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第三单元
第10讲　细胞的能量“通货”——ATP
主要来源——细胞呼吸
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于细胞呼吸的叙述，正确的是
A．种子风干脱水后呼吸强度增强 B．土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
解析　种子风干脱水后自由水含量降低，细胞代谢缓慢，细胞呼吸强度减弱；土壤淹水后，植物根系缺氧导致根系细胞进行无氧呼吸；破伤风杆菌能够侵入人体深部的组织细胞，进行无氧呼吸并大量繁殖，有氧条件能抑制破伤风杆菌的繁殖；小麦种子萌发过程中，自由水含量上升，代谢加快，有氧呼吸加强。
答案　B
2．(2011·上海单科)下列细胞中，其呼吸过程会产生乙醇的是
A．缺氧条件下的马铃薯块茎细胞 B．剧烈运动时的人骨骼肌细胞
C．酸奶生产中的乳酸菌 D．受涝的植物根细胞
解析　动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧)条件下呼吸作用产生乙醇。
答案　D
3．(2011·高考海南卷)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是
A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④
B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多
D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]
解析　大部分植物细胞进行无氧呼吸时产生CO2和乙醇，少数植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸，如马铃薯块茎、甜菜块根等。有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，产生丙酮酸和[H]，第二阶段在线粒体基质中进行，产生CO2和[H]，第三阶段在线粒体内膜上进行，产生水。有氧呼吸的三个阶段均释放能量，其中第三阶段释放能量最多。乳酸菌的无氧呼吸可以分为两个阶段：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，也产生[H]，第二阶段是丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下，被[H]还原为乳酸，因此，乳酸菌细胞内过程①产生[H]，过程③消耗[H]。
答案　B
4.(2011·山东理综)某兴趣小组在室温下进行了了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如右图)。下列分析错误的是
A．滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果
B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降
D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中
解析　酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2，气泡内的气体是CO2，A项正确；加水可以防止酵母菌与空气的接触，创造无氧环境，B项正确，若将水换成冷水，会降低酵母菌体内呼吸酶的活性，反应速率降低，气泡释放速率下降，C项正确，被分解的葡萄糖中的能量有三个去向：一部分转移至ATP，一部分以热能形式释放，其余的存留在酒精中，D项错误。
答案　D
5．(2010·全国新课标)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
解析　无氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳或者是乳酸，而丙酮酸是无氧呼吸和有氧呼吸第一阶段的共同产物；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中产生的[H]最终进到酒精或乳酸中，没有积累；质量相同时，脂肪比糖原有氧呼吸释放的能量多，产生的水多，消耗的O2也多，这与脂肪中H与O的比值较高有关。
答案　D
6．(2011·安徽理综)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示，t1、t2表示10～30℃之间的两个不同温度。下列分析正确的是
A．与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，不利于叶片贮藏
B．与t2相比，t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高，有利于叶片贮藏
C．t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似，t1>t2，t1时不利于叶片贮藏
D．t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1解析　与t1相比，t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低，有利于叶片贮藏；与t2相比，t1时乙烯产生量的高峰出现时间提前且峰值高，不利于叶片贮藏；t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似，t1>t2(因t1、t2在10～30℃之间，在此温度范围内，温度越高，酶活性越强，乙烯的产生量越多)，t1时不利于叶片贮藏。
答案　C
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·山东聊城模拟)在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象能够说明的是
①ATP中远离腺苷的磷酸基团容易脱离　②32P标记的ATP是新合成的　③ATP是细胞内的直接能源物质　④该过程中ATP既有合成又有分解
A．①②③④　　　　　　　 B．①②③
C．①②④ D．②③④
解析　32P在ATP中出现，但ATP含量变化不大，说明ATP既有合成也有分解(两过程处于动态平衡)。因放射性出现在ATP的末端磷酸基团中，说明该磷酸基团容易脱离，否则就不会有放射性出现。
答案　C
2．(2011·济南一模)下列生理过程中，不消耗ATP的一组是
A．蛋白质的合成和加工 B．染色体的复制和运动
C．CO2还原和胰岛素分泌 D．质壁分离和复原
解析　氨基酸合成蛋白质、染色体运动、胰岛素的分泌需要消耗能量，CO2的还原需要消耗光反应产生的ATP，质壁分离与复原是水分通过渗透作用进出液泡而导致的，该过程不消耗ATP。
答案　D
3．下列有关ATP的叙述，正确的是
①人长时间剧烈运动时，骨髓肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等　②若细胞内Na＋浓度偏高，为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加　③人在寒冷时细胞产生ATP的量增加　④人在饥饿时，细胞中ATP含量降低，ADP的含量增加，ATP的分解大于合成
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析　人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中所需ATP增多，这时有氧呼吸不足以供给细胞所需的ATP，需要进行无氧呼吸来补充不足的ATP，所以每摩尔葡萄糖生成ATP的量要比安静时减少。由于Na＋跨膜运输为主动运输，所以细胞内Na＋浓度偏高时为维持Na＋浓度的稳定，细胞消耗ATP的量增加。人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞呼吸加强，产生的热量和ATP的量都增加。对于正常生活的细胞来说，ATP与ADP的相互转化始终处于动态平衡之中，人在饥饿时，细胞依然是处于正常生活的状态。
答案　B
4．(2011·湛江模拟)如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于
A．线粒体、线粒体和细胞质基质 B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
解析　此题考查细胞呼吸各阶段场所的知识，酶1催化的是有氧呼吸第一阶段反应，由于反应场所是细胞质基质，因此酶1存在于细胞质基质；酶2催化的反应是有氧呼吸第二、三阶段反应，由于反应在线粒体中进行，则酶2存在于线粒体；酶3是催化无氧呼吸的酶，存在于细胞质基质。
答案　C
5．将酵母菌研磨离心后得到的上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)，以及未经离心的酵母菌匀浆，分别置于甲、乙、丙三支试管中。向试管中滴加等量的丙酮酸后，可获得终产物CO2和水的试管是
A．甲和乙　　　　　　　　 B．乙
C．丙 D．乙和丙
解析　本题考查细胞呼吸的反应场所。酵母菌即可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所只有细胞质基质，在有氧条件下丙酮酸只有在线粒体中才能被分解成CO2和水，乙和丙中含有线粒体。
答案　D
6．(2012·江苏淮州中学一次调查)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是
A．葡萄糖→丙酮酸→水 B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．氧→氧→水 D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
解析　在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解成CO2。
答案　D
7．(2011·江西九江模拟)1861年巴斯德发现，利用酵母菌酿酒的时候，如果发酵容器存在氧气，会导致酒精产生停止，这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是
A．酒精＋O2→丙酮酸　细胞质基质 B．丙酮酸＋O2→CO2　线粒体基质
C．[H]＋O2→H2O　线粒体内膜 D．H2O→O2＋[H]　类囊体膜
解析　利用酵母菌酿酒时，如果有氧气存在，酵母菌就会进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第三阶段，[H]与O2结合而产生水。
答案　C
8．(2011·厦门模拟)有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(两种细胞呼吸速率相等)，在氧浓度为a时
A．酵母菌只进行无氧呼吸 B．2/3的葡萄糖用于无氧呼吸
C．1/3的葡萄糖用于无氧呼吸 D．酵母菌停止发酵
解析　解答本题首先根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，判断氧浓度为a时的无氧呼吸和有氧呼吸产生的CO2量，进而判断细胞呼吸类型及其分解葡萄糖的比例。酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2的物质的量之比是1∶1。位于a点时酒精的产生量是6 mol，则CO2的生成量也为6 mol。图中实际CO2的生成量为15 mol，用CO2的总生成量减去无氧呼吸产生CO2的量，等于有氧呼吸产生CO2的量(15 mol－6 mol＝9 mol)。有氧呼吸每消耗1 mol的葡萄糖产生6 mol CO2，生成9 mol CO2则消耗了1.5 mol的葡萄糖；无氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，生成6 mol CO2则消耗了3 mol的葡萄糖。因此，有氧呼吸与无氧呼吸共消耗了4.5 mol的葡萄糖，用于无氧呼吸的葡萄糖是3 mol，占2/3。
答案　B
9．利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于
A．降低呼吸强度 B．降低水分吸收
C．促进果实成熟 D．促进光合作用
解析　贮藏种子、果蔬必须降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。增加CO2浓度、低温均可以降低呼吸作用强度。
答案　A
10．第十一届国际果蔬食品博览会于2010年9月23日至30日在中国北方著名的果品和蔬菜生产加工基地——烟台举行，当地的苹果果形端正、皮薄甜脆、汁多爽口，享誉全国。为了尽量延长新鲜苹果的贮藏时间，贮藏条件最好是
A．低O2、适当的湿度、零上低温 B．低O2、适当的湿度、零下低温
C．无O2、保持干燥、零上低温 D．无CO2、保持干燥、零下低温
解析　本题考查影响细胞呼吸的因素。要长时间贮藏水果，就要降低其细胞呼吸，减少有机物的消耗。在低温条件下，呼吸酶活性降低；低氧状态下，细胞有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态，可以有效减少营养物质的消耗，但若温度低于零度，则会冻伤水果。湿度适中，减少水果中水分丢失，有利于保鲜。
答案　A
11．如图所示，将等质量的正在萌发的小麦种子，分别放在内有一杯等体积的NaOH溶液或蒸馏水并用塞子塞紧的两个瓶子，各瓶分别与一个水银流体压力计相连接，由此压力计水银柱升高的高度可以测量出某种气体的变化量。开始时两个水银流体压力计的水银柱a、b高度一致。将装置放在适宜的条件下使种子萌发，过一段时间后，会发现a、b高度是
A．a＞b B．a＝b
C．a≥b D．a＜b
解析　小麦种子萌发过程中进行有氧呼吸，消耗O2产生等体积的CO2，加蒸馏水的瓶中气体体积无变化，加NaOH溶液的瓶中产生的CO2被小杯中的NaOH溶液吸收，使该瓶中气体体积明显减小，水银柱升高。
答案　D
12．(2012·江苏南师附中测试)下图是某高二生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，你觉得不可能出现的是
A．甲、乙装置水滴都左移 B．甲、乙装置水滴都右移
C．甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D．甲装置水滴右移，乙装置水滴左移
解析　由甲图中的信息可知，在光照条件下，甲图中水滴的移动与植物进行光合作用释放的氧气和呼吸作用吸收的氧气有关，当光合作用强度大于呼吸作用强度时，水滴右移，当两者相等时，水滴不动，当光合作用强度小于呼吸作用强度时，水滴左移；无光照条件下，甲图的水滴的移动只与植物进行呼吸作用吸收的氧气有关，因而左移；对于乙图，水滴的移动只与动物的呼吸作用吸收的氧气有关，因而左移。所以甲、乙装置水滴不可能都右移。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)下图为细胞呼吸过程，其中a、b表示物质，①～④表示主要步骤，请回答下列问题：
(1)图中a、b表示的物质分别是________、________；
(2)图中②、③过程中都有CO2产生，其场所分别是________、________。
(3)过程①除产生能量外，还产生________；在①～④过程中释放能量最多的是________。
(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内，其原因是_________________________。
答案　(1)丙酮酸　乳酸　(2)细胞质基质　线粒体　(3)[H]　③　(4)同一生物含有同一途径的无氧呼吸酶
14．(15分)(2011·南通模拟)如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答：
(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是____________________________。
(2)________点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是____________________________。
(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比________(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的__________________。
(5)长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是______________________。你认为氧浓度应调节到______________点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：________________________________________________________________________。
答案　(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制，此时有氧呼吸程度也较弱
(2)P　氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO2的总量
(3)(所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点)如图(点线)所示。
(4)一样多　1/3
(5)降低氧浓度，减少有机物的消耗　R　此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗最少
15．(15分)(2012·苏北四市二次联考)某校生物兴趣 小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：
(1)甲、乙两组的实验变量是________，实验中需控制的无关变量主要有________。
(2)酵母菌产生CO2的场所是________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：
实验步骤：
①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察________的变化。
实验结果预测和结论：
①如果________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③__________________________________________________________________。
答案　(1)有无氧气　温度、pH、培养液量、培养液浓度等
(2)细胞质基质和线粒体 (3)①等量　②(两侧)液面
实验结果预测和结论：
①A侧液面上升，则B侧液面下降 ②A侧液面下降，B侧液面上升
③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多选修三 第2讲　细胞工程
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏单科)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C．植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
解析　克隆动物是核移植工程的应用；茎尖分生能力强，没有病毒侵染，以茎尖为外植体，通过植物组织培养可获得无病毒植株；导入目的基因的受体细胞，需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎，才能进一步培育成转基因动物。
答案　B
2．(2011·上海单科)关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列表述正确的是
A．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
B．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
C．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
D．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
解析　哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞，体外培养难度大，乳腺癌细胞能够恶性增殖，容易进行体外培养，胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力，容易进行体外培养，故A正确。
答案　A
3．(2010·浙江理综)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
解析　由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细胞，A项错误；克隆培养法在培养时，由于所有子代细胞来自于一个亲代细胞，所以基因型一般都相同，B项错误；二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的，只有少数细胞遗传物质发生改变，才能无限增殖，C项错误；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，可进行传代培养，D项正确。
答案　D
4．(2010·广东理综)新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。下列技术(或仪器)与应用匹配正确的是(双选)
A．PCR技术——扩增蛋白质
B．杂交瘤技术——制备单克隆抗体
C．光学显微镜——观察叶绿体的基粒
D．花粉离体培养——培育单倍体植物
解析　本题主要考查技术(或仪器)与应用的匹配情况。A项，PCR技术的应用是扩增基因，而不是蛋白质；B项，杂交瘤技术的应用是制备单克隆抗体，杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体；C项，叶绿体属于显微结构，可用光学显微镜观察，叶绿体中的基粒属于亚显微结构，则需电子显微镜才能观察；D项，培育单倍体植物主要包括花粉离体培养和用秋水仙素处理两大步骤。
答案　BD
5．(2010·全国新课标)请回答：
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的________，繁殖种苗的速度________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部________。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免________的污染。
(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗____________，而与____________配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是______________(脱落酸、2,4－D)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是________，单株鲜重的变化趋势是________。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量________(能、不能)满足自身最佳生长的需要。
(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应________(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
解析　(1)植物组织培养属于无性繁殖，后代能够保持亲本的遗传特性。植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖。植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，即已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作，以避免微生物(杂菌)污染。(3)微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同，可以分别诱导根、芽的形成。使用高浓度的植物生长素类似物(如2,4—D)可以抑制试管苗的生长。(4)(5)分析图中曲线可知：光合作用强度随着培养基中蔗糖浓度的增大而下降，但单株鲜重的变化趋势是先增加后下降。培养基中不含蔗糖时，光合作用强度最大，但由于该时期光合作用产生的有机物积累量较少，不能满足自身最佳生长的需要。在蔗糖浓度为1%左右时，单株鲜重达到最大，此时有机物的量满足自身最佳生长需要。
答案　(1)遗传特性　快　遗传信息
(2)微生物　(3)生根　细胞分裂素　2,4－D
(4)逐渐减小　先增加后下降　不能　(5)降低
能力提升
1．(2012·北京东城一模)下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是
A．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
B．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
C．多倍体植株的培育需经过如图所示过程
D．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
解析　植物的组织培养过程是无性繁殖的过程，如果离体的组织来自纯合子，将来得到的试管苗是纯合子，如果离体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗是杂合子；①为脱分化，②为再分化，脱分化过程没有细胞的分化；用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗培养就可获得多倍体植株，不需组织培养过程；植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性而不是细胞膜流动性。
答案　A
2．(2011·北京东城综合练习)下列与细胞工程技术相关的表述中，不正确的是
A．植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍
B．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分基本相同
C．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同
D．植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性
解析　植物体细胞杂交可以把来自不同植物的细胞融合在一起，克服了自然状态下植物间远源杂交不亲和障碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素，动物细胞培养液还需要动物血清。
答案　B
3．(2011·安徽省级示范校联考)下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程，有关分析正确的是
A．过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压
B．过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理
C．过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基
D．最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数量变异，不具有可育性
解析　过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应等于细胞液渗透压，使细胞维持正常形态。诱导原生质体融合主要依据细胞膜具有流动性。过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基，诱导生芽、生根。最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，由于存在同源染色体，具有可育性。
答案　C
4．(2011·南京二模)某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养，下列叙述正确的是
A．制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶
B．肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
C．为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．用血球计数板计数的方法，可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长
解析　制备肝细胞悬浮液时，用胰蛋白酶处理使细胞分散开；肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是调节pH；为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素；肿瘤细胞、癌细胞有无限增殖的能力，即分裂旺盛，细胞周期会缩短。
答案　D
5．(2011·北京东城综合练习)对于下面制备单克隆抗体过程示意图，不正确的叙述是
A．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B．④中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的
C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
D．⑤可以无限增殖
解析　单克隆抗体是利用效应B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到，融合方法可以有化学方法聚乙二醇，生物方法灭活病毒；如果要筛选可以通过检测抗原、抗体反应，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲特点，既能无限增殖又能产生单一抗体。B淋巴细胞也可以从血浆中提取。
答案　A
6．(2012·北京宣武一模)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于____________、____________、____________等育种过程中。
解析　(1)植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。
(2)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
(3)植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。
(4)光学显微镜下可能观察到的变异类型是染色体变异。
(5)植物组织培养技术广泛应用于花卉、果树的快速繁殖以及脱毒植株的获取和植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种等育种过程。
答案　(1)这些部位病毒极少　(2)脱分化和再分化
(3)愈伤组织　细胞分裂　(4)染色体结构与数目
(5)植物体细胞杂交育种　基因工程育种　单倍体育种
7．回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的________。此时，瓶壁上形成的细胞层数是______________；要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是________。
(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现________的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成________细胞，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量________。
(3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是________。
(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到________期的细胞用显微镜进行观察。
(5)在细胞培养过程中，通常在________条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中________的活性降低，细胞________的速率降低。
(6)给患者移植经细胞培养形成的皮肤组织后，发生了排斥现象，这是因为机体把移植的皮肤组织当作________进行攻击。
解析　(1)动物细胞培养过程中，有接触抑制的现象，当细胞在瓶壁上长满一层时，停止生长，此时需要用胰蛋白酶处理，使贴壁的细胞分离下来。(2)细胞培养到40～50代时，有些细胞的遗传物质发生改变，变成不死性细胞(癌细胞)。(3)细胞膜具有选择透过性，大分子物质不能通过，细胞死亡后，细胞膜的选择透过性消失，大分子物质可以自由进出细胞。(4)观察染色体的数目和形态，应该选取有丝分裂中期的细胞进行观察。(5)细胞在超低温的情况下，酶的活性降低，新陈代谢的速率降低，因此，需要在低温或冷冻的条件下保存。(6)对于患者来说，移植的皮肤属于抗原，有可能引起免疫排斥现象。
答案　(1)相互接触　接触抑制　单层(或一层)　胰蛋白酶　(2)衰老甚至死亡　不死性　降低　减少　(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)　(4)中　(5)冷冻(或超低温、液氮)　酶　新陈代谢　(6)抗原
8．(2012·沈阳二模)Ⅰ.科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)，请结合图示回答下列问题：
(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理，形成单个细胞，这个过程中需要利用________酶处理。
(2)形成重组细胞时应选用________期的卵母细胞，去掉其细胞核的原因是________。
(3)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出________和________等特点。
(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其主要原因是________________、________________。
(5)上图中所示的生物技术整体被称为________。其包括的具体生物技术有________、________等。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物____________________具有全能性。
Ⅱ.在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树，保护环境。另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴以及收入等问题。其体现的生态工程的基本原理是______________。
解析　Ⅰ.(1)胰蛋白酶可以水解动物细胞间的蛋白质成分，使细胞相互分离。(2)利用核移植形成重组细胞时需要用发育至减Ⅱ中期的卵母细胞，若不对其做去核处理，重组细胞的遗传物质含量就不正常。(3)贴附性细胞表现出贴壁生长的特性，并且会出现接触抑制现象，故要定期用胰蛋白酶将贴壁生长的细胞从瓶壁上分离下来。(4)重组细胞的遗传物质源于体细胞的细胞核和卵细胞的细胞质，同时生长环境对其表现型也有影响。
答案　Ⅰ.(1)胰蛋白(或胶原蛋白)
(2)减Ⅱ中　使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(或“避免卵细胞中的遗传物质对后代造成干扰”，其他合理答案也可)
(3)贴壁生长(或细胞贴壁) 接触抑制(两空顺序可以颠倒)
(4)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制　生物的性状还受环境因素的影响(两空顺序可以颠倒。其他合理答案也可)
(5)核移植(或体细胞核移植)　细胞培养　胚胎移植　体细胞的细胞核
Ⅱ.整体性原理
9．(2011·北京西城期末质检)1975年科学家首次利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。请根据图回答问题：
(1)病原体注入小鼠体内后，要经过________细胞处理后形成抗原—MHC复合体，才能被免疫细胞识别。
(2)制备单克隆抗体所用的B淋巴细胞一般从脾中采集，然后以____________作诱导剂，使B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。通过筛选和克隆培养，获得的杂交瘤细胞具有__________的特点。
(3)单克隆抗体的特点是______。根据上图写出应用杂交瘤技术获得单克隆抗体的两种主要方法__________。
解析　灭活的仙台病毒和聚乙二醇均可诱导动物细胞融合。杂交瘤细胞同时具有两个亲代细胞的遗传特性。可以在体外也可以在体内培养杂交瘤细胞获得单克隆抗体。
答案　(1)吞噬(或巨噬)
(2)灭活的仙台病毒或聚乙二醇　既能产生特异性抗体，又能无限增殖
(3)特异性强，纯度高(或：专一性强、灵敏度高)　体外培养法和动物体内培养法第七单元 第24讲　人类遗传病
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考广东卷)某班同学对一种单基因遗传病进行调查，绘制并分析了其中一个家系的系谱图(如图)。下列说法正确的是
A．该病为常染色体显性遗传病
B．Ⅱ－5是该病致病基因的携带者
C．Ⅱ－5与Ⅱ－6再生患病男孩的概率为1/2
D．Ⅱ－9与正常女性结婚，建议生女孩
解析　由于患者Ⅲ－11的父母均表现正常，即“无中生有”，则该病为隐性遗传病，A项错误；通过分析遗传系谱图无法确定其遗传方式，所以该病可能为伴X染色体隐性遗传或常染色体隐性遗传。假设致病基因为a，若Ⅲ－11基因型为aa，则Ⅱ－5基因型为Aa，Ⅱ－6基因型为Aa，则再生患病男孩的概率为1/4×1/2＝1/8；若Ⅲ－11基因型为XaY.则Ⅱ－5基因型为XAXa，Ⅱ－6基因型为XAY，则再生患病男孩的概率为1/4，故B项正确，C项错误；若该病为常染色体隐性遗传，则Ⅲ－9与正常女性结婚，其致病基因传给男孩和女孩的概率一样，若该病为伴X染色体隐性遗传，则Ⅲ－9的致病基因只传给女儿，不传给儿子，D项错误。
答案　B
2．(2011·高考天津卷)某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列经Bcl Ⅰ酶切后，可产生大小不同的片段(如图1，bp表示碱基对)，据此可进行基因诊断。图2为某家庭该病的遗传系谱。
下列叙述错误的是
A．h基因特定序列中Bcl Ⅰ酶切位点的消失是碱基序列改变的结果
B．Ⅱ 1的基因诊断中只出现142bp片段，其致病基因来自母亲
C．Ⅱ 2的基因诊断中出现142 bp,99 bp和43 bp三个片段，其基因型为XHXh
D．Ⅱ 3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142 bp片段的概率为1/2
解析　限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，碱基序列改变使核苷酸序列改变，从而导致Bcl Ⅰ酶切位点消失，A项正确。致病基因h位于X染色体上，据图2可知，由无病的父母生出患病孩子，故该病为伴X染色体隐性遗传。Ⅱ－1的基因型为XhY，无H基因，故基因诊断中只出现142 bp片段，其致病基因来自其母亲，B项正确。Ⅱ－2的基因诊断中出现142 bp片段，则说明其含有h基因．出现99 bp和43 bp两个片段，说明其含有H基因，故其基因型为XHXh，C项正确。Ⅱ－3的基因型为1/2XHXh、1/2XHXH，其丈夫的基因型是XHY，则他们的儿子的基因型为XhY的概率是1/4，即出现142 bp片段的概率是1/4，D项错误。
答案　D
3．(2010·江苏生物)某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市，研究这种现象是否由遗传因素引起的方法不包括
A．对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究
B．对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析
C．对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析
D．对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析
解析　研究某城市兔唇畸形是否由遗传因素引起的可采用对照法，如A、B项，也可采用遗传调查法，如D项，因兔唇畸形性状与血型无关，故选C项。
答案　C
4．(2010·上海生物)下图是对某种遗传病在双胞胎中共同发病率的调查结果。a、b分别代表异卵双胞胎和同卵双胞胎中两者均发病的百分比。据图判断下列叙述中错误的是
A．同卵双胞胎比异卵双胞胎更易同时发病
B．同卵双胞胎同时发病的概率受非遗传因素影响
C．异卵双胞胎中一方患病时，另一方可能患病
D．同卵双胞胎中一方患病时，另一方也患病
解析　由图可知，同卵双胞胎两者均发病的百分比明显比异卵双胞胎高。同卵双胞胎的核遗传物质是相同的，但同卵双胞胎中一方患病时，另一方不一定患病，因为遗传病是否发病还受非遗传因素的影响。
答案　D
5．(2010·高考浙江卷)以下为某家族甲病(设基因B、b)和乙病(设基因为D、d)的遗传家系图，其中Ⅱ1不携带乙病的致病基因。
请回答：
(1)甲病的遗传方式为________，乙病的遗传方式为________。Ⅰ1的基因型是________。
(2)在仅考虑乙病的情况下，Ⅲ2 与一男性为双亲，生育了一个患乙病的女孩。若这对夫妇再生育，请推测子女的可能情况，用遗传图解表示。
(3)B基因可编码瘦素蛋白。转录时，首先与B基因启动部位结合的酶是________。B基因刚转录出来的RNA全长有4 500个碱基，而翻译成的瘦素蛋白仅由167个氨基酸组成，说明________。翻译时，一个核糖体从起始密码子到达终止密码子约需4秒钟，实际上合成100个瘦素蛋白分子所需的时间约为1分钟，其原因是______________。若B基因中编码第105位精氨酸的GCT突变成ACT，翻译就此终止，由此推断，mRNA上的________为终止密码子。
解析　(1)对该遗传家系图进行分析：由于Ⅲ5患甲病，且其父亲与母亲均表现正常，所以可知该病由隐性致病基因引起。若为伴X染色体隐性遗传，则其父亲的基因型应为XbY，表现型应为患病，而其父表现型正常，所以甲病的遗传方式应为常染色体隐性遗传；由于Ⅲ1、Ⅲ3患乙病，且其父母对于乙病均表现正常，可知乙病为隐性遗传病，若乙病为常染色体隐性遗传，则Ⅲ1、Ⅲ3的基因型应为dd，可推知Ⅱ1的基因型为Dd，由于题中所给信息Ⅱ1不携带乙病致病基因，所以假设不成立，则乙病的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。通过对遗传家系图的分析，Ⅰ2的基因型为bbXdY，Ⅱ2的基因型为bbXDXd，Ⅱ3的基因型为BbXDY，可推知Ⅰ1的基因型为BbXDX－。(2)Ⅲ2与其丈夫所生女孩患乙病，该女孩基因型为XdXd。综合(1)分析，可知该夫妇的基因型为XDXd、XdY。其遗传图解如下所示：
(3)转录开始时，RNA聚合酶识别启动子并与之结合。一个密码子由mRNA上3个相邻碱基构成，则瘦素蛋白对应的碱基数目为167×3＝501(个)，而刚转录出来的RNA全长为4 500个碱基，远远大于501，则说明真核生物的基因是不连续的，中间存在内含子，转录出mRNA后，经加工剪接后才能进行翻译；翻译过程中若一个mRNA只结合一个核糖体，那么合成100个瘦素蛋白分子所需时间为100×4秒＝400秒，实际所需时间约为1分钟，说明在翻译时，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，所以短时间内就可以合成出多个蛋白质分子。B基因中编码105位精氨酸对应的碱基为GCT，则对应的密码子为CGA，突变为ACT后对应的密码子变为UGA，翻译就此终止，由此可知UGA为终止密码子。
答案　(1)常染色体隐性遗传　伴X染色体隐性遗传　BbXDXD或BbXDXd
(3)RNA聚合酶　转录出来的RNA需要加工才能翻译　一条mRNA上有多个核糖体同时翻译　UGA
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．21三体综合征、并指、苯丙酮尿症依次属于
①单基因遗传病中的显性遗传病　②单基因遗传病中的隐性遗传病　③常染色体病　④性染色体病
A．②①③　　　　　　　　 B．④①②
C．③①② D．③②①
答案　C
2．下列说法中正确的是
A．先天性疾病是遗传病，后天性疾病不是遗传病
B．家族性疾病是遗传病，散发性疾病不是遗传病
C．遗传病的发病与遗传因素有关，而与环境因素无关
D．遗传病是由遗传物质改变引起的
解析　先天性疾病未必都是遗传病，后天性疾病也未必不是遗传病，遗传病有些也具散发性的特点。许多遗传病，尤其是多基因遗传病其发病除与遗传因素相关外，还与环境因素密切相关。但所有遗传病最根本的发病因素均为遗传物质的改变。故选D。
答案　D
3.(南宁模拟)如图所示的遗传病不可能是
①常染色体显性遗传病　②常染色体隐性遗传病　③X染色体显性遗传病　④X染色体隐性遗传病　⑤细胞质基因控制的遗传病
A．①④ B．②④
C．③⑤ D．①②
解析　若为X染色体显性遗传病，则男患者的女儿也患病；若是细胞质基因控制的遗传病，则正常女性的子女应均正常。
答案　C
4．(2012·深圳调研)遗传系谱图中，Ⅱ6不携带致病基因，甲种遗传病的致病基因用A或a表示，乙种遗传病的致病基因用B或者b表示，下列分析正确的是
A．Ⅰ2的基因型为aaXBXB或aaXBXb
B．Ⅱ5的基因型为BbXAXA的可能性是1/4
C．Ⅳn为患两种遗传病女孩的概率为1/32
D．通过遗传咨询可确定Ⅳn是否患有遗传病
解析　据系谱图判定甲种遗传病为伴X染色体隐性遗传病，乙种遗传病为常染色体隐性遗传病；确定Ⅰ2的基因型为bbXAXA或bbXAXa；Ⅲ9为甲病患者，因此Ⅱ5的基因型为BbXAXA的可能性是0，Ⅲ8的基因型为bbXAXA或bbXAXa，概率各占1/2，Ⅲ9的基因型为BbXaY和BBXaY，概率各占1/2，所以Ⅳn为患两种遗传病的女孩的概率是1/32；通过遗传咨询、产前诊断只能预测IVn是否患有遗传病。
答案　C
5．(2012·海淀区期末)自毁容貌综合症是一种严重的代谢疾病，患者不能控制自己的行为。不自觉地进行自毁行为，如咬伤或抓伤自己。大约50 000名男性中有一名患者，一岁左右发病，20岁以前死亡。如图是一个家系的系谱图。下列叙述不正确的是
A．此病由X染色体上隐性基因控制
B．Ⅰ2、Ⅱ2和Ⅱ4都是携带者
C．Ⅲ1是携带者的概率为1/2
D．人群中女性的发病率约为1/2 500 000 000
解析　分析遗传系谱图，双亲不患病而后代有患病个体，可知该病为隐性遗传病，且男性患者比较多，故该病为伴X染色体遗传，故A正确；男性患者的致病基因均来自他们的母亲，Ⅰ2、Ⅱ2、Ⅱ4均正常，则她们应为携带者，故B正确；Ⅲ1从其父亲那里得到一个正常基因，从其母亲那里得到致病基因的概率为1/2，即Ⅲ1为携带者的概率为1/2，故C正确；从题干所给信息无法推导出人群中女性发病的概率，故D错误。
答案　D
6．囊性纤维化病是一种常染色体隐性遗传病。某对正常夫妇均有一个患该病的弟弟，但在家庭的其他成员中无该病患者。如果他们向你咨询他们的孩子患该病的概率有多大，你会怎样告诉他们
A．“你们俩没有一人患病，因此你们的孩子也不会有患病的风险”
B．“你们俩只是该致病基因的携带者，不会影响到你们的孩子”
C．“由于你们俩的弟弟都患有该病，因此你们的孩子患该病的概率为1/9”
D．“根据家系遗传分析，你们的孩子患该病的概率为1/16”
解析　正常的夫妇均有一个患该病的弟弟，所以他们的基因型为AA或Aa且比例为1∶2，后代患病的几率为(1/4)(2/3)(2/3)＝1/9。
答案　C
7．某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是
A．10/19 B．9/19
C．1/19 D．1/2
解析　该病是常染色体显性遗传病，患病率为19%(包括AA和Aa)，则正常的概率为aa＝81/100，得出a＝9/10，A＝1/10，Aa的基因型频率为2×9/10×1/10＝18/100，在患者中Aa占的比例为Aa＝Aa/(AA＋Aa)＝(18/100)/(1/100＋18/100)＝18/19。因此，在子女中正常的概率为：aa＝18/19×1/2＝9/19，患病的概率为1－9/19＝10/19。
答案　A
8．(2011·浙江海宁一模)下图表示人体细胞中某对同源染色体不正常分离的情况。如果一个类型A的卵细胞成功地与一个正常的精子受精，将会得到的遗传病可能是
A．镰刀型细胞贫血症 B．苯丙酮尿症
C．21三体综合征 D．白血症
解析　据图可知，该卵细胞是由于减数第一次分裂同源染色体没有分离，进入了次级卵母细胞产生的，这种卵细胞与正常精子结合，受精卵里多了一条染色体，所以会使后代患染色体异常遗传病。选项A、B属于单基因遗传病，D不属于遗传病。
答案　C
9．人类中有一种性别畸形XYY个体，外貌男性，有的智力差，有的智力高于一般人。据说这种人常有反社会行为，富攻击性，在犯人中的比例高于正常人群，但无定论。有生育能力，假如有一个XYY男性与一正常女性结婚，下列判断正确的是
A．该男性产生的精子有X、Y和XY三种类型
B．所生育的后代中出现XYY孩子的几率为1/2
C．所生育的后代中出现性别畸形的几率为1/2
D．所生育的后代智力都低于一般人
解析　该男性产生X、YY、XY、Y四种类型的精子，分别占1/6、1/6、2/6、2/6；后代出现XYY孩子的几率为1/6；后代中出现性别畸形的几率为1/2；后代智力有的低于一般人，有的高于一般人，有的跟一般人相同。
答案　C
10．人类21三体综合征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。已知21四体的胚胎不能成活。一对夫妇均为21三体综合征患者，从理论上说他们生出患病女孩的概率及实际可能性低于理论值的原因分别是
A．2/3，多一条染色体的卵细胞不易完成受精
B．1/3，多一条染色体的精子因活力低并不易完成受精
C．2/3，多一条染色体的精子因活力低并不易完成受精
D．1/4，多一条染色体的卵细胞不易完成受精
解析　21三体综合征患者体内多一条21号染色体，所以在进行减数分裂时，产生的配子可能是正常的，也可能是多一条21号染色体，各占一半。所以也就相当于两种基因型的雌雄配子随机结合，因21四体不能成活，所以患病个体出现的几率为2/3，其中女孩又占1/2。所以患病女孩出现的几率为1/3。
答案　B
11．21三体综合征患儿的发病率与母亲年龄的关系如下图所示，预防该遗传病的主要措施是
①适龄生育　②基因诊断　③染色体分析　④B超检查
A．①③ B．①②
C．③④ D．②③
解析　根据图中曲线可以看出，随着母亲年龄的增长，发病率提高，因此要适龄生育。21三体综合征为染色体病，产前诊断进行染色体分析可有效提前对该病作出诊断。
答案　A
12．幸福的家庭都不希望降生一个有缺陷的后代，因此有必要采取优生措施。下列选项正确的是
A．基因诊断可以用来确定胎儿是否患有猫叫综合征、色盲病等
B．用酪氨酸酶能对白化病进行基因诊断
C．遗传咨询是预防遗传病发生的最主要方法
D．禁止近亲结婚是预防遗传病发生的最简单有效的方法
解析　本题主要考查对人类遗传病的监测和预防的理解。基因诊断也称DNA诊断或基因探针技术。即在DNA水平上分析检测某一基因，从而对特定的疾病进行诊断。因此基因诊断是由基因突变引起的疾病。如色盲等，而猫叫综合征是由5号染色体结构改变引起的，不能用基因诊断确定；酪氨酸酶是蛋白质，不能用酪氨酸酶来对白化病进行基因诊断；遗传咨询是指通过分析推理，向咨询对象提出防治对策和建议，它和产前诊断一样，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展，但不是预防遗传病发生的最主要方法；近亲婚配可增加隐性遗传病的发病风险，禁止近亲结婚是预防遗传病发生的最简单有效的方法。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2012·南京市质检)人类白化病和苯丙酮尿症是代谢引起的疾病。白化病患者皮肤缺乏黑色素；苯丙酮尿症患者体内的苯丙酮酸大量从尿液中排出。下面甲图表示苯丙氨酸在人体内的代谢，乙图为某家系苯丙酮尿症的遗传图谱，该病受一对等位基因R、r控制。请据图回答有关问题：
(1)分析甲图可以得知，在基因水平上，白化病患者是由于基因________发生突变所致，苯丙酮尿症是由于基因________发生突变所致。
(2)分析乙图可知，苯丙酮尿症是由________染色体上的________性基因控制的。
(3)乙图中Ⅱ5、Ⅱ8的基因型分别为________________、______________。
(4)乙图中Ⅲ10是患病女孩的几率是________。请用雌雄配子交叉法表示出此遗传图解。
解析　解答本题需掌握以下知识：
①基因通过控制酶的合成来控制代谢，进而控制性状。
②显隐性遗传病的判断：无中生有为隐性，特别注意Ⅱ7为女性。
③Ⅲ10概率的正确计算取决于Ⅱ5、Ⅱ8基因型概率的正确判断。
答案　(1)3　2　(2)常　隐
(3)RR或Rr　Rr　(4)1/6　如图
14．(15分)(2010·全国卷Ⅱ)人类白化病是常染色体隐性遗传病。某患者家系的系谱图如图甲。已知某种方法能够使正常基因A显示一个条带，白化基因a则显示为位置不同的另一个条带。用该方法对上述家系中的每个个体进行分析，条带的有无及其位置表示为图乙。根据上述实验结果，回答下列问题：
(1)条带1代表①________基因。个体2～5的基因型分别为②__________、③__________、④__________和⑤__________。
(2)已知系谱图和图乙的实验结果都是正确的，根据遗传定律分析图甲和图乙，发现该家系中有一个体的条带表现与其父母的不符，该个体与其父母的编号分别是⑥________、⑦________和⑧__________，产生这种结果的原因是⑨____________________________________。
(3)仅根据图乙给出的个体基因型的信息，若不考虑突变因素，则个体9与一个家系外的白化病患者结婚，生出一个白化病子女的概率为⑩______________________________________，其原因是 __________________________________________________________。
解析　根据题意知，人类白化病是由常染色体上的隐性基因控制的遗传病。根据图乙的5号个体可以判断出条带2代表白化基因a，则条带1代表正常基因A，个体2～5的基因型分别是Aa、AA、AA、aa。 (2)根据图乙，个体3、4的基因型是AA和AA，则其后代的基因型应该都是AA，而10号的基因型是Aa，这不符合基因的分离定律，产生这种结果的原因是发生了基因突变。(3)根据图乙给出的个体基因型的信息，个体9的基因型是AA，她与一个白化病患者(基因型是aa)结婚，其后代的基因型是Aa，不可能生出aa的个体。
答案　(1)A　Aa　AA　AA　aa
(2)10　3　4　基因发生了突变
(3)0　个体9的基因型是AA，不可能生出aa个体
15．(15分)(2011·西安模拟)(探究创新题)下面是某生物兴趣小组的同学做的两例关于人类遗传病的调查分析。
(1)该小组同学利用本校连续4年来全校3 262名学生的体检结果对全体学生进行某遗传病发病率调查，结果汇总如表1：
表1
　　　　　调查对象表现型 遗传病
正常 患病
2007届 男生 404 8
女生 398 0
2008届 男生 524 13
女生 432 1
2009届 男生 436 6
女生 328 0
2010届 男生 402 12
女生 298 0
请根据表中数据分析回答：
该组同学分析表1数据，得出该病遗传具有________特点。计算出调查群体中该病发病率为________，根据表中数据判断该遗传病可能是________(常、X染色体；显性、隐性)遗传病。
(2)同时该小组同学针对遗传性斑秃(早秃)开展了调查，他们上网查阅了相关资料：人类遗传性斑秃(早秃)，患者绝大多数为男性，一般从35岁开始以头顶为中心脱发。致病基因是位于常染色体上的显性基因，属于从性遗传，它是常染色体上的基因所控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象。
该小组针对遗传性斑秃(早秃)开展调查，统计结果
如表2：
表2
组别 1 2 3 4
家庭数 5 2 15 1
类型 父亲 早秃 正常 正常 早秃
母亲 正常 早秃 正常 早秃
子女情况 男性正常 1 0 8 0
女性正常 2 1 9 1
男性早秃 2 2 3 1
女性早秃 1 0 0 0
请根据表中数据分析回答：(相关基因用B、b表示)
①第________组家庭的调查数据说明，早秃不符合一般的常染色体显性遗传特点。
②请简要说出早秃患者多数为男性的原因：__________________________________。
③第4组家庭女儿和儿子的基因型分别是________________、________________。
解析　(1)根据表1中数据分析，该病患者共有40人，其中男性患者39人，女性患者1人，则发病率为40÷3 262＝1.23%，该病男性患者多于女性，可能是X染色体隐性遗传病。
(2)分析①，根据调查表2中第3组，双亲正常，男孩早秃，则该病不符合一般常染色体显性遗传特点。分析②，早秃基因(B)位于常染色体上，而且与性别有关系，女性杂合子(Bb)表现正常，男性杂合子(Bb)患病，故早秃患者多数为男性。分析③，第4组中，父亲基因型为Bb，母亲基因型为BB，则女儿正常(Bb)，儿子斑秃(BB、Bb)。
答案　(1)男性患者多于女性患者　1.23%　X染色体隐性　(2)①3　②女性杂合子(Bb)表现正常，男性杂合子(Bb)患病　③Bb　BB或Bb选修三 第4讲
生物技术的安全性和伦理问题
知能达标训练
真题演练
1．(2010·江苏生物)下列关于转基因植物的叙述，正确的是
A．转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中
B．转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加
C．动物的生长激素基因转入植物后不能表达
D．如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性问题
解析　抗除草剂基因导入到油菜的染色体后则可以通过花粉传入环境中；转抗虫基因的植物可杀死无抗性昆虫，对昆虫的抗性具有选择作用，所以会导致昆虫群体抗性基因频率增加；转基因技术打破了生殖隔离，动物的生长激素基因转入植物后可以表达；来源于自然界的目的基因导入植物体后，可能破坏原有的基因结构，具有不确定性，外源基因也可能通过花粉传播，使其他植物成为“超级植物”等，所以转基因技术存在着安全性问题。
答案　A
2．(2010·上海综合)运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是
①可再生　②不显著增加碳排放　③不排放含硫废气　④不会对生态环境造成负面影响
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
解析　转基因生物柴油来自“工程硅藻”，其成分是脂质，与矿物柴油比较优点是：可再生、不显著增加碳排放，不会排放含硫废气，减少环境污染，对生态环境是否造成负面影响还不确定。
答案　A
3．(2007·广东生物)香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状DNA病毒)引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。
如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？(列举两点)
解析　转基因生物的安全性问题，是社会关注的焦点，主要从以下几个角度：①外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移)；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。
答案　将afp基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导入香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移)；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。
能力提升
1．所谓“实质性等同”是指
A．转基因农作物中的成分完全没有发生改变
B．转基因农作物中的部分成分没有发生改变
C．转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”
D．“实质性等同”是对转基因农作物安全性的最终评价
解析　“实质性等同”是指在转基因农作物中只要某些重要成分没有发生改变，就可以认为与天然品种“没有差别”。这仅仅是对转基因农作物安全性评价的起点，而不是终点。
答案　C
2．某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是
A．不安全。这种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂，食用后使人因无法消化食物而患病
B．不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病
C．安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响
D．安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化
解析　本题考查酶的特性，基因的化学本质。
答案　B
3．(2012·北京海淀质检)基因工程等生物高科技的广泛应用，引发了许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼，科学技术的发展将改变一切；有人惊呼，它将引发道德危机。对此，我们应该持有的态度是
①摒弃现有的道德规范，推动科技发展　②发挥道德规范的作用，限制科技的负面效应　③科技的发展必须以现有道德规范为准绳　④调整现有道德规范，适应科技发展
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
解析　基因工程有优势当然也有不足之处，人们在运用基因工程技术为人类服务时注意限度问题；科学技术的发展进步是好事，但要限制其对人类、社会的负面效应，同时要适当调整人们现有的道德观念和规范，适应科学技术发展，不能阻止，但也不能一味顺从。
答案　D
4．下列做法不符合伦理道德观念的是
A．基因检测疾病 B．为生男孩而设计试管婴儿
C．捐献骨髓而治病救人 D．人类基因组计划
解析　为生男孩而设计试管婴儿，会打破自然的性别比例，不符合伦理道德观念。
答案　B
5．下列有关生物技术引起的伦理问题的叙述，不正确的是
A．人们现在的伦理道德观念还不能接受克隆人
B．设计试管婴儿是为了治疗疾病，不会出现负面影响
C．进行基因检测时，可通过测定基因的表达产物蛋白质来进行
D．对于基因歧视现象。可通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决
解析　人们现在的伦理道德观念还不能接受克隆人；设计试管婴儿是为了治疗疾病，但有可能被滥用，如用于设计婴儿性别等，可能会出现负面影响；进行基因检测时，可通过基因进行检测，也可通过测定基因的表达产物蛋白质来进行；对于基因歧视现象，可通过正确的科学知识传播、伦理道德教育和立法得以解决。
答案　B
6．供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。如图是治疗性克隆的过程图解：
(1)正常情况下，去核的卵母细胞取自女性卵巢排卵后在输卵管中的________期的卵母细胞。
(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在________期。
(3)治疗性克隆所用到的技术名称是________，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用________技术。
(4)请你运用上述知识举一例说明干细胞在临床治疗上的应用。
解析　(1)动物体细胞核移植时，去核的卵母细胞应当选用减数第二次分裂期的卵母细胞。
(2)桑椹胚进一步发育，逐渐发育成囊胚，细胞开始出现分化。
(3)治疗性克隆是通过将患者的健康细胞的细胞核移植，经培养形成所需要的组织器官。
(4)利用胚胎干细胞可以治疗白血病；用提取出的皮肤干细胞诱导培养成皮肤，用于烧伤病人的皮肤移植等。
答案　(1)减数第二次分裂　(2)囊胚
(3)核移植技术　胚胎分割
(4)利用胚胎干细胞治疗白血病等。
7．多年来，每天的食品中含60%～80%的转基因成分，许多美国人竟一无所知。
(1)一向挑剔、苛刻的美国人对转基因食品的这种漠视态度，反映了转基因食品在安全性方面是________的。
(2)科学家对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险表示关注和担忧，可能原因是什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)转基因食品或转基因生物武器都要应用DNA重组技术，该技术的基本工具是什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)生物武器是一种大规模的杀伤性武器，它与常规武器相比有许多特点：①________，②________，③________。
(5)1998年6月27日，中美两国元首在关于《禁止生物武器公约》议定书的联合声明中，重申了在任何情况下________、________、________生物武器。
解析　转基因作物及其产品是新生事物，转基因生物的潜在危险是生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等，因此人们对它的安全性还存在着怀疑。DNA重组技术又称基因工程，在基因工程中需用到：限制性核酸内切酶作为“分子手术刀”，DNA连接酶作为“分子缝合针”，载体作为“分子运输车”。生物武器具有传染性强、污染面广、难以防治等特点；我国在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器。
答案　(1)相对安全
(2)转基因生物的潜在危险：即生物入侵、破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行等
(3)限制性核酸内切酶、载体、DNA连接酶
(4)传染性强　污染面广　难以防治
(5)不发展　不生产　不储存
8．来源于豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因(CpTⅠ基因)具有抗虫特性。但直接把该基因转入农作物后，发现转基因植株中合成的CpTⅠ蛋白质的积累量并没有达到强烈抑制害虫的程度。于是，科研工作者在体外对CpTⅠ基因进行了修饰，在其两端分别融合了“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列，在它们的共同作用下，CpTⅠ蛋白质在转基因植株中的积累量得到了明显提高。修饰和表达过程如图所示：
(1)在此项基因工程中，供体细胞是_________________________________________；
CpTⅠ基因是人们所需要的特定基因，称为_________________________________。
(2)在体外对CpTⅠ基因进行修饰时，首先要用________处理，形成黏性末端。
(3)“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的化学本质是____________________。
(4)从生物学个体水平鉴定修饰后的CpTⅠ基因是否表达的方法是__________________。
(5)当前，转基因大豆、转基因棉花等转基因农作物已经进入了我们的生活，请从生物学角度谈谈转基因农作物可能带来的利与弊(各举一条)。
①利：________________________________________________________________________。
②弊：________________________________________________________________________。
解析　提供CpTⅠ基因的供体细胞是豇豆细胞，该基因为目的基因。在修饰时，首先用DNA限制性核酸内切酶切割，以形成黏性末端．，然后将目的基因与“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列连接。从题干知“信号肽”序列和“内质网滞留信号”序列能与CpTⅠ基因结合，说明它们都是DNA序列。从生物学个体水平鉴定修饰后的CpTⅠ基因是否表达，可让害虫食用农作物叶片，看其是否有抗虫作用。高科技是双刃剑，故分析基因工程作物的利弊时可从两个方面阐述。
答案　(1)豇豆细胞　目的基因
(2)限制性核酸内切酶　(3)DNA
(4)让害虫食用农作物叶片
(5)①可以让人类获得具有优良品质的作物，如蛋白质含量更高、抗逆性更强的作物；打破传统育种界限，如植物表达微生物的抗虫性状等；大大减少农药的使用量，减少环境污染
②转基因农作物也可能变异成为对人类或环境有害的物种，如抗逆性极强的“超级杂草”会严重破坏生物多样性；转入的基因可能会导致某种尚不为人知的对人体健康有害的性状的产生；可能产生新的过敏原等；影响食品安全等(其他合理答案也可)第九单元 第33讲　群落的结构和演替
知能达标训练
真题演练
1．(2011·海南单科)南极冰藻是以硅藻为主的一大类藻类植物，长期生长在南极海冰区－2 ℃～4 ℃的环境中，其最适生长温度为2 ℃。磷虾主要以南极冰藻为食，企鹅主要以磷虾为食。自1975年以来，磷虾种群密度下降高达80%。下列叙述错误的是
A．南极冰藻组成了一个种群
B．企鹅种群密度也会随着磷虾种群密度下降而下降
C．南极冰藻、磷虾、企鹅与该海冰区的其他生物组成群落
D．－2 ℃～2 ℃范围内，随着温度升高南极冰藻的光合作用强度增大
解析　南极冰藻由硅藻等多种藻类植物组成，故A错误；企鹅主要以磷虾为食，磷虾数量减少，必将导致企鹅数量减少；－2～2℃范围内，随环境温度升高，酶活性增强，冰藻的光合作用强度增大。
答案　A
2．(2011·全国)某校园有一片草坪和一片树林，下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述，正确的是
A．草坪和树林中的动物都具有分层现象
B．草坪和树林中的动物都没有分层现象
C．只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象
D．草坪中的动物没有分层现象，而树林中的动物具有分层现象
解析　群落中动物分层现象属于群落的垂直结构，所有的群落都具有。如草坪中地表动物和植被栖息动物的分布均属于分层现象。
答案　A
3．(2011·山东基本能力)自然界中不同生物之间的共生关系一般理解为“互相依存，互惠互利”。下列存在共生关系的是
A．亲鸟与其雏鸟 B．豆科植物与链球菌
C．北极熊与海豹 D．牛与其胃肠中分解纤维素的细菌
解析　亲鸟与其雏鸟间的关系是种内关系；豆科植物与链球菌之间为种间关系，但二者没有构成共生关系；北极熊与海豹之间为种间关系，但二者也没有构成共生关系；牛胃肠中分解纤维素的细菌与牛之间构成了共生关系，牛为这些细菌提供栖息的场所和营养物质，而这些细菌帮助牛消化摄取胃中的纤维素。
答案　D
4．(2011·安徽理综)某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是
A．该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B．该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C．旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D．该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程
解析　该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现；该岛屿由海底火山喷发形成，其最初演替属于初生演替；旅游时因人类活动的影响可改变群落演替的速度；该岛屿上发生的初生演替为漫长的演替过程。
答案　B
5．(2011·海南单科)关于群落演替的叙述，错误的是
A．围湖造田活动对群落演替有影响 B．演替过程中群落的物种组成不断变化
C．次生演替的速度比初生演替的速度快 D．弃耕农田上发生的群落演替是初生演替
解析　弃耕农田上发生的群落演替是次生演替，演替过程中，优势种在不断变化，故群落的物种组成不断变化；次生演替的速度较初生演替的快；包括围湖造田在内的人类活动均影响群落的演替过程。
答案　D
6．(2010·重庆理综)为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验(各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同)：
组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养。甲种数量变化如图曲线A所示。
组2：甲种与乙种于同一容器中饲养。乙种数量变化如曲线F所示。
组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布一段时间后每种动物的数量均较组1少。
各组中每种动物的种群数量变化
(1)组1中，甲种动物的种群数量主要由________和________决定；若容器内饲养液体积为20ml，则第40天时乙种的种群密度为________。
(2)在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。
①在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线________代表的类似，其分布体现生物群落的________结构。
②在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线________代表的类似。
解析　(1)出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。由甲种与乙种动物单独培养和混合培养的数量变化曲线，可推知甲与乙为“你死我活”的竞争关系；单独培养时，乙种动物的数量变化曲线应该是C，则第40天时乙种的种群密度为＝30只/mL。
(2)①两种鱼分别分布在同一河流底部的不同位置，体现了生物群落的水平结构；这两种鱼属于“共存发展”的竞争关系，其种群数量变化应呈现“S”型曲线，但底栖鱼类处于较高营养级，其种间关系类似图中曲线D和E。②玻璃温室中的这两种食物相同的传粉昆虫，属于“你死我活”的竞争关系，其种间关系类似图中的B和F。
答案　(1)出生率　死亡率(两答案位置可互换)
30只/mL　(2)①D和E　水平　②B和F
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列属于种间竞争实例的是
A．蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露
B．以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食
C．细菌与其体内的噬菌体均利用培养基中的氨基酸
D．某培养瓶中生活的两种绿藻，一种数量增加，另一种数量减少
解析　竞争是指两种或两种以上生物，相互争夺资源和空间等。竞争的结果常是一种生物生存下来，而另一种生物逐渐消亡，D项两种绿藻为竞争关系。蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露，蚜虫因此而免遭天敌瓢虫的捕食，这是互利共生关系；以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂的食物不同，不是竞争关系，细菌和噬菌体是寄生关系。
答案　D
2．下列有关生物群落结构的叙述，不正确的是
A．决定群落结构的环境因素包括光照、温度、湿度等
B．森林中鸟类具有垂直分层现象，这主要与食物种类有关
C．根据植物群落的分层现象，在种植玉米时进行合理密植可以充分利用空间中的光能
D．利用不同作物对光照的要求不同，将两种高矮不同的作物套种能充分利用不同层次的光能
解析　本题考查对群落的空间结构的理解。群落具有垂直结构和水平结构。植物群落的垂直结构主要受光照影响，而动物群落的垂直结构主要受食物影响。根据群落的垂直结构，为了让不同的植物充分利用不同层次的光能，应该合理套种。
答案　C
3．下列有关种群或群落的说法，正确的是
A．群落有空间特征(结构)，种群没有空间特征
B．森林动物的垂直分层主要与光照有关
C．种群密度能准确反映种群数量的变化趋势
D．群落的物种组成是区别不同群落的重要特征
解析　A项中，种群和群落都有空间特征，种群的空间特征有随机分布、均匀分布和集群分布三种。B项中，森林动物的垂直分层主要与食物有关。C项中，种群密度反映某一区域种群数量的多少，不能反映种群数量的变化趋势，反映种群数量的变化趋势的是年龄组成。D项中，不同的群落中物种的组成不同，因此群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，D项正确。
答案　D
4．有关初生演替和次生演替的叙述，不正确的是
A．沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替是初生演替，弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B．初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显
C．次生演替所需时间较短，原因是次生演替原有的土壤条件基本保留
D．初生演替与次生演替的主要区别是起始条件不同
解析　沙丘、火山岩、冰川泥上从来没有植物，或者是土壤中原有条件被破坏后形成的，应为初生演替；而弃耕的农田上仍保留原有土壤条件，这种为次生演替。初生演替形成的过程中会存在竞争，如苔藓被灌木替代的过程中，灌木在竞争中取得优势；次生演替中同样存在竞争。次生演替的环境具有较好的土壤条件，演替速度快，所需时间短；初生演替时间较长，是由于从没有过植被的环境或原有植被被彻底消灭了的地方开始的，条件差。
答案　B
5．某一区域，从未被任何生物群落占据过，最后发展成为山毛榉群落。和此区域演替情况不相同的是
A．完全没有植被，并且没有任何植物繁殖体存在的原生荒原
B．过量砍伐的森林
C．冰川上进行的演替
D．豌豆群体中，高茎豌豆容易生存
解析　从未被任何生物群落占据过的区域发展为山毛榉群落，是初生演替。A项和C项中的演替也是初生演替。D项中，豌豆群体是种群，不属于群落，不进行演替。
答案　B
6．(2011·承德模拟)初生演替和次生演替的主要区别是
A．持续时间不同　　　　　　 B．初始条件不同
C．产生的植物种群不同 D．产生的生物数量不同
解析　从概念的含义可以知道两种类型的演替结果都是出现新的群落，只是二者的初始条件不同，初生演替的初始条件是没有生物，就连生物痕迹都没有；次生演替的初始条件是有少量的生物或者有生物痕迹。
答案　B
7．(2012·济南一模)生物群落是一个不断发展变化的动态系统。下列有关群落演替的叙述错误的是
A．自然演替一般是一个群落替代另一个群落的过程
B．群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化
C．在森林遭受火灾后的地段上重新形成森林属于次生演替过程
D．人类活动往往使群落按照不同于自然演替的速度和方向进行
解析　群落演替是一个群落替代另一群落的过程。因演替的起点不同而分为初生演替和次生演替两种。群落演替过程中，优势种要发生突化，故种群基因频率也要发生变化，人类活动对自然演替的方向和速度均产生影响。
答案　B
8．(2011·山东烟台质检)下列有关群落演替的说法中，正确的是
A．到达森林阶段时，群落中还能找到苔藓阶段、灌木阶段的植物种群
B．人类活动可以改变演替的速度，但是不能改变方向
C．草本阶段各种昆虫进入不会影响群落对环境变化的抵抗力
D．群落演替的根本原因在于群落内部，不受外部环境的影响
解析　群落演替会因为人类活动改变其方向；群落中其他生物种类和数量的变化会改变群落对环境变化的抵抗力；群落演替受群落内部和外部环境的共同影响。
答案　A
9．四个生物群落分别包含若干种群，图中给出了这些种群的密度(每平方米的个体数)，当受到大规模虫害袭击时，哪个群落不易受到影响
A．群落甲 B．群落乙
C．群落丙 D．群落丁
解析　由图分析四群落中，甲有4个种群，乙、丙、丁都有6个种群，但乙、丙各有一个优势种群，而丁各种群间数量差异不明显，一种群受到害虫袭击，其他种群可替之，因此最不易受影响。
答案　D
10．(2010·海南卷)某弃耕农田植物种类40年间的变化情况见表。有关该地群落变化的叙述，错误的是
年数植 物物 种 类 数 别 量 1 4 15 25 40
草本 28 27 26 30 34
灌木 0 3 4 12 19
乔木 0 0 0 14 23
总计 28 30 30 56 76
A.物种多样性趋于增加
B．该地群落发生了初生演替
C．群落对光能的利用能力提高
D．群落垂直结构和水平结构发生了变化
解析　本题考查群落演替方面的知识，意在考查考生对群落演替的理解及对表格的分析能力。从表格中的信息不难看出，该地区开始有草本植物存在，随着时间推移，物种丰富度不断增加，物种多样性增加，群落的空间结构也会发生变化，更加完善，从而提高了群落对光能的利用能力；该群落的演替是发生在弃耕的农田上，因此该地区进行的是次生演替。
答案　B
11．(2012·江苏苏北四市联考一)下图显示某一规模农场自1850年第一次使用化肥后100年中物种丰富度变化的数据。下列分析错误的是
A．100年中生物的多样性不断降低
B．1875年比1850年植物种类增多，群落结构趋于简单
C．1950年时，农场中的生物群落没有明显的分层现象
D．农作物逐渐在选择中占据优势
解析　1875年比1850年植物种类减少，群落结构趋于简单。1950年时，农场中的生物物种丰富度明显降低，没有明显的分层现象。由于人工选择，农作物逐渐在选择中占据优势。
答案　B
12．(2011·海南三亚一模)关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”，有关说法错误的是
A．如果要研究不同时间同一块土壤中小动物类群的丰富度，应设计一个数据收集统计表
B．调查土壤动物的物种丰富度可采用样方法
C．丰富度的统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法
D．改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数
解析　采用样方法调查种群密度，调查土壤动物的物种丰富度常采用取样器取样。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(探究创新题)某草原主要的食草动物是一种食物性非常广的兔，这种兔喜欢捕食草原上的优势草。如图表示兔与这个草原中草类种数的关系，请分析此图，回答下列问题：
(1)在A～B之间，随着兔密度的增加，草类种数有所增加，其原因是兔把竞争力________的植物种吃掉，可以使竞争力________的种生存，所以草类种数提高。
(2)B～C之间，草类种数随着兔密度增加而下降的原因是________。
(3)如果兔喜食的是竞争上占劣势的种类，________出现A～B这段曲线。(填“会”或“不会”)
(4)生态位指生物在生物群落或生态系统中的作用和地位，以及与栖息地、食物、天敌等多种环境因子的关系。生态位相似的生物，会发生下列哪种关系
A．竞争 B．捕食
C．寄生 D．互利共生
(5)对于每一种生物来说，它周围的一切属于它的环境，包括生物因素和无机环境。下列不属于一只兔的生活环境的是
A．草 B．其他的兔
C．兔血液中葡萄糖的含量 D．狼
解析　(1)兔捕食优势物种，对于处于劣势的其他草本物种有发展的机会。
(2)一旦兔的密度过大，以不喜欢的劣势物种为食时，草原的草的种类就会下降，
(4)生态位相似，争夺食物、栖息地等，这属于竞争。
(5)草、其他的兔、狼是这只兔的生物因素，草和狼与这只兔构成了种间关系，其他的兔与这只兔构成了种内关系。兔血液中葡萄糖的含量是兔体内细胞生活的环境，属于内环境，不属于兔生活的外部环境。
答案　(1)强　弱
(2)兔密度过大时，喜食的优势草相对缺乏，必须采食其他非优势草，造成草类种数减少
(3)不会　(4)A　(5)C
14．(15分)(2012·湖南高中重点联考)下表是某地区森林群落演替过程中相关量的统计，试根据表中数据回答问题：
　　　　调查时间调查项目 1953年 1973年 1984年 1996年
叶面积指数 2.48 6.61 11.28 17.76
光能截获率(%) 20.3 42.3 88.9 95.9
总初级生产量(t/hm2·a－1) 17.43 55.50 116.61 150.81
净初级生产量(t/hm2·a－1) 1.50 14.52 23.88 26.00
(1)该地区生物群落的演替类型属于________，从数据分析，在演替过程中群落物种丰富度变化趋势是____________________。
(2)统计表明随着群落演替的进行，生态系统光能截获率变化与叶面积指数的关系是__________________。
(3)请在相应坐标图中绘出生产者的呼吸量与叶面积指数之间的关系曲线。
(4)下图是1953～1996年间该生态系统生物量(有机物量)的统计图，据图你可以得出的生物量演变规律是______________________。
(5)在对该地区某时间群落结构进行调查时，可以采用________法对植物丰富度进行调查，同时注意调查不同物种________情况，以获得群落的垂直结构。
解析　该地区生物群落演替是在具有一定植物体的空地上进行的植被演替，所以为次生演替。从光能的截获率可以看出，在演替过程中群落的物种丰富度逐渐增加。随着叶面积指数的增大，光能截获率升高。绘图时要注意呼吸量＝总初级生产量－净初级生产量，描点并连线即可。通过分析柱状图可以看出，随着时间的推移，该生态系统的生物量是逐渐增加的，最终趋于稳定。对于植物丰富度的调查，采用样方法，同时还要关注不同物种在空间上的分布情况。
答案　(1)次生演替　逐渐增加
(2)随着叶面积指数的增大，光能截获率升高(或正相关)
(3)呼吸量＝总初级生产量－净初级生产量，描点、连线如下图：
(4)随着时间的推移，生态系统的生物量逐渐增加，最终趋于稳定
(5)样方　在空间上的分布(分层)
15．(15分)跳虫、甲螨和线虫是土壤中的主要动物类群，对植物遗体的分解起重要作用。请回答：
(1)由于跳虫和甲螨活动能力________，身体________，不适合用手直接捕捉，常采用吸虫器等进行采集。
(2)现要采集大量的跳虫用于实验室培养，最好选择下图中的吸虫器________，理由是________。若要采集大量的甲螨作为标本保存，最好选择吸虫器________，理由是________。
(3)现在一培养罐内同时培养跳虫、甲螨和线虫三个种群，若它们均仅以罐内已有的酵母菌为食，则跳虫与甲螨之间的关系是________，线虫与酵母菌之间的关系是________。若跳虫种群所含能量增长n kJ，则跳虫消耗的酵母菌所储存的能量至少为________kJ。
解析　(1)跳虫和甲螨活动能力较强，身体微小，应用吸虫器等进行采集。(2)吸虫器中的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活。(3)跳虫与甲螨、线虫都以酵母菌为食，所以跳虫与甲螨属于竞争关系。线虫与酵母菌之间是捕食关系。相邻两营养级能量传递效率为10%～20%，所以跳虫消耗的酵母菌所储存的能量至少为n/20%＝5n。
答案　(1)较强　微小　(2)B　该吸虫器中的湿棉花模拟了土壤湿润环境，利于跳虫存活　D　该吸虫器中的酒精可将收集的甲螨及时固定，防止腐烂　(3)竞争　捕食　5n第七单元 第22讲　基因突变和基因重组
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考安徽卷)人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄碘能力。临床上常用小剂量的放射性同位素131I治疗某些甲状腺疾病，但大剂量的131I对人体会产生有害影响。积聚在细胞内的131I可能直接
A．插入DNA分子引起插入点后的碱基序列改变
B．替换DNA分子中的某一碱基引起基因突变
C．造成染色体断裂、缺失或易位等染色体结构变异
D．诱发甲状腺滤泡上皮细胞基因突变并遗传给下一代
解析　碘是人体甲状腺激素的构成元素，为组成人体的微量元素。由于131I有放射性，能诱发甲状腺滤泡上皮细胞发生基因突变，但这属于体细胞的基因突变，不会遗传给下一代，D项错误。131I不是碱基类似物，故不能直接插入到DNA分子中，也不能替换DNA分子中的某一碱基，A、B项错误。大剂量的放射性元素会引起染色体结构变异，C项正确。
答案　C
2．(2011·上海单科)基因突变在生物进化中起重要作用，下列表述错误的是
A．A基因突变为a基因，a基因还可能再突变为A基因
B．A基因可突变为A1、A2、A3……，它们为一组复等位基因
C．基因突变大部分是有害的
D．基因突变可以改变种群的基因频率
解析　A基因突变为a基因，a基因还可以回复突变为A；基因突变具有不定向性，可以产生一组复等位基因；基因突变大多是有害的，但有害突变不能作为生物进化的原材料；基因突变能够改变种群的基因频率，故C错误。
答案　C
3．(2010·全国新课标)在白花豌豆品种栽培园中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中
A．花色基因的碱基组成　　 B．花色基因的DNA序列
C．细胞的DNA含量 D．细胞的RNA含量
解析　基因是DNA分子上有遗传效应的片段，基因突变是指基因结构的改变，包括DNA上碱基对的增添、缺失和替换，不是碱基的组成发生改变，也不是细胞中的DNA含量变化和RNA含量变化，故A、C、D项都是错误的。
答案　B
4．(2010·江苏生物)育种专家在稻田中发现一株十分罕见的“一秆双穗”植株，经鉴定该变异性状是由基因突变引起的。下列叙述正确的是
A．这种现象是由显性基因突变成隐性基因引起的
B．该变异株自交可产生这种变异性状的纯合个体
C．观察细胞有丝分裂中期染色体形态可判断基因突变发生的位置
D．将该株水稻的花粉离体培养后即可获得稳定遗传的高产品系
解析　因突变性状在当代显现，若该突变为隐性基因变为显性基因引起的，突变株为杂合子，故该变异植株自交可产生有“一秆双穗”这种变异性状的纯合子；因显微镜下不能观察到基因，故观察有丝分裂中期细胞染色体，无法判断发生基因突变的位置；将该株水稻的花粉离体培养后还需诱导染色体加倍，再筛选获得稳定遗传的高产品系。
答案　B
5．(2008·宁夏理综)以下有关基因重组的叙述，错误的是
A．非同源染色体的自由组合能导致基因重组
B．非姊妹染色单体的交换可引起基因重组
C．纯合体自交因基因重组导致子代性状分离
D．同胞兄妹间的遗传差异与父母基因重组有关
解析　基因重组发生在非等位基因之间，纯合体不存在等位基因，其自交后代不发生性状分离；非同源染色体的自由组合、非姐妹染色单体的交换都可实现基因重组；男女婚配，后代个体间的差异主要是基因重组的结果。
答案　C
6．(2011·高考福建卷)机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL－18)能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL－18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：
选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤(60Co照射，下同)；③组先辐射损伤，1天后注射IL－18。14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0 h、12 h、24 h、48 h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：
组别 处理方法 0 h 12 h 24 h 48 h
① 无辐射损伤 0.046 0.056 0.048 0.038
② 辐射损伤 0.460 0.420 0.530 0.520
③ 辐射损伤＋IL－18 0.239 0.265 0.279 0.269
(1)选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是机体重要的________器官。已知IL－18是一种淋巴因子，淋巴因子与________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传机制决定的________死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越________；从________(组别)两组数据可知，IL－18能够抑制脾细胞凋亡。
(3)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL－18,3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是_____________________________。
(4)在作物育种中，可用60Co放出的γ射线使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做________育种，其特点是________(至少答出两点)。
解析　(1)脾脏是机体重要的免疫器官，含有免疫细胞，免疫活性物质除淋巴因子外，还有抗体和溶菌酶等。(2)细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡。表中细胞凋亡的相对值越小，表示发生凋亡的脾细胞数目越少，①②比较说明核辐射损伤加速小鼠脾细胞的凋亡，②③比较则说明IL－l8能抑制核辐射损伤对小鼠脾细胞凋亡的影响。(3)第④组实验与第③组实验的不同是先注射IL－18再进行核辐射损伤处理，其目的是比较核辐射前注射IL－18与核辐射后注射IL－18对抑制脾细胞凋亡的影响。(4)用γ射线照射诱发基因突变，人工筛选后获得所需要的优良品种，这属于诱变育种，依据的原理是基因突变，其优点是能提高变异的频率，大幅度改良某些性状，从而加速育种的进程，缺点为变异的方向是不定向的，且有利的个体不多，需大量处理实验材料。
答案　(1)免疫　抗体(溶菌酶)　(2)编程性(程序性)　少　②③　(3)比较核辐射前后注射IL－18对抑制脾细胞凋亡的影响　(4)诱变(辐射)　提高变异频率，加速育种进程；变异不定向，盲目性大；优良变异类型少(答出两点即可)
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·北京西城高三抽样)下列有关基因突变的叙述，错误的是
A．只有进行有性生殖的生物才能发生基因突变
B．诱发突变的突变率比自然突变的突变率高
C．基因突变是生物进化的重要因素之一
D．基因碱基序列改变不一定导致性状改变
解析　基因突变是指DNA分子的碱基对的增添、缺失和改变。进行有性生殖和无性生殖的生物都有可能发生基因突变。诱发突变是指在人工条件下提高突变频率。基因突变产生新基因，是生物进化的重要因素。基因碱基序列改变导致mRNA的序列改变，但由于存在多个密码子决定同一氨基酸，所以基因碱基序列改变不一定导致性状改变。
答案　A
2．(2011·浙江温州十校联考)下图表示人类镰刀型细胞贫血症的病因，已知谷氨酸的密码子是GAA，由此分析正确的是
A．控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换都会引起贫血症
B．②过程是以a链作模板，以脱氧核苷酸为原料。由ATP供能，在酶的作用下完成的
C．运转缬氨酸的tRNA一端裸露的三个碱基可能是CAU
D．人发生此贫血症的根本原因在于蛋白质中的一个谷氨酸被缬氨酸取代
解析　控制血红蛋白合成的一段基因任意一个碱基发生替换一般情况下不会引起贫血症；②过程是以α链作模板，但合成的是mRNA，所以原料用的是核糖核苷酸；根据缬氨酸的密码子GUA，可知对应的tRNA上的反密码子上碱基为CAU；人类镰刀型细胞贫血症的根本原因是基因上的碱基对被替换。
答案　C
3．有关基因突变的叙述，正确的是
A．不同基因突变的频率是相同的 B．基因突变的方向是由环境决定的
C．一个基因可以向多个方向突变 D．细胞分裂的中期不发生基因突变
解析　基因突变是遗传物质的内在变化，具有不确定性和多方向性，一般发生在DNA复制时。
答案　C
4．(2012·济南一模)相同条件下，小麦植株哪一部位的细胞最难产生新的基因
A．叶肉 B．根分生区
C．茎尖 D．花药
解析　新基因是通过基因突变产生的，而基因突变往往发生在DNA分子复制过程中，只有分裂的细胞才进行DNA分子复制，故细胞分裂频率高的组织易产生新基因。不分裂的细胞产生新基因的难度最大。
答案　A
5．(2011·杭州学军中学)如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，不可能的后果是
A．没有蛋白质产物
B．翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C．所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D．翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
解析　基因的中部若编码区缺少1个核苷酸对，该基因仍然能表达，但是表达产物(蛋白质)的结构发生变化，有可能出现下列三种情况：翻译为蛋白质时在缺失位置终止、所控制合成的蛋白质减少或者增加多个氨基酸、缺失部位以后的氨基酸序列发生变化。
答案　A
6．(2012·山东淄博一模)依据基因重组的概念，下列生物技术或生理过程没有发生基因重组的是
解析　基因重组的类型包括有性生殖过程中四分体时期的交叉互换，减数第一次分裂后期的自由组合(图C)，及转基因工程中的DNA重组(图B)。图D人工诱变的原理属于基因突变。图A中新型S菌的出现，是R菌的DNA与S菌的DNA重组的结果，所以也属于基因重组。
答案　D
7．(2011·上海奉贤调研)下图为一二倍体生物细胞内的同源染色体对数的变化曲线。基因重组最可能发生在
A．AB段 B．CD段
C．FG段 D．HI段
解析　由题图可知，CD段细胞内同源染色体的对数加倍，为有丝分裂后期，A～F为有丝分裂过程；GH段细胞内没有了同源染色体，因此FG段为减数第一次分裂过程，HI段为减数第二次分裂过程；基因重组主要发生在减数第一次分裂四分体时期和后期。
答案　C
8．(2011·银川一中)变异是生物的基本特征之一，下列不属于细菌产生的可遗传变异有
①基因突变　②基因重组　③染色体变异　④环境条件的变化　⑤染色单体互换　⑥非同源染色体上非等位基因自由组合
A．①②③ B．④⑤⑥
C．②③④⑤⑥ D．①②③④
解析　细菌属于原核生物，没有染色体，进行无性生殖，因此细菌产生可遗传变异只有基因突变，没有其他类型。
答案　C
9．下列细胞在其生命活动过程中既有可能发生基因重组现象，又有可能发生基因突变现象的是
A．心肌细胞 B．成熟的红细胞
C．根毛细胞 D．精原细胞
解析　基因突变主要发生在细胞分裂间期，基因重组发生在减数分裂过程中。精原细胞在进行减数分裂产生精子的过程中可能会发生基因重组，也可能会发生基因突变。
答案　D
10．(2011·淄博模拟)如图是基因型为AA的个体不同分裂时期的图像，请根据图像判定每个细胞发生的变异类型
A．①基因突变　②基因突变　③基因突变
B．①基因突变或基因重组　②基因突变　③基因重组
C．①基因突变　②基因突变　③基因突变或基因重组
D．①基因突变或基因重组　②基因突变或基因重组　③基因重组
解析　因为该个体基因型为AA，没有a基因存在，a为新基因，只能由基因A经过基因突变产生，所以A选项正确。
答案　A
11．一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄鼠中均有野生型和突变型。由此可以推断，该雌鼠的突变为
A．显性突变 B．隐性突变
C．Y染色体基因突变 D．X染色体基因突变
解析　由于这只野生型鼠为纯合子，有一条染色体上的基因发生突变，F1的雌、雄鼠中出现性状分离，所以该突变基因为显性基因，即引起显性突变，其突变基因可能在常染色体上，也可能在X染色体上。
答案　A
12．(2012·北京崇文一模)已知家鸡的无尾(A)对有尾(a)是显性。现用有尾鸡(甲群体)自交产生的受精卵来孵小鸡，在孵化早期向卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状(乙群体)。为研究胰岛素在小鸡孵化过程中是否引起基因突变，可行性方案是
A．甲群体×甲群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
B．乙群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
C．甲群体×乙群体，孵化早期向卵内注射胰岛素
D．甲群体×乙群体，孵化早期不向卵内注射胰岛素
解析　在孵化早期，向有尾鸡群体卵内注射微量胰岛素，孵化出的小鸡就表现出无尾性状，无尾性状的产生可能有两个原因，一是胰岛素诱导基因突变(a→A)，二是胰岛素影响了发育进程。要探究小鸡无尾性状产生的原因，可以让乙群体与甲群体(aa)杂交，在孵化早期不向卵内注射胰岛素，观察孵化出的小鸡的性状，如果全为有尾鸡，则为胰岛素影响了发育进程，即是不可遗传的变异，如果还有无尾性状产生，则为基因突变。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)由于基因突变，导致蛋白质中的一个赖氨酸发生了改变。根据图和下表回答问题：
第一个字母 第二个字母 第三个字母
U C A G
A 异亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸 苏氨酸苏氨酸苏氨酸苏氨酸 天冬酰胺天冬酰胺赖氨酸赖氨酸 丝氨酸丝氨酸精氨酸精氨酸 UCAG
(1)图中Ⅰ过程发生的场所是________，Ⅱ过程叫________。
(2)除赖氨酸以外，图解中X是密码子表中哪一种氨基酸的可能性最小________。原因是________。
(3)若图中X是甲硫氨酸，且②链与⑤链只有一个碱基不同，那么⑤链不同于②链上的那个碱基是________。
(4)从表中可看出密码子具有________的特点，它对生物体生存和发展的意义是________。
解析　(1)I过程为翻译，在细胞质的核糖体上进行。Ⅱ过程为转录，在细胞核中进行。(2)由赖氨酸与表格中其他氨基酸的密码子的对比可知：赖氨酸与异亮氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、精氨酸的密码子相比，只有一个碱基的差别，而赖氨酸与丝氨酸的密码子有两个碱基的差别，故图解中x是丝氨酸的可能性最小。(3)由表格中甲硫氨酸与赖氨酸的密码子可知：②链与⑤链的碱基序列分别为TTC与TAC，差别的碱基是A。(4)从增强密码容错性的角度来解释，当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸；从密码子使用频率来考虑，当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度。
答案　(1)核糖体　转录　(2)丝氨酸　要同时突变两个碱基　(3)A　(4)简并性　增强了密码容错性；保证了翻译的速度
14．(15分)(2012·山东潍坊二模)由于日本福岛核电站发生核物质泄露，我国政府从3月24日起，禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料。请回答下列有关问题：
(1)核电站泄露的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是________，这些变异会通过________遗传给后代。
(2)核泄漏发生后，放射性物质在生物体之间传递的途径主要是________，由于生态系统的________，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。
(3)某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究。小鼠尾长的长尾与短尾(由基因A、a控制)，尾形的弯曲与正常(由基因B、b控制)各为一对相对性状。从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得F1的表现型及其比例如图一所示，请分析回答：
①小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律？请简述判断的理由。
②母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为________。
③让F1中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交，F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为________。
④小鼠毛色的黄与灰是一对相对性状，由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死。若亲本基因型为DdXBXb和DdXBY，请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例。
解析　(1)放射性物质能够诱导基因突变和染色体变异，并通过有性生殖(减数分裂和受精作用)传递给后代。(2)物质循环在生物群落中，途径主要是食物链和食物网，由于生态系统的物质循环是全球性的(生物地化循环)，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质。(3)①分析图示可知：杂交后代的四种表现型比例为9∶3∶3∶1，符合基因自由组合定律的分离比，也可把两对性状分别统计，然后综合考虑。②根据图示表现型及比例可以推断亲代基因型为AaXBXb×AaXBY，母本(AaXBXb)通过减数分裂产生卵细胞的基因型为：AXB、AXb、aXB、aXb。③F1中长尾弯曲尾雌鼠的基因型有四种(1/6AAXBXB、1/3AaXBXB、1/6AAXBXb、1/3AaXBXb)，短尾正常尾雄鼠基因型为aaXbY，分别杂交，F2中短尾正常尾雌鼠所占的比例为1/24。本题也可把两对基因分别计算，然后综合考虑。④先根据亲本基因型写出子代的表现型及比例，然后参照图一格式在图二中画图，注意考虑DD胚胎致死和致死后的基因型频率转换。
答案　(1)基因突变、染色体变异　减数分裂和受精作用
(2)食物链和食物网　物质循环是全球性的
(3)①符合。控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗传(或：杂交后代的四种表现型比例为9∶3∶3∶1，符合基因自由组合定律的分离比)
②AXB、AXb、aXB、aXb
③1/24
④见图
15．(15分)(2011·广东六校二次联考)下图为具有2对相对性的某自花传粉的植物种群中甲植株(纯种)的一个A基因和乙植株(纯种)的一个B基因发生突变的过程(已知A基因和B基因是独立遗传的)，请分析该过程，回答下列问题：
甲　
乙　
(1)上述两个基因发生突变是由于________引起的。
(2)右图为甲植株发生了基因突变的细胞，它的基因型为________，表现型是________，请在图中标明基因与染色体的关系。
(3)甲、乙发生基因突变后，该植株及其子一代均不能表现突变性状，为什么？可用什么方法让其后代表现出突变性状。
(4)a基因和b基因分别控制两种优良性状。请利用已表现出突变性状的植株为实验材料，设计实验，培育出同时具有两种优良性状的植株(用遗传图解表示)。
解析　(1)由图可知甲植株和乙植株都发生了碱基的替换。(2)因为A基因和B基因是独立遗传的，所以这两对基因应该分别位于图中的两对同源染色体上。又由于甲植株(纯种)的一个A基因发生突变，所以该细胞的基因型应该是AaBB，性状是扁茎缺刻叶。(3)植株虽已突变但由于A对a的显性作用，B对b的显性作用，在植株上并不能表现出突变性状。当突变发生于体细胞时，突变基因不能通过有性生殖传给子代；要想让子代表现出突变性状，可对突变部位的组织细胞进行组织培养，而后让其自交，后代中即可出现突变性状。(4)杂交育种和单倍体育种两种方法都能取得不错的效果。
答案　(1)一个碱基的替换(或碱基对改变或基因结构的改变)　(2)AaBB(写Aa不得分) 扁茎缺刻叶(写扁茎不得分) 表示出两对基因分别位于两对同源染色体上即可　(3)该突变均为隐性突变，且基因突变均发生在甲和乙的体细胞中，不能通过有性生殖传递给子代。取发生基因突变部位的组织细胞，通过组织培养技术获得试管苗，让其自交，其子代即可表现突变性状。选修一 第4讲
酶的研究与应用及植物有效成分的提取
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考江苏卷)下列有关酶的制备和应用的叙述，正确的是
A．酶解法和吸水涨破法常用于制备微生物的胞内酶
B．透析、电泳和酸解等方法常用于酶的分离和纯化
C．棉织物不能使用添加纤维素酶的洗衣粉进行洗涤
D．多酶片中的胃蛋白酶位于片剂的核心层
解析　酶解法可利用酶的专一性去除微生物的细胞壁，再通过吸水涨破法使细胞内的物质释放出来，然后提取其中的胞内酶，A项正确；透析和电泳可用于酶的分离和纯化，但酸解会导致酶结构的破坏，B项错误；棉织物的主要成分是纤维素，用添加了纤维素酶的洗衣粉进行洗涤会使棉织物蓬松，有利于污物的洗涤，纤维素酶还能去除掉棉织物表面的浮毛，平整棉织物表面，使洗涤后的棉织物柔软、蓬松，花纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适，C项错误；多酶片中的胃蛋白酶应位于片剂核心层的外层，而片剂的核心层是在小肠中发挥作用的胰蛋白酶等消化酶。D项错误。
答案　A
2．(2010·高考江苏卷)下图1表示制备固定化酵母细胞的有关操作，图2是利用固定化酵母细胞进行酒精发酵的示意图，下列叙述正确的是(多选)
A．刚溶化的海藻酸钠应迅速与活化的酵母菌混合制备混合液
B．图1中X溶液为CaCl2溶液，其作用是使海藻酸钠形成凝胶珠
C．图2发酵过程中搅拌的目的是为了使培养液与酵母菌充分接触
D．图1中制备的凝胶珠用蒸馏水洗涤后再转移到图2装置中
解析　在酵母细胞的固定化过程中，刚溶化好的海藻酸钠溶液要冷却至室温才能加入已活化的酵母细胞，否则会影响酵母细胞的活性，A项错；将海藻酸钠慢慢滴加到配制好的CaCl2溶液中，液滴在CaCl2溶液中形成凝胶珠，B项正确，在发酵过程中，搅拌的目的是使培养液与酵母细胞更充分地接触，C项正确；将固定好的酵母细胞用蒸馏水冲洗2～3次后，再将葡萄糖溶液转入锥形瓶，加入固定好的酵母细胞，置于适宜条件下发酵，D项正确。
答案　BCD
3．(2011·海南单科)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题：
(1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用________(鲜、干)薄荷叶作原料，其原因是______________________________________________________________________。
(2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是____________________________，原理是______________________________________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是________。常用于分离油层和水层的器皿是_________________________________________________。
分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是________，除去固体硫酸钠的常用方法是________。
解析　(1)薄荷油挥发性强，薄荷叶在干燥过程中，薄荷油因挥发含量降低。(2)因薄荷油易溶于石油醚、酒精等有机溶剂，故用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂为有机溶剂。(3)向通过水蒸汽蒸馏得到的油水混合物中加入NaCl后，增加水的密度，就会出现油水分层现象。常用分液漏斗将水、油分离。向分离出的油层中加无水Na2SO4的作用是除去少量的水，用过滤的方法除去薄荷油中的Na2SO4。
答案　(1)鲜　鲜叶比干叶的薄荷油含量高　(2)有机溶剂　薄荷油溶于有机剂而不溶于水　(3)增加水层的密度，有利于油层和水层的分离　分液漏斗　除去少量的水　过滤
4．(2010·全国新课标)下列是与芳香油提取相关的问题，请回答：
(1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有________的性质。蒸馏时收集的蒸馏液________(是、不是)纯的玫瑰精油，原因是______________。
(2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和____________。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是______________
___________________________________________________________________。
(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则精油提取量会______________，原因是_____________________________________________________________________。
(4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时最好存放在温度________________的地方，目的是____________________。
(5)某植物花中精油的相对含量随花的不同生长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油时采摘花的最合适时间为________天左右。
(6)从薄荷叶中提取薄荷油时________(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　 (1)由于玫瑰精油的化学性质稳定(耐一定程度高温)、易挥发(水蒸气可以将精油携带出来)、难溶于水(冷却后油水会重新分层)，所以玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取。(2)当水和原料量一定时，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和蒸馏温度，在一定的时间内随着蒸馏时间的延长提取量不断增加，一定时间后不再增加。如果蒸馏温度过高，提取量也会减少。(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，部分精油会随水蒸气挥发，则精油提取量会下降。(4)玫瑰精油具有挥发性，瓶装精油时若密封不严，需要低温保存，以减少挥发。(5)分析图示可知，在该植物花的蓓蕾期与开放期之间(即a时期)精油含量最高。(6)由于薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似，易挥发、难溶于水、化学性质稳定，故可以用水蒸气蒸馏法提取。
答案　(1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定　不是　玫瑰精油随水蒸汽一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物
(2)蒸馏温度　在一定的时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加
(3)下降　部分精油会随水蒸气挥发而流失
(4)较低　减少挥发(或防止挥发)
(5)a
(6)能　薄荷油与玫瑰精油的化学性质相似
能力提升
1．下列关于果胶酶的叙述正确的是
①是具有分泌功能的细胞产生的　②凡是活细胞都能产生果胶酶　③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸　④植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶酶　⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶　⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁　⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
A．①②⑤　　　　　　　　 B．②③⑦
C．③④⑥ D．③④⑤
解析　果胶酶并非分泌到细胞外的酶，并非所有的细胞均可产生果胶酶；果胶酶是一种复合酶，它包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶及果胶酯酶。
答案　C
2．(2012·江苏高三调研)酵母细胞固定化的实验中，下列实验操作与目的不相符的是
A．干酵母加入蒸馏水搅拌均匀后，放置一段时间，使酵母细胞活化
B．采用小火间断加热的方法，防止海藻酸钠发生焦糊
C．将活化的酵母细胞加入海藻酸钠溶液，轻轻搅拌，以免产生气泡
D．用注射器滴加溶液时要接近CaCl2溶液的液面，防止凝胶珠出现“尾巴”
解析　实验中，为了防止凝胶珠出现“尾巴”，注射器应离CaCl2溶液的液面远一些。
答案　D
3．(2011·南通模拟)有关普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别，叙述正确的是
A．普通洗衣粉中含磷，会污染环境
B．表面活性剂只存在于普通洗衣粉中，会产生泡沫，可以将油脂分子分散开
C．水软化剂只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢
D．加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中
解析　普通洗衣粉含有磷，含磷污水的排放可能导致微生物和藻类的大量繁殖，造成环境污染；加酶洗衣粉并非直接添加酶，而是通过特殊化学物质将酶层层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离；两者均含有表面活性剂和水软化剂，可以增强洗涤效果。
答案　A
4.图中为胡萝卜素的纸层析结果示意图，属于标准样品的层析点是
A．①②　　　　 B．③④
C．⑤⑥　　　　 D．③④⑤⑥
解析　标准样品中的色素种类单一，在滤纸上扩散的速度相同，因此只出现一个色素圆点。
答案　B
5．(2012·南昌模拟)下列植物芳香油的提取所选取的原料、植物芳香油的名称及适宜的提取方法不正确的是
A．玫瑰花、玫瑰精油、压榨法
B．橘皮、橘皮精油、压榨法
C．茉莉花、茉莉浸膏、萃取法
D．薰衣草茎和叶、薰衣草油、蒸馏法
解析　蒸馏法一般适用于提取玫瑰精油、薄荷油、薰衣草油等挥发性强的芳香油；压榨法一般适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取；萃取法适用范围较广。
答案　A
6．下面的流程图为制备固定化酵母细胞的过程，请据图回答：
酵母细胞活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞
(1)图中酵母细胞活化就是________状态。活化前应选择足够大的容器，因为酵母细胞活化时________。
(2)影响此实验成败的关键步骤是________。此步的操作应采用________。
(3)CaCl2溶液在形成凝胶珠时的作用原理是____________________________。
观察形成的凝胶珠颜色和形状：如果颜色过浅，说明____________；如果形成的凝胶珠不是______________，说明实验操作失败。
(4)本实验所用的固定化技术是________，而制备固定化酶则不宜用此方法，原因是________________________________________________________________________。
解析　本题考查制备固定化酵母细胞的过程。酵母细胞的活化即让酵母细胞恢复正常生活；固定化酵母细胞实验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液，该步骤操作时，应采用小火或间断加热；CaCl2溶液在形成凝胶珠时的作用原理是Ca2＋与海藻酸根离子螯合成不溶于水的海藻酸钙凝胶。
答案　(1)让酵母细胞恢复正常生活　体积增大较多
(2)配制海藻酸钠溶液　小火或间断加热
(3)Ca2＋与海藻酸根离子螯合成不溶于水的海藻酸钙凝胶　固定化酵母细胞数目较少　圆形或椭圆形
(4)包埋法　酶分子很小，容易从包埋材料中漏出
7．请回答下列与实验室提取芳香油有关的问题
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有压榨法________和________。
(2)芳香油溶解性的特点是不溶于________，易溶于________，因此可用________作为提取剂来提取芳香油。
(3)橘子果实含有芳香油，通常可用________作为材料提取芳香油，而且提取时往往选用新鲜的材料，理由是______________________。
(4)对材料压榨后可得到糊状液体，为除去其中的固体物获得乳状液可采用的方法是____________________。
(5)得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油成分布于液体的________层，原因是________________________________________________________________________。
加入氯化钠的作用是__________________________________________________。
(6)从乳状液中分离得到的芳香油中要加入无水硫酸钠，此试剂的作用是________________________________________________________________________。
解析　提取植物芳香油有三种基本方法：蒸馏、压榨和萃取。芳香油溶解性的特点是不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用有机溶剂作为提取剂来提取芳香油，此处利用相似相溶原理。橘子皮通常可作为材料提取芳香油，提取时需要选用芳香油含量较高的新鲜材料。对材料压榨后可得到糊状液体进行过滤除去其中的固体物获得乳状液。油层的密度比水层小，所以得到的乳状液加入氯化钠并放置一段时间后，芳香油将分布于液体的上层；加入氯化钠的作用是增加水层密度，使油水分层。分离得到的芳香油要加入无水硫酸钠是为了吸收芳香油中残余的水分。
答案　(1)蒸馏法　萃取法　(2)水　有机溶剂　有机溶剂　(3)橘子皮　新鲜橘皮中芳香油含量较高　(4)过滤　(5)上　油层的密度比水层小　增加水层密度，使油和水分层　(6)吸收芳香油中残留的水分
8．(2011·南京模拟)加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题：
(1)由下图推知，该实验的目的是________________________。50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是________%。
(2)下表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录，请据表回答问题：
脸盆编号 洗涤物(等量) 洗涤温度 洗衣粉(等量) 水量 洗净所需时间
1 油污布 45℃ 加酶 2 L 4 min
2 油污布 45℃ 普通 2 L 7 min
3 油污布 5℃ 加酶 2 L 9 min
4 油污布 5℃ 普通 2 L 8 min
①该实验设计体现了________原则。
②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是_________________
________________________________________________________________________。
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有________。
①棉织品　②毛织品　③腈纶织品　④蚕丝织品
(4)根据以上实验结果，请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施：________________________________________________________________________。
解析　(1)由题图可知，实验中存在两个变量：温度与碱性蛋白酶含量，即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。在50℃时，洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。(2)由表中数据可知，1、3号为实验组，2、4号为对照组，1、2号与3、4号中只有是否加酶一个变量，因此该实验设计体现了对照原则和单一变量原则。若1号实验组洗净油污布所需时间接近7min，最可能的原因是酶已经失活。(3)蛋白酶可分解蛋白质，故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。(4)用温水浸泡(提高酶的活性)，延长浸泡时间(增加酶的催化时间)，增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。
答案　(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响　0.6　(2)①对照、单一变量　②酶失活　(3)②④　(4)用温水浸泡；延长浸泡时间；增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)选修一 生物技术实践
第1讲　传统发酵技术的应用
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏卷)下列与果酒、果醋和腐乳制作相关的叙述，正确的是
A．腐乳制作所需要的适宜温度最高
B．果醋发酵包括无氧发酵和有氧发酵
C．使用的菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌
D．使用的菌种都具有细胞壁、核糖体、DNA和RNA
解析　酵母菌酒精发酵的适宜温度为18℃～25℃，而醋酸菌醋酸发酵的适宜温度是30℃～35℃，腐乳制作中豆腐长出毛霉的适宜温度是15℃～18℃，可见果醋制作的适宜温度最高，A项错误；果醋制作过程中的菌种醋酸菌为好氧细菌，只进行有氧呼吸，B项错误；制作腐乳的菌种主要是毛霉，C项错误；酵母菌、醋酸菌、毛霉等都具有细胞壁，都有DNA和RNA，细胞中都有核糖体，D项正确。
答案　D
2．(2010·广东理综)小李尝试制作果酒，他将葡萄汁放入已灭菌的发酵装置中进行试验(见下图)，恰当的做法是(多选)
A．加入适量的酵母菌 B．一直打开阀b通气
C．一直关紧阀a，偶尔打开阀b几秒钟 D．把发酵装置放到4℃冰箱中进行实验
解析　酵母菌在无氧环境中可以利用葡萄糖进行发酵，产生酒精，果酒的制作即应用了此原理。4 ℃的环境不利于酵母菌进行发酵，所以选项A、C正确，B、D错误。
答案　AC
3．(2010·北京高考)在家庭中用鲜葡萄制作果酒时，正确的操作是
A．让发酵装置接受光照 B．给发酵装置适时排气
C．向发酵装置通入空气 D．将发酵装置放在45 ℃处
解析　家庭果酒制作的原理是利用附着在葡萄皮上的野生型酵母菌的无氧呼吸产生酒精，无氧呼吸过程产生的CO2要定期排出。果酒发酵或葡萄酒贮藏都要避光，因为光会加速酒的氧化，容易造成酒变质；酵母菌酒精发酵的最适温度是20 ℃，所以一般将发酵装置的温度控制在18～25℃。
答案　B
4．(2010·江苏高考)下图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是
A．过程①和②都只能发生在缺氧条件下 B．过程①和③都发生在酵母细胞的线粒体中
C．过程③和④都需要氧气的参与 D．过程①～④所需的最适温度基本相同
解析　据图分析可知：①是细胞呼吸的第一阶段；②是无氧呼吸的第二阶段；③是有氧呼吸的第二、第三阶段；④是果醋制作中乙醇氧化为醋酸的阶段。①过程在有氧或无氧的条件下都可以进行，故A项错误；①过程是在细胞质基质中进行的，故B项错误；③和④都必须在有氧的条件下才可以进行，故C项正确，①、②、③是果酒制作的阶段，其适宜的温度为18 ℃～25 ℃，④是果醋制作的阶段，其适宜的温度为30 ℃～35 ℃，故D项错误。
答案　C
5．(2010·海南生物)葡萄发酵可产生葡萄酒，请利用相关的知识回答问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是_____________________________________。
(2)该微生物通过无氧呼吸可分解_________________________________________________________，
产生的终产物是________和________。
(3)甲、乙、丙三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵，如图所示。发酵过程中，每隔一段时间均需排气一次。据图分析，甲和丙同学的操作有误，其中甲同学的错误是__________，导致发酵中出现的主要异常现象是________。丙同学的错误是__________，导致发酵中出现的主要异常现象是________。上述发酵过程结束后，甲、乙、丙同学实际得到的发酵产品依次是________、________、________。
(4)在上述制作葡萄酒的过程中，假设乙同学的某一步骤操作错误导致发酵瓶瓶塞被冲开，该操作错误是________________________。
解析　(1)在制作果酒的时候，常用酵母菌作菌种。(2)酵母菌进行无氧呼吸时将葡萄糖分解为酒精和CO2。(3)甲同学未夹住发酵瓶的充气管，发酵液会从充气管流出，由于氧气进入，有氧条件下醋酸菌繁殖产生葡萄醋，使发酵液变酸。丙同学发酵液过多淹没了排气管口，排气时发酵液会从排气口冲出。由于乙、丙均为无氧环境，所以发酵产物为葡萄酒。(4)由于发酵产生的CO2会使瓶内压升高，所以应定期排气。
答案　(1)酵母菌　(2)葡萄糖　乙醇　CO2　(3)未夹住发酵瓶的充气管　发酵液从充气管流出，发酵液变酸　瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口　排气时发酵液从排气管流出　葡萄醋　葡萄酒　葡萄酒　(4)未及时排气
能力提升
一、选择题
1．在一普通锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如下面左图，在右图的相关坐标曲线图中，正确的是
A．①②③　　 　　B．②③④ C．①③④ D．①②④
解析　本题主要考查酵母菌的呼吸原理。开始时锥形瓶中有氧气存在，所以酒精浓度是零，很快氧气消耗尽，酒精浓度增加，但葡萄糖是有限的，最后被消耗尽，酒精浓度不会继续增加，由于发酵过程中产生CO2，故会导致pH下降。
答案　C
2．下列有关果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵的比较，不正确的是
A．都可以使用自然界微生物作为菌种 B．发酵的实质都是微生物的无氧呼吸
C．控制的发酵温度、培养基成分有所不同 D．发酵过程中必须尽可能防止杂菌污染
解析　果酒发酵、果醋发酵和腐乳制作的主要微生物分别是酵母菌、醋酸菌和毛霉，它们都是自然界中的微生物。B项中只有果酒的发酵实质是微生物的无氧呼吸，其他都是有氧呼吸。C项果酒的适宜发酵温度是18℃～25℃，培养基主要是葡萄汁；果醋发酵的适宜温度是30℃～35℃，培养基中主要含乙醇；腐乳制作中毛霉生长的适宜温度是15℃～18℃，培养基中的成分主要为豆腐中的蛋白质和脂肪等。D项果酒发酵、果醋发酵、腐乳制作前期发酵中都要尽可能防止杂菌污染。
答案　B
3．(2012·南京第三第一次模拟)下列有关果酒、果醋和腐乳制作的叙述，正确的是
A．参与果酒发酵和果醋发酵的微生物都含有线粒体
B．果酒制成后只需将装置转移至温度较高的环境中即可制果醋
C．在腐乳制作过程中必须有能产生蛋白酶的微生物参与
D．在腐乳装瓶腌制时自下而上随层数增加逐渐减少盐量
解析　果酒发酵主要依靠的是酵母菌，是真核生物，含有线粒体，果醋发酵主要依靠的是醋酸菌，是原核生物，不含线粒体。果酒发酵是无氧呼吸产生酒精的过程，果醋发酵是在有氧条件下完成，所以，果酒发酵完成后，进行果醋发酵，除了要保持温度等适宜条件外，还应该将发酵装置设置成有利于有氧呼吸的状态。腐乳制作的主要原理是利用微生物产生的蛋白酶、脂肪酶等多种酶分解蛋白质、脂肪等大分子物质，产生小分子的氨基酸、多肽、脂肪酸等物质。在向腐乳瓶中加盐时，由于盐溶于水后，可以向下渗透，所以，下层加盐少些，上层加盐多些，能够使瓶中盐含量分布比较均匀，而且可以防止杂菌污染。
答案　C
4．吃腐乳时，腐乳外部有一层致密的“毛”，它是由什么形成的
A．腐乳外层蛋白质凝固形成 B．细菌繁殖形成
C．人工加配料形成 D．霉菌菌丝繁殖于表面而形成
解析　豆腐块在一定温度、湿度条件下，毛霉与根霉生长繁殖于腐乳表面，形成大量的菌丝，便形成一层韧而细致的皮膜。对人体无害，皮膜可防止腐乳变质。
答案　D
5．在泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化曲线正确的是
解析　泡菜腌制过程中，由于坛内环境中硝酸盐还原菌的繁殖，促进硝酸盐还原为亚硝酸盐，但随腌制时间延长，乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，抑制硝酸盐还原菌繁殖，同时亚硝酸盐又被分解，使亚硝酸盐含量逐渐下降。
答案　C
6．“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催。醉卧沙场君莫笑，古来征战几人回。”酒自古就与人类生活息息相关。请回答下列酿制葡萄美酒的有关问题。
(1)人类酿制葡萄酒使用的微生物主要是酵母菌，它的同化作用类型是______，其无氧呼吸的反应式是______。
(2)酵母菌繁殖的最适温度是________；酒精发酵一般将温度控制在________。传统葡萄酒发酵技术所使用的酵母菌的来源是________。
(3)葡萄酒呈现深红色的原因是________。
(4)现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其他微生物的生长，采取的措施是________，并接入合适的菌种。
(5)某同学自酿葡萄酒时，在发酵后期向发酵液中通入空气，并将发酵液置于30℃～35℃环境中，结果发现发酵液中有________出现，这类微生物在糖类缺乏时可以使________转化为__________，后者再转化为__________(物质)。
解析　(1)酵母菌是异养型生物，无氧呼吸产物为酒精和CO2。
(2)酵母菌繁殖的最适温度是20℃左右，而酒精发酵一般将温度控制在18℃～25℃，传统葡萄酒发酵技术所使用的酵母菌来源于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
(3)红葡萄皮中含有大量色素，色素进入发酵液后，葡萄酒就会呈现深红色。
(4)酿酒过程中可通过对原料和设备进行消毒和灭菌来抑制其他微生物的生长，提高果酒的品质。
(5)酿制葡萄酒时，发酵后期向发酵液中通入空气，并将发酵液置于30℃～35℃环境中，为醋酸菌的生长提供了最适条件，因此发酵液中有醋酸菌出现，醋酸菌在糖类缺乏时可以使乙醇转化为乙醛，再转化为醋酸。
答案　(1)异养型
C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量
(2)20℃左右　18℃～25℃
附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
(3)红葡萄皮的色素进入发酵液
(4)对原料和设备进行消毒和灭菌
(5)醋酸菌　乙醇　乙醛　醋酸
7．(高考浙江卷自选模块测试)下面是有关食醋和泡菜制作的实验。请回答
(1)食醋可用大米为原料经三步发酵来制作：
第一步：大米经蒸熟、冷却后加入淀粉酶，将原料中的淀粉分解成________(填中间产物)，然后进一步分解成葡萄糖，这一过程可用________(填淀粉指示剂)来检测，因为该试剂遇淀粉呈蓝色，遇上述中间产物呈红色。
第二步：用________菌将葡萄糖转化成乙醇，这一发酵过程中，玻璃发酵瓶不应完全密闭的主要原因是_____________________________________________________________________________________________。
第三步：用________菌将乙醇转化成乙酸，这一过程________氧气。
(2)泡菜发酵过程中，会产生多种酸，其中主要是____________，还有少量的亚硝酸。对亚硝酸盐的定量测定可以用________法，因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸的反应产物能与N－1－萘基乙二胺盐酸盐偶联成________色化合物。进行样品测定时，还要取等量水进行同样的测定，目的是________。
答案　(1)第一步：糊精　碘液(KI－I2溶液)　第二步：酵母　发酵过程中会产生大量CO2 ，使瓶内压力升高而可能引起爆裂　第三步：醋酸　需要消耗　(2)乳酸(或有机酸)　(光电)比色　玫瑰红　作为对照
8．(2011·合肥二次质检)(1)传统生物技术与我们现代的生活依旧很贴近，下面是几则实例，请分析回答：
①人类酿酒的历史有5 000年了，直到19世纪，法国的巴斯德才发现葡萄汁变酒是酵母菌的发酵作用。在葡萄汁装入消毒发酵瓶时，要留有大约1/3的空间，为什么？______________________。所使用的发酵液能使酵母菌生长繁殖而绝大多数其他微生物无法适应，这种发酵液应具有________的特点。
②千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱，腐乳生产工艺如下。
豆腐块长满菌丝的豆腐→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
现代科学研究证明，a过程有多种微生物参与，其中起主要作用的是________。
经过发酵后的腐乳味道鲜美，易于消化吸收，原因是：______________________。
③利用发酵技术生产泡菜等食品易产生亚硝酸盐，过量亚硝酸盐危害人体健康，因此要检测腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。在盐酸酸化条件下，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应后，与N－1－萘基乙二胺盐酸盐结合形成________色，与标准液进行目测比较，可以估算出泡菜中亚硝酸盐的含量。
(2)1907年，美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪神经细胞，首创了动物细胞培养。动物细胞体外培养需要满足的条件是无菌、无毒的环境，________、________、________等适宜条件。
解析　(1)利用酵母菌发酵酿酒时；应使酵母菌先进行有氧呼吸快速繁殖，再进行无氧呼吸生成酒精。制作腐乳的发酵过程中，起主要作用的是毛霉。毛霉分泌的蛋白酶将豆腐中的蛋白质水解成了氨基酸、多肽，从而利于消化吸收。(2)动物细胞培养过程中，需要满足的条件是：无菌、无毒环境，营养成分齐全，温度、pH适宜，氧气、二氧化碳浓度适宜等。
答案　(1)①在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖　缺氧、呈酸性　②毛霉　毛霉将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸　③玫瑰红　(2)营养　温度　pH　气体环境(或O2和CO2)第九单元 第32讲　种群的特征和数量的变化
知能达标训练
真题演练
1．(2011·北京理综)在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是
A．给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B．给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C．用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系
D．用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰(富)度
解析　达乌尔黄鼠是一个种群，用标志重捕法可调查该种群的密度；采用给海龟安装示踪器、给大雁佩戴标志环的方法，可对其移动路线进行调查；样方法研究的对象为相对固定的生物，如固着在岩礁上的贝类。
答案　D
2．(2011·上海单科)某类捕食者消耗的猎物数与猎物种群密度的关系如图曲线①，能反映这类捕食者消耗的猎物比例与猎物种群密度关系的曲线是
A．Ⅰ　　　　　　　　　 B．Ⅱ
C．Ⅲ D．Ⅳ
解析　由图中曲线①可知，在一定范围内，猎物种群的密度越高，捕食者所消耗的猎物数越多，其食物数量就会减少。
答案　D
3．(2011·海南单科)关于酵母菌的叙述，错误的是
A．酵母菌既含有核基因，又含有线粒体基因
B．酵母菌无氧呼吸的终产物经主动运输运到细胞外
C．培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长
D．碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值不同
解析　酵母菌属于真核生物，既含有核基因，线粒体中又含有质基因；酵母菌无氧呼吸的终产物是CO2和酒精，两者均通过自由扩散运出细胞；用培养液培养酵母菌的早期，资源和空间充足，酵母菌的种群数量呈“J”型增长；碳源充足的培养液中酵母菌种群的K值大于碳源不充足的培养液中酵母菌种群的K值。
答案　B
4．(2011·浙江理综)下表是调查某野山羊种群生存状况的原始数据。若把表中数据转换为种群存活曲线图并进行分析，下列叙述错误的是
年龄(年) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
存活数(只) 1 000 801 789 776 764 734 688 640 571 439 252 96 6 3
死亡数(只) 199 12 13 12 30 46 48 69 132 187 156 90 3 3
A.存活曲线图中横坐标采用的数据来源于年龄，纵坐标的来源于存活数
B．该种群的存活曲线呈凹形(类型Ⅲ)
C．该种群中大多数个体在平均生理年龄后死亡
D．分析存活曲线可知该种群对环境有较强的适应能力
解析　分析表中实验数据可知，该种群中大多数个体在7岁(平均生理年龄)以后大量死亡，以年龄为横坐标，以存活个体数的对数值为纵坐标绘制的种群存活曲线应为凸形(类型Ⅰ)，该生物种群对环境有较强的适应能力。故B错误。
答案　B
5.(2010·山东理综)如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是
A．在K/2时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
解析　A项中，K/2时种群增长率最大，控制有害动物应在K/2之前最有效；B项中，我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育，即降低人口出生率来减少净补充量，不能靠增加死亡率来减少净补充量；C项中，可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量；D项中，在捕捞鱼类后使种群数量降低至K/2能获得最大的种群增长率，因此捕捞应在高于K/2时进行。
答案　C
6.(2010·全国新课标)假设a、b、c、d是一个简单生态系统中最初仅有的四个种群，其a、c、d的营养关系为a→c→d，a与b的关系如图，a是该生态系统主要的自养生物，请回答：
(1)该生态系统中a和b的种间关系是________。
(2)若d大量死亡，则一定时间内种群密度增加的种群是________，种群密度减少的种群是________。
(3)若持续干旱使a大量死亡，c和d种群密度将会________。
(4)当受到外界的轻微干扰后，经过一段时间，该生态系统可以恢复到原来的状态，说明该系统具有________。与热带雨林相比，该生态系统的抵抗力稳定性________(低、高)。
(5)为了调查该系统c种群的密度，捕获了50个个体，将这些个体标记后放掉，一段时间后重新捕获了40个个体，其中有5个带有标记，c种群的数量约为________个。
解析　(1)由a与b的关系图直接判断出两者的关系为竞争。(2)根据食物链“a→c→d”可以判断，若d大量死亡，在一段时间内，c因缺少天敌其种群密度会增加，而由于c的增多，a因被c大量捕食而减少。(3)图中a是该生态系统的生产者。a大量死亡后，输入到该生态系统的能量减少，所以c、d的种群密度会降低。(4)生态系统遭到干扰而使其结构发生了变化后能够恢复到原来的状态，这是因为生态系统具有恢复力稳定性。生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越大，所以该生态系统的抵抗力稳定性低于热带雨林。(5)根据标志重捕法的计算公式：个体总数N∶初次捕获标记个数M＝再次捕获个数n∶重捕的标记个体数m，可得N∶50＝40∶5，所以N＝400。
答案　(1)竞争　(2)c　a　(3)降低(或快速降低)　(4)恢复力稳定性(或自我调节能力)　低　(5)400
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·黑龙江哈九中)a具有出生、性别、年龄、死亡等特征，b具有出生率、性别比例、年龄组成等特征。那么，a和b分别属于
A．个体，种群 B．个体，个体
C．种群，种群 D．种群，个体
解析　a具有出生、性别、年龄、死亡等特征，可以看出应该是指个体水平的特征，b具有出生率、性别比例、年龄组成等特征，这是对种群特征的描述。
答案　A
2．(2011·安徽江南十校联考)有关种群的说法不正确的是
A．稻田中秧苗的均匀分布有利于产量提升
B．通常自然界中的种群增长曲线呈“S”型，达到K值时种群数量往往表现出明显上下波动，因此K值总是固定不变的
C．池塘养鱼过程中为保持鲫鱼种群的增长需持续投放饲料等
D．预测一个国家或地区人口数量未来动态的信息主要来自现有居住人口的年龄组成
解析　通常自然界中的种群增长曲线呈“S”型，达到K值时种群数量在一定范围内波动；稻田秧苗的均匀分布(即合理密植)，可以达到对光能、水、肥等的充分利用，从而提高产量；因人工鱼塘中生产者固定的能量不足以满足鱼类的需求，故需投放饲料保证鱼正常的能量需求；年龄组成是预测一个国家或地区人口数量变化趋势的主要依据。
答案　B
3．(2012·福州三中月考)按一对夫妇生两个孩子计算，人口学家统计和预测，墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约需要20～40年，美国需要40～80年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定于
A．种群数量和密度 B．种群的年龄结构
C．种群的性别比例 D．出生率和死亡率
解析　从题目中的预测数据看，墨西哥等发展中国家和美国的人口为增长型，瑞典人口为稳定型，而德国人口为衰退型，这主要是由种群的年龄结构决定的。
答案　B
4．生态学家对某地区两个生物种群(Ⅰ和Ⅱ)的存活率进行了调查，结果如图所示。下列关于对种群Ⅰ和Ⅱ实施重点保护时期的叙述正确的是
A．种群Ⅰ和Ⅱ都为7～10岁
B．种群Ⅰ和Ⅱ都为1～10岁
C．种群Ⅰ为0～1岁，种群Ⅱ为6～7岁
D．种群Ⅰ为1岁以后各年龄期，种群Ⅱ为7岁以后各年龄期
解析　由题意可知，对于种群Ⅰ来说，在0～1岁种群存活数下降较快，也就是死亡率较高，所以应重点保护；同理对于种群Ⅱ来说，6～7岁应重点保护。
答案　C
5．(2011·北京西城期末质检)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，该害虫的种群密度将明显减少，该种群密度下降是因为
A．雄性个体数量的减少使雌虫生殖能力下降
B．成年个体大量迁出使幼年个体数量比例减小
C．受人工合成的性引诱剂影响雌性个体也减少
D．种群的性别比例失调使种群的出生率下降
解析　影响种群密度的直接因素是出生率和死亡率。性引诱剂诱杀雄性个体，导致种群中性别比例严重失调，从而影响出生率，使种群的密度下降。
答案　D
6．下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是
A．斑马在草原上成群活动 B．每毫升河水中有9个大肠杆菌
C．稗草在稻田中随机分布 D．木棉树在路旁每隔5米种植
解析　B项为种群密度，属于种群的数量特征。A、C、D分别是种群空间特征中的集群分布、随机分布和均匀分布。
答案　B
7．(2011·安徽联考理综)资源的合理使用能使产量最大化，又不影响资源的持久利用。自然种群增长呈“S”型曲线。K表示种群的最大值，N表示种群数量水平，根据下表，下列说法错误的是
曲线上的点 种群大小 (K－N)/K 种群的增长量
S1 20 0.90 18
S2 50 0.75 38
S3 100 0.50 50
S4 150 0.25 38
S5 180 0.10 18
A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行
C．渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D．该种群数量的最大值(K值)应为200
解析　由表格内容知，种群数量越来越多，种群增长量最大时为50，此时对应种群数量为K/2，曲线上的点是S3。故环境阻力对种群增长的影响出现在S3点之后。
答案　A
8．(2012·山东沂源摸底)下列调查动物种群密度的方法，不宜采用的是
A．灰喜鹊种群密度可用标志重捕法调查
B．蚜虫的种群密度可用样方法进行调查
C．蒲公英种群密度用样方法进行统计
D．土壤中小动物类群丰富度可用标志重捕法进行调查
解析　本题结合不同生物的种群密度调查，考查样方法和标志重捕法的适用条件。标志重捕法适用于在短时间内能够实现种群内不同个体的快速混匀的生物类型，如灰喜鹊；样方法则适用于不移动的生物(如植物)或移动范围小的动物(如土壤小动物)。丰富度是指群落中物种数目的多少，不是指某物种的种群数量。
答案　D
9．种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如下图甲曲线)；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长(如下图乙曲线)。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是
A．若该图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到e点后，增长速率为0
B．种群中出现环境阻力是在d点之后
C．若该图表示蝗虫种群增长曲线，则对害虫的防治应在c点之后
D．K值是环境的最大容纳量，不随环境的变化而改变
解析　对害虫的防治应在害虫个体数较少的b点以前进行，故C错。环境的最大容纳量随环境变化而变化，故D错。种群数量达到环境所允许的最大数量的一半时，增长速率最快，但是种群所需要的资源(食物、空间等)是有限的，随着资源的枯竭，环境阻力将随着种群的增长而增加，种群增长速率逐渐缓慢下来，直到停止增长，故B错。当种群数量达到最大值时，基本稳定，此时增长率为0。
答案　A
10．如图表示某物种迁入新环境后，种群的增长速率随时间的变化关系。在第10年经调查该种群数量为200只，估算该种群在此环境中的环境容纳量约为
A．100只 B．200只
C．300只 D．400只
解析　由图可知，该物种迁入新环境后，种群呈“S”型增长，在第10年时增长速率最快，即种群数量达K/2值，可估算此环境中的环境容纳量约为200×2＝400(只)。
答案　D
11．(2012·广西南宁二次适应性测试)对某地区新引入一种鸟的种群增长率[增长率＝(出生率－死亡率)]1～7年的调查研究，得到的数据如下表。下列对该鸟种群描述正确的是
年份 第1年 第2年 第3年 第4年 第5年 第6年 第7年
增长率 0.66 1.24 2.81 3.67 2.94 1.65 0.03
A.种群的年龄组成为稳定型 B．种群数量呈曲线“J”型增长
C．种群增长受种群密度的制约 D．第3～4年中种内斗争最激烈
解析　在调查期间，该种群增长率始终大于零，说明该种群为增长型。因种群增长率不是定值，故种群数量变化曲线应呈“S”型；种群增长受种群密度、天敌、食物、气候等因素的影响；种内斗争的激烈程度与种群密度呈正相关，因此在第7年种内斗争最激烈。
答案　C
12．有关“探究培养液酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是
A．改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量)大小
B．用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化
C．取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D．营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
解析　养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素；pH变化影响微生物的生长，样方法是调查植物种群密度的方法，对酵母菌计数时先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，按样方法计数几个小方格内的酵母菌数量，求平均值，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数的操作方法错误。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图为三个种群的年龄组成曲线图，请据图回答：
(1)三个种群密度变化趋势由大到小依次是________。
(2)据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图A相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是________。因此我们要认真执行人口的________政策。
(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，最终使害虫种群年龄组成变为三图中________类型。
(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成________所示。
解析　A曲线表示年幼个体多而年长个体少，为增长型。我国70年代时人口就属于A型，表现为人口大幅增长。B曲线中表示各年龄段的个体数比例相当，属稳定型。C曲线中老年个体相对较多，属于衰退型。在捕鱼业中只有通过合理的措施使种群的数量稳定，才能实现可持续捕捞。用性引诱剂干扰害虫正常交尾，使幼虫数量锐减，害虫年龄组成将成为衰退型。在渔场中采用“抓大放小”的措施，会使幼年个体所占比例上升，年龄组成将成为增长型。
答案　(1)A、B、C　(2)人口密度越来越大　计划生育　(3)C　(4)A
14．(15分)(2011·山东淄博摸底)某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查。如图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长率随时间的变化曲线。请分析回答：
(1)图A、B能反映鱼种群数量变化的曲线是________。
(2)t2时期后，种群数量________，其主要原因是____________________。
(3)在t1时该种群的年龄组成可能为________型。
(4)若在t2时种群数量为K，为了保护这种鱼类资源不被破坏，以便持续地获得最大捕鱼量，应使这种鱼的种群数量保持在________水平，因为此时________。
(5)如果这条河流受到轻度污染，则对此生态系统不产生明显影响；如果出现恶性污染事件，则会导致绝大多数水生动、植物死亡，河流生态系统遭到严重破坏。请运用生态学原理分析其原因。_____________________________________________________________________。
解析　种群增长率与时间的关系曲线表明：在一定时间范围内，种群增长率随时间的推移逐渐增加，超过这个时间范围，种群增长率随时间的推移会下降，直到种群增长率为零。即单位时间种群数量不再增长，其原因是种群密度增大，种内斗争加剧，同时捕食者的数量增多，限制了种群数量的增加，也就是负反馈调节。生态系统之所以能保持相对稳定是由于生态系统中物质循环和能量流动达到一种动态平衡状态。生态系统本身具有自动调节能力，能够抵抗一定限度的外来干扰，但是外来干扰超过一定的限度，生态系统的稳定性就会遭到破坏。
答案　(1)B 　(2)不再增加　食物和空间不足、捕食者数量增加、种内斗争加剧(或其他合理答案)　(3)增长　(4)K/2　种群增长率最大(或种群的增长速度最快)　(5)生态系统具有—定的自动调节能力，但有一定的限度，当外来干扰超过这一限度时，生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏
15．(15分)(2012·南京市质检)种群密度的取样调查对于不同种生物采用的方法存在着差异。
(1)植物——样方法．某同学采用样方法对一种植物进行计数，如图是其中一个样方中该植物的分布情况(注：图中黑点表示该种植物)，对该样方中该种植物进行计数时，应记录的数目是_____________。在取样时应注意哪些因素对调查结果的影响？____________。
(2)动物——标志重捕法。在对某池塘内鲫鱼种群数量调查时，第一次捕获200尾，全部进行标记后放生；第二次捕获160尾，其中有标记的鲫鱼有l0尾，则该池塘内鲫鱼的总数为________尾。若上述结果成立，那么前提条件是什么？________________________。
(3)昆虫——去除取样法。对于某些隔离带的稳定种群，可以通过连续捕捉一定次数，根据捕获量的减小来估计种群大小，由于每次捕获后不放生，理论上种群数量应越来越少，因此，我们把每次捕获数加到前面所捕获的总数上。得到捕获积累数，以推算种群数量。(以捕获次数为X轴。每次捕获数为Y轴，根据数据描点作曲线向上延伸与Y轴的交点即为种群估计数)假如在某田块(120平方米)连续捕虫8次。得到下表数据：
捕获次数 1 2 3 4 5 6 7 8
每次捕获数(Y) 72 63 44 32 23 17 16 15
捕获积累数(X) 72 135 179 211 234 251 267 282
①依数据作图。
②如果你捕获到的昆虫数并不是递减的，请分析发生这种情况的可能原因。
解析　本题考查种群密度的调查方法及影响种群密度的因素。(1)样方法适用于植物或活动范围较小的动物，在样方中计数时，对位于边线上的个体只计相邻两边及顶角处即可，取样时要考虑样方的大小、数量及随机性取样。(2)标志重捕法适用于活动范围较大的动物，其中第一次捕获并标记的数为N1＝200尾，第二次捕获数为N2＝160尾，其中有标记的数为N3＝10尾，则种群总数N＝(N1×N2)/N3＝3 200尾：在调查过程中标记个体不能死亡、外迁等，否则结果误差很大。(3)若种群的数量是稳定的，则捕获量随捕获次数的增加而减少，如题干中的数据，若数目不随次数减少，说明种群数量增加，而种群特征中使种群数量增加的为迁入率和出生率的增加。
答案　(1)8　样方的大小和数量，要进行随机取样
(2)3200　鲫鱼无出生与死亡，没有受伤害，无迁入与迁出　(3)①如图
②可能有外来昆虫的迁入(或出生数量较多)。第四单元
第14讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
知能达标训练
真题演练
1．(2011·山东卷)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是
A．玉米种子萌发长成新植株
B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
解析　细胞具有发育成完整个体的潜能叫做细胞的全能性。种子萌发长成植株，发生了细胞分化，但没有经过细胞离体培养，故没有体现出体细胞的全能性，A项不符合题意；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有完整个体的形成，体现不出细胞的全能性，B项不符合题意；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性，C项不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株，该过程既有细胞分化，又体现出体细胞的全能性，D项符合题意。
答案　D
2．(2011·全国理综)下列能说明某细胞已经发生分化的是
A．进行ATP的合成　　 　B．进行mRNA的合成
C．存在血红蛋白 D．存在纤维蛋白原基因
解析　细胞分化是指在个体发育中，相同细胞的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。人体内的所有体细胞中含有的基因都是相同的，因此都含有纤维蛋白原基因，故D项错误；只要是活细胞，都能进行ATP和mRNA的合成，所以A、B两项错误；血红蛋白只存在于红细胞内，是基因选择性表达的产物，故C项正确。
答案　C
3．(2011·高考北京卷)下列生命过程中，没有发生细胞分化的是
A．断尾壁虎长出新尾巴 B．砍伐后的树桩上长出新枝条
C．蝌蚪尾巴消失的过程 D．胚胎发育中出现造血干细胞
解析　细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。断尾壁虎长出新尾巴既有细胞分裂过程，又有细胞分化过程，故A选项错误。砍伐后的树桩上长出新枝条也既有细胞分裂过程，又有细胞分化过程，故B选项错误。蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡的过程，没有发生细胞分化，故C选项正确。造血干细胞是由全能干细胞分化成的多能干细胞，故D选项错误。
答案　C
4．(2011·山东卷)下列有关细胞癌变的叙述，正确的是
A．基因突变导致的各种细胞癌变均可遗传
B．石棉和黄曲霉毒素是不同类型的致癌因子
C．人体的免疫系统对癌变细胞具有清除作用
D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
解析　生殖细胞的遗传信息发生改变可能会遗传给下一代，A项错误；石棉和黄曲霉毒素都是化学致癌因子，B项错误；人体的免疫系统会对癌变细胞进行识别、监控并清除，C项正确；癌变细胞的特点之一是无限增殖，酶活性较强，代谢旺盛，D项错误。
答案　C
5．(2011·江苏卷)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是
A．细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多
B．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积增大
C．细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育
D．细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移
解析　基因的选择性表达导致细胞分化，细胞的种类增加，A项错误；衰老的细胞中大多数酶活性降低，细胞核体积增大，细胞的体积变小，B项错误；细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，是细胞的正常生命现象，对机体是有积极意义的，C项错误；因癌细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，癌细胞容易分散转移，D项正确。
答案　D
6．(2010·广东理综)骨髓移植是治疗白血病常用的有效疗法之一，最主要的原因是移植骨髓中的造血干细胞可在患者体内
A．正常生长 B．增殖并分化成多种细胞
C．分泌抗体 D．杀死各种病原菌
解析　本题主要考查造血干细胞的功能。造血干细胞具有很高的全能性，在适宜的条件下可增殖分化成多种细胞，如：单核细胞、粒细胞、红细胞、血小板等，对治疗白血病非常有效。
答案　B
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是
A．组织培养繁育花卉所利用的原理是细胞具有全能性
B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物细胞具有全能性
C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性
D．愈伤组织的形成说明高度分化的植物细胞具有全能性
解析　本题考查细胞全能性的概念。细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，此概念强调最终发育成的一定是一个完整个体，不能是其他的，如愈伤组织。克隆羊的诞生说明动物的细胞核具有全能性。用花粉培育成的植株是单倍体，往往高度不育，这是单倍体的特性，不能说明花粉细胞不具有全能性。
答案　A
2．(2011·苏北四市二次联考)细胞分化过程中，不会出现的是
A．细胞器的种类和数量发生改变 B．mRNA的种类和数量发生改变
C．蛋白质的种类和数量改变 D．细胞核遗传物质改变
解析　细胞分化导致细胞形态、结构和功能出现稳定性差异；细胞中基因选择性表达导致mRNA种类和数量变化，蛋白质种类和数量不同；细胞核中遗传物质不变。
答案　D
3．(2012·上海奉贤调研)细胞中基因的差异表达将产生下列哪种结果
A．细胞变异 B．细胞分化
C．细胞分裂 D．基因重组
解析　细胞分化的实质是细胞中基因的选择性表达。
答案　B
4．图中表示生物体内的有关体细胞的一些生命现象。下列说法中错误的是
A．图中①过程表示细胞增殖，②过程表示细胞分化
B．图中⑤过程表示细胞生长
C．图中②过程发生的根本原因是基因的选择性表达
D．图中③、④、⑤过程表示一个完整的细胞周期
解析　③(物质准备)和④(细胞分裂)表示一个完整的细胞周期。
答案　D
5．下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是
A．新陈代谢速率加快 B．有些酶的活性降低
C．呼吸速率减慢 D．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
解析　衰老细胞的特征是多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，细胞新陈代谢速率减慢等。
答案　A
6．“程序性细胞死亡”学说认为，生物在发育过程中受到基因控制，许多细胞会正常地走向死亡。下列不属于这种细胞死亡现象的是
①癌细胞的扩散　②蝌蚪发育成为青蛙的过程中尾部消失了　③寄主细胞因病毒的复制、释放而消亡　④花冠在传粉后凋谢
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析　程序性细胞死亡，是细胞在个体发育中的正常死亡，对生物的生长、发育等具有积极的意义，而题中①③过程不属于细胞正常死亡。
答案　B
7．肿瘤是21世纪人类最主要的杀手，它是一种由环境因素与遗传因素相互作用所产生的复杂性疾病，下列有关癌细胞的叙述不正确的是
A．癌变的内在因素是致癌因子激活原癌基因和抑癌基因
B．减少癌细胞的营养供应可以抑制癌细胞的增殖
C．所有癌细胞中DNA的含量都相同
D．用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制，使其停留在间期
解析　癌变是由于环境中致癌因子损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变。因为癌细胞属于恶性增殖细胞，不同的癌细胞所处的细胞分裂时期可能不同，所以所有癌细胞中的DNA含量不一定相同。
答案　C
8．关于细胞癌变、衰老的叙述，正确的是
A．癌细胞的细胞膜上糖蛋白的含量比正常细胞多
B．细胞的衰老不等同于机体的衰老
C．衰老的细胞内，酶的活性降低，细胞核体积缩小
D．癌细胞与正常细胞相比，遗传物质不一定发生改变
解析　癌细胞膜上糖蛋白减少；衰老的细胞内，酶的活性降低，细胞核体积增大；癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变造成的，所以癌细胞的遗传物质一定发生了改变；细胞的衰老不等同于个体的衰老。
答案　B
9．(2011·苏、锡、常、镇四市一次调查)研究发现细胞癌变与端粒酶的活性有关。端粒酶由RNA和蛋白质组成，能以自身的核酸为模板，在其蛋白组分的催化下合成端粒DNA序列。下列与端粒酶和癌细胞有关的叙述，错误的是
A．从功能上看，端粒酶属于逆转录酶
B．癌变细胞膜上的糖蛋白减少，癌细胞容易在体内转移
C．癌变细胞膜表面出现的不同于正常细胞的蛋白质会成为抗原
D．机体进行免疫反应过程中直接使癌细胞裂解的是吞噬细胞
解析　端粒酶催化以RNA为模板合成DNA的过程属于逆转录；癌变细胞膜上的糖蛋白减少，容易在体内转移；癌变细胞膜表面出现的不同于正常细胞的蛋白质会成为抗原；机体进行免疫反应过程中直接使癌细胞断裂的是效应T细胞。
答案　D
10．(2011·南京二模)下列关于细胞生命历程的说法，错误的是
A．女性月经期子宫内膜脱落是细胞凋亡的结果
B．细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢，细胞膜的通透性改变
C．细胞分化受基因控制，且不同细胞中基因是选择性表达的
D．环境污染加剧是当今癌症发病率升高的根本原因
解析　女性月经期子宫内膜脱落是细胞凋亡的结果；衰老的细胞的呼吸速率减慢，细胞膜通透性变大；细胞分化是基因选择性表达的结果；环境污染加剧是当今癌症发病率升高的主要原因。
答案　D
11．(2012·福建四地六校三次联考)下列有关细胞生命活动的叙述，正确的是
A．分裂期的细胞不进行DNA复制和蛋白质合成
B．免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力
C．凋亡细胞内的基因表达都下降，酶活性减弱
D．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变
解析　分裂期的细胞不进行DNA的复制但可以进行蛋白质的少量合成；凋亡细胞内与凋亡有关的基因表达，细胞死亡；原癌基因与抑癌基因突变促使细胞癌变。
答案　B
12．(2011·绍兴模拟)胚胎干细胞是哺乳动物或人早期胚胎中的细胞，可以进一步分裂、分化成各种组织干细胞，再进一步分化成各种不同的组织。下列叙述不正确的是
A．各种组织干细胞分化形成不同的组织细胞是基因选择性表达的结果
B．胚胎干细胞有细胞周期，神经干细胞分化形成的神经细胞没有细胞周期
C．造血干细胞分化形成红细胞、白细胞的过程是不可逆的
D．肝脏干细胞分化成肝细胞的过程体现了细胞的全能性
解析　细胞的全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。肝脏干细胞分化成肝细胞的过程不能体现细胞的全能性。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2012·山东潍坊一模)下图表示某哺乳动物体内细胞的部分生命活动，请据图回答下列问题：
(1)用光学显微镜观察图c细胞中的染色体，需先用________染色。若要鉴定染色体的主要成分，用到的试剂是________。
(2)该生物细胞中最多含有________条染色体，在显微镜下可观察到同源染色体的是________(填字母)细胞。
(3)等位基因的分离发生在________(填字母)细胞中，h细胞的名称是________。
(4)e细胞和f细胞功能不同的根本原因是________。
答案　(1)龙胆紫溶液(醋酸洋红溶液)　双缩脲试剂、甲基绿染液
(2)8　c、g
(3)g　次级卵母细胞
(4)基因的选择性表达(两细胞中遗传信息的执行情况不同)
14．(15分)(2012·苏北四市二次联考)图甲为人体的部分细胞分化示意图，图乙为人体细胞结构示意图。请据图回答：
(1)图甲中细胞全能性最高的是________(填字母)细胞，骨髓移植实质上是将图甲中的________(填字母)细胞移植到患者体内。
(2)图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不同的原因是________。
(3)图乙中不具有膜结构的细胞器是_________(填序号)。遗传物质存在的场所是________(填序号)。
(4)若图乙所示细胞为效应B细胞，则其抗体从产生到分泌出细胞外，所经历的结构依次为__________(填序号)，研究该过程一般采用的研究方法是____________________。
解析　(1)图甲中细胞全能性最高的是a细胞，a为受精卵；骨髓移植实质上是将图甲中的造血干细胞(c)移植到患者体内。(2)图甲中的皮肤细胞、肝细胞、白细胞结构和功能不同的实质是基因的选择性表达。(3)图乙中不具有膜结构的细胞器是中心体和核糖体，即②⑧。遗传物质存在的场所是线粒体和细胞核，即⑥⑩。(4)若图乙所示细胞为效应B细胞，则其抗体从产生到分泌出细胞外，所经历的结构依次为核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜，即⑧⑦①⑨，研究该过程一般采用的研究方法是放射性同位素标记法。
答案　(1)a　c　(2)基因选择表达　(3)②⑧　⑥⑩　(4)⑧⑦①⑨　放射性同位素标记法
15．(15分)白血病是一种恶性血液病。目前主要通过骨髓移植治疗白血病，而造血干细胞配型是骨髓移植能成功的关键。
(1)白血病等恶性肿瘤细胞具有能够________、形态结构发生改变以及细胞膜上________等物质减少导致在体内易________等特征。
(2)据调查1930年至1990年男性肺癌的死亡率逐年提高，从人类生活习惯分析可能是由于________导致________发生突变，从而使正常细胞发生癌变。
(3)干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞能通过________和________形成各种组织器官，表明胚胎干细胞具有________性。
(4)人的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞发生程序性死亡。你认为人的表皮细胞中具有控制细胞程序性死亡的基因吗？为什么？_______________________________________
__________________________________________________________________________。
解析　本题考查细胞分化、癌变、凋亡等基础知识。(1)恶性肿瘤细胞即为癌细胞，其可无限增殖，细胞膜上的糖蛋白减少，黏着性降低，细胞易扩散。(2)从人类生活习惯分析，导致肺癌的主要原因可能是吸烟，其中的致癌物质可使原癌基因和抑癌基因发生突变，从而使正常细胞发生癌变。(3)胚胎干细胞能通过细胞分裂和分化形成各种组织器官，这也表明胚胎干细胞具有全能性。(4)表皮细胞与神经细胞含有的基因是一样的，因为它们都是由一个共同的受精卵分裂、分化而来的。
答案　(1)无限增殖　糖蛋白　转移　(2)吸烟　基因(原癌基因和抑癌基因)　(3)细胞分裂　细胞分化　全能　(4)有。表皮细胞与神经细胞含有的基因是一样的，因为它们都是由一个共同的受精卵分裂、分化而来的第九单元 第37讲　生态环境的保护
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考江苏卷)下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述，错误的是
A．互花米草原产美洲，引入到江苏沿海等地种植后迅速扩散并改变了滩涂生物多样性，属于生物入侵
B．克氏原鳌虾(小龙虾)原产美洲，经由日本引入南京地区后迅速扩散，对农田有一定危害，但成为餐桌上的美味，不属于生物入侵
C．麋鹿原产我国，但后来在国内绝迹，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区实行迁地保护
D．丹顶鹤在我国东北等地繁殖，迁徙到江苏沿海滩涂越冬，在盐城建立自然保护区实行就地保护
解析　生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。互花米草引入到江苏沿海等地后，在与本地物种的竞争中占优势，使本地的生物多样性受到威胁，A项正确；小龙虾由日本引入后，在与本地生物的竞争中占优势而大量繁殖并迅速扩散，属于生物入侵，B项错误；麇鹿原产我国，在国内绝迹后，从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区保护起来，属于迁地保护，C项正确；盐城的丹顶鹤自然保护区是在其越冬地进行的就地保护，D项正确。
答案　B
2．(2011·高考重庆卷)2008年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。下列有关叙述，正确的是
A．盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果
B．种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素
C．洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值
D．盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值
解析　盲鱼眼睛退化是黑暗环境定向选择的结果，A项错误；因题干中已说明该盲鱼的数量较少，所以种群密度并不是限制盲鱼种群增长的关键生态因素，B项错误；盲鱼作为进化研究的材料体现其直接价值，生物多样性的间接价值是指不能直接转化为经济效益的价值，它涉及生态系统的功能，D项错误；环境容纳量会随着环境的改变而改变，盲鱼是需氧型生物，水体中溶解氧的增加会增加种群的环境容纳量，C项正确。
答案　C
3．(2010·江苏生物)长在路边的小草一般不会引起人们的特别关注，从保护生物多样性的角度来看，它却有其存在的价值，但不包括
A．它属于该地区生态系统中的生产者
B．它对生态系统中其他种群的生存有利无害
C．它可能含有对人类有重要价值的基因
D．它可能为某种害虫的天敌提供栖息地
解析　A项，小草属于植物，能利用无机物制造有机物，因此在生态系统中属于生产者；B项，小草与其他种群的关系可能是竞争，也可能是捕食，因而它对生态系统中其他种群的生存不一定是有利无害的；C项，小草所含的基因是生物多样性中遗传多样性的一部分，因而其可能含有对人类有重要价值的基因；D项，某种害虫的天敌可以栖息在小草中，小草为其提供了生存空间。
答案　B
4．(2010·上海综合)人类活动会对生物多样性产生影响。以下措施中，有利于保护生物多样性的是
A．大量引进外来物种，使当地生物群落中的物种更多样化
B．禁止游人进入自然保护区的核心地区，让生物自然繁衍
C．把沼泽地改造成农田，种植多种农作物，增加经济收入
D．在亚热带林区大面积种植速生桉树，以增加林木生长量
解析　大量引进外来物种到新地区，可能会因为其缺少天敌，大量繁殖对当地物种构成危害，造成外来物种入侵；也可能会因为不适应环境而被淘汰。禁止游人进入自然保护区的核心地区，避免人类活动对保护区物种造成不良影响，让生物自然繁衍，有利于保护生物多样性。沼泽地改造成农田，在亚热带林区大面积种植速生桉树，都属于人为地破坏生态系统的稳定性，破坏了生物多样性。
答案　B
5．(2010·北京理综)保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是
A．生物多样性的丰富程度与自然选择无关
B．群落演替过程中的生物多样性逐渐降低
C．物种多样性比较高的生态系统相对稳定
D．遗传多样性较低的种群适应环境能力强
解析　本题主要考查生物多样性的相关知识。A项，自然选择决定生物进化的方向，因而生物多样性的丰富程度与自然选择有关；B项，演替是一个群落被另一个群落代替的过程，一般而言，初生演替和次生演替过程中的生物多样性都逐渐增加；C项，物种多样性越高，生态系统中的自我调节能力就越高，生态系统就越稳定；D项，遗传多样性是生物多样性内容之一，遗传多样性越低，个体间的差异越小，种群适应环境的能力越弱。
答案　C
6．(2011·高考安徽卷)大熊猫和华南虎都是我国的珍稀保护动物，它们体型相近，曾经同域分布，一度都有较大的种群数量。由于栖息地破坏导致它们的数量锐减，目前野生大熊猫仅有1600只左右，而华南虎在野外已基本绝迹。
(1)从生态系统能量流动的特点分析，大熊猫比华南虎有一定生存优势的原因是________________________________________________________________________。
(2)成年大熊猫经常用尿液和肛腺的分泌物在岩石或树干上进行标记，这种行为传递的信息类型属于________。
(3)目前，野生大熊猫分布在六个彼此隔离的种群中，通过建立生态廊道沟通各种群，可以使种群间发生______。
(4)建立自然保护区，改善栖息环境，以提高________，是提高大熊猫种群密度的根本措施。
解析　(1)大熊猫是初级消费者，属于第二营养级，华南虎是三级或四级消费者，属于第四或第五营养级。在食物链中，所处营养级越高，能量传递过程中损耗的能量也就越多，处于该营养级的生物同化的能量就越少。(2)生态系统中的信息分为物理信息、化学信息和行为信息，生物在生命活动过程中，还产生一些可以传递信息的化学物质，如本题中的大熊猫尿液和肛腺分泌物即为化学信息。(3)通过建立生态廊道使各个孤立的种群沟通，可以加强基因交流，促进生物进化。(4)建立自然保护区可以为生物创造良好的生存环境，提高环境容纳量(或K值)。
答案　(1)大熊猫比华南虎的营养级低，获得的能量相对较多　(2)化学信息　(3)基因交流　(4)环境容纳量(或K值)
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列有关人口增长与环境关系的叙述，正确的是
A．目前人口数量已经超出了地球环境容纳量
B．生物种群消长规律完全适用于人口增长情况
C．科技进步能解决因人口增长过快导致的资源短缺问题
D．人口过度增长与自然灾害频繁发生有密切联系
解析　环境容纳量是指特定环境所能容许的种群数量的最大值。目前人口数量还没达到环境容纳量；生物种群消长的规律不完全适应人口的增长情况，人口的增长情况还有可能受到社会以及政策等因素的影响；科技的进步固然可以缓解因人口增长而导致的资源短缺问题，但却不能完全解决，例如一些不可再生的资源是不可能因科技的进步而得到解决的。
答案　D
2．保护生物多样性应采取哪些层次的保护战略和措施
①基因　②细胞　③组织　④物种　⑤生态系统
A．①②③　　　　　　 　B．①③④
C．②③④ D．①④⑤
解析　保护生物多样性从三个层次进行，即遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
答案　D
3．(2011·山东淄博一模)生物多样性形成的根本原因是
A．遗传信息的多样性 B．蛋白质的多种多样
C．物种的多样性 D．生态系统的多样性
解析　生态系统多样性可分为遗传信息多样性，物种多样性和生态系统多样性，其中遗传信息的多样性是物种多样性形成的根本原因。
答案　A
4．生物多样性的价值一般可概括为三个方面：潜在价值、间接价值和直接价值。下列哪个选项体现了间接价值
A．森林和草地对水土的保持作用
B．科学家利用野生水稻培育高产杂交水稻
C．结构简单的微生物通常作为实验材料
D．形态各异的动物为艺术创作提供了材料
解析　生物多样性的间接价值是指对生态系统的重要调节功能，也叫生态功能。
答案　A
5．(多选)大气平流层中的臭氧层可以滤除太阳光中大部分的紫外线辐射，因此被称为地球生物圈的保护伞。然而，由于人类大量排放卤代烃(如制冷剂氟利昂)，严重破坏了臭氧层，引起地球表面紫外线辐射增强。臭氧层耗损引起的生物学效应是
A．人类皮肤癌、白内障增加 B．海洋浮游生物增多
C．生物群落的分布不受影响 D．农作物减产
解析　臭氧层被破坏，照射到地面上的紫外线增强，人受到较强的紫外线照射可引发皮肤癌、白内障等；农作物受到照射则引起减产。
答案　AD
6．(2012·福州模拟)近年来赤潮在我国时有发生，当赤潮发生时，海水中某些微小浮游生物大量繁殖，使水体呈红、紫等颜色，并对海洋生物造成危害。下列说法不正确的是
A．赤潮是水体富营养化的结果
B．含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的原因之一
C．在封闭的海湾更易发生赤潮
D．生物全部死亡
解析　生活污水和含有N、P的工业废水流入海洋，会使水体“富营养化”，在海洋中称为赤潮，在淡水中称为水华。发生赤潮的海水中某些藻类的过度生长，使水面形成绿色藻层；藻类释放的毒素能毒杀鱼虾和贝类等，并使水体产生恶臭。封闭的海湾内，由于污染物不能稀释，更容易发生赤潮。赤潮的水体内有大量的浮游藻类以及分解者，不是生物全部死亡。
答案　D
7．一个外来入侵物种，到达一个新的适宜环境后
A．将使原来生态系统的营养结构逐渐变得更加多样化
B．将使原来生态系统中能量流动的传递效率逐渐提高
C．将使原来的生态系统的恢复力稳定性逐渐提高
D．将对原来生态系统中群落的演替产生严重影响
解析　一个外来入侵物种，到达一个新的适宜环境后，往往呈“J”型增长，会导致原有物种的生存受到威胁，原来生态系统的营养结构可能逐渐变得简单；但不能改变生态系统中能量流动的传递效率；生态系统的恢复力稳定性的变化与原生态系统受到破坏的程度及所处的环境条件有关；一个外来入侵物种，到达一个新的适宜环境后的“J”型增长将对原来生态系统中群落的演替产生严重影响。
答案　D
8．在纪念“5·12汶川大地震”周年之际，某生态工作者总结工作，为了加速当地生态资源的恢复，在过去的一年中大量引进外来物种并造成外来物种入侵，下列说法正确的是
A．大量引进外来物种，可大量增加本地生态系统的种群数量
B．外来物种与本地物种不可能存在竞争关系
C．外来物种入侵该地区后可能会导致该生态系统抵抗力稳定性降低
D．外来物种入侵将丰富本地物种基因库
解析　不适当物种引入有两种可能：一是因不适应新环境而被排斥在系统之外；二是因生态系统中没有相抗衡或制约它的生物而成为入侵者，大多会在新的环境中大肆繁殖、扩散并造成危害，改变或破坏原有生态系统的平衡和功能，使当地的一些物种消失，物种丰富度降低，生态系统的抵抗力稳定性也降低。
答案　C
9．天鹅洲自然保护区是为了实现麋鹿回归自然而建立起来的，保护区内野生动植物资源丰富，但没有大型食肉动物。1993年以来，分三批从北京引进的94头麋鹿，自由生活在保护区内，完全以野生植物为食物，种群数量明显增加，2003年约为450头，目前已经超过800头，并形成了3个亚种群。但近年来，随着人类在保护区内的某些活动增加，麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象。以下分析正确的是
A．保护麋鹿的意义在于保护基因的多样性和物种的多样性
B．建立自然保护区后，麋鹿的环境容纳量就可以一直稳定不变
C．麋鹿在保护区内生活，没有捕食者，食物充足，因此没有环境阻力
D．由于出现生殖隔离，原来的一个麋鹿种群分化为三个亚种群
解析　由于环境的变化，建立自然保护区后，麋鹿的环境容纳量也并非一直稳定不变，故B错误；“随着人类在保护区内的某些活动增加，麋鹿开始出现种群密度受制约的迹象”，这个信息告诉我们，麇鹿在保护区内生活，同样存在环境阻力；3个亚种群间麋鹿并没有发生生殖隔离，没有形成新物种。
答案　A
10.(2012·广东六校联考)“哥本哈根气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关注，大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。根据右图所示碳循环的部分过程进行的有关分析，正确的是(多选)
A．生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳
B．参与②过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C．③过程增强后②过程随之增强，不能通过增强③减少大气中的CO2
D．开发太阳能、水能、核能等新能源，可减少人类对①过程的依赖
解析　生物群落内部进行碳循环的物质形式是含碳有机物；③过程增强后②过程不会随之增强，因此可以通过增强③减少大气中的CO2。
答案　BD
11．凤眼莲是作为观赏植物被引入我国的一种多年生浮水植物，喜欢漂浮在向阳、平静的水面，生长繁殖速度快，且由于自然界中缺少捕食者，往往短时间内就可密布整个水面。研究还发现，凤眼莲根部产生的某种分泌物能明显抑制藻类的生长繁殖，下列有关叙述不正确的是
A．水体富营养化引起藻类大量繁殖时，可引入凤眼莲以避免水域生态系统被破坏
B．凤眼莲与藻类之间属于竞争关系
C．凤眼莲的大量繁殖能改变该水域生态系统的能量流动关系
D．由于受自身密度影响，凤眼莲种群最终呈S型曲线增长
解析　尽管凤眼莲由于竞争关系可抑制藻类繁殖，但由于其繁殖快，缺少捕食者，很容易形成生物入侵，改变水域生态系统的能量流动关系。
答案　A
12．下面是反映人与环境关系的三种模式图，请分析下列对“环境容纳量”的理解错误的是
A．环境容纳量是指生态系统对人口的承载能力
B．随着生产的发展，环境容纳量在不断加大
C．现在的人口问题造成环境恶化，环境容纳量有下降的趋势
D．生物圈的稳态是人类生存的前提和人类改造自然的基础
解析　综合三个图可知，人口数量总是低于环境容纳量，即使暂时高于环境容纳量(图Ⅱ、Ⅲ)，最终还是要降下来的。由此可知，环境容纳量就是指生态系统对人口的承载能力，是一定的；由于环境污染和资源短缺，现在的环境容纳量有下降的趋势。人类活动要以生态系统的稳态为基础，否则就会受到自然环境的报复。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(探究创新题)第六次全国人口普查工作于2010年11月1日零时启动。对国家来讲，进行人口普查、搞清中国人口的总量、结构、地域分布对于各级政府制定“十二五”规划，制定以人为本的规划，制定推动科学发展的规划都是一个基本依据。回答下列问题：
(1)如图表示四个国家的人口出生率和人口死亡率，其中人口自然增长率最高的国家是③，由此推测四个国家人口自然增长率为________。
(2)甲、乙两市出生率、死亡率如表所示，甲市的人口自然增长率高于乙市，可能的原因是什么？________。
出生率 死亡率
甲市 5% 7%
乙市 5% 3%
(3)人口的数量常常随着环境资源的改变而发生波动。如图是人口自动调控的图解。
由图解看出，当人口数量大于人口的环境容纳量时，人类生存的环境阻力将随之________；自然界中，决定种群数量变化的基本因素是________，因此，我国采取的控制人口增长的政策是________。
(4)最新预测我国60岁以上的人口在总人口中的比重如下表：
2020年 2030年 2040年 2050年
16.6% 23.3% 26.5% 28.7%
说明我国人口有什么特点？______________________________________________。
2050年，我国的人口年龄组成属于________________________________________。
(5)B超等胎儿性别鉴定技术的广泛滥用，直接导致了我国部分地区非法堕胎增多。思考，性别鉴定技术的滥用，会造成我国人口出现什么样的问题？________。
解析　(1)对于一个国家，迁移率较小，人口的自然增长率主要由出生率和死亡率决定。③的出生率与死亡率差值最大，则可以推测人口自然增长率是由出生率与死亡率的差值决定的。
(2)一个地区的人口增长率＝出生率＋迁入率－死亡率－迁出率。
(3)人口增多，环境阻力增大。
(4)老龄人口比例越来越大，说明人口老龄化速度加快。2050年，老年人口过多，年龄组成属于衰退型。
(5)由于受到重男轻女思想的影响，B超等胎儿性别鉴定技术被滥用，致使男性胎儿数量上升，性别比例失调。
答案　(1)出生率减去死亡率
(2)甲市的人口迁入率较高，迁出率较低，乙市的人口迁入率较低，迁出率较高
(3)增大 出生率和死亡率　计划生育
(4)人口老龄化速度加快　衰退型
(5)性别比例失调
14．(15分)(2011·广州一模)奶牛场每天排放大量的粪便、饲料残渣，如不处理会严重影响周边人、畜的饮水安全等。下图是某奶牛场废水处理流程图，请回答：
(1)输入此氧化塘的能量有________。氧化塘中的风车草、圆田螺、细菌等生物共同构成________。
(2)植物细胞吸收的磷酸根离子用于合成的生物大分子主要是________。氧化塘后部的溶解氧含量比前部的________。
(3)废水流入厌氧池前，需经稀释处理，是为了防止________________。
(4)氧化塘后部种植莲等挺水植物，有利于减少出水口处水中的浮游藻类，原因是________________________________________。
(5)控制废水流入氧化塘的速率，除有利于氧化塘中有机物被充分分解外，还有利于________，使出水口处的水质达到排放要求。废水不能过量流入氧化塘，说明生态系统的________________________。
解析　(1)输入池塘的能量有光能和厌氧池中的未彻底分解产物中的化学能。(2)植物细胞中含P的生物大分子主要是核酸。因氧化塘前部微生物分解厌氧池输入的有机物而消耗溶解氧，在后部植物光合作用释放氧，故后部溶氧量较高。(3)若废水中的有机物含量过高，则厌氧池中的微生物就会因渗透作用大量失水而死亡。(4)挺水植物通过与藻类竞争矿质元素和光而有效地限制了藻类的生长。(5)因生态系统具有一定的自我调节能力，故一次性注入氧化塘的废水不能过多，控制废水进入氧化塘的流速还可以使植物充分利用其中的矿质元素，使出水口的水质达标。
答案　(1)太阳能和化学能　生物群落
(2)核酸　高(多)
(3)微生物失水过多死亡
(4)挺水植物起遮光作用，影响浮游藻类进行光合作用
(5)无机盐被充分吸收　自我调节能力有限
15．(15分)(2012·济南一模)由于人类的活动，云南滇池多次在夏季出现由蓝藻爆发引起的水体富营养化，请回答下列问题：
(1)滇池蓝藻爆发时湖面漂浮着一层绿膜，有人认为这是绿藻而不是蓝藻。对此，可以通过显微镜观察细胞是否具有________来判断。如果比较滇池水体的pH，则早上比傍晚要________。
(2)夏季气温偏高是滇池蓝藻爆发的原因之一，从本质上看这是人为污染超过了滇池生态系统的________，而温度是通过影响细胞内________来影响蓝藻的生长的。
(3)环保部门怀疑某工厂是污染源之一，并对其排污口进行了检测。检验员沿河顺流每隔100 m取水样一次，依次编号为①～⑨(已知⑤号水样正对工厂排水口)，对各水样进行了如下处理：首先，检测水样中的蓝藻数量(A组)；然后，滤除水样中全部蓝藻后，每份水样分为三等份，编号B、C、D，其中B、C组分别添加适量的N和P，D组不添加；再在各组中加入等量的蓝藻，放置在阳光下若干天，最后检测水样中蓝藻数量，统计数据如下表(蓝藻数量单位：百万细胞/mm3)。
水样编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
A组(原始水样) 0.2 0.3 0.3 1 10 10 7 7 6.5
B组(添加N) 1 1.5 2 2.5 20 19 18 17 18
C组(添加P) 8 9 9.5 10 11 9.5 7.5 7.5 7
D组(无添加) 0.2 0.2 0.3 1 10 9 7 7 6.5
请回答有关问题：
①通过A组数据可以判断该工厂是污染源，依据是______________________________
_____________________________________________________________________。
②进行B、C、D分组实验的目的是探究工厂排出的污染物主要是N含量超标还是P含量超标，其中D组起________作用，从实验结果可得出的结论是_____________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)蓝藻为原核生物，而绿藻是真核生物。因经过一天光合作用，水中的CO2在傍晚较早晨低，故水体pH在早晨较低。(2)水体出现蓝藻爆发的原因是污染物的排放超过了生态系统的自动调节能力。(3)从⑤取水点向下游的污染明显加重，说明工厂是污染源。由A、B、C、D对照知B组⑤号以后水样中蓝藻数量较其他组别多，说明N是限制河流中蓝藻生长的因素，即河流中P含量超标。
答案　 (1)成形的细胞核(或叶绿体等细胞器，答出一种真核细胞特有的细胞器也可)　低
(2)自我调节能力(或抵抗力稳定性)　酶的活性
(3)①工厂排水口和下游河水中的蓝藻数量明显多于上游　②对照　工厂排出的污染物主要是P含量超标
　第二单元
第8讲　物质跨膜运输的实例
知能达标训练
真题演练
1．(2011·课标)将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后一红细胞破裂，主要原因是
A．红细胞膜具有水溶性 B．红细胞的液泡体积增大
C．蒸馏水大量进入红细胞 D．低温时红细胞膜流动性增大
解析　将人的红细胞放入4℃蒸馏水中，红细胞会因大量蒸馏水进入而导致破裂；红细胞膜是脂溶性的；人的红细胞没有液泡；因低温时分子运动减慢而导致细胞膜的流动性降低。
答案　C
2．(2011·高考天津卷)将紫色洋葱鳞片叶表皮浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，1分钟后进行显微观察，结果见下图。下列叙述错误的是
A．图中L是细胞壁，M是液泡，N是细胞质
B．将视野中的细胞浸润在清水中，原生质体会逐渐复原
C．实验说明细胞膜与细胞壁在物质透过性中存在显著差异
D．洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料
解析　题干所示图像为洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离后的图像，L为细胞壁，M为液泡，N为细胞壁和细胞膜之间的物质，不是细胞质，A项错误。将该细胞浸润在清水中，清水浓度小于细胞液浓度，则细胞吸水，发生质壁分离复原现象，B项正确。质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可透过细胞壁进入细胞，但不能透过细胞膜，说明二者在物质透过性上存在显著差异，C项正确。洋葱根尖分生区细胞无大液泡，不能发生质壁分离现象，故不能作为该实验的实验材料，D项正确。
答案　A
3．(2011·新课标全国卷)撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞的方式是
A．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输
B．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输
C．甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输
D．甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输
解析　在完全营养液中浸泡后的洋葱外表皮细胞，其细胞液的浓度保持正常；在蒸馏水中浸泡过相同时间的洋葱外表皮细胞，其细胞液浓度降低。此时，甲、乙两组细胞分别用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，都会因外界溶液浓度大于细胞液的浓度而失去水分，但因甲组细胞液浓度与外界溶液浓度的浓度差少于乙组细胞液浓度与外界溶液浓度的浓度差，故甲组细胞失去水分的量少于乙组，故A、B、D项错误。水分通过细胞膜的方式为自由扩散，属于顺浓度梯度的被动运输。
答案　C
4．(2010·上海)如图为显微镜下某植物细胞在30%蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是
A．若将细胞置于清水中，A仍保持不变
B．若该细胞处于40%蔗糖溶液中，B/A值将变小
C．B/A值能表示细胞失水的程度
D．A、B分别表示细胞和液泡的长度
【解析】　本题考查植物细胞的质壁分离过程，意在考查考生对实验现象的理解分析能力。图示为处于质壁分离状态的植物细胞。因细胞壁的伸缩性很小，故若将该细胞置于清水中，A仍将保持不变。若该细胞处于40%的蔗糖溶液中，与图示相比，A不变，但B因失水更多而变小，所以B/A将变小，可见B/A值能表示细胞失水的程度。图中A表示的是细胞长度，但B表示的并不是液泡的长度，而是失水后的原生质体的长度。
【答案】　D
5．(2009·海南生物)已知鱼鳔是一种半透膜。若向鱼鳔内注入适量的20%蔗糖溶液、排出鱼鳔内的空气，扎紧开口，将其浸没在盛有10%蔗糖溶液的烧杯中，下列能正确表示烧杯内蔗糖溶液浓度随时间变化趋势的示意图是
解析　鱼鳔内的蔗糖溶液浓度高于外边，所以会从烧杯中吸水使烧杯内液体浓度升高，吸水到一定程度后，鱼鳔内外浓度相等，水进出达到平衡，烧杯内液体浓度不再变化。
答案　B
6．(2008·江苏生物)某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续实验的简要步骤：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(2)预测实验现象并作出结论。________________________________________________。
解析　实验目的是探究蔗糖的水解产物能否透过半透膜。由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下会出现砖红色沉淀；否则，会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增加而两边液面差加大，且用斐林试剂检验时a管内溶液无红黄色沉淀。实验设计步骤重点考查无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。
答案　(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化　②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂
(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·常州模拟)人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状，现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三个不同浓度溶液的烧杯内，一段时间后，实验结果如图所示，则a、b、c溶液浓度大小比较正确的是
A．a＞b＞c　　　　　　　　　 B．a＜c＜b
C．a＞c＞b D．a＜b＜c
解析　由于a、b和c内的细胞分别处于膨大、皱缩和保持相对稳定状态，因此a、b、c溶液浓度大小比较是a＜c＜b。
答案　B
2．将不同植物的三个未发生质壁分离的细胞置于同一蔗糖溶液中，形态不再变化后的细胞图如下。则有关各细胞液的浓度判断正确的是
①实验前B＜A＜C　②实验前B＞A＞C　③实验后B≥A＝C　④实验后B＜A＜C
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析　B未出现质壁分离，C质壁分离现象最明显，所以实验前，B的细胞液浓度最高，C最低，即B＞A＞C。实验后，形态不再变化，则A、C的细胞液浓度与蔗糖溶液浓度相同，B的细胞液浓度≥蔗糖溶液浓度，所以B≥A＝C。
答案　B
3．某同学在做植物细胞质壁分离实验时，观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小，这说明
A．洋葱表皮细胞是活细胞 B．细胞液的溶质透出细胞
C．蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度 D．细胞壁收缩导致中央液泡失水
解析　植物细胞质壁分离实验中，由于蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，又因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，所以可观察到紫色洋葱表皮细胞的中央液泡逐渐缩小。细胞膜和液泡膜是选择透过性膜，细胞液的溶质不能透出细胞。如果洋葱表皮细胞失活，原生质层失去选择透过性，细胞不能发生质壁分离。
答案　A
4.某同学在观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，绘制的图如右图所示，针对图示的叙述正确的是
A．该图所示细胞一定正在发生质壁分离
B．原生质层是指2与3之间的细胞质
C．此时4内液体浓度大于细胞外界溶液的浓度
D．若将该图所示细胞放于清水中，可能会发生质壁分离复原
解析　图中所示细胞为质壁分离状态，但不能确定是正在分离还是正在分离复原，所以A错误；原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，所以B错误；如果该细胞正在进行质壁分离复原，则外界溶液浓度小于细胞液浓度，如果正在进行质壁分离，则细胞液浓度小于外界溶液浓度，所以C错误。
答案　D
5．(2012·西城区期末)将洋葱表皮细胞置于一定浓度的KNO3溶液中，一段时间后用显微镜观察，未观察到质壁分离现象。以下推测不合理的是
A．所取洋葱表皮细胞可能是死细胞 B．KNO3溶液浓度可能低于细胞液浓度
C．细胞在盐溶液中不发生质壁分离 D．细胞可能发生质壁分离后又自动复原
解析　死细胞不会发生质壁分离现象。只有KNO3溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞液中的水分才能向外渗透，出现质壁分离现象。KNO3溶液中的钾离子和硝酸根离子都可以通过主动运输的方式进入细胞，故在一定浓度的KNO3溶液中细胞可能发生质壁分离后又自动复原了。当盐溶液的浓度大于细胞液浓度时，活的成熟植物细胞就会发生质壁分离现象。
答案　C
6．(2011·苏北四市二次联考)如图表示以洋葱表皮为实验材料，0.3 g/mL蔗糖溶液、0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL尿素溶液及清水进行相关实验(时间m表示开始用四种溶液分别处理洋葱表皮；时间n表示开始用清水处理洋葱表皮)，测得该细胞原生质体体积变化，图中代表尿素溶液处理结果的是
A．a B．b
C．c D．d
解析　蔗糖分子处理洋葱表皮细胞可以发生质壁分离和质壁分离复原，如曲线c，m点开始用0.3 g/mL蔗糖溶液，细胞失水发生质壁分离，n点后开始用清水处理洋葱表皮细胞，开始吸水，发生质壁分离复原；但浓度过大(如0.5 g/mL蔗糖溶液)，会导致失水过多，细胞死亡，质壁分离后，用清水处理不再发生质壁分离复原，如曲线d；尿素进入细胞液，可以先发生质壁分离后发生质壁分离自动复原，如曲线b；曲线a表示的是清水处理洋葱表皮不断吸水胀大的过程。
答案　B
7．(2012·深圳高级中学月考)为探究植物A能不能移植到甲地生长，某生物学研究性学习小组通过实验测定了植物A细胞液的浓度，实验结果如表。为保证植物A移植后能正常生存，则甲地土壤溶液的浓度应
浓度(mol/L) 0.15 0.2 0.25 0.3
质壁分离状态 不分离 刚分离 显著分离 显著分离
A.≤0.15 mol/L B．≤0.2 mol/L
C．≥0.2 mol/L D．≥0.3 mol/L
解析　本题考查质壁分离与复原实验在实践中的应用——测定土壤溶液的浓度。当植物细胞液浓度小于周围土壤溶液浓度时，细胞会失水发生质壁分离，植物不能正常生存。由表中信息可知，该植物细胞液的浓度介于0.15 mol/L和0.2 mol/L之间。因此，为保证植物移植后能正常生存，甲地土壤溶液的浓度应≤0.15 mol/L。
答案　A
8.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将
A．不变 B．增大
C．减小 D．先增后减
解析　在保持细胞存活的状态下，将萝卜条放入一定浓度的蔗糖溶液中，会发生渗透失水，且蔗糖溶液浓度越大，失水越快，萝卜条的质量将越小。从图像中可知，在b浓度溶液条件下，萝卜条已经失水，再放入到较低浓度的a浓度溶液中，细胞会吸收一定的水分，故萝卜条的质量会有所增大。
答案　B
9．有关探究植物细胞的吸水和失水活动的叙述中，不正确的是
A．此探究活动可以证明原生质层是一层半透膜，具有选择透过性
B．发生质壁分离的细胞放人清水中又复原，说明细胞还保持活性
C．用高浓度的KNO3溶液代替蔗糖溶液也能引起质壁分离
D．细胞膜载体蛋白也参与此活动过程
解析　通过对植物细胞的吸水和失水活动的探究，可以证明原生质层是一层半透膜，具有选择透过性；细胞只有保持活性时，才能发生质壁分离后的复原，只要外界溶液的浓度大于细胞液的浓度就会引起质壁分离，与溶液的种类无关；但水分是通过自由扩散的方式进出细胞的，与细胞膜载体蛋白无关。
答案　D
10．下列关于植物对离子选择性吸收的叙述，不正确的是
A．植物对离子选择性吸收的特性与其生活环境相适应
B．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的有无，决定对离子选择吸收的种类
C．根细胞膜上某种离子的载体蛋白的多少，影响对离子选择吸收的多少
D．根呼吸强度也影响植物对离子吸收的选择性
解析　本题主要考查生物膜的选择透过性。生物膜选择透过性的结构基础是膜上载体蛋白的种类和数量。载体蛋白的种类决定膜对离子是否吸收，载体蛋白的数量决定膜对离子吸收数量的多少，植物与其生存环境是相适应的，不同环境中无机盐离子的种类和数量不完全相同。根呼吸强度影响根对无机盐离子的吸收速率，但不影响选择性。
答案　D
11．下图中正确表示水稻呼吸强度与K＋吸收量关系的是
解析　水稻吸收K＋的方式为主动运输，在此过程中，要消耗能量(由呼吸作用提供)，还需要水稻根细胞膜上载体的协助。因此在一定范围内K＋吸收量随呼吸强度的增加而增加，但K＋吸收量达到一定值后就不再随呼吸强度的增加而变化了，这时受到的限制因素是膜上载体的数量，当运载K＋的载体饱和时，K＋的吸收量便不再增加了。因此该题答案为C。
答案　C
12．(2012·厦门高三质量检查)将番茄和水稻分别培养在含Ca2＋、Mg2＋、Si4＋的培养液中。一段时间后，测定培养液中3种离子的浓度，结果如下图所示。该实验的结果不能说明
A．不同植物对同种离子的吸收量是不同的
B．同一种植物对不同离子的吸收量是不同的
C．与番茄相比，水稻对Si4＋需要量大，对Ca2＋需要量小
D．植物对各种离子的吸收速率与溶液中离子的浓度呈正相关
解析　图中的关键信息是初始浓度，一定要看清楚，纵坐标的浓度是与初始浓度比较获得的，各种离子的吸收靠的都是主动运输，其吸收速率与溶液中离子的浓度不成正相关。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)某生物活动小组的同学利用营养液培养植物，观察植物对矿质元素和水分的吸收利用情况，实验过程和结果如下：取生长状况一致，叶片数量相同的玉米幼苗，分别置于两个广口瓶中种植。两个瓶中营养液成分见下表。将装置放在同一温室环境中，并保持光照。
溶液主要成分 Ca(NO3)2 KH2PO4 HCl FeCl3 MgSO4 蒸馏水
A瓶 1.0 g 0.5 g 0.24 g 0.01 g 0.5 g 500 mL
B瓶 1.0 g 0.5 g 0.24 g 0.01 g 0.5 g 2 000 mL
请根据上述实验回答下列问题：
(1)实验若干小时后发现，B瓶中植物正常生长，A瓶中植物出现萎蔫现象。造成A瓶植物萎蔫的原因是___________________________________，若使A瓶中植物正常生长，可采取的补救措施是________________________________________________________________________。
(2)待A瓶植物生长正常后，仍在上述环境中与B瓶植物共同培养一段时间后，取出植株，测定瓶中营养液成分发现，营养液中均剩余Ca2＋较多，NO较少。由此可得出的结论是__________
________________________________________________________________________。
(3)若广口瓶中较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是________________________，其原因是_________________________________________________________________。
解析　(1)由表中数据可知，A瓶溶液浓度是B瓶的4倍，因此A瓶植物萎蔫的原因是溶液浓度过高，细胞失水导致萎蔫。可通过补充水分予以补救。
(2)溶液中离子浓度变化是由植物吸收无机盐离子导致的，剩余溶液中离子浓度越小，说明植物对该离子的吸收量越多，反之则吸收量越少，从而说明植物对无机盐离子的吸收具有选择性。
(3)通气不畅会导致供氧不足，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，引起根部酒精中毒死亡，腐烂变黑。
答案　(1)营养液浓度过高，植物失水　将营养液稀释成与B瓶相同的浓度(或加水稀释4倍)
(2)根细胞膜上运载NO的载体蛋白多，运载Ca2＋的载体蛋白少，植物对矿质元素的吸收具有选择性
(3)根变黑(烂根)　根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精而中毒死亡
14．(15分)回答下列与细胞有关的实验问题。
(1)下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有____________(填序号)。
①观察叶绿体和原生质的流动　②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布　③探究酵母菌的呼吸方式　④红细胞中血红蛋白的提取和分离
(2)按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一：在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。
步骤二：从盖玻片一侧滴入0.3 g·mL－1的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中。
步骤三：在显微镜下观察，结果如图所示。
①图中A、B处的颜色分别是_________________________________________________。
②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3 g·mL－1的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是_______________________。
③如果将步骤二中浸润在0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80 ℃条件下处理一段时间(装片中的藓类小叶保持在0.3 g·mL－1的蔗糖溶液中)。在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是________、________。如果A处呈绿色，可能的原因是____________________________________________________________。
解析　(1)需保持细胞生理活性的有①观察叶绿体和原生质的流动及③探究酵母菌的呼吸方式，而②只需观察DNA的分布，④只需对血红蛋白进行提取与分离，而与细胞是否有活性无关。(2)①该题主要涉及实验结果的考查，从图中分析可知A处属于细胞膜外，主要溶液为蔗糖溶液，因此无色，而B为叶绿体，因此为绿色。②由题意可知植物细胞不吸收伊红，结合细胞壁的全透性，可知A为红色而B为绿色。③在高温80 ℃条件下处理，细胞许多结构与功能将丧失，而对于显微镜使用的考查涉及调节光源。
答案　(1)①③　(2)①无色、绿色　②红色、绿色　③改变光圈大小　调节反光镜(电光源亮度)　高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处
15．(15分)请回答下列有关生命科学实验的问题。
(1)在低倍镜及高倍镜下看到以下洋葱根尖细胞图，做“观察植物细胞的有丝分裂”实验时，主要观察图____________处的细胞；图B细胞所在区域称为________区。
(2)某同学按下表所示制成临时装片进行有关实验。
组别 材料 实验条件 观察内容
A 紫色洋葱鳞片叶外表皮 清水、解离液、0.3 g·mL－1蔗糖溶液 质壁分离
B 紫色洋葱鳞片叶外表皮 0.3 g·mL－1蔗糖溶液 质壁分离
请回答以下问题：
①上述实验中用引流法滴加蔗糖溶液，目的是___________________________________。
②在A组实验中，显微镜下看不到质壁分离现象，原因是________被破坏，失去了选择透过性。
(3)利用(2)中B组实验方法测定某种植物叶表皮细胞液的浓度。分别将8片相同的叶表皮置于不同浓度的蔗糖溶液中，10分钟后，分别将每一叶片表皮制成临时装片并在显微镜下观察。在约20个细胞的视野范围内，对呈现质壁分离现象的细胞进行计数，所得结果如下表：
蔗糖浓度(mol/dm3) 质壁分离细胞的数目 视野范围内观察到的细胞总数
0.00 0 22
0.05 0 20
0.10 0 18
0.15 1 20
0.20 3 20
0.25 16 20
0.30 19 19
0.35 21 21
利用上表在下列坐标中绘出曲线图，表示呈现质壁分离细胞的百分率与蔗糖溶液浓度的关系。
答案　(1)C　成熟(根毛)
(2)①使蔗糖溶液渗入盖玻片下方，浸浴洋葱表皮细胞
②解离液使原生质层
(3)见下图第八单元 第27讲　人体的内环境与稳态
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考江苏卷)下列关于人体内环境的叙述，错误的是
A．抗原与抗体的特异性结合发生在内环境中
B．内环境成分中含有CO2、尿素、神经递质等
C．组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大
D．血浆的成分稳定时，机体达到稳态
解析　抗原与抗体的结合主要发生在血清中，其液体部分属于内环境，A项正确；血浆中含有CO2、尿素等物质，组织液中含有神经递质等物质，血浆和组织液都属于内环境，B项正确；组织液渗回血浆的量很大，但组织液渗回淋巴的量较少，C项正确；内环境的稳态不仅仅是血浆化学成分的稳定，还包括内环境中化学成分和理化性质的相对稳定，D项错误。
答案　D
2．(2011·上海单科)如图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述错误的是
A．若①表示免疫分子，则①包括抗体、淋巴因子等
B．内环境稳态的调节机制有神经和体液调节等
C．寒冷时，控制骨骼肌不自主战栗的神经中枢是大脑皮质的躯体感觉中枢
D．若②表示促甲状腺激素，则②的分泌量不仅仅受甲状腺激素的调节
解析　抗体、淋巴因子、溶菌酶属于免疫活性物质，即免疫分子；神经、体液和免疫系统共同调节内环境稳态；促甲状腺激素释放激素和甲状腺激素均影响促甲状腺激素的分泌。寒冷时，控制骨骼肌不由自主战粟的神经中枢位于下丘脑和脊髓。
答案　C
3．(2010·安徽理综)下列关于内环境的叙述，正确的是
A．内环境的渗透压下降会刺激下丘脑分泌抗利尿激素增加
B．内环境是一个主要由H2PO/HPO构成的缓冲体系
C．内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
D．内环境的变化会引起机体自动地调节器官和系统的活动
解析　抗利尿激素能促进肾小管、集合管对水的重吸收，内环境的渗透压下降，下丘脑分泌抗利尿激素减少；内环境是由细胞外液构成的液体环境，内环境的稳态与H2PO/HPO等构成的缓冲体系有关；细胞代谢的主要场所是细胞质基质；内环境的任何变化，都会引起机体自动地调节器官和系统的活动。
答案　D
4．(2010·高考上海卷)某种寄生虫寄生在人体淋巴管内，会造成下肢肿胀，这是由于肿胀处
A．细胞间隙积聚液体 B．细胞不能接受氨基酸
C．细胞不能对脂肪进行分解 D．细胞外液Na＋浓度是内液的12倍
解析　内环境中的三种液体之间的相互转化是：血浆和组织液可以相互渗透转化，组织液与淋巴之间是单向转化，即组织液只能渗透进入毛细淋巴管形成淋巴。由于寄生虫寄生使淋巴管堵塞，组织液无法继续渗透进入淋巴管，所以组织间隙中会积聚液体，导致组织水肿。
答案　A
5．(2010·江苏生物)人体稳态的调节能力是有一定限度的。下列现象属于内环境稳态失调的是
A．寒冷时出现寒颤 B．从平原到高原，有的人出现肺水肿症状
C．接受抗原刺激后，B淋巴细胞增殖和分化 D．饮水不足时，抗利尿激素释放增加
解析　A、C、D选项所列举的现象均为人体正常的生理现象，而肺水肿症状是组织液增多的病理现象，故选B。
答案　B
6．原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。下图为肾小管壁及相关结构示意图。
回答问题：
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________，需要________的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是____________。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是_______________________________________________。
解析　(1)根据题意可知，肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液，而被动运输的特点是物质由高浓度处向低浓度处运输，因此肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的方式为主动运输，需要载体和能量(ATP)的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是渗透吸水。肾小管上皮细胞因重吸收各种离子、小分子有机物而导致渗透压升高，水分子由渗透压低处流至渗透压高处。原尿中的葡萄糖未完全重吸收会导致原尿中渗透压与肾小管上皮细胞内渗透压差值减小，重吸收水分减少，进而导致尿量增加。
答案　(1)高于　(2)主动运输　载体、能量(ATP)　(3)渗透吸水　原尿中渗透压与肾小管上皮细胞内渗透压差值减小，重吸收水分减少，进而导致尿量增加
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2011·苏北四市二次联考)下列生理过程不能在内环境中发生的是
A．抗体与相应的抗原结合 B．神经递质与受体结合
C．葡萄糖分解成丙酮酸 D．乳酸与碳酸氢钠反应生成乳酸钠和碳酸
解析　抗体主要分布在血清中，少部分在组织液，故抗体与相应的抗原结合发生在内环境中；神经递质是分泌性物质，由突触前膜分泌到突触间隙的组织液中，然后与突触后膜上的受体结合；葡萄糖分解成丙酮酸，发生在细胞质基质中，不能在内环境中发生；乳酸与碳酸氢钠反应生成乳酸钠和碳酸在血浆中进行。
答案　C
2．(2012·湘潭高三第一次模拟)如图所示为人体体液相关组成及各成分间的关系，请依次填出①～⑤相关内容
A．细胞内液　血浆　组织液　淋巴　细胞外液
B．细胞外液　血浆　淋巴　组织液　细胞内液
C．细胞外液　组织液　血浆　淋巴　细胞内液
D．细胞内液　血浆　淋巴　组织液　细胞外液
解析　根据题图所示，①由②③④构成，属于细胞外液。②与④可相互渗透，④只能向③渗透，③只能向②渗透，则可推知②为血浆，③为淋巴，④为组织液、组织液与细胞内液可以相互渗透，⑤为细胞内液。
答案　B
3．(2012·上海奉贤调研)下图表示人体中部分体液的关系图，则下列叙述正确的是
A．过程2、3受阻时，会引起组织水肿
B．乙表示细胞内液
C．T细胞、B细胞可以存在于丙液中
D．丁液中O2浓度比甲液中高
解析　图中甲为组织液，乙为血浆，丙为淋巴，丁为细胞内液，T、B细胞为淋巴细胞，可以存在于淋巴中。
答案　C
4．(改编题)如图为正常人体内肝细胞局部结构示意图，其中①②③④分别表示体液的成分，下列有关说法错误的是
A．图中①②④共同组成了细胞外液
B．体液①中含有胰岛素和血浆蛋白
C．图中②③构成了肝细胞生存的直接内环境
D．图中①②④之间的关系可表示为
解析　本题主要考查对内环境的概念及其各组分之间关系的理解。根据题干及图可以判断出①为血浆，②为组织液，③为细胞内液，④为淋巴。细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴，组成了内环境；肝细胞生存的内环境为组织液，③是细胞内液不属于内环境的组成成分；在内环境中，组织液和血浆之间的物质交换是双向的，组织液和淋巴及血浆和淋巴之间的物质交换都是单向的。
答案　C
5．如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的器官或系统。①②是有关的生理过程。下列说法错误的是
A．内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁
B．Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血液和淋巴
C．②表示重吸收作用
D．Ⅳ表示的器官是皮肤
解析　Ⅰ是体液内外进行物质交换的系统，并能为内环境提供O2和CO2，这说明Ⅰ是呼吸系统，内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁；Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血液；Ⅲ是泌尿系统，②表示重吸收作用；皮肤有保护作用，皮肤中的汗腺通过分泌汗液来排出代谢废物，Ⅳ表示的器官是皮肤。
答案　B
6．(2011·金华模拟)下列各物质组合中，通过循环系统的运送，与外界环境交换的是
①葡萄糖　②血浆蛋白　③氧气　④二氧化碳　⑤尿素　⑥血红蛋白　⑦激素　⑧水
A．①②③④　　　　　　 　B．①③④⑤⑧
C．②④⑤⑦⑧ D．④⑥⑦⑧
解析　消化道中的葡萄糖和水经血液运输到各个组织细胞，通过呼吸作用，氧气由外界到达肺泡，再通过血液运输到达各组织细胞，细胞产生的二氧化碳也通过血液运至肺，通过呼吸系统排出体外，细胞产生的尿素通过血液循环，主要运至肾脏排出体外。
答案　B
7．(2011·长郡模拟)人在静脉注射时所用的生理盐水的浓度必须与血浆浓度基本相同，其原因是
A．维持内环境渗透压的稳定 B．使体内增加水分
C．使体内增加无机盐 D．使体内营养物质保持稳定
解析　人的内环境必须保持稳态，机体才能进行正常的代谢。注入人体内的生理盐水与血浆浓度基本相同，使血液保持正常的渗透压，维持了细胞的生活环境稳定，否则，就会引起细胞失水变形或破裂，影响人体健康甚至危及生命。
答案　A
8．(2012·苏北四市一次调研)下表为人体细胞外液和细胞内液的物质组成和含量的测定数据。相关叙述不正确的是
成分(mmol/L) Na＋ K＋ Ca2＋ Mg2＋ Cl－ 有机酸 蛋白质
① ② 142 5.0 2.5 1.5 103.3 6.0 16.0
③ 147 4.0 1.25 1.0 114.0 7.5 1.0
④ 10 140 2.5 10.35 25 － 47
A.②属于血浆，其渗透压大小主要与血浆无机盐及蛋白质的含量有关
B．②的蛋白质含量减少将导致③增多
C．④属于细胞内液，因为其含有较多的蛋白质、K＋等
D．①比④量多，是人体新陈代谢的主要场所
解析　①是细胞外液，②是血浆，③是组织液，④是细胞内液，生物体内的体液中，细胞内液多于细胞外液，细胞质基质是细胞代谢的主要场所。
答案　D
9．全运会中，为了延缓乳酸产生，许多运动员采取肌肉按摩措施，下列关于运动员剧烈运动后的内环境有关变化的说法正确的是
A．剧烈运动后，乳酸在血浆中的含量先增加后减少
B．运动后组织液的含量会有所减少
C．剧烈运动后，会导致血浆中的pH明显下降
D．由于糖的消耗，血浆渗透压会明显降低
解析　剧烈运动时由于供氧不足不断产生乳酸，产生的乳酸又不断被体内碱性物质中和，所以乳酸在血浆中的含量先增加后减少。 由于运动后组织液中的代谢产物增多，所以渗透压升高，血浆中的水向组织液渗透增多。
答案　A
10．(2011·山东淄博摸底)下列病症中，与人体内环境成分发生明显变化无关的是
A．小腿抽搐 B．镰刀型细胞贫血症
C．尿毒症 D．组织水肿
解析　小腿抽搐是由于血液中Ca2＋浓度过低造成的；镰刀型细胞贫血症是基因突变导致红细胞不正常造成的；尿毒症是由于血液中尿素和无机盐过多引起的；组织水肿是过量的液体积聚在组织细胞间隙、皮下或体腔内造成的。
答案　B
11．(2012·济南一模)下列现象不属于内环境稳态调节范畴的是
A．通过肝脏可增加或减少血糖含量
B．通过肺可按一定速率呼出CO2和吸入O2
C．肾把代谢终产物不断排出体外
D．红骨髓源源不断地造出新的血细胞
解析　内环境主要指细胞外液，内环境稳态调节也主要是对细胞外液成分的调节，而红骨髓产生的新细胞不属于细胞外液成分的调节。
答案　D
12．关于动物内环境稳态的叙述，错误的是
A．血浆渗透压与蛋白质含量有关，与无机离子含量无关
B．H2CO3/NaHCO3是维持细胞外液pH稳定的缓冲物质
C．细胞内、外的Na＋、K＋分布不平衡状态是通过消耗能量来维持的
D．运动后Na＋、K＋排出体外较多，但机体的内环境仍维持相对稳定状态
解析　渗透压与溶液的浓度呈正相关，因此血浆渗透压与蛋白质含量和无机离子含量都有关；H2CO3/NaHCO3是维持细胞外液pH稳定的缓冲物质；细胞内、外的Na＋、K＋的进出是通过主动运输来完成的，需要消耗能量；运动 后Na＋、K＋虽然排出体外较多，但机体的内环境仍维持相对稳定状态。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2012·济南一模)下图中A、B、C表示三种体液，①②③表示某些化学物质。请据图回答：
(1)A、B、C中属于内环境的是________；当组织细胞发生过敏反应时，将导致体液________增多；HIV能特异性攻击________细胞。
(2)如果①为淀粉，当正常人体处于饥饿状态时，发生了③与②之间的转换，则③表示________，此时________(激素)分泌量会降低。
(3)核酸水解的初级产物是________，共有________种。如果要观察核酸的分布，可以用________染色剂染色。
解析　由细胞外液构成的液体环境叫做内环境，图中A、C、B分别为血浆、组织液、细胞内液，其中属于内环境的是A、C。当组织细胞发生过敏反应时，毛细血管壁通透性增大，血浆渗透压变小，导致组织液增多；HⅣ侵入人体后，特异性攻击T淋巴细胞，并最终使人体免疫系统崩溃。当正常人体处于饥饿状态时，血糖含量降低，此时胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加促进肝糖原分解来调节血糖平衡。核酸(DNA和RNA)的基本组成单位是核苷酸，因此核酸水解的初级产物是核苷酸，共有8种，用甲基绿——派洛宁(或甲基绿——吡罗红)染色观察核酸在细胞中的分布。
答案　(1)A和C　C(或组织液)　T淋巴
(2)肝糖原　胰岛素
(3)核苷酸　8　甲基绿一吡罗红
14．(15分)(2012·广东六校检测)H1N1流感病毒会引起机体发烧、鼻塞等症状，有人在刚刚有点发烧时就服用扑热息痛药，使体温迅速下降。
(1)医生认为这样的做法不可取，因为一定限度内的发热是机体的良性反应，是人体________________________________________________________________________
调节网络维持机体稳态的集中体现。
(2)试列举发烧现象产生时，细胞中________(细胞器)产生的能量除了使体温上升，还能________________________________________________________________________。
(3)与肌肉注射相比，静脉点滴将大剂量药物迅速送到全身细胞。请写出下图中4处内环境成分的名称：
A________、B________、C________、D________。
解析　H1N1流感病毒引起的机体发烧、鼻塞等症状是内环境维持稳态的一种表现，主要是神经－体液－免疫调节的结果。发烧现象产生时，线粒体产生能量增加，供吞噬细胞吞噬病原体、效应B细胞产生抗体所需，同时使体温升高。肌肉注射药物首先进入组织液，组织液可以渗透进入毛细血管和毛细淋巴管分别形成血浆和淋巴，然后汇集进入静脉再通过血液循环到达全身各处毛细血管，然后进入组织液，从而到达全身组织细胞。
答案　(1)神经—体液—免疫
(2)线粒体　为吞噬细胞吞噬病原体提供能量、为合成相应抗体提供能量
(3)组织液　血浆　淋巴　组织液(B、C对应内环境成分可颠倒)
15．(15分)(2011·益阳模拟)内环境是人体细胞生活的直接环境，内环境的温度、渗透压、pH及各种化学物质的含量，正常情况下能够维持相对稳定的状态，这是人体完成各项生命活动的必要条件。
(1)人体内环境的各种理化性质及化学物质含量会发生变化的原因是________。
(2)人体维持体温相对稳定的调节方式是________。
(3)病人呼吸受阻，肌细胞会因无氧呼吸产生大量乳酸，乳酸进入血液后，会使血液pH________，但乳酸可以与血液中的________发生反应，使血液的pH维持相对稳定。
(4)尝试构建人体肝脏内血浆、组织液、成熟红细胞内液间O2、CO2扩散的模型(①在图形框间用实线箭头表示O2，用虚线箭头表示CO2；②不考虑CO2进入成熟红细胞内液)。
解析　(1)机体代谢活动及外界环境的变化，都是引起机体内环境各种理化性质及化学物质含量发生变化的原因。
(2)体温调节是在神经和体液的共同作用下完成的。
(3)乳酸进入血液后，乳酸与血液中的碳酸氢钠发生反应生成乳酸钠和碳酸，碳酸分解为水和二氧化碳，二氧化碳经呼吸排出体外，使血液的pH维持相对稳定。
(4)首先氧气在成熟红细胞内液中的血红蛋白的携带下进入血浆，然后扩散到各种组织细胞被利用；二氧化碳在组织细胞中产生后，扩散到血浆中，进而排出体外。
答案　(1)细胞的代谢活动和外界环境的变化
(2)神经调节和体液调节
(3)降低　碳酸氢钠
(4)如图选修三 第3讲　胚胎工程
知能达标训练
真题演练
1．(2010·广东理综)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有
①转基因　②核移植　③体外受精　④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A. ①③　　　　　　　　 B. ①④
C. ②⑤ D. ③⑤
解析　试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，该技术包括的环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，不包括转基因、核移植和体细胞克隆，故D正确。
答案　D
2．(2011·江苏单科)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是
A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C．早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D．试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析　胚胎工程中，受精卵一般发育到囊胚阶段进行胚胎移植。
答案　B
3．(2010·江苏生物)下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例
解析　进行胚胎移植前需对受体母羊和供体母羊进行同期发情处理，使它们具有相同的生理环境；胚胎分割应选择桑椹胚或囊胚时期的健康胚胎；胚胎分割技术属于无性繁殖，可获得两个基因型完全相同的胚胎；一次给受体母羊植入多个胚胎，从而发育出多个个体，增加了双胞胎和多胞胎的比例。
答案　B
4．(2011·福建理综)一对表现型正常的夫妇，生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断，过程如下图。
请回答：
(1)过程①是指在体外进行的________处理，从而使精子与卵子结合形成受精卵；过程②称为________。
(2)在对胎儿进行镰刀形细胞贫血症的产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③________进行PCR扩增。然后用MstⅡ对扩增产物进行切割，产生多个片段的酶切产物。据此判断，MstⅡ是一种________酶。
(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④，据此判断该胎儿为________(正常/患者/携带者)。
解析　分析题中过程图可发现：过程①指的是精子获能处理，②则代表胚胎移植；在产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行PCR扩增，然后用限制性核酸内切酶MstⅡ进行切割，以得到多种不同长度的酶切产物(基因)；分析电泳带谱可判断，胎儿不含致病基因，表现应该正常。
答案　(1)精子获能　胚胎移植
(2)DNA　限制性核酸内切
(3)正常
能力提升
1．(2012·江苏丹阳学情调查)试管婴儿技术在生物学上所依据的原理是
A．有性生殖 B．组织培养
C．克隆技术 D．基因工程
解析　试管婴儿技术即利用体外授精和胚胎的早期培养技术获得早期胚胎移植到子宫内继续发育获得婴儿，属于有性生殖。
答案　A
2．(2012·江苏南通二模)下列有关哺乳动物精子和卵细胞的发生以及受精作用的叙述，正确的是
A．采集到的精子和卵细胞相遇即可发生受精作用
B．排卵就是排出成熟卵细胞的过程
C．卵细胞形成时的分裂过程均在卵巢内完成
D．受精作用完成的标志是在卵黄膜和透明带之间观察到两个极体
解析　采集到的精子必须经获能处理后才能受精，采集的卵细胞需要培养成熟后才可与获能的精子受精；卵细胞形成时的分裂过程分两个阶段，未排卵之前是在卵巢进行的，排卵之后减数分裂的继续完成则是在输卵管中。
答案　D
3．(2011·浙江理综)培育“试管山羊”的基本过程，如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内
解析　对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确，乙过程为体外受精过程，B项错误，乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误，对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。
答案　A
4．(2011·杭州一模)胚胎分割是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述，正确的是
A．可以将早期胚胎任意分割成多份 B．可以分割任意时期的胚胎
C．可以获得同卵双胎或多胎 D．属于有性生殖方式，不属于克隆
解析　胚胎分割要选择发育良好的桑椹胚或囊胚，一般分割成2等份或4等份。该方式属于无性生殖方式，属于克隆。
答案　C
5．(2012·浙江五校一次联考)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，错误的是
A．移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响
B．胚胎干细胞具有体积大、细胞核小、核仁明显等特点
C．体外受精时采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态
D．胚胎分割是将早期胚胎切割成几等份，最终产生同卵多仔后代的技术
解析　移植胚胎的遗传特性在孕育过程中不受受体的影响；体外受精时采集的精子需放入培养液中培养以达到获能状态；胚胎分割是将早期胚胎切割成几等份，最终产生同卵多仔后代的技术；胚胎干细胞具有体积小、细胞核大、核仁明显等特点。
答案　B
6．(2011·宁夏银川一中)长期以来，优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈，近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机，请据图完成下列问题：
(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有________、________(至少写出两项)。
(2)和受精有关的过程有：①第一次卵裂开始；②释放第二极体；③顶体反应；④穿越透明带；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。其正确的顺序为________(填序号)。
(3)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射____________；冲卵实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的______________冲洗出来。
(4)从A到E中，适宜于牛的胚胎移植时期有________；图中标号3为________，它将来可发育为胎膜和胚盘。
(5)动物的早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜________。
(6)试管牛E的性别为____________，克隆羊多利的性状和__________最接近，原因是__________。
解析　在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术就是动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术。特别是动物细胞培养，是细胞工程非常基础的技术。受精有关的过程比较复杂，根据课本上的知识和题意可以确定为③④②⑤⑥①。促性腺激素在胚胎移植中有非常重要的作用，包括超数排卵和同情发情处理。从A到E中，分别是受精卵、二细胞胚胎、四细胞胚胎、桑椹胚和囊胚，适宜于牛的胚胎移植时期有桑椹胚和囊胚。动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。生理状态相同更有利于胚胎的存活。克隆是无性繁殖，所以其子代的雌雄取决于所取的雌雄个体的供体细胞。
答案　(1)动物细胞培养、胚胎移植、卵母细胞的采集技术(任选两项)
(2)③④②⑤⑥①
(3)促性腺激素　(早期)胚胎
(4)DE　滋养层细胞
(5)生理状态　对物质的吸收具有选择透过性
(6)雌性或雄性(不能确定)　白面绵羊　因为克隆羊多利的细胞核来自于白面绵羊，生物体的性状主要是由细胞核基因控制的
7．(2010·山东理综)胚胎工程是一项综合性的动物繁育技术，可在畜牧业和制药业等领域发挥重要作用。下图是通过胚胎工程培育试管牛的过程。
(1)从良种母牛采集的卵母细胞，都需要进行体外培养，其目的是________；从良种公牛采集的精子需________后才能进行受精作用。
(2)在体外培养受精卵时，除了给予一定量的O2以维持细胞呼吸外，还需要提供________气体以维持________。
(3)图中过程A称为________，它在胚胎工程中的意义在于________。
(4)研制能够产生人类白细胞介素的牛乳腺生物反应器，需将目的基因导入牛受精卵，最常用的导入方法是________；获得转基因母牛后，如果________即说明目的基因已经表达。
解析　本题主要考查胚胎工程的原理，意在考查考生的图表分析能力和知识应用能力。(1)在体外受精前，要对精子进行获能处理，要对卵母细胞进行培养，让其进一步成熟，才具有与精子进行受精的能力。(2)在体外培养受精卵时，需要提供一定量的CO2，以维持培养液的PH。(3)将早期胚胎植入受孕母体的子宫中，属于胚胎移植，它在胚胎工程中的意义有：①可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力；②大量节省购买种畜的费用；③一胎多产。(4)将目的基因导入受精卵的常用方法为显微注射法；如果母牛的乳汁中含有人类白细胞介素，则说明目的基因在母牛体内已经表达。
答案　(1)使卵母细胞成熟(或：使卵母细胞获得受精能力)　获能　(2)CO2　培养液(基)的PH　(3)胚胎移植　提高优良母畜的繁殖率　(4)显微注射法　牛奶中含有人类白细胞介素(或牛乳腺细胞已合成人类白细胞介素)
8．(2012·浙江湖州二中)人的血清白蛋白(HSA)在临床上需求量很大，通常从人血中提取。但由于艾滋病病毒(HIV)等人类感染性病原体造成的威胁与日俱增，使人们对血液制品顾虑重重。应用基因工程和克隆技术，将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中，利用牛的乳汁生产血清白蛋白，既提高了产量，又有了安全保障。如图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解，根据图回答：
(1)一般情况下，良种奶牛所产生的能用于体外受精的卵母细胞往往数量不足，请举出一种可以获得更多卵母细胞的方法：______________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用__________等工具来构建基因表达载体，能实现②进入③的常用方法是__________________。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④过程中一般利用未受精的卵细胞去核后作为受体，而不用普通的体细胞，原因是①_____________________；②________________。
(4)过程a是进行动物早期胚胎的体外培养，培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加________。
(5)⑥是⑤发育的后代，那么⑥的遗传性状和__________最相似，为什么？____________
________________________________________________________________________，
如果②的数量太少，常用________来扩增，要实现⑥大批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到动物叫做转基因克隆动物。
解析　(1)用激素对雌畜进行超数排卵处理，是获得大量卵母细胞的有效办法。(2)②为目的基因，③是受体细胞(动物细胞)，将目的基因导入受体细胞用的工具有限制性内切酶和DNA连接酶、载体。②进入③的常用方法是显微注射法。(3)细胞培养可以获得大量的细胞，要将待培养组织分散成单个细胞，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将细胞分散开。动物克隆操作过程中要将来源于体细胞的核移植到去核卵细胞中，其原因是去核卵细胞内含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化，并且卵细胞大，易操作。(4)动物细胞培养液中除了含有各种无机盐、维生素、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等营养成分外，还要添加动物血清，因为其中含有某些促进细胞增殖分化的未知物质。(5)⑥为克隆动物，其核基因来自供细胞核的供体细胞(荷斯坦奶牛)，质基因来自去核卵细胞。因此⑥的主要性状像荷斯坦奶牛；如果目的基因过少，可借助PCR技术进行目的基因的扩增；要实现⑥批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体为xx，因为只有雌性动物的生殖期才能泌乳。
答案　(1)用促性腺激素处理良种奶牛
(2)目的基因　限制性内切酶和DNA连接酶、载体　显微注射法
(3)胰蛋白酶　卵细胞中含有的细胞质成分更能促进细胞核的分化　卵细胞大，易操作
(4)动物血清
(5)荷斯坦奶牛　因为④(发育成⑥的最初细胞)的细胞核来自①，细胞核是细胞代谢和遗传性状的控制中心　PCR技术　XX第二单元
第5讲　细胞膜——系统的边界　生物膜的流
动镶嵌模型　物质跨膜的运输方式
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于动物细胞膜的叙述，错误的是
A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白 B．细胞融合与细胞膜的流动性有关
C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量 D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的
解析　细胞膜由脂质、蛋白质和糖类组成，其中有些蛋白质和糖结合形成糖蛋白，有些脂质和糖结合形成糖脂；细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子都是可以运动的，使得细胞膜具有一定的流动性，细胞融合首先是膜发生融合，这与细胞膜的流动性密切相关；CO2通过自由扩散的方式进出细胞膜，不需要消耗ATP。
答案　C
2．(2011·高考北京卷)下列与细胞内物质运输有关的叙述，正确的是
A．叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核
B．氢离子可以通过扩散作用进入液泡内
C．溶酶体内的酶由内质网形成的小泡(囊泡)运入
D．内质网的膜结构成分可以转移到细胞膜中
解析　叶绿体合成的ATP被光合作用的暗反应利用，不能进入细胞核，故A选项错误。氢离子通过主动运输进入液泡内，故B选项错误。溶酶体内有多种水解酶，这些酶在粗面内质网上合成，然后转运到高尔基体，在高尔基体上形成小泡(囊泡)，即形成初级溶酶体，进而形成溶酶体，因此溶酶体内的酶是由高尔基体形成小泡(囊泡)运入的，故C选项错误。内质网上的膜结构成分可以以囊泡的形式到达高尔基体，再到达细胞膜，转移到细胞膜中，故D选项正确。
答案　D
3．(2011·全国理综)将紫色洋葱在完全营养液中浸泡一段时间，撕取外表皮，先用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，细胞发生质壁分离后，立即将外表皮放人蒸馏水中，直到细胞中的水分不再增加。若在该实验过程中，蔗糖溶液处理前外表皮细胞液的浓度为甲，细胞中的水分不再增加时外表皮细胞液的浓度为乙，则甲、乙的关系，以及实验过程中水分进出细胞的方式为
A．甲<乙，被动运输　　　　 B．甲>乙，被动运输
C．甲>乙，主动运输 D．甲＝乙，主动运输
解析　将紫色的洋葱表皮细胞放在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，由于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液比细胞液的浓度高，所以细胞通过被动运输失去水分而发生质壁分离。将已发生质壁分离的细胞放入蒸馏水中，由于细胞液的浓度大于蒸馏水的浓度，细胞通过渗透作用吸收水分，因为蒸馏水的浓度小于完全营养液的浓度，所以蔗糖溶液处理前的细胞液浓度甲大于水分不再增加时的细胞液浓度乙。
答案　B
4.(2010·高考上海卷)右图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是
A．该膜中载体也能运输蔗糖
B．碘以该方式进入海带细胞
C．该方式不会出现饱和现象
D．该方式发生在被运输物质从高浓度到低浓度时
解析　从图中得出，该过程需要载体协助，不需要能量，属于被动运输中的协助扩散，只能进行顺浓度梯度运输，D项正确。载体蛋白具有特异性，因此载体蛋白只能运输一种或一类化合物，A项错；碘进出细胞的方式为主动运输，B项错；细胞膜上载体蛋白的数量是有限的，所以协助扩散和主动运输过程均存在一个最大运输速率，C项错。
答案　D
5．(2010·天津理综)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是
A．主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量
B．在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输
C．质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高
D．抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分
解析　无论是静息状态，还是兴奋状态，神经细胞都要不断从细胞外吸收葡萄糖，以保证细胞内能源物质的充足供应。主动运输是既需要载体协助又消耗ATP的物质跨膜运输过程。质壁分离过程中，水分子的外流导致细胞内液浓度升高，进而使渗透压升高。抗体分泌过程中，囊泡膜与细胞膜融合成为细胞膜的一部分，进而将大分子的抗体排到细胞外。
答案　B
6.(2010·山东理综)如图中曲线a、b表示物质跨(穿)膜运输的两种方式，下列表述正确的是
A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输
B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关
D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响
解析　据图分析，曲线a表示被转运分子的转运速率与浓度成正比，符合自由扩散的特点。曲线b表示在被转运分子的浓度较低时，随着浓度提高，转运速率增加，浓度较高时出现饱和现象，符合协助扩散和主动运输的特点(受载体数量限制)。A项中，脂溶性小分子的跨膜运输方式是自由扩散；B项中，自由扩散与细胞膜表面的载体蛋白无关；D项中抑制细胞呼吸，停止能量供给，影响主动运输，但对自由扩散和协助扩散无影响。
答案　C
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·皖南模拟)科学家在制备较纯净的细胞膜时，一般不选用植物细胞，其原因是
①植物细胞液中的有机酸会溶解膜结构　②光学显微镜下观察植物细胞，看不到细胞膜　③植物细胞的细胞膜较薄　④植物细胞有细胞壁，提取细胞膜的过程比较繁琐　⑤植物细胞内会有其他膜结构干扰
A．①④ B．②③
C．②⑤ D．④⑤
解析　植物细胞具有细胞壁，影响对细胞膜的提取。同时，植物细胞内含有核膜和细胞膜及细胞器膜等众多膜结构，对提取细胞膜会造成干扰。细胞液中的有机酸不会溶解膜结构。
答案　D
2．(2011·北京东城区高三期末)下列现象不能证明细胞膜具有流动性的是
A．胞吞和胞吐 B．O2进入肺泡细胞
C．动物细胞融合 D．白细胞吞噬病原体
解析　考查细胞膜的结构特点。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，一些大分子的物质以胞吞和胞吐的方式进出细胞是证明细胞膜具有流动性的典型案例。白细胞吞噬病原体也属于胞吞；动物细胞融合也体现了细胞膜流动性；而氧气进入肺泡细胞是自由扩散，故选B。
答案　B
3．一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有
A．磷脂和蛋白质 B．多糖和蛋白质
C．胆固醇和多糖 D．胆固醇和蛋白质
解析　由题知，被镶嵌进去的物质类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质，细胞膜上具有识别功能的物质是多糖和蛋白质构成的，因而B对。
答案　B
4．细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是
A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
解析　本题综合考查细胞膜的结构与功能。细胞膜的糖被即糖蛋白在细胞间具有识别作用；细胞膜是一种选择透过性膜，对物质进出细胞具有选择性；由细胞膜内外结合的蛋白质功能有差异可推知，相关蛋白质种类也有差异；载体蛋白协助物质进行跨膜运输，所以该类蛋白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。
答案　D
5．如图为细胞膜的亚显微镜结构，鉴别细胞膜的内外侧的有效依据是
A．① B．②
C．③ D．④
解析　本题以细胞膜的结构示意图为信息考查细胞膜的成分。正确识别题图中的各种物质是解答本题的关键。③为磷脂双分子层的疏水端，④为磷脂分子的亲水端，②为蛋白质，①为细胞膜外侧糖类与蛋白质的结合物——糖蛋白，该种物质在细胞膜内侧没有，所以是鉴定细胞膜内外侧的依据。
答案　A
6．(2012·安徽百校一次联考)人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此不能得到的结论是
A．温度增加到15 ℃以上，细胞膜的流动性增强
B．该实验证明膜蛋白能够运动
C．温度对膜蛋白的运动有影响
D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
解析　构成膜的磷脂分子和大多数的蛋白质分子是运动的，因而膜具有一定的流动性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。温度升高，膜蛋白相对运动加剧，表明细胞膜流动性增强。根据图示数据只能说明：温度增加到15℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多。
答案　D
7．植物体内的哪种生理活动与生物膜没有关系
A．光合作用 B．主动运输
C．有氧呼吸 D．无氧呼吸
解析　光合作用的光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，主动运输需要膜上的载体蛋白协助，有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上进行的，无氧呼吸是在细胞质基质中进行的，与生物膜没有关系。
答案　D
8．(2012·南昌市一模)如图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是
A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B．⑤、⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①、③两种方式被吸收
D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关
解析　据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③、④分别为胞吞和胞吐，⑤、⑥分别为自由扩散和协助扩散。主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助，A正确；被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输，B错误；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收，C错误；蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡，细胞膜失去了生理活性，D错误。
答案　A
9．(山东实验中学模拟)用呼吸抑制剂处理红细胞，下列物质吸收量显著减少的一组是
解析　O2、H2O、甘油等通过自由扩散进入红细胞，葡萄糖通过协助扩散进入红细胞，这些过程都不需要消耗能量。氨基酸、K＋通过主动运输进入红细胞，需要消耗能量，呼吸抑制剂处理红细胞后，红细胞产生ATP量减少，所以氨基酸、K＋的吸收量也显著减少。
答案　B
10．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是
A．Na＋ B．K＋
C．胰岛素 D．CO2
解析　图乙表示的过程为主动运输过程，且是由细胞外向细胞内进行的，即该物质浓度细胞内比细胞外的高，由图甲看出K＋符合题意。
答案　B
11．(2012·长沙模拟)某种植物细胞在浓度分别为200 mmol/L和400mmol/L的M物质溶液中，细胞吸收M的速率都是10 mmol/min，对此结果最合理的解释是
A．细胞吸收M的方式为自由扩散 B．细胞吸收M需要载体蛋白的参与
C．细胞吸收M的方式为主动运输 D．所需能量供应不足
解析　由于该细胞在两种溶液浓度下的吸收速率相等，说明该物质的吸收具有饱和值；物质吸收时出现饱和值的原因是膜上载体蛋白的数量有限。
答案　B
12.如图表示细胞对大分子物质通过“囊泡运输”的过程。下列与此有关的叙述不正确的是
A．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
B．a、b体现了生物膜在结构和功能上具有一定的连续性
C．该图解可以证明生物膜具有一定的流动性
D．b与a分别是所有细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
解析　胞吞和胞吐是大分子物质进出细胞的一种特殊方式，排出代谢废物(如尿素、Na＋等)和摄取养分(如氨基酸、葡萄糖等)的主要方式有自由扩散、协助扩散和主动运输。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)下图为物质出入细胞膜的示意图，请据图回答：
(1)A代表______________分子；B代表____________；D代表____________。
(2)细胞膜的功能特点是________。
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小，这说明B____________。
(4)在a～e的五种过程中，代表被动运输的是________。
(5)可能代表氧气转运过程的是图中编号________；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号________。
(6)如果此为神经细胞膜，则当其受刺激后发生兴奋时，Na＋的流动过程是编号________。
解析　(1)A是蛋白质分子，B是磷脂双分子层，D是糖蛋白上的多糖侧链。(2)细胞膜是一种选择透过性膜。(3)构成膜的物质分子大都是运动的，因而细胞膜具有一定的流动性。(4)被动运输的物质是顺浓度梯度过膜的，如b、c、d。(5)氧气是以自由扩散方式跨膜转运的，不需要载体，因此可能是b，葡萄糖分子被小肠上皮吸收是主动运输，如a。(6)在神经细胞兴奋时，Na＋会由细胞外流入细胞内，导致膜电位的改变，该过程需要通道蛋白协助，如c。
答案　(1)蛋白质　磷脂双分子层　多糖　(2)选择透过性
(3)具有一定流动性　(4)b、c、d　(5)b　a　(6)c
14．(15分)(2011·海南单科)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液。图为肾小管壁及相关结构示意图。
回答问题：
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度________(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是________，需要________的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是________，原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是________。
解析　(1)依据题干中提供的信息“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动运输的方式进入组织液”可推测肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的葡萄糖浓度。(2)依据题干提供的信息：“原尿中葡萄糖浓度与血浆中的基本相同”、“正常情况下尿液中不含葡萄糖”可推知原尿中葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是主动运输，需要载体蛋白参与。(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是渗透作用。原尿中葡萄糖未能被完全重吸收，会使原尿渗透压增加，水分重吸收减弱，造成尿量增加。
答案　(1)高于　(2)主动运输　载体蛋白和ATP　(3)渗透吸水　肾小管腔中液体的浓度高于正常水平，渗透压高，水分重吸收减弱，造成尿量增加
15．(15分)(2012·安徽百校一次联考)下图是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，具有离子选择性。请仔细观察图示回答有关问题。
(1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实。这证明组成细胞膜的主要成分中有[　　]________。
(2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究鲨鱼体内多余盐分是经②途径排出的，那么其跨膜运输的方式是______。
(3)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收于植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输还是被动运输？请设计实验加以证明。
①实验步骤：
A．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放人适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中。
B．甲组给予正常的呼吸条件，乙组________。
c．________________________________________________________________________。
②实验结论：
a．若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明_______________________________；
b．________________________________________________________________________。
解析　(1)“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一事实证明细胞膜组成成分中有脂质分子，结合图示分析该物质应为[甲]磷脂分子。(2)②途径是一个离子通道，鲨鱼体内多余盐分可通过这种通道蛋白的协助由高浓度的细胞膜内一侧运输到低浓度细胞膜外的一侧，因此其跨膜运输的方式应为协助扩散(或被动运输)。(3)主动运输和被动运输相比，前者需要消耗能量，后者不需消耗能量；本实验可通过控制供能的多少来确定柽柳吸收无机盐的方式。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明无机盐的吸收不需消耗能量，应为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，则说明柽柳从土壤中吸收无机盐需要消耗能量，应为主动运输。
答案　(1)甲　磷脂分子　(2)协助扩散(或被动运输)　(3)①b.完全抑制有氧呼吸　C．一段时间后测定两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率　②A.柽柳从土壤中吸收无机盐是通过被动运输　B．若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是通过主动运输选修一 第2讲　微生物的培养与应用
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于微生物的叙述，错误的是
A．T2噬菌体由蛋白质和RNA组成
B．蓝藻无叶绿体，但能进行光合作用
C．通过诱变育种可获得青霉素高产菌株
D．赤霉菌分泌的赤霉素可促进植物生长
解析　T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成；蓝藻无叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，可进行光合作用；一般情况下，青霉菌进行无性生殖，通过诱变育种可获得青霉素高产菌株；赤霉素可促进细胞伸长，从而显著地促进植物生长。
答案　A
2．(2011·高考海南卷)野生型大肠杆菌能在基本培养基上生长，用射线照射野生型大肠杆菌得到一突变株，该突变株在基本培养基上培养时必须添加氨基酸甲后才能生长。对这一实验结果的解释，不合理的是
A．野生型大肠杆菌可以合成氨基酸甲
B．野生型大肠杆菌代谢可能不需要氨基酸甲
C．该突变株可能无法产生氨基酸甲合成所需的酶
D．该突变株中合成氨基酸甲所需酶的功能可能丧失
解析　野生型大肠杆菌在基本培养基上能生长，突变型大肠杆菌在基本培养基上不能生长，必须添加氨基酸甲后才能生长，说明野生型大肠杆菌能利用基本培养基的成分合成氨基酸甲，突变型大肠杆菌不能合成氨基酸甲，可能是缺少合成氨基酸甲所需要的酶，或者该酶的功能丧失。
答案　B
3．(2010·山东理综)生物柴油是一种可再生的清洁能源，其应用在一定程度上能够减缓人类对化石燃料的消耗。科学家发现，在微生物M产生的脂肪酶作用下，植物油与甲醇反应能够合成生物柴油(如下图)
(1)用于生产生物柴油的植物油不易挥发，宜选用____________、____________方法从油料作物中提取。
(2)筛选产脂肪酶的微生物M时，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供________，培养基灭菌采用的最适方法是________法。
(3)测定培养液中微生物数量，可选用________法直接计数；从微生物M分离提取的脂肪酶通常需要检测______________，以确定其应用价值；为除低生物柴油生产成本，可利用________技术使脂肪酶能够重复使用。
(4)若需克隆脂肪酶基因，可应用耐热DNA聚合酶催化的________技术。
解析　(1)因为植物油不易挥发，不能选用蒸馏法，可以用压榨法、萃取法从油料作物中提取。(2)微生物的生长需要水、碳源、氮源和无机盐等，选择培养基中添加的植物油为微生物生长提供碳源。分析灼烧灭菌、干热灭菌和高压蒸汽灭菌等实验室常用灭菌方法的特点可知，培养基灭菌采用的最适方法是高压蒸汽灭菌法。(3)测定培养液中微生物的数量，可选用显微镜直接计数法直接计数。提取的脂肪酶在应用于实验或生产之前，要先检测其活性，以确定其应用价值。固定化酶技术可以实现酶的反复利用，降低了生产成本。(4)在应用PCR技术扩增DNA片段时，DNA合成(延伸)时温度要控制在72℃，需要具有较强的耐热性的DNA聚合酶催化。
答案　(1)压榨　萃取(注：两空顺序无先后)
(2)碳源　高压蒸汽灭菌
(3)显微镜直接计数　酶活性(或：酶活力) 固定化酶(或：固定化细胞)
(4)PCR(或：多聚酶链式反应，聚合酶链式反应)
4．(2010·重庆理综)炭疽病是由炭疽杆菌引起的一种人畜共患传染病。炭疽杆菌两端截平、呈竹节状排列，菌落呈卷发状。对炭疽病疑似患者，可根据噬菌体的宿主专一性，通过实验确诊。
(1)细菌培养：采集疑似患者的样本，分离培养，获得可疑菌落。
(2)细菌鉴定：实验流程如下图所示
①对配制的液体培养基等需采取________方法灭菌；实验所用液体培养基的碳源为________(填“无机碳”或“有机碳”)。
②挑选可疑菌落制片后，用________观察，可看到呈竹节状排列的杆菌。
③接种可疑菌后，35 ℃培养24小时，液体培养基变浑浊，原因是________。对照组试管中应加入________，与实验组同时培养6小时后，若实验组液体培养基的浑浊度比对照组________(填“高”或“低”)，则可明确疑似患者被炭疽杆菌感染；反之则排除。
④对排除的疑似患者及易感人群，可接种炭疽杆菌疫苗，刺激机体产生相应抗体。与产生抗体相关的细胞除T细胞、B细胞外，还有________。
解析　(2)①微生物的培养基配制后常用高压蒸汽法灭菌；由于炭疽杆菌是异养型微生物，培养基中应加有机碳作碳源。②炭疽杆菌呈竹节状排列，需借助显微镜观察。③接种培养后，液体培养基由澄清变浑浊，应是炭疽杆菌大量繁殖的结果；实验组与对照组的设置应遵循单一变量原则和等量原则，实验组加入生理盐水配制的澄清噬菌体液，对照组应加入等量的生理盐水；若疑似患者被炭疽杆菌感染，则培养6小时后，实验组中的炭疽杆菌由于噬菌体侵染而大量裂解死亡，浑浊度会明显低于对照组。④接种疫苗后，机体通过体液免疫产生抗体，与此相关的细胞有吞噬细胞、T细胞和效应B细胞。
答案　(2)①高压蒸汽(98 kPa蒸汽)　有机碳
②显微镜
③细菌大量繁殖　等量生理盐水　低
④吞噬细胞、效应B细胞
能力提升
1．细菌培养过程中，分别采用了高压蒸汽、酒精、火焰灼烧等几种不同的处理方法，这些方法可依次用于消灭或杀灭哪些部位的杂菌
A．接种针、手、培养基　　　 B．培养基、手、接种针
C．手、接种针、培养基 D．培养基、接种针、手
解析　高压蒸汽、酒精、火焰灼烧的处理方法可依次用于消灭或杀灭培养基、手、接种针等处的杂菌。
答案　B
2．稀释涂布平板法是微生物培养中的一种常用的接种方法。下列相关叙述错误的是
A．操作中需要将菌液进行一系列的梯度稀释
B．需将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基表面
C．不同浓度的菌液均可在培养基表面形成单个的菌落
D．操作过程中对培养基和涂布器等均需进行严格灭菌处理
解析　考查微生物培养的基本原理。依据教材中的基本原理，要在培养基的表面形成单个的菌落需将菌液稀释到一定程度，所以C项错。
答案　C
3．(2012·北京海淀期中)下列关于微生物的培养和分离的叙述中，不正确的是
A．细菌能在液体培养基中以二分裂方式迅速扩增
B．噬菌体或大肠杆菌可在蛋白胨培养基中增殖
C．灭菌的目的是消灭与培养菌竞争的杂菌
D．稀释涂布法分散细菌得到单菌落的效果更好
解析　细菌繁殖方式是二分裂方式，噬菌体是没有细胞结构的病毒，需要在活细胞中才能生活，在蛋白胨培养基中不能增殖；想要得到单个菌落可以用划线法，如果稀释后再划线效果更好；灭菌目的是防止杂菌和培养菌发生竞争。
答案　B
4．(2011·上海普陀调研)下列是关于“微生物接种以及单个菌落观察”实验操作的叙述，其中错误的是
A．配制牛肉膏蛋白胨固体培养基，经高温、高压灭菌后倒入培养皿备用
B．接种前接种环须经酒精灯火焰灼烧
C．接种时应用无菌刮铲在培养基表面涂匀
D．倒置培养皿，37℃恒温培养48～72小时后观察
解析　培养微生物要防止杂菌感染，所以要对培养基及和培养有关仪器都要灭菌；因为是观察单个菌落，应该用划线法；防止培养皿盖上杂菌随水珠落下，要倒置培养基。
答案　C
5.如图是微生物平板划线示意图。划线的顺序为12345。下列操作方法正确的是
A．操作前要将接种环放在火焰边灼烧灭菌
B．划线操作须在火焰上进行
C．在5区域中才可以得到所需菌落
D．在12345区域中划线前后都要对接种环灭菌
解析　本题考查平板划线操作方法。在每次划线前后都要对接种环进行灭菌，接种环的灭菌方法应是在火焰上灼烧，接种时划线操作是在火焰边进行。在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落。
答案　D
6．(2012·山西四校联考)研究分解纤维素的微生物，对于人们在工业生产中的应用有着积极的意义。请回答：
(1)下面是分离纤维素分解菌的实验流程，请补全所缺内容：土壤取样→①________→梯度稀释→②__________________→③________________________。
(2)下边的培养基配方是①过程中使用的培养基。
纤维素粉 5 g
NaNO3 1 g
Na2HPO4·7H2O 1.2 g
KH2PO4 0.9 g
MgSO4·7H2O 0.5 g
KCl 0.5 g
酵母膏 0.5 g
水解酪素 0.5 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
该配方是液体培养基还是固体培养基？___________________________________。
该培养基对纤维素分解菌怎样进行选择？_________________________________。
过程①的目的是_______________________________________________________。
(3)过程②用到的培养基中加入了一种染料是_______________________________。
(4)如何证明过程②用到的培养基没有被杂菌污染？_________________________。
(5)菌落周围出现透明圈说明纤维素分解菌能分泌______________，并最终把纤维素分解成______________。
(6)在用平板计数法对分离的纤维素分解菌数目统计时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为_______________________________________________________________。
答案　(1)选择培养　将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上　挑选产生透明圈的菌落　(2)液体培养基　能分解纤维素的微生物才能大量繁殖，其他则难以生存 增加纤维素分解菌的浓度，确保能分离得到所需的菌种　(3)刚果红　(4)选取未接种的培养基与接种了样品的培养基，同时培养。如果在培养过程中未接种的培养基上没有菌落生长，说明培养基没有被杂菌污染　(5)纤维素酶　葡萄糖　(6)当两个或多个细胞连在一起时；平板上观察到的只是一个菌落
7．(2011·济南一模)白僵菌高孢粉是国家林业局推广的高效生物杀虫剂之一，应用于多种林木和农作物害虫的防治。白僵菌分生孢子附着在寄主表皮、气孔或消化道上，遇适宜条件开始萌发，生出芽管。同时产生脂肪酶、蛋白酶、几丁质酶等溶解昆虫的表皮，通过芽管入侵虫体，在虫体内生长繁殖，消耗寄主体内养分，产生各种毒素，形成大量菌丝和孢子，布满虫体全身。请回答下面的问题：
(1)从自然菌样中筛选较理想生产用菌种的一般步骤是：采集菌样→富集培养→________→性能测定。白僵菌的菌样应从________处采集。
(2)分离白僵菌菌种的培养基属于________培养基。在配制白僵菌培养基时常加入蔗糖、硫酸铵、硝酸钾等成分，蔗糖属于________营养物质。
(3)白僵菌纯培养常用的接种方法是________________和______________。
(4)分离与培养过程中，培养基和接种工具都要进行________处理，利用高温可以使微生物的________等物质发生变性。
解析　(2)选择培养基用于选择分离菌种。蔗糖属于微生物的碳源。(4)微生物分离培养过程中，培养基、接种工具都要进行灭菌处理，其原理是高温使蛋白质、核酸变性而使细胞失去活性。
答案　(1)纯种分离　感病昆虫
(2)选择　碳源
(3)平板划线法　稀释涂布平板法(或稀释混合平板法)
(4)灭菌　蛋白质和核酸
8．(2012·济南二模)生产实践中应用的菌种主要来自土壤，从土壤中分离微生物的实验流程如下：
土壤取样→选择培养→梯度稀释→鉴别培养。
请回答下列有关问题：
(1)将土壤浸出液接种到特定培养基上，可以将酵母菌从混杂的微生物群体中分离出来，获得纯种酵母菌，这一过程叫做________。在培养酵母菌的过程中，对培养基、接种环常采用的灭菌方法分别是________。
(2)在使用酵母菌发酵生产酒精的过程中，影响酵母菌酒精发酵的主要因素有________，常使用________的方法从发酵液中提取纯酒精。
(3)从土壤中分离纤维素分解菌，最好选择在________环境中采集土样，所选择的培养基应以________作为唯一碳源。
(4)纤维素分解菌能够合成纤维素酶，为了使纤维素酶反复使用，可以对纤维素酶进行________处理，处理的方法有吸附法、共价键结合法和________法。
解析　(1)在微生物培养过程中，培养基常用高压蒸汽灭菌，接种环常用灼烧灭菌。(2)温度、pH影响酶的活性，氧气浓度影响发酵产物。因酒精沸点较低，故可用蒸馏法对酒精进行提纯。(3)纤维素分解菌生活在富含纤维素的环境中，分离所用的培养基应以纤维素作为唯一碳源，以抑制以其他有机碳为碳源的菌类生长。(4)对酶进行固定化处理可以使酶重复使用，提高利用率。
答案　(1)纯培养　高压蒸汽灭菌、灼烧
(2)温度、pH、氧气浓度等　蒸馏
(3)富含纤维素的　纤维素
(4)固定化　包埋第五单元
第18讲　基因在染色体上和伴性遗传
知能达标训练
真题演练
1．(2010·海南卷)下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是
A．基因发生突变而染色体没有发生变化
B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D．Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状
解析　本题主要考查基因与染色体之间的平行关系。所谓的平行关系即两者行为要表现一致。A项中基因突变是DNA上的某一点发生变化，而染色体没有变化，故A错误。B、C两项是解释基因与染色体存在平行关系的实例。D项中当A基因所在的染色体缺失时，个体可以表现出a基因的性状，说明基因和染色体行为存在平行关系。
答案　A
2．(2010·北京理综)某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是
A．1/2　　　　　　　　 　B．1/4
C．1/6 D．1/8
解析　表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿为致病基因携带者的概率为1/2，与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是1/2×1/4＝1/8。
答案　D
3．(2011·上海理综)某同学养了一只黄底黑斑猫。宠物医生告诉他，猫的性别决定方式为XY型(XX为雌性，XY为雄性)；猫的毛色基因B、b位于X染色体上，B控制黑毛性状，b控制黄毛性状，B和b同时存在时毛色表现为黄底黑斑。若该同学选择一只黄猫与自己养的黄底黑斑猫配种，产下的小猫毛色和性别可能是
A．黄底黑斑雌猫、黄色雌猫或雄猫、黑色雄猫
B．黑色雌猫、黄色雌猫或雄猫
C．黄底黑斑雌猫或雄猫、黄色雄猫
D．黄底黑斑雌猫或雄猫
解析　因猫为XY型性别决定方式，控制毛色的基因B、b位于X染色体上，且基因B与b为共显性关系，则黄猫(XbY)与黄底黑斑猫(XBXb)交配，子代应为黄底黑斑雌猫(XBXb)∶黄色雌猫(XbXb)∶黑色雄猫(XBY)∶黄色雄猫(XbY)＝1∶1∶1∶1。故A正确。
答案　A
4．(2011·江苏单科)某家系中有甲、乙两种单基因遗传病(如下图)，其中一种是伴性遗传病。相关分析正确的是(多选)
A．甲病是常染色体显性遗传、乙病是伴X染色体隐性遗传
B．Ⅱ－3的致病基因均来自于Ⅰ－2
C．Ⅱ－2有一种基因型，Ⅲ－8基因型有四种可能
D．若Ⅲ－4和Ⅲ－5结婚，生育一患两种病的孩子的概率是5/12
解析　由系谱图中Ⅱ－4和Ⅱ－5均患甲病，Ⅲ－7不患甲病，推知甲病为常染色体显性遗传病；由甲、乙两病其中一种为伴性遗传病，推知乙病为伴性遗传病，Ⅱ－4和Ⅱ－5不患乙病，生育了患乙病儿子Ⅲ－6，知乙病是伴x染色体隐性遗传病；若甲病用A表示，乙病用b表示，Ⅰ－1的基因型为aaXBXb，Ⅰ－2的基因型为AaXBY，Ⅱ－3的基因型为AaXbY，Xb致病基因来自Ⅰ－1。由Ⅱ－2的表现型知基因型为aaXBX－，由Ⅲ－2患乙病推知Ⅱ－2基因型为aaXBXb。Ⅱ－4的基因型为AaXBXb，Ⅱ－5的基因型为AaXBY，Ⅲ－8基因型有AaXBXB、AaXBXb、AAXBXB和AAXBXb四种可能；Ⅲ－4基因型为AaXBXb，Ⅲ－5基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY，若Ⅲ－4与Ⅲ－5结婚，生育一患甲病孩子的概率为1/3＋2/3×3/4＝5/6，患乙病孩子的概率为1/2，生育一患两种病孩子的概率为5/6×1/2＝5/12。
答案　ACD
5．(2011·高考福建卷)火鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW，♂ZZ)。曾有人发现少数雌火鸡(ZW)的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代(WW 的胚胎不能存活)。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是
A．雌∶雄＝1∶1　　　　　　 B．雌∶雄＝1∶2
C．雌∶雄＝3∶1 D．雌∶雄＝4∶1
解析　按题意分两种情况，第一种情况是若卵细胞含Z染色体，则三个极体分别含Z、W、W染色体，卵细胞与其中之一结合后的情况是ZZ(雄)∶ZW(雌)＝1∶2；第二种情况是若卵细胞含W染色体。则三个极体分别含W、Z、Z染色体，卵细胞与其中之一结合后的情况足WW(不存活)∶ZW(雌)＝1∶2。故综合两种情况，理论上这种方式产生后代的雌雄比例为4∶1
答案　D
6．(2011·高考安徽卷)雄家蚕的性染色体为ZZ，雌家蚕为ZW。已知幼蚕体色正常基因(T)与油质透明基因(t)是位于Z染色体上的一对等位基因，结天然绿色茧基因(G)与白色茧基因(g)是位于常染色体上的一对等位基因，T对t，G对g为显性。
(1)现有一杂交组合：ggZTZT×GGZtW，F1中结天然绿色茧的雄性个体所占比例为________， F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体所占比例为________________。
(2)雄蚕产丝多，天然绿色蚕丝销路好。现有下列基因型的雌、雄亲本：GGZtW、GgZtW、ggZtW、GGZTW、GGZTZt、ggZTZt、ggZtZt GgZtZt，请设计一个杂交组合，利用幼蚕体色油质透明易区别的特点，从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕用于生产(用遗传图解和必要的文字表述)。
解析　本题考查ZW型性别决定方式。(1)通过计算可知后代F1有GgZTZt和GgZTW两种基因型，F1中结天然绿色茧的雄性个体所占比例为1/2；F2中幼蚕体色油质透明的雌性个体所占比例为1/4，结天然绿色茧的个体所占比例为3/4，因此F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体所占比例为1/4×3/4＝3/16。(2)由于幼蚕无法立即体现将来蚕茧颜色，因此要通过杂交实验间接辨别。后代个体不能全为体色正常或全为油质透明，且可通过F1体色性状判断性别，由此判定亲本的性染色体组成为ZtZt、ZTW，此组合符合后代雌性幼蚕个体体色全为油质透明，雄性幼蚕个体全为体色正常的要求。进而用排除法确定雄性亲本基因型为ggZtZt或GgZtZt，雌性亲本基因型为GGZTW。
答案　(1)1/2　3/16
(2)P：基因型 ggZtZt　 　×　　GGZTW　♀
　　　　　　　　　　　　 　 ↓
F1：基因型　　　　　　GgZTZt　　　　GgZtW
从孵化出的F1幼蚕中，淘汰体色油质透明的雌家蚕，保留体色正常的雄家蚕用于生产
或
P：基因型　　 　　 GgZtZt　 　×　　GGZTW　　♀
↓
F1：基因型 GGZTZt　GgZTZt　GGZtW　GgZtW
从孵化出的F1幼蚕中，淘汰体色油质透明的雌家蚕，保留体色正常的雄家蚕用于生产。
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列关于建构模型或科学研究方法的相关叙述错误的是
A．摩尔根用类比推理的方法证明了“基因在染色体上”
B．孟德尔用豌豆进行杂交实验时，运用了假说一演绎法
C．沃森和克里克研究DNA分子结构时，建构了物理模型
D．生态学家高斯在研究种群的数量变化规律时，建构了数学模型
解析　萨顿利用类比推理的方法得出的结论，摩尔根利用假说—演绎法，实验证明了“基因在染色体上”。
答案　A
2．(2011·杭州模拟)下列有关性别决定的叙述，正确的是
A．XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小
B．同型性染色体决定雌性个体的现象在自然界中比较普遍
C．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子
D．各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
解析　果蝇的Y染色体较X染色体大一些。同型性染色体如XX决定雌性个体，但也有ZZ个体表示雄性的，但所占比例较小。XY雄性个体产生两种雄配子，分别是含X染色体的和含Y染色体的。大部分被子植物是不分性别的，也就是说没有性染色体。
答案　B
3．(2012·山东潍坊一模)一个只患白化病的女性(致病基因为a)的父亲正常，母亲只患色盲(致病基因为b)，则这位白化病患者正常情况下产生的次级卵母细胞的基因组成可能是
A．aXB或aY B．aXB或aXb
C．aaXBXB或aaXbXb D．aaXBXB或aaYY
解析　根据题意可知白化病女性的基因型为aaXBXb，结合减数分裂的特点，可知正常情况下产生的次级卵母细胞的基因组成是aaXBXB或aaXbXb，不会出现Y染色体。
答案　C
4．一对同卵孪生姐妹分别与一对同卵孪生兄弟婚配，其中一对夫妇头胎所生的男孩是红绿色盲，二胎所生女孩的色觉正常，另一对夫妇头胎所生的女孩是红绿色盲患者，二胎生的男孩色觉正常，这两对夫妇的基因型是
A．XBXB×XbY B．XBXb×XBY
C．XbXb×XBY D．XBXb×XbY
解析　由第二对夫妇的女儿是色盲可知，这对夫妇的基因型为XbY、XbX－；他们又有一个色觉正常的儿子，则该儿子的正常基因一定来自其母亲，故其母亲的基因型为XBXb。同卵孪生的姐妹或兄弟的基因型是相同的，这两对夫妇的基因型是XBXb×XbY。
答案　D
5．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，红眼雄果蝇占1/4，白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是
A．红眼对白眼是显性 B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现为自由组合 D．红眼和白眼基因位于X染色体上
解析　由红眼果蝇和白眼果蝇交配，子代全部表现为红眼，推知红眼对白眼是显性；子代雌雄果蝇交配产生的后代，性状与性别有关判断控制眼色的基因位于X染色体上，表现为伴性遗传，由非同源染色体上的非等位基因控制的生物性状才表现自由组合。
答案　C
6．(2011·山东潍坊一模)用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如表所示。下列说法不正确的是
P F1
①♀灰身红眼× ♂黑身白眼 ♀灰身红眼、 ♂灰身红眼
②♀黑身白眼× ♂灰身红眼 ♀灰身红眼、 ♂灰身白眼
A.果蝇的灰身、红眼是显性性状
B．由组合②可判断控制眼色的基因位于X染色体上
C．若组合①的F1随机交配，则F2雌蝇中组合的灰身红眼占1/16
D．若组合②的F1随机交配，则F2雄蝇中黑身白眼占1/8
解析　对于灰身和黑身这一对相对性状来说，无论正交还是反交，后代雌雄都是灰身，说明灰身为显性，且位于常染色体上；对于红眼和白眼这一对相对性状来说，正反交后代雌雄表现型不同，且雌性亲本为红眼时，后代全为红眼，可判定红眼为显性，且位于X染色体上。组合①中，F1的基因分别为AaXBXb和AaXBY，F2雌蝇中纯合的灰身红眼：1/4AA×1/2XBXB＝1/8，因此C错。
答案　C
7．(2012·江苏苏、锡、常、镇四市一次调查)某海岛人群中约3 600人中有一个白化病患者，现在有一个表现型正常，其双亲也正常，其弟是白化病并且为色盲患者的女性，与该岛一个无亲缘关系的正常男性婚配，他们所生男孩同时患两种病的概率为
A．59/14 400 B．59/10 800
C．1/183 D．1/732
解析　由题可知，该女性的基因型为AaXBXb，与其结婚的男性基因型为AaXBY时，后代才会出现同时患两种病的男孩。根据题意得，aa＝1/3 600，则a＝1/60，A＝59/60，Aa＝2×1/60×59/60＝59/1 800，双亲正常，其弟是白化病并且为色盲患者，则该女性的基因型是AaXBXb的几率为2/3×1/2＝1/3，与其结婚的男性的基因型是AaXBY的几率为59/1 800，则后代是男孩，患白化病的概率为2/3Aa×59/1 800Aa→2/3×59/1 800×1/4＝59/10 800aa，患色盲的概率为1/2XBXb×XBY＝1/2×1/2Xb×Y＝1/4XbY，则所生男孩同时患两种病的概率为59/10 800×1/4＝59/43 200≈1/732。
答案　D
8.如图是人类遗传病系谱图，母亲是纯合体，该病的致病基因可能是(注：□○表示正常男女，■●表示患病男女)
①Y染色体上的基因　②常染色体上的显性基因　③常染色体上的隐性基因　④X染色体上的显性基因　⑤X染色体上的隐性基因
A．①② B．②③
C．③④ D．①⑤
解析　由于母亲是纯合体，经过分析，只有A是可能的。
答案　A
9．以下为遗传系谱图，2号个体无甲病致病基因。对有关说法，正确的是
A．甲病不可能是伴X染色体隐性遗传病
B．乙病是伴X染色体显性遗传病
C．患乙病的男性一般多于女性
D．1号和2号所生的孩子可能患甲病
解析　由图可以判断甲病是隐性遗传病，乙病是显性遗传病。甲病的女性患者的父亲是正常的，说明甲病不可能是伴X染色体隐性遗传病，应该是常染色遗传病。乙病男性患者的女儿是正常的，说明乙病也是常染色体遗传病。因为2号个体无甲病致病基因，所以即使1号含有甲病致病基因，与2号的后代也不会表现出甲病。
答案　A
10．(2011·苏北四市二次联考)某雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制。现有三组杂交实验，结果如下表。下列有关表格数据的分析，错误的是
杂交组合 亲代表现型 子代表现型及株数
父本 母本 雌株 雄株
1 阔叶 阔叶 阔叶243 阔叶119、窄叶122
2 窄叶 阔叶 阔叶83、窄叶78 阔叶79、窄叶80
3 阔叶 窄叶 阔叶131 窄叶127
A.仅根据第2组实验，无法判断两种叶形的显隐性关系
B．根据第1或第3组实验可以确定叶形基因位于X染色体上
C．用第2组的子代阔叶雌株与阔叶雄株杂交，后代中窄叶植株占1/2
D．用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株占1/4
解析　1组中阔叶后代出现窄叶，说明窄叶为隐性性状。3组中阔叶和窄叶与性别有关，且具有交叉遗传特点，故该性状由X染色体基因控制。2组中，子代阔叶雌性基因型为XAXa，阔叶雄性为XAY，两者杂交后，后代基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY＝1∶1∶1∶1。1组中亲本基因型设为XAY×XAXa，子代雌性基因型为1/2XAXA和1/2XAXa，与窄叶雄株(XaY)杂交后，后代中窄叶的比例为1/2×1/2＝1/4。
答案　C
11.(2012·海南四校联考)人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ)如图所示。下列有关叙述中错误的是
A．Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病，男性患病率高于女性
B．Ⅱ片段上基因控制的遗传病，男性患病率不一定等于女性
C．Ⅲ片段上基因控制的遗传病，患病者全为男性
D．由于X、Y染色体互为非同源染色体，故人类基因组计划要对其分别测定
解析　Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病，对于女性而言，必须纯合才致病，而男性只要有此致病基因就会患病，因此男性患病率高于女性；Ⅱ片段虽属于同源区，但男性患病率不一定等于女性；Ⅲ片段只位于Y染色体上，患病者全为男性；X、Y染色体互为同源染色体，人类基因组计划要分别测定，是因为X、Y染色体存在非同源区。
答案　D
12．已知鸡的芦花斑纹(B)对非芦花斑纹(b)为显性，B和b这对等位基因只位于Z染色体上。鸡的毛腿(A)对光腿(a)为显性，A与a位于常染色体上。现有毛腿芦花鸡雌雄各一只，其杂交雄性子代中出现毛腿芦花鸡和光腿芦花鸡，雌性子代中出现毛腿芦花鸡、光腿芦花鸡、毛腿非芦花鸡、光腿非芦花鸡，则杂交后代中只出现光腿和芦花两种性状中的一种的概率为
A．5/8 B．3/8
C．1/2 D．3/16
解析　由题干信息可以推断出亲本的基因型为AaZBZb×AaZBW，所以出现光腿非芦花鸡和毛腿芦花鸡的概率分别为(1/4)×(1/4)和(3/4)×(3/4)。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2011·广东惠州三次调研)果蝇是研究遗传学问题的良好材料，请回答：
(1)果蝇体细胞中有4对染色体，对其基因组进行研究应测序________条染色体。在精子的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，细胞中有________个着丝点。
(2)红眼(A)、正常刚毛(B)和灰身(D)的果蝇经过人工诱变可以产生基因突变的个体。下图表示该突变个体的X染色体和常染色体及其上的相关基因。
①人工诱变的物理方法有________(至少写出2种)。
②若只研究眼色，白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，F1果蝇表现型是________。
③基因型为ddXbXb和DDXBY的果蝇杂交得F1，求F1代的基因型、表现型及其比例。请以遗传图解简要说明。
(3)摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因和染色体的关系，即_______________________。
解析　(1)果蝇体细胞中有4对染色体，由于X和Y染色体大小不同，缺少一些同源序列，对其基因组进行研究应测序5条染色体(3＋X＋Y)。在精子的形成过程中，当染色体第二次移向细胞两极时，即减数第二次分裂后期，次级精母细胞中染色体也是8条，8个着丝点。(2)①人工诱变的物理方法有很多，如各种射线辐射、高热、低温、超声波或次声波等。②根据题干图解可知，控制眼色的基因位于X染色体上，若只研究眼色，白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY)杂交，F1果蝇表现型是红眼雌果蝇和白眼雄果蝇。③遗传图解见答案，注意要写好基因型，尤其是配子的基因型。(3)摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因和染色体的关系，即基因在染色体上呈线性排列。
答案　(1)5　8
(2)①各种射线辐射，高热、低温、超声波或次声波等
②红眼雌果蝇和白眼雄果蝇
③P：黑身、异常刚毛雌果蝇　灰身、正常刚毛雄果蝇
(3)基因在染色体上呈线性排列。
14．(15分)(2012·银川一中二模)某校学生在开展研究性学习时，进行人类遗传病方面的调查研究。下图是该校学生根据调查结果绘制的某种遗传病的家系图(显、隐性基因用A、a表示)。请分析回答：
(1)调查人类遗传病时，最好选取群体中发病率较高的________基因遗传病，Ⅲ7号个体婚前应进行________，以防止生出有遗传病的后代。
(2)通过________个体可以排除这种病是显性遗传病。若Ⅱ4号个体不带有此致病基因，Ⅲ7和Ⅲ10婚配，后代男孩患此病的几率是________。
(3)若Ⅱ4号个体带有此致病基因，Ⅲ7是红绿色盲基因携带者，Ⅲ7和Ⅲ10婚配，生下患病孩子的概率是________。
(4)若Ⅱ3和Ⅱ4均不患红绿色盲且染色体数正常，但Ⅲ8既是红绿色盲又是K1inelectcr综合征(XXY)患者，其病因是Ⅱ代中的________号个体产生配子时，在减数第________次分裂过程中发生异常。
解析　(2)由Ⅱ3×Ⅱ4→Ⅲ8知：该病为隐性遗传病；因双亲中有致病基因的携带者，故Ⅲ7个体婚前应进行遗传咨询。若Ⅱ4个体不带有此致病基因，则该病为伴X染色体隐性遗传病。Ⅲ7和Ⅲ10婚配则有：1/2XAXA×XAY→1/4XAY(后代全部正常)、1/4XAXA,1/2XAXa×XAY→1/8XAXa、1/8XAXA、1/8XAY、1/8XaY(患者)，后代男孩患此病的几率为1/4。(3)若Ⅱ4个体带有此致病基因，则该病为常染色体隐性遗传病，Ⅲ7和Ⅲ10婚配则有：2/3AaXBXb×AaXBY，后代中1/4XbY(患色盲)、1/6aa，故后代患病概率为1/4×5/6＋3/4×1/6＋1/4×1/6＝3/8。(4)Ⅱ3和Ⅱ4均不患红绿色盲，但Ⅲ8的基因型是XbXbY，其色盲基因只能来自母亲，该个体是由含XbXb的卵细胞与含Y的精子结合形成的受精卵发育而成的。母亲基因型为XBXb，故卵细胞XbXb产生的原因是减Ⅱ过程中一对姐妹染色单体未分离。
答案　(1)单　遗传咨询　(2)Ⅱ3、Ⅱ4、Ⅲ8　1/4
(3)3/8　(4)3　二
15．(15分)(2011·济南二模)请回答下列有关遗传学的问题：
Ⅰ.鸟类的性别决定类型为ZW型，雌性的性染色体组成是ZW，雄性为ZZ。北京鹌鹑种场孵化的一批雏鹌鹑中出现了一只罕见白羽雌鹤鹑，为研究鹌鹑的羽色遗传，为该白羽雌鹌鹑选配了若干栗羽雄鹌鹑，结果F1代均为栗羽。F1代鹌鹑多次相互交配，后代中均有白羽出现，出现的白羽都是雌性。通过F1代的雄鹌鹑与白羽雌鹌鹑回交，先后得到4只白羽雄鹌鹑。请分析回答：
(1)罕见白羽性状的出现是________的结果，该性状属于________(显性/隐性)性状。
(2)若控制鹌鹑羽色的基因用D、d表示，写出F2代栗羽雌鹌鹑的基因型________，F2代白羽雌鹌鹑的基因型________，F2代栗羽雄鹌鹑的基因型________。
(3)F1代的雄鹌鹑与白羽雌鹌鹑回交，得到白羽雄鹌鹑的几率为________。
(4)若选择________羽的雄鹌鹑与________羽的雌鹌鹑杂交，就可通过体色直接判断出子代鹌鹑的性别。
Ⅱ.下图为某家族两种遗传病的系谱图，已知甲病(由A或a基因控制)和乙病(由B或b基因控制)其中一种病为伴性遗传。请回答下列有关问题：
(1)甲病的遗传方式属于________染色体上的________性遗传。
(2)写出Ⅰ－1的基因型________，她的一个初级卵母细胞产 生的卵细胞类型有________种。
(3)若Ⅲ－8与Ⅲ－11结婚，生育一个患甲病子女的概率为______________，生育一个只患一种病的子女的概率为________________。已知人群中甲病的发病率为1/10 000，若Ⅲ－8与一个表现正常的男性结婚，则生育一个患甲病子女的概率约为____________。因此，应禁止____________结婚，以降低后代遗传病的发病率。
解析　Ⅰ.(1)“罕见”体现了频率低，是基因突变的特征之一。因该突变雌性个体与多个正常个体交配，子二代均有白羽，故突变性状为隐性。(2)因F2中白羽仅出现在雌性个体中，说明控制羽色的基因在性染色体上。而回交后代有白羽雄性个体出现，说明该基因位于Z染色体上。F1个体基因型ZDZd、ZDW、F2个体基因型为ZDZD(雄性栗羽)、ZDZd(雄性栗羽)、ZDW(雌性栗羽)、ZdW(雌性白羽)。(3)回交基因组合为：ZDZd×ZdW→ZDZd、ZdZd、ZDW、ZdW。其中白羽雄鹌鹑的概率为1/4。(4)选择ZdZd×ZDW组合，后代的雄性个体均为栗羽，雌性个体均为白羽。
Ⅱ.(1)5、6号无甲病，但他们有一个患甲病的女儿，说明甲病为常染色体隐性遗传病。则结合题干与图示可知，乙病为伴X染色体隐性遗传病。(2)1号有患甲病的女儿和患乙病的儿子，故其基因型为AaXBXb，一个初级卵母细胞只能产生一个卵细胞，一个卵细胞也只能有一种基因型。(3)8、11号个体基因型分别为：1/2aaXBXb、1/2aaXBXB和2/3AaXBY、1/3AAXBY。故后代患甲病的概率为2/3×1/2＝1/3，患乙病的概率为1/2×1/4＝1/8。只患一种病的概率为7/8×1/3＋1/8×2/3＝3/8。若人群中甲病的发病率为1/10 000，则a的基因频率为1/100，表现正常的人群中携带致病基因的概率(即正常人群中Aa的概率)为：Aa/(Aa＋AA)＝(2×99/100×1/100)÷(2×99/100×1/100＋99/100×99/100)＝2/101。故有aa×2/101Aa→2/101×1/2aa＝1/101aa。
答案　Ⅰ.(1)基因突变　隐性
(2)ZDW　ZdW　ZDZD和ZDZd
(3)1/4　(4)白　栗
Ⅱ.(1)常　隐　(2)AaXBXb　1
(3)1/3　3/8　1/101(或1/100)　近亲第六单元
第19讲　DNA是主要的遗传物质
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考广东卷)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知
实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况
① R 蛋白质 R型
② R 荚膜多糖 R型
③ R DNA R型、S型
④ R DNA(经DNA酶处理) R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关。 第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确。①一④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
答案　C
2．(2011·高考江苏卷)关于“噬菌体侵染细胞的实验”的叙述，正确的是
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
解析　噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养，需用含放射性的大肠杆菌培养才能使噬菌体带上放射性标记，A项错误；实验中保温时间不能过长，若保温时间太长则可能使一些含32P的子代噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中检测到32P，B项错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面而存在于沉淀物中，C项正确，本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为缺少蛋白质进入细菌细胞的对照实验，D项错误。
答案　C
3．(2010·江苏生物)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息
解析　作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性。并且能够自我复制。
答案　C
4．(2010·高考上海卷)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体浸染，裂解后释放的所有噬菌体
A．一定有35S，可能有32P　　 B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
解析　被32P标记的噬菌体侵入大肠杆菌后，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸来复制形成子代噬菌体的DNA，根据半保留复制原则，新合成的全部DNA分子中将有两个DNA分子含有被32P标记的母链，而新合成的蛋白质全部由大肠杆菌中被35S标记的氨基酸合成，因此一定含有35S。
答案　A
5．(2010·海南生物)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是
“杂合”噬菌体的组成 实验预期结果
预期结果序号 子代表现型
甲的DNA＋乙的蛋白质 1 与甲种一致
2 与乙种一致
乙的DNA＋甲的蛋白质 3 与甲种一致
4 与乙种一致
A.1、3 B．1、4
C．2、3 D．2、4
解析　 DNA和蛋白质这两种物质中DNA是噬菌体的遗传物质。所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。
答案　B
6．(2009·江苏生物)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
解析　A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。
答案　B
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是
A．二者设计思路相同，都是设法将DNA和蛋白质区分开，单独地、直接地研究它们在遗传中的作用
B．二者都运用了对照的原则，都巧妙地运用了同位素标记法
C．二者都能证明DNA能指导蛋白质的合成
D．二者都能证明DNA是主要的遗传物质
解析　本题主要考查肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的区别与联系。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法，也没有证据表明DNA能指导蛋白质的合成，故B与C错误；两个实验都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，故D错误。
答案　A
2．(2012·江苏高三调查)豌豆细胞中的DNA，有84%在染色体上，染色体中DNA占36.5%，RNA占9.6%，蛋白质占48.9%，这些数据表明
A．染色体的复制与RNA无关
B．染色体是遗传物质的主要载体
C．豌豆的遗传物质是DNA和RNA
D．基因在染色体上呈线性排列
解析　从题干信息可知，DNA主要存在于染色体上，所以染色体是遗传物质的主要载体。
答案　B
3．如图为“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程，能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”是
A．①②④ B．①②③
C．①③④ D．①②③④
解析　本题主要考查对艾弗里转化实验的理解与分析。实验①中活的R型细菌在S型细菌的DNA作用下，转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA肯定进入了R型细菌中，并实现了对其性状的控制，证明DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列对照实验，题中的②③④均分别与①形成对照实验，说明S型细菌的蛋白质、多糖类荚膜、DNA的水解产物等都不能使R型细菌发生转化，即证明了蛋白质、多糖类荚膜、DNA水解产物等其他物质不是遗传物质。
答案　D
4．格里菲思(F.Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果
A．证明了DNA是遗传物质 B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质 D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
解析　英国科学家格里菲思只是通过肺炎双球菌的转化实验，推论杀死的S型细菌中含有促使转化的活性物质“转化因子”，没有具体证明何种物质是遗传物质。
答案　D
5．用放射性同位素35S标记噬菌体的外壳蛋白质，然后用其侵染细菌。当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行测试，发现细菌细胞内无放射性。下列关于这一现象的解释不正确的是
A．被标记的噬菌体的外壳没有进入细菌细胞中
B．噬菌体DNA进入了细菌细胞内
C．噬菌体在细菌细胞中增殖过程所需原料来自细菌细胞
D．噬菌体在细菌细胞中增殖受细胞外的噬菌体外壳蛋白质控制
解析　噬菌体的侵入只是遗传物质DNA部分，而蛋白质未进入，子代噬菌体的产生仅受噬菌体DNA的控制。
答案　D
6．肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是
A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌
B．小鼠体内出现活S型细菌是R型细菌基因突变的结果
C．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致
D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
解析　加热杀死的S型细菌能将R型细菌在小鼠体内转化成具有活性的S型细菌。但在转化之前，R型细菌无毒，所以小鼠的免疫系统对R型细菌进行攻击，导致其数量下降。但是一旦S型细菌转化成功，S型细菌的毒性使小鼠的免疫功能严重受损，所以最终两种细菌的数量大大上升。
答案　B
7．(2012·浙江金华十校4月联考)S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是
A．S型菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达
B．S型菌R型菌致病性差异是由于细胞分化的结果
C．肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质
D．高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应
解析　机体受抗原刺激产生的记忆细胞可识别再次进入机体的抗原并产生免疫反应；S型细菌与R型细菌基因的差异是导致二者性状差异的原因；肺炎双球菌利用自己细胞的核糖体合成蛋白质；肽键与双缩脲试剂反应生成紫色络合物，高温破坏的是蛋白质的空间结构，而肽键未被水解，故高温处理的蛋白质仍可与双缩脲试剂发生紫色反应。
答案　A
8．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析　噬菌体是细菌病毒，不能直接利用培养基中的成分，只能利用活的宿主细胞来培养。同时用32P、35S标记噬菌体，在沉淀物和上清液中都会出现放射性，无法探究遗传物质的成分。此实验只能证明DNA是遗传物质，但无法证明DNA是主要的遗传物质。
答案　B
9．(2012·辽宁抚顺一模)关于噬菌体侵染细菌的实验，下列说法中正确的是
A．该实验能说明DNA是遗传物质，而RNA不是
B．噬菌体复制扩增时，利用细菌体内的核糖体合成外壳蛋白
C．野生型的噬菌体在侵染细菌之前，需在血浆中添加含放射性标记的脱氧核苷酸进行培养
D．用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测不到放射性
解析　噬菌体是由DNA和蛋白质构成的，不含有RNA；病毒必须寄生在活的宿主细胞内才能进行正常的生理活动，在培养基中无法存活；用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测到放射性很低而不是没有。
答案　B
10．用32P标记S型肺炎双球菌的DNA,35S标记其蛋白质，将其加热杀死后与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后，从死亡的小鼠体内提取得到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析，最可能的情况是
A．部分S型细菌含有32P，不含有35S
B．部分R型细菌含有32P和35S
C．所有S型细菌都含有32P，不含有35S
D．所有R型细菌都含有35S，不含有32P
解析　由题意可知，标记后再加热杀死S型肺炎双球菌的蛋白质会变性失活，而其DNA则仍保持活性，具有转化能力，因此当与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内后，S型菌的DNA会使部分R型菌转化形成S型菌，其他绝大多数的R型菌仍然正常。从死亡小鼠体内提取到的活的S型菌和R型菌的蛋白质的合成与S型菌的标记蛋白无关，也就是说从死亡小鼠体内提取得到的活的S型和R型细菌都不会含有35S。
答案　A
11．(2011·浙江温州十校联考)噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中不正确的是
A．该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
D．若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1
解析　噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质；噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，但不可证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入到细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1。
答案　A
12．下列有关遗传物质的描述，错误的是
A．细胞生物的遗传物质都是DNA
B．任何生物个体的遗传物质只有一种
C．肺炎双球菌的遗传物质是DNA或RNA
D．不含DNA的生物，RNA是其遗传物质
解析　一切有细胞结构的生物，遗传物质均为DNA，因而肺炎双球菌的遗传物质是DNA。据遗传物质的不同，病毒可分为DNA病毒和RNA病毒两大类，对于每一种特定的病毒而言，只能具有其中的一种。
答案　C
二、综合题(共2小题，满分44分)
13．(19分)回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
Ⅰ.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤：
(1)写出以上实验的部分操作步骤：
第一步：________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________。
(2)以上实验结果说明：____________________________________________________。
(3)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用35S的培养基培养________，再用噬菌体去感染________。
Ⅱ.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是___________________。
(2)在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是__________________________________。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：
a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是________________________________________________。
b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是_________________________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了_________________________________________________。
(5)上述实验中，________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是________________________________________________________________________。
解析　Ⅰ.正确解答此题的关键是先审清图中沉淀物中放射性很低，上清液中放射性很高，说明是用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体的繁殖必须在大肠杆菌内进行，要获得用35S标记的噬菌体，需要先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染被35S标记的大肠杆菌。
Ⅱ.(1)噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是同位素标记法。(2)在DNA中含有P元素，蛋白质中没有，故32P只能进入噬菌体的DNA中。在侵染过程中，由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌，离心后，上清液中是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此上清液中没有放射性。(3)从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来，使上清液带有放射性；如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，也会使上清液带有放射性。(4)噬菌体侵染细菌实验表明，在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。(5)N元素在DNA和蛋白质中都含有，因此不能用15N来标记DNA。
答案　Ⅰ.(1)第一步：用35S标记噬菌体的蛋白质外壳
第二步：把35S标记的噬菌体与细菌混合
(2)T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内
(3)大肠杆菌　被35S标记的大肠杆菌
Ⅱ.(1)同位素标记法(同位素示踪法)
(2)理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳
(3)a.噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中
b．是　没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性
(4)DNA是遗传物质
(5)不能　在DNA和蛋白质中都含有N元素
14．(25分)(探究创新题)在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：
A．将一部分S型细菌加热杀死；
B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)
C．将接种后的培养皿放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(见图)。
(1)本实验中的对照组有：_______________________________________________。
(2)本实验得出的结论是：_______________________________________________。
(3)如图表示在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的实验部分图解，其目的是证明“转化因子”的化学成分。请据图回答：
①在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是______________________。
②依据上面实验的图解，可以作出________的假设。
③为验证上面的假设，又设计了下面的实验：
该实验中加DNA酶的目的是___________________________________________________，
观察到的实验现象是_______________________________________________________。
④通过上面两步实验，仍然不能说明____________________________________________，
为此还需设计下面的实验：
观察到的实验现象是___________________________________________________________，
该实验能够说明_________________________________________________________。
(4)由此可见，________是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。
解析　(1)该实验探究的课题是：“加热杀死的S型细菌能否导致R型细菌发生转化”，所以必须设置正常的R型细菌、S型细菌及加热杀死的S型细菌的培养组，与混合培养形成对照。
(2)从四组菌落生长情况的对照中就可以确定S型细菌中有某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。
(3)本实验的目的是验证“转化因子”的化学成分，因此应将S型细菌的各种成分分离、提纯后分别与R型细菌混合，观察实验结果，分析得出正确结论。
(4)由题目综合分析，DNA是遗传物质。
答案　(1)1、2、3组
(2)S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，产生可遗传的变异
(3)①分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质　②DNA是遗传物质
③分解从S型细菌中提取的DNA　培养基中只长R型细菌
④蛋白质、多糖等不是遗传物质　培养基中只长R型细菌　蛋白质、多糖不是遗传物质　(4)DNA第三单元
第12讲　光合作用和细胞呼吸
中相关曲线的拓展
知能达标训练
真题演练
1．如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：
(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C、D依次是________。
(2)在Ⅰ中发生的过程称为________，在Ⅰ中含有的参与此过程的物质是________。
(3)在Ⅰ中发生的反应与Ⅱ中发生反应的物质联系是________。
(4)图乙中，从________点开始合成有机物，至________点有机物合成终止。
(5)AB段C3含量较高，其主要原因是__________________________。
(6)E点C3含量较少，其原因是__________________________________。
(7)E点与D点相比，叶绿体中[H]含量较________(填“高”或“低”)。
答案　(1)H2O、CO2、C3、C5
(2)光反应　色素和酶
(3)光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi等
(4)B　H (5)无光不进行光反应，C3不能被还原
(6)气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2的固定减弱
(7)高
2．(2011·南京二模)下图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各种物质，A、B代表两种细胞器。图2表示该植物叶片CO2吸收量随光照强度的变化曲线。据图回答下列问题。
(1)图1中B是________。卡尔文用同位素标记法追踪碳元素在光合作用过程中的运行：在供给植物CO2后的60 s内，相隔不同时间取样，杀死细胞并以层析法分析细胞代谢产物，通过研究发现7s后的代谢产物中有多达12种产物含有放射性，而5 s内的代谢产物大多集中在一种物质上，该物质最可能是________(填图中序号)。
(2)若该绿色植物长时间处于黑暗状态时，则图中①→②→①的循环________(能/不能)进行，原因是____________________________。
(3)当光照强度处于图2中的D点时，图1中⑥的去向有____________________ 。
(4)图2中O～D间此幼苗呼吸作用消耗的有机物量为________；光合作用有机物的净积累量为________。(用S1、S2、S3表示)
(5)若图2为植物25℃时CO2吸收量随光照强度的变化曲线。已知该植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，请在图中画出30℃时(原光照强度和CO2浓度不变)相应的CO2吸收量随光照强度的变化曲线(要求在曲线上标明与图中A、B、C三点对应的a、b、c三个点的位置)。
解析　(1)图1中B是叶绿体。在光合作用过程中二氧化碳最终转化为葡萄糖。(2)若该绿色植物长时间处于黑暗状态时，则图中①→②→①的循环不能进行，原因是没有光反应提供的ATP与[H]，暗反应不能进行。(3)当光照强度处于图2中的D点时，图1中⑥的去向有扩散到线粒体和外界。(4)图2中O～D间此幼苗呼吸作用消耗的有机物量为S1＋S3，光合作用有机物的净积累量为S2－S1。(5)光合作用的最适温度为25℃，超过最适温度后，趋势右移。
答案　(1)叶绿体　②
(2)不能　没有光反应提供的ATP与[H]，暗反应不能进行　(3)扩散到线粒体和外界
(4)S1＋S3　S2－S1
(5)见下图
3．(2011·广东卷)观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2吸收方式以适应环境变化。长期干旱条件下，蝴蝶兰在夜间吸收CO2并贮存在细胞中。
图1　正常和长期干旱条件下蝴蝶兰CO2吸收速率的日变化
图2　正常和长期干旱条件下蝴蝶兰的干重增加量
(1)依图1分析，长期干旱条件下的蝴蝶兰在0～4时________(填“有”或“无”)ATP和[H]的合成，原因是___________________________________________________________；
此时段________(填“有”或“无”)光合作用的暗反应发生，原因是__________________
________________________________________________________________________；
10～16时无明显CO2吸收的直接原因是______________________________________。
(2)从图2可知，栽培蝴蝶兰应避免________，以利于其较快生长。此外，由于蝴蝶兰属阴生植物，栽培时还需适当________。
(3)蝴蝶兰的种苗可利用植物细胞的________，通过植物组织培养技术大规模生产，此过程中细胞分化的根本原因是_________________________________________________________。
解析　(1)0～4时虽无光照，光合作用无法进行，但细胞呼吸仍在进行，仍能产生ATP和[H]；虽然此时段从外界吸收CO2，由于光反应无法进行，叶绿体中缺乏ATP和[H]，所以暗反应无法进行。10～16时温度过高，为避免水分丢失过多，此时段气孔关闭，所以CO2的吸收不明显。(2)从图2可以看出，正常情况下的干重增加量远大于干旱情况下的，所以要使蝴蝶兰较快生长，即较快积累干重，应避免干旱。 由于蝴蝶兰为阴生植物，若给予过强的光照，会使叶绿体受到破坏，从而影响其光合作用，所以栽培蝴蝶兰要注意适当的遮光。(3)利用细胞的全能性，通过植物组织培养技术可以用已分化的细胞在短时间内培养出大批幼苗。细胞分化的根本原因在于基因的选择性表达。
答案　(1)有　细胞呼吸过程中能产生ATP和[H]　无　光反应无法进行，叶绿体中缺乏ATP和[H]，所以暗反应无法进行　气孔关闭　(2)干旱　遮光　(3)全能性　基因的选择性表达
4．(2011·四川卷)有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件，以获得最大生物量(注：生物量指单位体积的藻体干重)。
(1)在有光条件下培养海藻时，培养液中必须含有________，还需定时向培养液通入空气，目的是提供________。海藻光合速率随不同光照强度的变化曲线如下图，图中B点表示最佳的________培养条件。
(2)该海藻在无光条件下仍能生长，但需在培养液中添加葡萄糖等有机物，目的是提供________________________________________________________________________。
(3)向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的生物量如下表：
葡萄糖浓度(g/L) 0 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0
海藻生物量(g/L) 0.84 0.93 1.00 1.03 0.79 0.67
要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需设计________的实验。
(4)综合上述实验，获得该海藻最大生物量的培养条件是________。
解析　(1)培养液必须含有海藻生长必需的矿质元素，海藻才能在培养液中正常生活；定期通入空气，以保证光合作用所需的CO2；B点光合作用速率最大，为海藻光合作用的最佳光照条件。(2)保证植物在无光条件下生长，必须提供有机物，以满足其异养生活所需的碳源和能源。(3)从表格中的数据可以看出，在适宜的条件下随葡萄糖浓度的增加，海藻生物量先增加后减少，要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需在0.2～0.6 g/L之间设置更小的浓度梯度进一步做实验。(4)综合分析，获得该海藻最大生物量的培养条件应包括适宜的光照、适量的葡萄糖。
答案　(1)各种必需矿质元素　CO2　光照　(2)碳源和能源　(3)在0.2～0.6 g/L之间更细分的浓度梯度　(4)适宜光照、添加适宜浓度的葡萄糖
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共24分)
1．如图表示同一植物在不同条件下进行光合作用时有关中间产物的量的变化情况。下列判断中正确的是
A．曲线a可表示C5量的变化 B．曲线a可表示还原氢量的变化
C．曲线b可表示三磷酸腺苷量的变化 D．曲线b可表示C3量的变化
解析　突然停止光照，C3量会增加(曲线a)，C5和三磷酸腺苷量都会减少(曲线b)。
答案　C
2．已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别是25℃、30℃，如图所示曲线表示该植物在30℃时光合作用强度与光照强度的关系。若将温度调节到25℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变)，从理论上讲，图中相应点的移动分别是
A．a点上移，b点左移，m值增大 B．a点不移，b点左移，m值不变
C．a点上移，b点右移，m值减小 D．a点下移，b点不移，m值增大
答案　A
3．(2012·漳州模拟)在密闭、透光的玻璃钟罩内，放着一株盆栽棉花。如图是夏季晴朗的一天中，钟罩内某物质的变化曲线。该曲线可以表示
A．一昼夜中，棉花呼吸强度的变化
B．一昼夜中，棉花体内有机物总量的变化
C．一昼夜中，钟罩内氧气浓度的变化
D．一昼夜中，钟罩内二氧化碳浓度的变化
解析　 0～6时和夜间18～24时，曲线呈上升趋势，这是由于植物细胞呼吸释放CO2的结果；6～18时曲线一直下降，这是由于植物在进行光合作用时，消耗玻璃罩内的CO2，其浓度下降。故此图为一昼夜中钟罩内二氧化碳浓度的变化。
答案　D
4．(2010·巢湖模拟)在苹果表面贴上深色的字，成熟后的苹果表面便出现字迹。下列说法正确的是
A．字迹处的CO2利用率提高 B．字迹处的糖含量增加
C．字迹处的ATP合成量增加 D．字迹处的叶绿素含量下降
解析　叶绿素的形成需要光诱导。
答案　D
5．以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A．光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物的量与30 ℃时相等
B．光照相同时间，在20 ℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25 ℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
解析　A项，光照相同时间，光合作用制造有机物的量等于有机物净积累量加上细胞呼吸消耗有机物量，35℃时光合作用制造有机物量为3＋3.5＝6.5mg/h,30℃时为3.5＋3＝6.5mg/h，所以A项正确。
答案　A
6．下列有关光合作用的叙述，正确的是
A．在光合作用过程中，NADPH可产生于叶肉细胞、幼茎的皮层细胞以及植物的根尖分生区细胞中
B．在其他条件均正常时，若CO2的供应减少，则细胞中C3含量上升、C5含量下降
C．若给予阳生植物充足的光照并保证充足的CO2，则可提高其光合作用速率
D．在某一光照强度下，检测到新鲜叶片没有与外界进行气体交换，则可判断出此叶片没有进行光合作用
解析　阳生植物光饱和点高，强光和高浓度CO2能提高光合作用效率。
答案　C
7．(2012·山东潍坊一模)如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是
A．与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低
B．在y点时，适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度
解析　x点时，光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3化合物的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点的光合作用因素是光照强度，C项不正确；在适宜温度下和同等光照强度条件下提高CO2浓度可大幅度提高光合作用速率，D项正确。
答案　D
8．关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是
A．叶绿体色素与ATP的合成有关
B．叶绿体色素参与ATP的分解
C．叶绿体色素与O2和NADPH的形成有关
D．叶绿体色素能吸收和转换光能
解析　色素的作用是吸收、传递、转化光能，与ATP分解无关。
答案　B
二、综合题(共2小题，满分56分)
9．(28分)(2011·高考江苏卷)下图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线，请回答下列问题：
(1)曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是________；曲线BC段酵母菌呼吸的方式是________。
(2)酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有________、________。
(3)在T1－T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有________、________。
(4)某同学在T3时取样，统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量，原因可能有________、________和用血球计数板计数时出现错误等。
解析　(1)酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。AB段无乙醇产生，故在AB段酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。(2)随着培养时间的推移，酵母菌数量减少的原因有营养物质的消耗、有毒物质(如乙醇)的积累和培养液pH的变化。(3)T1～T2时段，一方面，酵母菌数量多，分解掉的葡萄糖量增多；另一方面，酵母菌进行无氧呼吸，因无氧呼吸释放的能量少，故达到维持酵母菌正常生命活动所需能量时需消耗的葡萄糖的量大大增加。(4)用血球计数板计数时因取样时未将培养液摇匀而从底部取样，会导致测量值比实际值偏高。另外，若未染色，显微镜下统计的是所有酵母菌的总数，包括活菌和死菌，也会导致测量值比实际值偏高。
答案　(1)细胞质基质和线粒体　有氧呼吸和无氧呼吸
(2)乙醇含量过高　培养液的pH下降　(3)酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少　酵母菌种群数量增多　(4)取样时培养液未摇匀，从底部取样　未染色，统计的菌体数包含了死亡的菌体
10．(28分)(2012·广州普通高中毕业班综合测试)研究人员利用番茄植株进行了两组实验，实验1、2的结果分别用图中的(1)、(2)表示，请据图回答问题：
(1)实验1除满足植物对水和无机盐的需要外，还必须在适宜的________________等外界条件下进行。
(2)实验1的自变量是____________________，图(1)中a点条件下番茄植株相对生长速率低于b点的主要原因是______________________________________________________________。
日温26 ℃、夜温20 ℃一定是番茄植株生长的最适温度组合吗？____________，理由是____________________________________________________________________________。
(3)图(2)表示在一个种植有番茄植株的密闭容器内O2含量的变化，据图分析：
①番茄植株光合作用产生的O2量和呼吸作用消耗的O2量相等的点是______________。
②该番茄植株经过一昼夜，是否积累了有机物？__________，理由是______________
________________________________________________________________________。
③根据图(2)在图(3)中以A为起点画出该密闭容器内CO2含量变化的曲线。
解析　从图(1)可以看出，横坐标为不同的夜温(即自变量)，纵坐标为番茄的相对生长速率(即因变量)，其实验原理为温度影响植物细胞内物质的合成和细胞的分裂等，从而影响植物的生长；图(1)只能说明在日温26 ℃时，夜温20 ℃为番茄生长的最适夜温，要想得出番茄生长的最适温度组合，需设置不同的日温－夜温组合为自变量进行实验。图(2)中的横坐标为一昼夜的时间，纵坐标为密闭容器中的O2的相对含量，由于是密闭的容器，所以其值就反映了植物光合作用产生的氧气量与呼吸作用吸收的氧气量的差值，图(2)中B、C点分别表示一天中两个光照强度较低时，光合作用强度与呼吸作用强度相等的点(大约在6∶00和18∶00)。C点比B点高，是因为经过白天的光合作用，到C点时密闭容器中的氧气量增加了，B点不为零，是因为原容器中有一定量的氧气，利用此原理，可在图(3)中画出CO2的变化曲线；比较容器中A点和D点的氧气含量，可以得知植物一昼夜是否积累了有机物。D点低于A点，说明容器中的氧气经历一昼夜后含量在下降，也表明植物的光合作用总合成量小于呼吸作用总分解量。
答案　(1)光照强度和CO2浓度
(2)夜温　a点的夜温过低导致植物夜间新陈代谢过弱，不利于物质合成、细胞分裂等生理活动的进行　不一定　没有在其他日温和夜温条件下对番茄植株的生长速率进行实验　(3)①B、C　②否　24 h后密闭容器内的O2含量比实验前低，说明番茄植株细胞呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此没有积累有机物　 ③如图第五单元
第16讲　孟德尔的豌豆杂交实验(一)
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)孟德尔对于遗传学的重要贡献之一是利用设计巧妙的实验否定了融合遗传方式。为了验证孟德尔遗传方式的正确性，有人用一株开红花的烟草和一株开白花的烟草作为亲本进行实验。在下列预期结果中，支持孟德尔遗传方式而否定融合遗传方式的是
A．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为红花
B．红花亲本与白花亲本杂交的F1代全为粉红花
C．红花亲本与白花亲本杂交的F2代按照一定比例出现花色分离
D．红花亲本自交，子代全为红花；白花亲本自交，子代全为白花
解析　孟德尔认为，用具有相对性状的亲本杂交，在F1杂合细胞中，等位基因虽然存在于同一个细胞内，但彼此保持着独立性，互不融合。在本题C组实验中，红花与白花亲本杂交，虽然F1只表现一种性状，但后代能按照一定的比例出现花色分离，这就有力地支持了孟德尔的遗传理论。
答案　C
2．(2011·上海单科)某种植物的花色受一组复等位基因的控制，纯合子和杂合子的表现型如表。若WPWS与W杂交，子代表现型的种类及比例分别是
纯合子 杂合子
WW 红色 W与任一等位基因 红色
ww 纯白色 WP与W、 红斑白花
WSWS 红条白花 W 红条白花
WPWP 红斑白花
A.3种，2∶1∶1　　　　　 B．4种，1∶1∶1∶1
C．2种，1∶1 D．2种，3∶1
解析　分析表格可知：这一组复等位基因的显隐性为：W＞WP＞WS＞w，则WPWS与W杂交，其子代的基因型及表现型分别为：WPWS(红斑白花)，WPw(红斑白花)，WSWS(红条白花)，WSw(红条白花)，所以其子代表现型的种类及比例应为：2种、1∶1，故C正确。
答案　C
3．(2010·天津理综)食指长于无名指为长食指，反之为短食指，该相对性状由常染色体上一对等位基因控制(TS表示短食指基因，TL表示长食指基因)。此等位基因表达受性激素影响，TS在男性为显性，TL在女性为显性。若一对夫妇均为短食指，所生孩子 中既有长食指又有短食指，则该夫妇再生一个孩子是长食指的概率为
A. B.
C. D.
解析　由题干信息知：母亲基因型为TSTS，她的子女肯定携带TS基因，故子女中长食指应为女性，基因型为TLTS，由此可推出父亲基因型为TSTL，故该对夫妇再生一长食指孩子的概率为1/4(女性TSTL,1/2×1/2＝1/4)。
答案　A
4．(2010·江苏生物)喷瓜有雄株、雌株和两性植物，G基因决定雄株，g基因决定两性植株，g－基因决定雌株。G对g、g－是显性，g对g－是显性，如：Gg是雄株，gg－是两性植株，g－g－是雌株。下列分析正确的是
A．Gg和Gg－能杂交并产生雄株
B．一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子
C．两性植株自交不可能产生雌株
D．两性植株群体内随机传粉，产生的后代中，纯合子比例高于杂合子
解析　Gg和Gg－均为雄株，所以不能杂交；两性植株的喷瓜的基因型是gg或gg－，所以一株两性植株最多可产生g和g－两种配子；基因型为gg－的植株自交可产生雌株g－g－；两性植株的基因型有两种：一种是纯合子gg，另一种是杂合子gg－，所以两性植株群体内随机传粉，后代中纯合子比例高于杂合子。
答案　D
5．(2009·北京理综)鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。
请回答问题：
(1)根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的________色是显性性状。
(2)第3、4组的后代均表现出________现象，比例都接近________。
(3)第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近________，该杂交称为________，用于检验________________________________________________________________________。
(4)第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的______________鸭群中混有杂合子。
(5)运用________方法对上述遗传现象进行分析，可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的________定律。
解析　(1)(2)第1组和第2组中康贝尔鸭和金定鸭杂交，不论是正交还是反交，后代所产蛋颜色几乎为青色。第3组和第4组为F1自交，子代出现了不同的性状，即出现性状分离现象，且后代性状分离比。第3组：青色：白色＝2 940∶1 050；第4组：青色∶白色＝2 730∶918，都接近于3∶1。所以可以推出青色为显性性状，白色为隐性性状。(3)由上述分析可知康贝尔鸭(白色)是隐性纯合子，第5组让F1与隐性纯合子杂交，这种杂交称为测交，用于检验F1是纯合子还是杂合子。实验结果显示后代产青色蛋的概率约为1/2。(4)康贝尔鸭肯定是纯合子，若亲代金定鸭均为纯合子，则所产蛋的颜色应该均为青色，不会出现白色，而第1组和第2组所产蛋的颜色有少量为白色，说明金定鸭群中混有少量杂合子。(5)本实验采用了统计学的方法对实验数据进行统计分析，可知鸭蛋壳的颜色受一对等位基因控制，符合孟德尔的基因分离定律。
答案　(1)青　(2)性状分离　3∶1　(3)50%　测交　F1相关的基因组成　(4)金定　(5)统计学　基因分离
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．在孟德尔的豌豆杂交实验中，必须对母本采取的措施是
①开花前人工去雄　②开花后人工去雄　③自花受粉前人工去雄　④去雄后自然受粉　⑤去雄后人工授粉　⑥授粉后套袋隔离　⑦授粉后自然发育
A．①④⑦ B．②④⑥
C．③⑤⑥ D．①⑤⑥
解析　豌豆是自花传粉且闭花受粉的植物，在自然情况下，豌豆受粉时是不开花的，因此去雄时间应选在自花受粉前；为防止其他花粉落在母本的柱头上，去雄后要人工授粉，授粉后要套袋隔离。
答案　C
2．下列有关生物遗传学的说法，正确的是
A．具有显性基因的个体一定表现显性性状 B．显性个体的显性亲本必为纯合子
C．隐性个体的显性亲本通常是杂合子 D．后代全为显性，则其双亲必为显性纯合子
解析　表现型也受环境因素的影响；显性个体的显性亲本不一定是纯合子；后代全为显性，亲本不一定都为显性纯合子；若亲本的性状为显性，子代出现隐性性状，可推知亲本的基因型为杂合子。
答案　C
3．(2012·怀化模拟)有关纯合子的描述正确的是
A．经减数分裂只产生一个配子 B．自交后代性状分离
C．纯合子与纯合子杂交，后代全是纯合子 D．杂合子自交后代有纯合子出现
解析　纯合子只产生一种配子，并非只产生一个。因为只产生一种配子，所以自交后代的性状不分离。如果显性和隐性的纯合子杂交，其后代全是杂合子，但杂合子自交后代会出现相同配子结合形成的纯合子，因为显性配子和隐性配子结合是随机的。
答案　D
4．(2011·黑龙江哈九中)红海中营群居生活的红鲷鱼有一种奇怪的现象，即在缺少雄性红鲷鱼的雌鱼群体中，总会有一条雌鱼变成雄鱼，且身体也变得比其他雌鱼健壮。为解释这一现象，有人做了如下两组实验(注：两组红鲷鱼生长状况、实验装置、条件及时间都相同)。该实验说明
A．环境因素对生物的性状表现起到决定性作用
B．生物的性状表现由遗传物质决定
C．生物的性状表现是基因型与环境相互作用的结果
D．鲷鱼的性别决定与遗传物质无关
解析　两组实验，第一组虽然不在一个玻璃缸中，但是可以相互看到，与在同一个池塘中的作用是类似的，雌鱼中没有产生雄鱼；第二组两个玻璃缸被木板隔开，饲养一段时间后，产生了雄鱼，可以得出生物的性状表现是基因型与环境相互作用的结果。
答案　C
5．(2011·济南一模)等位基因A与a的最本质的区别是
A．A控制显性性状，a控制隐性性状 B．在减数分裂时，A与a分离
C．两者的碱基序列不同 D．A对a起显性的作用
解析　基因中的遗传信息由其碱基对的排序代表，不同基因的本质区别是碱基序列不同。
答案　C
6．(2012·浙江五校联考)某男性为白化病基因携带者，在他的下列细胞中，可能不含显性基因的是
①神经细胞　②成熟的红细胞　③初级精母细胞　④次级精母细胞　⑤精子
A．①②④ B．②④⑤
C．①③⑤ D．③④⑤
解析　该男性个体中，神经细胞是体细胞，含一个显性基因。初级精母细胞是精原细胞复制而来，含有2个显性基因。人的成熟的红细胞无基因。因在减数第一次分裂后期同源染色体分离，使一个次级精母细胞含显性基因，一个含隐性基因，也使精子中一半含显性基因，一半含隐性基因。
答案　B
7．一杂合子(Dd)植株自交时，含有隐性配子的花粉有50%的死亡率，则自交后代的基因型比例是
A．1∶1∶1 B．4∶4∶1
C．2∶3∶1 D．1∶2∶1
解析　隐性配子的花粉有50%的死亡率，说明雄配子中D、d的比例是2∶1，而雌配子中D、d的比例为1∶1，所以用棋盘法即可求得：DD∶Dd∶dd＝2∶(1＋2)∶1。如图：
答案　C
8．关于孟德尔分离定律杂交实验中测交的说法不正确的是
A．F1×隐性类型→测F1基因型
B．通过测定F1的基因组成来验证对分离实验现象理论解释的科学性
C．F1的基因型是根据F1×隐性类型→所得后代表现型反向推知的
D．测交时，与F1杂交的另一亲本无特殊限制
解析　测交必须是利用隐性纯合子与被检验对象杂交，目的是分析其后代以推知其基因组成。孟德尔分离定律杂交实验中测交的对象是F1，其基因组成决定了基因分离定律的正确与否。
答案　D
9．(2012·广东惠州三次调研)孟德尔对分离现象的原因提出了假说，下列不属于该假说内容的是
A．生物的性状是由遗传因子决定的 B．基因在体细胞染色体上成对存在
C．配子只含有每对遗传因子中的一个 D．受精时雌雄配子的结合是随机的
解析　孟德尔对遗传和变异的本质是不能作出科学的解释的，基因的概念是1909年丹麦生物学家约翰逊提出的，孟德尔是1884年去世的。
答案　B
10．将纯种高茎豌豆和矮茎豌豆的种子各200粒混合后均匀播种在适宜的环境中，待它们长成植株后，再将高茎豌豆植株所结的480粒种子播种在适宜的环境中，长成的植株
A．全部为高茎 B．全部为矮茎
C．高茎360株，矮茎120株 D．高茎240株，矮茎240株
解析　因为豌豆是自花传粉且闭花受粉的植物，所以自然状态下，豌豆繁殖后代的方式是自交，所以纯种高茎豌豆的后代全部都是高茎豌豆，没有性状分离现象。
答案　A
11．(2011·长春模拟)鼠的黄色和黑色是一对相对性状，遗传符合基因的分离定律。研究发现，让多对黄鼠交配，每一代中总会出现约1/3的黑鼠，其余均为黄鼠。由此推断正确的是
A．鼠的黑色性状是由显性基因控制的
B．黄鼠后代出现黑鼠是基因突变所致
C．子代黄鼠中既有杂合子又有纯合子
D．黄鼠与黑鼠交配，任一代中黄鼠都约占1/2
解析　黄鼠杂交，后代出现了黄色和黑色两种性状，说明发生了性状分离，所以黑色是隐性性状。理论上黑鼠的比例应为1/4，而现在是1/3，说明黄鼠有1/3死亡，最可能的原因是黄鼠纯合致死，所以黄鼠中没有纯合子，只有杂合子，黄鼠与黑鼠交配，结果应是测交的结果。
答案　D
12．(2011·山东淄博一模)豌豆的高茎对矮茎为显性，现进行高茎豌豆间的杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，若后代中的全部高茎豌豆进行自交，则所有自交后代中高茎豌豆与矮茎豌豆的比为
A．3∶1 B．5∶1
C．9∶6 D．1∶1
解析　高茎豌豆间的杂交，后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，则说明亲代的高茎为杂合子，若后代中的全部高茎豌豆中纯合子与杂合子(比例为1∶2)分别进行自交，只有杂合子的自交后代才会出现矮茎豌豆，比例为2 /3×1/4＝1/6，则所有自交后代中高茎豌豆∶矮茎豌豆的比为5∶1。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)豌豆是良好的遗传实验材料，回答下列相关问题：
Ⅰ.豌豆的花色由一对遗传因子控制，下表是豌豆的花色三个组合的遗传实验结果。请回答：
组合 亲本表现型 子代表现型和植株数目
白花 紫花
1 紫花×白花 405 401
2 白花×白花 807 0
3 紫花×紫花 413 1 240
(1)由表中第________个组合实验可知________花为显性性状。
(2)表中第________个组合实验为测交实验。
(3)第3个组合中，子代的所有个体中，纯合子所占的比例是________。
Ⅱ.豌豆的高茎(D)对矮茎(d)为显性，将A、B、C、D、E、F、G 7种豌豆进行杂交，实验结果如下表。请分析说明：
杂交后代实验组合　　　 高茎 矮茎 总数
A×B 210 70 280
C×D 0 250 250
E×F 190 190 380
G×D 300 0 300
(1)豌豆C的遗传因子组成是________，豌豆G的遗传因子组成是________。
(2)上述实验结果所获得的高茎纯合子植株占高茎植株数为________。
(3)所得总株数中，性状能稳定遗传和不能稳定遗传的比例为________。
解析　Ⅰ.由表中第3个组合实验可知紫花为显性性状，其亲本均为杂合子，故其后代中纯合子占的比率为50%。表中第1个组合实验为测交实验。
Ⅱ.由表中数据分析知A、B、C、D、E、F、G的基因型依次为Dd、Dd、dd、dd、Dd(或dd)、dd(或Dd)、DD，因此只有A×B组合的高茎后代中有1/3的纯合子，其他组合中的高茎后代均为杂合子，则实验结果所获得的高茎纯合子植株占高茎植株数的比值为(210×1/3)/(210＋190＋300)＝1/10(或10%)。纯合子的性状能稳定遗传，杂合子的性状不能稳定遗传，隐性性状均为纯合子，所以性状能稳定遗传和不能稳定遗传的比例为(210×1/3＋70＋250＋190)/(210×2/3＋190＋300)＝58/63。
答案　Ⅰ.(1)3　紫　(2)1　(3)50%
Ⅱ.(1)dd　DD　(2)1/10(或10%)
(3)58/63
14．(15分)(2011·济南一模)利用遗传变异的原理培育作物新品种，在现代农业生产上得到广泛应用。请回答下面的问题：
(1)水稻的穗大(A)对穗小(a)为显性。基因型为Aa的水稻自交，子一代中，基因型为________的个体表现出穗小，应淘汰；基因型为________的个体表现出穗大，需进一步自交和选育；按照这种自交→淘汰→选育的育种方法，理论上第n代种子中杂合体的比例是________。
(2)水稻的晚熟(B)对早熟(b)为显性，请回答利用现有纯合体水稻品种，通过杂交育种方法培育纯合大穗早熟水稻新品种的问题。
①培育纯合大穗早熟水稻新品种，选择的亲本基因型分别是____________和____________。两亲本杂交的目的是__________________。
②将F1所结种子种下去，长出的水稻中表现为大穗早熟的几率是__________________，在这些大穗早熟植株中约有__________________是符合育种要求的。
解析　(1)第n代有1/2nAa、1/2(1－1/2n)AA，因淘汰了aa，第n代中Aa的比例为∶Aa/(AA＋Aa)，即(1/2n)/[1/2(1－1/2n)＋1/2n]＝2/(2n＋1)。(2)应利用杂交育种法培育大穗早熟品种，其目的是将优良性状集于一体。F1种子即为F2代，大穗早熟为单显性类型，占后代个体总数的3/16，其中约有1/3是纯合子。
答案　(1)aa　AA或Aa　2/(2n＋1)
(1)①AABB　aabb　将基因A和b集中到同一个体
②3/16　1/3
15．(15分)(2012·山东潍坊质检)玉米是遗传学实验常用的材料。在自然状态下，花粉既可以落到同一植株的柱头上，也可以落到其他植株的柱头上(如图所示)。请回答：
(1)选择玉米作为遗传实验材料的优点是____________和________________________。
(2)玉米的常态叶与皱叶是一对相对性状。农田中有一批常态叶和皱叶玉米的幼苗，欲通过实验判断该对相对性状的显隐性。某同学的思路是随机选取等量常态叶与皱叶玉米幼苗各若干，分别移栽隔离种植，观察子一代性状：若子一代发生性状分离，则此亲本所表现的性状为__________性状；若子一代未发生性状分离，则需要____________________________________。
(3)玉米的高茎对矮茎为显性。为研究一纯合高茎玉米植株的果穗上所结子粒全为纯合、全为杂合还是既有纯合又有杂合，某同学选取了该玉米果穗上2粒种子作为亲本，单独隔离种植，观察记录并分别统计子一代植株的性状，子一代全为高茎，他就判断该玉米果穗所有子粒为纯种，可老师认为他的结论不科学，理由是_________________________________________。
请以该果穗为实验材料，写出科学的实验思路_____________________________。
预期现象及结论是：①_________________________________________________；
②___________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________。
解析　(1)由于玉米具有相对性状明显、易于区分；后代数目多，统计结果更准确；人工授粉操作简便；既能自花传粉也能异花传粉等优点，因此常被用作遗传实验材料。(2)将两种性状植株分别种植，相当于自交，如果后代发生性状分离则说明相应性状为显性；如果后代未发生性状分离，则表明植株为纯合子，此时需要将两种性状植株杂交，子代表现出的性状即为显性性状，未表现的为隐性性状。(3)用2粒种子作为亲本种植，获得的子代数量太少没有说服力，而且还有一定的偶然性。应该将该果穗上的种子全部作为亲本进行实验，单独隔离种植即让其进行自交，观察后代的表现型及比例：若全为高茎，则说明亲本为纯合子(AA)；若既有高茎又有矮茎，则说明亲本为杂合子(Aa)；若一部分亲本后代全为高茎，另一部分亲本后代既有高茎又有矮茎，则说明亲本既有纯合子(AA)又有杂合子(Aa)。
答案　(1)相对性状明显、易于区分　后代数目多，统计结果更准确　人工授粉操作简便 既能自花传粉也能异花传粉(任答两点即可)
(2)显性　将子一代常态叶与皱叶玉米杂交，观察其后代叶片性状，表现出的叶形为显性性状，未表现出的叶形为隐性性状
(3)选择样本太少，实验有一定的偶然性，不能代表全部子粒的基因型
实验思路：用该玉米穗上的全部子粒作为亲本，单独隔离种植(自交)，观察记录并分别统计子一代植株的高、矮
预期现象及结论：
①若子一代全为高茎，说明该玉米穗上的子粒全是纯合子
②若全部亲本的子一代既有高茎又有矮茎，说明该玉米穗上的子粒全为杂合子
③若部分亲本的子一代全为高茎，另一部分亲本的子一代既有高茎又有矮茎，说明该玉米穗上的子粒既有纯合子也有杂合子第四单元 第13讲　细胞的增殖
知能达标训练
真题演练
1．(2011·上海单科)如图为同一植物细胞处在有丝分裂两个不同时期的模式图，下列表述错误的是
A．a结构主要由纤维素和果胶组成 B．b表示细胞膜，c表示细胞核
C．d结构的形成需要高尔基体的参与 D．e的蛋白质成分是在G2期合成的
解析　由图可知a为植物细胞的最外层结构，故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁；细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的，故b表示核膜，c表示核仁；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。
答案　B
2．(2010·海南生物)有关动物细胞有丝分裂的叙述，正确的是
A．细胞板在细胞有丝分裂末期形成
B．同源染色体配对通常发生在分裂前期
C．在分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞
D．在分裂中期，两个中心粒复制形成两组中心粒
解析　植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板，动物细胞有丝分裂末期细胞膜内陷缢裂成两个子细胞，所以A错误、C正确；同源染色体配对发生在减数第一次分裂的前期，不能发生在有丝分裂中，B错误；两个中心粒复制形成两组中心粒发生在细胞分裂的间期，D错误。
答案　C
3．(2010·上海生物)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述，能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是
①两个相同DNA分子完全分开　②出现放射状排列的细线　③中心体发生倍增　④着丝粒排列在一个平面上
A．②→③→①→④　　　　 B．②→④→③→①
C．③→②→④→① D．②→③→④→①
解析　①两个相同DNA分子完全分开、②出现放射性排列的细丝、③中心体发生倍增、④着丝粒排列在一个平面上，分别表示细胞分裂的后期、前期、间期和中期，故选C。
答案　C
4．(2010·天津理综)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是
A．剪取5 cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色
B．如图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C．持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D．视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半
解析　在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，需用解离液(盐酸＋酒精)对剪取的2～3mm的根尖进行解离处理。因解离液可杀死细胞，故显微镜下观察到的细胞均是停留在某一细胞周期的死细胞。视野中N细胞(处于有丝分裂后期)的染色体数是M细胞(处于有丝分裂中期)的两倍。由图示可看出该视野是高倍镜下调节细准焦螺旋后所观察到的。
答案　B
5．(2009·广东生物)有关真核细胞分裂的叙述，正确的是(多选)
A．无丝分裂过程核膜不消失
B．动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖
C．动物细胞有丝分裂末期不形成细胞板
D．无丝分裂仅出现于高等生物的衰老细胞
解析　动物细胞可进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。无丝分裂主要出现在高等生物分化的细胞中，比如鸡胚的血细胞、蛙的红细胞等。
答案　AC
6．(2011·上海单科)回答下列有关细胞与细胞周期的问题。
图1为细胞周期的模式图，图2为动物细胞的亚显微结构模式图。据图回答(方框内填数字，横线上填文字)。
图1
图2
(1)图1中，X期代表________；细胞内X期后加倍的细胞器是________；诊断因染色体数目变异导致的遗传病时，需选择[　]________期的细胞。1期末消失的细胞结构有________。
(2)组蛋白是组成染色体的蛋白质。图2中，组蛋白基因表达时，能发生碱基配对的场所是[　]________和[　]________。
(3)图2中，具有选择透过性膜的细胞结构是________。(多选)
A．[5] B．[6]
C．[7] D．[8]
E．[9] F．[10]
解析　一个完整的细胞周期包括间期(G1、S和G2期)分裂期，分裂期又可分为前期、中期、后期与末期。根据箭头信息可推知中，Y为G1，期，X为G2期，在G2期加倍的细胞器为中心体；分裂中期染色体形态比较固定，数目比较清晰，是观察染色体的最佳时期。分裂前期核膜、核仁消失。基因的表达过程包括转录与翻译两个过程，场所分别是细胞核与核糖体。细胞内的所有膜结构均具有选择透过性。
答案　(1)DNA合成后期(G2期)　中心体　[2]中　核仁、核膜
(2)[6]细胞核　[7]核糖体
(3)A　B　D　F
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·辽宁大连24中质检)细胞不能无限长大的原因是
A．它的寿命有限
B．它所生活的环境有限
C．细胞表面积与体积的关系限制了细胞长大
D．因为细胞具有分裂周期
解析　细胞体积越大，其表面积与体积的比值越小，这样细胞与外界的物质交换速率就越小。因此，细胞不能无限制长大主要受限于细胞表面积与体积的比值。
答案　C
2.右图表示细胞分裂的一个周期，下列叙述正确的是
A．甲→乙的过程表示分裂间期
B．乙→甲的过程表示分裂期
C．甲→甲的过程为一个细胞周期
D．乙→乙的过程为一个细胞周期
解析　细胞周期是指从上一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止，这是一个细胞周期。细胞分裂过程中，先有分裂间期，后有分裂期，当分裂期结束时则形成了2个子细胞，这时又进入下一个细胞周期的分裂间期。在细胞周期中，分裂间期明显比分裂期要长，所以图中阴影部分为分裂期，无阴影部分为分裂间期。按照图中所示的方向，乙应为分裂期结束，即为一个细胞周期的开始，从乙顺着箭头方向到达甲，则为分裂间期；从甲到乙则为分裂期，乙又为下个细胞分裂间期的开始。所以一个细胞周期应从乙到达乙。
答案　D
3．(福州八中质检)下图是某细胞进行增殖时可观察到的几个时期，用L～P表示，下面叙述正确的是
①L期有8条染色体　②P期紧接在L期之后　③P期与M期细胞内核DNA数相等　④P期有8条染色单体
A．①③　　　　　　　　 B．①②
C．①④ D．②③
解析　本题考查细胞有丝分裂的知识。染色体数与着丝点数一致，L期有4条染色体；P期着丝点分裂，不存在染色单体。
答案　D
4．关于有丝分裂过程中染色体、DNA和染色单体的变化，下列说法正确的是
A．有丝分裂的全过程都能看到染色体
B．在细胞周期中，染色单体数目随着染色体数目的增加而增加
C．细胞分裂后期染色体数目会出现加倍现象
D．有丝分裂的全过程中核DNA和染色单体的数目始终保持一致
解析　有丝分裂的间期不能观察到染色体。在后期染色体数目增加，但染色单体数目为零。有丝分裂过程中，核DNA和染色单体的数目不会始终保持一致。
答案　C
5．下列几种细胞在进行细胞分裂时，始终观察不到染色体变化的是
①洋葱根尖分生区细胞　②变形虫细胞　③大肠杆菌细胞　④蛙的红细胞　⑤蛙的囊胚期细胞 　⑥人的造血干细胞
A．③⑥　　　　　　　　　 B．③④
C．①⑤ D．②④
解析　大肠杆菌是原核生物，无染色体。蛙的红细胞进行无丝分裂，没有纺锤丝和染色体的变化。
答案　B
6．在一个细胞周期中，可能发生在同一时期的变化是
A．DNA复制和中心粒复制 B．染色体加倍和染色单体形成
C．细胞板出现和纺锤体出现 D．着丝点分裂和同源染色体分离
解析　本题主要考查细胞的分裂过程。间期主要完成DNA分子的复制与有关蛋白质的合成，中心粒的复制也发生在此时期；染色体加倍发生在有丝分裂的后期，细胞板的出现为末期，纺锤体出现为前期，着丝点分裂为后期，同源染色体分离只能发生在减数第一次分裂的后期。
答案　A
7．选用下列哪种方法，可以判定植物分生组织细胞的部位
A．有蛋白质的合成 B．有RNA的转录
C．有DNA的合成 D．光合作用旺盛
解析　本题考查植物细胞有丝分裂过程中发生的变化。分生组织的细胞能进行有丝分裂，在细胞分裂的过程中进行DNA的复制，而不分裂的细胞是没有DNA复制的。
答案　C
8．(2012·济南一模)在高倍镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞，都能看到的结构是
A．染色体、细胞壁、纺锤体 B．细胞壁、细胞膜、核膜
C．染色体、赤道板、细胞膜 D．染色体、纺锤体、赤道板
解析　细胞有丝分裂中期，染色体、纺锤体已经形成，核膜、核仁已经消失。赤道板仅表示位置，细胞无此结构。细胞膜、细胞壁还存在。
答案　A
9．如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图，下列叙述正确的是
A．①时期染色体还未复制，核DNA已完成了复制
B．③时期核膜、核仁重建，细胞中部出现细胞板
C．①→②表示着丝点分裂，染色体数目加倍，但核DNA分子数目不变
D．②→③表示同源染色体相互分离，染色体和核DNA分子数目也随之减半
解析　解答本题的关键点有以下两个方面：
(1)由有丝分裂过程各时期染色体数目与核DNA分子数目之间的关系①、②、③所代表的时期。
(2)有丝分裂与减数分裂的区别；动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。
答案　C
10．在长颈鹿细胞的有丝分裂分裂期中，参与的主要细胞器有
①线粒体　②核糖体　③高尔基体　④中心体　⑤内质网
A．①③ B．①④
C．①②③ D．①③⑤
解析　核糖体在间期进行蛋白质的合成；高尔基体参与细胞分泌物及植物细胞壁的形成；内质网加工分泌物及合成脂质；中心体形成纺锤体，线粒体提供能量，所以选B。
答案　B
11．(2011·北京石景山一模)下图表示植物细胞有丝分裂时细胞核裂解和重建过程，下列相关说法正确的是
A．①→②→③→④为一个完整的细胞周期
B．①中完成DNA的复制及相关蛋白的合成
C．②和③分别处于有丝分裂的后期和末期
D．若此图表示减数第一次分裂，①中会发生联会
解析　细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂期包括前、中、后、末四个时期，图示是一个细胞增殖形成两个细胞，应该是有丝分裂，但没有中期，不能算完整细胞周期，①表示核膜破裂，染色体清晰，为分裂前期，②是末期开始；③新细胞核形成，是末期或子细胞，④是间期，有完整细胞核，如果细胞要增殖，DNA复制在④时期；减数分裂时联会发生在前期，所以是在①时期。
答案　D
12.(2012·江苏镇江一次调研)有同学在做根尖有丝分裂实验时，在显微镜中观察到如图所示的图像。造成这种情况的原因最可能是
A．取材位置不合适 B．视野选择不合适
C．解离时间不合适 D．取材时间不合适
解析　图示细胞形状大多为长方形，不是正方形，可能是伸长区细胞而不是分生区细胞，因此观察不到细胞的有丝分裂。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)下图一所示为某种生物体内细胞有丝分裂中的几个时期，图二是分裂各阶段细胞的核DNA和细胞质中信使RNA含量的变化曲线。试回答下列问题：
(1)这种生物是动物还是植物？________，写出一条判断的理由：_________________。
(2)将图一按照细胞分裂的正确顺序排列：_____________________________________。
图中没有染色单体的细胞是________。
(3)根据诱变育种原理，诱变剂发挥作用的时期是图二的________阶段(填图中字母)。
(4)如果将此生物的细胞培养在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液中，则当细胞分裂至图一中A所示时期时，细胞中含放射性的DNA占总DNA的________%(不考虑细胞质中的DNA)。
(5)图二曲线表明，细胞分裂过程中核糖体功能最活跃的时期是________________(填图中字母)。de段细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因是___________________________。
解析　本题综合考查细胞有丝分裂的知识。(1)由于图一细胞无细胞壁，且细胞分裂时未形成细胞板，而是通过缢裂产生细胞，所以为动物细胞。(2)图一中A为有丝分裂中期，B为间期，C为末期，D为后期，所以细胞分裂的顺序为BADC。(3)细胞中的基因突变往往发生在细胞分裂间期的DNA复制过程中，图二中表示DNA复制的时期是b阶段。(4)图一中A时期为有丝分裂中期，每个核DNA分子都有一条链上含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。(5)图二中在细胞分裂间期a、c时期mRNA都大量增加，说明这两个时段核糖体功能最活跃。图二中de段细胞质中mRNA明显减少，最可能的原因有二：一是分裂期染色体高度螺旋化，不能解旋并转录形成mRNA；二是原来的mRNA不断被分解。
答案　(1)动物　没有细胞壁(细胞分裂时未形成细胞板，而是缢裂)
(2)BADC　BCD (3)b (4)100
(5)a、c　分裂期染色体高度螺旋化，不能解旋并转录形成mRNA，且原来的mRNA不断被分解
14．(15分)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。下图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题：
(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约________h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为________期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是________。
(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约________h后，细胞都将停留在S期。
(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h，M期时长为1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用__________(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显微镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是________________________。
解析　本题综合考查细胞分裂周期的相关知识。(1)细胞分裂周期中S期与M期之间间隔G2期，因而最快检测到被标记的M期细胞的时间即为G2期的时间(2.2小时)。(2)从被标记的M期细胞开始出现至其所占M期细胞总数的比例达到最大值(细胞分裂完成，细胞数量最多)，即完成了一个分裂期，经历的时间为1.8小时，M期(分裂期)经历了前期、中期、后期和末期，一个细胞中染色体数目的变化是12→24→12。(3)加入过量胸苷后，处于S期的细胞立刻被抑制，其他时期的细胞不受影响，则对于一个连续分裂的细胞，细胞都将停留在S期，所需的时间是G2期、M期、G1期三个时期的总和，即2.2＋1.8＋3.4＝7.4小时。(5)植物细胞与动物细胞在有丝分裂后期的区别主要是植物细胞在赤道板附近形成细胞板，最终形成新的细胞壁；动物细胞是细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞。
答案　(1)2.2　(2)M　12→24→12　(3)7.4　(4)甲
(5)动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板
15．(15分)(2011·福州调研)洋葱是中学生物实验常用材料之一，下图是与洋葱有关实验的部分步骤，请据图回答：
Ⅰ.(1)①表示提取洋葱叶子色素时的研磨步骤，研钵中除了加无水乙醇外，还需加入的化学试剂有____________________；②表示符合要求的滤纸条，但该滤纸条层析一段时间后，滤纸条上没有一条色素带，则最可能的原因是____________________。
(2)③表示观察洋葱根尖细胞有丝分裂时装片制作的压片步骤，该步骤的目的是________；数染色体数目最好的是________期，此时细胞内染色体、DNA、染色单体数目之比为__________。④表示在低倍镜下观察洋葱根尖细胞时的一个视野，若要在高倍镜下观察洋葱细胞染色体的形态和数目，应将装片向________方移动。
Ⅱ.(1)某同学绘制了细胞分裂期的三个时期模式图，请你在下图方框中画出细胞分裂中所缺时期的模式图。
(2)动物细胞有丝分裂与上图不同之处主要表现在__________________图。
(3)图中染色体数与其他各图不同的是图__________，此时有染色体________条，染色单体________；同源染色体________对。
解析　Ⅰ.(1)提取洋葱叶子色素时的研磨步骤，研钵中除了加无水乙醇外，还需加入的化学试剂有碳酸钙(保护色素)和二氧化硅(加速研磨)。②层析失败最可能的原因是层析时层板液没及滤液细线。(2)观察洋葱根尖细胞有丝分裂时装片制作的压片步骤，目的是使细胞分散开来。数染色体数目最好的时期是中期(中期染色体形态数目最清晰)，此时细胞内染色体、DNA、染色单体数目比为1∶2∶2。显微镜中成像与物体是完全倒置的，中期细胞图位于视野的右上方，所以要观察染色体的形态和数目，应向右上方移动装片。
Ⅱ.(1)题中缺中期图，画图时要注意抓住有丝分裂中期图像的特点：染色体着丝点整齐地排列地赤道板上。(2)动物细胞有丝分裂与植物有丝分裂不同之处主要表
现在：一是纺锤体的形成方式不同，植物细胞是从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞是由中心体发出星射线形成纺锤体；二是细胞质分裂方式不同，植物是从细胞中部形成细胞板，动物是从细胞中部凹陷缢裂。(3)有丝分裂后期染色体着丝点一分为二，染色体数暂时加倍，染色单体数为0条
答案　Ⅰ.(1)碳酸钙和二氧化硅　层析时层析液没及滤液细线
(2)使细胞分散开来　中　1∶2∶2　右上
Ⅱ.(1)如右图
(2)A、B
(3)C　8　0　4选修三 第1讲　基因工程
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考四川卷)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是
A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
解析　因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。
答案　B
2．(2011·高考安徽卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
解析　大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。
答案　C
3．(2011·上海理综)若将大熊猫和小熊猫的血清分别注射入家兔体内，产生抗体后，将含有不同抗体的兔血清(简称抗血清)与受试动物的血清进行反应，结果见下表。若用“＋”的个数表示反应强度，则通过这个实验可以判断与大熊猫亲缘关系较近的是
血清抗血清 受试动物
大熊猫 小熊猫 马来熊 黑熊
大熊猫 ＋＋＋ ＋ ＋＋ ＋＋
小熊猫 ＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋
A.小熊猫　　　　　　 　　B．黑熊和小熊猫
C．马来熊和小熊猫 D．马来熊和黑熊
解析　从实验结果表中可以看出，兔血清(抗血清)与受试动物的血清反应强度依次为大熊猫、马来熊和黑熊、小熊猫，由此可知，与大熊猫亲缘关系较近的是马来熊和黑熊，而小熊猫与大熊猫的亲缘关系相对较远。
答案　D
4．(2010·浙江理综)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
解析　限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。
答案　A
5．(2011·安徽理综)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________和________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、______和________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
解析　(1)动物细胞间借胶原蛋白连在一起，故可用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理幼蚕组织，获得单个细胞；(2)来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的，其缺少非编码区上的启动子和终止子，为使其高效表达，必须把其插入表达载体的启动子和终止子之间；(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时，必须加2种引物和耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)；(4)多孔的中空薄壁小玻璃珠可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
答案　(1)胰蛋白(或胶原蛋白)
(2)启动子　终止子
(3)对干扰素基因特异的DNA引物对　TaqDNA聚合酶　(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
能力提升
1．(2012·浙江温州二模)下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，正确的是
限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点
BamH Ⅰ ATCC KpnⅠ GGTA
EcoRⅠ ATTC Sau3AⅠGATC
HindⅡ GTAC SmaⅠ CCGG
(注：Y＝C或T，R＝A或G)
A．限制酶切割后不一定形成黏性末端
B．限制酶的切割位点一定在识别序列的内部
C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端
D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列
解析　HindⅡ能识别不同的核苷酸序列，切割后不一定形成黏性末端。Sau3AⅠ的切割位点在识别序列的外部，不同限制酶切割后可能形成相同的黏性末端，如BamHⅠ与Sau3AⅠ切割的末端。
答案　A
2．(2011·浙江六校2月联考)下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是
解析　A项破坏了复制必需的序列，不能复制。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。
答案　C
3．(2012·天津宝坻一模)下列有关基因工程的叙述，错误的是
A．从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流
B．从cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无内含子
C．用人的胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测人胰岛B细胞中的mRNA，可形成杂交分子
D．基因表达载体中的标记基因，不能含有限制酶的切割位点
解析　人的胰高血糖素基因在胰岛A细胞中能转录出信使RNA，在胰岛B细胞中不转录。
答案　C
4．(2011·浙江五校高三联考)某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法正确的是
A．基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达
B．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞
C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径
D．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达
解析　培育转基因植株可以以体细胞或受精卵作为受体细胞；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；目的基因导入成功后，不抑制细胞原有的代谢途径。
答案　D
5．(2012·浙江宁波八校联考)以下关于现代生物技术的说法，错误的是
A．在基因工程技术中，需要用CaCl2处理的环节是将目的基因导入细菌
B．我国政府对待克隆人技术的态度是禁止克隆人，因为克隆人严重违反生物伦理
C．原生质体制备过程中用0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是为了保护果胶酶和纤维素酶
D．在基因工程中，解旋酶作用的是氢键，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用的都是磷酸二酯键
解析　原生质体制备过程中用0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是为了维持细胞的渗透压。
答案　C
6．下图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答：
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有____________、____________、________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行________。
(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________。
(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是________，其合成的产物是________。
(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________。
解析　用同一种限制酶分别切质粒和含有目的基因的DNA，会切出相同的黏性末端，再用DNA连接酶连接后，会出现目的基因—载体连接物、载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物三种连接物，再通过筛选才能够获得目的基因—载体连接物。用EcoRⅠ酶切时，切点在tetR四环素抗性基因中，破坏了质粒中的四环素抗性基因，载体一载体连接物能够使tetR四环素抗性基因恢复完整，基因能够表达，含有载体—载体连接物宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能够正常生长。ampR为青霉素抗性基因，存在于质粒中，在构建重组质粒时，并没有被破坏，所以含有目的基因—载体连接物和载体—载体连接物的宿主细胞接种到青霉素的培养基中，能正常生长。P启动子是基因结构中RNA聚合酶的识别和结合位点，RNA聚合酶的作用是催化以DNA的一条链为模板，转录形成mRNA的过程。用EcoRⅠ和BamHⅠ对目的基因和质粒表达载体进行酶切，切出的末端不同，从而防止任意连接。
答案　(1)目的基因—载体连接物　载体—载体连接物　目的基因—目的基因连接物　分离纯化(或其他合理答案)　(2)载体—载体连接物　目的基因—载体连接物、载体—载体连接物　(3)启动子　mRNA　(4)EcoRⅠ和BamHⅠ(不能只答一个酶)
7．(2011·吉林东北师大)下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素—COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。
(1)本专利是采用____________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用________技术。
(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是____________。构建的基因表达载体中不会含有____________(从下列选项中选择)。
①目的基因　②CaMV35S启动子　③果实专一性启动子　2A12　④引物　⑤标记基因　⑥内含子滞留序列　⑦终止密码子　⑧终止子
(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测________。
解析　由题意可知，所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，所以本专利是采用人工合成方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同。基因表达载体组分比较多，主要是以下几个：目的基因、CaMV35S启动子、果实专一性启动子2A12、标记基因。如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。
答案　(1)人工合成　密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同　PCR
(2)农杆菌的Ti质粒　④⑥⑦
(3)DNA分子杂交　目的基因是否转录出mRNA
8．饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。
(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。
(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________。请简述获得转基因植株的完整过程。______________________
________________________________________________________________________。
(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________________________________________________________________________
转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。
解析　对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入受体细胞时，经常用到显微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育优良种畜。
答案　(1)空间结构　氨基酸序列
(2)农杆菌介导的转化法　外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定
(3)显微注射法　胚胎分割移植第八单元 第31讲　植物的激素调节
知能达标训练
真题演练
1．(2011·山东卷)下列与激素作用无关的实例是
A．草莓果实自然发育成熟 B．人舌尖触到蔗糖时感觉甜
C．自然生长的雪松树冠呈塔形 D．饥饿时人体血糖仍维持正常水平
解析　果实的发育和成熟与生长素、乙烯等植物激素有关，A项不符合题意；人舌尖的味蕾内有味觉感受器，接受刺激产生兴奋，会在大脑皮层产生相应感觉，属于反射活动，与激素作用无关，B项符合题意；自然生长的雪松树冠呈塔形，是生长素生理作用的两重性引起的顶端优势现象，C项不符合题意；饥饿时人体血糖水平的维持正常与胰高血糖素和肾上腺素等的调节有关，D项不符合题意。
答案　B
2．(2011·高考海南卷)取某植物的胚芽鞘和幼根，切除胚芽鞘尖端和幼根根尖的尖端(即切除根冠和分生区)，然后将胚芽鞘(近尖端向上)和幼根(近尖端向上)直立放置，分别在两者切面的左侧放置含有生长素的琼脂快(生长素浓度为促进胚芽鞘生长的最适浓度)，培养在黑暗条件下，幼根和胚芽鞘弯曲生长且方向相反，关于这一现象的说法，合理的是
A．胚芽鞘向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输
B．胚芽鞘向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是极性运输
C．幼根向左弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输
D．幼根向右弯曲生长，生长素在胚芽鞘中是非极性运输
解析　由题意知，当含生长素的琼脂块分别放在胚芽鞘和根的切面左侧时，因生长素可进行极性运输，从形态学上端运输到形态学下端，引起尖端下部的生长，同时，促进胚芽鞘生长的生长素浓度对根的生长起抑制作用，故胚芽鞘向右侧弯曲生长，而根向左侧弯曲生长。
答案　B
3．(2010·高考重庆卷)将一玉米幼苗固定在支架上，支架固定在温、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内。从如图所示状态开始，光源随暗室同步缓慢匀速旋转，几天后停止于起始位置。此时，幼苗的生长情况是
A．根水平生长，茎向上弯曲 B．根水平生长，茎向下弯曲
C．根向下弯曲，茎向上弯曲 D．根向下弯曲，茎向下弯曲
解析　从题干及图示可知，由于整个装置缓慢匀速旋转，因此不需考虑重力的影响，玉米幼苗的根部生长素均匀分布，所以根水平生长；而茎部因为能接受来自下方的单侧光照，在背光侧分布有较多的生长素，所以茎向下弯曲生长。
答案　B
4．(2010·江苏生物)为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响及这两种激素的相互作用，科学家用某种植物进行了一系列实验，结果如下图所示，由此可初步推测(多选)
A．浓度高于10－6mol/L的生长素会抑制该植物茎段的生长
B．该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯
C．该植物茎中乙烯含量的增加会促进生长素的合成
D．该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值是不同步的
解析　由图中信息可直观看出，该植物茎中生长素含量达到M值时，植物开始合成乙烯；且生长素和乙烯的含量达到峰值是不同步的，故选项B、D正确。当生长素浓度为10－6mol/L时，图中茎段生长量最大，但在10－6～10－5mol/L之间，可能存在利于该植物茎段生长的最适浓度，故选项A错误；当乙烯的含量达到峰值时，生长素的含量在降低，故选项C错误。
答案　BD
5．(2010·海南生物)某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发，为探究其原因，检测了该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化，结果如图。根据激素的作用特点，推测图中a、b依次为
A．赤霉素、脱落酸　　　　　 B．细胞分裂素、生长素
C．脱落酸、细胞分裂素 D．赤霉素、乙烯
解析　根据激素的作用特点知，赤霉素可促进种子的萌发，脱落酸则抑制种子的萌发，所以可推知：该种子在低温处理过程中，脱落酸含量降低以解除对种子萌发的抑制作用，赤霉素含量则增加以促进种子的萌发。
答案　A
6．(2011·高考浙江卷)研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果见下图
请回答：
(1)比较曲线1、2、3、与4，可知________对侧芽的生长有抑制作用，其中起作用的主要激素是________，而且________(激素)能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下，除了曲线3所采用的措施外，还可通过喷施________的化合物促进侧芽生长。
(2)比较曲线4与5，可知赤霉素能明显促进________。而在完整豌豆植株的顶芽中，赤霉素产生于________组织。
(3)分析上图，推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内________浓度或比例的改变。
解析　(1)通过曲线4与曲线l的对比发现，曲线4侧芽生长，在该对照实验中实验变量为顶芽的有无，所以可知对侧芽生长有抑制作用的是顶芽；比较曲线2、4，发现切口涂抹生长素后侧芽的生长受到抑制，所以对侧芽生长起抑制作用的是生长素；比较曲线1和曲线3，发现在保留顶芽的情况下，侧芽上涂抹细胞分裂素就能促进侧芽的生长，所以细胞分裂素可以解除生长素对侧芽生长的抑制作用。(2)对曲线4和5进行对比可知，实验变量为赤霉素的有无，因变量为侧芽的平均长度，实验结果为曲线5的平均长度大于曲线4，所以得出结论：赤霉素能明显促进侧芽生长。(3)综合分析侧芽的生长同时受生长素、细胞分裂素、赤霉素等的影响，所以推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内各种植物激素的浓度或比例的改变。
答案　(1)顶芽　生长素　细胞分裂素　对抗生长素　(2)侧芽的伸长　分生　(3)植物激素
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·南京学情检测)对燕麦胚芽鞘尖端进行如图所示的处理：①将尖端套上不透光的锡箔小帽；②将尖端下部用锡箔遮住；③在尖端纵向插入云母片；④在尖端横向插入琼脂片；⑤切去胚芽鞘尖端。下列选项中正确的是
A．单侧光照，①②实验结果说明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端
B．给予左侧光照时，仍直立向上生长的是①③④
C．把④放在匀速转盘上，给予右侧光照，将向右弯曲生长
D．如果把放过胚芽鞘尖端的琼脂块放在⑤的一侧，则其向同侧弯曲生长
解析　①胚芽鞘尖端被遮盖不见光，单侧光照，直立生长，②胚芽鞘尖端下面一段被遮盖，单侧光照，弯曲生长，二者对比说明感光部位在胚芽鞘尖端；③单侧光照射下，由于中间纵向有云母片隔断，生长素不能横向传递，所以直立生长，④生长素能透过琼脂块，左侧光照射下，右侧生长素分布多，所以弯向左侧生长；如把④放在匀速转盘上，给予右侧光照，胚芽鞘四周受均匀照射，直立生长；如果把放过胚芽鞘尖端的琼脂块放在⑤的一侧，则其向对侧弯曲生长。
答案　A
2．(2012·黑龙江哈九中)假设下图中含生长素(IAA)的琼脂块和胚芽鞘尖端所产生的生长素量相同，则一段时间后对a、b、c、d四个空白琼脂块中所含生长素量的分析正确的是
A．c＞a＝b＞d B．a＝c＞b＝d
C．c＞a＞b＞d D．a＞c＞d＞b
解析　如图所示，由于单侧光的照射，在胚芽鞘尖端会发生横向运输，在琼脂块中不发生横向运输，光不影响生长素的产生，只影响生长素的分布，所以琼脂块中所含生长素量c＞d，a＝b；由于胚芽鞘尖端会发生横向运输，所以c＞a＝b＞d。
答案　A
3．(2011·上海奉贤调研)将栽有刚发芽玉米幼苗的小盆固定于如图所示的匀速旋转盘上(小盆不透光)，并给予左侧光照。一段时间后，玉米的芽和根的生长方向最可能是(假定观察时小盆也处于如图位置)
解析　由于转盘匀速旋转，小盆又固定于转盘上，所以单侧光能够均匀照射植株，对生长素分布无影响。由于离心力的作用，植株外侧生长素浓度高于内侧，对于芽来说，向内侧弯曲生长，对于根来说，向外侧弯曲生长。
答案　D
4．(2010·海南生物)当某植物顶芽比侧芽生长快时会产生顶端优势，其主要原因是
A．侧芽附近的生长素浓度过高，其生长受抑制
B．侧芽附近的生长素浓度较低，其生长受抑制
C．顶芽附近的脱落酸浓度较高，其生长被促进
D．侧芽附近的细胞分裂素浓度较高，其生长受抑制
解析　顶端优势产生的原因是：顶芽产生的生长素运输到侧芽部位，并在侧芽处积累，由于生长素的作用具有两重性，所以侧芽因生长素浓度过高而生长受抑制，顶芽因生长素浓度适宜而优先生长，从而表现为顶端优势。
答案　A
5．(2011·山东潍坊一模)下列现象中哪些是由于对植物激素的敏感程度不同造成的
①胚芽鞘背光侧比向光侧生长快　②水平放置的幼苗根向地生长，茎背地生长　③顶芽比侧芽生长快　④2,4－D消除田间杂草
A．①④ B．①③
C．②④ D．②③
解析　①中胚芽鞘背光侧比向光侧生长快，作用对象都是茎，是由于生长素分布不均匀造成的；②是由于地心引力的作用，导致 根背地侧浓度低，促进生长，向地侧生长素浓度高，抑制生长，符合选项要求；③的研究对象都是芽，生长素浓度的不同造成它们的生长状况不同；④是利用双子叶植物对激素敏感，单子叶植物对激素不敏感来清除田间的双子叶杂草，符合选项要求。
答案　C
6．下列关于生长素的叙述。不正确的是
A．果实发育所需的生长素主要来自顶芽
B．同一浓度的生长素对不同器官的影响不同
C．顶端优势现象说明生长素的生理作用具有两重性
D．顶芽和幼茎中生长素浓度一般保持在促进生长的范围内
解析　果实发育所需要的生长素来自于发育的种子。同一植物的不同器官对生长素浓度敏感程度不同，同一浓度的生长素对不同器官的影响不同。植物的顶芽和幼茎中的生长素浓度一般保持在促进生长的范围内，顶端优势现象说明生长素生理作用的两重性。
答案　A
7．(2011·黑龙江哈九中)下列不属于植物体内从产生部位运输到作用部位的物质是
A．2,4－D B．赤霉素
C．细胞分裂素 D．脱落酸
解析　植物激素是植物自身产生的，并且是植物体内从产生部位运输到作用部位的微量有机物，四个选项中A项不属于植物激素，而是人工合成的植物生长调节剂。
答案　A
8．(2011·上海奉贤调研)“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即熟，并无涩味”，这是宋朝苏轼《植物粗谈·果品》中记录的一种方法。此文中“气”及其功能是
A．“气”指的是CO2，作用是使柿成熟
B．“气”指的是赤霉素，作用是去除柿的涩味
C．“气”指的是乙烯，作用是促进果实成熟
D．“气”指的是生长素，作用是促使子房发育为成熟的果实
解析　乙烯可促进果实的成熟，生长素可促进果实的发育。
答案　C
9．(2012·苏、锡、常、镇四市一次调查)下列关于“探究生长素类似物促进植物生根的最适浓度”实验的叙述，错误的是
A．除了扦插枝条以外，其他实验条件均要相同
B．每根枝条上应保留有相同数量的芽
C．可用单位时间每根枝条生根数作为记录指标
D．不同的生长素类似物浓度作用可能产生相同的生根效果
解析　探究实验遵循单一变量原则，A项中的变量应是生长素类似物的浓度，扦插枝条应相同。
答案　A
10．(2011·合肥二次质检)植物激素对植物的生命活动具有调节作用，赤霉素能促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl2和赤霉素对莴苣种子胚轴生长速率影响的实验，实验数据如表所示。下列据表分析不正确的是
实验时间(min) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
胚轴生长速率(相对值) 30 29 30 10 8 7 7 8 28 30 32 40
A.用CaCl2溶液处理的时间在10～15min之间
B．CaCl2可能对细胞壁的伸展起抑制作用
C．加入赤霉素溶液的时间是35min后
D．赤霉素可能增加了细胞壁中的Ca2＋
解析　由表格数据可知：从10min开始，胚轴生长速率明显降低，而15～35min处于低速率稳定阶段，说明用CaCl2处理的时间在10～15min。从35 min开始，胚轴生长速率又快速增加，说明用赤霉素的时间是35 min后。对比知CaCl2可能对细胞壁的伸长起抑制作用，但赤霉素不能改变细胞壁中包括Ca2＋在内的某种成分的含量。
答案　D
11．(2011·东北师大附中三次摸底)番茄果实成熟过程中，乙烯释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如图。从该图可得出乙烯能促进
①细胞壁松弛酶活性升高　②果实色素积累　③番茄果实发育　④番茄果实成熟
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
解析　从图可得出当乙烯大幅度增加时，细胞壁松弛酶活性升高，果实色素积累，番茄果实颜色也逐渐变红，即番茄果实逐渐成熟。
答案　B
12．(2012·济南一模)下列哪一个生产或实验过程，不能使用吲哚乙酸
A．处理扦插的月季枝条，促进生根
B．处理青色的生香蕉，加速转变为黄香蕉
C．处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无子果实
D．处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长
解析　吲哚乙酸是生长素，生长素具有促进生长的作用，生产上可用于促进果实的发育而培育无子果实，促进扦插枝条生根等方面；B项是乙烯的生理作用。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(东北三校一模)生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，即必须根生长得好，地上部分才能很好地生长。请回答：
(1)根是植株细胞分裂素合成的中心，细胞分裂素合成后向上运输，能够抑制侧根向周围生长，促进主根向更深的土层生长；蔬菜育苗移栽时，切除主根，可促进侧根生长。以上现象说明根具有________现象。
(2)在用IAA处理插条生根时，如果IAA的浓度较低，适合采用________法处理插条，此时的室内环境最好遮阴且________，以保持IAA溶液的较低浓度。
(3)IAA除具有促进生根的功能，还具有防止脱落的功能。有些研究结果如图所示。据图可知，IAA对脱落的效应与________有关。
(4)脱落的生物化学过程主要是水解离层的细胞壁和中胶层，使细胞分离。与脱落有关的酶种类较多，其中________是较为关键的。
解析　(1)与茎的顶端优势相似，主根的生长会抑制侧根的生长，因此根也具有顶端优势现象。(2)IAA的浓度较低时，适合采用浸泡法处理插条，此时的室内环境最好遮阴且空气湿度较高，以保持IAA溶液的较低浓度。(3)据图可知，纵坐标脱落的效应与横坐标IAA的浓度和不同曲线(1AA的施用部位)有关。(4)由于细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此根据题中信息“脱落的生物化学过程主要是水解离层的细胞壁和中胶层，使细胞分离”可知其中纤维素酶和果胶酶是较为关键的。
答案　(1)顶端优势　(2)浸泡　空气湿度较高　(3)IAA的施用部位和IAA的浓度　(4)纤维素酶和果胶酶
14．(15分)(2010·课标全国卷)从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(α)如图甲，α与生长素浓度的关系如图乙。请回答：
(1)从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是____________________________
________________________________________________________________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度α1，从图乙中可查到与α1对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80%，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到α2，请预测α2与α1相比较的可能结果，并得出相应的结论：________________________________________________________________________。
解析　(1)生长素的生理作用具有双重性，低浓度促进植物生长，超过最适浓度后，高浓度抑制植物生长，甚至杀死植物。对任何一种植物来讲，都有促进生长的最适生长素浓度，在最适浓度两侧可能会出现作用效果相同而浓度不同的两个点。(2)低浓度(A)溶液和高浓度(B)溶液都能促进茎段的生长，将待测溶液进行稀释后，若其浓度为A，则促进作用会小于原来浓度的促进作用，即α2<α1；若其浓度为B，则促进作用会大于原来浓度的促进作用，即α2>α1。
答案　(1)生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大弯曲角度α值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的弯曲角度α
(2)若α2小于α1，则该溶液的生长素浓度为A；若α2大于α1，则该溶液的生长素浓度为B
15．(15分)(2011·杭州期中)植物体内的激素与细胞内激素受体蛋白结合后即表现出调节代谢的功能。下图为植物激素“乙烯”在细胞内的调节过程。据图回答问题：
(1)乙烯活性受体在植物细胞内合成的场所为______，其基本组成单位是________。
(2)由图可知，乙烯与活性受体结合后通过影响______过程从而实现对代谢的调节功能。
(3)细胞结构Ⅲ在乙烯发挥生理作用的过程中起______作用。
(4)A物质由内质网以出芽的方式形成小泡，运往高尔基体，再由高尔基体形成分泌小泡，运往细胞膜，而后通过细胞膜的胞吐作用，分泌到细胞外。从这一系列的过程能够证明：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(5)该过程分泌到细胞壁之间的物质，对离层形成所起的作用是________。
(6)某同学为探究高浓度生长素溶液抑制细胞延长生长的机理，做了如下实验：将几种不同开花植物的根尖分成几等份：分别在含不同浓度的生长素培养液中放置根尖一份，同时加入少量蔗糖作为能源物质；同时也将一份根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中作为对照。一段时间后发现：有生长素的培养液中出现了乙烯且生长素浓度越高，培养液中的乙烯的含量也越高，根尖的生长也越受抑制。由上述实验你可以推出什么样的结论？
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
解析　受体的化学本质是蛋白质，是氨基酸在核糖体上经脱水缩合形成的。由图可知，乙烯与活性受体结合后影响信使RNA的合成，也就是转录过程。结构Ⅲ是高尔基体，在乙烯发挥生理作用的过程中起加工纤维素酶使其具有生物活性，并分泌纤维素酶的作用。分泌蛋白的分泌作用证明生物膜具有一定的流动性，也证明了各种生物膜在结构和功能上具有一定的连续性。纤维素酶催化纤维素水解，使叶柄基部细胞之间的联系减弱，从而形成离层。
答案　(1)核糖体　氨基酸　(2)转录　(3)加工纤维素酶使其具有生物活性，分泌纤维素酶(必须答出两点)　(4)①生物膜具有一定的流动性　②各种生物膜在结构和功能上具有一定的连续性　(5)催化纤维素水解，使叶柄基部细胞之间的联系减弱，从而形成离层　(6)①生长素诱导根尖合成了乙烯，而乙烯抑制了根的生长；且根尖生长受抑制程度与乙烯含量、生长素浓度呈正相关(或高浓度生长素溶液抑制细胞延长生长的机理是：高浓度生长素诱导产生了大量乙烯，而乙烯抑制了根尖的生长)　②植物的生长不是简单地取决于一种激素，而是多种激素协调作用的结果第九单元
第36讲 生态系统的信息传递和稳定性
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)某地区常年栖息着30万只鸟类，其中灰椋鸟占了最大优势，数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌，喜好群体活动，常集结成庞大的鸟群在天空盘旋，形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌，计划在林区大规模清除其他树种，并改种灰椋鸟喜居的树种，欲招引20万只以上灰椋鸟，该计划的实施将使该地区
A．灰椋鸟种内竞争必然减弱 B．鸟的种类必然增加
C．农林害虫数量必然大幅度上升 D．生态系统的结构必然发生变化
解析　由题意知，该项措施会使树种减少，会使灰椋鸟种群数量增加，种内竞争加剧，且大量捕食害虫将导致农林害虫大量减少，从而使该地区的物种数量减少，食物链和食物网简单化，生态系统的自我调节能力下降。
答案　D
2．(2012·辽宁大连双基测试)某兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：取4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表(表中“＋”表示有，“－”表示无)。经过一段时间的培养后，下列判断错误的是
生态瓶编号 生态系统组成
光照 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
甲 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
A.甲瓶的氧含量比丁瓶的低 B．乙瓶中生物比丙瓶的维持时间长
C．丙瓶的有机物比丁瓶的多 D．丁瓶的抵抗力稳定性比丙瓶高
解析　乙瓶中无光照，缺少能量来源。丙瓶虽无泥沙(提供分解者)，但水中也有分解者，因而丙瓶的维持时间比乙瓶长。
答案　B
3．(2009·天津理综)如图表示气候变化对甲、乙生态系统中种群类型数量的影响。
据图分析，下列叙述正确的是
①甲生态系统的抵抗力稳定性一定较乙生态系统强　②甲生态系统一定是热带雨林生态系统、受气候影响较小　③乙生态系统在S点后一定有新的物种产生　④乙生态系统在S点后一定经历次生演替过程
A．①③　　　　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．②④
解析　据图可知，在S点气候发生了很大变化，但对甲生态系统影响不大，说明甲生态系统的抵抗外界干扰能力较强，而乙生态系统变化较大，说明对外界干扰的抵抗能力较弱。乙生态系统在S点时，种群类型及数量几乎接近于零，而后又逐渐恢复到原来状态，所以可确定乙在S点后经历了次生演替过程。
答案　B
4．(2008·广东生物)下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是
A．生态系统的物理信息都来源于环境
B．植物都通过化学物质传递信息
C．信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D．信息可以调节生物种间关系
解析　生态系统的信息包括物理信息、化学信息、行为信息；生态系统中的各种光、声、热、电、磁等都是物理信息，物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物，如鸟类婉转多变的叫声，故A错误；植物可以传递物理信息、化学信息等，如植物的花的颜色属于物理信息，花中的蜜汁属于化学信息；信息传递的渠道不是食物链，信息可以在生物与环境、生物与生物之间传递；生物之间通过信息的传递可以调节生物种间关系。
答案　D
5．(2011·四川理综)图A为小岛生态系统食物网简图。有人向小岛引入一定数量的卷尾鬣蜥(主要以沙氏变色蜥和较大的地面节肢动物为食)，跟踪调查该生态系统及其对照组的变化，发现沙氏变色蜥和网蜘蛛的数量变化较大(见图B)，而其他生物数量变化相对较小。请回答下列问题：
(1)沙氏变色蜥处于第________营养级，其与卷尾鬣蜥的种间关系是________。
(2)引入卷尾鬣蜥后，沙氏变色蜥的主要活动范围从树基部向上转移，而网蜘蛛的织网位置略有下降。此现象表明生态因素的改变，可使生物群落的________发生改变。
(3)引入卷尾鬣蜥后，网蜘蛛的数量变化趋势是______________。结合其他生物的数量变化信息可以看出，小岛生态系统的结构和功能能够保持相对稳定，表明生态系统内部具有________能力。
解析　分析该生态系统食物网简图及卷尾鬣蜥的捕食对象知：沙氏变色蜥处于第三、第四两个营养级，其与卷尾鬣蜥构成了捕食和竞争关系；沙氏变色蜥与网蜘蛛活动范围的变化，属于群落垂直结构的改变；由于卷尾鬣蜥的捕食，网蜘蛛的天敌沙氏变色蜥的数量减少，通过对食物链“植物→较小的飞行草食动物→网蜘蛛→沙氏变色蜥→卷尾鬣蜥”中各种生物关系的分析可知，网蜘蛛的数量变化趋势是先增加后减少，最终达到动态平衡，体现了生态系统内部具有一定的自动调节能力。
答案　(1)三或第四　竞争和捕食
(2)垂直结构
(3)先增加后减少，最终达到平衡　一定的自动调节
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·山东潍坊一模)蟑螂喜好在夜间出来活动。科学家把蟑螂放在实验室里，人为地将实验室的白天和黑夜加以颠倒，大约经过一个星期，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动(尽管实际上是白天)。这个实验说明
A．蟑螂能感受物理信息的改变 B．信息传递是生态系统的重要功能之一
C．化学信息可以影响蟑螂的行为 D．蟑螂可以感受一切信息刺激
解析　信息传递是生态系统的重要功能之一，光对生物的影响属于物理信息传递。
答案　A
2．下列有关生态系统中信息传递的叙述正确的是
A．生态系统中物理信息在同种或异种生物间传递信息
B．动物通过特殊的行为在同种或异种生物间传递信息
C．生态系统中的信息传递和能量流动一样都是单向的
D．生态系统中植物都是通过化学物质传递信息的
解析　生态系统中信息传递的种类包括物理信息、化学信息和行为信息。动物可以通过特殊的行为在同种和异种生物间进行传递信息。信息传递是双向的，能量的传递是单向的，生态系统中植物不但能通过化学物质传递信息而且也有行为信息，例如棉花遭受棉铃虫侵害时，会产生某些挥发性信息化合物。虽然放出的信息是以化合物为载体的，但植株平时体内并不含有这种物质，只有遭受棉铃虫侵害时才会释放，所以这种自我保护的机制也是一种行为，可以称为行为信息。
答案　B
3．有关生态系统信息传递的叙述中，错误的是
A．信息传递把生态系统各组分联系起来为一整体，且有调节系统稳定性的作用
B．生态系统的反馈调节必须依赖于生态系统的信息传递
C．生态系统中用于传递的信息都是由生物成分产生的
D．生物之间的捕食关系是通过信息传递实现的
解析　生态系统中的信息有的来自无机环境，有的是由生物产生的。
答案　C
4．下列说法不正确的是
A．生态系统的信息传递是生态系统的功能之一
B．生命活动的正常进行和生物种群的繁衍，都离不开信息的作用
C．把信息传递应用在农业生产中可以提高农产品或畜产品的产量
D．有些金丝桃，因能分泌一种引起光敏性和刺激皮肤的化合物——海棠素，使误食的动物变盲或致死，而使多数动物避开这种植物，这不属于生态系统的信息传递
解析　金丝桃分泌的海棠素可使多数动物避开这种植物，这属于利用化学信息进行信息传递。
答案　D
5．(2012·济南一模)农场中种植着粮食作物、果树，饲养着家禽、家畜等。运用生态系统信息传递的原理，可以有效提高农畜产品的产量。下列措施不属于此项原理的是
A．圈养家畜，散养家禽
B．施放过量的性引诱剂，干扰害虫的正常交尾
C．延长家禽的光照时间，提高产蛋率
D．人工控制作物光周期，达到早熟、高产的目的
解析　生态系统的信息包括物理信息、化学信息和行为信息。物理信息是通过物理因素、物理过程来传递的，如：光、声、温度、磁力等；传递化学信息的是一些化学物质，如：性外激素等；行为信息是通过动物的特殊行为、动作等“肢体语言”来传递和表达的。圈养家畜、散养家禽不是利用信息传递的原理。
答案　A
6．(2011·山东烟台一模)假设将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中
A．水稻害虫密度将下降 B．能量流动的营养级数减少
C．水稻固定的太阳能增加 D．物种多样性上升
解析　将水稻田里的杂草全部清除掉，稻田生态系统中营养结构趋向简单，稳定性降低，物种多样性下降。水稻能获得更多的营养和光照，固定的太阳能增加。
答案　C
7．(2011·合肥调研)下列有关生态系统稳定性的叙述，错误的是
A．生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定性的基础
B．生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性
C．生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值
D．生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统恢复力稳定性就越高
解析　生态系统具有自我调节能力，这是生态系统稳定 性的基础；生态系统内部结构与功能的协调，可以提高生态系统稳定性；生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值；生态系统中的组成成分越多，食物网越复杂，生态系统抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低。
答案　D
8．(2012·皖南名校联考)根据生态系统的结构和功能，下列叙述错误的是
A．“桑基鱼塘”生态系统与普通水稻生态系统相比实现了能量多级利用
B．人工鱼塘生态系统中消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能
C．水产养殖业，为充分利用生产者所固定的能量，应以食物链长的鱼类为养殖对象
D．营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少
解析　A项中，“桑基鱼塘”生态系统延长了食物链，实现了能量的多级利用。B项中，人工鱼塘生态系统中由于投放饵料，消费者同化的能量往往大于生产者所固定的太阳能，C项中，水产养殖业，应以食物链短的鱼类为养殖对象。D项中，根据生物富集作用和能量逐级递减规律，营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多，所获得的能量越少。
答案　C
9．(曲一线创新预测)下列关于生态系统稳定性的叙述，正确的是
A．负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础
B．自我调节能力越强的生态系统其恢复力稳定性往往就越高
C．不同的生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性基本相同
D．提高生态系统稳定性，就是要禁止对生态系统的干扰和利用
解析　生态系统的抵抗力稳定性和恢复力稳定性呈负相关，负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础；自我调节能力越强的生态系统其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越弱；要提高生态系统的稳定性应该适当增加物种的种类和数目。
答案　A
10．(2011·东城区检测)我国南方的桑基鱼塘是低洼稻田挖深做塘，塘内养鱼，塘基上种桑，用桑养蚕，蚕粪养鱼，鱼粪肥塘，塘泥肥田、肥桑，从而获得稻、鱼、蚕三丰收，大大提高了系统生产力，下列对这种生态农业模式的相关叙述正确的是
A．实现了物质和能量在系统中的多级循环利用
B．使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环
C．提高了食物链中各营养级之间的能量传递效率
D．注重系统内部的自身调节作用，不需要外部投入
解析　生态农业实现了物质循环利用，能量多级利用，提高了能量的利用效率；生态农业使整个生产过程进入了废物资源化的良性循环；该过程提高了能量的利用效率，但并没有改变能量的传递效率；生态系统是一个开放的系统，它总是与外界进行着物质、能量与信息的交流，不断有能量和物质的输入和输出，对于生态农业而言，还必须有人力的投入。
答案　B
11．某同学做了如下实验：在1个透明的金鱼缸内放入适量的河水和河泥，放进2～3条小鱼，又放了一些水藻，然后把缸口密封起来，最后把它放在有光照的地方。发现缸内的小鱼和水藻能较长时间地保持着生活状态。下列有关该生态系统的叙述，错误的是
A．该生态系统的营养结构较合理 B．该生态系统的组成成分齐全
C．该生态系统能量供应充足 D．该生态系统有充足的物质来源
解析　密封透明的金鱼缸放在有光照的地方，光照可以为水藻提供能量进行光合作用，从而为小鱼提供足够的食物和O2，小鱼产生的粪便又被河泥中的分解者分解产生CO2，加之小鱼呼吸作用产生CO2，为水藻提供了光合作用的原料。由以上分析看出，该生态系统成分齐全，营养结构合理，能量供应充足。但由于鱼缸是封闭的，无法从外界获得物质。
答案　D
12．制作生态缸时应该遵循一定的原理和要求，下面列举的原理或要求中，合理的是
A．生态缸中各种生物之间及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动
B．应该经常向生态缸中通入氧气，从而保证缸中生物的呼吸
C．生态缸中投放的生物必须有很强的生命力，投放的动物数要多一些
D．应该将生态缸放在阳光能够直接照射到的地方，以保证获得足够的能量
解析　生态缸验证的是物质循环和能量流动，不需要通入氧气；投放的动物必须适量，应该放在阳光散射的地方。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答：
(1)上述现象中，X分别在__________________之间进行传递。
(2)影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是______和________。影响乙昆虫活动的信息种类是________。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是__________________。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物质x，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是__________________________。
解析　本题考查生态系统的信息传递的种类和作用。理解题意，理顺各种生物间的关系，区别生态系统的各种信息是解题的突破口。植物释放出的物质X既能吸引甲昆虫的天敌，又能驱赶乙昆虫，故X分别在植物与甲昆虫的天敌、植物和乙昆虫之间进行传递。影响甲昆虫取食的信息来自生物(植物)，影响甲昆虫在白天活动的物理信息来自环境。影响乙昆虫活动的物质X是化学信息，影响乙昆虫在夜晚活动的信息是物理信息。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫的信息是利用蜘蛛网的振动频率，属于物理信息。X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫，故植物上施用人工合成的物质X后，短期内该植物上甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少。
答案　(1)植物与甲昆虫的天敌；植物与乙昆虫　(2)无机环境　生物　化学信息和物理信息(其他合理答案也可)　物理信息(其他合理答案也可)　(3)甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少
14．(15分) (2012·绍兴模拟)生态学家逐年对一片针阔混交林中的马尾松和山毛榉两个树种的存量进行统计，以马尾松和山毛榉存量的比值为纵坐标，以年份为横坐标，作出图一所示的曲线图。请分析回答下面的问题：
(1)图中两个树种处于竞争平衡状态的年份段是______________。
(2)此针阔混交林中，a年时的优势种是________，e年时的优势种是________。
(3)引起森林群落中植物垂直分层现象的主要环境因素是________。森林生态系统的稳态是靠生态系统的________能力来实现的。从长远看，在森林生态系统趋向稳态的过程中，起主要作用的是________调节。
(4)此针阔混交林中，新迁入了一种野兔，图二为与这种野兔种群数量相关的出生率和死亡率的变化曲线。请在图三中画出野兔种群数量的变化曲线(将B、D标在纵坐标的合适位置上)。
解析　(1)图中两个树种处于竞争平衡状态的年份段是二者比值为定值的年份：b～d时间段。
(2)图中是以马尾松和山毛榉存量的比值为纵坐标，因此在a年时的优势种是马尾松，e年时的优势种是山毛榉。
(2)引起森林群落中植物垂直分层现象的主要环境因素是光照。自然生态系统的稳态是靠生态系统的自我调节能力来实现的。从长远看，在森林生态系统趋向稳态的过程中，起主要作用的是负反馈调节。
(4)作图时把握三个点：起点时增长率为零，在B点时增长率最大，即达到了K/2，在D点时，增长率又为零，此时种群数量达到了K值，曲线图如答案所示。
答案　(1)b～d　(2)马尾松　山毛榉
(3)阳光　自我调节　负反馈
(4)如图(注意S型曲线的形状、曲线在纵坐标上的起点、B点、D点的位置)
15．(15分)(探究创新题)探究：在一个人工建造的封闭生态系统——生态缸中，保持生态系统稳定性的条件有哪些？
(1)探究问题：在一个人工建造的封闭生态系统——生态缸中，哪些因素能影响生态系统的稳定性？
(2)提出假设：光能否影响生态系统的稳定性？
(3)你所需的器材是___________________________________________。
(4)实验过程
①将相同种类和数量的生物，放在两个同样的容器中培养。该实验的变量是________，即除了这一个生态因素不同外，其他生态因素都相同。
②连续进行实验一段时间，每天定时观察并记录该生态系统的情况。
(5)结果和讨论
①本小组的实验结果是：生态因素中的________能影响生态系统的稳定性。
②生态因素中还有______________________________________________等因素也都能影响生态系统的稳定性。
③如果该生态缸中没有消费者或分解者，该小型生态系统能保持稳态吗？________________________________________________________________________。
解析　在一个封闭的人工生态系统中，光照、空气、温度、水质，以及生产者和消费者的数量，还有我们看不见的分解者等都是保持该生态系统稳定性的条件。其中，光照又是保持其稳定性的重要条件。而在一个自然生态系统中，生物的多样性是保持生态系统稳定性的重要条件。生物多样性越丰富，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力也越强，而食物网越简单，生态系统越容易发生波动和受到破坏。在一个具有复杂食物网的生态系统中，一般也不会由于一种生物的消失而引起整个生态系统的失调，但是任何一种生物的灭绝都会在不同程度上使生态系统的稳定性有所下降。当一个生态系统的食物网变得很简单时，环境的改变就比较容易引起这个生态系统发生剧烈的波动。
答案　(3)罐头瓶或可乐等饮料的塑料瓶，水草若干，小鱼2～3条，小田螺2～3个，河水(或放过2天的自来水)，胶带，细砂等　(4)①光　(5)①光　②空气、温度、水质、生产者和消费者的数量以及分解者　③不能第九单元 第34讲　生态系统的结构
知能达标训练
真题演练
1．(2010·海南生物)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭，利用鸭控制稻田中的杂草和害虫，鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中，错误的是
A．杂草和水稻是生产者
B．鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C．杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D．水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统
解析　生态系统包括所有的生物及其生存的环境，水稻、鸭、害虫和杂草仅仅是部分生物，不能组成生态系统。
答案　D
2．(2008·广东生物)生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述，不正确的是
A．都位于能量金字塔同一营养级 B．一定能固定CO2
C．都是生态系统能量转换的载体 D．一定是植物
解析　所有的生产者都是第一营养级；生产者可以固定CO2合成有机物，属于自养型，都是生态系统能量转换的载体。生产者可能为绿色植物、蓝藻、光合细菌以及化能合成的细菌。
答案　D
3.(2009·广东理基)图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是
A．Ⅰ是初级消费者
B．Ⅳ为分解者
C．E1为太阳能，E2为热能
D．能量可在食物链中循环利用
解析　依题意Ⅰ是生产者，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ为三级消费者，E1为生产者利用的能量，应是太阳能，E2为各营养级的生物释放出的能量，应为热能，故C正确。
答案　C
4．(2008·上海生物)下图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是
解析　从图中可看出：甲所同化的有机物的量最多，应该属于生产者；乙与丙所同化的有机物的量相近，二者之间不可能构成捕食关系，应该属于同一营养级；而丁所同化的有机物的量最少，应属于下一营养级。所以选A。
答案　A
5．(2009·广东生物)图为南极某海域的食物网。据图判断正确的是
A．此食物网共有6条食物链
B．硅藻既是生产者，又是分解者
C．磷虾在不同食物链上都属于同一营养级
D．严禁过度捕杀蓝鲸是由于其对该食物网影响最大
解析　此食物网共有9条食物链，硅藻属于生产者，不是分解者；生产者遭到破坏对食物网的影响最大；磷虾在每一条食物链中都是第二营养级，所以C项正确。有的同学误以为最高级的消费者遭到破坏对食物网的影响最大，事实上生产者遭到破坏对食物网的影响最大。
答案　C
6．(2011·全国)回答下列与生态学有关的问题：
(1)某人将未经检疫的外来鱼类和水草大量引进某水域生态系统后，导致生物多样性下降。从种间关系的角度分析，引起这种不良后果的原因是本地原有物种和外来物种之间可能存在着__________、__________、________的关系。
(2)某相对稳定的水域生态系统中主要有甲、乙、丙、丁、戊5个种群，各种群生物体内某重金属的含量如下表。已知水中的该重金属被生物体吸收后难以通过代谢排出体外。假设在这5个种群构成的食物网中，消费者只能以其前一个营养级的所有物种为食。
种群 甲 乙 丙 丁 戊
重金属含量(μg/kg鲜重) 0.003 7 0.003 7 0.035 0.035 0.34
据表中数据绘出该生态系统的食物网。
解析　(1)因引入外来物种导致本地生物多样性下降，说明引入物种与本地原有物种间可能存在着竞争、捕食、寄生的关系。(2)甲、乙种群重金属含量相同，丙、丁种群重金属含量相同且高于甲、乙，戊种群重金属含量最高，说明甲、乙为第一营养级，丙、丁为第二营养级，而戊则为第三营养级。
答案　(1)竞争　捕食　寄生
(2)
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．以下关于种群、群落和生态系统的描述，正确的是
A．群落是生物进化的基本单位
B．亚热带生长的常绿阔叶林组成一个种群
C．马尾松林地中所有动物构成了生物群落
D．生态系统的营养结构是食物链和食物网
解析　生物进化的基本单位是种群而不是群落。种群是指生活在同一区域的同种个体的总和，而亚热带生长的常绿阔叶林不是同一物种。群落由一个区域内的全部种群组成。生态系统的营养结构是指食物链和食物网。
答案　D
2．(2012·怀化模拟)在阳光明媚、水草丰茂的鄂尔多斯草原上，生活着牛、羊、鹿、狼、兔、鼠，还有秃鹫、苍鹰、蜣螂、细菌、真菌等，关于它们的叙述中，正确的是
①它们共同构成一个生态系统　②它们中的牛、羊、鹿分别组成了三个种群　③它们中的动物是一个生物群落　④它们中的蜣螂、腐生菌是分解者
A．②③ B．③④
C．②③ D．①④
解析　牛、羊、鹿是消费者，蜣螂、营腐生生活的细菌与真菌等是分解者，此外还包括了阳光、空气、温度、水、土壤等无机环境，即它们是由生产者、消费者、分解者及其无机环境构成的相互作用的自然系统，是一个生态系统；它们中的牛、羊、鹿分别是三种动物的总称，每一种动物会涉及到很多具体种类，因而不能把它们中的牛、羊、鹿仅看做是三个种群；它们中的动物并不包括该环境中的所有生物，与群落概念不符。
答案　D
3．下图为生态系统结构的关系图，a代表的成分是
A．生产者 B．消费者
C．分解者 D．不能确定
解析　生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。从箭头的方向上分析，a的能量和物质来自b，并可传给c，所以a是消费者。
答案　B
4．生态系统的生物成分分为生产者、消费者和分解者，其分类依据是
A．生物在生态系统中的作用 B．组成生物的细胞结构
C．生物的代谢类型 D．生物个体中含有能量的多少
解析　A项中，生态系统的生物成分按其在生态系统中的作用分为生产者、消费者和分解者。B项中，原核、真核生物都有生产者、消费者和分解者。C项中，异养型生物既有分解者又有消费者，代谢类型不是分类依据。D项中，生产者生物个体有的含有能量多，有的含有能量少，能量多少不是分类依据。
答案　A
5．一细菌细胞内发生以下反应：H2S＋CO2S＋H2O＋(CH2O)，据此判断该生物属于生态系统的成分是
A．生产者 B．消费者
C．分解者 D．无法判断
解析　细菌内发生这个反应：H2S＋CO2→S＋H2O＋(CH2O)，说明这种细菌能够以CO2(无机物)合成有机物，属于自养型生物，是生产者。
答案　A
6．(多选)关于生态系统中分解者的叙述，正确的是
A．专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者，而有可能是生产者或消费者
B．分解者将动植物遗体中的有机物分解成无机物，可以供硝化细菌再利用
C．分解者分解动植物遗体释放出来的能量，可供绿色植物同化作用再利用
D．分解者不一定都是微生物，微生物也不一定都是分解者
答案　BD
7．2009年11月1日武汉市水生生态系统保护与修复试点工作通过验收，主要是扭转“河道断流、水体污染”等情况，其中水体污染物的根本清理需主要依靠
A．人　　　　　　　 B．生产者
C．消费者 D．分解者
解析　水体污染物的根本清理依靠打捞不能解决问题，需要利用生物防治方法，可利用适于环境的分解者。
答案　D
8．(2011·孝义模拟)如图表示一个草原生态系统的营养结构，下列说法不正确的是
A．该食物网包含了12条食物链
B．鹰处于第三营养级
C．优良牧草与杂草之间的关系主要表现为竞争
D．要了解某种优良牧草的种群密度，常用的调查方法是样方法
解析　A项中，以牲畜喜食的牧草开头的食物链有6条，以牲畜不喜食的杂草开头的食物链也有6条。B项中，鹰处于第三和第四营养级。C项中，牧草和杂草竞争水肥等。D项中，调查植物一般采取样方法。
答案　B
9．如图为草原生态系统中a、b、c三种生物的数量变化关系图，其中有一种为草。下列说法错误的是
A．a、b、c三者之间的营养结构是：a→b→c
B．a、b、c三者一定不能构成生物群落
C．生态系统存在的基础是c
D．三者数量相互制约，这属于负反馈调节
解析　A项中，草的数量增加(减少)，引起其他生物数量都增加(减少)。根据此点判断，c是草，食物链关系是c→b→a。B项中，生物群落包含生产者、分解者、消费者三个方面，a、b、c中没有分解者，三者一定不能构成生物群落。C项中，生态系统存在的基础是生产者(c)。D项中，三者数量相互制约，维持平衡状态，这属于负反馈调节。
答案　A
10．长期处于相对稳定状态的生态缸中只有一条食物链，共含有三个营养级。若每个营养级每日每小时的耗氧量如图中曲线所示，则曲线a、b、c所反映的营养级依次是
A．第三营养级、第二营养级、第一营养级
B．第三营养级、第一营养级、第二营养级
C．第二营养级、第三营养级、第一营养级
D．第一营养级、第二营养级、第三营养级
解析　a的耗氧量随着时间变化，在8h～15h，有光照时释放氧气，所以应该是进行光合作用的生产者，b的耗氧量＞c的耗氧量，说明b是第二营养级，c则为第三营养级。
答案　D
11．下列关于生态系统的成分的叙述，正确的是
A．动物都属于消费者，其中植食性动物属于第二营养级
B．细菌都属于分解者，其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
C．生产者属于自养型生物，是生态系统中最基本、最关键的生物成分
D．一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分
解析　生态系统三种生物成分不是简单地分为植物(生产者)、动物(消费者)、微生物(分解者)，而是根据生物本身在生态系统中的作用来区分是哪一种具体成分。
A项，消费者中多数是动物，但并非所有动物都属于消费者，如营腐生生活的一些动物(蚯蚓、秃鹫等)为分解者。植物一般属于第一营养级，则植食性动物属于第二营养级。
B项，营腐生生活的细菌和真菌为分解者，营寄生生活的细菌、真菌属于消费者。从异化作用看，微生物一般分为需氧型、厌氧型和兼性厌氧型三类。
C项，生产者是生态系统能量的开端，是生态系统中最基本、最关键的生物成分，生产者的多样性程度决定了生态系统的种类和稳定性。
D项，一般情况下一种生物在生态系统中只属于一种成分，但个别生物或部分生物在特殊情况下可能会属于两种成分，如捕蝇草既可作为生产者，也可作为消费者。
答案　C
12．下面是不同纬度地带的六类生态系统(甲～己)枯叶年输入量和枯叶现存量的比较表：
甲 乙 丙 丁 戊 己
枯叶年输入量/t·hm－2·a－1 1.50 7.50 11.50 7.5 9.5 50.0
枯叶现存量/t·hm－2 44.00 35.00 15.00 5.0 3.0 5.0
分析上表可知
A．土壤有机物积累量最大的生态系统是己
B．己最可能是热带雨林生态系统
C．枯叶分解速率与环境温度和湿度没有关系
D．分解者作用最强的生态系统是甲
解析　枯叶被土壤中的微生物分解，其分解速率与环境温度和湿度有关系。在一定范围内，温度越高，湿度越大，微生物分解作用越强，土壤中枯叶现存量就越少。根据表格中的数据分析，土壤有机物积累量最大的生态系统是甲，分解者作用最强的生态系统是己，己最可能是热带雨林生态系统。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)某温带草原里有鸟、昆虫、猫头鹰、鼠、蛇、蟾蜍等动物，它们相互间的关系是：
①猫头鹰捕食蛇、鼠、鸟　②昆虫、鸟及鼠以植物的各器官为食物　③蟾蜍和鸟捕食昆虫　④蛇吞食蟾蜍和鼠
请回答：
(1)在方框内画出该生态系统的食物网。
(2)此生态系统共有________条食物链。
(3)占有2个或2个以上营养级的生物是________。
(4)由于某种原因，昆虫大量减少，但猫头鹰的数量却变化不大，说明________________________________________________________________________。
解析　七种生物之间的捕食关系在题干中已表明，因而可写出食物链与食物网，并判断有5条食物链。
由该食物网可知，占有2个或2个以上营养级的生物是鸟(占第二、第三营养级)、蛇(占第三、第四营养级)、猫头鹰(占第三、第四、第五营养级)。
营养级较高的生物，因同时占有多个营养级，故当其中一条食物链被切断时，能量可由其他食物链供应而维持，数量基本不变。
答案(1)
(2)5　(3)鸟、蛇、猫头鹰　(4)当食物网中的一条食物链中断时，能量可沿其他食物链传递至较高营养级
14．(15分)(2011·海南单科)某岛屿居民与该岛上的植物、兔、鼠、鼬和鹰构成的食物网如下图。某个时期，当地居民大量捕杀鼬，导致岛上鼠种群暴发，随后由鼠疫杆菌引起的鼠疫通过跳蚤使人感染。
回答问题：
(1)该食物网中，植物中的能量能通过________条食物链传递给鹰，鹰所处的营养级为________；兔与人的种间关系是________。鼠疫杆菌与人的种间关系是________。
(2) 通常情况下，寄生在鼠身上的跳蚤对鼠种群数量的影响________(大于、小于、等于)鼬对鼠种群数量的影响；大量捕杀鼬会导致鼠种内斗争________(增强、不变、减弱)。
(3) 生长在该岛上的蘑菇属于生态系统的________(生产者、消费者、分解者)，其体内贮存的能量________(能、不能)传递给植物。
解析　(1)以植物为起点，鹰为终点的食物链共有4条，鹰所处的营养级为第三和第四营养级，兔与人的种间关系有捕食和竞争，鼠疫杆菌与人的种间关系为寄生；(2)寄生生物对寄主的影响小于寄主天敌对其的影响，由于大量捕杀鼬，导致鼠种群暴发，所以鼠群的种内竞争增强；(3)蘑菇属于分解者，植物体内的能量只能来自于光能，分解者体内的能量是不能传递给植物的。
答案　(1)4　第三、第四营养级　竞争、捕食　寄生　(2)小于　增强　(3)分解者　不能
15．(15分)某同学为了研究环境中重金属元素对生物的污染情况，分别测定了池塘和草原生态系统中某金属元素在各种生物体内的质量分数，结果如下表。请据表回答问题。
生物及环境因素 重金属质量分数/% 生物及环境因素 重金属质量分数/%
土壤 0.01 池塘水 0.02
猫头鹰 12 浮游植物 0.5
食虫鸟 5 浮游动物 2
昆虫 0.2 大鱼 10
草 0.02 小鱼 5
(1)请分别写出两个生态系统中最长的一条食物链。
池塘生态系统：_____________________________________________________________。
草原生态系统：_____________________________________________________________。
(2)重金属元素在这两条食物链中的各种生物体内的分布有什么规律？
(3)出现这种现象，你认为合理的假设应当是_____________________________________。
(4)在上述池塘生态系统中，属于生产者的是________；在上述草原生态系统中，属于消费者的是________________________。
(5)人如果误服重金属盐会引起中毒，原因是________，采取解毒的相应措施是可服用大量的________(选填：A.水；B.食盐水；C.牛奶；D.蛋清；E.豆浆)(多选)。
解析　有毒物质的生物富集作用是沿着食物链逐级增加的。营养级越高含有的有毒物质越多。人如果误服重金属盐会引起中毒的原因是重金属盐引起蛋白质变性失活；相应的解毒措施是服用蛋白质类物质。
答案　(1)浮游植物→浮游动物→小鱼→大鱼
草→昆虫→食虫鸟→猫头鹰
(2)营养级越高，含有的有毒物质越多。
(3)在生物体内有毒的物质不被分解，有生物富集的作用　(4)浮游植物　昆虫、食虫鸟、猫头鹰
(5)重金属盐能使人体内的蛋白质发生变性而失去生理活性　C、D、E第八单元
第29讲　通过激素的调节　神经调节与
激素调节的关系
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考四川卷)下列关于人在剧烈运动时生理变化过程的描述，正确的是
A．大量失钠，对细胞外液渗透压的影响大于细胞内液
B．大量乳酸进入血液，血浆由弱碱性变为弱酸性
C．胰高血糖素分泌量上升，促进肝糖元和肌糖元分解
D．血液中O2含量下降，刺激了呼吸中枢促进呼吸运动
解析　Na＋主要维持细胞外液的渗透压，大量丢失Na＋对细胞外液渗透压的影响较大，A项正确；大量的乳酸进入血液，血浆中的HCO、HPO等缓冲物质参与调节pH，使pH维持在7.35～7.45，B项错误：胰高血糖素的作用是促进肝糖元的分解和其他非糖类物质转化成葡萄糖，使血糖浓度升高，人体内的肌糖元不能分解转化为葡萄糖，C项错误；体液调节过程中刺激呼吸中枢促进呼吸运动的是CO2，D项错误。
答案　A
2．(2011·新课标全国卷)人在恐惧、紧张时，在内脏神经的支配下，肾上腺髓质释放的肾上腺素增多，该激素可作用于心脏，使心率加快。下列叙述错误的是
A．该肾上腺素作用的靶器官包括心脏
B．该实例包含神经调节和体液调节
C．该肾上腺素通过神经纤维运输到心脏
D．该实例中反射弧是实现神经调节的结构基础
解析　从恐惧，紧张的刺激至肾上腺素释放增多，这一过程属于神经调节；肾上腺素作用于心脏，使心率加快，这一过程属于体液调节；肾上腺素作用的靶器官很多，本实例中作用的靶器官为心脏，A、B项正确。激素的运输是通过体液的运送进行的，C项错误。反射弧是神经调节的结构基础，D项正确。
答案　C
3．(2011·高考海南卷)关于哺乳动物下丘脑的叙述，错误的是
A．下丘脑具有内分泌功能
B．调节产热和散热，维持体温的相对恒定
C．感受细胞外液渗透压变化，调节动物体水盐平衡
D．分泌促甲状腺激素，调节甲状腺激素的合成和分泌
解析　细胞外液的渗透压发生变化时，可刺激下丘脑的渗透压感受器，使下丘脑神经分泌细胞分泌抗利尿激素，调节水盐平衡，从而调节渗透压；下丘脑还能分泌促激素释放激素，调节生物体内相关腺体的分泌，如分泌促甲状腺激素释放激素，促进垂体合成和分泌促甲状腺激素，进而调节甲状腺激素的合成和分泌；下丘脑还存在体温调节中枢，维持体温的相对恒定
答案　D
4．(2010·福建理综)研究发现，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合，才能调节血糖平衡。如果人体组织细胞膜缺乏该受体，则可能导致
A．细胞减缓摄取血糖，血糖水平过高 B．细胞减缓摄取血糖，血糖水平过低
C．细胞加速摄取血糖，血糖水平过高 D．细胞加速摄取血糖，血糖水平过低
解析　若人体组织细胞膜缺乏胰岛素受体，会使胰岛素不能与其结合发挥作用，导致血糖进入细胞氧化分解发生障碍，血糖含量升高。
答案　A
5．(2010·海南生物)成年大鼠血液中甲状腺激素浓度升高时，可能出现
A．体温升高、耗氧量减少 B．体温下降、耗氧量增加
C．神经系统兴奋性提高、耗氧量增加 D．神经系统兴奋性提高、体温下降
解析　甲状腺激素的生理作用主要有：促进细胞代谢，提高神经系统的兴奋性，促进生长发育。成年大鼠血液中甲状腺激素浓度升高时，动物的细胞代谢旺盛，耗氧量和产热增多，神经系统的兴奋性提高。
答案　C
6．(2011·高考安徽卷)人体内环境的稳态受神经和体液因素调节。请据图回答：
(1)某人一次性饮1 000 mL清水，1 h内尿量显著增加，这是由于________降低，对相关感受器刺激减弱，导致下丘脑神经内分泌细胞产生的神经冲动减少，其轴突末梢释放的________，降低了肾小管和集合管对水的____________，使水重吸收减少。饮水1 h后，通过图中a所示的________调节机制，尿量逐渐恢复正常。
(2)在剧烈运动状态下，体内会启动一系列调节机制，其中支配肾上腺髓质的内脏神经兴奋增强，其末梢内________释放的神经递质与肾上腺髓质细胞膜上的________结合，导致肾上腺素分泌增多，从而促进________分解，引起血糖浓度升高，以满足运动时能量需要。
解析　(1)当人一次性饮水过多时，细胞外液渗透压降低，下丘脑产生的抗利尿激素分泌减少，导致肾小管和集合管对水的重吸收减少，排出的尿液增多。一段时间后，机体通过负反馈调节机制，使尿量恢复正常。(2)神经细胞间通过突触传递兴奋时，突触小泡释放神经递质，神经递质与突触后膜上的特异性受体结合，进而引起下一个神经细胞兴奋或抑制。肾上腺素可促进肝糖原的分解，从而引起血糖浓度升高，以满足运动时能量需要。
答案　(1)细胞外液渗透压　抗利尿激素减少　通透性　负反馈　(2)突触小泡　特异性受体　肝糖原
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·济南一模)关于人和高等动物激素的叙述中，正确的是
A．激素的本质是蛋白质
B．激素的合成场所是高尔基体
C．激素在成分上都含有元素C、H、O
D．激素是由外分泌腺细胞分泌或人工合成的高效能物质
解析　激素是由内分泌细胞分泌的对生物代谢具有重要调节作用的有机物；其成分都含C、H、O元素，但并非所有激素的本质都是蛋白质。
答案　C
2．(2011·济南一模)下列关于体液调节的叙述中，不正确的是
A．体液调节比神经调节持续时间长
B．体液调节比神经调节作用范围广
C．参与体液调节的化学物质就是各种激素
D．参与体液调节的化学物质需要体液传送
解析　体液调节是体内的化学物质在体液的传送下而完成的调节过程。化学物质有激素、CO2等。体液调节较神经调节作用时间长，范围广。
答案　C
3．(2011·山东淄博一模)阻断下丘脑与垂体的联系后，最可能出现的现象是
A．胰高血糖素的分泌量增多 B．甲状腺分泌甲状腺激素减少
C．胰岛B细胞分泌激素增多 D．生长激素分泌减少
解析　从题中可知，当阻断下丘脑与垂体的联系后，下丘脑分泌的促激素释放激素就不会再对垂体起作用，如促甲状腺激素释放激素，这时垂体的促甲状腺激素释放减少，使甲状腺分泌的甲状腺激素减少。
答案　B
4．(2011·浙江金华十校4月联考)对健康的实验小鼠依次进行如下实验操作：先静脉注射放射性碘，待小鼠平静后再静脉注射适量的促甲状腺激素。随后定时测定甲状腺中的放射性强度。则下列各图能反映其变化规律的是
解析　碘可被甲状腺细胞吸收用于合成甲状腺激素，促甲状腺激素可促进甲状腺的分泌活动。而合成的具有放射性的甲状腺激素分泌到了血液中。故甲状腺中的放射性强度先增强再减弱。
答案　C
5．(2011·宝鸡质检)下列关于人体内血糖调节的说法，正确的是
A．人在饥饿时，胰岛素的分泌会增加
B．胰高血糖素会促进肌肉细胞从血浆中吸收葡萄糖
C．饭后胰高血糖素的分泌会减少
D．胰岛素分泌不足时，细胞对葡萄糖的氧化分解仍然正常
解析　人在饥饿时，胰高血糖素分泌增多，胰岛素分泌减少；促进肌肉细胞从血浆中吸收葡萄糖的激素是胰岛素；饭后，机体消化吸收大量的葡萄糖，使血糖浓度高于正常值，致使胰高血糖素的分泌减少；胰岛素分泌不足，细胞吸收葡萄糖的能力会大大下降，进而影响细胞对葡萄糖的氧化分解。
答案　C
6．(2012·扬州市第一次调研)人体在下列哪些情况下会出现尿量增多的现象
①剧烈运动　②天气转冷　③患糖尿病　④静脉点滴1L生理盐水　⑤高温下劳动
A．①②③　　　　　　　　 B．①④⑤
C．②③④ D．③④⑤
解析　天气转冷出汗减弱、尿量增加。糖尿病原尿渗透压升高尿量增加。静脉注射排水量增加。
答案　C
7．(2012·山东淄博一模)下图为正常人在快速饮入1L清水或等渗盐水后的尿流量和血浆渗透压变化的曲线图。以下分析不合理的是
A．饮入大量清水后，代表尿流量和血浆渗透压变化的曲线依次是a、c
B．当饮入一定量的等渗盐水后，血浆渗透压基本不变，代表尿流量变化的曲线是d
C．若曲线d代表血浆渗透压的变化，则此过程中抗利尿激素分泌将会增加
D．若曲线c代表血浆渗透压的变化，则在这个过程中人体渴觉形成并逐渐增强
解析　本题两组实验互为对照，研究细胞外液渗透压降低和升高时，尿量与抗利尿激素的变化情况。弄清尿量多少与抗利尿激素的含量成反比，细胞外液渗透压升高则抗利尿激素的分泌量会增加。血浆渗透压升高时，人体才会产生渴觉。
答案　D
8．(山东潍坊一模)下图表示人体在某种环境条件发生改变时，内环境中某种激素的含量变化。条件变化和激素对应正确的是
A．食物缺碘—生长激素 B．食物过咸—抗利尿激素
C．过度饥饿—胰岛素 D．温度过高—甲状腺激素
解析　食物缺碘会影响甲状腺激素的分泌但并不影响生长激素的含量；过度饥饿时，血糖浓度会降低，胰高血糖素会增多；甲状腺激素会促进代谢，提高产热，在温度过低时分泌增多。
答案　B
9．(2012·河北冀州中学一模)为验证“甲状腺激素具有促进幼年动物发育”的作用，某实验小组的同学将一只幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察。作为对照，他们还应该
A．用一只成年的家兔做同样的实验
B．用一只幼年家兔外源补充甲状腺激素并在相同环境中观察
C．用一只相似的幼年家兔在颈部切开伤口并缝合，在相同的环境中观察
D．用一只幼年家兔做相同处理后，外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察
解析　根据实验设计的单一变量原则，“将一只幼年家兔的甲状腺摘除”的对照实验应是用一幼年家兔做相同处理后，外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察。
答案　D
10.(2011·山东淄博一模)图中a表示某种物质，b表示相关细胞，两者关系描述正确的是
A．如果a表示胰高血糖素，作用于肌肉细胞b，将导致血糖含量上升
B．如果a表示神经递质，b表示神经细胞，此时b会兴奋
C．如果a表示抗原分子，b可能是浆细胞或记忆细胞
D．如果a表示甲状腺激素，b可能是下丘脑细胞，也可能是垂体细胞
解析　胰高血糖素的靶细胞是肝脏细胞，将肝糖原转化成葡萄糖而补充血糖，而肌糖原不可以转化成血糖。神经递质作用于后一个神经元，将引起后一个神经元细胞兴奋或抑制。由于浆细胞通过分泌抗体与抗原相结合，所以不具有识别作用。甲状腺激素可以通过作用于下丘脑和垂体进行反馈调节。
答案　D
11．(2011·广东理综)(双选)小杨同学将部分生物学知识归纳如下，其中正确的是
解析　本题综合考查内环境、激素的分级调节、血糖平衡和能量流动等知识，意在考查考生的析图能力和理解能力。内环境包括血浆、淋巴和组织液，其中血浆和组织液之间可以进行物质交换，且少部分组织液经淋巴管重新回流到血浆，故A正确。下丘脑能分泌促肾上腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促肾上腺素，促肾上腺素再促进肾上腺合成和分泌肾上腺素，如果血液中该激素过多时会通过负反馈调节抑制下丘脑和垂体的相关活动，故B正确。在血糖的调节过程中，肝糖原不可以转化成淀粉，故C错误。在生态系统中，生产者同化的能量可被分解者利用，但是分解者的能量不会再流入生产者，故D错误。
答案　AB
12．(2012·山东烟台一模)激素作为一种化学信使，能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。下图表示影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程。有关叙述正确的是
①分泌的刺激X最可能是血糖含量升高　②刺激X→①→下丘脑→②→胰岛A细胞是体液调节　③激素可以使靶细胞原有的生理活动发生变化　④靶细胞接受激素刺激后，促使肝糖原分解及非糖物质转化为血糖
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析　①分泌的刺激X最可能是血糖含量降低；②刺激X→①→下丘脑→②→胰岛A细胞是神经调节；③激素可以使靶细胞原有的生理活动发生变化；④靶细胞接受激素刺激后，促使肝糖原分解及非糖物质转化为血糖。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)血糖平衡对机体生命活动具有重要作用。下图是血糖调控模式图，据图回答：
(1)当机体处于低血糖状态时，如果机体通过途径①→②→③使血糖水平恢复正常，其主要机理是________分泌增多，促进了________分解成葡萄糖，使血糖水平升高。
(2)如果机体长期处于高血糖状态，可能的原因是胰岛________细胞受损，导致体内________分泌减少。
(3)胰腺中调控血糖水平的主要激素的化学本质是蛋白质或多肽，它们的合成和加工过程需要________、________和________等细胞器直接参与。激素合成时所需的能量，主要由细胞呼吸产生的________直接提供。
解析　(1)较低的血糖水平可刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰高血糖素能够促进肝糖原分解产生葡萄糖，从而使血糖水平升高。(2)胰岛素是机体内唯一能降低血糖水平的激素，若机体长期处于高血糖状态，可能是由于胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌减少所致。(3)分泌蛋白合成的场所是核糖体，后经内质网、高尔基体的加工和运输并分泌到细胞外，该过程需要细胞呼吸产生的ATP直接供能。
答案　(1)胰高血糖素　肝糖原　(2)B　胰岛素　(3)核糖体　内质网　高尔基体　ATP
14．(15分)(2012·西安第一次联考)下图表示下丘脑神经细胞、垂体细胞、甲状腺细胞及它们分泌的激素之间的关系，研究表明物质乙是一种糖蛋白。请回答下列问题。
(1)图中的下丘脑神经细胞除具有神经细胞的功能外，还具有______________功能，体现了生命活动调节的特点：___________________________________________________。
(2)如果用物质丙饲喂正常动物，则物质甲、乙的分泌量的变化分别是________、________；如果用物质乙饲喂正常动物，则物质丙的分泌量________，原因是________________________。
(3)在甲状腺激素水平控制系统中，甲状腺细胞能接收物质________(甲、乙、丙)的信息传递；垂体和下丘脑都能够接收甲状腺细胞释放的物质丙，接收激素的物质是细胞膜表面的受体蛋白，下丘脑神经细胞表面的受体需要________种，垂体细胞表面的受体蛋白需要________种。
解析　下丘脑神经细胞一方面具有神经细胞接受并传导兴奋的功能，同时还具有分泌功能，如分泌激素。物质甲是下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素，物质乙是垂体分泌的促甲状腺激素，物质丙是甲状腺分泌的甲状腺激素。物质丙对物质甲、乙的分泌具有反馈作用。如果用物质丙饲喂正常动物，则物质甲、乙的分泌量将减少；物质乙属于糖蛋白，饲喂时会被消化酶分解而失去作用，故物质丙的分泌量不变。甲状腺细胞能接收物质乙的信息，下丘脑细胞能接收物质丙的信息，故其细胞膜上相关的受体需要1种；垂体既能接收物质甲的信息，也能接收物质丙的信息，故其细胞膜上相关的受体需要2种。
答案　(1)内分泌(或分泌激素，或分泌)　体液和神经共同调节　(2)减少　减少　没有明显变化　物质乙(糖蛋白)被消化分解而失去作用　(3)乙　1　2
15．(15分)(2011·高考江苏卷)图1表示北纬50°某地区不同月份母鸡平均产蛋数的波动情况，图2是母鸡繁殖活动的生理调节过程示意图(甲、乙、丙表示器官，a、b、c表示相应激素)。请回答下列问题：
(1)由图1可知，影响母鸡月产蛋数的主要环境条件是________。
(2)图2中激素a、器官丙的名称分别是________、________。
(3)图2中c→甲、c→乙的生理意义在于________。
(4)已知激素a分子为一种多肽，其受体位于靶细胞的________， 这是因为________。
(5)从丙的静脉中抽取血液进行检测，血浆中含有的激素种类有________(填下列序号)。
①1种　②2种　③3种　④3种以上
(6)烷基苯酚是一类洗涤剂，其分子结构稳定，具有类似激素c的生理效应。长期饲喂被烷基苯酚污染的饲料，会对器官甲、乙的分泌活动产生________作用，从而引起激素c分泌量________。
解析　(1)从图1中两曲线的变化趋势可知，影响母鸡月产蛋数的主要环境条件是日光照时间。(2)产蛋量受雌性激素的影响，雌性激素的分泌过程类似于甲状腺激素分泌的调节过程，图2中甲为下丘脑，激素a是促性腺激素释放激素，乙是垂体，激素b是促性腺激素，丙为卵巢，激素c为雌性激素。(3)图2中显示雌性激素含量对下丘脑和垂体存在负反馈调节作用，从而保持血液中激素c(雌性激素)含量的相对稳定。(4)当激素a为多肽时，不能通过具有选择透过性的细胞膜进入细胞内部，故其受体在靶细胞的细胞膜上。(5)激素都是通过血液循环进行运输的，其对靶细胞具有选择性，但运输没有选择性，故从卵巢的静脉中抽取的血液中含有促性腺激素释放激素、促性腺激素和雌性激素以及其他种类的激素。(6)因烷基苯酚具有与雌性激素相似的生理效应，故母鸡体内烷基苯酚含量增多相当于雌性激素的量超过正常水平，会对下丘脑和垂体的活动产生抑制作用，从而减少雌性激素的分泌。
答案　(1)日光照时间　(2)促性腺激素释放激素　卵巢　(3)通过负反馈调节以维持激素c水平的相对稳定　(4)细胞膜上　激素a不能通过具有选择透过性的细胞膜　(5)④　(6)抑制　减少第一单元 第1讲　走近细胞
知能达标训练
真题演练
1. (2011·上海单科)如图为测量保卫细胞长度的局部显微视野，下列表述错误的是
A．要测量该细胞的长度，需旋转目镜
B．物镜由10×换为40×，图示测微尺每小格代表的长度变小
C．在不同放大倍数下，图示测微尺每小格的实际长度不同
D．若视野中物像不清晰，会造成测量误差
解析　测微尺在目镜上，在不同的放大倍数下，图示测微尺每小格的实际长度相同，故C错误，所以物镜由10×换为40×，测微尺每小格所代表的长度变小；图示测微尺不在保卫细胞直径上，需旋转目镜调节；视野中物像不清晰，会造成测量误差。
答案　C
2．下列关于颤藻和水绵的描述，错误的是
A．生活状态下颤藻呈蓝绿色，水绵呈绿色
B．相同长度丝状体中颤藻细胞个数少于水绵
C．颤藻细胞内有色素，水绵中有带状叶绿体
D．滴加碘液后，水绵细胞内呈现出黄色结构，颤藻则无
解析　题中颤藻为原核生物，属于蓝藻，自然状态下呈蓝绿色；水绵是真核生物，含大型带状的叶绿体，呈绿色。水绵细胞的体积较颤藻细胞大，故相同长度的丝状体中颤藻细胞个数多于水绵。
答案　B
3．与酵母菌相比，硝化细菌具有的特点是
A．无线粒体，只能通过无氧呼吸获得能量
B．无固氮酶，只能以含氮有机物作为氮源
C．无细胞核，只能通过出芽生殖方式繁殖后代
D．无染色体，只能在DNA水平产生可遗传变异
解析　硝化细菌为原核生的，各项分析如下：
选项判断 内容分析
A项错误 虽无线粒体，离开O2不能生活，属需氧型
B项错误 依靠化能合成作用合成有机物
C项错误 只能通过二分裂产生子代细胞
D项正确 只在DNA水平上通过基因突变产生可遗传变异
答案　D
4．(2010·新课标全国卷)下列有关细胞的叙述，正确的是
A．病毒是一类具有细胞结构的生物 B．蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状
C．人体所有细胞的细胞周期持续时间相同 D．内质网膜和高尔基体膜都具有流动性
解析　病毒没有细胞结构；蓝藻细胞为原核细胞，没有成形的细胞核；人体内进行连续分裂的细胞才有细胞周期，而神经细胞、肌肉细胞等高度分化的细胞没有细胞周期；内质网膜、高尔基体膜与细胞膜的结构类似，组成膜的蛋白分子和磷脂分子大多是可以运动的，即具有一定的流动性。
答案　D
5．(2009·江苏高考)细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是
①卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换，为胚胎早期发育提供所需养料　②哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率 ③小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输的能量供应　④哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动
A．①②③　　　　　B．②③④ C．①③④ D．①②④
解析　卵细胞体积较大是里面贮存有较多的营养物质。卵细胞体积大，其表面积与体积比相对较小，不利于与周围环境进行物质交换，而成熟红细胞表面积与体积之比相对较大，有利于提高气体交换效率，小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸及无机盐离子都是主动运输，消耗能量多，所以线粒体多；精子头部主要是细胞核，细胞质集中在尾部而且较少，便于精子运动。
答案　B
6．(2010·江苏高考改造)如图为酵母菌细胞结构示意图。请回答下列问题：
(1)酵母菌细胞结构与菠菜叶肉细胞相比，最主要的区别是酵母菌________；与蓝藻细胞相比，最主要的区别是酵母菌________。
(2)图中含有RNA的结构有________(填序号)。
(3)图中不能直接分解葡萄糖但能释放CO2的结构是________(填序号)。
答案　(1)没有叶绿体　具有以核膜为界限的细胞核(成形的细胞核)　(2)②④⑥⑧　(3)⑥
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．使用显微镜观察洋葱根尖细胞染色体的基本步骤包括：①调节细准焦螺旋；②转换高倍镜；③把分裂中的细胞移至视野中央；④将洋葱根尖永久装片放在低倍镜下观察。正确的操作顺序是
A．①②③④　　　　　B．②①④③ C．③②④① D．④③②①
解析　用高倍镜观察标本前必须先使用低倍镜观察。使用低倍镜换高倍镜的基本步骤是先在低倍镜下将标本移至视野中央，换上高倍物镜，调节细准焦螺旋进行观察。所以调节顺序应为④③②①。
答案　D
2．下面甲图示洋葱根尖分生区连续分裂的细胞在各个时期细胞核内DNA含量的测定结果，乙图是一组目镜标有5×和15×字样、物镜标有10×和40×字样的镜头，丙图是某同学在乙图中选用的一组能放大50倍的镜头组合所观察到的图像。欲将丙图视野中处于甲图c时期的细胞移至视野中央进行600倍高倍镜观察，正确的镜头组合及操作程序应是
A．(1)×(3)；左上方移 B．(2)×(3)；右上方移
C．(2)×(3)；右下方移 D．(1)×(3)；右下方移
解析　显微镜的目镜镜头长放大倍数小，镜头短放大倍数大，而物镜则相反，故要放大600倍应选择(2)、(3)进行搭配。甲图中c时期为细胞有丝分裂的中期，丙图右上方的细胞处于该时期，要将该细胞移到视野中央应向右上方移动，因为显微镜成倒立的图像。
答案　B
3．在使用高倍镜观察酵母菌和大肠杆菌时
A．都可以观察到细胞壁、细胞核
B．都可以观察到核糖体
C．若发现视野上方较暗下方较亮，应调节反光镜
D．在换用高倍镜之后，只能用粗准焦螺旋调焦
解析　核糖体只有在电镜下才能观察到。
答案　C
4．(北京高三第二次模拟)经研究发现由禽、鸟传给人类的禽流感病毒有三种类型：甲型H5N1、甲型H9N2、甲型H7N7。下列关于病毒的描述中，不正确的是
A．禽流感病毒不具有细胞结构 B．病毒是生命系统的最微小层次
C．禽流感病毒不能直接在培养基上生存 D．有些病毒具有多糖物质
解析　病毒没有细胞结构，其生命活动离不开细胞。细胞是生命系统的最基本的结构层次。
答案　B
5．下面关于绿藻和蓝藻的叙述不正确的是
A．绿藻和蓝藻都能进行光合作用，这与它们含有叶绿体有关
B．绿藻和蓝藻合成蛋白质的场所都是核糖体
C．绿藻有核膜、核仁，而蓝藻没有
D．绿藻和蓝藻的大爆发与水体富营养化有关
解析　蓝藻是原核生物，无叶绿体，只有叶绿素和藻蓝素；原核细胞和真核细胞都有核糖体，核糖体是蛋白质合成的场所；原核细胞无核膜和核仁。
答案　A
6．每年1月的最后一个星期日是“世界防治麻风病日”。麻风病是由麻风杆菌引起的一种慢性接触性传染病。主要侵犯皮肤、黏膜和周围神经，也可侵犯人体深部组织和器官。下列有关麻风杆菌的叙述中，正确的是
A．没有核膜包围的细胞核
B．形成ATP的场所有线粒体和细胞质基质
C．遵循孟德尔遗传规律
D．遗传物质DNA只分布在拟核中
解析　麻风杆菌为细菌，属原核生物。
答案　A
7．2012年3月24日是第17个世界结核病防治日，我国今年的活动主题是“遏制结核，健康和谐”。下列关于结核杆菌的叙述正确的是
A．该菌可以利用人体的核糖体合成自身蛋白质
B．该菌的遗传符合孟德尔的遗传定律
C．该菌的遗传物质主要是DNA
D．用甲基绿对该菌进行染色，可显示DNA的分布
解析　结核杆菌是原核生物，不遵循孟德尔的遗传定律，其遗传物质只有DNA，可被甲基绿染成绿色。
答案　D
8．下列对原核细胞与真核细胞的有关叙述正确的是
A．原核细胞没有叶绿体，不能进行光合作用
B．只有真核细胞才可以进行有丝分裂和减数分裂
C．原核细胞只有DNA这一种核酸
D．真核细胞有染色体，而原核细胞有染色质
解析　蓝藻为原核生物，没有叶绿体但可以进行光合作用，A错；原核细胞同真核细胞一样，都具有DNA和RNA，只有病毒具有核酸中的DNA或RNA，C错；原核细胞的拟核中含有的是一个祼露的DNA，不含有染色体(质)，D错。
答案　B
9．下列关于玉米、蓝藻和变形虫的细胞结构和生理功能的叙述，正确的是
A．都能进行有丝分裂，都有细胞周期
B．遗传物质都是DNA，细胞内都有转录和翻译过程
C．细胞内都有核糖体，但都不含中心体
D．三者的原生质层都有选择透过性，都能选择性地吸收和排出物质
解析　蓝藻无细胞核，不能进行有丝分裂；动物细胞和低等植物细胞含有中心体；原生质层是成熟植物细胞具有的结构。
答案　B
10．(2011·临沂模拟)右图中的三个圆圈①②③分别表示含有细胞壁、核糖体、中心体的细胞，那么阴影部分表示的细胞可能是
A．肝细胞　　　　 B．衣藻细胞
C．乳酸菌细胞　　 D．棉花叶肉细胞
解析　阴影部分表示同时含有细胞壁、核糖体、中心体的细胞。肝细胞无细胞壁，乳酸菌细胞和棉花叶肉细胞无中心体。
答案　B
11．下列说法正确的是
A．所有细胞都具有DNA，说明细胞具有统一性
B．蓝藻细胞有丝分裂前后，染色体数目一般不发生改变
C．细胞学说阐明了一切动植物以细胞为基本单位
D．噬菌体能利用细菌的核糖体和内质网合成自身的蛋白质
解析　蓝藻细胞无细胞核，不能进行有丝分裂。
答案　C
12．(2012·江苏南通一调)细胞学说建立于19世纪，是自然科学史上的一座丰碑。它揭示了
A．细胞的统一性 B．细胞的多样性
C．植物细胞与动物细胞的区别 D．细胞分化的根本原因
解析　细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)观察下图，回答有关问题：
(1)若用图1所示的显微镜进一步放大观察图2中的d细胞，需要将玻片向________方移动，转动________(填标号)，使高倍物镜对准通光孔。
(2)图3中的c过程的实质是________，形成的D细胞将在________中发育成为T淋巴细胞。
(3)请简述分析E细胞与其功能相适应的结构特点：
________________________________________________________________________。
解析　(1)由于图1中d细胞位于视野的左下方，所以要进一步放大观察该细胞，需将装片向左下方移动．才能将该细胞移动到视野中央。换高倍物镜时需要转动转换器(③)。(2)c过程为细胞分化。其实质是基因的选择性表达。T细胞在胸腺中发育成熟 (3)E细胞为分泌细胞。
答案　(1)左下　③　(2)基因选择性表达　胸腺　(3)①细胞表面有突起，可增大分泌面积，②内质网、核糖体和高尔基体含量多
14．(15分)若用一显微镜观察同一标本4次，每次仅调整目镜或物镜和细准焦螺旋，结果得下图。
(1)请从下列目镜与物镜的组合中找出与图像③④对应的是：③________；④________。
A．目镜10×　物镜10× B．目镜10×　物镜20×
C．目镜10×　物镜4× D．目镜10×　物镜40×
(2)视野最暗的图像是________(填序号)，图像太暗则应调节________和________。
(3)选择组合A，目镜10×，物镜10×，所观察到的物像是实际物体是________倍，这个放大倍数是指______(填“长度”、“面积”、“体积”)；若A视野中细胞为160个，则换上D组合，视野中细胞为____个。
解析　(1)四个图中③的细胞体积放大倍数最大，而④的最小，可知应分别对应选项中目镜与物镜组合的乘积最大和最小。
(2)用显微镜观察图像时，放大倍数越大，所看到的图像视野越暗。
(3)所观察到的物像的放大倍数＝目镜放大倍数×物镜放大倍数。
答案　(1)D　C　(2)③　大光圈　凹面镜　(3)100　长度　10
15．(15分)原核生物——细菌具有细胞壁，为探究其化学成分，某课题小组设计了如下实验：(已知糖类加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂，加热有砖红色沉淀生成；蛋白质与双缩脲试剂作用，生成紫色物质；且二者单独检验时互不干扰)
(1)将细菌细胞粉碎后，用高速离心机分离得到细菌细胞壁。
(2)将细菌细胞壁分成两等份，编号为A、B。
(3)取A加硫酸水解后用碱中和，再加斐林试剂并加热；取B加双缩脲试剂，摇匀。
(4)观察并记录实验现象。
现象及结果分析：
①现象：A出现砖红色沉淀，B出现紫色；
结论：_____________________________________________________________________。
②现象：A____________，B____________；
结论：细菌细胞壁中含有糖类而不含蛋白质。
③现象：A不出现砖红色沉淀，B________；
结论：________________________________________________________________________。
④现象：A不出现砖红色沉淀，B________；
结论：________________________________________________________________________。
答案　①细菌细胞壁中含有糖类和蛋白质
②出现砖红色沉淀　不出现紫色
③出现紫色　细菌细胞壁中含蛋白质，不含糖类
④不出现紫色　细菌细胞壁中不含糖类和蛋白质第七单元 第25讲　从杂交育种到基因工程
知能达标训练
真题演练
1．(2008·江苏生物)(多选)下列关于育种的叙述中，错误的是
A．用物理因素诱变处理可提高突变率
B．诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C．三倍体植物不能由受精卵发育而来
D．诱变获得的突变体多数表现出优良性状
解析　物理因素、化学因素和病毒因素都可以提高突变频率；只有基因突变才能产生新的基因，杂交育种只是基因的重新组合；四倍体与二倍体杂交得到的受精卵含有三个染色体组，可以发育成三倍体的个体；基因突变是不定向的．而且大多数有害。
答案　BCD
2．(2008·广东生物)改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是
A．诱变育种　　　　　　　 B．单倍体育种
C．基因工程育种 D．杂交育种
解析　改良缺乏某种抗病性的水稻品种可采用诱变育种、基因工程育种、杂交育种。单倍体育种不能产生抗病基因。
答案　B
3．(2010·全国卷Ⅱ)下列叙述符合基因工程概念的是
A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整 合到细菌DNA上
解析　基因工程是指按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的。选项中A项属于细胞工程，C项属于人工诱变，D项属于基因重组，只有B项符合基因工程的概念，其中人的干扰素基因是目的基因，质粒是运载体，大肠杆菌是受体细胞，人们需要的生物产品是人干扰素。
答案　B
4．(2011·山东临沂一模)下图甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，①～⑦表示培育水稻新品种的过程，则下列说法错误的是
A．①→②过程简便 ，但培育周期长
B．①和⑦的变异都发生于有丝分裂间期
C．③过程常用的方法是花药离体培养
D．③→⑥过程与⑦过程的育种原理相同
解析　①过程属于杂交育种，杂交育种原理是基因重组，发生在减数分裂的过程中，该种育种方法操作简便，但培育周期长。③→⑥过程是单倍体育种，⑦过程是多倍体育种，它们的原理相同都是染色体变异。
答案　B
5．(2011·湖州模拟)科学家用纳米技术制造出一种“生物导弹”，可以携带DNA分子。把它注射入组织中，可以通过细胞的胞吞作用的方式进入细胞内，DNA被释放出来，进入到细胞核内，最终整合到细胞染色体中，成为细胞基因组的一部分，DNA整合到细胞染色体中的过程，属于
A．基因突变 B．基因重组
C．基因互换 D．染色体变异
解析　“生物导弹”携带DNA分子，注射入组织中，然后进入细胞内，DNA整合到细胞染色体中，利用了基因重组的原理。
答案　B
6．(2010·四川卷)为提高小麦的抗旱性，有人将大麦的抗旱基因(HVA)导入小麦，筛选出HVA基因成功整合到染色体上的高抗旱性T0植株(假定HVA基因都能正常表达)。
(1)某T0植株体细胞含一个HVA基因。让该植株自交，在所得种子中，种皮含HVA基因的种子所占比例为________，胚含HVA基因的种子所占比例为________。
(2)某些T0植株体细胞含两个HVA基因，这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型(黑点表示HVA基因的整合位点)。
①将T0植株与非转基因小麦杂交：
若子代高抗旱性植株所占比例为50%，则两个HVA基因的整合位点属于图________类型；
若子代高抗旱性植株所占的比例为100%，则两个HVA基因的整合位点属于图________类型。
②让图C所示类型的T0植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例为________。
解析　(1)体细胞中含有一个HVA基因的植株，其产生的配子中有一半含有该基因；种皮的基因型与其母本完全相同；胚是由受精卵发育而来，综合分析，得出答案。
(2)从图示看，图A类型有一对同源染色体分别含有一个HVA基因，其产生的配子全部含有HVA基因；图B类型只有一条染色体上含有HVA基因，其配子只有一半含有该基因；图C类型有两条非同源染色体分别含有该基因，其配子有3/4含有该基因。再根据题干要求，得出答案。
答案　(1)100%　75%　(2)①B　A　②15/16
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．与杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种相比，尽管人工诱变育种具有很大的盲目性，但是该育种方法的独特之处是
A．可以将不同品种的优良性状集中到一个品种上
B．育种周期短，加快育种的进程
C．改变基因结构，创造前所未有的性状类型
D．能够明显缩短育种年限，后代性状稳定快
解析　人工诱变育种的原理是基因突变，通过物理或化学因素处理改变基因的结构，从而改变生物的性状，可以创造出前所未有的新性状。
答案　C
2．(2012·济南一模)已知水稻的抗病(R)对感病(r)为显性，有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个品种，要想选育出抗病无芒的新品种，从理论上分析不可以选用的育种方法有
A．杂交育种 B．单倍体育种
C．诱变育种 D．多倍体育种
解析　要选育的抗病无芒新品种不是多倍体，故不能用多倍体育种法进行育种；可采用杂交育种方法，使不同个体的优良性状集于一体，利用单倍体育种法可以明显缩短育种时间。也可以采用诱变育种法进行诱变处理，通过选择获得符合要求的品种。
答案　D
3．(厦门质检)下列有关育种的叙述中，错误的是
A．用于大田生产的优良品种不一定是纯合子
B．通过植物组织培养技术培育脱毒苗，筛选培育抗病毒新品种
C．诱变育种可提高突变频率，加速新基因的产生，从而加速育种进程
D．为了避免对三倍体无子西瓜年年制种，可利用植物组织培养快速繁殖
解析　通过植物组织培养技术培育的脱毒苗没有病毒，但不一定能抗病毒。
答案　B
4．培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：
纯种的高秆(D)抗锈病(T)×纯种的矮秆(d)易染锈病(t)F1雄配子幼苗选出符合要求的品种。
下列有关该育种方法的叙述中，正确的是
A．过程(1)(2)(3)是杂交 B．过程(4)必须使用生长素处理
C．过程(3)必须经过受精作用 D．过程(2)为减数分裂
解析　该育种过程中，(1)为杂交；(2)为减数分裂产生配子的过程；(3)为花药离体培养获得单倍体的过程；(4)要用秋水仙素处理，使染色体数目加倍而恢复成正常纯合个体。
答案　D
5．基因型为Rr的豌豆，可以经组织培养和低温诱导处理获得纯合子的是
A．茎尖 B．叶芽
C．花粉 D．根尖
解析　通过Rr基因型可以判断豌豆为二倍体，花粉为单倍体，组织培养和低温诱导染色体加倍可以获得基因型为RR或rr的纯合子，其他选项只能得到基因型为RRrr的杂合四倍体。
答案　C
6．(2011·浙江五校联考)下图为利用纯合高秆(D)抗病(E)小麦和纯合矮秆(d)染病(e)小麦快速培育纯合优良小麦品种矮秆抗病小麦(ddEE)的示意图，下列有关此图叙述错误的是
(花药)(单倍体)
A．②过程中发生了非同源染色体的自由组合
B．实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素
C．实施③过程依据的主要生物学原理是细胞增殖
D．实施①过程的主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起
解析　③过程为花药离体培养过程，依据的主要生物学原理是细胞的全能性；②过程为减数分裂产生配子的过程，发生了非同源染色体的自由组合，实施④过程通常用一定浓度的秋水仙素使染色体数目加倍；①过程为具有相对性状的亲本杂交，其主要目的是让控制不同优良性状的基因组合到一起。
答案　C
7．(2012·山东潍坊一模)某农科所通过如图所示的育种过程培育成了高品质的糯小麦。下列有关叙述正确的是
A．a过程中运用的遗传学原理是基因重组
B．b过程能提高突变率，从而明显缩短了育种年限
C．a过程需要使用秋水仙素，作用于萌发的种子
D．b过程需要通过自交来提高纯合率
解析　分析题图可知，a为单倍体育种过程，其遗传学原理是染色体变异；b过程为杂交育种过程，不是诱变育种，不能提高突变率和缩短育种年限；a过程需要使用秋水仙素，但其作用对象不是萌发的种子，而是花粉萌发形成的单倍体幼苗；杂合子自交可以提高后代中纯合子的比例。
答案　D
8.某植物的一个体细胞如图所示，该植株的花粉进行离体培养后，共获得n株幼苗，其中基因型为aabbccdd的个体
A.株　　　　 B.株
C.株　　　　 D．0株
解析　AaBbCcDd个体的花粉经离体培养，得到的幼苗均为单倍体，不可能出现aabbccdd的个体。
答案　D
9．将抗虫棉的基因导入到受体细胞后，发生了如下过程：
此过程中用到的条件包括
①DNA解旋酶　②DNA聚合酶　③DNA连接酶　④限制酶　⑤RNA聚合酶　⑥4 种核苷酸　⑦5种核苷酸　⑧8种核苷酸
A．②⑤⑥ B．①⑤⑥
C．①⑤⑦ D．④⑤⑥
解析　根据图示信息可知，基因导入到受体细胞后，进行RNA转录过程，故用到DNA解旋酶、RNA聚合酶和4种核糖核苷酸。
答案　B
10．(2011·北京模拟)下列关于基因工程的叙述，错误的是
A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物
B．限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶
C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性
D．运载体上的抗性基因利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因表达
解析　基因工程打破了物种间的局限性，目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，必须进入高尔基体，经蛋白酶的作用，经过剪接才能生成有生物活性的胰岛素；运载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。
答案　D
11．(2011·济南模拟)转基因作物(GMC)是通过转基因技术对农作物进行精确的改造而产生的，转基因作物一方面在产量、抗逆性及品质等方面有显著改进，极大地降低了农业生产成本，另一方面科学家通过动物实验发现转基因作物可能对人类健康存在着危害。就以上材料你以为下列说法欠妥的是
A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物
B．如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该反思转基因技术
C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险并采取相应的防范措施
D．国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制
解析　转基因技术的实质是基因重组，转基因作物的成功培育是转基因技术的丰硕成果。转基因技术具有“双刃剑”效应，既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来灾难，面对转基因技术可能产生的负面影响，应该理性看待，做到趋利避害，不能因噎废食。
答案　B
12．(2012·上海奉贤调研)某生物的基因型为AaBB，通过下列技术可以分别将它们转变为以下基因型的生物：①AABB；②aB；③AaBBC；④AAaaBBBB。则下列排列正确的是
A．诱变育种、转基因技术、花药离体培养、细胞融合
B．杂交育种、花药离体培养、转基因技术、多倍体育种
C．花药离体培养、诱变育种、多倍体育种、转基因技术
D．多倍体育种、花药离体培养、诱变育种、转基因技术
解析　某生物的基因型为AaBB，可通过杂交育种获得基因型为AABB的生物；通过单倍体育种可获得基因型为aB的生物；通过转基因技术可获得基因型为AaBBC的生物；通过多倍体育种可获得基因型为AAaaBBBB的生物。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB，aabb两个品种，为培育出优良品种AAbb，可采用的方法如图所示。请根据图回答问题：
(1)由品种AABB、aabb经过①②③过程培育出新品种的育种方式称为________，其原理是________。用此育种方式一般从________才能开始选 育AAbb个体，是因为________。
(2)若经过过程②产生的子代总数为1 552株，则其中基因型为AAbb的植株在理论上有________株。基因型为Aabb的植株经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是__________________。
(3)过程⑤常采用________技术得到Ab个体。与过程①②③的育种方法相比，过程⑤⑥的优势是________。
(4)过程⑦的育种方式是________，与过程⑦比较，过程④的明显优势是________。
解析　本题以图解的形式考查考生的识图、析图能力，并且涉及了相关计算。根据孟德尔自由组合定律，F2中基因型为AAbb的植株占1/16，所以共97株。Aabb自交后代AAbb和aabb的比例为1∶1。⑤⑥过程是单倍体育种，包括了花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个步骤。可以明显缩短育种年限。⑦是利用射线，属于诱变育种。过程④与⑦相比，其具有的明显优势是能定向地改造生物的遗传性状。
答案　(1)杂交育种　基因重组　F2　从F2开始出现AAbb个体(或从F2开始出现性状分离)　(2)97　1∶1　(3)花药离体培养　明显缩短了育种年限
(4)诱变育种过程　④产生的变异是定向的(或基因工程育种转入的基因是已知的，用基因工程手段产生的变异是定向的)
14．(15分)(2012·合肥二模)基因型为AaBb(两对基因自由组合)的二倍体水稻，其体细胞中含有24条染色体。用它的花药进行离体培养，在获得由花粉发育成的单倍体植株的同时，也会得到一些由花药壁细胞发育成的二倍体植株。
(1)由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株，在幼胚期形态上并无明显差别，可以采用________的方法，对它们加以区分。
(2)对花药离体培养过程中得到的幼胚，用0.2%～0.4%的秋水仙素进行处理，得到了许多染色体数目增加一倍的植株。其中，两对性状均为显性的基因型是________；只表现出一种显性性状的基因型有两种，统计这两种植株，其比例与1∶1相差甚远，可能原因是：
①________；②________。
解析　(1)在有丝分裂中期，可见单倍体水稻的细胞中只含有12条染色体，而由花药壁发育而来的二倍体水稻的细胞中却含有24条染色体；(2)若秋水仙素处理的对象是花粉产生的幼胚，则符合要求的基因型为AABB；若秋水仙素处理的对象是花药壁产生的幼胚，则符合要求的基因型为AAaaBBbb。
答案　(1)显微镜观察　(2)AABB和AAaaBBbb　①统计的植株数太少　②这两种植株(或产生这两种植株的花粉)生活力不同
15．(15分)(2011·山东淄博一模)去冬今春，河北、山西、山东、河南、江苏和安徽等地的严重干旱导致农作物减产，故具有抗旱性状的农作物有重要的经济价值。研究发现，多数抗旱性作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到。
(1)在抗旱性农作物的叶肉细胞中找不到与抗旱有关代谢产物的根本原因是________。
(2)现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r(不抗旱)。R、r基因转录链上部分核苷酸序列如下：
r：…ATAAGCATGACATTA…
R：…ATAAGCAAGACATTA…
①请写出R基因转录成的RNA链上的核苷酸序列：…________…。这一片段编码的肽链中对应的氨基酸数目是________个。
②已知旱敏型rr植株的某一细胞基因型变成了Rr，则此变化是基因中________所导致的；若该细胞是一卵原细胞，则其分裂产生的卵细胞基因型是R的几率是________。
(3)现已制备足够多的R探针和r探针，通过探针来检测某植物相关的基因型。据图回答下列问题：
①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，(能、不能)________以DNA为模板直接扩增抗旱基因。
②细胞中R或r基因的解旋发生在________过程中。
③DNA杂交发生在________两者之间。
④若被检植物发生A现象，不发生C现象，则被检植物的基因型为________。
(4)为培育能稳定遗传、具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下两种流程图进行育种。(已知抗旱性和多颗粒是显性，两对性状各由一对等位基因控制)
A．纯合旱敏性多颗粒产量农作物×纯合抗旱性少颗粒产量农作物→F1→F1F2人工选择(汰劣留良)→自交→F3→人工选择→自交……→性状稳定的优良品种
B．纯合旱敏性多颗粒产量农作物×纯合抗旱性少颗粒产量农作物→F1→F1花药离体培养得到许多单倍体幼苗→人工诱导染色体数目加倍→若干植株→F1人工选择→性状稳定的新品种
①杂交育种利用的变异原理是________。
②A流程图中的“筛选和自交”环节从F2代开始，这是因为F2才出现符合要求的________，具体操作是将F2代的种子种植在________环境中，经多年筛选才能获得理想品种。
③B流程与A流程图相比，B流程育种的突出优点是________。花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是细胞内有________。
解析　(1)由于基因选择性表达，所以细胞有了分化，虽然有相同的基因，但在不同的细胞中表达的基因不同，所以其代谢产物会有差异。(2)翻译的模板RNA链是以DNA的一条链为模板转录来的，其上的三个相邻的碱基形成的一个密码子对应一个氨基酸。所以，由15对脱氧核苷酸片段编码的基因可以控制合成5个氨基酸组成的肽链。等位基因是通过基因突变产生的。(3)目的基因获取后可以通过PCR技术扩增大量目的基因。DNA复制与转录过程中都需要由解旋酶使DNA双链解开。目的基因通过一定的高温处理使之解旋为两个单链DNA，可以制作成R探针或r探针，通过探针与待测单链DNA是否杂交，可以用来检测某植物相关的基因型。(4)题中A过程为杂交育种，B过程为单倍体育种。杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的优点是明显缩短了育种年限。杂交育种时，F2才出现符合要求的基因型和表现型，因此“筛选和自交”环节从F2代开始；花粉细胞含有该物种的全套遗传信息，可以发育成单倍体植株，表现出全能性。
答案　(1)基因选择性表达
(2)①UAUUCGUUCUGUAAU　5
②碱基对的替换　1/2
(3)①能　②DNA复制与转录　③探针与R或r基因(单链DNA)　④RR
(4)①基因重组　②基因型和表现型　干旱(缺水)　③明显缩短育种年限　全部遗传信息第四单元 第15讲　减数分裂和受精作用
知能达标训练
真题演练
1．(2011·上海单科)如图表示雄果蝇进行某种细胞分裂时，处于四个不同阶段的细胞(Ⅰ～Ⅳ)中遗传物质或其载体(①～③)的数量。下列表述与图中信息相符的是
A．Ⅱ所处阶段发生基因自由组合 B．Ⅲ代表初级精母细胞
C．②代表染色体 D．Ⅰ～Ⅳ中③的数量比是2∶4∶4∶1
解析　分析图示可知：Ⅰ为精原细胞，Ⅱ为初级精母细胞，在减Ⅰ前期、后期可发生基因自由组合。Ⅲ为次级精母细胞，Ⅳ为精细胞，①表示染色体，②表示染色单体，③表示DNA，Ⅰ～Ⅳ中，③DNA的数量比是2∶4∶2∶1，故A正确。
答案　A
2．(2011·山东卷)基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含性染色体的AA型配子。等位基因A、a位于2号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离　②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离　③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离　④性染色体一定在减数第一次分裂时未分离
A．①③　　　　　　　　　　 B．①④
C．②③ D．②④
解析　AA型配子中没有a基因，说明一定是减数第一次分裂时A与a已经分开，一定是由于减数第二次分裂时2号染色体未分离，①正确，②错误。AA型配子中不含性染色体，有两种可能：一是在减数第一次分裂时性染色体未分离，由产生的不含性染色体的次级性母细胞分裂而成；二是减数第二次分裂时性染色体未分离，产生不含性染色体的性细胞，故③正确，④错误。
答案　A
3．(2011·高考江苏卷)下图为基因型AABb的某动物进行细胞分裂的示意图。相关判断错误的是
A．此细胞为次级精母细胞或次级卵细胞 B．此细胞中基因a是由基因A经突变产生
C. 此细胞可能形成两种精子或一个卵细胞 D. 此动物体细胞内最多含有四个染色体组
解析　此细胞中无同源染色体．处于减数第二次分裂，故可能为次级精母细胞或次级卵母细胞，也可能是极体，A项错误；因亲代基因型为AABb，无a基因，故细胞中染色体上的a基因只能是基因突变产生的，B项正确；此细胞若为次级精母细胞，则形成的两个精子是两种类型，若为次级卵母细胞，则形成一个极体和一个卵细胞，一个卵细胞只能是一种类型，C项正确；图示细胞含一个染色体组，故该动物体细胞中含两个染色体组，在有丝分裂的后期染色体数目加倍，则含有四个染色体组，D项正确。
答案　A
4．(多选)(2011·高考江苏卷)在有丝分裂和减数分裂的过程中均可产生的变异是
A．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变
B．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组
C．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异
D．着丝点分裂后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异
解析　DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变，因有丝分裂和减数分裂间期均存在DNA的复制，故均可发生基因突变，A项正确。非同源染色体自由组合导致非同源染色体上的非等位基因重新组合，即基因重组，只发生在减数第一次分裂后期，B项错误。染色体结构变异和数目变异在两种分裂方式中均可发生，C项、D项正确。
答案　ACD
5．(多选)(2010·江苏卷)人类精子发生过程中，下列说法正确的是
A．细胞中染色单体数最多可达92条
B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的
C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前
D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223
解析　本题考查考生对精子形成过程的理解。人体体细胞中含有46条染色体，在减数分裂的间期，DNA复制可能出现差错，姐妹染色单体携带的遗传信息可能不同；复制后的每条染色体上含有两条姐妹染色单体，故细胞中染色单体数最多可以达到92条；姐妹染色单体交叉互换发生在减数第一次分裂前期，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期；一个精原细胞产生4个精子，且两两相同，故其产生两个相同精子的概率为1。
答案　ABC
6．(2009·山东理综)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。
取材：用________作实验材料。
制片：①取少量组织低渗处理后，放在________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量__________。
③一定时间后加盖玻片，__________。
观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是____________________________________________________________________。
②图是观察到的同源染色体(A1和A2)的配对情况。若A1正常，A2发生的改变可能是________。
解析　解答此题要首先对课本上关于有丝分裂实验中的系统步骤要熟知，取材—解离—漂洗—染色—制片—观察。然后将知识迁移到减数分裂实验观察中。A1和A2是配对的同源染色体，由于A1正常，A2比A1少一段染色体，因此是发生缺失所致。
答案　(小鼠)睾丸　解离固定液　醋酸洋红染液　压片(只要有压片的操作均可)　次级精母细胞，精细胞，精原细胞　缺失
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法中错误的是
A．来自父方的染色单体与来自母方的染色单体之间发生了交叉互换
B．B与b的分离仅发生在减数第一次分裂
C．A与a的分离仅发生在减数第一次分裂
D．此细胞发生了基因重组
解析　从题图中可以看出，该对同源染色体姐妹染色单体之间发生了交叉互换，发生基因重组，因此在减数第一次分裂中有同源染色体上的A与a和B与b分离，减数第二次分裂过程中，重组的姐妹染色单体分离，姐妹染色体单体上的B与b分离，故B项错误。
答案　B
2．(2010·安徽理综)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2)，一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)，比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是
A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同
B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同
C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同
D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同
解析　本题主要考查有丝分裂和减数分裂的过程。在有丝分裂过程中，染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，故其产生的两个子细胞C1和C2的细胞核中DNA数目和遗传信息均相同；在减数第一次分裂过程中，同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组合，故其产生的两个子细胞S1和S2的细胞核中DNA数目相同，但遗传信息存在差异。
答案　B
3．(济南一模)图表示某雄性动物性腺中一个正在分裂的细胞。该细胞正在进行
A．有丝分裂 B．减数第一次分裂
C．减数第二次分裂 D．无丝分裂
解析　由等位基因A、a的位置关系可知，图中细胞含有同源染色体，且染色体的着丝点整齐排列在赤道板上，显然是有丝分裂过程。
答案　A
4．如图所示为某生物体的细胞图像，对该图的相应叙述，正确的是
A．该细胞进行有丝分裂 B．该生物体细胞染色体数必为6
C．该细胞一定是有性生殖细胞 D．该生物体细胞染色体数最多为12
解析　此细胞不含同源染色体，但含染色单体。因此，此细胞的分裂方式可能是减数分裂，也可能是单倍体生物体细胞的有丝分裂。所以该细胞可能是次级性母细胞或极体。也有可能是体细胞。由于该细胞的分裂方式不能确定，所以该生物体细胞的染色体数目也不能确定，但可以确定该生物体细胞的最多染色体数目。
答案　D
5．(2011·浙江五校联考)图是基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某动物组织切片显微图像。下列说法正确的是
A．按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为①→②→③
B．该动物为雌性，②和③是次级卵母细胞
C．基因A和基因a的分离发生在②细胞中
D．③正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞
解析　按分裂过程判断，图中标号的先后顺序为①→③→②；该动物为雌性，②是次级卵母细胞，③是次级卵母细胞或第一极体；基因A和基因a的分离发生在①细胞中；③正常分裂结束后能产生1种基因型的细胞。
答案　D
6．(2012·苏北四市二模)下列为卵巢中一些细胞图像，有关说法正确的是
A．若图中所示细胞分裂具有连续性，则顺序依次为甲→丙→乙→丁
B．若乙的基因组成为AAaaBBbb则丁的基因组成为AaBb
C．与乙相比丁细胞染色体数减半，所以它一定为卵细胞
D．甲、乙、丙细胞中含有的染色体组数依次为4、2、1
解析　若图中细胞分裂具有连续性，则甲表示卵原细胞有丝分裂后期，乙为减数第一次分裂后期，丙为减数第二次分裂中期，丁为减数第二次分裂末期，故顺序依次为甲→乙→丙→丁；若乙细胞基因型为AAaaBBbb，则丁的基因组成中不含等位基因；与乙相比丁细胞染色体数减半，所以它为卵细胞或极体；甲、乙、丙细胞含有染色体组数目为4、2、1。
答案　D
7．(2011·安徽皖南八校一次联考)下图为高等动物的细胞分裂示意图。下列叙述正确的是
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级精母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
解析　图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A错；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C错；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D错；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，所以应是初级精母细胞，B正确。
答案　B
8．(2012·安徽蚌埠二模)图表示某动物精原细胞中的一对同源染色体。在减数分裂过程中，该对同源染色体发生了交叉互换，结果形成了①－④所示的四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是
A．①与② B．①与③
C．②与③ D．②与④
解析　减数分裂的四分体时期发生交叉互换后，①与④细胞的两条染色体是初级精母细胞中的一条染色体上的两条染色单体，②与③细胞的两条染色体是初级精母细胞中的一条染色体上的两条染色单体，因此两个次级精母细胞形成的精子分别为①与④、②与③，
答案　C
9．(2011·广州调研)如图是细胞分裂过程图，下列有关图中a～c阶段(不含a、c两点)的有关叙述正确的是
A．细胞中始终存在同源染色体
B．细胞中始终存在姐妹染色单体
C．细胞中染色体数与DNA分子数的比由1∶2变为1∶1
D．此期的染色体行为是生物变异的根本来源
解析　a～c阶段(不含a、c两点)包括减数第一次分裂期和减数第二次分裂的前期、中期。A错误，bc段不含同源染色体；B正确、C错误，a～c阶段，着丝点没有分裂，含姐妹染色单体，细胞中染色体数与DNA分子数的比一直是1∶2；D错误，此期的染色体行为决定的是基因重组，而生物变异的根本来源是基因突变。
答案　B
10．(2012·东北师大附中三次摸底)下面是人体细胞分裂时，A、B、C、D四个不同细胞分裂期染色体和DNA的统计数据，那么非同源染色体上的非等位基因自由组合可以发生在
解析　由图可知，A、B、C、D分别代表分裂间期DNA还没有进行复制、分裂间期DNA已经复制完毕、减数第二次分裂前期、有丝分裂后期。所以非同源染色体上的非等位基因自由组合可以发生在B分裂间期DNA已经复制完毕，着丝点还没有断裂时。
答案　B
11．(2011·湖南十二校联考)图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和DNA的数量关系。下列有关叙述不正确的是
A．图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B．处于图3中BC段的是图1所示细胞；完成图3中CD段变化的细胞分裂时期是后期
C．有丝分裂过程中不会出现如图4中d所示的情况
D．图4中a可对应图3中的BC段；图4中c对应图3中的AB段
解析　图4中a可对应有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前、中期，c可对应有丝分裂末期，D错误。
答案　D
12．一对夫妇表现型正常，却生了一个患白化病的孩子，在丈夫的一个初级精母细胞中，白化病基因数目和分布情况最可能的是
A．1个，位于一个染色单体中
B．4个，位于四分体的每个染色单体中
C．2个，分别位于姐妹染色单体中
D．2个，分别位于同一个DNA分子的两条链中
解析　白化病为常染色体隐性遗传病，设相关基因用A、a表示。由题干可知，这对夫妇的基因型为Aa，在减数分裂过程中，由于DNA复制，丈夫的初级精母细胞中肯定含有2个a，这2个a分布于复制后的2个姐妹染色单体上。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(江苏盐城二次调研)图1表示动物卵细胞形成过程图，图2表示卵细胞形成过程中某阶段的细胞。请据图回答问题：
(1)图1中的细胞Ⅱ名称是________，正常情况下，该细胞核中有________个染色体组，有________条脱氧核苷酸链。
(2)图2应对应于图1中________(填①或②或③)，该细胞染色体组成异常可能原因是________________________。同时产生细胞③的基因组成是________。
解析　(1)细胞Ⅲ与Ⅱ是卵原细胞经减数第一次分裂产生的两个大小不等的子细胞，细胞Ⅱ为次级卵母细胞。因该细胞中染色体已经减半(2条染色体，4条染色单体)，故细胞中只有1个染色体组，4个DNA分子，8条脱氧核苷酸链。(2)图2细胞进行均等分裂，故对应为极体②。该细胞中又出现了同源染色体，说明减数第一次分裂时A与a所在的同源染色体移向了同一极，所以③细胞中含有2个B基因的染色体。
答案　(1)次级卵母细胞　1　8　(2)②　在减数分裂第一次分裂后期，A与a所在的一对同源染色体没有分开，移向了同一极　BB
14．(15分)人类白化病(a)对正常(A)为隐性，并指(B)对正常(b)为显性，它们都属于常染色体遗传。如图是基因型为AaBb的某人体内一个细胞的分裂示意图(图中仅表示相关染色体的变化，假设相关染色体没有发生过交叉互换)。据图回答下列问题：
(1)在此分裂图中正确标出所有A(a)、B(b)基因。
(2)该细胞的名称是________细胞，分裂完成时将生成4个子细胞，其基因型分别为________。
(3)该个体细胞中，染色体数最多有________条，此时染色体组的数目为________。
(4)图中染色体1和2的关系是________；若减数分裂过程中染色体1与2没有分开，则该细胞形成的生殖细胞中正常与异常的比值为________。
(5)此人与基因型为Aabb的某人结婚，子代可能出现的基因型有________种；这对夫妇生一个患病孩子的概率为________。
解析　(1)从图中细胞质均等分裂，且一个着丝点含有姐妹染色单体，可推知该细胞为初级精母细胞，且处于减数第一次分裂后期。由于经过间期DNA的复制，每条染色单体上含有相应的基因，故图中细胞的基因型为AAaaBBbb。(2)该细胞分裂完成后，将产生4个子细胞，且两两相同，其染色体组成为AB、AB、ab、ab(注：该细胞中同源染色体彼此分开已确定，故其产生的4个子细胞也就确定了)。(3)人的体细胞中染色体数目为46条，2个染色体组，在有丝分裂后期数目最多，为92条，有4个染色体组。(4)当同源染色体1与2在减数分裂时移向同一极，则产生的两个次级精母细胞均异常，由这两个异常的次级精母细胞形成的四个精子也都是异常的，正常精子与异常精子的比值为0∶4。(5)此人(基因型为AaBb)与基因型为Aabb的某人婚配，从一对相对性状入手(即分离组合法)进行分析，后代有3×2＝6(种)基因型；后代中患病孩子的概率为1－正常＝1－3/4×1/2＝5/8。
答案　(1)见右图
(2)初级精母　AB、AB、ab、ab
(3)92　4
(4)同源染色体　0∶4
(5)6　5/8
15．(15分)(2011·山东实验中学一次诊断)如某动物细胞中DNA含量为2个单位(m)。图分别为一个雌性动物生殖细胞减数分裂DNA含量变化的曲线图和细胞示意图。请回答：
(1)细胞A是____________细胞，与之相对应的曲线段是________。(以横轴上的数字段表示)
(2)细胞B有染色体组________个，与之相对应的曲线段是________。
(3)细胞C中有DNA________个单位，C细胞最终能形成________个成熟生殖细胞。
(4)曲线3～4时期DNA含量变化是由于________的结果，减数第二次分裂时________分离，分别进入两个子细胞。
解析　注意题中关键词“雌性动物”，A、B、C依次表示减数第二次分裂前期、减数第二次分裂末期、减数第一次分裂前期的图像。曲线1～3表示减数第一次分裂的间期，3～4表示减数第一次分裂前、中、后期，4～5表示减数第二次分裂前、中、后期。
答案　(1)次级卵母或第一极体　4～5　(2)1　5～6或(5～7)
(3)4　1　(4)同源染色体分离　姐妹染色单体第七单元 第26讲　现代生物进化理论
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考江苏卷)根据现代生物进化理论，下列说法正确的是
A．自然选择决定了生物变异和进化的方向
B．生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C．种群内基因频率的改变在世代间具有连续性
D．种群内基因频率改变的偶然性随种群数量下降而减少
解析　生物变异的方向是不定向的，而自然选择是定向的，故生物进化的方向是由定向的自然选择决定的，A项错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，而不是种群基因型频率的改变，B项错误；种群内基因频率的改变可在世代间逐渐变化，即在世代间具有连续性，C项正确；种群内基因频率改变的偶然性是随着种群数量下降而增大的，D项错误。
答案　C
2．(2011·高考广东卷)(多选)最近，可以抵抗多数抗生素的“超级细菌”引人关注，这类细菌含有超强耐药性基因NDM 1，该基因编码金属β 内酰胺酶，此菌耐药性产生的原因是
A．定向突变
B．抗生素滥用
C．金属β 内酰胺酶使许多抗菌药物失活
D．通过染色体交换从其他细菌获得耐药基因
解析　基因突变具有不定向性，A项错误；滥用抗生素时，抗生素对细菌进行自然选择，导致超强耐药性基因NDM－1在该细菌中逐代积累，可产生耐药性，B项正确；超强耐药性基因编码的金属β－内酰胺酶水解β－内酰胺类抗菌药物，可使细菌产生耐药性，C项正确；细菌没有染色体，所以D项错误。
答案　BC
3．(2010·全国Ⅰ)关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因A、a频率的叙述，错误的是
A．在某种条件下两种基因的频率可以相等
B．该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关
C．一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境
D．持续选择条件下，一种基因的频率可以降为零
解析　遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率发生变化的重要原因，故B项错误。在自然条件下，通过选择作用，两种基因的频率可能相等；持续选择条件下，某种基因的频率可以降为零；优胜劣汰的结果是频率高的基因所控制的性状更适应环境。故选项A、C、D均正确。
答案　B
4．(2010·山东理综)下列符合现代生物进化理论的叙述是
A．物种的形成可以不经过隔离
B．生物进化过程的实质在于有利变异的保存
C．基因突变产生的有利变异决定生物进化的方向
D．自然选择通过作用于个体而影响种群的基因频率
解析　根据现代生物进化理论的内容可知，隔离导致物种形成，物种形成可以不经过地理隔离，但必须有生殖隔离；生物进化的实质是种群基因频率的定向改变；自然选择决定生物进化的方向；自然选择的直接作用对象是个体，通过对个体的选择作用来改变种群的基因频率。
答案　D
5．(2010·江苏生物)根据现代生物进化理论，下列观点中正确的是
A．人工培育的新物种只能生活在人工环境中
B．生物进化的方向与基因突变的方向一致
C．冬季来临时植物叶中可溶性糖含量增高是为了更好地防止冻害
D．受农药处理后种群中抗药性强的个体有更多机会将基因传递给后代
解析　抗药性强的个体更能适应环境，生存下来的个体有更多的机会将基因传给后代，D项正确；通过人工培育获得的新物种也能生活在自然环境中；生物进化的方向是定向的，而基因突变是不定向的，二者的方向不一定相同；C项不属于现代生物进化理论的观点。
答案　D
6．(2011·上海单科)回答下列有关生物进化和生物多样性的问题。
(1)现代综合进化理论认为生物进化的基本单位是____________________。
材料一　某种蛾易被蝙蝠捕食，千百万年之后，此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时，便会运用复杂的飞行模式，逃脱危险，其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后，产出的受精卵不具有生命力。
材料二　蛙是幼体生活于水中，成体可生活于水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化，使某种蛙生活的水体分开，蛙被隔离为两个种群。干百万年之后，这两个种群不能自然交配。
依据上述材料，回答下列问题。
(2)这两则材料中发生的相似事件是________。
A．适应辐射　　　　　　　 　B．地理隔离
C．生存竞争 D．生殖隔离
(3)在材料一中，蛾复杂飞行模式的形成是______________的结果。
(4)在材料二中，若发生剧烈地质变化后，其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸，种群中个体数减少，导致该种群的________变小。
下表为V基因在种群A和B中的基因型个体数。
基因型 A种群(个) B种群(个)
VaVb 200 0
VaVa 50 120
VbVc 100 200
VcVc 150 50
VaVc 100 80
(5)计算Va在A种群中的频率________。
(6)就V基因而言，比较A种群和B种群的遗传多样性，并利用表中数据陈述判断依据_______________________________________________________________________。
解析　(1)生物进化的基本单位是种群；
(2)材料一说明变化后的蛾与祖先蛾交配不能产生后代，所以二者产生了生殖隔离，材料二中两个种群不能自然交配也产生了生殖隔离；
(3)蛾复杂飞行模式的形成是自然选择或适者生存的结果；
(4)种群的基因库由种群中全部个体的基因构成，所以种群中个体数的减少，会使种群的基因库变小；
(5)A种群中Va的基因频率为：×100%＝33%；
(6)因为A种群中的基因型为5种，B种群的基因型为4种，A种群的基因型多于B种群，所以A种群的遗传多样性高于B种群。
答案　(1)种群　(2)D (3)自然选择/适者生存 (4)基因库　(5)33%
(6)A种群的遗传多样性高于B种群；因为A种群的基因型为5种，B种群为4种，A种群基因型多于B种群
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·山东淄博一模)下列叙述与现代生物进化理论相符合的是
A．进化地位越高等的生物适应环境的能力越强
B．生物体所发生的变异都可为进化提供原材料
C．喷洒农药可使害虫种群的抗药基因频率提高，从而使害虫的抗药性逐代增强
D．生殖隔离是形成新物种的标志，物种是生物进化和繁殖的基本单位
解析　自然选择下的各种生物，各有对不同环境的适应能力。生物体所发生的可遗传的变异才可为进化提供原材料。生殖隔离是新物种形成的标志，但种群是生物进化和繁殖的基本单位。
答案　C
2．如图表示最早生活在这个区域同种生物的群体由于屏障(水)的阻碍，已经分离为两个独立的群体。如果群体A经历了长期生活环境的剧烈变化，而群体B的环境没有发生较大的变化，则群体A的进化速度将可能是
A．比群体B快 B．比群体B慢
C．与群体B相同 D．停止进化
解析　同种生物的群体分为群体A和群体B后，群体A生活环境变化剧烈，基因频率变化较大，故群体A的进化速度比群体B快。
答案　A
3．(2011·广东惠州三次调研)新物种形成的标志是
A．具有一定的形态结构和生理功能 B．产生了地理隔离
C．形成了生殖隔离 D．改变了基因频率
解析　隔离是新物种形成的必要条件，但地理隔离不是物种形成的标志，生殖隔离才是判断有没有形成新物种的标志；基因频率的改变是生物进化的实质，不是新物种形成的标志。
答案　C
4．(2012·济南一模)下列与物种形成无关的是
A．不遗传的变异 B．地理隔离
C．生殖隔离 D．多倍体形成
解析　长期的地理隔离可导致生殖隔离而形成新物种；多倍体(如四倍体)与二倍体间有生殖隔离，故形成多倍体也往往形成了新物种；只有可遗传的变异才在生物进化过程中起作用。
答案　A
5．(2011·广州二模)关于生物变异与生物进化的叙述，正确的是
A．变异均能为生物进化提供原材料
B．太空射线能使种子发生定向变异
C．一个碱基对的缺失 引起的变异属于染色体变异
D．自然选择会使种群基因频率发生定向改变
解析　可遗传的变异分为基因重组、基因突变、染色体变异，可遗传的变异是生物进化的原材料；太空射线可能使种子发生变异，但变异是不定向的；一个碱基对的缺失引起的变异属于基因突变。自然选择决定生物的进化方向，会使种群基因频率发生定向改变。
答案　D
6．(2011·南昌调研)关于物种形成与生物进化，下列说法中正确的是
A．生物进化的实质是种群基因频率的改变
B．同一种群的雌雄个体之间可以相互交配并产生后代，同一物种的雌雄个体之间不能相互交配并产生后代
C．隔离是形成新物种的必要条件，也是生物进化的必要条件
D．生物进化的实质是种群基因型频率发生变化的过程
解析　本题综合考查物种形成与生物进化的关系。生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程，任何基因频率发生变化，都属于基因频率的改变，A选项正确；同一物种的个体间在自然状态下能够相互交配并产生后代，B选项错误；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，C选项错误；生物进化的实质是种群基因频率发生变化的过程，基因型频率发生变化，基因频率不一定发生变化，D选项错误。
答案　A
7．(2010·上海卷)某自花传粉植物种群中，亲代中AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则亲代A的基因频率和F1中AA的基因型频率分别是
A．55%和32.5% B．55%和42.5%
C．45%和42.5% D．45%和32.5%
解析　本题考查基因频率和基因型频率的计算问题，意在考查考生的推理计算能力。分析题中信息可知，Aa基因型个体占50%，则A的基因频率为30%＋1/2×50%＝55%。该种群自花传粉，AA自交后代仍是AA，Aa自交后代是1/4AA、1/2Aa、1/4aa，aa自交后代仍是aa，故F1中AA的基因型频率为30%十50%×1/4＝42.5%。
答案　B
8．(2012·山东淄博一模)某种群中，基因型为AA的个体有2 000个，基因型为Aa的个体有2 000个，基因型为aa的个体有6 000个。它们迁移到一个孤岛上自由交配繁衍。A基因在初始时的频率和繁衍两代(假设子代都存活)后的频率分别是
A．0.2和0.3 B．0.3和0.5
C．0.2和0.5 D．0.3和0.3
解析　在一个封闭的不受外界干扰的环境中，遵循遗传平衡公式，基因频率不变，A的基因频率是：(2 000×2＋2 000)/[(2 000＋2 000＋6 000)×2]＝0.3。
答案　D
9.如图是物种形成的一种模式。物种a因为地理障碍分隔为两个种群a1和a2，经过漫长的进化，分别形成新物种b和c。在此进程中的某一时刻，a1种群的部分群体越过障碍外迁与a2同域分布，向d方向进化。下列有关叙述正确的是
A．b和d存在地理隔离，所以一定存在生殖隔离
B．c和d不存在地理隔离，却可能存在生殖隔离
C．a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，则b和d是同一物种
D．a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，则c和d是不同物种
解析　本题考查物种的形成，意在考查学生的识图分析能力。图示模式为物种形成的常见模式：经过长期的地理隔离而达到生殖隔离。b和d存在地理隔离，但不一定达到生殖隔离。a1中的外迁群体与当时留居群体的基因频率相同，b和d也不一定是同一物种。a1中的外迁群体与当时a2种群的基因频率不同，c和d不一定就是不同物种，也可能未达到生殖隔离。
答案　B
10．(2012·苏、锡、常、镇四市一次调查)某小岛上蜥蜴进化的基本过程如下所示。有关叙述错误的是
A．若图中X、Y、Z表示生物进化中的基本环节，则Z是隔离
B．根据达尔文的观点可认为，有利性状在蜥蜴个体世代间不断保存
C．现代生物进化理论认为，该岛上蜥蜴进化过程中基因频率一定发生变化
D．该小岛上的蜥蜴原种和蜥蜴新种共同组成为一个种群
解析　隔离导致新物种的产生；自然选择过程中保存有利性状，淘汰不利性状；生物进化过程中基因频率一定发生变化；蜥蜴原种和蜥蜴新种是两个种，不能共同组成一个种群。
答案　D
11．(2011·福建龙岩一模)下列有关生物多样性和进化的叙述，错误的是
A．生物的多样性包括基因、物种和生态系统的多样性
B．自然选择能定向改变种群的基因频率，决定了生物进化的方向
C．细菌在接触青霉素后会产生抗药性的突变个体，青霉素的选择作用使其生存
D．丝兰蛾细长的吸管似口器与丝兰的细长花矩是它们长期共同进化形成的相互适应特征
解析　细菌的抗药性出现在选择之前，即先有变异后有选择。
答案　C
12．(2011·东北师大附中三次摸底)生物多样性是共同进化的结果。下列事实不属于共同进化的是
A．随着工业的发展，导致大量温室气体排放，全球气温升高
B．随着光合生物的出现，大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了条件
C．生活在草原上的斑马和猎豹都能迅速奔跑，是长期相互选择的结果
D．4亿年前形成了原始的陆生植物，随后出现了适应陆地生活的动物
解析　随着工业的发展，导致大量温室气体排放，全球气温升高，这属于环境污染，不属于共同进化。其他三个选项都体现了生物与生物、生物与环境之间的相互选择是共同进化。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2012·浙江五校联考)如图为对一块甲虫成灾的农田使用两种杀虫剂的实验结果曲线图，试分析：
(1)曲线回升是通过________之间的________来实现的。
(2)杀虫剂的使用对甲虫起了________作用，这种作用是________ (定向、不定向)的，结果导致甲虫的抗药性________(增强、减弱)。
(3)根据以上分析，使用杀虫剂治虫有其缺点，主要有：
①_____________________________________________________________。
②_____________________________________________________________。
针对这些缺点，你认为消灭甲虫应采用什么方法较好？
________________________________________________________________。
解析　从图中可以看出使用两种杀虫剂在早期都取得了一定的效果，甲虫的种群密度都明显下降，但下降到一定程度时，又会增加，说明杀虫剂的使用没有杀死有抗药能力的甲虫，而这部分有抗药能力的甲虫大量繁殖导致种群密度上升。
答案　(1)甲虫与杀虫剂　生存斗争　(2)选择　定向　增强　(3)①使具有抗药性害虫的比例上升　②对环境造成污染　生物防治等
14．(15分)(2011·湖南十二校二次联考)某生物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
(1)该种群中a基因的频率为________。
(2)如果该种群满足四个基本条件，即种群非常大、没有基因突变、没有自然选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为________；如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率________(会、不会)发生改变。
(3)假如该生物种群中仅有Aabb和AAbb两个类型个体，并且Aabb∶AAbb＝1∶1，且该种群中雌雄个体比例为1∶1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体所占比例为________。
(4)假定该生物种群是豌豆，则理论上该豌豆种群的子一代中AA、Aa的基因型频率分别为______、______。
解析　(1)一等位基因的频率＝该等位基因纯合子的频率＋1/2×杂合子的频率。(2)题干条件下符合哈代——温伯格定律，子代aa基因型频率为0.5×0.5＝0.25。(3)Aabb、AAbb产生的配子中Ab∶ab＝3∶1，故自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体AAbb＋aabb＝3/4×3/4＋1/4×1/4＝5/8。(4)豌豆是严格自交生物，子代中AA概率为：0.3＋0.4×1/4＝0.4，Aa概率为：0.4×1/2＝0.2。
答案　(1)0.5　(2)0.25　不会　(3)5/8　(4)0.4　0.2
15．(15分)(探究创新题)蚱蜢属于无脊椎动物，昆虫纲，直翅目，蝗科，危害禾本科植物，多干分散在田边、草丛中活动。生活在绿草丛中的蚱蜢多为绿色，生活在干草丛中的蚱蜢多为黄褐色。为证实两种体色的蚱蜢因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究。请完成下列探究方案。
(1)假设：________。
(2)实验步骤：①选择绿草丛区A和________区B。
②收集蚱蜢，并在翅下用有色颜料分别标记绿色蚱蜢和黄褐色蚱蜢若干。
③____________________________________________________________________。
④一段时间后捕捉蚱蜢，记录、统计结果。
(3)实验结果如下表。根据表内数据绘制A、B两区域不同体色蚱蜢回收率的柱形图。
区域 项目 黄褐色蚱蜢 绿色蚱蜢
绿草丛区A 释放数 400 500
回收数 52 150
干草丛区B 释放数 500 600
回收数 60 30
(4)结论：______________________________________________________________。
(5)分析与评论：
①由于季节的变化，使绿草丛区变为干草丛区，从这个角度解释上述实验结果：________。
②已知蚱蜢的体色由常染色体上一对等位基因控制。为了进一步探究蚱蜢的绿色与黄褐色的显隐性关系，有人将一对绿色蚱蜢与黄褐色蚱蜢杂交。F1中绿色蚱蜢与黄褐色蚱蜢的数量比为1∶1。
请利用F1的蚱蜢，在此基础上设计遗传实验完成探究。
A．实验步骤：___________________________________________________。
B．结果与分析：_________________________________________________。
解析　本题主要是通过生物进化理论知识考查实验设计与实验分析能力。
(1)本实验研究两种体色的蚱蜢因环境不同而数量比例不同。
(2)实验应该选择绿草丛区与干草丛区进行对比，收集绿色蚱蜢和黄褐色蚱蜢标记并释放到相应的所选区域。
(3)根据表格所给数据，绘制柱形图即可，注意要有图例说明。
(4)根据实验结果可知，在绿草丛区绿色蚱蜢数量较多，在干草丛区黄褐色蚱蜢数量较多。
(5)①绿草丛区、干草丛区的草颜色不同，生活在其中的蚱蜢，体色与周围环境一致的不易被捕食，存活数量较多。
②选取多对绿色蚱蜢雌雄个体相互交配，观察后代是否发生性状分离，若发生性状分离，则绿色为显性性状；若不发生性状分离，则绿色为隐性性状；也可选多对黄褐色蚱蜢雌雄个体进行交配。
答案　(1)在绿草丛区，绿色蚱蜢数量占优势；在干草丛区，黄褐色蚱蜢数量占优势
(2)①干草丛
③将标记的不同体色的蚱蜢分别释放到上述两地区中
(3)如图
(4)在绿草丛区，绿色蚱蜢数量占优势；在干草丛区，黄褐色蚱蜢数量占优势
(5)①绿草丛区和干草丛区的草颜色不同，使生活在其中的不同体色的蚱蜢被鸟类捕食的概率不同，导致它们的存活率不同
②A.选择F1的雌雄绿色蚱蜢杂交，观察、记录后代的体色　B．若后代出现黄褐色蚱蜢，则绿色为显性性状；若后代全部是绿色蚱蜢，则绿色为隐性性状第一单元 第4讲　遗传信息的携带者
——核酸细胞中的糖类和脂质
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于核酸的叙述，正确的是
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的
C．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
D．用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布
解析　对有细胞结构的生物，核酸是细胞内携带遗传信息的物质，而没有细胞结构的病毒，其携带遗传信息的物质也是核酸，但其核酸不在细胞内；DNA分子的两条链通过碱基之间的氢键连接；DNA分子的碱基种类，数量、排列顺序决定了DNA的多样性；SARS病毒只有RNA，不含DNA。
答案　B
2．(2011·高考海南卷)关于RNA的叙述，错误的是
A．少数RNA具有生物催化作用
B．真核细胞内mRNA和tRNA都是在细胞质中合成的
C．mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子
D．细胞中有多种tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸
解析　酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；mRNA和tRNA主要在细胞核中经转录过程产生；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基叫做密码子，tRNA上有反密码子与之对应，tRNA有61种，每种tRNA只能转运一种氨基酸。
答案　B
3．(2010·江苏卷)下列关于核酸的叙述中，正确的是
A．DNA和RNA中的五碳糖相同 B．组成DNA与ATP的元素种类不同
C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
解析　本题主要考查DNA、RNA的化学组成及T2噬菌体的遗传物质，意在考查考生的识记、判断能力。DNA含的五碳糖是脱氧核糖，RNA含的五碳糖是核糖；组成DNA和ATP的元素种类都是C、H、O、N、P；T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中；双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故嘌呤数等于嘧啶数。
答案　D
4．(2010·海南高考)下列关于糖的叙述，正确的是
A．葡萄糖和果糖分子均有还原性 B．葡萄糖和麦芽糖可被水解
C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖 D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收
解析　葡萄糖和果糖属于单糖，均有还原性；葡萄糖属于单糖不能够水解；纤维素属于多糖，其基本单位是葡萄糖；乳糖被水解成葡萄糖和半乳糖后才能被小肠上皮细胞吸收。
答案　A
5．(2009·广东高考)脂质具有的生物学功能是(多选)
A．构成生物膜　　　　　 　B．调节生理代谢
C．储存能量 D．携带遗传信息
解析　脂质包括脂肪、磷脂和固醇，其中脂肪是主要的储能物质。磷脂是构成各种生物膜的基本骨架；固醇中的性激素有调节功能。
答案　ABC
6．(2009·福建高考)下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息
C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性
D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输
解析　蛋白质中特定的氨基酸种类、数目、排列顺序以及蛋白质分子的特定的空间结构决定了其功能的特异性，一旦空间结构被破坏，功能特异性也就丧失。
答案　A
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·盐城中学期中)如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是
A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点在①和②两方面
B．如果要构成ATP，只要在①位置上加上2个磷酸基团即可
C．③在病毒中共有4种，在人体中共有8种
D．植物体的③有5种，②有2种
解析　本题考查核酸的基本结构。①是磷酸基团，②是五碳糖(有脱氧核糖和核糖2种)，③是含氮碱基(共有A、G、C、T、U 5种)。DNA与RNA在核苷酸上的不同，一方面是②不同，即脱氧核苷酸中的②是脱氧核糖，核糖核苷酸中的②是核糖；另一方面是③的种类不同，脱氧核苷酸的③有A、T、G、C 4种，核糖核苷酸中的③有A，U、G、C 4种。要构成三磷酸腺苷，不仅要在①位置上加上2个磷酸基团，而且②必须是核糖，③必须是腺嘌呤。
答案　D
2．(2011·浙江金华一中月考)法国科学家西诺西和吕克·蒙塔尼因发现遗传物质是RNA的艾滋病病毒(HIV)而获得2008年诺贝尔生理学或医学奖。下列关于生物体内的RNA的叙述错误的是
A．生物的遗传物质只能是DNA或者是RNA
B．RNA具有多种生理功能，如遗传功能、催化功能等
C．HIV通过病毒RNA的自我复制能在T细胞外完成增殖
D．RNA分子中含有核糖，DNA分子中含有脱氧核糖
解析　病毒只能在宿主细胞内完成增殖，HIV不可能在T细胞外增殖。
答案　C
3．(2011·长沙一中月考)下列对蛋白质和核酸的关系的描述，你认为错误的是
A．生物体内蛋白质的分子结构最终都是由DNA分子决定的
B．基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传信息可以通过蛋白质中氨基酸的排列顺序得到表达
C．蛋白质的空间结构具有多样性，而DNA的空间结构没有多样性
D．真核细胞中，DNA的复制和转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成在细胞质中完成
解析　蛋白质的合成是由遗传物质决定的，某些生物的遗传物质不是DNA，因此，蛋白质的分子结构不是都由DNA分子决定的，故A错误；基因在表达的过程中，遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，由蛋白质中氨基酸的排列顺序来表现，故B正确；DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，故C正确；真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，复制和转录主要在细胞核内进行，蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上完成，故D正确。
答案　A
4．(2012·杭州学军中学月考)仔细观察下面四幅图，下列叙述错误的是
A．图甲中共有8种核苷酸
B．组成人体的化合物乙的R基种类约有20种
C．组成丙化合物的单糖是脱氧核糖
D．在松鼠体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖
解析　由图甲中既有碱基T、也有碱基U可知，该物质是一条DNA链和一条RNA链的杂合核酸分子，因此，图甲中的核苷酸应为8种，即4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，故A正确；图乙为氨基酸的结构通式，组成人体的氨基酸约有20种，氨基酸的种类主要取决于组成氨基酸的R基，故B正确；丙为胸腺嘧啶脱氧核苷酸，所含五碳糖为脱氧核糖，故C正确；蔗糖是植物体内特有的二糖，不可能存在于动物的体细胞内，故D错误。
答案　D
5．(2012·西安四校联考)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，运用的原理是
A．单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分布从而推知RNA的分布
B．单独利用毗罗红对细胞染色可显示RNA在细胞中的分布从而推知DNA的分布
C．同时利用甲基绿、吡罗红对细胞染色，同时可显示DNA、RNA在细胞中的分布
D．在细胞核、细胞质内可以分别提取DNA、RNA，由此说明DNA、RNA在细胞中的分布
解析　“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，其原理是利用甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色。使用甲基绿和吡罗红的混合剂对细胞染色，根据颜色变化观察DNA和RNA的分布。
答案　C
6．(2011·盐城模拟)有关组成细胞的糖类的叙述正确的是
A．乳糖是所有细胞中的二糖
B．少数糖类的组成元素中含有N、P
C．淀粉、纤维索，糖原的最终水解产物都是葡萄糖
D．糖类是细胞代谢中的直接能源物质
解析　乳糖是动物细胞中的二糖，糖类的组成元素中只有C、H、O。ATP是细胞代谢中的直接能源物质。
答案　C
7．(2011·娄底重点中学联考)胆固醇和磷脂均具有的生物学功能
A．生物膜的重要成分 B．保温作用
C．在人体内参与血液中脂质的运输 D．细胞内主要贮能物质
解析　脂肪具有保温作用，胆固醇和磷脂都不具有此项功能，故B错误；在人体内参与血液中脂质运输的是胆固醇，故C错误；细胞内主要的贮能物质是脂肪，不是胆固醇和磷脂，故D错误。
答案　A
8．大肠杆菌、甘蔗、噬菌体、酵母菌都具有的是
A．纤维素　　　　 　　B．淀粉
C．糖原 D．脱氧核糖
解析　脱氧核糖是构成DNA的成分之一，上述四种生物中都含有DNA。
答案　D
9．(2012·湖南十二校联考)下列关于化合物的叙述，正确的是
A．纤维素是植物细胞壁的主要成分，它的基本组成单位是葡萄糖
B．动物细胞间质的物质中主要成分是蛋白质，可用胃蛋白酶处理动物组织
C．DNA是生物的主要遗传物质，它的组成元素有C、H、O、N，部分含S、P
D．磷脂是细胞膜的主要成分，也是线粒体、中心体、叶绿体等生物膜的主要成分
解析　纤维素属于多糖，其基本组成单位是葡萄糖；动物细胞间质的物质中主要成分是蛋白质，一般用胰蛋白酶处理使细胞分散；DNA的组成元素为C、H、O、N、P，不含S；中心体没有膜结构。
答案　A
10．(2011·湖南重点中学调研)下列有关细胞的说法正确的是
A．洋葱根细胞中组成蛋白质的氨基酸可分为12种非必需氨基酸和8种必需氨基酸
B．干旱环境中生长的仙人掌细胞中含量最多的化合物是蛋白质
C．烟草叶肉细胞中组成核酸的碱基只有A、U、G、C四种
D．食物中的淀粉可以转化为人体肝细胞中的糖原是因为二者的单体都是葡萄糖
解析　12种非必需氨基酸和8种必需氨基酸是针对动物而非植物故A错误。生长的细胞中含量最多的化合物是水，B错误。烟草叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA，碱基有A、U、G、C、T五种，C错误。食物中的淀粉和人体肝细胞中的糖原组成的单位都是葡萄糖，食物中的淀粉在消化道内被消化成葡萄糖后进入血液，经血液循环进入肝细胞中转化为糖原，D正确。
答案　D
11．下列关于组成细胞的化合物的叙述，错误的是
A．有些固醇类物质是构成细胞膜的成分
B．有些脂质能激发和维持动物第二性征
C．某些蛋白质在生命活动中能够传递信息
D．所有糖类在细胞中的作用都是为细胞供能
解析　脂质包括脂肪、磷脂、固醇三类，其中固醇包括胆固醇，性激素和维生素D，胆固醇是构成细胞膜的重要成分，性激素能激发和维持动物的第二性征。有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素。糖类是主要的能源物质，但并不是所有糖类都能为细胞供能，如核糖不是能源物质。
答案　D
12．下列关于细胞中有机物的说法正确的是
A．含有元素C、H、O、N的物质是核酸、酶、果糖、脂肪
B．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖
C．淀粉、蛋白质、脂肪在氧化分解时都能释放出能量
D．核糖核酸是染色体的主要成分之一
解析　果糖和脂肪只含有C、H、O；动物乳汁中的乳糖属于二糖；染色体的主要成分是脱氧核糖核酸和蛋白质，而不是核糖核酸。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)有关细胞物质组成和功能的问题：
(1)细胞中含有N元素的生物大分子是
A．核苷酸和糖原 B．胰岛素和核酸
C．氨基酸和胰高血糖素 D．血红蛋白和纤维素
(2)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是________，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是________．
(3)构成细胞膜的脂质是________和________。
(4)癌细胞转移与细胞膜上________减少有关。
解析　组成生物体的分子中，糖类和脂质不含有N元素，蛋白质和核酸含有氮元素；多糖和二糖在消化道内变成单糖形式才能被机体吸收，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是麦芽糖(或纤维二糖)；磷脂、胆固醇参与细胞膜的构成；膜上的糖蛋白与细胞的识别有关，糖蛋白表面的糖链互相接触就会互相识别产生“接触抑制”，癌细胞因为缺少糖蛋白所以就不会产生这种抑制，所以癌细胞的糖蛋白应该比较少，导致癌细胞容易扩散，缺少糖蛋白可以让它进行迁移并且不被消灭。
答案　(1)B　(2)单糖　麦芽糖(或纤维二糖)　(3)磷脂　胆固醇　(4)糖蛋白
14．(15分)生物体内某些有机物及元素组成如下图，已知A、B、C是由a、b、c组成的。请回答下列问题：
(1)x、y分别是________、________。
(2)a经________方式形成A，连接两个a的化学键的结构简式是________。A多种多样，从a分析原因是________________________。
(3)如果B是人和动物细胞的能源物质，则b的名称是________。
(4)一分子c是由________、________、________三分子物质构成，其结构简图是____________。
(5)E在化学组成上与D的不同是______________。
解析　(1)由图可知，x和y分别是N和P。(2)由图可知，a为氨基酸，A为蛋白质。蛋白质是由氨基酸通过脱水缩合的方式形成的，连接相邻氨基酸的化学键为肽键，结构简式为—NH—CO—。A多种多样的原因包括组成它的氨基酸种类不同，数目成百上千，排列顺序千差万别及多肽链的空间结构不同。(3)人和动物细胞中的能源物质(B)为糖类，构成它的单体是葡萄糖。(4)小分子物质c为核苷酸，一分子核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。(5)由图可知，D为DNA、E为RNA，E在化学组成上与D的不同之处在于：E含有核糖和尿嘧啶，不含脱氧核糖和胸腺嘧啶。
答案　(1)N　P　(2)脱水缩合　—NH—CO—　构成A的氨基酸的种类不同，数目不同，排列顺序不同(或构成A的a的种类不同，数目成百上千，排列顺序千差万别)　(3)葡萄糖　(4)五碳糖　磷酸　含氮碱基　如图
(5)E含有核糖、尿嘧啶，不含有脱氧核糖、胸腺嘧啶
15．(15分)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时，将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5 min。
(1)水浴加热的目的是______________；保温时间过短________________，过长则________________________________________________________________________。
(2)换用高倍物镜前应移动________，将目标移至视野中央；换用高倍物镜后视野变________，若想观察清楚可以______________________________________________________。
(3)根据人的口腔上皮细胞中DNA、RNA分布的状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中”，你认为有何不妥？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　水浴使被加热对象受热均匀且温度易于控制而常用于实验。使用显微镜高倍物镜前，先用低倍物镜对光调焦，换用高倍物镜后视野常变暗，可增大光圈或换用凹面镜。在实验结论的得出方面，要避免以偏概全。
答案　(1)使受热均匀　水解不彻底，染色不充分　水解过度，不易制片观察
(2)载玻片　暗　换用大光圈或用凹面反光镜
(3)仅由人的口腔上皮细胞实验得出的结论不带有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况第二单元
第7讲　细胞核——系统的控制中心
知能达标训练
真题演练
1．(2012·南京市质检)下列关于细胞核的叙述，正确的是
A．真核细胞的核膜上有多种酶，有利于各种化学反应的顺利进行
B．电镜下观察处于分裂间期的真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体
C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
D．原核细胞除拟核没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞结构没有差别
解析　处于分裂间期的细胞，电镜下可看到细胞核的染色质而不是染色体；脱氧核糖核酸(DNA)不能通过核孔进入细胞质；原核细胞的细胞质中只有核糖体一种细胞器，而无线粒体、内质网等细胞器。
答案　A
2．(2011·浏阳一中期中)在核膜和细胞膜的结构和功能比较中，核膜独有的是
A．物质交换的功能
B．双层膜结构
C．糖蛋白在生命活动中具有重要功能
D．附有多种大量的酶，有利于各种生化反应的顺利进行
解析　核膜和细胞膜都是生物膜，均具有物质交换的功能，糖蛋白主要分布在细胞膜的表面，细胞膜内侧附有大量的酶，有利于生化反应的顺利进行，A、C、D三项均不是核膜独有的；核膜具有双层膜结构，细胞膜为单层膜，故B正确。
答案　B
3．(2012·北京海淀区第一次练习)下列结构中均能让某些大分子物质直接通过的是
A．线粒体和叶绿体　　　 B．细胞壁和核孔
C．高尔基体和核糖体 D．内质网和液泡
解析　生物膜具有选择透过性，一般离子和小分子物质可通过，大分子物质只能通过胞吞或胞吐方式进出细胞，核孔是大分子物质进出细胞核的通道，细胞壁具全透性，大分子物质可通过。
答案　B
4．(2011·绍兴模拟)科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，发现其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明了
A．细胞核是细胞进行生命活动所必需的 B．细胞核是遗传物质的贮存和复制场所
C．细胞核是细胞遗传特性的控制中心 D．人工去核的细胞一般不能存活很长时间
解析　新陈代谢是细胞生命活动的基本特征，蛋白质是细胞生命活动的主要承担者，而蛋白质的合成是通过细胞核中DNA的控制来实现的，因此细胞核是细胞进行生命活动所必需的。
答案　A
5．(双选)(2012·南开大学附中期末)下列选项中，不能体现细胞的结构与功能相适应的是
A．代谢旺盛的细胞中核孔数目相对较少
B．变形虫的伸缩泡能增加膜表面积与体积比，提高物质交换效率
C．草履虫出现两个细胞核，保证了正常的核质比，有利于生命活动正常进行
D．控制细胞器进行物质合成的基因，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的
解析　基因不能从细胞核中游离出来，只有mRNA才能出来，代谢旺盛的细胞中核孔数目多。变形虫的伸缩泡是一种膜结构，可以扩大膜面积，从而使膜面积与体积之比大大增加，提高了细胞与外界进行物质交换的效率。核质比是指一个细胞的核与细胞质在量(容积或体积)上的比例，一般来说，细胞核不会随细胞的体积增大而增大，因此，细胞体积增大，细胞核的“负担”就会相应增大，有些生物会通过增多细胞核的数目来维持正常的核质比，从而使生命活动正常进行。
答案　AD
6．(2011·高考江苏卷)核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。下图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是
A．亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B．亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C．亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D．亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
解析　由题图可知，放射性尾部能从细胞质通过核孔进入细胞核中，但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中，可见亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的，A项错误。由题干信息“核孔是具有选择性的核质交换通道”可知，物质通过核孔进入细胞核具有选择性，即亲核蛋白进入细胞核需要载体和能量，B项错误、C项正确。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，需要载体的协助，不消耗能量，故D项错误。
答案　C
真题演练
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列四种疾病的病原体不具有细胞结构的是
A．肺结核 B．破伤风
C．甲型流感 D．细菌性痢疾
解析　肺结核是结核杆菌侵入体内引起的疾病。破伤风是由破伤风芽孢杆菌感染引起。细菌性痢疾简称菌痢，是痢疾杆菌引起的肠道传染病。甲型流感是由病毒引起的疾病，病毒不具有细胞结构。
答案　C
2．(2011·红桥模拟)下列关于细胞核的叙述，正确的是
A．细胞核内存在着易被碱性染料染成深色的物质
B．细胞核是遗传的信息库，控制着生物的所有性状
C．大分子物质从核孔进出穿越了两层生物膜
D．核孔是蛋白质，RNA、DNA等大分子进出细胞核的通道
答案　A
3．(2012·南通质检)下列人体细胞中，存活时间明显短于其他三种的是
A．心肌细胞 B．小肠绒毛上皮细胞
C．血液中成熟的红细胞 D．神经细胞
解析　血液中成熟的红细胞和其他三种细胞相比没有细胞核，所以寿命较短。
答案　C
4.观察如图所示的模式图，相关说法不正确的是
A．图中3为核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大
B．图中2为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可实现信息交流
C．图中4为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开
D．图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为DNA分子
解析　用表格形式对本题逐项分析如下：
选项判断 详细分析
A项正确 图中3是核仁，与核糖体的形成有关，代谢旺盛的细胞中核仁较大
B项正确 图中2是核孔，可控制大分子物质进出细胞核，同时在核质之间进行信息交流
C项正确 图中4是核膜，为双层膜
D项不正确 图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，无蛋白质
答案　D
5．(多选)关于原核细胞生理活动的叙述，正确的是
A．不能进行有丝分裂 B．不能进行有氧呼吸
C．不能进行光合作用 D．不能发生联会现象
解析　原核细胞不能进行有丝分裂和减数分裂，不会出现染色体和纺锤体，也不会发生同源染色体联会现象；但很多原核细胞如醋酸菌、蓝藻等都可以进行有氧呼吸，蓝藻等还可以进行光合作用。
答案　AD
6．细胞核和细胞质在个体发育中的相互作用表现在
A．细胞核通过mRNA决定细胞质中蛋白质的合成
B．细胞质为细胞核的代谢提供酶、ATP和原料等
C．细胞核是遗传和代谢的调控中心，但必须通过细胞质才能实现
D．细胞质基质中的DNA决定着细胞核基因的选择性表达
解析　细胞核是遗传和代谢的调控中心。细胞核中的基因先转录出mRNA，以mRNA为直接模板在核糖体中合成蛋白质。
答案　C
7．据报道，英国科学家从人皮肤细胞中提取出细胞核，植入剔除了细胞核的牛卵细胞中，从而培育出人兽混合胚胎。从遗传学角度来看，这种混合胚胎中有99.9%的遗传物质来自人，只有0.1%来自牛。你认为这0.1%的遗传物质最可能存在于牛卵细胞的
A．细胞核 B．线粒体
C．叶绿体 D．核糖体
解析　牛的遗传物质是DNA，DNA主要存在于细胞核中，除此之外，线粒体中也含少量的DNA。
答案　B
8．(2011·南平模拟)生物体的结构和功能是相适应的，不同组织细胞具有不同的结构和功能。下图为某组织细胞的结构简图，下列各项叙述中，不正确的是
A．若该细胞是胰岛B细胞，①处附近可能分布较多的线粒体和高尔基体
B．若该细胞是肾小管上皮细胞，①处附近可能分布较多的线粒体
C．若该细胞是皮肤表皮细胞，其核膜上核孔的数目较多
D．若该细胞为浆细胞，其细胞中核糖体数目较多
答案　C
9．大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大的核仁。这有力支持下列哪一科学结论
A．细胞中蛋白质主要是由核仁合成的
B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关
C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质
D．DNA的转录和翻译通常发生在核仁中
解析　题干中信息说明核仁与核糖体的合成有关，B项正确。细胞中蛋白质是在核糖体上合成的，故A项错误；无核仁的细胞如原核细胞能合成蛋白质，故C项错误；DNA的转录主要发生在细胞核内，而翻译发生在细胞质中，故D项错误。
答案　B
10．(2012·阜阳最后冲刺)若把变形虫的核从其体内取出，则变形虫应表现出
A．失去核的变形虫，虽停止伸出伪足，但在几天后核就再生，能正常活动
B．失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡
C．失去核的变形虫，虽然反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡
D．除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂变得更加旺盛
解析　细胞是一个有机的统一整体，各部分之间是协调活动共同完成各项生命活动的。细胞膜为细胞生命活动的进行提供保障，细胞核是生命活动的控制中心，细胞质是代谢中心。任何一部分的缺失都将使生命活动无法正常进行。
答案　B
11．下列关于细胞核的结构和功能的叙述，不正确的是
A．克隆羊多利的诞生证明了动物细胞具有全能性
B．除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核
C．mRNA等大分子物质通过核孔进入细胞质而不能直接通过核膜
D．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
解析　克隆羊多利是通过核移植技术诞生的，只能说明动物细胞的细胞核具有全能性。高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。核孔是大分子物质进出细胞核的通道，小分子和离子可通过核膜进出细胞核。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
答案　A
12.科学家在单细胞伞藻的幼体嫁接的实验中，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评价合理的是
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．该实验证明了细胞质是遗传的控制中心
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答：
(1)只有在________细胞中，使用________显微镜才可以看到此图所表示的结构。
(2)结构4是________。
(3)________的主要成分是蛋白质和________。蛋白质类物质通过________进入细胞核。
(4)图中可见________和________的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。
解析　(1)细胞核是真核细胞特有的结构，要观察到亚显微结构，应在电子显微镜下进行。(2)结构4为核仁。(3)染色质[3]的主要成分是蛋白质和DNA，其蛋白质不能在细胞核中形成，是在细胞质中合成后，通过核孔进入细胞核的。(4)图中1内质网与核膜连通，这使得细胞质与核内物质的联系更方便。
答案　(1)真核　电子　(2)核仁　(3)染色质　DNA　核孔　(4)内质网　核膜
14．(15分)如图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中3的成分及其各级结构。据图回答下列问题。
(1)图甲所示结构为________结构。
(2)图甲中2所示结构是________。单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关，你认为人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目________。(填“多”、“少”)
(3)图乙中①控制②的合成，①是________分子，鉴定②的试剂为________。
(4)图乙中①在动物细胞中除了在④上外，还分布在________中。
解析　(1)图甲表示真核细胞的细胞核亚显微结构，1表示核膜，为双层膜结构。
(2)图甲中2表示核孔，代谢旺盛的细胞核孔数目多。胰岛B细胞分泌胰岛素，代谢旺盛；口腔上皮细胞为高度分化的细胞，代谢较弱，故推知胰岛B细胞比口腔上皮细胞的核孔数目多。
(3)染色体是由蛋白质和DNA组成的，①是双螺旋结构的DNA，②是蛋白质，可用双缩脲试剂鉴定蛋白质。
(4)DNA主要分布在细胞核中，在动物细胞的线粒体中也含有DNA。
答案　(1)细胞核的亚显微　(2)核孔　多　(3)DNA　双缩脲试剂　(4)线粒体
15．(15分)伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10厘米。生物学上常用它来研究细胞的有关功能，下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下各题：
(1)嫁接实验的结果可以说明什么？________。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？________说出你的理由：__________________________________________________。
(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用________________________________________________________________________。
(4)指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)：
①__________________________________________________________________。
②__________________________________________________________________。
解析　
答案　(1)伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态可能与细胞核有关)　(2)有必要　因为嫁接后细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根。这样就不能肯定伞帽形态是否由细胞核决定　(3)构建伞帽的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的　(4)①大型单细胞　②伞帽形态差异明显　③不同伞藻间容易嫁接(任选两条)第六单元
第21讲　基因指导蛋白质的合成及
基因对性状的控制
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏卷)下列物质合成时，需要模板的是
A．磷脂和蛋白质　　　　 　B．DNA和酶
C．性激素和胰岛素 D．神经递质和受体
解析　磷脂的合成不需要模板，而蛋白质的合成需要间接模板DNA、直接模板mRNA，A项错误；DNA复制需要分别以亲代DNA的两条链为模板，大多数酶(蛋白质)的合成需要以mRNA为直接模板，少数酶(RNA)的合成需要DNA的一条链为模板，B项正确；性激素的化学本质为脂质，其合成不需要模板，C项错误；受体的化学本质是蛋白质，其合成需要模板，但神经递质的合成不需要模板，D项错误。
答案　B
2．(2011·高考江苏卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是
A．转录时以核糖核苷酸为原料
B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质
D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性
解析　转录是以DNA的一条链为模板、以核糖核苷酸为原料合成RNA的过程，A项正确；转录过程需要RNA聚合酶的催化，RNA聚合酶能首先识别并结合到启动子上，驱动基因转录出mRNA，B项正确；以mRNA为模板翻译合成蛋白质时移动的是核糖体，C项错误；一个氨基酸可以有几种不同的密码子，这样有时由于差错导致的密码子改变却不会改变氨基酸，从而保持生物性状的相对稳定，D项正确。
答案　C
3．(2011·上海单科)如图表示两基因转录的mRNA分子数在同一细胞内随时间变化的规律。若两种mRNA自形成至翻译结束的时间相等，两基因首次表达的产物共存至少需要(不考虑蛋白质降解)
A．4 h B．6 h
C．8 h D．12 h
解析　分析坐标曲线可知，若不考虑先表达的蛋白质降解，在6 h时两基因首次表达的产物开始共存。
答案　B
4．(2011·上海单科)原核生物的mRNA通常在转录完成之前便可启动蛋白质的翻译，但真核生物的核基因必须在mRNA形成之后才能翻译蛋白质，针对这一差异的合理解释是
A．原核生物的tRNA合成无需基因指导 B．真核生物tRNA呈三叶草结构
C．真核生物的核糖体可进入细胞核 D．原核生物的核糖体可以靠近DNA
解析　由题意可知原核生物的转录和翻译可以同步进行，翻译的场所核糖体与DNA靠得很近。
答案　D
5．(2010·海南卷)下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是
A．线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则
B．DNA中的遗传信息是通过转录传递给mRNA的
C．DNA中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序
D．DNA病毒中没有RNA，其遗传信息的传递不遵循中心法则
解析　本题主要考查对中心法则的理解。无论是核基因的遗传，还是质基因的遗传都遵循中心法则。基因可通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。DNA病毒中虽然只有DNA和蛋白质，没有RNA，但是其可以在宿主细胞中进行复制、转录和翻译等过程，其遗传信息的传递仍然遵循中心法则。
答案　D
6．(2010·江苏生物)铁蛋白是细胞内储存多余Fe3＋的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3＋、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻译(如下图所示)。回答下列问题：
(1)图中甘氨酸的密码子是________，铁蛋白基因中决定的模板链碱基序列为______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了________，从而抑制了翻译的起始；Fe3＋浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3＋而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制既可以避免________对细胞的毒性影响，又可以减少________。
(3)若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基数远大于3n，主要原因是________________________________________________________________________。
(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由___________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)由翻译的特点，肽链合成过程中每结合一个氨基酸，核糖体就向右移动3个碱基的距离，由图可知甘氨酸对应密码子应为GGU，甘、天、色氨酸对应mRNA的碱基序列为GGUGACUGG，所以相应基因模板链碱基序列为……CCACTGACC……也可以是……CCAGTCACC……(转录方向与前者相反)。(2)从题干信息看出铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游的特异性序列，当Fe3＋浓度低时，铁调节蛋白会与铁应答元件结合，干扰核糖体在mRNA上的结合与移动，从而抑制翻译的起始；当Fe3＋浓度高时，Fe3＋会与铁调节蛋白结合，使翻译正常进行。这样既可以避免Fe3＋对细胞的毒性影响，又可以减少细胞内物质和能量的浪费。(3)因mRNA上存在着铁应答元件和终止密码等不对应氨基酸的碱基序列，故mRNA上碱基数远大于氨基酸数的3倍。(4)比较色氨酸和亮氨酸的密码子，色氨酸(UGG)与亮氨酸(UUG)只有一个碱基的差别，可以确定改变DNA模板链上的一个碱基可以实现色氨酸变成亮氨酸，(UGG→UUG)，故DNA模板链上碱基变化为C→A。
答案　(1)GGU　
…CCACTGACC…(…CCAGTCACC…)
(2)核糖体在mRNA上的结合与移动　Fe3＋　细胞内物质和能量的浪费
(3)mRNA两端存在不翻译的序列
(4)C→A
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·双鸭山模拟)下列关于RNA的叙述中，不正确的是
A．RNA可分为mRNA、tRNA、rRNA
B．mRNA的转录和翻译都是在细胞核中进行的
C．RNA可以作为某些生物的遗传物质
D．mRNA直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序
解析　真核生物转录的场所是细胞核，翻译的场所是细胞质，原核生物转录场所是拟核。部分病毒的遗传物质是RNA。
答案　B
2．有三个核酸分子，经分析知，共有5种碱基、8种核苷酸、四条多核苷酸链，它们是
A．一个DNA分子，两个RNA分子 B．三个DNA分子
C．两个DNA分子，一个RNA分子 D．三个RNA分子
解析　根据题意，这三个核酸分子共有5种碱基、8种核苷酸，也就是DNA分子和RNA分子均有，而三个分子共有四条多核苷酸链，由于DNA是双链结构，而RNA是单链结构，则这三个分子只能是一个DNA分子和两个RNA分子。
答案　A
3．下列关于真核细胞DNA复制和转录这两种过程的叙述，错误的是
A．两种过程都可在细胞核中发生 B．两种过程都有酶参与反应
C．两种过程都以核糖核苷酸为原料 D．两种过程都以DNA为模板
解析　DNA复制和转录的模板都是DNA，所以全部发生在细胞核内，解旋酶两个过程都参与了。因为合成的产物分别是DNA和RNA，所以原料是不同的。
答案　C
4．下图是蛋白质合成示意图，下列叙述不正确的是
A．图中①②③依次是核糖体、tRNA、mRNA
B．丙氨酸的密码子是GCU
C．若图中④含60个组成单位，则③中至少含180个密码子
D．该图表示的是基因控制蛋白质合成过程中的翻译过程
解析　本题考查对蛋白质合成示意图的识别能力。据图可知，①②③④分别为核糖体、tRNA、mRNA、多肽。由于密码子是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基，所以决定丙氨酸的密码子是GCU。若该多肽由60个氨基酸组成，则mRNA中的密码子至少有60个。
答案　C
5．下列能在细胞核中发生转录的细胞是
①有丝分裂中期的洋葱根尖细胞　②精原细胞　③高度分化不再分裂的神经细胞　④人体内成熟的红细胞　⑤效应T细胞　⑥次级卵母细胞
A．②③⑤ B．①③④⑥
C．①②③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
解析　分裂期的细胞内染色体处于螺旋化状态，有丝分裂中期细胞、次级卵母细胞中DNA不易解螺旋，不能进行转录，人体内成熟红细胞无细胞核，DNA不能进行转录，其他活细胞都可以合成蛋白质类的物质，蛋白质的合成要经过转录和翻译。
答案　A
6．(2012·南京二模)下列关于蛋白质合成的叙述错误的是
A．噬菌体合成自身蛋白质的原料由细菌提供
B．绿色植物吸收的氮主要用于合成蛋白质等物质
C．tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成
D．脱水缩合产生的水中的氢只来自于氨基
解析　蛋白质合成过程中脱水缩合产生的水中的氢一个来自于氨基，一个来自于羧基。
答案　D
7．某条多肽的相对分子质量为2 778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是
A．75对碱基 B．78对碱基
C．90对碱基 D．93对碱基
解析　设多肽是由m个氨基酸构成的，蛋白质的相对分子量＝110m－18(m－1)＝2 778，则m等于30。那么控制该多肽的密码子有31个(终止密码子不编码氨基酸)，则控制该多肽合成的基因有93对碱基。
答案　D
8．下列关于遗传信息和遗传密码在核酸中的位置和碱基构成的叙述中，正确的是
A．遗传信息位于mRNA上，遗传密码位于DNA上，碱基构成相同
B．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA、tRNA或rRNA上，碱基构成相同
C．遗传信息和遗传密码都位于DNA上，碱基构成相同
D．遗传信息位于DNA上，遗传密码位于mRNA上，碱基构成不同
解析　遗传信息是DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序。RNA分为mRNA、tRNA和rRNA，mRNA上具有密码子，tRNA具有运载氨基酸的作用。构成DNA的碱基是A、T、G、C，构成RNA的碱基是A、U、G、C，故它们的碱基构成不同。
答案　D
9．在遗传学上，把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流。信息流的方向可以用下图表示，则
A．①和②过程都需要解旋酶和RNA聚合酶
B．能进行④或⑤过程的生物不含DNA
C．①过程可能发生基因突变和基因重组
D．③过程不发生碱基互补配对
解析　①过程为DNA复制过程，②为转录过程，二者都需要解旋酶，后者需要RNA聚合酶；④过程为RNA复制，⑤为逆转录过程，都发生在以RNA为遗传物质的病毒所寄生的细胞内；①DNA复制过程可以出现基因突变，而基因重组发生在减数第一次分裂前期或后期；③过程为翻译过程，转运RNA的反密码子和信使RNA的密码子碱基互补配对。
答案　B
10．1981年底，我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸，标志着我国具有人工合成核酸的能力，下列各试管通过人工合成产物，叙述不正确的是
A．①④，②③产物分别相同
B．①④，②③生理过程不同
C．①②③④的进行都需要模版、原料、能量和酶
D．每个生物都必须要进行①②③④所有生理过程
解析　①中DNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以为复制，产物为DNA，②中加入DNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为转录，产物为RNA，③中加入RNA为模板，原料为核糖核苷酸，所以为复制，产物为RNA，④中加入RNA为模板，原料为脱氧核苷酸，所以产物为DNA，为逆转录，只发生在有逆转录酶的生物中。
答案　D
11.(2011·苏北第一次调研)如图表示有关遗传信息传递的模拟实验，下列相关叙述合理的是
A．若X是mRNA，Y是多肽，则管内必须加入氨基酸
B．若X是DNA一条链，Y含有U，则管内必须加入逆转录酶
C．若X是tRNA，Y是多肽，则管内必须加入脱氧核苷酸
D．若X是HIV的RNA，Y是DNA，则管内必须加入DNA酶
解析　若X是mRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是DNA一条链，Y含有U，该过程为转录，不应加入逆转录酶；若X是tRNA，Y是多肽，该过程为翻译，需要加入原料氨基酸；若X是HIV的RNA，Y是DNA，该过程为逆转录，应加入逆转录酶。
答案　A
12．下图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图，下列说法正确的是
A．该过程的模板是脱氧核糖核酸，原料是氨基酸
B．一个密码子只决定一种氨基酸，一种氨基酸只由一种tRNA转运
C．若最终形成的②中含有17个基本组成单位，则①中至少含51个碱基
D．若①中有一个碱基发生改变，则合成的多肽链的结构一定发生改变
解析　本题考查翻译的相关知识。翻译的模板是mRNA。一个密码子只决定一种氨基酸，终止密码子例外。一种氨基酸可以由多个tRNA转运。由于一种氨基酸可能对应多种密码子，故如果mRNA上的一个碱基发生改变。则控制合成的多肽结构不一定改变。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图表示某高等植物细胞中基因表达的过程，“→”表示物质转移的路径和方向，请仔细观察和分析图解，并回答下列问题：
(1)图中rbcs基因表达的产物是SSU，Cab基因表达的产物是LHCP。在基因表达的过程中，图中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物质或结构依次为_______________________________________。
(2)图中Ⅴ是叶绿体中的小型环状DNA，Ⅴ上的基因表达的产物是LUS，物质Ⅵ具有催化某种高分子物质合成的作用，则Ⅵ是____________________________________________。
(3)据图可知，基因表达过程中转录发生的细胞部位是________________，翻译发生的细胞部位是__________________________________________________________________。
(4)据图可知，合成的LHCP参与光合作用的__________________反应。由SSU和LUS组装成的Rubisco催化CO2＋C5→2C3反应的过程，则Rubisco存在于__________________中。
解析　本题是信息题，综合考查学生提取有效信息的能力。据图可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次为mRNA、核糖体、多肽。由于物质Ⅵ具有催化作用，催化DNA合成mRNA，因此，物质Ⅵ应该是RNA聚合酶。据图可知，转录不仅发生在细胞核，还可以发生在叶绿体基质中。翻译则可以发生在细胞质基质中的核糖体上和叶绿体中的核糖体上。由于LHCP作用于叶绿体基粒，所以该物质参与的是光合作用的光反应。
答案　(1)mRNA、核糖体、多肽　(2)RNA聚合酶　(3)细胞核和叶绿体基质　细胞质基质中的核糖体和叶绿体中的核糖体　(4)光　叶绿体基质
14．(15分)(2012·南京二模)下图是基因控制蛋白质合成的两个主要步骤。请分析回答下列问题
(1)图1中甲的名称为________，乙与丁在结构E的不同点是________。方框内表示该过程进行方向的箭头是________。(标“→”或“←”)
(2)图2所示的生理过程是细胞中多聚核糖体合成多肽链的过程，此过程的模板是________(物质名称)。②③④的最终结构是否相同？________(是/否)
(3)从化学成分角度分析，以下与图2中结构⑤的化学组成最相似的是________。
A．大肠杆菌 B．噬菌体
C．染色体 D．烟草花叶病毒
解析　(1)图1中甲的名称为RNA聚合酶，组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖。(2)图2所示的生理过程是翻译，其模板是mRNA，②③④的最终结构是相同的。(3)⑤是由RNA和蛋白质构成的，A、B、C都含有DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，烟草花叶病毒是由RNA和蛋白质构成的。
答案　(1)RNA聚合酶　组成乙的五碳糖是脱氧核糖，组成丁的是核糖　←　(2)mRNA　是　(3)D
15．(15分)(2011·浙江五校联考)下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：
(1)比较图一与图二，所需要的条件除模板有所不同之外，________和________也不同。
(2)与图一中A链相比，C链特有的化学组成是____________和____________。
(3)图三所示的是遗传信息传递的规律，被命名为________。图三中可在人体正常细胞内发生的过程有________(填序号)。
(4)图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，将Bt基因导入棉花细胞时，为避免基因转移影响其他植物，一般不会将该基因转入到棉花细胞的________中，d过程对应于图三中________过程(填序号)。活化的毒性物质应是一种________分子。
解析　(1)分析题图可知：图一为在RNA聚合酶的催化作用下，以DNA的一条链为模板的转录过程，图二为以DNA的两条链为模板在DNA聚合酶的催化作用下完成的DNA的复制过程，两过程除模板不同外，酶、原料也不同。(2)图一中的C链为RNA，与DNA链相比，其特有的化学组成是核糖和尿嘧啶。(3)图三所示是遗传信息的传递规律，被命名为中心法则：①为DNA的复制、③为转录、⑤为翻译，三者均可在人体正常细胞内发生；④为RNA的复制，②为逆转录过程。(4)为避免基因转移影响其他植物，一般将目的基因转移到叶绿体或线粒体中。d过程为基因的表达过程，对应于图三中③转录、⑤翻译过程。由图可知，活化的毒性物质是一种多肽分子。
答案　(1)酶　原料　(2)核糖　尿嘧啶
(3)中心法则　①、③、⑤
(4)细胞核　③、⑤　多肽选修一 第3讲
植物的组织培养技术及DNA和蛋白质技术
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏单科)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
解析　在普通培养基中添加适量的NaCl，制成选择培养基，可用来筛选植物耐盐突变体，故选项D正确。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞；二倍体植株的花粉经离体培养后得到单倍体植株，该单倍体高度不育，不能稳定遗传；用人工薄膜将胚状体等进行包装可制成人工种子，愈伤组织不能作为制作人工种子的材料，故选项A、B、C错误。
答案　D
2．(2011·上海单科)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
解析　植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。
答案　A
3．(2011·江苏单科)在利用鸡血进行“DNA的粗提取与鉴定”的实验中，相关叙述正确的是
A．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调到0.14 mol/L，滤去析出物
B．调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质
C．将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈蓝色
D．用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同
解析　用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L时，滤取析出物；将丝状物溶解在0.015 mol/L的NaCl中，加入二苯胺试剂，需沸水浴加热几分钟，才呈蓝色；用菜花替代鸡血为实验材料，需要对材料的细胞壁进行处理。调节NaCl溶液浓度改变不同物质在其中的溶解度，加入木瓜蛋白酶分解蛋白质都可以去除部分杂质，故B正确。
答案　B
4．(2011·广东理综)以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是
A．洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B．猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C．血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D．在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
解析　猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少，是提纯血红蛋白的理想材料。提纯血红蛋白分四步：红细胞的洗涤、血红蛋白的释放、分离血红蛋白溶液、透析，其中洗涤红细胞时，要用生理盐水反复洗涤，既要将红细胞洗涤干净，又要不破坏红细胞，然后再用蒸馏水和甲苯使红细胞破裂，释放出血红蛋白。分离提纯血红蛋白时用凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质移动速度较快；血红蛋白的颜色可用于观察红色区带的移动情况，并据此判断分离效果。故D不正确。
答案　D
5．(山东理综)人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：
请回答：
(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行________。接种前，要对人参根进行________。
(2)用于离体培养的根切块，叫做________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于________污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于________污染。
(3)用少量________酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。
(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用________方法，操作时应采用________加热。
解析　(1)接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌，灭菌时是采用强烈的因素杀菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。(2)比较菌落特征时应注意：真菌污染，有颜色的绒毛状菌落；细菌污染，有光泽的黏液状菌落。(3)细胞之间的胞间层的主要成分是果胶，利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)由题干，人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。
答案　(1)灭菌　消毒　(2)外植体　真菌(霉菌)　细菌　(3)果胶　(4)萃取(浸取)　水浴
能力提升
1．(2012·浙江金华十校联考)下列四个选项中，肯定没有采用植物组织培养技术的一项是
A．花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株
D．细胞工程培育“番茄－马铃薯”杂种植株
解析　植物组织培养是一种无性繁殖的手段，可以将离体的单个植物细胞培养成完整的植株，A、C、D三个选项中均要将单个细胞培养成植株。
答案　B
2．下列关于影响植物组织培养的因素的叙述不正确的是
A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B．给外植体消毒用70%的酒精
C．接种花药后一段时间内不需要光照，但幼小植株形成后需要光照
D．生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化
答案　D
3．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验原理与方法的叙述，错误的是
A．DNA在NaCl溶液中的溶解度随着溶液浓度的减小而减小
B．向鸡血细胞中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放出其中的DNA
C．向滤液中加入冷却的酒精的目的是除去DNA中的杂质，纯化DNA
D向初步纯化的DNA中加入二苯胺溶液，沸水浴后可观察到溶液显蓝色
解析　DNA在0.14 mol·L－1的NaCl溶液中溶解度最小，在低于或高于这个浓度的条件下溶解度都会增大。向鸡血细胞液中加入蒸馏水的目的是使其吸水涨破，释放其DNA分子。利用DNA不溶于酒精而蛋白质等杂质溶于酒精的原理获得较纯的DNA。鉴定DNA的方法是向DNA中加入二苯胺，水浴加热，溶液变蓝。
答案　A
4．下列关于PCR的描述中，正确的是
①PCR是一种酶促反应　②引物决定了扩增的特异性
③扩增DNA利用了热变性的原理　④扩增的对象是氨基酸序列
A．①②④　　　　　　　　 B．②③④
C．①③④ D．①②③
答案　D
5．下列有关蛋白质提取和分离的说法，错误的是
A．透析法分离蛋白质的原理是利用蛋白质不能通过半透膜的特性
B．采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物分离开来
C．离心沉降法通过控制离心速率使分子大小、密度不同的蛋白质分离
D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动
解析　电泳法分离物质的原理是在电场中，带电物质能向与自身所带电荷相反的方向移动，移动的速度和距离取决于物质所带电荷的量及相对分子质量。
答案　D
6．(2011·沈阳二模)植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题。
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时；选材非常重要。一般来说，在________期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择________的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有________法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用________法，该法能将花粉细胞核染成________色。
(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的________和________过程。
(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加________、________等激素。欲利于根的分化，植物激素的用量比例应为________。
(4)不同植物的组织培养除需营养和激素外，________等外界条件也很重要。
(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是________，采用灼烧方法进行灭菌的是________。(答序号)
①培养皿　②培养基　③实验操作者的双手　④三角锥形瓶　⑤接种环　⑥花蕾
解析　(1)花期早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。(2)根尖、茎尖约0～0.1 mm区域中几乎不含病毒。病毒通过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活力高，竞争中病毒复制处于劣势。(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。(5)对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。
答案　(1)单核靠边(类似答案也可)　完全未开放　醋酸洋红　焙花青一铬矾　蓝黑
(2)茎尖分生组织　脱分化(或去分化)　再分化
(3)生长素　细胞分裂素(两空顺序可以颠倒)　生长素多于细胞分裂素(类似答案也可)
(4)PH、温度、光照
(5)③⑥　⑤
7．(2011·宝鸡质检)多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，它能以极少量的DNA为模板，在几小时内复制出上百万份相同的DNA片段。请根据所学知识回答下列有关PCR技术的基本原理和应用问题。
(1)PCR的原理是：在80～100℃的温度范围内，DNA的双螺旋结构将解体，双链分开，这个过程称为变性。当温度缓慢降低后，两条彼此分离的DNA链又会重新结合成双链，称为________。PCR利用了DNA的________原理，通过控制________来控制双链的解聚与结合。
(2)为了解决高温导致DNA聚合酶失活的问题，促成PCR技术的自动化，20世纪80年代，科学家从水生耐热细菌Taq中分离得到耐高温的________。实验室中微生物的筛选，是人为提供有利于目的菌株生长的条件，同时抑制或阻止其他微生物的生长，用于筛选目的菌株的培养基称为________。
(3)PCR反应的条件：稳定的缓冲液环境、__________、分别与两条模板链结合的两种________、四种________、耐热的DNA聚合酶、能严格控制温度变化的温控设备。
(4)PCR一般要经历三十多次循环，每次循环可以分为________、________和________三步。从第二轮循环开始，上一次循环的产物也作为__________参与反应。DNA聚合酶只能特异性地复制处于两个引物之间的DNA序列，使这段固定长度的序列呈指数扩增，如果在PCR反应中只有一个DNA片段，在6次循环后，反应体系中共有________个这样的DNA分子。
(5)简述目前PCR技术的具体应用(至少答两点)：________________________________。
答案　(1)复性　热变性　温度　(2)TaqDNA聚合酶(或耐热性DNA聚合酶)　选择培养基　(3)DNA模板　引物　脱氧核糖核苷酸　(4)变性　复性　延伸　模板　64　(5)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等各方面(答对两点即可)
8．图表示血红蛋白提取和分离的部分实验装置，请回答下列问题：
(1)血红蛋白是人和其他脊椎动物红细胞的主要组成成分，其在红细胞中的作用体现了蛋白质具有________功能。我们通常选用猪、牛、羊等动物的血液进行实验，实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，取血回来，马上进行离心，收集血红蛋白溶液。加入柠檬酸钠的目的是________。
(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是________；乙装置中，C溶液的作用是________。
(3)甲装置用于________，目的是________。用乙装置分离蛋白质的方法叫________，是根据________分离蛋白质的有效方法。
在操作中加样(下图)的正确顺序是________。
(4)最后经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行________。
解析　(1)血红蛋白能携带氧气，体现了蛋白质具有运输功能。实验前取新鲜的血液，要切记在采血容器中预先加入柠檬酸钠，柠檬酸钠具有防止血液凝固的作用。(2)甲装置中，B是血红蛋白溶液，则A是磷酸缓冲液；乙装置中；C溶液的作用是洗脱血红蛋白。(3)甲装置用于透析(粗分离)，目的是去除样品中分子量较小的杂质。用乙装置分离蛋白质的方法叫凝胶色谱法，是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。(4)经SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯度鉴定。
答案　(1)运输　防止血液凝固　(2)磷酸缓冲液　洗脱血红蛋白　(3)透析(粗分离)　去除样品中分子量较小的杂质　凝胶色谱法　相对分子质量的大小　④、①、②、③　(4)纯度鉴定第七单元 第23讲　染色体变异
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于植物染色体变异的叙述，正确的是
A．染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加
B．染色体组非整倍性变化必然导致新基因的产生
C．染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化
D．染色体片段的倒位和易位必然导致基因排列顺序的变化
解析　染色体组整倍性变化会使基因整倍性变化，但基因种类不会改变；染色体组非整倍性变化也会使基因非整倍性增加或减少，但基因种类不一定会改变；染色体片段的缺失和重复会导致基因的缺失和重复，缺失可导致基因种类减少，但重复只导致基因重复，种类不变；染色体片段的倒位和易位会导致其上的基因顺序改变。
答案　D
2．玉米花药培养的单倍体幼苗，经秋水仙素处理后形成二倍体植株，如图是该过程中某时段细胞核DNA含量变化示意图。下列叙述错误的是
A．a～b过程中细胞内不会发生基因重组
B．c～d过程中细胞内发生了染色体数加倍
C．e点后细胞内各染色体组的基因组成相同
D．f～g过程中同源染色体分离，染色体数减半
解析　在花药离体培养过程及经秋水仙素处理后再进行的组织培养过程中，细胞只进行有丝分裂，有丝分裂过程不发生基因重组和同源染色体分离，A项正确，D项错误。纵坐标为细胞核DNA含量，c～d段可表示有丝分裂前期、中期和后期。其中，在后期因着丝点分裂，姐妹染色单体分离而导致染色体数加倍，B项正确。由于染色体复制后，姐妹染色单体上的基因相同，所以姐妹染色单体分离后形成的两个染色体组的基因组成相同，故C项正确。
答案　D
3．(2010·高考江苏卷)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题，人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是
A．利用水压抑制受精卵的第一次卵裂，然后培育形成新个体
B．用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞，然后培育形成新个体
C．将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中，然后培育形成新个体
D．用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体，然后培育形成新个体
解析　A项卵裂是有丝分裂，若抑制第一次卵裂不可能产生三倍体；B项精子被破坏，则只靠卵细胞的遗传物质发育而成的个体为单倍体；C项中去核卵细胞中植入早期胚胎细胞的细胞核，则发育成由该细胞核决定的二倍体；D项中受精后的卵细胞将正常发育成为二倍体，若极体不能正常释放，则极体中所含的一个染色体组将保留在受精卵中，导致产生三倍体。
答案　D
4．(2009·江苏生物)在细胞分裂过程中出现了甲、乙2种变异，甲图中英文字母表示染色体片段。下列有关叙述正确的是
①甲图中发生了染色体结构变异，增加了生物变异的多样性　②乙图中出现的这种变异属于染色体变异　③甲、乙两图中的变化只会出现在有丝分裂中　④甲、乙两图中的变异类型都可以用显微镜观察检验
A．①②③　　　　　　　 B．②③④
C．①②④ D．①③④
解析　甲图中发生的是染色体变异，属于染色体中某一片段位置颠倒，属于结构的变异；乙图中属于在着丝点分裂时，两条姐妹染色单体移向了同一极，使子细胞中染色体多或少了一条，也属于染色体变异。染色体可以用显微镜观察到，因此选C。而③中乙图只会出现在有丝分裂中，甲图可出现在减数分裂，也可出现在有丝分裂。
答案　C
5．(2008·广东理基)关于多倍体的叙述，正确的是
A．植物多倍体不能产生可育的配子
B．八倍体小黑麦是用基因工程技术创造的新物种
C．二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分必然增加
D．多倍体在植物中比在动物中更为常见
解析　多倍体在植物中很常见，在动物中比较少见。对四倍体、六倍体和八倍体等多倍体来说，能产生可育的配子；八倍体小黑麦是利用多倍体育种技术创造的新物种；二倍体植株加倍为四倍体后，营养成分不一定会增加。
答案　D
6．(2010·福建理综)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙述，正确的是
A．原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不能分别移向两极
B．解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根尖解离
C．染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色
D．观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目发生改变
解析　低温可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极。盐酸酒精混合液可用于解离，卡诺氏液用于固定。显微镜可观察到少部分细胞发生了染色体变异。
答案　C
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·浙江温州八校联考)某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于
A．三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失
B．三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加
C．三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D．染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体
解析　a图只有一对染色体多出一条染色体，属于三体；b图中上面一条染色体多出一个片段“4”，属于染色体片段增加；c图中含有三个染色体组，属于三倍体；d图中下面一条染色体丢失了“3、4”两个片段，属于染色体片段的缺失。
答案　C
2．(2011·黑龙江哈九中)下列疾病中可以用显微镜进行检测的有
①镰刀型细胞贫血症　②21三体综合征　③猫叫综合征　④色盲症
A．①②③ B．①②
C．①②③④ D．②③
解析　①镰刀型细胞贫血症、②21三体综合征、③猫叫综合征、④色盲症的致病机理分别为基因突变、染色体数目变异、染色体结构变异和基因突变。由于基因突变用显微镜看不到，但是镰刀型细胞贫血症患者的红细胞和正常的不一样，可以在显微镜下观察到，染色体变异可以在显微镜下观察到。
答案　A
3．在植物体细胞有丝分裂的过程中，可能引起的可遗传变异是
①基因突变　②基因重组　③染色体变异
A．①②　　　　　　　　 B．①③
C．②③ D．①②③
解析　基因重组主要发生在减数分裂形成配子的过程中，基因突变和染色体变异可发生在个体发育的任何时期。
答案　B
4．(2011·山东兖州摸底)下列关于染色体组、单倍体和二倍体的叙述，不正确的是
A．一个染色体组不含同源染色体
B．由受精卵发育成的，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体
C．单倍体生物体细胞中不一定含有一个染色体组
D．人工诱导多倍体的唯一方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
解析　染色体组中不含有同源染色体；判断单倍体不是看体细胞中的染色体组的数目，而是看发育起点；人工诱导多倍体的方法有多种，如低温、秋水仙素等。
答案　D
5．(2011·济南模拟)如图表示某高等植物卵细胞内染色体数目和染色体形态模式图，此植物胚细胞、叶肉细胞内染色体组和染色体数目分别是
A．12、8和36、24 B．6、6和24、24
C．8、8和24、24 D．8、16和24、48
解析　图示植物卵细胞内，大小、形状相同的染色体各有3条，则有3个染色体组，每个染色体组内有4条染色体，精子、极核中的染色体组数和染色体数与卵细胞中相同。
答案　B
6.如图是某植株一个正在分裂的细胞，A、a、B是位于染色体上的基因，下列叙述正确的是
①该植株的基因型为AaBB　②若该植株是由花粉粒发育来的，则其亲本是四倍体　③若该植株是由受精卵发育来的，则其配子是二倍体　④该细胞发生过基因突变
A．①② B．②④
C．①③ D．③④
解析　由图示分析，该图形表示的是植物细胞有丝分裂后期。移向两极的染色体中均含有同源染色体，具两个染色体组，综上分析②④正确。
答案　B
7．(2012·山东烟台一模)在患有“成视网膜细胞瘤”的儿童体内，染色体缺失的情况出现在所有细胞内，这说明染色体畸变
A．在视网膜细胞中发生
B．首先出现在视网膜细胞，然后延伸到其他细胞
C．在胚胎发育的早期就出现
D．从父亲或母亲遗传下来
解析　所有细胞内都出现染色体缺失的情况，这说明受精卵中就已发生了染色体结构变异；受精卵是由精子与卵细胞结合而成，故可能是来自父方的精子或来自母方卵细胞中出现染色体缺失。
答案　D
8．四倍体水稻是重要的粮食作物，下列有关水稻的说法正确的是
A．四倍体水稻的配子形成的子代含两个染色体组，是二倍体
B．二倍体水稻经过秋水仙素加倍后可以得到四倍体植株，表现为早熟、粒多等性状
C．三倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小
D．单倍体水稻是由配子不经过受精直接形成的新个体，是迅速获得纯合体的重要方法
解析　所有配子不经过受精形成的新个体都是单倍体，无论含有几个染色体组，所以四倍体水稻的配子形成的子代虽然含有两个染色体组，但仍然是单倍体。二倍体水稻经秋水仙素处理，染色体数目加倍，得到四倍体水稻，多倍体植株的特点是其种子粒大，子粒数目减少，但是发育周期延长，表现为晚熟。三倍体水稻高度不育，不能形成正常配子，所以无法形成单倍体。
答案　D
9．八倍体小黑麦(8N＝56)是六倍体普通小麦和黑麦杂交后经秋水仙素处理而形成的，据此可推断
A．黑麦属于四倍体 B．黑麦属于二倍体，不可育
C．小黑麦产生的单倍体植株仍可育 D．小黑麦产生的单倍体植株不可育
解析　小黑麦产生的单倍体植株细胞内含来自普通小麦的三个染色体组和黑麦的一个染色体组，减数分裂过程中不能正常联会，不可育。
答案　D
10．(2012·浙江五校一次联考)将二倍体芝麻的种子萌发成的幼苗用秋水仙素处理后得到四倍体芝麻，此四倍体芝麻
A．与原来的二倍体芝麻相比，在理论上已经是一个新物种了
B．产生的配子中由于没有同源染色体，所以配子无遗传效应
C．产生的配子中有同源染色体，用秋水仙素诱导成的单倍体可育
D．将此四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养长成的芝麻属于二倍体
解析　四倍体产生的配子含有两个染色体组，是有同源染色体的，含有本物种生长发育所需要的全部遗传物质，是有遗传效应的；单倍体是由配子发育来的个体，秋水仙素处理单倍体幼苗获得的个体，为多倍体(或二倍体)；四倍体芝麻产生的花粉进行离体培养获得的芝麻属于单倍体，用花粉进行离体培养长成的植物是单倍体。
答案　A
11．下列有关单倍体的叙述中，正确的是
A．未经受精的卵细胞发育成的植物，一定是单倍体
B．含有两个染色体组的生物体，一定不是单倍体
C．生物的精子或卵细胞一定都是单倍体
D．含有奇数染色体组的个体一定是单倍体
解析　由配子发育成的植株一定是单倍体。细胞内含有两个染色体组的生物可能是单倍体，也可能是二倍体。精子或卵细胞是细胞而非个体。三倍体生物细胞中含有三个染色体组。
答案　A
12．对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是(多选)
A．处于分裂间期的细胞最多
B．在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C．在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D．在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
解析　观察染色体数目，先用解离液杀死细胞，在高倍显微镜下可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞，由于细胞已经死亡，因此不能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程；分裂间期在整个细胞周期中最长，处于分裂间期的细胞最多；在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似，都是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成。
答案　ABD
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)普通西瓜植株为二倍体(2N＝22)，花单性，雌雄同株，用普通西瓜培育三倍体无子西瓜的主要过程可用如图表示：
　　　二倍体植株
秋水侧素→
(♀)四倍体植株×二倍体植株(♂)
F1
二倍体花粉→
无子西瓜
(1)西瓜的红瓤(R)对黄瓤(r)为显性。用基因型为rrrr的四倍体植株做母本，基因型为RR的二倍体植株做父本杂交，当年所结西瓜的瓜瓤的颜色是________，将其种子种下去，长成的植株的基因型是________________________________________________________________________。
(2)已知西瓜的果皮深色(B)对浅色(b)是显性。若将四倍体西瓜(bbbb)和二倍体西瓜(BB)间行种植，结果发现四倍体西瓜植株上所结的种子，播种后发育成的植株中既有四倍体又有三倍体。那么，能否从这些植株所结西瓜的果皮颜色直接判断出这些植株是四倍体还是三倍体呢？请用遗传图解解释，并作简要说明。
遗传图解：
简要说明：______________________________________________________________。
答案　(1)黄色　Rrr
(2)P　bbbb　P　bbbb(♀)×BB(♂)
　　　　　　
F　　　bbbb　　　Bbb
　 　 　浅色　　F　深色
简要说明：若四倍体西瓜(bbbb)自交，则子代为bbbb，所结西瓜果皮为浅色；若四倍体西瓜(bbbb)作母本，二倍体西瓜(BB)作父本，则子代为Bbb，所结西瓜果皮为深色。所以四倍体植株上收获的种子发育成的植株所结的西瓜，深色果皮的为三倍体无子西瓜，浅色果皮的为四倍体西瓜
14．(15分)(2011·安徽蚌埠二模)2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。端粒是真核细胞内染色体末端的DNA重复片段，功能是完成染色体末端的复制，防止染色体融合、重组和降解。它们在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短，除非有端粒酶的存在。端粒酶主要成分是RNA和蛋白质，其含有引物特异识别位点，能以自身RNA为模板，合成端粒DNA并加到染色体末端，使端粒延长；从而延长细胞的寿命甚至使其永生化。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且细胞的后代因必需基因的丢失，最终死亡。
(1)染色体末端发生错误融合属于染色体结构变异中的________，结果使染色体上基因的________发生改变。
(2)端粒酶中，蛋白质成分的功能类似于________酶。体外培养正常成纤维细胞，细胞中的端粒长度与细胞增殖能力呈________(正相关、负相关)关系。
(3)研究人员将小鼠体内一条常染色体上控制端粒酶的基因B敲除，培育出一只基因型为B＋B－的雄性小鼠(B＋表示具有B基因，B－表示去除了B基因)，欲利用这只雄性小鼠选育B－B－雌性小鼠，用来与B＋B－小鼠交配的亲本是________，杂交子代的基因型是________让F1代中雌雄小鼠随机交配，子代中符合题意要求的个体的概率是________。
(4)遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失的现象叫缺失，若一对同源染色体中两条染色体在相同区域同时缺失叫缺失纯合子，若仅一条染色体发生缺失而另一条正常叫缺失杂合子。缺失杂合子的生活力降低但能存活，缺失纯合子常导致个体死亡。
现有一红眼雄果蝇XAY与一白眼雌果蝇XaXa杂交，子代中出现一只白眼雌果蝇。请采用两种方法判断这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的，还是由于基因突变引起的？
方法一：_____________________________________________________________________。
方法二：_____________________________________________________________________。
答案　(1)易位　数量、顺序　(2)逆转录　正相关
(3)B＋B＋雌性小鼠　B＋B＋、B＋B－　1/32
(4)方法一：取该果蝇有分裂能力的细胞制成装片，在显微镜下观察染色体结构，若染色体正常，可能是基因突变引起的；反之可能是染色体缺失造成的。
方法二：选该白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为1∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于基因突变引起的；若杂交子代中雌果蝇数与雄果蝇数比为2∶1，则这只白眼雌果蝇的出现是由于缺失造成的。
15．(15分)(2011·高考江苏卷)洋葱(2n＝16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响，某研究性学习小组进行了相关实验，实验步骤如下：
①将洋葱的老根去除，经水培生根后取出。
②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中，分别培养24 h、36 h、48 h；秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。
③剪取根尖，用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h，然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中5～8 min。
④将根尖取出，放入盛有清水的培养皿中漂洗。
⑤用石炭酸－品红试剂染色。
⑥制片、镜检；计数、拍照。
实验结果：不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。
秋水仙素溶液处理 清水培养时间(h)
质量分数(%) 时间(h) 0 12 24 36
0.01 24 10.71 13.68 14.19 14.46
36 9.94 11.99 13.59 13.62
48 7.98 10.06 12.22 11.97
0.1 24 7.74 9.09 11.07 10.86
36 6.12 7.87 9.98 9.81
48 5.97 6.68 7.98 8.56
请分析上述实验，回答有关问题：
(1)步骤③中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是_______________________。
(2)步骤⑥为了获得相应的观察视野，镜检时正确的操作方法是_____________________。
(3)根据所学的知识推测，石炭酸－品红试剂是一种________性染料。
(4)为了统计数据更加科学，计数时应采取的方法是_______________________________。
(5)根据上表结果可以得出如下初步结论：
①质量分数为________秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高；
②本实验的各种处理中，提高细胞分裂指数的最佳方法是__________________________。
(6)下面为一位同学在步骤⑥所拍摄的显微照片，形成细胞a的最可能的原因是________________________________________________________________________。
解析　(1)盐酸处理起解离的作用，使组织中的细胞相互分离开来。(2)显微镜观察时应先在低倍镜下找到分生区的细胞，再将要放大的目标移到视野中央换用高倍物镜观察。(3)观察细胞有丝分裂实验中是用碱性染料使细胞核中染色体着色。(4)计数时应每组统计多个视野再计算平均值，以尽量减小实验误差。(5)分析表中数据，质量分数为0.01%的秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数最高；获得最高分裂指数(14.46%)的最佳方法是在质量分数为0.01%的秋水仙素溶液中培养24h后，再在清水中培养36 h。(6)形成细胞a最可能的原因是秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后。
答案　(1)使组织中细胞相互分离开来　(2)先在低倍镜下观察，缓慢移动装片，发现理想视野后换用高倍镜
(3)碱　(4)每组装片观察多个视野　 (5)①0.01%
②0.01%秋水仙素溶液诱导24 h，再在清水中培养36 h　(6)秋水仙素处理发生在上一个细胞周期纺锤体形成之后第三单元
第11讲　能量之源——光合作用
知能达标训练
真题演练
1．(2011·江苏卷)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是
A．光吸收差异显著，色素带缺第2条 B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸收差异显著，色素带缺第3条 D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
解析　水稻的叶黄素缺失，则对蓝紫光的吸收减少，对红光的吸收无明显差异，A、C项错误。 色素层析条带从上至下依次是胡萝卜素，叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，叶黄素缺失则色素层析条带从上至下缺第2条，故B项正确。D项错误。
答案　B
2．(2011·高考海南卷)红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是
A．红枫叶片不含叶绿素 B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用 D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用
解析　红枫叶片含叶绿体，叶绿体中的色素(包括叶绿素)吸收光能用于光合作用；叶片红色是花青素的作用。
答案　C
3．(2011·高考浙江卷)下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是
A．破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B．植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C．与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳(暗)反应
解析　光合作用光反应的场所是叶绿体内类囊体薄膜，破坏叶绿体外膜不会影响光反应的进行，仍然会有O2产生，A项错误。植物叶片在衰老过程中，部分色素(如叶绿素)遭到破坏，各种色素的比例发生改变：叶绿素含量相对减少，叶黄素和类胡萝卜素含量相对增多，B项错误。与夏季相比，冬季温度较低，低温直接影响光合作用所需酶的活性，温度是影响光合速率的主要原因，C项错误。碳反应的场所是叶绿体基质，碳反应所需条件为ATP、[H]、CO2，所以在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳(暗)反应，D项正确。
答案　D
4．(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是
A．光反应强度升高，暗反应强度降低 B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低 D．光反应强度降低，暗反应强度不变
解析　镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁植物不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使幼苗吸收光能的能力减弱，光合作用的光反应强度降低，故A、C项错误；因为暗反应需要光反应提供[H]和ATP，故光反应强度降低后，为暗反应提供的[H]和ATP减少，暗反应的强度也降低，故B项正确、D项错误。
答案　B
5．(2011·高考福建卷)下图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线，下列叙述错误的是
A．在9∶30～11∶00之间，花生净光合速率下降的原因是暗反应过程减缓
B．在11∶00～12∶30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多
C．在17∶00时，玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同
D．在18∶30时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应
解析　在9∶30～11∶00之间，随着光照的增强、温度的升高，植株的蒸腾作用加强，叶片上部分气孔关闭，CO2进入植物体内的量减少。因玉米为C4植物，能利用低浓度的CO2，其暗反应过程无明显影响；而花生为C3植物，所以CO2吸收减少，导致暗反应过程减缓，A项正确。花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量，由图示可知，在11∶00～12∶30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少，B项错误。在17：00时，两者的净光合速率相等，则玉米和花生单位叶面积从外界吸收的CO2量相等，向外界释放的O2量也相等，C项正确。在18∶30时，玉米仍进行光合作用，只是光合速率等于呼吸速率，即净光合速率为0，故此时玉米既能进行光反应也能进行暗反应，D项正确。
答案　B
6．(2011·高考海南卷)某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内(如下图所示)，其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba(OH)2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。
回答问题：
(1)根据上述实验设计判断，该实验的目的是____________________________________。
(2)从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的________(大、小)，原因是_______________________________________________________。
A中的幼苗生长量比C中的______________(大、小)，原因是_____________________。
解析　(1)分析题干可知，本实验的唯一变量是CO2的浓度，所以该实验的目的是探究CO2浓度对光合作用的影响。(2)由于A不密封，B、C密封，而且B中的Ba(OH)2溶液吸收玻璃钟罩内的CO2，所以三个玻璃钟罩中CO2的浓度大小为A>C>B，由于幼苗的光合作用需要CO2，所以幼苗生长量的大小为A>C>B。
答案　(1)探究二氧化碳浓度对光合作用的影响　(2)小　B中Ba(OH)2溶液吸收二氧化碳，导致幼苗光合作用强度降低　大　A不密封，外界的二氧化碳可以进入玻璃钟罩内，增强光合作用强度，C密封，幼苗只能利用玻璃钟罩内的二氧化碳进行光合作用
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·辽宁抚顺六校协作体一模)下列关于叶绿体的色素叙述错误的是
A．矿质元素能影响叶绿素的合成
B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C．低温条件下色素合成受阻
D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在
解析　Mg是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响反应速度；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但有其他色素存在。
答案　B
2．光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段，下列叙述正确的是(多选)
A．光反应和暗反应互相提供物质和能量
B．炎热的夏季中午，植物的“光合午休”现象是因为暗反应受阻，但光反应正常进行
C．在其他条件适宜的情况下，光照突然停止，暗反应中C3合成速率降低
D．光反应和暗反应的条件不同，可单独进行
解析　光反应和暗反应可相互提供物质，但不能相互提供能量；光合作用的光反应和暗反应是一个统一整体，停止光照后，[H]和ATP不再产生，细胞中C3积累，C5合成减少，从而导致C3合成速率降低。
答案　BC
3．(2011·中山模拟)对叶绿体进行成分分析时，发现某部位的磷酸含量较多。该部位最可能是叶绿体的
A．外膜　　　　　　　　 B．内膜
C．基粒 D．基质
解析　光合作用的暗反应阶段需消耗ATP，进行ATPADP＋Pi＋能量的过程，暗反应的场所是叶绿体基质。而光反应则消耗ADP和Pi，合成ATP。
答案　D
4．(2012·山东淄博一模)炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞
A．三碳化合物含量上升 B．光反应产物不能满足暗反应的需求
C．有机物积累速率明显下降 D．叶绿体基质中ADP含量增加
解析　炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞中二氧化碳的浓度减小，这时二氧化碳的固定减弱，三碳化合物含量下降；这时光反应正常进行，ATP和还原性氢的量没有变，光反应产物相对过剩，ATP的利用减少，叶绿体基质中ADP含量减少。
答案　C
5．如图为光合作用过程示意图，如果在适宜条件下栽培的小麦，突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中的含量变化将会是
A．a上升、b下降 B．a、b都上升
C．a、b都下降 D．a下降、b上升
解析　根据图示信息可推出，c是CO2，a、b分别是ATP和[H]。光照不变，光反应顺利进行，[H]和ATP合成正常，CO2供应不足，CO2固定减弱，C3相对含量减少，导致C3还原消耗的[H]和ATP也减少，故a、b在叶绿体中相对含量上升。
答案　B
6．(2010·高考天津卷)在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是
①叶绿体基质　②类囊体薄膜　③线粒体基质　④线粒体内膜
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析　植物细胞的光合作用包括光反应和暗反应，光反应包括水的光解和ATP的生成，光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上；暗反应包括CO2的固定和C3的还原，发生在叶绿体的基质中。植物细胞的细胞呼吸包括三个阶段，其中第二阶段是前一个阶段产生的丙酮酸和水结合生成CO2，该过程发生在线粒体基质中。
答案　A
7．(2012·湖北部分重点中学联考)下图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系，下列说法不正确的是
A．1、3和4过程产生的[H]都能与氧结合产生水
B．各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3
C．能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5
D．2过程需多种酶参与，且需ATP供能
解析　本题综合考查对光合作用和细胞呼吸过程的理解。由图可知：1为光合作用的光反应、2为光合作用的暗反应、3为细胞呼吸的第一阶段、4为有氧呼吸的第二阶段、5为有氧呼吸的第三阶段。光反应产生的[H]主要用于C3的还原，不会与氧结合生成水，故A错误。3为细胞呼吸的第一阶段，无论是需氧型生物，还是厌氧型生物均可进行该过程，故B正确。细胞呼吸的第一、二阶段产生的ATP都很少，绿色植物生命活动所需能量主要由有氧呼吸的第三阶段(过程5)提供，故C正确。光合作用光反应阶段产生的ATP只用于光合作用的暗反应，故D正确。
答案　A
8．将某绿色植物的叶片放在特定的装置中，用红外线测量仪进行测量，测定的条件和结果见下表：
黑暗时O2吸收量(mg/h) 6 000勒克斯光照时O2释放量(mg/h)
10℃ 0.5 3.6
20℃ 1.2 3.1
若将该叶片先置于20℃、6 000勒克斯光照条件下10小时，然后置于10℃黑暗条件下，则该叶片一昼夜葡萄糖积累的量为
A．2.91 B．11.25
C．22.5 D．33.75
解析　根据题意可知该叶片一昼夜制造的O2的剩余量为：3.1×10－0.5×14＝24。在光合作用时一分子葡萄糖对应6分子氧气，则剩余的葡萄糖为：＝22.5。
答案　C
9.(2011·潍坊模拟)如图所示，原来置于黑暗环境中的绿色植物移到光下后，CO2的吸收量发生了改变。据图判断下列叙述中正确的是
A．曲线AB段表示绿色植物呼吸速率减慢
B．曲线BC段表示绿色植物仅进行光合作用
C．B点时植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸
D．整段曲线表明，随光照强度增加，光合速率增加，呼吸速率也增加
解析　随光照强度的增加，AB段呼吸速率不变，故A项错误；光合作用必须在光照下进行，但细胞呼吸有光无光均可发生，故B项错误；图示曲线表示随着光照强度的增加，光合速率增加，但光照强度基本不会影响呼吸速率，故呼吸速率基本不变，故D项错误。
答案　C
10．(2011·郑州二模)某地区天气晴朗时，中午12时的光照最强烈，测得大田小麦植株上部叶片光合作用在上午11时左右时速率最高，而下部叶片在中午12时左右时速率最高。以下对限制小麦光合作用的主要外部因素的分析，不正确的是
A．11时之前，光照是全部叶片的限制因素
B．11时至12时之间，上部叶片的限制因素是光照，下部的是二氧化碳
C．12时之后，光照将成为下部叶片的限制因素
D．12时，上部叶片的限制因素是二氧化碳
解析　上部叶片接受的光照较下部强。由题意知：11时上部叶片达到最大光合速率，说明11时前，限制全部叶片光合速率的主要因素是光强；12时光强达到最强，下部叶片达到最大光合速率，说明12时前光强仍是限制下部叶片光合的主要因素。此时限制上部叶片光合速率的主要因素是CO2浓度；12时后光强渐弱，光强成为限制光合速率的主要因素。
答案　B
11．(2011·杭州学军中学)图表示某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”的实验改进装置，下列叙述，错误的是
A．应向培养皿中倒入层析液
B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处
C．实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)
D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
解析　所有的色素都从a处扩散，呈橙黄色的胡萝卜素扩散速度最快，因此在若干个同心圆中，最大的一个圆是橙黄色。
答案　D
12．在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用 ，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次为
A．①②③④ B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
解析　由于甲在提取过程中用的是水，而色素不溶于水，因此得到的提取液中不含色素，得到的结果对应②；乙的操作正常，得到的结果对应④；丙在研磨过程中没有加入CaCO3，部分色素分子被破坏，得到的结果对应①；丁在研磨过程中没有加入SiO2，使研磨不充分，提取的色素含量较少，得到的结果对应③。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2012·皖南八校模拟)原产于南美洲的水蕴草是多年生的草本沉水植物，在亚洲地区繁殖已经成为池塘中常见的野草。下图丙表示该植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换，图丁表示光照强度与光合速率的关系。请回答，
(1)图丙中光反应发生在[　]________中，反应中的能量变化是________。
(2)如图甲所示，如果适当缩短光源与实验装置的距离，则单位时间内放出的气泡数量________。(填“增加”、“减少”或“不变”)
(3)水蕴草的叶肉细胞处于图丙状态时，对应图丁曲线中________。
(4)图丁中限制A～C段光合速率的主要因素是________________________。
(5)将水蕴草放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.15 3.75 3.53 3.00
黑暗下释放CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.25 1.75 2.25 3.00 3.50
①在昼夜不停的光照下，该植物生长的最适宜温度是________，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率是________。(用CO2吸收量表示)
②每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，温度保持在30℃的条件下，该植物________(填“能”或“不能”)生长。
解析　(1)图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间的气体交换示意图，当光合作用大于细胞呼吸时，光合作用产生的O2除供给线粒体的细胞呼吸外，剩余的氧气通过气孔排出。当光合作用强度和细胞呼吸相等时，叶绿体产生的O2刚好够线粒体利用，而线粒体细胞呼吸产生的CO2也刚好供给叶绿体光合作用。图中a代表叶绿体的类囊体薄膜结构时，b代表叶绿体基质，光合作用的光反应阶段主要发生在a上。
(2)适当缩短光源与实验装置的距离，则光合作用增强，光合速率增大，O2的释放速率增大。(3)图丙状态显示，光合作用产生的O2有一部分通过叶片气孔排出，可以判断此时水蕴草的光合作用大于细胞呼吸，故应对应图丁曲线的B点之后。(4)图丁中限制A～C段光合速率的主要因素是光照强度．(5)根据图表数据可得，25℃下净光合速率最大，最适宜该植物生长。在35℃时，该植物的实际光合速率为3 mg/h＋3.5 mg/h＝6.5mg/h。该植物在30℃下进行12小时光照总的CO2的吸收量为78.36mg，一天进行24小时的细胞呼吸可释放72mg，故在该种情况下，该植物能生长。
答案　(1)[a]类囊体薄膜　光能转化为ATP中活跃的化学能　(2)增加　(3)B点以后　(4)光照强度　(5)①25℃　6.5mg/h　②能
14．(15分)(2010·上海卷)分析有关植物光合作用的资料，回答问题。
在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。
光合速率与呼吸速率相等时光照强度(千勒克司) 光饱和时光照强度(千勒克司) 光饱和时CO2吸收量[mg/(100 cm2叶·小时)] 黑暗条件下CO2释放量[mg/(100 cm2叶·小时)]
A植物 1 3 11 5.5
B植物 3 9 30 15
(1)与B植物相比，A植物是在________光照条件下生长的植物，判断的依据是________________________________________________________________________。
(2)当光照强度超过9千勒克司时，B植物光合速率________，造成这种现象的实质是________跟不上________________反应。
(3)当光照强度为9千勒克司时，B植物的总光合速率是________[mg CO2/(100 cm2叶·小时)]。当光照强度为3千勒克司时，A植物与B植物固定的CO2量的差值为________[mg CO2/(100 cm2叶·小时)]。
解析　本题考查植物光合作用速率的相关知识。(1)根据植物对光照的需求不同，将植物分为阳生植物和阴生植物，阴生植物对光照强度要求低。分析图表可知，在光饱和时B植物所需的光照强度远大于A植物，A为弱光下生长的阴生植物。(2)分析图表，当光照强度为9千勒克司时，B植物的光合作用达到饱和，此时光合作用强度不再随光照强度的增加而增加，主要限制因素是CO2的浓度，从而使暗反应固定的CO2不足以满足光反应的需要。(3)图中B植物在光照强度为9千勒克司时，CO2的吸收量为30 mg/(100 cm2小叶·小时)，即净光合速率为30 mgCO2/(100 cm2叶·小时)，由于黑暗下CO2的释放量(即呼吸速率)为15 mg/(100 cm2叶·小时)，则此时B植物的总光合速率为30＋15＝45[mgCO2/(100 cm2叶·小时)]。当光照强度为3千勒克司时，A植物的CO2吸收量为11mg/(100cm2叶·小时)，黑暗条件下，A植物的CO2释放量为5.5 mg/(100cm2叶·小时)，则在光照强度为3千勒克司时，A植物固定的CO2量为11＋5.5＝16.5[mg/(100 cm2叶·小时)]；而B植物在光照强度为3千勒克司时，光合速率与呼吸速率相等，CO2的固定量为15 mg/(100cm2叶·小时)，故二者的差值为1.5 mgCO2/(100cm2叶·小时)。
答案　(1)弱　A植物在光饱和时的光照强度低于B植物(A植物在光合速率与呼吸速率相等时的光照强度低于B植物)
(2)不再增加　暗反应　光　(3)45　1.5
15．(15分)(2011·高考广东卷)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25℃)下进行实验，方法和结果如下表。
实验组号 叶绿素溶液(mL) 调pH至 处理时间(min) 溶液颜色
① 3.0 Y 10 绿色
② 3.0 7.0 10 绿色
③ 3.0 6.0 10 黄绿色
④ 3.0 5.0 10 黄褐色
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果，请回答：
(1)提取食用叶绿素的X应该为________，原因是_____________________________。
(2)表中Y应该为________，原因是__________________________________________。
(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于__________________食品，否则________________________________________________________________________。
(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。
解析　(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇或丙酮提取绿叶中的色素。(2)该实验探究pH对叶绿素稳定性的影响，所以实验变量为pH的大小，所以我们要设置一系列pH梯度，即pH为8.0、7.0、6.0、5.0。(3)通过对实验结果的分析，在pH为6.0、5.0的酸性条件下叶绿素会分解，所以天然叶绿素不适用于酸性食品。(4)由于各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快；反之，则慢。所以，我们可用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。
答案　(1)无水乙醇或丙酮　绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 　(2)8.0　pH梯度差为1.0，所以Y为8.0　(3)酸性　叶绿素分解，食品变为黄绿色或黄褐色　(4)方法：用纸层析法将叶绿素粗产品中的色素进行分离，以确定是否含有其他色素。主要步骤：①制备滤纸条：将预先准备的干燥滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形，在距该端1 cm处画一铅笔细线。
②画滤液细线：用毛细吸管吸取叶绿素粗产品，沿铅笔线均匀地画滤液细线。
③纸层析法分离色素：将滤纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中(不要将滤液细线浸没在层析液中)。
④观察实验结果。第一单元 第2讲　组成细胞的元素及无机化合物
知能达标训练
真题演练
1．(2011·上海单科)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与
A．调节渗透压　　　B．组成体内化合物　　　C．维持正常pH　　　D．提供能量
解析　液泡内的各种矿应离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，吸水能力增强。
答案　A
2．(2010·上海高考有改动)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是
A．纤维素和尿素 B．脂肪酸和磷脂
C．三磷酸腺苷和核糖核酸 D．胆固醇和血红蛋白
解析　A项纤维素的组成元素为C、H、O，而尿素为C、H、O、N；B项脂肪酸的组成元素为C、H、O，而磷脂中含有P；C项三磷酸腺苷和核糖核酸的组成元素都是C、H、O、N、P；D项胆固醇的组成元素为C、H、O，而血红蛋白是蛋白质，组成元素为C、H、O、N等。
答案　C
3．(2010·山东基本能力)区域内水和土壤中某种化学元素过多或过少都可能导致地方病，影响人们的健康。下列说法正确的是
A．龋齿是由于人体内钙含量过高造成的 B．氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的
C．人体内硒含量过高会引发克山病 D．饮用低氟水可以预防大骨节病
解析　龋齿的发生与人体的钙含量无直接关系；氟骨病是由于人体内氟含量过高造成的；人体内硒含量过低会引发克山病；一般认为大骨节病是由于人体内硒含量过低造成的。
答案　B
4．(2009·广东高考)对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是
待测物质 检测试剂 预期显色结果
① DNA 甲基绿 红色
② 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色
③ 淀粉 斐林试剂 蓝色
④ 蛋白质 双缩脲试剂 紫色
A.①③ B．②④ C．①④ D．②③
解析　鉴别脂肪可以利用苏丹Ⅲ染液，呈现橘黄色，也可以利用苏丹Ⅳ染液，呈现红色；蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色。
答案　B
5．(2010·广东高考)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：
(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为________。
(2)完善以下实验设计并回答问题。
探究A动物蛋白对小鼠生长的影响资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。二、饲料：1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白；3．实验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。三、实验分组：实验组号小鼠数量(只)饲料饲养时间(天)110基础饲料21210实验饲料1(含6%A动物蛋白)21310实验饲料2(含12%A动物蛋白)21410实验饲料3(含18%A动物蛋白)21510实验饲料4(含24%A动物蛋白)21610ⅠⅡ备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。四、实验方法和检测指标：略
①实验组6中，Ⅰ应该为______________，原因是__________________________；Ⅱ应该为______________，原因是________________________________________________________。
②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的________和________。
解析　(1)检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。(2)①Ⅰ应为普遍饲料，与前面5组实验形成对照，可以分析得出含A动物蛋白的饲料与含植物蛋白的饲料的差别；Ⅱ应为21，原因是实验要保持单一变量。②关于观察指标的准确描述，应与题干保持一致。要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可测量小鼠的体长和体重。
答案　(1)③　紫色　(2)①普通饲料　需要普通饲料作对照　21　饲养时间相同，实验结果的比较才有意义　②体重　体长
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·马鞍山一月考)下列关于生物体中元素或离子的说法不正确的是
A．缺P会影响动植物细胞的呼吸作用
B．细胞吸收无机盐离子都需要细胞膜上蛋白质的协助
C．HCO和HPO不是维持组织液pH稳定的缓冲物质
D．人体血钙过低会引起肌肉抽搐，缺铁则易患贫血
解析　P既是ATP的组成成分，又参与构成线粒体膜；主动运输和协助扩散都需要蛋白质的参与；组织液的pH能够保持稳定，与它含有HCO、HPO等离子有关；人体血钙过低会引起肌肉抽搐，铁是血红蛋白的组成成分，缺铁易患贫血。
答案　C
2．一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数)如下表数据，下列有关叙述正确的是
元素 C H O N P Ca S
植物 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17
动物 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78
A.C的含量说明有机物是干物质的主要成分
B．这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C．N、S的含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐
D．经测定该植物某有机物含C、H、O、N、S，此化合物可能携带氨基酸进入核糖体
解析　不同生物在化学元素的种类上具有统一性。血钙过高会出现肌无力，血钙过低则会出现抽搐。tRNA可携带氨基酸，但tRNA含C、H、O、N、P。
答案　A
3．下列有关生物体内水的叙述，不正确的是
A．越冬植物体内自由水与结合水的比值下降
B．细胞中自由水含量降低是细胞衰老的特征之一
C．水分子的跨膜运输方向是高浓度溶液→低浓度溶液
D．水是细胞中含量最多的化合物
解析　植物在越冬时，有一部分自由水转化为结合水，防止结冰，自由水的比例下降；细胞衰老的过程中，自由水含量降低，代谢减慢；水分子跨膜运输是从水分子数多的地方运输到水分子数少的地方，即水分子是从低浓度溶液向高浓度溶液运输的。
答案　C
4．(潍坊模拟)缓步动物具有隐生现象：当环境干燥时，缓步动物的身体失水萎缩，腿也缩回而处于一种隐生状态，这时它的代谢率几乎降到零，甚至在纯酒精、液氮中也能隐生。当环境变得有利于其生存时，它可以在几小时内吸水，使身体膨胀而复苏。本材料可以说明
A．自由水参与生命活动 B．结合水参与生命结构
C．从基因水平说明生物具有多样性 D．水对生命活动的重要性
解析　从题干可知，缓步动物的隐生现象与水相关，说明水对生命活动的重要性。
答案　D
5．(2012·郴州模拟)水在生命活动中发挥着重要作用。下列关于水与生命活动的叙述中，正确的是
A．细胞内生命活动越旺盛，结合水含量越高
B．对植物而言，水主要用于光合作用等生理过程
C．人的体液不断进行新陈代谢，其中水的吸收是通过渗透作用完成的
D．夏季，人在高温作业或剧烈运动后要喝淡盐水是为了补充水分和降温
解析　自由水含量越高，细胞内生命活动越旺盛；对植物而言，水主要用于蒸腾作用；夏季，人在高温作业或剧烈运动后要喝淡盐水是为了补充水分和无机盐。
答案　C
6．下列无机盐中能被用于合成“生命活动的主要承担者”和“遗传信息的携带者”的是
A．Na＋ B．Mg2＋ C．PO D．NO
解析　“生命活动的主要承担者”是蛋白质，“遗传信息的携带者”是核酸，蛋白质和核酸均含有C、H、O、N元素，而N元素主要以NO形式存在。
答案　D
7．医生给严重腹泻的病人注射一定量的0.9%的NaCl溶液，其主要目的是
A．补充无机盐 B．补充能量 C．补充水分 D．供给营养
解析　严重腹泻的病人身体中严重缺水，注射0.9%的NaCl溶液主要是为了补水。 当血细胞内外出现浓度差时，血细胞就会由于渗透作用吸水或失水而破坏血细胞的正常形态结构。为了补充水分而且又要保持血细胞的正常形态结构，就要补充0.9%的NaCl溶液。
答案　C
8．(2012·绍兴模拟)英国医生塞达尼·任格在对离体的蛙心脏进行的实验中发现，用不含钙和钾的生理盐水灌注蛙心脏时，蛙心脏收缩不能维持；而用含有少量钙和钾的钠盐溶液灌注时，蛙心脏可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐
A．是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
B．对维持生物体的生命活动有重要作用
C．对维持血浆的正常浓度具有重要作用
D．为蛙心脏的持续跳动提供能量
解析　无机盐的生理功能包括：是某些化合物的重要组成成分，维持酸碱平衡及维持生物体正常生命活动。从题干信息可看出，钙盐和钾盐对维持生物体的生命活动具有重要作用。
答案　B
9．水和无机盐是生物体不可缺少的组成成分，对维持生物体的生命活动具有重要作用。下列对其叙述不正确的是
A．科学家发现火星表面存在冰，可以推测火星可能存在过生命，因为生化反应必须在水溶液中进行
B．生物体代谢所需要的营养物质及代谢产物，大多能溶于水，有利于物质的运输
C．无机盐都以离子形式存在于细胞中，能维持细胞内外的渗透压
D．当人体血浆内NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒，表明某些无机盐有调节细胞的酸碱平衡的作用
解析　水在细胞内有两种存在形式：自由水和结合水。自由水是良好的溶剂，许多物质溶解于其中，而且自由水参与营养物质和代谢产物的运输。细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，少部分以化合物的形式存在。
答案　C
10．据报道，国家食品卫生监督部门对某城市商场中的食品进行检测时发现，有些橘黄色的食品中含有过量的苏丹Ⅲ。该类食品主要指
A．含糖量较多的食品 B．含脂肪较多的食品
C．含纤维素较多的食品 D．含蛋白质较多的食品
解析　脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，据此可推测该类食品主要是含脂肪较多的食品。
答案　B
11．图中①～④表示的是生物体内4种有机分子的结构。其中①和④仅存在于植物细胞中。有关说法正确的是
A．①～④存在于所有植物细胞中 B．②中也含有与a类似的结构
C．细胞中没有①就不能产生③ D．没有③时，细胞仍能合成①
解析　图中①是叶绿素，②是tRNA，③是ATP，其中a是腺嘌呤核糖核苷酸，④是吲哚乙酸。根细胞中无叶绿素，细胞质基质和线粒体也合成ATP。叶绿素的合成需要消耗ATP。
答案　B
12．小麦种子萌发时产生淀粉酶，将淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等。小麦种子萌发的最适温度为30℃左右。取适量小麦种子在20℃和30℃培养箱中培养4天后，做如下处理；
在3支试管中加入等量斐林试剂并加热至50℃左右，摇匀后观察试管中的颜色。结果是
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色 D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
解析　丙试管中淀粉是非还原糖，试管中的颜色为斐林试剂的颜色；提取液中含有酶和麦芽糖及葡萄糖，30℃时的提取液中酶和还原糖的含量高于20℃时的提取液，因此甲试管中还原糖少于乙试管，甲呈浅砖红色，乙呈砖红色。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)水在生命活动中有极其重要的作用，细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。试回答下列问题：
(1)下表是几种不同生物体中水的含量：
生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等动物
水的含量(%) 97 80～85 78 65 90 60～80
由此表得到的结论是__________________________________________________________。
(2)种子在入仓之前需晾晒，所去除的水分主要是细胞中的________水。
(3)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，这说明________________________________________________________________________。
(4)我们常吃的黄豆芽和绿豆芽是将干的黄豆种子和绿豆种子在水中浸泡一段时间后，种子萌发而成。如果豆子一直浸泡在水中，不换水，豆芽就会死亡，其原因是______________________
________________________________________________________________________。
(5)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状，而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体，呈水状，这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为________，是细胞和生物体的________，而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为________。
解析　(1)由表分析知，不同的生物体内含水量不同，这与生物体的生活环境密切相关。
(2)种子晾晒失去的主要是自由水。
(3)将干种子用水浸泡后种子能萌发，但干种子不经水浸泡不能萌发，对比说明种子萌发需要水，而且吸收的水在种子内以自由水的形式存在，这充分说明自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛。
(4)由于豆子一直浸泡在水中，不换水，细胞长期缺氧，进行无氧呼吸，代谢减弱，最终中毒死亡。
(5)新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起，形成液态胶体，这时的水为结合水，是细胞和生物体的组成成分；而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质，使这部分水释放出来，转变为自由水。
答案　(1)构成生物体的成分中水的含量最多，生物体的含水量与生物体的生活环境密切相关　(2)自由
(3)自由水与细胞代谢强度有关，自由水多，代谢旺盛
(4)细胞长期缺氧，进行无氧呼吸，代谢减弱，中毒死亡
(5)结合水　组成成分　自由水
14．(15分)如图表示油菜种子成熟过程中各种有机物的变化情况(1表示可溶性糖，2表示淀粉，3表示含氮化合物，4表示脂肪)，请据图回答：
(1)油菜种子成熟过程中，____________含量不断提高，而________和________含量不断下降，这说明________而来的。
(2)含氮物质在种子未成熟前为非蛋白氮，随着种子成熟程度的提高，含氮物质主要为蛋白质。这说明蛋白质是由非蛋白氮转变而来的，与这种现象相适应的是成熟种子的细胞质中________(填写物质名称)含量较多，以合成丰富的蛋白质。
(3)由图可知，油菜种子是用于检测________的好材料，采用的化学试剂是________。
解析　由图可知，油菜种子成熟过程中，脂肪含量上升，可溶性糖和淀粉含量下降，可推测糖可转变为脂肪。脂肪可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液检测。蛋白质的合成是基因表达的结果。
答案　(1)脂肪　可溶性糖　淀粉　脂肪是由糖类(或可溶性糖和淀粉)转化　(2)RNA或mRNA　(3)脂肪　苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
15．(15分)用斐林试剂鉴定还原糖的实验中，教材要求必须将斐林试剂甲液和乙液混合均匀后使用，切勿分别使用，但在实验过程中，实验者设想按照不同的使用顺序先后使用甲液和乙液及混合后使用。
实验猜想：用斐林试剂鉴定还原糖与其甲液、乙液使用顺序及是否混用无关。
实验设计：为探究以上猜想，实验按表格思路设计：
试管 第1次加入物 第2次加入物 第3次加入物 加热 颜色变化
1号 2 Ml苹果汁 0.5 mL0.05 g/mL的CuSO4溶液 0.5 mL0.1 g/mL的NaOH溶液 加热
2号 2 mL苹果汁 A B 加热
3号 2 mL苹果汁 C 加热
请回答下列问题：
(1)2、3号试管中应加入的物质是A________，B________，C________。
(2)1、2、3号试管的设计主要体现了什么样的实验设计思想？
________________________________________________________________________。
(3)1号与2号试管相比，实验变量为_________________________________________。
(4)理论预测及相关结论：
①当出现什么样的实验现象时，实验猜想是正确的？
________________________________________________________________________。
②当出现什么样的实验现象时，实验猜想是错误的？
________________________________________________________________________。
解析　题干中给出的信息是对教材中斐林试剂的甲液和乙液使用方法的质疑，首先提出假说，然后用实验去验证假说的正确与否。在实验步骤的设计中，1号试管和2号试管对照，验证斐林试剂中甲液和乙液的使用顺序对实验的影响，3号试管用的是混合后的甲液和乙液，即新的斐林试剂。从1、2、3号试管的设计中可以看出设计思想是对照实验的设计。在最后的实验结果中，若1、2、3三支试管均出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是正确的；若1、2、3三支试管不全出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是错误的。
答案　(1)0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液　0.5 mL
0．05 g/mL的CuSO4溶液　0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液和0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液的混合液　(2)主要体现了对照实验的设计思想　(3)0.5 mL 0.05 g/mL的CuSO4溶液与0.5 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液的加入顺序　(4)①若1、2、3三支试管均出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是正确的　②若1、2、3三支试管不全出现砖红色沉淀现象，说明实验猜想是错误的第三单元
第9讲　降低化学反应活化能的酶
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于酶的叙述，正确的是
A．酶提供了反应过程所必需的活化能
B．酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C．酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D．酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
解析　酶能降低化学反应所需要的活化能；酶本身是活细胞产生的具有催化作用的有机物，多数酶是蛋白质，催化反应结束后，酶本身不发生变化；酶的活性与温度、pH有关，高温、pH过高或过低都会影响酶分子的结构，使酶活性降低甚至失活。
答案　C
2．(2011·高考天津卷)下列有关酶的叙述正确的是
A．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C．在动物细胞培养中，胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D．DNA连接酶可连接DNA双链的氢键，使双链延伸
解析　酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A项错误。酶在酶促反应前后不发生变化，可通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，但不能提供能量，B项错误。胰蛋白酶可分解动物组织细胞间的物质从而将组织分散成单个细胞，C项正确。DNA连接酶可连接两个DNA片段形成磷酸二酯键，D项错误。
答案　C
3．(2011·高考福建卷)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是
A．在细胞内发挥作用 B．由活细胞产生的蛋白质
C．在特定分子结合后起作用 D．在发挥作用后还能保持活性
解析　酶可在细胞内和细胞外发挥作用，A项错误。激素，酶和神经递质并非都是蛋白质。部分激素是蛋白质；绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；神经递质的化学本质有乙酰胆碱、多巴胺、肾上腺素、氨基酸类和一氧化氮等，这些物质不是蛋白质，故B项错误。激素与靶细胞细胞膜上的受体结合，神经递质与突触后膜上的受体结合，酶与相应的底物结合后起作用，C项正确。激素发挥作用后就被灭活，神经递质发挥作用后可被降解，而酶发挥作用后仍具有活性，D项错误。
答案　C
4.(2011·高考海南卷)某一不可逆化学反应(S→P＋W)在无酶和有酶催化时均可以进行，当该反应在无酶条件下进行到时间t时，向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是
A．甲　　　　　　　　 B．乙
C．丙 D．丁
解析　酶能降低化学反应的活化能，提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确；丁曲线反应物浓度迅速下降且达到一定浓度后保持平衡状态，正确。
答案　D
5.(2011·新课标全国卷)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C．乙酶的化学本质为蛋白质
D．乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析　酶具有专一性，蛋白酶能催化蛋白质降解。在蛋白酶的作用下，甲酶没有变化，因此甲酶能够抗该种蛋白酶降解，故甲酶的化学本质不是蛋白质，有可能是具有催化功能的RNA，故A项正确、B项错误；因为用该种蛋白酶处理后，乙酶活性逐渐降低，所以乙酶的化学本质是蛋白质，C项正确；在蛋白酶的作用下，蛋白质的空间结构受到破坏，进而使蛋白质的分子结构发生改变，D项正确。
答案　B
6．(2011·全国理综)某同学从温度为55 ℃～65 ℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：
(1)测定脂肪酶活性时，应选择__________作为该酶作用的物质，反应液中应加入__________溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为________。
(3)根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
解析　(1)该脂肪酶是从温度为55℃～65℃的泉水中筛选出来的，其作用是催化脂肪的水解，所以应选用脂肪作为该酶作用的物质。酶的作用需要适宜的温度和酸碱度，反应液中应加入缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。(2)蛋白质与双缩脲试剂发生反应，使溶液呈现紫色，所以该酶的化学本质为蛋白质。(3)该细菌生活在温度为55℃～65℃的泉水中，如果要测定该酶催化作用的最适温度，应该在55℃～65℃的范围内设置一系列温度梯度的对照组，分别测定该酶的活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
答案　(1)脂肪　缓冲　(2)蛋白质　(3)在一定温度范围(包括55℃～65℃)内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。
限时检测
(限时45分钟　满分74分)
一、选择题(每小题3分，共30分)
1．(2012·泰州模拟)在国家的“863”计划生物和医药技术领域课题中，工业酶技术获得了重点支持，下列有关酶的叙述正确的是
①对底物有严格的选择性　②酶在体内不能更新　③温度越高酶的活性越大　④酶制剂通常在低温下保存　⑤酶能降低化学反应的活化能　⑥酶只能在细胞内发挥催化作用　⑦酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
A．①④⑤⑦ B．②④⑤⑦
C．②③④⑥ D．①②⑥⑦
解析　绝大多数酶是蛋白质，在体内不能储存，所以要不断更新；温度过高可导致酶失活；酶在细胞内或细胞外都可发挥催化作用。
答案　A
2．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2＋的浓度，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明
A．RNA具有生物催化作用 B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质 D．绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA
解析　RNaseP酶中的蛋白质除去后，提高Mg2＋浓度，其中的RNA可发挥该酶的催化活性，可以说明RNA具有生物催化作用。
答案　A
3．(2011·上海理综)下图为酶催化反应的过程示意图，以数字编号的图形分别表示反应物、酶、生成物等反应要素，其中表示酶的图形编号是
A．① B．②
C．③ D．④
解析　从图中可以看出图形①参与酶催化的反应，并在反应后能保持结构和性质不变，故图形①应为酶。
答案　A
4．科学家研究发现水稻细胞内合成的某物质，能够在常温下高效分解淀粉，该物质
A．在4℃条件下易变性 B．只含有C、H
C．也能催化淀粉合成 D．含有羧基
解析　由题意可知，该物质是淀粉酶，淀粉酶的化学本质是蛋白质。组成蛋白质的一条肽链，一端含游离氨基，另一端含游离羧基。
答案　D
5．(2012·辽宁抚顺一次联考)生命活动中，酶是不可缺少的生物催化剂，以下五种酶的作用对象分别是
①肽酶　②解旋酶　③纤维素酶　④ATP水解酶　⑤DNA连接酶
A．碱基间氢键、肽键、植物细胞壁、磷酸基团、磷酸基团
B．肽键、碱基间氢键、植物细胞壁、高能磷酸键、磷酸二酯键
C．肽键、碱基间氢键、原生质层、NADPH、氢键
D．R基、脱氧核苷酸、细胞膜、ATP、磷酸基
解析　肽酶破坏的是肽键，解旋酶破坏的是碱基间氢键，纤维素酶破坏植物细胞壁(植物细胞壁由纤维素和果胶组成)，ATP水解酶破坏的是高能磷酸键，高能磷酸键断裂释放化学能供给生命活动的需要；DNA连接酶连接的是被限制酶切开的核苷酸之间的磷酸二酯键，形成重组DNA分子。
答案　B
6．(2012·辽宁本溪摸底)生态酶制剂是一种无毒、无残留、无污染的微生物制剂。它不仅能改善养殖环境、畜禽品质和降低饲料成本，还能提高饲料营养成分的利用率，使质量较差的饲料能和优质饲料具有同样的饲喂效果，从而提高饲料行业和养殖行业的经济效益，所以生态酶的研究及其应用前景大为广阔。下列有关生态酶或酶的叙述正确的是
A．组成酶的基本单位都是氨基酸
B．低温、高温、过酸、过碱都会使生态酶失活
C．物质的跨膜运输、CO2的固定和还原都需要酶的参与
D．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用更显著
解析　组成酶的基本单位可以是氨基酸，也可以是核糖核苷酸；低温不会使生态酶失活；物质的被动运输不需要酶的参与。
答案　D
7.如图表示细胞中某条生化反应链，图中E1～E5代表不同的酶，A～E代表不同的化合物。据图判断下列叙述中正确的是
A．若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度加快
B．若E5催化的反应被抑制，则B积累到较高水平
C．若E3的催化速度比E4快，则D的产量比E多
D．若E1的催化速度比E5快，则B的产量比A多
解析　本题考查一系列酶促反应相互之间的影响，意在考查考生的理解能力。若E1催化的反应被抑制，则A的消耗速度变慢；因E2催化的反应并没有被抑制，所以B不一定会积累到较高水平；因B还会被E2催化反应，故E1的催化速度比E5快时，B的产量不一定比A多。
答案　C
8.在其他条件适宜的情况下，下列因素对酶活性的影响可用图示表示的是
A．温度　　　　 B．反应物浓度
C．pH　　　　 D．抑制剂浓度
解析　温度过高或过酸、过碱都会使酶失活。抑制剂会抑制酶的活性，反应速率也会随之降低。在酶一定量的条件下，反应速率随反应物浓度的增加而增加，但当反应物达到一定量时，由于酶数量的限制，反应速率不再增加，所以选B。
答案　B
9．(2011·辽宁大连24中质检)在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。
试管组别 实验处理
加入3%H2O2(mL) 温度 加入试剂
试管1 2 常温 /
试管2 2 90℃ /
试管3 2 常温 2滴3.5%FeCl3溶液
试管4 2 常温 2滴20%肝脏研磨液
对该实验的有关分析不正确的是
A．在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量
B．试管2中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组
C．若试管4和试管1组成对照实验，可说明酶具有催化作用
D．若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管4和试管3
解析　根据表格信息，试管1和试管2的变量为温度，试管3和试管4的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素如反应物浓度、pH等为无关变量；试管2虽没有添加任何试剂，但是温度与试管1不同，因此也是实验组；试管1和试管4的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管3和试管4的不同点是催化剂的种类、酶或无机催化剂，因此可以证明酶的高效性。
答案　B
10．(2012·全国百校精粹模拟)某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是
A．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
B．曲线①作为实验对照
C．P对该酶的活性有抑制作用
D．若反应温度不断升高，则A点持续上移
解析　在一定温度范围内，酶的活性随温度升高而增强，但超过最适温度，酶的活性随温度升高而减弱，最后变性失活，故A点不会随温度的升高而持续上升。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
11．(14分)请你解读与酶有关的图示、曲线：
(1)图1和图2是与酶的特性相关的图示，请回答下列问题：
图1和图2分别表示了酶具有________。洗衣粉中加入的A之所以能够耐酸碱、耐受表面活性剂和较高温度，是因为它是通过________精心设计改造生产出来的；控制其合成的直接模板主要分布在细胞的________中。
(2)图3是与酶活性影响因素相关的曲线，请分析回答：
图3
当pH从5上升到7，酶活性的变化过程是________________；从图示曲线我们还可以得出的结论是________________________________________________________________________。
(3)图4和图5是底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线，请分析回答：
图4中A点后酶促反应的速率不再增加，其限制性因素主要是________。从图5可以得出的结论是：在底物足量条件下，___________________________________________________。
解析　洗衣粉中的A指酶，是基因工程或蛋白质工程的产物。除了pH以外，温度等其他因素也能影响酶的活性。
答案　(1)高效性和专一性(特异性)　蛋白质工程(或基因工程)　细胞质　(2)先上升后下降　随着pH的变化酶的最适温度不变(温度影响酶活性)　(3)酶的浓度(数量)和活性　酶促反应速率与酶浓度呈正相关
12．(15分)某同学用如下三组实验探究温度对酶活性的影响。
5 min后把酶溶液分别倒入同一水槽中的另一试管，摇匀，在原温度下维持5 min后，各滴加1～2滴碘液。某学生按要求操作，结果发现：
(1)在0℃的试管中溶液颜色变蓝，原因是________________________。
(2)在60℃的试管中溶液颜色不变蓝，原因是____________________________。
(3)在100℃的试管中反复滴加碘液，每一次溶液的颜色均由蓝色变为无色。对该结果，有的同学认为，100℃高温下酶仍有活性，淀粉被催化完全水解；有的同学认为，在高温下淀粉与碘的复合物不稳定，从而使溶液由蓝色变为无色。现提供必要的器材和试剂(可根据你的实验需要自行选择)，请你设计实验分别对上述两种解释加以探究。
实验步骤：
操作①：_______________________________________________________________________；
预测实验结果与结论：___________________________________________________________。
操作②：_______________________________________________________________________；
预测实验结果与结论：___________________________________________________________。
解析　本题主要考查温度对酶活性影响的实验，意在考查考生对实验现象的分析与推理能力。酶的活性易受温度的影响。(1)在0℃的试管中，淀粉酶的活性受到抑制，淀粉几乎未分解，加入碘液后溶液颜色变蓝；(2)在60℃的试管中，淀粉酶的活性很高，催化淀粉彻底水解，加入碘液后溶液颜色不变蓝。(3)若100℃时淀粉酶有活性，则淀粉被水解为还原糖，加斐林试剂后应出现砖红色沉淀；若高温下淀粉与碘的复合物不稳定，则冷却至室温加碘液后，溶液会出现蓝色且不褪色。
答案　(1)温度太低，淀粉酶活性很低，淀粉几乎未分解　(2)温度适宜，淀粉酶催化淀粉彻底水解　(3)操作①在上述(经加酶100℃处理的)试管中加人斐林试剂，混匀后水浴加热2min，观察实验结果 如果出现砖红色沉淀，结论是在100℃时淀粉酶仍有活性；如果不出现砖红色沉淀，结论是在100℃时淀粉酶已失去活性 操作②将上述(经加酶100℃处理的)试管冷却至室温，再反复滴加碘液，观察实验结果如果先出现蓝色，又变为无色，结论是高温下淀粉与碘的复合物稳定；如果出现蓝色且不再褪色，结论是高温下淀粉与碘的复合物不稳定
13．(15分)根据以下探究影响酶活性因素的实验，回答问题。
Ⅰ.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，实验操作步骤如下：
①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1 mL。
②加完唾液后，向各试管中加入相应的缓冲液3 mL。使各试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。
③分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL，然后放入37 ℃温水中恒温水浴。
④反应过程中，每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如下表：
项目 1 2 3 4 5
pH 5.00 6.20 6.80 7.40 8.00
颜色 ＋＋ ＋ 橙黄色 ＋ ＋＋
注：“＋”表示蓝色程度。
(1)实验设计中，因变量是________。实验过程中选择37℃恒温的理由是________。
(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明________。
(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？________。
(4)该实验得出的结论是________。
Ⅱ.为探究高温对酶活性的影响，某同学设计了如下实验；
实验步骤与结果：
(1)①取两支洁净试管，编号为1和2。
②在1号管中加入2mL 3%的新鲜过氧化氢溶液，2号管中加入1mL20%的新鲜肝脏研磨液，分别置于100℃恒温水浴5分钟。
③将2号管中的肝脏研磨液加入1号管，振荡摇匀，再置于100℃恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。
(2)结果分析：推断观察不到气泡产生的两种可能原因：________，________。
解析　Ⅰ.本实验的目的是验证pH对酶活性的影响，所以在实验过程中，PH是唯一的自变量，其他的条件都是无关变量，应保持一致；从实验结果分析，第三组是对照组，选择37℃的原因有两个，一是保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰，二是37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度。颜色变化为因变量，通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况。如果反应速率过快，应当适当地稀释酶溶液，降低反应速率；根据实验目的，从反应的结果分析，该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。
Ⅱ.由于过氧化氢具有热不稳定性，实验过程中高温可使底物过氧化氢全部分解，从而观察不到气泡产生；也可能是因为高温使过氧化氢酶变性失活，不能催化过氧化氢分解产生气体。
答案　Ⅰ.(1)颜色变化　保证温度恒定，排除温度对实验过程的干扰；37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度　(2)淀粉已经完全分解　(3)适当稀释唾液　(4)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低。
Ⅱ.(2)高温使过氧化氢酶变性，失去活性　高温使底物过氧化氢全部分解(或既有过氧化氢酶变性，又有底物被全部分解)第八单元 第30讲　免疫调节
知能达标训练
真题演练
1．(2011·全国理综)研究发现两种现象：①动物体内的B细胞受到抗原刺激后，在物质甲的作用下，可增殖、分化为效应B细胞；②给动物注射从某种细菌获得的物质乙后，此动物对这种细菌具有了免疫能力。则这两种物质中
A．甲是抗体，乙是抗原 B．甲是抗体，乙是淋巴因子
C．甲是淋巴因子，乙是抗原 D．甲是淋巴因子，乙是抗体
解析　B细胞受到抗原刺激后，在淋巴因子的作用下，开始一系列的增殖、分化，形成效应B细胞，所以物质甲是淋巴因子；动物在特定抗原的作用下能够产生相应的抗体，故物质乙是抗原。
答案　C
2．(2011·上海单科)人免疫系统中大量合成并分泌抗体的细胞是
A．巨噬细胞　　　　　　　　 B．T淋巴细胞
C．致敏T细胞 D．浆细胞
解析　在特异性免疫反应过程中，能产生抗体的仅有浆细胞(效应B细胞)。
答案　D
3．(2011·高考重庆卷)某人因过量注射美容制剂而出现头昏、站立不稳等症状。经诊断后，医生为其注射了肉毒杆菌抗毒素进行治疗，目的是
A．中和体内的肉毒杆菌外毒素
B．中和体内的肉毒杆菌凝集素
C．刺激机体产生特异性抗体发挥体液免疫作用
D．刺激机体释放出淋巴因子发挥细胞免疫作用
解析　肉毒杆菌是一种致命病菌，在繁殖过程中分泌毒素，人们食入和吸收这种毒素后，神经系统将遭到破坏，出现头昏、呼吸困难和肌肉乏力等症状。因注射美容制剂而出现的症状可通过注射肉毒杆菌抗毒素进行治疗，是因为肉毒杆菌抗毒素(抗体)可与该美容制剂(含有肉毒杆菌毒素，属于抗原)相结合，形成凝集沉淀，属于体液免疫过程，因此C、D两项错误；肉毒杆菌抗毒素中和体内的肉毒杆菌外毒素，并非凝集素，故B项错误。
答案　A
4．(2011·高考安徽卷)与被动免疫相比，下列关于主动免疫的叙述，正确的是
A．免疫作用在受体(接受者)内维持时间较长
B．受体接受的是抗体或致敏淋巴细胞
C．可使受体迅速产生抗原抗体反应
D．主要用于治疗或紧急预防感染
解析　主动免疫是由机体自身产生抗体，使机体不再被病毒感染的免疫。被动免疫则是机体被动接受抗体、致敏淋巴细胞或其产物所获得的特异性免疫能力，所以B项错误。与主动免疫相比，被动免疫具有效应快、持续时间短的特点，所以A项正确、C项错误；被动免疫主要用于预防微生物感染，D项错误。
答案　A
5．(2010·全国Ⅱ)下列关于免疫细胞的叙述，错误的是
A．效应T细胞可以释放淋巴因子
B．T淋巴细胞可以产生多种抗体
C．吞噬细胞和淋巴细胞均属于免疫细胞
D．一个效应B淋巴细胞只能产生一种抗体
解析　免疫细胞有吞噬细胞和淋巴细胞，效应T细胞可使靶细胞裂解死亡，也可释放淋巴因子，抗体只能由效应B细胞产生，且一种效应B细胞只能产生一种抗体。
答案　B
6．(2011·新课标全国卷)回答问题：
(1)人体肝细胞可产生一种分泌蛋白(称为蛋白A)，运出细胞后进入血液。已知内质网、核糖体和高尔基体参与了蛋白A的合成或运输，则这些细胞器在蛋白A合成和运输过程中行使功能的顺序是________、________、________。人体的胰岛细胞中________(含有、不含有)蛋白A基因。
(2)为了研究小鼠在接受大肠杆菌碱性磷酸酶(AKP)刺激后其体内抗体水平的变化，提取大肠杆菌AKP，注射到小鼠腹腔内，进行第一次免疫。一段时间后，检测到抗体水平达到峰值。在这个过程中，________细胞在淋巴因子的作用下增殖、分化形成的________细胞可以产生抗体。经过一段时间后，再用大肠杆菌AKP进行第二次免疫，________细胞可以快速增殖、分化并产生大量抗体。上述免疫属于________(特异性、非特异性)免疫。
解析　(1)蛋白A为分泌蛋白，首先在核糖体上氨基酸经脱水缩合形成多肽，然后在内质网中进行初步加工，最后在高尔基体中进一步加工成熟。同一人体内的肝细胞和胰岛细胞等不同体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，所含的遗传物质相同，故都含有蛋白A基因。(2)从免疫学角度看，大肠杆菌AKP是抗原，B细胞受到抗原刺激的同时在淋巴因子的作用下增殖、分化形成浆细胞和少量记忆细胞，浆细胞产生相应的抗体发挥免疫效应。在二次免疫应答中，受到相同抗原的刺激后记忆细胞可以快速增殖、分化为浆细胞，从而产生大量的抗体。有抗体参与的免疫反应是体液免疫，属于特异性免疫。
答案　(1)核糖体　内质网　高尔基体　含有　(2)B　浆　记忆　特异性
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·浙江宁波质检)关于特异性免疫和非特异性免疫的叙述中，错误的是
A．发生非特异性免疫的结构主要是皮肤、黏膜、吞噬细胞等，发生特异性免疫的结构是机体的免疫系统
B．非特异性免疫先天就有，作用范围广；特异性免疫后天形成，作用范围小，针对性强
C．青霉素能杀菌和唾液中的溶菌酶能杀菌都属于非特异性免疫
D．特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的
解析　非特异性免疫主要包括以下五个方面：皮肤、黏膜和屏障结构(如鼻毛、呼吸道的纤毛)的屏障作用，淋巴组织(淋巴结、脾等)的过滤作用，血清、体液和组织分泌物(如唾液、泪液、胃液等)的杀菌作用，单核——吞噬系统的吞噬作用，炎症反应的病理防御作用。而青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，所以它不属于人体的免疫系统。
答案　C
2．下图表示人体内各类血细胞生成的途径，a～f表示不同种类的细胞，请你判断下列说法中错误的是
A．造血干细胞形成多种细胞，要经过细胞增殖和细胞分化过程
B．各类细胞来源相同但功能不同，根本原因是不同细胞表达的基因不同
C．c和d在不同的场所发育而成
D．当再次受抗原刺激后，机体具有更强烈的免疫反应，主要与c和d有关
解析　造血干细胞可以形成多种细胞，要经过细胞增殖和细胞分化，不同的细胞表达的基因不同。c是B细胞在骨髓中发育而成，d是T细胞在胸腺中发育而成。再次免疫的反应更强烈，原因是初次免疫过程中产生了记忆细胞，当再次接受抗原刺激后，会迅速地增殖分化形成浆细胞，产生更多的抗体。
答案　D
3．(2012·广东汕头一模)防控甲型流感的最有效措施是为易感人群接种疫苗。初次接种甲型流感疫苗后的人体内，下列哪种细胞最先增殖分化
A．骨髓造血干细胞 B．记忆细胞
C．B淋巴细胞 D．浆细胞
解析　初次接种甲型流感疫苗后的人体内，B淋巴细胞增殖分化成为浆细胞和记忆细胞，再由浆细胞产生抗体。
答案　C
4．(北京海淀期末)下图表示病菌感染人体后，免疫细胞做出应答的部分过程，据图分析不正确的是
A．过程③表示将抗原传递给④
B．细胞②、④、⑦能够直接识别抗原
C．有相对发达的高尔基体是细胞⑦的特征之一
D．⑦能分泌抗体，而④不能分泌抗体
解析　本题考查特异性免疫的体液免疫过程与识图能力。图中⑦为分泌抗体的浆细胞，④是B细胞，②是T细胞。分泌抗体的浆细胞不能识别抗原。
答案　B
5．(2011·山东淄博一模)特异性免疫和非特异性免疫既有较严格的分工，也有一定的协作、联系。下列各项中，最能体现两者紧密关系的是
A．抗体 B．淋巴因子
C．溶菌酶 D．吞噬细胞
解析　吞噬细胞既参加特异性免疫又参加非特异性免疫。
答案　D
6．(2011·山东潍坊一模)高致病性禽流感病毒H5N1首次侵入机体后，机体可能发生的变化是
A．淋巴细胞的细胞周期延长 B．浆细胞内的高尔基体活动加强
C．记忆细胞迅速分化 D．入侵病毒最终被效应T细胞清除
解析　H5N1侵入人体后，首先发生的主要是体液免疫，部分淋巴细胞受到抗原刺激后会发生分裂分化，细胞周期变短；分化形成的浆细胞会产生抗体，这一过程与高尔基体密切相关；因为是首次入侵，机体内没有相应的记忆细胞。
答案　B
7.(2011·济南一模)右图表示细胞免疫过程中X细胞对靶细胞的杀伤过程，其中能够产生X细胞的是
A．B细胞 B．效应B细胞
C．T细胞 D．效应T细胞
解析　对靶细胞有杀伤作用的是效应T细胞，其是由T细胞接受抗原刺激后增殖分化形成的。
答案　C
8．(2012·哈尔滨一模)下列有关免疫的说法中，正确的是
A．能特异性识别抗原的细胞只有T细胞、B细胞、效应T细胞三种
B．吞噬细胞仅在特异性免疫的抗原识别、加工和呈递过程中发挥重要作用
C．有过敏反应的人在初次接触过敏原时不会发生免疫反应
D．体液免疫和细胞免疫均有吞噬细胞和T细胞的参与
解析　能特异性识别抗原的细胞有T细胞、B细胞、效应T细胞、记忆细胞。吞噬细胞在特异性免疫和非特异性免疫中都能发挥重要作用。有过敏反应的人在初次接触过敏原时发生免疫反应，但不发生过敏反应。
答案　D
9．(2011·山东潍坊一模)下列关于人体免疫的叙述正确的是
A．HIV病毒主要攻击B淋巴细胞，导致免疫功能严重缺陷
B．在细胞免疫中，B细胞分化成浆细胞分泌特异性抗体
C．人体的第一道防线由皮肤、黏膜及体液中的杀菌物质等构成
D．T淋巴细胞受抗原刺激可增殖分化为效应T细胞和记忆细胞
解析　HIV病毒主要攻击T淋巴细胞，因此A项不正确；B细胞分化成浆细胞发生在体液免疫过程中，B项不正确；体液中的杀菌物质参与构成人体的第二道防线，C项不正确。
答案　D
10．(2012·江西九江调研)手足口病是由肠道病毒等感染引起的传染病，多发生于春夏季。该病毒感染人体并侵入细胞后，机体可以对靶细胞产生免疫反应，其中有
A．效应B细胞(浆细胞)接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病毒被抗体消灭
B．效应B细胞(浆细胞)产生抗体，抗体接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病毒被消灭
C．效应T细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，病原体失去寄生基础，进而被吞噬、消灭
D．效应T细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解，从而使病毒被干扰素消灭
解析　肠道病毒感染人体并侵入细胞后，引起细胞免疫，效应T细胞接触靶细胞，导致靶细胞裂解。病原体失去寄生基础，进而被吞噬、消灭。
答案　C
11．(2011·北京崇文区练习)下图表示甲型H1N1流感病毒在人体细胞中的一些变化以及相关反应。有关叙述不正确的是
A．细胞1和B细胞都属于保留分裂能力的细胞
B．细胞2的作用是使靶细胞裂解，从而暴露出病原体
C．合成a所需原料及合成场所都是由人体细胞提供的
D．注射的疫苗可直接刺激细胞3产生大量物质b
解析　本题主要考查对细胞免疫和体液免疫过程的理解。由图可知细胞1是T细胞，当其接受相应的刺激后可以增殖、分化为相应的记忆细胞和效应T细胞，同样B细胞接受相应刺激后也可增殖、分化为相应的记忆细胞和浆细胞。细胞2是效应T细胞，能够与相应的靶细胞密切接触，使其裂解死亡，从而暴露出病原体或抗原。a是甲型H1N1流感病毒增殖后的子代病毒，由于甲型H1N1流感病毒是严格的胞内寄生，因此合成a所需要的原料及合成场所都是由人体提供的。细胞3是浆细胞，对抗原不能进行识别，因此细胞3不能直接接受疫苗的刺激。
答案　D
12．重症肌无力患者由于体内存在某种抗体，该抗体与神经—肌肉突触的受体特异性结合，使该受体失去功能，最终导致
A．刺激神经不能引起肌肉收缩 B．出现全身性过敏反应
C．肌肉对神经递质的反应性提高 D．机体对病原体的反应能力提高
解析　本题结合神经调节考查免疫失调引起的疾病的相关知识，意在考查考生的综合分析能力。正常情况下，神经细胞轴突末端的突触小泡释放的神经递质能与肌肉细胞膜表面的受体特异性结合，引起肌肉收缩。但重症肌无力患者因体内某种抗体与神经—肌肉突触的受体特异性结合，而影响神经递质与受体的特异性结合，故刺激神经不能引起肌肉收缩。该病属于自身免疫病而不是过敏反应。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)图甲和图乙是人体免疫调节的模式图，请据图回答：
(1)图甲中进行了增殖、分化的细胞是________，能够特异性识别抗原的细胞有________。
(2)人体患天花、伤寒等疾病后，终生不再感染。当天花病毒再次入侵时，人体消灭病原体的主要过程是________(用箭头和图中的文字、数字序号表示)。
(3)细胞G的名称是________，其作用是______________________________。对外来移植器官的排斥主要与________过程有关(填图甲或图乙)。
(4)使细胞C增殖、分化有两种信号刺激，一种信号是____________________________，另一种信号是____________________________。
(5)在抗原、淋巴因子、溶菌酶和编码抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质的是________。
解析　由图示信息可推出细胞A、B、C、D、E、F、G分别为吞噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞、记忆细胞、宿主细胞、效应T细胞。图甲中B细胞和记忆细胞在接受抗原刺激后能增殖、分化；能特异性识别抗原的细胞是T细胞、B细胞和记忆细胞。当抗原再次入侵时，记忆细胞能迅速识别抗原，产生更快、更强的二次免疫反应。在器官移植过程中，免疫系统会对外来器官产生细胞免疫反应。
答案　(1)细胞C、细胞E　细胞B、细胞C、细胞E　(2)抗原细胞E细胞D沉淀或凝集反应(吞噬细胞吞噬消化)　(3)效应T细胞　与细胞F接触，使其裂解死亡，释放抗原　图乙　(4)抗原与细胞C的抗原识别受体直接结合　细胞B将抗原呈递给细胞C　(5)抗原和编码抗体的基因
14．(15分)(2012·合肥二次质检)下图是甲型H1N1流感病毒模式图和侵入人体后发生免疫反应的图解，图中A、B为有关的物质。请据图回答问题。
(1)据研究表明，甲型H1N1流感病毒(如图一)是一种单链RNA病毒，其基因组RNA自身即可发挥翻译模板的作用。其翻译合成蛋白质的场所是________。
(2)根据图二分析，当入侵病毒的蛋白质与图中寄主细胞表面的________结合，寄主细胞才能成为效应T细胞识别出的靶细胞。效应T细胞与靶细胞密切接触依赖细胞膜上的B物质，B物质的化学本质是________。物质A由效应T细胞分泌，又能诱导生成更多效应T细胞，则这是一个________调节过程，物质A为________。
解析　(1)病毒没有细胞结构，其增殖过程是在寄主细胞内完成的，合成蛋白质的场所是寄主细胞的核糖体。(2)由图二可确定，只有当入侵病毒的蛋白质与图中寄主细胞表面的MHC结合，寄主细胞才能成为效应T细胞识别出来的靶细胞；效应T细胞与靶细胞密切接触依赖细胞膜上的糖蛋白；效应T细胞分泌的淋巴因子能诱导生成更多效应T细胞，此过程是一个(正)反馈调节过程。
答案　(1)寄主细胞的核糖体　(2)MHC　糖蛋白　(正)反馈　淋巴因子
15．(15分)(2011·上海浦东新区抽测)图1是HIV病毒结构示意图，图2是HIV侵入人体T淋巴细胞并增殖的示意图，图3表示HIV病毒侵入人体后，随时间的变化体内HIV病毒和T淋巴细胞数量的变化曲线。据图分析回答。
(1)图1中的E表示________，C的成分是________。
(2)HIV与T淋巴细胞之间的识别是________(特异性/非特异性)的，HIV通过________方式进入T淋巴细胞。
(3)据图2简述HIV在T淋巴细胞内复制繁殖的过程。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)据图3分析，在第1年内，造成HIV的浓度明显下降的原因是________。T细胞对HIV抵抗作用的机理是________。第1年到第9年内，HIV的浓度变化是________，原因是________。若不及时治疗，艾滋病患者不能长时间生存，因为其________基本丧失。T淋巴细胞的多少和HIV浓度之间呈________关系。
(5)由于HIV的变异具有________等特点，给疫苗的研究带来了很大麻烦。
解析　(1)图1表示HIV病毒，其中E表示病毒的RNA，C表示病毒的蛋白质。(2)HIV病毒是吞噬细胞消化不了的病毒，借助细胞免疫，而细胞免疫是特异性免疫，能对HIV病毒进行特异性识别，而HIV是大分子物质构成的生命体，进入细胞时通过内吞与病毒外面的蛋白质外壳和T细胞膜融合。(3)HIV病毒是RNA病毒，通过逆转录形成DNA，并整合到T淋巴细胞DNA上，然后在细胞核中转录出病毒RNA，同时以该RNA为模板在细胞质中合成病毒蛋白质，并装配成完整的病毒颗粒。(4)当机体刚感染病毒时候，未感染HIV病毒的T淋巴细胞分化成效应T细胞，一方面与被HIV侵入的T淋巴细胞接触，使后者裂解死亡；另一方面促进免疫活性物质——淋巴因子的产生，发挥有关细胞的免疫效应可以消灭大多数病毒，所以病毒数目减少；但随时间推移，如果不及时治疗，病毒逐渐侵蚀T细胞，使T细胞数目逐渐减少，细胞免疫逐渐减弱甚至丧失免疫，同时体液免疫也受到影响，最后导致机体免疫功能丧失而导致机体死亡。因为HIV病毒寄生在T细胞内，所以T细胞数目和病毒数目成反比。(5)因为HIV病毒的遗传物质是单链RNA，稳定性差，其具有变异频率高和变异的不定向性等特点，所以导致疫苗的研究和培养困难。由于疫苗的培养条件苛刻，且病毒变异率高，若使用的不及时会导致疫苗利用力下降。
答案　(1)RNA(核心)　蛋白质　(2)特异性　胞吞或蛋白质外壳与宿主细胞膜融合　(3)HIV病毒侵入寄主细胞后，利用逆转录酶合成DNA，并整合到T淋巴细胞的DNA上，然后在细胞核中转录出病毒RNA，同时以该RNA为模板在细胞质中合成病毒蛋白质，并装配成完整的病毒颗粒　(4)免疫系统可以消灭大多数病毒 细胞免疫(未感染HIV病毒的T淋巴细胞分化成效应T细胞，一方面与被HIV侵入的T淋巴细胞接触，使后者裂解死亡；另一方面促进免疫活性物质——淋巴因子的产生，发挥有关细胞的免疫效应) 增加　T细胞减少和免疫系统被破坏　免疫能力　反比　(5)频率相对较高和不定向性第二单元
第6讲　细胞器——系统内的分工合作
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考四川卷)下列有关生物膜结构和功能的描述，不正确的是
A．植物原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性
B．合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达
C．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
D．生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
解析　细胞原生质体的融合依赖于细胞膜的结构特性，即具有一定的流动性，A项正确。分泌蛋白在粗面内质网上的核糖体中合成后，进入内质网腔，经过初加工，如折叠、组装、加上糖基团等，才能成为较成熟的蛋白质；然后由内质网腔膨大并形成具膜小泡，小泡包裹蛋白质转移至高尔基体进一步加工；高尔基体边缘“出芽”形成小泡，蛋白质包裹在小泡中运输到细胞膜，然后与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外，因此细胞膜、内质网膜和高尔基体膜之间可通过具膜小泡的转移实现成分的更新，选项C、D均正确。 内质网还具有参与脂质的合成等功能，因此，合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般较发达，B项错误。
答案　B
2．(2011·高考广东卷)小陈在观察成熟叶肉细胞的亚显微结构照片后得出如下结论，不正确的是
A．叶绿体和线粒体都有双层膜 B．核糖体附着在高尔基体上
C．内质网膜与核膜相连 D．液泡是最大的细胞器
解析　叶绿体和线粒体均具有双层膜，在观察成熟叶肉细胞的亚显微结构时会发现它们的双层膜结构，A项正确；在真核细胞中，有些核糖体游离分布在细胞质基质中，也有许多附着在内质网膜和核膜外表，核糖体不附着在高尔基体上，B项错误；在结构上，内质网膜内接核膜，外接细胞膜，C项正确；成熟叶肉细胞中央大液泡可占据细胞体积的90%以上，所以是最大的细胞器，D项正确。
答案　B
3．(2011·高考重庆卷)下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是
A．氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜
B．叶绿体基质中含有核酸和参与光合作用的酶
C．水分子和钾离子以自由扩散方式进出轮藻细胞
D．精细胞变为精子后，尾部的线粒体与其运动有关
解析　钾离子等离子进出细胞的方式为主动运输，C项错误；氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子可以通过核膜，A项正确；叶绿体和线粒体中含有DNA和RNA，叶绿体基质中含有暗反应需要的多种酶，B项正确；精细胞变形成为精子后，其残存的细胞质中含有的线粒体可为精子的运动提供能量，D项正确。
答案　C
4．(2011·江苏卷)关于人体细胞结构和功能的叙述，正确的是
A．在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息
B．核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C．线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜
D．高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体形成有关
解析　细胞的遗传物质是DNA，细胞核内的RNA不能自我复制(传递遗传信息)，也不能在细胞核内翻译形成蛋白质(表达遗传信息)，A项错误；核糖体是蛋白质合成的场所，但蛋白质加工的场所为内质网和高尔基体，B项错误；因线粒体内膜上分布有氧呼吸第三阶段的酶，故线粒体内膜蛋白质含量高于外膜，所以线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜，C项正确；中心体与有丝分裂中纺锤体的形成有关，在有丝分裂前期发出星射线形成纺锤体，D项错误。
答案　C
5．(2011·高考福建卷)下列关于人体细胞代谢场所的叙述，正确的是
A．乳酸产生的场所是线粒体
B．雌性激素合成的场所是核糖体
C．血红蛋白合成的场所是高尔基体
D．胰岛素基因转录的场所是细胞核
解析　人体细胞无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质，A项错误；雌性激素属于脂质，而脂质的合成场所是内质网，B项错误；血红蛋白的合成场所是核糖体，C项错误；胰岛素基因存在于细胞核中，其复制与转录过程都是在细胞核中完成的，D项正确。
答案　D
6．(2010·北京理综)下列对生物细胞代谢活动的描述不正确的是
A．大肠杆菌在拟核区转录信使RNA B．乳酸杆菌在细胞质基质中产乳酸
C．衣藻进行光合作用的场所是叶绿体 D．酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质
解析　本题主要考查生物细胞代谢活动的相关知识。A项，大肠杆菌属于原核生物，由原核细胞构成，原核细胞没有成形的细胞核，转录发生在拟核区；B项，乳酸属于无氧呼吸的产物，无氧呼吸的场所是细胞质基质；C项，衣藻属于单细胞低等植物(真核生物)，因而光合作用的场所是叶绿体；D项，酵母菌属于真核生物中的真菌类、其蛋白质合成的场所是核糖体，不是高尔基体。
答案　D
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·上海奉贤调研)如图为细胞结构的概念图，下列相关叙述不正确的是
A．该图不够完整，缺少细胞核等结构 B．图中c指细胞膜，f指细胞器
C．图中d的成分是纤维素和果胶 D．图中g可以利用h释放的CO2
解析　根据题图可推测该细胞为植物细胞；细胞的结构包括细胞壁(d)、细胞膜(c)、细胞质(a)、细胞核(b)四部分；细胞质由细胞质基质(e)和细胞器(f)构成；能产生CO2的细胞器为线粒体，能产生ATP的细胞器为叶绿体和线粒体，故g为叶绿体，h为线粒体。叶绿体可以利用线粒体产生的CO2进行光合作用。
答案　A
2．(2011·郑州模拟)下列关于叶绿体和线粒体的描述，错误的是
A．它们都由两层生物膜构成且是生物膜系统的组成部分
B．它们的内部都有基质且含有DNA和相同的酶
C．叶绿体内部还有类囊体堆叠成的基粒且上面附有很多色素
D．线粒体内膜上附有许多酶且能催化氢氧的化合生成水
解析　线粒体和叶绿体均具有两层膜，线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，叶绿体是进行光合作用的场所，二者的内部都有基质且含有DNA，但由于功能不同，所含的酶也不同。
答案　B
3．(2010·全国Ⅱ理综)下列关于高尔基体的叙述，错误的是
A．高尔基体膜具有流动性
B．抗体从合成到分泌不经过高尔基体
C．高尔基体膜主要由磷脂和蛋白质构成
D．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能
解析　本题考查细胞的细胞器和生物膜系统的相关知识，意在考查考生的记忆和理解能力。高尔基体膜是生物膜系统的组成部分，具有生物膜的共性，所以具有流动性，也主要是由磷脂和蛋白质构成的；抗体属于分泌蛋白，在分泌蛋白的形成过程中，一定要有高尔基体的参与，高尔基体对分泌蛋白进行加工。
答案　B
4．(2010·山东理综)溶酶体具有细胞内消化功能，其内部水解酶的最适pH在5.0左右。下列叙述错误的是
A．溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的
B．溶酶体执行功能时伴随其膜组分的更新
C．细胞质基质中的H＋被转运到溶酶体内需消耗能量
D．正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用
解析　本题考查溶酶体的功能，意在考查考生的理解能力和知识运用能力。溶酶体内的水解酶的化学本质是蛋白质，是由核糖体合成的，故A正确；大分子物质通过胞吞进入溶酶体，有的通过膜融合的形式进入溶酶体，改变了溶酶体的膜组分，故B正确；根据题干信息可知：溶酶体内的水解酶的最适pH在5.0左右，因而细胞质基质中的H＋通过主动运输的方式被转运到溶酶体内需消耗能量，故C正确；正常生理状态下机体的衰老细胞、破损细胞等，通过溶酶体的作用被分解，故D错误。
答案　D
5．细胞中具有由磷脂和蛋白质组成的膜结构的有
①细胞膜　②线粒体　③内质网　④核糖体　⑤中心体　⑥染色体　⑦核膜　⑧高尔基
A．①②③④⑤　　　　　 　B．②③④⑤⑥
C．③④⑤⑥⑦⑧ D．①②③⑦⑧
解析　细胞膜、线粒体、内质网、核膜和高尔基体均具有膜结构，核糖体、中心体和染色体均无膜结构。
答案　D
6．(2012·惠州模拟)黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质，有关研究发现，它能引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来，这一结果直接导致
A．核仁被破坏 B．染色体被破坏
C．细胞膜被破坏 D．蛋白质合成受到影响
解析　核糖体是生产蛋白质的机器，黄曲霉毒素引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来，这一结果直接导致分泌蛋白合成、加工受到影响。
答案　D
7．在下列生物或细胞中，能够合成蛋白质的是
①乳酸菌　②噬菌体　③禽流感病毒　④叶肉细胞　⑤唾液腺细胞　⑥心肌细胞
A．①④⑤⑥ B．②④⑤
C．②③⑥ D．①②④⑥
解析　蛋白质由核糖体合成，原核生物和真核生物均有核糖体，均能合成蛋白质，病毒无核糖体，不能合成蛋白质，噬菌体和禽流感病毒均为病毒。
答案　A
8．(2012·潍坊模拟)如图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包装在囊泡中的过程。胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直贮存在此囊泡中。该过程发生的场所应是
A．核糖体 B．细胞核
C．高尔基体 D．细胞质基质
解析　内质网和高尔基体均能加工蛋白质，但内质网是敞开的，高尔基体是封闭的；核糖体能合成蛋白质，但不能加工。
答案　C
9．将用3H标记的谷氨酸注入人胰腺的腺泡细胞后，合成物质X并分泌到细胞外，如图，其中的①②及物质X分别是
核糖体―→①―→②细胞膜细胞外
A．内质网、高尔基体、胰岛素 B．内质网、线粒体、胰高血糖素
C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶 D．高尔基体、线粒体、呼吸酶
解析　分泌蛋白由核糖体合成后，经内质网和高尔基体加工，由细胞膜排出，故①是内质网，②是高尔基体。X为分泌蛋白，选项中胰岛素、胰高血糖素、胰蛋白酶均为分泌蛋白，呼吸酶为胞内酶，不属于分泌蛋白。
答案　A
10．(2011·郴州模拟)如图为细胞亚显微结构示意图，下列有关说法不正确的是
A．此图可用来表示低等植物细胞的亚显微结构
B．若此图表示洋葱根尖分生区细胞，应去掉的结构为5、9
C．图中能利用尿嘧啶核糖核苷酸的结构有3、5、6
D．此图若表示动物的性腺细胞，则不应有的结构为1、2、5
解析　该图可观察细胞核、线粒体和叶绿体等的详细结构，因此为亚显微结构，由于图示中1为细胞壁，9为中心体，所以此图可用来表示低等植物细胞；洋葱根尖分生区细胞，无5叶绿体、9中心体和2大液泡；尿嘧啶核糖核苷酸为RNA的组成原料，3细胞核、5叶绿体和6线粒体均有RNA；性腺细胞为动物细胞，无1细胞壁、2大液泡和5叶绿体。
答案　B
11．下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是
A．在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结合到mRNA上
B．唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多
C．核孔是生物大分子可以选择性进出的通道
D．吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于物质出入的部位
解析　mRNA是在细胞核中转录的，而核糖体存在于细胞质中，因此，转录时核糖体无法和mRNA结合。为了加快蛋白质的合成速度，一条mRNA可与多个核糖体结合，同时合成多条肽链。高尔基体与分泌蛋白的合成与分泌有关；产生分泌蛋白多的细胞中高尔基体的数量就多。唾液腺细胞产生的唾液淀粉酶属分泌蛋白；胰腺细胞产生的消化酶也属分泌蛋白，故在唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多。大分子物质，如酶、mRNA等，不能从核膜进出细胞核，而从核孔进出，但其他的物质则不能通过核孔，因此核孔具有选择性。小肠绒毛上皮细胞通过主动运输方式吸收和转运营养物质时，需要消耗能量，能量主要由线粒体提供，因此物质出入的部位，耗能较多，线粒体较多。
答案　A
12．(2012·浏阳一中期中)关于“观察叶绿体的形态和分布”的实验，下列说法正确的是
A．选用含叶绿体小而少的细胞来观察
B．活细胞细胞质基质中的叶绿体是静止不动的
C．选用含叶绿体大而少的细胞来观察
D．制片时的叶片应保持干燥
解析　在观察叶绿体的形态和分布实验时，应选择含叶绿体大而少的细胞来观察，故A错误、C正确；活细胞中的叶绿体可随着细胞质基质的流动而流动，而不是静止不动的，故B错误；观察叶绿体是在鲜活状态下进行的，因此，制片时叶片应保持湿润，故D错误。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)下图中A～E是从几种生物细胞中分离出来的5种细胞器，①～④是从这5种细胞器中分离出来的几种有机物(①④只表示某有机物的局部)，请回答下列问题：
(1)从细胞中分离各种细胞器的方法是先将________获得各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，再用________的方法获得各种细胞器。
(2)①～④中属于生物大分子的是_________________________________________________。
(3)5种细胞器都有的有机物是[　　]________，如果该物质中混有一些葡萄糖，提纯该物质的方法是___________________________________________________________________________。
(4)具有①结构的物质存在于[　　]________中，提取它所用的溶剂是________，分离它的方法是_____________________________________________________________________________。
(5)能够合成③物质的细胞器有[　　]____________、[　　]________。
解析　本题综合考查细胞器的结构与功能。从细胞中分离细胞器的方法是先破坏细胞膜得到细胞器与细胞质基质组成的匀浆，再用差速离心的方法获得各种细胞器；蛋白质与核酸属于生物大分子；蛋白质是生命活动的主要承担者，常用透析、离心或电泳的方法分离蛋白质；在叶绿体和线粒体中都可以进行ATP的合成。
答案　(1)细胞膜破坏　差速离心　(2)②④　(3)④　蛋白质　透析、离心、电泳　(4)C　叶绿体　酒精、丙酮　纸层析法　(5)A　线粒体　C　叶绿体
14．(15分)下图①～⑦为细胞器或细胞的某一结构。请据图回答有关问题：
(1)①～⑦中具有单层膜的细胞器是________(填序号)，控制物质进出细胞的结构是________(填序号)，它对细胞的生命活动至关重要的特性是________。
(2)胰岛B细胞产生、运输、加工和分泌胰岛素到细胞外，依次经过的膜结构是________(填序号)。若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞，测得细胞内三种细胞器上放射性强度发生的变化如图所示，则图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是________。
(3)⑤结构上可合成的物质是________，⑦内________(填序号)结构被破坏，这种物质的合成将不能正常进行的原因是________。
(4)研究推测水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的蛋白质有关。美国科学家试图从人血红细胞、肾小管壁细胞膜上寻找这种蛋白质，之所以用这两种细胞为实验材料，这是因为人成熟的红细胞________，而肾小管壁细胞对水分子的重吸收能力强。
解析　(1)①为高尔基体，②为线粒体，③为内质网，④为叶绿体，⑤为核糖体，⑥为细胞膜，⑦为细胞核，①～⑦中具有单层膜的细胞器是：①高尔基体，③内质网；⑥细胞膜能控制物质的进出；细胞膜对细胞生命活动至关重要的特性即功能特性是选择透过性。(2)胰岛素为分泌蛋白，其产生、运输、加工和分泌到细胞外依次经过的是：⑤核糖体→③内质网→①高尔基体→⑥细胞膜，⑤核糖体无膜，所以依次经过的膜结构是③①⑥；氨基酸合成蛋白质，从图知，Ⅰ先有放射性，然后到Ⅱ，最后到Ⅲ，所以图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示细胞器的名称依次是核糖体、内质网、高尔基体。(3)⑤核糖体与蛋白质的合成有关；⑦细胞核内的核仁与核糖体合成有关，当b核仁被破坏后，会影响核糖体的形成，从而使蛋白质合成受影响。(4)人成熟的红细胞除细胞膜外无其他结构的膜，便于获得纯净的细胞膜，可以用来作为研究有关细胞膜内容的实验材料。
答案　(1)①③　⑥　选择透过性 (2)③①⑥　核糖体、内质网、高尔基体
(3)蛋白质(多肽)　b　核仁　与核糖体的形成有关
(4)除细胞膜外无其他结构的膜，便于获得纯净的细胞膜
15．(15分)(2012·泰安模拟)A图为某植物细胞的亚显微结构模式图，B图为某动物细胞分泌蛋白合成和分泌的途径，请据图回答问题：
(1)蓝藻细胞与A图细胞最主要的区别是________。
(2)A图细胞中与能量转换有关的细胞器是________(填标号)。某种毒素能抑制细胞有氧呼吸，该毒素损伤了[　]________。
(3)假如A图为动物细胞，不应有的结构是________(填标号)，应添加的结构是________。
(4)若用含18O标记的氨基酸培养液培养B图细胞，发现在合成分泌蛋白的过程中产生了HO，则HO的生成部位是[　]________，该细胞中出现18O的部位依次为________(填图中标号)。
(5)B细胞在分泌物分泌前后几种生物膜面积将会发生改变，由此可以说明，生物膜具有一定的________，请再举一个能体现生物膜此结构特点的例子：________。
解析　(1)蓝藻细胞与植物细胞最主要的区别是无核膜包被的细胞核(或无核膜)。
(2)A图细胞中与能量转换有关的细胞器是4线粒体和3叶绿体。线粒体是有氧呼吸的主要场所．因此某种毒素能抑制细胞有氧呼吸，则该毒素损伤了4线粒体。
(3)动物细胞无1细胞壁、3叶绿体和9大液泡．应添加的结构是中心体。
(4)含18O标记的氨基酸在合成分泌蛋白的过程中在②核糖体上的脱水缩合过程中产生了HO，该细胞中出现18O的部位依次为②核糖体、③内质网、④高尔基体和⑤细胞膜。
(5)B细胞在分泌物分泌前后几种生物膜面积将会发生改变，说明生物膜具有一定的流动性，变形虫的变形运动、细胞分裂、细胞融合等均体现膜的流动性。
答案　(1)无核膜包被的细胞核(或无核膜)
(2)3、4　[4]线粒体　(3)1、3、9　中心体
(4)[②]核糖体　②③④⑤
(5)流动性　变形虫的变形运动(细胞分裂、细胞融合等，任答一项，合理即可)第六单元
第20讲　DNA分子的结构、复制及基因
是有遗传效应的DNA片断
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考海南卷)关于核酸生物合成的叙述，错误的是
A．DNA的复制需要消耗能量
B．RNA分子可作为DNA合成的模板
C．真核生物的大部分核酸在细胞核中合成
D．真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期
解析　DNA分子复制时，双链解旋成单链的过程需要ATP供能；在逆转录酶的作用下，某些生物可以以RNA为模板合成DNA；真核细胞中，DNA复制与DNA转录合成RNA的过程主要发生在细胞核中；真核细胞的染色体DNA的复制发生在细胞有丝分裂间期或减数分裂前的间期。
答案　D
2．(2011·上海单科)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在
A．两条DNA母链之间 B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间 D．DNA子链与其非互补母链之间
解析　在DNA复制时，首先是构成DNA的两条母链解旋，然后以分开的两条母链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链。
答案　A
3．(2011·高考安徽卷)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是
A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子
B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行
C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶
D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次
解析　由图可以看出，甲图所示为DNA分子的复制过程，其方式为半保留复制，产生两个相同的子代DNA分子；乙图所示为以DNA分子的一条链为模板，产生单链RNA的转录过程，故A项错误。DNA分子复制过程可发生在细胞核、叶绿体、线粒体中，转录过程主要发生在细胞核中，B项错误．在上述两个过程中，均需要解旋酶参与，故C项错误。在一个细胞周期中，DNA分子只复制一次，在整个细胞周期中每时每刻都需要多种酶的参与，多数酶的化学本质是蛋白质，因而转录、翻译过程贯穿于细胞周期的始终，因此乙图所示过程可起始多次，D项正确。
答案　D
4．(2010·上海)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中
A．G的含量为30%　　　　　 B．U的含量为30%
C．嘌呤含量为50% D．嘧啶含量为40%
解析　本题考查碱基互补配对原则的应用，意在考查考生的推理计算能力。根据DNA双螺旋结构中A＝T、C＝G可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故C正确。其他碱基的含量分别为：T＝A＝30%、C＝G＝[1－(30%＋30%)]/2＝20%。
答案　C
5．(2010·山东理综)下列实例与基因的作用无关的是
A．细胞分裂素延迟植物衰老
B．极端低温导致细胞膜破裂
C．过量紫外线辐射导致皮肤癌
D．细菌感染导致B淋巴细胞形成效应B(浆)细胞
解析　本题考查基因的作用，意在考查考生对知识的迁移和运用能力。细胞分裂素是促进细胞分裂的物质，能维持蛋白质和核酸的合成，而蛋白质和核酸的合成与基因有关；极端低温导致细胞膜破裂的原因是细胞中的自由水形成冰，导致细胞体积增大，从而使细胞膜破裂，这与基因的作用无关；过量紫外线辐射导致皮肤细胞中的基因发生突变，从而引发皮肤癌，这也与基因的作用有关；细菌感染导致B淋巴细胞增殖和分化形成效应B(浆)细胞，而细胞分化是基因选择性表达的结果，也与基因的作用有关。
答案　B
6．(2010·北京理综)科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
组别 1组 2组 3组 4组
培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl
繁殖代数 多代 多代 一代 两代
培养产物 A B B的子Ⅰ代 B的子Ⅱ代
操作 提取DNA并离心
离心结果 仅为轻带(14N/14N) 仅为重带(15N/15N) 仅为中带(15N/14N) 1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)
请分析并回答：
(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过________代培养，且培养液中的________是唯一氮源。
(2)综合分析本实验的DNA离心结果，第________组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第________组和第________组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是________。
(3)分析讨论：
①若子Ⅰ代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自________，据此可判断DNA分子的复制方式不是________复制。
②若将子Ⅰ代DNA双链分开后再离心，其结果________(选填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子Ⅱ代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置______，放射性强度发生变化的是______带。
④若某次实验的结果中，子Ⅰ代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能的原因是新合成DNA单链中的N尚有少部分为________。
解析　(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过多代培养，并且培养液中15NH4Cl是唯一氮源。(2)从图表看，证明DNA分子的复制方式是半保留复制，第3组实验结果起到了关键作用，因为其离心后仅为中带(15N/14N)；还需与第1组和第2组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是半保留制。(3)①亲代DNA为15N/15N，原料为14N，离心的结果为“轻”(14N/14N)和“重”(15N/15N)，则“重带”DNA来自于亲代DNA，即B，这种复制方式没有发生母链与子链的重新组合，因而不是半保留复制。②判断DNA的复制方式主要是看子代DNA与亲代DNA的关系，实质是母链与子链是否发生重新组合，若将DNA双链分开离心，则不能判断DNA的复制方式。③在同等条件下，将子Ⅱ代继续培养(原料为14N)，密度带仍为两种，即轻带(14N/14N)和中带(15N/14N)，位置未发生变化，其中随着n的增加轻带的数量会逐渐增加，而中带不变，因而放射性强度发生变化的是轻带。④子I代DNA的“中带”(15N/14N)比以往实验结果略宽，说明该实验结果中的“中带”不完全是15N/14N，有可能新形成的子链(14N)中混有少量的15N。
答案　(1)多　15N/15NH4Cl　(2)3　1　2　半保留复制　(3)①B　半保留　②不能　③没有变化　轻　④15N
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．下列关于DNA分子结构的叙述中错误的是
A．每个双链DNA分子最多含有四种脱氧核苷酸
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个DNA分子中碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．一段双链DNA分子中若含有40个胞嘧啶，就会同时含有40个鸟嘌呤
解析　每个脱氧核苷酸由一分子碱基，一分子磷酸和一分子脱氧核糖相连而成。连接关系是中间为脱氧核糖，其一端连接磷酸，另一端连接碱基。脱氧核苷酸相互连接时，是一个脱氧核苷酸的磷酸和另一个脱氧核苷酸的脱氧核糖相连接，碱基不参与连接但和互补链上的碱基通过氢键相连接。这样每一条链上的磷酸和上、下两个脱氧核糖相连接，同理，每个脱氧核糖也和两个磷酸相连接。
答案　B
2．由一对氢键连接的脱氧核苷酸，结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成是
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．二个磷酸、二个脱氧核糖和一个尿嘧啶
解析　通过氢键与腺嘌呤脱氧核苷酸配对的是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子碱基构成的。
答案　C
3．(2012·浙江温州十校联考)图为DNA分子结构示意图，对该图的描述正确的是
A．②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
B．④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
C．当DNA复制时，⑨的形成需要连接酶
D．DNA分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
解析　①和②相间排列，构成了DNA分子的基本骨架；④的结构并不是胞嘧啶 脱氧核苷酸，①是属于上一个脱氧核苷酸的磷酸，由②和③及下面的磷酸才可以构成胞嘧啶脱氧核苷酸；⑨的形成不需要连接酶。
答案　D
4．(2011·惠安模拟)在DNA双螺旋结构中，碱基之间的氢键的数量影响着它们的牢固性。现有四个DNA样品，请根据样品中碱基的含量判断，最有可能来自嗜热菌的是
A．含胸腺嘧啶32%的样品 B．含腺嘌呤17%的样品
C．含腺嘌呤30%的样品 D．含胞嘧啶15%的样品
解析　碱基G和C的比例越高，其结构越稳定，而B项中含腺嘌呤17%的样品中碱基G和C的比例最高，故其最可能来自嗜热菌。
答案　B
5．(2012·山东潍坊一模)非同源染色体上的DNA分子之间最可能相同的是
A．碱基序列 B．碱基数目
C．(A＋T)/(G＋C)的比值 D．碱基种类
解析　非同源染色体上的DNA分子大不相同，包括碱基序列、数目等，但种类有可能相同，即都含有四种碱基。
答案　D
6．下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A．无丝分裂一般不发生DNA复制
B．DNA复制过程中可能会产生新的基因
C．一个DNA分子通过复制形成另一个新的DNA分子
D．DNA复制时需要解旋酶、限制酶、DNA聚合酶
解析　凡细胞分裂，都要进行DNA复制，否则难以保证遗传稳定性。DNA复制是典型的半保留复制，通过复制由1个DNA分子变为两个DNA分子，复制过程中需要解旋酶和DNA聚合酶，限制酶是基因工程中用于切割目的基因和载体的酶，DNA复制时在解旋过程中可能发生基因突变而产生新基因。细胞增殖过程中均要发生DNA复制。
答案　B
7．DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构
解析　DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开。在DNA中的碱基对有两种G－C，A－T。
答案　D
8．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制5次。下列有关判断正确的是
A．含有15N的DNA分子有两个
B．含有14N的DNA分子占15/16
C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个
D．复制结果共产生32个DNA分子，其中1/2含15N
解析　被15N标记的DNA分子，在含14N的培养基中连续复制5次后，共产生25＝32个DNA分子。被15N标记的DNA分子的两条链只能进入到2个DNA分子中，故含14N的DNA分子为25＝32个，所占比例为1。含有100个碱基对(200个碱基)的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，则有腺嘌呤(腺嘌呤脱氧核苷酸)＝40个，故复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸(25－1)×40＝1 240个。
答案　A
9．将大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中培养后，再转移到含有14N的普通培养液中培养，8小时后提取DNA进行分析，得出含15N的DNA占总DNA的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是
A．2小时 B．4小时
C．1.6小时 D．1小时
解析　由DNA分子半保留复制的特点，知子代中含15N的DNA应有2个，则由题干分析，8小时共有32个DNA分子，则DNA分子复制了5次，即大肠杆菌分裂了5次，则其分裂周期为8/5＝1.6小时。
答案　C
10．已知一个完全标记上15N的DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤(A)有40个，经过n次复制后，不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1，需游离的胞嘧啶(C)为m个，则n、m分别是
A．3　900 B．3　420
C．4　420 D．4　900
解析　根据DNA分子的特点可知一个含100个碱基对的DNA分子，腺嘌呤(A)有40个，则T有40个、60个G和60个C。由于DNA分子的复制是半保留复制，则由不含15N的DNA分子总数与含15N的DNA分子总数之比为7∶1可知共复制了4次，产生了16个DNA分子。需要游离的C∶(16－1)×60＝900。
答案　D
11．(2012·苏、锡、常、镇四市一次调查)下列有关基因的叙述，正确的是
①原核生物的基因与真核生物的基因本质和结构都相同　②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息　③种群中基因频率的改变不一定会导致新物种的形成　④DNA分子内部结构的改变都能引起基因突变
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
解析　真核生物基因的结构在编码区有非编码序列即有内含子和外显子之分，原核生物的基因在编码区都是编码序列；DNA分子的非基因片段的改变不能引起基因突变。
答案　B
12．(2011·双鸭山模拟)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是
A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
解析　在DNA分子结构中一个脱氧核糖连接一个碱基，但磷酸则是多数连着两个，因为脱氧核苷酸是相连的，脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本的骨架结构。只有DNA的两端存在两个脱氧核糖只连着一个磷酸的情况。
答案　A
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图为大肠杆菌的DNA分子结构示意图(片段)。请据图回答问题：
(1)图中1表示________，2表示________，1、2、3结合在一起的结构叫________。
其排列顺序中蕴藏着__________________________________________________。
(2)图中3有________种，中文名字分别是________。
(3)含有200个碱基的某DNA片段中碱基间的氢键共有260个。请回答：
①该DNA片段中共有腺嘌呤____________个，C和G共______________对。
②该片段复制4次，共需原料胞嘧啶脱氧核苷酸______________个。
③在DNA分子稳定性的比较中，________碱基对的比例高，DNA分子稳定性高。
(4)假定大肠杆菌只含14N的DNA的相对分子质量为a，只含15N的DNA的相对分子质量为b。现将只含15N的DNA培养到含14N的培养基中，子一代DNA的平均相对分子质量为________，子二代DNA的平均相对分子质量为________________________________________。
答案　(1)磷酸　脱氧核糖　脱氧核苷酸　遗传信息　(2)2　鸟嘌呤、胞嘧啶　(3)①40　60　②900　③C和G　(4)(a＋b)/2　(3a＋b)/4
14．(15分)(2012·南京调研)图1表示细胞生物遗传信息传递的某过程，图2表示DNA结构片段。请回答下列问题：
(1)图1所示的遗传信息传递过程是________，其中不同于图2的碱基互补配对方式是________。
(2)科学家在探究DNA复制特点时运用的主要技术是________。若把图2所示DNA放在含15N的培养液中复制3代，子代中含14N的DNA所占比例为________。在DNA复制过程中作用于b点的酶是________。
(3)若通过PCR技术共得到32个图2中的DNA片段则至少要向试管中加入________个腺嘌呤脱氧核苷酸。
解析　图中所示DNA中只有1条含14N的链，因此子代DNA中含14N的DNA也只有1个，而复制3代后总的DNA数为8个，故复制3代后，子代中含14N的DNA所占比例为1/8。图2所示DNA片段中含腺嘌呤脱氧核苷酸4个，则32个DNA片段中含腺嘌呤脱氧核苷酸128个，复制时需要腺嘌呤脱氧核苷酸＝128－4(原亲代中的个数)＝124个。
答案　(1)转录　A－U　(2)放射性同位素示踪技术　1/8　解旋酶　(3)124
15．(15分)正常情况下，细胞内完全可以自主合成组成核酸的核糖和脱氧核糖。现在细胞系由于发生基因突变而不能自主合成核糖和脱氧核糖，必须从培养基中摄取。为验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，现提供如下实验材料，请你完成实验方案。
(1)实验目的：验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸。
(2)实验材料：突变细胞系、基本培养基、核糖核苷酸、14C—核糖核苷酸、脱氧核苷酸、14C—脱氧核苷酸、放射性探测显微仪等。
(3)实验原理
DNA主要分布在________，其基本组成单位是________；RNA主要分布在________，其基本组成单位是____________________________________________________________________。
(4)实验步骤
分组编号 培养基甲 培养基乙
设置对照实验 加入适量的核糖核苷酸和14C—脱氧核苷酸 ____________
培养 分别接种等量的________，在相同的适宜条件下培养
观察 分别选取培养基甲和培基基乙中的细胞，用放射性探测显微仪观察____________________
(5)预期结果
①培养基甲中细胞的放射性部位主要在___________________________________________；
②培养基乙中_________________________________________________________________。
(6)实验结论：_________________________________________________________________。
解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，主要存在于细胞核中，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，主要存在于细胞质中。要验证DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸，而不是核糖核苷酸，可以根据被标记的脱氧核苷酸在细胞中的分布情况判断。
答案　(3)细胞核　脱氧核苷酸　细胞质　核糖核苷酸
(4)加入等量的14C—核糖核苷酸和脱氧核苷酸　突变细胞系　细胞核和细胞质的放射性强弱
(5)①细胞核　②细胞的放射性部位主要在细胞质
(6)DNA分子复制的原料是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸第五单元
第17讲　孟德尔的豌豆杂交实验(二)
知能达标训练
真题演练
1．(2011·上海单科)在孟德尔两对相对性状杂交实验中，F1黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是
A．F1产生4个配子，比例为1∶1∶1∶1
B．F1产生基因型YR的卵和基因型YR的精子数量之比为1∶1
C．基因自由组合定律是指F1产生的4种类型的精子和卵可能自由组合
D．F1产生的精子中，基因型为YR和基因型为yr的比例为1∶1
解析　在孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，F1会产生4种多个配子，且精子数目远远多于卵细胞数目；基因自由组合定律是在F1产生配子时起作用，其实质是减数分裂形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合随配子遗传给后代。
答案　D
2．(2011·高考海南卷)假定五对等位基因自由组合，则杂交组合AaBBCcDDEe×AaBbCCddEe产生的子代中，有一对等位基因杂合、四对等位基因纯合的个体所占的比率是
A．1/32　　　　　　　　　 B．1/16
C．1/8 D．1/4
解析　由亲本基因型知，其后代一定含有Dd，根据题意要求后代除Dd外，其他基因均纯合。由此可知符合要求的个体比率＝1/2(AA＋aa) ×1/2BB×1/2CC×1Dd ×1/2(EE＋ee)＝1/16。
答案　B
3．(2011·上海单科)小麦麦穗基部离地的高度受四对基因控制，这四对基因分别位于四对同源染色体上。每个基因对高度的增加效应相同且具叠加性。将麦穗离地27 cm的mmnnuuvv和离地99 cm的MMNNUUVV杂交得到F1，再用F1代与甲植株杂交，产生F2代的麦穗离地高度范围是36～90 cm，则甲植株可能的基因型为
A．MmNnUuVv B．mmNNUuVv
C．mmnnUuVV D．mmNnUuVv
解析　因每个基因对高度的增加效应相同，且具叠加性，所以每个显性基因可使离地高度增加：＝9 cm，F1的基因型为：MmNnUnVv，由F1与甲杂交，产生F2代的离地高度范围是36～90 cm，可知：F2代中至少有一个显性基因，最多有7个显性基因，采用代入法可确定B正确。
答案　B
4．(2011·北京理综)决定小鼠毛色为黑(B)/褐(b)色、有(s)/无(S)白斑的两对等位基因分别位于两对同源染色体上。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代中出现黑色有白斑小鼠的比例是
A．1/16 B．3/16
C．7/16 D．9/16
解析　本题主要考查基因自由组合定律的应用。基因型为BbSs的小鼠间相互交配，后代表现型比为9∶3∶3∶1，其中黑色有白斑小鼠(基因型为B_ss)的比例为3/16。
答案　B
5．(2010·安徽理综)南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制(A、a和B、b)，这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此推断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是
A．aaBB和Aabb B．aaBb和AAbb
C．AAbb和aaBB D．AABB和aabb
解析　F1自交所产生F2表现型及比例接近9∶6∶1，这可以推测出，两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表示相似的性状，两种基因均为隐性时又表现为另一种性状。又知圆形南瓜亲本杂交，后代全为扁盘形，这说明两亲本均为纯合子，其基因型为AAbb和aaBB。
答案　C
6．(2011·高考福建卷)二倍体结球甘蓝的紫色叶对绿色叶为显性，控制该相对性状的两对等位基因(A、a和B、b)分别位于3号和8号染色体上。下表是纯合甘蓝杂交试验的统计数据：
亲本组合 F1株数 F2株数
紫色叶 绿色叶 紫色叶 绿色叶
①紫色叶×绿色叶 121 0 451 30
②紫色叶×绿色叶 89 0 242 81
请回答：
(1)结球甘蓝叶色性状的遗传遵循________定律。
(2)表中组合①的两个亲本基因型为________，理论上组合①的F2紫色叶植株中，纯合子所占的比例为______。
(3)表中组合②的亲本中，紫色叶植株的基因型为________。若组合②的F1与绿色叶甘蓝杂交，理论上后代的表现型及比例为________。
(4)请用竖线(|)表示相关染色体，用点(·)表示相关基因位置，在右图圆圈中画出组合①的F1体细胞的基因示意图。
解析　(1)已知一对相对性状是由两对等位基因控制的，且这两对等位基因分别位于两对同源染色体上，故此性状遗传遵循基因的自由组合定律，表格中的数据比例也相符。(2)组合①的F2中紫色，绿色约为15∶1，故F1含有两对等位基因，F2中基因型为aabb的植林的叶片表现为绿色，A_B_、A_bb、aaB_的植林都表现为紫色。组合①的紫色和绿色亲本基因型为：AABB和aabb，F2中15份紫色叶植株中有3份为纯合子，即1AABB、1AAbb、laaBB，故F2的紫色叶植株中，纯合子所占的比例为1/5。(3)由组合②的F2中分离比约为3∶1，推知F1中只含1对等位基因，故亲本中紫色叶植株的基因型为AAbb(或aaBB)，F1植株的基因型为Aabb(或aaBb)，与基因型为aabb的绿色叶植株杂交后，后代的表现型为紫色∶绿色＝1∶1。(4)把握住组合①的F1中含两对等位基因，且位于不同对的同源染色体上，即可画出示意图。
答案　(1)自由组合　(2)AABB、aabb　1/5　(3)AAbb(或aaBB)　紫色叶∶绿色叶＝1∶1
(4)
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．在两对相对性状的遗传实验中，可能具有1∶1∶1∶1比例关系的是
①杂种自交后代的性状分离比　②杂种产生配子类别的比例　③杂种测交后代的表现型比例　④杂种自交后代的基因型比例　⑤杂种测交后代的基因型比例
A．①②④ B．②④⑤
C．①③⑤ D．②③⑤
解析　在两对相对性状的遗传实验中，杂种自交后代的性状分离比表现为9∶3∶3∶1，其产生配子类别比例为1∶1∶1∶1，测交后代的表现型及基因型比例也为1∶1∶1∶1，但自交后代基因型有9种，比例为1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1。
答案　D
2．下列有关孟德尔成功揭示出两大遗传定律的原因的叙述中，正确的是
A．选用异花传粉的豌豆作实验材料，豌豆各品种之间有稳定的、易区分的性状
B．分析生物性状时，首先针对两对相对性状的传递情况进行研究
C．主要运用定性分析的方法对大量实验数据进行处理，并从中找出了规律
D．在数据分析的基础上，提出假说，并设计新实验来验证假说
解析　本题考查孟德尔实验获得成功的原因。豌豆是典型的自花传粉、闭花受粉的植物，可以避免自然情况下杂交的发生；研究问题要按照从简单到复杂的顺序进行，即先研究一对相对性状，然后再研究两对或多对相对性状；只有进行定量的分析，并且运用统计学的原理与方法对实验数据进行处理，才可能找到其中的规律。
答案　D
3．基因A、a和基因B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，则这个亲本基因型为
A．AABb B．AaBb
C．AAbb D．AaBB
解析　本题考查基因自由组合定律的有关亲本基因型的求解。一个亲本与aabb测交，aabb产生的配子是ab，由子代基因型为AaBb和Aabb，分离比为1∶1，可推知未知基因型亲本产生的配子为AB、Ab，两种配子的比例为1∶1，由此可知亲本基因型应为AABb。
答案　A
4．下表为3个不同小麦品种杂交组合后子代各表现型的植株数：
组合序号 杂交组合类型 子代的表现型和植株数目
抗病红种皮 抗病白种皮 感病红种皮 感病白种皮
一 抗病红种皮×感病红种皮 416 138 410 135
二 抗病红种皮×感病白种皮 180 184 178 182
三 感病红种皮×感病白种皮 140 136 420 414
据表分析，下列推断错误的是
A．6个亲本都是杂合体 B．抗病对感病为显性
C．红种皮对白种皮为显性 D．控制两对性状的基因自由组合
解析　由第三组可知感病为显性，由第一组可知红种皮是显性。感病、抗病基因用T、t表示，红种皮、白种皮用B、b表示，第一组的亲本基因型是：ttBb×TtBb，第二组是：ttBb×Ttbb，第三组是：TtBb×Ttbb。且根据结果可以判断这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。
答案　B
5．(2012·东北师大附中三次摸底)有一植物只有在显性基因A和B同时存在时才开紫花。已知一株开紫花的植物自交，后代开紫花的植株180棵，开白花的植株142棵，那么在此自交过程中配子间的组合方式有多少种
A．2种 B．4种
C．8种 D．16种
解析　有一植物只有在显性基因A和B同时存在时才开紫花，可以说明已知的一株开紫花的植物的基因型肯定是A_B_，自交后代开紫花的植株180棵，开白花的植株142棵，可以说明亲本的基因型肯定是AaBb，那么在此自交过程中配子间的组合方式有16种。
答案　D
6．下表列出了纯合豌豆两对相对性状杂交实验中F2的部分基因型(非等位基因位于非同源染色体上)。下列叙述错误的是
配子 YR Yr yR yr
YR ① ② YyRr
Yr ③
yR ④
yr yyrr
A.表中Y、y、R、r基因的载体有染色体、叶绿体、线粒体
B．表中Y与y、R与r的分离以及Y与R或r、y与R或r的组合是互不干扰的
C．①②③④代表的基因型在F2中出现的概率之间的关系为③＞②＝④＞①
D．F2中出现表现型不同于亲本的重组类型的概率是3/8或5/8
解析　依据表格知，①②③④的基因型依次为YYRR、YYRr、YyRr、yyRr。它们在F2中出现的概率依次为1/16、2/16、4/16、2/16，故①②③④代表的基因型在F2中出现的概率大小为③＞②＝④＞①；由F2产生的配子类型可知F1的基因型为YyRr，但亲本类型不能确定，故重组类型的比例不惟一；但表中基因的载体为染色体。
答案　A
7．(2011·济南一模)豌豆花的颜色受两对基因P、p和Q、q控制，这两对基因遵循自由组合定律。假定每一对基因中至少有一个显性基因时，花的颜色为紫色，其他的基因组合则为白色。依据下列杂交结果，P：紫花×白花→F1：3/8紫花、5/8白花，推测亲代的基因型应该是
A．PPQq×ppqq B．PPqq×Ppqq
C．PpQq×ppqq D．PpQq×Ppqq
解析　由后代性状分离比知：后代有8个组合，将两对基因分开处理，其中一对交配后代有2个组合(测交)，另一对交配的后代有4个组合(杂合子自交)，故亲代基因组合为D。
答案　D
8．(2012·郑州二模)用两个圆形南瓜做杂交实验，子一代均为扁盘状南瓜。子一代自交，子二代出现扁盘状、圆形和长形，三者比例为：9∶6∶1，现对子二代中的圆形南瓜做测交，则后代中扁状、圆形和长形三种南瓜的比例为
A．2∶0∶1 B．0∶2∶1
C．5∶0∶1 D．0∶5∶1
解析　由9∶6∶1比例可推出：扁盘状、圆形、长形南瓜分别为双显性、单显性、双隐性。对单显性个体测交，后代无双显性个体，圆形与长形比为2∶1。
答案　B
9．(2010·上海)控制植物果实重量的三对等位基因A/a、B/b和C/c，对果实重量的作用相等，分别位于三对同源染色体上。已知基因型为aabbcc的果实重120克，AABBCC的果实重210克。现有果树甲和乙杂交，甲的基因型为AAbbcc，F1的果实重135～165克。则乙的基因型是
A．aaBBcc B．AaBBcc
C．AaBbCc D．aaBbCc
解析　本题考查遗传定律的应用，意在考查考生的信息提取与应用能力。题中信息表明，每含有1个显性基因，果实重量在120克的基础上增加15克。甲产生的配子为Abc，F1的果实重135克时表示含1个显性基因，则乙产生的配子中存在不含显性基因的情况，即abc，排除A、B项；F1的果实重165克时表示含3个显性基因，则乙产生的配子中存在最多含2个显性基因的情况，又排除C项，则答案为D。
答案　D
10．用F1与玉米丙杂交(图1)，结果如图2所示，分析玉米丙的基因型为
A．DdRr B．ddRR
C．ddRr D．Ddrr
解析　由甲(DDRR)和乙(ddrr)杂交得F1知F1的基因型应为DdRr；由图2判断知高秆∶矮秆＝1∶1，抗病∶易感病＝3∶1，因此丙的基因型为ddRr。
答案　C
11．(2011·上海奉贤调研)小麦高产与低产由两对同源染色体上的两对等位基因(A1与a1，A2与a2)控制，且含显性基因越多产量越高。现有高产与低产两个纯系杂交得F1，F1自交得F2，F2中出现了高产、中高产、中产、中低产、低产五个品系。让F2中某一中产个体自交，后代中有高产个体出现。该中产个体的基因型为
A．A1a1A2a2 B．A1A1a2a2
C．a1a1A2A2 D．A1a1A2A2
解析　小麦高产与低产由两对同源染色体上的两对等位基因(A1与a1，A2与a2)控制，且含显性基因越多产量越高，因此基因型中含4个显性基因的为高产个体，含3个显性基因的为中高产个体，含2个显性基因的为中产个体，含1个显性基因的为中低产个体，不含显性基因的为低产个体。F2中某一中产个体(含2个显性基因)自交，要想使后代中有高产个体出现，该中产个体的基因型只能为A1a1A2a2。
答案　A
12．(2012·山东潍坊一模)黄色卷尾鼠彼此杂交，子代的表现型及比例：6/12黄色卷尾、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。上述遗传现象的主要原因可能是
A．不遵循基因的自由组合定律 B．控制黄色性状的基因纯合致死
C．卷尾性状由显性基因控制 D．鼠色性状由隐性基因控制
解析　分析题可知，后代中黄色∶鼠色＝(6＋2)∶(3＋1)＝2∶1，说明黄色为显性，且黄色基因纯合致死才会出现；卷尾∶正常尾＝(6＋3)∶(2＋1)＝3∶1，说明这一对性状中卷尾为显性，且不存在致死现象。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)某单子叶植物的非糯性(B)对糯性(b)为显性，抗病(R)对不抗病(r)为显性，花粉粒长形(D)对圆形(d)为显性，三对等位基因位于三对同源染色体上。非糯性花粉遇碘液变蓝色，糯性花粉遇碘液呈棕色。现提供以下4种纯合亲本：
亲本 性状
甲 非糯性　　抗病　　花粉粒长形
乙 非糯性　　不抗病　　花粉粒圆形
丙 糯性　　抗病　　　花粉粒圆形
丁 糯性　　不抗病　　花粉粒长形
(1)若采用花粉形状鉴定法验证基因的分离定律，可选择亲本甲与亲本________杂交。
(2)若采用花粉鉴定法验证基因的自由组合定律，杂交时选择的亲本是________。将杂交所得F1的花粉涂在载玻片上，加碘液染色，置于显微镜下观察，统计花粉粒的数目，预期花粉粒的类型及比例为______________________________________________________________________。
(3)利用提供的亲本进行杂交，F2能出现非糯性、抗病、花粉粒圆形植物的亲本组合有__________________________________________________________，其中F2表现型为非糯性、抗病、花粉粒圆形植物比例最高的亲本组合是________，在该组合产生的F2表现型为非糯性、抗病、花粉粒圆形的植株中，能稳定遗传的个体所占的比例是________________________________。
解析　(1)若采用花粉形状鉴定法验证基因分离定律应是花粉粒形状中长形与圆形为这对相对性状的纯合子杂交获得F1，F1的花粉粒可表现出1∶1的性状比。
(2)若采用花粉鉴定法验证基因自由组合定律应是通过糯性和非糯性、花粉粒长形和花粉粒圆形这两对相对性状的纯合子杂交获得F1，通过F1产生的花粉可表现出圆形蓝色∶圆形棕色∶长形蓝色∶长形棕色为1∶1∶1∶1的性状比。
(3)F2要出现非糯性、抗病、花粉粒圆形植物，则亲本组合中要提供这3种表现型，因此亲本组合有甲和乙、甲和丙、乙和丙。由于三组组合中各有一组性状为显性纯合基因决定，因此三组组合中F2表现为非糯性、抗病、花粉粒圆形分别为3/16、3/16、9/16，因此乙和丙的亲本组合比例最高，在该组合中可以稳定遗传的个体所占比例是1/9。
答案　(1)乙或丙
(2)甲和丙、乙和丁　圆形蓝色∶圆形棕色∶长形蓝色∶长形棕色＝1∶1∶1∶1
(3)甲和乙、甲和丙、乙和丙　乙和丙　
14．(15分)(2012·广西南宁二次适应性测试)紫茉莉的花色(白色、红色和紫色)是由两对独立遗传的等位基因(A和a、B和b)控制。图表示该植物的花色控制过程。枝条的颜色(花斑、绿色和白色)是由细胞质中质体颜色决定的。请分析回答：
基因A　　　　基因B
　↓　　　　 　↓
白色色素红色色素紫色色素
(1)由图示可说明基因控制生物的性状是通过________实现的。
(2)从植物中直接分离到基因A并成功导入大肠杆菌，该大肠杆菌不能合成酶1，原因是基因A编码区中含有________，导致基因不能表达。
(3)紫茉莉枝条颜色的遗传不同于花色的特点是①________；②________。
(4)将花斑枝条植株的花粉，授到花斑枝条植株的柱头上，则获得的能正常开花的F1植株的表现型为______________。
(5)选用某白花绿色枝条植株与红花绿色枝条植株杂交，F1全为紫花绿色枝条植株，则亲本控制花色的基因型分别是________。用F1中雌雄植株相互杂交，F2的花色表现型及其比例为________。
(6)让F2的植株自交，单株收获F2中红花植株所结的种子，将这些种子单独种植观察并统计，则理论上长成白花植株的比例是________。
解析　(2)因原核细胞不能识别真核细胞基因编码区的内含子序列，故从植物中直接分离到基因A并成功导入大肠杆菌，该大肠杆菌不能合成酶1。(3)细胞质基因控制的遗传具有母系遗传、后代无一定的性状分离比的特点。(4)母本为花斑植株，后代可产生绿色、花斑、白色三种植株，因白色植株不能发育到开花阶段，故得到的开花植株只有绿色和花斑两种。(5)白花绿色枝条植株与红花绿色枝条植株杂交，后代全为紫花绿色枝条植株，说明亲本均为纯合子，即aaBB和AAbb。F1基因型为AaBb，F1雌雄植株自交后代为：9/16紫花(A_B_)、3/16红花(A_bb)、4/16白花(3/16aaB_＋1/16aabb)。(6)红花植株(2/3Aabb、1/3AAbb)自交，后代白花植株基因型为aabb，其概率为2/3×1/4＝1/6。
答案　(1)控制酶的合成来控制代谢过程　(2)内含子　(3)母系遗传　后代不出现一定的分离比(顺序不计)　(4)绿色枝条植株、花斑枝条植株　(5)AAbb、aaBB　白∶红∶紫＝4∶3∶9　(6)1/6
15．(15分)(2010·高考福建卷)已知桃树中，树体乔化与矮化为一对相对性状(由等位基因D、d控制)，蟠桃果形与圆桃果形为一对相对性状(由等位基因H、h控制)，蟠桃对圆桃为显性。下表是桃树两个杂交组合的实验统计数据：
亲本组合 后代的表现型及其株数
组别 表现型 乔化蟠桃 乔化圆桃 矮化蟠桃 矮化圆桃
甲 乔化蟠桃×矮化圆桃 41 0 0 42
乙 乔化蟠桃×乔化圆桃 30 13 0 14
(1)根据组别________的结果，可判断桃树树体的显性性状为________。
(2)甲组的两个亲本基因型分别为________。
(3)根据甲组的杂交结果可判断，上述两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律。理由是：如果这两对性状的遗传遵循自由组合定律，则甲组的杂交后代应出现________种表现型，比例应为________。
(4)桃树的蟠桃果形具有较高的观赏性。已知现有蟠桃树种均为杂合子，欲探究蟠桃是否存在显性纯合致死现象(即HH个体无法存活)，研究小组设计了以下遗传实验，请补充有关内容。
实验方案：__________，分析比较子代的表现型及比例；预期实验结果及结论：
①如果子代________，则蟠桃存在显性纯合致死现象；
②如果子代____________，则蟠桃不存在显性纯合致死现象。
解析　(1)乙组中，乔化×乔化→矮化，说明树体乔化对矮化为显性。
(2)甲组中，乔化×矮化 →41乔化∶42矮化，则说明亲本的基因型为Dd×dd；蟠桃×圆桃→41蟠桃∶42圆桃，则说明亲本的基因型为Hh×hh。所以两亲本的基因型为DdHh和ddhh。
(3)如果两对相对性状的遗传遵循自由组合定律，则DdHh×ddhh→1DdHh∶1Ddhh∶1ddHh∶1ddhh，即乔化蟠桃∶乔化圆桃∶矮化蟠桃∶矮化圆桃＝1∶1∶1∶1。
(4)Hh×Hh→1HH∶2Hh∶1hh，如果不存在显性纯合致死现象，则后代蟠桃∶圆桃＝3∶1；如果存在显性纯合致死现象，则后代蟠桃∶圆桃＝2∶1。
答案　(1)乙　乔化　(2)DdHh　ddhh　(3)4　1∶1∶1∶1　(4)蟠桃(Hh)自交(蟠桃与蟠桃杂交)　①表现型为蟠桃和圆桃，比例为2∶1　②表现型为蟠桃和圆桃，比例为3∶1选修三 第5讲　生态工程
知能达标训练
真题演练
1．(2008·广东生物)要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是
A．通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B．使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C．发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D．大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
解析　要实现人与自然的和谐发展，就要发展生态农业，实现物质和能量的多级利用。转化淀粉生产可再生能源，能量利用率不高。使用化学农药防治病虫害，容易导致环境污染。开垦湿地，破坏了湿地生态系统。
答案　C
2．(2011·课标)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池→曝气池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：
(1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过________呼吸将有机物分解。
(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第________营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于____________所固定的________能。
(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、________和________等原理。
(4)一般来说，生态工程的主要任务是对________进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。
解析　(1)依据题干提供的信息分析，污水流经厌氧沉淀池时，有些微生物能通过无氧呼吸分解有机物；流经曝气池时，有些微生物能通过有氧呼吸分解有机物；流经兼氧池后，微生物能通过有氧呼吸和无氧呼吸分解有机物。(2)据本小题提供的信息可推知植物池中所有的生物构成了群落。植物处于食物链的第一营养级；植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于生产者所固定的太阳能。(3)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理、物种多样性原理、系统学和工程学原理等。(4)根据小题中提供的信息可推测出，生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境或受损的生态系统进行修复。
答案　(1)无氧和有氧(或细胞)
(2)群落　一　生产者　太阳
(3)物质循环再生　物种多样性
(4)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
能力提升
1．(2012·江苏金坛一次调研)豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现了生态工程什么原理
A．系统的结构决定功能原理 B．整体性原理
C．系统整体性原理 D．协调与平衡原理
解析　自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整体性，所以这体现了系统整体性原理。
答案　C
2．(2011·北京海淀期中)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是
A．充分利用自然界的物质和能量 B．追求经济效益的最大化
C．尽量减少有害生物的种类 D．提高沼气池的转化效率
解析　良性生态农业是最大限度提高物质和能量利用率，减少环境污染，增加生态系统稳定性。当追求经济最大化的时候，环境的污染情况不能保证，提高沼气利用率是物质利用方面。
答案　A
3．(2011·北京石景山一模)下图表示某人工设计的生态系统，下列叙述不正确的是
A．该生态系统经过能量多级利用，提高了系统总能量利用效率
B．该生态系统的分解者是蝇蛆和蚯蚓，促进了系统中物质循环和能量流动的进行
C．合理使用农家肥可提高流经该生态系统的总能量
D．该生态系统遵循了“物质循环再生”的原理，使各营养级之间的能量传递效率提高
解析　该图是人工生态系统图，利用生物学原理设置的生态农业；在该系统内，葡萄蔬菜是生产者，通过光合作用固定太阳能，通过食物链把能量传给人、猪等生物，同时为了提高能量和物质利用率，猪粪流进沼气池，沼渣喂养蚯蚓蝇蛆，施农田等，实现了物质循环再生，促进了能量流动。
答案　D
4．(2012·山西大学附中月考)下列关于湿地生态恢复工程的叙述，不正确的是
A．该工程采用工程和生物措施相结合的方法
B．要建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰
C．对湿地的恢复，注意退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效
D．湿地的恢复除利用生物工程手段外，还要依靠自然演替机制恢复其生态功能
解析　对湿地的恢复不是简单的退耕还湿地或建立自然保护区就能奏效的，在很大程度上还取决于湿地上、中游的水土保持情况，以及如何解决迁出农民的生计问题等。
答案　C
5.如图显示了经济发展与环境质量之间的关系，根据这种关系，发展中国家应认识到
A．环境污染不可避免，只能采取“先污染，后治理”的策略
B．后工业化阶段环境问题会自行解决
C．保护至关重要，必须杜绝兴建排污的工业
D．可以采取措施减少或避免生产过程中的环境污染问题
解析　分析题意不难得出答案。
答案　D
6．(2012·沈阳二模)下图是我国南京古泉生态农场的以沼气为纽带，联动农作物种植、蚯蚓养殖、养鱼、养鸡、养鸭等产业的物质循环利用示意图。请据图回答：
(1)图中蘑菇房中的蘑菇属于生态系统成分中的_______________________________。
(2)某同学据图写出一条捕食食物链：果树→蚯蚓→鸡，该食物链________(填“正确”、“不正确”)。
(3)利用沼气燃烧为鸡舍延长照明时间，提高产蛋率；利用性外激素诱捕果园中的害虫。这些实例体现了生态系统的________在农业生产中的应用。
(4)果园与森林相比，其抵抗力稳定性________(填：“高”、“低”)，原因是________________________________________________________________________。
(5)此生态农业与传统农业相比，明显的优势有________和________．
(6)假设下图是建成生态农场前的部分物质循环示意图，请画出与该图对应的能量流动图解。
解析　(1)蘑菇不能利用无机物合成有机物，其利用的是有机质，属于分解者。(2)蚯蚓属于分解者，不参与捕食食物链的构成。(3)光照、性外激素分别为物理、化学信息。这是信息传递在农业生产中的具体应用。(4)与果园相比，森林的生物种类更多、营养结构更复杂，其抵抗力稳定性更高。(5)生态农业的优点在于实现了能量多级利用、物质循环再生，从而降低了污染。(6)注意能量流动具有单向性特点。
答案　(1)分解者　(2)不正确　(3)信息传递
(4)低　生物种类少，营养结构简单
(5)能量多级利用　减轻了对环境的污染(或实现了废物资源化等)(顺序可以颠倒，答出两点即可)
7．(2011·江苏苏州一模)研究性学习小组参观某市市郊建立的以沼气为中心，以保护生态环境为目标的“猪—沼—鱼—肥—果—蔬”生态模式时绘出了如下模式图，请分析回答；
(1)构建以沼气为中心的“猪—沼—鱼—肥—果蔬”生态模式时所依据的生态学原理是________，该生态系统最大的优点是________。
(2)该生态系统的“基石”是____________，若要生产3 kg鸡肉最少需要水稻和大豆共________kg。
(3)沼气池中有产甲烷菌和不产甲烷菌等微生物，其生态学作用主要是________。
(4)若农田内有害虫发生，采用何种措施既能保护环境又能有效防治害虫？
________________________________________________________________________
(5)水稻、大豆的秸秆除了图中所示的用途外，还有哪些用途？(写出2个)
________________________________________________________________________。
解析　(1)构建生态农业所依据的生物学原理是物质的循环和能量的流动，构建农业生态系统的目的是实现物质和能量的多级利用，减少环境污染；(2)生态系统中生产者是基础，当能量以最高效率沿最短食物链传递时，需生产者最少，故生产3 kg鸡肉需要水稻和大豆最少3×5＝15 kg。(3)沼气池中的微生物的作用是完成有机物的分解、产生沼气。(4)采用生物防治法既能保护环境又能有效防治害虫。
答案　(1)生态系统的能量流动和物质循环　提高物质和能量利用率，减轻环境污染(或答实现物质和能量的多级利用，减轻环境污染)
(2)水稻和大豆　15
(3)分解有机物，产生沼气
(4)引入害虫天敌防治，激素防治、转基因培育抗害虫农作物等
(5)①作为饲料养猪；②作为工业原料，广泛用于造纸、制造建材、酒精和一次性包装盒等；③在直燃锅炉中进行充分彻底的燃烧，最大限度地转换成电能(写出2个合理答案即可)
8．南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、培育蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的__________、________和________原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图1所示：
①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
②如果将“无机物—农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？
_____________________________________________________
_________________________________________________。
(3)在该生态农场中存在如图2所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是________。
A．物质经过多级利用，实现了良性循环
B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
(4)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学的有关生态工程原理，分析该结论是否正确，并说明理由。
解析　(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。
(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的目的，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会使物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。
(3)能量沿着食物链流动时，传递效率为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最少。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。
(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不会超过5级。
答案　(1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性
(2)①如图所示：
②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降
(3)C
(4)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。第一单元 第3讲　
生命活动的主要承担者——蛋白质
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真题演练
1．(2011·上海单科)就物质属性而言，蛋白质、抗原和多糖三者之间的关系是
解析　蛋白质与多糖是两类不同化合物，没有包含关系，而抗原的物质组成比较复杂，主要包括蛋白质、多糖等大分子物质。
答案　A
2．(2011·高考北京卷)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关
D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
解析　胰岛素基因包括两条DNA单链，在合成蛋白质的过程中是以其中一条链为模板进行转录、翻译并合成蛋白质的，并不是两条DNA单链分别编码A、B两条肽链，故A选项错误。沸水浴加热会使胰岛素的空间结构遭到破坏，发生不可逆的变化，使其失活，加热一般不能使肽键断裂，故B选项错误。胰岛素的功能既与氨基酸的种类、数量、排列顺序有关，也与肽链的空间结构有关，故C选项错误。核糖体合成的多肽链经过内质网、高尔基体内某些蛋白酶的作用形成一定的空间结构才能形成胰岛素，故D选项正确。
答案　D
3．(2010·上海)如图表示生物体内的某化学反应，下列有关该反应的叙述中错误的是
A．需要解旋酶　　　　　 　　B．属于水解反应
C．会有能量变化 D．反应速度与温度有关
解析　本题考查蛋白质的水解过程，意在考查考生的识图分析能力。分析图形可知，该图可表示肽酶催化肽键断裂的水解过程，水解需要肽酶的催化作用，酶的活性受温度的影响，故反应速度与温度有关；水解过程中肽键断裂，会引起能量的变化。解旋酶用于DNA分子中氢键的断裂。
答案　A
4．(2010·江苏)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，下列叙述正确的是
A．该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基
B．该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应
C．利用透析法纯化该蛋白酶时，应以蒸馏水作为透析液
D．用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍，效果比其他类型加酶洗衣粉好
解析　本题以蛋白质为中心，综合考查蛋白质的结构、鉴定、提取和分离及加酶洗衣粉的应用的相关知识，意在考查考生对所学知识的掌握与灵活应用及分析能力。蛋白质中至少含游离的氨基和羧基数等于该蛋白质的肽链数，而非该蛋白质的氨基酸数目；据题干信息可知该酶的本质是蛋白质，故B正确；利用透析法纯化蛋白质时，为了维持蛋白质的结构和功能相对稳定，应选择磷酸缓冲液作为透析液；油渍的主要成分是脂肪，而酶具有专一性，因此去除油渍时选用加脂肪酶的洗衣粉比选含该蛋白酶的洗衣粉效果好。
答案　B
5. (2010·宁夏高考)水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。如图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
解析　血红蛋白的功能是运输氧气，随着水温的升高，水中氧的含量下降，机体会通过反馈调节增加血红蛋白的含量，来满足机体对氧的需求。
答案　A
6．(2009·天津高考)下列过程中，涉及肽键数量变化的是
A．洋葱根尖细胞染色体的复制 B．用纤维素酶处理植物细胞
C．小肠上皮细胞吸收氨基酸 D．蛋清中加入NaCl使蛋白质析出
解析　染色体复制过程中涉及蛋白质的合成。
答案　A
真题演练
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．关于人体内蛋白质的叙述，错误的是
A．合成蛋白质的氨基酸只有必需氨基酸
B．蛋白质中含有C、H、O、N等元素，有的还含有S元素
C．组成肌肉细胞的有机物中蛋白质含量最多
D．有些蛋白质具有调节新陈代谢的作用
解析　必需氨基酸和非必需氨基酸都合成蛋白质。蛋白质中含C、H、O、N，有的含Fe、S等。组成细胞的有机物中蛋白质含量最多。蛋白质类激素具有调节作用。
答案　A
2．科学家培育出一种类似于细菌的“人造细胞”。这种简单的“细胞”并不是真正的生命体，不能分裂和分化，但能连续数日生成蛋白质。下列关于蛋白质的叙述中，正确的是
A．蛋白质是肽链以一定方式形成的具有复杂空间结构的高分子化合物
B．每种蛋白质都由20种氨基酸组成
C．每种蛋白质都含有C、H、O、N、S、Fe等元素
D．氨基酸种类、数量和排列顺序都相同的蛋白质是同一种蛋白质
解析　组成蛋白质的氨基酸约有20种，但并不是每一种蛋白质都含有20种氨基酸；蛋白质必含的元素为C、H、O、N，有的含有S和Fe；肽链的空间结构也是决定蛋白质多样性的一个方面。
答案　A
3．如图是表示蛋白质分子结构的一部分，图中A、B、C、D标出了分子中不同位置的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的键是
解析　蛋白质水解反应的实质是指蛋白质中的肽键断裂，结合上水分子，形成组成此蛋白质的氨基酸。故水解中断裂的键即为肽键，肽键表示为“ ”。
答案　B
4．有关图中蛋白质的叙述，正确的是
A．含有两条肽链 B．共有126个肽键
C．R基中共含有17个氨基 D．形成该蛋白质时共脱掉125个水分子
解析　蛋白质中游离的羧基数＝肽链条数＋R基上羧基数，同理，游离的氨基数＝肽链条数＋R基上氨基数。结合图象可知，该蛋白质含有两条肽链，124个肽键，R基中共含15个氨基，形成该蛋白质过程中共脱掉124个水分子。
答案　A
5．已知天冬酰胺的R基为—C2H4ON，现有分子式为C63H103N17S2的多肽，其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽中最多有肽键
A．17个 B．16个
C．15个 D．14个
解析　多肽C63H103N17S2中有17个N，因含有两个天冬酰胺(R基为—C2H4ON)，故该多肽由15个氨基酸脱水缩合而成，形成的肽键数目为14个。
答案　D
6．(2012·成都模拟)某蛋白质由2条肽链、600个氨基酸组成，该蛋白质至少有氧原子的个数是
A．604 B．602
C．601 D．598
解析　由2条肽链、600个氨基酸组成的蛋白质，含有598个肽键和至少两个羧基，因此该蛋白质至少有602个氧原子。
答案　B
7．(2011·武汉一模)右图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是
A．该分子中含有198个肽键
B．参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
C．200个氨基酸缩合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582
D．该蛋白质中至少含有3个—NH2
解析　由题图看出该蛋白质有两条肽链，并且两条肽链由一个肽键连接，故含有199个肽键。参与构成该蛋白质分子的氨基酸至少由201个氨基。缩合成该蛋白质时脱去水分子199个，相对分子质量减少了199×18＝3 582。该蛋白质有两条肽链，至少含有2个—NH2。
答案　C
8．(2012·长沙一中月考)某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的肽链(如图)，下列有关叙述，错误的是
A．肽键数目减少了7个
B．4条肽链能重新连接，从而形成三十九肽
C．4条肽链若重新连接成一条长链将脱去3个水分子
D．如果新生的4条肽链总共有5个羧基，那么其中必有一个羧基在R基上
解析　本题主要考查氨基酸的脱水缩合及相关计算。根据题意可知，三十九肽中含有38个肽键，去掉三十九肽中的4个丙氨酸后，形成由35个氨基酸构成的4条肽链，故肽键数目为35－4＝31(个)，比原来减少7个，故A正确；如果将4条肽链重新连接，形成的物质为三十五肽，而不是三十九肽，故B错误；4条肽链若重新连接成一条链，脱掉的水分子数为3，故C正确；每条肽链的末端只有1个羧基，新生的4条肽链共有5个羧基，说明有一个羧基位于R基上，故D正确。
答案　B
9．如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是
A．物质A、B、C、D的结构多样性只与a有关
B．与A、B、C、D四种物质合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
C．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、抗利尿激素
D．物质A与胰高血糖素具有协同作用，物质B、C均在特异性免疫中发挥作用，物质D的分泌体现了生物膜的流动性
解析　蛋白质结构多样性不仅与氨基酸的种类、数目、排列顺序有关，也与蛋白质的空间结构有关。物质A、B、C、D分别是胰岛素、淋巴因子、抗体和生长激素。物质A与胰高血糖素之间具有拮抗作用。
答案　B
10．朊病毒蛋白(PrP)有两种，一种是PrPc，一种是PrPsc，它们的比较如下表：
　　　　　 朊病毒蛋白项目　 PrPc PrPsc
空间结构 螺旋为主 折叠为主
溶解度 高 低
致病性 不致病 致病
肽链氨基酸排列顺序 相同
因此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是
A．不相同；溶解度不同 B．不相同；氨基酸组成的种类不同
C．相同；空间结构不同 D．相同；组成氨基酸的数量不同
解析　由表中信息可知，两种蛋白质的肽链氨基酸排列顺序相同，由此可确定基因核苷酸排列顺序相同，而两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。
答案　C
11．(2012·苏北四市联考)科研人员在研究叶肉细胞中的某物质时，发现它是一种由两条肽链组成的化合物，在生成ATP的过程中起着重要作用，分子式为CxHyOzNw。下列关于该物质的说法不正确的是
A．最多含有肽键(w－2)个
B．可能是一种酶
C．两条肽链都是由氨基酸分子脱水缩合而成的
D．存在场所只有叶绿体和线粒体
解析　由题干分析知，该物质可能是一种酶，其最多含有肽键(w－2)个，两条肽链都是由氨基酸分子脱水缩合而成的。生成ATP的酶在细胞基质中也有。
答案　D
12．环孢素(CsA)是从土壤霉菌中分离出来的含有11个氨基酸的环形多肽，该物质能选择性地抑制辅助性T淋巴细胞分泌白细胞介素－2和其他淋巴因子，因而是一种强效免疫抑制剂，下列有关CsA的叙述正确的是
A．该物质的天然合成过程需要拟核DNA上基因的控制
B．如果氨基酸的平均相对分子量为128，则它的相对分子量接近1 228
C．可以用来开发移植器官后抗排斥反应的药物
D．只有在受到抗原刺激后霉菌才合成该淋巴因子
解析　霉菌属于真核生物，有成形的细胞核，其蛋白质的合成主要由染色体上的基因控制；11个氨基酸构成的环形多肽，其形成过程中会脱去11个水分子，故它的分子量应接近1 210；淋巴因子不是由霉菌合成的，而是由T淋巴细胞合成的。
答案　C
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)如图表示细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系。请分析回答下列问题：
(1)图中X代表的化学元素是________，Y代表的主要化学元素是________。
(2)物质A决定物质B的合成是通过________和________两个过程来实现的。
(3)现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里，再加入下列几种有机物，模拟化合物B的合成。
①NH2—CH2—COOH
②NH2—CH2—CH2OH
假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。其中实验中所用的培养液相当于细胞内的____________。上述五种化合物中能作为原料合成化合物B的是________(填序号)。
(4)B物质具有多种功能的原因是B具有多样性。B具有多样性的原因在于
①从b分析是由于______________________________________________________________。
②从A角度分析是由于__________________________________________________________。
解析　解答本题的关键是对分子A、B、a、b及元素X、Y的识别。根据图示可知，B是蛋白质(因为图中有B的功能)，A决定B，所以A是DNA，则X代表的化学元素为N和P。分子b是氨基酸，则Y代表的主要化学元素是N。蛋白质是基因表达的产物，其合成包括转录和翻译两个过程。脱水缩合过程在核糖体中进行。合成蛋白质的原料是氨基酸，第(3)小题中，②无羧基，③的氨基和羧基不连在同一个碳原子上，所以它们都不是氨基酸。蛋白质多样性从氨基酸角度分析是由于氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，从DNA角度分析是由于DNA具有多样性。
答案　(1)N和P　N　(2)转录　翻译
(3)细胞质基质　①④⑤
(4)①组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同②DNA的多样性(或不同DNA的碱基排列顺序不同)
14．(15分)(2011 ·济南一模)分子马达是将ATP水解释放出来的化学能转化为机械能的一类蛋白质，如RNA聚合酶、载体蛋白、肌球蛋白等，在生物体内参与了转录、物质跨膜运输、肌肉收缩等一系列重要的生命活动。
(1)根据上述材料推断，驱动细胞分裂间期染色体复制的分子马达有________。
(2)合成分子马达的模板是____________，所需的原料是________，原料间结合的方式是________。
(3)上述材料表明，分子马达是通过其______、______、________等功能而参与了生物体的一系列生命活动。
(4)下列各项生命活动中，不需要分子马达直接参与的是_____________________________。
A．叶绿体中水的光解 B．染色体移向细胞两极
C．生长素从顶芽向侧芽运输 D．氧气进入线粒体
解析　(1)细胞间期染色体的复制包括DNA复制和蛋白质合成，故驱动该过程的分子马达为催化该过程的系列酶。(2)分子马达是蛋白质，合成蛋白质的模板是mRNA。(3)分子马达是一类蛋白质，蛋白质有催化、运输、运动等功能。(4)叶绿体中水的光解，不需要酶的催化，氧进入线粒体是自由扩散过程，染色体移向细胞两极、生长素以主动运输方式从顶芽向下运输均需要消耗ATP水解释放的能量。
答案　(1)DNA解旋酶、DNA聚合酶、转录酶等
(2)mRNA　氨基酸　脱水缩合
(3)催化　运输　运动
(4)A、D
15．(15分)请根据下列材料的实验原理，完成下列证明唾液淀粉酶是蛋白质的实验。
(1)实验材料：5%的NaOH溶液、3%CuSO4溶液、鸡蛋、人的唾液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管、滴瓶。
(2)实验原理：鸡蛋的蛋清主要成分是蛋白质，在碱性环境中，蛋白质与CuSO4反应产生紫色物质，即蛋白质的双缩脲反应。如通过实验证明唾液淀粉酶能发生双缩脲反应，即可证明唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质。
(3)方法步骤和实验结果：
第一步：制备蛋清液。取生鸡蛋一个，打破蛋壳(不要破坏蛋黄)，取少许蛋清注入烧杯中，加入30 mL清水，用玻璃棒搅拌均匀备用。
第二步：_______________________________________________________________________。
第三步：_______________________________________________________________________。
实验结果：_____________________________________________________________________。
结果分析：_____________________________________________________________________。
解析　本题是补充实验步骤、分析实验结果的题目，是教材实验的拓展，题目给出了实验原理、对照组和部分实验步骤，只要掌握了教材实验，思路清晰，就不难填出答案。
答案　第二步：取两支试管，编为1号和2号。在1号试管中注入2 mL蛋清液，2号试管中注入2 mL唾液
第三步：向两支试管中各加入5滴NaOH溶液，振荡。再向两支试管中加入2～3滴CuSO4溶液，振荡
实验结果：静置一段时间后，可看到两支试管中都呈现紫色
结果分析：该实验证明唾液中含有与蛋清相同的蛋白质成分，唾液的主要成分是唾液淀粉酶，因而证明唾液淀粉酶是蛋白质第八单元 第28讲　通过神经系统的调节
知能达标训练
真题演练
1．(2011·高考江苏卷)下图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分，Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分)，有关说法正确的是
A．正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的
B．切断d、刺激b，不会引起效应器收缩
C．兴奋在结构c和结构b的传导速率相同
D．Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
解析　反射弧中神经细胞之间突触的存在决定了兴奋在反射弧中的传导只能是单向的，A项正确；图中d为传入神经，切断d，刺激b，兴奋可直接经传出神经至效应器，仍能引起效应器收缩，B项错误；结构b为神经纤维，结构c为突触，兴奋在神经纤维上的传导速度比在突触上的传导速度要快，C项错误；Ⅱ处为突触后膜，其上发生的信号变化为化学信号→电信号，D项错误。
答案　A
2.(2011·上海单科)如图①～④表示麻醉剂阻断神经冲动传导的可能位置。如果病人有感觉，但手不能动，那么阻断的位置是
A．①　　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
解析　病人有感觉，说明传入神经、神经中枢正常，但手不能动，说明神经冲动不能传至效应器，故阻断的位置是③——传出神经。
答案　C
3．(2011·高考安徽卷)在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下图所示。下列叙述正确的是
A．a～b段的Na＋内流是需要消耗能量的
B．b～c段的Na＋外流是不需要消耗能量的
C．c～d段的K＋外流是不需要消耗能量的
D．d～e段的K＋内流是需要消耗能量的
解析　a～b段为去极化过程，Na＋顺浓度梯度内流，方式为被动运输，不消耗能量，A项错误；b～c段Na＋继续内流，B项错误；c～d段为复极化过程，K＋外流即由高浓度流向低浓度，该过程不消耗能量，C项正确；d～e段K＋继续外流，D项错误。
答案　C
4．(2011·高考广东卷)短跑运动员听到发令枪声后迅速起跑，下列叙述正确的是
A．起跑动作的产生是非条件反射的结果
B．调节起跑动作的神经中枢是 听觉中枢
C．该反射有多个中间神经元先后兴奋
D．起跑反应的快慢取决于小脑兴奋的程度
解析　短跑运动员听到发令枪声后迅速起跑是后天经过学习获得的反射，所以该反射为条件反射，A项错误；调节起跑动作的神经中枢是躯体运动中枢，而不是听觉中枢，B项错误；该过程是经过声音刺激到神经中枢再经传出神经，最后到肌肉的一系列过程，所以会有多个中间神经元先后兴奋，C项正确；起跑反应的快慢取决于大脑皮层兴奋的程度，D项错误。
答案　C
5．(2011·高考海南卷)下列实例能够说明神经系统中的高级中枢对低级中枢有控制作用的是
A．针刺指尖引起缩手反射
B．短期记忆的多次重复可形成长期记忆
C．大脑皮层语言H区损伤，导致人不能听懂别人讲话
D．意识丧失的病人能排尿但不能控制，意识恢复后可控制
解析　针刺指尖引起缩手反射属于低级中枢控制的非条件反射，与高级中枢无关。短期记忆的多次重复形成的长期记忆属于高级中枢控制的条件反射。大脑皮层的言语区是人类特有的高级中枢。排尿反射有两个中枢，低级中枢在脊髓，在婴幼儿时期控制排尿功能，高级中枢在大脑皮层，随着婴幼儿脑的发育，高级排尿中枢形成，脑与脊髓建立联系后，高级中枢可控制低级中枢，从而控制排尿。意识丧失的病人，高级中枢失去对低级中枢的控制功能，病人不能自主排尿，意识恢复后，大脑皮层的高级中枢才能行使对低级中枢的控制功能。
答案　D
6．(2011·高考四川卷)下图为反射弧中神经一肌肉接头的结构及其生理变化示意图。
(1)发生反射时，神经中枢产生的兴奋沿________神经传到突触前膜，导致突触小泡与前膜________，释放神经递质(Ach)；Ach与Ach受体结合后，肌膜发生________，引起肌肉收缩。
(2)重症肌无力是自身免疫病，其病因是患者免疫系统把Ach受体当作抗原，使________被激活而增殖、分化，产生Ach受体抗体。Ach受体抗体与Ach受体特异性结合，造成Ach不能与Ach受体正常结合，导致________信号转换过程受阻。
(3)临床上治疗重症肌无力的重度患者，可采用胸腺切除法，目的是抑制________发育成T细胞，不能产生淋巴因子，从而抑制________免疫的应答。
解析　(1)反射弧传导过程为：感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器，肌肉为反射弧的效应器，所以接受传出神经传来的兴奋引起肌肉收缩；神经递质释放时由突触小泡与突触前膜融合，通过胞吐形式释放到突触间隙；肌膜上的受体接受神经递质，突触后膜电位发生改变引起肌肉收缩。(2)体液免疫过程中，B细胞受抗原刺激而增殖并分化成效应B细胞，产生抗体。当Ach受体抗体与Ach受体特异性结合后，造成神经递质不能与肌膜上的Ach受体结合，阻断了突触后膜化学信号转变为电信号，产生自身免疫病。(3)骨髓造血干细胞在骨髓中发育成B细胞，在胸腺中发育成T细胞。当T细胞产生受阻时，淋巴因子不能产生，体液免疫受到抑制，可达到治疗目的。
答案　(1)传出　融合　电位变化　(2)B细胞　化学信号向电　(3)造血干细胞　体液
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2010·上海)膝跳反射中，神经冲动在神经元间的传递途径是
A．树突→突触→细胞体→轴突 B．轴突→细胞体→树突→突触
C．树突→细胞体→轴突→突触 D．树突→突触→轴突→细胞体
解析　本题考查神经冲动在神经元间的传递过程，意在考查考生对突触部位兴奋单向传递的理解。膝跳反射的传入神经末梢为树突末梢，树突末梢受到刺激并产生兴奋，将兴奋传到细胞体，然后再通过轴突传给下一个神经元的细胞体或树突。解答本题的关键是知道兴奋在神经元间的传递是通过一个神经元的轴突传给下一个神经元的细胞体或树突，故A、B、D项中“树突→突触”都是错误的。
答案　C
2．(2012·安徽马鞍山二模)根据图，下列关于神经细胞的叙述，错误的是
A．静息电位的形成可能与膜上的b物质有关
B．在c处给一足够强的刺激，钾离子从上往下流
C．假设这是突触前膜，则突触间隙位于图示膜的上部
D．将神经细胞膜的磷脂层平展在水面上，c与水面接触
解析　依据糖蛋白的位置，可以判断出上方为细胞膜外侧、下方为细胞膜内侧，静息电位及动作电位的形成是由于神经细胞膜对离子的通透性变化，钾离子外流是静息电位形成的主要原因，而钠离子内流是动作电位形成的主要原因。
答案　B
3．(2011·福建厦门一模)下图表示人体神经元的结构。以下相关叙述中，正确的是
A．发生反射时，神经冲动在Ⅱ上以局部电流的形式双向传导
B．神经冲动传到Ⅲ部位时，电信号转变为化学信号
C．只有兴奋时，Ⅲ才能合成神经递质
D．突触一般不含有Ⅰ部位的结构
答案　B
4．(2010·北京理综)以下依据神经细胞功能做出的判断，不正确的是
A．膝跳反射弧中传出(运动)神经元的轴突较长
B．膝跳反射弧中传入(感觉)神经元的树突较多
C．突触前膜释放的递质(如乙酰胆碱)始终不被酶分解
D．分泌肽类激素旺盛的神经细胞核糖体较多
解析　本题主要考查神经细胞功能的相关知识。膝跳反射中的传出神经元和传入神经元属于典型的神经元，一个典型的神经元具有一条长而分枝少的轴突和多条短而分枝多的树突，因此A项和B项正确。C项，突触前膜释放的递质通过突触间隙作用于突触后膜，使下一个神经元兴奋或抑制，递质将被酶分解。D项，肽类激素合成的场所是核糖体，因而分泌肽类激素旺盛的神经细胞核糖体较多。
答案　C
5．(2012·江苏苏、锡、常、镇四市一次调查)如图所示，当神经冲动在轴突上传导时，下列叙述错误的是
A．丁区域发生K＋外流和Na＋内流
B．甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态
C．乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁
D．图示神经冲动的传导方向有可能是从左到右或从右到左
解析　神经纤维静息电位为外正内负，动作电位为外负内正。图示中乙处外负内正，则乙处兴奋，甲区与丙区可能刚恢复为静息电位状态；乙区与丁区间膜内局部电流的方向是从乙到丁；丁区域外正内负，则是Na＋内流所致。
答案　A
6．(2011·南京学情检测)下图所示为突触的亚显微结构，M、N分别表示两个神经元的局部。下列与此相关的表述中正确的是
A．①②③合称为突触小体，是神经元树突的末端
B．a点兴奋时，膜内电位a点为正、b点为负
C．神经递质存在于②中，⑤处液体属于组织液
D．经④释放的神经递质必然引起神经元N的兴奋
解析　神经元的轴突末梢膨大，称为突触小体；a点兴奋时，该点发生膜电位逆转，膜内电位a点为正，b点为负；神经递质存在于③突触小泡中；④释放的神经递质使神经元N兴奋或抑制。
答案　B
7．(2011·山东潍坊一模)兴奋在两个神经元之间传递时，以下生理活动不会发生的是
A．生物膜的融合和转化 B．离子通道的开放和关闭
C．电信号和化学信号的转变 D．信息分子与突触前膜上受体结合
解析　神经冲动在神经元之间的传递是通过细胞膜以胞吐的方式释放神经递质到突触间隙，被突触后膜上的受体识别，激活突触后膜离子通道的开放和关闭，引起下一个神经元神经冲动的产生，这个过程消耗能量，自然发生ATP的合成和水解，注意受体在突触后膜上，不在突触前膜。
答案　D
8．下图为一突触的结构模式图。下列相关叙述正确的是
A．刺激b点，bc段膜外电流方向为b→c
B．刺激b点，c、d同时兴奋
C．刺激b点，a、c均会兴奋
D．刺激b点，必定会引起B神经元的兴奋
解析　A错误：刺激b点，bc段膜外电流方向是c→b；B错误；刺激b点，c点先兴奋，然后是d点；D错误；刺激b点，因递质的种类有兴奋性和抑制性的，故B神经元可能是兴奋也可能是抑制。C正确，兴奋在单个神经纤维上的传导是双向的，所以刺激b点，a、c均会兴奋。
答案　C
9.如图是一反射弧的部分示意图，下列有关该图的叙述中不正确的是
A．①属于高度分化的细胞，细胞核中的遗传物质与受精卵相同
B．兴奋经过神经元上某一点时，膜电位变化是内负外正→内正外负→内负外正
C．兴奋在①和②中传导的原理是相同的
D．若婴幼儿服用劣质奶粉，蛋白质等物质摄入过少，则会使①和②结构减少，影响智力发育
解析　神经细胞属于高度分化的细胞，细胞分化过程中，核遗传物质保持不变；兴奋在神经元之间是通过释放神经递质来完成传递的，而在神经纤维上是以电信号的形式进行传导的。
答案　C
10．(2010·海南卷)将记录仪(R)的两个电极置于某一条结构和功能完好的神经表面，如图，给该神经一个适宜的刺激使其产生兴奋，可在R上记录到电位的变化。能正确反映从刺激开始到兴奋完成这段过程中b端电位变化的曲线是
解析　本题主要考查兴奋传导过程中的电位变化。适宜的刺激使神经细胞产生兴奋，兴奋向两侧传递，将电极均置于神经表面，当兴奋传至电流表的左侧电极时，两个电极之间就有电位差会形成电流，当兴奋传至电流表的右侧电极时，两个电极之间也会形成电流，两种情况下的电流方向相反。
答案　D
11．(2011·杭州学军中学)乙酰胆碱是兴奋型的神经递质，通过与细胞膜上的受体结合，直接或间接调节细胞膜上的离子通道，进而改变细胞膜电位。假如某一神经递质使该细胞膜上的氯离子通道开启，氯离子(Cl－)进入细胞内，正确的判断是
A．形成局部电流
B．细胞膜两侧电位差保持不变
C．抑制细胞兴奋
D．使细胞膜内电位由正变负
解析　静息电位：细胞膜内外电位是外正内负，兴奋的产生是细胞膜内外电位发生变化，即外负内正。而氯离子带负电，且氯离子进入细胞内，导致外正内负电位加强，这与兴奋的产生相反，所以正确选项为C抑制细胞兴奋。
答案　C
12．下列有关神经系统的叙述，错误的是
A．脊髓、脑干属于中枢神经系统
B．位于大脑皮层的呼吸中枢是维持生命的必要中枢
C．神经系统调节机体活动的基本方式是反射
D．高级神经中枢和低级神经中枢对躯体运动都有调节作用
解析　本题主要考查神经系统的分级调节的基础知识。脊髓和脑(包括脑干)属于中枢神经系统；呼吸中枢位于脑干，是维持生命的必要中枢；神经调节的基本方式是反射；神经系统对躯体运动的调节是一种分级调节，高级神经中枢和低级神经中枢都起作用。
答案　B
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)图1是当A接受一定强度刺激后引起F收缩过程的示意图，图2为图1中D结构的放大示意图。请回答：
(1)图2的结构名称是______________，结构②的名称是__________。
(2)神经纤维B在A中的细小分枝叫做________，用针刺A时，引起F收缩的现象被称为________。针刺引起疼痛，产生痛觉的部位是________。
(3)当兴奋在神经纤维B上传导时，兴奋部位的膜内外两侧的电位是________。
(4)如果在图2中①和②的间隙处注射乙酰胆碱，②处发生的变化是________(兴奋、抑制)，原因是乙酰胆碱引起结构②________的变化。
解析　图1中A中含有感受器，B为传入神经，D为神经元之间的突触连接，F(肌肉)和支配它的运动神经末梢构成效应器；图2中①为突触前膜，②为突触后膜。对于神经纤维来说，处于正常状态时，膜外为正电，膜内为负电，受到刺激时，转变为膜外为负电，膜内为正电。 乙酰胆碱可与突触后膜的受体结合，引起下一神经元的兴奋。
答案　(1)突触　突触后膜　(2)感受器(感觉神经末梢)　反射　大脑皮层　(3)内正外负　(4)兴奋　膜电位
14．(15分)(2011·上海单科)回答下列有关神经调节的问题。
(1) 反射是人体神经调节的基本方式。在血压调节反射中，当血压升高时，主动脉和颈动脉管壁上的____________传入冲动的频率增高，到达心血管中枢后，________神经兴奋，血压下降。
(2)表是哺乳动物神经元内外两种主要阳离子的浓度。a、b代表的离子分别是__________和____________________。从细胞膜的结构分析，维持这种离子浓度不均匀分布的机制是________________________________________________________________________。
离子 神经元内 神经元外
a 5～15 mmol/L 145 mmol/L
b 140 mmol/L 5 mmol/L
(3)某些药物能特异性地抑制神经递质降解酶的活性。当这类药物作用时，下图中[　]________内的神经递质因不被分解而浓度持续升高，并与[　]________持续结合，导致突触后膜持续兴奋(方框内填图中编号，横线上填文字)。
(4)若在离肌肉5 mm和50 mm的神经纤维上分别给予电刺激，肌肉将分别在3.5 ms和5.0 ms后收缩，则兴奋沿神经纤维的传导速度是________mm/ms。
解析　(1)当血压升高时，主动脉和颈动脉管壁上的压力感受器传入冲动的频率增高，到达心血管中枢后，副交感神经兴奋，血压下降；
(2)神经元外Na＋浓度高于神经元内，而神经元内的K＋浓度高于神经元外，所以a为Na＋，b为K＋，这种离子浓度不均匀的状态之所以能维持，是因为Na＋、K＋是通过细胞膜上的Na＋、K＋运输载体，以主动运输方式进出细胞的；
(3)当药物特异性抑制神经递质降解酶的活性时，会使突触间隙内的神经递质不被分解导致浓度持续升高，并与后膜上的受体持续结合，导致突触后膜持续兴奋；
(4)兴奋在神经纤维上的传导速率等于＝30 mm/ms。
答案　(1)压力感受器　副交感
(2)Na＋　K＋　Na＋、K＋通过细胞膜上的Na＋、K＋运输载体，以主动运输方式进出细胞
(3)[2]突触间隙　[6]受体
(4)30
15．(15分)(2012·北京西城4月)人体在特殊情况下，会产生针对自身细胞表面某些受体的抗体。如重症肌无力是由于机体产生能与乙酰胆碱受体特异性结合的抗体，但该抗体不能发挥乙酰胆碱的作用(如甲图表示)。“Graves氏病”是由于机体产生针对促甲状腺激素受体的抗体，而该种抗体能发挥与促甲状腺激素相同的生理作用，但甲状腺激素不会影响该抗体的分泌(如乙图所示)。请分析回答：
(1)在正常人体内，兴奋到达神经—肌肉突触时，储存在________中的乙酰胆碱就被释放到突触间隙中，与受体结合后使突触后膜兴奋，肌肉收缩。重症肌无力患者的乙酰胆碱受体与抗体结合后，导致________和____________，使乙酰胆碱受体数量________和功能部分丧失，表现为重症肌无力。
(2)根据乙图分析：与正常人相比，Graves氏病患者Y激素的分泌量________，X激素的分泌量__________。由此判断，Graves氏病患者的体温往往比正常人____________，但该病患自身的产热量________散热量。
(3)在“重症肌无力”与“Graves氏病”患者体内，促甲状腺激素受体和乙酰胆碱受体都是________，从而引起特异性免疫反应。
(4)由上述分析可知，参与人体稳态调节的有____________等。
解析　(1)因抗体与突触后膜上的乙酰胆碱受体结合，导致乙酰胆碱失去了与受体结合的机会，而使兴奋传递中断，造成肌肉无法收缩。(2)因抗体与甲状腺细胞膜表面的Y激素受体结合，可起到Y激素的作用效果，故患者X激素(甲状腺激素)分泌量增加，而Y激素(促甲状腺激素)分泌量减少。患者表现为甲亢症状。因该人的体温恒定，、故其产热量等于散热量。(3)可以与抗体发生特异性结合的物质是抗原。(4)人体内环境在神经、体液及免疫调节共同作用下维持相对稳定状态。
答案　(1)突触小泡　乙酰胆碱受体被胞吞并分解　未被胞吞的受体无法与乙酰胆碱结合　减少
(2)减少　增加　高　等于　(3)抗原
(4)神经调节、体液调节、免疫调节第九单元 第35讲
生态系统的能量流动和物质循环
知能达标训练
真题演练
1．(2011·海南单科)关于生态系统的叙述，正确的是
A．生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的
B．生态系统中的信息传递对所有捕食者都必然是有利的
C．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越大
D．生态系统的食物链中营养级越高的生物，其体型必然越小
解析　流经生态系统的总能量是生产者固定的太阳能，能量在各营养级之间的传递效率为10%～20%，故A正确；生态系统的信息传递能够调节种间关系，以维持生态系统的稳定性，不可能只对捕食者有利；生态系统的食物链中营养级的高低与体型大小没有必然联系。
答案　A
2．(2010·山东理综)以下表示动物利用食物的过程。
正确的分析是
A．恒温动物的④/③值一般高于变温动物
B．哺乳动物的③/①值一般为10%～20%
C．提高圈养动物生长量一般需提高③/②值
D．食肉哺乳动物的③/②值一般低于食草哺乳动物
解析　④/③的含义是有机物积累量/同化量，在同化量相同的情况下，由于恒温动物要维持自身的体温，所以其体内积累的有机物要少于变温动物，所以恒温动物的④/③值一般低于变温动物；③/①表示同化量/获取量，而不是能量传递率，能量传递率是后一营养级的同化量与前一营养级的同化量的比值；③/②表示同化量/食入量，圈养动物一般要求短时间内长大，例如养猪，育肥速度越快越好、同化量高就意味着长得快，这个比值高意味着用同样的饲料能够让圈养的动物长得更多；食草动物的食物中含有大量纤维素，纤维素绝大部分不能被同化，食肉动物的食物中，营养物质主要是蛋白质、脂肪等，绝大部分都可以被同化，即食肉哺乳动物的③/②值要高于食草动物。
答案　C
3．(2010·江苏生物)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动，以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是
A．多吃肉食会增加心血管病的发病率
B．直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C．多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D．节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平
解析　“多吃素食、少吃肉食”能节约粮食，其生态学原理在于降低人在食物链中的营养级，从而节约更多的粮食。故正确答案C。
答案　C
4．(2011·福建理综)下表选项中，甲、乙、丙三者关系能用右图表示的是
选项 表示内容 甲 乙 丙
A 碳元素的流向 消费者 CO2库 生产者
B 内环境成分的关系 血浆 淋巴 组织液
C 生态系统的能量流向 生产者 消费者 分解者
D 甲状腺激素分泌的分级调节 下丘脑 甲状腺 垂体
解析　依据题干中提供的信息逐项分析：若甲为消费者，其呼吸作用产生的CO2释放到CO2库，CO2库中的CO2又可以通过生产者(丙)的光合作用固定到有机物中，消费者通过摄食，碳元素又可进入消费者，故A正确；若甲为血浆，根据题意中的箭头指向分析乙不可能为淋巴，故B错；若图表示生态系统的能量流向，分解者(丙)中的能量不可能被消费者(乙)利用，故C错；若图表示甲状腺激素分泌的分级调节，乙应该为垂体，丙为甲状腺，故D错。
答案　A
5．(2010·广东理综)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。
时期 碳吸收量(kgC·a－1) 碳释放量(kgC·a－1)
A 1.20×1014 1.20×1014
B 1.20×1014 1.26×1014
(1)生态系统碳的吸收主要是通过________作用实现的，碳的释放主要是通过________作用实现的。
(2)表中________时期的生态系统处于稳定状态，原因是________。
(3)由于过度的人工碳排放，破坏了生态系统的______________，导致大气中________增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特性而制造的，类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的________阶段；又如经改造的蓝藻能在细胞内将光合作用产生的________直接发酵转化为燃料乙醇。
解析　本题主要考查生态系统碳循环与气候变化的相关知识，如：光合作用、呼吸作用、温室效应以及生态系统的稳定性等知识。(1)碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行，CO2的吸收主要依靠光合作用实现，其次还有化能合成作用；CO2的释放主要依靠呼吸作用实现，其次还有化石燃料的燃烧。(2)表中A时期碳吸收量等于碳释放量，生态系统维持稳定，而B时期碳吸收量小于碳释放量，生态系统的稳定性遭到破坏。(3)过度的人工碳排放超过了生态系统的自我调节能力，生态系统的稳定性遭到破坏。CO2排放的增加导致温室效应，引起全球气候变化。(4)光合作用的光反应阶段发生在类囊体中，光合作用的产物是有机物和氧气，其中有机物(葡萄糖)可作为发酵的直接原料。
答案　(1)光合　呼吸
(2)A　碳的释放量等于碳的吸收量
(3)碳平衡　CO2浓度
(4)光反应　有机物
限时检测
(限时45分钟　满分80分)
一、选择题(每小题3分，共36分)
1．(2012·广东六校联考)下图为生态系统能量流动的部分图解，①代表一定的能量值。下列相关叙述中，正确的是
A．生态系统的能量流动是循环进行的 B．能量在沿食物链流动时逐级递减
C．次级消费者属于第二营养级 D．图中①代表呼吸作用所消耗的能量
解析　生态系统能量流动是单向的、逐级递减的；次级消费者属于第三营养级；图中①代表流向分解者的能量。
答案　B
2．下图为生态系统中能量流动的部分示意图，①②③④⑤各代表一定的能量值，下列各项中正确的是
A．在人工饲养的高密度鱼塘中⑤肯定大于①
B．④中包含了次级消费者粪便中的能量
C．在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同
D．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为(②/①)×100%
解析　人工饲养的高密度鱼塘中除了生产者通过光合作用固定太阳能外，还需要给鱼类添加食物，A不对；④指次级消费者所同化的能量中被分解者利用的能量，次级消费者同化的能量不包括次级消费者粪便中的能量，B不对；生产者通过光合作用固定太阳能，消费者通过捕食获取能量，C不对；一般两个相邻营养级间能量传递效率为两个营养级生物同化能量的比例，D对。
答案　D
3．(2011·苏北四市二次联考)随着人口的急剧增长，生物圈受到的压力越来越大，为了减轻对生物圈的压力，人们应采取下列哪一项食物结构
A．以植物性食物为主　　　B．以淡水养殖的鱼虾为主
C．以禽类、蛋类为主 D．以猪等家畜的肉类为主
解析　营养级越多，在能量流动的过程中消耗的能量越多。以植物性食物为主，营养级少，能量的损耗少，减轻对生物圈的压力。
答案　A
4.如图食物网中，假如猫头鹰的食物有2/5来自兔，2/5来自鼠，1/5来自蛇，那么，猫头鹰若要增加20g体重，最少需要消耗的植物为
A．80 g B．900 g
C．800 g D．600 g
解析　依图中食物关系分析，猫头鹰处于第三、四营养级。在植物鼠猫头鹰兔食物链中，猫头鹰属第三营养级，可把此食物链简化为一条，即植物→鼠(兔)猫头鹰，最少消耗植物20 g×÷20%÷20%＝400 g。另一食物链“植物→鼠→蛇1/5,猫头鹰”中，猫头鹰属第四营养级，最少消耗植物20 g×÷20%÷20%÷20%＝500 g，所以最少需要消耗植物900 g。
答案　B
5.(2011·济南一模)右图表示某水生生态系统的能量金字塔，下列叙述中正确的是
A．此水生生态系统的能量传递效率不足10%
B．该生态系统的全部食肉动物构成一个种群
C．该生态系统的浮游生物、食草动物、食肉动物构成群落
D．该生态系统能量流动和物质循环彼此独立
解析　此水生生态系统中全部的食肉动物包括多个物种，不能组成一个种群；群落应包括系统中全部的生物；该系统的能量由第一到第二、第二到第三营养级传递效率分别为6.8%、8%；生态系统的物质是能量的载体，而能量则是物质循环的动力，二者不可分割。
答案　A
6.(2012·苏北四市二次联考)如图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况，其中各数字序号表达的含义分别为：①生产者呼吸释放量；②分解者呼吸释放量；③消费者呼吸释放量；④生产者光合作用消耗总量。有关叙述正确的是
A．流经该农田生态系统的总能量可用④表示
B．②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越多
C．消费者同化作用的大小可用③表示
D．该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
解析　流经该农田生态系统的总能量就是生产者所固定的全部太阳能，④表示生产者光合作用消耗总量，即生产者总的光合作用的情况，故流经该农田生态系统的总能量可用④表示；有机肥料必须经过分解者的分解作用变成无机物，才能被生产者利用；故②的量越小，说明该农田生态系统施用的有机肥料越少；消费者同化作用的大小大于消费者呼吸释放量，故消费者同化作用的大小不能用③表示；该农田生态系统一年中CO2的释放量应小于消耗量。
答案　A
7.(2011·湖南十二校二次联考)农田中存在水稻、螟虫、青蛙三种生物，其生物量的变化如图，下列说法不正确的是
A．甲是水稻，乙是螟虫，丙是青蛙
B．从第一年到第五年，生态系统处于相对平衡状态
C．第六年，由于大量捕捉青蛙，三种生物量都发生了剧烈的变化
D．假如第七年适量喷洒农药，将在一定程度上避免水稻减产
解析　由不同生物的生物量对比可判断：甲、乙、丙分别为水稻、螟虫、青蛙；由三种生物的生物量变化知，前5年生态系统处于相对平衡状态；因青蛙被大量捕杀，导致螟虫数量快速上升，由第六年生物量变化情况可知：青蛙的减少是稻田施用农药的结果，若第七年再施用农药，可在一定程度上避免减产。
答案　C
8.(2011·济南二模)图为生态系统中碳循环示意图，箭头表示循环方向。下列相关叙述正确的是
A．图中甲、乙、丙、丁构成了该生态系统的生物群落
B．图中b、c、d过程均可表示不同生物的细胞呼吸
C．缺少类群丙则生态系统的物质循环不能正常进行
D．由于细胞呼吸的消耗，乙对食物的同化量远小于摄入量
解析　甲、丁分别表示生产者、分解者，乙、丙表示消费者。图中甲、乙、丙、丁的全部生物构成生物群落；c、d分别表示乙、丙同化的能量，b表示生产者的呼吸量；缺少丁类生物，物质循环将不能正常进行；乙同化的能量中有大部分通过呼吸作用散失，只有少部分用于乙生长、发育、繁殖。
答案　A
9．(2012·山东兖州摸底)如图表示某生态系统中四种成分之间的相互关系，以下相关叙述正确的是
A．甲和丙所包含的所有种群构成生物群落
B．乙不一定是原核生物
C．丁的CO2含量减少，将导致臭氧层破坏
D．丙1同化量越大，丙2的同化量越小
解析　由图分析可知，甲为生产者，乙为分解者，丙为消费者，丁为非生物的物质和能量，一个生物群落应包括生产者、消费者、分解者；有些真核生物也是分解者，如蚯蚓；臭氧层的破坏是由氟氯烃的大量排放所致；一般来说丙1同化量越大，丙2的同化量越大。
答案　B
10.如右图是生态系统中碳循环示意图，“→”表示碳的流动方向，下列说法正确的是
A．图中A是生产者，B、D、E是消费者，C是分解者
B．该生态系统的结构包括A、B、C、D、非生物的物质和能量
C．该生态系统中食物网可表示为：
D．E每增加1 kg的体重，至少需要25 kg的A
解析　图中A是生产者，D、E是消费者，B是分解者，C是大气中的CO2库。生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。此图中的食物链应为A→D→E，E要增加1 kg的体重，至少需要1÷0.2÷0.2＝25 kg的A。
答案　D
11．某水域有A、B、C、D、E五种生物，它们体内的DDT浓度见表，由此可知，这五种生物之间构成的食物链是
种群 A B C D E
DDT浓度(ppm) 0.005 2.0 1.5 25.5 0.04
A.A→E→C→B→D B．D→B→C→E→A
解析　五种生物种群中DDT的浓度，从小到大依次为A—E—C—B—D，其中C与B的浓度虽然不同，但相差很小，所以可以确定C、B属于同一营养级。据此，可以写出这五种生物种群构成的食物链。
答案　C
12．(2011·北京东城)下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。下列叙述不正确的是
A．图中所有的生物构成了此池塘生态系统的生物群落
B．从外部引入消费者4可能会使生产者2的数量暂时增加
C．流经该生态系统的总能量是图中所有生产者固定的能量之和
D．组成消费者的各种元素返回无机环境都需经分解者的分解作用
解析　群落由系统中所有生物组成；消费者4数量的增多会导致消费者2快速减少，使生产者2的生存压力减小，生产者2数量暂时增加；流经该生态系统的总能量包括光能、化能自养生物在内的全部生产者固定的能量；消费者可以通过呼吸作用将部分有机物分解为无机物返回无机环境。
答案　D
二、综合题(共3小题，满分44分)
13．(14分)(2011·东北师大附中三次摸底)下图为某水池中的一个食物网，请分析回答：
(1)这个水池生态系统中有________条食物链，流经该生态系统的总能量来自________(填具体生物名称)所固定的太阳能。
(2)在“绿藻→螺蛳→鲫鱼→黑鱼”食物链中，若黑鱼增加1 kg，则至少需要绿藻________kg；在这个食物网中，轮虫与鲫鱼的关系是________，黑鱼属于第________营养级。
(3)上图没有表示出来的生态系统成分是__________。
(4)为促进生物量的增加，水池中加入了较多的有机肥，一段时间后，池中绿藻爆发，其他几种生物陆续死亡，动物死亡的主要原因是水中缺少____________________。不久，绿藻也大量死亡，水体发臭，导致水体发臭的生物成分是__________________。
解析　由图可知这个水池生态系统中有6条食物链，流经该生态系统的总能量来自绿藻和水草所固定的太阳能；在“绿藻→螺蛳→鲫鱼→黑鱼”食物链中，若黑鱼增加1 kg，则至少需要绿藻为x，那么此时应该选择最大能量传递效率，x＝1 kg×5×5×5＝125 kg；轮虫为鲫鱼的食物，同时两者也有共同的食物来源，所以这个食物网中，轮虫与鲫鱼的关系是竞争和捕食，黑鱼属于第三营养级、第四营养级；生态系统的成分有四种，上图没有表示出来的生态系统成分是非生物的物质和能量、分解者；水池中加入了较多的有机肥，有利于藻类的繁殖，所以池中绿藻爆发，大量的藻类繁殖会覆盖水面，水下的植物无法进行光合作用，导致其他生物缺氧而死亡。
答案　(1)6　绿藻和水草
(2)125　竞争和捕食　三、四
(3)非生物的物质和能量、分解者
(4)O2　分解者(微生物)
14．(15分)(2012·湖南十二校二次联考)2010年11月在坎昆举行的全球气候大会的重要议题之一是确立各国“X气体”减排目标；如果坎昆会议制定的所有目标均顺利完成，全球“X气体”排放量可能下降60%，平均气温也将下降2摄氏度，请据此资料回答：
(1)资料中所说的“x气体”主要是指________，各国气体排放均会对全球气候造成影响，说明生态系统的物质循环具有________的特点。
(2)上图1为生态系统中该气体的生成和构成该气体的某种元素的循环过程，其中甲、乙、丙、丁构成系统的生物群落，箭头表示物质循环方向，则乙是________，过程⑤表示________作用，若过程③和④的成分越复杂，则该生态系统的________稳定性越高。
(3)设过程③④代表的生物之间有如图2所示的食物关系，若E种群的能量为5.8×109 kJ，B种群的能量为1.3×108 kJ，D种群的能量为1.5×108 kJ，能量传递效率为10%，则A种群的能量是________kJ；此过程体现了生态系统的能量流动具有________的特点。
(4)请再列举两项影响人类发展的全球性的环境问题：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)向大气中过量排放CO2是造成温室效应的主要原因。因物质循环具有全球性特点，故各地的CO2排放量对全球气候均产生影响。(2)甲、乙、丙、丁分别表示分解者、生产者、消费者、消费者。③④代表生态系统的营养结构，生态系统抵抗力稳定性的大小取决于营养结构的复杂程度。(3)C同化能量为5.8×108－(1.3＋1.5)×108＝3×108 kJ，故A获得的能量为3×107 kJ。
答案　(1)CO2　全球性
(2)生产者　分解者的分解　抵抗力
(3)3.0×107　单向流动、逐级递减
(4)酸雨、臭氧层破坏、土地荒漠化、水资源缺乏、海洋污染、生物多样性锐减等(任意两项即可)
15．(15分)(2011·南京二模)调查研究是进行科学探究的常用方法。某学校研究性学习小组为了研究生态系统结构和功能的关系，对某野外四个物种在一天中的平均活动时间(活动时间以%表示)进行观察和记录，结果如下表。
休息 与其他物种关系 进食 其他活动
物种甲 20% 15%追逐物种乙 55%吃植物 10%
物种乙 20% 25%被物种甲追逐 45%吃植物 10%
物种丙 75% 15%吃物种甲 10%
物种丁 75% 20%吃物种丙 5%
(1)组成一个典型的生态系统，除表中涉及的成分外，还应有________。画出该生态系统中可能的食物网____________________。无机环境中的碳主要是通过________作用进入该食物网的。
(2)下图1是该生态系统中能量流向物种甲后发生的一系列变化示意图。图2中a～d表示物种甲和物种丙在能量流动过程中不同去向能量的相对值。请据图回答相关问题：
①图1中的A表示物种甲同化的能量，则C、D表示的含义分别为________、________。
②若图2中c1＝a2＋b2＋c2＋d2，则从物种甲到物种丙的能量传递效率为_____________(用字母表示)。
(3)据观察发现近几年该地区的生物种类和数量显著减少。下表是科学家调查研究该地区哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因及其比例。
原因 哺乳动物 鸟类
偷猎 31% 20%
丧失栖息地 32% 60%
生物入侵 17% 12%
其他 20% 8%
①根据这些数据绘制柱状图，横轴表示每类动物受威胁的各种原因，纵轴表示数值。
②根据两类动物生存受到威胁的原因，请提出你的保护建议(至少要答2点)。
__________________________________________________________________________。
解析　(1)物种甲、物种乙吃植物，因此属于初级消费者；物种丙吃物种甲，物种丁吃物种丙，据此即可写出营养结构。一个典型的生态系统成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。碳元素从无机环境进入生物群落是从生产者的光合作用开始的。(2)图1中的A表示物种甲同化的能量，则C、D表示分解者利用的能量和通过呼吸作用散失的能量。若图2中c1＝a2＋b2＋c2＋d2，则从物种甲到物种丙的能量传递效率为c1/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%。(3)保护动物可建立健全法律法规；加强法制教育；建立自然保护区；禁止偷猎等措施。
答案　(1)非生物的物质和能量(非生物成分)、分解者
(2)①分解者利用的能量　通过呼吸作用散失的能量
②c1/(a1＋b1＋c1＋d1)× 100%[或a2＋b2＋c2＋d2/(a1＋b1＋c1＋d1)×100%]
(3)①见下图
②建立健全法律法规；加强法制教育；建立自然保护区；禁止偷猎等(答案合理即可)

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