江苏省启东中学高三生物组
专题二 细胞——生命活动的基本单位
考情动态分析
高中生物教材的细胞部分,是生物学的基础和重点,在整个生物学中占有重要地位。细胞是生物体结构和功能的基本单位,是生物体进行各项生命活动的根本保证。因此,本专题内容——细胞学知识不仅是全书中的重要基础内容,也是各类考试的命题焦点,因此在最近几年的生物高考试卷中考题较多。
从新一轮的高考试卷分析来看,死记硬背的内容不见了,强化解题技巧、强化能力培养、强调理论联系实际的综合能力测试则成为一种发展趋势。
考题的形式主要为选择题和简答题(图表题)。这两类题型均具不同程度的综合性,且具有立意于能力测试的趋向。
本专题考查的重点是细胞结构、各种细胞器的功能、生物膜系统、细胞的全能性及与有丝分裂有关的知识,往往联系细胞工程及微生物发酵等知识进行学科内综合。在复习时要注意知识的内在联系,以细胞结构为核心放射到各部分知识。在生物单科试卷中,对该部分知识的考查以低中档题为主,多以选择题为主,以曲线考查有丝分裂,以图示考查细胞的功能,特别是生物膜的知识与特异细胞功能的结合,如选修教材中的抗体分泌与生物膜及细胞器的关系等。
考点核心整合
1.细胞的生物膜系统
真核细胞有一个复杂的膜系统,各种细胞器的膜和核膜、细胞膜在分子结构上都是一样的,它们统称为生物膜。真核生物的生物膜约占细胞干重的70%~80%,最多的是内质网膜。生物膜主要由磷脂和蛋白质分子组成,其基本骨架为磷脂双分子层,蛋白质分子覆盖、贯穿或镶嵌在磷脂双分子层中。生物膜不是固定不变的,而是经常处于动态变化之中,磷脂双分子层具有一定的流动性,其磷脂类分子可以自由地移动,蛋白质分子也可以在磷脂双分子层中移动。其中需要注意的是内质网膜,它向外与细胞膜相连,向内与核膜的外膜相通,形成细胞内的管道运输系统。生物膜在结构和功能上是密切联系的,可用如下的图示表示:
(1)生物膜在结构上的联系
(2)生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成为例)
2.几种主要细胞器的结构与功能的比较
(1)具有双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体。
具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基本、液泡、溶酶体。
没有膜结构的细胞器:核糖体、中心体。
(2)动物细胞具有的细胞器:线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、中心体。
高等植物特有的细胞器:叶绿体、液泡。
高等植物没有的细胞器:中心体。
(3)与能量转换有关的细胞器:叶绿体、线粒体。见下表:
结构特点 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
双层膜,有少量的DNA 单层膜,形成囊泡和管状结构,内有腔 不具膜结构(主要是由蛋白质构成的)
主要功能 有氧呼吸产生ATP的主要场所 光合作用的场所 与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关 粗面内质网是核糖体的支架;光面内质网与糖类和脂质的合成及解毒作用有关 储存物质,进行渗透作用,维持植物细胞紧张度 把氨基酸合成蛋白质的场所 与细胞有丝分裂有关——形成的纺锤体牵引染色体,向细胞两极运动
都与能量转换有关
完成功能的主要结构或成分 在内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶 基粒中进行光反应。基质中进行暗反应 扁平囊和小囊泡 由膜构成的管道系统 液泡及其内的细胞液 蛋白质、RNA和酶 两个相互垂直的中心粒
分布 所有的动植物细胞 绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的表层细胞 大多数动植物细胞中,一般位于核附近 大多数植物细胞中,广泛分布于细胞质基质中 所有的植物细胞中,高等动物细胞液泡不明显 所有的动植物细胞中 动物细胞和低等植物细胞中,常在核附近
3.原生质体和动物细胞的融合过程
原生质体和动物细胞的融合过程,包括细胞膜融合、细胞核融合。在这里,细胞膜融合是细胞核融合的先导,没有细胞膜的融合就没有细胞核的融合。但是,细胞膜不会无缘无故地发生融合,必须经过诱导。所用的诱导方法包括物理方法和化学方法。诱导能使原生质体或动物细胞紧密的接触,从而发生细胞膜的融合。动物细胞膜融合所用的诱导剂还有灭活的病毒,其实是病毒感染的一种应用。在低温状态下,细胞发生集聚,在两个细胞间的病毒会同时感染两个细胞,使两个相邻细胞之间有了一个通道,细胞膜的融合就开始了。
4.细胞的分裂、分化与全能性
细胞分裂包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,学习时要始终抓住染色体的变化规律,结合细胞分裂图,分清各个时期的规律特点,结合下列“顺口溜”记住细胞的有丝分裂过程。染色体复制现“单体”(间期);膜仁消失现“两体”(前期);赤道板上排整齐(中期);均分牵引到两极(后期);膜仁重现“两体”失(末期)。
要学会把图示的信息转换成曲线上的信息。这也是能力考查的重点,如把细胞分裂图上的信息转换成曲线上的信息。区别减数分裂和有丝分裂的不同点,如减数分裂中的“联会”“四分体”过程。
受精卵发育到一定程度就要发生细胞的分化,细胞分化的实质是细胞基因的选择性表达。细胞具有全能性,这是因为每一个体细胞都含有本物种全套的遗传物质。已经高度分化的细胞,在理论上都有发育成完整生物体的可能,但是由于受到多方面因素的影响,这些细胞的全能性受到限制。虽然动物细胞的全能性受到很大的限制,但是它的细胞核仍然保持着全能性。高度分化的植物细胞的全能性比较容易表达,如通过组织培养技术,可以把高度分化的植物细胞培养成一个植物体。
链接·提示
细胞全能性的实质是什么?
提示:细胞中的基因在特定时间和空间上的选择性表达。生物体中的体细胞都具有全套的遗传物质,因为它们来自于受精卵的有丝分裂,遗传物质均与受精卵相同。但之所以表现出不同的功能是因为细胞在分化过程中,选择性表达了不同的基因。
考题名师诠释
【例1】 下图所示的四个方框依次代表大肠杆菌、黑藻、酵母菌、蓝藻,其中阴影部分可表示它们都具有的某种物质或结构。下列哪项属于这种物质或结构( )
A.线粒体
B.核糖体
C.染色体
D.细胞核
解析:黑藻和酵母菌是真核生物,蓝藻和大肠杆菌是原核生物,它们共有的细胞器是核糖体。
答案:B
【例2】 (2006广东高考,4) 不在内质网上合成或加工的生物分子是( )
A.抗体
B.胆固醇
C.维生素D
D.核酸
解析:胆固醇在人体内可以转化成维生素D,需要在内质网加工。抗体的成分是蛋白质,蛋白质在核糖体上合成,在内质网加工。核酸(包括DNA和RNA)主要在细胞核内合成,其合成与加工与内质网无关。
答案:D
点评:内质网是有机物的合成车间,与糖类、脂质和蛋白质的合成都有关系。通过本题能够全面了解内质网的功能。
【例3】 (2006广东高考,5) 癌症是严重威胁人类健康的疾病之一。引起细胞癌变的内在因素是( )
A.细胞中酪氨酸酶活性降低
B.致癌因子激活原癌基因
C.长期受到电离辐射或X射线照射
D.霉变或熏制食物中所含有的致癌物质
解析:人和动物细胞的染色体上,本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因。前者主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;后者主要是阻止细胞不正常的增殖。在环境中的致癌因子(物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子)作用下,内部的致癌因子激活原癌基因,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。酪氨酸酶活性降低,可使人合成黑色素减少。
答案:B
点评:癌症是人们所关心的并且深刻影响人们生活的问题,我们要掌握癌症形成的内因和外因,并养成良好的生活习惯。
【例4】 (2006江苏高考,18) 菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长,在分裂过程中不会出现的是( )
A.细胞分裂间期,中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B.细胞分裂中期,染色体形态较固定、数目较清晰
C.细胞分裂前期,核膜和核仁逐渐消失
D.细胞分裂末期,高尔基体参与细胞壁的形成
解析:高等动物和低等植物细胞含有中心体,中心体(粒)与细胞分裂有关。菠菜是高等植物,其细胞中不含有中心体。
答案:A
点评:细胞有丝分裂的特征是学生必须掌握的重点内容,要能够熟练区分各个时期的不同特点。
【例5】 2006重庆高考理综,4)下列有关生物大分子在细胞内转移的叙述,错误的是( )
A.分泌蛋白可由核糖体进入内质网
B.DNA可由细胞质进入线粒体
C.mRNA可由细胞核进入细胞质
D.tRNA可由细胞质基质进入核糖体
解析:生物大分子不能直接通过膜结构,而核膜上有核孔,能使大分子的RNA通过,核糖体没有膜结构。
答案:B
点评:通过本题考查的大分子与细胞器的关系,要求我们对于课本内容能够融会贯通,不拘泥于课本。
【例6】 (2006四川高考理综,3)细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量,可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同,将某种连续增殖的细胞株分为三组,每组的细胞数如图。从图中所示结果分析其细胞周期,不正确的是( )
A.乙组细胞正在进行DNA复制
B.细胞分裂间期的时间比分裂期长
C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D.将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
解析:由图形分析,甲组细胞处于分裂间期,没有开始DNA复制,占的比例最大,乙组细胞处于分裂间期的DNA复制时期,说明细胞周期中分裂间期占的时间最长;丙组细胞处于前期、中期或后期,只有在后期染色体数目加倍。阻断DNA复制不会使细胞死亡。
答案:D
点评:本题立意新颖,既能考查我们对图表分析的能力,更能考查对课本内容的理解和掌握应用能力。
【例7】 (2006江苏高考,35)下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图,据图完成下列问题:
(1)________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类,图中HAT培养基属于________培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是________。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外,还可以采用________。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的_________特点,又具备淋巴细胞的________特点。
(6)淋巴细胞是由动物体________中的________细胞分化、发育而来。
(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________。
解析:抗体是由B淋巴细胞分泌的,每一种淋巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体,需要将某一种淋巴细胞大量克隆,但在体外培养的条件下,B淋巴细胞不能无限增殖,而癌细胞(骨髓瘤细胞)可以在体外无限增殖,科学家将这两种细胞通过灭活的病毒诱导融合,在特定的选择培养基中筛选出杂交瘤细胞,再将杂交瘤细胞分开培养,从中选育出产生高特异性抗体的细胞进行体外大规模培养,从而获得大量的单克隆抗体。单克隆抗体与常规抗体相比,特异性强,灵敏度高,可被广泛应用到疾病诊断、治疗和预防等方面。淋巴细胞都是由动物骨髓中的造血干细胞分化发育来的。杂交瘤细胞培养过程中需要吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质,是通过主动运输进入细胞内的。
答案:(1)动物细胞培养(微生物培养) (2)选择 (3)特异性强,灵敏度高 (4)灭活的病毒 (5)在体外大量增殖 分泌特异性抗体 (6)骨髓 造血干 (7)主动运输(主动吸收)
点评:综合考查单克隆抗体的制备原理、操作步骤与应用,并联系细胞结构部分的细胞分化、膜的运输功能。
【例8】 (2006上海高考,33)_________甲、乙两图是红枫叶肉细胞和根尖生长点细胞的亚显微结构示意图。请完成下列问题:
(1)表示根尖生长点细胞的是图________;若将两种细胞分别置于30%蔗糖溶液中,则能发生质壁分离现象的细胞是图________,图中结构[ ]________起重要作用。([ ]中填标号)
(2)图中标号6所示结构的主要成分是________。
(3)甲、乙两图中具有双层膜结构的细胞器名称是________。
(4)对标号4和标号5所示结构叙述正确的是________。
A.生理活动中都产生水
B.前者有片层结构,后者有嵴
C.黑暗条件下,生理活动中都消耗O2
D.前者不产生ATP,后者产生ATP
(5)细胞进行下列各种生命活动,正常情况下图甲细胞________,图乙细胞________。(填入编号)
①不增殖 ②能继续增殖 ③细胞核DNA只转录不复制 ④出现染色体结构 ⑤有mRNA经核孔进入细胞质中
解析:由甲图中有叶绿体和大的液泡可知,甲为叶肉细胞,乙为根尖分生区细胞。植物细胞成熟后才能发生质壁分离,成熟的标志是有了大的液泡。6为细胞壁,主要成分为纤维素和果胶。植物细胞中有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体。4为线粒体,5为叶绿体,叶绿体有片层结构,线粒体在有嵴;线粒体在有氧条件下都要消耗氧气;两者都能产生ATP。叶肉细胞不具有分裂增殖能力,细胞核DNA只转录不复制,转录产生的RNA经核孔进入细胞质中,不会出现染色体和染色质的相互变化,而根尖分生区细胞具备增殖能力,细胞核DNA既转录又复制。
答案:(1)乙 甲 [1]大液泡 (2)纤维素和果胶 (3)线粒体 叶绿体
(4)A (5)①③⑤ ②④⑤
点评:在分析叶肉细胞与根尖分生区细胞不同结构的基础上,联系各种细胞器的功能以及有丝分裂的特征。江苏省启东中学高三生物组
专题四 生物的生殖和发育式
考情动态分析
从近几年高考试题看,减数分裂过程、突变过程与不同基因的传递过程联系在一起,构成了命制大型综合题的素材,这正是新高考命题的趋向,该部分知识属于主干知识。有关无性生殖和有性生殖的概念、种类、意义等内容可与动物细胞的“克隆”、植物的组织培养技术等结合在一起综合考查。减数分裂过程中染色体的变化规律,形成的子细胞数目、类型,受精作用,减数分裂各时期的图像,减数分裂与有丝分裂、基因的分离与自由组合及染色体变异等方面的知识常结合在一起综合考查。动物个体发育中囊胚、原肠胚的特点及示意图、三胚层分化等是近来常考内容,植物的种子、果实形成中有关染色体、基因的变化,常与遗传相联系进行考查。
考点核心整合
1.生物的生殖
生殖是指生物产生新个体,延续种族的过程。生殖分为两类:有性生殖、无性生殖。两种方式的区别在于:①有无两性生殖细胞的两两结合。②有性生殖的后代具有双亲的遗传性,有更大的生活力和变异性,对于生物的进化有重要意义;无性生殖能保持亲本的性状,常见于在果树及花卉的繁殖。③从进化上讲,无性生殖是比较原始的生殖方式。
孢子是无性生殖细胞,由孢子产生子代,亲代仍然存在;分裂生殖产生子代个体后,亲代就不存在了;出芽生殖是母体产生多细胞芽体,由芽体形成新个体,亲代还存在;营养生殖是通过高等植物的营养器官的一部分产生新个体,母体当然保留下来。
有性生殖是生物界普遍存在的生殖方式。精子和卵细胞都是成熟的生殖细胞,精子和卵细胞的产生经历了从原始生殖细胞发育为成熟生殖细胞的过程,这个过程叫做减数分裂。
减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式,因此两者有些方面相同,但由于是特殊的有丝分裂,所以必须搞清楚两者的异同,并能够正确识图和绘图。
比较项目 有丝分裂 减数分裂
不同点 分裂细胞类型 体细胞 原始的生殖细胞
同源染色体行为 无联会 有联会,出现四分体,相互分离,姐妹染色单体互换部分片段
细胞分裂次数 1次 2次
子细胞数目 2个 雄为4个,雌为(1+3)个
子细胞染色体数 与亲代细胞相同 是亲代细胞的一半
子细胞类型 体细胞 精子细胞或卵细胞
相同点 染色体复制一次,都出现纺锤体
意义 使生物个体发育中,亲子代细胞间维持了遗传性状的稳定性 减数分裂和受精作用使生物在系统发育中,亲子代之间维持了遗传的稳定性
减数分裂过程中,生物可发生多种可遗传的变异。如分裂间期,DNA复制时可发生基因突变;减数第一次分裂过程中,可通过基因的自由组合和连锁互换发生基因重组;减数分裂和受精作用中还可发生染色体变异等。
通常情况下,合子中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,这样,经过受精作用,合子中的染色体又恢复到体细胞中染色体的数目,具有两个亲本的遗传性。可见,对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用,对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性,对于生物的遗传变异都是十分重要的。所以说,有性生殖产生的后代具备两个亲本的遗传性,具有更大的生活力和变异性,对于生物的进化有重要意义。
2.减数分裂、受精作用与生物的变异
(1)减数分裂过程中,非同源染色体上的基因自由组合,同源染色体上对应基因间的交叉互换,就是基因重组,是生物变异的类型之一。
(2)减数分裂第一次分裂间期,染色体复制时,基因可因各种内外因素的影响而发生复制差错,导致遗传信息的改变,即基因突变,这是变异的另一种类型,是变异的主要来源,也是生物进化的主要因素。
(3)减数分裂过程中,在染色体的复制、交叉互换、分离等过程中,都有可能发生异常,导致子细胞中染色体结构、数目等的改变,这属于染色体变异,也属于生物的变异类型。
(4)受精作用使父母双方的遗传物质融合到了一起,使子代具有了双亲的遗传性,使后代具有了更大的变异性。
(5)生殖方式与生物的变异和进化
生物的生殖包括有性生殖和无性生殖。由于无性生殖的子代直接源于母体,细胞的增殖方式主要是有丝分裂,因此,能够使亲本性状稳定地遗传下去,一般不会发生明显的性状变化,其变异通常是由环境的变化而引起的。有性生殖是由两性生殖细胞结合成的合子发育完成的。在有性生殖过程中,需要经过减数分裂和受精作用。在减数分裂过程中非同源染色体的自由组合以及同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换,使基因发生了重组;通过受精作用,来自父母双亲的遗传物质融合到了受精卵中,这些都使生物具有了较大的变异性。变异的丰富性为生物的进化提供了自然选择的基础,因而更有利于生物的进化发展,促进了生物多样性的形成。在生物界主要进行无性生殖的20多亿年中,生物界的物种变化是很有限的;而有性生殖产生后,在10多亿年中,生物界的演化进程大大加快了,使得当今的自然界这样丰富多彩。
3.生物的发育
高等动植物个体发育:①起点相同,都是从受精卵开始的,也就是说,受精卵一旦形成,一个新的生命就开始了。②最初的过程相同,高等动、植物都有一个受精卵经三次分裂产生8个细胞的球状胚体的过程。③完整的球状胚体出现,即细胞数目达到一定程度,都开始分化,不过,植物的球状胚体分化为胚的各个结构,继而形成种子,种子萌发,胚芽、胚根等继续分化为六大器官;高等动物从原肠胚以后,三个胚层继续分化为不同组织、器官,形成不同系统,新个体出现。④高等植物胚和胚乳的发育相同的地方:都在胚珠中发育,都经有丝分裂增加细胞数目;不同的地方是胚乳的发育和形成早于胚的发育和形成。
考题名师诠释
【例1】 (2006广东高考,7)下图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反映的是( )
A.发生了基因突变
B.发生了染色体互换
C.该细胞为次级卵母细胞
D.该细胞为次级精母细胞
解析:根据图中细胞无同源染色体和着丝点已分开这一特点,我们可以断定该细胞处于减数分裂第二次分裂的后期。从染色体上的基因分析:正常情况下,较大一条染色体上的基因应该是相同的(来自同一个DNA分子的复制,即基因要么是BB,要么是bb),但事实是一个B基因,一个b基因,A、B两个选项都可以产生这一结果;同时由于细胞质的均等分开,所以该细胞不可能是次级卵母细胞(次级卵母细胞分裂形成一个极体和一个卵细胞,细胞质分配不均等)。
答案:C
点评:既要熟悉减数分裂与有丝分裂图像的判断,同时要与基因在染色体上的分布、基因突变相结合。
【例2】 (2006上海高考,21)下图为三个处于分裂期细胞的示意图,下列叙述正确的是( )
A.甲可能是丙的子细胞
B.乙、丙细胞不可能来自同一个体
C.甲、乙、丙三个细胞均含有二个染色体组
D.甲、乙、丙三个细胞均含有同源染色体
解析:甲中无同源染色体,且发生了着丝点的分开,所以为减数第二次分裂后期,含有二个染色体组;乙中有同源染色体且着丝点分开,为有丝分裂后期,含有四个染色体组;丙中发生了同源染色体的分开,为减数第一次分裂后期,含有二个染色体组,产生的一个次级精母细胞会出现同甲图一致的变化,所以,甲可能是丙的子细胞。
答案:A
点评:细胞分裂方式的判断要掌握扎实,主要分析图中的染色体数目、有无同源染色体及其特殊行为。
【例3】下图中甲和乙分别为青蛙和海星发育过程中的原肠胚时期的模式图,下列分析不正确的是( )
A.青蛙原肠胚已经分化成三个胚层
B.海星原肠胚形成过程中动物极细胞周期持续时间比植物极短
C.青蛙原肠胚的发育变化是基因表达的结果
D.海星原肠胚所含的有机物总量比受精卵多
解析:在受精卵发育成原肠胚过程中,需要大量的有机物氧化分解供应能量。
答案:D
点评:建立知识间的前后联系,把个体发育与基因的表达、物质代谢联系起来进行分析应用。
【例4】 现有动物减数分裂过程中所产生的某一个极体,染色体数为M个,核DNA分子数为N个,又已知M≠N,则该动物的一个初级卵母细胞中的染色体数和一个卵原细胞中的DNA分子数分别是( )
A.M和N
B.2M和N
C.2M和4N
D.4M和2N
解析:根据题意可知,该极体是初级卵母细胞经过减数第一次分裂形成的第一极体,其细胞中的DNA分子数为染色体数的两倍,即N=2M。
答案:B
点评:在减数分裂中注意一些细节问题,如本题中第一极体与第二极体的区别。
【例5】 (2006江苏高考,22)与无性生殖相比,有性生殖的后代具有较强的适应性,下列说法不正确的是( )
A.后代继承了双亲的遗传物质
B.减数分裂过程中,DNA复制更容易发生差错
C.减数分裂过程中,由于基因重组产生了不同类型的配子
D.更容易产生新的基因型
解析:无性生殖主要是通过有丝分裂产生后代的,由于有丝分裂能够保持前后代遗传物质的稳定性和连续性,所以无性生殖能够保持亲本的性状。有性生殖是通过生殖细胞两两结合,由受精卵(合子)发育成后代的生殖过程。受精卵具有两个亲体遗传性;在生殖细胞形成过程中,出现基因重组和染色体变异等,从而使后代具有较强的适应性和变异力。
答案:B
点评:在减数分裂的基础上比较无性生殖与有性生殖的区别,以及对生物变异性的影响。
【例6】 水螅的生殖腺是由外胚层的间细胞分化形成的临时性结构,精巢为圆锥形,卵巢为卵圆形。卵在成熟时,卵巢破裂,使卵露出。精巢内的精子游出精巢与卵子受精。受精卵完全卵裂,最终发育成水螅。下列与水螅这种生殖方式相同一项是( )
A.在不良环境下,炭疽杆菌产生休眠孢子(芽孢),在环境适宜时,芽孢萌发,重新发育成个体
B.将红花月季的芽嫁接到黄花月季枝条上,结果黄花月季的植株上开出红色月季花
C.将土豆(马铃薯)切成带芽的小块,种下去发育成马铃薯植株
D.秋天播下小麦种子,种子发芽后长成麦苗,发育成植株
解析:A项不是生殖过程,芽孢只是休眠体;B项为嫁接,属于营养生殖;C项为营养生殖;D项为卵式生殖。
答案:D
点评:对生殖的概念以及有性生殖与无性生殖的主要区别在于有无两性生殖细胞的产生与结合等知识的掌握要扎实,实例考查了我们的分析能力。
【例7】 近年来常有音乐、噪音对动植物生长发育影响的报道,请你依据所给材料和用具设计一个实验,以探究声音对豌豆种子萌发的影响。
材料和用具:数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒的豌豆种子、分贝计(能测声音大小的仪器)、若干台收录机、《蓝色多瑙河》磁带、从磨具车间录制的磁带等。
方法步骤:
①___________________________。
②___________________________。
可能的实验结果及相应的结论:
①___________________________。
②___________________________。
③___________________________。
解析:从题目看探究种子萌发,首先要满足种子正常萌发的条件,然后再加实验因子,所给材料有培养皿、无菌水、表面消毒的豌豆种子、分贝计(可以测定声音响度,用于条件控制)、音乐磁带、噪声磁带。
答案:方法步骤:①向培养皿中倒入适量的水,将等量的种子分别放入三组培养皿中 ②将第一组置于播放《蓝色多瑙河》乐曲的环境中培养,声音的响度为70分贝;将第二组置于安静的环境中培养,声音的响度为5分贝;将第三组置于播放从磨具车间录制的磁带的噪音环境中培养,声音的响度为70分贝(注:乐音与噪音的响度要一致,其响度大于45而小于85皆可)
可能的实验结果及相应的结论:①发芽率差异不显著,豌豆种子萌发不受声音大小的影响 ②第一组与第三组发芽率明显高于第二组的,声音大有助于豌豆种子萌发 ③第一组与第三组发芽率明显低于第二组的,声音大不利于豌豆种子萌发 ④第一组发芽率大于第二组的,第二组的大于第三组的,乐音有利于豌豆种子萌发,噪音不利于豌豆种子萌发 ⑤第三组发芽率大于第二组的,第二组的大于第一组的,噪音有利于豌豆种子萌发,乐音不利于豌豆种子萌发(注:本题答案有多种可能性,学生答出三种就给满分)
点评:在实验设计问题中,实验步骤的设计要考虑好实验组与对照组的操作中单一实验变量与无关变量的控制;在预测实验结果与结论时要对应题目要求。探究性问题至少要有两种可能。
【例8】 (2006江苏洪泽模拟,38)下面是细胞分裂的五个示意图以及染色体数目变化的曲线,请分析完成:
(1)若这些细胞来自同一个生物,则该生物的体细胞染色体数为________条,不含同源染色体的细胞是________,图A、B、C含有的染色体组数分别为________。若该个体有两对等位基因(YyRr)分别位于两对同源染色体上,则与图D相对应的基因组成可能为________。
(2)与孟德尔的遗传定律有关的主要是图________,使子代细胞与亲代细胞遗传信息相同的过程与图________有关。与图F中曲线相对应的细胞有________。
(3)在雄牛的个体发育中会出现与图________类似的过程,在雄蜂的个体发育中会出现与图________类似的过程。
解析:A为有丝分裂后期,含有同源染色体;B为减数第一次分裂的后期,发生同源染色体的分开;C有丝分裂中期,有同源染色体;D为减数第二次分裂后期,无同源染色体;E为减数第一次分裂的四分体时期,有同源染色体。两对等位基因(YyRr)分别位于两对同源染色体上,根据基因的自由组合定律,产生的精子细胞的基因组成为YR、Yr、yR、yr,同时产生的两个精子细胞的基因型相同。与孟德尔的遗传定律有关的是减数分裂,有丝分裂会保证子代的遗传信息与子代相同。F显示分裂后产生的子细胞的染色体数目减半,为减数分裂。雄牛是由受精卵发育成的,细胞分裂中有同源染色体;而雄蜂是由卵细胞直接发育成的,细胞中无同源染色体。
答案:(1)4 D 4、2、2 YYRR、YYrr、yyRR、yyrr
(2)B AC BDE (3)ABCDE D
点评:把细胞分裂图像与染色体变化曲线图联系起来,要求学生熟练掌握有丝分裂与减数分裂的区别,以及减数分裂与遗传规律的关系、雄蜂的特点。江苏省启东中学高三生物组
专题三 生物的新陈代谢式
考情动态分析
生物的新陈代谢是教材的主干知识,在单科考试和综合考试中都是必考内容之一,约占15%~30%。近几年的高考每年都有围绕着这个重点的考题。
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,许多考查某些生理作用的题目,都与细胞的结构图联系在一起;二是绝大多数的简答题目,往往是创设新情境、提供新材料、提出新问题,通过分析图表、图解作答。关于新情境、新材料和新问题有三个来源:第一,从虚构的情境中产生;第二,从学生未接触过的材料中引申出来,通常选自中专或大学教材;第三,对学生已知的情境赋予新意后提出。这类题目往往能够体现“高起点,低落点”的特点,充分考查分析问题、解决问题、综合及获取新知识的能力,是高考命题的趋势。植物的水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用、三大营养物质在细胞内的相互转变是命题的重点所在,特别是光合作用和呼吸作用,两者物质和能量变化相反,可以创设出许多新情境,是考查各种能力的载体。
新陈代谢发生在细胞内,细胞的结构和功能是代谢的物质基础,因此,该部分知识可以和第一、二章的内容相联系,如叶绿体内进行光合作用,线粒体内进行呼吸作用,细胞膜的结构(载体)与物质进出细胞的关系等,还可以与选修教材中的生物膜系统相联系,可命制综合性较强的题目,以考查综合能力。
细胞生活在内环境之中,所以选修教材安排了有关内环境稳态的内容。该部分内容在高考命题中也是以中档题为主,由于该部分知识不属于教材的主干知识,所以在综合科目高考题中不是每年都出现。
考点核心整合
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过程,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的供能条件下完成的。细胞是新陈代谢的场所,所以大多数酶发挥作用的场所在细胞内,也有的酶在细胞外发挥作用,例如进行细胞外消化的各种消化酶。近几年的高考命题主要围绕着酶的特性、影响酶的活性的条件展开命题,复习时应注意这方面的问题。
2.生物体生命活动的直接能源、主要能源和最终能源
生物体生命活动的直接能源是ATP, ATP水解时释放的能量直接用于各项生命活动,如肌肉收缩、腺体分泌、合成代谢、神经传导和生物电等。生物体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物中都含有大量的能量,但生命活动的主要能源物质是糖类,糖类在体内氧化分解释放的能量,一部分合成了ATP用于各项生命活动,另一部分以热能的形式散失掉了。糖类等有机物中含有的能量最终来自绿色植物光合作用所固定的太阳能,所以,生物体生命活动的最终能源是太阳光能。
链接·提示
ATP与ADP之间的相互转变是真正意义上的可逆反应吗?
提示:(1)从反应条件分析:ATP水解是一种水解反应,催化该反应的酶是水解酶;ATP的合成是一种合成反应,催化该反应的酶属于合成酶。
(2)从能量分析来看:ATP水解所释放的能量来自于高能磷酸键能,而合成ATP所需的能量来自光合作用吸收的光能和呼吸作用分解有机物释放的化学能。
(3)从ATP的合成与分解场所分析:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体,而ATP的分解场所较多。
综上,在生物体内的反应可概括为“物质是可逆的,能量是不可逆的”或解释为“物质是循环的,能量是不循环的”。
3.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。
光能在叶绿体中的转换过程,包括三个步骤:光能转换成电能(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过程,第三步发生在暗反应过程。
4.光合作用的有关计算
(1)根据光合作用反应式进行有关物质的计算
(2)根据光合作用反应式进行能量计算
(3)光合作用与呼吸作用的综合计算
在光下光合作用与呼吸作用同时进行:
光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量
光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用葡萄糖净产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量
5.如何理解绿色植物光合作用的“午休”现象
影响光合作用的外界条件都在时时刻刻变化着,所以光合作用速率在一天中也有变化。光合作用进程一般与太阳辐射进程相联系,从早晨开始光合作用逐渐加强,中午达到高峰,以后逐渐降低,到日落则停止,成为单峰曲线。但当夏天光照强烈时,光合作用便形成两个高峰,一个在上午,一个在下午,中午前后光合作用速率下降,呈现“午休”现象,出现这一现象的原因有三点:①由于气温过高,蒸腾作用旺盛,水分在中午供应不上,气孔关闭;②由于气孔关闭导致二氧化碳供应不足;③光合作用的产物来不及运走,积累在叶肉细胞的细胞质中,阻碍细胞内二氧化碳的运输。
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。就生物体来讲,扩散作用是指在扩散物质运动方向之间没有膜作为屏障的分子运动。
渗透作用是水分子或其他的溶剂分子通过半透膜的扩散,是扩散作用的一种特例。简单地说,通过半透膜的扩散作用叫渗透。不过气体(如O2、CO2等)通过半透膜的现象通常称为扩散作用。低浓度溶液(包括清水)中的水通过半透膜进入较高浓度溶液中的现象,就叫渗透作用。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可进行吸胀吸水。
7.水分的吸收、运输与利用
植物细胞吸水还是失水取决于膜两侧的溶液浓度差,或者说取决于根细胞液与土壤溶液的浓度差。通常情况下,土壤溶液的浓度比根毛区表皮细胞液浓度低,土壤溶液中的水分通过两条途径进入根的导管,在蒸腾作用产生的“拉力”下,依次进入茎、叶导管,主要通过蒸腾作用散失到大气中,只有1%~5%被植物体各部分利用。
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的,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,而衰老部位的组织细胞因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,所以首先受到伤害的是幼嫩部位。
9.阳生植物和阴生植物
特征 阳生植物 阴生植物
叶绿体结构 基粒较小,基粒片层数目少 基粒较大,基粒片层数目多
叶绿素 叶绿素含量较少,叶绿素a与叶绿素b比值较大 叶绿素含量相对较多,且叶绿素a与叶绿素b的比值相对较小,叶绿素b的含量相对较多
光饱和点 全光照的100%(高) 全光照的10%~50%
光补偿点 全光照的3%~5%(高) 全光照的1%以下(低)
10.与新陈代谢直接相关的四大系统
消化系统的主要功能是消化和吸收营养物质。其消化和吸收作用主要是在小肠内进行的。小肠在结构和功能上具有一系列与其消化和吸收功能相适应的特点,即消化管长,延长了食糜在消化道内的停留时间,有利于消化和吸收;小肠内壁上有环形皱襞、小肠绒毛,小肠绒毛上皮细胞面向肠腔的部分有微绒毛的存在,所有这些结构增大了小肠消化和吸收的表面积。另外,小肠壁内存在着消化腺,不断地向肠腔内分泌含多种消化酶的消化液,小肠绒毛内分布有丰富的毛细血管和毛细淋巴管,有利于营养物质的消化和吸收。
体内的细胞通过呼吸系统获得氧气和排出二氧化碳。具体过程是在肺部和组织细胞进行气体交换,前者使静脉血变为动脉血,而后者则相反。
完成排泄功能的主要器官是肾脏,而肾脏结构和功能的基本单位是肾单位,通过对肾单位结构功能的复习,可搞清楚血浆、原尿、尿液在组成成分上的异同及意义。
循环系统是以上系统完成生理功能必不可少的,血液循环起着运输养料和废物的作用。
11.弄清人和动物体内三大营养物质的代谢及其关系
对于三大营养物质的代谢,我们可以从两个方面进行理解、归纳。
一是来源:糖类、脂类和蛋白质是不溶于水的有机高分子物质,不能被动物直接吸收,动物只有在消化酶的作用下,将其水解成小分子、溶于水的物质才能被吸收,其消化过程为:
链接·提示
现在,减肥风暴已愈演愈烈,“苗条”已成为大众审美的重要标准,某女性自幼贪食,18岁时体重已达75 kg(160 cm),该女甚为苦恼,为减肥,她将食谱中全部的脂质都去掉,但对糖类的摄入量大增,该女性能达到减肥效果吗?
提示:脂肪是生物体不可缺少的重要化合物,它不仅是重要的储能物质,还有维持体温,减小内脏、器官的摩擦,减轻机械振荡的作用。在细胞内,脂肪和糖类可以相互转化,因此在减肥时,若不注意节食糖类,即使不摄入脂肪,也不会达到理想效果。
二是去向:进入人体内的营养物质,在细胞内产生一系列的变化,其中三大营养物质共有的途径是氧化分解释放出所含有的能量,供生命活动需要,不共有的途径是是否在体内储存起来,即糖类和脂类在体内可以储存,蛋白质在体内不能储存。
三大营养物质代谢的关系,实质上是介绍了糖类、脂类和蛋白质在体内相互转化的情况,科学实验证明了三大营养物质之间在体内可以进行相互转化,这一过程是通过呼吸作用过程中产生的中间产物(如丙酮酸)完成的。由于三大营养物质的中间产物基本相同,故这些中间产物构成了三大营养物质联系与转化的桥梁。对于人来讲,糖类和脂类之间可以进行相互转化,多余的蛋白质可以转化成糖类或脂肪,但糖类和脂肪只能转化为组成人体的非必需氨基酸(12种),8种必需氨基酸不能由糖类和脂肪转化而来,只能靠从食物中摄取。
在细胞内三大营养物质的代谢可以总结归纳如下:
考题名师诠释
【例1】 (2006天津高考理综,5)下列有关ATP的叙述,正确的是( )
A.线粒体是蓝藻细胞产生ATP的主要场所
B.光合作用产物中的化学能全部来自ATP
C.ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D.细胞连续分裂时,伴随着ATP与ADP的相互转化
解析:蓝藻细胞中无线粒体,有氧呼吸是在细胞膜上进行的;光合作用产物中的全部化学能全部来自ATP、NADPH;ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成。
答案:D
点评:我们要把ATP的化学组成,产生场所、与ADP的相互转化关系搞清楚。
【例2】 (2006江苏高考,14) 下列关于人体内物质代谢以及与人体健康关系的叙述,正确的是( )
A.糖类可以通过氨基转换作用等过程转化为各种蛋白质
B.只要控制脂肪的摄入量,人就不会发胖
C.当血糖含量低于45 mg/dL时,脑组织得不到足够的能量供给,发生功能障碍
D.人体的必需氨基酸只能从食物中获得,而非必需氨基酸只能在体内合成
解析:三大物质中,糖类和脂肪在人体内可以相互转化,所以多吃糖亦可导致人体发胖;蛋白质可以转化成糖类或脂肪,而脂肪和糖类只能有条件地转化成人体的部分氨基酸(非必需氨基酸),人体的必需氨基酸只能从食物中获取,而非必需氨基酸可以来自食物,也可以来自糖类和脂肪的转化。血糖浓度过低,会导致人低血糖昏迷。
答案:C
【例3】如下图所示的玻璃容器中,注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片,密闭后,设法减小液面上方的气体压强,会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器,又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是( )
A.叶片吸水膨胀,密度减小
B.溶液内产生的CO2大量附着在叶面上
C.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上
D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大
解析:叶片利用NaHCO3溶液释放出来的CO2作光合作用的原料,在有光照的情况下进行光合作用,消耗CO2释放氧气而上浮。
答案:C
【例4】下列是两类不同植物叶片部分结构的示意图,在CO2浓度较低时,下列叙述合理的是( )
A.乙是C4植物,CO2的移动途径是:CO2→含四碳的有机酸→三碳化合物
B.甲是C3植物,CO2的移动途径是:CO2→三碳化合物→葡萄糖
C.甲是C4植物,CO2的移动途径是:CO2→含四碳的有机酸→三碳化合物
D.乙是C3植物,CO2的移动途径是:CO2→三碳化合物→四碳化合物
解析:C4植物的叶片结构中有明显的花环型结构,在外圈的叶肉细胞中CO2→含四碳的有机酸。在内圈的维管束鞘细胞中,含四碳的有机酸→CO2→三碳化合物。乙无花环型结构,CO2→三碳化合物→葡萄糖。
答案:C
点评:花环型结构是C4植物叶片结构的典型特征之一,我们要抓住问题的关键结合图形进行区分C4植物、C3植物的不同结构特点。
【例5】 在a、b、c,3个密封的锥形瓶内分别盛有等量的、成分相同的酵母菌和葡萄糖溶液,现进行如下处理:a瓶通入空气;b瓶通入氮气;c瓶通入空气并90℃恒温,则呼吸作用由强到弱的顺序是( )
A.c>b>a
B.b>a>c
C.a>b>c
D.a>c>b
解析:酵母菌既能进行无氧呼吸也能进行有氧呼吸,在有氧条件下呼吸作用强度大,而在90℃恒温会杀死酵母菌。
答案:C
【例6】 (2006重庆高考理综,2)下列有关新陈代谢的叙述,正确的是( )
A.完成有氧呼吸所需要的酶由线粒体DNA指导合成
B.植物根系吸收矿质元素的速率与土壤溶液中矿质离子的浓度成正比
C.用15N标记的蛋白质饲喂小白鼠,一段时间后可在其肝糖元中发现15N
D.用14CO2研究玉米的光合作用过程,最早在C4化合物中检测到14C
解析:完成有氧呼吸所需要的酶少量由线粒体DNA指导合成,多数由细胞核DNA指导合成;植物根系吸收矿质元素的速率与土壤溶液中矿质离子的浓度不成正比,具有选择性;用15N标记的蛋白质饲喂小白鼠,一段时间后不会在其肝糖元中发现15N,因为肝糖原中无15N,只有出现于含氮物质如蛋白质、核酸中。
答案:D
点评:综合考查新陈代谢中控制合成有氧呼吸酶的DNA的存在部位,以及C4植物光合作用中C的转移途径。
【例7】 (2006广东高考,33请根据以下图、表完成有关植物对矿质元素吸收和利用等问题:
不同形态氮素供应对水稻幼苗生长的影响
氮源 (NH4)2SO4 NaNO3
干重增加量(g)土壤溶液原始Ph土壤溶液最终pH 0.31 0.135.2 5.23.0 6.0
(1)植物根系吸收矿质元素的主要部位是________区。若要观察细胞有丝分裂,宜选择根的________区细胞为材料;若要观察细胞质壁分离,宜选择根的________区细胞为材料。
(2)图中真菌菌丝能吸收土壤中的矿质元素和水分供植物使用,而植物光合作用产生的碳水化合物又可供真菌利用,两者属于________关系。
(3)上表是不同形态氮素供应对水稻幼苗生长的影响。从表中可以得出结论:
①_________;②_________。
(4)氮素被植物体吸收后,可参与多种物质的合成,其中包括________(多项选择)。
A.核酸
B.NADP上标+
C.纤维素
D.酶
解析:植物的根尖包括根冠、分生区(许多细胞正在进行有丝分裂)、伸长区(细胞正在伸长)和成熟区(也叫根毛区,是水分和矿质元素离子吸收的主要部位)四部分。根毛区表皮细胞通过主动运输吸收矿质元素离子,主动运输需要载体和消耗能量。细胞膜上吸收某种离子的载体多,细胞吸收该种离子就多,反之则少。就(NH4)2SO4来说,细胞膜上吸收NH上标+4的载体多,吸收SO离子的载体少;根细胞吸收NO的载体多于吸收Na+的载体,吸收NH的载体多于NO的载体。真菌与根细胞生活在一起,对两者都有利,这种关系叫互利共生。纤维素是糖类,组成元素只有C、H、O,不含氮元素,其余选项都含有氮元素。
答案:(1)根毛区 分生区 成熟区
(2)共生(互利共生)
(3)铵根离子载体多于硫酸根离子,硝酸根离子载体多于钠离子;铵根离子载体多于硝酸根离子
(4)ABD
点评:根尖四部分结构特点及功能要能熟练掌握,并结合成熟区在矿质元素离子的吸收、水分吸收方面的重要作用进行分析应用。
【例8】 (2006上海高考,36)_________请完成下列有关光合作用的问题:
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度,结果如下表。表中负值表示二氧化碳释放量,正值表示二氧化碳吸收量。
光照强度(千勒克司) 光合作用速度(CO2 mg/100 cm2叶·小时)
1.0 -2.0
3.0 +2.0
5.0 +6.0
7.0 +10.0
8.0 +12.0
10.0 +12.0
(1)在下侧坐标系上绘出光照强度与该植物叶片光合作用速度的关系图。
光照强度(千勒克司)
(2)该植物叶片的呼吸速度是(CO2 mg/100 cm2叶·小时)。
(3)在光照强度为________千勒克司时,该植物叶片光合成量和呼吸消耗量相等。
(4)在一天中,将该植物叶片置于10千勒克司光照下10小时,其余时间置于黑暗中,则每100 cm2叶片产生的葡萄糖中________ mg将转化为淀粉。(取小数点后一位)
(5)据图分析,在0~8千勒克司范围内,光合作用速度受________因素影响;超过8千勒克司时,光合作用速度受________因素影响。
解析:由表中数据绘出曲线可知,在2千勒克司时光合作用强度等于呼吸作用强度。植物叶片置于10千勒克司光照下10小时,CO2吸收量为12×10=120(CO2 mg /100 cm2叶·小时),黑暗时间为14小时,CO2释放量为-4×14=56(CO2 mg /100 cm2叶·小时),则一天内CO2吸收量为64(CO2 mg /100 cm2叶·小时),转化为葡萄糖的量是43.6 mg。影响光合作用的因素有光照强度、温度和CO2浓度,在8千勒克司后随光照强度增加光合作用强度不再增加,说明不再受光照强度影响而是温度和CO2浓度等因素的影响。
答案:(1)见上图 (2)4 (3)2 (4)43.6 (5)光照强度 温度和CO2浓度
点评:光合作用与呼吸作用的联系考查是一个重点也是一个难点,要结合曲线及数据让学生正确理解净光合作用和实际光合作用与呼吸作用的关系。江苏省启东中学高三生物组
第一部分 专题辅导与能力提升
专题一 生命的物质基础
考情动态分析
理科综合命题由原来的以知识立意转变为以能力立意、问题立意。从近几年来的高考题看,试题主要体现了对各种能力的考查,不强调覆盖全部章节,但能覆盖重点章节(主干知识)内容,相信以后的高考题仍坚持这一命题思想。由于高考命题“既遵循大纲又不拘泥于大纲”,因此,本部分命题多为选择题,常与细胞的结构、生物体的结构与功能相结合来考查,也可以与矿质元素、物质循环等内容联系起来。
本专题考查的知识在“构成生物的化学元素”中主要有:涉及化合物的元素组成;有关元素的一组概念(必需元素、大量元素、微量元素、矿质元素、基本化学元素);不同元素进入生物体的途径;用同位素示踪某一元素在生物体内的转移途径以及生物界与非生物界构成元素的统一性。
在“构成生物的化合物”中主要有:各种化合物的含量、功能、吸收或合成的生理过程及相应结构;氨基酸的结构通式与识别、氨基酸缩合成多肽过程中失水数、肽键数等的计算;有关酶、激素、载体、抗体的化学本质、来源、生理特性;原生质的概念等。
本专题知识的复习可以和第三章《生物的新陈代谢》、第五章《生物的生殖和发育》、第六章《遗传的物质基础》、选修教材的《人体的免疫》相联系,从而形成一定的知识模块,对于提高综合能力和应考能力会大有帮助。
考点核心整合
1.应激性、植物的向性、动物的趋性、反射、适应性和遗传性
应激性是生物体对刺激(如光、温度、声音、食物、化学物质、机械运动、重力等)所发生的反应,是生命的基本特征之一。单细胞动物没有神经系统,所产生的应激性是通过原生质来完成的;多细胞动物主要是通过神经系统(也可通过体液调节)来完成应激性。高等动物通过神经系统对外界各种刺激发生的有规律的反应,称为反射,反射是生物应激性的具体表现,完成反射需要有一个结构基础(反射弧),通过反射的调节,高等动物经过漫长的时间,适应了外界复杂变化的环境,使动物表现出适应性。植物没有神经系统,不能像动物那样通过反射来进行调节,植物所表现出的向性(向光性、向水性、向地性)、背地性及向肥性等,都是通过激素调节完成的,是植物应激性的具体表现。动物的趋性(如趋光性、趋化性等)也是动物应激性的表现。动物可以运动,植物不能运动,从而出现了植物的向性和动物的趋性之分,其实都是生物应激性的具体表现。生物的应激性使生物体表现出与环境的高度适应,而这些适应的具体性状表现是由生物的遗传性决定的,即经过长期自然选择而形成的一种遗传的特性。
2.生物界和非生物界的统一性和差异性
整个自然界都是由化学元素组成的,组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到,没有一种是生物体特有的;生命起源于非生命物质;组成生物体的基本元素可以在生物界与非生物界之间反复循环运动,这些都说明生物界与非生物界具有统一性的一面。
生物和非生物存在着本质的区别,组成生物体的化学元素,在生物体内和无机自然界中的质量分数,两者相差很大。自然界中最丰富的元素是氧、硅、铝、铁4种,而生物体中含量最多的4种元素却是碳、氢、氧、氮。无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象,但在生物有机体内,元素组成化合物,化合物有序地结合在一起,就能表现出生命现象,因此,生物界和非生物界又存在着差异性的一面。
3.生命的物质基础
组成生物体的化学元素没有一种是在自然界中找不到的(这说明生物与非生物具有统一性的一面),但是各种化学元素的质量分数与自然界不同,由这些化学元素组成的化合物(如糖类、脂肪、蛋白质、核酸、水、无机盐等)本身不具有生命现象,但是当这些化合物按照一定的方式有序地组合在一起(构成生物体)时,就有可能表现出生命现象。构成细胞的元素和化合物是生命的物质基础。
4.生命活动的能源物质、主要能源物质、直接能源物质、高能化合物、储存能量的物质和最终能源
在生物体内,糖类、脂肪、蛋白质等有机物都能氧化分解释放能量,充当能源物质,在正常情况下主要分解糖类提供能量,因此,糖类是主要能源物质。在糖类供能不能满足需要时,可以氧化分解脂肪,进一步氧化蛋白质供能,一旦分解蛋白质供能,也就破坏了细胞的基本结构,最后导致生命结束。ATP是生物体生命活动的直接能源,是一种高能化合物,磷酸肌酸是动物体内的另一种高能化合物,当体内的ATP含量由于消耗而过分减少时,可以将储存的能量转移到ATP中供能;脂肪是生物体内储存能量的物质。而这些物质中的能量,都直接或间接地来自于绿色植物通过光合作用固定的太阳光能,所以,地球上生物体生命活动的最终能源是太阳光能。
5.氨基酸、多肽、肽键与蛋白质
当两个氨基酸缩合形成二肽时,失去1分子水,因此n个氨基酸分子缩合成一条多肽链时,失去n-1分子水,形成n-1个肽键;同理n个氨基酸分子缩合成m条肽链时失去n-m个水分子,形成n-m个肽键。即失水数=肽键数=氨基酸总数-肽链数。
氨基酸缩合成多肽时,相邻的氨基酸的氨基和羧基缩合形成肽键,因此形成的一条多肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别在肽链的两端。
组成蛋白质的氨基酸的种类不同、数目不同、排列顺序不同和空间结构不同,导致了蛋白质分子具有多样性,但对于某种蛋白质则具有特定的氨基酸种类、数目、排列顺序和空间结构,这是蛋白质分子的特异性。
链接·提示
当氨基酸分子中有多个氨基或羧基时,其位置在什么地方?
提示:氨基酸种类的不同取决于R基的结构组成,当有的氨基酸含有多个氨基(—NH2)或多个羧基(—COOH)时,除了一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上外,其余的(氨基、羧基)都在R基上。
考题名师诠释
【例1】 (2006广东高考,1) 组成蛋白质的氨基酸之间的肽键结构式是( )
A.NH—CO
B.—NH—CO—
C.—NH2—COOH—
D.NH2—OOH
解析:蛋白质是由氨基酸组成的,一个氨基酸分子的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子的羧基(—COOH),经脱水缩合形成肽键(—NH—CO—或—CO—NH—),从而将氨基酸连接起来,形成多肽。
答案:B
点评:肽键是蛋白质肽链形成过程中重要的化学键,应在理解的基础上牢记。
【例2】盛花期的连续暴雨影响了大田油菜的受粉。防止减产的补救措施是( )
A.喷施硼肥
B.追施氮肥
C.喷施一定浓度的生长素类似物溶液
D.以上措施均不可取
解析:油菜产量主要是指种子产量,A、B、C均无法得到种子。
答案:D
【例3】能够检验细胞液中是否含有蛋白质的方法最好是( )
A.研磨组织细胞,检验研磨液中是否存在蛋白质
B.分离细胞研磨液中各种膜成分,分别检验是否存在蛋白质
C.将活细胞制成临时装片,用显微镜观察
D.分离细胞结构获得液泡,检验液泡内容物是否存在蛋白质
解析:细胞液是液泡中的液体,材料应选择液泡。
答案:D
【例4】玉米的根冠被切除后,约5天即可再生出完整的新根冠。但在飞行中的宇宙飞船内却不能再生出根冠,其理由最可能是下列各条件中的哪条( )
A.根冠的形成与大气中的二氧化碳含量有关
B.根冠的形成与光周期有关
C.根冠的形成与昼夜温差有关
D.根冠的形成与重力有关
解析:宇宙飞船中的特点是无重力作用,生物新陈代谢出现异常,显然与此有关。
答案:D
【例5】现有4瓶失去标签的无色透明液体,分别装有:溶解着DNA分子的NaCl溶液、大肠杆菌超标的自来水、葡萄糖溶液及淀粉酶溶液。下列用于鉴别这4种溶液的方法的叙述,不恰当的是( )
A.各取4种液体少许,分别倒入4支试管中,再缓慢加入蒸馏水,出现丝状物的为溶解着DNA分子的NaCl溶液
B.各取4种液体少许,分别加入4个含有伊红美蓝的培养基中,把培养基放在适宜条件下一段时间,出现深紫色菌落的培养基中加入的液体是大肠杆菌超标的自来水
C.各取4种液体少许,分别放入4支试管中,加入斐林试剂,并在沸水中加热,出现砖红色沉淀的为葡萄糖溶液
D.各取4种液体少许,分别放入4支试管中,滴入少量碘液,溶液变蓝的为淀粉酶溶液
解析:碘液是用来鉴定淀粉的,鉴定淀粉酶应该用双缩脲试剂。
答案:D
点评:本章中有机物的鉴定以及联系到的DNA的鉴定、微生物的鉴定是重点问题,要对使用试剂、实验操作及实验现象有深刻的认识。
【例6】自2004年5月以来,在安徽阜阳农村出现了170名“大头娃娃”。这些婴儿生长发育迟缓,有的甚至比出生时体重还轻,头大,四肢短小,经诊断为营养不良,元凶即是蛋白质含量极低的奶粉。下列关于人体每天必须吃一定量的蛋白质和婴幼儿每天的蛋白质摄入量远比成年人要多的理由的叙述,不正确的是( )
A.蛋白质和氨基酸不能在人体内大量、长期贮存
B.蛋白质是主要的能源物质,每天都有大量被分解供能,构成蛋白质的部分氨基酸是人自身不能“制造”的,蛋白质不能全部由其他物质转化而来
C.组织蛋白质等自身蛋白质每时每刻都在“降解更新”
D.婴幼儿生长发育快,要产生很多的新细胞,而蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质
解析:蛋白质是组成生物体的结构物质,也可以作能源,但主要能源物质是糖类。
答案:B
【例7】某种酶能使蛋白质中的肽链水解,此酶作用的主要部位是蛋白质中的肽键,一般使肽键断裂。假使该种酶也能使下述物质水解,,则断裂的键应为_________,水解后形成的产物分别是_________。根据生物知识判断它们是不是氨基酸?为什么?_________。
解析:肽键是由一个氨基和一个羧基之间失去一分子水形成的。构成蛋白质的氨基酸分子结构上的共同特点是至少含有一个氨基和一个羧基并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
答案:和C6H5COOH
不属于氨基酸,没有氨基和羧基连接在同一个碳原子上
【例8】 (2005上海高考,40) 萝卜贮藏根组织细胞中是否存在蛋白质和DNA?某生物小组对此进行研究,他们从网上查阅资料得知:①蛋白质在10%NaCl溶液中可沉淀析出;②在蛋白质溶液中,加入双缩脲试剂,溶液呈现特有的颜色;③DNA溶于10%NaCl溶液但在95%酒精中呈白色絮状沉淀,析出。
实验材料:白萝卜。
实验用具:粉碎机、烧杯、漏斗、试管、滤纸、玻棒、镊子、载玻片、天平、纱布。
药品及试剂:蒸馏水、NaCl、95%酒精、甲基绿染液、双缩脲试剂、蛋白质标准样品。
请你根据所提供的条件参与实验设计并完成实验。
一、材料处理:__________________。
二、提取:__________________。
三、鉴定及结果:__________________。
四、讨论:
1.蛋白质在萝卜贮藏根组织细胞中所起的作用是___________________________。
2.DNA主要来自萝卜贮藏根组织细胞的___________________________。
解析:生物组织中的蛋白质与双缩脲试剂发生作用可产生紫色反应;甲基绿使DNA呈现绿色,根据这些特定的颜色反应,我们可以鉴定组织中是否含有蛋白质和DNA。选用白色萝卜的目的是排除实验材料本身颜色对实验结果的干扰。
在白萝卜研磨液中加入10%NaCl溶液可以使蛋白质析出,再加入95%酒精可以使DNA呈白色絮状沉淀。
根据以上实验原理,我们可以对白萝卜进行蛋白质和DNA鉴定。
答案:一、材料处理:称取50 g萝卜洗净切块,加水30 mL,用粉碎机粉碎,将匀浆经纱布过滤
二、提取:1.向经纱布过滤得到的滤液中加入10%NaCl,直至沉淀析出。经滤纸过滤,将滤纸上的沉淀物放入试管中,加入1 mL蒸馏水,振荡,用于蛋白质鉴定。2.除去蛋白质的滤液中,加入95%酒精,用玻棒轻轻搅拌,见有白色絮状沉淀产生,经滤纸过滤,用镊子将滤纸上的絮状沉淀置于载玻片上,用于DNA鉴定
三、鉴定及结果:
1.在用于蛋白质鉴定的试验试管中,加入双缩脲试剂,产生颜色反应,同时将蛋白质标准样品和1 mL蒸馏水放入另一试管,加入双缩脲试剂产生颜色反应。观察到两试管中颜色基本一致,说明实验试管中有蛋白质存在。
2.在用于DNA鉴定的载玻片上,滴加甲基绿染液,DNA呈现蓝绿色,说明该白色絮状沉淀为DNA。
3.通过对白萝卜贮藏根匀浆液的检测,说明有蛋白质和DNA的存在
四、讨论:
1.是细胞膜等生物膜的结构成分,酶等功能蛋白质的组成成分,也是糊粉粒等贮存蛋白质的成分
2.细胞核江苏省启东中学高三生物组
专题五 遗传、变异和进化式
考情动态分析
遗传、变异与进化既是高中生物学的重点,又是难点。遗传的物质基础、遗传的基本规律和生物的变异,在全书中占有重要位置。它不仅有重要的理论价值,而且在实践中与人类的生产生活关系极为密切。从近几年高考试题看,DNA(基因)的结构和功能、孟德尔遗传实验过程、分子水平的解释、遗传图谱的判定、基因工程及相关知识在生产实践中的应用等内容,特别是将减数分裂过程、突变过程与不同基因的传递过程联系在一起,构成了命制大型综合题的素材,这正是高考改革新模式命题的趋向,体现了“把重点考查放在系统地掌握课程内容的内在联系上,放在掌握分析问题的方法和解决问题的能力上”的特点。
近年来,基因突变和染色体变异在育种等方面的应用,因其与物理、化学的联系,也成为理科综合能力测试的常考内容。考查克隆技术、转基因技术、人类基因组计划的原理和应用前景的试题形式大都是材料阅读题,答案都属开放式。这类题目重在考查应用生物学基本知识分析解决现实问题、热点问题的能力。关于生物的进化,我们主要从两个方面进行准备:一是掌握有关的基本概念,对基本概念要进行正确理解,比如自然选择学说、基因频率、种群、基因库、物种、隔离、地理隔离、生殖隔离等;二是掌握新物种形成的基本观点及与达尔文进化论的异同。
本专题知识点多,概念多,而且需运用概念、原理、定律解释的生命现象和解决的实践问题也多。因此,在复习时,要始终抓住“能力”这个核心,抓住主干知识,突出重点知识。对该部分内容,我们可以以“中心法则”为主线,联系DNA结构与复制、染色体与基因、减数分裂、遗传规律、生物的遗传与变异、生物进化等有关知识,经过思考、分析、归纳,最后构建完整的知识体系。
考点核心整合
1.遗传的物质基础
(1)证明DNA是遗传物质的两个著名实验是课本中列举的肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。通过对这两个实验的分析,明确生物在传种接代中DNA是连续的,子代DNA是以亲代DNA为模板复制产生的,蛋白质是不连续的,子代外壳是在DNA指导下重新合成的,从而理解DNA是噬菌体的遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
(2)DNA分子具有独特的双螺旋结构。它的多样性是对生物界所有的DNA分子来说的,这是生物界生物多样性的根本原因。它的特异性是对某种生物的某个个体内某一特定的DNA分子来说的,因此具有特定的不同于其他DNA分子的碱基排列顺序。它的稳定性是指组成双螺旋结构的磷酸和脱氧核糖在外层交替排列,中间是碱基对形成的横档,DNA分子的多样性(特异性)通过控制形成不同的蛋白质得以体现。
(3)DNA分子中碱基比值为1的比例为:A+CT+G=TA=AT=CG=GC=A+GT+C=1,这是所有DNA分子的共性;A+TG+C≠1,等于任何一个比值,是这个DNA分子的特异性所在,由于不等于1的比值是无穷无尽的,这也是DNA分子多样性的所在。
(4)基因是具有遗传效应的DNA片段,染色体是DNA的主要载体。因此,染色体、DNA、基因之间有直接联系。基因结构分为编码区和非编码区,非编码区控制转录的开始和结束。因为蛋白质是生命活动的体现者,也是生物性状的表达者,基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。基因控制蛋白质的合成,实质上是把基因中的脱氧核苷酸的排列顺序变为氨基酸序列的过程。
链接·提示
假设某双链DNA分子共有2n个碱基,则碱基之间有何关系?
提示:①A=T,G=C;
②
③
④
2.遗传的基本规律
遗传的基本规律是通过研究性状的传递规律推知的基因的遗传规律。基因的分离定律和自由组合定律都是研究核内染色体上基因在减数分裂时的行为规律,因此只表现为核遗传现象,所以不论正交、反交其结果是相同的。若正反交结果不同,则属于细胞质遗传,由细胞质基因控制。细胞质遗传物质的分配是随机的,因此不符合两大规律,且它有母系遗传现象,其原因是受精卵的细胞质主要来自卵细胞。以下是对两个遗传规律的比较:
分离定律 自由组合定律
等位基因对数(相对性状) 1对 2对(或2对以上)
基因在染色体上的位置
F1配子的种类及比例 1∶1 1∶1∶1∶1
F2基因型分离比 1∶2∶1 4∶2∶2∶2∶2∶1∶1∶1∶1
F2表现型及比例 3∶1 9∶3∶3∶1
F1测交分离比 1∶1 1∶1∶1∶1
3.细胞核遗传和细胞质遗传比较
(1)细胞核遗传和细胞质遗传的遗传物质都是DNA分子,但是分布的位置不同。细胞核遗传的遗传物质分布在细胞核中,细胞质遗传的遗传物质分布在细胞质中。
(2)细胞核和细胞质遗传的桥梁都是配子。细胞核遗传,雌雄配子的核遗传物质相等,而细胞质遗传物质主要存在于卵细胞中,这是因为卵细胞含有较多的细胞器(线粒体等)。
(3)细胞核和细胞质的性状的表达都是通过体细胞进行的。核遗传物质的载体(染色体)有均分机制,进行均分时遵循遗传规律;细胞质遗传物质的载体(具有DNA的细胞器)没有均分机制,而是随机分配的。
(4)细胞核遗传时,正反交相同,F1的表现遵循基因遗传规律;细胞质遗传时,正反交不同,F1的性状均与母本相同,即表现为母系遗传。
4.基因的结构
(1)终止子和终止密码。终止子位于DNA上,确切地说是属于非编码区的核苷酸序列。它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动,并使其从DNA模板链上脱离下来,从而使转录工作结束。终止密码位于mRNA上,共有三种:UAA、UAG、UGA。这三种密码子不能决定氨基酸。
(2)非编码序列。对于原核细胞基因的结构,非编码序列包括编码区上游和下游的核苷酸序列。而对于真核细胞基因的结构,不能编码蛋白质的序列不仅包括编码区上游和下游的核苷酸序列,还包括编码区中的内含子。
(3)内含子和外显子。因为真核细胞基因中的编码区是间隔的、断裂的,所以才有外显子和内含子之说。对于原核细胞基因来说,编码区是连续的,都能编码蛋白质,所以就根本不存在外显子和内含子这两个概念。
5.人类遗传病、性别决定与伴性遗传
(1)性染色体上的基因控制的遗传性状与性别联系在一起,这样的遗传叫伴性遗传。色觉正常和色盲是一对相对性状,由X染色体上的基因控制(血友病亦是位于X染色体上的隐性遗传),其遗传特点是:
遗传现象 遗传特点
伴X染色体遗传 隐性 男性患者多于女性 男性患者通过其女儿传给外孙
显性 女性患者多于男性 男性患者基因传给女儿
伴Y染色体遗传 男性全为患者 父传子子传孙
(2)由一对等位基因控制的遗传病,分为常染色体显、隐性和性染色体显、隐性遗传,四种情况可用下列方法判断:①先判断其显、隐性,若隔代遗传是隐性,则代代相传是显性;②然后假设基因在X染色体上,如果符合X染色体的基因控制的遗传现象,则基因最可能在X染色体上,否则肯定属于常染色体遗传。
6.生物的变异
(1)基因突变是基因结构的改变,突变后成为原来基因的等位基因。由于基因突变能产生新的基因,能产生这一种生物从来没有的性状,所以,基因突变是可遗传变异的根本来源,它有五大特点:普遍性、随机性、罕见性、有害性和不定向性。
链接·提示
为什么基因突变一般都是有害的?
提示:在长期的生物进化过程中,生物无论在形态、结构还是在生理上都已形成了自身的协调统一和对环境的适应,即遗传物质是均衡的。基因突变打破了原有遗传物质的均衡性,从而引起程度不同的有害后果,表现出生活力和可育性的降低,寿命缩短,甚至死亡。但并非所有的基因突变都是有害的,有些变异是有利的或既无利也无害。
(2)基因重组不能产生新的基因,只能是原有基因间的重新组合,这种组合发生在减数第一次分裂的四分体时期(非姐妹染色单体之间的交叉互换)和后期(位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合)。与基因突变不同,基因重组发生在有性生殖过程中,能产生新的基因型和新的表现型,但不能产生新的基因。
(3)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,其中比较有意义的是以染色体组的形式整倍增减的变异。染色体组的定义是以二倍体为例得出的,不同种生物染色体组中染色体数目、形态、大小不一样;同种生物一个染色体组中染色体的大小、形态各异,在绘图时通常以线条的长短不同来表示。
(4)单倍体是指生殖细胞发育成的个体,可以含一个或多个染色体组,植物中单倍体较多,动物中单倍体较少。而多倍体是指体细胞中含3个以上染色体组的个体。
链接·提示
单倍体与一倍体的区别:一倍体与二倍体、多倍体一样都是根据体细胞内染色体组的含量而命名的,体细胞中含有一个染色体组的叫一倍体,生殖细胞发育成的个体叫单倍体,单倍体可含多个染色体组。
7.生物的进化
(1)基因频率是某个种群中基因出现的比例,基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。影响基因频率改变的因素有:不随机交配、自然选择、遗传变异和迁移等。基因型频率是指群体中某一个体的任何一个基因型所占的百分比。基因频率和基因型频率的估算往往根据表现型的比率进行,而基因型频率的计算又与前面学过的遗传的基本规律密切相关。
(2)物种形成与生物进化。任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化范围。而作为物种的形成,则必须当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时方可成立。因此隔离是新物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件。
(3)生殖隔离和地理隔离。地理隔离是由于地理上的障碍,使彼此间无法相遇而不能交配。生殖隔离是指种间的个体不能自由交配,或者交配后不能产生可育后代的现象。生殖隔离不一定在地理上隔开,只要彼此不能杂交或能杂交而不能产生可育后代,便是生殖隔离。一般来讲,先有地理隔离,后再形成生殖隔离,这种形成新物种的方式称为异地物种形成。
(4)现代综合进化论和达尔文进化论。共同点:能解释生物进化的原因和生物的多样性、适应性。不同点:①达尔文的进化论没有阐明遗传和变异的本质以及自然选择的机理,而现代综合进化论克服了这一缺点。②达尔文的进化论着重研究生物个体的进化,而现代综合进化论强调群体的进化,认为种群是生物进化的基本单位。③达尔文的进化论中,自然选择来自过度繁殖和生存斗争,而现代综合进化论中,则将选择归于不同基因型有差异的延续,即使没有生存斗争,自然选择也在进行。
8.人类基因组的四张图
(1)遗传图。是以有遗传多态性的遗传标记作为“位标”,以遗传学距离为“图形”的基因组图。遗传标记是指在基因组中有一定位置,并能用于检测涉及该座位的遗传重组体在群体中出现的几率,一般两个座位之间的距离越近,两个座位之间发生重组的几率越高。
(2)物理图。是以一段已知核苷酸序列的DNA片段为“位标”,以Mb(兆对碱基)或kb(千对碱基)作为图距的基因组图。
(3)转录图。所有生物的性状,包括疾病,都是由蛋白质决定的。而已知的所有蛋白质都是由RNA聚合酶Ⅱ指导的mRNA依照“遗传密码”编码的。在整个人类基因组中,只有1%~5%的DNA序列为编码序列。在人体特别是成年个体的每一特定组织中,细胞内一般只有10%的基因是表达的。如果把mRNA先分离、定位,就抓住了基因的主要部分(可转录的部分),所以一张人类基因的转录图或“表达序列”图,就是人类的“基因图”的雏形。其意义:为估计人类基因的数目提供较可靠的依据;它提供了不同组织(空间)、不同发育阶段(时间)基因表达的数目、种类及结构,特别是序列的信息,提供了鉴定基因的探针。
(4)序列图。人类基因组的核苷酸序列图也是分子水平上最高层次的、最详尽的物理图。测定的总长度约为1米,由30亿个核苷酸对组成的序列图是人类基因组计划中最明确、最为艰巨的定量、定质(准确性)、定时(2005年完成)的任务。
人类基因组计划所提供的四张“图”,组成了不同层次的、最终为分子水平的人类“解剖图”,它揭开了决定人类生、老、病、死的所有遗传信息——基因组之谜,将成为人类认识自我的用之不竭的知识源泉。
考题名师诠释
【例1】 (2006上海高考,10)用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体有( )
A.0个
B.2个
C.30个
D.32个
解析:标记亲代的DNA分子后,不管复制多少次,总是有2个子代DNA分子被标记。
答案:B
点评:掌握DNA复制的特点是半保留复制,亲代的DNA分子双链分开分别作为模板,参与组成子代DNA分子。
【例2】 (2006上海高考,29)棕色鸟与棕色鸟杂交,子代有23只白色,26只褐色,53只棕色。棕色鸟和白色鸟杂交,其后代中白色个体所占比例是( )
A.100%
B.75%
C.50%
D.25%
解析:由题意知褐色对白色为不完全显性,棕色 (Aa)与白色(aa)杂交,后代出现两种类型棕色与白色,比例为1∶1。
答案:C
【例3】 (2006广东高考,23)下列关于基因工程应用的叙述,正确的是( )
A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因
B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒
D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
解析:基因工程是生物工程技术的核心内容,能够按照人们的意愿,定向地改造生物的遗传性状。基因治疗是把正常的基因导入有缺陷的细胞,从而使其表达,达到治疗目的。基因诊断常用基因探针来进行,其遵循的原理是DNA分子杂交,具有很强的特异性,因此一种探针只能检测水体中的一种(类)病毒。所有生物共用一套遗传密码,所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良。
答案:B
【例4】 (2006江苏高考,16)农业生产中长期使用某种杀虫剂后,害虫的抗药性增强,杀虫效果下降,原因是( )
A.杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B.杀虫剂对害虫具有选择作用,使抗药性害虫的数量增加
C.杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D.抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
解析:由于基因突变,害虫本身存在着抵抗杀虫剂的变异,当使用某种杀虫剂后,绝大多数害虫被杀死,少数具有抗药性的个体生存下来并繁殖后代,害虫大量繁殖后,再用该种杀虫剂,会有比以前更多的个体生存,以后不断使用该种杀虫剂,会导致害虫的抗药性增强,杀虫效果下降,杀虫剂对害虫起到一个定向选择作用。
答案:B
点评:对于自然选择学说,我们可能存在误区,因此,我们要总结出自然选择的内因和外因的相互关系,特别是变异产生并不是来源于外界条件的诱导,而是生物本身的原因;自然选择的作用是对生物产生的变异进行选择,确定适应环境的有利变异。
【例5】 如果在一个种群中,基因型AA的比例占25%,基因型Aa的比例占50%,基因型aa的比例占25%。已知基因型aa的个体失去求偶繁殖能力,则随机交配一代后,子代中基因型aa的个体所占的比例为( )
A.1/16
B.1/9
C.1/8
D.1/4
解析:aa失去繁殖能力,则原来种群中基因型AA和Aa的比例发生变化,AA为1/3,Aa为2/3,所以随机交配后代中aa所占个体比例=2/3×2/3×1/4=1/9。
答案:B
【例6】 (2006江苏高考,23)人的线粒体基因突变所致疾病的遗传特点是( )
A.基因控制,遵循孟德尔遗传定律,男性和女性中均可表现
B.基因控制,但不遵循孟德尔遗传定律,男性和女性中均可表现
C.突变的基因属于细胞质遗传,不遵循孟德尔遗传定律,只在女性中表现
D.突变的基因属于细胞质遗传,后代一定不出现性状分离
解析:由细胞核基因控制的遗传病,遵循孟德尔遗传定律,而由细胞质基因(线粒体基因)控制的遗传病,则表现为母系遗传现象,即后代不出现固定的分离比,男性、女性皆可患病。
答案:B
【例7】 (2006江苏高考,41)基因工程又叫基因拼接技术。
(1)在该技术中,用人工合成方法获得目的基因的途径之一是:以目的基因转录的________为模板,________成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成________。
(2)基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、________。若将真核基因在原核细胞中表达,对该目的基因的基本要求是________。
(3)假设以大肠杆菌质粒作为运载体,并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因,将切割后的运载体与目的基因片段混合,并加入DNA连接酶。连接产物至少有________种环状DNA分子,它们分别是________。
解析:基因拼接技术一般要经过四个步骤:一是获取目的基因,二是目的基因与运载体结合,三是将目的基因导入受体细胞,四是目的基因的检测与表达。目的基因的获取主要有两种途径,一是从供体细胞的DNA中直接分离基因,二是人工合成基因。由于真核生物基因中有不表达的核苷酸序列(内含子),所以要想真核生物的基因在原核细胞中表达,就必须除去目的基因中的内含子。人工合成目的基因有两种方法:一是通过mRNA→单链DNA→双链DNA;二是根据蛋白质氨基酸序列→mRNA序列→推测出结构基因核苷酸序列→通过化学方法人工合成。常用的受体细胞有细菌、真菌和动植物细胞。常用的运载体有细菌的质粒、噬菌体和动植物病毒。当把切割后的运载体与目的基因放在一起,并加入DNA连接酶,将会出现3种环状的DNA分子。
答案:(1)信使RNA(mRNA) 逆转录(反转录) 双链DNA(目的基因)
(2)动植物细胞 除去内含子
(3)3 运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子
点评:在原核细胞和真核细胞的基因结构具有不同特点的前提下,对于不同的目的基因采取合适的方法进行提取的原理要能理解,并且对基因工程的三种工具的作用、不同的受体细胞处理方法的不同要有清楚的认识。
【例8】 (2006广东高考,35)番茄紫茎(A)对绿茎(a)是显性,缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)是显性,这两对性状独立遗传
F1代性状 紫茎 绿茎 缺刻叶 马铃薯叶
数量(个) 495 502 753 251
(1)用两个番茄亲本杂交,F1性状比例如上表。这两个亲本的基因型分别是________和________。
(2)用表现型为绿茎、马铃薯叶的番茄产生的花药进行离体培养,若得到两种表现型的单倍体,原因可能是________。
(3)基因型为AaBb的番茄自交,在形成配子时,等位基因A与a的分开时期是________,F1中能稳定遗传的个体占________,F1中基因型为AABb的几率是________。
(4)在番茄地里发现一株异常番茄,具有较高的观赏价值,采用________方法可获得大量稳定遗传的幼苗。
(5)番茄叶片内的维管束鞘细胞不含叶绿体。若用14CO2饲喂番茄叶片,光照一段时间后,放射性14C最先出现在________化合物。
解析:两对等位基因控制两对相对性状的遗传符合自由组合规律。就紫茎和绿茎这一对性状来看,表中给出的数据∶紫茎∶绿茎=1∶1,说明这两个亲本的基因型一个是Aa,另一个是aa;就缺刻叶和马铃薯叶这一对性状看,表中给出的数据:缺刻叶∶马铃薯叶=3∶1,说明两个亲本的基因都是杂合子(Bb)。
等位基因分离的时期是减数分裂第一次分裂的后期。基因型为AaBb的番茄自交,根据自由组合定律,后代有9种基因型,其中能稳定遗传的占4/16,基因型为AABb的几率是2/16。
在番茄地里发现具有较高观赏价值的一株异常番茄,其原因最可能是基因突变,可采用组织培养的方法,获得大量稳定遗传的幼苗。
番茄是C3植物,若用放射性同位素标记14CO2,根据暗反应物质变化的过程,14C最先出现在C3化合物中。
答案:(1)AaBb aaBb (2)花粉发生基因突变
(3)减数分裂第一次分裂后期 1/4 1/8
(4)组织培养 (5)三碳(或C3)
点评:本题综合考查了多方面的内容:遗传规律的应用,减数分裂与遗传规律的关系、基因突变、植物组织培养、光合作用等。在复习过程中要能把所学的知识进行横向和纵向的联系。江苏省启东中学高三生物组
专题六 生命活动的调节和免疫式
考情动态分析
从近几年的高考题中可以看出,本专题中的“生命活动的调节”显得尤为重要,特别是神经冲动在神经纤维和神经元之间的传导,考查次数明显偏多。
有关植物生命活动的调节,高考考查主要触及到生长素的发现、生理作用、顶端优势、不同浓度的生长素对植物生长的影响等各个方面。有关动物生命活动的调节,由于在初中生理课已较详细地学习了有关神经调节的内容,所以高中生物课则主要学习激素调节的有关内容及对神经调节加以延伸,增加了兴奋在神经纤维和神经元之间的传导(传递)的内容。细胞生活在内环境之中,所以选修教材安排了有关内环境稳态的内容,该部分高考命题以中档题为主。
复习本专题内容时要注意以下考试热点:生长素促进植物果实的发育;性激素促进高等动物的生殖发育;甲状腺激素促进动物个体发育;生长激素和甲状腺激素与动物新陈代谢的联系;神经调节与激素调节的联系以及免疫与非典、艾滋病等的有机结合。
考点核心整合
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 促进扦插枝条生根;促进果实发育,培育无子果实;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 果树整枝修剪,棉花摘心;田间除草;根的向地性
2.生长素的运输
生长素的运输是一种极性运输,即只能由植物形态学上端运输到植物形态学下端,反之则不能运输。如茎尖分生组织合成的生长素可向下运输,根尖分生区合成的生长素可向上运输。这种极性运输在缺氧条件下会受到阻碍,说明运输时消耗能量,同时茎尖产生的生长素能大量地、逆浓度梯度向下运输,也说明了这种极性运输是一种主动运输。生长素受单侧光照或地心引力的影响,能够在一侧分布多,另一侧分布少,这说明了生长素在植物体内能横向运输。
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,从而促进植物细胞体积的增大而使植物表现出生长现象;果实的发育包括子房形成果实(发育)和果实的长大(生长),正常的果实发育所依赖的生长素来自发育的种子,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,子房发育成无子果实。果实的发育和成熟是两个不同的过程,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.人和高等动物生命活动的调节
人和高等动物生命活动的调节主要是神经调节,其次是体液调节,在体液调节中主要是激素调节。事实上高等动物的生命活动都是在神经和体液的共同调节下完成的。
(1)高等动物体内的激素种类繁多,但有以下特点:
①分泌的部位不同:有些激素是由整个内分泌器官分泌的,如甲状腺分泌甲状腺激素;有些激素是由内分泌器官的某些组织细胞分泌的,如胰腺中胰岛A细胞分泌胰高血糖素,糖皮质激素、盐皮质激素也属此类。
②成分不同:激素中一类是脂类激素,主要包括肾上腺皮质激素、性激素。内分泌腺分泌这些激素的原料是胆固醇;一类是氨基酸类激素,如甲状腺激素、肾上腺素等,合成这类激素的原料是氨基酸,主要是赖氨酸;再一类是肽链类激素,常见的有胰岛素、胰高血糖素、生长激素等,这类激素不能口服,这是因为蛋白质进入消化道后,能被消化酶分解成氨基酸,失去其调节作用,所以应通过注射直接输入血液。
③同神经调节相比激素调节的主要特点:作用的时间较长、范围较广、速度较慢。
(2)垂体是最重要的内分泌腺,因为它不但分泌生长激素、催乳素,重要的是还分泌促激素,这些促激素一方面维持相关腺体的正常发育,另一方面促进相关腺体内激素的合成和分泌。因此,垂体具有管理、调节某些内分泌腺及其激素分泌的作用,但垂体的活动又受到下丘脑的调节。
(3)对某一种生理活动的调节,不是由单一激素完成的,而是由多种激素相互协调、相互作用共同完成的,如糖代谢的调节。
(4)神经调节有以下内容应予以注意:
①反射是人和动物神经调节的基本方式,也是应激性的一种。反射活动完成的结构基础是反射弧,反射弧的结构完整是完成调节的基础。反射从感受器产生兴奋开始,传导的兴奋叫冲动,由于突触的存在,兴奋只能单方向传递。
②植物性神经是支配内脏活动的传出神经,分为交感神经和副交感神经。也就是说,内脏器官同时受着两种神经的双重支配,而它们的作用又往往相反。
③高级神经中枢即大脑皮层调节的基本方式是条件反射,是在非条件反射的基础上,通过学习建立的高级神经活动。大脑皮层特定区域调节特定的生命活动,比如,皮层语言区控制各种言语功能。
④激素调节的同时也存在神经调节,但神经调节起主导作用,它包括两个方面:一方面是体内多数内分泌腺受中枢神经控制;另一方面内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的功能。家兔进入繁殖期的行为表现足以说明这种关系。
⑤下丘脑的调节作用可从以下三个方面理解:一是下丘脑的神经分泌细胞可分泌抗利尿激素和促垂体激素,促垂体激素可促进垂体分泌促激素、促垂体激素有促甲状腺激素释放激素,促性腺激素释放激素和促肾上腺激素释放激素。二是下丘脑的渗透压感受器可维持水代谢平衡。三是下丘脑通过交感神经可使胰高血糖素和肾上腺素分泌增加,也可使其他内脏器官比如(皮下)毛细血管收缩;下丘脑还可通过副交感神经使胰岛素分泌增加等。所以说,下丘脑是整个内分泌腺的枢纽。
5.血糖浓度调节
在激素调节中,我们除了复习掌握甲状腺激素、生长激素及性激素的功能外,还要重点掌握胰岛素和胰高血糖素在糖代谢过程中的作用,这是该部分考查的重点内容。
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尿液中含有糖就是糖尿病吗?
提示:尿液中出现糖有三种可能:一是正常人是一次食糖过多,多余的糖随尿排出,这是一种正常的现象。二是人的肾小管出现病变,其重吸收能力减弱,原尿中的糖也可能随尿排出。三是人的胰岛B细胞受损,胰岛素分泌不足,使血糖浓度持续较高,超过肾小管的重吸收能力时,糖便会随尿排出,即糖尿病。
胰岛素直接作用于胰岛A细胞抑制胰高血糖素的分泌,但胰岛素可通过降低血糖浓度间接促进胰高血糖素的分泌;胰高血糖素直接作用于胰岛B细胞,促进胰岛素的分泌,胰高血糖素还可通过提高血糖浓度间接促进胰岛素的分泌。在以上几个方面的协调控制下,胰岛不同类型的细胞分别分泌适量的胰岛素、胰高血糖素,共同完成对糖代谢的调节,从而维持正常浓度的血糖,即当血糖浓度升高(或降低)时,通过调节,使其降低(或升高)到正常血糖浓度。
6.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)和正常生命活动的重要条件。人体深部的温度是比较恒定的,而表层温度随环境温度和着衣状况有较大的变化。人类在正常情况下,体温稳定在37℃左右,实际测量时,直肠温度可代表人体深部温度(37.5℃),口腔温度比直肠低0.2~0.3℃,腋窝温度又比口腔低0.3~0.5℃。
在一天之内,随着人体物质和能量代谢水平的昼夜变化,体温呈现较小的昼夜周期性变动,一般清醒状态下,2~4时体温最低,下午2~8时最高,体温昼夜差别不超过1℃。女性比男性体温略高,并在月经周期中呈现规律性波动,即月经期和月经后的前半期体温最低,排卵日(温度最低)后迅速升高(约0.5℃),这与性激素的分泌有关。
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(小部分通过呼气及排便散失),皮肤散热的主要方式有辐射、传导、对流和汗液蒸发四条途径。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产热过程和散热过程能够维持相对平衡的缘故,体温恒定,保证了生命活动(酶活性)的正常进行。
7.内环境的稳态与调节
稳态的实质是内环境理化性质的相对稳定。明确内环境与外界环境的物质交换过程,内环境的稳定性对于维持生物体的生命活动具有重要意义。稳态并不是固定不变的,而是一种在一定范围内可变,但又是相对稳定的状态。内环境的稳定是细胞进行正常生命活动的必要条件,因为新陈代谢中许多酶促反应要求的理化条件是比较严格的,即温度、酸碱度(pH)和某些离子的浓度都必须保持在较为窄小的范围内波动,才能保证酶促反应正常进行;如果稳态机制发生了变化,如组织液中水分过多,则会出现组织水肿,尿素、无机盐等废物过多,会出现尿毒症等,这些症状轻则影响细胞代谢,重则丧失生命。在个体发育过程中,稳态并不是突然形成的,新生儿要经若干时日之后,稳态机制才能健全完善起来。稳态是在神经和体液的调节下由多个器官协同完成。神经调节的基本方式是反射。稳态是通过人体自身的调节来实现,主要包括水和无机盐平衡调节、血糖调节、体温调节等。
考题名师诠释
【例1】 (2006北京西城模拟,20) 过敏原和抗原刺激机体均可产生抗体,两种抗体的主要区别是( )
A.化学成分不同
B.分布部位不同
C.作用机理不同
D.形成过程不同
解析:过敏原刺激机体产生的抗体主要吸附在某些细胞的表面,与过敏原结合后刺激组织细胞释放组织胺,引起过敏反应;而抗原刺激机体产生的抗体主要分布在血清、组织液和外分泌液中,与抗原结合后,形成细胞集团或沉淀,从而使抗原失去致病力。
答案:B
【例2】 (2006广东高考,12) 生物兴趣小组的同学对某品种番茄的花进行人工去雄后,用不同浓度的生长素类似物2,4-D涂抹子房,得到的无籽番茄果实平均重量见下表。
2,4—D浓度( mg/L) 无籽番茄平均重量(g/个)
0 0
5 13.5
10 26.2
15 46.5
20 53.6
25 53.7
30 43.0
35 30.2
据表得出的正确结论是( )
A.2,4-D浓度超过25 mg/L,对果实的发育起抑制作用
B.2,4-D与生长素的作用效果相同
C.2,4-D可以促进扦插枝条生根
D.2,4-D诱导无籽番茄的最适浓度范围为20~25 mg/L
解析:生长素及其类似物(2,4-D)能促进果实的发育,用一定浓度的生长素涂抹未受粉的子房,可以获得无籽果实。题目给出的数据,显示了不同浓度2,4-D对番茄子房发育的影响,从图中的数据可以看出:2,4-D诱导无籽番茄的最适浓度是20~25 mg/L,超过25 mg/L时,对果实发育仍是促进作用,A选项是错误。虽然B、C选项是正确的,但与题目要求不符。
答案:D
点评:是对不同浓度的生长素对同一植物器官作用的考查,只有明确不同浓度的生长素对植物器官作用曲线的含义,才能正确地解答本题。
【例3】 (2006广东高考,25) 下列属于人体内环境组成成分的是( )
①血浆、组织液和淋巴 ②血红蛋白、O2和葡萄糖 ③葡萄糖、CO2和胰岛素 ④激素、递质小泡和氨基酸
A.①③
B.③④
C.①②
D.②④
解析:人体的细胞外液(血浆、淋巴、组织液)构成了人体的内环境,凡是血浆、淋巴、组织液的成分,都是内环境的成分。在题目给出的选项中,血红蛋白存在于红细胞内,递质小泡存在于神经细胞内,不属于内环境的成分。
答案:A
点评:识记性题目,能正确区分胞内物质还是胞外物质即可。
【例4】 (2006江苏高考,9) 下列不能解除植物顶端优势的措施是( )
A.去掉顶芽
B.在去掉顶芽的断口处放一块含有生长素的羊毛脂
C.在去掉顶芽的断口处放一块含有细胞分裂素的羊毛脂
D.在去掉顶芽的断口处放上琼脂小块
解析:植物的顶芽优先生长,而侧芽生长受到抑制的现象叫顶端优势,其原因是顶芽产生的生长素向下运输,大量地积聚在侧芽部位,使侧芽部分的生长素浓度过高(生长素作用具有两重性即低浓度促进生长,高浓度抑制生长),抑制了侧芽的生长。在题目给出的选项中,“在去掉顶芽的断口处,放一块含有生长素的羊毛脂”,仍有生长素向下运输积聚到侧芽,故不能解除顶端优势。
答案:B
点评:明确顶端优势的形成机理,理解生长素作用的两重性(高抑低促)并记住相关的事例:根的向地性和顶端优势现象。
【例5】 (2006北京西城模拟,15) 下图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,从此图中不能得到的结论是( )
插入图片D52.TIF
A.生长素对三种器官的作用都具有两重性,即低浓度促进生长,高浓度抑制生长
B.A、B、C三点对应的生长素浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度
C.D点对应的生长素浓度能促进茎和芽的生长,抑制根的生长
D.幼嫩的细胞对生长素浓度敏感,成熟的细胞对生长素敏感性差
解析:不同浓度的生长素对同一植物器官的作用是不同的,在一定浓度范围内,随浓度的升高,促进作用逐渐增强;当达到最适浓度时,促进作用最强;超过最适浓度,随浓度的增加,促进作用逐渐减弱,直至抑制生长,体现了生长素生理作用的两重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。同一浓度的生长素对同一植物的不同器官的作用也不相同,在D点的生长素浓度,对茎、芽的生长均有促进作用,但对于根的生长却起到了抑制作用。
答案:D
点评:考查了对生长素曲线的理解,明确各曲线的含义及不同曲线的差异即可。
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①同一浓度的生长素对不同器官的作用不同,同一器官对不同浓度的生长素的反应不一样,但呈现为高浓度抑制生长而低浓度促进生长的特点。
②用生长素处理获得无籽果实,末改变果实细胞中的遗传物质。
③生长素等植物激素是由植物体的一定部位产生的,不像动物激素是由专门的内分泌腺所分泌的。
【例6】 (2006天津高考理综,6) 某种药物可以阻断蟾蜍屈肌反射活动。下图为该反射的模式图。A、B为神经纤维上的实验位点,C为突触间隙。下列实验结果中,能够证明这种药物“在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用”的是( )
①将药物放在A,刺激B,肌肉收缩 ②将药物放在B,刺激A,肌肉收缩 ③将药物放在C,刺激B,肌肉不收缩 ④将药物放在C,刺激A,肌肉收缩
A.①③
B.②③
C.①④
D.②④
解析:兴奋在神经纤维上的传导是双向的,在神经元之间的传递是单向的。在B处刺激时,兴奋按2→3→4→5方向传导,肌肉收缩;刺激A处时兴奋按4→5传导,肌肉收缩。所以将药物放在A,刺激B,肌肉收缩,说明药物对在神经纤维上的传导无影响;将药物放在B,刺激A,肌肉收缩,由于兴奋在神经元之间不能反向传导,所以不能证明药物的作用;将药物放在C,刺激B,肌肉不收缩,说明兴奋在神经元之间的传导出现了障碍,药物抑制了兴奋在神经元间的传导。
答案:A
点评:利用反射弧考查了兴奋在神经纤维和神经元之间的传导,要理解兴奋传导的原理和形式。
【例7】 (2006江苏高考,33) 某患者一只眼球受伤导致晶状体破裂,若不立即摘除,则另一只健康眼睛也将失明。其主要原因是流出的晶状体蛋白进入血液后成为________,进而使T淋巴细胞活化,同时使B淋巴细胞致敏,随后由________细胞分泌________促进致敏B淋巴细胞增殖分化成________和________,产生的抗体将攻击另一只眼球组织。由此引起的眼疾在免疫学上称为________病。
解析:自身抗原物质(如晶状体蛋白)进入血液后,使T淋巴细胞活化,再由T细胞呈递给B细胞。B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列增殖、分化,形成效应B细胞和记忆细胞。效应B细胞产生的抗体可与相应的抗原结合,发挥免疫效应,叫自身免疫病,整个过程属于体液免疫。
答案:自身抗原 效应T(淋巴) 淋巴因子
效应B(淋巴)细胞 记忆(B淋巴)细胞 自身免(特异性)疫
点评:考查了与体液免疫有关的知识,在复习的过程中要注意体液免疫和细胞免疫的免疫过程及二者的联系。
【例8】 (2006上海高考,35) 下图为人体体温调节示意图。请据图回答:
(1)示意图中字母表示的结构名称:A________、B________、C________。
(2)人体主要的散热器官是________。当人体处在45℃的外界环境中时,主要的散热方式是 。
(3)人体受到寒冷刺激时,甲状腺分泌活动加强。完成这一反射活动的反射弧是。这种反射属于反射。
(4)甲状腺能参与体温调节,是因为___________________________。
(5)当传入神经与传出神经兴奋时,神经细胞膜外的________大量内流而形成________电位。
解析:下丘脑是人体体温调节的中枢,当人体外部环境温度发生变化时,机体通过下丘脑调节机体的体温并使之保持相对稳定,当外部低温时,机体通过神经调节(皮肤毛细血管的收缩、立毛肌收缩、汗腺分泌减少以及骨骼肌战栗)和体液调节(肾上腺素、甲状腺激素的分泌增多,使机体的代谢能力增强,产热增多)来维持体温的稳定;当外部高温时,机体主要通过神经调节(皮肤毛细血管的舒张、立毛肌舒张、汗腺分泌增多)使体温保持稳定。人体散热的方式有对流散热、辐射散热和蒸发散热三种方式,其中蒸发散热是高温环境中机体散热的主要方式。下丘脑还是内分泌调节的中枢,当机体处于寒冷环境中时,下丘脑会分泌促甲状腺激素释放激素促使垂体分泌促甲状腺激素,进而作用于甲状腺使之分泌甲状腺激素,产生的甲状腺激素作用于机体使代谢增强。这一调节过程不需要大脑的参与,属于非条件反射。兴奋在神经纤维上的传导方式是局部电流,在静息时,由于细胞膜的通透性,部分钾离子外流,使得膜外带正电荷的离子多于膜内,表现为膜外正电位,膜内负电位;当神经纤维受到刺激时,细胞膜的通透性发生改变,钠离子大量内流,使得膜内外两侧的电位发生变化:膜内变为正电位,膜外变为负电位。
答案:(1)下丘脑体温调节中枢 骨骼肌 肾上腺 (2)皮肤 蒸发散热 (3)皮肤温度感受器→传入神经→体温调节中枢→传出神经→甲状腺 非条件 (4)甲状腺能分泌甲状腺激素,促进新陈代谢 (5)Na+ 动作
点评:此题综合考查了体温调节的具体过程,通过神经体液调节体温保持了相对的稳定,要求在平时的练习中注意联系实际加强机体调节方面的练习。