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[重温考纲]　1.蛋白质、核酸的结构和功能(Ⅱ)。2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)。3.水和无机盐的作用(Ⅰ)。
核心考点1　水与无机盐的作用
1．联系水与代谢、调节的关系
提醒　(1)细胞内自由水与结合水的比值升高，则代谢旺盛，反之则代谢缓慢，如衰老细胞与癌变细胞相比，前者该比值下降，后者该比值升高。
(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。
(3)种子晾晒过程中，丧失的主要是自由水，此时细胞仍具活力，种子烘烤过程中可导致结合水丧失，此时种子丧失活性。
2．理清无机盐存在形式、吸收方式及四种功能
设计1　围绕水和无机盐的功能考查理解能力
1．(2017·焦作二模)下列有关生物体内水的叙述，不合理的是(　　)
A．结合水是细胞的组成成分，越冬植物体内结合水的比例会升高
B．人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水
C．胰岛素在肝脏细胞发挥作用的过程中只产生水，不消耗水
D．绿色植物暗反应所需的还原剂最终来自叶绿体中水的光解
答案　C
解析　结合水是细胞结构的重要组成成分，越冬植物为增强抗逆性，其体内结合水的比例会升高，A正确；人体细胞的内质网中脂质的合成、线粒体内膜中有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成都会产生水，B正确；胰岛素的作用是促进血糖的氧化分解、促进血糖合成糖原，以及促进血糖转化为脂肪和某些氨基酸等，其中，胰岛素在促进血糖彻底氧化分解的过程中既有水的消耗也有水的产生，C错误；绿色植物暗反应所需的还原剂是[H]，是叶绿体中的水在光合作用下分解获得的，D正确。
2．苹果含有元素Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善，这说明无机盐离子(　　)
A．对维持酸碱平衡起重要作用
B．对维持细胞形态有重要作用
C．对调节细胞的渗透作用发生有重要作用
D．对维持生物体生命活动有重要作用
答案　D
解析　由题意可知，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn，就会导致大脑发育不完善，这说明Zn对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。
设计2　围绕水和无机盐功能考查获取信息的能力
3．初春寒冷，此时冬小麦细胞的分裂活动减慢，细胞呼吸减弱，但细胞内可溶性糖的含量明显提高。下列推测不合理的是(　　)
A．温度低，新陈代谢减慢，细胞呼吸减弱
B．可溶性糖的含量提高，说明细胞内自由水的含量增高，结合水的含量下降
C．可溶性糖多，导致细胞液浓度增加，降低了冰点，以适应寒冷的环境
D．由于细胞分裂速度减慢，植物体的生长速度也大大减缓
答案　B
解析　温度低，导致酶活性降低，细胞呼吸减弱，A正确；可溶性糖的含量提高，可结合较多的水分子，结合水的含量上升，B错误；可溶性糖多，导致细胞液浓度增加，不容易结冰，以适应寒冷的环境，C正确；细胞分裂速度减慢，植物体的生长速度大大减缓，D正确。
4．下表表示人体肌细胞受刺激后，细胞内钙含量和肌肉收缩力量随时间的变化关系。
时间/ms
0
30
60
90
120
150
180

0
7.8
2.2
0.5
0
0
0
肌肉力量(N)
0
2.0
5.0
3.5
2.1
0.5
0
表中数据可以说明(　　)
A．细胞内钙浓度与肌肉收缩力量有关
B．肌肉收缩力量随时间不断增强
C．从表中看出钙离子进入肌细胞的方式是主动运输
D．肌肉在达到最大收缩力时钙浓度最高
答案　A
解析　从表中可以看出，细胞内钙浓度最高时肌肉收缩力量并不是最大，钙含量在30 ms时最高，肌肉收缩力量在60 ms时最强。从表格中看不出钙离子进入肌细胞的方式是主动运输。
核心考点2　糖类、脂质的种类与作用
1．理清糖类的种类、分布在动植物体中的差异
提醒　(1)并非所有的糖类都是能源物质，如核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。
(2)并非所有的糖都有还原性，如蔗糖、淀粉均为非还原糖。
(3)糖原代谢的最终产物不是葡萄糖，而是CO2和H2O。
2．“二看”法辨析脂质的分类及功能
提醒　(1)动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉是暂时储能物质，而脂肪是良好的储能物质。
(2)脂肪是细胞内良好的储能物质的原因：相对于糖类、蛋白质而言，脂肪中C、H的比例高，而O的比例低，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质而言消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。
(3)糖类、脂肪和蛋白质都可以提供能量，但以糖类为主。
(4)糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。
设计1　围绕糖类、脂质的种类与功能考查理解能力
1．下列叙述中属于淀粉、纤维素和糖原共同特征的是(　　)
A．都含有C、H、O、N四种元素
B．基本组成单位都是五碳糖
C．基本组成单位都是六碳糖
D．都是细胞内储存能量的主要物质
答案　C
解析　淀粉、纤维素和糖原均属于多糖，均由C、H、O三种元素构成；基本组成单位都是六碳糖；纤维素作为细胞壁的主要成分，不参与细胞的供能。
2．下列有关脂质的叙述正确的是(　　)
A．脂肪不仅是细胞中的储能物质，也是良好的绝热体
B．胆固醇是构成动植物细胞膜的重要成分
C．磷脂在核糖体、内质网及高尔基体上合成
D．脂质都能被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色
答案　A
解析　脂肪不仅是细胞中的储能物质，也是良好的绝热体，A正确；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，植物细胞膜中不含胆固醇，B错误；磷脂在细胞中的内质网上合成，C错误；只有脂质中的脂肪能被苏丹Ⅳ染液染成红色，D错误。
设计2　围绕糖类、脂质的功能关系考查获取信息的能力
3．根据下表相关信息，同质量的脂肪和糖类在氧化分解时会出现差异的相关分析，错误的是(　　)
物质
各元素比例
氧化分解时
C
O
耗氧量
释放能量
产生的水
脂肪
75%
13%
较多
较多
X
糖类
44%
50%
较少
较少
Y
A．脂肪和糖类中H的比例分别是12%和6%
B．相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
C．糖类中O的比例高，因此氧化分解时产生的水为XD．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
答案　C
解析　根据表格信息可知，脂肪中C＝75%、O＝13%，因此H＝12%；糖类中C＝44%、O＝50%，因此H＝6%，A正确；糖类和脂肪氧化分解的最终产物都是二氧化碳和水，耗氧量的多少取决于有机物中H、C所占的比例，因为脂肪中H、C的含量高，所以氧化分解时耗氧量多，B、D正确；从表中可看出，脂肪中C、H比例高，在氧化分解时需要的氧气多，释放的能量多，形成的CO2和H2O也多，所以X>Y，C错误。
4．种子萌发时，脂肪水解生成脂肪酸和甘油，然后脂肪酸和甘油分别在多种酶的催化下形成葡萄糖，最后转变为蔗糖，并转运至胚轴供给胚生长和发育，如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．图中的C2和C3分别是含有2个和3个碳原子的无机物
B．线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以琥珀酸可在线粒体中彻底氧化分解
C．1分子蔗糖水解产物为2分子葡萄糖
D．脂肪最终转化为蔗糖过程需要多种酶参与，这些酶的化学本质相同
答案　D
解析　图中的C2和C3分别是含有2个和3个碳原子的有机物，A错误；线粒体是有氧呼吸的主要场所，但图中琥珀酸不能在线粒体中彻底氧化分解，B错误；1分子蔗糖水解产物为1分子葡萄糖和1分子果糖，C错误；脂肪最终转化为蔗糖过程需要多种酶参与，这些酶的化
学本质相同，均为蛋白质，D正确。
核心考点3　蛋白质、核酸的结构与功能
1．理清蛋白质的组成、结构和功能
提醒　(1)脱水缩合发生在核糖体中，方式只有一种，所形成的肽键结构可表示为“—CO—NH—”。
(2)导致蛋白质结构多样性的原因有四个，并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质分子的结构就不同。
(3)在核糖体上合成的是多肽，而不是成熟蛋白质，多肽要经过加工后才能形成有一定结构和功能的蛋白质。
(4)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
(5)低温和盐析未使蛋白质的空间结构遭到破坏。
2．理清核酸的结构、种类及功能
3．明确蛋白质、核酸分子中涉及的三种常考的“化学键”
(1)蛋白质—肽键(—CO—NH—)，蛋白酶、肽酶可将其断开
(2)
提醒　(1)DNA分布于真核细胞的细胞核、线粒体和叶绿体中，原核细胞的拟核与质粒中以及部分病毒中。
(2)氢键在DNA双螺旋结构中起关键作用。
(3)ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一。
设计1　围绕蛋白质、核酸的结构与功能考查理解能力
1．下列关于蛋白质分子结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．氨基酸种类、数目和排列顺序相同的蛋白质功能一定相同
B．有些蛋白质具有免疫作用，有些蛋白质起信息传递作用
C．高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物不易被人体消化
D．发挥生物催化作用的蛋白质在反应前后其分子结构彻底改变
答案　B
解析　只有氨基酸种类、数目和排列顺序相同，以及形成的肽链的空间结构也相同的蛋白质，其功能才相同，A错误；有些蛋白质如抗体具有免疫作用，有些蛋白质如生长激素起信息传递作用，B正确；高温会使蛋白质变性，因此煮熟的食物更易被人体消化，C错误；酶是生物催化剂，在反应前后其分子结构不发生改变，D错误。
2．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是(　　)
A．彻底水解得到的终产物完全相同
B．都可作为遗传物质，携带遗传信息
C．含有RNA的细胞器一定含有DNA
D．含有DNA的生物一定含有RNA
答案　B
解析　DNA彻底水解得到的终产物为磷酸、脱氧核糖、A、T、G、C四种碱基，而RNA彻底水解得到的终产物为磷酸、核糖、A、U、G、C四种碱基，A错误；DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒的遗传物质，两者都能携带遗传信息，B正确；含有RNA的细胞器不一定含有DNA，如核糖体，C错误；DNA病毒仅由DNA和蛋白质构成，不含RNA，D错误。
设计2　围绕蛋白质的结构与功能考查获取信息的能力
3．(2017·河南三市联考)科学家使用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶(一种蛋白质)，可以将该酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构。若通过透析的方法除去导致酶去折叠的尿素和巯基乙醇，再将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中，经过一段时间以后，发现核糖核酸酶活性得以恢复。下列叙述正确的是(　　)
A．由于巯基乙醇和尿素处理破坏了蛋白质中的肽键，故该酶失去了活性
B．该蛋白质的氨基酸序列可以决定蛋白质的空间结构
C．这个实验证明结构并不一定决定功能
D．这个实验说明蛋白质的结构从根本上讲是由外界环境决定的
答案　B
解析　用巯基乙醇和尿素处理，可以将牛胰核糖核酸酶去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构，说明因破坏了蛋白质的空间结构而导致该酶失去了活性，A错误；蛋白质的空间结构取决于组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序，B正确；这个实验证明了蛋白质的结构决定其功能，C错误；这个实验说明外界环境可以影响蛋白质的结构，D错误。
解题技巧　解答此题的关键是抓住题干中的“用巯基乙醇和尿素处理牛胰核糖核酸酶可使其去折叠转变成无任何活性的无规则卷曲结构”及“除去尿素和巯基乙醇后将没有活性的酶转移到生理缓冲溶液中一段时间后该酶活性得以恢复”这一解题的切入点，结合所学“蛋白质的结构及其多样性、蛋白质功能的相关知识”逐一分析各选项，进行知识的整合和迁移。
4．植物在受伤时会释放系统素(一种由20个氨基酸组成的多肽)，与受体结合后能活化蛋白酶抑制基因，抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，阻止害虫取食和病原菌繁殖。关于系统素的描述正确的是(　　)
A．内含20个肽键的系统素是一种信号传递分子
B．系统素遇双缩脲试剂在常温下会产生紫色反应
C．系统素能抑制植物体内与蛋白酶有关的基因的表达
D．系统素相当于植物体内的“抗体”，能与外来的“抗原”发生特异性的结合
答案　B
解析　依题意信息可知，系统素能与害虫和病原微生物的受体结合，活化蛋白酶抑制基因，使该基因表达从而抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性，限制植物蛋白的降解，但不能抑制植物体内与蛋白酶有关基因的表达，A、C项错误；系统素是一种由20个氨基酸组成的多肽，含有肽键，遇双缩脲试剂在常温下会产生紫色反应，B项正确；系统素是通过抑制害虫和病原微生物的蛋白酶活性、限制植物蛋白的降解而发挥作用，并没有和害虫或病原微生物发生特异性的结合，因此系统素不是植物“抗体”，D项错误。
设计3　围绕细胞中多种有机物的组成与功能考查理解能力
5．下列关于生物大分子的叙述，不正确的是(　　)
A．M个氨基酸构成的蛋白质分子，有N条直链肽链，其完全水解共需M－N个水分子
B．在小麦细胞中由A、G、T、C四种碱基参与构成的核苷酸最多有7种
C．糖原、脂肪、蛋白质和核糖都是生物体内的高分子化合物
D．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质
答案　C
解析　M个氨基酸构成的蛋白质分子，有N条直链肽链，其完全水解共需M－N个水分子，A正确；由于T不能参与RNA的合成，所以在小麦细胞中由A、G、T、C四种碱基参与构成的核苷酸最多有7种，B正确；糖原、蛋白质都是生物体内的高分子化合物，脂肪不是高分子化合物，核糖是单糖，是小分子化合物，C错误；细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质，由于其排列顺序以及蛋白质的空间结构不同，不一定是同一种蛋白质，D正确。
6．(2017·石家庄质检)下列有关细胞物质的叙述正确的是(　　)
A．致癌因子诱发细胞DNA发生改变可导致细胞癌变
B．组成蛋白质、糖原和淀粉的单体都具有多样性
C．核糖体与酶、抗体、激素、神经递质的合成都有关
D．DNA是细胞内的遗传物质，是通过格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明的
答案　A
解析　致癌因子诱发细胞原癌基因、抑癌基因发生改变可导致细胞癌变，A对；组成糖原和淀粉的单体均为葡萄糖，不具有多样性，B错；核糖体是蛋白质的合成场所，酶、神经递质和激素不全是蛋白质，C错；格里菲思的肺炎双球菌转化实验仅证明死亡的S型菌存在使R
型菌发生转化的物质，D错。
重要题型1　细胞内有机物的推断
1．根据元素的组成确定化合物的名称
2．根据化合物的组成单位确定化合物的名称
图1　—○—○—○—○—○—○—○—○—○—○—
图2　—△—□—△—◇—◇—○—△—□—◇—△—
(1)图1表示由相同单体构成的生物大分子，可表示淀粉、纤维素和糖原，都是由葡萄糖构成的。
(2)图2表示由不同单体构成的生物大分子，可表示核酸和多肽的结构组成。
3．根据化合物的功能确定化合物的名称
4．根据化合物的关系确定化合物的名称
例如下图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系
根据图中所示的关系可推断：A为DNA、B为RNA、C为蛋白质。
1．如图表示几种化合物的元素组成，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是氨基酸
B．若②是细胞中重要的储能物质，则②是脂肪
C．若③为能储存遗传信息的大分子物质，则③一定是DNA
D．若④主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④是糖原
答案　C
解析　由图示可知，①的组成元素为C、H、O、N，若①为某种大分子的组成单位，则①最可能是蛋白质的组成单位——氨基酸，A正确；②的组成元素只有C、H、O三种，可能是糖类或脂肪，但因②是细胞中重要的储能物质，故②是脂肪，B正确；③的组成元素为C、H、O、N、P，若③是能储存遗传信息的大分子物质，则其可能是DNA，也可能是RNA，C错误；④只含C、H、O三种元素，主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质，则④指肝糖原和肌糖原，D正确。
2．生物大分子通常都有一定的分子结构规律，即由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式形成多聚体。下列叙述正确的是(　　)
A．若该图为一段肽链的结构模式图，则1表示肽键，2表示中心碳原子，3的种类有20种
B．若该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3的种类有4种
C．若该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，3的种类有4种
D．若该图表示多糖的结构模式图，淀粉、纤维素和糖原是相同的
答案　B
解析　如果该图为一段肽链的结构模式图，则1表示中心碳原子，2表示肽键，A错误；如果该图为一段RNA的结构模式图，则1表示核糖，2表示磷酸基团，3表示含氮碱基，RNA中的碱基含有A、U、C、G四种，B正确；如果该图为一段单链DNA的结构模式图，则1表示脱氧核糖，2表示磷酸基团，C错误；淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位相同，都是葡萄糖，但是不同多糖中葡萄糖之间的连接方式不同，D错误。
3．如图表示细胞内几种有机物及其功能的对应关系，m1、m2、m3、m4分别是有机物M1、M2、M3、M4的组成成分。下列相关分析正确的是(　　)
A．相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量多
B．M3具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能
C．m3和m4之间的区别主要是五碳糖和碱基的种类不同
D．提取HIV体内的M4并彻底水解，将得到2种五碳糖和5种碱基
答案　B
解析　根据图中各物质的功能可知，M1表示多糖，M2表示脂肪，M3表示蛋白质，M4表示核酸。相同质量的M1和M2被彻底氧化分解，则M1的耗氧量少，A错误；蛋白质具有物质运输、催化、调节、免疫等多种功能，B正确；蛋白质的基本单位是氨基酸，核酸的基本单位是核苷酸，五碳糖和碱基的种类不同是DNA和RNA的不同，不是m3和m4之间的区别，C错误；HIV的核酸只有RNA，彻底水解将得到1种五碳糖即核糖和A、U、C、G 4种碱基，D错误。
4．如图表示生物体内两种重要化合物的化学组成关系，相关叙述正确的是(　　)
A．图中大分子B的空间结构是双螺旋结构
B．a的种类约有20种，b的种类为8种
C．a与a之间通过“—NH—COOH—”相连接，b与b之间通过磷酸二酯键相连接
D．HIV的遗传信息储存在大分子B中
答案　D
解析　据图分析，小分子a为氨基酸，大分子A为蛋白质，小分子b为核糖核苷酸，大分子B为RNA。RNA不具有双螺旋结构，A错误。氨基酸的种类约有20种，核糖核苷酸有4种，B错误。氨基酸与氨基酸之间以肽键(—NH—CO—)相连，核苷酸之间以磷酸二酯键相连，C
错误。HIV是一种RNA病毒，其遗传信息储存在RNA中，D正确。
重要题型2　种子形成与萌发时的物质变化
1．种子形成和萌发时的物质变化
项目
种子形成
种子萌发
有机物种类
可溶性糖→淀粉等
非蛋白质→蛋白质
糖类→脂肪
淀粉→葡萄糖
蛋白质→氨基酸
脂肪→甘油＋脂肪酸
干重
增加
减少(油料作物先增加后减少)
激素变化
脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少
脱落酸降低，赤霉素、生长素逐渐增加
2.种子成熟和萌发时细胞呼吸的变化
(1)种子成熟时呼吸速率的变化：有机物积累迅速时，呼吸速率加快，但当种子接近成熟时，呼吸速率逐渐减慢。
(2)种子萌发时细胞呼吸方式的变化：在胚根长出前，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，而当胚根长出后，O2的消耗速率就高于CO2的释放速率，这说明种子萌发的初期主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。
1．如图表示油菜种子在成熟过程中种子内有机物相对含量的变化趋势，下列相关叙述不正确的是(　　)
A．第36天，种子内含量最高的有机物可用苏丹Ⅲ染液检测
B．细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉相对含量降低
C．糖类不断转化为脂质，导致脂质相对含量持续增加
D．糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变
答案　D
解析　由图知，第36天，种子内含量最高的有机物是脂肪，脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A项正确；淀粉是多糖，而细胞代谢需要大量糖类物质，导致淀粉相对含量降低，B项正确；由题图知，种子在成熟过程中，其糖类物质相对含量不断下降，而脂肪的相对含量不断上升，说明糖类不断转化为脂质，导致脂质相对含量持续增加，C项正确；蛋白质是细胞的结构成分，糖类可以转化为蛋白质，含氮物质相对含量不变，但由于种子干重增加，蛋白质总量实际在增加，D项错误。
2．(高考改编题)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是(　　)
A．在12～24 h期间，细胞呼吸的主要场所是线粒体
B．胚根长出后，萌发种子的干物质总量会增加
C．胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高
D．由图可确定种子萌发时细胞呼吸消耗的有机物是葡萄糖
答案　C
解析　胚根长出前，种子主要进行无氧呼吸，从第12 h到胚根长出期间，种子只能进行细胞呼吸不进行光合作用，因此种子干物质总量减少，而胚根长出后，种皮破裂，随O2进入，种子以有氧呼吸为主，48 h后，O2吸收速率大于CO2释放速率，说明呼吸底物不只有葡萄糖。
3．(2013·新课标Ⅰ，29)某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。
回答下列问题：
(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用____________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见____________色的脂肪微粒。
(2)实验过程中，导致种子干重增加的主要元素是________(填“C”“N”或“O”)。
(3)实验第11 d如果使萌发种子的干重(含幼苗)增加，必须提供的条件是________________和________________________________________________________________________。
答案　(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　橘黄(或红)　(2)O　(3)光照　所需的矿质元素离子
解析　(1)根据检测生物组织中的脂肪实验可知，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅵ)染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色(或红色)。(2)由题图可知，种子萌发过程中，干重先增加，这是由于萌发过程中脂肪转化为糖类，二者相比较，O元素的含量增加。(3)第11 d时，种子已萌发成幼苗。如果要使萌发的种子干重增加，需要萌发的种子进行光合作用。影响光合作用的因素有光照、水、CO2浓度、所需的矿质元素离子等，依据题意，必须要提供的条件是光照和所需的矿质
元素离子。
专题强化练
1．下列有关水的生理功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．自由水是细胞内的良好溶剂
B．水溶液可将代谢废物运输到体外
C．结合水是细胞结构的重要组成成分
D．水分解能释放能量供生命活动利用
答案　D
解析　自由水是细胞内的良好溶剂，A正确；自由水可运送营养物质和新陈代谢中产生的废物，B正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，C正确；水不能提供能量，D错误。
2．下列有关淀粉酶的叙述正确的是(　　)
A．由C、H、O、N、P元素组成
B．具有调节功能
C．基本组成单位是氨基酸
D．可以用碘液鉴定
答案　C
解析　淀粉酶不含有P元素，A项错误；酶具有催化作用，不具有调节作用，B项错误；淀粉酶的化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，C项正确；碘液不能用于蛋白质的鉴定，D项错误。
3．下列关于DNA和RNA的叙述正确的是(　　)
A．DNA只存在于细胞核中，RNA只存在于细胞质中
B．真核生物的核糖体中有少量DNA
C．两种核酸的元素组成相同
D．病毒中的遗传物质都是RNA
答案　C
解析　DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，A错误；真核生物的核糖体由蛋白质和RNA组成，不含DNA，B错误；两种核酸的元素组成相同，都是C、H、O、N、P，C正确；RNA病毒的遗传物质是RNA，DNA病毒的遗传物质是DNA，D错误。
4．(2017·汕头一模)磷脂是构成细胞的一种重要化合物。下列叙述中错误的是(　　)
A．磷脂在内质网中合成
B．磷脂是生物膜的主要成分之一
C．原核细胞能合成磷脂
D．核糖体不含磷脂，故不含磷元素
答案　D
解析　磷脂属于脂质，合成场所是滑面内质网，A正确；磷脂是构成包括细胞膜在内的膜物质的重要成分，B正确；磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都有细胞膜，因此原核细胞能合成磷脂，C正确；核糖体属于无膜的细胞器，不含磷脂，但由蛋白质和rRNA组成，故含磷元素，D错误。
5．(2017·韶关调研)下列有关细胞中分子的叙述，正确的是(　　)
A．氨基酸的空间结构是蛋白质多样性的原因
B．等质量脂肪氧化分解比糖释放能量多是因为脂肪分子中氧含量多
C．携带遗传信息是核酸的唯一功能
D．叶肉细胞中缺乏Mg元素，则影响叶绿素合成
答案　D
解析　蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，A错误；等质量脂肪氧化分解比糖释放能量多是因为脂肪分子中碳氢含量多，B错误； 核酸能够携带和传递遗传信息，以及控制生物的性状等功能，C错误； Mg元素是叶绿素合成的必需元素，D正确。
6．(2017·六安皖西教学联盟检测)下列关于细胞中化合物的叙述，错误的是(　　)
A．DNA分子复制时，解旋酶的作用是使DNA碱基对间的氢键断开
B．细胞中的放能反应一般伴随着ATP中的高能磷酸键的形成
C．变性的蛋白质分子与双缩脲试剂作用不能显紫色
D．同位素标记法可用于追踪化合物的运行和变化规律
答案　C
解析　DNA复制的过程中，解旋酶使得碱基对之间的氢键断开，将DNA的双链打开，A正确；细胞中的放能反应一般伴随着ATP的合成，即伴随着高能磷酸键的形成，B正确；蛋白质变性破坏的是蛋白质的空间结构，但是仍然有肽键，可以与双缩脲试剂产生紫色反应，C错误；同位素标记法可用于追踪化合物的运行和变化规律，如可以用3H标记的亮氨酸追踪蛋白质合成过程中物质的转移途径，D正确。
7．在某细胞中存在吸能反应：葡萄糖＋果糖→M。下列有关该反应的叙述，正确的是(　　)
A．葡萄糖和果糖都是不能水解的糖
B．组成M和酶的元素均为C、H、O
C．催化该反应的酶也能催化M的水解
D．吸能反应一般与ATP的合成相联系
答案　A
解析　葡萄糖和果糖都是单糖，不能水解，A正确；催化葡萄糖和果糖结合形成蔗糖的酶的本质是蛋白质，其组成元素是C、H、O、N等，B错误；催化该反应的酶是合成酶，催化M水解的酶是水解酶，C错误；ATP是细胞生命活动的直接能源物质，吸能反应一般与ATP的水解相联系，D错误。
8．下列关于DNA和蛋白质的有关叙述，正确的是(　　)
A．DNA的复制和转录与蛋白质无关
B．同一生物体不同细胞的细胞核中DNA不同，蛋白质也不同
C．协助扩散过程需载体蛋白的参与
D．核糖体上合成的蛋白质都能在细胞核中发挥作用
答案　C
解析　DNA的复制和转录都离不开相应的酶的催化，而相应的酶的化学本质是蛋白质，A项错误；同一生物体不同细胞都是由同一个受精卵经过细胞分裂和细胞分化而形成，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，因此细胞核中DNA相同，蛋白质不完全相同，B项错误；协助扩散过程需借助载体蛋白的协助才能完成，C项正确；分泌蛋白是由附着在内质网上的核糖体合成的、在细胞外发挥作用的蛋白质，D项错误。
9．真核细胞中的细胞周期蛋白M可促进DNA的复制。细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致细胞周期蛋白M的mRNA降解。下列分析错误的是(　　)
A．此种siRNA会使细胞分裂速度加快
B．这种特异性siRNA内一定含有氢键
C．细胞周期蛋白M可能需进入细胞核发挥作用
D．细胞周期蛋白M的合成会受此种siRNA影响
答案　A
解析　依题意可知：细胞中某种特异性siRNA会导致细胞周期蛋白M的mRNA降解，进而影响细胞周期蛋白M的合成，使细胞分裂速度减慢，A项错误，D项正确；这种特异性siRNA是一种双链RNA，因此含有氢键，B项正确；细胞周期蛋白M可促进DNA的复制，而DNA复制的主要场所是细胞核，因此细胞周期蛋白M可能需进入细胞核发挥作用，C项正确。
10．信息传递是信息分子传递并作用于胞间或胞内的行为机制。有关信息传递的说法正确的是(　　)
A．信息分子的化学本质均为蛋白质
B．信息传递均需细胞膜上载体的协助才能完成
C．激素分子不参与细胞的供能，只传递调节代谢的信息
D．核质之间遗传信息的传递需要DNA、RNA等大分子穿核孔进行
答案　C
解析　信息分子种类很多，如激素、 神经递质、组织胺等，其化学本质不都是蛋白质，A错误；信息传递很多情况下需要细胞膜上的特异性受体而非载体协助才能完成，B错误；激素分子作为信息分子，既不组成细胞结构，也不提供能量，只是传递某种调节代谢的信息，C正确；核质之间可通过 mRNA 穿过核孔传递遗传信息，但细胞核里的 DNA不能从核孔进入细胞质，D错误。
11．如图表示细胞内四种有机物的组成，请依据主要功能分析回答：
(1)A是指________；E在动物肝细胞中是指________，在植物块茎细胞中主要是指________。
(2)F是指________；它是由B________组成的，除F之外，脂质还包括________和________。
(3)C是指________；由m个C构成G物质时，其相对分子质量最多可减少________。
(4)四大有机物在体内氧化分解时，产热量最高者为________。
(5)四大有机物都含有的化学元素是________。
答案　(1)葡萄糖　肝糖原　淀粉
(2)脂肪　甘油、脂肪酸　磷脂　固醇
(3)氨基酸　18m　(4)脂肪　(5)C、H、O
解析　(1)由E是能源物质可知，E是糖类，A是糖类的基本单位，故A是葡萄糖。E在动物肝脏中是指肝糖原，在植物块茎细胞中主要是指淀粉。(2)由F是储能物质可知，F是脂肪，脂肪是由甘油、脂肪酸组成的，除脂肪外，脂质还包括磷脂和固醇。(3)由G是结构物质可知，G是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，故C是氨基酸，由m个氨基酸构成一个环状蛋白质分子时，其相对分子质量减少最多，减少m个水分子，则减少的相对分子质量为18m。(4)四大有机物在体内氧化分解时，产热量最高者为脂肪。(5)四大有机物都含有的化学元素是C、H、O。
12．据如图所示的化合物的结构简式回答下列问题：
(1)图1所示化合物名称为________，它是由________个氨基酸失去________分子的水而形成的，这种反应叫作________，场所是________。
(2)若图2为脱氧核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是________(中文名称)；图中②是__________，④的名称是________________。
(3)图3通常表示细胞中发生的________过程，图中画出来的有________种核苷酸。
答案　(1)三肽　3　2　脱水缩合　核糖体
(2)胸腺嘧啶　脱氧核糖　鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸
(3)转录　8
解析　(1)由图1中含有c、e两个肽键，可知该化合物为三肽，是由3个氨基酸在核糖体上脱去2个水分子形成的。(2)组成脱氧核苷酸的碱基是A、T、C、G，由图可知，还应有的碱基是胸腺嘧啶，图中②是脱氧核糖，④的名称是鸟嘌呤脱氧(核糖)核苷酸。(3)图3中，一条是DNA链，一条是RNA链，通常表示细胞中发生的转录过程，图中画出来的有8种核苷酸。
13．采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中，淀粉、葡萄糖的含量变化如图所示，据此回答下列问题：
(1)简便区分淀粉溶液和葡萄糖溶液，选用的化学试剂是________。香蕉细胞内的葡萄糖彻底氧化分解的三个阶段依次发生在____________、____________、____________。
(2)由图分析，香蕉果实采摘后10～15天葡萄糖含量增加的原因是_______________________
________________________________________________________________________。通过添加乙烯利可加速香蕉果实________。
(3)香蕉细胞中的C元素主要来源于外界的________，该化合物参与光合作用的________过程，该过程在夜间无法进行的原因是叶绿体中无法合成_______________________________。
答案　(1)碘液　细胞质基质　线粒体基质　线粒体内膜
(2)淀粉水解产生的葡萄糖的量多于葡萄糖消耗的量　成熟
(3)CO2　暗反应　[H]和ATP
解析　(1)淀粉遇碘变蓝，可用碘液来区分淀粉溶液和葡萄糖溶液。葡萄糖通过有氧呼吸彻底氧化分解，有氧呼吸的三个阶段依次发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。(2)香蕉果实采摘后10～15天葡萄糖含量增加的原因是淀粉水解产生的葡萄糖的量多于葡萄糖消耗的量，乙烯利分解释放出乙烯，乙烯可促进果实成熟。(3)香蕉细胞中的C元素主要来源于光合作用中的CO2，CO2参与光合作用的暗反应过程。夜间无法进行暗反应的原因是无光，叶绿体中无法合成[H]和ATP。

[重温考纲]　1.孟德尔遗传实验的科学方法(Ⅱ)。2.基因的分离定律和自由组合定律(Ⅱ)。3.伴性遗传(Ⅱ)。4.人类遗传病的类型(Ⅰ)。5.人类遗传病的监测和预防(Ⅰ)。6.人类基因组计划及其意义(Ⅰ)。
核心考点1　孟德尔定律的应用
1．理清基因分离定律和自由组合定律的关系及相关比例
2．明确性状显隐性的3种判断方法
(1)杂交法：具有相对性状的亲本杂交，不论正交、反交，若子代只表现一种性状，则子代所表现出的性状为显性性状。
(2)自交法：具有相同性状的亲本杂交，若子代出现了不同性状，则子代出现的不同于亲本的性状为隐性性状。
(3)假设推证法：在运用假设法判断显隐性性状时，若出现假设与事实相符的情况，要注意两种性状同时作假设或对同一性状作两种假设，切不可只根据一种假设得出片面的结论。但若假设与事实不相符，则不必再作另一假设，可直接予以判断。
3．把握验证遗传两大定律的两种常用方法
提醒　(1)杂合子(Aa)产生雌雄配子种类相同、数量不相等
①雌雄配子都有两种(A∶a＝1∶1)。
②一般来说雄配子数远多于雌配子数。
(2)自交≠自由交配
①自交：强调相同基因型个体之间的交配。
②自由交配：强调群体中所有个体随机交配。
(3)性状分离≠基因重组：性状分离是等位基因所致，基因重组是控制不同性状的基因重新组合。
4．异常分离比的分析
(1)一对相对性状
①2∶1→显性纯合致死。
②1∶2∶1→基因型不同表现型也不同，如不完全显性、共显性等。
(2)性状分离比9∶3∶3∶1的变式题解题步骤
①看F2的表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。
②将异常分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比，分析合并性状的类型。如比例9∶3∶4，则为9∶3∶(3∶1)，即4为两种性状的合并结果。
设计1　围绕孟德尔定律实质、研究方法考查理解能力
1．下图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆实验材料及其体内相关基因控制的性状显隐性及其在染色体上的分布，下列相关叙述正确的是(　　)
A．丁个体DdYyrr自交子代会出现四种表现型比例为9∶3∶3∶1
B．甲、乙图个体减数分裂时可以恰当地揭示孟德尔自由组合定律的实质
C．孟德尔用丙个体YyRr自交，其子代表现为9∶3∶3∶1，此属于假说—演绎的提出假说阶段
D．孟德尔用假说—演绎去揭示基因分离定律时，可以选甲、乙、丙、丁为材料
答案　D
解析　丁个体DdYyrr自交，因为有两对基因连锁，无交叉互换的情况下，相当于1对杂合子自交，子代会出现2种表现型比例为3∶1，A错误；甲、乙图个体基因型中只有一对基因是杂合子，只能揭示孟德尔基因的分离定律的实质，B错误；“孟德尔用丙个体YyRr自交，其子代表现为9∶3∶3∶1”不属于孟德尔假说的内容，C错误；孟德尔用假说—演绎法揭示基因分离定律时，在实验验证时可以选甲、乙、丙、丁为材料，D正确。
2．将基因型为Aa的水稻自交一代的种子全部种下，待其长成幼苗后，人工去掉隐性个体，并均分为①②两组，在下列情况下：①组全部让其自交；②组让其所有植株间自由传粉。则①②两组的植株上基因型为AA的种子所占比例分别为(　　)
A．1/9、1/6 B．1/2、4/9
C．1/6、1/9 D．4/9、1/2
答案　B
解析　基因型为Aa的水稻自交，得到的种子的基因型及比例为1/4AA、1/2Aa、1/4aa，将这些种子全部种下，待其长成幼苗后，人工去掉隐性个体，则基因型为AA的个体占1/3，基因型为Aa的个体占2/3。①组全部让其自交：1/3AA自交→1/3(AA×AA)→1/3AA；2/3Aa自交→2/3(Aa×Aa)→2/3(1/4AA＋1/2Aa＋1/4aa)→1/6AA＋1/3Aa＋1/6aa，则基因型为AA的种子所占比例为1/3＋1/6＝1/2；②组让其自由传粉，可运用“子代合子概率＝亲代配子概率的乘积”来计算：A基因频率为2/3、a基因频率为1/3，因此，基因型为AA的种子所占比例为2/3×2/3＝4/9。
3．(2017·唐山一模)黄瓜是雌雄同株异花的二倍体植物，果皮颜色(绿色和黄色)受一对等位基因控制。为了判断这对相对性状的显隐性关系，甲、乙两同学分别从某种群中随机选取两个个体进行杂交实验，请回答：
(1)甲同学选取绿果皮植株与黄果皮植株进行正交与反交，观察F1的表现型。请问是否一定能判断出显隐性？________。为什么？_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙同学做了两个实验，实验一：绿色果皮植株自交；实验二：上述绿色果皮植株做父本、黄色果皮植株做母本进行杂交，观察F1的表现型。
①若实验一后代有性状分离，即可判断________为显性。
②若实验一后代没有性状分离，则需通过实验二进行判断。
若实验二后代__________________，则绿色为显性；
若实验二后代__________________，则黄色为显性。
答案　(1)不能　 因为显性亲本为杂合子时，后代的表现型为绿色和黄色，因此无法判断显隐性　(2)①绿色
②全部为绿色　 全部为黄色或黄色∶绿色＝1∶1
解析　(1)具有一对相对性状的纯合亲本杂交，子代表现出的亲本性状为显性性状，子代未表现出的亲本性状为隐性性状；甲同学选取绿色果皮植株与黄色果皮植株进行正交与反交，观察F1的表现型，不一定能判断该对性状的显隐性关系，因为当显性亲本为杂合子时，后代的表现型为绿色和黄色，因此无法判断显隐性。
(2)①杂合子自交，后代会出现性状分离现象，则分离出的新性状为隐性性状，亲本具有的性状为显性性状；根据题意，实验一绿色果皮植株自交，若后代有性状分离，即可判断绿色果皮为显性性状。
②若实验一后代没有性状分离，则说明亲本的绿色果皮植株是纯合子，既可能是显性纯合子也可能是隐性纯合子，则需通过实验二进行判断，即上述绿色果皮植株做父本、黄色果皮植株做母本进行杂交，观察F1的表现型：若实验二后代全部为绿色，则绿色为显性；若实验二后代全部为黄色或黄色∶绿色＝1∶1，则黄色为显性。
设计2　围绕孟德尔定律考查获取信息能力
4．(2017·全国Ⅱ，6)若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中，A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是(　　)
A．AABBDD×aaBBdd，或AAbbDD×aabbdd
B．aaBBDD×aabbdd，或AAbbDD×aaBBDD
C．aabbDD×aabbdd，或AAbbDD×aabbdd
D．AAbbDD×aaBBdd，或AABBDD×aabbdd
答案　D
解析　由题意知，两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑＝52∶3∶9，子二代中黑色个体占＝＝，结合题干，3对等位基因位于常染色体上且独立分配，说明符合基因的自由组合定律，而黑色个体的基因型为A_B_dd，要出现的比例，可拆分为××，可进一步推出F1的基因型为AaBbDd，进而推出D选项正确。
5．基因A－a和N－n分别控制某种植物的花色和花瓣形状，这两对基因独立遗传，其基因型和表现型的关系如表。一亲本与白色宽花瓣植株杂交，得到F1，对F1进行测交，得到F2，F2的表现型及比例是粉红中间型花瓣∶粉红宽花瓣∶白色中间型花瓣∶白色宽花瓣＝1∶1∶3∶3。该亲本的表现型最可能是(　　)
基因型
表现型
AA
红色
Aa
粉红色
aa
白色
NN
窄花瓣
Nn
中间型花瓣
nn
宽花瓣
A．红色窄花瓣 B．白色中间型花瓣
C．粉红窄花瓣 D．粉红中间型花瓣
答案　C
解析　一亲本与白色宽花瓣植株(aann)杂交，得到F1(_a_n)，对F1进行测交得到的F2中粉红(Aa)∶白色(aa)＝1∶3，中间型花瓣(Nn)∶宽花瓣(nn)＝1∶1，则F1的基因组成中A基因∶a基因＝1∶3，所以关于A、a基因，F1的基因型是Aa(占1/2)、aa(占1/2)，F1的基因组成中N基因∶n基因＝1∶1，所以关于N、n基因，F1的基因型是Nn，故F1的基因型是AaNn、aaNn，可推出该亲本的基因型是AaNN，表现型为粉红窄花瓣。
6．(2016·全国Ⅱ，32)某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：
有毛白肉A×无毛黄肉B
↓
有毛黄肉∶有毛白肉为1∶1
实验1
无毛黄肉B×无毛黄肉C
↓
全部为无毛黄肉
实验2
有毛白肉A×无毛黄肉C
↓
全部为有毛黄肉
实验3
回答下列问题：
(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为______________，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。
(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为______________________________。
(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表现型及比例为_____________________________。
(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表现型及比例为________________________。
(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有__________________________。
答案　(1)有毛　黄肉　(2)DDff、ddFf、ddFF　(3)无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1　(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1　(5)ddFF、ddFf
解析　(1)由实验1：有毛A与无毛B杂交，子一代均为有毛，说明有毛为显性性状，且双亲关于果皮毛色的基因是纯合的；由实验3：白肉A与黄肉C杂交，子一代均为黄肉，据此可判断黄肉为显性性状，且双亲关于果肉颜色的基因是纯合的；在此基础上，依据“实验1中的白肉A与黄肉B杂交，子一代黄肉与白肉的比例为1∶1”可判断黄肉B是杂合的。(2)结合对(1)的分析可推知：有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C的基因型依次为：DDff、ddFf、ddFF。(3)无毛黄肉B的基因型为ddFf，理论上其自交下一代的基因型及比例为ddFF∶ddFf∶ddff＝1∶2∶1，所以表现型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1。(4)综上分析可推知：实验3中的子代的基因型均为DdFf，理论上其自交下一代的表现型及比例为有毛黄肉(D_F_)∶有毛白肉(D_ff)∶无毛黄肉(ddF_)∶无毛白肉(ddff)＝9∶3∶3∶1。(5)实验2中的无毛黄肉B(ddFf)和无毛黄肉C(ddFF)杂交，子代的基因型为ddFf和ddFF两种，均表现为无毛黄肉。
7．(2017·泉州检测)为研究番茄果皮颜色与果肉颜色两种性状的遗传特点，研究人员选取果皮透明果肉浅绿色的纯种番茄与果皮黄色果肉红色的纯种番茄作亲本杂交，F1自交得F2，F2相关性状的统计数据(单位：株)如下表。请回答：
果肉
果皮
红色
浅黄色
浅绿色
黄色
154
38
9
透明
47
12
8
(1)果皮颜色中________属于显性性状。
(2)研究人员作出推断，果皮颜色由一对等位基因控制，果肉颜色不是由一对等位基因控制。依据是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)让F1番茄与果皮透明果肉浅绿色的番茄杂交，子代的表现型及比例为：(果皮黄色∶透明)(果肉红色∶浅红色∶浅绿色)＝(1∶1)(2∶1∶1)，则可初步得出的结论有____________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)黄色　(2)F2果皮黄色∶透明符合3∶1，应为一对等位基因控制；F2果肉红色∶浅黄色∶浅绿色符合12∶3∶1(或“F2果肉红色∶浅黄色∶浅绿色不符合1∶2∶1”)，应为两对等位基因控制　(3)果皮颜色的遗传符合分离定律；果肉颜色的遗传由两对等位基因控制，符合自由组合定律(或“果肉颜色的遗传符合自由组合定律”)
解析　(1)根据表格分析可知，果皮颜色中黄色属于显性性状。(2)子二代果皮黄色∶透明＝3∶1，说明受一对等位基因控制；果肉红色∶浅黄色∶浅绿色符合12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的变形，说明受两对等位基因的控制。(3)假设三对基因分别是A、a，B、b，C、c，则F1番茄基因型为AaBbCc，与果皮透明果肉浅绿色的番茄(aabbcc)杂交，若果皮黄色∶透明＝1∶1，说明果皮颜色的遗传符合分离定律；若果肉红色∶浅红色∶浅绿色＝2∶1∶1，说明果肉颜色
的遗传由两对等位基因控制，符合自由组合定律。
核心考点2　伴性遗传与人类遗传病
1．性染色体不同区段分析
2．仅在X染色体上基因的遗传特点
(1)伴X染色体显性遗传病的特点：①发病率男性低于女性；②世代遗传；③男患者的母亲和女儿一定患病。
(2)伴X染色体隐性遗传病的特点：①发病率男性高于女性；②隔代交叉遗传；③女患者的父亲和儿子一定患病。
3．X、Y同源区段遗传特点
(1)涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa，男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
(2)遗传仍与性别有关
①如XaXa(♀)×XaYA(♂)→子代(♀)全为隐性，(♂)全为显性；
②如XaXa(♀)×XAYa(♂)→子代(♀)全为显性，(♂)全为隐性。
4．解答遗传系谱图类问题的一般程序
第一步确定遗传性状的显隐性：“无中生有”法、“有中生无”法。
第二步确定基因所在位置：用反证法，按Y染色体、X染色体、常染色体顺序判断。
第三步确定相关个体的基因型：隐性纯合突破法、逆推法、顺推法。
第四步计算相关个体遗传概率：涉及多对性状时，拆分为分离定律。
设计1　围绕人类遗传病考查理解能力
1．(2015·全国Ⅰ，6)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病特征的叙述，正确的是(　　)
A．短指的发病率男性高于女性
B．红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C．抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D．白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
答案　B
解析　短指是常染色体遗传病，与性别无关，在男性和女性中发病率一样，A错误；红绿色盲是伴X隐性遗传病，女病父必病，B正确；伴X显性遗传病患者女性多于男性，因为女性有两条X染色体，获得显性基因的概率大，C错误；隐性遗传病往往隔代交叉遗传，白化病是常染色体隐性遗传病，一般隔代遗传，D错误。
2．(2017·安徽“江南十校”联考)下列有关人类遗传病的叙述，正确的是(　　)
A．男性X染色体上的致病基因可以传给儿子
B．女性X染色体上的致病基因不会传给儿子
C．多基因遗传病可根据自由组合定律推测其发病率
D．21三体综合征患者不可能产生正常配子
答案　A
解析　男性X染色体上的致病基因如果发生交叉互换，可以传给儿子，A正确；女性X染色体上的致病基因会传给儿子，B错误；多基因遗传病的多个基因如果位于同一对染色体上，则不遵循自由组合定律，C错误；21三体综合征患者可能产生正常配子，D错误。
3．(2017·唐山一模)一对表现正常的夫妻均含有2条异常染色体，生育一个不含异常染色体的正常孩子。下列叙述错误的是(　　)
A．这对夫妻各自体内的基因总数有可能未发生变化
B．这对夫妻各自含有的两条异常染色体可能是同源染色体
C．这对夫妻再生一个染色体正常孩子的概率为1/16
D．这对夫妻再生一个有两条异常染色体的孩子可能表现正常
答案　B
解析　由于该对均含有2条异常染色体的夫妻均表现正常，故这对夫妻各自体内的基因总数有可能未发生变化，A正确。根据题意，一对表现正常的夫妻均含有2条异常染色体，生育一个不含异常染色体的正常孩子，可知该对夫妇均能产生不含异常染色体的正常配子，可推测该对夫妻各自含有的2条异常染色体一定不是同源染色体，B错误；由于2条异常染色体不是同源染色体，所以妻子的一个初级卵母细胞产生不含异常染色体的正常配子的概率为1/4，同理丈夫的一个初级精母细胞产生不含异常染色体的正常配子的概率也为1/4，故这对夫妻再生一个染色体正常孩子的概率为1/16，C正确；根据上述分析可知，该对夫妻产生不含异常染色体的正常配子的概率为1/4，产生含有一条异常染色体的配子的概率为2/4，产生含有2条异常染色体的配子的概率为1/4，两个均含有一条异常染色体的雌、雄配子结合形成受精卵的概率为1/4，该受精卵发育成的个体含有2条异常染色体，可能和亲本一样表现正常，D正确。
设计2　围绕遗传系谱图考查获取信息的能力
4．(2014·新课标Ⅰ，5)下图为某种单基因常染色体隐性遗传病系谱图(深色代表的个体是该遗传病患者，其余为表现型正常个体)。近亲结婚时该遗传病发病率较高，假定图中第Ⅳ代的两个个体婚配生出一个患该遗传病子代的概率为1/48，那么，得出此概率值需要的限定条件是(　　)
A．Ⅰ－2和Ⅰ－4必须是纯合子
B．Ⅱ－1、Ⅲ－1和Ⅲ－4必须是纯合子
C．Ⅱ－2、Ⅱ－3、Ⅲ－2和Ⅲ－3必须是杂合子
D．Ⅱ－4、Ⅱ－5、Ⅳ－1和Ⅳ－2必须是杂合子
答案　B
解析　假设控制该遗传病的基因，用A、a表示，则Ⅱ－2、Ⅱ－3、Ⅱ－4、Ⅱ－5都为Aa，而Ⅰ－2和Ⅰ－4可能是纯合子也可能是杂合子，A错误；当Ⅱ－1为纯合子时，Ⅲ－2为1/2Aa，当Ⅲ－1为纯合子时，Ⅳ－1为1/4Aa，当Ⅲ－4为纯合子时，Ⅳ－2为2/3×1/2＝1/3Aa，Ⅳ－1与Ⅳ－2婚配子代为1/4×1/3×1/4＝1/48。与题意符合，B正确；Ⅱ－3、Ⅱ－4为Aa，所以Ⅲ－3为2/3Aa，1/3AA，C错误；若Ⅳ的两个个体都是杂合子，则子代患病的概率是 1/4，与题意1/48不符，D错误。
5．(2017·漳州八校联考)如图是具有两种遗传病的家族系谱图，设甲病显性基因为A，隐性基因为a；乙病显性基因为B，隐性基因为b。若Ⅱ－7为纯合子，下列叙述正确的是(　　)
A．甲病为常染色体显性病，乙病为伴X染色体隐性病
B．Ⅱ－5的基因型为aaBB
C．Ⅲ－10是纯合子的概率是1/3
D．Ⅲ－9与Ⅲ－10结婚生下正常男孩的概率是5/12
答案　D
解析　1号和2号患甲病，其女儿5号正常，可判断甲病为常染色体显性病，根据1号和2号均不患乙病，其女儿4号患乙病，可判断乙病为常染色体隐性遗传病，A项错误；1号和2号的基因型均为为AaBb，Ⅱ－5和Ⅱ－6的基因型均为1/3aaBB、2/3 aaBb，B项错误；Ⅱ－7为纯合子，基因型为aaBB，Ⅲ－10是纯合子aaBB的概率是1/3＋2/3×1/2＝2/3，C项错误；根据9号的基因型为aabb，与Ⅲ－10结婚生下患病孩子的概率是1/3×1/2＝1/6，生下正常孩子的概率是1－1/6＝5/6，则生下正常男孩的概率是5/6×1/2＝5/12，D项正确。
6．(2017·全国Ⅱ，32)人血友病是伴X隐性遗传病，现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚，并已怀孕。回答下列问题：
(1)用“”表示尚未出生的孩子，请画出该家系的系谱图，以表示该家系成员血友病的患病情况。
(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为________；假如这两个女儿基因型相同，小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为________。
(3)已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为________；在女性群体中携带者的比例为________。
答案　(1)如图
(2)　
(3)1%　1.98%
解析　(1)根据题干信息可绘制系谱图如下：
(2)血友病为伴X染色体隐性遗传病，相关基因用H、h表示，则7号的基因型为XhY，由此可推知1号和5号(大女儿)的基因型均为XHXh，则小女儿(4号)的基因型及概率为XHXh、XHXH，其丈夫的基因型为XHY，他们生出血友病男孩的概率为×＝。假如这两个女儿基因型相同，则小女儿的基因型为XHXh，其所生后代的基因型及比例为：XHXh∶XHXH∶XhY∶XHY＝1∶1∶1∶1，可见其生出血友病基因携带者女孩的概率为。
(3)血友病为伴X染色体隐性遗传病，男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因的频率也为1%；又男性群体和女性群体的该致病基因频率相等，则女性群体中血友病致病基因的频率为1%，正常基因的频率为99%，根据遗传平衡定律，在女性群体中携带者的比例为2×1%×99%＝1.98%。
设计3　围绕伴性遗传与常染色体遗传考查获取信息的能力
7．(2017·全国Ⅰ，6) 果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1雄蝇中有1/8为白眼残翅，下列叙述错误的是(　　)
A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B．F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16
C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
答案　B
解析　根据分析，亲本雌、雄果蝇的基因型为BbXRXr和BbXrY，A正确；F1出现长翅雄蝇(B_ X－Y)的概率为3/4×1/2＝3/8，B错误；母本BbXRXr产生的配子中，含Xr的配子占1/2，父本BbXrY产生的配子中，含Xr的配子占1/2，因此雌、雄亲本产生的配子中含Xr的配子比例相同，C正确；白眼残翅雌蝇的基因型为bbXrXr，经减数分裂产生的极体和卵细胞的基因型都为bXr，D正确。
8．(2015·全国Ⅱ，32)等位基因A和a可能位于X染色体上，也可能位于常染色体上。假定某女孩的基因型是XAXA或AA，其祖父的基因型是XAY或Aa，祖母的基因型是XAXa或Aa，外祖父的基因型是XAY或Aa，外祖母的基因型是XAXa或Aa。
不考虑基因突变和染色体变异，请回答下列问题：
(1)如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的2个显性基因A来自于祖辈4人中的具体哪两个人？为什么？________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果这对等位基因位于X染色体上，那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自于________(填“祖父”或“祖母”)，判断依据是_______________________________________
________________________________________________________________________；此外，_________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自于外祖父还是外祖母。
答案　(1)不能　女孩AA中的一个A必然来自于父亲，但因为祖父和祖母都含有A，故无法确定父亲传给女儿的A是来自于祖父还是祖母；另一个A必然来自于母亲，也无法确定母亲传给女儿的A是来自外祖父还是外祖母(其他合理答案亦可)
(2)祖母　该女孩的一个XA来自父亲，而父亲的XA一定来自于祖母　不能
解析　(1)若为常染色体遗传，由女孩基因型为AA可知，其父母均至少含有一个A基因，但父亲的A基因可来自该女孩的祖父，也可来自其祖母，同理母亲的A基因可能来自该女孩的外祖父，也可能来自其外祖母。
(2)若为X染色体遗传，由女孩的基因型为XAXA可知，其父亲基因型必然为XAY，而男性的X染色体一定来自于男性的母亲，由此可推知该女孩两个XA中的一个必然来自于其祖母。女孩母亲的XA既可来自该女孩的外祖父，也可来自其外祖母。
9．(2017·六安皖西教学联盟检测)某性别决定方式为XY型的植物茎色为绿色和紫色(基因型为A、a)、叶型为宽叶与窄叶(基因型为B、b)，为探究这两对相对性状的遗传规律，进行如下实验。
亲本组合
F1表现型
F2表现型及比例
实验1
紫色宽叶(♀) ×
绿色窄叶(♂)
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色窄叶
绿色宽叶
绿色宽叶
绿色窄叶
♀
♂
♂
♀
♂
♂
6
3
3
2
1
1
实验2
紫色宽叶(♂) ×
绿色窄叶(♀)
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色宽叶
紫色窄叶
绿色宽叶
绿色宽叶
绿色窄叶
♂
♀
♀
♂
♀
♀
6
3
3
2
1
1
(1)绿色和紫色这对相对性状中，____________是显性性状。该植物中，基因A、a和基因B、b的遗传遵循______________________定律。依据表格信息作出判断的理由是_____________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)控制绿色和紫色的A、a基因位于____________染色体上，判断理由是_______________
________________________________________________________________________。
(3)实验2中亲本的基因型为______________；若只考虑其植物叶型性状，在F2的宽叶植株中，纯合子所占比例为____________。
答案　(1)紫色　基因的自由组合定律(基因的分离和基因的自由组合定律)　紫色宽叶∶紫色窄叶∶绿色宽叶∶绿色窄叶＝9∶3∶3∶1
(2)常　这对相对性状在雌雄中的表现型及其比例相同(F2的雌雄株中紫色∶白色均为3∶1)
(3)AAXBYB、aaXbXb　1/3
解析　(1)表格中，紫色与绿色杂交，子一代都是紫色，说明紫色对绿色是显性性状。两组实验的子二代中，性状分离比都是9∶3∶3∶1，说明这两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。
(2)根据表格数据统计，F2的雌雄株中紫色叶∶绿色叶均为3∶1，没有性别的差异，说明控制绿色和紫色的基因位于常染色体上。
(3)根据以上分析，实验2雄性全部宽叶，则子一代为AaXBXb，AaXbYB，则亲本基因型为AAXBYB、aaXbXb，若只考虑其植物叶型性状，在F2的宽叶植株基因型为XBXB、XBXb、XbYB，其中纯合子所占比例为1/3。
重要题型14　判断基因位置的方法
1．判断基因在常染色体上还是在X染色体上
(1)已知性状显隐性：选择纯合隐性雌性个体与显性雄性个体杂交。
①后代雌雄表现型相同，基因位于常染色体上。
②后代雌雄表现型不同，基因位于X染色体上。
(2)未知性状显隐性：正交、反交实验。
①结果相同，基因在常染色体上。
②结果不同，基因位于性染色体上。
2．判断基因在X染色体上还是在X与Y染色体的同源区段
雌性隐性纯合子(XaXa)和雄性显性纯合子(XAY或XAYA)杂交，若子代雌性全为显性，雄性全为隐性，则基因位于X染色体上；若子代雌、雄个体都为显性，则基因位于X与Y染色体的同源区段上。
3．判断基因在常染色体上还是在X与Y染色体的同源区段
具相对性状的纯合亲本杂交得子一代，子一代相互交配，观察子二代的表现型，若子二代中无论雌、雄都有显性性状和隐性性状，则基因位于常染色体上；若子二代中雄性或雌性全为显性性状，则基因位于X与Y染色体的同源区段上。
4．判断基因是否易位到一对同源染色体上
若两对基因遗传具有自由组合定律的特点，但却出现不符合自由组合定律的现象，可考虑基因转移到同一对同源染色体上的可能，如由染色体易位引起的变异。
5．判断外源基因是否整合到宿主染色体上
外源基因整合到宿主染色体上有多种类型，有的遵循孟德尔遗传规律。若多个外源基因以连锁的形式整合在同源染色体上的一条上，其自交会出现分离定律中的3∶1的性状分离比；若多个外源基因分别独立整合到非同源染色体上的一条上，各个外源基因的遗传互不影响，则会表现出自由组合定律的现象。
1．(2017·百校联盟联考)某大学生物系学生通过杂交实验研究某种短腿青蛙腿形性状的遗传方式，得到下表结果。下列推断不合理的是(　　)
组合
1
2
3
4
短腿♀×长腿♂
长腿♀×短腿♂
长腿♀×长腿♂
短腿♀×短腿♂
子代
长腿
48
46
90
24
短腿
46
48
0
76
A.长腿为隐性性状，短腿为显性性状
B．组合1、2的亲本都是一方为纯合子，另一方为杂合子
C．控制短腿与长腿的基因位于常染色体或性染色体上
D．短腿性状的遗传遵循孟德尔的两大遗传定律
答案　D
解析　根据组合4中短腿♀×短腿♂，子代中长腿∶短腿≈1∶3可推知，亲本为杂合子，短腿为显性性状，长腿为隐性性状，而且青蛙腿形性状受一对等位基因控制，其遗传遵循孟德尔的分离定律，故A项正确，D项错误；组合1、2都是具有相对性状的亲本杂交，子代的性状分离比约为1∶1，相当于测交，所以其亲本都是一方为纯合子，另一方为杂合子，B项正确；由于题目中没有对子代雌雄个体进行分别统计，所以控制短腿与长腿的基因可能位于常染色体上，也可能位于性染色体上，C项正确。
2．(2017·全国Ⅰ，32) 某种羊的性别决定为XY型，已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题：
(1)公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角。若多对杂合子公羊与杂合子母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为__________________；公羊的表现型及其比例为_________________________。
(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若____________________，则说明M/m是位于X染色体上；若______________________，则说明M/m是位于常染色体上。
(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有________种；当其位于X染色体上时，基因型有________种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，(如图所示)，基因型有________种。
答案　(1)有角∶无角＝1∶3　有角∶无角＝3∶1
(2)白毛个体全为雄性　白毛个体中雌雄比例为1∶1
(3)3　5　7
解析　(1)多对杂合子公羊与杂合子母羊杂交，Nn×Nn→NN、Nn、nn，比例为1∶2∶1。由于母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn的表现为无角，所以子一代群体中母羊的表现型及其比例为有角∶无角＝1∶3；由于公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角，nn的表现为无角，所以子一代群体中公羊的表现型及其比例为有角∶无角＝3∶1。
(2)如果M/m是位于X染色体上，则纯合黑毛母羊基因型为XMXM，纯合白毛公羊基因型为XmY，杂交子一代的基因型为XMXm和XMY，子二代中黑毛(XMXM、XMXm、XMY)∶白毛(XmY)＝3∶1，但白毛个体的性别比例是雌∶雄＝0∶1。如果M/m是位于常染色体上，则纯合黑毛母羊为MM，纯合白毛公羊为mm，杂交子一代的基因型为Mm，子二代中黑毛(1MM、2Mm)∶白毛(1mm)＝3∶1，但白毛个体的性别比例是雌∶雄＝1∶1，没有性别差异。
(3)对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因位于常染色体上时，基因型有(AA、Aa、aa)3种；当其位于X染色体上时，基因型有(XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY)5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有(XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa)7种。
3．菠菜的性别决定方式为XY型，其圆叶(A)和尖叶(a)、抗病(B)和不抗病(b)为两对相对性状。为研究相关基因在染色体上的分布情况，某小组进行了实验探究。回答下列问题：
(1)利用纯合的圆叶和尖叶植株进行正反交实验，后代均为圆叶。据此甲同学认为A、a 基因位于常染色体上；乙同学认为A、a基因可能位于常染色体上，也有可能位于性染色体上。你认为哪位同学的结论更严谨？________，请简述理由：______________________________
________________________________________________________________________。
(2)若A、a与B、b基因均位于常染色体上，丙同学利用基因型为AaBb的雌雄植株杂交，若子代有3种表现型且比例为1∶2∶1，则可判断这两对基因与染色体的具体对应关系是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)乙　当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时，正反交后代均为圆叶，所以乙的结论更严谨 　(2)A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上
解析　自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如果两对等位基因位于一对同源染色体上，则不可套用自由组合定律。
(1)乙同学的结论更严谨，因为当基因位于常染色体上或者X、Y染色体的同源区段时，正反交后代均为圆叶。
(2)若A、a与B、b基因均位于两对不同的同源染色体上，根据自由组合定律，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型应该有4种，比例为9∶3∶3∶1；若A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有3种，基因型及其比例为AAbb∶AaBb∶aaBB＝1∶2∶1；若A、B基因位于一条染色体上，a、b基因位于另一条同源染色体上，基因型为AaBb的雌雄植株杂交，后代表现型有2种，基因型及其比例为AABB∶AaBb∶aabb＝1∶2∶1，表现型之比为3∶1。所以，A、b基因位于一条染色体上，a、B基因位于另一条同源染色体上。
重要题型15　遗传致死题型的解题技巧
1．致死基因的归类
(1)隐性致死与显性致死
隐性致死是指隐性基因在纯合情况下具有致死效应，显性致死是指显性基因具有致死效应，它包括显性纯合致死和显性杂合致死。若为显性纯合致死，则显性性状一定为杂合子，显性个体相互交配后代中显∶隐＝2∶1。
(2)配子致死与合子致死
根据在生物个体发育阶段的不同时期所发生的致死效应，致死现象可以分为配子致死和合子致死。配子致死是指致死基因在配子期发挥作用而具有致死效应；合子致死是指致死基因在胚胎期或成体阶段发挥作用而具有致死效应。
(3)常染色体基因致死和性染色体基因致死
根据致死基因在染色体上的位置不同，可以把致死现象分为常染色体基因致死和性染色体基因致死。
(4)基因突变致死和染色体缺失致死
从可遗传变异的根本来源上分析，致死现象可分为基因突变致死和染色体缺失致死。
2．遗传致死题目的一般解题方法
虽然致死现象中的子代性状比与正常状态的分离比不同，但解此类题时照样要遵循孟德尔遗传定律。若是一对基因控制的性状遗传用分离定律解题；若是两对基因控制的性状遗传用自由组合定律解题；若是性染色体上基因控制的性状遗传需要考虑伴性遗传的特点，解题的关键是要处理好致死个体对正常比例的影响，即转化好表现型比例。
1．果蝇的红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体上，果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死，一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交(亲本雌果蝇为杂合子)，F1中(　　)
A．白眼雄果蝇占1/2
B．红眼雌果蝇占1/4
C．染色体数正常的红眼果蝇占1/4
D．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4
答案　C
解析　由题可知，红眼和白眼在性染色体上(用B、b表示)，XBXb和XBY交配，后代的基因型及比例为：XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，因此后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代正常染色体的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。因此后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数正常的红眼果蝇占3/4×1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×2/3＝1/6，故选C。
2．(2016·全国Ⅱ，6)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表现型而言，G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1，且雌蝇有两种表现型。据此可推测：雌蝇中(　　)
A．这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死
B．这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死
C．这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死
D．这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死
答案　D
解析　由题意“子一代果蝇中雌∶雄＝2∶1”可知，该相对性状的遗传与性别相关联，为伴性遗传，即G、g这对等位基因位于X染色体上；由题意“子一代雌蝇有两种表现型且双亲的表现型不同”可推知：双亲的基因型分别为XGXg和XgY；再结合题意“受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死”，可进一步推测：雌蝇中G基因纯合时致死。综上分析，A、B、C三项均错误，D项正确。
3．(2017·深圳调研)某种植物的花色同时受A、a与B、b两对基因控制。基因型为A_bb的植株开蓝花，基因型为aaB_的植株开黄花。将蓝花植株(♀)与黄花植株(♂)杂交，取F1红花植株自交得F2。F2的表现型及其比例为：红花∶黄花∶蓝花∶白花＝7∶3∶1∶1。
(1)F1红花的基因型为________，上述每一对等位基因的遗传遵循______________定律。
(2)对F2出现的表现型及其比例有两种不同的观点加以解释。
观点一：F1产生的配子中某种雌雄配子同时致死。
观点二：F1产生的配子中某种雌配子或雄配子致死。
你支持上述观点__________，基因组成为________的配子致死；F2中蓝花植株和亲本蓝花植株的基因型分别是______________。
答案　(1)AaBb　基因的分离　(2)二　Ab　Aabb和Aabb
解析　(1)依题意可知： F1红花植株自交所得F2 中出现了黄花(aaB_)和蓝花(A_bb)的个体，说明F1同时含有A、a、B、b基因，所以F1红花的基因型为AaBb。每一对等位基因的遗传都遵循基因的分离定律。
(2)理论上F1红花植株自交所得F2 中红花(A_B_)∶黄花(aaB_)∶蓝花(A_bb)∶白花(aabb)＝9∶3∶3∶1，而实际为7∶3∶1∶1，即红花和蓝花所占比例较理论值偏低，说明F1产生的配子中存在致死现象。进一步分析可知：在F2 中，A_∶aa＝2∶1、B_∶bb＝5∶1，说明致死的配子的基因型为Ab。若F1产生的该雌雄配子同时致死，则F2的表现型及其比例为：红花∶黄花∶蓝花∶白花＝5∶3∶0∶1，与题意不符，所以观点一不成立，观点二成立，即支持观点二。综上分析可进一步推知：F2中蓝花植株和亲本蓝花植株的基因型分别是Aabb和Aabb。
4．果蝇的某一对相对性状由等位基因(N、n)控制，其中一个基因在纯合时能使合子致死(注：NN、XnXn、XNY等均视为纯合子)。有人用一对果蝇杂交，得到F1果蝇共185只，其中雄蝇63只。
(1)控制这一性状的基因位于___________染色体上，成活果蝇的基因型共有___________种。
(2)若F1雌蝇仅有一种表现型，则致死基因是________________，F1雌蝇基因型为__________________。
(3)若F1雌蝇共有两种表现型，则致死基因是________________。让F1果蝇随机交配，理论上F2代成活个体构成的种群中基因N的频率为__________________。
答案　(1)X　3　(2)n　XNXN、XNXn　(3)N　9.09%(或1/11)
解析　(1)由题意知，一对果蝇杂交，得到F1中果蝇雌性∶雄性＝2∶1，因此该果蝇的个体中雄性一半致死，该基因位于X染色体上，且雌性亲本是杂合子，杂交后的基因型有四种，比例是1∶1∶1∶1，其中一种雄性基因型致死，因此成活果蝇的基因型共有3种。
(2)若F1雌蝇仅有一种表现型，则基因型为XNXN、XNXn，故致死基因为隐性。(3)若F1雌蝇有两种表现型，则基因型为XNXn、XnXn，则致死基因为显性。F1雌蝇基因型有两种，XNXn和XnXn，产生的雌配子中，1/4为XN,3/4为Xn；F1雄蝇只有一种基因型XnY，产生的雄配子为1/2Xn、1/2Y；因此F2果蝇基因型及比例为1/8XNXn、1/8XNY、3/8XnXn、3/8XnY；又因基因型为XNY的个体不能成活，所以F2果蝇基因型及比例为1/7XNXn、3/7XnXn、3/7XnY，故N的基因频率为1/11。
专题强化练
1．下列叙述不属于人类常染色体显性遗传病遗传特征的是(　　)
A．男性与女性的患病概率相同
B．患者的双亲中至少有一人为患者
C．患者家系中会出现连续几代都有患者的情况
D．若双亲均为患者，则子代的发病率最大为3/4
答案　D
解析　常染色体显性遗传病表现为连续遗传，患者家系中会出现连续几代都有患者的情况；该病的患病概率没有性别差异，即男性与女性的患病概率相同；患者至少有一个致病基因来自父方或母方，则双亲中至少有一人为患者；若双亲均为患者，夫妇双方均为患病纯合子时，子代的发病率最大为1，故D项错误。
2．下列有关遗传病的监测和预防的叙述中，错误的是(　　)
A．婚姻和计划生育指导对预防人类遗传病有积极意义
B．遗传咨询以家族系谱分析为主，为咨询对象提供防治对策和建议
C．我国取消强制婚前体验，是因为对遗传病的预防没有实际价值
D．产前诊断在一定程度上能有效预防先天性愚型患儿的出生
答案　C
解析　婚姻和计划生育指导对预防人类遗传病有积极意义，A项正确；遗传咨询以家族系谱分析为主，为咨询对象提供防治对策和建议，B项正确；我国取消强制婚前体检，不等于婚前体检对遗传病的预防没有实际价值，C项错误；产前诊断在一定程度上能有效预防先天性愚型患儿的出生，D项正确。
3．鸡的羽毛有芦花和非芦花两种，芦花和非芦花基因位于Z染色体上，雄性芦花鸡和雌性非芦花鸡杂交所产生的F1均为芦花鸡，F1中雌雄个体交配产生的F2中雄性均为芦花鸡，雌性中有一半为非芦花鸡，据此判断下列说法不正确的是(　　)
A．F1中的芦花鸡都携带非芦花基因
B．亲本芦花鸡一定是纯合子
C．芦花性状是显性性状
D．如果交换亲代表现型，则F1中雌性个体均为非芦花鸡
答案　A
解析　芦花和非芦花基因位于Z染色体上，设相关基因用B、b表示，则F1的基因型为ZBZb、ZBW，可见其中雌性芦花鸡不携带非芦花基因，A项错误；亲本的基因型为ZBZB×ZbW，均为纯合子，B项正确；芦花相对于非芦花为显性性状，且控制该性状的基因位于性染色体Z上，C项正确；如果交换亲代表现型，则亲本的基因型为ZbZb×ZBW，则F1中雌性个体的基因型为ZbW，均为非芦花鸡，D项正确。
4．三叶草的野生型能够产生氰酸。用两个无法产生氰酸的纯合品系(突变株1和突变株2)和野生型三叶草进行杂交实验，得到下表所示结果。据此判断错误的是(　　)
杂交
F1
F2
突变株1×野生型
有氰酸
240无氰酸，780有氰酸
突变株2×野生型
无氰酸
1 324无氰酸，452有氰酸
突变株1×突变株2
无氰酸
1 300无氰酸，300有氰酸
A.氰酸生成至少受两对基因控制
B．突变株1是隐性突变纯合子
C．突变株2的突变基因催化氰酸合成
D．不足以推测两品系突变基因的功能
答案　C
解析　突变株1×突变株2杂交，F1为无氰酸，并且F1自交后代比例为13∶3，因此可推测氰酸生成至少受两对基因控制，且遵循基因的自由组合定律，F1的基因型是AaBb，有氰酸类型的基因型为A_bb或aaB_，A项正确；突变株1×野生型(AAbb或aaBB)后代为有氰酸，并且F1自交后代比例约为1∶3，因此可推测突变株1是隐性突变纯合子aabb，B项正确；突变株2×野生型后代为无氰酸，并且F1自交后代比例约为3∶1，因此可推测突变株2的基因型是AABB；突变株2的突变基因导致催化氰酸合成的酶不能合成，从而使该个体不能合成氰酸，C项错误；根据实验数据，不足以推测两品系突变基因的功能，D项正确。
5．遗传病是威胁人类健康的一个重要因素，相关遗传研究备受关注。如图是某家庭的系谱图，甲乙两病均为单基因遗传病，3号个体不携带乙病的致病基因。下列叙述正确的是(　　)
A．甲病通常会在一个家系的几代人中连续出现
B．甲病的发病率女性高于男性，乙病的发病率男性高于女性
C．5号个体与正常男性结婚，可能生出患乙病的男孩
D．判断12号个体是否是乙病基因的携带者，最好用基因检测的方法
答案　C
解析　据图分析，图中3号、4号正常，其女儿10号有甲病，说明甲病是常染色体隐性遗传病，具有隔代遗传的特点，A错误；甲病是常染色体遗传病，在后代男女性中发病率相同，B错误；由于3号不携带乙病致病基因，其儿子有病，说明乙病是伴X隐性遗传病，根据7患乙病，说明5号是乙病携带者的概率是1/2，与正常男性结婚，后代是患乙病的男孩的概率是1/2×1/4＝1/8，C正确；由于7号患乙病，则12号一定是乙病基因的携带者，不需要用基因检测，D错误。
6．(2017·天一大联考)在小鼠中，AY(黄色)、A(鼠色)、a(黑色)3个基因位于常染色体上，且互为复等位基因，其显隐性关系为AY >A>a，AYAY个体在胚胎期死亡。请回答下列相关问题：
(1)在小鼠群体中，控制小鼠体色的基因型有________种；复等位基因产生的根本原因是________________________________________________________________________。
(2)若一对鼠色鼠与黄色鼠交配，后代最多有________种表现型，此时亲本的基因型是________________。
(3)在自然条件下，该小鼠种群中AY的基因频率将________(填“增大”或“减小”)，该种群________(填“发生”或“没有发生”)进化。
(4)现有一只黄色雄鼠，请设计实验检测其可能的基因型。
杂交方案：_________________________________________________________________。
结果预测及结论： _____________________________________________________________。
答案　(1)5　基因突变　(2)3　Aa、AYa　(3)减小　发生　(4)让该雄性黄色鼠与多只黑色雌鼠交配，统计后代的体色(或表现型)及比例　若后代出现黄色∶鼠色＝1∶1，则该黄色雄鼠的基因型为AYA；若后代出现黄色∶黑色＝1∶1，则该黄色鼠的基因型为AYa
解析　(1)在小鼠群体中，控制小鼠体色的基因型有：AYA、AYa、AA、Aa、aa，共5种基因型；复等位基因产生的根本原因是基因突变。
(2)当鼠色鼠和黄色鼠的基因型分别为Aa、AYa时，后代可出现4种基因型和3种表现型。
(3)因为AYAY个体在胚胎期死亡，故在自然条件下，该小鼠种群中AY的基因频率将减小，基因频率发生了变化，则该种群发生了进化。
(4)判断黄色鼠的基因型为AYA还是AYa，最佳的方案是测交，即让该黄色雄鼠与多只雌性黑鼠交配，统计后代的体色(或表现型)及比例。若后代出现黄色∶鼠色＝1∶1，则该黄色鼠的基因型为AYA；若后代出现黄色∶黑色＝1∶1，则该黄色鼠的基因型为AYa。
7．某植物茎秆有短节与长节，叶形有皱缩叶与正常叶，叶脉色有绿色和褐色，茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节的长度的基因用A和a表示，控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题：
(1)实验一：纯合的短节正常叶植株与纯合的长节皱缩叶植株杂交，F1全为长节正常叶植株，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1。
①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于_________________________________
______________________________________________。
②请在方框内画出实验一中F1基因在染色体的位置(用“|”表示染色体，用“·”表示基因在染色体上的位置)。
(2)实验二：纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交，F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1(无突变、致死现象等发生)。
①与实验一的F2结果相比，请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设：
________________________________________________________________________。
②根据你的假设，实验二中F1产生配子的种类有______种。
③为验证你的假设是否成立，可采用________法，若实验结果为___________________，则假设成立。
答案　(1)①增强光合作用，增强生存斗争能力
②　(2)①两对等位基因位于一对同源染色体上　②2　③测交　绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1
解析　(1)①长节正常叶植株较高，叶片伸展，有利于吸收光能，增强光合作用，增强生存斗争能力。
②根据F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1，可判断控制节长与叶形的基因遵循基因的自由组合定律，位于两对同源染色体上。
(2)根据F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，可判断绿色叶脉茎秆不甜为显性性状，根据F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1，推测控制叶脉颜色和茎秆甜度的两对基因位于一对同源染色体上，若两对基因分别用C、c与D、d表示，实验二中F1产生配子的种类有CD和cd两种，验证该假说，可用纯合的褐色叶脉茎秆甜植株与F1进行测交，若实验结果为绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1，则假设成立。
8．(2017·衡水中学三调)已知蔷薇的花色由两对独立遗传的非等位基因A(a)和B(b)控制，A为红色基因，B为红色淡化基因。蔷薇的花色与基因型的对应关系如表。
基因型
aa__或__BB
A_Bb
A_bb
表现型
白色
粉红色
红色
现取3个基因型不同的白色纯合品种甲、乙、丙分别与红色纯合品种丁杂交，实验结果如图所示。请回答：
(1)乙的基因型为__________；用甲、乙、丙3个品种中的两个品种__________杂交可得到粉红色品种的子代。
(2)实验二的F2中白色∶粉红色∶红色＝__________。
(3)从实验二的F2中选取一粒开红色花的种子，在适宜条件下培育成植株。为了鉴定其基因型，将其与基因型为aabb的蔷薇杂交，得到子代种子；种植子代种子，待其长成植株开花后，观察其花的颜色。
①若所得植株花色及比例为________________________________，则该开红色花种子的基因型为__________。
②若所得植株花色及比例为________________________________，则该开红色花种子的基因型为__________。
答案　(1)aaBB　甲与丙　(2)7∶6∶3　(3)①全为红色(或红色∶白色＝1∶0)　AAbb　②红色∶白色＝1∶1　Aabb
解析　由题意知，蔷薇的花色由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制，白色花的基因型有aaBB、aaBb、AABB、AaBB、aabb，粉色花的基因型有AABb、AaBb，红色花的基因型有AAbb、Aabb。
实验一：F1为粉红色，F2为白色∶粉红色∶红色＝1∶2∶1，相当于一对相对性状的杂合子自交实验，F1粉红色的基因型为AABb，甲为AABB。
实验二：F1为粉红色，且乙与甲的基因型不同，所以F1的基因型为AaBb，乙为aaBB。
实验三：F1为红色，自交后代红色∶白色＝3∶1，F1基因型为Aabb，所以丙为aabb。
(1)由分析可知，乙的基因型为aaBB，甲为AABB，丙为aabb，因此甲、丙两个品种杂交可得到粉红色品种的子代。
(2)实验二的F1基因型为AaBb，自交得F2花色中中白色的比例为aaB_＋aabb＋A_BB＝1/4×3/4＋1/4×1/4＋3/4×1/4＝7/16，粉红色花的比例为A_Bb＝3/4×2/4＝6/16，红色的比例为A_bb＝3/4×1/4＝3/16，因此F2中白色∶粉红色∶红色＝7∶6∶3。
(3)开红色花的基因型为A_bb，有两种可能，即AAbb、Aabb，所以将其与基因型为aabb的蔷薇杂交。基因型Aabb×aabb，子代的基因型为Aabb和aabb，故后代红色∶白色＝1∶1，基因型AAbb×aabb，子代的基因型为Aabb，故后代全为红色。
①若所得植株花色及比例为全为红色，则该开红色花种子的基因型为AAbb。
②若所得植株花色及比例为红色∶白色＝1∶1，则该开红色花种子的基因型为Aabb。
9．(2017·潍坊中学一模)某宠物是二倍体哺乳动物，其毛色由常染色体上的一组等位基因A1、A2和A3控制，A1基因存在时表现为黑色；A2和A3基因纯合时分别表现为灰色、棕色；A2和A3基因共存时表现为花斑色。毛形分直毛和卷毛两种，由位于X染色体上的基因控制(用B、b表示)，但显隐性未确定。据调查，黑色卷毛的该种个体更受人们欢迎，请回答相关问题。
(1)现选择两只黑色卷毛的雌雄亲本杂交，子一代中有6只个体，其中一只表现为花斑色直毛，则亲本中雌性个体的基因型是____________，子一代中某黑色卷毛雌性个体为纯合子的概率是________。
(2)研究小组期望获得一只雄性个体，不管和其杂交的雌性个体性状如何，杂交产生的后代中黑色卷毛个体尽可能多，则该雄性个体的最佳基因型为________。要确定第(1)题的子一代中某黑色卷毛雄性个体的基因型是否符合上述要求，让其与多只棕色直毛雌性个体杂交，仅看________(填“毛色”或“毛形”)性状，若后代____________________，则该个体符合上述要求；若后代______________________，则该个体不符合上述要求。
答案　(1)A1A2XBXb或A1A3XBXb　1/6　(2)A1A1XBY 毛色　 全部为黑色　个体出现棕色或花斑色个体(或不全为黑色个体)
解析　(1)由题意知，黑毛个体杂交，后代出现花斑色，因此亲本黑毛的基因型是A1A2×A1A3，卷毛个体交配，后代出现直毛，说明卷毛对直毛是显性，又由于卷毛和直毛基因位于X染色体上，因此亲本卷毛的基因型是XBXb×XBY，对于两对相对性状来说，亲本雌性的基因型是A1A2XBXb或A1A3XBXb；子一代黑色卷毛雌性的基因型是A1_XBX－，其概率为3/4×1/2＝3/8，其中纯合子是A1A1XBXB＝1/4×1/4＝1/16，黑色卷毛雌性中纯合子的比例是1/6。
(2)基因型为A1A1XBY的个体与任何雌性个体杂交，子一代的表现型都是黑色卷毛个体；第(1)题的子一代黑色卷毛雄性个体的基因型有三种A1A1XBY、A1A2XBY、A1A3XBY，让(1)中子一代的黑色卷毛雄性个体与多只棕色直毛雌性个体(A3A3XbXb)杂交，如果杂交子代全部是黑色，说明基因型是A1A1XBY，符合要求；如果出现棕色或花斑色，则基因型是A1A2XBY、A1A3XBY，不符合要求。
10．豚鼠的野生型体色有黑色、灰色和白色，其遗传受两对等位基因D、d和R、r控制(两对等位基因独立遗传)。当个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。现有两个纯合品系的亲本杂交，其结果如下表：
亲本组合
F1类型及比例
F2类型及比例
灰色雌性×白色雄性
黑色雌性∶灰色雄性
黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2
回答下列问题：
(1)上述实验结果表明，等位基因R、r位于__________(填“常”或“X”)染色体上，亲本白色雄性豚鼠的基因型为________，F2中r基因频率为________。
(2)若豚鼠种群足够大，从F2代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄豚鼠，照这样随机交配若干代，豚鼠种群是否发生了进化？________依据是________________________________________。
(3)假如R、r分别被荧光蛋白标记为黄色、蓝色，实验发现F1中灰色雄性豚鼠的一个次级精母细胞减数第二次分裂中期没有检测到荧光标记，其原因可能是________________________
________________________________________________________________________。
(4)某小组利用上述实验中豚鼠为实验材料，尝试选择不同体色的豚鼠进行杂交，使杂交后代中白色豚鼠只在雄性个体中出现。你认为该小组能否成功？________，理由是___________
________________________________________________________________________。
答案　(1)X　ddXRY　2/3　(2)是　淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，种群d、r的基因频率发生了改变，种群发生进化　(3)Y染色体所在的次级精母细胞，在减数第一次分裂时X和Y染色体没有分开，移到细胞同一级　(4)不能　白豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关
解析　(1)根据分析可知，F1类型存在性别差异，由于个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。实验中纯合灰色雌性和白色雄性杂交，子一代雌性都是黑色，雄性都是灰色，子二代中黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2，因此等位基因D、d位于常染色体上，等位基因R、r位于X染色体上，所以亲本灰色雌性豚鼠的基因型为DDXrXr，白色雄性豚鼠的基因型为ddXRY，子一代的基因型是DdXRXr(黑色雌性)、DdXrY(灰色雄性)，所以F2中r基因频率为2/3。
(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变。从F2代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，使种群d、r的基因频率发生了改变，导致豚鼠种群发生进化。
(3)假如R、r分别被荧光蛋白标记为黄色、蓝色，实验发现F1中灰色雄性豚鼠的一个次级精母细胞减数第二次分裂中期没有检测到荧光标记，其原因可能是在减数第一次分裂时X和Y染色体没有分开，移到细胞同一极。
(4)由分析可知，白色豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关，因此不能使杂交后代中白色豚鼠只在雌性或雄性个体中出现。

[重温考纲]　1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)。2.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
核心考点1　能量代谢中的ATP
1．理清ATP结构的组成与特点
(1)1分子ATP＝1分子腺苷＋3分子磷酸基团。
(2)ATP中含有两个高能磷酸键，其中远离腺苷的高能磷酸键容易水解与合成。
2．理解ATP与ADP的转化
(1)ATP的产生途径
①光合作用：发生在叶绿体的类囊体的薄膜上的光反应。
光合色素吸收的光能＋ADP＋PiATP
②细胞呼吸：发生在细胞质基质和线粒体中。
细胞呼吸释放的化学能＋ADP＋PiATP
(2)ATP的消耗途径
ATPADP＋Pi＋能量
ATP水解释放的能量用于细胞中的各种耗能反应，如主动运输、物质合成、肌肉收缩等。
(3)ATP与ADP的相互转化。
提醒　(1)ATP≠能量
ATP是一种高能磷酸化合物，是一种储能物质，不能将两者等同起来。
(2)生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。其供应依赖于ATP与ADP间快速转化。
(3)ATP合成时可产生水，ATP水解时需耗水。
(4)除光能、有机物中化学能之外，硝化细菌等化能合成作用的细菌可利用体外无机物(如NH3)氧化时所释放能量来合成ATP。
3．ATP与DNA、RNA的联系
ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”，但在不同物质中表示的含义不同，如图所示：
设计1　围绕ATP的结构与功能考查理解能力
1．(2014·大纲，2)ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物。下列有关ATP的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B．机体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C．在有氧与缺氧的条件下，细胞质基质中都能形成ATP
D．植物根细胞吸收矿质元素离子所需的ATP来源于细胞呼吸
答案　B
解析　A项，细胞核中无法进行细胞呼吸产生能量，它所需要的ATP主要由细胞质中的线粒体提供。B项，ATP是生命活动的直接能源物质，机体时刻都在消耗ATP。C项，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均在细胞质基质中进行，均有ATP形成。D项，根细胞吸收矿质元素离子主要是通过主动运输的方式进行的，其消耗的能量来源于细胞呼吸产生的ATP。
2．(2017·清远华侨中学一模)关于ATP的叙述错误的是(　　)
A．ATP的水解需要酶参与
B．酶的合成需要消耗ATP
C．酶促反应都要消耗ATP
D．核糖可作为合成ATP和RNA的原料
答案　C
解析　ATP的水解需要酶的参与，A正确；酶的合成是一个耗能的过程，消耗ATP，B正确；酶促反应不一定要消耗ATP，C错误；ATP和RNA中的五碳糖是核糖，核糖可作为合成ATP和RNA的原料，D正确。
设计2　围绕ATP结构与功能考查获取信息的能力
3．科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素，其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能，传递给负责能量生产的组织细胞，而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加，黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是(　　)
A．正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗
B．蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自细胞呼吸
C．蚜虫做同一强度的运动时，阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样
D．蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多，说明其体内的ATP含量不稳定
答案　A
解析　由题干信息可知，蚜虫合成ATP所需能量还可来自于类胡萝卜素吸收的光能；蚜虫做同一强度的运动消耗ATP的量是一样的；ATP与ADP的相互转化处于动态平衡中。
4．(2016·全国Ⅰ，29节选)在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
答案　(1)γ　(2)α
解析　(1)ATP水解生成ADP的过程中，断裂的是远离腺苷A的那个高能磷酸键即β位和γ位之间的高能磷酸键，即γ位磷酸基团转移到DNA末端。要将32P标记到DNA上，带有32P的磷酸基团应在ATP的γ位上。(2)dATP脱去β位和γ位的磷酸基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，即DNA的基本组成单位之一，用dATP为原料合成DNA时，要将32P标记到新合成
的DNA上，则32P应在dATP的α位上。
核心考点2　酶在代谢中的作用
1．理清酶的作用机理、特性及影响因素的3类曲线
(1)酶的作用原理
①由图可知，酶的作用原理是降低化学反应的活化能。
②若将酶变为无机催化剂，则b在纵轴上向上移动。用加热的方法不能降低活化能，但会提供活化能。
(2)酶的特性的曲线
①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较表明：酶具有高效性。
②图2中两曲线比较表明：酶具有专一性。
(3)各因素对酶促反应速率的影响曲线
①分析图3和图4：温度或pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。
②分析图5：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素可能是酶浓度。
提醒　(1)反应速率≠化学平衡
酶只是降低了化学反应的活化能，所能催化的是本来就能发生的反应，提高了反应速率，缩短了到达平衡点的时间，而平衡点的大小只能由底物的量来决定。
(2)酶促反应速率≠酶活性
温度和pH是通过影响酶的空间结构改变酶的活性，进而影响酶促反应速率；而底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响反应速率。
2．走出有关酶的6个误区
(1)误认为“酶的本质是蛋白质”，实际上绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，进而引申为合成的原料是氨基酸或核糖核苷酸，合成的场所是核糖体或细胞核。
(2)误认为“具有分泌功能的细胞才能产生酶”，实际上，凡是活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都能产生酶。
(3)误认为“酶具有调节、催化等多种功能”，实际上酶是生物催化剂，只起催化作用。
(4)误认为“酶只在细胞内起催化作用”，实际上酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥作用。
(5)误认为“低温引起酶变性失活”，实际上低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，且低温处理后再回到最适温度条件下，仍具有高效催化性。
(6)误认为“过氧化氢酶和加热促使过氧化氢分解的机理相同”，实际上过氧化氢酶是降低了过氧化氢分解反应的活化能，而加热是使过氧化氢分子获得能量，从常态转变为容易分解的活跃态。
设计1　围绕酶在代谢中的作用考查理解能力
1．(2017·全国Ⅱ，3)下列关于生物体中酶的叙述，正确的是(　　)
A．在细胞中，核外没有参与DNA合成的酶
B．由活细胞产生的酶在生物体外没有催化活性
C．从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度是37 ℃
答案　C
解析　DNA的合成主要发生在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也能合成，因此细胞核、线粒体和叶绿体中都有参与DNA合成的酶，A错误；只要给予适宜的温度、pH等条件，由活细胞产生的酶在生物体外也具有生物催化活性，B错误；盐析可使蛋白质在水溶液中的溶解度降低，但不影响蛋白质的活性，而胃蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此从胃蛋白酶的提取液中沉淀该酶可用盐析的方法，C正确；唾液淀粉酶催化反应最适温度是37 ℃，但是37 ℃不是保存该酶的最适温度，酶应该在低温条件下保存，D错误。
2．下列关于酶的说法中，正确的是(　　)
A．酶的合成一定需要核糖体，但不一定需要高尔基体
B．pH较低时一定会降低酶的活性，但温度较低时则不一定会降低酶的活性
C．在任何条件下，酶降低活化能的效果一定比无机催化剂显著
D．所有活细胞都具有与细胞呼吸有关的酶，但不一定都分布在线粒体中
答案　D
解析　酶大多数是蛋白质，需要在核糖体中合成，少部分酶的本质是RNA，在细胞核中合成，A错误；温度较低时一般会降低酶的活性，但是不会使酶失去活性，而有些酶在pH较低时，活性反而较高，B错误；酶能够降低化学反应的活化能，但是酶的催化作用的发挥需要适宜的条件，所以并不是所有条件下，酶的催化效率都比无机催化剂的高，C错误；所有活细胞都要进行细胞呼吸，所以都有与细胞呼吸有关的酶，其中与无氧呼吸有关的酶分布于细胞质基质中，在原核细胞中有关的酶也都分布于细胞质基质中，D正确。
设计2　围绕酶的功能考查获取信息的能力
3．酶在酶促反应中能催化特定的底物反应，与酶的活性中心有关。酶的活性中心往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，当酶与底物结合时，启动化学反应的发生。下列与图示反应类型相符的生理过程是(　　)
A．核糖体上多肽链的合成
B．肌细胞中糖原的合成
C．线粒体内[H]的还原
D．肝细胞内过氧化氢的分解
答案　D
解析　图示为酶催化的分解反应。核糖体内将氨基酸脱水缩合形成多肽链，属于合成反应；肌细胞中糖原的合成属于合成反应；线粒体内[H]的还原，即24[H]＋6O2―→12H2O＋能量，属于合成反应；肝细胞内含有过氧化氢酶，将过氧化氢分解成氧气和水，属于分解反应。
4．把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中(酶液)，在37 ℃下观察到某些反应现象。在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可以观察到该反应现象；学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的是(　　)
A．由于该酶液中混有与反应物相同的物质
B．由于该酶液中混有催化同一反应的多种酶
C．酶由于被蒸馏水溶解，因而能进行反应
D．酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行
答案　A
解析　甲用蒸馏水代替反应物，加入酶液也可观察到该反应现象，可以说明该酶液中混有与
反应物相同的物质；乙的实验说明，蒸馏水不能起催化作用，故选A。
重要题型5　借助坐标曲线考查对酶的理解能力
“四看”法分析酶促反应曲线
1．如图所示，abc与abd为不同类型的酶促反应实验曲线，有关曲线的判断错误的是(　　)
A．曲线abd，若X为时间，Y可表示某一化学反应产物的产量
B．若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点时酶结构中的肽键数与b点时相同
C．曲线abd，若X为底物浓度，Y可表示反应速率，bd不再增加可能是酶浓度的限制
D．曲线abc，若X轴为pH，则b点时酶的最适温度高于a点时的最适温度
答案　D
解析　曲线abd可表示某一酶促反应中产物的产量随时间而变化的曲线，底物反应完全后产物不再增加，A项正确；若曲线abc为温度影响酶活性的曲线，则c点的高温条件会破坏酶的空间结构，但不会影晌肽键数目，与b点温度条件下肽键数目相同，B项正确；曲线abd若表示酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，bd不再增加可能是酶浓度的限制，C项正确；曲线abc若表示酶促反应速率随pH变化的曲线，则b点和a点相比酶的最适温度并没有变，D项错误。
2．某班研究“温度对酶的活性影响”实验时，两个小组的同学选择了不同的实验材料开展探究，第一组选择淀粉酶水解淀粉进行实验结果如图甲、乙所示，第二组利用肝脏研磨液与Fe3＋催化过氧化氢开展实验，其结果如图丙所示。下列相关分析不合理的是(　　)
A．两组同学都采用数学建模表示研究结果
B．酶的催化效率不一定比无机催化剂高
C．两组实验数据都反映了酶的最适宜温度时产物积累量或生成量最多
D．两组实验都反映了温度过高或过低都不利于酶的催化作用
答案　C
解析　两组同学都采用数学建模表示研究结果，A正确；由图丙中实验结果的曲线可知，在50 ℃时酶的催化效率低于无机催化剂的，B正确；最适温度时酶的催化效率最高，但此时产物积累量不是最多的，反应进行仍可产生产物，C错误；温度过高或过低都不利于酶的催化作用，D正确。
3．(2016·全国Ⅱ，29)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。回答下列问题：
(1)三个温度条件下，该酶活性最高的是________组。
(2)在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。
(3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量________，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)生物体内酶的化学本质是______________________，其特性有_______________________
________________________________________________________________(答出两点即可)。
答案　(1)B　(2)加快
(3)不变　60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
(4)蛋白质或RNA　高效性、专一性
解析　(1)曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 ℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 ℃。(2)A组控制的温度是20 ℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应速度会加快。(3)对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 ℃条件下已经失活，所以如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。(4)绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性、酶的作用条件较温和。
重要题型6　有关酶特性的实验探究
1．依据实验目的准确选取实验材料和检测指标
实验目的
实验材料
检测指标(试剂)
备注
高效性
过氧化氢与过氧化氢酶、Fe3＋
O2产生的快慢或多少
与无机催化剂对比酶
专一性
淀粉、蔗糖与淀粉酶
斐林试剂
不能用碘液
温度对酶活性的影响
淀粉和淀粉酶
碘液
不能用斐林试剂
pH对酶活性的影响
过氧化氢与过氧化氢酶
O2产生的快慢或多少
不选用淀粉和淀粉酶
2.掌握探究酶的最适温度或最适pH的实验设计程序
提醒　(1)探究酶的高效性时，应设置“无机催化剂”作对照组。
(2)验证酶的专一性，既可用同一种酶(如淀粉酶)作用于不同的底物(如淀粉和蔗糖)，也可以用不同的酶(如淀粉酶和蛋白酶)作用于同一底物(如淀粉)。
(3)验证酶活性受温度和酸碱度影响时，要先让酶和底物均达到相应的条件后再让二者相遇，且不宜用H2O2探究酶活性受温度的影响。
(4)检验蛋白酶对蛋白质的分解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，不能用双缩脲试剂鉴定。
1．(2016·全国Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是(　　)
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
答案　C
解析　在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入。
2．下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述，错误的是(　　)
A．合理设定实验温度属于控制实验的自变量
B．淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合
C．可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测
D．淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果
答案　C
解析　斐林试剂使用时需水浴加热，会造成自变量变化，故不能用斐林试剂对实验结果进行检测。
3．为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：
试管
底物和试剂
实验条件
1
1 cm3瘦肉块＋4 mL蒸馏水
37 ℃水浴；pH＝1.5
2
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶
37 ℃水浴；pH＝8
3
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶
①
4
1 cm3瘦肉块＋4 mL胃蛋白酶
0 ℃水浴；pH＝1.5
(1)请完成实验设计：①应为________________。
(2)2、3号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是________。请为该组实验拟定一个课题名称____________________________。
(3)本实验的因变量可以通过观察__________________________________________________
________________________来确定。
(4)在1、2号试管所研究的问题中，温度属于________变量。
答案　(1)37 ℃水浴；pH＝1.5
(2)pH　探究pH对胃蛋白酶活性的影响
(3)相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)
(4)无关
解析　(1)根据单一变量原则，①应为37 ℃水浴pH＝1.5。
(2)2、3号试管作对照实验，自变量是pH，课题名称可为探究pH对胃蛋白酶活性的影响。
(3)因变量为相同时间内瘦肉块的体积变化。
(4)1、2号试管所研究的问题中，温度一致，则温度为无关变量。
专题强化练
1．(2017·唐山一模)下列关于ATP的叙述，错误的是(　　)
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．原核细胞合成ATP时能量只能来自细胞呼吸释放的化学能
C．放能反应一般与ATP的合成相联系
D．神经元释放神经递质需要ATP供能
答案　B
解析　ATP是细胞生命活动的直接能源物质，细胞质和细胞核中都有ATP的分布，A正确；原核细胞合成ATP时能量既可以来自细胞呼吸释放的化学能，也可能来自于光合作用固定的光能，B错误；ATP的合成需要消耗能量，放能反应一般与ATP的合成相联系，C正确；神经元释放神经递质的方式为胞吐，需要ATP供能，D正确。
2．(2017·济宁一模)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是(　　)
A．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
D．UTP断裂两个高能磷酸键后可作为基因转录的原料
答案　C
解析　细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，A正确；ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，磷酸、核糖和碱基，B正确；CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，C错误；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，可作为基因转录的原料，D正确。
3．(2017·衡水中学三调)下列关于酶和ATP的叙述，正确的是(　　)
A．酶通过与反应物提供能量来提高化学反应速率
B．某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有核糖
C．人的成熟红细胞产生ATP的速率随氧气浓度的增大而加快
D．合成酶时，合成场所内有一定水和ATP的合成
答案　B
解析　酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率，酶不提供能量，A错误；酶多数是蛋白质，少数是RNA，若某种酶用蛋白酶水解后其活性不变，推断该酶的本质是RNA，RNA含有核糖，B正确；人的成熟红细胞只进行无氧呼吸，产生ATP的速率与氧气浓度无关，C错误；酶是大分子，合成酶需要消耗ATP，D错误。
4．(2017·石家庄质检)细胞代谢能在常温常压下迅速有序地进行，其中酶起着重要作用。下列叙述错误的是(　　)
A．酶是所有活细胞都含有的具有催化作用的有机物
B．H2O2分解实验中，加热、Fe3＋、酶降低活化能的效果依次增强
C．有些酶需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输
D．人体的各种酶发挥作用所需的最适条件是不完全相同的
答案　B
解析　活细胞的代谢离不开酶的催化作用，A项正确；H2O2分解实验中，加热可为H2O2的分解提供能量，而不是降低活化能，B项错误；大部分酶的化学本质为蛋白质，需要通过内质网和高尔基体进行加工、运输，C项正确；人体的各种酶发挥作用所需的最适条件不完全相同，D项正确。
5．下列关于酶的叙述，正确的是(　　)
A．酶都是由活细胞产生的，其合成包括转录和翻译两个过程
B．任何一个活细胞都能产生酶，酶在细胞内才起催化作用
C．同一生物体内的各种酶催化反应条件都相同
D．细胞质基质中有催化葡萄糖分解的酶
答案　D
解析　若酶的本质为蛋白质，其合成包括转录和翻译，若为RNA，则只有转录过程，A错误；酶是活细胞产生的，能在细胞内或细胞外起作用，如消化酶就在细胞外起作用，B错误；酶不同，需要的最适反应条件不同，如胃蛋白酶与胰蛋白酶所需的最适pH不同，C错误；葡萄糖可在细胞质基质中被分解成丙酮酸，需要酶的催化，D正确。
6．下列有关酶的实验设计思路正确的是(　　)
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
答案　B
解析　淀粉酶能催化淀粉的分解，但不能催化蔗糖的分解，若利用淀粉、蔗糖、淀粉酶来验证酶的专一性，结果加碘液都不会变蓝色，A错误；鲜肝匀浆含过氧化氢酶可催化过氧化氢的分解，氯化铁作为无机催化剂也能催化过氧化氢的分解，但过氧化氢酶具有高效性，因此可以利用过氧化氢、鲜肝匀浆和氯化铁研究酶的高效性，B正确；过氧化氢在没有酶的情况下也能分解，而且温度不同，分解速率不同，因此不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，C错误；胃蛋白酶的最适pH是1.5，因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响，D错误。
7．下表为不同温度条件下三种酶活性高低的相对值。下列相关叙述正确的是(　　)
温度
酶种类　　　
10 ℃
20 ℃
30 ℃
40 ℃
a酶
40
65
95
75
b酶
15
60
97
25
c酶
10
25
50
90
A．a酶比b酶的最适温度高
B．c酶的最适温度一定大于40 ℃
C．温度低于20 ℃时，酶都因结构被破坏活性降低
D．40 ℃时，a酶和b酶的空间结构发生改变
答案　D
解析　据表无法判断a酶、b酶、c酶最适温度的具体值，A、B错误；当低于20 ℃时，酶的活性会受到抑制，但空间结构没有被破坏，C错误；当温度远超过酶的最适温度时，大部分酶的空间结构被破坏，发生不可逆的改变。当温度升高时，a酶和b酶的活性会下降，因为酶的空间结构被破坏，D正确。
8．(2017·合肥质检)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。以下分析正确的是(　　)
A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制
B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升
C．若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度
D．若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于甲组温度
答案　C
解析　图中纵轴表示产物浓度，在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到底物数量的限制，A错误；丙组温度过高，酶失去活性，降低丙组温度，曲线不变，B错误；甲组反应达到化学平衡所需要的时间最短，甲组最接近最适温度，若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度，C正确；若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度可能大于甲组，D错误。
9．(2017·衡水二轮)如图是某课题组的实验结果(注：A酶和B酶分别是不同种类的纤维素酶)。请分析回答下列问题：
(1)与无机催化剂相比，酶具有高效性，是因为酶可通过________________________来提高催化反应效率。
(2)本实验的自变量是______________。在相同条件下，A酶、B酶的活性一般可用________________________________________来比较。
(3)如果要探究pH对A酶活性的影响，应将温度控制在________ ℃左右。在80 ℃条件下，B酶活性为0，原因是_____________________________________________________________。
(4)适宜条件下，取一支试管加入A酶和蛋白酶溶液并摇匀，一段时间后加入纤维素，没有得到纤维素分解产物，原因是________________________________________________；若在试管中加入双缩脲试剂，结果是________。
答案　(1)显著降低化学反应的活化能
(2)温度、酶的种类　相同时间内，底物的消耗量或产物的生成量
(3)50　高温使酶的空间结构遭到破坏
(4)A酶(纤维素酶)已被蛋白酶催化分解　出现紫色
解析　(1)不能漏掉“显著”这一关键词；(2)自变量为双因子，酶活性一般用相同时间内底物消耗量或产物生成量表示；(3)温度为无关变量，要求温度适宜；(4)酶具专一性，蛋白酶将A酶水解，但蛋白酶仍存在，故遇双缩脲试剂呈紫色。
10．(2017·六安市皖西教学联盟检测)急性胰腺炎是多种病因导致胰酶在胰腺内被激活后引起胰腺组织消化、水肿、出血甚至坏死的炎症反应。据此回答下列相关问题：
(1)胰腺包括外分泌腺和内分泌腺，它们的主要区别是外分泌腺________(填“有”或“无”)导管；当人们最初知道胰腺内的胰岛B细胞能分泌胰岛素后，试图从磨碎的狗的胰腺中直接提取胰岛素，但未获成功，其原因是________________________________。
(2)从酶本质的角度来看，酶的合成都需要经过基因的____________过程。
(3)已知胰淀粉酶的抑制剂有竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂两种，非竞争性抑制剂通常与酶活性部位以外的基团结合使酶活性下降，则增加底物浓度________(填“可以”或“不可以”)解除这种抑制。
(4)已知胰淀粉酶主要在小肠中发挥作用，据此简要写出测定其催化作用最适pH的实验思路。
实验思路：_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)有　胰腺分泌的胰蛋白酶可将胰岛素分解
(2)转录　(3)不可以　(4)在一定pH范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，若测得数据出现峰值，则峰值对应的pH即为其最适pH
解析　(1)胰腺的内分泌部没有导管，外分泌部有导管，外分泌部分泌的酶通过胰管进入消化道。胰腺分泌的胰蛋白酶可将胰岛素分解，所以磨碎的狗的胰腺中提取不到胰岛素。
(2)酶的化学本质是蛋白质或RNA，其合成受基因控制，基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成，通过转录合成RNA，故酶的合成都需经过转录过程。
(3)增加底物浓度时，竞争性抑制剂受到的抑制会降低，因为更多的底物有机会与酶结合；非竞争性抑制剂则由于其与底物结合的部位已发生形变，无论加入多少底物，该酶的结合催化作用也不会增强。
(4)探究胰淀粉酶的最适宜pH：在一定pH范围内设置pH梯度，分别测定酶活性，若测得数据出现峰值，则峰值对应的pH即为其最适pH。
11．研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。对此，研究人员设计并做了一些相关实验。请回答下列问题：
(1)要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如上图所示的实验过程，实验中“在适宜的温度下”的目的________________________。请分析可能的实验结果。在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明____________________，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明________________________。
(2)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定______________，再参照上图中甲试管的处理方法进行实验。实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，再________________重复进行实验。
答案　(1)避免温度对实验的干扰(或避免无关变量的干扰)　该物质是能催化蔗糖分解的酶　该物质是能催化葡萄糖分解的酶
(2)系列等温度梯度　细化温度梯度
解析　(1)实验过程中的温度是无关变量，温度控制为最适温度，这样可以避免无关变量对实验结果的干扰。还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。葡萄糖是还原糖而蔗糖是非还原糖，但蔗糖的分解产物为还原糖。两个都出现砖红色，表明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，该物质是能催化蔗糖分解的酶；两个都不出现砖红色，说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
(2)设计实验的基本思路是：先确定系列等温度梯度，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度之间设置更小温度梯度。
12．ATP是细胞内生命活动的直接能源物质，回答下列问题：
(1)ATP的合成一般与________反应相关联，生物体对ATP的需求较大，细胞内ATP的含量____________(填“较多”或“较少”)，能满足生物体对ATP的需求的主要原因是________________________________________________________________________。
(2)植物叶肉细胞内合成ATP的场所有______________________________________，其中________是活细胞产生ATP的共有场所。
(3)利用“荧光素—荧光素酶生物发光法”对市场中腊肉含细菌多少进行检测步骤如下：
第一步：将腊肉研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计(测定发光强度的仪器)反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；
第二步：记录发光强度并计算ATP含量；
第三步：测算出细菌数量。
①荧光素接受________提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。
②根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成________(填“正比”或“反比”)。
③根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量____________________。
答案　(1)放能　较少　ATP与ADP的转化速率较快
(2)细胞质基质、线粒体和叶绿体　细胞质基质
(3)①ATP　②正比　③大致相同且相对稳定
解析　(1)ATP的合成一般与放能反应相关联，生物体对ATP的需求较大，细胞内ATP的含量较少，ATP与ADP的转化速率快能满足生物体对ATP的需求。
(2)植物叶肉细胞内的叶绿体通过光合作用合成ATP，叶肉细胞内的细胞质基质和线粒体通过细胞呼吸合成ATP，其中细胞质基质是活细胞产生ATP的共有场所。
(3)荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，由于发光强度与ATP含量成正比，因此可以根据发光强度计算出生物组织中ATP的含量。由于每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，所以根据ATP含量进而测算出细菌数量。

[重温考纲]　1.细胞学说的建立过程(Ⅰ)。2.原核细胞和真核细胞的异同(Ⅱ)。3.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。4.主要细胞器的结构和功能(Ⅱ)。5.细胞核的结构和功能(Ⅱ)。6.物质出入细胞的方式(Ⅱ)。
核心考点1　细胞的亚显微结构与功能
1．关于细胞膜成分的3点提醒
(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同。
(2)细胞膜的成分并不是不可变的。例如细胞癌变过程中，糖蛋白减少，甲胎蛋白和癌胚抗原出现。
(3)糖蛋白和糖脂只分布在细胞膜的外表面。
2．“8”个角度汇总细胞器
(1)能产生ATP的细胞器：线粒体、叶绿体。
(2)含有色素的细胞器：叶绿体、液泡。
(3)动植物细胞中形态相同，功能不同的细胞器：高尔基体。
(4)与主动运输有关的细胞器：核糖体、线粒体。
(5)含DNA的细胞器：叶绿体、线粒体。
(6)含RNA的细胞器：叶绿体、线粒体、核糖体。
(7)能自我复制的细胞器：叶绿体、线粒体、中心体。
(8)能进行碱基配对的细胞器：叶绿体、线粒体、核糖体。
3．明确细胞核的“2”大功能
(1)细胞内遗传物质贮存、复制和转录的主要场所(遗传信息库)。
(2)细胞代谢和遗传的控制中心。
提醒　(1)温度影响生物膜的流动性。
(2)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。
(3)线粒体和叶绿体中含有的DNA上携带的遗传信息可以表达。
(4)多肽链加工、修饰的场所是细胞质基质、内质网和高尔基体。
(5)中心体是鉴别低等植物细胞与高等植物细胞的依据。
(6)成熟植物细胞内最大的细胞器是液泡。
(7)蛋白质和RNA能通过核孔进出细胞核，DNA不能进出细胞核。
(8)细胞代谢越旺盛，核膜上单位面积的核孔数目越多。
4．理清生物膜系统的组成与功能
5．巧用索引法判断细胞类型
提醒　细胞结构与功能中的几个“一定”与“不一定”
(1)能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体，但植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。
(2)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。
(3)一切生物蛋白质合成场所一定是核糖体。
(4)有中心体的生物不一定为动物，但一定不是高等植物。
(5)高尔基体经膜泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体加工。
设计1　围绕生物膜系统的结构与功能考查理解能力
1．(2014·新课标Ⅰ，1)关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是(　　)
A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变
C．甘油是极性分子， 所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜
D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递
答案　C
解析　A项，细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成。B项，细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变，使物质运输功能降低。C项，甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式是自由扩散。D项，细胞产生的激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的相应受体结合，实现细胞间的信息传递。
2．下列有关生物膜的叙述，不正确的是(　　)
A．人鼠细胞融合成杂种细胞与生物膜的特点有关
B．在叶绿体类囊体薄膜上能实现能量的转换
C．细胞分化以后，其细胞膜的通透性不会改变
D．细胞内的ATP有的是在生物膜上合成的
答案　C
解析　人鼠细胞融合成杂种细胞体现了生物膜的流动性特点，A正确；在光合作用的光反应中，叶绿体类囊体薄膜上的色素吸收光能可转变为储存在ATP中的化学能，实现光能→电能→活跃的化学能的转换，B正确；细胞分化后，细胞膜上的载体蛋白种类和数量会改变，其细胞膜的通透性也会改变，C错误；光合作用的光反应阶段可在类囊体薄膜上合成ATP，有氧呼吸的第三阶段可在线粒体内膜产生ATP，D正确。
3．(2017·全国Ⅰ，1) 细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于(　　)
A．血液运输，突触传递
B．淋巴运输，突触传递
C．淋巴运输，胞间连丝传递
D．血液运输，细胞间直接接触
答案　D
解析　细胞间信息交流的方式共有三种，分别为通过体液运输、细胞间的直接接触及植物细胞之间通过“通道”交流信息。内分泌腺细胞分泌激素作用于靶细胞，如哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素，信号由分泌细胞通过血液循环运输传递到靶细胞，进行细胞间的信息交流；精子与卵细胞结合时，两者细胞膜表面直接相互接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，进行细胞间信息交流。
设计2　围绕细胞器、细胞核的结构与功能考查理解能力
4．(2017·深圳调研)下列与细胞相关的叙述，错误的是(　　)
A．线粒体和核仁都是含有DNA的细胞器
B．洋葱鳞片叶内表皮细胞可发生质壁分离
C．硝化细菌可依靠有氧呼吸利用葡萄糖的能量
D．线粒体不能分解葡萄糖但可产生ATP
答案　A
解析　线粒体是含有DNA的细胞器，核仁不是细胞器，A错误；洋葱鳞片叶内表皮细胞是成熟的植物细胞，有中央大液泡，当其所在的外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离，B正确；硝化细菌是需氧型的生物，可依靠有氧呼吸利用葡萄糖的能量，C正确；葡萄糖分解为丙酮酸发生在细胞质基质中，在线粒体中会发生丙酮酸与水被彻底分解生成CO2和[H]以及[H]与氧结合生成H2O，同时会有ATP产生，D正确。
5．(2017·衡水中学三调)下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞核是细胞遗传信息贮存、复制和代谢的中心
B．胞间连丝和核孔都是信息交流与物质运输的通道
C．叶绿体合成的葡萄糖可以进入线粒体进行氧化分解
D．线粒体合成的ATP可以进入叶绿体供暗反应利用
答案　B
解析　细胞核是细胞遗传信息的贮存、复制和代谢的控制中心，而细胞质是细胞的代谢中心，A错误；植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流和物质交换，核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是蛋白质和RNA通过的部位，B正确；叶绿体合成的葡萄糖必须先在细胞质基质中分解成丙酮酸，然后丙酮酸进入线粒体进行氧化分解，C错误；叶绿体供暗反应利用的ATP是光反应产生的，D错误。
易错警示　抓住关键字，区分细胞核和细胞质的功能，细胞核是代谢的控制中心，细胞质基质是代谢的中心。
设计3　围绕细胞的结构考查获取信息的能力
6．人体细胞之间的通讯多数是通过信号分子传递的。有些信号分子作用于细胞表面的受体，有些则作用于胞内受体。生物学上将细胞外与膜受体结合的信号分子称为第一信使，由其转换而来的细胞内信号则称为第二信使，如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．细胞表面膜受体的化学本质为糖蛋白
B．神经递质和绝大多数激素都是第一信使
C．第二信使通过调控细胞核内基因的翻译过程发挥作用
D．第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的信息交流功能
答案　C
解析　细胞表面膜受体的化学本质为糖蛋白，A项正确；细胞外与膜受体结合的信号分子称为第一信使，神经递质和绝大多数激素都是第一信使，B项正确；第二信使的受体位于核内，第二信使的作用机理是启动基因的转录，最终实现对细胞代谢和功能的调节，C项错误；第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的信息交流功能，D项正确。
7．2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本分子细胞生物学家大隅良典，以表彰他为“自噬作用”机理发现所作出的贡献。细胞自噬作用的机理如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．分隔膜的基本支架是磷脂双分子层
B．自噬作用的结构基础是生物膜具有一定的流动性
C．自噬溶酶体中生成的小分子穿过两层膜进入细胞质后可再度利用
D．溶酶体中没有分解SiO2的酶导致自噬过程异常，因此硅尘环境下工人易患硅肺
答案　C
解析　分隔膜也属于生物膜，生物膜的基本支架是磷脂双分子层，A正确；自噬作用包括分隔膜形成吞噬泡以及膜融合的过程，因此结构基础是生物膜具有一定的流动性，B正确；图中看出，自噬溶酶体只具有单层膜结构，C错误；溶酶体中没有分解SiO2的酶导致自噬过程
异常，因此硅尘环境下工人易患硅肺，D正确。
核心考点2　物质出入细胞的方式
1．理清渗透作用的原理
(1)渗透装置的两个条件
①半透膜：动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②膜两侧溶液具有浓度差：动物细胞的细胞内液与外界溶液具有浓度差，成熟植物细胞的细胞液与外界溶液具有浓度差。
(2)植物细胞发生质壁分离的原因
①外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。
②内因：原生质层(包括细胞膜、液泡膜、两层膜之间的细胞质)的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
提醒　(1)人工膜≠生物膜：生物膜具有“载体蛋白”，故具有选择透过性，人工膜为半透性膜，物质能否通过取决于孔径大小。
(2)溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度。
(3)渗透平衡≠浓度相等：达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡，但浓度总不会相等。
2．“三看法”快速判断物质出入细胞的方式
提醒　(1)大分子物质出入细胞一定经过胞吐或胞吞，但胞吐的物质未必是大分子物质，如释放的神经递质。
(2)消耗能量的物质运输方式有主动运输、胞吞和胞吐。
(3)神经细胞产生静息电位和动作电位时，K＋外流和Na＋内流属于协助扩散。
(4)胞吐过程一定会发生囊泡膜与细胞膜的融合。
3．区分影响物质跨膜运输因素的5种曲线
(1)物质浓度和载体蛋白数量
(2)氧气浓度
提醒　温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性，进而影响物质运输的速率。
设计1　围绕物质出入细胞方式考查理解能力
1．下列与植物吸水或失水的相关叙述中，不正确的是(　　)
A．水分子在根毛细胞的细胞液与土壤溶液之间的运动是单向的
B．可以根据相邻细胞的细胞液的浓度判断细胞间水分流动的总体方向
C．蔗糖浸渍冬瓜导致细胞脱水死亡，蔗糖分子再进入细胞
D．发生质壁分离的细胞一段时间后，某些情况下可以发生质壁分离自动复原
答案　A
解析　水分子在根毛细胞液与土壤溶液之间的运动是双向的，A错误；可以根据相邻细胞的细胞液的浓度判断细胞间水分流动的总体方向，B正确；蔗糖浸渍冬瓜导致细胞过度失水而死亡，蔗糖分子再进入细胞，C正确；发生质壁分离的细胞一段时间后，某些情况下可以发生质壁分离自动复原，如细胞外液是硝酸钾溶液时，D正确。
2．(2017·全国Ⅱ，4)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压
答案　C
解析　由图可知，该细胞中原生质体的相对体积先减小后增大，这说明该细胞先发生质壁分离后复原，由此可推知物质A可通过细胞膜进入细胞，A错误；0～1 h内，原生质体的体积不断缩小，由于原生质体的伸缩性要远大于细胞壁，因此该时间段内细胞体积与原生质体体积的变化量不相等，B错误；2～3 h内原生质体的相对体积逐渐增大，这说明细胞正在吸水，由此可推知该时间段内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1 h内发生质壁分离，细胞失水，液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误。
3．下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是(　　)
A．胰岛素的分泌伴随着ADP的减少
B．低温影响细胞吸收小分子或离子的过程
C．抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的主动运输
D．Na＋进出突触后膜的跨膜方式均为协助扩散
答案　B
解析　胰岛素是以胞吐的方式分泌到细胞外，此过程需要ATP水解供能，所以伴随着ADP的增加，A项错误；低温会使组成生物膜的分子的运动速度减慢，进而影响细胞吸收小分子或离子的过程，B项正确；抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收，但水分子跨膜运输的方式是自由扩散，C项错误；Na＋进出突触后膜的跨膜方式分别为协助扩散和主动运输，D项错误。
4．[2016·全国乙，31(3)]病毒甲通过呼吸道感染动物乙后，可引起乙的B淋巴细胞破裂、T淋巴细胞功能丧失，导致其患肿瘤病，患病动物更易被其他病原体感染，给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答下列问题：
免疫细胞行使免疫功能时，会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有________________________________________________________________________
_______________________________________________________________(答出两点即可)。
答案　能运输生物大分子等；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量
解析　胞吞和胞吐这两种物质运输方式的共同点是能运输生物大分子，运输过程中依靠膜的流动性形成囊泡，需要消耗能量。
设计2　围绕物质出入细胞方式考查获取信息的能力
5．(2016·全国乙，2)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是(　　)
A．离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散
B．离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的
C．动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率
D．加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率
答案　C
解析　离子泵通过消耗ATP进行离子的跨膜运输，属于主动运输，A错误；主动运输一般为逆浓度梯度运输，B错误；主动运输速率受ATP供应和具有活性的载体数量的限制，动物一氧化碳中毒会导致供氧不足，进而导致细胞呼吸速率下降，ATP供应减少，离子泵跨膜运输离子的速率降低，C正确；蛋白质变性剂会降低具有活性的载体的数量，使离子泵跨膜运输离子的速率降低，D错误。
6．主动运输消耗的能量可来自ATP或离子电化学梯度等。如图为Na＋、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列关于图中物质跨膜运输的过程分析错误的是(　　)
A．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞是不需耗能的主动运输
B．Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是需要消耗ATP的主动运输
C．葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞与Na＋从肠腔到小肠上皮细胞相伴随
D．Na＋从肠腔到小肠上皮细胞以及葡萄糖从小肠上皮细胞到组织液均为被动运输
答案　A
解析　由图可知，葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞属于逆浓度梯度运输，消耗了钠离子的电化学梯度势能，属于主动运输，A错误；Na＋从小肠上皮细胞进入组织液是逆浓度梯度运输，而且消耗了ATP中的能量，属于主动运输，B正确；葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞相当于钠离子的电化学梯度为葡萄糖的主动运输提供能量，C正确；Na＋从肠腔进入小肠上皮细胞和葡萄糖从小肠上皮细胞进入组织液的方式都是顺浓度梯度跨膜运输，均为被动运输，D正确。
重要题型3　围绕囊泡运输这一生命热点考查信息获取能力
1．全解分泌蛋白合成、加工、运输过程
(1)过程示意图
(2)膜面积变化模型图
2．“三看”法分析分泌蛋白的合成、加工、运输
(1)一看标记氨基酸出现的先后顺序：核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜(→胞外)。
(2)二看膜面积变化的结果：内质网膜面积变小，高尔基体膜面积先变大后变小，细胞膜面积变大。
(3)三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：核糖体(蛋白质的装配机器)、内质网(加工车间)、高尔基体(包装分配)和线粒体(提供能量)。
1．下图为某动物细胞内部分蛋白质合成及转运的示意图，据图分析下列有关叙述错误的是(　　)
A．高尔基体对其加工的蛋白质先进行分类再转运至细胞的不同部位
B．附着核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工
C．分泌蛋白经细胞膜分泌到细胞外体现了生物膜的结构特点
D．细胞膜上的糖蛋白的形成经内质网和高尔基体的加工
答案　B
解析　附着核糖体合成的多肽是在信号肽的引导下进入内质网腔进行粗加工，再通过囊泡运输到高尔基体进行深加工的，B项错误。
2．2013 年诺贝尔生理学或医学奖颁给了研究囊泡运输的调控机制的三位美国科学家，研究显示：囊泡是由单层膜所包裹的膜性结构，主要司职细胞内不同膜性细胞器之间的物质运输，称之为囊泡运输，一般包括出芽、锚定和融合等过程(如图所示)，需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节。下列有关说法正确的是(　　)
A．囊泡运输需要载体蛋白和ATP
B．囊泡中物质运输需要跨过多层生物膜，才能“锚定”
C．“出芽”和“融合”体现了细胞膜的功能特性具有流动性
D．囊泡运输会导致某些生物膜成分更新
答案　D
解析　囊泡运输不需要载体蛋白，但是需要ATP，A错误；囊泡中物质运输需要跨过0层生物膜，靠的是膜的流动性，B错误；“出芽”和“融合”体现了细胞膜的结构特性具有流动性，C错误；囊泡运输会导致某些生物膜成分更新，如内质网膜出芽与高尔基体膜融合，D正确。
3．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，其相关结构关系如图乙所示，有关的生物膜面积变化如图丙所示，则有关说法不正确的是(　　)
A．图乙中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B．能在图乙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D．图丙中d曲线表示的细胞结构是内质网
答案　A
解析　分泌蛋白的形成过程：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→膜外。图甲中a、b、c依次为核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减少，
细胞膜的膜面积增多，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。
重要题型4　围绕物质出入细胞方式考查实验分析与探究
1．辨析选择透过性膜与半透膜或人工膜
膜的种类
物质透过性
特点
半透膜
较小物质能通过，较大物质不能通过
不具有选择性，无生物活性，即能透过时，则可透过
选择透
过性膜
要选择吸收的离子、小分子可通过，而其他离子、小分子和大分子不能通过
具有选择性和生物活性，是生物膜，即能透过时，也未必透过，需依据细胞主动选择
2.探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛淀粉溶液
漏斗内盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝
变蓝
淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝
变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜
3.实验探究物质跨膜运输的方式
(1)探究是主动运输还是被动运输
(2)探究是自由扩散还是协助扩散
4．解决该类问题的关键是明确变量与对照
单一变量原则即控制唯一变量而排除其他因素的干扰，从而验证唯一变量的作用。对照原则强调设置不同的实验从而证明所假定的变量的确是影响因素。
1．将若干生理状况基本相同，长度为3 cm的新鲜萝卜条分为四组，分别置于三种浓度相同的溶液(实验组)和清水(对照组)中，测量每组萝卜条的平均长度，结果如图所示。据图分析，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．对照组中萝卜条长度增加较少的原因是细胞壁的伸缩性较小
B．蔗糖溶液中的萝卜条不能恢复原长度是因为细胞不吸收蔗糖
C．实验说明萝卜细胞膜上运载甘油的载体比运载葡萄糖的载体数量多
D．实验结束后，实验组中的萝卜条的细胞液浓度都比实验前大
答案　C
解析　根据题意，对照组的萝卜条放置在清水中，细胞将吸水膨胀，由于细胞壁的伸缩性较小，故对照组中萝卜条长度增加较少，A正确。细胞发生质壁分离时，当溶质分子不能被细胞吸收时(如蔗糖)，细胞不能发生质壁分离的自动复原；当溶质分子能够被吸收时(不论是主动运输如KNO3，还是被动运输如甘油)，在一定浓度范围内，细胞能发生质壁分离的自动复原，B正确。甘油通过细胞膜的方式是自由扩散，不需要载体的协助，C错误。蔗糖组只失去水分，细胞液浓度变大，甘油组和葡萄糖组由于都吸收溶质进入细胞，细胞液浓度也变大，D正确。
2．(2015·全国Ⅱ，1)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：
培养瓶中气体
温度/℃
离子相对吸收量/%
空气
17
100
氮气
17
10
空气
3
28
下列分析正确的是(　　)
A．有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收
B．该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关
C．氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATP
D．与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收
答案　A
解析　17 ℃条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气条件下低，说明有氧条件有利于该植物幼根吸收该离子，同时说明幼根吸收该离子为主动运输，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，此时幼根消耗的ATP是无氧呼吸产生的，C错误；空气中培养，温度为17 ℃，离子吸收量明显高于3 ℃，可知该植物幼根对离子吸收与温度有关，B错误。
3．小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)。研究人员根据不同葡萄糖浓度下的运输速率绘制如图所示曲线，下列说法中不正确的是(　　)
A．葡萄糖在浓度极低时只通过主动运输吸收
B．该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式
C．小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的两种运输方式可同时进行
D．在较高浓度下，细胞主要依赖主动运输来增大吸收速率
答案　D
解析　分析题图曲线可知，葡萄糖浓度极低时GLUT2运输速率为0，所以此时只通过主动运输吸收，A正确；不同浓度葡萄糖条件下，SGLT1和GLUT2的运输速率不同，所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式，B正确；在一定浓度葡萄糖条件下，小肠绒毛上皮细胞对葡萄糖的吸收既有协助扩散也有主动运输，C正确；在较高浓度下，GLUT2的运输速率较高，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，D错误。
4．(2014·北京，3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如图，据此不能得出的推论是(　　)
A．生物膜上存在着协助H2O通过的物质
B．生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性
C．离子以协助扩散方式通过人工膜
D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率
答案　C
解析　A项，由图示可知，生物膜和人工膜对甘油、CO2、O2的通透性相同，而生物膜对H2O的通透性大于人工膜的，说明生物膜上存在着协助H2O通过的物质；B项，生物膜对K＋、Na＋、Cl－的通透性不同，说明生物膜对这些离子的通透具有选择性；C项，从图中可以看出，人工膜对K＋、Na＋、Cl－的通透性相同，说明人工膜对离子的吸收无选择性，生物膜对离子的通透性不同，且大于人工膜的通透性，说明生物膜上有协助离子通过的物质，而人工膜上无协助离子通过的物质，故离子不是以协助扩散方式通过人工膜；D项，甘油、CO2、O2、H2O等不同物质的分子大小不同，其通过人工膜的扩散速率也不同，说明分子的大小影响其
通过人工膜的扩散速率。
专题强化练
1．下列关于细胞结构与功能的叙述中，正确的是(　　)
A．动物细胞没有原生质层，因此不能发生渗透作用
B．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分
C．细胞有氧呼吸过程中产生和消耗水的场所均为线粒体基质
D．胰岛B细胞的核仁被破坏，不会影响胰岛素的合成
答案　B
解析　动物细胞没有原生质层，但具有选择透过性的细胞膜等生物膜，因此也能发生渗透作用，A项错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，B项正确；细胞有氧呼吸过程第三阶段产生水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸第二阶段消耗水，发生的场所是线粒体基质，C项错误；胰岛素属于蛋白质，在核糖体上合成，而核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，故D项错误。
2．下列关于膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．有些膜蛋白可作为载体将物质转运进出细胞
B．膜蛋白都能移动使生物膜具有一定的流动性
C．有些膜蛋白使专一的化学反应能在生物膜上进行
D．膜蛋白的种类和数量决定了生物膜功能的复杂程度
答案　B
解析　在物质跨膜运输的过程中，协助扩散和主动运输都需载体蛋白的协助，载体蛋白属于膜蛋白的范畴，A项正确；组成生物膜的膜蛋白大多数可以流动，这是生物膜具有一定流动性的原因之一，B项错误；在线粒体内膜上分布有与有氧呼吸第三阶段有关的酶，该酶属于膜蛋白，专一地催化[H]与O2结合生成水，C项正确；功能越复杂的生物膜，其膜蛋白的种类和数量就越多，D项正确。
3．下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是(　　)
A．被细胞胞吞的一定是固体物质
B．通过载体蛋白的物质运输属于主动运输
C．浆细胞分泌抗体属于协助扩散
D．胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合
答案　D
解析　被细胞胞吞的是大分子物质，可以是固体、胶体等物质，A错误；通过载体蛋白的物质运输属于主动运输或协助扩散，B错误；浆细胞分泌抗体属于胞吐，C错误；胞吐过程一定会产生分泌泡与质膜的融合，D正确。
4．以下有关细胞结构与功能的叙述中，正确的是(　　)
A．草履虫吞噬细菌与植物细胞吸收K＋的方式相同
B．溶酶体内的水解酶能够分解衰老、损伤的细胞器
C．原核细胞中的核糖体与真核细胞中的核糖体功能各异
D．动物细胞内能形成囊泡的细胞结构只有内质网和高尔基体
答案　B
解析　草履虫吞噬细菌的方式是胞吞，植物细胞吸收K＋的方式一般是主动运输，方式不同，A错误；溶酶体内的水解酶能够分解衰老、损伤的细胞器，B正确；原核细胞中的核糖体与真核细胞中的核糖体功能相同，都是肽链的合成场所，C错误；动物细胞内能形成囊泡的细胞结构除内质网和高尔基体外，还有细胞膜等膜结构，D错误。
5．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．S型肺炎双球菌通过核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
B．洋葱根尖分生区细胞中含有遗传物质的结构有细胞核、线粒体和叶绿体
C．性腺细胞膜上运输性激素的载体蛋白数量通常青春期时比幼年和老年期时多
D．人体肝细胞中线粒体是产生二氧化碳的场所，抑制其功能会影响蛋白质合成
答案　D
解析　肺炎双球菌为原核生物，没有细胞核，A项错误；根尖分生区细胞中没有叶绿体，B项错误；性激素通过自由扩散进出细胞，不需要载体蛋白，C项错误；人体肝细胞通过有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2，该阶段可为蛋白质合成提供能量，D项正确。
6．(2017·百校联盟联考)下列关于细胞内物质运输的叙述，正确的是(　　)
A．肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体
B．细菌细胞中DNA指导合成的蛋白质可转移至线粒体
C．吞噬细胞中高尔基体加工的蛋白质可转移至溶酶体
D．胰岛细胞中内质网加工的蛋白质可直接转移至细胞膜
答案　C
解析　磷脂是构成生物膜的重要成分，中心体不具膜结构，A错误；细菌是原核生物，细胞内没有线粒体，B错误；核糖体内产生的蛋白质经由内质网加工进入高尔基体，高尔基体分泌囊泡将蛋白质运到溶酶体内，C正确；内质网加工的蛋白质需经过高尔基体做进一步的修饰加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜，D错误。
7．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞，下列说法正确的是(　　)
A．实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度
B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等
C．实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散
D．甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的
答案　D
解析　实验后，丙的浓度变大，说明其原来浓度小于细胞液浓度，水分进入细胞；而甲的浓度变小，说明其原来浓度大于细胞液浓度，细胞失水，A项错误；乙的浓度不变是因为细胞液的浓度与乙的蔗糖溶液浓度相等，B项错误；实验中，细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于自由扩散，C项错误；甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的，D项正确。
8．(2017·漳州八校联考)盐碱地中生活的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述错误的是(　　)
A．Na＋进入液泡与葡萄糖进入小肠上皮细胞的方式相同
B．Na＋进入液泡的过程受土壤板结程度的影响
C．该载体蛋白作用的结果不利于增强细胞的吸水力
D．该载体蛋白作用的结果有助于提高植物的耐盐性
答案　C
解析　Na＋逆浓度运输，要依赖载体蛋白，属于主动运输，A正确；Na＋进入液泡的过程受土壤板结程度的影响，B正确；Na＋逆浓度梯度运入液泡后，使细胞液的浓度升高，植物细胞吸水能力增强，提高了植物的耐盐性，C错误、D正确。
9．胃内的酸性环境是通过质子泵维持的，质子泵催化1分子的ATP水解所释放的能量，可驱动1个H＋从胃壁细胞进入胃腔和1个K＋从胃腔进入胃壁细胞，K＋又可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔，下列相关叙述错误的是(　　)
A．甘氨酸可能是组成质子泵的单体之一
B．胃内酸碱度是机体内环境的理化性质之一
C．H＋从胃壁细胞进入胃腔需要载体蛋白的协助
D．K＋由胃壁细胞进入胃腔不需要质子泵的作用
答案　B
解析　质子泵起到载体的作用，其化学本质可能是蛋白质，因此甘氨酸可能是组成质子泵的单体之一，A正确；胃是消化道，不属于内环境，B错误；H＋从胃壁细胞进入胃腔需要消耗ATP，所以其方式是主动运输，需要载体蛋白的协助，C正确；K＋可经通道蛋白顺浓度梯度进入胃腔，不需要质子泵的作用，D正确。
10．研究发现，不论癌细胞还是正常细胞，葡萄糖都必须依靠细胞膜上的葡萄糖载体(GLUT)进行转运。葡萄糖进入正常细胞后，可通过有氧代谢途径降解；而葡萄糖进入癌细胞后，主要以无氧代谢途径降解。利用GLUT抑制剂阻断葡萄糖转运，让癌细胞缺乏葡萄糖，以致饿死。据上述材料不能推出的结论是(　　)
A．葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散或主动运输
B．与正常细胞相比，癌细胞消耗的葡萄糖多
C．高浓度GLUT抑制剂能杀死癌细胞，对正常细胞影响很小
D．癌细胞膜上的葡萄糖载体比正常细胞多
答案　C
解析　根据题意葡萄糖必须依靠细胞膜上的葡萄糖载体进行转运，但不能确定其转运过程是否耗能，葡萄糖进入细胞的方式是协助扩散或主动运输，A正确；癌细胞分裂旺盛，需要大量的能量，而癌细胞主要通过无氧呼吸供能，所以与正常细胞相比，癌细胞消耗的葡萄糖多，B正确；葡萄糖进入癌细胞和正常细胞都需要载体(GLUT)的协助，所以高浓度GLUT抑制剂能杀死癌细胞，对正常细胞影响也很大，C错误；癌细胞需要的葡萄糖多，所以其膜上的葡萄糖载体比正常细胞多，D正确。
11．(2017·潍坊中学一模)慕尼黑工业大学的教授，构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型，由膜外壳和填入物构成。请回答下列问题：
(1)该模型类似于________________(填两种细胞器)产生的囊泡，其边界(膜外壳)由一种脂质成分构成，该成分是________分子。
(2)该模型中填入了细胞骨架和驱动蛋白，作为运动的结构基础，另外还需要填入________作为直接能源。
(3)将该结构置于一定浓度的K＋溶液中一段时间，检测发现K＋不能进入其中。若你是科学家，将如何改造这个结构，使其能够吸收K＋？____________________。这样改造的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)科学家想利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物。请从细胞膜的功能角度分析，应该如何改造这个结构？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)内质网、高尔基体　磷脂
(2)ATP
(3)在其膜外壳中加入K＋的载体　因为K＋跨膜运输的方式是主动运输，需要相应载体的协助
(4)在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子
解析　(1)细胞中能产生囊泡的细胞器有内质网和高尔基体。该生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质。
(2)生物体生命活动所需能量的直接来源是ATP。
(3)因为K＋跨膜运输的方式是主动运输，需要相应的载体的协助，若将该结构置于一定浓度的K＋溶液中一段时间，检测发现K＋不能进入其中，则应该在其膜外壳中加入K＋的载体。
(4)科学家想利用该结构运输抗癌药物到达患者体内，且仅与癌细胞密切接触并释放药物，则应该在该结构的膜外壳中加入能与癌细胞特异性结合的信号分子。
12．(2017·清远华侨中学一模)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：
(1)图1表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于为生命活动供能，细胞呼吸的另一生理意义是________________________。
(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明__________
_____________________；垂体产生促甲状腺激素，与垂体细胞膜上的受体蛋白结合的激素是________________________________。
(3)图3中ATP参与的主要生理过程是_______________________________________________。
(4)图1～3说明生物膜具有的功能有_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)有氧呼吸第三阶段　为其他物质的合成提供原料
(2)受体蛋白具有特异性　甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素　(3)暗反应
(4)跨膜运输、信息交流、能量转换等
解析　(1)图1中氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP，表示有氧呼吸第三阶段，其主要的生理意义在于为生命活动供能，一些复杂的化合物在细胞呼吸过程中形成一些中间产物，这些中间产物为体内其他化合物合成提供原料，所以细胞呼吸的另一生理意义是可以为其他物质的合成提供原料。
(2)3种信号分子中只有一种信号分子能够与其受体蛋白结合，说明了受体蛋白具有特异性。
(3)图3表示H2O分解成H＋与O2，属于光反应，发生于叶绿体的类囊体薄膜，同时产生的ATP用于暗反应中C3的还原。
(4)图1中表示H＋的跨膜运输，图2表示信号分子能与其糖蛋白结合，表示生物膜具有信息交流的功能，图3表示光反应，涉及到能量转换。故图1～3说明生物膜具有的功能有跨膜运输、信息交流、能量转换。
13．(2017·河南三市联考)细胞自噬是真核生物细胞内普遍存在的一种自稳机制，它通过溶酶体途径对细胞内受损的蛋白质、细胞器或入侵的病原体等进行降解并回收利用，其局部过程如下图：
(1)衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的____________。细胞内由__________形成一个双膜的杯形结构，______________从杯口进入，杯形结构形成双膜的小泡。
(2)细胞中水解酶的合成场所是________。自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是____________________________________。由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会________(填“增强”“减弱”或“不变)。
(3)神经退行性疾病是一类由于突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。研究发现，提高细胞的自噬能力能治疗该类疾病，这是因为细胞自噬能_______________________。
(4)酵母菌液泡内富含水解酶，科学家在研究液泡与自噬的关系时，以野生型酵母菌为对照组，以液泡水解酶缺陷型酵母菌为实验组，在饥饿状态下，________________________酵母菌细胞中出现自噬泡大量堆积现象。
答案　(1)有氧呼吸(能量供应)　内质网　衰老线粒体
(2)核糖体　排出细胞或在细胞内被利用　增强
(3)清除细胞内突变的蛋白质
(4)(液泡水解酶)缺陷型
解析　(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以衰老线粒体的功能逐渐退化，会直接影响细胞的有氧呼吸(能量供应)。题图显示：细胞内由内质网形成一个双膜的杯形结构，衰老线粒体从杯口进入，杯形结构形成双膜的小泡。
(2)细胞中水解酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的合成场所是核糖体。自噬溶酶体内的物质被水解后，其产物的去向是排出细胞或在细胞内被利用，由此推测，当环境中营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强。
(3)已知神经退行性疾病是一类由于突变蛋白质在神经细胞中堆积而引起的神经系统失调症。而细胞自噬能清除细胞内突变的蛋白质，所以提高细胞的自噬能力能治疗神经退行性疾病。
(4)当营养物质缺乏时，细胞的自噬作用会增强，所以在饥饿状态下，与野生型酵母菌相比，液泡水解酶缺陷型酵母菌细胞中，会出现自噬泡大量堆积的现象。

[重温考纲]　1.细胞的生长和增殖的周期性(Ⅱ)。2.细胞的无丝分裂(Ⅰ)。3.细胞的有丝分裂(Ⅱ)。4.细胞的减数分裂(Ⅱ)。5.动物配子的形成过程(Ⅱ)。6.动物的受精过程(Ⅱ)。7.细胞的分化(Ⅱ)。8.细胞的全能性(Ⅱ)。9.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)。10.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)。
核心考点1　细胞周期与有丝分裂
1．理清一个完整细胞周期的表示方法
(1)甲：A→B→C→A。
(2)乙：a＋b或c＋d。
(3)丙：a＋b＋c＋d＋e。
提醒　(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
(2)高度分化的细胞、进行减数分裂的细胞没有细胞周期。
(3)细胞周期必须是分裂间期在前，分裂期在后，不能颠倒，且分裂间期远远长于分裂期。
(4)秋水仙素或低温都作用于细胞分裂的前期，抑制纺锤体的形成。
2．理清有丝分裂过程中几种结构的变化
(1)纺锤体的变化：前期形成，末期解体。
(2)核膜、核仁的变化：前期解体，末期重建。
(3)染色体行为变化
3．理清中心体复制、分开与中心粒的数量关系
(1)复制：在动物细胞或低等植物细胞有丝分裂过程中，中心体复制在间期完成。
(2)分开：前期移向细胞两极。
(3)数量关系：复制前每个中心体包含2个中心粒；复制后成为2个中心体、4个中心粒。
提醒　(1)细胞板是真实存在的结构、赤道板是虚拟的平面。
(2)细胞有丝分裂过程中存在同源染色体。
(3)着丝点分裂是本身行为，不是纺锤丝牵引拉开的。
(4)染色单体数目在分裂间期形成，后期姐妹染色单体分开成为子染色体，染色单体数目变为0。
设计1　围绕细胞生长和增殖的周期性考查理解能力
1．实验室培养了甲、乙、丙、丁四种不同类型的细胞，测得分裂间期占细胞周期的比例如图所示，有关说法正确的是(　　)
A．四种细胞中丙分裂间期持续的时间最长
B．加入DNA复制抑制剂，停留在分裂间期细胞数量最少的是丁
C．不同温度下培养以上四种细胞，细胞周期持续的时间都会发生变化
D．正常情况下四种细胞在分裂间期可发生染色体数目变化
答案　C
解析　图中是测得分裂间期占细胞周期的比例，四种细胞的细胞周期无法比较，无法确定分裂间期长短和停留在分裂间期细胞的数目，A、B项错误；细胞分裂受到温度等多种外界因素的影响，C项正确；细胞在分裂后期可发生染色体数目变化，D项错误。
2．(2017·全国Ⅲ，29)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞________(填“会”或“不会”)被阻断在间期。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________(答出1点即可)。
答案　(1)分裂　分裂间
(2)纺锤体形成　不会
(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质
解析　(1)DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。
(2)秋水仙素通过抑制纺锤体的形成来使细胞中染色体数目加倍，而纺锤体形成于有丝分裂前期，因此不会被阻断在间期。
(3)分裂间期细胞的特点是DNA的复制和有关蛋白质的合成、细胞体积略有增大。
设计2　围绕有丝分裂的过程和特点考查获取信息的能力
3．处于有丝分裂过程中的动物细胞，某一时期细胞内的染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2，此时细胞内可能发生着(　　)
A．细胞膜向内凹陷 B．着丝点一分为二
C．中心体移向两极 D．DNA正在进行复制
答案　C
解析　细胞内的染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2时，可为分裂前期或者中期，细胞膜向内凹陷在末期，A项错误；着丝点一分为二在后期，B项错误；在前期中心体移向两极，C项正确；间期DNA进行复制，D项错误。
4．如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的C→D段
B．图1中D→E段的细胞染色体数目加倍，但核DNA含量不变
C．图2中a对应图1中的A→B段，c对应图1中的E→F段
D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
答案　C
解析　有丝分裂中期，染色体形态稳定、数目清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，对应于图1的C→D段，A正确；图1中D→E段形成的原因是着丝点分裂，此时细胞中染色体数目加倍，但核DNA含量不变，B正确；图2中a表示有丝分裂后期，对应图1中的E→F段，c表示G1期，对应图1中的A→B段，C错误；图2中d表示染色体∶DNA＝2∶1，这
种情况不存在，D正确。
核心考点2　减数分裂与受精作用
1．把握识别同源染色体的关键
具有同源染色体的是D、E，判断依据是染色体形态、大小相同，颜色不同。
2．理清减数分裂过程中主要时期的特征
(1)减数第一次分裂前期：同源染色体联会形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。
(2)减数第一次分裂中期：同源染色体排列在赤道板两侧。
(3)减数第一次分裂后期：同源染色体彼此分离，分别向细胞两极移动，非同源染色体自由组合。
(4)减数第二次分裂中期：染色体的着丝点排列在赤道板上。
(5)减数第二次分裂后期：着丝点一分为二，染色单体变成染色体，染色体数目暂时加倍。
3．抓住关键点，快速判断细胞分裂方式
4．通过曲线关键变化点，快速区分DNA和染色体，并判断分裂方式
(1)DNA、染色体的判断方法
曲线中有“斜线”存在——DNA曲线；曲线中没有“斜线”存在——染色体曲线。
(2)细胞分裂方式判断方法——“三看法”
①一看“染色体峰值”：最大值为4n，则为有丝分裂；最大值为2n，则为减数分裂。
②二看“核DNA复制和分裂次数”：“斜线”出现一次，“垂直下降”出现两次，则为减数分裂；“斜线”出现一次，“垂直下降”出现一次，则为有丝分裂。
③三看“结果”：染色体和DNA数目与分裂前相等，则为有丝分裂；若减半，则为减数分裂。
设计1　围绕细胞分裂图像考查获取信息能力
1．(2017·全国Ⅱ，1)已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是(　　)
答案　D
解析　A图可表示减数第二次分裂前期，该分裂过程中，含有基因G和基因H(或基因g和基因h)的非同源染色体组合到一起，A正确；B图可表示减数第二次分裂前期，该分裂过程中，含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色体组合到一起，B正确；C图可表示减数第二次分裂末期，该分裂过程中，含有基因g和基因H(或基因G和基因h)的非同源染色体组合到一起，C正确；减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此正常情况下，减数分裂形成的配子中不应该含有同源染色体和等位基因，D错误。
2．如图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图，Ⅰ、Ⅱ表示染色体片段。下列叙述不正确的是(　　)
A．图甲细胞处在减数第二次分裂中期，此时不进行核DNA的复制
B．由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换
C．图甲所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离
D．若两图来源于同一个精原细胞，则图乙细胞是图甲细胞分裂形成的
答案　D
解析　图甲细胞无同源染色体，存在姐妹染色单体，且着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期图像，不再进行DNA复制，A正确；由甲图中Ⅰ片段和乙图中Ⅱ片段颜色可知，分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换，B正确；发生交叉互换后，减数第二次分裂后期可能会发生等位基因分离，C正确；由染色体的颜色可知，图乙细胞不是由图甲细胞分裂形成的，D错误。
技法提炼　巧借染色体组成判断配子的来源
设计2　借助细胞分裂曲线图考查获取信息的能力
3．如图表示人体细胞分裂和受精作用过程中，核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析正确的是(　　)
A．图中GH段和OP段，细胞中含有的染色体数相等
B．图中M点细胞中的DNA数正好是L点细胞中的两倍
C．同一双亲的子代多样性主要原因与GH段和LM段有关
D．图中GH段的染色体行为变化和CD段相同
答案　C
解析　GH段细胞中含有的染色体数是2n，OP段着丝点分裂，染色体数加倍为4n，A错误；图中M点细胞核中的DNA数正好是L点细胞核中的两倍，但细胞质中还含有少量的DNA，B错误；同一双亲的子代多样性主要原因与GH段(减数第一次分裂前期和后期发生基因重组)和LM段(受精过程中配子结合的随机性)有关，C正确；GH段表示减数第一次分裂过程，CD段表示有丝分裂过程，这两个过程中染色体行为变化不同，D错误。
4．下图表示有丝分裂和减数分裂不同时期的染色体与核DNA数目比的变化关系。下列有关分析不正确的是(　　)
A．AB段中有关蛋白质的合成量明显增加
B．BC段中DNA稳定性较差，易出现碱基对增添、缺失或替换
C．CD段中可发生同源染色体的分离过程
D．EF段中细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数始终相等
答案　D
解析　根据图解可知，AB段表示DNA复制之前，该时期进行RNA的合成和相关蛋白质的合成，A项正确；BC段正在进行DNA的复制，该时期由于DNA的双链解开，其稳定性最差，易发生基因突变，B项正确；CD段表示复制之后，染色体以姐妹染色单体形式存在，包括间期、有丝分裂前、中期和减数第一次分裂全过程及减数第二次分裂的前、中期，同源染色体分离发生在减数第一次分裂后期，C项正确；该图如果表示有丝分裂，则EF段表示有丝分裂后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数相比加倍或相等，但如果表示减数分裂，则该段表示减Ⅱ后期和末期，细胞内染色体数与正常体细胞中染色体数相比相等或减半，故D项错误。
5.右图为二倍体雄性田鼠(2n＝54)体内某细胞正常分裂时相关物质或结构数量变化曲线的一部分，下列分析不正确的是(　　)
A．若该图表示有丝分裂过程中染色体组数目的变化，则a＝2且数量为2a时属有丝分裂后期
B．若该图表示有丝分裂过程中染色体数目的变化，则a＝54且数量为2a时着丝点数目是108
C．若该图表示减数分裂过程中每条染色体上DNA分子数目的变化，则a＝1且数量为a时是次级精母细胞
D．若该图表示减数分裂过程中核DNA分子数目的变化，则数量为a时细胞内没有同源染色体
答案　C
解析　有丝分裂过程中，染色体组在有丝分裂后期加倍，末期又恢复正常，田鼠为二倍体，所以图中a＝2且数量为2a时属有丝分裂后期；有丝分裂后期染色体数目加倍，数目为108，子细胞内染色体恢复正常，数目为54；若该图表示减数分裂每条染色体上DNA分子数目的变化，则a＝1且数量为a时不一定是次级精母细胞，也可能是精细胞。
技法提炼　有关细胞分裂曲线试题中，纵坐标代表的意义可能有多种。解此类题的第一步应是先看清纵坐标的意义，第二步是结合曲线信息确定不同曲线代表的生物学意义，第三步是判断曲线中不同区段代表何种细胞分裂的哪个时期。主要判断技巧如下：
(1)有丝分裂与减数分裂的判断：当纵坐标表示一个细胞中染色体数或核DNA分子数或同源染色体对数时，如果与纵坐标起始值相比，出现数目减半的情况，则该曲线表示减数分裂。如果出现染色体数目与体细胞相比加倍的情况，则此曲线段表示有丝分裂。
(2)染色体与DNA的判断：经过间期后立即出现数目增加情况的曲线表示DNA。如果经过间期后数目暂不加倍，一段时间后数目加倍的曲线表示染色体。
核心考点3　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
1．细胞分化与全能性的判断
(1)细胞分化的判断标准
①细胞水平
同一来源的细胞是否形成形态、功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。
②分子水平
a．是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。
b．是否含有特殊(或特有)化学成分如血红蛋白、抗体、胰岛素等。
(2)细胞全能性的判断标准
①起点—是否为“离体”的器官、组织或细胞。
②终点—是否为“完整个体”。
2．细胞的衰老与凋亡的归纳
(1)巧记衰老细胞的特征
(2)“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死
①从“方式”看
②从“机制”看
③从“结果”看
3．把握细胞癌变的“5”个常考点
(1)实质：基因突变。
(2)特征：①无限增殖；②形态、结构改变；③膜表面糖蛋白减少，黏着性降低，易分解和转移。
(3)原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
(4)抑癌基因：阻止细胞不正常地增殖。
(5)遗传物质：发生变化，而细胞分裂、分化、衰老、凋亡时一般不发生变化。
设计1　围绕细胞的生命历程考查理解能力
1．(2016·全国课标卷Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是(　　)
A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B．哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
答案　B
解析　细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞，B错误；细胞分化的实质是：个体发育过程中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；植物细胞具有全能性，借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。
2．(2017·广雅中学、南昌二中联考)关于细胞生命历程的叙述，正确的是(　　)
A．胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B．原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达
C．真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式
D．细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
答案　A
解析　人体所有细胞来自受精卵的有丝分裂，细胞核中含有凋亡基因，A正确；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，因此抑癌基因在正常细胞中表达，B错误；蛙的红细胞进行无丝分裂，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，合成功能不同的蛋白质，故D错误。
设计2　围绕细胞的生命历程考查获取信息的能力
3．(2015·全国Ⅱ，2)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　　)
A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
答案　C
解析　依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。
4．科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚具有抗癌的作用。绿茶中的多酚酶能促进多酚的合成，从而促进某种蛋白质的合成，而这种蛋白质有促进癌细胞凋亡的作用。下列叙述合理的是(　　)
A．前列腺癌细胞的凋亡是多酚引起的，不受人体基因的调控
B．绿茶具有抗癌作用的根本原因是绿茶细胞中有多酚酶基因
C．与正常细胞相比，前列腺癌细胞的形态发生变化，但膜的成分未改变
D．前列腺癌细胞能浸润周围正常组织，说明癌细胞具有无限增殖的特性
答案　B
解析　绿茶细胞中含有多酚酶基因，控制合成多酚酶，催化合成多酚，多酚能促进某种蛋白质的合成，进而促进癌细胞凋亡，癌细胞凋亡受人体基因的调控，A项错误；绿茶具有抗癌作用的根本原因是绿茶细胞中有多酚酶基因，B项正确；与正常细胞相比，前列腺癌细胞的形态结构发生了变化，C项错误；前列腺癌细胞能浸润周围正常组织，说明癌细胞具有扩散
和转移的特点，D项错误。
重要题型10　细胞分裂图像中的变异类型的判断
1．先看亲子代基因型
(1)如果亲代基因型为BB或bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变。
(2)如果亲代基因型为Bb，则引起姐妹染色单体上B与b不同的原因是基因突变或交叉互换。
2．再看细胞分裂图
(1)如果是有丝分裂后期图像，两条子染色体上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图甲。
(2)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(同白或同黑)上的两基因不同，则为基因突变的结果，如图乙。
(3)如果是减数第二次分裂后期图像，两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同，则为交叉互换(基因重组)的结果，如图丙。
1.右图是基因型为aaBb的某动物细胞分裂的示意图。由原始性母细胞形成该细胞的过程中，下列现象没有发生的是(　　)
A．基因突变
B．姐妹染色单体分开
C．同源染色体中非姐妹染色单体间的交叉互换
D．同源染色体分离，非同源染色体自由组合
答案　B
解析　该动物的基因型为aaBb，由图可知，左边染色体上的两条姐妹染色单体上的基因为A和a，正常情况下两条姐妹染色单体上的基因都为a，所以A的出现是基因突变的结果。图中染色体的两条姐妹染色单体仍在一个着丝点上，没有分开。基因B和b位于姐妹染色单体上，这是同源染色单体中非姐妹染色单体发生交叉互换造成的。题图为次级性母细胞，在减数第一次分裂后期，发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合。
2．(2017·济宁一模)波尔山羊(2N＝60)胚胎期某细胞发生如图所示异常分裂(未绘出的染色体均正常)，其中A为原癌基因，a为A的突变基因，下列说法正确的是(　　)
A．该分裂过程中形成30个四分体
B．分裂产生Aa或aa子细胞的概率均为
C．子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同
D．染色体异常分离与纺锤体无关
答案　C
解析　该图是有丝分裂过程，同源染色体不发生联会形成四分体，A错误；由于染色体的丢失是随机的，所以分裂产生的Aa或aa子细胞的概率分别为和，B错误；因为A基因是控制细胞分裂的原癌基因，所以子细胞Aa与aa在相同且适宜条件下细胞周期可能不同，C正确；由于染色体是由纺锤体牵引着向两极移动的，因此染色体异常分离与纺锤体形成有关，D错误。
3. 观察到某生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是(　　)
A．减数第一次分裂中有一对同源染色体没有相互分离
B．减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离
C．减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次
D．减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次
答案　A
解析　根据题意和图示分析可知：生物(2n＝6)减数第二次分裂后期细胞中应为6条染色体，但图示细胞为8条，说明细胞在减数第一次分裂后期中有一对同源染色体没有相互分离，导
致次级性母细胞着丝点分裂后，染色体比正常细胞多了2条。
重要题型11　根据配子类型判断变异原因
假设亲代为AaXBY：
(1)若配子中出现同源染色体(如A、a或X、Y)在一起时，则一定是减Ⅰ分裂异常。
(2)若配子中出现分开后的姐妹染色单体(如AA/aa或XX/YY)在一起，则一定是减Ⅱ分裂异常。
(3)若出现AAa或Aaa或XXY或XYY的配子时，则一定是减Ⅰ和减Ⅱ分裂均异常。
(4)若配子中无A和a或无XB和Y时，则可能是减Ⅰ或减Ⅱ分裂异常。
1．下图为某哺乳动物减数分裂过程简图，其中A～G表示相关细胞，①～④表示过程。若图中精原细胞的基因型是AaXbY，且在减数分裂过程中仅发生过一次异常(无基因突变)。下列说法错误的是(　　)
A．过程①发生DNA的复制
B．若产生的某配子基因组成为aaXb，则是减数第一次分裂异常
C．若产生的G细胞基因组成为aaXb，则E、F细胞的基因组成依次为AY、Xb
D．减数分裂某时期的一个细胞中可能存在两个Y染色体
答案　B
解析　过程①表示从精原细胞到初级精母细胞的过程，在此过程中发生了DNA的复制。若产生的配子的基因组成为aaXb，由于已知减数分裂过程中只发生过一次异常，则配子中aa存在的原因是次级精母细胞中的姐妹染色单体分开后进入同一极，即减数第二次分裂异常。若G细胞的基因组成为aaXb，则是由减数第一次分裂正常，而减数第二次分裂时两个含a的染色体移向同一极进入同一个细胞中所致，因此F的基因组成为Xb，另一个次级精母细胞产生的两个配子的基因组成都是AY。含有Y染色体的次级精母细胞在减数第二次分裂后期可以含有两个Y染色体。
2．下列关于配子基因型异常发生时期的判断，正确的是(　　)
选项
个体基因型
配子基因型
发生异常时期
A
DD
D、d
减数第一次分裂
B
AaBb
AaB、AaB、b、b
减数第二次分裂
C
XaY
XaY、XaY
减数第一次分裂
D
AaXBXb
AAXBXb、XBXb、a、a
减数第二次分裂
答案　C
解析　A项中配子基因型异常发生时期主要在减数第一次分裂前的间期DNA复制过程中；B项中配子基因型发生异常时期在减数第一次分裂；D项中配子基因型发生异常时期在减数第一次分裂和减数第二次分裂。
3．(2017·韶关调研)一个家庭中，父亲正常，母亲患色盲，婚后生了一个性染色体为XXY的正常儿子，产生这种变异最可能的亲本和时间分别是(　　)
A．父亲、减数第二次分裂后期
B．母亲、减数第二次分裂后期
C．父亲、减数第一次分裂后期
D．母亲、减数第一次分裂后期
答案　C
解析　据题意可知，色觉正常的儿子的基因型可表示为XBX－Y，根据亲代的基因型可判断，XB和Y两条染色体均来自于父方，则X－来自于母方(Xb)，因此确定是男性产生了不正常的精子(XBY)；故选C。
专题强化练
1．(2014·新课标全国Ⅱ，2)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是(　　)
A．二者所处的细胞周期不同
B．二者合成的特定蛋白不同
C．二者所含有的基因组不同
D．二者核DNA的复制方式不同
答案　B
解析　A项，神经细胞与肌细胞都是高度分化的细胞，一般情况下不再进行分裂，故都不存在细胞周期。B项，同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同，源于基因的选择性表达，即在不同的时间和空间条件下合成了不同的蛋白质，因此二者合成的特定蛋白不同。C项，同一动物个体的所有细胞都是通过受精卵的分裂和分化形成的，因此所含的基因组相同。D项，DNA的复制方式是半保留复制，因此二者核DNA的复制方式相同。
2．(2017·潍坊一模)下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是(　　)
A．B细胞和T细胞都是由造血干细胞增殖分化来的
B．有丝分裂间期转录过程需要RNA聚合酶的参与
C．已分化的体细胞抑癌基因突变就会变成癌细胞
D．细胞凋亡过程中相关基因的表达旺盛
答案　C
解析　B细胞和T细胞都是由造血干细胞增殖分化来的，A正确；有丝分裂间期转录过程需要RNA聚合酶的参与，B正确；细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变，是基因突变累积的结果，C错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，因此细胞凋亡过程中与凋亡相关的基因的表达旺盛，D正确。
3．(2017·揭阳3月模拟)甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周AFP从血液中消失。肝细胞发生癌变时，AFP会持续性异常升高。下列推测合理的是(　　)
A．肝细胞中的内质网和高尔基体参与AFP的加工与运输
B．肝细胞的分裂周期变长时，AFP合成会增加
C．指导合成AFP的基因属于原癌基因，发生突变后才表达
D．肝细胞发生癌变后因细胞膜上糖蛋白增多而容易发生扩散
答案　A
解析　甲胎蛋白(AFP)是一种分泌蛋白，其运输和加工需要内质网和高尔基体的参与，A正确；细胞突变为癌细胞，其分裂周期变短，AFP合成会增加，B错误；指导合成AFP的基因是人体正常基因，没有发生癌变的肝细胞中也能表达，只是发生癌变后表达增强，C错误；肝细胞发生癌变后，细胞膜上糖蛋白减少而容易发生扩散，D错误。
4．细胞自噬作用机制的研究荣获2016年诺贝尔生理学或医学奖。细胞自噬机制表明，细胞可以通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量，也可以降解毒性成分以阻止细胞损伤和凋亡。下面有关细胞自噬的叙述，错误的是(　　)
A．细胞自噬是细胞自身物质降解和循环的基本过程
B．细胞自噬是细胞自身适应饥饿或应对感染的重要过程
C．细胞自噬过程不受细胞核中基因的调控
D．细胞自噬机制的研究有助于癌症等的治疗
答案　C
解析　细胞自噬可以通过降解自身的非必需成分来提供营养和能量，可以降解毒性成分以阻止细胞损伤和凋亡，说明细胞自噬是细胞自身物质降解和循环的基本过程，可以应对细胞自身饥饿或感染，A、B项正确；细胞自噬调控细胞的生长、增殖和凋亡，有助于癌症等的治疗，D项正确；细胞自噬是细胞自主性的生理过程，受细胞核中基因的调控，C项错误。
5．研究发现人体不同细胞的细胞周期不同，正常骨髓细胞约为40 h，急性淋巴性白血病白细胞的细胞周期为2 d～10 d。下列相关叙述正确的是(　　)
A．细胞周期是指一次细胞分裂开始至本次细胞分裂结束的时长
B．在细胞分裂间期和分裂期分别完成DNA的复制和DNA的转录
C．骨髓细胞群中细胞数目的倍增时长等于骨髓细胞的细胞周期(40 h)
D．急性淋巴性白血病的化疗周期应根据其细胞周期制定
答案　D
解析　细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，A项错误；DNA的复制和DNA的转录都发生在间期，B项错误；骨髓细胞群中细胞数目的倍增时长不能表示骨髓细胞的细胞周期，C项错误；化疗的原理是利用化学药物抑制癌细胞的DNA复制，因此急性淋巴性白血病的化疗周期应根据其细胞周期制定，D项正确。
6．若处于细胞分裂某时期的一个细胞内10条染色体上共有10个DNA分子，则正常情况下不可能出现的是(　　)
A．该细胞可能含两个染色体组且移向细胞两极的核基因相同
B．该细胞可能形成体积大小不相等的两个子细胞
C．该细胞所处时期可能会发生基因重组和染色体变异
D．该生物的体细胞中染色体条数可能为5条或10条
答案　C
解析　由题意知，该细胞处于二倍体生物减数第二次分裂后期或单倍体生物有丝分裂后期，移向细胞两极的染色体本来互为姐妹染色单体，因此基因相同，A项正确；此细胞可以是次级卵母细胞，形成体积大小不相等的两个子细胞，B项正确；该细胞处于减数第二次分裂后期或有丝分裂后期，两时期都不会发生基因重组，C项错误；若是有丝分裂，则体细胞中染色体条数为5条，若是减数分裂，体细胞中染色体条数为10条，D项正确。
7．男性红绿色盲患者中一个处于有丝分裂后期的细胞和女性红绿色盲基因携带者中一个减数第二次分裂后期的细胞进行比较，在不考虑变异的情况下，下列说法正确的是(　　)
A．红绿色盲基因数目比值为1∶1
B．染色单体数目比值为4∶1
C．核DNA数目比值为4∶1
D．常染色体数目比值为2∶1
答案　D
解析　人的体细胞中含有46条染色体，其中常染色体有44条，性染色体有2条。男性红绿色盲患者的基因型为XbY，由于在分裂间期完成了DNA复制、在有丝分裂后期完成了着丝点分裂，使得一个细胞在处于有丝分裂后期时其基因组成为XbXbYY，女性红绿色盲基因携带者的基因型为XBXb，由于在减数第一次分裂过程中同源染色体分离分别进入两个子细胞中去，加之减数第二次分裂后期完成了着丝点分裂，导致一个细胞处于减数第二次分裂后期时其基因组成为XbXb或XBXB，所以红绿色盲基因数目比值为1∶1或1∶0，A项错误；处于有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的细胞中均无染色单体，B项错误；处于有丝分裂后期的细胞，其核DNA数目为92个，处于减数第二次分裂后期的细胞，其核DNA数目为46个，因此核DNA数目比值为2∶1，C项错误；有丝分裂后期常染色体数为88条，减数第二次分裂后期常染色体数为44条，所以常染色体数目比值为2∶1，D项正确。
8．玉米抗锈病基因R和不抗锈病基因r是一对等位基因，下列有关叙述正确的是(　　)
A．基因R和基因r不可能同时出现在处于减数第二次分裂细胞的两极
B．基因R可以突变成基因r，基因r也可以突变成基因R
C．基因突变属于可遗传变异，故细胞中突变形成的基因r都能通过有性生殖遗传给后代
D．一株处于开花期的杂合玉米个体中：含基因R的精子的数量＝含基因r的精子的数量＝含基因R的卵细胞的数量＝含基因r的卵细胞的数量
答案　B
解析　由于存在基因突变或同源染色体间非姐妹染色单体的交叉互换，基因R和基因r可以同时出现在处于减数第二次分裂细胞的两极，A项错误；基因突变具有不定向性，B项正确；基因突变如果发生在体细胞中，则一般不能通过有性生殖遗传给后代，C项错误；含基因R的精子的数量＝含基因r的精子的数量，含基因R的卵细胞的数量＝含基因r的卵细胞的数量，但精子和卵细胞的数量不同，一般情况下，精子的数量远远多于卵细胞的数量，D项错误。
9．图1所示为某高等动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染色体对数的变化曲线，图2是该动物的一个细胞分裂示意图，下列叙述错误的是(　　)
　
A．CD段含有DNA分子12个
B．DE段和GH段的变化都是细胞一分为二的结果
C．FG段可发生交叉互换和基因自由组合
D．图2细胞对应时期为图1的AB段
答案　D
解析　CD段包含有丝分裂后期，DNA与染色体数目都加倍，即含有DNA分子12个，A正确；DE段和GH段细胞内同源染色体对数减少，这是细胞一分为二的结果，B正确；FG段包括了减数第一次分裂的前期和后期，因此可发生交叉互换和基因自由组合，C正确；图2细胞处于减数第二次分裂后期，对应时期为图1的HI段，D错误。
10．图1表示基因型为AaBb的雌性动物细胞分裂过程中细胞核内DNA和染色体数目的变化，图2是两个不同时期的细胞分裂图像。下列叙述正确的是(　　)
A．图1中甲曲线表示染色体数目的变化
B．基因突变最可能发生在图1中BC区段
C．图2中染色体交叉互换不会发生在②
D．图2中①细胞的基因A与非等位基因B或b移向同一极
答案　B
解析　图1中甲曲线表示DNA数目的变化，乙曲线表示染色体数目的变化，A项错误；基因突变最可能发生在DNA复制时，即图1中BC区段，B项正确；图2中染色体交叉互换可发生在四分体时期，即图2中的②时期，C项错误；图2中①细胞处于有丝分裂的中期，基因A、a、B、b移向同一极，D项错误。
11．(2017·淄博一模)下图为某哺乳动物红细胞的形成过程示意图，请回答：
(1)由造血干细胞形成系列幼红细胞的过程称为________，这是细胞内______________的结果。通常情况下，某个体所有造血干细胞的遗传信息完全相同，原因是_______________
_____________________________________________________________________________。
(2)血红蛋白的合成过程称为________，图中能合成血红蛋白的细胞有中幼红细胞、________________________________________________________________________。
(3)研究发现，某毒素只能与染色质结合，导致染色质中的DNA不能解旋。在该毒素作用下，造血干细胞内的______________________过程受阻，从而使造血干细胞停留在细胞周期的________。
答案　(1)细胞分化　基因选择性表达　造血干细胞都来自同一个细胞的有丝分裂
(2)翻译　晚幼红细胞和网织红细胞
(3)核DNA的复制和转录(染色质复制和核DNA的转录)　间期(G1期)
解析　(1)由造血干细胞形成系列幼红细胞的过程称为细胞分化，其实质是基因选择性表达；由于造血干细胞都是来自同一个细胞的有丝分裂，因此某个体所有造血干细胞的遗传信息完全相同；(2)蛋白质是经过翻译过程形成的；由图可知，图中能合成血红蛋白的细胞有中幼红细胞、晚幼红细胞和网织红细胞；(3)解旋过程发生在DNA分子的复制和转录过程中，某毒素能与染色质结合，导致染色质中的DNA不能解旋，因此在该毒素作用下，造血干细胞内的核DNA的复制和转录(或染色质复制和核DNA的转录) 过程受阻，而DNA的复制和转录都发生在分裂间期，因此这会使造血干细胞停留在细胞周期的间期。
12．(2017·青岛质检)研究得知，癌细胞和正常细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞摄取葡萄糖的量是正常细胞的若干倍。请回答下列相关问题：
(1)细胞癌变的根本原因是_______________________________________________________。
细胞癌变后核糖体数目增多，其原因是_____________________________________________。
(2)与正常细胞相比，癌细胞内葡萄糖转化为五碳糖的途径明显增强。某些药物可通过抑制该代谢途径抑制癌细胞的快速增殖，其原理是___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)艾滋病病人的直接死因，往往是由多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。请运用所学知识分析艾滋病病人易患恶性肿瘤的原因_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)基因突变(原癌基因和抑癌基因发生基因突变或遗传物质的改变)　癌细胞分裂旺盛，细胞内蛋白质合成旺盛
(2)五碳糖(脱氧核糖)是构成脱氧核苷酸的成分，脱氧核苷酸是合成DNA的原料，抑制葡萄糖转化为五碳糖可抑制DNA的复制
(3)艾滋病病毒在人体内攻击T细胞，使免疫系统丧失监控和清除功能或艾滋病病毒在人体内攻击T细胞，而T细胞是发挥抗肿瘤细胞功能的主要免疫细胞
解析　(1)细胞癌变的根本原因是基因突变。癌细胞分裂旺盛，细胞内蛋白质合成旺盛，所以细胞癌变后核糖体数目增多。(2)五碳糖(脱氧核糖)是构成脱氧核苷酸的成分，脱氧核苷酸是合成DNA的原料，所以用药物抑制葡萄糖转化为五碳糖，可以抑制癌细胞内DNA分子的复制，从而抑制癌细胞的快速增殖。(3)艾滋病病毒在人体内攻击T细胞，使免疫系统丧失监控和清除功能，最终几乎丧失一切免疫能力，所以艾滋病病人的直接死因，往往是由多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤等疾病。
13．(2016·江苏，31)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析。图1为其细胞分裂某一个时期的示意图(仅显示部分染色体)。图2中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题：
(1)图1中细胞分裂的方式和时期是______________，它属于图2中________类型的细胞。
(2)若某细胞属于c类型，取自精巢，没有同源染色体，那么该细胞的名称是____________________。
(3)若b、d、e类型的细胞属于同一次减数分裂，那么三者出现的先后顺序是________________。
(4)在图2的5种细胞类型中，一定具有同源染色体的细胞类型有________________。
(5)着丝点分裂导致图2中一种细胞类型转变为另一种细胞类型，其转变的具体情况有__________________(用图中字母表述)。
(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期，待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍，可用于诱导三倍体。现有3组实验：用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是____________________，理由是_____________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)有丝分裂后期　a　(2)次级精母细胞
(3)b、d、e　(4)a、b　(5)b→a、d→c　(6)阻滞第一次卵裂
受精卵含二个染色体组，染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体
解析　(1)图1中移向细胞每一极的染色体中均存在同源染色体，据此可判断细胞处于有丝分裂后期，它属于图2中a类型的细胞。(2)若某细胞属于c类型，取自精巢，没有同源染色体，说明经过了减数第一次分裂，应为次级精母细胞。(3)若b、d、e类型的细胞属于同一次减数分裂，则b处于减数第一次分裂，d处于减数第二次分裂，e为减数分裂产生的子细胞，则三者出现的先后顺序为b、d、e。(4)在图2的5种细胞类型中，a处于有丝分裂后期，b处于有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂，一定含有同源染色体。(5)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期均发生着丝点分裂，分别对应图2中的b转变为a，d转变为c。(6)受精卵含两个染色体组，染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体，故三倍体出现率最低的是阻滞第一次卵裂。

[重温考纲]　1.基因重组及其意义(Ⅱ)。2.基因突变的特征和原因(Ⅱ)。3.染色体结构变异和数目变异(Ⅱ)。4.生物变异在育种上的应用(Ⅱ)。5.转基因食品的安全(Ⅰ)。6.现代生物进化理论的主要内容(Ⅱ)。7.生物进化与生物多样性的形成(Ⅱ)。
核心考点1　生物的变异
1．理清变异的种类
(1)关于“互换”问题
①同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换：属于基因重组。
②非同源染色体之间的互换：属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失”问题
①DNA分子上若干“基因”的缺失：属于染色体结构变异。
②基因内部若干“碱基对”的缺失：属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题
①分子水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变异，在光学显微镜下观察不到。
②细胞水平：染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下可以观察到。
提醒　(1)基因突变对性状的影响
①替换：除非终止密码提前出现，否则只改变1个氨基酸或不改变。
②增添：插入位置前不影响，影响插入后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的增添影响较小。
③缺失：缺失位置前不影响，影响缺失后的序列，以3个或3的倍数个碱基为单位的缺失影响较小。
(2)可遗传变异对基因种类和基因数量的影响
①基因突变——改变基因的种类(基因结构改变，成为新基因)，不改变基因的数量。
②基因重组——不改变基因的种类和数量，但改变基因间的组合方式，即改变基因型。
③染色体变异——改变基因的数量或排列顺序。
2．“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体
设计1　围绕变异的种类考查理解能力
1．(2017·全国Ⅲ，6)下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是(　　)
A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
答案　D
解析　表现型是具有特定基因型的个体所表现出的性状，是由基因型和环境共同决定的，所以两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同，A正确；叶绿素的合成需要光照，某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，说明这种变化是由环境造成的，B正确；O型血夫妇的基因型为ii，其子代都是O型血(ii)，说明该性状是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该高茎豌豆是杂合子，自交后代出现性状分离，不能说明该相对性状是由环境决定的，D错误。
2．(2015·全国Ⅱ，6)下列关于人类猫叫综合征的叙述，正确的是(　　)
A．该病是由于特定的染色体片段缺失造成的
B．该病是由于特定染色体的数目增加造成的
C．该病是由于染色体组数目成倍增加造成的
D．该病是由于染色体中增加某一片段引起的
答案　A
解析　人类猫叫综合征是由于人类的第5号染色体片段缺失导致的，A正确。
3．(2017·汕头一模)下列关于生物变异的叙述中正确的是(　　)
A．染色体结构变异可能发生在有丝分裂和减数分裂过程中
B．基因突变是不定向的，A基因既可突变成a基因，也可突变成B基因
C．基因重组是定向的，仅发生在减数第一次分裂后期
D．基因突变和基因重组都是生物变异的根本来源
答案　A
解析　在有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生染色体变异，A正确；基因突变具有不定向性，但突变后只会变成其等位基因，不会变成控制其他性状的基因，B错误；基因重组是随机的，可发生在减数第一次分裂的后期或减数第一次分裂前期(四分体时期)，C错误；生物变异的根本来源是基因突变，D错误。
设计2　围绕生物的变异考查获取信息的能力
4．(2017·衡水中学三调)周期性共济失调是一种编码细胞膜上的钙离子通道蛋白的基因发生突变导致的遗传病，该突变基因相应的mRNA的长度不变，但合成的肽链缩短使通道蛋白结构异常而导致的遗传病。下列有关该病的叙述正确的是(　　)
A．翻译的肽链缩短说明编码的基因一定发生了碱基对的缺失
B．突变导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则发生改变
C．该病例说明了基因能通过控制酶的合成来控制生物的性状
D．该病可能是由于碱基对的改变而导致终止密码子提前出现
答案　D
解析　翻译的肽链缩短可能是编码的基因发生了碱基对的替换、增添或缺失，导致mRNA中提前出现终止密码子，A错误、D正确；突变不会导致基因转录和翻译过程中碱基互补配对原则改变，B错误；细胞膜上钙离子通道蛋白是一种结构蛋白，该病例说明了基因通过控制蛋白质的结构控制生物的性状，C错误。
5．(2017·广雅中学、南昌二中联考)某婚龄女子表现型正常，但其一条5号和一条21号染色体相互连接形成一条异常染色体，如图甲所示。减数分裂时异常的染色体联会如图乙所示，三条染色体中，配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。据图回答下列问题：
(1)图甲所示的变异类型属于__________________。
(2)图乙所示状态的细胞存在于该女子的______中，在该器官中存在着染色体组数目分别为__________的细胞。
(3)若不考虑其他染色体，理论上该女子产生的卵细胞类型有______种，该变异是否可以使用光学显微镜检出？______(填“是”或“否”)。
答案　(1)染色体结构变异
(2)卵巢　1、2、4
(3)6　是
解析　(1)分析题干和题图甲可知，该变异染色体的位置发生变化，且有部分染色体片段丢失，属于染色体结构变异。
(2)分析题图乙可知，该细胞中是三条染色体发生联会，存在于女子的卵巢中。在该器官中卵原细胞能发生有丝分裂，则染色体组数目有2和4，减数分裂形成卵细胞时，细胞中染色体组数目为1和2。
(3)如不考虑其他染色体，理论上该女子产生的卵细胞类型有5号和21号、异常，5号和异常、
21号，5号、异常和21号，共6种。该变异可以使用光学显微镜检出。
核心考点2　变异原理在育种中的应用
1．据图理清“5”种生物育种
(1)“亲本新品种”为杂交育种。
(2)“亲本新品种”为单倍体育种。
(3)“种子或幼苗新品种”为诱变育种。
(4)“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。
(5)“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。
提醒　(1)用秋水仙素处理细胞群体，分裂期细胞的比例会增加。
(2)诱变育种能提高基因突变频率，但不能决定基因突变的方向。
(3)单倍体育种包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理三个主要环节。
(4)多倍体育种得到的整个植株，并不是所有细胞的染色体数目都加倍，细胞是否出现染色体数目加倍与处理方法有关。
2．根据不同的需求选择育种的方法
(1)若要培育隐性性状个体，则可用自交或杂交，只要出现该性状即可。
(2)有些植物如小麦、水稻等，杂交实验较难操作，则最简便的方法是自交。
(3)若要快速获得纯种，则用单倍体育种方法。
(4)若实验植物为营养繁殖类如马铃薯、甘薯等，则只要出现所需性状即可，不需要培育出纯种。
(5)若要培育原先没有的性状，则可用诱变育种。
(6)若要定向改变生物的性状，可利用基因工程育种。
设计1　围绕育种原理、过程、特点考查获取信息能力
1．利用雌雄同株的野生型青蒿(二倍体)可培育抗病高产青蒿素植株。下列叙述错误的是(　　)
A．利用人工诱变的方法处理野生型青蒿，筛选可能获得抗病高产青蒿素的植株
B．选择抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交，再连续自交，筛选抗病高产青蒿素的植株
C．提取抗病基因导入易感病高产青蒿体细胞中，用植物组织培养获得抗病高产青蒿素的植株
D．抗病低产青蒿与易感病高产青蒿杂交得F1，利用花药离体培养获得最稳定遗传的抗病高产青蒿素植株
答案　D
解析　通过人工诱变，可以使青蒿植株的基因发生不定向突变，其中可能会出现抗病和高产的突变，通过筛选就可以获得所需性状的个体，A正确；通过杂交可以将两个品种的优良性状集中起来，通过连续自交和选择可以获得能稳定遗传的所需性状的新品种，B正确；利用基因工程技术将目的基因导入受体细胞中，可以定向改变生物的性状，C正确；利用花药离体培养只能获得单倍体植株，还需要通过秋水仙素处理，再通过人工选择，才能获得所需性状能稳定遗传的植株，D错误。
2. 黑龙江省农科院欲通过如图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米。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．a过程需要用秋水仙素处理萌发的种子
C．利用c过程定能更快获得高品质的糯玉米
D．b过程一般需要通过逐代自交来提高纯合率
答案　D
解析　a过程是染色体数目加倍的过程，所利用的原理是染色体数目变异，A错误；a过程是用秋水仙素处理单倍体植株的幼苗，B错误；c过程使用X射线处理，属于诱变育种，所利用的原理是基因突变，基因突变具有不定向性和突变频率低的特点，因此，不一定能很快获得高品质的糯玉米，C错误；b过程是杂交育种的过程，即连续自交和人工选择，可提高纯合率，D正确。
3．(2017·河南三市联考)研究人员发现甲、乙两种植物可进行种间杂交(不同种生物通过有性杂交产生子代)。两种植物均含14条染色体，但是两种植物间的染色体互不同源。两种植物的花色各由一对等位基因控制，基因型与表现型的关系如下图所示。研究人员进一步对得到的大量杂种植株X研究后发现，植株X能开花，且A1、A2控制红色素的效果相同，并具有累加效应。下列相关叙述中正确的是(　　)
A．植株X有三种表现型，其中粉红色个体占1/2，植株Y产生配子过程可形成7个四分体
B．植株X不可育的原因是没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子
C．图中①处可采用的处理方法只有一种，即用秋水仙素处理植株X的幼苗，进而获得可育植株Y
D．用①处所用处理方式处理植株Z的幼苗，性成熟后自交，子代中只开白花的植株占1/6
答案　B
解析　由题意和图示分析可知：A1a1可产生的配子及其比例为A1∶a1＝1∶1，A2a2可产生的配子及其比例为A2∶a2＝1∶1，二者的杂交后代植株X的基因型及其比例为A1A2∶A1a2∶A2a1∶a1a2＝1∶1∶1∶1，由于A1、A2控制红色素合成的效果相同，并具有累加效应，所以植株X的表现型及比例为红色∶粉红色∶白色＝1∶2∶1，即植株X有三种表现型，其中粉红色个体占1/2，植株Y是植株X经过染色体加倍而产生的，体细胞中含有14对同源染色体，因此植株Y产生配子过程中可形成14个四分体，A项错误；由于甲、乙两种植株间的染色体互不同源，所以植株X的体细胞中没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂，不能形成正常的配子，因而不可育，B项正确；图中①处可采用低温或用秋水仙素处理植株X的幼苗的方法获得可育植株Y，C项错误；用①处所用处理方式处理植株Z的幼苗可导致体细胞染色体加倍，其基因型为A1A1a1a1，性成熟后产生配子的基因型及其比例为A1A1∶A1a1∶a1a1＝1∶4∶1，自交子代中只开白花的植株占1/6×1/6＝1/36，D项错误。
设计2　围绕遗传育种的实验考查设计能力
4．(2014·全国Ⅰ，32)现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒状)品种。已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。回答下列问题：
(1)在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有____________优良性状的新品种。
(2)杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是_____________________________________________。
(3)为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验，请简要写出该测交实验的过程。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)抗病矮秆　(2)高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上　(3)将纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交
解析　(1)杂交育种能将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起，抗病与矮秆(抗倒伏)为优良性状。
(2)杂交育种依据的原理是基因重组，控制两对相对性状的基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，每对基因单独考虑时符合分离定律。
(3)测交是指用F1和隐性纯合子杂交，故应先用纯合的抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交得到F1，然后再进行测交实验。
5．(2017·潍坊一模)水稻的杂种表现为生长和产量的优势，但水稻一般是自花传粉且去雄困难，很难实施人工杂交，袁隆平等成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生稻中找到了雄性不育植株。科学研究已证明水稻雄性是否可育是由细胞核基因(可育基因R对不育基因r为显性)和细胞质基因(可育基因为N，不育基因为S，细胞质中基因都成单存在，子代的细胞质基因全部来自母方)共同控制的。基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育。如图表示利用雄性不育植株培育杂种水稻的过程。请回答下列问题：
P　　♂N(RR)或S(RR)　　×　　♀S(rr)
　　　　　 ↓? ↓
F1　　N(RR)或S(RR)　　S(Rr)大田生产中用于播种
(1)根据上述信息推测水稻雄性可育植株的基因型共有_________种，利用雄性不育植株进行杂交共有________种杂交组合。
(2)上图中杂交获得的种子播种后，发育成的植株恢复雄性可育的原因是________________________________________________________________________。
(3)杂交水稻需年年育种，但上述育种过程不能保留雄性不育植株，请参照图示遗传图解格式，写出长期稳定获得雄性不育植株的育种方案。
答案　(1)5　5
(2)来自父本的R基因使后代恢复雄性可育
(3)遗传图解如下图：
P　　♂N(rr)　　×　　♀S(rr)
↓? ↓
F1　　N(rr) S(rr)
解析　(1)根据题干信息可知，只有S(rr)表现雄性不育，其他包括N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)共五种基因型均表现为雄性可育。利用雄性不育作为母本(1种基因型)，与雄性可育个体(5种基因型)进行杂交一共有5种杂交组合。
(2)上图中以雄性不育个体S(rr)作为母本，产生的卵细胞为S(r)，父本产生的精子中含有R基因，导致该种子播种后，发育成的植株恢复雄性可育。
(3)杂交水稻需年年育种，但上述育种过程不能保留雄性不育植株，若要长期稳定获得雄性不育植株的育种方案，可以让N(rr)不断自交获得雄性可育个体，让N(rr)与S(rr)杂交获得S(rr)，遗传图解见答案。
核心考点3　生物的进化
1．理清生物进化脉络
2．明确隔离、物种形成与进化的关系
(1)
(2)
(3)
(4)
提醒　(1)生物进化≠物种的形成
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，物种形成的标志是生殖隔离的产生。
②生物发生进化，并不一定形成新物种，但是新物种的形成要经过生物进化，即生物进化是物种形成的基础。
(2)物种形成与隔离的关系：物种的形成不一定要经过地理隔离，但必须要经过生殖隔离。
(3)“新物种”必须具备两个条件
①与原物种间已形成生殖隔离(不能杂交或能杂交但后代不育)。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”，因为它们均是“不育”的，而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”，因它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育，意味着二者之间已产生生殖隔离，故已成为另类物种。
设计1　围绕生物进化考查理解能力
1．生活在科罗拉多大峡谷的松鼠被一条河流分成了2个种群，南北岸的松鼠经过大约一万年的演变，在形态和体色等方面发生了明显的差异。下列说法不符合“以自然选择学说为核心的现代生物进化理论”观点的是(　　)
A．两岸食物和栖息条件的不同，导致两个种群基因突变的方向不同
B．突变和基因重组为松鼠形态和体色的进化提供原材料
C．两个种群形态和体色的差异是种群基因频率定向改变的结果
D．河流的阻隔使南北岸松鼠的基因交流受阻，导致基因库差异加大
答案　A
解析　进化的方向由自然选择决定，基因突变是不定向的，A项错误；突变和基因重组为松鼠形态和体色的进化提供原材料，B项正确；进化的实质是种群基因频率定向改变，C项正确；地理隔离使南北岸松鼠的基因交流受阻，导致基因库差异加大，D项正确。
2．油菜物种甲(2n＝20)与乙(2n＝16)通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。下列叙述正确的是(　　)
A．秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
B．幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体
C．丙到丁发生的染色体变化，决定了生物进化的方向
D．形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
答案　B
解析　在有丝分裂过程中，秋水仙素的作用是在分裂前期抑制纺锤体的形成，从而达到使染色体数目加倍的目的，A错误；油菜物种甲、乙杂交，子代丙是异源二倍体，其染色体数为10＋8＝18条，用秋水仙素处理其顶芽后，发育成的幼苗丁中部分细胞染色体加倍为36条，该类细胞在有丝分裂后期可观察到72条染色体，还有一部分根部细胞染色体并未加倍，该类细胞在有丝分裂后期可观察到36条染色体，B正确；决定生物进化方向的是自然选择，不是丙到丁发生的染色体变异，C错误；虽然形成戊的过程没有经过地理隔离，但是其体细胞中染色体组成为物种甲(2n＝20)＋物种乙(2n＝16)，为异源四倍体，与二倍体物种甲、二倍体物种乙都存在生殖隔离，因而戊是新物种，D错误。
设计2　围绕生物的进化考查获取信息的能力
3．(2017·日照一模)张谦德在《朱砂鱼谱》中总结的金鱼选种经验是：“蓄类贵广，而选择贵精，须每年夏间市取数千头，分数缸饲养，逐日去其不佳者，百存一二，并作两三缸蓄之，加意培养，自然奇品悉具。”从现代生物进化理论的观点分析，正确的是(　　)
A．“分数缸饲养”相当于地理隔离和生殖隔离
B．“逐日去其不佳者”是指对金鱼进行人工选择
C．“自然奇品悉具”是金鱼发生定向变异的结果
D．这种人工培育金鱼方法的原理是染色体变异
答案　B
解析　“分数缸饲养”是制造地理隔离，使其不能进行基因交流，但地理隔离不一定导致生殖隔离，A错误；逐日去其不佳者”是人为选择去除生长状态不好的个体，属于人工选择，B正确；变异是不定向的，C错误；基因突变能产生新基因，因此金鱼中的“奇品”可能是基因突变造成的，D错误。
4.如图A、B、C代表不同的种群，已知A和B原本属于同一物种，都以物种C作为食物来源，由于地理隔离，且经过若干年的进化，现在不太清楚A和B是否还属于同一物种，下列有关说法中正确的是(　　)
A．若A和B在一起还能进行自由交配，则他们就一定不存在生殖隔离
B．若A和B的生存环境差别较大，则环境的选择作用将诱发其中个体产生不同的变异
C．若A和B仍然为同一物种，则它们具有共同的基因库
D．A和B种群基因频率的定向改变，导致了它们朝着一定方向进化
答案　D
解析　生殖隔离包括不能自由交配、胚胎致死、产生后代不育等，能进行自由交配，不一定不存在生殖隔离，A错误；环境的选择作用并不诱发其中个体产生不同的变异，而是将有利变异选择出来，B错误；基因库是对种群而言的，A、B属于两个种群，因此不具有共同的基因库，C错误；自然选择使基因频率定向改变，从而决定生物进化的方向，D正确。
5．下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B．基因pen的自然突变是定向的
C．基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D．野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
答案　C
解析　某昆虫基因pen突变后形成了抗药靶位点，A项错误；基因突变具有不定向性，B项错误；基因突变为昆虫进化提供原材料，C项正确；野生型昆虫和pen基因突变型昆虫属于同一物种，二者不存在生殖隔离，D项错误。
重要题型16　基因频率的相关计算
1．通过基因型频率计算基因频率
若已知AA、Aa、aa的基因型频率，求A(a)的基因频率，则：A%＝AA%＋×Aa%；a%＝aa%＋×Aa%；或A%＝×100%；a%＝×100%。
2．根据遗传平衡定律计算
若A%＝p，a%＝q，则：AA%＝p2，aa%＝q2，Aa%＝2pq。所以，a%＝，A%＝。
3．X染色体上显性基因频率的计算
基因频率＝(雌性显性纯合子个体数×2＋雄性显性个体数＋雌性杂合子个体数)/(雌性个体数×2＋雄性个体数×1)
1．果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性。在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中，若杂合子占所有个体的40%，那么隐性基因v在该种群内的基因频率为(　　)
A．20% B．40% C．60% D．80%
答案　C
解析　根据题意，vv有400只，Vv有400只，VV有200只，依据基因频率的计算方式，v的基因频率为[(400×2＋400×1)÷(1 000×2)]×100%＝60%。
2．(2017·清远华侨中学一模)已知蚊子的基因A、B分别位于非同源染色体上。在A、B两种显性基因中，只有A基因或只有B基因的胚胎致死。若雄蚊(AABB)与雌蚊(aabb)交配，F1群体中雌雄蚊子自由交配，则F2群体中B基因频率是(　　)
A．40% B．45% C．50% D．60%
答案　D
解析　AABB和aabb个体交配，F1的基因型为AaBb，F1雌雄个体相互交配，按照基因自由组合定律，后代的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb＝9∶3∶3∶1，其中，A_bb和aaB_死亡，因此F2群体中的基因型为AABB∶AaBB∶AABb∶AaBb∶aabb＝1∶2∶2∶4∶1，其中BB∶Bb∶bb＝3∶6∶1，则F2群体中B基因频率是3/10＋1/2×6/10＝6/10＝60%。故选择D。
3．调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：XBXB－42.32%、XBXb－7.36%、XbXb－0.32%、XBY－46%、XbY－4%，则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A．6%、8% B．92%、8%
C．78%、92% D．8%、92%
答案　B
解析　伴性遗传的基因频率计算，只计数等位基因所存在的染色体，即男性只统计一个基因，女性统计两个基因，故该校学生中Xb的基因频率为
×100%＝8%，则XB的基因频率为92%。
4．玉米的高秆(H)对矮秆(h)为显性。现有若干H基因频率不同的玉米群体，在群体足够大且没有其他因素干扰时，每个群体内随机交配一代后获得F1。各F1中基因型频率与H基因频率(p)的关系如图。下列分析错误的是(　　)
A．0B．只有p＝b时，亲代群体才可能只含有杂合子
C．p＝a时，显性纯合子在F1中所占的比例为
D．p＝c时，F1自交一代，子代中纯合子比例为
答案　D
解析　当p＝0时，种群只有hh，当p＝1时，种群只有HH，当05．(2015·全国Ⅰ，32)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题：
(1)若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率∶a基因频率为________。理论上，该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为______________，A的基因频率为________。
(2)若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，则对该结果最合理的解释是________________________。根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为________。
答案　(1)1∶1　1∶2∶1　50%　(2)A基因纯合致死　1∶1
解析　(1)由题干可知种群中只有Aa一种基因型个体，因此种群中A与a的基因频率之比是1∶1，产生的配子中A配子∶a配子＝1∶1，配子随机结合，后代中基因型AA为×＝，基因型Aa为2××＝，基因型aa为×＝。A的基因频率为AA基因型频率＋Aa基因型频率＝＋×＝。(2)该种群随机交配后，由于后代只有Aa和aa两种基因型，说明AA基因型个体死亡。且Aa和aa两种基因型比例为2∶1，这时种群中产生的配子比例为A为1/3、a为2/3，依据遗传平衡定律，求得后代AA为1/9、Aa为4/9、aa为4/9，其中AA
个体死亡，Aa和aa的比例为1∶1。
重要题型17　生物变异类型的判断与实验探究
1．可遗传变异与不可遗传变异的判断
2．基因突变与基因重组的判断
3．显性突变与隐性突变的判断
(1)类型
(2)判断方法
①选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现来判断。
②让突变体自交，观察子代有无性状分离来判断。
4．染色体变异与基因突变的判断
(1)判断依据：光学显微镜下能观察到的是染色体变异，不能观察到的是基因突变。
(2)具体操作：制作正常个体与待测变异个体的有丝分裂临时装片，找到中期图像进行染色体结构与数目的比较可以判断是否发生了染色体变异。
5．变异类型实验探究题的答题模板
1．(2016·全国Ⅲ，32)基因突变和染色体变异是真核生物可遗传变异的两种来源。回答下列问题：
(1)基因突变和染色体变异所涉及的碱基对的数目不同，前者所涉及的数目比后者_______。
(2)在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以___________为单位的变异。
(3)基因突变既可由显性基因突变为隐性基因(隐性突变)，也可由隐性基因突变为显性基因(显性突变)。若某种自花受粉植物的AA和aa植株分别发生隐性突变和显性突变，且在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，则最早在子_________代中能观察到该显性突变的性状；最早在子_________代中能观察到该隐性突变的性状；最早在子_________代中能分离得到显性突变纯合子；最早在子_________代中能分离得到隐性突变纯合子。
答案　(1)少　(2)染色体　(3)一　二　三　 二
解析　(1)基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添和缺失，属于分子水平的变异，只涉及一个基因中部分碱基对的数目或排列顺序的改变；而染色体变异涉及染色体某一片段的改变或染色体组数增减或个别染色体增减，所以往往会改变多个基因的数目和排列顺序，涉及的碱基对的数目较多。因此基因突变所涉及的碱基对的数目往往比较少。
(2)染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。所以在染色体数目变异中，既可发生以染色体组为单位的变异，也可发生以染色体为单位的变异。
(3)AA植株发生隐性突变后基因型变为Aa，而aa植株发生显性突变后基因型也可变为Aa，题目中已知在子一代中都得到了基因型为Aa的个体，所以不论是显性突变还是隐性突变，在子一代中的基因型都有Aa，该基因型个体表现显性性状，故最早可在子一代观察到该显性突变的性状；该种植物自花受粉，且子一代基因型为Aa，则子二代的基因型有AA、Aa和aa三种，故最早在子二代中观察到该隐性突变的性状(aa)；子一代虽然出现了显性突变纯合子(AA)，但与基因型为Aa的杂合子区分不开(都表现显性性状)，需要再自交一代，若后代不发生性状分离，才可证明基因型为AA，故最早在子三代中分离得到显性突变纯合子(AA)；只有隐性突变纯合子(aa)才表现隐性性状，所以该性状一经出现，即可确定是纯合子，故最早在子二代中分离得到隐性突变纯合子(aa)。
2．(2017·青岛质检)豚鼠毛色的遗传符合基因的自由组合定律，相关基因均位于常染色体上。毛色的产生机理为：白色前体物→棕色→黑色，其中A基因控制棕色，B基因控制黑色。另外基因d纯合会抑制色素的产生，但因其基因频率非常低，一般不予考虑。现有纯合的白色豚鼠和纯合的棕色豚鼠若干(未考虑d基因)，请回答相关问题：
(1)上述白色豚鼠的基因型为__________________。
(2)甲研究小组选取上述多对白色豚鼠与棕色豚鼠杂交，产生的F1为黑色，F1个体自由交配得F2，理论上F2的表现型及其比例为____________________________________________。
(3)同时乙研究小组也选取上述多对白色豚鼠与棕色豚鼠杂交，其中只有一个杂交组合，F1中除黑色个体外还出现了一只白色个体。他们分析原因可能有两种：①亲本产生配子的过程中某个基因发生隐性突变(不考虑d基因)；②双亲携带d基因，出现了d基因纯合。请帮助乙小组设计实验方案，以确定是哪种原因(写出实验思路及结果分析)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)aabb或aaBB　 (2)黑色∶棕色∶白色＝9∶3∶4
(3)方案一：
实验思路：让出现的白色个体与其亲本中的白色个体杂交，观察后代的表现型及比例。
结果分析：若后代全为白色豚鼠，则为原因①；
若后代中出现了白色和黑色个体，(或白色∶黑色＝3∶1)，则为原因②。
方案二：
实验思路：让出现的白色个体与其亲本中的棕色个体杂交，观察后代的表现型及比例。
结果分析：若后代中无白色个体(或黑色∶棕色＝1∶1)，则为原因①；若后代中出现了白色个体(或白色∶黑色∶棕色＝2∶1∶1)，则为原因②。
解析　(1)根据以上分析可知，白色没有A基因，即基因型为aa_ _，可能是aaBB、aaBb、aabb，所以亲本纯合的白色豚鼠的基因型可能是aabb或aaBB。
(2)多对纯合白色豚鼠(aabb或aaBB)与纯合棕色豚鼠(AAbb)杂交，产生的F1为黑色(A_B_)，说明白色纯合亲本是aaBB，F1个体基因型为AaBb，其自由交配得F2，理论上讲F2的黑色∶棕色∶白色＝(3/4×3/4)∶(3/4×1/4)∶(1/4)＝9∶3∶4。
(3)已知子一代出现了一只白色个体，可能是基因突变(①)产生的，也可能是d基因纯合(②)导致的，可以通过实验进行验证：
方案一：
实验思路：让出现的白色个体与其亲本中的白色个体杂交，观察后代的表现型及比例。
结果分析：若后代全为白色豚鼠，则为原因①；
若后代中出现了白色和黑色个体，(或白色∶黑色＝3∶1)，则为原因②。
方案二：
实验思路：让出现的白色个体与其亲本中的棕色个体杂交，观察后代的表现型及比例。
结果分析：若后代中无白色个体(或黑色∶棕色＝1∶1)，则为原因①；若后代中出现了白色个体(或白色∶黑色∶棕色＝2∶1∶1)，则为原因②。
3．黑麦为二倍体，1个染色体组中含有7条染色体，分别记为1～7号，其中任何1条染色体缺失均会造成单体，即二倍体黑麦中共有7种单体。单体在减数分裂时，未配对的染色体随机移向细胞的一极。产生的配子可以随机结合，后代出现二倍体、单体和缺体(即缺失一对同源染色体)三种类型。利用单体遗传可以进行基因的定位。请回答问题：
(1)鉴别7种不同的单体可以采用的最简单的方法是___________________________________。
(2)单体在减数分裂时，可以产生两种染色体组成不同的配子，比例是________。
(3)已知黑麦的抗病与不抗病是一对相对性状，且抗病对不抗病为显性，但不知控制该性状的基因位于哪条染色体上。若某纯合品种黑麦表现为抗病，且为7号染色体单体。将该抗病单体植株与不抗病的正常二倍体植株杂交，通过分析后代的表现型可以判断抗病基因是否位于7号染色体上。
①若后代表现为__________________________________，则该基因位于7号染色体上；
②若后代表现为______________________________________，则该基因不位于7号染色体上；
(4)若已确定抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体自交，后代抗病与不抗病的比例为________。
答案　(1)显微镜观察　(2)1∶1
(3)①抗病和不抗病两种类型　②抗病类型
(4)3∶1
解析　(1)1个染色体组中的7条染色体形态各不相同，因此不同的单体可以采用显微镜观察进行鉴别。(2)单体在减数分裂时，由于未配对的染色体随机移向细胞的一极，因此产生的两种配子数量相等。(3)若抗病基因位于7号染色体上，则该抗病单体产生含有抗病基因和不含抗病基因的两种配子，后代出现两种表现型；若该基因不位于7号染色体上，则为抗病纯合子，后代均为抗病类型。(4)若抗病基因位于7号染色体上，配子可以随机结合，后代中二倍体和单体均表现为抗病，缺体表现为不抗病，则后代中抗病与不抗病的比例为3∶1。
专题强化练
1．下图①②③④分别表示不同的变异类型，基因a、a′仅有图③所示片段的差异。相关叙述正确的是(　　)
A．图中4种变异中能够遗传的变异是①②④
B．③中的变异属于染色体结构变异中的缺失
C．④中的变异可能是染色体结构变异中的缺失或重复
D．①②都表示同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，发生在减数第一次分裂的前期
答案　C
解析　图示①～④依次为基因重组、易位、基因突变及染色体变异中的缺失或重复，它们均属可遗传变异；①过程发生于减Ⅰ前期，但②过程未必发生于此时期，故只有C选项正确。
2．(2017·衡水中学二调)下列关于遗传与进化的说法，错误的是(　　)
A．密码子的简并性对于某种使用频率高的氨基酸来说，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
B．二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时，不一定存在同源染色体，细胞中染色体数目不一定是其体细胞的2倍
C．判断生物进化及新物种形成的依据依次是种群的基因频率是否改变、是否产生生殖隔离
D．Aabb(黄皱)×aaBb(绿圆)，后代表现型及比例为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆＝1∶1∶1∶1，则说明控制黄圆绿皱的基因遵循基因的自由组合定律
答案　D
解析　由于密码子的简并性，几种不同的密码子都编码一种氨基酸可加快翻译的速度，A正确；若是减数第二次分裂后期，则不存在同源染色体，且细胞中染色体数目与体细胞相同，B正确；判断生物进化及新物种形成的依据依次是种群的基因频率是否改变、是否产生生殖隔离，C正确；Aabb(黄皱)×aaBb(绿圆)，无论这两对基因位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，后代的表现型及比例都为黄圆∶绿皱∶黄皱∶绿圆＝1∶1∶1∶1，因此不能说明控制黄圆绿皱的基因遵循基因的自由组合定律，D错误。
3．下列关于生物育种的叙述，正确的是(　　)
A．单倍体育种与多倍体育种均涉及植物组织培养技术
B．杂交育种利用基因重组的原理，从而产生新的物种
C．秋水仙素可应用于诱变育种和多倍体育种，且作用的细胞分裂时期相同
D．单倍体育种可缩短育种年限，杂交育种可获得杂种优势的个体
答案　D
解析　多倍体育种不涉及植物组织培养技术，故A错误；杂交育种只能获得新品种，不能获得新物种，故B错误；秋水仙素在诱变育种中诱发细胞发生突变，作用于分裂间期，在多倍体育种中抑制细胞中纺锤体的形成，作用于细胞分裂的前期，故C错误；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，杂交育种除得到重组类型纯合子外，另一个重要的应用是获得具有杂种优势的个体，故D正确。
4．(2017·泉州检测)普通枣树(二倍体)发生变异后，可形成一种由二倍体型细胞和四倍体型细胞混合而成的混倍体枣树。下列叙述错误的是(　　)
A．普通枣树发生的上述变异可以用显微镜直接观察
B．混倍体枣树自交产生的子代通常也是混倍体
C．混倍体枣树体细胞中可存在2、4、8个染色体组
D．混倍体枣树可能结出比普通枣树更大的果实
答案　B
解析　根据题干信息分析，普通枣树发生的变异属于染色体数目的变异，在显微镜下可以观察到，A正确；混倍体枣树自交产生的子代可能是二倍体、三倍体或四倍体，B错误；混倍体枣树中有二倍体型细胞和四倍体型细胞，有丝分裂后期染色体数目会加倍，所以混倍体枣树体细胞中可存在2、4、8个染色体组，C正确；混倍体枣树含有四倍体型细胞，可能结出比普通枣树更大的果实，D正确。
5．下列有关可遗传变异的说法，错误的是(　　)
A．肺炎双球菌由R型转化为S型属于基因重组
B．杂交育种的主要遗传学原理是基因的自由组合
C．XYY个体的产生，一般与父方减数第二次分裂异常有关
D．染色体变异与基因突变都属于突变，都可以产生新的基因
答案　D
解析　肺炎双球菌由R型转化为S型属于基因重组，A正确；杂交育种的主要遗传学原理是基因的自由组合，B正确；XYY个体的产生，一般与父方减数第二次分裂异常有关，C正确；只有基因突变能产生新的基因，D错误。
6．(2017·华附、执信、 深外联考)某油菜品系经多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A、a控制，并受另一对基因R、r影响。用产黑色种子植株(甲)和产黄色种子植株(乙和丙)作为亲本进行以下实验：
组别
亲代
F1表现型
F1自交所得F2的表现型及比例
实验一
甲×乙
全为产黑色种子植株
产黑色种子植株︰产黄色种子植株＝3∶1
实验二
乙×丙
全为产黄色种子植株
产黑色种子植株︰产黄色种子植株＝3∶13
(1)由以上实验可得出，种子颜色性状中黄色对黑色为________性，甲、丙的基因型分别为________、________。
(2)分析以上实验可知，当________基因存在时会抑制A基因的表达。实验二中F2产黄色种子植株中杂合子的比例为________。
(3)让实验二F2中黄色种子植株随机交配，后代中能否出现黑色种子？________。如果能出现，比例为________。
(4)有人重复实验二，发现某一F1植株，其体细胞中含R、r基因的同源染色体有三条(其中两条含R基因)，请解释该变异产生的原因：___________________________________________。
答案　(1)隐　AArr　AARR　(2)R　10/13　(3)能　16/169
(4)植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离(或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开)
解析　(1)实验一中，F1全为产黑色种子植株，可判断种子颜色性状中黄色对黑色为隐性。由实验二的F1自交所得F2的表现型及其比例为产黑色种子植株∶产黄色种子植株＝3∶13，可判断F1黄色种子植株的基因型为AaRr；子代黑色种子植株基因型为A_rr，黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr，可判断当R基因存在时，抑制A基因的表达。实验一中，由于F1全为产黑色种子植株，则黄色种子植株乙的基因型为aarr；实验二中，由于F1全为产黄色种子植株(AaRr)，则丙黄色种子植株的基因型为AARR。
(2)由(1)可知，当R基因存在时，抑制A基因的表达。实验二F2中产黄色种子植株中纯合子的基因型为AARR、aaRR、aarr，占3/13，所以F2中产黄色种子植株中杂合子的比例为1－3/13＝10/13。
(3)由于F2中黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr，随机交配能产生黑色种子A_rr。F2中黄色种子植株基因型有2/13AaRR、2/13AARr、1/13AARR、4/13AaRr、1/13aarr、1/13aaRR、2/13aaRr，能产生Ar的雌雄配子各占2/13，产生ar的雌雄配子各占3/13，因此随机交配产生的AArr的概率＝2/13×2/13＝4/169，产生的Aarr的概率＝2×2/13×3/13＝12/169，因此F2中黄色种子植株随机交配能产生黑色的概率为4/169＋12/169＝16/169。
(4)就R、r基因而言，实验二亲本基因型为RR和rr，F1体细胞基因型为Rr，而该植株体细胞中含R基因的染色体多了一条，可能是植株丙在产生配子时，减数第一次分裂过程中含R、r基因的同源染色体没有分离或减数第二次分裂过程中姐妹染色单体没有分离。
7．(2017·淄博一模)某雌雄异株的二倍体植物有红花、橙花、白花三种植株。已知雌株与雄株由M、m基因控制，花色受A、a与B、b基因的控制(A与B基因同时存在时植株开红花，二者都不存在时开白花)，相关基因独立遗传且完全显性。为研究该植物的遗传，所进行的实验如下：
实验1：利用红花植株的花粉进行离体培养获得幼苗，对幼苗进行处理，获得的正常植株全部开白花且雌株与雄株的比例约为1∶1。利用橙花植株的花粉重复上述实验，结果相同。
实验2：用红花雄株与红花雌株杂交，每组杂交子代中，雌株与雄株的比例约为1∶1，且出现比例约为1∶2∶1的红花株、橙花株、白花株。
请回答下列问题：
(1)对红花植株的花粉离体培养，所获得的幼苗的基因型为____________；对幼苗进行处理获得正常植株，常采用的处理方法是__________________________。花粉离体培养获得幼苗的过程表明花粉具有________________。
(2)橙花雄株与橙花雌株杂交，子代中雄株的性状分离比为________。红花雄株的基因型是________。自然条件下，一般不存在基因型为MM的植株，其原因主要是________________
_______________________________________________________________________________。
(3)红花雄株与红花雌株杂交，子代中红花株、橙花株与白花株的比例为1∶2∶1。研究者认为该性状分离比是相关基因导致花粉不育的结果，可利用测交实验进行验证。若测交实验中_______________________________________________________________，则上述观点正确。
答案　(1)abM和abm　对幼苗用秋水仙素(或低温)进行处理　发育的全能性(遗传的全能性)　(2)1∶1　 AaBbMm　通常情况下雌株 (mm)不产生含有M基因的雌配子(卵细胞)　(3)雌雄比例为1∶1，且都开白花
解析　(1)由于利用红花植株的花粉进行离体培养获得幼苗，对幼苗进行处理，获得的正常植株全部开白花且雌株与雄株的比例约为1∶1，所以幼苗的基因型为abM和abm；对幼苗用秋水仙素(或低温)进行处理可使幼苗的染色体加倍。花粉离体培养获得幼苗的过程表明花粉具有发育的全能性(遗传的全能性)。
(2)根据题干中“利用橙花植株的花粉重复上述实验，结果相同”，可知，雄株只能产生abM和abm的配子，而橙花雌株可以产生配子的类型及比例为Abm∶abm＝1∶1(或aBm∶abm＝1∶1)，故后代雄株的性状分离比为橙花株∶白花株＝1∶1。由于雄株只产生ab的配子，所以红花雄株的基因中必然含有ab，其基因型只能是AaBbMm。自然条件下，一般不存在基因型为MM的植株，其原因主要是通常情况下雌株 (mm)不产生含有M基因的配子。
(3)由于隐性纯合子mmaabb为雌株白花，所以测交为红花雄株与白花雌株杂交，若相关基因导致花粉不育，则红花雄株产生的有活力的精子基因型是Mab和mab，测交后代的基因型为Mmaabb和mmaabb，雌雄比例为1∶1，且全开白花。
8．(2017·南阳、信阳等六市联考)如图是雄性果蝇的染色体组成示意图，A、a、B、b表示位于染色体上的基因。请据图回答下列问题：
(1)基因A(长翅)对a(残翅)为显性，基因B(红眼)对b(白眼)显性。该图代表的果蝇与另一雌性个体杂交。子代中，若长翅与残翅各占一半，雄性个体均为白眼，那么该雌性个体的基因型是________，子代中出现白眼雌蝇的概率是________。
(2)一只杂合长翅雄果蝇与一只残翅雌果蝇杂交，产生一只Ⅱ号染色体三体长翅雄果蝇。其基因组成可能为AAa或Aaa。AAa产生的原因为_______________________________________。
为确定该三体果蝇的基因组成，让其与残翅雌果蝇测交(假设染色体组成正常的配子均可育，染色体数目异常的配子50%可育)。
如果后代表现型比例为________________，则该三体果蝇的基因组成为Aaa。
如果后代表现型比例为__________________，则该三体果蝇的某因组成为AAa。
(3)—只野生型果蝇与一只突变型果蝇杂交，F1表现为野生型，F1个体自由交配，F2为1 593只野生型和107 只突变型。由此推断该对相对性状受__________对基因控制，遵循__________________定律。
答案　(1)aaXbXb　0　(2)父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开　长翅∶残翅＝4∶5　长翅∶残翅＝7∶2　 (3)两　基因的自由组合定律
解析　(1)依题意并结合图示信息可知：该图代表的果蝇的基因型为AaXBY，让其与另一雌性个体杂交。在子代中，长翅与残翅各占一半，说明该雌性个体相关的基因组成为aa；在子代中，雄性个体均为白眼，因雄性个体的X染色体遗传自母本，所以该雌性个体相关的基因组成为XbXb；综上分析该雌性个体的基因型是aaXbXb，子代中雌蝇的基因型为AaXBXb、aaXBXb，出现白眼的概率是零。
(2)杂合长翅雄果蝇的基因型为Aa，残翅雌果蝇的基因型为aa，二者杂交，若后代中产生一只基因型为AAa或Aaa的三体长翅雄果蝇，则其产生AAa的原因为：父本减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开。若该三体果蝇的基因组成为Aaa，则其理论上产生的配子及其比例为Aa∶a∶A∶aa＝2∶2∶1∶1，因染色体组成正常的配子均可育，染色体数目异常的配子50%可育，所以产生的可育配子及其比例为Aa∶a∶A∶aa＝2∶4∶2∶1。让其与残翅雌果蝇(aa)测交，后代表现型及其比例为长翅∶残翅＝4∶5。若该三体果蝇的基因组成为AAa，则其理论上产生的配子及其比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶1∶2∶2，因染色体组成正常的配子均可育，染色体数目异常的配子50%可育，所以产生的可育配子及其比例为AA∶a∶Aa∶A＝1∶2∶2∶4。让其与残翅雌果蝇(aa)测交，后代表现型及其比例为长翅∶残翅＝7∶2。
(3)由题意可知：在F2中，野生型∶突变型＝1 593∶107≈15∶1，为9∶3∶3∶1的变式，说明该对相对性状受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律。
9．加那利群岛一年生的某植物群体，其基因型为aa(开白花)。某一年由于某种原因导致外来许多基因型为AA和Aa(开紫花)的种子。几年后群体基因型频率变为55%AA、40%Aa、5%aa。回答下列有关的问题：
(1)该地所有的上述植物群体构成了一个________，其中全部的个体所含有的全部基因叫做__________。
(2)基因型为AA和Aa种子到来几年后，该群体的A和a基因频率分别为________和________，该群体的基因频率改变是____________的结果。
(3)下图中能比较准确地表示A和a基因在长期的选择过程中比例变化情况的是________。
(4)假如环境改变前的群体和环境改变后的群体之间花期不同，不能正常受粉，说明这两个群体属于_________ (选填“相同”或“不同”)的物种，原因是___________________________。
答案　(1)种群　基因库
(2)75%　25%　自然选择
(3)A　(4)不同　已出现生殖隔离，无法进行基因交流
解析　(1)种群指在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。种群中，全部的个体所含有的全部基因叫做基因库。(2)几年后群体基因型频率变为55%AA、40%Aa、5%aa，则A的基因频率＝AA的基因型频率＋1/2Aa的基因型频率＝75%，同理a的基因频率是25%；基因频率的改变是自然选择的结果。(3)根据第(2)题中频率的变化可知，开紫花的植株占有优势，因此随着时间的延长，A基因频率将升高，a基因频率将降低，但不会被完全淘汰。故选A。(4)花期不同，不能正常受粉，说明这两个群体已出现生殖隔离，无法进行基因交流，属于不同物种。
10．某二倍体观赏植物的花色(紫色、蓝色、白色)由2对常染色体上的等位基因(A、a，B、b)控制，下图为基因控制物质合成的途径。请分析回答下列问题：
白色物质有色物质Ⅰ有色物质Ⅱ
(1)选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫花，F1自交所得F2中表现型及其比例为白花∶蓝花∶紫花＝4∶3∶9，请推断图中有色物质Ⅰ是________色。将F2的蓝花植株自交，F3中纯合子所占的比例是________。
(2)已知体细胞中b基因数多于B基因时，B基因的效应不能表现。下图是基因型为AaBb的两种突变体与其可能的染色体组成(其他染色体与基因均正常，产生的各种配子正常存活)。
①甲的变异类型是染色体结构变异中的________，乙突变体的花色表现型为________。
②为确定AaBbb植株属于图中的哪一种突变体类型，让该突变体与纯合的紫花植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。
结果预测：Ⅰ.若子代中____________________________________________，则其为突变体甲。
Ⅱ.若子代中______________，则其为突变体乙。
答案　(1)蓝　2/3
(2)①重复　蓝色　②蓝花∶紫花＝1∶1　蓝花∶紫花＝1∶3
解析　(1)根据题图信息可知，aa_ _表现为白色，A_bb表现为有色物质Ⅰ，A_B_表现为有色物质Ⅱ，选取纯合的白花与紫花植株进行杂交，F1全为紫花，F2中白花、蓝花、紫花植株的比例为4∶3∶9，说明F1紫花为双杂合子AaBb，因此，有色物质Ⅱ是紫色，有色物质Ⅰ是蓝色。同时也说明亲本白花的基因型是aabb，紫花的基因型是AABB，F2中的蓝花植株的基因型有1/3AAbb、2/3Aabb，将F2中的蓝花植株自交，F3中纯合子所占的比例是1/3＋2/3×1/2＝2/3。(2)①甲细胞中在一条染色体上多了一个b，此变异为染色体的结构变异中的重复；乙细胞中在非同源染色体上多了一个b基因，由于体细胞中b基因数多于B基因时，B基因不能表达，所以基因型为AaBbb的突变体的花色为蓝色。②让突变体AaBbb与基因型为AABB(紫花)的植株杂交，若突变体为甲，则其产生两种配子B和bb，子代中蓝花∶紫花＝1∶1；若突变体为乙，则其产生Bb、B0、bb、b0 4种配子，子代中蓝花∶紫花＝1∶3。

[重温考纲]　1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的复制(Ⅱ)。5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。6.基因与性状的关系(Ⅱ)。
核心考点1　遗传物质的探究
1．理清两个经典实验的探索过程
(1)肺炎双球菌体外转化实验
＋R型细菌
(2)噬菌体侵染细菌实验
提醒　(1)格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质。
(2)肺炎双球菌转化实验的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，实现了基因重组。
(3)S型活细菌才具毒性，切不可认为S型细菌的DNA使小鼠致死。
(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。
(5)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。
2．“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题
3．比较肺炎双球菌和噬菌体
(1)相同点：都营寄生生活，遗传物质均为DNA。
(2)不同点
①肺炎双球菌：为原核生物，具有独立的物质和能量供应系统。
②噬菌体：为非细胞结构的细菌病毒，必须寄生在活细胞中，利用宿主细胞的物质和能量进行增殖。
设计1　围绕遗传物质的探索考查理解能力
1．(2017·全国Ⅱ，2)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
答案　C
解析　T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。
2．(2017·德州一模)下列过程中，细胞内遗传物质发生改变的是(　　)
A．造血干细胞分化为B细胞
B．效应T细胞使靶细胞裂解
C．R型细菌转化为S型细菌
D．生长素诱导产生无子番茄
答案　C
解析　细胞分化过程中遗传物质不改变，A错误；效应T细胞与靶细胞接触，然后释放穿孔素，会使靶细胞裂解，遗传物质不改变，B错误；R型细菌转化为S型细菌遗传物质发生了改变，C正确；生长素诱导子房发育成果实，遗传物质不改变，D错误。
设计2　围绕遗传物质的探索考查实验探究能力
3．(2017·全国Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案　(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
解析　(1)DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
4．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．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(如下图)。
(1)第4组的培养基中出现S型细菌，对比第________组实验可否定死亡的S型细菌“死而复生”这一解释，对比第________组实验可否定R型细菌突变产生S型细菌这一解释。
(2)该实验可以得出的结论是：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)加热杀死S型细菌，从分子水平解释，是加热导致生命活动的主要承担者——蛋白质的________改变，从而失去活性，其遗传物质DNA高温下会变性，但降温后会恢复________结构。
答案　(1)3　1　(2)加热杀死的S型细菌含有使R型细菌发生转化的物质　(3)空间结构　双螺旋
解析　(1)第4组的培养基中出现S型细菌，对比第3组实验可否定死亡的S型细菌“死而复生”这一解释，对比第1组实验可否定R型细菌突变产生S型细菌这一解释。
(2)综合分析实验，可得出加热杀死的S型细菌含有使R型细菌发生转化的物质。
(3)加热会使蛋白质和DNA的空间结构改变，但DNA在降温后会恢复双螺旋结构，而蛋白质
不能恢复原结构。
核心考点2　DNA的结构与复制
1．巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构
提醒　(1)DNA单链上相邻碱基通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接。
(2)每个DNA中含氢键数为A—T对×2和G—C对×3之和。
2．牢记DNA分子中有关碱基比例的计算
(1)常用公式：A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。
(2)“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。
(3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。
3．“六处思考”DNA的复制
4．DNA复制过程中的相关计算
(1)经n次复制，DNA分子总数为2n个；脱氧核苷酸链数为2n＋1条。
(2)子代所有链中始终保持2条母链，且占子代DNA分子总链数的1/2n。
(3)一个DNA分子经n次复制，净增加(2n－1)个DNA分子；第n次复制时，净增加的DNA分子总数为2n－1个。
提醒　捕捉DNA复制中的“关键字眼”
(1)DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。
(2)子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”，是“DNA分子数”还是“链数”。
(3)复制n次还是第n次复制。
设计1　围绕DNA结构与复制考查理解能力
1．如图为某DNA分子部分结构示意图，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．DNA分子中脱氧核苷酸序列代表了遗传信息
C．DNA分子中G与C的比例越高，稳定性越低
D．图中④的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸
答案　B
解析　DNA分子的结构特点是遗传信息传递的基础，本题综合考查了DNA分子结构特点，解题时要注意题中哪些对DNA分子结构特点的描述是错误的。由图示可知，②(脱氧核糖)和①(磷酸基团)交替连接，排列在外侧，构成了DNA分子的基本骨架，A错误。DNA分子能够储存足够量的遗传信息，遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，故DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序代表了遗传信息，B正确。碱基对C与G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此C与G的比例越高，DNA分子稳定性越高，C错误。由图可知，④中的①属于上面的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，D错误。
2．大肠杆菌的拟核内有一个含有470万个碱基对的环状DNA，内含大约4 288个基因。下列有关该DNA分子的叙述，正确的是(　　)
A．含有470万个脱氧核糖和磷酸基团，其中有2个游离的磷酸基团
B．每条脱氧核苷酸链中相邻碱基均通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接
C．编码蛋白质的基因的两条链均可作为转录的模板
D．每个基因的长度均不超过1 100个碱基对
答案　B
解析　470万个碱基对的DNA分子应含470万×2个脱氧核糖和磷酸基因，且在一个链状DNA分子片段中有2个游离的磷酸基团，但环状DNA分子中没有游离的磷酸基团，A错误。由于每个脱氧核苷酸上的碱基都是与脱氧核糖连接的，而两个相邻脱氧核苷酸之间通过脱氧核糖与磷酸相连，这样每条脱氧核苷酸链上的相邻碱基的连接是：碱基—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—碱基，B正确。基因的两条链中只有一条链能够作为转录的模板，而复制时两条链都可以作为模板，C错误。每个基因的长度不一样，有的基因长度会超过1 100个碱基对，D错误。
3．(2016·全国Ⅰ，29(3))在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A－Pα～Pβ～Pγ或dA－Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中有且只有2个带有标记
解析　由于DNA分子复制为半保留复制，故噬菌体双链DNA的复制过程中，被32P标记的两条单链始终被保留，并分别存在于两个子代DNA分子中。另外，新合成DNA的过程中，原料无32P标记，所以n个子代DNA分子中有且只有2个含有32P标记。
设计2　围绕DNA结构与复制考查获取信息能力
4．(2016·全国Ⅱ，2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述错误的是(　　)
A．随后细胞中的DNA复制发生障碍
B．随后细胞中的RNA转录发生障碍
C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期
D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用
答案　C
解析　某物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能打开，说明该物质会阻碍DNA分子的解旋，因而会阻碍DNA分子的复制、转录和抑制细胞增殖，A、B、D三项均正确；因DNA分子的复制发生在间期，所以该物质可将细胞周期阻断在分裂间期，C项错误。
5．如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A．解旋酶能使DNA双链解开，但需要消耗ATP
B．DNA分子复制的方式是半保留复制
C．DNA分子的复制需要引物，且两条子链的合成方向是相反的
D．因为DNA分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则，所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的
答案　D
解析　由图可知，解旋酶能打开双链间的氢键，且需要消耗ATP，A正确；DNA分子复制时都保留了原来DNA分子中的一条链，即半保留复制，B正确；DNA分子两条链是反向平行的，而复制的时候子链只能从5′端向3′端延伸，所以两条子链合成的方向相反，C正确；因为DNA复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的，所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的，D错误。
设计3　DNA结构与复制中的有关计算
6．某双链DNA分子中含有200个碱基，一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子(　　)
A．四种含氮碱基A∶T∶G∶C＝4∶4∶7∶7
B．若该DNA中A为p个，占全部碱基的(m>2n)，则G的个数为－p
C．碱基排列方式共有4200种
D．含有4个游离的磷酸
答案　B
解析　该DNA分子的一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，另一条链上A∶T∶G∶C＝2∶1∶4∶3，整个DNA分子中A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7；若该DNA中A为p个，占全部碱基的，则碱基总数为个，则G＝＝＝－p；该DNA分子含有100个碱基对，30个A—T碱基对，70个G—C碱基对，碱基排列方式少于4100种；一个DNA分子由两条DNA链组成，含2个游离的磷酸。
7．一个双链DNA分子中有碱基T 400个，占全部碱基的20%，有关此DNA分子复制的说法，错误的是(　　)
A．该DNA分子复制3次共需要碱基A 2 800个
B．该DNA分子在第5次复制时需要碱基G 18 600个
C．该DNA分子复制4次后含亲代DNA分子链的DNA分子有2个
D．该DNA分子复制3次共有6个DNA分子不含亲代DNA分子链
答案　B
解析　一个DNA分子复制3次共形成8个DNA分子，其中有一个DNA分子的碱基相当于来自亲代DNA分子，因此需要的碱基数目相当于7个DNA分子的碱基数目，双链DNA分子中碱基A的数目等于碱基T的数目，因此该DNA分子复制3次需要碱基A 400×7＝2 800个，A正确。该DNA分子中碱基总数为2 000，该DNA分子复制4次共产生16个DNA分子，在第5次复制时由16个DNA分子增至32个DNA分子，这样需要的碱基数目为16个DNA分子的，而每个DNA分子中有碱基G(2 000－2×400)/2＝600个，故共需要G 16×600＝9 600个，B错误。由于是半保留复制，亲代DNA分子的两条链分别作为模板参与到2个DNA分子的复制中，因此，不论复制几次，含亲代DNA分子链的DNA分子都只有2个，C正确。一个DNA分子经3次复制共产生8个DNA分子，其中有2个含亲代DNA分子链，6个不含，D正确。
8．若N个双链DNA分子在第i轮复制结束后，某一复制产物分子一条链上的某个C突变为T，这样在随后的各轮复制结束时，突变位点为A－T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例始终为(　　)
A. B.
C. D.
答案　C
解析　N个DNA分子第i轮复制结束后，得到的DNA分子数为N×2i，在此基础上复制一次得到的DNA分子的总数为N×2i＋1，其中以变异的DNA分子为模板复制一次得到一个变异的DNA分子和一个正常的DNA分子，由此可推知突变位点为A—T碱基对的双链DNA分子数与总DNA分子数的比例＝，故选C。
核心考点3　基因的表达
1．图析遗传信息表达的2个重要过程
(1)转录
(2)翻译
提醒　(1)细胞核中发生的转录过程有RNA聚合酶的参与，没有专门的解旋酶。
(2)复制和转录：并非只发生在细胞核中，凡DNA存在的部位均可发生，如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等。
(3)转录的产物：除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。
(4)翻译：并非所有密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸，也没有与之对应的tRNA。
(5)转录、翻译过程中的碱基配对方式：转录中DNA和RNA互补配对，因此碱基配对类型有T－A、A－U、G－C三种；翻译过程中是mRNA和tRNA互补配对，因此碱基配对类型有A－U、G－C两种。
(6)原核细胞与真核细胞的转录场所不同：原核细胞两过程同时进行，发生在细胞质中；而真核细胞先转录，发生在细胞核(主要)中；后翻译，发生在细胞质中。
(7)哺乳动物成熟红细胞中无细胞核和细胞器，不能进行DNA的复制、转录和翻译。
(8)转录时，四种核糖核苷酸通过随机碰撞的方式进行互补配对。
(9)翻译时核糖体沿着mRNA移动，且负责读取mRNA上的密码子，识别并转运氨基酸的为tRNA。
2．归纳识记中心法则与生物种类的关系
在横线上用字母表示下列生物的遗传信息的传递过程：
(1)细胞生物(如动、植物)：a、b、c。
(2)DNA病毒(如T2噬菌体)：a、b、c。
(3)复制型RNA病毒(如烟草花叶病毒)：d、c。
(4)逆转录病毒(如艾滋病病毒)：e、a、b、c。
3．“三步法”判断中心法则各过程
“一看”模板
“二看”原料
“三看”产物
生理过程
DNA
脱氧核苷酸
DNA
DNA复制
核糖核苷酸
RNA
转录
RNA
脱氧核苷酸
DNA
逆转录
核糖核苷酸
RNA
RNA复制
氨基酸
蛋白质(或多肽)
翻译
设计1　围绕基因的表达考查理解能力
1．(2017·全国Ⅲ，1)下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是(　　)
A．tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B．同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生
C．细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D．转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补
答案　C
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，包括tRNA、rRNA和mRNA三种，A正确；不同的RNA由不同的基因转录而来，所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA，C错误；转录时遵循碱基互补配对原则，所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。
2．下列关于基因表达的叙述，正确的是(　　)
A．T细胞受病毒刺激后有特定mRNA的合成
B．线粒体、叶绿体和核糖体中均存在A—T和U—A的配对方式
C．转运20种氨基酸的tRNA总共有64种
D．基因的两条链可分别作为模板进行转录，以提高蛋白质合成的效率
答案　A
解析　T细胞受病毒刺激后，增殖分化形成效应T细胞和记忆细胞，其细胞内基因选择性表达形成特定mRNA和蛋白质，A正确；核糖体内可以发生翻译过程，有U与A的配对，但是不能发生DNA的复制或逆转录过程，所以没有A与T的配对，B错误；转运20种氨基酸的tRNA总共有61种，C错误；基因的两条链可分别作为模板进行复制，但是只有一条链可以做模板进行转录，D错误。
设计2　围绕基因表达考查获取信息的能力
3．(2015·全国Ⅰ，5)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc (朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判判，下列叙述正确的是(　　)
A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中
B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同
C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化
D. PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程
答案　C
解析　朊粒的化学本质为蛋白质，是PrPc(一种无毒蛋白)空间结构改变而成，结构改变，功能改变，进入机体后不能整合到宿主细胞基因组中，A错误；肺炎双球菌为细菌，其增殖方式为二分裂；而朊粒的增殖方式为PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，B错误；由题干中“人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc (朊粒)，就具有了致病性”可推知蛋白质空间结构的改变可改变其功能，C正确；PrPc转变为PrPsc的过程为蛋白质到蛋白质的过程，属于蛋白质结构的改变，D错误。
4．核糖体RNA( rRNA)在核仁中通过转录形成，与核糖核蛋白组装成核糖体前体，再通过核孔进入细胞质中进一步成熟，成为翻译的场所。翻译时rRNA催化肽键的连接。下列相关叙述错误的是(　　)
A．rRNA的合成需要DNA做模板
B．rRNA的合成及核糖体的形成与核仁有关
C．翻译时，rRNA的碱基与tRNA上的反密码子互补配对
D．rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能
答案　C
解析　核糖体RNA( rRNA)在核仁中以DNA为模板通过转录形成，A、B项正确；翻译时，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对，C项错误；翻译时rRNA可降低氨基酸间脱水缩合所需的活化能，催化肽键的连接，D项正确。
5．(2017·胶州期末)肽核酸(PNA)是人工合成的，用多肽骨架取代糖磷酸主链的DNA类似物。PNA可以通过碱基互补配对的方式识别并结合DNA或RNA，形成更稳定的双螺旋结构。回答下列问题：
(1)与双链DNA相比较，PNA与mRNA形成的双链分子中特有的碱基互补配对方式是______________，ATP作为生命活动的直接能源物质，若ATP分子中的2个高能磷酸键断裂，其产生的物质可作为________________________过程的原料。
(2)科学家认为，在癌细胞中PNA可以通过与特定序列核苷酸结合，从而调节突变基因的________________________过程，从基因水平上治疗癌症。导入体内的PNA通常不会被降解，其原因是_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若抑癌基因中某个碱基对被替换，其表达产物的氨基酸数目是原蛋白的1.25倍，出现这种情况最可能的原因是______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)A－U　转录和RNA的自我复制　(2)复制、转录及翻译　PNA是人工合成的DNA类似物，细胞内缺乏能够使其降解的酶 　(3)抑癌基因突变导致转录形成的mRNA上原有终止密码子变为能编码氨基酸的密码子
解析　(1)双链DNA中的碱基配对方式为A—T、C—G，PNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对方式为A—U、T—A，C—G，故特有的碱基互补配对方式是A—U。若ATP分子中的2个高能磷酸键断裂，则形成腺嘌呤核糖核苷酸，该分子可以作为转录或RNA自我复制的原料。
(2)癌细胞中的PNA可以通过与特定序列核苷酸结合，从而调节突变基因的复制、转录及翻译过程，从基因水平上治疗癌症。导入体内的PNA通常不会被降解，其原因是PNA是人工合成的DNA类似物，细胞内缺乏能够使其降解的酶。
(3)表达产物的氨基酸数目是原蛋白的1.25倍，由此可推知，在翻译时mRNA上的终止密码子已变成能编码蛋白质的密码子，从而使肽链延长。
重要题型12　DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题
解答本类题目关键在于清楚DNA分子半保留复制的特点，并明确复制后新DNA分子位置、子代DNA分开时间与去向，即复制后的子代DNA位于两姐妹染色单体上，由着丝点连接在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分开，可采用画图法帮助理解。具体分析如下(以有丝分裂为例)：
1．取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养基中培养，让其连续进行两次有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数所占比例不可能是(　　)
A．1 B．
C． D．
答案　D
解析　细胞分裂过程中先进行DNA复制。方式是半保留复制。图示辨析如下：
可以看出，最后形成的4个子细胞有3种情况：第一种情况是4个细胞都是，第二种情况是2个细胞是，1个细胞是，1个细胞是；第三种情况是2个细胞是，另外2个细胞是。
2．将染色体上全部DNA分子双链经32P标记的雄性哺乳动物细胞(染色体数为20)置于不含32P的培养基中培养，细胞只进行一次分裂。下列推断中，正确的是(　　)
A．若完成一次减数分裂，则产生的子细胞中有5对同源染色体，每条都含32P
B．若完成一次有丝分裂，则产生的子细胞中含20条染色体，其中10条含32P
C．若进行减数分裂，则每个减数第二次分裂后期细胞中均含2个Y染色体且都含32P
D．若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有40个DNA分子且都含32P
答案　D
解析　减数分裂结束，产生的子细胞为生殖细胞，其内含有的10条染色体中不存在同源染色体，A错误。若进行一次有丝分裂结束，则产生的子细胞中含20条染色体，20条染色体都含32P，B错误。若进行减数分裂，则每个减数第二次分裂后期细胞中含2个Y染色体或2个X染色体，且都含32P，C错误。若进行一次有丝分裂，则分裂中期细胞的染色体上共有
40个DNA分子，且每个DNA分子中都有一条脱氧核苷酸链含有32P，D正确。
重要题型13　放射性同位素在生物实验中的应用
1．主要应用
用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。一般常用的标记元素有3H、14C、15N、18O、32P、35S等。
2．归类分析
(1)标记某元素，追踪其转移途径。如用18O标记HO，光合作用只产生18O2；再用18O标记C18O2，光合作用只产生O2，证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自于CO2。
(2)标记特征元素，探究化合物的作用。如在T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质；用35S标记蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(3)标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。
1．下列有关放射性同位素示踪实验的叙述，错误的是(　　)
A. 小鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的CO2也可能含有18O
B．用32S标记甲硫氨酸，附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性
C. 将某精原细胞中的某条染色体上的DNA的一条链用15N进行标记，正常情况下，在该细胞分裂形成的精细胞中，含15N的精子所占比例为50%
D. 给水稻提供14CO2，体内可以存在14C的转移途径14CO2→14C3→(14CH2O)
答案　C
解析　18O2标记以后放射性元素首先出现在H2O中，但是水又可以作为反应物，如果水作为反应物，那么放射性元素又可以出现在CO2中，A正确；用 32S标记甲硫氨酸，如果是分泌蛋白，附着在内质网上的核糖体将出现放射性，如果不是分泌蛋白也可以在游离的核糖体上出现放射性，B正确；若将该精原细胞的一个DNA分子一条链用15N标记，由于减数分裂过程中DNA分子只复制一次，且DNA分子的复制方式是半保留复制，所以该细胞减数分裂形成的4个精子细胞中有1个含15N，即含15N的精细胞所占的比例为25%，C错误，水稻叶肉细胞吸收C18O2进行光合作用合成葡萄糖，体内可存在14C的转移途径14CO2→14C3→(CH2O)，D正确。
2．某研究性学习小组以细菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法对有关DNA复制的方式进行了探究(已知培养用的细菌大约每20 min分裂一次，产生子代，实验结果见相关图示)。请回答下列问题：
(1)若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是________复制；如果DNA位于全中带位置，则是________复制。为了进一步得出结论，该小组设计了实验四，请分析：如果DNA位于____________(位置及比例，下同)带位置，则是全保留复制；如果DNA位于____________带位置，则是半保留复制。
(2)若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果________(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)全保留　半保留　1/4轻和3/4重　1/2中和1/2重　(2)不能　不论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的
解析　(1)若实验三的离心结果为：如果DNA位于1/2重带和1/2轻带位置，则是全保留复制，因为全保留复制产生的子代是两条链含14N的DNA，分布在轻带位置，而亲代DNA的两条链含15N，位于重带位置；如果DNA位于全中带位置，则是半保留复制，子代DNA 都是一条链含14N ，一条链含15N，所以处于中带位置，同理，实验四中如果DNA 位于1/4轻带和3/4重带位置，则是全保留复制；如果DNA 位于1/2中带和1/2重带位置，则是半保留复制。(2)若将实验三得到的DNA双链分开后再离心，其结果不能判断DNA的复制方式。因为不论是全保留复制还是半保留复制，实验结果都是一样的，都会出现位于1/2中带和1/2重带位置。
专题强化练
1．下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
答案　D
解析　格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A项错误；格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，B项错误；T2噬菌体营寄生生活，需先用含32P的培养基培养大肠杆菌，获得32P标记的细菌，然后再用32P标记的细菌培养噬菌体，获得32P标记的噬菌体，C项错误；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D项正确。
2．(2017·济宁一模)下列关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是(　　)
A．三个实验的设计思路是一致的
B．三个实验都用到了同位素标记法
C．三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论
D．三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA
答案　D
解析　三个实验中，只有肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同，A错误；肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法，B错误；肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论，C错误；三个实验所涉及的生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们的遗传物质都是DNA，D正确。
3．下列关于DNA分子结构的叙述，不正确的是(　　)
A．每个DNA分子一般都含有四种脱氧核苷酸
B．DNA分子中的碱基、磷酸基团、脱氧核糖三者的数量是相等的
C．DNA分子中每个脱氧核糖都连着一个磷酸基团
D．双链DNA分子中碱基A的数目等于碱基T的数目
答案　C
解析　每个DNA分子中一般都含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸、腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸四种，A项正确；每个DNA分子中碱基数＝磷酸基团数＝脱氧核糖数，B项正确；在DNA分子中只有链末端的脱氧核糖连着一个磷酸基团，其余的脱氧核糖上均连着2个磷酸基团，C项错误；在双链DNA分子中碱基A和碱基T的数目相同，D项正确。
4．早期认为，RNA分子只是一堆像意大利面的柔软条状分子，在DNA和蛋白质之间传递信息。现在，生物学家发现RNA不仅有助于蛋白质的合成，也是控制基因活性和修饰其他RNA的重要物质。结合所学知识，下列相关叙述错误的是(　　)
A．mRNA可以在DNA和蛋白质之间传递信息
B．mRNA、tRNA和rRNA均与蛋白质的合成有关
C．RNA对基因活性的控制很可能是通过与DNA单链形成互补链来实现的
D．细胞内不同RNA具有各自的功能，彼此间互不影响
答案　D
解析　mRNA由DNA转录而来，其可以在DNA和蛋白质之间传递信息；蛋白质的合成过程中，mRNA作为模板，tRNA作为搬运氨基酸的工具，核糖体(包含rRNA)是翻译的场所；RNA对基因活性的控制很可能是通过与DNA单链形成互补链来实现的；从题干信息可知，有些RNA之间可相互影响。
5．某逆转录病毒侵入哺乳动物的呼吸道上皮细胞内，合成的X蛋白能诱导细胞凋亡。下列相关分析合理的是(　　)
A．X蛋白在病毒的核糖体上合成
B．该病毒遗传信息的传递途径是RNA→蛋白质
C．X蛋白诱导呼吸道上皮细胞中某些基因的表达，进而引起细胞的凋亡
D．逆转录过程需要的逆转录酶、核糖核苷酸、ATP等都来自上皮细胞
答案　C
解析　病毒无细胞结构，无核糖体，X蛋白是在呼吸道上皮细胞的核糖体上合成的；该病毒为逆转录病毒，遗传信息的传递途径是RNA→DNA→RNA→蛋白质。上皮细胞的凋亡是X蛋白诱导某些基因表达的结果；逆转录过程需要的是脱氧核苷酸。
6．B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的B-100蛋白，而在小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B-48蛋白。研究发现，小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U。以下判断错误的是(　　)
A．小肠细胞中编辑后的mRNA第49个密码子是终止密码子UAA
B．B-100蛋白前48个氨基酸序列与B-48蛋白相同
C．B-100蛋白和B-48蛋白的空间结构不同
D．肝脏和小肠细胞中的B基因结构有差异
答案　D
解析　小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U，第49个密码子是终止密码子UAA，导致形成B-48蛋白；B-100蛋白前48个氨基酸序列与B-48蛋白相同；B-100蛋白和B-48蛋白由于氨基酸数量不同，空间结构也不同；同一个体不同的体细胞都来源于同一个受精卵的有丝分裂，核DNA都相同，所以肝脏和小肠细胞中B基因结构没有差异。
7．枯草芽孢杆菌(细菌)可分泌几丁质酶降解几丁质。某科研小组对几丁质酶的合成进行了研究，结果如下表(注：＋表示含量)。下列叙述正确的是(　　)
检测指标
甲(不加诱导物)
乙(加入诱导物)
几丁质酶mRNA
＋
＋
几丁质酶
＋
＋＋＋＋
A．枯草芽孢杆菌合成、分泌几丁质酶需要内质网和高尔基体加工
B．诱导物促进了几丁质酶基因的转录，从而促进几丁质酶大量合成
C．有诱导物时，一个几丁质酶的mRNA可能会结合多个核糖体
D．诱导物使基因转录时，DNA两条链同时作为模板，从而提高酶的产量
答案　C
解析　枯草芽孢杆菌属于原核生物，细胞内无内质网和高尔基体；据表格信息可知，与甲组相比，乙组加入诱导物，但几丁质酶mRNA的合成量并没有增加，说明诱导物不能促进几丁质酶基因的转录；由表格数据分析可知，加入诱导物时，几丁质酶的合成量增加是由于诱导物促进了翻译过程，一个几丁质酶的mRNA可能会结合多个核糖体，短时间内能合成大量几丁质酶；基因转录时以DNA的一条链为模板。
8．如图表示野生型链孢霉几个基因的表达过程，下列据图做出的推断正确的是(　　)
A．核膜的存在使图中基因的转录和翻译在不同的区域进行
B．遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的
C．该图能说明基因和染色体行为存在明显的平行关系
D．野生型链孢霉经X射线处理后在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变
答案　A
解析　野生型链孢霉属于真核生物，其中核膜的存在使图中基因的转录和翻译在不同的区域进行，即转录在细胞核中进行，翻译在细胞质的核糖体上进行，A正确；遗传信息的表达是以基因为单位进行的，但遗传信息的复制不是以基因为单位进行的，B错误；图示不能说明基因和染色体行为存在明显的平行关系，C错误；野生型链孢霉经X射线处理后在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则发生基因突变的基因可能是基因1或基因2或基因3或基因4，D错误。
9．Qβ噬菌体的遗传物质(QβRNA)是一条单链RNA，当噬菌体侵染大肠杆菌后，QβRNA立即作为模板翻译出成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶(如图所示)，然后利用该复制酶复制QβRNA。下列叙述正确的是(　　)
A．QβRNA的复制需经历一个逆转录过程
B．QβRNA的复制需经历形成双链RNA的过程
C．一条QβRNA模板只能翻译出一条肽链
D．QβRNA复制后，复制酶基因才能进行表达
答案　B
解析　QβRNA复制的产物为RNA，而逆转录的产物为DNA，故A项错误；QβRNA的复制要遵循碱基互补配对原则，以QβRNA为模板，新形成的RNA链与模板链之间会形成双链RNA，故B项正确；题图中一条QβRNA作为模板翻译出了成熟蛋白、外壳蛋白和RNA复制酶等三种蛋白质，每个蛋白质至少是由一条肽链形成的，故C项错误；由题干信息可知，复制酶基因表达在先，QβRNA复制在后，故D项错误。
10．埃博拉病毒(EBV)的遗传物质是一种单链RNA，EBV感染后可能导致人体患埃博拉出血热(EBHF)。EBV与宿主细胞结合后，将核酸—蛋白质复合体释放至细胞质，并启动如图所示途径进行增殖，进而导致人体患病。下列推断最为合理的是(　　)
A．过程①所需嘌呤比例与过程③所需嘧啶比例相同
B．过程②中需要的氨基酸与tRNA的种类数相同
C．EBV增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP
D．直接将EBV的－RNA注入人体细胞将引起EBHF
答案　A
解析　过程①、③中分别是以－RNA、mRNA为模板按照碱基互补配对原则(相应的嘧啶碱基与嘌呤碱基配对)合成mRNA、－RNA，假设原来的－RNA中含有嘧啶数为a个，则合成mRNA时需要嘌呤数也为a个，则以该mRNA为模板合成－RNA时需要嘧啶数也为a个；过程②是翻译，由于密码子的简并性，一种氨基酸可能对应多种密码子，即一种氨基酸可以由多种tRNA转运，所需的氨基酸种类数和所需的tRNA种类数并不相同；EBV的遗传物质是RNA，图中未涉及DNA的合成，故EBV增殖过程中不需要细胞提供脱氧核苷酸，需要细胞提供四种核糖核苷酸和ATP；根据题干信息可知，EBV侵入宿主细胞后将核酸—蛋白质复合体同时释放至细胞质，才能启动增殖过程，从而导致人体患EBHF，故只注入EBV的－RNA不会引起EBHF。
11．人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题：
(1)孟德尔等遗传学家的研究表明，在减数分裂过程中，_______________________________基因表现为自由组合。
(2)在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中，S型细菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型细菌是由S型细菌突变产生的。利用加热杀死的SⅢ与R型细菌混合培养，出现了S型细菌，如果 S型细菌的出现是由于R型细菌突变产生，则出现的 S型细菌为________，作出这一判断的依据是________________________。
(3)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下：
①S型细菌的蛋白质或多糖＋R型细菌→只有R型细菌
②S型细菌的DNA＋R型细菌→R型细菌＋S型细菌
③S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型细菌→只有R型细菌
增设实验③的目的是证明_______________________________________________________。
(4)研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，为什么遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系？____________________________________________________________。
答案　(1)非同源染色体上的非等位　(2)多种类型　基因突变是不定向的　(3)无DNA则转化一定不能发生(或“DNA是使R型细菌发生转化的唯一物质”“DNA是使R型细菌发生转化的不可或缺的物质”)
(4) RNA是单链，碱基之间没有统一的配对关系(或“RNA是单链，只有部分碱基存在一一配对关系”)
解析　(1)自由组合定律的实质指的是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而组合。
(2)基因突变是不定向的，所以若R型细菌基因突变可以产生S型细菌，则S型细菌可能有多种类型。
(3)艾弗里的实验增加了DNA和DNA酶的实验，与DNA组实验作为对比，说明DNA是使R型细菌发生转化的唯一物质，而不是其更小的单位。
(4)RNA是单链，碱基之间没有统一的配对关系，所以遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系。
12．Meselson和Stahl通过一系列实验首次证明了DNA的半保留复制，此后科学家便开始了有关DNA复制起点数目、方向等方面的研究。请回答下列问题：
(1)DNA分子呈______________________结构，DNA复制开始时首先必须解旋，从而在复制起点位置形成复制叉(如图1)。因此，研究中可以根据复制叉的数量推测______________________________________。
(2)1963年Cairns将不含放射性的大肠杆菌(拟核DNA呈环状)放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，进一步证明了DNA的半保留复制。根据图2的大肠杆菌亲代环状DNA示意图，用简图表示复制一次和复制两次后形成的DNA分子(注：以“……”表示含放射性的脱氧核苷酸链)。
(3)有人探究DNA的复制从一复制起点开始以后是单向进行的还是双向进行的，将不含放射性的大肠杆菌DNA放在含有3H－胸腺嘧啶的培养基中培养，给以适当的条件，让其进行复制，得到图3所示结果，这一结果说明______________________________________________。
(4)为了研究大肠杆菌DNA复制是单起点复制还是多起点复制，用第(2)小题的方法，观察到大肠杆菌DNA复制的过程如图4所示，这一结果说明大肠杆菌细胞中DNA复制是________起点复制的。
答案　(1)(规则的)双螺旋　复制起点的数量
(2)如图所示
(3)DNA复制是双向的　(4)单
解析　(1)因DNA复制开始时首先必须解旋从而在复制起点位置形成复制叉，所以可以根据复制叉的数量推测复制起点的数量。(2)因为DNA为半保留复制，故复制一次所得的DNA分子中，1条链带放射性标记，1条不带。第二次复制所得的DNA分子中，一半DNA分子1条链带标记，另一半DNA分子全部带标记。(3)由图示可以看出：该DNA分子有一个复制起点，复制为双向进行。(4)由图4可知：该DNA分子有一个复制起点，即单起点复制。
13．在真核细胞中，若合成的蛋白质是一种分泌蛋白，其氨基一端上有一段长度约为30个氨基酸的疏水性序列，它能被内质网的受体糖蛋白识别，通过内质网膜进入囊腔中，接着合成的多肽链其余部分也随之而入，经过一系列的加工、包装等过程，最后通过细胞膜向外排出，其具体过程如图1所示。朊病毒一旦进入真核细胞，可使蛋白质形态发生畸变，其致畸机理如图2、如图3所示。请回答：
(1)图1中编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的______(填数字)区段。
(2)图1中结合在内质网上的核糖体并不异于其他核糖体，核糖体是否结合在内质网上，实际上是由________________________直接决定的。
(3)图2中物质3依次通过__________________(填细胞器名称)的加工和包装等过程，形成具有一定空间结构的正常蛋白质1和2。蛋白质1和2形成的复合物可以辅助4终止密码子发挥作用，从而使__________过程停止。
(4)图3中的6是一种朊病毒，它与图2中所示的______________结合，阻止核糖体识别4，所以与图2中的物质3相比，物质7的改变是________________________。
答案　(1)1　(2)正在合成的蛋白质的性质(或正在合成的蛋白质起始端有无疏水性序列)　(3)内质网、高尔基体　翻译　(4)蛋白质2　多肽链延长(或多肽链含有更多的氨基酸)
解析　(1)根据题意和图1可知，该分泌蛋白在mRNA上沿5′→3′的方向进行合成；图中左侧第二个核糖体上已合成疏水性蛋白质链，故编码疏水性序列的遗传密码在mRNA的1区段。(2)若正在合成的蛋白质的起始端含有疏水性序列，则能被内质网上的受体糖蛋白识别可通过内质网膜进入囊腔中，反之则不能。(3)图2中物质3为多肽，其需经过内质网、高尔基体的加工和包装等过程，才能形成具有一定空间结构的蛋白质。图2中蛋白质1和2形成的复合物可以辅助4终止密码子发挥作用，从而使翻译过程终止。(4)根据图3可知，图2中所示的蛋白质2与朊病毒结合，阻止核糖体识别终止密码子，导致多肽链延长。

[重温考纲]　1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。3.细胞呼吸(Ⅱ)。
核心考点1　细胞呼吸
1．图解有氧呼吸与无氧呼吸的联系
2．理清细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
来源
去路
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
[H]
葡萄糖和水
葡萄糖
与O2结合生成H2O
还原丙酮酸
ATP
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
用于各项生命活动
3.判断细胞呼吸类型的五大方法(以葡萄糖为底物)
(1)产生CO2量＝消耗O2量→有氧呼吸。
(2)不消耗O2，产生CO2→无氧呼吸(酒精发酵)。
(3)释放CO2量>吸收O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(酒精发酵)。
(4)不吸收O2，不释放CO2→乳酸发酵或细胞已经死亡。
(5)有水生成一定是有氧呼吸，有二氧化碳生成一定不是乳酸发酵。
提醒　(1)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，无论是否有氧气的参与，都是生物氧化过程。
(2)细胞呼吸的底物是有机物而并不只是糖类，糖类是主要的能源物质。
(3)线粒体只能利用丙酮酸，不能吸收利用葡萄糖。
(4)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(5)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
4．把握影响细胞呼吸的“四类”曲线
(1)甲图：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
(2)乙图：①图中O2浓度为0时，并非细胞呼吸强度为0，而是只进行无氧呼吸，大于0小于10%时两种呼吸类型均有，大于等于10%时只进行有氧呼吸。
②图中AB＝BC，但是氧浓度为C点时，无氧呼吸和有氧呼吸消耗葡萄糖的速率并不相同。
③图中R点时，细胞呼吸释放出的CO2总量最小，由此可知，在贮藏种子或蔬菜水果保鲜时应保持低温、低氧而非无氧。
(3)丙图：自由水含量较高时细胞呼吸旺盛。
(4)丁图：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
设计1　围绕细胞呼吸的过程考查理解能力
1．关于人体细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．有机物分解释放的能量只有小部分用于合成ATP
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．CO2来自细胞质基质和线粒体
D．细胞供氧不足时，无氧呼吸可将糖类氧化为乳酸或酒精
答案　A
解析　细胞呼吸过程中释放的能量，大部分以热能的形式散失，小部分用于合成ATP，A项正确；在有氧呼吸过程中，[H]和氧气结合生成水发生在线粒体内膜上，B项错误；人体细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸不产生CO2，C项错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，D项错误。
2．如图表示细胞细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①和②都是线粒体的组成部分
B．在②和③中都能产生大量的ATP
C．在②和③中所含酶的种类相同
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
答案　D
解析　①代表细胞质基质，②代表线粒体基质，A项错误；仅有③过程产生大量ATP，B项错误；③代表线粒体内膜，与②所含酶的种类不同，C项错误；葡萄糖分解产生丙酮酸和[H]，甲代表丙酮酸，乙代表[H]，D项正确。
设计2　围绕细胞呼吸的影响因素考查获取信息的能力
3．某生物小组探究果实中不同浓度的乙烯对呼吸速率的影响，结果如图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．乙烯能调节细胞的呼吸速率，从而促进果实发育
B．随着乙烯浓度增大，呼吸峰值不断增大
C．随着乙烯浓度增大，呼吸峰出现的时间提前
D．乙烯通过影响酶的活性来影响呼吸速率
答案　C
解析　乙烯能调节呼吸速率，但乙烯是促进果实成熟的激素，故A错误。由图可知，随着乙烯浓度增大，呼吸峰值不变，故B错误。由图可知，随着乙烯浓度的增大，呼吸峰出现的时间提前，故C正确。乙烯通过什么方式影响呼吸速率从图中不能得出，故D错误。
4．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，在氧浓度为a时(　　)
A．酵母菌只进行无氧呼吸
B．的葡萄糖用于无氧呼吸
C．的葡萄糖用于无氧呼吸
D．酵母菌停止发酵
答案　B
解析　分析题图曲线可知，在氧浓度为a时，酵母菌无氧呼吸产生的酒精是6 mol，无氧呼吸产生的二氧化碳也是6 mol，有氧呼吸产生的二氧化碳则是15－6＝9 mol；根据细胞呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3 mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是1.5 mol。在氧浓度为a时，酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，A错误；无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是3÷(3＋1.5)＝，B正确、C错误；酵母菌能进行无氧呼吸，产生酒精，发酵没有停止，D错误。
设计3　围绕细胞呼吸的方式考查实验与探究
5．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。
试管编号
加入的物质　　　
细胞质基质
线粒体
酵母菌
A
B
C
D
E
F
葡萄糖
－
＋
－
＋
＋
＋
丙酮酸
＋
－
＋
－
－
－
氧气
＋
－
＋
－
＋
－
注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－表示未加入相关物质。
(1)会产生CO2和H2O的试管有________，会产生酒精的试管有________，根据试管________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)
(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在____________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。
答案　(1)C、E　B、F　B、D、F
(2)线粒体内膜　能
解析　(1)酵母菌在有氧呼吸条件下(既E试管)能产生CO2和H2O；线粒体能利用丙酮酸，不能直接分解葡萄糖，故C试管也能产生CO2和H2O。据表分析可知，能够产生酒精的试管有B和F。若要研究酵母菌进行无氧呼吸的场所，必须在无氧条件下进行对照实验，因此通过试管B、D、F的实验结果可以作出判断。
(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，该过程是在线粒体内膜进行的，2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解能继续进行。
6．(2015·安徽，29Ⅰ)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是______________________________________________________________________________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
答案　(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性　CO2　O2 　(2)a.选取的果实成熟度应一致　b．每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析　(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶的活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算细胞呼吸速率。(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温
度条件下至少有3个平行重复实验。
核心考点2　光合作用
1．C3和C5含量变化的分析方法
(1)据卡尔文循环，叶绿体基质中C3的含量通常是C5的2倍。
(2)当光照强度或CO2浓度改变后，短时间内C3和C5的含量均可发生变化。无论分析哪种物质的含量变化，都要从生成和消耗两个角度分析。C3产生于CO2的固定过程，消耗于C3的还原过程，C5产生于C3的还原过程，消耗于CO2的固定过程。
条件
光照
二氧化碳浓度
强→弱
弱→强
高→低
低→高
C3
增加
减少
减少
增加
C5
减少
增加
增加
减少
ATP、[H]
减少
增加
增加
减少
2.分析影响光合作用的3类曲线
(1)光照强度(如图1)
①原理：主要影响光反应阶段ATP和[H]的产生。
②分析P点后的限制因素

(2)CO2的浓度(如图2)
①原理：影响暗反应阶段C3的生成。
②分析P点后的限制因素

(3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图3)。
3．关注光合作用的6个易错点
(1)光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。
(2)叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。
(3)蓝藻没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。
(4)叶绿体和线粒体中含有DNA、RNA和核糖体。
(5)液泡中色素吸收的光能不能用于光合作用。
(6)光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生[H]和ATP还可以维持一段时间的暗反应。
设计1　围绕光合色素和光合作用的过程考查理解能力
1．(2017·全国Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)
A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
答案　A
解析　类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以在蓝紫光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成，A错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D正确。
2．(2015·全国Ⅰ，29改编)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。每组处理的总时长相同，光照与黑暗处理情况如图所示(A、B、C三组光照与黑暗处理总时长相同)。结果是A组光合作用产物的相对含量为50%；B组光合作用产物的相对含量为M%；C组光合作用产物的相对含量为94%；D组光合作用产物的相对含量为100%。请回答下列问题：
(1)光照期间，能进行________(填“光反应”“暗反应”或“光反应和暗反应”)。光下产生的____________用于C3的还原。
(2)四组实验中，实验的自变量是__________________，实验组是________组。
(3)B组的结果中M对应数字应为________(填“小于50”“大于50小于94”或“大于94”)。
(4)可以判断，单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组，依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)光反应和暗反应　[H]和ATP
(2)光照和黑暗交替频率(或不同光照时间处理)　A、B、C
(3)大于50小于94
(4)C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%
解析　(1)光反应需要光照，必须有光才能进行；暗反应不需要光照，有光无光都可以进行，所以光照期间，能进行光反应和暗反应。光下产生的[H]和ATP用于三碳化合物的还原。(2)由题意可知，本实验自变量是光照和黑暗交替频率，在四组实验中，对照组是D组。(3)B组的结果中M对应数字应为大于50小于94。(4)C组只用了D组一半的光照时间，但光合产物的相对含量却是D组的94%，由此可推知，单位光照时间内C组合成的有机物量高于D组合成的有机物量。
设计2　围绕影响光合作用的因素考查获取信息的能力
3．(2016·全国Ⅰ，30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)，光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是________。
(2)b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高______________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)光照强度　(2)CO2浓度　(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的
解析　(1)甲组在a点条件下，增加光照强度，光合作用强度继续增加，故光合作用的限制因子是光照强度。(2)甲组在b点条件下，光照强度不再是光合作用的限制因子，要增加光合作用强度，需增加光合作用原料，而O2是光合作用产物，CO2才是光合作用的原料，故应该增加CO2浓度。(3)个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传因素影响，则在甲组的光照条件下，乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同，此与题干矛盾，故可排除遗传因素影响，因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起，并非遗传物质改变所致。
技法提炼　光合作用“限制因素”的判断
(1)限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。
(2)限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：
a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。
4．(2016·全国Ⅲ，29节选)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响，某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组，1组在田间生长作为对照组，另4组在人工气候室中生长作为实验组，并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同，于中午12：30测定各组叶片的光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
对照组
实验组一
实验组二
实验组三
实验组四
实验
处理
温度/℃
36
36
36
31
25
相对湿度/%
17
27
52
52
52
实验
结果
光合速率/
mg CO2·dm－2·h－1
11.1
15.1
22.1
23.7
20.7
回答下列问题：
(1)根据本实验结果，可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是______________________，其依据是________________________________________________；
并可推测，________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中，若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)相对湿度　相同温度条件下，相对湿度改变时，光合速率变化较大　增加　(2)四　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
解析　(1)根据本实验结果可知，相同温度条件下，小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快，但相对湿度相同时，小麦光合速率随温度的变化不明显，由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度；并可推测，增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)比较实验组二、三、四可知小麦光合速率在31 ℃时高于另两组，而第四组的25 ℃低于31 ℃，所以在实验组中，若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。
5．(2017·邯郸一模)下图所示生理过程中，P680和P700分别表示两种特殊状态的叶绿素a，M表示某种生物膜。据图回答问题：
(1)此膜M的名称是________________。CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是__________________。ATP的合成除发生于图中的膜M上，还发生于真核细胞的________上。
(2)该场所产生的NADPH和ATP将参与暗反应的________过程，并将它们中活跃的化学能转变为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。
(3)乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧的____________过程，并使乙侧的H＋远高于甲侧，在该浓度差中储存一种势能，该势能是此处形成ATP的前提。
答案　(1)(叶绿体)类囊体(薄)膜　催化ATP的合成、转运H＋　线粒体内膜　(2)C3的还原　(3)水的光解
解析　(1)分布有光合色素的生物膜应是叶绿体内的类囊体薄膜。CF0和CF1是复杂的蛋白质，其在图中所示生理过程中的作用是催化ATP的合成、转运H＋。ATP的合成除发生在叶绿体的类囊体薄膜上外，还发生于真核细胞的细胞呼吸的相关场所，即细胞质基质和线粒体基质中与线粒体内膜上。
(2)光反应产生的NADPH和ATP将参与暗反应的C3的还原过程，并将它们中活跃的化学能转变为稳定的化学能储存在糖类等有机物中。
(3)分析图中可知，乙侧的H＋除来自甲侧，还来自乙侧的水的光解，即2H2O→O2＋4H＋。
设计3　围绕光合作用考查实验与探究
6．为研究磷对光合作用的影响，农学家利用某植物进行了一系列实验，实验结果如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．在一定浓度范围内磷可促进叶绿素的生成
B．据图1推测：C3的含量在磷浓度为0 mg/L时比1.024 mg/L时低
C．图2中磷浓度为5.12 mg/L时，CO2的吸收速率降低可能与细胞的失水有关
D．磷浓度增高对暗反应速率的影响可能与叶绿素含量的变化有关
答案　B
解析　据图1推测：磷浓度为0 mg/L时叶绿素含量比1.024 mg/L时低，吸收光能少，参与C3还原的ATP和[H]少，则C3的含量高。
7．1937年，植物学家希尔发现，离体的叶绿体中加入“氢接受者”，比如二氯酚吲哚酚(DCPIP)，光照后依然能够释放氧气，蓝色氧化状态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程，在密闭条件下进行如下实验：
溶液种类
A试管
B试管
C试管
D试管
叶绿体悬浮液
1 mL
－
1 mL
－
DCPIP
0.5 mL
0.5 mL
0.5 mL
0.5 mL
0.5 mol/L蔗糖溶液
4 mL
5 mL
4 mL
5 mL
光照条件
光照
光照
黑暗
黑暗
上层液体颜色
无色
蓝色
蓝色
蓝色
(1)自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是______________，这些氢在暗反应的______________过程中被消耗。
(2)实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是________________，A试管除了颜色变化，实验过程中还能观察到的现象是________。
(3)A与C试管的比较可以说明氢产生的条件是______________，B和D试管是为了说明DCPIP________________。
(4)实验结束后A试管中叶绿体________(填“有”或“没有”)(CH2O)的产生，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)类囊体薄膜　C3的还原
(2)避免叶绿体吸水涨破　有气泡产生
(3)需要光照　在光照和黑暗条件下自身不会变色
(4)没有　氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应或密闭环境中没有CO2
解析　(1)水的光解发生在叶绿体类囊体薄膜上。(2)加入蔗糖溶液是为了维持渗透压。(3)A与C试管的自变量为有无光照，B与D试管的自变量为有无光照。(4)A试管中由于[H]被转移
至DCPIP中或密闭环境中没有CO2，故无(CH2O)产生。
核心考点3　光合作用与细胞呼吸的关系
1．理清光合作用与细胞呼吸两个关系图解
(1)[H]的来源、去路过程图解
(2)ATP的来源、去路过程图解
2．明确3种元素的转移途径
(1)
(2)
(3)
3．解读总光合速率与呼吸速率的关系
(1)图示
(2)解读
①A点：只进行细胞呼吸。
②AB段：总光合速率<呼吸速率。
③B点：为光补偿点，总光合速率＝呼吸速率。
④B点以后：总光合速率>呼吸速率。
⑤C点：为光饱和点。
4．明确各种速率的表示方法及相互关系
(1)呼吸速率：有机物或O2消耗量、CO2产生量。
(2)净光合速率：有机物积累量、O2释放量、CO2吸收量。
(3)总光合速率：有机物或O2产生量、CO2消耗量。
(4)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
设计1　围绕光合作用与细胞呼吸的过程考查理解能力
1．下列是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述错误的是(　　)
A．提供15N标记的氨基酸给细胞，粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均将出现放射性
B．给水稻提供14CO2，则14C的转移途径大致是：14CO2→14C3→(14CH2O)
C．给水稻提供C18O2，则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用
D．小白鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到HO，呼出的二氧化碳也可能含有18O
答案　C
解析　粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所；光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2→C3→(CH2O)；给水稻提供C18O2，经暗反应会产生HO，HO再参与光反应即可产生18O2；小白鼠只能进行细胞呼吸，吸入18O2后，经有氧呼吸第三阶段可产生HO，HO参与有氧呼吸第二阶段，可以产生C18O2。
2．(2017·全国Ⅱ，29)下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸的示意图。据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、____________、____________、____________，[H]代表的物质主要是______________________________________________。
(2)B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。
(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_____________________________。
答案　(1)O2　NADP＋　ADP和Pi　C5　NADH
(2)C和D
(3)在缺氧条件下进行无氧呼吸
解析　(1)光合作用光反应阶段，水光解形成NADPH和氧气，因此图中①是O2；②可形成NADPH，应为NADP＋；③可形成ATP，应为ADP＋Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表示C5。细胞呼吸过程中产生的[H]代表的物质主要是NADH。
(2)图中A表示光反应阶段，B表示暗反应阶段，C代表细胞质基质(可发生细胞呼吸的第一阶段)，D代表线粒体(可发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段)，其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，而暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。因此，ATP合成除发生在A过程，还发生在C和D。
(3)植物叶肉细胞中，有氧条件下，丙酮酸进入线粒体最终分解形成二氧化碳和水；在缺氧条件下进行无氧呼吸，转化成酒精和二氧化碳。
设计2　围绕净光合速率与真正光合速率的综合分析考查获取信息的能力
3．(2017·全国Ⅰ，30) 植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题：
(1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是________________________________________________
___________________________________________，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于细胞呼吸释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　大于0
(2)甲种植物在光下进行光合作用释放的O2，使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸增加
解析　(1)在适宜条件下照光培养时，由于光合速率大于呼吸速率，导致密闭容器内CO2 浓度下降，进而导致光合作用速率降低。题干信息表明甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，因此甲种植物净光合速率为0时(即CO2补偿点时)的二氧化碳浓度已超过乙种植物的CO2补偿点，因此其净光合速率大于0。
(2)若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，由于植物进行光合作用能释放氧气，因此植物的有氧呼吸增加。
4．(2014·新课标全国Ⅱ，29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题：
(1)当CO2浓度为a时，高光强下该植物的净光合速率为________。CO2浓度在a～b之间时，曲线____________表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。
(2)CO2浓度大于c时，曲线B和C所表示的净光合速率不再增加，限制其增加的环境因素是________________________________________________________________________。
(3)当环境中CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，该植物细胞呼吸产生的CO2量________(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
(4)据图可推测，在温室中，若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应该同时考虑__________这一因素的影响，并采取相应措施。
答案　(1)0　A、B和C　(2)光强　(3)大于　(4)光强
解析　(1)根据曲线图可知，当CO2浓度为a时，高光强下(曲线A)该植物的净光合速率为0；分析坐标图中曲线的走势可以看出，当CO2浓度在a～b之间时，曲线A、B、C的净光合速率都随着CO2浓度的增高而增高。(2)由题图可知，影响净光合速率的因素为CO2浓度和光强。当CO2浓度大于c时，由于受光强的限制，光反应产生的[H]和ATP不足，暗反应受到限制，曲线B和C的净光合速率不再增加。(3)当环境中的CO2浓度小于a时，在图示的3种光强下，植物的净光合速率小于0，说明该植物此时细胞呼吸产生的CO2量大于光合作用吸收的CO2量。(4)据图可推测，光强和CO2浓度都会影响植物的净光合速率，因此若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量，还应同时考虑光强这一因素的影响。
5．为提高某种草莓产量，科研人员将生理状态相同且良好的该种草莓幼苗经消毒后平均分为五组，分别置于pH为a～e的培养液中培养，其他条件相同且适宜。培养一段时间后，测定草莓幼苗的净光合速率和呼吸速率，结果如下图。请回答：
(1)草莓产生氧气的场所是叶绿体的____________，该部位还产生了ATP和__________。
(2)培养草莓幼苗的过程中，隔天更换培养液，除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外，还能防止培养液的________改变，影响实验结果，更换下来的培养液可用__________________检测，溶液颜色将由蓝变绿再变黄。
(3)由图可知，pH由a～e，净光合速率的变化是______________________。
(4)当pH为a时，光合作用制造的有机物量________(填“大于”“小于”或“等于”)细胞呼吸消耗的有机物量。
答案　(1)类囊体薄膜(基粒)　[H]
(2)pH　溴麝香草酚蓝
(3)先升高后下降(先升高后维持稳定再下降)
(4)大于
解析　(1)光反应生成氧气，发生的场所是在叶绿体类囊体薄膜上，光反应的产物还有[H]和ATP。(2)细胞呼吸产生的CO2会对培养液的pH有影响，CO2与溴麝香草酚蓝水溶液反应，颜色会由蓝变绿再变黄。(3)图中所示，随着pH的改变，净光合速率先升高后下降。(4)pH为a时，净光合速率大于0，光合作用大于细胞呼吸，光合作用制造的有机物大于细胞呼吸消耗的有机物，有机物积累。
设计3　利用指示剂显色法和红外线传感测量法解决光合作用与细胞呼吸的应用问题
6．(2016·全国Ⅱ，31)BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和细胞呼吸，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
注：*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由__________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草_____________
________________________________________________________________________。
答案　(1)不同光强下水草的光合作用与细胞呼吸　不可靠的
(2)黄色　水草不能进行光合作用，只能进行细胞呼吸，溶液中CO2浓度高于3号试管
(3)光合作用强度等于细胞呼吸强度，吸收与释放的CO2量相等
解析　(1)依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行细胞呼吸；3～7号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与细胞呼吸释放的CO2量的综合作用的结果；1号试管为对照组，其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，2～7号试管为实验组。综上所述，若50 min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明2～7号试管的实验结果是由水草在不同光强下光合作用与细胞呼吸引起的；若1号试管的溶液是蓝色，表明即使无水草，也会引起溶液颜色变化，因而2～7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过细胞呼吸释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。(3)5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草并未引起溶液中CO2含量变化，这意味着其光合作用强度与细胞呼吸强度相等。
7．为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如图1所示。相同温度下，在一段时间内测得结果绘制成曲线，如图2所示。
请据图回答：
(1)在60～120 min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为______________，理由是________________。
(2)在60～120 min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是________________________。此时间段该植物光合速率为________ ppm/min。
答案　(1)逐渐降低　CO2的浓度逐渐降低
(2)植物光合作用强度大于细胞呼吸强度　25
解析　(1)在60～120 min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降低，理由是CO2的浓度逐渐降低。
(2)在60～120 min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是：植物的光合作用强度大于细胞呼吸强度，CO2不断减少。用瓶中安放的CO2传感器来监测瓶中CO2浓度，60 min内的变化是1 500－500＝1 000 (ppm)。该数值是60 min内净光合作用消耗的CO2量。在0～60 min时间段，瓶内CO2浓度上升的原因是：植物在黑暗条件下只进行细胞呼吸，60 min内植物呼吸释放CO2量是1 500－1 000＝500(ppm)。所以，此时间段该植物光合速率为(1 000＋500)/60＝
25 (ppm/min)。
重要题型7　借助坐标曲线分析自然环境及密闭容器中植物光合作用的变化
1．自然环境中一昼夜植物光合作用曲线
图甲：(1)a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸减弱，CO2释放减少。
(2)b点：上午6时左右，有微弱光照，开始进行光合作用。
(3)bc段(不含b、c点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(4)c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(5)ce段(不含c、e点)：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
(6)d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
(7)e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
(8)ef段(不含e、f点)：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
(9)fg段：没有光照，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
乙图：(1)积累有机物时间段：ce段。
(2)制造有机物时间段：bf段。
(3)消耗有机物时间段：Og段。
(4)一天中有机物积累最多的时间点：e点。
(5)一昼夜有机物的积累量表示为：SP－SM－SN(SP、SM、SN表示面积)。
2．密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化
(1)光合速率等于呼吸速率的点：C、E。
(2)图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减小，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。
(3)图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。
1．科研人员检测晴朗天气下露地栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况，并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是(　　)
A．光照强度增大是导致ab段、lm段Pn增加的主要原因
B．致使bc段、mn段Pn下降的原因是气孔关闭
C．致使ef段、op段Pn下降的原因是光照逐渐减弱
D．适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施
答案　B
解析　早晨日出后光照强度不断增大，使得露地栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在bc段Pn下降，主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量CO2，使大棚内密闭环境中CO2浓度迅速下降；而露地栽培的油桃在mn段Pn下降，是因环境温度过高导致气孔关闭，不能吸收CO2。15时以后，两种栽培条件下的光合速率持续下降，是光照强度逐渐减弱所致。适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中CO2浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。
2．某研究小组进行某植物的栽培实验，图1表示在适宜的光照、CO2浓度等条件下测得的光合曲线和黑暗条件下的呼吸曲线；图2为在恒温密闭玻璃温室中，连续24 h测定的温室内CO2浓度以及植物CO2吸收速率的变化曲线。据图分析，下列说法中错误的是(　　)
A．图1中，当温度达到55 ℃时，植物光合作用相关的酶失活
B．6 h时，图2叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质
C．18 h时，图2叶肉细胞中叶绿体产生的O2量大于线粒体消耗的O2量
D．该植株在进行光合作用且吸收CO2的量为0时，在两图中的描述点共有4个
答案　D
解析　图1中的虚线始终为二氧化碳的释放，从图中看出，当温度达到55 ℃时，光合作用不再吸收二氧化碳，只剩下细胞呼吸释放二氧化碳的曲线，表示植物不再进行光合作用，只进行细胞呼吸，A正确；图2中6 h时，二氧化碳的吸收速率为0，此时光合作用强度与细胞呼吸强度相等，因此叶肉细胞产生[H]的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，B正确；图2中18 h，二氧化碳的吸收速率等于0，说明植物的光合作用强度等于细胞呼吸强度，植株的叶肉细胞的叶绿体产生的O2量必须大于线粒体消耗的O2量，才能保证非叶肉细胞的O2供应，而使植物的光合作用强度等于有氧呼吸的强度，C正确；图2中当光合速率等于呼吸速率时，净光合速率为0，处于室内二氧化碳浓度曲线的拐点，因此图2中光合速率和呼吸速率相等的时间点有2个，图1中，光合作用与细胞呼吸相等的温度条件是40 ℃，故两图中的描述点共3个，D错误。
3．某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO2的速率。单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO2的速率随时间变化趋势的如图所示。回答下列问题：
(1)在光照条件下，叶肉细胞利用光能分解__________，同化CO2，图形A＋B＋C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用____________________，其中图形B的面积表示________________________。CO2进出叶肉细胞都是通过________的方式进行的。
(2)在上述实验中，若提高温度、降低光照，则图形________(填“A”或“B”)的面积变小，图形________(填“A”或“B”)的面积增大，原因是______________________________。
答案　(1)水　固定CO2总量　细胞细胞呼吸释放的CO2量　自由扩散
(2)A　B　光合速率降低，呼吸速率增强
解析　(1)光照下叶肉细胞利用吸收的光能进行水的光解，根据图中曲线在遮光前后的变化，可以确定图形B为遮光前细胞呼吸释放CO2的量，A为光照时叶片净吸收CO2的量，C则是除细胞呼吸以外叶片释放CO2的途径，这种释放CO2的途径可能与光照有关。所以，图形A＋B＋C即为光照下实际光合作用，也就是光照下固定CO2的总量。(2)影响光合作用的因素有光强度、温度和CO2浓度等，而影响细胞呼吸的因素有温度、O2浓度等。温度通过影响酶的活性而影响光合作用和细胞呼吸的速率，其中参与细胞呼吸的酶对高温较敏感。原来的温度为光合作用的最适温度，提高温度后，光合作用的有关酶活性下降，细胞呼吸的有关酶活性提高，所以提高温度后细胞呼吸增强，图形B面积变大，而提高温度、降低光照都会使光合作用减弱，图形A面积变小。
技法提炼　判断下图面积与合成、消耗有机物的关系
S1＋S3：细胞呼吸消耗有机物量；
S2＋S3：光合作用产生有机物总量；
S2－S1：O～D时，光合作用净积累有机物量。
重要题型8　面积法快速分析坐标图中光补偿点、光饱和点的移动
据图可知，OA表示细胞呼吸释放的CO2量，由光(CO2)补偿点到光(CO2)饱和点围成△BCD面积代表净光合作用有机物的积累量。改变影响光合作用某一因素，对补偿点和饱和点会有一定的影响，因此净光合作用有机物的积累量也会随之变化。具体分析如下表所示：
条件改变
△面积
光(CO2)补偿点
光(CO2)饱和点
适当提高温度
减少
右移
左下移
适当增大CO2
浓度(光照强度)
增加
左移
右上移
适当减少CO2
浓度(光照强度)
减少
右移
左下移
植物缺少Mg元素
减少
右移
左下移
注：适当提高温度指在最适光合作用温度的基础上；光照强度或CO2浓度的改变均是在饱和点之前。
1.将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室CO2浓度，在一定光照强度下测定叶片光合作用强度(以CO2吸收速率表示)，测定结果如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A．如果光照强度适当降低，a点左移，b点左移
B．如果光照强度适当降低，a点左移，b点右移
C．如果光照强度适当增强，a点右移，b点右移
D．如果光照强度适当增强，a点左移，b点右移
答案　D
解析　a点、b点分别是CO2补偿点、CO2饱和点，在a点浓度时，光合速率等于呼吸速率；b点浓度时，光合速率达到最大。如果光照强度适当降低，则光合作用强度会降低，a点应右移，b点左移；如果光照强度适当增强，则光合作用强度会增加，a点左移，b点右移。
2．(经典题改编)已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是(　　)
A．下移、右移、上移
B．下移、左移、下移
C．上移、左移、上移
D．上移、右移、上移
答案　C
解析　图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。
3．将小麦植株置于密闭玻璃罩内，下图是在不同温度条件下测定小麦对氧气的吸收或释放量随光照强度的变化，实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)b点的生物学含义是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
此时小麦根尖细胞中产生ATP的场所为______________________。适当提高CO2浓度后再测定，图中的b点将向________移动。
(2)由图可知，影响c点变动的主要因素是____________________。
(3)若适当提高CO2浓度，d点将向________移动。此时叶绿体产生的O2的去向是____________(填“线粒体”“细胞外”或“两者都有”)。
答案　(1)光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率　细胞质基质和线粒体　左　(2)光照强度和温度　(3)右下　两者都有
解析　(1)分析题图发现，纵坐标表示氧气吸收速率即净光合速率，横坐标表示光照强度；b点氧气吸收速率为0，即净光合速率为0，其含义为：光合作用产生氧气的速率等于有氧呼吸消耗氧气的速率 ；此时小麦根尖(根尖中无叶绿体)，只能进行细胞呼吸产生ATP，细胞呼吸产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。图中适当提高CO2浓度后，光合速率增加，光补偿点减小，b点将向左移动。
(2)由题图可知，变量只有两个：光照强度、温度。分析25 ℃曲线可知，随着光照强度增强，氧气释放速率增强，光照强度是影响c点变动的主要限制因素；分析15 ℃曲线可知，c点时虽然二者温度不同，但净光合速率相同，由于二者的呼吸速率不同，说明二者总光合速率不同，进而说明温度也影响光合速率，进而影响c点的变动。
(3)提高二氧化碳浓度后，植物的最大光合速率增加，d点会向下移，最大光合速率增加，需
要的光照强度会增加，所以d点会向右移；因此d点向右下移。
重要题型9　围绕光合速率与呼吸速率的测定考查实验探究
1．六种探究光合作用强度的实验设计方法
(1)液滴移动法(气体体积变化法)
①黑暗条件下，装置甲中红色液滴左移的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量。
②适宜光照下，装置乙中红色液滴右移的距离代表净光合速率。
③真光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(2)黑白瓶法：取三个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，并包以锡箔。从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来的溶氧量(初始值)。将剩余的两个黑、白瓶沉入取水深度，经过一段时间，将其取出，并进行溶氧量的测定。
①有初始值的情况下，黑瓶中氧气的减少量为有氧呼吸量；白瓶中氧气的增加量为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
②没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有氧气量与黑瓶中测得的现有氧气量之差即总光合作用量。
(3)叶圆片称重法
测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝(z－y)/2S；
呼吸速率＝(x－y)/2S；
总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
(4)半叶片法
将植物对称叶片的一部分(A)遮光或取下置于暗处，另一部分(B)则留在光下进行光合作用(即不做处理)，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。一定时间后，在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片，分别烘干称重，记为MA、MB，开始时二者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量，超出部分即为光合作用产物的量，再通过计算可得出光合速率。
(5)叶圆片上浮法
首先通过对叶片打孔、抽气、沉底的材料处理，然后根据不同的实验目的给予不同的单一变量操作，最后观察并记录叶片上浮所用的平均时间。
(6)梯度法
用一系列不同光照强度、温度或CO2浓度装置，可探究光照强度、温度或CO2浓度对光合作用强度的影响。
2．光合作用与细胞呼吸实验的设计技巧
(1)实验设计中必须注意的三点
①变量的控制手段，如光照强度的强弱可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO2浓度的大小可用不同浓度的CO2缓冲液调节。
②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“净光合作用强度”值。
(2)解答光合作用与细胞呼吸的实验探究题时必须关注的信息是加“NaOH”还是加“NaHCO3”；给予“光照”处理还是“黑暗”处理；是否有“在温度、光照最适宜条件下”等信息。
1．某同学研究甲湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸。具体操作如下：取三个相同的透明玻璃瓶a、b、c，将a先包以黑胶布，再包以铅箔。用a、b、c三瓶从待测水体深度取水，测定瓶中水内氧容量。将a瓶、b瓶密封再沉入待测水体深度，经24小时取出，测两瓶氧含量，结果如图所示。则24小时待测深度水体中生物光合作用和有氧呼吸的情况是(　　)
A．24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是v mol/瓶
B．24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是k mol/瓶
C．24小时待测深度水体中生物有氧呼吸消耗的氧气量是(k—v) mol/瓶
D．24小时待测深度水体中生物光合作用产生的氧气量是(k—v) mol/瓶
答案　D
解析　c瓶是对照，a和c的差值能反映呼吸强度，b和c的差值反映的是光合作用和细胞呼吸强度的差，b和a的差值反映的是总光合作用强度。
2．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片，烘干后称其重量，M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)。则叶圆片总光合速率为(　　)
A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3
C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3
答案　A
解析　分析题意可知，上午10时到下午16时之间的6个小时，植物既进行光合作用，也进行细胞呼吸，因此其重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用量/6＝(y－x)/6；而M处的实验条件是下午16时后将整个实验装置遮光3小时，此时叶片只进行细胞呼吸，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。
3.某研究小组用“半叶法”对番茄叶的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合速率，其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题：
(1)MA表示6小时后叶片初始质量－细胞呼吸有机物的消耗量；MB表示6小时后(________________)＋(______________________)－细胞呼吸有机物的消耗量。
(2)若M＝MB－MA，则M表示______________________________________________________。
(3)总光合速率的计算方法是______________________________________________________。
(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率，写出实验设计思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)叶片初始质量　光合作用有机物的总产量
(2)B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
(3)M值除以时间再除以面积，即M/(截面积×时间)
(4)将从测定叶片的相对应部位切割的等面积叶片分开，一部分立即烘干称重，另一部分在黑暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率
解析　叶片A部分遮光，虽不能进行光合作用，但仍可照常进行细胞呼吸。叶片B部分不做处理，即能进行光合作用，又可以进行细胞呼吸。分析题意可知，MB表示6小时后叶片初始质量＋光合作用有机物的总产量－细胞呼吸有机物的消耗量，MA表示6小时后叶片初始质量－细胞呼吸有机物的消耗量，则MB－MA就是光合作用6小时干物质的生成量(B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算总光合速率，即M值除以时间再除以面积。
4．某生物兴趣小组利用下图所示的实验装置来探究绿色植物的生理作用。据此回答下列问题。
(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有________，为使实验结果更科学，还需设置____________。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则观察到的实验现象是______________________________________________________。
(2)若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是____________________，实验中给植物提供C18O2后，在玻璃罩内检测到含18O的氧气，其产生的途径为___________________________________________________________________。
答案　(1)装置一和装置二　对照实验　装置一红色液滴左移、装置二红色液滴右移
(2)装置一和装置三　C18O2HO18O2(或：C18O2参与光合作用暗反应产生HO，HO参与光反应产生18O2)
解析　(1)若要探究植物细胞呼吸的类型，选取的实验装置有装置一和装置二，为使实验结果更科学，还需设置没有植物(或死植物)的对照实验，排除物理因素的影响。若实验中对照组的红色液滴静止不动，植物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，有氧呼吸消耗氧气，则红色液滴向左移；装置二烧杯中盛放水，不能吸收二氧化碳，植物有氧呼吸消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量，则红色液滴右移。
(2)装置一烧杯中盛放NaOH溶液，能够吸收细胞呼吸产生的二氧化碳；装置三烧杯中盛放CO2缓冲液，可以为光合作用提供二氧化碳。因此若要验证CO2是植物光合作用的必需原料，选取的最佳实验装置是装置一和装置三。实验中给植物提供C18O2后，光合作用过程中18O的去路是6C18O2＋12H2OC6HO6＋6O2＋6HO，其中产物HO又作为光反应的原料，在水的光解中产生18O2。
专题强化练
1．下列关于真核细胞呼吸的说法，正确的是(　　)
A．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C．无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中
D．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中
答案　D
解析　无氧呼吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程，无氧呼吸第一阶段葡萄糖的脱氢过程就是有机物被氧化分解的过程；水果的贮藏需要的环境是低温、低氧和低湿环境，低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸，减少有机物的消耗；若贮藏在完全无氧的环境中，无氧呼吸将会加强，产生大量酒精，既大量消耗了有机物，又增加了水果中酒精的含量，降低了水果的品质和质量；无氧呼吸的酶只存在于细胞质基质中，有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质中。
2．下列有关叙述正确的是(　　)
A．植物细胞中色素不可参与光合作用
B．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增加
C．叶肉细胞中只要线粒体能消耗O2，光合作用就不缺少ATP和CO2
D．给植物提供HO，随时间延长，含有18O的有机物种类增多
答案　D
解析　在植物细胞中，叶绿体中的色素可参与光合作用，A项错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶片黄化，叶绿素含量减少，叶绿体对红光的吸收降低，B项错误；光合作用暗反应阶段所需要的ATP来自光反应，CO2可来自于线粒体和细胞外，叶肉细胞中只要线粒体能消耗O2，说明叶肉细胞进行了有氧呼吸，但不能说明光合作用就不缺少ATP和CO2，C项错误；给植物提供的HO，被细胞吸收后，首先参与有氧呼吸的第二阶段，与丙酮酸一起被彻底分解成C18O2和[H]，生成的C18O2又可参与光合作用的暗反应阶段，因此随时间延长，含有18O的有机物种类逐渐增多，D项正确。
3．下列有关细胞呼吸和光合作用的叙述，正确的是(　　)
A．酵母菌细胞的呼吸方式不同，产生CO2的场所也不同
B．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
C．离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，不能完成暗反应
D．密闭玻璃容器中降低CO2供应，植物光反应不受影响，但暗反应速率降低
答案　A
解析　酵母菌细胞进行有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生，但有氧呼吸CO2产生场所是线粒体，A项正确；与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是温度低，B项错误；暗反应不需要光，离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，能完成暗反应，C项错误；密闭玻璃容器中降低CO2供应，会导致CO2固定过程减弱，生成的C3减少，致使C3还原时消耗的[H]和ATP减少，造成光反应产物[H]和ATP的积累，进而使光反应速率降低，D项错误。
4．如图表示20 ℃时玉米光合速率与光照强度的关系，SA、SB、SC依次表示有关物质量的相对值，下列说法中不正确的是(　　)
A．SA＋SB＋SC表示光合作用总量
B．SC－SA表示净光合作用量
C．光照强度从B点到D点变化过程中，C3逐渐减少
D．若提高CO2浓度，则B点左移
答案　A
解析　由图可知，SA＋SB表示细胞呼吸消耗的总量，玉米光合作用总量＝呼吸消耗量＋净光合量＝SB＋SC；净光合作用量＝总光合量－呼吸消耗量＝SB＋SC－SA－SB＝SC－SA，光照强度从B点到D点变化过程中，光照强度增加，光反应产生的[H]和ATP增加，被还原的C3增多，所以细胞中的C3逐渐减少；若提高CO2浓度，光补偿点减小，B点左移。
5．将某种大小相同的绿色植物叶片在不同温度下分别暗处理1 h，测其重量变化，立即光照1 h，再测其重量变化。结果如下表：
组别
1
2
3
4
温度(℃)
25
27
29
31
暗处理后质量变化(mg)
－1
－2
－3
－1
光照后与暗处理前质量变化(mg)
＋3
＋3
＋3
＋1
分析表中数据可判定(　　)
A．光照的1 h时间内，第4组合成葡萄糖总量为2 mg
B．光照的1 h时间内，第1、2、3组释放的氧气量相等
C．光照的1 h时间内，四组光合作用强度均大于细胞呼吸强度
D．呼吸酶的最适温度是29 ℃
答案　C
解析　从表中数据可知，光照1 h与暗处理1 h后相比，质量变化分别为4 mg、5 mg、6 mg、2 mg，可知光合速率均大于呼吸速率，每组释放的氧气量均不相等，每组合成的葡萄糖总量分别为5 mg、7 mg、9 mg、3 mg，A、B项错误，C项正确；暗处理1 h，其质量变化反映了呼吸强度，可知四组温度中29 ℃是适宜温度，但由于实验组别少，不能确定最适温度，D项错误。
6．取某植物生长旺盛的绿叶，用打孔器打出许多叶圆片，再用气泵抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，给予一定的光照，记录每个烧杯中叶圆片上浮至液面所用的平均时间。下列说法错误的是(　　)
A．本实验是研究CO2浓度对光合作用强度的影响
B．叶片必须先在暗处放置几小时，消耗叶片中的淀粉
C．叶肉细胞产生的O2从叶绿体扩散到线粒体和细胞外
D．一定范围内增强光照强度，可以缩短叶圆片上浮的平均时间
答案　B
解析　该实验的自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，可以为光合作用提供CO2，所以该实验是研究CO2浓度与光合作用强度的关系，A正确；该实验的因变量是光合作用产生的氧气量，并不是淀粉的含量，所以实验前不需要消耗掉叶片中的淀粉，B错误；叶肉细胞光合作用产生的氧气首先提供给发生有氧呼吸的线粒体，再扩散到细胞外，C正确；一定范围内增强光照强度，则光合作用产生的氧气增多，可以缩短叶圆片上浮的平均时间，D正确。
7．(2017·六安市皖西教学联盟检测)近年来中国遭遇史上较严重雾霾天气，雾霾除对人们的呼吸健康造成严重影响之外，也对某些植物的生命活动产生明显影响，某校生物兴趣小组针对雾霾对植物光合作用的影响进行了研究。
(1)该小组分析认为：首先雾霾天气直接影响叶绿体中的________(产物)产生，其次雾霾堵塞气孔，会引起叶肉细胞间隙________下降，进而影响光合作用的暗反应阶段。
(2)香樟是一种良好的绿化树种，能吸收多种有害物质，对雾霾环境具有一定的净化作用。下图表示在适宜的CO2浓度、温度和水分等条件下，该兴趣小组所测得的香樟植株叶片光合作用强度与光照强度的关系，请分析回答下列问题：
①与光合作用相关的色素分布在__________________，限制bc段光合速率的主要环境因素是______________。
②若饱和点对应的光照强度突然降到补偿点，短时间内叶绿体中C3的含量将会________(填“增加”或“减少”)。
③雾霾天气会使植株叶肉细胞的光合速率较长时间处于ab之间，此时叶肉细胞中CO2浓度最低的场所是____________。
答案　(1)[H]、ATP、O2　CO2浓度
(2)①叶绿体类囊体薄膜　光照强度　②增加　③叶绿体(叶绿体基质)
解析　(1)雾霾天气，光照不足，导致光反应减弱，所以产生的[H]、ATP、O2减少；同时雾霾会堵塞气孔，会引起叶肉细胞间隙CO2浓度下降，进而影响光合作用的暗反应阶段。
(2)①与光合作用光反应有关的色素分布于叶绿体的类囊体薄膜上。图中bc段，随着光照强度的增加，光合作用强度增加，说明限制bc段光合速率的主要环境因素是光照强度。
②若饱和点对应的光照强度突然降到补偿点，则光反应减弱，三碳化合物的还原受阻，导致三碳化合物增加。
③二氧化碳浓度最低的部位是消耗的场所，即叶绿体基质中。
8．在密闭玻璃装置中，研究某种绿色植物在不同的温度和光照条件下的氧气变化量，结果如图所示。请回答相关问题：
(1)黑暗中测定氧气吸收量时，可在烧杯中加入NaOH溶液，目的是______________________
_____________________，光照下测定氧气释放量时应加入_____________________________。
(2)不同温度下测定结果的差异与__________________直接相关，该植物在20 ℃下呼吸速率是10 ℃下的____________倍。
(3)该植株在10 ℃、5 klx光照下，每小时光合作用所产生的氧气量是________mg；该植株在20 ℃、10 klx光照下，每小时光合作用固定的CO2量是________mg。
答案　(1)吸收CO2　CO2缓冲液(NaHCO3溶液)
(2)酶的活性　2　(3)2.5　6.875
解析　(1)NaOH溶液能吸收CO2，去除CO2后，液滴移动只由氧气含量变化引起。光照下测定氧气释放量时不能加入NaOH溶液，因其会吸收CO2导致光合作用无法进行，应该加入CO2缓冲液，如NaHCO3溶液，这样既能确保光合作用进行，又能准确反映氧气变化量。(2)温度影响酶的活性，进而影响呼吸速率。黑暗中氧气吸收量表示该植物的细胞呼吸强度，20 ℃下呼吸速率为2 mg/2 h＝1 mg/h,10 ℃下呼吸速率为1 mg/2 h＝0.5 mg/h，前者是后者的2倍。(3)光照条件下氧气释放量反映净光合作用强度，而10 ℃、5 klx光照下，每小时真正光合作用所产生的氧气量＝净光合作用氧气释放量＋细胞呼吸氧气消耗量＝2 mg＋0.5 mg＝2.5 mg，因此每小时光合作用所产生的氧气量是2.5 mg。光合作用固定的CO2量代表真光合作用强度，在20 ℃、10 klx光照下，植株每小时氧气产生量为4 mg＋1 mg＝5 mg，根据反应式换算为每小时光合作用固定的CO2＝5 mg×44/32＝6.875 mg。
9．(2017·胶州期末)为了防止干旱阻碍小麦的生长，可采用不同给水措施以调整小麦的光合效率，确保产量。各组实验处理及结果如下图所示，请回答下列问题：
(1)实验过程中，要保持________________________等环境条件与对照组相同且适宜；9：00时刻，一定光照强度下，叶肉细胞内O2移动的方向是_________________________________。
(2)据图分析可知，在对小麦的各种处理中，________________处理不会导致植株出现“午休”现象，其原因可能是__________________________________________________________。
(3)图中光合速率的含义可表示为________________________________，若用HO浇灌，发现小麦叶肉细胞中出现了(CHO)，18O转移途径是________________。
(4)为了进一步探究雾化处理对小麦叶片细胞呼吸是否有影响，请简单设计一个合理的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)光照强度、CO2浓度和温度　由叶绿体类囊体薄膜到线粒体和细胞外
(2)灌溉和雾化　两种处理都维持了叶片的水分含量，使气孔不关闭
(3)单位时间内单位叶面积O2的释放量或单位时间内单位叶面积CO2的吸收量　
HO→C18O2→(CHO)
(4)可将生理状态相同的小麦叶片均分为2组，一组不做任何处理，另一组雾化处理后分别置于相同体积的密闭装置中，在黑暗条件下测量细胞呼吸
解析　(1)在实验过程中，要保持光照强度、CO2浓度和温度等环境条件与对照组相同且适宜。9：00 时刻，一定光照强度下，光合作用强度大于细胞呼吸强度，叶肉细胞内O2移动的方向是由叶绿体类囊体薄膜到线粒体和细胞外。 (2)据图分析可知，在对小麦的各种灌溉措施中，灌溉和雾化处理不会导致植株出现“午休”现象，其原因可能是两种处理都维持了叶片的水分含量，使气孔不关闭。 (3)图中光合速率的含义可表示为单位时间内单位叶面积O2的释放量或单位时间内单位叶面积CO2的吸收量。在培育过程中，放射性的氧元素最可能的转化途径是HO 先参与有氧呼吸(第二阶段)生成二氧化碳(C18O2)，二氧化碳(C18O2 )再参与暗反应(光合作用)生成有机物(CHO)。 (4)为了进一步探究雾化处理对小麦叶片细胞呼吸是否有影响，可设计的实验方案：可将生理状态相同的小麦叶片均分为 2 组，一组不做任何处理，另一组雾化处理后，分别置于相同体积的密闭装置中，在黑暗条件下测量细胞呼吸。
10．(2017·焦作二模)光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程。光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产。下图为光呼吸和光合作用的关系图，请回答下列问题：
(1)光合作用过程中，羧化反应发生的场所是________(填具体部位)。分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为______________。光呼吸发生的条件是________________和低CO2含量等。
(2)结合光合作用过程分析，图中五碳化合物主要来自________(填过程)。研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自__________________(填具体部位)。
(3)科研人员利用玉米和大豆探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠对两者的增产效果。
①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的________结构，有利于提高____________。
②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的________来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠进入叶肉细胞________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1 mmol/L的亚硫酸氢钠溶液后，大豆释放氧气的量________(填“增多”“减少”或“不变”)，原因是__________________。
答案　(1)叶绿体基质　叶绿体、线粒体　光照、高O2含量
(2)三碳化合物的还原(或C3的还原)　叶绿体(或基粒)的类囊体薄膜
(3)①垂直　光能的利用率　②空间结构　不需要
③增多　光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多
解析　(1)光合作用过程中，羧化反应是暗反应阶段，发生的场所是叶绿体基质。分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为线粒体和叶绿体，而光呼吸发生的条件是光照、高O2含量和低CO2含量等。
(2)在光合作用中，五碳化合物通过三碳化合物的还原产生。研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自光合作用的光反应阶段，场所在叶绿体的类囊体薄膜。
(3)①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的垂直结构，有利于提高光能利用率。
②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠顺浓度梯度进入叶肉细胞属于被动运输，不需要消耗ATP。
③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1 mmol/L的亚硫酸氢钠溶液后，光反应增强，水的光解速率加快，大豆释放氧气的量增多。

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