资源简介

植物的水分代谢与矿质营养
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．理解吸胀吸水和渗透吸水
吸胀吸水是指细胞在形成液泡之前的主要吸水方式，其原理是吸胀作用。当大分子的淀粉粒和蛋白质等处于凝胶状态时，这些大分子之间有大大小小的缝隙。水分子会迅速地以扩散作用或毛细管作用等形式进入凝胶内部，具有极性的水分子与亲水凝胶结合起来，使其膨胀，这种现象叫吸胀作用。原生质凝胶吸胀作用的大小与该物质的亲水性大小有关，蛋白质、淀粉、纤维素的亲水性依次递减。因此大豆种子（含蛋白质多）比玉米种子（含蛋白质相对少）的吸胀作用要大。干燥的种子吸胀作用的力量相当大，人们用大豆等种子填入岩石裂缝中，灌水以后，大豆的吸胀力可使岩石崩裂；将大豆从枕骨大孔装入颅腔内，加水后利用大豆的吸胀作用可将头骨分开。
植物细胞形成液泡以后主要靠渗透作用吸水，这是因为成熟的植物细胞是一个渗透系统：①细胞膜和液泡膜（原生质层）是选择透过性膜；②细胞液和外界的土壤溶液有浓度差，细胞液就通过细胞膜和液泡膜与土壤溶液构成渗透系统，因而成熟的植物细胞主要靠渗透吸水。这二种吸水方式及其变化是考点之一，如小麦根尖四部分结构：根冠（具液泡）、分生区（液泡尚未形成），伸长区（液泡由小变大，由多变少），成熟区（具液泡，具根毛吸收面积大），其主要吸水方式依次为：渗透吸水、吸胀吸水、以吸胀为主—以渗透为主、渗透吸水。
2．正确理解扩散与渗透的区别
物质从高浓度到低浓度的运动叫扩散。如气体从浓度高的地方向浓度低的地方扩散，溶质分子在溶剂中的运动（如蔗糖放入清水后的运动）等。例如：下图甲、乙两个容器内都盛有清水，若把蔗糖（溶质分子）从甲图的A侧放入，过一段时间后，整个溶液成为一定浓度的蔗糖水溶液，这就是蔗糖在水中的扩散作用。乙装置中，在C处加一半透膜，再从A处放入蔗糖，则由于半透膜不允许蔗糖分子通过，使A、C侧溶液的浓度高，C、B侧溶液的浓度低，产生渗透压，由于水分子可以自由通过半透膜，水分子从C、B侧向A、C侧扩散得多，故一段时间后，A、C侧的液面上升（丙图），C、B侧的液面下降。水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散叫渗透。由此我们可以看出，渗透与扩散的不同在于渗透必须有半透膜。据此，动物细胞的细胞膜亦是选择透过性膜，也可以发生渗透作用。
3．矿质元素与代谢过程
矿质元素也称为灰分元素，把植物体烘干充分燃烧，植物体中的碳、氢、氧、氮等元素以CO2、H2O、分子态氮和氮的氧化物等形式跑掉了，剩下的就是矿质元素。矿质元素以氧化物形式存于灰分中，因氮元素也是植物从土壤中以无机盐形式吸收来的，所以矿质元素是指除C、H、O以外的，由根吸收来的元素。矿质元素是否是植物的必需元素，需要做缺某种元素的栽培实验来证明。
矿质元素的吸收和利用也是重要考点，矿质元素吸收原理是主动运输，因此该过程与根细胞的呼吸作用密切相关：根呼吸作用为矿质元素的吸收提供了ATP，因此，土壤板结等缺氧环境造成植物吸收矿质元素的能力下降，影响植物生长发育。
进入植物体内的矿质元素离子，因在细胞内的存在形式不同（离子状态、不稳定化合物状态、稳定化合物状态），记住N、P、K、Mg四种可重复利用的元素，重复利用的矿质元素离子在植物生长过程中可以由衰老组织向幼嫩组织转移，不重复利用的矿质元素不能转移。因此要分清植物缺乏什么元素时，衰老和幼嫩两种组织谁先受到伤害的问题。
4．根吸收矿质元素离子与吸收水分的关系
这是两个显著不同又密切联系的生理过程。首先，二者存在明显的差别，一是吸收方式不同：根细胞以渗透和扩散方式吸收水分，而吸收矿质元素离子则通过主动运输的方式；二是吸收动力不同：吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的溶液浓度差构成的渗透压，吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP、载体消耗能量做功。三是吸收数量与外界浓度的关系不同：能否从外界吸水是由细胞液与外界溶液的相对浓度决定的，当细胞液浓度高于外界溶液的浓度时细胞就吸水，反之则失水；而吸收矿质元素离子的多少，是由细胞膜上载体的种类和数量决定的，某种载体多，吸收它所运载的矿质元素离子就多，否则就少。其次，两个吸收过程紧密联系，不可分割。一是吸收器官是相同的，即吸收的主要器官都是根，而且最活跃的部位均是成熟区的细胞（表皮细胞）。二是矿质元素离子一般先溶于水呈离子状态，以离子状态被吸收；而且矿质元素离子进入植物体后也是随着水分被运输到植物体的各个器官、组织。三是矿质元素离子被细胞吸收后，又会影响到细胞内外溶液的浓度，从而影响根细胞的吸水量。因此，根吸收矿质元素离子与吸收水分是两个相对独立的生理过程。
5．关于有机物和无机物的运输
植物体从土壤中吸收的水分和矿质元素是通过导管向上运输到植物的各个部分，其中运输的主要动力是植物的蒸腾作用。植物体光合作用制造的有机物主要通过筛管向下运输到植物的相对部位。
【学法指导】
本部分可安排2～3课时完成。
本部分知识主要分析植物吸水与失水的原理和矿质元素的吸收过程，教师可以通过提纲，联系化学知识和学生一起讨论、分析并弄清楚渗透与扩散的区别，分析成熟植物细胞的结构特点，明确植物细胞是一个渗透系统，根细胞吸收矿质元素离子的过程、矿质元素离子的吸收与呼吸作用的关系等有关问题，大约需要一课时的时间。
第2课时可安排学生实验，以教材中的实验为基础，进行实验设计，如设计一个实验验证某种植物细胞液的浓度（为了缩短实验时间，可将标本分别放入不同浓度的溶液中，一段时间后进行镜检），或实验分析。实验分析和实验设计题目可由教师自己编写或事先向学生征集，提高学生参与教学过程的积极性，从学生中选取具有一定代表性的实验设计，同学生一起进行实验分析。
第3课时可处理有关习题，进行反馈矫正。
单纯的考查水分代谢和矿质代谢的试题较少，往往是和植物的其他生理活动结合来考查，如：和光合作用联系，和呼吸作用联系，和生产中的现实问题联系（如无土栽培中对水分、矿质元素的需要及与呼吸和光合作用的联系分析）。因此，在复习该知识时要注意和相关知识的联系。
【典型例题精讲】
［例1］（2003年上海春季高考题）家庭养花，一次施肥过浓，引起花卉萎蔫，可采取的措施是
①加强光照 ②改善空气流通 ③适当浇灌清水 ④更换盆中泥土
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
【解析】一次施肥过多，使根细胞周围的土壤溶液浓度高于植物细胞液的浓度，使细胞失水造成萎蔫，此时应设法降低土壤溶液的浓度，使细胞液浓度小于外界溶液的浓度，植物才能吸水，在题目给出的措施中，只有D组合可以达到此目的。【答案】D
［例2］（2000年广东高考题）将成熟的植物细胞放在溶液中能构成一个渗透系统，主要原因是
A．液泡膜内外溶液的浓度差 B．细胞内原生质层可看作一层选择透过性膜
C．细胞壁是全透性的 D．水分可以自由出入细胞
【解析】要构成一个渗透系统。必需具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜的两侧要有溶液的浓度差。一个成熟的植物细胞的原生质层可以看作是一层半透膜，细胞液和外界溶液可以看作是原生质层（半透膜）两侧的溶液浓度，二者存在浓度差时，就会发生渗透作用。题中的C、D两项显然是不符合题意。根据结构决定功能的特点，构成一个渗透系统的主要原因应是B项。A项的说法本身也不合理，准确的说法应是“原生质层内外溶液有浓度差”。 【答案】B
［例3］（2001年上海高考题）人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当。而浸在y浓度食盐水中的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为
A．x＞y＞z B．y＞x＞z C．z＞y＞x D．z＞x＞y
【解析】此题主要考查细胞吸水和失水的条件。溶液的渗透压越大，其溶液的浓度越大。红细胞在y浓度的食盐水中破裂，证明红细胞吸水，说明红细胞内液的浓度大于y食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度大于y食盐水的浓度；相反，红细胞在z食盐水中皱缩，证明红细胞失水，说明红细胞内液的浓度小于z食盐水的浓度，因此x食盐水的浓度小于z食盐水的浓度。【答案】D
［例4］夏季，高大的乔木从土壤中吸收水分并运输到整个植物体的主要动力来自
A．细胞内大分子亲水物质 B．呼吸作用生成的ATP
C．细胞液的渗透压 D．植物的蒸腾作用
【解析】此题考查植物蒸腾作用的重要意义。植物体内的水分，主要以水蒸气的形式通过叶片的气孔散失到大气中，这就是蒸腾作用。根吸收的水分有95%~99%左右都由于蒸腾作用而散失掉了，只有1%~5%左右保留在植物体内，参与光合作用和其他的代谢过程。植物通过蒸腾作用散失大量的水分并不是一种浪费，而对于植物体正常生命活动的维持有着多方面的重要意义，其中最突出的一个方面是：植物通过蒸腾作用散失水分，是植物吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力。高大的树木，如果没有蒸腾作用通过散失水分所产生的拉力，水分就不能达到树冠。 【答案】D
［例5］为确定某种元素是否为植物所必需，用缺少该元素的“完全营养液”进行培养，应该
A．以土壤为基质盆栽，加上述营养液 B．大田种植，浇上述营养液
C．以沙土为基质，加上述营养液 D．只用上述营养液，不用基质
【解析】本题考查学生在掌握矿质营养基本知识的基础上的分析问题的能力。教材中没有直接提到确定某种元素是否为植物所必需的方法，但教材中指出，植物体内一旦缺乏某一种必需的矿质元素，植物体就会表现出相应的病症。所以，要确定某种元素是否为植物所必需，就应当在培养液中去掉该种元素，观察植物是否有病症的出现。为了实验的精确性，必须保证实验中使用的培养液、容器和基质中都不会有该元素存在。A选项以土壤为基质，而土壤中含有各种元素，因此不能采用；B选项实际上与A选项是一样的，大田种植就是以土壤为基质；C选项以沙土为基质，沙土是一种含沙较多的土壤，也是不能采用的。正确的应当是D选项，只用上述营养液培养，不用任何基质，以确保实验的精确性。【答案】D
［例6］有些地区用燃烧的方法处理农田中的大量秸秆。请填空回答：
（1）秸秆在燃烧时放出的热能最终来源于_________。秸秆中的能量是作物通过_________过程贮存起来的。
（2）秸秆燃烧后只留下少量的灰分。这些灰分是作物在生长过程中从_________中吸收的_________。
（3）除了灰分以外，构成秸秆的其他物质，在燃烧过程中以_________________等气体形式散失到_________中。
【解析】考查学生对绿色植物光合作用和矿质代谢等基础知识的理解和应用。绿色植物体内含有的有机物主要是植物体通过光合作用合成的糖类，还有由糖类进一步转化而来的脂类和蛋白质。作物秸秆燃烧时放出的热能就是糖类等有机物贮存的能量，这些能量是植物通过光合作用过程，将光能转变成化学能后贮存其中的，所以说，秸秆燃烧时放出的热能最终来源于太阳光能，是作物通过光合作用过程贮存起来的。
作物秸秆燃烧时，秸秆内主要由C、H、O、N等元素构成的各种有机物经过燃烧，产生出大量的二氧化碳、水蒸气、分子态氮和氮的氧化物等气体，这些气体散失到大气中。余下的一些不能挥发的残渣，叫做灰分。灰分的主要成分是各种矿质元素的氧化物，所以矿质元素也叫做灰分元素。这些灰分元素是作物在生长过程中主要由根系从土壤中吸收而来的。此题还涉及到一定的化学知识。
【答案】（1）太阳能 光合作用（2）土壤 矿质元素（3）二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、分子态氮大气
［例7］（2002年全国春季高考题）取新鲜的马铃薯块茎，去皮后切取两个相同大小的立方块，一块放在浓盐水中，另一块放在清水中（如下图所示）。请判断一段时间后它们的变化，并解释其原因。
（1）图（a）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。
解释原因：____________________________。
（2）图（b）中马铃薯块_________（收缩，不变，膨胀）。
解释原因：____________________________。
【解析】此题考查植物细胞吸水和失水的原因。新鲜的马铃薯块茎细胞内具有液泡，将它放到清水或浓盐水中时，就会发生渗透作用。a中的马铃薯块处在浓盐水中，由于细胞液的浓度小于浓盐水的浓度，细胞失水而皱缩；相反，b中的马铃薯块处在清水中，由于细胞液具有一定的浓度，细胞吸水而膨胀。
【答案】（1）收缩 盐水的浓度大于马铃薯细胞液的浓度，由于渗透作用使细胞内水分外渗
（2）膨胀 马铃薯细胞液有一定浓度，由于渗透作用水分进入细胞
【达标训练】
一、选择题
1．（2002年粤豫桂高考题）植物吸收矿质元素受内外因素的影响，下列叙述错误的是
A．呼吸抑制剂可降低植物对矿质元素的吸收
B．在一定范围内，植物对矿质元素的吸收随温度的增加而增加
C．根吸收水分和吸收矿质元素是没有关联的
D．光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，影响根吸收矿质元素
【解析】此题考查影响植物吸收矿质元素的因素以及与水分吸收的关系。矿质元素的吸收是一个主动运输的过程，需要细胞呼吸作用提供能量。凡是影响到植物的呼吸作用的因素，都会影响到植物对矿质元素的吸收。呼吸抑制剂抑制了植物的呼吸作用，必然会降低植物对矿质元素的吸收；一定范围内的温度提高，加强了植物的呼吸作用，有利于植物对矿质元素的吸收；光合作用受阻一定时期后，有机物缺乏，降低了植物的呼吸作用过程；根主要吸收溶于土壤溶液中的矿质元素，尽管二者吸收的原理不同，矿质元素的运输是靠水分的运输而运输的，二者的吸收有一定的联系。【答案】C
2．为了提高移栽幼苗的成活率常常采用根部带土和去掉部分叶片的措施，目的是
A．保护根毛，减少蒸腾作用 B．防止根部营养损失，增强呼吸
C．促进根的发育，降低光合作用 D．保护幼根，提高植物体温度
【解析】植物体的蒸腾作用散失掉95%~99%的水分。在农业生产上，移栽幼苗时，常采取的措施就是带土（保护根毛，有利于水分的吸收）、剪去几片叶子或移栽后遮荫处理（降低蒸腾作用）。 【答案】A
3．（2003年新课程理综高考题）植物叶片从幼到老的整个生命活动过程中
A．有机物输出也输入，矿质元素只输入 B．有机物只输出，矿质元素只输入
C．有机物只输出，矿质元素输入也输出 D．有机物与矿质元素都既输入，又输出
【解析】通过阅读题干分析本题问的是植物体“叶片”从幼到老的整个生命活动过程中有机物与矿质元素的变化情况，而不是问整个“植物体”。植物的叶是由叶芽发育而来，首先叶芽需要经过细胞分裂、分化逐渐发育成熟。在这个过程中叶芽细胞首先要得到有机物才能保证细胞分裂、分化所需要的能源；等到叶芽逐渐发育成熟，叶肉细胞形成后，叶肉细胞通过光合作用制造有机物，不仅满足叶片细胞的需要，而且还可以将制造的有机物储存到根、茎或花、果中。矿质元素在叶片的发育过程中首先要输入，在衰老的过程中，K、P等元素要移动到幼嫩的器官；而Ca、Fe等元素往往不移动。 【答案】D
4．下列细胞中依靠渗透吸水的是
A．根生长点细胞 B．茎形成层细胞 C．失水的叶肉细胞 D．干燥种子的细胞
【解析】成熟的植物细胞靠渗透吸水，干种子、形成层、分生区细胞没有液泡，只靠吸胀吸水。
【答案】C
5．将洋葱鳞片叶放在0.45mol蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势；放在0.4mol蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，这表明
A．洋葱表皮细胞已经死亡 B．细胞膜不允许水分子自由通过
C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D．细胞液浓度为0.4 mol左右
【解析】成熟植物细胞的细胞液通过原生质层与外界溶液构成了渗透系统。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞吸水，整个细胞有胀大的趋势；反之，细胞失水，出现质壁分离现象；当细胞液浓度等于外界溶液浓度时，细胞既不吸水也不失水（事实上，此时细胞吸水和失水达到了平衡）从外表看不出什么变化。
【答案】D
6．在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”实验中，之所以用已经成熟的洋葱表皮细胞做实验材料，是因为这样的细胞具有
A．伸缩性很小的细胞壁 B．功能完善的细胞膜
C．能够流动的细胞质 D．大而醒目的液泡
【解析】植物细胞质壁分离和复原的条件有：①植物细胞必须是活细胞；②细胞液浓度与外界溶液的浓度必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞一般都有一个比较大的液泡，有的液泡可占整个细胞体积的90%以上），最好细胞液中带有色素，这样便于观察，紫色的洋葱表皮细胞就能很好地满足这些条件。 【答案】D
7．把蚕豆叶表皮浸在7%的尿素溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又发生了质壁分离复原，其原因是
A．细胞液溶质透出细胞 B．尿素分子进入细胞
C．细胞壁被破坏 D．尿素溶液浓度低于细胞液的浓度
【解析】7%的尿素溶液引起质壁分离现象，显然其浓度大于细胞液的浓度。但不久又逐渐发生质壁分离复原，说明尿素溶液与细胞液的浓度发生了变化，其原因是尿素进入了液泡，使细胞液的浓度升高，是细胞失水的结果。如果是原生质层受到损伤，细胞就不会出现复原现象。细胞壁是全透性的，不影响尿素分子通过，与细胞内外溶液的变化无关。 【答案】B
8．最能证明植物细胞通过渗透作用原理的实验是
A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺 B．将根尖细胞放入清水中会吸水
C．将土豆放入盐水中会变软 D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原
【解析】A、B两项只反映了植物细胞的吸水，C项反映了失水，而D项则反映了植物细胞吸水和失水的两个过程，所以最能证明渗透作用的原理。 【答案】D
9．下列属于渗透作用的是
A．水分子通过细胞壁 B．葡萄糖分子通过细胞膜
C．K+通过原生质层 D．水分子通过原生质层
【解析】渗透作用是指溶剂分子通过半透膜的扩散作用，细胞壁是全透性的，K+和葡萄糖通过细胞膜和原生质层的原理是主动运输。 【答案】D
10．根毛细胞从土壤溶液中吸收水分的原因是
A．细胞壁由亲水性的物质组成 B．细胞液浓度低于土壤溶液浓度
C．细胞液浓度高于土壤溶液浓度 D．细胞液浓度等于土壤溶液浓度
【解析】成熟的植物细胞与外界溶液构成一个渗透系统，水分进出细胞主要取决于细胞液和外界溶液的浓度差。正常情况下，细胞液浓度总是大于外界溶液浓度，细胞表现出吸水；干种子、分生区的细胞由于没有液泡，它们的吸水是靠吸胀作用，这是因为纤维素、淀粉等都是亲水性的物质，题目给出的细胞是成熟区的细胞，成熟区的细胞具有大的液泡，靠渗透作用吸水。 【答案】C
11．从马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q，P在蒸馏水中放1小时，Q在与马铃薯细胞液等渗的盐溶液中放1小时，测定处理的圆柱体是否与原来的孔刚好合适
A．P不合适，但Q刚好合适 B．P不合适，Q也不合适
C．P精确的合适，Q也精确的合适 D．P精确的合适，但Q精确的不合适
【解析】马铃薯细胞液浓度高于蒸馏水，细胞渗透吸水，圆柱体P坚挺膨胀，比原来的孔大；而圆柱体Q放在与细胞液等渗的盐溶液中，细胞既不吸水也不失水，因此其与原来的孔刚好合适。 【答案】A
12．与干种子吸水方式相同的细胞是
A．根尖分生区细胞 B．根毛细胞 C．根尖伸长区细胞 D．叶肉细胞
【解析】干种子的吸水方式是吸胀吸水。在题目给出的选项中，根尖分生区的细胞因无液泡，所以靠吸胀吸水。【答案】A
13．（2003年上海高考题）北方冬季常绿植物体内矿质养料的运输减弱或近于停止，主要原因是
A．吸收作用减弱 B．蒸腾作用减弱 C．光合作用减弱 D．呼吸作用减弱
【解析】蒸腾作用能加速水分及矿质元素的运输。冬季气温下降，蒸腾作用减弱，致使植物体内的水分流动减弱，从而使矿质元素的运输也减弱或近于停止。 【答案】B
14．橡胶树的根吸收水分的主要方式和主要用途是
A．渗透作用、形成胶乳 B．渗透作用、蒸腾作用
C．吸胀作用、光合作用 D．吸胀作用、呼吸作用
【解析】根吸收水分的方式有吸胀吸水和渗透吸水，其中植物根吸收水的主要方式是渗透作用，植物吸收的水分，主要用于蒸腾作用。 【答案】B
15．对绿色植物来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有
①根细胞呼吸作用的强弱 ②根细胞内细胞液的浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
【解析】根细胞的呼吸作用与矿质元素离子的吸收有关，这是因为呼吸作用能为矿质元素离子的吸收提供能量，矿质元素离子是通过细胞膜上载体的主动运输吸收，载体是一种蛋白质，细胞膜上载体的种类和数量又与物种的遗传性有关。 【答案】D
16．绿色植物吸收水分最活跃的区域是
A．植物的根系 B．根尖的伸长区 C．成熟区的表皮细胞 D．根冠细胞
【解析】成熟区的表皮细胞有根毛，具有大的液泡，在正常情况下，其细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，是植物吸收水分最活跃的区域。 【答案】C
17．（2003年新课程理综高考题）取适量干重相等的4份种子进行不同处理：（甲）风干，（乙）消毒后浸水萌发，（丙）浸水后萌发，（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解析】根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键分析各份种子呼吸作用的强度。（甲）风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；（丙）浸水后萌发与（乙）消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；（丁）浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，（丙）浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。本题也是一道实验分析题，要注意各个对照实验组的变量，分析这些变量对呼吸作用的影响。 【答案】C
18．用人工配制的营养液培养黄瓜，过一段时间后，营养液中缺少镁，则黄瓜幼苗颜色首先由绿转黄的是
A．茎尖 B．新生叶 C．植株中部叶片 D．植株下部叶片
【解析】当植物缺乏生活所需要的元素时，由于植物自身的调节作用，老叶中的某些物质分解，重复利用的元素从老叶中出来，优先供给嫩叶，不重复利用的元素不能从老叶中出来。镁是可以重复利用的元素，当营养液中缺乏时，可以从老叶中出来移动到嫩叶中，因此，首先是老叶受到伤害，表现为由绿转黄。
【答案】D
19．对植物细胞质壁分离与复原实验进行分析，得不到证实的是
A．原生质层具有选择透过性 B．细胞处于生活状态或已死亡
C．细胞液和周围溶液的关系 D．溶质分子进出细胞的方式
【解析】质壁分离的发生与原生质层的选择透过性及细胞液和周围溶液浓度有关，只有活细胞的原生质层具有选择透过性，当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，活细胞失水而导致植物细胞质壁分离。溶质分子进出细胞是通过主动运输等方式完成的，不能通过质壁分离复原实验得以证实。 【答案】D
20．在细胞出现质壁分离的过程中，水分子通过细胞结构的顺序是
①细胞壁 ②细胞膜 ③细胞质 ④液泡膜 ⑤液泡
A．①②③④⑤ B．①②④⑤③ C．⑤④②③① D．⑤④③②①
【解析】质壁分离的过程是水分由液泡内向外渗透的过程，水分子从液泡开始，依次通过液泡膜、细胞质、细胞膜和细胞壁。【答案】D
二、非选择题
21．（2002年天津高考题）“水往低处流”但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验。如下图所示。
实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。
实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：
实验一说明____________________________。
实验二说明____________________________。
根据这两个实验，你对水分在植物体内运输动力有何新的认识？
__________________________________________________________________________。
【解析】此题考查植物的蒸腾作用以及根的吸水问题。图一中植物枝条的蒸腾作用使水分散失的过程中，产生了蒸腾拉力，促使水分向上运输。这也是高大的植物能把根吸收的水分运输到植物体全身各处的原因；对于第二个实验，分析起来有一定的难度，也是一个开放式问题。事实上水银柱上升了，说明玻璃管内的水分增加了，只能是根从土壤中吸收的水分进入到玻璃管中，是什么力量导致的呢？由于没有叶，不是蒸腾作用的原因，联系物理上的毛细现象，可以推测：根部的生理活动或根部的渗透吸水也会产生促使水分向上运输的压力，但这不是植物吸水的主要动力。分析实验二的关键是根据事实大胆的分析推测，只有根的活动导致的。
【答案】枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力
根部生理活动（答“根部渗透吸水”或只答根部也给分）能产生推动水分向上运动的压力
根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。
22．用2mol/L的乙二醇溶液和2mol/L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到其原生质体体积的变化情况如下图所示。请据图回答：
（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_________。细胞液浓度_________。
（2）在1分钟后，处于2mol/L蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_________，此时，在细胞壁与原生质层之间充满了_________。要使该细胞复原，应将其置于_________。
（3）在１分钟后，处于2mol/L乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于_________逐渐进入细胞，引起细胞液浓度_________。
（4）并不是该植物的所有生物细胞均可发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_________。
【解析】考查植物细胞的质壁分离和复原的过程以及在此过程中细胞液浓度的变化。解题的关键是植物细胞发生质壁分离及其复原所必备的环境条件。一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的乙二醇溶液都可以使植物细胞发生质壁分离。当细胞液的水分向外渗出后，细胞液的浓度将增大。由于植物细胞在乙二醇溶液中不断地吸收乙二醇，使植物细胞液的浓度不断增大，细胞逐渐由失水状态转换成吸水状态，使植物细胞出现质壁分离复原。只有处于生活状态的成熟的植物细胞才可能发生质壁分离，而成熟的植物细胞的标志就是要有大型液泡。
【答案】（1）渗出 增大（2）不变 蔗糖溶液 清水（3）乙二醇 升高（4）大型液泡
23．一同学做植物的水培实验，如右图所示。培养液完全按标准配制，在培养过程中，又及时添加补充该培养液。第一周长势正常，第二周起出现缺素症状且越来越严重，第三周全株萎蔫，继而死亡。实验失败，请分析回答：
（1）既然配制的是全素标准培养液，为什么还会出现缺素症状？因为矿质元素的吸收需要消耗_________，而此装置中根系一直浸在水里，导致_________，对此可采取_________措施补救。
（2）培养液中并不缺水，为什么植物到第三周竟然萎蔫？因为_________是两个相对独立的过程。由于蒸腾量很大，导致培养液的浓度_________，使根系吸水_________，为了解决这个问题，可以采取的措施是_________。
【解析】此题考查水分和矿质元素的吸收过程。矿质元素的吸收需要呼吸作用提供的能量ATP，由于无土栽培过程中，植物的根一直浸泡在水中，导致根细胞的呼吸作用受到抑制，影响了根细胞吸收矿质元素，可以向培养液中通入空气，加强根细胞的呼吸作用。因为根吸收水分和吸收矿质元素是两个相对独立的过程，随着蒸腾作用的进行，导致培养液中水分大量减少而使培养液的浓度增大，使根系吸水困难，可以不断地向培养液中补充水分。
【答案】（1）ATP 无氧呼吸供能不足 向培养液中充气
（2）植物吸收水分和吸收矿质元素 变大 困难 向培养液中补充适量的清水
24．玉米对磷的吸收，白天比晚上只稍多一点，但它白天吸水却比晚上多8倍，把用溶液培养的黄瓜放到遮荫处，水分的消耗明显下降，而同一时间内钾离子的吸收却有少量增加。请回答：
（1）实验结果说明_________。
（2）黄瓜吸收的水分主要用于_________，部分作为_________的原料。
（3）钾离子进入黄瓜幼苗体内呈_________状态，进入幼苗体内形成不稳定化合物的元素有_________、_________、_________等；_________、_________等元素则形成难溶解的稳定化合物，不再移动。
【解析】题干中玉米白天吸水多时，吸收磷也稍多，但二者不成比例，而黄瓜吸收水少时，吸收钾却增多，这说明植物吸收水分和吸收矿质没有必然的联系，是两个相对独立的过程。植物吸收的水分有95%~99%的用于蒸腾作用，只有1%~5%的参与了光合作用和其他代谢过程。植物吸收矿质元素时是以离子状态吸收的。矿质元素在植物体内的存在形成有三种：①以离子状态存在如K+等。②形成不稳定化合物，如N、P、Mg等。③形成难溶解的稳定化合物，如Ca、Fe等。
【答案】（1）植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是两个相对独立的过程
（2）蒸腾作用 光合作用等代谢
（3）离子 N P Mg Ca Fe
25．下图中图A和图B以曲线图解的方式，说明温度及氧浓度对大麦吸收钾、铵离子的影响，请据图回答下列问题：
（1）图A表明：超过35℃后，随着温度的增高，根吸收钾、铵离子的量_________。
（2）图B表明：随着氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量_________，与此同时，细胞中糖的浓度_________。
（3）吸收钾、铵离子与温度、氧气浓度有关，这说明矿质元素离子的吸收与_________之间的关系很密切。
（4）在两图中均可看到，当温度和氧分压条件相同时，根细胞对钾、铵离子吸收的量有所不同，这种吸收差异与_________有密切关系。
【解析】根对矿质元素离子的吸收原理是主动运输。这与根的呼吸作用有密切关系，有氧呼吸为主动运输提供能量。A图表明35℃以后，温度越高吸收钾、铵离子越少，因为温度过高，影响了酶的活性，降低了呼吸作用，ATP减少，造成了吸收钾、铵离子的数量减少；B图表明随氧分压的增加，根吸收钾、铵离子的量增加，糖的浓度降低，是因为有氧呼吸加强，为根吸收钾、铵离子提供了较多的能量。糖的浓度降低是因为呼吸作用消耗。根对钾、铵离子的吸收量不同是因为根细胞膜上运载钾、铵离子的载体的数量不同所致。
【答案】（1）减少（2）增加 降低（3）有氧呼吸（4）细胞膜上的载体细胞的增殖、分化、癌变和衰老
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．细胞周期的概念
细胞周期指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。这里应注意两点。（1）前提条件：只有能连续分裂的细胞才有细胞周期；（2）时间问题：间期在前，分裂期在后，间期经历的时间长，分裂期经历的时间短，所以在观察有丝分裂装片时，大多数的细胞处于间期。
2．细胞分裂间期
细胞分裂间期是指细胞从上一次分裂结束到下一次分裂开始之间的一段时期，是新的细胞周期的开始，此时细胞从表面上看除了体积稍有增大以外没有明显的变化，但细胞内部正在进行染色体的复制，包括构成染色体的主要成分DNA分子的复制、蛋白质的生物合成。染色体经过复制后，着丝点数目不变，每条染色体上有两个DNA分子，由两个完全相同的姐妹染色单体组成，因此细胞染色体数目并没有增加。
3．细胞分裂期
在这一时期中，细胞要发生一系列连续的变化，为了学习和研究的方便，把细胞分裂期分成前期、中期、后期、末期四个时期，这四个时期各有不同的特点。以植物细胞为例来说明各个时期的具体特点。
（1）前期：细胞内主要的变化表现为“两个消失、两个出现”。即核膜逐渐消失，核仁逐渐解体这“两个消失”；与此同时，原来细胞核内在间期呈细长丝状的染色质高度螺旋、缩短变粗，形成了在光学显微镜下可以看到的圆柱状或杆状的染色体。另外，从细胞的两极发出了许多纺锤丝形成纺锤体。这是“两个出现”。
（2）中期：最主要的特点是染色体的着丝点都排在细胞中央的赤道板上。每个着丝点有从细胞两极发出的纺锤丝附着其上，由于纺锤丝牵引，着丝点移到了细胞中央与纺锤体长轴垂直的平面——赤道板上（赤道板是一种假想的平面）。此时，每条染色体上仍然有两个姐妹染色单体，染色体的形态最清晰，是我们观察细胞中染色体形态和数目的最佳时期。
（3）后期：每条染色体的两条姐妹染色单体的着丝点一分为二，原来的两个姐妹染色单体都有了自己的着丝点，分别成为染色体（细胞内染色体数目加倍）。接着，由于纺锤丝的牵引，两套染色体分别移向细胞的两极。注意：此时整个细胞中染色体数目加倍，DNA数目不变，染色单体为0。
（4）末期：主要特点与前期正好相反，也是“两个出现，两个消失”。在细胞分裂的末期，产生了新的核膜，在细胞核内出现了新的核仁。而在前期出现的染色体逐渐解旋，变成了细丝状的染色质，成为光学显微镜下不可见的物质。纺锤体也逐渐消失，成为了原生质的一部分。另外，在细胞中央赤道板的位置上形成了细胞板，细胞板向四周扩展，形成了新的细胞壁，这样就形成了两个相同的子细胞。注意：因为前面学过高尔基体与植物细胞的细胞壁的形成有关，所以在末期细胞中高尔基体的活动加强。
4．动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的比较
动物细胞有丝分裂与植物细胞的有丝分裂基本相同。但由于动物细胞和植物细胞在结构上有所不同，所以，动物细胞的有丝分裂过程，也有一些和植物细胞的有丝分裂过程不一样的特点：现将其比较如下：
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
不同 前期 细胞两极产生纺锤丝，形成纺锤体 由中心粒发出的星射线形成纺锤体
末期 细胞中部形成细胞板，扩展形成细胞壁，形成两个子细胞 细胞膜从中部内陷，细胞质缢裂成两部分，一个细胞分裂成两个子细胞
相同 分裂过程基本相同。染色体变化规律相同；分裂间期染色体复制；分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去
5．有丝分裂过程中，DNA含量、染色体数目的变化
掌握细胞分裂过程中，各个时期DNA、染色体、染色单体的变化规律是关键，将其归纳如下（假定正常体细胞核中DNA含量为2a，染色体数目为2N）
6．细胞分化的概念
细胞的分化是指相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。生物的个体发育起点是一个细胞（受精卵），细胞的分裂只能增殖出许多相同的细胞，只有经过细胞的分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体；分化的细胞所呈现出的形态结构和生理功能的变化，源于细胞内化学物质的变化，如组成结构的蛋白质和催化化学反应的酶；细胞分化是一个渐变的过程，在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞分化结果就已经决定，以后依次渐变，不能逆转，因此，分化是一种持久的、稳定的变化。
7．细胞的全能性
由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携带有本物种相同的DNA分子。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。植物细胞的全能性比较强，有人用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，经细胞分化以后，发育成一棵完整的胡萝卜新植株。动物细胞的全能性表现较弱，特别是一些高度特化的细胞，很难用它培养成一个新个体，但它的细胞核中仍有保持物种遗传性的全部遗传物质。
【学法指导】
本部分内容建议复习4课时，理论知识2课时，实验1课时，习题处理1课时。
1．细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。真核细胞的分裂方式有三种，它们分别是有丝分裂、无丝分裂、减数分裂，其中有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
2．细胞有丝分裂是一个连续变化的过程，为了研究方便，人为地把细胞周期划分为几个时期。整个细胞周期是一个动态变化的过程。
有人说，细胞分裂间期是细胞分裂的“间歇期”，这时的细胞处于静止状态，这种说法对吗？这种说法是不正确的。处于细胞分裂间期的细胞，从外面观察似乎没有什么大的变化，而事实上，此时的细胞核内发生着复杂的变化，主要完成染色体的复制，包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为细胞的分裂做好了物质准备。在整个细胞周期中，分裂间期所占的时间最长。
3．要区分开细胞周期的起始点：细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，这是一个细胞周期。可分为分裂间期和分裂期。所占的时间分别为90%~95%和5%~10%。生物的种类不同，细胞周期也不同。学习细胞周期时可参考下图帮助记忆。
4．参考下表学习有关植物细胞有丝分裂各期的特点。
间期 前期 中期 后期 末期
染色体复制结果：a．染色体数目不变b．出现姐妹染色单体，呈染色质状态c．DNA数目加倍 a．染色质→染色体b．核膜消失，核仁解体c．出现纺锤丝，形成纺锤体 a．染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞中央b．每条染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上 a．一个着丝点分裂为两个，姐妹染色单体分开→染色体（染色体数目暂时加倍）b．染色体平均分成两组，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极 a．染色体→染色质b．核膜、核仁重新出现c．纺锤体消失d．出现细胞板，扩展形成细胞壁

（1）细胞分裂间期是新细胞周期的开始，这个时期的细胞发生怎样的变化呢？
在细胞分裂间期，细胞内主要发生三个阶段的变化：第一阶段，几小时到几天不等，是RNA和蛋白质合成最旺盛的时期，为DNA的合成做准备工作；第二阶段，一般为几小时，是DNA完成复制的时期；第三阶段，一般为1~1.5小时，同样有活跃的RNA和蛋白质的合成，为纺锤丝的形成等做准备工作。因此，细胞分裂间期最大的特点是完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，是整个细胞周期中极为关键的准备阶段。
（2）以染色体的变化规律为核心记忆细胞周期中各个时期的特点，可用如下歌诀来帮助记忆：
间期染色体复制现“单体”（单体：指姐妹染色单体）
前期膜仁消失现“两体”（两体：指染色体和纺锤体）
中期赤道板上排整齐
后期均分牵引到两极
末期膜仁出现“两体”失
观察染色体的数目最清晰的时期是中期，染色体的数目出现暂时加倍的时期是后期。
（3）动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞基本相同，不同的特点主要出现在前期和末期。前期形成纺锤体的方式不同；末期形成子细胞的方式不同。细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到子细胞中去。由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
【典型例题精讲】
［例1］下列哪一项叙述以表明动物细胞正在进行有丝分裂
A．核糖体合成活动加强
B．线粒体产生大量ATP
C．中心体周围发射出星射线
D．高尔基体的数目显著增多
【解析】动植物细胞有丝分裂过程，都需要能量，生物体进行其他生命活动也需要能量，线粒体内的有机物氧化作用加强，产生大量的ATP，这不是有丝分裂所特有的。高尔基体的功能是与动物细胞的分泌有关，而与动物细胞的有丝分裂无直接关系。核糖体是合成蛋白质的场所，核糖体合成活动加强也不是有丝分裂所特有的特征。植物细胞从两极发出纺锤丝形成纺锤体，而动物细胞是由中心体发出星射线形成纺锤体。中心体是动物细胞和低等植物细胞所特有的细胞器，主要功能是在有丝分裂前期，放出星射线，形成纺锤体。
【答案】C
【说明】在有丝分裂过程中参与活动的细胞器，植物细胞中有高尔基体、线粒体、核糖体。动物细胞中有中心体、线粒体、核糖体。
［例2］（2000年上海高考题）在细胞有丝分裂期开始时，如果它的染色体数为N，DNA含量为Q，则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是
A．N和Q B．和
C．N和 D．和Q
【解析】有丝分裂的分裂期是从前期开始，由于分裂前期DNA和染色体已经复制，但染色体的着丝点没有分开，数目没有加倍。因此前期细胞内DNA数是体细胞的两倍，染色体数与体细胞相同；故体细胞的染色体数为N，DNA的含量为，经有丝分裂产生的子细胞DNA数、染色体数与体细胞相同。
【答案】C
［例3］下图为正处于分裂间期的某种动物细胞模式图，请写出该细胞在有丝分裂前期结束时所发生的四种最为显著的形态结构变化，并注明这些结构在图中的标号（在括号内写标号，横线上写相应说明）
(1)［ ］____________________________，
(2)［ ］____________________________，
(3)［ ］____________________________，
(4)［ ］____________________________。
【解析】回答该题关键是明确有丝分裂前期的主要特点：核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体。该细胞是动物细胞，中心体在前期发出星射线，形成纺锤体。
【答案】(1)4 染色质变成染色体
(2)5 核仁逐渐消失
(3)6 核膜逐渐解体
(4)9 中心粒向两极移动，发出星射线，形成纺锤体
［例4］若用化学药剂抑制肿瘤细胞DNA复制，这些细胞就停留在
A．分裂前期 B．分裂中期
C．分裂后期 D．分裂间期
【解析】DNA分子的复制是在间期进行，若使用化学药剂抑制DNA复制，细胞停留在间期，而不能进入分裂期。
【答案】D
［例5］(2001年全国春季高考题)科学家在早期胚胎中发现了干细胞，它能在体外形成不同组织或器官。这些干细胞是在一定条件下通过_________和_________形成不同的组织或器官的。除了胚胎外，在脐血、骨髓、脑组织等也发现了干细胞，通过进一步的研究，有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时，如果患者细胞表面的蛋白质类物质，与移植器官的不相同，则会引起排斥反应。所以最好选用_________(患者本人、父母、子女、配偶)的干细胞培育的器官。
【解析】干细胞是人体内最原始的细胞，它具有很强的再生能力，一旦需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去再分裂能力，最终衰老死亡。但机体在发展适应过程中保留了一部分未分化的原始细胞叫干细胞。胚胎干细胞是在人胚胎发育早期——囊胚中未分化的细胞。这些未分化的细胞可进一步分裂、分化、发育成个体。如果将胚胎干细胞在体外进行培养，就可以诱导胚胎干细胞向不同的组织器官分化，因而这些胚胎干细胞可以用于治疗性克隆。
【答案】细胞分裂 分化 患者本人
【达标训练】
一、选择题
1．下列哪一项叙述表明高等动物细胞正在进行有丝分裂
A．核糖体活动加强
B．线粒体产生大量ATP
C．中心体发出星射线
D．高尔基体数目增多
【解析】该题考查细胞周期和动物有丝分裂的特征。核糖体合成活动加强、线粒体产生大量ATP均发生在分裂间期，高尔基体数目显著增多与高等动物细胞有丝分裂关系不大，不是动物细胞有丝分裂的典型特征。只有中心体发出星射线，形成纺锤体，才表明动物细胞正在进入分裂的前期。
【答案】C
2．在细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比是1∶2∶2时，该细胞所处的时期是
A．前期和中期 B．中期和后期
C．后期和末期 D．末期和前期
【解析】此题意在考查学生的抽象思维能力和归纳总结能力。经过间期染色体复制后，在有丝分裂前期和中期，每条染色体含有2条姐妹染色单体及2个DNA分子。而在后期和末期由于着丝点分裂为二，染色单体分开变为染色体，所以后期和末期不再含有染色单体，并且每条染色体上只有1个DNA分子。
【答案】A
3．在一般情况下，下列有细胞周期的细胞是
A．根冠细胞
B．精细胞
C．皮肤的角质层细胞
D．茎的形成层细胞
【解析】本题考查细胞周期的概念，是指连续分裂的细胞，像A和C中都是高度分化的细胞，不再进行分裂，所以无细胞周期。精细胞也不再分裂。
【答案】D
4．用显微镜观察洋葱根尖分生区细胞进行有丝分裂时，在同一个视野中看到的数量最多的细胞处于
A．前期 B．中期
C．间期 D．后期
【解析】在一个细胞周期当中，细胞分裂间期经历时间最长，所以观察时处于间期的细胞最多。
【答案】C
5．在细胞周期中，间期细胞最重要的变化是
A．细胞体积增大
B．DNA复制
C．合成RNA
D．合成组蛋白和微管蛋白
【解析】细胞分裂间期的主要活动是进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。最重要的是DNA分子的复制。
【答案】B
6．一个果蝇的正在进行有丝分裂并已进入后期的细胞中，有16条染色体，则果蝇的体细胞中有_________条染色体
A．16 B．8
C．4 D．32
【解析】有丝分裂后期，由于着丝点一分为二，所以这个时期染色体数暂时加倍，加倍之后是16条，所以正常体细胞为8条。
【答案】B
7．处于有丝分裂中期的一植物细胞，其染色体数、染色单体数和脱氧核苷酸链数的比为
A．1∶2∶4 B．1∶1∶2
C．1∶4∶2 D．2∶2∶1
【解析】解此题有两个注意事项：一是处于有丝分裂中期的细胞的特殊性，即染色体已经复制，而着丝点尚未分裂；二是染色体(染色质)复制后，染色体数目不变，DNA分子数目加倍，形成姐妹染色单体(两条染色单体由一个着丝点连接且每个染色单体上有一个DNA分子)，此时的一条染色体有两个染色单体和两个DNA分子。一个DNA分子由两条脱氧核苷酸长链组成，故此时的染色体数、染色单体数(或DNA分子数)和脱氧核苷酸链数的比为 1∶2∶4。
【答案】A
8．动物细胞有丝分裂区别于植物细胞有丝分裂的特点是
A．核膜、核仁消失
B．形成纺锤体
C．中心体周围发出星射线
D．着丝点分裂，染色单体分离
【解析】这是一个考查动、植物有丝分裂过程特点的综合型小题。解答此题的关键是这两种细胞有丝分裂过程的差异。
【答案】C
9．依据生理特点，鉴别一个正在进行有丝分裂的细胞是植物细胞还是动物细胞，最可靠的方法是检查它的
A．DNA的自我复制
B．自身的蛋白质合成
C．细胞质分成两部分的方式
D．是否出现星射线
【解析】解此题首先要对动植物细胞的有丝分裂过程作全面比较，找出它们的区别所在。供选项中关于DNA自我复制和自身的蛋白质合成是动植物细胞有丝分裂共有的过程。至于动物细胞内有中心体，由中心体发出的星射线形成纺锤体，而植物细胞中没有中心体，因此不会出现星射线，此种认识不够全面，因为在一些低等植物细胞里，也存在着中心体和星射线。所以最可靠的是根据有丝分裂过程中，是否形成细胞板使细胞质分割为二作为鉴别依据。
【答案】C
10．细胞无丝分裂主要原因是
A．细胞分裂过程比较简单
B．分裂中无纺锤丝和染色体的出现
C．分裂中细胞核先延长缢裂
D．分裂中整个细胞缢裂为两部分
【解析】无丝分裂是相对于有丝分裂而命名的，有丝分裂是由于分裂过程中出现纺锤丝和染色体，所以叫有丝分裂。而无丝分裂是由于分裂过程中不出现纺锤丝和染色体，所以叫无丝分裂。
【答案】B
11．(2003年上海高考题)在细胞有丝分裂间期，染色体复制的实质是指
A．染色体数加倍 B．同源染色体数加倍
C．染色单体数加倍 D．DNA数加倍
【解析】在细胞有丝分裂间期，细胞完成的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成，而染色体是由DNA和蛋白质构成，所以说染色体的复制实质上是DNA的复制。
【答案】D
12．在低等植物细胞有丝分裂的分裂期，参与分裂活动的细胞器有
①高尔基体 ②核糖体 ③叶绿体 ④中心体
A．①④ B．②③
C．①② D．②④
【解析】在低等植物细胞中，既有细胞壁也有中心体，所以在细胞有丝分裂的分裂期的前期由中心体的中心粒发出的星射线形成纺锤体；在分裂期的末期由高尔基体参与形成新的细胞壁，把细胞分裂成两个子细胞。由于题干中只要求回答参与有丝分裂的分裂期的细胞器，并不包括分裂间期中蛋白质的合成，所以不选核糖体。
【答案】A
13．有人要确定S期的长度，他在处于分裂期后细胞间质中加入了以氚标记的R化合物。在下列化合物中最适合作为R化合物的是
A．腺嘌呤 B．胞嘧啶
C．鸟嘌呤 D．胸腺嘧啶
【解析】S期主要完成DNA的复制，组成DNA的特定物质为胸腺嘧啶。
【答案】D
14．下图为动物细胞有丝分裂过程中的几个示意图，据图分析，以下错误的说法是
A．乙期与丙期细胞内染色体数目相等
B．丁期的子细胞有4条染色体
C．甲期的细胞内有4条染色体
D．丙期是观察辨认染色体形态数目的最佳时期
【解析】解此题关键是弄清楚细胞的染色体数目，染色体数目与着丝点数目相等，分裂中期是观察染色体数目和形态的最佳时期。
【答案】D
15．动物细胞与植物细胞结构不同，导致了它们有丝分裂的不同，这是因为植物细胞
A．有叶绿体和细胞壁 B．有细胞壁和液泡
C．有细胞壁和无中心体 D．有叶绿体和液泡
【解析】细胞的结构与其功能是密切联系的，根据有丝分裂过程，导致动、植物细胞有丝分裂不同的细胞结构是细胞壁和中心体。
【答案】C
16．下列动物细胞具有最高全能性的是
A．体细胞 B．生殖细胞
C．受精卵 D．肝细胞
【解析】一个完整的动物体就是由受精卵经过细胞的增殖和分化发育而成的。在动物体的各种类型细胞中，受精卵具有最高的全能性。
【答案】C
17．下列哪项不是癌细胞的特征
A．细胞膜上糖蛋白减少
B．能无限增殖
C．细胞内酶的活性降低
D．形态结构发生变化
【解析】癌细胞与衰老细胞是最易混淆的，思维方法上要从两种细胞生理特性上分析，衰老的细胞必然活性下降，代谢减弱，而癌细胞的生命活力不减，甚至增强，无限增殖，并因膜上糖蛋白减少而减小黏性，导致容易扩散。
【答案】C
18．多细胞生物体由一个受精卵形成复杂的生物体，其中起着决定性作用的是
A．细胞分裂 B．细胞生长
C．细胞增殖 D．细胞分化
【解析】生物体的生长、发育过程，主要表现在体积的增大和组织、器官、系统的成熟等方面，细胞增殖是细胞数目增多的过程，它主要通过细胞的分裂来完成。而细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上产生差异。分化的细胞一般是不可逆的，如红细胞。因此只有在细胞增殖和细胞分化的共同作用下，才能完成生物体的正常生长和发育。但细胞分化在生物体的发育中起着决定性的作用。
【答案】D
19．老年人有老年斑，对此最合理的解释是
A．细胞内水分减少，细胞萎缩
B．细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深
C．细胞中的酪氨酸酶活性降低
D．细胞内脂褐素占有的面积增大
【解析】解答此题的关键是了解细胞衰老的一些特征及相应表现出的一些症状。衰老细胞的主要特征是：在衰老的细胞内水分减少，细胞固缩，体积减小，新陈代谢减慢；衰老细胞内的酶活性降低，C答案是导致人体头发变白的原因；细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累，就会表现出一些老年斑。
【答案】D
20．检测某一植物组织细胞，发现分解有机物缓慢，酶的催化效率极低，则该细胞正在
A．分化 B．分裂
C．衰老 D．癌变
【解析】本题考查衰老细胞的特点，有机物分解缓慢，酶的催化活性降低，即可选出答案。
【答案】C
21．花药的离体培养是指把分裂旺盛的花药细胞用人工方法培育成单倍体植株。这一成果是利用细胞的
A．应激性 B．全能性
C．变异性 D．适应性
【解析】花药细胞内含有该生物全套的遗传物质，具有发育成完整植株的潜能，本题正是利用了它的这个潜能，这是细胞的全能性。
【答案】B
22．下列细胞可能癌变的是
A．游离组织，形态改变
B．核增大，染色深
C．膜透性增大，运输功能降低
D．酶活性降低
【解析】癌细胞明显的特征有三点：①无限增殖，②细胞的形态结构发生了变化，③癌细胞表面也发生了变化，据此可选出正确答案是A。
【答案】A
23．与生物的发育密切相关的是
A．细胞分化 B．细胞衰老
C．细胞癌变 D．以上三项
【解析】生物体内的绝大多数细胞都经过分化、衰老、死亡这几个阶段，这三项都与生物的发育密切相关。
【答案】D
24．(2003年上海高考题)观察肿瘤切片，下列有关其中细胞的叙述中，正确的是
A．所有细胞经减数分裂增殖
B．所有细胞中都可见到染色单体
C．所有细胞都能合成蛋白质
D．所有细胞中DNA含量相同
【解析】癌变的细胞具有很强的分裂能力，细胞在分裂过程中(有丝分裂)要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，处于不同时期的细胞染色体和DNA的数量不同。故答案选C。
【答案】C
25．目前发现的致癌因子主要有
A．物理致癌因子 B．化学致癌因子
C．病毒致癌因子 D．包括A、B、C三项
【解析】本题为识记内容，即要熟悉致癌因子的主要种类：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。
【答案】D
26．当今世界严重威胁人类生存的细胞变化是
A．细胞衰老 B．细胞分裂
C．细胞分化 D．细胞癌变
【解析】细胞分化、衰老、死亡和分裂都是正常的细胞活动，而癌变是由于细胞内原癌基因被激活，细胞发生转化而引起的不正常现象。
【答案】D
27．细胞分化是一种持久性的稳定性变化，这种变化一般是
A．可逆性的 B．不可逆转的
C．发展变化的 D．无序可循的
【解析】细胞分化是一种稳定的变化，分化的细胞一般具有不可逆转的特点。
【答案】B
28．下列哪种细胞的全能性容易表达出来
A．蛙的口腔上皮细胞
B．蚕豆的叶肉细胞
C．蛔虫的卵细胞
D．水螅的神经细胞
【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。高度分化的植物细胞仍具有这种潜能。而高度分化的动物细胞的全能性受到了限制，只是细胞核仍然保持着全能性。
【答案】B
29．分化的细胞能够再恢复到原来分化前状态的是
A．根毛细胞
B．人体表皮细胞
C．种皮细胞
D．A、B、C都不是
【解析】细胞分化是稳定的不可逆转的，因此，已分化的细胞不可能再恢复原状。
【答案】D
30．二次世界大战后，在日本广岛生活的人癌变发病率很高，原因是受什么因素的作用
A．物理致癌因子 B．化学致癌因子
C．病毒致癌因子 D．煤焦油
【解析】二次世界大战末期，美国在广岛投掷了原子弹，原子弹爆炸产生的辐射存在时间长，使后来在广岛生活的人长期接触放射性物质，从而引起癌变，为物理致癌因子。
【答案】A
31．下列细胞中寿命比较长的是
A．根尖根冠的细胞 B．根尖分生区细胞
C．根尖伸长区细胞 D．根尖成熟区细胞
【解析】一般来说，能保持继续分裂能力的细胞是不容易衰老的，寿命比较长。选项中只有分生区细胞具有分裂能力。
【答案】B
32．取高度分化的月季木质部细胞，经离体组织培养出月季幼苗，说明植物细胞
A．具有全能性
B．细胞分化后恢复原状
C．细胞癌变
D．细胞衰老
【解析】高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这是植物细胞的全能性。
【答案】A
33．细胞一生要经过哪几个阶段
A．未分化、分化、衰老、死亡
B．分化、衰老、未分化、死亡
C．衰老、分化、未分化、死亡
D．分化、未分化、衰老、死亡
【解析】此题为识记、理解层次的考查。
【答案】A
34．癌细胞形成的根本原因是
A．物理致癌因子的刺激
B．化学致癌因子的刺激
C．病毒致癌因子的刺激
D．细胞内原癌基因的激活
【解析】本题属识记范围，癌细胞形成的根本原因，即是原癌基因被激活。
【答案】D
35．在细胞分化的过程中，遗传物质将
A．发生改变 B．部分改变
C．不改变 D．是随机的
【解析】此题在于考查学生对细胞分化概念的理解，由于体细胞一般都是通过有丝分裂增殖而来的，分化的细胞中都有一整套和受精卵相同的遗传物质。
【答案】C
二、非选择题
36．成人的心肌细胞中比腹肌细胞中数量显著多的细胞器是_________，这与心肌_________的特点相适应。
【解析】成人的心肌细胞和腹肌细胞是属于在正常情况下其数目不再增加的细胞，并且是成熟的细胞，其中的细胞器的数量较为稳定。心肌细胞的功能特点是不断地、有节律性地收缩和舒张，需要以源源不断的能量供应做保障而细胞内提供能量的细胞器是线粒体；腹肌细胞属于骨骼肌的一部分，其收缩和舒张是不确定的，因此，能量供应时多时少。所以，根据结构决定功能、功能反映结构的原则，可以得出正确答案。
【答案】线粒体 不断地、有节律性地收缩和舒张
37．下图表示某生物细胞在一个有丝分裂的细胞周期中DNA含量的变化，据图分析回答：
(1)a~b表示_________期。
(2)b~c表示_________期。
(3)c~d表示_________期。
(4)d以后表示_________期。
【解析】在有丝分裂的分裂间期，DNA进行复制，复制的结果是DNA含量增加一倍(图中含量为4n)，这引起了曲线上a~b的变化。前期、中期、后期DNA保持加倍的含量不变，这由曲线b~c表示。到了末期，一个细胞分裂成2个子细胞，DNA也随着染色体平均分配到2个子细胞中，所以DNA的含量在子细胞中减少了一半(图中由4n减到2n)，这样曲线在c~d处下降一半。d以后又进入了下一个细胞周期的间期。
【答案】(1)间(DNA复制)
(2)前期、中期、后
(3)末
(4)下一个细胞周(间期)
38．下图是具有四条染色体植物细胞有丝分裂图。据图分析回答：
(1)C图所示分裂的时期是_________期，判断理由是____________________________。
(2)一个细胞中，DNA分子数与染色体数相同的是_________图。
(3)染色体数目加倍发生在_________图。
(4)在分裂过程中，染色体发生的一系列形态变化和活动都是与____________________相适应的。染色体的活动决定于_________。
(5)分裂产生的子细胞之所以与原来的母细胞具有相同的特征，是因为____________________________。
【解析】此题主要考查细胞有丝分裂过程中各时期染色体的形态、行为及数目的变化。因此把握各时期的特点是解题的关键。首先根据图中染色体的变化特征确定各个时期及其变化顺序是：C(前期)→B(中期)→A(后期)→D(末期)。然后依图作答。
【答案】(1)前 染色体含染色单体且排列散乱
(2)A、D (3)A
(4)染色体及DNA平均分配到两个子细胞中 纺锤丝牵引
(5)间期复制的染色体在分裂期平均分配到两个子细胞中去，使子细胞与母细胞含有相同的遗传物质
39．下图是一个细胞的亚显微结构图，请仔细观察后回答下列问题(在横线上写出细胞或结构的名称，括号内写标号)
(1)该图是_________细胞的模式图。
(2)与烟草叶细胞相比，它所特有的结构是［ ］_________。
(3)与核糖体形成有直接关系的结构是［ ］_________。
(4)将丙酮酸彻底氧化分解的场所是［ ］_________。
(5)细胞内蛋白质等物质的运输通道是［ ］_________。
(6)细胞内具有双层膜结构的有_________。
【解析】此题考查的内容要求学生既能从文字上掌握细胞各部分的结构和功能，又能在图上识别细胞的各个组成部分。学生学习时应特别注意此种类型习题。从细胞的结构图上可以看到细胞壁和叶绿体存在，这是植物细胞所特有的；观察又发现细胞中存在中心体，这是高等动物与低等植物细胞所具有的，因此可以判断这是一个低等植物细胞结构图。该细胞与高等植物叶肉细胞相比较，所特有的结构是中心体。与核糖体的形成直接有关的结构是核仁，因为核仁能够合成核糖体的一种重要组成成分RNA。细胞内蛋白质等物质的运输通道是内质网，具有双层膜结构的是线粒体、叶绿体和核膜。
【答案】(1)低等植物
(2)④ 中心体
(3)⑦ 核仁
(4)⑩ 线粒体
(5)⑥ 内质网
(6)线粒体、叶绿体、核膜
40．致癌因子可以分为_________、_________和_________。紫外线作用可能诱发基因突变，导致细胞癌变，该致癌因子属于_________，与此同类的致癌因子还有_________、_________等。在烈日下曝晒，可发生皮肤癌，就是这个道理。
【解析】本题考查了癌变的原因，以及对日常生活中物理致癌因子等常识的了解与应用情况。紫外线是射线的一种，与此同类的，且有可能诱发基因突变的还有X射线、γ射线、中子流等，这些射线作用的量超过一定的限度，可激活原癌基因，致使细胞癌变。
【答案】物理致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子 物理致癌因子 X射线 γ射线或其他
41．下图是某一植株的形成层细胞，通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，已知植株有10对染色体。
(1)愈伤组织是形成层细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得_________和小分子有机物等营养物质。
(2)试管苗的细胞核中含有_________个DNA分子。
(3)该实验说明植物细胞具有_________性。
(4)该试管苗的形成经历了____________________________等几个过程。
【解析】最新科技成果将是本节遇到较多的问题，如何应用所学知识来解决这些新问题是能力考查的重要内容，解题中，要运用所学知识，解决情境困难。此题中，形成层细胞是已分化的细胞，但它在一定条件下仍可发育为一新植株，即为全能性的表现，在这一发育过程中，它同样要经历多细胞生物发育的过程：细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成、新个体的形成。本题考查细胞全能性的概念及多细胞生物体的形成过程，同时还考查了对染色体成分的掌握情况。
【答案】(1)水、无机盐、维生素
(2)20
(3)全能
(4)细胞分裂——细胞分化——组织、器官的形成——新个体
42．下图是美国科学家斯图尔德1958年将胡萝卜韧皮部的一些细胞培养成新植株的过程示意图，请据图回答：
1．开花的胡萝卜
2．胡萝卜根的切片
3．从根的切片分离的细胞
4．由单个细胞分裂后形成的细胞团
5．胚状体
6．试管植物
(1)［4］是由［3］中单个细胞经过_________形成细胞团，再进一步发育成［5］_________。
(2)这一事实说明高度分化的植物细胞仍保持着__________________，即____________________________。
(3)据此实验可以推断，高度特化的动物细胞，也能培养出与该动物类似的个体，原因是____________________________。
【解析】这一实验依据的原理是：生物体的细胞都是由它的源细胞(如受精卵)分裂、分化产生的，都有其遗传的全能性，细胞中有保持物种遗传所需要的全套遗传物质。回答问题也要以分裂、分化、发育为核心。
【答案】(1)有丝分裂 胚状体
(2)细胞全能性 已经分化的细胞，仍具有发育潜能
(3)细胞核内含有保持物种遗传性所需的全套遗传物质
【资料补充】
1．细胞的增殖周期
细胞从前一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止，这样一个周期叫做增殖周期。
20世纪50年代，人们把细胞增殖周期划分为分裂期和静止期两个阶段。当时认为分裂是细胞增殖的主要阶段。近年来，由于放射自显影和细胞化学等技术的迅速发展，对于细胞增殖过程的动态研究也日趋深入。现在了解到过去一直被忽视的所谓“静止期”却是细胞增殖周期中极为关键的一个阶段，因为与DNA分子复制有关的一系列代谢反应，都是在这个阶段进行的，所以现在都把“静止期”叫做间期。
现在，一般把细胞增殖周期分为两个阶段：间期和分裂期。细胞在前一次分裂结束之后就进入间期，这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期，间期结束就进入有丝分裂期。根据目前的认识，整个细胞周期可分为G1、S、G2、M四个分期。
细胞增殖周期中的几个分期，各有其不同的特点。
(1)G1期的特点：G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。G1期是一个生长期，在这一时期中主要为DNA合成做准备，特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA必不可少的其他酶系，以及储备能量。
(2)S期的特点：从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA复制就是从这个时期开始的。通常只要DNA复制一开始，细胞增殖就会进行下去，直到形成两个子细胞。
(3)G2期的特点：G2期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期作准备。在G2期中，DNA合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成，为M期纺锤体微管组装提供原料。
(4)M期的特点：细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入了有丝分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究方便，可以人为的将它划分成前、中、后、末四个时期。M期的细胞有极明显的形态变化。间期中的染色质(主要成分是DNA和蛋白质)，在M期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分配到两个子细胞中去。
2．细胞癌变的原因
目前认为主要是致癌因子引起的。致癌因子可分为物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子三大类。物理致癌因子主要是指一些高能量的物理变化，如电离辐射、X射线、紫外线等，物理致癌因子主要通过辐射致癌。前苏联的切尔诺贝利核电站发生事故之后，大量放射性物质泄漏，使当地群众中的癌变人数大大增加，这就是物理因子致癌的结果。化学致癌因子主要指一些化合物，如砷、苯、煤焦油等，香烟中含有煤焦油，所以吸烟的人患肺癌的比例远远高于不吸烟的人。病毒致癌因子是指某些病毒能使细胞癌变，这种病毒统称为肿瘤病毒或致癌病毒。
细胞发生癌变有其自身的原因，现代研究表明，在生物体细胞中，普遍存在着原癌基因。在正常情况下，原癌基因处于抑制状态，不发生作用，但在某些致癌因子的影响下，原癌基因被激活，从抑制状态转变为激活状态，这样正常的细胞就会发生癌变。因此为了防止正常细胞癌变，我们应尽量避免接触各种致癌因子，注意增强体质，养成良好的生活习惯，保持健康的心态等。
3．癌细胞的特征
细胞的癌变实际上是一些细胞不能正常地完成细胞分化，不受有机体控制，连续进行分裂的恶性增殖细胞。癌细胞具三个主要特征：首先癌细胞能无限地分裂形成恶性肿瘤；第二，癌细胞的形态结构发生变化；第三，癌细胞膜上的糖蛋白减少。
4．细胞的衰老
是细胞的一种正常的生理活动，任何一个细胞都有它的发生、发展、分化、衰老、死亡的过程。细胞衰老的机制非常复杂，至今尚未揭开细胞衰老之谜。衰老细胞的主要特征共有五点。(详见课本P43~P44)
5．人类基因组工程
染色体是细胞核中载有遗传信息(基因)的物质，在显微镜下呈丝状或棒状，由核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时容易被碱性染料着色，因此而得名。在无性繁殖的物种中，生物体内所有细胞的染色体数目都一样。而在有性繁殖物种中，生物体的体细胞染色体成对分布，精子和卵细胞中染色体数目只是体细胞的一半。
在有性别的生物体内，有两个基本类型的染色体：性染色体和常染色体。前者控制性连锁遗传特征，后者控制性连锁遗传特征以外的全部遗传特征。人体共有22对常染色体和一对性染色体。男女的性染色体不同，男性由一个X性染色体和一个Y性染色体组成，而女性则有两个X性染色体。
染色体的DNA分子中含有四种核苷酸，核苷酸排列顺序的不同决定了遗传信息的差异。人的生、老、病、死归根结底都与基因和染色体有关。人体基因组图谱好比是一张能说明构成每一个人体细胞脱氧核糖核酸(DNA)的31647亿个碱基对精确排列的“地图”。这些碱基对以一种特殊方式排列形成人体的3~4万个基因(据最新研究发现可能少于此数字)，基因又成为制造蛋白质等化合物的蓝本，蛋白质等化合物则负责指导人体细胞和器官的形成和动作。科学家们认为，通过对每一个基因的测定，人们将能够找到新的方法来治疗和预防许多疾病，如癌症和心脏病等。从理论上讲，如果掌握了所有基因上核苷酸分布的详细情况，关于人类生长、发育、衰老、遗传病变的很多秘密都将随之揭开，科学家将拥有新的“武器”来征服癌症、艾滋病、肝炎、肺结核和阿尔茨海默氏症等。
6．相关网(页)站
(1)高中生物资源索引：
http://61．131．36．125/index/index．asp classid=6&Nclassid=9
(2)中国基础教育网生物教学参考：
http://www．cbe21．com/subject/biology/jxck．php
(3)K12学科教学生物：http://www．k12．com．cn/teacher/sub_edu/biology/
(4)细胞生物学网：http://www．cellsalive．com
(5)中国生物信息：http://www．biosino．org/tech/2003－03/0114－2．htm
(6)中国癌症网：http://www．cancersnet．com/xshqy/jyyj/mx．Htm
【知识拓展】
1．在观察显微镜时，经常遇到以下4种现象：(1)视野太亮；(2)只见视野不见图像；(3)图像结构不完整。试分析出现这些现象的可能原因，并提出排除方法。
【答案】(1)可能原因：①光线太强；②光圈太大；③反射太强。排除方法：①用较弱光线；②缩小光圈；③改用平面镜；
(2)可能原因：①材料未放在通光孔的中央；②焦距未调好。排除方法：①移动装片，使材料至通光孔中央；②重新调节焦距。(3)可能原因：未根据材料的不同折光性用光，应调节光圈使透明度一致。
2．用洋葱作为材料，观察植物细胞有丝分裂：
(1)培养洋葱根尖时，如果没有经常换水，会出现烂根现象，原因是__________________。
(2)制作装片时，如果用质量分数为10%的盐酸在10℃下解离5 min，然后按正常要求进行漂洗、染色、压片。结果在观察中，发现根尖细胞没有分开，原因是_________。
(3)观察装片时，处于什么时期的细胞最多？_________。
(4)如果你要观察的细胞在视野的右上方，要把它移到视野中央，应该向_________方向移动装片。
【答案】(1)根无氧呼吸产生酒精，酒精对根细胞有毒害作用
(2)解离时间不够
(3)间期
(4)右上方
3．在用高倍显微镜观察叶绿体实验中，如何进行观察材料的选择？
【答案】本实验的观察要在光学显微镜下进行，显微镜用的是透射光，要求观察对象薄而透明。本实验观察的对象又是完整细胞中的叶绿体，观察的材料必须是叶肉细胞(叶绿体丰富)。因此最好选择只有一层细胞的绿色叶片。藓类植物的叶片薄而小，常常是一层细胞，叶绿体清楚，所以选取整个小叶直接制片观察会收到很好的效果。当然也可以用较厚的植物叶片撕取上层，但操作麻烦而且效果不佳。
4．下图是光学显微镜的一组镜头，目镜标有5×和15×字样，物镜标有10×和40×字样。请看图回答：
(1)要仔细观察叶绿体的形态时，显微镜的目镜、物镜及其与盖玻片间距离的组合为_________(用标号作答)。此时放大的倍数为_________。
(2)在观察中，③与④的显微视野中比较明亮的是_________。
(3)若在低倍镜视野中发现有一异物，当移动装片时，异物不动，转换高倍镜后，异物仍可观察到，此异物可能存在于
A．物镜上 B．目镜上
C．装片上 D．反光镜上
【解析】这是考查显微镜结构和功能的试题。
(1)显微镜的镜头有两种：目镜和物镜。目镜可从镜筒上端开口处插入，目镜长度与放大倍数成“反比”，即目镜越长，放大倍数越小；目镜越短，放大倍数越大。物镜的上端有螺丝口，可旋转固定在镜筒下端连接的转换器的三个开口上。物镜长度与放大倍数成“正比”，即物镜越长，放大倍数越大。焦距调好后镜头与盖玻片之间的距离愈远，物镜越短，放大倍数越小；否则，反之。显微镜的放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(2)显微视野的明亮程度与物镜镜头的通光量有关，低倍物镜放大倍数小，实际观察到的标本区域较大，通光量较大，因而视野明亮；高倍物镜放大倍数大，实际观察到的标本区域较小，通光量较小，因而视野较暗。
(3)视野中出现异物有三种情况：物镜上、目镜上和装片上。移动装片，异物不动，说明不在装片上；转动转换器，换上高倍镜后，仍可观察到，说明不在物镜上；只存在于目镜上。
【答案】(1)②③ 600 (2)④ (3)B
5．在用小麦根尖成熟区表皮细胞观察细胞质流动时，
(1)由于根细胞的细胞质无色透明，难以观察到细胞质的流动，这时需采取的措施是____________________________。
(2)为了取得较好的观察效果，进一步促进细胞质流动，可采取的措施是_________________________、_________________________和_________________________。
(3)在观察细胞质流动的实验中，将细胞浸在1%葡萄糖溶液中较浸在清水中效果明显，且延长了离体细胞的生活时间，其原因是_________________，_________________。
【答案】(1)缩小光圈，用弱光线
(2)将实验材料放在20℃~25℃的温水中 对实验材料进行一定的光照 用刀片切伤一部分组织
(3)1%葡萄糖溶液能使细胞吸水充分 葡萄糖作为能源物质能满足细胞能量需求细胞的生物膜系统
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．如何理解细胞内生物膜在结构上具有一定的连续性
从生物膜的化学组成看，主要由蛋白质、脂类和少量的糖类组成，只是不同膜所含蛋白质与脂类的比例不同，不同膜的各成分结合程度不同。基本结构都由磷脂双分子层构成基本骨架。而构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以在一定范围内运动的，不是静止、固定不变的，这种结构能经受一定程度的变形不至破裂，又可使膜中各成分按需要调整其分布。
在生物膜中可以说，内质网在各种膜结构的联系中处于中心地位，即可以与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相连，又可以借助于具膜的小泡，通过“出芽”的形式，与高尔基体间接联系。这样在活细胞内，膜的组成成分就可以实现直接或间接转化了，这些问题用同位素示踪法可以证明细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性。
2．细胞内的生物膜在结构和功能方面上的联系
（1）在结构上的联系：
（2）在功能上的联系：
3．生物膜系统的功能
（1）细胞膜又叫质膜，在细胞生活中起重要作用，因为细胞与环境发生的一切联系和反应，都必须通过质膜。其主要功能有①实现物质交换。物质进出细胞通过质膜的分子运输主要有三种途径，即自由扩散、主动运输、内吞作用与外排作用。②实现信号转换。如细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞。③进行细胞识别和免疫。其中细胞识别是细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。如人的细胞表面有一种蛋白质抗原，即人类白细胞抗原，简称HLA，是一种变化极多的糖蛋白，由于不同的人有不同的HLA分子，器官移植时，被植入的器官常被病人的免疫系统排斥。
（2）除了细胞膜以外的其他生物膜，如：内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体等细胞器膜与细胞核的核膜构成细胞内膜系统，内膜系统主要处于基质的环境中，而基质是新陈代谢的主要场所，如：内质网为细胞内各种生化过程的进行、为细胞代谢创造了极为理想的环境，由于它是一个复杂的膜系统而将细胞质基质分隔成许多不同的小区域，使细胞内一些物质代谢能在特定的环境条件下进行。同时它在细胞内极为有限的空间内建立起大量的膜表面，利于酶的分布及各种代谢过程高效率的进行。具体地讲，内质网不仅对细胞有机械支持、物质交换和物质运输作用，而且它的重要功能还在于蛋白质的合成、分离、输出细胞方面，以及与脂类的代谢、糖类的代谢，和解毒作用等都有密切关系。
4．生物膜的研究过程
对质膜的研究，由于在光学显微镜下看不出，所以首先是从其生理功能进行研究的。开始是研究膜的透性，Overton曾用500多种化学物对植物细胞的透性进行过上万次的实验。得出了活的原生质体的特殊透性是由于选择的可溶性机制的结论，疏水的化合物进入细胞比亲水的化合物快，认为在细胞的表面有类脂层，并推测其中含有胆固醇、卵磷脂和脂肪油。以后的学者进行实验，对膜的结构提出了种种假说，但由于质膜太薄，在光镜下不能看到它，一般都是间接的证据。因此又有些学者对膜的存在提出了怀疑，到了1930年前后显微操作技术发展了。Plowe（1931）应用微针触及植物原生质体证明了质膜存在和膜具有保护作用。后来电子显微镜技术发展了，特别是50年代，揭示出惊人的细胞亚显微世界，不仅证明了质膜的存在，且发现了细胞内具有复杂的内膜系统。
随着生化技术的发展，60年代左右已能成功地分离出具有膜的细胞器，同时能对分离出纯净的细胞膜进行了化学组分分析，并探讨其功能。从60年代以后，特别是70年代以来，一些化学与物理技术，如红外光谱、电子自旋共振、核磁共振、冰冻断裂蚀刻等新技术不断应用于膜的研究。
5．生物膜及膜生物工程的应用及发展
生物膜与膜生物工程是现代生物科学的重大方向之一，对阐明生物能量转换、信息识别与传递及物质转移等生命现象具有重大意义，同时在工业、农业和医学方面具有广阔的应用前景，成为继基因工程、蛋白质工程、细胞工程和发酵工程后出现的又一个重要而前景广阔的生物工程领域。通过分析，国际上有以下三个基本发展方向：
（1）利用膜脂在水中相互形成磷脂双分子层的原理。人工制成平面双分子层脂膜（黑脂膜）或脂球体（球形脂双分子层的脂质体）并镶入各种功能蛋白，研究膜的结构、功能及应用，特别是应用于免疫。脂质体或“隐形”脂质体包裹基因或药物，作为“导弹药物”定向导向靶细胞，在临床诊断和治疗的研究中受到广泛的注意。美国1988年已有多种脂质体制剂以治疗肿瘤及多种疾病而问世，他们称1988年为“脂质体年”。
（2）利用生物膜的基本功能如选择透过性、离子转移、信息识别与感受等机理。将这些原理应用于工业生产或临床实践中。这方面的进展在1987年于日本召开的第一界国际生物膜与膜工艺代表大会中得到了充分的反映，如海水淡化、污染治理、生化工程中的分离浓缩器等。其中人工膜分离浓缩器、生物膜传感器等倍受重视。此外，利用大分子材料模拟生物膜的研究也特别活跃。
（3）利用生物膜能量转换原理。研究“生物芯片”和“智能型生物计算机”系统，在这方面已开展细菌“视紫红质”光驱动光电开关原型和存储装置，细胞色素C的氧化还原状态作为记忆单元和DNA作为只读存储器的分子模型等。日本、美国政府都在大力发展这方面的研究，投入了大量人力与资金。最近国外在利用植物色素光能转换电能的脂片膜方面已取得初步进展和突破。

【学法指导】
本部分内容可安排2课时完成。
复习时，首先把握本节内容是在必修《生命的基本单位——细胞》基础上的扩展和深化，在细胞水平上揭示了生物膜系统的整体性（如①哪些结构统称生物膜？②它们在结构和功能上有哪些联系？）以及动态性（如①生物膜适宜的流动性如何表现？②哪些生物膜之间可通过“出芽”形成具膜小泡的形式进行转化？③分泌蛋白的合成和分泌是如何体现功能上联系的？）这些内容主要还是在认识细胞、说明细胞。为下面阐明、研究生物膜系统的意义及下一节《细胞工程》中利用细胞、改造细胞作铺垫。
鉴于此，复习时就可以按下列程序进行思考、讨论、分析：
一、认识生物膜及生物膜系统
设计如下层次不同的几个问题：
1．细胞膜的成分、结构如何？
2．生物膜的化学组成如何相似？基本结构如何大致相同？
3．生物膜包括哪几类膜结构？不同生物膜有哪些异同点？（如从质膜、细胞器膜、核膜角度或从双层膜、单层膜方面分析）
4．如何从结构和功能的密切联系上理解生物膜系统？（细胞是一个有机的整体，由生物膜形成的结构体系——生物膜系统也是一个统一的整体。）
5．试从生物膜系统的广泛性、细胞生命活动的高效性和规律性三方面，分别举例说明生物膜系统的重要作用。
二、分析各种生物膜在结构和功能上的联系
1．结构上：可以先自行设计如下关系，然后再思考、训练。
（1）生物膜的结构特点是什么？（细胞膜的结构特点呢？）
（2）如何认识内质网（膜）在各种生物膜结构的联系中处于中心地位？
（3）生物膜间是怎样直接联系的？又是怎样相互间接转化的？
（4）如何证明细胞内的生物膜在结构上具有一定的连续性？在细胞代谢过程中如何起作用？
2．功能上：各种生物膜在结构上的联系，进一步从结构决定功能方面分析在功能上既有明确的分工，又有紧密的联系，继续思考、分析。
（1）线粒体、核糖体、内质网、高尔基体四种细胞器及细胞膜的功能是如何分工的？
（2）理解给这几种细胞结构比喻的含义：
能量的“动力工厂”；蛋白质的“装配机器”；有机物合成的“车间”；蛋白质的“加工厂”；物质出入的“门户”。
（3）分泌蛋白的合成过程及运输方向，进行通过识图、图解或语言文字进行表述的练习。
三、探讨生物膜的应用
这部分内容是对上面知识的初步升华，也是目的所在，可以从以下三个方面展开讨论。
1．熟悉必修学习的细胞的结构和功能。加深对生物膜的结构和功能的理解，从理论上去认识细胞、理解细胞、阐明细胞的生命活动规律。
2．了解当今生物膜与膜生物工程在国家及国际上一些研究方向及研究成果。从思想上去接受、关注这一生物科学，开阔视野，渗透科研方法，培养科研意识，激励对生命科学知识不断探索的精神。
3．体会生物膜知识在各领域中的重要用途。主要结合课本事例，从工农业和医学方面的应用，在实践中去利用细胞、优化细胞，使其更好地服务于人类。
同时，在复习时注意与高中必修相关内容的衔接，使学生明确知识的整体性；再通过设计的问题，创设问题的情境，引导思考，不断强化原有知识，发展新知识；通过资料的阅读知道相关知识发展的新动向，了解一些科研方法，运用所学知识培养分析和理解问题的能力。

【典型例题精讲】
［例1］一分子CO2从叶肉细胞的线粒体基质中扩散出来，进入一相邻细胞的叶绿体基质内，共穿越过的生物膜层数是
A．5 B．6
C．7 D．8
【解析】 此题首先明确细胞膜为单层膜，线粒体和叶绿体均为双层膜结构。因为从一细胞进入相邻细胞需通过2层细胞膜，而从线粒体中出来进一步进入叶绿体又需穿越4层生物膜，这样一共是6层生物膜。此题可变式为在同一细胞中从线粒体到叶绿体中穿越几层生物膜（4层），还可问共穿越多少层细胞膜（2层）等，注意分析问题的题干与题设，明确生理活动的过程。
【答案】 B
［例2］体现各生物膜在结构上的联系，以“出芽”方式进行的是
A．核膜和内质网膜
B．细胞膜和高尔基体膜
C．内质网膜和细胞膜
D．细胞膜和线粒体膜
【解析】 此题可从如下几方面入手分析：①各种生物膜在结构上的联系哪些是直接联系，哪些是间接联系。②属于直接联系的如内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连，不需“出芽”形成的具膜小泡做中介。③内质网膜与高尔基体膜之间，高尔基体膜与细胞膜之间由于不直接相连，所以它们之间需要由一种中间形式——小泡来完成转变，而形成小泡需要经过“出芽”，从而体现生物膜在结构上的连续性。
【答案】 B
［例3］下列物质属于分泌蛋白的是
肠肽酶 抗体 载体 呼吸氧化酶 性激素 胰岛素
A． B．
D．
【解析】 本题首先明确①～⑥中，⑤性激素尽管是分泌物但它是脂类而不是蛋白质。然后分析由内质网上的核糖体合成的一类分泌蛋白，经内质网、高尔基体加工后将分泌到细胞外，如上面的①肠肽酶（腺细胞合成并分泌）②抗体（效应B细胞产生）⑥胰岛素（胰岛B细胞分泌）而游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多为供细胞自身利用的，不向外分泌，如上面的③载体④呼吸氧化酶。
【答案】 C
［例4］生物膜本身的作用不包括
A．物质运输 B．信息传递
C．能量交换 D．蛋白质加工
【解析】 生物膜包括细胞膜、核膜及各种细胞器膜。由于膜本身的化学组成、基本结构大致相同，所以作用也基本相似，即膜内外进行物质运输、能量交换、信息传递；膜面积的广阔性，为化学反应的酶提供了大量的附着位点，把细胞分隔成一个个小的区室确保生命活动高效有序等。蛋白质合成加工过程是核糖体、内质网、高尔基体等细胞器执行的功能。作为这些细胞器膜只是把合成、加工的物质以出芽形成具膜小泡的形式进行了转移，在这里是细胞器膜体现了物质运输的作用。
【答案】 D
［例5］在叶绿体中色素的提取和分离实验中，研磨过程至少要破坏_________层生物膜结构才能使色素分子游离并溶入有机溶剂中，这些膜结构由外向内依次是：____________________________。
某同学在做叶绿体中色素的提取时，改用下列处理： ①绿叶放在盛有清水的烧杯中静置2 h;②绿叶放在盛水的烧杯中，煮沸10 min；③绿叶放在研钵中研磨，然后放在盛酒精的烧杯中。烧杯中液体变绿色的有_________，原因是____________________________。
【解析】 本题是一道考查细胞结构基础知识与叶绿体色素的提取实验操作的综合题目。首先叶肉细胞的叶绿体中片层结构上的色素，从细胞内到细胞外须依次通过叶绿体的内、外膜和细胞膜，共3层生物膜。通过对以上三种处理比较可知，只要是破坏生物膜使色素溶解在烧杯中，液体就会变成绿色，采取的措施如煮沸后，细胞膜和叶绿体膜变成了全透性膜，色素扩散到烧杯的水中，研磨使细胞膜和叶绿体膜破坏，色素就溶解在酒精中。
【答案】 3 细胞膜、叶绿体外膜、叶绿体内膜②③ ②中煮沸后的绿叶，细胞膜和叶绿体膜都成了全透性膜，色素扩散进入水中，③中研　磨破坏了细胞膜和叶绿体膜，色素分子溶解在酒精中
【达标训练】
一、选择题
1．生物膜化学组成的表述最全面的是
A．蛋白质、糖类、类脂
B．糖蛋白、类脂
C．蛋白质、糖类、脂类
D．糖蛋白、脂类
【解析】 本题考查细胞化学组成的题目。首先联系必修已学习过细胞膜的化学组成是由磷脂、蛋白质和糖类组成的，而磷脂属于类脂。这样说细胞膜由类脂、蛋白质和糖类组成也是可以的。但是却忽略了另外一种成分：胆固醇。同样把蛋白质和糖类合起来说成糖蛋白也是不确切的。因为有些蛋白质并不构成糖蛋白。综合起来，最全面的表述应该是，生物膜的化学组成是：脂类、蛋白质和糖类。
【答案】 C
2．不具有膜结构的细胞器是
A．染色体与核糖体 B．中心体与核糖体
C．液泡与线粒体 D．高尔基体与线粒体
【解析】 本题首先识别那些属于细胞器，然后识别哪些具有膜结构，那些不具膜结构。要注意有些具膜结构的，如细胞膜、核膜不属于细胞器。
【答案】 B
3．下列关于生物膜的叙述中，不正确的一项是
A．生物膜的基本骨架是磷脂双分子层
B．生物膜的结构特点是具有一定的流动性
C．生物膜的功能特性是选择透过性
D．高尔基体膜和细胞膜既是单层膜又在结构上具有直接联系
【解析】 先从细胞膜的基本结构，结构特点及功能特点等基本理论入手，引申为各种生物膜这方面的信息，就很容易判断出A、B、C三项是正确的。在生物膜中除核膜、线粒体膜、叶绿体膜外，其余多为单层膜，如细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、液泡膜等。高尔基体膜和细胞膜是单层膜，在结构上无直接联系，而是通过“出芽”的形式间接联系。
【答案】 D
4．沟通细胞膜、高尔基体膜、核膜，使三者相互联系，构成有机整体的结构是
A．中心体 B．线粒体
C．内质网 D．叶绿体
【解析】 考查各种生物膜在结构上的联系，其中内质网既能与核膜、细胞膜、线粒体膜直接相连，又与高尔基体通过出芽以具膜小泡的形式间接联系，因此内质网在各种生物膜结构的联系中处于中心地位。
【答案】 C
5．生物膜结构的联系表现在
A．内质网膜与所有的膜结构相通
B．线粒体是内质网执行功能的“动力站”
C．内质网膜上附有大量核糖体
D．高尔基体、内质网膜和细胞膜之间相互转化
【解析】 据上题分析，尽管内质网在膜结构的联系中作用很大，但并非与所有膜结构相通而直接联系。B选项说明是生物膜功能上的联系。C选项核糖体是非膜结构的细胞器，体现不出膜结构的联系。D选项三者体现的是膜结构的间接联系，可以相互转化。
【答案】 D
6．下列过程中，没有发生膜融合的是
A．植物体细胞杂交
B．受精过程
C．氧进入细胞中的线粒体
D．效应B细胞产生抗体
【解析】 膜的融合表现在同一细胞的生物膜以出芽方式形成的具膜小泡移到另一膜上，与该膜融合后成为该膜的一部分。其中D选项中效应B细胞产生抗体就是以这种结构转化为基础，不断合成和分泌出抗体的过程。另外也表现在不同细胞生物膜的融合，如有性杂交的精子与卵细胞结合，植物体细胞杂交两种原生质体的融合，都体现了细胞膜等膜的融合，而氧进入到线粒体内只是物质出入生物膜的物质运输过程。
【答案】 C
7．下列有关生物膜转化的叙述中，正确的是
A．具膜结构间膜的转化是不可逆的
B．具膜小泡成为具膜结构的一部分要靠膜的融合
C．一种膜结构的膜成为另一种膜结构的一部分与膜的流动性无关
D．生物膜的功能特性是膜之间转化的前提条件
【解析】 本题要熟悉生物膜之间转化的实质及过程。间接联系的生物膜间，一种生物膜靠“出芽”的方式离开该膜，转移到另一种生物膜上靠膜的融合，又成为后一种膜的一部分。并且两膜之间这种转化是可逆的，通过这种方式实现了物质的交换。完成膜之间的转化不管是出芽形式形成小泡还是与膜融合，都体现了生物膜的结构特性—膜的流动性。
【答案】 B
8．生物膜在结构上没有直接相连的是
A．内质网膜与外层核膜
B．内质网膜与细胞膜
C．高尔基体膜与内质网膜
D．内质网膜与线粒体外膜
【解析】 生物膜在结构上直接联系主要是内质网膜内连外层核膜、外连细胞膜，还能与线粒体外膜相连。而高尔基体膜与内质网膜是通过具膜小泡间接联系在一起的。
【答案】 C
9．下面是高等植物细胞部分膜结构示意图，按①②③④顺序排列，它们依次是
A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
B．细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
C．线粒体膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜
D．叶绿体膜、液泡膜、线粒体膜、核膜
【解析】 先区分单层膜与双层膜，再分析双层膜中线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，核膜上有核孔等特征逐个判断出。
【答案】 D
10．一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的
A．随着细胞质的流动到达特定部位
B．从高尔基体到内质网
C．从内质网直接到达细胞膜
D．通过形成具有膜的小泡而转移
【答案】 D
11．分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，其运输的方向是
A．内质网→细胞膜→高尔基体
B．高尔基体→内质网→细胞膜
C．内质网→高尔基体→细胞膜
D．细胞膜→内质网→高尔基体
【答案】 C
12．胰岛B细胞分泌胰岛素过程中，不能说明的是
A．各种生物膜在结构上有一定的联系
B．各种生物膜在功能上分工明确，又紧密联系
C．生物膜结构有一定的连续性
D．分泌物的排出是主动运输
【解析】 分泌蛋白的分泌过程，说明生物膜在结构上具有一定的连续性，在功能上分工明确又紧密联系。如由核糖体翻译的蛋白质，通过内质网进行折叠、组装、加工，再由高尔基体进行修饰、分类包装、再加工等，分泌物经过细胞膜的外排作用排出细胞外。
【答案】 D
13．蛋白质的空间结构形成的场所是
A．核糖体 B．内质网
C．高尔基体 D．细胞质基质
【解析】 蛋白质分子的合成，由核糖体形成多肽链，经内质网的加工折叠组装，加上糖基团也就是形成空间结构，高尔基体只是修饰、包装使结构更加完美。
【答案】 B
14．内质网内连核膜，外连细胞膜的结构特点适于
A．参与细胞内某些代谢反应
B．提供核糖体附着的支架
C．提供细胞内物质运输的通道
D．扩展细胞内膜面积，有利于酶的附着
【解析】 本题是针对内质网与核膜、细胞膜的直接相连的结构特点体现出来结构与功能相适应。即结构决定其功能，就是为物质运输提供了必要条件。
【答案】 C
15．下列哪一项对于线粒体高效、有序完成其功能关系不大
A．封闭双层膜结构，化学反应不受干扰
B．线粒体成棒状
C．有内膜形成嵴，增大膜面积
D．含有许多有关的酶
【解析】 线粒体是进行有氧呼吸的重要细胞器，它的结构特点：增大的膜面积及其上附着大量的酶提高化学反应的效率。同时封闭结构使各种反应能有序的进行。
【答案】 B
16．与分泌蛋白的形成、加工、运输无关的细胞器是
A．粗面型内质网 B．高尔基体
C．线粒体 D．叶绿体
【答案】 D
17．胰岛素的合成是靠
A．滑面型内质网与高尔基体
B．高尔基体与溶酶体
C．粗面型内质网与高尔基体
D．游离核糖体与高尔基体
【解析】 胰岛素这种分泌蛋白的合成，是由附着在内质网上的核糖体翻译成初步的蛋白质（或是多肽链），由内质网加工成较成熟的蛋白质，又有高尔基体再加工成成熟蛋白质。
【答案】 C
18．下表不能说明
A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂类
B．膜中的脂类和蛋白质含量的变化与膜的功能有关
C．膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少
D．膜的功能越复杂，所含糖类的种类和数量越多
【解析】 本题是一个信息给予题，要主要根据提供的现有信息，适当结合已学过的细胞膜的成分以及各种膜的结构与功能特点进行对照分析。
【答案】 D
19．对海水淡化处理是模拟生物膜的何种功能
A．物质运输功能 B．选择透过功能
C．保护功能 D．信息传递功能
【答案】 B
20．与有机物的氧化有密切关系的膜和完成与内环境之间的信息传递的膜分别是
①细胞膜 ②线粒体内膜 ③线粒体外膜 ④内质网膜
A．②④ B．③④
C．②① D．③①
【解析】 各种生物膜基本结构大致相同，功能上也紧密联系有其共同特点。但结构的特殊性决定了功能上有明确的分工。线粒体是进行有氧呼吸的场所，线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，使内膜表面积增加，与其内部与有氧呼吸有关的酶充分接触利于氧化有机物。细胞膜在细胞与内环境间的物质运输、能量交换、信息传递过程中起决定作用。
【答案】 C
二、非选择题
21．根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题：
（1）1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的通透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有_________________。
（2）1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气一水接面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜由_________组成。
（3）科学工作者用绿色和红色荧光染料，分别标记人和鼠的细胞膜上的蛋白质，然后将两个细胞融合成一个细胞。起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光。一段时间后，两种颜色的荧光点均匀分布，如下图所示：
①该实验结果说明细胞膜_________________，这是因为__________________________
__________________________________________。
②若在两个细胞融合成一个细胞后，将融合细胞置于0℃条件下保持40分钟，则融合细胞仍是一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，这说明__________________________。
③细胞融合时常用的病毒促融剂是_________。
【解析】 本题取材于教材外，原理却在教材内，是复习生物膜知识的基础。以细胞膜的成分和结构为核心，结合一些物理、化学常识，根据化学上的“相似相溶”原理可知，材料（1）证明了组成细胞膜的主要成分中有脂类物质。材料（2）由题意可推知细胞膜由两层脂类分子组成。材料（3）采用图解方式考查的知识还是细胞膜的结构特点，根据题意，可分析出：①是人细胞和鼠细胞的融合实验，由两个细胞融合成一个细胞。②在融合前，分别用不同的荧光染料标记人和鼠细胞膜上蛋白质分子。③观察融合后的细胞，开始红、绿色各占一半，40分钟后两种颜色均匀分布在细胞膜表面，从颜色的移动可推知一定是蛋白质分子移动的结果。 0℃时，两种蛋白质分子的活性很低或基本不动。即温度能够影响蛋白质分子的活性。
【答案】 （1）脂类分子
（2）磷脂双分子层（或两层磷脂分子）
（3）①具有一定的流动性　蛋白质分子的运动 ②蛋白质分子的活动受温度的影响 ③仙台病毒
22．下表是某种动物细胞内的几种膜结构的化学成分表，请据此推断：
膜结构名称 蛋白质（质量分数%） 脂类（质量分数%） 糖类（质量分数%）
细胞膜 49 43 8
内质网膜 52 48 很少
线粒体外膜 76 24 很少
癌细胞膜 67 33 很少

（1）表中的膜在结构上具有直接联系的是_________，只有在合成旺盛的细胞中才又直接联系的膜结构是_________________。
（2）表中膜物质含量的差别说明正常细胞膜具有不同于其他膜的功能是_________。
（3）癌细胞膜与正常细胞膜比较，膜的组成成分的差别是_________________________，导致癌细胞膜与正常细胞膜在功能上的差别是_________________。
【解析】 此种类型的题目要运用已学的知识，对现有的信息进行分析，对有关数据进行处理，选取其中有用的信息。本题注意把握各种生物膜的特点，找出相关联系和主要差别。如细胞膜上的蛋白质，与较多的糖结合形成糖被，即糖蛋白有关，糖蛋白被称为“细胞语言”，可起识别和信息传递等作用。根据癌细胞的特征之一是表面发生了变化，是由于细胞膜上糖蛋白减少，导致癌细胞易在机体内分散和转移。
【答案】 （1）细胞膜与内质网膜 内质网膜与线粒体膜
（2）识别与信息传递
（3）糖类很少（或糖蛋白很少） 细胞彼此间黏着性减小，使癌细胞易分散和转移
23．下图表示B淋巴细胞合成和分泌抗体的大体过程，请据图回答有关问题：
（1）抗体的化学本质是_________，在细胞内部，合成场所是［ ］_________，开始形成蛋白质空间结构的场所是［ ］_________，合成糖蛋白的场所是［ ］_________，在［ ］_________中形成成熟蛋白。
（2）用标号来表示抗体的运输过程_________这一事实说明：____________________________。
（3）抗体从开始合成到分泌出细胞，经过的细胞结构顺序是（填标号）_________。
（4）图中生物膜可以相互转化的细胞器是_________，转化的方式是_________。
【解析】 此题考查分泌蛋白的合成和分泌过程。先把握各种生物膜结构上的联系。（4）中更具体到细胞器就是内质网膜与高尔基体膜可以通过出芽的方式相互转化。再从每种生物膜的功能到功能上的联系。（1）中核糖体是合成抗体这种免疫球蛋白的场所，由内质网进行加工，通过组装、折叠及加上糖基团合成一些糖蛋白，开始形成蛋白质空间结构。进一步由高尔基体加工成成熟蛋白质。（2）中表示出蛋白质的运输过程，由核糖体合成后，然后经内质网高尔基体细胞膜 即2→3→4→5→6。（3）中强调的是细胞结构，即依次为核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
【答案】 （1）球蛋白 1 核糖体 2 内质网 2 内质网 4 高尔基体
（2）2→3→4→5→6 各种生物膜在功能上是有密切联系的
（3）1→2→4→6
（4）内质网与高尔基体 出芽
24．人工肾能部分替代真正肾脏起作用，下图所示患者的血液在中空纤维中向一侧流动，称为透析液的水溶液在中空纤维外向相反方向流动。血液中的水分子、废物通过血液透析膜（中空纤维壁）进入到透析液中，请分析回答：
（1）人工制成血液透析膜具有_________性，当病人的血液流过人工肾时能把病人血液中的_________透析掉，然后让_________的血液返回到病人体内。
（2）为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透析液中的酸碱度和渗透压应与_________中的基本相同。
（3）患者的血液要流经人工肾许多次之后，才能除去大部分小分子废物，原因是____________________________。
【解析】 本题是生物膜在医学实践中的具体应用。人工肾的主体功能就是利用人工合成的膜材料的选择透过性。
【答案】 （1）选择透过 代谢废物 干净 （2）血浆 （3）一次不能全部交换充分植物的激素调节
【自学导引】
一、植物的向性运动
1．概念：植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。
2．原因：植物体表现出向性运动与植物体内一种特殊的化学物质生长素的调节作用有关。
3．意义：向性运动是植物对于外界环境的适应性。
二、生长素的发现
1．植物生长素的发现过程：生长素是发现最早的一种植物激素，它是科学家在研究植物向光性过程中发现的。其过程大致分为三个阶段：
(1)达尔文实验
序号 实验条件 实验现象 推论或结论
实验一 有尖端，单侧光照射 ①弯向光源生长 植物的生长具有②向光性
实验二 切去尖端，单侧光照射 ③不生长，④不弯曲 胚芽鞘的生长和弯向光源可能与⑤尖端有关
实验三 胚芽鞘尖端罩锡箔小帽，单侧光照射 ⑥直立生长 （1）胚芽鞘的感光部位⑧弯向光源。（2）胚芽鞘的⑨尖端可能会产生某种物质，促使胚芽鞘生长
实验四 胚芽鞘尖端下部用锡箔遮住，并用单侧光照射 ⑦尖端生长
(2)温特实验
序号 实验条件 实验现象 结论
实验一 切去尖端，一侧放接触过尖端的琼脂块 ①弯向相对的一侧生长 胚芽鞘的④尖端确实能产生某种物质，这种物质从⑤尖端运输到⑥下部，促使⑦下部某些部位生长
实验二 切去尖端，一侧放未接触过尖端的琼脂块 ②不生长，③不弯曲
(3)分离命名
1934年，荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了促进生长的化学物质吲哚乙酸，并取名为生长素。
2．植物激素：在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著的调节作用的微量有机物，称为植物激素。
三、生长素的生理作用——调节生长
1．作用特点：两重性
2．两重性的原因：与生长素的浓度和植物器官种类等有关。低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素可以抑制植物生长，同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样。
3．生长素生理作用的典型例证：
(1)向光性：引起植物向光性的外界刺激是单侧光。调节过程是：单侧光引起生长素在背光一侧比在向光一侧分布多，背光一侧的细胞纵向伸长生长得快。
(2)顶端优势：植物的顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。是因为顶芽产生的生长素向下运输，积累在侧芽部位，使侧芽生长受到抑制的缘故。
四、生长素在农业生产中的应用
1．修剪整枝，提高作物产量：根据顶端优势的原理，采取一定的生产技术措施来提高农作物的产量。
2．生长素类似物在农业生产中的应用
(1)促进扦插的枝条生根：用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端，插枝就容易成活。
(2)促进果实发育：根据这个原理，在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，可以获得无籽果实。
(3)防止落花落果。
五、其他植物激素
1．种类：
(1)赤霉素
(2)细胞分裂素
2．调节关系：
植物生命活动调节的基本形式是激素调节。植物的生长发育过程中不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调、共同调节的。
【思考导学】
1．夏天、向日葵幼嫩的圆形花盘总是随着太阳的转动而转动，其原因是什么？
答案：向日葵幼嫩的圆形花盘总是随着太阳的转动而转动，这是对单侧光刺激而引起的反应，单侧光引起圆形花盘背光一侧生长素分布多，向光一侧生长素分布少，因此花盘总是向着光源方向生长，表现为随太阳的转动而转动。
2．胚芽鞘的感光部位、产生生长素的部位、向光弯曲部位和生长素的运输方向各是什么？
答案：胚芽鞘的感光部位是尖端；产生生长素的部位是尖端；向光弯曲生长的部位是尖端下段；生长素的运输是由尖端向尖端下段运输，促进尖端下段的生长。
3．胚芽鞘具有向光性，原因是单侧光引起生长素分布不均，引起生长素分布不均的部位在哪里？
答案：胚芽鞘既是生长素的产生部位又是感光部位，单侧光引起生长素分布不均的部位是尖端。
【思考导学】
1．胚芽鞘尖端的作用
(1)胚芽鞘尖端是产生生长素的部位。胚芽鞘尖端不管有光还是无光都能产生生长素，光不是胚芽鞘尖端产生生长素的条件，但是单侧光可以改变尖端产生生长素后的分布，单侧光导致尖端背光一侧生长素分布多，向光一侧分布少。
(2)“感尖，弯尖下”。胚芽鞘尖端是感受单侧光刺激的部位，而不是弯曲部位。向光弯曲的部位是尖端下段。由于单侧光改变了尖端生长素的分布，通过极性运输，运输到尖端下段，导致尖端下段背光侧生长素分布多，向光侧少，所以尖端下段向光弯曲生长。
2．植物茎向光性产生的原因(如下图)
(1)四周均匀光照或无光：尖端产生生长素→均匀极性运输→尖端以下各部位生长素浓度分布均匀→各部分生长均匀→直立生长。
(2)单侧光→尖端→影响生长素运输
可见向光性产生的内部因素是生长素分布不均，外部因素向单侧光的照射。
3．理解生长素生理作用的两重性
生长素在植物体内的生理作用具有两重性，一般来讲既能促进，又能抑制。这种特性与生长素的浓度及植物器官的种类有关。
①一般地说，生长素只有在低浓度时才会促进生长，高浓度则会抑制生长。
②同一植物的不同器官对生长素的反应不同，一般地说，从根→芽→茎对生长素的敏感性依次降低。每一种器官都有一个促进生长的最适宜的生长素浓度，在适宜浓度范围内，随着浓度的增大，对生长的促进作用逐渐增强；超过最适浓度后，再加大生长素的浓度，对生长的促进作用逐渐减弱；当浓度增大到一定的临界线后，再继续增大则会对生长起抑制作用。促进茎生长的最适浓度对芽和根具有抑制作用；同样，促进芽生长的最适生长素浓度也对根具有抑制作用。
③生长素对不同器官的作用不一样，因此浓度的高低也具有相对性。10-8 mol/L是芽生长的最适浓度，在此浓度时对芽生长的促进作用最强，也能促进茎的生长，因此10-8 mol/L对芽和茎来讲属低浓度范围，而对根来讲则属高浓度，不仅不促进根的生长，反而会抑制根的生长。
4．生长素的运输方式和方向
顶芽产生的生长素向下运输到侧芽，使侧芽生长素浓度过高而生长受到抑制，顶芽因生长素浓度适宜而优先生长，同一种生物芽的敏感度是相同的。很显然，这种由顶芽向侧芽的运输是由低浓度向高浓度的运输，需要消耗能量，应属主动运输。实验证明生长素在茎内的运输方向是从植物体的形态学上端向下端运输，而不能逆向，即极性运输。
5．茎的背地性，根的向地性
(1)起因：
地心引力→生长素分布不均→生长不均匀
(4)从根的向地性与茎的背地性可知根的正常生长要求的生长素浓度较茎的正常生长要求的生长素浓度低，即根对生长素的敏感性强，其次是芽，再次是茎。
(5)结合向光性产生可总结使生长素分布不均匀的因素：
具体情况如下图：
6．正确理解植物激素的定义
对于植物激素，可以明确以下几点：
①植物激素由植物体的一定部位产生，没有专门的分泌器官。
②植物激素也具有高效性，在植物体内的含量非常微小，而生理作用显著。
③植物激素主要有五大类：生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。这些激素的生理作用大致可以分为促进和抑制两个方面。
④植物的生长发育不是受单一激素的控制，而是受多种激素协调作用所控制的。
7．注意对生长素发现过程的实验现象的分析和结论的得出，培养实验分析能力
生长素的发现涵盖了生物学中许多实验的设计过程，如设计严密的逻辑思维过程，现象的观察，结果的记录，结果的分析及结论的确定等方面。学好该内容有利于培养学生的科学素质和探索能力。生长素发现的早期研究可列表如下：
发现者 实验方法 实验现象 实验结论
1880年达尔文 单侧光照射草胚芽鞘 弯向光源生长 具有向光性 胚芽鞘的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单侧光的照射下对胚芽鞘下面的部分产生某种影响
切去胚芽鞘的尖端，单侧光照射 不生长，也不弯曲 向光性可能与尖端有关
胚芽鞘尖端用一个锡箔小帽罩起来，单侧光照射 直立生长 感受光刺激的部位在尖端
用锡箔遮住胚芽鞘尖端下段，给予单侧光照射 弯向光源生长 弯曲部位在尖端下面
1928年温特 与胚芽鞘尖端接触过的琼脂块放在切去尖端的切面的一侧 向放琼脂的对侧弯曲生长 胚芽鞘的尖端确实能产生某种物质，这种物质从尖端运输到下部促使下部生长
把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧 不生长，也不弯曲
8．注意单侧光对生长素分布的影响
在植物体内，产生生长素的部位主要是具有分生能力的组织，特别是芽的顶端分生组织。芽的顶端分生组织产生的生长素能源源不断地向下运输。单侧光只影响生长素的分布，而不影响生长素的合成，在单侧光的作用下，芽顶端产生的生长素在向下运输的过程中，使背光一侧分布多，而向光一侧分布少，背光一侧的细胞纵向伸长的快，结果茎向生长慢的一侧弯曲，即向光源弯曲生长。
9．了解其他植物激素的生理作用
(1)赤霉素 赤霉素突出的生理作用是促进茎的伸长，引起植株快速生长。水稻恶苗病病株的茎秆突长，就是赤霉素对茎秆伸长起了促进作用的结果。赤霉素对于促进矮生植物茎秆伸长有特别明显的效果。
赤霉素还有解除休眠和促进萌发的作用。例如，刚收获的马铃薯块茎，种到土里不能萌发，原因是刚收获的马铃薯块茎要有一定的休眠期，在渡过休眠期以后，才能够萌发。如果用赤霉素处理马铃薯块茎，则能解除它的休眠。赤霉素对于种子也有解除休眠、促进萌发的作用。
(2)乙烯 乙烯是植物体内产生的一种气体激素，也广泛地存在于植物的多种组织中，特别在成熟的果实中更多。乙烯能促进果实成熟，一箱水果中，只要有一个成熟的水果，就能加速全箱水果的成熟。这是因为一个水果放出的乙烯，能够促使全箱水果都迅速成熟，用乙烯来处理瓜类植物的幼苗，能增加雌花的形成率，有利于瓜类的增产。此外，乙烯还有刺激叶子脱落、抑制茎的伸长等作用。
(3)脱落酸 脱落酸存在于植物的许多器官中，如叶、芽、果实、种子和块茎中都含有一定数量的脱落酸。
脱落酸是一种生长抑制剂。它能抑制植物的细胞分裂，也能抑制种子的萌发，特别是对于大麦、小麦种子萌发的抑制作用更为明显。此外，据报道，植物之所以有向光性，不但因为它的背光一侧生长素含量增加，而且还因为它的向光一侧所含的抑制激素——脱落酸含量增加。脱落酸还能促进叶片等的衰老和脱落。在温带地区的秋末冬初，落叶树纷纷落叶，棉铃在未成熟以前常常大量脱落，这些都与脱落酸的作用密切相关。
10．理解植物激素间的相互作用
在植物生长发育的过程中，任何一种生理活动都不是单一激素的控制，而是各种激素相互作用的结果。也就是说，植物的生长发育过程，是受多种激素的相互作用所控制的。例如，细胞分裂素促进细胞增殖，而生长素则促进增殖的子细胞继续增大。又如，脱落酸强烈地抑制着生长，并使衰老的过程加速，但是这些作用又会被细胞分裂素解除。再如，生长素的浓度适宜时，促进植物的生长，同时开始诱导乙烯的形成。当生长素的浓度超过最适浓度时，乙烯的含量增加，而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时，就会出现抑制生长的现象。研究激素间的相互关系，对于生产实践有着重要的意义。
11．生长素类似物在农业生产中的应用
(1)促进扦插枝条生根
促进生根和促进生长都是生长素的功能，不能混为一谈。促进生长是指促进细胞的纵向伸长，使细胞体积增大；促进生根是促进植物长出不定根，促进了细胞的分裂和分化，使细胞数目增多。?
(2)促进果实发育
发育着的种子会合成大量的生长素，促进子房发育成果实，因此在未授粉的雌蕊柱头上涂以一定浓度的生长素(或类似物)，子房就发育成果实，形成无籽果实。该果实由母本子房壁发育来的，故与母本具有相同的遗传物质，染色体数目相同，性状相同。
(3)防止落花落果
生长素能促进子房发育成果实，所以未完成双受精的花蕾或完成双受精但种子发育不良的子房，因为缺少生长素，就可能导致子房停止发育，造成落蕾落铃。农业生产上常用一定浓度的生长素类似物喷洒植株可以达到保蕾保铃的效果。
【例题解析】
［例1］(2001年广东河南高考题)如下图所示，将植物横放，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长。这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关。下列分析正确的是
A．A处生长素浓度较B处高，茎对生长素敏感性高，A处生长受抑制，B处生长快，茎向上生长
B．D处生长素浓度较C处高，根对生长素敏感性高，D处生长受到抑制，C处生长快，根向下生长
C．C处生长素浓度较D处高，根弯曲向下生长
D．B处生长素浓度较A处高，茎弯曲向上生长
解析：单侧光照射和地心引力(重力)都可以改变生长素在植物体内的分布，从而引起植物的向性生长。重力引起生长素的分布情况是：近地一侧分布得多，背地一侧分布得少。由于生长素作用的双重性及植物根和茎对生长素的敏感程度不同(根生长需要的生长素浓度低，茎生长需要的生长素浓度高)，因此，同一浓度的生长素对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则表现为促进。把植物横放一段时间后，由于近地侧生长素浓度高，对根来讲，抑制近地侧的生长，而使背地侧生长得快，对茎来讲，促进近地侧的生长，而使近地侧生长得快，因此植物就表现出根向地生长、茎背地生长的现象。答案：BD
错因：本题考查重力(地心引力)对生长素分布的影响和植物不同器官对生长素的敏感性不同，对这些知识要点把握不好，答题容易出错。
［例2］下图曲线Ⅲ表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素使用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是
A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅳ D．Ⅴ
解析：考查生长素的生理作用特点及学生的图解变换能力。同一浓度的生长素对同一植物的不同器官影响不同，即同一植物的不同器官对生长素的敏感性不同。对于芽来讲，促进生长的最适浓度是10-8 mol/Ｌ左右，而对于茎来说，最适浓度为10－4 mol/Ｌ左右，而该浓度已严重抑制芽的生长。因此随着生长素浓度的逐渐增大(一定范围内)茎的生长速度逐渐增大的话，芽的生长速度会逐渐减小，因为该浓度范围已超过芽生长的最适浓度。
答案：A
错因：同一植物不同器官对生长素的敏感性不同，是正确解答本题的要点，不能准确把握该要点，就得不出正确答案。
［例3］(2001年理综)有人设计了下列实验，试图证明“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输(如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输)”。
一、材料用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。
二、方法、步骤与结果：
(一)制备琼脂块如下图
(二)取一段胚芽鞘中间部分，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块如下图
(三)取步骤(二)下面琼脂块(a)的一部分放在去尖端的胚芽鞘的一侧如下图
三、结论：以上实验证明了“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输。”
我们认为，仅用该实验步骤(一)(二)(三)还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。
解析：本题结合生长素的运输方向、实验设计等知识点，综合考查了运用多种形式描述生物学现象，使用恰当的方法验证生物学事实并对结果进行分析的能力。解题时应明确题意，首先分析题目已给出的方法、步骤和结果，关键是找出实验设计中不严密的地方：“以上实验步骤(一)(二)(三)还不足以严密论证以上结论”，那就需要再仔细地研究一下“结论”到底包括哪几个方面，步骤(一)(二)(三)已经证明了什么，尚有哪一点未得到论证。显然，这一未得到论证之处便是本题要求解决的问题。本题结论是“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输”，包括前后两部分，前一部分“生长素(IAA)在植物体内的运输主要是从植物形态学上端(顶端)向下端(基端)运输”在实验中已得到证实，而后一部分“不能倒转过来运输”尚未得到论证，即所谓不严密之处。然后考虑论证方法：题目中已有的方法步骤是继续解题论证的基础，也是答题叙述的模板，即可用文字、图示两种方法答题。
答案：补充方法、步骤与结果(一)：另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块如下图。
补充方法、步骤与结果(二)：取补充步骤(一)下面琼脂块(b)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧如下图。
(注：用文字或图示答题均给满分)
错因：本题的关键是找出实验设计不严密的地方，找不到关键点就不会得出正确答案。再就是尽量仿照试题已有的描述形式、格式等答题是提高得分率行之有效的方法。
［例4］下图所示的四个实验中，燕麦胚芽鞘能够继续生长的是
解析：本题考查燕麦胚芽鞘的向光性实验和生长素的运输，还考查了理解常用图、表等表达形式的意义和正确解释生物个体中的一些生物学问题的能力。A项套住了尖端不能感受光的刺激，没有导致生长素分布不均匀，故直立生长；B项切除了尖端，下部缺少生长素，故不生长；C项虽切下尖端，但有琼脂块连接，尖端产生的生长素仍然通过琼脂块运输到下部且分布均匀，故也直立生长；D项尖端下部用玻璃片隔开，玻璃片是不能让生长素透过的，故不能生长。答案：AC
错因：胚芽鞘的尖端是产生生长素的部位也是感光部位，但不是生长部位，生长部位是尖端下段。不理解以上知识点就不能得出正确答案。
［例5］下图所示植物不同器官对生长素的反应，请观察后据图回答：
(1)促进芽生长的生长素最适浓度是_______mol\L-1,生长素的这一浓度对根的生长效应是_______。
(2)A点所对应生长素浓度对茎生长的效应是______________。
(3)B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_______________。
(4)由此可见，不同浓度的生长素对同一器官的影响_______，同一浓度的生长素对不同器官的影响_______。
(5)生长素的浓度10-10 mol/L~10-1 mol/L，对植物各器官的作用来看，总的情况是______________________。
解析：本题考查了生长素的生理作用，还考查了使用专业术语阐述学过的生物学概念原理和理解生物学中常用图表的意义及准确生物学现象等能力。正确解答此题，必须明确以下三个问题：生长素的生理作用具有两重性；生长素能促进植物各器官的生长、促进扦插枝条生根和果实的发育。同一植物的不同器官对生长素浓度的反应不一样，其敏感性是根最强，茎最弱，芽次之。答案：(1)10-8 抑制生长 (2)促进生长 (3)既不促进也不抑制生长 (4)不同 不同 (5)较低浓度促进生长，较高浓度抑制生长
错因：生长素的两重性和植物不同器官对生长素的敏感性不同是解答本题的关键，对以上知识掌握不准确是解答错误的关键原因。
［例6］下图是用不透水的云母片以不同方式分别插入三株燕麦幼苗的胚芽鞘尖端部分，并分别从不同方向给以光照的示意图，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况将是
A．甲不弯、乙不弯、丙向右弯 B．甲向左弯、乙不弯、丙向左弯
C．甲向右弯、乙不弯、丙向左弯 D．甲向右弯、乙不弯、丙向右弯
解析：考查胚芽鞘生长和弯曲的知识，还考查通过分析与综合理解生物体的结构和功能、部分与整体的关系的能力。解题时，要考虑云母片不透水，阻挡生长素的运输。甲中由于插入云母片，虽单侧光照射并未引起生长素分布不均；乙中的云母片阻断生长素向下运输；丙中的光照均匀，但由于插入云母片，导致生长素只能从左侧向下运输。答案：A
错因：本题答题的要点有：①单侧光改变生长素在尖端的分布，但不透水的云母片可以阻挡生长素的运输。②均匀光虽不改变生长素的分布，但云母片可以人为改为生长素的分布。找不出以上要点，答题就会出现错误。
【基础训练】
一、选择题
1．在长方形小暗箱内放一盆幼苗，箱一侧开一小窗，固定光源的光可从窗口射入，把暗箱放在旋转器上水平缓慢匀速旋转，一星期后，幼苗生长状况为下图中的哪项所示
解析：由题干可知，暗箱与幼苗一块旋转，光线只能从小孔处照到幼苗上，因此对幼苗来讲仍然存在单侧光，在单侧光的作用下，幼苗会弯向光源(小孔)生长。答案：B
3．顶端优势现象说明了
①生长素在低浓度时促进生长 ②生长素在高浓度时抑制生长 ③顶芽比侧芽的生命活动旺盛 ④顶芽容易得到光照促其生长?
A．①② B．②④ C．①③ D．②③
解析：考查生长素的两重性，即高浓度抑制生长，低浓度促进生长。顶端优势是顶端产生的生长素积累在侧芽部位抑制了侧芽的生长，顶芽因生长素浓度相对较低而优先生长。答案：A
3．正确反映一株白玉兰树上各部分生长素浓度大小的是
A．顶芽＞侧芽 老根＞分生区 B．顶芽＜侧芽 老根＜分生区
C．顶芽＜侧芽 老根＞分生区 D．顶芽＞侧芽 老根＜分生区
解析：考查生长素的产生和运输。生长素的产生部位是植物的分生组织；生长素的运输是极性运输。顶芽是产生生长素的部位，产生的生长素向下运输积累在侧芽部位，抑制侧芽的生长，所以侧芽部位的生长素浓度大于顶芽。根尖分生区产生生长素，老根不产生生长素，也不积累生长素，所以分生区生长素浓度大于老根。
答案：B
4．能说明生长素具有双重作用的是
A．单性结实 B．枝条生根 C．顶端优势 D．以上都不是
答案：C
5．栽培的番茄，因某种原因不能完成受精作用，可用生长素溶液涂于花柱头上，生长素的作用是
A．促进受精作用 B．促进染色体加倍 C．促进子房壁发育 D．促进胚珠发育成种子
解析：考查生长素的农业生产上的应用。生长素能促进子房发育成果实。正常情况下，子房发育成果实所需生长素来自正在发育的种子。胚珠未完成双受精，不发育，不能产生生长素，子房不发育。用一定浓度的生长素涂抹子房，子房发育成无籽果实。所以生长素是子房发育成果实的必要条件。答案：C
6．将一个切去尖端的燕麦胚芽鞘上放一含有生长素的琼脂块，用单侧光照射，胚芽鞘只生长不弯曲，这一现象说明
①生长素能促进植物生长 ②单侧光能引起生长素分布不均匀 ③植物生长具有向光性 ④感受光刺激的部位是尖端 ⑤生长素能由顶端运输到下部
A．①②③ B．②③④ C．①④⑤ D．②④⑤
解析：考查生长素的产生部位、生长素的运输和植物的向光性。解决本题必须掌握“感尖弯尖下”的特点，即胚芽鞘的尖端是产生生长素的部位；感受单侧光刺激的部位；生长素的运输方向是由尖端运输到尖端下段，引起尖端下段的生长和弯曲。切去胚芽鞘的尖端，胚芽鞘失去了产生生长素的部位和感光部位，所以胚芽鞘受单侧光刺激不会发生生长弯曲。用一含有生长素的琼脂块代替尖端，生长素由上到下运输，促使尖端下段生长。
答案：C
7．下列植物生命活动的调节不是向性运动的是
A．向日葵的花盘随阳光而转动 B．雨点使含羞草小叶合拢
C．植物的根向地生长，茎背地生长 D．植物根向水、向肥生长
解析：植物体受单一方向的外界刺激而引起的定向运动叫向性运动。向性运动的特点是单方向刺激引起的定向运动。A、C、D三项都符合向性运动的特点。B项是多向刺激引起的不定向运动，不属于向性运动。答案：B
8．“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”这是由于生长素分布不均造成的，引起生长素分布不均的原因是
A．温度 B．湿度 C．空气 D．阳光
答案：D
9．下列各项生产实践中，与植物激素无关的是
A．果树的整枝修剪B．摘心促进果实发育C．无籽番茄的获得D．嫁接保持原品种的特性
解析：考查植物激素的作用。A项是打破果树的顶端优势，降低侧芽的生长素浓度，以利果枝发育。B项摘心也是打破顶端优势。C项是利用生长素能促进子房发育成果实的原理。D项是无性生殖，与激素作用无关。?
答案：D
10．下图中，①②③④均为去掉尖端的胚芽鞘，③和④顶端的琼脂块上曾放过胚芽鞘尖端，②的顶端是普通琼脂块，能直立生长和弯曲生长的依次是
A．①② B．③④ C．②③ D．②④
答案：B
11．吲哚乙酸最早是在人的尿液发现和提取的，下列有关对此问题的叙述，你认为最合理的是
A．在人体内有合成生长素的酶系统，所以人粪尿的肥效很高
B．人在食用了大量的植物果实种子和新鲜嫩叶后，生长素便进入人体内，但人体内不存在破坏生长素的酶，生长素也不影响人体的正常生理功能，所以生长素在人体内“免费旅游”了一圈后便通过肾脏将其排出体外
C．在人体肾脏中将色氨酸转变成生长素的酶，在肾脏中合成了吲哚乙酸，所以人尿液中有吲哚乙酸
D．题干部分的叙述是错误的，在人的尿液中没有吲哚乙酸，但有吲哚乙酸的类似物，如、萘乙酸等，这些物质是人体内的无生理功能的代谢副产品，但对植物却有强烈的促进生长的作用
解析：生长素是植物体内的分生组织产生的对植物的生长起调节作用，对人的生长不起作用，所以在人体内不能合成吲哚乙酸。人体内的吲哚乙酸来自食物，对人体生理活动无影响，通过肾脏随尿排出。答案：B
12细胞分裂素不存在于
A．茎尖 B．根尖 C．成熟的果实 D．萌发的种子
解析：考查细胞分裂素存在的组织。细胞分裂素存在于正在进行细胞分裂的部位，如茎尖、根尖、未成熟的或萌发的种子、正在发育的果实。它的主要作用是促进细胞分裂和组织分化。答案：C
13．在植物的生长发育过程中起调节作用的激素是
A．生长素 B．赤霉素 C．多种激素 D．乙烯
解析：考查植物生命活动的激素调节。植物生命活动调节的基本形式是激素调节。不同种类的植物激素大都同时存在于同一株植物体内，因此，植物的生长发育过程中，不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调、共同调节的。答案：C
14．番茄细胞染色体数为2N，用生长素处理得到无籽番茄细胞染色体数为
A．2N B．N C．3N D．4N
解析：考查生长素在生产上的应用。生长素能促进子房发育成果实，而且一定浓度的生长素处理未授粉的番茄可以得到无籽番茄。生长素能促进子房发育成果实，不会影响细胞分裂过程中染色体的变化，所以无籽番茄的细胞内染色体数目和体细胞相同。答案：A
15．校园里种植的杉树，主干粗壮，生长旺盛，两侧枝条却很细弱，主要原因在于
A．侧芽缺乏生长素 B．侧芽产生的生长素过少
C．侧芽产生的生长素过多 D．侧芽积累的生长素过多
解析：杉树的特征是明显的顶端优势，即顶芽优先生长，产生的生长素积累在侧枝部位，抑制了侧枝的生长和发育。答案：D
16．将甲、乙两株幼苗分别种在单侧光照射的暗盒中，甲幼苗顶端罩上不透光的小帽，结果幼苗直立生长，乙幼苗不罩小帽，结果弯向光源生长，此实验主要说明
A．植物生长具有向光性B．向光性与尖端无关C．尖端是感光部位D．尖端能产生某种促进生长的物质
答案：C
17．下列哪一个生产或实验过程，不能使用吲哚乙酸
A．处理扦插的月季枝条，促使加快生根 B．处理青色的生香蕉，加速转变为黄香蕉
C．处理去掉雄蕊的番茄花蕾，育出无籽果实 D．处理切去胚芽鞘尖端的燕麦幼苗，使其继续生长
解析：考查生长素的应用。生长素能促进扦插的枝条生根，促进果实发育，低浓度的生长素还能促进植物生长，因此A、C、D三项都能使用生长素；而B项属于果实成熟，需要用乙烯处理，而不是用生长素处理。
答案：B
18．植物体产生的生长素是一种有机物叫
A．2，4—D B．萘乙酸 C．吲哚乙酸 D．乙烯
答案：C
19．高等植物体的各个器官中，合成生长素的量甚微的是
A．叶原基 B．嫩叶 C．成熟的叶片和根尖 D．发育中的种子
解析：考查生长素的产生和分布。生长素的产生主要集中在生长旺盛的部位，即由分生组织产生。如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、叶原基、嫩叶、受精后的子房和幼嫩的种子等。而趋向衰老的组织和器官中则含量很少。成熟的叶片和根尖虽然也产生生长素，但量很少。答案：C
20．植物顶芽的生长素可以向生长素的浓度比它高的侧芽部位运输。同时，在缺氧的条件下会严重阻碍其运输。这说明生长素的运输属于
A．自由扩散 B．协助扩散 C．主动运输 D．渗透作用
解析：考查生长素的运输方式。生长素由顶芽产生，向下运输积累在侧芽部位，所以侧芽部位的生长素浓度比顶芽高。顶芽产生的生长素不断向侧芽运输，即由低浓度向高浓度运输，而且还消耗ATP，所以生长素的运输方式是主动运输。 答案：C
21．植物的茎能背地生长，生长素所起的作用是
A．防止衰老 B．促进生长 C．抑制生长 D．促进细胞分裂
答案：B
22．园林工人每年都要修剪路旁的绿篱，其目的是
A．抑制侧芽生长 B．抑制向光性 C．抑制细胞生长速度 D．解除顶端优势
答案：D
23．让不易生根的植物枝条生根，可用一定浓度的生长素溶液浸泡插枝的
A．上端 B．中部 C．下端 D．两端
答案：C
24．在棉花的栽培过程中，需要摘心(打顶)使侧芽的生长素量
A．增加，以抑制其生长 B．增加，以利其生长 C．减少，以抑制其生长 D．减少，以利其生长
解析：打破棉花的顶端优势，以利侧芽生长发育成果枝。答案：D
25．在园艺上应用生长素处理植物，难以奏效的是
A．获得无籽果实 B．促进扦插的枝条生根 C．促进果实成熟 D．除杀田间的双子叶植物
解析：生长素的生理作用很广，它能促进细胞的伸长生长，促进果实的发育，促进扦插的枝条生根。它的生理作用具有两重性，低浓度能促进生长，而高浓度却能抑制植物的生长，甚至能够杀死植物。因此在园艺和农业生产中可用作除草剂。选项A、B是可能的，而选项C有很大的迷惑性，其实，生长素只是促进果实的发育，对果实的成熟起作用的是另一种植物激素乙烯。答案：C
26．在进行月季扦插繁殖时，常选用带芽的插枝，这是因为
A．芽能产生生长素，促进生根 B．芽能生出大量的叶和花
C．芽能产生生长素，使茎生长 D．芽能够产生生长素，抑制生根
答案：A
27．对4株具顶端优势的植株分别进行下列四种处理，指出哪种处理会长出侧芽
A．去顶后在断口放一琼脂小块 B．去顶后在断口上放一富含生长素的琼脂小块
C．不去顶，也不在侧芽上涂以低浓度的生长素 D．不去顶，在侧芽上涂以低浓度的生长素
答案：A
二、非选择题
28．有供实验用的3组番茄，甲、乙两组在开花前进行去雄和套袋，甲组在套袋之前将雌蕊涂抹了一定浓度的生长素溶液，丙组不作任何处理，最后，这3组番茄会出现什么结果？
(1)甲_______，乙_______，丙_______。
(2)甲、乙两组对比，说明_______________。
(3)乙、丙两组对比，说明____________，为了进一步验证这一结论，还应有的操作为_________，应出现的现象为__________。
(4)甲、丙两组对照得出的结论是____________________。
(5)若番茄体细胞染色体数为24，则上述3组实验中能结果的果实细胞内染色体数分别为_________。
解析：考查生长素能促进子房的发育。甲组去雄后涂一定浓度的生长素，子房内胚珠不能完成双受精，不产生生长素。子房在一定浓度生长素的作用下发育成无籽果实。乙组去雄后未涂生长素，胚珠不能完成双受精，不产生生长素，子房不发育而萎缩脱落。丙组能完成双受精，胚珠发育产生生长素，子房发育成有籽果实。
答案：(1)子房发育成无籽果实 子房萎缩脱落，没有果实产生 子房发育成有籽果实 (2)生长素能促进子房发育成果实 ?(3)传粉后子房能发育成果实，种子能促进子房发育成果实 果实幼小时除去发育的种子 子房停止发育 (4)幼嫩的种子合成生长素促进子房发育成果实 (5)甲∶ 24 丙∶24
29．根据下图实验过程回答：
(1)通过实验①、②、③比较说明，植物的生长与弯曲都与_______有关。有人推想此部位可能产生某种物质并起作用，通过实验④、⑤比较说明，该部分确实产生了某种物质，由于此物质能促进植物的生长，因此，在生物学上叫生长素，而其化学名称为_______。可见生长素的产生部位是__________。
(2)通过实验②、⑥、⑦比较说明，胚芽鞘的感光部位是在_______，即在此单侧光影响了生长素的分布不均匀，使背光侧分布_______，而向光侧分布_______，从而导致了植物的_______性的产生，其对照实验组是_______。
(3)通过实验④、⑧比较说明，胚芽鞘的弯曲部位是在__________。
解析：考查生长素的产生，植物的向光性和生长素的运输。本题只要掌握以下知识点就易解决：生长素的产生部位是胚芽鞘尖端；引起生长素分布不均部位是尖端；感光部位是尖端；生长弯曲部位是尖端下段；生长素的运输是从尖端向下运输，促进尖端下段的生长和弯曲。
答案：(1)尖端 吲哚乙酸 胚芽鞘尖端 (2)尖端 多 少 向光 ② (3)胚芽鞘的尖端下面的一段
30．下图中A表示生长素浓度与植物不同器官生长的关系，B图表示将已长出幼根和幼芽的豌豆种子置水平状态。请据图回答：
(1)B中生长素大部分分布在幼芽和幼根的近地侧是由于_______作用的结果。
(2)豌豆幼芽和幼根继续生长的方向分别是：幼芽_________；幼根_________。
(3)由A可知，芽和根对生长素反应的灵敏度不同。根对生长素反应______，10-8 mol/L?的生长素_______芽的生长，却强烈地_______根的生长。
解析：考查生长素对植物生长的两重性。解决此题应首先弄清以下几点：
(1)生长素对植物生长的两重性是高浓度抑制生长，低浓度促进生长。
(2)同一植株的不同器官对生长素浓度的反应不一样。根的最适浓度是10－10 mol/Ｌ；芽的最适浓度是10－8 mol/Ｌ；茎的最适浓度是10－4 mol/Ｌ。
答案：(1)重力 (2)向上 向下 (3)敏感性高 促进 抑制
31．如下图示用燕麦胚芽鞘进行向光性实验。请据图回答：
(1)不生长也不弯曲的是__________；生长且向光弯曲的是_________；生长但不弯曲的是_________；生长且向左弯曲的是_________。
(2)该实验可证明：
①生长素的产生部位和作用是_________________________。
②向光性的产生原因是______________________________________。
③胚芽鞘感受光刺激的部位和发生弯曲的部位分别是____________________________。
解析：考查植物的向光性原理。
(1)生长素的产生部位是尖端，作用部位是尖端下段。
(2)胚芽鞘感光部位是尖端，单侧光影响尖端生长素分布。
(3)单侧光引起生长素分布不均。背光一侧多，细胞纵向伸长快。
答案：(1)C B AD E (2)尖端，促进植物生长 单侧光引起生长素背光一侧比向光的一侧分布多 尖端、尖端下段
32．如下图所表示某植物的4枚子房生长的曲线图，其中A、B授粉，C、D未授粉，请指出形成各自发育曲线可能有的原因：
(1)A______________________________________________________________________。
(2)B______________________________________________________________________。
(3)C______________________________________________________________________。
(4)D______________________________________________________________________。
解析：考查生长素在农业生产上的应用。解决本题的关键是掌握以下几点：生长素是子房发育成果实的必要条件；正常发育的子房生长素来自发育的种子；种子形成的必要条件是授粉而且胚珠必须完成双受精。
答案：(1)授粉后形成种子，种子发育过程中产生生长素，促进子房的正常发育 (2)在子房发育过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子，故虽然完成了授粉，但子房也未能正常发育 (3)未授粉，没有形成种子，缺乏生长素，子房萎缩脱落 (4)虽未授粉，但人工涂抹一定浓度的生长素，子房可以发育成果实
33．给你一个小纸盒，三株生长在培养皿中的2 cm高的玉米苗，透明纸套，黑色环套，黑色不透明小纸盒各一个，一盏100 W的台灯，请你设计一个实验装置，验证玉米幼苗胚芽鞘对光敏感的部位是胚芽鞘的尖端，并绘出实验装置图和预测的实验结果图。
答案：
A．套上黑色纸套
B．套上黑色纸环
C．套上透明纸套(对照)
34．植物开花受开花激素的影响。下图所示光周期(日照长短)诱导植物开花激素的产生以及影响开花的实验，图中植物去掉了顶端的全部叶子，A、D植物分别接受长日照、短日照；B、C植物方框内为受短日照处理的部分。
(1)对照实验A、D可说明该植物属于_______(长日照、短日照)植物。
(2)根据B、C实验，填写实验报告表中的有关内容。
测试项目 结果分析
感受光周期的部位(叶、顶端) A：
接受诱导产生开花激素的部分(叶、顶端) B：
开花激素作用的部分(叶、顶端) C：
(3)依据以上所有实验得出的结论是：________________________。
(4)借鉴“生长素的发现”的科学实验方法，设计一个简单的模拟实验：证明B株产生的开花激素可使A株条件下的同种植物开花。
第一步：切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂上一段时间。
第二步：____________________。
预期结果：______________________。
对照实验：__________________________________。
预期结果：__________________________________。
解析：本题综合考查学生分析问题的能力、观察能力、信息转换能力和设计实验的能力。本题只要弄清以下几点就不难解决：短日照植物在短日照下才开花；感受光刺激的部位是叶；产生开花激素的部位是叶；开花激素的作用部位是顶端；设计实验掌握单一变量原则和对照的原则。
答案：(1)短日照 (2)叶 叶 顶端 ?(3)光周期可诱导植物开花激素的合成，进而影响开花(或短日照可诱导植物的叶产生开花激素，进而影响开花) (4)将A株条件下的同种植物枝条切口，再将含激素的琼脂块放在切口上 开花 将另一A株条件下的同种植物枝条切口，将不含激素的琼脂块放在切口上 不开花
生态系统的结构
【课前复习】
在学习新知识前必须具备一些植物学、动物学以及微生物学方面的知识，以利于我们对生态系统成分的分析和理解；回顾生态系统的概念和类型，从本质上概括出不同生态系统的成分的一致性和这些成分之间的关系。
温故——会做了，学习新课才能有保障
一个充满生机的鱼缸构成了
A．种群 B．群落
C．生态系统 D．以上都不是
解析：此题是考查对种群、群落、生态系统概念的理解的。一个充满生机的鱼缸，说明鱼缸中生长着水草、鱼类、微生物等各种生物。具体地说：水、光、无机盐和水中溶解的氧气等，它们构成了无机环境，还有水中的浮游植物、浮游动物、鱼类、细菌等，它们又构成了生物群落。这些生物之间以及生物与无机环境之间发生着复杂的相互作用，这样的一个统一整体构成了生态系统。
答案：C
知新——先看书，再来做一做
1．生态系统的结构包括两方面的内容：______________，______________。
2．生态系统的成分
（1）非生物的物质和能量
生态系统中的非生物物质和能量主要包括______________、______________、______________、______________和无机盐等。
（2）生产者
生产者属于______________生物，能把______________制造成有机物，是生态系统的主要成分。
（3）消费者
消费者自己不能制造______________，它们的生存必须直接或间接地依赖______________。消费者属于______________生物。根据食性不同。消费者又分成______________消费者、______________消费者、______________消费者等。
（4）分解者
分解者主要指______________和______________。它们能将动植物的遗体、排出物和残落物中所含的有机物，逐渐分解成______________，归还到无机环境中，被______________重新利用。
（5）生产者、消费者和分解者三者的关系
在生态系统中，生产者能够制造______________，为消费者提供食物和栖息场所；消费者对于植物的传粉、受精、种子传播等方面有重要作用；分解者能够将动、植物的遗体分解成______________。由此可见，______________、______________和______________是密切联系、缺一不可的。
3．食物链和食物网
（1）食物链
在生态系统中，各种生物之间由于______________而形成的一种联系。食物链构成模式为：_____________________。
（2）食物网
在一个生态系统中，许多______________彼此相互交错连接的复杂的营养关系。
（3）小结
食物链和食物网是生态系统的______________，生态系统的______________和______________就是沿着这种渠道进行的。

【学习目标】
1．理解并能够应用生态系统的成分的知识。
2．理解并能够应用食物链和食物网的知识。

【基础知识精讲】
课文全解：
生态系统的结构是生态系统功能的基础，而分析生态系统的结构应该从剖析生态系统的组成成分及其相互关系入手。任何一个生态系统，无论其生态环境、生物群落的差异如何，无论是最大的生态系统——生物圈，还是最小的生态系统如一滴池水，按其营养功能划分，都是由两部分 (无机环境和生物群落)四种成分组成：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。其中，非生物的物质和能量是生物群落中各种生物赖以生存和发展的基础。生产者通过光合作用将非生物的能量——太阳能、非生物的物质CO2和水合成有机物并将光能转变为化学能储藏在有机物中。因此，生产者是一切消费者和分解者物质和能量的源泉，是生态系统的主要成分；消费者与生产者之间主要以捕食关系紧密联系成食物链或食物网，不仅保证了能量流动和物质循环的畅通进行，而且消费者还能借助食物链 (网)有效地控制生产者的数量，使之维持在无机环境可以承受的范围内。另外，消费者的活动还有助于生产者的传粉、受精和种子传播等，消费者自身的代谢活动还促进了物质循环的进行；分解者由于它能够将生产者的残枝败叶，消费者的尸体、粪便中的有机物分解为无机物，归还到无机环境中，保障了物质循环的畅通进行。如果没有分解者，动植物残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，生产者也不会长久地生存下去。
由此可见，生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。其中，生产者和分解者是联系生物群落与无机环境的两大“桥梁”；生产者与各级消费者以捕食关系建立的食物链和食物网是生态系统的营养结构，是能量流动和物质循环的渠道。因此，生态系统的结构应该包含两部分内容：①生态系统的成分；②食物链和食物网。
本节知识结构概括如下：
问题全解：
105．非生物的物质和能量都包括哪些？
非生物的物质不仅包含着碳、氮、水、氧、二氧化碳及无机盐等，而且还包含着蛋白质、碳氢化合物、脂类及腐殖质等。能量包括光能、热能、化学能等，其中光能是各种生物生命活动的最终能量来源。
106．生产者就是指绿色植物吗？
生产者主要是指进行光合作用的绿色植物。另外，那些能进行光合作用的藻类和能进行化能合成作用的细菌如硫细菌、硝化细菌等也是生产者。总之，生产者属于自养型生物，是指那些能够进行光合作用或化能合成作用，把无机物转变成储藏化学能的有机物的一类生物。
107．消费者就是指各种动物吗？
消费者包括各类动物，因为它们的生存都直接或间接地依赖于绿色植物制造出来的有机物，所以把它们叫做消费者。消费者属于异养型生物。动物中直接以植物为食的草食动物 (植食动物)，如兔、牛、羊等，叫做初级消费者；以草食动物为食的肉食动物如猫头鹰、狐等，叫做次级消费者；以小型肉食动物为食的大型肉食动物，如虎、豹、狼等叫做三级消费者。但消费者还包括某些非光合作用的植物，如菟丝子就是一种寄生植物，也属于消费者。
108．分解者都包括哪些种类的生物？
又叫还原者，主要指营腐生生活的细菌和真菌。其作用是把复杂的动植物尸体、排泄物和残落物分解成基本元素或简单的化合物再归还到无机环境中去，被生产者再利用。据统计，大约90%的陆地生产者合成的有机物经分解者的分解作用归还大地，再输送给生产者进行光合作用。因此分解者在生态系统中具有重要的作用。
分解者也不全是营腐生生活的细菌和真菌。教材中所提到的分解者主要指营腐生生活的细菌和真菌，它们能把动植物的尸体、排泄物和残落物中的有机物分解成简单的无机物，因此营腐生生活的细菌、真菌以及放线菌属于分解者。但某些寄生细菌从活的有机体中吸取有机营养，在生态系统中扮演“小型消费者”的角色，故寄生细菌是属于消费者的。像一些腐食动物，如蚯蚓、蜣螂、原生动物等也能使土壤中的有机物分解，起到分解者的作用，故属于分解者。分解者主要是指营腐生生活的细菌、真菌等微生物。另外，也包括一些微型动物，如鞭毛虫、土壤线虫等。

【学习方法指导】
本小节内容在生态系统一节中起着至关重要的作用，既是以生态系统的类型为基础的，又是学习物质循环和能量流动的基础。重点是生态系统的成分和营养结构。在学习中可采用“理论联系实际”和“联想分析”的方法。例如教材中“池塘生态系统”和“温带草原生态系统”的示意图就是一种具体的我们能够看到或完全能接受的实际生态系统的模式图，对其进行很透彻的分析，我们完全能很好掌握生态系统的成分和结构。
“联想分析”法表现在对一些熟悉现象的分析，例如“螳螂捕蝉，黄雀在后”，“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”等谚语的联想分析中，还有“小生态瓶”的制作及分析等。通过运用这些方法的学习，可以为我们很好的学习后一部分的内容打下良好的基础。

【知识拓展】
1．食物链的类型以及食物链、食物网、营养级的关系
食物链是各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。按照生物间的相互关系，一般又把食物链分成三类：
(1)捕食链
生物种间通过捕食关系而形成的食物链。如草→兔→狐。
(2)寄生链
生物体内以寄生方式而形成的食物链。如鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→过滤性病毒。
(3)腐生链
专以动植物遗体为食物而形成的食物链。如植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物。
其中，捕食链是食物链的重要模式，它是由生产者与消费者之间通过捕食关系建立起来的。因此，一条捕食链必须有生产者且至少含有三个营养级。因为分解者营腐生生活，所以分解者不加入捕食链的构成。食物关系也是营养关系，因此食物链和食物网又叫做生态系统的营养结构，食物链的各个环节叫营养级。生产者是食物链的首要环节，一定属于第一营养级，植食性动物作为初级消费者属于第二营养级，但肉食性动物尤其是大型肉食性动物，其营养级并非一成不变。例如，猫头鹰捕食初级消费者鼠类的时候，它属于第三营养级，但当它捕食次级消费者黄鼬的时候，它就属于第四营养级了。

【同步达纲训练】
1．要使一生态系统长期存在，除了非生物的物质和能量外，至少必须具有
A．消费者和分解者 B．生产者和消费者
C．生产者和分解者 D．生产者和人
2．一种疾病使野羊全部死亡，首先受害的是
A．生产者 B．初级消费者
C．分解者 D．次级消费者
3．生态系统中属于生产者的生物是
A．仅限于绿色植物
B．仅限于自养生物
C．全部自养生物和部分异养生物
D．全部绿色植物、细菌和真菌
4．一个自然群落中的一条普通食物链的顺序是
A．自养生物→食草动物→异养生物
B．自养生物→食草动物→次级消费者
C．异养生物→食草动物→次级消费者
D．自养生物→次级消费者→异养生物
5．假定在一个由草原、鹿和狼组成的相对封闭的生态系统中，把狼杀绝，鹿群的数量将会
A．迅速上升 B．缓慢上升
C．保持相对稳定 D．上升后又下降
6．在生态系统中，由生产者制造的有机物，最终消失于
A．初级消费者 B．次级消费者
C．三级消费者 D．分解者
7．图8—4—1是池塘生态系统图解：请指出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各代表生态系统的哪种成分
池塘生态系统
图8—4—1
Ⅰ代表______________；Ⅱ代表______________；Ⅲ代表______________；Ⅳ代表______________。
8．图8—4—2是温带草原生态系统食物网的一部分图解。请根据图分析回答：
图8—4—2
（1）该食物网含______________条食物链，猫头鹰单占有的营养级是______________，属于______________消费者。
（2）兔与鼠的关系是______________，蟾蜍与蜘蛛的关系是______________。
（3）由于某种原因鼠突然死亡，蛇和蟾蜍的数量情况依次为______________。

参考答案
1．解析：生产者能够将无机物变成有机物，将无机环境中能量(光能化能)转变成化学能，流入生态系统中，生产者是生态系统中的基础，是提供生态系统物质和能量的保证，缺少生产者，生态系统将不复存在，分解者是把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有的复杂有机物，分解成简单的无机物，归还无机环境中。没有分解者动植物遗体、残骸无法分解，终将堆积如山，生态系统就会崩溃。消费者直接或间接以生产者为食，缺少消费者，也可以长期维持平衡。
答案：C
2．解析：在生态系统中，野羊属初级消费者，它们是次级消费者的食物来源之一。故野羊的死亡直接受害者是次级消费者。
答案：D
点评：此题考查食物链中各营养级之间的相互关系。
3．解析：生产者主要是绿色植物　光合细菌、能进行化能合成作用的其他自养生物也为生产者。
答案：B
4．解析：食草动物也为异养生物。
答案：B
5．首先会由于缺乏天敌而数量上升，但一段时间后会由于食物缺乏等因素引起数量下降。
答案：D
6．生物体内的能量最终均通过分解者的分解作用以热能形式散失。
答案：D
7．解析：池塘中的水、溶解在水中的空气和养料，还有沉积在池底的有机物和无机盐，是这个生态系统的非生物物质，阳光为这个生态系统提供能量；池塘中有大量的藻类，如硅藻，栅藻和团藻等。此外，还有一些浮游植物是生态系统的生产者；池塘中的许多动物，如水蚤、水生昆虫、各种鱼类等，是生态系统的消费者，池塘中还有许多肉眼看不见的细菌和真菌，是这个生态系统的分解者。
答案：非生物的物质　生产者　消费者　分解者
8．解析：(1)该食物网共有7条食物链。由于食物网中的猫头鹰以多个营养级的生物为食，导致了所占的营养级的级别和消费者的级别有多个。从植物开始为第一营养级，由此推知，猫头鹰可以是第三、四、五、六营养级，共占约4个营养级。从植食动物开始为初级消费者，由此推知，猫头鹰可以是次级、三级、四级或五级消费者。
(2)兔与鼠均为第二营养级，以植物为食，属于竞争关系。蟾蜍与蜘蛛有两层关系，一是以蜘蛛为食，属于捕食关系；二是同以食草昆虫为食，属于竞争关系。
(3)鼠突然死亡，猫头鹰因捕食种类较多，数量影响不大，但蛇因食物来源减少而下降。蟾蜍成为蛇的唯一食物，其数量因蛇的过度捕食逐渐下降，蟾蜍下降也导致蛇的数量下降。
答案：（1）7　三、四、五、六　次级、三级、四级、五级　（2）竞争　竞争和捕食
（3）下降、下降 生态系统的稳定性
【课前复习】
复习、巩固关于生态系统的概念、类型、结构和功能，弄清各种生态系统的成分、结构，知道它们如何通过能量流动和物质循环建立起有机的联系，形成一个统一的整体。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．表示一个生态系统食物关系时，往往得到的是网状的复杂结构，这是由于
A．生产者的数量最多
B．消费者不只以一种食物为食
C．生态系统的物质流失
D．能量在各级营养级中逐渐递减
解析：在一个生态系统中，生物的种类越多，个体数量越庞大，其中的食物就越多，彼此间的联系也就越复杂。因为一种绿色植物可能是多种草食动物的食物，而一种草食动物既可以吃多种植物，又可能成为多种肉食动物的捕食对象，从而使各条食物链彼此交错，形成食物网。
答案：B
2．种群密度和群落结构常有剧烈变化的自然系统是
A．森林生态系统 B．湖泊生态系统
C．海洋生态系统 D．草原生态系统
解析：森林生态系统动植物种类繁多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能够长期处于较稳定的状态。湖泊生态系统中属于淡水生态系统，水域中动植物种类较多，浅水区(层)、深水层、底层生物分布相对稳定。海洋生态系统占地球表面积的70%，是一个非常巨大的生态系统、结构层次复杂，种类繁多，自动调节能力和稳定性最强。只有草原生态系统分布在干旱地区，动植物种类相对较少，群落结构相对简单，在不同季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构常常发生剧烈变化。
答案：D
知新——先看书，再来做一做
1．生态系统稳定性的概念
生态系统所具有的保持或恢复______________和______________相对稳定的能力。生态系统的稳定性包括______________和______________等方面。
2．抵抗力稳定性
（1）概念：抵抗力稳定性是指生态系统抵抗______________并使自身的______________和功能保持原状的能力。
（2）内部因素：生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的______________。
（3）抵抗力稳定性的高低
生态系统的成分越______________，营养结构越______________，自动调节能力就______________，抵抗力稳定性就______________；生态系统中各营养级的生物种类______________，营养结构越______________，自动调节能力就______________，抵抗力稳定性就越高。
3．恢复力稳定性
（l）概念：恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的______________以后恢复到原状的能力。
（2）抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系
抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着______________的关系，抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。
4．提高生态系统的稳定性
应当针对各种生态系统的______________，采取相应的对策，保持各种生态系统的相对稳定。

【学习目标】
1．理解生态系统稳定性的概念。
2．理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
3．理解提高生态系统的稳定性的原理及方法。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节主要学习生态系统稳定性的概念、抵抗力稳定性、恢复力稳定性和提高生态系统的稳定性等知识。
生态系统稳定性，教材是利用著名的“生物圈Ⅱ号”实验室引出的。关于生态系统稳定性的概念，教材主要阐述了这样几个要点：①生态系统的结构和功能总是处于不断变化过程中的，生态系统的稳定只是相对的稳定；②生态系统的稳定性是指生态系统所具有的一种能力，而不是一种状态，这是它与生态平衡的区别；③生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。
关于抵抗力稳定性，教材分析了抵抗力稳定性的原因，讲述了不同类型生态系统的抵抗力稳定性的特点。关于恢复力稳定性，教材首先通过实例阐明了恢复力稳定性的概念，然后讲述了抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系，说明这两种稳定能力同时存在于生态系统中且存在相反的关系，与生态系统结构的复杂程度有着密切的联系。
如何提高生态系统的稳定性，教材又一次提到了“生物圈Ⅱ号”实验室的实例，指出保持各种生态系统稳定性的必要性，接着举例讲述了保护生态系统稳定性的一些措施。并说明人类要想生存和发展，就要想法保护生态系统稳定性。
综上所述，本小节的知识结构如下：
问题全解：
117．如何理解“生物圈Ⅱ号”实验？
（1）科学家们之所以建造“生物圈Ⅱ号”，是为了深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类离开地球能否生存。
（2）“生物圈Ⅱ号”中有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；有土壤、水源、空气、阳光、多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。
（3）在实验过程中，“生物圈Ⅱ号“由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建造”生物圈I号“的混凝土的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21%下降到14%，二氧化碳含量猛增。同时，昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外都基本死亡，食物链等营养结构联系中断；靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减少。
118．如何理解生态系统的稳定性以及抵抗力稳定性和恢复力稳定性含义？
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，叫做生态系统的稳定性，它包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。生态系统稳定性是生态系统发展到一定阶段的产物，或者说是生态系统发展到成熟稳定状态时而具有的一种“自稳”能力。任何一个生态系统不仅具有一定的结构，而且执行一定的功能。
其中，生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道，完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础；而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起，有利于形成典型的食物链关系，推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时，它的结构与功能能够保持相对稳定。例如，原始森林生态系统是经过千百年来形成的，尽管其中的生物生生死死，迁入迁出，无机环境也在不断变化，但从某一阶段来看，该系统内各种生物的种类和数量总是大体相同的。这说明原始森林生态系统在结构上达到了相对稳定，表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定 (如图8—7—1)。生态系统的结构决定着它的功能。因此，原始森林生态系统的能量流动和物质循环也能够保持相对稳定，即能量和物质的输入和输出趋于平衡。
图8—7—1
当生态系统的结构和功能都达到相对稳定时，生态系统就能够在一定限度内抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状。即具有抵抗力稳定性。或者当生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后能够恢复到原状，即具有一定的恢复力稳定性。
119．生态系统稳定性的原理是什么？如何保护？
生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力，而自动调节能力又取决于生态系统自身的净化能力(抗污染)和完善的营养结构 (抗干扰)。
净化作用包括物理沉降、化学分解和生物分解三个方面。它是河流生态系统抵抗环境污染的有效途径。其中，生物分解主要以微生物为主，微型动物为辅，某些植物也有这种功能，水环境中的有机污染物通过水生生物的分解和富集，转化为无害而稳定的无机物质，有些物质可成为细胞结构的组成成分，使其浓度下降，变有毒物质为无毒物质。例如，工厂废水刚排入河流时，酚、氰等有毒物质含量很高，随着河水向下游流动，其浓度逐渐降低，这是由河流生态系统的自净作用引起的。
完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制，进而抵抗外界干扰，维持自身稳定，例如，在森林生态系统中，当害虫数量增加时，林木的生长自然受到危害，但食虫鸟类由于食物丰富数量也增多，这样害虫的种群增长就会受到抑制。出现了“有虫不成灾”的现象。由此可见，森林生态系统的抵抗力稳定性取决于“林木→植食害虫→食虫鸟类”这条食物链的反馈调节。又如，在一个草原生态系统中，每逢美洲兔大量繁殖之时，草原中的猞猁也会继而大量繁殖，随着猞猁大量捕食美洲兔，美洲兔数量减少了，猞猁的数量也随之减少(图8—7—2)。
图8—7—2
生态系统的自动调节能力有大有小，因此抵抗力稳定性有高有低。例如，纯马尾松林容易发生松毛虫的暴发性危害，而由两种或两种以上乔木树种组成的混交林，这种单一性虫害就不容易发生。这说明纯马尾松林抵抗力稳定性较低，而混交林抵抗力稳定性较高。那么，生态系统抵抗力稳定性的高低是由什么决定的 从上面实例不难看出，混交林内生物种类较多，因此形成的食物链、食物网结构复杂，可以有多种天敌来控制一种害虫数量的发展。
一般地说，生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低；相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。
与此同理，一个生态系统的结构越复杂，这个生态系统所能容纳有毒物质的量也就越大，抵抗污染的能力也就越强。
总之，生物多样性越强，生态系统的抵抗力稳定性就越高。因此，我们要保护生物多样性，破坏生物多样性就等于破坏生态系统的稳定性。例如，无节制地猎捕草原上的黄鼬、狐等动物，就会使鼠因失去天敌的控制而数量猛增，从而导致草原的退化。保护生态系统的稳定性，还必须保护那些益虫、益鸟免遭捕杀，否则就会破坏由它们千百年来自然形成的食物链，致使生态系统丧失自动调节能力的结构基础。例如，前几年，我国某地区由于大肆捕捉青蛙，用来喂养肉鸡，使得该地区的青蛙几乎濒于绝灭。结果粘虫在麦田里大量繁殖，造成小麦严重减产。这证明大肆捕捉青蛙破坏了“小麦→粘虫→青蛙”这条食物链，导致该生态系统抵抗力稳定性的丧失。
虽然生态系统内部具有自动调节能力，但这种自动调节能力是有一定限度的。当外界干扰因素特别强时，就会破坏生态系统的营养结构，其自动调节能力就会降低甚至消失，最终导致生态系统抵抗力稳定性减弱或者丧失。例如，过度放牧会造成草原退化；河流被严重污染，导致水生生物大量死亡等。但是，生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后，一旦停止这种干扰，经过一段时间后，能够恢复到原来的状态，即生态系统具有一定的恢复力稳定性。例如，如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复或接近原状。一片草地发生火灾后。第二年又会长出茂密的草本植物。正所谓“野火烧不尽，春风吹又生”。
生态系统的稳定性及其原理如图8—7—3
图8—7—3
总之，生态系统既具有抵抗力稳定性，又具有恢复力稳定性，以保持或恢复自身结构和功能的相对稳定。实际上，生态系统的稳定性也是生态系统发展到一定阶段，其结构和功能达到相对稳定状态时的必然产物。
一般地说，抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较低，反之亦然。例如，森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统高。但是它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。因此。要禁止对森林的乱砍滥伐，以保护其稳定性。
120．如何理解抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间的相互关系
以森林生态系统与草原生态系统为例：森林生态系统动植物种类繁多，群落的结构复杂，当系统受到外界的扰动，某种动物数量大量减少甚至绝迹，处于同一营养级的动物还可弥补，因为营养结构复杂，其自动调节能力强，抵抗力稳定性就强。当外界干扰超过生态系统的自动调节能力，比如发生森林大火，森林生态系统遭到破坏，要恢复到火灾前的状态就相当困难，所需的时间亦长，即恢复力稳定性弱。
草原生态系统动植物种类少，群落的结构简单，某种动物数量减少或绝迹，可能造成系统内能量流动和物质循环受阻，因营养结构简单，其自动调节能力小，抵抗力稳定性弱。当草原生态系统遭遇火灾，受到破坏，短时间即可恢复到火灾前的状态，“野火烧不尽，春风吹又生”讲的就是这个道理，即恢复力稳定性强。

【学习方法指导】
本节的学习重在结合实际，例如森林生态系统、北极苔原生态系统、草原生态系统以及河流生态系统等进行分析、讨论。然后归纳总结出生态系统稳定性的概念、类型及其差异性等内容。

【知识拓展】
生态系统如何实现自动调节？
生态系统普通存在着反馈调节现象。什么是反馈 当生态系统中某一成分发生变化的时候，它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化，这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分，这个过程就叫做反馈。反馈有两种类型，即负反馈和正反馈。
负反馈是比较常见的一种反馈，它的作用是能够使生态系统达到和保持平衡或稳定状态，反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如，如果草原上的食草动物因为迁入而增加，植物就会因为受到过度啃食而减少，植物数量减少以后，反过来就会抑制动物的数量。
另一种反馈叫做正反馈，正反馈是比较少见的，它的作用刚好与负反馈相反，即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列的变化，反过来不是抑制而是加速最初发生变化的成分所发生的变化，因此正反馈的作用常常使生态系统远离平衡状态或稳态。在自然生态系统中正反馈的实例不多，下面我们举出一个例子加以说明：如果一个湖泊受到了污染，鱼类的数量就会因为死亡而减少，鱼体死亡腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼类死亡。因此，由于正反馈的作用，污染会越来越重，鱼类的死亡速度也会越来越快。从这个例子中我们可以看出，正反馈往往具有极大的破坏作用，但是它常常是爆发性的，所经历的时间也很短。从长远看，生态系统中的负反馈和自我调节将起主要作用。

【同步达纲训练】
1．在草原上人工种草，为了防止鸟把草籽吃掉，用网把试验区罩上，后来发现，草的叶子几乎被虫吃光，而没加网罩的草地反而长得较好。造成这种现象的原因是
A．植被破坏 B．环境污染
C．食物链被破坏 D．缺水干旱
2．生态系统能够保持稳定的原因主要是
A．相对稳定的物质循环 B．缺水干旱
C．自动调节能力 D．食物链被破坏
3．什么措施能提高生态系统的抵抗力稳定性
A．减少捕食者和寄生生物数量
B．使消费者和生产者的数量保持平衡
C．增加物种数量
D．限制一个演替系列的演替过程
4．在一个生态系统中，a、b、c、d四种生物，由于食物关系形成如下几种结构，其中最稳定的是
　　5．下列哪一生态系统的抵抗力稳定性最小
A．温带草原生态系统 B．北极冻原生态系统
C．热带雨林生态系统 D．北方针叶林生态系统
6．自然林区的马尾松一般不会发生大面积虫害，但有些人工马尾松林常会发生严重的松毛虫危害，其原因是
A．松毛虫繁殖能力强 B．马尾松抗害虫能力差
C．营养结构简单 D．气候适宜松毛虫生长
7．下列生态系统中自动调节能力最弱的是
A．天然落叶林 B．天然常绿林
C．人工纯种林 D．人工混交林
8．下列几种生态系统中，自动调节能力最大的是
A．温带草原 B．温带落叶林
C．北方针叶林 D．热带雨林
9．数百年前我国黄土高原原有茂密的森林，后来却成了荒山秃岭，主要原因是
A．北方寒流长期侵袭 B．过度开发破坏了生态平衡
C．长年旱灾，赤地千里 D．地壳运动频繁
10．假定在一个由草原、鹿和狼组成的相对封闭的生态系统中，把狼杀绝，鹿群的数量将会
A．迅速上升 B．缓慢上升
C．保持相对稳定 D．上升后又下降
11．西部大开发必须注意改善和保护西部的生态环境，实施可持续发展战略。
（1）生物与环境之间的关系包括生物与无机环境和生物与有机环境两大类：其中无机环境包括______________。
A．阳光、温度、水、动物等 B．大气、水、土壤、植物等
C．温度、水、地形、微生物等 D．阳光、温度、水、土壤等
（2）在一定的时间和空间内，生物群落与无机环境之间，通过不断的______________和______________而构成的有机整体称为生态系统。
（3）当生态系统达到动态平衡时，它能通过自动调节来维持正常功能。这种调节能力有大有小，生态系统的营养结构越复杂，各个营养级的______________越多，自动调节能力就______________。但外来干扰超过______________时，生态系统将______________，其损失是难以估计的。

参考答案
1．C　2．C
3．解析：减少捕食者和寄生生物数量不仅减少了生态系统的物种种类，而且干扰甚至破坏了原有生态系统的抵抗力稳定性。使生产者和消费者数量保持平衡，只能保持生态系统原有的抵抗力稳定性，不能使抵抗力稳定性进一步提高。限制一个演替系列的演替过程，干扰了生态系统的演替规律，因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。只有增加物种数目，使食物链增多，食物网复杂，生态系统自我调节能力才能提高，进而提高生态系统的抵抗力稳定性。
答案：C
4．解析：生态系统的稳定性与其结构有关，结构越复杂，食物链数目越多，生态系统的稳定性就越高。B中有三条食物链，A只有一条，C和D选项各两条。
答案：B
5．解析：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力叫生态系统的抵抗力稳定性。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。其自动调节能力的大小取决于生态系统的成分和营养结构。成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。题中所列四种生态系统中，北极冻原生态系统成分最单纯，营养结构最简单，自动调节能力最小。
答案：B
6．解析：天然林的营养结构复杂，食物链中各营养级的生物种类繁多，自动调节能力大，当发生虫害时，以松毛虫为食的动物的数量也增加，限制了松毛虫的数量，故很少发生虫害。而人工马尾松林营养结构简单，成分单一，自动调节能力小，故常发生虫害。
答案：C
7．C　8．D　9．B　10．D
11．（1）D
（2）能量流动　物质循环
（3）生物种类　越强　自动调节能力　失去平衡 第六章 生命的起源和生物的进化
一、考纲要求
　　1.了解原始大气的成分、原始地球的状况。
　　2.掌握生命起源的四个阶段。
　　3.了解在探索生命起源上的成就。
　　4.掌握生物进化的证据(古生物学上的证据、胚胎学上的证据、比较解剖学上的证据)
　　5.掌握达尔文的自然选择学说。
6.了解对达尔文的评价。

二、知识结构
　
三、知识点、能力点提示
　　(一)知识点
　　1.原始大气成分，原始地球状况。
　　2.生命起源的化学进化学说第一阶段及模拟实验。
　　3.生命起源的化学进化学说第二阶段。
　　4.生命起源的化学进化学说第三阶段。
　　5.生命起源的化学进化学说第四阶段。
　　6.人类探索生命起源的成就。(1965年我国人工合成结晶牛胰岛素；1981年我国人工合成酵母丙氨酸转运核糖核酸)。
　　7.生物进化的证据。(1古生物学上的证据；2胚胎学上的证据；3比较解剖学上的证据)。
　　8.达尔文自然选择学说的主要内容(1过度繁殖；2生存斗争；3遗传和变异；4适者生存)。
9.对达尔文的评价。

　　(二)主要能力点
　　1.运用知识点7中证据与结论相互关系分析问题。
2.运用知识点8解释生物进化、生物多样性等自然现象。

【同步达纲练习】
四、能力训练
　　(一)选择题
　　1.最近美国科学家从2.5亿年前的岩芯中，发现了古细菌。给予一定的营养液培养后，古细菌竟然复苏成活。这种科学界对地球生命起源的某种假说又有了新的依据，因为它说明( )
　　A.原始生命诞生于2.5亿年前 B.最早的生物是细菌
　　C.生命可能由慧星带到地球 D.细菌的生命力最强
　　［命题意图］此题考查对生命起源的某种假说的了解。
　　2.1965年和1981年，我国科学家在分子生物学领域探索生命起源问题上取得的重大成就分别是人工合成了( )
　　A.胰岛素和生长激素
　　B.结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸
　　C.结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运脱氧核糖核酸
　　D.结晶胰岛素和雄性激素
　　［命题意图］此题为96年上海高考题，考查对人类探索生命起源的成就的了解。
　　3.原始生命诞生的重要标志是( )
　　A.原始蛋白质分子和核酸分子的形成
　　B.原始界膜的形成
　　C.有原始的新陈代谢作用和能够进行繁殖
　　D.蛋白质和核酸等物质的相互作用
　　［命题意图］此题为89年高考题，考查对生命起源的化学进化学说第四阶段的理解。
　　4.在原始地球条件下，氨基酸分子的生成和原始生命的诞生场所分别是：( )
　　A.原始海洋和高温干燥地区 B.原始大气和高温干燥地区
　　C.原始大气和原始海洋 D.河流和海洋
　　［命题意图］此题为96年上海高考题，考查对生命起源的化学进化学说的掌握。
　　5.结晶牛胰岛素的人工合成是生命科学上的重要成果，它对生命起源问题的哪个阶段提供了有力的证据( )
　　A.从无机小分子生成有机小分子 B.从有机小分子形成有机高分子
　　C.从有机高分子组成多分子体系 D.从多分子体系演变为原始生命
　　［命题意图］考查的知识点为：生命起源化学进化过程的第二阶段和人类探索生命起源方面的成就。
　　6.地球上生命起源最关键的一个阶段是( )
　　A.氨基酸等有机小分子的形成
　　B.原始的蛋白质、核酸等生命大分子的形成
　　C.具有原始界膜的多分子体系的形成
　　D.由多分子体系进化为原始生命
　　［命题意图］考查生命起源化学进化学说的第四阶段的知识。
　　7.原始生命出现之后，下列哪项顺序最符合生物进化的实际情况( )
　　A.光合作用→厌氧呼吸→有氧呼吸
　　B.厌氧呼吸→有氧呼吸→光合作用
　　C.有氧呼吸→光合作用→厌氧呼吸
　　D.厌氧呼吸→光合作用→有氧呼吸
　　［命题意图］考查对原始生命出现的进程的了解，培养学生综合推理能力。
　　8.己知物种A的化石比物种B的化石在地层中出现晚得多，由此可知( )
　　A.物种A比物种B数量多 B.物种A比物种B结构复杂
　　C.物种A一定从物种B进化而来 D.物种B一定从物种A进化而来
　　［命题意图］考查对生物进化的古生物学的证据的理解和分析推理能力。
　　9.比较鱼类、两栖类、爬行类和人的胚胎时，发现这些胚胎( )
　　A.全部发育过程中都有鳃和尾 B.在发育初期都有鳃和尾
　　C.全部发育过程中都有鳃裂和尾 D.在发育初期都有鳃裂和尾
　　［命题意图］考查对生物进化的胚胎学上的证据的理解。
　　10.在农田中长期使用同一种农药，害虫往往会产生抗药性，使杀虫效果受到极大影响，抗药性产生的原因是( )
　　A.农药的强烈刺激使害虫产生了抗药性
　　B.农药对害虫的抗药性变异进行了定向选择
　　C.害虫遗传性状本身就有对农药的抵抗能力
　　D.农药诱导害虫产生了定向的抗药性变异
　　［命题意图］考查害虫产生抗药性的原因。
　　11.按照达尔文进化学说，下列哪项叙述是正确的 ( )
　　A.生活在地穴水井中盲螈，因为长期不用眼睛失去视力
　　B.食蚁兽的长舌是因为长期舔食树缝中的蚂蚁反复不断伸长所致
　　C.鹿和狼在长期的生存斗争中相互进行选择，结果发展了自己的特点
　　D.春小麦连年冬种可以变成冬小麦，这是环境影响的结果
　　［命题意图］考查达尔文选择学说的主要内容的理解和掌握及分析总结能力。
　　(二)简答题
1.用人的血清注射到家兔体内后，再用该兔的血清与人和其它3种动物的血清相混合，得到结果如下图所示，请分析回答：
　　(1)人的血清对家兔起到 作用，此时家兔的血清中会出现 ，其化学组成为 。
　　(2)根据上图所示，说明黑猩猩血清中的 在结构和性质上与 的最为相似，从而说明两者之间有着 。
　　(3)上述方法称为 ，能为生物进化提供 上的证据。
　　［命题意图］此题为97年上海高考题，考查应用生物进化的证据和结论的相互关系分析问题的能力。
　　2.实践证实开始使用杀虫剂时，对某种害虫效果显著，但随着杀虫剂的继续使用，该种害虫抗药性越来越强，杀虫剂效果越来越差。
　　抗生素是杀灭病原微生物药物。自从青霉素被发现以来，已挽救了千百万人的生命，但使用剂量越来越高，因此科学家告诫人们：不可滥用抗生素。
　　达尔文发现太平洋中某群岛的各小岛上的动植物彼此相似而又相互存在差异。
　　根据所学知识，分析其原因。
　　［命题意图］考查运用达尔文自然选择学说解释自然现象的能力。
　　3.关于生命起源的问题至今仍是科学家们不断探索的课题。1953年，美国学者米勒(S、L、Miller)进行了模拟实验，开辟了通过实验研究生命起源的新途径。
　　60年代以来，相继发现了一些新的科学事实。1969年“阿波罗11号”登月成功，经研究揭示，月球表面的许多环形山是陨石坑。它们是在月球刚形成时被大量天体撞击造成的。这表明太阳系初期，天体碰撞频繁，地球也不会例外。可以推测，那时地壳比较脆弱，到处火山爆发，地球表面温度极高，即使有少量的CH4和NH3放出，也会立刻被高温和极强的紫外辐射裂解为CO2、H2和N2。
　　本世纪七八十年代，科学家发现了35亿年前的、由多细胞组成的、结构较复杂的丝状微化石。由此可推断，生命起源很可能在40多亿年前就已发生，那时地球刚形成不久。
　　天文学家已发现了数十种星际分子(是指存在于星际空间的分子)，它们大多是有机化合物。1969年坠落在澳大利亚麦启逊镇的陨石中含氨基酸……
　　结合米勒的实验，指出以上资料哪些不支持米勒实验的结论，请简要说明。
　　［命题意图］此题的关键在于原始大气、原始地球状况的了解，考查学生灵活应用知识和综合分析能力。

参考答案
【同步达纲练习】
　　(一)选择题
　　1.C 2.B 3.C 4.C 5.B 6.D 7.D 8.C 9.D 10.B 11.C
　　(二)简答题
　　1.(1)抗原 抗体 蛋白质 (2)血清蛋白 人 最近的亲缘关系 (3)血清鉴定法 生理学上
　　2.根据达尔文的自然选择学说可知：生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的，自然选择把不定向的变异纳入定向选择的轨道。害虫、微生物、动植物他们的变异(抗药性、生理形态、生活习性等)都有着生物个体(同种生物)的差异，但使用杀虫剂、抗生素和岛上的自然环境的选择是定向的，那就是淘汰不适应自然的个体，生存下来的是适应的个体，并通过传种接代而使后代普遍适应。
　　3.米勒模拟原始地球的条件，用CH4、NH3等合成了氨基酸等小分子有机物，证实在生命起源的过程中，在原始地球的条件下，由原始大气中的无机小分子生成有机小分子物质是可能的。
　　资料表明，早期地球表面温度极高，原始大气中不可能存在CH4、NH3等物质，因此，这一资料不支持米勒实验的结论。
　　资料还显示，星际分子大多是有机化合物，所以，地球上最早出现的有机物有可能来自星际分子，而不是来自地球，这对米勒实验的结论也提出了挑战高倍显微镜的使用和观察叶绿体和细胞质流动
【学习目标】
1．识记高倍显微镜观察叶绿体的原理、方法。
2．知道叶绿体在细胞中的形态和分布。
3．理解细胞质流动是一种生命现象。
4．知道内外因素对细胞质流动的影响。
5．掌握低倍、高倍显微镜的使用。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解该实验的原理及显微镜使用的注意事项？
(2)如何理解细胞质流动也是一种生命现象？
(3)如何理解实验材料的选择是实验成功的关键？
2．解题障碍
显微镜的使用方面的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“成因法”理解实验原理及显微镜使用的注意事项。
①叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞中，与细胞的其他部分在颜色上有明显的差别，且叶绿体有特定的形状，形态相对比较大。因此可以用显微镜观察其形态和分布，但必须使用高倍显微镜才能看清。
②使用显微镜一定要严格遵循取镜、安放、对光、压片、观察的程序进行。
下降镜筒时，一定要从侧面注视物镜，使物镜接近玻片，但又要防止镜头触及玻片，否则会压碎玻片和损坏透镜(10×物镜的工作距离为0.5～1 cm)。
使用高倍物镜时，必须先在低倍镜下将目标移到视野的中心，然后换用高倍物镜。因为低倍镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本的实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像大，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在玻片不动的情况下，高倍镜看到的只是低倍镜视野的中心的一小部分。
换用高倍镜时，一般不用将镜筒升高，正确的做法是直接转动转换器，转换到高倍物镜即可。在标准的显微镜器件配备都应该是相互匹配的，如低倍镜和高倍镜之间。所以，在低倍镜下看清目标并调到视野中央后，只需略微调节细准焦螺旋即可再次看清目标。
使用高倍物镜之后，透镜与玻片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏透镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标。因此必须用细准焦螺旋调焦(注意:细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用)。
盖盖玻片时，一定要缓慢，且与载玻片成45o角，并与液滴先接触上，再放下盖玻片，以防止装片中产生气泡，影响观察。在制作装片和镜检时，临时装片中的叶片要随时保持有水状态，以保证叶绿体的正常形态并能悬浮在细胞质基质中;否则细胞失水收缩或死亡，将影响叶绿体形态的观察。
(2)用“成因法”和“借比法”理解细胞质流动是一种生命现象。
细胞质基质中含有多种无机化合物和有机化合物，还有很多种酶。细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。活细胞中的细胞质是通过不断流动(在适宜的温度下，其流动会更加明显)，有利于细胞内物质的运输和细胞器的移动，才能够为细胞内的新陈代谢提供所需要的物质及合适的内部环境。所以，细胞质的流动是细胞必然为之的一种自主的活动，即细胞质流动是一种生命现象。随着细胞质基质的运动，悬浮在细胞质基质中的叶绿体等细胞器会运动。因此在显微镜下注视某个叶绿体，看其相对于指针的位置变化，就能证明细胞质是流动的。
(3)用“成因法”理解实验材料的选择。
普通显微镜能够观察的材料，必须是薄的，近乎透明的。①观察叶绿体时，应选择既含有叶绿体，又容易取得的并很薄的材料。选择藓类是因为藓类的叶片是绿色的单层细胞构成，不需加工即可进行观察；用菠菜作实验材料较黑藻难，如果用菠菜叶的叶肉细胞，则增加了一个撕下表皮的步骤并且要求稍带叶肉，因为叶绿体主要存在于叶肉细胞中。观察菠菜叶等双子叶植物的表皮上的保卫细胞，也能找到叶绿体。②用黑藻(属于高等水生植物)作实验材料，必须是活体材料，才能观察到叶绿体和细胞质流动，效果也很好，因为黑藻叶绿体大，细胞排列为单层，易观察，而且装片制作方便。
2．解题障碍的突破
用“成因法”理解和解决显微镜使用方面的问题。
［例1］生物学实验中常用普通光学显微镜。试回答：
(1)一个细小物体若被显微镜放大50倍，这里“被放大50倍”是指该细小物体的
A．体积 B．表面积 C．像的面积 D．长度或宽度
(2)当显微镜的目镜为10倍，物镜为10倍时，在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞。若目镜不变，物镜换成40倍时，则在视野中可看到这行细胞中的
A．2个 B．4个 C．16个 D．32个
(3)在光线明亮的实验室里，用白色洋葱表皮细胞做质壁分离实验。在显微镜视野中能清晰看到细胞壁，但看不清楚细胞是否发生质壁分离。为便于判断，此时应
A．改用凹面反光镜，放大光圈 B．改用凹面反光镜，缩小光圈
C．改用平面反光镜，放大光圈 D．改用平面反光镜，缩小光圈
(4)用高倍镜观察洋葱根尖的细胞比用低倍镜观察到的细胞数目、大小和视野的明暗情况依次为
A．多、大、亮 B．少、小、暗 C．多、小、暗 D．少、大、暗
解析：用“成因法”解。回答此题的关键是理解和掌握普通光学显微镜的原理，显微镜的放大指对目标的长度或宽度放大，而不是面积；放大倍数增加，则视野面积就会缩小；白色洋葱本身细胞结构之间的区别不明显，光线太强，结构之间的成像反差更小，所以看不清细胞膜，只需调小光圈或用平面反光镜，减少光线透过使视野变暗，增大反差。
答案：(1)D (2)A (3)D (4)D
[例2]关于细胞质流动意义的叙述中，不正确的是
有利于细胞新陈代谢的进行 B．有利于细胞间物质的交换
C．有利于物质在细胞内的扩散、运输 D．会造成内质网等细胞器结构的破坏，会造成细胞内微环境的动荡
解析：用“成因法”解。细胞质流动，可以是一个细胞中多方向的流动，有时也是跨细胞的流动，它有利于细胞对营养物质的吸收、利用，也有利于废物的排出，所以能维持细胞内微环境的相对稳定。有利于细胞代谢活动的进行，也有利于相邻细胞间物质的交流，由于细胞质流动是很缓慢的故不会破坏细胞器等细胞结构。答案：D
【同步达纲练习】
1．下列关于叶绿体在细胞中的分布，正确的是
A．在强光下，叶绿体以其侧面对着光源，以利于接受较多的光B．在弱光下，叶绿体以其较大的面对着光源，可以接受更多的光
C．在弱光下，叶绿体会较多地聚集在背光一侧 D．对于一般的叶片，背光面的细胞中含有较多的叶绿体
2．用显微镜观察同一叶片的下列标本，看到叶绿体数量最多的是
A．栅栏组织叶肉细胞 B．叶表皮细胞 C．海绵组织叶肉细胞 D．叶脉细胞
3．在显微镜的视野中有一叶绿体位于左上方，要将此物像移到视野中央，装片应向什么方向移动
A．右下方 B．右上方 C．左上方 D．左下方
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：用“成因法”来解。叶绿体在细胞内是运动的，这种运动造成了叶绿体的分布变化，这是细胞及叶绿体的功能与环境相适应的体现。
答案：B
2．解析：用“成因法”来解。叶肉细胞紧密，且含叶绿体多。
答案：A
3．解析：用“成因法”来解。在显微镜下所见的都是反向的，叶绿体位于左上方则实际在右下方，所以应将装片往左上方移，目标就会到达视野中央。
答案：C 被子植物的个体发育
【学习目标】
1．知道被子植物种子的各部分结构是由胚珠的哪些结构发育来的？
2．知道受精卵和受精极核的遗传物质基础？
3．能用自己的语言描述种子的萌发、植株的生长发育的全过程？
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解被子植物花的各部分结构与果实及种子各部分结构间的关系？
(2)如何理解受精卵和受精极核的遗传物质基础？
(3)如何理解被子植物个体发育的全过程？
2．解题障碍
果实和种子的性状、染色体数目等问题的分析、判断。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“图文转换法”落实所有的理解障碍。如下图：
注：①胚和胚乳是在双受精基础上发育而来的，包含着双亲的遗传物质。其中，胚细胞中的染色体一半来自父方(精子)，一半来自母方(卵细胞)；胚乳细胞中的染色体来自母方(2个极核)，来自父方(精子)。而种皮和果皮都是母方部分结构(珠被和子房壁)变化而来，细胞内的染色体完全由母方提供，只具备母方的遗传性。种皮、果皮及胚的染色体
数目虽都为2N，但来源不同。
②用于双受精作用的精子、卵细胞、极核并不是减数分裂直接产生的，这与动物精子、卵细胞有所区别。花药中的花粉母细胞(小孢子母细胞)经过减数分裂形成4个单核花粉粒(小孢子)，再经过有丝分裂才能形成精子；胚囊中的胚囊母细胞(大孢子母细胞)经减数分裂形成1个单核胚囊细胞(大孢子)，再经过三次有丝分裂才形成内有8个核的成熟胚囊(其中有1个卵细胞和2个极核)。因此，由一个花粉粒产生的二个精子是同源的，一个胚囊内的一个卵细胞和两个极核是同源的。
③胚在形成过程中，所需营养由胚柄吸收营养来提供；胚发育成幼苗所需营养由子叶(无胚乳种子)或胚乳(有胚乳种子)提供；幼苗经营养生长和生殖生长才能发育成为性成熟植物个体，所需营养由自身光合作用满足。
④注意区分极核和极体
极核存在于被子植物的胚囊中，有两个是绿色植物特有的，染色体组成与卵细胞完全一样。与精子结合后形成受精极核，发育为胚乳；极体是动物在产生卵细胞时经减数分裂直接产生的三个小型细胞，最终会退化消失，染色体组成与卵细胞有可能不同。
2．解题障碍的突破
运用“推理法”分析、判断果实和种子的性状，染色体数目等问题。
在清楚果实和种子各部分结构的形成过程的基础上即可推论出关于果实和种子的性状、染色体数目、基因型等问题。
［例1］一颗饱满的花生中有两粒种子，则此花生的形成需要子房、胚珠和花粉粒数分别是
A．2、2、4 B．1、2、1 C．1、2、2 D．1、2、4
解析：用“推理法”解。一颗花生是一个果实，一个果实由一个子房发育而成。花生粒是种子，种子由胚珠发育而成，一个胚珠发育成一粒种子，花生果实中有两粒种子，就需要两个胚珠。花生是被子植物，进行双受精，一个精子与一个卵细胞结合成受精卵，发育成胚；一个精子与两个极核结合形成受精极核发育成胚乳，一粒花粉粒可萌发形成一个花粉管，其中有两个精子，因此一粒种子的形成至少需要1粒花粉，2粒种子的形成需要2粒花粉。
答案：C
说明：花生是双子叶植物，在双受精过程中虽有受精极核的形成及胚乳的出现，但在胚的发育成熟过程中，胚乳中的营养物质将会被子叶吸收，故花生的种子中无胚乳。
［例2］玉米的体细胞含有20条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为
A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20
C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、20
解析：用“推理法”解。玉米的胚囊中有一个卵细胞和两个极核。每一个极核所含的染色体数目与卵细胞的染色体数目相同，是正常体细胞的一半，结合本题可知，应是10条；胚是由受精卵发育来的，受精卵是一个卵细胞与一个精子经受精作用形成的，染色体数目与体细胞相同，应是20条；胚乳细胞是由受精的极核发育来的，而受精极核是由一个精子与两个极核受精后形成的，染色体数目应是30条；珠被和子房壁细胞属于正常植株上的体细胞，染色体数目应是20条。 答案：C
［例3］果园中同时种许多品种的桃，开花时蜜蜂相互传粉，但不同的果树年年照样结各自口味的果，不会因互相传粉而改变口味，这是因为
A．只传粉而没有受精 B．传粉受精但没有改变种子的基因型
C．桃雌蕊不接受其他品种的花粉 D．传粉受精并不改变果肉细胞基因型
解析：果实是由子房发育来的，桃的口味实际上是由果皮决定的，果皮由子房壁发育而成。不同品种的桃树之间相互传粉，只能改变种子(胚)的遗传物质(基因型)，不会改变子房壁细胞内的遗传物质，即不改变果肉细胞的基因型，所以仍然是本品种的口味。
答案：D
【同步达纲练习】
1．黄豆种子萌发时，提供养料的结构是由下列哪项发育成的
A．受精卵 B．受精极核 C．子房壁 D．珠被
2．种子的胚细胞、胚乳细胞及种皮细胞中含有来自母方染色体的比值依次是
A．1/2、1/3、1 B．1/2、2/3、1 C．1/2、2/3、1/2 D．1/3、1/2、1/3
3．水稻的体细胞内含有24条染色体。在一般情况下，它的卵细胞、子房壁细胞和胚乳细胞所含的染色体数目依次是
A．12、24、24 B．24、24、36 C．12、24、36 D．24、24、24
4．四倍体西瓜(体细胞含44条染色体)作母本与二倍体西瓜(体细胞中含22条染色体)作父本杂交，据此回答下列问题：
(1)杂交所得西瓜果皮、胚、胚乳(以后消失)细胞的染色体分别是______________
_____________________。
(2)若此西瓜中有20粒种子，则此西瓜的形成需要子房数、胚珠数、花粉粒数分别是______________。
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：运用“推理法”。黄豆属双子叶植物，在种子形成过程中，胚乳中的营养物质将会被子叶吸收，在种子萌发时，由子叶提供养料，子叶是胚的组成部分，而胚是由受精卵发育而成的。答案：A
2．解析：运用“层析法”。详见理解障碍的突破中注①。答案：B
3．解析：运用“推理法”。方法同例2。答案：C
4．解析：运用“层析综合法”。(1)四倍体母体产生的卵细胞和极核中各含22条染色体，二倍体父本产生的精子中含11条染色体，所以由受精卵发育成的胚，细胞中的染色体数为22＋11＝33条，胚乳由受精极核发育而成，受精极核是由两个极核与一个精子结合而成，细胞中的染色体数为22＋22＋11＝55条，果皮是由子房壁发育而成，染色体数与母本体细胞染色体数相同，为44条。
(2)略，方法同例1。答案：(1)44条 33条 55条 (2)1个 20个 20粒
高等动物的个体发育
【学习目标】
1．知道高等动物胚胎发育的大致过程。
2．知道陆生脊椎动物羊膜出现的意义。
3．知道高等动物胚后发育的特点，以及变态发育的概念。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何领会高等动物个体发育的全过程？
(2)如何理解原肠胚的形成？
(3)如何巧记组织分化和器官形成？
2．解题障碍
(1)判断高等动物胚胎发育几个重要阶段的顺序问题。
(2)各组织、器官和系统分别由哪个胚层分化发育而来的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)运用“图解法”概括高等动物个体发育的全过程，即有整体性、连续性，又便于记忆。
高等动物个体发育过程(以蛙为例)：(2)用“图文结合法”理解原肠胚的形成过程。
两栖类的原肠胚是通过“外包”与“内陷”和“内卷”相结合形成的，如下图：
两栖类原肠形成时，预定区移到它们的最终部位
上图以不同的点线表示外胚层、中胚层和内胚层的来源及位置。图中A可以看到动物半球细胞不断增生，向下移动，沿着胚孔背唇向囊胚腔内翻卷，接着还有从侧唇和胶唇卷入的细胞。这些新卷入的细胞又围成一个新的空腔，即原肠腔。此时的胚体像一个双层壁的空心球称原肠胚。原肠胚的早期特点是有内、外两层细胞(即内胚层和外胚层)，有原肠腔，腔有胚孔与外界相通，但初期孔的中央有“卵黄栓”封堵着。原肠胚进一步发展是三胚层分化，形成具内、中、外三胚层的胚体。中胚层是由内陷的植物半球细胞逐渐带动着动物半球细胞向内卷入，这些卷入的动物半球细胞在内、外胚层之间形成中胚层。从三胚层的分化可知：外胚层由外包的动物极细胞形成；中胚层由内卷的动、植物极细胞形成；内胚层由内陷的植物细胞形成。原肠胚的主要特点可以概括为“一孔、二腔、三胚层”。“一孔”指的是胚孔；“二腔”指的是缩小的囊胚腔和新形成的原肠腔；“三胚层”指的是外胚层、中胚层和内胚层。
(3)运用“排除法”和“歌诀法”巧记组织分化和器官形成。
关于动物个体发育中的组织分化与器官形成，繁杂零乱、易混难记，可寻找巧法化解疑难，即“记简弃繁”。只要记住内、外胚层发育形成的组织器官，再使用排除法，就可以把中胚层形成的繁多的组织器官鉴别出来。由内外胚层发育形成的组织器官可以用歌诀“内消呼肝胰，外表感神仙”记忆。即：内胚层发育成消化道、呼吸道上皮、肝脏和胰腺——“内消呼肝胰”。外胚层发育成为表皮及其附属结构、感觉器官和神经系统——“外表感神仙”。
2．解题障碍的突破
运用“系统化和具体化(对号入座)法”解决有关问题。
在掌握高等动物胚胎发育过程和巧记组织分化、器官形成的基础上解决相关问题。注重知识的再现。
［例1］下面是有关两栖类胚胎发育过程的叙述，其中正确的是
A．受精卵的植物半球卵黄丰富，分裂快，细胞数目多
B．当细胞内出现了空腔，细胞分裂就停止了
C．胚内首先出现的是囊胚腔，其后出现的是原肠腔
D．当囊胚腔出现时，胚的表面就出现了胚孔
解析：用“系统法与对比法”解。蛙的受精卵可分为动物半球和植物半球，动物半球含卵黄少，细胞分裂(有丝分裂)快，数目多；植物半球含卵黄多，细胞分裂慢，数目少。受精卵经过卵裂(有丝分裂)，到一定时期形成囊胚腔，这个时期的胚称囊胚。胚胎继续发育，由于动物半球细胞分裂快，外包；植物半球细胞分裂慢，内陷，部分细胞被卷入囊胚腔，内陷的细胞之间出现空腔，即为原肠腔，这时的胚叫原肠胚，故在蛙胚的发育过程中先出现囊胚腔，后出现原肠腔。
答案：C
［例2］下列哪一组器官或组织是由蛙胚的中胚层发育来的
A．真皮和脑 B．肝脏和胰腺 C．眼和肾脏 D．脊索和真皮
解析：用“具体化法”解。内胚层发育成消化道、呼吸道上皮、肝脏和胰腺——“内消呼肝胰”；外胚层发育为表皮及其附属结构，感觉器官和神经系统——“外表感神仙”。其余均由中胚层发育而成。脑属神经系统，眼是感觉器官，由外胚层发育而成。 答案：D
［例3］在动物的胚胎发育过程中，早期原肠胚的细胞从一个部位移植到另一个部位时，被移植的细胞能适应新的部位并参与那里器官的形成。但如果在原肠胚的末期，把未来将发育为蝾螈下肢的部位移植到另一蝾螈胚胎不长下肢的部分，将发育为一条额外的腿，这说明
A．原肠胚末期已出现了组织和器官的形成 B．细胞是全能的
C．原肠胚末期出现了细胞分化 D．原肠胚已出现了三个胚层
解析：用“层析综合法”解。从某种意义上说，细胞具有全能性，但细胞全能性的表达是在细胞离体时才有可能，当细胞处在原肠胚时，细胞全能性并不表达，而是进行分化，细胞的分化是细胞内遗传信息有选择表达的结果，在原肠胚的早期出现了三个胚层，但细胞并未分化，原肠胚末期组织和器官并未形成，只是出现了细胞分化(因为只有细胞的分化，才能形成组织和器官)，这样，移植原肠胚末期某个特定部位的细胞，到蝾螈胚胎不长下肢的某个部位时，它们将继续分化，发育成既定的组织或器官。
答案：C
点评：该题考查动物胚胎发育、细胞分化、细胞全能性、性状表达等知识，是一道综合性题目。
【同步达纲练习】
1．正确表示高等动物个体发育的顺序是
A．受精卵→幼体→成体
B．卵→幼体→成体
C．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化
D．卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化
2．胰腺细胞能合成蛋白酶，心肌细胞能合成肌球蛋白和肌动蛋白。这两类细胞的形成时期及形成原因分别是
A．囊胚期，细胞分裂形成 B．原肠胚期，细胞分化形成
C．囊胚期，细胞分化形成 D．原肠胚期，细胞分裂形成
3．原肠胚的外胚层、中胚层和内胚层依次发育成
A．脊髓、睾丸、子宫内膜 B．汗腺、眼球、心脏内膜
C．皮肤、肾脏、膀胱内膜 D．脊髓、脊柱、气管内膜
4．下列完全由受精卵植物极细胞发育形成的是
A．肺 B．胃粘膜上皮 C．食道 D．气管
5．下图为蛙胚的发育过程中某时期的纵剖面结构示意图，请回答(括号内填标号)
(1)此图表示蛙胚发育过程中的________时期。
(2)［ ］是缩小的囊胚腔；［ ］是内陷细胞之间出现的凹陷，名称是________。
(3)胰腺是由［ ］________发育而成的；性腺是［ ］________发育而成的；皮肤是由［ ］________发育而成的。
(4)蛙胚的发育过程经历了________、囊胚、________及________的分化等阶段，进一步发育为组织、器官、系统而形成幼体。
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：运用“具体化法”。
答案：A
2．解析：运用“成因法”。在蛙的个体发育过程中，原肠胚的形成具有重要意义，由于三胚层的出现，不同胚层细胞的形态、结构、生理功能发生稳定的、持久的、不可逆的变化，即分化，形成了不同的组织、器官，导致幼体形成。所以，具有不同功能的胰腺细胞和心肌细胞形成于原肠胚期，是细胞分化的结果。
答案：B
3．解析：运用“具体化法”和“排除法”。由外胚层发育形成的是“脊髓、眼球、汗腺、皮肤的表皮；由内胚层发育形成的是气管内膜，其余均是由中胚层发育形成的。
答案：D
4．解析：运用“具体化法”。植物极细胞形成内胚层，胃粘膜上皮是消化道上皮，是由内胚层发育而成的。
答案：B
5．解析：运用“图文转换法”和“具体化法”。
答案：(1)原肠胚 (2)4 5 原肠腔 (3)3 内胚层 2 中胚层 1和2 外胚层和中胚层 (4)卵裂 原肠胚 三个胚层 DNA是主要的遗传物质
【课前复习】
在学习新课程前必须重新回顾有关遗传、变异的概念；有丝分裂、减数分裂、受精作用；染色体的主要成分；DNA在细胞中的存在部位等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．从地层里挖出的千年古莲种子，种在池塘里仍能开花结籽，但其花色与现代莲花稍有不同，这个现象说明了生物具有
A．应激性 B．变异性
C．遗传性 D．遗传性和变异特性
解析：“稍有不同”说明它们相同的特征多，不同的特征少。相同，体现了生物的遗传性；不同，则体现了生物的变异性。
答案：D
2．染色体的主要成分是________________________________。
答案：DNA和蛋白质
3．在有丝分裂过程中，DNA在___________加倍，而染色体是在_________________加倍，这样在形成的两个子细胞中，DNA和染色体数目都_________________，从而保证了细胞的前后代_________________的稳定性。
答案：间期　后期　保持不变　遗传物质
4．图6—1—1表示马蛔虫（体细胞含有2对同源染色体）的细胞分裂等生理过程，据图回答：
图6—1—1
注：末期染色体、DNA的数目是指在一个细胞核中的数目。
（1）图中实线代表_____________数目的变化曲线；图中虚线代表_____________数目的变化。
（2）A ～ C所代表的生理过程名称是：A．____________B．____________C．___________
解析：细胞分裂数目变化曲线有两种，一是DNA变化曲线，特点是在有丝分裂过程中间期复制加倍(4→8)，末期结束后在形成的子细胞中减少一半(8→4)，在减数分裂间期DNA也复制(4→8)，第一次分裂结束后DNA减半(8→4)，第二次分裂结束后，DNA再次减半(4→2)。配子经受精作用以后再加倍(2→4)恢复亲代DNA数目。由此可知，实线表示DNA数目变化曲线。二是染色体数目变化曲线，有丝分裂特点是间期复制的染色体，数目不加倍(4→4)，到分裂后期加倍(姐妹染色单体分开)，减数分裂第一次分裂之前的间期染色体也复制，但染色体数目不加倍(4→4)，到末期结束后，在形成的两个次级性母细胞中减半(4→2)；在减数分裂第二次分裂之前的间期，染色体不再复制(2→2)，在第二次分裂后期因姐妹染色单体分开，导致染色体数目加倍(2→4)，到末期结束后形成的性细胞中减半(4→2)，受精作用后再恢复体细胞的染色体数目(2→4)。因此虚线表示染色体变化曲线。
答案：（1）DNA　染色体　（2）有丝分裂　减数分裂　受精作用
知新——先看书，再来做一做
1． 遗传是生物在生殖、发育过程中表现出的基本特征，那么，寻找遗传物质应该从哪个过程去考虑？
2． 通过我们对生殖、发育中减数分裂、受精作用、有丝分裂等知识的学习可知，细胞核中哪一结构在前后代能保持连续性和稳定性？
3． 染色体的主要成分是DNA和蛋白质，那么，怎样做才能证明DNA和蛋白质哪一种是遗传物质呢？
4． 肺炎双球菌的转化实验中：
(1)肺炎双球菌的类型：
①R型细菌：菌落_____________，菌体_________________荚膜，是_________________球型菌。
②S型细菌：菌落_________________，菌体____________荚膜，是_________________球型菌。可以引起人患_________________和使小鼠患_________________。
(2)1928年，英国科学家格里菲思用_________________在_________________体内进行转化实验即体内转化实验。
过程是：
①将_________________型活细菌注入小鼠体内结果小鼠不死亡。
②将_________________型活细菌注入小鼠体内结果小鼠死亡。
③将杀死后的_________________型细菌注入小鼠体内结果小鼠不死亡。
④将无毒性的_________________型细菌与加热杀死的_________________型细菌混合后注入小鼠体内，结果小鼠死亡，并在小鼠尸体上分离出了_________________毒性的_________________型活菌。
结果分析：①～④过程证明：无毒性的____________型活细菌在与被加热杀死的_________________型细菌混合后转化为_________________毒性的_________________型活细菌，而且这种性状的转化是可以_________________的。
结论是：加热杀死的_________________型菌中含有一种_________________。
(3)1944年，美国科学家艾弗里和他的同事用_________________在其他生物如小鼠体内做转化实验即体外转化实验，目的是__________________________。
过程是：
①从___________型活细菌中提取____________、_____________和_________________等物质，分别加入培养_____________型细菌的培养基中，发现只有加入_________________、_________________型细菌才能转化为　　_________________型细菌。
②如果用DNA酶处理S型活菌中提取的DNA，就不能使_________________细菌转化。
结论是：转化因子是__________________________。
(4)肺炎双球菌的转化实验结论：_________________是遗传物质。
5．噬菌体侵染细菌的实验：
(1)T2噬菌体
①习性：是一种专门寄生在_________________体内的病毒。
②结构：外壳：头部和尾部是由_________________ 组成。内部：只有_________________分子。
(2)过程
①T2噬菌体的外壳_________________被_________________标记，侵染细菌，测试结果表明被标记的_________________没有进入细菌内。
②T2噬菌体内部的_________________被_________________标记，侵染细菌，测试结果表明：被标记的_________________进入细菌体内增殖。
(3)结果分析：在噬菌体中，亲代和子代之间具连续性的物质是_________________，而不是_______________，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的_______________传给后代的。
(4)结论：_________________是遗传物质。
6． 只有极少数病毒的遗传物质是_________________，如烟草花叶病毒。绝大多数生物的遗传物质是_________________，所以_________________是主要的遗传物质。

【学习目标】
1．知道遗传学的发展过程及研究意义。
2．记住“DNA是遗传物质”的直接证据——肺炎双球菌的转化实验原理、过程和结论；噬菌体侵染细菌的实验原理、过程和结论，并且能够解释说明其中的含义、能够对这些知识采用适当的形式（文字、图、表）予以表达。
3．能够解释说明DNA是主要的遗传物质。
4．通过重演科学家发现DNA是主要的遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
5．通过自己设计验证性实验，检验自己分析问题、解决问题和创新思维的能力。

【基础知识精讲】
课文全解：
本章的前言部分，首先通过三个设问“遗传和变异究竟是怎样发生的？”“在生物体内是什么物质对遗传和变异起着决定性作用？”“生物的遗传和变异有哪些共同的规律？”概括出了本章的主要内容，然后又简单回顾了100多年来遗传学的发展过程大约分为三个阶段：第一阶段是实验遗传学阶段，表现在19世纪60年代，遗传学家孟德尔从性状出发，发现了遗传的两个规律，第二阶段是分子遗传学的初始阶段，表现在20世纪中叶，DNA双螺旋结构的发现标志着生物科学进入分子生物学阶段；第三阶段，分子遗传学迅猛发展阶段表现在，人们在分子水平上实现了对遗传物质的重新组合，解决了许多与人类的生产和生活密切相关的问题。
《遗传的物质基础》前言部分指出，生物的性状之所以能够传给后代，是因为生物体内有遗传物质的存在，从而引出本节的主要内容：①什么是遗传物质？②遗传物质有什么样的结构和功能？③遗传物质是怎样发挥作用的？然后，从分子水平上详尽地简述遗传的物质基础和作用原理。通过讲述DNA是遗传物质的实验证据、DNA分子的结构和复制功能以及基因的表达功能等内容，达到对染色体、DNA和基因的有关结构和功能方面的知识，以及它们之间的关系有更深入、全面的理解和认识的目的。
本小节“DNA是主要的遗传物质”的引言部分的学习思路是：
首先，从生物性状的遗传现象引出什么是遗传物质的问题，而要判断什么是遗传物质就应该知道遗传物质应具有的特点。遗传物质应具有的特点是：在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
其次，遗传是生物在生殖、发育过程中表现出的基本特征，因此，寻找遗传物质应该从生殖发育等过程去考虑。
第三，生物学家通过对细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程研究，发现每一种真核生物都有恒定的染色体数，染色体在传种接代过程中具有一定的稳定性和连续性，如图6—1—2所示。在有性生殖过程中，后代具有双亲各一半数量的染色体。从而认识到染色体在生物的遗传中具有重要的作用。
图6—1—2
第四，染色体的主要成分是DNA和蛋白质，那么，其中究竟哪种物质在起遗传作用呢？怎样设计实验来证明它呢？科学家对实验的设计思路是：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。从而引出了本小节要研究的主题——证明DNA是遗传物质的两个著名的实验。
第五，DNA是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”是本小节的重点知识。在讲述噬菌体侵染细菌的实验时，用研究时采用的“同位素标记法”来说明，这样符合科学研究的过程，很自然地导出DNA是遗传物质的结论。
1．肺炎双球菌的转化实验：见下表
R型细菌：菌落粗糙，菌体无荚膜，有毒，球菌。
S型细菌：菌落光滑，菌体有荚膜，有毒，球菌。
肺炎双球菌的转化实验
实验名称 实验对象 培养条件 实验过程及现象 结论
肺炎双球菌转化实验 格里菲思（体内转化） R型细菌（无毒）、S型细菌（有毒） 小鼠 1．将活的无毒R型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡2．将活的有毒S型细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡3．将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡4．将活的无毒R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡5．从实验4的小鼠体内提取出有毒性的S型活细菌，并且其后代也是S型细菌 加热杀死后的S型细菌中含有使R型细菌转化的转化因子 DNA是遗传物质
肺炎双球菌转化实验 艾菲里（体外转化） R型细菌（无毒）S型细菌（有毒） 细菌培养基 从有毒的S型活菌中提出①DNA、②蛋白质、③多糖、④脂质、⑤RNA……将它们分别加入到培养无毒的R型细菌的培养基中，结果，只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌如果用DNA酶处理从S型活菌提取出来的DNA，使其分解，就不能使R型细菌发生转化 转化因子就是DNA DNA是遗传物质

2．噬菌体侵染细菌的实验：见下表
T2噬菌体：一种专门寄生在细菌体内的病毒，侵染病毒后，在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成物质，从而进行大量增殖。
T2噬菌体头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，它的头部内含有一个DNA分子。
噬菌体侵染细菌的实验
实验名称 实验过程及现象 结论
噬菌体侵染细菌 用放射性元素35S标记一部分噬菌体的蛋白质外壳，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内无放射性 噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部 噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA作用下完成的，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，子代噬菌体的各种性状是DNA遗传给后代的DNA是遗传物质
用放射性元素32P标记另一部分噬菌体的DNA，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内有放射性 噬菌体的DNA进入了细菌内部
第六，说明DNA是主要的遗传物质。有些病毒体内没有DNA，只有RNA（如烟草花叶病毒），RNA就是它的遗传物质。由于大部分生物的遗传物质是DNA，因此，DNA是主要的遗传物质。
综上所述，本小节的知识结构如下：
问题全解：
1．遗传物质应具有哪些特点？
遗传物质应具有的特点是：
（1）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；
（2）能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；
（3）具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；
（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
2．染色体的成分有哪些？
化学分析的结果表明，真核生物染色体的主要成分是核酸和蛋白质。其大致比例如图　 6—1—3所示：
图6—1—3
3．科学家证明遗传物质是DNA的实验设计思想是什么？
设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。
4．肺炎双球菌的转化实验是怎样进行的？实验结果证明了什么？
见“课文全解中表肺炎双球菌的体外转化实验”。
5．肺炎双球菌的体外转化实验过程是怎样的？何为转化作用？
1944年，艾弗里等人第一次证明了DNA是肺炎双球菌的转化因子，这在分子遗传学上具有极其重要的意义。艾弗里等人从光滑型（S型）肺炎双球菌中分别提取DNA、蛋白质和多糖等物质，并将上述每一种物质单独放入粗糙型(R型)肺炎双球菌的培养基中，结果发现只有DNA能使一部分粗糙型肺炎双球菌转化为光滑型。如图6—1—4所示。这种从一个供体菌得到的DNA通过一定途径授与另一种细菌，从而使受体菌的遗传特性发生改变的作用称为转化作用。
图6—1—4
6． 噬菌体侵染细菌的实验是怎样进行的？实验结果证明了什么？（见下表）
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验证明
32P标记DNA 有32P标记DNA DNA有32P标记 DNA分子具有连续性，是遗传物质
35S标记蛋白质 无35S标记蛋白质 外壳蛋白无35S标记
7．怎样知道噬菌体注入细菌内部的物质只是DNA
这主要是通过同位素的标记实验知道的。用被35S和32P标记的噬菌体分别去侵染未标记的细菌，然后测定宿主细胞的同位素标记：当用35S标记的噬菌体侵染细菌时，测定结果显示，宿主细胞内很少有同位素标记，而大多数35S标记的噬菌体蛋白质附着在宿主细胞的外面；当用32P标记的噬菌体感染细菌时，测定结果显示宿主细胞的外面的噬菌体外壳中很少有放射性同位素32P，而大多数放射性同位素32P在宿主细胞内。以上实验表明，噬菌体在侵染细菌时，进入细菌内的主要是DNA，而大多数蛋白质在细菌的外面。
8．为什么说DNA是主要的遗传物质？
在绝大多数动植物的性状遗传上，DNA是主要的遗传物质，但RNA在遗传上也有作用。一些只含有RNA的病毒，它们的遗传性状是由RNA决定的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

【学习方法指导】
本小节要学习的中心内容是：DNA是遗传物质的证据，这是分子水平的内容，那么，明确教材的编写思想，掌握实验原理、科学地分析实验现象，对实验结果进行正确的判断，是理解和掌握好此部分知识的关键。
1．按教材的编写思路用“顺藤摸瓜法”去理解和掌握教材的整体内容。
本小节教材的编写思路如下：
按照以上思路去顺藤摸瓜，便于理解和掌握教材的知识体系。
2．用“对比的方法”理解和掌握实验过程。
格里菲思所做的“体内转化实验”采取对照的方法，教材中步骤1、2、3为步骤4的对照组；步骤4为实验组，用对比的方法不难得出正确结论。
3．用“平衡控制”等方法来理解体外转化实验。
因为在实验中无关变量的因素很难避免，只能设法平衡和消除它们的影响，即通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较准确和可靠的实验结果。
艾弗里等人所做的体外转化实验用了对照的方法同时也用了单因子变量的方法，实验的结果只有加入DNA，R型菌才能转化成S型菌，在此基础上，又做了另外一个对照，用DNA酶处理DNA使其分解，结果R型菌就不能发生转化，通过此对照，一方面排除了可能因为DNA提取不纯而混有其他未知因素的影响，另一方面也说明DNA只有保持分子结构的稳定性才能行使其遗传功能。
4．用“透过现象看本质”的方法来掌握噬菌体侵染细菌的实验。
噬菌体侵染细菌的实验中，要抓住本质来掌握，整个实验的关键物质是什么？噬菌体的DNA侵入细菌体内，而蛋白质外壳留在外面没起作用，因此新老噬菌体之间的连续性是通过DNA保持的，从而证明DNA是遗传物质。

【知识拓展】
1．DNA是遗传物质的间接证据
（1）DNA分布在染色体内，是染色体的主要成分，而染色体是直接与遗传有关的。
（2）细胞核内DNA的含量十分稳定，而且与染色体的数目存在着平行关系：在同一种生物的细胞中，体细胞中DNA的含量（2a）是生殖细胞中DNA含量（a）的2倍；体细胞中染色体的数量（2N）也正好是生殖细胞（N）的2倍。
（3）DNA在代谢中较稳定，不受生物体的营养条件、年龄等因素的影响。
（4）作用于DNA的一些物理和化学因素，如紫外线、X射线、氮芥等都可以引起生物体遗传特性的改变。
2．转化作用的实质
转化作用的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息如图6—1—5。
图6—1—5
实验证明，转化率与供体菌细胞的DNA纯度有关，DNA越纯，转化率也就越高。如果事先用DNA酶降解供体菌细胞中的DNA，那么转化作用就不复存在。
3．将噬菌体用放射性元素做标记的方法
把宿主细胞分别培养在含有35S和32P的培养基中，宿主细菌在生长过程中，就分别被35S和32P所标记。然后，赫尔希等人用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖，破裂后释放出很多子代噬菌体，在这些子代噬菌体中，外壳被35S所标记，DNA被32P所标记。
4．噬菌体侵染细菌的生活周期
一个典型的噬菌体的生活周期，可以分为3个阶段：感染阶段、增殖阶段和成熟阶段，这三个阶段又可归纳为10个字，即吸附、注入、合成、组装、释放。
（1）感染阶段
吸附：噬菌体的尾部附着在细菌的细胞壁上。
注入：先通过溶菌酶的作用在细菌的细胞壁上打开一个缺口，尾鞘像肌动蛋白和肌球蛋白的作用一样收缩，露出尾轴，伸入细胞壁内，如同注射器的注射动作，噬菌体只把头部的DNA注入细菌的细胞内，其蛋白质外壳留在壁外，不参与增殖过程。
（2）增殖阶段
合成：噬菌体DNA进入细菌细胞后，会引起一系列的变化：细菌的DNA合成停止，酶的合成也受到阻抑，噬菌体逐渐控制了细菌细胞的代谢。噬菌体巧妙地利用寄主即细菌细胞的“机器”，大量地复制与合成子代噬菌体的DNA和蛋白质。
组装：在细菌细胞内，子代噬菌体的DNA与蛋白质组成完整的噬菌体颗粒。
噬菌体的形成是借助于细菌细胞的代谢机构，由本身的核酸物质操纵的。据观察，当噬菌体侵入细菌细胞后，细菌的细胞质里很快便充满了DNA细丝，10 min左右开始出现完整的多角形头部结构。噬菌体成熟时，这些DNA高分子聚缩成多角体，头部蛋白质通过排列和结晶过程，把多角形DNA聚缩体包围，然后头部和尾部相互吻合，组装成一个完整的子代噬菌体。
（3）成熟阶段
释放：噬菌体成熟后，在潜伏后期，溶解寄主细胞壁的溶菌酶逐渐增加，促使细胞裂解，从而释放出子代噬菌体。
在光学显微镜下观察培养的感染细胞，可以直接看到细胞的裂解现象。T2噬菌体在37℃下大约只需40 min就可以产生100～300个子代噬菌体。子代噬菌体释放出来后，又去侵染邻近的细菌细胞，产生子二代噬菌体。
5．关于烟草花叶病毒侵染烟草的实验
一些植物病毒和动物病毒，只含有RNA，而不含有DNA，它们的遗传性状则是由RNA决定的。例如，烟草花叶病毒(简称TMV)，它的基本成分就是蛋白质和RNA。早在1957年，格勒和施拉姆用石炭酸处理这种病毒，把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常烟草上，结果发生了花叶病；如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。由此证明，RNA起着遗传物质的作用。以后有人将车前草病毒(HRV)的RNA与烟草花叶病毒的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品系。用它进行侵染实验，结果，发生的病症以及繁殖的病毒类型，都依RNA的特异性为转移，即依车前草病毒的RNA为转移。这更进一步证实了RNA在遗传上的作用。从而说明RNA是烟草花叶病毒和车前草病毒的遗传物质。

【同步达纲训练】
1．在肺炎双球菌的转化实验过程中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是
A．R型细菌和S型细菌 B．R型细菌和R型细菌
C．S型细菌和R型细菌 D．S型细菌和S型细菌
2．在肺炎双球菌的转化实验中，下列哪种因子是转化因子
A．蛋白质 B．多糖
C．DNA D．其他无机物
3．用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化成S型细菌，这种酶是
A．分解多糖荚膜的酶 B．纤维素酶
C．蛋白酶 D．DNA酶
4．如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到放射性元素为
A． 可在DNA中找到15N和32P
B． 可在外壳中找到15N和35S
C． 可在DNA中找到15N和32P、35S
D． 可在外壳中找到15N
5．所有病毒的遗传物质是
A．都是DNA B．都是RNA
C．是DNA和RNA D．是DNA或RNA
6． 从烟草花叶病毒中提取出蛋白质，不能使烟草感染病毒，但从该病毒中提取出来的RNA却能使烟草感染病毒，这说明__________________________。
7． 1944年美国科学家艾弗里等人为了弄清“转化因子”为何物质，进行了肺炎双球菌转化作用实验。他们从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将其分别加入培养R型细菌的培养基中培养，主要过程图解如图6—1—6：
思考并回答下列问题：
图6—1—6
(1)将A、C过程的预测结果参照图解填在图中空格内。
(2)A、B、C实验结果分别表明_____________。综上所述转化因子就是______________，_________________________才有转化作用，从而证明_________________________。


参考答案
1．A　2．C　3．D　4．A　5． D
6． 蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质，而RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
7．解析：1944年艾弗里等人进行的转化实验，称为体外转化实验。将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等分离开，单独地、直接地去感染R型菌，只有DNA具有转化作用，即能够引起可遗传的变异，而且DNA只有保持分子结构的稳定性才能行使其遗传功能。
答案：（1）A．　　　　　　　　　 C．
　　　　
（2）蛋白质没有转化作用；DNA有转化作用；DNA降解物没有转化作用　DNA　DNA只有保持分子结构的稳定性　DNA是遗传物质植物对水分的吸收和利用
【学习目标】
1．识记植物细胞吸水和失水的原理。
2．识记水分在植物体内的运输、利用和散失。
3．知道合理灌溉在生产和生活实践中的应用。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解原生质与原生质层、扩散与渗透、半透膜与选择透过性膜等概念？
(2)如何理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件？
2．解题障碍
(1)用渗透作用等概念分析解释某些现象。
(2)用植物吸水和失水的原理解决生产实际问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“并列比较法”理解半透膜与选择透过性膜、原生质与原生质层、扩散与渗透的区别。
①半透膜与选择透过性膜的区别
异中求同：二者都是限制性的透过膜。同中求异：半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的卵壳膜、花生种皮等)。而选择透过性膜主要是由于膜上具有一些运载物质的载体，因为不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，即使同一细胞膜上含有的运载不同物质载体的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质透过的高度选择性。当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。因此，半透性与选择透过性是两个明显不同的概念。
②原生质与原生质层的区别
异中求同：二者都是构成细胞的有生命的物质或结构。同中求异：原生质是细胞内的生命物质，可分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分，细胞壁不属于原生质。一个动物细胞可以看成是一团原生质。成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，可以看作是一层选择透过性膜，它不包括细胞液这部分。
③自由扩散与渗透的区别
异中求同：二者都是物质经过膜扩散的方式。物质从高浓度区域向低浓度区域的运动称为扩散，如O2由细胞外通过细胞膜进入细胞内的过程，在细胞内O2仍可进一步扩散，与过膜与否无关。同中求异：自由扩散是小分子物质过膜的一种方式。渗透是水等溶剂分子从低浓度溶液一方通过半透膜(或选择透过性膜)进入高浓度溶液一方的过程，是扩散的一种特殊方式，进行扩散的物质仅限于“溶剂分子”，还必须通过半透膜(或选择透过性膜或原生质层)。
(2)用“实验分析法”理解渗透作用的原理以及植物细胞吸水和失水的条件。
通过人工渗透作用的实验装置可以看出：渗透作用发生的两个条件，一是具有半透膜；二是半透膜两侧溶液具有浓度差。通过实验我们不难发现一个成熟的植物细胞具备发生渗透作用的条件，由此可以说一个成熟的植物细胞就是一个活的渗透系统。植物细胞的吸水和失水遵循渗透作用的原理。
①半透膜只允许水或其他溶剂分子通过，而溶质分子难以通过；渗透是水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散，因此半透膜两边的浓度差是渗透作用的前提，它决定了水分子的渗透方向和数量。
②渗透作用为什么能使水分子从低浓度向高浓度转移呢 一般讲的浓度是溶质的浓度，而渗透的物质是溶剂分子。溶质的浓度越高(实验装置的漏斗内的溶质)，相对地说单位体积内溶剂分子数越少；反之溶液浓度越低(实验装置的烧杯内的溶液)，相对地说单位体积内溶剂分子数越多。溶剂分子在渗透过程中由单位体积分子数多的地方向分子数少的地方扩散。因此，就一般所讲的浓度而言，渗透作用中的溶剂分子(例如水分子)从低浓度向高浓度渗透。
③成熟的植物细胞从结构上看，细胞壁是全透性的，细胞膜、液泡膜是选择透过性膜，加上两膜之间的细胞质所构成的原生质层，可以看成是一层选择透过性膜，而液泡中含有有机酸、生物碱、糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，因此细胞液具有一定的浓度。由此可以看出植物细胞具备发生渗透作用的条件，所以植物细胞是一个渗透系统。当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，即表现为渗透吸水，这是植物细胞吸水的主要方式。根据渗透吸水原理，我们可以用不同浓度的溶液处理植物细胞，判断其吸水或是失水，可以通过质壁分离和复原实验进行验证和探索，并以此来进一步测定细胞的渗透压或细胞液的浓度，判断细胞的生活状况是死是活等。
(3)理论联系实际理解在移栽树木时应注意的问题。
在学习完水分的吸收和利用知识后，要应用所学的知识来解决常见的生产实践问题。在移栽树木时，由于要损伤一些根，影响了对水分的吸收，因此，要采取措施尽量减少水分散失，以保持体内水分平衡。这样在移栽时要去掉部分枝叶，或在傍晚、阴雨天进行，以降低蒸腾作用；此外为了增加水分的吸收，要尽可能带土移栽；以免损伤更多的幼根，促进水分的吸收。
2．解题障碍
(1)用“对号入座法”解有关渗透现象的题。
[例1]下列现象属于渗透作用的是
A．水分子通过细胞壁
B．氨基酸分子通过细胞膜
C．K＋通过原生质层
D．水分子通过原生质层
解析：用“对号入座法”解。渗透作用是指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，在供选答案中，水是溶剂分子，原生质层可当半透膜看待。K＋和氨基酸通过膜为主动运输，细胞壁具有全透性，显然也不是渗透作用。
答案：D
(2)用“类比分析法”解植物吸水和失水的原理及生产实际的问题。
[例2]如下图所示，在U型管中部C处装有半透膜，在 a侧加入细胞色素C分子 (分子量为1.3万道尔顿的蛋白质)水溶液(红色)，b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是
A．a、b液面一致，b侧无色
B．a、b液面一致，b侧红色
C．a液面低于b，b侧红色
D．a液面高于b，b侧无色
解析：用“类比分析法”解。此题是以上述简单的实验情境模拟现实，全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有：c处为半透膜，半透膜两侧溶液具有浓度差，且a侧浓度>b侧浓度，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为b侧至a侧，故一段时间后，结果将是a侧液面高于b侧液面。另外，根据半透膜的性质，水分子能通过，但大分子的细胞色素C分子不能通过，故b侧仍为无色。所以，本题答案选D。
答案：D
点评：(1)对上题可以作这样变形：a侧细胞色素C分子溶液浓度为10%，b侧不加入清水而是加入浓度为10％的蔗糖溶液，则一段时间后结果将是
A．a、b液面一致
B．a液面低于b液面
C．a液面高于b液面
D．无法确定
此题很容易误选A，或选择D答案。表面上看a、b两侧溶液浓度是相等的，但是由于两侧溶液溶质分子大小不同，同质量的两种物质的分子数就不同。水分子的渗透方向取决于半透膜两侧的溶液浓度，其本质是取决于两侧水分子密度。选A错误在于机械地理解了溶液的浓度。由于细胞色素C分子远大于蔗糖分子，因此，相同体积溶液中的水分子在相同时间内从a侧向b侧通过的水分子数多于b侧向a侧通过的水分子数，总之，水分子从密度高的一侧向密度低一侧扩散是总的趋势，故应选答案B。
(2)对上题又可作这样变形：a侧不加细胞色素C分子溶液而加入浓度为10%葡萄糖溶液，b侧仍然加入浓度为10%的蔗糖溶液，(半透膜c允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)，则开始和一段时间后液面的情况是
A．先a液面高于b液面，后a液面高于b液面
B．先b液面高于a液面，后b液面高于a液面
C．先a液面高于b液面，后b液面高于a液面
D．先b液面高于a液面，后a液面高于b液面
此题包括两种分子的扩散，一是水分子的扩散，二是葡萄糖分子的扩散。由于蔗糖分子大于葡萄糖分子，因此，相同体积溶液中的水分子在相同时间内从b侧向a侧通过的水分子数多于a侧向b侧通过的水分子数，实际上，a侧的葡萄糖分子同时也向b侧扩散，但由于葡萄糖分子比水分子大，其扩散速度就稍慢一些，所以先a液面高于b液面，后b液面高于a液面，故应选答案C。
可见，对渗透作用原理的理解，应抓住其两个基本条件作必要的延伸和拓展。
【同步达纲练习】
1．能够称之为渗透作用的是
A．钾通过原生质层
B．氧气通过细胞壁
C．水通过原生质层
D．水分子通过细胞壁
2．下图表示某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次为A>B>C，正确表示它们之间水分子渗透方向的是
3．下图中E、F、G为三个用半透膜制成的小袋，E、F体积相同，G体积较大。开始时3个小玻璃管内的液面高度相同，且三种溶液的浓度关系为溶液甲<溶液乙<溶液丙，则：
(1)1小时后，管e和管f的液面升降变化是
A．管e下降，管f下降
B．管e下降，管f上升
C．管e上升，管f上升
D．管e上升，管f下降
(2)下图中曲线能表示管f和管g内液面可能变化的是
4．用2 mol／L的乙二醇溶液和2 mol／L的蔗糖溶液分别浸浴某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到原生质体体积的变化情况如下图所示。请回答：
(1)原生质体体积在A→B段的变化说明：在该段时间内水分从原生质体_________，细胞液浓度_________。
(2)在1 min后，处于2 mol／L的蔗糖溶液中的细胞，其细胞液浓度将_________。此时，在细胞壁与原生质层之间充满了____________。要使其复原，可将其置于____________。
(3)在1 min后，处于2 mol／L的乙二醇溶液中的细胞，其原生质体体积的变化是由于____________逐渐进入细胞，引起细胞液浓度_________。
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：用“对号入座法”来解。
答案：C
2．解析：用“直接判断法”来解。
答案：C
3．解析：用“图文转换法”和“类比分析法”来解。首先要读懂图中的信息。依据渗透作用原理，不难得出题①答案应为A。而题②条件是袋F和袋G内外溶液浓度差相等，并且都是溶液乙和丙。首先应判断两者液面上升还是下降，根据浓度关系，显然都是下降，即为A或B曲线。而此题的难点在于两者下降速率的快慢比较，由于G半透膜面积明显大于F，因此在单位时间内G失水的总量应大于F，再则玻璃管f和g相同，所以g内液面下降比f快，应选答案B。
答案：(1)A (2)B
4．解析：用“图文转换法”和“类比分析法”来解。首先要读懂图中的信息。此题通过坐标曲线描述了原生质体体积的变化，显然这种体积的变化是由于细胞渗透作用吸水或失水造成的。两条曲线的区别说明分离后能否自动复原，因此该题的主要知识障碍应是蔗糖分子或乙二醇分子能否通过半透膜(原生质层)而进入细胞，从曲线可知乙二醇能进入细胞，而蔗糖分子则不能。
答案：(1)外渗 变大 (2)不变 蔗糖溶液 清水中 (3)乙二醇分子 变大
点评：我们还可进一步思考应用渗透作用原理解释解决实际问题，如用质壁分离实验测定细胞液的浓度，应用渗透作用判断两种溶液浓度大小，应怎样设计实验等人和高等动物的神经调节
【自学导引】
一、神经调节的基本方式
神经调节的基本方式反射。
1．概念：是指在中枢神经系统参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。
2．种类

3．结构基础：反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成。
二、兴奋的传导
1．神经元

2．兴奋的传导
（1）神经纤维上的传导
基本方式：刺激神经纤维某一部位产生兴奋，引起兴奋部位膜内外正负电位交替变化产生电位差形成局部电流，并进而刺激未兴奋段产生局部电流。
（2）细胞间的传递
②递质：化学物质（乙酰胆碱等）
③过程：神经冲动通过轴突传导到突触小体，其内的突触小泡释放递质到突触间隙作用于突触后膜使另一个神经元产生兴奋。
④特点：单向传递。即兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传递。
三、高级神经中枢的调节
1．高级神经中枢：大脑皮层
2．功能区：
（1）中央前回（躯体运动中枢）

（2）言语区（人类特有）
（3）内脏活动中枢：
①位置：皮层内侧面。
②功能：调节血压、呼吸和胃肠运动等。
3．神经调节与体液调节的区别与联系：
（1）区别：见下表
（2）联系

【思考导学】
1．艾滋病是危害人类的最严重疾病，现在人们不是“谈虎色变”，而是“谈艾色变”，试分析“谈艾色变”是属于什么反射？神经中枢是什么？感受器是什么？神经冲动的传导方式有哪些变化？
答案：“谈艾色变”是条件反射；神经中枢是大脑皮层；感受器是听觉感受器；神经冲动在传入、传出神经纤维上以局部电流的形式单向传导；在突触上以递质的形式单向传导
2．神经冲动的传导方向在生物体是单向传递，决定单向传递的结构是什么？
答案：在生物体内决定神经冲动单向传导的结构是突触。在突触传递中神经冲动只能由一个神经元的轴突的突触小体释放递质作用于另一个神经元的突触后膜（树突或细胞体膜），决定了神经冲动在突触上只能单向传递。
3．人的高级神经活动的方式是什么？低级神经冲动的方式是什么？神经中枢各是什么？听到铃声进教室、听老师讲课按老师的引导而思考问题并作出回答和吃酸杏流唾液各属于什么反射？
答案：人的高级神经冲动是条件反射；低级神经冲动是非条件反射；条件反射的神经中枢在大脑皮层，非条件反射的神经中枢在大脑皮层以下中枢（脊髓等）；听到铃声进教室是条件反射，听老师讲课按老师的引导而思考问题是条件反射，吃酸杏流唾液是非条件反射。
【学法指导】
1．本节课需要对以下内容进行归纳和比较
（1）神经元、神经纤维和神经
神经元即神经细胞，由突起和细胞体两部分组成，突起分树突和轴突两种。
神经纤维是指神经元的轴突包括套在轴突外面的髓鞘或感觉神经元的长树突。
许多神经由神经纤维集结成束，外面包裹着结缔组织膜，就成为一条神经。
（2）条件反射和非条件反射
是反射的两种类型，条件反射是高级神经活动的方式，主要区别见下表：
条件反射与非条件反射的比较
比较项目 非条件反射 条件反射
区别 形成过程 先天具有的 后天形成的
刺激 非条件刺激 条件刺激（信号刺激）
神经联系 永久性的 暂时性的（可变的）
神经中枢 大脑皮层以下中枢 大脑皮层
联系 条件反射的建立是在非条件反射的基础上的，没有非条件反射，就没有条件反射，条件刺激条件反射
（3）反射和反射中枢
反射活动都需要经过反射弧才能实现。但是不同的反射有不同的反射弧。非条件反射的反射弧是先天的、相对固定的，条件反射的反射弧是在后天的功能活动经过训练而逐渐形成的，是可以改变的。
在整个反射活动中，反射弧的中枢部分是最关键的环节，叫反射中枢，反射中枢位于中枢神经系统内，是由那些与某一项生理功能有关的神经细胞群组成，如呼吸中枢。不同的反射中枢，它们在中枢神经系统内分布范围以及所在的部位都不相同。非条件反射的反射中枢在大脑皮层以下，条件反射的反射中枢在大脑皮层。
（4）神经纤维传导的一般特征
①生理的完整性。神经纤维的传导要求在结构上和生理功能上都是完整的。如果神经纤维被切断，冲动就不能通过断口继续向前传导；即使不破坏神经纤维结构上的连续性，而用机械压力、冷冻、电流和化学药品等因素使纤维的局部功能改变，也会中断冲动的传导。
②绝缘性。一条神经干内虽然包含许多条神经纤维，但是它们各自传导本身的冲动，而不波及邻近的神经纤维，这就叫绝缘性。正因为神经纤维具有这种特性，使许多神经纤维可以同时传导而互不干扰，从而保证了神经调节的精确性。
③双向传导性。刺激神经纤维的任何一点，所产生的冲动均可沿着纤维向两侧方向同时传导。
④相对不疲劳性。与肌肉组织比较，神经纤维相对不容易疲劳。例如，在适宜的条件下，用50～100次/秒电脉冲连续刺激神经纤维9～12 h，神经纤维仍保持着传导冲动的能力。神经纤维能够不断地接受刺激和传导冲动的能力，对于适应外界环境的变化有着重要的意义。
（5）突触传递的特点
突触传递由于要通过化学递质的中介作用，因此具有不同于神经纤维传导的特点：
①单向传递。由于递质只能由突触前膜释放，然后作用于另一个突触后膜，所以兴奋在突触上的传递只能向一个方向进行，就是从突触前神经末梢传向突触后神经元，而不能逆向传递。
②对内环境变化的敏感性。突触对内环境的变化非常敏感，缺氧、CO2增加或酸碱度的改变等，都可以改变突触部位的传递活动。
2．正确理解兴奋的传导
首先要复习初中学过的神经元的结构，尤其是神经纤维的结构，如它的膜，有的还有髓鞘等。二是结合教材中神经纤维的传导模式图来理解兴奋时膜内外电位变化，即电位的变化是兴奋沿神经纤维传导的基本形式。兴奋传导的速度与神经冲动传导的速度相等。因此膜电位变化是神经冲动的表现。三是神经冲动在神经纤维中的传导速度低于电流在金属导线中的传导速度。
关于兴奋在神经元之间的传递，要通过图形看清突触的结构，特别是突触小体内存有大量突触小泡，化学递质含于小泡内；其次是当兴奋传导到突触小体时，突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里；其三是突触后膜的相应受体接受递质的化学刺激，再引起膜电位的变化，兴奋传向下一个神经元。因此，连续起来是刺激——膜电位变化——突触递质——膜电位变化的一体过程。
兴奋在反射弧中的传导方式实质上是感受器把接受的刺激转变成电信号（局部电流）在传入神经纤维上单向传导，在通过神经元之间的突触时电信号又转变为化学信号（化学递质）在突触中单向传递。化学信号通过突触传递到另一神经元的细胞体或树突又转变为电信号在传出神经纤维上传导，所以效应器接受的神经冲动是电信号。
【例题解析】
［例1］（2001年上海高考题）下列是有关人体生命活动调节的问题。
（1）当人处于寒冷环境时，甲状腺激素分泌增多，这是由于______和______调节的结果。
（2）某运动员遵从教练的指导，一见灯亮就用力举起哑铃，附在手臂上的记录仪器经a时间后，测到肌肉活动的电位变化。在一次训练中，教练趁运动员不备，用针刺其手臂，运动员手臂收缩，经b时间后，测到肌肉活动的电位变化。请分析回答：
①在a时间内，神经冲动传递的途径是_______。在b时间内，神经冲动传递的途径是__________。
A．眼→传入神经→脊髓→传出神经→肌肉
B．眼→传入神经→大脑→传出神经→脊髓→传出神经→肌肉
C．皮肤→传入神经→大脑→传出神经→脊髓→传出神经→肌肉
D．皮肤→传入神经→脊髓→传出神经→肌肉
②a时间_______b时间。
A．＞ B．＜ C．＝ D．≥
解析：（1）人体之所以成为一个统一的整体，对来自身体内部和外界的各种刺激作出相应的反应，都是神经——体液调节的结果。当人处于寒冷环境时，首先通过神经系统感受外界环境（低温）的刺激，并作出相应的反应，然后通过中枢神经系统作用于甲状腺，使甲状腺分泌的甲状腺激素增多，物质的氧化分解速度加快，体温保持恒定。可见既有神经调节，又有激素调节。
（2）看见灯亮就举起哑铃这属于条件反射，需要大脑皮层的参与，因此其传导途径是：眼→传入神经→大脑→传出神经→脊髓→传出神经→肌肉。用针刺运动员的手臂，运动员发生缩手反射，属于非条件反射，反射的神经中枢位于脊髓内，因此其传导途径为：皮肤→传入神经→脊髓→传出神经→肌肉。由于两者的传导路径不同，前者的传导路径长于后者，故前者需要的时间长于后者。
答案：（1）神经 体液（或激素） （2）①B D ?②A?
错因：本题考查体液调节和神经调节的联系，条件反射、非条件反射的区别及反射弧的结构，以上知识点理解不清是答错的关键所在。
［例2］（2002年上海高考题）2002年世界杯足球赛时，球员踢球瞬间，神经冲动在神经纤维上的传导形式是
A．静息电位 B．动作电位 C．突触传导 D．反射弧
解析：考查神经冲动在神经纤维上的传导方式。球员踢球的过程是一个条件反射的过程。球员看到球产生的神经冲动以电信号（局部电流）形式在传入神经纤维上传导通过突触时电信号转换成化学信号，化学信号通过突触又转换为电信号经神经纤维传到大脑皮层，经分析综合发生的神经冲动以电信号的形式经传出神经纤维传到效应器（骨骼肌）。在神经纤维上局部电流（电信号）的形成过程就是产生动作电位的过程。所以神经冲动在神经纤维上的传导形式是动作电位。答案：B
错因：解决本题的关键是局部电流的形成就是产生动作电位的过程。不理解局部电流的形成与动作电位的关系是答错的原因。
［例3］（2002年上海高考题）下图为脊髓反射模式图，请回答：
（1）对反射弧结构的下列叙述，错误的是
A．①代表传出神经 B．③代表神经中枢的突触 C．M代表效应器 D．S代表感受器
（2）在反射弧中，决定神经冲动单向传导的原因是
A．冲动在S中单向传导 B．冲动在②中单向传导 C．冲动在③中单向传导 D．冲动在①中单向传导
（3）在③中与兴奋传导有关的化学递质是_________。
（4）假设M是一块肌肉，现切断a处，分别用阈值以上的电流刺激Ⅱ、Ⅲ两处，则发生的情况是：刺激Ⅱ处，肌肉_______；刺激Ⅲ处，肌肉_______。
解析：考查反射弧的结构和功能；考查神经冲动在神经纤维上的传导和在神经元之间的传导。
（1）反射弧的结构包括感受器［S］、传入神经［①］、神经中枢［③］、传出神经［②］和效应器［M］。
（2）在反射弧中由于神经冲动通过突触时，只能由突触前膜释放递质进入突触间隙作用于突触后膜，引起另一神经元兴奋。所以神经冲动在突触上的传递是单向的，不可逆转的，决定了在反射弧中神经冲动只能是单向传递而不能逆转。
（3）神经元的轴突上的神经冲动传导突触小体时，电信号（神经冲动）转变为化学信号（递质），突触小泡释放递质（乙酰胆碱、单胺类），作用于突触后膜引起另一神经元兴奋或抑制。
（4）切断a处，刺激Ⅱ处产生的神经冲动传向M，引起M收缩。刺激Ⅲ处产生的神经冲动通过③但不能传向M，所以M不收缩，无?反应。?
答案：（1）A （2）C （3）乙酰胆碱或单胺类物质 （4）收缩 不收缩
错因：本题有两个易错点：一是反射弧的结构中传入神经的判断，传入神经必须通过传入神经元细胞体。二是神经冲动在反射弧中单向传递的原因是突触结构决定的。
［例4］（2000年上海高考题）下图为反射弧示意简图，兴奋在反射弧中按单一方向传导，这是因为
A．在②中兴奋传导是单一方向的 B．在③中兴奋传导是单一方向的
C．在④中兴奋传导是单一方向的 D．以上说法都对
解析：首先识别图中反射弧的结构。由图中③不难看出是反射弧的神经中枢，由③中神经元之间的突触联系知②是传入神经纤维，则①一定是感受器，④是传出神经纤维。兴奋是由①感受器感受外界刺激后产生的。
其次分析兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传导。神经冲动在神经纤维上的传导可以进行双向传导，而神经冲动在神经元之间的传导是通过突触传递的，神经递质只能由突触前膜传到突触间隙再传到突触后膜，因而神经冲动在神经元之间的传导是单向传递的。这就决定了反射弧中神经冲动的传递只能由①→②→③→④而不能反向传递。答案：B
错因：本题考查反射弧的结构和兴奋在神经纤维及神经元之间的传导。解决本题的关键是弄清反射弧的结构和兴奋传导的特征，搞不清易出错。
［例5］某人能读书看报，也可以写文章，但是听不懂别人的说话，这表明他的大脑受到损伤。受损伤的区域是
A．大脑皮层运动区 B．大脑皮层言语区 C．大脑内侧面某一特定区域 D．间脑
解析：语言活动是人特有的高级神经活动。人类大脑皮层中与语言功能有关的区域称为大脑皮层言语区，分为S区和H区。当S区受损伤时，病人能看懂文字或听懂别人谈话，但却不会讲话，当H区受损伤时病人能看懂文字或会讲话会书写，却听不懂别人讲话。题干所述的病人正符合H区受损伤的特征，因此选B。答案：B
错因：了解大脑各部分的功能，尤其是大脑皮层各区域的功能是正确解答本题的关键。大脑皮层的运动区负责全身各器官的运动，一旦受损，手不能书写；大脑内侧面的特定区域受损，可以引起内脏器官活动的反应。以上知识不清楚易出错。
［例6］下列现象属于高级神经活动的是
A．婴儿吮奶 B．排便反射 C．谈虎色变 D．膝跳反射
解析：本题考查高级神经中枢的调节。神经调节的反射中枢分低级神经中枢（位于大脑皮层以下中枢）和高级神经中枢（位于大脑皮层）。低级神经中枢的调节方式为非条件反射，高级神经中枢的调节方式为条件反射。A、B、D三项均为非条件反射，所以属于低级神经中枢的调节，C项是人类对语言、文字刺激发生的反射活动，属高级神经中枢的调节，其神经中枢位于大脑皮层言语区。答案：C
错因：掌握高级神经中枢的调节，知道非条件反射和条件反射的神经中枢所处的地位是本题的关键，搞不清易答错。
【基础训练】
一、选择题
1．人体对环境能作出适应性反应，这主要是什么对人体机能进行调节的结果
A．神经 B．神经系统 C．反射 D．白质
解析：考查神经系统的调节功能。人体对体内和外界环境的各种刺激都会在中枢神经系统的参与下发生规律性的反应，即反射。答案：B
2．神经系统的基本结构单位和功能单位是
A．灰质 B．白质 C．神经元 D．轴突
答案：C
3．反射弧的神经中枢位于
A．神经节 B．周围神经系统 C．脑和脊髓 D．身体各处
答案：C
4．神经冲动在反射弧中的传导途径是
①感受器 ②效应器 ③神经中枢 ④传出神经 ⑤传入神经
A．①⑤③④② B．①②③④⑤ C．②④⑤③① D．①④③⑤②
答案：A
5．静息时和产生兴奋后，神经纤维细胞膜内外电位分别是
A．内正外负、内负外正 B．内负外正、内正外负
C．内负外正、内负外正 D．内正外负、内正外负
解析：考查神经冲动在神经纤维上的传导。静息时，神经纤维膜外正电荷多，膜内负电荷多。当神经纤维受刺激时，膜外由正电荷变成负电荷，膜内由负电荷变为正电荷，这样与未兴奋部位出现电位差，形成局部电流，使兴奋向前传导。答案：B
6．神经冲动在神经元与神经元之间是通过什么传递的
A．突触 B．突触小体 C．突触前膜 D．突触后膜
解析：考查兴奋在细胞间的传递。兴奋在细胞间的传递，实际是兴奋在神经元与神经元之间的传递，兴奋在神经元与神经元之间的传递是通过突触来传递的。突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。答案：A
7．神经冲动在细胞间的传递途径是
①突触小体 ②递质 ③突触间隙 ④突触后膜 ⑤轴突
A．①②③④⑤ B．②①③④⑤ C．⑤①②③④ D．⑤②④③①
解析：考查兴奋在细胞间的传递途径。当兴奋通过轴突传导到突触小体时，突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里，然后作用于突触后膜，使后一个神经元发生兴奋或抑制。答案：C
8．神经冲动在神经元与神经元之间的传递方向是
A．树突→轴突B．树突→细胞体
C．轴突→轴突
解析：考查突触传递的方向。当兴奋传导到轴突的突触小体时，由于递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放递质，然后作用于突触后膜上，使后一个神经元发生兴奋或抑制，所以神经元之间兴奋的传递只能是单方向的，就是说兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传递。
答案：D
9．高级神经调节的中枢位于
A．神经节 B．大脑皮层 C．脊髓 D．小脑
答案：B
10．下列关于神经调节与体液调节的特点，哪一项是不正确的
A．神经调节迅速、准确，作用时间短暂，但作用范围比较局限
B．体液调节缓慢，作用范围广泛，作用时间持久
C．神经调节和体液调节共同协调，相辅相成，地位平等
D．神经调节和体液调节共同协调，相辅相成，而以神经调节为主
解析：考查神经调节和体液调节的区别与联系。神经调节迅速准确，作用时间短暂，作用范围比较局限。体液调节缓慢，作用范围广泛，作用时间比较持久。神经调节与体液调节共同协调，相辅相成，而以神经调节为主。
答案：C
11．兴奋的神经纤维上的传导媒介是
A．酶 B．激素 C．带电离子 D．递质
解析：兴奋在神经纤维上以局部电流的形成向前传导，电流的形成就是带电离子的移动。?答案：C
12．兴奋在突触中的传导媒介是
A．酶 B．激素 C．带电离子 D．递质
解析：兴奋在神经纤维上以电信号（局部电流）的形式向前传导，通过突触时，电信号转变为化学信号（递质）单向传递。答案：D
13．当一个脊髓上部受到严重损伤，针刺其大腿时，该患者
A．能产生缩腿反射，并感到疼痛 B．能产生缩腿反射，但不感到疼痛
C．不产生缩腿反射，但能感受疼痛 D．不产生缩腿反射，不感到疼痛
解析：脊髓上部受到严重损伤，切断上行传导神经纤维，使大脑皮层不能接受脊髓下部的神经冲动，失去感觉。脊髓下部神经中枢未破坏，所以可以发生非条件反射，如缩腿反射，但不会有感觉。答案：B
14．下列哪项既有感受器的功能，又有效应器的功能
A．角膜 B．骨骼肌 C．膀胱 D．韧带
答案：C
15．手偶然碰到针尖后，会发生缩手反射。下列叙述中正确的是
A．先感到疼痛后缩手 B．先缩手后感到疼痛
C．缩手和痛感同时发生 D．此反射属于条件反射
解析：缩手反射属于非条件反射，属于低级神经活动，神经中枢在脊髓，神经冲动的传导通过反射弧完成。缩手反射产生的神经冲动经脊髓上行传导束传导到大脑皮层，产生疼觉，因路径长，所以痛觉产生晚。答案：B
16．在哺乳动物调节体温方面，皮肤作为
A．感受器 B．效应器 C．感受器和效应器 D．协调中枢
答案：C
17．下列属高级神经活动的是
A．对具体事物发生反应的反射活动 B．对具体信号发生反应的反射活动
C．对语言文字发生反应的反射活动 D．除A项外，其余两项均正确
解析：高级神经活动是由大脑皮层参与，对信号刺激发生反应的反射活动。信号刺激包括具体信号和语言文字。
答案：D
18．盲人学习盲文时，哪一中枢与学习无关
A．视觉中枢 B．语言中枢 C．躯体感觉中枢 D．躯体运动中枢
答案：A
19．（2000年上海高考题）完成呼吸、排尿、阅读反射的神经中枢依次位于
A．脊髓、大脑、大脑 B．脑干、脊髓、大脑 C．大脑、脊髓、大脑 D．脊髓、脊髓、脑干
答案：B
20．（2001年广东高考题）高处坠落造成人高位截瘫（颈椎损害），以下四种表现不符合实际的是
A．大小便失禁 B．触觉完全丧失 C．躯干冷温觉丧失 D．躯干痛觉丧失
解析：高位截瘫，截断了颈椎以下上、下行传导束，颈椎以下的感觉丧失，颈椎以上的感觉仍然存在。颈椎以下的反射活动失去了大脑的控制。
答案：B
21．（2001年广东高考题）当一个人突然遇见很危险的情境时，血中肾上腺素的含量立即上升，产生多种生理反应，这一调节过程属于
A．神经调节 B．体液调节 C．神经——体液调节 D．激素调节
解析：看到危险情境产生的反射属于神经调节，肾上腺分泌肾上腺素引起的生理反应属于体液调节。答案：C
22．（2000年上海高考题）下列反应属于条件反射的是
A．见到话梅就分泌唾液 B．一粒糖放入口中，就分泌唾液
C．手一碰到火就缩回来 D．婴儿一出生就会吮奶
解析：条件反射是大脑皮层参与的高级神经活动，是对信号刺激产生反应的反射活动。
答案：A
23．大脑皮层中央前回有
A．语言中枢 B．躯体感觉中枢 C．躯体运动中枢 D．内脏运动中枢
答案：C
24．下图表示人脑及部分脊髓下列组合，为部分正确命名的是
脊髓 大脑 小脑 延髓
A 3 1 2 4
B 4 2 3 1
C 2 3 4 1
D 3 2 1 4
答案：A
25．在反射活动中能够起分析综合作用的部分是
A．传出神经 B．传入神经 C．神经中枢 D．感受器
答案：C
26．下列人体部位在大脑皮层中央前回内的代表区范围最大的是
A．躯干 B．下肢 C．上肢 D．颈部
答案：C
27．聋哑人理解同伴的“手语”哪一项中枢最为关键
A．视觉中枢 B．语言中枢 C．躯体感觉中枢 D．躯体运动中枢
答案：A
二、非选择题
28．据研究，人在阴天容易出现情绪低落，这与一个叫松果体的腺体分泌的某种激素增多有关。
（1）这项研究表明，_______调节受_______调节的控制，因为__________________。
（2）人体进行神经调节是通过______完成的，在此题中，人体完成有关反射活动的感受器是______，神经中枢是______，效应器是______。
答案：（1）激素 神经 人首先通过神经系统感知天气变化，然后控制松果体分泌激素（2）反射弧 眼球 大脑皮层 松果体
29．如下图显示人类大脑的左半球皮层外侧面的言语区，请据图回答：
（1）临床发现，损伤中央前回底部的S区，病人能看懂文字和听懂别人的谈话，但却不能讲话。该区域为______言语功能区。
（2）损伤额中回后部接近中央前回的W区，病人讲话很慢，也能看懂文字和听懂别人的谈话，但不能写字。该区域为______言语功能区。
（3）抽伤颞上回后部的H区，病人会讲话和写字，能看懂文字，但听不懂别人的谈话。该区域为______言语功能区。
（4）损伤角回的V区，病人看不懂文字的意义，但视觉良好，其他的言语活动功能健全。该区域为______言语功能区。
解析：考查大脑皮层言语区的调节。语言活动是人类特有的高级神经活动。人类的语言功能与大脑皮层的某些区域有关，这些区域叫做言语区。大脑皮层言语区包括以下功能区。运动性语言中枢，位于S区；听觉性语言中枢，位于H区；书写语言中枢，位于W区；视觉语言中枢，位于V区。大脑皮层言语区的S区受损伤时，病人能看懂文字和听懂别人谈话，但却不会讲话，不能用词语表达自己的思想，这种情况叫运动性失语症。大脑皮层言语区的H区受损伤时，病人会讲话，会书写，也能看懂文字，但却听不懂别人的谈话，这种情况叫听觉性失语症。大脑皮层言语区的W区受损伤时，病人讲话很慢，也能看懂文字和听懂别人的谈话，但不能写字，这种情况叫失写症。大脑皮层言语区的V区受损伤时，患者看不懂文字的含义，但其视觉却是良好，其他语言活动功能仍健全。这种情况叫失读症。答案：（1）运动性 （2）书写 （3）听觉 （4）视觉
30．阅读下面文字并回答问题：
当血液中氧分压下降时，颈动脉等化学感受器发生兴奋，通过传入神经将信息传至呼吸中枢导致中枢兴奋，再通过传出神经使呼吸肌运动加强，吸入更多的氧使血清中氧分压回升，维持内环境的稳定。
跳高运动员在助跑前就做深呼吸运动，以便吸收更多的氧来满足跳高时的需要。
（1）两者分别属于什么反射活动？
（2）两者的感受器分别是什么？
（3）两者的效应器有何不同？
答案：（1）前者是非条件反射，后者属于条件反射。（2）前者是化学感受器，后者是眼。（3）两者效应器都是呼吸肌
31．神经调节的结构基础是_______，神经调节的基本方式是_______，神经系统结构功能的基本单位是_______。
答案：反射弧 反射 神经元
32．神经元的基本功能是接受_______，产生_______和传导_______。在神经系统中，兴奋是以_______的形式进行传导。
答案：刺激 兴奋 兴奋 神经冲动
33．如下图所示突触的亚显微结构模示图，据图回答：
（1）注出①～⑥的名称：
①_______，②_______，③_______，④_______，?⑤_______?，⑥_______。
（2）当神经冲动通过②_______传导到_______时，_______就释放递质到_______，然后
作用于_______，使后一个神经元发生兴奋。
（3）兴奋只能从一个神经元的_______，传递给另一个神经元的_______或_______，而不
能向相反方向传递。
解析：考查神经元之间的神经冲动的传导。神经冲动在神经元之间传递是通过突触传递。当神经冲动由一个神经元的轴突传到突触小体时，突触小体内的突触小泡就释放递质通过突触前膜释放到突触间隙作用于突触后膜，引起另一个神经元的兴奋或抑制。由于递质的释放只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，所以神经冲动在突触上的传递是单向的。
答案：（1）线粒体 轴突 突触小泡 突触前膜 突触间隙 突触后膜 （2）轴突 突触小体 突触前膜 突触间隙 突触后膜（3）轴突 细胞体 树突
34．下图表示反射弧的模式图，请据图回答：
（1）反射弧是由［ ］_______、［ ］_______、［3］神经中枢、［ ］_______和［ ］_______组成的。
（2）神经纤维在未受刺激时，细胞膜的内外电位表现为_______。当神经纤维的某处受刺激产生兴奋时，表现为_______，因而与邻近未兴奋部位间形成了_______，使兴奋依次向前传导。
（3）兴奋在神经元之间是通过_______来传递的。该部位又由_______、_______、_______三部分组成。神经元之间兴奋的传递方向只能是__________。
答案：（1）１ 感受器 ２ 传入神经 ４ 传出神经 ５ 效应器 （2）外正内负 外负内正 局部电流
（3）突触 突触前膜 突触间隙 突触后膜 单向的

【应用创新】
1．人体和高等动物生命活动的调节过程很复杂，如下图示4种不同的生理调节过程。请据图鉴别下列生命活动的调节方式（在横线上填入相应的字母）。
（1）刺激实验动物的摄食中枢，会引起实验动物的血糖浓度降低，这时血糖浓度的调节方式属于_______过程。
（2）猫听到鼠夹闭合发出的响声，会迅速扑向放置鼠夹的地方，猫的这种行为属于_______过程。
（3）冬季的鸡舍中，每天用较强的光线照射14 h以上，能促使母鸡提早产卵。这种调节属于_______过程。
（4）人进食后血糖调节的过程是__________。
（5）狗吃了食物，分泌唾液的过程是_______。
（6）当人饮水不足或吃的食物过咸时，体内水平衡的调节方式属于_______过程。
解析：（1）刺激实验动物的摄食中枢，引起的反射属于神经调节，神经调节使胰岛B细胞分泌的胰岛素增加，使血糖浓度降低，属于激素调节，所以应选C项。
（2）猫听到鼠夹闭合发出的响声引起的条件反射属于神经调节，应选A项。
（3）光照鸡舍刺激鸡的视觉器官引起的反射属于神经调节，神经调节作用于垂体分泌促性腺激素，作用于性腺，促使母鸡的卵巢产卵提早，这属于激素调节。所以应选D项。
（4）人进食过程属于神经调节；进食后血糖的调节属于激素调节。所以应选BC项。
（5）狗吃食物分泌唾液属于非条件反射，属于神经调节，所以应选A项。
（6）当人饮水不足或吃食物过咸时，就会通过大脑皮层产生渴觉；通过下丘脑分泌抗利尿激素使尿量减少，所以应选AC。
答案：（1）C （2）A （3）D （4）BC （5）A （6）AC
2．用插管插入蛙心的心室腔中，制备带神经的搏动的离体蛙心（见下图）。插管内的液体是任氏液（能够维持蛙心跳动的生理溶液），心脏内的血液已被任氏液代替，插管内的任氏液液面随蛙心的收缩与舒张而上下移动。请回答：
（1）刺激支配蛙心（甲）的神经，心跳减慢减弱，起这种作用的神经的变化是_________。
（2）现提供2支吸管、2个带有与甲相同装置的离体蛙心（乙和丙）、任氏液。
利用上述材料，设计一个简单实验，证明神经受刺激后，心室腔内存在引起蛙心博动变化的某种“物质”。
解析：本题考查了植物性神经的作用特点，还考查了使用恰当的方法验证简单的生物学事实并对结果进行解释和分析的能力。副交感神经兴奋使心脏减慢减弱。题目给出了部分条件，要求设计一个简单的实验，证明神经受到刺激后，心室腔中存在引起蛙心搏动变化的某种“物质”。根据设计实验的对照性原则，在乙和丙中应分别加入神经受刺激前、后蛙心内的溶液，观察蛙心搏动情况，从而证明：神经受刺激后，心室腔中确实存在引起心脏博动变化的某种“物质”。
答案：（1）电位变化由外正内负变为内正外负 （2）吸取任氏液或刺激神经前的蛙心甲内的任氏液，加入到离体蛙心乙中，蛙心搏动没有变化。吸取刺激神经后的蛙心甲内的任氏液，加入到离体蛙心丙中，引起蛙心丙的搏动减慢减弱。由此证明，神经受刺激后，心室腔内确实存在（或产生）着引起心脏搏动变化的某种“物质”。
【备课资料】
帕金森氏症——震颤麻痹病
2000年10月9日瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，把2000年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家阿尔维德·卡尔松、美国科学家保罗·格林加德及埃里克·坎德尔，以表彰他们在神经细胞间特殊的信号传导形式——慢突触传递上所作的开创性工作，并在“人类脑神经细胞间信号的相互传递”方面获得的重要发现。他们的发现对“理解大脑的正常功能，以及信号转导中的紊乱会如何引发神经或精神疾病至关重要”。他们的发现使人认识到了帕金森氏症和精神分裂症等疾病的病因。找到病因是治疗疾病的开始。借助于三位科学家的发现，人们已经成功地研制出一种新药，用于治疗帕金森氏症和精神分裂症等疾病。
人的大脑中有上亿个神经细胞，这些细胞的交谈方式是一个神经细胞向下一个神经细胞传递某种化学物质。目前已知有100多种这类特殊的化学物质，而多巴胺是最先发现的介质之一。他们的发现使人们认识到了大脑特定部位中多巴胺缺乏会引起帕金森症和精神分裂症，从而研制出治疗这种疾病的有效药物。
帕金森氏症，就是通常所说的震颤麻痹病，首先由英国医生兼地质学家James Parkinson于1817年首先在其经典著作《震颤麻痹论》一书中给于精辟描述。他记载了一些病人具有静止性震颤、驼背、步态异常以及容易跌倒的症状，这些病情将逐渐恶化，最终往往由于各种并发症而死亡。1868年法国医生Charcot JM又补充了一项重要体征——肌僵直，并明确为一个独立的疾病。为纪念Parkinson,正式命名为帕金森氏症。医学临床上往往以运动迟缓、运动减少、肌僵直、肢体不自主抖动和姿势障碍为特征作为诊断，是中老年人的常见病。帕金森氏症多见于50～60岁的男性，遗传的决定作用不大。
帕金森氏症（震颤性麻痹症）也是由于大脑中细胞受损变异所致，即大脑中黑质致密部神经元变性，使之丧失制造多巴胺能力，因此智力发生退变、运动障碍、肌肉僵瘫、四肢及其他部位震颤麻痹，口不能言，咽不能吞，渐形痴呆而死亡。目前一般是服用左旋多巴或美多巴，通过血脑屏障进入脑内再转化为多巴胺以满足人体的需要。但这种疗法的缺点在于左旋多巴未进入大脑之前，在人体内有很大部分起变化产生副作用损害器官；其二是长期食用使大脑自身制造多巴胺的能力每况愈下以至消失，而左旋多巴在体内的副作用与日俱增，导致进入大脑的量越来越少，使得最终服用无效。美国弗兰克用核酸代替疗法对帕金森症取得了成功的经验。
日本大阪大学和美国康奈尔大学的科学家在世界上首次把神经干细胞从人脑中分离出来，为治疗痴呆症等带来希望。
神经干细胞进一步发育会成为脑细胞。但是，学术界过去认为，脑细胞在成熟后只会死亡而不会再生。大阪大学教授冈野荣之通过研究发现，只要条件具备，成人脑内的神经干细胞会成长起来。
在谈到该方法的医学前景时，冈野教授举例说，在治疗因体内缺少多巴胺而引起的帕金森氏症时，可以培养神经干细胞，使其分化为产生多巴胺的神经细胞，然后将其移植到脑中。他认为，这种医疗方法有可在5～10年内研究开发出来。探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
1．实验目的
（1）初步学会探索酶催化特定化学反应的方法。
（2）探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
2．实验原理
淀粉和蔗糖都没有还原性，都不能使斐林试剂还原，所以用斐林试剂鉴定时不出现红色的氧化亚铜沉淀。唾液淀粉酶将淀粉水解成的麦芽糖则具有还原性，能够使斐林试剂还原，产生砖红色的沉淀。蔗糖水解产生的葡萄糖和果糖都具有还原性，但唾液淀粉酶不能使蔗糖水解。
3．实验材料、用具
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液和质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液（或人唾液）。斐林试剂、试管、大烧杯、量筒、滴管、温度计、试管夹、三角架、石棉网、酒精灯、火柴。
4．实验过程
试管编号 1号 2号
注入 可溶性淀粉溶液2 mL 蔗糖溶液2 mL
分别注入 2 mL新鲜淀粉酶溶液 2 mL新鲜淀粉酶溶液
振荡 √ √
60℃水中 保温5 min 保温5 min
加斐林试剂 2 mL（振荡） 2 mL（振荡）
煮沸 1 min 1 min
观察 上述2支试管中有何变化？
5．注意事项
（1）做好本实验的关键是蔗糖的纯度和新鲜度。这是因为蔗糖是非还原性糖，如果其中混有少量的葡萄糖或果糖，或蔗糖放置久了受细菌作用，部分分解成单糖，则与斐林试剂共热时能生成砖红色的沉淀，使人产生错觉。为了确保实验的成功，实验之前要先检验一下蔗糖的纯度。普通的细粒蔗糖往往由于部分水解而具有一些还原糖。可用市售大块冰糖，水洗去其表面葡萄糖得到纯净的蔗糖。
（2）实验中若选用人的唾液淀粉酶，则要将试管的底部浸入37℃的温水中；若选用市售的淀粉酶，则应将试管底部浸到60℃的温水中。这是因为两种酶催化作用所需要的温度条件不一致。
（3）在实验中，质量分数为3%的蔗糖溶液要现配现用（以免细菌污染变质）。取唾液时，一定要漱口，以免食物残渣进入唾液中。
（4）在复习实验中，我们也可以不完全按照教材中给出的实验材料进行实验，若选用其他实验材料，不管取得实验成功或失败，请分析出现这一现象的原因。观察植物细胞的有丝分裂
【学习目标】
1．初步掌握制作根尖细胞有丝分裂装片的技术。
2．观察植物细胞有丝分裂的过程，识别分裂的不同时期。
3．初步掌握绘制生物图的方法。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解该实验的实验原理？
(2)如何理解实验中的步骤要求和注意事项？
2．解题障碍
判断、识图等方面的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“成因法”理解实验原理。
由理论知识的学习已知，细胞的有丝分裂是一个连续动态的变化过程，但可以通过它的形态变化，特别是细胞核中的染色体行为，人为地划分阶段，并进行比较研究。在自然状态下，一大群处于各个分裂期的细胞混杂在一起，必须仔细观察，寻找有丝分裂过程各时期典型形态特征的细胞，从而建立起细胞周期的概念。
植物的分生组织(如根尖分生区、茎尖生长点等)细胞，能够通过有丝分裂增加数目。依据植物细胞分裂周期中各个时期细胞中染色质(或染色体)的形态、数目、位置变化等确定该细胞所处的时期。为了看清染色体或染色质，要用碱性染料对其进行染色。
注意：酸性或碱性染料的定义，不是通常理解的酸和碱，而是指染料中着色基团是阳离子或阴离子来看，如果是阳离子则为碱性染料，为阴离子则为酸性染料。
(2)用“成因法”理解实验步骤要求和注意事项。
①培养产生洋葱根尖的材料是洋葱鳞茎。鳞茎底部接触水，不能离开水，也不能被水淹。其目的是同时满足其对水和空气的需要。同时要经常换水。因为水中由于微生物的活动和根细胞的活动，如细菌的大量繁殖会使水质受到污染。细胞代谢产物增多，根细胞的呼吸不断产生CO2，消耗O2使水中氧气缺少，这些都不利于继续根尖生长。所以要经常换水，一般一天至少一次，还要提供适宜的温度。
②剪取洋葱根尖材料时，应该在洋葱一天之中分裂最活跃的时间。一般在上午11点左右。如果因气温影响或不在上述时间做实验的话，可以在细胞有丝分裂最盛时取材，放入盛有固定液的培养皿中固定。即浸泡半天到一天。固定后用70%乙醇冲洗几次，再放人盛有70%乙醇的小广口瓶中保存。注意要等根尖长到1～5 cm时才能切取。这是因为，根据实验得知，根长到1～5 cm时，根的长势最佳，此时细胞分裂最旺盛。容易找到不同时期的分裂图像。此时可取生长健壮的根进行观察，切取洋葱根尖2～3 mm，这个长度要从根的顶端(根冠)开始算起向上的距离，这个长度已将分生区包括。若长度过长，在低倍镜下寻找分生区就会加大难度。
③根尖培养好以后，装片制作是否成功，关键的步骤是解离。15%的盐酸和95%的酒精混合溶液能溶解细胞壁之间的中层物质(胞间质，主要成分是果胶，属于多糖)，使组织细胞容易相互分开。否则，在显微镜下观察时，细胞将发生重叠现象，导致实验失败。解离不充分，细胞重叠；解离过度，细胞会解体，所以解离要适度。为达到这一目的，配制的解离液浓度要适宜，切取的根尖应立即放入混合液中，在室温下解离约3～5 min。解离时间还要根据室内温度而定。温度低，时间稍长，温度高，时间短。也可手拿镊子，轻轻按正在解离的根尖，感觉酥软即可。
④漂洗的目的是洗去根中粘附的解离液，如果不把多余的解离液洗去，一方面会影响染色效果，因为解离液中含HCl，而用来染色的染料会受其影响；另一方面还可能腐蚀显微镜的镜头。
⑤染色时，染色液的浓度和染色时间必须掌握好。特别是染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察。也不能过浅，否则染色质和染色体的形态和数目不易辨清。
⑥制片时，一方面要用镊子把洋葱根尖弄碎，另一方面要压片，这样可以使细胞分散开来。压片时，在盖玻片上再加一片载玻片的目的，一是避免压碎和污染盖玻片。二是使压力均匀，从而使组织细胞分散均匀。同时用力必须恰当，过重时会将组织压烂，过轻则细胞未分散开，二者都将影响观察。
⑦在显微镜的一个视野中看到的细胞，多数处于细胞有丝分裂的间期。因为在一个细胞周期中，间期所占的时间占整个细胞周期的90%～95%，时间与视野中细胞数目成正比。另外，在一个视野中，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞，可以慢慢地移动装片，从邻近的分生区细胞中寻找。如果取材范围准确，通常都会找到不同分裂时期的细胞。
2．解题障碍的突破
用“图文转换法”直接识图作答。
［例1］如下图所示为植物细胞在显微镜下的有丝分裂。
(1)填注①～⑤各属于什么分裂期？
①_________②_________③_________④_________⑤_________
(2)从分子水平看，间期细胞的主要变化是_________________。
(3)细胞核中出现染色体是在_________期。这一时期的每一条染色体包括_________条姐妹染色单体。
(4)观察和记录染色体最佳时期是____________期。着丝点分裂是在_________期。染色体数加倍发生在_________期。
解析：用“图文转换法”解。
答案：(1)间期 末期 中期 前期 后期 (2)进行DNA的复制和有关蛋白质的合成 (3)前 两 (4)中 后 后
【同步达纲练习】
1．观察染色体形态和数目的最佳时期是
A．前期 B．中期 C．后期 D．末期
2．如下图所示为某学生绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是
3．在观察植物细胞的有丝分裂实验中，制作装片的正确顺序是
A．固定→解离→染色→压片 B．解离→漂洗→染色→压片
C．漂洗→解离→染色→压片 D．解离→染色→漂洗→压片
4．洋葱根尖分生区细胞有丝分裂末期，在细胞中央位置出现的结构及其与此结构向四周扩展为细胞壁有关的细胞器是
A．赤道板和高尔基体 B．细胞板与中心体 C．细胞壁和高尔基体 D．细胞板和高尔基体
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：用“直接判断法”来解。
答案：B
2．解析：用“图文转换法”直接识图作答。
答案：A
3．解析：用“淘汰法”或“直接判断法”来解。
答案：B
4．解析：用“直接判断法”来解。
答案：D 细胞质遗传
【本章知识框架】

【疑难精讲】
1．线粒体和叶绿体是半自主性细胞器
很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统或核外基因及其表达体系。这是因为研究发现，线粒体和叶绿体中除有DNA外，还原RNA（mRNA、tRNA、rRNA）、核糖体、氨基酸活化酶等。说明这两种细胞器都具有独立进行转录和翻译的功能。也就是说，线粒体和叶绿体都具有自身转录RNA和翻译蛋白质的体系。但迄今为止，人们发现叶绿体仅能合成13种蛋白质，线粒体能够合成的蛋白质也只有60多种，而参与组成线粒体和叶绿体的蛋白质却分别有上千种。这说明，线粒体和叶绿体中自身编码合成的蛋白质并不多，它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成的。也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组成及自身的基因组两套遗传信息系统控制的，所以它们都称为半自主性细胞器。
2．紫茉莉花斑枝条做母本时的遗传
花斑枝条上的叶呈白色和绿色相间的花斑状，花斑叶中的绿色部分细胞中含有正常的叶绿体，白色部分细胞中含有白色体，在绿白组织交界区域细胞中既有正常叶绿体，又含有白色体，这样，用花斑枝条做母本时，绿色部分产生的卵细胞就是含正常叶绿体的，白色部分产生的卵细胞就是含白色体的；在绿白组织交界区域的细胞，因为同时含有正常叶绿体和白色体，在产生卵细胞时，细胞质不均等分配，所产生的卵细胞就可能有三种类型：含有正常叶绿体的，含有白色体的，两者兼而有之的，并且无一定比例。上述三种卵细胞受精后，无论父本是哪种枝条，所产生的后代都会出现三种类型：绿色的、白色的、花斑的，并且无一定比例。
3．学习细胞质遗传时应与细胞分裂相联系
根据生殖细胞和受精卵的形成，受精卵中的核基因一半来自父方，一半来自母方，而质基因几乎全部来自母方（卵细胞），若某性状遗传受质基因控制，其后代表现为细胞质遗传特征。由于母体的质基因不可能相同，在减数分裂产生卵细胞时，细胞质进行不均等、随机分裂，产生出带有不同质基因的卵细胞。它们受精后形成的子代发生性状分离，但无一定比例。
生物体中绝大部分性状是受细胞核基因控制的，核基因是主要的遗传物质。而有些性状是受质基因控制的。细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构，但质基因与核基因一样可以自我复制，可以控制蛋白质的合成，也就是说都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。细胞核遗传与细胞质遗传又是相互影响的，很多情况是核质相互作用的结果。虽然细胞核遗传与细胞质遗传都有相对的独立性，但这并不意味着二者没有丝毫关系。因为细胞核与细胞质都是细胞的重要组成部分，共同存在于一个整体中，它们之间必然是相互依存、相互制约、不可分割的，它们控制的遗传现象也必然是相互影响，很多情况是核质相互作用的结果。

【学法指导】
本部分可以安排1～2课时完成。第1课时复习有关知识，第2课时做巩固练习。
1．引导——探究教学策略，目的不仅要教给学生科学知识，更要教给学生探索知识的方法。因此，在处理教材时，可以适当打破教材的顺序，先由学生感兴趣的科伦斯的试验导入，通过学生的观察和分析，发现细胞质遗传的两个特点，发现其与以前学的细胞核遗传的不同，这样前后知识的矛盾，引发学生更强烈的探究欲望，使学生更主动地去探究产生出这些特点的物质基础及基因，之后再由学生自己探究，发现归纳出细胞核遗传和细胞质遗传的概念。
2．关于三系配套育种，知识难度较大，教师应该用丰富的资料与情感，感染学生，激发起学生的学习热情与探究欲望，减少学生心理上的抵触情绪，自然使知识由难变易；另外，紧紧抓住不育系核质互作特点及三系配套中不育系留种、育杂交种这两大问题为主线，可以使知识由繁化简。
3．对于一些抽象、难以理解的知识，如细胞质遗传和三系配套育种的机理，教师应尽量采取直观教学手段，如绘制投影片，设计制作课件，搜集一些图片、照片等直观教具，以形象思维启迪学生的抽象思维，达到突破难点的目的。

【典型例题精讲】
［例1］紫罗兰的胚表皮颜色有黄色和深蓝色之别，相互杂交时，将胚表皮黄色的紫罗兰花粉传于胚表皮深蓝色的紫罗兰雌蕊，所得后代的胚表皮呈深蓝色；将胚表皮深蓝色的紫罗兰花粉传于胚表皮黄色的紫罗兰雌蕊，所得后代的胚表皮则呈黄色。紫罗兰胚表皮颜色的遗传属于
A．显性遗传 B．伴性遗传
C．细胞质遗传 D．随机遗传
【解析】 根据细胞质遗传区别于细胞核遗传的特点，F1总是表现出母本的性状，可以推出紫罗兰胚表皮颜色遗传属于细胞质遗传。
【答案】 C
［例2］某农场不慎把雄性不育系、保持系和恢复系种到了一块地里，如图所示（①和③是保持系；②和④是不育系；⑤是恢复系）。请回答：
（1）在①和③植株上获得种子的基因型是_________；在②和④植株上获得的种子的基因型是_________；在⑤植株上获得的种子的基因型是_________。
（2）如果在苗期发现这一现象，可采取的补救措施是_________________。
【解析】 （1）首先根据题意写出①、②、③、④、⑤个体的基因型，它们依次是N（rr），S（rr）,N（rr）,S（rr）,N（RR），并确定能产生可育花粉的个体是N（rr）和 N（RR）。然后根据它们被种在一块地里这一情况，推知它们彼此间可随机地进行异花传粉，也就是说它们分别做母本时，均可接受N（rr）和N（RR）这两种个体产生的花粉，并在母本上结出不同种类的种子。所以在①和③N（rr）个体上所结种子基因型既有接受了N（rr）花粉，所结的N（rr）基因型的种子，还有接受了N（RR）花粉所结的N（Rr）基因型的种子。同理在②和④S（rr）个体上所结种子的基因型是S（rr）和S（Rr），在⑤N（RR）个体上所结种子的基因型是N（RR）和N（Rr）。
（2）这样不育系上所结种子的基因型有S（rr）和S（Rr），由于在种子时期两种基因型无法分辨，也就无法实现：不育系S（rr）的种子用于下年制杂交种子；可育的杂交种子S（Rr）卖给农民获高产的目的。同理保持系上所结的N（rr）和N（只（rr）两种基因型的种子中，N（Rr）基因型种子种下去后，无法使不育系S（rr）全部保持不育性；恢复系上所结的N（RR）和N（Rr）两种基因型种子中，N（Rr）基因型种子种下去，无法使不育系S（rr）全部恢复可育性。三系混种在一块地里带来的严重后果显而易见。因此如果在苗期发现这一现象后，应采取的补救措施是把⑤移走，这样①②③④这一区内只进行繁殖不育系和保持系的工作。
【答案】 （1）N（rr）和N（Rr） S（rr）和S（Rr） N（RR）和N（Rr） （2）把⑤移走
［例3］下图是黄花柳叶菜和刚毛柳叶菜杂交其后代的情况，请据图回答：
（1）A和a是一对_________、也是_________基因。该基因控制的性状在正交F1与反交F1中的表现_________。
（2）L与H属于_________基因，该基因控制的性状在正交F1与反交F1中的表现_________，表现为______________________。
（3）若用正交F1与乙（父本）连续交配25代，第25代的花色对毒性的敏感性以及对温度和光线的反应等性状仍与甲表现一致，此现象说明_______________________________。
【解析】 根据控制性状的遗传物质的来源判断出两类遗传的方式和特点。
【答案】 （1）等位基因 核 一致 （2）细胞质 不一致 细胞质遗传（或母系遗传） （3）该类性状受细胞质基因控制，细胞质基因有自我复制能力，通过卵细胞独立遗传给后代
［例4］小鼠的海拉细胞有氯霉素抗性，通过显微操作，把无氯霉素抗性的小鼠体细胞的核取出，注入去核的小鼠海拉细胞中，然后将这一杂交细胞培养在含有氯霉素的培养基因中，结果发现，杂交细胞持续分裂。这一核移植实验说明______________________________。
【解析】 小鼠细胞有无氯霉素抗性是一对相对性状。将分别具有这一相对性状的两细胞进行核移植，形成的杂交细胞性状并不随核的转移而改变，说明控制这一相对性状的基因位于细胞质中，氯霉素抗性遗传属细胞质遗传。
【答案】 海拉细胞的氯霉素抗性遗传属于细胞质遗传

【达标训练】
一、选择题
1．下列对生物性状控制的正确叙述是
A．只由核基因控制
B．只由质基因控制
C．核基因与质基因共同控制
D．以上三项均可
【解析】 生物的遗传包括细胞质遗传和细胞核遗传，任何性状的控制都是核基因与质基因共同作用的结果。
【答案】 C
2．下列有关紫茉莉枝叶颜色的遗传，不正确的是
A．绿色（雄）×（雌）花斑→F1绿色
B．白色（雌）×（雄）花斑→F1白色（幼苗死亡）
C．绿色（雌）×（雄）花斑→F1绿色
D．花斑（雌）×（雄）花斑→F1绿色、花斑、白色
【解析】 紫茉莉枝叶颜色的遗传属于细胞质遗传，子代性状主要由雌性个体决定。
【答案】 A
3．花斑叶的紫茉莉自花传粉，所结种子长成的植株的形状是
A．叶呈绿色
B．叶呈白色
C．花斑叶
D．以上三种性状可能同时出现
【解析】 花斑叶的紫茉莉白花传粉，后代的性状由雌性个体决定，可出现绿色，白色，花斑叶三种。
【答案】 D
4．紫罗兰的胚表皮呈蓝色或黄色是一对相对性状，相互杂交时：
胚表皮深蓝色（母本）×胚表皮黄色（父本）→F1胚表皮深蓝色
胚表皮黄色（母本）×胚表皮深蓝色（父本）→F1胚表皮黄色
由此可知，紫罗兰胚表皮颜色的遗传属于
A．显性遗传 B．随机遗传
C．细胞质遗传 D．伴性遗传
【解析】 紫罗兰的胚表皮颜色遗传属于母本遗传。
【答案】 C
5．甲、乙性状为细胞质遗传。下列四种遗传符合细胞质遗传特点的是
①甲（雌）×（雄）乙→F1呈甲性状 ②甲（雌）×（雄）乙→F1呈乙性状 ③乙（雌）×（雄）甲→F1呈甲性状 ④乙（雌）×（雄）甲→F1呈乙性状
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
【解析】 细胞质遗传的特点有两个：①F1的性状与母本相同 ②杂交后代不出现一定的分离比。
【答案】 C
6．细胞核基因与细胞质基因相比，相同的是
A．载体 B．数目
C．分离时机 D．随机分离
【解析】 细胞核基因分离时是随机的，但后代的性状分离成一定规律；细胞质基因分离时也是随机的，但后代的性状分离不成比例。
【答案】 D
7．下列说法不正确的是
A．细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的
B．细胞质遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律，后代的性状表现出一定的分离比
C．在细胞质遗传中，F1的性状几乎完全是由母本决定的
D．线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物质的遗传属于细胞质遗传
【答案】 B
8．已知细胞核和细胞质，都有决定雄性是否可育的基因，其中核中不育基因为r，可育基因为R，R对r显性。细胞质的不育基因用S，可育基因用N表示。上述四种基因的关系，在雄性不育系、保持系、恢复系、杂交种基因型中的正确的组成顺序依次是
①N（rr） ②S（rr） ③N（RR） ④S（Rr）
A．①②③④ B．②①③④
C．③①②④ D．④①②③
【答案】 B
9．保持系的特点是
A．既能使母本结实，又能使后代保持可育特性
B．细胞质基因是不育基因，细胞核基因为可育基因
C．除自身可育外其他性状应与不育系保持一致
D．既能使母本结实，又可使后代成为杂交种
【答案】 C
10．下列性状属于细胞质遗传的是
A．紫茉莉的花 B．棉花的叶形
C．高粱的雄性不育 D．玉米的籽粒
【解析】 紫茉莉的花、棉花的叶形、玉米的籽粒都是细胞核的遗传。
【答案】 C
11．紫茉莉枝条颜色的遗传中不正确的是
A．♂绿色×♀花斑→F1花斑
B．♀白色×♂花斑→F1白色
C．♀绿色×♂花斑→F1绿色
D．♀花斑×♂花斑→F1绿色，花斑，白色
【答案】 A
12．对于生物性状的控制，下列叙述正确的是
A．只有细胞核基因控制
B．只有细胞质基因控制
C．细胞核基因和细胞质基因共同控制
D．细胞核或细胞质中一个基因控制
【答案】 C
13．含有细胞质基因的是
①染色体 ②核糖体 ③线粒体 ④叶绿体 ⑤质粒
A．① B．③④
C．②③④ D．③④⑤
【解析】 真核生物的线粒体、叶绿体中都含有DNA，它们是细胞质基因；细菌细胞质中的质粒上面一般含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗菌性、固氮、抗生素生成等性状。
【答案】 D
14．将具有条斑病叶水稻的花粉授在正常叶水稻的柱头上，得到的子代水稻全部为正常叶；倘若将正常叶水稻的花粉授在条斑病叶水稻的柱头上，得到的子代水稻全部为条斑病叶，控制这一对相对性状的基因最可能在
A．某一对同源染色体上
B．水稻细胞的质粒体上
C．水稻细胞的叶绿体上
D．水稻细胞的核糖体上
【解析】 细胞质遗传的特点是后代的性状是由母体的细胞质中的基因控制的。
【答案】 C
二、非选择题
15．下图为一株花斑紫茉莉，请分析回答：
（1）这株紫茉莉的母本的枝叶颜色为_________。
（2）所有花斑茉莉是否一定像这株植物样同时具有三种不同类型的枝叶？____________________________。
（3）产生该植株的原因是___________________________________________。
【解析】 通过对图观察分析，此株茉莉为花斑叶，通过细胞质遗传的特点可知，这株紫茉莉的母本的枝叶形状为花斑色。由于细胞质的遗传是随机的，因此所有花斑紫茉莉并不一定同时具有这三种类型的叶。产生该植株的原因是：受精卵的细胞质中同时含有叶绿体、白色体，有丝分裂时，由于细胞质遗传物质的随机分配，产生出只含叶绿体、只含白色体和同时含叶绿体白色体的三种细胞，它们再分别发育成不同类型的枝叶。
【答案】 （1）花斑色 （2）不一定 （3）受精卵的细胞质中同时含有叶绿体、白色体，有丝分裂时，由于细胞质遗传物质的随机分配，产生出只含叶绿体、只含白色体和同时含有叶绿体、白色体的三种细胞，它们再分别发育成不同类型的枝叶
16．啤酒酵母菌既可以进行无性生殖（出芽生殖），也可进行有性生殖。其繁殖情况如下（在有氧条件下，取菌样涂抹在固体培养基上，进行培养可形成大菌落和小菌落两种类型）：
（1）啤酒酵母进行无性生殖的有_________（用字母表示）。
（2）与菌落大小有关的基因分布于_________，判断的依据是______________________。
（3）B过程中产生小菌落的原因是____________________________。
【答案】 （1）A、B、E、F （2）细胞质 二倍体合子减数分裂产生的单倍体，后代只有大菌落一种类型 （3）细胞质基因突变
17．下图是利用A、B、C、D四个品系及雄性不育玉米制杂种的设想。
（1）你认为利用雄性不育培育杂交种的最大优点是什么？______________________。
（2）若将A和B种植于一区，C和D种植于另一区，利用三系育种，请给4个品系设计合适的基因型_________，_________，_________，_________，并填出图中其他空白处的基因型或表现型。
（3）若在第一年不慎将A、B、C、D种在一块地里，在母本A、C上将分别收获哪些基因型种子？_________，_________。据此可知三系分别为两区种植的目的是_________。
【答案】 （1）免去了大量的人工去雄工作，既节省了大量的劳动力，又可以保证杂交种的纯度 （2）S（rr） N（RR） S（rr） N（rr）
♀A_×♂B_♀C_×♂D_
↓ ↓
♂AB S（Rr）×♀CDS（rr）
↓
ABCD
（3）AD→S（rr）,AB→S（Rr） CD→S（rr）,CB→S（Rr） 获得三个系的种和杂交种，避免恢复系和保持系杂交
18．填写下表：
【答案】人和高等动物的神经调节
【学习目标】
1．识记神经调节的基本方式——反射及类型。
2．识记反射弧的组成部分、通过反射弧完成反射的过程。
3．理解兴奋的传导和高级神经中枢的调节。
4．识记神经调节和体液调节的区别和联系。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)神经系统是怎样调节动物生命活动的？
(2)如何理解兴奋的传导？
(3)高级神经中枢——大脑皮层有哪些主要功能区？
2．解题障碍
用反射弧的组成、反射的类型，兴奋传导的特点以及神经调节与激素调节的关系解释有关的生命现象的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“例证法”领会神经调节的基本方式——反射。
“例证法”就是通过具体实例的分析，归纳总结出什么是反射、完成反射的过程(反射弧的结构)、反射的类型。
举例：①膝跳反射：当用小木锤叩击膝盖下位的韧带时，大腿股四头肌的肌腱和肌肉内部感受器接受刺激而产生神经冲动，神经冲动沿着传入神经传到脊髓里的神经中枢(即膝跳反射中枢)，神经中枢发出神经冲动，通过传出神经纤维传到效应器，引起大腿上相应的肌肉(如股四头肌)收缩，使小腿前伸，表现为小腿突然跳起；②狗吃食物分泌唾液的反射(略)；③狗对铃声形成的唾液分泌反射。通过对上述具体实例的分析，可归纳总结出：
A．反射：在中枢神经系统参与下，人和动物体对外界环境的各种刺激所发生的规律性反应。
B．类型：
非条件反射：人和动物生下来就有的，也就是通过遗传而获得的先天性反射。由大脑皮层以下的神经中枢(脑干、脊髓)参与即可完成。如例①、②。
条件反射：人和动物出生后，在生活过程中通过训练逐渐形成的后天性反射，在大脑皮层的参与下形成。如例③条件反射是在非条件反射的基础上，借助于一定的条件，经过一定的过程形成的。
C．完成反射的结构基础是反射弧。它是从接受刺激到发生效应，兴奋在神经系统内运行的整个途径。包括①感受器：是把内外环境作用于机体的刺激能量转化为生物的神经冲动的换能器(如感觉神经末梢部分)；②传入神经：把感受器的神经冲动传导到中枢神经系统，通常只是一个传入神经元；③神经中枢：指中枢神经系统内参与某一反射的神经元的总和；④传出神经：它们是脑和脊髓运动神经元的轴突，把神经冲动从中枢传到效应器；⑤效应器：包括肌肉和腺体等组织。如下图所示。
(2)运用“联想对照法”理解兴奋的传导
神经冲动的传导过程是电化学的过程，是在神经纤维上顺序发生的电化学变化。神经未受刺激时(即静息状态)。神经细胞内外存在着离子浓度差(Na＋外多内少，K＋外少内多)，离子在细胞内外的不平均分配是靠Na＋－K＋泵维持的。Na＋－K＋泵的活动需要ATP供能，每消耗一个ATP可将3个Na＋逆浓度梯度泵出细胞，而只将2个K＋逆浓度梯度泵入细胞。膜对Na＋、K＋的透性不同，Na＋很难通过，K＋易于通过，因而泵出的Na＋很难重新通过膜进入神经细胞，而泵入的K＋却可以通过膜漏出。另外，细胞内还有很多带负电的大分子，不能穿过膜，这样就使膜内和膜外出现了电位的不同，膜外是正电性、膜内是负电性。由于细胞内负电离子略多于正电离子，细胞外正电离子略多于负电离子，正负电互相吸引，细胞内多的负电离子和细胞外多的正电离子分别集中于细胞膜的内外两面，这样就产生了细胞膜极性，出现膜内外的电位差，称静息膜电位。细胞膜上存在着由亲水的蛋白质分子构成的物质出入细胞的管道。神经纤维静息时，Na＋管道大多关闭。当神经纤维上某点受到刺激时，Na＋管道张开细胞膜的透性发生急剧变化，Na＋流入量比未受刺激时增加20倍，这一过程使膜内外的Na＋达到平衡，原来是负电性的膜内暂时转变为正电性，原来是正电性的膜外变成负电性，即由原来的外正内负变为外负内正。此时Na＋管道逐渐关闭，K＋管道打开，K＋顺浓度梯度从膜内流出，使膜内恢复负电性膜外也恢复正电性，即恢复原来的静息电位。这一周期的电位变化，即从Na＋的渗入使膜电位从外正内负变为外负内正，到K＋的渗出使膜恢复到原来的外正内负，称为动作电位。
所谓神经传导就是动作电位沿神经纤维的顺序发生。神经纤维某一点受到刺激，这个点的膜电位由外正内负变为外负内正，使它和它的左右邻之间出现电位差，于是左右邻的膜也都发生透性变化，也和上述过程一样发生动作电位。如此一步一步地连锁反应而出现了动作电位的顺序传播，这就是神经冲动在神经纤维上的传导(强度不变)。
在膜电位并未恢复到原来的静息电位时，Na＋管道再遇到刺激时不能重新张开，处于失活状态，这一短暂的失活时期相当于(神经传导的)不应期。神经完成一次传导后，要经过一个极短的不应期(0.4 ms~4 ms)的准备，才能开始第二次传导。
我们可以联想神经传导好比多米诺骨牌：第一张骨牌被推倒，各个骨牌顺序以同样的能量倒下，直到最后一张骨牌，耗能都是一样的。如果想再来一次，就必须把骨牌全部恢复原状，也就是说，使骨牌恢复原来的位置。这样可以帮助我们理解兴奋在神经纤维上的传导过程及特点。
兴奋在神经元和神经元之间是通过突触(化学突触)(如下图)来传递的。化学突触的形态特点是2个神经元之间有一宽约20 nm~50 nm的缝隙。缝隙的前后两膜分别为突触前膜和突触后膜，缝隙的存在使神经冲动不能直接通过，而必须借助某种化学物质(神经递质)的参与。
当神经冲动从轴突传导到末端时，突触小体膜透性发生变化，使Ca2＋通过膜上的Ca2＋管道大量进入突触小体，此时含递质的突触小泡移向突触前膜，突触小泡的膜与突触前膜融合而将递质排出至突触间隙。突触后膜表面有递质的受体，递质和受体结合而使Na＋大量涌入细胞，于是静息电位变为动作电位，神经冲动发生，并且此兴奋沿着这一神经元的轴突传导出去。可见，化学突触是定向传导的，兴奋只能从突触前神经元(轴突)传向突触后神经元(树突及胞体)而不能反向，因为只有突触前神经元的轴突末端能产生递质，突触后神经元不能产生递质，只能接受递质而发生反应。
虽然神经纤维上兴奋的传导是双向的，但是由于在动物体内，神经接受刺激的地方一般是神经末端，并且，更重要的是在神经纤维彼此接头的地方(突触)，兴奋是单向传导的，因而兴奋只能朝一个方向运行。
(3)运用“图解法”理解高级神经中枢的调节
调节人和高等动物生理活动的高级神经中枢是大脑皮层，大脑皮层是大脑表面的一层灰质，成人大脑皮层的总面积可达2200平方厘米，约有140亿左右的神经细胞，大脑皮层有和机体各部位相对应的功能代表区，即大脑皮层的功能定位。这些功能定位还有管理躯体和内脏器官运动的高级神经中枢，也有感觉躯体和内脏器官活动状态的高级神经中枢如下图(1)。各功能代表区可进一步划分为控制身体一定区域的部分。这些部分不是无秩序地随机排列的，而是有一定的格局的。躯体感觉区的左部各点的安排正好画出了身体右侧的全部，躯体感觉区右部的各点的排列也正好画出了身体左侧的全部。不同动物的各区大小也都不一样，这一情况在一定程度上反映了不同动物的感觉和运动机能的特点。如下图(2)
(1)
(2)
(4)运用“图表对比归类法”识记神经调节和体液调节的关系
通过对比找出神经调节与体液调节的区别

神经调节与体液调节(主要表现为激素调节)的联系首先表现在神经系统对激素分泌的控制。神经系统可直接控制内分沁腺的分泌，也可通过控制垂体分泌促激素，间接控制一些内分泌腺的分泌。它们之间的关系如下：
?
其次表现为激素对神经系统的影响作用。如甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性，神经系统兴奋的改变又反作用于内分泌腺的分泌活动。
2．解题障碍的突破
运用“类比分析法”分析解释与神经调节有关的生命现象。
［例1］下列是有关人体生命活动调节的问题
(1)当人处于寒冷环境时，甲状腺激素分泌多，这是由于_________和_________调节的结果。
(2)某运动员遵从教练的指导，一见灯亮就举起哑铃，附在手臂上的记录仪器经a时间后，测得肌肉活动的电位变化，在一次训练中，教练趁运动员不备，用针刺其手臂，运动员手臂收缩，经b时间后，测到肌肉活动的电位变化。请分析回答：
①在a时间内，神经冲动传递的途径是_________。在b时间内，神经冲动传递的途径是_________。
A．眼→传入神经→脊髓→传出神经→肌肉
B．眼→传入神经→大脑→传出神经→脊髓→传出神经→肌肉
C．皮肤→传入神经→大脑→传出神经→脊髓→传出神经→肌肉
D．皮肤→传入神经→脊髓→传出神经→肌肉
②a时间_________b时间
A．＞ B．＜ C．＝ D．≥
解析：用“类比分析法”解。首先对问题对象进行类比，本题涉及生命活动调节的两种方式的联系和区别，两种类型反射的神经中枢的位置区别及反射弧等知识。
(1)甲状腺激素是由甲状腺分泌的，甲状腺既受神经系统的直接控制，也受垂体分泌的促甲状腺激素的调节。
(2)①躯体运动中枢(高级中枢)在大脑皮层，低级中枢在脊髓。前者是条件反射，应有大脑皮层参与，感受器是眼；后者是非条件反射，由大脑皮层以下的神经中枢——脊髓参与即可完成，感受器是皮肤。
答案：(1)神经 体液(激素) (2)①B D ②A
［例2］下图表示高等动物4种不同的生理调节，请回答：
(1)给蟾蜍注射垂体提取物促使蟾蜍产卵是属于_________过程。
(2)人进食后血糖的调节是属于_________过程。
(3)狗看到食物后分泌唾液是属于_________过程。
(4)日照变长促使多数鸟类开始产卵属于_________过程。
解析：用“类比分析法”解。遇到这样的问题要认真审题和思考进行知识类比。首先将A~D进行知识归类。A表示神经调节；B表示激素调节；C、D都表示神经—体液调节。但C表示的是神经系统直接控制内分沁腺的分泌，而D表示的是神经系统通过控制垂体分泌促激素，间接控制内分泌腺的分泌。然后再具体分析问题中提出的四项生命现象。(1)属于激素调节，故为B；(2)涉及胰岛素的分泌及胰岛素对血糖的调节，属于神经—体液调节。故为C；(3)为条件反射，“食物”为条件刺激，属神经调节，故为A；(4)鸟类受到日照刺激，在神经系统的影响下，垂体分泌促性腺激素，促性腺激素又能刺激性腺分泌雌性激素，在雌性激素的作用下，雌性生殖器官发育并产生生殖细胞(产卵)。故为D。
答案：(1)B (2)C (3)A (4)D
［例3］如果支配某一肢体的传入神经及中枢完整，而传出神经受损，那么该肢体
A．能运动，针刺有感觉 B．不能运动，针刺有感觉
C．能运动，针刺无感觉 D．不能运动，针刺无感觉
解析：用“类比分析法”解。本题考查反射弧的知识点。
反射弧：感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器
本题中传入神经及中枢完整，因此感受器能够把针刺这个刺激转变为兴奋并沿传入神经传到神经中枢，神经中枢可对其进行综合分析，但由于传出神经受损，因此无法控制效应器产生运动。
答案：B
发散：如题干改为传出神经和中枢完整，而传入神经受损，那么该肢体将能运动，但针刺无感觉。
【同步达纲练习】
1．下图为反射弧示意简图，兴奋在反射弧中按单一方向传导，这是因为
A．在②中兴奋传导是单一方向的 B．在③中兴奋传导是单一方向的
C．在④中兴奋传导是单一方向的 D．以上说法都对
2．回答下列有关神经冲动传导的问题：
(1)神经纤维处于静息状态时，若规定细胞膜外表面为零电位，则细胞膜内表面的电位是_________(正、负或零)电位。
(2)当神经纤维受到刺激产生兴奋时，该部位细胞膜内外表面离子的分布情况是_________。
(3)下图表示三个通过突触连接的神经元。现于箭头处施加一强刺激，则能测到动作电位的位置是_________。
A．a和b处 B．a、b和c处 C．b、c、d和e处 D．a、b、c、d和e处
参考答案【同步达纲练习】
1．解析：运用“迁移法”。兴奋在神经纤维上的传导是双向的，在突触上的传导是单向的。
答案：B2．解析：运用“迁移法”。(3)兴奋在神经纤维上的传导是双向的所以在箭头处施加一强刺激后，b和c点都能测到动作电位；兴奋在神经元之间的传递是单向的，只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突，而不能向相反的方向传递，所以可以完成c→d→e的传递，而不能完成b→a的传递。
答案：(1)负 (2)外负内正 (3)C
高等动物的个体发育
【自学导引】
一、高等动物的个体发育类型：高等动物的个体发育包括
二、胚胎发育
1．胚的发育过程
2．羊膜的出现及其意义
某些高等动物，在胚胎发育的早期，从胚胎四周的表面开始形成了围绕胚胎的胚膜。胚膜的内层叫羊膜。羊膜里面充满了液体，叫羊水。羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需的液体环境，还具有防震和保护作用。
三、胚后发育
1．爬行类、鸟类、哺乳类的胚后发育
(1)大致过程：幼体(幼体从卵膜孵化出来或从母体生出来)→成体
(2)胚后发育主要指身体的长大和生殖器官的逐渐成熟。
2．青蛙的胚后发育
过程：蝌蚪(幼体)→幼蛙→成蛙。
特点：变态发育——某些动物在胚后发育的过程中，形态结构和生活习性都要发生显著的变化，而且这些变化又是集中在短时期内完成的。
【思考导学】
1．1987年7月25日的深夜11时47分，世界上第一例“试管婴儿”路易斯·布朗问世了。小布朗的产生过程大致如下：取母亲的卵细胞和父亲的精子在试管内完成受精，等受精卵在试管内发育至囊胚时，再移入母亲的子宫内，胚胎经过9个月的发育，小布朗问世了。试问小布朗的形成属于动物个体发育的哪个阶段 在试管内发育的是哪几个阶段 在母体子宫内发育的是哪几个阶段
答案：胚的发育；受精卵→囊胚；囊胚→原肠腔→幼体。
2．没有交配的母鸡产下的一个鸡蛋是否是一个卵细胞
答案：不是，卵细胞只包括胚盘、卵黄及卵黄膜，把一个鸡蛋看作是一个卵细胞，是不妥的。
3．青蛙的幼体与成体有哪些差别？除了两栖动物外，还有哪些动物也具有变态发育的特点？试举例说明之。
答案：青蛙的幼体是蝌蚪，蝌蚪有尾巴没有四肢，青蛙有四肢没有尾巴，蝌蚪用鳃呼吸，青蛙用肺呼吸，兼用皮肤呼吸，蝌蚪的心脏是一心房一心室，一条循环路线(无体循环和肺循环之分)，青蛙的心脏是二心房一心室，二条循环路线(体循环和肺循环)；青蛙可以到陆上生活，肉食性(即主要以昆虫等小型无脊椎动物为食)，蝌蚪是植物食性的，以水中的藻类为食。
昆虫都具有变态发育的特点，如家蚕。家蚕的受精卵发育成幼虫，幼虫以桑叶为食，经四次脱皮后化为蛹，蛹的形态结构与幼虫有很大的区别，是一个不食不动的时期，蛹最后羽化成成虫(蚕蛾)，蚕蛾具有翅，能飞，基本不吃东西，主要是完成交配产卵，雄蛾交配后不久就死亡，雌蛾产卵后不久也死亡，在蚕蛾的整个生命周期中，经历了卵、幼虫、蛹、蚕蛾四个虫期，这四个虫期在形态结构、生活习性等方面均不同，其胚后发育是典型的变态发育过程。
【学法指导】
1．高等动物胚胎发育过程中原肠胚的形成：高等动物胚胎发育的原肠胚期是胚胎发育过程中极为重要的时期，不但是胚层形成进而分化的时期，而且是教学的重点和难点，应加强理解。
囊胚形成后，由于动物极一端的细胞分裂快，植物极一端的细胞分裂慢，动物极一端新产生的细胞便向植物极方向推移，挤压植物极一端的细胞，囊胚腔又有空隙，使植物极一端的部分细胞内陷(如图a)，内陷的细胞不断向内伸展，囊胚腔逐渐缩小，这些陷入的细胞便构成了内胚层，它是由植物极一端的细胞构成的。内陷的细胞出现了凹陷(如图b)，凹陷向内逐渐扩大，并被内陷的细胞包围起来，形成一个腔，这个腔即为原肠腔。此时，动物极一端的细胞已推移到原肠腔的入口处，包绕在整个胚的外面，构成外胚层。接着，内外细胞层之间分化出新的细胞层，称为中胚层。这个时期的胚叫原肠胚(以上分析是以海星原肠胚的形成为例来讲的，其余动物的原肠胚形成与该过程不完全相同)。
2．容易混淆的知识
(1)极体与极核的区别
从物种来看，极核为植物特有，极体为动物特有。
从来源看，极核是由子房中胚珠内的大孢子(减数分裂产生的)经过有丝分裂产生的，而极体是由初级和次级卵母细胞分裂产生的，也有第一极体再分裂产生的，所以，极核是有丝分裂形成的，而极体是减数分裂形成卵细胞时产生的。
从基因组成看，同一胚珠中的大孢子经分裂产生的两个极核与同胚珠内的卵细胞基因型相同，而同1个初级卵母细胞产生的3个极体(假设无互换)却分为两种，其中次级卵母细胞分裂产生的极体与卵细胞相同，另两个与卵细胞不同。
(2)囊胚与胚囊的区别
囊胚是指动物的受精卵经过多次卵裂后，形成的一个内部具有空腔的球状胚体。胚囊则是指被子植物胚珠的中心部位，呈膨大的囊状结构。胚囊内主要有一个卵细胞和两个极核。
3．组织器官和系统的分化
外胚层分化形成神经器官、皮肤的表皮及鳞毛羽甲、黏液腺、皮脂腺等皮肤衍生物；内胚层分化成消化道和呼吸道上皮以及肝、胰等消化腺体，其余器官系统皆由中胚层发育而来。从进化的角度看，中胚层是最晚出现的一个胚层，但却是最活跃的一个胚层，动物体腔、体腔内器官以及肌肉由此发育而来。这样有利于保蓄水分和营养，为动物向大型化、复杂化、高级化及登陆发展奠定了基础。内、外胚层较古老，只演化发育了动物最基本的体表、神经及消化系统的基础构造。因此，中胚层的出现，是动物进化上的一件大事。组织器官和系统的分化概括如下：
以上知识可用如下口诀记忆：外层感官神经系，内层两腺两道皮，剩余中层不用记。
4．爬行类、鸟类和哺乳类的胚胎发育
在胚胎发育早期，从胚胎四周的表面开始形成了围绕胚胎的胚膜。胚胎的内层称为羊膜，呈囊状，里面充满了羊水，羊膜和羊水保证了胚胎发育所需的水环境。如下图所示。
爬行类、鸟类和哺乳类动物产的卵与两栖类、鱼类等低等的动物不同，具有卵黄膜，爬行类和鸟类属于卵生动物，胚胎发育在体外进行，所以产的卵外有输卵管壁所分泌和形成的蛋白、内外壳膜和卵壳。如下图所示。在胚胎发育的早期，从胚胎四周的表面开始，形成了围绕胚胎的胚膜。胚膜的内层称为羊膜，羊膜呈囊状，里面充满了羊水。羊膜和羊水保证了胚胎发育所需要的水环境。这在进化上具有重大的意义。生物进化的方向之一是由水生到陆生。脊椎动物由水生进化到陆生，如从鱼类进化到两栖类动物，适应陆生环境必须解决很多问题。如：如何支持身体并运动，这一点两栖动物已能比较完善地得到解决，因为两栖动物进化出了四肢；如何解决呼吸的问题，两栖动物也已经得到了初步的解决，即两栖动物也已进化出了肺，但肺还不发达，不能满足代谢过程中对氧气的需求，所以还要兼用皮肤呼吸。所以两栖动物已经能够到陆地上来生活，但两栖动物在生殖和发育方面还没有摆脱水的束缚，生殖时必须回到水中进行，直接依赖于外界的水环境。体外受精体外发育，即受精在外界水环境中进行，发育也在外界水环境中进行。所以两栖动物不是真正的陆生动物，在地球上的分布必然要受水的限制，即两栖动物的分布不能远离水源。爬行动物、鸟类和哺乳类动物，生殖和发育过程已完全摆脱了水的束缚。体内受精，受精过程不需要外界水环境的帮助。胚胎发育过程是在自己营造的一个安全的水环境中完成，即在羊水中完成。所以在脊椎动物中，爬行类、鸟类和哺乳类动物才是真正的陆生动物。
5．胚后发育
动物的胚后发育过程有两种基本类型：直接发育和变态发育。
(1)直接发育
直接发育是指动物的幼体在形态、结构和生活习性上都与成体差别较小，幼体不经过明显的变化就逐渐长成为成体。
在脊椎动物中，胚后发育为直接发育的类型有爬行类、鸟类和哺乳动物，鱼类也是直接发育的?。
(2)变态发育
变态发育是指动物的幼体与成体之间，在形态结构和生活习性上都有明显的差异，幼体在胚后发育过程中，形态结构和生活习性都要发生明显的变化，而且这些变化又是集中在短期完成的，如蛙。
【例题解析】
［例1］下图表示蛙的受精卵发育至囊胚过程中，DNA总量、每个细胞体积、所有细胞体积之和、有机物总量的变化趋势(横坐标为发育时间)。其中正确的是
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
解析：本题考查了从受精卵到囊胚期的主要变化，还考查了理解生物学中常用图表等表达形式的意义的能力，并会用多种表达形式准确描述生物学现象等能力。蛙受精卵发育至囊胚的过程中，由于细胞不断分裂，故DNA的总量逐渐增多；又因细胞分裂所需的营养全都来自卵黄，并未从外界吸收，所分裂后的细胞并不生长，且蛙的受精卵发育至囊胚都是在卵膜内进行的，所有细胞的总体积未变，因此每个细胞体积越来越小。事实上，由于细胞分裂等生命活动的消耗，其有机物总量减少。答案：A
错因：本题错解的主要原因如下：①对图像表达的生物学意义不理解；②对受精卵发育至囊胚的过程中只进行细胞分裂，分裂后的细胞不生长的事实不清楚。
［例2］下列关于羊膜出现的说法，错误的是
A．羊膜内的羊水为胚胎发育提供了水环境 B．羊膜内的羊水具有防震和保护作用
C．羊膜的出现使动物更加适应陆地环境 D．羊膜是脊椎动物都具有的特征
解析：爬行类、鸟类和哺乳类等动物，在胚胎发育的早期，从胚胎四周的表面开始，形成了围绕胚胎的胚膜。胚膜的内层，叫做羊膜。羊膜呈囊状，里面充满了羊水，羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需要的液体环境，还具有防震和保护作用，使这些动物增强了对陆地环境的适应能力。因为这样这些动物的胚胎发育脱离了水的限制，真正适应陆地生活。而鱼类的生活终生离不开水，两栖类的胚胎发育离不开水，因为这些动物的胚胎外面没有形成羊膜。答案：D
错因：本题为一道识记题，对于羊膜出现的时期及羊膜的意义记忆不牢是本题错选的主要原因。
［例3］(2000年广东高考题)人的汗腺细胞来自胚胎时期的
A．外胚层 B．内胚层 C．囊胚腔 D．中胚层
解析：在生物的胚胎发育过程中，原肠胚的外胚层发育成神经系统和感觉器官、表皮及附属结构。汗腺细胞属于皮肤的附属结构。答案：A
错因：对于组织器官的分化不理解，不知道汗腺是皮肤的附属物，是本题错解的原因。
［例4］下列是对两栖类胚胎发育过程的叙述，其中正确的是
A．受精卵的植物半球卵黄丰富，分裂快，细胞数目多 B．当胚内出现空腔，细胞就开始分化
C．原肠胚的形成是通过动物半球细胞的内陷 D．胚内首先出现的是囊胚腔，其后出现的是原肠腔
解析：考查对两栖类胚的发育过程的理解程度。首先要了解两栖类胚发育的五个过程：受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚(出现三个胚层及组织器官系统的分化)→幼体。还要知道各时期的特点，弄清彼此间的发展关系。受精卵上面为动物半球，含卵黄少，分裂快，形成的细胞个体小、数目多；下面为植物半球，含卵黄多，影响了细胞的分裂速度(分裂慢)，细胞体积大、数量少。受精卵经过卵裂(有丝分裂)先形成具有囊胚腔的囊胚，随后由于动物半球细胞分裂快，包在植物半球细胞外面。同时，植物半球细胞内陷，部分被卷入囊胚腔，内陷的细胞间出现凹陷——形成原肠腔，这时的胚叫原肠胚。 答案：D
错因：本题错解的主要原因有两个：①对受精卵的特点记忆不牢；②对原肠胚的形成过程不理解。
【基础训练】
一、选择题
1．猪的胚胎发育过程中，具备三个胚层的时期是
A．囊胚期 B．原肠腔期 C．原肠胚期 D．幼体期
答案：C
2．下面对于蛙受精卵的叙述错误的是
A．动物极朝上，植物极朝下 B．动物极含色素少，植物极含色素多
C．动物极含卵黄少，植物极含卵黄多 D．动物极吸收热量多，植物极吸收热量少
解析：考查蛙受精卵的特点。青蛙的受精卵分为动物极和植物极，动物极含卵黄少，色素多，颜色深，比重小，植物极含卵黄多，色素少，颜色浅，比重大，因此动物极朝上，植物极朝下。动物极朝上，颜色深，便于吸收大量的阳光热量，利于受精卵的发育。 答案：B
3．鸡的胚后发育是指
A．从孵卵开始到成体 B．从孵卵破壳后到性成熟的个体
C．变态发育 D．从孵卵破壳后到死亡
解析：考查胚后发育的概念。胚后发育是指幼体从卵膜里孵化出来或者从母体生出来，发育成为性成熟的个体，由于鸡是卵生动物，因此它的胚后发育是幼体从卵膜里孵化出来到发育成性成熟的个体，该过程不属于变态发育。 答案：B
4．下列动物的胚后发育是变态发育的是
A．鸡和青蛙 B．蚕和青蛙 C．马和兔 D．鸡和牛
解析：蚕和青蛙的幼体和成体差别很大，而且形态结构和生活习性的改变又是集中在短期内完成的，这种类型的胚后发育称为变态发育。昆虫与两栖类无尾动物均存在变态发育现象。 答案：B
5．高等动物个体发育的两个阶段是
A．胚胎发育和器官形成 B．受精卵发育成幼体
C．胚胎发育和胚后发育 D．卵生动物的孵化和胎生动物的出生
答案：C
6．高等动物的胚胎发育是指
A．精子和卵细胞的结合 B．受精卵发育成为幼体 C．幼体从卵膜内孵化出来 D．幼体从母体生出来
答案：B
7．海星原肠腔的形成主要是通过
A．动物极细胞的外包和植物极细胞的内陷 B．动物极和植物极细胞的内陷
C．动物极细胞的内陷和植物极细胞的外包 D．动物极和植物极细胞的外包
解析：海星的原肠腔形成过程是：动物极一端的细胞分裂较快，新产生的细胞便向植物极方向推移，使得植物极一端的细胞向囊胚腔陷入。随着陷入的细胞不断向内伸展，囊胚腔逐渐缩小，并围成一个新的腔，叫做原肠腔。由此可知，海星原肠腔的形成主要是通过动物极细胞的外包和植物极细胞的内陷?。
答案：A
8．原肠胚期是动物胚发育过程的一个重要转折阶段，其原因主要是胚体
A．表面有胚等结构 B．有脊腹和前后端的区分
C．内部形成原肠腔 D．细胞分化形成三个胚层
答案：D
9．原肠胚的主要特点是具有
A．两个胚层与原肠腔 B．三个胚层与原肠腔
C．两个胚层与囊胚腔 D．原肠腔与囊胚腔
解析：原肠胚是动物胚胎发育过程中的一个重要时期，此时的细胞已发生分化，形成了三个胚层：外胚层、中胚层、内胚层，并且出现了原肠腔。答案：B
10．海星原肠胚的形成原因不包括
A．动物极一端的细胞向下推移 B．植物极一端的细胞向囊胚腔陷入
C．动物极一端的细胞分裂快 D．植物极一端的细胞分裂快
解析：海星的受精卵进行卵裂，先形成具有囊胚腔的囊胚。从囊胚开始，由于动物极一端的细胞分裂较快，新产生的细胞便向植物极方向推移，使得植物极一端的细胞向囊胚腔陷入，随着陷入的细胞不断增加，囊胚腔逐渐缩小，这些陷入的细胞便构成了内胚层，并围成了原肠腔，下移的动物极一端的细胞包被在胚胎的表面形成了外胚层，接着内外胚层细胞之间分化出中胚层，此时的胚已具有了三个胚层和原肠腔，这时的胚即为原肠胚。
答案：D
11．蛙胚发育过程中，第几次卵裂是不均等的细胞分裂
A．第一次 B．第二次 C．第三次 D．都是
解析：考查学生细心观察图像的能力。本题所涉及的知识课本中没有明确讲述，但从课本图中可以明显地看出，第三次卵裂为不均等的细胞分裂，形成的八个细胞中，上层的四个细胞较小，下层的四个细胞较大。答案：C
12．下列哪一组器官是由原肠胚的中胚层发育来的
A．真皮和脑 B．肝脏和胰腺 C．眼和肾脏 D．骨骼和真皮
答案：D
13．下列属于个体发育的是
A．家蚕的卵发育成蚕 B．雏鸡发育成大公鸡
C．蛙的受精卵发育成蛙 D．水稻种子萌发长成水稻
解析：考查对生物个体发育概念的理解。个体发育是指生物体从受精卵开始，经过细胞分裂、组织分化和器官形成，直到发育成性成熟的个体的过程。通过对生物的个体发育概念的理解可知，生物个体发育的起点是受精卵，终点是性成熟的个体，符合条件的只有C选项。 答案：C
14．蛇的胚胎发育与青蛙、海星的胚胎发育的最大区别是
A．无原肠胚期 B．在母体内发育 C．有羊膜出现 D．受外界环境的影响大
答案：C
15．海星原肠胚外胚层细胞来源于
A．植物极一端的细胞 B．动物极一端的细胞
C．既有植物极一端的细胞又有动物极一端的细胞 D．不确定
答案：B
16．下列与动物卵裂无直接关系的细胞器是
A．中心体 B．核糖体 C．线粒体 D．高尔基体
解析：与动物卵裂有直接关系的细胞器是：中心体与分裂过程中纺锤体的形成有关；核糖体与染色体复制过程中有关蛋白质的合成有关，线粒体为卵裂提供能量。由于该过程是动物的卵裂不是植物细胞的有丝分裂，所以与高尔基体无直接关系。 答案：D
17．正确表示高等动物个体发育顺序的是
A．受精卵→幼体→成体B．卵细胞→幼体→成体
C．受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体→成体
D．卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织器官分化→幼体
解析：考查动物个体发育的全过程。动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育，胚胎发育包括受精卵、卵裂、囊胚、原肠胚、组织器官的分化，直到幼体，胚后发育从幼体到性成熟的成体。 答案：C
18．蛙卵的受精和受精卵的发育分别是
A．体内受精和体内发育 B．体内受精和体外发育 C．体外受精和体内发育 D．体外受精和体外发育
答案：D
19．胚胎发育中的原肠胚，最重要的特征和最有意义的变化是
A．具有囊胚腔和原肠腔，原肠腔不断扩大 B．具有囊胚腔和原肠腔，囊胚腔不断缩小
C．具有三个胚层，出现组织和器官的分化 D．具有三个胚层，细胞开始分化
解析：原肠胚的典型特征是具有外、中、内三个胚层。三个胚层的细胞已出现了明显的分化。
答案：D
20．人的胚胎发育在营养物质供给上与蛙胚胎发育的区别是
A．靠卵黄供给 B．早期靠胎盘供给，后期靠自己摄取
C．完全由母体通过胎盘摄取 D．早期由卵黄供给，后期由胎盘供给
答案：D
二、非选择题
21．下图为某爬行动物的胚胎发育初期示意图。请回答：
(1)胚胎发育中，胚胎四周的表面有胚膜的动物，除爬行类外，还有_________和________________。
(2)胚膜的内层是［2］_______，里面的液体是［3］_________。它们不仅保证了胚胎发育所需的_______，还具有_________和_________作用，因此使这些动物增强了对_________的适应能力。
答案：(1)鸟类 哺乳类 (2)羊膜 羊水 水环境 防震 保护 陆地环境
22．下图为海星胚胎发育过程的某时期的示意图，请根据图回答：
(1)该时期为胚胎发育过程的_________期，其内的空腔称为_________，随着胚胎发育的进行，该腔的容积将逐渐_________。
(2)该图上一时期为__________；该图下一时期为__________。
(3)请在图中用箭头标出细胞a和b的移动方向。
(4)在该图的下一时期，a细胞最可能成为_______?胚层的一部分，b细胞最可能成为_______胚层的一部分。
解析：海星的受精卵经过卵裂形成囊胚，囊胚内具有一个大的空腔为囊胚腔，正与本题的图相符，因此此图为囊胚时期的示意图，里面的空腔为囊胚腔。胚胎继续发育形成具有内、中、外三层的原肠胚。因此该图的下一时期为原肠胚期，a细胞将向植物极一端推移，成为外胚层的一部分，b细胞将向囊胚腔陷入成为内胚层的一部分。答案：(1)囊胚 囊胚腔 缩小 (2)卵裂 原肠胚期 (3)如下图(a细胞外包，b细胞内陷) (4)外 内
23．高等动物个体发育的起点是_________，胚胎发育的起点是__________，胚后发育的起点是__________。在高等动物的发育过程中，从__________时期以后出现了细胞大小的差别，从__________时期以后出现了细胞分裂速度的不同。
答案：受精卵 受精卵 幼体 第三次卵裂 八个细胞胚
24．通常所说的双胞胎，就是孪生。双胞胎可分为一卵性双胞胎和二卵性双胞胎两种。一卵性双胞胎是由同一受精卵发育而成的两个胚胎所生出的孪生儿。这对孪生儿的性别相同，都是男孩或者都是女孩，他(她)们的外貌也几乎是相同的。
(1)你认为一卵性孪生的两个胚胎是怎样形成的？
(2)为什么一卵性孪生儿的性别相同，外貌几乎相同？
答案：(1)一卵性双胞胎是同一个受精卵在卵裂过程中产生的子细胞彼此分开分别着床后发育而成的胚胎。
(2)由于同卵双胞胎是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，细胞内的遗传物质相同，因此外貌几乎相同。
【应用创新】
1．蛙从受精卵发育成幼体的过程中，其胚内的细胞数，每个细胞的体积，整个胚的体积的变化分别是
A．细胞数目越来越多，每个细胞的体积越来越小，胚的体积不变
B．细胞数目越来越多，每个细胞的体积不变，胚的体积越来越大
C．细胞数目越来越多，每个细胞的体积越来越大，胚的体积越来越大
D．细胞数目不变，每个细胞的体积越来越大，胚的体积越来越大
解析：蛙的胚胎发育过程中，细胞分裂不断进行，细胞数目不断增多，但由于胚体的发育是固定在卵膜内进行的，因此每个细胞的体积缩小，胚体总体积不变。答案：A
2．观察鸡的卵细胞和胚胎的结构：取新鲜鸡蛋和毛蛋(胚胎发育中途夭折的鸡蛋)各一只，将新鲜鸡蛋的蛋壳轻轻打开后将内容物放入一只碗中，注意观察蛋黄的某一端是否有一白色圆点。想一想，如果该鸡蛋为未受精卵，白点相当于卵细胞的哪一部分？如果该鸡蛋已受精，白点应是什么结构？有何特点？卵白和卵黄的作用分别是什么？再将毛蛋的蛋壳轻轻剥开后，观察鸡胚胎的发育状态，是否能看到羊膜？
答案：若该鸡蛋为未受精卵，白点相当于卵细胞的胚盘，由细胞核和部分细胞质组成。
若鸡蛋已受精，白点相当于发育过程中的胚胎。由于脱离母体，受温度的影响，已停止发育。
卵白和卵黄内都含有大量的蛋白质，为胚胎发育提供营养物质。
将毛蛋的蛋壳轻轻剥开后，不能看到羊膜。因为外面有内壳膜和卵白包围。
【备课资料】
1．一个鸡蛋≠一个卵细胞：卵子是一个独特的细胞，在卵巢内生长，成熟时经过减数分裂，是动物体最大的细胞。一个鸡蛋是否等于一个卵细胞呢
鸡蛋的外壳(如下图)是石灰质的硬壳，叫卵壳。卵壳起保护作用。卵壳上约有7000多个小孔，可通气，紧贴卵壳有两层卵膜，外层较厚。在鸡蛋的钝端内，两层膜之间常分开形成一个小气室，贮存空气，供胚胎发育时的呼吸。卵膜内是大量的卵白，其成分有水、蛋白质、少量的糖类和无机盐；外层较稀，可叫稀蛋白，内层稠，叫浓蛋白。这些物质是供鸡胚胎发育时的营养物质。再往里是一个圆球形的卵黄，这才是卵细胞。卵黄表面有一层很薄的膜，叫卵黄膜，即是细胞膜。卵黄一般分层，由黄卵黄与白卵黄以同心圆形成相间排列组成，中间有卵黄心，以卵黄心颈与胚盘相连，沿鸡蛋长轴，卵黄的两端由浓稠的蛋白质组成卵黄系带，它使卵细胞维持在蛋白中心，起着缓冲作用，防止卵的震荡，有利于卵的孵化。卵黄上有一个白色的小圆盘，这时由细胞核与一部分细胞质组成，这就是胚盘。如果是受精卵，胚盘在适宜的条件下就能孵化出雏鸡，这就是鸡的胚胎发育。
由此可见，把一个鸡蛋看作是一个卵细胞，是不妥的。卵细胞只包括胚盘、卵黄及卵黄膜。
2．“抱对”的生物学意义
两栖类和鱼类都是体外受精，与鱼类相比，两栖类有了“抱对”行为。雌蛙在雄蛙抱对的刺激下，随即排出贮存在子宫内成熟的卵细胞，与此同时，雄蛙也排出精子，在水中完成受精。可见抱对的生物学意义在于保证了卵细胞和精子同时排出，而且距离很近，大大提高了受精机会。
3．胚胎发育的场所与生殖率
不同动物的胚胎发育场所不同。卵生动物的受精卵在体外发育，环境的多变不利于受精卵的正常发育，致使卵生动物的受精卵发育为成体的比率很低，为保证物种的延续，卵生动物的生殖率极高。如蛙一次排卵可达5000粒，这是对多变环境的一种适应。有些卵生动物的受精卵产出母体后，受环境条件的影响而停止发育，当环境条件满足时再继续发育，如鸟类。而胎生动物的胚胎发育是在母体的子宫内进行，母体内的发育环境相对稳定，营养充分，受精卵发育的成功率很高，因而胎生动物在一次生殖过程中产生的受精卵数量很少。微生物的类群、营养、代谢和生长
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．理解细菌的结构及功能的特殊性
（1）细胞壁成分的特殊性：糖类和蛋白质结合而成的化合物（肽聚糖），要除去细菌的细胞壁需用溶菌酶或用青霉素抑制其合成，形成原生质体。与植物细胞壁成分（纤维素和果胶）不同，所以除去方法也不同。
（2）细菌特殊结构及功能
鞭毛：某些细菌长在体表的长丝状、波曲的附属物，称为鞭毛。具有运动的功能。
荚膜：在某些细菌细胞壁外存在着一层厚度不定的胶状物质，称为荚膜。保护细菌免受干旱以及贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用等功能。
芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为芽孢。由于每一细胞仅形成一个芽孢，故它无繁殖功能。具有保护细菌度过休眠的功能。
（3）细菌细胞膜的特殊功能
与真核细胞的细胞膜功能有差别，是进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地、鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量、合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所等。
2．大肠杆菌的广泛应用
（1）大肠杆菌质粒可作为基因的运载体。因大肠杆菌的质粒具备基因运载体的条件：能够在宿主细胞中复制并稳定的保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有标记基因，便于进行筛选。
（2）大肠杆菌的质粒可产生次级代谢产物。质粒内含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。而其产生的抗生素、激素、色素等是微生物生长到一定阶段产生的次级代谢产物。
（3）大肠杆菌可作为基因受体。如将人的胰岛素A、B两链的基因分别组合到大肠杆菌质粒上，然后转移至大肠杆菌体内。这些重组质粒可在大肠杆菌细胞内进行正常的复制和表达，从而产生人的胰岛素A、B链，然后用人为方法，在体外合成有活性的人胰岛素。
3．微生物与动、植物的营养比较
不论从元素水平还是从营养要素的水平来看，微生物的营养与摄食型的动物（包括人类）和光合自养型的植物非常相似，它们之间存在着“营养上的统一性”（见下表）。具体地说，微生物有五大营养要素物质，即碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
实际上微生物有六大营养要素：除了碳源、氮源、生长因子、无机盐和水五大营养要素物质外，还有能源。所谓能源是指为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质或辐射能。代谢类型不同的微生物能源不同：（1）各种异养微生物的能源就是其碳源。（2）自养微生物的能源：化能自养微生物的能源是一些还原态无机物；光能自养微生物的能源是光能、辐射能。
4．培养基的配制要求及几种培养基的应用
（1）培养基配制的基本要求：培养基是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料。①任何培养基都应具备微生物生长所需要的五大营养要素物质，且其间的比例是合适的。②任何培养基一旦配成，必须立即进行灭菌，否则很快会引起杂菌丛生，并破坏其固有成分和性质。
（2）固体培养基、半固体培养基与液体培养基的配制与应用
①（a）固体培养基凝固培养基是在液体培养基中加入1%～2%琼脂（凝固剂），制成遇热可融化、冷却后则凝固的固体培养基。常用于分离、鉴定、保藏、计数及菌落特征的观察。（b）天然固体培养基：由天然固体状基质直接制成的培养基。例如培养蘑菇等食用菌用的由麸皮、米糠、木屑、纤维、稻草粉等配制成的固体培养基，应用于酒精厂、酿造厂。
②半固体培养基：在凝固性固体培养基中，如凝固剂低于正常量，培养基呈现出在容器倒放时不致流下，但在剧烈振荡后则能破散的状态。用于观察微生物的运动，观察判断某细菌是否有鞭毛存在及保藏菌种。
③液体培养基：呈液体状态的培养基，通常叫做培养液。液体培养基中的营养物质分布均匀，与菌种充分接触，能大量溶解微生物的代谢产物。应用于大规模工业生产，也常用于微生物生理、代谢的研究。
（3）鉴别培养基的应用
培养基中加有能与某种菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而用肉眼就能区分该菌菌落与外形相似的它种细菌。常用的伊红美蓝乳糖培养基，可用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在大肠杆菌等细菌。如果有大肠杆菌，因其强烈分解乳糖而产生大量的混合酸，菌体带H+，故菌落被染成深紫色，从菌落表面的反射光中还可以看到金属光泽。
我国规定饮用水标准：自来水中细菌总数不可超过100个/mL（37℃，培养24 h），大肠杆菌数不能超过3个/L（37℃，培养24 h）。根据病原菌与最常见的数量很大的大肠杆菌同样来自动物粪便污染的原理，只要通过检查水样中的大肠杆菌数即可知道该水源被粪便污染程度，从而间接推测其他病原菌存在的概率。检测大肠杆菌，可用伊红美蓝鉴别培养基。
5．有关微生物的代谢
（1）微生物代谢异常旺盛的原因
①相对表面积很大，即表面积与体积比很大，因为小体积、大面积必然有一个巨大的营养吸收面，代谢废物的排泄面和环境信息的接受面。②吸收多，转化快。③生长旺，繁殖快。④适应强，易变异。⑤分布广，种类多。
（2）微生物代谢中合成代谢与分解代谢的关系
微生物的代谢即微生物的新陈代谢，简称代谢。新陈代谢包括合成代谢和分解代谢。分解代谢的功能在于保证正常合成代谢的进行，而合成代谢又反过来为分解代谢创造了更好的条件，两者相互联系，促进了生物个体的生长繁殖和种族的繁衍。
分解代谢和合成代谢的相互关系如下：
微生物要进行正常的合成代谢，必须从分解代谢途径中抽走大量的代谢产物以满足其合成细胞基本物质的需要。这样以来，势必造成分解代谢不能正常运转，并进而影响产能功能的严重后果。为解决上述矛盾，生物体在其长期进化过程中，发展了独特功能的代谢途径。
（3）微生物独特的合成代谢途径
①生物固氮：固氮微生物，都是原核微生物。
②肽聚糖的合成：肽聚糖是微生物结构大分子，绝大多数原核生物细胞壁所含有的独特成分，它在细菌的生命活动中有着重要的功能。
6．关于微生物的生长
微生物不论其在自然条件下还是在人工条件下发挥作用，都是“以数取胜”或是“以量取胜”的。生长、繁殖就是保证微生物获得巨大数目的必要前提。可以说，没有一定的数量就等于没有微生物的存在。
一个微生物细胞在合适的外界环境条件下，不断地吸取营养物质，并按其自身的代谢方式进行新陈代谢。如果同化作用的速度超过了异化作用，则其原生质的总量（重量、体积、大小）就不断增加，于是出现了个体的生长现象。如果这是一种平衡生长，即各细胞组成成分是按恰当的比例增长时，则达到一定程度后就会发生繁殖，从而引起个体数目的增加，这时，原有的个体已经发展成一个群体。随着群体中各个个体的进一步生长，就引起了这一群体的生长。所以，可以用以下关系表示其生长过程：
个体生长→个体繁殖→群体生长
群体生长=个体生长+个体繁殖
除了特定的目的以外，在微生物的研究和应用中，只有群体的生长才有实际意义，因此，提到微生物的生长，均指群体生长。

【学法指导】
本部分内容可安排3～4课时完成。
1．微生物类群部分可从如下几个方面着手：
进行比较复习，大的方面如（1）原核生物与真核生物（2）有细胞结构的生物与非细胞结构的生物（3）三种微生物的结构特点与生殖类型；小的方面如（1）细菌的核区与质粒中的基因及控制的性状（2）细菌基本结构与特殊结构等。
充分挖掘知识的内涵与外延，注意以点带面，加强知识的引申与扩展。如：细菌一例，可复习植物的细胞壁的成分，基粒可联系基因工程中作为运载体的基粒，菌落的特点可联系种群与群落，联系肺炎双球菌转化实验中的两种细菌。病毒一例，又可考虑病毒的种类及特点，联系噬菌体侵染细菌的原理。
2．微生物的营养、代谢和生长一部分，教师引导学生与高等动植物的营养、代谢和生长相比较。可从以下几方面比较：
（1）营养方面：可列表比较，它们之间存在着“营养的统一性”。
特别注意列表比较几种常见的生物的营养：
生物种类 碳源 氮源 生长因子 能源
甲基营养菌 甲醇、甲烷 铵盐、硝酸盐等 有机物
乳酸菌 糖类等 铵盐、硝酸盐等 多种维生素 有机物
根瘤菌 糖类等 N2 有机物
硝化细菌 CO2 NH3 NH3
谷氨酸棒状杆菌 糖类等 铵盐、硝酸盐等 维生素 有机物
青霉菌 糖类等 蛋白质或降解物 与碳源相同
光合细菌（红螺菌） CO2、有机醇 无机氮化物 利用日光能

（2）代谢方面：复习高等动物三大营养物质的代谢过程、代谢产物及调节过程（神经调节、体液调节）等；植物的矿质营养、水分代谢、光合作用、呼吸作用等产物以及调节过程；微生物代谢的产物，调节过程。
（3）生长方面：生物的生长从细胞角度讲均是细胞数目的增多，细胞体积的增大。但是高等生物和微生物细胞数目的增殖方式不同，高等生物以有丝分裂为主，微生物的增殖方式多样，例如细菌二分裂，放线菌孢子生殖，病毒的裂殖等。从代谢方面讲，生长均是合成代谢大于分解代谢，生物积累物质越来越多。
微生物的群体生长规律的研究均是在实验室固定容积的液体培养基中培养得出的。影响微生物生长的环境因素主要是营养、pH、氧等。而高等生物种群的数量增长规律多数是在自然状态下得出的，那么影响高等生物种群数量变动的因素主要是出生率和死亡率、迁入与迁出率、年龄组成、性别比例等。
3．关于实验部分
主要引导学生复习培养基的制作技术、接种环接种技术，以及细菌培养操作过程中应该注意的问题。培养学生进行实验设计和实验分析的能力。

【典型例题精讲】
［例1］质粒是细菌中的一种特殊结构，它属于细菌的
A．染色体
B．细胞器
C．主要遗传物质载体
D．某些基因的载体
【解析】 细菌是原核生物，它没有染色体和除核糖体外的细胞器。主要遗传物质是存在于核区内的环状DNA分子，存在于核区外的质粒控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等。
【答案】 D
［例2］对细菌群体生长规律测定的正确表述是
A．在液体培养基上进行
B．至少接种一种细菌
C．接种一个细菌
D．及时补充消耗的营养物质
【解析】 细菌群体生长规律的测定是人们在一定条件下进行的。这些条件是：一种细菌，恒定容积的培养基，液体培养基，定时测定细菌总数。在这些条件下，才能测定出细菌的生长规律。测定时只能用一种细菌的子细胞群体表达微生物的生长；恒定容积是给微生物提供一定的生存环境；液体培养基才能通过样品推测细菌总数。若接种多种细菌，则会发生种间斗争而不能测定一种微生物的生长规律。在接种时，要保证一定的接种量。
【答案】 A
［例3］自养型微生物所需的碳源和能源为不同的物质，而异养型微生物作为碳源和能源的是
A．CO2 B．NaHCO3
C．碳酸盐 D．含碳有机物
【解析】 碳源主要用于构成微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要能源物质，而异养微生物不能自己制造有机物，通常只能够利用现成的含碳有机物作碳源。
【答案】 D
［例4］在微生物群体生长规律的测定中，种内斗争显著激烈的时期是
A．调整期 B．对数期
C．稳定期 D．衰亡期
【解析】 种内斗争反映了同种生物对生存空间和生活资源的争夺。在生活空间充裕，营养充足的时候，种内斗争的程度是比较低的。随着微生物个体数目的增加，每个个体的生存空间越来越少，营养物质也越来越少，每个个体对生存空间和资源的争夺也越来越激烈，种内斗争就越来越激烈。由此可知，在稳定期的种内斗争最激烈。在衰亡期，微生物的数目已经开始减少，且已经极度不适于微生物的生存，次级代谢产物积累到很高的程度，这时的微生物的生存斗争主要是与无机环境的斗争。
【答案】 C
［例5］控制细菌合成抗生素性状的基因，控制放线菌主要遗传性状的基因，控制病毒抗原特异性的基因依次位于
①核区大型环状DNA上 ②质粒上 ③细胞核染色体上 ④衣壳内核酸上
A．①③④ B．①②④
C．②①③ D．②①④
【解析】 细菌质粒上的基因控制着细菌固氮、抗药性、抗生素生成等性状。放线菌是原核生物，核区大型环状DNA分子控制其主要遗传性状。病毒的遗传物质是衣壳内核酸，病毒的抗原特异性是由病毒的衣壳体现出来的，由核酸控制合成衣壳。
【答案】 D
［例6］关于微生物酶的叙述中，正确的是
A．组成酶是胞内酶，诱导酶是胞外酶
B．大肠杆菌分解乳糖和葡萄糖的酶都是组成酶
C．酶合成的调节与酶活性的调节不能共存于同一种微生物体内
D．酶合成的调节增强了微生物的适应能力
【解析】 微生物的酶有组成酶和诱导酶的区别，还有胞内酶和胞外酶之分，它们之间的关系是：组成酶和诱导酶都是胞内酶。它们的区别是：组成酶是细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制；而诱导酶是在一定条件下才存在的酶，这个条件就是某物质的存在。这种物质的存在是诱导酶合成的条件，当然遗传物质也对诱导酶的合成进行控制，而且控制的情况更加复杂。大肠杆菌分解葡萄糖的酶是组成酶，分解乳糖的酶是诱导酶。酶合成的调节与酶活性的调节同时存在，密切配合，协调起作用。酶合成的调节，保证了代谢的需要，充分利用原料和能量，增强了适应环境的能力。
【答案】 D

【达标训练】
一、选择题
1．根瘤菌的固氮基因位于
A．核区内的染色体
B．核区的大型环状DNA
C．核区和质粒
D．质粒
【解析】 根瘤菌是原核生物，其细胞内没有染色体，遗传物质除了核区大型环状DNA分子外，在质粒上有几个到几百个的基因，控制着根瘤菌的固氮性状。
【答案】 D
2．下列不属于微生物范畴的是
A．原核生物 B．原生生物
C．真菌 D．微小生物
【解析】 微生物包括原核微生物（细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体）；真核微生物（酵母菌、丝状真菌——霉菌）和非细胞型生物（病毒、亚病毒）。
【答案】 D
3．下列各项叙述中正确的是
A．微生物的遗传物质都是DNA
B．微生物都属于原核生物
C．微生物的遗传物质是核酸
D．微生物的生殖方式是孢子生殖
【解析】 微生物包括真菌界，不全部是原核生物；微生物的生殖方式有多种：有的是孢子生殖（例放线菌），有的是二分裂生殖（例如细菌），有的是裂殖（例如病毒）；微生物的遗传物质有的是RNA（例如烟草花叶病毒），有的是DNA（例如噬菌体）。所以说选C更全面。
【答案】 C
4．关于细菌结构的有关叙述中，正确的是
A．细菌体内没有任何细胞器和染色体
B．细菌的细胞壁可以用除去植物细胞壁的方式除去
C．细菌细胞中都含有质粒
D．有的细菌可进行有丝分裂
【解析】 细菌是原核生物，细胞质没有复杂的细胞器，只有核糖体。遗传物质不以染色体状态存在。细胞的细胞壁（主要成分是肽聚糖），与植物细胞壁（主要成分是纤维素和果胶），两者除去细胞壁的方式不同（细菌细胞壁一般用溶菌酶除去或用青霉素抑制其合成；而植物细胞壁用纤维素酶或果胶酶除去）。细菌的分裂方式是二分裂，不能进行有丝分裂。
【答案】 C
5．细菌常常作为基因工程的受体细胞，下列理由较充分的是
A．形体微小 B．结构简单
C．容易鉴别 D．繁殖速度快
【解析】 形态微小，结构简单，容易鉴别是多数微生物的特点，但是并不一定都能充当基因工程的受体，只有细菌具备快速大量繁殖，在很短的时间内能够获得大量的目的基因这一条件，所以可以充当基因工程的受体。
【答案】 D
6．原核生物呼吸酶附着的部位是
A．细胞壁 B．细胞膜
C．细胞质 D．拟核
【解析】 原核生物的细胞壁主要由肽聚糖构成，主要起保护作用等。细胞质中含核糖体、质粒和一些贮存性颗粒，没有进行有氧呼吸的细胞器——线粒体，所以呼吸酶存在于细胞膜内褶形成一种管状、层状或囊状结构上。拟核就是遗传物质所在核区。
【答案】 B
7．细胞结构是原核，生长繁殖过程绝对不需要氧，体内不含有氧呼吸酶的微生物是
A．乳酸菌 B．酵母菌
C．变形虫 D．固氮菌
【解析】 酵母菌属于真菌，变形虫是原生动物，都属于真核生物，而固氮菌虽属原核生物，但是需氧型生物。只有乳酸菌既是原核生物又是厌氧菌。
【答案】 A
8．光合作用所需的酶和呼吸作用的酶分别属于
A．前者属于胞内酶，后者属于胞外酶
B．前者属于胞外酶，后者属于胞内酶
C．都是胞内酶
D．都是胞外酶
【解析】 光合作用和呼吸作用均在细胞内进行，所以催化这两种反应的酶均存在于细胞内。
【答案】 C
9．在微生物细胞中，占细胞干重90%以上的化学元素是
A．C、H、O、N
B．C、H、O、N、P、S
C．N、P、S、K、Ca、Mg
D．C、H、O
【解析】 C、H、O、N、S、P是构成生物体的主要元素，占原生质（鲜重）总量的97%；C、H、O、N四种元素是构成生物体的基本元素，其中蛋白质就是由C、H、O、N等元素组成的，蛋白质占细胞干重的最多，而微生物中蛋白质含量最多。
【答案】 A
10．产生标准菌落的细菌的最初数目和培养基分别是
A．一个细菌，液体培养基
B．许多细菌，液体培养基
C．一个细菌，固体培养基
D．许多细菌，固体培养基
【解析】 菌落是一个或几个细菌的子细胞群体，在固体培养基上，有一定的形态结构，肉眼可见（液体培养基中肉眼不可见），菌落可作为菌种鉴别的重要依据，而多种细菌形成的菌落，就不可能有比较标准的形态。
【答案】 C
11．抗生素是一类具有特异性抑菌和杀菌作用的有机化合物，这产生于微生物生长的
A．调整期 B．对数期
C．稳定期 D．衰亡期
【解析】 抗生素属于细菌的次级代谢产物，是微生物生长到一定阶段才产生的，化学结构十分复杂，对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。细菌在生长过程的稳定期，活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物。
【答案】 C
12．有关微生物营养物质的叙述中，正确的是
A．是碳源的物质不可能同时是氮源
B．凡碳源都提供能量
C．除水以外的无机物只提供无机盐
D．无机氮源也能提供能量
【解析】 不同的微生物，所需营养物质有较大差别，要针对微生物的具体情况具体分析。对于A、B选项，它的表达是不完整的。有的碳源只能是碳源，如CO2；有的碳源可同时是氮源，如NH4HCO3；有的碳源同时是能源，如葡萄糖；有的碳源同时是氮源，还是能源，如蛋白胨。对于C选项，除水以外的无机物种类繁多、功能也多样。如CO2，可作自养型微生物的碳源；NH4HCO3可作自养型生物的碳源和无机盐；而NaCl则只能提供无机盐。对于D选项，无机氮提供能量的情况还是存在的，如NH3可为硝化细菌提供能量和氮源。
【答案】 D
13．可作为硝化细菌碳源、氮源、能量来源的是
A．含碳有机物，氨，光
B．含碳无机物，氨，氮
C．含碳无机物，氨，氨
D．含碳有机物，氨，氨
【解析】 硝化细菌是化能自养型生物，自养型生物的碳源是CO2，碳酸盐等含碳无机化合物。所需氮源是无机氮化物，能作化能自养的微生物能源的物质都是一些还原态无机物质，如氨既是硝化细菌能源，又是其氮源。
【答案】 C
14．测定3类细菌对氧的需要，让它们在3个不同的试管中生长，下图显示了细菌的生长层。据此判断：只能在需氧培养基中繁殖、只能在无氧培养基中繁殖、在有氧和无氧的培养基中都能繁殖的细菌依次是
A．ⅢⅠⅡ B．ⅢⅡⅠ
C．ⅠⅡⅢ D．ⅠⅢⅡ
【解析】 试管培养基的表面是有氧环境，内部是缺氧环境，故厌氧型细菌在试管底部大量繁殖，而需氧型细菌在试管培养基表面大量繁殖，兼性厌氧细菌在有氧或厌氧条件下均能生长，所以在整个试管培养基中都能繁殖。
【答案】 A
15．圆褐固氮菌、硝化细菌、超级细菌、酵母菌、乳酸菌的代谢类型依次是
①需氧自养型 ②需氧异养型 ③厌氧自养型 ④厌氧异养型 ⑤兼性厌氧型 ⑥既可自养又可异养
A．①②③④⑤ B．⑥①②⑤④
C．②①④④② D．①②④④⑥
【答案】 B
16．为研究微生物群体生物规律常将少量的某种细菌接种到培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标，得到生长曲线图，对培养基的要求是
A．恒定容积的液体培养基
B．任意容积的液体培养基
C．恒定容积的半固体培养基
D．任意容积的半固体培养基
【解析】 半固体培养基常用于观察细菌运动、厌氧细菌分离菌种鉴定等，液体培养基广泛用于微生物生长、代谢等的研究以及大规模的工业化生产。研究微生物群体生长规律时，液体培养基必须恒定。
【答案】 A
17．与调整期长短有关的因素中，能使调整期短的一组是
①用与菌种相同的培养基 ②营养丰富的培养基 ③稳定期获得的菌种 ④对数期获得的菌种 ⑤接种时间提前 ⑥接种量加大 ⑦接种量减小 ⑧接种种类加大
A．①③⑤⑦ B．②③⑤⑦
C．①④⑥ D．②④⑤⑥⑧
【解析】 与调整期长短有关的因素很多，主要有（1）菌种（2）接种龄：即“种子”的群体生长龄，亦即处在生长曲线上的哪一个阶段。若以对数期接种龄的“种子”接种，则子代的调整期就短。（3）接种量：接种量的大小明显影响调整期的长短。一般说来，接种量大，则调整期短。（4）培养基成分：接种到营养丰富的天然培养基中的微生物，要比接种到营养单调的组合培养基中的调整期短。所以，在发酵生产中常使用发酵培养基的成分要与种子培养基的成分含量接近。
【答案】 C
18．下列属于微生物不可缺少的微量有机物是
①牛肉膏 ②蛋白胨 ③氨基酸 ④维生素 ⑤碱基 ⑥生物素
A．①②③ B．②③④
C．②③④⑤ D．③④⑤⑥
【解析】 微生物生长不可缺少的微量有机物叫做生长因子，主要包括维生素、氨基酸、碱基和生物素等，它们一般是酶和核酸的组成成分。
【答案】 D
19．鉴别培养基是根据微生物的代谢特点在培养基中加入一些物质配制而成，这些物质是
A．指示剂或化学药品 B．青霉素或琼脂
C．高浓度食盐 D．维生素或指示剂
【答案】 A
20．微生物产生次级代谢产物和某些细菌形成芽孢的最佳时期是
A．对数期 B．调整期
C．衰亡期 D．稳定期
【解析】 稳定期的特点：（1）生长速率常数R=0；（2）细胞开始贮存糖类、脂肪等贮藏物；（3）多数芽孢杆菌开始形成芽孢；（4）有些微生物在此期还开始形成抗生素等次级代谢产物。所以，稳定期是发酵生产的最佳收获期。
【答案】 D
21．含C、H、O、N的某大分子化合物可以作为
A．异养微生物的氮源、能源
B．异养微生物的碳源、能源
C．自养微生物的碳源、氮源、能源
D．异常微生物的碳源、氮源、能源
【解析】 这道题首先要考虑含C、H、O、N的化合物可以提供的营养物质类型，然后再确定可以供给何类型的微生物。含C、H、O、N的化合物，能够提供碳源、氮源。这样的物质，可以是有机物的蛋白质等。也可以是无机物的NH4HCO3，题干中指出该物质是大分子化合物，就不可能是无机物的NH4HCO3，只能是蛋白胨等。这种化合物是可以培养异样型微生物的，是异养微生物的碳源、氮源、能源。
【答案】 D
22．某人利用乳酸菌制作泡菜，因操作不当泡菜腐烂。下列原因中正确的是
①罐口密闭缺氧，抑制了乳酸菌的生长繁殖 ②罐口封闭不严，氧气抑制了乳酸菌的生长繁殖 ③罐口封闭不严，氧气抑制了其他腐生菌的生长繁殖 ④罐口封闭不严，促进了需氧腐生菌的生长繁殖
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
【解析】 乳酸菌是厌氧型生物，在缺氧条件下，进行发酵产生乳酸，同时产生的乳酸抑制了其他微生物的生长繁殖，制成泡菜。如果菜罐密封不严，有氧条件下乳酸菌的发酵作用受到抑制，同时好氧型腐生菌大量繁殖使泡菜腐烂变质。
【答案】 B
23．诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下合成的酶，它_________受基因的控制
A．一定不 B．一定要
C．可要可不要 D．有时要有时不要
【解析】 诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下才能够合成的酶。它的合成受基因控制合成。这一系列基因是：操纵子（由启动基因、操纵基因、结构基因三部分构成）和调节基因等。
【答案】 B
24．若将某种细菌置于有营养的物体上，它会繁殖并形成细菌群，（第十五章）有什么适当的实验可以用来检验两种抗生素的杀菌效用
【解析】 ①要证明某抗生素有无杀菌作用，必须让抗生素与细菌一起培养。若抗生素确有杀菌作用，则细菌不能形成菌落。②利用对比性原则，才能检验有抗生素和无抗生素的情况下细菌的生长状况。
【答案】 C
25．谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径如下。提高谷氨酸产量应采取的措施是…
葡萄糖—→中间产物—→α—酮戊二酸谷氨酸
A．增加葡萄糖
B．增加谷氨酸脱氢酶
C．改变细胞膜透性，使谷氨酸排放细胞外
D．增加α—酮戊二酸
【解析】 谷氨酸棒状杆菌能够利用葡萄糖，经过复杂的代谢过程形成谷氨酸；当谷氨酸合成过量就会抑制谷氨酸脱氢酶的活性，使合成途径中断；当谷氨酸浓度下降，抑制作用被解除，合成重新开始，因此要提高谷氨酸产量就必须改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外面，从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用。
【答案】 C
26．大肠杆菌的培养过程中，在不含葡萄糖的培养基中，大肠杆菌的正常代谢过程会出现
A．有乳糖存在时合成半乳糖苷酶，无乳糖存在时不合成半乳糖苷酶
B．无乳糖存在时合成半乳糖苷酶，有乳糖存在时不合成半乳糖苷酶
C．不论有无乳糖存在，都不合成半乳糖苷酶
D．不论有无乳糖存在，都合成半乳糖苷酶
【答案】 A
二、非选择题
27．第十五章为细菌结构示意图，根据题意回答：
（1）控制细菌主要遗传性状的是［ ］_________，它是由_________螺旋盘绕而成。抗生素性状的控制者是［ ］_________。
（2）若要观察它的子细胞群体的特征，应该选用_________培养基。此菌的子细胞群体特征是____________________________。
（3）若此菌为大肠杆菌，它在每升水中的数量标志着水的污染情况。若要检查这种情况，应该用的培养基是_________培养基。
（4）此菌的［ ］_________常作为基因工程的_________，这是因为它有多个_________，还具有_________的基因，且能够在受体细胞中_________。
（5）此菌若作为基因工程的受体细胞，为增加目的基因导入的可能性，常常采用_________处理它的［ ］_________。
（6）此菌含的细胞器是［ ］_________，细菌的繁殖方式是_________。
【解析】 细菌是原核生物，与真核细胞的主要区别是无成形细胞核，细胞质中只有核糖体，无复杂细胞器。它的遗传物质存在于核区和质粒上。核区的大型环状DNA分子控制细菌的主要性状，而控制细菌抗药性、固氮、抗生素生成等性状是细菌中的质粒，同时质粒由于它有多个限制酶切点，具有标记基因，而且能够在受体细胞中复制并稳定保存，所以可以作为基因工程的运载体。另外它还能够迅速大量的繁殖，所以也可以作为基因工程的受体细胞。细菌的群体结构是菌落，标准的细菌菌落是由一个细菌或少数同种细菌在培养基上大量繁殖时，形成的肉眼可见，具有一定形态结构的子细胞群体。菌落的特征例如大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等是鉴定菌种的重要依据。
【答案】 （1）6 核区 一个大型环状DNA分子 5 质粒 （2）固体 大而扁平，边缘呈波状或锯齿状 （3）伊红—美蓝（或鉴别） （4）5 质粒 运载体 限制酶切点 标记　复制并稳定的保存 （5）氯化钙 3 细胞壁 （6）7 核糖体 二分裂
28．下表是某微生物培养基成分，请根据表回答：
编号 成分 含量
① 粉状硫 10 g
② （NH4）2SO4 0.4 g
③ K2HPO4 4g
④ MgSO4 9.25g
⑤ FeSO4 0.5g
⑥ CaCl2 0.5g
⑦ H2O 100 mL

（1）此表培养基可培养的微生物类型是_________。
（2）若不慎将过量NaCl加入培养基中。如不想浪费此培养基，可再加入_________，用于培养_________。
（3）若除去成分②，加入（CH2O），该培养基可用于培养_________。
（4）表中营养成分共有_________类。
（5）不论何种培养基，在各种成分都溶化后分装前，要进行的是_________。
（6）表中成分重量确定原则是_________。
（7）若表中培养基用于菌种鉴定，应增加成分是_________。
【解析】 对于一个培养基，它能培养何种微生物，要看它的化学成分。当然这只适应于合成培养基。如果是一个天然培养基就不能从培养基的成分上区分出它是培养何种微生物的。分析化学成分要从营养物质的类型出发。表中的营养物质有水、无机盐、氮源三类，缺乏碳源和生长因子。对于生长因子，有的微生物是不需要的，但没有微生物是不需要碳源的。该培养基中没有碳源，说明培养的微生物是从空气中获得碳源的，既可说明培养的微生物就是自养型微生物了。该培养基中加入了过量NaCl，就可以成为金黄色葡萄球菌的鉴别培养基，但金黄色葡萄球菌是异养微生物，这个培养基就还需要加入有机碳源。该培养基若加入（CH2O），培养基中就有了碳源，但除去成分②，却使培养基中没有氮源，这时就只能用于培养固氮微生物了。对于菌种鉴定，往往用的是固体培养基，而表中没有凝固剂，需要加入常见的凝固剂——琼脂。
【答案】 （1）自养型微生物 （2）含碳有机物　金黄色葡萄球菌 （3）固氮微生物 （4）3 （5）调整pH （6）依微生物的生长需要确定 （7）琼脂（或凝固剂）
29．下图是细菌的生长曲线。请据此回答：
（1）上图曲线形成条件是_______________________________。
（2）生长曲线是在_________培养基上培养的结果。之所以用这样的培养基，原因是______________________________。
（3）若想缩短a所示的时间，在生产上采用的措施是____________________________。
（4）b所表示的时间的长短，决定于_______________________________。
（5）在小容积培养和大容积培养中，c期较长的是_______，原因是________________。
（6）在生产上，要注意缩短______期，延长______期，延长的方法是________________。
（7）从生产角度考虑，限制c期细菌数目进一步发展的生态因素是_________________，而造成d期细菌数目减少的主要生态因素是_______________________________。
（8）从生存斗争角度考虑，斗争最激烈的是_________期，主要斗争因素是_________，种内斗争最显著最激烈的时期是_________，几乎不存在种内斗争是_________期。
（9）在培养过程中，若在c期调整pH，使之适于细菌的生长需求，则可能出现的情况是____________________________。
【解析】 微生物中的生长都是指群体生长。而细菌生长曲线是以细胞数目的对数值做纵坐标，以培养时间作横坐标，画出的一条有规律的曲线。所以就要测细胞数目，这必须把少数同种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养才便于测定，例如测浊度（用分光光度计）。少量细菌接种到新培养液中后，在开始培养的一段时间内，出现了一段适应期，这段时期的长短决定于接种量的大小、菌落的年龄等。随后的对数期长短主要与培养基营养成分的多少有关；同一种细菌，在营养物丰富的培养基中生长，其对数期长。稳定期是一些发酵生产的最佳收获期，而稳定期到来的原因主要是培养基中营养物的消耗和有害代谢物的累积。由于争夺资源，种内斗争剧烈。所以要延长稳定期，必须排出有害代谢产物，不断补充营养物质，这就是连续培养法的原理。由于外界环境越来越不利于细菌继续生长，细胞内分解代谢大大超过合成代谢，导致菌体死亡，这就是衰亡期。
【答案】 （1）少数某种细菌接种到固定容积的液体培养基中培养 （2）液体 可以测出细菌总数目或总重量 （3）加大接种量或利用对数期的菌种等 （4）培养基多少 （5）大容积 营养物质多，代谢产物积累到一定程度需时间较长 （6）a c 添加新培养基，控制培养的其他条件 （7）非生物因素的pH、代谢产物、营养物质和生物因素的种内斗争
非生物因素的pH,营养物质、代谢产物 （8）d 非生物因素 c ab （9）细菌数目的增加
30．根据下图回答问题：
（1）当终产物合成过量时，往往会导致合成途径中断，原因是谷氨酸抑制了_________的活性，这属于_________的调节。
（2）假设B酶只有在细菌内出现某种中间产物后，才能合成则B酶是一种_________酶。
（3）假设人们想利用葡萄糖、谷氨酸棒状杆菌生产α酮戊二酸，请你利用现有知识，设计一个大量积累α酮戊二酸的方案。
【解析】 （1）（2）要解答该题首先要明确微生物代谢的调节包括两种方式，酶合成的调节和酶的活性的调节，这两种调节方式同时存在，密切配合，协调起作用。其次，要明确各种调节方式的内涵。酶合成的调节是指只有在环境中存在某种物质的情况下，才能合成特定诱导酶的调节方式；酶活性的调节则是由于代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构变化（此变化可逆）从而改变了酶活性的调节方式。由此可见，谷氨酸抑制了谷氨酸脱氢酶的活性，属于酶活性的调节。而B酶只有在细胞内出现某种中间产物后才能合成，则属于酶合成的调节，B酶是一种诱导酶。
（3）根据谷氨酸棒状杆菌生产谷氨酸的代谢途径可知，要想积累α酮戊二酸，必需阻断α酮戊二酸变成谷氨酸的过程，怎样才能阻断谷氨酸的合成呢？谷氨酸脱氢酶是其过程中的关键一环，根据基因控制蛋白质合成的原理改变控制谷氨酸脱氢酶合成的基因结构，就会阻断这一过程。因此，使用人工诱变手段或基因工程手段都可实现这一目的。
【答案】 （1）谷氨酸脱氢酶 酶活性 （2）诱导 （3）方案一：对谷氨酸棒状杆菌进行诱变处理，利用选择培养基，从中选育不能合成谷氨酸脱氢酶的菌种。方案二：利用基因工程手段，对控制合成谷氨酸脱氢酶的基因进行改造，使其不能合成谷氨酸脱氢酶。生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
1．实验原理
可溶性糖中的还原糖（葡萄糖、果糖）与斐林试剂作用生成砖红色沉淀；脂肪被苏丹Ⅲ溶液或苏丹Ⅳ溶液染成橘黄色或红色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，能产生紫色反应。
2．材料用具
做可溶性还原糖的鉴定实验，应选择含糖量高，颜色为白色或近于白色的植物组织，以苹果、梨为最好，使实验效果明显；做脂肪的鉴定实验，应该选择富含脂肪含量高的种子，以花生种子为最好，实验前需浸泡3~4 h；做蛋白质的鉴定实验，可用浸泡1~2 d的黄豆种子（或用豆浆），或用蛋清（必须稀释10倍后再使用）。
3．实验试剂
由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液刚配制而成的斐林试剂；苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ溶液；双缩脲试剂。
4．实验过程
可溶性糖的鉴定：
注意：蛋白质的鉴定在试剂使用上与还原糖鉴定不同的是，先加入质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，造碱性环境，观察颜色变化后再加入3~4滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，而不是混合使用。
讨论：（1）用斐林试剂鉴定可溶性糖（还原糖）时，溶液的颜色变化为什么是浅蓝色→棕色→砖红色（沉淀）？
（提示：棕色为浅蓝色与砖红色的混合色）
（2）鉴定可溶性还原糖试验中，苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜的颜色反应最明显的是哪一种？
（提示：经试验比较，颜色反应的明显程度，依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜）
在［实验1］生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和CuSO4组成，但两者有如下三点不同：
（1）溶液浓度不同。斐林试剂中NaOH的浓度为0.1g/mL,CuSO4的浓度为0.05 g/mL;双缩脲试剂中NaOH的浓度为0.1 g/mL,CuSO4的浓度为0.01 g/mL。
（2）使用原理不同。斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂实质是在碱性环境下的Cu2+。
（3）使用方法不同。斐林试剂使用时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液混合，而后立即使用。双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液，然后再加入CuSO4溶液。 生态系统的能量流动
【课前复习】
在学习新内容前，需要回顾：①第三章新陈代谢部分关于生物能量代谢的知识；②回顾生态系统的类型及结构的相关知识。利于加深对生态系统能量流动知识的理解。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．将鲜奶制成酸奶，所含能量______________(增加、减少)了，其营养价值______________(提高、降低)了。
解析：鲜奶中的葡萄糖每摩尔含能量2870 kJ，在发酵分解成乳酸的过程中，每摩尔葡萄糖释放196.65 kJ能量用于乳酸菌的“生命活动和热量的散失”。因而牛奶制成酸奶过程中能量减少了。但因为鲜奶中所含的乳糖，对于缺乏乳糖酶的人来说是无法吸收利用的，而乳酸发酵过程中使乳糖分解为葡萄糖，进而转变为乳酸，这样有利于人体的消化吸收，故而提高了其营养价值。
答案：减少　提高
2．若鹿的消耗量为100%，其粪尿量为36%，呼吸量为48%，则鹿的同化量为
A．64% B．84% C．16% D．52%
解析：要真正理解同化的含义，是转变成自己的那一部分，而粪是摄入的食物中并没有被同化的残渣。同化为自己的才有所谓的呼吸消耗。
答案：A
知新——先看书，再来做一做
生态系统的能量流动：指生态系统中能量的_________、_________和_________的过程。
（一）能量的流动过程
1．能量的来源
除极少特殊空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自______________。生产者固定的______________便是流经这个生态系统的总能。
2．能量流动的渠道
能量流动的渠道是生态系统的营养结构______________和______________。
3．某个营养级的能量流动
能量流经第二营养级的过程
①输入：______________中的能量被摄入到初级消费者体内。
②散失：初级消费者通过______________作用散失大部分能量；初级消费者的粪便、遗体残骸中的能量被______________分解释放。
③传递：部分初级消费者被______________捕食。
(二)能量流动的特点
生态系统的能量流动具有两个明显的特点：______________和______________。能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是______________。
(三)研究能量流动的意义
研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的______________关系，使能量持续高效地流向______________的部分。

【学习目标】
1．理解并能够应用生态系统能量流动的过程和特点的知识。
2．能理解研究生态系统能量流动的意义并应用它分析实际问题。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节内容包括生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的意义三部分。
教材首先概括性地指出了生态系统能量流动的概念，即：生态系统中能量的输入、传递和散失的过程叫做生态系统的能量流动。那么，生态系统的能量是如何输入、传递和流动的，就成了能量流动这一问题的切入点，也就引出了本小节要解决的三个主题内容。
关于能量流动的过程。教材以“光合作用”知识为基础，清楚地讲述了生态系统中用于能量流动的“能量”来源，并详细地分析了第一营养级（生产者）获得能量的全过程，定性地阐述了该营养级的能量变化。接着又以图示的形式分别说明了第二营养级（初级消费者）中能量的来源和去向，并以类推的方式讲述了能量在第三、第四等营养级中的变化。最后，教材总结性地概括了生态系统的能量来源和流动的渠道。
关于能量流动的特点，教材列举了美国生态学家林德曼对一个天然湖泊——赛达伯格湖的能最流动定量分析图例。采用提纲式的手法让我们动脑动手、分析计算，导出能量在此生态系统各营养级之间传递的数量关系，并进一步得出相邻营养级之间能量传递的百分比，并一环扣一环地提出了为什么流入某营养级的能量不能百分之百地流入后一个营养级？我们在看图时虽一目了然，但表达起来却比较困难。此时，教材顺水推舟地导入能量流动的特点，教材详细地讲述了能量流动的两大特点：一是单向流动，二是逐级递减。为了更好地阐明这两大特点，教材灵活地采用了两种手法：一方面逻辑推理，归纳出了能量在相邻两营养级之间的传递效率为10%～20%；另一方面直观形象地以单位时间内各营养级获得的能量数值，由低到高绘制出了一个能量金字塔。这样既发展了逻辑思维和形象思维，又有效地说明了生态系统中，营养级越高，获得的能量越少。
关于研究能量流动的意义，教材先概要说明了能量流动的研究可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。然后以事实说话，列举了“草原生态系统”和“农田生态系统”中能量流动的变化情况。特别是人类活动在各生态系统中的作用，教材以假设的手法说明了合理调整生态系统能量流动渠道的重要性。这里需要说明的是，教材的假设确实存在，根据生态系统能量流动的特点和生态学规律，可持续发展的重要性已不言而喻。所以，教材通过两个实例的分析，旨在提示人们在开发利用能源的同时，一定要遵循生态学规律，坚持可持续发展的原则。
综上所述，本节知识结构可概括为：
问题全解：
109．如何理解能量流动和物质循环是生态系统的基本功能？
地球上生命的生存与发展，完全依赖于生态系统的能量流动和物质循环，能量的单向流动和物质周而复始的循环推动了一切生命活动的进行。因此，能量流动和物质循环是生态系统的动力核心，也是生态系统的基本功能。
从能量流动来看：生物个体的生命活动无时无刻不在消耗着能量，能量是推动生物体各种生命活动的动力。不论哪种生物，只有不断地获得能量，才能生活下去。同样，由生物群落和无机环境构成的生态系统，其生存与发展也离不开能量的供应。也就是说，能量必须不断地从无机环境输入到生物群落中，并沿食物链 (网)这个渠道进行传递，才能维持群落中各种生物正常的生命活动。能量的输入、传递和消失就构成了生态系统的能量流动过程。只有深入分析能量流动的过程，才能发现并深刻理解能量流动的特点，并运用能量流动的特点和规律指导生产实践。
110．为什么能量流动只能是单向的？
能量之所以单向流动即能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面各个营养级，既不能逆向流动，也不能循环流动，是因为生物之间的捕食关系是一定的，能量只能由被捕食者流向捕食者而不能逆流。由于太阳能是生态系统能量的源头，生产者只有通过光合作用，才能将太阳能固定在它所合成的有机物中并输入到生态系统的第一营养级。而当能量沿食物链流动时，每个营养级的生物都进行呼吸作用释放一部分热能，这部分热能一旦散失，生产者是不能固定的。因此，能量不能循环流动。由此可见，生态系统是一个开放的能量耗散系统，太阳能必须不断地输入生态系统，才能满足各营养级生物对能量的需求。但是，生态系统从属于“物理系统”，其能量流动照样遵循能量守恒定律。
111．能量沿食物链流动时，为什么会呈现逐级递减的特点
这需要我们仔细分析能量的输入、传递和散失过程，尤其注意追踪各营养级生物能量散失的途径。
能量的输入　生态系统中能量的源头是阳光，生产者只有通过光合作用，才能把太阳能固定在它所合成的有机物中，这样光能才能输入到生态系统的第一营养级。因此，流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能的总量，并非照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能。因为有相当部分的太阳辐射能没有被生产者所“捕捉”和固定。简洁地说，只有“固定”，才能“输入”。
能量的传递和散失　能量是沿食物链 (网)传递的，食物链 (网)是能量流动的渠道。但是，每一个营养级的能量都不能全部传给下一个营养级。这是因为各营养级生物都必须消耗一部分能量，用以维持自身的生长、发育、繁殖等生命活动。这种能量“自耗”是通过呼吸作用实现的，即有机物中的化学能通过呼吸作用释放出来，大部分以热能的形式散失掉，只有一小部分转化为ATP，用于生长、发育、繁殖等生命活动。用于生长、发育、繁殖等生命活动的能量最终将储存在生物体内的有机物中。该部分能量又有两个去向：一部分随着遗体被分解者分解而释放出来，另一部分被下一营养级生物摄入体内。摄入体内的能量，并不是该营养级生物的同化量，因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。因此，真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。即：
同化量=摄入量-粪便量
从上面分析可知，能量流动之所以逐级递减，是因为：①各营养级生物呼吸消耗；②生产者的遗体、残枝败叶，消费者的尸体、粪便中的能量被分解者利用，经微生物的呼吸作用消耗；③各营养级生物中都有一部分生物末被下一个营养级生物所利用。以鼠类危害麦田里小麦为例：尽管麦田里有鼠类危害，但小麦植株并非一定全都遭到鼠类的咬食；一些小麦植株虽然被鼠类咬断，但鼠类食用的主要是其中的籽粒。
由图8—5—1可知，能量在两个相邻营养级之间的传递效率可用下式计算。
图8—5—1
能量传递效率=（下一营养级同化量/上一营养级同化量）×100%
经过生态学家的定量分析和研究，发现能量传递效率大约为10%～20%，也就是说，在输入到某一个营养级的能量中，大约只有10%～20%的能量能够流动到后一个营养级。需要说明的是上述比例只是大体上的数字，它反映了各种类型的生态系统能量传递的一般规律。但对不同的生态系统，确切的比例数总会由于各种食物链的不同，食物链内营养级数目的不同，以及食物链与食物链之间的交织等因素而有差异。总之，上述的比例数不是绝对数字，它只是形象地说明能量每经过一个营养级，大致上降低一个数量级。
112．怎样理解研究能量流动的意义就在于“设法使能量持续高效地流向对人类有益的部分”？
图8—5—2表示一个森林生态系统中森林地上部分总初级生产量、净初级生产量的变化情况。图中的横坐标表示叶面积指数 (也叫叶面指数)，纵坐标表示最大总光合量。所谓叶面指数，是指地表单位面积上植物叶片的面积数量。叶片平铺在地表上并呈镶嵌排列的植物(如南瓜)，其叶面指数只有1左右；叶片交错生长的森林以及稻、麦等农田，其叶面指数可以达到4以上。
图8—5—2
森林生态系统发育过程中总初级生产量、净初级生产量与叶面指数的关系
从图8—5—3可以看出，随着该森林生态系统的发育，森林的叶面指数也在变化。当叶面指数达到8～10时，森林的总初级生产量达到了最大值，这表明这片森林已经发育到成熟阶段了。但是，若从净初级生产量方面来看，当叶面指数达到4时，这片森林的净初级生产量达到了最大值(如果这一森林生态系统继续发育，叶面指数超过了4，由于呼吸作用增强所造成的消耗也随着增多，净初级生产量不仅不再增加，反而开始减少)。因为人们经营管理森林的一个重要目的就是期望获得森林的最大净初级生产量，显然，在这个森林生态系统的叶面指数达到4(而不是8～10)时进行合理开采利用，是最为合算的。
同样，在栽培谷物的过程中，人们首要的目的是获取高产量的籽粒，而不是大量的秸秆。因此，人们在进行农田管理时，既要使农田的叶面指数保持在适宜的数值上，又要使谷秆比 (谷粒重/秸秆重)适当增高。这样就可以避免由于呼吸作用的增强而造成过多的消耗，也可以避免过多地增加秸秆的重量，从而使农田生态系统中的能量尽可能多地流向对人类最有益的部分，增加谷粒的产量。

【学习方法指导】
对本节内容的学习，要求做到两点：①积极的思维及知识的迁移应用。从生态系统的成分和营养结构到生物的光合作用和呼吸作用，从生物体的生长、发育和繁殖到微生物的分解作用，只有有机地把这些知识点联系在一起，才能理解生态系统能量流动的特点及形成原因。②结合各种信息积极对知识进行深入的分析，理解并应用之。例如分析每个营养级能量的来源和去路，联系实际分析理解研究生态系统能量流动的意义等。

【知识拓展】
能量金字塔、数量金字塔、生物量金字塔
既然能量沿食物链流动时逐级递减，那么营养级越多，消耗的能量就越多。因此，一条食物链一般不会超过五个营养级。我国有句古话“一山不能容二虎”就是这个道理。对此可用能量金字塔进行形象地说明。塔基是第一营养级，其能量最多，生产者的数量也最多；而位于塔顶的生物营养级最高，其能量最少，因此数量也最少。这说明生物的能量值与个体数量有着密切关系，因为能量是生物体生长、发育和繁殖的动力。如果把各个营养级生物个体数量，用绘制能量金字塔的方式表示出来，通常也呈现金字塔形，称为数量金字塔，但也有例外。例如，成千上万只昆虫生活在一株大树上，该数量金字塔的塔形就会发生倒置。
生物量金字塔是按各营养级生物的重量绘制出来的(图8—5—3)
图8—5—3
水域生态系统中的生物量金字塔（单位：kg）
生物量金字塔很少发生倒置，只有在某些水生生态系统中，例如在海洋里浮游动物量往往是超过浮游植物量的。但是，一年中流过浮游植物的总能量还是比流过浮游动物的要多。因此，只有能量金字塔能保持金字塔正常形状。

【同步达纲训练】
1．以下关于生态系统的能量流动的叙述中，哪一项是不正确的
A．能量流动是单向的、不循环的
B．食物链越短，可供终级消费者获得的能量越多
C．初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D．营养级越多，散失的能量越多
2．一片树林中，树、昆虫、食虫鸟的个体数比例关系如图8—5—4所示。下列选项能正确表示三者之间能量流动关系的是
图8—5—4
　　3．生态系统的能量流动是指
A．太阳能被绿色植物固定的过程
B．系统内生物体能量代谢的过程
C．系统内伴随物质循环的能量转移过程
D．能量从生物体进入环境的过程
4．在“青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰”的这条食物链中，占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是
A．猫头鹰和食虫昆虫
B．青草和猫头鹰
C．食草昆虫和猫头鹰
D．食草昆虫和青草
5．在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相同，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多
A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→猫头鹰
B．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→猫头鹰
C．绿色植物→鼠→蛇→猫头鹰
D．绿色植物→鼠→猫头鹰
6．图8—5—5是某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解。图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数，单位是百万千焦。已知该生态系统受到的太阳辐射为118872百万千焦，但其中118761百万千焦的能量未被利用。请回答：
图8—5—5
（1）请将流经该生态系统的总能量数填写在图中的方框内，这部分能量是______________所固定的太阳能。
（2）能量从第一营养级到第二营养级的转化效率为______________%，从第二营养级到第三营养级的转化效率为______________%。
（3）次级消费者通过异化作用消耗的能量占其同化作用所得到能量的百分比是______________。
（4）由图8—5—5可知，下一个营养级不能得到上一个营养级的全部能量，原因有：①各营养级生物体内的大量能量被：①______________；②其次是上一个营养级的部分能量______________；③还有少数能量被______________利用。
7．图8—5—6为某生态系统中食物网简图。图中甲～庚代表各种不同的生物。请据图分析回答：
图8—5—6
（1）此生态系统中作为生产者的生物是______________，作为次级消费者的生物是______________。
（2）若此生态系统受到重金属污染，那么在体内积存重金属污染物最多的生物是______________。
（3）生物甲与己的关系是______________。
（4）该生态系统只表示了部分成分，图中未表示的成分有______________。
（5）已知各营养级之间的能量转化效率均为10%，若一种生物摄食两种下一营养级的生物，且它们被摄食的生物量相等，则丁每增加l0kg生物量，需消耗生产者____________ kg。

参考答案
1．解析：次级消费者获得的能量为初级消费者总能量的10%～20%。
答案：C
2．解析：题中已给出了树、昆虫、鸟三者间的数量“金字塔”，旨在考查生态系统的数量金字塔与能量金字塔的关系。从题图可知，依照个体数量统计，树的数目最少，而昆虫的数目最多，但是若按能量流动关系分析，二者间能构成的食物链是：树→昆虫→鸟。根据能量流动的特点，若用方框的大小表示能量的话，框的大小应沿食物链由大到小排叠，出现了与数字金字塔不同的形状。
答案：C
3．解析：生态系统的能量流动是指能量的输入、传递、转换和输出的过程，其是伴随着物质循环的进行而进行。二者的关系是：物质是能量的载体，能量流动推动物质循环。选项A、B、D均属能量流动中的一个环节，不能代表整个系统的能量流动，只有C能反应能量流动的全过程。
答案：C
4．C　5．D
6．（1）111　生产者A　（2）13.5　20　（3）60%　（4）被呼吸作用所利用　未被下一个营养级所利用　分解者
7．(1)戊　甲乙丁　(2)丙　(3)捕食　竞争　(4)非生物物质和能量、分解者　(5)3250动物行为产生的生理基础
【自学导引】
一、激素调节与行为

二、神经调节与行为
1．先天性行为
(1)机理：非条件反射
2．后天性行为
(1)机理：条件反射
(2)种类
(3)形成：在动物的后天性行为中，生活体验和学习对行为的形成起决定性作用。动物后天行为发展的最高级形式是判断和推理。
(4)学习

三、神经调节与激素调节的关系
1．神经调节处于主导地位。
2．动物的行为就是在神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调作用下形成的。

【思考导学】
1．激素调节在动物的哪些行为中表现明显？请用最简单的表述方法，总结一下激素调节的作用机理？
答案：动物的性行为和育雏行为，
2．学习是什么行为？后天性行为的最高级形式是什么？先天性行为和后天性行为的作用机理各是什么？
答案：学习是高等动物通过神经系统不断接受环境变化而形成新行为的过程，属于后天性行为。后天性行为的最高级形式是判断和推理。先天性行为的作用机理是非条件反射。后天性行为的作用机理是条件?反射。?
3．受神经调节的行为主要包括哪几类？动物的行为中，激素调节与神经调节的关系怎样？?
答案：受神经调节的行为包括先天性行为和后天性行为，前者主要包括趋性、非条件反射、本能，后者主要包括印随、模仿、条件反射等。动物的行为中，激素调节与神经调节是相互协调作用的，但神经系统的调节作用处于主导地位。

【学法指导】
1．理解先天性行为与后天性行为
先天性行为是动物体内遗传物质决定的，是本物种的一种遗传特性，是不需后天学习，生来就有的一种行为能力，这种能力在适当条件下，由神经调节或激素调节就能表现出来。如失去幼雏的母亲，它哺育后代的本能并不消失，会把无母的小鸭当作自己的后代给以抚爱、哺育。这种行为除物种遗传性以外，还和某些腺体生理成熟有关，如垂体分泌催乳素。
后天性行为不是生来就有的，是在动物成长过程中，通过生活体验和学习逐渐形成的。动物的任何行为都同环境密切相关，都是对环境的适应。先天性行为是维持个体生存、种族延续的最基本要求。如取食、防御、性行为、哺乳等都与生活、繁衍有关。后天性行为是在环境不断变化中形成的，提高了动物对环境的适应能力，扩大动物的生存范围，更好地在环境中生存和发展。
2．区别本能与非条件反射、后天性行为与条件反射
动物的非条件反射和本能都是先天具有的能力。但非条件反射只是在神经系统支配下，对环境变化产生的躯体局部动作反应。一种非条件反射一般不能形成动物的本能行为，本能要比非条件反射复杂得多，一种本能行为是在神经系统支配下，通过一系列顺序性的非条件反射形成的，当然动物的本能行为有些还要受激素的影响。
后天性行为是在后天的生活经验和学习基础上形成的，是对环境的变化作出有规律、有系统的适应性活动。动物的许多生活经验是在多次条件反射基础上获得的，学习过程也包含着复杂的条件反射，所以，正像不能简单地把本能和非条件反射等同一样，也不能把后天性行为简单等同于条件反射。一种后天性行为往往包含着多种条件反射的活动。动物越是高等，它的神经系统越复杂，条件反射也越复杂，运动能力及印随、模仿等学习行为也随之越强，再加之以往的生活经验，越容易形成更复杂、更高级的后天性行为，为提高适应复杂环境、解决问题的能力起到了很大的作用。
3．动物行为的共性
不同动物具有形形色色的行为，但却具有一些共同特点：任何行为都是一种变化的动态过程；任何行为都是对环境的适应；每种行为的产生都是神经系统、内分泌系统和运动器官协调作用的结果。
动物行为产生过程中，其生理基础的几个方面都是不可缺少的，但几个方面的作用绝不是并列平行的。有些行为表面看好似激素起决定性作用，如性行为是由性激素引起。但大脑和下丘脑可通过控制垂体分泌促性腺激素控制性腺分泌性激素。所以，总的来说，动物行为受激素的调节，更受神经系统的控制，神经调节是产生动物行为的主导因素，神经和激素两者共同协调，相辅相成。?
动物行为是动物个体或群体的所作所为，是动物对外界环境条件变化和内在环境变化所做出的规律性反应活动。
4．激素调节与行为
激素调节对动物行为的影响，表现最显著的是在性行为和对幼仔的照顾方面。此外，垂体分泌的一些激素也能影响动物的行为，垂体分泌的催乳素不仅能调控某些动物对幼仔的照顾行为，而且能够促进某些合成食物的器官发育和生理机能的完成。垂体分泌的促性腺激素能够促进性腺的发育和性激素的分泌，进而影响动物的性行为。
5．神经调节与行为
无论是先天性行为还是后天性行为都与神经系统的调节作用有直接联系。

概念 异同点
先天性行为 趋性 动物对环境因素的刺激所引起的最简单的定向 生来就有；遗传物质决定 是对环境适应的结果；与神经调节有关。除单细胞动物外，其结构基础基本上是反射弧
非条件反射 动物身体某一部分的运动反应
本能 由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生构成的
后天性行为 印随 刚孵化的动物对第一次接触到的能活动的较大物体都能紧紧追随 根据后天经验生成；主要由环境决定
模仿 是学习的一种形式，主要表现幼年动物对年长者的行为进行模仿
条件反射 在非条件反射的基础上，经过学习和体验新事物，在大脑皮层的参与下建立的反射活动。是高级神经活动的基本方式

【例题解析】
［例1］(2002年上海高考题)下图是一种哺乳动物，根据其形态特征，这种动物最可能具有的行为习性是
A．夜行性、匍匐行走
B．夜行性、跳跃行走
C．昼行性、跳跃行走
D．昼行性、匍匐行走
解析：考查神经调节与行为。通过观察该哺乳动物有两大行为特征：一是瞳孔比较大，适于夜间活动；二是后肢发达，适于跳跃。该动物属于夜行性、跳跃行走，其生理基础是神经调节与运动器官的相互配合来完成的。
答案：B
错因：本题考查的三点知识不清楚易答错：一是该哺乳动物的瞳孔比较大；二是后肢发达；三是行为的生理基础。
［例2］动物牺牲自己的生命来帮助同类的行为，称为利他行为。一般认为利他行为是由于亲缘选择而产生的。下列不能用亲缘选择解释的是
A．守卫蜂巢的工蜂的自杀性进攻
B．兵蚁保卫蚁王的行为
C．雄狮保护家庭中非亲生狮仔的行为
D．鸟类以报警鸣叫来提醒其他个体有临近的危险
解析：考查动物的神经调节与行为。以神经调节为基础的行为包括先天性行为和后天性行为。先天性行为的生理基础是非条件反射，它是先天就会，由遗传得来的，是自然选择的结果，它包括趋性、非条件反射和本能。A、B、C三项都是通过亲缘选择得来的，是动物的本能。后天性行为的生理基础是条件反射。它是一种高级神经活动，必须通过大脑皮层参与。是通过生活体验和学习得来的。D项就是通过后天的生活体验和学习得来的，是动物对信号刺激形成的条件反射，是动物对后天环境的适应。
答案：D
错因：解决本题的关键一是先天性行为的形成是自然选择的结果，属本能。二是后天性行为的形成是以条件反射为基础的。以上两点搞不清易出错。
［例3］能够使被阉割公鸡恢复公鸡特征和行为的方法是
A．施用促性腺激素
B．饲喂雄性激素
C．植入甲状腺
D．施用甲状腺激素
解析：被阉割的公鸡，即睾丸被摘除，公鸡就不再啼鸣，鸡冠萎缩，求偶行为消失。由于公鸡的特征和行为主要是在雄性激素的作用下产生的，而雄性激素主要是由睾丸产生的，这样阉割后公鸡体内缺少了雄性激素，补充雄性激素后，公鸡的特征和行为又能够恢复。
答案：B
错因：此题主要考查激素与动物行为的关系。解答本题需知道公鸡的行为和特征主要是雄性激素作用的结果，而促性腺激素是间接地通过性激素来影响动物的行为和特征的。不知道这些易答错。
［例4］动物的印随学习发生在
A．幼年期
B．成年期
C．童年期
D．刚孵化时
解析：神经系统对动物的行为有重要影响，无论是先天性行为(包括趋性、非条件反射、本能)，还是后天性行为(包括印随、模仿、条件反射等)，都与神经系统的调节作用有着直接的联系。印随学习是后天性行为，刚孵化的动物有印随学习，如刚孵化的小鹅总是紧跟着它所看到的第一个大的行动目标行走，如果没有母鹅，就会跟着其他行动目标走。
答案：D
错因：对于神经系统对行为的影响要正确区别先天性行为和后天性行为的各种类型，并能解释常见的动物行为属于哪种类型，否则易出错。?
［例5］下列哪一项属于模仿
A．蜜蜂采蜜
B．蜘蛛织网
C．刚孵化的小天鹅紧跟母天鹅行走
D．幼年的黑猩猩学会成年的黑猩猩用沾水的小树枝从洞穴中取出白蚁作为食物
解析：此题要正确区别动物的各种行为特征，蜜蜂采蜜和蜘蛛织网都是本能行为。刚孵化的小天鹅紧跟母天鹅行走是印随。年幼的黑猩猩学会成年的黑猩猩用沾水的小树枝从洞穴中取出白蚁作为食物是模仿。
答案：D
错因：本题的关键是搞清先天性行为和后天性行为的种类和区别，否则易出错。

【基础训练】
一、选择题
1．性成熟的家兔在繁殖期完成交配行为时最终受到的调控是
A．垂体
B．性激素
C．脊髓
D．大脑和下丘脑
解析：性行为的产生包括性激素的调节、神经调节和运动器官配合，而且以神经调节为主。性激素的产生又受下丘脑调控。
答案：D
2．由垂体分泌的且与动物性行为有关的激素是
A．促性腺激素
B．促甲状腺激素
C．催乳素
D．生长激素
答案：A
3．动物后天性行为发展的最高级形式是
A．非条件反射
B．模仿
C．推理判断
D．印随
答案：C
4．关于动物行为的形成叙述正确的是
A．仅受激素调节
B．仅受神经调节
C．是在神经系统的支配下由运动器官完成的
D．是神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调完成的
答案：D
5．下列行为中，属于本能的是
A．蚯蚓走迷宫
B．母鸡“哺育”小鸡
C．山羊偷饮牛奶
D．黑猩猩堆叠木箱取高处的香蕉
答案：B
6．下列除哪项，都属于先天性行为
A．猴子骑自行车玩耍
B．出生后哺乳动物寻找母体乳头吮奶
C．家鸽的孵卵育雏行为
D．食物引起动物口腔唾液的分泌
解析：先天性行为属于非条件反射，后天性行为属于条件反射。
答案：A
7．有关后天性行为的叙述不正确的是
A．刚孵化出的小天鹅印随学习
B．小鸡模仿学习母鸡扒地索食
C．蜘蛛结网捕食
D．动物经训练后完成较复杂的运动
答案：C
8．下列哪种行为属于高级神经活动
A．鸟的育雏
B．鱼的生殖洄游
C．人吃酸杏流唾液
D．马戏团的狗做算术题
解析：高级神经活动属于条件反射，神经中枢在大脑皮层。
答案：D
9．动物的行为按其形成来划分，可分为
A．先天性行为和后天性行为
B．趋性、本能、反射
C．模仿、印随、条件反射
D．判断、推理、反射
答案：A
10．从卵中孵出的小鸭会把抚养它们的人当作自己的父母，这种现象称为
A．学习行为
B．本能行为
C．印随
D．模仿
答案：C
11．下列关于动物行为产生与神经调节和激素调节的关系的叙述，哪一项是正确的
A．在动物行为的形成中，激素调节和神经调节的作用是同等重要的
B．在动物行为的形成中，激素调节和神经调节都有一定的作用，而以激素调节为主
C．在动物行为的形成中，激素调节和神经调节都有一定的作用，而以神经调节为主
D．在动物行为的形成中，神经调节有重要作用而激素调节没有影响
答案：C
12．动物的模仿学习发生在
A．刚出生时
B．幼年期
C．童年期
D．成年期
答案：B
13．“鹦鹉学舌”在动物行为上属于
A．印随
B．模仿
C．本能
D．反射
答案：B
14．“孔雀开屏”是一种什么行为
A．取食行为
B．求偶行为
C．攻击行为
D．防御行为
答案：B
15．在英格兰某地区曾发生一只大山雀一次碰巧弄破了牛奶瓶盖子，并因此而饮到了牛奶。由此，它学会了“偷”饮牛奶的方法。不久，这一地区的其他大山雀也出现了“偷”饮牛奶的行为。其他山雀的这种行为属于
A．印随学习
B．模仿学习
C．本能行为
D．判断和推理
答案：B
16．动物的本能实际上是由
A．一系列非条件反射按一定顺序连锁反应构成的
B．一系列反射按一定顺序连锁发生构成的
C．一系列印随、模仿、学习按一定顺序连锁发生构成的
D．一系列判断和推理按一定顺序连锁发生构成的
答案：A
17．下列哪一项动物行为没有高级神经中枢的参与
A．本能
B．模仿
C．印随
D．学习
解析：高级神经中枢即大脑皮层，由大脑皮层参与的活动属于条件反射，是后天性行为，包括印随、模仿和条件反射。
答案：A
18．下列关于动物趋性行为的叙述，哪一句是不正确的
A．趋性是动物对环境刺激的最简单的定向反应
B．趋性行为一定是由大脑皮层下(如脊髓)的神经中枢控制完成的
C．趋性是应激性的一种方式
D．低等动物也具有趋性行为
解析：趋性是动物的先天性行为，属于非条件反射，神经中枢位于大脑皮层以下中枢。趋性也是生物的一种应激性，没有神经系统也能发生。
答案：B
19．一只黑脊鸥的亲鸟向小鸥发出报警鸣叫时，小鸥作出隐蔽反应，这种行为是
A．印随
B．判断和推理
C．本能
D．对信号刺激的反应
答案：D
20．人类和动物都可以通过“学习”获得判断和推理能力，但人类和动物的学习具有本质的区别。下列哪一项是人类学习和动物学习的最主要区别
A．以生活体验为基础
B．以概念为基础
C．以模仿为基础
D．有高级神经参与
答案：B

二、非选择题
21．在动物的后天性行为中，_______和_______对行为的形成起决定性的作用。
答案：生活体验 学习
22．人的后天性行为的最高级形式是_______和_______，其高级中枢位于_______。
答案：推理 判断 大脑皮层
23．高等动物通过神经系统不断接受环境变化而形成的新行为的过程叫_______，它主要与神经系统的__________有关。
答案：学习 大脑皮层
24．动物的行为就是在_______、_______和_______共同协调作用下形成的。
答案：神经系统 内分泌系统 运动器官
25．低等动物的神经系统比较_______，它们的行为大都是_______、_______和_______。神经系统越发达的动物，行为表现也就越_______。高等动物的复杂行为主要是通过_______形成的。大脑皮层越_______的动物，_______能力越强，也就能够更好地_______环境变化。
答案：简单 趋性 非条件反射 本能 复杂 学习 发达 学习 适应
26．阉割了的小公鸡长大以后，鸡冠不发达，羽色不鲜艳，体态肥胖不好斗。这是由于这只鸡的体内不能产生______，因而不能出现公鸡的______。
答案：雄激素 雄性第二性征
27．科学研究发现，对幼鼠注射或口服睾丸酮后，出生仅14 d的雄鼠就表现出交配行为，这说明______和______之间有着直接的联系。与小鼠的这一活动有关的腺体还有______。
答案：雄激素 性行为 垂体
28．饲养员每次给狗喂食时吹哨子，训练较长时间后，不给食物，狗听到哨声也分泌唾液，据此回答有关问题。
(1)狗进食后分泌唾液的反射类型是_________反射，哨声为该反射的______刺激。
(2)训练较长的时间后，不给食物，只吹哨子，狗听到哨声即分泌唾液，这种反射类型是___________反射，这种反射的建立必须通过______，此时的哨声为该反射的______刺激。
答案：(1)非条件 无关 (2)条件 非条件刺激与哨声的多次结合 条件

【应用创新】
1．有人做了如下实验：
实验：把小鸟从它们占据的领域取走，然后播放它鸣叫的录音，则20~30小时甚至更长时间无其他鸟占据该领域。
结论：小鸟的鸣叫声有保护领域的作用。
上述实验能否得出上述结论？应如何改正？小鸟保护领域的行为属于什么行为？
答案：不能。应增加一个对照实验：把小鸟从它们占据的领域取走，观察该领域是否很快被其他鸟占据。本能行为。
2．下图所示一只失去雏鸡的母鸡，把两只无母的小猫当成自己的“雏鸡”，予以关怀。两只小猫也安然地接受母鸡的抚爱，把母鸡当做自己的猫妈妈，试回答：
(1)母鸡的这种行为表现是_______性行为，属于_______。
(2)小猫的这种行为表现是_______性行为，叫做_______。
(3)母鸡和小猫的行为是在_______、_______和_______共同协调作用下形成的，其中起主导地位的调节作用是_______。
答案：(1)先天 本能 (2)后天 印随 (3)神经系统 内分泌系统 运动器官 神经系统

【备课资料】
1．动物的学习行为
(1)学习敏感期和联合型学习
某些学习只能在敏感期进行，例如某些种类的幼鸟只能在大脑发育的敏感期才能学习当地的成年鸟的歌声，这个时间大约是孵化后的10～30天。某些学习可以受其他过程的影响，例如大鼠会学习走迷宫，如果同时给以食物奖励，学习过程可以很迅速，没有食物奖励，这个过程就很慢，这种学习方式称为联合型学习，条件反射的建立都属于联合型学习。
(2)印随现象
动物跟着它看见的大小、运动方式等方面符合其最初的视觉刺激的第一物体。许多人想必已经知道这样一个趣事，德国有名的行为学家Koncarad Lorenz让刚孵化的雏鸟在睁开眼时最先看到他，由这些雏鸟长成的大群的鹅、天鹅和寒鸦都紧随着他，他走到哪里，这些动物也跟到哪里。这就是有名的印记或印随实验。印记是动物的一种学习模式。不同鸟的印记有自己的特点，例如，雏野鸭对黄绿色物体最敏感，小鸡对黄或蓝色敏感，而林鸭对声音敏感。Lorenz发现印随他的小鹅快成年时会向他，而不是向她们的同类求爱，许多鸟都会跟在羽毛和自己不同的年轻鸟的后面。
2．动物的本能
杜鹃为了避免辛苦的孵蛋工作，总是把蛋下在别的鸟窝里。为此，杜鹃必须寻找时机，在别的鸟窝没有防卫时，把蛋下在里面，杜鹃必须动作迅速准确才能让别的鸟(如柳莺)毫无察觉。毕竟谁也不愿意白尽义务。万一柳莺发现了杜鹃在它的窝里下蛋，就会忍痛放弃自己的窝，当然也包括窝里的杜鹃蛋。杜鹃可不愿意发生这样的悲剧。它通常是急急忙忙下蛋，扑通一声落在窝里就算完事，为了承受这样的粗暴待遇，杜鹃蛋的壳只能又厚又硬，下完蛋的杜鹃，慌慌张张地立刻飞走。
有的杜鹃总是把它的蛋下在同一种鸟的窝里，在下蛋之前，杜鹃先观察窝里的蛋是什么样子的，如果和自己的蛋相似，它就毫不犹豫地把蛋下在这个窝里。生活在欧洲的杜鹃，则把自己的蛋下在不同鸟的窝里，如篱雀、红尾八哥等的窝里。糊涂的鸟妈妈看到外表相似的蛋，以为都是自己的孩子，本能告诉它，只要是自己窝里长得相似的蛋，都应该给它们温暖，事实上，善良的“义务妈妈”不光孵化小杜鹃，还要喂养它们，累得精疲力竭，但它从来也没有意识到，自己哺育的竟是别人的孩子。
小杜鹃也是个自私自利的家伙，为了保证自己在“收养家庭”里的地位，小杜鹃比它的异父母兄弟姐妹们出壳都要早，当“养母”不在时它就想办法把窝里别的蛋都扔出去，免得日后多几个和它争食的对手。如果这一招不成功，也没有关系，它生长的速度比别的幼鸟快得多，在兄弟姐妹之间，高高大大的小杜鹃足以称王称霸。
鸟窝里充满了残酷的竞争，每只幼鸟都要想方设法为自己弄到一切可以得到的食物，供应食物的父母们对这种竞争也推波助澜，本能告诉它们，最有竞争力的幼鸟在今后的生活中才有更多的生存机会。那些虚弱胆小的幼鸟，在窝里连自己的兄弟姐妹都竞争不过，出去就更没有生存的能力了，利用了这条规则的小杜鹃，几乎独占了养父母带回来的全部食物，而那些亲生的孩子却呆在一旁挨饿，甚至被小杜鹃从窝里扔出去。即使小杜鹃的个子已经长得比养父母还大了，尽职尽责的养父母仍始终如一地辛勤喂养这个“小敌人”。人们常常可以看到这种荒唐的场面：小小的鸟父母站在巨大的小杜鹃背上，把辛辛苦苦找回来的食物放进它永远填不满的嘴里，真是可怜天下父母心。 DNA分子的结构和复制
【课前复习】
在学习新课程前先复习有关DNA分子的基本元素组成、三种基本组成物质、基本结构单位、有丝分裂、减数分裂等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识体系中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．组成DNA分子的化学元素是
A． C、H、O B．C、H、O、N
C． C、H、O、N、P D．C、H、O、N、P、S
答案：C
2．下列哪一组物质是DNA的组成成分
A．脱氧核糖、核酸和磷酸
B．脱氧核糖、碱基和磷酸
C．核糖、碱基和磷酸
D．核糖、核酸和磷酸
答案：B
3．DNA的基本组成单位是
A．核苷酸B．脱氧核苷酸
C．核糖核苷酸D．氨基酸
答案：B
4．在细胞的有丝分裂和减数分裂过程中，DNA分别在____________期和____________加倍。
答案：分裂间　减数第一次分裂间期
5．图6—3—1是在生物生殖和发育过程中发生在细胞核中的某物质或结构的变化，请读图回答问题：
图6—3—1
此图是表示细胞核中____________的数量变化图。AB段表示____________中____________的变化；BC段表示____________，形成的子细胞是____________；CD段表示____________，形成的细胞是____________；DE段表示____________，形成的细胞是____________。
答案：有丝分裂　染色体　精原细胞或卵原细胞　减数分裂　精子或卵细胞　受精作用　受精卵　有丝分裂　体细胞
知新——先看书，再来做一做
1． DNA分子的结构
(2)组成：DNA是一种高分子化合物，每个分子都是由成百上千个____________种脱氧核苷酸聚合而成的长链，简称____________链。
(3)DNA的结构是规则____________。其主要特点是：
①由两条脱氧核苷酸链____________平行盘旋而成双螺旋结构。
②外侧：由____________和____________交替连接构成基本骨架。
③内侧：两条链上的碱基通过____________形成碱基对。碱基对的形成遵循_____________原则，即A一定与____________配对(氢键有____________个)，G一定与____________配对(氢键有____________个)。
(4)特性
①多样性：是由于____________排列顺序千变万化。
②特异性：是由于特定的____________排列顺序。
③储存遗传信息：DNA分子中通过____________排列顺序来储存大量遗传信息。
2．DNA分子的复制
(1)概念：是以____________为模板合成____________的过程。
(2)时间：DNA分子复制是在细胞有丝分裂的____________和减数____________，是随着____________的复制来完成的。
(3)场所：____________。
(4)过程
①解旋：DNA分子首先利用细胞提供的能量，在____________的作用下，把两条螺旋的双链解开。
②合成子链：以解开的_____________为模板，以游离的____________为原料，遵循____________原则，在有关____________的作用下，各自合成与母链____________的子链。
③形成子代DNA：每条子链与其对应的____________盘旋成双螺旋结构。从而形成____________个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子。
(5)特点
①DNA复制是一个边____________边____________的过程。
②由于新合成的DNA分子中，都保留了原DNA的一条链，因此，这种复制叫____________复制。
(6)条件：DNA分子复制需要的模板是____________；原料是____________；能量是____________；还需要____________。
(7)准确复制的原因
①DNA分子____________提供精确的模板。
②通过____________保证了复制准确无误。
(8)功能：DNA分子通过复制，使亲代的_____________传递给子代，从而保证了____________的连续性，故有传递____________的功能。

【学习目标】
1．记住DNA分子的结构，并且能够说明DNA分子的基本单位、组成及双螺旋结构的特点，能对这些知识采用适当的形式（文字、图、表）予以表达。
2．理解DNA的稳定性、特异性、多样性等特性。
3．能够解释说明DNA复制的概念、过程及复制的意义，理解碱基互补配对原则，会运用碱基互补配对原则进行计算。

【基础知识精讲】
课文全解：
在学习了DNA是主要的遗传物质以后，本小节着重说明DNA具有遗传功能的特定结构以及它传递遗传信息的复制功能。
1．DNA的结构
教材首先提出DNA的双螺旋结构模型，并出示了其模式图，然后就此图展开分析。由点→线→面→体的顺序进行阐述。
点：DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸。如图6—3—2根据含氮碱基不同可以把脱氧核苷酸分成4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸（A）；鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）；胞嘧啶脱氧核苷酸（C）；胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）。
线：很多脱氧核苷酸聚合成为脱氧核苷酸链。如图6—3—3。
面：由2条反向平行排列的脱氧核苷酸链形成DNA分子的平面结构。如图6—3—4。
体：规则的双螺旋结构。如图6—3—5。
图6—3—2　　　 图6—3—3　　　图6—3—4　　　　图6—3—5
DNA的结构特点如下表所示：
DNA的结构特点
主链 侧链
构成方式 ①脱氧核糖与磷酸交替排列；②两条主链呈反向平行；③盘旋成规则的双螺旋 ①主链上对应碱基以氢键连结成对；②碱基互补配对（A—T，G—C）；③碱基对平面之间平行
位置 双螺旋外侧 双螺旋内侧
在分子结构上，DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成多核苷酸的两条单链，通过氢键把两条单链上相对的碱基连接起来。碱基的配对是有规律的，A一定与T配对，G一定与C配对。这就是碱基互补配对原则。所以，在DNA中碱基的比率总是(A+G)／(T+C)＝1，嘌呤碱的分子总数等于嘧啶碱的分子总数。这样的互补配对，形成为多核苷酸的双链。双链围绕一个主心轴，形成梯状的双螺旋结构。在双链上，4种碱基的排列顺序是不受限制的，因而提供了DNA分子结构的多样性，而每一特异的DNA分子有其独特的碱基排列顺序。
2．DNA的特性
从以上分析可以看出DNA分子的特性如下：
（1）多样性
组成DNA的碱基虽然只有4种，但是由于在不同的DNA分子中所含有的碱基对的数量不同，排列顺序千变万化，因而构成了DNA分子的多样性。例如，一个具有4000个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息是44000种，44000是多大呢？我们可以这样计算：
设：N=44000
对上式取对数：lgN＝lg44000＝lg (22)4000=lg 28000=8000lg 2
根据常用对数可知：lg2≈0.3010
∴1gN≈8000×0.3010＝2408
由常用对数的意义可以得到：N＝102408
∴44000＝102408即102408种。
（2）特异性
不同的DNA分子由于碱基对的排列顺序存在着差异，因此，每一个DNA分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的排列顺序包含着特定的遗传信息，从而使DNA分子具有特异性。
（3）DNA的复制
DNA分子的结构不仅使DNA分子能够储存大量的遗传信息，还使DNA分子通过复制来传递遗传信息。
①概念：以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。
②时间：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期，随染色体的复制而完成的。
③过程：DNA复制的过程大体分为三个阶段，结合教材中的图6—6来学习。
a．解旋
b．以母链为模板进行碱基配对
c．形成两个新的DNA分子
④条件：模板、原料、酶和能量。
⑤特点：边解旋边复制、半保留复制。
⑥准确性的原因：DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证准确无误的复制。
⑦意义：遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
综上所述，本节的知识结构如下：
问题全解：
13．DNA的元素组成及其基本单位是什么？
DNA的元素组成是：C、H、O、N、P；其基本单位是脱氧核苷酸。
14．DNA的结构及结构特点是什么？
见“课文全解1”。
15．什么是碱基互补配对原则？
在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
16．有关碱基互补配对的计算问题有何规律？
规律一：DNA双链中的两个互补的碱基数相等；任意两个不互补的碱基之和恒定，且占碱基总数的50%，即：A=T；G=C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%总碱基数；A+G/T+C=A+C/G+T=T+C/A+G=G+T/A+C=1，一般情况下A+T≠G+C，A+T/G+C≠G+C/A+T≠1。
规律二：在DNA双链中，一条单链的两个不互补的碱基和之比如A+G/T+C的值与另一条互补单链上的这个比值如A+G/T+C的值是互为倒数的。即一条单链的A+G/T+C的值为K，则另一条互补单链的A+G/T+C的值是1/K。
规律三：DNA双链中，一条单链的两个互补的碱基和如A+T（或G+C）占此链碱基的比值与另一条互补单链上的这两个碱基和如A+T（或G+C）在对应链碱基的比值相等，也与整个DNA分子的如A+T（或G+C）占整个DNA碱基的比值是相等的，正因为这样，一条单链的A+T/G+C的值，与另一条互补链的A+T/G+C的值是相等的，也与整个DNA分子的A+T/G+C的值是相等的。
17．何为DNA分子的多样性及特异性？其原因是什么？
见“课文全解2”。
18．何为DNA分子的复制？复制是怎样进行的？
所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致。能够“自我”复制是遗传物质的重要特征之一。染色体能够复制，基因能够复制，归根到底是DNA能够复制。
DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂第一次分裂的间期。这时候，一个DNA分子双链之间的氢键断裂，两条链彼此分开，各自吸收细胞内的核苷酸，按照碱基配对原则合成一条新链，然后新旧链联系起来，各自形成一个完整的DNA分子。复制完毕时，原来的一个DNA分子，即成为两个DNA分子。因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链，所以这种复制方式称为半保留复制。

【学习方法指导】
1．在学习“DNA的结构”时，可以用“模型辅助法”来学习。注意结合图与模型，先观察DNA的整体结构，为思维创建一个支点，再按照点、线、面、体的顺序由局部到整体进行学习，然后再从整体到局部归纳出DNA的结构特点。
2．有关DNA的复制的内容可以用“演绎分解法”来学习。结合有丝分裂与减数分裂的过程，将这一部分内容演绎分解成时间、场所、条件、过程、方式、特点、结果、意义等几个小问题来进行学习。也可以结合简易模型来模仿复制过程加深理解。
3．运用规律，进行计算。
见“碱基互补配对规律的有关计算问题”。

【知识拓展】
1．DNA的双螺旋空间结构的发现
1950年，查盖夫发现了DNA碱基组成的特点即A/T=C/G=1；而A+T/C+G的值各种生物不同，反映出种的特异性。1953年威尔金斯成功地制出高度定向的DNA纤维，获得了X衍射照片，经沃森、克里克分析，认为与他们设想的双螺旋模型是符合的。因此，他们二人根据X衍射分析和关于DNA碱基组成的数据，最终提出了DNA的双螺旋结构模型。
2．DNA分子相对稳定性的原因
DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧，通过氢键形成的碱基对，使两条脱氧核苷酸长链稳固地并联起来。另外，碱基对之间纵向的相互作用力也进一步加固了DNA分子的稳定性。各个碱基对之间的这种纵向的相互作用力叫做碱基堆集力。现在普遍认为碱基堆集力是稳定DNA结构的最重要的因素。再有，双螺旋外侧负电荷的磷酸基团同带正电荷的阳离子之间形成的离子键，可以减少双链间的静电斥力，因而对DNA双螺旋结构也有一定的稳定作用。
3．为什么嘌呤一定要与嘧啶配对？为什么A一定与T配对，G一定与C配对？
在分子结构上，DNA是由4种脱氧核苷酸连接而成多核苷酸的两条单链，并且通过氢键把两条单链上相对的碱基连接起来。碱基的配对是有规律的，其原因是两条链之间的空间是一定的。嘌呤和嘧啶的分子结构不同，嘌呤是双环化合物，嘧啶是单环化合物。因此，若两条链上相对应的碱基都是嘌呤环，则所占的空间太大；若两条链上相对应的碱基都是嘧啶环，则相距太远，不能形成氢键。只有A与T相连， G与C相连，其长才合适，所以碱基配对必须由一个嘌呤与一个嘧啶组成。另外，A与T配对是通过两个氢键相连，G与C配对是通过三个氢键相连，因此碱基配对只能是A与T或G与C，不能是A与C或G与T，因为在氢键位置上彼此不相适应。

【同步达纲训练】
1．提出DNA分子双螺旋结构模型的是
A．孟德尔 B．艾弗里
C．格里菲思 D．沃森和克里克
2．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个脲嘧啶
3．构成DNA分子的碱基有A、G、C、T四种，因生物种类不同而不同的比例是
A．(A+C)/(G+T) B．(G+C)/(A+T)
C．(A+G)/(C+T) D．A/T和G/C
4．一个DNA分子中有腺嘌呤1500个，腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3∶1，则这个 DNA分子中含有脱氧核糖的数目为
A．2000个 B．3000个
C．4000个 D．8000个
5．在某DNA分子的所有碱基中，腺嘌呤的分子数占22%，则胞嘧啶的分子数占
A．11% B．22% C．28% D．44%
6．DNA的一条单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是
A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.0
7．DNA的一条单链中A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补单链和整个DNA分子中分别是
A．0.4和0.6 B．2.5和1.0 C．0.4和0.4 D．0.6和1.0
8．DNA分子的特异性决定于
A．核糖的种类 B．碱基的种类
C．碱基的比例 D．碱基对的排列顺序
9．用同位素32p标记某一噬菌体内的双链DNA分子，让其侵入大肠杆菌繁殖，最后释放出200个后代，则后代中32p的链占总链数的
A．0.5% B．1% C．2% D．13.50%
10． 某DNA分子共有碱基1400个，其中一条单链上（A+T）∶（C+G）= 2∶5。问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
A．300个 B．400个 C．600个 D．1200个
11． DNA复制所需的基本条件是
A．模板、原料、能量和酶 B．RNA、DNA、ATP和酶
C．模板、温度、能量和酶 D．DNA、脱氧核糖、能量和酶
12．下列有关DNA复制的说法中错误的是
A． DNA的复制发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期
B．在DNA复制中需要多种酶的参与
C． DNA复制的过程就是合成新的DNA分子的过程
D． DNA复制中若出现错误，对生物就无意义可言
13．某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处在细胞周期的
A．间期　　　　B．前期　　　　C．中期　　　　D．后期　　　　E．末期
14．一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA分子子链
A．是DNA母链的片段 B．和DNA母链之一完全相同
C．和DNA母链稍有不同 D．和DNA母链相同，但T为U所代替
15．分别用放射性元素32P和35S标记某噬菌体DNA和蛋白质外壳，该噬菌体侵染细菌后，经多次复制，所释放出的子代噬菌体只有少部分
A．不含32P B．含32P C．不含35S D．含35S
16． 在生物体内，一个最短的DNA分子中碱基对的排列方式也会有44000种，这说明DNA分子是能够储存大量的_____________。DNA分子所具有的____________和____________从分子水平上决定了生物体的多样性和特异性。
17．康贝格(Komberg)曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在寄主(细菌)体内繁殖。请据此回答下列问题：
（1）该实验说明的问题是__________________________。
（2）加入ATP的目的是____________________，说明该过程是_____________________。
（3）加入DNA聚合酶的目的是_____________________。
（4）若DNA是在细菌细胞内合成，则其场所是____________；若在真菌细胞内合成，其场所可能是_________；若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是_______________。


参考答案
1．D　2．C　3．B　4．C　5．C　6．B　7．C　8．D　9．A　10．C　11．A　12．D　13．A　14．B
15．解析：噬菌体是一类病毒，它的外壳由蛋白质构成，内有DNA，蛋白质含S，DNA含P而不含S。噬菌体侵染细菌时只将DNA注入细菌细胞内，而蛋白质外壳则留在外面。噬菌体进行DNA复制的模板是噬菌体DNA，所需的脱氧核苷酸，合成蛋白质所需的氨基酸则来自细菌细胞内部，都不具有放射性。由于DNA是半保留复制，进入细菌内部的噬菌体DNA含32P，但细菌细胞内的脱氧核苷酸不含32P，因此多次复制后产生的子代噬菌体中只有少数噬菌体含32P，具体地说，只有2个噬菌体含32P。
答案：B
16．遗传信息　多样性　特异性
17．(1)在一定条件下，DNA具有自我复制功能　(2)为DNA复制提供能量　一个耗能过程　（3）促进DNA新链的合成　（4）原核细胞的核区　细胞核、线粒体　细胞核、线粒体、叶绿体人和高等动物的体液调节
【自学导引】
一、体液调节
二、激素的种类和作用
分泌器官 激素名称 作用部位 生理作用
(1)垂体 全身甲状腺性腺 促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨的生长促进甲状腺的生长和发育，调节甲状腺激素的合成和分泌促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌
(2)甲状腺 甲状腺激素 全身 促进新陈代谢和生长发育，提高神经系统的兴奋性，影响中枢神经系统发育
胰岛素 全身 调节糖类代谢，降低血糖含量
胰高血糖素 肝脏 促进糖元分解和非糖物质转化，升高血糖浓度
(4)睾丸 雄性激素 全身 促进雄性生殖器官的发育和精子的生成，激发并维持雄性第二性征
(5)卵巢 雌激素 全身 促进雌性生殖器官的发育和卵子的生成，激发并维持雌性第二性征和正常的性周期
孕激素 子宫、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
(6)下丘脑 促甲状腺激素释放激素 垂体 刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素
促性腺激素释放激素 垂体 能够促进垂体合成和分泌促性腺激素
三、机体调节内分泌活动的枢纽是下丘脑
四、激素分泌的调节
五、相关激素间的作用
六、其他化学物质的调节作用
(1)参与调节的化学物质：CO2、Ｈ＋等。
(2)CO2的调节作用：CO2是调节呼吸的有效生理刺激。
【思考导学】
1．机体调节内分泌活动的枢纽是什么？它是怎样调节其他内分泌腺的活动？
答案：机体调节内分泌活动的枢纽是下丘脑，它通过分泌促激素的释放激素来调节垂体的活动，通过垂体产生促激素来调节其他内分泌腺的活动。
2．人受寒冷刺激时，机体是怎样调节抵御寒冷的？
答案：寒冷刺激皮肤的冷觉感受器，产生的神经冲动经传入神经传到大脑皮层产生冷觉，大脑皮层发出的神经冲动作用于下丘脑，下丘脑合成并分泌促甲状腺激素释放激素，进而刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素又刺激甲状腺合成并分泌甲状腺激素，甲状腺激素促进机体代谢加强，加快物质氧化分解产热，进而抵御寒冷。所以机体抵御寒冷是神经——体液调节的结果。
3．血糖调节的激素有哪些？作用是什么？
答案：血糖的调节是由胰岛素和胰高血糖素调节完成的。两种激素的调节属于拮抗作用。当血糖含量较高时，胰岛B细胞分泌的胰岛素增加，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少，胰岛素是促进血糖合成糖元，促进血糖转化为非糖物质，并抑制非糖物质转化为葡萄糖，使血糖含量降低。当血糖含量较低时，胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加，结果是促进糖元分解为葡萄糖，并促使非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖。
【学法指导】
1．体液调节和激素调节的区别
(1)体液调节是人和高等动物体内的化学物质(如激素、CO2等)通过体液的传送来调节各种生理活动；激素调节是人和高等动物体内的内分泌腺分泌的激素通过体液传送至其他部位或细胞，来调节动物的生命活动。
(2)参与体液调节的化学物质有激素、组织胺、CO2、H＋以及一些细胞的代谢产物等，其中以激素为主，因此激素调节是体液调节的主要形式。
(3)传送化学物质的体液是细胞外液，包括血浆、组织液和淋巴；传送激素的体液主要是血浆。
2．下丘脑是调节内分泌的枢纽
下丘脑是神经系统间脑的一部分。下丘脑中有一些神经元不仅能传导兴奋、接受中枢神经系统的控制，而且能分泌激素。这些神经元分泌的促垂体激素(如促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素等)，由下丘脑流向垂体，促进垂体分泌促激素(如促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、促性腺激素等)，分别作用于甲状腺、肾上腺、性腺等内分泌腺，调节这些内分腺的活动。可见下丘脑的某些神经元可以接受来自大脑的神经冲动，并能把神经冲动转换成激素释放，也就是说能把从大脑等处传来的神经信息转变为激素信息，因此下丘脑是联系神经系统和内分泌腺的中间环节，并通过垂体调节其他内分泌腺的活动，是机体调节内分泌腺的枢纽。
3．激素分泌的调节
激素的分泌受神经和体液因素的调节。
(1)神经调节。当体外环境条件发生变化时，传入中枢神经系统的信号经过分析和综合作用以后发出神经冲动，可以直接控制某些内分泌腺的分泌，也可通过下丘脑、垂体间接控制某些内分泌腺的分泌。如图：
(2)反馈调节。人和动物体内的激素分泌是不断地进行反馈调节的。当一种激素分泌后，作用于靶细胞而引起特异的生理效应，与此同时，血液内该激素的含量又反馈控制着这种激素的分泌。如当血液中甲状腺激素的含量过高时，可以反过来调节下丘脑和垂体的活动，抑制下丘脑中促甲状腺激素释放激素的合成和分泌，同时抑制垂体中促甲状腺激素的合成和分泌，进而使血液中的甲状腺激素下降，这就是一种反馈调节。
4．胰岛素、胰高血糖素分泌量的调节
(1)血糖浓度是调节胰岛素、胰高血糖素分泌的最重要的因素。在人和动物的糖代谢中，当血糖浓度升高时，胰岛素的分泌量增加，同时胰高血糖素分泌量减少；当血糖浓度降低时，胰岛素的分泌量减少，而胰高血糖素分泌增加。
(2)胰岛素、胰高血糖素分泌量受神经系统调节。当血糖含量降低时，下丘脑通过有关神经的作用，使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，使血糖升高，当血糖含量升高时，下丘脑通过有关神经的作用，使胰岛B细胞分泌胰岛素，从而使血糖含量降低。
5．体液与体液调节
人和高等动物体内含有大量的液体叫体液，按存在的部位不同，体液包括细胞内液和细胞外液，细胞内液是指存在于组织细胞内部的液体，细胞外液是指组织细胞以外的液体，一般包括血浆、组织液和淋巴。细胞外液是组织细胞生活的液体环境，也叫内环境。体液通过运进各种营养物质和运出代谢废物，维持内环境的相对稳定。体液调节是通过体液激素、CO2、组织胺等化学物质对生命活动所进行的调节。参与传送化学物质的体液主要是细胞外液。体液调节以激素调节为主。
【例题解析】
［例1］生理学家对两成年雄性狗进行外科手术后，甲狗变得体态臃肿、行动呆笨而迟缓、精神萎靡、食欲不振； 乙狗变得性情温顺、体态肥胖，对异性狗失去兴趣。请分析说明：
(1)造成甲狗生理变化的原因是______________________________。
(2)分析乙狗生理变化的原因是______________________________。
解析：本题考查甲状腺激素和雄性激素的分泌器官和生理作用。甲狗行动呆笨而迟缓，精神萎靡，说明神经系统的兴奋性低；食欲不振说明新陈代谢缓慢，这些症状都是由缺乏甲状腺激素引起的。睾丸分泌的雄激素对成年雄狗有促进精子的生成和激发并维持雄性第二性征的作用。当雄狗的雄激素不能生成时，将对雌狗不感兴趣，由此可见，乙狗是摘除了睾丸。?
答案：(1)切除甲状腺后，缺乏甲状腺激素，新陈代谢缓慢，神经系统兴奋性降低
(2)切除睾丸，缺少雄性激素，第二性征消退
错因：解决此题的目的关键是熟练掌握和运用内分泌腺的生理功能去解决生产生活实践中的问题。不能达到此目的，解题就会出错。
［例2］(2000年上海高考题)让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每1千克体重1克计算。随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。
(1)两人血糖浓度变化如下图，其中表示糖尿病患者的曲线是______________________。
(2)下图甲～丁4种曲线图中能正确反映二人血液中胰岛素浓度变化的是_________________。
(3)从上述分析中可知糖尿病患者的胰岛分泌量往往_________，而血糖浓度________。
(4)下列有关胰岛素生理功能的叙述中正确的是__________。
A．提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力
B．促进肝糖元分解
C．促进糖元的合成，抑制脂肪等物质转变为糖类
D．抑制葡萄糖转变成脂肪
(5)健康人当血糖浓度偏低时，可通过胰岛分泌的_________和肾上腺髓质分泌的肾上腺素，使血糖浓度升高。
解析：本题考查血糖浓度的变化与胰岛素、胰高血糖素的关系及胰岛素的生理功能。胰岛素调节糖类代谢，降低血糖浓度，促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖；而胰高血糖素正好相反，它的主要作用是促进糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖升高。糖尿病患者缺乏胰岛素，其血糖浓度总是比正常人高，且血糖浓度不易下降。当正常人体内血糖浓度升高时，胰岛素分泌增加，以调节血糖浓度，当血糖浓度下降后，又可反馈调节，使胰岛素分泌减少；而糖尿病患者胰岛素分泌不正常，其分泌量的变化不明显。人体对血糖的调节受胰岛素、胰高血糖素的拮抗作用，当血糖浓度偏低时，胰岛素的分泌减少，胰高血糖素的分泌量增加，进而促进糖元分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，使血糖浓度?升高。?
答案：(1)B (2)丙 (3)不足 过高且经久不降 (4)AC (5)胰高血糖素
错因：本题的能力要求较高。解答本题首先要求学生掌握胰岛素和胰高血糖素的生理功能，理解这两种激素在调节血糖浓度时的拮抗作用；其次了解胰岛素缺乏时所发生的生理变化；然后根据生理变化结合图中的曲线作出正确的回答，这种图文转换能力属于较高层次的要求。
［例3］(2002年上海高考题)维持高等动物第二性征的物质属于
A．核酸?B．糖类?C．蛋白质D．脂类
解析：考查性激素的功能和化学成分。性激素能够促进生殖器官的发育和有性生殖细胞的生成；激发并维持第二性征。性激素属于脂类中的固醇类。
答案：D
错因：性激素的功能和化学成分是解决本题的关键点，不能准确掌握和运用是答错的?原因。?
［例4］一个健康的人处于寒冷的冬天，下面哪些腺体的分泌物会增多
A．垂体B．甲状腺C．胰岛D．性腺
解析：气温寒冷时，通过对流散失热量多，体内有机物氧化分解时释放的能量，大部分转变为热能用以维持体温的相对恒定，体内产热相对增多。由于甲状腺激素能加快体内物质的氧化分解，因此，随着气温的降低，甲状腺激素的分泌量也相应的增加。同时甲状腺的活动受垂体分泌的促甲状腺激素的调节，天冷时，垂体分泌的促甲状腺激素也会增多，促使甲状腺激素的增多。答案：AB
错因：甲状腺激素的功能和垂体对其他内分泌腺的调节作用是解答本题的关键，不理解这些知识点，就容易回答错误。
【基础训练】
一、选择题
1．据报道：四川省某村有数百人，却选不出一个当会计，原因是该村绝大多数人智力低下，且有许多呆小症患者、大脖子病患者，预防出现该村状况的最好方式是
A．选最好的老师去办学 B．每天注射生长素 C．切除肿胀中的甲状腺 D．食用加碘的食盐
解析：考查合成甲状腺激素的原料和甲状腺激素的功能。甲状腺激素能影响中枢神经系统(脑)的发育，碘是合成甲状腺激素的原料，缺碘造成甲状腺激素不能合成，使血液中甲状腺激素过少，反馈调节使垂体分泌促甲状腺激素过多，促甲状腺激素促进甲状腺增生肿大(大脖子病)。幼儿血液中甲状腺激素过少易患呆小症。答案：D
2．把公鸡的睾丸移到阉割过的母鸡的身体里，这只母鸡就逐渐具有公鸡好斗的特性，这一事实说明
A．性腺决定性别B．染色体决定性别C．母鸡已变为公鸡D．性激素能激发和维持第二性征
解析：考查性激素的功能。性激素能够激发并维持第二性征。把公鸡的睾丸移到阉割过的母鸡的身体里，睾丸产生雄激素使母鸡表现出公鸡的第二性征。答案：D
3．男性两侧输精管被结扎后，生理上表现为
不产生精子，副性征不变 B．产生精子，副性征改变
C．不产生精子，副性征不变 D．产生精子，副性征不变
解析：男性的睾丸是产生精子和雄激素的器官。输精管是输送精子的管道，结扎后不影响精子的产生和雄激素的分泌，所以第二性征不变。答案：D
4．当人体内缺碘时，分泌明显增加的激素是
A．促甲状腺激素 B．甲状腺激素 C．肾上腺素 D．盐皮质激素
解析：考查激素的反馈调节。缺碘会导致甲状腺激素合成过少，反馈作用下丘脑和垂体，导致下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增多和垂体分泌的促甲状腺激素增多。答案：A
5．具有外分泌功能，同时也具有内分泌功能的腺体是
A．肝脏 B．唾液腺 C．胰腺 D．肾上腺
答案：C
6．母鸡摘除了卵巢的三个月后
A．仍会生蛋 B．仍是母鸡 C．变成了公鸡 D．仍保留母鸡的体型
解析：母鸡摘除卵巢后，细胞核的遗传物不变，仍是母鸡。答案：B
7．患功能性子宫出血的病人，可注射雄性激素治疗，但不能大剂量或长期连续注射，其主要原因是
A．防止男性第二性征的出现 B．防止卵巢萎缩 C．防止月经周期缩短 D．防止子宫壁增厚
解析：性激素能激发并维持第二性征，如果注射的雄激素过多就会使女性出现男性的第二性征。答案：A
8．摘除子宫的妇女
A．不能排卵，第二性征正常 B．月经失调，第二性征不正常
C．正常排卵，第二性征正常 D．月经正常，第二性征正常
答案：C
9．维持呼吸中枢兴奋性的最有效刺激是
A．一定浓度的CO2 Ｂ．肺牵张感受器传入冲动
C．呼吸肌本体感受的传入冲动 D．一定程度的缺O2
答案：A
10．激素、CO2、组织胺都可对动物体的生理活动进行调节，其调节过程中最根本的相同点是
A．都是化学物质 B．都是细胞产生的
C．都通过体液的传送 D．都能促进机体的生理活动
解析：激素、CO2和组织胺都是细胞内产生的化学物质，对机体的生理活动都有调节作用，但它们在发挥调节作用的时候都是通过体液的传送，到达相应的部位来调节生理活动，因此都属体液调节。答案：C
11．下列激素中，由同一种腺体分泌的一组是
A．生长激素、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素
B．促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素
C．雄激素、雌激素、孕激素
D．甲状腺激素、促甲状腺激素、促性腺激素
答案：B
12．既能传导兴奋，又能分泌激素的器官是
A．垂体 B．下丘脑 C．胰岛 D．脑干
解析：考查内分泌的枢纽下丘脑。下丘脑既是神经器官又是内分泌器官。作为神经器官可以传导兴奋，作为分泌的枢纽可以分泌各种促激素的释放激素。答案：B
13．皮肤、肠粘膜组织发生炎症时，产生和释放的组织胺使毛细血管舒张和通透性增大，血浆则渗入组织间隙而形成水肿。组织胺对血管的调节方式为
A．激素调节 B．体液调节 C．高级神经中枢调节 D．植物性神经调节
解析：考查对体液调节的理解，细胞产生的组织胺通过血液运送到毛细血管，引起血管舒张和通透性增大，这种调节方式属于化学物质通过体液的传送来调节生理活动的。答案：B
14．促性腺激素释放激素、促甲状腺激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放激素所作用的器官分别是
A．性腺、甲状腺、肾上腺 B．垂体、甲状腺、肾上腺
C．垂体、垂体、垂体 D．垂体、垂体、肾上腺
解析：考查下丘脑对垂体的控制作用。题干中的促激素释放激素是由下丘脑分泌的，它分泌的这些促激素释放激素作用于垂体，分别促进垂体分泌促性腺激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素，进而调节性腺、甲状腺、肾上腺的生理活动。答案：C
15．当人体长时间大量运动后，血液中的水、无机盐、葡萄糖等营养物质会大量消耗，此时胰岛A细胞和胰岛B细胞的活动会发生怎样的变化
A．胰岛A细胞活动加强，胰岛B细胞活动?减弱 B．胰岛A细胞和B细胞的活动都加强
C．胰岛B细胞和A细胞的活动都减弱 D．胰岛B细胞活动加强，胰岛A细胞活动减弱
解析：考查胰岛素、胰高血糖素在调节血糖含量过程中的拮抗作用。由于胰岛素由胰岛B细胞分泌，其作用是降低血糖含量；胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的，其作用是升高血糖。因此当大量运动之后，血糖含量下降，此时胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加。答案：A
16．给发育迟缓的小白鼠注射生长激素后，发育情况并没有改变，该小鼠体内发生病变的腺体和缺乏的激素是
A．甲状腺和甲状腺激素 B．性腺和性激素 C．胰岛和胰岛素 D．肾上腺和肾上腺素
解析：由题干可知小白鼠发育迟缓，说明体内缺乏促进发育的激素，而生长激素、性激素、胰岛素和肾上腺素均无此功能，只有甲状腺激素才促进幼小动物的发育。答案：A
17．如果将狗甲状腺切除，手术一段时间后，测试这条狗的体温、心跳、呼吸与正常狗比较，这条狗
A．体温偏低，心跳较慢，呼吸较快 B．体温偏低，心跳较慢，呼吸较慢
C．体温偏高，心跳加快，呼吸较快 D．体温偏高，心跳较快，呼吸较慢
解析：考查对甲状腺激素功能的理解。由于甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，因此摘除狗的甲状腺后，新陈代谢减弱，心跳、呼吸较慢，用于维持体温的能量减少，体温偏低。答案：B
18．以下能调节其他内分泌腺活动的腺体是
A．甲状腺 B．胰岛 C．垂体 D．性腺
答案：C
19．下列疾病因缺乏激素而引起的是
A．呆小症和巨人症 B．侏儒症和糖尿病 C．夜盲症和脚气病 D．大脖子病和软骨病
解析：呆小症是幼年缺乏甲状腺激素引起的；巨人症是幼年生长激素分泌过多引起的；侏儒症是幼年生长激素分泌过少引起的；糖尿病是胰岛素分泌过少引起的；夜盲症是维生素A缺乏引起的；脚气病是维生素B缺乏引起的；大脖子病是缺碘引起甲状腺激素分泌过少造成的；软骨病是缺少维生素D，钙、磷不能吸收造成的。
答案：B
20．垂体在内分泌系统中占有主导地位，但垂体的内分泌活动还受_____的直接控制
A．下丘脑 B．大脑皮层 C．延脑 D．中脑
答案：A
21．关于垂体产生的促激素的作用，下列错误的是
维持相关腺体的正常发育 B．受下丘脑控制调节
C．促进相关腺体内激素的合成和分泌 D．能促进胰岛分泌胰岛素
解析：垂体能分泌多种促激素，分别作用于甲状腺、肾上腺、性腺等，并且垂体的分泌受下丘脑的控制，但是垂体不能调节胰岛的活动。答案：D
22．下列有关激素作用的叙述，不正确的是
A．激素是参加体液调节的惟一的化学物质 B．激素能促进人体的发育
C．激素能促进人体细胞的生成 D．激素能促进男、女性成熟
解析：体液调节中激素调节最为重要，另外还有一些化学物质如CO2、H＋等对机体的生理活动也有调节作用。
答案：A
23．给小白鼠注射一定量的胰岛素后，小白鼠进入休克状态，要使其及时苏醒，可适量注射
A．甲状腺素 B．葡萄糖 C．性激素 D．生理盐水
解析：考查胰岛素的功能。胰岛素能促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰岛素过多就会使血糖含量过低，造成脑部缺少能量供给而休克，所以应及时补充葡萄糖。答案：B
24．许多淡水鱼在人工饲养条件下不产卵，常取同种鱼的脑下垂体研碎注入鱼体内；可促其产卵，这主要是利用垂体中含有
A．性激素 B．促甲状腺激素 C．促性腺激素 D．生长激素
解析：鱼的垂体中促性腺激素，作用鱼的卵巢，促使卵巢产卵。答案：C
25．手术摘除小白兔的垂体后，其甲状腺功能衰退的原因是
A．大脑功能异常 B．缺乏促性腺激素 C．缺乏促甲状腺素 D．垂体与甲状腺之间的神经被切断
答案：C
26．一奥运会运动员因服用类固醇药物而被取消了参赛资格，他服用的药物属于下列的
A．甲状腺激素 B．垂体激素 C．雄性激素 D．生长激素
解析：类固醇药物属于脂类物质，由脂类物质合成的激素在A、B、C、D四项中是雄性激素。
答案：C
二、非选择题
27．体重近似，发育正常的A、B、C、D四只雄性小狗，A不做任何处理，B、C、D分别手术处理。几个月后，得到如下表所示结果(单位：毫克/100毫升血液)，请回答：
A B C D
雄性激素 4 3.8 0.2 0.8
甲状腺激素 3 0.1 0.2 3
生长激素 6 5.8 0.1 5.5
(1)A狗在实验中的作用是__________。
(2)B狗被切除了__________。
(3)C狗被切除了__________。
(4)D狗被切除了__________。
解析：此题是一道对照实验的习题，A不做任何处理，这是起对照作用，从实验数据可以看出，B、C、D狗体内的激素都有一种激素的含量明显要比对照组低。B狗的甲状腺激素的含量明显低于正常值，由此可以看出B狗切除的是甲状腺；C狗与正常狗相比，生长激素的含量明显低，由此可见C狗切除了产生生长激素的内分泌腺——垂体；D狗与正常狗相比，雄性激素的含量明显低，所以D狗切除的是产生雄性激素的内分泌腺——睾丸。
答案：(1)对照 (2)甲状腺 (3)垂体 (4)睾丸??
28．将成熟雄鼠的甲状腺进行手术切除，从第三周开始，每天注射较大量激素A，结果激素A和B在血液中浓度变化曲线如下图所示，请回答：?
(1)激素A是__________________________________。
(2)激素B是__________________________________。
(3)如果停止注射激素A，鼠的身体状况是?__________。?
(4)如果将激素A的注射量增加5倍，连注3个月，鼠的身体状况是___________。
解析：解答本题应熟悉：①甲状腺激素的生理功能；②甲状腺活动与其他内分泌腺活动的拮抗作用；同时还应正确理解和分析实验操作、曲线图线的生理意义。切除成熟(注意成熟二字的限定意义)雄鼠的甲状腺，甲状腺激素立即停止分泌，血中含量必然直线下降，并将直接影响动物的新陈代谢(想一想具体表现如何)，同时也会“反馈”到脑下垂体，促使垂体分泌“促甲状腺激素”增多。根据坐标图中的曲线A是甲状腺激素，曲线B是垂体分泌的促甲状腺激素。审题中应注意，3周前曲线A下降，曲线B上升，3周后曲线A上升，曲线B下降。
答案：(1)甲状腺激素 (2)促甲状腺激素家 (3)代谢缓慢，体温下降，心跳减慢，全身浮肿，神经反应迟钝 (4)体内物质氧化分解过快，食量大而身体消瘦，心跳呼吸加快，神经系统兴奋性过高
29．妇女做了子宫切除手术或输卵管结扎手术后，便失去了自然受孕的能力，但第二性征是正常的，这是因为____________________。
答案：雌性激素是由卵巢分泌的，卵巢还存在
30．过敏症患者是因为某些组织产生了组织胺，这种物质可使人体多处出现荨麻疹或呼吸道分泌物增加等症状。组织胺的这种作用属于_______。
答案：体液调节
31．一些山区曾经流传这样的说法：“一代肿(地方性甲状腺肿)，二代傻，三代四代断根芽(即没有第三代或第四代)”，请用学过的生物知识解释。
(1)“一代肿”______________________________。
(2)“二代傻”______________________________。
(3)“三代四代断根芽”______________________。
答案：(1)由于当地土壤、饮水、食物中缺碘，从而引起地方性甲状腺肿 (2)是由于胎儿在母体内就开始缺乏甲状腺激素，影响中枢神经系统的发育 (3)是由于呆小症患者不能正常发育，生殖器官发育停滞，因此，第三、四代就没有了
32．雄鸳鸯有美丽鲜艳的羽毛，有人在饲料中加入了一种药物，二周后雄鸳鸯逐渐失去了鲜艳的色彩，鸣声也变了。请解释原因：
(1)雄鸳鸯美丽的羽毛属于__________，由__________引起。
(2)饲药后干扰了__________的分泌，逐步失去了__________。
答案：(1)雄性第二性征 雄性激素 (2)雄性激素 雄性第二性征
33．下图所示垂体与甲状腺存在特定作用关系。请简答问题：
(1)垂体与甲状腺都属于__________腺，分泌物H和h作为化学性信号物质都可称为__________。H和h由腺细胞分泌后直接释放到_______，被运输到达特定组织细胞发挥作用。
(2)h称为__________，对组织细胞具有_______的作用而使体内产热量增加，此外还具有_______神经系统兴奋性等作用。
(3)H称为__________，对甲状腺分泌物的合成与释放有促进性作用。
(4)h的分泌总是受到H的作用，但又总是保持相对稳定。其重要原因之一是h也会对垂体产生影响：当h分泌较多时会_______垂体分泌H；h分泌较少时H的分泌又会________。这种调节称为_______调节。
解析：本题考查内分泌腺及功能。内分泌腺分泌的物质叫激素，通过体液传送运输到作用部位发挥作用。垂体分泌的促甲状腺激素和甲状腺分泌的甲状腺激素的调节属于反馈调节
答案：(1)内分泌 激素 血液(2)甲状腺激素 促进新陈代谢 提高(3)促甲状腺激素 (4)抑制 增多 反馈
34．下图为胰岛内各种细胞的分布示意图。请据图回答：
(1)假设调节血糖含量的两种主要激素分别由1和2分泌的。则1应为_______细胞，主要分布在胰岛的外周；2应为_______细胞，主要分布在胰岛的_______(外围或内部)。
(2)1分泌的激素为__________，2分泌的激素为_______，这两种激素在调节血糖时的作用属于_______作用，因为这两种激素的主要作用正好相_______(同或反)。
(3)当血糖浓度较高时_______的分泌应增加，_______的分泌量应减少。
(4)当_______缺乏时易患糖尿病，若补充该激素进行治疗，易口服还是注射？_______。原因是____________________________。
答案：(1)胰岛A 胰岛B 内部 (2)胰高血糖素 胰岛素 拮抗 反 (3)胰岛素 胰高血糖素 (4)胰岛素 注射 胰岛素属于蛋白质，如果口服在消化道内易分解为氨基酸而失去功效
【应用创新】
1．将狗的胰静脉结扎，血糖含量会急骤升高，尿中出现了葡萄糖；给这只狗注射胰腺提取液，结果这只狗尿液中葡萄糖消失。请分析：
(1)结扎胰腺静脉阻塞了血流，使______不能进入______，所以狗发生病变。
(2)注射胰腺提取液，使狗恢复正常，说明其中有调节______正常代谢的物质。本实验证实了______________________________。
解析：考查胰岛分泌的胰岛素的去路和功能。胰岛分泌的胰岛素进入血液，随血液运输到作用部位。胰岛素能调节糖代谢，降低血糖浓度。
答案：(1)胰岛素 血液 (2)糖类 胰岛素有降低血糖浓度的作用
2．胰岛素能促进血糖进入组织细胞，促进糖元合成并抑制糖元分解、促进葡萄糖氧化或转化为非糖物质，抑制非糖物质转化为糖，缺乏胰岛素会患糖尿病。请根据下列叙述，回答有关问题：
某人多日来口渴多饮、多尿、容易饥饿而多食，而且日渐消瘦。在医院尿糖检查为阳性(＋＋＋＋)。该病人与一正常人(两人都空腹)同时一次口服葡萄糖100 g，然后每隔一小时测一次血糖含量，绘制成如下图所示2条曲线：
(1)图中表示该病人血糖变化的曲线是__________。
(2)b曲线在1~2h时间下降的原因主要是__________激素调节的结果，此时肝糖元的含量应该__________。
(3)a曲线在1~2h间仍然上升，2~4h有所下降，使a的血糖有所下降的一个重要原因是________________。
(4)病人原尿中葡萄糖含量与血浆相比应该__________，原因是___________。
(5)病人尿量的明显增多的原因是____________；口渴多饮是由于__________使血浆浓缩而引起；容易饥饿而多食是由于_________使组织细胞的能量供应不足而引起的。
答案：(1)ａ (2)胰岛 增加 (3)葡萄糖随尿液排出 (4)相同 肾小球的滤过作用不能阻止葡萄糖分子进入肾小囊腔 (5)随着糖进入尿液，防碍了原尿中水的重吸收 体液中水分丢失过多 细胞利用糖障碍 第五章 生物的遗传和变异
一、考纲要求
一般了解：基因控制蛋白质的合成“中心法则”和“遗传密码”的概念。基因的连锁和互换规律——基因的连锁和互换现象，基因的连锁和互换的原因，基因的连锁和互换规律在实践上的应用。
了解：DNA是遗传物质的证据(噬菌体侵染细菌的实验)；一对相对性状的遗传实验；两对相对性状的遗传实验；基因分离规律在实践上的应用；基因的自由组合规律在理论和实践上的意义；性染色体和常染色体的概念。
理解：DNA是主要的遗传物质——遗传物质的主要载体是染色体；对分离现象的解释和测交；对自由组合现象的解释和测交；XY型性别决定；禁止近亲结婚对预防遗传病的意义。基因突变的概念；基因突变的原因；人工诱变在育种上的应用。
染色体数目的变异；染色体组的概念；单倍体的概念；二倍体、多倍体的概念；人工诱导多倍体在育种上的应用。
掌握：DNA的结构和复制；基因是有遗传效应的DNA片段；基因型和表现型；基因分离规律的概念；基因的自由组合规律的概念；伴性遗传的概念。

二、知识结构
1.关于遗传的物质基础知识结构
(1)通过对细胞有丝分裂、减数分裂、受精作用等知识的回忆，可以看出染色体跟遗传有关；
(2)用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质；
(3)遗传物质的主要载体是染色体，由于这些控制遗传的物质大都在细胞核内，受其控制的遗传现象即细胞核遗传；线粒体、叶绿体等细胞器中也含有遗传物质，受这些细胞质中遗传物质控制的遗传现象，就是细胞质遗传；
(4)根据DNA的结构特点，介绍DNA的复制过程，再分析有遗传效应的DNA片段——基因对性状的控制；
(5)通过一般了解中心法则和遗传密码，知道基因通过控制蛋白质合成来控制遗传性状，为理解生物的遗传和变异打好基础。
2.遗传的基本规律知识结构
(1)从孟德尔一对相对性状的遗传实验结果看到，F2代的性状总呈现出一定的分离比例。根据基因控制性状的知识推知性状的分离是由基因的分离引起的。根据减数分裂中染色体的行为，对分离现象作出解释。经过测交验证，确定了基因分离规律的概念。举例说明基因分离规律在生产实践上的应用。
(2)孟德尔两对相对性状的遗传实验结果，显示出控制两对相对性状的基因间的自由组合。依据基因的分离规律和减数分裂等知识推测，对自由组合现象作出了解释，再经测交验证，确定了基因自由组合规律的概念。举例说明基因的自由组合规律在理论上和生产实践上有重要意义。
(3)两对相对性状的遗传，有时并不符合自由组合规律，而表现出基因的连锁和互换。联系减数分裂的知识，找到基因连锁互换的原因，举例说明基因的连锁和互换在生产实践中有一定的意义。
3.性别决定与伴性遗传的知识结构
生物都是有一定数量的染色体的，根据其与性别决定有无关系，可以把这些染色体分成性染色体和常染色体两类。以人和果蝇的XY型性染色体为例说明性别决定的概念；又以人的色盲为例，说明伴性遗传的概念和现象。最后根据已有的遗传知识说明禁止近亲结婚对于预防遗传病的意义。
4.生物的变异知识结构
(1)遗传是遗传物质的传递，所以只有遗传物质的变化才能引起可遗传的变异。
(2)可遗传的变异包括三类，即基因重组、基因突变、染色体变异。
(3)基因重组知识已在前面学习遗传的基本规律之基因的自由组合规律和连锁互换规律时，已有涉及。
(4)基因突变先叙述清楚概念，然后概述类别和特点，再以镰刀型细胞贫血症为例讲基因突变的原因。由于基因突变能产生新的性状，因而在理论上和育种实践中都有重要意义。
(5)染色体变异主要讲述染色体数目成倍增减的变异，为此，先必须引入染色体组的概念，以此推出二倍体、多倍体的概念，同时又学习与前者有联系又有区别的单倍体概念。并分别从单倍体和多倍体的特点来叙述它们在育种上的应用和意义。

三、知识点、能力点提示
1.通过噬菌体侵染细菌的实验过程的了解，培养学生达到一定的分析、推理的能力。
2.通过让学生观察DNA结构的挂图、模型，培养学生对空间结构的想象能力。
3.依据碱基互补配对原则，通过计算DNA的不同碱基数，达到中学生物学所要求的一定的运算能力。
4.通过DNA的结构和功能的关系学习，使学生达到对许多事物的结构和功能进行分析、比较的能力。
5.通过用减数分裂、基因和染色体关系等知识点，来解释遗传规律、提高学生的逻辑思维能力。
6.通过三大遗传规律概念的总结，使学生具有分析、解释自然界遗传现象的初步能力。
7.通过三大遗传规律在理论上、实践上应用的学习，使学生学会对众多遗传结果进行推测的推理能力。
8.通过基因遗传三大规律基础上的伴性遗传的学习，使学生具备解决普遍性中特殊性问题的一定能力。
9.通过引导学生运用DNA结构、DNA复制等知识去思考基因突变的特点，使学生一定程度地运用旧有知识解决新问题的能力。
10.通过单倍体和多倍体概念的学习，不仅要学生理解它们的特点和在实践中的应用，还要使学生达到一定程度地抓住现象看本质的科学思维能力。
11.通过认识遗传使自然界物种保持了相对稳定，而变异又使物种得以进化和发展，生物的遗传和变异正如事物总有矛盾的两个方面。培养学生辩证看问题的能力。

【同步达纲练习】
四、能力训练
(一)选择题
1.噬菌体侵染细菌的实验，除了证明DNA是遗传物质外，还附带能够说明DNA的什么特点 ( )
A.能进行自我复制，上下代保持连续性。
B.是生物的主要遗传物质。
C.能控制蛋白质的合成。
D.能产生可遗传的变异。
［知识点］遗传物质的特点；噬菌体侵染细菌的实验。
［命题目的］此题要求学生不能死记实验过程和书上结论，必须理解、分析实验过程后，方能归结出实验的某些阶段或步骤说明了DNA作为遗传物质的四个特点中的两个特点。
2.我国学者童第周等人从蝾螈内脏中提取DNA注入金鱼的受精卵内，结果约有1%的小金鱼在嘴后长有一根有尾两栖类的棒状平衡器，这个实验证明DNA( )
A.分子结构相对稳定 B.能够自我复制
C.能产生可遗传的变异 D.能控制蛋白质的生物合成
［知识点］DNA的功能，蛋白质是生物体结构的重要成分。
［命题目的］正常的金鱼受精卵一般会发育成正常的小金鱼，为什么“手术”后的受精卵，有的发育成金鱼特征的时候，同时又表现出了蝾螈的某些性状呢 分析其“手术”过程，结合DNA控制蛋白质合成从而表达遗传信息的知识，就不难得出答案了。
3.一个基因型为YyRr的精原细胞和一个同样基因型的卵原细胞，按自由组合规律遗传，各能产生几种类型的精子和卵细胞( )
A.2种和1种 B.4种和4种 C.4种和1种 D.2种和2种
［知识点］精原细胞在减数第一次分裂中期各基因的排列组合方式。
［命题目的］将减数分裂与基因的排列组合方式综合在一起，加强学生对知识的系统认识和连贯性。
4.某转录下来的mRNA的碱基中，V占16%，A占20%，则模板DNA双链中G占( )
A.36% B.32% C.64% D.无法确定
［知识点］DNA及DNA转录时的碱基互补配对原则，碱基比值计算。
［命题目的］依据“中心法则”之转录原则，逆推DNA双链中某碱基含量，以考查学生对基础知识的灵活运用问题。
5.人的血红蛋白由四条肽链组成，在合成该蛋白质的过程中，脱下了570分子的水。问控制合成该蛋白质基因中有多少个碱基( )
A.570×6 B.570×3 C.574×6 D.574×3
［知识点］DNA、RNA、蛋白质的组成和结构，中心法则及有关计算问题。
［命题目的］以氨基酸合成蛋白质的过程特点，及蛋白质合成受基因控制的中心法则为知识基础，考查学生分析问题、解决问题的能力。
6.一株纯黄粒玉米与一株纯白粒玉米相互授粉，比较这两个植株结出的种子，其胚和胚乳的基因型情况是( )
A.胚的基因型不相同，胚乳的相同 B.胚的基因型相同，胚乳的不相同
C.胚和胚乳的基因型都相同 D.胚和胚乳的基因型都不相同
［知识点］胚和胚乳的发育，双受精过程中卵细胞、极核、花粉的染色体(基因)的相关知识。
［命题目的］以被子植物的双受精为材料背景，全面考查学生对减数分裂的产物：花粉、卵细胞、极核等的染色体(基因)组成的理解，然后对受精卵、受精极核分别发育成胚和胚乳的基因型的判定。这是一道综合测试学生分析问题的能力题。
7.噬菌体侵染细菌的实验过程，除证明DNA是遗传物质外，还间接地说明DNA( )
①分子结构稳定 ②能进行自我复制 ③能控制蛋白质的合成 ④能产生可遗传的变异 ⑤
是生物主要的遗传物质
A.①②③ B.②③④ C.②③⑤ D.①②③⑤
［知识点］考查学生对噬菌体浸染细菌的实验过程以及DNA作为遗传物质的特点的理解和掌握。
［命题目的］生物是一门实验性学科，培养学生理论建立在科学研究的基础上的科学思想。
8.现捕捉到一只罕见的白毛雄性猕猴，为了尽快地利用这只白猴繁殖更多的白毛猕猴，按照遗传规律的最佳繁育方案是( )
A.白毛雄猴与多只杂合棕毛雌猴交配
B.白毛雄猴与多只纯合棕毛雌猴交配
C.白毛雄猴与棕毛雌猴交配，F1近亲交配
D.F1代棕毛雌猴与白毛雄猴回交
［知识点］基因分离规律在实践上的应用。
［命题目的］此题使用“最佳选择”设计考查学生。不仅要理解掌握分离规律，而且要想到实际中的实效问题，学生在正确的答案中选出最佳，有难度。
9.下面的遗传系谱最可能的遗传方式是( )

A.常染色体上显性遗传 B.常染色体上隐性遗传
C.X染色体上显性遗传 D.X染色体上隐性遗传
［知识点］确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传。
［命题目的］遗传系谱形式简洁，条件隐蔽，灵活多变，可以考查学生分析问题、解决问题的能力。
10.一雄蜂和一蜂王交配后产生的F1中，雄蜂的基因型有AB、Ab、aB和ab四种，雌蜂的基因型有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种，则亲本的基因型是( )
A.aaBb×Ab B.AaBb×ab
C.AAbb×Ab D.AaBb×Ab
［知识点］蜂类的孤雌生殖，基因的分离规律，自由组合规律。
［命题目的］主要考查学生应用自由组合规律的基本原理来分析解决新情况下的生物学问题的能力。
11.某二倍体动物有k对染色体，经减数分裂形成遗传信息不同的配子，其种类数为( )
A.2k B.( )k C.k2 D.
［知识点］二倍体生物，减数分裂产生配子时的染色体行为，染色体与遗传信息(基因)，配子种类推导。
［命题目的］考查学生在理解一对染色体(可理解为一对等位基因)，两对染色体、经减数分裂形成的配子种类的基础上，进一步推导多对染色体形成配子的种类。是一道考推理、归纳能力的题。
12.人类的多指是一种显性遗传病，白化病是一种隐性遗传病，已知控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，而且都是独立遗传的。在一个家庭中，父亲是多指，母亲正常，他们有一个患白化病但手指正常的孩子。则下一个孩子正常或同时患有此两种疾病的几率分别是( )
A.、 B. 、 C. 、 D. 、
［知识点］基因的分离规律，自由组合规律，显、隐性遗传病的发病几率。
［命题目的］考查学生在两对等位基因遗传的基础上分析显隐性遗传病同时发现或同时不出现的能力，类似的提问还有“下一个孩子患病或者下一个孩子患病但不同时患两种病的几率”等，学生要能触类旁通。
13.纯种黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，在F2出现的新性状中，能稳定遗传的个体占总数的( )
A.1/16 B.2/16 C.3/16 D.4/16
［知识点］具有两对相对性状的植物进行杂交育种中常见的问题。
［命题目的］考查学生对基因自由组合规律的熟练掌握情况和灵活应用能力。
14.现将甲、乙两果蝇杂交。甲的基因型为AABBCC，乙的基因型为aabbcc，让杂种子一代与隐性类型侧交，得到如下结果：AaBbCc121只，AabbCc119只，aaBbcc121只，aabbcc120只，则杂种子一代的基因型是( )
［知识点］完全连锁，自由组合、测交。
［命题目的］三对等位基因，如果分别位于三对染色体上，独立遗传，则杂种子一代测交，其后代应为八种表现型，然而此题设计为四种比数相等的表现型，说明其中两对基因间完全连锁遗传，哪两对呢 这就考学生的判断能力。
15.一对表现正常的夫妇，他们的双亲中都有一个白化病患者，预计他们生一个白化病男孩的概率是( )
A.12.5% B.25% C.75% D.50%
［知识点］遗传的基本规律，性别决定的应用及概率计算。
［命题目的］肤色基因位于常染色体上，性别决定于性染色体的两种组合(xx和xy)，考查学生在分别计算两个独立事件概率的同时，计算两个独立事件同时发生的概率，便是本题设计的目的。
16.决定猫的毛色基因位于X染色体上，其基因型bb、BB、Bb的猫分别是黄色、黑色和虎斑色。现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配，生下三只虎斑色小猫和一只黄色小猫，他们的性别是( )
A.全为雌猫或三雌一雄 B.全为雄猫或三雄一雌
C.全为雌猫或全为雄猫 D.雌雄猫各半
［知识点］xy型性别决定、伴性遗传。
［命题目的］考查学生的外延知识——不完全显性遗传和xy型性别决定中的伴性遗传特点。
17.将甲绵羊体细胞的细胞核移入乙绵羊的去核卵细胞中，再将此卵细胞植入丙绵羊的子宫内发育，出生的小绵羊即“克隆绵羊”，此“克隆绵羊”( )
A.基因型与甲相同，性别一定与甲不同
B.基因型与乙相同，性别一定与乙相同
C.基因型与丙相同，性别一定与丙相同
D.基因型与甲相同，性别一定与甲相同
［知识点］基因型与表现型、克隆、性别决定。
［命题目的］考查学生知识的迁移能力。
18.在华北地区培育出的优质甘蓝品种，叶球最大的只有3.5kg，当将其引种到拉萨后，由于当地昼夜温差大，日照时间长，光照强度大，叶球可达7kg左右。但再引种回华北地区以后，叶球又只有3.5kg左右。从甘蓝的引种过程可以看出( )
A.甘蓝只具有遗传特性，而不具有变异的特性
B.只是环境因素的影响，遗传物质并没有改变
C.只要环境发生改变，就会起可遗传的变异
D.甘蓝主要进行无性生殖，因此不易产生变异
［知识点］变异的种类及其各自发生的条件。
［命题目的］考查学生对变异的实质原因理解。
19.已知某小麦的基因型是AaBbCc，三对基因分别位于三对同源染色体上，利用其花药进行离体培养，获得N株小麦，其中基因型为aabbcc的个体约占( )
A.N/4 B.N/8 C.N/16 D.0
［知识点］基因的自由组合，花药及其离体培养等。
［命题目的］考查学生审题及综合应用基本知识的能力。
20.在下列叙述中，正确的是( )
A.培养无籽西瓜是利用生长素促进果实发育的原理
B.培育八倍体小黑麦是利用染色体变异的原理
C.培育无籽蕃茄是利用基因重组的原理
D.培育青霉素高产菌株是利用基因突变的原理
［知识点］生长素的作用，基因重组、基因突变、染色体变异的遗传实例。
［命题目的］考查学生理论联系实际的能力。
21.用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，据此现象可推知产生花药的马铃薯是( )
A.二倍体 B.三倍体 C.四倍体 D.六倍体
［知识点］单倍体、同源染色体、减数分裂等。
［命题目的］重点考查成熟植物体通过减数分裂产生花粉时染色体能否正常两两配对，是解答此题的要件和前提。
22.人类的局部癌肿瘤是细胞内遗传物质在病毒、致癌物质、有害射线等影响下，发生基因突变引起的。这种变化往往发生在( )
A.有丝分裂中期 B.有丝分裂间期
C.减数分裂间期 D.减数分裂末期
［知识点］基因突变的发生期。
［命题目的］考查学生综合处理跨章节知识之间内在联系方面问题的能力。
23.现在用青霉素治疗一些传染病比三十年前效果差一些，其原因是( )
A.环境污染严重 B.人体产生了抗药性
C.青霉素的生产方法与以前不同 D.病原体产生了抗药性的基因突变
［知识点］基因突变在生活实际中的普遍性。
［命题目的］考查学生理论知识联系生活实际的能力。
24.血友病的遗传属于伴性遗传。某男孩为血友病患者，但他的父母、祖父母、外祖父母都不是患者。血友病基因在该家族中传递的顺序是( )
A.外祖父?母亲?男孩 B.外祖母?母亲?男孩
C.祖父?父亲?男孩 D.祖母?父亲?男孩
［知识点］基因的伴性遗传特点，血友病病例。
［命题目的］考查学生依据伴性遗传特点，推导基因遗传疾病的能力。
25.纯合的黄色圆粒(YYRR)豌豆与绿色皱粒(yyrr)豌豆杂交(符合自由组合规律)。F1自交，将F2中全部绿色圆粒豌豆再种植自交，则F3中纯合的绿色圆粒是F3的( )
A. B. C. D.
［知识点］自由组合规律，比率计算。
［命题目的］考查学生在不突破大纲能力要求的前提下，推导自由组合规律中比率问题的能力。

(二)非选择题
1.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N—DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。
请分析：
(1)由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到细菌的DNA用同样方法分离。将DNA分子可能出现在试管中的位置在下图中标出。
［知识点］DNA的复制及其复制特点。
［命题目的］考查学生所学知识，在新设情境中应变的能力。
2.根据下图回答有关问题：
(1)正在进行的过程从生物学角度来看是 的过程，又称为 。
(2)碱基①②③分别为 ， 。
(3)若R链上有600个碱基，由它控制合成蛋白质的过程中，理论上最多需要有 种转运RNA参与运输氨基酸。
［知识点］DNA的复制，转录。
［命题目的］考查学生针对题干，避开迷惑性，查找隐含条件，审题判别的能力。
3.下图为某家族遗传病系谱图，据图回答：
若Ⅲ7，与Ⅲ8婚配，则子女的患病机率是多少

［知识点］分离规律的原理遗传系谱图，遗传类型判定。
［命题目的］考查学生用分离规律原理分析遗传系谱图，运用这些知识解决问题的能力以及相关概率计算问题。

4.下列各图中，所表示的是某些植物的体细胞，请根据下列条件判断：

(1)肯定是单倍体的是 图，它是由 倍体的生殖细胞直接发育形成的。
(2)茎秤较粗壮但不能产生种子的是 图，判断的理由是 。
(3)如果都不是由生殖细胞直接发育形成，其中肯定是二倍体的是 图。
(4)如果C图中的生物是由某生物的卵细胞直接发育形成的，那么它是几倍体 。形成它的那个生物是几倍体 。
［知识点］单倍体和多倍体的生理特性。
［命题目的］考查学生利用所学知识，结合实际分析问题，探索结论的能力。
5.右图为具有两对染色体的精原细胞示意图。(·和代表着丝点。)
(1)请参照示意图画出初级精母细胞着丝点移向两极的染色体各种组成图。(假设无互换)
(2)根据你画出的染色体各种组成图，写出三对基因分配的情况，并说明它们符合哪些规律
(3)图中三对基因能产生几种配子，比例如何
［知识点］精子形成过程中的减数分裂，等位基因、同源染色体上的非等位基因，非同源染色体上的非等位基因，它们在初级精母细胞减数分裂过程中的行为特征。
［命题目的］考查学生综合处理减数分裂与基因三大规律之间的复杂关系问题的能力。

6.为了说明近亲结婚的危害性，某医生向学员分析讲解了下列白化病和色盲两种遗传病和家族系谱图。设白化病的致病基因为a，色盲的致病基因为b。请回答
(1)写出下列个体可能的基因型：Ⅲ—8 ；Ⅲ—10 ；
(2)若Ⅲ—8与Ⅲ—10结婚，生育子女中只患白化病或色盲一种遗传病的概率是 ；同时患两种遗传病的概率是 。
(3)若Ⅲ—9和Ⅲ—7结婚，子女中可能患的遗传病是 ，发病的概率是 。
［知识点］遗传的基本规律，伴性遗传，遗传系谱图分析，较难的概率计算。
［命题目的］较深层次地考查学生运用遗传规律的基本知识分析遗传系谱图，解决有关问题的能力。
7.将甲、乙、丙、丁4种二倍体植物进行杂交，产生的杂交后代在减数分裂时同源染色体可以配对，非同源染色体不能配对，配对情况如下表。请写出每种植物的染色体组成(依次有A、B、C……等字母表示)：
乙 丁
甲 甲与乙各一条配对乙有一条不能配对 甲与丁各一条配对丁有两条不能配对
乙 乙与乙各两条配对 乙与丁各两条配对丁有一条不能配对
丙 乙与丙不能配对 丙与丁各一条配对丁有两条不能配对
甲： 乙： 丙： 丁：
［知识点］同源染色体，非同源染色体，二倍体，减数分裂联会配对，杂交等。
［命题目的］以上述知识为基础，着重考查学生的逻辑思维能力。
8.下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。

(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。
(2)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 两类激素。
(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是 利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
(4)试管苗的细胞核中含有 条脱氧核苷酸链。
(5)培育成的试管苗可能出现的基因型有 。
［知识点］花粉及其离体培养，光合作用，激素的调节作用，物种的染色体数和核苷酸链数，基因型等。
［命题目的］通过花药的离体培养实验过程，考查学生综合知识能力。
9.果蝇的红眼(Ｗ)对白眼(w)为眼性，这对等位基因位于X染色体上，下图表示一红眼雄果蝇与一红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一白眼雄果蝇的过程，请据图回答：
(1)写出A、B、E细胞的名称：
A
B
E
(2)画出图中C、D、G细胞的染色体示意图。凡X染色体上有白眼基因的用xW记号表示。

(3)若精子C与卵细胞F结合，产生后代的基因型为 。表现型为 。
(4)若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代总数中出现雄性红眼果蝇的概率为 ，出现雌性白眼果蝇的概率为 。
［知识点］精子和卵细胞的形成过程、基因型和表现型，性别决定与伴性遗传、概率计算。
［命题目的］此题是一道跨章节知识的较为综合类型的题目，以果蝇为背景材料，结合减数分裂有关知识，重点考查了学生有伴性遗传的问题，知识点挖掘得很深入和细致。
10.控制甜豌豆的花色与花粉粒形状的基因间有较强的连锁关系，已知红花基因(b)与长花粉粒基因(R)之间的交换值为12%，现用红花长花粉粒(bbRR)亲本与紫花圆花粉粒(BBrr)亲本杂交得F1，F1自交得F2。请回答：
(1)F1的基因型是 。
(2)F2中出现红花个体的概率是 。
(3)F2中出现纯种紫花长花粉个体的概率是 。
(4)若要F2中出现9株纯种紫花长花粉粒植株，F2群体至少应有 株。
［知识点］基因的连锁和互换规律。
［命题目的］考查学生理解高中生物选修知识的情况。以及利用旧有知识解决新问题的能力。
11.下图是果蝇的染色体图解，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y为染色体代号；a为控制果蝇白眼的基因，据图回答：
(1)图中代号为 的是性染色体，该果蝇的性别是 。
(2)染色体的主要化学成分是 和 ；观察染色体的形态和数目的最佳时期是有丝分裂的 期。
(3)在形成配子过程中，同源染色体要 ，并进入 中。依据图解在该图上方框中绘出减数分裂后产生的两种配子染色体图。
(4)果蝇在减数分裂的四分体时期一个细胞内共有DNA分子 条。
(5)如果该果蝇与红眼(A)纯种异性果蝇杂交，则F1代果蝇的基因型是 ，表现型是 。
［知识点］染色体成分及生物体细胞和配子染色体组成图，细胞有丝分裂及减数分裂，杂交及基因型和表现型等。
［命题目的］以一种材料为背景，全面考查学生掌握知识的完整性。
12.下图示细胞的有丝分裂。请依据图回答：
(1)此图为细胞有丝分裂 期图像；
(2)此时，细胞内有同源染色体 对；
(3)用图中数字代号(①～⑧)写出任意两个染色体组： ；
(4)①、④两条形态、大小一样的染色体的来源是 ；
(5)①、⑤两条形态、大小一样的染色体的来源是 ；
(6)假定①染色体上携带有基因A，则④染色体的相同位置上应该有基因 ，或有基KD ；
(7)假定①染色体上携带有基因A，则⑤染色体的相同位置上应该有基因 ，只有发生 时，才会是基因 。
［知识点］细胞有丝分裂，同源染色体和姊妹染色体，等位基因和基因突变等。
［命题目的］依据细胞有丝分裂某一时期图，侧重考查对等位基因尤其是基因突变的时期、性质的深层次理解，较高地要求学生的分析、理解力。
13.世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育程序如下图所示。请看图后回答：
(1)写出图a、b所指的细胞工程名称：a ；b ；
(2)实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是： 。
(3)“多利”面部的毛色是 ，请根据遗传学原理说明判断根据： 。
(4)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞也具有 。
(5)请举一例，说明克隆绵羊培育成功的实际意义 。
［知识点］细胞学有关知识，遗传学有关原理，现代细胞遗传工程有关新技术知识。
［命题目的］考查学生用已有的基本知识，分析陌生生物学试验事实，归纳结论其实质原因的能力；该题的开放性设问，要考查学生活学书本，注重时事的能力要求。
参考答案：
【同步达纲练习】
(一)选择题
1.AC 2.D 3.A 4.B 5.C 6.B 7.A 8.D 9.A 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.A 16.A 17.D 18.B 19.D 20.B.D 21.C 22.B 23.D 24.B 25.A
(二)非选择题
1.(1)15N母链 14N新链
(2)

2.(1)以DNA的一条链为模板，合成信使 RNA 转录 (2).V—尿嘧啶 G—鸟嘌呤 C—胞嘧啶 (3).61 3.
4.(1)该图中A、B、C中染色体组都是两个以上，D中只有一个染色体组，它肯定是单倍体。
(2)茎秤粗壮、果实种子较大的是多倍体的特征，不能产生种子只能选A，因为它有三个染色体组，无法正常减数分裂。
(3)不是由生殖细胞直接发育，就排除了有单倍体的可能，明显的是B和C。
(4)由生殖细胞直接发育形成的个体，不管细胞中有几个染色体组，都是单倍体，因此决不能认为C有两个染色体组就是二倍体；形成C的那个生物染色体组有四个(多一倍)，因此为四倍体。
5.(1)如上二图
(2)等位基因A和a，B和b，D和d彼此分开符合分离规律。非等位基因A(a)与B(b)，D(d)与B(b)自由组合，符合自由组合规律。非等位基因A(a)和D(d)连在一起遗传，符合连锁规律。(3)产生ABD、AbD、aBd、abd四种配子，比例为1∶1∶1∶1。
6.(1)aaXBXB或aaXBXb；AAxby或Aaxby (2)5/12；1/12 (3)白化病色盲；5/12。
7.甲：AA 乙：AABB 丙：CC 丁：AABBCC
8.(1)水、无机盐 (2)细胞分裂素和植物生长素
(3)叶绿体 (4)24 (5)AB.Ab.aB.ab
9.(1)A：初级精母细胞 B：精细胞 E：次级卵母细胞
(2)
(3)XWXw：红眼雌果蝇 (4)1/4，1/4
(2)1/4 (3)0.36% (4)2500
11.(1)X、Y；雄性 (2)蛋白质；DNA；中。
(3)分离；不同的配子 绘图(略) (4)16 (5) XWXw或XWY；雌雄果蝇全为红眼。
12.(1)后 (2)4 (3)①②，③④；(或⑤⑥，⑦⑧等)(4)一条来自父方，一条来自母方；(5)自我复制 (6)A，a (7)A、基因突变、a
13.(1)细胞核移植，胚胎移植，(2)卵细胞体积大，易操作，通过发育可直接表现出性状来。(3)白色 “多利”的细胞核基因全部来自白面绵羊； (4)全能性 (5)保存濒危物种，繁育优良品种、医学上克隆某生理器官等等、等等。 基因的结构与基因工程
【本章知识框架】

【疑难精讲】
1．外显子与内含子
一般来说，结构基因都是由外显子和内含子组成，但是，外显子和内含子的关系不是完全固定不变的。有时同一条DNA链上的某一段DNA序列，当它作为编码某多肽链的基因时是外显子，而作为编码另一多肽链的基因时，则是内含子，结果是同一基因可以同时转录为两种或两种以上的mRNA。
2．原核细胞的基因结构与真核细胞的基因结构的异同点

原核细胞的基因 真核细胞的基因
不同点 编码区连续；结构简单 编码区有间隔，不连续；结构复杂
相同点 都有编码区和非编码区；编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列；编码区上游都有与RNA聚合酶结合的位点
3．基因组与染色体组密切相关
一个染色体组携带着生物生长发育、遗传变异的全部信息，可称为基因组。
人类基因组计划为什么要测定24条染色体？人类体细胞共有23对染色体，其中有22对染色体，它们的形态、大小基本相同，另有两条性染色体，其形态、结构有较大的差别，其基因和碱基排列顺序有明显的不同，所以人类单倍体基因组由22条常染色体DNA分子和X、Y两条性染色体DNA分子组成。
4．基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物

5．基因工程中的运载体
在基因操作过程中使用运载体有两个目的：一是作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。现在所用的运载体主要有两类；一类是细菌细胞质的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于染色体DNA之外的环状DNA（一般有1～200kb左右，kb为千碱基对），有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可整合到细菌染色体DNA中，随着染色体DNA的复制而复制。另一类运载体是噬菌体或某些病毒等。现在人们还在不断寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等也可能成为运载体。
作为运载体必须具备三个条件：（1）能在宿主细胞中保存下来并大量复制。（2）有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个，如大肠杆菌pBR332就有多种限制酶的单一识别位点，可适于多种限制酶切割的DNA插入。（3）有一定的标记基因，便于进行筛选。如大肠杆菌pBR332质粒携带氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，就可以作为筛选的标记基因。一般来说，天然运载体往往不能满足上述要求，因此需要根据不同的目的和需要，对运载体进行人工改建。现在所使用的质粒载体几乎都是经过改建的。

【学法指导】
本部分复习2～3课时，复习该部分知识要以必修本《遗传的物质基础》为基础，进一步深化有关概念，并明确以下问题。第1～2课时可复习相关内容，第3课时做相应练习题。
1．基因是有遗传效应的DNA片段，此中遗传效应是指能转录为mRNA，继而翻译为蛋白质，或转录为核糖体RNA、转运RNA的功能。
2．原核生物的基因结构包括编码区与非编码区（即调控序列）。
3．编码区上游的非编码区中有重要的RNA聚合酶结合位点。
4．真核生物的基因结构与原核生物的基因结构基本相似，只是编码区是间隔的、不连续的，可编码蛋白质的序列（即外显子）被不能编码蛋白质的序列（即内含子）隔开。而且外显子序列在整个基因中所占的比例较小。
5．关于人类基因组计划要明确：研究对象是人体的22条常染色体和两条性染色体的全部基因，研究内容是得到四张图，启动时间是90年，共有美英法德日中六个参与国，我国承担其中1%的测序任务。
2000年6月26日颁布的基因组草图不等于人类基因的全部碱基序列。
6．了解我国科学家除了积极参与国际人类基因组的研究外，还积极开展水稻与家猪基因序列的研究以及中华民族基因组若干位点基因结构的研究。
7．人类基因组的四张图是指什么？有哪些含义？
遗传图：是以有遗传多态性的遗传标记作为“位标”，以遗传学距离为“图距”的基因组图。遗传标记是指在基因组中有一定位置，并能用检测涉及该座位的遗传重组体在群体出现的几率来反映，一般两个座位之间的距离越近，两个座位之间发生重组的几率越高。
物理图：是以一段已知核苷酸序列的DNA片段为“位标”，以Mb（兆对碱基）Kb（千对碱基）作为图距的基因组图。
转录图：所有生物的性状，包括疾病，都是由蛋白质决定的。而已知的所有蛋白质都是由RNA聚合酶指导的mRNA依照“遗传密码”编码的。在整个人类基因组中，只有1%～5%的DNA序列为编码序列。在人体特别是成年人体的每一特定组织中，细胞内一般只有10%的基因是表达的。如果把mRNA先分离、定位，就抓住了基因的主要部分（可转录的部分），所以一张人类基因的转录图或“表达序列图”，就是人类的“基因图”的雏形。其意义：为估计人类基因的数目提供较可靠的依据；它提供了不同组织（空间）、不同发育阶段（时间）基因表达的数目、种类及结构，特别是序列的信息，提供了鉴定的基因的探针。
序列图：人类基因组的核苷酸序列图也是分子水平的最高层次的、最详尽的物理图。测定的总长度约为一米，由30亿核苷酸组成的序列图是人类基因组计划中最明确、最为艰巨的定量、定质（准确性）、定时（2005年前完成）的任务。
人类基因组计划所提供的四张“图”，组成了不同层次的、最终为分子水平的人类“解剖图”，它揭开了决定人类生、老、病、死的所有遗传信息——基因组之谜，将成为人类认识自我的用之不竭的知识源泉。
国际人类基因组计划合作组织、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂志和英国《自然》杂志于2001年2月12日联合宣布：继去年成功绘制人类基因组工作框架后，科学家又绘制出了更加准确、完整的人类基因组图谱，并在此基础上对人类基因组的内容又有了新的发现。由科学家提供的初步分析中，格外引人关注的是：原来预计多达10万多个的人类基因总数被最终确定为3万个左右，而与蛋白质编码无关的非编码序列却达到人类基因组序列的98%之多。这些新的发现提示，那些原来在人类基因组中被认为是“垃圾”“废物”的非编码序列应该进一步研究。地球上形形色色的生命现象不仅与基因有关，竟然还同基因以外的序列有关。
8．基因操作的基本步骤
（1）提取目的基因
提取目的基因的途径：
（2）目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）。
（3）将目的基因导入受体细胞。
受体细胞：细菌
↓氯化钙
细胞壁的通透性增大
↓
重组质粒进入受体细胞
↓
目的基因随受体细胞的繁殖而复制
（4）目的基因的检测和表达。
检测：通过检查标志基因的有无，来判断目的基因是否导入。
表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。

【典型例题精讲】
［例1］下列有关基因工程技术的正确叙述是
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快
D．只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达
【解析】 基因操作的工具有限制酶、连接酶，一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列。运载体是基因的运输工具，目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才说明目的基因完成了表达，基因工程的结果是让目的基因完成表达，生产出目的基因的产物，选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。
【答案】 C
［例2］应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成β—球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶DNA片段
【解析】 基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA作探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。
【答案】 B
［例3］基因是由
A．编码区和非编码区两部分组成
B．RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成
C．外显子和内含子两部分组成
D．RNA聚合酶结合位点、外显子组成
【解析】 本题虽然未告诉我们是哪一类细胞的基因，实际上考查了两类细胞基因结构的共同点。
【答案】 A
［例4］人的一种凝血因子基因，有186000个碱基对，能够编码2552个氨基酸、试计算凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例，该数据说明什么问题？
【解析】 此题涉及真核细胞的基因结构和基因表达的知识。人是由真核细胞构成的生物，其基因中的编码区由外显子和内含子组成，只有外显子能够编码氨基酸，根据编码的氨基酸数目计算出编码区外显子含的碱基，而非编码区和内含子中的碱基数目则不能计算出来。根据题意，mRNA的碱基数为2552×3=7656个，基因中的碱基数为7656对。7656÷186000=0.04=4%。该基因中有近20万个碱基对，能编码蛋白质的只占4%，说明调控序列所占的比例较大，反映出真核细胞基因结构和功能的复杂性。
【答案】 4%；编码序列的比例小，调控序列的比例大，真核细胞基因结构和功能的复杂性。
［例5］人的一种凝血因子的基因，含186000个碱基对，有26个外显子，25个内含子，能编码2552个氨基酸，这个基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例为
A．4% B．51.76%
C．1.3% D．25.76%
【解析】 真核细胞的基因中，只有外显子是能编码蛋白质中氨基酸序列的碱基序列。已知能编码2552个氨基酸，而每编码一个氨基酸需要3个碱基对，所以该基因中外显子的碱基对数就是2552×3=7656个，用此数除以基因碱基对186000个，就可得出答案。
【答案】 A
［例6］下面对真核生物基因结构的认识中，不正确的是
A．编码区能够转录为相应的信使RNA，经加工参与蛋白质的合成
B．在非编码区有RNA聚合酶结合点
C．真核细胞与原核细胞的基因结构完全一样
D．内含子不能够编码蛋白质序列
【解析】 真核细胞的基因结构比原核细胞的复杂，编码区包括内含子和外显子，内含子没有编码蛋白质序列，因而转录的信使RNA必须经过剪切掉内含子的转录部分，再拼接起来，才能翻译成蛋白质。因而A、D正确，C错误。而在非编码区，不仅原核细胞有RNA聚合酶结合位点，真核细胞也有，故B正确。
【答案】 C

【达标训练】
一、选择题
1．对真核细胞基因结构的正确叙述是
A．不同基因的内含子长度相同
B．每个基因中的外显子和内含子数目相同
C．不同基因的外显子长度相同
D．不同基因编码区的数目、长度不同
【解析】 真核细胞基因结构包括编码区和非编码区，编码区又包括许多外显子和内含子，不同基因，编码区的数目、长度不同。
【答案】 D
2．下列关于基因结构中“与RNA聚合酶结合位点”的错误叙述是
A．是起始密码
B．是转录RNA时与RNA聚合酶的结合点
C．调控mRNA的转录
D．准确识别转录的起始位点并开始转录
【解析】 基因结构中，与RNA聚合酶结合位点是转录RNA时与RNA聚合酶的结合点，调控mRNA的转录，能准确识别转录的起始位点并开始转录。
【答案】 A
3．关于真核细胞基因结构的正确叙述是
A．不同基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占比例很大
B．外显子所含碱基对的数目一般多于内含子所含碱基对的数目
C．内含子是不能转录、不能编码蛋白质序列的核苷酸序列
D．非编码区对基因的表达起调控作用
【解析】 真核细胞基因结构中的非编码区对基因的表达起调控作用。
【答案】 D
4．（2003年新课程理综高考题）采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中
②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中
③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养
④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
【解析】 基因工程一般要经历四个步骤：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和目的基因的检测和表达。所以在导入目的基因前，首先要获得目的基因即本题中的编码毒素蛋白的DNA序列，然后要将目的基因与运载体结合即与细菌质粒重组。完成上述两部以后才将目的基因导入受体细胞即棉的体细胞或受精卵，目的基因导入受体细胞后，可随受体细胞的繁殖而复制，所以上述③④操作是正确的。①将毒素蛋白注射到棉受精卵中，没有获得目的基因，②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中没有将目的基因与受体细胞结合，所以①②是错误的操作。
【答案】 C
5．人类基因组计划所测定的染色体是
A．所有常染色体
B．22条常染色体和X、Y性染色体
C．所有性染色体
D．22条常染色体和2条X染色体
【答案】 B
6．（2003年上海高考题）“人类基因组计划”中的基因测序工作是指测定
A．DNA的碱基对排列顺序
B．mRNA的碱基排列顺序
C．蛋白质的氨基酸排列顺序
D．DNA的基因排列顺序
【解析】 人类的基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列，因核苷酸在组成上大致相同，不同之处在于碱基不同，因此测定人类基因组的核苷酸序列实质上是测定碱基的序列。
【答案】 A
7．原核细胞的基因结构和真核细胞基因结构的不同之处是
A．原核细胞的基因结构没有编码区
B．原核细胞的基因结构没有调控遗传信息表达的核苷酸序列
C．原核细胞的基因结构没有RNA聚合酶的结合点
D．原核细胞的基因结构中没有外显子和内含子
【解析】 原核细胞的基因结构包括非编码区和编码区；真核细胞的基因结构包括非编码区和编码区，编码区又包括外显子和内含子。
【答案】 D
8．真核细胞的一个基因只能编码一种蛋白质，以下说法正确的是
A．它的编码序列只含一个外显子和一个内含子
B．它的编码序列只含一个外显子和多个内含子
C．它的编码序列只含多个外显子和一个内含子
D．它的编码序列可含若干个外显子和内含子
【答案】 D
9．下列有关RNA聚合酶的叙述中不正确的是
A．基因编码区的下游有RNA聚合酶的结合位点
B．RNA聚合酶的作用是催化DNA转录为RNA
C．RNA聚合酶能识别调控序列中的结合位点，并与其结合
D．转录完毕后，RNA链释放出来，RNA聚合酶也从模板链上脱落下来
【解析】 RNA聚合酶的作用是催化DNA转录为RNA，RNA聚合酶能识别调控序列中的结合位点，并与其结合，转录完毕后，RNA链释放出来，RNA聚合酶也从模板链上脱落下来。
【答案】 A
10．原核细胞基因的非编码区组成是
A．基因的全部碱基序列组成
B．信使RNA上的密码序列组成
C．编码区上游和编码区下游的DNA序列组成
D．能转录相应信使RNA的DNA序列组成
【答案】 C
11．关于一个典型的真核基因和原核基因结构特点的叙述，不正确的是
A．都有不能转录为信使RNA的区段
B．都有与RNA聚合酶结合的位点
C．都有调控作用的核苷酸序列
D．都有内含子
【答案】 D
12．目前人类基因组计划的最新进展表明，人类细胞染色体上的基因数约为
A．3万个左右 B．10万个左右
C．30万个左右 D．30亿对左右
【解析】 人类基因组计划的最新进展表明，人类细胞染色体上的基因数约为3万个左右。
【答案】 A
13．在一个真核细胞基因的编码区中，有两个外显子和一个内含子，测得一个外显子有126个碱基，另一个外显子有180个碱基，内含子有36个碱基，那么这个编码区的碱基编码序列最多能编码的氨基酸个数是
A．114 B．57
C．171 D．51
【解析】 氨基酸个数==51个。
【答案】 D
14．我国遗传学科学家率先绘制了世界上第一张水稻基因遗传图，为水稻基因组计划做出了重要贡献。水稻体细胞中有24条染色体，那么水稻基因组计划要研究的DNA分子数为
A．48个 B．24个
C．13个 D．12个
【解析】 结合人的基因组计划我们可知，在研究基因组时只测体细胞中同源染色体的一半即可。所以水稻我们研究12个DNA分子。
【答案】 D
15．假如原核细胞和真核细胞内分别合成了一种由200个氨基酸组成的蛋白质，那么决定该蛋白质结构的基因
A．在真核细胞中较长
B．在原核细胞中较长
C．在原核细胞和真核细胞中一样长
D．基因长度与原核细胞和真核细胞所处状态有关
【解析】 考查原核基因和真核基因的区别。因为真核基因的编码区包含内含子和外显子，而原核细胞中决定这200个氨基酸的碱基序列无内含子。所以真核细胞中的较长。
【答案】 A
16．以下关于人类基因组计划对人类产生的进步性影响不正确的叙述是
A．这将加深对人类的遗传和变异的理解，使生物学的基础研究得到进一步的深入
B．人们将可以利用基因图谱将各种遗传疾病对号入座，有针对性地制造基因药物，对症下药
C．人们将可根据易读的人类基因组图谱中的DNA来预测人的性状，随着个人遗传资料库的建立，这必将给人们的升学、就业、保险、婚姻带来极大方便
D．通过控制人体的生化特性，人类将能够恢复或修复人体细胞和器官的功能，促进人类健康
【解析】 考查人类基因组研究的意义。人类基因组研究，对于各种疾病，尤其是各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义；对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制，以及生物进化等具有重要的意义。
【答案】 C
17．下图表示限制酶切割某DNA的过程，从图中可知，该限制酶能识别的碱基序列及切点是
A．CTTAAG，切点在C和T之间
B．CTTAAG，切点在G和A之间
C．CTTAAC，切点在G和A之间
D．CTTAAC，切点在C和T之间
【解析】 由图不难看出该限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切点是G与A之间。
【答案】 C
18．切取牛的生长激素和人的生长激素基因，用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中，从而获得了“超级鼠”，此项技术遵循的原理是
A．基因突变：DNA→RNA→蛋白质
B．基因工程：RNA→RNA→蛋白质
C．细胞工程：DNA→RNA→蛋白质
D．基因工程：DNA→RNA→蛋白质
【解析】 由题所述是把牛和人的生长素基因注入到鼠的受精卵中，应属于基因工程。
【答案】 D
19．用“鸟枪法”提取目的基因的步骤为
①用特定的限制酶切取特定的DNA片段 ②用限制酶将供体细胞DNA切成许多片段 ③将许多DNA片段分别载入运载体 ④选取目的基因片段载入运载体 ⑤通过运载体分别转入不同的受体细胞 ⑥让供体DNA片段在受体细胞内大量繁殖 ⑦找出带有目的基因的细胞，并分离出目的基因
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①③④⑤⑥⑦
C．②③⑤⑥⑦ D．②④⑤⑥⑦
【解析】 “鸟枪法”的做法为：用限制酶将供体细胞的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让外源DNA的所有片段在各个受体细胞中扩增，从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的片段分离出来。
【答案】 C
20．基因工程常用的受体细胞有
①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③支原体 ④动植物细胞
A．①②③④ B．①②③
C．②③④ D．①②④
【解析】 基因工程常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。
【答案】 D
21．不属于基因工程方法生产的药物是
A．干扰素 B．白细胞介素
C．青霉素 D．乙肝疫苗
【解析】 基因工程生产的药物有胰岛素、干扰素、白细胞介素、溶血栓剂、凝血因子、人造血液代用品、乙肝疫苗等。而青霉素是发酵工程的产品之一。
【答案】 C
22．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是
①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”
A．①③⑤⑦ B．①④⑥
C．①③⑥⑦ D．②③⑥⑦
【解析】 质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状的DNA分子，它能“友好”地“借居”在宿主细胞中。
【答案】C
23．用β—珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是
A．镰刀状细胞贫血症 B．白血病
C．坏血病 D．苯丙酮尿症
【解析】 用β—珠蛋白的DNA探针可检测出镰刀状细胞贫血症。
【答案】 A
24．用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是
A．与被检测病毒的DNA碱基序列进行比较
B．与被检测病毒的DNA碱基序列进行组合
C．与被检测病毒的DNA碱基序列进行杂交
D．A、B、C三种方法均可
【解析】 用DNA探针检测饮水中病毒的具体方法是使用一个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而检测出饮用水中病毒来。
【答案】 C
25．下列说法正确的是
A．DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的
B．限制酶的切口一定是GAATTC碱基序列
C．质粒是基因工程中惟一用作运载目的基因的运载体
D．利用运载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”
【解析】 DNA连接酶最初是在微生物体内发现的；不同的限制酶具有不同的切点，但一种限制酶只识别一种特定的切点；运载体有多种，质粒是最常用的。所以前三项都不对。
【答案】 D
26．下列关于基因工程成果的概述，错误的是
A．在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病
B．在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗性的农作物
C．在畜牧养殖业上培养出了体型巨大，品质优良的动物
D．在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化
【解析】 考查基因的成果。基因工程在医药卫生方面的应用主要包括两个方面生产基因工程药品和用于基因工程诊断与基因治疗。所以A不对。
【答案】 A
二、非选择题
27．1979年，科学家将鼠体内的能够产生胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中发现了胰岛素。如下图所示，请据图回答：
（1）图中［2］、［5］、［3］、［7］表示通过________________________________的途径，获得_________的过程。
（2）图中［3］代表_________，在它的作用下将_________和_________切成_________末端。
（3）经［9］_________的作用将［7］、［6］“缝合”形成［8］_________DNA分子。［8］往往含有_________基因，以便将来检测。
（4）图中［10］表示将_________的过程，为使此过程顺利进行，一般须将［11］用_________处理，以增大［11］细胞壁的_________。
（5）［11］表示［8］随大肠杆菌的繁殖而进行_________。
（6）如在大肠杆菌细胞内发现了胰岛素，说明________________________________。
【解析】 （1）通过2、3、5得到7，7是目的基因，它是从鼠体直接获得的，该法属于直接从供体细胞的DNA分离基因。
（2）3代表的应是限制酶，它的作用是将目的基因和运载体切出相同的黏性末端。
（3）9是DNA连接酶，它的作用是将目的基因和运载体连接起来形成重组DNA分子。为便于检测运载体应含有特殊标记基因。
（4）10表示将重组DNA导入受体细胞，在导入之前一般将11用CaCl2处理以增加细胞壁的通透性。
（6）说明胰岛素基因完成了表达过程。
【答案】 （1）从供体细胞的DNA中直接分离基因 目的基因 （2）限制性内切酶 质粒 目的基因 可互补配对的黏性 （3）DNA连接酶 重组 标记 （4）重组DNA导入受体细胞 CaCl2 通透性 （5）复制 （6）目的基因完成了表达的过程
28．（2003年上海高考题）艾滋病病毒（HIV）是一种球形的RNA病毒，HIV侵染T淋巴细胞并繁殖新一代病毒的过程示意图如下。请回答：
（1）图中①表示病毒正侵染淋巴细胞。进入寄主细胞的是病毒的_________。
（2）遗传学上将过程②称为_________。
（3）③和④的信息传递过程分别称为____________________________。
（4）HIV有Ⅰ和Ⅱ两种类型，其中Ⅰ型又有7个亚型。Ⅰ型的基因组中4个主要基因的变异率最高可达22%。多达100种左右的HIV变异株是目前研制疫苗的主要困难，因此切断传播途径是惟一行之有效的预防措施。HIV众多变异类型是_________的结果，这种变异特点与一般生物的不同之处是_____________________________________________，其原因是_____________________________________________。
（5）2002年12月1日是国际第15个____________________________日。
（6）据最近研究认为，引起“严重急性呼吸系统综合症”（SARS）的病原体可能是_____________________________________________。它和HIV一样，遗传信息的传递是按照_____________________________________________的规律进行的（可以用简图表达）。
【解析】 （1）艾滋病是一种病毒性疾病，它的遗传物质是RNA，通过图示及联系噬菌体侵染细菌的实验可知，进入宿主细胞的是病毒的RNA。（2）由单链的RNA到双链的DNA的过程为逆转录。（3）由DNA到RNA，RNA与核糖体相结合合成蛋白质的过程分别称为转录和翻译。（4）艾滋病是一种病毒性疾病，它的致病因素是结构上很相近似的一组病毒，这组病毒被统称为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。这种病潜伏期较长，感染者发病前没有明显的征兆，但已经具备了传染性，一旦发病，死亡率极高。目前还没有艾滋病的预防疫苗和根治的药物；HIV的变异类型有多种，是目前研制疫苗的主要困难。由于HIV病毒是单链RNA病毒结构不稳定，使突变频率增高和更具多方向性。（5）艾滋病自1981年被人类发现，它犹如瘟疫一般在全球肆虐，已夺去一千多万人的生命，至今人类尚无对付艾滋病的药物，惟一的办法只有预防。为提高人们的警觉，自1988年起，每年的12月1日被定为“世界艾滋病日”并且每年都有一个主题。（6）通过大众媒体可知，SARS的病原体是冠状病毒，其遗传信息的传递也是中心法则。
【答案】 （1）RNA （2）逆转录 （3）转录和翻译 （4）基因突变 突变频率高和突变多方向 单链RNA结构不稳定 （5）世界艾滋病 （6）SARS冠状病毒
29．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程将a转移到马铃薯植物中。经检测，Amy在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。请回答：
（1）基因a的结构包括_________区和_________区。在基因工程中，a叫_________，提取它的一个必要步骤是_________。它与基因运载工具_________结合前还必须经过的处理步骤是_________。
（2）Amy在成熟块茎细胞间隙中的发现，说明细菌的基因a已整合到右图中的［ ］_________或［ ］_________结构中。
（3）合成Amy的过程分为_________和_________两大步骤，Amy合成并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞结构有［ ］____________________________，其分泌是以_________的形式进行的。
（4）Amy的基本组成单位是_________，各组成单位间靠_________相连。
（5）以本图比作马铃薯块茎的缺陷细胞是该图多画了［ ］_________。
【解析】 （1）基因a是原核细胞中的基因，所以包括编码和非编码区；基因工程中，它叫目的基因，运载工具是运载体，运载体与目的基因结合前要先用同一种限制酶切出相同的黏性末端。
（2）基因工程中目的基因应整合到受体细胞的DNA分子中，所以已整合到细胞核或线粒体中。
（3）蛋白质合成的过程包括转录和翻译两步。
（4）Amy是蛋白质，蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸之间通过肽键连接。
（5）马铃薯块茎细胞中不含叶绿体。
【答案】 （1）编码 非编码 目的基因 用限制酶切出粘性末端 运载体 限制酶使质粒露出粘性末端 （2）⑤ 细胞核 ⑧ 线粒体 （3）转录 翻译 ⑦⑥④②⑧ 核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体　小泡 （4）氨基酸 肽键 （5）③ 叶绿体
30．据你所了解的人类基因组计划，试回答下列问题：
（1）人类基因组计划需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序，试指出是哪24条染色体？为什么不是测定23条染色体？
（2）在上述24条染色体中，估计基因（约10万个）的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%，试问平均每个基因最多含有多少个碱基对？
（3）人类基因组计划就是分析和测定人类基因组的核苷酸序列，其主要内容包括绘制哪4张图？
（4）完成人类基因组计划的意义是什么？
【解析】 （1）人类基因组计划需要测定24条染色体是1～22号常染色体和X、Y两条性染色体；因为X和Y两者具有不同的碱基序列。
（2）3.0×109×10%÷1.0×105=3000
（3）包括的四张图是遗传图、物理图、转录图、序列图。
（4）略。
【答案】 （1）1～22号常染色体和X、Y两条性染色体。因为XY染色体之间具有不相同的基因和碱基序列，所以一共测定24条染色体。（2）3000。（3）遗传图、物理图、转录图、序列图。（4）有利于疾病的诊断和治疗；对于进一步了解基因表达的调控机制、细胞生长、分化和个体发育的机制，以及生物的进化等都具有重要的意义。

【资料补充】
1．基因诊断的几种方法
（1）核酸分子杂交法（即DNA探针法）
该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。
具体步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品；将样品中的DNA分离出来；用化学法或热处理法使样品DNA解旋；将事先制作好的DNA探针引入到化验样品中。这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与之结合（杂交）在一起，找不到互补链的DNA探针，则可以被洗脱。这样通过遗留在样品中的标记过的DNA探针，进行基因分析，就能检出病人所得的病。
（2）聚合酶链反应法（PCR法）
PCR技术可模拟细胞核内DNA复制的天然过程，可在3～4h内使目的基因扩增上百万倍，达到肉眼可见的量，不需要放射性同位素标记就能分析、检测基因，大大提高了基因检测的灵敏度。
具体过程：首先，研究者把DNA加热，使双链分开；然后人工合成一段单链核苷酸即DNA引物，把人工合成的引物粘附到DNA单链螺旋上；之后按照引物就能够复制出DNA来，重复放大50次后就可以制成10亿个基因。在PCR放大过程中的关键是利用耐热DNA聚合酶使少量的DNA在短期内即能扩增数百万倍，便于分析、检测。
2．绿色生物反应器——用植物作为生产药物和工业原料的工厂
在基因工程研究中有这样一则故事：1988年比利时PGS公司的科研人员想研制出一种烟草，这种烟草可以让瘾君子们不用抽烟而只需拿烟叶闻闻或放在嘴里咀嚼就可以过烟瘾，以此减少尼古丁对人体的毒害。他们将一种神经肽的编码基因转入烟草，得到的转基因烟草高效表达出高产量的神经肽。可是由于神经肽是通过血液运输起作用的，它在口腔中会被降解掉，所以没有达到他们预想的目的。但你们却意外地找到了一条利用转基因植物生产神经肽的途径。既然神经肽能在植物中合成，那么其他的蛋白质同样应该能在植物中合成。于是，在随后的几年里，其他科学家纷纷加入这一领域的研究，并且成果异彩纷呈。现在看来，把植物作为生物反应器相比于微生物、动物细胞发酵系统具有很多优点：①可对真核蛋白进行正确的翻译后加工，形成有活性的分子，且不需要复杂的发酵产物后加工过程；②可利用自身丰富的底物，而不需要昂贵的发酵底物，生产成本相对低廉；③不涉及目前公众非常关心的有关转基因动物伦理道德的问题。
常规的药用蛋白大部分是从动物的特定器官和组织中提取的，这类活性物质在活细胞内一般含量甚微，提取过程复杂，操作困难。以胰岛素为例，提取1克胰岛素至少需要453.6千克重的活猪胰脏，不仅成本高、产量低、价格昂贵，而且远远满足不了社会的需要。利用植物作为生物反应器可以大幅度降低成本，提高产量。1989年美国斯格里普斯研究所利用转基因烟草高水平地表达了治疗癌症单克隆抗体，其表达量占叶子总蛋白量的1.3%，这是很高的表达量。试想，如果用美国种植烟草土地面积的1%（约400公顷）来种植这种转基因烟草，便可生产270千克的抗体，足够27万癌症患者用1年。此外，还有许多药物特别是各种血液因子也在植物中成功表达。
如果能在植物系统中大量生产疫苗，以食用这些生产疫苗的植物方式替代注射疫苗，那么不仅可以省去皮肉之苦，又可节省大量的费用。这种想法现在得以实现了。遗传学家把表达乙型肝炎表面抗原的基因转入烟草，该基因在烟草中成功地实现了表达。把从转基因烟草中纯化出的乙型肝炎表面抗原注射入小鼠体内，小鼠产生了免疫反应。转基因马铃薯表达的大肠杆菌热稳定性肠毒素B亚基被小鼠食用后，在小鼠体内也激活了免疫反应。用植物生产疫苗的研究已全面展开，常用于生产疫苗的植物包括番茄、烟草、马铃薯、香蕉、莴苣、苹果等植物。说不定不久的将来，市场出售的水果会依次标明它各自有什么样的疫苗。
3．基因在终止信息端有一个反向重复核苷酸序列，这个序列转录后可形成一个发卡结构，如下图。发卡结构末端的一串U与转录模板的DNA中的一串A之间，因形成的氢键结合力弱，使mRNA与DNA杂交部分的结合不稳定，mRNA就从DNA上脱落下来，RNA聚合酶同时也从DNA上解离下来，转录终止。
请在图的mRNA上按碱基互补配对原则填上所缺碱基，并指出模板链是_________链。
4．相关网（页）站
（1）中国生物信息 http://www.biosino.org
（2）基因时代网 http://dna99.51.net
（3）基因潮网站 http://www.
（4）九源基因：基因工程http://www.china－/index_cn.htm

【知识拓展】
下图是将人类的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用的载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题：（注：质粒中的a点即是四环素抗性基因的存在位置，又是与目的基因的结合点；斜线部分为抗氨苄青霉素基因）
（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？
（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？
（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有极少数导入的是重组质粒。可通过以下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒；将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就是导入了质粒A和重组质粒的细菌，反之则没导入。使用这种方法鉴别的原因是什么？
（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，发生的现象是什么？
（5）导入细菌B细胞的目的基因成功表达的标志是什么？
【解析】 此题是对基因操作“四步曲”比较全面的考查，而且注意联系实际。
（1）据课本内容知人工合成基因的两条途径是：①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）将目的基因和质粒结合形成重组质粒的过程是：①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）检测质粒或重组质粒是否导入受体细胞，均需利用质粒上某些标记基因的特性。即对已经做了导入处理的、本身无相应特性的受体细胞进行检测，根据受体细胞是否具有相应的特性来确定。抗氨苄青霉素基因在质粒A和重组质粒上，且它与目的基因是否插入无关，所以，用含氨苄青霉素这种选择培养基培养经导入质粒处理的受体细胞，凡能生长的则表明质粒导入成功；不能生长的则无质粒导入。
（4）抗四环素基因不仅在质粒A上，而且它的位置正是目的基因插入之处，因此当目的基因插入质粒A形成重组质粒时，此处的抗四环素基因的结构和功能就会被破坏，含重组质粒的受体细胞就不能在含四环素的培养基上生长，而质粒A上无目的基因插入的，抗四环素基因结构是完整的，这种受体细胞就能在含四环素的培养基上生长。
（5）基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
【答案】 （1）①将从细胞中提取分离出的目的基因作为模板，转录成mRNA单链DNA双链DNA；②据蛋白质中氨基酸序列mRNA中碱基序列DNA碱基序列目的基因。
（2）①用一定的限制酶切割质粒，使其出现一个有粘性末端的切口；②用同种限制酶切割目的基因，产生相同的粘性末端；③将切下的目的基因片段插入到质粒的切口处，再加入适量的DNA连接酶，使质粒与目的基因结合成重组质粒。
（3）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因。
（4）有的能生长，有的不能生长。导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏。
（5）受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。减数分裂和有性生殖细胞的形成
【学习目标】
1．理解减数分裂的概念和意义。
2．掌握精子和卵细胞的形成过程。
3．知道受精作用及意义。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解同源染色体以及同源染色体的联会？
(2)如何理解减数分裂中染色体的变化？
(3)如何理解减数分裂和有丝分裂的区别？
(4)如何理解受精作用？
2．解题障碍
(1)减数分裂和有丝分裂的异同点的考查。
(2)分裂中DNA、染色体等的数量变化。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“咬文嚼字法”理解同源染色体和联会。
凡是进行有性生殖的生物，在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中，都要进行减数分裂。减数分裂是细胞连续分裂两次，而染色体在整个过程中只复制一次的细胞分裂方式。减数分裂的结果是，细胞中的染色体数目比原来的减少了一半。例如，人的精原细胞和卵原细胞中各有46条染色体，而经过减数分裂形成的精子和卵细胞中，只含有23条染色体。
在减数分裂中有一特有现象，即联会，要理解联会，就要知道什么是同源染色体。对同源染色体的理解不仅有助于对减数分裂知识的掌握，也有助于以后内容的理解，例如染色体变异的知识。教材中定义到：“配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫同源染色体。同源染色体两两配对的现象就叫做联会。”
在定义中有两个关键词“配对”和“一般”，“配对”是该定义的最重要的定语，也揭示出了同源染色体的同源性即在于“能够配对”(联会)，大小、形态相同只是次要的限定且“一般”是相同的。但也有特殊，例如性染色体X和Y大小、形态就不相同，但是属于同源染色体，其关键就在于能够“配对”。
(2)用“成因法”和“系统化法”理解减数分裂中染色体的变化。
首先，分析减数分裂进行的必然性。在教材中有一段容易被我们忽视的背景材料其实已经很好的为理解减数分裂的必然性作了说明：1883年，比利时学者比耐登(E·vanBeneden，1846~1910)在研究马蛔虫受精作用时观察到，精子和卵细胞中含有数目相同的染色体，这些染色体通过受精作用传给子代。根据这一发现，生物学家推测，生殖细胞中的染色体数目是体细胞中的一半，否则生物每繁殖一代，体细胞中的染色体数目就会增加一倍。从19世纪后期到20世纪初，许多科学家相继观察到，无论动物还是植物的生殖细胞，在形成过程中染色体数目都要减少一半，并将这个过程命名为减数分裂。
其次，将减数分裂过程系统化，可以总结如下：
由分裂过程的总结可知，精原细胞和卵原细胞是性腺中的一类特殊的组织细胞(或体细胞)，并不属于生殖细胞。
(3)用“综合比较法”全面理解和掌握减数分裂和有丝分裂区别。
①分裂过程的图形比较
②列表比较
③DNA和染色体数量变化曲线的比较
(4)用“成因法”和“系统化法”理解受精作用及其意义。
受精作用是指精子和卵细胞结合成受精卵的过程，其实质是精卵的核融合。通过减数分裂形成了染色体(遗传物质)减半的有性生殖细胞精子和卵细胞，只有再经过受精作用形成受精卵，遗传物质的量才得以恢复。由此可见：通过减数分裂和受精作用，使生物的亲代与子代之间染色体数目保持恒定，对于生物的遗传和变异非常重要。
可以说生物体本身体细胞染色体数目的稳定是通过有丝分裂来实现的，而生物的亲代与子代之间染色体数目的稳定是通过减数分裂和受精作用来维持的。
2．解题障碍的突破
(1)用“图文转换法”和“类比分析法”理解和解决有丝分裂和减数分裂异同点的问题。
细胞分裂图形异同点的辨析：不同方式的细胞分裂，在不同时期表现出的染色体行为、位置、数目等特点不同。如下图。根据细胞分裂的基础知识和细胞分裂图形特点，可对细胞分裂方式、分裂进程及细胞名称进行辨析。现将辨析方法总结如下，供参考。
①如果细胞内有同源染色体
A．且有同源染色体联会、四分体及分开等行为，则是减数I某时期的初级精(卵)母细胞。图B、E、H。
B．如无以上染色体特殊行为，则为有丝分裂某时期的体细胞。图A、D、G。
②如细胞内无同源染色体，则是减数Ⅱ某时期的次级精(卵)母细胞(图C、F、I)或生殖细胞图J、K。
③细胞内染色体数目也是判断细胞分裂方式的依据。如果细胞内染色体数目是单数，则这个细胞是减数第二次分裂的次级精(卵)母细胞(图L) 或生殖细胞(图K)；如果细胞内染色体数目是双数，可进一步根据染色体形态、行为等来确定细胞分裂的方式、细胞分裂的时期及细胞的名称。
④如果在减数分裂中出现细胞质分裂不均等，这个细胞可能是初级卵母细胞或次级卵母细胞。根据细胞分裂图形，分析并写出做出判断的有关理由。如图E是减数第一次分裂联会期的初级性母细胞，判断的理由是:A．从染色体数目上，是因为有双数的染色体；B．从染色体形态上，是因为具有同源染色体；C．从染色体行为上，是因为有联会现象。与图A相比，对图E做出判断的主要依据是染色体的行为。
根据细胞分裂图形的特点，可向前或向后推知最初的母细胞或最终的子细胞的性质及染色体数目。如图K细胞最初的母细胞是精(卵)原细胞，2N＝6；图D细胞的子细胞是体细胞，2N＝4；图E细胞最终的子细胞是精子或卵细胞，N＝2。
［例1］下图为某哺乳动物的一个细胞示意图，它属于下列何种细胞
A．肝脏细胞
B．初级卵母细胞
C．第一极体
D．卵细胞
解析：用“图文转换法”解。
答案：C
(2)用“图文转换法”和“推理法”来解分裂中DNA、染色体等的数量变化问题。
［例2］下图表示马蛔虫(体细胞含有2对同源染色体)的细胞分裂等生理过程，据图回答：
(1)图中实线代表________的变化曲线；图中虚线代表________的变化。
(2)A ~ C所代表的生理过程名称是：
A．________，B．________，C．________。
(3)对应曲线填写下表：

解析：用“图文转换法”解。细胞分裂数目变化曲线有两种，一是DNA变化曲线，特点是在有丝分裂过程中间期复制加倍(4→8)，末期结束后在形成的子细胞中减少一半(8→4)，在减数分裂间期DNA也复制(4→8)，第一次分裂结束后DNA减半(8→4)，第二次分裂结束后，DNA再次减半(4→2)。配子经受精作用以后再加倍(2→4)恢复亲代DNA数目。由此可知，实线表示DNA变化曲线。二是染色体变化曲线，有丝分裂特点是间期复制的染色体，数目不加倍(4→4)，到分裂后期加倍(姐妹染色单体分开)，减数分裂第一次分裂之前的间期染色体也复制，但染色体数目不加倍(4→4)，到末期结束后，在形成的两个次级性母细胞中减半(4→2)；在减数分裂第二次分裂之前的间期，染色体不再复制(2→2)，在第二次分裂后期因姐妹染色单体分开，导致染色体数目加倍(2→4)，到末期结束后形成的性细胞中减半(4→2)，受精作用后再恢复体细胞的染色体数目(2→4)，由此虚线表示染色体变化曲线。依据两条曲线中DNA和染色体数目的规律性变化可推知同源染色体对数和姐妹染色单体数目。
答案：(1)DNA 染色体 (2)有丝分裂 减数分裂 受精作用
(3)注：末期染色体、DNA等项数目是指在一个细胞核中的数目。

［例3］某一生物有四对染色体。假设一个初级精母细胞在产生精细胞的过程中，其中一个次级精母细胞在分裂后期有一对姐妹染色单体移向了同一极。则这个初级精母细胞产生正常精细胞和异常精细胞的比例为
A．1∶1
B．1∶2
C．1∶3
D．0∶4
解析：用“推理法”来解。初级精母细胞经第一次分裂形成两个次级精母细胞。两个次级精母细胞同时进行第二次分裂各形成两个精子细胞，一个次级精母细胞分裂异常只产生两个不正常精子细胞，而另两个精子是正常的。
答案：A
【同步达纲练习】
1．人们认为自从出现了有性生殖后，生物的进化速度加快了，这是因为
①有性生殖产生的后代具有更大的生活力和变异性 ②有性生殖比无性生殖进行的更快 ③可以让两个不同物种的个体杂交，产生新物种 ④最适者能找到更多的有性生殖机会，因而使有利变异得到积累
A．①② B．①③ C．②③ D．①④
2．进行有性生殖的高等动物的三个生理过程如下图所示，则①②③分别为
A．有丝分裂、减数分裂、受精作用 B．有丝分裂、受精作用、减数分裂
C．受精作用、减数分裂、有丝分裂 D．减数分裂、受精作用、有丝分裂
3．在兔子的精细胞核中，DNA的重量为4×10－12 g，那么在有丝分裂前期，其骨髓细胞核中DNA重量为
A．4×10－12 g B．8×10－12 g C．1.6×10－11 g D．3.2×10－11 g
4．在下列各图中，横轴表示细胞周期，纵轴表示一个细胞核中DNA含量或染色体数目的变化情况。请分析图示，表示有丝分裂中DNA含量变化、染色体数目变化和减数分裂过程中DNA含量变化，染色体数目变化的曲线分别依次是
A．④②①③ B．①④②③ C．④①②③ D．①②③④
5．青蛙的精卵受精过程可分为下列步骤，其中体现受精实质的是
A．精子与卵细胞接触 B．精子头部进入卵细胞
C．卵细胞形成受精卵 D．精核与卵细胞核结合
6．下图中的A为某雄性动物的体细胞示意图，B、C、D分别表示处于不同分裂状态的细胞图。请回答：
(1)B细胞的分裂方式和分裂时期是________________________。
(2)C细胞所示分裂方式和分裂时期是______________________________。
(3)D细胞的名称是_______________________________________。
参考答案【同步达纲练习】
1．解析：用“类比分析法”来解。有性生殖产生的后代中，具有父母双方的遗传物质，从而增加了生物的变异性。变异为生物的进化提供了材料，在不断变化的环境的选择下，最适者(有利变异)有更多的生殖机会；遗传使有利变异得到积累加强，从而增强了后代的生活力和适应性。有性生殖过程比无性生殖复杂，并不比无性生殖快。让两个不同物种的个体杂交，并不是有性生殖过程所能实现的。
答案：D
2．解析：用“推理法”来解。
答案：D
3．解析：“直接判断法”来解。
答案：C
4．解析：用“图文转换法”分析作答。
答案：B
5．解析：用“直接判断法”来解
答案:D
6．解析：用“图文转换法”来解。
答案：(1)有丝分裂后期 (2)减数第一次分裂后期 (3)次级精母细胞
动物行为产生的生理基础
【学习目标】
1．知道激素调节与动物行为产生的联系。
2．知道神经调节与动物行为产生的联系。
3．在动物的行为中，激素调节与神经调节的关系。

【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解动物的性行为和对幼仔的照顾行为与激素调节的关系？
(2)如何理解本能与非条件反射、后天性行为与条件反射的关系？
(3)如何区分几种先天性行为和后天性行为？
2．解题障碍
如何判断动物的某些行为表现属于哪一种行为、某种行为的意义是什么等问题。

【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)运用“图解法”理解激素调节与动物的性行为和对幼仔的照顾行为，清晰明了，便于理解。
从上述动物的性行为和对幼仔的照顾行为形成的机制图解即可理解激素调节与动物行为产生的联系。
(2)运用“图表对比归类法”区分几种先天和后天性行为。
注：先天性行为是动物体内遗传物质决定的，是本物种的一种遗传特性，是不需后天学习，生来就有的一种行为能力，这种能力在适当条件下，由神经调节或激素调节就能表现出来。如失去幼雏的母鸡，它哺育后代的本能并不消失，会把无母的小猫当作自己的后代给以抚爱、哺乳。这种行为除物种遗传性以外，还和某些腺体分泌的激素有关，如垂体分泌催乳素。后天性行为则不是生来就有的，是在动物成长过程中，通过生活经验和学习逐渐形成的。
动物的任何行为都同环境密切相关，都是对环境的适应。先天性行为是维持个体生存、种族延续的最基本要求。如取食、防御、性行为、哺乳等都与生存，繁衍有关。后天性行为是在环境不断变化中形成的，提高了动物对环境的适应能力，扩大了动物生存范围，使其更好地在环境中生存和发展。
(3)运用“比较法”理解本能与非条件反射、后天性行为和条件反应的关系。
①本能与非条件反射
动物的非条件反射和本能都是先天具有的能力。但非条件反射只是在神经系统的支配下，对环境变化产生的躯体局部动作反应。一种非条件反射一般不能形成动物的本能行为，本能要比非条件反射复杂得多，一种本能行为是在神经系统支配下，通过一系列顺序性的非条件反射形成的，当然动物的本能行为有些还要受激素的影响。
②后天性行为与条件反射
后天性行为是在后天的生活经验和学习基础上形成的，是对环境的变化作出有规律、有系统的适应性活动。动物的许多生活经验是在多次条件反射基础上获得的，学习过程也包含着复杂的条件反射，所以，正像不能简单地把本能和非条件反射等同一样，也不能把后天性行为简单等同于条件反射。一种后天性行为往往包含着多种条件反射的活动。动物越高等，它的神经系统越复杂，条件反射也越复杂，运动能力及印随模仿等学习能力也随之增强，再加之以往的生活经验，越容易形成更复杂、更高级的后天性行为，提高适应复杂环境、解决问题的能力。
2．解题障碍的突破
运用“具体化(对号入座)法”解。用各种行为的概念(见学习策略1(2)表)来分析判断动物的具体行为表现，并分析动物行为的生物学意义。
［例1］“鹦鹉学舌”在动物行为上属于_________，“飞蛾扑火”在动物行为上属于_________。
A．印随
B．趋性
C．本能
D．模仿
解析：对照［1(2)］表中，趋性、本能、印随、模仿等的概念，分析判断“鹦鹉学舌”应是模仿；而“飞蛾扑火”是环境刺激最简单的定向反应，为趋性。
答案：D B
［例2］猫在饥饿时对纸片都感兴趣；饱食后，老鼠的叫声也常常不能引起猫的反应，这说明
A．猫的行为刺激来自身体内部
B．鼠叫不是猫行为的刺激因素
C．饱食后的猫，其神经系统变得迟钝
D．猫的行为是内外刺激共同作用的结果
解析：用“对号入座法”解。动物行为的生理基础是反射，引起动物反射活动的刺激可来自机体的外部或内部或两者共同作用。饥饿状态下，猫对各种刺激物的敏感性增强，说明了内部刺激强化了外部刺激，猫的行为是两种刺激共同作用的结果，不是A也不是B。胃的充盈(饱食)就是对猫的一种刺激，猫对这种刺激的反应是不再进食(是一种行为)，神经系统并没有变得迟钝。
答案：D
［例3］有人做试验：在繁殖季节时把雄性大山雀从它们占据的领域取走，一般8~10小时以后，该领域会被其他雄性大山雀占有；如果取走大山雀以后，播放它鸣叫的录音，则20~30小时甚至更长时间无其他鸟占据该领域。这个实验说明________________。
解析：用“具体化方法”解。实验中以两种处理方法和结果进行对比，同样是取走大山雀，出现的结果1是领域很快会被占领；结果2是较长时间领域不被占领。出现两种结果的原因是处理方法的不同，即处理1：无鸣叫；处理2：播放鸣叫录音。因此这个实验证明了：鸟类(或其他动物)在繁殖季节的鸣叫声有保卫领域的功能。
答案：鸟类在繁殖季节的鸣叫声有保卫领域的功能

【同步达纲练习】
1．“孔雀开屏”是一种什么行为
A．取食行为
B．求偶行为
C．攻击行为
D．防御行为
2．英格兰某地区曾发生一只大山雀一次碰巧弄破了牛奶瓶盖子，并因此而饮到了牛奶，因此，它学会了“偷”饮牛奶的方法，不久，这一地区的其他大山雀也出现了“偷”饮牛奶的行为，其他山雀的这种行为属于
A．印随
B．模仿
C．本能
D．判断和推理
3．下列行为中，属于本能的是
A．蚯蚓走迷宫
B．母鸡“哺育”小鸡
C．山羊偷饮牛奶
D．黑猩猩堆叠木箱取高处香蕉
4．下列现象属于后天性行为的是
A．母鸡孵卵
B．蜘蛛结网
C．蜜蜂采蜜
D．小狗做算术题
5．有一种萤火虫的雌性个体能准确地模仿另一种的信号来吸引那一种的雄虫，该雌萤火虫的行为意义可能是
A．吸引同种异性前来交尾
B．吸引不同种异性前来交尾
C．诱骗这种雄虫以取食
D．对不同种雄虫表示友好

参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：运用“具体化(对号入座)法”。
答案：B
2．解析：运用“具体化(对号入座)法”。
答案：B
3．解析：运用“具体化(对号入座)法”。
答案：B
4．解析：运用“具体化(对号入座)法”。
答案：D
5．解析：运用“层析法”。雌萤火虫模仿另一个种的信号不可能吸引本种雄性，因为同种识别是靠同种的特定信号；能吸引不同种的异性，但不可能是交尾，因为不同种之间存在着生殖隔离，也没有必要对不同种雄虫表示友好。这种行为的意义可能是诱骗雄虫并以此为食。
答案：C
观察植物细胞的质壁分离与复原
【学习目标】
1．理解实验原理并会做植物细胞的质壁分离与复原实验。2．理解植物细胞发生渗透作用的原理。
【学习障碍】1．理解障碍如何理解质壁分离及其复原的原理？
2．解题障碍(1)如何解对实验现象的解释分析及判断的题？(2)如何解渗透作用原理应用的题？
【学习策略】
1．理解障碍的突破
用“内外因法”来理解质壁分离及其复原的原理。
内部原因：构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性，但细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。
外部原因：与外界溶液有关。当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，原生质层的体积缩小，而细胞壁伸缩性小，原生质层与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，外界溶液中的水分子就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层的体积逐渐膨大，恢复成原来的状态，使植物细胞发生质壁分离复原。
2．解题障碍的突破
(1)用“类比分析法”对有关实验题进行解释、分析与判断。
[例1]在“观察植物细胞的质壁分离和质壁分离复原”的实验中，之所以用已经成熟的紫色洋葱表皮细胞做实验材料，是因为这样的细胞具有
A．伸缩性很小的细胞壁 B．功能完善的细胞膜 C．能够流动的细胞质 D．大而醒目的液泡
解析：用“类比分析法”解。此题是考查对植物渗透吸水原理的深入理解。植物细胞质壁分离和复原的条件有①必须是活细胞；②细胞液与外界溶液必须有浓度差；③植物细胞必须有大的液泡(成熟的植物细胞一般都有一个比较大的液泡，有的液泡可占整个细胞体积的90%以上)，最好细胞液中带有色素，这样便于观察，紫色的洋葱就能很好地满足这些条件。答案：D
[例2]下图是某同学画的几个植物细胞的示意图，请回答：
(1)注明图中各标号所指结构的名称：1_________；2_________；3_________。
(2)表示质壁分离的正确图解是_________。
(3)发生质壁分离的原因是____________________________。
(4)发生质壁分离的结构基础是________________________________。
(5)将发生了质壁分离的细胞置于清水中，如果不能复原，则说明_________________。
(6)质壁分离和复原的实验说明：成熟的植物细胞的____________可以通过_________(由_________、_________和_________________构成)与外界环境的溶液发生渗透作用从而进行__________________。
解析：用“类比分析法”解。此题考查对渗透吸水的原理及其结构基础的理解。a图是正常的成熟植物细胞；b图表示发生了质壁分离，缩小的液泡周围是原生质层(含细胞核)；c图将细胞核画入液泡内，d将细胞核画在原生质层外，故均是错误的。注意两点：一是a图中的2—原生质层(包括细胞膜、液泡膜、两层膜之间的细胞质)不要误填成细胞质；二是3应填细胞液，不要填液泡液。细胞壁、原生质层和原生质层内、外两个溶液体系的存在，是发生渗透作用的结构基础，成熟的植物细胞就是依靠这个基础进行渗透吸水的。
答案：(1)细胞壁 原生质层 液泡(或细胞液) (2)b (3)外界溶液浓度大于细胞液浓度 (4)细胞壁、原生质层、液泡和原生质层内、外两个溶液体系的存在 (5)细胞由于失水过多而死亡 (6)细胞液 原生质层 细胞膜 液泡膜 两层膜之间的细胞质 渗透吸水和失水
点评：本题考查对实验原理进行分析解释，得出结论的能力。
(2)用“层析综合法”解渗透作用原理应用的题。
[例3]将洋葱表皮放入一定浓度的硝酸钾溶液中，其细胞便发生质壁分离，不久这些细胞又逐渐发生质壁分离复原。其原因是
A．细胞液的溶质透出细胞
B．质壁分离后的细胞只允许水分子进入
C．K＋和NO通过细胞膜进入细胞质
D．水分和溶质自由地进出细胞
解析：用“类比分析法”解。此题所考查的知识点有质壁分离现象与植物细胞的渗透吸水原理、细胞对矿质元素的选择吸收等。根据植物细胞渗透吸水原理分析，发生了质壁分离的细胞之所以复原，根本原因是它有选择地从外界溶液中吸收了无机盐离子，使得失水后的细胞液浓度大于了外界溶液浓度的缘故。答案：C
点评：本题考查把相关的知识综合到某一具体情况下，来进行分析，得出结论的能力。
[例4]下列各项中，哪组是植物细胞发生质壁分离的原因
①外界溶液浓度小于细胞液浓度 ②细胞液浓度小于外界溶液浓度 ③细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性 ④原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A．②④ B．①④ C．②③ D．③④
解析：用“内外因法”解。植物细胞发生质壁分离有内因条件和外因条件。内因条件是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。当细胞开始失水时，细胞壁与原生质层一起收缩，随着细胞继续失水，细胞壁不再收缩，而原生质层能继续收缩，这样就出现了质壁分离。外因条件是外界溶液的浓度大于细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水。一般情况下，仅考虑外因条件。答案：A
点评：考查对实验原理是否真正理解。
[例5]一种浸于5%蔗糖溶液中会膨胀破裂的细胞它的细胞液的浓度必定是
A．小于5%的蔗糖溶液浓度 B．等于5%的蔗糖溶液浓度 C．大于5%的蔗糖溶液浓度 D．细胞液浓度值为零
解析：用“类比分析法”解。该题主要考查渗透吸水的原理。当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用吸收水分，细胞体积增大，甚至膨胀破裂。答案：C
【同步达纲练习】
1．将洋葱磷片叶放在0.45 mol/L蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35 mol的蔗糖溶液中，细胞有胀大趋势，放在0.4 mol/L的蔗糖溶液中，细胞似乎不发生什么变化，这表明
洋葱表皮细胞已经死亡 B．细胞膜不允许水分子自由通过
C．蔗糖分子进入细胞导致渗透平衡 D．细胞液浓度为0．4 mol/L左右
2．下图表示多种植物成熟细胞，在不同浓度的蔗糖溶液内质壁分离的百分率，图中曲线表明这些植物细胞
A．细胞液浓度＞蔗糖溶液浓度 B．细胞液浓度＜蔗糖溶液浓度 C．有不同浓度的细胞液 D．细胞膜有不同的选择透性
3．下列各项不能通过质壁分离实验证明的是
成熟植物细胞的死活 B．原生质层和细胞壁都有伸缩性
C．成熟植物细胞能进行渗透吸水 D．蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减
参考答案【同步达纲练习】解析：用“类比分析法”来解。答案：D2．解析：用“层析综合法”来解。答案：C3．解析：用“类比分析法”来解。答案：D减数分裂和有性生殖细胞的形成
【自学导引】
一、减数分裂的概念
1．发生范围：进行有性生殖的生物。
2．发生的时间：从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。
3．特点：细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次。
4．结果：新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞减少一半。
二、精子的形成过程
1．形成过程
2．相关的概念
(1)同源染色体：配对的两条染色体，大小和形态一般都相同，一条来自父方，另一条来自母方。
(2)联会：同源染色体两两配对的现象。
(3)四分体：联会后的每对同源染色体含有两条染色单体，叫做四分体。
三、卵细胞的形成过程与精子形成过程的比较
比较项目 不同点 精子的形成卵细胞的形成 相同点
减数第一次分裂 一个初级精母细胞产生两个大小相同的次级精母细胞 一个初级卵母细胞产生一个次级卵母细胞和一个极体 都有染色体复制都有联会、四分体、非姐妹染色单体的交叉互换，同源染色体分离现象，子细胞的染色体数目减半
减数第二次分裂 两个次级精母细胞形成四个同样大小的精子细胞 一个次级卵母细胞形成一个大的卵细胞和一个小的极体，原来的极体分裂成两个极体 着丝点分开，姐妹染色单体分开变成两条染色体，子细胞的染色体数目不变
变形否 变形 不变形
分裂结果 产生四个有功能的精子 产生一个有功能的卵细胞，三个小的极体退化消失 子细胞的染色体数目比原始生殖细胞的染色体数目减少一半
四、受精作用
1．概念：精子与卵细胞融合成为受精卵的过程。?
2．过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面→卵细胞细胞膜的外面出现了一层特殊的膜以阻止其他精子再进入→精子的细胞核与卵细胞的细胞核相遇→二者的染色体会合。
3．减数分裂和受精作用的意义
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
【思考导学】
1． 某同学在用高倍显微镜观察一头公牛的某一组织的切片时，发现有的细胞内的染色体与正常体细胞的相同，有的是正常体细胞的二倍，有的是正常体细胞的一半，试问该同学所观察的切片是什么器官的切片 为什么会出现染色体数目的不同
答案：公牛的精巢；在公牛的精巢中，精原细胞是经过有丝分裂形成的，在有丝分裂的后期，细胞中的染色体是正常体细胞的二倍，其余时期和正常体细胞相同；精原细胞在形成精子的过程中要进行减数分裂，次级精母细胞、精子细胞中的染色体数是正常体细胞的一半。
2．人体细胞中有23对46条染色体，在一个精原细胞进入减数第一次分裂中，可形成几个四分体？在减数分裂第二次分裂过程中，染色体数目最多时有几对同源染色体？几条？
答案： 23个，0对，46条。
3．在人的精原细胞进行减数分裂的过程中，染色体数目和DNA含量的变化有一定的规律，请据此画出染色体数目和DNA含量变化的曲线。
答案：
【学法指导】
1．同源染色体、非同源染色体、四分体
同源染色体是指形状、大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方，且在减数第一次分裂过程中能两两配对的一对染色体。如右图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。理解同源染色体中的染色体一条来自父方，一条来自母方，要与受精作用相联系。受精卵中的染色体一半来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。精子中的染色体形态、大小各不相同，卵细胞中的染色体形态、大小也存在差异。但在受精卵中，来自精子(父方)的每个染色体，都能在来自卵细胞(母方)的染色体中找到一个与之形态、大小都基本相同的染色体（除xy染色体），这两个染色体就属同源染色体。受精卵经过有丝分裂形成体细胞，原始生殖细胞是由体细胞演变而来的，只有当原始生殖细胞进行减数分裂时，同源染色体才两两配对，即联会。由此可见，同源染色体不仅存在于原始生殖细胞和初级精(卵)母细胞中，也存在于体细胞中，只是在体细胞的有丝分裂过程中不出现同源染色体的配对现象。
图中形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不联会的染色体叫做非同源染色体。如图中的1和3；1和4；2和3；2和4属于非同源染色体。
在减数第一次分裂时，由于同源染色体的联会，使得每对同源染色体中含有四个染色单体，这时的一对同源染色体叫做一个四分体。图中有两个四分体，1和2为一个四分体，由a、a′、b、b′四个染色单体组成，其中a和a′、b和b′互称姐妹染色单体，而a和b、a和b′、a′和b、a′和b′则称非姐妹染色单体；3和4为另一个四分体，由c、c′、d、d′四条染色单体组成。
2．减数分裂中染色体和DNA的变化规律
这部分内容是本章和全书的重点、难点，是学习遗传基本规律的基础。
(1)减数分裂过程中，细胞核内染色体和DNA的变化规律：
②减数第一次分裂的分裂期中发生了同源染色体的联会、四分体、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换和同源染色体的分离等行为到减数第一次分裂结束形成次级精(卵)母细胞时，染色体数目减半，由2N→N，DNA数目也随之减半，由4C→2C，减半的关键原因在于同源染色体的彼此分离。
③减数第二次分裂过程中，最重要的变化是着丝点分裂，染色单体分离，染色体由色体数目仍是N，DNA数目再次减半由2C→C，减半的原因在于着丝点分开，染色单体分离形成染色体平均进入两个子细胞。
结果是细胞连续分裂两次，染色体只复制一次，所形成的生殖细胞中，染色体与DNA数目只有原来的一半。
(2)细胞核中染色体和DNA的变化规律图表：
①减数分裂过程中染色体数量的变化和DNA含量的变化表：
精(卵)原细胞 初级精(卵)母细胞 次级精(卵)母细胞 精子细胞或卵细胞
前、中期 后期
染色体数 2N 2N N 2N N
DNA分子数 2C→4C 4C 2C 2C C
②减数分裂过程中，染色体数量的变化和DNA含量的变化可分别用下面两个曲线图表示。图中的横坐标表示细胞分裂的各个时期，纵坐标表示染色体数量或DNA含量的变化：
3．减数分裂与有丝分裂的比较(见下表)

比较 有丝分裂 减数分裂
不同点 母细胞类型 体细胞(从受精卵开始) 原始生殖细胞
细胞分裂次数 1次 2次
同源染色体行为 无同源染色体联会、四分体，不出现染色单体的交叉互换及同源染色体的分离 有同源染色体的联会、四分体，出现非姐妹染色单体的交叉互换及同源染色体分离
子细胞数目 2个 雄为4个，雌为(1+3)个
子细胞类型 体细胞 成熟生殖细胞(精子或卵细胞)
最终子细胞染色体数 与亲代细胞相同 比亲代细胞减少一半(发生在第一次分裂)
子细胞间的遗传物质 一定相同（基本上） 不一定相同
相同点 染色体都复制一次，出现纺锤丝，减数第二次分裂和有丝分裂相似
意义 使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性 减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
4．有丝分裂和减数分裂图像的鉴别
一般来讲，鉴别某一细胞图像隶属于哪种细胞分裂，最关键的是看染色体的行为。可按如下原则判定：
(1)前期：看有无同源染色体及联会、四分体现象。有同源染色体，无联会、四分体现象为有丝分裂；有同源染色体，有联会、四分体现象，为减数第一次分裂；无同源染色体，为减数第二次分裂。
(2)中期：每对同源染色体都排列在赤道板上，为减数第一次分裂；有同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，为有丝分裂中期；无同源染色体，且着丝点排列在赤道板上，为减数第二次分裂中期。
(3)后期：着丝点未分裂，同源染色体分离
(4)末期：一般来讲，末期图像不容易进行单独鉴别，需与其他时期相比较。若形成的子细胞染色体数目减半，且每条染色体都有姐妹染色单体，则为减数第一次分裂；若子细胞的染色体数目不减半，且无同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为减数第二次分裂末期；若子细胞的染色体数目不减半，但有同源染色体，每条染色体无姐妹染色单体，则为有丝分裂末期。
(5)细胞内无同源染色体，一定是减数第二次分裂图像。
对于细胞分裂图像的鉴别，还可以概括如下：一看染色体的数目(奇偶性)；二看有无同源染色体；三看有无同源染色体的行为。这种方法简称三看鉴别法。
【例题解析】
［例1］读下图，设某动物的1个体细胞中DNA含量为2个单位(2C)。
(1)请绘出该动物的初级精母细胞减数分裂过程中1个细胞核DNA含量变化的示意图。
(2)填空说明下列DNA含量变化的原因：
①由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA分子进行_________，核DNA含量的变化是____________________。
②减数第一次分裂，同源染色体_________，1个初级精母细胞分裂成2个次级精母细胞，1个细胞核DNA含量的变化是_________。
③减数第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体，___________个次级精母细胞分裂成4个精子细胞，1个细胞核DNA含量的变化是_________。
解析：考查减数分裂过程中，细胞核内DNA含量的变化规律及运用坐标图表达生物DNA数量变的能力。
由题意，1个体细胞中核内DNA含量为2C，则1个精原细胞核DNA含量也是2C。减数第一次分裂间期，由精原细胞变成初级精母细胞时，组成染色体的DNA分子进行复制，核内DNA含量加倍，即由2C→4C。而题中要求绘的示意图，起点是初级精母细胞，所以绘图的起点是4C。初级精母细胞进行第一次分裂，同源染色体彼此分离，产生2个次级精母细胞，1个细胞核DNA含量自然由4C→2C。次级精母细胞进行减数第二次分裂，染色单体分离，成为两个染色体，分别进入2个细胞，最终2个次级精母细胞分裂成4个精子细胞，每1个精子细胞核内DNA含量为1C，比体细胞核DNA含量减少一半。
另外，画示意图时要注意：①要采准量变点(两次分裂的末期)；②显示DNA含量的减半是瞬间发生的，只能用直线下降表示，不能用渐减曲线表示；③应把各阶段的横竖线连接起来，否则就不足以说明变化的连续性。
答案：(1)
(2)复制 2C→4C 分离 4C→2C 两 2C→C?
错因：此题的关键是在减数分裂过程中DNA分子数目的变化规律，在整个分裂过程中，精原细胞的DNA分子经1次复制后，初级精母细胞连续经过两次分裂，DNA分子经过2次减半。对以上关键点不理解是本题错解的主要原因。
［例2］(2001年上海高考题)某生物的体细胞含有42条染色体，在减数第一次分裂前期，细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是
A．42、84、84 B．84、42、84 C．84、42、42 D．42、42、84
解析：在减数分裂第一次分裂前期，DNA分子已经复制，这时的每1条染色体含有2个染色单体(2个DNA分子)。因此，体细胞含有42条染色体的某生物，在该时期的染色单体、染色体和DNA分子数分别为84、42、84。 答案：B
错因：本题主要考查减数分裂过程中染色体数目、染色单体数目和DNA数目的变化规律。减数第一次分裂的前期，DNA分子已经复制，DNA的数目增加1倍，染色体复制后形成的两个染色单体由一个着丝点连着，因此，此时染色体数目未变，和体细胞中的数目相同，染色单体为染色体数目的2倍。对染色体数目的变化规律不理解，染色体数目的计数方法不理解，往往使本题出错。
［例3］(2000年上海高考题)在兔子的精子细胞核中，DNA重量为4×10-12 g，那么在有丝分裂前期时，其骨髓细胞核中DNA重量为
A．4×10-12 g B．8×10-12 g C．1.6 ×10-11 g D．32×10-11 g
解析：由于精子是经过减数分裂形成的，其细胞核中的DNA和染色体都比精原细胞中的少一半，因此也比正常体细胞的少一半。由此可知正常体细胞的核内DNA重量应为：２×精子细胞核DNA＝2×4×10-12g＝8×10-12 g。体细胞进行有丝分裂时，在间期DNA进行复制，细胞核内的DNA含量加倍。故有丝分裂前期骨髓细胞核内的DNA重量为2×体细胞核DNA＝2×8×10-12 g＝1.6×10-11 g。 答案：C
错因：正确解答本题的关键有两点：①根据精子细胞核中的DNA推算体细胞中的DNA；②由体细胞中的DNA推算有丝分裂前期细胞核中的DNA。对以上两点不清楚，是本题错解的主要原因。
［例4］下图为3个不同时期的细胞分裂图，请据图回答：
(1)图A属_________分裂的_________时期，细胞中有_________条染色单体。
(2)图B处于_________期，此细胞的名称是_________?，其分裂后的子细胞叫_________，含有_________条染色体，_________条染色单体。
(3)图C处于_________期，细胞名称为___________，它分裂后得到的子细胞是__________。
(4)A、C两图中染色体数之比为_________，DNA分子数之比为_________。
解析：考查减数分裂各时期图像的鉴别，还考查了理解生物学常用图表等表达形式的意义，并会用多种形式准确描述生物学现象的能力。依据减数分裂各时期图形的变化特点，判定A、B、C三图全部属于减数分裂过程中的图像。图A因具有同源染色体，并且每对同源染色体中含有四条染色单体，是减数第一次分裂中的四分体时期图像。图B中的同源染色体分开并由纺锤丝牵引向两极移动，染色体和细胞质全部是均等分配的，故所产生的子细胞是次级精母细胞，其内每条染色体上有两条染色单体。图C因图中所示细胞中的每一极中无同源染色体，又因图中细胞质是不均等分配，该细胞处于减数第二次分裂后期，分裂的结果是形成一个卵细胞和一个极体。
答案：(1)减数 四分体 8 (2)减数第一分裂后 初级精母细胞 次级精母细胞 2 4 (3)减数第二次分裂后 次级卵母细胞 卵细胞和第二极体 (4)1∶1 2∶1
错因：不理解减数分裂与有丝分裂的区别，不能正确区分二者的图像是本题错解的主要原因。
【基础训练】
一、选择题
1．染色体的交叉互换发生在
A．同源染色体间 B．姐妹染色单体间
C．四分体的非姐妹染色单体之间 D．不同细胞间
答案：C
2．下列人体细胞中含有同源染色体的是
A．精子细胞 B．精子 C．口腔上皮细胞 D．次级精母细胞
解析：减数第一次分裂后期因同源染色体的分离，使细胞的每极只得到每对源染色体中的一条。因此，减数第二次分裂过程中无同源染色体，减数第二次分裂所形成的子细胞(精子、卵细胞或极体)中也无同源染色体。但是精子和卵细胞结合后形成的受精卵中含同源染色体，受精卵经有丝分裂形成体细胞，所以体细胞中含同源染色体。 答案：C
3．同源染色体联会发生在
A．有丝分裂中期 B．有丝分裂间期
C．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂
答案：C
4．减数分裂四分体时期的细胞中，每个染色体与其DNA分子数之比是
A．1∶2 B．1∶4 C．1 : 8 D．2∶1
解析：复制前，每个染色体含一个DNA分子。间期染色体复制，包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。复制后的每个染色体含两个染色单体，由一个着丝点相连，所以复制后DNA分子数与染色单体数一致。
答案：A
5．果蝇体细胞中有8条染色体，它的初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞中的染色体数依次是
A．8、4、2 B．8、4、4 C．16、8、4 D．8、8、4
解析：在减数分裂过程中，初级精母细胞内的染色体虽然经过了复制，但由于复制后的两条姐妹染色单体由一个着丝点连着，染色体的总数未变，和体细胞内的染色体数目相同；经过减数第一次分裂(同源染色体分裂，姐妹染色单体未分开)，次级精母细胞中的染色体比初级精母细胞减少了一半；经过减数第二次分裂(着丝点分裂，姐妹染色单体分开)形成的精子细胞中的染色体数目和次级精母细胞的相同，但比初级精母细胞减少了一半。 答案：B
6．在高等动物的一生中，细胞中同源染色体的分离发生在
A．有丝分裂后期 B．减数第二次分裂后期C．减数第一次分裂 D．减数第二次分裂前期
答案：C
7．下面关于同源染色体的叙述中，正确的是
①同源染色体一条来自父方，一条来自母方②同源染色体是由一条染色体经过复制而成的两条染色体 ③同源染色体的形状和大小一般都相同 ④在减数分裂中配对的两条染色体
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
解析：考查同源染色体的概念。同源染色体是指减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。 答案：C
8．减数第二次分裂的主要特点是
A．同源染色体联会 B．染色体复制 C．同源染色体分离 D．着丝点分裂
答案：D
9．在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在
A．减数第一次分裂 B．减数第二次分裂 C．减数分裂间期 D．减数分裂末期
解析：在减数分裂过程中染色体数目的减半，发生在减数第一次分裂中，在这次分裂过程中，由于同源染色体相互分离(染色体的着丝点未分裂)，分别进入到不同的子细胞中去，使得每个次级性母细胞只得到初级性母细胞中染色体总数的一半。答案：A
10．下列关于四分体的错误叙述是
A．一个四分体含四个染色单体 B．出现在减数第一次分裂前期
C．非姐妹染色体间可交叉互换 D．复制后的同源染色体都能形成四分体
答案：D
11．细胞中既有同源染色体，又有染色单体的时期是
A．减数第二次分裂前期 B．有丝分裂前期
C．减数第一次分裂结束时 D．有丝分裂末期
答案：B
12．细胞分裂过程中，染色体和DNA的数目均与体细胞相同的时期是
A．有丝分裂前期 B．有丝分裂后期
C．减数第一次分裂前期 D．减数第二次分裂后期
解析：解答本题时，既应考虑有丝分裂，还应考虑减数分裂。假如某生物体细胞的染色体数目为2N，则其DNA分子数为2n。
在有丝分裂过程中染色体和DNA的变化如下：
间期 前期 中期 后期 末期
染色体 2N 2N 2N 4N 2N
DNA 2ｎ→4ｎ 4ｎ 4ｎ 4ｎ→2ｎ 2n
在减数分裂过程中染色体和DNA的变化如下：
间期 减数第一次分裂 减数第二次分裂
前期 中期 后期 末期
染色体 ２Ｎ ２Ｎ→Ｎ Ｎ Ｎ ２Ｎ Ｎ
DNA ２ｎ→４ｎ ４ｎ→２ｎ ２ｎ ２ｎ ２ｎ ｎ
此可知，染色体和DNA均与体细胞相同的时期应为有丝分裂末期和减数第二次分裂后期。
答案：D
13．(2000年上海高考题)下列四个细胞图中属于生物精子细胞的是
解析：精子细胞是经过减数分裂形成的，细胞内既无同源染色体，又不含染色单体，符合题目要求的只有D。答案：D
14．减数分裂过程和有丝分裂相比，不相同的是
A．分裂过程中发生染色体变成染色质的现象
B．分裂过程中会发生同源染色体的联会现象
C．分裂间期要进行DNA分子的复制
D．分裂过程中发生染色质变成染色体的现象
答案：B
15．卵细胞和精子形成过程的不同之处在于
A．形成的精子和卵细胞数目不同 B．细胞中着丝点分裂的时期不同
C．细胞中染色体复制的时间不同 D．细胞中同源染色体分离的时期不同
答案：A
16．牛的初级卵母细胞经减数第一次分裂形成次级卵母细胞期间，下列各项中正确的是
A．同源染色体不分开，着丝点分裂为二 B．同源染色体不分开，着丝点也不分裂
C．同源染色体分开，着丝点不分裂 D．同源染色体分开，着丝点分裂为二
解析：考查减数第一次分裂的主要特点。减数第一次分裂过程中，同源染色体彼此分开，分别进入不同的子细胞，使每个子细胞只含有每对同源染色体中的一条，此时着丝点不分裂，因此所形成的子细胞的染色体数目减少一半。答案：C
17．人类在生育后代的过程中，常常出现多胞胎现象，如果要形成异卵四胞胎，在母体内至少有多少个卵原细胞同时参与减数分裂
A．4个 B．2个 C．1个 D．3个
解析：每一个卵原细胞经过减数分裂只形成一个卵细胞，一个卵细胞与一个精子结合形成一个受精卵，发育成一个胎儿，因此要形成异卵四胞胎，至少需要4个卵细胞受精，也至少有4个卵原细胞同时进行减数分裂。 答案：A
18．初级卵母细胞和次级卵母细胞在分裂过程中都会出现
A．同源染色体分离 B．着丝点分裂 C．细胞质不均等分离 D．染色体复制
答案：C
19．青蛙的精子和卵细胞的受精过程可分为以下步骤，其中体现受精实质的是
A．精子和卵细胞接触 B．卵细胞形成受精膜
C．精子头部进入卵细胞内 D．精核与卵细胞核融合
解析：在生物体的有性生殖过程中，精子和卵细胞通常要融合在一起，才能发育成新个体。因此能体现受精实质的是精核与卵细胞核融合。 答案：D
20．维持生物前后代体细胞中染色体数目恒定的重要过程是
A．遗传和变异 B．无丝分裂和有丝分裂
C．减数分裂和有丝分裂 D．减数分裂和受精作用
答案：D
二、非选择题
21．下图所示，为某生物减数分裂过程中的图像，请据图回答：
(1)该图不能表示细胞的有丝分裂过程，是因为____________。
(2)若该图示为精子形成过程，则图示的细胞为__________细胞，若该图示为卵细胞的形成过程，则该细胞形成的子细胞叫__________。
(3)该细胞所形成的子细胞中有_______个DNA分子，该生物的体细胞中有__________对同源染色体。
解析：由图可知，细胞的每一极内无同源染色体，且着丝点已经分开，该图为减数第二次分裂后期，又因细胞均等分裂，可判断为次级精母细胞或处在减数第二次分裂过程中的极体。由于细胞的每一极内含4个染色体，每个染色体都不含染色单体，因此该细胞的子细胞中有4个DNA分子；该细胞着丝点分裂前，染色体的数目已减少了一半，所以生物体细胞中的染色体数目为8，含4对同源染色体。
答案：(1)细胞的每一极无同源染色体 (2)次级精母 极体 (3)4 4
22．下图所示为某雄性动物正在进行分裂的细胞图，细胞内的同源染色体正联会。请据图回答：
(1)该图属_________分裂的__________阶段，细胞中有______条染色单体。
(2)减数第一次分裂时，要分离的染色体是__________。
(3)该细胞全部分裂完成后，可形成_______个子细胞，它们的名称是__________。
解析：由图可知，联会的每对同源染色体均含4条染色单体，因此为减数第一次分裂的四分体时期。由图可知①和②、③和④为同源染色体，在减数第一次分裂时，同源染色体彼此分离，即①和②分离，③和④分离，由于该细胞为雄性动物减数第一次分裂四分体时期的图，因此该细胞经过减数分裂以后，可形成4个相同大小的精子细胞。
答案：(1)减数第一次 四分体 8 (2)①和②、③和④ (3)4 精子
23．动物的卵细胞的形成过程如下图所示，请据图回答：
(1)该过程发生的场所是______________。
(2)③是_____________细胞，有染色单体_________条，四分体__________个。用③中的数字表示该细胞分裂时，一定要分离的染色体是___________；在该分裂过程中，非同源染色体的组合是_____________________。
(3)指出下列过程各发生在减数分裂的哪个时期，并在括号内注明相应的序号。
染色体复制［ ］__________________。
同源染色体配对［ ］____________________。
同源染色体分离［ ］____________________。
染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开［ ］_____________。
答案：(1)卵巢
(2)初级卵母 8 2 1和2、3和4 1和3、2和4或1和4、2和3
(3)① 减数第一次分裂的分裂间期 ② 减数第一次分裂前期 ⑤ 减数第一次分裂后期 ⑧ 减数第二次分裂后期
24．下图所示卵细胞形成过程中一个细胞核内DNA含量的变化。请据图回答：
(1)表示初级卵母细胞的区段是______________。
(2)表示减数第二次分裂的区段是______________。
(3)在整个分裂过程中，DNA含量由b变为c的原因是___________；由d变为e的原因是________________；由f变为g的原因是____________________。
答案：1)ｃ→ｄ (２)ｅ→ｇ
(3)DNA复制 同源染色体彼此分离，分别进入两个次级性母细胞或极体 着丝点分开，染色单体分离分别进入两个子细胞
25．下图中A表示一动物精巢内所看到的细胞分裂及其精子形成过程中DNA量的变化曲线图，下图B表示在上述的细胞分裂过程中的各个时期染色体变化模式图，请分析回答：
(1)B所示a、b、c、d的4个图像，分别是A所示①～⑤中的哪个时期 (填图中代号)a_______，?b_______，c_______，d_______。
(2)B所示的a、b、c、d的DNA量与体细胞DNA量相同的是_________。
(3)体细胞的染色体数目相当于B中_________的染色体数目。
解析：由图A可知，②～⑤为减数分裂过程中DNA的变化曲线，则②应为原始的生殖细胞时期；③为初级精母细胞时期；④为次级精母细胞；⑤为精子细胞。②前的曲线应为形成精原细胞的过程中DNA的变化曲线。此分裂过程为有丝分裂过程，由于此时DNA的含量是正常数目的2倍，①应为有丝分裂期。由图B可知，a图无同源染色体，无染色单体应为精子细胞图；b图有四分体状态，应为初级精母细胞；c图有同源染色体，无联会现象，应为有丝分裂前期图；D图无同源染色体，有染色单体，应为次级精母细胞。从DNA的含量上分析，此生物体细胞中应含4条DNA分子，含量与之相同的细胞图只有d。从染色体的数目看，该生物体细胞中含4条染色体，图B中含有四条染色体的是b、c。
答案：(1)⑤ ③ ① ④ (2)d (3)b、c
26．(2000年上海高考题)下图是某种动物的一个卵细胞的染色体组成示意图。请据图分析回答：
(1)该种动物体细胞内含有______对同源染色体。在体细胞有丝分裂的中期共含_____个DNA分子；初级卵母细胞分裂的后期含_________条染色单体。
(2)请在上图右边的方框内画出形成图所示卵细胞的次级卵母细胞分裂后期示意图。
解析：考查减数分裂和有丝分裂的过程及同源染色体、染色单体的相关知识。
由图可知，该卵细胞内含有两条染色体，故体细胞内的染色体为4条即2对同源染色体。体细胞在进行有丝分裂时，间期染色体复制，DNA也复制，复制的结果每条染色体含两条染色单体，即含两条DNA分子，因此有丝分裂的中期4条染色体共含有8个DNA分子。在减数第一次分裂中，初级卵母细胞内的每个染色体都含两个染色单体，因此初级卵母细胞各时期内的染色单体均为8条。
由卵细胞图推绘次级卵母细胞分裂后期的示意图时，应注意以下几点：
①细胞内无同源染色体；
②着丝点分开，染色单体分离变成染色体并移向两极，此时细胞内有4条染色体，每极两个?；
③细胞质不均等分裂，图形类似于葫芦形；
④要有中心体和星射线的出现?。?
答案：(1)2 8 8 (2)如下图

【应用创新】
1．如下图所示，A为某动物的一个精原细胞，B为该精原细胞减数分裂形成的精细胞之一。请分析回答：
(1)该精原细胞在减数分裂过程中，基因A(a)和B(b)之间是否发生了互换
(2)该精原细胞形成的精细胞有多少种(若考虑出现图B的情况) 基因如何？
(3)请参照图A和图B，绘出由该精原细胞经减数第一次分裂形成的两个次级精母细胞在后期时的情形。
解析：分析A图和B图，从着丝点的差别上可以看出，基因A(a)和B(b)之间的互换部位编于基因A(a)侧。
答案：(1)发生了互换 (2)4，ABd、aBd、AbD、abD
(3)如下图
2．某生物的卵细胞中有8条染色体，其中来自父方的染色体有
A．2条 B．4条 C．8条 D．无法确定
解析：由卵细胞的染色体数目，可知该生物的卵原细胞的染色体数目为16，其中8条来自父方，8条来自母方，在减数分裂形成配子时，同源染色体彼此分离的同时，非同源染色体自由组合，由于自由组合是随机的，互不干扰的，因此卵细胞中的染色体组成无法确定。
答案：D
【备课资料】
1．减数分裂的三种类型
进行有性生殖的生物，它们的减数分裂有三种类型：合子减数分裂，配子减数分裂和居间减数分裂。
(1)合子减数分裂
部分低等植物(如衣藻、团藻、丝藻、水绵和轮藻等)，在进行有性生殖时，合子刚一萌发就进行减数分裂，所以这类植物的减数分裂叫做合子减数分裂。下图是衣藻生活史的图解：
(2)配子减数分裂
绝大部分动物和人类以及部分低等植物(如马尾藻(见下图)，鹿角菜、墨角藻、海松藻和各种硅藻等)是在产生配子时进行减数分裂的，所以这类生物的减数分裂叫做配子减数分裂。下图是马尾藻生活史的图解：
(3)居间减数分裂
全部的高等植物(苔藓植物、蕨类植物和种子植物)以及部分的低等植物(如石莼等)的减数分裂，既不是在合子萌发时进行的，也不是在产生配子时进行的，而是在产生孢子的过程中进行的，所以这类植物的减数分裂叫做居间减数分裂。下图是被子植物生活史的图解：
2．受精作用
两性生殖细胞成熟以后，精子与卵相遇，精子入卵并与卵结合时，所引起的一系列复杂的变化称为受精。动物的受精过程包括顶体反应、卵的激活、精卵融合等主要阶段。
(1)顶体反应
绝大多数动物卵的外周都有卵膜(包括卵黄膜、透明带、放射冠等)，主要成分是黏蛋白或黏多糖。当精子或卵外周的卵膜接触时，就与卵膜上的糖蛋白产生特异性的结合。这种结合能够激发精子产生顶体反应：顶体前面的部分质膜消失，顶体内所含的水解酶被释放出来。在这些酶的作用下，精子穿过透明带等，附着在卵黄膜的一定部位上。
(2)卵的激活
精子一旦与卵接触，能够激发卵本身发生一系列的激活变化。这些变化包括皮层反应、透明带反应等。卵黄膜的下面是皮层，皮层中含有大量的皮层颗粒。皮层反应发生在精子与卵黄膜融合的时候，它是指从融合点开始，皮层颗粒破裂，内含物外排，由此波及到整个皮层。透明带反应是指皮层颗粒的外排物与透明带一起形成受精膜的过程。这些反应起到阻止多个精子进入卵内和激发卵进一步发育的作用。
(3)精卵融合
精子头部进入卵的细胞质以后，迅速膨大，并且出现核仁，形成核膜。精子和卵的细胞核相互靠近，有些动物的这两个核融合成一个，如海胆；有些动物的这两个核不融合，而是相互并列，核膜消失，仅染色体组合在一起，形成受精卵的染色体组，这样就完成了受精作用，如哺乳类叶绿体中色素的提取和分离
【学习目标】
1．理解实验目的、实验原理。
2．理解实验的方法步骤。
3．学会提取色素和分离色素的操作技能。
4．探索叶绿体中色素的种类。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解叶绿体中色素的提取和分离实验原理？
(2)如何理解叶绿体中色素的提取和分离实验的方法步骤原理？
2．解题障碍
(1)分析某些实验步骤对实验结果影响的问题。
(2)用实验原理进行实验设计的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
用“迁移法”理解本课实验原理及方法步骤原理。
(1)跨学科知识的迁移。
本实验中关于叶绿体中色素的提取和分离实验就同时涉及到相关的有机物的性质、有机溶剂的特点、物质的溶解度等化学知识以及物质扩散等物理学知识，借助于这些知识，可以更好地理解叶绿体中色素的提取和分离实验的原理。
叶绿体中色素提取的原理是：由于光合色素位于叶绿体中的囊状结构上，要把它提取出来必须破坏叶表皮、细胞壁和细胞膜、叶绿体的双层膜，所以要剪碎后加二氧化硅研磨，以便使色素充分被提取。又因为叶绿体的色素不溶于水，但可溶于有机溶剂中，所以还要加入丙酮使色素溶解，来提取各种色素。另外还要加碳酸钙以保护叶绿体中的色素，原因是加碳酸钙以调节液体的pH，防止叶绿素被破坏。叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液。
分离的原理与四种色素在层析液中的溶解度有关。层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，由于四种色素的化学组成和结构不同，因此每一种色素分子在层析液分子的作用下，克服色素分子之间的引力，向层析液中扩散的速度不同，即在层析液中的溶解度不同，因而四种色素随层析液在滤纸条上的扩散速度就不同，其中胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快，其次是叶黄素、叶绿素a，叶绿素b溶解度最低，扩散得最慢。依据此原理使滤纸条上处于同一滤液细线上的四种色素在扩散中分离开来。
(2)实验原理知识的迁移。
学习色素的提取和分离实验，关键在于对实验原理的理解。实验的每一步都有其内在的道理，理解原理不仅是实验成功的关键，也是理解实验方法步骤的关键。将实验原理知识迁移到方法步骤中，便于理解。
①取材时要选取新鲜的颜色较深的叶片，是因为以便使滤液中含较多的色素；
②研磨时加入二氧化硅的目的是为了研磨得充分，更有效地破坏细胞结构；但由于二氧化硅是特别细的白色粉末，再加上控制不好用量，往往过量，使滤液中含有较多的二氧化硅，而导致滤液颜色变浅。滤液中杂质越多，实验现象越不明显。有实验证明，改用白细河沙(洗净干燥后用)代替二氧化硅粉末，这样研磨更充分，滤液中减少了杂质的含量，颜色变得深绿，实验效果明显。
加入少许碳酸钙的目的是为了防止在研磨过程中，叶绿素受到破坏。因为叶绿素分子结构中含有一个镁原子，当细胞破裂时，细胞液内有机酸中的氢可取代镁原子而成为褐色的去镁叶绿素，碳酸钙可中和有机酸以防止去镁反应的发生。
③研磨要迅速、充分。这是因为一是因为丙酮容易挥发；二是为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
④制备滤纸条时，根据小孔(边缘)扩散原理，物质分子沿边缘扩散速度要大于里边扩散的速度，因此要将滤纸条的一端剪去两角，主要是为了延长边缘长度，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。
⑤画线时，一定要细并且直，这样可以防止色素带重叠，使色素分子均匀分布在一条直线上，做到扩散起点一致。重复划2~3次，是为了增加滤液细线上的色素分子数量，使实验效果更加明显。
⑥分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线没及到层析液，这是因为色素易溶解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。
2．解题障碍的突破
(1)用“类比分析法”或“直接判断法”解某些实验步骤对实验结果影响的题。
[例1]某同学在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下所述：
①将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、碳酸钙以后，迅速研磨，然后按要求过滤。
②用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划2～3次。
③把划好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。
但结果实验失败，请指出其错误所在：
(1)____________________________；
(2)____________________________；
(3)____________________________。
解析：用“类比分析法”解。对新鲜绿叶应除去粗的叶脉后再行称重，以增加单位重量叶片所含的叶绿素；此外，还需将叶尽量剪碎，提高研磨效果；划滤液线时，须待所划的滤液线干燥后再重复划线，否则会造成划线过粗和色素浓度低的情况；滤纸条插入层析液后，由于摇晃，使层析液接触滤液线而将色素溶解，会严重影响实验结果。
答案：(1)未去除粗叶脉和将叶剪碎，降低了叶绿素的提取率 (2)上一次滤液细线未干燥，即划下一次线，使滤液线过粗或线上色素量较低 (3)由于摇晃，层析液接触滤液线，溶解了色素
(2)用“发散思维与辐合思维结合法”解用实验原理进行实验设计的问题。
所谓“发散思维”主要是指从不同方面对同一问题进行思维的方法。发散思维与创造力有直接联系，是创造思维的中心，是测定创造力的重要标志之一。创造活动的确需要进行发散思维，尽可能多地联想，提出多种假设或可能的解决办法；然而，创造过程并不到此为止，接着还要根据一定的标准，从中选择一种最合适的办法或经过检验，采纳某一种假设，这就是辐合思维了。人的创造力固然要依靠发散思维，但是在创造活动中发散思维与辐合思维是紧密地联系着的。
[例2]某同学设计一个“探索叶绿体中色素的提取和分离”的实验，但缺少漏斗、试管、滤布、直尺、铅笔，怎样做才能使其提取的色素又多分离的效果又好？请你帮助设计一个最佳方案。
解析：用“发散思维与辐合思维结合法”解。在掌握实验原理的基础上，可以采用不同的方法来做此实验，进行充分发散思维，从中选出当时条件下的最佳方案。
答案：方法1：在原实验(叶绿体中色素的提取和分离实验)步骤的基础上做如下改进：
(1)第一步加入的丙酮要少些(1～2 mL)。
(2)将研磨液(稍稠糊状)取出，放在干净载玻片上，用另一干净载玻片在研磨液上平推一下，越平越好。
(3)将滤纸条剪角端在1 cm处折180°，将折处在研磨液平面上沾一下(要快而平)，达到画滤液线效果，待干燥后可重复沾2～3次(这样由于研磨液浓度大，滤纸条上的色素线含色素多，且简便易做)。
方法2：用粉笔分离色素
(1)按上述方法提取叶绿体色素提取液。
(2)取一支白粉笔(干燥)，把一端(0．5 cm)竖直浸入叶绿体色素提取液中，充分吸液，然后让其干燥。
(3)取一培养皿，注入少量95%乙醇，把上述粉笔绿色一端竖立于乙醇当中，片刻，可以看到不同色素沿粉笔分离。
【同步达纲练习】
1．在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，可看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外的一个呈
A．蓝绿色
B．黄绿色
C．黄色
D．橙黄色
2．叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了
A．色素分布在叶绿体囊状结构薄膜上
B．叶绿素含量是类胡萝卜素的四倍
C．叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
D．四种色素扩散速度不同
3．某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验，在下列操作中若有失误，请在失误处划线并更正：
①将5克绿叶片剪碎放研钵中，加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加2 mL石油醚，并迅速充分研磨。
②在预备好的滤纸条上，距剪去两角一厘米处用钢笔画横线。
③用毛细管吸取少量滤液，沿横线处均匀地划出一条滤液细线，紧接重复划2～3次。
④将层析液倒入烧杯中，然后将滤纸条划有细线的一端朝下，轻轻插入到层析液中，注意层析液最好没及滤纸条上滤液细线。
更正的内容为：
①____________________________。
②____________________________。
③____________________________。
④____________________________。
若用叶色很浅的菠菜心叶做此实验，效果很差的原因在于_________；若用菠菜的老黄叶作实验材料，经层析后在滤纸条上分离出来了色素带，但是色素带存在缺陷，缺陷是________________________________________。
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：用“直接判断法”来解。
答案：D
2．解析：用“类比分析法”来解。
答案：C
3．解析：用“类比分析法”来解。
失误处划线：
①将5克绿叶片剪碎放研钵中，加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加2 mL石油醚，并迅速充分研磨。
②在预备好的滤纸条上，距剪去两角一厘米处用钢笔画横线。
③用毛细管吸取少量滤液，沿横线处均匀地划出一条滤液细线，紧接重复划2~3次。
④将层析液倒入烧杯中，然后将滤纸条划有细线的一端朝下，轻轻插入到层析液中，注意层析液最好没及滤纸条上滤液细线。
更正的内容为：
答案：加2 mL丙酮 用铅笔划线 干燥后再划下一次 ?色素线不能没入层析液 色素含量太少 缺乏叶绿素 人体的稳态
【本章知识框架】


【疑难精讲】
1．内环境
高等动物是由多细胞构成的，其新陈代谢的基本单位是细胞。体内的细胞与外界环境不直接接触，与组织细胞直接接触的液体环境，叫内环境。对内环境这一概念的理解与运用是掌握本部分知识的一个关键。对于细胞与内环境之间的物质交换我们可以归纳成如下关系：
在这三者中，血浆和组织液的成分最相近，淋巴的形成是靠组织液渗透入毛细淋巴管中形成的。其作用是调节血浆与组织细胞间的液体平衡，并运走一部分代谢产物；另一方面，把少量由毛细血管渗出的蛋白质再运回血液。
2．稳态
稳态并不意味着固定、不变动，而是一种在一定范围内可变，但又是相对稳定的状态。内环境的稳定是细胞进行正常生命活动的必要条件，因为新陈代谢中许多复杂的酶促反应要求的理化条件是比较严格的，即：温度、酸碱度（pH）和某些离子的浓度都必须保持在较为窄小的范围内，才能 保证酶促反应的正常进行；内环境的稳定也是保持细胞兴奋性的必要条件。由于体内有稳定的内环境，体内细胞可能少受甚至不受外界环境变化的干扰，而保持其正常的生理活动，机体就能更好地适应变化很大的外界环境。如果稳态机制发生变化，如组织液中水分过多，会出现组织水肿，尿素、无机盐等废物过多，会出现尿毒症等。在个体发育过程中，稳态并不是突然形成的，新生儿要经若干时日之后，稳态机制才能健全完善起来。
3．机体大量失水的问题
机体大量失水的问题与生活结合十分紧密，应用性很强，在学习中应予以关注。失水原因：出汗、发高烧、严重呕吐、腹泻、大出血等。
失水的结果：细胞外液渗透压升高；失水的比例大于失盐的比例，结果是口渴、尿少。细胞外液渗透压降低：失盐的比例大于失水的比例，结果是尿多。细胞外液渗透压无变化：失盐失水的比例差不多，结果是尿常量。
失水时，渗透压究竟怎样变化。应该以口渴和尿量为判断标准。
4．与血糖有关的三种激素的联系与区别
激素名称 分泌器官 作用器官
胰岛素 胰岛B细胞 肝、肌肉等组织器官
胰高血糖素 胰岛A细胞 肝
肾上腺素 肾上腺 肝
（1）肾上腺素与胰高血糖素协同作用使肝糖元分解；
（2）胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用使血糖维持相对稳定；
（3）胰高血糖素可使非糖物质转化为葡萄糖；
（4）胰高血糖素促进胰岛素的分泌，胰岛素抑制胰高血糖素的分泌；
（5）血糖平衡是多种激素共同作用的结果，但以胰岛素和胰高血糖素作用为主。
5．要对机体体温的调节和机体的实际情况加以区别
比如，在外环境温度降低的情况下，机体要减少散热，从而引起皮肤毛细血管收缩。收缩后，比血管舒张时（指同一环境温度下）散热少。但这时外环境温度低，通过皮肤直接散热要容易的多，这时人感觉到冷就是散热速度快，散热多的表现。在高温条件下，虽然皮肤毛细血管舒张，但随外环境温度的升高，由血管直接散失的热会愈来愈少——这时机体要增加散热。
体温的相对恒定是机体产热和散热动态平衡的结果，要对这种平衡加以分析。可以这样说，产的热多，散的热多；产的热少、散的热少。外环境温度低时，机体产热多，散热也多；外环境温度高时，机体产热减少，散热也减少。产热多于散热则体温升高，产热少于散热，则体温降低。

【学法指导】
本部分建议复习1～2课时，第1课时复习有关基础知识，第2课时做练习题。
人体的稳态包括内环境与稳态，水和无机盐的平衡和调节，血糖的调节以及人的体温调节，可用4课时进行复习。
水和无机盐的平衡及调节要结合必修本第三章第七节《内环境与稳态》：注意分析调节反射弧中的感受器、神经中枢和效应器的位置；同时要明确体液调节中什么激素在调节，它作用的器官是什么；对机体大量失水的问题应予以关注，失水原因如出汗、发高烧、呕吐、腹泻、大出血等与生活结合紧密，失水结果导致渗透压如何变化应以是否口渴和尿量多少为判断标准；钠盐主要影响细胞外液渗透压而钾盐主要维持细胞内液渗透压，盐的排出要依赖水的排出，盐的重吸收要影响水的重吸收，抗利尿激素和醛固酮在水的重吸收中有相同的作用，但却发生在不同条件下。
对于血糖的调节，要全面总结胰岛素的作用，总结血糖升高和降低时的调节过程，要对照比较与血糖有关的三种激素的作用：肾上腺素和胰高血糖素协同使之分解为血糖；胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用使之维持相对稳定；胰高血糖素还促进非糖物质转化为葡萄糖；胰岛素抑制胰高血糖素的分泌，胰高血糖素却促进胰岛素分泌。
要正确理解体温与酶的关系才能理解体温恒定的意义。要对机体体温的调节与机体的实际情况加以区别：比如在外界温度低时，机体要减少散热，皮肤毛细血管收缩，收缩后比血管舒张时（指同一温度下）散热少，但这时环境温度低，通过皮肤直接散热要容易得多，这时人感觉到冷就是散热快、多的表现。对机体产热和散热动态平衡可这样分析：产的热多，散的热多；产的热少，散的热少；外界温度低时，机体产热高，散热也多；当外界温度高时，机体产热少，散热也少。产热多于散热，则体温升高，产热少于散热，则体温降低。

【典型例题精讲】
［例1］较大剂量注射某种激素后，小白鼠渐渐反应迟钝、活动减少以至昏睡休克，该激素是
A．甲状腺激素 B．雄性激素
C．肾上腺素 D．胰岛素
【解析】 脑的代谢活动所需能源物质直接靠血糖随时供应，一旦脑血糖供应不足，就会导致心慌、头晕甚至休克。胰岛素是惟一能直接快速降低血糖的激素，大剂量注射使血糖浓度降低会引起小白鼠昏睡，解除小白鼠昏睡最有效的办法是注射一定量的葡萄糖溶液。A和B项虽有加速组织细胞物质氧化分解的作用，但并不直接降低血糖浓度；而肾上腺素有提高血糖浓度的作用。
【答案】 D
［例2］在皮肤的下列结构中，与散热有直接关系的是
①脂肪层 ②立毛肌 ③汗腺 ④毛细血管 ⑤温度感受器
A．③④ B．③④⑤
C．②③④⑤ D．①②③④⑤
【解析】 热量从机体内部散发到周围环境，除随尿、粪散失的5%外，都是由皮肤经对流、传导、辐射和蒸发（有一部分由呼吸道蒸发）而散失的，这四个过程属于物理过程，但涉及皮肤的作用就是生理散热，皮肤通过血管运动和汗腺活动在散热机制中起重要作用。身体表面有良好的隔热保温作用，其中脂肪层在这方面作用较突出。当体内温度过高时，皮肤小血管舒张，血流量增加，可达最低量的100倍，血液使皮肤温度升高，从而增加体表向周围的散热量。外部温度变化作用于皮肤的温度感受器而引起反射活动：因寒冷而皮肤温度下降时产生血管收缩反应，因高温而皮肤温度上升时出现血管舒张反应。出汗是高温下体温调节的重要手段：低温时，人不出汗，皮肤、呼吸道有水分渗出，而蒸发与汗腺活动无关，当环境温度升高到30℃，开始出汗，通过汗液蒸发可散发大量体热，35℃以上时，物理散热几乎“无能为力”，出汗成了惟一的散热方式。本题应抓住“散热”和“直接”二词。
【答案】 A
［例3］关于胰岛素作用的认识，正确的是
A．没有胰岛素，葡萄糖将不能进入细胞
B．胰岛素不足，葡萄糖进入细胞障碍，但氧化分解正常
C．胰岛素不足，糖元合成减少，细胞供能正常
D．胰岛素不足，细胞供能障碍，非糖物质转化葡萄糖增多
【解析】 胰岛素的作用是多方面的。它既可以增加糖的去路，又可以抑制糖的来源，在增加去路一面，先是促进葡萄糖进入细胞；在抑制来源方面，是抑制肝糖元的分解和非糖物质转化为葡萄糖，这样的话，若胰岛素不足时，葡萄糖进入细胞发生障碍，同样葡萄糖的氧化分解也发生障碍，而同时抑制肝糖元分解的能力减弱造成糖元分解加强，抑制非糖物质转化为葡萄糖的能力减弱造成葡萄糖增多。
【答案】 D
［例4］让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每1千克体重1克计算。随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。

（1）两人血糖浓度变化如图所示，其中表示糖尿病患者的曲线是_________。
（2）下列甲～丁4种曲线图中能正确反映2人血液中胰岛素浓度变化的是_________。
（3）从上述分析中可知糖尿病患者的胰岛素分泌时往往_________，而血糖浓度_________。
（4）下列有关胰岛素生理功能的叙述中正确的是_________。
A．提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力
B．促进肝糖元的分解
C．促进糖元的合成，抑制脂肪等物质转变成糖类
D．抑制葡萄糖转变成脂肪
（5）健康人当血糖浓度偏低时，可通过胰岛分泌的_________和肾上腺髓质分泌的_________，使血糖浓度升高。
【解析】 血糖平衡及调节是内环境稳态的重要内容，它既与神经体液调节有关，又与糖代谢密切相联。
（1）从上图可见，A血糖浓度最低值80mg·dL－1，B血糖浓度最低值160mg·dL－1。根据正常人血糖浓度最低值80mg·dL－1，糖尿病人血糖浓度最低值160mg·dL－1的数据判断，A为正常人，B为糖尿病人。
（2）正常人体内胰岛素分泌情况：血糖高时，胰岛素分泌增加，随血糖浓度降低，胰岛素分泌逐渐减少，糖尿病人因胰岛B细胞受损，胰岛素分泌减少，因此总体上血中含量比正常人低，且调节能力十分有限，即使血糖浓度升高，胰岛素的量增加也很少。据此判断，丙图符合题意。甲图中B的含量高于A错误；乙图中B因1h,6h时，胰岛素含量为0，错误；丁图中2h后，B胰岛素含量高于A，错误。
（3）由（2）的分析可知，糖尿病人胰岛素分泌量往往不足，难以满足体内降低血糖的需求，从（1）的分析可知其血糖浓度往往很高，经久不降。
（4）从胰岛素的功能可知，它对血糖的调节主要包括减少血糖来源，增加血糖去路两个方面。A项中提高组织细胞摄取和利用血糖的能力为增加血糖去路。C项中促进糖元合成为增加血糖去路；抑制脂肪等物质转变成糖类为减少血糖来源。因此，A、C两项都与胰岛素功能相吻合。B项中促进肝糖元的分解，使之成为血糖，属于增加血糖来源，D项中抑制葡萄糖转变成脂肪为减少血糖去路，都与胰岛素功能不符，故错误。
（5）在血糖调节中，我们学到的升高血糖的激素有两种，一是胰高血糖素，一是肾上腺素。胰高血糖素直接参与血糖调节，肾上腺素受神经支配，但使其分泌的根本原因是血糖浓度偏低。
【答案】 （1）B （2）丙 （3）不足 不高，经久不降 （4）AC （5）胰高血糖素 肾上腺素
［例5］在寒冷环境中，人体会发生骨骼肌不自觉战栗，这时
A．温度感受器兴奋
B．下丘脑的分泌功能增强
C．躯体运动中枢兴奋
D．皮肤血流是增加
【解析】在寒冷环境中，机体通过调节维持正常体温，这时产热增加，散热减少，散热减少是神经调节，下丘脑使皮肤血管收缩，减少了散热；产热增加，包括骨胳肌战栗，代谢加强等，骨骼肌战粟与躯体运动中枢无关而与下丘脑有关，代谢加强是两种激素——甲状腺激素和肾上腺素的作用。
【答案】 B

【达标训练】
一、选择题
1．下列关于内环境稳态调节的描述正确的是
A．所有调节都有反射弧的参与
B．所有的稳态都是相对的
C．所有稳态的形成都有许多系统参与
D．所有稳态的调节中枢都在大脑
【解析】 本题考查内环境稳态的调节，稳态并不意味着固定不变，是神经调节和体液调节共同作用的结果。
【答案】 B
2．排水和排盐的关系是
A．排水伴随着排盐，排盐伴随着排水
B．排水伴随着排盐，排盐不一定伴随着排水
C．排水不一定伴随着排盐，排盐拌随着排水
D．排水不一定伴随着排盐，排盐不一定伴随着排水
【解析】 呼吸排出的水蒸汽不含盐，但盐必须溶解在水中才能排出。
【答案】 C
3．钠盐的排出特点是多吃多排，少吃少排，不吃不排，所以
A．不吃钠盐也能保持钠盐的平衡
B．不吃钠盐细胞外液的渗透压不变
C．多吃少吃尿量是变化的
D．多吃或少吃渗透压都是正常的
【解析】 在排出钠盐的同时，排出大量的水分。
【答案】 C
4．若一个人剧烈运动，但是却不感到口渴，这时
A．丢失的水的质量比盐的质量大
B．丢失的盐的质量比水的质量大
C．丢失的水的比例比盐的比例大
D．丢失的盐的比例比水的比例大
【解析】 丢失盐的比例大于丢失水的比例，细胞渗透压变小，不感到口渴。
【答案】 D
5．可以使尿量增加的原因是
A．高血糖 B．血糖过高
C．血钾含量降低 D．血钠含量升高
【解析】 在排出大量糖的同时，也排出了大量水分。
【答案】 B
6．（2003年上海高考题）“绿色食品”是指
A．绿颜色的营养食品
B．有叶绿素的食品
C．营养价值高的食品
D．安全、无公害的食品
【解析】 绿色食品是指按照特定的生产方式生产，经过专门机构认定和许可后，使用绿色食品标志的无污染、安全、优质的营养食品。
【答案】 D
7．因低血糖造成的惊厥和昏迷的直接原因是
A．胰岛素分泌过多 B．脑细胞供能不足
C．骨骼肌供能不足 D．胰高血糖素分泌不足
【解析】 低血糖症状由脑细胞供能不足引起的。
【答案】 B
8．下列有关血糖调节的叙述中，正确的是
A．下丘脑既可以使血糖升高，又可以使血糖降低
B．血糖升高是神经调节，血糖降低是体液调节
C．血糖升高是体液调节，血糖降低是神经调节
D．下丘脑可以使血糖升高，垂体使血糖降低
【解析】 下丘脑是血糖调节的中枢，能使血糖升高，也能使血糖降低。
【答案】 A
9．胰岛A细胞受损
A．在血糖升高时，胰岛素分泌将不能增加
B．在血糖低于80mg/dL时，将不能恢复正常
C．在血糖浓度为140mg/dL时，将形成糖尿
D．下丘脑仍可使血糖保持相对稳定
【解析】 血糖平衡是多种激素共同作用的结果，但以胰岛素和胰岛血糖素作用为主。
【答案】 B
10．在胰岛B细胞受损时
A．糖的来源增加，去路也增加
B．糖的来源增加，去路减少
C．糖的来源减少，去路增加
D．糖的来源和去路都减少
【解析】 胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足，血糖来源增加，去路减少。
【答案】 B
11．糖尿病的一些治疗措施中正确的是
A．口服胰岛素，降低血糖
B．降血糖药物必须注射
C．不要吃含有糖类的食物
D．多吃含膳食纤维多的食物
【解析】 降糖药物不一定口服。
【答案】 D
12．下列叙述与糖尿病有关的是
A．尿液中加入班氏试剂后显蓝色
B．尿液中加入斐林试剂后显砖红色
C．肾功能障碍
D．血糖高却总感觉到饥饿
【解析】 尿中有糖不一定是糖尿病，但血糖高于160 mg/dL，一定是尿糖。
【答案】 D
13．下列关于体温的叙述中正确的是
A．体温是指身体内环境的温度
B．体温升高酶活性降低
C．体温升高或降低都将使酶失去活性
D．体温异常将使组织器官的功能紊乱
【解析】 体温是人体内部的温度，酶的活性与温度变化有关。
【答案】 D
14．“春捂秋冻”的意思是
A．秋冻身体健康
B．捂是要适应冷的环境
C．帮助机体适应环境温度的变化
D．增加机体的产热抗冻能力
【解析】 对温度变化的适应。
【答案】 C
15．体温调节中枢和体温感觉中枢分别在
A．大脑皮层，下丘脑
B．下丘脑，大脑皮层
C．下丘脑，下丘脑
D．大脑皮层，大脑皮层
【答案】 C
16．下列有关体温调节的叙述正确的是
A．在高温环境中，机体可使产热减少，散热增加
B．在低温环境中，机体可使产热增加，散热减少
C．出汗时毛细血管舒张，毛细血管舒张时出汗
D．立毛肌舒张时才会出汗，立毛肌收缩时肯定不出汗
【解析】 低温下，产热增加，散热减少，温度升高。
【答案】 AB
17．关于寒冷时体温稳定的有关叙述中，正确的是
A．寒冷时，酶活性自然增强，因而代谢加快
B．寒冷时经过皮肤所散的热少于高温环境
C．经皮肤所散之热都是对生命活动没有意义的热
D．寒冷时，代谢增强与多种激素相关
【解析】 机体对温度的调节是有意义的。
【答案】 D
18．关于产热和散热的有关叙述中正确的是
A．和产热有关的激素只有甲状腺激素的一种
B．和产热有关的激素是使有机物的氧化速度加快
C．产热与散热都与激素有关
D．产热与激素有关而与神经无关
【解析】 血管、肌肉的收缩和舒张与神经有关。
【答案】 B
19．（2003年新课程理综高考题）下列都属于免疫系统效应T细胞所产生的淋巴因子的是
A．干扰素、胸腺素 B．组织胺、白细胞介素
C．组织胺、胸腺素 D．干扰素、白细胞介素
【解析】 免疫系统效应T细胞是机体进行细胞免疫的淋巴细胞，在细胞免疫过程中，T细胞接受抗原刺激后，经过一系列的分裂和分化，形成效应T细胞，效应T细胞与被抗原入侵的宿主细胞（靶细胞）密切接触，激活靶细胞内部的溶酶体酶，使靶细胞的通透性发生变化，最终导致靶细胞裂解死亡，细胞内的抗原也因失去藏身之所而为抗体消灭。与此同时，效应T细胞还能释放出可溶性的活性物质——淋巴因子，如白细胞介素、干扰素等，通过加强各种有关细胞的作用来发挥免疫效应。
【答案】 D
20．下图是某患者血糖含量的变化曲线，试判断注射的药品最可能是
A．胰岛素 B．胰高血糖素
C．盐皮质激素 D．甲状腺激素
【解析】 从进食葡萄糖后，血糖变化分析，胰岛素，胰岛血糖素正常，注射后血糖迅速升高，说明是胰高血糖素。
【答案】 B
21．某一种病有如下特征：“多饮而渴不止，多食而饥不止，多溲（尿）而膏浊不止。”此病与下列什么腺体异常有关
A．甲状腺 B．胃腺
C．胰腺 D．胰岛
【解析】 糖尿病症状。
【答案】 C
22．酷暑季节，室外作业的工人应多喝
A．盐汽水 B．核酸型饮料
C．蛋白型饮料 D．纯净水
【解析】 酷暑，温度高，排出大量汗同时，也带走大量水分和盐。
【答案】 A
23．血钾与组织液和细胞内液中钾的关系正确的是
【答案】 C
24．下列曲线能正确反映蛙的代谢与环境温度关系的是
【解析】 蛙是变温动物，温度低时，酶活性弱，耗氧量少，温度高时酶活性强，耗氧量增多。
【答案】 B
25．下表表示人的几种组织、器官的产热百分比，从表中数据，不能推出的结论是
器官、组织 产热量（%）
安静状态 劳动或运动
脑 16 1
内脏 56 8
骨骼肌 18 90
其他 10 1
A．安静状态下，骨骼肌产生的能量几乎全部散失掉了
B．安静状态下，脑易进入高效的工作状态
C．安静状态下，内脏是主要的产热器官
D．劳动或运动时，骨骼肌是主要的产热器官
【解析】 考查从表中获取信息。
【答案】 A

二、非选择题
26．下图是血糖升高后，体内发生的调节过程示意图，请据此回答：
（1）血糖浓度升高是指血糖高于_________mg/dL。
（2）①②③④中，体液起作用的是_________，由神经起作用的是_________。
（3）胰岛素作用于_________等组织细胞，首先使血糖_________，然后再发生其他变化，如合成糖元等。
（4）胰岛素分泌增加时，胰高血糖素分泌_________。
（5）胰岛素分泌减少时，血糖浓度不能下降，这时细胞可利用的糖_________。
【解析】 本题考查了高血糖的定义，胰岛素的作用以及糖尿病的相关知识，高血糖指空腹时血糖含量超过130 mg/dL，其中①③属于体液调节，而②④与下丘脑有关的是神经调节。胰岛素分泌增加会抑制胰高血糖素分泌，胰高血糖素分泌增加会促进胰岛素的分泌。胰岛B细胞受损，胰岛素分泌减少。血糖浓度升高但血糖的氧化分解减弱，因此糖的利用减少。
【答案】 （1）130 （2）①③ ②④ （3）肝、脂肪、肌肉 进入细胞 （4）减少 （5）减少
27．下图为正常人血糖含量变化曲线，请据图回答问题：
（1）AB段血糖含量剧增是由于______________________。
（2）BC段血糖含量下降的调节途径有几条？_______________________。
（3）CD段趋于相对稳定是由于_______________________。
【解析】 此题综合考查了血糖平衡的调节过程以及血糖含量变化的原因。
（1）正常人血糖含量迅速增加，原因是食物淀粉经消化成葡萄糖后，大量吸收进入血液，使血糖浓度增加。
（2）BC段血糖含量降至100mg/dL左右的调节途径有2条：一是高浓度血糖直接引起胰岛B细胞对胰岛素的分泌增加，胰岛素通过促进血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞合成糖元，氧化分解或转变成脂肪；通过抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而降低血糖，该途径为主要途径。二是当血糖含量升高时，可引起下丘脑兴奋，通过副交感神经，使胰岛B细胞分泌胰岛素增加，从而促使血糖含量降低。
（3）CD段血糖含量维持在100mg/dL左右的原因是：胰岛B细胞分泌的胰岛素与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素，以及肾上腺髓质分泌的肾上腺素的作用，使血糖含量维持在相对稳定的水平。
【答案】 （1）食物淀粉消化，形成葡萄糖，葡萄糖被大量吸收进入血液，使血糖含量升高 （2）2条。一是血糖升高，直接引起胰岛B细胞分泌胰岛素增加；二是血糖升高，引起下丘脑兴奋，通过副交感神经，使胰岛B细胞分泌胰岛素增加 （3）胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素的作用所致
28．请根据下图回答问题：
（1）该图是皮肤对环境反应的示意图。判断的主要依据是①_________，③_________。
（2）上图反应的神经中枢位于_________，称为_________中枢，通过中枢调节，使皮肤②_________,皮肤的_________增加，也使_________，结果_________增加，使体温保持相对恒定。
（3）若人处在剧烈运动状态，②结构的变化是_________，③结构的变化是_________。这两种变化，都能使机体增加散热。
（4）若人并没有剧烈运动，③结构的活动却很强烈，原因是_________。③活动的结果，维持了机体的_________平衡。
（5）在图示情况下，与体温变化有关的激素的分泌量将_________。
【解析】 本题综合考查了体温调节的内容
炎热环境中的体温调节
【答案】 （1）炎热立毛肌舒张　大量排汗 （2）下丘脑 体温调节 血管舒张 血流量 汗液的分泌量增多 散热 （3）舒张 分泌汗液 （4）外环境温度高 产热散热 （5）减少 生态系统的类型
【课前复习】
本小节内容与生物学的其他章节的联系表现在：①森林生态系统制造氧气和吸收二氧化碳(维持大气中O2与CO2的相对稳定)，需要第三章中《光合作用》的知识为基础；②对各类生态系统的结构特点的分析是第九章的重要知识基础，特别是人类活动对各生态系统的影响更与第九章的内容密切联系；③对生态系统概念的理解还需要《生态系统的能量流动》与《生态系统的物质循环》来加深和巩固。此外，本小节内容还存在着跨学科的联系，如：化学、地理等。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．有一个阴湿性山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蚯蚓和蜘蛛、老鼠等动物，这些生物它们共同构成了一个
A．生物群落 B．种群
C．生态系统 D．生物群体
答案：A
2．森林是丰富的基因库。基因库的含义是
A．一个物种的全部基因 B．一个种群的全部基因
C．一个群落的全部基因 D．一个个体的全部基因
答案：B
知新——先看书，再来做一做
1．______________与它的______________相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
2．森林生态系统的主要特点及作用是什么？
3．草原生态系统的主要特点及作用是什么？
4．怎样才能实现草原生态系统的合理利用？
5．我国海洋生态系统的主要特点及作用是什么？
6．什么叫湿地生态系统？其主要作用是什么？
7．农田生态系统的主要特点是什么？　　
8．城市生态系统与其他生态系统比较有何特点？

【学习目标】
1．知道生态系统的概念。
2．识记各种生态系统的特点及作用。

【基础知识精讲】
课文全解：
1．生态系统的概念
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
生态系统有大和小、简单和复杂之分，但其结构和功能都相似，都是构成自然界的基本单元，生物圈就是由无数个形形色色、丰富多彩的生态系统有机地组合而成的，因此在我们居住的这个地球上有许多大大小小的生态系统，大至生物圈或称生态圈、海洋陆地，小至森林、草原、湖泊和小池塘。除了自然生态系统以外，还有许多人工生态系统，如农田、果园、自给自足的宇宙飞船和用于验证生态学原理的各种封闭的微宇宙(亦称微生态)系统。
2．森林生态系统
（1）特点：森林生态系统分布在湿润或较湿润的地区，在该系统中动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态。
（2）作用：①森林提供木材和多种林副业产品；
②维持生物圈的稳定；
③改善生态环境，如维持大气中的二氧化碳和氧的平衡、涵养水源、保持水土等。
3．草原生态系统
（1）特点：草原生态系统分布在干旱、年降雨量很少的地区，动植物种类少，群落结构也不复杂，种群密度和群落的结构常常发生变化。
（2）作用： ①是畜牧业的重要生产基地。
②调节气候，防止土地被风沙侵蚀。
（3）现状：过度放牧及鼠害、虫害、盲目开垦等，导致草原面积减少，面临草场沙漠化的威胁。必须加强草原的合理利用和保护。如防止过度放牧、发展季节性放牧和划区轮牧、合理灌溉和施肥、灭鼠防虫等。
比较项目 森林生态系统 草原生态系统
气候 湿润和较湿润 干旱
生物种类 繁多 相对较少
群落结构的复杂程度 复杂 相对简单
种群和群落动态 长期相对稳定 常有剧烈变化
4．海洋生态系统
（1）特点： ①海洋占地球表面积的70%，海洋中的动物大都能够在水中游动，海洋中的植物以浮游植物为主；
②主要生态因素是阳光、温度和海水的盐度。
（2）作用：①调节气候；
②蕴藏丰富的资源。
5．湿地生态系统
（1）概念：人们通常将沼泽和沿海滩涂称为湿地。根据有关定义，河流、湖泊、红树林、甚至低潮时水深不超过6m的浅海水域也属于湿地。
（2）作用：我国湿地类型众多。不仅具有明显的经济效益，而且还有巨大的生态效益和社会效益。例如，①提供水源；②补充地下水；③成为巨大的蓄水库，起调节流量和控制洪水的作用；④补充地表径流和地下水而缓解旱情。⑤有丰富的动植物资源，是一些珍稀动物的栖息地。
6．农田生态系统
特点：是人工建立的生态系统，人的作用非常突出，人们种植的各种农作物是生态系统的主要成员，动植物的种类较少，群落的结构单一。一旦人的作用消失，农田生态系统很快就退化。
7．城市生态系统
（1）概念：是城市居民与周围生物和非生物环境相互作用而形成的生态系统，也是人类在改造自然环境的基础上建立起来的特殊的人工生态系统。
（2）特点： ①人类活动对生态系统的发展起重要的支配作用。
②对其他生态系统具有高度的依赖性。
③对其他生态系统产生强烈的干扰。
（3）保护：城市生态系统容易出现生态环境问题，因此要改善和保护城市生态环境。
问题全解：
102．如何确定生态系统的范围？
生态系统的范围可大可小，依研究情况而定，将所研究的生物群落及其生活的无机环境一起作为整体来研究，即为一具体的生态系统。因此，地球上最大的生态系统就是生物圈了，它包括地球上所有的生物及其无机环境；而小的生态系统则可以是人为的、很小的、实验用的人工生态系统，如装一小杯含有藻类、浮游动物及细菌等生物的水放在光照充足的地方也能构成一生态系统。
103．生态系统特点的成因是什么？
尽管生态系统类型多样，表现出各自的特点，根据生态系统特点形成的原因，可将生态系统分成两个基本大类，即自然生态系统和人工生态系统。人工生态系统所表现出来的特点都与人的因素有关，同时受到环境条件的制约，但主要是因人的作用而形成的，而自然生态系统中，生物群落所表现出来的特征即生态系统的特征实际上都是由生态系统中的无机环境来决定的。有什么样的环境，就可能有什么样的生物，才可能形成相应的生态系统。
104．各种生态系统的特点和作用分别有哪些？
见“课文全解”。

【学习方法指导】
本部分知识的学习，宜采用阅读理解、联系实际以及在最后就森林、草原、海洋、湿地、农田、城市等不同类型的生态系统进行多方面的比较，并以表格的形式总结归纳。

【同步达纲训练】
1．以下可以称作生态系统的是
A．一个湖泊中的浮游生物和所有分解者
B．烧杯中的取自池塘的水、泥土和浮游生物
C．一个池塘中的所有水蚤和分解者
D．一个鱼缸中的所有金鱼和水草
2．全年对太阳能的利用率，森林生态生系统远大于农田生态系统，主要原因是
A．以木本植物为主 B．土壤肥沃
C．不施农药 D．植物群体有分层结构
3．种群密度和群落结构常有剧烈变化的自然系统是
A．森林生态系统 B．湿地生态系统
C．海洋生态系统 D．草原生态系统
4．过度放牧带来的直接后果是
A．地上部分植被稀疏低矮 B．根系变短，根量变少
C．水土流失和沙漠化 D．草原生产力减弱
5．地球上最大的生态系统是
A．海洋生态系统 B．森林生态系统
C．农田生态系统 D．生物圈
6．农田生态系统不同于自然生态系统的是
A．能量流动过程 B．物质循环过程
C．结构组成 D．能量的多级利用
7．农田生态系统营养结构简单的原因是
A．食物链不完整 B．食物网没有构成
C．生物种类少 D．食物链数目少
8．物质循环上输入输出量最大的生态系统是
A．农业生态系统 B．城市生态系统
C．海洋生态系统 D．自然生态系统

参考答案
1．解析：生态系统指生物群落及无机环境相互作用的自然系统，即生态系统包括两部分内容，一部分是生物群落，一部分是无机环境。显然题中A、C、D选项都只包括生物群落或群落的部分生物，因此，它们都不是生态系统。
答案：B
2．D
3．解析：森林生态系统动植物种类繁多，群落结构复杂，种群密度和群落结构能够长期处于较稳定的状态。湖泊生态系统中属于淡水生态系统，水域中动植物种类较多，浅水区(层)深水层、底层生物分布相对稳定。海洋生态系统占地球表面积的70%，是一个非常巨大的生态系统、结构层次复杂，种类繁多，自动调节能力和稳定性最强。只有草原生态系统分布在干旱地区，动植物种类相对较少，群落结构相对简单，在不同季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构常常发生剧烈变化。
答案：D
4．A　5．D　6．B　7．C　8．B 性状分离比的模拟实验
【课前复习】
在学习新课程前回顾孟德尔的豌豆杂交试验、一对相对性状试验中出现的性状分离现象及对分离现象的解释等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．遗传的基本规律是研究什么在传种接代中的传递规律
A．基因 B．染色体 C．性状 D．相对性状
答案：A
2．在下列各组生物性状中，属于相对性状的是
A．番茄的红果和圆果 B．水稻的早熟和晚熟
C．绵羊的长毛和细毛 D．棉花的短绒和粗绒
答案：B
3．高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交试验如下图所示，图中a、b、c分别表示植物体，①、②、③表示过程。
请回答：(1)哪些个体是在自然状态下获得的 ____________。
(2)实验中肯定要进行去雄处理的是____________，去雄的时间和去雄后应采取的措施分别是____________。
(3)能看出显性性状为高茎的实验过程是(用图中序号表示)____________。
(4)孟德尔做了其他6对相对性状的杂交试验，子二代性状分离比总是接近于____________，这说明，此实验具有____________性。
解析：（1）豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，在自然状态下都是纯种，而此实验的亲本为纯种，故可在自然状态下获得；（2）纯种高茎豌豆作母本，要及时去雄以避免自然状态下自花受粉，又因为豌豆是闭花受粉的植物，因此应选在花蕾期，去掉未成熟的全部雄蕊，然后套上纸袋以免其他花粉的干扰。（3）因为子一代所表现出来的那个亲本的性状为显性性状，故过程→可看出高茎为显性性状，又因为高茎自交，后代既有高茎又有矮茎，说明矮茎为隐性性状，高茎则为显性性状。故过程②→③也可看出高茎为显性性状。
答案：（1）a、b　(2)a　花蕾期、套纸袋　（3）①→②；②→③　（4） 3∶1　普遍
知新——先看书，再来做一做
1．实验原理
由于进行有性杂交的亲本，在形成配子时，____________在减数分裂会彼此分离，形成两种比例相等的配子。受精时，比例相等的两种雌配子与比例相等的两种雄配子____________结合形成合子，机会均等。随机结合的结果是后代的基因型有三种，其比为____________，表现型有两种，其比为____________。因此，杂合子杂交后代发育成的个体，就一定会发生性状分离。通过模拟_________随机结合的过程，来探讨杂交后代的_________。
2． 实验步骤
(1)混合_________________________。
(2)随机_________________________。
(3)重复_________________________。
(4)统计____________组合。
(5)计算____________组合。

【学习目标】
1．理解等位基因在形成配子时发生分离、受精时雌、雄配子随机结合的过程。
2．认识和理解基因的分离和随机结合与生物性状之间的数量关系。
3．认识杂种后代性状的分离比，为进一步学习基因分离定律的实质打下基础。

【基础知识精讲】
课文全解：
1． 实验原理
由于进行有性杂交的亲本，等位基因在减数分裂形成配子时会彼此分离，形成两种比例相等的配子。受精时，比例相等的两种雌配子与比例相等的两种雄配子随机结合形成合子，机会均等。随机结合的结果是后代的基因型有三种，其比为1∶2∶1，表现型有两种，其比为3∶1。因此，杂合子杂交后代发育成的个体，就一定会发生性状分离。如果此实验直接用研究对象进行在条件和时间等方面不具备，就用模拟研究对象的实际情况，获得对研究对象的认识。本实验就是通过模拟雌雄配子随机结合的过程，来探讨杂交后代的性状分离比。
2．材料用具
小塑料桶2个，2种色彩的小球各20个 (球的大小要一致，质地要统一，手感要相同，并要有一定重量)。
3．实验方法与步骤
取甲、乙两个小桶，每个小桶内放有两种色彩的小球各10个，并在不同色彩的球上分别标有字母D和d。甲桶上标记雌配子，乙桶上标记雄配子，甲桶中的D小球与d小球，就分别代表含基因D和含基因d的雌配子；乙桶中的D小球与d小球，就分别代表含基因D和含基因d的雄配子。
(1)混合小球
分别摇动甲、乙小桶，使桶内小球充分混合。
(2)随机取球
分别从两个小桶内随机抓取一个小球，组合在一起，这表示雌配子与雄配子随机结合成合子的过程。记录下这两个小球的字母组合。
(3)重复实验
将抓取的小球放回原来的小桶，摇动小桶中的彩球，使小球充分混合后，再按上述方法重复做50～100次(重复次数越多，模拟效果越好)。记录时，可将三种基因型写好，列出表格，以后每抓一次，在不同基因型后以“正”字形式记录(如下表)。
基因型 DD Dd dd
次数 正 正 正
总计
百分比
D__组合与dd组合的百分比
(4)统计小球组合
统计小球组合为DD、Dd和dd的数量分别是多少，记录并填入上表。
(5)计算小球组合
计算小球组合DD、Dd和dd之间的数量比，以及含有D的组合与dd组合之间的数量比，将计算结果填入上表中。
4．实验结论
分析实验结果，在实验误差允许的范围内，得出合理的结论(可将全班每一小组结果综合统计，进行对比)。
问题全解：
46．制作DNA双螺旋结构模型的实验原理是什么？
见“内容全解1”。
47．制作DNA双螺旋结构模型注意事项和成功的关键是什么？
（1）注意事项
①代表配子的物品必须为球形，以便充分混合。
②抓球时应该双手同时进行，而且要闭眼，以避免人为误差。
③每做完一次模拟实验，必须摇匀小球，然后再做下一次模拟实验。
（2）成功的关键
实验成功的关键是模拟实验的重复次数，重复次数越多，结果越准确。小组统计与全班综合统计相结合。每个小组的统计数据不同。有的可能接近理论值，有的可能与理论值有一定差距。对全班的数据进行综合统计，结果会更接近理论值。

【学习方法指导】
1．做此实验一定要结合实验结果来理解基因分离和随机结合与生物性状之间的关系。在形成配子时等位基因分离，雌雄个体各产生两种配子，受精时雌雄配子又会随机结合成合子；由于配子的结合具有随机性，因此后代不一定出现3∶1的性状分离比。可以先统计本组实验后代性状比例，再把各组得到的数据加起来进行统计，这样可以充分理解3∶1的性状分离比是在后代数量较多时才越接近此比例。
2．代表配子的物品必须为球形，以便充分混合。购买小球时，须注意球的大小要一致，质地要统一，手感要相同，且要有一定的重量，以避免人为误差。而准备代表不同配子的小球时，如果小球为彩色的，可以不在小球上标上D和d，只要操作者记住哪种颜色代表哪种基因就可以了。如果小球为同一种颜色，则必须在小球上标上字母D和d，以区别出显性基因和隐性基因。
3．选择盛放小球的容器时，容器最好采用小桶或其他圆柱形容器，而不要采用方形容器，这样摇动小球时，小球能够充分混匀。
4．每个小桶内的带有两种不同基因的小球的数量必须相等，以表示形成配子时等位基因的分离，以及形成数目相等的含显性基因和含隐性基因的配子。
5．最好是2人1组，互相配合。此模拟实验比较简单，实验操作时以2人1组为宜。实验中1人抓球，每次抓取小球前，再顺便搅拌一下桶内小球，抓球时应该双手同时进行(可事先自定左手专抓甲桶、右手专抓乙桶，放回时可避免弄混)，而且要闭眼，以避免人为误差。另1人做记录，并负责将小球放回原处及摇匀小球。每做完一次模拟实验，必须摇匀小球，然后再做下一次模拟实验。整个模拟实验过程中，2人可以交换操作。
6．如果时间允许，可以多重复几次模拟实验。

【知识拓展】
模拟实验是根据相似性原理通过模拟的方法制成研究对象的模型，用模型来代替被研究对象，模拟研究对象的实际情况，来进行实验研究，由于生物学中很多研究对象直接用来进行实验非常困难或者不可能，因而模拟实验成为生物学中一个重要的研究方法。请设计一实验模拟减数分裂过程染色体的行为变化。
设计1：将包有红（或其他）颜色塑料皮的细铜线剪成4段两两等长的2种长短不一的线段(模拟母方的染色质或染色体)，将包有黄（或另一种）颜色塑料皮的细铜线剪成与红（或其他）颜色一一对应的线段(模拟父方的染色质或染色体)。分别模拟：
（1）间期：将两种颜色不同大小的细铜线各取1条共4条，代表精原细胞中的染色体（但仍呈细丝状），然后模拟复制过程，将其余的细铜线与这4条一一对应，在对应的2条细铜线之间的一点用少许橡皮泥（或口香糖等）粘合起来代表着丝点。
第一次分裂：将等长的一组颜色不同的细铜线进行分别配对，模拟联会，然后将每一根细铜线螺旋起来，模拟染色质螺旋为染色体的过程，再将表示联会的染色体排列在中央的一个平面上，接着模拟同源染色体分离、非同源染色体的自由组合的各种情况，最后形成两个次级精母细胞，实现染色体数目减半。
第二次分裂：将由橡皮泥粘合在一起的细铜线分开，模拟着丝点分裂，两个姐妹染色单体分开，并移向两极的情况。
设计2：（略）。

【同步达纲训练】
1．在“性状分离比的模拟实验”中，某同学连续抓取三次小球的组合都是DD，则他第四次抓取是DD的概率是
A．1/4 B．1/2 C．0 D．1
2．如果从两个小桶内重复抓取一次小球，在取出小球前，你估算是DD组合 的机会是
A．0 B．1／4 C．1／2 D．1
3．若D代表高茎，d代表矮茎，当你统计了200次后，矮茎植物约占
A．1／4 B．1／2 C．1 D．0
4．每次抓后统计的小球要重新放回桶内，其原因是
A． 表示两种配子的数目要相等 B．避免小球的丢失
C．避免人为误差 D．小球可再次使用
5．代表各种雌、雄配子的小球大小、形状、质地、重量等方面应彼此____________，其目的是____________。
6．由性状分离比的模拟实验可认识减数分裂形成配子时，等位基因____________，形成两种数目____________的配子，受精时，雌雄配子____________结合的过程。
7．若D代表豌豆圆粒基因，d代表豌豆皱粒基因，某同学抓取100次后，统计小球组合数结果为：DD组合为0，Dd组合为100，dd组合为0，你如何解释此结果


参考答案
1．解析：从甲桶内抓取D小球的可能性为1/2，从乙桶内抓取D小球的可能性也是1/2，两者组合在一起的可能性为（1/2）×（1/2）=1/4，每一次抓取都是独立的，对下一次抓取无影响，尽管该同学前三次抓取的都是DD，第四次抓取DD的概率依然是1/4。
答案：A
2．解析：无论抓取多少次，是DD组合的可能性都一样。
答案：B
3．解析：dd组合出现的概率为1／4
答案：A
4．解析：等位基因分离，形成两种数目相等的配子。
答案：A
5．相同　尽量减少人为误差
6．分离　相等　随机
7．一桶内全为D小球，另一桶内全为d小球。后代组合只有一种情况，说明亲本各只产生一种配子 染色体变异
【课前复习】
在学习新课程前必须复习有关减数分裂、有丝分裂中染色体行为变化规律、减数分裂和受精作用的意义以及染色体、基因之间的关系等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．水稻的体细胞中有24条染色体，在一般正常情况下，它的初级精母细胞、次级精母细胞和精子中染色体数目，分别依次是
A．24、12、12 B．24、24、12
C．24、48、12 D．48、24、12
解析：在减数分裂过程中初级精母细胞、次级精母细胞和精子中染色体数目的变化规律为2N→N→N，水稻体细胞染色体2N＝24条，依照这一变化规律就可得出正确答案。
答案：A
2．在细胞分裂中染色体数目加倍是在有丝分裂的
A．分裂间期 B．分裂前期
C．分裂中期 D．分裂后期
答案：D
3．对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物___________体细胞中___________的恒定性，对于生物的___________，都是十分重要的。
答案：前后代　染色体数目　遗传和变异
4．基因与染色体的关系是：一条染色体上有许多___________，染色体是基因的主要___________，基因在染色体上呈___________排列。
答案：基因　载体　直线
知新——先看书，再来做一做
1．基因突变和染色体变异的区别
（1）基因突变只是染色体上的___________的改变，而染色体变异改变的是一些基因的___________。
（2）基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下是___________的，而染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下是___________的。
2．染色体结构的变异
（1）实例：___________，是人的___________染色体部分缺失而引起的遗传病。
（2）概念：由染色体___________的改变而引起的变异。
（3）种类
①缺失：染色体中___________的缺失。
②重复：染色体中增加了___________。
③倒位：染色体中___________的位置___________。
④易位：染色体的___________移接到___________染色体上。
（4）结果：使排列在染色体上的基因的___________发生改变，从而导致性状的变异。
3．染色体数目的变异
（1）概念：染色体___________的改变而引起的变异。
（2）种类
①个别染色体的___________而引起的变异。
②染色体组成倍地___________而引起的变异。
（3）染色体组
细胞中的一组___________染色体，它们在形态和功能上___________相同，但是携带者控制一种生物生长发育、遗传和变异的___________，这样的一组染色体叫一个染色体组。
（4）二倍体
由___________发育而成的个体，体细胞中含有___________个染色体组的个体。
（5）多倍体
①概念：由___________发育而成的个体，体细胞中含有___________染色体组的个体。
②成因：多倍体产生的主要原因，是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到___________剧烈变化或___________的干扰，___________的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成了染色体数目___________的细胞。这种染色体___________的细胞，继续进行正常的有丝分裂，就可以发育成染色体___________的组织或个体。
③多倍体育种：
常用方法：_________________________。
育种原理：_________________________。
（6）单倍体
①概念：体细胞中含有本物种___________染色体数目的个体。
②特点：_________________________。
③成因：自然成因是___________发育而来；人为成因通常是___________离体培养。
④育种：方法：常采用___________的方法获得单倍体植株，再用___________处理使染色体加倍为正常植株。
特点：所得的后代都是___________体。

【学习目标】
1．识记染色体变异的概念及种类。
2．识记染色体组的概念及其实例。
3．识记单倍体、二倍体、多倍体的概念。
4．识记单倍体、多倍体产生的原因及特点。
5．识记单倍体育种过程及优点。

【基础知识精讲】
课文全解：
每种生物的染色体，无论结构或数目都是相对恒定的。但是，在自然条件或人为条件的影响下，染色体的结构和数目都可以发生变化，从而导致其上的基因数量、排列顺序发生改变从而引起生物的性状发生变异。
1．染色体变异的概念
染色体变异是指生物细胞的染色体结构、数目等发生改变从而引起生物性状的变异。主要包括染色体结构的变异和染色体数目的变异两类。
2．基因突变和染色体变异的区别
（1）由于染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈直线排列，因此基因突变只是染色体上的某一位点上基因的改变，有可能产生新的基因，而染色体变异改变的是一些基因的数量、排列顺序。
（2）基因突变是分子水平的变异，在光学显微镜下是观察不到的，而染色体变异是细胞水平的变异，在光学显微镜下是可以观察到的。
3．染色体结构的变异
在自然条件或人工诱导下，染色体在某些部位可以发生断裂。绝大多数的断裂通过修复过程在原处愈合，也有少数断裂的重接出现差错，或者断裂端保持游离状态，结果产生染色体结构变异。
（1）实例：猫叫综合征，是人的第五号染色体部分缺失而引起的遗传病。
（2）概念：在自然条件或人为因素的影响下，染色体结构发生改变而引起的变异。
（3）种类：
①缺失：染色体中某一片段的缺失。
②重复：染色体中增加了某一片段。
③倒位：染色体中某一片段的位置颠倒了180°。
④易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。
（4）结果：使排列在染色体上的基因的数目和排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
4．染色体数目的变异
图6—11—1
（1）概念：染色体数目的改变而引起的变异。
（2）种类
①个别染色体的增加或减少而引起的变异。
②染色体组成倍地增加或减少而引起的变异。
（3）染色体组
①概念：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，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫一个染色体组。
②实例：雄果蝇的染色体组，如图6—11—1。果蝇的体细胞中含有8个染色体。这8个染色体，包括3对常染色体（ⅡⅡ、ⅢⅢ、ⅣⅣ）和1对性染色体（雌果蝇为XX，雄果蝇为XY），因此共有4对，每对是一对同源染色体。这8个染色体可以分成两组。就雄果蝇来说，其中的一组包括X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，另一组包括Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。在精子形成的过程中，经过减数分裂，染色体的数目减半，所以雄果蝇的精子中只含有一组染色体（X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），这一组染色体中的4个染色体，形状和大小各不相同。不同种的生物，每个染色体组所包括的染色体在数目、形态和大小方面是不同的。
（4）二倍体
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体。
（5）多倍体
①概念：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
②成因：多倍体产生的主要原因，是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到外界环境条件剧烈变化或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。这种染色体加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，就可以发育成染色体加倍的组织或个体。
染色体数目加倍也可以发生在配子形成的减数分裂过程中，这样就会产生染色体加倍的配子，染色体加倍的配子在受精以后也会发育成多倍体。
例如，帕米尔高原的高山植物，其中有65%是多倍体。
③特点：由于染色体数目的增加，多倍体植株与二倍体植株在性状上有很大的差别。多倍体植株一般表现为茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增高。例如，四倍体葡萄的果实比二倍体品种大得多，四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍。
④多倍体育种
常用方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
育种原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，从而引起染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的有丝分裂，将来就可以发育成多倍体植株。
实例：三倍体无籽西瓜培育过程（见发散迁移）。
（6）单倍体
①概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。
②实例：蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来，体细胞含有32条染色体，而雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来，体细胞中含有16条染色体。
③特点：单倍体的植株弱小，且高度不育。
④育种方法：常采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使染色体加倍为正常植株，用这种方法育种所得的后代都是纯合体。
问题全解：
68．什么是染色体变异？有哪些类型？
见“课文全解1”。
69．染色体变异与基因突变的区别是什么？
见“课文全解2”。
70．染色体结构变异的种类有哪些？
见“课文全解3—（3）”。
71．什么是染色体数目变异？都包括哪些类型？
分别见“课文全解4—（1）（2）”。
72．什么是染色体组？染色体组定义的实质是什么？
染色体组的概念见“课文全解4—（3）—①”。
染色体组定义的实质是，它携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。
73．何为二倍体？何为多倍体？
分别见“课文全解4—（4）（5）—①②”。
74．多倍体产生的原因是什么？多倍体生物有何特点？有何应用？
分别见“课文全解4—（5）—②③④”。
75．什么样的多倍体能产生无籽果实？
体细胞中染色体组数为奇数的多倍体，在减数分裂过程中会造成染色体配对紊乱，不能正常地形成生殖细胞，因此这样的多倍体是高度不育的。例如香蕉，由于不能正常地形成生殖细胞，因此香蕉是没有种子的，它只能依靠无性繁殖来繁殖后代。
76．为什么多倍体在动物界比较少见？
多倍体在动物界比较少见，这是因为动物大多数是雌雄异体的，雌雄配子的染色体稍有不平衡就会导致不育，甚至使个体不能存活。少数多倍体动物，如甲壳类四倍体丰年虫，通常只能依靠无性繁殖产生后代。
77．什么是单倍体？单倍体的体细胞中是否都含有一个染色体组？
单倍体的概念见“课文全解4—（6）—③”。
单倍体的体细胞中不一定含有一个染色体组。单倍体是体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，与染色体组的数目无关。
78．单倍体生物产生的原因是什么？有何特点？其高度不育的原因是什么？
自然界中的单倍体是由未受精的卵细胞发育而来的，人工诱导的单倍体往往是通过花药离体培养而来的。
单倍体生物的特点见“课文全解4—（6）—③”。
单倍体高度不育的原因是减数分裂过程中染色体不能正常配对，从而不能正常地形成生殖细胞，导致不育。
79．单倍体育种常见的方法是什么？其意义是什么？
在单倍体育种上，常采用花药离体培养的方法先获得单倍体，也就是通过花粉粒直接培养出单倍体植株。培养出的单倍体植株再经过人工诱导，使它的染色体数目加倍。这样，它的体细胞中不仅含有正常植株体细胞中的染色体数，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的。这样的植株自交以后产生的后代，就不会发生性状分离。因此，利用单倍体植株培育新品种，可以明显地缩短育种年限。例如，通常的杂交育种，由于杂交后代不断地发生分离，需要几年的时间进行选择纯优、淘汰杂劣的工作，才能获得一个稳定的优良品种，而采用单倍体育种方法，只需要两年的时间就能育成合乎要求的新品种。
80．常见的育种方法有哪些？各自依据的原理是什么？
见下表。
杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
处理 杂交 用射线、激光、化学药品处理生物 用秋水仙素处理种子或幼苗 花药离体培养，秋水仙素处理
原理 通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中 用人工方法诱发基因突变，产生新性状，创造新品种或新类型 抑制细胞分裂中纺锤体的形成，使染色体数加倍后不能形成两个细胞 诱导花药直接发育成植株，再用秋水仙素加倍成纯合体
优点 方法较简便 提高突变频率，创造需要的变异类型，选择、培育出优良品种 器官较大，营养物质含量高 缩短育种的年限
例子 高秆抗病与矮秆染病小麦杂交产生矮秆抗病品种 高产量、高油量的“黑农5号”大豆的育成 三倍体无籽西瓜和甜菜，八倍体小黑麦 抗病植株的育成

【学习方法指导】
1．联系实例理解染色体组的概念。染色体组的概念是学习二倍体、多倍体内容的基础和关键。学习时应联系果蝇细胞中的染色体组充分理解概念，掌握这一概念的本质。染色体组所包括的染色体，实际上是在某物种的每种同源染色体之中任意选取一条组成的一组染色体；也就是说，在一个染色体组中，不存在大小和形状等方面都相同的同源染色体对。
2．从发育起点上理解单倍体的概念。一般地说，体细胞含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体个体的体细胞不一定都含有一个染色体组，实际上，它与染色体组数无关，主要看是否由配子直接发育来，由配子不经受精直接形成的个体不管体细胞中含有几个染色体组，均为单倍体。
3．从发育起点和染色体组数上正确区分二倍体、多倍体和单倍体。二倍体和多倍体发育的起点是受精卵，而单倍体发育的起点是配子。由受精卵发育而来的、体细胞含有两个染色体组的个体为二倍体，体细胞含有三个以上染色体组的个体为多倍体。

【知识拓展】
1．多倍体的类型及特点
根据染色体组的起源不同，可以将多倍体分为同源多倍体和异源多倍体。若染色体来源于同一物种的称为同源多倍体，如三倍体无籽西瓜；马铃薯则是同源四倍体。天然的同源多倍体不仅在动物中极为罕见，就是在植物界中也不多见。若染色体组来源于不同的物种，则称为异源多倍体。这样的多倍体包含着若干个祖先种（基本种）的染色体组，即细胞中染色体的来源不同。祖先种（基本种）的染色体组称为基本染色体组，以X表示。相应地把包含若干祖先种的染色体组的物种称为异源多倍体物种，它的体细胞中的染色体组数为2n=2ΣX。例如，普通小麦的染色体组包含三个祖先种的基本染色体组，其体细胞中染色体组数为2n=2X1+2X2+2X3=6X。因此，普通小麦是异源六倍体植物。高等显花植物中约有一半为异源多倍体。与二倍体相比，同源多倍体有下列特点：
（1）巨型性，即整个植株及其各种器官都有增大趋势。如四倍体水稻的千粒重比二倍体水稻大一倍。
（2）生理代谢活性增强、糖类、蛋白质及其他产物的含量增高。
（3）生长和开花一般延迟，如四倍体玉米可能为二年生或多年生（类似竹类）。
（4）结实率一般降低，如一个二倍体番茄果实内平均种子数为100～170粒，而四倍体番茄果实的平均种子数只有10～30粒。
（5）抗逆性强，如四倍体番茄抗立枯病。
2．三倍体无籽西瓜
人们平常食用的西瓜是二倍体，在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，在四倍体植株上结种子，得到的种子胚细胞中有三个染色体组。把这些种子种下去，就会得到三倍体的植株。由于三倍体的植株在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体的植株开花时，需要授给普通西瓜（二倍体）成熟的花粉，刺激子房发育而成为果实（西瓜）。因为胚珠并不发育成为种子，所以这种西瓜叫做无籽西瓜。
3．八倍体小黑麦
八倍体小黑麦是普通小麦（六倍体）与黑麦（二倍体）杂交所产生的新种。黑麦和普通小麦在植物分类学上属于不同的属，二者的亲缘关系较远，它们的杂交后代完全不育。中国农业科学院的科学工作者，运用先进的育种方法和技术，使上述的杂种能够生育，并且对杂种的后代进行选育，从中培育出适于在高寒地区种植的良种。它的优点是：耐瘠薄的土壤和寒冷的气候，面粉白，蛋白质含量高，产量比在高寒地区种植的普通小麦和黑麦都高，茎秆可以作青饲料。

【同步达纲训练】
1．以下情况下，属于染色体变异的是
①唐氏综合征患者细胞中的第21号染色体有3条　②姐妹染色体单体的分开　③染色体数目增加或减少　④染色单体部分缺失后而形成的精子　⑤非同源染色体之间的自由组合　⑥染色体上DNA碱基对的增添缺失
A．②④⑤ B．①③④⑥
C．②③④⑥ D．①③④
2．某生物正常体细胞的染色体数目为8条，下图表示含有一个染色体组的细胞是
3．下列关于染色体组的正确叙述是
A．染色体组内不存在同源染色体
B．染色体组只存在于生殖细胞中
C．染色体组只存在于体细胞中
D．染色体组在减数分裂过程中消失
4．染色体数目异常的基础主要是
A．染色体复制 B．染色体断裂
C．染色体易位 D．染色体不分离
5．对于一个染色体组成为XXY的色觉正常的男孩，其双亲可能有如下几种情况
①色盲的母亲和正常的父亲　②色盲的父亲和正常的母亲(不携带色盲基因)
则以上两种情况中，染色体畸变分别发生于什么之中
A．精子，精子 B．精子，卵细胞
C．卵细胞，卵细胞 D．精子，精子或卵细胞
6．用杂合体种子尽快获得纯合体植株的方法是
A．种植→F2→选不分离者→纯合体
B．种植→秋水仙素处理→纯合体
C．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合体
D．种植→秋水仙素处理→花药离体培养→纯合体
7．下面有关单倍体的叙述中，不正确的是
A．由未受精的卵细胞发育而成的个体
B．花药经过离体培养而形成的个体
C．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体
D．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体
8．萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。出现这种现象的原因是
A．基因自由组合 B．染色体结构变异
C．基因突变 D．染色体加倍


参考答案
1．D　2．C　3．A
4．解析：染色体数目的变异包括细胞内个别染色体的增减以及染色体组成倍的增减所产生的变异，而除了染色体组成倍的减少而产生的变异外，其他主要都是由于染色体不分离造成的。
答案：D
5．解析：XXY色觉正常的男孩的基因型为XBXBY或XBXbY，①色盲的母亲和正常的父亲的基因型分别为XbXb、XBY，母亲不会有XB，所以XBY都来自父亲，即来自于精子，这是因为产生精子时减数分裂第一次分裂X、Y染色体没有分开所致；②色盲的父亲和正常的母亲(不携带色盲基因)的基因型分别为XbY、XBXB，若该男孩的基因型为XBXBY，则XBXB一定来自母亲，这是因为产生卵细胞时减数分裂第一次分裂X、X染色体没有分开或者是减数分裂第二次分裂X、X染色单体没有分开所致；若该男孩的基因型为XBXbY，则XbY一定来自父亲，这是因为产生精子时减数分裂第一次分裂X、Y染色体没有分开所致。
答案：D
6．C　7．C　8．D生物固氮
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用
植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐；这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收作用。在氧气不足的条件下，土壤中硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。
大气中的分子态氮还原成氨，这一过程叫做固氮作用。没有固氮作用，大气中的分子态氮就不能被植物吸收利用。地球上固氮作用的途径有三种：生物固氮、工业固氮（用高温、高压和化学催化的方法，将氮转化成氨）和高能固氮（如闪电等高空瞬间放电所产生的高能，可以使空气中的氮与水中的氢结合，形成氨和硝酸，氨和硝酸则由雨水带到地面）。据科学家估算，每年生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右，可见，生物固氮在地球的氮循环中具有十分重要的作用。
2．固氮生物的类型
固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮生物和联合固氮微生物三类。
自生固氮微生物在土壤或培养基中生活时，可以自行固定空气中的分子态氮，对植物没有依存关系。常见的自生固氮微生物包括以圆褐固氮菌为代表的好氧性自生固氮菌、以梭菌为代表的厌氧性自生固氮菌，以及以鱼腥藻、念珠藻和颤藻为代表的具有异形胞的固氮蓝藻（异形胞内含有固氮酶，可以进行生物固氮）。
共生固氮微生物只有和植物互利共生时，才能固定空气中的分子态氮。共生固氮微生物可以分为两类：一类是与豆科植物互利共生的根瘤菌，以及与桤木属、杨梅属和沙棘属等非豆科植物共生的弗兰克氏放线菌；另一类是与红萍（又叫做满江红）等水生蕨类植物或罗汉松等裸子植物共生的蓝藻。由蓝藻和某些真菌形成的地衣也属于这一类。
有些固氮微生物如固氮螺菌、雀稗固氮菌等，能够生活在玉米、雀稗、水稻和甘蔗等植物根内的皮层细胞之间。这些固氮微生物和共生的植物之间具有一定的专一性，但是不形成根瘤那样的特殊结构。这些微生物还能够自行固氮，它们的固氮特点介于自生固氮和共生固氮之间，这种固氮形式叫做联合固氮。
【学法指导】
本部分复习2～3课时，第1课时复习生物固氮的有关知识，第2～3课时，选取部分练习题将本章内容进行复习巩固。
1．“生物固氮”一节先介绍固氮微生物的种类、代表微生物的形态生理特征及其在农业生产实践中的应用；又讲述了生物固氮的原理和意义；还介绍了生物固氮在农业生产中的应用，表现在三个方面：土壤中氮素的消耗和补充途径，目前广泛应用的对豆科植物播种前进行的根瘤苗拌种，以及农田中种植绿肥的科学道理；并设计了一项课外生物科技活动，让我们通过对比实验加强对根瘤菌拌种促进豆科作物产量的认识。“自生固氮菌的分离”这一实验介绍了从土壤表层中分离自生固氮菌的原理、目的要求、材料用具和方法步骤。
2．本节学习重点：固氮微生物的种类；生物固氮的意义。学习本节内容，应注意从以下方面来掌握重点、突破难点，以实现学习目标，通过学习固氮微生物的种类，生物固氮的简要过程，生物固氮的意义和生物固氮在农业生产中的应用等知识，进一步了解生物固氮的基础知识，了解这些知识在农业生产上的应用，提高自己探索生物科学奥秘的兴趣。注意相关知识的比较：
共生固氮菌与自生氮菌；生物固氮、高能固氮与工业固氮；碳循环与氮循环。通过比较，培养自己的求同思想能力和求异思维能力。
3．初中教科书第二部分第一章“细菌”和高中必修教科书第八章第一节“生物与环境的相互关系”，分别讲述了根瘤菌能够促进豆科植物生长以及两者具有互利共生的关系，在学习“生物固氮”前也应认真复习。
4．通过实验初步学会从土壤表层中分离自生固氮菌，学会简易涂片的制作方法，了解并能识别自生固氮菌的形态特征；体验一些研究微生物的过程和方法；实验中要善于自主地提出一些思维含量高的问题，如本实验整个操作过程每个细节都要防止杂菌污染，你认为每个细节中为防止杂菌污染采用的措施是什么？假如黏液中有三种自生固氮菌，你能否想出一种方法，将这三种细菌分离开来，通过在教师引导下讨论和实践广开思路，获得真知；还要善于对实验中的某一步骤进行创新设计，如能否用土壤浸出液代替稀泥浆接种？培养自己实事求是的科学态度和团结协作精神，培养自己的观察能力、实验操作和设计能力、科学探究能力和创新能力。
【典型例题精讲】
［例1］（2000年山西高考题）豆科植物与根瘤菌的互利共生关系主要体现在
A．豆科植物从根瘤菌获得NH3，根瘤菌从豆科植物获得糖类
B．豆科植物从根瘤菌获得含氮有机物，根瘤菌从豆科植物获得NH3
C．豆科植物从根瘤菌获得N2，根瘤菌从豆科植物获得有机物
D．豆科植物从根瘤菌获得NO，根瘤菌从豆科植物获得NH3
【解析】 根瘤菌与豆科植物是一种彼此有利、相互依赖的关系，主要体现在：豆科植物通过光合作用制造的糖类等有机物，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物固氮制造的氨供给豆科植物。
【答案】 A
［例2］关于根瘤及根瘤菌的叙述中，不正确的一项是
A．根瘤可以单独着生，也可以聚集在一起生在根上
B．一般豆科植物的主根和侧根上都可以着生根瘤
C．根瘤是由根瘤菌进入根细胞内部，刺激根组织膨大而成的
D．根瘤破溃后，根瘤菌全部死亡后进入土壤
【解析】 本题考查根瘤和根瘤菌的关系。因我们知道，根瘤是豆科植物的根部在生长发育过程中，被土壤中一些相适应的根瘤菌侵入后，通过大量繁殖，并刺激根部细胞不断分裂，进而使该处组织逐渐膨大后形成的。根瘤可以单独着生，也可以在任意根上聚集形成，但主根上的根瘤菌固氮能力强。当植物衰老死亡后，根瘤也要破溃，其内的根瘤菌便进入土壤，进入土壤的根瘤菌不一定死亡。
【答案】 D
［例3］关于固氮生物的正确说法是
A．固氮生物都是异养的
B．固氮生物都是共生的
C．固氮生物都是细菌或放线菌
D．根瘤菌固定的氮素占生物固氮的绝大部分
【解析】 本题考查固氮生物的有关知识。固氮生物有的异养如根瘤菌，有的自养如蓝藻，有的与其他植物共生如根瘤菌与豆科植物，有的自生如圆褐固氮菌。固氮生物除细菌和放射菌外，还有蓝藻，其中根瘤菌固定的氮素占自然界生物固氮总量的绝大部分。
【答案】 D
［例4］关于生物固氮的正确叙述是
A．生物遗体中的含氮化合物首先被转化成硝酸盐
B．硝化细菌可以使氮元素回归大气
C．圆褐固氮菌固定的氮可直接被植物吸收利用
D．硝化细菌可以把植物不能吸收的氨转变为能吸收的硝酸盐
【解析】 本题考查生物固氮的有关知识。生物遗体中的含氮化合物先被微生物分解形成氨，在有氧条件下，土壤中的氨和铵盐在硝化细菌作用下最终氧化成硝酸盐，在氧气不足条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌（而不是硝化细菌）等多种微生物还原成亚硝酸盐，并进一步还原成分子态氮返回大气中。圆褐固氮菌是土壤中的自生固氮菌，其固氮产生的NH3要经过硝化细菌的作用转化成NO后才能被植物体利用。
【答案】 D
【达标训练】
一、选择题
1．下列哪项不属于固氮生物
A．根瘤菌 B．圆褐固氮菌
C．某些蓝藻 D．豆科植物
【解析】 豆科植物本身不能固氮，只有根瘤菌侵入豆科植物的根内才能固氮。根瘤菌为豆科植物提供氮肥，豆科植物为根瘤菌提供营养。
【答案】 D
2．下面对氮循环的说法中正确的是
A．生物的固氮过程就是N2吸收到植物体内被利用了
B．氮素一旦进入生物体内就不会形成N2
C．生物体内的氮主要来源于闪电固氮
D．动物产生的尿素转化成的铵盐可被植物吸收利用
【解析】 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程；生物体内的氮主要以生物固氮为主。
【答案】 D
3．在生物固氮过程中，最终电子受体是
A．N2和乙炔 B．NH3
C．乙烯 D．NADP+
【解析】 在固氮酶将N2还原成NH3的过程中，需要e和H+，还需要ATP提供能量。简单地说，在ATP提供能量的情况下，e和H+通过固氮酶传递给N2和乙炔，使它们分别还原成NH3和乙烯。
【答案】 A
4．根瘤菌的新陈代谢类型属于
A．自养需氧型 B．自养厌氧型
C．异养需氧型 D．异养厌氧型
【答案】 C
5．圆褐固氮菌除了具有固氮能力外还能
A．促进植物生根
B．促进植物开花
C．促进植物形成种子
D．促进植物的生长和果实发育
【解析】 圆褐固氮菌具有较强的固氮能力，并且能够分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。
【答案】 D
6．下列各项中与根瘤菌固氮过程无关的是
A．e和H+ B．ATP
C．NO D．固氮酶
【答案】 C
7．下列关于根瘤菌的论述，错误的是
A．能侵入任何一种豆科植物
B．能与豆科植物共生
C．属异养型生物
D．属原核生物
【解析】 不同的根瘤菌，各自只能侵入特定种类的豆科植物：有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，例如大豆根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，例如，蚕豆根瘤菌可以侵入蚕豆，菜豆和豇豆的根。
【答案】 A
8．根瘤菌在生态系统中的地位是
A．生产者 B．消费者
C．分解者 D．寄生者
【答案】 B
9．圆褐固氮菌的新陈代谢类型属于
A．自养需氧型 B．异养需氧型
C．自养厌氧型 D．异养厌氧型
【答案】 B
10．能够侵入植物体内发挥固氮作用的微生物是
A．酵母菌 B．真菌
C．细菌 D．霉菌
【解析】 固氮微生物主要指具有固氮功能的细菌，此外，还包括一些具有固氮功能的放线菌和蓝藻。
【答案】 C
11．圆褐固氮菌固氮后形成的产物是
A．可以直接被植物吸收利用
B．经过分解者作用后才能被植物吸收
C．经过动物代谢后才能被植物吸收利用
D．经某种生产者的作用后才能被植物吸收利用
【解析】 圆褐固氮菌固氮后形成的产物NH3，经过土壤中的硝化细菌（生产者）的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。
【答案】 D
12．氮进入高等植物体内的形式是
A．N2 B．硝酸盐和铵盐
C．NO D．NO2
【答案】 B
13．以下说法错误的是
A．土壤中的氨经过硝化细菌的作用，最终转化成硝酸盐
B．土壤中的一些细菌在氧气充足的条件下，将硝酸盐转化成亚硝酸盐，并最终转化成氮气
C．植物只能利用土壤中的硝酸盐和铵盐，而不能直接利用空气中的氮气
D．根瘤菌固定的氮一部分供宿主植物利用，一部分留给自己使用
【解析】 土壤中的一些细菌（如硝化细菌）在氧气充足条件下，把氨转化为硝酸盐；在氧气不足的情况下，土壤的另一些细菌（如反硝化细菌）可以将硝酸盐转化为亚硝酸盐并最终转化为氮气，氮气则返回到大气中。
【答案】 B
14．豆科植物形成根瘤的直接原因是
A．根瘤菌入侵的结果
B．根瘤菌固定N2的结果
C．根的薄壁细胞分裂的结果
D．根内形成NH3的结果
【解析】 豆科植物幼苗长出后，土壤中与该种豆科植物相适应的根瘤菌就侵入到根内。根瘤菌在根内不断地繁殖，并且刺激根内的一些薄壁细胞分裂，进而使该处的组织逐渐膨大，形成根瘤。（关键是“直接”原因）
【答案】 C
15．根瘤菌在根内不断地繁殖，并且刺激根内的一些细胞分裂，进而使该处的组织逐渐膨大，形成根瘤，其刺激的细胞是
A．厚壁细胞 B．薄壁细胞
C．表皮细胞 D．根冠细胞
【答案】 B
16．从大豆的根瘤中分离出来的根瘤菌能侵入的根是
A．豆根 B．蚕豆根
C．大豆根 D．豇豆根
【解析】 有的根瘤菌只能侵入一种豆科植物，例如大豆根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能够侵入多种豆科植物，例如，蚕豆根瘤菌可以侵入蚕豆、菜豆和豇豆的根。
【答案】 C
17．从土壤中分离自生固氮菌到制成临时涂片的步骤是
A．观察→培养→接种→涂片
B．接种→观察→培养→涂片
C．培养→接种→观察→涂片
D．接种→培养→观察→涂片
【答案】 D
18．下面对氮素与光合作用的关系的表述中，不正确的是
A．土壤中氮素含量越多，光合速率越快
B．追施氮肥，促进叶片面积增大，叶片数目增多，增加了光合面积
C．施氮肥后，叶绿素含量增加，加速了光反应
D．氮肥也能增加叶中蛋白态氮的百分率；酶数量增多，使暗反应顺利进行
【答案】 A
19．在一块从未种过豆科植物的贫瘠土地上种植大豆，为提高产量，下列措施最具生态效益的是
A．加施氮肥，合理密植
B．根瘤菌在土壤中广泛分布，故无需施肥
C．播种前在避光条件下进行根瘤菌拌种
D．播种前对种子进行消毒处理
【解析】 土壤可以通过两条途径获得氮素：一条是含氮肥料（包括氮素化肥和各种农家肥料）的施用；另一条是生物固氮。对豆科作物进行根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。播种前，将豆科作物的种子沾上与该种豆科作物相适应的根瘤菌，这显然有利于该种豆科作物被相应的根瘤菌侵入。特别是新开垦的农田和未种植过豆科作物的土壤中，根瘤菌很少，并且常常不能使豆科作物结瘤固氮，更需要进行根瘤菌拌种。经过根瘤菌拌种的豆科作物，不仅能够明显提高粮食产量，而且有利于生态环境的保护。
【答案】 C
20．豆科植物根瘤菌的固氮能力最强的时期是
A．成长时期 B．幼苗时期
C．开花之前 D．开花之后
【答案】 C
21．大气中的氮被植物体利用的途径不包括
A．主要被植物体直接利用
B．以生物固氮的形式形成氨盐
C．以工业固氮的形式形成氨盐和硝酸盐
D．在自然界中通过闪电等高能固氮的形式形成含氮无机盐被植物体利用
【解析】 大气中的N2需经固氮微生物的固氮过程，将N2还原成NH3，NH3经过土壤中硝化细菌的作用，最终转化成硝酸盐，硝酸盐可以被植物吸收利用。
【答案】 A
二、非选择题
22．对豆科作物进行_________拌种是提高豆科作物产量的一项有效措施。非豆科作物一旦能够自行固氮，不仅能够明显地提高粮食_________，而且有利于_________的保护。
【答案】 根瘤菌 产量 生态系统
23．共生固氮微生物与自生固氮微生物的区别是前者与绿色植物_________，只有侵入到_________时才能固氮，后者在土壤中能够_________。
【答案】 互利共生 根内 独立固氮
24．下图为生物固氮原理示意图。据图回答：
（1）图中［1］→［2］表示_________________。
（2）e和H+通过［ ］_________最终传递给_________和_________。
（3）图中［5］是_________，［6］是_________。
（4）该原理可用反应式概括为____________________________。
【答案】 （1）ATPADP+Pi （2）4 固氮酶 N2 乙炔 （3）NH3 C2H4 （4）N2+C2H2+e+H++ATPNH3+ C2H4+ADP+Pi
25．全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%，绝大多数是通过生物固氮进行的。最常见的是生活在豆科植物根部的根瘤菌，能将大气中游离态的氮，经过固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物的利用，而豆科植物为根瘤菌提供营养物质。
（1）根瘤菌和豆科植物的关系在生物学上称为_________。
（2）根瘤菌之所以能进行固氮作用，是因为它有独特的固氮酶，根本原因是它具有独特的_________。
（3）日本科学家把固氮基因转移到水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的_________，进而起到固氮作用，从而减少氮肥的施用量。而更为理想的是直接将固氮基因重组到稻、麦等经济作物的细胞中，建立“植物的小化肥厂”，让植物本身直接固氮，这样就可以免施氮肥。如果这种重组能实现的话，那么固氮基因最终实现表达的途径是________________。
（4）这种生物固氮和工业合成氨比较，它是在_________、_________条件下进行的，从而节省了大量的器材、设备和能源。
【解析】 （1）根瘤菌通过生物固氮作物为豆科植物提供含氮的无机盐，豆科植物通过光合作用为根瘤菌提供有机物，故两者是互利共生关系。
（2）固氮酶是由固氮基因控制合成的，故答案为固氮基因。
（3）固氮基因转移到水稻根系微生物中后，可控制合成固氮所需的固氮酶。此途径是固氮基因→信使RNA→固氮酶。
（4）生物固氮所需条件往往比较温和，常温、常压下就可进行；工业合成氮必需要求高温、高压条件。因此生物固氮比工业合成氮节省了大量器材、设备和能源。
【答案】 （1）互利共生 （2）固氮基因 （3）酶 固氮基因信使RNA固氮酶 （4）常温 常压
26．阅读下列材料，回答相关问题。
材料1 在自然界中有将游离态氮转化成化合态氮的生物，也有将化合态氮转化成游离态氮的细菌，由于其生理过程与硝化细菌相反，故称为反硝化过程，该细菌被称为反硝化细菌，反硝化细菌对农业生产是不利的，会降低土壤的肥力，但对于氮的循环来说是必不可少的。
材料2 生态系统中氮循环和碳循环及其相互关系的简图如下。
材料3 由于鸟类对飞翔生活的适应，要减轻体重，所以鸟类的消化道相对较短。在养鸡场里，由于鸡的消化道相对较短，食物中的有机物消化不充分。在其排出的粪便中还有很多有机物未被充分利用，所以常将鸡粪发酵除臭后掺到其他的饲料中喂猪，可以节省饲料，提高经济效益。
（1）上图中过程①称为_________，过程②称为_________。如果图示是一个封闭的大棚生态系统，遇到连续阴雨天气，你认为采取何种措施对植物生长较为有利？______________________。采取这种措施的目的是___________________________。
（2）在完成图中⑤过程的生物中，根瘤菌是非常有名的，它活跃在豆科植物的根部形成根瘤，与豆科植物呈现良好的共生关系，请你具体说出豆科植物与根瘤菌之间的互惠关系：_______________________________。
（3）植物完成图中④过程的主要方式是_________，如果土壤板结或长期水淹，陆生植物通过该过程吸收的氮素是否能满足其生理需要？_________，其原因是____________________________。
（4）你认为材料1中提到的反硝化细菌的生理过程是由图中的哪个标号体现的？_______。
（5）图中哪个标号代表的内容能体现出这个生态系统自动调节能力的大小？_________。
（6）你认为鸡粪发酵除臭是何种细菌的作用？在图中哪个标号所示的过程能反映除臭的生理过程_______________________。
【解析】 本题目是一个综合性题目，综合了植物代谢、生态等有关知识。
（1）图中①过程是植物通过光合作用将大气中CO2合成有机物的过程；②过程是植物通过呼吸作用分解有机物释放CO2的过程。在阴雨天气，光照较弱，光合作用弱，故可采取增强光照措施提高植物光合作用；另外也可以通过降低棚内温度来降低呼吸作用来促进植物生长。
（2）豆科植物通过光合作用为根瘤菌提供有机物，根瘤菌通过生物固氮过程为豆科植物提供氮源。
（3）NH3溶于水形成NO，NO通过主动运输方式被植物根吸收，如果土壤板结或长期水淹，会影响植物根的呼吸作用，进而影响根对矿质元素的吸收。
（4）从图示中可看出⑥过程是反硝化细菌的生理过程。
（5）图中⑨代表食物链、食物网，既生态系统的营养结构，生态系统的营养结构越复杂，其自动调节能力越大，反之越小。
（6）鸡粪发酵有臭味是因为生成NH3，细菌可以将NH3氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，故可除臭；图中⑦过程正反映了这一过程。
【答案】 （1）光合作用 呼吸作用 增强光照，降低棚内温度 增加光合作用强度，减少呼吸消耗 （2）豆科植物为根瘤菌提供有机物，根瘤菌为豆科植物提供氮源 （3）主动运输 不能 土壤中缺氧，影响呼吸作用，进而影响氮的吸收 （4）⑥ （5）⑨ （6）硝化细菌，⑦
【资料补充】
1．光合作用中与物理化学知识相联系的知识点有：叶绿体色素与光谱、波长，棱镜与光的色散，光反应中的光电效应、光合作用与示踪原子等以上学科间交叉点较多。
2．生物固氮与物理、化学知识相联系的知识点有：地球上固氮作用的途径（生物固氮、闪电固氮、工业固氮），构成氮循环的主要环节：生物体内有机氮的合成、氮化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。
［例1］早在一百多年前（1883年）德国生物学家C．Engelmann用巧妙的实验研究了光合作用的作用光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状绿藻上，并在丝状绿藻的悬液中放入一些细菌，然后在显微镜下观察细菌在丝状绿藻各部分的聚集情况（第十五章）
（1）丝状绿藻多聚集在悬液中的什么位置？________________________。
（2）若细菌的聚集位置与丝状绿藻的位置相同。则其异化作用的类型是_________。
（3）写出A、B、C、D、E、F、G不同波长光的颜色：_____________________。
（4）如果将该丝状绿藻长期放在D色光下照射，丝状绿藻将会_________，原因是____________________________。
（5）什么情况下丝状绿藻周围的细菌呈均匀分布？____________________________。
（6）太阳辐射中的红外光和紫外光能否被丝状绿藻利用？____________________________。
【解析】 根据物理知识。A、B、C、D、E、F、G分别代表红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光，又根据生物学的光合作用知识。绿藻所含的色素主要吸收红光和蓝紫光，因此，丝状绿藻将分布在红光和蓝紫光对应的悬液上下两端；丝状绿藻光合作用放出氧气，而细菌聚集在氧气含量高的位置，说明它们是需氧型生物。因为D代表绿光，而丝状绿藻几乎不吸收绿光，长期在绿光下的绿藻不能进行光合作用，就会死亡。除去棱镜的分光作用，给以正常的可见光照射，各部位丝状绿藻光合作用速率等同，其周围的细菌就呈均匀分布。太阳辐射中的红外光和紫外光不属于可见光，叶绿素不能吸收，因此丝状绿藻不能利用。
【答案】 （1）红光和蓝紫光 （2）需氧型生物 （3）红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 （4）死亡 丝状绿藻几乎不吸收绿光，不能进行光合作用 （5）正常可见光照射 （6）不能利用
［例2］硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥，试回答下列问题；
（1）某硫酸铵肥料。实验测得氮的质量分数为20%，该样品中可能混有_________。
A．碳酸氢铵 B．硝酸铵
C．氯化铵 D．磷酸氢二氨
（2）下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是_________。
A．碳酸氢铵 B．草木灰
C．过磷酸钙 D．氯化钾
（3）田间一次施用该化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是
A．根细胞从土壤中吸收的养分过多
B．根细胞不能从土壤中吸水
C．根系不能将水向上运输
D．根系加速了呼吸作用，释放的能量过多
（4）有人给农作物施用15N标记的肥料，结果，在食用此农作物的动物尿中可查出15N，试问：
①含15N的化肥从土壤溶液中先后经_________和_________的过程而进入根细胞的。
②含15N的物质在植物体细胞内的_________处合成为植物蛋白质，以后被动物摄取；这种植物的蛋白质，在消化道内，先后经_________等酶的作用，又分解为含15N的氨基酸。
③含15N的氨基酸被吸收进入动物细胞内，又经_________作用被分解为含15N的物质，进而转变成_________随尿排出体外。
（5）在土地中施用（NH4）2SO4肥料时，植物吸收的NH多于SO，会不会造成细胞内酸碱度的不平衡？
【解析】 （1）纯净（NH4）2SO4中氮的质量分数为21.2%。则样品中必混有氮的质量分数小于20%的物质。该物质只能是碳酸氢铵。
（2）草木灰施用于土壤中会发生水解而呈碱性，硫酸铵与碱性物质作用会逸出NH3，使肥效损失。
（3）施用化肥过多，会使根细胞不能从土壤中吸水，导致“烧苗”。
【答案】 （1）A （2）B （3）B （4）交换吸附 主动运输 核糖体 蛋白酶、肽酶 脱氨基 尿素 （5）植物根表面在交换吸附过程中，每吸附一个NH，主要交换下来一个H+，这种交换是对等的，细胞液有多种无机盐、有机酸，实际上是一种缓冲液；NH大部分被细胞内生理活动所利用，如合成蛋白质和核酸需要N元素等。所以，正常情况下植物大量吸收NH不会造成细胞内酸碱度不平衡。
［例3］固氮有三种方式：生物固氮、工业合成氮和放电条件下氮气和氧气化合。全世界工业合成氮肥中的氮只占固氮总量的20%，其余绝大部分是通过生物固氮进行的，最常见的是豆科植物根部的根瘤菌，能将大气中游离态的氮，经固氮酶的作用生成氮的化合物，以利于植物利用。
（1）根瘤菌与豆科植物的关系在生物学上称为_________。
（2）根瘤菌之所以有固氮作用，是因为它是独特的固氮酶，而根本原因是它具有独特的_________。
（3）日本科学家把固氮基因转移到水稻根系微生物中，通过指导合成固氮所需的_________进而引起固氮作用。更为理想的是直接将固氮基因转移到稻、麦等粮食、经济作物的细胞中，让植物本身直接固氮，这样可以免施氮肥。如果这种愿望实现的话，那么固氮基因中遗传信息表达途径为____________________________。
（4）这种生物固氮与工业合成氨比较，它是在_________条件下进行的，从而节省了大量的器材、设备和能源。
（5）俗话说“雷雨发庄稼”，因电闪雷鸣的雨天，氮气在空气中发生一系列的反应，产生了植物可利用的含氮化合物，写出有关的三个反应方程式：__________________________________。
【答案】 （1）共生 （2）固氮基因 （3）固氮酶 固氮基因→信使RNA→固氮酶 （4）常温、常压 （5）N2+O22NO，2NO+O2==== 2NO2，4NO2+O2+2H2O==== 4HNO3
3．相关网（页）站
（1）北方科普网 http://www.bjkp.
（2）洪恩在线：化学模拟生物固氮
http://www.hongen.com/edu/kxdt/hxsj/kb011501.htm
（3）中国公众科技网：
http:///popul/farms/gradn/artic/10810152505.html
【知识拓展】
1．或许你生活在乡村，你能否鉴别出身边常见绿色植物是C3植物还是C4植物？鉴别的依据是什么？你能否设计出提高身边常见农作物产量的合理方案？
2．或许你生活在城市，你能否鉴别出公园里、校园里常见植物和家庭栽培的绿色植物是C3植物还是C4植物？鉴别的依据是什么？你能否设计出提高你家栽培的绿色植物光合作用效率的合理方案？
3．请尝试对豆科作根瘤菌拌种，并且对比它们的生长发育状况；搜集有关生物固氮研究新进展的有关资料。
4．探究表层土壤中是否含有自生固氮菌：
（1）材料用具：
农田的表层土壤（土壤溶液的pH不低于6.5）、无菌研钵、无菌玻璃棒接种环、天平、存放在载玻片的酒精缸、盖玻片、显微镜、酒精灯、火柴、镊子、恒温箱、量筒、玻璃铅笔、灭过菌的盛有无氮培养基的培养皿、结晶紫染液、无菌水。
（2）请在下面方框里按探究顺序填写简要方法步骤：
（3）你认为从表层土壤中分离自生固氮菌的关键步骤是什么？每步应当注意哪些问题，采取的对应措施是什么？
（4）你是否成功地从表层土壤中分离出了自生固氮菌？若不成功，请分析出原因在哪里？应如何改正操作才能成功？
（5）有的同学在探究中用表层土壤浸出液代替稀泥浆接种，你认为能否这样做？你还能设计出更简便、更有效、结果和现象明显的探究方案吗？比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
1．实验目的
（1）初步学会探索酶的催化的方法。
（2）探索过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的高低。
（3）理解酶的高效性。
2．实验原理
无机催化剂Fe3+和过氧化氢酶都可以催化过氧化氢分解成水和氧气，氧气以气泡的形式逸出。动物组织（如新鲜动物肝脏等）、植物组织都普遍含有过氧化氢酶，将动、植物组织研磨液，加入到过氧化氢溶液中，其催化效率与无机催化剂相比有显著不同，从氧气释放量的多少比较二者催化效率的不同，可通过卫生香的燃烧程度不同证明。
3．实验材料、用具
用家用搅拌机将新鲜的（刚从活体取下）猪、羊、鸡等按肝脏1份、水4份的比例研磨，先少加些水，将剩余的水冲洗后全部加入制成质量分数为20%的猪、羊、鸡等肝脏的研磨液。研磨成液体的目的是因为酶存在于细胞中，必须破坏细胞结构，使其中的酶释放出来。
3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%氯化铁溶液。量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴等。
4．实验过程
试管编号 1 2
各注入2mL过氧化氢溶液 √ √
加入不同催化剂 2滴肝脏研磨液 2滴氯化铁溶液
观察 产生气泡多少 多 少
卫生香燃烧 猛烈 几乎无变化
冒泡时间 短 长
结论 过氧化氢酶的催化效率远远高于Fe3+
5．注意事项
（1）实验时必须用新鲜的动物肝脏，这是因为酶是蛋白质，时间过长，过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，组织中的这些物质会减少且活性降低。
（2）实验使用肝脏的研磨液，这样可以加大过氧化氢酶与过氧化氢的接触面积，从而加速过氧化氢的分解。
（3）加入催化剂后，要用棉花塞塞紧试管口，以免氧气逸出，轻轻振荡试管中物质混合均匀。
（4）滴加氯化铁溶液和滴加肝脏研磨液不可共用一支试管。否则，由于酶的催化效率的高效性，少量酶带入氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，甚至使人产生错觉，作出错误的判断。
（5）过氧化氢有一定的腐蚀性，注意不要接触皮肤。二 遗传的基本规律和伴性遗传
【要点精析】
[基本知识]
一、孟德尔研究性状遗传的方法
（一）正确地选用实验材料：
孟德尔在研究生物的性状遗传时，正确地选用了豌豆作实验材料，原因是：
1．豌豆是自花传粉且闭花受粉的植物，在自然状况下永远是纯种，用豌豆做杂交实验结果可靠。
2．豌豆品种间的性状差别显著，容易区分，用豌豆做杂交实验易于分析。
（二）科学地设计实验方法：
1．首先研究一对相对性状的传递情况，然后研究多对相对性状在一起的传递情况。
2．详细记载实验结果，科学地运用数学统计方法对实验结果进行分析。
3．以丰富的想像提出假说，解释实验结果，并巧妙地设计出严谨的测交实验，对实验结果的解释进行验证。
二、学习遗传的基本规律应掌握的基本概念
（一）显性性状和隐性性状：
具有相对性状的两个亲本杂交后，F1中显现出来的那个亲本的性状叫显性性状；F1中没有显现出来的那个亲本的性状叫隐性性状。
（二）显性基因和隐性基因：
控制显性性状的基因称为显性基因，用大写英文字母表示；控制隐性性状的基因称为隐性基因，用小写英文字母表示。
（三）表现型和基因型：
生物体所表现出来的性状叫表现型，例如豌豆的高茎和矮茎。生物体被研究的性状的有关基因组成叫基因型，例如豌豆高茎的有关基因组成有两种：DD和Dd，矮茎的有关基因组成只有dd一种。
（四）纯合体和杂合体：
由含有相同的显性基因或者隐性基因的雌、雄配子结合形成的合子所发育成的个体称为纯合体，简称纯种。由含有显、隐性不同基因的雌、雄配子结合形成的合子所发育成的个体称为杂合体，简称杂种。例如，被研究的相对性状为一对时，基因型为DD或dd的个体为纯合体，基因型为Dd的个体为杂合体。
（五）等位基因和相同基因：
在杂合体内的一对同源染色体的同一位置上，控制相对性状的基因叫等位基因。在纯合体内的一对同源染色体的同一位置上，两个相同的基因叫相同基因。例如，D和d是等位基因，D和D或者d和d是相同基因。
（六）性状分离：
在杂种后代中，显现出不同性状的现象叫性状分离。例如，在杂种后代中，一部分个体表现为高茎，另一部分个体表现为矮茎的现象就是性状分离现象。
三、基因的分离规律
（一）一对相对性状的遗传实验：
1．实验结果：
（1）F1只表现显性性状；
（2）F2出现性状分离现象，分离比接近于3∶1。
2．对分离现象的解释：见重、难点知识。
3．对分离现象解释的验证——测交：
（1）方法：让F1与隐性纯合类型相交。
（2）作用：①测定F1配子的种类及比例；
②测定F1的基因型；
③判断F1在形成配子时基因的行为。
（3）结果：与预期的设想相符，证实了：
①F1是杂合体，基因型为Dd；
②F1产生了D和d两种类型、比值相等的配子；
③F1在配子形成时，等位基因彼此分离。
（二）基因的分离规律：见重、难点知识。
（三）基因分离规律在实践中的应用：
1．在杂交育种中的应用：
若要选育的优良性状是显性性状，则应通过连续的自交和选择，确定为纯合体后，才能选用和推广。若要选育的优良性状是隐性性状，经自交测定得到确认后，再选用和推广。
2．在预防人类遗传病方面的应用：
人类有许多遗传病由隐性基因控制，近亲结婚的夫妇，有可能从共同的祖先那里遗传得到相同的隐性致病基因，从而使后代出现隐性遗传病的机会大大增加。因此应禁止近亲结婚。
四、基因的自由组合规律
（一）两对相对性状的遗传实验：
1．实验结果：
（1）F1只表现显性性状；
（2）F2除了出现两种与亲本相同的类型外，还出现了两种与亲本不同的类型（即出现了性状间的自由组合现象）；
（3）F2四种表现型的比值接近于9∶3∶3∶1。
2．对自由组合现象的解释：见重、难点知识。
3．对自由组合现象解释的验证——测交：
（1）方法：让F1与双隐性类型相交。
（2）作用：①测定F1配子的种类及比例；
②测定F1的基因型；
③判断F1在形成配子时基因的行为。
（3）结果：与预期的设想相符，证实了：
①F1是杂合体，基因型为YyRr；
②F1产生了YR、Yr、yR、yr四种类型，比值相等的配子；
③F1在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上非等位基因之间进行了自由组合。
（二）基因的自由组合规律：见重、难点知识。
（三）基因自由组合规律的意义：
1．理论意义：
基因重组是生物变异的原因之一，是生物多样性的原因之一。基因重组为生物进化提供了原始的选择材料。
2．实践意义：
在杂交育种中，有目的地将具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，培育出同时具备两种优良性状的新品种。
五、性别决定和伴性遗传
（一）性别决定：
雌、雄异体的生物，决定性别的方式叫性别决定。生物界中雌、雄性别的决定方式多种多样，其中染色体决定性别是一种最普遍的性别决定方式。
1．常染色体：
概念：与决定性别无关的染色体叫常染色体。
2．性染色体：
（1）概念：与决定性别有关的染色体叫性染色体。
（2）类型：
①XY型性别决定：全部的哺乳动物，某些两栖动物和双翅目、直翅目昆虫属于此种性别决定。
②ZW型性别决定：鸟类、爬行动物，某些两栖动物和鳞翅目昆虫属于此种性别决定。
3．XY型性别决定：
（1）特点：
（2）后代性别：决定于父方
（二）伴性遗传：
1．概念：位于性染色体上的基因，在遗传上表现出与性别相伴不离的联系，这种遗传方式叫伴性遗传。
2．实例：人红绿色盲的遗传，血友病的遗传。
3．伴X染色体隐性遗传的特点（以红绿色盲的遗传为例）：
红绿色盲遗传的主要婚配方式及后代的发病情况有以下四种：
从上表可以看出伴X染色体隐性遗传的特点是：
（1）男性患者多于女性；
（2）致病基因多由男性通过他的女儿遗传给他的外孙。
4．男性患者多于女性的原因：
（1）色盲基因（b）与它的等位基因（即正常基因B）分别位于两个X染色体上，Y染色体因过于短小而没有相对应的等位基因。
（2）女性只有在两个X染色体上都带有致病基因时才表现为色盲，而男性只有一个X染色体，因此只要X染色体上带有致病基因就表现为色盲。
5．防止伴性遗传病发生的措施：禁止近亲结婚。
[重、难点知识]
基因的分离规律是学习基因的自由组合规律和伴性遗传的基础，是本小节的重点知识。对分离现象和对自由组合现象的解释，以及基因分离规律和基因自由组合规律的实质，是理解和掌握遗传规律的关键，也是解释自然界中各种遗传现象的科学依据，是本小节的重点知识。
基因的自由组合规律涉及到两对等位基因控制的两对相对性状的遗传，较为复杂；伴性遗传遵循遗传的基本规律，但与常染色体上基因的遗传又不完全相同。因此，基因的自由组合规律，以及伴性遗传与常染色体上基因遗传的关系，是本小节的难点知识。
一、掌握对遗传现象解释的要点
孟德尔的两个经典遗传实验中的性状分离现象和性状间的自由组合现象，都出现在F2。而F2产生这些遗传现象，与F1体细胞中基因的存在状态、F1进行减数分裂形成配子时基因的遗传行为有关，也与F1产生的配子类型及比值、F1各种类型的雌、雄配子结合的机会相关。尽管教材中对两种遗传现象的解释不相同，但解释的要点则基本一致。因此在学习和理解对遗传现象的解释时，关键要掌握以下几个要点：
1．F1体细胞中，控制相对性状的基因在染色体上的相对位置。
2．F1进行减数分裂形成配子时基因的遗传行为。
3．F1形成的配子类型及比例。
4．F1各种类型的雌雄配子彼此结合的机会。
二、对分离现象的解释
高茎豌豆（DD）与矮茎豌豆（dd）杂交后，F2出现性状分离现象这是因为：
1．在F1（Dd）的体细胞中，控制相对性状的一对等位基因D和d位于一对同源染色体上。
2．F1进行减数分裂时，同源染色体上的等位基因D和d彼此分离，各进入一个配子。
3．F1形成含有基因D和含有基因d两种类型比值相等的雌、雄配子。
4．两种类型的雌配子与两种类型的雄配子结合的机会相等。
所以F2出现DD、Dd和dd三种基因型，比值为1∶2∶1，出现高茎和矮茎两种表现型，比值为3∶1。
三、基因分离规律的实质
在杂合体内，等位基因分别位于一对同源染色体上，具有一定的独立性。在杂合体形成配子时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个不同的配子，独立地随着配子遗传给后代。
掌握基因的分离规律，关键要理解以下两点：
1．等位基因的独立性：等位基因虽然共存于一个细胞内，但分别位于一对同源染色体上，既不融合，也不混杂，各自保持独立。
2．等位基因的分离性：正是由于等位基因在杂合体内独立存在，才使得等位基因在减数分裂形成配子时，随同源染色体的分开而彼此分离，分别进入不同的配子。
四、对自由组合现象的解释
黄色圆粒豌豆（YYRR）与绿色皱粒豌豆（yyrr）杂交后，F2出现不同相对性状间的自由组合现象，这是因为：
1．在F1（YyRr）的体细胞中，控制豌豆粒色的一对等位基因Y和y位于一对同源染色体上，控制豌豆粒形的另一对等位基因R和r位于另一对同源染色体上。
2．F1进行减数分裂时，同源染色体上的等位基因彼此分离，即Y与y分离，R与r分离，与此同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，即Y可以与R组合，也可以与r组合；y可以与R组合，也可以与r组合。
3．F1形成YR、Yr、yR、yr四种类型比值相等的雌、雄配子。
4．四种类型的雌配子与四种类型的雄配子结合的机会相等。
所以F2出现九种基因型，四种表现型，四种表现型的比值为9∶3∶3∶1。
五、基因自由组合规律的实质
具有两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交，在杂合体形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
基因的自由组合规律，又叫独立分配规律。掌握基因的自由组合规律，要注意理解以下两点：
1．同时性：同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合同时进行。
2．独立性：同源染色体上等位基因间的相互分离与非同源染色体上非等位基因间的自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去。
六、伴性遗传与遗传基本规律间的关系
伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传。性染色体与生物的性别决定有关。在XY型性别决定的生物中，雌性个体的性染色体为XX，是同源染色体。雄性个体的性染色体为XY，这一对性染色体虽然形态、大小不同，但却分别来自父方（Y）和母方（X），并且在减数分裂时能部分配对，说明X与Y之间有一部分同源，是一对特殊的同源染色体。性染色体在减数分裂时也彼此分离，同时，性染色体也与其他常染色体进行自由组合。因此，伴性遗传同样遵循遗传的基本规律。
然而，伴性遗传又有它的特殊性。因为其一：雌、雄个体的性染色体不同；其二：有些基因只存在于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，还有些基因只存在于Y染色体上，X染色体上没有相应的等位基因。因此。位于性染色体上的基因，在遗传时往往与性别相伴不离。
在分析生物的性状遗传时，如果既有性染色体上基因控制的性状，又有常染色体上基因控制的性状，则位于性染色体上基因控制的性状按伴性遗传处理，位于常染色体上基因控制的性状按基因的分离规律处理，整体按基因的自由组合规律处理。
【知识扩展】
一、不完全显性遗传
孟德尔在豌豆的一对相对性状的杂交实验中，共研究了豌豆的七对相对性状，结果都具有明显的显隐性关系，即杂合体（如Dd）与显性纯合体（如DD）的性状表现完全相同，这种遗传现象，称为完全显性遗传，在生物界中具有普遍性。以后遗传学家发现，有的相对性状在F1中不分显隐性，而是同时表现。例如，普通金鱼与透明金鱼杂交，F1呈现一种中间性状，身体的一部分透明，一部分半透明，一部分不透明，叫五花鱼。这说明，在杂合体内，显性基因的显性作用不完全。雌、雄五花鱼相交后，F2出现了普通型，五花型和透明型三种金鱼，三种表现型间的比值与F2三种基因型间的比值一样，接近于1∶2∶1，说明杂合体内的等位基因照样分离。这种杂合体与显性纯合体的性状表现不完全相同，杂合体内显性基因的显性作用不完全的遗传现象叫做不完全显性遗传。所以，等位基因间的显隐性关系，可以是完全的，也可以是不完全的。
二、基因的连锁互换规律
孟德尔在做豌豆的杂交实验时，没有碰到过两对或多对等位基因位于一对同源染色体上的遗传现象。事实上，生物体有许多性状，也会有控制相应性状的许多基因，而任何生物的染色体数目是有限的，因此一个染色体上必然会有很多基因。这些在同一个染色体上呈线性排列的基因，既不能分离，也不能自由组合，它们是如何遗传的呢？
1910年，美国的遗传学家摩尔根及其合作者，通过果蝇实验，研究了位于一对同源染色体上的两对或多对等位基因的遗传行为，揭示了遗传的另一个基本规律——基因的连锁互换规律。基因连锁互换规律的实质是：两对或两对以上等位基因位于一对同源染色体上，在减数分裂形成配子时，位于同一个染色体上的非等位基因，常常连在一起，不相分离，一起进入到配子中去；在减数分裂的四分体时期，由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体间的局部交换而发生了互换，使得染色体上的基因进行了重新组合。
基因的连锁互换现象在生物中普遍存在。这一遗传规律的发现，证实了染色体是基因的载体，基因在染色体上呈线性排列，说明了因基因间互换而发生的基因重组，是生物变异的原因之一。
三、从每对相对性状入手分析基因的自由组合规律
基因的自由组合规律，涉及到两对或两对以上相对性状的遗传，较为复杂。然而，基因的自由组合规律是在基因的分离规律的基础上提出的，就每一对相对性状而言，仍然遵循基因的分离规律。因此我们在分析两对或两对以上相对性状的遗传问题时，只要确定两对或两对以上的等位基因是独立分配的，就可以先对一对相对性状进行分析，然后再将两对相对性状综合在一起分析。
例如，孟德尔的两对相对性状的遗传实验中，F2的结果如下：
黄色圆粒种子315，绿色圆粒种子108，黄色皱粒种子101，绿色皱粒种子32，共计556。
如果按一对相对性状来分析，结果应是：
黄色种子=315+101=416，占74.8％，接近3/4；
绿色种子=108+32=140，占25.2％，接近1/4；
圆粒种子=315+108=423，占76.1％，接近3/4；
皱粒种子=101+32=133，占23.9％，接近1/4。
根据概率的乘法定律：两个相互独立的事件同时发生的概率，等于每个事件发生的概率的乘积。因此，综合分析两对相对性状在F2中存在的情况，结果应是：
黄色圆粒种子出现的概率是：3/4×3/4=9/16；
绿色圆粒种子出现的概率是：1/4×3/4=3/16；
黄色皱粒种子出现的概率是：3/4×1/4=3/16；
绿色皱粒种子出现的概率是：1/4×1/4=1/16；
即F2四种表现型的比值为9∶3∶3∶1。
四、本小节知识间的联系
（一）等位基因与非等位基因：
下图（一）中有两对同源染色体，其中A与a，B与b为等位基因，在遗传时遵循基因的分离规律。而图中的A与B，A与b，a与B，a与b则是位于非同源染色体上的非等位基因，在遗传时遵循基因的自由组合规律。图（二）中的一对同源染色体上有两对等位基因，其中C和D，c与d是位于同一染色体上的非等位基因，它们在遗传时遵循基因的连锁互换规律。
（二）基因型与表现型的关系：
基因型与表现型的关系可概括为以下三点：
1．基因型是生物性状表现的内在因素，表现型是基因型的表现形式。
2．表现型相同，基因型不一定相同。例如，在完全显性遗传时，显性杂合体与显性纯合体的表现型相同，而二者的基因型则不同。
3．基因型相同，表现型不一定相同。因为生物的生活环境也会影响生物的性状表现。
所以，基因是生物性状表现的物质基础，是内因；环境因素是生物性状表现的外因。生物的表现型是基因型与环境因素共同作用的结果。
（三）两大遗传规律的联系和区别：
1．两大遗传规律的联系：
（1）两大遗传规律在生物的性状遗传中同时进行，同时起作用。
（2）基因的分离规律是基因自由组合规律的基础。
2．两大遗传规律的区别：见下表
（四）多对相对性状的遗传分析：
基因自由组合规律的遗传实验表明，随着控制杂合体相对性状的等位基因对数的增加，杂种后代的性状表现更为复杂。下表表示的是，在非等位基因独立遗传的情况下，F1等位基因的对数与F2基因型和表现型间的数量关系，可以从理论上对多对相对性状的遗传作出预测和分析。
（五）人类遗传病的特点：
根据控制人类遗传病的基因在染色体上的位置和基因的显、隐性关系，可将人类遗传病分为五种类型，其主要特点列表如下：
从上表中可看出：
1．常染色体上基因控制的遗传病，男女患病机会均等，无性别差异；由性染色体上基因控制的遗传病，男女患病的机会不等，有明显的性别差异。
2．由显性基因控制的遗传病，有连续遗传，代代发病的现象；由隐性基因控制的遗传病，有隔代遗传现象，一般双亲无病，后代有病。
五、与其他章节知识间的联系
（一）细胞核遗传与细胞质遗传的关系：
细胞核遗传，是指由细胞核内的基因所控制的遗传现象。染色体是核基因的载体，在生物的传种接代过程中，细胞核内的遗传物质是通过雌、雄配子共同传递的。细胞核遗传遵循基因的三大遗传规律。
细胞质遗传，是指由细胞质内的基因所控制的遗传现象。细胞质遗传的物质基础是叶绿体和线粒体中含有的DNA分子。细胞质遗传的主要特点是，在杂交过程中，杂种后代只表现母本性状。原因是大多数生物卵细胞的细胞质比精子的细胞质多，精子与卵细胞结合形成受精卵时，进入卵细胞的一般是精子的细胞核，精子的细胞质很少进入甚至没有进入到卵细胞内，因此受精卵的细胞质主要来源于卵细胞。在生物的传种接代过程中，细胞质内的遗传物质只能通过雌配子来传递。所以细胞质遗传不按基因的三大遗传规律进行。
虽然细胞核遗传和细胞质遗传各自都具有相对的独立性，但并不意味着二者之间没有丝毫的关系。细胞核和细胞质共同存在于细胞这个统一的整体内，它们相互依存，相互制约，不可分割。它们控制的遗传现象必定也会相互影响。所以生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果。
（二）遗传的基本规律与第三章的减数分裂知识密切相关。减数分裂第一次分裂时，同源染色体的分离是理解基因分离规律的关键。在同源染色体分离的同时，非同源染色体随机组合，是理解基因的自由组合规律的关键。在四分体时期，同源染色体中的非姐妹染色单体间相互交叉，进行部分片段的互换，是理解基因连锁互换规律的关键。总之，遗传基本规律方面的知识要与减数分裂方面的知识联系起来掌握。
（三）非同源染色体上的非等位基因间的自由组合和同源染色体上原来连锁的等位基因间的互换，使基因间进行了重组，与本章第二节生物的变异知识相关。
（四）生物的表现型是基因型与环境共同作用的结果。环境对生物的影响将在第七章中学到。
【例题讲解】
【例1】 某种基因型为Aa的高等植物产生的雌雄配子的数目是
[ ]
A．雌配子∶雄配子=1∶1
B．雌配子∶雄配子=1∶3
C．A雌配子∶a雄配子=1∶1
D．雄配子很多，雌配子很少
【解析】 与此题相关的知识点是对分离现象的解释。课本中在解释分离现象时，有这么一段话：“F1（Dd）进行减数分裂时，等位基因随着同源染色体的分开而分离，最终产生了含有基因D和d的两种雌配子和两种雄配子，它们之间的比数近1∶1。”这里所讲的1∶1，是指含有基因D和含有基因d的两种雌配子的数目相当，含有基因D和含有基因d的两种雄配子的数目也相当，不能误认为含有基因D和d的雌配子与含有基因D和d的雄配子的数目相等。因为，一个精原细胞经减数分裂形成四个精子，而一个卵原细胞经减数分裂只形成一个卵细胞。所以，含有D和d基因的雄配子，要比含有D和d基因的雌配子的数目多得多。同样，基因型为Aa的高等植物产生的含有A和a基困的雄配子，要比含有A和a基因的雌配子的数目多得多。
答案：D
【例2】 玉米的黄粒（A）对白粒（a）为显性，将一株纯合的黄粒玉米与一株纯合的白粒玉米相互授粉，则这两株玉米结出的种子中
[ ]
A．胚的基因型不同，胚乳的基因型相同
B．胚的基因型相同，胚乳的基因型不同
C．胚和胚乳的基因型都相同
D．胚和胚乳的基因型都不同
【解析】 与此题相关的知识点是基因的分离规律和植物的个体发育。解答此题可分两步进行：
（1）当纯合的黄粒玉米（AA）作母本时，卵细胞的基因型为A，两个极核的基因型为AA，则纯合的白粒玉米（aa）作父本，精子的基因型为a，遗传图解如下：
（2）当纯合的白粒玉米（aa）作母本时，卵细胞的基因型为a，两个极核的基因型为aa，则纯合的黄粒玉米（AA）作父本，精子的基因型为A，遗传图解如下：
将上述两次杂交的结果进行比较，可知这两株玉米结出的种子中，胚的基因型相同，而胚乳的基因型不同。
答案：B
【例3】 豚鼠的毛色由一对等位基因B和b控制。黑毛雌鼠甲与白毛雄鼠丙交配，甲生殖7窝，共产下8只黑毛豚鼠和6只白毛豚鼠。黑毛雌鼠乙与白毛雄鼠丙交配，乙生殖7窝，共产下15只黑毛豚鼠。
请分别写出三只亲鼠的基因型：甲______，乙______，丙____________。
【解析】 与此题相关的知识点是基因的分离规律。应用基因的分离规律解遗传题，一般分以下三步进行：
（1）正确判断相对性状间的显、隐性关系：
判断方法通常有两种：①具有相对性状的纯合体杂交，后代中表现出来的亲本性状为显性性状。②具有相同性状的个体相交，后代中分离出来的那个性状为隐性性状。
此题有两种交配类型：
① 亲代： 甲黑毛 × 丙白毛
↓
子代： 黑毛（8只）： 白毛（6只）
表现型比： 1 ∶ 1
② 亲代： 乙黑毛 × 丙白毛
↓
子代： 黑毛（15只）
根据判断方法第①和第②种交配类型可知，黑毛是显性，白毛为隐性。
（2）写出隐性个体的基因型和显性个体基因型中的已知部分：
甲：B______；乙：B______；丙：bb
（3）求出显性个体基因型的未知部分：
具有显性性状的个体，可能是纯合体，也可能是杂合体。它们基因型中的未知部分，可以根据后代的表现型及比例去推测，也可以根据后代中隐性个体的基因型去推测。
由于第①种交配类型的后代中，黑毛∶白毛=1∶1，而且亲代丙的基因型又为bb，所以甲的基因型应为Bb。
由于第②种交配类型的后代全是黑毛，而且亲代丙的基因型为bb，所以乙的基因型肯定为BB。
答案：Bb BB bb
【例4】 蕃茄的高茎（D）对矮茎（d）是显性，茎的有毛（H）对无毛（h）是显性（这两对基因分别位于不同对的同源染色体上）。将纯合的高茎无毛蕃茄与纯合的矮茎有毛蕃茄进行杂交，所产生的子代又与“某蕃茄”杂交，其后代中高茎有毛，、高茎无毛、矮茎有毛、矮茎无毛的蕃茄植株数分别是354、112、341、108。“某蕃茄”的基因型是______。
【解析】 与此题相关的知识点是基因的自由组合规律。基因的自由组合规律是在基因的分离规律基础上提出的，用基因的自由组合规律解遗传题时，可先对每对相对性状分别进行分析，然后再综合分析两对相对性状同时存在的情况。此题的解题步骤如下：
（1）确定第一次杂交后产生的子代的基因型：
根据题意写出第一次杂交图解：
亲代： 高茎无毛DDhh × 矮茎有毛ddHH
↓
子代： 高茎有毛DdHh
（2）确定“某蕃茄”的基因型：
①根据题意写出第二次杂交图解：
亲代： 高茎有毛DdHh × 某蕃茄______
↓
子代： 高茎有毛 高茎无毛 矮茎有毛 矮茎无毛
354株 112株 341株 108株
②分别统计第二次杂交后，每对相对性状在后代中的分离比：
如果只考虑茎的高矮这一对相对性状，后代中：
高茎∶矮茎=（354+112）∶（341+108）=1∶1
由此可知，第二次杂交的双亲中，一个是杂合体，另一个是隐性纯合体。现已知一个亲本的基因型为Dd，则另一亲本（某蕃茄）的基因型为dd。
如果只考虑茎的有毛与无毛这一对相对性状，后代中：
有毛∶无毛=（354+341）∶（112+108）=3∶1
由此可知，第二次杂交的双亲都是杂合体。现已知一个亲本的基因型为Hh，则另一亲本（某蕃茄）的基因型也为Hh。
③将两对相对性状综合考虑：
“某蕃茄”的基因型应该是：ddHh，表现型是：矮茎有毛。
答案：ddHh
【例5】 纯合的黄色圆粒豌豆（YYRR）与纯合的绿色皱粒豌豆（yyrr）杂交，F2中出现绿色圆粒豌豆的概率是______。
【解析】 这是一道运用基因的自由组合规律计算概率的遗传题。解题过程如下：
（1）求出F2中出现绿色豌豆的概率：
亲代： 黄色YY × 绿色yy
↓
F1： 黄色Yy
↓
F2： 黄色YY 黄色Yy 绿色yy
比值： 1 ∶ 2 ∶ 1
其中绿色豌豆yy占1/4。
（2）求出F2中出现圆粒豌豆的概率：
亲代： 圆粒RR × 皱粒yy
↓
F1： 圆粒Rr
↓
F2： 圆粒RR 圆粒Rr 皱粒rr
比值： 1 ∶ 2 ∶ 1
其中基因型为RR和Rr的是圆粒豌豆，占3/4。
（3）求出绿色性状和圆粒性状在F2中同时出现的概率：
根据概率的乘法定律计算，F2中出现绿色圆粒豌豆的概率为：1/4 ×3/4=3/16。
答案：3/16
【例6】 人类的红绿色盲和血友病属于伴X染色体隐性遗传病，其隐性致病基因在亲代与子代间的传递方式中哪一项不存在：
[ ]
A．男性→男性
B．女性→女性
C．女性→男性
D．男性→女性
【解折】 伴X染色体隐性遗传，是指隐性致病基因与正常的显性等位基因，均位于X染色体上，Y染色体上不存在相对应的等位基因。因此，这对基因只能随X染色体传递。在受精过程中，男性的X染色体不能传递给儿子，只能传递给女儿，女性的X染色体既可传递给儿子，又可传递给女儿。所以X染色体上的隐性致病基因也就不能从男性→男性。
答案：A
【例7】 下列各图分别是五个家庭的遗传系谱图。其中______图是伴X染色体显性遗传病系谱图，______图是伴X染色体隐性遗传病系谱图，______图是常染色体显性遗传病系谱图，______图是常染色体隐性遗传病系谱图，______图是伴Y染色体遗传病系谱图。
【解析】 这是一道识图分析遗传题，解这类遗传题必须掌握这几种遗传病的主要特征：
由显性基因控制的遗传病：有连续遗传现象，一般代代发病。
由隐性基因控制的遗传病：有隔代遗传现象，一般双亲无病，后代有病。
由常染色体上基因控制的遗传病：男女患病的机会均等，无性别差异。
由性染色体上基因控制的遗传病：男女患病的机会不等，有明显的性别差异。①伴X染色体显性遗传病：女性患者多于男性。②伴X染色体隐性遗传病：男性患者多于女性。③伴Y染色体遗传病：只在男性中出现，有连续遗传现象。
然后根据上述特征分两步解题。
解题过程：（以C图为例）
（1）根据系谱图，确定致病基因的显、隐性。
从C系谱图上看，该家族Ⅰ、Ⅲ代有患者、Ⅱ代无患者，有隔代遗传现象，说明致病基因为隐性基因。
（2）根据患者的性别比例确定致病基因的位置。
C系谱图中只有男性患者，有明显的性别差异，属伴性遗传，而第Ⅱ代中的男性不患病，不可能是伴Y染色体遗传病，而应为伴X染色体隐性遗传病。
其余各图均可用上述两步解题法得出答案。如果系谱图中患者的性别比例不明显，则可根据系谱图用假设排除法确定答案。
答案：B C A E D
【能力训练】
一、选择题
1．控制相对性状的基因叫
[ ]
A．显性基因
B．隐性基因
C．相同基因
D．等位基因
2．下列叙述正确的是
[ ]
A．杂合体相交后代必定是杂合体
B．纯合体相交后代必定是纯合体
C．纯合体自交后代都是纯合体
D．测交后代都是杂合体
3．在杂交育种过程中，一旦出现就能稳定遗传的是
[ ]
A．显性性状
B．隐性性状
C．相对性状
D．优良性状
4．下列哪一组实验结果将出现性状分离现象
[ ]
A．AA×aa
B．AA×Aa
C．Aa×Aa
D．aa×aa
5．豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状，下列哪一组杂交实验能确定相对性状中的显、隐性关系
[ ]
A．高茎×矮茎→高茎
B．高茎×矮茎→高茎∶矮茎=1∶1
C．高茎×高茎→高茎
D．矮茎×矮茎→矮茎
6．子叶的黄色对绿色为显性，鉴别一株黄色子叶豌豆是否是纯合体，最常用的方法是
[ ]
A．杂交
B．测交
C．检查染色体
D．观察性状
7．一株“国光”苹果树，开花后“去雄”、授予“香蕉”苹果的花粉，所结苹果的口味是
[ ]
A．两种苹果的混合味
B．“国光”苹果的口味
C．“香蕉”苹果的口味
D．二者中显性性状的口味
8．基因分离规律的实质是
[ ]
A．F2出现性状分离现象
B．F2性状分离比为3∶1
C．等位基因随同源染色体分开而分离
D．测交后代性状分离比为1∶1
9．具有一对相对性状的两个纯合体亲本杂交，隐性性状是
[ ]
A．F1没有表现出来的性状
B．各代都不表现的性状
C．F2没有表现出来的性状
D．测交后代没有表现的性状
10．隐性性状的意义是
[ ]
A．具有隐性性状的个体都是杂合体，不能稳定遗传
B．具有隐性性状的个体都是纯合体，可以稳定遗传
C．隐性性状可隐藏在体内而不表现出来
D．隐性性状对生物都有害
11．测交后代的种类及比例由下列哪一项决定
[ ]
A．亲本的基因型
B．F1配子的种类和比例
C．隐性个体的配子
D．显性个体的配子
12．许多杂合高茎豌豆彼此异花传粉，其子代中可能有
[ ]
A．100％纯合高茎
B．100％杂合高茎
C．50％纯合高茎
D．50％杂合高茎
13．在一对相对性状的遗传实验中，当有3/4的子代表现显性性状时，其亲本
[ ]
A．都是隐性纯合体
B．都是显性杂合体
C．都是显性纯合体
D．一个是显性杂合体，一个是显性纯合体
14．豚鼠有黑色和白色，一位饲养员让两只杂合黑豚鼠交配，一胎生下的小豚鼠可能
[ ]
A．全是黑色
B．全是白色
C．黑色占75％，白色占25％
D．上述情况都有可能
15．牛的黑色对红色为显性，若要确定一条黑色公牛是否纯合，最好选择下列何种母牛与之交配？
[ ]
A．纯合黑母牛
B．杂合黑母牛
C．任何黑母牛
D．任何红母牛
16．基因的自由组合规律揭示了
[ ]
A．同源染色体上等位基因间的关系
B．非同源杂色体上非等位基因间的关系
C．同源染色体上非等位基因间的关系
D．姐妹染色单体上基因间的关系
17．某植株与隐性类型测交，其后代的基因型都是AaBb，则该植株的基因型是
[ ]
A．aabb B．Aabb
C．AaBb D．AABB
18．取基因型为AABB植株的枝条（接穗），嫁接到基因型为aabb的植株（砧木）上，成活后，该枝条上所结果实的果肉细胞的基因型是
[ ]
A．AaBb
B．AABB
C．aabb
D．AAaaBBbb
19．基因型为AaBB的父亲和基因型为Aabb的母亲，所生子女的基因型一定不可能是
[ ]
A．AaBB
B．AABb
C．AaBb
D．aaBb
20．小麦的高秆（易倒伏D）对矮秆（抗倒伏d）是显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t）是显性，两对基因独立遗传。现用纯合的高秆抗锈病品种和纯合的矮秆不抗锈病的品种杂交。
（1）在F2中能隐定遗传的个体占
[ ]
（2）在F2中能稳定遗传的矮秆抗锈病个体占
[ ]
A．4/16 B．3/16
C．9/16 D．1/16
（3）假如在F2中共得到600株矮秆抗锈病小麦，则其中可作良种培育的矮秆抗锈病小麦约有
[ ]
A．600株 B．400株
C．200株 D．100株
21．豌豆的黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性，现让黄色圆粒豌豆（YYRR）与绿色皱粒豌豆（yyrr）杂交，在F2的4800株豌豆中，表现型为新类型，且是纯合体的豌豆约有
[ ]
A．300株 B．600株
C．900株 D．2700株
22．基因自由组合规律的实质是
[ ]
A．同源染色体在减数分裂时彼此自由组合
B．非同源染色体上的基因在减数分裂时彼此自由组合
C．F1产生的各类雌、雄配子彼此自由组合
D．F2发生9∶3∶3∶1的性状分离
23．基因型为AABb的植株自交，其后代表现型的比例为
[ ]
A．9∶3∶3∶1
B．1∶2∶1
C．1∶1∶1∶1
D．3∶1
24．黄色（Y）圆粒（R）豌豆和绿色（y）皱粒（r）豌豆进行杂交，子代中有黄色圆粒71粒，黄色皱粒70粒，绿色圆粒73粒，绿色皱粒72粒，其亲本的相交组合应是
[ ]
A．YyBr×yyrr
B．yyRr×YyRr
C．YYRR×yyrr
D．YYRr×yyRr
25．基因型为DdEe的动物个体，其两对基因是独立遗传的。在生殖时，假如卵巢中有8万个卵原细胞进行减数分裂，那么可以形成具有双隐性基因的卵细胞多少个
[ ]
A．8万 B．4万
C．2万 D．1万
26．上题中，如果精巢中有8万个精原细胞进行减数分裂，能形成具有双显性基因的精子多少个
[ ]
A．32万 B．8万
C．4万 D．2万
27．纯合的黄色圆粒豌豆（YYRR）与绿色皱粒豌豆（yyrr）杂交，F2中出现绿色圆粒豌豆的概率是
[ ]
A．1/4 B．3/4
C．1/16 D．3/16
28．一个基因型为AaBb的精原细胞经过减数分裂形成几种类型的精子
[ ]
A．一种 B．两种
C．三种 D．四种
29．下列哪一项不是配子的基因型
[ ]
A．YR B．Dd
C．Br D．BT
30．下列关于孟德尔两对相对性状遗传实验的叙述错误的是
[ ]
A．两对相对性状分别由两对等位基因控制
B．两对等位基因位于一对同源染色体上
C．每一对等位基因的传递都遵循基因的分离规律
D．F2中共有九种基因型和四种表现型
31．下列是关于基因型和表现关系的叙述，其中错误的是
[ ]
A．表现型是基因型与环境共同作用的结果
B．基因型不同的同种生物表现型可能相同
C．基因型相同的同种生物表现型可能不同
D．基因型决定表现型，基因型相同则表现型也相同
32．果蝇的体细胞内有8个染色体，则雄果蝇的体细胞内有
[ ]
A．6个常染色体+Y
B．8个常染色体+Y
C．6个常染色体+XY
D．6个常染色体+XX
33．据观察，体细胞内染色体数为47的人，性染色体组成异常为XXY，为男性，但睾丸发育不全，不能产生精子。这说明对人类男女性别起决定作用的是
[ ]
A．X与Y染色体的比例
B．性染色体与常染色体的比例
C．X染色体
D．Y染色体
34．若父亲正常，母亲色盲，则他们子女的色觉为
[ ]
A．儿、女都正常
B．儿、女都色盲
C．儿子色盲女儿正常
D．儿子正常女儿色盲
35．若子女中两个男孩一个是色盲，女孩色觉都正常，则他们父母的色觉为
[ ]
A．父亲色盲母亲正常
B．父亲色盲母亲为携带者
C．父亲正常母亲色盲
D．父亲正常母亲为携带者
36．若一对夫妇有两个儿子，一个女儿，其中一个儿子色觉正常，另一个儿子和女儿色盲。则这对夫妇的基因型可能为
[ ]
A．XBY、XBXB
B．XBY、XBXb
C．XbY、XbXb
D．XbY、XBXb
37．血友病基因（h）与它的等位基因（H）位于X染色体上，则血友病的发病特点是
[ ]
A．患者全部是女性
B．患者中一半男性一半女性
C．男性患者多于女性
D．女性患者多于男性
38．我国婚姻法规定，禁止近亲结婚，其理论依据是
[ ]
A．近亲结婚增加后代患遗传病的机会
B．近亲结婚后代都患遗传病
C．近亲结婚不道德
D．近亲结婚后代成活率低
39．一个受精卵发育成男孩还是女孩主要决定于
[ ]
A．父母双方提供的配子
B．父方提供的配子
C．母方提供的配子
D．环境因素
40．人的性染色体
[ ]
A．只存在于体细胞中
B．只存在于性细胞中
C．只存在于性原细胞中
D．存在于以上三者中
41．遗传方式与性别决定相联系的基因一定位于
[ ]
A．性染色体上
B．常染色体上
C．X染色体上
D．Y染色体上
42．社会调查中发现，色盲患者总是女性比男性少，原因是
[ ]
A．男性对色盲病缺乏免疫力
B．色盲基因在Y染色体上
C．色盲基因是X染色体上隐性基因，女性必须隐性纯合才患病
D．色盲基因是X染色体上显性基因
43．一对表现型正常的夫妇，生下一个患遗传病的男孩，该遗传病一定不可能是
[ ]
A．常染色体遗传
B．显性遗传
C．伴性遗传
D．隐性遗传
44．血友病受隐性基因控制并位于X染色体上，正常情况下，下列哪种传递方式不存在
[ ]
A．母亲把致病基因传给女儿
B．母亲把致病基因传给儿子
C．父亲把致病基因传给女儿
D．父亲把致病基因传给儿子
45．某男孩是色盲，他的父母、祖父、祖母、外祖父、外祖母色觉都正常。这个男孩的色盲基因是通过下列哪条途径传来的
[ ]
A．祖母→父亲→男孩
B．祖父→父亲→男孩
C．外祖母→母亲→男孩
D．外祖父→母亲→男孩
二、简答题
1．孟德尔在研究生物遗传中获得成功的主要原因是：
（1）选用______作实验材料。
（2）在研究______的遗传性状时，先针对__________________的传递情况进行研究，再对_______在一起的传递情况进行研究。
（3）用______方法对实验结果进行分析。
2．在杂种后代中，显现出同一性状不同表现类型的现象在遗传学上称为______现象。
3．具有两对相对性状的纯合体杂交，按照基因的自由组合规律，F2出现的性状中：
（1）能稳定遗传的个体占总数的______。
（2）与F1性状不同的个体占总数的______。
4．生物的性别主要由______来控制。生物界中比较普遍存在的性别决定类型有______型和______型。果蝇、人和多种高等动物的性别决定类型是______型。
5．鸡的短脚对正常脚为显性，分别由等位基因B和b控制，在这对相对性状的遗传实验中，得到下列结果：
①短脚鸡×短脚鸡→2972只短脚鸡：955只正常鸡
②短脚鸡×正常鸡→1676只正常鸡：1661只正常鸡
分析上述结果，并回答下列问题：
（1）第①组两个亲本的基因型是______和______，子代中短脚鸡的基因型是_________，正常鸡的基因型是________。
（2）第②组两个亲本的基因型是______和______，子代中短脚鸡的基因型是____________，正常鸡的基因型是________。
（3）第②组遗传实验相当于孟德尔遗传实验过程中的______实验，此实验的目的是为了_____________。
6．丹麦人中蓝色眼睛的人居多，也有人是褐色眼睛。设控制蓝眼和褐眼这对相对性状的基因为A和a。现将眼色的社会调查情况列表如下：
（1）这对相对性状中______是显性性状。
（2）每组亲本的基因型是：①_______，②_________，③_________。
7．玉米幼苗绿色G对白色g为显性。用杂合体自交产生的种子做实验：将400粒种子播种在黑暗处，另400粒种子播种在有光处。数日后，种子萌发成幼苗，结果统计如下表：
请按表回答下列问题：
（1）所得种子的基因型及比值是________。
（2）所得幼苗的表现型及比值理论上是______，而实际是____________。
（3）所得种子中，纯合体占______。
（4）叶绿体形成的主要环境因素是______。
（5）从实验得出的结论是：生物的性状受______控制，同时又受____________的影响。
8．豌豆的黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性。某豌豆的基因型如右图所示，请根据图回答下列问题：
（1）该豌豆的表现型是______。
（2）该豌豆的细胞内有______对等位基因。
（3）该豌豆是由基因型为______和_______的配子结合发育而来的。
（4）图中有______对基因位于______对同源染色体上。
（5）该豌豆自交，其后代的基因型及比例是__________，后代的表现型及比例是_________，出现这些表现型的现象在遗传学上称为______________。
9．右图是某家族遗传病系谱图，设控制相对性状的等位基因为A、a，请根据图回答下列问题：
（1）该病的致病基因是位于______染色体上的____________基因。
（2）Ⅱ5Ⅲ10的基因型分别是______和______。Ⅲ9的基因型可能为____________，她是杂合体的机率是________。
（3）Ⅲ8和Ⅲ9属于______结婚，他们的子女中患此病的概率是______。
（4）若Ⅲ8与另一家族中纯合正常的女性婚配，则后代中患此病的概率为____________。
（5）从（3）、（4）小题可知______婚配所生子女患______性遗传病的机率较高，其原因是：___________________________。
10．黄色圆粒豌豆与绿色圆粒豌豆杂交，对其子代的表现型按每对相对性状进行分析和统计，其结果如下图所示：
（1）子代中黄色与绿色的比例为______，圆粒与皱粒的比例为______。
（2）亲本中黄色圆粒的基因型为______，绿色圆粒的基因型为______。
（3）杂交后代的表现型分别为________，各表现型在总数中所占的比例分别是_______________。
（4）杂交后代中能稳定遗传的占总数的______，它们的表现型分别是_____________。
11．牵牛花的花色由一对等位基因R和r控制，叶的形吠由另一对等位基因W和w控制，这两对相对性状是自由组合的。下表是三组不同亲本杂交的结果：
（1）根据第______个组合能判断出花色中______是显性，叶形中______是显性。理由是______________________。
（2）各个组合中两个亲本的基因型是：①________，②____________，③_________。
（3）让第③个组合的后代红色阔叶自交，所产生的下一代的表现型及比值是_________________________。
12．人的正常色觉（B）对红绿色盲（b）为显性，是伴性遗传，人的褐眼（A）对蓝眼（a）为显性，是常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配，生了一个蓝眼色盲的男孩。这对夫妇中：
（1）男子的基因型是______。
（2）女子的基因型是______。
（3）他们的子女中出现蓝眼色盲男孩的概率是______。 基因的分离定律
【课前复习】
在学习新课程前先复习基因与染色体的关系、基因与性状的关系、减数分裂等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1． 下列内容中，与减数分裂的第一次分裂相对应的变化顺序是
①染色体复制　②同源染色体分离　③着丝点分裂　④同源染色体交叉互换　⑤同源染色体联会形成四分体
A．①⑤④② B．⑤④②
C．①③② D．③②④⑤
答案：A
2． 下列关于同源染色体概念的叙述中，正确的是
A．由一条染色体经过复制而形成的两条染色体
B．来自父方（或母方）的全部染色体
C．形状、大小必须都相同的两条染色体
D．在减数分裂过程中彼此联会的两条染色体
答案：D
3．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．基因是决定生物性状的基本单位
C． DNA分子在染色体上呈直线排列
D． DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
答案：C
4．分析图6—6—1，回答有关问题：
图6—6—1
(1)图中B是____________，C是____________，G是____________。
(2)A有4种，即：_________________［　］、_________________［　］、_________________［　］、_________________［　］。(直线上写文字、括号内写字母)
(3)D与F的关系是_____________________。
(4)E与F的关系是_____________________。
(5)F与G的关系是_____________________。
(6)F与H的关系是_____________________。
答案：(1)脱氧核糖　磷酸　蛋白质
(2)腺嘌呤　A　鸟嘌呤　G　胞嘧啶　C　胸腺嘧啶　T
(3)D是F的基本单位
(4)E是有遗传效应的F片段
(5)F控制G的生物合成
(6)H是F的主要载体
5．根据图6—6—2细胞分裂图像回答问题：
图6—6—2
（1）写出A～D图细胞分裂方式和时期：
A____________　B____________　C____________　D____________
（2）A～F图中，含有同源染色体的细胞是____________。
答案：（1）有丝分裂中期　减数第二次分裂（后期）　有丝分裂后期　减数第一次分裂（后期）　（2）ACDF
知新——先看书，再来做一做
1．人们对生物性状的研究，最初是从对_____________开始的。奥国的遗传学家_____________用_____________做试验材料，最先揭示出了遗传的两个基本规律——__________________________。
2．孟德尔豌豆杂交试验的材料主要是____________，它是____________传粉，而且是____________受粉，自然状态下都是纯种。
3．相对性状是指____________________。显性性状是指___________________________；隐性性状是指___________________________。
4．性状分离是指___________________________。
5．在生物的体细胞中控制性状的基因都是_____________存在的，控制显性性状的基因叫_____________；控制隐性性状的基因叫_____________；纯种高茎基因组成为____________，纯种矮茎基因组成为____________。
6．生物体在形成配子时，____________的基因彼此分离。分别进入到不同的配子中。受精时，雌雄配子结合，合子中的基因又恢复____________。
7．F1自交产生配子时，产生雌雄配子各两种：一种含有基因_____________，另一种含有基因_____________，并且这两种配子的数目_____________。受精时，两种配子____________结合。
8．F2出现三种基因组合即DD、Dd、dd，数量比为____________。由于D对d有显性作用，所以F2只有两种类型即高茎和矮茎，且比值为____________。
9．纯合子是指____________；杂合子是指____________。纯合子____________遗传，它的自交后代____________性状分离；杂合子____________遗传，它的自交后代____________性状分离。
10．测交就是让____________与____________杂交，用来测定F1的____________。
11．等位基因是指____________。
12．基因分离定律的实质是：在____________的细胞中，位于一对同源染色体上的____________具有一定的独立性。生物体在减数分裂形成配子时，_____________随着____________的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
13．基因型是指____________________；表现型是指___________________________。
14．杂交育种的方法
首先按照____________，选配亲本进行杂交，然后选择所需的____________，再经过有目的选育，最终培育出具有____________性状的品种。
(1)显性性状的选育：选育从F2代开始不断____________，直至确定后代不再发生____________为止。
(2)隐性性状的选育：从____________代即可获得稳定遗传的优良品种。
15．在医学实践中，常常利用基因的分离定律对遗传病的_________________和_________________做出科学判断。

【学习目标】
1．知道孟德尔研究性状遗传的材料和方法。
2．理解一对相对性状的遗传试验及对分离现象的解释。
3．理解相对性状、显性性状、隐性性状、基因型、表现型、纯合子、杂合子、等位基因等概念。
4．理解表现型与基因型的关系。
5．理解测交的概念和意义。
6．理解基因的分离定律的实质。
7．能综合运用基因分离定律解决一些实际问题。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节内容采用了由现象到本质的思维方式，在编写顺序上是按照“假说——演绎法”的研究思路进行的，主要以“提出问题——科学试验——分析现象——提出假设——试验验证——得出结论——实践应用”这条主线进行。首先介绍了孟德尔的豌豆杂交试验方法，其次提出了孟德尔一对相对性状的遗传试验；第三，分析解释了性状分离现象，第四，用测交试验验证了对分离现象解释的正确性，第五，分析基因分离现象的实质，从而归纳出基因的分离定律，第六，介绍了基因分离定律在实践上的应用。课文中另一条线索是结合实例介绍了一系列的概念。
本小节的知识结构如图6—6—3：
图6—6—3
1．孟德尔的豌豆杂交试验
（1）用豌豆做遗传学试验材料的优点
①豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，所以豌豆在自然状态下，能避免外来花粉的干扰。用豌豆做人工杂交试验，结果即可靠又易于分析。
②豌豆的一些品种之间具有易于区分的相对性状，并且这些相对性状能够稳定地遗传给后代，用这些性状进行豌豆品种间的杂交，试验结果易观察和分析。
（2）杂交方法
用来做杂交的两个植株称为亲本（用P表示），提供花粉的植株称为父本（用♂表示），接受花粉的植株称为母本（用♀表示），需要去雄。如果以具有某一性状（如：高茎）的个体为父本（在植物试验中取其花粉），给另一具有相对性状（如：矮茎）的植株授粉做杂交叫正交的话，那么，用矮茎为父本、高茎为母本则为反交。杂交试验正交、反交都要做。
2．一对相对性状的遗传试验
（1）试验方法
分别对每一对相对性状进行试验研究。孟德尔观察了豌豆的七对相对性状，在试验中首先把注意力集中在一对相对性状上。他用具有一对相对性状的豌豆——纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆做杂交。
（2）试验过程
①纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆杂交
经过去雄、授粉的花所结的种子就是杂交种子。杂交种子种下去以后所长成的植株就称为杂种子一代（用F1表示）。F1代自交所得到的种子种下去长成的植株就是子二代（用F2表示）。F2代出现了性状分离。如图解6—6—4。
图6—6—4
②其他6对相对性状的遗传试验其结果与上述相同
（3）试验结果：子一代只表现出显性性状；子二代出现性状分离，并且显性性状与隐性性状比为3∶1。
（4）分析方法
对每一对相对性状的试验结果进行统计学分析。
3．对分离现象的解释
杂交试验结果，在F2代出现了性状分离。F2代出现了高茎和矮茎两种豌豆，并且F1代是自花授粉。而F2代的矮茎性状是由F1代决定的，但F1代表现为高茎（株高近两米），并未表现为中间性状。说明F1代体内可能有矮的遗传物质，但没有显现出来。孟德尔当时在对试验结果进行分析时，也不能确定到底是什么决定了茎的高和矮。因此，他提出了“遗传因子”的假设来表述它。在杂种F1代植株体内至少有两个因子与茎的高矮有关，分别来自两个亲本。亲本一个是表现出高茎的性状的植株，另一个是表现出矮茎的性状的植株。孟德尔根据对试验结果的分析，推测F1代体内细胞中有两个控制茎的高矮的遗传因子，它们互相独立、互不混合。在形成生殖细胞时彼此分离，分别进入生殖细胞。因为它们都与茎的高矮有关，孟德尔认为，细胞中有控制生物性状的遗传因子（后来称为基因）。其中，显性基因用大写英文字母(如D)表示，隐性基因用小写英文字母(如d)表示；基因在体细胞中成对存在，一个来自父本，一个来自母本；在配子生成时成对基因彼此分离，因而配子中总是含有成对基因中的一个，受精时雌雄配子随机结合，又恢复成对。F1代的这两个遗传因子显然通过传粉、受精来自于两个亲本。如图解6—6—5。
高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交试验分析图解
图6—6—5
4．对分离现象解释的验证
孟德尔提出上述假设，但是假设如果不能被证明，它将永远是个假设。假设只有被证明是正确的，它才能上升为理论。一种假设不仅要能说明已得到的试验结果，而且还应该能够预期另一些试验的结果。进行测交，将能直接证明F1代产生了什么样的配子。如果能让F1代体内的两种遗传因子显现出来，就能证明假设是否正确了。这里的关键是要让F1代体内的隐性遗传因子显现出来，用隐性纯合体与F1代杂交，后代应该出现两种性状的个体，其比例是1∶1。这样就能证明假设了。孟德尔正是进行了这样的试验，试验结果完全证明了他提出的杂种F1代体内有两种因子的假设。因为这种杂交试验能够测定F1代体内的遗传因子情况，因此被称为测交试验。如图解6—6—6。
一对相对性状测交试验分析图解
图6—6—6
5．分离定律的实质及其应用
孟德尔经过对试验结果的分析，提出了假设，并证明了假设，使之成为遗传学的基本规律。
（1）实质：在杂合体内位于同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂形成配子时，由于同源染色体的分离，导致等位基因分离，并分别进入到两个不同的配子中，随着配子独立地遗传给后代。
（2）应用
①在农业生产上是指导杂交育种的理论基础。根据分离定律，隐性性状一旦出现，就不会再分离，而显性性状还可能继续分离，因此，在杂交育种中，不能随意舍弃F1；对后代的处理要分别考虑：对由显性基因控制的显性性状，后代还将继续发生分离，因而还要不断种植观察，直到确认不再发生分离为止；对于隐性基因控制的性状，一旦出现就能稳定遗传。此外，良种的提纯复壮也是运用这一原理，通过自交等措施，“留良去劣”，防止品种退化。
②可以防止或减少某些遗传病的出现。人类的白化病、“白痴病”等是受隐性基因控制的遗传病。在一对夫妇中，一个带病基因的人和另一个带同一病基因的人结婚，就可能生下患病的子女，但这种“巧合”的机会是较少的。可是，近亲结婚时，这种机会就大大增加了，后代中出现隐性遗传病的几率就明显提高，因此，我国婚姻法中，明令禁止近亲结婚。
6．基因分离定律中的基本概念
（1）性状类
①性状：生物的形态特征和生理特性的总称。
②相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。
③显性性状：在杂种F1代显现出来的性状。
④隐性性状：在杂种F1代中没有显现出来的性状。
⑤性状分离：在杂种后代中，同时显现显性性状和隐性性状的现象。
（2）交配类
①自花传粉：两性花的花粉落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。
②异花传粉：两朵花之间的传粉过程。
③杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程（用×表示）。
④自交：基因型相同的生物体间的相互交配，植物体中指自花传粉和雌雄异花的同株受粉（用表示）。
⑤测交：让F1与隐性纯合子杂交，用来测定F1基因型。
（3）基因类
①显性基因：控制显性性状的基因，用大写字母来表示，如D。
②隐性基因：控制隐性性状的基因。用小写字母来表示，如d。
③等位基因：位于一对同源染色体上的相同位置上的，控制相对性状的基因，如A与a；B与b等。
④相同基因：位于一对同源染色体上的相同位置上的，控制相同性状的基因，如A与A；a与a等。
⑤非等位基因：两种基因之间的关系，除了等位基因和相同基因以外的其他基因之间的关系为非等位基因的关系，如A与B；A与b等。
（4）个体类
①纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如DD、dd。纯合子能够稳定遗传，自交后代不再发生性状分离。
②杂合子：由不相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如Dd。杂合子不能稳定遗传，自交后代会发生性状分离。
③表现型：生物个体表现出来的性状，表现型是基因型的表现形式，是基因型和环境相互作用的结果。
④基因型：与表现型有关的基因组成。基因型是性状表现的内在因素。
问题全解：
31．何为自花传粉、闭花受粉、去雄、人工异花传粉？
①自花传粉：两性花的花粉，落在同一朵花的雌蕊的柱头上的过程。
②闭花受粉：两性花的花朵还没开时已经完成了受粉。
③去雄：将作为母本的植株在杂交前先除去未成熟花的全部雄蕊，这叫做去雄。
④人工异花传粉：将母本去雄后，套上纸袋，待花成熟时，再采集另一植株的花粉，撒在去雄花的柱头上。
32．何为性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离？
见“课文全解6”。
33．性状分离现象产生的原因是什么？
性状分离是等位基因分离的结果，由于相对性状通常受成对的等位基因控制，等位基因分离后受精过程中雌雄配子随机结合，等位基因也随机结合，因而后代（如F2）的个体基因型表现出与其亲代（如F1）不一致，基因型的改变随之带来表现型的改变，也就是相对性状的分离。
34．何为显性基因、隐性基因、等位基因、非等位基因？
见“课文全解6”。
35．等位基因分离的细胞学基础是什么？
等位基因分离是指同源染色体上成对的等位基因在形成生殖细胞（配子）时所进行的减数分裂中彼此分离的现象。等位基因的分离通常发生在减数第一次分裂的同源染色体分离时期。随同源染色体的分离，同源染色体上的等位基因分离，再经过减数第二次分裂进入不同的配子中。
36．何为正交、反交、杂交、自交、测交？测交的目的是什么？
见“课文全解1、6”。
37．什么叫纯合子、杂合子？分别有何特点？
由两个相同的显性基因或隐性基因的配子结合而成的合子发育成的个体叫纯合子，也叫纯合体、纯种，如DD或dd。由一个显性基因和一个隐性基因的配子结合而成的合子发育成的个体叫杂合子，也叫杂合体、杂种，如Dd。纯合子只能产生一种配子，如D或d，因此能稳定遗传，其自交后代不发生性状分离。杂合子能产生两种配子，即D和d，其自交后代不能稳定遗传而出现性状分离。
38．怎样测定杂合子的基因型？
由于杂合子中成对的等位基因形成配子时需对等分离，配子中只得到成对基因中的一个，因此，可用下列方法来测定杂合子的基因型：
（1）测交法：让杂合子与隐性个体进行杂交的方法。虽然杂合子的表现型只有一种，但它的基因型是杂合的，如Aa。当它经减数分裂产生配子时，可产生A和a两种数目相等的雌配子（或雄配子），而隐性个体aa只产生一种配子a，测交后代理应一半是Aa，另一半是aa。因此，测交后代的表现型比例是1∶1。
（2）自交法：基因型相同的个体间杂交的方式。就雌雄同花或同株的植物来说，就是自己的花粉粒授给自己的雌蕊柱头上，让其受精。由于杂合子产生A和a两种数目相等的雌配子（或雄配子），而且，雌雄配子结合的机会均等，因此，自交后代的表现型比例是3∶1。
（3）花粉鉴定法：杂合子的某些性状可以从花粉的比例直接鉴定。如水稻的粳性和糯性是受一对等位基因控制的。粳性基因控制直链淀粉的合成，糯性基因控制支链淀粉的合成。将杂合子水稻产生的花粉粒放在载玻片上，滴上一滴碘酒使其染色，再置于显微镜下观察，即可看到一半花粉粒呈蓝紫色，它们就是粳性花粉；另一半呈红褐色的就是糯性花粉。
39．何为基因型、表现型？二者之间的关系如何？
基因型是指与生物体被研究的性状有关的基因组成。它是性状表现的内在因素，是肉眼看不见的，只能通过精细的遗传学试验来认识。表现型是具有一定基因型的个体的性状表现，是肉眼可见的。虽然基因型在很大程度上决定了生物个体的表现型，但基因型不是决定表现型的唯一因素，环境因素也在影响着生物的表现型。因此，基因型相同的不同个体，其表现型不一定相同；表现型相同的不同个体，其基因型也不一定相同。只有基因型相同，环境条件也相同，表现型才相同。
40．基因分离定律的实质是什么？
见“课文全解5”。
41．何为杂交育种？作物育种时选种往往从哪一代开始？为什么？
杂交育种是指人们按照育种的目标，选配亲本进行杂交，再根据性状的遗传表现选择符合人们需要的杂种后代，然后经过有目的的选育，最终培育出具有稳定遗传性状的品种。
基因的分离定律表明，如果亲本是不同的纯种，杂种后代F1个体往往表现一致，但从F2就会出现性状分离，因此，在作物育种时，选择往往从F2代开始。
42．何为显性遗传病、隐性遗传病？
由显性基因控制的遗传病叫显性遗传病，患者为显性个体，基因型为AA或Aa，正常为隐性个体，基因型为aa；由隐性基因控制的遗传病叫隐性遗传病，患者为隐性个体，基因型为aa，正常为显性个体，基因为AA或Aa。
43．基因分离定律的适用范围是什么？
(1)教材中的遗传学的两个基本定律都是对进行有性生殖的真核生物而言的。这两个基本定律所揭示的是亲代细胞核染色体上的基因，通过有性生殖随配子传给子代的规律。所以原核生物、细胞质遗传都不属于该定律的研究范围。
(2)基因的分离定律揭示了控制一对相对性状的一对等位基因的遗传行为。两对或两对以上等位基因的遗传行为不属该定律的研究范围。
44．遗传作业题主要分为哪几类？
遗传作业题主要分为因果关系题和系谱题两大类，因果关系题又分为以因求果和由果推因两种基本类型。
①因果关系题
a．以因求果类：课文中分离定律的例题分析部分第1题属于以因求果的类型，以因求果题的解题思路是：亲代基因型→双亲配子型及其概率→子代基因型及其概率→子代表现型及其概率。
b．由果推因类：课文中分离定律的例题分析部分第2题属于由果推因的类型，由果推因题的解题思路是：子代表现型比例→双亲交配方式→双亲基因型。
②系谱题
课文中简答题的第3小题为一个白化病患者的遗传系谱题，要明确系谱符号的含义，以及根据系谱判断显隐性遗传的主要依据和推知亲代基因型与预测未来后代表现型及其概率的方法。
45．在解遗传题的过程中，常见的比例问题主要有哪几种？
与杂合子的后代中出现性状分离有关的问题有两类：一类是一次生殖过程中所有合子的总体表现型比例（如豌豆的杂种后代出现性状分离即表现型为显性的与隐性的比为3∶1）；另一类是一次生殖过程中单个合子的表现型可能性（如豌豆的杂种后代出现表现型为显性个体的比例为3/4，隐性个体的比例为1/4）。实际上后者是从前者计算出来的。后者多见于对人类或动物中的遗传现象分析。

【学习方法指导】
1．对本课的学习要把握遗传原理和概念两条主线来学习。通过学习孟德尔的豌豆杂交试验，一方面要注意学习孟德尔的科学试验方法，另一方面要对遗传学试验形成比较完整的整体概念，还要了解试验的来龙去脉，在这一过程中掌握有关知识和原理。
2．要通过总结科学研究的一般过程来理解和掌握遗传学原理和概念。包括观察（或实验观察。如：孟德尔的豌豆杂交试验）、分析（或统计分析）并提出问题、假设、求证假设四个阶段。求证的方法包括：理论推导、实验验证和实物查证等三种方法。
3．基因的分离定律中概念较多，学习时必须对概念进行归纳总结，找出它们之间的联系，在理解中巩固记忆和运用。
4．显、隐性的确定
①具有相对性状的纯合体杂交，F1表现出的那个性状为显性。
②杂种后代有性状分离，数量占3/4的性状为显性。
5．基因型的确定
①表现型为隐性，基因型肯定由两个隐性基因组成，aa。表现型为显性，至少有一个显性基因，另一个不能确定，Aa或AA。
②测交后代性状不分离，被测者为纯合体，测交后代性状分离，被测者为杂合体，Aa。
③自交后代性状不分离，亲本是纯合体；自交后代性状分离，亲本是杂合体：Aa×Aa。
④双亲均为显性，杂交后代仍为显性，亲本之一是显性纯合体，另一方是AA或Aa，杂交后代有隐性纯合体分离出来，双亲一定是Aa。
6．分析遗传现象的基本方法是：
（1）正推法：从亲代的基因型分析配子基因型的种类，进而分析合子的基因型种类以及后代的基因型可能性。一般是推两代：例如豌豆的一对相对性状的遗传试验，首先绘出正确的遗传图解；其次明确回答的问题并说明理由。
（2）反推法：已知子代表现型或基因型，推导亲代的基因型。
①隐性性状突破法：首先根据后代出现的隐性性状，列出遗传图式，在从遗传图式中出现的隐性纯合子突破推出双亲基因型。
②根据后代的分离比解题。
若后代分离比为3∶1，双亲很可能都是杂合子；若后代分离比为1∶1，双亲很可能属于测交类型；若后代只表现一种性状，则双亲很可能都是纯合子或一方为显性纯合子，另一方为显性杂合子。
（3）在分析遗传现象时首先要把握以下几点：
①成体中含有控制同一性状的一对基因，或控制相对性状的等位基因。
②由于合子中含有成对的基因，配子中就只含有控制某一性状的单个基因。而且不同基因型的两性配子结合机会均等。分析合子基因型用棋盘格法。
③由合子发育而成的纯合子的配子只有一种，杂合子的配子有两种。两种基因型的两性配子结合，其后代的基因型将有三种，比例为1∶2∶1；表现型有两种，比例为3∶1。
7．通过对白化病等遗传实例分析，理解解遗传题的一般思路。
例如：一对肤色正常的夫妇生了一个患白化病的孩子。他们再生一个孩子患白化病的可能性是多少？
解析：正常肤色的夫妇生出白化病的孩子，很显然孩子的白化病基因来自其父母双方，白化病为隐性性状，该白化病孩子的基因型为aa，从这个患白化病的孩子入手可以推断这对夫妇是杂合子，基因型都为Aa。所以解遗传题的一般思路：①根据题干，先确定显隐性关系。②再从隐性性状入手即从患儿的基因型（隐性纯合子）分析其亲代的配子基因，同时结合亲代的性状分析亲代的基因型，并得出结论——这对夫妇都是杂合子，其基因型为Aa。③从亲本的基因型分析后代基因型的可能性，得出的答案只能是个比例数。即1/4。

【知识拓展】
1．杂交试验正交和反交都要做的原因
因为在杂交试验中，若正交反交的结果相同，则为细胞核遗传（由细胞核中的DNA控制的遗传）；若正交反交的结果不同，则很可能为细胞质遗传（由细胞质中的DNA控制的遗传）。
2．什么是复等位基因？
由同一基因突变产生出若干不同的等位基因，构成一组等位基因的数目在两个以上，作用互相类似，影响同一器官的性状和性质。这样的一组基因，叫复等位基因。如决定人类ABO血型的基因就是复等位基因IA、IB和i；决定野生型烟草自交不亲和的复等位基因有15个，但它们彼此之间没有显隐性关系，分别用S1、S2……S15来表示。
3．在杂合子体内，等位基因有哪些遗传行为？
在杂合子体内等位基因的遗传行为是指杂合体在减数分裂和受精过程中，等位基因的遗传动态。减数分裂时，等位基因的行为决定着配子的种类及其比例，杂合子的配子是其子代的遗传表现的根源；在受精过程中，配子中等位基因的组合方式，则决定着子代的性状表现。杂合子体内等位基因表现有：独立性、分离性、随机组合性等一系列连续的遗传行为：
（1）独立性：由于杂合子内一对等位基因（如Dd）位于一对同源染色体的相同座位上，既不融合，也不混杂，各自保持其纯质性和独立性。
（2）分离性：在减数分裂过程中，由于同源染色体分离，等位基因彼此分离，各进入一个配子中，导致杂合子产生两种类型、数量相等的纯质配子。如Dd个体产生的配子有D和d两种，且比例是1∶1。不论雌雄，都是如此。
（3）随机组合性：雌雄配子相互结合的机会是均等的，加上等位基因随配子独立地遗传给后代，因此，杂合子的子代中必有三种基因型，即DD、Dd、dd，其比例是1∶2∶1；表现型则是显性性状与隐性性状之比为3∶1。
4．等位基因之间相互作用的结果主要有哪些？
等位基因存在于生物体体细胞内，在不同生物体内的表型效应可以多种多样，即等位基因之间存在着不同程度的相互作用，主要有以下几种：
（1）完全显性
显性基因突变成的隐性基因为无效基因，因此，显性基因对隐性基因有完全显性作用，F1全部表现显性性状，隐性性状则被其完全“掩盖”。也就是说，同源染色体上的一对等位基因中，只要有一个显性基因，就能合成某种基因产物或酶，使遗传性状得到完全表现。
（2）不完全显性
等位基因中，只有控制某性状的两个相同基因同时存在时，才能发挥完全的作用；只有一个基因时，只发挥部分的作用。这类遗传又叫半显性遗传。如紫茉莉的花色，RR控制红花，rr控制白花，若是Rr则控制粉红色花。
（3）共显性
一对等位基因的两个成员对性状的控制都起独立的作用，从而决定其所控制的性状在杂合子中都得到表现。如人类ABO血型中的AB型就是由IA和IB两个基因同时控制、共同表现的，这类遗传基因又叫等显性或共显性或无显性基因。
5．三种基因型（DD、Dd、dd）自交或杂交情况分析
（1）自交
见下表
亲代 DD×DD Dd×Dd dd×dd
F1基因型 DD DD∶Dd∶dd1∶2∶1 dd
F1表现型 显性 显性∶隐性3∶1 隐性
（2）杂交
见下表
亲代 DD×Dd DD×dd Dd×dd
F1基因型 DD∶Dd1∶1 Dd Dd∶dd1∶1
F1表现型 显性 显性 显性∶隐性1∶1
6．杂合子(Dd)连续自交n代分析
杂合子(Dd)连续自交n代，Fn中纯合子（DD、dd）占的比例为1- 1/2n。
7．概率在遗传分析中的应用
在对遗传学问题进行分析时，常常遇到概率问题，这要依据两个基本原理分析，即：加法定理和乘法定理。
（1）加法定理
当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件称为互斥事件或交互事件，这种互斥事件出现的概率是它们各自概率之和。例如：肤色正常(A)对白化病(a)是显性，一对夫妇的基因型都是Aa，他们孩子的基因组合就是四种可能：AA、Aa、Aa、aa，概率都是1/4，然而，这些基因组合都是互斥事件，一个孩子如是AA，就不可能是其他的基因组合。所以，一个孩子表现正常的概率是：1/4(AA)+1/4（Aa）+1/4(Aa)=3/4。
（2）乘法原理
当一个事件的发生不影响另一个事件的发生，这样的两个独立事件同时或相继出现的概率是它们各自概率的乘积，例如：生男孩和生女孩的概率各为1/2，由于第一胎不论生男孩还是女孩都不影响第二胎所生孩子的性别，因此属于两个独立事件，所以一对夫妇连续生两胎都是女孩的概率是1/2×1/2=1/4。
（3）分离定律中常见的概率计算类型
①已知亲本的基因型，判断后代某一性状出现的概率。
例：杂合子(Aa)自交，求子代某一个体是杂合子的概率。若该个体表现型为显性性状，它的基因型有两种可能：AA或Aa，且比例为1∶2，所以，它是杂合子的几率为2/3。若该个体的表现型未知，它的基因型为AA∶Aa∶aa。比例为1∶2∶1，因此：它是杂合子的几率为1/2。
②亲本基因型未定，如何求后代某一性状发生的概率，首先确定亲本的基因型及其概率→假定亲本携带该性状的基因，求出后代出现该性状的概率→根据乘法原理，将上述概率相乘。

【同步达纲训练】
1．下列叙述正确的是
A．生物体没有显现出来的性状称隐性性状
B．亲本之中一定有一个表现为隐性性状
C．子一代未显现出来的那个亲本的性状称隐性性状
D．在一对相对性状的遗传试验中，双亲只具有一对相对性状
2．具有一对相对性状的纯合体杂交
A．亲本有可能出现性状分离
B．子一代会出现性状分离
C．子二代会出现性状分离
D．子二代隐性性状与显性性状之比为3∶1
3．下列各项叙述中，不符合相对性状概念的是
A．芦花鸡与常毛鸡 B．雄鸡与阉鸡
C．光腿鸡与毛腿鸡 D．豆冠鸡与单冠鸡
4．等位基因是指
A．一个染色体的两条染色单体上的基因
B．一个DNA分子的两条长链上的基因
C．同源染色体的同一位置上的基因
D．同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因
5．下面是关于基因型和表现型的叙述，其中错误的是
A．表现型相同，基因型不一定相同
B．基因型相同，表现型不一定相同
C．在相同环境中，基因型相同，表现型一定相同
D．在相同环境中，表现型相同，基因型一定相同
6．基因分离定律的实质是
A．子二代出现性状分离
B．子二代性状分离比为3∶1
C．等位基因随同源染色体的分开而分离
D．测交后代分离比为1∶1
7．下列关于纯合子和杂合子的叙述，正确的一项是
A．纯合子的自交后代是纯合子
B．杂合子的自交后代是杂合子
C．纯合子中不含隐性基因
D．杂合子的双亲至少一方是杂合体
8．有一对夫妇均为双眼皮，他们各自的双亲中都有一个是单眼皮。这一对夫妇生一个孩子为双眼皮的几率是
A．100% B．50% C．25% D．75%
9．小麦的抗病(T)对不抗病(t)是显性。两株抗病小麦杂交，后代中有一株不抗病，其余未知。这个杂交组合可能的基因型是
A．TT×TT B．TT×Tt
C．Tt×Tt D．Tt×tt
10．人类多指是由显性基因(A)控制的一种常见畸形，通常情况下，下列叙述不正确的是
A．双亲一方的基因型为AA，那么其子女均患多指
B．双亲一方只要含有A基因，其后代就有可能出现多指
C．双亲均为多指，那么子女均患多指
D．双亲均为正常指，那么子女均为正常指
11．豚鼠的黑毛对白毛是显性，一饲养员让两只杂合豚鼠杂交，其一胎所产生的小豚鼠可能是
A． 只有黑色或只有白色 B．75％的黑色，25%的白色
C． 有黑色也有白色 D．以上可能都有
12．某水稻的基因型为Aa，让它连续自交两次，从理论上讲，F2的基因型纯合体占总数的
A．50% B．75% C．80% D．95%
13．如图6—6—7为白化病遗传系谱图，请据图回答下列问题(与此相关基因为A、a)：
图6—6—7
(1)该病致病基因为____________基因，I1的基因型为____________。
(2)Ⅱ6和Ⅱ7若再生第二胎，患病的几率为____________。
(3)Ⅲ10和Ⅲ11婚配是_________________，因此他们后代出现白化病的几率是____________。
14．图6—6—8是红花豌豆和白花豌豆杂交图解，请据图回答：
图6—6—8
（1）图中P表示____________，F1表示____________，F2表示____________，F3表示____________。图中×表示____________，表示____________。
（2）图中AA、Aa、aa表示____________，其中等位基因是____________。
（3）图中AA和Aa全是红花，这是由于_____________________。
（4）图中F1进行自花授粉，可产生____________种配子，其类型有____________。
（5）根据F3性状表现说明，纯合体进行自花授粉其后代能____________遗传，杂合体进行自花授粉其后代产生____________。
（6）分离定律的实质是___________________________。


参考答案
1．C　2．C　3．B　4．D　5．D　6．C　7．A
8．解析：双眼皮对单眼皮呈显性。因为这对夫妇各自的双亲中都有一个是单眼皮，所以这对双眼皮夫妇均为杂合状态，即为Aa；他们后代的基因型及其比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，故这对夫妇生一个孩子为双眼皮的几率为75％。
答案：D
9．解析：考查双亲基因型的推断方法。由于抗病(T)对不抗病(t)为显性，因此两个抗病亲本的基因型框架为T__×T__，后代中却出现了不抗病的个体，其基因型为tt，两个隐性基因分别来自双亲，因此双亲的基因型为Tt×Tt。
答案：C
10．解析：由题意可知：多指为显性遗传病。因此双亲一方的基因型为AA，那么其子女均有A基因，均患多指；双亲一方只要含A基因，其后代都有可能出现多指；双亲均为正常指，基因型均为aa，那么子女均为正常指；双亲均为多指，基因型为AA、Aa，婚配方式有三种，即AA×AA；AA×Aa；Aa×Aa，子女可出现正常指。
答案：C
11．解析：①豚鼠的繁殖力较强，一胎可产生子代多个；②两只杂合黑色豚鼠的基因型都为Aa，交配后子代可能有的基因型及比例是：1AA∶2Aa∶1aa，可能有的表现型及比例是：黑色∶白色＝3∶l；③黑色∶白色=3∶1，这一性状分离比的前提是子代的数目要多，这就要求两只杂合的黑色豚鼠要生多胎且每胎要多产子，或多对杂合黑色豚鼠交配产生很多的后代，黑色与白色的比例才有可能接近3∶1。现两只杂合黑色豚鼠交配后，只产一胎，子代出现3∶1性状分离比，只能说有这种可能性，至于子代全黑、全白或黑色和白色的可能性都有，只不过从理论上分析和实际情况看，黑色豚鼠出现的机会要多些而已。
答案：D
12．B
13．解析：这是一分离定律的分析题。第（1）问涉及了致病基因的类型和求亲代基因型两个问题。双亲正常后代出现了白化病，这属于性状分离，因而推知控制白化病的基因为隐性基因，双亲I1和I2都是杂合体Aa。第（2）（3）问都涉及了遗传几率问题。第（2）问中Ⅱ7是患者，基因型为aa，关键是确定Ⅱ6的基因型为Aa的几率。Ⅱ6的双亲均为Aa，且Ⅱ6为显性性状，它的基因型有AA和Aa两种可能，其中Aa的可能性占2／3。与Ⅱ7(aa)婚后生育患病孩子的几率为2/3×1/2=1/3。第三问中Ⅲ10的基因型为Aa的几率为2／3，　　Ⅲ11因其父（Ⅱ7）的基因型为aa，而本人表现正常，所以她的基因型为Aa。因此Ⅲ10与　　　Ⅲ11婚后生白化病孩子的几率是1/4×2/3＝1/6。Ⅲ10和Ⅲ11为表兄妹，属于近亲婚配。
答案：(1)隐性　Aa　(2)1/3　(3)近亲　1/6
14．(1)亲代　子一代　子二代　子三代　杂交　自交　(2)基因型　A与a
(3)这是由显性基因控制的作用　(4)2　A、a　(5)稳定　性状分离
(6)进行减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而分离 生态系统的物质循环
【课前复习】
在学习新课前，应该复习巩固“绿色植物的光合作用”和“细胞呼吸”以及“人和动物体三大营养物质代谢”等知识，及时复习生态系统的成分及结构和能量流动的知识，使学习物质循环的新知识与这些学过的知识间建立有机的联系。以利于知识的理解和掌握。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．生物界中最基本的物质代谢和能量代谢是
A．新陈代谢 B．光合作用
C．细胞呼吸 D．蒸腾作用
解析：新陈代谢包括物质代谢和能量代谢，是生物体内一切有序的化学反应的总称。细胞呼吸是将生物体内的有机物分解，能量释放的过程。蒸腾作用是水分以气体状态从体内散发到体外的过程。这三种生理活动都涉及到物质代谢和能量代谢，但都不是最基本的。只有光合作用，可以利用光能，将光能贮存在有机物中，为能量代谢提供基础。可以将无机物转化为有机物，为物质代谢提供基础。因此，光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢。
2．下列各项中不属于光合作用意义的是
A．把无机物制造成有机物 B．把光能转变成化学能
C．吸收CO2放出O2 D．是生命的基本特征
解析：根据光合作用的概念可知，A、B、C都属于光合作用的意义。只有D不是，生命的基本特征应是新陈代谢。
3．根据图8—6—1不完整的细胞呼吸示意图，解答下列问题：
图8—6—1
(1)填出图中方格内的物质名称______________。
(2)从图中选择有关的字母，填在题的横线上。
①有氧呼吸的途径是______________；②细胞呼吸过程中产生能量最多的是______________阶段；③细胞呼吸过程中能产生氢的阶段是______________；④氧气参与______________阶段的化学反应。
(3)在下列横线上填出相应内容：
①A与B阶段的反应属于__________，其反应式是_______________________________。
②A与E阶段的反应属于__________，其反应式是_______________________________。
③有氧呼吸的反应式为________________________________。
答案：（1）丙酮酸　（2）①A→C→D　②D　③AC　④D　
（3）①无氧呼吸　C6H12O62C3H6O3+能量　
②无氧呼吸　C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量　
③C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
知新——先看书，再来做一做
1．物质循环：在生态系统中，组成生物体的______________P、S等化学元素，不断进行着从______________到______________，又从生物群落回到无机环境的循环过程。
2．碳循环的形式
碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以______________的形式进行的。
3．碳循环的途径
无机环境中的碳主要通过______________进入生物群落；生物群落中的碳主要通过______________回到无机环境。生物群落中的碳是通过______________和______________来传递的。
4．碳循环的特点
无机环境中的碳可以被生物群落______________利用；大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内运动，碳循环具有______________。
5．能量流动与物质循环的关系
（1）两者的不同特点
在物质循环的过程中，无机物中的物质可以被生物群落______________；能量在流经生态系统各个营养级的时候是______________的，且运动是______________的，不是循环的。
（2）联系
物质作为能量的______________，使能量沿着食物链(网)流动；能量作为______________，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。

【学习目标】
1．理解生态系统物质循环的概念。
2．理解碳循环的过程。
3．理解和应用能量流动和物质循环的关系。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节内容包括三部分：①物质循环的概念；②碳循环；③能量流动与物质循环的关系。
关于物质循环的概念，教材首先通过两个富有启发性的问题：地球为什么能源源不断地为生物提供各种物质呢 为什么我们并没有感觉到大气中的氧气减少呢 把我们引入学习的主题，接着利用前面学过的生物学知识，概括性地讲述了物质循环的概念。特别强调性地指出：物质循环带有全球性，所以，物质循环又叫做生物地球化学循环。
关于碳循环，是本小节的重点内容。教材先用一串彩色图片，展示了生物圈中碳循环的全过程，直观形象地把我们带入了茂密的森林、辽阔的草原、蓝色的天空、沸腾的工厂，以感受碳循环过程的丰富性与复杂性，紧接着详细而精辟地讲述了碳循环的形式、过程和范围。在过程中，教材紧紧围绕刚学过的生态系统的成分与营养结构，说明生产者(绿色植物)，把大气中的二氧化碳和水合成糖类等有机物被消费者利用，生产者和消费者又通过细胞呼吸把二氧化碳释放到大气中，生产者和消费者的遗体又被分解者所分解利用，所产生的二氧化碳也返回到大气中。然后，教材直接指出生物群落中的碳和无机环境中的碳形成了循环回路。同时，教材还采用事物是普遍联系的哲学观点，讲述了古代的动植物遗体变成煤和石油，被人们开采后燃烧产生的二氧化碳也放回到大气中。自然而然地推导出了生态系统中碳循环的主要形式是二氧化碳气体，同时也阐明了碳循环具有全球性的原因和物质循环又叫“生物地化循环”的理由。最后，教材以较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害强调指出了人类活动对碳循环的影响；以“物质循环”与“能量流动”相比较的形式总结性地说明了无机环境中的物质可以被生物群落反复循环利用。
关于能量流动与物质循环的关系和作用，教材先站在生态系统的角度概括地指出：二者是生态系统的主要功能。接着分析了二者的关系。即：二者是同时进行，相互依存，不可分割的统一整体。
综上所述，本节知识结构如下：
问题全解：
113．怎样理解生态系统物质循环的概念及范围？
（见课文全解第二段）
114．碳循环的形式和过程如何？
（见课文全解第三段）
115．“温室效应”是如何形成的？又有哪些危害？
在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。因此，物质循环具有往复性和全球性的特点。以碳循环为例，物质之所以循环运动，取决于生产者的光合作用 (碳元素的输入)和各营养级生物及分解者的细胞呼吸 (碳元素的输出)等生理过程的平衡(图8—6—2)。但由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等化石燃料，使地层中经过千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来。再加上人类乱砍滥伐，使森林等植被面积大幅度萎缩，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中二氧化碳的含量迅速增加。这样，太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而引起大气变暖的效应，即“温室效应”。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。见图8—6—3。
图8—6—3　　　　　　　　　　　　　 图8—6—4
温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响。荒漠将扩大，土地侵蚀加重，森林退向极地，早涝灾害严重，雨量将增加7%～11%，由于气温升高，会加快极地冰川的融化，导致海平面上升，进而对陆地生态系统和人类的生存，尤其对沿海发达城市构成威胁。
116．生态系统的能量流动和物质循环有怎样的区别与联系？
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者具有不同的特点。在物质循环过程中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用，即具有循环性，因此生物圈是一个在物质上自给自足的系统；能量流动则不同，能量在流经生态系统各个营养级的时候，是逐级递减的，而且运动是单向的，不是循环的。
尽管能量流动和物质循环具有不同的特点，但是二者又有着密切的联系：能量流动和物质循环是同时进行的，二者均始于生产者通过光合作用合成有机物固定太阳能，然后沿着共同的渠道——食物链 (网)一起运行；彼此相互依存，不可分割。因为能量的固定、储存，转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程，物质作为能量的载体，使能量以含碳有机物中化学能的形式沿着食物链 (网)流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返，生态系统的各组成成分：非生物的物质和能量，生产者、消费者、分解者，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，从而相互作用、相互影响，形成一个四位一体的统一整体——生态系统。（如图8—6—5）
图8—6—5

【学习方法指导】
本小节的学习可采用“图解分析、归纳法”来对本节的重点“碳循环”的过程进行学习，对物质循环与能量流动的关系可采用“列表比较法”，从二者的“形式、特点、范围、联系”等诸多方面进行比较学习并掌握之。

【知识拓展】
生态系统物质循环的3种主要类型
(1)水循环
在生态系统中，水是以液态、固态、气态这3种形式存在的。海洋、湖泊表面的水不断蒸发，变成水蒸气。水蒸气在空气中遇冷凝结又成为降雨。这些降雨一部分直接又落回江河湖海，而另一部分则落到陆地。落到陆地的这部分降雨，一些被植物吸收，另一些则渗入地下，成为地下水，地下水最终又缓慢流入海洋。而植物吸收土壤中的水分后，又通过蒸腾作用，将水分子送回大气中。动物则直接饮用河流、湖泊中的水，并从食物(植物或动物)中取得一部分水，最后通过分泌、排泄等活动把水分还回给环境。这就是生态系统中水循环的大致过程。
(2)气体型循环
气体型循环主要有碳元素的循环、氮元素的循环和氧元素的循环。这里，我们主要介绍一下碳元素的循环。
呼吸的重点是吸入氧气而呼出二氧化碳气体，而植物除了呼吸以外，还可以进行光合作用，“吸入”二氧化碳气体，而“呼出”氧气。空气中的二氧化碳被植物“吸入”后变为糖类，大部分用于植物生长，而少部分通过细胞呼吸被送还给大气。动物们则是通过食物链摄食碳元素，其中也有一小部分用于呼吸，大部分用于自身的生长。最后那些没有被捕食的动植物死掉后，尸体被分解者(如真菌)分解，将当初用于自身生长的碳元素也全部以二氧化碳的形式放还给大气。以上就是碳循环的主要途径。
(3)沉积型循环
磷循环、硫循环，及钙、钾、钠、镁的循环都为沉积型循环。下面以磷循环为例，介绍一下沉积型循环。
沉积岩中的磷酸盐因风化、侵蚀等作用而溶于水中，进入土壤或海洋。植物可以从土壤中直接吸收磷酸根离子，用于合成自身的一些物质，然后再通过食物链将磷传递给植食动物、肉食动物，最后这些动物的尸体被分解者分解，磷又重新回到环境中，“等待”再次被植物吸收。以上是磷在陆地生态系统中的情况。以上我们提到，岩石风化后，一部分磷酸盐进入土壤，而另一部分磷酸盐则进入海洋。进入海洋生态系统的磷酸盐也相继被浮游植物、浮游动物等吸收。但这些动植物死后，尸体沉入海底，只有小部分可被分解继而“等待”植物的再次吸收，而大部分尸体还未来得及被分解就被淤泥与海沙所覆盖，最终在海底长期积存下来，于是这部分磷就暂时脱离了循环，磷循环也因而被称为不完全循环。直至下次海平面的变迁，这部分磷才能“重见天日”。

【同步达纲训练】
1．生物地化循环是指：组成生物的基本元素
A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程
B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程
C．在组成生态系统的生物群落生物体内的反复循环运动
D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
2．在生态系统的碳循环中，把CO2释放到大气中有多种形式，其中起主导作用的是
A．植物和动物的细胞呼吸
B．化石燃料的燃烧作用
C．分解者对有机物的分解作用
D．化工厂对碳酸盐的分解作用
3．图8—6—6为生态系统各组成成分的关系图解示意图，请分别回答如下问题：
图8—6—6
(1)图中A、B、C、D各指什么
(2)图中①～⑦又分别指什么
4．在生态系统碳循环中，既能使CO2进入生物群落，又能将其释放到大气中的生物是
A．分解者 B．植食动物
C．肉食动物 D．绿色植物
5．与自然界的碳循环关系最为密切的两种细胞器是
A．内质网和高尔基体 B．叶绿体和线粒体
C．核糖体和叶绿体 D．核糖体和高尔基体
6．生物的下列过程中，与碳循环无直接关系的是
A．光合作用 B．细胞呼吸
C．蒸腾作用 D．微生物的分解作用
7．下列有关生态系统功能的叙述中，不正确的是
A．能量只能由较低营养级流向较高营养级
B．食物链中的营养级可以是无限的
C．能量流动和物质循环可以较长时间地保持动态平衡
D．生态系统中的能量最终以热能形式散失到环境中
8．我国北方处于平衡状态的某森林生态系统，其碳素循环如图8—6—7，箭头和字母分别表示碳素传递的方向和转移量。下列选项正确的是
图8—6—7
A．夏季，a＞b＋c＋e B．秋季，e＋f＜g
C．春季，g＝b＋e＋f D．冬季，d＞c＋f
9．在我国南方某地区建立了“桑基鱼塘”农业生态系统，获得了猪、鱼、蚕和粮全面丰收。图8—6—8为该生态系统的物质循环和能量流动示意图。请根据图回答：
图8—6—8
(1)该生态系统所需的能量来自______________。
(2)该生态系统的生产者是______________。
(3)该生态系统中除了已知的生物种类外，还必须有______________等生物作为______________。
(4)在该生态系统内，物质经多次重复利用，提高了______________率。
(5)该生态系统是根据______________原理建立的。
10．请根据图8—6—9填空。
图8—6—9
（1）图中B为______________气体。
（2）如果B物质进入C内，可能进行的反应式是________________________________。
（3）C到B的物质流向。可以通过______________和______________这两种方式来完成。
（4）生物D被取食进入生物E的______________中，______________要变成氨基酸，______________要变成葡萄糖，______________要变成甘油和脂肪酸，才能被生物E吸收利用，这个过程叫做______________。
（5）生物E用于飞翔、捕食等生命活动的能量最终来源于图中______________。
（6）要使上图的生态系统长久维持下去，还必须有______________的存在。

参考答案
1．解析：生物地化循环是生物地球化学循环的简称。指的是最大的生态系统(生物圈)中的物质循环，是组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动。这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统，更不局限于生物群落体内，也不同于能量在流经各营养级时逐级递减的过程。
答案：D
2．解析：本题是较深层次的理解性问题。碳酸盐属于岩石圈的碳源，而岩石圈的碳源和千万年沉积的化石燃料的碳源，活动缓慢、循环周期长，基本上属贮存碳库。分解者分解作用又是相对微弱的，所以对释放在大气中的CO2，起主导作用的应是动植物的细胞呼吸。
答案：A
3．解析：此题旨在考查学生的识图能力。根据生态系统的组成成分和营养结构以及物质循环和能量流动的相关知识进行综合性分析可知：C和D关系特殊(突破点或切入点)，而且，C指向A、B、D，而D回收A、B、C，不难判断：C是绿色植物(生产者)，再根据能量流动和物质循环形式与特点确定相应的成分：A是消费者，B为分解者，D为无机环境。
关于图中的箭头所示，则表现了生物群落中的不同生物与无机环境的相互作用。①②是捕食关系建立起来的物质循环和能量流动过程，即：捕食关系。③④⑤为生物群落中的各种生物将有机碳通过细胞呼吸分解为无机的CO2返回无机环境的过程，即：细胞呼吸。⑥⑦则表示分解者对各营养级的分解作用。
答案：见解析
4．D　5．B　6．C　7．B　8．A
9．(1)太阳　(2)桑、稻　(3)细菌、真菌　分解者　(4)物质利用　(5)生态平衡
10．解析：本题为生态系统的结构功能与新陈代谢的综合试题，旨在考查学科的知识综合能力和思维迁移能力，不难看出：树C作为生产者通过光合作用固定太阳能，沿的食物链（网）进行能量流动，同时又画出了这些生

物与无机环境B的碳循环途径。
答案：（1）CO2
(2)CO2+H2O（CH2O）+O2
(3)有氧呼吸　无氧呼吸
(4)消化道　蛋白质　糖类　脂肪　消化(或营养物质的分解)
(5)太阳A
(6)分解者植物对水分的吸收和利用
【自学导引】
一、植物吸水的部位和方式
1．部位：根吸水最活跃的部位是根尖成熟区的表皮细胞。
2．方式：
（1）渗透吸水：植物细胞在形成中央液泡以后主要通过渗透作用吸收水分。
（2）吸胀吸水：未成熟的植物细胞内还未形成中央液泡，主要靠细胞内的蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分，这叫做吸胀作用。
二、渗透作用的原理
1．渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜的扩散，叫做渗透作用。
2．水分流动的方向：低浓度溶液通过半透膜进入高浓度溶液。
3．渗透作用的产生必须具备的条件：
（1）具有一层半透膜。
（2）半透膜两侧具有浓度差。
4．处于外界溶液中的成熟植物细胞是一个渗透系统：
（1）植物细胞中的细胞膜、液泡膜和中间的细胞质构成原生质层相当于一层半透膜。
（2）细胞液和外界溶液通常具有浓度差。
三、植物细胞的吸水和失水
1．吸水和失水的原理
外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。前者会逐渐表现出质壁分离的现象。
2．土壤溶液中的水分进入根部导管的途径
四、水分的运输、利用和散失
1．运输途径：根吸收的水分→根、茎、叶中的导管→叶肉细胞等。
2．利用和散失：1%～5%的水分保留在植物体参与光合作用和呼吸作用等生命活动，其余的水分几乎都通过蒸腾作用散失掉了。
五、合理灌溉
1．依据：不同植物的需水量不同；同一植物在不同生长发育时期需水量不同。
2．概念：合理灌溉是指根据植物的需水规律适时、适量地灌溉。
3．意义：保证植物茁壮成长，节约淡水资源。
【思考导学】
1．将一个成熟的植物细胞置于清水中，该植物细胞是否可以无限吸水？
答案：不能。原因是细胞吸水后，液泡中的细胞液增加，液泡体积变大，原生质层向外扩张。但细胞壁伸缩性很小，不能随原生质层的膨大而膨大，因而对原生质层产生了压力，对水分的进入产生了阻力。当压力增大到一定程度时，细胞也就不会吸水了。
2．盐渍的肉不易变质，其原因是什么？
答案：肉盐渍后，在肉的表面形成了一层高浓度的盐溶液，当细菌等微生物落在高浓度的盐溶液中，细菌就会因渗透失水而死亡，这样肉就不会变质了。
3．在移栽植物时特别是移栽树苗时，一定要去掉一部分枝叶，往往还要选择傍晚或阴雨天移栽，为什么？
答案：降低蒸腾作用，减少植物体内水分的散失，提高成活率。
4．每年的3月12日是植树节，那么植树节为什么选在3月12日？
答案：因为3月12号已进入春季，气温将开始回升，植物的根系已开始活动，移栽后恢复较快，植物（特别是落叶植物）还未长出新叶，是蒸腾作用面积最小的时候，有利于保持体内水分代谢平衡。
【学法指导】
1．植物细胞的吸水方式
（1）吸胀吸水：蛋白质、淀粉、纤维素等亲水性物质吸收水分，叫做吸胀作用。吸胀作用是亲水胶体吸水膨胀的现象，是亲水胶体的特性，而不是生命的特征。例如干种子细胞吸水膨胀。吸胀作用的大小与物质的亲水性大小有关，纤维素、淀粉和蛋白质三者的亲水性依次递增，吸胀作用的大小与亲水性物质的多少也有关系。通过吸胀作用吸收水分，叫做吸胀吸水。未成熟的植物细胞，还没有形成中央液泡，主要靠吸胀吸水。
（2）渗透吸水：通过渗透作用吸收水分，叫做渗透吸水。成熟的植物细胞有中央大液泡，主要依靠渗透作用吸收水分。
2．渗透作用的原理
（1）渗透作用：是指水分子通过半透膜的扩散。
（2）发生渗透作用的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。即一个完整的渗透系统由两个溶液体系（A和B）以及隔在二者中间的半透膜这三者构成的。
（3）原理：当溶液浓度A＞B时，水分通过半透膜由B流向A；当溶液浓度A＜B时，水分通过半透膜由A流向B；当溶液浓度A＝B时，则处于动态平衡状态。
3．植物细胞的吸水和失水
（1）一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统。拥有两个溶液体系，即外界溶液和细胞液，同时具有类似于半透膜的结构即原生质层（原生质层由细胞膜、细胞核和中间的细胞质构成）。
（2）植物细胞的吸水和失水：成熟的植物细胞与外界溶液接触时，就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用，吸水或失水。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，发生渗透吸水；反之，渗透失水。
浓度差是水分子由单位体积多的一方透过半透膜向单位体积少的一方扩散的动力。因而，水分总是由相对含量多的地方通过半透膜流向相对含量少的地方，即由低浓度溶液流向高浓度溶液。
4．植物的吸水
通常情况下，土壤溶液浓度比较低，成熟表皮细胞细胞液的浓度比较高，这样，土壤溶液中的水分就通过渗透作用进入成熟区表皮细胞中，并且通过成熟区表皮细胞以内的层层细胞向里渗入，最终进入导管。土壤溶液中的水分，还可以通过成熟区的表皮细胞的细胞壁以及成熟区表皮细胞以内的层层细胞之间的细胞间隙向里渗入，最终也进入导管。
5．水分的运输、利用和散失
（1）水分的运输：在植物体内，运输水分的组织是根、茎、叶中的导管。根、茎、叶中的导管是一个连续的管道。水分的运输动力来自两个方面：主要是蒸腾作用产生的蒸腾拉力；其次是根的渗透吸水产生的向上推的力（即根压）。
（2）水分的利用：植物吸收的水分主要用在两个方面：
①保留在植物体内参与光合作用和呼吸作用等生命活动，这部分水约占根系吸收水分的1%～5%。
②95%～99%的水分用于蒸腾作用。
（3）水分的散失：水分散失的主要途径是蒸腾作用。蒸腾作用散失水分是植物吸收水分和促进水分在植物体内运输的主要动力；是植物体内矿质离子运输的主要动力；蒸腾作用散失水分可以降低叶面的温度。
6．怎样理解半透膜与选择透过性膜
半透膜是指某些物质可以透过，而另一些物质不能透过的多孔性薄膜(如动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等，花生种皮)。而选择透过性膜是由于膜上具有一些运载物质的载体，因为不同细胞膜上含有载体的种类和数量不同，即使同一细胞膜上含有的运载不同物质载体的数量也不同，因而表现出细胞膜对物质透过的高度选择性。当细胞死亡时，膜便失去选择透过性成为全透性。因此，半透性与选择透过性是两个明显不同的概念。
7．植物细胞发生质壁分离和质壁分离复原的因素
内部原因：构成植物细胞的细胞壁和原生质层都具有一定程度的伸缩性，但细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，这样细胞壁和原生质层之间才能发生分离和复原现象。
外部原因：与外界溶液有关。当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，原生质层的体积缩小，而细胞壁伸缩性小，原生质层与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，外界溶液中的水分子就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层的体积逐渐膨大，恢复成原来的状态，使植物细胞发生质壁分离复原。
8．原生质与原生质层的区别
原生质是细胞内的生命物质，可分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分，细胞壁不属于原生质。一个动物细胞可以看成是一团原生质。成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层，可以看作是一层选择透过性膜，它不包括细胞液这部分。
【例题解析】
［例1］（2002年高考题）“水往低处流”，但是植物体内的水却是往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验。
实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。
实验二：将同一植物的靠近茎的基部切断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水银和水。不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：
实验一说明____________________________________________________。
实验二说明____________________________________________________。
根据这两个实验，你对水分在植物体内运输的动力有何新的认识？
解析：考查水分的运输。水分运输的动力主要是蒸腾作用产生的蒸腾拉力，其次是根部渗透吸水产生的根压。
答案：实验一说明：枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力实验二说明：根部生理活动（答“根部渗透吸水”或只答“根部”也给分）能产生推动水分向上运动的压力 根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。
错因：对水分运输的动力不理解是答错本题的主要原因。
［例2］ （2000年高考题）请根据下列条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。
一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250 mL烧杯一只、半透膜制成的透析袋一只，刻度玻璃管一只、细线一根、支架一个。
（1）实验步骤：
（2）结果分析：
解析：半透膜是一种选择透过性膜，小分子物质如水可以自由通过，大分子物质如蔗糖分子不能通过，当膜两侧有浓度差时，水分子就会从低浓度的一侧渗透到高浓度的一侧，直到两侧的浓度相同（事实上，此时水分子进出达到一个平衡状态）。
答案：（1）①将一瓶溶液倒入烧杯中；②将另一瓶溶液装满透析袋，刻度玻璃管插入袋内的溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧；③将插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液的烧杯中，垂直固定在支架上，记录刻度玻璃管液面刻度；④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是上升还是下降。
（2）结果分析：如液面升高，则透析袋中的溶液是30%的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是10%的蔗糖溶液。反之，可推知透析袋中的溶液是10%的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是30%的蔗糖溶液。
错因：不理解渗透系统形成的基本条件和渗透作用的结果是解答错误的主要原因。
［例3］ （2001年广东高考题）下图是研究植物水分代谢的4个实验装置。
请判断实验开始后，玻璃管内的水是否流动及流动方向（无流动以×表示，流动方向以↑、↓、→、←表示）。下面四个选项中的符号依次表示4个装置中用括号标示的玻璃管内的水分流动现象，其中正确的是
A．↑ ↓ × × B．× ↑ × → C．↓ ↑ → → D．↓ ↑ × ←
解析：①中水无法流动。②因为要发生蒸腾作用，水分会向上流动。③两边为等渗溶液，水分不流动。④中因为A中浓度高，吸水多，向B侧流动。 答案：B．
错因：不理解蒸腾作用是水分运输的主要动力和渗透吸水的原理是答错的主要原因。
【基础训练】
一、选择题
1．既有亲水性物质，又具有大型中央液泡的植物细胞，其主要的吸水方式是
A．吸胀吸水 B．渗透吸水 C．吸胀和渗透并重 D．难以确定
解析：具有大型中央液泡的植物细胞处于外界溶液中就构成了一个渗透系统，主要靠渗透作用吸收水分，即渗透吸水。 答案：B．
2．植物细胞质壁分离时，细胞壁与原生质层之间充满的是
A．细胞液和细胞外溶液 B．细胞液 C．细胞外溶液 D．清水
解析：细胞壁是全透性的，水和溶质分子都可以通过；原生质层具有选择透过性，细胞液不会通过原生质层到液泡外；细胞发生质壁分离，故外界溶液不会是清水。答案：C．
3．下列哪项不是发生质壁分离的必备条件
A．细胞壁与原生质层的伸缩性不同 B．液泡的有无
C．原生质层两侧的溶液具有浓度差 D．细胞核的多少
解析：发生质壁分离的条件是具有大液泡的活植物细胞和细胞液的浓度小于外界溶液浓度。细胞渗透失水发生质壁分离是因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 答案：D．
4．一个成熟的植物细胞的原生质层包括
A．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的原生质 B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
C．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质 D．细胞膜和液泡膜之间的细胞质
答案：A
5．设下图为某植物相邻的3个细胞，其细胞液浓度依次是a＞b＞c，正确表示它们之间水分子渗透方向的是
解析：根据渗透作用的原理，渗透作用进行时，水分的流动方向是从低浓度的溶液流向高浓度的溶液。
答案：B．
6．根毛区的外层细胞不断吸收水分到根内部的导管中去，水分由外向内逐层渗过各层细胞，则各层细胞液的浓度应
A．逐层降低 B．逐层升高 C．保持不变 D．取决于土壤溶液浓度
答案：B．
7．（2001年上海高考题）人红细胞的渗透压与x浓度的食盐水相当。而浸在y浓度食盐水的红细胞破裂；浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩。则这三种食盐水的浓度大小依次为
A．x＞y＞z B．y＞x＞z C．z＞y＞x D．z＞x＞y
解析：红细胞浸在y浓度食盐水中破裂，说明y＜x;浸在z浓度食盐水中的红细胞收缩，说明z＞x。
答案：D．
8．下图所示，在U型管中部C处装有半透膜，在a侧加入细胞色素分子（分子量为1．3万道尔顿的蛋白质）水溶液（红色），b侧加入清水，并使a、b两侧液面高度一致，经一段时间后，实验结果将是
A．a、b液面一致，b侧无色 B．a、b液面一致，b侧红色
C．a液面低于b，b侧红色 D．a液面高于b，b侧无色
解析：此题是大家常见的，但立意很好，仍是较有价值的题目。以上述简单的实验情境模拟现实，全面考查了渗透作用原理。图中已知条件有：C处为半透膜，半透膜两侧溶液具有浓度差，且a侧浓度＞b侧浓度，依据渗透作用原理，水分子总的渗透方向表现为b侧至a侧，故一段时间后，结果将是a侧液面高于b侧液面。另外，根据半透膜的性质，水分子能通过，但大分子的细胞色素分子不能通过，故B侧仍为无色。
答案：D．
9．（2000年广东高考题）肾小管与其周围毛细血管之间水分的交换是通过渗透作用完成的。如果流经肾小管的原尿中葡萄糖浓度明显增高，并且不能完全被肾小管重吸收，那么最终排出的尿液量将会
A．增加 B．减少 C．不变 D．不确定
解析：此题考查渗透作用的原理。细胞的吸水与失水与外界溶液浓度有密切关系。原尿中葡萄糖浓度明显增高，并且不能完全被肾小管重吸收，这样外界溶液（原尿）的浓度相对升高，肾小管的吸水受到影响，比正常情况回收的水分要少，这样形成的尿液量会增加。 答案：A
10．下列哪种情况会发生渗透作用
A．把活的去皮马铃薯放在清水中
B．把活的去皮马铃薯放在浓盐酸中
C．把煮熟的马铃薯放在清水中
D．把放在质量浓度为0.5 g·mL－1蔗糖溶液中的已发生质壁分离的马铃薯放在清水中
解析：逐项分析可知：活的去皮马铃薯放在清水中，由于马铃薯皮内细胞细胞液浓度与清水之间存在浓度差，会发生渗透作用。把活的去皮马铃薯放在浓盐酸中，细胞将死亡。煮熟的马铃薯细胞也死亡，死细胞不会发生渗透作用。而在质量浓度为0.5 g·mL－1的蔗糖溶液中已发生质壁分离的马铃薯细胞因过度失水而死亡，也不能发生渗透作用。
答案：A
11．把蚕豆叶表皮浸在7%的尿素溶液中，开始表皮细胞发生了质壁分离，然后又自动复原，发生自动复原的原因是
A．原生质层受破坏
B．尿素分子进入细胞
C．细胞壁被破坏
D．尿素溶液浓度低于细胞液的浓度
解析：做此题应先将题干看清楚，然后联想到质壁分离与质壁分离复原的原理仔细分析各选项。蚕豆表皮在7%的尿素溶液中先发生了质壁分离，可知其浓度大于细胞液的浓度，故D．项错。“后又自动复原”，可知原生质层未被破坏，故A错。另外，C．项“细胞壁被破坏”也是不对的，细胞壁本来就是全透性的，不会影响尿素分子通过，与细胞内外液体的浓度变化无关。自动复原的原因是尿素分子较小，是细胞选择吸收的物质。可通过原生质层进入细胞液，使细胞液浓度升高而渗透吸水，液泡逐渐扩大，原生质层又恢复到原来的状态，表现为“自动复原”。
答案：B．
12．下列植物的种子均为干种子，其吸水力最强的是
A．花生种子
B．黄豆种子
C．蓖麻种子
D．向日葵种子
解析：蛋白质、淀粉、纤维素均为亲水性物质，且吸水力依次递减。而黄豆种子所含蛋白质最多，故吸水力最强。
答案：B．
13．一次施肥过多，作物会枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是
A．根系呼吸作用过强，影响根对水分吸收
B．土壤溶液浓度大于细胞液浓度
C．土壤溶液浓度小于细胞液浓度
D．土壤溶液浓度等于细胞液浓度
解析：一次施肥过多，使土壤溶液浓度升高。当土壤溶液浓度大于根部表皮细胞的细胞液浓度时，根部细胞不但不吸水，反而失水，引起“烧苗”。
答案：B．
14．为提高移栽树苗成活率，常常采用根部带土和去掉部分叶子的措施，这是为了
A．保护根毛，减少蒸腾作用
B．防止根部营养损失，增加呼吸作用
C．促进根的发育，降低光合作用
D．保护幼根，提高植物体温度
解析：植物的成活在于水，带土移栽，保护根毛，有利于渗透吸水；去掉部分叶片，降低蒸腾作用，减少水分的散失。
答案：A
15．一株玉米一生中通过根系吸水约200 kg，而散失的水分约
A．190～198 kg
B．160～178 kg
C．140～158 kg
D．100～128 kg
解析：根吸收的水分，一般只有1%～5%保留在植物体内参与各项生命活动，其余全部散失。
答案：A
16．将洋葱表皮细胞分别放在0.3 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的KNO3溶液和清水中，其细胞体积随时间推移而变化的曲线（如下图）分别是
A．a、b、c
B．b、c、a
C．c、b、a
D．b、a、c
解析：将洋葱表皮细胞放在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞渗透失水，体积逐渐缩小，但由于细胞壁的伸缩性有限，体积不会无限收缩；将其放入清水中，情况与放入蔗糖溶液中正好相反；将洋葱表皮细胞放入0.3 g/mL的KNO3溶液中，细胞开始渗透失水，体积逐渐缩小，但由于K＋、NO经主动运输方式进入细胞液使其浓度增大，细胞又渗透吸水，液泡体积不断增大，原生质层逐渐恢复原状，即质壁分离复原。
答案：C.
17．向猪膀胱注入一半0.3 g/mL的蔗糖溶液，扎紧口后，将其浸入0.05 g/mL的蔗糖溶液中，每隔半小时称一次重量（W），在下图中能正确表示测定结果的是
解析：由于膀胱内蔗糖溶液浓度高，通过渗透作用不断吸水，使其重量不断增加，其内浓度降低，压强不断增大，阻止水分子进入，最后水分进出平衡，重量保持相对稳定。
答案：B．
18．将洋葱鳞片叶放在0.45 M蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离；放在0.35 M蔗糖溶液中，细胞有胀大的趋势；放在0.4 M蔗糖溶液中，细胞似乎不发生变化，这表明
A．细胞已经死亡
B．蔗糖分子可以自由进出细胞
C．细胞液浓度为0.4 M左右
D．细胞质壁分离后能自动复原
解析：将洋葱鳞片叶放在0.45 M蔗糖溶液中，细胞发生质壁分离，放入0.35 M蔗糖溶液中，细胞有胀大的趋势，说明细胞液的浓度在两浓度之间。放在0.4 M蔗糖溶液中，细胞看不出变化，说明细胞液的浓度在0.4 M左右。
答案：C．
19．桃的种子外有坚硬的内果皮而不易发芽，播种前要沙埋处理，这是因为
A．细胞的吸胀作用使种子吸足水，胀破硬壳
B．细胞的渗透作用使种子吸足水，胀破硬壳
C．水的浸泡作用使内果皮变软
D．尽快使种子烂掉坚硬的外衣
解析：桃的种子细胞是没有中央液泡的植物细胞，靠吸胀作用吸收水分。干燥种子吸水后所产生的吸胀作用力量是相当大的，这种力量可以使坚硬的内果皮裂开。
答案：A
20．正在结西瓜的植株，其吸收的水分主要用于
A．植株生长
B．光合作用
C．瓜果的膨大
D．气孔的水分蒸腾
解析：植物的根吸收的水分大约只有1%～5%保留在植物体内用于光合作用、呼吸作用等生理活动，绝大部分主要通过蒸腾作用散失掉。
答案：D．
21．和面时，掺入了适量的清水，而揉成的面团中水并不滴出。这一事实能说明的原理是
A．自由水
B．结合水
C．吸胀作用
D．渗透作用
解析：面粉中含大量的亲水性物质，如淀粉、蛋白质等。可以吸收大量的水分，称为吸胀作用。
答案：C．
22．图中c处为半透膜，在a侧和b侧分别放入相同体积的10%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，其结果是
A．水从a侧移向b侧的速度大于从b侧移向a侧的速度
B．水从a侧移向b侧的速度小于从b侧移向a侧的速度
C．水从a侧移向b侧的速度与从b侧移向a侧的速度相等
D．水既不从a侧向b侧运动，也不从B侧向a侧运动
解析：对于10%的葡萄糖溶液和蔗糖溶液来讲，由于蔗糖的分子量大，所以单位体积的葡萄糖溶液中葡萄糖的分子数多于单位体积的蔗糖溶液中蔗糖的分子数，即葡萄糖溶液单位体积的水分子数比蔗糖溶液少，则水从a侧移向b侧的速度小于从b侧移向a侧的速度。
答案：B．
23．红细胞破裂，其内的血红蛋白释放出来的现象，称为“溶血”。把红细胞置于下列哪项环境中，会发生“溶血”
A．浓盐水中
B．清水中
C．0.9%的生理盐水中
D．0.3 g/mL的蔗糖溶液中
解析：红细胞无细胞壁，渗透吸水过量破裂可发生“溶血”现象。浓盐水和0.3 g/mL的蔗糖溶液的浓度高于红细胞细胞基质的浓度，故A、D不正确；0.9%的盐水与红细胞的渗透压相当，不会发生吸水或失水。
答案：B．
24．高大树木的顶端细胞能够不断地得到充足的水分，在此过程中起主要作用的是
A．呼吸作用
B．渗透作用
C．吸胀作用
D．蒸腾作用
答案：D．
25．食醋中的醋酸分子是活细胞所不能选择的小分子物质，蔗糖是不被选择的大分子物质，但用食醋和蔗糖可将鲜蒜腌制成糖醋蒜，这是因为
A．醋酸和蔗糖分子均存在于活细胞间质中
B．醋酸和蔗糖分解后被细胞吸收
C．腌制时间长了，两种物质缓慢地渗入细胞间隙中
D．醋酸杀死了细胞，细胞膜选择透过性丧失
解析：食醋可将鲜蒜细胞杀死，原生质层失去选择透过性，这样醋酸分子和蔗糖分子可进入鲜蒜细胞内。
答案：D．

二、简答题
26．下图表示了处于不同生理状态的取自同一洋葱鳞片叶的三个表皮细胞，请回答：
（1）图中B细胞处于何种生理状态？__________________________。
（2）图中各细胞的细胞液浓度依次是_____________＞_____________＞_____________。
（3）A、B、C三细胞处于不同浓度的溶液中，则图中A与B细胞所处的外界溶液浓度是_____________＞_____________。
（4）三个细胞最易死亡的是_____________。
（5）假设将洋葱鳞片叶表皮细胞制成装片并使之处于高渗溶液中而发生质壁分离，用显微镜观察一个细胞的上述过程，则该细胞形态变化顺序将如图所示的从_____________→_____________→_____________。
解析：取自同一洋葱鳞片叶的三个表皮细胞可认为细胞液等情况基本相同。从图中可以看出，A尚未发生质壁分离；B开始发生质壁分离；C已完全发生质壁分离。所以各细胞液浓度从大到小依次为C、B、A；A所处的外界溶液浓度比B所处的外界溶液浓度低；C失水最多易死亡；若是同一细胞在不同时间的形态。则该细胞形态变化顺序为：A→B→C。
答案：（1）质壁分离 （2）C B A (3)B A (4)C (5)A B C
27．用2 mol/L的KNO3溶液和2 mol/L的蔗糖溶液分别浸泡某种植物细胞，观察质壁分离现象，得到某原生质体体积变化的情况，如下图所示，请回答：
（1）原生质体体积在A→B段的变化说明：细胞处于_____________状态，此时，在细胞壁与原生质体之间充满了_____________，原因是_____________。
（2）由B→C段和B→D段的比较可以认定，曲线_____________反映了植物细胞在KNO3溶液中的变化情况。此时该细胞正在发生_____________，引起这种变化的原因是__________________________。
（3）并不是该植物的所有生活细胞均能发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞还必须具有_____________。
解析：由于植物细胞液的浓度小于KNO3溶液和蔗糖溶液的浓度，故开始时渗透失水，发生质壁分离现象。但K＋和NO可通过主动运输方式逐渐进入细胞内部，使细胞液浓度变大导致细胞渗透吸水，发生质壁分离复原现象，原生质体恢复原状；而蔗糖分子不能进入细胞内部，故不能发生质壁分离复原现象。另外，细胞壁是全透性的，水和溶质分子都能通过。
答案：（1）质壁分离 外界溶液 细胞壁具有全透性 （2）甲 质壁分离复原 细胞主动吸收了K＋、NO，使细胞液浓度变大 （3）中央液泡
28．下图是根据两颗苍耳种子的萌发试验记录制作的曲线图，请据图回答问题：
（1）AB段说明两种子在萌发以前均未形成_____________，依靠_____________吸收水分，使鲜重上升。
（2）CD段说明，不休眠的种子，在胚根形成的同时，逐渐形成了_____________，使吸水量逐渐_____________，鲜重继续上升。
（3）休眠种子的曲线在B点后趋于平稳，是由于休眠种子不萌发成幼苗，基本上不进行_____________吸水。
（4）与萌发种子相比，休眠种子吸收到细胞内的水分比较多以_____________的形式存在。
解析：考查细胞的吸水方式和水的功能。
植物细胞在未形成中央液泡前主要进行吸胀吸水，形成中央液泡后进行渗透吸水。种子萌发以前是靠吸胀吸水，休眠的种子吸收的水分主要形成结合水，所以生命力不旺盛。萌发的种子吸收的水分主要形成自由水，所以代谢旺盛，逐步形成中央液泡，靠渗透吸水，所以鲜重不断增加。
答案：（1）中央液泡 吸胀作用 （2）中央液泡 增加 （3）渗透 （4）结合水
29．下图是植物体水分代谢图解：
（1）植物水分代谢包括水分的_____________、_____________、_____________和_____________的过程。
（2）图中B从C中吸水的方式主要是_____________，这种吸水方式可通过_____________实验来验证。
（3）从细胞液的浓度来分析，图中哪个标号处的细胞中细胞液的浓度最大？_____________。
（4）水从D到E的输送动力主要来自_____________。
解析：植物水分代谢包括水分的吸收、运输、利用和散失；根毛区细胞吸水的方式是渗透作用，可通过质壁分离和质壁分离复原实验来验证。植物体从下往上细胞液浓度递增，水分在植物体内向上运输的动力主要来自蒸腾作用产生的拉力。
答案：（1）吸收 运输 利用 散失 （2）渗透作用 质壁分离和质壁分离复原 （3）E （4）蒸腾作用
30．将马铃薯块挖个凹穴，放在内外两种液体中间。已知一种是清水，一种是30%的蔗糖溶液，开始时，两个液面是平的，过了一段时间后液面如下图，问：
（1）液体A是_____________，B是_____________。
（2）在图甲中，C处细胞_____________水，D处细胞_____________水。
（3）在图乙中，C处细胞_____________水，D处细胞_____________水。
解析：甲图中B液面下降，说明B溶液中的水分通过马铃薯块茎的各层细胞进入溶液A，乙图中A液面上升，说明B溶液中的水分通过马铃薯块茎的多层细胞进入A溶液；水分从一个细胞进入相邻细胞中，也遵循渗透作用原理，从低浓度溶液流向高浓度溶液。
答案：（1）30%蔗糖溶液 清水 （2）失 吸 （3）吸 失

【应用创新】
1．现有三种溶液，已知分别是清水、蔗糖溶液和KNO3溶液，请你设计一个实验，把三种溶液区分开。
材料用具：
显微镜、紫色洋葱、清水、剪子、刀片、载玻片、盖玻片、镊子、吸水纸
实验原理：__________________________。
实验步骤：
第一步：制作__________________________。
第二步：观察__________________________。
第三步：分别用三种溶液滴载玻片的一侧，另一侧__________________________。
第四步：观察结果，预测分析：
①_______________________________________。
②_______________________________________。
③_______________________________________。
此实验过程中作为对照的是_______________________________________。
答案：实验原理：当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水，细胞发生质壁分离；当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，植物细胞通过渗透作用吸水，细胞发生质壁分离复原
实验步骤：三个紫色洋葱表皮细胞临时装片 正常的紫色洋葱表皮细胞 用吸水纸吸引，重复多次
①用显微镜观察到未发生质壁分离现象的原溶液是清水。清水小于细胞液浓度，细胞不失水
②用显微镜观察到已发生质壁分离，而又未复原的原溶液是蔗糖溶液，蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离
③用显微镜观察开始发生质壁分离，一段时间后又自动复原的原溶液是KNO3溶液。开始时溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水，发生质壁分离，由于KNO3在溶液中离解成K＋和NO被细胞主动运输吸收，所以细胞液浓度逐步增大，大于外界溶液浓度时，细胞吸水发生质壁分离复原 第四步第①实验
2．东营某地区在盐碱地挖池筑堤，堤上种植农作物等绿色植物，池内养殖对虾等，获得了农业、渔业双丰收，使昔日的“不毛之地”变成了现在的“聚宝盆”，请分析这一做法的道理。
答案：堤上的盐分大量沉降到池中，使土壤溶液浓度下降，有利于农作物的生长发育。池中盐分浓度增大有利于对虾的生存。
种群和生物群落
【课前复习】
关于种群的概念，我们已经在第七章有所了解，既种群是生物进化的单位，是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群中的个体不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并且通过繁殖将各自的基因传递给后代。因此，种群也是生物繁殖的基本单位。而本章的学习应是在此基础上再从生态学角度来理解种群的特征、种群的数量变化规律等知识。　　
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．下列叙述中，属于种群的是
A．一片森林中的昆虫 B．一块田地里的狗尾草
C．一棵树上的寄生物 D．一座山峰上的树
解析：种群强调的是“同种”生物的总和；而群落指的是各种生物的总和。A答案中的“昆虫”，肯定不是一个种，仅昆虫就有成百上千种，因此A是错误的。C答案中的“寄生物”，也不是一个种群，寄生物是指生活在这棵树表面和内部的各寄生生物，它们也不可能是一个种，因此C答案也是错误的。D答案明显错误。B答案中“一块田地里的狗尾草”属于一个种群，因为田地一般不会很大，无论有多少狗尾草，都是指同一种植物。
答案：B
知新——先看书，再来做一做
1．种群研究的核心是：___________________________________。
2．种群的特征有：
a．种群密度；获得种群密度的方法有：
取样调查法
b．______________；意义：
c．______________；意义：
d．______________
3．如图8—2—1，怎样理解各项种群特征与种群数量的内在关系？
图8—2—1
4．种群增长的曲线包括： ______________型曲线和______________型曲线。
5．研究种群数量变化的意义是什么？
6．群落的概念：________________________________。
7．群落具有什么样的结构？群落形成后就不再发生变化吗？

【学习目标】
1．识记种群的特征。
2．理解种群数量的变化。
3．理解研究种群数量变化的意义。
4．识记生物群落的概念和结构。

【基础知识精讲】
课文全解：
《种群和生物群落》，讲述了种群的特征、种群数量的变化、研究种群数量变化的意义、生物群落的概念、生物群落的结构等内容。在本节的引言中，首先提出两个在渔业和农业生产中经常遇到的问题，让我们了解研究生物的种群的必要性。关于种群的特征，教材中介绍的是与种群的数量变化密切相关的特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。为了科学方法的逐步掌握和人口知识的学习，教材还以小字形式介绍了标志重捕法和我国人口的增长情况。种群数量的变化包括种群的增长、波动、稳定和下降等，由于课时所限，教材主要讲述了种群的增长，包括种群增长的“J”型曲线和“s”型曲线，然后讲述了影响种群数量变化的因素。种群数量的变化是新大纲中新增加的内容，理论性较强，是我们学习本节的难点。教材在内容处理上采取了力求通俗、多举实例、联系实际的做法，避开了有关微分方程等内容，以使这部分教材符合高中学生的数学基础。关于研究种群数量变化的意义，则与本节引言相呼应，介绍了研究种群在渔业和害虫防治方面的意义。关于生物群落，教材主要介绍了生物群落的概念和生物群落的结构。生物群落的结构包括空间结构、营养结构和物种结构等，由于课时的限制，教材正文部分只讲述了生物群落的空间结构，在“课外读”中介绍了有关生物群落演替的内容。
综上所述，本节知识结构可总结如图解8—2—2。
图8—2—2
问题全解：
98．如何正确理解和判断种群？
在一定区域内的同种生物个体的总和叫种群。可以看出，种群的外延是种内关系。虽然种群内的生物是同种生物个体的总和，但它不是许多同种个体的简单相加，它具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等特征，即种群的内涵。例如，一个湖泊中的全部雄鲤鱼不构成一个种群，因为种群不是同种生物个体的简单相加，还具有一定的内涵。这个湖泊中的全部雄鲤鱼不存在性别之分，不具有出生率等，所以不能称为一个种群。再如，一块棉田中的害虫、一座高山上的鸟，由于不属于同一种生物，因此，也不属于种群。
99．种群和物种之间的关系如何？
物种是生物分类的基本单位，物种主要通过以下标准鉴别：
（1）形态学上，不同物种之间有明显的形态差异；
（2）生理学上，同一个物种的个体能自由交配并产生可育后代；
（3）生态学上，同种生物要求相同的生态条件；
（4）生物地理学上，每一物种都有一定的分布范围。
从以上四点来界定了物种，也就能够理解种群定义中的“同种生物”的含义，即同一物种的生物。种群是物种存在的具体形式。
100．决定种群数量变动的因素有哪些？
（1）种群特征与种群数量变化之间的关系（图解8—2—3）
图8—2—3
“”表示影响种群密度的直接因素，决定种群的数量变化。
“”表示影响种群密度的间接因素，为预测种群数量变动提供信息。凡是影响出生率、死亡率、迁入率、迁出率的因素都能影响种群数量。
年龄组成对种群密度的影响
类型 图示 种群特征 出生率与死亡率 种群密度
增长型 幼年个体数大于成年、老年个体数 出生率＞死亡率 增大
稳定型 各年龄期个体数比例适中 出生率≈死亡率 确定
衰退型 幼年个体数小于成年、老年个体数 出生率＜死亡率 减小
种群通过种内斗争调节种群密度，种内斗争与种群密度的反馈调节可表示为：
（2）种间关系与种群数量变化的关系
在一个有限的环境中，随着某一种群密度的上升，除种内斗争加剧以外，还会引起以该种群为食的捕食者的数量增加，这样通过捕食者使这个种群的死亡率升高，出生率下降，使种群的增长率下降。（图8—2—4）
图8—2—4
图8—2—5
一般捕食者种群数量达到高峰和低峰的时间总比被捕食者种群晚。如，北极地区的猞猁以雪兔为食物，雪兔的数量直接决定猞猁的数量，所以雪兔的最高产量，一般比猞猁的最高产量提前1～2年。
种间关系与种群密度的反馈调节如下：
图8—2—6
（3）外界因素与种群数量变化的关系
种群数量变动常常受外界环境因素的影响，如气候因素、土壤因素、污染因素等。
（4）种群数量变化规律
自然种群的增长一般遵循“S”型曲线变化规律，而当种群迁入一个新环境以后，常在一定时间内出现“J”型增长。两种增长方式的差异，主要在于环境阻力对种群数量增长的影响。（图8—2—7）
图8—2—7
101．群落具有什么样的结构？群落形成后就不再发生变化吗？
群落不同，其所包含的种群就有可能不同，而各种群在群落中所占据的空间、时间就更是各有不同，这就构成了不同的群落结构。
（1）垂直结构
在垂直方向上，生物群落存在明显的分层现象。
生物群落的分层，有些很复杂，有些较简单。例如，生长在岩石表面的苔藓，主要是单层群落，很少有昆虫及其他动物存在。但是，对于草原生物群落常明显地分为地下层、草底层及草本层。地下层主要有植物的根系，生长着土壤细菌、真菌、原生动物和昆虫、蠕虫等。草底层是植物的底层部分，主要为草的近地面茎部，该层堆聚枯枝落叶，生存着昆虫、爬行类和啮齿动物等，这些动物也能侵入其他层次。草本层是草本植物或灌木枝条的上部，这一层是很多昆虫及其他动物栖息、生长、繁殖的场所。
（2）水平结构
林地中的生物由于地形的起伏、光照明暗、湿度大小等因素的影响，沿着水平方向分布成不同小群落的现象叫水平结构。
在对植物群落结构进行观察时，经常可发现，在一个群落中，某些地点植物种类的分布是不均匀的。例如，在森林中，林下潮湿阴暗的地面，有一些植物种类形成小型生长组合；而在林下较明亮的地面，则生长着不同类型的另外一些植物种类形成的组合。植物群落内部这样一些小型的植物组合，可以称为小群落。小群落形成的原因，主要是环境因素在群落内不同地点上的不均匀作用，如小地形和微地形的变化，土壤湿度和盐渍化程度的不同，以及群落内的植物环境，如上层遮荫的不均匀等等。同时，植物种类本身的生物生态学特点，也具有重要作用，特别是种群的繁殖(营养繁殖或种子繁殖)特征和迁移特征(大量传播个体的同时迁移，以及种群在一定环境条件下的竞争能力等，对影响群落的结构特征也具有重大的意义。
（3）时间结构
一年之中有春夏秋冬之分。一天中也有白天与黑夜之分。有的动物喜欢白天活动，而有的动物则喜欢夜间活动。因此，季节变换与昼夜更替使得群落的垂直结构与水平结构随着一年四季和白天黑夜的不同而变化，这就是群落的时间结构。
群落是一定地域内有直接或间接关系的各种生物种群的总和。但生物群落绝不是由各种生物构成的静态结构，从构成群落的每个种群可以看出，各种群内部都发生着新老个体的交替，生物之间以及生物与无机环境之间进行着相互作用，物质交换和能量流动都在这种相互作用中进行。

【学习方法指导】
本小节主要从种群和群落水平阐述了生物群体与环境之间的关系。一个种群内的不同个体间通过种内关系（种内互助、种内斗争）紧密联系；任何一个种群都不是单独存在的，而是与其他种群通过种间关系（互利共生、寄生、竞争、捕食等）紧密联系。在本节内容，种群的特征、种群的数量变化是重点。
基于此，本节知识仍然适宜采用“分析归纳法”来掌握。抓住本节的关键：第一，种群研究的核心是数量变化。为什么？可结合实际理解。第二，数量研究的关键依据又是根据各项基本特征。第三，根据影响数量变化的各项因素，最后理解数量变化规律，即“J”型和“S”型曲线所反映的。

【知识拓展】
生态因素与种群和群落的关系
同种生物个体一样，种群和群落也受生态因素的影响，由于生态因素包括非生物因素和生物因素，因此生态因素与种群和群落间的关系主要表现在以下两个方面。
（1）非生物因素主要是指生物生存的无机环境
无机环境的优劣，往往能决定生物种群的大小和生物群落的结构。一般在阳光充足、温度适宜、雨量充沛的地区会形成茂密的森林，并且各种群的生物数量大，组成群落的生物种类多，群落结构复杂。
（2）生物因素对种群大小的调节作用
生物因素是生物的有机环境，对于一种生物来说，其他生物是它生存环境的一部分，对于同种生物个体来说，个体之间互为环境；前者指的是种间关系，后者指的是种内关系。生物的种内关系和种间关系对种群的大小起着调节作用。当一个种群密度增加时，种内斗争会导致种群内个体死亡率增加，同时以该种群生物为食的捕食者也会因食物丰富而数量增加，导致种群内个体数量下降，从而限制了种群密度的增加。

【同步达纲训练】
1．下列生物属于种群的是
A．一个池塘里的鱼
B．一座山上的树
C．一个公园里的草地
D．一块油菜地里的油菜
2．下列实例中属于生物群落的是
A．海洋中的全部鱼
B．一片草地里的跳蝻和蝗虫
C．一棵枯树和其上的苔藓、真菌、昆虫、蜗牛等
D．一个池塘中的藻类、鱼类、细菌、蚌、水生昆虫等全部生物
3．某一种群现阶段年轻个体比较多，年老个体很少，此种群正处于哪个年龄组成类型
A．增长型 B．稳定型 C．衰退型 D．不能判定
4．下列各项中可以称为种群密度的是
A．一平方公里内的人口数量
B．一个池塘中各种鱼的总数
C．一片森林里的全部生物
D．稳定型生物种群的个体数量
5．在种群的下列特征中，对种群个体数量的变动起决定作用的是
A．种群密度 B．年龄组成
C．性别比例 D．出生率和死亡率
6．利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了种群正常的性别比例，该害虫的种群密度将会
A．明显增加 B．明显减少
C．先减后增 D．相对稳定
7．森林生物群落不包括森林中的
A．细菌和真菌 B．所有植物
C．所有动物 D．落叶和土壤
8．在下列图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是
　　9．对种群个体数量的变动起决定作用的因素是
A．种群密度 B．出生率和死亡率
C．性别比例 D．年龄组成
10．下列关于生物种群出生率和人口出生率的叙述，不正确的是
A．生物种群的出生率是指单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目
B．人口出生率是指单位数量的人口在单位时间内新出生的人口数目
C．影响人口出生率和生物种群出生率的因素完全相同
D．影响人口出生率和生物种群出生率的因素有很大区别
11．按一对夫妇两个孩子计算，人口学家统计和预测，墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约20～40年，美国40～80年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定于
A．种群数量和密度 B．种群年龄结构
C．种群性别比例 D．出生率和死亡率
12．调查某草原田鼠数量时，在设置l公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获30头，其中有上次标记过的个体10头。如图8—2—8所示。请回答下列问题。
　　　　　
图8—2—8
（1）若该地区田鼠种群个体总数为N，则N=______________头(计算公式是N∶［a］=［b］∶［c］ )。
A．30 B．32 C．64 D．96
（2）要使上面所计算的种群个体总数和实际相符，理论上在调查期必须满足的两个条件是______________。
A．有较多个体迁出调查区
B．调查区内没有较多个体死亡
C．调查区内没有较多个体出生
D．有较多个体迁入调查区
（3）调查甲、乙两草原所捕获鼠的月龄，它们的月龄构成如图8—2—8。据图8—2—8分析：
______________草原的田鼠种群属于______________型；______________草原的田鼠种群属于______________型，可以预测，该草原鼠害将会严重，必须做好防治准备工作。
(4)若某种群有成鼠a头(计算时作为亲代，每头雌鼠一生产仔16头，各代雌雄性别比例均为l∶1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为______________。
A．a×8n-1 B．a×8n＋1
C．a×8n D．a×8n-2
(5)若将雌雄成鼠各若干头，放在大小一定的笼内饲养，让它们交配繁殖，且供给足够的饵料和水，则笼内鼠数变化和时间之间的关系，应为图8—2—9中的曲线______________。
8—2—9

参考答案
l．解析：鱼、树都不是物种的名称，草地应属生态系统。
答案：D
2．解析：A没有包含全部生物，B应为一个种群，C为一个小的生态系统。
答案：D
3．解析：种群中年轻个体多，年老个体少，种群密度将越来越大，为增长型。
答案：A
4．解析：鱼、全部生物都不止一个种群，D的错误在于设有时空范围，同时各种年龄组成的种群均有种群密度。
答案：A
5．解析：出生率和死亡率直接决定种群个体数量的变动。
答案：D
6．解析：雄虫减少减小了雌雄虫交配受精的机会。
答案：B
7．解析：群落是指生态系统中的生物成分。
答案：D
8．解析：无环境阻力时为“J”型增长曲线。
答案：B
9．解析：考查种群的出生率和死亡率方面的知识。解答这类题目，要认真分析，抓住关键字眼。种群的各个特征对种群的数量变动都有一定的作用，但种群密度、性别比例、年龄组成这三者只是在一定程度上影响种群的个体数量或者对种群的未来发展有一定的作用，而出生率和死亡率则是直接影响种群个体数量的多少，对种群的个体数量变动起决定作用。
答案：B
10．解析：本题中A、B两项的概念描述都是正确的。影响生物种群出生率的因素主要是各种环境条件对种群的制约，而影响人口出生率的因素除一定的环境条件外，国家的人口政策、人们的生育观念等在很大程度上影响着人口的出生率。
答案：C
11．解析：种群既然是许多同种个体组成的有机单元，它也就具有了单独个体不可能有的特征。如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等。人口的出生率和死亡率是影响人口增减的因素之一，是影响人口动态的直接因素。在人的群体中，性别比例大体相当。对一个种群数量动态的预测，显然取决于该种群的年龄组成。一个年轻个体占优势的种群，它预示着种群的大小和密度将有很大的发展，因为陆续进入生殖年龄的个体会越来越多，是一个急剧增长的年龄结构。目前大多数的发展中国家，人口的年龄结构都属于急剧增长型；美国则缓慢增长；德国属于衰退型。本题中人口动态预测的依据是年龄组成，这种增长趋势是由种群的年龄组成特点决定的。
答案：B
12．解析：该题是以草原田鼠群为例，考查有关种群的一系列知识，要求考生必须掌握对种群进行分析的原理及要点。
(1)根据计算公式，N∶［a］=［b］∶［c］，可得出该地区田鼠种群个体总数为96只。
(2)影响种群数量变动的因素有出生率、死亡率和迁入、迁出的个体数量，就题目提出的问题，必须满足的两个条件是调查区内没有较多的个体出生或死亡。
(3)根据种群年龄组成的3种类型，可以看出，图乙为稳定型，图甲为增长型。
(4)该问是数学计算问题，我们可以用下式表示：
代数　 子代数
l l6
2 16×8(128)
3 16×8×8(1024)
… …　…
n l6×8n－1(2×8n)
因为亲代成鼠数为a，并且只有雌鼠(1/2×a)产仔，所以第n代产生的子代数为，1/2×a×2×8n=a×8n。
(5)在大小一定的空间范围内(笼内)饲养成鼠，开始时(4个月内)由于食物的充足和空间等条件优越，鼠的曲线表现出增长，当达到一定的数量后，由于条件的限制(主要是空间)，鼠的数量不再继续增加，维持在一个相对稳定的条件的限制(主要是空间)，鼠的数量不再继续增加，维持在一个相对稳定的水平，表现出如图中C所示的曲线。
答案：（1）D　（2）BC　（3）甲　稳定　乙　乙　增长　（4）C　（5）C基因的自由组合定律
【课前复习】
在学习新课程前必须回顾基因的分离定律实质及有关概念，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作杂交试验时，需要
A．以高茎作母本，矮茎作父本
B．以矮茎作母本，高茎作父本
C．对母本去雄，授以父本花粉
D．对父本去雄，授以母本花粉
答案：C
2．对下列遗传术语的理解，错误的是
A．相对性状是由等位基因控制的
B．显性性状是由显性基因控制的
C．性状分离是指杂种后代出现了不同的基因型
D．测交可用来测定杂种的基因型
答案：C
3．豌豆的红花对白花是显性。能在后代中产生表现型相同而基因型不同的亲本组合是
A．纯合白花×纯合红花 B．纯合红花×纯合红花
C．纯合白花×杂合红花 D．纯合红花×杂合红花
答案：D
4．一匹雄性黑马与若干匹枣红马交配后，共生出20匹枣红马和23匹黑马。下列叙述中最可能的是
A．雄性黑马是杂合子 B．雄性黑马是隐性性状
C．枣红马是显性性状 D．枣红马是隐性性状
答案：AD
5．表现型相同的双亲所产生后代的表现型
A．一定相同 B．一定不同
C．可能相同也可能不同 D．无法判断
答案：C
6．基因的分离定律是针对___________对相对性状的遗传试验而总结出来的，是指在杂合子的细胞中，等位基因虽然共同存在于一个细胞中，但它们分别位于___________上，具有______________。在减数分裂时形成配子时，等位基因会随着______________的分开而分离，分别进入到两个配子中去，___________遗传给后代。
答案：一　同源染色体的两条染色体　一定的独立性　同源染色体　独立地随配子
7．在一对相对性状的遗传试验中怎样才能知道哪一个是显性性状？F2代的分离比是多少？
答案：在F1代中表现出来的性状是显性性状，F2代的分离比为3∶1。
知新——先看书，再来做一做
1．两对相对性状的遗传试验
（1）孟德尔选取的两对相对性状是_________和_________是一对相对性状；___________和___________是一对相对性状。
（2）F1的表现型是___________，证明两对相对性状中___________对___________是显性性状；___________对___________是显性性状。
（3）F2有___________种表现型。其中___________种亲本类型；___________种新类型，即___________和___________。
（4）F2的表现型显现出了不同相对性状的___________。
2．对自由组合现象的解释
（1）F1中粒色分离比为：黄∶绿=___________；粒形分离比为：圆∶皱=___________。
（2）亲本的基因型为___________和___________；F1的基因型为___________，表现型为___________。
（3）F1产生雌雄配子各4种，分别是YR、___________、___________、___________，比例为___________。
（4）由于受精时，雌雄配子结合是___________的，所以，F1配子有___________组合方式，F2有___________种基因型，有___________、___________、___________、___________共___________种表现型，其比例为___________。
3．对自由组合现象解释的验证：测交试验
测交就是让F1(YyRr)与___________(yyrr)杂交。按照孟德尔的假设，F1产生四种配子，即YR、Yr、yR、yr，且比值为1∶1∶1∶1，而隐性纯合子只产生一种配子___________。所以测交结果应当产生四种类型的后代。即：___________(YyRr)、___________(Yyrr)、___________(yyRr)、___________(yyrr)，且比值为___________。
测交试验结果及结论：孟德尔所做的测交试验，无论是以F1作母本还是作父本，试验结果都符合预期设想，也就是测交后代四种表现型实际籽粒数量比接近___________，与理论分析相符，证明解释正确。从而证实了F1在减数分裂形成___________时，不同对的基因___________。
4．基因的自由组合定律的实质
位于非同源染色体上的___________的分离或组合是互不干扰的。在减数分裂形成___________时，同源染色体上___________分离的同时非同源染色体上的非等位基因___________。
5．基因的自由组合定律在实践上的应用
（1）指导杂交育种：在育种工作中，人们常用___________的方法，有目的地使生物不同品种间的基因___________，以使不同亲本的优良性状组合到一起，从而创造对人类有益的新品种。
（2）指导医学实践：在医学实践中，为遗传病的___________提供理论上的依据。
6．孟德尔获得成功的原因
（1）首要条件是正确选用___________即豌豆。
（2）采用由___________的研究方法。
（3）用___________方法对试验结果进行分析。
（4）科学地设计____________。

【学习目标】
1．理解基因的自由组合定律的内容和本质。学会提出假设、并设法求证的科学研究方法。掌握运用自由组合定律分析问题的方法。
2．通过学习孟德尔发现遗传规律的过程，了解孟德尔在遗传学试验中是如何运用科学的思想方法揭示遗传规律的，从而得到方法的训练进而培养分析综合的思维能力和逻辑推理能力。
3．通过对两对相对性状遗传试验现象的分析，学会透过遗传现象去分析遗传的本质，运用哲学观点分析事物规律。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节同“基因的分离定律”一节的编写思路相同，都是采用了由现象到本质的思维方式，在编写顺序上是按照“假说——演绎法”的研究思路进行的。在学习中要注意联系图解等进行探讨。
教材①通过两对相对性状的遗传试验，探究产生遗传现象的机理。②通过判定两对相对性状的显性性状和隐性性状，判定控制两对相对性状的基因是位于一对同源染色体上还是两对同源染色体上，确定亲本的基因型，推导出Ｆ１的基因型及其Ｆ１通过减数分裂形成的配子种类、通过受精作用过程形成的受精卵种类，从而对自由组合现象进行解释。③设计测交试验、预测试验结果，验证解释正确。④得出科学的结论并揭示基因自由组合定律的实质。⑤联系实际讲述基因自由组合定律在实践中的应用。⑥总结孟德尔获得成功的原因。详细内容如下：
基因的自由组合定律是通过两对相对性状的豌豆遗传试验总结出来的。
1．两对相对性状的遗传试验
（1）试验过程
黄色圆粒豌豆与绿色皱粒　　豌豆的杂交试验
图6—8—1
　　试验过程如图解图6—8—1所示。黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆这两个纯种作亲本进行杂交试验，结果F1的种子都是黄色圆滑的。这说明黄色对绿色是显性，圆粒对皱粒是显性，所以F1的豌豆呈现黄色圆粒性状。
把F1种下去，让它们的植株进行自花传粉，产生的种子共有556粒，这些种子出现了四种表现型，它们是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒；它们的个体数依次是315、101、108、32。
（2）试验结果
F2中除了出现两个亲本类型（黄色圆粒和绿色皱粒）以外，还出现了两个与亲本不同的类型，这就是黄色皱粒和绿色圆粒，其结果显示出不同相对性状之间的自由组合。
如果对每一对相对性状单独进行分析，其结果都是3∶1。
（3）结果分析
以上数据表明，上述两对相对性状的遗传分别由两对等位基因控制，每一对等位基因的传递规律仍然遵循着基因的分离定律。但是，如果把两对性状联系在一起分析，F2出现的四种表现型的比，就是黄圆∶黄皱∶绿圆∶绿皱，接近于9∶3∶3∶1。那么，为什么会出现这样的结果呢？
2．对自由组合现象的解释
这是因为豌豆的粒色——黄色和绿色，是由一对同源染色体上的一对等位基因（用Y和y表示）来控制的；豌豆的粒形——圆滑和皱缩，是由另一对同源染色体上的一对等位基因（用R和r表示）来控制的。这样，两个亲本的基因型分别是YYRR和yyrr，它们的配子分别是YR和yr。经过杂交，F1的基因型是YyRr，表现型是黄色圆粒。
F1产生配子的时候，根据基因的分离定律，随着同源染色体的分开，每对等位基因也要分离，也就是Y与y分离，R与r分离。因为非同源染色体在配子形成的过程中可以自由组合，所以非等位基因也就可以相互地自由组合，结果产生的雌、雄配子各有四种，它们是YR、Yr、yR、yr，它们之间的比是1∶1∶1∶1。F1经过自花传粉，各种雄配子与各种雌配子结合的机会相等，因此结合的方式共有16种，其中基因型9种，它们是YYRR、YYRr、YYrr、YyRR、YyRr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr；表现型4种，它们是黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，它们之间的比接近于9∶3∶3∶1。如下表：
孟德尔除了做上述试验外，还用具有其他两对相对性状的豌豆进行杂交试验，其结果都符合上述规律，也就是遗传到F2，基因型为9种，表现型为4种，它们之间的比接近于9∶3∶3∶1。现在知道，这一规律在其他一些生物的性状遗传上也常常表现出来。
3．对自由组合现象解释的验证
测交试验：如果上面关于两对等位基因杂交的解释是正确的，即F1杂合体在形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因之间进行了自由组合。那么，用F1与双隐性类型测交，由于F1产生的配子有4种——YR、Yr、yR、yr，而双隐性类型产生的配子只有一种——yr，测交的结果应当产生4种类型的后代，它们是黄色圆粒（YyRr）、黄色皱粒（Yyrr）、绿色圆粒（yyRr）、绿色皱粒（yyrr），它们之间的比相等，如图6—8—2。
黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的测交试验
图6—8—2
孟德尔用F1与双隐性类型测交，F1不论作母本，还是作父本，都得到了上述四种表现型，它们之间的比接近1∶1∶1∶1。测交试验的结果符合预期的设想，由此可以证明，上述对两对相对性状的遗传规律的解释是完全正确的。
4．基因的自由组合定律的实质
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。以上述的黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆的杂交试验为例，在F1中Yy的分离不受Rr的影响，Rr的分离也不受Yy的影响。它们分离以后，Y可以与R组合在一个配子中，也可以与r组合在一个配子中；y可以与R组合在一个配子中，也可以与r组合在一个配子中。
5．自由组合定律在实践中的应用
（1）在育种工作中的应用
在杂交育种工作中，人们有目的地用具有不同优良性状的两个亲本进行杂交，使两个亲本的优良性状结合在一起，就能产生所需要的优良品种。比如说，有这样两个品种的小麦：一个品种抗倒伏，但容易感染锈病；另一个品种易倒伏，但能抗锈病。让这两个品种的小麦进行杂交，在F2中就可能出现既抗倒伏又抗锈病的新类型，用它作种子繁育下去，经过选择和培育，就可以得到优良的小麦新品种。当然，F2中也会出现既不抗锈病又容易倒伏的新类型，这种不合要求的类型当然要淘汰掉。
（2）在医学实践中的应用
根据自由组合定律来分析家系两种遗传病同时发病的情况，并推断出后代的基因型及其表现型以及它们出现的概率，为遗传病的诊断提供理论依据。
6．孟德尔获得成功的原因
（1）首要条件是正确选用试验材料即豌豆。
（2）采用由单因素到多因素的研究方法。
（3）用统计学方法对试验结果进行分析。
（4）科学地设计试验的程序。
问题全解：
48．什么是不同性状的自由组合现象？
用纯种的黄圆豌豆与绿皱豌豆杂交，F2中除了出现两个亲本类型（黄色圆粒和绿色皱粒）以外，还出现了两个与亲本不同的类型，这就是黄色皱粒和绿色圆粒，这种不同相对性状之间的随机组合现象叫性状的自由组合现象。
49．性状的自由组合与性状分离之间有什么联系？
性状分离是同源染色体上的等位基因分离的结果，性状的自由组合是非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。二者同时发生于杂合体减数分裂形成配子时，在同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，因此，性状分离是性状的自由组合的先决条件。
50．何为亲本类型、重组类型？它们在子二代中的比例如何？
如黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆纯种作亲本进行杂交试验，F2中出现与两个亲本相同表现型的（如黄色圆粒和绿色皱粒）即为亲本类型；出现由不同相对性状之间的自由组合而产生的与亲本不同表现型的（如黄色皱粒和绿色圆粒）即为重组类型。
F2中黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1。
51．多对等位基因控制的多对遗传性状的杂交实验中F1代产生配子的种类及其比例如何？F2代的基因型及表现型如何？
生物的性状是多种多样的，控制这些性状的基因也是多种多样的。只要这些基因是位于不同对同源染色体上的非等位基因，遗传时仍然遵循自由组合定律，现归纳成下表：
杂种基因对数 F1形成不同配子种类数 F1产生雌雄配子可能组合数 F2基因型种类数 F2表现型种类数 表现型分离比
1 2 4 3 2 (3∶1)1
2 4 16 9 4 (3∶1)2
3 8 64 27 8 (3∶1)3
n 2n 4n 3n 2n (3∶1)n
52．什么是自由组合定律？它与分离定律有何区别与联系？
具有两对或两对以上相对性状的亲本进行杂交所得的F1形成配子时，位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。这就是自由组合定律。
自由组合定律与分离定律的区别是：前者是关于控制不同相对性状的基因之间的自由组合，揭示了位于非同源染色体上的非等位基因之间的遗传关系。后者是关于相对性状分离的遗传原理，揭示了位于同源染色体上的等位基因之间的遗传行为。二者的联系是：都是以减数分裂形成配子时，同源染色体的联合和分离作基础的。由于等位基因位于同源染色体上，减数分裂时，同源染色体上的等位基因随着同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因则随着非同源染色体的随机组合而自由组合。实际上，等位基因分离是最终实现非等位基因自由组合的先决条件。所以，分离定律是自由组合定律的基础，自由组合定律是分离定律的延伸与发展。
53．孟德尔获得成功的原因是什么？
见“课文全解6”。
54．怎样用棋盘法和分枝法推算生物的基因型和表现型？
见“方法点拨3”。
55．用基因的自由组合定律的解题有何规律？
见“方法点拨3”。　

【学习方法指导】
1．在本课题的学习中，要始终抓住遗传学研究的一个特点，即从表现型的现象来分析基因型的本质。就是说从看得见、摸得着的性状表现，来推测看不见、摸不着的基因，这是一种培养逻辑思维的过程，学会透过现象看本质，从而掌握基因自由组合定律的实质。
2．注意理论联系实际，学会用基本概念、基本原理解决实际问题。
3．基因的自由组合定律的解题规律。
（一）正推类型：即已知亲本的基因型求子代的基因型、表现型及比例。
例1　两对相对性状的亲本杂交，F1的基因型为YyRr，求F1自交的后代中，基因型、表现型及各自的比例如何？
解析：解法①：棋盘法：
关键是写对F1配子，并按一定顺序写，F2代在16个格里分布很有规律，F1有4种表现型9种基因型。
即先写出F1父本和母本各自产生的配子种类和比例，列成图格（即棋盘），然后依据雌、雄配子相互结合的机会均等的原则，进行自由组合，最后“合并同类项”即可得出正确答案了。
双显性Y_R_：在△1的各角和各边上，1YYRR、2YYRr、2YyRR、4YyRr。
单显性Y_rr ：在△2的各角上，1YYrr、2Yyrr。
单显性yyR_：在△3的各角上，1yyRR、2yyRr。
双隐性yyrr ：在△4内，yyrr。
左上表中，左上到右下的对角线上，有4种纯合子：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr。而且在这个对角线的两侧的基因型是对称的，如右上表所示。
联系教材中的黄圆与绿皱豌豆的遗传分析如下：
（1）黄圆和绿皱是原有的亲本类型，而黄皱和绿圆则是重组类型。
（2）双显性的黄圆占F2代的9/16，其中双纯合体占1/9，一纯一杂或一杂一纯各占2/9，双杂合体占4/9。双隐性的绿皱占F2代的1/16。
（3）重组类型各占3/16，这3/16中，双纯合体占1/3，一纯一杂或一杂一纯各占2/3。
（4）F2代四种表现型的基因型可写成“通式”：黄圆：Y_R_（即 YYRR、 YyRR、 YYRr、YyRr 4种基因型）、黄皱：Y_rr（即YYrr、 Yyrr 2种基因型）、绿圆：yyR_（即yyRR、yyRr 2种基因型）、绿皱只有yyrr 1种基因型。
（5）每种表现型中都有1份纯合子，共占4/16。
解法②：比率相乘法：
按基因的分离定律，分别写出F1雌雄配子的类型及其比率，再列表统计F2中两对基因组合方式及比率相乘的方法所得到的结果如下表。
A 1/4YY(黄) 2/4Yy（黄） 1/4yy（绿）
1/4RR（圆） 1/16YYRR（黄圆） 2/16YyRR（黄圆） 1/16yyRR（绿圆）
2/4Rr（圆） 2/16YYRr（黄圆） 4/16YyRr（黄圆） 2/16yyRr（绿圆）
1/4rr(皱) 1/16YYrr（黄皱） 2/16Yyrr（黄皱） 1/16yyrr（绿皱）
例2　父本基因型是Aabb，母本基因型是AaBb，求它们杂交的后代中，基因型、表现型及各自的比例如何？
解法①：棋盘法（略）
解法②：比率相乘法
解法③：箭头连接法：此方法只适应于双亲中的一方只产生一种配子、最多有两种配子的情况。如果配子种类多，则会眼花缭乱而易出错。具体方法参见教材中测交的遗传图解过程。
解法④：分枝法：第一步：按分离规律分组：①Aa×Aa→AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，表现型用一个起决定作用的基因符号表示A∶a=3∶1；②bb×Bb→Bb∶bb=1∶1，表现型比是B∶b=1∶1。第二步：将各组杂交后代相乘组合，便可得出总的结果。如图6—8—3。
图6—8—3
　　（二）反推类型：已知亲代和子代的表现型及其比例，求亲代的基因型。
①隐性突破比较法：如果子代中有隐性个体存在，因为隐性个体是纯合体，并分别来自父母，即亲代基因型中必含有一个隐性基因。
②分离组合法：将每对性状分开考虑，这样对于每对基因来说符合基因的分离定律，当子代显隐性之比为3∶1时，亲代基因型均为杂合，若子代显隐性之比为1∶1，则亲代基因型为一杂一隐性纯合，再根据亲本的表现型写出其基因型。
③特殊分离比法：在自由组合实验中，常见的几种分离比是：AaBb×AaBb→9∶3∶3∶1；AaBb×aabb→l∶1∶1∶1；Aabb×aaBb→l∶1∶1∶1；AaBb×aaBb→3∶1∶3∶1；AaBb×Aabb→3∶3∶1∶1。
例3　如在番茄中紫茎（A）对绿茎（a）为显性，缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）为显性。这两对等位基因位于两对同源染色体上。现有紫茎缺刻叶个体与绿茎缺刻叶个体杂交，其子代为紫茎缺刻叶、紫茎马铃薯叶、绿茎缺刻叶、绿茎马铃薯叶四种表现型，其比例为3∶1∶3∶1。求两亲本的基因型。
解析：此题已知杂交后代表现型及其比例，求亲本基因型，属逆推类型。解题的关键：一是从后代的隐性表现型入手；二是从后代的比例入手。
解法①：根据题意提供的亲本表现型推知它们的基因型中含有下列基因：紫茎缺刻叶亲本中含有A和B基因；绿茎缺刻叶亲本中含有aa和B基因。然后从F1中有隐性个体绿茎马铃薯叶性状出现，可知它的基因型一定是aabb，由此倒推得出其双亲中各有一个a基因和一个b基因。从而得出紫茎缺刻叶亲本的基因型是AaBb；绿茎缺刻叶亲本的基因型是aaBb。
解法②：当一对等位基因遗传时，遵循分离规律，并运用杂交、测交后代的表现型或基因型比例进行逆推。解答该题时，将两亲本的性状分开来，相对性状则用分离规律来讨论。如紫茎与绿茎是一对相对性状，其子代的比例是：紫茎：绿茎=（3+1）∶（3+1）=1∶1，符合分离规律的测交后代比例，因此可逆推得出双亲的基因型是Aa×aa；同理，缺刻叶：马铃薯叶=（3+3）∶（1+1）=3∶1，符合分离规律杂合体自交后代的比例，由此可知两亲本基因型是Bb×Bb。再将上述结果合并，从而得出两个亲本的基因型。
解法③：从杂交后代有四种表现型比数为3∶1∶3∶1，推知至少有8种受精结合方式。雌雄配子受精能够形成8种结合方式的情况只有两种可能：一是一个亲本产生8种基因型的配子，另一个亲本产生1种配子（即8×1=8）；二是一个亲本产生4种基因型的配子，另一个亲本产生两种基因型的配子（即4×2=8）。本题只涉及到两对等位基因，因此，每个亲本最多只能产生4种配子，只能是第二种情况，即一亲本产生4种配子，另一亲本产生2种配子。由于绿茎缺刻叶亲本中的“绿茎”是隐性性状，该亲本基因型只能是aaB_，它能且只能产生两种配子；而另一亲本紫茎缺刻叶就必需产生四种配子，否则就不可能有8种受精结合。因此，可以得出两个亲本的基因型只能是：AaBb×aaBb。
（三）关于几率的求算问题：在自由组合定律中，某两对或多对相对性状在杂交后代中同时出现的几率是它们每一性状出现的几率的乘积（乘法定理）。如亲本为YyRr×yyRr的后代中，表现型为yyR_型的个体占总数的几率是多少？
解析：（1）凡表现型为显性性状，基因型可写出一半来，如黄色豌豆可写成Y_的形式，另一个基因待定；
（2）凡表现型为隐性性状，可直接写出其基因型，如绿色豌豆直接写成yy；
（3）把两对相对性状分解为一对一对的来考虑，使问题简化；
（4）每一对相对性状的杂交组合，都可按子代表现型的分离比，来反推亲本的基因型；
（5）每一对相对性状的杂交亲本的基因型确定后，再把两对相对性状的杂交亲本的基因型综合在一起即可。
如首先求出yy和R_各自出现的几率：Yy×yy的后代中，yy的几率是1/2，Rr×Rr的后代中，R_的几率是3/4；然后将每一性状的几率相乘：1/2×3/4=3/8。
答案：表现型为yyR_型个体占总数的几率是3/8。

【知识拓展】
1．用分枝法推算配子可能含有非同源染色体的种类
例如：基因型为AaBbCc的个体产生的配子类型推算方法是：将A、a分写为两行，然后再将B、b分别写在A、a后面各成两行。这时共有四行。再将C、c分别写在B、b后面各成两行，共有八行。这时就可以清楚地看到配子中含有非同源染色体的八种类型了，如图6—8—4。
图6—8—4
2．基因与性状之间的复杂关系
在分离定律和自由组合定律中，一般是用一个基因控制一个性状来说明一些现象的。实际上，在生物体内，性状和基因的关系并非一对一那么简单，许多情况下存在着十分复杂的关系，多因一效现象和一因多效现象就很广泛地存在于动、植物等生物之中。
（1）多因一效
指某一性状的表现是受多个基因控制的。例如玉米中叶绿素的形成就取决于50多个非等位的显性基因，只要这些显性基因中的任何一个基因发生变化，就会阻碍叶绿素的正常形成，从而导致白化苗的产生。又如果蝇中，至少有40个非等位基因与果蝇眼睛色素的形成有关；至少有43个非等位基因与果蝇正常翅膀的形成有关。
（2）一因多效
指一个基因能够影响到多个性状的表现。例如控制豌豆红花的基因，决定着红色素的产生，但这些色素不仅影响花的颜色，而且还影响托叶和种皮部位的颜色（也呈红色），只是花的红色性状显得更加突出。又如果蝇中的残翅基因，不仅能使翅膀变得很小，还能使其平衡棒的第三节变得短小，也能使其生殖器官的某些部位变形，甚至还会影响到幼虫的生活力和成虫的寿命等。
3．自由组合定律与生物界的多样性
以自然选择为核心的生物进化学说，能够科学地解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性。这一学说是以“生物的变异”为基础的，而变异的来源有三个：基因突变、基因重组和染色体变异。其中的基因重组型变异则主要来自于基因的自由组合和基因的互换。这是因为生物体在经过减数分裂形成有性生殖细胞的过程中，非同源染色体上的非等位基因都将进行自由组合，从而导致性状的重组，加上生物体内控制性状的基因多种多样，这样产生的后代，就会出现很多的新品种。例如小麦有21对染色体，每对同源染色体上只选一对等位基因进行研究，那么，小麦的F2代中，表现型将有221=2097152种，基因型将有321=10460353200种。这么丰富的重组类型，为自然选择提供了广泛的材料。

【同步达纲训练】
1．基因型为AaBb的个体，产生AB配子的几率是
A．0 B．1/2 C．1/3 D．1/4
2．某一个体的基因型为AABbDdeeFf，这些基因分别位于5对同源染色体上。问：此个体能产生配子的类型数是
A．4种 B．8种 C．16种 D．32种
3．在完全显性的条件下，基因型AaBbcc与aaBbCC的两亲本进行杂交，其子代中表现型不同于双亲的个体占全部子代的
A．62.5% B．37.5% C．100% D．95%
4．对两对相对性状的遗传实验，下列叙述错误的是
A．每一对性状的遗传都遵循基因的分离定律
B．每一对性状在子二代中的分离比均为3∶1
C．控制一对相对性状的基因之间是自由组合的
D．控制不同对相对性状的基因之间是自由组合的
5．基因型为EeFf的个体进行正常减数分裂，不应产生出的配子是
A．EF B．Ff C．eF D．Ef
6．基因型分别为aaBbCCDd和AABbCCdd的两种豌豆杂交，其子代中纯合体的比例为
A．1/4 B．1/8 C．1/16 D．0
7．某植物体进行测交，得到后代的基因型是Rrbb和RrBb，则该植物的基因是
A．RRBb D．RrBb C． rrbb D．Rrbb
8．南瓜的果实中白色(W)对黄色(w)为显性，盘状(D)对球状(d)为显性，两对基因独立遗传。下列哪一组杂交后代中结白色球状果实最多
A．WwDd×wwdd B．WWDd×WWdd
C．WwDd×wwDD D．WwDd×WWDD
9．基因型为AaBb的个体(两对基因独立遗传)，产生了一个含有基因Ab的卵细胞的同时，三个极体的基因型是
A．AB、ab、ab B．Ab、aB、aB
C．aB、Ab、Ab D．ab、AB、AB
10．黄色圆粒豌豆自交，后代出现了绿色皱粒豌豆，从理论上，
（1）后代中黄色圆粒豌豆约占总数的___________；
（2）后代中纯合体占总数的___________；
（3）绿色圆粒的杂合体占总数的___________；
（4）隐性类型占总数的___________；
（5）与亲本不同的性状占总数的___________。
11．如图6—8—7表示某种动物精原细胞中的染色体和染色体上的基因，据图回答：
图6—8—7
(1) “1”与“2”，“3”与“4”称为___________；“1”与“3”，“1”与“4”，“2”与“3”，“2”与“4”称为___________；B与b称为___________；A与b称为___________；进入配子时，A与a___________，A与B、A与 b___________。
(2)该图表示的生物在减数分裂时，将产生___________种配子，基因型为___________，符合基因的___________定律。
(3)该图表示的生物进行自交，后代有___________种基因组合方式；有___________种基因型，有___________种表现型；纯合体占后代的比例为___________，AaBb基因型的个体占后代的___________，Aabb基因型的个体占后代的___________。
(4)该图表示的生物与基因型为Aabb个体杂交，后代有_________种表现型，比例为___________。


参考答案
1．D
2．解析：杂合体产生配子的种类数可以用2n来求，n为等位基因对数，此个体中有Bb、Dd、Ff共3对等位基因，所以产生配子的种类数为2n=8。
答案：B
3．A　4．C　5．B　6．D　7．A　8．B
9．解析：一个卵原细胞(AaBb)进行染色体复制形成一个初级卵母细胞(AaBb)，一个初级卵母细胞通过减数分裂形成一大(次级卵母细胞)和一小(极体)两个细胞。根据题目所给的条件，则可知次级卵母细胞的基因型为Ab，而极体的基因型为aB；此极体进行减数第二次分裂形成两个极体，这两个极体的基因型一样，同为aB。基因型为Ab的次级卵母细胞经过减数第二次分裂形成2个——一大一小同为Ab的细胞，故卵细胞的基因型为Ab，三个极体的基因型为Ab、aB和aB。
答案：B
10．（1）9/16　（2）1/4　（3）1/8　（4）1/16　(5)7/16
11．(1)同源染色体　非同源染色体　等位基因　非等位基因　分离　自由组合
（2）4　AB、Ab、aB、ab　自由组合　（3）16　9　4　1/4　1/4　1/8　（4）4　（A__B__）∶(A__bb)∶(aaB__)∶(aabb)=3∶3∶1∶1
生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
【学习目标】
1．了解生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的存在。
2．初步掌握鉴定生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。

【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解三种有机物鉴定的原理？
(2)如何理解实验材料选择的要求？
(3)如何理解实验中的注意事项？
2．解题障碍
实验学习与实际应用方面的问题。

【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“成因法”和“迁移法”正确理解实验原理。
“成因法”是指从某种现象、概念或原理形成的原因来认识、理解这种现象、概念或原理的一种思维方法，也可称为“因果分析法”。
①可溶性还原糖鉴定原理
迁移应用化学知识可知：斐林试剂为一定浓度的氢氧化钠和硫酸铜配制而成的淡蓝色Cu(OH)2沉淀的悬浊液，葡萄糖溶液在加入斐林试剂后，在加热条件下还原为砖红色的沉淀。而葡萄糖氧化成葡萄糖酸。其反应式为:
CH2OH—(CHOH)4—CHO＋2Cu(OH)2 →Cu2O＋2H2O＋CH2OH—(CHOH)4—COOH
用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
生物组织中普遍存在的可溶性糖类较多，有葡萄糖、果糖、麦芽糖和蔗糖等。前三种糖的分子内都含有游离的具还原性的半缩醛羟基，因此叫做还原糖；蔗糖分子内没有，为非还原糖。实验中所用的斐林试剂，只能鉴定生物组织中可溶性还原糖，而不能鉴定可溶性非还原糖。就是因为还原糖可以和斐林试剂发生上述反应，所以可以用斐林试剂来鉴定可溶性还原糖的存在。
②脂肪鉴定原理
苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ为一种橙黄色脂肪染色剂，这两种染液都可溶于脂肪而使脂肪被染上色。苏丹Ⅲ染液遇脂肪的颜色反应为橘黄色，苏丹Ⅳ染液遇脂肪的颜色反应为红色。
③蛋白质鉴定原理
将尿素加热，两分子尿素放出一分子氨而缩合成双缩脲。
双缩脲在碱性环境中能和硫酸铜结合成红紫色的络合物。蛋白质分子中含有的肽键与双缩脲结构中的化学键相似，因此，蛋白质与双缩脲试剂也能发生颜色反应。
(2)结合实验原理，运用“联想对照法”正确理解实验材料选择的要求。
本实验成功的关键在于实验材料的选择，为提高实验效果，应根据当地实际情况，精心选择含糖量较高，富含脂肪、蛋白质的生物组织或器官作为实验材料。选好实验材料，实验成功了一半。比如材料中含有的必须是可溶性还原糖，蔗糖不是还原糖不能用，一般淀粉又是不溶性糖且无还原性也不能用。因此，要充分理解教材中选用特定材料的意图。
(3)用“观察归纳法”结合实验原理正确理解实验中的注意事项。
本实验的三类有机物的鉴定，均依据特定的颜色反应。所以在实验中应特别注意观察鉴定试剂加入前后的颜色变化，加深印象并做好记录。
在对可溶性还原糖的鉴定的过程中，使用的斐林试剂要现配现用，混合均匀后一次加入。在水浴加热时，试管底部不要触及烧杯底部，以防止试管受热不均匀而爆裂；加热时，试管口也不要朝向自己或他人，防止沸腾的溶液冲出试管造成烫伤。(其要求和化学实验是一致的)
在对脂肪进行鉴定时，切出符合要求的薄切片是实验结果能否成功的关键。要多按教材要求练习徒手切片技术。该实验是把化学反应和显微镜观察结合起来的实验，所以又叫显微化学鉴定法。
在对蛋白质进行鉴定时，若使用蛋清，必须按要求稀释。实验样液要留出一份作为对照，以便最后进行比较。
实验中各试剂的使用不可弄混，要牢记不同试剂的鉴定对象。尤其是对斐林试剂和双缩脲试剂的配制和使用，结合实验原理，就能理解：鉴定还原性糖的反应实质是—CHO(醛基)和Cu(OH)2发生的氧化还原反应，生成CuO2砖红色沉淀。而鉴定蛋白质是NaOH溶液加入后创造的碱性溶液环境下，CuSO4和肽键形成红紫色络合物。虽然两种试剂都用到了NaOH和CuSO4，但反应实质是完全不同的。
2．解题障碍的突破
用“联想对照法”来解实验理论与实际应用的问题。
［例题］班氏试剂是一种能与可溶性还原糖发生颜色反应的试剂，在医院常用。现有一瓶配制好的班氏试剂，你认为可能用它鉴定哪一种疾病
A．白血病
B．感冒发烧
C．糖尿病
D．甲亢
解析：用“联想对照法”解。看到题干信息以及选择项，迅速联想到病人的实际状况，白血病是一种血细胞癌变的血液病，跟还原糖的检测没有直接关系；感冒发烧测量体温即可；糖尿病人的尿液中通常存在较大量的葡萄糖，而葡萄糖是一种可溶性还原糖，应能与班氏试剂发生颜色反应；甲亢是甲状腺机能亢进的简称，病人通常是因为甲状腺激素分泌过量引起的一系列病症，一般不会检测其还原性糖的变化。
答案：C
点评：由此题可知，教材实验学习一定要作到知其然并知其所以然，掌握原理是关键，在理解原理的基础上，才可能去理解实验的设计步骤以及为什么要这么设计和操作，然后才能谈得上学以致用。
【同步达纲练习】
1．做生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验时，需要根据实验需要选择不同的实验材料。请根据下表所列各种材料回答问题：
各种可供实验的材料
梨 黄桃 胡萝卜 黄豆 花生种子 小麦种子
(1)其中适合于鉴定糖的是_________，理由是_________________，鉴定试剂用____________。
(2)小麦种子不如花生种子更适合用来鉴定脂肪，这是因为________________，你怎样进行鉴定？________________。
(3)适合于鉴定蛋白质的是_________，理由是__________________，鉴定所用的试剂是__________________。
2．某同学在显微镜下观察被苏丹Ⅳ染色后的花生子叶切片，当转动细准焦螺旋调整焦距时，有一部分细胞看得很清楚，另一部分细胞较模糊，这是由于
A．反光镜没调好
B．标本切得厚薄不均匀
C．显微镜物镜损坏
D．细准焦螺旋未调节好
3．利用所掌握的实验原理，鉴定血液中葡萄糖的存在。提供药品材料：硫酸铜、NaOH、柠檬酸钠、新鲜的兔血。请设计操作方案并说明结果。
参考答案
【同步达纲练习】
1．解析：用“联想对照法”来解。
答案：(1)梨 梨的组织细胞颜色为白色，并且糖含量较高 斐林试剂 (2)小麦种子的脂肪含量不如花生种子高，也不容易做切片 用苏丹Ⅳ试剂鉴定 (3)黄豆和花生 蛋白质含量高 双缩脲试剂
2．解析：用“推理法”来解。反光镜没调好主要影响视野中光线的亮度，通常不会发生一部分能看清楚另一部分看不清的现象；物镜损坏应该都看不见才是；如果切片厚薄均匀，只是细准焦螺旋没调节好，则整个切片细胞都应该看上去模糊。
答案：B
3．解析：用“联想对照法”来解。①在新鲜兔血中加入柠檬酸钠(抗凝剂)，离心提取血浆(上清液)，②配制斐林试剂，③兔血中加入斐林试剂，在沸水中加热，出现砖红色沉淀。结论：证明兔血中有葡萄糖存在。
答案：操作方案：①在新鲜兔血中加入柠檬酸钠(抗凝剂)，离心提取血浆(上清液)，②配制斐林试剂，③兔血中加入斐林试剂，在沸水中加热，出现砖红色沉淀。结论：证明兔血中有葡萄糖存在。
点评：实验学习的关键是最终能够借鉴和应用于实际 基因突变和基因重组
【课前复习】
在学习新课程前必须复习有关DNA的复制、基因控制蛋白质的合成、表现型与基因型的关系等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．DNA分子的特异性决定于
A．核糖的种类 B．碱基的种类
C．碱基的比例 D．碱基对的排列顺序
答案：D
2．基因对性状控制的实现是通过
A．DNA的自我复制 B．DNA控制蛋白质的合成
C．一个DNA上的多种基因 D．转运RNA携带氨基酸
答案：B
3．下列关于基因型与表现型关系的叙述中，错误的是
A．表现型相同，基因型不一定相同
B．基因型相同，表现型一定相同
C．在相同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同
D．在相同生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同
答案：B
4．实现或体现遗传信息的最后阶段是在细胞的哪一部分中进行的
A．线粒体中B．核糖体中C．染色质中D．细胞质中
答案：B
知新——先看书，再来做一做
1．变异的类型有_________和_________两种。后者有三个来源_________、___________、___________。
2．基因突变
(1)概念：由于DNA分子中发生碱基对的___________、___________或___________，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。
(2)实例：镰刀型细胞贫血症
①根本原因：控制合成血红蛋白的DNA分子的一个___________发生改变。
②直接原因：血红蛋白多肽链中___________被___________代替。
(3)结果：基因突变使一个基因变成它的___________基因，并且通常会引起—定的___________型的变化。
(4)类型：___________和___________。
(5)意义：基因突变是生物变异的___________来源，为生物进化提供了最初的___________材料。
(6)基因突变的特点：
①基因突变在生物界中是___________存在的；
②基因突变是___________发生的；
③自然状态下，一种生物的突变率很___________；
④大多数基因突变对生物体是___________的；
⑤基因突变是___________的。
(7)人工诱变在育种上的应用
①人工诱变的概念：指利用___________因素或___________因素来处理生物，使生物发生基因突变。
②优点：提高___________率，创造变异新类型，培育优良品种。
3．基因重组
（1）概念
指生物体进行___________的过程中，控制不同性状的基因的___________。
（2）类型
①随着非同源染色体的自由组合，导致___________的自由组合。
②随同源染色体上的非姐妹染色单体的交换而使___________基因发生交换，导致___________上的基因重新组合。
（3）意义：为生物变异提供了及其丰富的来源，是形成生物___________的重要原因之一。

【学习目标】
1．知道变异的类型、人工诱变在育种上的应用。
2．记住遗传的变异的三个来源。
3．记住基因突变的概念、特点及意义。
4．记住基因重组的概念、类型及意义。

【基础知识精讲】
课文全解：
1．变异的类型
（1）不遗传的变异：仅由环境影响造成的。
（2）可遗传变异：由遗传物质的改变引起的，其来源有基因突变、基因重组、染色体变异三种。
2．基因突变
概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。
实例：镰刀型细胞贫血症。
控制合成血红蛋白的DNA分子的碱基序列发生改变，由变成，即DNA分子上的一个碱基对发生改变，由变成，结果血红蛋白多肽链中谷氨酸被缬氨酸代替，导致镰刀型细胞贫血症。原理如图6—10—1。
图6—10—1
（3）结果：基因突变是染色体的某一个位点上基因的改变，使一个基因变成它的等位基因，并且通常会引起—定的表现型的变化。
（4）类型：按突变生成的过程分，有自然突变和诱发突变两种。
(5)基因突变（自然突变）的特点：
①基因突变在生物界中是普遍存在的。
②基因突变是随机发生的。
不论是对于个体、细胞、基因、或对于所影响的性状来讲，突变的发生都是一个随机事件。例如，在一系列试管中，接种一定量的不含突变型的细菌，经过一定时间的培养以后，测定每一试管中的某一特定突变型的细菌数，就可以看到这些试管中突变型细菌数的分布符合于按照随机分布所预测的情况。这一实验结果说明基因突变对个体来讲是随机的。
③自然状态下，一种生物的突变率很低。
④大多数基因突变对生物体是有害的。
突变往往是有害的，有时甚至是致死的。因为长期进化的结果，生物体内的基因基本上都是对环境适应的，一旦出现新的基因，就有可能导致不适应的性状出现，所以基因突变多数是有害的少数是有利的。例如，水稻、玉米等植物中常产生白化苗的突变。这种突变型由于不能形成叶绿素，会在幼苗期死亡。但是，也有些突变是有利的，例如突变产生的植物抗病性、耐旱性、早熟、茎秆坚硬等等。基因突变的利与害是相对而言的，例如，短腿安康羊的突变，在家养的情况下，是“安康”的，即有利突变，但在野生情况下就不“安康”了。
⑤基因突变是不定向的。一个基因可以朝着不同的方向发生突变，形成多种突变。如：A→a1 、A→a2 、A→a3，a1、a2、a3之间也可以互相转变。这样，A、a1、a2、a3…都在同一点上，都是等位基因。这种同一位点的许多等位基因，叫做复等位基因。复等位基因是指群体范围来说的，就一个二倍体个体来说，只能有其中一对等位基因。例如，人类A、B、O血型的遗传就是受三个复等位基因控制的。
(6)意义：基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料。
(7)人工诱变在育种上的应用
①人工诱变的概念：指利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变。
②优点：提高突变率，创造变异新类型，培育优良品种。
3．基因重组
（1）概念：指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。
（2）类型：
①随着非同源染色体的自由组合，导致非等位基因的自由组合。
②随同源染色体上的非姐妹染色单体的交换而使等位基因发生交换，导致染色单体上的基因重新组合。
（3）意义：为生物变异提供了极其丰富的来源，是形成生物多样性的重要原因之一。
问题全解：
61．什么叫变异？不可遗传的变异和可遗传变异的区别是什么？
亲代与子代以及子代个体之间的差异叫变异。不可遗传的变异是仅仅由环境条件的改变而引起的；可遗传的变异是遗传物质的改变而引起的。
62．遗传的变异有几个来源？
遗传的变异有三个来源，即基因突变、基因重组和染色体变异。
63．基因突变产生的原因、特点及实质是什么？
原因：在DNA复制的过程中，可能由于各种原因而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。因此，基因突变是在一定的外界环境条件或者生物内部因素的作用下，由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而产生的。
“基因突变的特点”见“课文全解2—（5）（6）”。
实质：DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变而引起的基因结构的改变。
64．基因突变有何意义？主要有哪些应用？
意义：基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料。
应用：主要体现在生物育种上，可以利用物理的或化学的因素来处理生物，使它发生基因突变，即人工诱变。用这种方法可以创造变异，从中选择培育出优良品种。
65．基因突变有哪几种类型？
基因突变有两种类型，即自然突变和诱发突变。
66．为什么基因突变一般都是有害的？
现在生活的生物都是经过长期的进化过程，被自然环境选择下来的，所有的形态的、结构的和生理的特性都是对生物的生存有利的。基因突变是在大量优良性状的基础上变异，而这些变异大多数对生物的生存是不利的。所以说一般都是有害的。但有些突变使生物更加适合所变化的环境，这些突变就是有利的。
67．什么叫基因重组？基因重组有何意义？
见“课文全解3”。

【学习方法指导】
1．关于对基因突变的概念的理解，首先要结合对镰刀型细胞贫血症病因的分析去理解基因突变的概念，并且还应该注意联系已有的DNA复制与基因控制蛋白质合成的知识来体会基因突变的真正含义。
2．关于基因突变的特点，它是理解人工诱变育种的基础，应注意理解：
（1）普遍性，基因突变是普遍存在的，不论原核生物还是真核生物，都可发生基因突变。在人工诱变育种中可对几乎所有生物进行处理。
（2）随机性，生物个体的任何部位，只要有DNA分子复制，都可能发生基因突变。在人工诱变育种中可对几乎所有器官或组织进行处理。
（3）低频性，自然情况下突变率很低，另一方面体现了遗传物质的相对稳定性，但诱发可提高突变率。
（4）有害性，因为基因突变多数是有害的，少数是有利的。所以在人工诱变育种中要大量地处理供试材料，才可能从中获得人们所需要的突变基因。
（5）不定向性，一个基因可朝不同方向形成多种突变，产生复等位基因。在人工诱变育种中可以得到多种突变基因。

【知识拓展】
1．关于镰刀型细胞贫血症
人类的镰刀型细胞贫血症是一种遗传性贫血症。患者在缺氧的情况下，原来呈圆盘状的红细胞变成镰刀形，失去输送氧气的功能，许多红细胞还会因此而破裂造成严重的贫血，甚至引起病人的死亡。1949年确定了镰刀型细胞贫血症的突变基因，1957年英国学者英格兰姆阐明了镰刀型细胞贫血症的分子机制。正常人的血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合构成的四聚体，α链和β链分别由141个和146个氨基酸连接组成；英格兰姆发现患者是因为β链中第六个氨基酸发生变化引起的(正常人的是谷氨酸，患者的是缬氨酸)。
2．关于基因突变的种类和结果
按基因突变的原因分，有以下两种：
（1）碱基替换突变
即DNA分子中一对碱基被另一对碱基取代而引起的基因突变，如果一个嘌呤被另一个嘌呤代替或一个嘧啶被另一个嘧啶代替，这种碱基替换称为转换。如果一个嘌呤被一个嘧啶代替或一个嘧啶被一个嘌呤代替，这种碱基替换称颠换。例如：镰刀型细胞贫血症的突变为颠换。
（2）移码突变
指基因内部DNA的碱基序列中，丢失或插入1个或几个脱氧核苷酸对，从而使基因中脱氧核苷酸对的排列顺序发生改变而引起的突变。
基因突变产生的结果：
(1)多数基因突变并不引起生物性状的改变。
①不具遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起性状变异。
在DNA分子中，有的片段带有遗传信息，有的片段不带遗传信息，如果突变发生在不带遗传信息的片段中，则这种突变不会有遗传效应，更不会引起性状的改变。
②由于多种密码子决定同样一种氨基酸，因此某些基因突变也不引起生物性状的改变。
例如：UUU和UUG都是苯丙氨酸的密码子，当U和G相互置换时，不会改变密码子的功能，因为决定氨基酸的还是苯丙氨酸。
③某些突变虽改变了蛋白质中个别氨基酸的个别位置的种类，但并不影响该蛋白质的功能。
例如：由于基因突变使不同生物中的细胞色素C中的氨基酸发生改变，其中酵母菌的细胞色素C肽链的第十七位上是亮氨酸，而小麦是异亮氨酸，尽管有这样的差异，但它们的细胞色素C的功能都是相同的。
④隐性基因的功能突变在杂合状态下也不会引起性状的改变，例如在豌豆中，高茎基因D对矮茎基因d是显性；若在基因型为DD的受精卵中，有一个D突变为d，则该受精卵的基因型为Dd，这样虽然该突变导致了性状改变(高茎→矮茎)，但矮茎基因在杂合状态下，其控制的矮茎性状不能得到表达。
(2)少数基因突变可引起生物性状的改变。例如，人类的镰刀型贫血症。
3．关于基因突变特点的补充
（1）基因突变实际上是染色体一个位点上的基因，由一种状态转变成另一种状态。例如，玉米的非糯性是由基因WX决定的，WX突变成wx以后，非糯性变为糯性。wx和WX是一对同源染色体的同一位点上的基因，这样就成为一对等位基因。所以，等位基因是由基因突变而成的，并且在任何一次突变发生时，一对同源染色体的两个等位基因之中，一般只有一个基因发生突变。所以，就二倍体的高等生物来说，突变刚发生时一般是杂合体状态。
（2）基因突变是可逆的。正常型可以突变成突变型，突变型也可以突变成正常型。前者叫做正突变，后者叫做反突变或回复突变。反突变的频率一般比正突变的频率低得多。突变的可逆性表明：基因突变并不是原有基因的丧失，而是基因的结构发生了变化。
（3）基因突变有的是显性突变，有的是隐性突变，但较多的是隐性突变。一个隐性基因突变为显性基因，这是显性突变。例如，水稻无芒是隐性基因a决定的，有芒是由显性基因A决定的。无芒的水稻发生突变，表现为有芒，这是显性突变。此外，还有隐性突变，如水稻高秆D基因可以突变成矮秆d基因。

【同步达纲训练】
1．某基因的一个片断在解旋时，a链发生差错，C变成G，该基因复制3次，发生突变的基因占全部基因的
A．100% B．50% C．25% D．12.5%
2．如果DNA分子的模板链的TAA突变成TAC，则相应的遗传密码
A．由UAA突变成AUU B．由AUU突变成AUG
C．由UAA突变成UAC D．由AUG突变成AUU
3．基因突变按其发生部位可分为体细胞突变a和生殖细胞突变b两种，则
A．均发生于有丝分裂的间期
B．a发生于有丝分裂的间期，b发生于减数第一次分裂的间期
C．均发生于减数第一次分裂的间期
D．a发生于有丝分裂间期，b发生于减数第二次分裂的间期
4．下列实例中，能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是
A．玉米绿色苗中出现白化苗 B．晚熟水稻中出现早熟植株
C．高秆作物中出现矮秆植株 D．高粱作物中出现雄性不育株
5．下列关于自然突变的叙述错误的是
A．自然突变的频率低
B．自然突变是随机发生的
C．自然突变是不定向的
D．自然突变只产生在个别生物个别基因
6．镰刀型细胞贫血症的病因是
A．细胞形状异常
B．控制合成血红蛋白分子的基因中的碱基序列发生改变
C．食物中缺铁引起
D．血红蛋白分子多肽链上的一个谷氨酸被缬氨酸所代替
7．下面列举几种可能诱发基因突变的原因，其中哪项是不正确的
A．杂交 B．射线的辐射作用
C．亚硝酸处理 D．激光照射
8．下面叙述的变异现象，可遗传的是
A．割除公鸡和母鸡的生殖腺并相互移植，因而部分改变的第二性征
B．果树修剪后所形成的树冠具有特定的形状
C．用生长素处理未经受粉的番茄雌蕊，得到的果实无籽
D．开红花的一株豌豆自交，后代部分植株开白花
9．基因突变发生在
A．DNA→RNA的过程中
B． DNA→DNA的过程中
C．RNA→蛋白质的过程中
D．RNA→携带氨基酸的过程中
10．若一对夫妇所生育子女中，性状差异甚多，这种变异主要来自
A．基因突变 B．基因重组
C．环境影响 D．染色体变异
11．杂交育种依据的主要遗传学原理是
A．染色体变异 B．基因分离
C．基因自由组合 D．基因突变
12．用一定剂量的Co60—γ射线照射处于萌动状态的棉花种子，其成活棉株的器官形态和生理代谢活动均发生显著变异。Co60—γ射线引起棉花变异的主要原因是___________。由辐射处理种子长出的幼苗，有的出苗后不久死亡，绝大多数的单株产量和品质下降，这表明___________。


参考答案
1．解析：由于是解旋时a链发生差错，导致以a链为模板链产生的子代DNA中碱基对发生改变，由这个DNA分子复制产生的子代DNA均会发生同样的突变，而b链并未发生差错，因此以b链作模板链产生的子代DNA的碱基排列顺序与该基因片段一致，其再复制后代也不会发生改变。
答案：B
2．B　3．B
4．解析：白化苗对玉米的生存是不利的；早熟性状对水稻的生存和繁殖是有利的；雄性不育对高粱的繁殖是不利的；矮秆抗倒伏，对作物的生存是有利的；但矮秆不利于光合作用，对作物的生存又是不利的，所以高秆植株中出现矮秆突变植株，体现了突变对生物本身利害的相对性。
答案：C
5．D　6．B　7．A　8．D
9．解析：考查基因突变发生的时间。基因突变是在DNA复制时，由于某种原因发生了差错而改变了基因的分子结构。A项是转录，B项为DNA复制过程，C项为翻译过程，D项是密码子与反密码子互补配对决定氨基酸顺序过程。
答案：B
10．B　11．C
12．解析：考查生物变异的来源和基因突变的特点。依题所述，成活棉株的器官形态和生理代谢活动的变异是由一定剂量的Co60—γ射线照射引起的，很显然是射线引起的基因突变。这些变异的性状，有的出苗后不久死亡，绝大多数单株产量和品质下降。说明基因突变具有不定向性及多数是有害的特点。
答案：人工诱发基因突变　基因突变是不定向的并且一般是有害的。 生物与环境
一、考纲要求：
　　　1.生态学的概念。
　　　2.生态因素的概念。
　　　3.非生物因素中阳光、温度、水对生物的分布和生活习性的影响和实例。
　　　4.生物因素中的种内关系和种间关系。
　　　5.生物适应环境的普遍性，保护色、警戒色、拟态的实例。
　　　6.适应的相对性。
　　　7.生物与环境的关系。
　　　8.种群的概念和特征。
　　　9.生物群落的概念和结构。
　　　10.生态系统的概念。
　　　11.生态系统的类型。
　　　12.生态系统的成分。
　　　13.生态系统的营养结构——食物链和食物网。
　　　14.生态系统的能量流动。
　　　15.生态系统的物质循环。
　　　16.能量流动与物质循环的关系。
　　　17.生态平衡的概念。
　　　18.生态平衡的原理。
　　　19.破坏生态平衡的因素。
　　　20.保护生态平衡的意义。
　　　21.森林在环境保护中的作用。
　　　22.草原的利用和保护。
　　　23.野生动植物资源的保护。
24.自然保护区。

二、知识结构
　　三、知识点、能力点提示
　　1.通过非生物因素对生物的影响的教学，培养学生的知识应用能力。学习时注意既要弄清楚每种非生物因素对生物的影响，又要注意各种非生物因素的综合作用，善于分析在特定的环境中，起决定、主导作用的因素。
　　　2.对于一些生物学概念的学习，在注重概念实质、例证的基础上，采用对比记忆的方法提高学习效率，从而培养学生的识记、理解能力。
　　　如：种内关系和种间关系
　　　共生和寄生
　　　竞争和捕食
种群、群落和生态系统等
　　3.在理解保护色、警戒色、拟态概念上的区别后，通过新情景问题的分析，培养学生的分析判断能力。
　　　如：企鹅背面的黑色与深色海水一致——保护色
　　　瓢虫鞘翅的鲜艳色斑——警戒色
　　　蜂兰的唇形花瓣酷似黄蜂的形态——拟态
　　　4.通过种间关系坐标图、种群的年龄组成类型图示、食物链和食物网图、能量流动过程图解、物质循环过程图解等图表教学，培养学生的图表分析能力和知识应用能力。
　　　如：分析图A和图B中，甲、乙两种生物间的正确关系。
　　图A中，甲、乙开始的图像相似，说明生活环境相似。后来由于争夺资源、空间等而发生斗争，甲生物竞争不过乙生物而数量剧减，甚至全部死亡，乙生物仍然生长正常。此图表示甲和乙是竞争关系。
　　图B中，一种生物个体数量增多或减少时，另一种生物的个体数量随着增多或减少，这表明一种生物以另一种生物为食，是捕食关系。
　　5.在食物链和食物网中，要注意分析每种生物的成分、代谢类型及相互关系，培养学生全面应用知识综合分析的能力。
　　生态系统中，生产者是制造有机物和贮存能量的，是其它生物生命的源泉，是生态系统的主要成分；分解者把动植物的遗体、遗物等有机物分解成无机物，回到无机环境中去，被生产者重新利用，否则动植物的遗传残骸就会堆积如山，生态系统就会崩溃，所以分解者在生态系统中占有重要地位。而消费者的功能活动不会影响生态系统的根本性质，所以消费者不是生态系统的必备成分。
　　食物网由食物链组成，每条食物链都是从生产者开始的，各种生物之间的复杂关系一定要注意分析。如
　　蜘蛛和蟾蜍既是捕食关系，又是竞争关系。
　　生态平衡与生态系统的成分和营养结构密不可分。
　　6.通过了解森林的作用，草原和野生动植物资源的利用和保护，结合人类活动破坏生态平衡造成恶果的实例，如：1998年长江流域的特大洪灾、黄土高原的变迁等，使学生正确理解植树造林的重要意义，加强学生环保意识的培养。
　　


【同步达纲练习】
四、能力训练
　　　(一)选择题
　　1.数百年前我国黄土高原有茂密的森林，后来却变成了荒山秃岭，主要原因是(86年高考题)( )
　　　A.北方寒流长期侵袭 B.过度开发破坏了生态平衡
　　　C.长期旱灾，赤地千里 D.地壳运动频繁
　　［命题意图］考查对破坏生态平衡的人为因素的分析和对保持生态平衡的重要意义的认识。
　　2.狼和鹿通过捕食和被捕食的关系进行着(86年高考题)( )
　　　A.趋向进化 B.能量交流
　　　C.相互竞争 D.相互选择
　　［命题意图］通过种间关系的有关知识，考查分析问题的能力。
　　3.下列生态系统中，自动调节能力最大的是(87年高考题)( )
　　　A.温带草原 B.温带落叶林
　　　C.北方针叶林 D.热带雨林
　　［命题意图］考查生态系统的自动调节能力与生态系统的成分和营养结构的关系及分析判断能力。
　　4.对种群概念的正确叙述是(88年高考题)( )
　　　A.不同地域中同种生物个体的总称
　　　B.同一地域中同种生物个体的总称
　　　C.一个湖泊中各种鱼类的总称
　　　D.一个生态环境中有相互关系的动植物的总称
　　［命题意图］考查对种群概念的理解和掌握。
　　5.在一个阴湿山洼草丛中，有一堆长满苔藓的腐木，其中聚集着蚂蚁、蜘蛛、老鼠等动物，它们共同构成一个(89年高考题)( )
　　　A.生态系统 B.种群
　　　C.生物群落 D.食物网
　　［命题意图］考查对生态系统、群落、种群、食物网概念的理解和区分。
　　6.假定在一个由草原、鹿和狼组成的相对封闭的生态系统中，把狼杀绝，鹿群的数量将会(89年高考题)( )
　　　A.迅速上升 B.缓慢上升
　　　C.保持相对稳定 D.上升后下降
　　［命题意图］此题涉及食物链中各种生物之间的相互关系，旨在考查全面应用知识综合分析的能力。
7.下图所表明的物种A与物种B的关系是(90年高考题)( )
　　　A.寄生
　　　B.共生
　　　C.捕食
　　　D.竞争
　　［命题意图］考查对种间关系的理解和图表的分析判断能力。
　　8.下列属于生物圈范围的是(90年高考题)( )
　　　A.大气圈、水圈和岩石圈上层
　　　B.大气圈、水圈和岩石圈
　　　C.大气圈下层、水圈和岩石圈上层
　　　D.大气圈下层、水圈和岩石圈
　　［命题意图］考查对生物圈概念的理解。
　　9.下列哪种动物的体色不属于保护色(91年高考题)( )
　　　A.避役(俗称变色龙)随环境改变的体色
　　　B.鲤鱼背部为暗褐色，腹部为白色
　　　C.眼镜蛇颈部竖立时，显露出的眼镜状斑纹
　　　D.蟒的体表所具有的暗淡相间的斑纹
　　［命题意图］考查对保护色概念的理解和新情景问题的分析判断能力。
　　10.生物地化循环是指：组成生物体的基本元素(91年高考题)( )
　　　A.在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程
　　　B.在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的全过程
　　　C.在组成生态系统的生物群落的生物体内的反复循环运动
　　　D.在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动
　　［命题意图］考查生物的地化循环的概念。
　　11.在生态系统中，下列各组生物属于生产者的是(99年高考题)( )
　　　A.光合细菌、酵母菌 B.光合细菌、硝化细菌
　　　C.乳酸菌、酵母菌 D.硝化细菌、乳酸菌
　　［命题意图］考查生产者的概念实质和种类。
　　12.在下列食物链中，假设初级消费者从生产者获得的能量数值相同，哪一条食物链提供给猫头鹰的能量最多(99年高考题)( )
　　　A.绿色植物?蚱蜢?蜘蛛?蜥蜴?蛇?猫头鹰
　　　B.绿色植物?蚱蜢?青蛙?蛇?猫头鹰
　　　C.绿色植物?鼠?蛇?猫头鹰
　　　D.绿色植物?鼠?猫头鹰
　　　［命题意图］考查对生态系统中能量流动逐级递减规律的应用。

　　13.将A、B两种单细胞生物分别放在两个容器中培养，得到图a所示结果。将这两种生物放在一个容器中混合培养，得到图b所示结果。从实验结果可知，这两种生物的种间关系是(99年高考题) ( )
　　　A.竞争 B.捕食 C.共生 D.寄生
　　［命题意图］通过种间关系坐标图，考查图表分析能力和知识应用能力。
14.下图为A、B两个地区的人口年龄组成示意图。设a地区的人口增长率为a，B地区的人口增长率为b，那么a与b的数量关系是(99年高考题)( )
　　　A.a＞b
　　　B.a＜b
　　　C.a=b
　　　D.a≈b
　　［命题意图］考查对年龄结构图的分析能力和知识的应用能力。
　　15.小麦初夏扬花，而菊花秋末盛开这是受到( )
　　　A.光能多少的影响 B.光照强度的影响
　　　C.日照持续时间的影响 D.光谱成分的影响
　　［命题意图］考查非生物因素对生物的影响。
　　16.东北某林区，山底是落叶阔叶林，中部是红松林，山顶是冷杉林。造成这种分布状况的主要因素是( )
　　　A.阳光 B.水分 C.温度 D.土壤
　　［命题意图］考查影响植物的分布和类型的原因。
　　17.山地蝗为灰褐色，不易被鸟所食，一旦飞到草丛中，死亡率会剧增，原因是( )
　　　A.山地蝗不适应草丛生活
　　　B.草丛潮湿、传染病多
　　　C.山地蝗对环境的适应具有相对性
　　　D.山地蝗改变了食性
　［命题意图］考查生物适应性与适应的相对性。
　　　18.沙漠地区的植物通常都有很发达的根系和较小的叶片，与此相关的主要生态因素是
　　　( )
　　　A.水 B.阳光 C.温度 D.土壤
　　［命题意图］考查水分对生物的影响。
　　19.北极狐的耳朵很小，它生活的环境因素中与此主要相关的是( )
　　　A.阳光不足 B.温度较低
　　　C.水分较少 D.食物缺乏
　　［命题意图］考查温度对动物形态影响。
　　20.狼狗常把排尿点作为与同种其它个体交流情报的“气味标记站”。这种现象生物学上称为( )
　　　A.种内斗争 B.种内互助
　　　C.种间斗争 D.种间互助
　　［命题意图］考查种内关系。
　　21.影响生物群落水平方向上分布的因素不包括( )
　　　A.光照强度 B.土壤类型
　　　C.温度大小 D.生物种群的特征
　　［命题意图］考查生物群落的结构。
　　22.在一个发展良好的森林群落里，从树冠到地面可划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层，同时林下透光度不同的区域，植物种类也有一定区别，这表明此群落具有( )
　　　A.垂直结构和水平结构 B.物种组成和数量比例
　　　C.影响该落的优势种 D.物种间营养关系密切
　　［命题意图］考查生物群落的垂直结构和水平结构。
　　23.以生态学的观点，解释水稻种植过密反而减产的主要原因是( )
　　　A.过度密植会使害虫大量繁殖
　　　B.过度密植作物之间种内斗争激烈
　　　C.种植过密阻碍空气流通
　　　D.阳光很难照到全部叶子上
　　［命题意图］考查种内斗争。
　　24.下列实例中属于生物群落的是( )
　　　A.一个湖里全部的鱼
　　　B.一片草地里全部的昆虫
　　　C.一棵枯树和其上的苔藓、真菌、昆虫、蜗牛等
　　　D.一个池塘的藻类、鱼类、细菌、蚌、水生昆虫等全部生物
　　［命题意图］考查对生物群落概念的理解。
　　25.一个生态系统要能长期维持下去，除了非生物的物质和能量外，不可缺少的成分是( )
　　　A.生产者和消费者 B.消费者和分解者
　　　B.生产者和分解者 D.所有的生物成分
　　［命题意图］考查生态系统的成分。
　　26.生态系统中属于生产者的生物是( )
　　　A.仅限于绿色植物
　　　B.仅限于自养生物
　　　C.全部自养生物和部分异养生物
　　　D.全部绿色植物、细菌和真菌
　　［命题意图］考查生态系统的成分——生产者。
　　27.下面关于生态系统的叙述中，正确的是( )
　　　A.地球上全部生物及其生存环境
　　　B.一定区域内同种生物个体的总和
　　　C.一定区域内不同种群的集合体
　　　D.生物群落与无机环境相互作用的自然系统
　　［命题意图］考查学生生态系统的概念。
　　28.在一个生态系统中，已知初级消费者与次级消费者的个体数分别为N1、N2；个体平均重量分别为M1、M2则下面所示关系正确的一项是( )
　　　A.N1·M1>N2·M2 B.N1·M1=N2·M2
　　　C.N1·M1　　［命题意图］考查生态系统各成分之间的关系。
29.在食物链“草→兔→红狐→狼”中，红狐处的消费者级别及营养级分别是( )
　　　A.次级消费者，第二营养级 B.次级消费者，第三营养级
　　　C.三级消费者，第二营养级 D.三级消费者，第三营养级
　　　［命题意图］考查对生态系统的成分和营养级的理解。
　　30.下列动物中具有较好的保护色的一组是( )
　　　①草原白兔 ②北极熊 ③雄性蓝孔雀 ④东北虎 ⑤非洲斑马 ⑥白金丝猴
　　　A.①③⑤ B.②④⑤ C.②④⑥ D.①②⑥
　　　［命题意图］考查动物的保护色的概念与特征。
　　31.通常肉类食物的价格比粮食和蔬菜要高，从生态学的观点看，这是由于( )
　　　A.动物性食品营养价值高
　　　B.饲养动物麻烦，花工多，投资大
　　　C.食物链延长，能量流失多，动物性食品成本高
　　　D.植物栽培比较容易
　　　［命题意图］考查能量流动时传递效率。
　　32.下图是生态系统中碳循环图解，下列说法正确的是( )
　　　A.甲是生产者，乙是消费者，丙是分解者
　　　B.乙是生产者，甲是消费者，丙是分解者
　　　C.丙是生产者，乙是消费者，甲是分解者
　　　D.甲是生产者，丙是消费者，乙是分解者
　　［命题意图］考查生态系统物质循环的过程。
　　33.下列是为增强生态系统的自动调节能力而采取的措施，哪一个是正确的( )
　　　A.减少捕食者和寄生生物的数量
　　　B.使生产者和消费者在数量上保持平衡
　　　C.减少生物的种类
　　　D.增加生物的种类
　　［命题意图］考查生态系统的自动调节能力。
　　３4.酸雨的危害很大，为防治酸雨，使空气得到净化，在SO2污染严重的工厂附近，应多种植一些( )
　　　A.法国梧桐 B.山毛榉
　　　C.柠檬、圆柏 D.柳杉、洋槐
　　［命题意图］考查森林的作用。
　　35.随着环境污染的不断加剧，可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应，这是因为浮游植物的死亡会使( )
　　　A.大气中二氧化碳增加 B.大气层中臭氧量增加
　　　C.海洋表层无机物增加 D.海洋表层含氧量增加
　　［命题意图］考查浮游植物与温室效应之间的关系。
　　36.在某粮产区，近几年人们大量捕杀青蛙赚钱，致使该地区的水稻产量大幅度下降。造成减产的原因是( )
　　　A.造成了环境污染 B.食物链遭到破坏
　　　C.植被受到了破坏 D.造成了自然灾害
　　［命题意图］考查生态平衡的破坏因素。
　　37.在一个气候多变的生态系统中，生存机会最多的种群是( )
　　　A.个体最大的种群 B.个体最小的种群
　　　C.个体差异最小的种群 D.个体差异最大的种群
　　［命题意图］考查生物的适应。
　 38.把天然草场的食草动物转移后，这个天然草场生态系将会出现的现象是：①植物竞争强度增加 ②植物竞争强度降低 ③植物种类增加 ④植物种类减少( )
　　　A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
　　［命题意图］考查对生态系中各种生物之间的关系及相互影响的分析能力。
　　39.能用于同一生物体的两个名词是( )
　　　A.自养动物、寄生生物 B.异养生物、自养生物
　　　C.异养生物、食草动物 D.生产者、捕食者
［命题意图］考查生态系统的成分的新陈代谢类型。

　　(二)简答题
　　1.我国的四川、甘肃等地，在海拔2000～4000m的高山中生活着珍稀动物大熊猫，据统计目前野生大熊猫仅存800只左右。请分析：
　　(1)造成大熊猫濒危的因素很多，大熊猫食物结构 ，繁殖能力 ，但主要的原因是 。
　　(2)从生物多样性的角度看，如果大熊猫灭绝，就意味着该物种所拥有的全部 从地球上永远消失。从长远发展看，必定会对生态系统的 造成影响。
　　(3)有的学者提出，通过克隆技术大量繁殖大熊猫，然后送回野生环境以增加其种群数目。从遗传多样性的角度分析，这样做的最大弊端是： 。
［命题意图］考查对我国珍贵动物的了解，以及人与这些动物之间的密切关系。
　　2.下图为南极海域一个食物网，请根据图回答：
　　(1)该食物网中共有食物链 条；其中最长的食物链有几个营养级 。
　 (2)属于第三营养级的动物有 ；在不同的食物链中占有不同营养级的动物是 。
　　(3)小鱼和磷虾属于种间关系中的 ；同样具有这种关系的生物还有
和 。(只举一例)
　　(4)企鹅每增加1kg重量，至少需要 kg的大鱼；所消耗的浮游植物至少有
kg。
　　(5)由于DDT等农药污染了海洋，该海域中体内积累有害物质最多的生物是 ，主要的原因是 。
　　(6)人类大量捕杀虎鲸，使虎鲸频于灭绝。该海域的渔业产量将 ；虎鲸如果灭绝，繁殖能力很强的企鹅与海豹的种群数目将 。
　　　［命题意图］本题是对生态知识综合分析能力的考查。
　　3.下图是某地区充分利用自然条件建立的桑基鱼塘和蔗基鱼塘基本框架，这样的生态系统建立后，使经济效益显著增加，请据图回答：
　　(1)这种人工生态系统除桑、蔗等作为 ，蚕、鱼等作为 外，还必须有 等生物作为 。要使它长期稳定的发展，除了有稳定的 来源，各类生物要 。
　　(2)该生态系统所需的能量来自 所固定的 能。建立该生态系统的目的就是为了使这些能量 ；其能量利用率高的原因是其在营养结构上具有 的特点。
　　(3)蚕粪、蔗叶进入鱼塘经过 的作用又被桑基蔗基所利用。蚕粪中的氨经过 作用，形成 ，被植物吸收。
　　(4)概括地说，该生态系统功能的维持，取决于它的
　　　 　　
(5)你认为该生态系统的突出优点是什么
　　　
　　［命题意图］考查学生能否运用所学的知识分析说明实际问题的能力。
　　4.下图为某草原生态系统食物网图，请据图回答：
　　(1)这个食物网中有 条食物链，属于生产者的是 ，属于初级消费者的是 ，属于次级消费者的是
　　(2)图中的草属于第 营养级，昆虫属于第 营养级，属于第四营养级的生物有 ，猫头鹰占有 个营养级，分别是第 营养级。
　　(3)蜘蛛和蟾蜍既是 关系，又是 关系。
　　(4)如果昆虫突然减少，食草鸟数目将会 。
　　(5)此图说明生态系统的 和 就是沿着这个渠道进行的。
　　［命题意图］考查有关生态系统的成分、结构、功能和生物之间的关系及相互影响的综合知识以及识图分析应用能力。
　　　5.根据下图回答问题：
　　(1)这是 元素的循环，它在无机自然界中以 形式存在，该元素在［B］
和［A］ 之间流动形式是 。
　　(2)大气中的CO2进入生物群落主要依赖于［ ］ 作用，从生物群落回归大气中主要依靠［ ］ 。
　　(3)由图可知，物质循环的特点是 和 。
　　［命题意图］考查生态系统中与碳循环相关的知识以及物质循环的基础知识。
参考答案：
【同步达纲练习】
　　(一)选择题
　　1.B 2.D 3.D 4.B 5.A 6.D 7.C 8.C 9.C 10.D 11.B 12.D 13.A 14.B 15.C
　　16.C 17.C 18.A 19.B 20.B 21.D 22.A 23.B 24.D 25.C 26.B 27.D 28.A
　　29.D 30.B 31.B 32.C 33.B 34.D 35.D 36.A 37.B 38.D 39.B 40.C
　　(二)简答题
　　1.(1)简单 很弱 人类活动干扰和破坏了大熊猫的生活环境 (2)基因 稳定性 (3)造成了种群基因库中基因多样性的破坏
　　2.(1)5 5 (2)大鱼、海豹、须鲸 海豹、虎鲸 (3)竞争关系 企鹅 海豹(须鲸与大鱼等) (4)5 125 (5)虎鲸 DDT随食物链的延长在生物体内积累增多 (6)递减 先增加后减少
　　3.(1)生产者 消费者 细菌、真菌 分解者 能量 保持相对稳定
　　　(2)农作物(生产者) 太阳 流向对人类最有益的部分 食物链短
　　　(3)分解者 硝化细菌 亚硝酸盐、硝酸盐
　　　(4)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)提高了物质和能量的利用率
　　4.(1)5 草 食草鸟、昆虫 食虫鸟、蜘蛛、蟾蜍、猫头鹰
　　　(2)一 二 蟾蜍、蛇、食虫鸟、猫头鹰 4 三、四、五、六
　　　(3)竞争 捕食 (4)先增加后减少 (5)能量流动 物质循环
　　5.(1)碳 CO2和碳酸盐 消费者 生产者 含碳有机物
　　　(2)②光合 ①③④ 呼吸
　　　(3)带有全球性 返复循环流动生物多样性及保护
【本章知识框架】
【疑难精讲】
1．加快我国森林覆盖率的措施
生态环境优越的指标之一是森林覆盖率达到30%，提高我国的森林覆盖率的具体措施有：①加快三北防护林和长江中上游防护林建设；②建设南方九省市速生林用材基地；③抓紧平原农田绿化和防护林建设；④营造薪炭林和发展经济林；⑤疏林地和灌木林封山育林和抚育改造次生林；⑥合理采伐并及时更新；⑦提高综合利用率；⑧重视森林防火和病虫防治。总之，坚持“封山育林，植树造林和合理利用”的基本原则。
2．生物多样性的原因
生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（1）遗传多样性即基因多样性，是由构成基因的脱氧核苷酸排列顺序的多样性决定的。基因通过转录和翻译，其多样性就可以反映到蛋白质分子的空间结构上，进而反映出生物性状的多样性。
生物性状的多样性还与变异有关。自然界中可遗传的变异主要有三种基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变是生物变异的主要来源。它产生新的基因，即等位基因，因此能够导致新性状的出现。基因重组是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因由于自由组合或交叉互换而重新组合。因此，基因重组能够产生重组类型的配子，进而产生新的基因型和表现型。染色体变异是由染色体的结构和数目发生变异所引起的。由于染色体是基因的主要载体，所以染色体变异能够引起基因的增加、减少或改变，从而导致生物新类型的出现。
（2）物种多样性和生态系统多样性是经过漫长的进化历程而逐渐形成的。由于生物的变异具有不定向性，而自然选择是定向的，通过生物与环境之间长期的相互作用，把那些微小、有利的变异逐代积累，从而形成了适应环境的新类型。又由于环境条件是多变的，不同的变异类型适应不同的生活环境。这样，由同一祖先经过几十亿年的不断变化，逐渐形成了适应于水生和陆生等不同环境的多种多样的生物类型，从而组成了物种多样性和生态系统的多样性。
3．就地保护和迁地保护
就地保护是生物多样性保护中最为有效的一项措施。就地保护是指以各种类型的自然保护区（包括风景名胜区、森林公园）的形式，将有价值的自然生态系统和野生生物类保护起来，以便保护其中各种生物的繁衍与进化。
自然保护区分为自然生态系统类的保护区和野生生物类的保护区等。自然生态系统类的保护区，能够保护森林、草地、湿地和水域等多种生态系统。任何一个有效地保护了自然生态系统的保护区，必然会很好地保护其内部的所有物种。此外，我国还设有专门保护某种或某些野生生物的野生生物类自然保护区。总之，自然保护区在保护我国生物多样性方面起到了十分重要的作用。
迁地保护只能对单一的物种进行保护，它主要适用于对受到高度威胁的物种进行紧急抢救，以避免该物种灭绝的情况。对于植物来说，迁地保护主要是将濒危物种迁移到植物园、珍稀濒危植物迁地保护基地或繁育中心。对于动物来说，迁地保护主要是将濒危物种迁到动物园、珍稀濒危动物迁地保护基地或繁育中心。
4．我国的自然保护区
我国自1956年首建鼎湖山自然保护区后，又陆续建立了20多处自然保护区，十年动乱期间基本停滞。1978年后自然保护区数量逐年递增。1983年底，我国自然保护区仅有106个，1984年底增至274个，1986年底达333个，1991年底达708个，1994年已达762个，其中包括香港2处、台湾51处。我国大陆的国家级自然保护区有84处。截止到1999年底，我国的自然保护区共有1146处。
5．环境污染及特点
环境污染是由于人类活动引起环境和它的组成要素如大气、水体、土壤等的变化，并超出了环境的自净化能力，使环境质量下降，造成有害于人类或其他生物正常生存发展的现象。环境污染具有：污染范围大；作用时间长；作用机理复杂；危害不易发现和污染后治理难度大等难点。
6．温室效应与气候变暖
二氧化碳可以影响热量的辐射。在大气层中，二氧化碳吸收红外线并阻挡红外辐射的通过，就像温室的玻璃顶罩一样。大气中二氧化碳含量越多，热外流越受阻，从而地球温度也就升得越高，这种现象称为温室效应。科学家预测，大气中二氧化碳含量增加一倍，全球平均气温将上升1.5℃～4.5℃。气候变暖，海平面上升，对人类社会的影响十分严重。要解决二氧化碳大量增加这一问题，一是要减少二氧化碳的排放，二是要提倡植树种草，增强对二氧化碳的吸收能力。
7．酸雨
大气中的二氧化硫随雨水降落地面成为酸雨，一般pH小于5.6的雨水称为酸雨。酸雨对土壤、江河湖泊、森林、农作物等都会造成严重的危害。
8．臭氧层破坏
在地面空气中的臭氧是一种污染物，对生物有毒害作用。但位于地球上空25～40千米的大气平流层中的臭氧则是地球的一个“保护伞”，能阻止过量的紫外线到达地球表面。研究表明，平流层中臭氧减少1%，紫外线对地球表面辐射量将增加2%，皮肤癌、白内障患者将增加，农作物产量将减少。臭氧的减少是人类活动造成的，人们在生产、生活过程中排放的氯氟烷烃如氟利昂等对臭氧有破坏作用。
9．生物富集作用
生物体从周围环境中吸收某些元素或不易分解的化合物，这些污染物在体内积累，使生物体内某些元素或化合物的浓度超过了环境中浓度的现象，叫做生物富集作用。生物富集作用可以分为水生生物富集作用和陆生生物富集作用。
水生生物富集作用：水生生物主要通过食物链富集污染物质。例如，有机氯农药在水中的溶解度虽然很低，但是经过浮游植物—浮游动物—小鱼—肉食性鱼这样一条食物链，可以成千上万倍地富集起来。
陆生生物富集作用：陆生生物体内富集的有毒污染物主要是金属和化学农药。陆生植物体内的重金属，主要是通过根系从土壤中吸收的。重金属进入动物体或人体后，除了随粪便排出一部分外，其余则在动物或人体内富集起来并逐渐造成危害。例如，日本的“镉米”事件。
10．富营养化
富营养化是指水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多，导致藻类植物等大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡的现象。引起水体富营养化的污染源有工业废水、生活污水和农田排水。当它们汇集到池塘、湖泊、海湾时就会使水体中N、P等植物必需的矿质元素增多，致使藻类植物、浮游生物大量繁殖。由于繁殖、生长过程需要消耗大量氧气用以进行呼吸作用，致使水中溶解氧的含量降低。而且当藻类植物和其他浮游生物死亡之后，其遗体首先被水中需氧微生物分解，从而进一步降低溶解氧的含量，然后被厌氧微生物分解，同时产生H2S、CH4等有毒气体。因而造成鱼类和其他水生生物死亡，引起水华或赤潮现象。
11．生态农业
生态农业是利用生态学的原理、系统工程的方法，遵循自然规律建立起来的农业生产体系。它的主要特点是结构协调，合理种养，全面发展，应用现代技术，资源高效利用，内部良性循环，稳定持续发展。如：桑基鱼塘生态系统、农作物秸秆利用生态系统等。
12．环境污染的防治
防治环境污染的措施很多，其中生物净化是一个重要方面。在生物净化中，绿色植物和微生物起着重要的作用。例如：下图是河流生态系统受到生活污水（含大量有机物）轻度污染后的净化过程示意图。请回答：
（1）在该河流的AB段上，溶解氧大量减少的主要原因是什么？
（2）在该河流的BC段上，藻类大量繁殖的原因是什么？
（3）水中溶解氧含量逐渐恢复的主要原因是什么？
（4）若酿造厂或味精厂将大量含有机物的废水排入河流，对河流生态系统可能造成的最严重的后果是什么？请运用生态系统稳定性的原理分析造成这种后果的原因。
这是一道涉及呼吸作用、光合作用以及生态系统稳定性方面的综合题。首先要明确该生态系统涉及到了哪些生物，它们各自有什么作用，即藻类是生产者，能进行光合作用，产生氧气，是溶解氧的来源。细菌是分解者，能分解有机物成无机物，此过程需氧型细菌要消耗氧气。其次要根据图分析相关者之间的因果关系：藻类数量的减少，造成溶解氧的减少，同时由于污水（含大量有机物）的排入，导致细菌大量繁殖，也造成溶解氧的大量消耗。另一方面，细菌分解有机物的同时能产生大量的无机盐离子，又有利于藻类的生长。如果大量含有机物的废水排入该河流，超过了它的净化能力，势必使河流生态系统的稳态遭到破坏，因为生态系统的自动调节能力是有一定限度的。
【答案】 （1）藻类数量减少；需氧型细菌大量繁殖，溶解氧随有机物被细菌分解而大量消耗。（2）有机物分解后形成大量的NH+4等无机盐离子，有利于藻类的繁殖。（3）藻类通过光合作用释放氧气；有机物减少，需氧型细菌数量下降，因而对溶解氧的消耗量减少。（4）河流中的生物大量死亡，生态系统的稳态被破坏；因为生态系统的自动调节能力有一定的限度，当外来干扰超过这个限度时，生态系统的稳态就会遭到破坏。
【学法指导】
本部分建议复习1～2课时。第1课时复习本部分相关内容。第2课时将第一部分、第二部分的内容合并进行练习巩固。
1．注重教学辅助手段及实例教学。
在生物多样性方面，应结合多媒体课件、录像、投影片、挂图等教学手段，让学生从直观上去感受生物多样性的有关知识。
2．注重加强知识之间的联系。
生物多样性的价值与人类乃至整个生物圈的关系十分密切，尤其是生物多样性与生态系统的稳定性的关系。例如：生物种类繁多，可使生态系统的营养结构复杂，从而增强生态系统的自动调节能力，使生态系统趋于稳定，反之，则生态系统的自动调节能力减弱。
3．注重培养学生的环境意识。
通过学习环境污染、生态环境的破坏以及生物多样性锐减等知识，让学生充分认识到环境保护的重要意义，使同学们能够树立起环境意识、责任意识。并通过具体实例，当前的重大环境问题：如酸雨、温室效应、十大公害等，让学生明确人类在生产生活过程中，由于对自然资源的不合理利用，而导致生态环境的恶化，为了能够可持续发展，人们必须遵循生态系统的规律，科学、合理的利用资源，同时加强环境污染的治理和环境保护，让人类和各种生物和谐相处，共同建设我们的美好家园。
【典型例题精讲】
［例1］山青水秀、鸟语花香的美景常常令人赏心悦目、流连忘返，这说明生物的多样性具有
A．科学研究价值 B．直接使用价值
C．潜在使用价值 D．间接使用价值
【解析】 生物多样性具有美学价值，它可以陶冶人们的情操，美化人们的生活，可见，山青水秀、鸟语花香的美景就属于美学价值中的一个典型，它可以使人“赏心悦目”“流连忘返”。因此它属于直接使用价值。
【答案】 B
［例2］在进出口口岸，进出口检疫部门要对进口货物进行严格检疫，严禁境外有害生物（包括虫卵和微生物）流入境内。若害虫流入境内，将不会出现的是
A．在相当长一段时间内，有害生物种群数量将呈“J”形增长
B．一般会缺少其天敌
C．对境内生物多样性造成威胁
D．不适应新环境，很快灭亡
【解析】 被外来物种入侵的地区，一般会因为缺少天敌而得到较好的生存条件，地区的生物多样性造成威胁。
【答案】 D
［例3］大气污染是指
A．大气中含有有害物质时
B．大气中有害物质在含量达到一定程度时
C．大气中含废气和烟尘时
D．大气中有害物质浓度达到造成生物死亡时
【解析】 大气中污染物种类很多，对人类和其他生物危害严重的多达几十种。当大气中的有害物质含量达到一定程度时，就会严重地威胁着人类和其他生物的生存与发展。
【答案】 B
［例4］绿色植物的净化作用主要体现在
①制造O2，吸收CO2 ②吸收有害气体 ③阻滞、吸附粉尘 ④分泌抗生素杀死细菌
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②③④
【解析】 绿色植物的净化作用主要体现在以下三个方面：一是绿色植物能够在一定范围内吸收大气中的有毒气体；二是绿色植物可阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性污染物；三是能够分泌抗生素，杀灭空气中的病原菌。
【答案】 B
［例5］下图所示我国东部季风区某新建城市分布图，城市的四周都有广阔地带，现要在城市附近建一座较大型的火力发电厂。
（1）请在图中A、B、C、D、E、F处选一最佳厂址，说明理由。
（2）请你预测此工厂将有哪些方面对环境造成污染？
（3）请你用地理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案。
【答案】 （1）应选在D处建厂。原因：①在季风区工厂应建在位于垂直于盛行风向的郊外，可尽量减少粉尘、有毒气体对居民区的污染。②在河的下游，水源充足。③紧靠铁路和公路，交通便利。
（2）有废气、废渣和废水。
（3）①利用该厂的废渣可在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝。②根据可产生废水的情况，在建厂的同时，建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备。③根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况，在厂区里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物，搞好厂区绿化保护。在工厂周围和居民区之间建立森林防护林带，尽量选一些生长快能吸收粉尘和有毒气体的树种作为绿化的主要品种。
【达标训练】
一、选择题
1．“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天，”用保护生物多样性的观点看，这句名句体现了野生生物资源的
A．文学价值 B．美学价值
C．经济价值 D．潜在价值
【解析】 从生物多样性的价值看，这句诗描述的是一幅怡人的风景画面，体现了生物多样性的美学价值。
【答案】 B
2．合理利用池塘生态系统的最佳方法是
A．禁渔三年 B．捕捞要彻底
C．适量捕捞成鱼 D．饲养单一品种
【解析】 本题主要考查自然资源的保护和合理利用的关系。对池塘生态系统来说，禁止捕鱼并不是保护池塘生态系统的最佳方案。鱼体发育成熟后，体重不再有显著增加，却还在不断吃掉其他生物，所以及时适量地捕捞成鱼，不仅可以收到直接的经济效益，还有利于幼鱼的生长，这样才能长期保持最高的产量。而彻底捕捞和饲养单一品种往往造成生态平衡失调。
【答案】 C
3．保护和利用森林资源的最佳方法是
A．封山育林，禁止砍伐
B．允许林区人民大砍大种，先富起来
C．实行有计划的合理砍伐
D．砍伐热带雨林，营造杉木纯林
【解析】 本题主要考查自然资源的保护和合理利用的措施。保护和利用森林资源，既不要封山育林、禁止砍伐，也不要大砍大种。在维持森林生态平衡的前提下，进行有计划的合理砍伐。营造纯林会造成森林系统的种类单一，营养结构简单，自动调节能力减弱，生态平衡遭到破坏。
【答案】 C
4．我国某些城市和地区严格禁止生产和销售含磷洗涤剂。含磷洗涤
剂主要是添加了三聚磷酸钠。禁止使用的原因是
A．三聚磷酸钠会引起白色污染
B．三聚磷酸钠会跟硬水中的Ca2+、Mg2+形成沉淀堵塞下水道
C．三聚磷酸钠会造成自然水质的富营养化，使水生植物大量繁殖，水质变坏
D．三聚磷酸钠价格昂贵，使用成本高
【解析】 考查化学污染的危害。含磷洗衣粉中的磷进入水体后，会造成水质的富营养化，这是禁止使用的原因。
【答案】 C
5．《中国21世纪议程》中制定了
A．经济效益、社会效益、环境效益相统一的战略方针
B．先污染后治理的原则
C．把环境保护列为一项基本国策
D．今后环境保护工作的行动指南
【解析】 考查我国防治环境污染的对策。1983年我国政府宣布把环境保护列为一项基本国策，提出了经济效益、社会效益、环境效益相统一的战略方针。1994年，我国政府制定了今后中国环境保护工作的行动指南——《中国21世纪议程》，指出“通过高消耗追求经济数量增长和先污染后治理”的传统模式已经不再适应当今和未来的发展要求，而必须寻求一条人口、经济、社会环境和资源相互协调，既能满足当代人的需求，又不对后人构成威胁的可持续发展的道路。
【答案】 D
6．形成酸雨的主要污染物是
A．二氧化碳 B．二氧化硫
C．盐酸 D．磷酸
【解析】 酸雨是空气中的SO2和NO2在强光照射下进行光化学氧化作用，并和空气中的水汽结合而成，酸雨中的酸主要是H2SO4和HNO3。
【答案】 B
7．随着环境污染的不断加剧，可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应。这是因为浮游植物死亡会
A．使大气中二氧化碳增加
B．使大气中臭氧增加
C．使海洋表层无机物增加
D．使海洋表层含氧量减少
【解析】 地球上的全部海洋是一个巨大的生态系统，它是地球环境（如温度、降水、空气中O2和CO2含量等）的重要“调节器”，它的正常与否对于整个生物圈起着至关重要的作用。这是因为在海洋生态系统中生活着的生物量是极其巨大的。海洋中的植物以浮游植物为主，它们虽然个体小，但数量极多，通过光合作用吸收大量的CO2用来合成有机物。由于环境污染导致海洋表层的浮游植物大量死亡，会使大气中的CO2增多，从而加剧温室效应。
【答案】 A
8．造成野生动、植物濒危和灭绝的主要原因是
A．自然选择
B．物种退化
C．人类对野生动植物资源的开发和利用
D．人类对野生动、植物的过度狩猎或采伐，对栖息地环境的污染和改变
【解析】 森林生态系统和草原生态系统是许多野生动植物赖以生存和发展的主要栖息地。每一种生物的生存都需要一定的生存空间和食物。当人为因素改变了生物生存环境，如森林被毁、草原缩小、环境污染等，许多生物就很难生存下来，从而造成了许多野生动、植物的灭绝，更何况是对野生动、植物的过度狩猎或采伐了。我们强调对野生动植物资源要加强保护，并不意味着禁止开发和利用，而是反对无计划地开发和利用。例如，保护森林资源并不是完全禁止采伐树木，相反地，有计划地进行合理的砍伐还有利于森林生态系统的更新。
【答案】 D
9．下列有关含有N、P的污水对水生生物作用的叙述中，正确的是
A．含有N、P的污水阻碍藻类的生长和繁殖，进而造成鱼类和其他生物的大量死亡
B．含有N、P的污水阻碍藻类的生长和繁殖，但有利于鱼类和其他水生生物的生长
C．含有N、P的污水促进藻类的大量繁殖，但会造成鱼类和其他水生生物的大量死亡
D．含有N、P的污水促进藻类的大量繁殖，有利于鱼类和其他水生生物的生长
【解析】 由于N、P是植物必需的矿质元素，所以富含N、P的污水排放到湖泊、江河海洋中，会使水中的藻类植物和其他浮游生物大量繁殖，使水中的含氧量减少，或产生某些毒素，从而造成鱼类和其他水生生物大量死亡。
【答案】 C
10．为保护生物多样性所采取的保护战略和保护措施的三个层次是指
①基因 ②细胞 ③组织 ④物种 ⑤生态系统
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①④⑤
【解析】 保护生物多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。
【答案】 D
11．杂交水稻之父袁隆平成功的关键是在野生稻中发现了雄性不育株，这体现了野生生物资源的
A．经济价值 B．潜在价值
C．科研价值 D．间接价值
【解析】 所有生物的基因共同构成了基因库，是进行科学研究的材料基地。
【答案】 C
12．用微生物处理污水，使污水得到净化，下列与这一措施无关的是
A．要利用厌氧型微生物
B．要利用需氧型微生物
C．要首先清除污水中个体大的固体污染物
D．污水净化后，应达到国家规定的排放标准
【解析】 利用微生物处理污水，是通过需氧型微生物的有氧呼吸将污水中的有机物分解成CO2、H2O和含N、含P的无机物。污水净化后应达到国家规定的排放标准。
【答案】 A
13．近年来，我国许多城市（特别是沿海、沿湖地区）禁止使用含磷的家用洗涤剂（其中磷以三聚磷酸钠形式存在），其主要原因是
A．含磷洗涤剂有毒
B．避免磷污染水体，引起藻类大量繁殖
C．降低洗涤剂成本
D．磷资源短缺
【解析】 因为磷是造成水体营养富集的“祸首”之一，当水体富养化后，可能引起“赤潮”“水华”等情况，这样对于水生生物是一种灾难。
【答案】 B
14．假如生态系统遭到化学农药的污染，该生态系统中，下列哪类生物体内的化学农药残留量较高
A．植物 B．昆虫
C．植食鸟类 D．肉食鸟类
【解析】 生物富集作用随食物链的延长而不断加强，以上四类生物中植物是第一营养级，昆虫、植食鸟类均为第二营养级，肉食鸟类的营养级最高，为第三营养级，通过生物富集作用，农药残留量最高。
【答案】 D
15．下列因子中，通过食物链引起生态危机的是
A．温室效应
B．汞、镉等有毒物质的排放
C．酸雨
D．粉尘的大量排放
【解析】 汞、镉等有毒物质通过食物链在生物体内大量积累，这样将对高营养级生物造成极大危害。
【答案】 B
16．下列有关生物多样性叙述错误的是
A．地球上所有生物所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性
B．生物的多样性包括遗传的多样性、物种多样性和生态系统的多样性
C．保护生物的多样性就是在基因、物种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施
D．保护生物的多样性主要是保护生物基因库的多样性
【解析】 生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性，因此保护生物多样性就必需在上述三个层次上采取保护措施。生物多样性也可理解为由地球上所有生物拥有的全部基因及各种生态系统共同构成。
【答案】 D
17．关于富营养化的错误叙述是
A．富营养化是水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多引起的
B．池塘、湖泊中发生富营养化的现象叫水华
C．相对封闭的海湾不易发生富营养化
D．化肥、农药和含磷洗涤剂的广泛使用是发生富营养化的重要原因之一
【解析】 富营养化是指水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多引起的。其原因是化肥及含磷洗涤剂及工业污水的排放引起的。富营养化发生在淡水水域称为水华。发生在海域叫赤潮。封闭的海湾更容易发生富营养化。
【答案】 C
18．环境污染和遭到破坏的主要原因是
①人口膨胀 ②土地沙化 ③工业和城市建设的布局不合理 ④食物链被破坏 ⑤自然资源的利用不合理 ⑥森林等资源严重破坏
A．①③ B．③④
C．②④ D．③⑤
【解析】 环境污染和破坏主要是人为因素造成的，主要体现在工业和城市建设的布局不合理和自然资源的利用不合理。
【答案】 D
19．关于利用微生物净化污水的正确叙述是
①不断搅拌污水或向污水中通入空气 ②将污水隔绝空气 ③靠微生物的有氧呼吸将水中的有机物彻底分解 ④靠微生物的无氧呼吸将污水中的有机物不彻底分解
A．①③ B．②④
C．①② D．③④
【解析】 污水净化主要依靠微生物的有氧呼吸将污水中的有机物彻底分解，而使污水得到净化，因此必须向污水中通入空气。
【答案】 A
20．下列哪一措施最可能与可持续发展的原则不符
A．森林的采伐量小于生长量
B．人工鱼塘生产者的能量小于消费者的能量
C．农田通过作物输出的氮素多于补充的氮素
D．向农田施用的无机氮肥多于生物固定的氮肥
【解析】 可持续发展是在遵循生态系统自然规律的前提下，维持生态系统的稳定性。
【答案】 C
二、非选择题
21．1999年上半年，比利时爆发的“二恶英”食品污染事件使得世界各国民众都对食品中是否含有“二恶英”大起警惕之心。请问：
（1）“二恶英”是什么有毒化学品的俗称？
_________________________________。
（2）自然环境中的“二恶英”一般是怎样产生的？_________________。
（3）在食物链中，生物所处的营养级越_________________，体内的“二恶英”的含量就越多，这种现
象称为_________________。
（4）“二恶英”对人体会产生怎样的危害？
___________________________________。
【解析】 （1）“二恶英”是多氯甲苯、多氯乙苯等有毒化学品的俗称，一向被称为“毒中之毒”。
（2）“二恶英”是工业化社会产生的恶果之一。自然环境中的“二恶英”一般是在焚烧有毒垃圾（特别是含有大量废旧塑料制品的垃圾）时产生的。
（3）“二恶英”通过食物链进入各种生物体内，并积累在其脂肪或脏器中。一般来说，动物寿命越长，吃的食物越多，或者营养级越高，体内积累的“二恶英”就越多。上述这种有毒物质通过食物链在生物体内逐步浓缩的现象，叫做“生物富集作用”。
（4）当人食用了被“二恶英”污染的禽畜肉、蛋、奶及其制品时，“二恶英”也就进入了人体，在人体内积累起来，当人体内的“二恶英”积累到一定程度，就会导致人体组织发生癌变。
【答案】（1）多氯甲苯、多氯乙苯 （2）焚烧生活垃圾（主要是大量废旧塑料制品）产生的 （3）高 生物富集作用 （4）当人食用了被“二恶英”污染的禽畜肉、蛋、奶及其制品时，“二恶英”也就进入了人体，在人体内积累起来，当人体内的“二恶英”积累到一定程度，就会导致人体组织发生癌变
22．某同学在酿造厂的下游河道中取水样，取水地点分别在距酿造厂排污点1km、3km、5km、7km处，但取样瓶上的标记因某种原因已丢失，为确定四瓶水样的取水地点，该生想了一个办法，回到实验室后，在四瓶水样上分别标记上A、B、C、D后，再取一小瓶自来水标记为E瓶，分别滴入质量分数为0.01%的亚甲基蓝溶液，观察记录褪色的时间如下：
A B C D E
褪色时间 15h 5h 24h 40h 48h
请仔细分析后回答下列问题：
（1）取样地点距酿造厂最近和最远的样品分别是_________和_________。
（2）滴入亚甲基蓝后褪色的原因是________________________________。
（3）如果测定A、B、C、D四个样品的BOD（生物需氧量），从理论上分析BOD值最高的样品是_________。
（4）根据上述分析，从酿造厂的排污点开始到距离酿造T7 km河段中，生物多样性指数最低的河段是_________，有大量藻类繁殖的河段应是________________________。
（5）从上述结果分析，你认为在距离酿造T7 km河段处，是否已得到自净化？_________，这说明了_________。
【解析】污水排入河流后，会破坏原生态系统的稳定性，但随着河水的流动，通过物理、化学、生物等方面的作用而使水污染程度逐步降低，检测水污染程度主要是通过检测污水中有机物含量来确定，因此可用亚甲基蓝作为指示剂。
【答案】（1）B D （2）细菌能将亚甲基蓝降解 （3）B （4）从排污点到1 km河段 距排污点约3～5 km的河段中 （5）基本得到了净化 生态系统具有一定的自动调节能力
23．下图是湖泊水体富营养化的示意图。请据图回答：
（１）该湖泊在时间C～D段中，溶解氧大量减少的原因是_________；_________。
（2）微生物A、B的新陈代谢类型分别是_________、_________。
（3）在A～B时间段，藻类大量繁殖的可能因素是____________________。
（4）请在上面的坐标中用曲线表示在该生态系统中，处于第二营养级的生物数量变化曲线。
【解析】水体富营养化会导致水生藻类大量繁殖，藻类死亡后，使水体中有机物含量增加，需氧微生物的繁殖会使水中溶解氧下降，水中微生物包括需氧型和厌氧型。
【答案】（1）藻类大量死亡，释放O2减少 需氧微生物分解藻类体内有机物大量消耗O2 （2）异养厌氧型 异养需氧型 （3）大量N、P流入水体，有利于藻类繁殖 （4）曲线如图中所示
24．某水域为DDT所污染，经检测发现该水域中DDT浓度为0.0005 ppm，该水域生态系统中A、B、C、D、E五种生物种群体内也均有不同浓度DDT，经检测，其含量分别如下表。
检测种群 A B C D E
DDT浓度（ppm） 0.005 2.0 0.5 25.5 0.04
试据表分析：
（1）该水域生态系统中，能量流动的渠道是_________，即________________________。
（2）该生态系统中的主要成分是表中的_________，即_________。
（3）若由于某种原因，该生态系统中的第二营养级的生物全部灭绝了，则首先受损害的生物是表中的_________，即_________。
（4）DDT对生物体有毒害作用，根据_________原理，上述生物中受害最大的是_________，其次是_________。
【解析】在水域生态系统中，DDT浓度会沿着食物链而积累，因此营养级越高，体内DDT浓度越高。当该生态系统中第二营养级的生物灭绝后，由于食物关系第三营养级的生物因缺少食物而死亡。
【答案】（1）食物链 A→E→C→B→D （2）A 生产者 （3）C 次级消费者 （4）生物富集作用 D B
【资料补充】
1．环境污染对生物和人体的健康有很大的危害，对社会和经济的发展造成了严重损失。因此环境污染非防治不可。环境污染是多方面的。因此，对于环境污染的治理需要多学科的综合研究，需要多方面技术的综合运用，需要社会的综合管理以及群众环境意识的普遍提高。环境污染主要是大气污染和水体污染。大气污染物主要有：一氧化碳及二氧化碳、硫的氧化物（SO2）、氮的氧化物、碳氢化合物、氧化剂、卤素及其化合物、粉尘类颗粒物七类。这七类污染物中，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氧化亚氮、一氧化氮等，称为“一次性污染物”；由一次性污染物在大气环境中经物理化学变化转化形成的，如二氧化氮、三氧化硫、硫酸酸雾、硫酸盐气溶胶及氧化剂等，称为“二次污染物”。大气污染的来源分为自然源和人工源两大类。危害严重的大气污染物，主要来自人工源。水体污染通常是指排入水体的污染物超过水体对该污染物的净化能力，因而引起水质恶化，造成对水生生物及人类生活与生产用水的不良影响。水体污染主要有耗氧污染物；致病污染物；合成有机物；植物营养物；无机物及矿物质；沉积物；放射性物质；热污染等八类。在环境污染的治理上，生物、化学、物理各学科都具有密切的联系。例如对于废水的净化方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。
（1）物理法。利用物理处理、分离和回收废水中的污染物，例如应用沉淀法除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物；浮选法（或气浮法）可除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物；过滤法可除去水中悬浮颗粒；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质。
（2）化学法。利用化学反应或物理反应作用处理或回收可溶性废物或胶状物质。例如中和法用于中和酸性废水；萃取法利用可溶性废物在两种溶剂中溶解度不同，回收酚类、重金属等；氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中病原菌等。
（3）生物法。利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。例如生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污染水或有机生产废水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化。
［例1］臭氧集中在离地面20～25 km以上的大气平流层。由于臭氧层在紫外光波长200～300 nm的谱段有强吸收带，在300～340 nm的谱段有弱吸收带，在440～740 nm可见光区有吸收带，所以臭氧层可以大量吸收紫外线和可见光，从而使人类和生物免受太阳紫外线辐射的伤害，但目前臭氧层正受到破坏。
（1）用紫外线、X射线、中子、γ射线等各种射线或激光，照射到动植物或微生物上，在一定剂量范围内能诱发其中一部分个体发生_________，这是基因的_________发生改变的结果。
（2）上述性状的变异是由遗传物质的变化引起的，这种变异称_________。这类变异的来源除上述外，还可以来自于_________________和_________________。
（3）下列因素中：①冷冻剂氟里昂的泄漏；②超音速运输机的高空飞行；③可燃物燃烧生成CO2，可能危害臭氧层的是
A．①②③ B．①③
C．①② D．只有①
（4）高空中的氧气受阳光中紫外线照射，通过下面的反应形成臭氧：
①　　　②
写出以上①②反应的总方程式：_________。
（5）设地球半径为R，在离地面20～25 km处平均温度为T0，大气压强为1×104Pa。试写出这部分臭氧全部集中在地表的厚度h的表达式。（已知地表处大气压强为）
【解析】 这是一道生物、物理、化学三门学科的综合题，体现了题型的综合化，知识考查的多元化及能力考查的多样化，要求学生能正确运用所学知识分析、解决社会生活中的实际问题。
（1）由于用各种射线或激光照射动植物或其他生物后，引起了基因的分子结构发生了变化，即使个体发生了基因突变。
（2）由于遗传物质发生了改变，这种变异能够遗传给下一代。除此之外，基因重组和染色体变异同样使遗传物质发生变化，也是可遗传变异的来源。
（3）事实说明，正是工业生产产生的化学物质中的氯自由基，造成了臭氧的分解，而这些氯自由基来源于化工厂产品如气溶胶、泡沫包装材料和冰箱中的制冷剂氟氯烃（氟里昂就是一种氟氯烃）。当太阳光中高能量的紫外线直接照射到氟氯烃分子时，使之分裂成为氯原子和
自由基，随后发生连续反应，结果一个氯原子就能破坏数万个臭氧分子。
【答案】 （1）基因突变 分子结构 （2）可遗传的变异 基因重组 染色体变异 （3）D （4）
（5）h=
［例2］煤是我国城乡居民普遍使用的一种家用能源。烟煤中含有硫化物（FeS2），其燃烧可产生SO2。设某40万人口的中等城市，每户每天燃煤5 kg，假设某煤中FeS2的质量分数为5%，燃烧时有90%的硫转化为SO2，被排放到大气中。FeS2燃烧时的反应式为4FeS2+11O2==== 2Fe2O3+8SO2,问：
（1）燃烧1 t煤可产生SO2多少kg？
（2）该城市若全部以这种烟煤作燃料，每年（按365天计算）将有多少吨SO2排放到大气中？
（3）下雨时测定雨水呈酸性，写出反应式：________________________________。
（4）测定某份雨水样品，每隔一定时间测定一次pH,发现pH逐渐变小，其原因是_________。
（5）简述这种雨水将给环境中的生物和非生物造成哪些影响。
（6）你能提出两三项减轻这种危害的对策吗？
【解析】测试的知识点有测试化学中硫的有关知识，以及生物中污染对生物造成的危害，测试的能力点有测试化学的基本计算能力，测试学生运用有关知识综合认识和解决实际问题的能力。
【答案】（1）48 kg （2）35040 t （3）SO2+H2OH2SO3
（4）H2SO3被空气氧化为强酸H2SO4
（5）酸雨可腐蚀金属、建筑物，破坏植物，污染湖泊导致大量鱼类以及水产生物死亡（未形成酸雨的SO2，可刺激人体的呼吸系统，诱发慢性气管炎、肺气肿和气管哮喘等疾病。括号中的可不答）。
（6）减轻这种自然危害的对策有：①变废为宝，可将收集后用于生产浓H2SO4；②将SO2与NaOH中和，反应式为：SO2+2NaOH==== Na2SO3+H2O；③将SO2收集后溶于NaHCO3溶液产生CO2，可将此CO2用于大棚蔬菜生产的气体肥料；④种植柳杉、垂柳、臭椿等可吸收SO2的植物；⑤减少煤的燃烧，使用清洁燃料。
［例3］人类的生存环境是一个巨大的生态系统，随着社会生产力的发展，环境污染已达到空前严重的地步，而森林对保护环境和改善环境有着十分重要的作用。科学实验证明1hm2（公顷）柳杉林，每月可吸收SO2 160 kg，试解答下列问题：
（1）上述柳杉林对SO2的吸收，说明森林对环境的作用是_________。
（2）要保护环境、维持生态平衡，主要从哪两个方面采取措施？
（3）某火力发电厂每月要燃烧含硫0.1%的烟煤10000t，若要吸收该厂排放出的烟道气中的SO2，需要栽柳杉______hm2。若该厂在排放烟道之前用脱硫法处理，每年可回收硫______kg。这些硫可制硫铵_________kg。
【解析】 这是一道化学和生物相结合的涉及环境保护知识的试题。森林植被除涵养水源之外，还能吸收某些有毒的气体如SO2和尘埃等空气中飘尘。本题计算属化学中基础计算，但通过计算向学生介绍了当代世界消耗SO2污染的先进方法——脱硫法。目前世界各地火力发电厂根治SO2的较为先进的方法有重油脱硫、烟道气脱硫等。
【答案】 （1）净化空气 （2）①保护环境，防止环境污染；②保护植被涵养水源，减少水土流失，保护野生动、植物；防止食物链破坏。
（3）3.901 375 1546.87
2．相关网（页）站
（1）中国科学院生物多样性委员会
http：//www.brim.ac.cn
（2）中国微生物菌种数据库
http：//www.im.ac.cn/im/infonet.cccm.html
（3）植物教学网
http：//www.wisc.edu/botit/botny/virtual.html
（4）澳大利亚国家植物园网
http：//www.anbg.gov.au/anbg
（5）中国环境保护网
http：//
（6）绿色中华环境保护网
http：//www.
【知识拓展】
观察SO2对植物的影响
1．实验目的
_________________________________。
2．实验原理
_________________________________。
3．材料、试剂与仪器
（1）材料：盆栽植物（黄瓜幼苗）
（2）试剂：____________________________。
（3）仪器：烧杯、钟罩、天平、凡士林等
4．方法步骤
_______________________________________________________________。
5．要点点拨
（1）盆栽植物的花盆不能太大，以_________为宜。
（2）选取的植物要_________，_________。
（3）可用注水法测出钟罩的容积（三个钟罩容积要相等）。用溢水法测出放入盆栽植物后钟罩的容积，其方法是_________。
（4）称取两份亚硫酸钠质量时，要先根据钟罩内气体计算配制_________和_________二氧化硫所需的亚硫酸钠的质量。
（5）钟罩_________，以免气体逸出。定时观察并记录植物叶子变化状况。
6．结果分析
通过实验可知，SO2可引起植物生长不良死亡。原因是SO2可以破坏_________，使植物叶片_________、_________，由于植物不能进行光合作用，组织受损所致。
7．常见错误分析
（1）选取的植株长势较差，实验中难以观察实验真相。
（2）玻璃罩密封不严，容器内SO2外漏，达不到要求的浓度。
（3）对照实验与实验组所处的环境不同，导致结果无法比较，因而，应放在相同向阳处。
8．分析回答
（1）SO2主要破坏植物的_________，同时使叶肉细胞_________而干枯，植物叶片变_________。
（2）据报道，1952年2月，某城市雾大无风，家庭工厂排出的烟雾经久不散，每立方米大气中二氧化硫的含量高达3.8mg,烟尘4.5mg，居民健康普遍受到危害，4天内死亡约4000人，请回答：
①流经该城市的河流也因此而受到污染，引起鱼类死亡，这与此种类型大气污染能形成_________有关。
②这种大气污染对人体_________系统危害最大，将会造成_________等病症（举出2种主要病症）。
③大气中SO2将直接危害陆生高等植物的_________组织。
④要防止类似悲剧的出现，应采取的措施是_________________。 制作DNA双螺旋结构模型
【课前复习】
在学习新课程前要复习好DNA结构等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入到知识体系中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．组成DNA的基本单位是____________，它是由_____________、_____________、____________构成，这几种物质之间的连接方式可用图表示如下：
答案：脱氧核苷酸　一分子含氮碱基　一分子脱氧核糖　一分子磷酸
连接方式如图6—4—1。
脱氧核苷酸
图6—4—1
2．在DNA分子中，每个脱氧核苷酸之间是在_____________部位连接成长链。
答案：脱氧核糖和磷酸
3．DNA分子两条长链的方向是__________________________，它们之间的碱基按____________即A（_____________）一定与______（________）配对；______ （_______）一定与__________（___________）配对并靠___________键相连接。DNA分子的立体构型是_________________________。
答案：反向平行　碱基互补配对原则　腺嘌呤　T（胸腺嘧啶）　G（鸟嘌呤）　C（胞嘧啶）　氢　规则的双螺旋结构
知新——先看书，再来做一做
1．制作DNA双螺旋结构模型的实验原理是什么？
2．制作DNA双螺旋结构模型应准备哪些材料用具？
3．制作DNA双螺旋结构模型的方法步骤是怎样的？

【学习目标】
1．初步学会制作DNA双螺旋结构模型，掌握制作技术。
2．进一步理解和掌握DNA分子的结构。
3．理解碱基互补配对原则。

【基础知识精讲】
课文全解：
1．实验原理
依据沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋结构。其主要特点如下：（1）每个DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的规则的双螺旋结构。脱氧核苷酸长链的两端是不同的，一端是脱氧核糖上羟基，另一端是磷酸基，而DNA分子两条长链的同一端，一个是磷酸基，另一个则是羟基，因而两条长链的方向是相反的。(2)DNA分子的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连结构成的基本骨架，内侧是碱基对。(3)DNA分子两条链上的内侧碱基按照碱基互补配对原则(A配T，G配C)两两配对，通过氢键互相连结。
2．实验材料
硬塑方框2个(长约10 cm或视两个通过氢键连接的脱氧核苷酸模型宽度而定，方框也可用其他硬质材料代替)，细铁丝两根(长约0.5 m或视制作的长链长度而定)，圆形塑料片(代表磷酸)若干、双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干、4种不同颜色的长方形塑料片(代表四种不同碱基)若干，这些塑料材料也可用其他材料如硬纸板、泡沫板、卡纸等代替。粗铁丝两根（长约10 cm或视两个通过氢键连接的脱氧核苷酸模型宽度而定）、订书器、订书钉。
3．实验方法与步骤
(1)预习DNA分子结构
DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。一分子脱氧核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸基组成。脱氧核糖上的羟基与含氮碱基结合生成脱氧核苷，脱氧核苷另一位置上羟基与磷酸酯化生成脱氧核苷酸，它们的连接部位如图6—4—1所示。
在DNA分子中，脱氧核苷酸分子之间通过磷酸与脱氧核糖之间的氢键相互连接而成长链，链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，但两条链走向相反，两条链内侧的碱基通过氢键配对连接，这样方向相反的两条平行长链盘旋而成的规则双螺旋结构，这就是DNA分子的立体构型。
(2)制作DNA模型
①先做支架
取一个硬塑方框，在硬塑方框一侧的两端各拴上一条长约0.5 m或视制作的长链长度而定的细铁丝。
②制作脱氧核苷酸模型
将一个圆形塑料片(代表磷酸)和一个长方形塑料片(4种不同颜色的长方形塑料片分别代表4种不同的碱基)，分别用钉书钉连接在一个剪好的五边形塑料片上(代表脱氧核糖)，用同样的方法制作出一个个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型，其连接方式如图6—4—1。
③制作多核苷酸长链模型
将若干个制成的脱氧核苷酸模型，按照一定的碱基顺序(可自行设定)依次穿在长细铁丝上。
④制作DNA平面结构模型。按同样方法制作好DNA的另一条脱氧核苷酸链(注意碱基的顺序与第一条链上碱基顺序互补配对，但方向相反)。用钉书针将两条链之间的互补碱基连接好。
⑤制作DNA的空间结构模型。将穿好脱氧核苷酸长链的两条细铁丝的末端分别拴到另一个硬塑方框一侧的两端，并在所制模型的背侧用两根较粗的铁丝加固。双手分别提起硬塑方框，拉直双链，向右旋转一下，即可得到一个DNA分子的双螺旋空间结构模型。
问题全解：
19．制作DNA双螺旋结构模型的实验原理是什么？
见“课文全解”。
20．制作DNA双螺旋结构模型注意事项和成功的关键是什么？
(1)注意事项
①制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时，须注意各分子的大小比例。
②磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。
③整个制作过程中，各种模型零件间的连接必须牢固。
④制作DNA的两条长链时，必须注意每条链上的碱基总数要一致，碱基对间应是互补配对的，两条链的方向是相反的。
⑤由平面结构右旋成立体结构时，若未成规则的双螺旋，则应矫正。
(2)关键
要注意各分子的大小比例，相同的物质大小要一致。

【学习方法指导】
1．在动手制作DNA双螺旋结构模型之前，先复习DNA分子结构的主要特点等知识，然后再开始动手制作模型。
2．熟悉制作模型用的各种零件所代表的物质。
3．按顺序制作模型。
4．在组装多核苷酸长链时，必须注意两点：一是两条长链的单核苷酸数目必须相同；二是两条长链并排时，必须保证碱基之间能够相互配对，不能随意组装。

【知识拓展】
制作DNA双螺旋结构模型的替代材料：制作DNA分子双螺旋结构模型的材料，可以因地制宜就地取材。就农村中学而言，只要取麦秆、细高粱秆、玉米、细绳、牙签即可。将麦秆剪成等长，染上4种不同的颜色，分别代表4种不同的碱基。高粱秆去皮留芯，剪成小块，代表脱氧核糖。玉米代表磷酸。用两条等长的细绳将高粱秆芯和玉米交替穿上，再用牙签穿好上色的麦秆(代表互补配对的碱基)，将牙签的两端分别插入两条细绳穿起的相应高粱秆芯中，就形成代表DNA分子的双链结构。最后，双手拉直两条细绳，旋转一下，就得到DNA分子的双螺旋结构模型了。

【同步达纲训练】
1．制作DNA双螺旋结构模型的依据是
A．人们观察到的DNA分子结构
B．沃森和克里克提出的双螺旋结构模型
C．人们确认的DNA化学成分
D．人们自行确认的DNA分子结构
2．某同学欲制作一段具10对碱基的DNA片断模型，她在准备材料时，至少需准备代表磷酸的球形塑料片个数是
代表不同碱基的长方形塑料片个数是
代表脱氧核糖的五边形塑料片个数是
A．10 B．20 C．30 D．40
3．制作脱氧核苷酸模型时，各“部件”之间需要连接，下图中连接正确的是
4．如下图所示，下列制作的DNA双螺旋模型中，连接正确的是

参考答案
1．解析：现在DNA分子空间结构特点，依据的是沃森和克里克建立起来的DNA双螺旋结构模型。
答案：B
2．解析：10对碱基的DNA片段中，含20个脱氧核苷酸分子，每个脱氧核苷酸分子由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子脱氧核糖组成，因此20个脱氧核苷酸分子中共由20个脱氧核糖、20个含氮碱基和20个磷酸组成。
答案：B　B　B
3．解析：每个脱氧核苷酸分子中的磷酸与含氮碱基均连接在同一个脱氧核糖上，碱基与脱氧核糖第1位碳原子上羟基连接，磷酸与脱氧核苷第5位碳原子上羟基连接，如下图所示。因而只有A是正确的。
脱氧核糖
答案：A
4．解析：脱氧核苷酸的脱氧核糖在第3位碳原子上与另一脱氧核苷酸的磷酸结合形成脱氧核苷酸单链。
答案：B细胞工程
【本章知识框架】
（1）过程如下：
（2）应用举例：
A．①快速繁殖；②培养无病毒植株；③制成人工种子；④培育转基因植物；⑤生产其他生物制品
B．改良作物新品种
C．①生产生物制品；②皮肤移植；③检测有毒物质
D．哺乳类经济动物的经济价值，良种家畜的快速繁育。
E．制备单克隆抗体
F．克隆动物（鲤鲫移核鱼，克隆羊“多利”）
G．疾病的诊断、治疗和预防。
【疑难精讲】
1．有关细胞的全能性问题
（1）理论上：是生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能特性。指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。细胞全能性是细胞工程的理论基础。
（2）表现上：一方面植物细胞中，高度分化的组织仍具有发育成完整植株的能力，也就是说仍保持着全能性。而动物细胞的全能性随着细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能较窄，可是高度分化动物细胞的细胞核仍具有全能性。要想让体细胞的细胞核表现出全能性，需将核取出，放入去核的卵细胞中，构成重组细胞，然后重组细胞全能性表达得以实现。另一方面，就同一生物的不同细胞，细胞全能性也不同，受精卵全能性最高，其次是生殖细胞而体细胞全能性较低。
（3）物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
（4）细胞生物体的细胞来源是通过有丝分裂形成的。有丝分裂的意义所在就是使子细胞（体细胞）与母细胞（受精卵）核内的基因相同。
（5）实现条件：生物体内已分化的细胞并没有表达出全能性来，是因为在生物体内基因的特异性表达。在个体发育的不同时期，不同部位的细胞基因的表达不同，只有脱离了原来的生物体而处于离体状态时，再供给一定的营养物质、激素及其他适宜条件，才可能表现出全能性。
（6）应用举例：植物组织培养技术用于快速繁殖试管苗、培养无病毒植株、制人工种子等。花药离体培养用于单倍体育种，使育种质量与进程大大提高。
2．植物组织培养与动物细胞培养
组织（或细胞）培养是将组织（或细胞）从生物体内取出，然后接种在特制的培养容器内，并给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长和繁殖，甚至进一步分化发育成新个体。
（1）植物组织培养是依据细胞的全能性原理，对离体的器官、组织或细胞脱分化和再分化从而培养成一新植物体。在这个过程中通过细胞的增殖进而发生细胞的分化逐步产生不同的组织和器官，逐渐形成具有根、茎、叶的植物体。而动物细胞培养，依据的是细胞增殖原理，对动物胚胎或出生不久的幼龄动物器官或组织先进行分散处理，再进行细胞培养，从而培养成细胞株或细胞系，从而获得细胞的产品或细胞，而非动物体本身。
（2）植物组织培养一般用固体培养基，培养基中包含植物生长和发育所需要的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素及植物激素等，保证和促进离体组织生长，其中植物激素中有生长素和细胞分裂素等可很好的调节植物细胞的脱分化和再分化。一些有机添加剂如甘氨酸可促进细胞的再分化，琼脂则形成固体培养基利于生长。而动物细胞培养用液体培养基，培养基中成分保证细胞的增殖和生长，其中含有葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐和动物血清等。总之，植物组织培养和动物细胞培养成功的关键取决于两个因素：一是营养，包括糖、氨基酸、维生素等。二是生长环境，如一定的温度，培养液的酸碱度和无菌条件等。
（3）植物组织培养的主要目的是获得再生植株，实际应用大体有如下方面：①无性生殖。广泛用于名贵花卉、蔬菜、树木和中草药的繁殖，是进行快速繁殖的有效手段。②消除病害。用于从感染病毒的植物中获得无毒苗，从而达到增产的效果。③合成次级代谢产物。有的植物可以合成有价值的化合物，象发酵工程那样利用工业反应器培养植物组织来制取一些次级代谢产物，可以创造很大的经济效益，如从紫草愈伤组织中提取的紫草素。④制成人工种子。人工种子是植物胚状体，可用以代替天然种子进行繁殖，解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低的问题，适用于工业化生产，胚状体中营养物质和激素等利于幼苗生长，提高作物产量。而高等动物的体细胞与植物细胞不同，在分化过程中逐渐失去了全能性，因此无法通过细胞培养产生新个体。目前动物细胞培养主要用于通过细胞培养获得细胞产品或细胞。利用动物细胞培养技术可生产疫苗、干扰素、激素及其他免疫试剂等细胞产品。还可以应用于临床医学，如通过对皮肤健康细胞进行细胞培养来获得大量的皮肤细胞用于大面积烧伤病人的皮肤移植等。
现列表把主要区别进行比较：
项目 主要原理 培养基 结果 培养目的
植物组织培养 细胞全能性 固体：营养物质、激素 培育成植株 快速繁殖培育无病毒植株
动物细胞培养 细胞增殖 液体：营养物质、动物血清 培育成细胞株或细胞系 获得细胞或细胞产品等
3．植物体细胞杂交与动物细胞融合
植物体细胞杂交与动物细胞的融合，都是在一定的条件下，将两个或多个细胞融合为一个细胞。该过程称细胞融合又称细胞杂交。两个细胞的融合过程可表示如下：
（1）植物体细胞杂交是用两种不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培养成新植物体的方法。它是在原生质体培养技术的基础上，借用动物细胞融合方法发展起来的一门新型生物技术。植物体细胞的杂交过程包括原生质体的制备，原生质体融合的诱导，杂种细胞的筛选和培养以及杂种植株的再生与鉴定等环节。
（2）植物体细胞杂交必须先脱去细胞壁而成为原生质体，有利于利用实验手段进行细胞杂交以及细胞器移植和大分子物质的引入。原生质体在培养中不能进行细胞分裂，只有再生出新的细胞壁后可持续分裂，形成愈伤组织进一步分化成具有根、茎、叶等器官的植物体。原生质体融合包括膜融合和核融合两个过程，诱导融合只能诱导细胞膜的融合，膜融合是细胞融合的关键，两个核的融合则是在杂种细胞第一次有丝分裂时进行的，而植物体细胞融合完成的标志是产生出新的细胞壁。
（3）动物细胞融合与植物体细胞杂交的基本原理和方法类似但有所不同，诱导手段也不尽相同。动物细胞的融合过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，在这里细胞膜的融合仍是先导。因无细胞壁，经过不同方法诱导总是先诱导膜的融合。像诱导剂聚乙二醇能够有效的促进植物原生质体及动物细胞的融合，它的作用是强烈的吸水使蛋白质凝聚和沉淀。而灭活的病毒也常用于诱导动物细胞融合，其作用是使细胞发生集聚，在两个细胞间的病毒会同时感染两个细胞，使两个细胞间有了一个通道，细胞膜的融合也就开始了。
就两者的有关区别列表比较：
项目 原理 方法 手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性 去细胞壁后诱导原生质体融合 离心、振动、电刺激、聚乙二醇诱导 获得杂种植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后诱导细胞融合 （同上）再加上灭活的病毒诱导 制备单克隆抗体
4．克隆技术的几个问题
（1）何为克隆技术？由英文“clone”音译而来，在生物学领域中克隆有分子、细胞、个体三个水平的不同含义。我们一般研究生物个体的克隆，该过程是一个完全的无性繁殖过程。
（2）克隆体细胞的方法有哪些？方法一：利用细胞核移植技术，即将一个体细胞的细胞核与一个未受精的去核卵细胞结合，从理论上讲需要多少数量就可以克隆出多少数量的动物。不过该技术也有明显的弱点，如抽空的细胞内很可能尚存在某些不相关的物质，因此得到的克隆动物可能不是纯种（体现细胞核和细胞质共同作用的结果）。同时由于克隆动物携带的是成年动物的遗传物质，所以有可能未老先衰，如“多利”已于2003年2月被执行了安乐死，只有6岁，经检查它所患的多为老年羊的病（如肺病、关节炎等）。另一方法就是胚胎分裂技术，也就是人造双胚胎技术。1999年底美国科学家应用此技术克隆出了灵长类动物——恒河猴泰特拉。
（3）克隆的意义又何在？在农业上，利用克隆技术培育出优质高产品种；在畜牧业利用家畜胚胎移植提高家畜产仔数和产奶量；在保护生物多样性方面利于保存和发展具有优良性状的生物，特别抢救濒危动物，通过体细胞移植来再现物种；在医学上，借助克隆技术“制造”人体的组织和器官供医学临床使用。
（4）克隆面临的问题如何解决？利用“克隆人”作器官供体合不合乎人道？是否合法？经济是否合算？克隆人与被克隆人实质是存在年龄差的同胞胎，如何应付这种伦理关系等等。面对难以预料的社会、经济、伦理、道德后果，需要相应的约束机制以保证克隆技术为人类服务。
【学法指导】
本部分内容需要3课时。
1．教材分析及学法指导
本部分知识涉及的内容很广，主要以细胞（或组织）培养和细胞融合为技术手段，分别介绍了植物细胞工程和动物细胞工程的基本内容。综合性强，与农林业生产、花卉栽培、医疗卫生及与当代科学技术发展相结合。
复习时，（1）要把握住重点。如植物组织培养、植物体细胞杂交和单克隆抗体等内容。（2）明确各知识间的联系。如植物体细胞杂交是在植物组织培养技术的基础上，借助动物细胞融合的方法发展起来的。动物细胞培养是其他动物细胞工程技术（如单克隆抗体、胚胎移植、核移植等）的基础，其价值更多的是通过其他技术成果来体现的，而动物细胞融合技术目前较为成熟的最重要的用途便是制备单克隆抗体，那么单克隆抗体技术应属较高层次的动物细胞工程技术。（3）注意发挥教材的多功能性。深刻发掘教材的内涵，以知识学习为载体，培养知识迁移能力。课本上学习的一些技术手段取得的进展和尚未解决的问题，都会激发探索生命科学奥秘的兴趣，要认识到随着人们视野的不断拓宽，认识的不断加深，科学技术呈现出日臻完善的发展趋势。在复习过程中也要用发展的眼光看待问题、分析问题，不要拘泥于原有知识的限制，适度拓宽复习内容，扩大学生的知识面，开发学生的思维空间。
2．教学程序设计
首先要复习细胞工程的基本原理，然后复习细胞工程的应用，再进一步精心设计有关问题，有意识地创设问题情境，在探索中加深对该部分知识的理解和掌握。
有关细胞工程的基本原理的复习可选择性总结如下：
（1）细胞（或组织）培养：
①联系细胞的分化和无性生殖，复习细胞的全能性（概念、原因、条件等）
②比较植物细胞培养（原生质体培养、花药离体培养等）与动物细胞培养（从原理、培养基、培养目的等）
（2）细胞融合：
①联系细胞膜的结构特点，细胞融合的关键等。
②比较植物体细胞杂交与动物细胞融合（从原理、融合方法等）
（3）细胞重组：
通过胚胎移植、核移植等内容，体会细胞重组的实质（无核细胞与核体融合后构成质核重组细胞）
有关细胞工程的应用的复习可着重复习如下内容：
（1）植物组织培养：
①回顾具体培养过程及该技术的应用。
②思考一些问题：如植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？愈伤组织有何特点？人工种子与普通种子的结构比较有哪些优点？单倍体育种的思路等。
（2）植物体细胞杂交：
①图示并描述植物体细胞杂交过程。
②思考如下问题：本过程体现了哪些技术手段？融合后的杂种细胞内染色体组成有何特点？如何说明两细胞已经开始融合或融合完成？试找出该过程在哪些环节用到了植物组织培养技术？为什么融合细胞要筛选出其中的杂种细胞？植物体细胞杂交与有性杂交相比在育种方面有何优点等等。
（3）单克隆抗体技术：
①表述单克隆抗体的制备过程。
②思考如下问题：本技术利用了哪些原理？（免疫原理、细胞融合原理及动物细胞培养原理）；什么是单克隆？（一个细胞进行多次繁殖形成的一个细胞群）；单克隆抗体与常规抗体相比有何优势？B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合前后各有什么作用？单克隆抗体的实验成功的意义何在？
（4）胚胎移植技术与核移植技术：
①试管动物（婴儿）的培养过程。（略）
②克隆动物的过程。（略）
【典型例题精讲】
［例1］（2002年全国高考题）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
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
【解析】 该题属于信息题。需要通过处理和加工将信息提取出来。考查学生收集和处理科学信息的能力，获得新知识的能力，分析和解决问题的能力。本题以克隆羊“多利”培育过程的简化资料为命题，是对有关热点问题的原始材料，进行适当加工后用于测试命题的。解题时首先准确判断出这只小羊羔实际上是通过无性生殖方式产生的。而无性生殖的主要特点就是子代保持母本的优良性状，包括性别，而很少发生变异改变基因型。本题涉及到细胞拆合技术、细胞核移植技术及胚胎移植技术等细胞工程，在复习时根据所学知识进行适当加工后纳入自己的相应认知结构中是很有必要的。
【答案】 D
［例2］下列哪一项属于克隆
A．将鸡的某个DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子上
B．将抗药菌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．将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
【解析】 克隆是指通过无性繁殖产生许多相似的后代，即无性繁殖系，如果排除基因突变的话，前后代是完全一样的。如将一细胞体外繁殖成一个细胞系或动物体（克隆羊）。这一概念又扩大到从一个DNA分子片段的增殖，产生结构和功能完全相同的所有DNA分子。A和B选项都是利用转基因技术完成的；而C是利用细胞融合技术获得的。
【答案】 D
［例3］有关全能性的叙述，不正确的是
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
【解析】 此题需从以下几方面入手分析：首先，受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以全能性最高；第二，体内每一个体细胞都是通过有丝分裂形成，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于分化，基因在不同的细胞中选择表达，因而体内细胞并没有表达出全能性；再者，卵细胞在一定条件下，全能性表现比体细胞高，细胞的分化程度也很高；第四，分化的植物细胞具有全能性，但要表达必须在一定条件下离体培养。
【答案】 C
［例4］动物细胞融合和植物体细胞杂交的比较中，正确的是
A．诱导融合的方法完全相同
B．所用的技术手段基本相同
C．所采用的原理完全相同
D．都能形成杂种细胞
【解析】 动物细胞融合和植物体细胞杂交这两项细胞工程技术中，都包含有细胞融合的过程。对于诱导方法来说，除动物细胞的融合还常用灭活的病毒做诱导剂外，其他是基本相同的。但是，植物体细胞杂交在完成细胞融合后，还要将杂种细胞培育成植株，所以，它们所应用的技术手段是有差别的。至于所采用的原理，植物体细胞杂交是细胞的全能性，而动物细胞融合主要体现细胞膜的流动性。
【答案】 D
［例5］利用下列细胞工程技术培养出的新个体中，只具有一个亲本遗传性状的是
①细胞和组织培养 ②细胞融合 ③动物胚胎移植 ④克隆羊技术（多利）
A．①② B．②③
C．① D．①④
【解析】 细胞和组织培养是由同一种生物的细胞分裂分化形成新个体，属无性生殖，因而新个体只有一种亲本的遗传性状。细胞融合是由两个细胞融合到一起，融合后的细胞同时具有原来两个细胞的遗传物质。动物胚胎移植本质仍是有性生殖，只不过当受精卵卵裂到一定阶段后找一个代孕场所，同样具有两个亲本遗传性状。克隆羊技术中多利的产生是指把一乳腺细胞的细胞核分离出来移植到另一个去核的卵细胞中，发育形成的新个体的基因主要来自乳腺细胞的细胞核，也有少数基因来自卵细胞线粒体中的DNA。
【答案】 D
［例6］在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环，就是要将植物细胞的细胞壁除去，通常采用的方法是酶解破壁法。
（1）你认为普通的植物细胞应选用哪两种酶将细胞壁去掉？
（2）如果将去除细胞壁的植物细胞放在等渗溶液中，细胞呈什么形状？理由是什么？
【解析】 植物细胞的细胞壁对植物细胞具有支持和保护作用，完成植物细胞的细胞融合，首先必须除去细胞壁。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以选用的酶应是纤维素酶和果胶酶。去除细胞壁的植物细胞称为原生质体，用酶解法去除植物细胞的细胞壁一般不会破坏原生质体，使植物细胞的原生质体仍然保持活力。去除细胞壁的植物细胞已经没有细胞壁的保护，在其等渗溶液中，细胞的形状由于其表面张力的作用而成圆球。如果将其放入清水中就会吸水膨胀，甚至破裂。
【答案】 （1）应选用纤维素酶和果胶酶。（2）呈圆球形。失去了细胞壁保护的细胞，在等渗溶液中由于其细胞表面张力的作用形成的。
【达标训练】
一、选择题
1．（2003年新课程理综高考题）甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
A．有丝分裂 B．分化
C．减数分裂 D．全能性
【解析】 离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。
【答案】 C
2．下列植物的全能性在适宜条件下最易表达的是
A．枝条上的一个芽
B．柱头上的花粉
C．胚珠中的珠被细胞
D．根尖的分生区细胞
【解析】 在生物体的所有细胞中，无疑受精卵的全能性最高。而体细胞的全能性比较差。选项B生殖细胞的全能性比受精卵差，但比A、C、D中的体细胞要高。
【答案】 B
3．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪项条件是不需要的
A．消毒灭菌
B．适宜的温度
C．充足的光照
D．适宜的养料和激素
【解析】 动植物组织（或细胞）培养都要无菌操作，足够的营养，适宜的温度条件，当然植物组织培养还需要生长素和细胞分裂素等植物激素。
【答案】 C
4．下列对植物组织培养过程中的脱分化叙述正确的是
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B．体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程
C．高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
D．愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程
【解析】 本题明确植物组织培养过程中脱分化及再分化的实质，理解愈伤组织的细胞特点，区分是细胞分裂还是组织分化。
【答案】 D
5．下列属于组织培养的是
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵发育成植株
【解析】 解答此题需从以下几方面入手分析：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物的过程。花粉能培养成单倍体植株，是在一定条件下离体培养形成的。第二，芽发育成枝条，根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植株，不在离体的情况下进行，而受母体的调控完成。
【答案】 A
6．经诱导融合得到的融合细胞还需经过下列哪项措施才能得到杂种植株
A．分离杂种细胞，直接接种便可获得
B．筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株
C．让杂种细胞自交获纯系植株
D．杂种细胞经传代培养成植株
【解析】 所选的两类细胞，例如分别用A、B表示在融合剂的作用下得到的融合细胞可能有AB、AA、BB型，而AA、BB型融合细胞仅体现一个亲本的遗传性状，无实际意义，要得到AB型杂种植株，必须经过筛选鉴定把AB型杂种细胞选出来。然后通过组织培养才能获得杂种植株。当然还可引申出AA、BB型细胞与用秋水仙素处理使染色体加倍形成多倍体进行分析比较。
【答案】 B
7．植株组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是
①体细胞全能性 ②离体植物器官、组织或细胞 ③根、芽 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体
A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B．①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D．①、②⑨⑧⑥⑦③、④
【解析】 通过分析本题，注意对问题的系统总结，不难解答出来。
【答案】 A
8．（2000年山西高考题）植物细胞表现出全能性的必要条件是
A．给以适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给以适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
【解析】 本题考查的是有关植物细胞全能性的问题。科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然具有发育成为一个完整植物体的能力，这就是植物细胞的全能性。但是细胞在体内并没有表现出全能性，当植物细胞脱离了原来的植物体而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和适宜的外界条件下，就可表现出全能性，发育成为完整的植株。
【答案】 C
9．胚胎移植技术目前主要应用于
①解决某些不孕症者的生育问题 ②治疗某些遗传病 ③提高良种家畜的繁殖力 ④提高动物的抵抗力
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
【解析】 胚胎移植技术可以解决某些不孕症者的生育问题，提高良种家畜的繁殖力。主要是通过将胚胎移植到代理“母亲”的子宫内发育。而遗传病主要是通过基因疗法来治疗，提高动物的抗病力要通过提高动物免疫能力来实现。
【答案】 A
10．植物体细胞融合完成的标志是
A．产生新的细胞壁 B．细胞膜发生融合
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
【解析】 植物体细胞杂交的完成是首先把来自两个植物体的细胞融合成一个杂种细胞，然后把这个杂种细胞再培养成植物体。题目所指显然不是植物体细胞杂交的完成，而仅仅指植物体细胞融合的完成。植物体细胞的融合开始于将植物细胞脱去细胞壁，结束于杂种细胞的形成。而杂种细胞的形成是在细胞壁形成之后，在这之前都是细胞发生融合的过程。
【答案】 A
11．在植物细胞工程中，当原生质体合成一个新的原生质体，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞器是
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
【解析】 这一生理过程所需能量由线粒体提供，细胞壁的形成与高尔基体有关。
【答案】 B
12．动物细胞工程技术的基础是
A．动物细胞融合 B．单克隆抗体
C．胚胎移植 D．动物细胞培养
【答案】 D
13．动物细胞融合的目的中最重要的是
A．克服远源杂交不亲和 B．制备单克隆抗体
C．培育新物种 D．生产杂种细胞
【解析】 动物细胞融合不像植物体细胞杂交那样，主要是为了克服远源杂交不亲和，以培育新品种为目的。动物细胞目前只见到高度分化的细胞核在去核卵细胞中表现全能性，还未见到融合细胞核表现出全能性的例子，因此动物细胞融合不能用来培育新的物种。生产杂种细胞，不是细胞融合的主要目的，只是细胞完成后所形成的结构的名称。目前动物细胞融合技术最重要的用途就是制备单克隆抗体。
【答案】 B
14．用于组织培养中的植物器官或组织，称为
A．组织切片 B．原生质体
C．外植体 D．愈伤组织
【解析】 通常植物组织培养，就是把植物体的器官或组织片段切下来，接种到培养基上进行离体培养。该片段就叫做外植体。
【答案】 C
15．在动物细胞培养过程中遗传物质发生改变的细胞是
A．细胞系 B．细胞株
C．原代细胞 D．传代细胞
【解析】 动物细胞培养过程中，只有当传代细胞的细胞株传至50代以后，部分细胞的遗传物质发生改变且带有癌变特点，无限制传代下去，而这种传代细胞就是细胞系。从原代培养到传代培养的细胞株的细胞遗传物质未发生改变。
【答案】 A
16．植物体细胞杂交的目的是
A．用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体
B．以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合
C．用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株
D．通过以上三者来完成
【答案】 C
17．哺乳动物如牛、羊等是人类生活中一种重要的肉制品、皮毛制品的原料来源，但哺乳动物妊娠时间长，每胎产子数少，繁殖速度比较慢。要加快优良种畜的繁殖速度，目前采用最好的方法是
A．动物细胞培养 B．胚胎移植
C．动物细胞融合 D．核移植
【解析】 目前，世界上在牛、羊等哺乳动物优良品种的加速繁殖方面所采用的最好方法是胚胎移植。利用胚胎移植技术可使每头良种母牛一年繁殖牛犊百头。
【答案】 B
18．要获得大量的单克隆抗体就必须用单个的B淋巴细胞进行无性繁殖，形成细胞群。原因是
A．在体外培养条件下B淋巴细胞可以无限增殖
B．在动物体内B淋巴细胞可产生多达百万种以上的抗体
C．每一个B淋巴细胞都参与特异性免疫反应
D．每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体
【解析】 首先理解“单克隆”这种无性繁殖方式。从理论上说明了一个B淋巴细胞分泌一种特异性抗体。
【答案】 D
19．有关动物细胞培养的叙述中正确的是
A．动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
B．动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白
C．细胞遗传物质的改变发生于原代培养过程中
D．培养至50代后能继续传代的传代细胞叫细胞株
【解析】 明确动物细胞的培养过程，用到胰蛋白酶使细胞分散开，进行了原代培养及传代培养。结合上面15题，再比较植物组织（或细胞）培养与动物细胞的培养的目的：前者是为了获得新的植物体，后者为了获得细胞群或细胞产品。
【答案】 A
20．关于制备单克隆抗体的叙述正确的是
A．单克隆抗体产自淋巴细胞
B．单克隆抗体的制备要经过细胞融合
C．单克隆抗体的获得不需要使细胞癌变
D．必须同时在体内和体外培养挑选出所需抗体的细胞群
【解析】 单克隆抗体的制备，需要经免疫的B淋巴细胞与能够在体外培养条件下大量增殖的骨髓瘤细胞，融合成杂交瘤细胞。骨髓瘤细胞是癌变的细胞，细胞培养在体内或体外培养都可以。
【答案】 B
21．细胞系的特点是
A．遗传物质没有改变，可以无限传代
B．遗传物质有癌变特点，可能无限传代
C．遗传物质没有改变，不可无限传代
D．遗传物质有癌变特点，不可无限传代
【答案】 B
22．“生物导弹”是指
A．单克隆抗体
B．杂交瘤细胞
C．产生特定抗体的B淋巴细胞
D．在单克隆抗体上连接抗癌药物
【解析】 这是单克隆抗体在医疗方面的应用。用于癌症的治疗，就是在单克隆抗体上连接抗癌药物，像导弹一样将药物定向带到癌细胞所在部位将癌细胞消灭掉而不影响正常细胞。
【答案】 D
23．植物体细胞杂交制备原生质体和动物细胞培养配制一定浓度的细胞悬浮液，所需要的酶依次是
A．淀粉酶和磷脂酶
B．纤维素酶和胰蛋白酶
C．脂肪酶和肽酶
D．过氧化氢酶和半乳糖苷酶
【答案】 B
24．表现型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。产生这一结果最可能的原因是
A．试管动物培养 B．胚胎移植
C．胚胎分割移植 D．受精卵移植
【解析】 表现型不同的母牛，其基因型一定不同，生育出基因型完全相同的子牛，很可能是将胚胎分割移植的原因。这样所生子牛来自同一受精卵，基因型相同。
【答案】 C
25．运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作过程中能形成愈伤组织的技术是
①细胞和组织培养 ②植物体细胞杂交 ③动物胚胎移植 ④细胞核移植
A．①② B．①③
C．①④ D．②③
【解析】 植物组织培养及植物体细胞杂交都要培育出新植株，在离体的器官、组织或细胞去分化及形成杂种细胞后都要通过细胞分裂形成愈伤组织，然后再分化。
【答案】 A
26．（2003年上海高考题）“试管婴儿”技术属于
A．胚胎移植 B．组织培养
C．克隆技术 D．基因工程
【解析】 胚胎移植指有性生殖细胞在体外结合后，形成的胚胎植入母体的过程；组织培养是指离体的细胞、组织或器官在体外培养的过程；克隆技术是通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体；基因工程指在生物体外，通过对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
【答案】 A
二、非选择题
27．在适宜的条件下，离体培养胡萝卜韧皮部细胞可形成一个完整的个体，而离体培养动物的B淋巴细胞，结果形成的是细胞群，其原因是_______________________________。分析两者的培养基，发现植物的含有激素而动物的没有，激素的作用是__________________。由此说明动物个体发育的关键是_______________________________。
【解析】 离体的植物细胞全能性易表达，而离体的动物细胞不易表达。在很多实验中体现的是动物细胞的细胞核的全能性，如克隆多利羊。植物细胞培养中，植物激素中的细胞分裂素和生长素可利于愈伤组织的形成，影响到再分化过程中芽和根的发生等。又因为动物细胞全能性不易表达，由此可以看出在动物个体发育中细胞的分化是很重要的。
【答案】 高度分化的植物细胞仍具有全能性，离体培养时易表达出全能性。而动物细胞的全能性随细胞分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞全能性不易表达 诱导脱分化和再分化过程的进行，对个体发育起调节作用 细胞的分化
28．为某同学根据下图杂交瘤技术的方法，设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案，据图回答：
（1）该方案能达到预期效果吗？_________原因是______________________________。
（2）图中②为_________过程，常用____________________________作为诱导剂，该细胞继承了_________________，因此不仅能分泌_________，还有_________________本领。
（3）破伤风杆菌的抗体最终可以从_________和_________中提取。
（4）该方案的目的是_________________。
【答案】 （1）不能 因为没有将抗原注入小鼠体内，无法获得产生此种抗体的效应B细胞 （2）细胞融合 灭活的病毒（或聚乙二醇） 双亲细胞的遗传物质 特异性抗体 在体外培养条件下大量繁殖 （3）培养液 小鼠腹水 （4）制备单克隆抗体
29．下图是植物体细胞杂交示意图，请据此回答：
（1）图中完成植物体细胞融合的过程是（填编号）_________________，在此过程中，应用酶工程产品的是_________过程。
（2）图中④过程是_________，⑤过程是_________，④⑤过程合称_________。
（3）图中①过程用到的酶是_________，作用的结果是形成_________。之所以要用它们是要除去_________________，除去的原因是_______________________________。
（4）在②过程中，可用的化学诱导剂是_________，可用的物理方法是_________。若在容器中放置若干ab结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的d细胞的类型有_________种（这里仅考虑2个原生质体的相互融合），从中选出_________进行培养。
（5）c细胞的状态是____________________________。
（6）e称为_________，f称为_________，该植株具有_________。
（7）这一技术的优点是_____________________________________________。
（8）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？____________________________________________。
【答案】 （1）①②③ ① （2）脱分化 再分化 植物组织培养 （3）纤维素酶和果胶酶　原生质体 细胞壁 细胞壁阻碍了原生质体的融合 （4）聚乙二醇 振动、电刺激、离心、显微操作 3 杂种细胞 （5）正在进行原生质体融合 （6）愈伤组织 杂种植株双亲性状 （7）克服远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 （8）不遵循。因为只有生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖
30．阅读下列材料：
材料1 美国科学家2001年11月25日宣布，他们首次成功克隆了人类胚胎。但是这些科学家同时声称，他们这样做的目的，不是为了克隆人，而是为了制造胚胎干细胞治疗多种疾病之用。克隆就是将一个体细胞的DNA移入一个已经被去掉细胞核的卵细胞中，然后用电或者化学方法刺激这个改造后的卵细胞，使它开始分裂并成为一个胚胎，这个胚胎的基因与体细胞提供者的基因绝大部分是相同的。
材料2 2001年11月3日18时05分，我国首例“胎儿上皮细胞”克隆牛“康康”在山东莱阳农学院诞生。现场的公证人员公证，这是我国惟一健康存活的体细胞克隆牛。上皮细胞是高度分化的体细胞，分化程度越高克隆越难，把它作为供核细胞尚属首例。
材料3 植物的器官、组织或细胞培养基中培养B胚状体—→植物体
根据材料分析：
（1）“改造后的卵细胞”的分裂是_________分裂。
（2）“胚胎的基因与体细胞提供者的基因大部分是相同的。”那么“不相同的基因”控制的性状遗传方式属_________遗传。
（3）写出以下过程或结构的名称：
A_________B_________c_________d_________
（4）请列举出与材料2有关的生物技术（至少两种）
_________________________________________。
（5）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的_________。
A．茎尖 B．子房壁
C．花粉粒 D．叶片
（6）克隆人胚胎引发了许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼，科学技术的发展将改变一切，有人惊呼，它将引发道德危机，对此，我们应持的正确态度是_________。
①摒弃现有道德规范，推动科技发展 ②发挥道德规范作用，限制科技的负面效应 ③科技的发展必须以现有道德为准绳 ④调整现有道德规范，适应科技发展
A．①② B．②③
C．③④ D．②④
【解析】 这是一道以细胞工程为题材的简单综合试题。结合细胞工程考查细胞分裂、生殖的种类、单倍体育种、细胞质遗传等知识，要求了解细胞工程的基本原理与方法。
【答案】 （1）有丝 （2）细胞质（或母系遗传） （3）脱分化 愈伤组织 原生质体 原生质体 （4）细胞融合、核移植、胚胎移植、显微操作（答对两种即可） （5）C （6）B
【资料补充】
1．现代生物技术概述
当今世界，生命科学作为自然科学中最为活跃的领域，其地位和重要性是不言而喻的。20世纪30～50年代的核能的开发和应用，到50～70年代的航空航天技术，一直到80年代以来，生命科学、信息科学已逐渐占据了领导地位。据90年代初的一个统计，美国博士学位获得者51%从事生命科学。2000年世界500强企业的前50名中，从事生物技术开发的有13家，且其利润额高于信息和其他产业。
生物技术也称生物工程，是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性科学技术。它是以生物科学为基础，运用先进的科学原理和工程技术手段加工或改造生物材料。从细微处的基因、染色体、蛋白质、细胞到整个生物体，从而生产出人类所需要的生物或生物制品，甚至于改造我们人类自身。为便于研究，据不同的特点可分为如下普遍认可的几类：细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程。当然有些项目还可以有更细的分类，如细胞工程中除了根据细胞类型不同分为植物细胞工程和动物细胞工程外，还有其他的技术如膜生物工程，我国就有生物膜与膜生物工程国家重点实验室，有中国科学院动物研究所膜生物化学分实验室、清华大学膜生物物理实验室以及北京大学兴奋膜电生理分实验室等。各种生物工程也不是孤立的，而是相互交叉，不可分割，互为联系的，如基因工程与细胞工程的联系，细胞工程与基因工程中有酶工程。同样这些生物工程与数学、物理、化学、信息科学的整合使许多生命系统复杂问题的解决成为可能。
首先，本领域内的头号工程即人类基因组计划的研究，这项工作自1990年正式启动，2000年实现了人类基因组的工作框架图，2003年已获得人类基因组的完成序列图。近年来细胞和分子生物学的进步，得益于酶工程（如聚合酶链反应）、基因工程（如转基因和基因剔除术）、细胞工程（动物克隆、干细胞技术）。生命活动最基础的问题，由于细胞和分子生物学的推动，又成为当今生命科学研究的热点和焦点。发育的过程一极是细胞数量增加，功能分化、细胞和器官形成；另一极则是细胞不断地出现凋亡，形态结构不断调整，而两者均为精细调控的过程，涉及到信息传导、细胞周期、基因的表达的时空调节等生命科学的基础课题，而关键调控部位所发生的异常，是多种遗传病和肿瘤的发病基础。
现就细胞工程为主体的问题作一探讨：
（1）生物膜及膜生物工程
①研究成果：a．研究了线粒体氧自由基的生成、转移和靶向的作用机制，提出活性氧理论。b．研究了Mf细胞膜上离子通道活动的变化与GM—CSF激活过程的关系以及Mf与NK细胞对同种和异种抗原的识别的作用。c．研制出对癌细胞恶性增殖有较强抑制活性的药物和有明显降糖效果的口服脂质体新剂型。d．蛋白质构想变化及基因导入的研究，用表面园二色谱法以及FTIR—ATR（全内反射傅利叶红外谱）和固体荧光谱法测定了蛋白质与生物医用材料表面作用后蛋白质构想的变化；在国内率先建立了磁园二色谱（MCD）技术，在蛋白质二维晶体组装的基础研究和突触形成过程中突触前后膜相互作用的研究中，都取得了许多重要的成果。研制并开展了一系列导入外源基因的新方法，用超声波法在植物完整细胞及组织块中实现外源基因的转移。e．细胞膜离子通道特性的研究，人工合成的22肽在肌细胞膜上组装成具有离子选择性的通道，分离纯化了具有生物活性的抗吗啡肽和芋螺毒素，在离子通道水平上研究其作用机理；阐明心肌细胞早后去极化的发生机制、电生理学特性及各种抑制因素。
②应用举例：生物膜——活性污泥联合工艺在高浓度工业废水处理中的应用，联合工艺主要有两类，其一是生物膜与活性污泥同时在同一构筑物内共同生长，可称之为复合方式联合工艺；另一种是生物膜系统与活性污泥系统按串联方式联合。复合方式联合工艺的典型方式是往活性污泥曝气池中投加悬浮型填料作为微生物附着生长的载体，达到悬浮生长的活性污泥与附着生长的生物膜共同承担去除污水中有机污染物的任务。该方式的主要特征是投加载体要满足悬浮要求，即投加的载体附满生物膜后的比重接近1。目前采用的载体有粉末活性炭、无烟煤、多孔泡沫塑料和球型塑料等，系统中废水与生物处于完全混合状态。串联方式联合工艺主要是针对处理废水的水质特征、处理深度要求，合理地将生物膜法与活性污泥法的单元处理工艺结合起来。该方式中的每个单元都是一个独立的处理工艺，串联方式灵活多变。串联级数可以是二级，也可以是多级；串联次序可以先生物膜法后活性污泥法，也可以是相反的。该方式的废水流态总体上是属于推流式，在局部单元处于完全混合。
（2）植物细胞工程
①植物原生质体的培养
植物细胞壁在植物的生活和生存中起着十分重要的作用，但是也给研究工作带来不少障碍和困难。因此很早以来，人们就想除去细胞壁，获得无壁的原生质体。这一愿望终于在20世纪60年代末和70年代初得到了实现。如今，可以采用纤维素酶和果胶酶的混合液，在较高渗透压的条件下（如0.5～0.6 mol/L 甘露醇溶液）处理根尖、叶片组织、培养的愈伤组织或悬浮培养细胞，使细胞壁被酶所消化，从而获得大量的原生质体，并可通过原生质体培养再生新的植株。迄今，已经从不少植物种类的原生质体培养中，成功获得了再生的植株，如胡萝卜、烟草、矮牵牛、拟南芥、油菜、玉米、水稻、豌豆、豇豆、甘蔗、柑橘及猕猴桃等。
②植物细胞培养的应用
通过将外源遗传物质（DNA）导入培养细胞或原生质体，可以获得抗逆、高产及优质的转基因植株，这是植物细胞培养应用研究的一个方面。此外，植物细胞培养还可用于其他一些应用研究。例如：a．对那些能产生重要次级代谢产物（如某些中医药）的细胞系进行大量（罐）培养，实现这种产物的工业化生产。b．在常规杂交育种的基础上，通过花药（花粉）培养，进行单倍体育种。c．从培养的植物细胞再生出来的新植株表现出高度的遗传变异，这种现象称为“体细胞的无性系变异”。可以从这些变异选择有益农艺性状的作物新类型。d．细胞突变体的诱变与筛选：例如在培养基中加入不同浓度的NaCl，通过胁迫诱变和筛选抗盐突变体。还可以向培养基中加入病原体的毒蛋白，以诱变和筛选抗病突变体。为了改善作物品质，可以进行抗赖氨酸类似物的诱变与筛选，即在培养基中加入不同浓度的赖氨酸类似物，可以获得抗赖氨酸类似物突变体。这种突变体中的赖氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的水平升高。总之，借助植物的细胞培养，可以从多途径上用于作物的改良研究。
（3）动物细胞工程
①哺乳动物细胞克隆技术：
哺乳动物细胞克隆技术，又称哺乳动物核移植或无性繁殖技术。它是通过特殊的人工手段（如显微注射和电融合），对哺乳动物特定发育阶段的核供体（如胚胎分裂球或体细胞核）及相应的核受体（如去核的原核胚或成熟的卵母细胞），不经过有性繁殖，进行体外重构，并通过重构胚的胚胎移植，从而达到扩大同基因型哺乳动物种群的目的。
a．供体细胞的准备：用于克隆或细胞核移植的供体细胞（核）有早期胚胎细胞和体细胞，可来自活体内或体外培养的细胞。
b．受体细胞的准备：核移植的受体大多来源于卵母细胞。小型实验动物（如小鼠和兔）一般使用活体超排法，对于大家畜（如猪和牛）由取其屠宰后的卵巢卵泡，经成熟培养后获得。
c．核移植操作：去核操作的卵母细胞就可作为移植的受体，接受核供体植入。
d．融合：融合有化学融合、病毒融合及电融合三种。其中电融合具有易控制、重复性强和无毒性等优点，利于融合胚的发育。
e．胚胎培养：完成核移植及电融合后的胚胎可在体外培养一段时间，从融合胚到囊胚阶段都适宜移入雌性受体，也可移入同种或异种的输卵管进行体内培养。
f．胚胎移植：克隆技术成功与否的重要的衡量标准是重建胚胎能否产出。克隆胚胎的移植方法、步骤跟体外受精技术产生的胚胎移植完全相同。胚胎移植的部位有输卵管和子宫角。根据受体动物的不同可采用手术移植法和非手术移植法。无论选择自然发情或人工诱导发情的受体均应注意与胚胎的同步化处理。
②克隆技术的发展
从1983年，德国科学家提出了将胚胎细胞核移植到去核卵母细胞中的构想。1952年美国科学家利用蛙原肠胚以前的细胞核与去核蛙卵构建的重构胚克隆获得了成蛙。1962年美国剑桥大学科学家用囊胚细胞移植工程去获得了可繁殖的爪蟾。1981年报道采用核移植技术得到正常小鼠。1983年美国科学家利用纤维操作技术结合电融合方法得到了克隆小鼠。可以说这一工程真正拉开了哺乳动物克隆的序幕。1986年英国报道用早期胚胎细胞克隆出第一只羊。此后其他科学家相继成功克隆出牛（1987年）兔（1988年）猪（1989年）。
1997年2月英国罗斯林研究所利用5岁绵羊的乳腺上皮细胞进行核移植实验，并成功地获得了世界上第一只体细胞克隆绵羊——“多利”这是克隆技术的第一个新的里程碑。1998年5月美国科学家利用胎儿的成纤维细胞克隆出3头牛，而且携带了转移的基因。1998年7月成功地用克隆小鼠再克隆出小鼠，这是人类第一次用克隆动物再克隆出克隆动物。
2001年10月，意大利克隆出濒危动物（欧洲盘羊），美国克隆出灵长动物恒河猴胚胎细胞，我国山东莱阳农学院克隆出了我国首例皮肤细胞健康克隆牛——“康康”。
据2002年8月19日《新民日报》消息，丹麦和澳大利亚科学家合作研究出一种更简便的克隆技术，对实现家畜优良品种的大量复制、拯救濒危动物具有重要意义。
2001年美国成功克隆出人类早期胚胎，主要利用克隆胚胎中的人类干细胞进行疾病治疗研究。
请结合上述内容解决如下问题：
（1）常见的生物工程有哪些？举例说明生物工程中哪些是利用生产出的生物制品？哪些是生产出的生物制品？
（2）根据生物膜及膜生物工程理论说明研究生物膜系统的意义。
（3）请比较植物细胞工程与动物细胞工程的研究领域，谈一谈它们各自的发展方向。可就1～2个方面进行分析、讨论。
（4）回顾世界上第一只克隆绵羊“多利”的培养过程，说明克隆动物的现实意义。
2．相关网（页）站
（1）生命科学：细胞工程研究新进展：
http://www.bjkp./gkjqy/smkx/k10527－03.htm
（2）蛋白质工程及植物基因工程军事家重点实验室
http://www.Lsc.pku.
（3）诺维信中国
http:///aomi/tu/dna/9.htm
细胞分裂、DNA复制、酶等内容
（4）酶的发现：
http:///aomi/discover/index.htm
【知识拓展】
1．探索各种生物膜在结构和功能上的联系
利用所研究生物体中的放射性物质（示踪物质）放出的射线对照相底片或乳胶的作用，从而得知在研究生物体中预测成分的分布，这种方法称放射性自显影法。这种方法的基本过程是，先使细胞吸收含有示踪原子（如3H、14C、32P等）的化合物，然后把这些组织细胞制成切片，液体乳胶涂于其上，经过一段时间的曝光，再进行显影和定影手续。根据乳胶上出现的银粒在细胞中的位置，便可判断放射性物质在细胞内的分布。
课本上“豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过程”的研究即采用了此方法。首先给动物注射氚（3H）标记的亮氨酸，进行了3min后的脉冲标记，然后制作电镜的显微放射自显影标本。再脉冲标记17min后和117min后的情况。
请思考下列问题：
（1）3min、17min和117min后被标记的氨基酸相继出现在哪些部位？
（2）与此分泌物的合成和分泌有关的结构有哪些？如何起作用？
（3）这些分泌物的运输方向是怎样的？是通过哪种方式被运输到细胞外？
（4）同位素示踪法技术还应用于哪些方面的研究？请结合我们学过的内容列举几个例子并进行分析。
2．探究单克隆抗体的制备及应用前景
20世纪80年代，中科院上海细胞生物学研究所建立了动物细胞的大量培养技术，研制成功抗北京鸭红细胞和淋巴细胞表面抗原的单克隆抗体。同时还与有关医学部门合作，成功地制备了抗人肝癌和肺癌的单克隆抗体。目前国内的一些单位正在探索用“生物导弹”对癌症进行早期诊断和治疗。
请思考下列问题：
（1）怎样才能获得单克隆抗体？
（2）鼠单克隆抗体能用于人体疾病的治疗吗？
（3）为什么常选用骨髓瘤细胞与淋巴细胞融合？
（4）杂交瘤细胞在体内培养与体外培养有何区别？
（5）整个制备过程中要经过两次筛选，如何操作？
（提示：第一次筛选可用选择培养基从多种融合细胞中得到杂交瘤细胞；第二次筛选需先在多孔培养板上，在每孔上只有一个杂交瘤细胞的情况下开始培养，然后筛选出能产生特异性抗体的细胞群。）
（6）单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面表现出哪些优点？
（7）1975年米尔斯坦和柯勒在这方面取得了成功，并于1984年获得了诺贝尔奖。你对这项生物技术有何看法？请预测其发展前景。被子植物的个体发育
【自学导引】
一、个体发育的起点
对于进行有性生殖的生物来说，个体发育的起点是受精卵。
二、个体发育的过程
被子植物的个体发育过程包括种子形成和萌发、植株的生长和发育等阶段。
1．种子的形成和萌发
2．植株的生长和发育
幼苗→具有根、茎、叶的植株→形成花芽，开始生殖生长→生殖器官
【思考导学】
1． 若卵细胞、极核、精子内的染色体数目都为n，则胚细胞内的染色体为_________，胚乳细胞内的染色体为__________。
答案：2n 3n
2．在玉米胚的发育过程中，形成的子叶为__________片。
答案：一
3．大豆和花生的种子内是否有胚乳 原因是什么
答案：无胚乳，胚乳被子叶吸收了。
4．人们吃的豆芽主要由什么发育形成的？
答案：主要是胚轴。
【学法指导】
1．植物种子的形成
植物的种子由胚、胚乳(双子叶植物的胚乳被子叶吸收)、种皮三部分组成，在学习这部分内容时，需重点理解以下几方面的知识：
(1)植物的子房和胚珠的结构及各部分结构的染色体数目
由上述结构图可知，果皮、种皮内的染色体均为2N，由于它们不是受精卵或受精极核发育而成的，因此染色体均来自母体。
(2)胚细胞和胚乳细胞的染色体组成
胚是由受精卵发育而来的，受精卵发育成胚时，所进行的分裂都是有丝分裂，因此胚的每个细胞内所含的染色体数目都与受精卵的相同，而受精卵内的染色体一半(N条)来自精子，另一半(N条)来自卵细胞。因此，胚的每个细胞内的染色体数目为2N，且一半来自父方，一半来自母方。
胚乳是由受精极核发育而来的。受精极核是2个极核与1个精子结合而成的，每个极核内的染色体都和卵细胞内的染色体数目相同(都是经过减数分裂形成的)，均为N，因此，胚乳细胞内的染色体数目为2个极核的染色体加1个精子的染色体=2N+N=3N，且3N条染色体中，2/3来自极核(母方)，1/3来自精子（父方）。
2．植物个体发育不同阶段的营养供应
植物个体发育过程大致可表示如下：
A过程所需营养由胚柄吸收提供；
B过程所需营养由子叶或胚乳提供；
C过程所需营养由自身光合作用提供。
3．极体与极核的区别
极体是动物伴随卵细胞经卵原细胞的减数分裂产生的，是细胞质不均等分裂的结果，含正常体细胞一半的染色体，极核产生后不久消失。极核是绿色植物所特有的，也是伴随卵细胞形成的。
【例题解析】
［例1］玉米的体细胞内含有20条染色体，在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞、子房壁细胞所含染色体数目依次应为
A．10、10、20、20、20、20 B．10、10、30、30、20、20
C．10、10、20、30、20、20 D．10、20、20、30、20、20
解析：考查学生对被子植物胚珠的结构、双受精作用及胚胎发育三方面基础知识掌握及应用能力。正确解答本题，应搞清以下知识：
答案：C
错因：关于果实和种子中各种结构的细胞中染色体数目要根据其发育过程来理解和掌握。由于精子和卵细胞是经减数分裂后产生的，所含染色体数目是体细胞的一半，其次胚是由受精卵发育成的，胚乳是由受精的极核发育成的，若对上述知识理解不清，则往往选错。
［例2］下列有关生物个体发育的叙述中，错误的是
A．生物的个体发育是受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官的形成直到发育成新个体的过程
B．高等植物个体发育的起点是种子
C．个体发育是精子和卵细胞结合，并发育成具有繁殖能力的新个体的过程
D．高等植物的个体发育包括胚的发育和胚乳的发育及植株的生长和发育等
解析：生物个体发育的起点是受精卵，种子是植物胚后发育的起点，精子和卵细胞结合形成受精卵并不是属于发育的过程，而应是生殖的过程，高等植物的个体发育包括种子的形成和萌发及植株的生长和发育，种子的形成包括胚的发育和胚乳的发育。
答案：BC
错因：结合个体发育的概念理解植物个体发育的起点和终点是正确解答该题的关键，若对上述不理解，则会出现错选和漏选。
［例3］从个体发育的过程看，被子植物的营养器官是下列哪一部分发育而成的
A．受精极核 B．基细胞 C．顶细胞 D．子叶
解析：被子植物的营养器官是指根、茎、叶，它应该来自胚。受精极核发育成胚乳，基细胞是受精卵第一次分裂后形成的两个细胞中靠近珠孔的那个细胞，它发育成胚柄，胚柄是种子形成过程中的一个临时性结构，起初是吸收营养物质供给胚的成长，随着胚的长大，胚柄逐渐被吸收了。子叶是供给种子萌发时提供营养，随着植物体光合作用的增强，子叶消失。正是顶细胞形成被子植物的胚，胚将来发育成植物体的根、茎、叶。一般是胚根形成植物体的主根，胚芽形成植物的茎和叶，胚轴形成连结根和茎的部分。
答案：C
错因：本题选错的主要原因有两个：①不知道植物的根、茎、叶等营养器官来自胚；②不知道胚的形成过程及各部分的结构。
【基础训练】
一、选择题
1． 玉米的个体发育是指
A．从种子萌发到长成成熟的植株 B．从受精卵发育成成熟的植株
C．胚的发育和胚乳的发育 D．受精卵形成种子
答案：B
2．种子的结构中，不属于胚的组成部分的是
A．子叶 B．胚根 C．胚乳 D．胚芽
解析：胚是由受精卵发育来的，包括子叶、胚芽、胚轴、胚根四部分，胚乳是由受精极核发育来的。答案：C
3．向日葵种子没有胚乳，其原因是
A．胚珠中没有极核 B．胚乳被子叶吸收 C．极核没有受精 D．受精极核不能发育
解析：在被子植物的卵细胞受精的同时，两个极核融合之后，再与另一个精子结合，经过多次分裂形成大量的胚乳细胞，这些胚乳细胞构成了胚乳。多数双子叶植物在胚和胚乳发育的过程中，胚乳逐渐被子叶吸收，营养物质储存在子叶里，这样就形成了无胚乳种子，如向日葵。
答案：B
4．荠菜的球状胚体继续发育过程中，其营养供给主要来自
A．胚囊 B．受精卵 C．受精的极核 n D．胚柄
答案：D
5．双子叶植物的受精卵分裂一次成为两个细胞，靠近珠孔的一个细胞叫
A．基细胞 B．顶细胞 C．卵细胞 D．胚柄细胞
答案：A
6．下列同一植物体中的哪种结构的染色体数目异于其他结构
A．胚 B．胚柄 C．胚乳 D．子房
答案：C
7．玉米种子的胚、胚乳和种皮，分别由下列哪组结构发育而成
A．胚珠、极核和珠被 B．受精卵、受精极核和珠被
C．胚珠、受精卵和子房壁 D．受精卵、受精极核和胚囊
答案：B
8．大豆胚发育的正确过程是
A．受精卵—基细胞—球状胚体—胚 B．受精卵—顶细胞—球状胚体—胚
C．受精卵—球状胚体—胚柄—胚 D．受精极核—胚乳—胚
答案：B
9．玉米种子中胚乳养分主要供给
A．胚的发育 B．子叶的分化和发育
C．幼苗发育 D．幼苗发育至成熟
解析：玉米是单子叶植物，其种子中有胚和胚乳，胚乳中贮有大量的营养物质。当种子萌发时，首先胚根突破种皮露出，以后胚芽也破皮而出。第一片绿色真叶出现以后就开始进行光合作用，至此种子已形成幼苗，这一过程中所需的养料都来自胚乳。
解析：C
10．下列属于发育的是
A．动物精子的形成 B．细菌细胞的分裂
C．球状胚体的形成 D．根尖伸长区细胞的伸长
答案：C
11．荠菜胚的发育过程中，胚轴来自
A．顶细胞 B．基细胞 C．胚乳细胞 D．胚柄细胞
解析：
考查植物胚的发育过程。
由此可知胚轴来自顶细胞。答案：A
12．正常情况下，一个番茄果实内有许多粒种子，这是因为
A．一朵花中有许多个雌蕊 B．一个胚珠中有许多个卵细胞
C．一个雌蕊中有许多个子房 D．一个子房中有许多个胚珠
解析：考查种子的形成过程。胚珠内受精卵发育成胚，受精极核发育成胚乳，珠被发育成种皮，整个胚珠发育成一粒种子，因此一个果实里要形成多粒种子，其一个子房内要有多个胚珠。
答案：D
13．一株甲品种的梨树，花蕾期去掉雄蕊，授以乙品种梨树的花粉，所结果实中果肉的口味应是?
A．甲、乙两种梨的混合味 B．仍为甲品种梨的口味
C．为乙品种梨的口味 D．不能确定
解析：考查植物个体发育中果实的发育情况。植物的果实是由子房发育来的，在果实中只有种子的胚、胚乳是经过受精之后发育来的，含有双亲的遗传物质，而其他部分都是和母体的遗传物质相同。因此，甲品种的桃树无论授何品种桃树的花粉，其果肉细胞内的遗传物质仍与甲品种的遗传物质相同，口味仍是甲品种的口味。答案：B
14．种子的胚、胚乳及种皮细胞中含有来自母方染色体的比值依次是
A．1/2 、2/3、 1 B．1/2、 2/3、 1/2
C．1/2 、1/3 、1 D．1/3 、1/2 、1/3
解析：胚是由受精卵发育来的，其细胞内的2N条染色体一半来自卵细胞(母方)，一半来自精子(父方)；胚乳是由受精的极核发育来的，其细胞内的3N条染色体有2N条来自极核(母方)，N条来自精子(父方)；种皮是由珠被发育来的，其细胞内的2N条染色体全部来自母体。
答案：A
15．玉米胚乳发育和胚的发育在时间上的先后是
A．胚乳的发育先于胚的发育 B．胚乳的发育晚于胚的发育
C．胚乳和胚的发育同时进行 D．无法确定
解析：玉米属于被子植物，存在双受精现象，其双受精过程基本上同时完成，受精卵形成后要进行短暂的休眠，而受精极核不经过休眠就进行分裂，发育成胚乳，因此胚乳的发育早于胚的发育。 答案：A
16．玉米胚乳发育与胚的发育的共同点是
A．开始发育的时间相同 B．都在胚珠中发育
C．发育的过程相同 D．组织分化的结果相同
答案：B
17．油菜和水稻种子萌发成幼苗时，供给营养物质的部位分别是
A．胚乳和子叶 B．胚乳和胚乳
C．子叶和子叶 D．子叶和胚乳
解析：油菜为双子叶植物，胚乳被子叶吸收，种子萌发时提供营养的部位是子叶，水稻为单子叶植物，种子中有胚乳，种子萌发时提供营养的结构是胚乳。答案：D
18．形成100粒西瓜籽，在受精过程中需要精子的个数至少为
A．100 B．200 C．50 D．300
解析：西瓜为双子叶植物，受精时有典型的双受精现象，每形成一粒种子至少需要两个精子，因此形成100粒西瓜籽，共需200个精子。答案：B
19．被子植物的受精作用发生在
A．柱头上 B．花柱中 C．花粉管中 D．胚珠中
答案：D
20．黄豆种子中贮存养料的结构是由下列哪项发育来的
A．受精卵 B．受精极核 C．子房壁 D．珠被
解析：像黄豆等大多数双子叶植物在种子形成过程中，胚乳中的营养被子叶所吸收，子叶由于贮存了养料而肥厚。而子叶是胚的一部分，胚是由受精卵发育来的。
答案：A
二、非选择题
21．下图中，A、B、C、D表示荠菜发育的四个阶段。回答下列问题：
(1)图A中，①是_________，它是荠菜个体发育的起点。
(2)图B是图A经第一次分裂形成的两个细胞，其中②是__________，经过多次分裂发育成C中的［④］_______________，继而发育成D中的［］_________。
(3)⑩胚乳和发育的场所是_________，⑩是由_________发育而来的，在发育过程中，⑩被D中的［⑥］_________吸收了，因此荠菜种子中无胚乳。
(4)图D受精前全部结构称_________，受精后的此图全部结构将发育成_______。
(5)图中是_________，将来发育成_________，是_________，其功能是________。
解析：本题意在考查荠菜胚发育的过程和学生的识图能力。解答本题的关键是辨认各部分的结构名称。①为受精卵，②为顶细胞，③为基细胞，④为球状胚体，⑤为胚柄，⑥为子叶，⑦为胚芽，⑧为胚轴，⑨为胚根，⑥、⑦、⑧、⑨合称胚，为胚柄，⑩为胚乳， 为珠被，为珠孔。
答案：(1)受精卵 (2)顶细胞 球状胚体 胚 (3)胚囊 受精极核 子叶 (4)胚珠 种子 (5)珠被 种皮 胚柄 从周围组织中吸收并运送营养物质，供球状胚体发育，还能产生一些激素类物质，促进胚体的发育
22．下图是子房壁和胚株的结构模式图，依图回答下列问题?：
(1)图中［1］是_________，花粉管由此进入珠心，释放的两个精子分别与［ ］_________和［ ］_________发生受精作用，并分别发育成_________。
(2)该图应是_________植物的雌蕊示意图，因为图中有［ ］_________结构。
答案：(1)珠孔 2 卵细胞 3 两个极核 胚、胚乳 (2)被子 5 子房壁
23．下图表示胚珠的结构及荠菜胚的发育，请据图回答：
(1)图乙的胚由图甲的［ ］?_________发育而来，其细胞分裂的方式是_________。
(2)图中［11］_________，是由图甲中的［ ］_________发育而来，它的成分将被［ ］?___________所吸收，从而形成_________种子。
(3)荠菜胚中具有分裂能力的细胞位于［ ］_________和［ ］_________。
(4)种皮是由［ ］_________发育而来，果实主要是由［ ］_________发育而成，而果实发育所需的生长素是由_________发育成种子过程中合成的。
答案：(1)2 受精卵 有丝分裂 (2)胚乳 3 受精极核 7 子叶 无胚乳 (3)8 胚芽 10 胚根 (4)5 珠被 6 子房壁 胚珠
24．请利用下面的实验材料和用具设计一个实验，验证胚和胚乳细胞膜的活性是否相同：
(1)实验材料：10粒玉米种子、烧杯、刀片、酒精灯、石棉网、培养皿、标签、红墨水、放大镜。
(2)实验步骤：
①浸泡并作对照处理：_______________________________。
②浸染：________________________________________。
③清洗观察：________________________________。
(3)结果：____________________________________。
(4)结论：____________________________________。
答案：(2)①将10粒玉米种子浸入水中使其吸胀，将每粒种子沿中线剖开，分成两组；第一组放入烧杯中，用酒精灯(隔石棉网)加水煮沸10分钟，做对照；第二组只浸泡不做其他处理
②将两组种子分别放入两只培养皿，贴好标签；分别向两培养皿中注入等量稀释的红墨水3~5 mL
③用清水分别冲洗两玻璃皿中的种子，洗掉浮色，观察两培养皿中玉米种子剖面着色情况?
(3)煮熟的种子剖面上，胚和胚乳都染成红色，未煮过的种子胚未染色，只有胚乳变红
(4)种子的胚是活细胞，细胞膜具有选择透过性，胚乳细胞已解体，细胞膜失去选择透过性
25．下列各图为植物开花、传粉、受精系列图，读图回答下列问题：
(1)图A中最重要的部分是_________。
(2)雄蕊中产生花粉粒的结构是花药，花药中产生花粉粒的细胞分裂方式为_________。
(3)卵细胞是在图A中_________产生的。
A．子房壁 B．花柱 C．胚珠 D．胚乳中
(4)图E的结构名称为_________，图F的结构名称为_________。
A．子房 B．雌蕊 C．胚珠 D．胚囊
(5)在被子植物中双受精发生在_________。
A．花粉粒 B．胚珠 C．花粉管 D．雌蕊柱头
(6)小麦种子中哪部分结构与鸡蛋黄的功能相似_________。
A．子叶 B．胚芽 C．胚乳 D．胚根
(7)图E发育为_________。
A．种皮 B．果皮 C．种子 D．果实
(8)试分析图E发育后形成的各部分细胞其遗传物质是否相同？为什么？
答案：(1)花蕊，包括雌蕊和雄蕊 (2)减数分裂 (3)C (4)A C (5)B (6)C (7)D? (8)不相同。果皮、种皮染色体数均为2n，基因型也相同；胚细胞染色体为2n，胚乳细胞染色体数为3n；胚细胞的基因型不一定与果皮、种皮相同，要视亲代基因型而定；胚乳细胞的基因型与果皮、种皮细胞的基因型不同。
【应用创新】
1． 某同学在观察正在发育着的小麦种子装片时，发现A部位细胞内有42条染色体(其中有21条来自精子)；B部位细胞内有63条染色体(其中21条来自精子)；C部位细胞内有42条染色体(全部来自母体)。A、B、C三部位的细胞最可能分别是
A．种子、胚、胚乳 B．胚、胚乳、种皮
C．胚乳、胚、种皮 D．胚、种皮、胚乳
解析：考查小麦种子中各部分结构中染色体的来源和数目。胚是由受精卵发育而来，其染色体数一半来自卵细胞，一半来自精子。胚乳是由两个极核和一个精子受精后发育而来的，胚乳细胞的染色体来自精子，来自极核，种皮是由珠被发育来的，其遗传物质全部来自母体。
答案：B
2．观察玉米种子的结构与发育过程：
(1)取一粒适度浸泡的玉米种子(严格讲是果实，果皮和种皮不易分开)，平放在解剖盘中(或桌面上)，用刀片将种子纵剖开，然后在剖面上滴上碘液，用肉眼即可区分出玉米种子的各部分结构。想一想，被染色的部位是什么？
(2)将一粒玉米种子用线捆在一根塑料直尺的侧面上，并将直尺竖直放于一盛清水的烧杯中，使种子的下半部浸入水中，上半部暴露，每隔两天换水一次。观察并记录玉米种子的萌发过程。注意观察先突出种皮的是胚芽还是胚根？胚芽伸出时外包的是什么？有什么作用？
答案：(1)被染色的部位是胚乳。
(2)玉米种子萌发时，胚根先突出种皮。胚芽伸出时外包的为胚芽鞘，其作用有三点：①保护胚芽出土时不受损伤；②含有植物生长激素，对幼苗的出土具有很大意义；③含有叶绿体，出土后即进行光合作用，胚芽出土后消失。
【备课资料】
1．卵细胞和极核的来源
卵细胞和极核都来源于大孢子母细胞。大孢子母细胞或直接来源于珠心组织近珠孔端表皮下分化的孢原细胞，或由孢原细胞经平周分裂变成1个周缘细胞和1个造孢细胞，由造孢细胞起大孢子母细胞的作用。大孢子母细胞经减数分裂形成4个单倍体的大孢子，第1次分裂和第2次分裂都形成横的分隔壁，此4个大孢子成一直线排列。通常只有合点端的1个大孢子起作用，其余3个退化。功能大孢子首先体积增大，与此同时出现液泡，接着连续发生3次分裂。第一次分裂后形成了2个核分别移至两极，此2核各进行2次分裂，在靠近珠孔端有4个核，在合点端也有4个核，8个核处于共同的细胞质中。随着核分裂的进行，胚囊显著地扩大，特别在长轴方向上，接着在核之间形成细胞壁和构成细胞。在珠孔端，1个核成为卵细胞，另2个核成为助细胞，三者合称为卵器。合点端的3个细胞是反足细胞，珠孔端与合点端各有1个核移向中央，组成含有2个极核的中央细胞或2个极核紧靠在一起。
2．被子植物胚乳的发育
胚乳是被子植物种子中储藏养料的部位(无胚乳的种子，养料储藏在子叶中)。胚乳是由两个极核与一个精子融合以后发育而成的，所以它是三核融合的产物。极核受精以后，不经过休眠就开始发育。不同的植物，胚乳发育的方式是不同的，单子叶植物和多数双子叶植物的胚乳发育属于核型，这也是最普遍的发育方式。核型胚乳的发育是指受精极核的第一次分裂，以及随后一段时期内的分裂，不伴随细胞壁的形成，这样，各个胚乳核在一段时间内保持游离状态，并且分布在同一个胚囊的原生质中。游离胚乳核的数目随植物种类而异：多的可达数百以至数千个，如胡桃、苹果；少的仅几个或十几个，如咖啡。随着胚乳数量的增多，由于胚囊内中央液泡的出现，胚乳核逐渐被挤向胚囊内的边缘处。胚乳核的分裂进行到一定阶段时，就开始在游离的胚乳之间形成细胞壁，从而出现细胞质的分隔，这样形成的细胞就叫做胚乳细胞，整个组织就叫做胚乳。
人和高等动物的体液调节
【学习目标】
1．理解动物激素的种类及各种动物激素的分泌部位、生理作用和化学成分。2．理解激素分泌的调节。
3．理解相关激素间的协同作用和拮抗作用。4．了解其他化学物质的调节作用。
【学习障碍】
1．理解障碍(1)如何理解各种动物激素的生理功能及各类激素分泌异常时引起的病变？(2)如何将各种激素按其成分进行分类指导应用？(3)如何理解激素分泌的调节？(4)如何理解多种激素对同一生理活动的共同调节？
2．解题障碍
用动物激素的生理作用分析解释动物的生理现象和相关病症及对应的治疗措施的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)运用“图表归类法”将各内分泌腺所分泌的主要激素的种类(名称)、生理作用及激素成分加以总结。
上述化学成分不同的激素在临床应用时应有所区别。含氮类激素(肽类、蛋白质类和胺类)易被胃肠道消化酶所分解而破坏，一般采用注射方法，不宜口服，而类固醇激素和氨基酸衍生物类激素口服后可以被吸收。
各种激素的生理作用只是调节特定过程的速率，并不提供物质或能量，而只是提供调节活动的信息——化学信息。
(2)运用“迁移法”和“图表归类法”理解激素失调症。
各种激素都有其特定的生理作用，将该知识点迁移即可理解激素失调症。正常生理情况下，血液中各种激素能维持在一个正常生命活动要求的相对稳定的生理浓度，对生物的各种生理活动进行调节。维持生物正常的新陈代谢。各种激素的正常生理浓度有所不同，但都很低，激素是一种高效能调节物质，某种激素的偏高或偏低都有可能引起个体发育某些方面的不正常或生命活动暂时异常，表现一定的激素失调症。几种常见的激素失调症归纳如下表：

(3)用“联想对照法”理解激素分泌的调节。
激素的分泌受神经和体液因素的调节，主要有以下两种形式：
①神经调节：当体内外环境条件发生变化时，传入中枢神经系统的信号经过分析和综合作用以后传到下丘脑，影响下丘脑控制的激素的合成与分泌。其中一种是神经直接调节激素分泌，如肾上腺髓质和胃肠道激素的分泌就属于这类调节。另一类是间接神经调节，也就是神经—体液调节，如中枢神经系统通过下丘脑分泌各种释放激素刺激垂体，垂体再分泌各种促激素就属于这类调节。
②反馈调节：“反馈”是借自工程技术自动控制理论上的术语，意思是由控制部分发出信息，可以改变受控部分的状态，而受控部分反过来又发出信息，把接受控制的状态结果不断地报告给控制部分，使控制部分得以参照实际情况不断纠正和调整发出的信息，以达到对受控部分精确地调节。
我们可以联想动物体内的激素分泌过程就是一个自动控制系统。中枢神经系统是最高控制部分，下丘脑、垂体即是不同层次的控制部分，也是受控部分，各内分泌腺是受控部分。正常情况下，在中枢神经系统的控制下，下丘脑分泌的促释放素能促进垂体分泌相应的促激素，进而促进相应腺体分泌激素，即下图中③④。但当某种激素浓度升高时，又会抑制下丘脑和垂体分泌相应的促释放素和促激素，从而使这种激素的浓度降低(①→③→④→⑥)。当激素浓度降到一定程度又会解除对下丘脑和垂体的抑制。经逐级促进，使这种激素的浓度又逐渐升高(②→③→④→⑤)。这种反馈调节机制使某种激素浓度不致太高，也不致太低，从而保持相对稳定的生理浓度值，发挥正常的调节功能。
(4)用“图解法”总结相关激素间的共同调节。
同一生理活动不是单一激素调节完成的，而是与此活动有关的多种激素协调互作共同完成的。对于同一生理效应，有的相关激素表现为协同作用，有的则表现为拮抗作用。
①协同作用：如下图
②拮抗作用：如下图
理解上述问题的基础仍然是各种激素的生理作用。
2．解题障碍的突破
用“类比分析法”分析解释动物的某些生理现象、相关病症以及对应的治疗措施
以上问题涉及的分别是激素的生理作用、化学本质以及激素分泌的调节等知识，首先用类比法将以上问题归类：用激素的生理功能主要可以解释动物的某些生理现象以及相关病症；治疗措施的选择体现了激素的化学本质。
［例1］下列叙述中，除哪一项外均是由于切除垂体直接引起的
A．生长立即停止B．性腺发育停滞C．血糖浓度升高D．甲状腺机能衰退
解析：用“类比分析法”解。首先对问题进行类比，该题主要考查垂体产生的激素及功能。垂体能分泌多种激素，调节动物和人的新陈代谢和生长发育，并能调节其他内分泌腺的活动。所以垂体是动物和人体内重要的内分泌腺。垂体分泌的激素主要有：(1)生长激素，主要作用是促进生长发育。切除垂体后，幼年动物就会因缺乏生长激素而立即停止生长；(2)促性腺激素，主要作用是促进性腺发育和性激素的分泌。切除垂体后，动物性腺发育停滞或萎缩，性激素分泌能力降低；(3)促甲状腺激素，主要作用是促进甲状腺发育，调节甲状腺激素的合成和分泌，切除垂体后，动物甲状腺发育不全或萎缩，使甲状腺机能衰退。因此，A、B、D三项均与切除垂体有关。C选项所述的血糖浓度升高主要是由于胰岛素分泌不足或缺乏所致，与切除垂体无关。
答案：C
［例2］医生给呆小症、侏儒症和糖尿病患者分别口服相应的激素，有疗效的是
A．呆小症和侏儒症B．侏儒症和糖尿病C．呆小症和糖尿病D．只有呆小症
解析：用“类比分析法”解。首先进行知识类比，该题主要考查上述三种病症属哪种激素分泌失调症，该激素的成分属哪类物质。呆小症是婴、幼儿期间因甲状腺激素分泌不足造成的，甲状腺激素是一种氨基酸的衍生物，在肠道内可以不被消化酶分解而直接吸收入血；侏儒症是由于幼年时期生长激素分泌不足所致；糖尿病是机体内胰岛素分泌不足引起的，生长激素和胰岛素都是一种蛋白质，而蛋白质在消化道内可被各种蛋白酶水解而失效。故用蛋白质类激素治疗相应的因激素缺乏引起的病症应注射不能口服。答案：D
［例3］将成熟雄鼠的甲状腺进行手术切除，从第三周开始，每天注射激素A，结果激素A和激素B在血液中浓度变化曲线如下图所示，请回答：
(1)激素A是_____________________________________
(2)激素B是_____________________________________
(3)如果停止注射激素A，鼠的身体状况是____________，如果将激素A的注射量增加5倍，连续注射3个月后，鼠的身体状况是_______________。
解析：用“类比分析法”解。解答本题应熟悉：(1)甲状腺激素的生理功能；(2)甲状腺活动与其他内分泌腺的作用关系；(3)应正确理解和分析实验操作，曲线图形的生理意义。切除成熟雄鼠的甲状腺，甲状腺激素立即停止分泌，血液中含量必然直线下降，并将直接影响动物的新陈代谢，同时也会反馈到垂体，促进垂体分泌“促甲状腺激素”增多。根据动物体内激素分泌的反馈调节作用以及曲线三周前后的变化，可以断定，坐标图中的曲线A是甲状腺激素，曲线B是垂体分泌的促甲状腺激素。
答案：(1)甲状腺激素 (2)促甲状腺激素 (3)代谢缓慢，体重下降，心跳减慢，全身浮肿，神经反应迟钝 体内物质氧化分解过快，食量大而消瘦，心跳呼吸加快，神经系统兴奋性过高
【同步达纲练习】
1．手术摘除一只正在下蛋的母鸡的卵巢，结果该鸡
A．停止下蛋，长得既不像公鸡也不像母鸡 B．停止下蛋，长得像公鸡
C．继续下蛋，长得既不像公鸡也不像母鸡 D．继续下蛋，长得像母鸡
2．为哺乳动物和人的胚胎发育创造良好的条件的激素是
A．雌性激素 B．雄性激素 C．孕激素 D．促性腺激素
3．较大剂量注射一种激素后，小白鼠渐渐反应迟钝，活动减少，以致昏迷，该激素是
A．甲状腺激素 B．雄性激素 C．雌性激素 D．胰岛素
4．人体内都是因为缺乏激素而引起的一组疾病是
①呆小症 ②糖尿病 ③白化病 ④血友病 ⑤巨人症 ⑥侏儒症
A．①②④⑤ B．①②⑤⑥ C．①②⑥ D．①④⑥
5．有一种病人食量大，身体消瘦，易激动，该病人是因为
A．甲状腺机能不足B．胰岛素分泌过多C．生长素分泌不足D．甲状腺机能亢进
6．体重近似，发育正常的A、B、C、D四只雄性小狗，A不作处理，B、C、D分别手术处理。几个月后，得到如下表所示结果(单位：mg/100mL血液)，请回答：
不同实验条件下小狗体内激素的变化情况
A B C D
雄性激素 4 3.8 3.6 0.8
甲状腺激素 3 0.1 2.8 3
生长激素 6 5.8 0.1 5.5
(1)A狗在实验中的作用是_______________________。
(2)B狗被切除了_______________________________。
(3)C狗被切除了_______________________________。
(4)D狗被切除了_______________________________。
7.让一健康人和一糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每1千克体重1克计算。随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度。
(1)两人血糖浓度变化如下图，其中表示糖尿病患者的曲线是________。
(2)下图甲~丁4种曲线图中能正确反映二人血液中胰岛素浓度变化的是________。
(3)从上述分析中可知糖尿病患者的胰岛素分泌量往往________，而血糖浓度_______。
(4)下列有关胰岛素生理功能的叙述中正确的是_____________。
A.提高组织细胞摄取和利用血液中葡萄糖的能力B.促进肝糖元的分解
C.促进糖元的合成，抑制脂肪等物质转变成糖类D.抑制葡萄糖转变成脂肪
(5)健康人当血糖浓度偏低时，可通过胰岛分泌的______和肾上腺髓质分泌的______，使血溏浓度升高。
参考答案【同步达纲练习】1．解析：运用“类比分析法”。卵巢能产生生殖细胞且能分泌雌性激素，所以卵巢被摘除后的母鸡将不能再产生生殖细胞，即停止下蛋；同时由于性激素具有维持第二性征的功能，摘除卵巢，雌性激素的分泌停止。答案：A2．解析：运用“层析”法。促性腺激素的生理作用是促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌；性激素的功能是促进各自生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发并维持第二性征和维持雌性正常的性周期；孕激素的生理作用为促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件。因此，为哺乳动物和人的胚胎发育创造良好条件的激素是孕激素。答案：C3．解析：运用“具体化(对号入座)法”。结合各种激素的具体功能，由于胰岛素的主要功能是降低血糖浓度，大剂量注射胰岛素会使小白鼠由于血糖浓度过低而出现上述症状。答案：D4．解析：运用“类比分析法”。由于激素分泌异常引起的疾病有呆小症、糖尿病、巨人症和侏儒症，白化病和血友病是基因突变引起的。但巨人症是由于幼年时期生长激素分泌过多造成的，所以因缺乏激素引起的疾病有①②⑥。答案：C5．解析：运用“类比分析法”。答案：D6．解析：运用“图文转换法”。答案：(1)对照 (2)甲状腺 (3)垂体 (4)睾丸7．解析：运用“图文转换法”再用“层析综合法”。(1)从图中来看，未口服葡萄糖之前，A的血糖浓度为80 mg/dL左右，B的血糖浓度为160 mg/dL左右，而正常人的血糖浓度应为80~120 mg/dL，超过160 mg/dL则为糖尿病，所以曲线B表示糖尿病患者。(2)糖尿病人体内胰岛素含量较低，应小于正常人的浓度(排除甲图)，但不能为零(排除乙图)，当血糖浓度升高后，糖尿病患者的胰岛素含量变化不大，趋于平缓，而正常人的胰岛素在此血糖浓度刺激下，迅速升高，来降低血糖，直到血糖和胰岛素浓度都恢复正常。答案：(1)B (2)丙 (3)不足 过高且经久不降 (4)A、C (5)胰高血糖素 肾上腺素 生物圈的稳态
【本章知识框架】
【疑难精讲】
生物圈的概念，以下几点是公认的：第一，地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈。第二，生物圈是由生物与非生物环境组成的具有一定结构和功能的统一整体，是高度复杂而有序的系统，而不是松散无序的集合体。第三，生物圈是地球上最大的多层次的生态系统，其结构和功能是不断变化的，并且不断趋向于相对稳定的状态。
生物圈稳态反应表现：生物圈在各个层次、各个方面都表现出稳态反应机制。例如，碳、氮等输出和输入都有保持动态平衡、抵消波动的趋势。当二氧化碳含量显著增加的时候，海洋吸收的二氧化碳会显著增加，生物吸收和沉积的碳酸钙也会增多，同时，绿色植物光合作用的效率提高，固定二氧化碳转为有机物，使大气中的二氧化碳含量趋于恢复正常。
地球上最大的生态系统是生物圈，陆地上最大的生态系统是森林生态系统，而我国最大的生态系统是草原生态系统。

【学法指导】
本部分建议复习1课时。
1．在生物圈稳态一部分教学过程中，应将生物圈的自我维持与生态系统的结构和功能联系起来，生物圈作为最大的生态系统，拥有源源不断的能量来源，绿色植物通过光合作用固定太阳能，为整个生物圈内的能量流动奠定了基础，同时，生物圈为生物的生存提供了必需的物质和环境条件。通过生产者、消费者、分解者的作用，形成了完整的物质循环途径，使生物圈成为一个物质上自给自足的生态系统。
2．结合全球性的重大环境问题，引导学生讨论人在生物圈的稳态方面起的作用，并讨论人体为生物圈中的一分子，应该在维持生物圈稳态及人类自身可持续发展等问题上采取什么样的有利措施。

【典型例题精讲】
［例1］下面属于生物圈的是
A．大气圈、水圈和岩石圈的上层
B．大气圈、水圈和岩石圈
C．大气圈下层、水圈和岩石圈的上层
D．大气圈下层、水圈和岩石圈
【解析】 生态系统是生物群落及其无机环境相互作用的自然系统。生态系统的范围有大有小，生物圈是最大的生态系统，它包括了地球上的全部生物及其生活的无机环境。地球的外壳是一层坚硬的岩石，称为岩石圈。土壤层是岩石圈表面的一个薄层。岩石圈的外面有水的地方称为水圈，地球周围的大气称为大气圈，大气圈约有1100公里厚，从下往上依次是对流层、平流层、电离层和扩散层等。其中直接参与构成生物圈的气体环境只有对流层。在岩石圈、水圈和大气圈这三个圈层中，有生物生存的范围很小，从厚度来看只占地球上薄薄的一层：即从海平面往上不超过10 km大气圈下层的对流层、岩石圈上层的土壤层和水圈。
【答案】 C
［例2］下列叙述中，正确的是
A．人类完全可以按照自己意志去改造环境
B．人类与环境的关系是对立统一的
C．“克山病”是人为原因引发的地方病
D．人类赖以生存和从事各种活动的环境，即通常所说的自然环境
【解析】 人类是地球长期进化的产物，人类的自然属性决定了人类只能尊重自然，按照生态学的原理办事，而不可能按照自己的意志去改造自然环境。人类的社会属性又决定了其赖以生存和从事各种活动的环境不仅包括自然环境，而且还有社会环境。“克山病”是因为该处环境中缺少硒引起的。
【答案】 B
［例3］决定生物与环境和谐统一的主要因素是
A．自然选择 B．遗传和变异
C．生存斗争 D．环境的变化
【解析】 变异为生物的进化提供材料，遗传可以传递和积累微小有利的变异，生存斗争为生物进化提供动力，环境的变化是促使生物发生变异的外因，也是对生物进行选择的外界条件。生物的进化是通过自然选择，使生物与环境和谐统一。
【答案】 A
［例4］维护生物圈自身稳态的基础是
A．人类要合理的开发和利用自然资源
B．生物多样性的存在和发展
C．工农业造成污染的及时治理
D．封山育林，禁止采伐和放牧
【解析】 维持生物圈自身稳态的基础主要是生物多样性的存在和发展，人类要合理的开发和利用自然资源，污染的治理和封山育林等是人类为了维持生物圈的稳态而应采取的措施，不是生物圈自身稳态和基础。
【答案】 B

【达标训练】
一、选择题
1．陆地生态环境系统内庇护生物不受紫外线损伤的是
A．臭氧层 B．海水
C．电离层 D．云层
【解析】 大气平流层中的臭氧层可有效阻挡、吸收太阳光中的紫外线，使陆生生物免受伤害。
【答案】 A
2．不是大气中SO2主要来源的是
A．煤炭和石油产品的燃烧
B．火山爆发的排放物
C．动植物的新陈代谢活动
D．微生物的分解作用
【解析】 大气中SO2的来源有多方面，如火山爆发、煤炭石油燃烧及微生物的分解作用等，但在动植物的新陈代谢活动中基本不产生SO2。
【答案】 C
3．地球上各种生物的生存场所是
A．大气圈的全部，水圈的全部，岩石圈的全部
B．大气圈的底部，水圈的上部，岩石圈的全部
C．大气圈的全部，水圈的上部，岩石圈的上部
D．大气圈的底部，水圈的全部，岩石圈的上部
【解析】 地球上生物生存的场所就是生物圈的范围，包括大气圈的下层、岩石圈的上层和整个水圈。
【答案】 D
4．关于对环境平流层中的臭氧的叙述错误的是
A．能吸收太阳紫外线辐射
B．保护地球生命免受紫外线的危害
C．一种主要的光化学气体污染物
D．有利于农作物的生长发育
【解析】 大气对流层中的臭氧对生物有毒害作用，但平流层中的臭氧层对地球生物具有保护作用。
【答案】 C
5．在人类的生产活动中，为了不受大自然的处罚必须具备的正确观点是
A．只有讲求生态效益，才能有稳定的经济效益
B．遵循生态系统自身规律，大力扩大耕地面积
C．保护对人类有益的生物资源，消灭对人类不利的种群
D．优先考虑经济效益，充分开发利用自然资源
【答案】 A
6．倡导“免赠贺卡”“免用一次性筷子”的出发点是
A．减少个人经济开支 B．节约木材，保护森林
C．减少固体垃圾 D．移风易俗
【解析】 贺卡、一次性筷子的原料主要是来自森林的木材等，为保护森林，保护环境，而倡导“免赠贺卡”“免用一次性筷子”。
【答案】 B
7．在我国西部大开发的战略中，“保护天然林”和“退耕还林”是两项重要内容，采取这两项措施首要目标是
A．开展生态旅游 B．发展畜牧业
C．增加木材产量 D．改善生态环境
【解析】 森林在环境保护方面有着巨大作用，如防风固沙、保持水土、调节气候、净化空气等，因此要改善生态环境，必须“保护天然林”和“退耕还林”。
【答案】 D
8．破坏臭氧层的主要污染源是
A．工厂、家用炉灶燃烧矿物燃料
B．有色金属冶炼工业排放的废气
C．汽车尾气
D．工业生产及家庭广泛使用的电冰箱、空调释放的氟氯烃化合物
【答案】 D
9．下列各组选项中，三种自然灾害环境问题之间有逐级因果关系的是
A．寒潮、霜冻、盐碱化
B．地震、泥石流、水土流失
C．酸雨、臭氧层破坏、杀伤性紫外线
D．森林减少、温室效应、海面升高
【解析】 由于森林减少，使大气中CO2增多，导致温室效应，温室效应使地球变暖，冰川融化，使海平面上升。
【答案】 D
10．能把大气圈、水圈、岩石圈和生物圈有机地联系起来的循环形式是
A．地表物质循环 B．水循环
C．生物循环 D．氮元素循环
【解析】 通过水分蒸发、降雨及生物的呼吸、排泄等过程，水完成循环，能将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈联系起来。
【答案】 B
11．不是由于人类活动引发的环境问题是
A．舟山渔场鱼类大量减少
B．菲律宾山区火山爆发
C．北京地区的酸雨
D．淮河流域水质遭受污染
【解析】 火山爆发是种自然现象。
【答案】 B
12．与人类关系最密切，有人类赖以生存的“第一环境”之称的是
A．宇宙环境 B．大气环境
C．海洋环境 D．陆地环境
【解析】 人类在生存过程中需不断通过有氧呼吸获取能量，因此，大气环境是人类必需的生存。
【答案】 B
13．生物圈的含义是
A．地球上的全部生物
B．地球上的部分生物及其生存环境
C．地球上的全部生物及其生存环境
D．大气圈的下层，岩石圈表层和水圈
【解析】 生物圈从本质上看，就是指有生物生存的范围，因此包括地球上的全部生物及其生存环境。
【答案】 C
14．下列属于不可再生资源的是
A．森林资源 B．草原资源
C．石油天然气 D．海洋资源
【解析】 自然界中的资源分为可再生资源和不可再生资源。石油、煤炭、天然气等利用之后，就以热能的形式散失掉，属不可再生资源。而生物资源由于生态系统中不断地能量补充，而使生物资源在合理利用的基础上会取之不竭。
【答案】 C
15．大量使用化肥不会引发的环境问题是
A．水体污染 B．富营养化
C．白色污染 D．土壤板结
【解析】 白色污染是指聚乙烯塑料引起的环境污染，与化肥的使用无关。
【答案】 C
16．无废料生产体系是指
A．“废料—产品”
B．“原料—产品—废料”
C．“原料—产品—原料—产品”
D．“原料—产品—废料—产品”
【解析】 无废料生产体系是指在生产过程中，实现物质的循环利用，是指在一个生态环节中产生的“废料”正好是另一生产环节的原料，在整个生产过程中无废料产生。
【答案】 C

二、非选择题
17．在原始海洋中营光合作用的生物出现以后，对地球上其他生物的主要影响是：
（1）从代谢类型上看，出现了_________的生物。
（2）大气层中由于_________的形成，阻挡了大量紫外线的照射，为古代植物的登陆创造了条件。
【答案】 （1）自养型 （2）臭氧层
18．使生物圈维持正常运转的动力是_________；生物圈赖以生存的物质基础来自_________。
【答案】 太阳能 生物圈的物质循环中绿色植物等合成的有机物
19．生物圈具有多层次的自我调节能力，如当大气中CO2含量增加时，会使植物_________加强，增加对_________；一种生物灭绝后，生物圈中____________________________。
【答案】 光合作用 二氧化碳的吸收 起相同作用的其他生物就会取代它的位置
20．在生态系统中，某种植食动物数量增加时，有关植物种群和天敌种群的数量也随之增加，从而使这种动物群的数量得以控制。这一事实说明了____________________________。
【答案】 生态系统的自动调节能力
21．举例说明生物多样性锐减后，对生态系统自动调节能力的主要影响是：
__________________________________________________________________________
__________________________________。
【答案】 例如一种植物灭绝后，会导致十到三十种动物灭绝，生物种类数量的减少，导致营养结构简单，自动调节能力减弱
22．从物质循环利用的角度看，当前人类的物质生产活动与生物圈对物质利用的主要差别是__________________________________________________________________________
__________________________________________。
【答案】 生物圈中的物质是循环利用的，无废物产生，而人类物质生产活动中往往产生一些不可再利用的废物。植物的矿质营养
【学习目标】
1．知道植物的矿质元素及其种类。
2．知道植物对矿质元素吸收和利用的特点。
3．知道合理施肥的基础知识。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解矿质元素吸收的原理？
(2)如何理解矿质元素的利用及其利用的特点？
(3)如何理解矿质元素的吸收与水分的吸收是两个相对独立的过程？
(4)如何理解影响根对矿质元素吸收的外界因素？
2．解题障碍
(1)解矿质元素的吸收与其他生理活动的关系及综合应用的题。
(2)解矿质元素利用的题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“迁移法”理解矿质元素吸收的原理。
植物吸收矿质元素的主要部位是根尖的根毛区，从细胞水平上看，主要是一个矿质元素如何进入根毛区的表皮细胞的问题，即涉及到物质进出细胞的方式。由于矿质元素通常是以离子的形式被吸收的，因此，矿质元素的吸收主要是一个主动运输的过程。联系前面所学的“主动运输”知识并将其迁移过来知道，主动运输矿质元素离子到根细胞内，需要存在于细胞膜上的专一性的运载矿质元素离子的载体的同时，还要消耗细胞通过新陈代谢所提供的能量，如上图所示。所以应重点从图中①、②两个方面来理解。①有关载体蛋白。由于细胞膜上不同的载体蛋白运载不同的矿质元素离子，因而植物从营养环境中吸收矿质元素时，还具有选择吸收的性质，即植物体能否吸收这种矿质元素取决于细胞膜上载体的种类，吸收多少取决于细胞膜上载体的数量，运载某种元素的载体多，吸收某种元素就多；反之，这种元素吸收也就少。也就是说植物吸收各种元素的数量与各种元素存在于环境中的数量是不成比例的。因而不同植物对同一种矿质元素吸收的情况不同，同一种植物对不同矿质元素的吸收量也不同。此外，据初步分析研究，根对矿质元素吸收的选择性，还与元素进入植物体后的利用情况有关系，这与后面将要学到的矿质元素的利用相联系，应做好知识迁移的准备。②代谢能。由于吸收过程需要消耗能量，联系前面所学的有关能量知识并迁移过来可知，ATP是生命活动的直接能源物质，而产生ATP所需的能量主要靠细胞质中线粒体的有氧呼吸提供，有氧呼吸是一种生理活动，除了需要O2外还必须有细胞呼吸的酶参与，因而O2的浓度和影响酶活性的因素即温度等都将影响到矿质元素的吸收，即矿质元素的吸收受O2浓度与温度的影响。这部分知识与后面将要学到的细胞呼吸相联系，应做好知识迁移的准备。
(2)用“并列比较法”理解矿质元素的利用及其利用的特点。
各种矿质元素被植物体吸收以后，随着水分的运输而到达植物体的各个组织器官中。有些矿质元素是作为植物体的组成成分，有些是作为调节植物体生理功能的，也有些是兼备这两种作用的。
矿质元素的利用取决于矿质元素在植物体内的存在形式。矿质元素离子在植物体内主要有三种形式存在，第一是以离子形式存在，如K＋；第二是形成不稳定的化合物，如N、P、Mg等；第三是形成稳定的化合物，如Fe、Ca等。其中第一、第二种形式在植物体中可以转移,再度被利用。转移时通常从代谢弱的地方转移到代谢强的部位，因此这类元素在植物体内大多数分布于分生区和嫩叶等代谢较旺盛的部分。第三种情况，Fe、Ca在植物体内不能转移，也就不能再被利用。这类元素往往在越老的器官中含量越多。不能转移的元素，植物体一旦缺乏，生理病症都表现在新叶(嫩叶)。用并列比较法列表归纳如下：
元素举例 植物体内存在形式 能否转移 利用情况 缺乏时最先受害的是
K 离子状态 很容易 反复 老叶
N、P、Mg 不稳定化合物 能 多次 老叶
Fe、Ca 稳定化合物 不能 一次 新叶
(3)用“并列比较法”理解根吸收矿质元素和吸收水分是两个相对独立的过程。
根对矿质元素的吸收和对水分的吸收既有区别又有联系。
区别是：第一，矿质元素与水分进入根细胞的方式不同。水分是通过自由扩散进入细胞，矿质元素离子是通过主动运输进入细胞。第二，吸收的动力不同，吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的浓度差而产生的根压(主要是蒸腾拉力)；吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸产生的ATP，由ATP释放能量供载体做功。第三，吸收数量与外界浓度的关系不同。根细胞吸收矿质元素离子需要水做溶剂，则两者吸收数量理应成比例，但根对矿质元素的吸收量与土壤溶液中矿质离子的数量一般不成比例，即根对矿质元素的吸收具有选择性。
联系是：第一，矿质元素的吸收要溶于水，随水进入根细胞内部。第二，矿质元素在植物内的运输是随着水分的运输到达植物体的各部分，其运输的动力主要都是蒸腾拉力。第三，矿质元素被根细胞吸收后，又会影响细胞内外溶液的浓度，从而影响根对水分的渗透吸收。
综上所述，根吸收矿质元素离子和吸收水分是两个相对独立的过程。
(4)用“层析综合法”理解影响根对矿质元素吸收的外界因素。
根从土壤里吸收矿质元素的多少和快慢受下列因素制约：
①水分和O2：根系吸收矿质元素离子，主要靠细胞呼吸供应能量。如果O2供应不足，影响根系发育和呼吸，从而影响对矿质元素的吸收，无论陆生还是水生植物都不例外。
土壤里的水分也影响植物对养分的吸收和利用。矿质元素离子必须溶解在水里才被吸收。土壤干旱时施肥的效果差，因此可以增加或降低土壤的含水量，促进或控制植物吸收养分，来促进或控制植物的生长。此外，施肥不当，如矿质元素离子浓度过高，植物根部细胞大量失水，发生质壁分离，造成“烧苗”现象。
②土壤温度：土壤温度对矿质元素的吸收也有显著的影响。如果土温低，根系生长缓慢，就会降低根的有效吸收面积；土温低，呼吸强度弱，供能少主动吸收慢；土温低，微生物活动弱，有机物分解也慢。因此。在一定温度范围内增高土温有利于根吸收矿质元素。
③土壤的酸碱度：酸碱度直接影响根细胞原生质膜对矿质元素的吸收。土壤酸碱度还能改变土壤里矿质元素的溶解度。土壤过酸或过碱，都不利于作物吸收矿质元素。栽培作物和溶液培养时，应考虑外界溶液的酸碱度。这样能调节作物对矿质元素的吸收和正常生长。
2．解题障碍的突破
(1)用“迁移法”和“类比分析法”解矿质元素的吸收与其他生理活动的关系及综合应用的题。
①矿质元素的吸收与细胞呼吸及载体关系的综合题
根对矿质元素离子的吸收是一个主动运输的过程，从植物体本身来说，这必然与根的细胞呼吸和根细胞膜上的载体蛋白质的种类和数量有关。细胞呼吸越强，释放能量越多，吸收矿质元素的离子就越快越多；某种载体多，吸收这种载体所运载的矿质元素的离子就多。细胞呼吸增强到一定程度时，对矿质元素离子的吸收要受载体蛋白质数量的限制。
[例1]下图是胡萝卜在不同含氧情况下从溴化钾溶液中吸收Br－的坐标曲线，请根据图回答：
(1)Br－进入细胞的方式是________________________。
(2)细胞对矿质元素的吸收除与____________密切相关外，还与_____________的多少有关。
解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。植物吸收矿质元素的主要部位是在根毛区，矿质元素的吸收与根毛细胞有关。根毛细胞吸收矿质离子的方式是遵循细胞的物质运输方式，细胞的物质运输方式在第二章中已经学习过，因此在分析植物吸收矿质离子的方式时，可迁移运用已学过的知识，从浓度梯度、载体、能量消耗这几个方面进行讨论。O2浓度与有氧呼吸有关，耗氧越多，细胞呼吸产生的能量越多。从上图中可见，当氧含量为0%时，胡萝卜的根毛细胞不吸收Br－，随着氧含量的增加，吸收的Br－越来越多，说明Br－不能以自由扩散的方式进入根毛细胞，根毛细胞吸收Br－是需要消耗细胞呼吸所释放的能量，因此Br－进入细胞的方式为主动运输。当氧含量由20．8%提高到43．4%，Br－吸收量增加不多的原因是，主动运输不仅需要消耗能量，而且需要细胞膜上的载体协助，由于载体数量有限，因此限制了Br－的吸收。由此可以得出这样一个结论：当氧供应充足时，限制主动运输的是载体的数量；而氧供应不足时，限制主动运输进行的是能量的供应，所以，当土壤通气状况不良时，植物根部对矿质离子的吸收就会受到阻碍。
答案：(1)主动运输 (2)氧含量 载体数量
②关于植物矿质代谢与水分代谢关系的题
[例2]一般情况下，植物在阳光下吸水速率大于在暗处的吸水速率，但吸收矿质离子的速率却不受影响，其原因是
A．植物吸收水分与吸收矿质离子的时间不同
B．植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个各自独立，无任何联系的过程
C．植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相互联系，又各自独立的过程
D．植物吸收水分的部位与吸收矿质离子的部位不同
解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。矿质元素一定要溶于水中才能被植物吸收，植物吸收矿质离子后引起水势下降，能够促进植物对水分的吸收，植物吸收水分和矿质离子的部位都在植物根部的根毛区，所以植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相互联系的过程；但是根毛细胞吸收矿质离子的方式，主要是主动运输，这与水分进出细胞的方式完全不同，因此植物吸收水分与吸收矿质离子的过程是两个相对独立的过程。
答案：C
③关于植物矿质代谢与光合作用关系的题
[例3]写出三种与光合作用有关的矿质元素符号及它们在光合作用中的作用。
元素：_________作用________________________________；
元素：_________作用________________________________；
元素：_________作用________________________________。
解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。此题要求分析与光合作用有关的矿质元素，首先要分析试题中所包含的知识点：矿质元素的概念、光合作用中起重要作用的物质以及这些物质中所包含的矿质元素。由于是矿质元素，所以C、H、O要除外，然后要联系光合作用过程，分析在这个过程中需要哪些重要的化合物，这些化合物中含有哪些重要的矿质元素。光合作用中需要叶绿素吸收光能，需要多种酶参加，在光合作用过程中光反应产生ATP和[H]供暗反应需要。叶绿素中含有的一种重要的矿质元素Mg；ATP中含有P元素；酶几乎都是蛋白质，含有N、S等矿质元素。
答案：Mg 叶绿素的成分 P 形成ATP需要P N 叶绿素和各种酶的成分(只答酶的成分不扣分)此外，与光合作用有关的矿质元素还有S、Fe、Cu、Mn、K、Cl等，只要回答出来，写出相应的作用都可以给分。
点评：此题的常见错误是将C、H、O归属于矿质元素而导致错误，还有考虑到了N和P，但认为N是细胞膜中蛋白质的成分，P是磷脂的成分，磷脂是细胞膜的主要成分，这些矿质元素的作用必须与光合作用密切相关。从此题可以看出，在学习过程中要将前后知识联系起来，并且要将所学的知识与实际结合起来。答案不是唯一的，可以尽可能地进行思维发散，培养创新思维能力。
(2)用“类比分析法”解矿质元素利用的题。
[例4]某一绿化树种春季叶色正常，夏季幼叶出现缺绿现象，检测发现是土壤中缺乏一种矿质元素所致，经叶面喷施此矿质元素，树木生长很快恢复正常。这种矿质元素是
A．N B．Mg C．Fe D．C
解析：用“淘汰法”(排除法)解。有关此类方法的解释见“第二章学习四，细胞核的结构和功能”中的说明。C、H、O显然不属于矿质元素，应该排除D。Mg是构成叶绿素分子的关键元素，N对植物生长也起着十分重要的作用，但缺绿的是幼叶，说明土壤中缺少的是一次性利用的元素，因为虽然老叶中含有这种元素，但这种元素形成了稳定的不易分解的化合物，这样就不能转移到幼叶再利用。如Fe、Ca、S都是形成稳定化合物而被一次性利用的元素，其余的以离子(如K＋)或不稳定化合物形式存在，均为可多次利用的元素，因为老叶含有这些元素，现在幼叶缺少了这种元素，那么这些元素能够转移到幼叶部位重新利用或合成新的化合物。答案：C
点评：植物体内营养物质相对缺乏时，遵循“优先供给生长中心”的原则。所谓“生长中心”，是指植物体幼嫩的、生长最为旺盛的部位。如发现生长中心因缺乏矿质元素而生长受阻，则可推测缺少的是一次性利用的元素(即因形成难溶化合物而无法转移)。
【同步达纲练习】
1．10月份以后，随着气温转低，大白菜的呼吸强度变弱，结果大白菜的新叶和老叶中钙的成分含量将是
A．幼叶大于老叶 B．一样多 C．老叶大于幼叶 D．无法判断
2．植物细胞对NH的吸收较困难，对NO的吸收较容易，是因为
A．细胞膜上两种离子载体的数量不同 B．细胞中NH和NO的数量不同
C．细胞呼吸提供的能量不同 D．土壤溶液中NH和NO的数量不同
3．对绿色植物自身来说，制约其吸收矿质元素离子的因素有
①根细胞呼吸的强弱 ②根细胞内细胞液的浓度 ③植物的蒸腾作用 ④物种自身的遗传性
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
4．植物的矿质代谢对光合作用有所影响，请回答出某一种矿质元素在叶绿体的构成和光合作用中的作用：
A．________________________________________________________________。
B．________________________________________________________________。
C．________________________________________________________________。
5．一般情况下，下列哪项不会呈现下图所示的变化
A．叶绿素的含量 B．Mg2＋的含量 C．Ca2＋的含量 D．单位时间内光合作用生产量
参考答案【同步达纲练习】
1．解析：用“迁移法”来解。大白菜对矿质离子的吸收是一个主动运输的过程，需要细胞呼吸提供能量，温度降低，细胞呼吸减弱，Ca吸收量减少。Ca是不能再利用的元素。缺少时新叶含量降低。答案：C
2．解析：用“成因法”来解。植物对矿质离子的吸收具有选择性，其原因是与细胞膜上载体种类的多少有关，某种载体多，吸收这种载体所运载的离子就多；反之就少。答案：A
3．解析：用“成因法”来解。答案：D
4．解析：用“迁移法”来解。植物体吸收的矿质元素对光合作用影响比较多的应属于大量的矿质元素，其中我们比较了解的N、P等，可以任意选其一，如P。答案：A．磷是叶绿体双层膜和基粒的构成成分 B．磷是ATP的成分，ATP在能量转换中起重要作用 C．磷是叶绿体DNA的构成成分，磷在光合作用物质转化中起重要作用
5．解析：用“迁移法”和“类比分析法”解。此题以叶片年龄作为共性的参照因素，综合考查了植物对矿质元素的利用特征、光合作用与叶绿素的关系。镁是叶绿素的成分等基础知识，体现了生物学科内知识综合的命题思想，要求我们综合运用所学的生物学知识多角度、多层次地解决实际问题。本题可根据Ca2＋的利用特点，Ca2＋被植物某部位利用即成为稳定化合物，因而不能移动，其含量相对稳定，不会随叶片年龄变迁而变化，故应选C。
答案：C 观察生长素及生长素类似物对植物生长发育的影响
【学习目标】
1．初步学会设计一个观察生长素或生长素类似物对植物生长发育影响的实验方法。
2．学会观察实验中产生的现象，分析观察到的现象，得出自己的结论。

【学习障碍】
1．理解障碍
如何进行研究性实验？
2．解题障碍
该研究课题的具体实验方案。

【学习策略】
1．理解障碍的突破
研究性实验是以布鲁纳的发现学习为理论指导，由老师提出研究性课题(或我们自己感兴趣的课题)，由我们自己去探索、研究、寻求解决问题的方法、途径并获取新知识的一种新的实验形式。这种研究性实验，不仅有助于我们掌握科学实验的基本原理、基本方法，而且有助于发展我们对待学习和科学研究的探索态度，有助于我们掌握科学的研究方法。可更好地唤起我们学习的主动性与积极性，培养我们的创造性思维品质和创造力。
(1)研究性实验的选择原则
①依据教学大纲和教学内容，突出能力培养。
②主客观结合，课题有意义能实现。
③选题具体，有趣味性。
(2)研究性实验的组织形式
(3)研究性实验的程序
①由指导教师提出研究性实验课题和要求，或自己选题，明确要探索什么，明确研究的目的和知识范围。
②学生在教师的组织指导下，查阅有关资料，设计出实验方案(详见学习一：实验设计的基本原则和基本内容)。
③依据实验设计方案，亲自完成整个实验过程，准确记录实验现象，分析实验结果，得出自己的实验结论。
④完成实验报告，进行相互学习与交流。
⑤教师评定：肯定优点，指出不足，鼓励有独创性的实验设计，培养实事求是、严谨的科学态度和团结合作的思想品质。
2．解题障碍的突破
课题：生长素对种子萌发和幼苗生长的影响。
(1)实验原理：生长素对种子的萌发和幼苗的生长有促进作用。
(2)实验目的：①初步学会设计观察生长素对种子萌发和幼苗生长影响的方法。②观察分析实验中的现象，得出适当结论。
(3)材料用具：萝卜种子(或其他种子)、试管、移液管、培养皿、滤纸、生长素溶液。
(4)实验假设：一定浓度的生长素溶液对种子的萌发和幼苗的生长有促进作用。
(5)预期目标：经不同浓度的生长素溶液处理过的种子，1周后种子的萌发和幼苗的生长点有所区别。
(6)方法步骤：
①配制浓度分别为100 mg/L、10 mg/L、0.1 mg/L、1mg/L、0.01 mg/L的生长素溶液(编号1~5号)。
②取6支试管，编号。在1~5号(序号与生长素溶液编号一致)试管中，分别加入5 mL不同浓度的生长素溶液，6号试管中加入5 mL蒸馏水。
③在6支试管中各放入20粒种子。
④24 h后取出种子。取6个培养皿编号(1~6号)，每个培养皿内事先垫上滤纸，1~5号分别用不同浓度的生长素溶液浸湿(序号应与试管号对应)，6号培养皿内的滤纸用蒸馏水浸湿。将从1~6号试管中取出的种子，分别放入与之对应的1~6号培养皿中，均匀摆放。盖上培养皿盖，放在暗处培养。
⑤观察统计：1周后进行观察、测量、统计。
(7)实验记录：按下表记录各组种子的发芽率以及幼苗的生长情况

1号 2号 3号 4号 5号 6号
种子发芽数
幼根长度
胚轴长度

(8)实验验证：实验完成后，如果时间允许，最好将原实验重复一遍。如能重复成功，说明假设成立。
(9)结果和结论：
①分析实验结果。
A．分析数据可靠性。
B．根据所得数据绘制函数图表。
C．根据函数图表分析萝卜种子的发芽和幼根、胚轴的生长情况(长度)与生长素浓度的关系。
D．找出促进萝卜种子萌发和幼苗生长的生长素溶液最适浓度。
②推导结论：根据对实验结果的分析，得出相应的结论。

【方法实践】
课题：探究植物生长素与向光性的关系。

参考答案：
探究植物生长素与向光性的关系
实验原理：
(1)合成生长素最活跃的部位是具有分生能力的组织，特别是芽的顶端分生组织。
(2)当植物受到单侧光的刺激时，由于植物体内的生长素在背光一侧比向光一侧分布得多，会使得背光一侧的细胞纵向伸长生长得快，茎则朝向生长慢的一侧弯曲，从而使植物表现出向光性。
目的要求：
初步学会做向光性实验的方法，并通过实验了解植物生长素与向光性的关系。
材料用具：
玉米幼苗：小花盆(或培养皿)，含生长素的琼脂小块，不透光的纸盒，台灯。
实验假设：生长素的分布与光照条件有关，是引起植物向光性的重要原因。
实验预期：对玉米胚芽鞘进行不同的处理，玉米胚芽鞘将因为不同的处理方法而产生不同的生长现象，根据这些现象，我们可以确定生长素与向光性间的关系。
方法步骤：
(1)取5个小花盆，各栽入一株品种、粗细和大小都相同的玉米幼苗(要求幼苗的真叶未突破胚芽鞘)，把玉米幼苗分别编为1号、2号、3号、4号和5号。
(2)按照下图所示安排实验装置。其中，1号和2号玉米幼苗保持完整，3号、4号和5号玉米幼苗的胚芽鞘尖端已经切去；在4号玉米幼苗顶端的正中位置放一块含生长素的琼脂块；在5号玉米幼苗顶端的一侧放一块含生长素的琼脂块。在2号、3号和4号的纸盒侧面与植物幼苗顶端平齐的部位挖一个小洞，在纸盒外放置一盏台灯，使台灯的灯泡对着纸盒侧面的小洞。
植物生长素与向光性关系的实验示意图
(3)接通台灯电源24 h之后，打开纸盒，然后观察并且记录当时这5株玉米幼苗的生长情况。
现象分析与结论：
(1)2号与1号对照 这一组对照对实验材料的处理相同，都保留胚芽鞘尖端；但实验的条件不同，分别为黑暗与单侧光照射。证明玉米幼苗产生向光性的外因是单侧光照射。
(2)3号与2号对照 这一组对照对实验材料的处理是不同的，2号保留胚芽鞘尖端，3号的胚牙鞘尖端已经切去；而实验的条件则相同——都是单侧光照射。证明玉米幼苗的向光性与内因——胚芽鞘尖端的存在有关。
(3)4号分别与2号、3号作对照 4号与2号对照：对实验材料的处理不同，2号保留胚芽鞘尖端，而4号则是切去胚芽鞘尖端以后，在胚芽鞘切口正中放置含有生长素的琼脂小块；而实验的条件相同——都是单侧光照射；4号与3号对照：也是实验材料的处理不同，3号无胚芽鞘尖端，4号的胚芽鞘切口正中放置含有生长素的琼脂小块；但实验条件相同。证明玉米幼苗的向光性，不但与胚芽鞘尖端的存在与否有关，而且直接与胚芽鞘尖端产生的生长素有关。
(4)5号与1号对照 这一组对照对实验材料的处理不同，1号保留胚芽鞘尖端，5号是切去胚芽鞘尖端以后，在胚芽鞘切口顶端的一侧(左侧)放置含有生长素的琼脂小块；而实验条件相同——都是黑暗处理。证明玉米幼苗的向光性与生长素在胚芽鞘两侧的分布多少有关。
综合上述分析，使学生了解植物的向光性与胚芽鞘尖端存在、胚芽鞘尖端产生的生长素、生长素在胚芽鞘两侧的分布多少有关，这是造成向光性的直接原因(内因)。通过对实验装置的分析，可以认为造成向光性的外因是单侧光的影响。
实验注意事项：
(1)所栽培的玉米幼苗，必须是同一品种，同样大小，胚芽鞘粗细相同的，这是实验材料同一性的要求。
(2)纸盒侧面的小洞必须与玉米幼苗的顶端平齐，这是因为幼苗接受光照刺激的部位在胚芽鞘顶端。
(3)台灯离纸盒必须保持一定的距离，以20~30 cm为宜，太近了易使纸盒烤着，不安全。
(4)实验时间的安排，实验课上完成实验装置，课余时间完成观察和记录。

基 因的表达
【课前复习】
在学习新课程前先要回顾有关减数分裂、受精作用、有丝分裂中染色体数量变化；DNA的复制条件及其场所、DNA的功能、RNA的分子组成；蛋白质的结构和功能及其合成场所等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识体系中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1． 某生物的体细胞中含有42条染色体，在减数第一次分裂前期，细胞内含有的染色单体、染色体和DNA分子数依次是
A．42、84、84 B．84、42、84
C．84、42、42 D．42、42、84
解析：在减数分裂第一次分裂前期，DNA分子已经复制，这时的每1条染色体含有2个染色单体(2个DNA分子)。因此，体细胞含有42条染色体的某生物，在该时期的染色单体、染色体和DNA分子数分别为84、42、84。
答案：B
2． 某生物的精子中有6条染色体，其中来自母方的有
A．一条 B．二条 C．三条 D．不一定
答案：D
3．DNA复制所需的基本条件是
A．模板、原料、能量和酶
B． RNA、DNA、ATP和酶
C．模板、温度、能量和酶
D． DNA、脱氧核糖、能量和酶
答案：A
4．RNA的分子组成是
A．脱氧核糖、核酸和磷酸 B．脱氧核糖、碱基和磷酸
C．核糖、碱基和磷酸 D．核糖、核酸和磷酸
答案：C
5．DNA复制的场所是___________；复制过程中是边___________边_________________，并且按照_________________原则；新合成的每一个DNA分子中，都保留了_______________，这种复制方式叫____________。
答案：细胞核　解旋　复制　碱基互补配对　原来DNA分子中的一条链　半保留复制
6．蛋白质合成的场所是____________；基本组成单位是____________；每个蛋白质分子是由一条或几条____________组成；合成后者的方式是____________。
答案：细胞质中的核糖体　氨基酸　肽链　脱水缩合
知新——先看书，再来做一做
1．基因
（1）概念
基因是____________的基本单位，是____________的片段。
（2）与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系
每条染色体上只有____________个DNA分子，每个DNA分子上有____________个基因，每个基因中可以含有____________个脱氧核苷酸。染色体是基因的____________，基因在染色体上呈____________排列。
（3）结构
由于基因是____________的DNA片段，故基因的结构与DNA的结构相同，不仅具有由脱氧核苷酸组成的____________条链，而且也是规则的____________结构。
（4）功能
基因与DNA分子一样储存有遗传信息，由于不同的基因____________不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。基因的基本功能如下：
①传递遗传信息随____________的复制而复制来向下一代传递遗传信息。
②表达遗传信息
后代个体发育中，基因中的遗传信息以一定的方式反应到____________分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程叫____________。
2．基因控制蛋白质的合成
（1）转录
在_________________进行，是以_________________为模板，按照____________原则合成____________的过程。通过转录，DNA上的遗传信息传递到____________上。
（2）翻译
在细胞质的____________上进行。是以____________为模板，以____________为运转工具，按照____________原则，合成具有一定____________排列顺序的蛋白质的过程。
（3）其他相关知识
①DNA与RNA的比较
②转运RNA
③密码子
④中心法则
3．基因对性状的控制
（1）通过控制____________的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。
（2）通过控制____________的分子结构来直接影响性状。

【学习目标】
1．识记基因的本质。
2．识记染色体、DNA和基因三者之间的关系。
3．识记基因控制蛋白质合成的过程和原理。
4．识记基因控制性状的原理。

【基础知识精讲】
课文全解：
本小节主要讲述基因的本质、基因与染色体、DNA的关系、基因控制蛋白质的合成、基因对性状的控制等内容。
1．基因是有遗传效应的DNA片段
（1）基因概念：基因是DNA分子上有遗传效应的DNA片段。
（2）染色体、DNA、基因的关系
①染色体与基因的关系：一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈直线排列。
②染色体与DNA的关系：每一条染色体上只有一个DNA分子，染色体是DNA分子的主要载体。
③DNA与基因的关系：每个DNA上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
（3）基因的结构
由于基因是有遗传效应的DNA片段，故基因的结构与DNA的结构相同，不仅具有由四种脱氧核苷酸组成的2条链，而且也是规则的双螺旋结构。在每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。
（4）功能
分子遗传学认为，生物的遗传性状是以遗传信息形式主要编排在DNA分子上的，表现为特定的碱基排列顺序。由于基因是有遗传效应的DNA片段，因此基因中的脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息，由于不同的基因脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。基因中不仅储存有遗传信息，而且还有下列基本功能。
①传递遗传信息
基因中的遗传信息，一方面在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期随DNA分子的复制而得以复制，再随细胞分裂而进入子细胞中去，这样就将亲代细胞中的遗传信息传递到子代细胞或者通过减数分裂和受精作用将遗传信息传递给下一代，基因中的遗传信息就这样一代一代地传递下去。
②表达遗传信息
基因中的遗传信息，另一方面在后代的个体发育中，它又以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代相似的性状。这一过程叫遗传信息的表达。
总之，基因的基本功能可总结如下：
2．基因控制蛋白质的合成
（1）遗传信息的转录
①概念：在细胞核中进行。是以DNA为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。
②过程：遗传信息的转录过程是在RNA聚合酶的催化作用下进行的。当RNA聚合酶与DNA分子的某一起动部位相结合时，DNA的这一特定片段的双股螺旋解开，以其中的一条链为模板，聚合酶沿着该链移动，按照碱基互补配对原则，使细胞里的四种核糖核苷酸(分别含有碱基A、G、C、U)聚合成与该DNA链相对应的(或者说互补的)mRNA分子。如图6—5—1。
RNA在DNA模板上的合成
图6—5—1
③结果：通过转录，DNA上的遗传信息传递到信使RNA（mRNA）上。
（2）遗传信息的翻译
①概念：在细胞质的核糖体中进行。是以信使RNA为模板，以转运RNA为运转工具，按照碱基互补配对原则，合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质的过程。
②过程：信使RNA从细胞核中合成以后，从核孔出来与核糖体结合。信使RNA上带有的遗传信息以遗传密码（信使RNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基）的形式存在，转运RNA将氨基酸按信使RNA上的密码子的顺序放在核糖体上的相应部位，通过脱水缩合，形成多肽，多肽脱离核糖体后，经过一定的盘曲折叠，形成蛋白质。
（3）其他相关知识
①DNA与RNA的比较见下表。
DNA与RNA的比较
②复制和转录的比较见下表

复制和转录的比较
③中心法则
遗传信息的传递过程是：遗传信息可以由DNA传向DNA这是DNA复制，也可以由DNA传向RNA叫转录，由RNA控制合成蛋白质叫翻译。还发现在某些病毒中，RNA也可以自我复制，RNA也可以在逆转录酶的作用下合成DNA，这叫逆转录。见图6—5—2所示：
中心法则图解
图6—5—2
3．基因对性状的控制
（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状。
（2）通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状。
基因控制性状可用图6—5—3表示：
基因控制性状图解
图6—5—3
问题全解：
21．何为基因？何为遗传信息？
基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息。
22．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间有何关系？
每条染色体通常只有一个DNA分子，染色体是DNA的主要载体；每个DNA分子上有许多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段；每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸，基因中的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息；染色体是基因的载体，基因在染色体上呈直线排列。
23．何为基因的表达？
基因中的遗传信息，在后代的个体发育中，以一定方式反映到蛋白质的分子结构上，导致后代表现出与亲代相似的性状。基因控制蛋白质合成的过程叫遗传信息的表达。
24．基因是怎样控制蛋白质合成的？何为转录、翻译？
见“课文全解2”。
25．什么叫密码子？
mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，称为1个密码子。
26．RNA的结构有何特点？
见“课文全解2—（3）”。
27．细胞中有哪几种RNA？它们分别有哪些特殊的功能？
细胞中有3种RNA，它们分别是：信使RNA（mRNA），携带有DNA的遗传信息，在蛋白质合成过程中起模板的作用；转运RNA（tRNA），在蛋白质合成过程中，可以活化和转运特定的氨基酸，使其在核糖体上按照mRNA上的遗传密码子的序列定位形成多肽链；核糖体RNA（rRNA），是构成核糖体的结构物质，其功能是为mRNA提供合成蛋白质的场所。
28．中心法则的内容是什么？
见“课文全解2—（3）—③”。
29．基因控制生物性状的原理是什么？
见“课文全解3”。
30．在基因控制蛋白质合成过程中，基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中的氨基酸的数量关系如何？密码子数、转运RNA数、氨基酸数之比如何？
（1）基因中的碱基、RNA中的碱基和蛋白质中的氨基酸的数量关系，如图6—5—4所示。
图6—5—4
因此，在转录过程中，基因中的碱基数、RNA中的碱基数和蛋白质中的氨基酸数之比为6∶3∶1。
（2）密码子数、转运RNA数、氨基酸数之比为1∶1∶1。

【学习方法指导】
本小节的内容因比较抽象，是教材的难点内容。在学习时应注意：
1．关于“基因的概念”要多联系已学知识并发挥想象能力，以在光学显微镜下可以见到的染色体为切入点，从染色体、DNA、基因三者之间的位置关系入手，理解基因的概念，使抽象概念更具体化。
2．关于“基因控制蛋白质的合成”的知识要按照认知规律，从现象到本质，由表及里地分析蛋白质是生物性状的主要体现者，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。由于DNA在细胞核中，蛋白质的合成在细胞质中，所以，DNA上的遗传信息必须有一种中间媒介物来传递给蛋白质，这种媒介物就是信使RNA。因此，这个过程就包括转录和翻译两个阶段。
3．关于转录和翻译、中心法则、基因对性状的控制原理这部分内容，首先要结合相应的图解来学习，利用好图解是学习中突破难点的关键。其次关于转录和翻译的知识要从三个层面来学习：概念、过程、原理。这样使学到的知识便于理解和记忆。

【知识拓展】
1．基因概念：基因这个名词是1909年由遗传学家约翰森提出来的。他用基因这一名词来表示遗传的独立单位，相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子。顾名思义，基因不仅是一个遗传物质在上下代之间传递的基本单位，也是一个功能上的独立单位。
在遗传学发展的早期阶段，基因仅仅是一个逻辑推理的概念，而不是一种已经证实了的物质和结构。由于科学研究水平的不断提高，由浅入深，由宏观到微观，基因的概念也在不断地修正和发展。在20世纪30年代，由于证明了基因是以直线的形式排列在染色体上，因此人们认为基因是染色体上的遗传单位。
20世纪50年代以后，随着分子遗传学的发展，1953年在沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构以后，人们普遍认为基因是DNA的片段，确定了基因的化学本质。从分子水平来看，基因就是DNA分子上的一个个有遗传效应的DNA片段。
2．染色体与基因的关系
19世纪中叶，孟德尔进行植物杂交试验的时候曾经指出，生物的每一个性状都是通过遗传因子(即后来所称的“基因”)来传递的。孟德尔认为，遗传因子在体细胞中是成对存在的，当产生配子时，每个配子中只有这一对遗传因子中的一个；在配子结合以后，遗传因子又恢复成对。但是由于试验条件所限，孟德尔并没有真正看到遗传因子，19世纪末，科学家研究了细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程，了解到染色体的活动也有一定的规律：发现它们在体细胞中是成对存在的，当产生配子时，每个配子只得到各对染色体中的一个；在配子结合成合子时，染色体则又恢复成对。于是有人设想：莫非遗传因子就是染色体，一条染色体就是一个遗传因子 这是不会的，因为生物的性状很多，遗传因子的数目必然也很多，而染色体的数目很有限，不可能一个染色体是一个遗传因子，那么，一定是一个染色体上有许多个遗传因子了。后来事实证明，正是如此。基于这样的认识，1903年萨顿和博韦里就提出遗传因子存在于染色体上的看法，这种看法能够很好地解释孟德尔所发现的遗传规律，称为遗传的染色体学说。20世纪初，遗传学家们通过果蝇的遗传实验，认识到基因存在于染色体上，一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈直线排列。
3．密码子：在64个密码子中有61个是各种氨基酸的密码子。一种氨基酸可以只有一个密码子，如色氨酸只有UGG一个密码子，也可以有数个密码子，如苏氨酸有4个密码子，ACU、ACC、ACA、ACG。一种氨基酸可以由一种或几种不同的密码子决定。此外，还有三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋白质合成过程中，它们却是肽链增长的停止信号，所以又把这三个密码子叫做终止密码子。另外，密码子AUG和GUG叫做起始密码子。
4．转运RNA（简称tRNA）：tRNA是运载氨基酸的工具。有20多种氨基酸，就有20多种tRNA。每一种氨基酸相应地有一种tRNA。可以把tRNA比做翻译过程中的“译员”。“译员”必须“认识”两种文字。一方面它要能够认识mRNA上的密码子文字；另一方面它还要能够认识氨基酸文字。那么，tRNA具有怎样的结构才能使它完成这一运载任务呢 tRNA是一种相对分子质量低的RNA，一般由75个核苷酸组成。核苷酸链的一端总有CCA这样的碱基序列，氨基酸就附在有CCA的这一端上。tRNA核苷酸链的另一端有一个由3个碱基组成的反密码区，这3个碱基与mRNA上相应的密码子成互补关系，可以配对，称为反密码子。例如，密码子是UCU，反密码子是AGA。反密码子与mRNA上的密码子配对，就保证了tRNA所携带的氨基酸在合成蛋白质时被放到正确的位置上。可见，tRNA分子的特殊的结构保证了每一种tRNA只能够运载一种特定的氨基酸分子到mRNA上特定的位置上去。例如丙氨酸tRNA就只能接受活化的丙氨酸，并且把它送到mRNA上相应的位置上去。结果将mRNA上的遗传密码翻译为具有一定氨基酸排列顺序的、有一定功能的蛋白质。
5．遗传密码的整个翻译过程包括：起译、接肽和终止三个阶段。但完成翻译工作要先做两件事：一是把氨基酸活化起来；二是把氨基酸送到“装配”蛋白质的“机器”(核糖体)上去。在蛋白质合成之前，细胞内的各种氨基酸，首先在某些酶的催化作用下，与ATP结合在一起，形成带有许多能量的活化氨基酸。然后，这些被激活的氨基酸与特定的tRNA结合起来，被运送到核糖体上去。
6． tRNA和rRNA的合成方式与mRNA相似，所不同的是mRNA可以翻译成蛋白质，而tRNA和rRNA则不再翻译成相应的蛋白质了。

【同步达纲训练】
1．关于基因的下列说法，错误的是
A．每个基因都是DNA分子上的一个片段
B．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位
C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位
D． DNA分子上每一个片段都是一个基因
2．下列肯定不是遗传密码的碱基排列顺序的是
A．AAA B．UUU C．GTA D．GUC
3．DNA分子的解旋发生在
A．只在DNA分子的复制过程中
B．只在转录过程中
C．只在翻译过程中
D．在复制和转录过程中都能发生
4．在唾液淀粉酶的合成过程中，对其性质起决定作用的是
A．核苷酸 B．脱氧核苷酸
C．核糖体 D．核酸
5．胰岛素基因和得以表达的胰岛素基因依次位于
A．体细胞、胰岛细胞中 B．胰岛细胞、肝脏细胞中
C．均位于胰岛细胞中 D．体细胞、肝脏细胞中
6． tRNA的功能是
A．合成特定的氨基酸
B．运输氨基酸，识别mRNA的遗传密码子
C．决定mRNA的碱基排列顺序
D．决定氨基酸的排列顺序
7．把兔子血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，结果能合成出兔子的血红蛋白，这说明
A．兔子和大肠杆菌共用一套遗传密码
B．蛋白质的合成过程很简单
C．兔血红蛋白的合成基因进入大肠杆菌
D．兔子的DNA可以指导大肠杆菌的蛋白质合成
8．某基因有碱基1200个，则由它控制合成的蛋白质具有的氨基酸数目最多是
A． 100个 B．200个 C．300个 D．400个
9．现代生物工程能够实现在已知蛋白质的氨基酸序列后来酶促合成基因；现已知人体生长激素共含190个肽键（单链），假设与其对应的密码子序列中有A和U共313个，则合成的生长激素基因中G有
A．130个 B．260个 C．313个 D．无法确定
10．在一个DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤之和占全部碱基数目的46%，其中一条链中腺嘌呤与胞嘧啶分别占该链碱基总数的28%和22%，那么由它转录的 RNA中腺嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的
A．22%、28% B．23%、27% C．26%、24% D．54%、6%
11．生物的一切遗传性状都是受____________控制的，就我们现在所学得知，要实现对性状的控制，是通过两种方法：一是通过控制____________的合成来控制生物的代谢过程进而控制生物的性状；二是通过控制____________来直接影响性状。
12．在A、B、C、D四支试管内都加入一定量的水和ATP，都加入若干种酶，另外：A．加入DNA、脱氧核苷酸；B．加入RNA、脱氧核苷酸；C．加入DNA、核糖核苷酸；D．加入RNA、核糖核苷酸。请根据实验结果回答：
(1)据分析，A、B管内产物相同，但A管内是______________过程；B管内是____________过程。
(2)据分析，C、D管内产物相同，但C管内是______________过程；D管内是____________过程。
(3)加入C管内DNA有60个碱基，那么，C管内产物中最多含有____________个碱基，相当于遗传密码____________个。
(4)B与A相比，必须有____________酶。


参考答案
1．D　2．C　3．D　4．D　5．A　6．B　7．A
8．解析：基因是有遗传效应的DNA片段，基因由两条脱氧核苷酸链组成，每条链含有1200/2=600个碱基，以此转录的信使RNA有碱基600个即密码子600/3=200个，故有氨基酸200个。
答案：B
9．解析：此蛋白质（单链）中有190个肽键，说明此蛋白质是由191个氨基酸缩合而成，控制其合成的信使RNA中最少有3×191=573个碱基，又知RNA中A+U=313，所以RNA中G+C为573-313=260个，RNA的碱基数与DNA的每条链的碱基数相等，所以DNA的两条链中G+C共有260×2=520个，又因为G=C，所以G为520/2=260个。
答案：B
10．依据碱基互补配对原则，可知：题中已知链中的A占28%，C占22%，求得T占26%，G占24%，所以转录成的RNA上的A与已知链上T配对、C与G配对，因此RNA链上A占26%、C占24%。
答案：C
11．基因　酶　蛋白质分子的结构
12．（1）DNA复制　RNA的逆转录　（2）转录　RNA复制　（3）30　10　（4）逆转录观察植物细胞的有丝分裂
1．实验原理
高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，有丝分裂的细胞周期分为间期和分裂期（包括前期、中期、后期、末期四个时期），要用高倍显微镜观察这个过程，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。细胞核内的染色体容易被碱性染料（如：龙胆紫）染色，便于观察。
2．材料用具
洋葱，显微镜等；质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精溶液，质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液。
3．实验过程
洋葱根尖的培养：实验前3~4d，取一个洋葱，放在广口瓶上，瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面。放在温暖的地方，经常换水，使洋葱底部总是接触到水，待根长到5cm时，取生长健壮的根尖观察。
装片制作：
取材：取根尖2~3mm。
4．注意事项
（1）实验所选取的洋葱应避免选用新采收的，因为新采收的洋葱处于休眠状态，不易生根。
（2）细胞分裂各期常常在几个视野中才能找出。
解离:将取下的根尖放入解离滚(质量分数为15%的HC1溶液和体积分数为95%的酒
溶液按1:1比例混合),在室温下解离35min,以便濬解细胞壁,使组织细胞
互相分开
漂洗:待根尖酥软后,用镊子取岀,放入清水中漂洗10min,目的是洗去盐酸,有利
染色。
染色:将洗净的根尖放入盛有质量浓度为001gm或002gmL的龙胆紫液中染色3-5
min,目的是使染色质(或染色体)着色,便于观察。
制片:将染色的根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片
再在盖玻片上加一片载玻片,用拇指轻压载玻片,目的是使细胞分散开来 植物向性运动的实验设计和观察
【学习目标】
1．初步了解实验设计的基本原则和基本内容。
2．初步学会设计植物向性运动实验的方法。
3．学会观察植物的向性运动。

【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何掌握设计实验应遵循的基本原则和基本内容？
(2)如何理解植物向性运动实验的设计思路？
(3)如何具体设计植物向性运动实验？
2．解题障碍
在限定实验条件的情况下，补充设计或完整设计一个实验来验证某一生物现象或结论的问题。

【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“系统化法”归纳实验设计的基本原则和基本内容。
①实验设计的基本原则
A．科学性：指设计实验时必须有充分的科学根据，即设计实验时要以前人的实验、公式或自己的实验为基础，不能凭空设想。
B．严谨性：欲使实验设计完整、无漏洞，必须注意严谨性。如在某些实验中要设计对照实验(包括某一处理前的正常对照或对照组)，这样便于实验前后对比或组间对比，得出明确的结论。有些实验则要建立在严谨的推理基础之上。
C．实验条件的一致性(即单一变量原则)：在实验中，除欲处理的因素外，其他诸实验条件必须保持前后一致，不能在实验过程中随意变动。
D．可重复性：重复、随机和对照是保证实验结果正确性的三大原则。实验设计中必须注意实验的可重复性，只有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性。
E．器材的选择：实验设计中，要依据实验设计的目的、原理及实验要求选择恰当的实验用具和材料。
F．采用恰当的方法表述和处理实验结果。
②实验设计的基本内容
一个比较完整的实验设计方案，一般包括以下内容：
A．实验题目。
B．实验目的：本实验最后要达到的目的。
C．实验原理：实验的依据与思路。
D．材料用具。
E．实验假设：即对可见现象提出的一种可检测的解释。
F．实验预期：即在检测一个假设之前，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。
G．实验：根据实验目的和提出的假设，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设置对照实验既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。对照的常用方法有以下几种：
空白对照：不给对照组任何处理因素。
条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。
自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。
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，即对实验结果有影响的变量。
H．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的次数，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。有的实验还需要采集数据。
I．实验分析：对实验记录下来的现象、结果、数据进行整理、分析，有的可以用图表表示出来。
J．实验推论：即根据实验事实进行推论，得出结论的过程。
K．成果交流：即写出书面实验报告。
(2)用“具体化法”理解植物向性运动的实验设计思路和方法。
①植物向性运动实验的设计思路
②植物的向性运动实验设计方案示例
［例1］植物的向光性实验设计：
(1)实验题目：植物的向光性实验。
(2)目的要求：观察植物在单侧光照射下的生长情况，验证植物的生长具有向光性。
(3)材料用具：植物幼苗(玉米、小麦等)、火柴杆、小花盆(或培养皿)、泥土、不透光的纸盒、台灯、剪刀。
(4)实验假设：依据植物生长的向光性原理，幼苗应朝纸盒开孔的方向生长，也就是向着光源的方向生长。
(5)实验预期：经过一定时间后，幼苗将弯向光源生长。
(6)方法步骤：
①用剪刀在不透光的纸盒一侧挖一个直径为1 cm的孔，待模拟单侧光照射时使用。
②将几株长势相同但真叶尚未长出胚芽鞘的小麦幼苗依次排开，分别栽种在两个花盆中。在幼苗的旁边插一根火柴杆，作为对比的参照物。
③将制作好的遮光罩扣住花盆(一组用不透光的纸盆，另一组用一侧带小孔的纸盒)，白天将装置置于阳光充足的地方，夜间以台灯代替光源，并使光从小孔中透入纸盒。
④每天打开纸盒，观察幼苗的生长情况，记录下高度、倾斜角及当日温度、天气等情况，并间断地拍照，保留图片记录。但要注意，打开纸盒观察实验现象的时间应该尽可能地短，并保持透光孔的方向与前次一致。
(7)实验记录：将观察日期、时间、环境条件(温度、天气)、幼苗生长情况等列表记录，记录时，不但要记载符合预期的现象，也要记载与预期相矛盾的现象。以便对结果进行如实分析，同时从中找出实验成功的原因或失败的教训。
(8)实验结果和结论：分析实验结果，得出结论。
［例2］植物向重力性实验设计
(1)实验题目：植物的向重力性实验。
(2)目的要求：了解植物根的生长具有向重力性的特点。
(3)材料用具：刚萌发的玉米种子(胚根长0．5 cm左右)、培养皿、棉花、滤纸、胶布、橡皮泥、剪刀。
(4)实验假设：根的生长与地心引力有关。
(5)实验预期：经过一定时间之后，4粒玉米种子的胚根都向下生长。
(6)方法步骤：
①取4粒同样大小已萌发并长出胚根的玉米粒，平放在一个培养皿内，使其胚根尖端部分朝向培养皿中央。各萌发的玉米粒分别位于罗盘的东、南、西、北位置。
②将滤纸剪成培养皿大小，盖在玉米粒上，然后再盖上湿棉花，直到填满整个培养皿。注意不要将棉花塞紧，以免影响根的生长。
③盖上培养皿盖，边缘用胶布封口，竖起培养皿，用橡皮泥固定住。将竖立的培养皿放入恒温箱中培养，注意培养皿中玉米粒的位置必须保持不变，使最上面的玉米粒的胚根垂直向下，最下面玉米粒的胚根垂直向上，左右两个玉米粒的胚根处于水平位置(如下图)。
(7)实验记录：列表记录这4粒玉米种子胚根的生长情况。
(8)实验结果和结论：分析实验的结果，得出结论。
2．解题障碍的突破
用“发散思维与辐合思维结合法”解有关实验设计的问题。
实验设计题一般要求确定实验原理、选择实验器材、安排实验步骤、设计数据处理的方法及分析实验现象，主要考查是否理解实验原理和学会分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力。题型有如下几种：
①设计实验方案先明确实验目的及附加条件，写出实验原理，设计实验方案。解答这类题首先根据题目的要求和给出的条件，确定和书本相关的知识点及实验原理，然后再设计便于操作的实验方案。
②实验步骤：根据题目给定的实验器材和药品以及实验提出的目的，设计或补全实验步骤，预期实验结果与分析。解答这类题的步骤如下：A．明确实验目的，B．分析实验原理(实验原理可能以新信息的形式给出)，C．分析实验材料(对实验材料的分析常常是解题的突破口)，D．确定实验思路，e.分析实验步骤，f.预期结果与分析。
③设计实验改进方法：要求我们分析已有的实验设计方案中的科学性和严密性，并以此为媒介，引导解决问题的最佳方法，进一步培养我们的科学素质和科学实验能力。
［例1］如下图所示，将植物横放，茎弯曲向上生长，根弯曲向下生长。这与重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同有关。下列分析正确的是
A．A处生长素浓度较B处高，茎对生长素敏感性高，A处生长受抑制，B处生长快，茎向上生长
B．D处生长素浓度较C处高，根对生长素敏感性高，D处生长受到抑制，C处生长快，根向下生长
C．C处生长素浓度较D处高，根弯曲向下生长
D．B处生长素浓度较A处高，茎弯曲向上生长
解析： 单侧光照射和地心引力(重力)都可以改变生长素在植物体内的分布，从而引起植物的向性生长。重力引起生长素的分布情况是：近地一侧分布得多，背地一侧分布得少。由于生长素作用的双重性及植物根和茎对生长素的敏感程度不同(根生长需要的生长素浓度低，茎生长需要的生长素浓度高)，因此，同一浓度的生长素对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则表现为促进。把植物横放一段时间后，由于近地侧生长素浓度高，对根来讲，抑制近地侧的生长，而使背地侧生长得快，对茎来讲，促进近地侧的生长，而使近地侧生长得快，因此植物就表现出根向地生长、茎背地生长的现象。
答案：BD
总结：本题考查学生运用生长素的知识解释植物向性运动的原因，通过对本题的解答，加深学生对生长素生理作用两重性的理解。
［例2］下图曲线Ⅲ表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素使用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是
A．Ⅰ
B．Ⅱ
C．Ⅳ
D．Ⅴ
解析：考查生长素的生理作用特点及学生的图解变换能力。同一浓度的生长素对同一植物的不同器官影响不同，即同一植物的不同器官对生长素的敏感性不同。对于芽来讲，促进生长的最适浓度是10－8 mol/L左右，而对于茎来说，最适浓度为10－4 mol/L左右，而该浓度已严重抑制芽的生长。因此随着生长素浓度的逐渐增大(一定范围内)茎的生长速度逐渐增大的话，芽的生长速度会逐渐减小，因为该浓度范围已超过芽生长的最适浓度。
答案：A
总结：本类型的题是高考考查的主要趋向之一，题目源于课本而高于课本，题在书外理在书内，既考查了学生对基本知识的理解，又考查了学生对图解、曲线的迁移能力，两个目标有一个达不到，就不可能作出正确的判断。
［例3］宇宙飞船上的植物生长是否也具有向光性？__________________。为什么？___________________。

(2)如果在太空飞船的暗室里放一盆植株，这盆植物放在一个v＝8转/分匀速转动的旋转器上，且暗室中始终亮着一个固定光源，如上图所示。过一段时间后，这盆植株的茎将_______生长，原因是______________________________________________。
该植物的根是否还具有向地性？原因是什么？_____________________________。
解析：考查植物的向光性及向重力性。植物的向光性是由于植物受到单侧光的刺激而作出的定向运动，只要有单侧光就能发生向光性运动。若把植物放在匀速旋转的转盘上，再放在固定光源下生长，植物均匀受光，将不会发生弯曲生长，又因宇宙飞船中存在失重现象，因此植物的根也不具有向地性，茎也不具有背地性，植物会按照原来的固定方式生长。
答案：(1)具有 因为向光性是植物单侧光引起生长素分布不均匀造成的 (2)朝下 由于旋转，植物均匀受光，不会弯向光源生长，由于失重，植物茎失去重力的刺激，不会表现出背地性 不具有 失去重力的刺激，生长素均匀分布 性别决定和伴性遗传
【课前复习】
在学习新课程前先回顾有关人类体细胞中染色体的数目，在细胞周期中观察和分析染色体形态特征的有利时机，以及减数分裂中染色体的行为、基因的分离定律等知识，这样既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识系统中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．人类体细胞中染色体的数目是___________对___________条。
答案：23　46
2．在细胞周期中观察和分析染色体形态特征的有利时机是___________。
答案：有丝分裂中期
3．减数分裂与有丝分裂相比，最大的区别发生在减数第___________次分裂，其中最为重要的是同源染色体出现___________并且___________，非同源染色体表现为___________。
答案：一　联会　分离　自由组合
4．基因的传递规律是指
A．受精作用时基因的传递规律 B．产生配子时基因的传递规律
C．细胞有丝分裂时基因的传递规律 D．染色体复制时基因的传递规律
答案：B
5．基因分离定律的实质是
A．F2代出现性状分离 B．F2代性状分离比为3∶1
C．等位基因随同源染色体分开而分离 D．测交后代性状分离比为1∶1
答案：C
6．下列说法不正确的是
A．隐性性状的表现可作为推断其基因型是纯合子的依据
B．后代全部出现显性性状则可推断双亲是显性纯合子
C．生物后代出现隐性性状则其显性亲体一定是杂合子
D．生物表现出显性性状则基因型可能是显性纯合子，也可能是显性杂合子
答案：B
知新——先看书，再来做一做
1．性别决定
（1）染色体的分组图
科学家们根据染色体的大小和形态特征，将人类的染色体分组和编号，以便进行识别和分析，这样的图叫染色体分组图。
（2）常染色体、性染色体的概念
在生物细胞中，雌性（女性）个体和雄性（男性）个体相同的染色体叫___________；雌性（女性）个体和雄性（男性）个体不同的染色体叫___________。
（3）性别决定的主要方式
性别决定的方式主要有___________和___________。
①XY型性别决定
这种类型的生物雄性个体细胞中有两条_________的性染色体，分别用___________和___________来表示；雌性个体内有两条___________型的性染色体，都用___________来表示。在产生配子时，雄性个体同时产生含有___________染色体的精子和含有___________染色体的精子且两种数量___________，雌性个体只产生一种含有___________染色体的卵细胞。后代的性别取决于___________与哪种___________受精结合，只要是正常的自然受精，后代的性别比例就是___________。这种类型的性别决定在生物界较为普遍，如哺乳类、某些___________、___________以及___________许多雌雄异株的植物如___________等。
②ZW型性别决定
这种类型的性别决定与XY型正好___________，其雄性个体细胞中有两条_________的性染色体，用___________表示，而雌性个体细胞中具有两个___________的性染色体___________和___________。形成配子时，雄性个体只产生___________种精子，雌性个体产生___________种卵细胞，后代的性别取决于___________与哪种___________受精。
2．伴性遗传
（1）伴性遗传的概念
有些性状的遗传方式是与___________相联系的，这种遗传方式叫做伴性遗传。如人的___________就属于伴性遗传。
（2）色盲的遗传
①红绿色盲的基因是位于___________染色体上的___________性基因，用b表示，___________染色体上没有，是随___________染色体向后代遗传的。
②如果女性的两个性染色体中，其中的一个X染色体上有一个色盲基因b，而另一个X染色体上有一个正常的等位基因B，由于正常基因B具有___________性作用，___________性色盲基因b的作用不能表现出来，因此，这样的女性就会表现为___________。可是在她的X染色体上携带着___________性色盲基因b，所以叫做_________（基因型XBXb）。男性只有一个X染色体，他们只要是在X染色体上有___________性色盲基因b，就会表现出来而患色盲症。
③将人的正常色觉和红绿色盲的基因型填入下表中。
④色盲的主要遗传方式
如果女性携带者与正常男性结婚，在生下的子女中，凡是女性___________，但其中一半是___________；在子女中，凡是男性则一半是___________的，另一半是___________。
如果女性是色盲，男性是正常的，他们结婚后生下的子女中，女性都不是___________，但都是___________；男性则都是___________。
如果女性携带者与色盲男性结婚，他们结婚后生下的子女中，在男性中，色盲与正常的各占___________；在女性中，色盲与正常的各占___________，但正常的都是___________。
如果是男性色盲，女性是正常的，他们结婚后生下的子女中，女性都是___________，但都是___________；男性则都是___________。
⑤色盲遗传的特点
a．交叉遗传：____________________________。
b．___________性多于___________，一般是___________通过他的___________传给他的___________。
⑥人类的另一种遗传病——____________、动物中的___________、植物中____________都属于伴性遗传。

【学习目标】
1．理解性别决定的方式。
2．理解伴性遗传现象的遗传物质基础及伴性遗传的传递规律。


【基础知识精讲】
课文全解：
本小节的知识结构如下：
1．性别决定
（1）染色体的分组图
科学家们根据染色体的___________，将人类的染色体分组和编号，以便进行识别和分析，这样的图叫___________。
（2）常染色体、性染色体的概念
在生物细胞中，雌性（女性）个体和雄性（男性）个体相同的染色体叫常染色体；雌性（女性）个体和雄性（男性）个体不同的染色体叫染色体。
（3）性别决定的主要方式
性别决定的方式主要有XY型和ZW型。
①XY型性别决定：
这种类型的生物雄性个体细胞中有两条异型的性染色体，分别用X和Y来表示；雌性个体内有两条同型的性染色体，都用X来表示。在产生配子时，雄性个体同时产生含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子且两种数量相等，雌性个体只产生一种含有X染色体的卵细胞。后代的性别取决于精子与哪种卵受精结合，只要是正常的自然受精，后代的性别比例就是1∶1。这种类型的性别决定在生物界较为普遍，如很多种类的昆虫、某些鱼类和两栖类、所有的哺乳类以及许多雌雄异株的植物，如菠菜、大麻等。如图6—9—1。
XY型性别决定图解
图6—9—1
②ZW型的性别决定：家蚕的性别决定属于ZW型。家蚕的体细胞中有27对（54个）常染色体，1对（2个）性染色体。ZW型与XY型的不同之处在于，它的雄性个体的体细胞中有两个同型的Z染色体，它的雌性个体的体细胞中有1对异型的性染色体，即1个Z染色体和1个W染色体。家蚕的性别决定如图6—9—2所示。
ZW型性别决定图解
图6—9—2
在ZW型的性别决定中，雌性的性染色体是ZW，雄性的性染色体是ZZ。鸟类（包括鸡、鸭等）、蛾蝶类的性别决定都属于这种类型。在形成配子时，雄性个体只产生一种精子，雌性个体产生两种卵细胞，后代的性别取决于卵细胞与哪种精子受精。
2．伴性遗传
（1）伴性遗传的概念
有些性状的遗传方式是与性别相联系的，这种遗传方式叫做伴性遗传。如人的色盲就属于伴性遗传。
（2）色盲的遗传
①色盲：色觉正常的人，能分辨红、绿、蓝、黄等颜色。很少数的人不能分辨各种颜色或某两种颜色，这是一种先天性的色觉障碍病症，叫做色盲。
②色盲的原因：最常见的色盲是红绿色盲，患者对红色、绿色分不清。色盲基因与它的等位基因（正常基因）只位于X染色体上，而在Y染色体上都没有（由于Y染色体过于短小，缺少与X染色体相对应的等位基因）。色盲基因是隐性的（用b表示），与之相对应的正常基因是显性的（用B表示）。
③色觉正常与色盲的基因型：如果女性的两个性染色体中，其中的一个X染色体上有一个色盲基因b，而另一个X染色体上有一个正常的等位基因B，由于正常基因B具有显性作用，隐性色盲基因b的作用不能表现出来，因此，这样的女性就会表现为正常。可是在她的X染色体上携带着隐性色盲基因b，所以叫做携带者（基因型XBXb）。男性只有一个X染色体，他们只要是在X染色体上有隐性色盲基因b，就会表现出来而患色盲症。人的正常色觉的基因型和表现型，以及红绿色盲的基因型和表现型，有以下五种情况如下表所示。
人的正常色觉和红绿色盲的基因型
④红绿色盲遗传的主要婚配方式及子代发病率：如果一个色觉正常的女性纯合子和一个男性红绿色盲患者结婚，在他们的后代中：儿子的色觉都正常，女儿虽然表现型正常，但是由于从父亲那里得到了一个红绿色盲的基因，因此都是红绿色盲的携带者，在这种情况中，父亲的红绿色盲的基因随着X染色体传给了女儿，但是一定不会传给儿子。如图6—9—3。
图6—9—3　　　　　　　　　　　　　　图6—9—4
图6—9—5　　　　　　　　　　　　　　图6—9—6
（3）色盲遗传的特点
①男性患者多于女性。
这是因为在这种遗传方式中，女性基因型有三种：XBXB、XBXb、XbXb，只有隐性纯合者XbXb表现出患病特征；男性基因型只有两种：XBY和XbY，而XbY就是患者。女性必须具有一对隐性基因，即呈纯合状态时才能出现表型效应，男性只要有一个隐性基因就会出现表型效应。正因为如此，才使得男性患者多于女性患者。据统计我国男性红绿色盲的发病率为7%，女性红绿色盲的发病率仅为0.5%。
②具有交叉遗传特点，具体表现是：
a．男性患者的隐性致病基因通过女儿传递给外孙，使外孙发病。
b．男性患者的双亲表现正常时，其致病基因由母亲（必然是携带者XBXb）交叉遗传而来，其兄弟中可能还有患者；姨表兄弟也可能是患者。
c．男性患者的母亲携带的致病基因，若从外祖父传来，其舅父表现正常；如果从外祖母传来，其舅父可能患病。
d． 女性患者的父亲一定是患者，其兄弟可能正常、也可能是患者，其儿子也一定是患者。
问题全解：
56．什么是常染色体？什么是性染色体？
见“课文全解1—（2）”。
57．高等生物性别决定的方式主要有哪几种？
见“课文全解1—（3）”。
58．什么叫伴性遗传？
见“课文全解2—（1）”。
59．色盲遗传有何特点？
见“课文全解2—（3）”。
60．伴性遗传与基因分离定律、自由组合定律有何关系？
伴性遗传是由一对等位基因控制的一对相对性状的遗传，在其遗传过程中，遵循基因分离定律，在形成配子时，性染色体及其携带的等位基因也彼此分离。但由于性染色体有同型性染色体（XX和ZZ）和异型性染色体（XY或ZW）之分，而且，异型性染色体存在着明显的大小差异，在短小的性染色体上，缺少部分与长大性染色体相对应的等位基因，因此，伴性遗传也有其特殊性：一是由于控制性状的基因位于性染色体上，其性状遗传都与性别联系在一起，在写表现型和统计后代比例时，也要和性别联系起来；二是由于某些基因只存在于X或Z染色体上，在其“同源染色体”Y或W染色体上没有相对应的等位基因，因此，即使是在杂合体内（如XbY或ZaW），单个隐性基因控制的性状也能表现出来。三是Y染色体上携带的基因控制的性状只限于在雄性个体之间传递，决不能传递给雌性个体。如人类中男性外耳道多毛症，就是家族性的遗传特征：全部直系亲属的男性个体，无一例外的都是多毛症患者，而全部女性都是正常个体。
在既有性染色体，又有常染色体上的基因控制的性状遗传时，由位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传（实质上按分离定律）处理；由位于常染色体上的基因控制的性状按分离定律处理。整体上则按自由组合定律处理。

【学习方法指导】
1．在“性别决定”的学习中，可围绕我国人口普查时男女人口比例接近1∶1，不同年龄段男女比例有一定的差异这一事实，结合有关常染色体和性染色体的概念，来探究上述遗传现象产生的原因，并用遗传图解式等表达形式进行解释。不难得出结论：性成熟男性产生含X染色体和含Y染色体精子的比例相同，女性只产生含X染色体的卵细胞，两种精子和卵细胞结合的概率相同。
2． 在“伴性遗传”的学习中，要注意以下几点：
（1）联系基因的分离定律和基因的自由组合定律，以促进对伴性遗传概念的理解，为解释伴性染色体遗传和伴常染色体遗传相联系的遗传现象奠定基础。
（2）以红绿色盲遗传为例，围绕红绿色盲在人群中表现为男性患者多于女性患者这一遗传现象，来探究红绿色盲基因与染色体的关系，再借助遗传图解表述几种红绿色盲的遗传方式，理解红绿色盲男性多于女性、男性患者通过女儿传给外孙(交叉遗传)的特点。
（3）用遗传理论解释红绿色盲的遗传现象时，应当首先明确红绿色盲受隐性基因(b)控制，由于Y染色体比较短小，所以缺少与X染色体相应的同源区段，即Y染色体上没有这对基因的座位。从而真正理解红绿色盲的表现与性别有关。
（4）抓住核心内容——在自然人群的随机婚配中，隐性基因(b)随X染色体传递的方式和概率。通过4种婚配方式，统计出后代男孩和女孩的发病率。然后，通过综合分析，得出结论：男孩的致病基因只能来自于母亲，即不存在从男性→男性的传递方式；最后，分析总结男性红绿色盲的发病率大于女性的根本原因。

【知识拓展】
1．性别决定
性别决定是指生物体内决定生物性别的内在因素。从细胞水平来看，生物的性别取决于性染色体及其组合方式；从分子水平来看，性别取决于性染色体上的性别基因。如人类的男女性别，实质上就由位于Y染色体上的睾丸基因来决定，有该基因者发育为男性，否则为女性的原因。
2．性别决定的类型
生物界物种繁多，性别决定的类型也有多样，除常见的XY型和ZW型以外，还有其他的情况：
（1）XO型：如蝗虫、蟑螂和植物中的花椒等，它们的雄性个体中细胞中只有一条X染色体，没有Y染色体；雌性个体细胞中则有两条X染色体。因此，在产生配子时，雄性个体仍产生两种精子，一是A+X，另一个就只含A；雌性个体仍只产生一种卵细胞：A+X。后代的性别仍然决定于卵细胞与两种精子的结合情况，如图6—9—7所示。因此，这种性别决定为XO型。
图6—9—7
（2）染色体组的倍性决定性别
有些动物没有明显的性染色体，雌雄性别与染色体组的倍性有关，雌性是二倍体，雄性是单倍体。如蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等的雌性个体是由受精卵发育而来的二倍体，而雄性个体是由未受精卵发育而来的单倍体。
（3）环境决定性别
如海生蠕虫后螠，其雌虫长约6厘米，雄虫只有雌虫大小的1/500，常常生活于雌虫的子宫内。雌虫产卵后，卵发育成不具性别的幼虫，当幼虫始终在海水中独立生活时，便发育成雌虫；当幼虫落到雌虫的吻部，便发育成雄虫。
3．伴性遗传的其他类型
伴性遗传的类型除了伴X染色体隐性遗传外，还有下列两种：
（1）伴X染色体显性遗传
位于X染色体上的显性基因控制的遗传病具有如下特点：
①患者双亲中必有一方是患者，而且女性患者多于男性。
②女性患者的后代中，子女各有1/2可能患病，但杂合子女性患者的病情有时较轻。
③男性患者的后代中，女儿都是患者，儿子表现正常。
（2）伴Y染色体遗传
伴Y染色体遗传的遗传性状只能由男性传给男性。

【同步达纲训练】
1．下列叙述正确的是
A．体细胞中一般没有性染色体
B．每一个精子中都存在有异型的性染色体
C．常染色体只存在于体细胞中
D．卵细胞中一般只有一条性染色体
2．下列各组细胞中，一定含有X染色体的是
A．男人的肌肉细胞 B．人的次级精母细胞
C．人的精子 D．女人的红细胞
3．某色盲男性的外祖父母色觉都正常，但他的祖父是色盲患者。问该男孩的色盲基因是来自于
A．外祖父 B．外祖母
C．祖父 D．祖母
4．决定猫的毛色基因位于X染色体上，基因型为bb、BB和Bb的猫分别为黄、黑和虎斑色。现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配，生下了三只虎斑色小猫和一只黄色小猫。它们的性别是
A．雌雄各半 B．全为雌猫或三雌一雄
C．全为雌猫或全为雄猫 D．全为雄猫或三雄一雌
5．图6—9—8的四个遗传图示中能够排除和血友病遗传方式一样的一组是
图6—9—8
A．①④ B．②③ C．①③ D．③④
6．属于XY型性别决定的生物，雌性个体只产生___________种含有___________染色体的雌配子；雄性个体则可产生___________种数量相等而各含有___________染色体和___________染色体的雄配子。
7．色盲基因与它的等位基因，位于___________染色体上。
8．母亲是色盲，她的两个儿子有___________个是色盲。
9．一对表现型正常的表兄妹结婚，生下了一个既有白化病又有色盲的孩子。试问：
（1）这个患病孩子的性别是___________。
（2）若再生一个孩子，患白化且色盲的几率是___________；在男孩中是白化且色盲的几率是___________；表现型正常的孩子的几率是___________。
（3）白化病和色盲的遗传，都是由___________性基因控制的。单就白化病的遗传来说，遵循的遗传规律是___________；单就色盲的遗传来说，遵循的遗传规律是___________；一个人患这两种遗传病时，白化和色盲的遗传共同遵守遗传的____________定律。


参考答案
1．D
2．解析：男人的肌肉细胞中除含有22对常染色体外，还有1对性染色体XY，故男人的肌肉细胞中一定含有X染色体；人的次级精母细胞是经过减数第一次分裂产生的，X和Y染色体已经分开，含Y染色体的次级精母细胞就不含X染色体，人的精子有X和Y两种，Y精子中不含有X染色体。人的红细胞没有细胞核，故没有染色体存在。
答案：A
3．解析：色盲是一种伴X染色体的隐性遗传病，它具有以下遗传特点：①男性患者多于女性。②男性患者双亲都无病时，其致病基因只可能由其母亲（携带者）传来。③男性患者的母亲所携带的致病基因若来自外祖父，则外祖父为一定患病，故来自外祖母。
答案：B
4．解析：从基因型与表现型的对应关系上看，猫的毛色性状是不完全显性遗传；又由于决定毛色的基因位于X染色体上，是伴性遗传。因此，虎斑色的猫一定是雌猫，基因型是XBXb，而黄色猫则可能是雌猫，也可能是雄猫，基因型分别是XbXb和XbY。
答案：B
5．C
6．1　X　2　X　Y
7．X　8．两
9．解析：解答这类题目时，应从患病个体入手，采用逆推法，求出亲代的基因型。
（1）由于表兄妹的表现型都正常，孩子患白化病，而白化病是由常染色体上的隐性基因（用a表示）控制，由此可逆推得知，这对表兄妹都是白化基因的携带者，基因型是Aa。又因为色盲病是由X染色体上的隐性基因（用b表示）控制的，表现型正常的男性基因型是XBY，表现型正常的女性则可能是XBXB，也可能是携带者XBXb，因此，孩子的色盲基因只可能由携带者的母亲遗传下来。综上所述，这对表兄妹的基因型是：兄AaXBY，妹AaXBXb。他们婚配的后代基因型可列表如下表所示。
AaXBY×AaXBXb
↓
由表中可知，既患白化病又患色盲病的个体只有aaXbY，其性别只能是男性。
（2）若再生一个孩子，其基因型决不会受已经出生的“哥哥”的影响，也就是说，这孩子既可能也是白化又是色盲，几率由表中可得，是1/16。
另一种解法是：将这对表兄妹的两对基因，分别用分离定律单独分析，求出各自的患病几率。Aa的几率是1/4，XbY的几率是1/4，那么，两病兼患的几率是1/4×1/4=1/16。
同理，在男孩中两病兼得的结果应为1/2×1/4=1/8。
表现型正常的孩子的几率是3/4×3/4=9/16。
（3）就一对基因控制的性状而言，不论这对基因位于常染色体上还是性染色体上，都遵循基因分离定律；而由位于不同同源染色体上的两对或两对以上基因控制的遗传，则遵循自由组合定律。
答案：（1）男性　（2）1/16　1/8　9/16　（3）隐　基因的分离　基因的分离　自由组合 遗传的物质基础
【本章知识框架】

【疑难精讲】
1．染色体在传种接代过程中的稳定性和连续性
每种生物都有恒定的染色体数。如玉米的染色体数是20，普通水稻的染色体数是24，猪的染色体数是38，黄牛的染色体数是60等。实验研究表明，染色体在细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中的行为和数目变化有明显的规律性，即染色体在生物的传种接代过程中具有一定的稳定性和连续性。
细胞中的染色体与遗传密切相关。分子生物学的进一步研究表明，染色体主要由DNA和蛋白质组成。如何确定DNA和蛋白质对遗传的决定性作用呢？科学家设法将生物体内的DNA和蛋白质分开，并证明将DNA放入另一生物体内时，原来那种生物的性状可在另一生物体中体现出来，而蛋白质没有这种作用。1928年格里菲斯的肺炎双球菌转化实验和1952年赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验足以证明DNA和蛋白质在遗传过程中，DNA起决定性的作用。
2．DNA的传递载体
在真核生物中，DNA主要存在于细胞核的染色体上，伴随着生殖过程中发生的染色体复制及染色体进入不同的子细胞，DNA由亲代传递给子代。细胞质中线粒体、叶绿体中有少量的DNA，无染色体，在细胞质遗传中，这些DNA伴随着叶绿体、线粒体传递给子代细胞。
教材中的分离定律、自由组合定律、性别决定与伴性遗传均属细胞核遗传，生物的绝大多数的性状遗传归属细胞核遗传的范畴。
3．对“DNA是主要的遗传物质”以及“染色体是遗传物质的主要载体”中的“主要”二字的理解
生物的遗传物质有两种，即DNA和RNA。在真核生物、原核生物体内既有DNA也有RNA，它们的遗传物质是DNA而不是RNA。在病毒和类病毒中，有的只含DNA，有的只含有RNA，它们的遗传物质有的是DNA，有的是RNA。因此DNA是主要的遗传物质。
真核生物（占生物种类的绝大多数）体内的DNA主要存在于细胞核内的染色体上，少数存在于细胞质中的线粒体、叶绿体中，因此染色体是遗传物质的主要载体。又根据DNA的存在部位不同，将遗传方式划分为细胞核遗传和细胞质遗传。
4．对遗传物质必须具备四个条件的理解
（1）分子结构具有相对的稳定性，是指遗传物质本身在细胞组成和结构方面是相对稳定的，不像糖类、脂类、蛋白质那样，经常处于变化的状态。DNA分子是由成百上千个脱氧核苷酸（四种）组成的规则的双螺旋结构，碱基配对是严格的，碱基对的配对方式是稳定不变的，它们在细胞中的含量是相对稳定的。（2）能够进行自我复制，使生物前后代具有一定的连续性，是指遗传物质可以将自身的分子严格复制，并将复制后的分子向子代传递，使亲子代间遗传物质结构一定，保证前后代相应性状的稳定。（3）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状，这时遗传物质将遗传信息传到子代，只有控制子代个体发育中合成的特定结构的蛋白质，才能体现与亲代一致的生物性状。（4）产生可遗传的变异，是指遗传物质的分子结构发生变化，相应性状也发生变化，这种变化是遗传物质变化的结果，变化了的分子结构又具有相对稳定性，不断传递下去，使变异的性状在后代连续出现，即出现可遗传的变异。
5．噬菌体侵染细菌实验的几个问题
（1）噬菌体为细菌病毒，细菌是原核细胞，所以两者在结构上最大区别是有无细胞结构。两种生物体内均没有染色体，只有DNA，在两种生物的结构模式图中，表示遗传物质位置的黑线不能误看为染色体。
（2）如何说明侵染细菌时，进入细菌内的是噬菌体DNA，而非其外壳。用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体外壳蛋白质和内部的DNA，在细菌体内只能检测到32P，检测不到35S，由此证明侵染时，注入细菌的是DNA，蛋白质成分的外壳未进入细菌细胞内，也说明蛋白质分子在亲子代间不具备连续性。
（3）细菌细胞内噬菌体DNA复制及噬菌体蛋白质合成所需要的原料、酶、能量、场所等条件均由细菌提供，这时细菌细胞内的一切变化是为噬菌体服务，这时的代谢活动由噬菌体DNA控制。
（4）噬菌体侵染细菌的实验还说明了噬菌体特有的增殖方式，这种方式不同于无性生殖和有性生殖，称为复制式繁殖。
（5）该实验能证明遗传物质的4个理论特点中的2个：能够自我复制，使前后代保持一定的连续性；能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状，正因如此，该实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。
6．DNA有三个结构特征
（1）其分子结构的稳定性体现在：一是分子骨架中脱氧核糖和磷酸的交替排列方式固定不变；二是每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的含氮碱基排列在内侧；三是两条链间碱基互补配对原则严格不变。
（2）其分子结构的多样性是指组成DNA的碱基对的排列方式是多种多样的，可总结为4种，指具有n对碱基对的排列方式，不同的DNA分子其碱基对的数量也不尽相同，这样就构成了DNA分子的多样性。
（3）DNA的多样性决定了DNA的特异性，DNA的特异性是指不同的DNA分子所具有的独特的碱基数目和排列顺序。
7．DNA的复制
（1）1958年，来西尔森（Meselson）和斯旦尔（Stanl）采用含15N同位素的NH4Cl培养大肠杆菌，放在正常的培养液里繁殖，然后用密度梯度离心技术测定分裂间期DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保留复制。它是指在DNA聚合酶的作用下，以一个DNA分子的两条链分别为模板，合成两个结构上完全相同的DNA分子的过程。
（2）DNA可以人工进行复制，条件是需要一条DNA链作模板，以含有A、T、G、C的四种碱基的脱氧核苷酸为原料、ATP为能源，加上DNA聚合酶和少量的Mg2＋（主要考点之一）。1973年，日本冈琦等人发现还要加一些引物RNA，具备了这些条件，才能完成复制。
（3）计算复制多代后，含有亲代DNA链数和分子个数也是重要考点之一，要重视与数学、物理、化学相关知识的运用。有些练习题在考查DNA的结构和复制的知识时会运用数学方面的乘法原理、列方程（组）解应用题等代数运算，也会运用到物理的离心运动以及化学上的放射性元素示踪等知识。
8．基因的概念
（1）每种生物有很多个单位性状，如人约有10万个，而每个细胞中的DNA数量是有限的，如人的体细胞核中有46个DNA分子，因此每个DNA分子实际上控制着多个单位性状。这样，一个DNA分子实际上分为若干个功能区段分别控制着不同的性状，每个功能区段称为一个基因，从而得出：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。
（2）DNA分子有若干基因，在相邻基因之间有一段不能控制生物性状、无遗传效应的基因间区，起到“连接”或“隔开”作用。
（3）基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息，但并不是DNA上所有脱氧核苷酸的排列顺序都含有遗传信息，因为间区无遗传信息。基因片段有二条单链，实际上只有一条链含有遗传信息，称为信息链，另一条链则不含这个基因的遗传信息，称为配对链。
（4）明确染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸之间的关系。脱氧核苷酸是DNA的基本结构单位，基因是DNA的一个片段，DNA分子主要位于染色体上。因为染色体是DNA的主要载体，也是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列（DNA的一段，高度螺旋化）。一条染色体上含有一个DNA分子，而在细胞分裂间期的细胞中，经过复制后的染色体则含有2个DNA分子，分别位于两条姐妹染色单体上。
9．DNA和RNA
（1）判断DNA和RNA的关键是U（尿嘧啶、RNA特有）和T（胸腺嘧啶，DNA特有）；判断单链DNA或双链DNA的关键是A与T或G与C数目是否相等，RNA一般是单链结构。
（2）RNA分为三种：信使RNA（mRNA，携带遗传信息，指控制蛋白质合成的模板）；转运RNA（tRNA，多呈三叶草形，由一条链折叠盘绕而成，作用是运载氨基酸，1981年，我国合成了具有76个核苷酸的酵母丙氨酸转运RNA）；核糖体RNA（rRNA，约占核糖体质量的60%，主要功能是确保结合上去的mRNA分子正确地定向）。
10．遗传信息、密码子、遗传性状
（1）遗传信息是指控制生物遗传性状的一种信号，通常由DNA（基因）上的四种脱氧核苷酸排列顺序所决定。不同生物体内DNA不同，每种生物具有各自特定的遗传信息。
（2）密码子是指信使RNA上决定蛋白质合成时确定掺入的某一特定氨基酸在肽链上顺序排列的三个相邻碱基，也称“三联体”密码。
（3）遗传性状是指由遗传物质所控制的生物体所表现出的各种形态、结构和生理等方面的特征，主要由蛋白质体现。
（4）联系：①从描述方法和思维定式上看，遗传信息是抽象概念，它通过密码子作为中介，使生物的具体性状得以体现。这里有一个从抽象到具体的描述方法和思维过程。②转录和翻译过程是遗传信息传递的主要途径，即中心法则的主要内容。遗传信息、密码子和遗传性状是科学家在描述信息传递的过程中建立的三个基本概念。
（5）区别：①存在位置不同：遗传信息存在于DNA分子（基因）上；密码子存在于信使RNA分子上；遗传性状则是分布于生物体全身，由蛋白质来体现。②功能不同：遗传信息是生物体遗传性状的储存方式，它可通过复制、转录、翻译、逆转录等过程传递，最终使生物体表现出各种性状；密码子直接控制蛋白质中的氨基酸种类；遗传性状是遗传信息的具体体现，决定着不同生物和同种生物个体之间的遗传差异。
11．复制、转录和翻译三者之间的区别
（1）复制、转录、翻译过程中，都严格遵守碱基互补配对原则。只不过在复制过程中，A是与T配对，而在转录过程中，A则是与U配对；在翻译过程中氨基酸与信使RNA的碱基并不是直接对应关系，只能是转运RNA上一端的三个碱基（称反密码子）与信使RNA上的密码子配对，转运RNA的另一端则携带氨基酸。
（2）其他易混淆知识的比较
对比项目 复制 转录 翻译
场所 细胞核 细胞核 核糖体
模板 DNA解旋后的两条母链 DNA解旋后的一条母链 mRNA
原料 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸
产物 两个相同的DNA分子 mRNA分子 蛋白质（多肽链）

【学法指导】
本部分可用5～8课时完成，相关知识可用2～3课时，同步训练可用3～5课时。
遗传是指亲代与子代在性状上的相似：从遗传物质上分析，是指亲代遗传物质的准确复制并传递到子代的过程。变异是指亲代与子代之间、子代个体之间在性状上的差异：由于环境条件引起的变异叫不可遗传的变异，由于遗传物质的改变引起的变异叫可遗传的变异，可遗传变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。遗传和变异是生物的基本特征之一，是生物界普遍存在的极其复杂的生命现象，在生物个体生命活动、种族延续与进化发展中有着重要的作用。一般地说，遗传是相对的，变异是绝对的。本章内容属于遗传学内容，是目前生命科学的前沿学科，热点、焦点多，实验性、理论性强，在整个高中生物教材中以及历年的高考中都占有重要的地位，且题目灵活，富于变化，是历年高考突出考查的重点章节之一。
该章知识与其他章节联系密切。第一章中有关蛋白质和核酸，第二章有关核糖体、线粒体、叶绿体、细胞核、染色体等知识，是学习“遗传的物质基础”等内容的基础。第五章中有关减数分裂过程中同源染色体的联会和四分体时期，第一次分裂后期的同源染色体分开，非同源染色体之间的自由组合等知识，是基因遗传规律的细胞学基础。生物的遗传和变异是生物进化的内因，生物的变异为生物的进化提供了原始材料，因此本章内容又是第七章的基础知识。所以该章在整个教材中占有十分重要的地位。
本章包括五节内容。第一节“遗传的物质基础”分为三大部分。第一部分“DNA是主要的遗传物质”，要注意复习DNA是遗传物质的两个证据及特点；第二部分“DNA的结构和复制”，要在掌握“［实验九］DNA的粗提取与鉴定”和“［实验十］制作DNA双螺旋结构模型”的实验原理与方法步骤的基础上，进一步加深理解DNA的组成成分、空间结构、碱基互补配对原则及应用和复制过程；第三部分“基因的表达”应重点复习基因的概念、基因控制蛋白质的合成以及“中心法则”。第二节“遗传的基本规律”包括基因的分离定律、自由组合定律、基因的连锁和交换定律三部分内容，要注意复习一些重要的基本概念；三个定律的实质及应用；明确各定律的适用范围。第三节“性别决定与伴性遗传”要在明确人类染色体组型基础上，注意复习性别决定和伴性遗传的过程、实例和特点；正确区分常、性染色体上基因控制的遗传现象及有关遗传系谱题的解题方法与技巧。第四节“生物的变异”分为两大部分。第一部分“基因突变和基因重组”要注意复习比较两个概念、特点、原因及应用；第二部分“染色体变异”要注意复习染色体组、多倍体、单倍体；单倍体及多倍体的育种过程。第五节“人类遗传病与优生”在掌握单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病的基础上，明确遗传病对人类的危害、优生的概念和措施。
在本章内容中，“遗传的物质基础”部分，通过掌握DNA的结构，能帮助理解生物的遗传现象和生物的多样性；DNA的复制与细胞分裂及生物的遗传变异等知识密切相关；基因的有关知识则是学习遗传的基本规律和基因突变等知识的基础。因此，DNA的结构、DNA的复制和有遗传效应的DNA片段——基因，是本章的重点知识。
在上述知识点中，“DNA是主要的遗传物质”是复习的重点，对这一重点知识的复习应从分析两个实验入手，得出DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质的结论，再从以下几点归纳出DNA是主要的遗传物质。①一切生物的遗传物质是核酸；②细胞生物和DNA病毒的遗传物质是DNA；③在只含RNA的少数病毒中，RNA才作为遗传物质。对DNA是遗传物质证据的两个实验的理解是本节的难点。关于肺炎双球菌的转化实验，通过对实验过程的研究，弄清S型细菌中，RNA是转化因子，DNA是遗传物质；关于噬菌体侵染细菌的实验，要抓住实验过程中的两个关键阶段：注入和释放，即抓住噬菌体染细菌过程中起作用的是DNA，以及子代噬菌体在大小、形态等方面都保持着原来亲代噬菌体的特点这两点内容，并通过分析实验过程，对比DNA所具有的遗传物质的特点，使教材相关知识的联系更加紧密并形成完整的知识体系。
关于染色体是遗传物质的主要载体是本节的又一重点，这主要是由真核细胞中的DNA主要存在于染色体上决定的。此外，在认识染色体是遗传物质主要载体的同时，不要忽略了细胞中还有少量DNA存在于线粒体和叶绿体中，线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体。受细胞核中染色体上DNA控制的遗传现象叫细胞核遗传，受细胞质中DNA控制的遗传现象叫细胞质遗传。
本部分知识内容抽象，概念多，易混淆，学习难度大。学习时要注意抽象知识的直观化手段——图解和模型（DNA结构模型、DNA复制图解等）。多比较：如DNA和RNA的比较；遗传信息与遗传密码的比较；转录、翻译以及DNA复制的比较；噬菌体与原核生物的比较等。多图（表）解：如DNA片段平面图解；中心法则图解（不仅清楚各组成成分的关系、位置，还利用碱基互补配对原则将“复制”“转录”“翻译”等重要过程有机地联系起来，区别开来）等。多举例：如要弄清DNA是遗传物质的证据，不仅要注意分析“噬菌体侵染细菌的实验”和“细菌转化实验”，还应自己去探究这两个实验的实质以及RNA在病毒的繁殖和遗传中起作用的例子（如TMV、HRV）等。这样，既能加深对“DNA是主要的遗传物质（DNA不是惟一的遗传物质，RNA也是遗传物质）”的理解，又能拓宽知识面。对于一些重要的概念要在理解的基础上，切实掌握，并弄清它的重要地位。如：基因这个概念，从内部看，它是有遗传效应的DNA片段；从外部看，基因在不同的染色体上与在同一染色体的不同位点上，所遵循的遗传规律不同，所表现的遗传效果也不同，这就为以后学习遗传的基本规律、伴性遗传以及生物的变异打下了基础。

【典型例题精讲】
［例1］下列关于DNA的叙述中，正确的是
A．玉米的卵细胞含有玉米的全部遗传信息
B．同种生物个体之间DNA完全相同
C．一个DNA分子只控制一个性状
D．病毒的遗传物质是DNA
【解析】在体细胞内，控制某一性状的基因是成对存在的。精子和卵细胞中控制某一性状的基因是体细胞中成对基因中的任何一个。基因中的脱氧核苷酸的排列顺序是遗传信息，因此精子和卵细胞含有本物种全部的遗传信息。同种生物不同个体之间，细胞核中DNA数目是相同的，但是不同的DNA含有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。一个DNA上有许多基因，可控制多个性状。病毒的遗传物质是DNA或RNA，噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
【答案】A
［例2］染色体是遗传物质的主要载体，主要是因为
A．染色体中DNA的含量稳定
B．细胞分裂时染色体复制和DNA复制是同步
C．染色体容易被碱性染料染成深色
D．细胞内的DNA大部分在染色体上
【解析】A说明染色体在遗传上的作用实质上是由DNA决定；B说明染色体的行为同DNA的变化是一致的，D项说明主要的遗传物质DNA大部分位于染色体上，因而说明染色体是遗传物质的主要载体。C项只说明染色体的一种着色特点。
【答案】D
［例3］用同位素35S标记噬菌体的蛋白质外壳，32P标记其核酸分子。该噬菌体感染普通大肠杆菌，结果绝大多数子代噬菌体中
A．有35S B．有32P
C．有35S和32P D．没有35S和32P
【解析】噬菌体侵染细菌时，注入细菌内的只有32P标记的噬菌体DNA，而35S标记的蛋白质外壳留在细菌外面，所以，所有的子代噬菌体均不含35S。32P标记的噬菌体DNA在细菌内以不含32P的四种脱氧核苷酸为原料进行半保留复制，因而在产生的子代噬菌体中，只有两个噬菌体含有32P，其他的绝大多数子代噬菌体均不含有32P。
【答案】D
［例4］在酶合成过程中，决定酶种类的是
A．核苷酸 B．核酸
C．核糖体 D．tRNA
【解析】考查DNA控制蛋白质的合成。酶是蛋白质，蛋白质的合成过程受DNA控制，一定结构的DNA能控制合成相应结构的信使RNA，进而由信使RNA控制合成相应结构的蛋白质，即DNA分子通过信使RNA为媒介决定蛋白质的性质。核糖体和tRNA分别作为合成蛋白质的场所和氨基酸的运载工具，对蛋白质的性质没有决定作用。另外，了解少数病毒以RNA为遗传物质，有以RNA控制蛋白质合成的事例，对解题更有帮助。不能正确理解DNA控制蛋白质合成的过程，可能导致本题误解。
【答案】B
［例5］蚕的丝腺细胞能产生大量蛋白质，这种蛋白质叫丝蛋白。这些细胞不产生血液中的蛋白质，因此推测丝腺细胞
A．只有丝蛋白基因
B．有血液蛋白和丝蛋白基因
C．有丝蛋白基因和其它基因，但没有血液蛋白基因
D．比合子的基因少
【解析】蚕的各种不同的体细胞均来自于同一个受精卵的有丝分裂，因而不同的体细胞应与受精卵含有相同的基因，只是不同的体细胞表达不同的基因，因而丝腺细胞含有受精卵所具有的所有基因，只是丝腺细胞在执行其生理功能时，它所含有的血液蛋白质基因不表达。
【答案】B
［例6］DNA的组成分析表明下列的相关比值其中有一个是可变的
A．A/T B．G/C
C．（A＋T）/（G＋C） D．（A＋G）/（T＋C）
【解析】A和B都不对，根据DNA的碱基互补配对原则可知：A=T，G=C，这是因为DNA是互补双链分子，A与T配对，G与C配对，因此A/T和G/C都等于1，且不变。（A＋T）/（G＋C）的比值可因物种而异，有些生物的A＋T含量高于G＋C，有些生物则相反。D项中因为A=T，G=C，则A＋G=T＋C，即（A＋G）/（T＋C）的值为1，是不变的。
【答案】C
［例7］将一个DNA分子进行标记，让其连续复制3次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA链占DNA总链数的
A．1/32 B．1/16
C．1/8 D．1/4
【解析】本题与上题属同一类型题，但又有不同之处。标记了一个DNA分子之后，就等于标记了两条DNA链，那么，无论复制多少次，被标记的总是这两条链，所以本题的算法是用2除以最后得到的总的DNA链数，即2÷16=1/8，（亦即1/23）。
【答案】C
［例8］愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（氚标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射性显影发现放射性只集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以有理由地肯定被标记的化合物是
A．一种氨基酸 B．尿嘧啶核苷酸
C．葡萄糖 D．胸腺嘧啶核苷酸
【解析】细胞核是遗传物质DNA贮存的场所、线粒体和叶绿体中也含有DNA和RNA。放射性只集中于细胞核、线粒体和叶绿体说明被标记的化合物是DNA的基本组成单位：脱氧核糖核苷酸。据此肯定被标记的化合物是胸腺嘧啶核苷酸。
【答案】D
［例9］某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
噬菌体 细菌
DNA或核苷酸 32P标记 31P标记
蛋白质或氨基酸 34S标记 35S标记
（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的_________和_________元素，各占_________个和_________。
（2）子代噬菌体中，只含32P的有_________个；只含31P的有_________个；同时含32P、31P的有_________个。
（3）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有_________元素，由此说明____________________；子代噬菌体蛋白质都含有_________元素，这是因为_________________________________。
（4）因为此实验能证明遗传物质四个理论特点中的两个：
①_____________________________________________。
②_____________________________________________。
所以此实验得出的结论是_____________________________________________。
【解析】本题考查DNA和蛋白质组成元素的差别，DNA的半保留复制和噬菌体侵染细菌实验的有关知识。噬菌体由DNA和蛋白质组成。DNA含有P，蛋白质含有S。在噬菌体侵染细菌实验时蛋白质外壳没有进入细菌内，子代噬菌体的外壳（或蛋白质）是在细菌内用35S标记的氨基酸为原料来合成的；噬菌体的DNA进入细菌内能自我复制，能指导蛋白质的生物合成；用35S标记的氨基酸为原料来合成的子代噬菌体的外壳。所以此实验得出结论是DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
【答案】（1）32P 31P 2 100（2）0 98 2（3）34S噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌内35S子代噬菌体的外壳（或蛋白质）是在细菌内用35S标记的氨基酸为原料来合成的（4）DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性 能指导蛋白质的生物合成 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
［例10］烟草花叶病毒TMV和车前草病毒HRV都能感染烟草叶，但二者致病病斑不同，如下图所示。根据图B回答：
（1）（a）表示用_________感染烟叶，结果_________________。
（2）（b）表示用_________感染烟叶，结果_________________。
（3）（c）表示用_________感染烟叶，结果_________________。
（4）（d）表示的是用人工合成的新病毒产生的后代，其特征是______________________。
（5）整个实验说明___________________________。
【解析】本题是有关RNA在病毒繁殖和遗传中的作用的经典实验。一些植物病毒和动物病毒只含有RNA，而不含DNA。这些病毒的遗传性状是由RNA决定的。首先应仔细审题、审图，注意TMV的结构：实心螺旋代表RNA，空白方框代表蛋白质外壳；图HRV的结构：空心螺旋代表RNA，斜线方框代表蛋白质外壳，箭头表示感染。A图中的（a）、（b）分别表示两种病毒感染烟叶后的病斑性状不同。再看B图，实验证明把TMV的蛋白质外壳与RNA分离，单独用TMV的蛋白质侵染烟草叶，不产生病斑，也就是无致病性（B中（a））；而把HRV的RNA接种到烟叶上，结果烟叶发病，证明RNA起着遗传物质的作用（B中（b））。如果把HMV的RNA与TRV的蛋白质组合在一起，形成一个类似“杂交”的新病毒，感染实验结果得到的病斑特征决定于RNA的特异性，进一步证明RNA在遗传上的决定作用。
【答案】（1）TMV蛋白质外壳接种烟叶 没有侵染作用（2）HRV的RNA单独接种烟叶 有侵染作用（3）TMV外壳和HRV的RNA合成的病毒接种烟叶 有侵染作用（4）新病毒产生的后代全属HRV型（5）RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
［例11］如下图“DNA的粗提取和物理性状观察”实验装置，分析回答：
（1）实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中含有较高含量的_________。
（2）在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_________，通过图B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2摩尔/升NaCl溶液的目的是__________________，图中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_________。
（3）为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA可滴加_________溶液，结果丝状物被染成蓝绿色。
【解析】考查从鸡血细胞液中提取和鉴定DNA的实验步骤和原理。“DNA粗提取和物理性状观察”实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是DNA主要位于细胞核中，而血浆中不含DNA，使用鸡血细胞液提高了材料中的细胞数量和DNA含量，从而可以保证实验能提取到足够DNA的数量。题中图A、B、C所示为本实验的三个关键步骤，图A通过添加蒸馏水，血细胞与蒸馏水相混而使血细胞处于极度低渗的环境之中，细胞因大量吸水而导致最终破裂，并释放出胞内物。图B通过纱布过滤使血细胞释出的DNA滤入收集的滤液中（将大量胶状物滤出），再在滤液中加入2摩尔/升NaCl溶液，使DNA溶解度增加（DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，如在0.14摩尔/升NaCl溶液中溶解度只有水中的1%，而在1摩尔/升NaCl溶液中的溶解度为水中的2倍），即使DNA分子溶解入NaCl溶液。图C在DNA浓盐溶液中加入蒸馏水（大量），可使溶液的NaCl浓度降至较低，由于DNA在较低浓度的NaCl溶液中溶解度很低（在0.14摩尔/升NaCl溶液中溶解度最低，浓度变小DNA溶解度将加大），使DNA低渗析出，经过滤等手段可以收集到DNA。甲基绿为比较常用的细胞核染色剂，染后细胞核、染色体呈绿色，属碱性染料，可以用来鉴定DNA。
【答案】（1）DNA（2）使血细胞破裂 使滤液中的DNA溶于浓盐溶液 使DNA析出（3）甲基绿
［例12］将大肠杆菌放在含有同位素15N培养基中培育若干代后，细菌DNA所有氮均为15N，它比14N分子密度大。然后将DNA被15N标记的大肠杆菌再移到14N培养基中培养，每隔4小时（相当于分裂繁殖一代的时间）取样一次，测定其不同世代细菌DNA的密度。实验结果：DNA复制的密度梯度离心试验如下图所示。
（1）中带含有的氮元素是_________。
（2）如果测定第四代DNA分子的密度，15N标记的比例表示为_________。
（3）如果将第一代（全中）DNA链的氢键断裂后再测定密度，它的两条DNA单链在试管中的分布位置应为_________。
（4）上述实验表明，子代DNA合成的方式是_________。
【解析】考查DNA分子复制的特点。DNA的复制是半保留复制，即以亲代DNA分子的每条链为模板，合成相应的子链，子链与对应的母链形成新的DNA分子，一个DNA分子经复制形成两个子代DNA分子。将DNA被15N标记的大肠杆菌移到14N培养基中培养，因合成DNA的原料中含14N，所以新合成的DNA链均含14N。根据半保留复制的特点，第一代的DNA分子应一条链含15N，一条链含14N。一个亲代DNA分子复制到第二代形成22=4个DNA，其中两个各保留亲代DNA分子的一条链（含15N），另一条链为14N，另两个DNA分子的两条链均含14N；以后各代中含有一条15N链、一条14N链的DNA分子始终为2个（来自于同一个亲代DNA），其余DNA分子两条链均含14N。全含15N的DNA分子比纯含14N的DNA分子密度大，在密度梯度离心试验中，含15N的DNA分子均位于试管下部，而含14N的DNA分子应位于试管中较靠上的位置。一条链含15N，一条链含14N的DNA分子位置应后于前两者之间，试验的结果也证明了这一点。据此可知，（1）中带（DNA）含有氮元素为两种：14N和15N；（2）第四代中由一个亲代DNA分子产生的子代DNA数为24=16个，一条链为14N，一条链为15N的DNA分子为2个，占总数的1/8，位于梯度离心分离的中带，其余DNA分子含14N，有14个，占7/8，位于轻带；（3）将第一代DNA链（一条含15N，一条含14N）氢键断裂后（两链分开）测定密度，应含的一半链在轻带，一半含的链在重带。
【答案】（1）14N和15N（2）1/8中，7/8轻（3）1/2重，1/2轻（4）半保留复制
［例13］已知甲、乙、丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的遗传方式分别用下图表示。
（1）对三种类型的病毒分别举例（从以下供选答案中选出：瘤病毒、噬菌体、流感病毒）
甲_________；乙_________；丙_________。
（2）图中3、10表示遗传物质的_________过程，此过程正常进行所必备的条件有：_________酶、_________酶、___________________________。
（3）图中1、8表示遗传信息的_________过程；图中2、5、9表示遗传信息的_________过程。
（4）图中7表示遗传信息的_________过程，此过程的进行需要_________的催化，发现这一现象的意义是___________________________。
（5）图甲中遗传信息传递的过程图式为：_________________，甲生物的这些过程发生在_________细胞内。
【解析】噬菌体的遗传物质是DNA，进入细菌后的DNA能够自我复制，转录形成信使RNA，并利用细菌的核糖体翻译形成蛋白质；由此推知甲为噬菌体。流感病毒的遗传物质是RNA，能够自我复制，转录形成信使RNA，并利用寄主细胞的核糖体翻译形成蛋白质；由此推知乙为流感病毒。瘤病毒的遗传物质是RNA，进入细胞后能够自我复制，在逆转录酶的作用下形成DNA（先形成DNA的一条链，再配对形成两条链），再转录形成信使RNA，并利用寄主细胞的核糖体翻译形成蛋白质。
【答案】（1）噬菌体致 流感病毒 瘤病毒
（2）复制 解旋 聚合 ATP及四种脱氧核苷酸
（3）转录 翻译
（4）逆转录 逆转录酶对中心法则的补充
（5）DNA→DNARNA蛋白质细菌

【达标训练】
一、选择题
1．DNA分子上有遗传效应的片段是基因，与基因有关的不正确叙述是
A．基因能复制
B．基因能转录
C．基因在A、B中都要解旋
D．基因只复制而不转录
【解析】复制是产生与亲代DNA分子完全相同的子代DNA的过程，所以DNA的任何片段都应复制；转录是产生信使RNA进而翻译为蛋白质决定生物的某一性状，所以DNA转录时，只转录有遗传效应的DNA片段（基因）。
【答案】D
2．具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸为
A．60个 B．80个
C．120个 D．180个
【解析】考查DNA分子的化学结构和复制的有关知识。题干“具有100个碱基对的1个DNA分子区段”，提示该DNA分子为双链DNA，根据碱基互补配对原则，该DNA分子含有40个T，则必然含有40个A，其余碱基的数量为G=C=60；根据DNA复制的特点，该DNA复制一次，需要60个C，形成两个完全一样的子代DNA，两个子代DNA继续复制一次又各需60个C，所以该DNA连续复制两次共需180个C。搞清脱氧核苷酸与碱基的关系，熟练掌握DNA复制的特点，是解答本题的关键。
【答案】D
3．一种动物体内的某种酶由150个氨基酸组成，在控制这个酶合成的基因中核苷酸的最少个数是
A．300个 B．450个
C．600个 D．900个
【解析】考查基因控制蛋白质合成的过程。在信使RNA中，三个相邻的碱基决定一个氨基酸，而信使RNA是由DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的。所以，一个氨基酸和基因中的三个碱基对（6个碱基）相对应。基因是由两条脱氧核苷酸链构成的（尽管只有一条链具有转录功能），解题过程中忽略基因和信使RNA的对应情况，是解题失误的主要原因。
【答案】D
4．在蛋白质合成的翻译过程中，碱基互补配对发生于哪两者之间
A．氨基酸与转运RNA
B．信使RNA与转运RNA
C．DNA与信使RNA
D．核糖体与信使RNA
【解析】A、D不存在碱基互补配对关系，C是转录过程中发生的碱基配对关系。
【答案】B
5．（2003年上海高考题）下列细胞中不能合成蛋白质的是
A．胰腺细胞 B．肠粘膜细胞
C．成熟红细胞 D．白细胞
【解析】细胞内蛋白质的合成必须在DNA的指导下，经过转录、翻译过程，最后合成蛋白质。而成熟的红细胞中无细胞核，故不能转录形成mRNA，也就不能合成蛋白质。
【答案】C
6．由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是
A．氨基酸、葡萄糖、碱基
B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C．核糖、碱基、磷酸
D．脱氧核糖、碱基、磷酸
【解析】考查DNA、RNA结构单位的化学组成。DNA的基本单位脱氧核苷酸是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成的，RNA的基本结构单位核糖核苷酸是由核糖、磷酸、含氮碱基组成的，它们是核酸水解后形成的最小分子。本题设问RNA的水解产物，故答案为C。对DNA和RNA的化学组成记忆不清，对题干所述中心词把握不准，是本题出错的主要原因。
【答案】C
7．已知某物种的细胞中含有26个DNA分子，其中有2个DNA分子各含有24000个碱基，由这两个DNA分子所控制合成的多肽链中，最多含有多少种氨基酸
A．8000 B．4000
C．16000 D．20
【解析】考查蛋白质分子的化学组成。天然氨基酸种类较多，但构成蛋白质的氨基酸约有20种。本题已知条件较多，但与题目解答并无直接联系，主要起迷惑干扰作用。这就要求学生解题时认真、全面审视题目要求。根据题目提供的诸多条件，错误认为本题会考查多肽链所含氨基酸的数量，从而根据转录、翻译的过程求解获得答案A，是本题出错的最主要原因。
【答案】D
8．关于转运RNA和氨基酸之间相互关系的说法，正确的是
A．每种氨基酸都可由几种转运RNA携带
B．每种氨基酸都有它特定的一种转运RNA
C．一种转运RNA可以携带几种结构上相似的氨基酸
D．一种氨基酸可由一种或几种特定的转运RNA来将它带到核糖体上
【答案】D
9．下列哪一组是DNA的组成成分
A．脱氧核糖、核酸和磷酸
B．脱氧核糖、含氮的碱基和磷酸
C．核糖、嘧啶和磷酸
D．核糖、含氮的碱基和磷酸
【答案】B
10．DNA复制需要
A．能量 B．酶和模板
C．脱氧核苷酸 D．上述三个答案
【解析】DNA复制的条件是：①模板；②能量；③原料：脱氧核苷酸；④酶。
【答案】D
11．下列有关遗传规律的正确叙述是
A．遗传规律适用于一切生物
B．遗传规律只适用于高等植物
C．遗传规律在配子的形成过程中起作用
D．遗传规律在受精作用过程中起作用
【答案】C
12．若用物理或化学方法抑制恶性肿瘤细胞的DNA复制，这些细胞将停留在细胞周期的
A．前期 B．中期
C．后期 D．间期
【答案】D
13．某种DNA分子中，胸腺嘧啶数占全部碱基的23.8%，则腺嘌呤数与胞嘧啶数之和占全部碱基数的
A．23.8% B．26.2%
C．50% D．76.2%
【解析】本题主要考查碱基互补配对原则。解此类题目首先应弄清楚：任意两个互不配对的碱基比率之和都占总量的50%，也就是A＋G=T＋C=A＋C=T＋G，而与单个碱基占总数的比例无关，由此可知，腺嘌呤数与胞嘧啶数之和占全部碱基总数的50%。
【答案】C
14．某DNA分子的一条单链中（A＋G）/（T＋C）=0.4，上述比例在其互补单链中和整个DNA分子中分别是
A．0.4和0.4 B．0.4和0.6
C．0.6和1.0 D．2.5和1.0
【解析】本题主要考查对碱基互补配对原则的理解。根据碱基互补配对原则可知，在每个DNA分子中，嘌呤碱基（A＋G）和嘧啶碱基（T＋C）是相等的，而两条链上的碱基又是互补的，也就是说一条链上的A＋G等于另一条链上的T＋C，同样一条链上的T＋C等于另一条链上的A＋G。则两条链上的（A＋G）/（T＋C）的比值是互为倒数。现在，一条链上的A＋G/T＋C=0.4，那么，其互补链上的则是2.5，而整个DNA分子中的这个比值应是1。
【答案】D
15．已知某信使RNA的碱基中，U占20%，A占10%，求它的模板基因中胞嘧啶占
A．25% B．30%
C．35% D．70%
【解析】本题主要考查对转录的理解。信使RNA分子是通过DNA上基因中的一条链转录而来的，则信使RNA分子中碱基比率与模板链的碱基比率是相对应的，根据题意，U占20%，A占10%，则基因模板链中的A＋T就占该链的30%，而根据碱基互补配对原则，基因中的一条链的A＋T占该链的比率与另一条链中的A＋T占另一条链的比率及整个基因中A＋T的比率是相等的，即整个基因中的A和T之和占全部碱基的30%，那么G＋C就占全部碱基的70%，又因为G=C，所以胞嘧啶C占35%。
【答案】C
16．关于DNA分子复制的叙述，错误的是
A．复制发生在细胞分裂间期
B．边解旋边复制
C．复制需要氨基酸和酶
D．复制遵循碱基互补配对原则
【解析】本题主要考查对DNA分子复制的理解及DNA分子的复制与染色体复制的差别。在四个选项中，C是错误的，因为DNA分子的复制需要的原料是脱氧核苷酸，而不是氨基酸，只有在染色体复制时，合成有关蛋白质才需要氨基酸。
【答案】C
17．一条多肽链中有1000个氨基酸，则作为合成多肽链的信使RNA分子和用来转录该信使RNA分子的基因中，分别至少要有碱基多少个
A．1000和2000 B．2000和4000
C．3000和3000 D．3000和6000
【解析】本题主要考查基因控制蛋白质合成中DNA分子、RNA分子的碱基数与蛋白质中氨基酸数的关系。基因以其一条链为模板合成了信使RNA分子，则基因中碱基数与信使RNA的碱基数之比应为2：1，而信使RNA中三个相邻的碱基决定一个氨基酸，则信使RNA的碱基数与其合成的多肽链中的氨基酸数之比应为3：1，将其合起来即：
基因→信使RNA→蛋白质
碱基数目：碱基数目：氨基酸数目
6：3：1
根据这个原理，我们就可以顺利做出这道题，即信使RNA的碱基数应至少是3000个，而基因中的碱基数至少是6000个。
【答案】D
18．某生物精原细胞的染色体上有2n个基因，DNA含量为6.4c（单位），则该生物肝细胞的染色体上含有基因数和DNA含量为
A．n和3.2c B．2n和6.4c
C．2n和3.2c D．4n和12.8c
【解析】考查不同类型细胞中染色体、DNA和基因的关系。在生物的生殖细胞及其形成过程的某些阶段细胞内染色体、DNA和基因数量同正常体细胞相比会发生成倍的变化，某些特殊的组织细胞中其含量同体细胞也有差别。本题精原细胞同肝细胞一样都是体细胞，它们染色体上含有的基因数和DNA含量应相同。把精原细胞误解为初级精母细胞（DNA发生了复制）是本题出错的常见原因。
【答案】B
19．某一DNA分子中，胞嘧啶与鸟嘌呤二者共占碱基总量的46%，其中一条链上腺嘌呤占此链碱基量的28%，则另一条链上腺嘌呤占此链碱基量的百分比为
A．46% B．26%
C．54% D．24%
【解析】解决这类题目的关键是：两条链上的碱基通过氢键连接起来形成碱基对，碱基对的组成遵循碱基互补配对原则，即A与T，G与C配对，其数量关系是A=T，G=C。
在解题时，不仅要准，还要快，在不改变题意的前提下，尽量把题目简化。具体做法是：画出草图：，变抽象为具体，从而使问题简单化，根据碱基互补配对原则，求一条链上的A等于求另一条链上的T。由题意知A＋T占两条链的54%，因此单链上的A＋T占该链的百分数也为54%（分子、分母都减半），而A又占该链的28%，所以T占26%，即另一条链上的A占该链的26%。
【答案】B
20．噬菌体侵染细菌后，在形成子代噬菌体时用来作模板的物质是
A．噬菌体的蛋白质外壳
B．细菌内的蛋白质
C．噬菌体的DNA分子
D．细菌内的DNA分子
【解析】在细菌细胞内，以噬菌体DNA为模板，复制产生许多子代噬菌体DNA，同时以噬菌体DNA为模板，转录形成信使RNA，再以信使RNA为模板翻译形成噬菌体蛋白质外壳。
【答案】C
21．（2001年广东河南高考题）下列关于双链DNA的叙述错误的是
A．若一条链上A和T的数目相等，则另一条链上的A和T数目也相等
B．若一条链上A的数目大于T，则另一条链上A的数目小于T
C．若一条链上的A：T：G：C=1：2：3：4，则另一条链上也是A：T：G：C：=1：2：3：4
D．若一条链上的A：T：G：C=1：2：3：4，则另一条链上为A：T：G：C=2：1：4：3
【解析】本题考查双链DNA分子中碱基互补配对原则。由于双链DNA分子中一条链上的A的数目等于另一条链上的T的数目，一条链上G的数目等于另一条链上C的数目，所以题中A、B、D三项成立。在C项中，一条链上的A等于另一条链上的A不符合碱基互补配对原则，故C项的表达是错误的。
【答案】C
22．“DNA是主要的遗传物质”是指
A．遗传物质的主要载体是染色体
B．多数生物的遗传物质是DNA
C．细胞里的DNA大部分在染色体上
D．染色体在遗传中起主要作用
【答案】B
23．DNA分子自我复制发生在
A．有丝分裂前期或减数第一次分裂前期
B．有丝分裂中期或减数第一次分裂中期
C．有丝分裂后期或减数第一次分裂后期
D．有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期
【解析】从细胞分裂各期特点知：细胞的有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期进行一系列的重要生命活动，如DNA分子的复制、有关蛋白质的合成等，为细胞的分裂做好准备。
【答案】D
24．下列关于遗传密码子的叙述中，错误的是
A．一种氨基酸可能有多种与之对应的遗传密码
B．GTA肯定不是遗传密码子
C．每种密码都有与之对应的氨基酸
D．信使RNA上的GCA在人细胞中和小麦细胞中决定的是同一种氨基酸
【解析】密码子是信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，由于RNA分子中不含碱基T，所以B选择项说法正确。由于信使RNA上的四种碱基组合成的遗传密码子有64种，氨基酸只有20种，所以一种氨基酸可能有多种遗传密码子，A选项说法正确。由于遗传密码子在一切生物体内都是一样的，所以D答案所述正确。因密码子有UAA等终止密码，故C选项说法错误。
【答案】C
25．在DNA水解酶的作用下，初步水解DNA分子可以获得
A．四种核苷酸
B．磷酸、核糖和A、C、G、U四种碱基
C．四种脱氧核苷酸
D．磷酸、脱氧核糖和A、T、C、G四种碱基
【解析】DNA在DNA水解酶的作用下，初步水解DNA分子产物是四种脱氧核苷酸。被小肠吸收进入细胞内，经代谢分解为二氧化碳、水、尿酸等。
【答案】C
26．对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是
A．每条染色体上含有一或两个DNA，DNA分子上含有多个基因
B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C．三者都是生物细胞内的遗传物质
D．生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
【解析】每条染色体含有一个DNA（未复制时）或2个DNA（复制后）。染色体是DNA和基因的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为（复制、分离、组合、传递）。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的遗传作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。
【答案】C
27．DNA在真核细胞内的存在部位可能有
A．细胞核、核糖体、线粒体
B．叶绿体、高尔基体、内质网
C．细胞核、线粒体、叶绿体
D．线粒体、染色体、核糖体
【答案】C
28．下列有关染色体的叙述不正确的是
A．染色体主要由DNA和蛋白质组成
B．染色体是遗传物质的主要载体
C．DNA在染色体上含量基本稳定
D．细胞内的DNA都存在于染色体上
【答案】D
29．用2mol/L的氯化钠溶液溶解细胞核内的DNA的原因主要是
A．DNA在高浓度氯化钠溶液中溶解度大
B．DNA在高浓度氯化钠溶液中溶解度小
C．2mol/L氯化钠能溶解DNA
D．A、B、C三者都正确
【答案】A
30．下列哪一组物质是DNA的组成成分
A．脱氧核糖、磷酸、核酸
B．脱氧核糖、碱基、磷酸
C．核糖、碱基、磷酸
D．核糖、嘧啶、嘌呤、磷酸
【答案】B

二、非选择题
31．将野生鳑鲏鱼受精卵的细胞核除去，然后注入金鱼受精卵的细胞核，由这样的受精卵发育成的成鱼具备金鱼和鳑鲏鱼两个亲体的性状。该实验说明生物的遗传是_________。
【解析】生物的性状是由遗传物质控制的，遗传物质主要存在于细胞核中，细胞质中也含有少量的遗传物质，该成鱼具备金鱼和鳑鲏鱼两个亲本的性状，说明生物的遗传既受细胞核（金鱼提供）内遗传物质的控制，又受细胞质（鳑鲏鱼提供）内遗传物质的控制。
【答案】细胞核和细胞质共同作用的结果
32．已知有荚膜的肺炎球菌引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎球菌对动物无害。请仔细阅读下列实验过程和结果：
（1）注射有荚膜菌→使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌（如下图）
（2）注射杀死的有荚膜菌→对动物无害→动物体内不出现有荚膜菌（如下图）
（3）注射无荚膜菌→对动物无害→动物体内出现无荚膜菌（如下图）
（4）注射无荚膜菌加杀死的有荚膜菌→使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌后代有荚膜菌使动物死亡（如下图）
（5）注射无荚膜菌加由杀死的有荚膜菌中提取的DNA→使动物死亡→动物体内出现有荚膜菌后代有荚膜菌使动物死亡（如下图）
（6）注射无荚膜菌加由杀死的有荚膜菌提取的蛋白质→对动物无害→动物体内出现无荚膜菌（如下图）
根据以上实验结果，可以说明：___________________________。
【解析】注射无荚膜菌加杀死的有荚膜菌，使动物死亡，动物体内出现有荚膜菌。注射无荚膜菌加由杀死的有荚膜菌中提取的DNA，使动物死亡，动物体内出现有荚膜菌，注射无荚膜菌加由杀死的有荚膜菌提取的蛋白质→对动物无害→动物体内出现无荚膜菌。说明有荚膜菌中提取的DNA可使无荚膜菌转化为有荚膜菌，有荚膜菌提取的蛋白质则不能。进而说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
【答案】①注射无荚膜菌加杀死的有荚膜菌，可使无荚膜菌转化为有荚膜菌；②DNA可使无荚膜菌转化为有荚膜菌；③DNA是遗传物质；④蛋白质不是遗传物质
33．根据遗传信息传递的规律，填写下表，丙氨酸的密码子是GCA，GCC，GCG，GCU。
DNA （1）
（2） C
信使RNA
转运RNA A
氨基酸 丙氨酸
【解析】解题的思路是先根据已知的碱基（转运RNA上的碱基A）填出信使RNA上相应位置上的碱基U，再根据信使RNA上的已知碱基U选定丙氨酸的密码子是GCU，然后根据碱基互补配对原则即可写出信使RNA的模板链（1）上的碱基，最后仍然根据碱基互补配对原则可求出另一条DNA链（2）上的碱基。
【答案】DNA双链：（1）CGA（2）GCT信使RNA：GCU转运RNA：CGA
34．（2003年上海高考题）下面是关于生命科学发展史和科学方法的问题。
（1）孟德尔在总结了前人失败原因的基础上，运用科学的研究方法，经八年观察研究，成功地总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。请回答：
①孟德尔选用豌豆为试验材料，是因为豌豆各品种间的___________________________，而且是_________和_________植物，可以避免外来花粉的干扰。研究性状遗传时，由简到繁，先从_________对相对性状着手，然后再研究_________相对性状，以减少干扰。在处理观察到的数据时，应用_________方法，得到前人未注意到的子代比例关系。他根据试验中得到的材料提出了假设，并对此作了验证实验，从而发现了遗传规律。
②孟德尔的遗传规律是____________________________。
（2）今年是DNA结构发现50周年。1953年，青年学者沃森和克里克发现了DNA的结构并构建了模型，从而获得诺贝尔奖，他们的成就开创了分子生物学的时代。请回答：
①沃森和克里克发现的DNA结构特点为____________________________。
②组成DNA分子的四种脱氧核苷酸的全称是____________________________________。
【解析】孟德尔是遗传学的奠基人，他选用豌豆作遗传材料，优点是：豌豆能严格自花传粉，而且是闭花授粉；品种之间具有易区分的性状，例如高茎和矮茎。
孟德尔取得成功的主要原因有三个：一是选用豌豆作实验材料；二是先针对一对相对性状进行研究，再针对二对以上相对性状进行研究，三是采用统计学的方法。
沃森和克里克于1953年提出了著名的DNA双螺旋模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础，开始了分子生物学时代。组成DNA的脱氧核糖核酸共有四种：腺嘌呤脱氧核糖核酸、鸟嘌呤脱氧核糖核酸、啶脱氧核糖核酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核酸。
【答案】（1）①相对性状易于区分 自花传粉 闭花授粉 二 二对以上 统计②基因的分离规律、基因的自由组合规律（2）①双螺旋结构②腺嘌呤脱氧核糖核苷酸、鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸、胞嘧啶脱氧核糖核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸
35．下图为人体内蛋白质合成的一个过程。据图分析并回答问题：
（1）图中所合成多肽链的原料来自_________和_________。
（2）图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的_________步骤，该步骤发生在细胞的_________部分。
（3）图中（Ⅰ）是_________。按从左到右次序写出（Ⅱ）_________内mRNA区段所对应的DNA碱基的排列顺序_________。
（4）该过程不可能发生在_________。
A．神经细胞 B．肝细胞
C．成熟的红细胞 D．脂肪细胞
【解析】考查基因控制蛋白质的合成过程。本题图示为翻译的过程。以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具，按照碱基互补配对原则，在核糖体上合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程称翻译。翻译过程中需要的原料氨基酸可以是人体从食物中吸收来的，也可以来自人体原有蛋白质的分解或者转氨基作用合成。人成熟的红细胞是特化的细胞，无细胞核，因此不能控制蛋白质的合成过程。
【答案】（1）食物人体 自身合成（2）翻译 细胞质（或核糖体）（3）tRNA（转运RNA）核糖体TGATTCGAA（4）C
36．自1985年我国发现第一例艾滋病病人到现在，艾滋病已传播全国31个省、自治区和直辖市，艾滋病的流行趋势已十分严峻。截至2001年底，专家预测我国艾滋病病毒感染者已超过160万，传播势头迅速。请结合下图的艾滋病病毒（HIV）［提示：HIV是一种球形病毒，外有蛋白质外壳，内有两条RNA分子］侵染人体淋巴细胞及其繁殖过程的图解，回答下列问题：
（1）图中3表示病毒正在侵入淋巴细胞，进入淋巴细胞内的是病毒的_________。
（2）图中4至5所示的过程在生物学上称为_________，该过程必须在_________酶的参与下完成。
（3）图6至8是形成病毒RNA的过程，图中6的腺嘌呤与8中的_________相配对。
（4）目前艾滋病病毒在我国传播的途径主要有：通过_________传播；通过_________传播；通过_________传播和通过_________传播。
【解析】本题主要考查对中心法则的理解。试题选择社会、科技发展中的热点问题——艾滋病的传播为命题材料，着重考查转录、逆转录及碱基配对等生物学基础知识以及科普知识中艾滋病病毒传播途径，这些都属于常识范围内知识。从能力方面，着重考查对生物学基础知识的应用能力、识图能力以及图文信息转换能力。解题时，首先要识别图解，辩认病毒的蛋白质外壳和病毒的RNA，联想噬菌体侵染细菌的实验，注入细菌细胞的是遗传物质，蛋白质不进入细胞，第一小题便可解。联系中心法则，4和5的过程是逆转录，即以病毒RNA为模板合成DNA，然后整合到淋巴细胞DNA上。再以DNA为模板转录病毒RNA，最后与病毒的蛋白质外壳组装成艾滋病病毒，完成其繁殖过程。艾滋病病毒的传播途径在我国主要是四条：性传播、输血、母婴、毒品注射。
【答案】（1）两个RNA分子（2）逆转录 逆转录（3）尿嘧啶（U）（4）静脉注射毒品血液 母婴 性
37．上海医学院遗传研究所培育出第一头携带人类白蛋白基因的转基因牛，并研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法。
（1）“转基因动物”是指_________。
A．提供基因的动物
B．基因组中导入了外源基因的动物
C．能产生白蛋白的动物
D．能表达基因信息的动物
（2）“基因表达水平”是指_________。
A．基因中遗传信息的传递速度
B．基因转录信使RNA的速度
C．基因控制蛋白质合成的速度
D．基因控制性状的速度
（3）转基因谷物的种植面积98%分布在3个国家：美国、加拿大和阿根廷，除上述3个国家外，世界上还有哪些主要的粮食出口国_________。
A．中国、印度 B．俄罗斯、巴西
C．法国、澳大利亚 D．英国、德国
（4）转基因西红柿使普通西红柿保存期从4天提高到4个月，产量从75000kg/hm2提高到90000kg/hm2，这说明_________。
A．转基因产品都能实现高产
B．转基因科学研究取得了质的飞跃
C．高科技都与人们的生活密切相关
D．生物技术孕育了高产优质蔬菜
【答案】（1）B（2）C（3）C（4）D
38．某生物体的体细胞中，有10对同源染色体。生殖细胞里的DNA总计约有7×109个脱氧核苷酸对。假设：每个基因中平均含有脱氧核苷酸1.4×104个。
（1）该生物的生殖细胞中，平均每个染色体上最多含有的基因数目是_________。
（2）该生物的体细胞中，全部DNA共有的碱基或脱氧核糖的数目是_________。
【解析】每个基因中平均含有脱氧核苷酸1.4×104个，而此体细胞中DNA总计约有2×7×109个脱氧核苷酸对，共有10对同源染色体，因此平均每个染色体上最多含有的基因数目是（2×7×109）/（2×10×1.4×104）=105。该生物体细胞全部DNA共有的碱基或脱氧核糖的数目是1.4×1010×2=2.8×1010。
【答案】（1）1×105（2）2.8×1010植物的激素调节
【学习目标】
1．知道植物的向性运动。
2．知道生长素的发现。
3．知道其他植物激素在植物体内的分布、合成，主要生理作用及相互间的协调作用。
4．理解植物生长素的生理作用及在农业生产中的应用。
【学习障碍】
1．理解障碍
(1)如何理解植物的向性运动及重要意义？(2)如何将生长素发现过程中的几个重要实验系统化？
(3)如何理解植物生长素的生理作用和作用特点——双重性？(4)如何解释植物的向性运动？
2．解题障碍
(1)用植物生长素的运输作用及作用特点等——判断、解释植物的向性运动和生产生活中的实际问题。
(2)分析实验结果，解释实验现象的问题。
【学习策略】
1．理解障碍的突破
(1)用“并列比较法”理解植物的向性运动。
植物体没有神经系统，但对外界刺激仍能发生反应，具有应激性。
植物所受外界刺激有单一方向的也有不定向的，所以运动分两种形式——向性运动和感性运动。
向性运动是指植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。向性运动的运动方向与刺激方向有关(朝着刺激或背离刺激)，向性运动产生的基础是生长部位两侧生长速率不同，生长速率不同起因于两侧生长素浓度不同，两侧生长素浓度不同是外界单方向刺激(单侧光、重力)引起生长素分布不均匀造成的。
感性运动是植物受到不定向的外界刺激而引起的局部运动。不管外界刺激方向如何，植物的运动方向都是固定的。如含羞草的叶片在受到外界刺激时闭合；合欢的叶片在受到明暗交替的光线刺激后张开或闭合；郁金香的花蕾在变化的温度中开开合合，直至完全开放等。通过比较方能真正理解植物的向性运动。
植物的向性运动在植物生活中具有重要意义。如植物向重力性的生物学意义：一是种子播到土壤中，不管胚的实际方位如何，总是根向下生长，茎向上生长这样使得方位合理，有利于植物的生长发育。二是根向土壤深处生长，不仅可以把植物体固定下来，而且还便于根从土壤中吸收水分和无机盐。三是禾谷类作物倒伏后，它的茎节向上弯曲生长，可以保证植株的生长发育正常进行。这些都显示了植物对于外界环境的适应性。
(2)用“辩证统一”的观点理解生长素生理作用的双重性。
生长素能够促进植物生长。生长素促进生长，是通过促进细胞伸长来实现的。之所以能促进细胞伸长，一方面是因为生长素能诱导细胞壁酸化，使细胞壁松弛，可塑性增加；另一方面是因为生长素促进细胞中RNA和蛋白质的合成，从而促进原生质增多和新的细胞壁物质形成。
生长素的作用与浓度的关系十分密切。首先应明确，每一种器官都有一个促进生长的最适宜的生长素浓度，在适宜浓度范围内，随着浓度的增大，对生长的促进作用逐渐增强；超过最适浓度后，再加大生长素的浓度，对生长的促进作用逐渐减弱；当生长素浓度增大到一定的临界线后，再继续增大则会对生长起抑制作用，此即生长素作用的双重性：一般地说，生长素只有在低浓度时才会促进生长，高浓度时则会抑制生长，这种作用的双重性，突出地反映了它是一种起调节作用的物质。其次要明确，不同的器官促进生长所需的最适生长素浓度不同，同一生长素浓度对不同器官有不同的作用。一般地说，根→芽→茎对生长素的敏感性依次降低，(见下图)根、芽、茎生长的最适浓度分别是10－10mol/L、10－8mol/L、10－4mol/L。促进茎生长的最适生长素浓度对芽和根则具有抑制作用。这就是为什么茎的顶端分生组织产生的生长素分布到下部，既能促进茎的生长，又能抑制侧芽的发育，使植物表现出顶端优势现象的原因。
(3)用“表格法”将生长素的发现过程系统化，便于理解科学家的认识过程和科学的实验方法。

(4)运用“成因法”来解释生物现象。
任何生物现象都有其发生的内在因素，将生长素的运输与植物的向性运动相联系，既能解释发生该生物现象的原因，又能通过现象理解并掌握生长素的运输问题。
生长素的运输分为极性运输和横向运输。极性运输是指从植物体的形态学的上端向下端运输，而不能倒转过来运输。其原因是各细胞底部细胞膜上有携带生长素的载体蛋白，顶端细胞膜上没有这种蛋白质分子，所以生长素只能从细胞底部由载体蛋白质带出再进入下面细胞这种运输不是地心引力的作用所致；生长素在芽尖(生长素产生部位)有横向运输的能力。单侧光照会使向光侧带负电荷，背光侧带正电荷，弱酸性的吲哚乙酸阴离子向带正电荷的背光侧移动，这就引起了横向运输。
植物之所以表现出向光性是因为胚芽鞘尖端，感受单侧光刺激，引起生长素在胚芽鞘尖端横向运输，即生长素从向光的一侧移向背光的一侧。生长素又有极性运输的能力，能从形态学上端向下端运输，运输过程中不再改变生长素在两侧的分布。这样，在胚芽鞘尖端的下部。背光一侧生长素分布得多，生长素能促进细胞的纵向伸长，即背光侧细胞生长得快，向光一侧生长素分布得少，细胞生长得慢，从而使茎弯向光源生长，即表现出向光性。
植物的向重力性是由于当幼苗横放时，幼苗细胞中的平衡石(即淀粉粒)在重力的作用下，下沉在细胞下侧的内质网上，产生压力和电势差，使器官上侧带负电荷，下侧带正电荷，弱酸性的吲哚乙酸阴离子向带正电荷的一侧(器官的下侧)移动，最终使得器官下侧积累了较多的生长素，影响该部位细胞的生长。生长素的浓度对不同器官的影响不一样，根对生长素浓度的反应敏感，而茎对生长素浓度的反应敏感性较差，对于茎来说，靠近地面的一侧生长素的浓度较高，细胞伸长生长较快，而远离地面一侧，生长素的浓度较低，细胞生长较慢。这样一来，茎就背离地面向上弯曲，表现出负向重力性。然而对于根来说，由于它对生长素的反应敏感，较高浓度的生长素会抑制根的生长，因此当靠近地面的一侧生长素的浓度较高时，细胞的生长受到抑制，而远离地面的一侧，却由于生长素的浓度较低而使细胞的生长加快。这样一来，根就向下弯曲，表现出正向重力性。
(5)运用“成因法”来理解植物生长素类似物在农业上的应用。
植物生长素类似物(如萘乙酸、2，4—D等)在农业上的应用一般为：
①促进扦插的枝条生根：通过下面的实验(下图)可以说明生长素具有促进扦插枝条生根的作用。
在农业生产中，对某些不易生根的插条，可先用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端，然后栽插，它可以使切面上的形成层细胞分裂而产生大量薄壁细胞，即愈伤组织，相当于脱分化的过程，愈伤组织能再分化而产生不定根。
②促进果实发育，防止落花落果：果实成熟了，要从树上落下，阔叶树到了秋天叶子要脱落，这都是由于果实或树叶的柄和花托或茎相连的几层细胞分化、死亡、变硬形成干枯的离层，同时细胞分泌纤维素酶，水解离层的纤维素，而使果实或树叶脱落下来。而授粉的花却不脱落，是因为在授粉时，子房同时接受了花粉带来的生长素，这些生长素抑制离层的产生，使花不致脱落而继续发育，又刺激子房(或花托)的细胞长大并分裂。而子房中发育着的幼嫩种子里也能合成大量生长素，这就保证了果实的继续生长、成熟。利用这个原理可以培育出无籽果实，如无籽黄瓜、无籽辣椒、无籽番茄。但有些植物的果实不含种子，如香蕉，这是由于染色体数目方面的原因，不能形成正常精子或卵细胞，故不能受精发育成种子，这类植物的组织本身就能大量合成生长素，因而果实不经授粉就能生长。
③利用顶端优势的原理进行果树整枝修剪、茶树摘心、棉花打顶等，以增加分枝，提高产量。
④农业除草剂：生长素在低浓度时促进植物生长发育，而高浓度时能抑制植物的生长，甚至还能杀死植物，如双子叶植物对生长素的敏感性比单子叶植物高，2，4—D在高浓度时就能杀死双子叶杂草。因此在农业生产上常用其做双子叶植物杂草的除草剂。
(6)运用“图表归类法”理解各种植物激素相互协调，共同调节植物的生命活动。
其他植物激素及其作用
激素名称 产生部位 生理作用 应用
赤霉素 幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里 ①促进茎的伸长，引起植株快速生长②解除休眠和促进萌发 ①促进矮生性植物茎秆伸长②解除种子和其他部位休眠，提早用来播种
细胞分裂素 在高等植物中普遍存在，特别是存在于正在进行细胞分裂的器官(如幼嫩的根尖、萌发的种子、正在发育的果实等) ①促进细胞分裂和组织分化②延缓衰老 蔬菜贮藏中，常用它来保持蔬菜鲜绿，延长贮存时间
乙烯 广泛存在于多种植物的组织中成熟的果实中更多 ①促进果实成熟②刺激叶子脱落，抑制茎的伸长 处理瓜类幼苗，能增加雌花形成率，增产
脱落酸 叶、芽、果实、种子和块茎中都含有一定数量的脱落酸 抑制植物的细胞分裂，也能抑制种子的萌发 落叶与棉铃在未成熟前的大量脱落
各种植物激素生理功能不同，但可分为两类：一类是具有明显促进生长发育的功效，如生长素、赤霉素、细胞分裂素；另一类则主要抑制生长发育，如脱落酸。植物的个体发育受多种激素的调节，不同时期有不同的激素起主导的调节作用，多种激素相互协调，共同完成，对植物生命活动的调节。如生长素促进植物生长主要在于促进细胞纵向伸长，随着生长素浓度的不断增高，这种促进细胞纵向伸长的功效就越强。但当生长素浓度增高到一定程度时，就会促进乙烯的合成，乙烯一方面抑制细胞纵向伸长，同时促进细胞横向扩大，这说明生长素诱导乙烯的合成。在不同时期，两者分别促进细胞纵向伸长和横向扩大，从而协调控制细胞的生长。
2．解题障碍的突破
运用“层析综合法”判断、解释植物的向性运动和生产生活中的实际问题，分析实验结果、解释实验现象。
解决上述问题需将植物生长素的运输、生长素的生理作用和作用特点——双重性等综合考虑。
［例1］下图所示是对燕麦胚芽鞘进行的向光性实验(图中锡箔套不透光，云母片具不透水性，箭头表示单侧光照)。图中能向光源弯曲生长的是
A．甲、乙B．乙、丙C．丙、丁D．甲、丁
解析：用“层析综合法”解。植物茎的向光性是由于单侧光照引起生长素分布不均匀所致。单侧光使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，因此，背光一侧比向光一侧生长快，结果向光源弯曲生长。但应注意的是，感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端，而发生弯曲的部位是胚芽鞘尖端下面的一段。也就是说，只有胚芽鞘的尖端受到单侧光照射后，才会使尖端合成的生长素先横向运输，再向下运输较多地转移到背光一侧，结果使尖端下面一段背光一侧生长快。
根据上述分析可知：甲图胚芽鞘尖端不能得到单侧光照射，不会引起生长素分布不均匀，因而直立生长；乙图胚芽鞘尖端受到单侧光照射，引起生长素在尖端发生横向运输，使尖端背光侧生长素多，向下运输使尖端下面一段背光侧生长快，结果是胚芽鞘向光弯曲生长；图丙和图丁中胚芽鞘尖端均受单侧光照射，但由于云母片插入的部位不同，导致了不同的结果。丙图中云母片插在胚芽鞘尖端下面一段，不影响生长素的横向运输，再向下运输后，使背光侧生长素分布得多，生长快，所以胚芽鞘向光弯曲生长；丁图中云母片插在胚芽鞘尖端，使尖端的生长素不能向背光侧横向运输，因而胚芽鞘直立生长。答案：B
［例2］下图表示用云母片(具不透水性)插入燕麦胚芽鞘尖端部分，从不同方向照光，培养一段时间后，胚芽鞘的生长情况是
A．甲向右弯，乙不弯曲，丙不弯曲 B．甲向左弯，乙向右弯，丙不弯曲
C．甲向左弯，乙不弯曲，丙向左弯 D．甲不弯曲，乙不弯曲，丙向右弯
解析：用“层析综合法”解。本题主要考查对生长素作用原理的掌握情况以及对实验结果的分析能力。
胚芽鞘的尖端能产生生长素，并从尖端输送到下部，促进下部生长。单侧光照可以引起生长素分布不均，向光的一侧生长素分布得少，细胞生长慢；背光的一侧生长素分布多，细胞生长快，结果胚芽鞘向生长慢的一侧弯曲，表现出向光性。甲图尖端被云母片分隔为左右互不相通的两部分，生长素只能垂直向下运输，虽受单侧光照，也不会导致生长素在背光侧多，结果是胚芽鞘左右两侧生长素均匀分布，故甲不弯曲。乙图尖端被云母片横截为互不相通的上下两部分，这样即使有单侧光照，也不会导致生长素在背光侧增多，故乙不弯曲。
丙图尖端右侧被云母片横截了一半，虽然是垂直照光，但尖端右侧生长素不能向下运输，只有左侧产生的生长素向下运输，使左侧的生长素分布较多，促使胚芽鞘向右弯曲。答案：D
［例3］在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源可以从窗口射入。将暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟匀速转一周。一星期后幼苗生长状况为下图中的

解析：用“类比分析法”解。植物的生长素的重要生理作用之一是促进植物生长，其证据之一就是植物具有向光性。造成植物向光生长的外因是必须具有单侧光，内因是单侧光引起的生长素分布不均匀。光线使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，因此，背光一侧比向光一侧生长得快(注意，不是细胞分裂得快)，结果，茎就朝向生长慢的一侧弯曲，即朝向光源一侧弯曲，显示向光性。
在本题中有固定光源，如果幼苗固定不动的话，即为单侧光，可让幼苗弯向光源生长。但在本题中，暗箱水平旋转，15分钟转一周，实际上是每隔15分钟幼苗受到一次来自暗箱小窗的光照射，其他时间均无光照射，因此，对于幼苗来说，受到的依然是单侧光照射，只不过每次间隔的时间较长而已。小窗是它能接受到光线的唯一来源。因而，无论间隔多长时间接受到光，它都会一直弯向小窗生长。另外，植物的茎对生长素不敏感，一般的浓度对它来说都属于较低浓度范围，在此范围内，浓度越高，促进生长的作用越强，故幼苗向小窗方向生长。答案：B
【同步达纲练习】
1．对四株具有顶端优势的植株分别进行下列四种处理，有一株长出侧芽，请指出是哪一种处理
A．去顶后在断口上放一琼脂小块 B．去顶后在断口上放一富含生长素的琼脂小块
C．不去顶 D．不去顶，在侧芽上涂以低浓度的生长素
2．要得到番茄的无籽果实，需将一定浓度的生长素溶液滴在该花的子房上，处理该花的时期和条件是
A．花蕾期，不去雄蕊 B．花蕾期，去掉雄蕊 C．开花后，不去雄蕊 D．开花后，去掉雄蕊
3．科学家做如下实验：(甲)把含有生长素的琼脂小块，放在一段燕麦胚芽鞘的上端，把另一块不含生长素的琼脂小块作为接受块放在下端；(乙)把一段胚芽鞘倒转过来，做同样实验(如下图)
(1)接受块中，含生长素的是_________，不含生长素的是_________。
(2)实验_________中的胚芽鞘能继续生长，实验_________中的胚芽鞘不能继续生长。
(3)通过实验说明：____________________________________________。
4．下图表明白杨树的主干上端，A、B、C、D分别为其生长正常的侧芽。请分析：
(1)这些芽发育成枝的顺序是_________________。
(2)生长素主要由_________处产生，以_____________方式运输积累于_________处。
(3)如剪去顶芽，则A芽将_________，原因是_________。此时，_________处的生长素浓度最高，_________处生长素浓度最低。
(4)上述现象称_________，它证明了生长素促进生长作用的_________特性。这种特性是指____________________________________________。
5．根据下图回答问题：
(1)图中植物根的生长现象称为____________，茎的生长现象称为_________，在生物学上可将它们归类于_________。
(2)图中A、B、C、D四处，生长素浓度比较高的是_________处，细胞生长速度较快的是_________________。这种变化引起的原因是___________________。
参考答案【同步达纲练习】1．解析：运用“层析法”。顶端优势现象的产生是由于顶芽产生的生长素向下运输，大量积累在侧芽部位，使侧芽部位生长素浓度过高，从而使侧芽生长受到抑制。促使侧芽生长的措施，就是要设法降低侧芽部位的生长素浓度。A放上的琼脂小块不起作用，相当于去顶；B为生长素向下运输，C为正常生长情况；D加大了侧芽部位的生长素浓度。答案：A2．解析：运用“层析法”。培养无籽番茄，必须防止自然授粉。开花后花粉已落在雌蕊柱头上完成了授粉，因此要得到无籽果实，需在花蕾期去掉雄蕊，来阻止传粉和受精的发生。若不去雄蕊，即使花蕾期滴以一定浓度的生长素溶液，开花过程中仍可授粉，结出有籽果实来。答案：B3．解析：运用“层析法”。生长素的运输是极性运输，只能从植物体的形态学上端向下端运输，即只能从a端运到b端，而不能倒转运输。在甲组实验中燕麦胚芽鞘虽被切去顶端，但上端含有生长素的琼脂小块可以为其提供生长素，并能正常向下运输，所以该段胚芽鞘仍能生长。答案：(1)A B (2)甲 乙 (3)生长素的运输是极性运输，只能从植物的形态学上端向下端运输4．解析：运用“层析综合法”。顶芽产生的生长素，不断向下运输，在侧芽部位积累，使侧芽的生长受到抑制，距顶芽越近，生长素积累的越多，即浓度越大，所以从A到D生长素依次降低，抑制作用也就依次减弱。答案：(1)DCBA (2)顶芽 主动运输 侧芽 (3)迅速发育为枝条 切除顶芽后A处生长素浓度降低，解除了对A芽生长的抑制作用 B D (4)顶端优势 双重性 低浓度促进生长，高浓度抑制生长5．解析：运用“层析综合法”。本题应考虑重力影响生长素的分布和根、茎对生长素的敏感性不同。当植物横放后，茎尖和根尖伸长区的近地侧比背地侧生长素浓度高［详见学习策略1—(4)］，对于茎尖伸长区，较高浓度促进生长，因此近地侧比背地侧生长快，茎向生长慢的一侧弯曲(背地生长)；对于根尖，近地侧生长素浓度过高，抑制生长，而背地侧浓度较低，是根生长的适宜浓度，因此背地侧比近地侧生长快，向地生长。答案：(1)向地性 背地性 应激性 (2)C、D A、D 重力作用使D点生长素浓度增大，促使该处茎的生长较快，故茎背地生长；C点生长素浓度增大，抑制该处根的生长，对应的A点生长较快，使根向地生长 生殖的类型
【自学导引】
一、无性生殖
1．概念：不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。
2．种类
(1)分裂生殖：由一个生物体直接分裂成为两个新个体。这两个新个体，大小和形状基本相同。
(2)出芽生殖：在母体的一定部位上长出芽体。芽体长大以后从母体上脱落下来，成为与母体一样的新个体。
(3)孢子生殖：真菌和一些植物，能够产生一种无性的生殖细胞，称孢子。孢子在适宜的环境条件下，能够萌发并长成新个体。
(4)营养生殖：植物体营养器官的一部分，在与母体脱离后，能够发育成为一个新个体。
3．特点：新个体是由母体直接产生出来，新个体所含的遗传物质与母体的相同，因而新个体能够保持母体的一切性状。
4．植物的组织培养
(1)原理：植物细胞具有全能性。
(3)优点：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，而且便于自动化管理。
(4)应用：①可用于快速繁殖植物；②可用于培育无病毒植物。
二、有性生殖
1．被子植物的双受精过程
被子植物的花开放→传粉→花粉粒长出花粉管→两个精子进入胚囊
2．有性生殖
(1)概念：由亲本产生有性生殖细胞，经过两性生殖细胞的结合，成为合子，再由合子发育成新个体的生殖方式。
(2)意义：产生的后代具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活力和变异性，对于生物的生存和进化具有重要的意义。
【思考导学】
1．春季一发芽的马铃薯块茎(如下图所示)?
(1)芽X、Y基因型相同吗 为什么
(2)如果芽X和芽Y都能发育成新个体，这种生殖方式是出芽生殖吗 简述理由。
答案：(1)芽体X、Y基因型相同。都是母体细胞经过有丝分裂产生的。
(2)不是。芽体X、Y都是植物的营养器官(马铃薯块茎)产生的，这种生殖方式属营养生殖。
2．蜜蜂是一种营社会性群居生活的昆虫，在其家庭内有严格的分工，有蜂王和工蜂、雄蜂，你知道它们各是由什么细胞发育来的吗 它们属于什么生殖方式呢
答案：蜂王和工蜂都是由受精卵发育来的，都是有性生殖；雄蜂是由未受精的卵细胞发育来的，属单性生殖(特殊方式的有丝分裂)。
【学法指导】
1．建立知识结构，理解生殖的概念及种类
生殖是生物产生新个体的过程，生殖使不连续的个体生命成为连续的种族生命，生殖是生物体在新陈代谢的基础上，实现种族的繁衍与更新过程。生殖分无性生殖和有性生殖，有性生殖是主要的生殖方式。
2．通过比较，理解无性生殖和有性生殖的区别

3．无性生殖、有性生殖与生物的关系
(1)绝大多数低等生物都能进行无性生殖，高等生物也有不少可以进行无性生殖。
(2)许多生物并不是只有一种生殖方式，它们往往既能进行无性生殖，也能进行有性生殖。如水螅、水绵等生物，在条件较好时往往进行无性生殖方式快速繁殖；而在环境条件相对较差时，则往往进行有性生殖方式，更有利于度过不良环境，绝大多数高等植物既能用种子繁殖(有性生殖)，也能进行营养繁殖(无性生殖)。
(3)无性生殖的方式也能产生生殖细胞，如孢子生殖中的孢子，但这种生殖细胞与配子相比有本质的区别。它无性别之分，不需经过两两结合就能直接发育成后代。
4．关于营养生殖方式及在生产实践中的应用
营养生殖是指高等植物体，由母体直接产生出新个体的生殖方式，它有生殖细胞的产生，但无性别之分，不需经过两两结合，直接产生出新个体。有性生殖是经过两性生殖细胞的结合，产生合子，由合子发育成新个体的生殖方式。
【例题解析】
［例1］(2000年广东高考题)人们常用扦插、嫁接等方法繁殖果树。同有性生殖相比，其主要优点是
A．后代具有更强的生活力 B．后代每年可提前开花结果
C．后代保持亲本性状 D．增强后代变异性
解析：扦插、嫁接等方法是营养生殖，属于无性生殖。其特点是新个体是由母体直接产生出来的，新个体所含的遗传物质与母体相同，因而新个体基本上能够保持母体的一切性状。
答案：C
错因：此题错解的主要原因是无性生殖和有性生殖的特点掌握不牢。无性生殖是通过细胞的有丝分裂(前后代遗传物质保持了稳定性和连续性)产生后代，遗传物质不变，亲本的性状不变。而有性生殖则是通过减数分裂与受精作用完成的，后代具有双亲的遗传性，其特点是后代具有更大的变异性和更强的生活力。
［例2］下列增加个体数的方式中，属于有性生殖范畴的有
A．低等生物的孢子生殖 B．蜜蜂的孤雌生殖
C．蟾蜍未受精的卵细胞经人工刺激后发育成新个体 D．由受精卵发育成新个体
解析：有性生殖是指有性生殖细胞结合为合子，再发育而成新个体的过程，孤雌生殖是一种特殊的有性生殖方式。孢子不是有性生殖细胞，所以孢子生殖是无性生殖。 答案：BCD
错因：此题主要掌握无性生殖和有性生殖的概念，并能根据具体实例区别无性生殖和有性生殖。蜜蜂的孤雌生殖和蟾蜍未受精的卵细胞经人工刺激后发育成新个体，虽然没有生殖细胞的两两结合，但在生殖过程中产生了有性生殖细胞，新个体是由有性生殖细胞直接发育成的，这类生殖方式归为特殊方式的有性生殖，对有性生殖的实质不理解，不能具体分析实际例子，导致本题错选或漏选。
［例3］下列哪种生物不经过减数分裂和受精作用过程就能繁殖后代
A．细菌 B．家兔 C．青蛙 D．小麦
解析：减数分裂和受精作用是进行有性生殖的生物必须进行的过程。有性生殖是经过两性生殖细胞的结合，形成合子，由合子发育成新个体，生物通过减数分裂形成精子或卵细胞，再经过受精作用形成受精卵，家兔、青蛙和小麦就属于这种生殖方式，都必须经过减数分裂和受精作用过程才能繁殖后代。而细菌主要进行分裂生殖，直接由母体产生新个体。 答案：A D
错因：理解减数分裂和受精作用是有性生殖的必须过程是解答本题的关键，否则就容易选错。
［例4］下列有关组织培养的叙述错误的是
A．进行组织培养可选用植物任何组织的一部分细胞进行离体培养
B．组织培养具有取材少，培养周期短，繁殖率高的优点
C．组织培养便于自动化管理
D．组织培养能够培育无病毒植株
解析：植物组织培养所选用的材料一般是芽、茎尖、根尖或花药的一部分，这部分细胞代谢十分旺盛，细胞分裂速度快，一般不含病毒，因此组织培养具有取材少，培养周期短，能培育无病毒植株的特点，另外，组织培养是利用人工配制的培养基，便于自动化管理。组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性，所利用的细胞至少含有细胞核，能分裂，而植物体有些组织细胞如输导组织的导管、管胞已特化成只含细胞壁的组织，故不能用于组织培养。 答案：A
错因：理解组织培养的原理、优点，知道植物体中的部分组织细胞并非完整的细胞是本题正确解答的关键，否则就容易错选。
【基础训练】
一、选择题
1．豌豆和青霉分别属于下列哪一组生殖方式
A．有性生殖和孢子生殖 B．营养生殖和孢子生殖
C．有性生殖和分裂生殖 D．分裂生殖和出芽生殖
答案：A
2．下列哪种生物的生殖方式所产生的后代具有两个亲体的遗传特性
A．处在优良环境中的酵母菌 B．变形虫 C．曲霉 D．玉米
解析：考查生殖方式和有性生殖的意义。处在优良环境中的酵母菌进行出芽生殖，变形虫进行分裂生殖，曲霉进行孢子生殖，只有玉米进行有性生殖，有性生殖的意义是：产生的后代具备两个亲体的遗传性，具有更大的生活力和变异性。 答案：D
3．下列哪种生物子体产生后，母体便不存在了
A．变形虫 B．水螅 C．青霉 D．草莓
答案：A
4．由亲体产生，并且不经过两两结合，直接发育成新个体的是
A．精子 B．卵细胞 C．合子 D．孢子
解析：题干中所说的不经过两两结合、直接发育成新个体的生殖方式为无性生殖，那么亲体产生的这样的生殖细胞应为无性生殖细胞，选项中A、B均为有性生殖细胞，C不是生殖细胞，只有D符合要求。答案：D
5．关于花粉管的叙述错误的是
A．输送精子到胚囊 B．花粉管促进双受精 C．花粉管由花粉粒长出 D．花粉管长度不定
答案：B
6．要使一株苹果树同时结出不同味道的苹果，可采用
A．压条 B．扦插 C．嫁接 D．种子繁殖
解析：符合题目要求的只有嫁接这种生殖方式。因为接穗形成的枝条所结果实的味道与提供接穗的果树所结果实的味道相同，而与提供砧木的果树所结果实的味道不同。 答案：C
7．无性生殖与有性生殖的本质区别是
A．能否由母体直接产生新个体 B．能否进行减数分裂
C．能否形成生殖细胞 D．有无两性生殖细胞的结合
解析：考查无性生殖与有性生殖的概念从两种生殖方式的概念不难看出二者的根本区别是有无两性生殖细胞的结合。 答案：D
8．组织培养的原理是
A．植物细胞的全能性 B．植物细胞高度分化的能力
C．植物细胞的完整性 D．植物细胞质壁分离和复原的能力
答案：A
9．对于植物组织培养的叙述不正确的是
A．必须在无菌条件下进行 B．可以培育无病毒植株
C．在人工培养基础上先形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成完整的植株
D．培育出的新个体不一定具有亲体的优良性状
解析：植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物体器官或组织的一部分切下来，放在适当的人工培养基上进行培养，产生愈伤组织，愈伤组织进一步分化产生出植物的各组织和器官，进而发育成一棵完整的植物。这是一种无性繁殖方式，形成的后代仍然能保持亲体的优良性状，由于该培养过程在无菌条件下培养，并且选取的根尖、茎尖中不含病毒，因此可培育无病毒植株。
答案：D
10．关于被子植物双受精的叙述错误的是
A．两个精子分别与卵细胞和两个极核受精 B．双受精作用都是在胚囊内完成
C．被子植物形成一粒种子，需要两个精子 D．两个精子参与受精后，都形成幼体的一部分
解析：考查被子植物双受精的过程。被子植物的雄蕊授粉后，两个精子通过花粉管进入胚囊，其中一个精子与卵细胞结合，形成受精卵，受精卵发育成胚，胚进一步发育成幼体；另一个精子与两个极核结合，形成受精极核，发育成胚乳，为种子的萌发提供营养，或者被子叶吸收。与此同时，珠被发育成种皮，整个胚珠发育成一粒种子，因此形成一粒种子需要2个精子。答案：D
11．将香蕉苹果的芽嫁接到国光苹果树上，该芽长成的枝条上结出的是
A．国光苹果 B．香蕉与国光两种苹果
C．香蕉苹果 D．两种味道的苹果
答案：C
12．大蒜常用分开后的蒜瓣插入泥土进行繁殖，这是
A．分裂生殖 B．出芽生殖 C．营养生殖 D．有性生殖
解析：营养生殖是指植物体营养器官(根、茎、叶)的一部分，在与母体脱离后，能够发育成为一个新个体。大蒜的蒜瓣是鳞茎，属变态茎，因此，利用蒜瓣来繁殖大蒜的生殖方式属营养生殖。
答案：C
13．春天，桃树上出现变异枝条，欲将变异的性状保留下来，则应
A．等开花时进行自花传粉 B．等开花时，进行同株异花传粉
C．取下变异枝条嫁接在砧木上 D．等开花时接受异株花粉
答案：C
14．以下哪种方式生殖的生物，演化成一个新物种的可能性最大
A．出芽生殖 B．组织培养 C．动物克隆 D．有性生殖
答案：D
15．假如一个西瓜中有80粒种子，那么在形成这个果实的雌蕊内，参与受精的精子有
A．40个 B．80个 C．160个 D．240个
解析：西瓜在形成种子的过程中，其受精方式为双受精，即花粉管释放的两个精子，一个精子与卵细胞结合，形成受精卵；另一个精子与两个极核结合，形成受精的极核。因此，西瓜形成一粒种子需要2个精子。
答案：C
16．有性生殖的优越性在于
A．繁殖速度快 B．后代具有更大的生活力和变异性
C．后代具有遗传的稳定性 D．后代表现出对恶劣环境的适应
答案：B
17．下列属于生殖的是
A．红骨髓不断产生血细胞 B．根尖生长点细胞不断分裂产生新细胞
C．细菌经过分裂形成新的细菌 D．鸡蛋孵化成小鸡
解析：所谓生殖是产生新个体的过程。A、B都属分裂，未产生新个体，D项属发育，只有C项属生殖，这是细菌的分裂生殖。 答案：C
18．下列各组生物中，代谢类型和生殖方式完全相同的是
A．硝化细菌和大肠杆菌 B．蓝藻和团藻 C．小麦和马尾松 D．酵母菌和水螅
答案：C
19．下列四种细胞不是生殖细胞的是
A．精子 B．卵细胞 C．受精卵 D．孢子
答案：C
20．下列关于克隆生物的叙述，不正确的是
A．克隆属于无性繁殖 B．后代保持了亲本的性状
C．克隆会导致后代的衰退 D．后代有更强的生活力有利于进化
答案：D
二、非选择题
21．有性生殖与无性生殖相比，是一种比较优越的生殖方式，因为有性生殖产生的后代__________________________________。
答案：具有双亲的遗传性，具有更强的生活力和变异性
22．下图表示某被子植物胚珠结构图，据图回答：
(1)输送精子的是［ ］_________，它是由_________萌发长出的。
(2)双受精过程都是在［ ］____________内完成的。
(3)一个精子与［5］_________受精，形成_________，最终发育成胚；另一个精子与［4］_________受精，形成_________，发育成胚乳。
(4)被子植物只有在进行_________生殖的时候，才有上述过程发生。
(5)当植物缺硼时，往往影响图中［ ］_______的形成，使受精作用不能顺利进行。
答案：(1)１ 花粉管 花粉粒 (2)３ 胚囊 (3)卵细胞 受精卵 极核 受精极核 (4)有性 (5)１ 花粉管
23．用P→a→F表示无性生殖模式，P为母体，F为子体，在不同的无性生殖中，a则为不同的名称。请回答：
(1)在出芽生殖过程中，a表示_________；在孢子生殖过程中，a表示_________。
(2)嫁接属_________生殖，它的优点是_________________________。
(3)实验证明，植物细胞具有全能性：把某些部位的细胞进行组织培养，即能得到一株植物体，并且子代与亲代又具完全相同的性状。两者性状完全相同是因为_____________。
(4)动物细胞也具全能性，目前尚不能将动物组织培养成一个动物体，但若将某动物个体的体细胞核移植到卵细胞质中后，这个细胞即可在一母体子宫内发育成一个与供核体基本相同的“克隆”动物，这一事实说明____________________________________。
答案：(1)芽体 孢子 (2)无性 使后代保持亲本的优良性状 (3)具有相同的遗传物质 (4)动物细胞的细胞核具有全能性，卵细胞的细胞质能使其全能性表达
24．下图是酵母菌细胞质、核不均等分裂图：
(1)这种分裂是酵母菌的_________生殖。
(2)啤酒的风味主要取决于所采用的酵母菌株，某酒厂的菌株使用了30多年，繁殖了三千余代，风味不减当年，其主要原因是__________________。
(3)酿制甜酒时，为什么总是先来“水”，后来“酒”_______________。
(4)糯米饭酿制成甜酒后，其干物质的重量会_________，原因是_______________。
答案：(1)出芽 (2)无性生殖能保持亲本的优良性状 (3)先主要进行有氧呼吸，产生大量的水，造成缺氧环境，再进行无氧呼吸产生酒精 (4)减少 淀粉被分解成葡萄糖，葡萄糖再被分解成CO2、H2O和酒精等，同时产生的大量CO2被释放到空气中
25．下图是水螅产生后代的两种方式：一种是把水螅切割成两部分，结果两部分都长成了与母体相同的新个体；第二种是水螅的某一部位长了一个芽体，芽体逐渐长大，结果长成与母体相同的新个体，然后脱离母体。
试问：其中第二种属_________图表示的生殖，其生殖方式为_________；而另一种属于生物的_________。
答案：乙 出芽生殖 再生
【应用创新】
下图为科学家培育生物的几种程序图，请据图分析：
(1)a、b、c三种细胞中，哪些是通过有丝分裂产生的？_________。哪些是通过减数分裂产生的？_________。
(2)甲、乙、丙三个个体各是通过什么生殖方式产生的？甲：_________，乙：_________，丙：_________。
答案：(1)c a和b (2)有性生殖 孤雌生殖 无性生殖
【备课资料】
1．被子植物花粉粒的形成
被子植物的花粉粒是由花粉囊里的小孢子母细胞(也叫做花粉母细胞)发育而成的。每个小孢子母细胞经过减数分裂，形成4个细胞，叫做小孢子。每个小孢子细胞内的染色体数目都比小孢子母细胞的减少一半。初始形成的4个小孢子排列在一起，以后相互分离，形成4个单核的花粉粒。
单核花粉粒形成不久，便进行一次有丝分裂，形成2个细胞：一个是营养细胞，另一个是生殖细胞。营养细胞一般比生殖细胞大，而且里面贮存有营养物质。有些植物的生殖细胞接着又进行有丝分裂，形成2个精子，这样，成熟的花粉粒中就有3个细胞。有些植物的生殖细胞的分裂是在花粉管中进行的，因此，成熟的花粉粒中只有两个细胞(如下图)。
花粉粒的结构示意图
2．被子植物胚囊的形成
被子植物的胚囊是由胚珠内的大孢子母细胞发育而成的。大孢子母细胞经过减数分裂，形成4个细胞，都叫做大孢子，每个大孢子细胞内的染色体数目都比大孢子母细胞的减少一半。这4个细胞排成一纵行，其中靠近珠孔的3个细胞退化，里面的1个细胞发育成为早期的胚囊。
早期的胚囊不断地从周围的组织中吸收养料，体积增大，细胞核连续进行3次有丝分裂，但是每次核分裂以后，并不接着就进行细胞质分裂，因此，就形成了具有8个细胞核的胚囊。开始时，这8个细胞核分别位于胚囊的两端，每端各4个。接着，每端各有1个细胞核移到胚囊的中央，这就是极核。靠近珠孔端的3个细胞核发育成3个细胞，也就是1个卵细胞和2个助细胞。另一端的3个细胞核也发育成3个细胞，叫做反足细胞(如下图)。 DNA的粗提取与鉴定
【课前复习】
在实验前如果先来回顾细胞的结构、DNA存在的部位、染色质的主要成分、渗透作用的原理、生物组织中有机化合物鉴定的方法等知识，既有利于掌握新知识，又便于将新知识纳入知识网络中。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．用蛋白酶对细胞核中能被碱性染料染色的物质进行处理，得到了一些细丝，这些丝状物可能是
A．蛋白质 B．DNA
C．RNA D．脱氧核苷酸
解析：细胞核中被碱性染料染色的物质应是染色质或染色体，染色质的化学成分为蛋白质和DNA，用蛋白酶处理，因为酶的专一性，只会分解蛋白质而不会对DNA有分解作用，所以保留下来的应该是DNA丝。
答案：B
2．人的红细胞的寿命较短，这一事实体现了
A．环境因素的影响 B．功能对寿命的决定
C．核质相互依存的关系 D．遗传因素的作用
解析：因为人和哺乳动物成熟的红细胞没有核，所以寿命较短，反映了核质之间的相互依存的关系。
答案：C
3．真核细胞是由_____________、_____________、_____________构成，细胞核又包括_____________、_____________、_____________、_____________（染色体），染色质主要由____________组成。
答案：细胞膜　细胞质　细胞核　核膜　核液　核仁　染色质　DNA和蛋白质
4．做“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验”时，要根据实验需要选择不同的实验材料。请根据下表所列各种材料回答问题：
各种可供实验的材料
梨 黄桃 胡萝卜 黄豆 花生种子 小麦种子
①其中适合于鉴定糖的是_____________，理由是_________________________，鉴定试剂用____________。
②小麦种子不如花生种子更适合用来鉴定脂肪，这是因为_____________________，你怎样进行鉴定？_____________________。
③适合于鉴定蛋白质的是____________，理由是_____________，鉴定所用的试剂是____________。
解析：用特定的颜色反应来鉴定生物组织中的各成分首先要考虑到取材，选取的材料应是该成分含量相对较多，并且颜色尽量浅淡或无色，以减少对实验效果的影响；其次要考虑提取的方法；第三要知道鉴定的方法。
答案：①梨　梨的组织细胞颜色为白色，并且糖含量较高　斐林试剂　②小麦种子的脂肪含量不如花生种子高，也不容易做切片　用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ试剂鉴定　③黄豆和花生　蛋白质含量高　双缩脲试剂
知新——先看书，再来做一做
填充题：
1．使溶解在NaCl溶液中的DNA析出的原理是_________________________。
2．实验中提取含杂质较少的DNA的原理是__________________________。
3．实验中用作鉴定DNA的试剂是____________；原理是__________________________。
4．实验的方法步骤是：制备鸡血细胞液→提取____________→溶解____________→析出_____________→溶解_____________→析出_____________→用_____________鉴定DNA。
5．将实验各步需加入的物质填入下表中，并回答加入这些物质的目的是什么？
方法步骤 加入物质 目的
1．制备鸡血细胞液 ①
2．提取鸡血细胞的细胞核物质 ②
3．溶解细胞核中的DNA ③
4．析出含DNA的黏稠物 ④
5．滤取含DNA的黏稠物 — ⑤
6．将DNA黏稠物再溶解 ⑥
7．过滤含DNA的NaCl溶液 — ⑦
8．提取含有杂质较少的DNA ⑧
9．DNA的鉴定 A：（1）（2）（3） ⑨
B：（1）（2）
①目的是_________________________。
②目的是_________________________。
③目的是_________________________。
④目的是_________________________。
⑤目的是_________________________。
⑥目的是_________________________。
⑦目的是_________________________。
⑧目的是_________________________。
⑨目的是_________________________。

【学习目标】
1．能够记住获得鸡血细胞的方法。
2．能够解释说明DNA粗提取与鉴定各阶段的实验原理。
3．能够归纳阐述提取鸡血细胞核物质的方法、提取含杂质较少的DNA的方法、DNA鉴定的方法。
4．学会观察提取出来的DNA物质。

【基础知识精讲】
课文全解：
1．实验原理
(1)根据DNA在NaCl溶液中的溶解度，是随着NaCl的浓度变化而改变进行提取。鸟类血液中红细胞有细胞核，细胞核内DNA与蛋白质结合成染色质。利用DNA在0.14 mol／L的NaCl溶液中溶解度最低，而蛋白质此时的溶解度高的特点，可以使DNA与蛋白质分离，形成沉淀析出，通过过滤，得到初提取的滤出物DNA。(2)利用DNA不溶于酒精而细胞中的某些物质能溶于酒精进行提纯，获取含杂质较少的DNA。(3)利用DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色进行鉴定。
2．实验材料
鸡血细胞液：先配备10%的柠檬酸钠溶液，按180 mL新鲜鸡血混合100 mL10%柠檬酸钠溶液的比例，立即将血液与柠檬酸钠充分混合，同时用玻璃棒搅拌以免凝血。然后，用离心机以1000转／min的速度离心2 min后，用吸管除去离心管上清液，就可获得所需的鸡血细胞悬液。每组大约需要5～10 mL鸡血细胞悬液。如果无离心机，可将与柠檬酸钠充分混合的血液置于冰箱内，静置一天，使血细胞自行沉淀后，也可获得所需的鸡血细胞悬液。但使用离心机效果更好。
3．试剂与仪器
(1)2 mol/L的NaCl溶液：称取117 g的NaCl，加蒸馏水至1000 mL，使之完全溶解，即可获得2 mol/L的NaCl，须按此配方配备大量的2 mol/L的NaCl。
(2)二苯胺试剂：A液—1.5 g二苯胺溶于100 mL冰醋酸中，再加1.5 mL浓硫酸，用棕色瓶保存。B液—体积分数为0.2%的乙醛溶液。实验前，将0.1 mL的B液加入到10 mL的A液中，现用现配。
(3)0.015 mol/L的NaCl溶液：称取0.88 g NaCl加蒸馏水至1000 mL，使之完全溶解。
(4)塑料杯和试管：DNA易吸附在玻璃器皿上，用塑料杯和试管可减少提取过程中DNA的损失。
4．实验方法与步骤
为方便理解和记忆，将方法步骤归纳如下表。
实验内容 方法步骤 原理
一、提取DNA (1)提取细胞核物质：取5～10 mL鸡血细胞悬液注入50 mL烧杯中，加蒸馏水20 mL，同时，用玻璃棒沿一个方向快速充分搅拌，使血细胞过度吸水破裂，细胞核内物质释放出来，然后用纱布过滤取其滤液于500 mL烧杯中 见实验原理（1）
(2)溶解核内的DNA：在滤液中加入2 mol／L的NaCl40 mL，并用玻璃棒沿一个方向搅拌1 min，核中DNA游离并充分溶解，染色质中的DNA和蛋白质分离
(3)析出含DNA黏稠物：沿烧杯内壁缓慢加入蒸馏水，同时用玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌。由于溶液浓度的下降，使得DNA溶解度下降，蛋白质溶解度上升，DNA析出成白色丝状黏稠物，当黏稠物不再增加时，停止加入蒸馏水。（这时溶液中NaCl的物质的量浓度相当于0.14 mol／L）
(4)滤取含DNA黏稠物：用多层纱布过滤，取纱布上DNA的黏稠物
二、提纯DNA (5)DNA黏稠物再溶解：取含DNA黏稠物于50 mL烧杯内，加入2 mol/L的NaCl溶液20 mL，用玻璃棒沿一个方向不停搅拌3min，使黏稠物尽可能多地溶解
(6)过滤含DNA的NaCl溶液：用两层纱布过滤DNA的NaCl溶液，取其滤液
(7)提取含杂质较少的DNA：在滤液中加入冷却的无水乙醇，并用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌，由于DNA不溶于酒精，会出现乳白色丝状物，用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸去表面的水分 实验原理（2）
三、鉴定DNA (8)DNA的鉴定：两支试管中各加入0.015 mol/L的NaCl溶液5 mL，将丝状物放入其中一支试管中，搅拌使其充分溶解后，向两支试管中分别加入4 mL二苯胺试剂，混匀后沸水浴中加热5 min，待试管冷却后，比较两试管的颜色变化，将发现加入DNA的试管中溶液呈蓝色，从而鉴定DNA的存在 实验原理(3)
问题全解：
9．DNA粗提取与鉴定的实验原理是什么？
见“课文全解1”。
10．DNA粗提取与鉴定的实验中为什么要用鸡血而不用其他动物的血？
鸡红血细胞有核，DNA含量丰富且易得；再者，鸡血细胞很易吸水胀破。而哺乳动物如猪的红血细胞也易获得但无核即无DNA。
11．DNA粗提取与鉴定实验的方法步骤以及各步骤的目的是什么？
方法步骤见“课文全解4”，目的见每一步骤的标题。
12．DNA粗提取与鉴定的实验成功的关键及注意事项是什么？
见“方法点拨3”。

【学习方法指导】
1．做好实验的前提条件是首先必须理解和掌握实验原理，明确方法步骤。
2．要在充分预习的基础上，运用比较的方法，与以前做过的类似实验进行对比分析以找出异同点。如提取生物组织中的物质主要用研磨的方法，但本实验中用的是吸水涨破法；鉴定物质用特定的颜色反应的方法。
3．实验中应抓住关键并注意以下几点：
(1)制备鸡血细胞液时，鸡血要在180 mL左右，并且在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂，使血液分层，取下层血细胞沉淀。
(2)获取较多DNA的关键之一是向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，以便使细胞膜和核膜破裂，核内物质释放出来。
(3)实验中共有3次过滤。过滤时使用的纱布层数与取其滤液或黏稠物有关。第1、3次要收集其滤液，使用的纱布为1～2层，第2次是要收集其滤出的黏稠物，使用的纱布为多层。
(4)实验中有6次搅拌，除最后一次搅拌外，前5次搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中，各步搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直插烧杯底部，以防止DNA分子断裂。
(5)实验中有两次使用蒸馏水。一次在第1步，加水是为了使血细胞吸水膨胀破裂，加水后必须充分搅拌，不应少于5 min，使血细胞充分破裂；第二次加蒸馏水是在第3步，加水是为了稀释NaCl溶液。
(6)实验中有三次加NaCl溶液。在步骤2中，当加入NaCl后，必须充分晃动烧杯，使二者混合均匀，加速染色质中DNA与蛋白质分离，使DNA充分游离并溶解在NaCl溶液中。在步骤5中，加NaCl溶液也是为了DNA的再溶解，不过这时溶液中蛋白质含量已很少。在步骤8中，加的NaCl溶液的浓度比前两次低得多，但还是为溶解DNA。
(7)在步骤7中，沉淀DNA必须使用冷酒精(至少在5℃以下存放24 h)，并且将1份含DNA的NaCl溶液加入到2份的冷酒精中。如果悬浮在溶液中的DNA丝状物较少，可将混合液放入冰箱中再冷却几分钟。
(8)盛放鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好是塑料制的，因为玻璃制品表面带电荷，DNA中的磷酸基带相反的电荷，会被吸附于玻璃表面，减少DNA含量。

【知识拓展】
实验原理的补充介绍
1．DNA的释放：DNA位于鸡血细胞的细胞核中，正常情况下不会释放出来。为了使DNA从细胞核中释放出来，实验中采用了向鸡血细胞液中加入蒸馏水并且搅拌的方法。蒸馏水对于鸡血细胞来说，是一种低渗液体，水分可以大量进入血细胞内，使血细胞破裂。同时，再加上搅拌的机械作用，就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂)，于是释放出DNA，当然也有RNA。但是，释放出来的大量DNA和RNA往往与蛋白质结合在一起。
2．将DNA与蛋白质分离：根据二者的特性，即在浓度较高的NaCl溶液(物质的量浓度为2 mol/L)中，核蛋白容易解聚，游离出DNA，而DNA在浓度较高的NaCl溶液中的溶解度很高，Na+与带负电的DNA结合成DNA钠盐。这时DNA在溶液中呈溶解状态。
3．DNA的析出与获取：利用DNA在浓度较低的NaCl溶液中溶解度小的原理，向含有DNA的浓度较高的NaCl溶液中加入大量(300 mL)蒸馏水，稀释NaCl溶液，使DNA的溶解度下降，而蛋白质的溶解度增高(这就是蛋白质的盐溶现象)，从而使二者分离。这时，加上不停地搅拌，溶解度下降的DNA逐渐呈丝状物。再通过过滤，滤去蛋白质，就可以获取DNA的黏稠物了。如果采用离心法则更好。用4000转/min的旋转频率，离心15 min，除去上清液(含有蛋白质)，留下的沉淀物中含DNA。
4．DNA的再溶解：再用较高浓度的NaCl溶液去溶解DNA黏稠物。
5．DNA的沉淀和浓缩除去了蛋白质的核酸溶液，必须再进一步沉淀和浓缩。最常用的方法是酒精沉淀法。就是将含有Na+的DNA溶液，加入到相当于其两倍体积的体积分数为95%冷酒精溶液中，混匀以后可以使DNA沉淀、浓缩，形成含杂质较少的DNA丝状物，悬浮于溶液中。如果出现的丝状物较少，可以将此混合液再放入冰箱中冷却几分钟。浓缩后的DNA丝状物，可以用缓缓旋转玻璃棒的方法卷起(因为玻璃棒有吸附DNA的作用)。

【同步达纲训练】
1．含有DNA的NaCl(0.015 mol/L)溶液中加入二苯胺试剂后，加热煮沸 5 min，溶液呈
A．紫色 B．蓝色 C．砖红色 D．红色
2．DNA不溶解于
A．NaCl溶液B．KCl溶液C．C2H5OH溶液D．MgCl2溶液
3．细胞中提取DNA所用的提取液是
A．NaCl溶液 B．酒精 C．二苯胺 D．柠檬酸钠
4．在实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是
①DNA在NaCl的物质的量浓度为0.14 mol/L时溶解度最低　②DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出
A．两次都是① B．两次都是②
C．第一次是①，第二次是② D．第一次是②，第二次是①
5．向溶解DNA的NaCl溶液中，不断加入蒸馏水的目的是
A．加快溶解DNA的速度
B．加快溶解杂质的速度
C．减少DNA的溶解度，加快DNA析出
D．减少杂质的溶解度，加快杂质的析出
6．对三次过滤的叙述中，不正确的是
A．第一次过滤后，核物质存在于滤出的固体物中
B．第二次过滤后，使用多层纱布，DNA存在于纱布上的黏稠物中
C．第三次过滤后，DNA存在于滤液中，可进一步除去非DNA物质
D．上述B、C均正确
7．DNA在NaCl溶液中的溶解度有二重性，随着NaCl溶液浓度的变化而变化。
(1)请在下列浓度的NaCl溶液中，选出能使DNA析出最彻底的一种和溶解度最高的一种
A．0.14 mol/L B．2 mol/L
C．0.15 mol/L D．0.3 mol/L
(2)欲使溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液中的DNA析出，需降低NaCl溶液的浓度，最有效的方法是
A．加蒸馏水 B．加矿泉水
C．加清水 D．加生理盐水
(3) DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质却可以溶于酒精溶液，利用这一原理可以____________，可以推测溶于酒精的物质中可能有__________________________。
(4) 利用DNA遇____________呈蓝色的特性，将该物质作为鉴定DNA的试剂。其实验过程要点是向放有____________的试管中加入4 mL的____________。混合均匀后，将试管置于____________5 min，待试管____________，观察试管中溶液颜色的变化。这个实验也说明DNA耐____________温，前次温度有利于____________，后次温度则有利于DNA____________。
8．粗提取DNA的原理是__________________________，纯化粗提取DNA的原理是__________________________。
9．在此实验中，具有和蛋白水解酶相似作用的物质是
A．蒸馏水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．盐酸
10．关于DNA粗提取的实验材料的选择，也经过了多次实验效果的比较，最终选择鸡血做实验材料的原因是什么
(1)鸡血细胞中红细胞_____________，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中____________细胞数目较多，可以提供丰富的____________。
(2)实验前由老师制备血细胞液供同学们做实验材料，而不用鸡全血，主要原因是___________________________。
(3)生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后，结果是___________________，这是因为这些动物和人类一样，_____________________。
11．该实验中有六次用玻璃棒搅拌。第一次搅拌加蒸馏水的鸡血细胞悬液是为了_____________；第二次搅拌加2 mol/L的NaCl溶液的滤液是为了使其与DNA________；第三次搅拌加蒸馏水至0.14 mol/L NaCl溶液是为了_______________________________；第四次搅拌放入纱布上的黏稠物的2 mol/L的 NaCl溶液是为了_______________________；第五次搅拌体积分数为95%的酒精为了____________；第六次搅拌放入丝状物的0.015 mol/L的NaCl溶液是为了使____________。


参考答案
1．B　2．C　3．A
4．解析：第一次是利用DNA、蛋白质在0.14 mol/L的NaCl中溶解度不同，既将DNA与蛋白质分离，又将DNA析出，冷酒精能使DNA、蛋白质均沉淀，故只能在基本无蛋白质时，才能用此将DNA析出。
答案：C
5．解析：当NaCl的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低。在溶解细胞核内的DNA时，用的是2 mol/L的NaCl溶液，这时DNA在溶液中呈溶解状态，为了使溶解在该溶液中的DNA析出，需要降低DNA的溶解度，因此需不断加入蒸馏水。
答案：C
6．解析：第一次过滤，核物质存在于滤液中。
答案：A
7．(1)AB　(2)A　(3)除去杂质　某些盐类、蛋白质、糖类或其他大分子物质。(4)二苯胺　DNA　二苯胺试剂　沸水中加热　冷却后　高　加快染色的反应速度　析出
8．NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl的浓度的变化而改变　DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质则可以溶于酒精溶液
9．解析：蛋白水解酶使蛋白质分解，DNA释放，核蛋白与DNA分离，而NaCl溶液也有这些作用。
答案：B
10．解析：(1)鸡红细胞中含有成形的完整的细胞核，而且红细胞数量比较多，因而DNA量也较丰富。(2)鸡的全血包括血浆和血细胞，血浆中无DNA，全血中除去血浆后即是浓缩的血细胞液，DNA的相对含量提高了。(3)哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核，仅靠白细胞和淋巴细胞中的少数DNA，在实验中很难提取到。
答案：(1)含细胞核　红　DNA　(2)鸡血细胞中DNA相对含量高　(3)很难提取到DNA　成熟红细胞中无细胞核
11．加速细胞破裂　混合均匀　稀释NaCl溶液，析出含DNA的黏稠物　使黏稠物尽可能多地溶于溶液中　提取含杂质较少的DNA　DNA充分溶解植物的激素调节
【本章知识框架】
【疑难精讲】
“植物的激素调节”在高中生物教材中是相对独立的部分，与其他章节知识联系较少。其主要内容是：植物的生命活动是由植物体一定部位产生的植物激素进行调节的。该部分是以人们发现和研究得最早的一种植物激素——生长素为例，说明植物激素对于植物生命活动的调节作用，包括生长素的发现过程以及生长素的生理作用等。其中生长素的生理作用及其作用特点是本节也是全章的教学重点。在以往高考试题中，出自本章的题目多数都是围绕这一教学重点来设计问题，考查学生对生长素的生理作用及其作用特点的理解水平和应用能力：如解释植物的弯曲生长及顶端优势原理；解释生产上获得无籽果实、修剪高产稳产的果树树冠及优秀盆景的制作方法和原理；解释同一植物体的不同器官或不同植物体的同一器官，在一定浓度的生长素作用下，表现出不同生长（抑制）现象的原因等。
1．生长素的发现——燕麦胚芽鞘向光性实验
生长素的发现，是前后几代人共同努力的结果，该过程体现出科学家的科学精神，特别是进行科学实验：“提出（发现）问题→提出假设→设计实验证明→假设得出结论”的基本思路，这都是我们在复习时需要掌握的内容。关于燕麦胚芽鞘向光性实验，我们主要把握如下几点：
（1）植物在单侧光照下，具有向光生长的特性——向光性。
（2）产生生长素的部位是胚芽鞘的尖端。
（3）感受光刺激的部位是胚芽鞘的尖端。
（4）向光弯曲的部位是尖端下面的一段。
（5）单侧光照射能改变生长素在植物体内的分布，使向光的一侧分布得少，背光的一侧分布得多，这是由于生长素在植物体内横向运输的结果。
（6）生长素能促进植物的生长，其原理是增大了细胞壁的可塑性，促进细胞体积的伸长，从而导致细胞体积的增大，使植物表现出生长现象。
（7）生长素只能从植物形态学的上端向下端运输，并且是逆浓度梯度运输（主动运输，消耗能量）。
（8）植物体生长旺盛的部位都可以合成生长素，特别是芽尖端的分生组织，生长素的合成不需要光照。
2．生长素作用的双重性
如下图所示，生长素对植物生长的作用表现为双重性：一般情况下，低浓度能促进植物生长，高浓度抑制植物生长。这里所说的浓度高低是相对的，是相对于植物不同的器官而言，生长素的促进、抑制浓度的不同范围而言。
促进植物的不同器官生长，所需要的生长素浓度不同。10－10g·mL－1的质量浓度促进根的生长，但对芽和茎的生长仅有很小的反应。10－8g·mL－1的质量浓度抑制根的生长，却强烈地促进芽的生长。茎生长的最适质量浓度则是10－4g·mL－1，而在这样的浓度下，芽和根的生长都将被抑制。如果再提高生长素的浓度，茎、芽和根的生长将全被抑制，因此，可以得到如下结论：
（1）同一生长素浓度对不同器官作用不同。
（2）同一器官对不同浓度的生长素产生的反应（敏感程度）不同。
（3）在农业生产上，高浓度的生长素可以当作除草剂来使用。
3．生长素的作用原理、极性运输和横向运输
生长素促进植物生长的作用，在于它增大了细胞壁的可塑性，促进了细胞的纵向伸长。而植物茎产生向光生长是由于单侧光引起了茎尖生长素分布不均匀。单侧光使生长素在背光的一侧比向光一侧分布多，从而使背光一侧的细胞纵向伸长比向光一侧快，结果使茎向生长慢的一侧（即朝向光源的一侧）弯曲，表现出向光性。
对于植物向光性主要从以下三个方面进行理解：①单侧光引起茎尖端生长素分布不均匀，使其背光一侧分布较多，向光一侧分布较少；②发生弯曲的部位在茎尖端下面（相当于根尖伸长区的位置）的一段；③含生长素较多的细胞纵向伸长较快，含生长素较少的细胞纵向伸长较慢。
单侧光引起茎尖生长素分布不均匀，暗示了生长素在茎尖（生长素产生部位）有横向运输的能力，即在单侧光的影响下，生长素能从向光一侧移向背光一侧，并不能将生长素分解。发生弯曲的部位在茎尖下部的一段，表明生长素有极性运输的能力，即能从形态学上端向下端运输。生长素含量较多的细胞纵向伸长较快，反之较慢，表明生长素促进生长与其浓度有关。所以说单侧光引起生长素分布不均匀，如果没有生长素的横向运输是难以实现的。同样，没有生长素的极性运输，向光弯曲也是无法发生的。
4．生长素类似物在农业生产上的应用
（1）获得无籽果实：在没有传粉受精的雌蕊柱头上涂抹一定浓度的生长素类似物，能促进果实发育，获得无籽果实（例无籽番茄、黄瓜、辣椒等）。
（2）林木枝条繁育：用一定浓度的生长素类似物浸泡难以生根的林木枝条，促进枝条生根，提高扦插枝条的成活率。
（3）农作物除草剂：生长素类似物的作用与生长素的作用相同，在低浓度时促进植物生长，而高浓度时不仅能抑制植物的生长，甚至还能杀死植物，所以在农业生产上高浓度的生长素常作为植物杂草的除草剂。
5．其他植物激素概述
植物激素是指一些在植物体内合成，并从产生部位运到其他地方，对植物生长发育产生显著作用的微量（1微摩／升以下）有机物。
植物激素一共分成五类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。前三类是促进生长发育的物质，后二类是抑制生长、促进成熟的物质。
这些激素都存在于同一植株中。它们不是孤立的，而是互相影响的。例如，顶端优势是细胞分裂素和生长素共同作用的结果；用细胞分裂素处理侧芽，就能解除顶端优势；生长素的浓度接近或等于生长最适宜浓度时，就开始诱导乙烯的形成，超过这一点时，乙烯的产量就明显增加，反过来对生长起抑制作用。由此可见，植物生长发育的调节过程不是由一种激素决定的，而是由许多激素协调实现的，了解激素之间的相互关系，对于生产实践非常重要，其他四种植物激素的比较见下表：
四种激素比较表
植物激素 形成部位 存在部位 主要生理作用
赤霉素 幼芽、幼根和未成熟的种子、胚等幼嫩组织 高等植物的所有器官 促进细胞伸长；诱导α－淀粉酶的形成；促进植物抽芽和开花；促进雄花的分化等
细胞分裂素 根尖，通过木质部输送到地上部分 高等植物中普遍存在，尤其是正在进行细胞分裂的器官 促进细胞分裂；使细胞体积加大；促进芽的分化；抑制衰老等
乙烯 果实、种子、花、根、茎、叶都可以产生 广泛存在于植物体中 促进果实成熟；促进老叶脱落和衰老；促进次生物质的排出等；促进多开雌花
脱落酸 植物体在生活条件不适宜或生长季节终了时产生 广泛存在于高等植物体中，但在将要脱落或进入休眠期的器官中更多 抑制细胞的分裂和伸长；促进器官脱落；促进休眠、促进气孔关闭等
【学法指导】
《植物的激素调节》一节，包括植物的感性运动和向性运动，生长素的发现，生长素的产生、分布和运输，生长素的生理作用，生长素在农业生产中的作用，其他植物激素，植物激素间的相互作用等七个部分内容。复习时可安排2～3课时完成。
第1课时：结合生长素的发现史、研究性课题等内容，站在设计实验的角度，对生长素的发现过程进行剖析，掌握前人在生长素发现过程中实验设计的基本思路、方法，培养学生的实验设计、实验分析能力。教师可提前布置给学生实验设计任务，让学生课前进行设计，课堂上进行交流，评选出好的实验设计方案，在学习园地展示。
对于达尔文和温特实验，我们着重复习其中之一，要求从实验设计、实验分析角度进行，教师课前设计一个导学提纲，让学生带着问题，通过分析、讨论进行学习、巩固。该部分知识内容多，概念多，要求教师要设计好思路，运用多媒体课件等辅助手段进行训练，能收到更好的复习效果。
第2～3课时：我们采用边练边做的方式，通过设计一系列具体题目，复习巩固生长素的产生、分布和运输、生理作用及在农业生产实践中的应用。通过具体题目的测试，及时了解学生掌握知识的情况，从而修正误差。
植物激素包括的范围较广，可提前安排兴趣小组的同学，查资料，汇报其他激素的生理作用，作为知识的补充。
【典型例题精讲】
［例1］（2002年广东河南高考题）植物地上部分向光生长，根背光生长。取正在萌发的种子贴附在琼脂板上，再将琼脂板插入透明盒内培育，五面遮光，仅从一侧给予光照（见下图）。幼苗根的生长方向将是
A． B． C． D．
【解析】根据题干中给出的“植物地上部分向光生长，根背光生长。”这一结论，对幼苗进行单侧光照，这时幼苗根应该出现背光生长，即向“↘”方向生长。这是由于单侧光照射，改变了生长素在植物体内的分布，背光一侧分布多，茎出现向光生长，而根对生长素的敏感程度高，促进茎生长的浓度则对根的生长表现为抑制，故根向光一侧生长快，表现为背光生长现象。教材中我们学习了植物茎的向光性，没有学习根背光生长，但根据题干我们可以找出相应的答案。【答案】C
［例2］在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，固定光源的光可从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟匀速转一周。一星期后幼苗生长状况为
【解析】一固定光源照射开一小窗的暗箱，如果幼苗固定不动，此为单侧光，可引起幼苗弯向光源生长。依题意，光源固定不动暗箱水平旋转，15分钟转一周，实际上是每隔15分钟幼苗受到一次来自暗箱小窗的光照射，其他时间均无光照射，因此，对于小幼苗来说，受到的依然是单侧光照射，只不过每次间隔的时间较长而已。
（1）由于幼苗是面对单侧光的水平转动，因而容易误解为是全方位的照射光；（2）由于光源固定，为单侧光，学生易理解为幼苗在不同时间接受到不同部位的单侧光照射。
植物的生长素的重要生理作用之一是促进植物生长，其证据之一就是植物具有向光性。造成植物向光生长的外因是必须具有单侧光，内因是单侧光引起的生长素分布不均匀。光线使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，因此，背光一侧比向光一侧生长得快（注意，不是细胞分裂得快），结果，茎就朝向生长慢的一侧弯曲，即朝向光源一侧弯曲，显示出向光性。就本题而言，需要指出的是：（1）植物的茎对生长素不敏感，一般的浓度对它来说都属于较低浓度范围，在此范围内，浓度越高，促进生长的作用越强；（2）对幼苗来说，无论光源在何处，是什么性质的光，都无特别重大的意义，关键是幼苗处于只有一处小窗的暗箱中，小窗是它能接受到光线的唯一来源。因而，无论间隔多长时间接受到光，它都会一直弯向小窗生长。
就生长素的生理作用这部分，在教科书上列举的知识点不多，但比较分散。生长素的发现、向光性、顶端优势均与生长素促进生长及两重性有关，学生如果不能正确地把握原理，或把生长素促进生长的两重性范围任意扩大，必然造成判断上的失误。因此，必须注意每部分知识点所涉及的适用范围，掌握不同器官对生长素的不同敏感度，才能得出正确的结论。【答案】B
［例3］通过人工方法获得无籽果实的措施是
A．在授粉后的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液
B．在未授粉的雌蕊柱头上涂上生长素类似物溶液
C．在未授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液
D．在未授粉的雌蕊柱头上涂上高浓度的生长素类似物溶液
【解析】考查生长素的生理作用。一定浓度的生长素溶液能促进子房发育成果实，正常情况下子房发育成果实所需要的生长素来自发育着的种子，但我们在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液（浓度过高、过低都不能达到效果），也能使子房发育成果实，由于没有受精，所以不结种子，这类措施常用在培育无籽番茄、黄瓜等方面。【答案】C
［例4］下图曲线Ⅲ表示茎伸长生长与植物生长素浓度的关系。如果将同样浓度范围的植物生长素施用于侧芽，则能代表它生长状况的曲线是
A．Ⅰ B．Ⅱ C．Ⅳ D．Ⅴ
【解析】本题通过同一植物的不同器官（茎与侧芽）在同一生长素浓度下的不同生长状况，较好地体现了生长素促进生长的两重性。这一现象称顶端优势，即植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，大量地积累在侧芽部位，从而抑制了侧芽的生长。园艺上修剪树冠，果树的整枝，棉花的摘心以及农业上喷洒高浓度的2，4－D作为麦田除草剂均是利用了生长素作用双重性的原理。【答案】A
［例5］如下图示用燕麦幼苗所做的实验。具体做法如下：
A．切去燕麦幼苗胚芽鞘尖端；B．把燕麦胚芽鞘尖端用不透光的纸遮住；C．完整的燕麦幼苗；D．在胚芽鞘尖端从上向下插入云母片（不能让水透过）；E．用琼脂片把胚芽鞘尖端与下部隔开；F．在燕麦幼苗尖端左侧插入一片云母片。
将F所示的幼苗放在暗室中，其余各幼苗均照以单侧光，试分析各幼苗的生长情况。
【解析】A图所示幼苗无胚芽鞘尖端，所以胚芽鞘尖端以下部位无生长素，故该幼苗不生长。B图所示的幼苗感受光照的胚芽鞘尖端被不透光的纸遮住，所以单侧光无法影响生长素在该幼苗体内的分布，即生长素在B图所示的幼苗中均匀分布，所以该幼苗直立生长。C图所示幼苗在单侧光照作用下，使生长素在其体内的向光一侧分布的少，而在其背光的一侧分布的多，其背光一侧生长较快，所以C幼苗向光（右）弯曲生长。D图所示幼苗，虽然也受单侧光照射，但其胚芽鞘尖端插入的云母片阻止了生长素向背光一侧（左侧）运输，所以生长素在D图所示幼苗的向光一侧与背光一侧生长素均等分布（即在云母片两侧均等分布），所以该幼苗直立生长。E图所示幼苗受光照射后，其尖端生长素分布发生变化，向光一侧分布少，背光一侧分布多，并通过琼脂运输至幼苗下部，使背光一侧生长比向光一侧快，所以幼苗向光（右）弯曲生长。F图所示幼苗胚芽鞘尖端生长素均匀分布，但其插入云母片一侧（左侧）生长素被云母片隔断不能向下运输，而另一侧则能向下运输，所以该幼苗向左侧弯曲生长。
【答案】A图中幼苗不生长；B图中幼苗直立生长；C图中幼苗向光（右）弯曲生长；D图中幼苗直立生长；E图中幼苗向光（右）弯曲生长；F图中幼苗向左侧弯曲生长。
［例6］下图表示植物不同器官对生长素的反应。请观察后据图回答。
（1）促进芽生长的生长素最适浓度是_________M，生长素的这一浓度对根生长的效应是____________________________。
（2）B点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_________，对芽生长的效应是_________。
（3）C点所对应的生长素浓度对茎生长的效应是_________。
【解析】依题意，生长素的不同浓度对植物各器官的影响（促进或抑制生长）是不同的。对不同器官来说，都有各自对应的使生长最旺盛的生长素浓度。
（1）依图可知，在10－8M浓度下，芽的生长最旺盛，此即促进芽生长的生长素最适浓度；但对于根来说，这一浓度为根生长受抑制最强烈的时候，其受抑制几乎达到顶点。
（2）B点是芽与茎受生长素浓度影响曲线的交叉点，无论是位于茎的上升段还是芽的下降段，都是在促进两者的生长。
（3）C点位于横坐标轴上，其促进或抑制均为零，因而对茎生长无影响。
生长素对植物的生长作用具有两重性。在较低浓度范围内，生长素促进植物生长；在较高浓度范围内，抑制植物生长。生长素对植物生长作用的两重性，不同植物种类对生长素浓度反应不一样，同一种生物的不同器官也反应不一样。一般来说，同种植物的根、芽、茎三者相比较，根对生长素最敏感，芽次之，茎最不敏感，往往对茎来说是较低浓度范围，能促进茎生长，但对根来说，已经是较高浓度，抑制其生长。
影响生长素分布的因素有很多，其中单侧光、重力是典型因素。植物根的向地生长以及茎的背地生长均与重力影响生长素分布不均有关。近地面生长素分布较多，对于根即为较高浓度，抑制近地面细胞生长，使远地面细胞生长快，根向下弯曲；茎则相反，近地面细胞由于有生长素的促进，其生长速度快于远地面，表现为向上弯曲生长。因此，在分析生长素作用时，一定要根据不同器官的情况做适当分析，方可得出正确结论。
【答案】（1）10－8　　抑制生长（2）促进生长　促进生长（3）对生长无影响
［例7］（2002年广东、河南高考题）植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多 是因为向光侧的生长素在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了。为此，有人做了下述实验：
（一）实验步骤：将生长状况相同的胚芽鞘尖端切下来，放在琼脂切块上，分别放在黑暗中和单侧光下（见下图）。
（二）实验结果：如下图所示。
（图中c、d、e和f）用一生长素不能透过的薄玻璃片将胚芽鞘分割；琼脂下方的数字表示琼脂块收集到的生长素（1AA）的量。请回答：
（1）图a和b说明什么 ____________________________。
（2）图c和d说明什么 ____________________________。
（3）图e和f说明什么 ____________________________。
（4）通过上述实验可得出什么结论
____________________________。
【解析】属于实验分析，考查学生对实验现象的分析能力和语言文字表达能力。该题要求学生知道生长素的产生部位——顶芽，知道顶芽产生的生长素向下运输。并能够正确识图，找出图中的条件，进行分析。
正常情况下，生长素垂直向下运输，当施加单侧光照后，单侧光照射可引起尖端电荷的改变，使向光一侧带负电荷，背光一侧带正电荷，生长素进入细胞，在细胞内解离为负离子IAA－，向带正电的背光一侧移动，导致生长素背光一侧分布多，向光侧分布少，出现实验所示的结果。
【答案】（1）光并未影响生长素的分解和生长素的向下运输
（2）胚芽鞘被玻璃片分隔成两半，不影响生长素向下运输和琼脂块中收集的生长素数量
（3）单侧光照射促使生长素向背光侧转移
（4）单侧光照射下，向光侧的生长素向背光侧转移，而不是向光侧的生长素被分解
【达标训练】
一、选择题
1．扦插时，保留有芽和幼叶的插枝比较容易生根成活，这是因为芽和幼叶具有以下特点
A．能迅速生长 B．能进行光合作用 C．能产生生长素 D．储存着较多的有机物
【解析】考查生长素的生理作用及主要的产生部位。生长素的生理作用有三：一是促进生长；二是促进果实的发育；三是促进扦插枝条的生根。植物生长旺盛的部分，特别是芽的分生组织及幼叶均能产生生长素，所以保留芽和幼叶的枝条容易生根。【答案】C
2．在农业生产上，用生长素的类似物萘乙酸诱导无籽果实的效果比用天然的生长素要明显，其原因是
A．萘乙酸成本低，用量大，而用吲哚乙酸成本高，用量少，影响效果
B．萘乙酸分子上有两个发挥作用的基团，而吲哚乙酸分子只有一个作用基团
C．植物体内没有分解萘乙酸的酶，可长时间发挥作用；植物体内有分解吲哚乙酸的酶，所以吲哚乙酸不能长时间发挥作用
D．萘乙酸化学性质稳定，不易挥发，可长时间发挥作用；而吲哚乙酸化学性质不稳定，易挥发，不能长时间发挥作用
【解析】在正常的生命有机体内有合成的过程，必然也存在着分解的过程；有促进的过程，也必然存在着抑制的过程。不然这个系统就会崩溃，生命有机体就会死亡，这是符合辨证法则的。在植物体内有合成生长素的过程，同样也存在着生长素的分解过程，这样才能保持生长素的正常生理浓度。在生产上应用生长素及其类似物时，用生长素的类似物的效果明显高于天然的生长素——吲哚乙酸，是因为生长素的类似物具有生长素的生理作用，但植物体无分解它的酶，而使用吲哚乙酸，当吲哚乙酸浓度高出植物体的正常水平时，将很快被植物体内的酶分解掉而恢复到正常水平。【答案】C
3．在子房发育成果实的过程中，所需生长素来自
A．顶端分生组织 B．根尖分生组织 C．侧芽分生组织 D．发育着的种子
【解析】考查子房发育所需生长素的来源。正常情况下，子房发育成种子所需要的生长素来自发育着的种子（胚珠）。【答案】D
4．“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”这是由于生长素分布不均造成的，引起生长素分布不匀的主要原因是
A．温度 B．湿度 C．空气 D．阳光
【解析】单侧光照射能够改变生长素在植物体内的分布，使植物表现出向光生长的特性。对于该题，外界的光线对红杏亦构成的单侧光照，植物表现出向光性。【答案】D
5．下列哪项与植物生长素的作用无关
A．促进生长 B．促进细胞分裂 C．促进果实发育 D．促进扦插枝条生根
【解析】考查生长素的生理作用。在题目给出的选项中，促进细胞分裂是细胞分裂素的作用，不是生长素的作用。【答案】B
6．用不透光的锡箔套在燕麦胚芽鞘尖端下面的一段，在暗室中从左侧照光，胚芽鞘
A．不生长，不弯曲 B．直立生长 C．弯向右侧生长 D．弯向左侧生长
【解析】考查对单侧光引起向光性的理解。题干给出了一个单侧光照射的情景，根据所学知识我们知道：感受单侧光照射是胚芽鞘的尖端，弯曲的部位是尖端下面的一段，不透光的锡箔套在燕麦胚芽鞘尖端下面的一段，不影响顶端感受单侧光照射，故出现向光（左）弯曲生长现象。【答案】D
7．飞行在太空的宇宙飞船中，放置一株水平方向的幼苗，培养若干天后，根、茎的生长方向是
根向下生长，茎向下生长 B．根向上生长，茎向上生长
C．根水平方向生长，茎向上生长 D．根和茎都水平方向生长
【解析】考查植物的向性运动与外界环境条件之间的关系。把一盆植物水平放在地面上，由于根、茎内的生长素受重力作用分布不均匀，远地侧生长素浓度较低，近地侧生长素浓度较高，而根和茎对生长素浓度的敏感程度不同，导致茎背地生长，根向地生长。在宇宙飞船中，水平放置的幼苗所受的微重力，对幼苗的生长几乎无影响，故根和茎都水平方向生长。【答案】D
8．科学工作者准备从某种被子植物中提取生长素，最理想的选材是
A．幼叶 B．幼嫩种子 C．幼根 D．成熟种子
【解析】考查生长素的产生及存在部位。植物体内的生长素主要由分生组织产生，并分布在分生组织中。在题目给出的选项中，幼嫩的种子发育过程中合成大量的生长素。【答案】B
9．为了防止棉花脱铃，应该喷洒的一定浓度的溶液是
A．萘乙酸 B．赤霉素 C．脱落酸 D．乙烯
【解析】考查生长素类的作用。生长素的类似物——萘乙酸具有同生长素一样的作用。【答案】A
10．在栽培番茄的过程中，要使枝多、花多、果多，达到增产的目的，最关键的措施是
A．除草松土 B．加强灌溉 C．适时摘心 D．多施氮肥
【解析】考查顶端优势原理及应用。正常情况下，棉花由于顶端优势的原因，顶芽产生的生长素沿茎向下运输，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制了侧芽长成侧枝，导致结果少。当适时摘心后，顶端优势解除，侧芽发育成侧枝，结果多，就可以达到增产的目的。【答案】C
11．在市场上可见到发育不均匀（凸凹不平）的西瓜，若切开观察，可见凹侧种子发育不良或未发育。这种现象可解释为
A．种子的发育需果实来提供营养 B．发育着的种子里合成生长素，促进子房发育成果实
C．无种子的子房绝对无法发育成果实 D．光照不均匀使生长素分布不均匀
【解析】正常情况下果实发育需要的生长素来自发育着的种子，但由于凹侧的子房没有授粉，所以胚珠不发育，亦不能产生生长素。【答案】B
12．生长素在植物体内的运输是单方向的，只能从植物顶端往下运输，而不能反过来运输，这最可能是
A．顶端在光下能产生某种“影响物” B．“影响物”具有促进胚芽鞘生长的作用
C．合成“影响物”不需要光 D．使背光一侧“影响物”分布得多
【解析】尖端产生“影响物”（生长素），当侧放时，会使相应的一侧生长素分布得多，生长得快。【答案】B
13．下列植物感应活动中，不是由于环境因素的单向刺激引起的是
A．根向着地心方向生长 B．茎背着地心方向生长 C．含羞草的小叶合拢 D．根朝向肥料较多的地方生长
【解析】考查感性运动和向性运动。植物体受到不定向的外界刺激而引起的局部运动，称为感性运动。例如，含羞草在受到外界刺激后叶片闭合，合欢、酢浆草的叶片在受到光线明暗的刺激后张开或闭合等等。植物体受到一定方向的外界刺激而引起的局部运动，称为向性运动，如植物幼苗的向光性生长，根的向重力性生长（在重力影响下向下生长）等。【答案】C
14．对4株具顶端优势的植株分别进行下列四种处理，有一株长出侧芽，请指出是哪种处理
A．去顶后在断口上放一琼脂小块 B．去顶后在断口上放一富含生长素的琼脂小块
C．不去顶 D．不去顶，在侧芽上涂以低浓度的生长素
【解析】侧芽是否发育成侧枝，主要是取决于侧芽部位生长素浓度的高低。因为生长素主要是由顶芽合成，正常情况下，顶芽产生的生长素，沿茎向下运输，集聚在侧芽部位，使侧芽部位的生长素浓度过高，抑制了侧芽发育成侧枝，去掉顶芽就会使侧芽部位的生长素浓度降低，侧芽就可以发育成侧枝。【答案】A
15．下列各项中，与植物激素有关的一组是
①生产无籽西瓜②无籽番茄③棉花摘心④培育多倍体⑤枝条扦插
A．②③⑤ B．①②③ C．①③⑤ D．②③④
【解析】生产无籽西瓜是利用多倍体育种的原理；生产无籽番茄是利用一定浓度的生长素溶液处理未授粉的雌蕊柱头得到的，属于单性结实；棉花摘心是根据顶端优势的原理，摘除顶芽以降低侧芽生长素的浓度，使侧芽发育成侧枝；培育多倍体是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体组数加倍得到；枝条扦插是利用了生长素能促进枝条生根的原理。【答案】A
16．含羞草受到机械刺激时会引起感震运动，其生理原因是
A．叶柄基部表皮细胞的膨压发生变化 B．叶柄基部叶褥细胞的膨压发生变化
C．叶柄基部表皮细胞内的生长素增加 D．叶柄基部叶褥细胞的生长素增加
【解析】考查含羞草的应激性。植物感受刺激，产生反应有两种基本方式，即感性和向性。有些植物受到没有一定方向的外界刺激（环境因素强弱改变的刺激），引起部分器官的运动，称为感性运动。植物感受到来自单一方向的刺激时，器官生长的方向就发生改变，向着刺激的来源生长或背着刺激的来源生长，这种定向生长运动称为向性运动。【答案】B
17．栽培的番茄，因某种原因不能完成受精作用，可用生长素溶液涂于花上，生长素的作用是
A．促进受精作用 B．促进染色体加倍 C．促进子房壁发育 D．促进胚珠发育为种子
【解析】考查生长素的作用、果实的发育和果实发育中生长素的来源。生长素有三个生理作用：一是促进扦插枝条的生根；二是促进子房发育成果实；三是防止落花落果。植物授粉后，发育着的种子产生生长素，生长素刺激子房壁发育成果实，子房壁发育需要的生长素是种子产生的生长素，而不是子房本身。【答案】C
18．将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上，正中插入生长素不能透过的云母片，琼脂被分成相等的两部分（见下图）。单侧光照射后，琼脂内生长素含量
A．左右相等 B．左多右少 C．左少右多 D．左右均无
【解析】燕麦胚芽鞘尖端能够产生生长素。单侧光照射能改变生长素在植物体内的分布，使向光的一侧分布得少，背光的一侧分布得多。考查生长素产生与分布同单侧光照射的关系。【答案】B
19．下图表示根和茎对生长素浓度的不同反应，其中正确的是
【解析】考查生长素的作用特点。生长素的作用具有双重性，即在一定浓度范围内，随着生长素浓度的升高，表现出促进植物生长，超过这个浓度则抑制生长。植物体的不同部位生长素作用的最适浓度不同（根所要求的浓度低为10－10M，茎要求的浓度高为10－8M），即同一浓度的生长素，对根的生长表现为抑制，而对茎的生长则是促进；超过一定浓度，茎的生长亦将受到抑制。【答案】C
20．下列各项生产实践，与植物激素无关的是
A．果树的整枝修剪 B．摘心促进侧芽发育 C．无籽番茄的获得 D．嫁接保持原品种的特性
【解析】考查激素在农业生产中的应用。嫁接是指利用高等植物的营养器官来繁殖后代的过程，这一过程是通过有丝分裂完成的，能够保持亲本的性状，该过程与激素无关。【答案】D
21．下列各组植物激素中，其生理作用都是促进植物的生长发育的是
A．高浓度的生长素和赤霉素B．细胞分裂素和脱落酸C．赤霉素和细胞分裂素D．低浓度的生长素和脱落酸
【解析】考查几种植物激素的生理作用。赤霉素和细胞分裂素都具有促进植物生长发育的作用。【答案】C
22．正确反映玉兰树上各部位生长素浓度分布情况的是
顶芽>侧芽、老根>生长点 B．顶芽<侧芽、老根<生长点
C．顶芽<侧芽、老根>生长点 D．顶芽>侧芽、老根<生长点
【解析】考查生长素的合成和分布部位。生长素主要分布在生长旺盛的部位，所以老根＜生长点（分生区），但顶芽产生的生长素大量集聚在侧芽部位，所以侧芽部位的生长素浓度大于顶芽。【答案】B
23．在自然界,松柏类的树冠通常呈宝塔形,主要原因是
A．侧芽缺乏生长素 B．侧芽产生的生长素过少 C．侧芽产生的生长素过多 D．侧芽积累的生长素过多
【解析】植物在生长过程中，顶芽产生的生长素向下运输，使侧芽部位积累的生长素过多，顶芽优先生长侧芽受抑制。【答案】D
24．植物茎产生向光性是因为
A．单侧光照促进生长素合成 B．单侧光照抑制向光侧细胞生长
C．单侧光照引起生长素分布不均 D．单侧光照使背光侧生长素合成加快
【解析】考查植物向光性的原因。植物产生向光性的原因就是单侧光照引起生长素分布不均，使向光一侧分布得多，生长得快。【答案】C
25．某同学为了验证发育着的种子能合成生长素，并促进子房发育成果实这一结论，他选择了发育正常的黄瓜雌花，并设计了如下实验。对这一实验的不足之处应如何修改
编号（雌花） 套袋 人工处理
1号 未开放前套袋 成熟的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素
2号 不套袋 成熟的雌蕊柱头上人工授粉
A．两朵花都应该套袋 B．两朵花的雌花都应涂上不同浓度的生长素
C．2号雌花不应该人工授粉 D．应增加一朵雌花，只做套袋处理
【解析】实验设计原则之一是要求单一变量，该实验目的是“验证发育着的种子能合成生长素，并促进子房发育成果实”，因此实验设计应从涂一定浓度的生长素或不涂一定浓度的生长素这一变量来进行，其余变量都应该相同，所以应增加一朵雌花，并做套袋处理，作为对照。【答案】D
二、非选择题
26．水平放置的幼苗，一段时间后生长状况如下图，请回答：
（1）A、B、C、D四点，生长素浓度较高的是_________。
（2）生长较快的是_________。
（3）产生上述现象的原因是_________。
【解析】考查根向地性和茎负向地性的原因。重力和单侧光照射都可以改变生长素在植物体内的分布，从而使植物表现出向性运动。重力改变生长素在植物体内的分布，使向地一侧分布多（C、D），背地一侧分布少（A、B），由于根和茎对生长素的敏感程度不同（生长所需要的浓度不同，根需要的浓度低，一般为10－10M；茎需要的浓度，一般为10－5M）和生长素作用的双重性，所以近地侧的生长素浓度对茎则是促进生长，而对于根则是抑制生长，因此表现出茎的负向地性和根的向地性。【答案】（1）CD（2）AC（3）重力对生长素分布的影响
27．根据下图所示实验过程回答：
（1）甲图中，供应块是含生长素的琼脂块，接受块是不含生长素的琼脂块。实验结果，甲图中胚芽鞘C发生的现象是_________。这一现象说明____________________________和_________。
（2）乙图中，胚芽鞘D不能发生C的现象。这说明____________________________。
（3）上述实验说明：生长素在植物体内的运输方向是__________，运输方式是_________。
【解析】考查生长素的极性运输。在植物体内，生长素只能从形态学的上端向下端运输，而不能倒过来，其运输方式是主动运输。
【答案】（1）生长并向左弯曲　生长素由胚芽鞘上部运输到下部　促进生长（2）生长素不能由胚芽鞘的下部运输到上部（3）从形态学的上端到下端　主动运输
28．下图所示是植物的四枚子房生长的曲线图，其中A、B授粉，C、D未授粉，请指出其可能原因：
（1）A____________________________。
（2）B____________________________。
（3）C____________________________。
（4）D____________________________。
（5）从此图可以说明，生长素能_________。
（6）A、D果实的区别是A_________，D_________。
【解析】考查生长素的生理作用及在农业生产中的应用。果实的发育需要生长素，正常情况下生长素来自发育着的种子，但是若在没有授粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，该子房也能够发育成果实。题目给出了4条曲线，其中A曲线是正常情况下的子房发育；B曲线子房发育停止，其原因是缺乏生长素（在子房发育的过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子）；C未授粉，胚珠不发育，不能合成生长素；D虽未授粉，但涂上一定浓度的生长素溶液，子房照样能够发育成果实。
【答案】（1）授粉后，形成种子，种子能合成生长素并促进子房发育成果实（2）在子房发育的过程中，由于虫蛀等原因损伤了种子（3）未授粉，无种子形成，不能产生生长素，子房萎缩脱落（4）未授粉，人工涂抹一定浓度的生长素，子房照样可以发育为果实（5）促进子房发育成果实（6）果实有种子　果实无种子
29．下图所示葡萄枝扦插的实验，插枝A、B、C、D的不同情况说明如下：
A：无侧芽，扦插后不产生不定根； B：有侧芽，扦插后长出少量的不定根；
C：有4个侧芽，扦插后长出很多不定根； D：无侧芽，用吲哚乙酸处理后也长出不定根。
（1）请说明A、B、C、D4种情况的原因：
A____________________________；
B____________________________；
C____________________________；
D____________________________。
（2）这个实验说明了____________________________。
【解析】考查生长素的产生部位及生理作用。植物体内的生长素主要由生长旺盛的部位（如芽的分生组织等）产生，具有促进扦插枝条生根的作用，所以扦插枝条中B、C能长出不定根，A无侧芽，不能合成生长素，插枝不生根；D无侧芽，无生长素合成，但用吲哚乙酸处理后插枝仍能生根。
【答案】（1）无侧芽，不能合成生长素，插枝不生根　有2个侧芽，能合成少量的生长素，使插枝生出少量不定根　有4个侧芽，可产生较多生长素，所以生根较多　无侧芽，无生长素合成，但用吲哚乙酸处理后插枝仍能生根
（2）芽能产生生长素，生长素能促进插枝生根
30．有供实验用的三组番茄。甲、乙两组在开花前进行去雄和套袋，甲组在套袋之前将雌蕊涂抹了一定浓度的生长素溶液；丙组不作任何处理，最后，这三组番茄出现什么结果？
（1）甲____________________________。
（2）乙____________________________。
（3）丙____________________________。
（4）甲、乙两组对比，说明____________________________。
（5）乙、丙两组对比，说明____________________________。为了验证这一结论，还应有的操作为_________，应出现的现象为____________________________。
（6）将甲和丙对照，得出的结论是_________。
（7）若番茄体细胞的染色体数为24，则上述三组实验结果的果实细胞内染色体数分别为____________________________。
【解析】本题考查的知识点是生长素能促进子房发育成果实，以及学生灵活运用知识的能力和根据实验寻找答案，根据题目需要设计实验步骤的逻辑思维能力。
【答案】（1）子房发育成果实（2）子房不能发育成果实（3）子房发育成果实（4）生长素能促进子房发育成果实（5）传粉后子房能发育成果实，种子能促进子房发育成果实　果实幼小时除去种子子房　发育停止
（6）幼嫩的种子合成的生长素促进子房发育成果实（7）甲24，乙果实脱落，丙24 生态因素
【课前复习】
在学习新课前，需要重新回顾第三章有关新陈代谢的知识内容。也需要初中学习过的一些基础知识，例如自然、环保、植物的分布、鱼的洄游、植物学和动物学的知识等。
温故——会做了，学习新课才能有保障
1．图8—1—1中表示某种动物消化酶的催化反应速度与温度之间关系的曲线是
图8—1—1
A．① B．② C．③ D．④
答案：B
2．对绿色植物光合作用最有效的一组光是
A．红光和黄绿光 B．黄光和蓝紫光
C．红光和橙光 D．红光和蓝紫光
答案：D
知新——先看书，再来做一做
1．生态学的概念：
是研究______________、______________相互关系的科学。
2．生态因素是指_________________________；包括______________和______________。
3．举例说明光对生物的影响：
例如对植物的生理、分布方面的影响________________________________；
对动物繁殖、生活习性的影响________________________________。
4．举例说明温度、水对生物的影响________________________________。
5．教材中重点介绍的生物因素都包括哪些方面？如何区分互利共生、寄生、竞争、捕食？_______________________________。
6．环境中的各种生态因素对生物体是同时共同起作用的，对生物的生存、繁殖等发挥综合影响，是否可以说这些因素都是同等重要的呢？_______________________________。

【学习目标】
1．理解生态因素的概念。
2．理解非生物因素（如光、温度和水）对生物的影响。
3．理解生物因素（种内关系和种间关系）对生物的影响。
4．理解生态因素的综合作用。

【基础知识精讲】
课文全解：
生物的生存和发展都与环境密切相关，人类的生存和发展也是如此。在环境问题日益突出的当代社会，通过生物学课程的学习，能够从生态学的角度认识生物界的现象和规律，认识人与环境的对立统一关系，进而建立生态学的基本观点，树立环境意识，这无疑具有非常重要的意义。
在本小节里，主要讲述了生态因素的概念、非生物因素和生物因素对生物的影响、生态因素的综合作用等内容。关于生态因素的概念，在初中阶段已有一定的基础，所以教材未作详细阐述。关于生物因素和非生物因素对生物的影响，在初中生物教材中只是作了浅显的说明，并未展开讲述各种生态因素对生物的具体影响，所以在本册教材中则作了比较详细的讲述。在非生物因素这部分内容中，教材讲述了光、温度和水对生物的形态、生理和分布等方面的影响。在生物因素这部分内容中，教材分析了种内关系和种间关系，通过实例简要介绍了种内互助、种内斗争和种间的互利共生、寄生、竞争、捕食等。为了比较全面地阐述生态因素对生物的影响，本节还讲述了“生态因素的综合作用”，主要讲两个观点：第一，对生物体来说，各种生态因素不是单独地、孤立地起作用的，而是共同起作用的；第二，各种生态因素所起的作用并不是同等重要的（见下表），在众多生态因素中往往存在着关键因素，生态因素对生物的影响也是不相同的。
种类 主要作用 例子
光 1．对植物分布起决定性作用 海水200 m以下无植物分布陆地：阳性植物、阴性植物

3．影响植物形态 同种植物光照充足，长得粗壮
4．影响动物体色 鱼背面颜色深，腹面颜色浅
5．影响动物生殖 鸡光照时间长，产卵量增加
6．影响动物习性 昆虫的趋光性，鸟类换羽、哺乳类换毛
7．影响动物视觉 鸡在夜晚什么也看不见
8．影响动物发育 蚜虫翅的有无与光照有关
温 度 1．生物能够生存的温度范围是很窄的，过热过冷都会导致死亡 大多数动物生活在-2℃～50℃左右温度范围内
2．影响生物的生长、发育 小麦种子的萌发，猪的生长速度
3．影响生物分布 苹果、梨不能在热带地区栽种，受高温限制；柑橘不能在北方栽种，受低温限制。菜粉碟不能向炎热的平原推进，那里高温使幼虫死亡
4．影响动物的习性 鱼类的迴游、鸟类的迁徙、动物的夏眠和冬眠
5．影响动物形态 极地狐、沙漠狐差别，北方人一般高大，南方人一般矮小
水 1．是影响生物生存的重要因素 动植物过分缺水、导致死亡
2．影响生物的生理、生长、发育 生物体内的一切化学反应和物质运输都要水，过多、过少都不行
3．是决定陆生生物分布的重要因素 干旱缺水的沙漠地区、动植物种类很少
4．影响植物形态 仙人掌植物叶变成刺，同种植物在干旱区生长根系发达
综上所述，本节的知识结构如下：
问题全解：
94．生态因素的综合作用与关键因素之间有何关系？
两者看似矛盾，但仔细分析并非如此。
生态因素的综合作用具体表现在两个方面：①环境中的各种生态因素是同时共同对生物体起作用的；②一个生态因素的改变都会在不同程度上引起其他生态因素的变化。
生态环境中的各种因素虽然是综合地对生物发生作用，但并不意味着各种因素对生物都是起着同等重要的作用，一般总有某个因素的作用最大，这个因素就被称为关键因素。关键因素包括两个方面的含义：①关键因素在所有因素中影响最大，它的变化会引起一系列其他因素的变化，从而改变整个生态环境；②关键因素的强度状况直接影响生物个体或群体的生长，发育繁殖或导致死亡。例如：在干旱地区，水对植物的生存起关键作用。在海洋中，光对绿色植物的分布起关键作用，故在海水200米以下的水域中无绿色植物生存。
95．非生物因素对生物的影响有哪些具体常见的实例？（见上表）
96．如何辨别生物因素之间的各种关系？
（1）种内斗争
如图8—1—2，当达到a点时，田鼠种群密度达到极限值，虽然田鼠生殖率变化不大，但因种内斗争，导致存活率下降，因此种群个体数量只能维持在一定的水平，以保证田鼠种的生存。
　　　　　　　　
图8—1—2　　　　　　　　　　　　　　　 图8—1—3
（2）竞争
如图8—1—3，两个种群的竞争关系，如大小两个种的草履虫，A、B种群间争夺空间、食物，导致A种群的兴旺，B种群的衰败。
（3）互利共生
如图8—1—4，甲、乙可视种群B为豆科植物，种群A为根瘤菌，因为根瘤菌的数量远多于豆科植物的数量。图甲是图乙的某一个阶段，而图乙可视为经历若干自然季节时，该群落中两种共生生物随季节变化的几度枯荣。
　　　　　　　
图8—1—4
（4）寄生
图8—1—5
如图8—1—5，A为寄生者蚜虫，B为宿主绿色植物，在a点之前，寄生在B种群上的A种群，随B种群个体数量增多而迅速增长；a～b之间示寄生者A种群个体数增多，导致B种群个体数急剧下降；b之后示B种群降至一定程度而限制了A种群的继续增长，从而使A、B两种群间以寄生关系维持着有限的平衡。
（5）捕食
如图8—1—6，A为捕食者(如狼或兔)，B为被捕食者（如鹿或青草)。开始时B种群的数量远远多于A种群，纵坐标是种群个体数量消长率，这样可以避开跟能量流动(1/10原理)发生矛盾；否则将会出现B种群能否维持A种群生存的疑问。
图8—1—6
97．如何正确识别互利共生、竞争和捕食的曲线图？
在本节涉及的曲线图，主要是互利共生、竞争、捕食三种关系。
如图8—1—7(A)，互利共生是两种生物之间互惠互利，相互依存，因此曲线必须相互平行。
竞争的两种生物随时间推移必然强者更强，弱者更弱，故出现两极分化的趋势，如图
8—1—7(B)。
捕食的两种生物之间的关系是：被捕食者增多，捕食者随之增多，但随着捕食者的增多，又会引起被捕食者减少；被捕食者减少，因食物来源少了，随后必然引起捕食者的减少，所以曲线的波动关系不是同步的，往往体现出先后达到最大值(或最小值)的情况，如图8—1—7(C)。
图8—1—7

【学习方法指导】
本小节知识的学习，重点是光、温度、水对生物的影响，种内关系和种间关系。而非生物因素对生物的影响。从各种练习和考试反馈来看，是丢分较多之处，这一部分知识比较零散，最基本的学习思路应该是结合我们的生活实际以及以前的知识积累，及时地将这些零散的知识归纳整理，形成知识体系并能够记忆一些常见事例，在具体习题中就能够对陌生的事例进行初步的判断和排除，从而得到正确的答案。

【知识拓展】
生态学中与生态因素(尤其是非生物因素)密切相关的几个概念和定律的：阈、耐受性定律、限制因子，最低量定律和因素的综合作用。
(1)阈
阈的定义：任何一种生态因素对生物产生可见作用的最低量。比如温度这个非生物因素对鳕鱼胚胎发育的影响，当温度升至3℃时鳕鱼的胚胎才开始发育，低于这个温度就不发育，那么3℃这个鳕鱼胚胎发育的温度下限就是鳕鱼胚胎发育的温度阈。
(2)耐受性定律
在介绍“温度”这个非生物因素时，曾提及“任何生物对于温度都有一个忍受上限和下限”。其实，各种生物不仅对温度有忍受上限和下限，每一种生物对每一个生态因素都有一个忍受的上限和下限，上、下限之间的范围被称为能耐受范围，而能耐受范围中间又存在着一个最适范围，耐受范围的两端(即除去最适范围后所剩的部分)为生理受抑区，若再往外延伸超出能耐受范围后，则为不能耐受区。
(3)限制因子
在生物生长发育所必须的多种生态因素中，若把其中的某一生态因素的量降低至该生物生长发育所需的最低量(即降至阈值)，而其他生态因素都给予充足的供应，那么这个被降至阈值的生态因素必然限制着该生物的生长发育。因为若再降低这种生态因素的量，则这一生物就无法生长，此时这个生态因素就称为该生物生长的限制因子。比如，绿色植物进行光合作用必须有水、二氧化碳、光这三个生态因素，若二氧化碳和光都很充足，但几乎没有水，那么这时水就是光合作用的限制因子；若在光强不够大的黑暗条件下，即便二氧化碳与水都供应得很充足，光合作用也不能进行，那么此时光强就是植物进行光合作用的限制因子。故在光合作用中，因条件不同，光、二氧化碳、水中的任何一个或两个生态因素都有可能成为限制因子。
(4)最低量定律
每种生物若要生长都要求有它必需的一定量的生态因素，当这些必需的生态因素中的一个或两个的量降至该生物生长所需的最低限度（即成为限制因子），而其他必需生态因素的量供应得很充足时，该生物的生长速度主要受这个或这两个限制因子的限制，这就是最低量定律。例如，对于水生绿色植物来说，由于光强与水都是充足的，而二氧化碳的供应量则取决于水中溶解的二氧化碳的多少，因此二氧化碳常成为水生绿色植物光合作用的限制因子，在这种情况下，该植物的光合作用效率并不受日光与水的限制(因为日光与水的变化不会大到影响光合作用)，而受水中二氧化碳含量的限制，这就是最低定律在实际中的应用。
(5)生态因素的综合作用
对生物体来说，其生活环境中的生物因素和非生物因素都是它的外界环境。环境中的各种生态因素，对生物是同时共同起作用的，而不是单独地、孤立地起作用。
例：小麦在生长发育中，会受到哪些生态因素的影响 请分析。
解析：一株小麦的生长发育，既受到阳光、温度、水、大气、土壤的理化特性等非生物因素的影响，又受到麦蚜、蝗虫、田鼠及其他小麦植株等生物因素的影响。各种因素对小麦是同时共同起作用的，而不是单独地、孤立地起作用；而且各种生态因素是相互联系、相互影响的。例如，光照强度的变化会引起温度和湿度的变化；降雨会引起气温下降等。在小麦生长发育的不同时期或不同的环境条件下，各种生态因素的作用地位是不同的。例如，小麦春化阶段的低温是起关键作用的生态因素。

【同步达纲训练】
1．东北某林区，山顶是冷杉林，中部是红松林，山底是落叶阔叶林，造成这种分布状况的主要因素是
A．阳光 B．水分 C．温度 D．土壤
2．大、小鲈鱼高密度混养、蚜虫与草、蝗虫与草这些生物之间的关系依次为
A．种内斗争、捕食、捕食
B．捕食、捕食、捕食
C．种内斗争、寄生、捕食
D．捕食、寄生、捕食
3．下列有关生态因素的概念中，不正确的是
A．能直接影响生物的形态、生理和分布的因素叫做生态因素
B．生态因素包括生物因素和非生物因素
C．生态因素就是指种间关系
D．各种生态因素共同构成了生物生存环境
4．对海洋岩礁上的藻类植物调查时发现。一般在浅水处生长着绿藻，稍深处是褐藻，再深一些的水域中则以红藻为主，直接影响海洋中藻类植物分布的主要因素是
A．阳光 B．温度
C．海水含盐量 D．海水含氧量
5．菊花一般在深秋日照变短后才开花，如果需要它提前开花，应采取的措施是
A．长日照处理 B．短日照处理
C．控制肥水 D．降低温度
6．有一种鸟类的生活习性是白天休息，夜晚觅食。到秋季，此种鸟换冬羽越冬，影响这两种习性的关键生态因素依次是
A．阳光、阳光 B．阳光、温度
C．温度、水分 D．水分、温度
7．植物在哪种情况下死亡更快
A．缺少阳光 B．缺少肥料
C．缺少水分 D．缺少二氧化碳
8．下列因素中，对提高家禽产卵量影响最大的是
A．光照强度 B．每日光照时间
C．食物 D．温度
9．图8—1—8所表明的物种A与物种B的关系是
图8—1—8
A．寄生 B．共生
C．捕食 D．竞争
10．农作物种植过密会导致减产，用生态学的观点解释，这是因为
A．同种作物个体间存在着种内斗争
B．种植过密会导致害虫大量繁殖
C．种植过密容易造成大面积倒伏
D．种植过密会阻碍空气的流通
11．在制作泡菜的时候，乳酸菌产生的乳酸可抑制异种微生物的生长。当环境中的乳酸积累到一定浓度时，又会抑制同种个体的增殖，整个过程发生着
A．种内互助 B．种内斗争
C．种间竞争 D．包括A、B、C
12．豆科植物的根瘤中有固氮菌的生存。固氮菌可以固定大气中植物所不能直接利用的氮气，而植物体则可以供给根瘤菌有机养料，因此，根瘤菌和植物体的关系是
A．竞争 B．寄生
C．互利共生 D．腐生


参考答案
1．解析：影响植物分布的非生物因素有多种，其中阳光、温度和水起着很大的作用，但三者的侧重点则有所不同。阳光能决定植物的分布和生理，温度影响植物的生存和分布，温度对植物水平分布和垂直分布都有着重要影响，如南橘北梨，是由于高低温的限制；而垂直方向上温度差异决定了山上山下植物种类的不同，如寒冷地带的森林中，针叶林较多，温暖地带的森林中阔叶植物较多。水则对陆生植物分布的影响重大。当然，植物的分布，是多种因素综合作用的结果，但总有一种是起决定作用的关键因素，分析本题，其侧重点在植物的垂直分布上，故关键因素是温度。
答案：C
2．解析：大、小鲈鱼高密度混养后，大鲈鱼将以小鲈鱼为食，这应属于种内斗争关系，而不应是种间捕食。蚜虫具有刺吸式口器，靠吸食汁液为生，应属于寄生关系，如跳蚤与人、雄蚊与植物等。蝗虫具有咀嚼式口器，碎食植物属于捕食关系，如奶牛与草等。
答案：C
3．生态因素包括非生物因素和生物因素，生物因素包括种内关系和种间关系。
答案：C
4．解析：光在水中的穿透性限制植物在海洋中的分布。
答案：A
5．菊花是短日照植物，要使它在长日照天气下开花，必须遮光处理
答案：B
6．前者是光强度影响动物行为，后者是以日照长短作为启动信号的。
答案：B
7．解析：生命离不开水，植物耐受缺水的能力很差。
答案：C
8．解析：日照长短是影响家禽产卵的关键因素。
答案：B
9．解析：两曲线的波动关系不同步，先后达到最大值。
答案：C
10．解析：种植过密会造成同种个体之间争夺生存条件(如光、矿质营养)的斗争加剧，使种内斗争加剧。
答案：A
11．解析：许多乳酸菌共同产生乳酸抑制异种微生物的生长过程中既包含种内互助又包含种间竞争，后来抑制同种个体的增殖则属于种内斗争。
答案：D
12．解析：两者生活在一起相互有利，相互依存，故为互利共生。
答案：C生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
【实验指导】
一、实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应。
可溶性还原糖（如葡萄糖、果糖）与斐林试剂发生作用，可以生成砖红色沉淀。斐林试剂实际是Cu2+的碱性溶液，能使具有自由醛基或酮基的糖氧化，Cu2+则被还原成砖红色的Cu2O沉淀。反应式为：
CH2OH—（CHOH）4—CHO+2Cu(OH)2→CH2—OH—（CHOH）4—COOH+Cu2O↓+2H2O
脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。苏丹Ⅲ在脂肪中的溶解度比在酒精中的溶解度大，当用苏丹Ⅲ的酒精溶液处理含有脂肪的生物组织时，酒精中的苏丹Ⅲ进入脂肪中，将脂肪染成橘黄色。
蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。具有两个或两个以上肽键的化合物皆可与双缩脲试剂产生紫色反应。蛋白质的肽键在碱性溶液中能与Cu2+络合成紫红色的化合物。颜色深浅与蛋白质浓度成正比。
二、目的要求
初步学会鉴定生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的基本方法。
三、材料用具
1．实验材料
（1）做可溶性还原糖的鉴定实验，应该选择含糖量较高、颜色为白色或近于白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
（2）做脂肪的鉴定实验，应该选择富含脂肪的种子，以花生种子为最好，实验前需浸泡3～4 h。
（3）做蛋白质的鉴定实验，可用浸泡1～2 d的黄豆种子（或用豆浆），或用鸡蛋蛋白。
2．仪器和试剂
（1）仪器：剪刀，解剖刀，双面刀片，试管，试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒，滴管，玻璃漏斗，酒精灯，三脚架，石棉网，火柴，研钵，石英砂，纱布，载玻片，盖玻片，毛笔吸水纸，显微镜。
（2）试剂：斐林试剂（主要由质量浓度为0．1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0．05 g/mL的CuSO4溶液配制而成），苏丹Ⅲ或苏丹IV染液，双缩脲试剂，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。
四、实验的方法、步骤
1．可溶性还原糖的鉴定
制备生物组织样液取样注入试剂加热和观察
2．脂肪的鉴定
制备生物组织实验材料染色去浮色制作临时装片→放在显微镜下观察（先低倍镜后高倍镜）
3．蛋白质的鉴定
制备生物组织样液注入组织样液注入试剂A注入试剂B观察颜色变化
五、实验成功的关键及注意事项
1．实验成功的关键在于实验材料的选择
（1）可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是含糖量较高的生物组织(或器官)，而且组织的颜色较浅，或近于白色的。经试验比较，颜色反应的明显程度依次为苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜。
（2）脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选用富含脂肪的种子，且徒手切片要成功。
（3）蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织，植物材料常用的是大豆，动物材料常用的是鸡蛋。
2．注意事项
（1）斐林试剂很不稳定，故应将组成斐林试剂的甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(0．05 g/mL的CuSO４溶液)分别配制、储存，使用时再临时配制，将4～5滴乙液滴入2 mL甲液中，配完后立即使用。
（2）双缩脲试剂的使用，应先加试剂A(0.1 g/mL的NaOH溶液)，造成碱性的反应环境，再加试剂B(0.01 g/mL的CuSO４溶液)。
（3）在鉴定可溶性糖的实验中，对试管中的溶液进行加热时，试管底部不要触及烧杯底部，另外，试管口不要朝向实验者，以免沸腾的溶液冲出试管，造成烫伤。
（4）在蛋白质的鉴定实验中，若用鸡蛋清作实验材料，必须稀释，以免实验后粘住试管，不易洗刷。
（5）在鉴定脂肪的实验中，若用花生种子作实验材料，必须提前浸泡3～4小时，浸泡时间短了，不容易切片，浸泡时间过长，则组织太软，切下的薄片不易成形，染色时间不宜过长。
【基础训练】
一、选择题
1．可用于鉴定生物组织中可溶性还原糖的试剂是
A．斐林试剂 B．双缩脲试剂 C．苏丹Ⅲ染液 D．苏丹Ⅳ染液
解析：斐林试剂能与还原性糖发生颜色反应，出现砖红色沉淀，双缩脲试剂鉴定蛋白质，苏丹Ⅲ、苏丹IV鉴定脂肪。
答案：A
2．对斐林试剂和双缩脲试剂的配方，叙述不正确的是
A．都含有NaOH溶液和CuSO４溶液
B．斐林试剂的配制是将4～5滴0.05 g/mL的CuSO４溶液滴入2 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液中即成
C．双缩脲试剂是将3～4滴0.01 g/mL的CuSO４溶液滴入2 mL 0.1 g/mL的NaOH溶液中混合而成的
D．双缩脲试剂含有两种试剂：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO４溶液
解析：斐林试剂和双缩脲试剂的化学成分相同，但配制时使用的剂量和浓度及加入试剂的顺序不同。斐林试剂的配制是将4～5滴0.05 g/mL的CuSO4溶液滴入2 mL0.1 g/mL的NaOH溶液中即成，必须现用现配。双缩脲试剂是用质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液配制而成的，使用时先向待检样品中加入2 mL0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡摇匀，再向试管中加入3～4滴0.01 g/mL的硫酸铜溶液，摇荡均匀。
答案：C
3．用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液颜色的变化过程为
A．无色→砖红色(沉淀) B．浅蓝色→砖红色(沉淀)
C．浅蓝色→蓝色→砖红色(沉淀) D．浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)
解析：考查对实验现象的观察能力。斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为0.05 g/mL的硫酸铜溶液配制而成，二者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)２沉淀。Cu(OH)２与加入的葡萄糖在加热的条件下，能够生成砖红色的Cu２Ｏ沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸。反应之初，生成的Cu２Ｏ沉淀较少，而蓝色的Cu(OH)２沉淀较多，二者的综合效应使溶液呈棕色，随着反应的进行，砖红色的Cu２Ｏ增多，溶液变成砖红色。
答案：D
4．在用双缩脲试剂鉴定蛋白质实验时，正确的操作是
A．2 mL蛋白稀释液先加0.1 g/mL的NaOH，再加3～4滴0.01 g/mL的CuSO４溶液
B．2 mL蛋白稀释液先加3～4滴0.01 g/mL的CuSO４溶液，再加0.1 g/mL的NaOH溶液
C．2 mL蛋白稀释液，同时加入0.1 g/mL的NaOH和0.01 g/mL的CuSO４混合液
D．在NaOH和CuSO４混合液中加入2 mL蛋白稀释液
解析：双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g/mL的CuSO４溶液。在碱性溶液NaOH中，蛋白质能与Cu２＋作用形成紫色的络合物。在实验时，应先向蛋白稀释液中加入0.1 g/mL的NaOH溶液，混合均匀，造成一个碱性环境，然后再加0.01 g/mL的CuSO４溶液3～4滴，才能出现紫色反应。若先加入CuSO４，再加NaOH，则容易生成蓝色的Cu(OH)２沉淀，而对实验现象有遮蔽作用。
答案：A
5．用苏丹Ⅲ染液对脂肪组织进行染色时，可用来冲洗浮色的药品是
A．HCl B．H２Ｏ C．50%的酒精 D．无水酒精
解析：因为苏丹Ⅲ易溶于50%酒精中，故选C。
答案：C
6．下列物质中，能被苏丹Ⅳ染液染成红色的是
A．马铃薯块茎 B．浸软的花生种子 C．蛋清液 D．苹果
答案：B
7．下列哪个实验用到显微镜
A．可溶性还原糖的鉴定 B．蛋白质的鉴定
C．脂肪的鉴定 D．淀粉的鉴定
答案：C
8．下列哪组试剂在使用过程中，必须经过加热
A．斐林试剂鉴定可溶性还原糖的过程中 B．苏丹Ⅲ和苏丹Ⅳ染液在鉴定动物组织中的脂肪时
C．双缩脲试剂鉴定蛋白质时 D．碘化钾溶液鉴定淀粉时
答案：A
9．某组织细胞被苏丹Ⅲ试剂染成橘黄色，被染色的物质是
A．葡萄糖 B．脂肪 C．蛋白质 D．苹果组织液
解析：苏丹Ⅲ试剂与脂肪发生颜色反应呈现橘黄色，因此被染色的物质应该是脂肪。
答案：B
10．下列糖中能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀的是
A．淀粉 B．果糖 C．蔗糖 D．纤维素
解析：斐林试剂用于鉴定可溶性还原糖，果糖是可溶性还原糖，其他几项都不是还原糖。
答案：B
11．花生种子子叶细胞内的圆形透亮的小颗粒与苏丹Ⅲ染液发生了颜色反应，形成
A．蓝色 B．红色 C．黄色 D．紫色
答案：C
12．某学生在显微镜下观察落花生子叶的切片，当转动细准焦螺旋时，有一部分细胞看得清晰，另一部分细胞较模糊，这是由于
A．反光镜未调节好 B．标本切得厚薄不均 C．细调节器未调节好 D．显微镜物镜损坏
答案：B
13．可溶性糖的鉴定中，制备生物组织样液时加入少许石英砂，其目的是
A．研磨充分 B．防止糖被破坏 C．防止反应 D．无作用
答案：A
14．下列哪一项没有颜色反应
A．用碘处理淀粉 B．用碘处理麦芽糖 C．用斐林试剂处理葡萄糖 D．用双缩脲试剂处理蛋白质
解析：A项呈现蓝色，C项呈现砖红色沉淀，D项呈现紫色反应，只有B项无颜色反应。
答案：B
15．下列关于有关物质鉴定的颜色反应，哪一项是不正确的
A．用斐林试剂处理葡萄糖显砖红色 B．用苏丹Ⅲ处理脂肪显橘黄色
C．用双缩脲处理蛋白质显紫色 D．用碘处理果糖呈紫色
解析：A、B、C的颜色反应都正确，D不出现颜色反应。
答案：D
二、非选择题
16．根据“生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验，回答问题：
（1）实验原理是依据生物组织中的有机物与某些化学试剂所产生的___________反应，鉴定生物组织中某种有机物的存在。
（2）鉴定成熟梨果肉内存在还原性糖所用的试剂是_________，该试剂与细胞内可溶性糖中的还原性糖如____________发生作用，形成________色的沉淀，该沉淀是_______。
（3）鉴定花生子叶存在脂肪，所用的试剂是___________；若用物理方法鉴定脂肪的存在，请叙述鉴定方法____________________________。
（4）鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，先向试管内注入2 mL黄豆组织样液；然后向试管内加入2 mL双缩脲试剂A，摇匀；再向试管内加入3～4滴双缩脲试剂B，摇匀。为什么只加3～4滴双缩脲剂B而不能过量？________________________________________________。
（5）鉴定蛋清组织中存在蛋白质时，为何充分稀释？___________________________。
（6）做鉴定糖和蛋白质的实验时，在鉴定之前，可以留出一部分样液，以做_______之用，这样会增强说服力。
答案：（1）颜色 （2）斐林试剂 葡萄糖、果糖 砖红 Cu2O (3)苏丹Ⅲ 烘烤花生种子后，把子叶放在白纸上用手指挤压，白纸上会出现透明的油迹，说明子叶中含有脂肪（4）加入过量的双缩脲试剂B，CuSO4在碱性溶液中生成大量蓝色Cu(OH)2沉淀，会遮蔽所产生的紫色 （5）如果蛋清液稀释不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不容易刷洗干净（6）与鉴定后的样液的颜色变化作对比
17．用下列实验材料做鉴定实验，从理论上分析能否成功，试说明道理。
（1）用绿色叶片做可溶性还原糖的鉴定实验；
（2）用蓖麻种子做脂肪鉴定实验；
（3）用新鲜牛奶做蛋白质鉴定实验。
答案：（1）不能成功。因为绿色叶片的颜色对于鉴定实验中的颜色反应有遮蔽作用。
（2）能成功。因为蓖麻种子中含有较多的脂肪，但必须切片较薄。
（3）不能成功。因为新鲜牛奶中含有大量的还原性糖，有可能与双缩脲试剂中的发生颜色反应，干扰蛋白质鉴定实验中的颜色反应。
18．根据下表中的实验结果回答问题：

鉴定反应 实验结果
实验一 葡萄糖+斐林试剂 砖红色
实验二 蔗糖液+斐林试剂 无反应
实验三 蔗糖液产物+斐林试剂 砖红色

（1）等量葡萄糖和蔗糖溶液，分别加入等量斐林试剂，用小火加热2～3分钟后，两者颜色反应不同。这表明斐林试剂可用于鉴别_________________________________________。
（2）蔗糖液以蔗糖酶处理后，与斐林试剂呈砖红色反应，这个事实说明____________
_________________________________________________________。
答案：（1）葡萄糖 （2）蔗糖被蔗糖酶分解后的产物中有葡萄糖
19．鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，先向试管内注入2 mL黄豆组织样液；然后向试管内注入2 mL双缩脲试剂A（_______________________________溶液），摇匀；再向试管内加入3～4滴双缩脲试剂B（________溶液），这样实验才能成功，原因是___________________；加入双缩脲试剂B仅为3～4滴，不能过量，为什么？_______________________________。
答案：0.1 g/mL的NaOH 0.01 g/mL的CuSO4 在碱性溶液中，蛋白质容易与Cu2+发生紫色反应 否则就容易生成蓝色Cu(OH)2沉淀对实验现象有遮蔽作用
20．苏丹Ⅲ染液可以把脂肪染成_____________色，染色后要用酒精冲洗浮色，用酒精冲洗的原因是________________________________________________。
答案：橘黄 苏丹Ⅲ染液易溶解于酒精中
21．通常情况下，正常人的尿液中没有葡萄糖。当一次食用大量糖时，尿液中是否有葡萄糖存在？试运用对照的方法设计实验方案进行鉴定。
答案：（1）取3支试管分别标号1、2、3。
（2）在1号和2号试管内各加入2 mL正常人的尿液，3号试管内加2 mL大量食糖者的尿液。2号试管内加入少量的葡萄糖。
（3）然后向3支试管分别加入刚配制好的斐林试剂2 mL。振荡试管，使溶液混合均匀。
（4）将这3支试管放入盛有开水的大烧杯中，用酒精灯加热煮沸2 min左右。在加热煮沸过程中随时仔细观察试管中溶液颜色的变化。
（5）结果分析：1号试管不会出现砖红色沉淀，2号试管出现砖红色沉淀，3号试管若不出现砖红色沉淀，则说明不含葡萄糖；若出现砖红色沉淀，则说明该尿液中含葡萄糖。

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