 45.D 46.D 47.B 48.A 49.B
*******************************************************************************
1.(82全国)填充 被子植物的胚是由 逐步发育成的，胚乳是由 逐步发育成的。
2.(84全国)填充 根据图上标出的数码部位，在左面相应的数码后，写出其名称。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
3.(87全国)选择 水稻的体细胞含有24条染色体，在一般的情况下，它的极核、子房壁细胞和胚乳细胞所含的染色体数目依次为( )
A.12、24、24 B.24、24、36 C.12、24、36 D.24、24，24
4.(89全国)选择 一株纯黄粒玉米与一株纯白粒玉米相互授粉，比较这两个植株结出的种子的胚和胚乳的基因型，其结果是( )
A.胚的基因型不相同，胚乳的相同 B.胚的基因型相同，胚乳的不相同
C.胚和胚乳的基因型都相同 D.胚和胚乳的基因型都不同
●答案 1.受精卵 受精极核 2.(1)子叶 (2)胚芽 (3)胚轴 (4)胚根 (5)胚乳 3.C 4.D
*******************************************************************************
l.(84全国)填充 蛙的胚胎发育要经过 、 、 、 和 等基本的发育阶段。
2.(85全国)填充 汗腺由 胚层、肝由 胚层、肠腺由 胚层发育而成。
3.(86全国)填充 在高等动物的胚胎发育中，血液由 胚层发育而来。
4.(87全国)填充 血液由 胚层发育而来。
5.(90全国)选择 下面是有关两栖类胚胎发育过程的叙述，其中正确的是( )
A.受精卵的植物半球卵黄丰富、分裂快、细胞数目多 B.当胚内出现了空腔，细胞分裂就停止了
C.胚内首先出现的是囊胚腔，其后出现的是原肠腔 D.当囊胚腔出现时，胚的表面就出现了胚孔
6.(91全国)选择 蛙原肠腔的形成主要是通过( )
A.动物极细胞和植物极细胞的内陷 B.动物极细胞和植物极细胞的外包
C.动物极细胞的内陷和植物极细胞的外包 D.动物极细胞的外包和植物极细胞的内陷
7.(92全国)选择 高等动物胚的外胚层发育出( )
A.呼吸道的上皮 B.真皮 C.消化道的上皮 D.神经系统
8.(96上海)选择 高等动物胚胎发育过程中的一个重要阶段是原肠胚的形成，其主要的特点是( )
A.有囊胚腔，原肠腔和神经板 B.有囊胚腔，原肠腔和神经管
C.有外胚层、中胚层、内胚层和肠腔 D.有外胚层、中胚层、内胚层和原肠腔
9.(97上海)选择 在下列有关蛙胚胎发育的叙述中，正确的是( )
A.卵裂是指受精卵的分裂 B.第三次卵裂之后，胚胎细胞的大小开始出现差别
C.原肠腔的出现一定在囊胚腔形成之后 D.蛙的器官和系统一定在三胚层分化之后才能形成
10.(95上海)简答 根据右图回答问题：
(1)该图表示蛙胚发育的 期，它是由 期发育而来的。
(2)标号⑦指的是 。
(3)③指的是 ，这部分是由卵裂时的 极细胞发育
而来。
11.(2001上海)选择 胚胎移植技术目前主要应用于( )
A.解决某些不孕症患者的生育问题 B.治疗某些遗传病
C.提高良种家畜的繁殖力 D.提高动物的抗病力
12.(2001广东、河南)选择 下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是( )
A.② B.③ C.④ D.③④
13.(2000广东)选择 人的汗腺细胞来自胚胎时期的( )
A.外胚层 B.内胚层 C.囊胚腔 D.中胚层
●答案1.卵裂 囊胚原肠胚 中胚层形成 组织器官分化 2.外 内 内 3.中 4.中 5.C 6.D 7.D 8.D 9.A、B、C、D 10.(5分，每空1分)(1)原肠胚，囊胚 (2)原肠腔 (3)外胚层动物 11.A、C 12.A 13.A
The end
2003-10-15
细胞增殖
的方式
有丝分裂
植物的个体发育
细胞增殖
个体繁殖
个体发育
减数分裂
个体繁殖
的方式
个体发育
无性生殖
有性生殖
方式
动物的个体发育
Page 1 of 23专题三 细胞的结构和功能
邱国强 (重庆市黔江中学)
●知识联系框架
细胞膜的结构与功能
细胞质基质与功能
线粒体结构与呼吸作用
叶绿体结构与光合作用
内质网的结构与功能
高尔基体的结构与功能
核糖体的结构与功能
中心体的结构与细胞增殖
液泡的结构与水分代谢
核膜的结构与功能
核仁的功能
染色质与染色体
核液
●重点知识的内在联系与剖析
一、细胞膜的结构与功能
细胞膜也称生物膜或质膜。是由类脂、蛋白质和糖类组成。质膜中的类脂也称膜脂，是质膜的基本骨架，膜蛋白质是膜功能的主要体现者。
质膜中的糖类是少量的，主要与蛋白质或脂类结合形成糖蛋白质或糖脂，是质膜上的标记物，与细胞的识别有关，如红细胞膜上的凝集原即为糖蛋白。
类脂种类很多，但最主要的是磷脂，超过膜脂总量的50%。有些磷脂分子中有两条脂肪酸链：一条链是饱和的，另一条链是不饱和的。不饱和的脂肪酸链对于维持质膜的流动性是非常重要的。
质膜的流动性对细胞正常的生命活动是至关重要的。质膜流动性的大小与温度有一定的关系，一般而言，温度高流动性大，温度低流动性小，如果流动性下降过多，质膜黏度增加，附着在其上的酶将会失去活性，质膜的各种活动如主动运输、协助扩散等过程将难于进行。而质膜中的不饱和脂肪酸对维持质膜流动性的稳定，特别是低温下的流动性是非常重要的。
在动物细胞细胞膜中还有胆固醇，但在原核生物和植物细胞中没有。胆固醇是一种极性分子，在动物细胞的质膜中占有一定的比例，它可以稳定膜的流动性，使膜的流动性不会因温度的变化而发生较大的波动，以维持细胞正常的生理功能。
质膜中的蛋白质是膜功能的主要体现者，其中有的与物质的运输有关，如载体，在主动运输过程中，载体还兼有ATP水解酶的作用；有的是酶，能催化与膜有关的生化反应；有的是激素或其他有生物活性物质的受体。不同膜上的蛋白质的具体种类是不同的，所以其生理功能也不同，如叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜等。细胞膜对物质的运输具有选择性是由其上的蛋白质-载体决定的，载体蛋白具有专一性。
在质膜的运输方式中，自由扩散与协助扩散的动力来自于膜内外物质的浓度差，分子通过膜的扩散速度与膜内外物质的浓度差有关。
但自由扩散与协助扩散有所不同(见图所示)，分子以自由扩散方式通过细胞膜的速度与物质的浓度呈正比例关系；分子以协助扩散方式通过细胞膜的速度与分子的浓度呈正相关，其原因是由于载体数量的限制造成的。
主动运输对物质的运输速度与细胞提供能量的多少呈正相关，但也不是正比例关系，其主要原因也是受细胞膜上载体数量的限制造成的。
二、细胞质 细胞质是指除去细胞质膜和细胞核以外的所有物质。
1.细胞质基质
细胞质基质是细胞质中除去所有细胞器和各种颗粒以外的部分，呈半透明的胶体状态。细胞质基质不能看作是细胞中的溶液。在细胞质基质中有着极其复杂的成分和担负着一系列重要的功能,它是新陈代谢的主要场所,为新陈代谢提供物质和一定的环境条件。
2.细胞器
细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，悬浮在细胞质基质中。主要是线粒体和叶绿体，此外还具有内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡等。
(1)线粒体的结构和功能
线粒体是双层膜结构，内膜向内腔折叠形成嵴，嵴的形成增加了细胞内的膜面积。内膜和嵴上有基粒，基粒线粒体中有合成ATP的结构。线粒体的内膜中蛋白质的含量比外膜多得多，完成有氧呼吸第三阶段过程的所有的酶都分布在内膜上。第二阶段的酶在线粒体基质中。
线粒体是动植物细胞中都具有的细胞器，它与细胞的能量代谢有关。但原核生物(如细菌和蓝藻)中没有线粒体。
线粒体是有氧呼吸的主要场所，它的主要使命是为各种生命活动提供能量，所以在能量代谢旺盛的细胞中，线粒体的数量就比较多，如心肌细胞与骨骼肌细胞相比较，心肌细胞消耗的能量比骨骼肌细胞多，所以心肌细胞中的线粒体数量比骨骼肌多，而且每个线粒体中嵴的数量也比骨骼肌中多。
在线粒体中有少量的DNA和RNA，线粒体在细胞中可以进行自我增殖，如细胞从低能量代谢转到高能量代谢时，线粒体的数量就会增加，所以线粒体在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定独立性。
(2)质体及其功能
质体只存在于植物细胞中，共有3种：白色体、有色体和叶绿体。3种质体的区别与联系见下表。
种类 含有色素种类 分布 功能
白色体 无色素 不见光部位如根和茎的深层组织 贮藏淀粉、油滴等
有色体 类胡萝卜素，有些有色体还有除叶绿素以外的其他色素，使其显现某种颜色 花瓣、果实中，如蕃茄、辣椒等的红色是有色体引起的 积累淀粉和脂类
叶绿体 类胡萝卜素和叶绿素 见光部位如叶肉细胞等 光合作用
3种质体之间是可以相互转化的。引起3种质体之间相互转化的因素：有植物体内部的生理因素，如衰老等；也有非生物因素的影响，如温度、光照等。影响3种质体之间相互转化的最主要的非生物因素是光照，因为叶绿素的合成需要光照，无光不能合成叶绿素。如豆芽菜的培育过程是在无光的条件进行的，豆芽菜见光，豆芽菜就会发青，白色体就转变成叶绿体。
控制合成叶绿素的基因存在于叶绿体中的DNA上，这个基因是否表达要受光照的影响，这也说明基因的表达要受环境的影响，基因型相同表现型不一定相同，只有在基因型相同，环境条件也相同的条件下，表现型才有可能相同。如果植物长期见不到阳光，叶绿体中的色素的分解大于色素的合成，叶绿体也就慢慢地转变成白色体。
3种质体中重点是叶绿体。叶绿体是双层膜结构，分为外膜和内膜，但内膜未向内腔折叠，内膜以内是基粒和基质。基粒是由基粒片层结构薄膜组成(线粒体中基粒是一种蛋白质复合体)，亦称类囊体，它有效地增加了叶绿体内的膜面积。叶绿体中基粒的数量及发达程度与其进行光合作用的强度大小有关，光合作用旺盛的细胞中不仅叶绿体的数量多，而且叶绿体中基粒的数量也多，每个基粒中的片层结构薄膜的数量也多，反之亦然。
叶绿体中含有少量的DNA和RNA，线粒体也一样，在叶肉细胞也能完成自我增殖，在遗传上不完全依赖于细胞核，有一定的独立性。
叶绿体中的色素分布在片层结构薄膜上，完成光合作用的整个光反应过程的色素和酶也都在片层结构薄膜上，所以光合作用的光反应是在基粒片层结构的薄膜上进行的。完成暗反应过程的酶在叶绿体的基质中，暗反应过程是在叶绿体基质中进行的。
(3)内质网
内质网是指细胞质中一系列囊腔和细管，彼此相通，形成一个隔离于细胞质基质的管道系统。它是细胞质的膜系统，外与细胞膜相连，内与核膜的外膜相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。内质网能有效地增加细胞内的膜面积，内质网能将细胞内的各种结构有机地联结成—个整体。
根据内质网膜上有没有附着核糖体，将内质网分为滑面型内质网和粗面型内质网两种。
滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关。
粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能主要与已合成蛋白质的运输有关。这两种内质网的比例与细胞的功能有着密切的联系，如胰腺细胞中粗面型内质网特别发达，这与胰腺细胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有关。
在睾丸和卵巢中分泌性激素的细胞中，则滑面型内质网特别发达，这与合成和分泌性激素有关。细胞质中内质网的发达程度与其生命活动的旺盛程度呈正相关。
(4)核糖体
核糖体不是由生物膜构成的，它是由蛋白质和RNA构成的复合体。由大小两个亚基组成。
核糖体是蛋白质合成的场所。
附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质主要有两类：
一类是分泌蛋白，通过内质网运输到高尔基体，经加工包装后被分泌到细胞外；
另一类是排列到质膜内的蛋白质。游离的核糖体合成的蛋白质一般是分布到细胞质基质中的蛋白质，如分布于细胞质基质中的酶等。
(5)高尔基体
高尔基体是由光面膜所包围成的分隔的腔及一些分泌小泡组成。它属于单层膜结构。
在所有动物细胞和植物细胞中都有这种细胞器，但成熟的红细胞是例外。
高尔基体的功能是：在植物细胞中能合成和分泌纤维素，将纤维素分泌到原生质体外形成细胞壁，所以在高中生物教材上讲与细胞壁的形成有关；在动物细胞中，高尔基体是细胞分泌物的最后加工和包装的场所。在分泌旺盛的细胞(如唾液腺细胞、胰腺细胞等)中，高尔基体特别发达，数目也特别多。
(6)中心体
中心体存在于低等植物细胞(如衣藻、团藻等藻类植物)和动物细胞中。
中心体不具备膜结构，是由蛋白质组成的。
每个中心体是由两个互相异面垂直的短棒状的中心粒排列而成，每个中心粒由9组三联管排列成一圈构成。中心体能在细胞分裂间期进行自我复制，复制后的中心体内含有两组中心粒，每组有两个中心粒。
中心粒的功能是在有丝分裂或减数分裂过程中参与星射线(纺缍丝)的形成。
(7)液泡
液泡是在细胞质中由单层膜包围的充满水液的泡，是普遍存在于植物细胞中的一种细胞器。
植物细胞中的液泡有其发生发展的过程，年幼的细胞只有很少的、分散的小液泡，而在成长的细胞中，这些液泡就逐渐合并而发展成一个大液泡，占据细胞中央很大部分，而将细胞质和细胞核挤到细胞的边缘，所以成熟的植物细胞才有一个或多个大的液泡。
液泡内的液体称为细胞液，溶有很多有机小分子物质和无机盐。
液泡的功能是参与细胞的水分代谢(如质壁分离和质壁分离复原)，同时也是植物细胞代谢副产品及废物(如蔗糖、植物碱、丹宁、多余的无机盐等)屯集的场所。
三、细胞核
一切真核细胞都有细胞核，但在真核生物体内某些高度分化成熟的细胞(如哺乳动物血液中的红细胞、高等植物细胞体内输导有机物的筛管细胞等)没有细胞核，这些细胞在最初也是有细胞核的，后来在发育过程中消失了。
细胞核是遗传物质贮存、复制和转录的场所。
细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核液4个部分。
核膜是双层膜结构，外膜常与内质网膜相连续，在核膜上有核孔，是大分子物质(如RNA、蛋白质等)的通道，但对大分子物质的运输也是有选择性的。
核仁是形成核糖体的场所。
染色质能被碱性染料(如苏木精、龙胆紫、醋酸洋红等)染成深色，染色质是由蛋白质和DNA组成的在细胞核中成细丝状的物质。在细胞进入分裂时，染色质高度螺旋化缩短变粗而成为染色体。所以说染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种不同形态。一条染色体中含有一个DNA分子，一根染色质丝也同样含有一个DNA分子，在细胞分裂间期完成复制后，两根染色质丝通过一个着丝点彼此相连，进入分裂期后就形成一个染色体，这样的染色体就含有2个DNA分子。
四、原核细胞与真核细胞的区别(见下表)
细胞类型 细胞大小 细胞核 细胞器
核膜 核仁 染色体 线粒体 质体 内质网 核糖体 高尔基体 中心体
原核细胞 较小(1～101)μm 无 无 无 无 无 无 有 无 无
真核细胞 较大(10～100)μm 有 有 有 有 有 有 有 有 有
在原核细胞中的DNA分子不与蛋白质结合，成游离态，所以一般讲原核细胞没有染色体，也就没有染色体变异。
原核细胞中只有一种类型的细胞器-核糖体，比真核细胞中的核糖体小一些。没有其他形式的细胞器，但细胞膜常向内陷以增加膜面积，具有类似于内质网的功能。
由原核细胞构成的生物称为原核生物，主要包括两大类：细菌和蓝藻。
由真核细胞构成的生物称为真核生物，地球上绝大多数的生物属于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；绿藻(水绵)、硅藻、褐藻(海带)、红藻(紫菜)等藻类，所有的高等植物和动物。
进行有氧呼吸的原核细胞，有氧呼吸过程主要是在内陷的细胞膜进行。
进行光合作用的原核生物，光合作用的光反应也是在内陷的细胞膜上进行的。
●经典例题解析
[例题1] 在下列结构中，含高尔基体和内质网较多的细胞是 ( )
A.神经细胞 B.汗腺细胞 C.肌细胞 D.胰腺外分泌细胞
[解析] 本题考查的是细胞的结构与功能之间的关系，细胞的结构总是同其所执行的生理功能相适应。内质网的功能是比较复杂的，但有一点可以肯定，凡是合成代谢旺盛的细胞中，内质网就比较发达。高尔基体是细胞分泌物最后加工和包装的场所，所以在具有分泌功能的细胞中比较发达。本题供选答案中：神经细胞的代谢比较稳定，其内蛋白质的自我更新的速度较慢，一般没有分泌功能，故高尔基体和内质网是欠发达的；汗腺细胞虽有分泌功能，但分泌物中主要是水、无机盐和一些代谢废物如尿素等，无蛋白质及其他对人体有用的物质，所以汗腺的合成代谢是缓慢的，又因其分泌物中没有生物大分子物质或高分子物质，其分泌过程并不需要高尔基体帮助，所以高尔基体也是不发达的；肌细胞一般无分泌功能，蛋白质的更新速度也较慢，所以这两个细胞器也并不发达；胰腺外分泌细胞的主要功能是分泌胰液，在胰液中含有大量的消化酶如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和麦芽糖酶等，这些酶的分泌必须要经过高尔基体的包装才能安全地分泌到细胞外，而且胰腺外分泌细胞的合成代谢也较旺盛，内质网相对就较发达，所以高尔基体和内质网这两种细胞器在胰腺外分泌细胞中较发达。 [答案] D
[例题2] 内质网膜与核膜、细胞膜相连，这种结构特点表明内质网的重要功能之一是( )
A.扩展细胞内膜，有利于酶的附着 B.提供细胞内物质运输的通道
C.提供核糖体附着的支架 D.参与细胞内某些代谢反应
[解析] 内质网的功能是多方面的，它既与蛋白质、脂肪的合成、加工、包装和运输有关，又与脂类、胆固醇代谢、糖元的分解、脂溶性毒物(如苯巴比妥)的解毒作用等有关。因此所有选项均是内质网的功能。但就题中所阐述的结构特点分析，表达的是其重要功能之一是提供细胞内物质运输的通道。例如细胞内合成的血浆蛋白、免疫球蛋白、胰岛素、各种消化酶等各种分泌蛋白，就是通过这些膜构成的管道内通过，运输到高尔基体，经加工包装后再分泌到细胞外。 [答案] B
[例题3] 在胰岛细胞中与合成和分泌胰岛素有关的一组细胞器是( )
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
[解析] 核糖体是蛋白质合成的场所，胰岛素是一种分泌蛋白，它是由粗面内质网上的核糖体合成的，合成后经内质网的运输管道运送到高尔基体，在高尔基体中完成加工和包装后再分泌到细胞外。在胰岛素分子的整个合成和分泌过程中都是需要能量的，能量由线粒体提供。中心体的功能是与星射线的形成有关，而与蛋白质的合成与分泌无关。叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，能够合成和分泌胰岛素的生物是动物，在动物细胞中无叶绿体。[答案] C
[例题4] 下图表示胰腺细胞合成与分泌酶原颗粒的大体过程，请据图回答有关问题( )
(1)如果图示细胞是一个胰腺细胞，则酶原颗粒的合成场所是[ ] ，合成时必须在 直接指导下完成；对酶原颗粒进行加工和包装的场所是[ ] 。
(2)如果图示细胞是一个汗腺细胞，则细胞中与胰腺细胞相比明显减少的细胞器是 。汗腺细胞的分泌物主要来自 。
(3)如果图示细胞是一个小肠绒毛上皮细胞，则图示细胞中与小肠绒毛上皮细胞的功能不相符合的是 。与其吸收葡萄糖和氨基酸提供条件有直接关系的细胞器是 和 。
[解析] 在细胞中合成蛋白质的场所是核糖体，在核糖体上将氨基酸合成蛋白质时必须在mRNA的指导下才能顺利完成，如果合成的蛋白质是一种分泌蛋白，则必须通过内质网运输到高尔基体进行加工、修饰和包装后才能被分泌到细胞外。胰腺细胞能分泌大量的胰蛋白酶，而汗腺细胞虽能分泌汗液，但汗液中没有蛋白质，汗腺细胞中核糖体和高尔基体都比胰腺细胞中相对要少，因为细胞的结构和功能总是相适应的。小肠绒毛上皮细胞的功能主要是执行吸收，分泌功能几乎是不执行的，所以在小肠绒毛上皮细胞中没有分泌小泡，但在其细胞膜上有许多载体蛋白，载体蛋白是在核糖体上合成的，在执行运输功能时必须要有ATP提供能量，线粒体是细胞中的动力工厂，95%以上的ATP是在线粒体中产生的。
[答案] (1)[2]核糖体mRNA [3]高尔基体 (2)[2]核糖体血液 (3)分泌小泡核糖体线粒体
[例题5] 正常人的心肌细胞中线粒体数目比腹肌细胞多；一个肝细胞中平均有500-1000个线粒体，而甲亢病人肝细胞中线粒体的数目明显增多。请回答：
(1)人体各种细胞中所含线粒体数目的不同，主要是因为 。
(2)甲亢病人的肝细胞中线粒体数目明显增多的原因是 。
(3)在观察哺乳动物的精子中，大多数的线粒体集中于精子尾部的基部，这是因为 ，这种现象可以说是一种 的适应。
(4)比较代谢水平相当的绿色植物细胞和动物细胞，发现植物所含的线粒体数目一般比动物细胞少。其原因是 。
[解析] 细胞的结构总是和功能相适应的。能量代谢旺盛的细胞线粒体数量就多，因为线粒体是细胞内的能量代谢中心，细胞进行代谢所消耗的能量有95%以上是由线粒体提供的；分泌功能旺盛的细胞则高尔基体数量较多，因为细胞的分泌物通过高尔基体分泌出细胞的；蛋白质代谢旺盛的细胞则核糖体数量较多，因为细胞内的蛋白质都是在核糖体上合成的，等等。 甲亢病人是由于其甲状腺分泌甲状腺激素过多，体内细胞的物质代谢过于旺盛，物质氧化分解速度过快，而物质的氧化分解是与能量代谢联系在一起的，所以甲亢病人的细胞中线粒体的数量也较多。关于动物细胞中的线粒体数量比植物细胞多的原因是动物细胞的异化作用中的能量代谢比植物细胞大，所以线粒体的数量比植物细胞多，不能理解为植物细胞产生ATP除了呼吸作用外还有光合作用，光合作用产生的ATP主要用于光合作用的暗反应，植物其他的代谢很少用到光合作用的光反应中产生的ATP。
[答案] (1)不同细胞代谢水平不同 (2)甲亢病人代谢过于旺盛，体内物质氧化分解过快而导致肝细胞线粒体数目增多 (3)精子尾部运动需消耗较多能量结构和功能 (4)动物细胞在异化作用过程中的能量代谢比植物细胞大。
[例题6] 下图是一个细胞的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)根据其结构特点，该细胞主要分布于植物体
的 。
(2)如果该植物细胞是从一朵红色花瓣上取下的，
则决定其红色的花色甙存在于哪个标号所示的
结构上 。
(3)若将该细胞放在含有3H标记的培养液中保温一
段时间后，则可测到3H的结构有 (填标号)。
(4)经测定该细胞的细胞液中所有溶解于细胞液中
的物质的量为0.2moL·L-1，若将该细胞置于0.3
g·moL·L-1蔗糖液中，片刻后将发现有
现象。
(5)2号结构的特点是具有一定的流动性，如果降低
温度，流动性将 。
(6)该细胞与叶肉细胞相比较，在颜色上的区别是 。
(7)在该细胞中不具膜结构的细胞器是 (填标号)，如果在该细胞器上合成的物质中含有50个。一氨基酸，则在该细胞器上将会有 个水分子生成。
[解析] 图示的细胞是一个植物细胞亚显微结构模式图。从图中可以看出其中的质体是有色体，不是叶绿 体和白色体。有叶绿体的细胞是分布于植物体的见光部位，能进行光合作用，其细胞的宏观颜色是绿色的；有色 体的植物细胞主要分布于花瓣、果实的表皮细胞中，其细胞的宏观颜色是黄色或橙色；有白色体的植物细胞主要分布于植物体的不见光部位如根、茎的皮层细胞中，其细胞的宏观颜色是无色或白色。关于花瓣、果实的颜色，有 些植物是由有色体决定的，如蕃茄、辣椒等；有些是由液泡中花青素或称花色甙引起的，花色甙的颜色与细胞液的pH值有关，其性质是碱蓝酸红。由于细胞中几乎所有的有机物都含氢，所以用3H标记的物质在没有说明具体标记何物时，用3H标记的培养液培养植物细胞，一段时间后几乎所有的细胞结构上都会有3H标记物出现。题中第(4)小题提到的细胞液的浓度为0.2moL·L-1，蔗糖溶液的浓度为0.3g·mL-1，换算成摩尔浓度约为0.87moL·L-1。细胞液浓度小于蔗糖溶液的浓度，所以细胞会发生质壁分离。在植物细胞中不具膜结构的细胞器是核糖体，在其上合成一个50，个含氨基酸残基的多肽形成49个肽腱，生成49个分子水。
[答案] (1)花瓣、果实的表皮中 (2)4(3)所有的结构都会有(至少填5个标号) (4)质壁分离 (5) 减弱 (6)基本是以黄色为主，而叶肉细胞是绿色的 (7)10 49
[例题7] 下列有关使用显微镜的叙述，不正确的是 ( )
A.在用显微镜观察切片时，先用低倍镜再换用高倍镜的原因是低倍镜观察视野大，易找到所要观察的目标，直接用高倍镜因视野小而不易找到目标
B.在从低倍镜换上高倍镜后，视野将变暗，如因太暗而影响观察时应开大光圈和反光镜由平面换成凹面
C.在低倍镜下观察一个植物细胞时，在视野的右上方有一结构因太小看不清，此时应换上高倍镜，用细准焦螺旋调节即可
D.在观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原时，用低倍观察的效果比用高倍镜观察要好，原因是洋葱鳞片的外表皮细胞比较大，用低倍镜观察放大倍数适中
[解析] 显微镜的正确使用在生物研究领域中是一项最基本的技能。显微镜的基本原理是光学成像。显微镜的放大倍数越高，其视野就越小(即观察到的标本上的范围越小)，寻找目标就会发生困难，所以要求使用显微镜时要从低倍镜开始，在低倍镜下找到目标后移至视野的中央，然后再换上高倍镜。在制造显微镜时 已经设计好了焦距，在低倍镜下观察的目标调节清楚后，换上高倍镜时不再使用粗准焦螺旋，而用细准焦螺旋即可。一般来说，低倍下能观察清楚的，就不再使用高倍镜。从低倍镜换上高倍镜后，由于放大倍数的增加，光线将变暗，如影响观察可将反光镜由平面换成凹面和开大光圈，增加通光量。
[答案] C
[例题8] 愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有 放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以有理由地肯定标记化合物是 ( )
A.一种氨基酸 D.尿嘧啶核苷酸 C.胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D.葡萄糖
[解析] 在细胞中含有核酸的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体和核糖体。在细胞核、线粒体和叶绿体 中都含有DNA和RNA，核糖体上只含有RNA而没有DNA，用具有放射性的氚标记的物质集中在细胞核、线 粒体和叶绿体中，说明被标记的物质是核酸的基本单位——核苷酸，由于核糖体上没有标记物，所以被标记的核苷酸是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而不是尿嘧啶核苷酸。 [答案] C
[例题9] (2000年上海高考试题)所有的原核细胞都具有 ( )
A.核糖体和线粒体 B.细胞膜和叶绿体 C.内质网和中心体 D.细胞膜和核糖体
[答案] D
[例题10] (1998年上海高考试题)下列四组生物中，细胞结构最相似的是( )
A.变形虫、水绵、香菇 B.烟草、草履虫、大肠杆菌 C.小麦、番茄、大豆 D.酵母菌、灵芝、豌豆
[解析] 根据细胞结构的差异，细胞分为两大类：原核细胞和真核细胞。原核细胞没有核膜，没有真正的细胞核，但有一个核区，遗传物质主要分布在核区。细胞只有核糖体，而没有其他类型的细胞器。在供选答案中：变形虫革、履虫是原生动物，具有细胞核，是真核细胞构成的单细胞真核生物，通过有丝分裂进行分裂生殖；水绵是多细胞的丝状藻类植物，有细胞壁和细胞核，属于真核生物，内有带状的叶绿体，能进行光合作用；香菇和灵芝属于真菌，是多细胞的真核生物，用孢子繁殖；酵母菌是单细胞的真菌，属于真核生物；烟草、小麦、番茄、大豆和豌豆是高等的被子植物。 [答案] C
●生命的结构基础
1.(83全国)填充 一般来说，生物体结构和功能的基本单位是 。
2.(83全国)填充 细胞学说是两位德国科学家 和 创立的。
3.(85全国)填充 一般来说，生物体结构和功能的基本单位是 ，根据细胞结构的不同。把它分为两大类： 与 。
4.(82全国)解释 原核生物(举例)： 。
5.(88全国)选择 下列四组生物中，都属于真核生物的一组是( )
A.噬菌体和根霉 B.细菌和草履虫 C.蓝藻和酵母菌 D.衣藻和变形虫
6.(87全国)选择 下列生物中，属于原核生物的是( )。
A.噬菌体 B.酵母菌 C.团藻 D.蓝藻
7.(83全国)填图 根据右图上标出的数码部位，在下面相应的数码后，写出其名称。
①
②
③
④
⑤
8.(86全国)填图 根据右图上标出的数码部位，在下面相应的数码后写出其名称。
①
②
③
④
⑤
⑥
9.(81全国)填充 细胞膜是由 和 构成的，从细胞跟外界进行物质交换来看，细胞膜是一种 。
10.(84全国)填充 物质出入细胞的主要方式有 、 、 。萎蔫的菜 叶放入清水中，能得到恢复的原因是属于 。
11.(86全国)填充 物质进入细胞的主动运输方式的特点，除了必须有载体的协助外，还有① ；② 。
12.(82全国)填充 细胞的线粒体中有多种与 作用有关的酶。线粒体能产生许多供细胞进行活动所需的 ，线粒体内膜折叠形成嵴内膜上分布着许多 。
13.(86全国)填充 线粒体中ATP的形成需要 叶绿体中ATP的形成需要 。
14.(88全国)选择 真核细胞内有双层膜结构的一组细胞器是( )。
A.线粒体和叶绿体 B.线粒体和高尔基体 C.叶绿体和内质网 D.冲心体和核糖体
15.(87全国)填充 活细胞内合成酶的场所是 。
16.(85全国)判断 染色质和染色体是细胞周期不同阶段的成分不同、形态各异的两种结构。( )。
17.(89全国)填充， 与肾小管功能相适应，其细胞内数量最多的细胞器是 。
18.(89全国)选择 在下列细胞中，含高尔基体和内质网较多的细胞是( )。
A.神经胶质细胞 B.汗腺细胞 C.肌细胞 D.胰腺外分泌部细胞
19.(90全国)选择 在成人的心肌细胞中比腹肌细胞数量显著多的细胞器是( )。
A.核糖体 B.线粒体 C.内质网 D.高尔基体
20.(91全国)选择 在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适用于去除其细胞壁( )。
A.淀粉酶 B.盐酸 C.纤维素酶 D.蛋白质
21.(91全国)简答 在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性依次先后出现在图中①、②、③、④、⑤部位。请据图写出标号及其所代表的结构名称以及所要求的内容。(5分)
(1)[⑤1部位的物质(图上方的黑圆点)首先是由附着在[ ] 上的[ ] 合成的 物质。
(2)它是由[ ] 加工形成的。
(3)此动物细胞对该物质还具有 。
22.(92全国)选择 下列哪组色素是叶绿体和有色体都含有的( )。
A.叶绿素和类胡萝卜素 B.叶绿素和叶黄素
C.叶绿素和胡萝卜素 D.叶黄素和胡萝卜素
23.(93全国)选择 线粒体、叶绿体和内质网都具有( )。
A.基粒 B.基质 C.膜结构 D.少量DNA
24.(94全国)选择在生态系统中是生产者，在其细胞结构中无成形细胞核的生物是( )
A.蓝藻 B.细菌 C.烟草花叶病素 D.地衣
25.(95上海)选择 除病毒外，生物体结构和功能的基本单位是( )。
A.细胞 B.组织 C.器官 D.系统
26.(95年上海)选择 胰岛细胞中与合成胰岛素有关的一组细胞器是( )。
A.线粒体、中心体、高尔基体、内质网 B.内质网、核糖体、叶绿体、高尔基体
C.内质网、核糖体、高尔基体、线粒体 D.内质网、核糖体、高尔基体、中心体
27.(95上海)选择 右图是某种生物的细胞亚显微结构示意
图，试据图回答，填入标号：
(1)与图中⑥的形成有关的结构是( )。
(2)与细胞吸水能力直接有关的结构是( )。
(3)对细胞各种生理活动起催化作用的物质是在( )处
合成。
(4)CO2主要由图中的( )释放，所释放的CO2在充足的光
照条件下将扩散到( )处被利用。
(5)非生物界的能量通过图中结构( )的生理活动后，
才能进入生物界。
28.(96上海)选择 噬菌体、蓝藻和酵母菌都具有的物质或结构是( )。
A.细胞壁 B.细胞膜 C.线粒体 D.核酸
29.(96上海)选择 绿色植物细胞中对能量转换直接有关的一组细胞器是( )。
A.线粒体和叶绿体 B.核糖体和高尔基体 C.中心体和内质网 D.高尔基体和叶绿体
30.(95上海)选择 在生物的生命活动中，能产生ATP的细胞结构有( )。
A.细胞核、高尔基体、叶绿体 B.线粒体、高尔基体、细胞质基质
C.细胞质基质、线粒体、叶绿体 D.细胞核、线粒体、核糖体
31.(96上海)选择 关于线粒体和叶绿体的共同叙述中，不正确的是( )。
A.都是双层膜结构的细胞器 B.都有基质和基粒
C.所含酶的功能都相同 D.都不存在于原核细胞中
32.(97上海)选择 细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和血型决定有着密切关系的化学物质是( )。
A.糖蛋白 B.磷脂 C.脂肪 D.核酸
33.(97上海)选择 在绿色植物的生命活动中，能生成ATP的细胞结构有( )。
A.叶绿体 B.线粒体 C.高尔基体 D.细胞质基质
34.(97上海)选择 细胞能吞噬绿脓杆菌，与这一现象有关的是( )。
A.主动运输
B.协助扩散
C.自由扩散
D.细胞膜半流动性
35.(97上海)简答右图是一个细胞的亚显微结构图，请仔细观
察后回答下列问题(在横线上写出细胞或结构的名称，括号
内写标号)
(1)该图是 细胞的模式图。
(2)与烟草叶细胞相比，它所特有的结构是[ ] 。
(3)与核糖体形成有直接关系的结构是[ ] 。
(4)将丙酮酸彻底氧化分解的场所是[ ] 。
(5)细胞内蛋白质等物质的运输通道是[ ] 。
(6)细胞内具有双层膜结构的有 。
36.(98土海)选择 下列细胞中，核仁较小的是( )。
A.神经细胞 B.胰腺细胞 C.肿瘤细胞 D.胚胎细胞
37.(98上海)选择 下列4组生物中，细胞结构最相似的是( )。
A.变形虫、水绵、香菇 B.烟草、苹履虫、大肠杆菌
C.小麦、番茄、大豆 D.酵母菌、灵芝、碗豆
38.(98上海)选择 真核细胞的直径一般在10～100μm之间。生物体细胞体积趋向于小的原因是( )。
A.受细胞所能容纳的物质制约 B.相对面积小，有利于物质的迅速转运和交换
C.受细胞核所能控制的范围制约 D.相对面积大，有利于物质的迅速转运和交换
39.(99广东)简答(11分) 识图作答(题中[ ]填写图内指示结构的数字)
(1)右图是细胞的亚显微结构模式图，该细胞是 细
胞，做出此判断的依据是此细胞具有[ ] 、
[ ] 、[ ] 等结构。
(2)细胞进行生命活动所需的能量主要由[ ] 供给，该结
构的主要功能是进行 ，该生理功能消耗的主要能源物质
是 。
(3)结构⑦的名称是 ，它与 的形成有关。
(4)结构⑧是细胞核，它是遗传物质 和 的场所。
40.(2000上海)选择 所有的原核细胞都具有( )。
A.核糖体和线粒体 B.细胞膜和叶绿体
C.内质网和中心体 D.细胞膜和核糖体
41.(2000上海)选择 下列4种生物中，哪一种生物的细
胞结构与其他3种生物的细胞有明显区别( )。
A.酵母菌 B.乳酸菌 C.青霉菌 D.蘑菇
42.(2000上海)选择 下列生理功能必须通过主动转运
来实现的是( )。
A.大部分维生素进入小肠绒毛上皮细胞外 B.红细胞从血浆中摄K+
C.鲨鱼将血液中的多余盐分通过鳃排出体外 D.葡萄糖进入红细胞
43.(2000上海)选择 下列生理过程中，不需要消耗ATP的是( )。
A.核糖体上合成血红蛋白 B.在肺泡表面进行气体交换
C.小肠吸收氨基酸 D.神经冲动在中枢传导
44(2000天津、山西)选择 植物细胞表现出全能性的必要条件是( )。
A.给予适宜的营养和外界条件 C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
43.(2000浙、江、吉)选择 细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质的( )。
A.功能及所含有机化合物都相同 B.功能及所含有机化合物都不同
C.功能相同，所含有机化合物不同 D.功能不同，所含有机化合物相同
46.(2000广东)选择 细胞核的主要功能是( )。
A.进行能量转换 B.合成蛋白质 C.贮存和复制遗传物质 D.贮存能源物质
47.(2000广东)简答 从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况，结果如图所示。请回答：
(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积，最可能的解
释是 。
(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中也
出现，且数量不断增多，最可能的解释是
。
(3)实验中，培养液相当于细胞中的 。
48.(98华东师大招保送生)简答 某科学家从细菌中分离高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法将a转移到马铃薯植物中。若将下图比作为块茎细胞，请据图回答(题内如有括号，请在其中写出结构的标号，横线上写有关内容)：
(1)a已整合到图中[ ] 结构中；
(2)在细胞核中是以a为样板合成Amy的 ；
(3)Amy合成后，经[ ] 加工并分泌
到细胞外，定位在细胞间隙中。
(4)以本图比作块茎细胞的缺陷是该图多画了[ ] 。
(5)如将该细胞置于30%蔗糖中，细胞内的水势将比细胞外
的水势 。
49.(2000上海)简答 (11分)下图是动物细胞示意图。请据图回答([ ]内填入标号)：
(1)若这是人体的骨髓细胞，正处于细胞周期的S期，则该细胞核内所发生的主要变化是 和 。
(2)若这是昆虫的飞行肌细胞，则该细胞中的细胞器
[ ] 较多，因为该细胞的生理活动需要 多。
(3)若这是一个人体的肠腺细胞，那么与其合成功能直
接相关的细胞器[ ] 的含量会多一些，该
细胞器的形成与核内的[ ] 有关。
(4)若这是人体最大的细胞，则其最大的特点是在[ ] 内 分子数是 肠腺细胞内的 。
(5)若这是人体小肠绒毛上皮细胞，该上皮细胞的游离面有 ，增加小肠的吸收面积。
(6)洋葱根尖生长点的间期细胞与该动物细胞不同的结构是 。
50.(2001年广东、河南) 物质进入细胞都要穿过细胞膜，不同物质穿过细胞膜的方式不同，下列各图表示在一定范围内细胞膜外物质进入细胞膜内的三种不同情况，回答下列问题：
1)据图指出A、B、C所表示的物质运输方式，A是 ， B是 ，C是 。
2)上述三种运输方式中，哪一种加人呼吸抑制剂后曲线会发生变化 为什么
。
3)乙醇、CO2、氨基酸进入细胞的方式分别是 、 、 。
51.(2001上海)选择 若用呼吸酶抑制剂处理小肠绒毛上皮，则会明显影响其细胞吸收的物质是( )。
A.氧气、甘油 B.脂肪酸、水 C.葡萄糖、水 D.钾离子、氨基酸
52.(2001广东、河南)选择 叶绿体和线粒体都是重要细胞器，下列叙述中错误的是( )。
A.两者都具有能量转换的功能 B.两者都具有双层膜结构
C.两者的基质成分与功能不同 D.两者基粒所含酶的种类相同
53.(2001广东、河南)选择 同一个体内的各类活细胞所含酶的( )。
A.种类有差异，数量相同 D.种类有差异，数量不同
C.种类无差异，数量相同 D.种类无差异，数量不同
54.(2001上海)简答 右图是植物细胞亚显微结构模式图。据图回答(( )内填入图中标号，
上填内容的文字。
(1)将葡萄糖分解为丙酮酸的场所是[ ] 。合成蛋
白质的场所是[ ] .
(2)遗传信息的转录发生在 内，转录的产
物通过 进入细胞质。
(3)若这是叶肉细胞，正处于光照下，则将二氧化碳还
原成糖类的部位是[ ] ，完成此生理过程需
要光反应提供 和 。
(4)若这是根尖生长点细胞，正处于有丝分裂的前期，
则[ ]和[ ]会消失，不存在的细胞器有
和液泡。
(5)若这是根毛区细胞，正处于营养液中，则在正常情况下，与其吸收矿质元素有关的细胞器主要是[ ]和[ ]。因为进行此生理活动需要前者提供 ，后者提供 。
●答案 1.细胞 2.施莱登 施旺 3.细胞 原核细胞 真核细胞 4.原核生物是由原核细胞组成的。原核细胞的特点是没有成形的细胞核，只是在细胞中央有一团相当于细胞核的物质， 由这种细胞组成的生物叫原核生物，如细菌。 5.D 6.D 7.①叶绿体 ②线粒体 ③液泡 ④内质网 ⑤中心体 8.①染色质②核仁 ③内质网 ④核糖体⑤中心体⑥高尔基体 9.蛋白质脂类选择透过性膜 10.自由扩散、协助散、主动运输自由扩散 11.①被选择吸收的物质是从低浓度一边流向高浓度一边②需要消耗细胞内新陈代谢释放的能量 12.呼吸高能化合物基粒 13.氧 光能 14.A 15.核糖体 16.(×) 17.线粒体 18.D 19.B 20.C 21.(1)[②]内质网(1分)[①]核糖体(1分)蛋白质(1分)(2)[③]高尔基体(1分)(3)分泌(1)(分) 22.D 23.C 24.A 25.A 26.C 27.(1)② (2)③ (3)⑧ (4)④⑤ (5)⑤28.D 29.A 30.C31.C 32.A 33.A、B、D、 34.D 35.(1)低等植物(2)④中心体(3)⑦核仁(4)⑩线粒体(5)⑥内质网(6)线粒体、叶绿体、核膜36.A 37.C 38.C、D 39.(1)植物③细胞壁 ④叶绿体⑤液泡(共4分)(2)⑥线粒体(1分)有氧呼吸(1分)、葡萄糖(1分) (3)高尔基体(1分)细胞壁(1分) (4)贮存、复制，转录(三项中，答对一项给1分，答对两项给满分)40.1] 41.D 42.B、C 43.B 44.C 45.B 46.C 47.(1)核糖体是蛋白质合成的场所(2分) (2)蛋白质进入内质网中(3分)(3)细胞质基质(3分)48.(1)(7)染色质(DNAVl分)，(2)信使RNA(mRNA)(1分)， (3)(5)高尔基体(1分)，(4)叶绿体(1分)，(5)大(1分)。 49.(每格1分)(1)DNA含量倍增 组蛋白含量相应增加； (2)[1]线粒体，能量；(3)[3]核糖体，[7]核仁；(4)[6]细胞核，DNA一半(5)微绒毛(6)洋葱细胞没有中心体 50.(1)自由扩散，协助扩散，主动运输。 (2)主动运输(c)主动运输需要呼吸作用提供能量 (3)自由扩散、自由扩散、主动运输。 (3分)51.D 52.D 53.B 54.(14分)(第(1)小题2分，第(2)小题2分，第(3)小题3分，第(4)题3分．第(5)小题4分) (1)[3]细胞质(两个都对给1分) [2]核糖体(两个都对给1分) (2)细胞核 核孔 (3)[7] 叶绿体基质 (两个都对给1分) ATP NADPH俗能量和氢也对) (4) [4] [5] (5)[1] [2] 能量(或ATP) 蛋白质(或载体)
2003-10-15
细胞器
细胞核
细胞质
细胞的结构与功能
Page 16 of 16专题一 非生命物质与生命活动
邱国强 (重庆市黔江中学)
●知识联系框架
生命有机体内水的存在形式与基本功能
水分的吸收、散失
水与矿质代谢
植物体内的水分代谢 水与光合作用
水与呼吸作用
动物体内的水分代谢
组成生命有机体的化学元素
化学元素的基本功能
植物的矿质代谢
动物的无机盐代谢
生命的起源
●重点知识的内在联系与剖析
一、水与生命活动
1.水的存在形式与基本功
水在细胞中的存在形式主要有两种：结合水和自由水。
结合水是指与细胞内的一些亲水性物质(如蛋白质、多糖等极性大分子物质)相结合，不能自由流动。
结合水形成与极性大分子物质对水的束缚力与水分子的自由能有关，以蛋白质分子为例：蛋白质是一种带有极性的大分子有机物，水分子是带有极性的小分子物质。蛋白质分子对水分子有很强的亲和能力，即束缚力。当蛋白质分子对水分子的束缚力大于或等于水分子的自由能时，水分子就被束缚在蛋白质分子的周围，不能自由流动，所以称为结合水。
结合水实际是细胞的一种结构成分，对维持生物大分子物质的空间结构有着非常重要的作用。蛋白质分子对水分子的束缚力与两者之间的距离成反比关系，蛋白质对水分子的束缚力小于水分子的自由能时，水分子就能自由流动而成为自由水。
结合水在细胞中的绝对含量与水分子获得的自由能的大小有关，如温度高，水分子获得的自由能高，结合水的绝对含量就会高一些，反之就会低一些。如果细胞中失去了结合水，生物大分子的空间结构就不能维持，原生质遭到破坏，代谢就不能正常进行而导致死亡。
自由水是指细胞内能够自由流动的水，即水分子的自由96大于亲水大分子有机物的束缚力的水。
自由水是细胞内进行各种生物化学反应的介质，是细胞内的溶剂和运输物质的媒介。
自由水在细胞内的含量与生命活动的旺盛程度呈正相关，生命活动越旺盛，自由水的含量就越高。
2.水分代谢
(1)植物体内的水分代谢
①植物的水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失。
植物吸收水分的方式主要有两种：吸胀作用和渗透作用。
吸胀作用吸收水分主要是依赖于细胞内的亲水性物质，如蛋白质、淀粉、纤维素等，蛋白质的亲水能力最强，所以蛋白质含量高的细胞或组织，吸胀作用吸收水分的能力比淀粉含量高的要强，含脂肪较多的细胞或组织通过吸胀作用吸水的能力最弱。没有大的液泡的植物细胞主要以吸胀作用方式吸收水分。
渗透作用是具有液泡的成熟植物细胞的吸水方式，也是植物体吸水的主要方式。
一个有液泡的成熟植物细胞是一个渗透系统，原生质层具有选择透过性是完成渗透吸水的关键。
一个死的植物细胞，原生质层已失去了选择透过性，所以就不具备渗透吸水的能力，但还能通过吸胀作用吸水，典型的例子是死亡的干种子也能吸水。
质壁分离和复原的实验是验证植物细胞通过渗透方式吸水的最佳实例。
成熟的植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的内因主要是原生质层具有选择透过 性和原生质层的伸缩性比细胞壁大；外因是原生质层内外溶液的浓度差。
在正常情况下植物体内渗透压最高的细胞是叶肉细胞，最低的细胞是根毛区的细胞，因为只有这样水分才能源源不断地从根部经茎运输到叶片中。
植物的根毛区细胞能否从土壤中吸水主要取决于根毛区细胞细胞液的浓度与土壤溶液的浓度差，这个差数越大，越容易吸收，越小吸水越困难，如一次性施肥过多出现“烧苗”现象等。
土壤的温度对根系吸收水分也有影响，温度对根系吸收水分的影响在一定范围内是呈正相关的，即在适宜的温度范围内，温度升高，吸水加强；相反温度降低，则吸水减弱。其原因是：低温使水的黏滞性增加，扩散减慢；原生质在低温下黏滞性增大，水分在原生质中不易透过等。
植物体内运输水分的途径主要是通过导管完成的。
导管是一个死细胞，但根、茎、叶中的导管是连成一体的，即连成一个密闭的管道，当叶肉细胞通过渗透作用从导管中吸取水分后，导管中的压力就会降低，这时导管就会从根部的细胞中抽取水分，特别是从根毛区的细胞中抽取水分。
蒸腾作用是植物吸收水分和运输水分的主要动力，植物蒸腾水分的途径必须通过气孔，而气孔的开闭是可以调节的。如叶片细胞中水分不足，气孔就会关闭，蒸腾作用就会减弱，这对于避免水分的过度散失具有非常重要的意义。但气孔的关闭会使大气中的CO2进入叶肉细胞发生困难，影响到光合作用的正常进行。
在移栽植物时，通常要去掉一部分枝叶，原因是，移栽时植物的根部受到大面积损伤，吸水能力大大降低，如果不去掉一部分枝叶，过强的蒸腾作用会导致植物体内严重失水而不能成活。
阴生植物不能在强烈的太阳光下正常生长，主要原因是阴生植物的叶片抗蒸腾作用的能力较弱，在强光下蒸腾作用过于旺盛，水分过度散失造成的。
从生态因子的角度分析，水是限制陆生生物分布的主要限制因子之一。
②水与矿质代谢
矿质元素必须溶解在水中成离子状态才能被植物吸收和利用。
植物的根毛区的细胞吸收矿质元素离子是通过交换吸附和主动运输完成的，主要是通过主动运输。吸收的过程与呼吸作用有密切的关系，呼吸作用为交换吸附提供H+和HCO3-，为主动运输提供能量(ATP)。
矿质离子的吸收与水分吸收的关系：矿质离子的吸收与水分吸收是两个相对独立的过程。
“相对独立”说明它们之间既有区别，又有联系。
区别是这两个过程的原理不同，水分的吸收主要是渗透作用，不消耗ATP；矿质离子的吸收则必须通过主动运输，需要消耗ATP。
联系是：这两个过程都发生在根尖的成熟区(根毛区)；矿质离子必须溶解在水中才能被吸收；矿质离子的吸收增加了细胞液的浓度，从而也促进了水分的吸收；水分的吸收能及时地将已吸收的矿质离子运走，也在一定程度上促进了矿质离子的吸收。
③水与光合作用
水是光合作用的原料，也是光合作用的产物。水是进行光合作用的介质，整个光合作用过程的完成都是在水中进行的。
缺水对光合作用的影响主要是叶肉细胞缺水后，气孔关闭所至。气孔是气体进出叶肉细胞的门户，气孔关闭不仅水蒸气不能扩散出去，外界的CO2也不能扩散进入叶肉细胞，叶肉细胞因缺CO2而不能进行光合作用。
④水与呼吸作用
呼吸作用过程的完成是在细胞内的水环境中进行的。
水既是呼吸作用的原料，也是呼吸作用的产物。
对种子而言，种子的呼吸作用会随着种子含水量的增加而增强，所以干燥的种子有利于贮存，潮湿的种子由于种子的呼吸作用消耗有机物而缩短种子的贮存寿命。
对于叶肉细胞而言，缺水会导致呼吸作用的下降。
但水分往往与氧气的供应是相矛盾的，如土壤中一定的含水量对种子的萌发和植物的正常生长是必需的，但含水量过多，会影响土壤的通气，氧气减少，植物细胞因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精毒害细胞而出现烂根、烂芽现象。
(2)动物体内的水分代谢
动物体内的水分代谢包括水分的吸收、利用和排出。
①水分的吸收
单细胞动物因为整个生物体只有一个细胞，体内与体外环境之间只隔一层细胞膜，所以可以直接从外界环境中吸收水分。吸收方式主要是渗透作用。
多细胞动物体内的细胞吸收水分必须通过内环境才能完成。
以哺乳动物为例，必须通过消化道的上皮细胞将消化道中的水分吸收到血液中，再通过血液循环运输到各组织细胞。消化道上皮细胞吸收水分的方式是渗透作用，即随着葡萄糖、氨基酸、Na+等的吸收，小肠绒毛 上皮细胞中的浓度升高，小肠内液体的浓度下降，水分就通过渗透作用进入小肠绒毛上皮细胞，再通过渗透作用进入血液。
多细胞动物体内细胞的水分代谢主要是在组织细胞与毛细胞血管之间进行，中间要通过组织液。
毛细血管壁对血液中的水分子、无机离子、葡萄糖、氨基酸等小分子物质是全透性的，即这些物质基本不影响血浆和组织液的渗透压。
血浆中的蛋白质在正常情况下是不能通过毛细血管壁的，血浆与组织液之间的渗透压差主要取决于血浆与组织液之间的蛋白质分子的浓度差，如因某种原因导致血浆中的蛋白质含量减少或组织液甲的蛋白质含量增加，就会相应地造成血浆的渗透压降低，组织液的渗透压增加，这时组织液增加，就会出现组织水肿的现象。这种情况常见于：急性肾小球肾炎，这种病是肾脏中的肾小球发生病变，肾小球毛细血管通透性增加，血浆中的蛋白质进入肾小管后随尿液排出体外而降低了血浆中蛋白质的浓度所至；因炎症等原因导致局部组织内的毛细血管通透性增加，血浆中的蛋白质渗出毛细血管进入组织液，结果增加了组织液中蛋白质的浓度而降低了血浆中蛋白质的浓度所至。
从以上分析可知，血浆中的水分来源是：主要是通过消化道吸收来的5其次是组织液的回渗；当然还有第三条途径淋巴回流。组织细胞中的水分来源主要是组织液。
②水分的利用
水分进入组织细胞后除为新陈代谢提供水环境外，还参与各种代谢活动，如呼吸作用、糖类和蛋白质的水解与合成等。
③水分的排出
动物体内多余的水分还要排出体外，对单细胞动物而言通过细胞膜直接排到外界环境中。在淡水中生活的单细胞动物，由于其体内的渗透压高于外环境，外界的水分会不断地渗入细胞内，但不能通过渗透作用排出水分。这类单细胞动物体内有一个特殊的结构——伸缩泡。但通过伸缩泡排出水分是逆水分子的浓度梯度进行的，所以是一个耗能的过程，如用呼吸作用抑制剂处理变形虫，就会发现变形虫的身体膨胀甚至会破裂。
在高等的多细胞动物体内，细胞内的水分不能直接排到外环境中，必须通过内环境进行。内环境中的水分排出体外的途径主要有3条：
一是通过呼吸系统，即肺在呼气的过程中，排出一部分水分；
二是通过皮肤，即通过皮肤的汗腺分泌汗液排出体内多余的水分；
三是通过肾脏分泌尿液排出水分，这是体内水分排出体外的最主要途径，这条途径要受到内分泌系统的调节。此外消化腺分泌消化液也是排出内环境中水分的一条途径，只是消化腺分泌的消化液中的水分大部分被消化道上皮细胞所吸收，但在消化道受到细菌感染后，消化道上皮细胞的吸收能力减弱或几乎丧失的时候(即平时讲的胃肠炎)，通过这条途径排出水分是导致体内失水的主要原因。
二、化学元素与生命活动
1.组成生命有机体的化学元素
组成生命有机体的最基本元素是:C。
组成生命有机体的基本元素有4种：C、H、O、N。
组成生命有机体的主要元素6种：C、H、O、N、P、S。占97％；
在组成生命的元素中，根据其含量的多少分为大量元素和微量元素。
大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
微量元素有Fe、Mn、Zn、Cu、B、C1、Mo等。
2.化学元素的基本功能
归纳起来化学元素的基本功能是：
①是组成原生质的成分，如C、H、O、N、P、S等，约占原生质总量的95％以上；
②是多种化合物的组成成分，如蛋白质、糖类、核酸、脂肪等；
③也有一些元素能影响生物体的生命活动。
化学元素的一些具体功能比较复杂，就高中生物内容的范围略作阐述。
C、H、O 3种元素是构成生命有机物的基本元素，任何一种有机物中都含有这3种元素，如糖类一般只有这3种元素组织，通式是(CH2O)n，故称为碳水化合物。
蛋白质中除了C、H、O外还含有N和S。
核酸中除C、H、O外还含有N和P。
N是构成蛋白质和核酸的必需元素，N是生命活动的核心元素之一。就植物而言，N主要是以铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO2-、NO3-)的形式被植物吸收的。
N是叶绿素的成分，没有N植物就不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用。
N在植物体内形成的化合物都是不稳定酌或易溶于水的，故N在植物体内可以自由移动，缺N时，幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。
N也是蛋白质和核酸中的必需元素，没有N就不能合成蛋白质和核酸，所以缺N就会影响到植物生命活动的各个方面，如光合作用、呼吸作用等。与N形成的所有的无机化合物都能溶于水，所以土壤中的N都是以各种离子的形式存在的，如NH4+、NO2-、NO3-等。
无机态的N在土壤中是不能贮存的，很容易被雨水冲走，所以N是土壤中最容易缺少的矿质元素。
在腐殖质丰富的土壤中，N的贮量较为丰富，因为N可以贮存在有机物中，有机物逐渐被分解者分解，N就释放出来被植物吸收利用。
N是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中，过多的N与P配合会造成富营养化，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。
对动物而言，无机态的N是不能利用的，只能利用有机态的N。最常利用的形式是氨基酸。动物体内缺N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。
P是构成核酸和ATP的必需元素，是组成细胞质和细胞核的主要成分。
对植物而言，P主要是以HPO42-和H2PO4-的形式被植物根吸收。两种离子在土壤中的多少，取决于土壤溶液的pH值；pH值低时，H2PO4-状态的离子较多；pH值较高时，HPO42-状态的离子较多。
植物体内缺P，会影响到DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。
P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸。
P对生物的生命活动是必需的，但P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。
Mg在植物体内一部分形成有机化合物，另一部分以离子状态存在。
Mg是叶绿素的组成元素之一，没有Mg就不能合成叶绿素，植物也就不能进行光合作用。
以离子状态存在的Mg是许多重要的酶的活化剂。
Mg在植物体内是可以移动的一种元素，所以缺Mg时，植物出现失绿症，病变部位常表现出老叶先失绿。
Fe在植物体内形成的化合物一般是稳定的、难溶于水的化合物，故Fe是一种不可以重复利用的矿质元素。
Fe在植物体内的作用主要是作为某些酶的活化中心，如在合成叶绿素的过程中，有—种酶必须要用Fe离子作为它的活化中心。
没有Fe就不能合成叶绿素而导致植物出现失绿症，但发病的部位与缺Mg是不同的，是嫩叶先失绿。
Zn是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。
所以缺Zn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间缩短。
B能促进花粉的萌发和花粉管的生长，因此B与植物的生殖过程有密切的关系。
缺B常导致植物“花而不实”。
3.植物的矿质代谢
矿质元素是指植物通过根系从土壤中吸收的元素，除C、H、O外，其他的必需元素都属于矿质元素。
关于植物必须元素的确定是通过水培法的实验得到确认的。
其实验设计是，用缺少某种元素的不完全营养液培养植物，观察它是否能完成整个生命周期，如在生长发育过程中出现病症而不能完成整个生命周期，但添加这种元素后就能恢复正常并能完成整个生命周期，则这种元素就可确定为是植物的必需元素。
矿质元素在植物体内的作用可以归纳为两点：一是构成植物体的成分；二是对植物的生命活动具有调节作用。
植物的矿质代谢过程包括矿质元素的吸收、运输和利用。
植物对矿质元素的吸收包括两个过程：先交换吸附后主动运输。
主动运输是主要的，主动运输是一个需要消耗能量的过程，而且还需要载体。载体具有专一性，一种载体只能运输一种矿质离子，所以植物对矿质离子的吸收具有选择性。
植物吸收矿质离子的速度与溶液中该离子的浓度是不成比例的。换句话说，溶液中离子的浓度在一定的范围内。
植物吸收矿质离子的速度会随溶液中离子浓度的增加而加快，但超过一定浓度后，吸收的速度就不再随离子浓度的增而增加了，其主要原因是根细胞膜上运输该离子的载体饱和所致。如图所示。
植物吸收矿质元素的过程与呼吸作用有关密切的关系，呼吸作用(有氧呼吸)为交换吸附提供H+和HCO3-，为主动运输提供能量。所以凡是影响到植物根系呼吸作用的因素都会影响 到植物根系对矿质元素的吸收，如温度、氧气、CO2、水等。中耕松土可以提高肥效就是一例。
植物对矿质元素离子的运输有两种方式：纵向运输(长途运输)，是指在导管中随水分从根部运输到茎、叶中的运输，是蒸腾作用，这个过程不消耗ATP；横向运输(短途运输)是指在一个细胞到另一个细胞之间运输矿质元素离子的过程，是一个主动运输的过程，是要消耗ATP的。
在一般情况下植物对矿质元素离子的运输是在导管中的长途运输。
矿质元素离子在植物体内能否重复利用，取决于其存在状态。以离子状态(如K+)和易溶的、不稳定的化合物状态(叶绿素、蛋白质、核酸等)存在的矿质元素离子是可以被植物体重复利用的，以难溶的、稳定的化合物状态(如Ca2+、Mg2+)存在的矿质元素离子是不可以被重复利用的。如果植物体内缺少可以重复利用的元素，发生病变的部位常在老熟的部位，缺少不可以重复利用的元素，发生病变的部位常在幼嫩的部位。
关于生理性酸性、中性和碱性盐的理解要注意以下几点：
①生理性酸性、中性和碱性盐的概念与无机化学中的酸性、中性和碱性盐的概念是不同的。
在无机化学中，强酸弱碱盐呈酸性，强酸强碱盐和弱酸弱碱盐呈中性，强碱弱酸盐呈碱性。
但在植物生理中的生理性酸性、中性和碱性盐与植物对矿质元素离子的选择吸收有关。对一种盐的阳离子吸收多于对阴离子的吸收，为生理性酸性盐，如(NH4)2SO4；对一种盐的阳离子吸收少于对阴离子的吸收，为生理性碱性盐，如NaNO3；对一种盐的阴阳离子的吸收量相等，为生理性中性盐，如NH4NO3。
②植物对各种矿质元素离子吸收量的多少一般以教材上植物必需元素的排序为依据，如有例外以题目中的条件为准。
③NH4HCO3是农村中常用的一种化肥，属于生理性中性盐，原因是：NH4HCO3在水溶液中电离成NH4+和HCO3-两种离子，植物吸收的是NH4+，对HCO3-是不吸收的，按理应属于酸性盐，但交换下来的H+与HCO3-结合后生成H2CO3不稳定，很容易分解成CO2和H2O。
所以不影响土壤溶液的pH值。因为这种化肥能释放出CO2，所以还有促进光合作用的作用。但这种化肥有一缺点，其肥效与贮存时间呈反比关系。
4.动物体内的无机盐的代谢
(1)无机盐的吸收
无机盐都是以离子的形式被动物体吸收的。
单细胞动物可以直接从外界环境中吸收无机盐的离子，吸收的方式以主动运输为主；
高等的多细胞动物只有通过内环境才能从外界环境中吸收无机盐的离子。
以哺乳动物为例，吸收无机盐的离子是通过消化道(胃、小肠和大肠)的上皮细胞完成的，吸收的方式以主动运输为主。
(2)盐的功能
无机盐在动物体内的作用可以归纳为两点：
一是动物体的结构成分；
二是对动物体的生命活动具有调节作用。
如：N是蛋白质的组织成分，参与细胞和生物体的结构。酶是蛋白质，某些激素也是蛋白质，这些物质对生命活动具有调节作用，所以N也参与了生命活动的调节。
P是核酸的组织成分，也是磷脂的组成成分，参与了细胞和生物体的结构。ATP中含磷酸，所以磷酸也参与了动物体内的能量代谢过程。
Na在动物体内是一种必需元素，主要以离子状态存在。但在植物体内不是必需元素。Na+可以促进小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收。在神经冲动的发生和传导过程中起重要作用。
Ca在动物体内即是一种结构成分(如骨骼和牙齿中主要是钙盐)，对生命活动也具有调节作用，如哺乳动物血液中的Ca2+浓度过低，动物就会出现抽搐；血液中的Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca2+，血液就不会发生凝固。
人体长期缺钙，幼儿会得佝偻病，成年人会得骨质疏松症。
预防和治疗的办法是服用活性钙和维生素D。
Fe在哺乳动物体内是血红蛋白的一种成分，没有Fe就不能合成血红蛋白。
血红蛋白中的Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。
铁都是以二价铁离子的形式被吸收的。铁也是某些酶的活化中心。
(3)无机盐的排出
在单细胞动物体内，无机盐直接被排到外界环境中。
但在多细胞动物体内细胞排出无机盐必须通过内环境才能完成。
多细胞动物(以哺乳动物为例)排出无机盐的途径主要有两条：
一是通过肾脏，以尿液的形式排出体外；
二是通过皮肤，皮肤的汗腺分泌汗液。
前者是主要的。但如果一个人在高温环境时间过长，大量长时间出汗，会因通过汗液排出过多的无机盐而影响到生命活动的正常进行，这时需喝一些淡的食盐水，以补充无机盐，保证生命活动的正常进行。
三、生命的起源*
最初的生命是在地球温度下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，步一步地演变而成的。生命起源的4个阶段目前是被大多数学者所公认的。
第一阶段：从无机小分子物质生成有机小分子物质。进行的场所是原始大气，原始大气的成分是生命起源的物质基础；宇宙射线、紫外线、闪电等是生命起源的能量来源。生命起源第一阶段的有力证据是米勒的实验。
第二阶段：从有机小分子物质生成有机高分子物质。进行的场所是原始海洋，主要是氨基酸、核苷酸等有机小分子物质经过长期积累，相互作用，在适当条件下(如黏土的吸附)，通过缩合或聚合作用形成。目前有一些证据，但还不够充分，如1965年我国科学工作者人工合成了结晶牛胰岛素，1981年又人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸等。
第三阶段：从有机高分子物质生成多分子体系，也是在原始海洋中进行的，重点掌握多分子体系的结构：主要成分是蛋白质和核酸；结构特征是具有原始界膜；功能特征是能进行原始的物质交换。
第四阶段：从多分子体系统逐渐演化成原始生命。是通过蛋白质和核酸经过长期的相互作用，逐渐演变成的。主要特征是：能够进行原始的新陈代谢和进行繁殖。原始生命的代谢是异养厌氧型。
[例题1] 下图所示的曲线为表示呼吸强度与根对矿质元素离子吸收的数量关系(横轴表示呼吸的强度，纵轴表示离子吸收量)，其中正确的是 ( )
[解析] 根对矿质离子的吸收量与呼吸强度的关系是：在一定范围内．随着呼吸强度的增加，提供的能量(ATP)增多，矿质离子吸收的速度也会增加，但超过了一定的范围，由于运载离子的载体饱和了，也就不会再继续增加。 [答案] B
[例题2] 植物根尖成熟区细胞的细胞膜上运载矿质离子的载体至少有( )
A.13种 B.16种 C.17种 D.几十种
[解析] 解这道题目必须弄清3个知识点。一是植物必需的元素与必需的矿质元素，植物的必需元素有16种，但必需的矿质元素是除C、H、O外的13种元素；二是细胞膜运载离子的载体是蛋白质，它具有专一性，它只能运载一种相应的离子；三是植物根系对矿质元素的选择吸收决定于根细胞膜上的载体的种类和数量。所以植物的必需元素中有13种是属于矿质元素，根细胞的膜上就必需至少有13种矿质元素离子的载体。 [答案] A
[例题3] 缺镁和缺铁都会使植物失绿(即叶片发黄或发白)，你认为下列关系植物缺镁和缺铁后失绿的部位的分析，正确的是( )
A.缺镁，嫩的部位先失绿；缺铁，老的部位先失绿
B.缺镁，老的部位先失绿；缺铁，嫩的部位先失绿
C.缺镁和缺铁都是老的部位先失绿
D.缺镁和缺铁都是嫩的部位先失绿
[答案] B
[例题4] 将一张洋葱鳞片叶放在某一浓度的蔗糖溶液中，制成装片，放在显微镜下观察，有3种状态的细胞，如下图。你认为这3个细胞在未发生上述情况之前，其细胞液的浓度依次是( )
A.A>B>C B.AA>C D.B[解析] 解这一道题目首先要理解，在同一
张洋葱鳞片叶上的各表皮细胞之间是存在着差
异的，即各表皮细胞的细胞液浓度是不完全相
同的。将洋葱鳞片叶置于一适宜浓度的蔗糖溶
液中时，发生了质壁分离，有些未发生质壁分
离。发生质壁分离的细胞，其细胞液的浓度低
于蔗糖溶液的浓度，质壁分离程度越大，说明
其细胞液浓度越低。未发生质壁分离的细胞细胞液浓度等于或略大于蔗糖溶液浓度。如果图中所示的同一张洋葱鳞片叶上的3个细胞已与外界溶液保持平衡，那么这3个细胞的细胞液浓度已经相等，但在未发生上述情况之前，这3个细胞的细胞液浓度应是：A>B>C [答案] A
[例题5] 在干旱地区正常生长的一棵植物，从理论上推测，其体内哪一部位的细胞细胞液浓度最高、渗透压最高( )
A.根毛区细胞
B.叶肉细胞
C.导管细胞
D.茎的皮层细胞
[解析] 水分的纵向运输是通过导管进行的，导管是由一个一个导管细胞连在一起而形成的一根连续的管子，根、茎、叶中的导管是连续的，而且是封闭的管道。导管不直接暴露在空气中，在导管的周围包围着数层薄壁细胞。在叶片中，因蒸腾作用而失去水分时，叶肉细胞的细胞液浓度增大，细胞的水势很低(即渗透压很高)，通过渗透作用从导管中吸水，导管中失去水分后，导管的压力就下降，在一般情况下，导管的压力始终是个负值，压力很低，就从根毛区内层薄壁细胞的吸取水分．所以根毛区内层薄壁细胞中的水分就会进入导管。导管中的水溶液浓度是很低的，导管能从根毛区的皮层细胞中吸取水分是依舱于导管中的负压。内层细胞的细胞液浓度比外层细胞的高，渗透压比外层细胞(特别是根毛细胞)的高，根毛细胞的细胞液浓度比其内层的细胞要低，所以水分就源源不断地从根毛细胞进入导管。如图所示。根据正常植物体内水分子的运动方向，可判断细胞液浓度最高的部位应是叶肉细胞。 [答案] B
[例题6] (1996年上海高考试题)将人体血液置于9%食盐溶液中制成装片后，用显微镜观察，可以发现血细胞呈现 ( )
A.质壁分离 B.正常状态 C.细胞膜破裂 D.细胞皱缩
[解析] 人体血液中的血细胞悬浮于血浆中，血细胞与血浆是等渗的，维持着血细胞的正常形态。血浆 与0.9%的NaCl溶液等渗，所以将0.9%的NaCl溶液称为生理盐水。9%的食盐溶液的浓度远远大于生理盐水的浓度，渗透压也远高于生理盐水。所以将血浆置于9%生理盐水中时，其中的血细胞就处于高渗溶液中，血细胞失水，细胞皱缩，但没有质壁分离现象，因为动物细胞没有细胞壁。如果将血液置于清水，由于清水的溶液接近零，渗透压也接近零，低于生理盐水，故血细胞会吸水膨胀，甚至会破裂。 [答案] D
[例题7] 下图中的哪一条曲线能正确地反映种子的含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线 ( )
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
[答案] A
[练习] 下表中各元素的数据代表该元素占原子总量的百分比。请据表回答问题。
岩石圈的成分% 氧 硅 铝 铁 钙 钠 钾 镁 钛 氢 碳 所有其他成分<0.1
47 28 7.9 4.5 3.5 25 2.5 2.2 0.46 0.22 0.19
人体的成分% 氢 氧 碳 氮 钙 磷 氯 锌 硫 钠 镁 所有其他成分<0.1
63 25.5 9.5 1.4 0.31 0.22 0.03 0.06 0.05 0.03 0.01
(1)组成人体的化学元素在元素周期表上都有，它普遍存在于非生物界，生物体内不包含特殊的“生命元素”，这个事实说明 。
(2)生物从非生物环境中获得的那些元素与环境中的这些元素的比例相差甚远。如岩石圈中，氢、碳、氮加在一起占总原子数不到1%，而在生物体中占总原子数的74%左右。这个事实说明 。
(3)构成人体的化学元素中H、0、C含量最多的原因是 。氮含量较多的原因是 。
(4)人体中的钙在骨和牙齿中以 的形式存在，成年人缺少时会患 症。钙在血液中主要以 形式存在，如果含量太低会出现 现象。
(5)从此表看，人体成分中没有铁的含量，是否人体不含铁 为什么
。
(6)人体内的镁可以从蔬菜中的什么器官获得 为什
。
2003-10-15
水与生命活动
水分代谢
化学元素与生命活动
无机盐的代谢
非
生
命
物
质
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Page 13 of 13高考生物专题训练
专题一 生命的物质结构基础
湖北枝江市一中生物组 张代林
一、选择题（均为单项选择题）
1．苍蝇、蚊子的后翅退化成平衡棒，可在飞行中保持稳定，决定这种特征出现的根本原因是
A．适应环境 B．新陈代谢 C．应激性 D．遗传变异
2．在以下描述中，可以将病毒与其他微生物相区别的是
A．能够使人或动、植物患病 B．没有细胞核，仅有核酸
C．具有寄生性 D．由核酸和蛋白质装配进行增殖
3．催产素、牛加压素、血管舒张素是氨基酸数目相同的蛋白质，但其生理功能不同。主要原因是
A．氨基酸种类不同 B．蛋白质合成场所不同
C．蛋白质合成时期不同 D．氨基酸排列顺序不同
4．染色体和染色质是同一物质在细胞周期不同时期的两种存在形态，其中
A．间期为染色体，分裂中期为染色质 B．间期为染色体，分裂后期为染色质
C．间期为染色质，分裂中期为染色体 D．分裂中期为染色体，后期为染色质
5．下列生命活动过程中高尔基体参与的是
A．植物细胞壁的形成 B．分解葡萄糖产生ATP
C．以氨基酸为原料合成肽链 D．以核苷酸为原料合成核酸
6．受抗原刺激后的淋巴细胞
A．细胞周期变长，核糖体活动增强 B．细胞周期变长，核糖体活动减弱
C．细胞周期变短，核糖体活动减弱 D．细胞周期变短，核糖体活动增强
7． 某人从事高温下的剧烈体力劳动过久，突然腿部肌肉痉挛，主要原因是
A．剧烈劳动使血糖降低 B．高温使人的新陈代谢不正常
C．大量排汗，使体内水分损失过多 D．大量排汗使体内盐分损失过多
8．某生物的体细胞染色体数为2n。该生物减数分裂的第二次分裂与有丝分裂相同之处是
A．分裂开始前，都进行染色体的复制
B．分裂开始时，每个细胞中的染色体数都是2n
C．分裂过程中，每条染色体的着丝点都分裂成为两个
D．分裂结束后，每个子细胞的染色体数都是n
9．右图是一种常见动物细胞在某分裂时期的示意图，与其有关的正确叙述是
A．该细胞进行的是有丝分裂
B．该动物受精卵含3个染色体
C．该动物合子卵裂时染色体最多可达12个
D．该细胞进行的是减数第一次分裂
10．将萎蔫的青菜叶放人清水中，菜叶细胞中的水分能够得到恢复的原因属于
A．主动吸水 B．主动运输 C．自由扩散和主动运输 D．自由扩散
11．细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递和血型决定有密切关系的物质是
A．糖蛋白 B．磷脂 C．脂肪 D．核酸
12．变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病毒，这些生理活动的完成，都依赖于细胞膜的
A．选择透过性 B．主动运输 C．一定的流动性 D．保护作用
13．连接沟通细胞膜、高尔基体膜、核膜，使三者相互联系，构成一个有机整体的结构是
A．中心体 　 B．线粒体 　　C．内质网 　 D．质体
14．科学研究发现，附着在内质网上的核糖体，主要是合成某些专供运输到细胞外面的分泌蛋白，下列哪种物质是由这种核糖体合成的
A．血红蛋白 B．有氧呼吸酶 C．胃蛋白酶原 D．性激素
15．在奶牛的乳腺细胞中与酪蛋白的合成与分泌密切相关的是
A．核糖体、线粒体、中心体、染色体 B．线粒体、内质网、高尔基体、纺锤体
C．核糖体、线粒体、高尔基体、中心体 D．核糖体、线粒体、高尔基体、内质网
16．用显微镜的一个目镜分别与4个不同倍数的物镜组合来观察血细胞涂片。当成像清晰时，每一物镜与载玻片的距离如图所示。如果载玻片位置不变，用哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多
A．a B．b C．c D．d
17．下列细胞器在蓝藻细胞中存在的是
A．高尔基体 B．线粒体和叶绿体 C．内质网 D．核糖体
18．在鉴定可溶性糖的实验中，加入斐林试剂时必须要
A．先加入斐林试剂甲液，后加入乙液 B．先加入斐林试剂乙液，后加入甲液
C．将斐林试剂甲液和乙液混合均匀后在加入 D．以上A、B、C三项操作方法都正确
19．胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质以自由扩散的方式能优先通过细胞膜，这是因为
A．细胞膜具有一定的流动性 B．细胞膜是选择透过性膜
C．细胞膜是以磷脂双分子层为基本骨架的 D．细胞膜上镶嵌有各种形态的蛋白质分子
20．一分子的CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿过的生物膜层数是
A．5 B．6 C．7 D．8
21．洋葱和大肠杆菌最显著的区别是
A．有无核物质 B．有无细胞器 C．有无染色体 D．有无成形的细胞核
22．水稻叶肉细胞中的DNA存在于
A．细胞核、叶绿体和线粒体 B．细胞核、内质网和线粒体
C．细胞核、叶绿体和高尔基体 D．细胞核、线粒体和核糖体
23．若用化学抑制剂抑制肿瘤细胞的DNA的复制，这些细胞就停留在
A．分裂间期 B．分裂前期 C．分裂后期 D．分裂中期
24．人的体细胞中有46条染色体，体内某细胞连续两次有丝分裂后，子细胞中的染色体数为
A．24条 B．46条 C．92条 D．23条
25．如果在用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，在低倍镜下看到一个正处于分裂中期的细胞在视野的右上方，马上换上高倍镜后，继续观察，你认为观察的结果是
A．该中期的细胞更大，但光线较暗 B．该中期的细胞更清晰，光线较暗
C．该中期的细胞不见了 D．光线较暗，该中期的细胞不太清晰
26．细胞分化发生在个体发育的
A．胚胎期 B．受精卵分裂时 C．整个生命过程中 D．性成熟期
27．取已分化的马铃薯细胞，经组织培养得到完整的马铃薯苗，这说明植物细胞
A．具有全能性 B．细胞分化后恢复原状 C．细胞癌变 D．细胞衰老
28．下列哪项不属于癌细胞的特征
A．在适宜的条件下，能够无限增殖 B．癌细胞的形态结构发生了变化
C．癌细胞的表面发生了变化 D．大多数癌细胞能够正常地完成细胞分化
29．下列关于细胞分化的叙述，错误的是
A．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象
B．细胞分化是生物体进行正常生长发育所不可缺少的
C．高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力
D．细胞分化在生物体生长旺盛时期达到最大限度
30．用显微镜观察葫芦藓叶的装片时，为使视野内看到的细胞数目最多，应选用
A．目镜5×、物镜10× 　　　 B．目镜10×、物镜15×
C．目镜5×、物镜40× 　　　 D．目镜10×、物镜40×
31．下列哪组糖类物质能分别对应：①存在于RNA中而不存在于DNA中的糖类；②存在于叶绿体中而不存在于线粒体中的糖类；③存在于动物细胞中而不存在植物细胞中的糖类
A．核糖 脱氧核糖 乳糖 B．脱氧核糖 核糖 乳糖
C．核糖 葡萄糖 糖元 D．脱氧核糖 葡萄糖 糖元
32．右图为高等植物细胞亚显微结构模式图，⑴―⑸是对各细胞器结构与功能的描述：
⑴①―⑥都有膜结构
⑵①的主要功能是增大细胞内膜面积
⑶该细胞需要的ATP主要由④提供
⑷③④⑤都可产生水
⑸⑥内浓度的高低，可影响细胞对水的吸收
以上描述正确的一组是
A．⑴⑵⑶ B．⑵⑶⑷ C．⑵⑷⑸ D．⑶⑷⑸
33．下面的例子中哪项不是应用生物工程技术的生产实践
A．由腐烂植物体产生混合肥料
B．将人的生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育转基因鲤鱼
C．利用细菌生产干扰素
D．用引入乙肝病毒有关基因的哺乳动物细胞生产乙肝疫苗
34．一种细胞器的部分生物膜间接转移到另一种细胞器上的方式是
A．随着细胞质的流动到达特定部位
B．内质网的膜只能转移到高尔基体上
C．通过形成具有膜的小泡而转移
D．小泡在一个细胞器上合成转移转移到另一个细胞器上
35．内质网内连核膜，外连细胞膜的特点有利于
①参与细胞内某些代谢反应 ②提供核糖体附着的支架 ③提供细胞内物质运输的通道④扩展细胞内膜面积，有利于酶的附着
A．①③ B．②④ C．③④ D．②③
二、简答题
1．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如右图）。请分析：
（1）这种生殖方式属于 _______ ，所用的技术是_________。
（2）分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 ________分裂来完成的。 　　
（3）细胞团中的相同的细胞在发育成胚状体和植株过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向发生了变化，这种现象叫做细胞的 　　。
（4）本实验说明植物细胞具有 ________________ 。
（5）在培养试管植物时，试管内应至少放入 ________________ 种矿质元素。其中应大量供给的元素是 ______________________ 元素。
2．下图为一条肽链的分子结构简式。
据图填空回答：
这条肽链中的肽键数是____，构成肽链的氨基酸数目是______，合成肽链的细胞器是______，在合成肽链时决定肽链的氨基酸种类和顺序的是________________________。
3．下图时动物细胞示意图。请据图回答：
（1）若这是人体的骨髓细胞，正处在细胞周期S期，则该细胞核内所发生的主要变化是
和 。
（2）若这是昆虫的飞行肌细胞，则该细胞中的细胞器[ ] 较多，因为该细胞的生理活动需要 多。
（3）若这是一个人体的肠腺细胞，那么与其合成功能直接相关的细胞器[ ] 的含量会多一些，该细胞器的形成与核内的[ ] 有关。
（4）洋葱根尖生长点的间期细胞与该动物细胞不同的结构是 。
4．用一根玻璃针将变形虫切成两半，有核的一半继续生活，无核的一半死亡，如果将变形虫的一个核取出，无核的部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存，如果在去核后3天，给无核部分再植入一个细胞核，这个变形虫能够正常生活
（1）上述实验证明，正常细胞中，核质关系是 。
（2）去核变形虫仍能生活一段时间是因为 。
（3）单独的核无法生存是因为 。
5．癌症（恶性肿瘤）严重威胁人类的生命。据报道，每年因癌症而死亡的人数呈递增趋势。为了战胜癌症，科学家正致力于研究癌症发生的机理和治疗癌症的方法，以挽救人类的生命。
（1）有人称恶性肿瘤为细胞周期病，其实质是调控细胞周期的基因发生突变，导致细胞周期失控，癌细胞无限增殖。通常能引起癌变的因素可能有 （填序号）
A．紫外线 B．甘油 C．肝炎病毒 D．煤焦油及其衍生物
E．葡萄糖 F．尼古丁 G．丙酮酸 H．核辐射
（2）化疗是治疗癌症的途径之一。化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药物作用于癌细胞周期的 期，抑制 ，以达到终止 的目的。化疗还可以采用其他药物，如5—氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰DNA的复制以及 的合成。
（3）放疗也是治疗癌症的途径之一。它是利用放射线照射患处，以 的一种治疗方法。放疗与化疗相比，对患者全身正常细胞影响较小的是 。
（4）研究人员从人体的DNA中筛选克隆出内皮抑素基因，将此基因转移到双歧杆菌中，使其能够正常表达。用这样得到的双歧杆菌制成口服制剂，能用于抑制癌症。在这种药物用于临床治疗之前，应先进行动物实验，以确定制剂对机体内重要脏器的安全性。写出简要的实验设计方案。
实验材料：转基因双歧杆菌口服制剂；健康鼠4只，性别、体重如下表所示：
代号 甲 乙 丙 丁
性别 雌 雄 雌 雄
体重 78g 76g 99g 101g
实验设计：
①第一步：将实验鼠分为实验组、对照组、其中 为实验组， 为对照组（填写代号）。
②第二步：
③第三步：饲养相同时间后，分别解剖实验组、对照组的鼠，检查重要脏器发生病变情况。
参考答案：
一、选择题
1~5 DDDCA 6~10 DDCCD 11~15 ACCCD 16~20 DDCCB
21~25 DAABC 26~30 CADDA 31~35 CDACC
二、简答题
1．（1）无性生殖 细胞培养 （2）有丝 （3）分化 （4）全能性（5） 13 N P K S Ca Mg
2．2 3 核糖体 信使RNA(mRNA)上碱基排列顺序
3．（1）DNA的复制 蛋白质的合成 （2）1 线粒体 能量
（3）3 核糖体 7 核仁 （4）没有中心体而有细胞壁
4．（1）相互依存（2）细胞质存在生活所需的蛋白质（3）细胞核没有生活所需的蛋白质
5．（1）A C D F H
（2）间 DNA的复制和有关蛋白质的合成 细胞周期 RNA和蛋白质
（3）杀死癌细胞 放疗
（4）①甲与丁（乙与丙） 乙与丙（甲与丁）
②每日为小鼠提供相同的食物、水等条件，给实验组定时服用双歧杆菌口服制剂，同时给对照组服用等量的水
EMBED PBrush
载玻片
物镜
b
载玻片
物镜
载玻片
物镜
d
载玻片
物镜
c
a
胚状体
细胞团
单个细胞
分离细胞
根的切片
开花的胡
萝卜植物
试管植物
H
│
│
R3
│
H
‖
O
│
R2
│
H
‖
O
│
R1
H
│
H2N—C—C—N—C—C—N—C—COOH
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6专题二 生命物质与生命活动
邱国强 (重庆市黔江中学)
●知识联系框架
糖类的种类及功能
糖类与光合作用和呼吸作用
动物体内的糖代谢及其调节
脂类的元素组成、种类及功能
脂肪的代谢
蛋白质的分子结构及其性质
氨基酸的分子结构和性质
蛋白质的生物合成及其代谢
蛋白质分子的进化
核苷酸的分子结构及其性质
DNA是遗传物质的证据
DNA的分子结构、DNA的复制和基因突变
RNA的分子结构及其转录
遗传信息和遗传密码
中心法则
●重点知识的内在联系与剖析
一、糖类
1.糖类的种类及其功能
糖类的种类及其功能（高中生物教材上讲的糖类是一狭义的糖类的概念）
种类 分布 功能
单糖 五碳糖 核糖 细胞中都有 RNA的成分
脱氧核糖 细胞中都有 DNA的成分
六碳糖 葡萄糖 细胞中都有 光合作用的产物，能源物质
二糖 麦芽糖 植物，发芽的谷粒中较多 都能提供能量
蔗 糖 植物，甜菜、甘蔗中较多
乳 糖 动物的乳汁中
多糖 淀 粉 植物的贮藏器官中 贮存能量
纤维素 植物细胞壁中 支持、保护
糖元 肝糖元 动物的肝脏中 贮存能量，调节血糖
肌糖元 动物的肌肉组织中 贮存和提供能量
狭义的糖类是指单纯碳水化合物，元素组成是C、H、0。但在生物体内有许多糖类还与蛋白质和脂类结合在一起，形成糖蛋白和糖脂，在生物体内执行一些特殊的生理功能。糖蛋白和糖脂主要在生物膜上，特别是细胞膜，在细胞识别、免疫等方面有重要功能。种类见表。
糖类的基本功能有两点：
一是生命活动的主要能源物质，生物体进行生命活动的所需能量的70%以上是由糖类提供的；
二是构成细胞和生物体的结构成分，如五碳糖是核酸的成分，纤维素是细胞壁的成分等。
2.糖类与光合作用和呼吸作用
植物进行光合作用的产物主要是葡萄糖，植物体内的物质代谢是以糖为基础进行的。叶绿体进行光合作用制造的葡萄糖可以合成蔗糖等二糖，运出叶绿体及叶肉细胞，为植物体的其他器官提供能源和原料；也可以在叶绿体中合成淀粉，暂时贮存起来。叶片在光下一段时间后，可以用碘检测到淀粉的存在。
呼吸作用最常利用的底物是葡萄糖，淀粉、糖元必须水解成葡萄糖或磷酸葡萄糖后才能被呼吸作用利用。
3.动物体内的糖代谢及其调节
以哺乳动物为例，动物体内的糖代谢及其调节过程可归纳为下图。
哺乳动物体内的糖代谢是以血糖为中心展开的。
血糖的来源：
①食物中的淀粉通过消化道消化吸收来的，这是血糖来源的主要途径；
②通过肝糖元分解成葡萄糖释放到血糖中形成血糖，这个过程一般发生在饥 饿条件下；
③蛋白质和脂肪的转化，蛋白质转化成血糖必须通过脱氨基实现，这个过程只有在糖类供应严重不足的情况下才会发生。
血糖的主要代谢去向是：
①血糖通过血糖循环运到各组织细胞，被彻底氧化分解成CO2和H2O，同时释放出能量供生命活动之需，这是血糖的主要代谢去向；
②血糖可以转化成糖元，在肝脏中转化成肝糖元，肌肉组织中转化成肌糖元，肝糖元可以转化成血糖，但肌糖元不可以转化成血糖，而直接被肌细胞所氧化分解提供能量；
③血糖可以转化成蛋白质和脂肪，血糖转化成蛋白质必须要有N源，即必须要 有氨基，利用糖代谢中的中间产物通过转氨基作用合成新的氨基酸。
以哺乳动物为例，血糖的浓度稳定在0.1%(质量分数)，换算成物质的量为5.6mmol/L。
参与血糖浓度调节的激素主要有两种：胰岛素和胰高血糖素。
胰岛素是由胰岛中的B细胞分泌的，胰岛素是由含51个氨基酸的两条肽链构成的蛋白质，功能是：促进血糖合成糖元，促进血糖分解，总的效应是降低血糖浓度。
胰高血糖素是由胰岛的A细胞分泌的，作用是：抑制糖元的合成，促进糖元分解，升高血糖浓度。当血糖浓度高于0.1%时，反馈性促进胰岛的B细胞分泌胰岛素，抑制A细胞分泌胰高血糖素，促进血糖转变成糖元或被分解，降低血糖浓度。当血糖浓度低于0.1%时，反馈性地抑制胰岛B细胞分泌胰岛素，促进A细胞分泌胰高血糖素，达到升高血糖的目的。如下图所示。
在人体内，血糖浓度必须保持相对的稳定，如果血糖浓度过低，人体各组织、器官的能源供应不足就会出现代谢障碍，极端的例子就是低血糖休克。
低血糖导致休克的原因是：人体的神经组织，特别是脑和脊髓几乎不贮存糖类(能源物质)，必须通过血液源源不断地提供给神经组织。血糖浓度过低，能源供应不足是导致低血糖休克的主要原因。对低血糖休克病人抢救治疗最有效的措施是注射葡萄糖注射液。
如果血糖浓度过高，会导致人的尿液中含有葡萄糖，这是糖尿病人的典型症状。原因是：肾脏的肾小球对血糖过滤后形成原尿，原尿的成分与血浆是基本相同的，如果血糖浓度过高，原尿中的葡萄糖浓度也相应增高，当超过了肾小管对葡萄糖的重吸收能力后，就会有一部分葡萄糖未被吸收而进入尿液。由于尿液中有葡萄糖，使尿液的渗透压增高，会减少肾小管对水的重吸收，所以糖尿病人的症状之一是尿多。
引起糖尿病的主要原因之一是胰岛合成和分泌胰岛素减少或停止分泌引起的。糖尿病是一种多基因遗传病，在一定的外界诱发因素作用下，就很容易发病。节制饮食是预防和控制糖尿病的有效措施。
■[练习] 下面是正常人的糖代谢途径及其调节的示意图请仔细分析回答下列问题：
(1)图中A代表肠、胰 酶和肠、胰 酶，以及 淀粉酶。
(2)胰岛素注剂给糖尿病人一次注入过量会使病人休克，原因是胰岛素可使血糖浓度 ，在饥饿情况下，胰岛素的分泌量会 。
(3)图中B过程中所需的能量主要是 呼吸产生的，其次是 呼吸产生的，前者反应如图中的〔　　〕，后者反应的产物是 。
(4)图中D代表 。一次性大量吃糖以后，图中〔　　〕过程会增多。
(5)F过程是 方式运输。。血糖进入红细胞的运输方式是 。前者需图中〔　　〕提供 。
(6)血糖到达各种细胞是通过 系统的〔　　〕 作用。
(7)G和B共有的中间产物是 ，其中B过程比G过程的产物多了 。
(8)如果尿液中含有葡萄糖，其直接原因是 ，发病的器官或部位是 ，这种病称为糖尿病。
(9)G过程主要发生在 中，其产物中的水是由氢 给 合成的。
二、脂类
1.脂类的元素组成、种类及功能
脂类的元素组成是C、H、O，有些脂类还含有少量的N和P。脂类的种类及功能见表。
脂类的种类及功能
种 类 功 能 备 注
脂 肪 贮存能量，保温 贮备能源，贮存在皮下、肠系膜等处
类脂 主要是磷脂 是组成细胞膜的成分 神经组织、卵和大豆中含量较多
固醇类 胆固醇 是生物膜的组成成分之—，对维持膜的正常的流动性有重要作用 胆固醇在人体有一个正常含量，过高会导致血管硬化、高血压等
性激素 促进生殖细胞的形成和生殖器官的发育，激发并维持第二性征 有雌性激素和雄性激素二类，雌性激素由卵巢分泌，雄性激素由睾丸分泌
促进小肠对钙和磷的吸收和利用维生素D可预防和治疗佝偻病、骨质蔬松症等 人的皮肤的表皮中有7-去氢胆固醇，在紫外线照射下，通过酶的作用可转化成维生素D
2.脂肪的代谢
食物中的脂肪在消化道内通过胆汁的乳化和脂肪酶的催化下分解成甘油和脂肪酸，经扩散的形式被小肠绒毛上皮细胞吸收后，在上皮细胞内再合成脂肪，与载脂蛋白结合后和类脂、胆固醇混合后一起进入毛细淋巴管，通过淋巴循环进入血液循环，最后输送到各部分组织。
脂类物质进入生物体内后的仕谢去向：
一是参与构成动物体的组织，如磷脂是生物膜的组成成分；
二是作为备用物质贮存在皮下、肠系膜、大网膜等处；
三是在需要的情况下，可再分解甘油、脂肪酸等，然后直接分解为CO2和H2O,或者转化成肝糖元等；
四是被各种腺体利用来生成各自的特殊分泌物，如皮脂腺分泌的皮脂、乳腺所生成的乳汁等、内分泌腺分泌的各种类固醇激素等。
[例1] 脂类物质在细胞中具有独特的生物学功能，下面有关脂类物质的生物功能中，属于磷脂的生物学功能的是( )
①生物膜的成分 ②贮存能的分子 ③构成生物体表面的保护成 ④很好的绝缘体，具有保温作用 ⑤具有生物学活性，对生命活动起调节作用 A.①③ B.⑤ C.① D.②④
[析]磷脂的生物学功能主要是构成生物膜的重要成分。脂肪的生物学功能是贮存能量和具有保温、缓冲作用。固醇类物质的生物学功能是对生命活动起调节作用。构成生物体表面保护层的是蜡质，属于脂类，但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等表面。
[例2] (01全国) 种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量( )
A.少 B.多 C.相等 D.无规律
[析] 这是一道涉及到生物与化学知识的综合性题目，重点考查学生综合应用知识的能力，对考生的认知层次要求很高，估计难度系数在0.45～0.50之间。呼吸作用的底物通常是葡萄糖，但脂肪、蛋白质水解后的产物也可以作为呼吸作用的底物。
淀粉水解的产物是葡萄糖，以葡萄糖作为呼吸作用的底物进行有氧呼吸的反应式为：C6H12O6 + 6H2O + 6O2→6CO2 + 12H2O + 能量，从反应式可看出吸收一个O2，放出一个CO2即释放的C02和吸收的O2之比为1。
油料作物种子的主要贮存物质是脂肪，水解后的产物是甘油和脂肪酸，以脂肪酸中的硬脂酸作为呼吸作用的底物为例，进行有氧呼吸的反应式为：CH3(CH2)16COOH + 26O2→18CO2 + 18H12O + 能量。由反应式可知：释放的C02比吸收的02少，即释放的C02和吸收的02之比为0.69。
由此可以得出结论：油料作物种子在萌发时吸收的氧气量比含淀粉多的种子萌发时吸收的氧气多。本题也可以通过所学的化学知识，直观地得出结论，糖类是碳水化合物，C/O比一般为1，氧化时释放一个CO2只需要一个O原子即可；脂肪分子上一般都有很长的烃链，C/O比一般远大于1，所以(氧化时释放—个CO2需要超过一个O原子的量。由于脂肪中的C/O比比糖类高，所以同质量的脂肪和糖类中的碳原子数是脂肪比糖类多，因此同质量的脂肪和糖类被氧化分解所需的O2，脂肪大于糖类。 [答案] B
三、蛋白质
1.氨基酸的分子结构和性质
构成蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸，通式是：
氨基酸分子的性质是氨基酸分子上的氨基(NH2-)和羧基(-COOH)决定的。
氨基酸是两性化合物，氨基是碱性的，羧基是酸性的。
构成蛋白质的氨基酸有20种，20种氨基酸的不同之处是R基的不同。即20种氨基酸就有20种不同的R基。如果R基上带有氨基，称为碱性氨基酸。
2.蛋白质的分子结构及其性质
蛋白质分子是由许多氨基酸通过肽键连接起来的高分子化合物。缩合反应是指一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时失去一分子水，形成一个肽键的反应。反应方程式是：
缩合反应在化学上称为缩聚反应，在细胞内进行的场所是核糖体，而且是在mRNA的指导下，有tRNA 参与才能完成。
多肽是由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物。
肽链通过R基与R基之间的相互作用形成一定的空间结构。
一个执行特殊生理功能的蛋白质可以是由一条肽链组成(如生长激素是由191个氨基酸组成的一条肽链)，也可以是由多条肽链组成(如胰岛素是由51个氨基酸、2条肽链组成的，血红蛋白是由574个氨基酸、4条肽链组成的)。
蛋白质分子中肽键数目的计算：设氨基酸数目为n，肽链数为a，肽键数目为占。则b=n-a。
蛋白质分子结构的多样性主要从4个层次加以理解：
一是构成蛋白质分子的氨基酸种类不同；
二是组成每种蛋白质分子的氨基酸数目不同；
三是氨基酸的排列顺序不同；
四是由于前三项造成蛋白质分子的空间结构不同。
蛋白质分子结构的多样性实际是由DNA分子结构的多样性决定的。
多肽是链状结构，一端游离着一个氨基，另一端游离着一个羧基，所以蛋白质分子也是两性化合物。
蛋白质分子的空间结构不是很稳定的，蛋白质在重金属盐(汞盐、银盐、铜盐)、酸、碱、乙醇、尿素、鞣酸等的存在下，或热至70℃～100℃，或在X射线、紫外线等射线的作用下，其空间结构发生改变和破坏，导致蛋白质变性，使蛋白质的生物活性丧失，如酶失去催化能力、血红蛋白失去输氧能力等。
在发生的变性过程中不发生肽键的断裂和二硫键破坏，主要发生氢键、疏水键的破坏，使肽链的有序的卷曲、折叠状态变为松散无序。
蛋白质变性后溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。
蛋白质的变性具有不可逆性。
3.蛋白质分子的生物合成及其代谢
在细胞及生物体内，蛋白质的合成是在DNA(基因)的控制之下，必须经过转录和翻译才能完成。
转录的场所一般是在细胞核中进行(线粒体和叶绿体中也有转录过程，原核生物无核，只能在细胞质中进行)。
转录的过程是：基因中的一段DNA分子首先解旋，然后按照碱基互补配对原则，以其中的一条链为模板合成RNA，这样遗传信息就转换成遗传密码，带有遗传密码的RNA称为mRNA。
翻译是在细胞质的核糖体上进行的，mRNA转录完成后通过核孔进入细胞质中与核糖体结合。
核糖体与mRNA结合的第一个位点是AUG，这是起始密码。然后tRNA携带特定的氨基酸，其一端的3个碱基与mRNA对应的碱基配对。mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，这3个相邻的碱基称为密码子。与mRNA上AUG配对的tRNA运载的氨基酸是甲硫氨酸，接着各种tRNA携带着特定的氨基酸依次与mRNA上对应的密码子配对。在核糖体上相邻的tRNA携带的氨基酸，在相关酶的催化下缩合形成肽键，同时产生一分子水。当翻译到一定的时候。
mRNA上出现UAG、UAA、AGA时，由于这3组碱基没有与之对应的tRNA配对，翻译到此结束，所以这3组碱基组合称为终止密码。
按照基因控制蛋白质的合成过程，任何一个蛋白质分子的多肽键上的第一个氨基酸都是甲硫氨酸，但事实并非如此。原因是翻译成的多肽链是一个初级产品，还要经过一定的修饰，加工才能成为能够执行一定生理功能的蛋白质。
在绝大部分的蛋白质分子中，肽链上的第一个氨基酸不是甲硫氨酸，因这个氨基酸在蛋白质分子的修饰加工过程中被修饰掉了。
在人体内蛋白质的代谢是以氨基酸为中心进行的。
内环境中的氨基酸的来源主要有3条：
一是消化吸收来的；
二是通过转氨基作用从糖类转变而来的；
三是体内蛋白质分解。
内环境中的氨基酸的代谢去向主要也有3个：
一是合成新的蛋白质；
二是通过转氨基作用转变成其他的氨基酸；
三是经脱氨基作用分解。
在蛋白质代谢过程中，氨基酸经脱氨基作用形成的含N部分是NH3，NH3对人体是有毒的，但在肝脏中通过肝脏的解毒作用转变成尿素，尿素基本对人体无害，再通过循环系统运至肾脏，以尿液的形成排出体外，或运至皮肤的汗腺以汗液的形式排出体外。
物质代谢包括糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪的代谢。这三类营养物质的代谢枢纽是呼吸作用，主要是通过呼吸作用的中间产物，如丙酮酸、乙酰辅酶A、柠檬酸等中间产物。糖类转变成蛋白质必须通过转氨基作用，将氨基转移给糖代谢的中间产物就能产生新的氨基酸，如将氨基转给丙酮酸即为丙氨酸，
在人体能够合成的氨基酸称为非必需氨基酸，共有12种，还有8种在人体内不能合成，必须从食物中得到的氨基酸称为必需氨基酸，如赖氨酸、色氨酸等。
蛋白质转变成糖类必须经过脱氨基作用，形成的不含氮部分才能转变糖类。
糖类转变成脂肪必须通过乙酰辅酶A，脂肪转变成乙酰辅酶A后才能进入呼吸作用，继而再转变成糖类和蛋白质。
4.蛋白质分子的功能
蛋白质分子结构具有多样性就决定了蛋白质分子具有多种重要的生理功能，对教材进行综合分析后，可以总结出蛋白质的功能有下列五点：
①组成细胞的结构成分，如细胞膜中的蛋白质，染色体中的蛋白质，肌肉细胞中的蛋白质、红细胞中的血红蛋白等；
②运输功能，如细胞膜上的载体蛋白、运输氧气的血红蛋白等；
③催化功能，如催化各种生化反应的酶等；
④调节功能，如生长激素、胰岛素等激素；
⑤免疫功能，如B淋巴细胞受到抗原刺激后产生的抗体是蛋白质，具有与特异性的抗原结合，从而达到清除抗原的目的。
绝大多数酶是蛋白质，也是催化剂。
酶作为催化剂具有一般无机催化剂所具有的一切特点，如只改变反应速度，不改变反应平衡，能够降低反应物的活化能，促进反应的进行，但自身不被消耗掉等。
酶是生物催化剂，除了具有一般的无机催化剂的特点外，还具有生物催化剂所特有的特点，如专一性、高效性、多样性和易受pH值和温度的影响。
酶的专一性是指一种酶只能催化一种物质或同一类物质的化学反应。酶促反应的专一性与酶是蛋白质的结构有关，每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合，但酶分子与底物分子能否结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应，如下图示。
蛋白质分子结构具有多样性，所以酶也具有多样性，在生物体内存在着许许多多酶，催化着生物体内各种各样的生物化学反应，所以酶具有多样性的特点。
影响酶促反应的因素主要是温度和pH值。酶是蛋白质，蛋白质的分子结构和功能状态要受温度和pH值的影响。
温度对酶的影响是：酶的催化能力的发挥有一个最适温度。在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高；达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后酶的催化能力会迅速下降，最后完全失去催化能力。其原因是低温不破坏蛋白质的分子结构，高温会导致蛋白质分子发生热变性，而蛋白质的变性是不可逆的，如右所示。所以在最适温度两侧的曲线是不对称的。
pH值对酶的影响是：酶的催化能力的发挥有一个最适pH值。在低于最适pH值时，随着pH值的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH值时，随着pH值的升高，酶的活性逐渐下降，在最适pH值两侧的曲线基本是对称的，如下所示。
酶的催化能力与时间也有关系：即使在最适温度和pH值的条件下，酶的催化能力也不是一成不变的，酶在“工作”了一段时间后会发生钝化现象，即催化能力开始下降，最后失去催化能力，因为任何蛋白质分子都有一定的寿命，如右所示。这些严重钝化或失去催化能力的酶在细胞中水解酶的作用下会被分解成氨基酸，氨基酸可以再度合成蛋白质。
酶促反应的速度与底物的浓度也有关系：在酶量一定的条件下，在一定范围内会随着底物浓度的增加，反应速度也增加，但底物达到—定浓度后也就不再增加了，原因是酶饱和了，如右所示。
有些酶纯粹是由蛋白质构成的，称为单酶，如胃蛋白酶。
有些酶除蛋白质外还含有非蛋白部分，或者还需要一些其他物质的参与才能发挥作用，这样的酶称为复酶，其中非蛋白部分称为辅助因子。
辅助因子有一些是简单的离子，如：Cl-是唾液淀粉酶的辅助因子；Mg2+是参与葡萄糖降解的一些酶的辅助因子；Fe2+是氧化物酶的辅助因子；Cu2+是细胞色素酶等的辅助因子等。
有些离子与底物和酶结合起来使酶分子的构象稳定，从而保持其活性；有些离子是酶促反应的作用中心。有些辅助因子是有机化合物，特称为辅酶，如B族维生素就是一种羧化酶的辅酶等。
5.蛋白质分子的进化
比较不同生物体内执行相同生理功能的蛋白质分子的结构是确定生物之间亲缘关系的常用方式，被称为生物进化分子生物学方面的证据。如细胞色素C普遍存在于动植物的线粒体中，它是由104个氨基酸组成的一种呼吸色素，近年来，对不同物种的细胞色素C的氨基酸排列顺序进行了测定，其结果见下表。
生物名称 黑猩猩 猕猴 马 鸡 果蝇 小麦 酵母菌 红螺菌
与人类氨基酸差异数 0 1 12 13 27 35 44 65
这种在同一种蛋白质分子中氨基酸分子差异数越小，亲缘关系就越近，反之则越远。
科学家估计，蛋白质分子的进化速度大约每2000万年蛋白质分子中有1%的氨基酸发生替换。
从对细胞色素C的研究结果看出，人与黑猩猩的亲缘关系最近，从共同的祖先分化成两个物种的时间还不到2000万年，而人和黑猩猩与猴子发生分歧的时间大于2000万年。
■以蛋白质为例的综合分析方法
(一)生理卫生和高中生物两本书多处涉及到蛋白质的有关知识点
蛋白质特点 ①氨基酸种类：氨基酸种类/氨基酸数量/氨基酸排列顺序/空间结构；②变性作用
蛋白质结构 ①基本单位—氨基酸/②化学结构—多肽/③空间结构：二级结构/三级结构/四级结构
蛋白质功能 生命活动的体现者：①肌肉蛋白/②酶—生催化剂/③抗体蛋白—特异性免疫/④血红蛋白—O2载体/⑤纤维蛋白原—凝血功能/⑥胰岛素—调节糖代谢
蛋白质代谢 ①食物中蛋白质供给/②消化/③吸收/④运输/⑤合成代谢/⑥分解代谢/⑦代谢终产物排出体外/⑧肝脏解毒：NH3→尿素
蛋白质合成 ①转录/②翻译/③中心法则
生物进化证据 ①细胞色素c②血红蛋白(Hb)
(二)以蛋白质代谢为中心将有关知识图解归纳如图(核心内容是氨基酸代谢的三个来源，三个去路)
[例3] 胰岛素分子是一种蛋白质分子，现有如下材料：
①胰岛素含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含
有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个
“一SH"连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，图示
为结晶牛胰岛素的平面结构示意图。
②不同动物的胰岛素的氨基酸组成是有区别的，现把人和其他动物的胰岛素的氨基酸组成比较如下：
猪：B链第30位氨基酸和人不同；
马：B链第30位氨基酸和A链第9位氨基酸与人不同；
牛：A链第8、1．0位氨基酸与人不同；
羊：A链第8、9、10位氨基酸与人不同；
天竹鼠：A链有8个氨基酸与人不同，B链有10个氨基酸与人不同。
根据以上材料回答下列问题：
(1)胰岛素分子中含有肽键 个。控制合成胰岛素的基因中至少有 碱基。
(2)这51个氨基酸形成胰素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了 。
(3)人体中胰岛素的含量低，会导致血糖浓度过高，尿液中有葡萄糖，称为糖尿病，其最佳的治疗方法是使用胰岛素，但只能注射不能口服，原因是 。
(4)前面所列的口甫乳动物和人的胰岛素都由51个氨基酸构成，且在氨基酸组成上大多相同，由此可以得出的结论是 。
(5)人与这几种动物在胰岛素分子上氨基酸组成差异的大小，说明 。
(6)如果要为糖尿病人治疗必须用动物体内的胰岛素的话，最适宜的动物是 。
[析]
(1)从材料①中可知，由51个氨基酸组成的具有二条肽链组成的胰岛素分子中应含的肽键数目是51-2=49个，根据mRNA上三个碱基决定一个氨基酸，基因中有2条链，所以控制胰岛素合成的基因中的碱基数：51×3×2=306；
(2)51个氨基酸分子合成胰岛素分子后，分子量的减少量应是形成肽链时脱下的水分子数(18×49)和形成二硫键时脱下的H(l×6)，所以相对分子量减少了18×49+l×6=888；
(3)解答此小题，要求同学有知识迁移的能力，在消化道中有各种消化液，能消化各种营养物质，如大分子糖类(淀粉)、蛋白质、脂肪等不溶于水的物质，这些物质在消化道内通过消化液的作用，将其分解为能溶于水的小分子有机物如葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪等，原有物质的大分子结构遭到破坏。胰岛素在消化液的蛋白酶和肽酶的作用下分解为氨基酸而失去其活性，所以只能注射不能口服；
(4)材料②给我们列出的各种生物胰岛素之间的氨基酸差异，反映出不同的哺乳动物体内胰岛素分子中氨基酸组成大部分是相同的，说明这些动物之间的亲缘关系很近，是由共同的古代原始祖先进化而来的；
(5)不同动物胰岛素中氨基酸组成差异的大小反映了各种动物与人亲缘关系的远近，差异数越小，亲缘关系越近，反之则越远。
(6)用动物胰岛素治疗人的糖尿病时，选用亲缘关系最近的动物，治疗效果最好。
[答案] (1)49 306 (2)888 (3)胰岛素是蛋白质，如口服会被消化道内的蛋白酶所催化水解而失去作用 (4)这些哺乳动物和人都有共同的原始祖先 (5)这几种哺乳动物与人的亲缘关系有远有近，差异越大亲缘关系越远，差异越小，亲缘关系起近 (6)猪
[练习] 下面是人体蛋白质代谢示意图，请根据图回答：
(1)①过程在小肠部位需要的酶是 。
(2)②过程吸收的方式是 ，该吸收方式需要细胞膜上的 协助才能完成，这种质的性质直接由 决定。
(3)图中④称为 ，能够通过④合成的氨基酸称为 氨基酸。
(4)图中⑤过程发生在新陈代谢的 过程中，完成⑤⑥过程速度最快的器官或组织是 。
(5)⑥过程是在细胞内的 上完成的，完成该过程的反应称为 ，其内氨基酸顺序直接由 决定。
(6)完成⑧过程的主要器官是 ，属于该器官的 功能。除此之外，该器官还具有 和 基本功能。
(7)⑨所指的物质是 ，完成⑨过程必须经过的⑦过程称为 。
四、核酸
1.核苷酸的分子结构及其性质
构成核酸的基本单位是核苷酸，一个核苷酸分子包括3个部分：一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基。
核苷酸分两大类共8种：核糖核苷酸有4种，主要是碱基有4种，它们是A、U、C、C；脱氧核糖核苷酸也有4种，主要是碱基有4种，它们是A、T、C、C。
核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸分子结构的区别主要是五碳糖的不同，以腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核糖核苷酸为例，它们的分子结构式如下：
2.DNA是遗传物质的证据
自从20世纪初分析出了染色体的成分后，DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质就成了科学家们争论的焦点，DNA在染色体的含量比较稳定不能说明遗传物质肯定就是DNA。
生物学家设计了很多实验来证明遗传物质到底是DNA还是蛋白质的实验，其中最为经典的一个实验便是高中生物教材上介绍的噬茵体侵染细菌的实验。
噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，是由一个蛋白质构成的多面体的外壳和一个DNA芯子组成，噬菌体在侵染细菌时通过电镜观察和同位素示踪等方法，证明侵入细菌内部的是DNA，蛋白质的外壳则留在细菌的外面，从而确定噬菌体的性状是由噬菌体的DNA控制的，而不是蛋白质控制的。
DNA是遗传物质的另一个证据是细菌转化实验。
转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质(DNA或RNA)而表现出后者的遗传性状，或发生遗传性状改变的现象。
在1928年，Griffth·F用肺炎双球菌的两个品系有荚膜的肺炎双球菌和无荚膜的肺炎双球菌为实验材料首先发现了细菌的转化现象。
用有荚膜的肺炎双球菌感染老鼠，老鼠得肺炎死亡，并从其体内分离出有荚膜的肺炎双球菌。
用无荚膜的肺炎双球菌感染老鼠，老鼠不得肺炎，体内也分离不出肺炎双球菌，说明有荚膜的肺炎双球菌有感染能力，无荚膜的肺炎双球菌无感染能力。
将有荚膜的肺炎双球菌高温杀死后注入老鼠体内，老鼠不得肺炎，但当高温杀死的有荚膜肺炎双球菌和无荚膜的肺炎双球菌混在一起注入到老鼠体内，老鼠就得肺炎而死亡，并在其体内分离出有荚膜的肺炎双球菌，如下图所示。
1944年，Avery·O．T等人把有荚膜的肺炎双球菌中的DNA和蛋白质分离开来，将有荚膜的肺炎双球菌的DNA加入到培养基中培养无荚膜的肺炎双球菌，结果发现少量的无荚膜肺炎双球菌转化成有荚膜的肺炎双球菌，而且有荚膜性状能稳定地遣传下去由此证明肺炎双球菌的荚膜这一性状是由DNA控制的，不是由蛋白质控制的。
3.DNA的分子结构、DNA的复制和基因突变
构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，许许多多脱氧核苷酸通过一定的化学键连接起来形成脱氧核苷酸链，每个DNA分子是由两条脱氧核苷酸链组成。
DNA分子结构的特点是：
①DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替排列的两条主链；
②两条主链是平行但反向，盘旋成的规则的双螺旋结构，一般是右手螺旋，排列于DNA分子的外侧；
③两条链之间是通过碱基配对连接在一起，碱基之碱基间是通过氢键配对在一起的，其中A与T以2个氢键相配对，C与C这间以3个氢键配对。
所以在一个DNA分子中，C和C的比例较高，则该DNA分子就比较稳定。
DNA分子结构具有相对的稳定性是由两个方面决定的：
一是基本骨架部分的两条长链是由磷酸和脱氧核糖相间排列的顺序稳定不变；
二是空间结构一般都是右旋的双螺旋结构。DNA分子的多样性是由碱基对的排列顺序的多样性决定的。
DNA分子的特异性是指对于控制某一特定性状的DNA分子中的碱基排列顺序是稳定不变的，如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不论是何人，这段DNA分子中的碱基排列顺序是稳定不变的。
DNA复制的场所主要在细胞核，时间是细胞分裂间期。但在细胞质中也存在着DNA复制，如线粒体和叶绿体中的DNA也要复制，而且这些DNA复制的时间不一定在细胞分裂的间期。
DNA复制的特点有两点：
边解旋边复制和半保留复制。
半保留复制是指：新复制出的两个DNA分子中，有一条链是旧的，即原来DNA的；另一条链是新合成的。半保留复制的特点常被用于计算新链和旧链在复制若干代后所占的比例。
DNA复制需要满足4项基本条件：
①模板：开始解旋的DNA分子的两条单链；
②原料，是游离在核液中的脱氧核苷酸；
③能量：是通过水解ATP提供；
④酶：酶是指一个酶系统，不仅仅是指一种解旋酶。
能够保证复制时正确无误，有二个原因：
①模板是精确的；
②碱基互补配对是严格的。
复制是严格的，在正常情况下是不会发生差错的。但在内外因素的干扰下，也有可能在复制时发生差错，从而导致基因突变的发生。
根据这个原理，有人为因素(适宜剂量的各种射线或某些化学药品)干扰DNA的复制，促使其产生基因突变。
基因突变是不定向的，人为条件只是提高基因突变的频率，但不能控制基因突变的方向。
4.RNA的分子结构及其转录
RNA分子是许许多多核糖核苷酸分子连接而成的链状结构。
RNA分子都是单链的。
根据RNA分子功能的不同，分为3种类型：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。
mRNA的功能将基因中的遗传信息传递到蛋白质上；mRNA的空间结构是链状的。
tRNA的功能是识别遗传密码和运载特定的氨基酸；tRNA的空间结构是呈三叶草形，tRNA-端大环上的3个碱基能够与mRNA的密码子配对，识别密码子，所以这3个称为反密码子。
rRNA是核糖体中的RNA，在蛋白质合成的过程中起重要的作用(具体不作要求)；rRNA具有特定的空间结构，是核糖体的核心部位。RNA都是从DNA上转录下来的。
转录的场所是在细胞核，其中合成rRNA是在细胞核中的核仁部位完成的，核仁是形成核糖体的场所。
mRNA和tRNA是在细胞核中核仁以外的部位转录的。转录是以DNA分子中(基因中)的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
5.遗传信息和遗传密码
遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸排列顺序或碱基的排列序列，位置在DNA分子上。
一般认为遗传信息在有遗传效应的一段DNA分子的一条链上，称为信息链。
另一条链上的碱基序列不代表遗传信息，但不是没有作用，其功能是对DNA分子的双螺旋结构起稳定作用，在复制的时候起模板作用。
以DNA一条链为模板转录成mRNA，mRNA上的碱基排列顺序称为遗传密码。
所以经过转录后，遗传信息就转化成遗传密码。
遗传密码的位置在mRNA，mRNA上相邻的3个碱基决定—个氨基酸，这3个相邻的碱基称为密码子。遗传密码现已查明，共有64个密码子，其中有61个有效密码子，代表着20种氨基酸；每种氨基酸的密码子数目差别很大，有些氨基酸有几种密码子，如亮氨酸一共有6个密码子(UUA、UUG、CUU、CUG、CUA、CUC)，而甲硫氨酸只有一个密码子(AUC)。
在地球上，除极少数的生物(如某些原核生物有小部分不同)外，遗传密码是通用的，这说明地球上的所有生物都是由共同的祖先进化而来的。
6.中心法则
中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。
在某些病毒中的RNA自我复制(如烟草花叶病毒等)和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)是对中心法则的补充。RNA的自我复制和逆转录过程，在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中后才发生。
逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶，它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。在基因工程中是获得目的基因的重要手段。
[例4] (99上海)含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将GO代细胞移到含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如图所示。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置，请回答：
(1)G0、G1、G2三代DNA分子离心后的试管分别是图中的：
G0 ；G1 ；G2 。
(2)G2代在①、②、②三条带中DNA数的比例是 。
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：
条带① ；条带② 。
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是 。DNA的自我复制能使生物的 保持相对稳定。
[析] 本题考查学生对DNA分子结构、DNA分子半保留复制和DNA复制与细菌繁殖关系等知识的掌握，同时也联系到了同位素方面的有关物理和化学方面的知识。
32P是31P的同位素，分子量要比31P大，所以32P-DNA分子在质量上比31P-DNA分子要重。而一条链为32P和另一条链为31P的DNA分子在质量上介于两者之间。
如果把这3种DNA的氯化铯溶液置于离心管中进行高速离心，利用高加速度，能把这3种DNA分子彼比分开。
32P-DNA分子最重，在试管的最下部；31P-DNA分子最轻，在试管的最上部；一条链含31P，另一条链含32P的DNA分子质量居中，位于试管的中间。
G0代细胞是在31P的培养基中培养了若干代后得到的细胞，其中的DNA分子上均有31P，经密度梯度离心后应在试管的最上部。
G0代细胞在含32P的培养基上培养一代，得到的G1细胞，由于复制是半保留复制，其中的DNA分子中一条链上含31P，另一条链上含有32P。这样的DNA分子经密度梯度离心后，应在试管的中部。
G0代的一个细胞培养到第二代，应有4个细胞，其中2个细胞的DNA分子中一条含有31P，另一条链含有32P，另2个细胞的DNA分子中均为32P。所以提取G2代的细胞的DNA分子，经密度梯度离心后，其中的DNA分子有一半在试管的中部，另一半在试管的下部。
[答案] (1)A B D (2)0∶1∶1 (3)31P 31P 32P (4)半保留复制 遗传特性
[例5] 已知甲、乙、丙3种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方式分别用下图表示。请对图仔细分析后回答下列问题：
(1)根据我们所学的内容，这3种类型的病毒分别属于：
甲 ；乙 ；丙 。
(2)图中哪两个标号所示的过程是对“中心法则”的补充 。
(3)图中1、8表示遗传信息的 ；图中2、5、9表示遗传信息的 ；图中3、10表示遗传物质的 ，该过程进行所必需的物质条件是 。
(4)图中7表示遗传信息的 ；此过程需有 的作用。这一现象的发生，其意义是 。
[析] 按照中心法则，遗传信息的传递方式有3种：DNA的自我复制；RNA的自我复制；以RNA为模 板进行的逆转录。中心法则的主要内容是DNA的复制和以DNA为模板进行的转录和翻译的过程，RNA的自 我复制和以RNA为模板进行的逆转录仅在病中有此过程，在有细胞结构的生物体中，正常情况是不存在 的。在感染某些病毒后才有可能有此过程，所以被称为对中心法则的补充。在高中生物教材上提到的病毒只有3种：噬菌体、烟草花叶病毒和致癌病毒。噬菌体的遗传物质是DNA，甲所示的传递过程与此相符；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，但无逆转录酶，所以乙所示的传递过程与此相符；致癌病毒的遗传物质是RNA，但具有逆转录酶，所以丙所示的传递过程与此相符。
[答案] (1)噬菌体 烟草花叶病毒 致癌病毒 (2)6 7 (3)转录 翻译 复制 模板、酶、原料(脱氧核苷酸)、能量(ATP) (4)逆转录 逆转录酶 对中心法则的补充
[例6] 右边的分子结构式为某种核苷酸，已知分子结构式的右上角部分为腺嘌呤碱基。请仔细观察分析后回答下列问题：
(1)该核苷酸的分子式为 。
(2)该核苷酸的生物学名称为 。
(3)该核苷酸构成哪一种核酸的基本原料
(4)请在图中指出哪一个位置上去掉一个氧便可成为主要遗传物质的基本原料。
(5)如果0.1mol此物质燃烧完全后，把生成物中CO2通人足量Na2O2中，能得到标准状况下多少体积的O2
[析] 该核苷酸的名称为腺嘌呤核糖核昔酸，分子式是：C10H14O7N5P。因为它的五碳糖部分是核糖，它是构成RNA的基本原料。生物体内主要的遗传物质是DNA，构成DNA的基本原料
是脱氧核糖核苷酸，在五碳糖是失去一个氧的位置是由右图中有下划线的哪个氧。
第5小题的计算思路是：2Na2O2 + 2CO2→2Na2CO + O2 0.1molC10H14O7N5P→1molCO2
→1molNa2O2→0.5molO2，再计算标准状况下的体积。 [答案] (1)C10H14O7N5P (2)
腺嘌呤核糖核苷酸 (3)RNA (4)见图 (5)12.2L
---------The end---------
2003-10-15
糖 类
脂 类
蛋白质
核 酸
蛋白质分子的功能
联系桥梁是有氧呼吸
有机物
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生物专题（五）
生物的生殖与发育
湖北 张代林
一、高考展望
本专题内容在历年高考中所占的分量并不大，但是常考内容之一。本专题考查的重点是减数分裂和有性生殖细胞的形成、植物胚的发育过程、动物个体发育中囊胚与原肠胚的特点及三胚层的分化、植物组织培养及细胞的全能性等。在复习中，我们应注重对以下几个方面知识的掌握：减数分裂各个时期细胞图像的识别、减数分裂中DNA、染色体的变化规律、胚及胚乳的基因型和染色体的组成、羊膜及羊水的意义等。同时，在复习中还要注意与其他章节的联系，如减数分裂与有丝分裂的区别与联系、减数分裂与基因的分离规律和自由组合规律的联系、植物个体发育与遗传物质的变化等。
在高考中，本专题的常考题型为选择题，且以图形题的题型较为常见。
二、考点透析
1．有性生殖与无性生殖的比较
项目 无性生殖 有性生殖
不同点 生殖细胞 可产生生殖细胞（如孢子），但不经过生殖细胞的结合 产生生殖细胞，一般要经过两性生殖细胞的结合
过程
亲代性状保持 子代基本保持母体的性状，变异小，是保持亲本优良性状的生殖方法 子代具有双亲的遗传性，变异性强，不利于亲本性状的保持
后代适应能力 弱 强
相同点 都能产生新个体，繁殖后代，使种族得以延续
2．几种特殊的生殖方式
（1）试管婴儿
一般过程：体外受精，受精卵在体外发育一段时间后，将胚胎移植到子宫内继续发育。
实质：属于有性生殖，与人类正常生殖情况相比，主要是改变了受精的场所。
（2）克隆：
一般过程：将体细胞的细胞核移到去核的卵细胞中，将这种组合式卵细胞移植到子宫内，逐渐发育为成一个新个体。
实质：为体细胞培养繁殖，属于无性生殖。
（3）组织培养
①体细胞组织培养
一般过程：植物体细胞在离体的情况下，在组织培养基上经细胞分裂、细胞分化逐渐形成一个新植株。
实质：属于无性生殖。其原理是植物体细胞的全能性。
②花药离体培养
一般过程：成熟花粉不经过受精，直接经组织培养为单倍体植株。
实质：有性生殖细胞离体培育为新个体，属于有性生殖。
（4）病毒的生殖
病毒的生殖方式是复制，应属于无性生殖。
3．有丝分裂与减数分裂的比较（对二倍体而言）
项目 有丝分裂 减数分裂
不同点 母细胞 体细胞 性原细胞
分裂次数 1次 2次
分裂过程 前期 染色体散乱分布在细胞中央，有同源染色体 第一次分裂：同源染色体联会，出现四分体，有交叉互换现象
第二次分裂：染色体散乱分布，无同源染色体
中期 染色体的着丝点有规律地排列在细胞中央，有同源染色体 第一次分裂：四分体排列在赤道板的两侧
第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
后期 染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，有同源染色体 第一次分裂：四分体分开，移向两极
第二次分裂：与有丝分裂相同，但无同源染色体
同源染色体行为 无同源染色体联会、无四分体，不出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换 有同源染色体联会、有四分体，出现同源染色体的分离和四分体内非姐妹染色单体的交叉互换
子细胞数目 2个 雄性：精子4个，雌性：卵细胞1个+极体3个
子细胞类型 体细胞 成熟的生殖细胞（精子或卵细胞）
子细胞染色体数 与亲代细胞相同 比亲代细胞减少一半
子细胞间遗传物质 几乎相同 不一定相同
4．有丝分裂与减数分裂的图形判别
现以二倍体生物（2N）为例，说明有丝分裂与减数分裂的图形判别方法：
注意：上面的图形判别方法只适合二倍体生物。
5．减数分裂与遗传基本规律间的关系
对于真核生物而言，减数分裂是遗传基本规律的基础，基因的分离定律、基因的自由组合定律都是减数分裂过程中，随着染色体的规律性变化，染色体上的基因亦随之进行规律变化的结果。
在减数分裂第—次分裂过程中，联会的同源染色体的非姐妹染色单体之间对应片段的部分发生的交叉互换，结果会使每条染色体上都会有对方的染色体片段，这是基因互换的基础，后期，当同源染色体被纺锤蝗丝牵引移向两极时，位于同源染色体上的等位基因，也随着同源染色体分开而分离，分别进入到不同的子细胞，这是基因分离定律的基础，在等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合，这是自由组合定律的基础。
6．被子植物的子房与果实形成
（1）一个子房发育为一个果实，一个胚珠发育为一粒种子，一粒种子的形成需要一粒花粉，而一粒花粉含有两个精子，其中一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，一个精子与两个极核结合形成一个受精极核。
（2）子房形成果实（含染色体数目变化）
（3）果实各部分基因型的判定
正交：♀AA×♂aa →
反交：♀aa×♂AA →
结论：在果实各部分结构中，胚来源于受精卵，包含双亲的遗传物质，正交与反交结果一致；胚乳细胞来源于受精极核，也含双亲的遗传物质，但其中母方提供两个极核，父方提供一个精子，故正交与反交结果不一致；种皮、果皮都是由母方的结构变化而来，无论正交与反交，其遗传物质与母方完全相同。
7．羊膜的进化意义
两栖动物还摆脱不了水的限制，两柄动物的生殖和发育（初期）必须在水中，直接
依赖外界水环境，所以，两栖类动物不是真正的陆生脊椎动物。羊膜是从爬行动物开始出现的，羊膜内有充足的液体——羊水，保证了胚胎发育对水环境的需求，从而解除了个体发育中对外界水环境的依赖，羊膜为脊椎动物的完全陆生打下了基础，同时羊膜内的羊水能缓冲震荡，防止内部的胚胎出现机械损伤。
8．胚后发育的两种方式
（1）直接发育：幼体与成体在结构、生理方面相似，幼体经生长和性成熟直接发育为成体。如哺乳类、鸟类、爬行类。
（2）变态发育：幼体与成体在结构与生理方面差别特别大，在成体之前必须首先发生这些方面的改变，即变态，然后经生长、性成熟发育为成体。如昆虫、两栖动物。
三、经典回放
【例1】（2004年全国卷Ⅰ）一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞的第二次分裂正常。另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体的姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常配子）。上述两个初级减数分裂的最终结果应当是
A．两者产生的配子全部都不正常
B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子都不正常
C．两者都只产生一半不正常的配子
D．前者产生的配子都不正常，后者产生一半不正常的配子
【解析】要解答此题，最根本的是要掌握减数分裂的过程。初级精母细胞的减数分裂的第一次分裂过程，是同源染色体分离，分别进入两个次级精母细胞。若此过程中有一对同源染色体不发生分离，则形成的两个次级精母细胞中，一个会多一条染色体，一个会少一条染色体，最终形成的四个配子（精子）都不正常。次级精母细胞进行的减数分裂第二次分裂，是姐妹染色单体的分开，平均分配到两个配子（精子）中，若此过程中有一条姐妹染色单体不发生分开，则最终形成的两配子（精子）都不正常。
【答案】选D。
【例2】（2004年天津卷）粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为
A．8个、7条 B．8个、14条 C．4个、7条 D．4个、14条
【解析】本题考查减数分裂与有丝分裂过程中染色体的变化。粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体，两个粗糙脉孢菌融合后的二倍体含14个染色体，减数分裂后，染色体减半，随后的有丝分裂染色体不变，所以，每个子细胞中的染色体数为7。一个融合细胞经减数分裂形成4个子细胞，再进行一次有丝分裂，最终可形成8个子细胞。
【答案】选A。
【例3】（2003年全国新课程卷）甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
A．有丝分裂 B．分化 C．减数分裂 D．全能性
【解析】高体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织，脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官，再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，其细胞的分裂方式为有丝分裂，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。
【答案】选C。
【例4】（2001年广东河南）下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势（横坐标为发育时间）。其中正确的是
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【解析】本题直接涉及的知识是蛙胚的发育中由受精卵至囊胚阶段的DNA总量、每个细胞体积和有机物总量的变化。这些知识在教材中并未在胚的发育部分明确指出，需要考生综合有丝分裂、新陈代谢及教材中胚胎发育图解所示的含义等有关知识进行综合分析回答，所以本题在能力方面，主要考查考生对学科内知识的综合能力，同时也考查运用简单的图表，描述生命现象的能力。
该题的解题思路，应结合有关知识对表示DNA总量、细胞体积和有机物总最的变化等坐标图逐一分析，然后选择供选答案。蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，故DNA的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全部来自卵黄，并非来自外界，故分裂后的细胞体积越来越小，当然所有细胞的体积也不会增大。同时，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量亦减少。
【答案】选A。
【例5】下列四个细胞图中，属于二倍体生物精子细胞的是
【解析】本题考查减数分裂识图。二倍体生物中，同源染色体（形状、大小相同，在减数分裂过程中配对的染色体）在体细胞中成对存在，在性细胞中成单存在，这是因为性细胞是经过减数分裂形成的，其同源染色体在减数分裂第一次分裂已分开的缘故。精子细胞中的染色体不含有染色单体，是因为减敷分裂第二次分裂时，着丝点分开，一条染色体变成两条染色体。
【答案】选D。
【例6】一株纯黄玉米与一株纯白玉米相互授粉，比较这两株玉米结出的种子的胚和胚乳细胞的基因型，其结果是
A．胚的基因型不相同，胚乳细胞的相同 B．胚的基因型相同，胚乳细胞的不相同
C．胚和胚乳细胞的基因型都相同 D．胚和胚乳细胞的基因型都不相同
【解析】被子植物有双受精现象，它的胚是一个精子和一个卵细胞受精形成的受精卵发育而来，胚乳是一个精子和两个极核受精形成的受精极核发育而来。纯合体的同一株玉米植株上产生的卵细胞、极核、花粉粒及其萌发成花粉管中两个的精子的基因型组成相同。据题意可设黄玉米植株的基因型为AA，白玉米的基因型为aa，两株植株相互授粉的示意如下：
可见，两株玉米的胚的基因型都是Aa，胚乳的基因型则有两种—AAa，Aaa。
【答案】选B。
四、自我检测
一、选择题（均为单项选择题）
1．在适宜时期取材，能观察到植物细胞同源染色体配对现象的实验材料是
A．根尖 B．茎尖 C．花药 D．种子
2．四个精原细胞经过减数分裂，形成
A．4个二倍体的精细胞 B．8个单倍体的精细胞
C．16个单倍体的精细胞 D．4个单倍体的精细胞
3．人体各器官和系统的生长发育模式大体归为四种类型，如右图（图中100％表示达到了20岁的程度）。其中属于生殖系统发育曲线的是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
4．在卵裂期蛙胚的特点是
A．动物半球的卵黄含量高，细胞分裂慢
B. 动物半球的卵黄含量高，细胞分裂快
C．植物半球的卵黄含量高，细胞分裂快
D. 植物半球的卵黄含量高，细胞分裂慢
5．研究表明，大多数动物如蛙的受精卵在卵裂期随着卵裂的进行胚胎的体积并不增大，但胚胎细胞核的总质量与细胞质的总质量（核/质）比值却发生变化。下列符合卵裂期核质质量比值变化趋势的示意图是
6．下图是细胞分裂过程中，细胞核内的染色体数或DNA含量的变化曲线图表，根据图回答下列问题：
a b c d
其中表示减数分裂过程中DNA含量变化与有丝分裂过程中染色体数目变化的曲线分别是
A．d、b 　　B．b、a　　　C．a、b 　D．d、c
7．右图为某哺乳动物的一个细胞示意图，它属于
A．卵原细胞 B．初级卵母细胞
C．次级卵母细胞 D．卵细胞
8．当蛙胚发育到三个胚层时，受外界条件影响停止发育。这时的蛙胚时期和不发育的主要生态因素分别为
A．囊胚期和温度 　　　　　　B．原肠胚期和温度　　
C．囊胚期和阳光 　　　　　　D．原肠胚期和阳光
9．在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里的器官形成。可是如果在原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈下肢的部分，移植到另一蝾螈的胚胎，将发育为一条额外的腿。这说明
A．原肠胚末期出现了细胞分化
B．原肠胚末期已开始了组织和器官的形成
C．细胞是全能的
D．原肠胚已出现了三个胚层
10．下图中甲、乙都表示被子植物个体发育中胚和胚乳的发育情况，下列判断中正确的是
A．b表示胚的发育，图甲表示玉米种子的形成
B．b表示胚乳的发育，图甲表示大豆种子的形成
C．c表示胚的发育，图甲表示大豆种子的形成
D．c表示胚乳的发育，图甲表示玉米种子的形成
11．下图是同一种动物体内有关细胞分裂的一组图像，下列说法中正确的是
A．具有同源染色体的细胞只有②和③
B．动物睾丸中不可能同时出现以上细胞
C．②所示的细胞中不可能有基因重组
D．上述细胞中有8条染色单体的是①②③
二、简答题
1．下图的五个细胞是某一生物个体的不同细胞的分裂示意图。请回答以下问题：
（1）A、B、C、D、E中属于有丝分裂的是 ，属于减数分裂的是 。
（2）A细胞有 条染色体，有 个DNA分子，属于 期。
（3）具有同源染色体的细胞有 。
（4）染色体与前一时期比，暂时加倍的细胞有 。
（5）不具有姐妹染色单体的细胞有 。
（6）A细胞经分裂形成的子细胞是 ，染色体有 条。
2．下图表示在高等动物的配子生成和融合过程中，细胞核中DNA的相对数量随染色体动态而发生的变化。请据图回答问题：
（1）图中I过程表示 期，其中导致DNA数量发生A→B变化的原因是
（2）图中Ⅱ过程表示 期，其中导致DNA数量发生C→D变化的原因是
（3）图中Ⅲ过程表示 期，其中导致DNA数量发生E→F变化的原因是
（4）图中Ⅳ表示 过程，其中导致DNA数量发生G→H变化的原因是
3．右图为细胞分裂某一时期的示意图。
（1）此细胞处于 分裂时期；此时有四分体 个。
（2）此细胞全部染色体中有DNA分子 个。
（3）在此细胞分裂后的一个子细胞中，含有同源染色体
对。子细胞染色体的组合为 。
参考答案：
一、选择题
1．C 2．C 3．D 4．D 5．A 6．D 7．C 8．B 9．B 10．D 11．C
二、简答题
1．（1）AC BDE （2）8 8 有丝分裂后期 （3）ABCE （4）AD （5）AD
（6）体细胞 4
2．（1）减数分裂间期 复制 （2）减数分裂第一次分裂 同源染色体分离
（3）减数分裂第二次分裂 着丝点分裂染色单体彼此分开
（4）受精过程 精子核和卵细胞核融合
3．（1）减数分裂第一次分裂 2 （2）8 （3）0 1、3；2、4或2、3；1、4
本专题包括：
必修教材：第五章 第一节 生物的生殖 第二节 生物的个体发育
发育
直接产生
母体 新个体
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
配子生成和融合过程中DNA相对数量变化图解
G
H
F
E
D
D
核\质质量比值
0
时间/小时
C
核\质质量比值
0
时间/小时
A
核\质质量比值
0
时间/小时
B
核\质质量比值
0
时间/小时
♀: 黄玉米 ♂:白玉米
Aaa(胚乳)
Aa(胚)
精子：A A
1个卵细胞：a
2个极核：a+a
D
C
B
A
0
④
时间
有机物总量
0
③
时间
所有细胞体积
0
①
时间
DNA总量
0
②
时间
每个细胞体积
子房壁（aa） 果皮细胞（aa） 果皮（aa）
受精卵（Aa） 胚细胞（Aa） 胚（Aa）
受精极核（AAa） 胚乳细胞（AAa） 胚乳（AAa）
珠被（aa） 种皮细胞（aa） 种皮（aa）
子房壁（AA） 果皮细胞（AA） 果皮（AA）
受精卵（Aa） 胚细胞（Aa） 胚（Aa）
受精极核（Aaa） 胚乳细胞（Aaa） 胚乳（Aaa）
珠被（AA） 种皮细胞（AA） 种皮（AA）
果实
有丝分裂
有丝分裂
种子
种皮
珠被
胚乳
（3N）
胚乳细胞
（3N）
受精极核
（3N）
受精作用
2个极核
（N+N）
胚
（2N）
（运送营养）
（产生激素）
有丝分裂
减Ⅰ
出现联会、四分体、
同源染色体的分离、
同源染色体的着丝点
位于赤道板两侧
无上述同源染色体的
特殊行为
减Ⅱ
①染色体上有姐妹染色单体
②有由姐妹染色单体分离后
形成的染色体向两极移动
无上述现象 精细胞或卵细胞
二看姐妹
染色单体
三看同源
染色体行为
有同源
染色体
无同源
染色体
一看有无
同源染色体
细胞分裂图
球状胚体
（2N）
消失
顶细胞
（2N）
胚柄
（2N）
基细胞
（2N）
受精卵
（2N）
受精作用
卵细胞
（N）
胚珠
子叶
胚芽
胚轴
胚根
胚囊
果皮（2N）
子房壁（2N）
子房
C
B
A
4
2
DNA相对数量
① ② ③ ④
乙
d
c
甲
b
a
胚和胚乳的体积
♀:白玉米 ♂:黄玉米
AAa(胚乳)
Aa(胚)
精子：a a
1个卵细胞：A
2个极核：A+A
年龄（岁）
20
14
10
8
6
4
2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0
受精后时间
胚和胚乳的体积
0
受精后时间
两两结合
产生
亲本 两性生殖细胞
合子 新个体
PAGE
1专题七 动物的新陈代谢及其调节
邱国强 (重庆市黔江中学)
****************************************************************************
●知识联系框架
甲状腺激素用 单细胞动物的物质交换
胰岛素 内环境与内环境的稳态
性激素
生长激素 食物的消化与营养物质的吸收
反射 物质代谢过程
反射弧
能量代谢
*****************************************************************************
●重点知识联系与剖析
一、动物的新陈代谢
1.单细胞动物的物质交换
单细胞动物体内与外界环境只相隔一层细胞膜，因而体内与外界直接通过体表进行物质交换。
2.内环境与内环境的稳态
内环境是指人体内(高等的多细胞动物体内)的细胞外液体，是人体细胞赖依生存的液体环境。
内环境就是细胞外液，主要包括淋巴、血浆和组织液，它们之间的关系是：血浆和组织液之间可以通过毛细血管壁互相渗透，组织液可以渗入毛细淋巴管成为淋巴，淋巴只有通过淋巴循环再回到血浆。
可用如下关系式表示：
在研究内环境时，要搞清楚消化道的地位，消化道是动物在进化过程中形成的被围在体内的专门用于消化食物的特殊的外界环境。消化腺分泌的消化液已经脱离子内环境，不属于体液，也不属于细胞外液。
内环境是体内细胞生存的直接环境。由于细胞与内环境之间、内环境与外界环境之间不断地进行着物质交换，因此细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如pH值、渗透压、温度等，但内环境通过机体的调节活动能够维持相对的稳定。
下面以pH值为例作一说明：
人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。
但是在血液中含有许多对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质，每一对缓冲物质都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4等。
当机体剧烈运动时，肌肉中产生大量的乳酸、碳酸等物质，并且进入血液。乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO3发生作用，生成乳酸钠和H2CO3，H2CO3是一种弱酸，而且不稳定，易分解成CO2和H2O，所以对血液的pH值影响不大。血液中增加的C02会刺激呼吸活动的神经中枢，增强呼吸运动，增加通气量，从而将CO2排出体外。当Na2CO3进入血液后。就与血液中的H2CO3发生作用，生成碳酸氢盐，而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。这样由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7.35～7.45之间。
内环境的其他理化性质，如温度、渗透压、各种化学物质的含量等，在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，也都能维持在一个相对稳定的状态。
生理学家把正常机体在神经系统和体液的调节之下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，称为内环境的稳态。
3.物质代谢
(1)营养物质的消化吸收
食物中的营养成分：在植物性食物和动物性食物中，都含有蛋白质、糖类、脂类、水、无机盐和维生素等人及其他动物所必需的营养成分。每种成分对人体都有一定的作用。
在食物中除了上述六大营养要素外，还有第七营养要素，主要包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、琼脂等。这些物质不能被体内的消化酶所分解，也不能被机体吸收利用，但对于维护身体健康，具有其他营养素所不能代替的作用。这第七营养要素称为膳食纤维。
(2)消化和吸收
在食物的营养成分中:
蛋白质、淀粉和脂肪是不溶于水的大分子有机物，必须经过消化，转变成能溶于水的小分子有机物才能被吸收。
水、无机盐和维生素(脂溶性维生素如VD、VA等也不经消化就能被直接吸收)这三类营养物质是都能溶于水的小分子有机物，不经过消化就可被直接吸收。
动物的消化方式有细胞内消化和细胞外消化两种:
单细胞动物的消化方式是细胞内消化；
低等的多细胞动物兼有两种消化方式，如水螅、海蜇、海葵、珊瑚等腔肠动物；
高等的多细胞动物消化方式只有细胞外消化，但还保留着细胞内消化方式，如白细胞吞噬细菌，这种方式的生理意义是免疫，对保护机体的健康是非常有利的。
高等动物的细胞外消化有两种形式：
物理性消化和化学性消化。
物理性消化是指牙齿的咀嚼、舌头的搅拌、胃肠的蠕动等，物理性消化只改变食物的形态，但不改变食物的分子结构；
化学性消化是指在消化酶的作用下，将大分子的不溶于水的脂肪、蛋白质和淀粉，分解成为能溶于水的小分子有机物的过程，化学性消化改变了食物的分子结构。
营养物质吸收的主要场所是小肠:
小肠几乎能吸收所有经过消化后的营养物质。
胃和大肠也具有一定的吸收功能，但对葡萄糖、氨基酸及甘油和脂肪酸是不能吸收的。
(3)物质代谢过程
物质代谢包括糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪的代谢。这三类营养物质的代谢枢纽是呼吸作用，主要是通过呼吸作用的中间产物，如丙酮酸、乙酰辅酶A、柠檬酸等中间产物。
糖类转变成蛋白质必须通过转氨基作用，将氨基转移给糖代谢的中间产物就能产生新的氨基酸，如将氨基转给丙酮酸即为丙氨酸。
蛋白质转变成糖类必须经过脱氨基作用，形成的不含氮部分才能转变成糖类。
糖类转变成脂肪必须通过乙酰辅酶A。
脂肪转变成乙酰辅酶A后才能进入呼吸作用，继而再转变成糖类和蛋白质。
在蛋白质代谢过程中，氨基酸经脱氨基作用形成的含N部分是NH3，NH3对人体是有毒的，但在肝脏中通过肝脏的解毒作用转变成尿素，尿素基本对人体无害，再通过循环系统运至肾脏，以尿液的形成排出体外，或运至皮肤的汗腺以汗液的形式排出体外。
4.能量代谢
(1)气体交换的过程
在高等的多细胞动物和人体内，气体交换包括4个连续的过程：
肺的换气，通过呼吸运动完成；
肺泡内气体与血液之间的气体交换，通过气体扩散完成；
气体在血液中的运输，通过循环系统完成；
血液与组织细胞间的气体交换，通过气体扩散完成。
如图右所示。
在图中A处发生的整个过程称为外呼吸。
外呼吸是指机体的内环境与外界环境之间进行气体交换的过程，
它包括肺泡肺通气和肺泡内气体与血液之间的气体交换。通过外呼吸
血液由含O2少、含CO2多的静脉血变成含O2多、含CO2少的动脉血。
在图中B处发生的是内呼吸。
内呼吸是指组织细胞与血液之间的气体交换过程和O2在细胞里
的利用过程。通过内呼吸，血液性质由动脉血转变成静脉血。
在整个气体交换过程中，肺泡里的气体交换和组织里的气体交换原理都是气体扩散，O2和CO2通过细胞膜的方式是自由扩散，不消耗ATP。但外呼吸中的肺通气必须通过呼吸运动完成，是一个耗能的过程，内呼吸中的氧气的利用实际就是有氧呼吸的过程，在这个过程中是要产生ATP的。
(2)能量的释放、转移和利用
在生物体氧化分解有机物的过程中，必定伴随着能量的释放。
释放出的能量分为两部分：
一部分能量是不可转移的，以热能的形式释放出去；
另一部分能量为可转移的能量，用于合成ATP。
所以在生物体内合成ATP的过程是一个能量的转移过程，不能单纯地理解为贮存能量；
在整个新陈代谢过程中能量的贮存应在同化作用过程中。
ATP水解的过程，就其反应式而言是一个释放能量的过程，但在整个新陈代谢过程中，应属于能量的利用过程。在动物体内ATP水解释放的能量用于：肌肉的收缩、神经传导和生物电、吸收与分泌、合成代谢等；在植物体内用于：细胞的分裂、植株的生长、新物质的合成、矿质元素的吸收等。
(3)磷酸肌酸
磷酸肌酸是高等动物体内的一种高能磷酸化合物，在体内的含量较ATP丰富，是高能磷酸键的一种贮存形式，但不能直接用于各项生命活动。
当细胞中的ATP迅速而大量地消耗时，贮存在磷酸肌酸中的高能磷酸键可迅速转移到ATP中，满足生理活动的需要。
在细胞内的ATP富余时，ATP中的高能磷酸键可转移到磷酸肌酸中贮存起来以备急需。磷酸肌酸与ATP之间的关系可用下式表示：
(4)剧烈运动时的供能系统
ATP在高等动物体的贮存量是有限的，在剧烈运动时只能维持3秒钟的消耗，但细胞中的ATP是用不完的，因为有一个ATP的再生系统。
在刚开始剧烈运动时，由于有氧呼吸过程还未及时作出反应，ATP的大量消耗依赖于磷酸肌酸中高能磷酸键的迅速转移来维持ATP的供应，但磷酸肌酸也只能维持十几秒钟的时间，这是剧烈运动过程中第一阶段的供能系统，称为ATP～磷酸肌酸供能系统。
如果运动继续下去，就要依靠无氧呼吸释放少量的能量来维持剧烈运动的需要，这是剧烈运动过程中的第二阶段供能系统，称为无氧呼吸供能系统。但无氧呼吸释放的能量很少，也不能长时间供能，无氧呼吸的产物乳酸在动物体内的积累会降低内环境的pH值，过多的乳酸积累会导致酸中毒。
由于在第一阶段和第二阶段的运动过程中，积累了大量的ADP和NAD+([H]被消耗后产生的一种物质)两种物质，这两物质对有氧呼吸过程有强烈的促进作用，这样经过将近1分钟时间的适应，有氧呼吸速度明显加快，如果剧烈运动持续进行下去，能量主要由有氧呼吸提供。如图所示：
在剧烈运动过程，由于高等动物个体的生理性适应，交感神经兴奋性增加，副交感神经兴奋性降低，心跳加快加强，血液循环的速度加快，运输氧的能力得到加强。血液中CO2的增加刺激呼吸中枢使呼吸运动加快加深，气体交换量也成倍增加。机体供氧量的成倍增加为高强度的有氧呼吸创造了条件。
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●重点知识联系与剖析
二、动物新陈代谢的调节
1.激素和酶的关系
激素和酶都是由生物体内的活细胞产生的，酶一般都是蛋白质，但激素不—定是蛋白质，如胰岛素、生长激素是蛋白质，但性激素不是蛋白质。酶的生理功能是催化生物体内的各种化学反应，使生物体内的各种化学反应能够顺利进行，激素的生理功能是对生物体的各种化学反应进行调节，促进或抑制这些反应的过程，从而达到某种生理效应。
2.外分泌腺和内分泌腺
外分泌腺是有导管的，腺细胞的分泌物进入导管，通过导管排到腺体外，如胰腺的外分泌部、唾液腺、汗腺等。
内分泌腺是没有导管的腺体，其腺细胞的分泌物直接进人血液，通过血液运输到其他的器官并在那 里发挥效应，如胰腺的内分泌部——胰岛，还有甲状腺、垂体等。
3.甲状腺激素
甲状腺激素是一种含碘的氨基酸，在化学上应归为胺类物质。
合成和分泌甲状腺激素的器官是甲状腺，但甲状腺的活动要受到垂体和下丘脑的调节。
下丘脑通过分泌促甲状腺激素释放激素来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素，垂体能通过合成和分泌促甲状腺激素来影响甲状腺的活动，但体内甲状腺激素含量的多少可以反馈性地抑制或促进下丘脑和垂体的活动。具体的调节过程如图所示。
体内甲状腺激素的浓度高于正常水平，就反馈性抑制垂体合成和分泌促甲状腺激素，还要进一步反馈性地抑制下丘脑合成和分泌促甲状腺激素释放因子来减弱垂体的活动，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素的量减少。
如果体内的甲状腺激素的水平下降，则反馈性地促进垂体合成和分泌促甲状腺激素，促进甲状腺激素的合成和分泌。还可以促进下丘脑合成和分泌促甲状腺激素释放激素，进一步促进垂体的活动，使垂体分泌更多的促甲状腺激素，进一步加强甲状腺的活动。上述调节过程称为负反馈调节。
碘是甲状腺合成甲状腺激素的原料，没有碘就不能合成甲状腺激素，此时体内的甲状腺激素不足，通过反馈调节，垂体分泌过多的促甲状腺激素，就有可能使甲状腺的腺泡组织增生而出现甲状腺肥大。
在我国有许多地区的食物中缺碘，这些地区的甲状腺肥大的发病率很高，这种病称为地方性甲状腺肿。
甲状腺激素对人体的发育是至关重要的，特别是对大脑发育的影响，幼儿期缺甲状腺激素对大脑造成的智力损害是不可逆的。所以幼年时缺少甲状腺激素不仅器官发育不良，身体不长，而且智力低下，称为呆小症。
如果地区性食物中缺碘，就会因碘缺乏而造成智力伤害。
我国为消除因碘缺乏造成智力伤害从1995年起实行了“食物加碘”战略。
4.性激素
性激素是属于类固醇激素，主要分为两类：
雌性激素是由雌性动物的卵巢分泌的，作用是促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的形成，激发并维持雌性动物的第二性征和正常的性周期；
雄性激素是由雄性动物的精巢(或睾丸)分泌的，作用是促进雄性动物生殖器官的发育和精子的生成，激发并维持雄性动物的第二性征。
第二性征是指两性在体表上的差异，即雄性动物具有某种特征而雌性动物无此相应特征；第—性征是两性在生殖器官上的差异。
公鸡和母鸡生殖腺的阉割和移植实验就证明了性激素具有激发并维持动物第二性征的作用。
性激素分泌的调节也类似于甲状腺激素负反馈调节过程。
体育运动中运动员禁用的兴奋剂就是类固醇激素或类固醇激素的类似物。长期服用兴奋剂会干扰体内正常的内分泌功能，对健康不利，也违背体育比赛的公平竞争原则。
5.胰岛素
胰腺分为内分泌部和外分泌部两部分：
外分泌部属于消化腺。
内分泌部是分散在胰腺组织中的许多孤立的细胞团称为胰岛，作用是分泌胰岛素。
胰岛素是一种蛋白质，共有51个氨基酸，两条肽链。
胰岛素的生理作用是：促进血糖合成糖元，促进血糖分解，降低血糖浓度。
胰岛素分泌的调节主要是受血糖浓度的反馈调节：
血糖浓度上升，胰岛素分泌量增加，促使血糖浓度降低；
如果血糖浓度降低，胰岛素的分泌量就下降，使血糖浓度升高。
胰岛素分泌的调节过程不受垂体的直接控制。
如果因胰岛病变，胰岛素的分泌量不足或没有，血糖浓度就会升高，当血糖浓度超过肾小管的重吸收极限时，葡萄糖就会随尿液排出体外，因尿液中有葡萄糖，这种病就称为糖尿病。
6.生长激素
生长激素是由垂体分泌的一种含有191个氨基酸组成的一条多肽链，实际也是一种蛋白质。
生长激素的生理作用主要是:
促进幼小动物的生长，对发育几乎没有影响。
生长激素也能促进体内蛋白质的合成，抑制蛋白质的分解，提高对糖类和脂肪的利用率。
人在幼年时缺少生长激素会得侏儒症:
患者身材特别矮小，但智力是与常人一样的。
如果幼年时生长激素分泌过多:会使生长速度过快而身材特别高大，称为巨人症。
成年人分泌过多会使关节软骨、关节头、短骨等处的骨质增生，从而使关节活动不灵活，甚至不能活动，这种病称为肢端肥大症。
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●重点知识联系与剖析
三、神经调节
单细胞的原生动物没有神经系统，对外界刺激作出反应是通过原生质进行的。
多细胞动物对外界刺激作出反应是通过神经系统完成的，其基本方式是反射，完成反射过程的神经结构称为反射弧，组成包括5个部分：感受器、传人神经纤维、神经中枢、传出神经纤维和效应器。反射属于应激性的范畴，是应激性高度进化的产物。
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激素调节
神经调节
物质代谢
动物的新陈代谢及其调节
第 6 页 共 7 页生物专题目录表
序号 题 目
1 专题一：非生命物质与生命活动
2 专题二：生命物质与生命活动
3 专题三：细胞的结构和功能
4 专题四：细胞增殖、个体繁殖和个体发育
5 专题五：光合作用、呼吸作用与碳循环和能量流动
6 专题六：植物的新陈代谢及其调节
7 专题七：动物的新陈代谢及其调节
8 专题八：生态因子对生物生命活动的影响
9 专题九：个体、种群、群落、生态系统和生物多样性
10 专题十：生态环境的保护
11 专题十一：准确掌握“遗传的基本规律”
12 专题十二：神经系统
13 高三生物专题辅导（1）
14 高三生物专题辅导（2）
15 高三生物专题辅导（3）
16 高三生物专题辅导（4）
17 高三生物专题辅导（5）
18 高三生物专题辅导（6）
19 高三生物专题辅导（7）
20 高三生物专题辅导（8）
21 高三生物专题辅导（9）
22 高三生物专题辅导（10）PAGE
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生物专题（六）
遗传、变异和生物的进化
湖北 张代林
一、高考展望
在近几年的高考中，本专题内容所占的分量很重，属于重点考查内容。本专题考查的重点是以填空题的形式考查遗传学的基本概念及其辨析、遗传的基本原理等，以简答题的形式综合考查遗传学知识的实际运用、实验设计与分析等。
在复习中应关注以下热点问题的复习：
（1）验证DNA是遗传物质的思路与方法
（2）DNA分子的结构与复制、基因对生物性状的控制过程以及结合真、原核生物基因的结构弄清DNA、mRNA、tRNA、氨基酸等之间的关系和计算。
（3）遗传基本规律的实质及实践运用。常见人类遗传病的遗传图解的书写、分析及计算。 （4）各种育种方式的方法、原理及流程设计。
（5）细胞质遗传的特点及其物质基础。
（6）自然选择学说的主要内容及相互关系、现代生物进化理论对该学说的发展与完善，基因频率的计算、隔离与物种形成间的关系。
二、考点透析
1． DNA是遗传物质的经典实验中的思路与方法
（1）思路：
验证DNA是遗传物质的两个经典实验：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实验思路基本相同，既将双球菌或噬菌体的DNA与其他化学成分（特别是蛋白质）分离，然后用各种成分分别单独用于转化实验或侵染实验，观察各自的遗传功能。
（2）方法：
两个经典实验的思路虽基本相同，但采用的方法有所不同。在肺炎双球菌转化实验中，是采用直接分离法，即真正将S型菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分与R型菌混合，做体外转化实验。在噬菌体侵染细菌实验中，是采用放射性同位素标记法，间接将DNA与其他成分分离。
（3）引申：RNA是遗传物质的验证
思路：与上述两个实验相同，即可将RNA与其他成分分离，单独研究各自的遗传功能。
实验验证示例：
①烟草花叶病毒＋烟草→烟草花叶病
②分离烟草花叶病毒成分，单独侵染细菌
Ⅰ．烟草花叶病毒RNA＋烟草→烟草花叶病
Ⅱ．烟草花叶病毒蛋白质＋烟草→烟草正常
其中Ⅰ、Ⅱ形成对照
2．碱基互补配对原则及其拓展
（1）碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与c配对的一一对应关系。
该原则是核酸中碱基数量计算的基础。根据碱基互补配对原则，可推知多条用于碱基计算的规律。
（2）碱基互补配对原则的一般规律
规律一：一个双链DNA分子中，A＝T、C＝G、A＋G＝C＋T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。
规律二：在双链DNA分子中，互补的两碱基和（A＋T或C＋G）占全部碱基的比等于其任何一条单链中该种碱基比例的比值，且等于其转录形成的mRNA中该种比例的比值。
如图所示，上述规律可表示为（以DNA分子的一条链2为模板转录形成mRNA）：
（A1＋A2＋T1＋T2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝
（A1＋T1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（A2＋T2）/（A2＋T2＋G2＋C2）
＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）
或： （G1＋G2＋C1＋C2）/（A1＋A2＋T1＋T2＋G1＋G2＋C1＋C2）＝
（G1＋C1）/（A1＋T1＋G1＋C1）＝（G2＋C2）/（A2＋T2＋G2＋C2）
＝（Aˊ＋Tˊ）/（Aˊ＋Tˊ＋Gˊ＋Cˊ）
规律三：DNA分于一条链中的（A＋G）/（C＋T）比值的倒数等于其互补链中该种碱基的比值。
即如图：（A1＋G1）/（C1＋T1）＝（C2＋T2）/（A2＋G2）
规律四：DNA分子一条链中的（A＋T）/（G＋C）比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值。
即如图：（A1＋T1）/（G1＋C1）＝（A2＋T2）/（G2＋C2）＝
（A1＋A2＋T1＋T2）/ G1＋G2＋C1＋C2）
3．DNA的复制
（1）复制的时间：体细胞有丝分裂的间期，原始生殖细胞减数分裂第一次分裂的间期（DNA→ DNA）。
（2）复制的条件：
模板——亲代DNA分子的2条脱氧核苷酸单链分别作为模板
原料——4中脱氧核苷酸 能量——ATP供能 酶——解旋酶、DNA聚合酶等
（3）过程：边解旋边复制 特点：半保留复制
4．真、原核细胞的基因结构的比较
相同点：均有编码区和起调控作用的非编码区。
不同点：原核细胞的基因中编码区是连续的，无外显子和内含子之分；真核细胞的基因中编码区是不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子。
特别提醒：在真核生物中，DNA、mRNA的碱基数及蛋白质的氨基酸数之间6∶3∶1的数量关系中，DNA片段的碱基数其实是该基因片段中外显子所含碱基数目。
5．遗传信息的传递与表达
遗传信息的传递与表达是DNA分子的基本功能，它们分别与生物的生殖和发育有关。遗传信息的传递发生在传种接代过程中，通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递。遗传信息的表达发生在生物个体发育过程中，是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程，通过遗传信息的表达控制个体发育过程。
6．复制、转录和翻译的相互关系
复制 转录 翻译
时间 有丝分裂间期和减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程中
场所 主要在细胞核，少部分在线粒体和叶绿体 细胞核 核糖体
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA中的一条链 mRNA
条件 特定的酶和ATP等
过程 DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应链螺旋化 DNA解旋，以其一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，进入细胞质与核糖体结合 以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
模板去向 分别进入两个子代DNA分子中 恢复原样，与非模板链重新组成双螺旋结构 分解成单个核苷酸
特点 边解旋边复制，半保留复制 边解旋边转录，DNA双链全保留 一个mRNA上可连续结合多个核糖体，顺次合成多肽链
产物 两个双链DNA分于 mRNA等 蛋白质 （多肽链）
意义 复制遗传信息，使遗传信息从亲代传给子代 表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状
7．基因表达与个体发育间的关系
（1）个体发育是从受精卵的有丝分裂开始到性成熟个体形成的过程，在这一过程中，生物个体的各种性状（或表现型）得以逐渐表现。个体发育过程是受遗传物质控制的，发育过程是细胞内基因表达的结果。
（2）个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂，因而含有相同的遗传物质或基因，但生物体不同部位细胞表现出的性状不同，而且不同性状是在个体发育的不同时期表现的，这是因为：
①虽然不同的细胞含有相同的基因，但不同的细胞表达不同的基因，即基因存在选择性表达。如胰岛细胞能表达胰岛素基因，但不表达血红蛋白基因。
②细胞内基因顺序表达的结果。
8．基因分离定律中的解题思路
分离定律的习题主要有两类：一类是正推类型，即已知双亲的基因型或表现型，推后代的基因型或表现型及比例，此类型比较简单。二是逆推类型，即根据后代的表现型或基因型推双亲的基因型，这类题最多见也较复杂，下面结合实例谈谈推导思路和方法。
（1）方法一：隐性纯合突破法
例如：绵羊的白色由显性基因（B）控制，黑色由隐性基因（b）控制。现有一只白色公羊与一只白色母羊，生了一只黑色小羊。试问：公羊和母羊的基因型分别是什么 它们生的那只小羊又是什么基因型？
①根据题意列出遗传图式：
因为白色（B）为显性，黑色（b）为隐性。双亲为白羊，生下一只黑色小羊，有：
②从遗传图式中出现的隐性纯合子突破：
因为子代为黑色小羊，基因型必为bb，它是由精子和卵细胞受精后发育形成的，所以双亲中都有一个b基因，因此双亲基因型均为Bb。
（2）方法二：根据后代分离比解题
①若后代性状分离比为显性∶隐性＝3∶1，则双亲一定都是杂合子。即Bb×Bb →3B ∶1bb。
②若后代性状分离比为显性∶隐性＝1∶1，则双亲一定是测交类型。即Bb×bb→1Bb∶1bb。
③若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。即BB×BB→BB、BB×Bb→1BB∶1Bb或BB×bb→1Bb。
9．用分离定律解决自由组合定律问题
自由组合定律是以分离规律为基础的，因而可用分离定理的知识解决自由组合定律的问题，且用分离定律解决自由组合定律的问题显得简单易行。其基本策略是：
（1）首先将自由组合问题转化为若干个分离定律问题。
在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa×Aa、Bb×bb。
（2）用分离定律解决自由组合的不同类型的问题。
①配子类型的问题
例：某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传，则它产生的精子的种类有：
Aa Bb cc
↓ ↓ ↓
2 × 2 × 1 ＝ 4种
②基因型类型的问题
例：AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有多少种基因型？
先将问题分解为分离定律问题：
Aa×Aa → 后代有3种基因型（1AA∶2Aa∶1aa）；
Bb×BB → 后代有2种基因型（1BB∶1Bb）；
Cc×Cc → 后代有3种基因型（1CC∶2Cc∶1cc）。
因而AaBbCc与AaBBCc杂交，其后代有3×2×3＝ 18种基因型。
③表现型类型的问题
例：AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有多少种表现型？
先将问题分解为分离定律问题：
Aa×Aa → 后代有2种表现型；
Bb×BB → 后代有2种表现型；
Cc×Cc → 后代有2种表现型。
因而AaBbCc与AabbCc杂交，其后代有2×2×2＝ 8种表现型。
10．遗传系谱图中遗传病的确定
（1）首先先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传：
①“无中生有”为隐性遗传病。即双亲都正常，其子代有患者，则一定是隐性遗传病。
②“有中生无”为显性遗传病。即双亲都表现患病，其子代有表现正常者，则一定是显性遗传病。
（2）其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传：
①在已确定隐性遗传病的系谱中：
a．父亲正常，女儿患病，一定是常染色体隐性遗传；
b．母亲患病，儿子正常，一定不是伴x染色体隐性遗传，必定是常染色体隐性遗传。
②在已确定显性遗传病的系谱中：
a．父亲患病，女儿正常，一定是常染色体显性遗传；
b．母亲正常，儿子患病，一定不是伴x染色体显性遗传，必定是常染色体显性遗传。
（3）人类遗传病判定口诀：
无中生有为隐性，有中生无为显性；
隐性遗传看女病，女病父正非伴性；
显性遗传看男病，男病母正非伴性。
11．基因突变的几个问题
（1）发生的过程及时间
基因突变发生在细胞分裂间期（有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期）的DNA分子的复制过程中。
（2）基因突变与生物生殖的对应关系
无性生殖中有丝分裂过程能发生基因突变；有性生殖中减数分裂过程能发生基因突变，因而在无性生殖和有性生殖过程中都存在因基因突变而发生的变异。
（3）发生基因突变的细胞
体细胞可以发生基因突变，这种突变不会导致下一代个体产生变异。有性生殖细胞也可以发生基因突变，这种突变可经受精作用直接传递给后代。
12．变异与育种
育种的基本思路是通过各种方式改变生物的遗传物质，产生各种各样的变异类型，从中选育符合人类要求的变异，然后定向培育为新品种。
（1）几种育种方法的比较
育种方法 育种原理 处理方法 主要不足
诱变育种 基因突变 物理因素、化学因素 预测性差
杂交育种 基因重组 不断自交，连续选择 育种过程繁琐
单倍体育种 染色体数目变异 花药离体培养人工诱导加倍
多倍体育种 染色体数目变异 秋水仙素处理种子或幼苗
特别提醒：杂交育种、诱变育种的可预见性差，人们只能在变异的基础上对变异进行选择，而不能控制变异的方向。
（2）现代新育种技术
利用细胞工程和基因工程定向培育新品种。利用细胞工程和基因工程可以定向改造生物的遗传物质，还能克服种间的界线。
13．染色体组与染色体组数目的判定
染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条；
（1）一个染色体组中不含同源染色体。
（2）一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
（3）一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：
①细胞内形态相同的染色体（同源染色体）有几条，则含有几个染色体组。如右图细胞中相同的染色体有4条，此细胞中有4个染色体组。
②根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，如基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。
14．自然选择学说的基本内容及其相互关系
自然选择的内容主要有4点：过渡繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。其中遗传和变异是生物进化的内在因素，变异是自然选择的原始材料。变异是不定向的，而且是普遍存在的。即使环境没有发生变化，变异也会发生。如果环境变化剧烈，变异发生的频率可能高一些，但不能决定变异的方向。环境只是对变异进行选择，这种选择作用是定向的，被选择的变异类型总是对环境适应的，不能适应的类型终将被淘汰，所以生存下来的生物都是对环境适应的，适应是自然选择的结果。自然选择的具体表现形式是生存斗争，生存斗争是生物进化的动力。
15．现代生物进化理论
（1）种群是生物进化的单位
①种群是生物生存和生物进化的基本单位，一个物种中的一个个体是不能长期生存的，物种长期生存的基本单位是种群。一个个体是不可能进化的，生物的进化是通过自然选择实现的，自然选择的对象不是个体而是一个群体。
种群也是生物繁殖的基本单位，种群内的个体不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
（2）生物进化的原材料——突变和基因重组
可遗传的变异是生物进化的原始材料，可遗传的变异主要来自基因突变、基因重组和染色体变异，在生物进化理论中，常将基因突变和染色体变异统称为突变。
变异是不定向的，变异只是给生物进化提供原始材料，不能决定生物进化的方向。生物进化的方向是由自然选择来决定的。
（3）自然选择决定生物进化的方向
生物进化的实质是种群基因频率的改变。种群中产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向的改变，导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。
（4）隔离导致物种的形成
物种是指分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。物种与物种之间最本质的区别是有生殖隔离。隔离是新物种形成的必要条件，最普遍的方式是一个分布区很广的物种先通过地理隔离形成亚种（如东北虎和华南虎两个亚种的形成），然后长期的地理隔离发展为生殖隔离，形成两个或多个新种。
在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而不需要经过地理隔离，一经出现可以很快达到生殖隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。
14．基因频率的计算
（1）通过不同基因型个体数计算基因频率
例：中心血站调查了1788个MN血型血，其中397人是M型（LMLM），861人是MN性（LMLN），530人是N型（LNLN），请分别计算LM和LN的基因频率。
据题意可知，M型者含有两个LM基因，MN型者含有一个LM基因和一个LN基因，N型者含有两个LN基因，故本题应如此计算：
LM%＝[(2×397＋816)/(1788×2)]×100%＝46.3%，
LM%＝[(816＋2×530)/(1788×2)]×100%＝53.7%。
（2）通过基因型频率计算基因频率
例：在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4%。
则A%＝(18%×2＋78%)×1/2＝18%＋78%×1/2＝57%，
a%＝(4%×2＋78%)×1/2＝4%＋78%×1/2＝43%。
即一个等位基因的频率等于它的纯合子频率与1/2杂合子频率之和。
（3）计算基因型频率
例：在某一人群中，经调查得知，隐性性状者(bb)为16%，基因B的频率为60%，求基因型BB和Bb的频率。
由B的频率为60%，有b的频率为1－60%=40%，设基因型BB的频率为p，Bb的频率为q，则有：p＋1/2q＝60%① 16%＋1/2q＝40%② 联立①②解得基因型BB的频率p＝48%、Bb的频率为q=16%。
（3）计算子代基因型频率
例：假设某动物种群中，一对等位基因B、b的频率B=0.9，b=0.1，其后代基因型为BB、Bb、bb，那么后代三种个体的基因型频率分别为 、 、 。若环境的选择作用使B的频率由0.9降为0.6，选择后地第二代的三种基因型的频率为 、
、 。若这种选择继续保持不变，后代基因型频率的变化规律是 。
选择前，因该动物种群中亲代的基因频率B=0.9，b=0.1，则它们产生的精子和卵细胞均有B、b两种类型，且B=0.9，b=0.1。精子和卵细胞随机结合，形成子代。子代的基因型频率计算如下表。同理可得选择后的基因型频率。
选择前 选择后
由上述数据可知，若选择继续下去，后代中BB将减少，bb将增多。
三、经典回放
【例1】（2004年全国新课程卷Ⅱ）自然界中，一种生物某一基因及突变基因决定的蛋白质的部分氨基酸序列如下:
正常基因 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因1 精氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因2 精氨酸 亮氨酸 亮氨酸 苏氨酸 脯氨酸
突变基因3 精氨酸 苯丙氨酸 苏氨酸 酪氨酸 丙氨酸
根据上述氨基酸序列确定这3种突变基因DNA分子的改变是：
A．突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添
B．突变基因2和3为一个碱基的替换，突变基因1为一个碱基的增添
C．突变基因1为一个碱基的替换，突变基因2和3为一个碱基的增添
D．突变基因2为一个碱基的替换，突变基因1和3为一个碱基的增添
【解析】要解答此题，首先要抓住基因突变的概念。基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换。当DNA分子的碱基对增添或缺失时，会使基因的碱基排列顺序从增添或缺失处到最后都发生改变，进而使基因所决定的氨基酸顺序从此处开始都改变；而当DNA分子的个别碱基对替换时，只会影响一个氨基酸的种类（种类可能变，也可能不变），其他的氨基酸则不会改变。据此，分析上述三个突变基因所决定的蛋白质的部分氨基酸序列可知：突变基因1和2为一个碱基的替换，突变基因3为一个碱基的增添。
【答案】选A。
【例2】（2004年江苏卷）人的血友病属于伴性遗传，苯丙酮尿症属于常染色体遗传。一对表现型正常的夫妇生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。如果他们再生一个女孩，表现型正常的概率是
A．9/16 B． 3/4 C．3/16 D．1/4
【解析】人的血友病属于伴性遗传，男孩患血友病，其致病基因来自于他的母亲，但他的双亲正常，所以他的母亲为血友病携带者，基因型为XHXh，他的父亲的基因型为XHY。人的苯丙酮尿症属于常染色体遗传，男孩患苯丙酮尿症，其致病基因来自于他的双亲，所以他的双亲为苯丙酮尿症的携带者，基因型均为Aa。如果这对夫妇再生一个女孩，则有：XHXh×XHY→1XH XH∶1XHXh（∶1XHY∶1XhY）（女孩均无血友病）；
Aa×Aa→3A ∶1aa（女孩3/4无苯丙酮尿症，1/4有苯丙酮尿症。）
女孩表现型正常的概率为：1×3/4＝3/4。
【答案】选B。
【例3】（2004年江苏卷）镰刀型细胞贫血症是一种遗传病，隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，可见这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰。但是在非洲流行恶性疟疾（一种死亡率很高的疾病）的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定。对此现象合理解释是
A．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子易感染疟疾
B．杂合子易感染疟疾，显性纯合子不易感染疟疾
C．杂合子不易感染疟疾，显性纯合子也不易感染疟疾
D．杂合子易感染疟疾，显性纯合子也易感染疟疾
【解析】自然选择的结果是种群的基因频率发生定向改变。镰刀型细胞贫血症隐性纯合子（aa）的患者不到成年就会死亡，因此这种突变基因在自然选择的压力下容易被淘汰，使a的基因频率下降，因而在一般情况下，人群中的带有这一突变基因的人会极少。但为何在非洲流行恶性疟疾的地区，带有这一突变基因的人（Aa）很多，频率也很稳定呢？这是因为带有这一突变基因的人（Aa），不利于疟原虫的生存，不易感染疟疾，有利于人群的繁衍生息，因而在自然选择的作用下，保留了基因a，且频率也很稳定。
【答案】选A。
【例4】在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一个内含子，测得一个外显子有126个碱基，另一个外显子有180个碱基，内含子有36个碱基，那么这个编码区的碱基编码序列最多能编码的蛋白质的氨基酸个数是
A．114个 B．57个 C．171个 D．51个
【解析】真核细胞基因的编码区与原核细胞基因的编码区不同，它是间隔的、不连续的，其中外显子为能够编码蛋白质的序列，内含子为一般不能编码蛋白质的序列，因此在计算蛋白质的氨基酸个数时，只考虑外显子的碱基。根据题意可知：两个外显子包含206个碱基，最多可编码的蛋白质的氨基酸数为306÷6＝51个。
【答案】选D。
【例5】（2001年上海高考）右图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b），两种遗传病的系谱图。据图回答：
（1）甲病致病的基因位于 染色体上，为 性基因。
（2）从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是 ；子代患病，则亲代之一必 ；若Ⅱ—5与另一正常人婚配，则其子女患甲病的概率为 。
（3）假设Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，则乙病的致病基因位于 染色体上，为 性基因。乙病的特点是呈 遗传。I—2的基因型为 ，Ⅲ—2基因型为 。假设Ⅲ—l与Ⅲ—5结婚生了一个男孩，则该男孩患一种病的概率为 ，所以我国婚姻法禁止近亲间的婚配。
【解析】（1）判断甲、乙两种病的遗传方式：由Ⅱ—5（患者）与Ⅱ—6婚配（患者），生育了Ⅲ—3（女性正常），可以判断出甲病的遗传方式为常染色体上的显性遗传。由Ⅰ—1和Ⅰ—2（均无乙病）婚配，生育了Ⅱ—2（女性患者），可以判断出乙病为隐性遗传，由Ⅲ—2为男性乙病患者，Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，Ⅱ—2为女性患者，可知乙病致病基因不在常染色体上，而在X染色体上，故乙病的遗传方式为X染色体上的隐性遗传。
（2）甲病为常染色体上的显性遗传，个体只要含有致病基因，就是患者，故其遗传特点是世代相传；乙病为X染色体上的隐性遗传，其遗传特点是男性患者多于女性患者、有隔代交叉遗传现象，属于伴性遗传。
（3）判断基因型：I—2患乙病，不患甲病，所以I—2的基因型为aaXbY。Ⅲ—2两种病都有，且Ⅱ—1不是乙病基因的携带者，所以Ⅲ—2的基因型为AaXbY。进一步可判断：Ⅱ—5的基因型为AaXBY，Ⅲ—1的基因型为1/2aaXBXB或1/2aaXBXb，Ⅲ—5的基因型为aaXbY。
（4）概率计算：Ⅱ—5与正常人婚配，由两者的基因型AaXBY、aaXBXB可知，其子女不会患乙病，故所生育的子女患病的概率为Aa×aa→1/2aa；Ⅲ—1与Ⅲ—5近亲婚配，由两者的基因型可知，其子女不会患甲病，故所生育的男孩患乙病的概率为1/2XBXb×XbY→1/2×1/2XbY＝1/4 XbY。
【答案】（1）常 显 （2）世代相传 1/2 （3）X 隐 隔代交叉（答隔代、交叉、男性多于女性、伴性遗传的其中之一都给分） aaXbY AaXbY 1/4
附：知识结构
四、自我检测
一、选择题（均为单项选择题）
1．抗维生素D佝偻病是由位于X染色体的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是D
A．男患者与女患者结婚，其女儿正常
B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常
C．女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病
D．患者的正常子女不携带该患者传递的致病基因
2．已知水稻高秆（T）对矮秆（t）为显性，抗病（R）对感病（r）为显性，这两对基因在非同源染色体上。现将一株表现型为高秆、抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，所得后代表现型是高秆∶矮秆=3∶1，抗病∶感病=3∶1。根据以上实验结果，判断下列叙述错误的是 D
A．以上后代群体的表现型有4种
B．以上后代群体的基因型有9种
C．以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得
D．以上两株表现型相同的亲本，基因型不相同
3．肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是A
A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能够产生一些具有荚膜的细菌
B．培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能够产生具有荚膜的细菌
C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能够产生具有荚膜的细菌
D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能够产生具有荚膜的细菌
4．人类21三体综合症的成因是在生殖细胞形成的过程中，第21号染色体没有分离。若女患者与正常人结婚后可以生育，其子女患该病的概率为C
A．0 B．1/4 C．1/2 D．1
5．原核生物中某一基因的编码区起始端插入了一个碱基对。在插入位点的附近，再发生下列哪种情况有可能对其编码的蛋白质结构影响最小D
A．置换单个碱基对 B．增加4个碱基对
C．缺失3个碱基对 D．缺失4个碱基对
6．基因型为AAbbCC与aaBBcc的小麦进行杂交，这三对等位基因分别位于非同源染色体上，F1杂种形成的配子种类数和F2的基因型种类数分别是C
A．4和9 B．4和27 C．8和27 D．32和81
7．调查发现人群中夫妇双方均表现正常也能生出白化病患儿。研究表明白化病由一对等位基因控制。判断下列有关白化病遗传的叙述，错误的是D
A．致病基因是隐性基因
B．如果夫妇双方都是携带者，他们生出白化病患儿的概率是1/4
C．如果夫妇一方是白化病患者，他们所生表现正常的子女一定是携带者
D．白化病患者与表现正常的人结婚，所生子女表现正常的概率是1
8．桃的果实成熟时，果肉与果皮粘连的称为粘皮，不粘连的称为离皮；果肉与果核粘连的称为粘核，不粘连的称为离核。已知离皮（A）对粘皮（a）为显性，离核（B）对粘核（b）为显性。现将粘皮、离核的桃（甲）与离皮、粘核的桃（乙）杂交，所产生的子代出现4种表现型。由此推断，甲、乙两株桃的基因型分别是D
A．AABB、aabb B．aaBB、AAbb C. aaBB、Aabb D．aaBb、Aabb
9．将纯种小麦播种于生产田，发现边际和灌水沟两侧的植株总体上比中间的长得好。产生这种现象的原因是B
A．基因重组引起性状分离 B．环境引起性状变异
C．隐性基因突变成为显性基因 D．染色体结构和数目发生了变化
10．龙葵叶绿体DNA上的一个正常基因决定了植株对某除草剂表现敏感。它的突变基因则决定了植株对该除草剂表现抗药性。以敏感型龙葵（全部叶绿体含正常基因）为父本，以抗药型龙葵（全部叶绿体含突变基因）为母本进行杂交，所得F1植株将表现B
A. 敏感型 B．抗药型 C．抗药型∶敏感型=3∶1 D．抗药型∶敏感型=1∶1
11．一个多肽链中有100个氨基酸，则作为指导其合成的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中，分别至少有碱基多少个D
A．100和200 B．200和400 C．300和300 D．300和600
二、简答题
1．良种对于提高农作物产量、品质、和抗病性等具有重要作用。目前培养良种有多种途径。其一是具有不同优点的亲本杂交，从其后代中选择理想的变异类型，变异来源于 ，选育过程中性状的遗传遵循 、 和连锁互换等规律。其二是通过射线处理，改变已有品种的个别重要性状，变异来源于 ，实质上是细胞中DNA分子上的碱基发生改变。其三是改变染色体数目，例如用秋水仙素处理植物的分生组织，经过培育和选择能得到 植株。
2．试回答下列（1）～（2）题。
（1）在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。
一个研究小组，经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：
A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠。
B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2：1
C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1：1
根据上述实验结果，回答下列问题：（控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示）
①黄色鼠的基因型是 ，黑色鼠的基因型是 。
②推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是 。
③写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
（2）回答下列问题：
①真核生物基因的编码区中能够编码蛋白质的序列称为 ，不能够编码蛋白质的序列称为 。
②一般来说，如果你知道了某真核生物的一条多肽链的氨基酸序列，你能否确定其基因编码区的DNA序列？为什么？
3．回答下面的（1）～（2）题。
（1）下表是豌豆五种杂交组合的实验统计数据：
亲本组合 后代的表现型及其株数
组别 表现型 高茎红花 高茎白花 矮茎红花 矮茎白花
甲 高茎红花×矮茎红花 627 203 617 212
乙 高茎红花×高茎白花 724 750 243 262
丙 高茎红花×矮茎红花 953 317 0 0
丁 高茎红花×矮茎白花 1251 0 1303 0
戊 高茎白花×矮茎红花 517 523 499 507
据上表回答：
①上述两对相对性状中，显性性状为 、 。
②写出每一杂交组合中两个亲本植株的基因型，以A和a分别表示株高的显、隐性基因，B和b分别表示花色的戏那、隐性基因。
甲组合为 × 。 乙组合为 × 。
丙组合为 × 。 丁组合为 × 。
戊组合为 × 。
③为最容易获得双隐性个体，应采取的杂交组合是 。
（2）假设某一种酶是合成豌豆红花色素的关键酶，则在基因工程中，获得编码这种酶的基因的两条途径是 和人工合成基因。
如果已经得到能翻译成该酶的信使RNA，则利用该信使RNA获得基因的步骤是
，然后 。
4．下图是两种生物的体细胞内染色体及有关基因分布情况示意图。请根据图回答：
（1）甲是 倍体生物，乙是 倍体生物。
（2）甲的一个染色体组含有 条染色体，如果由该生物的卵细胞单独培养成的生物的体细胞中含有 个染色体组。
（3）图乙所示的个体与基因型为aabbcc的个体交配，基F1代最多有 种表现型。
参考答案：
一、选择题
1．D 2．D 3．A 4．C 5．D 6．C 7．D 8．D 9．B 10．B 11．D
二、简答题
1．基因重组 基因分离规律 基因自由组合规律 基因突变 多倍体
2．（1） ①Aa aa ②AA
③B： Aa　　×　　Aa
　　 　 黄色　　　　黄色
　　 　 ↓
　 　 1AA　: 2Aa : 1AA
　 　 不存活　黄色　 黑色
C：　　Aa　　×　　aa
　　　 黄色　　　　黑色
　　 　 ↓
　　　 　 1Aa : 1AA
　　 　 黄色　 黑色
（2）①外显子　内含子 ②不能。首先，一种氨基酸可以有多种密码子；其次，一般地说真核生物的基因内含子。
3．（1）①高茎 红花 ②AaBb×aaBb AaBb×Aabb AABb×aaBb AaBB×aabb Aabb×aaBb ③戊
（2）从供体细胞的DNA中直接分离基因 以酶的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA 在有关酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。
4．（1）4 2 （2）3 2 （3）8
本专题包括：
必修教材：第六章 遗传与变异 第七章 生物的进化
选修教材：第三章 第一节 细胞质遗传 第二节 基因的结构
表达 信息
传递信息
遗传 变异
准确无误 出现差错
生物进化
3
3
3
3
2
2
2
2
1
1
1
1
bb＝0.01
Bb＝0.09
Bb＝0.09
BB＝0.81
种群基因频率
定向改变
自然选择
进化的内因
可遗传变异
基因重组
基因突变
染色体变异
变异规律
遗传
细胞质遗传
细胞核遗传
基因分离
基因自由组合
伴性遗传
遗传规律
控制
显性性状
隐性性状
控制
相对性状
表现型
纯合体
杂合体
基因型
显性基因
隐性基因
等位基因
非等位基因
质基因
核基因
生物性状
影 响
调控细胞代谢 影响细胞结构
酶、激素 （结构蛋白）
复制
转录、翻译
独特的双
螺旋结构
特点
稳定性
多样性
特异性
乙病男
两种病男
甲病女
甲病男
正常女
正常男
5
4
3
2
1
6
5
4
3
2
1
A2
A1
b＝0.4
B＝0.6
b＝0.4
B＝0.6
卵细胞↓
精子→
个体发育
生殖过程
表达
翻译
转录
复制
传递
亲代遗传信息 子代遗传信息 信使RNA 蛋白质（子代性状）
b＝0.1
B＝0.9
b＝0.1
B＝0.9
卵细胞↓
精子→
bb＝0.16
Bb＝0.24
Bb＝0.24
BB＝0.36
P： B × B
F1： bb
2
1
Cˊ
Gˊ
Tˊ
Aˊ
mRNA
DNA
C1
G2
T1
T2
C2
G1
2
1
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
空间结构
DNA
基因
PAGE
- 1 -专题八 生态因子对生物生命活动的影响
邱国强 (重庆市黔江中学)
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●知识联系框架
阳光
温度
水
土壤的理化特性
各种气候因素
种内关系
种间关系
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●重点知识联系与剖析
一、非生物因素
1.生态因素作用的主要特征
(1)综合作用
每个生态因素都不是单独地起作用的，而是在与其他因素的相互影响、相互制约中共同起作用的。也就是说，生物的存在、发展和繁衍是受各种生态因素的综合影响。
如光照强度的变化会引起环境中温度和湿度的变化；
降雨会引起气温下降等。
环境对生物的影响是各种生态因素对生物的综合影响。
(2)主导作用
强调生态因素的综合作用，并不是把各种生态因素等量齐观，在通常情况下必然有一个或两个起主导作用。
所谓主导作用是指某种因素对整个环境有重要影响，它的变化能引起部分或全部生态因素的变化。或由于主导因素的存在与否和强度的变化，而使生物的生长发育、种群的数量和分布发生明显的变化。
如光照强度影响到植物的光合作用，但光照强度也能影响温度，通过温度不仅影响到光合作用，也影响到呼吸作用，从而影响到植物对有机物的积累，通过温度还能影响到动物的活动和分布等，所以光照强度是主导因素。
主导因素在不同的环境中和在生物不同的发育阶段是不完全相同的。
如在森林生态系统中光是主导因素，但在荒漠等缺水的地区，主导因素就不是光而是水；
又如小麦在它的生命周期中的幼苗阶段必须经过一个低温阶段才能开花结果，这种现象称为春化作用，所以对小麦而言，低温也是一个主导因素。
当我们分析环境因素对生物的影响时，既要分析各种生态因素的综合作用，又要注意找出其中的关键因素或主导因素。只有这样才能比较全面、正确地指导理论研究和生产实践。
如在研究影响鹿群的生态因素时，科学家在分析了温度、降水、食物、天敌等因素时，发现冬季食物供给是影响鹿群存活的关键因素。因此人们在冬季的森林中为鹿群堆放了饲料，使鹿群在冬季的死亡率降低，从而提高了鹿群的数量。
在指导学生理解生态因素对生物的影响这类题目时，就要引导学生既要分析生态因素的综合作用，又要注意找出在众多的生态因素中起关键作用的因素，这样才能找到问题的正确答案。
如：渔场一般在大陆架周围，在大洋深处很难捕到成群的鱼，这是什么道理 在分析海洋生态系统的生态因素对海洋生物的生长、分布的影响时，就要找出其主导因素是什么 在海洋生态系统中，对其生产力起主要作用的因素不是光照，而是矿质元素。在大陆架附近，由于雨水的冲涮，有大量的矿质元素流人海洋，同时由于潮汐的作用使得海底的矿质元素得以升到海洋的表层。而在大洋深处，大陆上随雨水冲涮下来的矿质元素到不了这么远的区域，洋底的矿质元素无法上升到海洋的表层，只有在不同洋流的交汇处，才有可能将洋底的矿质元素带到表层。所以矿质元素是限制海洋生态系统生产力的主要因素。
*****************************************************************************
2.关于生态系统中的限制因素
阳光对绿色植物的分布起决定性的作用，因为绿色植物要在光下进行光合作用。
但在陆地生态系统中，实际上阳光很少成为限制因子，在地球的表面除了两极外，几乎都可以受到阳光的辐射，而且光照强度一般都不会低于光补偿点。
在陆地生态系统中最主要的限制因子有两个：
一是水分，在中低纬度地区，水分较多的地区分布的是森林，较少的地区则是草原或荒漠，严重缺水的地区便是沙漠。
二是温度，同样是水分充沛的地区，在低纬度地区，由于年平均温度比较高，是常绿阔叶林，雨水特别多的地区形成热带雨林；温度稍低一些的地区则是落叶阔叶林，温度再低一些的地区是阔叶针叶混交林，温度再低一些的北方是针叶林，到了北极圈地区尽管水资源很丰富，但已没有或很少有种子植物分布，称为北极冻原生态系统，植物主要以地衣为主。
在水域生态系统中，水不成为限制因子，但阳光、温度、盐度及其他矿质元素的含量成为水生植物的主要限制因子。
如淡水生态系统和海洋生态系统之间生物种类上的区别主要是由盐度决定的。
在海洋生态系统中，由于海水的温度变化幅度比较小，所以海洋生物特别是海洋动物对温度的适应范围是比较小的，所以海水的温度对海洋生物的分布具有很重要的影响；
在海洋生态系统中，位于大陆架周围的海域，海水中一般含有较多的矿质元素，这些元素的来源主要有两个途径：一是雨水把陆地上的矿质元素冲涮下来通过江河湖泊的人海口流人大海；二是潮汐的作用把大陆架海域底部的矿质元素冲上来的。
但在大洋深处，由于远离大陆架，陆地上的矿质元素到不了这一区域，洋底太深，沉积洋底的矿质元素不可能上升到表面，所以矿质元素的含量极少，生产力极低。只有在两股洋流交界的地方，才有可能将洋底的矿质元素上升到表层海水中，这些区域生产力也较高。
海洋生态系统中生产力的高低对海洋动物的分布有着重要的影响。所以各种矿质元素的含量在水域生态系统中是一种限制因子。
阳光主要影响水域生态系统中生物的垂直分布。
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3.各种非生物因素的作用
(1)光
光对生物的影响包括光照强度、光质(即光的波长)、光照时间3个方面。
光对植物的影响概括为：
阳生植物 需要较高强度的光照，如小麦、水稻、森林中的乔木等
阴生植物 需要较低强度的光照，如人参、三七等
光质 与绿色植物的光合色素的吸收光谱有关
长日照植物 需要长于某一临界日长的日照时间才能开花的植物
中性植物 植物的开花结果与日照时间的长短没有明显的关系
短日照植物 需要短于某一临界日长的日照时间才能开花的植物
关于光照强度和光质对植物的光合作用的影响(在此略，见专题五所述)。
光照时间影响植物的开花。在春天开花的植物一般需要长日照条件，在秋天开花的植物一般需要短日照条件。在地球不同的纬度上，所具备的长日条件和短日条件是不同的。
在低纬度地区只具备短日条件，如在南北回归线之间，一般只分布有短日植物；
在中纬度地区春天具备长日条件，秋天具备短日条件，所以长日植物和短日植物均有分布；
在高纬度地区，长日条件和短日条件均具备，但在短日条件下，温度极低不适宜植物的生长，所以只分布有长日植物。
光对动物的影响概括为：
光照时间能影响动物的繁殖。
有很多胎生动物的分娩是在春天，这对环境是适应的，因为春天食物最为丰富，有利于幼体的生长发育，但繁殖活动常在冬天进行，原因是胚胎发育需要的时间较长。这类动物繁殖就需要一个短日条件。
很多卵生动物的繁殖活动是在春天，如两栖类、爬行类、鸟类等，胚的发育的时间一般不到一个月，春天食物丰富，也是对环境适应的。这类动物的繁殖就需要一个长日条件。
(2)温度
关于温度对动物植物生理的影响(在此略，详见专题五和专题六) 。
生物生存在一定的温度范围之内。
极端温度是(高温和低温)常常成为限制生物分布的重要因素。
如由于高温的限制，白桦、云杉在自然条件下不能在华北平原生长；
在长江流域和福建，黄山松因高温的限制不能分布在海拔1000～1200米以下的高度。苹果、梨、桃等不能在热带地区栽培，不能满足其开花所需要的低温条件。
极端低温对生物分布的限制作用更为明显，对植物和变温动物来说，垂直分布和水平分布的主要因素就是低温。
温度对恒温动物分布的直接限制作用较小，但也通过其他生态因素(如食物)而间接影响其分布。如通过影响昆虫的分布而间接影响食虫蝙蝠和高纬度地区鸟类的分布等。很多鸟类秋冬季节不能在高纬度地区生活，不是因为温度太低，而是因为食物不足和白昼取食时间缩短。
高山植物的垂直分布也与温度有关，温度随着海拔高度的增加而降低，海拔每增加100米，温度下降0.5℃～]℃。所以高山植物的垂直分布特点是：森林→灌木林→高山草甸→雪线。类似于从南到北不同纬度上的植被分布情况。
地球表面和大气温度的变化是由太阳辐射量的变化引起的，从低纬度地区到高纬度地区，太阳辐射量逐渐减少，气温也逐渐下降。在水分充沛的地区，这种温度的变化是影响植物群落分布的主要因素。在我国沿海岸线从南往北，植物群落的分布特点是：热带雨林→常绿阔叶林→落叶阔叶林→北方针叶林。
(3)水
关于水与生物生命活动的关系(在此略，详见专题一)。
水是任何生物体都不可缺少的重要组成成分，生物的一切代谢活动都必须以水为媒介，生物体内营养物质的运输，废物的排除，激素的传递，以及生命赖以存在的各种化学过程，都必须呈溶解状态才能出入细胞。
所以生命离不开水。
对陆生植物而言，在陆生环境中水分不足是限制陆生植物分布的重要因素。
在同一纬度线上，限制陆生植物分布的主要因素是水分分布的不均匀。
在我国的北纬350～450之间的自然地带，从东到西的植物群落的分布特征是：森林→草原→荒漠→沙漠。
在水域生态系统中，特别是海洋生态系统，水不是限制因素。决定海洋植物分布的非生物因素主要是温度、盐度、阳光和矿质元素。
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●重点知识联系与剖析
二、生物因素
1.种内关系
种内互助：是同种个体之间相互协调，互惠互利的一系列行为特征。有利于取食、防御和生存、如成群的牛可以有效地对付狼群的攻击等。
种内斗争：强调了同种个体之间由于食物、栖所、寻找配偶或其他生活条件的矛盾而发生斗争的现象，种内斗争的意义是对于失败的个体来说是不利的，甚至会导致死亡，但对物种的生存是有利的，可以使同种内生存下来的个体得到比较充分的生活条件，或者使生出的后代更优良一些。
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2.种间关系
共生：强调的是两种生物生活在一起，互惠互利，若彼此分开一方或双方都不能独立生活。
如地衣中的真菌和藻类；白蚁和它肠道中的鞭毛虫等的关系。
共栖：强调两种生物生活在一起，互惠互利，或对一方有利，对另一方也无害，若彼此分开后双方都独立生活。
如犀牛和犀牛背上的小鸟，鳄鱼和千鸟之间的关系。
寄生：也是两种生物生活在一起，但一方受益，另一方受害，受益的一方称为寄生生物，受害的一方称为宿主。
寄生的情况有两种:
一种是一种生物寄居在另一种生物的体表，代谢类型是异养需氧型。
如虱和蚤等；
另一种是一种生物寄居在另一种生物的体内，代谢类型是异养厌氧型。
如蛔虫、绦虫、血吸虫等。
竞争：强调的是两种生物生活在一起由于在生态系统中的生态位重叠而发生争夺生态资源而进行斗争的现象。如果生态位完全重叠，又没有制约其种群发展的其他生物因素和非生物因素的存在，就会发生竞争排斥现象。
如培养在一起的大小草履虫，16天后，大草履虫全部死亡，小草履虫仍能继续正常生长。但在池塘内，大小草履虫是共生在一个生态系统中的，原因是在池塘中还存在着草履虫的天敌，通过天敌制约着小草履虫种群的发展，所以还有大草履虫的生存空间。
捕食：强调了两种生物生活在一起，一种生物以另一种生物为食的现象。捕食关系的两种生物之间没有排斥现象，捕食者选择被捕食者，被捕食者也选择捕食者，具有捕食关系的两种生物之间，在长期的进化过程中进行着相互选择，保持着动态的平衡。
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3.生物对环境的适应
())生物对环境的适应是生物的共同特征，是通过长期的自然选择对可遗传变异性状的长期积累。不同的生物对环境有不同的适应方式，许多生物在外形和行为上都有明显的适应特征，如保护色、警戒色、拟态等。
保护色：保护色是指动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色。保护色强调的是动物的体色与动物栖息地环境的背景色彩相协调一致。其生态适应意义是：既有利于躲避敌害，也有利于捕食。
警戒色：警戒色是指某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹。警戒色强调的是动物的体色与环境色彩不一致，易于从环境色彩中分辨出来。其生态适应意义是：色彩鲜艳，容易识别，能够对敌害起到预先示警的作用，有利于动物的自我保护。
拟态：拟态是指某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑，与其他生物或非生物异常相似的状态。它强调的是一种生物像另一种生物或非生物，而不是整个环境的色彩，与保护色的概念不同，它不一定与环境的背景色彩一致，而只像环境中的某一生物或非生物，具有欺骗和迷惑的作用。其生态适应意义是：有利于躲避敌害和捕食，对植物来说还有利于招引某些昆虫帮助传粉等。
(2)适应虽然具有普遍性，但它只是在一定程度上的适应，是对某一特定环境的适应。当外界环境条件发生变化后，可能由适应而变得不适应。所以适应又具有相对性的特点，其原因是由于遗传物质的保守性和环境的不断变化之间的矛盾形成的。
(3)生物依赖于环境，从环境中吸取物质和能量，所以环境对生物的生存有着多方面的影响，但生物体的生命活动也能影响环境。所以生物与环境之间是相互作用、不可分割的整体。
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2003-10-15
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无机环境
(非生物因素)
生物环境
(生物因素)
环 境
各种因素的综合作用
具体的生物
影响生物
影响环境
生物适应环境
生物的新陈代谢
光照强度
光照时间
光
第 5 页 共 5 页专题五 光合作用、呼吸作用与碳循环和能量流动
邱国强 (重庆市黔江中学)
●知识联系框架
呼吸作用的概念及类型 CO2 + H2O 光合作用的实质
有氧呼吸的过程 光合色素及其物理性质和功能
无氧呼吸的过程 碳循环 光反应
影响呼吸作用的因素 生产者 暗反应
呼吸作用的意义 分解者 光合作用的效率
能量流动 食物链 影响光合作用的因素
物质循环 食物网
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●重点知识联系与剖析
一、光合作用
1.光合作用的实质
通过光合作用的光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
2.光合色素及其物理性质与功能
叶绿体是进行光合作用的细胞器。
叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类。
叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b两种，均不溶于水，但易溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中。
叶绿素a的分子式为 C55H72O5N4Mg，呈蓝绿色；
叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg，呈黄绿色。
叶绿素吸收光的能力极强，如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间，可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫吸收光谱。
叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm～660nm 的红光部分，另一个在波长为430nm～450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少，其中对绿光吸收最少，由于叶绿素吸收绿光最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。
我们在做叶绿素的提取和分离实验时，还会看到一种现象： 试管中的叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的，而在反射光下是综红色的，这是叶绿素的荧光现象。
叶绿体中的类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素两种，颜色分别是橙黄色和黄色，功能是吸收蓝紫光。除此之外还具有保护叶绿素，防止强烈光照伤害叶绿素的功能。
植物叶子呈现的颜色是叶子中各种色素的综合表现。其中主要是绿色的叶绿素和黄色的类胡萝卜素之 间的比例。一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素的分子比例约为4∶1，叶绿素a与叶绿素b的比约为3∶1，叶黄素与胡萝卜素之比约2∶1，由于叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，所以正常的叶子总是呈绿色。
秋天，因低温、紫外线强烈等外界因素和叶片衰老等内部因素，叶绿素的合成速度低于分解的速度，叶绿素含量相对减少，而类胡萝卜素分子比较稳定，不易破坏。所以叶片逐渐呈现类胡萝卜素的颜色----黄色。
至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷。体内可溶性糖多了，就形成了较多的花色素，同时秋天叶子内的pH值改变，叶内呈现酸性，使花色素表现出红色。
3.光合作用的过程
光反应：叶绿体中色素吸收的光能主要用于光合作用的光反应。
在光反应阶段主要进行2个反应：
一是叶绿素吸收光能后受激发而失去电子后，从水中夺取电子，使水分解，经一系列过程后，生成还原态的氢、NADPH和O2，这个过程称为水的光解，方程式可简写为：2H2O4[H] + O2；
二是将电子传递 给NADP+的过程中，将ADP和Pi合成ATP，这个过程称为光合磷酸化过程，方程式可简单表示为：ADP+Pi ATP。
最后电子传递给NADP+形成NADPH。这2个过程都是在基粒片层结构薄膜上进行的。
光反应的产物共有3种：[H]、ATP和O2。其中[H]和ATP是供给暗反应的原料，O2则释放到大气中，或被呼吸作用所利用。
光反应的进行必须依赖于色素吸收的光能，所以必须在光下才能进行。
暗反应：是在叶绿体的基质中进行的。
进行暗反应必须具备4个基本条件：CO2、酶、[H]和ATP。其中[H]和ATP来自光反应，CO2主要来自大气中，酶是叶绿体本身所固有的。
暗反应与光没有直接的关系，只要具备上述4个基本条件，不论有光和无光都能进行。
在暗反应过程中，首先要用五碳化合物(简写为C5，其化学名称为1，5-二磷酸核酮糖，其中有高能磷酸键)固定CO2，并迅速生成2分子三碳化合物(简写为C3，化学名称为3-磷酸甘油酸)，然后在NADPH([H])还原和ATP提供能量下被还原成糖类(CH2O)，在此过程中还将再生出五碳化合物，所以暗反应是一个循环过程。五碳化合物的再生也需要光反应提供ATP。
光合作用的意义：
第一、制造有机物，实现巨大的物质转变，将CO2和H2O合成有机物；
第二、转化并储存太阳能；
第三、净化空气，使大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；
第四、对生物的进化具有重要作用。
在绿色植物出现以前，地球上的大气中并没有氧，只是在距今12亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。
由于大气中的一部分氧转化为臭氧(O3)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物登陆成为可能。
经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布的自然界的各种动植物。
影响光合作用的因素：光合作用是在植物有机体的内部和外部的综合条件的适当配合下进行的。因此内外条件的改变也就一定会影响到光合作用的进程或光合作用强度的改变。
影响光合作用强度的因素主要有光照强度、CO2浓度、温度和矿质营养。
①光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加， 但当光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用：
当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。如图所示：
光补偿点在不同的植物是不一样的，主要与该植物的呼吸作用强度有关，与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。
光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。
所以在栽培农作物时，阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，增加产量；而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育，光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内因失水而不利于其生长发育，如人参、三七、胡椒等的栽培，就必须栽培于阴湿的条件下，才能获得较高的产量。
植物在进行光合作用的同时也在进行着呼吸作用。
总光合作用是指植物在光照下制造的有机物的总量(吸收的CO2总量)。
净光合作用是指在光照下制造的有机物总量(或吸收的CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的CO2)后，净增的有机物的量。
②温度：植物所有的生活过程都受温度的影响，因为在一定的温度范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度。
光合作用也不例外，在一定的温度范围内，在正常的光照强度下，提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如下图所示。
所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。
③CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料，只有当环境中的CO2达到一定浓度时，植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2的补偿点，即在此CO2浓度条件下，植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。
环境中的CO2低于这一浓度，植物的光合作用就会低于呼吸作用，消耗大于积累，长期如此植物就会死亡。
一般来说，在一定的范围内，植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2浓度继续升高，光合作用不但不会增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。如下图所示：
④必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分；磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。
科学家发现，用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解掉后，在原料和条件都具备的情况下，这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍，可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。
又如绿色植物通过光合作用合成糖类，以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。
再如镁是叶绿体的重要组成成分，没有镁就不能合成叶绿素。等等。
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二、呼吸作用
1.呼吸作用的过程、
呼吸作用是指在生物体内氧化分解有机物并且释放能量的过程。
呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
有氧呼吸的过程分为3个阶段，熟记这3个阶段是容易的，但要弄清其中所隐藏的知识点是有一定难度的。但必须弄楚以下几点：
①CO2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，CO2中的氧原子一个来自葡萄糖，另一个来自水。这个过程在线粒体基质中进行；
②O2参与反应的阶段是第三阶段，是[H]和氧结合生成水，所以呼吸作用产物水中的氧来自O2，这个过程在内膜上进行；
③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段参与和丙酮酸的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2，结合生成的；
④有氧呼吸过程中3个阶段进行的场所分别是：
第—阶段在细胞质基质中进行；
第二阶段是在线粒体基质中进行；
第三阶段是在线粒体内膜进行。
无氧呼吸是指不需要氧气条件下的呼吸作用。
由于没有氧气，所以氧化分解有机物是不彻底的。
在无氧呼吸的产物中绝对没有水生成，如在呼吸作用的产物有水生成，一定是进行了有氧呼吸。
无氧呼吸过程分为2个阶段：
第一阶段和有氧呼吸是公共的途径，即一分子葡萄糖被分解成2分子丙酮酸；
第二阶段是利用第一阶段产生的[H](NADPH)还原丙酮酸，在不同的植物细胞中，由于酶的不同，丙酮酸被还原的产物也是不同的，有的是乳酸(如马铃薯、玉米的胚等)，有的是酒精(如苹果、陆生植物的根细胞等)。
无氧呼吸过程中的2个阶段均在细胞质基质中进行的。
由于陆生植物的根细胞无氧呼吸的产物是酒精，所以陆生植物不能长期遭受水淹。但对一些水生植物或湿生植物(如水稻等)，在结构和生理上都有一些适应性的特征，如根、茎、叶中有气腔，根的无氧呼吸产物不是酒精而是一些其他的、毒性较小的有机小分子物质。
2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸和无氧呼吸的公共途径是呼吸作用第一阶段(糖酵解)，是在细胞质基质中进行。
在没有氧气的条件下，糖酵解过程的产物丙酮酸被[H]还原成酒精和CO2或乳酸等，在不同的生物体由于酶的不同，其还原的产物也不同。
在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体继续被氧化分解。如下图所示：
由于无氧呼吸分解有机物是不彻底的，释放的能量很少，转移到ATP中的能量就更少；还有大量的能量贮藏在不彻底的氧化产物中，如酒精、乳酸等。
有氧呼吸在有氧气存在的条件下能把糖类等有机物彻底氧化分解成CO2和H2O，把有机物中的能量全部释放出来，约有44%的能量转移到ATP中。所以有氧呼吸为生命活动提供的能量比无氧呼吸多得多，在进化过程中绝大部分生物选择了有氧呼吸方式，但为了适应不利的环境条件还保留了无氧呼吸方式。
呼吸作用与光合作用的联系：
呼吸作用是新陈代谢过程一项最基本的生命活动，它是为生命活动的各项具体过程提供能量(ATP)。所以呼吸作用在一切生物的生命活动过程是—刻都不能停止的，呼吸作用的停止意味着生命的结束。
光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，一切生物的生命活动都直接或间接地依赖于光合作用制造的有机物和固定的太阳能。
呼吸作用和光合作用表面看起来是2个相反的过程，但这是2个不同的生理过程，在整个新陈代谢过程中的作用是不同的。在植物体内，这2个过程是互相联系，互相制约的。
光合作用的产物是呼吸作用的原料，呼吸作用的产物也是光合作用的原料；光合作用的光反应过程产生的ATP主要用于暗反应，很少用于植物体的其他生命活动过程，呼吸作用过程释放的能量主要是用于植物体的各项生命活动过程，包括光合作用产物的运输。如下图所示：
影响呼吸作用的因素：
①温度：温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。如下图所示曲线所示。
根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。
②氧气：氧气是植物正常呼吸的重要因子，氧气不是直接影响呼吸速度，也影响到呼吸的性质。
绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸，大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。
酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。
在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生，氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。
有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用下图所示的曲线来表示：
微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。上图所示的曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。
根据氧对呼吸作用影响的原理，在贮存蔬菜、水果时就降低氧的浓度，一般降到无氧呼吸的消失点．如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精等)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。
③CO2：增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
三、碳循环和能量流动
1.碳循环
碳在无机环境中存在形式是碳酸盐和CO2；在生物群落中的存在形式是含碳有机物；在生物群落与无机环境之间的循环是以CO2的形式进行的，在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的。
CO2进人生物群落是通过自养型生物完成的，主要是绿色植物的光合作用。
生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用将有机物彻底分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。
在正常情况下，碳的循环是平衡的，但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤、石油和天然气等化石燃料，使地层中经过干百万年积存的已经脱离碳循环的碳元素，在很短的时间释放出来，就打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中的CO2含量迅速增加，进而导致气温上升，形成“温室效应”。
2.能量流动
能量流动的起点是生产者通过光合作用所固定的太阳能。
流人生态系统的总能量就是生产者通过光合作用所固定的太阳能的总量。
能量流动的渠道是食物链和食物网。流人一个营养级的能量是指被这个营养级的生物所同化的能量。如羊吃草，不能说草中的能量都流人了羊体内，流人羊体内的能量应是指草被羊消化吸收后转变成羊自身的组成物质中所含的能量，而未被消化吸收的食物残渣的能量则未进入羊体内，不能算流入羊体内的能量。
一个营养级的生物所同化着的能量一般用于4个方面：
一是呼吸消耗；
二是用于生长、发育和繁殖，也就是贮存在构成有机体的有机物中；
三是死亡的遗体、残落物、排泄物等被分解者分解掉；
四是流入下—个营养级的生物体内。
在生态系统内，能量流动与碳循环是紧密联系在—起的。
能量流动的特点是：单向流动和逐级递减、单向流动。
单向流动是指生态系统的能量流动只能从第—营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级、一般不能逆向流动。这是由于动物之间的捕食关系确定的。如狼捕食羊，但羊不能捕食狼。
逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流人后—个营养级，能量在沿食物链流动的过程中是逐级减少的。能量在沿食物链传递的平均效率为l0%～20%，即—个营养级中的能量只有10%～20%的能量被下一个营养级所利用。
能量金字塔是指将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，按营养级由低到高绘制成的图形成金字塔形，称为能量金字塔。
从能量金字塔可以看出：在生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中损耗的能量也就越多；营养级越高，得到的能量也就越少。
在食物链中营养级一般不超过5个，这是由能量流动规律决定的。
研究能量流动规律有利于帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流动向对人类最有益的部分。
在农业生态系统中，根据能量流动规律建立的人工生态系统，就是在不破坏生态系统的前提下，使能量更多地流向对人类有益的部分。
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●历届高考试题精选1
1.(92全国)选择 下列哪组色素是叶绿体和有色体都含有的( )
A.叶绿素和类胡萝卜素 B.叶绿素和叶黄素 C.叶绿素和胡萝卜素 D.叶黄素和胡萝卜素
2.(83全国)填充 在光合作用的光反应(光合作用的第一阶段)中，叶绿体可以利用光能合成一种含有高能量的有机化合物。这种有机化合物是 ，简称 。
3.(84全国)填充 叶绿素能将光能转变为化学能贮藏在( )
A.二磷酸腺苷 B.三磷酸腺苷 C.核糖核酸 D.脱氧核糖核酸
4.(86全国)填充 叶绿体中ATP的形成需要 。
5.(86全国)填充 某科学家用含碳同位素14C的二氧化碳来追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转移，最可能的途径是( )
A.二氧化碳→叶绿素→ADP B.二氧化碳→叶绿素→ATP
C.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖 D.二氧化碳→酒精→葡萄糖
6.(89全国)选择 对绿色植物光合作用最有效的一组光是( )
A.红光和黄绿色 B.黄光和蓝紫光 C.红光和橙光 D.红橙光和蓝紫光
7.(89全国)选择 见右图在光合作用的暗反应中①和②化学过程是( )
A.①氧化，②固定
B.①固定，②还原
C.①分解，②氧化
D.①还原，②氧化
8.(90全国)简答 右图是保持着原有生活状态的细胞亚显微结构示意图。
请据图作答：(5分)
(1)该细胞处于 状态。
(2)图中①处充满了 。
(3)图中②的功能是 。
(4)图中③是 孔道。
(5)图中能将水分解的场所是 ，其标号为[ ]。
9.(90全国)简答 右图表示将重量相同的小麦幼苗置于三支试管中(试管内装满含有全部矿质元素的培养液)。然后将它们分别放在三种条件下培养若干天。(5分)请分析实验结果：
(1)c试管中的小麦幼苗重量与a试管的相比，增加很多，这是
因为提高温度能提高 反应中的 ，从而促进
光合作用。
(2)b试管中的小麦幼苗重量与a试管的相比，增加很少，
这是因为光合作用的 的产物很少，限制
了 的固定。
(3)如果培养液中缺乏镁元素，小麦叶片将逐渐呈现出
色素的颜色。
10.(91全国)简答 将植物载培在适宜的光照、温度和充足的C02条件下。(4分)
(1)当C02浓度突然降至极低水平时，发现植物叶片中的五碳化合物含量突然上升。这是因为 缺少时，植物体内的五碳化合物不能形成 。
(2)如果在降低C02浓度的同时，停止光照，则不出现上述五碳化合物上升现象。这是因为暗反应所必需的 供应不足，使 不能形成五碳化合物。
11.(93全国)选择 生长于较弱光照条件下的植物，当提高C02浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要限制因素是( )
A.呼吸作用和暗反应 B.光反应 C.暗反应 D.呼吸作用
12.(94全国)选择 在下列各项中，哪一项既是植物光反应的产物，又是植物暗反应所必需的物质( )
A.C02和酶 B.02和ATP C.〔H〕和ATP D.酶和〔H〕
13.(94全国)选择 在光合作用实验里，如果所用的水中有0.2%的水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的二氧碳分子含18O，那么植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为( )
A.0.20% B.0.44% C.0.64% D.0.88%
14.(95上海)选择 在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标志，最有可能的是( )
A.在植物体内的葡萄糖中发现 B.在植物体内的淀粉中发现
C.在植物体内脂肪、蛋白质和淀粉中均可发现 D.在植物体周围的空气中发现
15.(95上海)简答 右图是生态系统中由主要生产者所进行的某种活动，试据图回答：
(1)该生理活动的名称是 。
(2)它主要是在叶肉细胞内被称为
的细胞器中进行的。
(3)字母A、B、C各自代表的名称是A、 B、 C、
(4)需要消耗物质A和B的生理过程③的名称是 。
(5)图中编号①所表示的生理过程是 。
(6)如果在该细胞器基质中的酶因某种原因而被破坏，
则这一生理活动过程的两个阶段中，最先受到影响的阶段是
。
(7)色素吸收的 能，在这一生理活动过程的 阶段，部分被移到 中，转变为活跃的化学能，再经过这一生理过程的 阶段，转变为 化学能。
16.(96上海)简答 下图为在夏季晴朗白天某植物叶片光合作用强度的变化曲线图，请观察后回答：
(1)曲线AB段表明光合作用强度随光照增强 。
(2)对于C点光合作用强度减弱的解释是：由于中午 过
高， 作用过大，叶片的气孔关闭，使光合作用原料之
一的 供应量减少，以致 反应阶段植
物体内的五碳化合物不能与之结合，使 的
形成大为减少。
(3)DE段光合作用强度下降的原因是 ，
以致光合作用 反应发生的 减少，因而影响 进行。
(4)如用14C02示踪，在光合作用过程中，14C在下列分子中的转移途径是( )。
A.14CO2→叶绿素→ADP B.14CO2→NADP→糖类 C.14C02→三碳化合物→糖类 D. 14C02→叶绿素→ATP
17.(97上海)选择 在下列有关光合作用的叙述中，正确的是( )。
A.水的分解发生在叶绿体片层结构的薄膜上
B.温度降到了0℃时，仍有植物能进行光合作用
C. 光反应和暗反应都有许多酶参与
D.NADP在暗反应中起还原作用，并将能量转移到糖类分子中
18.(97上海)简答 在可控制温度和大气成分的温室中，以人工配制的营养液无上载培蔬菜，请回答下列问题：
(1)春季天气晴朗，光照充足时，为使作物增产，除满足矿质元素的需求外，应采取的措施是 。
(2)当阴雨连绵、光照不足时，温室的温度应 ，以降低蔬菜的 。
(3)向培养液中泵入空气的目的是 。
(4)营养液中的矿质元素有一定配比，这些矿质元素在植物体内的作用是：
① ，② 。
(5)如温室载培叶菜类，营养液中应适当增加 。
19、(98上海)选择 在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是( )
A.停止光照 B.停止光照并降低C02 C.升高CO2浓度 D.降低CO2浓度
20.(98上海)简答 下图是在一定的C02浓度和温度条件下，某阳性植物和阴性植物叶片受光强度和光合作用合成量(CO2的吸收量表示)的关系图。请根据图回答：
(1)曲线B所表示的是 植物的受光强度和光合
作用合成量的关系。
(2)a、b点表示 。
(3)叶面积为25cm2的阳性植物叶片在光强度为Y时每小
时的光合作用合成量为 mg。
(4)将该阳性植物叶片先在光强度为X的条件下放置若
干时间，然后放于暗处(光强度Q时)12h，要使此时叶
的干物质量与照射前一样，则需光照 h。
(5)在同等条件下，阳性植物呼吸作用的强度比阴性植物 。
21.(99上海)选择 蓝藻是原核生物，过去也把它作为一类植物，这是因为它具有( )
A.蛋白质 B.核酸 C.糖类 D.光合作用色素
22.(99上海)选择 欲测定植物是否进行光反应，可以检测是否有( )
A.葡萄糖的生成 B.淀粉的生成 C.02的释放 D.C02的吸收
23.(99上海)简答 下图是测定光合作用速度的仪器。在密闭小室内放有一新鲜叶片和二氧化碳缓冲液，缓冲液用以调节小室内C02的量，使其浓度保持在0.03%。
室内气体体积的变化可根据毛细管内水柱移动距离测得。
在不同强度光照强度条件下，测得小室外内气体体积如下
表所示（表中气体体积的单位是微升/平方厘米叶面积/分。
“+”表示增加，“—”表示减少，光强度单位为千勒克司）。
请回答：
光强度 0 5 10 20 30 40
气体体积 —0.25 +0.5 +1.2 +1.7 +1.7 +1.7
(1)光强度为0时，小室内减少的气体是 ，减少的原因是 。
(2)光强度增加时，小室内增加的气体是 ，增加的原因是 。
(3)为了防止光照引起小室内气体的物理性膨胀或收缩所造成的误差，对实验结果进行校正，那么对照组小室内应放置( )。
A.同样大小新鲜叶片和水
B.同样大小死叶片和缓冲溶液
C.同样大小纸片和水
D.同样大小死叶片和水
(4)请据表中数据，在右边方格内绘制02生成总量和光强度间关系曲线。
24.(99广东)简答(8分) 在做实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装( )
A.红光灯 B.绿光灯 C.白炽灯 D.蓝光灯
25.(99广东)简答(8分) 将某种绿色植物的叶片，放在特定的实验装置中。研究在10℃，20℃的温度下，分别置于5000勒克斯、20000勒克斯光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示：
(1)该叶片的呼吸速率在20℃下是10℃下的 倍。
(2)该叶片在10℃、5000勒克斯的光照下，每小时光合作用所产生的氧气 mg。
(3)该叶片在20℃、20000勒克斯的光照下，如果光合作用合成的有机物都是葡萄糖，每小时产生的葡萄糖为 mg。
26.(2000广东综合)选择 绿色植物在暗室中不能( )
A.生长 B.呼吸 C.合成叶绿素 D.吸收水分
27.(2000上海)选择 若白天光照充足，下列哪种条件对作物增产有利( )
A.昼夜恒温25℃ B.白天温度25℃，夜间温度15℃
C.昼夜恒温15℃ D.白天温度30℃，夜间温度25℃
28.(2000广东)选择 在光合作用中，不需要酶参与的过程是( )
A.C02的固定 B.叶绿素吸收光能 C.三碳化合物的还原 D.ATP的形成
29 .(1998年华东师大招保送生)简答 请在短线上方填充，完成下列光合作用反应式
(1)H2O + +O2
(2)NADP+ + NADPH
(3)C02+C5+ + →(CH20)
(4)从化学反应性质看，在(3)式中CO2是被 成(CH20)。
30.(2000广东)简答 把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，七种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆(如图所示)。请回答：
(1)根据上述实验可以判断这类细菌的异化作用类型是 ，作出这一判断的依据是 。
(2)放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是 。
31.(2000上海)简答 实验测得小麦在不同波长光照下光合速率的变化和小麦植株中叶绿素a对不同波长光线的相对吸收量，根据实验数据制成右边的曲线图。请据图回答：
(1)从图中可看出叶绿素a主要吸收 光和 光。
(2)在波长450nm光照下的产糖速率比在波长700nm光照下
的 ；在波长425nm光照下的氧释放速
率比在波长650nm光照下的 。
(3)在波长750nm到800nm光照下的光合速率为零，其最可
能的原因是 。
(4)叶绿素a吸收光能后被激发，放出 ，成了
光能转换成电能的过程。
32.(2000广东)选择 右图为四种植物(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)在不同光照强度下光合作用速率的曲线，其中最 适于在荫蔽条件下生长的植物是( )
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
33.2001广东、河南)简答 为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：
该实验方案：有几项明显错误，请指出错误并改正，
。
34.(2001全国、天津，山西)简答 植物的新陈代谢受外部环境因子(如光、温度)和内部因子(如激素)的影响，研究内、外因子对植物生命活动的影响具有重要意义。右图表示野外松树(阳生植物)光合作用强度与光照强度的关系。其中的纵坐标表示松树整体表现出的吸收C02和释放C02量的状况。
请分析回答(12分)：
(1)当光照强度为b时，光合作用强度
(2)光照强度为a时，光合作用吸收C02的量等于呼吸作用放出C02的量。
如果白天光照强度较长时期为a，植物能不能正常生长 为什么
。
(3)如将该曲线改绘为人参（阴生植物）光合作用强度与光照强度关系
的曲线，b点的位置应如何移动，为什么 。
●答案 1.D 2.三磷酸腺苷ATP 3.B 4.光能 5.C 6.D 7.B 8.①质壁分离 ②大于细胞液浓度的
溶液 ⑦与细胞壁形成有关 ④核内外某些大分子的运输 ⑤叶绿体； (⑤) 9.(1)暗；酶的催化效率 (2)光反应； CO2 (3)类胡萝卜素(或胡萝卜素和叶黄素) 10.(1)二氧化碳(1分)；三碳化合物(1分)(2)[H]和ATP(1分)三碳化合物(1分) 11.D 12.C 13.A 14.D 15.(13分)(每空格1分) (1)光合作用 (2)叶绿体 (3)ATP(三磷酸腺苷)；NADPH(还原型辅酶Ⅱ)； 糖类 [葡萄糖、淀粉、(CH2O)] (4)CO2的还原(三碳化合物的还原)(5)水的光解(6)II(暗反应)(7)光；光反应(1) ATP；暗反应(Ⅱ)；稳定的 ]6.(11分)(每空格1分)(1)而增强(2)温度蒸腾 CO2 暗 三碳{也合物 (3)光照逐渐减弱 光NADPH和ATP(只答一个不给分) 暗 (4)C 17.A、B、C 18.(7分)侮空格1分} (1)补充CO2，作
大气施肥 (2)适当降低 呼吸作用(有机物消耗 (3)促进根系的有氧呼吸(4)①作
为原生质的组成成分②参与酶的活动，调节生命活动 (5)氮无素 19.D 20.(5分)
侮空格1分)(1)阴性(2)阳性植物和阴性植物光合作用合成量与呼吸作用所消耗有机
物量相等 (3)3(4)6(5)大 21.D 22.C 23.(7分)(第空格1分，第(4)小题2
分)(1)O2被叶片呼吸作用消耗(2)O2 叶片光合作用产生O2 (3)B (4)如右图 24.B 25.(8分)(1)3 (3分) (2)4 (3分) (3)7.03(2分) 26.C 27.B 28.B 29.(1)H+,e-(1分，答错1个不给分)，(2)H+，e-(1分，答错1个不给分)。 (3)ATP，NADPH(2分)，(4)还原(1分)。 30.(1)需氧型(有氧呼吸型)(2分)， 水绵光合作用放出氧气(3分) (2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿体被 红光和蓝紫光照射部位光合作用较强，放出的氧气多(3分) 31.(1)红橙，蓝紫； (2)快，慢；(3)叶绿体中没有吸收该段波长光线的色素；(4)一个高能电子。 32.D 33.(1)实验步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)(1分)(2)实验步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉(1分)(3)未设对照(2分)。对照的作法是：a.装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液(1分) b.将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯(1分) c.重复题干中步骤③、④(1分) d.重复改正后的题干中的步骤⑤(1分) 34.(1)①最高，光照强度再增强，光合作用强度不再增加。 (仅答“最高”给满分) (3分)②不能。光照强度为a时，光合作用形成的有机物和呼吸作用消耗的有机物相等，但晚上只进行呼吸作用。因此，从全天看，消耗大于积累，植物不能正常生长。 (4分)③左移，与松树比较，人参光合作用强度达到最高点时，所需要的光照强度比松树低。 (5分)
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● 历届高考试题精选2
1.(83全国)填充 酒精发酵的反应式是： 。
2.(88全国)填充 苹果贮存过久有时会有酒味，这是由于进行 积累 所致。
3.(86全国)填充 线粒体中A丁P的形成需要 。
4.(92全国)简答 下图是未完成的实验装置，请利用A、B、C 3支试管、新鲜叶片和必要的辅助材料设计一个证明光合作用吸收C02与呼吸作用释放CO2的实验，并预计实验结果。(7分)
(1)当A管用于证明光合作用吸收C02实验时，
需 指示剂呈 色。
(2)当B管用于证明呼吸作用释放C02实验时，
需 指示剂呈 色。
(3)C管在实验中起 作用，指示剂呈
色。
(4)用几层纱布包上照光的D管，实验结果表明指示剂颜色没有发生化，试分析其原因 。
5.(93全国)选择 植物在有氧呼吸与无氧呼吸的过程中，产生同样数量的ATP所消耗糖的摩尔数是( )
A.前者比后者约多9倍 B.后者比前者约多9倍 C.前者比后者约多19倍 D.后者比前者约多19倍
6.(93全国)简答 叶肉细胞中同时进行多步骤的两个过程，即CO2+H2O 有机物+O2
请回答：(6 分)
(1)①过程中C02被还原为有机物，所需要的还原剂在何种细胞器的哪一部位形成 。
(2)在充足的条件下，②过程的CO2主要由哪一部释放？释放的CO2将扩散到一部位？为什么？ 。
7.(94全国)简答 禾谷类种子萌发时，细胞内的主要储能物质 在 酶的催化下水解成麦芽糖，麦芽糖在酶的催化下进一步水解成葡萄糖。部分葡萄糖分解生成的 进入细胞的 内，经有氧呼吸过程分解释能；能量中一部分储藏在 中，并由它转移，供幼苗生命活动所需。(5分)
8.(97上海)选择 贮藏在地窖中的大量马铃薯处在相对缺氧状态下，可以通过无氧呼吸获得少量能量，这时葡萄糖被分解为( )。
A.乳酸和二氧化碳 B.乳酸 C.酒精和二氧化碳 D.酒精
9.(97上海)简答 右图表示大气中氧的浓度对植物组织内C02产生的影响，试据图回答：
(1)A点表示植物组织释放的C02较多，这些C02 的产物。
(2)由A到B，C02的释放量急剧减少，其原因是 。
(3)由B到C，C02的释放量又不断增加，其主要原因是
。
(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一
点所对应的浓度 。采取这一措施的理由是 。
10.(97上海)简答 在A、B两玻管内盛有稀葡萄糖20mL。在A管内加入一定数目的某种单细胞真核生物，在B管内加入相同数目的另一种某种单细胞真核生物。再向两玻管液体内充入空气后，迅速将玻管密封，放置在光照明亮处。实验员每隔一定时间从两玻管内分别取出少量溶液，测定内含02和CO2的浓度， 历经3h，其数值变化如右图所示。然后撤去光照，再重复上述测定工作，又历经3h。问：
(1)A管内液体呈何种颜色 ，说明判断根据 。
(2)在最初3h内，两玻管内的葡萄糖浓度是否都下降了 试说明理由。
(3)撤去光照后3h内，A、B两管液体中2和C02的浓度将发生怎样的变化
解释变化原因
，并
把变化情况画在上述两图的右半部分。
11.(98上海)选择 酵母菌无氧呼吸产生A摩尔的CO2，人在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成C02( )。 A.7/3A摩尔 B.1/12A摩尔 C.6A摩尔 D.3A摩尔
12.(97上海)简答 右图示一株着生7片叶的植物。将第3和第6片叶用透明小袋包住，并分别向内充入具放射性的14C02，经光照一段时间。请回答：
(1)第①片叶中出现带放射性的糖，主要来自第 片叶。
(2)根系中出现带放射性的糖，主要来自第 片叶。
(3)在地上部分，除第3、6片叶外，含放射性糖最多的部位是 。
(4)在第3、6片中合成的带有放射性的糖是通过茎部 输送出去的。
13.(98上海)选择 对某植株作如下处理：(甲)持续光照10min；(乙)光照5s后再黑暗处理5s，连续交替进行20min。若其它条件不变，则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是( )
A.甲多于乙 B.甲少于乙 C. 甲和乙相等 D.无法确定
14.(98上海)选择 在夏至这天，假设下列地区温度相同且晴天，则同种植物有机物积累最多的地区是( ) A.哈尔滨 B.北京 C.上海 D.海口
15.(98上海)选择 在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( )
A.与氢结合生成水 B.与碳结合形成二氧化碳
C.在线粒体中被消耗 D.在线粒体和细胞质基质中被消耗
16.(98上海)选择 右图表示两类动物的耗氧量与环境温度的关系。下列
叙述中正确的是( )
A.甲是恒温动物 B.乙是恒温动物 C.甲是变温动物 D.乙是变温动物
样品 酵母菌数量(个/立方毫米) PH值
1 1210 4.8
2 820 5.4
3 1210 3.7
4 1000 5.0
17.(98上海)简答 将10mL酵母液放在适宜温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH值，结果如下表。请分析回答：
(1)表中样品的取样先后次序为 。
(2)对酵母菌而言，lOmL该培养液的环境负荷量为
个。
(3)若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个／立
方毫米，产生这一结果的原因是
。
18.(99上海)选择 一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过的生物膜层数是( ) A.5 B.6 C.7 D.8
19.(99上海)选择 下列4支试管中分别含有不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物，经一定时间的保温后，会产生C02的试管有( )
A.葡萄糖+细胞膜已破裂的细胞 B.葡萄糖+线粒体 C.丙酮酸+线粒体 D.丙酮酸+内质网
20.(99广东)选择 高等植物体内产生ATP的生理过程有( )
A.呼吸作用、渗透作用 B.呼吸作用、蒸腾作用 C.光合作用、主动运输 D.光合作用、呼吸作用
21.(99广东)选择 在适宜的温度条件下，在下列装置中都放入干酵母(内有活酵母菌)，其中适于产生酒精的装置是( )。
22.(99广东)选择 在下列哪种条件下载培番茄，对增产有利 ( )
A.日温150C、夜温260C B.昼夜恒温260C C.日温260C、夜温150C D.昼夜恒温150C
23.(2000广东)选择 解除休眠期的干种子吸水后，呼吸作用强度( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.不确定
24.(2000广东)选择 高等植物的呼吸作用只发生在( )
A.活细胞 B.含有叶绿体的细胞 C.不含叶绿体的细胞 D.气孔周围的细胞
25.(2000上海)选择 下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是( )
A.蛔虫进行无氧呼吸 B.哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸
C.长跑时，人体产生的C02是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物 D.发酵和无氧呼吸为同一概念
26.(2000浙、江、吉)选择 请据图回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)
A.A处上升，B处下降
B.A、B两处都下降
C.A处下降，B处上升
D.A、B两处都不变
27.(2000广东)简答 将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，分别放入3只标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口密封后，放入200C水浴锅中，lh后的结果如图b所示。请根据实验结果回答：
(1)实验中可以看到的明显变化是 ，
由此可以推断 号锥形瓶中发生了
作用。
(2)该实验的全部结果
28.(2000广东)简答 将生长状况相同的同一种树的幼苗分成若干组，分别置于不同日温和夜温组合下生长(其他各种条件都相同)。一定时间后测定幼苗的高度，结果如下表：
平均高度(cm) 夜温(0C) 日温(0C) 11 17 23
30 — 33.2 19.9
23 30.7 24.9 15.8
17 16.8 10.9 —
注：标“一”为该组合未做实验
请据表回答下列问题：
(1)幼苗生长最快的温度组合是：日温 ，夜温 。
幼苗生长最慢的温度组合是：日温 ，夜温 。
(2)出现上述结果的原因是
。
29.(2001广东、河南)选择 利用酵母菌发酵生产酒精时，投放的适宜原料和在产生酒精阶段要控制的必要条件分别是( )
A.玉米粉和有氧 B.大豆粉和有氧 C.玉米粉和无氧 D.大豆粉和无氧
30.(2001广东、河南)选择 细胞质基质是细胞结构的重要组成部分，下列生物化学反应在细胞质基质中进行的是( )
A.葡萄糖的无氧分解 B.丙酮酸的氧化分解 C.RNA的合成 D.各种消化酶的合成
31.(2001广东、河南)选择 绿色植物的呼吸作用所吸入的O2用于形成( )
A.C02 B.H20 C.ATP D.丙酮酸
32.(2001广东、河南)选择 如果人体在一段时间内不进行体力与脑力活动，并且体重不变，呼吸作用释放的能量主要转变成( )
A.电能 B.热能 C.机械能 D.渗透能
33.(2001天津、山西)选择 如果一定重量的黄豆全部萌发生成黄豆芽，黄豆芽中的有机物总量、有机物种类分别比黄豆中的( )
A.多、多 B.少、多 C.多、少 D.少、少
34.(2001全国、天津、山西)简答 在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽。随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多。当糖浓度下降一定程度后，结束发酵。最后分别输出有形物质和鲜啤酒。根据上述过程，回答以下问题：
(1)该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是 。
(2)初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是 。
(3)经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物，其余1.5%则是用于 。
(4)请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式 。
(5)如果酵母菌消耗的糖(设为麦芽糖，其式量为342)有98.50%(质量分数)形成了酒精(式量为46.0)和其他发酵产物。设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度为3.20%(质量分数)的啤酒多少吨 。
●答案 1.C6H12O62C2H5OH + 2CO2 + 能量 2.无氧呼吸酒精 3.氧 4.①放入叶片 蓝 ②放入叶片并遮光 黄 ③对照 绿 ④光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等。 5D 6.(1)叶绿体的片层(或叶绿体的基粒)(2分) (2)由线粒体释放(1分)，扩散进入叶绿体(1分)；因为在该条件下，光合作用速度高于呼吸作用(或光合作用比呼吸作用进行的快)。(2分) 7.淀粉(1分)淀粉(1分)丙酮酸(1分)线粒体(1分)ATP(1分) 8.B 9.(7分)(第(1)小题1分，第(2)，(3)、(4)小题各2分) (1)无氧呼吸(2)氧气增加，无氧呼吸受到抑制(3)氧气充足时有氧呼吸加强，CO2释放量增多(4)B点所对应的浓度，这时有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得最慢。 10.(13分)(第(1)小题3分，第(2)小题4分，第(3)小题6分)(1)绿色(1分)。从实验结果可知A管内单细胞真核生物能进行光合作用(1分)，其细胞内必含有叶绿素(1分)(2)A管内葡萄糖浓度不会下降(1分)。根据O2和CO2的浓度变化，可知A管内生物体进行光合作用的强度大于呼吸作用，糖类的合成大于呼吸消耗的(1分)。B管内葡萄糖浓度下降(1分)。根据O2浓度不断下降，CO2浓度不断上升，可知B管内生物体仅持续进行呼吸作用，消耗葡萄糖(1分)。 (3)A管内O2浓度开始下降，CO2浓度开始上升(1分)。因管内生物体不再进行光合作用，而呼吸作用仍在继续(1分)。B管内O2浓度继续下降，CO2浓度继续上升(1分)。因管内生物体的呼吸作用仍在进行(1分) 11.D12.(4分)(1)3 (2)6 (3)顶芽 (4)筛管 13.B 14.A 15.A、C 16.A、D 17.(6分)(每空格2分)(1)样品2、样品4、样品1、样品3(顺序错则不给分)(2)1.21x107 (3)培养液中的营养物质不断被消耗，部分酵母菌因营养缺乏而死亡并解体。 18.B 19.A、C 20.D 21.A 22.C 23.B 24.A 25.C、D 26.C 27.(1)Ⅲ号锥形瓶的酒精液滴在玻璃管中向左移动；Ⅲ、呼吸(有氧呼吸)(5分)(2)肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP(3分) 28.(1)30℃、17℃(1分)(2)17℃、17℃ (3)白天温度高，有利于幼苗进行光合作用，合成有机物。幼苗在夜间只进行呼吸作用，温度高时呼吸作用强烈，有机物消耗多，对生长不利。昼夜温差大，有利于积累有机物，幼苗生长快(5分)。 29.C 30.A 31.B 32.B 33.B 34.(1)既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸(4分)(2)出芽生殖(2分)(3)酵母菌自身的生长和繁殖(5分) (4)C12H22O11 + H2O2C6H12O6(2分) C6H12O62C2H5OH + 2CO2 + 能量(2分) (5)C2H5OH的式量为46.0(2分) 500t×(8.00%×98.5%×46.0×4÷342÷0.320=662t(10分)
The end
2003-10-15
光合作用的过程
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物，暗室内装有红色安全灯
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用
④取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘—碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特颜色反应出现
渠道
消费者
光合作用
呼吸作用
Page 1 of 19专题六 植物的新陈代谢及其调节
邱国强 (重庆市黔江中学)
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●知识联系框架
种子的成熟与萌发生理
植物的水分代谢
植物的矿质代谢
植物的光合作用
植物的呼吸作用
植物体内营养物质的运输
生长素的发现
生长素 生长素的合成部位及分布
生长素的生理功能
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
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●重点知识联系与剖析
一、植物的新陈代谢
1.种子的成熟与萌发生理
*胚珠中的卵细胞完成受精后，经过细胞分裂、组织分化、器官形成，最后发育成成熟的胚的过程中，发生着一系列的生理变化。
首先在受精卵发育成胚的过程中，开始合成大量的生长素，生长素的生理功能之一能够改变植物体内营养物质的分配。正在发育的胚中合成的大量生长素就使得整个胚珠及子房都处在适宜浓度的生长素的环境中，形成了植物体内的营养物质分配中心。
植物的叶片进行光合作用制造的有机物(主要是糖类)源源不断地运输到子房中来。刚运来的糖类都是可溶性的糖，如蔗糖、棉子糖等。在成熟过程中，这些可溶性的糖逐渐转变成淀粉等不溶性的物质。
可溶性的糖溶解在水中，使幼嫩种子的渗透压较高，所以幼嫩种子的含水量较高。但随着种子的成熟，可溶性的糖逐渐转变成不溶性的糖，种子内的渗透压逐渐下降，种子的含水量也逐渐下降。
植物根系吸收的氮素被转变成氨基酸后也源源不断地运输到发育着的种子中，在胚乳或子叶中被合成贮藏蛋白。
植物必需的矿质元素也被运输到种子中贮藏起来。
总之在种子成熟过程中，含水量在逐渐下降，有机物的含量在逐渐增加，有机物的种类相对减少。
*种子解除休眠后，吸水膨胀，就开始进行旺盛的呼吸作用，种子中的许多酶被合成或被激活，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。
种子的胚乳或子叶中贮藏的蛋白质、淀粉、脂肪等不溶性的大分子物质被分解成可溶性的氨基酸、麦芽糖、甘油和脂肪酸等小分子物质，转运到胚芽、胚轴和胚根中，胚芽、胚轴、胚根中的细胞开始分裂、分化、发育，最后形成幼苗。
所以种子在萌发过程中，随着吸水量的增加，呼吸作用逐渐旺盛，鲜重逐渐增加。由于呼吸消耗，干重却在减少。在萌发过程，利用种子中的贮藏物质合成了种类繁多的有机小分子物质，满足生长发育所需。
种子在萌发过程中是不能进行光合作用的，待种子发育成幼苗后，便可进行光合作用，独立生活了。
2.植物的水分代谢
植物吸收水分的方式有两种：吸胀作用和渗透作用。
*吸胀作用是没有液泡的植物细胞吸收水分的方式，如生长点的细胞、干种子细胞、茎的形成层细胞等。原理是细胞中有大量亲水性物质，这些亲水性能够从外界吸收大量的水分，活细胞、死细胞都能通过吸胀作用吸收水分。
*渗透作用是具有液泡的成熟的植物细胞吸收水分的方式。原理是原生质层具有选择透过性，原生质层内外的溶液存在着浓度差，水分子就可以从溶液浓度低的一侧通过原生质层扩散到溶液浓度高的一侧。溶液渗透压的高低与溶液中溶质分子的物质的量的多少有关，溶液中溶质分子物质的量越多，渗透压越高，反之则越低。
在比较两种溶液渗透压高低时以两种溶液中的溶质分子的物质的量为标准进行比较。如果溶质分子 相同，也可以质量分数比较。能够通过渗透作用吸水的细胞一定是一个活细胞。
一个成熟的植物细胞是一个渗透系统。
验证通过渗透作用吸水或失水的最佳实例是质壁分离和质壁分离复原的实验。
一次施肥过多引起“烧苗”，是由于土壤溶液的浓度突然增高，导致植物的根细胞吸水发生困难或不能吸水所至。
盐碱地里大多数农作物不能正常生长的原因之—也是土壤溶液浓度过高造成的。
淹制的鱼、肉等不易变质，是由于高浓度的盐溶液使细胞等微生物失水死亡之故。
*蒸腾作用是植物散失水分的主要动力。
蒸腾作用是指植物叶肉细胞中的水分以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到大气中的过程。
气孔不仅是水蒸气扩散出去的门户，也是叶片内部与外界进行气体交换的门户。气孔关闭不仅降低了植物的蒸腾作用，同时也阻碍了大气中的CO2进入植物细胞，从而影响到植物的光合作用。
蒸腾作用的生理意义主要有3个方面：
一是植物吸收水分和运输水分的主要动力；
二促进植物运输溶解在水中的矿质元素，这里强调的是溶解在水中并随水分在导管中的运输，如果是矿质元素从一种细胞运输到另一个细胞的运输，则是由呼吸作用提供能量的；
三能够降低叶片的温度。
移栽植物必须去掉一部分枝叶才容易成活的原因是：移栽时，植物的根系受到损伤，吸收水分的能力大大降低。这时如果不降低蒸腾作用，植物因失水过多而死亡。所以必须去掉一部分枝叶，以降低蒸腾作用，减少植物体内水分的散失。
3.植物的矿质代谢
植物吸收矿质元素的过程分为两个阶段：先交换吸附后主动运输。
*交换吸附是在细胞外进行的，主动运输使离子从细胞外运输到细胞内。
呼吸作用与矿质元素离子的吸附有着密切的联系：
呼吸作用为交换吸附提供H+和HCO3-，为主动运输提供能量。
长期水淹影响植物正常生长和发育的原因主要有两点：
一是根细胞无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用；
二是无氧呼吸提供的能量少，导致植物吸收矿质元素离子的数量减少而不能满足植物生长发育的需要。
植物对矿质元素离子的吸收具有选择性原因是：与根细胞膜上载体的数量多少有关，与土壤溶液中离子的浓度不成比例。
植物细胞吸收矿质元素离子的速度与溶液中离子的浓度和呼吸作用强度之间的关系用下图所示的曲线表示，对此的解释都是载体饱和了。
*矿质元素离子在植物体的存在状态有3种：
一是以离子的形式存在，不形成任何形式的化台物，如K+；
二是形成易溶的、不稳定的化合物，如N、P、Mg等，因为蛋白质、核酸、叶绿素等都是不稳定的，在正常的细胞中，合成和分解达到—种动态的平衡；
三是形成难溶的、稳定的化合物，如Fe、Ca等。在植物细胞中形成一些有机酸的钙盐和铁盐均不溶于水，也不易分解、。
以前两种形成存在的矿质离子在植物体内是可以重复利用的，后一种形式存在的矿质离子是不可以重复利用的，即在植物体内只能利用一次。
*缺素对植物的影响是：
缺少可重复利用的元素，一般先受伤的是老的部位，幼嫩的部位在短时间内还正常生长；
缺少不可重复利用的元素，一般先受伤的是幼嫩的部位，老的部位还能保持正常。
*通过灰分成分来判断植物对某种矿质离子的利用状况：一般来说，老叶灰分中含较多而嫩叶灰分中较少的元素，常是不可重复利用的元素，因为在衰老脱落前这些元素没有转移出去。可重复利用的元素，在老叶和嫩叶中的含量一般相差不大。
4.植物的光合作用和呼吸作用
植物的光合作用和呼吸作用过程及其外界因素对光合作用的影响（在此略，详见专题五）。
5.植物体内营养物质的运输
植物体内营养物质的运输分为：长途运输和短途运输两类。
长途运输也称纵向运输，水和无机盐的纵向运输是要在根、茎、叶中的导管中进行的，运输的主要动力是蒸腾作用，不消耗ATP。有机物的纵向运输是在植物的筛管中进行的，主要动力是由呼吸作用提供的，即在运输过程中要消耗ATP。
短途运输也称横向运输，是在植物的薄壁细胞之间的运输。水分的横向运输主要是通过渗透作用实现的；矿质元素离子的横向运输主要是通过主动运输完成。有机物的横向运输也是在植物的薄壁细胞之间进行，运输方式也是主动运输。
有机物运输的主要形式：蛋白质是以氨基酸的形式被运输的，糖类主要是以蔗糖的形式被运输的。
有机物运输还有一个很重要的特点：就近运输。这个特点可以减少能量的消耗。
在植物体内有营养物质的分配中心：一般来讲，植物生长最旺盛的部位、贮藏器官、果实、种子等在植物生长发育的不同阶段都能成为植物体内的营养物质的分配中心。叶片进行光合作用制造的有机物首先运输到离它最近的分配中心。
●重点知识联系与剖析
二、植物生命活动的调节
植物生命活动的调节是通过植物体内的激素来实现调节的。
植物体内没有合成激素的专门器官。
植物激素是在植物体内的一定部位合成的。植物激素在植物体内的含量极少，但对植物的生长、发育、繁殖等生理活动有着重要的调节作用。
1.生长素
生长素的发现：
向光性是指植物茎的生长总是朝着光源的方向生长的现象。
生长素是通过研究植物茎生长的向光性现象的过程中被发现的。
*植物感受光刺激的部位是茎的顶端，在燕麦胚芽的实验中是胚芽鞘的尖端，弯曲是顶端的下面一段。
原因是茎的顶端产生了某种物质，这种物质在向下运输时，背光侧分布得多，生长得快；向光侧分布得少，生长得慢。这样茎就弯向光源生长。
后来通过精密的化学分析手段，分析出这种物质是吲哚乙酸。
*植物生长素的合成部位及分布：植物合成生长素最活跃的部位是具有分生能力的组织，特别是芽顶端的分生组织。植物生长素在植物体内的分布大部分集中在生长旺盛的部位。
*植物生长素的生理作用及其作用原理：
*生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长，特别是细胞的伸长，对细胞分裂没有影响。
植物感受光刺激的部位是在茎的尖端，但弯曲的部位是在尖端的下面一段，这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长，是对生长素最敏感的时期，所以生长素对其生长的影响最大。
趋于衰老的组织生长素是不起作用的。
*生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是：生长素能够改变植物体内的营养物质分配，在生长素分布较丰富的部分，得到的营养物质就多，形成分配中心。
*生长素能够诱导无籽番茄的形成就是因为：用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后，番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心，叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中，子房就发育了。
*生长素的类似物：常见的生长素的类似物有萘乙酸和2，4-D等。
利用生长素类似物处理植物的效果比天然的生长素有效，而且能够长时间起作用。原因是：植物体内天然的激素有一个代谢的过程，合成与分解保持着一种动态的平衡。当使用天然的生长素处理植物体时，生长素的量就超过其体内正常的水平，此时植物体内分解生长素的酶就会迅速地将多余的生长素分解掉，以维持正常的激素水平。
人工合成的生长素的类似物，具有生长素的作用，但植物体内没有分解它的酶，所以可以长时间发挥作用。
*植物体内生长素的运输：植物体内生长素的运输是一种极性运输，即总是从形态学的上端运向下端，不能从形态学的下端运输到上端。只有在根尖处能从下端向上运输，但运输的距离很短。
*植物运输生长素的部分是：茎韧皮部中的筛管，如果将韧皮部切断或蒸汽杀死或麻醉等，均可阻断生长素的运输。
植物对生长素的运输是需要消耗能量的，是一种主动运输，用呼吸作用抑制剂处理也能阻断生长素的运输。
植物生长素生理作用的两重性：较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长。
植物不同的器官对生长素最适浓度的要求是不同的：如下图所示。
根的最适浓度约为10-10mol/L， 芽的最适浓度约为10-8mol/L，茎的最浓度约为10-4mol/L。
在生产上常常用生长素的类似物(如萘乙酸、2，4—D等)来调节植物的生长，如生产豆芽菜时就是用适宜茎生长的浓度来处理豆芽，结果根和芽都受到抑制，而下胚轴发育成的茎很发达。
植物茎生长的顶端优势是由植物对生长素的运输特点和生长素生理作用的两重性两个因素决定的，植物茎的顶芽是产生生长素最活跃的部位，但顶芽处产生的生长素浓度通过主动运输而不断地运到茎中，所以顶芽本身的生长素浓度是不高的，而在幼茎中的浓度则较高，最适宜于茎的生长，对芽却有抑制作用。越靠近顶芽的位置生长素浓度越高，对侧芽的抑制作用就越强，这就是许多高大植物的树形成宝塔形的原因。但也不是所有的植物都具有强烈的顶端优势，有些灌木类植物顶芽发育了一段时间后就开始退化，甚至萎缩，失去原有的顶端优势，所以灌木的树形是不成宝塔形的。
由于高浓度的生长素具有抑制植物生长的作用，所以生产上也可用高浓度的生长素的类似物作除草剂，特别是对双子叶杂草很有效。
地球引力对生长素分布的影响：茎的背地生长和根的向地生长是由地球的引力引起的，原因是地球引力导致生长素分布的不均匀，在茎的近地侧分布多，背地侧分布少。由于茎的生长素最适浓度很高，茎的近地侧生长素多了一些对其有促进作用，所以近地侧生长快于背地侧，保持茎的向上生长；对根而言，由于根的生长素最适浓度很低，近地侧多了一些反而对根细胞的生长具有抑制作用，所以近地侧生长就比背地侧生长慢，保持根的向地性生长。
在失重状态对植物生长的影响：根的向地生长和茎的背地生长是要有地球引力诱导的，是由于在地球引力的诱导下导致生长素分布不均匀造成的。在太空失重状态下，由于失去了重力作用，所以茎的生长也就失去了背地性，根也失去了向地生长的特性。但茎生长的顶端优势仍然是存在的，生长素的极性运输不受重力影响。
2.其他植物激素
植物激素除生长素外，还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。其中生长素、细胞分裂素和赤霉素对植物的生长、发育有促进作用，称为植物生长促进剂；脱落酸和乙烯对植物的生长、发育有抑制作用，称为植物生长抑制剂。关于赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯的生理功能见下表：
激素类型 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙烯
合成部位 幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩组织 正在进行细胞分裂的幼嫩根尖 幼嫩或衰老的绿色组织中都能合成 植物体的各个部位都能产生
生理功能 促进细胞的伸长；解除种子、块茎的休眠并促进萌发等作用 促进细胞分裂；诱导芽的分化；防止植物衰老 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 促进果实成熟；促进器官脱落；促进多开雌花
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Over
2003-10-15
植物的新陈代谢
植物
生命
活动
调节
植物的新陈代谢及其调节
Page 6 of 6专题十二 神经系统
邱国强 (重庆市黔江中学)
一、神经系统的组成和功能
组 成 位置或分布 结构特点 主要功能
中枢神经系统 脑 大脑 脑的顶部 由两个大脑半球组成。表面的大脑皮层为灰质，上有许多沟回，皮层以内是白质 灰质：脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢，可划分许多功能区如语言中枢等白质：联系大脑半球，联系小脑、脑干，脊髓
小脑 大脑后下方和脑干背侧 表面为灰质，有许多平行的浅沟，两沟间是一个叶片。内面为白质 维持躯体平衡，调节肌肉紧张程度，协调随意运动等
脑干 大脑下方和小脑前方 依次排列着间脑、中脑、脑桥、延髓。也由灰质和白质组成，但排列不规则 灰质：有一些调节人体基本生命活动的中枢,如心血管运动中枢，呼吸中枢等白质：有重要的上下传导束
脊髓 在椎管中，上端与脑相连，下端与第一腰椎下缘平齐 灰质在中央，呈蝴蝶形，周围为白质 灰质：有许多低级的神经中枢白质：有上下传导束。上行传导束能把神经冲动传到脑，脑传出的神经冲动沿下行传导束传到脊髓
周围神经系统 脑神经(12对) 与脑相连，多数分布于头部感觉器官，但迷走神经分布在内脏器官 有的为传入神经，有的为传出神经，有的为混合神经 传导头部感觉器官所受刺激产生的兴奋。迷走神经支配内脏器官的活动
脊神经(31对) 与脊髓相连，分布于躯干和四肢皮肤、肌肉里 全部是混合神经 调节躯干和四肢的活动
植物性神经 交感神经 内脏、心血管和腺体 是内脏，心血管和腺体的传出神经。可协调各器官活动 使心跳加快加强，平滑肌舒张，抑制胃肠蠕动，抑制膀胱排尿，使瞳孔放大等
副交感神经 内脏，心血管和腺体 使心跳减慢减弱，平滑肌收缩，促进胃，肠蠕动，促进膀胱排尿，使瞳孔缩小等
二、灰质和白质的比较
名 称 色 泽 组 成 分 布 功 能
灰 质 灰 暗 神经细胞，细胞体的集中部位 大脑和小脑的表面，脊髓的中央部分等处 神经中枢所在地
白 质 白 亮 神经纤维的集中部位 大脑和小脑皮层以内：脊髓的周围部分等处 传导和联系作用
三、几对主要脑神经的分布和功能
名 称 分 布 功 能 损害症状
嗅神经 鼻腔上部的粘膜内 接受气体的刺激，将引起的神经冲动传到脑的嗅觉中枢，而产生嗅觉 嗅觉障碍
视神经 眼的视网膜上 接受光的刺激，将引起的神经冲动传到脑的视觉中枢，而产生视觉 视觉障碍
位听神经 耳的耳蜗内 接受声音的刺激，将产生的神经冲动传到脑的听觉中枢，而产生听觉。接受头部位置变动的刺激，将产生的神经冲动传入脑，通过反射来维持身体平衡 耳聋，耳鸣、平衡障碍等
面神经 面部的肌肉里 支配面部表情肌的活动 面肌瘫痪
迷走神经 沿颈下行，主要分布在胸腔和大部分腹腔的内脏器官 支配这些器官的活动。并与吞咽、发声、呼吸、心脏活动，消化等有关 吞咽困难、发声嘶哑等
四、中枢神经和神经中枢的区别和联系
名 称 中 枢 神 经 神 经 中 枢
区 别 概 念 神经系统的中枢部分 在脑和脊髓中，有一些功能相同的神经元细胞体集中在一起，是调节器人体的某一项生理活动的结构
组 成 由脑和脊髓组成 是脑和脊髓灰质里一些功能相同的神经元细胞体的汇集体
功 能 通过周围神经系统与全身各个部分发生联系，从而对全身的生命活动进行调节 是反射活动的中枢部分，每一反射活动都有其特定的神经中枢
联 系 神经中枢是在中枢神经(脑、脊髓)的灰质里
说 明 在周围神经系统中，也有一些功能相同的神经元细胞体汇集在一起，这部分结构叫神经节。神经节只起联系作用，没有反射中枢的作用，故不能称为神经中枢
五、神经元的分类
分类名称 传入神经元(感觉神经元) 传出神经元(运动神经元) 中间神经元(联络神经元)
组 成 由细胞体、传入神经纤维(感觉神经纤维)和传入神经末梢(感觉神经末梢)组成 由细胞体，传出神经纤维(运动神经纤维)和传出神经末梢(感觉神经末梢)组成 由细胞体、神经纤维和神经末梢组成
分 布 主要分布在周围神经系统里，其末梢分布在感受器里 主要分布在周围神经系统里，其末梢分布在肌肉和腺体等效应器里 主要分布在脑和脊髓里
功 能 把神经冲动从外周传到神经中枢 把神经冲动从神经中枢传到外周 在传入和传出两种神经元之间起联系作用
说 明 神经元和神经元相接触的地方为突触。两个神经元只有功能上的联系，既一个神经元的轴突末梢与另一个神经节元的细胞体或树突相接触,但在结构上并不联接。神经冲动也只能由一个神经元传到另一个神经元，不能倒转方向传递
六、神经元(神经细胞)的结构和功能
名 称 分 布 种 类 结构特点 功 能 说 明
细胞体 多集中在脑、脊髓的灰质或神经节里 灰色，有细胞核 在脑和脊髓中起神经中枢作用，在神经节里起联系作用 1.神经元是构成神经系统的结构和功能的基本单位2.许多神经纤维集结成束，外包有结缔组织膜，就成为一条神经。由传入纤维组成的神经叫传入神经(感觉神经)。由传出纤维组成的神经叫传出神经(运动神经)。由传入和传出两类神经纤维组成的神经叫混合神经
突起(神经纤维) 在周围神经系统里构成“神经”。在脑和脊髓中构成“白质” 传入神经纤维(感觉神经纤维)和传出神经纤维(运动神经纤维) 一个神经元有一条长而分枝少的轴突和几条短而呈树枝状分枝的树突。轴突或长的树突以及套在外面的鞘就为神经纤维 传入神经纤维能把兴奋从外周传到脑和脊髓。传出神经纤维能把兴奋从脑、脊髓传向外周
神经末梢 全身各处(感受器和效应器中) 传入神经末梢(感觉神经末梢)和传出神经末梢(运动神经末梢) 是神经纤维末端的细小分枝 感觉神经末梢能感受内、外环境的刺激，并产生兴奋。运动神经末梢，接受兴奋后，可引起肌肉的活动和腺体分泌等反应
廿、反射弧的组成
组成部分 感受器 传入神经 神经中枢 传出神经 效应器
组成 即感觉神经末梢(传入神经末梢) 由传入神经纤维(感觉神经纤维)组成传入神经 由功能相同的神经元细胞体组成中枢 由传出神经纤维(运动神经纤维)组成传出神经 由运动神经末梢(传出神经末梢)和它所支配的肌肉、腺体等组成效应器
分布 主要分布在皮肤、感觉器官、内脏等处 主要分布在周围神经系统里 分布在中枢神经系统里 主要分布在周围神经系统里 主要分布在肌肉，腺体等处
功能 接受刺激，产生神经冲动 把神经冲动从感受器传到脑或脊髓 可以把传入的神经冲动进行分析，综合，然后把冲动转传给传出神经 把神经冲动从脑或脊髓传向效应器 对刺激发生反应
说明 反射是神经系统调节人体各种活动的基本方式。反射是一种生理活动，而反射弧是一结构名称。反射活动必须通过反射弧，反射弧的各部分是由反射活动连接起来的，是反射活动的结构基础，缺少反射弧中的任何一个环节，就不能完成反射活动
八、膝跳、缩手、排尿反射的比较
名称 现 象 感 受 器 神经中枢 效 应 器
膝跳反射 实验者一条腿自然地搭在另一条腿上，然后用带橡皮头的小木槌扣打上面那条腿的膝盖下面韧带，小腿会前伸 股四头肌的股腱和肌肉内的感受器受到扣打的刺激，产生神经冲动 脊髓灰质内的膝跳反射中枢 大腿股四头肌收缩，使小腿前伸
缩手反射 手偶然碰到火，手会立即缩回来 手上皮肤里的感受器，受到火的刺激，产生神经冲动 脊髓里相应的反射中枢 手臂上相应的肌肉收缩，使手立即缩回
排尿反射 膀胱贮尿达到一定量时，会产生尿意而发生排尿 膀胱壁上的感受器受到尿的压迫刺激，而产生神经冲动 低级中枢：脊髓骶段的排尿反射中枢高级中枢：大脑皮层的相应中枢 膀胱肌收缩，尿道括约肌放松，尿道内口打开，尿便排出
九、非条件反射和条件反射的异同点
名称 非条件反射 条件反射
不同点 形 成 生下就有 在生活中形成
刺激物 具体实物直接刺激引起的(如食物、奶头等) 具体信号刺激引起的(如光、声、气味、颜色、形状等)
建立 不需附加任何条件就可建立起来 要建立在非条件反射基础上
神经联系 固定联系 暂时联系，可消失
神经中枢 反射弧不通过大脑皮层，由大脑皮层以下各中枢参加，是较低级的神经调节方式 反射弧通过大脑皮层，是大脑皮层的高级功能
变化 终生不变 随条件改变而变化
意义 只适应固定不变的环境 能提高对环境的适应能力，能适应多变的环境
举例 狗吃到食物分泌唾液 狗看到食物分泌唾液
共同点 1.人和动物都有 2.要通过反射弧对刺激发生反应
说明 条件反射的形成,主要是条件反射的反射弧通路问题。在条件反射未建立以前，皮层各部虽有结构上的联系，但没有机能上的联系。由于具体信号的刺激（如铃声、灯光等），在大脑皮层所引起的兴奋多次向四周扩散，并被非条件刺激（如食物）的兴奋中心所吸引，便使两个兴奋中心建立了机能上的暂时联系，便形成了条件反射
十、第一信号系统和第二信号系统的区别
名 称 第一信号系统 第二信号系统
概念 只对具体信号刺激发生反应的皮层功能系统 对语言，文字发生反应的皮层功能系统
信号 具体信号(如光、声、气味、颜色、形状等) 抽象信号(语言、文字)
建立 建立在非条件反射的基础上 建立在第一信号系统的基础上
具有 人和动物都有 人特有
举例 人看到酸梅流唾液 人听到“酸梅”这个词，或看到“酸梅”这两个字而流唾液
意义 扩大了机体对外界刺激起反应的范围，提高了机体对环境适应的能力，并使机体具有某些“预见性” 使人具有抽象、概括、推理和思维的能力，从而更深刻地认识自然和社会的规律，可以更好地改造自然，改造社会
说明 1.第二信号系统是人类高级神经活动的特征，也是人类区别于动物的根本特征2.第二信号系统不能脱离第一信号系统而独立存在,脱离了后者,则语言、文字就失去了具体涵义
十一、眼球的构造及其功能
组 成 位 置 构造特点 功 能
眼球壁 外膜 巩 膜 占外膜六分之五的后部 白色坚韧 保护眼球内部
角 膜 占外膜六分之一的前部 无色透明，含有丰富的神经末梢 感觉很敏锐
中膜 脉络膜 占中膜三分之二的后部 淡棕色，有丰富的血管和色素细胞(不透光) 营养眼球，并使眼球内部成为一个暗室
睫状体 脉络膜延伸到巩膜前部的内面 变厚、环形、内含平滑肌，呈放射状排列 平滑肌有调节晶状体曲度的作用
虹 膜 睫状体向前延伸部分 圆板状的薄膜，呈棕黑色，中央有瞳孔，内有平滑肌 瞳孔为光线进入眼球内部的孔道。平滑肌可调节瞳孔大小
内膜 视网膜 眼球壁的最内一层 有许多感光细胞。中央正对瞳孔的地方为黄斑。视神经穿过的地方为盲点 能感受光的刺激。黄斑是感光细胞集中的地方，视觉最清楚。盲点没有感光细胞，物象落在这里，则引不起视觉
内容物 晶状体 在虹膜和瞳孔的后方 透明象双凸透镜，有弹性，有悬韧带附在上面 和角膜共同组成眼球的折光系统
玻璃体 在晶状体和视网膜之间 透明胶状物质
房水 充满前房(角膜和虹膜之间)和后房(在虹膜后面) 透明液体
十二、眼球的附属结构
名称 位 置 特 点 功 能
眼睑 眼眶的前方 上、下各一块，内有腺体，边缘各有一排睫毛 能保护眼球。腺体能分泌油脂样物质润滑眼球。睫毛有阻挡灰尘的作用
结膜 衬在眼睑内面并贴在眼球前面 透明的薄膜 能分泌粘液润滑眼球
泪器 泪腺 眼球外上方的小窝内 杏仁一般大小 能分泌泪液，泪液有湿润眼球的作用。泪液中有大量溶菌酶，有杀菌作用
鼻泪管 眼眶的内下角 是上连泪点，下连鼻腔的小管(泪小管)和空腔(泪囊) 泪液流经鼻腔的地方
眼肌 在眼球的巩膜上 六条 能使眼球随意转动
耳的结构及其功能
组成 位置 结构特点 功能
外耳 耳廓 耳的最外边 由皮肤和弹性软骨组成 收集声波
外耳道 耳廓与中耳间的通道 短而弯曲，生有耳毛和腺体 是声波传入中耳的通道。耳毛和腺体的分泌物可阻止外物侵入，对耳有保护作用
中耳 鼓膜 外耳道底部 椭圆形的薄膜 在声波作用下能产生振动
鼓室 鼓膜内方的小腔 有咽鼓管和咽相通 可保持鼓膜内外空气压力平衡，使鼓膜正常振动
听小骨 在鼓室内 三块听小骨互相连接，外连鼓膜，内连内耳 可将振动传入内耳
内耳 半规管 均在颞骨岩部内 有感受头部位置变动的感受器 通过反射来维持身体平衡
前庭
耳蜗 有听觉感受器和听神经纤维相连 可接受中耳传来的振动刺激，使听觉感受器产生神经冲动，并向脑传导
十三、青少年近视眼和远视眼的比较
名称 眼球前后径 晶状体曲度 成象位置 看物 矫正 发生原因 说明
近视跟 过长 增大 视网膜前方 看不清远处的物体 配戴凹透镜 青少年时期看书写字姿势不正确，光线不适宜；场所不适宜，持续用眼过度等 近视眼形成最初阶段为“假性近视”，眼球前后径还是正常，这时只要注意用眼卫生，坚持眼保健操等，就能
远视眼 过短 减小 视网膜后方 看不清近处的物体 配戴凸透镜 多为先天性，由于眼球发育不完全，眼球较正常的为小 恢复正常。如不注意，造成眼球前后径过长，就变成真性近视，则难以恢复正常
十四、看远和看近时晶状体的调节
物体距离 睫状肌 悬韧带 晶状体
看近 收缩 松驰 曲度增大
看远 松驰 拉紧 曲度减小
十五、光线过强和过弱时瞳孔的调节
外界光线 虹膜平滑肌 瞳孔 进入的光线 作用
跟开孔有关的 跟关孔有关的
过强 舒张 收缩 缩小 少 保护眼睛
过弱 收缩 舒张 扩大 多 看清物像
十六、几种外感受器概况
感受器 分 布 刺 激 物 产生的感觉
触觉感受器 皮肤 接触和挤压等机械的刺激 能感知物体的形状，大小，和某些物理特性
冷觉感受器 低于皮肤温度的刺激 实际上是皮肤上热量丧失的速率
热觉感受器 高于皮肤温度的刺激 实际上是皮肤上热量获得的速率
痛觉感受器 电、机械，过热、过冷、化学物质的刺激 痛觉
嗅觉感受器 鼻腔最上端粘膜中 空气中有气味物质的刺激 嗅觉
味觉感受器 舌的上表面和两侧 溶解在水中物质的刺激 甜、酸、苦、咸等感觉
本体感受器 肌肉，肌腱、韧带和关节附近 压力，肌肉和关节形状的改变等 感知身体和四肢的位置以及运动状况
十七、人的视觉和听觉形成对比
类别 刺激物 进入感觉器官的途径 感受器 传入神经 中枢 说明
视觉的形成 外界物体反射的光线 光线经角膜，房水，由瞳孔进入眼里，再经晶状体和玻璃体的折射，在视网膜上形成物象，刺激视网膜上的感光细胞 视网膜上的感光细胞 视神经 大脑皮层的视觉中枢 人对各种事物的认识是从感受器和感觉器官开始的
听觉的形成 外界的声波 声波经外耳道传到鼓膜，引起鼓膜振动，再由三块听小骨把振动传到内耳，刺激耳蜗内的听觉感受器 耳蜗内的听觉感受器 位听神经中与听觉有关的神经 大脑皮层的听觉中枢
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2003-10-15
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第 1 页 共 7 页专题九 个体、种群、群落、生态系统和生物多样性
邱国强 (重庆市黔江中学)
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●知识联系框架
个体……………个体是构成种群的单位
种群的概念及其基本特征
种群的数量变动及其影响因素
群落的基本概念
群落的结构特征及其影响因素
生态系统的概念及其类型
生态系统的结构和功能
生态系统的平衡
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●重点知识联系与剖析
一、种群及其数量变动
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1.种群的概念及其基本特征
种群是在一定空间中的同种个体的集群。
作为一个种群不仅占有一定的空间，而且具有一定的结构，同一种群内的个体间具有交换基因的能力。
种群虽然是有同种个体组成，但不等于个体数量的简单相加，从个体层次到种群层次是一个质的飞跃，因为种群具有个体所没有的一些“群体特征”:如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率、死亡率、平均寿命等。
生物物种的生存、发展和进化都是以种群为基本单位进行的。因此个体与种群的关系是一个部分与整体的关系。
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2.种群的数量变动及其影响因素
种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等，这里主要介绍一点有关种群的增长方面的知识。
种群数量的增长有两种基本模式：指数式增长和逻辑斯谛增长。
指数式增长：在食物(养料)和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等理想条
件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，
假定种群的数量为N0，年增长率为λ，该种群每年的增长速率都保持不变，那么：
一年后该种群的数量应为：N1=N0·λ
二年后该种群的数量为：N2=N1·λ=N0·λ2
t年后该种群的数量应为：Nt=N0·λt
如用坐标表示，横坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如上图所示。
种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的，即使在实验条件下也无法做到。
逻辑斯谛增长：在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不可能按指数式增长模式增长。
当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。
当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下 保持相对稳定。
据此生态学家逻辑斯谛建立了种群在有限环境条件的种群数量增长的数学模型，称为逻辑斯谛方程。它是一个微分方程，。式中:
dN/dt是在某一时间、某一种群数量条件下的瞬时增长率；
r是内禀增长率，即该种群的最大增长潜力；
K为环境的容纳量；
N为某一时间的种群数量。
按此方程绘制的曲线如图所示。曲线成“S”形。
在N=（1/2）K时，“S”形曲线有一个拐点A。
在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即（1/2）K值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。
当种群数量大于（1/2）K 时，种群增长的速度将开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于（1/2）K时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得的量最大。
当过度猎取导致种群数量小于（1/2）K时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。
种群数量的增长速度是由出生率、死亡率、迁入和迁出决定的，所以凡是影响到出生率、死亡率、迁人和迁出的因素都可影响种群数量的变化，如气候、食物、被捕食、传染病等。
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●重点知识联系与剖析
二、群落及群落的结构特征
生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。
如在农田生态系统中的各种生物种群是根据人们的需要组合在一起的，而不是由于他们的复杂的营养关系组合在一起，所以农田生态系统极不稳定，离开了人的因素就很容易被杂草生态系统所替代。
生物群落有一定的生态环境，在不同的生态环境中有不同的生物群落。
生态环境越优越，组成群落的物种种类数量就越多，反之则越少。
任何群落都有一定的空间结构。
构成群落的每个生物种群都需要一个较为特定的生态条件；
在不同的结构层次上，有不同的生态条件，如光照强度、温度、湿度、食物和种类等。
所以群落中的每个种群都选择生活在群落中的具有适宜生态条件的结构层次上，就构成了群落的空间结构。
群落的结构有水平结构和垂直结构之分。
群落的结构越复杂，对生态系统中的资源的利用就越充分，如森林生态系统对光能的利用串就比农田生态系统和草原生态系统高得多。
群落的结构越复杂，群落内部的生态位就越多，群落内部各种生物之间的竞争就相对不那么激烈，群落的结构也就相对稳定一些。
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●重点知识联系与剖析
三、生态系统
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1.生态系统的概念及其类型
关于生态系统的概念有两种理解：
一是指生物群落与无机环境相互作用的自然系统，是无机环境与生物群落的有机结合，与生态系统的成分联系起来，生物群落包括生产者、消费者和分解者，无机环境是指非生物物质和能量；
另一种理解是指在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间通过能量流动和物质循环而相互作用的自然系统，这是从生态系统的功能方面来理解生态系统的概念，即生态系统中的各成分之间通过物质循环和能量流动而联系在一起的一个有机整体。
关于生态系统的类型，重点掌握各种类型生态系统的基本特征和分布地域。
如森林生态系统是分布在水资源充沛的地区，特征是动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态；
草原生态系统是分布在水资源贫乏的地区，特征是动植物种类少，群落结构简单，系统不稳定；
农田生态系统是人工建立的生态系统，农作物是其主要成分，其他的动植物种类较少，特点是必须要有人的参与才能维持其稳定。
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2.生态系统的结构
生态系统的结构包括生态系统的成分和生态系统的营养结构。
①生态系统的成分由两部分组成；非生物成分和生物成分。
非生物成分是指阳光、空气、水分和矿物质等的非生物物质和能量。
生物部分包括生产者、消费者和分解者：
生产者以绿色植物为主，是生态系统的主要成分，属于自养型生物，在营养结构中总是处于第一营养级。
消费者主要是指各种动物，它们的生存直接或间接依赖于绿色植物通过光合作用制造的有机物，消费者属于异养型生物。
分解者主要是指营腐生生活细菌、真菌等的微生物，也包括一些营腐生生活的动物，如蚯蚓等。分解者能将动植物的尸体、排泄物和残落物中的复杂有机物分解成为简单的无机物。分解者在生态系统中是一种不可缺少的成分，如果缺少分解者，物质循环将会中断。
②生态系统的营养结构是指食物链和食物网：
食物链是指生态系统中各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，由于生态系统中动物的食物来源大都不是单一的，而是多种多样的，所以在生态系统中许多食物链常交错成网状，形成复杂的营养关系。
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3.生态系统的功能
生态系统的功能主要是进行能量流动和物质循环：
①生态系统的能量流动。生态系统中的能量归根到底来自太阳能，生态系统中绿色植物通过光合作用所固定的太阳能便是流经这个生态系统的总能量。每个营养级所具有的能量一般流向3个方面：
一部分是被该营养级的生物本身的生命活动所消耗的；
一部分尸体、排泄物和残落被分解者分解后以热能的形式释放出来；
还有一部分被下一个营养级的生物所同化而流人下一个营养级。能量流动的特点是单向的、不循环的，而且是逐级递减的。
能量在沿食物链流动时传递的平均效率为10%～20%。
②生态系统的物质循环。物质循环是指组成生物体的C、H、O、N等基本元素在生态系统内的生物群落和无机环境之间所形成的反复的循环运动。地球上最大的生态系统是生物圈，所以物质循环带有全球性，称为生物地球化学循环。
重点掌握碳循环过程，如图所示：
③物质循环和能量流动的关系。生态系统的能量流动是随着物质循环而进行的，二者互为因果、相辅相成，具有不可分割的联系。生态系统的各成分中，通过能量流动和物质循环而紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
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4.生物多样性
生物多样性是生物之间的多样性和变异性及物种生存环境的复杂性。
生物多样性有3个层次：即物种的多样性、遗传的多样性和生态系统的多样性。
物种的多样性是指地球上生命有机体的多样性，已被描述的物种约140万，估计物种总数在500万～5000万种之间。
遗传的多样性是指遗传信息的总和，包含地球上所有植物、动物、微生物个体的基因。
生态系统的多样性是指生物圈中的生态环境、生物群落和生态过程等的多样性。
生物多样性是人类生存和发展的基础。
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5.生态平衡
生态系统发展到一定的阶段，它的生产者、消费和分解者之间能够较长时间地保持着一种动态的平衡，也就是它的能量流动和物质循环能够较长时间地保持着一种动态的平衡。
①生态平衡的原理即为生态系统的自我调节。自我调节能力的大小与生态系统中的成分和营养结构的复杂程度呈正相关。但生态系统的自动调节能力是有限度的，当外来的干扰超过的这个限度，生态平衡就会遭到破坏。
②破坏生态平衡的因素有自然因素和人为因素两类。
自然因素是指自然中客观存在的一些不可抗拒的力量，如火山爆发、山崩海啸、台风等自然灾害；
人为的因素是指人类对自然的不合理利用，工农业发展带来的环境污染所造成的。
生态系统遭到破坏的3个标志性特征是植被的破坏、食物链的破坏和环境污染。
③保持生态平衡是人类可持续发展的基础。
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6.生态系统的稳定性
生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能的相对稳定的能力称为生态系统的稳定性。
如当气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有太大的变化，这说明森林生态系统具有抵抗气候变化、保持自身相对稳定的能力。
生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面：
抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
如森林生态系统对气候变化的抵抗能力就属于抵抗力稳定性。
生态系统之所以具有抵抗力是因为生态系统具有一定的自动调节能力。
生态系统自动调节能力的大小与生态系统中营养结构的复杂程度有关，营养结构越复杂，自动调节能力就越大；反之则自动调节能力就越小。
自动调节能力有大有小，抵抗力稳定性也有大有小。
恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。
如河流生态系统被严重污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和功能遭到破坏。如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复到接近原来的状态。这说明河流生态系统具有恢复自身相对稳定的能力。
再如一片草地上发生火灾后，第二年就又长出茂密的草本植物，动物的种类和数量也能很快得到恢复。
有许多证据表明，抵抗力和恢复力之间存在着相反的关系，具有高抵抗力稳定性的生态系统，其恢复力的稳定性是低的，反之亦然。
但是一个抵抗力与恢复力都很低的生态系统，它的稳定性当然也是很低。
如冻原生态系统，它的生产者主要是地衣，地衣对环境的变化很敏感，很容易被破坏，它的生长又很慢，一旦因某种原因使地衣遭到破坏后就很难恢复，从而导致生态系统的崩溃。
如森林生态系统与杂草生态系统相比较，森林生态系统自动调节能力强，抗干扰的能力也强。森林比较能忍受温度的变动，也较能抵抗干旱和虫害的危害。一次春寒可能把树木的新叶冻死，但树木很快就能长出另外的新叶来。但如果将森林生态系统中的乔木全部砍掉，这个森林生态系统就很难恢复到原来的样子。尽管杂草生态系统的抵抗力稳定性不如森林生态系统，但如一场大火将杂草全部烧光，形成次生裸地，第二年又恢复成一个杂草生态系统。所以以恢复力稳定性来衡量生态系统的调节能力，杂草生态系统的恢复力显然比森林高。
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7.生态农业
在农田生态系统中，为了保持农业生产的可持续发展，人们设计了农业生态系统良性循环的模式，如桑基鱼塘生态农业等。
生态农业是指运用生态学原理，在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、多功能的综合农业生产体系。生态系统中能量多级利用和物质循环再生是生态学的一条基本原理。
食物链是生态系统能量流动和物质循环的主渠道，它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链，从经济上看还是—条价值增值链。因此，遵循这个原理，就可以合理设计食物链，使生态系统中的物质和能量被分层次多级利用，使生产一种产品时产生的有机废物，成为生产另—种产品的投入，也就是使废物资源化，以便提高能量转化率．减少环境污染。
生态系统中的各种生物之间存在着相互依存、相互制约的关系。在农业生态系统中，人们可以利用生物种群之间的关系，对生物种群进行人为调节。在生态系统中增加有害生物的天敌种群，可以减轻有害生物的危害。
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2003-10-15
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种群
群落
生态系统
第 6 页 共 6 页专题十一 准确掌握“遗传的基本规律”
邱国强 (重庆市黔江中学)
《遗传和变异》一章在全书中所占篇幅较大，在教学中所需时间较长，在各级考试中所占比分较多，且是全书中重、难点相对集中的一章，其有关知识的应用又往往灵活多样。因此如何掌握最佳复习方法，达到全面提高学习效率的目的，是值得每一位同学探索的难题。下面针对“遗传的基本规律”就本人的做法谈一点看法，供同学们参考。
1 基本知识和基本理论
1.1概念系列
1.1.1 性状—相对性状—显性性状—隐性性状—性状分离
1.1.2 基因—显性基因—隐性基因—等位基因
1.1.3 杂交—自交—回交—测交—正交—反交
1.1.4 纯合体—杂合体
1.1.5 基因型—表现型
1.2 符号系列
符号 P × F1 ♀ ♂
含义 亲本 杂交 自交 子一代 雌性 雄性
1.3 关系系列
1.3.1 基因与性状的关系
基 因–— →性 状
显性基因–— →显性性状
隐性基因–— →隐性性状
等位基因–— →相对性状
↓ ↓
基 因 型–— →表 现 型
1.3.2 基因型与表现型的关系
不遗传变异
改变 改变
表现型=基因型+环境
改变 改变
可遗传变异
（1）基因型是生物性状表现的内因，而表现型是生物性状表现的外部形式。
（2）表现型相同，基因型不一定相同。
（3）基因型相同，表现型也不一定相同，但在相同环境条件下表现型相同。
（4）生物表现型的改变，如果仅仅是由环境条件的变化所引起的，那么这种变异不能遗传给后代。
（5）生物表现型的改变，如果是由基因型（遗传物质）的改变所引起，那么这种变异就能遗传给后代。
1.3.3 基因—DNA—染色体—蛋白质—性状的关系
（1）基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA是染色体的主要成分之一，基因在染色体上呈线性排列。
（2）特定结构的基因控制特定性状的表达，特定结构的蛋白质体现特定的性状。基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的生物合成来实现的。
1.3.4 减数分裂与遗传的关系
（1）遗传规律是指基因在上下代之间的传递规律。
（2）从细胞水平上看，遗传规律发生在配子形成过程中（减数分裂）。
（3）减数第一次分裂后期同源染色体彼此分离导致等位基因的分离，这是基因分离规律的细胞学基础，其结果使配子中含有每对等位基因中的一个。
（4）减数第一次分裂的后期，非同源染色体发生自由组合，导致非同源染色体上的非等位基因也自由组合，这是基因自由组合规律的细胞学基础，其结果形成不同基因组合的配子。
（5）经过减数分裂所形成的配子中的染色体数目比原始生殖细胞减少了一半（2nn），没有同源染色体，也就不存在等位基因了（同染多倍体生物例外）。
（6）经过受精作用形成的合子，以及由合子发育成的新个体的所有体细胞中，染色体数又恢复到亲本体细胞中染色体数目（n2n）,有了同源染色体，也就会有等位基因或成对的基因了。
（7）子代基因型中的每对基因（包括等位基因）都分别来源双亲。
（8）遗传规律尽管发生在配子形成过程中，但必须通过子代的个体发育由性状表现出来。
2 遗传基本规律
2.1 基因的分离规律
基因的分离规律是研究一对相对性状的遗传规律，是学好遗传规律的基础。要掌握这部分内容，可按下列层次逐步深入。
2.1.1 一对相对性遗传的特点
（1）杂交操作：去雄→授粉→套袋。
（2）F1全部表现为显性亲本的性状。
（3）F2显、隐性状同时出现（性状分离），分离出的性状为隐性性状，其分离比为：
显性个体占3/4
隐性个体占1/4
接近3∶1 纯合体占1/2（ 纯合显性个体占1/4纯合隐性个体占1/4）
杂合体占1/2
显性个体中（ 杂合体占2/3、纯合体占1/3）
2.1.2 对性状分离的解释
（1）在生物的体细胞中，控制性状的基因成对存在，且一个来源父方，一个来源母方。如DD、 Dd、dd都是成对基因，其中Dd是等位基因。
（2）在生物的配子中，只有成对基因中的一个。纯合体DD和dd 各产生一种类型配子，分别是D和d。杂交后代F1Dd的两个基因是位于一对同源染色体同一位置上控制相对性状的等位基因（杂种体内等位基因的独立性）。
（3）F1Dd进行减数分裂时，D和d随同源染色体的分开而分离，最终产生(1/2)D和(1/2)d的配子（杂种体内等位基因的分离性）。
（4）两种雌配子和两种雄配子受精结合的机会均等（雌、雄配子受精的随机均等性），因此F2的基因型及其比例为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,表现型及其比例接近于3显∶1隐。
2.1.3 杂交组合类型
（1）纯合体自交 DD×DD→DD dd × dd→dd 能稳定遗传，不发生性状分离。
（2）纯合体杂交DD×dd→Dd,得到杂合体，表现为显性，据此可进行显性、隐性性状的判定（杂交后代没有显现的那个亲本的性状为隐性）和推导双亲基因组成。
（3）杂合体自交Dd×Dd→（ 基因型比为DD∶Dd∶dd=1∶2∶1表现型比例为显性 ∶ 隐性=3∶1）
（4）回交Dd×DD→（基因型比DD∶Dd=1∶1，表现型只有一种全为显性）
（5）测交Dd×dd→(基因型比为Dd∶dd=1∶1，表现型比为显性∶隐性=1∶1)，这是回交的一种特殊形式。
下面以一对相对性状的交配实验的三种主要情况比较如下
组别 亲本组合 后代基因型、种类、比例 后代表现型、种类、比例
组合名称 举例
1 杂交 黄×绿（YY×yy） 1种：Yy（100%） 1种：黄（100%）
2 自交 黄×黄（Yy×Yy） 3种：1/4 YY、2/4 Yy、1/4yy 2种：3/4黄、1/4绿
3 测交 黄×绿（Yy×yy） 2种：1/2 Yy、1/2yy 2种：1/2黄、1/2绿
说明：牢记以上类型，运用自如，这是学习分离规律、自由组合规律的基础。
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2.2 自由组合规律
自由组合规律是研究两对或两对以上相对性状的遗传规律。要学好自由组合规律，必须在分离规律的基础上，把各对相对性状的遗传分解成许多一对一对的相对性状去研究，这就容易掌握了。
2.2.1 两对相对性状的遗传特点
（1）F1表现显性亲本的性状（双杂种）。
（2）F2出现性状分离和重组类型（控制不同性状的基因重新组合）。表现型4种：2 种亲本组合类型和2种新类型（重组类型），其比例为：
两种亲本类型占F2的（9+1）/16
两种重组类型占F2的（3+3）/16
显性纯合占F2的1/16
9：3：3：1纯合体占F2的（1+1+1+1）/16 隐性纯合占F2的1/16
两种新类型纯合各占F2的1/16
双显性杂合体占F2的（9—1）/16
杂合体占F2的（16—4）/16
两种新类型杂合体各占F2的（3—1）/16
（3）F1双杂种（YyRr）产生配子时等位基因（Y与y、R与r）随同源染色体的分开而分离，非等位基因（Y与R或r、y与R或r）随非同源染色体的自由组合而组合进入不同的配子中，结果产生比例相等的雌配子和雄配子各4种，如下图所示：
F1双杂种 Y y R r
①等位基因随同源染色体的分开而分离 减
（减Ⅰ后期） 数
1/2Y 1/2y 1/2R 1/2r 分
②非同源染色体上的非等位基因随非 裂
同源染色体的组合而自由组合
F1的配子 1/4YR 1/4Yr 1/4Yr 1/4yr （减Ⅰ后期）
（4）F2雌、雄各4种配子受精结合机会均等，因此F2有16种组合方式、9种基因型和4种表现型。其基因型比为（1：2：1）2=1：2：1：2：4：2：1：2：1，表现型比（3：1）2=9：3：3：1。图示如下：
F1 Y y R r
↓
表现型 Y R 、Y rr、yyR 、yyrr
比 例 9 ： 3 ： 3 ： 1
F2
基因型 YYRR：YYRr：YYrr：YyRR：YyRr：YyRR：yyRR：yyRr：yyrr
比 例 1 ： 2 ： 1 ： 2 ： 4 ： 2 ： 1 ： 2 ： 1
2.2.2 两对相对性状的交配后代中基因型与表现型的比率计算法
两对相对性状的交配情况主要有以下6种
组别 亲本组合 后代基因型种类 后代表现型种类 后代表现型比例
组合名称 举例
1 二杂交 黄圆×绿皱（YYRR×yyrr） 1×1=1 1×1=1 全为黄圆（1×1）
2 二自交 黄圆×黄圆（YyRr×YyRr） 3×3=9 2×2=4 (3:1)2=9:3:3:1
3 二测交 黄圆×绿皱（YyRr×yyrr） 2×2=4 2×2=4 (1:1)2=1:1:1:1
4 一杂交一测交 黄圆×绿皱（YYRr×yyrr） 1×2=2 1×2=2 (1:1)×1=1:1
5 一自交一杂交 黄圆×黄皱（YyRR×Yyrr） 3×1=3 2×1=2 (3:1)×1=3:1
6 一自交一测交 黄圆×黄皱（YyRr×Yyrr） 3×2=6 2×2=4 (3:1)(1:1)=3:1:3:1
说明：一对相对性状的交配情况是解题的基础，应做到熟练地计算，牢固地掌握。（详见2.1.3表）
3例题 基因型为AaBbCc和AabbCc的两个体杂交（无链锁无交换），求①双亲所产生的配子的种类及其比例、②后代基因型种类及其比例、③后代表现型种类及其比例、④后代基因型为AaBbcc的几率为多少？
参考答案：
① 亲本AaBbCc的配子种类为2×2×2=8，比例为(1:1)3=1:1:1:1:1:1:1:1；
亲本AabbCc的配子种类为2×1×2=4，比例为（1:1）×1×(1:1)=1:1:1:1。
② 后代基因型种类为3×2×3=18，比例为（1:2:1）× (1:1) × (1:2:1)=1:2:1:2:4:2:1:2:1: 1:2:1:2:4:2:1:2:1。
③ 后代的表现型为2×2×2=8种，比例为（3:1）× (1:1) × (3:1)=9:3:3:1: 9:3:3:1。
④ 后代基因型为AaBbcc的几率为（2/4）×（1/2）×（1/4）=1/16。
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控 制
第 1 页 共 4 页高考生物专题复习
专题四 植物的调节
湖北枝江市一中生物组 张代林
一、高考展望
本专题内容在高中生物学中所占篇幅较大，难度大，联系面广，因此要注意理清脉络，搞清楚各部分内容的联系。从近几年高考题中看出，无论是单课考试还是综合考试，调节部分的知识所占比重都较大。本专题考查的重点是生长素的作用及应用、动物激素的生理作用、兴奋的传导、内环境各组分间的关系、血糖的平衡调节、人体特异性免疫的原理及其关系等，特别需要提醒的是，随着高考的进一步推进，有关人体水和无机盐的平衡与调节、人体体温的调节、动物的行为产生的机制及种类应纳入我们的视线。
本专题在复习中既要注意本单元知识的内在联系，也要注意与其他章节的联系，如生长素与植物果实的发育、性激素与高等动物的生殖发育、甲状腺激素与动物的个体发育、免疫与细胞工程等。
二、考点透析
1．生长素作用的“二重性”及在生产实践中的应用
浓度 生理作用 二重性 实践应用
低浓度(适宜) 促进果实发育 促进植物生长 促进植物发芽 ①促进扦插枝条生根②促进果实发育，培育无籽果实③防止落花落果
高浓度 顶端优势 抑制植物生长 抑制植物发芽 ①果树整枝修剪，棉花摘心②田间除草③根的向地性
2．植物向光性生长的原理
我们以胚芽鞘的尖端为例来解释植物向光性的有关问题，首先要抓住两点：①胚芽鞘的尖端是感受光刺激的部位，也是产生生长素的部位。②向光弯曲的部位是胚芽鞘尖端的下部。当把胚芽鞘尖端去掉（或用云母片把尖端与下部分隔）后，下部将停止生长。其次要掌握该类实验的生长素运输的实质，作图解分析如下：
如图A：在自然光线下，胚芽鞘尖端产生的生长素均匀向下运输，因此，胚芽鞘直立生长。图B：在单侧光的作用下，胚芽鞘尖端感受到光的刺激，所产生的生长素横向运输，生长素向下运输后，下部背光侧的浓度比向光侧高，背光侧生长得快，胚芽鞘弯向光源生长。
从上述分析可知：植物向光性的实质是，在单侧光的照射下，植物内部生长素的分布不均匀，从而使背光侧比向光侧生长的快。
3．激素与植物的生长、果实的发育生长和成熟
生长素能促进植物的生长和果实的发育。生长素能改变细胞壁的可塑性，从而促进植物细胞伸长而使植物表现出生长现象，正常的果实发育依赖于来自发育着的种子所产生的生长素，没有受精的子房因没有生长素而不能发育成果实，给未受精的子房涂上一定浓度的生长素，子房发育成无籽果实。果实的发育和成熟是两个不同的原理，果实的成熟是果实发育到一定程度后，果实中产生乙烯，促使果实成熟。
4．人和高等动物的激素调节与神经调节
（1）垂体与下丘脑的作用与地位
垂体在内分泌系统中占有重要位置，它不仅分泌生长激素、催乳素等，而且还分泌几种促激素，如促甲状腺激素、促性腺激素等，分别调节这些内分泌腺的活动。因此，垂体在内分泌系统中占有重要的地位。
下丘脑的神经分泌细胞中可合成多种促激素释放激素，如促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素等，它们对垂体促激素的分泌起促进作用。同时，相关腺体激素的分泌也可以反过来调节下丘脑和垂体有关激素的合成与分泌。另外，下丘脑作为中枢神经系统的一部分，其兴奋性也受大脑皮层活动的影响，这可以使我们认识到，激素调节与神经调节在结构和功能上是密切相关的，进而在更高层次上理解激素调节。
（2）内分泌腺的调控关系
（3）激素分泌的调节（反馈调节）
（4）相关激素间的关系
（5）反射与反射弧
①反射是神经系统活动的基本形式，它是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和体外环境的各种刺激所发生的有规律的反应，它是通过反射弧来完成的。反射弧的基本结构为：感受器→传入神经纤维→神经中枢→传出神经纤维→效应器。
②种类：
非条件反射：由大脑皮层以下的中枢控制
条件反射： 大脑皮层控制的
③条件反射与非条件反射的比较
反射 定 义 形成 反射中枢 意义 举例
非条件反射 生来就有的，通过遗传而获得的先天性反射，叫非条件反射 通过遗传获得 大脑皮层以下的神经中枢 完成机体基本的生命活动 眨眼反射
条件反射 在生活中通过训练逐渐形成的后天性反射，叫条件反射 在生活中通过训练逐渐形成的 大脑皮层 大大提高人和动物适应复杂环境的能力 望棒止渴
条件反射的形成必须以非条件反射为基础，借助于一定的条件，经过一定的过程逐步形成，这一无关刺激和非条件刺激的多次结合，使无关刺激转化成了能引起条件反射的条件刺激。
（6）兴奋及兴奋在神经纤维上的传导
兴奋是指当活组织在有效刺激作用下，发生一种能够传播的、并伴有特殊生物电现象的反应过程。
兴奋在神经纤维上的传导为双向传导，其实质为局部电流的传导。神经纤维在刺激前，细胞膜的电位是外正内负，而刺激后，受刺激部分细胞膜的电位变成了外负内正，引起兴奋，且兴奋部位与未兴奋部位间形成局部电流，此局部电流又导致新的膜电位变化，如此循环向前传递。由此可见，兴奋传导的基本形式是神经冲动，而神经冲动的传递是通过膜电位变化实现的。
（7）理解突触的有关知识
①神经元之间相接触的部位叫做突触。突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。在电子显微镜下观察，可以看到，这种突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成。突触前膜和后膜比一般神经元膜略增厚，是特化的神经元膜。突触小体内靠近前膜处含有大量的突触小泡。突触小泡内含有化学物质一递质。突触间隙是两个神经元之间很狭小的空隙。
②突触可分为兴奋性突触和抑制性突触两类。兴奋性突触小泡释放兴奋性递质（如乙酰胆碱和去甲肾上腺素）引起另一个神经元兴奋。抑制性突触的突触小泡释放抑制性递质（如r氨基丁酸）引起另一个神经元抑制。
③神经元之间兴奋的传导是单方向的，即只能由一个神经元的轴突传导给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传导，这是因为递质只在突触前神经元的轴突末梢释放，通过突触间隙，作用于突触后膜，引起突触后膜发生兴奋性或抑制性的变化。这里，递质起携带信息的作用。
5．动物行为
动物行为是指动物个体或群体的所作所为，即生物对内、外环境条件变化所作出的有规律、成系统的适应性活动。
（1）激素调节与动物行为
激素调节对动物行为的影响，表现最显著的是性行为和对幼仔的照顾方面，关键是性激素对性行为的影响和催乳素对幼仔的照顾方面的影响。
①生理基础
②激素调节与动物行为
（2）神经调节与动物行为
动物的行为分为先天性行为和后天性行为。无论是先天性行为还是后天性行为，除没有神经系统的单细胞动物外，都是在神经系统的调控下完成的。动物神经系统越发达，运动能力和学习能力越强，行为越复杂。
①先天性行为
先天性行为包括趋性、非条件反射和本能。
动物的非条件反射和本能都是先天具有的能力。但非条件反射只是在神经系统支配下，由于环境变化产生的躯体局部动作反应。一种非条件反射一般不能形成动物的本能行为，本能要比非条件反射复杂的多，一种本能行为是神经系统支配下，通过一系列顺序性的非条件反射形成的，当然动物的本能行为有些还要受激素的影响。
②后天性行为
后天性行为包括印随、模仿和条件反射等。生活体验和学习对后天性行为的形成起到决定性的作用。
后天性行为是在后天的生活经验和学习基础上形成的，是对环境的变化作出有规律、有系统的适应性活动。动物的许多生活经验是在多次条件反射基础上获得的，学习过程也包括着复杂的条件反射，不能把后天性行为简单等同于条件反射。一种后天性行为往往包含着多种条件反射的活动。动物越是高等，它的神经系统越复杂，条件反射也越复杂，运动能力及印随、模仿等学习能力随之增强，再加之以往的生活经验，越容易形成更复杂、更高级的后天性行为，提高适应复杂环境、解决问题的能力。如人们把黑猩猩爱吃的香蕉挂在高处，黑猩猩徒手是拿不到的，但是，它能把几个木箱堆叠在一起，然后爬到箱顶上拿到原来拿不到的香蕉。
③动物行为的共性
不同动物具有形形色色的行为，但却具有一些共同特点：任何行为都是一个变化的动态过程。任何行为都是对环境的适应；每种行为的产生都是神经系统、内分泌系统和运动器官协调作用的结果。动物行为受激素的调节，更受神经系统的控制，神经调节是产生动物行为的主导因素，神经和激素两者共同协调，相辅相成。
6．人体的稳态
（1）内环境及其稳态
①内环境三种组分间的关系
②血浆pH稳态
原因：血浆中有多对对酸碱度起缓冲作用的物质，每对均由一种弱酸和相应的强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/ Na2HPO4等。
原理：当酸性物质进入血液时 H+＋HCO3－==== H2CO3
H2CO3 ==== H2O＋CO2（从肺部排出）
当碱性物质进入血液时 OH－＋H2CO3 ==== HCO3－＋H2O
（2）水和无机盐的平衡与调节
①水的平衡与调节
水的平衡：
水平衡调节
②无机盐的平衡与调节
Na+、K+的平衡
Na+、K+平衡调节
（3）血糖平衡
①血糖平衡
②血糖平衡调节
调节方式：神经——体液调节
调节激素：使血糖升高——胰高血糖素和肾上腺素
使血糖下降——胰岛素
调节过程：
（4）体温及调节
人和高等动物具有一定的体温，且相对恒定是进行新陈代谢（生化反应）和正常生命活动酌重要条件。人体产热是能量代谢的结果，安静时人体产热主要来自内脏（肝脏、肾等），运动时主要来自骨骼肌，可比安静时高出10余倍。人在寒冷的环境中，常打“寒战”，产热量明显增加。人体的散热主要通过皮肤。当气温达到35℃以上时，人体散热主要通过汗液蒸发这一条途径。人体体温的相对恒定是因为产热过程和散热过程能够维持动态平衡的缘故，而这种动态平衡的主要调节中枢在下丘脑。
6．免疫
（1）非特异性免疫和特异性免疫
①非特异性免疫
非特异性免疫又叫做先天性免疫或天然免疫，是人类在长期进化过程中逐渐建立起来的一种天然防御机制。这种免疫的特点是人人生来就有，不针对某一种特定的病原体，而是对多种病原体都有一定的防御作用。非特异性免疫由人体的第一道防线和第二道防线构成。人体的第一道防线通过皮肤和黏膜等的屏障作用，来阻挡和排除病原体。人体的第二道防线通过体液杀菌物质和吞噬细胞的抑菌、杀菌以及吞噬等作用，来抑制、消灭病原体。
②特异性免疫
特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的，是个体在生命过程中接受抗原性异物的刺激后获得的防御机制。这种免疫的特点是出生后产生，通常只对某一特定的病原体或异物起作用。特异性免疫属于人体免疫的第三道防线。其物质基础是由免疫器官（骨髓、胸腺、脾、淋巴结等）、免疫细胞（淋巴细胞和吞噬细胞等）以及体液中的各种抗体和淋巴因子等共同组成的淋巴系统。
（2）免疫系统疾病
①过敏
原理：
病例：过敏性休克、过敏性鼻炎、荨麻症等。
②自身免疫病
原由：免疫系统不能正确分清“自我”和“非己”成分，把自身的某些细胞和组织当作入侵的抗原而围攻，造成对自身组织和器官的伤害并出现病症，这就是自身免疫病。
病例：类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
③免疫缺陷病
原由：机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。包括先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病。
病例：艾滋病等。
三、经典回放
【例1】下列哪一种生产或实验过程中，不能使用吲哚乙酸
A．处理扦插的月季枝条，促使加快生根
B．处理青色的生香蕉，加速转变成黄香蕉
C．处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无籽果实
D．处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长
【解析】吲哚乙酸即生长素，最基本的作用就是在一定的浓度范围内，能促进植物的生长。胚芽鞘的尖端能产生生长素，促进胚芽鞘的生长，切除燕麦幼苗的胚芽鞘的尖端，燕麦幼苗会因无生长素的供应而停止生长，此时，用生长素处理，它将继续生长。同时，生长素以及生长素类似物在生产或实验过程中，主要有三个方面的应用：①促进扦插生根。②促进果实发育。发育着的种子能产生生长素促进子房发育成果实。根据这一原理，在没有接受花粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素或生长素类似物溶液，子房就能发育成无籽果实。③防止落花落果。根据上述内容，可知选项A、C、D均可使用，选项B是让香蕉由生变熟，这不是生长素的作用，它依靠的是乙烯。乙烯的主要作用是促进果实的成熟。
【答案】选B。
【例2】下图是两个相连的神经元，请据图作答：
(1)图中①是 ，②是 ，③是 ，④是 。
(2)当②受到刺激产生兴奋时，②的膜外电荷为 ，膜内为 ；与此同时，①的膜外电荷为 ，膜内为 。
(3)刺激②产生的兴奋能够传到(写数字) ，使之也兴奋；刺激⑦产生的兴奋能够传到 ，使之兴奋。
(4)二个神经元是通过 相联系，它是由 、 和 三部分组成。兴奋传到神经末梢的 时，由 释放出 ，由 接收，而引起另一个神经元的兴奋。
【解析】①神经元由细胞体和突起两部分组成。突起按其功能、形态分为树突和轴突。大多数神经元具有多个树突，分支像树枝，其功能是接受递质的刺激，并将刺激转化为神经冲动传至细胞体。每个神经元只有一个轴突，轴突细而长，其末端分支较多，形成轴突（神经）末梢。轴突的功能是把细胞体发出的神经冲动传递给另一个神经元，或传递到效应器。
②兴奋在神经元上的传导是双向的；兴奋在神经元之间传递时，由于是通过突触释放递质来实现的，而突触内递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜，使后一个神经元兴奋或抑制，所以，神经元之间兴奋的传递是单向的，方向是：树突→突触→轴突。
③神经纤维（神经元的轴突或长的树突及套在外面的鞘）在未受刺激时，膜电位为外正内负；受到刺激产生兴奋时，膜电位为外负内正，但邻近的未兴奋部位仍为外正内负。
【答案】(1)神经末梢 轴突 细胞体 树突 (2)负 正 正 负 (3)①③④　
⑥⑤④③②① (4)突触 突触前膜 突触间隙 突触后膜 突触小体 突触前膜 递质 突触后膜
【例3】（2004年新课程卷Ⅱ）在临床上已证实，将受SARS病毒感染后治愈患者（甲）的血清，注射到另一SARS患者（乙）体内能够提高治疗效果。甲血清中具有治疗作用的物质是
A．疫苗 B．外毒素 C．抗原 D．抗体
【解析】SARS病毒感染甲后，会引起甲的特异性免疫反应，甲的血清中就会有相应的抗体存在，它能特异性的与SARS病毒结合，发挥免疫效应。将甲的血清注射到乙体内，甲的血清中抗体就会在到乙体内发挥作用，进而提高治疗效果，这一过程在免疫学上称为人工被动免疫。
另外，在以前，科学家们给抗体起了不同的名称，如把能特异性中和外毒素毒性的成分称为抗毒素，把能使细菌发生特异性凝集的成分称为凝集素等。直到20世纪30年代，科学家们才把这些成分统一称为抗体。
【答案】选D。
【例4】（2004年广东）下列关于内环境稳态的叙述，错误的是
A. 内环境的理化性质是相对稳定的
B．内环境稳态是由所维持的
C．内环境的理化性质是恒定不变的
D．内环境稳态不能维持，机体的生命活动就会受到威胁
【解析】内环境稳态是人和动物进行正常新陈代谢的前提，内环境稳态不能维持，机体的生命活动就会受到威胁。同时，这种稳态又是相对的，由于机体的代谢活动以及机体所处的外界环境的不断变化，都会影响到内环境的稳定，但机体能够通过体内各种调节机制，使它的内环境的变化在很小的范围内波动。
【答案】选D。
【例4】下列过程不能对肾小管重吸收水起促进作用的是
A．渗透压升高 B．抗利尿激素升高
C．血浆渗透压升高 D．醛固酮升高
【解析】本题综合考查激素和细胞外液渗透压在调节水的平衡过程中的作用。当细胞外液（包括血浆）渗透压升高时，由下丘脑合成、垂体分泌的抗利尿激素增加，促进肾小管对水的吸收，使细胞外液的渗透压趋于正常。这说明细胞外液渗透压升高，可间接促进肾小管对水分的重吸收。醛固酮的作用是保Na+、保水、排K+，即在促进肾小管重吸收Na+和分泌K+的同时，间接地促进肾小管对水的重吸收。而渗透压升高，指向不明，没说明是细胞内液渗透压升高，还是细胞外液渗透压升高，因此，无法判断。
【答案】选A。
【例5】下列细胞中能够识别抗原的有
①吞噬细胞 ②T细胞 ③B细胞 ④记忆细胞 ⑤效应B细胞 ⑥效应T细胞
A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥
C．②③④⑥ D．①②③④
【解析】本题综合性较强，需掌握各种类型细胞的功能、作用特点才能判断。吞噬细胞可以吞噬抗原、处理抗原，是对所有抗原都具有作用，而没有选择性，不能识别。T细胞、B细胞和记忆细胞都可识别抗原，并受到抗原刺激可增殖、分化形成相应的效应T细胞和效应B细胞。效应B细胞可产生抗体，但不具有识别抗原特征。效应T细胞可识别抗原，并与靶细胞密切接触，使之裂解。
【答案】选C。
四、自我检测
一、选择题（均为单项选择题）
1．风湿性心脏病、系统性红斑狼疮等一类疾病是
A. 病原体感染机体而引发的疾病，有传染性
B. 机体免疫功能不足或缺乏而引发的疾病、无传染性
C. 人体免疫系统对自身的组织和器官造成损伤而引发的疾病
D. 已免疫的机体再次接受相同物质的刺激而引发的过敏反应
2．下列符合条件反射的是( )
①先天性反射 ②后天性反射 ③由直接刺激引起 ④由条件刺激引起
⑤反射弧一般不经过大脑皮层 ⑥反射弧一般经过大脑皮层
A．①②③ B．④⑤⑥ C. ①③⑤ D．②④⑥
3．在一条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其产生兴奋。下列图中能正确表示刺激时的膜内外电位变化和所产生的神经冲动的传导方向的是
4．在一个以肌肉为效应器的反射弧中，如传出神经遭到损伤，而其他部位正常，当感受器受到刺激后将表现为
A．既有感觉又有运动 B．失去感觉同时肌肉无收缩反应
C．有感觉但肌肉无收缩反应 D．失去感觉但能运动
5．用一定量的甲状腺激素连续饲喂正常成年小白鼠4周，与对照组比较，实验组小白鼠表现为
A．耗氧量增加、神经系统的兴奋性降低 B．耗氧量增加、神经系统的兴奋性增强
C．耗氧量减少、神经系统的兴奋性降低 D．耗氧量减少、神经系统的兴奋性增强
6．在英格兰某地区发生一只大山雀碰巧弄破了牛奶瓶，并因此饮到了牛奶，由此它学会了“偷”饮牛奶的方法，不久，这一地区的其他大山雀也出现了“偷”饮牛奶的行为。其他大山雀的这种行为属于
A．印记学习 B．模仿学习
C．本能行为 D．判断和推理
7．体温调节中枢和体温感觉中枢分别位于
A．大脑皮层、下丘脑 B．下丘脑、大脑皮层
C．下丘脑、下丘脑 D．大脑皮层、大脑皮层
8．右图表示用云母片（具不透水性）插入燕麦胚芽鞘的尖端部分。用单侧光照射培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是
A．甲不弯曲，乙不弯曲，丙向左弯曲
B．甲不弯曲，乙不弯曲，丙向右弯曲
C．甲向左弯曲，乙不弯曲，丙向右弯曲
D．甲向右弯曲，乙不弯曲，丙不弯曲
9．结扎了输卵管的动物，将出现
A．失去性行为，没有生殖能力 B．保持性行为，没有生殖能力
C．失去性行为，仍有生殖能力 D．保持性行为，仍有生殖能力
10．下列有关突触结构和功能的叙述中，错误的是
A．突触前膜与后膜之间有间隙
B．兴奋的电信号转为成化学信号，再转变成电信号
C．兴奋在突触处只能由前膜传向后膜
D．突触前后两个神经元的兴奋是同步的
二、简答题
1．将成熟雄鼠的甲状腺进行手术切除，从第三周开始，每天注射激素甲，结果激素甲和激素乙在血液中浓度变化曲线如图所示。请仔细分析后回答下列问题。
(1)激素甲是 。
(2)激素乙是 。
(3)如果停止注射激素甲，鼠的身体状况是
。
(4)如果将激素甲的注射量增加5倍，连注3个月，鼠的身体状况是 。
(5)简答甲、乙两种激素的相互关系：
。
2．试填空完成下图所示的炎热环境、寒冷环境引起人体体温调节的生理机制。图中的数字分别表示相应的生理活动。
①________________ ②________________ ③________________
④________________ ⑤________________ ⑥________________
⑦________________
3．反射是在神经系统参与下，机体对内、外环境变化做出的应答。有人做了脊蛙反射实验，请分析并回答下列问题：
（1）实验前须将蛙头部剪去，其目的是___________。
（2）将浸有0.5%硫酸溶液的小纸片贴在蛙右后肢下端的皮肤上，可看到___ ___现象。
（3）若破坏蛙的脊髓，再重复上述（2）中的操作，可观察到的实验现象是_______ __
其原因是___________。
（4）在上述反射活动过程中，兴奋以神经冲动的形式由一个神经元经___________传到下一个神经元。
4．右图为吞噬细胞杀灭病菌的示意图，请据图回答：
（1）吞噬细胞对病菌的这种吞噬作用与细胞膜的
有密切的关系，对病菌的这种吞噬清除作用属于 免疫。
（2）有些毒性很强的细菌，经过上述过程还不能被清除，只是将内部隐藏的 暴露出来，呈递给
或 ，使之增殖、分化成 。
（3）当该细菌在体液中活动时，会被相应的 消灭，当其进人体细胞内部时，则被相应的 消灭。该过程统称为 免疫。
参考答案：
一、选择题
1．C 2．D 3．C 4．C 5．B 6．B 7．B 8．B 9．B 10．D
二、简答题
1．（1）甲状腺激素 （2）促甲状腺激素
（3）代谢缓慢，体温下降，心跳减慢，全身浮肿，反应迟钝
（4）食量大而身体消瘦，心跳加快，神经系统兴奋性过高
（5）垂体分泌促甲状腺激素能促进甲状腺的活动，调节甲状腺激素的合成与分泌，而甲状腺激素过多或过少也会影响垂体对促甲状腺激素的合成与分泌
2． ①皮肤内的温觉感受器接受刺激后，并将兴奋传出 ②皮肤血管舒张
③汗腺活动增强 ④皮肤内的温觉感受器接受刺激后产生兴奋，并将兴奋传出
⑤皮肤血管收缩 ⑥骨骼肌收缩 ⑦肾上腺素分泌增强
3．（1）排除脑对脊髓的控制
（2）右后肢（或双腿后肢）收缩，除去沾有硫酸的小纸片
（3）上述现象不出现（后肢不收缩）反射弧是完成反射的结构基础，任何一个环节被破坏，反射就不能完成
（4）突触
4．（1）流动性 非特异性
（2）抗原决定簇 T细胞 B细胞 效应T细胞或效应 B细胞
（3）抗体 效应T细胞 特异性
本专题包括：
必修教材：第四章 第一节 植物的激素调节 第二节 人和高等动物的生命活动调节
选修教材：第一章 人体生命活动的调节和免疫
c/mol L-1
抑制
促进
枢纽
下丘脑
光
图B
图A
光
分泌（促+腺体名称+激素）
产热
代谢活动增强
⑦
↓↓
肾上腺活动增强增多
调控
垂体
分泌（促+腺体激素名称+释放激素）
减少散热
战栗
皮肤温度下降
皮肤血流量减少
其他内分泌腺
下丘脑
促进
大脑皮层
刺激
促激素
释放激素
垂体
激素
分泌
促激素
促进
某些内分泌腺
分泌
抑制
抑制
反馈
反馈
肾（尿）（主要）
皮肤（汗液）
肺（水汽）
大肠（排便）
人体内的水
饮 水
食 物
代 谢
去 路
来 源
反射
下丘脑
垂体
分泌
分泌
促性腺激素
催乳素
性腺
分泌
性激素
性行为
照顾幼仔
促进合成食物器官
的发育和生殖机能完成
促进乳腺发育和泌乳
促进鸽嗉囊分泌鸽乳
神经系统
内分泌系统
调控
运动器官
产生
运动行为
渗透
特别提醒：血浆与组织液之间是双向渗透，而
由组织液——→ 淋巴——→血浆则是单向的。
回流
回流
渗透
淋巴
组织液
渗透
渗透
血浆
拮抗作用
协同作用
事例：血糖
80~120mg/dL
人幼年
概念：不同激素对同一生理效应起增强效应的结果
事例： 生长激素分泌过少→侏儒症 共同调控机体
甲状腺激素分泌过少→呆小症 的生长和发育
概念：不同激素对同一生理效应起相反的作用
胰岛素→降低血糖的作用 共同调节，使血糖含量
胰高血糖素→升高血糖的作用 维持在相对稳定的水平
(+)
饮水过多、盐份丢失过多
(+)
(—)
(+)
尿 量
(—)
(+)
(+)
(—)
(—)
释放
饮水
大脑皮层
渴觉
细胞外渗透压下降
细胞外渗透压升高
饮水不足、失水过多、食物过咸
肾小管、集合管重吸收水
抗利尿激素
垂体后叶
下丘脑渗透压感受器
多吃多排
少吃少排
不吃也排
食物中的K+
肾（尿）（主要）
大肠（排便）
人体内的K+
多吃多排
少吃少排
不吃不排
特 点
肾（尿）（主要）
皮肤（排汗）
大肠（排便）
人体内的Na+
食物中的Na+
去 路
来 源
肾上腺
(+)
(—)
醛固酮
肾小管、集合管
吸Na+排K+
血Na+升高
血K+降低
血Na+降低
血K+升高
(—)
(+)
转 化
合 成
CO2＋H2O＋能量
肝糖元、肌糖元
脂肪、非必需氨基酸
血糖
80～120mg/dL
氧化分解
去 路
来 源
食物中的糖经消化吸收
肝糖元的分解
非糖物质的转化
(—)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
肾上腺素分泌
下丘脑另
一区域
(+)
(+)
胰高血糖素分泌
胰岛A细胞
(+)
(+)
胰岛素分泌
肾上腺
(+)
(+)
胰岛B细胞
下丘脑另
一区域
血糖降低
血糖升高
(+)
两者相对平衡
（+）
（─）
散热
（─）
（+）
产热
体温相对恒定
（+）
（─）
（─）
（+）
皮肤血管舒张
汗液分泌增加
肾上腺素分泌增加
立毛肌收缩
骨骼肌战栗
皮肤血管收缩
（+）
（+）
（+）
（+）
下丘脑体温调节中枢
热觉感受器
冷觉感受器
炎热环境
寒冷环境
相应全身性或一定部位的过敏反应
引起
导致
毛细血管扩张
血管通透性增强
平滑肌收缩
腺体分泌增加
过敏原
再次刺激
释放物质
（如：组织胺）
某些细胞表面
吸附
抗体
产生
刺激
过敏原
机体
⑥
⑤
④
寒冷环境
散热
汗液增多
皮肤温度升高
皮肤血流量增多
①
③
②
下丘脑
炎热环境
体温调节中枢
D
刺激
- - - + + + - - -
+++ - - - +++
- - - +++ - - -
+++ - - - +++
C
刺激
- - - + + + - - -
+++ - - - +++
- - - +++ - - -
+++ - - - +++
B
刺激
+++ - - - +++
- - - + + + - - -
+++ - - - +++
- - - + + + - - -
A
刺激
- - - + + + - - -
+++ - - - +++
- - - +++ - - -
+++ - - - +++
细菌
线粒体
细胞核
内质网
溶酶体
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