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课题58：基因工程
高中生物复习百讲
课题58：基因工程
【课标要求】转基因食品的安全问题。
【考向瞭望】基因工程的简单应用，转基因生物与转基因食品的安全问题。
【知识梳理】一、基因工程：（一）含义
1、操作对象：DNA分子。
2、过程：提取某种基因→体外改造DNA分子→导入另一种生物的细胞。
3、目的：按照人们的意愿，定向改造生物的遗传性状。
（二）原理：基因重组。
（三）特点
1、可以在不同种生物间进行，即可以将一种生物的优良性状移植到另一种生物身上。
2、可以按照人们的意愿直接定向地改造生物，培育出新品种。
（四）基因工具
1、基因的“剪刀”：指限制性核酸内切酶（简称限制酶），具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。
2、基因的“针线”：指DNA连接酶，它能在脱氧核糖与磷酸之间形成一定的化学键，连接成脱氧核苷酸链，而互补的碱基之间通过氢键连接的。
3、基因的运载体：常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。质粒主要存在于许多细菌及酵母菌等生物中，其作用是将外源基因送入受体细胞。
（五）基本步骤
1、过程：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测。
2、成功的标志：获得转基因生物或产品。
二、基因工程的应用
（一）作物育种：利用基因工程的方法，获得高产、稳产和具有优良品质的农作物，培育出具有各种抗逆性的作物新品种，如抗虫棉。
（二）药物研制：利用基因工程，培育转基因生物，利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品，如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
（三）环境保护：如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物，吸收环境中的重金属，分解泄漏的石油，处理工业废水等。
【基础训练】
1、用基因工程技术可使大肠秆菌合成人的胰岛素。下列叙述不正确的是（ B ）
A、常用相同的限制酶处理目的基因和质粒
B、DNA连接酶和RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶
C、可用含抗生素的培养基检测大肠秆菌中是否导入了重组质粒
D、导入大肠秆菌的目的基因不一定成功表达
2、下列关于基因工程的叙述，正确的是（ B ）
A、基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B、细菌质粒是基因工程常用的运载体
C、通常用一种限制酶处理含目的基因的DNA，用另一种限制酶处理载体体DNA
D、为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时应只能以受精卵为受体
3、瑞士科学家培育出一种富含β胡萝卜素的水稻新品种——“黄金水稻”，可望结束发展中国家人口维生素A摄入量不足的状况（注：β胡萝卜素是形成维生素A的基础材料，维生素A缺乏是导致发展中国家千百万儿童失明和罹患其他疾病的常见原因）。如图表示这一技术的基本过程，请据图回答有关问题：
（1）“剪切”所使用的酶是限制性核酸内切酶，“剪切”结果使DNA分子片段产生了黏性末端。“插入”过程中使用的酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶；“表达”的过程包括转录和翻译。
（2）在“黄金水稻”培育过程中，能确定“β胡萝卜素合成基因”已成功导入水稻体内的简便方法是出现了黄色的大米。
（3）通过这一技术培育的水稻称为“黄金水稻”，名称中“黄金”可能与胡萝卜素呈黄色有关。
（4）请再举出两例转基因植物：抗虫棉、转基因大豆、抗除草剂作物等（任选两项）。
【高考模拟】
4、（2008全国卷Ⅰ4）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指，如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现在多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是（ C ）
A、3 B、4 C、9 D、12
5、（2007山东理综26）普通小麦中有高秆抗病（TTRR）和矮秆易感病（ttrr）两个品种，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验：
请分析回答：
（1）A组由F1获得F2的方法是杂交，F2矮秆抗病植株中不能稳定遗传的占2/3。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类矮秆抗病植株中，最可能产生不育配子的是Ⅲ类。
（3）A、B、C三组方法中，最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的方法是C组，原因是基因突变发生的频率极低且不定向性。
（4）通过矮秆抗病Ⅱ获得矮秆抗病小麦新品种的方法是秋水仙素（或低温）诱导染色体数目加倍。获得的矮秆抗病植株中能稳定遗传的占100%。
（5）在一块高秆（纯合体）小麦田中，发现了一株矮秆小麦。请设计实验方案探究该性状出现的可能的原因（简要写出所用方法、结果和结论）将矮秆小麦与高秆小麦杂交；如果子一代为高秆，子二代高秆︰矮秆＝3︰1（或出现性状分离），则矮秆性状是基因突变造成的；否则，矮秆性状是环境引起的。或将矮秆小麦与高秆小麦种植在相同环境下，如果两者未出现明显差异，则矮秆性状是环境引起；否则矮秆性状是基因突变造成的。
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115课题61：内环境稳态的重要性
高中生物复习百讲
课题61：内环境稳态的重要性
【课标要求】稳态的生理意义。
【考向瞭望】以内环境稳态与健康的关系为背景考查内环境和稳态的概念；以探究人体稳态的调节机制为背景进行实验设计。
【知识梳理】一、内环境的动态变化
（一）变化规律：正常情况下，不同人的体温，会因年龄、性别等不同而存在微小的差异；同一个人的体温在一日内也有变化，但一般不超过1℃。
（二）稳态：健康人的内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中。这种动态平衡是通过机体的调节作用来实现的。生理学家把正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
二、对稳态调节机制的认识
（一）法国生理学家贝尔纳曾推测，内环境的恒定主要依赖于神经系统调节。
（二）美国生理学家坎农提出稳态维持机制的经典解释：内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。
（三）目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
（四）人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。
三、内环境稳态的重要意义
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
四、内环境稳态与消化、呼吸、循环、排泄系统的功能联系
（一）在气体交换中的联系
1、氧气从外界进入组织细胞需要多种器官、系统的参与。首先氧气借助呼吸系统进入肺泡，然后扩散进入肺泡周围的毛细血管，借助血液循环到达组织细胞处，接着从组织细胞周围的毛细血管扩散出来，经组织液进入组织细胞，参与物质的氧化分解。
2、二氧化碳的排出过程与氧气的进入过程刚好相反。
（二）在物质交换中的联系
1、各种营养物质必须经消化系统的消化、吸收才能进入循环系统，然后经循环系统的运输才能到达组织细胞周围的组织液，接着被吸收进入组织细胞。
2、组织细胞代谢产生的废物，也必须先进入组织液，才能通过循环系统的运输后，借助呼吸系统或泌尿系统、皮肤排出体外。
五、从内环境稳态的角度分析人体健康：运用内环境的理化特性如渗透压、pH、温度稳定机制，分析有关人体健康的症状，以便加深理解保持内环境稳态的重要性。
（一）渗透压的平衡。当患肠胃炎时，我们常常感到四肢无力，其原因是体内丢失了大量的无机盐，使无机盐平衡遭到破坏，因此需要输液来补充。
（二）血糖的平衡。当我们长时间没有进食时，常感到四肢无力、头晕眼花，这是由于葡萄糖供应不足，大脑得不到足够的能量而引起的。
（三）体温的恒定。当我们感冒发烧时，食欲低下、精神不佳，这是由于体温升高，影响了消化酶等各类酶的催化功能，导致消化不良和其他生理活动紊乱的缘故。
【思考感悟】（1）直接参与维持人体内环境稳态的系统有哪些？（2）内环境环境处于稳态的机体是否就一定能够进行一切的生命活动？
（1）有消化、呼吸、循环和排泄系统。（2）不一定，如植物人就无躯体运动功能和语言功能。
【基础训练】1、如图为哺乳动物的某组织，其中①毛细血管、②红细胞、③血浆、④细胞内液、⑤组织液，据图判断下列说法正确的是（ C ）
A、肌肉细胞缺氧时，③的pH会降低，但由于Na2CO3的调节作用，③的pH会维持相对恒定
B、②呼吸作用的终产物CO2不会引起③pH的变化
C、②中的氧气到达④需要经过4层膜，②处的氧气浓度高于④处
D、③与⑤相比，③中含有蛋白质而⑤中不含蛋白质
2、某同学参加学校组织的秋季越野赛后，感觉浑身酸痛，并伴随着大量出汗等。下列有关说法正确的是（ B ）
A、参加剧烈运动的人，体内会产生大量的乳酸，致使血浆pH显著下降
B、应该及时补充盐水，并注意适当散热，维持水盐与体温平衡
C、由于能量大量消耗需要进食较多蛋白质类食品
D、当人体内环境pH失衡时，会出现酶促反应加快，细胞代谢紊乱。
3、某校生物兴趣小组选择了“海洋动物和淡水动物对环境的适应性”的课题研究，欲探索一下海洋动物和淡水动物血浆渗透压的高低。现已得到了两类动物的血液，并已离心分离出两类动物的血浆各50mL，请你帮助设计实验以完成研究任务。
（1）设计原理：在半透膜两侧溶液存在浓度差时，会发生渗透作用。
（2）应准备的仪器有烧杯、长颈漏斗、半透膜、细线、铁架台等。
（3）实验的步骤：①先将淡水动物的血浆倒入烧杯中。
②用半透膜封住长颈漏斗的口，用细线将半透膜扎紧。
③将海洋动物的血浆倒入漏斗，将漏斗浸入到烧杯中并使漏斗管中的液面与烧杯液面齐平，一段时间后观察漏斗管中液面的变化。
（4）结果预测和结论：
①液面上升，说明海洋动物的血浆渗透压高于淡水动物。
②液面不变，说明海洋动物的血浆渗透压与淡水动物相等。
③液面下降，说明海洋动物的血浆渗透压低于淡水动物。
（5）最可能的实验结果和结论是漏斗管中液面上升，海洋动物的血浆渗透压高于淡水动物，原因是海水浓度高于淡水，海洋动物长期适应环境，故血浆渗透压高。
【高考模拟】4、（2007宁夏理综1）人长时间运动后，产生口渴感觉的原因是（ C ）
A、血浆CO2浓度升高 B、血浆乳酸浓度升高
C、血浆渗透压升高 D、血糖浓度升高
5、（2008全国卷Ⅱ2）下列关于人体内环境及其稳态的叙述，正确的是（ B ）
A、葡萄糖以自由扩散方式从消化道腔中进入内环境
B、H2CO3/NaHCO3对血浆pH相对稳定有重要作用
C、内环境的温度随气温变化而变化
D、人体的内环境即指体液
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121课题67：免疫失调
高中生物复习百讲
课题67：免疫失调
【课标要求】人体免疫系统在维持稳态中的作用；艾滋病的流行和预防。
【考向瞭望】免疫失调引起的疾病。
【知识梳理】
一、免疫失调
（一）防卫过强：过敏反应，如皮肤荨麻疹。
（二）防卫过弱：获得性免疫缺陷综合症（AIDS），即艾滋病。
（三）防卫不准：自身免疫病，如类风湿性关节炎。
二、免疫失调引起的疾病
过敏反应 自身免疫病 免疫缺陷病
概念 已免疫的机体再次接受相同物质刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱 自身免疫反应对自身的组织和器官造成损伤 由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病，可分这两类：先天性免疫缺陷病、获得性免疫缺陷病
发病机理 相同过敏原再次进入机体时与吸附在细胞表面的相应抗体结合使其释放组织胺而引起 抗原结构与正常细胞物质表面结构相似，抗体消灭抗原时，也消灭正常细胞 人体免疫系统功能先天不足（遗传缺陷）或遭病毒等攻击破坏而致
举例 消化道、呼吸道过敏反应、皮肤过敏反应等 类风湿性关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮 先天性胸腺发育不良、艾滋病
三、几点提醒
（一）记忆细胞的特点：寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。
（二）二次免疫特点：比初次反应快而强，能在抗原侵入但尚未引起疾病之前将它们消灭，从而使患病几率大大降低。
（三）过敏反应的特点：发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不破坏组织细胞；有明显的遗传倾向和个体差异。
【基础训练】
1、人体免疫反应是机体识别“自己”、排除“异己”的过程，在这一过程中发生了一系列的变化。在如图的有关曲线中，不能正确反映这一变化过程中某些因素的变化情况的是（ D ）
2、某同学虽然接受过B型肝炎疫苗注射，但是体内抗B型肝炎病毒的抗体数量却很低。检测该同学体内的白细胞包括淋巴细胞，数目皆正常，那么可能的原因是（ D ）
A、T淋巴细胞表面没有抗体 B、B型肝炎疫苗导致B型肝炎病毒大量繁殖
C、B淋巴细胞表面没有抗体 D、B淋巴细胞受抗原刺激后，无法正常发育
3、某同学为验证“体液免疫需要T淋巴细胞和B淋巴细胞的共同参与”，利用给定的材料设计了如下实验：
实验材料：未受感染的体重相同的小白鼠若干只，X射线照射仪，新鲜的T淋巴细胞和B淋巴细胞，毒性极低的霍乱弧菌疫苗以及其他必要的工具。
实验原理：T淋巴细胞和B淋巴细胞的有无，能影响抗体的产生，通过测定血清中抗体数量的多少可判断体液免疫的强弱。
方法步骤：
第一步：将小白鼠分为1、2、3三组，分别摘除胸腺，并用大量的X射线照射。
第二步：向第1组小鼠体内注射T淋巴细胞，向第2组小鼠体内注射B淋巴细胞，向第3组小鼠体内注射T淋巴细胞和B淋巴细胞。
第三步：分别在上述三组小鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步：饲养一段时间后，分别测定三组小鼠体内血清中抗体的数量。
请回答下列总量：
（1）上述实验步骤中存在不严谨之处，请指出并更正。
①第一步处理小鼠后，应分别接种疫苗，然后测定有无抗体产生；②向小鼠体内注射的淋巴细胞和接种的疫苗应当等量。
（2）结果预期及结论：第1组、第2组小鼠体内不产生抗体，第3组小鼠体内产生抗体，说明体液免疫需要T淋巴细胞和B淋巴细胞的共同参与。
【高考模拟】
4、（2007北京理综31）疫苗对预防传染病具有重要意义。为研制抗某种病毒的灭活病毒疫苗，研究人员设计实验方案如下：
（1）制备疫苗：将纯化的某种病毒在特定的活细胞中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，但要确保灭活病毒的抗原决定簇不被破坏且能被免疫细胞识别。这样得到的灭活病毒即为本实验所用的疫苗。
（2）用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力
① 实验原理：通过接种疫苗，灭活病毒进入实验动物体内可刺激B细胞，使之增殖、分化形成浆细胞并产生相应的抗体；当同种病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括细胞免疫和体液免疫。
② 实验过程：将健康的实验动物分成对照组和多个实验组，每组若干只动物。
对照组的处理：接种不含疫苗的接种物，一段时间后再接种病毒。
实验组的处理：接种疫苗（含疫苗的接种物）。一段时间后再接种病毒。
为确定该疫苗的有效浓度，不同实验组动物需接种不同浓度的疫苗。
③分析实验结果：统计实验组和对照组动物的发病率、存活率。
若该疫苗可以刺激机体产生足够的抗体，则实验组比对照组发病率低，存活率高。
5、（2008广东生物13）以下关于艾滋病(AIDS)的叙述，错误的是（ C ）
①AIDS患者出现病症的直接原因是其它病原体感染；②HIV攻击人体免疫系统，特别是B淋巴细胞；③HIV侵入人体后存在潜伏期，原因是潜伏期HIV复制能力较弱；④感染HIV的人称为AIDS患者，应尽快治疗；⑤目前还没有根治AIDS的特效药。
A、②③⑤ B、①④⑤ C、②③④ D、①②③
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133课题71：种群数量的变化
高中生物复习百讲
课题71：种群数量的变化
【课标要求】种群数量的变化。
【考向瞭望】以选择题形式考查种群的特征以及对种群数量或发展方向的作用；以数学曲线题形式，考查种群数量的变化规律。
【知识梳理】一、种群数量变化的数学模型：（一）种群数量的“J”型曲线
1、条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下。
2、特点：种群数量每年以一定的倍数增大。 3、数学模型：指数函数型。
（二）种群增长的“S”型曲线
1、原因：自然环境条件是有限的，如资源、空间、天敌等的制约。
2、特点：种群达到环境条件所能允许的最大值——环境容纳量（即K值）后有时停止增长，有时在K值上下波动。
二、影响种群数量变化的因素：（一）内因
1、起始种群个体数量。
2、导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。
3、导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。
（二）外因
1、自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。
2、人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物、环境污染等。
三、“J”型曲线和“S”型曲线的比较
（一）曲线比较（如下图）。 （二）列表比较
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
前提条件 环境资源无限 环境资源有限
种群增长率 保持稳定 随种群密度上升而下降
K值的有无 无K值 有K值
曲线形成的原因 无种内斗争，缺少天敌 种内斗争加剧，天敌数量增多
（三）联系：两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同。因而有：“J”型曲线因环境阻力增大而成“S”型曲线。
四、种群数量变化规律在生产中的应用
（一）对于濒危动植物而言，由于环境污染、人类破坏等，造成环境对于此种生物的K值变小，通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量，是保护这些生物的根本措施。
（二）在“S”型曲线中，种群数量达到环境容纳量的一半（K/2）时，种群增长速率最大，资源再生能力最强。因此，在野生生物资源合理开发利用方面，要保证捕捞或利用后，生物种群数量不得低于K/2，这样既可获得最大利用量，又可保持种群的高速增长。
五、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
（一）问题：培养液中酵母菌种群数量的变化是怎样随时间变化的？或不同温度（或O2、CO2等）条件下酵母菌种群数量变化情况？或不同培养液（加糖和不加糖）中酵母菌种群数量变化情况如何？
（二）假设：根据上述问题，大胆提出合理的假设。
试管编号 A B C
管内液体 培养液/mL 10 10
无菌水/mL 10
酵母液/mL 0.1 0.1 0.1
温度条件 28℃ 5℃ 28℃
（三）设计实验（如右表）。
（四）采用抽样检测方法——显微计数。
（五）注意事项
1、显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。
时间/天 1 2 3 4 5 6 …
数量/个
2、从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
3、结果记录最好用记录表，如下（请设计）：
4、每天计数酵母菌量的时间要固定。
5、培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。
【思考感悟】当一个种群迁入一个新的适宜环境时，种群数量如何变化？
当刚迁入时食物和空间条件充裕，种群增长速率较快，接近“J”型曲线，当繁殖到一定程度后，环境中的容纳量接近饱和，种群增长减缓，呈“S”型曲线，最后种群数量趋于稳定。
【基础训练】1、如图表示在一个池塘中当鱼的密度上升时，鱼产量、个体生长量、食物量和寻食耗能量的变化曲线。其中能代表鱼个体生长量和鱼产量的曲线是（ A ）
A、1和3 B、2和4
C、1和2 D、2和3
2、自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。下列有关种群“S”型增长的正确说法是（ B ）
A、“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系
B、种群增长率在各阶段是不相同的
C、“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关
D、种群增长不受种群密度制约
3、某种群死亡率如图中曲线Ⅱ，出生率如图中曲线Ⅰ，则在哪一时期此种群的个体总数达到其生活环境负荷量的顶点（ C ）
A、a B、b C、c D、d
【高考模拟】4、（2007全国卷Ⅰ3）下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是（ D ）
A、通常自然界中的种群增曲线最终呈S型 B、达到K值时种群增长率为零
C、种群增长受自身密度的影响 D、种群的增长速度逐步降低
5、（2008江苏生物16）下列选项中，对种群密度影响最严重的是（ C ）
编号 生态系统 采收对象 现有生物量 年增长率/% 年采收量
① 马尾松林 马尾松 200000m3 2 1000m3
② 淡水湖泊 鲰鱼 10000kg 34 3600kg
③ 山地 甘草 1000kg 20 300kg
④ 滩涂 沙蚕 10000kg 30 500kg
A、① B、② C、③ D、④
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141课题82：基因工程的发展前景
高中生物复习百讲
课题82：基因工程的发展前景
【课标要求】了解基因工程在光合作用、生物固氮等方面的应用研究；认识生物反应器与蛋白质工程；了解基因工程的未来。
【考向瞭望】蛋白质工程原理及其与基因工程的区别和联系。
【知识梳理】
一、科学家在基因工程方面的最新尝试
项目 最新尝试 目的
光合作用 利用基因工程技术提高二磷酸核酮糖羧化酶的羧化酶活性，降低加氧酶活性 增加植物对二氧化碳的固定效率，提高栽培作物的光合作用效率
生物固氮 利用基因工程技术把固氮菌的固氮基因导入非豆科作物的细胞中 培育出具有固氮能力的非豆科农作物
生物反应器 利用基因工程技术把相应基因导入栽培植物和饲养动物的细胞中 生产蛋白质药物或疫苗
二、蛋白质工程和基因工程的比较
蛋白质工程 基因工程
区别 过程 预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 获得目的基因→形成重组DNA分子→将重组DNA分子导入受体细胞→筛选含有目的基因的受体细胞→目的基因的表达
实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品
结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质
联系 （1）蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程（2）基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
【基础训练】
1、胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。
（2）通过DNA合成形成的新基因应与载体结合后转移到大肠杆菌等受体细胞中才能得到准确表达。
（3）若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有蛋白质工程、基因工程和发酵工程。
（4）图解中从胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。
（5）下列关于蛋白质工程的说法错误的是 B 。
A、蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要
B、蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
C、蛋白质工程能生产自然界中不曾存在的新型蛋白质分子
D、蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程
2、现在，转基因技术广泛运用于生物新品种的培育，科研中多采用显微注射法，借助电子显微镜将外源基因注射到细胞中。但这一传统方法更多地适应于哺乳动物，而运用到家禽转基因时，成功率仅有5%到10%左右。有的专家尝试使用病毒侵染的方法开展转基因实验，但因为安全性问题，运用范围有限。多年来，国内外家禽转基因技术一直没有实现重大突破。据生命科学网报道：2007年9月，扬州大家动物科学院博士生导师李碧春教授率领的攻关小组经过4年的努力，成功研究出精原干细胞介导法，这一方法可广泛运用于家禽的转基因，而且成功率提高了10倍。
请回答下列问题：
（1）培育转基因动物的受体细胞是受精卵，是否转基因动物的每一个体细胞都含有目的基因？为什么？是的，因为转基因动物的每个体细胞都是受精卵经过有丝分裂产生的，而有丝分裂的子细胞与母细胞中遗传物质是相同的。
（2）在基因工程中需要哪些酶？限制性核酸内切酶和DNA连接酶。被转移的基因在相应动物细胞中表达要经过转录和翻译两个过程。
（3）对家禽进行转基因育种，导入目的基因的理想方法是精原干细胞介导法；如用病毒侵染的方法，存在的安全性问题主要是病毒导致家禽患病。
（4）转基因动物依据的原理与克隆动物不同，克隆动物培育的依据细胞全能性（动物细胞核具有全能性）原理。
（5）转基因动物与克隆动物相比较明显的优点是按照人们的意愿改造生物（定向改造生物的某些性状）。
3、上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。“转基因动物”是指（ B ）
A、提供基因的动物 B、基因组中增加外源基因的动物
C、能产生白蛋白的动物 D、能表达基因信息的动物
【高考模拟】
4、（2006广东生物26）在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是（ B ）
A、用mRNA为模板逆转录合成DNA
B、以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C、将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
D、由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
5、（2006广东生物29）下图为脉胞霉体内精氨酸的合成途径示意图。 从图中不可得出（ C ）
A. 精氨酸的合成是由多对基因共同控制的
B．基因可通过控制酶的合成来控制代谢
C．若基因②不表达，则基因③和④也不表达
D．若产生鸟氨酸依赖突变型脉胞霉，则可能是基因①发生突变
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165课题86：动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础
高中生物复习百讲
课题86：动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础
【课标要求】动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础。
【考向瞭望】将卵母细胞及受精卵的培养、胚胎移植及胚胎干细胞培养技术与“基因工程”“细胞工程”联合起来考查。
【知识梳理】
一、受精作用及早期胚胎发育
（一）受精作用
1、动物个体发育的起点：受精卵。
2、过程：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合等过程。
3、同种动物精卵才能结合的原因：精子和卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白。
（二）早期胚胎发育
根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段：
二、胚胎工程
（一）体外受精和胚胎体外培养 （二）胚胎移植培育流程
（三）胚胎分割的流程
【基础训练】
1、下列属于有性生殖的是（ A ）
A、试管婴儿 B、胚胎分割 C、克隆 D、胚胎干细胞培养
2、为了大力发展我国的肉牛和奶牛养殖业，科学家们在育种途径中进行了大胆探索，并取得了初步成果。
Ⅰ、2002年1月中旬到2月中旬，中国自主完成的首批成年体细胞克隆牛在山东曹县五里墩陆续降生。克隆牛有3个母亲，A牛提供细胞核即供体细胞，B牛提供去除细胞核的卵细胞即受体细胞，两种细胞在电脉冲的刺激下融合之后，通过细胞分裂形成早期胚胎，再将这个胚胎植入C牛子宫内。请回答下列问题：
（1）培养出的克隆牛几乎是A牛复制品。这是因为控制牛性状遗传的物质主要存在于细胞核中。
（2）如果多个供体细胞来自同一头牛，培育的这些牛在性状上也不完全相同，分析其原因：
①性状变异可由环境条件引起； ②受体细胞的细胞质基因不同；
③基因可能会发生突变。
Ⅱ、在克隆技术出现之前，育种工作者已经开始采用胚胎分割移植的方法尽快繁育更多的优质牛。这种育种技术的主要步骤是：将经过人工授精得到的受精卵在试管内培养到8个细胞的胚胎时，进行胚胎分割，均分为4等份，再分别移植到多头母牛的子宫内发育、分娩，就能得到多头所需要的小牛。
（3）胚胎分割移植在受精卵培养到8个细胞的卵裂期时进行，其主要原因是此时还未出现细胞的分化。
（4）通过胚胎分割移植培育出的这些小牛，其性别表现为全为雌性或全为雄性。
（5）通过体细胞克隆技术培育的小牛，其性别取决于供体细胞。
3、胚胎移植技术的应用为大量繁育良种奶牛带来了光明的前景。这项技术的操作过程大致如图所示。请回答：
（1）为了促使良种母牛排卵，育种家们应给母牛注射促性腺激素。为了使早期胚胎顺利地在接受胚胎的母牛子宫内膜上着床，应事先给该母牛注射孕激素。
（2）选择良种公牛的精子时，应选择含X染色体的精子才可繁育出良种奶牛。
（3）把受精卵培育成早期胚胎过程中，应使用的培养基是培养液。
（4）胚胎移植技术除了快速繁育良种家畜外，还可用于哪些方面（至少答出两个方面）？
①克隆哺乳动物；②培育转基因动物，保存珍稀哺乳动物；③保护生物的多样性；④克服人类的不孕症等（任意两项即可）。
【高考模拟】
4、（2007上海生物39A）下图表示用生物工程制备人抗A抗体的过程。请回答下列问题：
（1）人的红细胞膜表面有被称为凝集原的特异糖蛋白；从免疫学角度看，这种凝集原是抗原。
（2）图中细胞中1是小鼠体内注入人A型血红细胞后而获得的免疫B淋巴细胞，这种细胞具有产生单一的抗A抗体（或单一的特异性抗体）的特点，但难以在体外培养。甲培养皿中培养的细胞2，是从患骨髓瘤的小鼠体内获取的骨髓瘤细胞，这种细胞在体外培养时能快速大量增殖，但不会产生抗体。
（3）为了能充分发挥上述两种细胞各自的特点，经特殊处理，在促细胞融合因子的作用下，使两种细胞发生融合，形成图中的细胞3，这种细胞称为杂交瘤细胞。把它在乙培养皿中进行培养，则能产生大量的细胞群，这种方法称为单克隆。
（4）过程①的主要目的筛选出能产生单一抗A抗体的杂交瘤细胞。通过过程②或⑧的培养方法能产生大量抗A单克隆抗体。
172
173课题65：神经调节与体液调节的协调
高中生物复习百讲
课题65：神经调节与体液调节的协调
【课标要求】神经、体液调节在维持稳态中的作用；体温调节、水盐调节和血糖调节。
【考向瞭望】血糖平衡的调节、体温调节、水盐平衡的调节。
【知识梳理】
一、神经调节与体液调节的比较
（一）体液调节：激素、二氧化碳等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。激素调节是主要内容。
（二）神经调节和体液调节的比较
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
二、神经调节和体液调节的协调
（一）血糖平衡的调节
1、血糖的三个来源
（1）食物中的糖类的消化吸收；
（2）肝糖原的分解；
（3）脂肪等非糖物质的转化。
2、血糖的三个去向（正常情况下）
（1）氧化分解释放能量；
（2）合成肝糖原、肌糖原；
（3）转化为脂肪、某些氨基酸等。
3、正常情况下血糖浓度为0.8～1.2g/L。
4、血糖平衡的机理
（1）胰岛素：促进组织细胞加速血糖氧化分解、合成糖原和转化成脂肪等，使血糖水平降低。
（2）胰高血糖素：促进肝糖原分解，促进一些非糖物质转化为葡萄糖而使血糖水平升高。
（二）人体体温调节
1、产热途径：细胞中有机物的氧化放能，尤以骨骼肌和肝脏产热为多。
2、散热途径：主要通过汗液的蒸发，皮肤内毛细血管的舒张，其次还有排气、排尿和排便等。
3、体温调节中枢：下丘脑。
（三）水盐调节
1、神经调节途径：下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴觉。
2、体液调节途径：下丘脑渗透压感受器→垂体释放抗利尿激素→作用于肾小管、集合管，使其重吸收水→尿量减少。
（四）神经调节与体液调节的关系
1、内分泌腺受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做神经调节的一个环节。
2、激素也可以影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
【思考感悟】经测量某人在24小时内都处于39℃，此人的产热量大于散热量，对吗？为什么？
不对。此人在24小时内体温一直处于恒定状态，为39℃，说明整个过程中产热量与散热量是相等的。
【基础训练】1、设人在20℃的环境中产热速率为a1，散热速率为b1，进入0℃环境20min后的产热速率为a2，散热速率为b2。以下有关产热速率与散热速率大小的比较正确的是（ A ）
A、a1＝b1，a2＝b2 B、a2＜a1，b1＜b2 C、a1＞b1，a2＞b2 D、A、B两项均对
2、8岁的小明因一次意外下丘脑不幸受到损伤，可能会导致他的（ D ）
①睾丸的生长发育受到影响；②甲状腺激素的分泌受到影响；③体温调节受到影响；④血糖平衡调节受到影响；⑤水盐平衡的调节受到影响；⑥言语活动功能障碍。
A、①②③④⑤⑥ B、②③⑤⑥ C、②③④⑤ D、①②③④⑤
3、为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。
某同学的实验方案如下：
①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠出现四肢无力，活动减少甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。
③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请完成：
（1）该实验原理：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。
（2）分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而引起低血糖症状。
（3）胰岛素在血糖平衡调节中的作用是：胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加，同时使血糖的来源减少，从而使血糖含量降低。
【高考模拟】
4、（2007山东理综2）4名受试者分别口服100g葡萄糖后，在180min内血糖含量的变化曲线如图所示。据图分析正确的是（ B ）
A、a代表高胰岛素血症患者的血糖含量变化
B、4条曲线在前30min内血糖升高与肠道吸收有关
C、b在120min后下降的主要原因是葡萄糖转化为糖原及非糖物质
D、c、d代表正常人的血糖含量变化
5、（2008全国卷Ⅰ1）为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序。正确的是（ A ）
A、先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液 B、先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液
C、先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水 D、先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液
130
129课题57：生物育种
高中生物复习百讲
课题57：生物育种
【课标要求】生物变异在育种上的应用。
【考向瞭望】杂交育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等各种育种方式的原理、过程、优缺点的分类与比较。
【知识梳理】
一、杂交育种
（一）概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
（二）原理：基因重组。
（三）过程：选择具有不同优良性状的亲本通过杂交获得F1，F1连续自交或杂交，从中筛选获得需要的类型。
（四）应用：改良作物品质，提高农作物单位面积产量；培育优良的家畜、家禽。
二、诱变育种
（一）概念：利用物理因素或化学因素处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。
（二）原理：基因突变。
（三）特点：可以提高突变率，在较短时间内获得更多优良变异类型。
（四）应用：主要用于农作物育种和微生物育种。
三、几种育种方法的比较
名称 原理 方法 优点 缺点 应用
杂交育种 基因重组 培育纯合子品种：杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交到不发生性状分离为止 使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体 ①育种时间一般比较长②局限于同种或亲缘关系较近的个体③需及时发现优良品种 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦
培育杂合子品种：一般是选取纯合双亲杂交 年年制种 杂交水稻、玉米
诱变育种 基因突变 ①物理：紫外线、X或γ射线，微重力、激光等处理、再筛选②化学：亚硝酸、硫酸二乙酯处理，再选择 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 盲目性大，有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料 高产青霉菌
单倍体育种 染色体变异 ①先将花药离体培养，培养出单倍体植株②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子③从中选择优良植株 明显缩短育种年限，子代均为纯合子，加速育种进程 技术复杂 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦
多倍体育种 染色体变异 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 操作简单，能较快获得所需品种 所获品种发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 三倍体无子西瓜八倍体小黑麦
基因工程育种 基因重组 提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选获得优良个体 ①目的性强，育种周期短②克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多，有可能引起生态危机 转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉
【思考感悟】杂交育种能否应用于微生物育种？
杂交育种利用基因重组的原理，一般发生在有性生殖的减数分裂过程中。微生物一般不能进行减数分裂，因此一般不用杂交育种的方法对微生物进行育种。
【基础训练】
1、育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种的说法正确的是（ A ）
A、涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异
B、都不可能产生定向的可遗传变异
C、都在细胞水平上进行操作
D、都不能通过产生新基因从而产生新性状
2、假设A、b代表玉米的优良基因，这两种基因是自由组合的。现有AABB、aabb两个品种，为培养出优良新品种AAbb，可以采用的方法如图所示。
（1）由品种AABB、aabb经过①、②、③过程培育出新品种的育种方法称为杂交育种。若经过②过程产生的子代总数为1552株，则其中基因型为AAbb的植株理论上有97株。基因型为Aabb的类型经过过程③，子代中AAbb与aabb的数量比是1︰1。
（2）过程⑤常采用花药离体培养法由AaBb得到Ab个体。与“过程①②③”的育种方法相比，“过程⑤⑥”育种的优势是明显缩短了育种年限。
（3）过程④在完成目的基因与运载体的结合时，必须用到的工具酶是限制性核酸内切酶（限制酶）DNA连接酶。与“过程⑦”的育种方法相比，“过程④”育种的优势是定向地改变生物的遗传性状。
3、用纯合的二倍体水稻品种高秆抗锈病（DDTT）和矮秆不抗锈病（ddtt）进行育种时，一种方法是杂交得到F1，F1再自交得F2；另一种方法是用F1的花药进行离体培养，再用秋水仙素处理幼苗得到相应植株。下列叙述正确的是（ C ）
A、前一种方法所得的F2中重组类型和纯合子各占5/8、1/4
B、后一种方法所得的植株中可用于生产的类型比例为2/3
C、前一种方法的原理是基因重组，原因是非同源染色体自由组合
D、后一种方法的原理是染色体变异，是由于染色体结构发生改变
【高考模拟】
4、（2007广东生物15）太空育种是指利用太空综合因素如强辐射、微重力等，诱导由宇宙飞船携带的种子发生变异，然后进行培育的一种育种方法。下列说法正确的是（ D ）
A、太空育种产生的突变总是有益的
B、太空育种产生的性状是定向的
C、太空育种培育的植物是地球上原本不存在的
D、太空育种与其他诱变方法在本质上是一样的
5、（2008江苏生物23）下列关于育种的叙述中，错误的是（ BCD ）
A、用物理因素诱变处理可提高突变率 B、诱变育种和杂交育种均可形成新的基因
C、三倍体植物不能由受精卵发育而来 D、诱变获得的突变体多数表现出优良性状
114
113课题56：人类遗传病
高中生物复习百讲
课题56：人类遗传病
【课标要求】人类遗传病的类型；人类遗传病的监测和预防；人类基因组计划及意义。
【考向瞭望】单基因遗传病遗传方式的判断方法。
【知识梳理】
一、人类常见遗传病的类型
人类遗传病：由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。
（一）单基因遗传病
1、概念：受一对等位基因控制的遗传病。
2、分类：（1）显性遗传病：由显性致病基因引起的，如多指、并指、软骨发育不全、抗维生素D佝偻病等。
（2）隐性遗传病：由隐性致病基因引起的，如镰刀型细胞贫血症、白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症等。
（二）多基因遗传病
1、概念：受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。
2、特点：在群体中发病率比较高，容易受环境影响。
3、类型：主要包括一些先天性发育异常和一些常见病，如原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。
（三）染色体异常遗传病
1、概念：指由染色体异常引起的遗传病，简称染色体病。
2、分类：（1）染色体结构异常引起的遗传病，如猫叫综合征。
（2）染色体数目异常引起的遗传病，如21三体综合征。
二、遗传病的监测和预防
（一）手段：主要包括遗传咨询和产前诊断。
（二）意义：在一定程度上有效地预防遗传病的产生和发展。
（三）遗传咨询的内容和步骤
1、医生对咨询对象进行身体检查，了解家庭病史，对是否患有某种遗传病作出诊断。
2、分析遗传病的传递方式。
3、推算出后代的再发风险率。
4、向咨询对象提出防治对策和建议，如终止妊娠、进行产前诊断等。
（四）产前诊断：指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。
三、人类基因组计划与人体健康
（一）人类基因组计划的目的：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
（二）已获数据：人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约有3.0万～3.5万个。
四、调查人群中的遗传病
（一）原理
1、人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。
2、遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况。
（二）实施调查过程：确定调查课题→划分调查小组→实施调查→统计分析→写出调查报告。
（三）意义：统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率，对某个典型的家庭作具体分析，利用遗传学原理分析遗传病的遗传方式，计算人群中的发病率。
【思考感悟】遗传病患者是否都可以将其症状遗传给后代？
不一定，如父亲患线粒体遗传病则不遗传给后代。
【基础训练】
1、下表是四种人类遗传病的亲本组合及优生指导，不正确的是（ C ）
遗传病 遗传方式 夫妻基因型 优生指导
A 抗维生素D佝偻病 X染色体显性遗传病 XaXa×XAY 选择生男孩
B 红绿色盲症 X染色体隐性遗传病 XbXb×XBY 选择生女孩
C 白化病 常染色体隐性遗传病 Aa×Aa 选择生女孩
D 并指症 常染色体显性遗传病 Tt×tt 产前基因诊断
2、一对表现正常的夫妇，生了一个孩子既是红绿色盲又是Klinefecter综合征（XXY）患者，从根本上说，病因与父母中的哪一方有关？发生在什么时期（ A ）
A、与母亲有关，减数第二分裂 B、与父亲有关，减数第一次分裂
C、与父母亲都有关，受精作用时 D、无法判断
3、如图是两个家族的遗传系谱图，乙病为色盲（B、b），Ⅲ3、Ⅲ4均不同时携带两种致病基因。请据图回答：
（1）甲病致病基因位于常染色体上，是显性遗传。
（2）Ⅲ2与Ⅲ3为异卵双生（由不同的受精卵发育而来），则Ⅲ3表现型是否一定正常？不一定，原因是来源于不同的受精卵，遗传信息不一定相同。
（3）Ⅰ3的基因型是XBXb，Ⅰ4的基因型是XBY。
（4）若Ⅲ3与Ⅲ4结婚，则他们生下两病兼患男孩的概率是1/8。
（5）若Ⅲ1是21三体综合征患者，则其可能是由染色体组成为22＋X（或23＋X）的卵细胞和23＋X（或22＋X）的精子受精发育而来，这种可遗传的变异属于染色体数目的变异。
【高考模拟】
4、（2007江苏生物7）优生，就是让每个家庭生育健康的孩子。下列与优生无关的措施是（ D ）
A、适龄结婚，适龄生育 B、遵守婚姻法，不近亲结婚
C、进行遗传咨询，做好婚前检查 D、产前诊断，以确定胎儿性别
5、（2008江苏生物13）人类Rh血型有Rh＋和Rh－两种，分别由常染色体上显性基因R和隐性基因r控制。Rh＋的人有Rh抗原，Rh－的人无Rh抗原。若Rh＋胎儿的Rh抗原进入Rh－母亲体内且使母体产生Rh抗体，随后抗体进入胎儿体内则引起胎儿血液凝集和溶血；若这位Rh－母亲又怀一Rh＋胎儿，下列对这两胎儿的相关基因型及血液凝集和溶血程度的分析中，正确的是（ D ）
①相关基因型与父亲的一定相同；②相关基因型与父亲的不一定相同；③两胎儿血液凝集和溶血程度相同；④第二胎儿血液凝集和溶血程度比第一胎儿严重。
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
112
111课题62：神经调节
高中生物复习百讲
课题62：神经调节
【课标要求】人体神经调节的结构基础和调节过程；人脑的高级功能。
【考向瞭望】神经冲动在神经纤维和神经元之间传递方向的探究。
【知识梳理】
一、神经调节的结构基础和反射
（一）反射
1、概念：指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
2、类型：反射是神经调节的基本方式。分为条件反射和非条件反射。
非条件反射 条件反射
形成时间 生来就有 后天获得
刺激 非条件刺激（直接刺激） 条件刺激（信号刺激）
神经中枢 大脑皮层以下中枢 大脑皮层
神经联系 反射弧及神经联系永久、固定，反射不消退 反射弧及神经联系暂时、可变，反射易消退，需强化
意义 完成机体基本的生命活动 大大提高人和动物适应复杂环境的能力
举例 缩手反射、眨眼反射 望梅止渴、谈虎色变
（二）结构基础：反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。反射活动需要有完整的反射弧才能实现。
二、神经系统的分级调节
（一）中枢神经系统
1、脑：大脑、脑干、小脑。 2、脊髓。
（二）关系
1、大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢。
2、位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。
3、神经中枢之间相互联系，相互调控。
三、人脑的高级功能
（一）人脑除了可感知外部世界，控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
（二）大脑皮层言语区的划分（如图）
大脑皮层言语区损伤会导致特有的某种言语活动的功能障碍。
中枢名称 别名 受损后的病症 病症的症状
运动性书写中枢 书写中枢（W区） 失写症 病人可听懂别人的谈话和看懂文字，也会讲话，手部运动正常，但失去书写、绘图能力
运动性语言中枢 说话中枢（S区） 运动性失语症 病人可以看懂文字，也能听懂别人讲话，但自己不会讲话
听觉性语言中枢 （H区） 听觉性失语症 病人能讲话、书写，也能看懂文字，能听懂别人发音，但不懂其含义，病人可以模仿别人说话，但往往是答非所问
视觉性语言中枢 阅读中枢（V区） 失读症 病人的视觉无障碍，但看不懂文字的含义，即不能阅读
【思考感悟】有了完整的反射弧，就一定能发生反射活动吗？
不一定。还需要适宜刺激。
【基础训练】
1、某外伤病人，不能说话但能听懂别人说话，能写字，也能看书看报，那么受伤的是（ A ）
A、运动性语言中枢 B、听觉性语言中枢
C、视觉性语言中枢 D、运动中枢
2、一般情况下，大脑受伤丧失意识和脊髓排尿中枢受伤的两种病人，其排尿情况依次是（ B ）
A、尿失禁、正常排尿 B、尿失禁、不能排尿
C、正常排尿、尿失禁 D、不能排尿、尿失禁
3、为验证血液中含有酸碱缓冲物质，做如下实验，请补充完整。
（1）取四支试管，分别编号为1号、2号、3号、4号。
（2）在四支试管中各加入等量的0.1g·mL－1的柠檬酸钠溶液（抗凝剂），然后将等量的正常人的新鲜血液注入1号和3号试管中，注意边加边搅拌，再向2号和4号试管中加入蒸馏水，加入量与血液量相等。
（3）分别从1号和2号试管中取少量液体，测定pH并记录。然后向1号和2号试管中加入一定量的Na2CO3溶液，加入量相等，搅拌均匀，再各取少量液体测定pH。与上一次测定值比较，1号试管pH变化量记作△pH1，2号试管pH变化量记作△pH2，比较这两个变化量△pH1＜△pH2，并说明原因：血液中碳酸和碳酸钠发生反应，形成碳酸氢钠，所以对血液的pH影响不大。
（4）从3号试管和4号试管中取少量液体，测定pH并记录。然后向两支试管中加入等量的乳酸，搅拌均匀，测定它们的pH，与刚才测定值比较，3号试管pH变化量记作△pH3，4号试管pH变化量记作△pH4，比较这两个变化量：△pH3＜△pH4，并说明原因：血液中的碳酸氢钠与乳酸发生反应，生成乳酸钠和碳酸，碳酸又可分解为CO2和水，所以对血液的pH影响不大。
（5）结论：血液中含有酸碱缓冲物质，可以使血液的酸碱度不会发生很大变化，从而维持在相对稳定的状态。
【高考模拟】
4、（2007宁夏理综4）下列关于反射弧的叙述，正确的是（ A ）
A、刺激某一反射弧的感受器或传出神经，可使效应器产生相同的反应
B、反射弧中的感受器和效应器均分布于机体同一组织或器官
C、神经中枢的兴奋可以引起感受器敏感性减弱
D、任何反射弧中的神经中枢都位于脊髓
5、（2008广东生物19）某同学正在跑步，参与调节这一过程的神经结构有（ D ）
①大脑皮层；②小脑；③下丘脑；④脑干；⑤脊髓。
A、①②③④ B、①③④⑤ C、①②④⑤ D、①②③④⑤
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123课题68：生长素
高中生物复习百讲
课题68：生长素
【课标要求】植物生长素的发现和作用；其他植物激素；植物激素的应用。
【考向瞭望】生长素生理作用的应用。
【知识梳理】一、生长素发现过程的实验分析
科学家及实验过程 结论及分析
达尔文实验：胚芽鞘生长弯曲与胚芽鞘尖端的相关性研究①胚芽鞘＋单侧光→向光生长；②去尖端＋单侧光→不生长、不弯曲。说明植物向光性与尖端有关③用锡箔罩住尖端＋单侧光→生长、不弯曲；④用锡箔罩住尖端以下部位＋单侧光→向光生长。说明植物的感光部位在尖端 单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，对下部产生影响，出现向光弯曲
詹森实验：切去胚芽鞘尖端＋单侧光→不弯曲。胚芽鞘尖端下部放琼脂块＋单侧光→弯曲 胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片
拜尔实验：切去胚芽鞘尖端，移至一侧，置于黑暗中培养，胚芽鞘向放尖端的对侧弯曲生长 尖端产生某种刺激，在其下部分布不均匀，造成胚芽鞘弯曲生长
温特实验：①接触过尖端的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧；②空白的琼脂块放在去尖端的胚芽鞘切面的某一侧 某种刺激的确是化学物质，这种化学物质的不均匀分布造成胚芽鞘尖端以下的部位弯向光源
其他科学家：从人尿中分离出能促进植物生长的物质 生长素的化学成分是吲哚乙酸
（一）上述一系列实验体现出生物科学研究的基本思路：提出（发现）问题→提出假设→设计实验证明→得出结论。
（二）实验中运用了对照原则，如达尔文的实验中，①和④为对照组，②和③为实验组；温特的实验中，①为实验组，②为对照组，增加了实验结论的可靠性。
（三）实验中体现了设计实验的单一变量原则：达尔文实验的单一变量是尖端的有无和感光部位的差异；温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。
二、生长素的产生、运输与分布
（一）产生：主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
（二）运输：1、极性（轴向）运输
（1）实验：如右图。（2）结论：生长素只能从形态学上端向形态学下端运输，而不能由形态学下端向形态学上端运输。
2、横向运输：在单侧光或重力作用下还可以引起生长素在茎、根等处的横向运输。这种运输往往与单方向刺激有关，如右图：A、B有极性运输，C、D为重力作用下的横向运输。
3、运输的方式：是一种逆浓度梯度的主动运输过程，需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关。
（三）分布
1、产生部位＜积累部位，如顶芽＜侧芽，分生区＜伸长区。
2、生长旺盛的部位＞衰老组织，如幼根＞老根。
三、其他植物激素：（一）四类植物激素的比较
名称 合成部位 存在较多的部位 生理功能
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子 普遍存在于植物体内 ①促进细胞伸长，从而引起植株增高②促进种子萌发和果实发育
细胞分裂素 根尖 正在进行细胞分裂的部位 促进细胞分裂
脱落酸 根冠和萎蔫的叶片 将要脱落的器官和组织 ①抑制细胞分裂②促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯 植物体各个部位 广泛存在于植物体，成熟的果实含量最多 促进果实成熟
（二）植物激素和动物激素的比较
植物激素 动物激素
不同点 产生部位 无专门的分泌器官，由植物体的一定部位产生 由专门的内分泌器官分泌
作用部位 不作用于特定器官 随血液循环作用于特定器官
相同点 ①由自身产生；②特点：种类多、微量、高效；③调节生物体的新陈代谢、生长发育等生理活动
【基础训练】1、如图是研究植物向性运动的实验示意图，实验结果不能说明（ D ）
A、根具有正向重力性，茎具有负向重力性
B、生长素对植物生长的作用具有两重性
C、根和茎的向性运动都是一种适应 D、产生生长素的部位是根尖和茎尖
2、某实验小组为了验证乙烯的生理作用，进行了下列实验：取甲、乙两箱尚未成熟的番茄（绿色），甲箱用一定量的乙烯利（可释放出乙烯）处理；乙箱不加乙烯利作为对照。当发现两箱番茄颜色有差异时，从这两箱中取等量的果肉，分别研磨成匀浆，除去匀浆中色素，过滤。取无色的等量滤液分别加入甲、乙两支试管中，再各加入等量的斐林试剂，加热后摇匀观察。下列对该实验过程中出现的实验现象描述错误的是（ D ）
A、甲箱番茄呈红色 B、乙箱番茄呈绿色
C、乙试管中呈砖红色 D、甲试管中呈砖红色，但比乙试管中的颜色浅
3、下列各项中，与植物激素有关的一组是（ B ）
①生产无子西瓜；②无子番茄；③棉花摘心；④培育多倍体；⑤枝条扦插。
A、②③④ B、②③⑤ C、①②③ D、①③⑤
【高考模拟】4、（2007广东生物19）在早春低温时为了让水稻种子早发芽，稻农常将种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间。这种做法与下列哪种激素变化的相关性最大（ A ）
A、脱落酸 B、细胞分裂素 C、赤霉素 D、生长素
5、（2008山东理综8）拟南芥P基因的突变体表现为花发育异常。用生长素极性运输抑制剂处理正常拟南芥，也会造成相似的花异常。下列推测错误的是（ D ）
A、生长素与花的发育有关 B、生长素极性运输与花的发育有关
C、P基因可能与生长素极性运输有关 D、生长素极性运输抑制剂诱发了P基因突变
136
137课题99：实验设计——设计案例分析（二）
高中生物复习百讲
课题99：实验设计——设计案例分析（二）
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】
一、该类试题题材来源广泛，通常是一些简单的生物学原理和生命现象的验证（如物质的运输，酶促反应及其特点，水和无机盐的吸收与作用，光合作用与呼吸作用的条件与产物及其变化，激素的生理作用，遗传实验，环境条件对生物生命活动的影响等）对知识的要求很低（范围可拓展至初中或大学，但无知识障碍），一般给出实验目的，一部分或全部的实验条件，要求设计一种简单的实验方案来达到实验目的、预期将产生的结果并能作出相应的分析；除考查中学生物实验基本原理和基本技能运用能力外，重点考查学生的分析能力、理解能力、信息处理能力、语言文字表达能力、开拓创新能力，即考查学生的综合能力。
二、解题的基本思路
（一）明确实验目的（明确该实验要验证的内容），如果是未学过的（未知的）生物学现象还需提出假设；
（二）分析实验原理；
（三）分析给定的已知条件（如果条件不足，须补充相应的条件），确定实验组与对照组，排出合理、简单可行的实验步骤（即实验方案）；注意常用的实验方法：对比（对照）实验。
1、须设置对照组。
2、遵循单一变量原则。注意严格控制无关变量（即除实验研究的一项差异外，其他实验条件都须相同），排除一切干扰因素。
（四）预期实验结果，有些实验可能有多种结果，尽量考虑全面；在多组比较的实验中还须设计结果记录表；
（五）分析并得出相应的结论；有些实验结果需用曲线或图进行表达。
【高考模拟】
1、（2007宁夏理综28）回答I、II小题：
I．将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如图所示，然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后，继续进行实验（提取液中还原性物质忽略不计）：
（1）若向A、C、E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是A和C；砖红色较深的试管是C，颜色较深的原因是淀粉酶在40℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多；不变色的试管是E，不变色的原因是酶失活。
（2）若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色是蓝色，产生该颜色的原因是剩余的淀粉遇碘变蓝。
（3）以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？（只要求写出设计思路）在20℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其它实验条件保持一致。以反应液和上述试剂（或答碘液或答斑氏试剂或答斐林试剂）发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。（8分）
II．同一品种的西瓜种植在非生物因素相同的两块土地上，但单位面积产量差别很大，为了探究两块土地上产量不同的原因，请根据所学知识提出一个值得研究的课题（要求写出课下题的题目）。
病虫害对西瓜产生影响的研究。（本题答案有多种，只要合理就给分）
2、（2007全国卷Ⅰ31）回答下列Ⅰ、Ⅱ小题
Ⅰ、雄果蝇的X染色体来自亲本中的雌蝇，并将其传给下一代中的雌蝇。雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上没有该基因的等位基因，所以白眼这个性状表现伴性遗传。
Ⅱ、已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制，刚毛基因（B）对截毛基因牛（b）为显性。现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。
（1）根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中，雄性全部表现为截毛，雌性全部表现为刚毛，则第一代杂交亲本中，雄性的基因型是XbYb，雌性的基因型是XBXB；第二代杂交亲本中，雄性的基因型是XBYb，雌性的基因型是XbXb，最终获得的后代中，截毛雄果蝇的基因型是XbYb，刚毛雌果蝇的基因型是XBXb。
（2）根据需要从上述四种果蝇中选择亲本，通过两代杂交，使最终获得的后代果蝇中雌性全部表现为截毛，雄性全部表现为刚毛，应如何进行实验？（用杂交实验的遗传图解表示即可）
　　　XbXb　　　×　　　XBYB
　　截毛雌蝇　　　　　刚毛雄蝇
↓
　　　　　 　　　XbYB　　　×　　　XbXb
　　　　　　　F1　刚毛雄蝇　　∣　　截毛雌蝇
↓
　　　　　　　　　　　XbXb　　　　　XbYB
　　　　　　　　雌蝇均为截毛　　　雄蝇均为刚毛
3、（2006江苏生物40）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。请完成下列实验。
（1）实验步骤：
①用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶并密封，剩余水样用于测溶解氧浓度；
②将黑、白瓶挂回原水层；
③24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度。
（2）设计记录所测数据的表格。
（3）预测实验结果并分析。
若WDO－BDO＞0，则有自养生物；若WDO－BDO＝0，则无自养生物；若WDO≥0．则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
200
199课题83：克隆技术与植物的克隆
高中生物复习百讲
课题83：克隆技术与植物的克隆
【课标要求】植物的组织培养。
【考向瞭望】植物组织培养的过程及应用。
【知识梳理】
一、克隆技术的含义和克隆的条件
（一）克隆技术的含义：用于分子、细胞水平的描述，指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的技术操作。当用于个体水平描述时，克隆就是一种通过单个细胞，特别是来自特定个体的单个体细胞进行无性繁殖，从而产生新个体的过程或技术。
（二）克隆的条件
1、具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞。
2、能有效调控细胞核发育的细胞质物质。
3、完成胚胎发育的必要的环境条件。
二、植物组织培养技术
（一）植物细胞全能性：植物体的每个活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育为完整植株的潜能。
（二）植物组织培养过程
1、原理：细胞的全能性。
2、过程：（如图所示）。
3、注意事项
（1）取材：选取有形成层的部位最容易诱导形成愈伤组织。
（2）光照：在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
4、细胞全能性表达的条件
（1）离体、无菌；
（2）一定的营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素等；
（3）激素：主要是细胞分裂素和生长素；
（4）适宜的温度和光照（培养后期）。
（5）全能性大小比较：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
三、植物细胞工程的过程及应用
（一）过程（如右图）。
（二）应用
1、作物新品种的培育
（1）培育抗逆、高产及优质的转基因植株。
（2）单倍体育种和突变体的利用。
2、为遗传学、植物生理学和细胞生物学问题提供了良好的研究系统。
3、细胞产物的工业化生产：一些重要的细胞次生代谢产物（如某些中药）。
四、植物体细胞杂交的原理、过程及优越性
（一）细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。
（二）过程：
（三）与传统有性杂交相比，其优越性表现在：
1、克服植物远缘杂交不亲和的障碍。
2、打破物种之间的生殖隔离。
【基础训练】
1、细胞具有全能性的原因是（ C ）
A、体细胞具有发育成完整个体的潜能
B、生物体的每个细胞都具有全能性
C、生物体的每个细胞都含有个体发育的全部基因
D、生物体的每个细胞都是由受精卵发育来的
2、在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞器是（ B ）
A、叶绿体、高尔基体 B、线粒体、高尔基体
C、叶绿体、线粒体 D、线粒体、内质网
3、如图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：
（1）要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素，营养物质包括无机物和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。
（2）A和B阶段主要进行的分裂方式是有丝分裂，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。
（3）此过程要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。
（4）试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。
（5）试简要说明组织培养技术的优点，以及这一技术在实践中的具体应用（举例）。植物组织培养不仅从植物体上取材少、培养周期短、繁殖率高、保持母本优良性状，而且便于自动化管理。目前这项技术已经在花卉和果树的快速繁殖、生产细胞产品、单倍体育种等方面得到了广泛的应用。
【高考模拟】
4、（2007上海生物13）下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是（ A ）
A、花药、胚不能作为组织培养的材料 B、植物细胞具有全能性
C、外植体是指用于培养的植物组织或器官 D、外植体可诱导出愈伤组织
5、（2008江苏生物20）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ D ）
A、培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B、培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C、离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D、同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同
166
165课题88：生物技术的安全性和伦理问题
高中生物复习百讲
课题88：生物技术的安全性和伦理问题
【课标要求】转基因生物的安全性；生物技术中的伦理问题；生物武器对人类的威胁。
【考向瞭望】转基因生物的成果及对生物技术安全性问题的讨论；克隆、设计试管婴儿、基因检测等生物技术应用中的利弊分析；生物武器对人类的危害。
【知识梳理】一、生物技术的理性认识：（一）对转基因技术的理性认识
1、优点：可以在某种生物中引入它所没有的某种外源性基因。
2、缺点：基因的许多影响是不易控制的。
（二）动物体细胞克隆带来的影响：克隆人与试管婴儿和克隆羊不是同一概念。从科学上讲，动物克隆技术尚未成熟；从理论上讲，人的克隆将极大地冲击社会的基本组成单位——家庭，将直接在文明和道德规范上威胁人类社会。
（三）基因专利与基因安全问题
1、基因专利：（1）基因序列的专利化将加剧世界对基因资源的残酷争夺和对发展中国家的国有医药等产业的严重打击。（2）人类基因组组织在基因数据共享问题上，采取了许多积极行动，如反对涉及人类固有基因序列的不合理专利行为等。
2、生物武器的特点：（1）极具破坏性， （2）难以检测。
二、现代生物技术对人类社会的影响
（一）改善人类生活
1、疾病预防和准确诊治。 2、提高农作物、畜禽产量和质量。
3、开发研制新型药物。 4、处理环境污染。
5、有效确认身份。
（二）对社会和环境的影响
1、生物技术带来的问题：如是否可能造成自然界遗传多样性降低、是否会危害其他生物体的生存和环境等。
2、正确对待生物技术：人类社会的可持续发展对生物技术的需求是存在的，这是生物技术赖以生存与发展的意义所在。我们应该在世界范围内达成一些共识，合理规范地使用生物技术，以对全人类负责的态度使用生物技术。就目前来看，制定规范性的国际法规，制定具有法律性的国际条例来限制和制止生物技术的滥用，是尤为重要的。
【基础训练】1、下列有关基因专利的叙述不正确的是（ D ）
A、基因专利使得基因资源的世界大战极其残酷
B、基因专利威胁着发展中国家的国有医药等产业
C、反对涉及人类固有基因序列的不合理专利行为
D、世界人类基因组组织规定：人类基因组序列所有数据都要保密
2、在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物质能通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将番茄的蛋白酶抑制剂基因与含抗四环素基因的质粒结合后导入玉米，让玉米获得与番茄相似的抗虫性状，以对付异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。
试分析回答下列问题：
（1）将番茄的蛋白酶抑制剂基因切取及连接到玉米的DNA中用到的酶分别是限制性核酸内切酶、DNA连接酶。
（2）并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子，所以需要筛选，一般应用有四环素的培养基培养受体细胞。
（3）若目的基因得以表达，玉米细胞中会产生蛋白酶抑制剂。
（4）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？说明理由。不赞成。转基因玉米能抵抗玉米螟，但并不能抵抗所有的害虫。
（5）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧，你认为这种担忧有道理吗？试用学过的知识进行简要的分析说明。如①有道理。这种转基因玉米的果实中含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而患病。②没必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人无影响。③没必要。通常人类食用的是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏，因此不会对人的消化造成不良影响。
3、体细胞核移植技术在畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛的应用前景。如图是体细胞核移植技术用于人类疾病治疗方面的过程示意图，根据相关知识分析回答下列问题：
（1）在体细胞核移植技术中往往以卵母细胞作为受体，因为卵母细胞含有丰富的营养物质，体积比较大，容易操作。
（2）核移植成功后，用物理或化学方法激活受体细胞，目的是使其完成减数分裂和发育过程。
（3）以病人本人的体细胞核做供体，诱导分化形成的器官在移植过程中可以避免免疫排斥反应。
（4）我国禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆的研究，请谈谈为什么要反对生殖性克隆人？
①严重违反了人类伦理道德；②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；③在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人；④克隆技术尚不成熟，有可能克隆出有严重生理缺陷的孩子。
4、生物技术就像一把双刃剑，它既可以造福人类，也可以在使用不当时给人类带来灾难。例如用克隆技术制造出克隆人，用转基因技术制造生物武器等。面对生物技术可能产生的负面影响，公众不可避免地产生了疑虑。近年来，生物技术引发的社会争论涉及面越来越广。
（1）“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病。在技术手段上的区别是后者胚胎在移植前需进行遗传学诊断。
（2）现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是破坏了人类正常的性别比例，违反了伦理道德。
（3）若克隆人则需要用到下列哪些技术？①③④。（填序号）
①体外培养 ②体外受精 ③胚胎移植 ④核移植
（4）如何对流感病毒进行改造做生物武器？危害性与一般生物武器相比怎样？原因是什么？
将流感病毒基因与生物毒素分子基因拼接或对流感病毒基因进行改造。利用基因重组技术获得的生物武器较一般生物武器危害大，原因是人类从未接触过该致病微生物且无药或医。
176
175课题79：工具酶的发现和基因工程的诞生
高中生物复习百讲
课题79：工具酶的发现和基因工程的诞生
【课标要求】解释限制性核酸内切酶和DNA连接酶的发现及其对基因工程诞生的意义；阐明质粒的定义并解释其在基因工程中的作用；通过认识“限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒作为转基因载体（质粒）的发现与应用”对于基因工程诞生的意义，体会科学技术发展的进程。
【考向瞭望】基因工程中三种基本工具的作用及特点。
【知识梳理】一、基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组技术和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
二、基因工程诞生的理论基础
（一）基因拼接的理论基础
1、DNA是生物的主要遗传物质。（详见课题46）
2、DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。（详见课题47）
3、双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。（详见课题47）
（二）外源基因在受体内表达的理论基础
1、基因是控制生物性状的独立遗传单位。（详见课题49、51）
2、遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。（详见课题51）
3、生物界共用一套遗传密码。（详见课题49）
三、基因工程的基本工具
（一）限制性核酸内切酶——分子手术刀
1、来源：主要从原核生物中分离。
2、功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
3、切割后的DNA末端：黏性末端。
（二）DNA连接酶——分子缝合针
1、功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。
2、DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
DNA连接酶 DNA聚合酶
作用实质 都是催化两个核苷酸之间形成磷酸二酯键
是否需模板 不需要 需要
连接DNA链 双链 单链
作用过程 在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键 将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键
作用结果 将存在的DNA片段连接成重组DNA分子 合成新的DNA分子
（三）运载体——分子运输车
1、条件：能在宿主细胞中保存下来并大量复制，有一个至多个限制性核酸内切酶切割点，有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
2、种类：质粒（常用）、γ噬菌体的衍生物、动植物病毒。
3、质粒是能够自主复制的双链小型环状DNA分子。
4、作用：（1）作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；（2）利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
【基础训练】1、切取某动物合成生长激素的基因，用某方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而使鲇鱼比同类个体大了3～4倍，此项研究遵循的原理是（ D ）
2、如图示一项重要生物技术的关键，字母X可能代表（ C ）
A、不能合成胰岛素的细菌
B、能合成抗体的人类细胞
C、能合成胰岛素的细菌
D、不能合成抗生素的人类细胞
3、如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：
（1）在基因工程中，A→B为DNA扩增（PCR）技术，利用的原理是DNA复制，其中①为DNA解旋过程。
（2）加热至94℃的目的是使DNA中的氢键断裂，这一过程在细胞内是通过解旋酶的作用来完成的。
（3）当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中原料是4种脱氧核苷酸，遵循的原则是碱基互补配对原则。
（4）目的基因导入绵羊受体细胞常用显微注射技术。
（5）B→D为抗虫棉的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法，要确定目的基因（抗虫基因）导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体生物学水平上的鉴定过程：让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状。
【高考模拟】4、（2007广东生物7）现有一长度为1000碱基对（by）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000by，用KpnI单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（ D ）
5、（2007全国卷Ⅱ4）下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（ C ）
A、一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B、限制性内切酶的活性受温度影响
C、限制性内切酶能识别和切割RNA
D、限制性内切酶可从原核生物中提取
158
157课题60：细胞生活的环境
高中生物复习百讲
课题60：细胞生活的环境
【课标要求】稳态的生理意义。
【考向瞭望】内环境的组成和理化性质，细胞外液的成分及其作用、生物体维持pH稳定的机制。
【知识梳理】
一、体内细胞生活在细胞外液中
（一）体液：由细胞内液（约占2/3）和细胞外液组成。
（二）内环境
1、概念：由细胞外液构成的液体环境。
2、组成及关系
二、细胞外液的成分
（一）血浆中含有的水约占90%，溶质中含量最多的是蛋白质，约占7%～9%，无机盐约占1%，其他部分为血液运送的物质。
（二）组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量较少。
（三）细胞外液本质上是一种盐溶液，这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
三、细胞外液的渗透压和酸碱度及其与外界环境的关系
溶质微粒数量 对水的吸引力 渗透压大小
越多 越大 越大
越少 越小 越小
（一）渗透压
1、定义：溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2、渗透压的成因
3、血浆渗透压的决定因素：主要由无机盐和蛋白质含量决定，其中细胞外液的渗透压90%以上是由Na＋和Cl－决定的。
（二）酸碱度：
1、正常人的血浆近中性，pH为7.35～7.45。
2、维持因素：与含有HCO3－、HPO42－等离子有关。
3、维持酸碱平衡的体系：主要由Na＋、K＋和HCO3－、HPO42－、有机酸和蛋白质构成，它们均具有一定的缓冲能力，可以维持体液的酸碱平衡
（三）温度：
1、人细胞外液的温度一般维持在37℃左右。所以人体内酶的最适宜温度也是37℃左右。
2、体温：幼年＞成年＞老年；女性＞男性。
（四）内环境与外界环境的关系：内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒体。
组织细胞通过内环境实现与外界环境的物质交换，而内环境与外界环境的物质交换需要各个器官的参与。组织细胞既依赖于内环境，又参与了内环境的形成和维持，具体物质交换过程如图所示：
1、体内细胞只有经过内环境才能与外界进行物质交换，因此内环境是体内细胞与外界环境进行物质交换的媒体。
2、直接与内环境的物质交换有关的系统有四个；不同的组织细胞生活的内环境不同。
3、人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连。储存的液体也直接与外界接触，所以这些液体不属于体液。
四、血浆中成分的变化与人体的代谢和健康
（一）从水的含量及平衡分析：人体每天都要从饮食中获取水，同时又通过多种途径排出水，当血浆中渗透压升高时，抗利尿激素含量上升，增加对水的重吸收。
（二）从O2的含量来分析
1、刚进入高原的人，对高原缺氧环境所产生的生理反应：呼吸频率和心率加快，以便于运输更多的O2并排出CO2，以满足新陈代谢所需。
2、短时间的剧烈运动，O2的量暂时无法满足机体的需要，能量主要来自无氧呼吸。
（三）从蛋白质、废物的含量来分析
1、血浆蛋白质含量降低的可能原因是
（1）营养不良使合成量减少；
（2）肾小球炎，血浆蛋白随尿液排出体外，患者出现水肿现象。
2、当代谢废物含量上升时，说明肾功能衰竭，会患尿毒症。
【思考感悟】长期营养不良的病人，血浆蛋白含量降低，组织液的相对含量会发生什么变化？
血浆的渗透压变小，组织液中的水回渗的速率降低，组织液的量会相对增加，造成组织水肿。
【基础训练】
1、大量的组织液积累在细胞间隙会导致组织水肿，下面诸多因素中，可能引起病人组织水肿的是（ D ）
①毛细血管管壁破损；②长期蛋白质营养不足；③淋巴管阻塞；④花粉等过敏原引起毛细血管的通透性增加；⑤肾炎导致血浆蛋白丢失。
A、只有①②③ B、只有②③④ C、只有①③⑤ D、①②③④⑤
2、血浆、组织液、淋巴三者关系中，叙述错误的是（ D ）
A、血浆中某些物质能透过毛细血管壁形成组织液
B、组织液与血浆之间可以扩散与渗透
C、一些组织液可渗入毛细淋巴管形成淋巴
D、淋巴与组织液可以相互扩散与渗透
3、毛细血管壁和毛细淋巴管壁细胞生活的内环境分别是（ C ）
①血液和组织液；②血浆和组织液；③淋巴和血浆；④淋巴和组织液。
A、①④ B、②③ C、②④ D、①③
【高考模拟】4、（2007全国卷Ⅱ3）人体内的细胞外液构成了细胞生活的液体环境，在这个环境中可发生许多生物化学反应，其中有（ D ）
A、蛋白质消化分解成氨基酸 B、神经递质和激素的合成
C、丙酮酸氧化分解成二氧化碳和水 D、乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸
5、（2008宁夏理综4）长时间运动引起机体缺氧时，血液pH的变化趋势、引起pH变化的物质、能起缓冲作用的物质分别为（ B ）
A、降低、CO2、Na2CO3 B、降低、乳酸、NaHCO3
C、升高、CO2、H2CO3 D、升高、乳酸、NaHCO3
120
121课题92：教材基本实验与实习——观察验证类实验
高中生物复习百讲
课题92：教材基本实验与实习——观察验证类实验
【考纲要求】能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；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、分析和处理；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
【知识梳理】（黑体字为2009年浙江省考纲要求的实验）
一、物质鉴定类实验：一个。
“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”（必修一P18）。
主要通过这类实验4个“特定的”复习（“特定的物质”与“特定的化学试剂”在“特定的条件”下产生“特定的颜色”反应）明确：什么是对比（对照）实验？实验中如何排除干扰因素？怎样选择合适的材料与试剂？为何要设置空白对照组？（课题4）。
二、物质提取鉴别类实验：一个。
“绿叶中色素的提取和分离”（必修一P97）。
不同的物质应用不同的方法进行分离与提纯，掌握层析法分离物质的方法。（课题23）。
三、观察类实验：需用显微镜观察的实验有六个。
“使用高倍显微镜观察几种细胞”（必修一P7，主要考核高倍显微镜的使用），“观察DNA和RNA在细胞中的分布”（必修一P26，课题7），“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”（必修一P47，课题11），“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”（必修一P115，课题31），“观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片”（必修二P21，主要考核高倍显微镜的使用），“低温诱导植物染色体数目的变化”（必修二P88）。明确光学显微镜的工作基本原理，掌握显微镜的操作方法（课题1）；理解对照实验中的自身对照。
【基础训练】1、下面是围绕显微镜的实验操作题：显微镜镜盒中有4个镜头。甲、乙镜头一端有螺纹，丙、丁皆无螺纹。甲长5cm（标有40/0.64），乙长3cm（标有10/1.05），丙长3cm（标有16×），丁长6cm（标有10×）。
（1）物镜与装片之间距离最近的是（ A ）
A、甲 B、乙 C、丙 D、丁
（2）在同样光源条件下，视野中光线最暗的一组镜头是（ B ）
A、甲与乙 B、甲与丙 C、乙与丙 D、乙与丁
（3）这台显微镜放大的最大倍数为（ B ）
A、1000 B、640 C、160 D、100
（4）现在选择乙与丁这组组合观察根尖分生区细胞，视野中有一呈直线相连的40个分生组织细胞。若乙转换为甲后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为（ D ）
A、1个 B、2个 C、3个 D、4个
（5）甲、乙、丙、丁、戊是有关显微镜的几个操作，（一）（二）两图是显微镜下观察到的番茄果肉细胞，要将图（一）转换为图（二），所列A、B、C、D4种操作顺序中（甲为转动粗准焦螺旋；乙为转运细准焦螺旋；丙为调节光圈；丁为转运转换器；戊为移动装片），正确的是（ C ）
A、甲→乙→丙→丁 B、丁→丙→乙→甲
C、戊→丁→丙→乙 D、丁→戊→甲→丙
（6）观察细胞中染色体行为并计数时，使用光学显微镜的正确方法是（ B ）
A、低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，转用高倍镜并增加进光量，调焦观察
B、低倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，转用高倍镜并减少进光量，调焦观察
C、低倍镜对焦，转用高倍镜，将观察目标移至视野中央，减少进光量，调焦观察
D、高倍镜对焦，将观察目标移至视野中央，增加进光量，调焦观察
2、以紫色洋葱鳞茎表皮为材料观察植物细胞分离现象，下列叙述错误的是（ D ）
A、在发生质壁分离的细胞中能观察到紫色中央液泡逐渐缩小
B、滴加30%的蔗糖溶液比10%蔗糖溶液引起细胞质壁分离所需时间短
C、发生质壁分离的细胞放入清水中又复原，说明细胞保持活性
D、用高浓度的NaCl溶液代替蔗糖溶液不能引起细胞质壁分离
3、在进行“观察植物细胞有丝分裂”实验中，甲～戊5位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下：请回答：
（1）甲观察到的实验结果是（ B ），乙观察到的实验结果是（ D ），丙观察到的实验结果是（ A ）。（请从下列序号中选择）
A、染色体未着上颜色，无法看清
B、细胞重叠，看不到染色体
C、染色体着上颜色，清晰可见
D、染色体着色很浅，模糊不清
（2）丁同学在进行上述步骤后，直接在高倍镜下观察，长时间未找到有丝分裂的细胞，正确的操作应该是先使用低倍镜，找到细胞分裂图像后，将目标移至视野中央，再使用高倍镜。
（3）戊同学观察到了许多呈长方形的细胞，但未找到有丝分裂各时期的图像，可能的原因是观察部位不正确（该生看到的是成熟区细胞或伸长区细胞）。
（4）经教师纠正后，丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像，但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方，你认为他应如何正确移动装片将装片向右上方移动。
（5）戊同学经教师指点后，也找到了细胞分裂图像，他想要观察洋葱根尖有丝分裂中期的染色体数目和形态，应选用的目镜和物镜的最佳组合是 B 和 C 。
【高考模拟】4、（2007上海生物21）在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（ D ）
①未加石英砂、研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取
③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
5、（2008江苏生物4）下列对有关实验的描述中，错误的是（ B ）
A、分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同
B、用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程
C、观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞再换高倍镜观察
D、甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色
184
183课题89：生态工程的原理
高中生物复习百讲
课题89：生态工程的原理
【课标要求】关注生态工程的建设；简述生态工程的原理。
【考向瞭望】生态工程遵循的五项基本原理分析及应用。
【知识梳理】
一、生态工程与生态经济
（一）生态工程：从系列思想出发，按照生态学、经济学和工程学的原理，运用现代科学技术成果、现代管理手段和专业技术经验组装起来，以期获得较高的经济、社会、生态效益的现代化生产工艺系统。
（二）生态经济：主要是通过实行“循环经济”的原则，使一个系统产生的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一就是生态工程。
二、生态工程的原理
（一）生态工程建设的目的：遵循自然界物质循环规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。
（二）生态工程的特点：少消耗、多效益、可持续。
（三）生态工程所遵循的基本原理
项目 理论基础 意义 实例
物质循环再生原理 物质循环 可避免环境污染及其对系统稳定和发展 无废弃物农业
物种多样性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性 “三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题
协调与平衡原理 生物与环境的协调与平衡 生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题
整体性原理 社会、经济、自然复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题
系统学和工程学原理 系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式 改变和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘
系统整体性原理：整体大于部分 保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系
（四）生态工程的研究对象：社会——经济——自然复合生态系统。
【基础训练】
1、埃及的阿斯旺大坝建成后，尽管改善了电力和灌溉条件，取得了明显的经济效益，但巨大的水库沿岸水草丛生，使血吸虫发病率高达80%～100%，尼罗河下游农田失去了肥源等，这说明该工程（ B ）
A、经济效益和生态效益良好 B、在一定程度上破坏了生态平衡
C、维持了原来的生态平衡 D、使生态系统的结构变得复杂
2、下列不属于生态工程建设目的的是（ C ）
A、对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改造
B、防止环境污染
C、单纯追求粮食产量
D、促进人类社会和自然环境的和谐发展
3、下列哪项叙述完全符合生态经济（ B ）
①建立“原料——产品——原料——产品”的无废料生产体系；②在资源不增加甚至减少的条件下实现经济增长；③在经济产出不变甚至增加的条件下，向环境排放的废弃物大大减少；④先生产后治理，提高经济效益。
A、①② B、①②③ C、②③ D、②③④
4、南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：
（1）该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的物质循环再生原理、物种多样性原理和整体性原理。
（2）该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如图所示。在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。
（3）如果将图中“无机物——农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降。
（4）在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是 C 。
A、物质经过多级利用，实现了良性循环
B、每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益
C、由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低
D、由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染
（5）据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？
不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。
5、阅读下面的宣传画，回答下列问题：
（1）图中反映了人类排放废弃物和开发资源的速度超过了环境承受能力，从而引发了环境问题。
（2）人类面临的环境问题包括环境污染和生态破坏两个方面。
（3）森林破坏，使大气中的二氧化碳含量增多，导致全球变暖，从而对全球生态环境和社会经济产生重大影响。
178
177课题73：生态系统的结构
高中生物复习百讲
课题73：生态系统的结构
【课标要求】生态系统的结构。
【考向瞭望】生态系统各组成成分的作用及相互关系；生态系统的营养结构的构成及功能。
【知识梳理】
一、生态系统
（一）概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一的整体。
（二）空间范围：有大有小，其中生物圈是地球上最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。
（三）组成关系
（四）功能：生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是一个具有自我调节能力的统一整体。
二、生态系统的成分
（一）非生物的物质（水分、空气、无机盐等）和能量（阳光、热能等），为生物提供物质和能量，是生物群落赖以生存和发展的基础，是生态系统的必备成分。
（二）生产者：是自养型生物，包括进行光合作用的绿色植物及进行化能合成作用的微生物。是生态系统的主要成分（基石），为消费者提供食物和栖息场所。
（三）消费者：包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物。消费者能够加快生态系统的物质循环。此外消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。是生态系统中最活跃的成分。
（四）分解者：为异养型生物，主要是营腐生生活的微生物及腐食性的动物（如蚯蚓、蜣螂）。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物，供生产者重新利用。是物质循环中的关键成分。
（五）各成分相互关系（如图）
三、生态系统的营养结构
（一）食物链
1、概念：生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
2、特点：生产者是食物链的开始，消费者所处营养级不固定；一条食物链一般不会超过五个营养级。
3、对食物链的分析
（1）每条食物链的起点总是生产者，最末是不被其他动物所食的动物，即最高营养级，中间为多种动物，有任何间断都不算完整的食物链。
（2）在食物链中，当某种生物大量增加时，一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少，作为其天敌的下一营养级数量增多。
（3）食物链中各营养级生物之间是相互制约的，使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间，也可能来自于种内。
（二）食物网
1、概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。
2、功能：生态系统物质循环、能量流动的渠道。
3、对食物网的分析
（1）同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级。
（2）在食物网中，两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合，如蜘蛛与青蛙，二者之间可以既是捕食关系，又是竞争关系。
（3）在食物网中，当某种生物因外来因素而大量增加时，一般除导致上一营养级减少，下一营养级增加外，还会导致与其有竞争关系的生物数量下降。
（4）在食物网中，当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响，沿不同的线路分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据。
（5）食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。
（6）生物数量往往还表现出与生物的生殖周期等有关的复杂关系。即分析问题时，既要注意遵循一定的规律，还要注意事物的复杂性，如环境不同，生物可能表现出其特殊性。
【思考感悟】所有植物都是生产者吗？所有动物都是消费者吗？所有微生物都是分解者吗？
只有自养型即进行光合作用的植物才能是生产者，如菟丝子营寄生生活就不是生产者。只有靠捕食或寄生生活的动物才是消费者，如蚯蚓营腐生生活则不是消费者，而是分解者。只有营腐生生活的微生物才是分解者，如硝化细菌能进行化能合成作用是生产者，而不是分解者。
【基础训练】1、在微山湖中，生长着各种水草、芦苇、藻类等植物，还生活着鱼、虾等动物，还有好氧的细菌等微生物，它们共同构成一个（ A ）
A、生态系统 B、生物群落 C、种群 D、物种
2、农田生态系统中，假设有两条主要的食物链（如图）。如果有人大量捕杀蛙，短期内对该生态系统造成的影响是（ B ）
A、有利于生态系统的平衡 B、水稻虫害严重
C、蛇的数量迅速增加 D、鼠的数量迅速增加
3、如图表示某生态系统的食物链，下列有关叙述不正确的是（ C ）
A、生态系统中的食物链交错连接成食物网的原因是多种生物在食物链中占有不同营养级
B、该食物网由8条食物链组成，蛇与鼠、食虫鸟与蛙的关系分别是捕食和竞争
C、该图仅体现了生态系统成分中的生产者和消费者，未体现的成分只有分解者
D、若分析该生态系统的能量流动状况，应从系统中绿色植物固定的太阳能开始
【高考模拟】4、（2007重庆理综1）稻—鸭—萍共作是一种新兴的生态农业模式。其中，水生植物红萍（满江红）适生于隐蔽环境，可作为鸭子的饲料；鸭子能吃有害昆虫并供肥，促进水稻生长。对以此模式形成的生态系统，下列叙述错误的是（ C ）
A、该生态系统的主要功能是物质循环和能量流动
B、鸭子既是初级消费者，又是次级消费者
C、生物群落由水稻、红萍、鸭子和有害昆虫组成
D、水稻和红萍分层分布，能提高光能利用率
5、（2008广东生物15）生产者是生态系统的重要组成部分，下列关于生产者的叙述，不正确的是（ D ）
A、都位于能量金字塔同一营养级 B、一定能固定CO2
C、都是生态系统能量转换的载体 D、一定是植物
146
145课题96：实验分析——实验方案补充分析
高中生物复习百讲
课题96：实验分析——实验方案补充分析
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】
一、该类试题提供实验过程及其结果，要学生分析实验过程中的错误或不合理之处、实验的原理、实验结果所说明的问题等，有时需补充必要的步骤。侧重于对中学生物实验基本原理和基本技能运用能力的考查。
二、实验分析题型及解题的基本思路：解题时要紧扣实验目的，明确实验变量，遵循单一变量原则，在此基础上进行全面分析。
【高考模拟】
1、（2008全国卷Ⅱ30）回答下列（Ⅰ）（Ⅱ）小题：
（Ⅰ）香蕉果实成熟过程中，果实中的贮藏物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。
请回答：
取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成提取液。然后在a，b试管中各加5mL第X天的提取液，在c、d试管中各加5mL第Y天的提取液，如图B。
（1）在a、b试管中各加入等量碘液后，a管呈蓝色，与a管相比c管的颜色更浅，两管中被检测的物质是淀粉，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是Ⅰ。
（2）在b、d试管中各加入等量的斐林试剂，煮沸后，b管呈砖红色，与b管相比d管的颜色更深，两管中被检测的物质是还原糖，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是Ⅱ。
（3）已知乙烯利能增加细胞内乙烯的含量。如果在第X天喷施乙烯利，从第X天开始曲线I将呈现出加快（加快、减慢）下降的趋势，曲线Ⅱ将呈现出加快（加快、减慢）上升的趋势。
（Ⅱ）某湖泊由于大量排入污水，连续多次发生蓝藻爆发，引起水草死亡，周边居民也有出现某种有毒物质中毒现象的。请回答：
（1）湖泊中导致蓝藻爆发的主要非生物因素是过量的无机盐。导致水草死亡的主要原因是水草生长的环境中缺少光和氧这两种非生物因素。
（2）某小组分别于早晨和下午在该湖泊的同一地点、同一水层取得两组水样，测得甲组pH为7.3，乙组pH为6.0，那么取自早晨的水样是乙组，理由是由于蓝藻等夜晚呼吸产生大量CO2，CO2与水结合产生碳酸后使水的pH下降。甲组水样中的O2含量大于乙组的，理由是蓝藻等白天进行光合作用释放大量O2，使水中含O2量上升。
（3）如果居民中毒是由于蓝藻中的某种有毒物质经食物链的传递引起的，这类食物链中含有四个营养级的食物链是蓝藻→浮游动物→鱼→人。
2、（2008北京理综30）北京地区青蛙的生殖季节是4～6月，在一年中的其他一些月份，要促进卵的成熟和排放，可用人工方法，向已怀卵雌蛙腹腔内注射蛙垂体悬浮液。表中列出了某些月份，制备注射到每只青蛙体内的雌蛙垂体悬浮液所需的垂体个数。
月份 9～12 1～2 3 4
垂体个数 5 4 3 2
请回答问题：
（1）表中显示，越接近生殖季节，所需垂体个数越少，从蛙卵的发育程度看，其原因是蛙卵逐渐发育成熟。
（2）雌蛙垂体悬浮液中含有的促性腺激素可作用于卵巢，促进蛙卵的成熟和排放。
（3）如果向已怀卵雌蛙腹腔内注射适量雄蛙垂体悬浮液，实验结果是雄蛙垂体悬浮液可促进蛙卵的成熟和排放。原因是雄蛙垂体也能合成和分泌促性腺激素。
（4）蛙卵受精后发育成蝌蚪，若在饲料中添加适量的甲状腺激素，将促进蝌蚪发育为蛙。在蛙体内，该激素的合成和分泌，受垂体合成和分泌的促甲状腺激素调控。
3、（2008江苏生物29）在完成了观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，教师给学生提供了2份资料。
资料一：一份“实验报告”的部分内容
（一）解离：剪取洋葱根尖5cm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（体积比为1︰1）的玻璃皿中，在室温下解离3～5min。
（二）染色：把根尖放在盛有0.01g/mL龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3～5cm。
（三）漂洗：将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。
（四）制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载坡片……
资料二：全班20个实验小组的实验数据汇总表（注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）
间期 分裂期
前期 中期 后期和末期
实验小组1计数细胞个数 43 4 1 2
实验小组2计数细胞个数 44 3 0 3
…… …… …… …… ……
全班计数细胞个数 880 67 18 85
计数细胞总数 1000
各时期细胞数的百分比 88.0 6.7 1.8 3.5
（1）请改正“资料一”中的3处错误。将“5cm”改成“2～3mm”；实验操作步骤应改为先漂洗后染色；将“盖上载玻片”改成“盖上盖玻片后，再加一片载玻片”。
（2）若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据“资料二”，在答题卡上的饼状图中表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。
（3）有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有①②③⑤⑥。
①取材时间；②根尖培养温度；③解离时间长短；④载玻片厚度；⑤计数的细胞是否属于分生区细胞；⑥细胞周期各时期区分是否准确。
4、（2008四川理综1）将蛙的卵巢放入含有蛙垂体提取液的培养液中，同时检测某种急速的含量．经过一点时间培养后，再检测培养液中该激素的含量，发现该激素含量增加，这种激素是（ D ）
A、促性腺素释放激素 B、促性腺激素
C、促甲状腺激素 D、雌激素
192
191课题93：教材基本实验与实习——探究类实验
高中生物复习百讲
课题93：教材基本实验与实习——探究类实验
【考纲要求】能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；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、分析和处理；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
【知识梳理】一、教材中的探究类实验
（一）告知实验方案，要求预测并分析实验结果的探究实验有十个：
“通过模拟实验探究膜的透性”（必修一P60半透膜实验，课题14），“探究植物细胞的吸水和失水”（必修一P61，课题15），“比较过氧化氢在不同条件下的分解”（必修一P78，课题18），“探究环境因素对光合作用强度的影响”（必修一P104，课题26，不要求实验过程），“探究细胞大小与物质运输的关系”（必修一P110，课题28），“探究自然选择对种群基因频率变化的影响”（必修二P116），“探究生物体维持pH稳定的机制”（必修三P9），“探究用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”（必修三P61，课题70），“探究土壤中小动物类群丰富度的研究”（必修三P75，课题72），“探究土壤微生物的分解作用”（必修三P102）
复习时要注意：理解相互影响的实验方法；学会根据具体的实验过程和实验处理情况预测并分析实验结果；特别是通过复习学会“梯度”处理法，学会用图表或曲线表达实验结果。
（二）要求设计实验方案的探究实验有五个：
“探究影响酶活性的条件”（必修一P83，课题19），“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（必修一P91，课题21），“探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”（必修二P57），“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”（必修三P51，课题69），“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”（必修三P68，课题71）。复习时要注意：掌握实验方案设计的基本规律，并能运用这种基本规律对某一实验设计出具体的方案。
二、对探究类实验的分析
该类实验大多结合实验设计，要求理解并掌握中学生物学实验的基本原理和方法，并能运用这些基本原理和方法，设计简单的实验验证生命现象、分析实验结果。
探究类实验方案除了中学生物实验的8个方面基本内容外，一般还有假设、预期、检验等内容，大致可归纳为：
（一）实验题目（实验目的）；
（二）实验原理；
（三）假设：对可见现象提出的一种可检测的解释
提出假设——寻找证据，若符合事实则假设成立，若不符合事实则假设不成立。
（四）预期：在检查一个假设之前，先提出实验的预期结果。如果预期没有实现，则说明假设不成立；如果预期得到实现，则假设成立。
（五）方法步骤：根据实验的目的和提出的假设，来具体设计实验的方法步骤。在实验的方法步骤设计中，必须遵循对照的原则。对照的常用方法有以下几种：
1、空白对照：不给对照组任何处理因素；
2、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；
3、自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行（实验前、后的对照）；
4、相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。
在实验中要注意“变量”的控制：一般只确认一个变量（单因子变量实验——对实验结果有影响的变量）。注意排除干扰因素。
（六）观察和收集数据：在实验方案中要事先设计定时观察的内容和观察次数，同时应按要求进行观察，并将观察到的现象和结果如实记录下来（某些现象和结果可以拍摄成照片进行记录）。有些实验还需要收集数据。
（七）分析：对记录下来的现象、结果、数据进行整理、分析，可以用图、表、坐标图等表示出来。
（八）推论：根据实验事实进行推理，得出结论。
【基础训练】1、为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数3％的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3.5％FeCl3溶掖，向B管满入2滴质量分数20％的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。
（1）本实验的主要目的是探索酶的高效性（过氧化氢酶和Fe2＋催化效率的高低）。
（2）如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是H2O2，溶液放置时间过长而分解。
（3）过氧化物酶也能催化H2O2的分解，产生的[O]能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化物酶，设计了如下实验。
参照上图所给信息，回答下列问题。
①3号试管内加入的物质是2mL焦性没食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2mL马铃薯块茎提取液。
②设计2号试管作为对照的具体目的是排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果产生的影响。
③如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第3号试管。
【高考模拟】2、（2008广东生物20）研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛B细胞的药物―链脲佐菌素（STZ）进行血糖调节研究，为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛B细胞，应（ B ）
①在兔饱足状态下；②在兔空腹状态下；③测定血糖含量；④测定尿液是否含糖；⑤测定血液胰岛素含量。
A、①③④ B、①③⑤ C、②③⑤ D、②③④
3、（2008天津理综5）为研究人工生态系统中大草履虫和栉毛虫间捕食关系的影响因素，设计两组实验：实验一：在培养液中依次加入草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见甲图）；实验二：在培养液中先加入沉渣作隐蔽场所，再同时加入大草履虫和栉毛虫，得到种群数量变化曲线（见乙图）。据实验判断，正确的是（ C ）
A、沉渣对栉毛虫的种群数量变化无影响
B、大草履虫以栉毛虫为食
C、培养液为上述生态系统提供能量
D、大草履虫的能量除用于自身代谢外，其余部分流入栉毛虫
186
185课题77：生态系统的稳定性
高中生物复习百讲
课题77：生态系统的稳定性
【课标要求】生态系统的稳定性。
【考向瞭望】生态系统稳定性的类型及相互关系的分析与应用。
【知识梳理】
一、生态系统的稳定性
（一）概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
（二）生态系统稳定性的调节：是一种自我调节，其调节基础是负反馈调节。
（三）种类
1、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
2、恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
（四）特点
1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差异：生态系统的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。
2、生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间不同。
（五）提高生态系统稳定性的措施
1、控制对生态系统的干扰程度。
2、实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。
二、生态系统稳定性的理解和调节
（一）生态系统的稳定性的理解：生态系统的稳定性是生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定时，表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可以从以下几个方面理解：
1、结构的相对稳定：生态系统中动、植物种类及数量不是不变的，而是在一定范围内波动，但不会变化太大。
2、功能的相对稳定：生物群落能量的输入量与输出量保持相对平衡，物质的输入与输出保持相对平衡。
3、生态系统稳定性的关系：一般可表示如右：
4、生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。
（二）生态系统的自我调节能力
1、负反馈调节
（1）作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到相对平衡。
（2）实例：草原上食草动物和植物的数量变化
（3）结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分变化，从而达到和保持稳态平衡。
生态系统成分 食物网 自我调节能力
越多 越复杂 大
越少 越简单 小
2、自我调节能力的大小
【思考感悟】抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系一定呈负相关吗？
不一定。如苔原生态系统的抵抗力稳定性较差，其恢复力稳定性也较差。
【基础训练】
1、如图为某一生态系统稳定性图解。对此理解不正确的是（ B ）
A、a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性
B、a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性
C、恢复力稳定性与营养结构呈相反关系
D、抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系
2、为观察生态系统稳定性，设计了4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观察后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。
生态系统组成 光 水草 藻类 浮游动物 小鱼 泥沙
生态瓶编号 甲 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋
乙 － ＋ ＋ ＋ － ＋
丙 ＋ ＋ ＋ ＋ － －
丁 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
请回答以下问题：
（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为下降，原因是缺乏光照情况下藻类不能进行光合作用，不能生长。
（2）丙瓶比甲图有较多的有机物，原因是缺乏泥沙，分解者数量太少。
（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量 注：“＋”表示有；“－”表示无。
减少，原因是消费者较多，消耗较多的氧气。
（4）根据观察结果，得出结论：①生态系统应该具有生产者、消费者和分解者以及非生物的物质和能量（太阳能）；②生产者、消费者以及分解者之间应保持适宜比例，以维持生态系统的相对稳定。
3、据调查，目前我国四分之一以上的国土荒漠化，每年因荒漠化造成的直接经济损失达到500亿元。为治理国土荒漠化，我国在全国范围内实施了“退耕还林、还草、还湖”措施，其生态学原理是（ D ）
A、增加生产者的种类和数量
B、增加生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性
C、增加食物链中的营养级
D、增加生物种类，提高生态系统的自我调节能力
【高考模拟】4、（2007广东理基52）下列属于生态系统功能过程描述的是（ B ）
①生产者的遗体、残枝、败叶中的能量被分解者利用，经其呼吸作用消耗；②在植物→鼠→蛇这条食物链中，鼠是初级消费者、第二营养级；③蜜蜂发现蜜源时，就会通过“跳舞”动作“告诉”同伴去采蜜；④根瘤菌将大气的氮气转化成为无机氮的化合物被植物利用，最后重新回到大气中。
A、①②③ B、①③④ C、①②④ D、②③④
5、（2008宁夏理综6）有一山区由于开采露天小铁矿等活动，自然生态系统完全被破坏，成为一片废墟，为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态，应采取的最好措施是在这片废墟上（ D ）
A、回填土壤，引进多种外来物种，重建新的生态系统
B、撤出人类全部活动，实行全面封闭，等待自然恢复
C、回填土壤，栽培当地经济农作物，发展农业生产
D、回填土壤，栽种多种当地原有的植物，实行封山育林
154
153课题70：种群的特征
高中生物复习百讲
课题70：种群的特征
【课标要求】种群的特征。
【考向瞭望】以选择题形式考查种群的特征以及对种群数量或发展方向的作用。
【知识梳理】一、种群的概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
二、种群的数量特征
（一）种群密度
1、概念：指在单位面积或单位体积中的个体数，是种群最基本的数量特征。
2、调查方法
（1）估算植物种群密度常用方法——样方法
①样方形状：一般以正方形为宜。
②取样方法：五点取样法和等距取样法。
（2）动物种群密度的调查方法——标志重捕法
测量方法：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境中，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，估计种群密度。
（二）出生率和死亡率
1、概念
（1）出生率：在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。
（2）死亡率：在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
2、特点：繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。
3、研究意义：是决定种群大小和种群密度的重要因素。
（三）迁入率和迁出率
1、概念：单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率。
2、研究意义：影响种群大小和种群密度变化的重要因素。
（四）年龄组成
1、概念：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
2、类型
（1）增长型：种群中年幼个体很多，年老个体很少，种群正处于增长期，种群密度会增大。
（2）稳定型：各年龄期的个体数目比例适中，种群正处于稳定时期。
（3）衰退型：年幼个体较少，而年老个体较多，种群正处于衰退时期，种群密度会减少。
3、研究意义：对于预测种群密度未来变化趋势具有重要意义。
（五）性别比例
种群中雌雄个体数目的比例。
（六）种群特征之间的关系（如右图）
【思考感悟】某种群中具有生殖能力的雌性个体多于雄性个体，则该种群数量的变化趋势如何？
雌性比例大，导致出生率较高，因而该种群数量会越来越大。
【基础训练】1、预测一个国家或地区人口数量未来的动态信息主要来自（ A ）
A、现有居住人口不同年龄组成的比例 B、现有人口数量和密度
C、现有出生率、死亡率和迁移率 D、现有人口男女性别比例
2、用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程是（ B ）
①选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块，将该地按长度划成10等份，在每份的中央画一个大小为1m2的样方；②选取一个该种群分布比较集中的长方形地块，将该地按照长度划成10等份，在每份的中央画一个大小不同的样方；③计数每个样方内该种群数量，取其最大值作为种群密度的估计值；④计数每个样方内该种群数量，取其平均值作为该种群密度的估计值。
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
3、如下甲图为种群的三种典型的年龄组成类型，乙图为种群的三个典型存活类型。
（1）在渔业生产中，必须严格控制鱼网孔眼大小，保证水域中该鱼种群年龄组成出现甲图中的A类型，才能保证鱼产量的稳定。
（2）若乙图表示对三个经营多年的养猪场的调查结果，则经营最好的为Ⅱ猪场，而另外两个经营不好的原因是：Ⅲ猪场因饲养等技术问题造成幼猪大量死亡；Ⅰ猪场因市场营销问题造成老年猪积压。
（3）根据生活常识，判断下列生物分别属于乙图中哪种类型生物：人Ⅰ，鸟Ⅱ，蛙Ⅲ。
（4）某害虫种群年龄组成虽为A增长型，但有关专家却推断它不会泛滥成灾，因为这种害虫的年龄存活曲线如乙图中Ⅲ曲线。
【高考模拟】4、（2007江苏生物41）“标志（记）重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体（M）全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数（m）占总捕获数（n）的比例，估计该种群的数量（N）。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm2。(1hm2＝10000m2)，随机布设100个鼠笼，放置l夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。
捕获数／只 标记数／只 雌性个体数 雄性个体数
初捕 32 32 14 18
重捕 36 4 18 18
（1）假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数(N)的计算公式N＝Mn/m。
（2）该草地布氏田鼠的平均种群密度为144只/hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏高。
（3）综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)为8/9（或32/36）。
（4）在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查（假设样方中只有这一种鼠），平均每100m2有3.6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为2.5︰1。
5、（2007北京理综4）根据下表中甲、乙两个国家各年龄段的人口数量统计数据，判断下列叙述正确的是 （ B ）
A、甲属于人口稳定型国家，乙属于人口衰退型国家
B、甲属于人口增长型国家，乙属于人口稳定型国家
C、甲属于人口增长型国家，乙属于人口衰退型国家
D、乙属于人口衰退型国家，乙属于人口稳定型国家
140
139课题97：实验分析——实验结果分析
高中生物复习百讲
课题97：实验分析——实验结果分析
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】一、该类试题提供实验过程及其结果，要学生分析实验过程中的错误或不合理之处、实验的原理、实验结果所说明的问题等，有时需补充必要的步骤。侧重于对中学生物实验基本原理和基本技能运用能力的考查。
二、实验分析题型及解题的基本思路：解题时要紧扣实验目的，明确实验变量，遵循单一变量原则，在此基础上进行全面分析。
【高考模拟】1、（2008重庆理综30）Ⅰ、为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系，某研究小组在25℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：
（1）在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是先增加，然后保持相对稳定，萌发前营养物质主要储存在大豆种子的子叶中，此结构最初由受精卵发育而来。
（2）上图表明：糖类和蛋白质之间的关系是糖类可转换成蛋白质。糖类在氧化分解过程中产生一些中间产物，可以通过转氨基作用生成相对应的氨基酸。
（3）如果在同样条件下继续培养，预测上图曲线的最终变化趋势是下降，其原因是黑暗条件下无光合作用并且呼吸作用消耗有机物。
Ⅱ、在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中划线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。
（1）实验原理：蛋白质与双缩腺试剂作用产生紫色反应，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
（2）实验步骤：
①将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取，定容后离心得到蛋白质制备液；
②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液；
③在上述试管中各加入等量的a、双缩腺试剂A和B（按比例配制）的混合液，振荡均匀后，b、在沸水浴中加热观察颜色变化。
a：×更正：双缩脲试剂A混合均匀后，再加入试剂B。 b：×更正：不加热或直接观察。
（3）实验结果：1、2、3号试管中颜色依次加深。
2、（2008天津理综30）右图为人β－珠蛋白基
因与mRNA杂交的示意图，①～⑦表示基因的不同
功能区。
据图回答：
（1）上述分子杂交的原理是碱基互补配对原则；细胞中β－珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是③和⑤（填写图中序号）。
（2）细胞中β－珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合①中调控序列的酶是RNA聚合酶。
（3）若一个卵原细胞的一条染色体上，β－珠蛋白基因的编码区中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是1/4。
（4）上述突变基因的两个携带者婚配，其后代中含该突变基因的概率是3/4。
Ⅱ、（10分）为探究血糖调节的影响因素，设计如下实验流程。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。
据图回答：
（1）实验中起对照作用的是①和⑤号家兔。
（2）二次注射后，与⑤号家兔相比，若④号家兔是产生尿素的时增加，原因是更多氨基酸分解，含氮部分转变成尿素的量增加。
（3）二次注射后，低血糖症状最先得到缓解的②号家兔；若②号家兔也出现糖尿，则该兔的尿量将会增加。原因是血糖含量过高，在排出糖的同时，带走更多的水，导致多尿。
3、（2007全国卷Ⅱ30）回答下列Ⅰ、Ⅱ小题：
Ⅰ、下图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。据图回答：
（1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物高，在高于P光照强度下A植物光能利用率比B植物高。
（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在较强光照条件下。
Ⅱ、某同学做了如下实验：取A、B两支试管，在A管中加入煮熟的蚕豆子叶，B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液（注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色）一段时间后倒出溶液，两管中的子叶都呈蓝色。然后，两管分别加水淹没子叶、抽气，在水面上覆盖适量石蜡油，37℃保温一段时间后，发现A管中的子叶不变色，B管中的子叶蓝色变浅．取出子叶放在滤纸上，一段时间后，发现Ａ管中取的子叶不变色，Ｂ管中取出的子叶蓝色变深。
根据上述实验现象，回答问题：
（1）37℃保温一段时间后，B管子叶蓝色变浅的原因是子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。
（2）滤纸上Ｂ管子叶蓝色变深的原因是通过呼吸作用还原的甲烯蓝被氧化。
（3）Ａ管子叶37℃保温后不变色的原因是子叶细胞的酶失活，无呼吸作用。
（4）该实验设置A管的目的是作对照实验。
4、（2008江苏生物26）下图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置，b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是（ B ）
A、确保植株与外界空气进一步隔绝
B、排除土壤中微生物代谢活动的干扰
C、防止NaOH溶液对植物根系的影响 D、避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉
194
193课题84：动物的细胞培养与体细胞克隆
高中生物复习百讲
课题84：动物的细胞培养与体细胞克隆
【课标要求】动物细胞培养和体细胞克隆。
【考向瞭望】动物细胞培养、单克隆抗体的制备及应用。
【知识梳理】一、动物细胞的培养和克隆
（一）动物细胞的培养
1、含义：从动物体内取出相关的组织，将它分散成单个细胞的悬浮液，然后，在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存，并保持生长、分裂（繁殖）乃至接触抑制和有规律的衰老、死亡性能等生命活动的现象。
2、过程（如右图）。
3、传代培养的原因：培养到一定时期细胞密度过大和代谢消耗引起营养枯竭。
4、相关概念
（1）原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养。
（2）传代培养：将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶的培养。
（3）细胞系：泛指可连续传代的细胞。
（4）细胞株：通过一定的选择或纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞。细胞株一般具有恒定的染色体组型、同功酶类型、病毒敏感性和生化特性等。
（二）细胞克隆
1、概念：把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。
2、最基本要求：保证所建成的克隆来源于单个细胞。
3、提高细胞克隆形成率的措施
（1）选择适宜的培养基； （2）添加适宜的培养基；
（3）以滋养细胞支持生长； （4）激素刺激；
（5）使用CO2培养箱调节pH。
二、动物的克隆繁殖
（一）动物细胞全能性的表现程度：不同细胞全能性的表现程度不同，如：受精卵＞胚胎干细胞＞多能干细胞＞单能干细胞＞体细胞。
（二）动物细胞核的移植技术
项目 细胞核的移植
概念 利用一个细胞的细胞核（供体核）来取代另一个细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”
原理 动物体细胞核具有全能性
过程
意义 ①有利于遗传疾病的治疗，优良品种的培育②对物种的优化、濒危动物的保护和转基因动物的扩群有重要意义③降低畜牧业的成本，缩短育种年限，提高生产效率
【基础训练】1、某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞，乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题：
（1）将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量多。
（2）细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是维持培养液pH。
（3）药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更多。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需用胰蛋白酶（胰酶）消化处理。
（4）为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素。
（5）已知癌基因X过量表达与肝肿瘤的发生密切相关，要试验一种抗肿瘤药物Y对甲细胞生长的影响，可将甲细胞分为A、B两组，A组细胞培养液中加入一定量的药物Y溶液，B组细胞培养液中加入等量的无菌生理盐水，经培养后，从A、B两组收集等量细胞，通过分别检测X基因在A、B两组细胞中的mRNA或蛋白质合成水平的差异，确定抗肿瘤药物Y的药效。
2、下列哪一项属于克隆（ D ）
A、将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B、将抗药性的某基因引入草履虫的细胞内
C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D、将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
3、一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能（ D ）
A、有选择地繁殖某一性别的家畜 B、繁殖家畜中的优秀个体
C、用于保存物种 D、改变动物的基因型
【高考模拟】4、（2007宁夏理综32B）现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质，B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
（1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出细胞核注入B品种牛的去核卵母细胞，经过某些刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为重组胚胎，将该胚胎移入代孕母牛的子宫中，通过培育可达到目的。
（2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量不足，为解决这一问题，可以用促性腺激素处理B品种母牛。
（3）克隆牛的产生说明动物体细胞核具有全能性。克隆牛的性状主要表现A品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自两个亲本，细胞质来自雌性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成不同（相同，不同）。
5、（2007江苏生物29）动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。右图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的正确结论有（ BCD ）
A、正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B、有无血清对正常细胞培养的影响不同
C、培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D、培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
168
167课题90：生态工程的实例
高中生物复习百讲
课题90：生态工程的实例
【课标要求】举例说出生态工程的实例。
【考向瞭望】结合实际分析生态工程的实例及其所利用的基本原理。
【知识梳理】一、生态工程的主要类型及其应用
（一）主要类型
1、物质循环利用； 2、节水和废水处理与应用；
3、山区小流域综合治理与开发； 4、清洁及可再生资源系统组合利用。
（二）在农业中的应用
1、主要技术
（1）物质的良性循环技术； （2）洁净可再生的新能源开发技术；
（3）种植业和畜牧业合理优化技术。
2、意义：有效地促进了物质循环、能量流动和信息流动的畅通。
（三）在水利工程中的应用
1、水利工程的含义
（1）实质：解决水资源的时间、空间分布不均衡问题。
（2）类型：筑坝蓄水、跨流域调水。
（3）意义：对水资源合理开发利用，防洪防灾等。
（4）局限性：不同程度地引起自然界的改变，打破流域原有生态系统的动态平衡。
2、水利工程与生态工程的关系
（1）水利工程是人类可持续发展的必要手段。
（2）生态工程必然要与水利工程同步进行。
（3）要靠科学技术解决水利工程带来的生态问题。
二、生态工程的前景及局限性
（一）前景：随着我国社会、经济的发展，以及可持续发展战略的实施，我国的生态工程一定会展现出广阔的发展前景。
（二）局限性
1、难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。
2、设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导。
【基础训练】1、下列关于小流域综合治理生态工程的叙述，错误的是（ B ）
A、该工程的主要目的是治理小流域的水土流失问题
B、该生态工程运用了整体性原理、协调与平衡原理、物质循环再生原理以及工程学原理
C、该生态工程针对不同的地形采取不同的措施
D、该生态工程做到了经济效益与生态效益相统一
2、下列关于生态工程的基本原理的说法，错误的是（ C ）
A、物质循环再生的原理，在于使各种生态系统的物质循环可以顺利进行，不产生废弃物
B、物种多样性原理，是各种生物之间通过食物链的相互作用，使各种生物种群数量保持基本稳定
C、整体性原理，是考虑自然系统的规律，所有的人类活动必须完全以生态系统为核心
D、系统整体性原理，是指系统各组分之间要有适当的比例关系
3、江苏某县地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构（部分）示意图，回答问题。
（1）该农业生态系统的能量流动从桑等生产者固定太阳能开始，图中属于消费者的生物有蚕、禽、畜。
（2）与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原因是粪便等“废弃物”被及时利用。
（3）该农业生态系统为何能提高经济效益？实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产量；减少了化肥、农药的使用（降低农业投入）。
（4）从生态系统稳定性看，该农业生态系统比简单的农田生态系统不易发生虫害的原因是抵抗力稳定性较高（营养结构较复杂，自动调节能力较强），请说出两种根据生物学原理防治害虫的方法：天敌防治、激素防治、种植转基因抗虫作物。
（5）根据该县地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系统提出一条合理化建议。蚕沙碎屑养鱼；池塘塘泥肥田。
4、如图为矿区生态恢复工程流程图，请据图回答：
（1）该恢复工程中，①②是指平整压实土地、人工制造表土措施。
（2）恢复植被的措施是植树和种草，为什么不是种植农作物？矿区土壤条件恶劣，不适宜农作物的生长。
（3）该生态工程所遵循的主要原理是整体性原理、协调与平衡原理。
（4）根据下图说明我国现有的生产模式严重违反了 B 生态工程原理。
A、整体性原理
B、协调与平衡原理
C、系统的结构决定功能原理
D、物质循环再生的原理
5、珠江三角洲的农民充分利用自然条件，建立该地特有的农业生态系统的良性循环模式：蔗基鱼塘和桑基鱼塘。下图是蔗基鱼塘和桑基鱼塘的模式图，据图回答下列问题：
（1）该系统中最基本的成分是桑树和甘蔗，要使它长期稳定发展，除了有稳定的能量来源，各类生物要保持相对稳定。
（2）建立这一生态系统的目的是使生产者固定的能量流向对人类最有益的部分；其能量利用率高的原因是其在营养结构上具有食物链短及能量多级利用的特点。
（3）蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过分解者的作用，释放出矿质离子和CO2，被植物利用。
（4）概括地说，该生态系统功能的维持，取决于生产者、消费者和分解者之间的物质循环和能量流动在较长时间内保持动态平衡。
（5）该生态系统把桑基鱼塘与蔗基鱼塘有机地组合在一起，优化了系统结构，遵循系统的结构决定功能的原理。
180
179课题63：兴奋传递过程及特点
高中生物复习百讲
课题63：兴奋传递过程及特点
【课标要求】人体神经调节的结构基础和调节过程；神经冲动的产生和传导。
【考向瞭望】神经冲动在神经纤维和神经元之间传递方向的探究。
【知识梳理】一、兴奋概念：动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
二、神经元的基本结构：由细胞体和突起（轴突：一条、长、分枝少；树突：数条、短、分枝多）构成。（一）神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘共同组成神经纤维。（二）许多神经纤维集结成束，外包结缔组织膜，就成为一条神经。
三、兴奋在神经纤维上的传导——电传导：（一）过程（如图所示）。（二）特点：1、生理完整性：神经传导要求神经纤维在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，破坏了结构的完整性，冲动不可能通过断口。2、双向传导：刺激神经纤维上的任何一点，所产生的冲动均可沿神经纤维向两侧同时传导。3、绝缘性：一条神经包含着许多神经纤维，各条纤维上传导的兴奋基本上互不干扰，被称为传导的绝缘性。4、相对不疲劳性：有人在实验条件下用每秒50～100次的电刺激刺激神经9～12小时，观察到神经纤维始终保持其传导能力，因此神经纤维是不容易发生疲劳的。
四、兴奋在神经元之间的传递——突触传递：（一）突触：一般情况下每一神经元的轴突末梢与其他神经元的细胞体或树突形成接点，由此可分为两类（如图）：（二）过程（如图所示）：1、突触小泡释放的递质：乙酰胆碱、单胺类物质、氨基酸类物质等。2、递质移动方向：突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。3、信号转换：电信号→化学信号→电信号。（三）特点：单向传递，只能由一个神经元的轴突传到另一个神经元的树突或细胞体。原因是神经递质只能由突触前膜释放经突触间隙传给突触后膜。
【思考感悟】兴奋在神经元之间能以神经冲动的形式进行传递吗？
不能。神经元之间兴奋的传递是通过神经递质与特异性受体相结合的形式进行传递的。
【基础训练】1、Ach（乙酰胆碱）是一种神经递质。实验人员欲研究Ach浓度与反应时间的关系（简图如下），在除去突触小泡的前提下自①处注入不同浓度的Ach，②处给予恒定刺激，③、④处分别为灵敏感应时间测量点。测得不同浓度Ach条件下③、④两处感受到信号所用时间如下表所示。下列各项叙述正确的是（ B ）
Ach浓度（mmol·L－1） ③处感受到信号的时间（ms） ④处感受到信号的时间（ms）
0.1 5.00 5.56
0.2 5.00 5.48
0.3 5.00 5.31
0.4 5.00 5.24
A、图中⑤、⑥与⑦共同构成一个突触
B、实验中除去突触小泡的目的是防止实验结果受到相关因素的干扰
C、表中数据说明高浓度的Ach能促进兴奋在神经纤维上的传导
D、表中数据说明Ach浓度的增加对兴奋在神经元之间的传递无明显影响
2、如图甲表示突触的亚显微结构，a、d分别表示两个神经元的局部。下列与此相关的表述中正确的是（ C ）
A、图甲中细胞在胚胎发育早期分裂时DNA含量变化如图乙所示
B、兴奋由b传至c的过程中，①处膜外电流方向是b→c
C、③内的神经递质只能经④释放再作用于⑥
D、神经递质的释放与②无关
3、如图为某种反射弧示意图。给你提供必要的实验用具，如电刺激设备、电位测量仪等，请设计实验，以探究兴奋在神经纤维上和相邻两神经元之间的传递特点（是双向的还是单向的），并预期可能的实验结果及结论。
（1）写出A、C、E代表的反射弧结构效应器、神经中枢、感受器。
（2）验证冲动在神经纤维上的传导
①方法步骤：刺激①处，观察A的变化，同时测量②处的电位有无变化。
②结果和结论：若A有反应，且②处电位改变说明冲动在神经纤维上的传导是双向的；若A有反应，而②处无电位变化，则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。
（3）验证冲动在神经元之间的传递
①方法步骤：先刺激①处，测量③处电位变化。再刺激③处，测量①处的电位变化。
②结果和结论：若两次的检测部位均发生电位变化，说明冲动在神经元之间的传递是双向的；若只有一处电位改变，则说明冲动在神经元之间的传递是单向的。
【高考模拟】
4、（2007全国卷Ⅰ4）下图表示一段离体神经纤维的S点受到刺激而兴奋时，局部电流和神经兴奋得传导方向（弯箭头表示膜内、外局部电流的流动方向，直箭头表示兴奋传导方向），其中正确的是 （ C ）
5、（2008江苏生物12）下图表示人体内化学物质传输信息的3种方式。神经递质和性激素的传输方式依次是（ D ）
A、①② B、②③ C、①③ D、②①
126
125课题51：基因对性状的控制
高中生物复习百讲
课题51：基因对性状的控制
【课标要求】基因与性状的关系。
【考向瞭望】中心法则的应用；基因与性状之间的关系。
【知识梳理】
一、中心法则的提出及其发展
（一）中心法则的提出
1、提出人：克里克。
2、内容（见右图1）：
（二）发展
1、RNA肿瘤病毒的遗传信息由RNA流向RNA。
2、致癌RNA病毒能使遗传信息由RNA流向DNA。
（三）完善后的中心法则内容（见右图2）：
二、中心法则的理解与分析
（一）内容图解：图解表示出遗传信息的传递有5个过程。
1、以DNA为遗传物质的生物遗传信息传递（见右图3）
2、以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递（见右图4、5）
（二）中心法则与基因表达的关系
1、DNA的复制体现了遗传信息的传递功能，发生在细胞增殖或产生子代的生殖过程中。
2、DNA的转录和翻译共同体现了遗传信息的表达功能，发生在个体的发育过程中。
三、基因、蛋白质与性状的关系
（一）基因对性状的间接控制
1、机理：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体性状。
2、实例：白化病是由于控制酪氨酸酶的基因异常引起的。
（二）基因对性状的直接控制
1、机理：基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
2、实例：囊性纤维病是由于编码一个跨膜蛋白（CFTR蛋白）的基因缺失3个碱基引起的。
（三）基因与性状的关系
1、基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。如人的身高可能是由多个基因决定的，后天的营养和体育锻炼也有重要作用。
2、生物体性状的调控网络：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调控着生物体的性状，即表现型（性状）＝基因型＋环境因素。
四、细胞质基因与细胞核基因的比较
项目 细胞质基因 细胞核基因
例子 人的线粒体肌病基因，水稻、玉米等的不育基因 人的白化病、血友病、色盲基因等
存在部位 线粒体、叶绿体、细菌质粒 细胞核
是否与蛋白质结合 否，DNA分子裸露 与蛋白质结合成为染色体
结构 都是双链DNA
功能 都能复制、转录、翻译
数量 少 多
遗传方式 母系遗传 遵循孟德尔遗传规律
联系 （1）细胞质基因的活动受细胞核基因的控制、制约（2）核基因的复制、转录在细胞核内进行，翻译在细胞质的核糖体上进行；质基因的复制、转录、翻译均在细胞质的线粒体、叶绿体内完成，因为这两类细胞器中均有自己的核糖体（3）生物的性状受核基因和质基因共同控制
【思考感悟】（1）RNA的自我复制和逆转录在正常细胞结构的生物体内能发生吗？（2）何时才能发生？
（1）不能，正常细胞结构的生物体内能发生DNA的复制、转录和翻译过程。（2）只有在RNA病毒寄主细胞中以后才能发生RNA的自我复制和逆转录。
【基础训练】
1、遗传信息从RNA→RNA途径是对中心法则的补充，下列能够进行该传递过程的生物是（ A ）
A、烟草花叶病毒 B、噬菌体 C、烟草 D、大肠杆菌
2、下列关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述中，不正确的是（ A ）
A、每一个性状都只受一个基因控制 B、蛋白质的结构改变能导致生物体的性状改变
C、蛋白质的合成是受基因控制的 D、基因可通过控制酶的合成来控制生物体性状
3、下列有关基因的说法，正确的是（ D ）
A、真核细胞中，基因都在染色体上
B、基因中的3个相邻碱基能代表一个遗传密码
C、基因中的一个碱基发生变化，一定能导致密码子改变，从而导致所控制的遗传性状改变
D、有些性状是由多对基因共同控制的
【高考模拟】
4、（2007宁夏理综2）下列有关正常动物体细胞有丝分裂间期的叙述，错误的是（ D ）
A、分裂间期发生DNA复制 B、分裂间期有蛋白质合成
C、分裂间期有RNA合成 D、分裂间期有逆转录发生
5、（2008江苏生物24）（多选）下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是（ BD ）
A、图中表示4条多肽链正在合成
B、转录尚未结束，翻译即已开始
C、多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译
D、一个基因在短时间内可表达出多条多肽链
102
101课题66：免疫调节
高中生物复习百讲
课题66：免疫调节
【课标要求】人体免疫系统在维持稳态中的作用。
【考向瞭望】特异性免疫的相关过程。
【知识梳理】
一、免疫系统的组成
（一）免疫器官：免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。如骨髓、胸腺、淋巴结等。
（二）免疫细胞：是指发挥免疫作用的细胞，主要有吞噬细胞和淋巴细胞，其中后者又可分为B细胞和T细胞。
（三）免疫活性物质：浆细胞分泌的抗体、效应T细胞分泌的淋巴因子以及溶菌酶等。
（四）与免疫有关的细胞比较
来源 功能
吞噬细胞 造血干细胞 处理、呈递抗原，吞噬抗体抗原结合体
B细胞 造血干细胞在骨髓中发育 识别抗原，分化成为浆细胞、记忆细胞
T细胞 造血干细胞在胸腺中发育 识别、呈递抗原，分化成效应T细胞、记忆细胞
浆细胞 B细胞或记忆细胞 分泌抗体
效应T细胞 T细胞或记忆细胞 分泌淋巴因子，与靶细胞结合发挥免疫效应
记忆细胞 B细胞或T细胞 识别抗原，分化成相应的效应细胞
二、免疫系统的调节
（一）非特异性免疫
1、组成
第一道防线：皮肤、黏膜及其分泌物。
第二道防线：体液中的杀菌物质（如溶菌酶）和吞噬细胞。
2、特点：人人生来就有，不针对某一类特定病原体。
（二）特异性免疫（第三道防线）
1、组成：主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成。
2、作用：抵抗外来病原体和抑制肿瘤等。
3、方式：体液免疫和细胞免疫。
（三）免疫系统的功能：防卫、监控、清除。
（三）非特异性免疫与特异性免疫比较
非特异性免疫 特异性免疫
区别 来源 遗传而来，人人都有的先天性免疫 出生后与病原体斗争过程中形成的后天性免疫，并非人人都有
对象 对所有病原体起作用 对某一特定的病原体（或异物）起作用
特点 无特异性、作用弱、时间短 有特异性、作用强、时间长
基础 第一道防线、第二道防线 第三道防线
联系 起主导作用的特异性免疫是在非特异性免疫的基础上形成的，两者共同担负着机体的防御功能
（四）体液免疫和细胞免疫的比较
体液免疫 细胞免疫
源头 B细胞 T细胞
杀菌物质 特异性抗体 淋巴因子
作用对象 侵入内环境中的抗原 被抗原侵入的宿主细胞
作用过程
关系 对于外毒素，体液免疫发挥作用；对于胞内寄生物，体液免疫先起作用，阻止寄生物的传播感染，当寄生物进入细胞后，细胞免疫将抗原释放，再由体液免疫最后清除
【思考感悟】神经系统能够感觉到病原体的存在吗？人体能够靠反射对病菌或病毒作出反应吗？
神经系统感觉到病原体的存在一般是在有了病理反应之后，在病菌或病毒刚进入人体的时候，并不能靠反射对其作出反应。
【基础训练】
1、在下列细胞及其所对应的产物中，错误的是（ A ）
A、浆细胞——单克隆抗体 B、效应T细胞——干扰素
C、胰岛B细胞——胰岛素 D、胰岛A细胞——胰高血糖素
2、下列属于第一道防线的是（ C ）
①胃液对病菌的杀灭作用；②唾液中溶菌酶对病原体的分解作用；③吞噬细胞的内吞作用；④呼吸道纤毛对病菌的外排作用；⑤皮肤的阻挡作用；⑥效应T细胞与靶细胞接触；⑦抗体与细胞外毒素结合
A、②⑤ B、④⑤ C、①②④⑤ D、②③⑤⑥⑦
3、某男子接触过某种禽流感的家禽，医生检查发现该男子体内有相应的抗体出现。下列叙述正确的是（ B ）
A、该男子终身具有抵抗该种禽流感病毒的能力
B、该男子的血清可用于治疗感染这种流感病毒的患者
C、该男子获得的对这种禽流感病毒的免疫力属于非特异性免疫
D、该男子具有抵抗各种禽流感病毒的能力
【高考模拟】4、（2007广东生物12）某患儿胸腺先天性缺失，与正常儿童相比，该患儿（ B ）
A、仍有部分细胞免疫功能 B、仍有部分体液免疫功能
C、体内的B淋巴细胞数目显著减少 D、体内的T淋巴细胞数目增加
5、（2008川延考理综3）关于特异性免疫的叙述，正确的是（ C ）
Ａ、Ｂ细胞吞噬病原菌，然后将抗原呈递给Ｔ细胞，产生的效应Ｔ细胞分泌抗体
Ｂ、Ｔ细胞吞噬病原菌，然后将抗原呈递给Ｂ细胞，产生的浆细胞分泌抗体
Ｃ、吞噬细胞吞噬病原菌，然后将抗原呈递给Ｔ细胞，产生的效应Ｔ细胞攻击靶细胞
Ｄ、吞噬细胞吞噬病原菌，然后将抗原呈递给Ｂ细胞，产生的效应Ｂ细胞攻击靶细胞
132
133课题81：基因工程的应用
高中生物复习百讲
课题81：基因工程的应用
【课标要求】认识基因工程在遗传育种、疾病治疗和生态环境保护领域的应用；认识基因治疗的基本原理及应用前景；在“设计基因工程方案解决生活中疑难问题”的活动中培养学生解决问题能力和综合表达能力。
【考向瞭望】设计某一转基因生物的培育过程；基因工程的应用及取得成果的典型实例。
【知识梳理】
一、基因工程与遗传育种
类型 遗传育种 基因工程 实例
转基因植物 所需时间较长，无法完成远缘亲本的杂交 所需时间较短，无远缘亲本难杂交的限制 ①抗逆性，抗病虫害的植物②优良品质植物
转基因动物 费时，费力 所需时间较短 ①生长速度较快的转基因鱼、猪等②具有抗病能力的转基因鸡和牛等
二、基因工程与疾病治疗
（一）基因工程药物
药物 成分 用途 传统方法 基因工程
胰岛素 蛋白质 治疗胰岛素依赖型糖尿病 从猪和羊的胰腺中提取 通过基因工程技术利用大肠杆菌生产
干扰素 糖蛋白 治疗病毒性肝炎和肿瘤 从人血液中提取 通过人白细胞干扰素基因在受体细胞中的克隆和表达获取
乙型肝炎疫苗 蛋白质 预防乙型肝炎 无 通过基因工程技术利用酵母菌或哺乳动物细胞生产
（二）基因治疗
1、含义：向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。
2、事例：重度免疫缺陷症的基因治疗（如右图）。
三、基因工程与生态环境保护
（一）利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可降解的新型塑料。
（二）改造分解石油的细菌，提高分解石油能力。
（三）生产转基因微生物，吸收环境中的重金属，降解有毒化合物和处理工业废水。
【基础训练】
1、继哺乳动物乳腺生物反应器研究成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，请回答：
（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是显微注射法。
（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入受精卵（或早期胚胎）中，原因是受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中得以表达。
（3）转基因小鼠的膀胱上皮细胞合成的人的生长激素的成分是蛋白质，此过程包括转录和翻译。
（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的膀胱上皮细胞中特异表达。
（5）为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠体细胞的细胞核转入去核的卵细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为核移植（或克隆）。
2、在人类的遗传病中，有一种重症联合免疫缺陷病（简称SCID），这种患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或病毒感染，就会发病死亡。经研究证实，SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因ada发生了突变。目前，人们已经找到了治疗该疾病的方案。如图：
（1）载体必须具备的条件是（ ABC ）
A、能在宿主细胞中复制并保存
B、具有多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接
C、具有标记基因，便于进行筛选
D、是环状形态的DNA分子
（2）在图示过程中，所用到的基因操作工具分别是限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体。
（3）研究人员将ADA注入淋巴细胞，而不是其他细胞，其原因是腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的，而淋巴细胞才能产生抗体等免疫物质。
（4）图中的治疗方法是体外（“体内”或“体外”）基因治疗法，这是对基因工程生物技术的应用。请列举除了在医学领域，该生物技术在其他领域的一些成就。（举两例）如抗虫转基因植物，抗逆转基因植物等。
3、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5μg，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如图所示：
从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是（ B ）
A、个体间的杂交 B、基因工程 C、细胞融合 D、器官移植
【高考模拟】
4、（2006广东生物23）下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（ B ）
A、基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B、基因诊断的基本原理是DNA分子杂交
C、一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D、原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良
5、（2006江苏生物41）基因工程又叫基因拼接技术。（1）在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：①以目的基因转录的信使RNA（mRNA）为模板，逆转录（反转录）成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA（目的基因）。
（2）基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、动植物细胞。若将真核基因在原核细胞中表达，对该目的基因的基本要求是除去内含子。
（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有3种环状DNA分子，它们分别是运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子。
162
161课题53：染色体变异
高中生物复习百讲
课题53：染色体变异
【课标要求】染色体结构变异和数目变异。
【考向瞭望】染色体结构变异和数目变异可能会出现大的实验设计题目，考查环境污染对染色体变异的影响。
【知识梳理】
一、染色体结构的变异
（一）概念：由染色体结构的改变而引起的变异。
（二）种类：
1、缺失：染色体中某一片段缺失引起的变异。如图1。
2、重复：染色体中增加某一片段引起的变异。如图2。
3、易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异。如图3。
4、倒位：染色体中某一片段位置颠倒引起的变异。如图4。
（三）结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
（四）举例：猫叫综合征，是由于人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。
二、染色体数目的变异
（一）概念：由染色体数目的改变而引起的变异。
（二）类型
1、细胞内个别染色体数目的增加或减少。
2、细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。
（三）结果：使基因的数量增加或减少。
（四）举例：三倍体无子西瓜等。
三、与染色体数目变异有关的概念
（一）染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。
（二）二倍体：由受精卵发育而成，体细胞中含有两个染色体组，包括几乎全部动物和过半数的高等植物。
（三）多倍体
1、概念：由受精卵发育而来，体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体。其中，体细胞中含有三个染色体组的叫做三倍体，含有四个染色体组的叫做四倍体。例如，香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体。
2、分布：在植物中常见，在动物中极少见。
3、特点：与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量丰富。
（四）单倍体
1、概念：由未受精的生殖细胞发育而来，染色体数和染色体组数是正常体细胞的一半，即体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
2、特点：与正常植株相比，植株长得弱小，且高度不育。
四、染色体组和染色体组数目的判断
（一）一个染色体组中所含染色体的特点
1、不含同源染色体。
2、染色体形态、大小和功能各不相同。
3、含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。
（二）确定某生物体细胞中染色体组数目的方法
1、细胞内形态相同的染色体（同源染色体）有几条，含有几个染色体组。如图细胞中相同的染色体有4条，此细胞中有4个染色体组。
2、根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状（单位性状）的基因出现几次，则有几个染色体组，如基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3个染色体组，也可以记作：同一个字母不分大小，重复出现几次，就是几个染色体组。控制同一性状的基因位于同源染色体上，所以有几个等位基因就意味着有几条同源染色体。
3、根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目＝染色体数/染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。
【基础训练】1、图示细胞中含有的染色体组数目分别是（ A ）
A、5个、4个 B、10个、8个
C、5个、2个 D、2.5个、2个
2、在减数第一次分裂间期，因某些原因使果蝇Ⅱ号染色体上的DNA分子缺失了一个基因，这种变异属于（ A ）
A、染色体变异 B、基因重组 C、基因突变 D、基因重组和基因突变
3、以下情况属于染色体变异的是（ D ）
①21三体综合征患者细胞中的第21号染色体有3条；②非同源染色体之间发生了互换；③染色体数目增加或减少；④花药离体培养后长成的植株；⑤非同源染色体之间自由组合；⑥染色体上DNA碱基对的增添、缺失或替换。
A、②④⑤ B、①③④⑤ C、②③④⑤ D、①②③④
【高考模拟】4、（2007江苏生物18）某些类型的染色体结构和数目的变异，可通过对细胞有丝分裂中期或减数第一次分裂时期的观察来识别。a、b、c、d为某些生物减数第一次分裂时期染色体变异的模式图，它们依次属于（ C ）
A、三倍体、染色体片段增加、三体、染色体片段缺失
B、三倍体、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加
C、三体、染色体片段增加、三倍体、染色体片段缺失
D、染色体片段缺失、三体、染色体片段增加、三倍体
5、（2007南京模拟）下列情况引起的变异属于染色体变异的是（ B ）
A、非同源染色体上非等位基因的自由组合
B、染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上
C、同源染色体的非姐妹染色单体之间发生局部交换
D、DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变
106
105课题80：基因工程的原理和技术
高中生物复习百讲
课题80：基因工程的原理和技术
【课标要求】了解基因工程的基本原理；描述重组DNA技术的基本步骤。
【考向瞭望】基因工程原理及基本操作程序。
【知识梳理】
一、获得目的基因
（一）从自然界已有的物种中分离出来，如可从基因文库中获取。
（二）人工合成目的基因：常用的方法为化学合成法。
（三）利用聚合酶链式反应（PCR）技术扩增目的基因：通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。
二、形成重组DNA分子（如右上图）
三、将重组DNA分子导入受体细胞
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 Ca2＋处理法
受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T—DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→微生物细胞壁的通透性增加→重组质粒与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
四、筛选含有目的基因的受体细胞
（一）原理：质粒上有抗生素的抗性基因。
（二）方法：利用选择培养基筛选。
（三）举例：
五、目的基因的表达
（一）场所：含重组DNA分子的受体细胞中。
（二）标志：表现“目的基因”所控制的性状。
【基础训练】
1、在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kanr）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程。
请据图回答：
（1）A过程是基因工程操作步骤中的形成重组DNA分子过程。
（2）B过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存。
（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入卡那霉素。在此过程中，培养基的成分和物理性质都会对器官的发生有一定影响，但起决定作用的是植物激素（生长素和细胞分裂素的配比）。
（4）若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上做离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占100%。
（5）有人担心转基因生物会对生态系统的稳定性造成破坏，请你结合抗虫棉的培育成功来说明转基因植物的种植有利于环境保护的理由。种植抗虫植物，可以大大减少农药的使用量，减轻环境污染。
2、在受体细胞中能检测出目的基因是因为（ C ）
A、质粒与目的基因重组后能够复制 B、目的基因上具有标记
C、质粒上具有某些标记基因 D、以上都不正确
3、1976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物，此文中的表达是指该基因在大肠杆菌中（ B ）
A、能进行DNA复制 B、能进行转录和翻译
C、能控制合成生长抑制素释放因子 D、能合成人的生长激素
【高考模拟】
4、（2007海南生物19）已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：
（1）实验步骤①所代表的反应过程是逆转录。
（2）步骤②构建重组DNA分子A和重组DNA分子B必须使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，后者的作用是将限制性核酸内切酶切割的载体和S蛋白基因连接起来。
（3）如果省略步骤②而将大量扩增的S蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S蛋白基因在大肠杆菌中不能复制，也不能合成S蛋白基因的mRNA。
（4）为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用大肠杆菌中表达的S蛋白与SARS康复病人血清进行抗原—抗体特异性反应实验，从而得出结论。
（5）步骤④和⑥的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列相同（相同、不同），根本原因是表达蛋白质所用的基因相同。
5、（2007江苏生物42B）很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
（1）获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以人工合成。将目的基因与运载体结合时必须用同种限制性核酸内切酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有质粒（或动植物病毒或噬菌体等）等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有标记基因以便进行筛选。
（2）由转基因玉米细胞经过脱分化（或去分化）形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的胚状体再包裹合适的人造种皮等。
160
159课题64：通过激素的调节
高中生物复习百讲
课题64：通过激素的调节
【课标要求】动物激素的调节；动物激素在生产中的应用。
【考向瞭望】动物激素生理作用的实验探究。
【知识梳理】一、激素调节的发现：（一）促胰液素的发现
探究者 沃泰默 斯他林、贝利斯
实验假设 胰液的分泌受神经调节的控制 胰腺分泌胰液受化学物质的调节控制
实验步骤 ⑴直接将稀盐酸注入狗的上段小肠腔内⑵直接将稀盐酸注入狗的血液中⑶切除通向该段小肠的神经，只留血管，再向小肠内注入稀盐酸 将小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入同一条已切去一段小肠的狗的静脉内
实验现象 ⑴胰腺分泌胰液；⑵胰腺不分泌胰液⑶胰腺仍分泌胰液 胰腺分泌胰液
实验结论 胰液的分泌受神经调节的控制 胰腺分泌胰液确实受化学物质的调节控制
（二）激素调节：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行的调节。
（三）人体主要的内分泌腺及其分泌的激素
分泌腺 激素名称 化学性质 作用部位 生理作用
下丘脑 抗利尿激素 多肽 肾小管、集合管 促进水分的重吸收
促甲状腺激素释放激素 垂体 调节垂体合成和分泌促甲状腺激素
促性腺激素释放激素 调节垂体合成和分泌促性腺激素
垂体 生长激素 蛋白质 全身 促进生长、主要促进蛋白质的合成和骨的生长
促甲状腺激素 甲状腺 促进甲状腺的生长发育，调节甲状腺激素的合成和分泌
促性腺激素 性腺 促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌
甲状腺 甲状腺激素 氨基酸衍生物 全身 促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性
睾丸 雄性激素 固醇 全身 促进雄性生殖器官的发育和精子的生成，激发并维持雄性的第二性征
卵巢 雌性激素 固醇 全身 促进雌性生殖器官的发育和卵细胞的生成，激发并维持雌性的第二性征和正常性周期
孕激素 卵巢、乳腺 促进子宫内膜和乳腺的生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件
胰岛 B细胞 胰岛素 蛋白质 全身 调节糖代谢，降低血糖浓度
A细胞 胰高血糖素 多肽 肝脏 促进肝糖原分解和非糖物质转化，升高血糖浓度
胸腺 胸腺激素 多肽 免疫器官 调节T细胞发育、分化和成熟，同时还进入血液影响免疫器官和神经内分泌系统的功能
二、激素调节的实例及特点
（一）甲状腺激素分泌的分级调节过程
（二）激素分泌调节的方式——反馈调节
1、概念：在一个系统中，系统本身工作效果，反过来又作为信息调节该系统工作的调节方式。
2、分类：分为正反馈调节和负反馈调节。
3、意义：反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。
（三）激素调节的特点：1、微量和高效：激素在血液中含量很低，但却能产生显著的生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果。2、通过体液运输：内分泌腺没有导管，激素弥散到体液中，由血液来运输。3、作用于靶器官、靶细胞：激素的作用具有特异性，它能选择性地作用于靶器官或靶细胞。
【思考感悟】盐酸是如何促进胰液的分泌的？
（1）盐酸刺激小肠黏膜，使之产生促胰液素。（2）促胰液素随血液循环运输到胰腺。（3）促胰液素在胰腺处发挥生理作用而促进胰液的分泌。
【基础训练】1、当人体幼年缺乏碘时，其体内缺乏的激素和身高变化曲线分别是（ D ）
A、S和甲 B、S和乙
C、T和甲 D、T和乙
2、据图判断下列说法错误的是（ A ）
A、垂体可分泌促甲状腺激素释放激素，直接调节甲状腺分泌激素
B、垂体可分泌促甲状腺激素，调节甲状腺分泌激素
C、下丘脑可调节垂体的活动
D、血液中一定含量的甲状腺激素对垂体、下丘脑有抑制作用
3、给正常小狗实施垂体切除手术后，短期内小狗血液中的三种激素——促甲状腺激素释放（a）、促甲状腺激素（b）、甲状腺激素（c）的含量变化正确的是（横轴为时间，纵轴为激素含量）（ B ）
【高考模拟】4、（2008江苏生物22）右图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图，下列叙述中正确的是（ ABD ）
A、甲状腺机能亢进患者激素③分泌过多
B、缺碘时激素①和②浓度都高于正常水平
C、图中共有3处箭头表示负反馈调节
D、垂体还能分泌与激素③有相似生理效应的激素
5、（2007广东生物34）某科研小组为了解下丘脑与其他内分泌腺之间的功能关系，进行了如下实验。请根据你所学知识，完成实验报告：
（1）实验材料和步骤
①实验动物：家兔12只（体重2kg/只，雌雄各6只）。
②依次测定和记录12只家兔血液中促甲状腺激素、甲状腺激素、促性腺激素和性激素的含量以及12小时的尿量，每天1次，连续3天。（性激素分泌调节与甲状腺激素分泌调节的原理相同）
③第4天，切断各家兔下丘脑和垂体之间的联系后，重复上述步骤②。最后，将手术前、后的两组数据用统计学（统计、数理统计）方法处理，求出差异。
（2）结果与分析
①促甲状腺激素、甲状腺激素、促性腺激素和性激素的含量，手术后比手术前低（少）；切断垂体与下丘脑的联系后，甲状腺和性腺的生理功能受到影响。
②兔的尿量，手术后比手术前多，可推断出抗利尿激素分泌减少。
（3）结论：根据实验结果以及下丘脑和其他内分泌腺的功能可知，下丘脑合成和分泌促激素释放激素，促进垂体合成和分泌相应的促激素，再促进相应的内分泌腺合成和分泌激素。
（4）为进一步明确与尿量变化相关激素的分泌途径，你认为下一个实验应在哪一方面进行研究？抗利尿激素的释放与垂体的关系（抗利尿激素的分泌与下丘脑的关系）。
128
127课题55：三种可遗传变异的比较
高中生物复习百讲
课题55：三种可遗传变异的比较
【课标要求】染色体结构变异和数目变异。
【考向瞭望】容易出现考查基因突变内涵的题目，渗透基因重组与基因突变两个概念的比较与整合。
【知识梳理】
一、三种可遗传变异的比较
基因重组 基因突变 染色体变异
概念 因基因的重新组合而产生的变异 基因结构的改变，包括DNA碱基对的增添、缺失和替换 染色体结构或数目变化而引起的变异
类型 ①非同源染色体上的非等位基因自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间交叉互换 ①自然状态下发生的——自然突变②人为条件下发生的——诱发突变 ①染色体结构变异②染色体数目变异
适用范围 真核生物进行有性生殖产生配子时在核遗传中发生 任何生物均可发生（包括原核、真核生物及非细胞结构的生物） 真核生物核遗传中发生
产生结果 只改变基因型，未发生基因的改变，既无“质”的变化，也无“量”的变化 产生新的基因，发生基因“种类”的改变或“质”的改变，但量未变 可引起基因“数量”上的变化
意义 形成多样性的重要原因，对生物进化有十分重要的意义 生物变异的根本来源，提供生物进化的原始材料 对生物进化有一定意义
育种应用 杂交育种 诱变育种 单倍体、多倍体育种
二、单倍体育种与多倍体育种比较
单倍体育种 多倍体育种
原理 染色体数目以染色体组形式成倍减少，然后再加倍从而获得纯种 染色体数目以染色体组形式成倍增加
方法 花药离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理幼苗 秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗
优点 明显缩短育种年限 器官大，营养成分含量高，产量增加
缺点 技术复杂，需要与杂交育种配合 适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低
举例
【基础训练】1、引起生物可遗传变异的原因有三种，即基因重组、基因突变和染色体变异。以下几种生物性状的产生，来源于同一种变异类型的是（ C ）
①果蝇的白眼；②豌豆的黄色皱粒、绿色圆粒；③八倍体小麦的出现；④人类的色盲；⑤玉米的高杆皱形叶；⑥人类的镰刀型细胞贫血症
A、①②③ B、④⑤⑥ C、①④⑥ D、②③⑤
2、秋水仙素诱导产生多倍体和诱导基因突变的生理作用分别是（ D ）
①抑制细胞有丝分裂时形成纺缍体；②加速细胞内染色体复制；③使染色体配对紊乱，不能形成可育的配子；④干扰DNA的正常复制。
A、①③ B、②④ C、③④ D、①④
3、粮食是人类生存的基本条件，随着人口增加，耕地面积的减少，提高单位面积粮食的产量、质量自然就成了人们解决粮食问题的主要途径。
（1）为提高农作物的单产量，得到抗倒伏、抗锈病等优良性状，科学家往往采取多种育种方法来培育符合农业生产要求的新品种，根据以下提供的材料，设计最佳育种方案，尽快得到所需品种。
生物材料：A、小麦的高杆（显性）抗锈病（显性）纯种；B、小麦的矮杆（隐性）不抗锈病（隐性）纯种；C、小麦的高杆（显性）不抗锈病（隐性）纯种。
非生物材料：自选。
①育种名称：单倍体育种。
②所选择的生物材料：A、B。（填写代表生物材料的字母）
③该育种方案最常用的方法是花药离体培养和秋水仙素处理。
④希望得到的最能应用于生产的纯合的具有抗倒伏、抗锈病等优良性状的品种。
⑤预期产生这种结果（所需性状类型）的概率：1/4。
（2）随着科技的发展，许多新的育种方法已经出现并投入应用，如①用普通小麦和黑麦培育的八倍体小黑麦的方法是多倍体育种，常用的化学药剂是秋水仙素。②通过基因工程培育的抗虫棉，其育种原理是基因重组。
（3）目前通过卫星搭载种子育成了太空椒，那么利用这种方法是否一定能获得人们所期望的理想性状？为什么？不一定，因为基因突变是不定向的。
【高考模拟】4、（2007上海生物23）能在细胞分裂间期起作用的措施是（ A ）
①农作物的诱变育种；②用秋水仙素使染色体数目加倍；③肿瘸的治疗；④花粉离体培养。
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
5、（2007广东生物33）人21号染色体上的短串联重复序列（STR，一段核苷酸序列）可作为遗传标记对21三体综合征作出快速的基因诊断（遗传标记可理解为等位基因）。现有一个21三体综合征患儿，该遗传标记的基因型为＋＋－，其父亲该遗传标记的基因型为＋－，母亲该遗传标记的基因型为――。请问：
（1）双亲中哪一位的21号染色体在减数分裂中未发生正常分离？父亲。在减数分裂过程中，假设同源染色体的配对和分离是正常的，请在图中A—G处填写此过程中未发生正常分离一方的基因型（用＋、－表示）。
（2）21三体综合征个体细胞中，21号染色体上的基因在表达时，它的转录是发生在细胞核 中。
（3）能否用显微镜检测出21三体综合征和镰刀型细胞贫血症？请说明其依据。
能。在显微镜下，可观察到21三体综合征患者的细胞中染色体数目异常，镰刀型细胞贫血症患者的红细胞呈镰刀型。
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109课题74：生态系统的能量流动
高中生物复习百讲
课题74：生态系统的能量流动
【课标要求】生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用。
【考向瞭望】能量流动与物质循环的过程特点及相互关系。
【知识梳理】一、能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
二、能量流动的过程：
（一）输入：生产者通过光合作用把太阳能转化为化学能，固定在有机物中。
（二）总值：流经生态系统的总能量为生产者所固定的太阳能。
（三）传递、转化、散失：1、传递渠道：食物链和食物网。 2、传递形式：化学能。
3、能量去向（以能量在第一营养级的变化为例）：（1）通过生产者的呼吸作用以热能形式散失。
（2）用于生产者的生长、发育和繁殖等生命活动，储存在生产者的有机物中。
（3）随着残枝败叶等被分解者分解而被释放出来。
（4）被初级消费者摄入体内，流入第二营养级。
（5）能量分流图
三、能量流动的特点
（一）单向流动：能量流动只能沿食物链由低营养级流向高营养级，不可逆转，也不能循环流动；同时各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
（二）逐级递减：输入到某一营养级的能量中，只有10%～20%的能量能够传递到下一营养级。
原因是：1是各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量；2各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物所利用的部分。
（三）能量传递效率的含义：相邻两营养级之间的传递效率＝
四、研究能量流动的意义
（一）帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
（二）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流入对人类最有益的部分。
（三）能量金字塔（如图）
（四）能量流动的极值计算
1、在能量流动的相关问题中，若题干中未作具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率是20%。
2、在已知较高营养级生物的能量求较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最低”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。
3、已知较低营养级生物的能量求较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递；若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。
【思考感悟】生态系统为何要不断从系统外得到能量补充？
生态系统中各个营养级都会有部分能量以热能的形式散失到大气中，不能被任何生命活动所利用，能量在流动中越来越少。
【基础训练】1、如图是某地建立的人工生态系统示意图。请分析完成下列问题：
（1）从生态系统能量流动的角度分析，建立人工生态系统的目的是实现能量的多级利用，提高能量的利用率。
（2）下列有关人工生态系统的说法，正确的是 ABC 。
A、使废物资源化
B、减少了化肥等工业产品的投入量，有利于环境保护
C、抵抗力稳定性低于自然生态系统
D、人占有主导地位，是其他生物生存的基础
（3）蘑菇和蚯蚓在该生态系统中属于分解者。
（4）如图表示在一定时间内，农田中某一地段蚯蚓数量的变化，在图中B点时，蚯蚓种群属于增长型。K值的含义是环境所能承载的这一种群的最大值。如果环境条件发生改变，该值能（填“能”或“不能”）发生改变。
2、如图为某生态系统示意图，下列相关叙述中不正确的是（ D ）
A、图中蛇处于最高营养级，该营养级所含的能量最少
B、图中全部生物称为生物群落
C、绿色植物固定的能量至少是流入黄雀体内能量的125倍
D、图中共有4条食物链
3、一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例如下图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的多少）（ C ）
【高考模拟】4、（2007山东理综3）下列有关生态系统功能的描述，错误的是（ C ）
A、物质循环的关键环节是分解者的分解作用
B、物质流是循环的，能量流是单向的，信息流往往是双向的
C、一个生态系统的营养级越多，消耗的能量就越多，人类可利用的能量就越少
D、信息传递有利于沟通生物群落与非生物环境之间、生物与生物之间的关系，具有调节生态系统稳定性的作用
5、（2008上海生物32）右图表示某生态系统中，四种生物所同化的有机物的量占该生态系统有机物总量的比例，则这四种生物之间的食物关系最可能的是（ A ）
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147课题95：实验分析——实验方案评价
高中生物复习百讲
课题95：实验分析——实验方案评价
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】一、该类试题提供实验过程及其结果，要学生分析实验过程中的错误或不合理之处、实验的原理、实验结果所说明的问题等，有时需补充必要的步骤。侧重于对中学生物实验基本原理和基本技能运用能力的考查。
二、实验分析题型及解题的基本思路：解题时要紧扣实验目的，明确实验变量，遵循单一变量原则，在此基础上进行全面分析。
【基础训练】1、为验证“镁是植物生活的必需元素”，3位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分析指出3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。
（1）实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：不能。因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使植物生长均不正常。
（2）实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水，实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：不能。因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子。
（3）实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验绷脸浇以不含镁离子的营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：不能。因为两组容器内的砂性土壤中都有可能含有镁离子。
（4）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
答：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
2、下面是某研究小组的同学为证明细菌对植物遗体的分解作用而提出的2种实验方案。他们将同一种树的落叶分成甲、乙两组，实验过程中不断地滴加蒸馏水，使树叶保持潮湿。
方案一：将甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中）。观察记录叶的变化。
方案二：将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中）。观察记录叶的变化。
（1）上述2种实验方案能否达到实验目的？请说明理由。
方案一：不能。两组均未经过经过灭菌，甲会因树叶中存在的微生物的分解作用而分解，从而失去对照作用；乙除空气中的细菌的分解作用外，还有树叶中存在的微生物的分解作用，不能说明一定是细菌的分解作用所致。
方案二：也不同。（理由同上）。
（2）甲、乙两组为什么要用相同的树叶？
用相同的树叶使实验中的变量单一，排除干扰。
（3）现在由你进行实验设计，写出你的实验方案：将树叶灭菌后分成2组，甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中）；观察记录叶的变化。
【高考模拟】
3、（2008北京理综31）水华可因蓝藻爆发所致。科研人员尝试利用某种细菌限制蓝藻数量，相关实验的示意图如下。图中①—⑥表示实验步骤。
请回答问题：
（1）从细胞结构的特点与复杂程度上看，蓝藻属于原核细胞；从生态系统的营养结构上看，蓝藻处于第一营养级；蓝藻的代谢类型通常是自养需氧型。
（2）引发水华的蓝藻可产生蓝藻可产生蓝藻毒素。蓝藻毒素不是（是、不是）蓝藻生长、繁殖所必需的物质。蓝藻毒素对人是一种致癌因子，可使原癌基因从抑制状态变成激活状态，导致正常细胞发生癌变。
（3）图中②、⑤通常使用的是①、④中已培养至对数期的蓝藻和溶藻细菌。
（4）图中⑤实验组在每个培养皿中，如果做三个重复实验，可采取的做法是：在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量菌液。为完善实验设计方案，应增设对照组，可采取的做法是：在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量的、不含溶藻细菌的溶藻细菌培养液。
（5）蓝藻通常呈蓝绿色。观察实验结果，发现培养皿中出现褪色空斑，说明蓝藻被溶藻细菌裂解（死亡）。
4、（2008广东生物35）某研究小组进行一个有关兔水盐代谢调节的实验，以下为实验报告，请予以完善。
实验名称：兔的水盐代谢调节。
（一）材料与方法：
（1）家兔12只，2.5 kg/只，随机分为3组（甲、乙及丙组），每组4只。
（2）对甲组兔静脉滴注1.5%NaCl溶液，乙组滴注0.9%，NaCl溶液，丙组滴注蒸馏水，滴注量均为200 ml,0.5 h滴定。
（3）从滴注开始收集测定2h内兔的尿液量。
（二）结果与分析：（1）甲、乙、丙三组兔平均尿量比较：甲＜乙＜丙。
（2）原因：甲、乙、丙三组兔分别注入1.5%NaCl溶液、0.9%NaCl溶液和蒸馏水。丙、乙、甲三组兔细胞外液的渗透压依次升高，丙、乙、甲三组兔下丘脑的渗透压器所受的剌激依次升高，丙、乙、甲三组兔下丘脑分泌经垂体释放的抗利尿激素依次增多，丙、乙、甲三组兔肾小管、集合管等对原尿中的水重吸收的量依次增多。所以丙、乙、甲三组兔尿量依次减少。
（三）讨论：（1）实验设计时每组兔能否只用1只？为什么？
不能；只用1只不能排除因个体差异造成的结果不准确。
有人认为需要增加1组兔才能使本实验设计更为完善。你认为对该组兔最有必要作何实验处理？为什么？
用这组兔作空白对照，不滴注任何液体；可以使甲、乙、丙三组兔的尿量有更好的比较基准。
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191课题69：生长素生理作用两重性
高中生物复习百讲
课题69：生长素生理作用两重性
【课标要求】植物生长素的发现和作用；其他植物激素；植物激素的应用。
【考向瞭望】设计实验验证植物激素的生理作用及在农业生产上的应用；探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。
【知识梳理】一、生长素的生理作用：（一）特点：
1、具有两重性：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。
2、生长素所发挥的作用，因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
（二）举例——顶端优势：1、现象：顶芽优先生长，侧芽生长停止。2、原因：顶芽产生的生长素向下运输，侧芽附近生长素浓度过高，发育受到抑制。3、解除：摘除顶芽。
（三）生长素类似物及应用
1、概念：具有生长素的生理效应的化学物质。
2、应用：防止果实和叶片的脱落、促进结实、获得无子果实、促使扦插枝条的生根等。
二、生长素生理作用的两重性：（一）分析下图理解两重性
1、从甲图可读到以下信息
（1）生长素的功能具有两重性，即在一定浓度范围内促进植物器官生长，浓度过高则抑制植物器官的生长。
（2）同一浓度的生长素作用于不同器官上，引起的生理功效也不同，这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同（敏感性大小：根＞芽＞茎）。
（3）曲线在A、B、C三点代表最佳促进效果，A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素的促进效果，A′、B′、C′点分别表示生长素对根、芽、茎的生长既不促进，也不抑制。
2、从乙图可以读到以下信息：不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感程度高。
3、从丙图可以读到以下信息
（1）曲线中H点表示促进生长最适浓度为g，在OH段随生长素浓度增高，促进作用增强，而HC段随着生长素浓度增高，促进作用减弱。
（2）若植物幼苗出现向光性，且测得其向光一侧生长素浓度为m，则其背光一侧生长素浓度范围应为：大于m小于M（向光一侧慢于背光一侧）。
（3）若植物水平放置，表示出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
（二）两重性举例：1、顶端优势
（1）产生原因的实验探究：取生长状况相同的某种植物，随机均分为3组（A、B、C）A组自然生长→顶芽优先生长，侧芽受抑制。B组去掉顶芽→侧芽生长快，成为侧枝。C组去掉顶芽，切口放含生长素的琼脂块→侧芽生长受抑制。
（2）结论：顶芽产生的生长素，使侧芽生长受抑制。
2、根的向地性和茎的背地性：茎的背地性原理和根的向地性原理，如图：重力→生长素分布不均（向地一侧生长素浓度高，背地一侧生长素浓度低即C＞A，D＞B）→生长不均（根的向地一侧生长慢，背地一侧生长快；茎的向地一侧生长快，背地一侧生长慢）→根的向地性，茎的背地性。
三、植物生长调节剂
（一）概念：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
（二）优点：容易合成、原料广泛、效果稳定。
（三）应用实例：1、用乙烯利催熟凤梨。
2、用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇，使其纤维长度增加50%左右。
【思考感悟】生长素对不同器官作用时，促进生长的最适浓度相同吗？
不同，如根、芽、茎的最适生长素浓度分别为10－10mol·L－1，10－8mol·L－1，10－4mol·L－1。
【基础训练】
1、据图回答问题：
（1）若某植物幼苗已表现出向光性，且测得其向光面的生长素浓度为m，则其背光面生长素浓度范围是大于m小于M。
（2）若某水平放置的植物幼苗表现出根的向地性、茎的背地性，且测得其茎的近地侧生长素浓度为M，则茎的远地侧生长素浓度范围应为小于m。
（3）除草剂灭草的原理是使杂草的生长素浓度处于大于i状态下。
（4）若某植物顶芽的生长素浓度为g，产生顶端优势现象的侧芽生长素浓度是图中曲线的C点以后区间。
2、为验证生长素的生理作用，一位同学借附近农民土地里的农作物做无子果实的培育实验，但农民要求他不能影响作物的产量。请你帮他选择以下最合适的作物（ D ）
A、玉米 B、油菜 C、花生 D、西瓜
3、浙江省海宁市一位农民不慎错将家中存放的2，4—D当作农药，喷施到晚稻田中用来治虫。结果短短一个月里，这些晚稻疯长到了一人多高，并且成芦苇状，不结果实。下列说法正确的是（ C ）
A、长成芦苇状，是由于在2，4—D的作用下晚稻发生了基因突变
B、晚稻的疯长，主要是由于2，4—D促进了细胞分裂
C、晚稻不结实，是由于大量能量用于营养生长，影响了生殖生长
D、如果当时进一步提高配制浓度，晚稻将会长得更高
【高考模拟】
4、（2007江苏生物5）下列关于植物生长素作用及其应用的叙述中，不正确的是（ A ）
A、成熟细胞比幼嫩细胞对生长素更为敏感
B、顶端优势能够说明生长素作用的两重性
C、适宜茎生长的一定浓度的生长素往往抑制根的生长
D、可利用生长素类似物防止落花落果
5、（2008上海生物14）右图表示不同浓度生长素对芽生长的影响。当植物表现出顶端优势时，顶芽和最靠近顶芽的侧芽所含生长素的浓度依次分别为（ C ）
A、a和b B、b和a
C、b和c D、c和b
138
137课题78：生态环境的保护
高中生物复习百讲
课题78：生态环境的保护
【课标要求】人口增长对环境的影响；全球性的环境问题；生物多样性保护的意义和措施。
【考向瞭望】人口问题可与种群、环境问题联系在一起，以学科综合题形式出现；生态农业、生物多样性、可持续发展、沙尘暴、温室效应、西部大开发等环境问题，全球性环境问题等可持续发展的相关问题均是考查的热点问题。
【知识梳理】
一、人口增长对生态环境的影响
（一）我国人口现状及前景
1、1982年，我国将计划生育确定为一项基本国策。
2、我国人口增长过快的情况得到有效控制，人口出生率和自然增长率明显下降，目前已进入低生育水平国家行列。
3、由于我国人口基数大，人口数量仍将在较长时间内持续增长。
4、发展目标：2010年，人口总数控制在14亿以内；2050年，人口总数达到峰值，接近16亿以后，将开始缓慢下降。
（二）协调人口与环境的关系
1、继续控制人口增长。 2、加大保护资源和环境的力度。
3、监控、治理江河湖泊及海域的污染。 4、加强生物多样性保护和自然保护区建设。
5、推进生态农业。
二、全球性生态环境问题
主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。
三、保护生物多样性
（一）生物多样性的概念：生物圈内所有动物、植物和微生物及它们所拥有的全部基因和各种各样的生态系统。
（二）生物多样性的内容：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（三）生物多样性价值：潜在价值、间接价值（也叫做生态价值）和直接价值。
（四）保护生物多样性的措施
1、就地保护； 2、易地保护； 3、利用生物技术对濒危物种的基因进行保护；
4、加强立法、执法和宣传教育。
四、可持续发展
（一）含义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
（二）实施措施
1、保护生物多样性。 2、保护环境和资源。
3、建立起人口、环境、科学和资源消费之间的协调与平衡。
【思考感悟】2050年，人口总数达到峰值。峰值是不是我国人口容纳量？
不是。该峰值为按现在人口增长情况而将达到的数量。
【基础训练】
1、仔细观察下列两幅图，据图回答：
（1）水是生命之源，地球表面约70%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，而能被人类利用的淡水只占总水量的0.3%，可见，地球上的淡水资源是非常宝贵的；
（2）从图乙可知，2000年时，我国人均耕地面积与建国初期相比减少了一半；
（3）导致可用淡水、人均耕地迅速减少的直接原因是人口数量的急剧增长。
2、如图是生态系统中硫循环的模式图，据图回答：
（1）大气中SO2的主要来源是化石燃料的燃烧、火山爆发、微生物的分解作用。
（2）动植物遗体碎屑、排出物中的硫元素主要通过微生物分解作用，被释放到土壤和大气中。
（3）非生物环境中SO2、SO42－通过植物吸收作用进入生物环境中。
（4）随着工业和城市化发展，人类的燃烧煤等化石燃料（或生活）活动增加使大气中SO2含量剧增，远远超过了生态系统的自净能力，造成大气污染。
（5）请依据图示，运用你所学知识，提出减少大气中SO2的措施多种能吸收SO2的植物，减少化石燃料的燃烧或开发新能源等。
3、如图是可持续发展战略中对森林的两种开发模式Ⅰ、Ⅱ，其中叙述不正确的是（ D ）
A、完全砍伐后再种植的树通常具有一样的树龄和种类
B、选择性砍伐使森林变得更有层次和多样性
C、选择Ⅱ模式更有利于森林的可持续发展
D、进行大面积砍伐，让其自身恢复
【高考模拟】
4、（2007江苏生物25）某自然保护区以国家一级重点保护动物东北虎和其生存环境为保护对象，近年来发生了几起进入保护区内的家畜被虎捕食、人被虎咬伤的事件。最合理的应对办法是（ A ）
A、加强虎的生存环境保护，尽量减少人为干扰
B、捕获肇事虎，送动物园或动物救护中心进行迁地保护
C、捕获肇事虎，放归其他自然保护区
D、人工增投家畜，满足虎捕食需要
5、（2008广东生物16）要实现人与自然的和谐发展，下列措施最合理的是（ C ）
A、通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源
B、使用化学农药防治病虫害，保证粮食稳产
C、发展生态农业，实现物质和能量的多级利用
D、大力开垦湿地，扩大粮食种植面积
156
155课题52：基因突变与基因重组
高中生物复习百讲
课题52：基因突变与基因重组
【课标要求】基因重组及其意义；基因突变的特征和原因。
【考向瞭望】基因重组及其意义、基因突变的特征和原因。
【知识梳理】一、基因突变
（一）概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。
（二）诱变因素：1、物理因素：如紫外线、X射线及其他辐射，损伤细胞内的DNA。2、化学因素：如亚硝酸、碱基类似物能改变核酸的碱基。3、生物因素：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。
（三）发生的时期：DNA分子复制时期，如有丝分裂、减数第一次分裂间期。
（四）实例：镰刀型细胞贫血症：1、直接病因：血红蛋白多肽链上一个氨基酸被替换。2、根本原因：血红蛋白基因（DNA）上碱基发生改变，由A—T变为T—A。
（五）特点：1、普遍性：在生物界中普遍存在。2、随机性：生物个体发育的任何时期。3、低频性：突变频率很低。4、不定向性：可以产生一个以上的等位基因。5、多害性：多数有害，少数有利，也有中性。
（六）意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。
二、基因突变概念要素整合图解
将基因突变的内涵、外延、原因、结果、特点、意义等概念要素整合如下：
三、基因突变对性状与子代的影响
（一）基因突变对性状的影响：1、改变性状：（1）原因：突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。（2）实例：镰刀型细胞贫血症。
2、不改变性状，有下列两种情况：（1）一种氨基酸可以由多种密码子决定，当突变后的DNA转录后的密码子仍然决定同种氨基酸时，这种突变不会引起生物性状的改变。（2）突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。
（二）基因突变对子代的影响
1、基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。
2、如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
四、基因重组
（一）概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
（二）发生时期和原因
时期 原因
减数第一次分裂后期 随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合
减数第一次分裂前期（四分体） 同源染色体上的非等位基因随非姐妹染色单体的交换而发生交换
（三）意义：基因重组能够产生多样化的基因组合的子代。子代中就可能出现适应变化的环境的个体，从而在多变环境中繁衍下去。
五、基因突变和基因重组的区别和联系
（一）基因突变和基因重组概念的比较
基因突变 基因重组
变异实质 基因结构发生改变，产生新的基因 控制不同性状的基因重新组合
时间 主要在细胞分裂间期 减数第一次分裂四分体时期和后期
可能性 可能性小，突变频率低 普遍发生在有性生殖过程中，产生变异多
适用范围 所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性 只适用于真核生物有性生殖
结果 产生新的基因 产生新的基因型
意义 是变异的根本来源，为生物进化提供最初的原始材料 是形成生物多样性的重要原因之一，加快了进化的速度
举例 镰刀型细胞贫血症 一母生九子，连母十个样
（二）根据细胞分裂图来确定变异类型
A图 B图
分裂类型 有丝分裂 减数分裂
变异类型 基因突变 基因突变或基因重组
【思考感悟】存在诱变因素是否一定发生基因突变？
不一定，但基因突变的频率会提高。
【基础训练】1、基因重组发生在有性生殖过程中控制不同性状的基因的自由组合时，下列有关基因重组的说法正确的是（ C ）
A、有细胞结构的生物都能够进行基因重组
B、基因突变、基因重组都能够改变基因的结构
C、基因重组发生在初级精（卵）母细胞形成次级精（卵）母细胞过程中
D、在减数分裂四分体时期非同源染色体的互换也是基因重组
2、下列有关基因突变的叙述中，错误的是（ D ）
A、基因突变是指基因结构中碱基对的增添、缺失或替换
B、基因突变是由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的部分改变而发生的
C、基因突变可以在一定的外界环境条件或生物内部因素的作用下发生
D、基因突变的频率是很低的，并且都是有害的
3、如图为同种生物的不同个体编码翅结构的基因的碱基比例图。基因1来源于具正常翅的雌性个体的细胞，基因2来源于另一具异常翅的雌性个体的细胞。据此可知，翅异常最可能是由于碱基对的（ C ）
A、插入 B、替换
C、缺失 D、正常复制
【高考模拟】4、（2007广东理基39）某人体检结果显示，其红细胞有的是正常的圆饼状，有的是弯曲的镰刀型。出现镰刀型红细胞的直接原因是（ D ）
A、环境影响 B、细胞分化 C、细胞凋亡 D、蛋白质差异
5、（2008广东生物25）（多选）如果一个基因的中部缺失了1个核苷酸对，可能的后果是（ BCD ）
A、没有蛋白质产物
B、翻译为蛋白质时在缺失位置终止
C、所控制合成的蛋白质减少多个氨基酸
D、翻译的蛋白质中，缺失部位以后的氨基酸序列发生变化
104
103课题87：胚胎干细胞的移植和胚胎工程的应用
高中生物复习百讲
课题87：胚胎干细胞的移植和胚胎工程的应用
【课标要求】胚胎干细胞的移植；胚胎工程的应用。
【考向瞭望】将卵母细胞及受精卵的培养、胚胎移植及胚胎干细胞培养技术与“基因工程”“细胞工程”联合起来考查。
【知识梳理】
一、胚胎干细胞的培养流程（如图）。
二、胚胎干细胞核移植
（一）含义：把胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。
（二）用途
1、获得基因敲除动物。
2、培育用于移植的细胞、组织和器官。
3、在试管中改良并创造动物新品种。
【基础训练】
1、基因疫苗是指将编码外源性抗原的基因导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，诱导机体产生免疫应答。某科研所计划采用基因工程和胚胎工程技术培育具有口蹄疫免疫特性的高产奶牛。请回答下列问题：
（1）形成重组DNA分子是基因工程的核心，其中需要用到的工具酶是DNA连接酶、限制性核酸内切酶。
（2）为了使目的基因和载体DNA两端形成相同的黏性末端所采取的手段是用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA（质粒）。
（3）外源性抗原的基因，能够在宿主细胞中表达的原因是：
①基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
②所有生物共用一套遗传密码。
（4）为提高胚胎的利用率，可以采用胚胎分割技术，应该选用什么样的胚胎进行分割？发育良好，形态正常的早期胚胎。
2、胚胎干细胞是从人体或哺乳动物的早期胚胎中分离出来的一类细胞，其作用如图所示，a～d表示不同的细胞，①～④表示有关的过程。请据图回答：
（1）各种组织和细胞的形成需要经过细胞的分裂和分化过程。
（2）自然条件下，造血干细胞不能分化形成皮肤、神经等其他的组织和细胞的原因是：细胞中基因选择性表达的结果。成熟的红细胞失去全能性的原因是没有细胞核。
（3）a、b、c、d分别表示浆细胞、记忆B细胞、效应T细胞、记忆T细胞，其形成是经过了抗原的刺激。
（4）有些人对花粉过敏，会出现皮肤荨麻疹。其原因是：吸入花粉后，在花粉的刺激下，浆细胞分泌的抗体吸附在皮肤某些细胞的表面；当相同的过敏原再次进入机体时，就会与之结合，并释放出组织胺引起毛细血管扩张，血管壁通透性增强，使皮肤出现红肿现象。
3、如图为利用生物技术生产单克隆抗体和经过体外受精培育优质的过程。请回答下列问题：
（1）细胞A的形成过程中常用的诱导因素有灭活的病毒、聚乙二醇等。
（2）Ⅰ过程中，直接产生的A细胞可能有3种（只考虑2个细胞融合），经选择性培养，还需进行克隆化培养和抗体检测，再经多次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，进行体内或体外培养。
（3）Ⅱ过程中的内细胞团细胞是胚胎干细胞，具有发育全能性特点。
（4）若要同时获得多头与此优质奶牛相同的小牛，可对Ⅱ中囊胚进行胚胎分割（移植）。
（5）试再提出一种单一抗体的生物技术（只答出名称即可）基因工程。
【高考模拟】
4、（2008徐州模拟）如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
（1）A细胞是成熟后的卵细胞，在进行体外受精前要对精子进行获能处理。
（2）进行胚胎分割时，应选择早期胚胎进行操作。
（3）①指的是内细胞团。
（4）通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相同遗传性状的根本原因是具有相同的遗传物质。
（5）受体母牛必须和供体牛属于同一物种。
5、（2008江苏生物6）动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对下图的相关叙述中，错误的是（ D ）
A、a过程表示干细胞能自我更新
B、b、c过程表示干细胞具有分化能力
C、a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同
D、b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用
174
173课题54：二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
高中生物复习百讲
课题54：二倍体、多倍体、单倍体的比较及应用
【课标要求】染色体结构变异和数目变异。
【考向瞭望】染色体结构变异和数目变异可能会出现大的实验设计题目，考查环境污染对染色体变异的影响。
【知识梳理】一、低温诱导植物染色体数目变化的实验
（一）实验原理：低温抑制纺缍体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是染色体数目改变。
（二）方法步骤：洋葱根尖培养→固定→制作装片（解离→漂洗→染色→制片）→观察。
（三）试剂及用途
1、卡诺氏液：固定细胞的形态。
2、改良苯酚品红染液：使染色体着色。
3、解离液[15%的盐酸和95%的酒精混合液（1︰1）]：使细胞分散。
二、二倍体、多倍体与单倍体
（一）二倍体、多倍体、单倍体的比较
二倍体 多倍体 单倍体
概念 体细胞中含2个染色体组的个体 体细胞中含3个或3个以上染色体组的个体 体细胞中含本物种配子染色体数的个体
染色体组 2个 3个或3个以上 1至多个
发育起点 受精卵 受精卵 配子
自然成因 正常有性生殖 未减数的配子受精；合子染色体数目加倍 单性生殖（孤雌生殖或孤雄生殖）
植物特点 正常 果实、种子较大，生长发育延迟，结实率低 植株弱小，高度不育
举例 几乎全部动物、过半数高等植物 香蕉、普通小麦 玉米、小麦的单倍体
（二）单倍体与二倍体、多倍体的判定
1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统，主要区别在于是由什么发育而来的，单倍体的概念与染色体组无关。单倍体一般含一个染色体组（二倍体生物产生的单倍体），也可以含两个、三个甚至更多个染色体组，如普通小麦产生的单倍体，就有三个染色体组。
2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体，含有三个或三个以上的叫多倍体。
【思考感悟】（1）改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代？（2）实验中的情况在自然界中能发生吗？
（1）可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。（2）能，特别是在高原植物中。
【基础训练】
1、下面所列材料中，最适合用于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的是（ C ）
A、洋葱鳞片叶表皮细胞 B、洋葱鳞片叶叶肉细胞
C、洋葱根尖分生区细胞 D、洋葱根尖成熟区细胞
2、低温和秋水仙素都能诱导染色体数目加倍，起作用的时期是（ B ）
A、细胞分裂间期 B、细胞分裂前期 C、细胞分裂中期 D、细胞分裂后期
3、果蝇的卵原细胞在减数分裂形成卵细胞过程中常常发生同源染色体不分开的现象，因此常常出现性染色体异常的果蝇，出现不同的表现型，如下表所示。
受精卵中异常的性染色体组成方式 表现型
XXX 在胚胎期致死，不能发育为成虫
YO（体细胞中只有一条Y染色体，没有X染色体） 在胚胎期致死，不能发育为成虫
XXY 表现为雌性可育
XYY 表现为雄性可育
XO（体细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体） 表现为雄性不育
为探究果蝇控制眼色的基因是否位于性染色体上，著名的遗传学家摩尔根（T.H.Morgan）做了下列杂交实验。让白眼雄果蝇和红眼雌果蝇交配时，后代全部是红眼果蝇；让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇交配时，子代雄性果蝇全是白眼的，雌性果蝇全是红眼的。
但他的学生Bridges用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配，子代大多数雄果蝇都是白眼，雌果蝇都是红眼，但有少数例外，大约每2000个子代个体中，有一个白眼雌果蝇或红眼雄果蝇，该红眼雄果蝇不育。
（1）请用遗传图解解释Morgan的实验结果（设有关基因为B、b）
（2）请用相应的文字和遗传图解（棋盘法），解释Bridges实验中为什么出现例外。
说明：在XbXb（白眼♀）减数分裂形成卵细胞过程中，少数的初级卵母细胞中的两个X染色体不分离，进入到次级卵母细胞中，或进入到极体中，因而产生含两个X染色体的卵细胞（XX）或不含X染色体的卵细胞（O），分别与XBY（红眼♂）产生的正常精子结合，产生了例外子代。
【高考模拟】
4、（2007青岛模拟）下列关于细胞的叙述，正确的是（ A ）
A、在精子与卵细胞结合的过程中，细胞膜外面的糖蛋白具有很重要的作用
B、能发生碱基互补配对的细胞结构有细胞核、核糖体和高尔基体
C、原核生物的细胞结构中无线粒体，因此只能通过无氧呼吸获取能量
D、基因突变、染色体变异和基因重组主要发生在细胞有丝分裂的间期
5、（2008广东生物24）对于低温诱导洋葱染色体数目变化的实验，正确的描述是（ ABD ）
A、处于分裂间期的细胞最多
B、在显微镜视野内可以观察到二倍体细胞和四倍体细胞
C、在高倍显微镜下可以观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程
D、在诱导染色体数目变化方面，低温与秋水仙素诱导的原理相似
108
107课题76：生态系统的信息传递
高中生物复习百讲
课题76：生态系统的信息传递
【课标要求】生态系统中的信息传递。
【考向瞭望】生态系统中的信息传递类型及功能。
【知识梳理】
一、生态系统的信息传递
（一）信息一般是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
（二）种类
1、物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。
2、化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。
3、行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。
（三）在生态系统中的作用
1、个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用。
2、种群：生物种群的繁衍，离不开信息传递。
3、群落和生态系统：能调节生物的种间关系，经维持生态系统的稳定。
二、信息传递的过程、相关比较及应用
（一）信息传递的一般过程：信源（信息产生）→信息道（信息传输）→信宿（信息接收）。
（二）信息传递与能量流动、物质循环的比较
项目 区别 联系
来源 途径 特点 范围
能量流动 太阳能 食物链或食物网 单向流动、逐级递减 食物链各营养级生物间 共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性
物质循环 生态系统 反复出现，循环流动 群落与无机环境之间
信息传递 生物或无机环境 多种 发生生理或行为的变化（单向或双向） 生物与生物之间或生物与环境之间
（三）应用
1、提高农产品和畜产品产量。
2、对有害动物进行控制。
【思考感悟】鸟类的鸣叫都是物理信息吗？
不一定。若鸟类的叫声传递着某些特殊的信息，如报警、饥饿、惊恐等就属于行为信息。
【基础训练】
1、法国的昆虫学家法布尔做过以下实验：在一个风雨交加的夜晚，在一所被丛林包围的屋里，把一只雌性大天蚕蛾扣在纱笼里，周围撒满樟脑。尽管外面风狂雨骤，但还有几十只雄蛾扑向纱笼，此现象说明（ D ）
A、昆虫间通过信息相互联系，这种信息是无线电波
B、昆虫间通过信息相互联系，因为昆虫都具有趋化性
C、昆虫间通过信息相互联系，联系的媒介是阴雨天气
D、昆虫的雌雄个体间通过信息相互联系，这种信息是化学信息——性外激素
2、在探究影响鼠妇（一种喜阴暗环境的动物）分布的环境因素的实验中，把鼠妇置于一半较暗，另一半较亮的环境中，下列图中哪组曲线表示较暗环境中的鼠妇的个数（ D ）
3、伯乐鸟是一种肉食性鸟类，但它常常模仿金翅鸟的叫声以诱骗金翅鸟前来，这种模仿的意义是（ D ）
A、一种正常生命活动 B、一种进货的表现
C、一种种间斗争行为 D、一种捕食的行为
【高考模拟】
4、（2008泰州模拟）如图为生态系统信息传递模式图，相关叙述不正确的是（ A ）
A、信息传递是双向的，能量流动和物质循环也是双向的
B、生态系统的功能主要是能量流动和物质循环，还有信息传递
C、物质循环是生态系统的基础，能量流动是生态系统的动力，信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态
D、生态系统各成分间都有各种形式的信息传递
5、（2008广东生物18）下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（ D ）
A、生态系统的物理信息都来源于环境
B、植物都通过化学物质传递信息
C、信息沿食物链从低营养级向高营养级传递
D、信息可以调节生物种间关系
152
151课题59：现代生物进化理论
高中生物复习百讲
课题59：现代生物进化理论
【课标要求】现代生物进化理论的主要内容；共同进化与生物多样性的形成。
【考向瞭望】自然选择学说的内容、贡献和局限性；种群、种群基因库、基因频率、物种等概念的判定及相关计算；共同进化和生物多样性形成的原因及形成原因的实验探究。
【知识梳理】
一、现代生物进化理论的由来
（一）拉马克的进化学说：用进废退和获得性遗传是生物不断进化的主要原因。
（二）达尔文的自然选择学说
1、内容：过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
2、意义：科学地解释了生物进化的原因和生物多样性形成的原因。
3、局限性
（1）对遗传和变异的本质不能做出科学的解释。
（2）对生物进化的解释局限于个体水平。
（3）强调物种形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。
二、现代生物进化理论的内容
（一）种群是生物进化的基本单位
1、种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2、基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。
3、基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。
（二）生物进化的原材料：可遗传的变异是生物进化的原材料，它包括基因重组和突变，其中突变包括基因突变和染色体变异。
（三）生物进化的方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
（四）隔离是物种形成的条件
1、物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2、隔离
（1）概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
（2）类型
A、生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，或即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。
B、地理隔离：同一种生物由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍而分成不同的群体，使得种群间不能发生基因交流的现象。
（3）在物种形成中的作用：隔离是物种形成的必要条件，生殖隔离是新物种形成的标志。
三、共同进化与生物多样性的形成
（一）共同进化
1、概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
2、原因：生物与生物之间的竞争和生物与无机环境之间的斗争。
（二）生物多样性的形成
1、内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性。
2、形成原因：生物的进化。
3、研究生物进化历程的主要依据：化石。
4、生物进化的历程：从原核生物到真核单细胞生物，再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水生到陆生。
（三）生物进化理论在发展
【思考感悟】马和驴交配所生的骡是一个物种吗？为什么？
不是。因为骡不能再产生自己的后代。
【基础训练】
1、下列各项中不属于生物共同进化实例的是（ C ）
A、猎豹捕食斑马
B、某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
C、草原上狼的灭绝造成鹿的数量激增
D、光合生物出现后，为好氧型生物的出现创造条件
2、现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的，现代生物进化理论观点对自然选择学说的完善和发展表现在（ C ）
①突变和基因重组产生进化的原材料；②种群是进化的基本单位；③自然选择是通过生存斗争实现的；④自然选择决定生物进化的方向；⑤生物进化的实质是基因频率的改变；⑥隔离导致新物种的形成；⑦适者生存，不适者被淘汰。
A、②④⑤⑥⑦ B、②③④⑥ C、①②⑤⑥ D、①②③⑤⑦
3、某植物种群中，AA基因型个体占30%，aa基因型个体占20%。若该种群植物自交，后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为（ D ）
A、55%、45%、45%、55% B、42.5%、32.5%、45%、55%
C、55%、45%、55%、45% D、42.5%、32.5%、55%、45%
【高考模拟】
4、（2007江苏生物15）果蝇的体色由常染色体上一对等位基因控制，基因型BB、Bb为灰身，bb为黑身。若人为地组成一个群体，其中80％为BB的个体，20％为bb的个体，群体随机交配，其子代中Bb的比例是（ B ）
A、25％ B、32％ C、50％ D、64％
5、（2008江苏生物11）某植物种群中，AA个体点16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产 生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ C ）
A、增大，不变；不变，不变 B、不变，增大；增大，不变
C、不变，不变；增大，不变 D、不变，不变；不变，增大
118
117课题94：教材基本实验与实习——调查类及其他实验
高中生物复习百讲
课题94：教材基本实验与实习——调查类及其他实验
【考纲要求】能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；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、分析和处理；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
【知识梳理】
“体验制备细胞膜的方法”（必修一P40），“尝试制作真核细胞的三维结构模型”（必修一P54），“课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型”（必修一P69），“性状分离比的模拟”（必修二P6），“模型建构：建立减数分裂中的染色体变化的模型”（必修二P23），“模型建构：制作DNA双螺旋结构模型”（必修二P50），“调查人群中的遗传病”（必修二P91），“调查转基因食品的发展现状”（必修二P107），“调查体温的日变化规律”（必修三P7），“模型建构：建立血糖调节的模型”（必修三P26），“调查当地农田生态系统中的能量流动情况”（必修三P97），“设计并制作生态缸，观察其稳定性”（必修三P112）。
【基础训练】
1、加拿大一枝黄花属双子叶多年生草本植物，原产北美，作为观赏植物引入我国，现已在一些地区蔓延成灾，有“植物杀手”之称，严重威胁这些地区的生物多样性。
为了研究加拿大一枝黄花在某些地区的分布与危害性，有人做了如下调查：将调查的地块划分成10等份，每份内取1个样方，分别统计各样方内的植物种类和数量，计算各种植物的种群密度。近5年植物种群变化的调查结果汇总如下： （单位：株/m2）
种名 年份
2000年 2001年 2002年 2003年 2004年
加拿大一枝黄花 1.9 5.1 9.4 15.1 16.5
狗牙根 8.0 6.2 5.6 3.9 1.6
巢菜 3.0 3.1 1.1 0.2 0
车前草 3.0 3.0 0.4 0 0
婆婆纳 3.2 3.8 1.7 1.3 0
泽漆 2.1 1.8 1.5 1.0 0
小萎 2.2 1.9 1.5 1.7 1.0
狗尾草 3.3 2.5 1.5 1.1 0.6
繁缕 6.0 3.2 1.1 0.5 0
卷耳 5.4 1.4 1.0 0 0
（1）该群落中加拿大一枝黄花与其他植物间的关系是竞争。
（2）在所给的坐标系中绘出加拿大一枝黄花和繁缕的种群密度的变化曲线。（答案手画）
（3）本调查采取的方法是样方法（取样调查法）；取样的关键除应考虑样方的大小和数量外，还应随机取样；种群密度的计算方法是计算所有样方种群密度的平均值。
（4）从生物多样性保护的角度考虑，本调查结果给我们的启示是某些外来物种的引进和管理不当会导致生态灾难；引进外来物种应慎重，加强生物安全性监测。
2、下列是生物兴趣小组开展人类遗传病调查的基本步骤：①确定要调查的遗传病，掌握其症状及表现；②汇总结果，统计分析；③设计记录表格及调查要点；④分多个小组调查，获得足够大的群体调查数据。
其正确的顺序是（ C ）
A、①③②④ B、③①④② C、①③④② D、①④③②
3、土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性。下图A、B、C、D 4种土壤微型节肢动物分离收集装置中，最合理的是（ A ）
A B C D
【高考模拟】
4、（2008江苏生物31）为研究酵母菌种群密度的动态变化，某同学按下表所列条件进行了A、B、C和D 共4组实验，用1 000mL锥形瓶作为培养器皿，棉塞封口，在25℃下静置培养，其他实验条件均相同，定时用血球计数板计数。根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下，请分析回答以下问题。
（1）图中曲线①、②和③分别是B组、A组和D组的结果。
（2）B组和A组的实验结果不同的原因是B组培养液较多，与空气接触面积较小，故供氧较少。
（3）D组和B组的实验结果不同的原因是D组葡萄糖浓度较低，故营养物供应较少。
（4）在整个实验过程中，直接从静置的培养瓶中取培养原液计数的做法是错误的，正确的方法是摇匀培养液后再取样和培养后期的样液稀释后再计数。
（5）实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的，正确的方法是浸泡和冲洗。
5、（2007广东理基51）下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述，正确的是（ C ）
A、“探究水族中的群落的演替”实验中，水族箱应放在黑暗密室中
B、“观察细胞有丝分裂”实验中，洋葱根尖细胞用吡罗红或派洛宁染色
C、“探究酵母菌种群数量动态变化”实验中，用培养液培养酵母菌
D、“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中，叶绿体和线粒体都不需染色
188
187课题98：实验设计——解题的基本思路
高中生物复习百讲
课题98：实验设计——解题的基本思路
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】
一、该类试题题材来源广泛，通常是一些简单的生物学原理和生命现象的验证（如物质的运输，酶促反应及其特点，水和无机盐的吸收与作用，光合作用与呼吸作用的条件与产物及其变化，激素的生理作用，遗传实验，环境条件对生物生命活动的影响等）对知识的要求很低（范围可拓展至初中或大学，但无知识障碍），一般给出实验目的，一部分或全部的实验条件，要求设计一种简单的实验方案来达到实验目的、预期将产生的结果并能作出相应的分析；除考查中学生物实验基本原理和基本技能运用能力外，重点考查学生的分析能力、理解能力、信息处理能力、语言文字表达能力、开拓创新能力，即考查学生的综合能力。
二、解题的基本思路
（一）明确实验目的（明确该实验要验证的内容），如果是未学过的（未知的）生物学现象还需提出假设；
（二）分析实验原理；
（三）分析给定的已知条件（如果条件不足，须补充相应的条件），确定实验组与对照组，排出合理、简单可行的实验步骤（即实验方案）；注意常用的实验方法：对比（对照）实验。
1、须设置对照组。
2、遵循单一变量原则。注意严格控制无关变量（即除实验研究的一项差异外，其他实验条件都须相同），排除一切干扰因素。
（四）预期实验结果，有些实验可能有多种结果，尽量考虑全面；在多组比较的实验中还须设计结果记录表；
（五）分析并得出相应的结论；有些实验结果需用曲线或图进行表达。
【高考模拟】
1、（2008全国卷Ⅱ31）某种植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型，mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
（1）请写出以二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株为原始材料，用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
①二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子；
②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株，并收获其种子（甲）；
③播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株，并收获其种子（乙）；
④播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子。（若用遗传图解答题，合理也给分）
（2）如果原始材料为二倍体红色块根、复果型的植株，你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子？为什么？
不一定。因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型，其中只有基因型为RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株。（其他合理答案也给分）
2、（2008山东理综26）番茄（2n＝24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：
（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有4种，aaBb基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为矮生红果︰矮生黄果＝3︰1。
（2）在AA×aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为13或11，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是正常或矮生。
（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X的第二个密码子中第二碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比，Y突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多（或：X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变）。
（4）转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。
①实验设计：（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）
a、分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。
b、通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基因在矮生植株过量表达。
c、测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高。
②支持上述假设的预期结果：与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增加。
③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式：基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。
答案二：b.通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。c.通过转基因技术，使A基因在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。
3、（2007宁夏理综29）已知猫的性别决定为XY型，XX为雌性，XY为雄性。有一对只存在于X染色体上的等位基因决定猫的毛色，B为黑色，b为黄色，B和b同时存在时为黄底黑斑。
请回答（只要写出遗传图解即可）：
（1）黄底黑斑猫和黄色猫交配，子代性别和毛色表现如何？
（2）黑色猫和黄色猫交配，子代性别和毛色表现如何？
196
197课题99：实验设计——设计案例分析（一）
高中生物复习百讲
课题99：实验设计——设计案例分析（一）
【考纲要求】能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。获取信息的能力：1、能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。2、关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。综合运用能力：理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题。
【知识梳理】
一、该类试题题材来源广泛，通常是一些简单的生物学原理和生命现象的验证（如物质的运输，酶促反应及其特点，水和无机盐的吸收与作用，光合作用与呼吸作用的条件与产物及其变化，激素的生理作用，遗传实验，环境条件对生物生命活动的影响等）对知识的要求很低（范围可拓展至初中或大学，但无知识障碍），一般给出实验目的，一部分或全部的实验条件，要求设计一种简单的实验方案来达到实验目的、预期将产生的结果并能作出相应的分析；除考查中学生物实验基本原理和基本技能运用能力外，重点考查学生的分析能力、理解能力、信息处理能力、语言文字表达能力、开拓创新能力，即考查学生的综合能力。
二、解题的基本思路
（一）明确实验目的（明确该实验要验证的内容），如果是未学过的（未知的）生物学现象还需提出假设；
（二）分析实验原理；
（三）分析给定的已知条件（如果条件不足，须补充相应的条件），确定实验组与对照组，排出合理、简单可行的实验步骤（即实验方案）；注意常用的实验方法：对比（对照）实验。
1、须设置对照组。
2、遵循单一变量原则。注意严格控制无关变量（即除实验研究的一项差异外，其他实验条件都须相同），排除一切干扰因素。
（四）预期实验结果，有些实验可能有多种结果，尽量考虑全面；在多组比较的实验中还须设计结果记录表；
（五）分析并得出相应的结论；有些实验结果需用曲线或图进行表达。
【高考模拟】
1、（2006上海生物43）在“学农”活动中，生物小组同学了解到一种有毒植物“博落迥”，农民常用其茎叶的浸出液对水稻种子进行消毒杀菌，防治秧苗病害，但是使用中常出现水稻发芽率降低的现象。同学们经调查后发现，农民所使用的“博落迥”浸出液浓度约为每100ml水中含有3～7g“博落迥”茎叶干重。他们推测，水稻发芽率降低的现象可能与使用的浸出液浓度有关。
课题名称：不同浓度“博落迥”浸出液对水稻种子发芽率的影响
实验材料：晒干的“博落迥”茎叶、饱满无菌已经水浸泡一天的水稻种子500粒、培养皿数套、大小烧杯数只、量筒、台秤、漏斗、纱布、吸管、吸水纸等。
实验步骤：①称取“博落迥”草叶30g、40g、50g、60g、70g，分别放入不同烧杯中，各加水500ml，浸泡两天，用纱布过滤，得到不同浓度的浸出液。
②取培养皿6只，分别编号，在培养皿内铺垫吸水纸。
③按编号倒入相应浓度的浸出液，对照倒入蒸馏水，使吸水纸吸足水分；每一培养皿中的吸水纸上，平铺50粒水稻种子，置于适宜温度下。
④每天观察，使吸水纸保持湿润，三天后，检察并记录每一培养皿中发芽和不发芽的种子数。
结果与讨论：①计算各培养皿中的种子发芽率。
②比较各组的种子发芽率，如果某一浸出液浓度下的水稻种子发芽率远低于对照组，说明该浓度的“博落迥”浸出液能抑制水稻种子发芽。虽然该浓度的“博落迥”浸出液能用于水稻种子的消毒杀菌，但也能降低发芽率，在生产中不能使用。(言之有理即给分)
2、（2006广东生物37）科学研究已证实某类有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用，畸变雌性体内出现雄性生殖器官。近期某水域被该类有机物X污染，为了解此有机物对水生软体动物是否有致畸作用，生物兴趣小组同学提出开展探究活动。请利用中学生物实验室常用器材以及下列实验材料和用具，设计实验并预测实验结果。
实验材料和用具：采自未受污染水域、体重相近、性成熟的水生螺(A螺) (300只)，解剖镜，有机污染物X溶液，养殖池，正常A螺雌、雄性器官解剖图谱等。
提示：给药剂量、具体仪器操作不作要求，室温恒定，养殖时间30天：A螺为雌雄异体，性别特征可在解剖镜下鉴定：
(1)拟定课题名称：有机物X对A螺雌体的致畸作用。
(2)设计实验步骤：1、在清洁的1号和2号养殖池中分别加入等量的清水后，分别投放150只长势相似的雌性A螺；2、在1号池中加入有机污染物X溶液1000毫升（或适量），同时在2号池中加入等量的清水，在恒定室温下养殖30天。3、从两池中捞取后分别在解剖镜下解剖，对比标准性别解剖图谱予以坚定，并记录结果。
(3)预测实验结果：1号池中雄性个体数明显多于2号池。
3、（2006江苏生物40）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。请完成下列实验。
（1）实验步骤：
①用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶并密封，剩余水样用于测溶解氧浓度；
②将黑、白瓶挂回原水层；
③24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度。
（2）设计记录所测数据的表格。
编号 白瓶 黑瓶
项目 1 2 3 平均 1 2 3 平均
24h后溶氧量
原初溶氧量
（3）预测实验结果并分析。
若WDO－BDO＞0，则有自养生物；若WDO－BDO＝0，则无自养生物；若WDO≥0．则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。
198
197课题72：群落结构与群落的演替
高中生物复习百讲
课题72：群落结构与群落的演替
【课标要求】群落的结构特征；群落的演替。
【考向瞭望】以材料题形式考查群落演替在生物与环境、人与自然的关系等问题的运用。
【知识梳理】一、群落的概念及特征
（一）概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
（二）特征：物种组成、优势种、种间关系、空间结构、生态位、范围和边界、群落的演替等。
1、丰富度：群落中物种数目的多少。
2、空间结构：指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。
二、群落的种间关系及空间结构
（一）种间关系
1、捕食：一种生物以另一种生物作为食物。
2、竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
3、寄生：一种生物（寄生者）寄居于另一种生物体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
4、互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
关系名称 数量坐标图 能量关系图 特点 举例
互利共生 相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化 地衣、大豆与根瘤菌
寄生 对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好 蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌
竞争 数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈 牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫
捕食 一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化 羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫
（二）空间结构
1、垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象。
（1）原因：阳光的利用、栖息空间和食物条件等。
（2）意义：①提高群落利用阳光等环境资源的能力。
②植物分层为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。
2、水平结构：在水平方向上，由于光照强度、地形、土壤湿度和盐碱度、生物自身生长特点的不同，以及人和动物的影响等因素，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布。
三、群落的演替
（一）概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
（二）类型：1、初生演替
（1）概念：一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过的植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
（2）演替过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
2、次生演替：在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
3、人类活动对演替的影响：往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【思考感悟】雌螳螂在交配后将雄螳螂吃掉，是捕食吗？
不是捕食，捕食必须发生在不同物种生物个体之间，而雌雄螳螂属同一物种。
【基础训练】1、从生物学角度看，下列古诗中表现为物种间竞争关系的是（ B ）
A、兰溪三日桃花雨，半夜鲤鱼来上滩 B、种豆南山下，草盛豆苗稀
C、满园春色关不住，一枝红杏出墙来 D、人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
2、某生物课外兴趣小组对甲、乙两地土壤中的小型动物类群丰富度进行了调查研究，每次随机取相同体积的甲、乙两地土壤对比研究。结果发现，甲地土壤中的小型动物类群平均有18种，个体数平均值是109个，乙地土壤中的小型动物类群平均有15种，个体数平均值是209个，则甲、乙两地土壤小型动物类群丰富度的大小是（ C ）
A、甲＝乙 B、甲＜乙 C、甲＞乙 D、无法确定
3、有关初生演替和次生演替的叙述，正确的是（ C ）
A、沙丘、火山岩上进行的演替是初生演替，冰川泥、弃耕的农田上进行的演替是次生演替
B、初生演替形成的群落内无竞争现象，次生演替形成的群落内竞争明显
C、初生演替所需时间较长，次生演替所需时间较短
D、初生演替能形成森林，次生演替很难形成森林
【高考模拟】4、（2007全国卷Ⅱ5）下图纵向表示海洋不同深度中鱼类的食物分布状况，曲线甲、乙、丙分别表示三种鱼的数量变化。下列对此图的分析，错误的是（ D ）
A、海洋中的鱼类具有垂直分层现象
B、此图表明鱼类对食物的竞争状况
C、此图表明海洋中鱼类的捕食状况
D、此图表明海洋中鱼类的共生关系
5、（2008全国卷Ⅰ2）某水池有浮游动物和藻类两个种群，其种群密度随时间变化的趋势如图，若向水池中投放大量专食浮游动物的某种鱼（丙），一段时期后，该水池甲、乙、丙三个种群中公剩一个种群。下列关于该水池中上述三个种群关系及变化的叙述，正确的是（ C ）
A、甲和丙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
B、甲和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
C、丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下甲种群
D、丙和乙既有竞争关系又有捕食关系，最终仅剩下丙种群
144
143课题91：生物实验的基本要求
高中生物复习百讲
课题91：生物实验的基本要求
【考纲要求】能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；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、分析和处理；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
【知识梳理】
一、生物实验的基本内容
（一）实验目的（要解决的问题）；
（二）实验原理（实验所应用到的生物学知识或原理）；
（三）实验方法（常用对比实验法）；
（四）实验中要检测的指标（衡量实验结果的标准）；
（五）实验假设（实验中可能会得到的结论）；
（六）实验器材（实验中要用到实验材料、试剂和用品）；
（七）合理设置对照组（常用的对照方式有：空白对照、自身对照、相互对照和条件对照等）；
（八）实验操作步骤（实施实验过程中的具体操作）；
（九）实验结果的预测、记录、分析（结果的预测：实验结果不明确时一般从3方面预期，即实验组与对照组的结果无显著差异、有显著差异的正反两方面）。
二、实验操作步骤
（一）通常可分为三个阶段
1、第一阶段，实验准备工作。通常分三步：
（1）第一步：仪器、材料等的分组编号；
（2）第二步：一些药品的配制和材料的预处理；
（3）第三步：对各组别实验对象进行对照处理（加入相应的材料、试剂等）；
2、第二阶段，实验条件的控制（不同实验中的条件不同，如温度、O2、光照、水等）。
3、第三阶段，实验结果的观察与记录。有一些生理实验还须进行重复实验。
（二）实验操作步骤应遵循四大基本原则
1、科学性原则——符合实验的原理和程序；
2、可重复性原则——使其他人能按照该步骤完成实验并能不断重复而得到相同的结果；
3、简便性原则——能以最简单的步骤、材料（经济易得）完成实验；
4、单一变量原则——排除干扰、控制变量（强调变量的惟一性）。
【基础训练】
1、设计一个实验方案，验证捕虫草叶囊中的液体含有蛋白酶而不含淀粉酶。要求写出：实验原理、实验方法、实验中的测定指标（衡量实验结果的标准）、合适的材料及药品和器具、实验过程、结果分析。
（1）实验目的：验证捕虫草叶囊中的液体含有蛋白酶，不含淀粉酶。
（2）实验材料：精肉块、马铃薯块。
（3）实验方法：对比实验法。
（4）原理：酶的催化作用具有专一性，即蛋白酶只能促使蛋白质（如精肉块）分解，却不能促使淀粉（如马铃薯块）分解；淀粉酶只能促使淀粉（如马铃薯块）分解，却不能促使蛋白质（如精肉块）分解。
（5）测定的指标：精肉块、马铃薯块的体积变化。
（6）过程（步骤）：a、准备1cm3的熟精肉块、熟马铃薯块各2块；捕虫草叶囊中的液体20mL；20mL的H2O；取4支相同的试管编号（1、2、3、4）；b、在1、2试管中各放入1块熟精肉块，在3、4试管中各放入1块熟马铃薯块；向1、3试管中各注入10mL捕虫草叶囊中的液体，向2、4试管中各注入10mL的H2O；c、将4支试管放在适宜的温度下一段时间，观察各试管中熟精肉块、熟马铃薯块的体积变化[提示：也可以只用2支试管，每支试管各加1块熟精肉块和熟马铃薯块（分别标记），1号试管加捕虫草叶囊中的液体，2号试管中加H2O。]
（7）结果与分析：只有1号试管中的肉块体积变小（或消失），证明捕虫草叶囊中的液体只含蛋白酶而不含淀粉酶。
2、蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫红色物质，这是蛋白质的双缩脲反应。请根据这一反应特征，利用下列材料，设计一个实验来证明人的唾液淀粉酶是蛋白质。
（1）实验目的：证明人的唾液淀粉酶是蛋白质。
（2）实验原理：人的唾液淀粉酶和蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫红色物质。
（3）实验方法：对比实验法。
（4）实验中测定的指标（衡量实验结果的标准）：蛋白质的双缩脲反应产生紫红色物质。
（5）材料、药品、器具：
①材料：蛋清、人的唾液淀粉酶。
②药品：双缩脲试剂（A液：0.1g/mL的NaOH；B液：0.01g/mL的CuSO4）。
③器具：试管、量筒、滴管。
（6）对照组的设置：以蛋清为对照组。
（7）操作步骤：a、取2支相同的试管，编号；b、1号试管中加入2mL稀释的蛋清，2号试管中加入2mL新鲜的人的唾液；c、向2支试管中各加入2mLA液并摇匀，再各滴加3滴B液摇匀；d、观察比较2支试管中溶液的颜色。
（8）结果：两试管均呈紫红色，证明了人的唾液酶是蛋白质。
【高考模拟】
3、（2008川延考区理综30Ⅱ）下面是一个探究激素甲是否能引起已阉割成年雄性小鼠求偶行为的实验及结果预测。请回答：
（1）选取一批已阉割的无求偶行为的成年雄性小鼠，随机分成Ａ、Ｂ两组，Ａ组注射激素甲溶液作为实验组；Ｂ组注射等量的生理盐水作为对照组。设置对照组的目的是排除生理盐水的干扰。
（2）预测实验结果：若Ａ组表现求偶行为，Ｂ组不表现求偶行为，则表明该激素能引起阉割小鼠求偶行为。若Ａ、Ｂ组均不表现求偶行为，则表明该激素不能引起阉割小鼠求偶行为。
182
181课题85：动物细胞的融合与单克隆抗体
高中生物复习百讲
课题85：动物细胞的融合与单克隆抗体
【课标要求】动物细胞融合和单克隆抗体。
【考向瞭望】动物细胞培养、单克隆抗体的制备及应用。
【知识梳理】
一、细胞融合
指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象。参与融合的细胞基因型可相同也可不同，但细胞杂交只能发生在基因型不同的细胞间。
二、诱导融合的因素
灭活的仙台病毒、聚乙二醇、电刺激等。
三、应用
杂交瘤技术制备单克隆抗体。
四、植物体细胞杂交和单克隆抗体制备
植物体细胞杂交 动物细胞融合（单克隆抗体制备）
理论基础（原理） 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖
融合前处理 酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶） 注射特定抗原免疫处理正常小鼠
促融 （1）物理法：电刺激等（2）化学法：聚乙二醇（PEG） （1）物化法：与植物细胞融合相同（2）生物法：灭活的仙台病毒
过程 第一步 原生质体的制备（酶解法） 正常小鼠的免疫处理
第二步 原生质体融合（物化法） 动物细胞融合（物化生法）
第三步 杂种细胞的筛选与培养 杂交瘤细胞的筛选与培养
第四步 杂种植株的诱导与鉴定 单克隆抗体的提纯
优点 克服植物远缘杂交不亲和的障碍 从特异抗原成分比例极少的抗原混合物中获得单抗
【基础训练】
1、用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是（ B ）
A、将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B、用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C、用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D、筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
2、将小鼠细胞和人体细胞融合成杂交细胞后，各自的表面蛋白质平均分配到膜表面（如图），该实验说明了细胞膜（ B ）
A、由蛋白质分子和磷脂分子组成
B、具有一定的流动性
C、具有选择透过性
D、具有保护细胞内部的作用
3、科学家从某些能无限增殖的细胞细胞质中分离出无限增殖调控基因（prG），该基因能激发许多动物细胞分裂，这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。请回答以下相关问题。
（1）利用细胞融合技术制备单克隆抗体，促进动物细胞融合常用的诱导因素是灭活的病毒。
（2）利用细胞融合技术制备单克隆抗体时有两次筛选，第1次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞。第2次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
（3）有人提出，可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，其思路如图所示。请回答：
①酶A是指限制性核酸内切酶，酶B是指DNA连接酶。
②对已导入重组质粒的“Ⅱ”进行“检测”的目的是检测目的基因在受体细胞中是否进行了表达（或检测受体细胞是否显示出目的基因控制的性状）。题目中Ⅱ所指的细胞是浆细胞，Ⅲ所指的细胞具有的特点是既能无限增殖又能产生特定的抗体。
（4）也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体，试用相关的图示用文字表示该过程：
（5）可利用单抗作为特异探针，来研究相应抗原蛋白的结构和功能。
【高考模拟】
4、（2007天津理综5）利用细胞工程方法，以SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列相关叙述正确的是（ D ）
A、用纯化的核衣蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体
B、体外培养单个效应B细胞可以获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体
C、将等量效应B细胞和骨髓瘤细胞混合，经PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞
D、利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者
5、（2008全国卷Ⅰ5）下列关于细胞工程的叙述，错误的是（ D ）
A、电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合
B、去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理
C、小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制务单克隆抗体
D、某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同
170
169课题75：生态系统的物质循环
高中生物复习百讲
课题75：生态系统的物质循环
【课标要求】生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用。
【考向瞭望】能量流动与物质循环的过程特点及相互关系。
【知识梳理】一、生态系统的物质循环：（一）概念
1、物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
2、循环：无机环境 生物群落。 3、范围：生物圈。
（二）特点：1、具有全球性，因此又称生物地球化学循环。 2、具有循环性。
二、实例——碳循环
（一）无机环境中存在的形式：二氧化碳和碳酸盐。
（二）生物群落中主要存在形式：含碳有机物。
（三）无机环境与生物群落之间的循环形式（如图）
1、大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用而实现的。
2、碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。碳元素在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。
3、大气中CO2的来源有三个：一是分解者的分解作用；二是动植物的呼吸作用；三是化石燃料的燃烧。
4、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。
5、碳在无机环境与生物群落之间传递时，只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递是单向的。
（四）特点：具全球性，可反复利用。
（五）温室效应与气候变暖
1、温室效应的形成：CO2与悬浮粒子是决定地球温度及气候的关键因素。CO2能吸收太阳辐射的红外线。当太阳照射到地球表面时，使地球变暖，这种热能又以红外线的形式向太空辐射，再次被CO2吸收，从而使大气层成为地面的保温层，起到保温作用。
2、大气中CO2含量持续增加的原因：（1）工厂、汽车、轮船等对化石燃料的大量使用，向大气中倾放大量的CO2。（2）森林、草原等植被大面积的破坏，大大降低了对大气中CO2的调节能力。
3、影响：（1）气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升，这样就使沿海城市和国家面临灭顶之灾。（2）由于气候变化，也改变了降雨和蒸发机制，影响农业和粮食资源的生产。降雨量的变化使部分地区更加干旱或更加雨涝，并使病虫害增加。
4、缓解措施：（1）植树造林，增加绿地面积。（2）减少化石燃料的燃烧。（3）开发清洁能源。
三、能量流动与物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
形式 以有机物为载体 无机物
特点 单向传递、逐级递减 往复循环
范围 生态系统各营养级 生物圈（全球性）
联系 同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示
四、物质循环过程中的生物富集作用
（一）概念：是指环境中的一些污染物（如重金属、化学农药）通过食物链在生物体内大量积累的过程。
（二）富集物特点：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易排出。
（三）富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。
（四）危害：有害物质的浓度通过生物富集作用增高，会对人体或动物造成危害。
【思考感悟】生物圈是一个在物质和能量上自给自足的生态系统。那么地球上所有生态系统都是一个自给自足的生态系统吗？
不是。例如，农田生态系统、城市生态系统等都需从外界输入物质和能量。
【基础训练】
1、在碳循环中，无机环境和生物群落相联系的生理作用是（ A ）
①光合作用； ②呼吸作用； ③蒸腾作用； ④化能合成作用
A、①②④ B、①③④ C、②③④ D、①②③
2、从物质循环的角度看，人体内的碳元素究其根源是来自（ D ）
A、食物中的碳 B、大气中CO2的碳 C、燃料中的碳 D、非生物环境中的碳
3、火灾常给森林带来较大危害，但是某些国家有时对寒带地区森林中的残枝落叶等进行有限度的人工火烧，以对森林进行资源管理，这种人工火烧的主要目的是（ C ）
A、消灭森林病虫害 B、刺激树木种子萌发
C、加速生态系统的分解过程 D、提高森林的蓄水能力
【高考模拟】
4、（2007广东理基44）下列选项中，由温室效应所产生的影响是（ A ）
A、永冻土融化，造成冻土区域内公路的破坏
B、水体富营养化，对近海生态环境造成一定的污染
C、酸雨加剧，对森林生态系统造成严重破坏
D、臭氧层破坏，使全球皮肤癌患者数量增加
5、（2008青岛模拟）分析下面有关生态系统碳循环、人体体液中物质交换的示意图，以下说法正确的是（ C ）
A、乙图中的d是生态系统中的主要成分
B、人体O2浓度最高的是甲图中的b
C、人体发生过敏反应时，甲图中的a增加导致组织水肿
D、因捕食关系而建立的食物链中，能量最少的是乙图中的b所处的营养级
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