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海兴中学2008届高三生物第二轮复习
专题一 生物实验及设计基础
（赵振山 编） 2008.3
一、网络导学
[本专题包括必修和选修三本教材上考试大纲规定的17个常规实验及实验设计的原则、方法与解题思路。]
二、考纲提示
生物是一门以实验为基础的学科，因此对实验的重视和复习是高考复习中重要的一环。从近几年生物高考试题分析看，对实验能力进行考查是重点，它的导向功能在这里得到了充分的体现，从知识内容看，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料、操作方法和步骤，对实验现象的观察分析、实验设计和结果的预测等多方面；从认识水平看，包括了解、理解、综合运用等层次。
高考生物学实验题的设计思路是：从多角度考查学生的生物学实验能力，理解所学实验的实验内容，包括实验原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释和分析；理解探索性实验的一般方法；能够制订课题研究的初步计划。尤其是能根据命题意图设计出科学、合理、严谨、简单的实验方案，并能对实验现象和结果进行解释和分析；能够制订并评价课题研究的初步计划。
实验能力是“教学大纲”要求学生掌握的一项基本能力。就是能使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析。此能力要求包括两方面的内容：一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。
实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力（设计和完成实验的能力）。此能力要求也包括两方面的内容：一是独立实验的能力（大纲归定学生实验和教师演示实验），即理解实验原理、目的、要求、材料、用具；掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理；观察现象、分析数据、得出结论；常规实验非常规做法。二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处相关的实验问题。
（一）实验方法要素及处理要素关系的基本原则
　1．假设与假设验证原则
　　 实验的第一个要素：“假设”；第一项原则是“假设验证”原则。
第一个要素：假设 第一项原则：假设验证原则
假设：较概括的假定
预期：较具体的推断
验证：用事实证实或证伪 科学实验遵循的程序准则：
假设——预期——验证
　2．变量与单一变量原则
　　 实验的第二个要素：“变量”；第二项原则是“单一变量”原则。
第二个要素：变量 第二项原则：单一变量原则
①实验变量(自变量)
②反应变量(因变量)
实验目的在于操纵自变量，获取因变
③无关变量(控制变量)
④额外变量(干扰变量)
实验关键在于控制无关变量，减少干扰变量 一个实验变量对应观测一个反应变量。
如A实验变量对应观测A反应变量，不可混入B反应变量。
单一变量原则，有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，即实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。
3．控制与平稳控制原则
实验的第三个要素是“控制”，第三项原则是“平衡控制”原则。
第三个要素：控制 第三项原则：平衡控制原则
①严格操纵控制实验变量与反应变量
②力求平衡抵消无关变量与额外变量 ①单组法：对同一对象，既用A法，又用B法
②等组法：对象状况相等，甲用A法，乙用B法
③轮组法：甲组：A法→B法
乙组：B法→A法
通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。
4．对照与实验对照原则
实验的第四个要素是“对照”；第四项原则是“实验对照”原则。
第四个要素：对照 第四项原则：实验对照原则
设置对照，进一步消除无关变量对实验结果的影响，以增加实验结果的可信度 ①空白对照：指明不做任何实验处理的对照组。
②自身对照：实验与对照在同一对象上进行。
③条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理。
④相互对照：几个实验组相互对照。
5．捕获解释与真实客观原则
　 实验的第五个要素是“捕获”和“解释”；第五项原则是“真实客观”原则。
第五个要素：捕获与解释 第五项原则：真实客观原则
捕获：捕捉、记录由实验变量而引起的反应变量的变化和结果，即捕获事实。
解释：论证、说明实验变量与反应变量的因果关系，并推出结论，即解释事实。 捕获解释事实、现象、数据，一定要实事求是，客观真实，力戒主观臆造
（二） 实验设计的基本内容、三个原则、实例和备考策略
1.实验设计的基本内容
（1） 实验名称 是关于一个什么内容的实验。
（2） 实验目的 要探究或者验证的某一事实。
（3） 实验原理 进行实验依据的科学道理。
（4） 实验对象 进行实验的主要对象。
（5） 实验条件 根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。
（6） 实验方法与步骤 采用的方法及最佳操作程序。每一步必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
（7） 实验测量与记录 对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
（8）实验结果预测及分析 能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。
（9） 实验结论 对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。
2.实验设计的实例分析
“验证成熟植物细胞的渗透作用”实验设计实例：
Ⅰ　实验名称：观察马铃薯条的渗透吸水与渗透失水现象。
Ⅱ　实验目的：验证成熟植物细胞的渗透作用。
Ⅲ　实验原理：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水；反之则吸水。
Ⅳ　实验对象：新鲜马铃薯条。
Ⅴ　实验条件：0.8g/mL的蔗糖溶液、蒸馏水、大试管、有刻度的小烧杯、刀片、镊子等。
Ⅵ　实验设计的基本原则：对照、等量。
Ⅶ　实验方法与步骤：
(1)制备3条长度、宽度、体积都相同的新鲜马铃薯条。
(2)将其中的2条分别放入盛有等体积的蔗糖溶液与蒸馏水的烧杯中，另1条放入加塞的空试管中。
(3)2h以后，通过比较的方法观察薯条的长度变化及蒸馏水、蔗糖溶液体积的变化。
Ⅷ　实验结果预测分析：可能出现的实验结果是：
(1)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积明显大于蒸馏水体积。
(2)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度不变，且蒸馏水的体积小于蔗糖溶液体积。
(3)放入蒸馏水中的薯条长度不变，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积大于蒸馏水体积。
(4)薯条的长度及溶液的体积都没有明显的变化。
Ⅸ　 实验测量与记录：将放入溶液中的薯条与试管中的薯条比较观察，并比较烧杯中溶液的体积：放入蒸馏水中的薯条变长、放入蔗糖溶液中的薯条变短，且烧杯中蔗糖溶液的体积比蒸馏水的体积大。
Ⅹ　 实验结论：放入蔗糖溶液中的薯条渗透失水，放入蒸馏水中的薯条渗透吸水。
3.实验设计题的分类解析
验证性实验的基本内容
（1）实验题目
（2）实验原理 即完成实验所用的理论依据
（3）目的要求 通过实验要解决的问题
（4）材料用具
（5）方法步骤
（为加强说服力，有时往往对实验要设立“实验组”和“对照组”。设计对照实验时切记：只有遵循“单一变量”原则，这样才有对照价值。补充实验步骤时，对每一步有必要先打腹稿然后下笔，并要编号清楚（如⑴……⑵……，表达清晰。）
（6）实验结果（预测实验现象）
验证性实验由于有明确的实验目的，预测的结果是科学的、合理的、惟一的。有实验（题目）中需要记录实验结果，这就要搞清楚记录什么？如何记录？
①用文字描述：略。
②表格的设计： 要理清设计思路： Ⅰ.首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。（题目中有明确的要求） Ⅱ.其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。 Ⅲ.再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。因此只要设计完成一张空白表格即可。设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓，再写入答题纸中。） Ⅳ.表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称）。
③坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？
④分析实验结果： 用书本理论分析实验结果。
（7）实验结论 联系实验目的得出结论。结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在实验要验证的内容中寻找。
（8）讨论
①对实验操作的理论、具体细节等进行讨论。
②也可讨论与实验无直接关系但有一定联系的其他知识。
注意：
验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的。结果是指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果”。
验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。
在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。
探究性实验的基本内容
（1）实验课题 如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。实验课题的格式有：
“×××××××××××研究”
“×××××××××××实验”
“××××××××××的影响”
（2）实验原理 是完成实验所应用到的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。
（3）实验目的 大多是写做了该实验后要解决的问题。
（4）材料用具：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供给学生。
（5）实验假设 指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的参考答案。如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称在文字上写得更具体一些。
（6）实验步骤的设计（即实验设计方案或曰实验设计思路） 涉及到：
①实验设计思想
②器材药品
③实验步骤（要体现单一变量对照原则）。为此要设立“实验组”和“对照组”。设立对照组时，只需明确写出单一变量内容，其余条件（无关变量，如培养条件等）用“其他……条件与（甲）对照组相同”即可。
④观察记录（图表、曲线等。表格的设计要求同验证性实验）
（7）实验预测及分析 探究性实验是对本不知道，现在需要知道的实验现象或结果进行探究。即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测，但由于我们是作理论上的实验设计，因此实验预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象或结果。
探究性实验不象验证性实验能得出一个肯定的结论，往往有几种预测结果，相应的就有几种可能的结论。
（8）讨论 讨论的是与实验直接有关的内容，也可能是与该实验内容有关的其他知识。
实验设计题的内容虽然较多，但在实际考试中由于种种原因，如试题考查内容、试卷长度等，内容往往是不完整的，主要由试题设计者来决定，选取其中主要部分对学生进行考查。
4.实验设计的三个原则
（1）对照性原则——科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。
“实验组”与“对照组”确认
一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如 2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。按照对照方式的不同可分为4种：
①空白对照：即不作任何实验处理的对照组。例如，在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
②相互对照：即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。例如，在植物激素与向性的设计实验中，5个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。
③条件对照：即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。
④自身对照：即实验与对照在同一对象上进行。例如，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。
再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中，清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
（2）等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。
（3）单因子变量的原则。
实验变量剖析
在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件，具体分析如下
①实验变量与反应变量：
a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。
b．反应变量（又称因变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。
c.二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。
②无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
【例题剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。 5. 5.备考策略
归类总结，引导构建实验类型框架
高中生物学实验常见类型和分类的依据参考表
分类依据 生物学实验类型
实验的直接目的 探索性实验、验证性实验
实验的作用 对照实验、析因实验、（模拟实验）
实验研究的质和量 定性实验、定量实验
（1）探索性实验和验证性实验
概念 特点 联系
探索性实验 是探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系的实验方法。 是对研究对象的不了解，或不完全了解，全凭实验者去“尝试”，所以，探索性实验也称“试验”，是一种开创性的研究。解题时，描述实验现象时是未知的，可不描述。实验结果预测是对应假设，分类讨论。无实验结论。 两种类型在生物科学研究的过程中往往是不可分割的，在对研究对象的探索过程中，对未知的研究目标，必然要提出假设或猜想，并做出预期，只有通过验证性实验来证明假设的正确与否，才能得出科学的结论
验证性实验 是验证某一个理论是否正确的实验。 当对研究对象有了一定的了解，并形成一定认识或提出某种假设时，就需要用实验来证明其正确与否。解题时，描述实验现象时是已知的，应准确描述。没有实验结果预测和分类讨论。对应实验目的做出肯定结论。
（2）比较实验
比较实验是通过对照或比较来研究和揭示研究对象某种属性或某种原因的一种实验方法。这种实验要设置两个或两个以上的相似组样，一个是对照组，作为比较的标准；另一个是实验组，通过某种实验步骤，在两组之间判定实验组是否具有某种性质或影响。
概念 例
对照比较实验 对照比较实验是在两个相似组样中进行，其中一个是已经确定其结果的事物，称之为“对照组”，让其自然发展，实验者对之不加干涉；另一组是未知的、需要研究的事物，称其为“实验组”。将实验组中的未知因素同对照组的已知因素进行干预，以确定该因素的影响作用。 高中生物平时作的练习大多是对照比较实验。如实验证明甲状腺激素能促进小蝌蚪的发育。
◆ 可以把对照比较实验模式为
对照组 A1A2A3……An=M 注A为研究因素，M为实验结果。A2*为干预因素，M*为干预后的结果
实验组 A1A2*A3……An=M*
（3）定性和定量实验
定性实验 定性实验是判断研究对象具有哪些性质，并判定某种物质的成分、结构或者鉴别某些因素之间是否具有某种关系的一种实验方法。一般来说是解决的是“有与无”和“是与否”的问题。 如植物生长素对植物的促进生长作用的证明。 判断叶绿体中色素的种类和颜色。
定量实验 为了对研究对象的性质、组成及影响因素有更深入的认识，就必须探究它们之间的数量关系。 证明生长素的量对植物的影响。PH值与酶的活性的关系，植物的光合作用与环境的温度、CO2、光照强度等的关系，生物体内微量元素对生物代谢的影响，都有其相应的数学表达式或函数曲线图。
（4）验证性实验和探究性实验有关内容的比较
目的 步骤 假设 预测 结果 结论
验证性实验 验证…… 相同 无 结果惟一 解题前已知 有惟一肯定的结论
探究性实验 探究…… 有 结果多种 解题前后都未知 几种预测就有几种结论
当然，涉及到具体的实验题时，一般不会面面俱到，也就是以上各项实验要求不会在试题中全部出现，即在题中仅出现其中的部分要求，因此解题时需具体情况具体分析。
（三）实验设计题的应试技巧
解答实验设计题的思路
1．明确实验目的 弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，其后内容就是实验的目的。
[例题] 为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。
(1)材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。
(实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。)
(2)方法与步骤：_____________________________________________。
(3)结果预测与分析：________________________________________。
[解析]（接上例）此实验目的就是题干中“为了验证甲状腺激素的生理作用”这句“验证”后面的内容，即“验证甲状腺激素的生理作用”。
2．分析实验原理 就是完成该实验的理论依据是什么？这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学科学原理。另外提供的实验仪器的使用方法和原理也是应考虑在内。此过程要求学生利用储备知识独立分析、运用。
[解析]接上例：实验原理是甲状腺激素的生理作用，即加速物质的氧化分解，耗氧量增加，提高神经系统的兴奋性，使活动量增加。
3．独立设计实验 根据题目给出的材料、用具（一般情况下要用全所给的材料用具），实验设计应从三个方面入手，即实验设计“三步曲”：
⑴编组标号。研究对象、器皿等要编组标号，设立实验组和对照组；
⑵实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量；
实验处理要遵循“单一变量，对照原则”。单一变量，就是对实验结果有关键影响的单一因素；对照原则，就是要有正反两个方面的实验。即在实验中设置对照组，与实验组进行比较，以显示实验的效果，增强实验结果的可信度和说服力。常见的对照方法有以下几种：
类型 设置对照实验 实 例
空白对照 不给对照组以任何处理 “动物激素饲喂小动物的实验”中，3号缸不加药
自身对照 实验组和对照组都在同一实验对象上进行 植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先后进行
条件对照 给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素（如甲状腺激素） 上例中给对照组灌蒸馏水
相互对照 不单独设对照组，而是几个实验组相互对照 植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置在不同的方向
在对实验组和对照组进行处理的时候，要注意下图所示的程序：
⑶培养（或饲养）、观察、记录等。
观察记录实验现象和实验数据，最后根据实验原理对实验结果进行预测与分析。
[解析]接上例：方法步骤：
1 将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量。——编组标号
2 每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给与乙组灌胃等量的蒸馏水，饲养一段时间。
——实验处理，设立实验组（甲组）和对照组（乙），操纵实验变量“甲状腺激素和蒸馏水”。
③定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。 ——培养（或饲养）、观察、记录
4．实验结果分析 要弄清题目的目的是“验证型的”还是“探究型的”。如果是“验证型的”实验，则要根据所学知识和原理，分析得出应有的实验结果和推出相应的结论，（此时一般只有一个结果和相应的结论，且结论与实验目的相对应）。若是“探究型的” 实验，则要根据原理、目的，预测出可能的结果和推出相应的结论（此时一般有几个不同结果及相应的结论）。预测结果“三步曲”
⑴实验预测
①验证性实验 如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。
②探究性（预测结果“三步曲”） 实验如“探究……”预测的实验结果不惟一，大多有三种可能：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。
[解析]接上例：实验目的中有“验证……”，因为是验证性实验，所以实验结果可预测为：未给甲状腺激素时，甲、乙两组鼠的耗氧和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后，其耗氧和活动量均大于乙组。
⑵很多实验是化学反应类型，肉眼观察不到，应该考虑加入指示剂，借助颜色变化或仪器辅助观察。实验结果可采用文字描述、表格、坐标曲线等方式描述。
[解析]接上例：甲状腺激素促进物质氧化分解的化学反应无法观察，但可以以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标。
5．实验结论 通过现象、结果的分析，概括出规律性的问题，结论一般就是实验的目的。
[解析]接上例：此实验的目的是：验证甲状腺激素的生理作用；结论是甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使耗氧量和活动量加大。
6．讨论 讨论的内容可以是实验中的内容，也可以是跟实验有关的其他问题。如：
[解析]接上例：①验证甲状腺激素的作用，为什么要以耗氧量和活动量作为观察指标？②如以体重为衡量指标，那么实验组的大白鼠在实验前后的体重有何变化？
实验步骤设计
下面总结一条书写模式，能够使书写条理，思路清晰。
1．选材：选材应保持条件相同（如上例中：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠）
2．分组：体现操纵实验变量。从实验目的中分析出实验变量是什么，如“验证甲状腺激素的生理作用”即变量为甲状腺激素，实验组有甲状腺激素，对照组无甲状腺激素。（每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给与乙组鼠灌喂等量的蒸馏水）
3．培养、观察：除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应要相同，即控制无关变量。
4．统计分析结果：（定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量）
5．得出结论：
这一规范并非一成不变，在运用时掌握基本原则，灵活处理，才能以不变应万变。
关于“假设”“预期”“结果”与“结论”的辨析
（1）假设
“假设”，也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。如“孟德尔分离现象解释验证”的测交实验中，提出的假说是：“FI（Dd）产生配子时，因等位基因分离，使得 FI产生含基因D和基因d的两种配子，且其数目相等。”再如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，提出的假说应为：
当细胞外溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水
当细胞外溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水
（2）预期
“预期”是在实验设计方案确定以后，实验正式实施之前，根据假说和原理，对实验可能出现的结果的判断，是依据提出的假说进行推理，得出假定性结果或推论，即“假如假设成立，则应有何种结果”，如“孟德尔分离现象验证实验，假如假说成立则有测交的后代应出现Dd与dd为1：1的结果，即高茎与矮茎数量比应为1：1”，而“观察植物细胞质壁分离与复原实验”中，假若假设成立，则应有处于高浓度（30％）蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞因不断失水→质壁分离，而处于清水中的已分离细胞因细胞吸水→质壁分离复原
（3）结果
结果应为实验实际出现的情况，如“孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为“得到的64株后代中，30株高茎，34株矮茎，两种性状分离比为1：1”而“质壁分离复原实验”中处于30％蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发生了质壁分离，而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。
（4）结论
结论的得出须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。
由此可知，“假设”应对应“结论”，“预期”应对应“结果”，在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果，则应有何种结论”，例如用检测呼吸装置的红色液滴检测酵母菌呼吸类型时，应为若液滴向左移动则推出什么结论，若液滴向右移动则推出什么结论，而不能描述为“若为有氧呼吸，则液滴向哪移动”，再如在验证淀粉，碘液能否通过半透膜时应描述为“若袋内外液体均变蓝（结果或现象），则淀粉、碘液均能通过半透膜。”而不能描述为“若淀粉、碘液均能通过，则袋内外液体均变蓝”。
三、题型解读
高考实验考查的基本内容
（1）常规实验的考查 常规实验是教材中规定学生必须要掌握的几个实验。通过常规实验的学习，关键是要掌握生物学科基本的实验设计思想，基本的实验方法及一般的分析方法。对教材中常规实验的考查一般为：
1、对实验原理、实验材料和实验试剂的分析和解释
2、对实验步骤及实验顺序的分析和解释
3、对实验设计中对照实验的分析和解释
4、对实验结果的分析和解释
5、基本实验操作仪器的使用（例如显微镜）
（2）拓展实验的考查 拓展实验也就是实验设计例题。这类例题有以下几种类型：
①判断实验设计过程正确与否
典例1.证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的(略) (2)实验材料和用具(略) (3)实验方法和步骤
①取1支试管，注入2ml浆糊。 ②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。 ③向试管内加入2ml唾液。
④往试管中滴加2滴碘液。 ⑤将试管振荡后放十分钟。取出试管，观察溶液颜色的变化。
(2)结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。 该实验方法和步骤及结论有没有错误？如有，请指出并改正。
【解题思路】获取信息-发现谬误-改正完善
【参考答案】 有三处错误： (1)未设立对照实验，步骤①还应取1支试管，③往这支试管中加入2ml清水 ；(2)步骤顺序颠倒，步骤④应与步骤⑤对调；(3)实验结论错误，本实验只能证明淀粉被水解，而不能证明水解产物是什么。
②补充实验步骤，分析实验结果
典例2.黄瓜花是单性花，雄花和雌花容易分辨。现在生物园里有几株黄瓜正在开花，为你提供必要的器具和药品，请你完成下面的实验方案，证明：黄瓜子房发育成果实需要种子提供的生长素。
器具药品：透明纸袋、回形针、小纸牌、剪刀、镊子、毛笔、烧杯、适宜浓度的生长素溶液。
步骤一：选择一批发育正常，即将开放的黄瓜雌花，为每朵花套上透明纸袋，用回形针将纸袋固定好，然后，将这些雌花分为3组，分别挂上1、2、3的小纸牌。
步骤二：
结果预测：第一组雌花________；第二组雌花__________；第三组雌花________。
【解题思路】获取信息-分析加工-依题作答
【参考答案】 步骤二：待纸袋中的雌花开放后，打开纸袋，将各组花作如下处理：1组—授以黄瓜的花粉，2组—在子房壁上涂抹适宜浓度的生长素，3组—不作任何处理，之后，都套上纸袋。
结果预测：1组—结出有籽黄瓜，2组—结出无籽黄瓜，3组—不结黄瓜。
③实验过程细节分析
典例3.右图实验装置用于研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响，先将酶和乳汁放入2个试管，然后将2个试管放入同一水浴(温度用T℃表示)环境中持续15min，再将酶和乳汁倒入同一试管中混合，保温并记录凝乳所需的时间。
装置 水浴温度(℃) 凝乳时间(min)
A 10 ∞不凝固
B 20 7.0
C 30 4.0
D 40 1.5
E 50 4.0
F 60 ∞不凝固
通过实验记录在不同的温度下凝乳所需的时间，结果如右表：
(1)为什么酶和乳汁混合之前在同一水浴环境中保温 15 min，实验结果更准确？
(2)若将酶和乳汁直接放入同一试管内混合并保温对实验结果有何影响？
(3)比较并解释装置B和D的结果。
(4)解释以下两种处理时实验结果有无什么变化。
①将装置A内混合物加温至40℃______________。
②将装置F内混合物冷却至40℃______________。
(5)除了温度，再指出一种能影响酶活性的因素。______________。
【解题思路】获取信息---分析加工---依题作答
【参考答案】考查学生对酶的性质、酶的作用条件是否掌握。这种具实验背景的理论题值得注意。
(1)使两者混合时温度一致，即酶催化反应温度维持恒定；
(2)凝乳时间会延长，因为混合保温达到指定温度需一定时间；
(3)说明在一定范围内(20℃～40℃)酶的活性随温度升高而升高；
(4)①能凝乳 ②不能凝乳； (5)pH值
④完整设计实验（要求学生掌握实验设计的基本过程，全面考查）
典例4.设计一个实验，证明ATP是直接的能源物质。
要求：(1)自选器材试剂(2)写出实验步骤(3)预测实验结果(4)设置对照实验
【解题思路】这是一道开放性实验例题，一般是沿着“明确目的要求-确定原理假设-选择器材用具-设定方法步骤-预测实验结果”的思路设计实验。
【参考答案】(1)器材试剂：培养皿、试管，活萤火虫，ATP制剂、0.1%葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水。(2)实验步骤：
试 管 步骤① 发光器熄灭时，立即进行步骤② 步骤② 现象预测
A 捣碎的发光器、生理盐水 ATP制剂 5ml
B 捣碎的发光器、生理盐水 0.1%葡萄糖溶液5ml
C 捣碎的发光器、生理盐水 蒸馏水 5ml
(3)结果预测：A—恢复发光，B—不再发光，C—不再发光。 (4)对照实验：B、C是对照实验组。
典例5.现有一种植物种子，已知它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请依据所给材料用具设计实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。
材料用具：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。
方法步骤：
①______________________________________________________；
②______________________________________________________；
实验结果及相应的结论：
①______________________________________________________；
②______________________________________________________；
③______________________________________________________；
[分析]1.明确实验目的：探究光的有无对该种子萌发的影响，推导出变量是“有光”和“无光”。
2．分析实验原理：种子在适宜的条件下萌发。
3．设计实验过程：
①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中 ←——选材
②将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中， ←——分组
使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。 ←——统计分析结果
4．实验结果分析：实验目的“探究……”为探究性试验，结果可能有多方面。
①有光组萌发，无光组也萌发（或答发芽率差异不显著），该种植物的种子萌发不受光的影响；
②有光组萌发，无光组不萌发（或答有光组发芽高于无光组，差异显著），光是该种植物种子萌发的必要条件之一；
③有光组不萌发，无光组萌发（或答无光组发芽高于有光组，差异显著），光抑制该种植物种子的萌发。
四、综合测试
(本专题测试包括A卷和B卷；每卷有2个选择题--12分、3个非选择题—60分，共72分；限时30分钟)
A卷
1.在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，迅速加入等量的下列图示中的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。这四个处理中，沉入底部的烧瓶最先浮起的是
2.在油菜上选取健壮且叶龄相似的叶片数片，用直径为1cm的打孔器避开叶脉，打下小圆片 60片放入水中，采取措施将叶片内的空气逐出，代之以水，充满水的叶子圆片沉入水中。 把下沉的叶子圆片连同水放置在黑暗处备用。取6只编号烧杯，各倒入20mL凉开水，用玻璃管向3、4、5、6号烧杯内的凉开水各吹气数分钟，再向6只烧杯各放人叶圆片10片，分别置于不同光照和温度条件下，作如下表所示的处理：
杯号 光照强度／klx 温度／oC 水
l 15 25 凉开水
2 5 25 凉开水
3 15 5 经吹气处理的凉开水
4 5 25 经吹气处理的凉开水
5 15 25 经吹气处理的凉开水
6 5 5 经吹气处理的凉开水
关于上述实验的叙述中，正确的是
①向3、4、5、6号烧杯中的凉开水吹气，目的是增加水中的CO2含量； ②叶圆片最先上浮的烧杯应是5号； ③本实验证明了光合作用速率受光照强度、温度、C02含量等外界因素的影响； ④实验中3号与5号烧杯比较，可说明光合作用速率受光照强度的影响
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
3.真核细胞内有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的分解,其反应式为:
为探究该反应发生的场所,甲、乙二人分别做了如下实验。
甲:方法:
步骤一:取新鲜肝脏用_________ ___处理,分散成为单个细胞.
步骤二:用含14C标记的C6H1206及完全营养液培养肝细胞一段时间.
步骤三:离心得到细胞质基质及线粒体基质,分装在标号为1,2的两支试管中.
步骤四:取新配制的澄清石灰水两滴,分别滴人两支试管内.
现象:1,2两支试管变浑浊.
结论:丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中,又发生在线粒体中.
乙:方法:
第一步同甲步骤一,第二步同甲步骤三,第三步待续.
请回答下列问题:
（1）.甲方法步骤一中的处理剂为 _______________________.
（2）.请指出甲实验方法的两处错误:
① _____________________________ _ ____;
②_______________________________ _____ .
（3）.现给你如下试剂:14C标记的丙酮酸及完全营养液(不含糖),清水,吸管若干,新配制的澄清石灰水,请继续乙的实验,探究丙酮酸水解发生的场所.
步骤三:_____________________________ ________________ .
步骤四: _________________________________ ______________.
预测实验现象及结论:
①现象: _____________________________________________,
结论: ________________________________________________.
②现象: _____________________________________________,
结论: ________________________________________________.
③现象: _____________________________________________,
结论: _______________________________________________.
4.阅读下列材料，回答相关问题
蒲公英，菊科，结瘦果，头状花絮，根可用于扦插繁殖……根可入药，叶形有全缘型也有缺刻型……生长于背风向阳处的植株叶型为全缘，而生长于向风阴蔽处的植株叶型为缺刻型……
为了验证“蒲公英的缺刻叶型是受环境因素的影响而形成的”，某三位同学利用如下材料进行了实验设计．下列是实验的思路，请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路．
材料用具：秋季同一田野中生长良好的蒲公英；花盆；小铲；剪刀；沃土等。
实验一：①于田野中取叶全缘的一株蒲公英上的两粒种子，分别栽种于装有沃土的A、B两花盆中给予适宜外界条件，催芽；
②发芽后于适宜条件下培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答：　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　 　　　　　　　。
实验二：①选取一株生长良好的蒲公英，取其根，在同一直根上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽，培育至出现成熟叶型；
②再分别移栽于A、B两花盆培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的成熟叶型的变化。
答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 　。
实验三：①分别选取叶型呈缺刻型和全缘型的两株生长良好的蒲公英，取其根，在相似部位上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽；
②发芽后移栽于A、B两花盆中，于背风向阳处培养；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答：　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
下面由你进行实验设计，写出你的设计思路及相关实验原理：
设计思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　；
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　；
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
实验原理：　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　；
　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.进行植物体细胞杂交，首先需要除去细胞壁。现提供以下材料和用具：白色洋葱鳞片叶、紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的盐酸、适宜浓度的蔗糖液、纤维素酶、果胶酶、蒸馏水和镊子，显微镜、载玻片、盖玻片等。请你从中选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液，并设计出检验它除去细胞壁的方法和步骤，预测和解释实验的结果。
(1)实验步骤：
①配制细胞壁分解液，选取　　　　　　　　　　 配制成细胞壁分解液。这样选取的理由是
　　　　　　　　　　　　 　。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法：
第一步：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
第二步：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
第三步：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验结果的预测和解释：
　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　；
　　　　　 　　　　　　　　　 　　　。
B卷
1.小麦籽粒成熟过程中积累的糖类，主要是依靠穗下第一张叶片(旗叶)的光合作用供给的。有人做了这样一个实验(图甲)，将旗叶包在一透明的袋中，袋中始终保持250C及充足的C02，在旗叶基部安装一个可调节温度的套环。实验开始时，套环温度调到200C，测定30min内透明袋中的C02吸收量、叶片水分散失量。然后将基部套环温度调节到50C时，发现葡萄糖从旗叶向穗运输的过程被抑制，继续测定30min内透明袋中的C02吸收量、叶片水分散失量，测得结果如图乙所示，则下列判断错误的是
A.叶片基部处于5℃状态时，基部细胞呼吸作用强度减弱
B.叶片基部处于5℃状态时，袋内细胞光合作用强度减弱
C.叶片基部处于5℃状态时，袋内C02的吸收速率下降与叶片气孔开闭状态无关
D.叶片基部温度变化对袋内叶片蒸腾作用有明显影响
2.某同学在做纤维素消化的实验时，用刀片将菠菜的叶柄切一小薄片放在载玻片上，滴以蜗牛嗉囊中的消化液，加上盖玻片；同样制作另一切片标本，但滴以蒸馏水作为对照组．经过15 min后，分别观察两片标本内的细胞，结果发现两片标本内的细胞形态完全一样．他分析了所得结果与预期不同的原因．在他的分析中，你以为不合理的有
A.实验时温度太低，作用时间也不够
B.滴管或实验器皿未洗干净，残留酸或碱
C.消化液离开蜗牛嗉囊后不发生作用
D.取消化液时的蜗牛在低温下产生消化液很少
3.为探究“不同pH的酸雨对蚕豆萌发过程中幼根生长的影响”，某校研究性学习小组用普通雨水加硫酸配制了不同pH值的“酸雨”，并准备了大量同一品种的蚕豆种子。下面是两个小组的实验设计思路。分别指出两小组实验设计是否能达到实验的目的，为什么？
（1）一小组：取五个相同的种子培养器，分别编号为A、B、C、D、E，在五个培养器中各放入2粒蚕豆种子，在培养器中分别加不同酸度的、等量的“酸雨”。（A—pH1.5，B—pH2.5，C—pH3.5，D—pH4.5，E—pH5.5）。将五组培养器放在相同适宜条件下培养，一段时间后，测量并记录各组蚕豆幼根的长度，计算各组蚕豆幼根生长的平均长度。
（2）二小组：取六个相同种子培养器，在六个培养器中各放10粒蚕豆种子，五个培养器中分别加入pH1.5，pH2.5，pH3.5，pH4.5，pH5.5五种不同酸度的、等量“酸雨”，1个培养器中加与“酸雨”等量的植物完全营养液。将六个培养器放在相同适宜条件下培养，一段时间后，测量并记录各组蚕豆幼根的长度，计算各组蚕豆幼根生长的平均长度。
（3）下面由你进行实验设计。要求：在上述实验设计的基础上，只需写出你改进或增加的措施。
（可任选一个组的方案进行改进）
（4）你实验设计的假设是什么？你的实验结果预测又是什么？
（5）设计一张表格，用于记录和计算实验方案中的测量数据。
4.为探究0.1mg/L的萘乙酸（生长素类似物之一）对种子萌发的影响，某生物兴趣小组要进行实验研究。若你是其中一员，请你根据下面提供的实验材料和用具完成实验方案的设计，并预测可能的实验结果。
材料用具：干燥的萝卜种子若干，小烧杯2个，垫有滤纸的培养皿2个，0.1mg/L的萘乙酸溶液，蒸馏水，量筒。
（1）实验假设： 。
（2）方法步骤：
第一步： 。
第二步：在两个小烧杯中各放入若干粒干燥的萝卜种子，浸泡24h。
第三步：取2个垫有滤纸的培养皿，
，然后，盖上培养皿盖，放在22℃恒温箱中培养。
第四步：一周后， 。
（3）预测可能的实验结果：
① ；
② ；
③ 。
（4）方法步骤的第三步中“盖上培养皿盖”的目的是
。
（5）若该浓度萘乙酸对萝卜种子萌发有促进作用，要进一步探索萘乙酸促进种子萌发的最适浓度，应该对上述实验方案中的方法步骤做哪些主要补充。
。
P 灰身♀╳黑身♂ 红眼♀╳白眼♂
F1 灰身 红眼
F2 灰身：黑身=3：1 红眼：白眼=3：1
5.果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得“诺贝尔奖”。果蝇的灰身（B）和黑身（b）,长翅（V）和残翅（v）,红眼（R）和白眼（r）分别受一对等位基因控制。Bb、Vv基因位于常染色体上，Rr基因位于X性染色体上。摩尔根等研究时发现：
（1）近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划而被进行基因测序的一种动物。科学家常选择果蝇作为实验材料的原因是_________________ ____
________________________________ ____（举出两点即可）。
（2）以上表格中的两对相对性状中，如果进行正交与反交，产生的F1、F2结果不一致的是_________________________。一般情况下，用一对相对性状的真核生物亲本进行正交和反交如果结果一致，可说明控制性状的基因是________________基因。
（3）实验一：现有纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇，请你设计实验探究灰身、黑身和长翅、残翅蝇这两对性状的遗传是否符合基因自由组合定律。
第一步：取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得F1；
第二步：____________________________________________________________________；
（或_______________________________________________________）（两者必一）
第三步：统计后表现型的比例。
结果预测：如果________________________________________ ________________ ______。
（或_______________________________________________________）（两者必一）。
（4）实验二：已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼A、白眼a）,且雌雄果蝇均有红眼和白眼的类型。若一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，选择的亲本表现型应为_________ ______ _____。
①____________________________________________________________
②____________________________________________________________
③____________________________________________________________
海兴中学2008届高三生物第二轮复习
专题二 生命的基础和延续
（赵振山 编） 2008.3
一、网络导学
[本专题包括必修第一章生命的物质基础、必修第二章生命的基本单位—细胞、必修第五章生物的生殖和发育、选修第四章细胞与细胞工程。]
二、考纲提示
（一）专题能力测试要求
（1） 能使用恰当的生物学术语，准确认识和阐述已学细胞生物学现象、方法、概念和原理；
（2） 能理解有关细胞、细胞分裂图表含义，会用文字、数据、 图形等多种形式描述与之相关的生物学现象；
（3） 能通过分析和综合，理解细胞的结构与功能、分裂与分化、癌变与衰老的关系；
（4） 能运用细胞工程技术，分析和解决科学、生产、生活和人体健康等有关现实问题。
（5） 通过分析综合，形成“元素——化合物——功能——生理活动”完整的知识体系。
（6） 能理解种子、果实的基因型（性状）与减数分裂的关系，胚胎发育过程中物质（特别是自由水、DNA及有机物的数量和种类）、能量的动态变化关系，组织培养和胚胎工程，无性繁殖技术的应用等。
（二）结论性知识要点
1、组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
2、 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
以上元素除C、H、O外，其他都是植物必需的矿质元素，共14种。
3、生物界与非生物界具有统一性和差异性。
4、水的存在形式有两种：自由水和结合水。当自由水的相对比例增大时，细胞代谢会加强；相反，当结合水的相对比例增大时，植物抗性增强。
5、自由水的作用： ①细胞内的良好溶剂；②运输营养物质和废物；③参与各种反应；④是各种反应的介质；⑤维持细胞正常的形态。
6、无机盐的作用： ①细胞的重要组成物质；②维持生物体的生命活动；③维持细胞渗透压和酸碱平衡。
7、生物组织中各种化合物的鉴定
①还原糖：还原糖溶液 + 斐林试剂 砖红色沉淀
②脂肪：富含脂肪的种子 临时切片 + 苏丹III染液 橘黄色
③蛋白质：蛋白质溶液 + 双缩脲试剂 紫色
④DNA： DNA的NaCl溶液 + 二苯胺 蓝色
8、细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
9、构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的，而是可以流动的。细胞膜的结构特点：具有一定的流动性；细胞膜的功能特点：选择透过性。
10、植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶；
细菌的细胞壁主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物（即肽聚糖），细胞壁上带有多种抗原决定簇；
真菌（如酵母菌）细胞壁的化学成分不是纤维素和果胶，但含多糖和蛋白质。
11、各种细胞器
分布 植物特有的细胞器 质体（叶绿体、白色体）、液泡
动物和低等植物特有的细胞器 中心体
动、植物都有的细胞器 线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
结构 无膜的细胞器 中心体、核糖体
单层膜的细胞器 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
双层膜的细胞器 线粒体、叶绿体
成分 含DNA（基因）的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生水的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
能复制的细胞器 线粒体、叶绿体、中心体
能合成有机物的细胞器 核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体
能发生碱基配对的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
12、液泡：植物细胞特有的细胞器，单层膜，其内部液体叫细胞液，细胞液中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质。它的作用有：①保持细胞一定的渗透压，使细胞保持一定的膨胀状态；②具有储存水分和营养物质的作用，是细胞内的水盐库和代谢库。
13、内质网的作用：增大细胞内的膜面积；与蛋白质、脂质（如性激素）和糖类的合成有关；是蛋白质等的运输通道。
高尔基体的作用：与细胞分泌物的形成有关（与植物细胞壁的形成有关）；对蛋白质进行加工和转运。
14、原核生物包括有：细菌、蓝藻、放线菌等。原核细胞不同于真核细胞的结构有：
①细胞壁主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物（即肽聚糖）；②细胞质内没有复杂的细胞器，但有分散的核糖体；③没有由核膜包围的细胞核，拟核内有丝状（或者说环状）的DNA。
15、细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度。
16、高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，也就是保持着细胞全能性。
一般而言，受精卵的全能性大于生殖细胞，生殖细胞的全能性大于体细胞，植物细胞全能性大于动物细胞。
17、癌细胞具有的主要特征是： （1）能够无限增殖；（2）形态结构发生了变化；（3）表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞的黏着性减少，易在有机体内分散和转移。
18、衰老细胞具有的主要特征是： （1）水分减少；（2）有些酶活性降低；（3）色素逐渐积累；（4）呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩、染色加深；（5）细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。
19、为何细胞具有全能性？ 生物体每个细胞都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
20、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
21、从大量培养的紫草愈伤组织中可以提取紫草素；用植物组织培养的方法，诱导形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮，可以造成人工种子。
22、植物体细胞杂交时人工诱导原生质体融合的方法：（1）物理法：离心、振动、电刺激；（2）化学法：用聚乙二醇（PEG）等作为诱导剂。
23、植物体细胞杂交克服了远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
基因工程也可以克服远源杂交不亲和的障碍。
24、动物细胞培养：
细胞株细胞的遗传物质没有发生改变。细胞系的遗传物质发生了改变，并且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去。
25、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，诱导方法类似，动物细胞还可用灭活的病毒作为诱导剂。
26、单抗上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞，又不伤害健康细胞。
27、无性生殖的优点：新个体基本上能够保持母本的一切性状。进行无性生殖的生物，变异的来源有2种：基因突变和染色体变异，没有基因重组。
有性生殖的优点：后代具备双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，对于生物的生存和进化具有重要意义。
28、进行有性生殖的动植物，个体发育的起点都是受精卵。
29、陆生脊椎动物（包括爬行类、鸟类和哺乳类动物），在胚胎发育的早期，会形成羊膜。羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需要的水环境，还具有防震和保护作用，因此，使这些动物增强了对陆地环境的适应能力。
（三）规律总结
1、蛋白质的有关计算：
m——肽链数； n——氨基酸分子数；a——氨基酸平均分子量
肽键数=失水数=m – n； 蛋白质分子量=na - 18（n - m）； 蛋白质中游离的氨基和羧基数：各至少m个
2、蛋白质中氨基酸的数目与基因、mRNA的碱基数的关系：基因碱基数： mRNA碱基数：蛋白质中氨基酸数＝6：3：1
3、细胞分裂DNA、染色体数的变化：
规律： （1）有丝分裂的染色体变化的两个关键时期：①后期着丝点分裂时染色体加倍；②末期平分给两个子细胞时染色体数恢复。（其他时期染色体数不变。切记：染色体复制时其数目不改变。）
（2）有丝分裂的DNA： ①间期染色体复制时DNA数目加倍； ②末期平分给两个子细胞时DNA数目恢复。（其他时期不变。）
（3）减数分裂的染色体变化： ①减数第一次分裂的末期染色体数目减半（说明：减数分裂染色体的减半就是发生在第一次分裂的末期，这时同源染色体分离，导致了染色体的减半。）； ②第二次分裂的后期染色体暂时增加（这时的染色体数等于体细胞的染色体数）； ③分裂之后染色体数减半。
（4）减数分裂的DNA变化：复制后加倍，然后二次减半，最后DNA是原来的一半。
4、细胞分裂图形的辨别：
5、果实的形成：
从以上图解可以看出：种皮和果皮都是由母本直接发育而成的，基因型可以用母本基因型表示。
说明：双受精时的两个精子的基因型相同；卵细胞和极核的基因型相同。（但精子和卵细胞的基因型可能不同。）
三、题型解读
高考热点考查内容及题型有： （1）细胞的化学成分；（2）物质出入生物膜的方式及其原理；（3）动植物细胞的亚显微结构及各部分的功能（特别是细胞生物膜系统及其功能 ) 、真核细胞与原核细胞的结构特点等；（4）细胞分裂、分化、癌变和衰老；（5）细胞工程；（6）生殖的种类；（7）减数分裂；（8）生殖发育与遗传的联系；
本专题多以选择题和图表、图像、坐标曲线图等分析题的形式出现。
典例1.右图是一细胞的模式图。有关该细胞的叙述中，正确的是
　　A.有核孔的细胞，能进行有丝分裂 B.能进行有氧呼吸的细胞
　　C.能进行基因的复制和表达的细胞 D.能合成多糖的细胞器有叶绿体、高尔基体
[解析]本题要求考生 能够识图，测试细胞的结构及其功能的知识，主要考查理解能力。通过对细胞模式图的分析可知，此细胞为植物细胞，已分化，细胞内细胞器有线粒体、细胞核、液泡，无叶绿体，还有细胞壁、细胞膜。 [答案] B.
典例2.一动物精原细胞在进行减数分裂过程中形成了4个四分体，则次级精母细胞中期染色体、染色单体和DNA分子数依次是
A．4、8、8 B．2、4、8 C．8、16、16 D．8、0、8
[解析] ①一个四分体含一对同源染色体4条染单体、4个DNA分子。那么4个四分体的动物的体细胞和精原细胞的染色体为4对共8条染色体。由精原细胞形成初级精母细胞含染色体4对8条、含染色单体是16条、含DNA分子16个。②因初级精母细胞形成2个次级精母细胞的过程中，同源染色体分离，着丝点不分裂，染色体和DNA分子数目都减半，所以形成次级精母细胞（前、中期）的染色体为4条，染色单体为8条，DNA分子数为8个。③处于减数分裂第二次分裂后期和末期的次级精母细胞，因着丝点分裂，所以染色体数目加倍为8，染色单体消失为0，DNA分子数不变，仍为8。结果形成的每个精细胞中有4条染色体和4个DNA分子。 [答案] A.
典例3.水螅的生殖腺是由外胚层的间细胞分化形成的，精巢为圆锥形、卵巢为卵圆形。卵在成熟时卵巢破裂，使卵露出。精巢内精子游出精巢与卵子受精。受精卵完全卵裂，最终发育成水螅。下列与水螅生殖方式相同一项是
A．在不良环境下，炭蛆秆菌产生休眠孢子；在环境适宜时，休眠孢子萌发，发育成个体
B．将红花月季的芽嫁接到黄花月季枝条上，结果黄花月季的植株上开出红色月季花
C．将土豆（马铃薯）切成带芽的小块，种下去发育成马铃薯的植株
D．秋天，播下小麦种子，种子萌发后长成麦苗，发育成植株
[解析]题示水螅的生殖方式属于有性生殖。A项休眠孢子实质为休眠体，不是孢子生殖；B项为嫁接，属于营养生殖；C项是利用土豆营养器官--块茎繁殖新个体，属于营养生殖；D项是利用小麦种子繁殖新个体，属于卵式生殖。[答案]D.
典例4.下图是一个细胞的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)根据其结构特点，该细胞主要分布于植物体的_______________________。
(2)如果该植物细胞是从一朵红色花瓣上取下的，则决定其红色的花色甙存在于哪个标号所示的结构上？_______________________________________________。
(3)若将该细胞放在含有价标记的培养液中保温一段时间后，则可测到3H的结构有_____________（填标号）。
(4)经测定该细胞的细胞液中所有溶解于细胞液中的物质的量为0.2mol·l-1若将该细胞置于0．3g·ml-1蔗糖液中，片刻后将发现有______________________________现象。
(5)2号结构的特点是具有一定的流动性，如果降低温度，流动性将_______________。
(6)该细胞与叶肉细胞相比较，在颜色上的区别是_______________________________。
(7)在该细胞中不具膜结构的细胞器是__________（填标号），如果在该细胞器上合成的物质中含有50个一氨基酸，则在该细胞器上将会有____________个水分子生成。
[解析] 图示的细胞是一个植物细胞亚显微结构模式图。从图中可以看出其中的质体是有色体，不是叶绿体和白色体。叶绿体分布于植物体的见光部位，其颜色是绿色的；有色体主要分布于花瓣、果实的表皮细胞中，其颜色是黄色或橙色；白色体主要分布于植物体的不见光部位如根、茎的皮层细胞中，其颜色是无色或白色。关于花瓣、果实的颜色，有些是有色体决定的，如蕃茄、辣椒等；有些由液泡中花青素或称花色甙引起的，花色甙的颜色与细胞液的pH值有关，其性质是碱蓝酸红。由于细胞中所有的有机物都含氢，一段时间后所有细胞结构上都会有3H标记物出现。题中第(4)小题提到的细胞液浓度为0．2mol·L-1，蔗糖溶液浓度为0．3 g·ml-1，换算成摩尔浓度约为0．87mol·L-1。细胞液浓度小于蔗糖溶液的浓度，所以细胞会发生质壁分离。在植物细胞中不具膜结构的细胞器是核糖体，合成一个50个含氨基酸残基的多肽形成49个肽健，生成49个分子水。
[答案] (1)花瓣、果实的表皮中 (2)4 (3)所有的结构都会有（至少填5个标号） (4)质壁分离 (5)减弱 (6)基本是以黄色为主，而叶肉细胞是绿色的 (7)10 49
典例5.请仔细观察下图，分析并回答下列问题：
(1)图示某动物的细胞分裂，A图是_______分裂，_______时期；B图是____分裂，______时期。
(2)A图细胞有_______对同源染色体，B图细胞有_______对同源染色体。
(3)A图细胞代表的动物体内有_______对同源染色体；B图细胞代表的动物体内有_____对同源染色体。
(4)A、B两图所代表的动物是否同一种动物？理由是_______________________________。
[解析]（1）图A是有丝分裂后期，图B是减数第二次分裂后期。（2）图A中有向上移动的同源染色体2对，向下移动的也有2对， 但还是一个细胞，所以细胞不仅染色体数暂时加倍，同源染色体对数也暂时加倍。故图A细胞有4对同源染色体。图B是减数第二分裂后期，染色体数暂时加倍，但因为减数第一次分裂过程同源染色体已彼此分开，第二次分裂的细胞已无同源染色体，所以图B细胞中同源染色体对数为0。(3）图A是有丝分裂后期，染色体数暂时加倍后有8个染色体，则它前一个时期中期，着丝点还未分裂，染色单体还未分开时，染色体数应是4个，所以它的生物体细胞中的染色体数目应是4个染色体、2对同源染色体。图B是减数第二次分裂后期，细胞中有8个染色体，则它前一时期减数第二次分裂中期细胞中有4个染色体，第一次分裂时期的细胞应有8个染色体，4对同源染色体。所以这种生物的体细胞中有4对同源染色体。（4）由于图A和图B所代表的两种动物体内的染色体数目不同，所以不是同一种生物。 [答案](1)有丝 后期 减数第二次分裂 后期(2)4 0(3)2 4(4)不是 染色体数不同
四、综合测试
(本专题测试包括A卷和B卷；每卷有5个选择题--30分、2个非选择题—42分，共72分；限时30分钟)
A卷
1.2003年诺贝尔生理或医学奖授予了美国Paul Clauterbur 和英国Peter Mansfield，因为他们发明了磁共振技术（MRI），MRI可应用于临床疾病诊断。因为许多疾病会导致组织和器官内水分发生变化，这种变化恰好能在磁共振图象中反映出来。下列有关叙述错误的是
A．构成人体的不同组织和器官含水量是不一样的
B．水在细胞中存在形式及功能是不改变的
C．组织发生病变，会影响组织内的化学变化
D．发生病变的器官，新陈代谢速率往往会发生改
2.下列左图是甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺蛋白的基本过程；右图为细胞内各种生物膜在结构上存在的直接或间接的联系。
下列对图中的观察作出的叙述错误的是
A．若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内的代谢过程中产生了H218O，那么水中的18O最可能来自于氨基酸的-COOH
B．细胞内的碘浓度远远高于血浆中碘浓度，这表明a过程是一种主动运输
C．与c过程有关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体
D．与右图中③不直接相通，但膜成分最为相似的是高尔基体，用含3H标记的氨基酸注射到右图细胞中，则出现3H的部位依次为④⑥②③①
3.右图是一种常见动物细胞在某分裂时期的示意图，与其有关的正确叙述是
A．该细胞进行的是有丝分裂
B．该动物受精卵含3个染色体
C．该动物合子卵裂时染色体最多可达12个
D．该细胞进行的是减数第一次分裂
4.下列关于细胞结构和功能的叙述中，不正确的是
A．乳腺细胞和脂肪细胞相比，其细胞的RNA含量更高
B．细菌没有线粒体但是能进行有氧呼吸
C．受精卵进行卵裂时，同化作用大于异化作用，细胞数目增多
D．当酵母菌的线粒体基因发生突变不能复制时，酵母菌能再培养出菌落
5.甲、乙两图是红枫叶肉细胞和根尖生长点细胞的亚显微结构示意图，下列判断正确的是
A. 甲、乙两图中具有双层膜结构的细胞器名称是叶绿体、线粒体、高尔基体
B. 甲、乙两细胞都有mRNA经核孔进入细胞质中
C. 乙图是自养型细胞，该细胞的遗传物质共有4种碱基
D. 4、5结构的区别是前者有片层结构、不产生ATP，后者有嵴、产生ATP
6. Ⅰ.细胞膜的存在使细胞成为一个独立的结构和功能单位。因此对细胞膜结构和功能的研究一直是生命科学目标之一。试回答下列问题：
(1)由于细胞十分微小、不易观察，因此，细胞的发现是在__ __ ___发明之后。但在此后的几百年里人们却从来没有能真实观察到细胞膜，这是因为细胞膜____ _____ ____。
(2)随着物理、化学技术的提高，人们最终了解到，细胞膜主要由_______ __________组成，其中______ ______组成了细胞膜的基本支架。
(3)1959年，罗伯特森利用高锰酸钾固定细胞，在电子显微镜下看到细胞膜呈“暗-亮-暗”三条带，因此，他大胆提出了所有生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成(模型如右图)。但这种静态模型不能很好地解释一些生物现象，如细胞的生长、变形虫的变形运动、水溶性物质如何透过疏水性的脂质分子层等。事实上蛋白质分子在细胞膜中的分布情况是
_____ ______。
(4)1970年科学家运用免疫荧光标记法分别标高小鼠和人细胞膜表面的蛋白质，进行实验细胞融合实验，最终证明细胞膜具有一定的流动性。膜的流动性是动物细胞融合的基本原理，动物细胞融合技术的最重要用途是制备单克隆抗体，在制备中，人们利用癌细胞具有_ _特点，而某种_ _能产生一种特异性抗体的特点，通过利用
_ __方法(举一种)获得具备上述两种细胞特点的____ __ ___，再进行大量培养、提取获得单克隆抗体，这种抗体与常规抗体相比较，具有_____ _等优点。
Ⅱ.图甲为被子植物的雌蕊示意图，图乙为高等动物的生活史。分析回答：
（1）图甲中的[3]在受精完成后，第一次分裂形成的靠近珠孔的细胞名称是___ _ ____。该细胞发育成的结构，其功能是可以_____ ___，供球状胚体发育，还能____ ____，促进胚体发育。
（2）若图甲为黄桃的子房，接受绿桃的花粉[1]，则果实形成后，果实的颜色为____ ____色，图甲中[5]最终发育成桃种子的______ __。
（3）小麦种子形成后，由图甲中[6]发育成的结构的细胞中含有的染色体的数目a与由[4]受精后发育成的结构的细胞中含有的染色体的数目b之间的数量关系为a：b＝___ __ _。
（4）若图乙中的子代患有线粒体肌病，该病遗传的主要特点是______ __
和______ __。
（5）若图乙中的亲代表示一对表现型均正常的夫妇，生了一个白化色盲的男孩，问他们再生一个男孩，是色盲、色盲兼白化病的概率分别是_____ ___、_____ ___。
7.为了探究4℃、20℃、37℃、60℃的温度环境对酵母菌出芽生殖的影响，请设计相关实验。
实验材料：广口瓶、蔗糖、食盐、水、酵母菌培养液（内含酵母菌）、显微镜、碘液、载玻片、盖玻片、滴管等。
步骤：
（1） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　。
（2） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 　　　　。
（3） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　。
（4） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　。
（5）判断这4个温度中酵母菌进行出芽生殖的最适温度的依据是：　　　　　 　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B卷
1.下图中甲、乙是呼吸道管壁上分布最多的两种细胞结构示意图，即纤毛细胞和黏液腺细胞，当灰尘、病菌等异物进入时，呼吸道可将包裹异物的黏液推向喉的方向，通过咳嗽将痰排出体外。
下列根据图中细胞结构的观察作出的叙述错误的是
A．图乙是黏液腺细胞，其中内质网、高尔基体特别发达，该细胞主要功能是分泌黏液粘住灰尘、细菌，湿润气管
B．纤毛细胞结构和功能上最显著的特点是线粒体数量多、有氧呼吸旺盛
C．呼吸道上皮细胞不断衰老、脱落，并由底部向上推进的新细胞所更替，图中丙、丁细胞分别属于乙、甲的未分化细胞，其中丁细胞可能演化为纤毛细胞
D．若冬、春季节发生呼吸道感染，使呼吸道黏膜受损，则其非特异性免疫力降低，这是人体免疫的第一道防线
2.右图为某动物的一个精原细胞(A、a、B、b表示基因)，则由它产生的精子中，染色体可能组合及其概率分别
A．14、23、23、14；1/2
B．13、24、24、13；1/2
C．13、23、24、34；1/4
D．13、14、23、24；1/4
3.将苋菜植物的维管束鞘细胞置于含有3H标记的尿苷培养液中培育数小时后，对该细胞的相关结构进行检测，发现放射性物质主要集中于
A．核仁、质体和高尔基体 B．细胞膜、核仁和核糖体
C．细胞核、核糖体和液泡 D．线粒体、核仁、核糖体和叶绿体
4.下图1、2中甲、乙是两种濒危药用植物（二倍体）。以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题。植物乙自然结实率低，主要原因是花粉粒萌发后多数花粉管不能伸长，右表为某生物兴趣小组为探究生长素对植物乙花粉管伸长的影响而进行的课外实验结果的数据。
下列有关叙述中正确的是
A.由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是排列紧密、呈正方形而没有大液泡
B. 在分离珠被细胞的原生质体时，通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁是利用了酶的高效性
C. 如果将图1中的1个精子与图2中的1个珠被细胞或2个极核融合，可培育出三倍体植株
D. 用适当浓度的秋水仙素处理该三倍体植株的幼苗，可能获得药用成分较高的四倍体植株；而生长素对花粉管的萌发具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
5.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入去核的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫胚胎，这表明我国大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中，错误的是
A．在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段
B．兔子卵细胞质的作用就是激发大熊猫细胞核的全能性
C．克隆出的早期胚胎中，各细胞核具有相同的遗传信息
D．在形成早期胚胎的过程中，细胞只能进行有丝分裂
6.癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂，并有侵袭性(向周围组织浸润)和转移性（如右图所示）。在过去的几十年中出现了多种治疗癌症的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。
请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题。
（1）通常能够引起基因改变的因素可能有
。(填写序号)
A．紫外线 B．甘油 C．肝炎病毒 D．煤焦油及其衍生物苯 E．葡萄糖 F．尼古丁 G．丙酮酸 H．核辐射
（2）上述因素使正常细胞中的 由 状态转变成 状态，从而导致癌变的发生。
（3）化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA分子复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的 期。化疗还可以采用其他药物，如5—氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰DNA复制以及 合成。
（4）放疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞的一种方法。放疗与化疗相比，对患者全身正常细胞影响较小的是 。
（5）研究人员从人体的DNA中筛选克隆出内皮抑素基因，将此基因转移到双歧杆菌中，使其能够正常表达。用这样得到的双歧杆菌制成口服制剂，此制剂可以用于抑制癌症。在这种药物用于临床治疗之前，应该先进行动物实验，以确定制剂对机体内重要脏器的安全性。写出简要的实验设计方案。
实验材料：转基因双歧杆菌口服制剂；健康鼠4只，性别、体重如下表所示：
代号 甲 乙 丙 丁
性别 雌 雌 雄 雄
体重 78 g 76 g 99 g 101g
实验设计：
①第一步：将实验鼠分为实验组、对照组，其中 为实验组， 为对照组。(填写代号)
②第二步： ；
③第三步：饲养相同时间后，分别解剖观察实验组、对照组的鼠，检查重要脏器发生病变情况。
7.请以将要开花的番茄苗为实验材料，设计简单实验，尝试探究植物生殖器官（花、果实、种子）生长对营养器官（根、茎、叶）生长的影响。
⑴ 探究课题：________ _______。
⑵ 作出假设：________ ________。
⑶ 实验设计：实验自变量：__________ ___。可以采取的检测标准：___ __________。
方法步骤（简要叙述）
①____ ___；
②_____ ___；
③______ __。
⑷ 实验预期结果与分析：
①_______ _________。
②_________ ____________。
③_________________________ _________________________________。
海兴中学2008届高三生物第二轮复习
专题三 生物的新陈代谢
（赵振山 编） 2008.3
一、网络导学
[本专题包括必修第三章生物的新陈代谢、选修第二章光合作用与生物固氮、选修第五章微生物与发酵工程。]
二、考纲提示
（一）高考命题趋势
1．从考点内容看
本专题知识涉及植物代谢 (水分代谢、矿质代谢、光合作用、呼吸作用)，动物代谢(物质代谢、能量代谢)，每个知识点都极其重要。
本专题采分点也特别多，其中光合作用和呼吸作用，糖类、脂肪、蛋白质三大营养物质的消化、吸收、代谢的全过程是常考的内容。本章知识涉及相当多的初中知识，诸如呼吸、消化、循环、排泄四大系统，激素调节、酵母菌、乳酸菌等，与高中生物中许多章节的知识，如前面的叶绿体、线粒体、细胞质基质、细胞的分裂，后面的环境保护、生态系统的物质循环和能量流动等知识相联系，也与理、化知识如能源、做功、同位素标记、化学中的摩尔计算等知识联系。
2．从考查能力要求看
(1)要求能解释和说明所学自然科学基本知识的含义，并能运用适当的形式(如文字、图或表)进行表达。本专题内容重要概念多，如光合作用、呼吸作用、消化、吸收、代谢、同化作用、异化作用、外呼吸、内呼吸、交换吸附、自养型、异养型、需氧型、厌氧型、兼性厌氧型生物、脱氨基作用、转氨基作用等重要概念，光合作用和呼吸作用、三大营养物质代谢等图解，内环境中的成分、三大营养物质之间的关系图解。
(2)要求能掌握《考试说明》中规定的实验，并能够根据要求设计简单的实验方案。高中生物教材中的实验中，本专题有四个实验，当然有关实验方面的考查也将以本专题为主。
(3)要求读懂自然科学有关这方面的资料，看懂图表所包含的信息，并能从中找出规律。本章知识涉及酶、ATP、光合作用、呼吸作用、水分代谢、矿质代谢等诸多重要内容，资料、图表相当多，要能认清所涉及的相关知识的本质，读懂资料信息中与本章相关的内容。
(4)要求在理解知识的基础上，应用这些知识去指导自然科学的研究、社会的生产和人类的生活，必须懂得自然科学知识的实用性和社会价值。
本章内容可与实际应用相联系的知识较多，如水分代谢与灌溉、矿质代谢与施肥、光合作用和呼吸作用与大棚作物及农作物产量的提高等。
3．从历年高考试题看
本专题知识内容在各类试卷中的权重均在 20％以上，且图表题和应用型题将光合作用呼吸作用等知识与其他学科、环保、能源等热点问题结合的题，实验的完成与设计题等呈上升趋势。
4.专题考向预测
（1）酶与代谢的关系
　　（2）设计或分析实验；验证酶的特性及温度、pH对酶活性的影响
　　（3）ATP与代谢的关系
　　（4）ATP再生的能量来源
　　（5）光反应、暗反应中物质变化、能量变化以及二者之间的关系和发生部位
　　（6）某些因素对光合作用中细胞内物质变化以及光合效率的影响
　　（7）用同位素示踪法研究光合作用过程中不同元素的去向及来源的实验设计原理
　　（8）植物细胞渗透吸水原理的分析以及渗透现象的判别
　　（9）矿质元素的吸收和呼吸作用的关系以及温度、02、载体种类及数量对矿质元素吸收的影响。
　　（10）矿质元素选择吸收性对土壤溶液pH的影响以及多合理施肥的指导
　　（11）矿质元素在植物体内的存在以及缺乏症，首发部位的判断分析
　　（12）三大营养物质的相互转化
　　（13）体内三大营养物质的来源及去路
　　（14）高等动物内环境的组成及其稳态的形成和意义
　　（15）有氧呼吸、无氧呼吸的过程以及能量利用率
　　（16）呼吸作用原理在生产实践中的应用
　　（17）光合作用、呼吸作用以及两者综合的有关计算
　　（18）生物新陈代谢类型的特点及判断
　　（19）微生物的营养、代谢、生长
　　（20）发酵工程的原理及应用
（二）专题知识应试对策
　　由于本专题考点内容多、分数比例大、能力要求高、联系实际广，做好本章试题，在高考复习中至关重要。
　　1．应全面复习本专题知识，并将知识系统化、网络化。
　　2．找出与相关章节、相关学科、初中生理交叉的知识点，经过过滤、梳理，使相关的知识心中有数。
　　3．关注本专题内容与现实生活和科学发展相联系的知识点，要透过现象看本质，弄清相关的生物学原理。
　　4．要搞清书中的四个实验，包括实验原理、方法步骤、材料器具、实验过程中可能遇到的情况、实验结果，还要注意与初中生理、理化等自然学科共用的实验器具、科学探究方法的联系，并学会独立设计相关实验。
　　5．进行必要的有针对性的训练，把各种题型，特别是对图表分析题、材料题、实验设计题要多练习，并找出其要点。通过训练活跃自己的思维、提高审题的水平、增强对综合考试的适应。
（三）结论性知识要点
1．新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物的最本质的区别。
2．酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
3．酶的特性：①高效性；②专一性；③需要适宜条件。另：酶的催化反应速率与底物浓度、酶浓度等因素有关。
4．ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。
5．叶绿体中的色素分布在囊状结构的薄膜上。
6．叶绿体的色素有：①叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）；②类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）。溶解度最高、扩散最快、在色素带最上方的是胡萝卜素（橙黄色）；含量最多、色素带最宽的是叶绿素a；叶绿素含N、Mg，类胡萝卜素不含N、Mg。
7．叶绿体的色素分为两类：①一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；②另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，它不仅能够吸收光能，还能使光能转换成电能。
8．渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有一层半透膜，二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。
9．原生质层（主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）可以看做是一层半透膜。它具有选择透过性。当高温、过酸、过碱、过度失水或过度吸水胀破使细胞死亡时，原生质层失去选择透过性，变为全透性。
10．根吸收的水分，95%~99%通过蒸腾作用散失掉。
11．植物蒸腾作用产生的拉力是：①植物吸水的重要动力；②水分在植物内运输的动力；③矿质元素在体内运输的动力。
12．植物吸收矿质元素的动力是呼吸作用。（根吸收矿质元素的过程是主动运输的过程，需要两个条件：能量和载体。）
13．植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
14．糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化的。
糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的，只有在糖类供应充足的情况下，糖类才有可能大量转化脂质。糖类可以大量转化为脂肪，脂肪不能大量转化为糖类。
糖类、脂质和蛋白质之间除了能转化外，还相互制约着的。只有当糖类代谢发生障碍时，才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量。
15．血糖正常值：80~120mg/dl
低血糖早期症状（血糖50~60mg/dl）：头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等。处理：吃含糖较多的食物，或是喝一杯浓糖水。
低血糖晚期症状（血糖低于45mg/dl）：出现惊厥或昏迷等。处理：静脉输入葡萄糖溶液。
高血糖：130mg/dl
糖尿病：160~180mg/dl
16．为什么低血糖时会出现惊厥或昏迷呢？因为脑组织功能活动所需的能量主要来自葡萄糖的氧化分解，而脑组织中含糖元极少，需要随时从血液中摄取葡萄糖来氧化供能。当血糖低于45mg/dl时，脑组织就会因得不到足够的能量供给而发生功能障碍，出现上述低血糖晚期症状。
17．脂肪肝：①病因：肝脏功能不好，或是磷脂等的合成减少时，脂蛋白的合成受阻，脂肪就不能顺利地从肝脏中运出去，因而造成脂肪在肝脏中的堆积，形成脂肪肝。 ②防治：合理膳食，适当的休息和活动，并注意吃一些含卵磷脂较多的食物，是防治脂肪肝的有效措施。
18．新陈代谢的类型：
（1）自养需氧型：绿色植物、蓝藻、硝化细菌、硫细菌、铁细菌等
（2）自养厌氧型：绿硫细菌（在有光无氧的条件下，以H2S作为氢供体合成糖类。）
（3）异养需氧型：各种固氮菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌
（4）异养厌氧型：乳酸菌、破伤风杆菌等
*特殊类型：酵母菌（兼性厌氧型）、红螺菌（兼性营养型细菌）
19．特殊状态叶绿素a吸收光能后，变成激发态而失去电子，失去电子的叶绿素a变成强氧化剂，能从水中夺取电子。
20．NADPH的作用：①为暗反应提供能量；②作为强的还原剂还原C3（三碳化合物）。
21．C4植物：玉米、甘蔗、高梁、苋菜 等
22．共生固氮微生物：根瘤菌（不同的根瘤菌，只能侵入特定种类的豆科植物。）
自生固氮微生物：圆褐固氮菌
23．根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。
24.反应式： （1）．ATP ADP＋Pi＋能量
（2）．光合反应总反应方程式： CO2＋H2O （CH2O）＋O2
光反应： 2H2O4 H+＋O2＋4e ADP＋Pi＋能量ATP NADP+＋2e＋H+NADPH
（3）．有氧呼吸： C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量
无氧呼吸： ①C6H12O62 C2H5OH＋2CO2＋能量 ②C6H12O6 2C3H6O3＋能量
25.等式：净光合作用速率＝真光合作用速率－呼吸速率
26.关于病毒：
27.关于细菌：
①细菌的质粒上面一般含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。
②细菌的核区：有一个大型环状DNA分子，控制着细菌的主要遗传性状。
③细菌的的繁殖：二分裂
④菌落：指同种细菌在固体培养基上大量繁殖时形成的肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。
菌落特征（如大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明等）可作为菌种鉴定的重要依据。无鞭毛的球菌，常形成较小较厚、边缘较整齐的菌落；有鞭毛的细菌则形成大而扁平、边缘呈波状或锯齿状的菌落。（注：放线菌高考不作要求。）
28.微生物需要的营养物质：碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等。
29.在谷氨酸生产中，当培养基中的C∶N＝4∶1时，菌体大量生长而合成谷氨酸少；当C∶N＝3∶1时，菌体的繁殖受抑制，但谷氨酸合成量大增。
30.真菌的最适PH为5.0~6.0； 细菌的最适PH为6.5~7.5； 放线菌的最适PH为 7.5~8.5。
31.培养基的种类
划分标准 培养基种类 用途
物理性质 液体培养基 用于工业生产
半固体培养基 用于观察微生物的运动、鉴定菌种
固体培养基 用于微生物的分离、计数
化学成分 天然培养基 用于工业生产
合成培养基 用于分类、鉴定
用途 选择培养基 分离特定的微生物（如要分离酵母菌和霉菌时，可在培养基中加入青霉素；分离金黄色葡萄球菌时，可在培养基中加入高浓度的食盐。）
鉴别培养基 鉴别不同种类的微生物。如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮水或乳制品中是否有大肠杆菌（若有，其代谢产物有机酸就与伊红和美蓝结合，使菌

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