《衡水一本通》生物+PDF版含解析_高中九科知识点归纳。_《高中知识点汇编》_全科《衡水一本通》

衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题01 走近细胞...........................................................................................................................1 专题02 组成细胞的分子.............................................................................................................14 专题03 细胞核和细胞质.............................................................................................................34 专题04 生物膜与物质运输.........................................................................................................48 专题05 酶和ATP..........................................................................................................................68 专题06 细胞呼吸的过程及应用.................................................................................................90 专题07 光合作用的过程及应用...............................................................................................108 专题08 光合作用与呼吸作用的综合应用.................................................................................122 专题09 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变.................................................................................140 专题10 细胞的增殖和受精.........................................................................................................152 专题11 分离定律.........................................................................................................................177 专题12 自由组合定律.................................................................................................................197 专题13 伴性遗传和人类遗传病.................................................................................................213 专题14 DNA分子的结构、复制及实验...................................................................................235 专题15 基因的本质及表达.........................................................................................................252 专题16 生物的变异.....................................................................................................................267 专题17 生物的育种与进化.........................................................................................................283 专题18 人体的内环境稳态和神经调节.....................................................................................304 专题19 体液调节和免疫调节.....................................................................................................327 专题20 植物的激素调节.............................................................................................................349 专题21 种群和群落.....................................................................................................................368 专题22 生态系统.........................................................................................................................384 专题23 生物技术在食品加工及其他方面的应用.....................................................................400 专题24 微生物的培养与应用.....................................................................................................412 专题25 酶的应用及DNA和蛋白质技术....................................................................................422 专题26 基因工程.........................................................................................................................433 专题27 细胞工程.........................................................................................................................447 专题28 胚胎工程与生物技术的安全性和伦理问题.................................................................462 专题29 实验与探究.....................................................................................................................480 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 1/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 走近细胞 01 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）原核细胞与真核细胞的异同(Ⅱ) （2）细胞学说的建立过程(Ⅰ) （3）实验：用显微镜观察多种多样的细胞 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：原核细胞与真核细胞与功能的适应 2.科学思维——比较与分类：生命系统层次的认识；原核细胞、真核细胞和病毒的比较 归纳与分析：总结细胞的统一性，培养逻辑思维、分析问题的能力 3.科学探究——观察与分析：使用显微镜观察多种多样的细胞 4.社会责任——通过对细菌和病毒相关问题分析，关注人体健康、关爱生命 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 2/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：生命系统的结构层次 核心突破例题精讲 【例题】（西安高新一中调研）下列各项研究实例与生命系统的结构层次，对应正确的是 （ ） 选项 研究实例 结构层次 A 家鼠数量每天可增加1.47% 个体 B 某地苍鹭的数量变动 种群 C 兔与狐之间的能量传递效率 群落 D 瓢虫的空间分布 群落 【答案】B 【解析】A.家鼠数量变化属于种群层次；B.某地苍鹭的数量变动属于种群层次；C.兔与狐之 间的能量传递效率属于生态系统层次；D.瓢虫的空间分布属于种群的空间特征，即种群层次。 知识总结 生命系统的结构层次【生命观念】 【知识拓展】课本聚焦 1.为什么说生命活动离不开细胞？ 已知除病毒外所有生物均是由细胞组成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。即使 像病毒那样没有细胞结构的生物，也只有依赖活细胞才能生活。 2.为什么说细胞是最基本的生命系统？ 细胞是所有已知生命体结构和功能构造的基本单位（除病毒外），单细胞生物依靠单个 细胞就能完成各种生命活动，而多细胞生物则是依靠各种分化的细胞分工合作来完成一系列 复杂的生命活动。 3.最基本和最大的生命系统分别是细胞和生物圈。 4.地球上最早的生命形式是单细胞生物。 5.生物繁殖和进化的基本单位是种群；生态系统是由生物群落及其所处的无机环境构成的。 6.植物的导管、木纤维属于死细胞。 7.细胞是生物的结构和功能的基本单位的原因： （1）生物与环境之间物质和能量交换的基础是细胞代谢； 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 3/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （2）生物生长发育的基础是细胞的增殖、分化； （3）遗传与变异的基础是细胞内基因的传递和变化。 8. 人工合成脊髓灰质炎病毒，是否就是人工制造了生命？ 不是。病毒不具有细胞结构，不能独立生活，只能寄生在活细胞中才能生活，因此，尽 管人工合成脊髓灰质炎病毒，但不意味着人工制造了生命。 【变式训练】（衡水实验中学高一模拟）有关生命系统结构层次的叙述，不正确的是（ ） A.覆盖全身的皮肤，属于器官层次的描述 B.“一只草履虫”和“一头牛”二者所含有生命系统层次是完全相同的 C.培养皿中的醋酸杆菌菌落对应于种群层次 D.以细胞代谢为基础的各种生命活动，以细胞增殖、分化为基础的生长发育，以细胞内基因 的传递和变化为基础的遗传与变异，都说明细胞是生命活动的基本单位 【答案】B 【解析】A.皮肤由多种组织构成，因此属于器官层次，A正确；B.草履虫属于单细胞生物， 因此“一只草履虫”既属于细胞层次又属于个体层次，而“一头牛”只属于个体层次，B错 误；C.培养皿中的醋酸杆菌菌落对应于种群层次，C正确；D.细胞是生命活动的基本单位， 生物与环境之间物质和能量的交换以细胞代谢为基础、生物生长发育以细胞的增殖分化为基 础、遗传和变异以细胞内遗传物质的传递和变化为基础，D正确。故选B。 考点二：真核细胞与原核细胞 核心突破例题精讲 【例题】（重庆北碚区高三模拟）下列生物的结构和功能的有关描述中，正确的是 A.新冠病毒具有核糖体，能合成蛋白质 （ ） B.大肠杆菌无染色体，可通过无丝分裂增殖 C.酵母菌具有多个质粒，其质粒能自主复制 D.黑藻具有螺旋带状叶绿体，营养方式为自养 【答案】C 【解析】A.病毒没有细胞结构，它没有核糖体，A错误；B.大肠杆菌是原核生物，不能进行 无丝分裂，B错误；C.细菌和酵母菌均有多个质粒，其质粒均能自主复制，C正确；D.黑藻 具有球形或椭球性的叶绿体，D错误。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 4/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 真核细胞与原核细胞【科学思维】 原核细胞 真核细胞 大小 较小 较大 无以核膜为界限的细胞核，无染色 有以核膜为界限的细胞核，有由 细胞核 体，只有一个环状DNA分子所在的 DNA和蛋白质构成的染色体 区域，称为拟核 细胞质 只有核糖体一种细胞器 有众多细胞器 植物有（纤维素和果胶） 有（肽聚糖） 细胞壁 真菌有（几丁质） （特例：支原体） 动物没有 细胞核：DNA和蛋白质 拟核：大型环状（1个） 形成染色体（质） DNA存在形式 质粒：小型环状（多个） 线粒体和叶绿体：裸露存 在，不形成染色体（质） 增殖方式 二分裂（不是无丝分裂） 有丝、无丝、减数分裂 基因突变 可遗传的变异类型 基因突变 基因重组、染色体变异 细菌：杆菌、球菌、弧菌、 螺旋菌 动物、植物 举例 蓝藻：蓝球藻、念珠藻、颤藻、 真菌：酵母菌、霉菌、食用菌 发菜 其他：支原体、衣原体、放线菌等 共有结构或物质 细胞膜、细胞质、核糖体、DNA、RNA、蛋白质 【知识拓展】 （一）课本聚焦 拟核是什么物质？ 拟核没有核膜包被，也没有染色体，是原核细胞内一个位于不规则且边界不明显区域的 环形DNA分子。 （二）关于原核生物和真核生物的5点辨析 1.能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体：如硝化细菌是原核生物。 2.原生生物不是原核生物：原生生物是指低等的单细胞真核生物，如草履虫、变形虫等。 3.没有细胞核的细胞不一定就是原核细胞：如哺乳动物成熟的红细胞。 4.名称中带“藻”字的不一定都是原核生物：属于原核生物的只有蓝藻类(念珠藻、鱼腥藻、 颤藻、螺旋藻、发菜等)，其他藻类如绿藻、黑藻、红藻等都是真核生物。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 5/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 5.名称中带“菌”字的不一定都是细菌：“菌”字前带“杆”、“球”、“螺旋”及“弧” 字的都是细菌，但酵母菌、霉菌(青霉、毛霉等)是真核生物。 【变式训练】（山东青岛市模拟）2020年10月，黑龙江出现一起家庭聚餐食物中毒事件， 原因是食用了自制的“酸汤子”。调查发现，这种食物被一种叫做“椰毒假单胞菌”的细菌 污染，以下关于椰毒假单胞菌叙述错误的是（ ） A.它的细胞膜的基本支架是磷脂双分子层 B.它的细胞内含有DNA和RNA，遗传物质是DNA C.它和大肠杆菌相似，只有核糖体这一种细胞器 D.它无成形细胞核，是最小、最简单的单细胞生物 【答案】D 【解析】A.磷脂双分子层构成了原核细胞细胞膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有流 动性，A正确；B.有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，遗传物质都是DNA，B正确； C.椰毒假单胞菌属于原核生物，其细胞中只有核糖体一种细胞器，C正确；D.“支原体”为 目前最小、最简单的原核细胞，具备细胞的基本形态结构和功能，没有细胞壁，D错误。故 选D。 考点三：真核细胞与原核细胞 核心突破例题精讲 【例题】（天津静海一中模拟）下列叙述，正确的是（ ） A.大肠杆菌和蓝藻在结构上有统一性，具体体现在它们都有细胞壁、细胞膜、细胞质（核糖 体）及相同类型的遗传物质等) B.蓝藻与变形虫结构上的根本区别是前者营养方式为自养，后者营养方式为异养 C.颤藻与发菜的共同点是都能进行光合作用，但颤藻含光合色素，而发菜细胞含叶绿体 D.细胞学说揭示了动物和植物统一性和生物体结构多样性 【答案】A 【解析】A.大肠杆菌和蓝细菌都是原核生物，它们在结构上具有统一性，如它们都有细胞壁、 细胞膜、核糖体及相同类型的遗传物质(DNA)等，A正确；B.蓝细菌是原核生物，变形虫是 真核生物，原核细胞和真核细胞在结构上最大的差异是原核细胞没有成形的细胞核，B错误； C.发菜和颤藻都是原核生物，细胞中不含叶绿体，C错误；D.细胞学说揭示了细胞统一性和 生物体结构统一性，没有揭示生物体结构多样性，D错误。故选A。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 6/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）细胞的多样性与统一性【生命观念、科学思维】 1.细胞的多样性（形态、大小、种类各不相同） ①直接原因：蛋白质的多样性 ②根本原因：DNA分子的多样性（碱基序列不同） 2.细胞的统一性 ①成分：组成细胞的元素和化合物种类基本相同 ②结构：都有细胞膜、细胞质、核糖体 ③遗传：都以DNA为遗传物质，共用一套遗传密码子 ④能量：一般都以ATP为直接能源 （二）细胞学说【生命观念】 1.揭示者：施莱登、施旺 2.意义：揭示生物界的统一性，即细胞统一性和生物体结构统一性。 3.基本内容： a.细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成； b.细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体的生命起 作用； c.新细胞可以从老细胞中产生。 【变式训练】（辽宁朝阳市·高一其他模拟）细胞学说最早由施菜登和施旺提出，魏尔肖在 其基础上进行了完善。下列相关叙述正确的是（ ） A.施莱登和施旺认为除病毒外，动植物等生物由细胞构成 B.细胞是相对独立的单位，对其他细胞的生命活动不起作用 C.施莱登和施旺提出动植物细胞由老细胞分裂产生新细胞 D.细胞学说的建立过程是开拓、继承、修正和发展的一个过程 【答案】D 【解析】A.施菜登和施旺并未提及病毒，A错误；B.细胞对其他细胞的生命活动会有影响， B错误；C.施菜登、施旺只是提出新细胞从老细胞中产生，但并未提出通过什么方式产生， 魏尔肖认为由分裂产生，C错误；D.根据題意，可以得出细胞学说的建立过程是开拓、继承、 修正和发展的过程，D正确。故选D。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 7/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点四： 病毒——非细胞态生物 核心突破例题精讲 【例题】（全国高三专题练习）研究人员在某沿海水域发现了一种新型异常大病毒（TetV）， 它能感染海洋浮游植物（主要是指藻类）而对动物无影响。TetV主要通过高度集中的浮游 植物种群达到有效传播，当浮游植物感染TetV后，其细胞会自动分解。下列叙述正确的是 A.在培养TerV时，培养基中应加入葡萄糖、氨基酸、无机盐等便于病毒直接吸收利用 B.TetV能够利用任何水生植物细胞中的核糖体合成自身蛋白质 C.TetV与海洋浮游植物属于寄生关系，与海洋生态系统的平衡无关 D.某些海洋浮游植物细胞中无成形的细胞核，不借助叶绿体进行光合作用 【答案】D 【解析】A.病毒没有细胞结构，不能独立生存，不能用培养基直接培养，A错误；B.TetV 能感染海洋浮游植物，因此其可利用海洋浮游植物细胞中的核糖体合成自身蛋白质，不是所 有的水生植物都会被感染，B错误；C.TetV与海洋浮游植物属于寄生关系，TetV主要通过 高度集中的浮游植物种群达到有效传播，当浮游植物感染TetV后，其细胞会自动分解，可 见该病毒与海洋生态系统平衡有关，C错误；D.某些海洋浮游植物细胞（原核细胞）中无成 形的细胞核，也没有叶绿体，但含有与光合作用有关的色素，所以可以进行光合作用，D正 确。故选D。 知识总结 病毒——非细胞态生物【生命观念、社会责任】 1.成分：主要由核酸和蛋白质组成（特例：朊病毒只由蛋白质组成；类病毒由RNA组成） 2.生活方式：寄生（必须依赖宿主活细胞才能生存） 3.增殖过程：吸附 → 注入 → 合成 → 组装 → 释放 4.分类： 5.变异方式：基因突变 6.应用： ①促进动植物细胞融合（例如：灭活病毒） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 8/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ②作为基因工程的载体，将目的基因导入受体细胞（例如：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒） ③制备疫苗（提供抗原蛋白） 【知识拓展】从核心素养看新冠病毒 1.生命观念——结构与功能观 （1）病毒的侵染具有特异性：病毒之所以对其所寄生的宿主具有特异性，原因是其表面的 蛋白质能特异性地识别并结合宿主表面受体蛋白，而不同类型的生物、同一类型生物不同细 胞表面的蛋白质的种类有差别。 （病毒能够进入细胞，说明细胞膜控制物质进出的功能是相对的。） （2）简单的结构有利于其快速繁殖：在漫长的进化历程中，它们仅保留了感染和繁殖的必 备的极少数基因，所以它们感染宿主时，可以做到轻装上阵。（不能独立进行生命活动，寄 生） （3）目前各国科学家已发现新冠病毒已产生了多个变种，并演化出了多个亚型，新冠病毒 容易突变的原因是什么？ 新冠病毒的遗传物质是RNA，为单链，结构不稳定，容易发生变异。 2.生命观念——进化与适应观 （1）2019新型冠状病毒与其宿主的共同进化：一方面，宿主中免疫能力低下的在自然选择 过程中已经被淘汰，留下的个体是经过自然选择之后性状更加优良的个体；另一方面，病毒 中毒性极强的个体已经随宿主的死亡而失去了繁殖下一代的机会，相应的基因也逐渐被淘 汰，而毒性弱、繁殖力强的病毒在与宿主长期共同进化的过程中存留了下来。 （2）生物适应环境具有相对性：人作为万物之灵长，为何感染了包括SARS病毒、2019新 型肺炎病毒后显得免疫力这么低下呢？ 人的免疫系统的三道防线都是在人类长期进化过程中形成的。但在人类进化的过程中， SARS病毒、2019新型肺炎病毒这类病毒是一直处于“缺席”的状态，所以人体对其免疫能 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 9/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 力相对低下。 3.生命观念——稳态与平衡观 （1）从免疫系统的损害来看：因为人体免疫系统对SARS病毒、2019新型肺炎病毒反应相 对迟钝，而病毒的繁殖周期又非常短，所以当它们突破人的第一、二道防线后，在第三道防 线产生作用前，就已经大量繁殖了，从而引起人相关器官功能下降，引起人体的稳态失衡。 （2）从稳态调节来看：体温上升有利于机体快速清除病毒以维持机体的稳态，从这个意义 上讲，体温上升也是生物适应环境的表现。 4.科学思维 （1）检测新型冠状病毒的方法： ①检测病原体的核酸序列（用一段新冠病毒核酸做探针，直接证据，最准确；原理：碱基互 补配对原则） 实时荧光RT-PCR：提取样本中的RNA，进行逆转录得到cDNA（较稳定），再通过PCR技术 对cDNA进行扩增。扩增时需加入荧光探针，它会释放荧光信号，cDNA每完成一次扩增，荧 光信号就会增加一点，而PCR检测仪就能记录到一个荧光信号增加的Ct值。荧光探针与病 毒DNA结合利用了DNA分子杂交技术。 ②检测病原体抗原（用抗体探针，间接证据；原理：抗原—抗体特异性结合） ③检测病人的体液中相应的抗体（用抗原探针，间接证据；原理：抗原—抗体特异性结合） 本检测的不足是：其一由于抗体产生需要时间，一般几天至几周不等，有些免疫功能较弱的 病人可能抗体量很低，容易造成假阴性；其二由于康复者血清中也含有抗体，容易造成假阳 性。 5.社会责任 （1）预防新冠病毒传播的三个措施：控制传染源、切断传播途径和保护易感人群。 （2）注射疫苗（原理：二次免疫）（机体再次接受相同抗原刺激后，记忆细胞会快速增殖 分化为浆细胞，浆细胞产生大量抗体，快速消灭抗原。） 【变式训练】（四川高三模拟）2020年9月8日，全国抗击新冠肺炎疫情表彰大会在京举 行，授予钟南山共和国勋章，授予张伯礼、张定宇、陈薇“人民英雄”国家荣誉称号。新冠 肺炎疫情警示人们要养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识。下列相关叙述正确的是 （ ） A.新冠肺炎病毒的遗传物质含有8种核苷酸，5种碱基 B.新冠肺炎病毒与肺炎双球菌一样只有核糖体一种细胞器 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 10/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 C.新冠肺炎病毒为非细胞生物，不属于生命系统的结构层次 D.新冠肺炎病毒能在空气中大量增殖，戴口罩能有效阻断病毒的传播 【答案】c 【解析】A.新冠肺炎病毒的遗传物质是RNA，含有4种核苷酸，4种碱基，A错误；B.病毒 没有细胞结构，主要由蛋白质外壳和内部的核酸组成，故无核糖体，B错误；C.生命系统的 结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈，新冠肺炎病 毒为非细胞生物，不属于生命系统的结构层次，C正确；D.新冠肺炎病毒只能在活细胞中寄 生生活，不能在空气中大量增殖，能在空气中传播，戴口罩能有效阻断病毒的传播，D错误。 故选C。 考点五：显微镜的使用 核心突破例题精讲 【例题】（上海松江区一模）某同学用光学显微镜观测细胞实 验中，发现很多现象，有关现象和同学想法正确的是（ ） 有关现象 同学想法 A 有一细胞位于视野左下方 细胞实际位于左上方 B 视野中观察到一个测微尺 该测微尺可能是目镜测微尺 C 换高倍镜后使用调节器 粗细调节器均可使用 D 从10倍物镜换到40倍物镜 视野会变亮 【答案】B 【解析】A.显微镜成像是倒立的虚线，故有一细胞位于视野左下方，细胞实际位于右上方， A错误；B.显微测微尺是测量微小生物体或结构的有效工具，包括目镜测微尺和物镜测微尺， 视野中观察到一个测微尺，该测微尺可能是目镜测微尺，B正确；C.换高倍镜后只能使用细 调节器，C错误；D.从10倍物镜换到40倍物镜，视野会变暗，D错误。故选B。 知识总结 显微镜的使用【科学探究】 1.镜头倍数判断： 2.放大倍数计算：目镜×物镜（长度或宽度） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 11/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.高倍物镜与低倍物镜观察情况比较： 大小 数量 亮度 与玻片的距离 范围 高倍镜 大 少 暗 近 小 低倍镜 小 多 亮 远 大 4.视野中细胞的排布与放大倍数的关系： ①视野中细胞呈单行排列：视野中的细胞数目与放大倍数成反比，如下图： ②视野中细胞呈充满排列：视野中的细胞数目与放大倍数的平方成反比，如下图： 【如】 ①在目镜10×，物镜10×的视野中有一行细胞，数目是20个。如果目镜不换，物镜换成 40×，那么在视野中能看见5个细胞。 ②在目镜10×，物镜10×的视野中看见布满的细胞数目是20个。如果目镜不换，物镜换成 20×，那么在视野中能看见5个细胞。 5.成像特点：左右相反、上下颠倒 ①题型一：玻片移动后，视野成像方向上下左右均相反 【如】若将玻片向左下方移动，则物像向右上方移动。 ②题型二：图像成像识别（将该图旋转180°，看见的图像即为答案。） 【如】放在装片上的为“p”，则在显微镜下看见为“ d ”。 6.使用高倍镜的正确顺序： 7.显微镜污点判断 【知识拓展】课本聚焦 同一个体各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是？ 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 12/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 这些细胞的位置和功能不同，充分体现了结构与功能观； 这是个体发育过程中细胞分化产生的差异，即基因选择性表达的结果。 【变式训练】（河南驻马店市高三模拟）下列有关光学显微镜操作的说法，正确的是（ ） A.在使用显微镜观察细胞的实验中，若在50×的视野中均匀分布有大小一致的20个细胞， 则换成100×后，视野中的细胞数目是5个 B.为观察低倍镜视野中位于左上方的细胞，应将装片向右下方移动，再换用高倍镜 C.若高倍镜下细胞质流向是逆时针的，则细胞中细胞质的流向应是顺时针的 D.在显微镜下观察透明材料时，应该增强光照，用较大的光圈 【答案】A 【解析】A.在使用显微镜观察细胞的实验中，若在50×的视野中均匀分布有大小一致的20 个细胞，则换用100×后，视野中的细胞数目是20÷22=5个，A正确；B.为观察低倍镜视野 中位于左上方的细胞，应将装片向左上方移动，B错误；C.若高倍镜下看到细胞质流向是逆 时针的，则细胞质的实际流向还是逆时针的，C错误；D.在显微镜下观察透明材料时，应该 减弱光照，用较小的光圈，D错误。故选A。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 13/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 组成细胞的分子 02 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）水和无机盐的作用(Ⅰ) （2）蛋白质的结构(Ⅰ) （3）核酸的结构和功能(Ⅱ) （4）糖类、脂质的种类的作用(Ⅱ) （5）实验：生物组织中常见的鉴定实验； 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：水和无机盐的存在形式与作用；蛋白质结构的多样性决定 了功能的多样性；核酸、糖类、脂质的结构与其功能的适应 2.科学思维——比较与分类：大量元素与微量元；比较DNA与RNA的异同；糖类和脂质的分 类和作用；归纳与演绎：蛋白质的合成及计算；模型与建模：建立蛋白质的结构模型 3.科学探究——定制与实施方案并观察实验结果的能力：生物组织中常见的鉴定实验； 4.社会责任——健康生活：结合蛋白质与人体健康方面的关系，形成关注科学发展的意识； 注意饮食，养成良好的生活习惯 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 14/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：组成细胞的元素 核心突破例题精讲 【例题】（湖南高三专题练习）一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占 细胞干重的质量分数)如下表所示，下列有关叙述正确的是（ ） 元素(%) C H O N P Ca S 植物 43.57 6.24 44.43 1.46 0.20 0.23 0.17 动物 55.99 7.46 14.62 9.33 3.11 4.67 0.78 A.碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分 B.这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大 C.N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，蛋白质可用双缩脲试剂进行定量检测 D.通过图表可以推测该植物和动物体内均不存在微量元素 【答案】A 【解析】A.分析表中数据可知，C的含量很高，C是组成有机物的必要元素，碳链是构成大 分子有机物的基本骨架，因此碳元素的含量说明有机物是干 物质的主要成分，A正确；B. 这两种生物体内所含的化学元素的种类基本相 同，但含量相差很大，B错误；C.N、S是组 成蛋白质的元素，动物细胞中其含量比植物高说明动物组织含蛋白质较多，蛋白质可用双缩 脲试剂进行定性检测，C错误；D.图表仅显示一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学 元素含量，因此通过图表不能推测该植物和动物体内是否存在微量元素，D错误。故选A。 知识总结 （一）生物体与外界环境【生命观念】 统一性：（种类相同）组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到； 差异性：（含量不同）细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。 （二）元素的分类【生命观念】 最基本元素：C 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、 Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 【知识拓展】课本聚焦 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 15/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1.元素中的“最” 鲜重最多的四种元素：O、C、H、N 干重最多的四种元素：C、O、N、H 2.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不 相同? 细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物 的区别。 【变式训练】（吉林市二模）人参是东北三宝之一，由于农民的不合理种植，造成施用氮肥 后的人参状如水萝卜。你认为以下叙述正确的是（ ） A.氮元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸、纤维素等多种物质的构成元素 B.氮元素参与构成蛋白质，主要存在于R基中 C.人参细胞中构成多聚体和单体的骨架是碳链，所以C是最基本元素 D.这一事实说明N元素是人参的微量元素，应减少氮素的供应 【答案】C 【解析】A.氮元素不仅参与叶绿素的组成，也是核酸的构成元素，但是纤维素中没有氮元素， A错误；B.氮元素参与构成蛋白质，主要存在于蛋白质的肽键中，B错误；C.碳元素是组成 人参细胞中有机物的基本骨架，所以C是最基本元素，C正确；D.氮元素是构成人参细胞的 大量元素，D错误。故选C。 考点二：组成细胞的化合物——水和无机盐 核心突破例题精讲 【例题】（江苏省高考生物试卷·1）下列关于细胞中无机化合物的叙述，正确的是（ ） A.自由水是生化反应的介质，不直接参与生化反应 B.结合水是细胞结构的重要组成成分，主要存在于液泡中 C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 D.无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用 【答案】D 【解析】A.自由水是生化反应的介质，有些水还直接作为反应物参与生物化学反应，如有氧 呼吸，A错误；B.结合水是组成细胞结构的重要成分，主要存在形式是水与蛋白质、多糖等 物质结合，成为生物体的构成成分，而液泡中的水属于自由水，B错误；CD.细胞中大多数 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 16/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 无机盐以离子的形式存在，对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，能参与维持细胞的 酸碱平衡，也能参与有机物的合成，如Mg2+是合成叶绿素的原料，C错误、D正确。故选D。 知识总结 （一）化合物的分类【生命观念】 水：鲜重最多，大多为自由水 无机化合物 无机盐：大多以离子形式存在 糖类：只含C、H、O（能源物质） 脂质：主要含C、H、O，此外还含N、P（储能物质） 有机化合物 蛋白质：主要含C、H、O、N（结构物质） 核酸：含C、H、O、N、P（遗传物质） 【知识拓展】课本聚焦 1.化合物中的“最” 鲜重最多的化合物：水 鲜重最多的有机物：蛋白质 干重最多的化合物：蛋白质 干重最多的有机物：蛋白质 2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中,能构成一个 生命系统吗？为什么？ 不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。 3.常见化合物的元素组成 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 17/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（新疆巴音郭楞蒙古自治州第二中学高三一模）甲图中①②③④表示 不同化学元素组成的化合物，乙图表示由四个单体构成的化合物。以下说法正确的是（ ） （多选题） A.若甲图中的②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪 B.若甲图中④能吸收、传递和转换光能，则④可用无水乙醇提取 C.乙图中若单体是氨基酸，则该化合物彻底水解后的产物中氧原子数增加3个 D.乙图中若单体是四种脱氧核苷酸，则该化合物彻底水解后的产物有6种 【答案】ABCD 【解析】A.②的组成元素只有C、H、O，若其大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则可 能是脂肪，A正确；B.④的组成元素是C、H、O、N、Mg，能吸收、传递和转换光能，则④可 能是叶绿素，可用无水乙醇提取，B正确；C.乙图中若单体是氨基酸，则为四肽，则该化合 物彻底水解需要3分子HO，所以水解后的产物中氧原子数增加3个，C正确；D.乙图中若 2 单体是四种脱氧核苷酸，则为DNA，该化合物彻底水解后的产物有脱氧核糖、磷酸和四种碱 基A、C、G、T，共6种，D正确。故选ABCD。 知识总结 （二）细胞中的化合物——水【生命观念】 1.分类及功能 结合水（4.5%）：细胞结构的重要组成成分 自由水（95.5%）：参与新陈代谢 细胞内的良好溶剂 运送物质 参与许多化学反应 为细胞生活提供液体环境 2.自由水与结合水的相互转化 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 18/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 比值高：代谢旺盛，但抗逆性减弱。（如：癌细胞、种子萌发等） 自由水/结合水 比值低：代谢强度降低，但抗寒、抗旱、抗热等抗逆性增强。 （如：越冬植物、干种子等） 【变式训练】（河南鹤壁高中高三模拟）水是细胞中含量最多的化合物，下列相关叙述错误 的是（ ） A.质壁分离时成熟植物细胞的吸水力会逐渐增大 B.有氧呼吸第三阶段[H]和O2在线粒体内膜上产生水 C.水分子进出细胞，取决于细胞内外液体的浓度差 D.水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和还原剂 【答案】D 【解析】A.成熟植物细胞质壁分离时，由于细胞失水，所以其吸水力会逐渐增大，A正确； B.有氧呼吸第三阶段氧气与还原氢反应生成水，发生的场所是线粒体内膜，B正确；C.水分 子跨膜运输的方式为自由扩散，因此其进出细胞取决于细胞内外液体的浓度差，C正确；D. 水在生物体的许多化学反应中充当溶剂和反应物，但是不能作为还原剂，D错误。故选D。 知识总结 （三）细胞中的化合物——无机盐【生命观念、科学探究】 1.存在形式：大部分以离子形式存在，少数以化合物形式存在（如：CaCO）。 3 2.功能 ①是某些细胞中的化合物的组成成分 【如】 Mg2+：叶绿素（还有N） Fe2+：血红蛋白（还有N） I-：甲状腺激素 PO3-：磷脂、核酸、ATP等 4 CaCO：骨骼、牙齿 3 ②维持细胞和生物体的生命活动 【如】 Ca2+：血钙（过高：肌无力；过低：抽搐） B：植物缺B（花而不实) ③维持细胞的渗透压和酸碱平衡 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 19/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【如】 细胞外液渗透压：Na+ 细胞内液渗透压：K+ 血浆PH：HCO-、HPO2- 3 4 【知识拓展】课本聚焦 1.无机盐都以离子形式存在吗?无机盐以离子形式进出细胞都是主动运输吗? 无机盐不都以离子形式存在,少数无机盐以化合物的形式存在,如牙齿、骨骼中的钙盐； 无机盐以离子形式进出细胞并非都是主动运输,如神经细胞排出钾离子和吸收钠离子是被动 运输（协助扩散）。 2.实验：验证某种无机盐是植物生长所必需的 对照组：给植物提供完全培养液 实验组：给植物提供缺某种无机盐的完全培养液 【变式训练】（辽宁沈阳市高三模拟）无机盐是动物体不可缺少的营养物质，下列 叙述错误的是（ ） A.无机盐是构成细胞内某些重要化合物的组成成分，如Fe2+参与血浆蛋白的组成 B.人体内环境稳态的维持离不开Na+、CI-、HCO-和HPO2–等无机盐离子的参与 3 4 C.食物中缺碘可能会导致地方性甲状腺肿，因此应适量食用加碘食物 D.神经细胞内、外的Na+和K+浓度的稳定有利于维持其正常的兴奋性 【答案】A 【解析】A.无机盐是构成细胞内某些重要化合物的组成成分，如Fe2+参与血红蛋白的组成， A错误；B.Na+、CI-参与维持内环境中渗透压稳态，HCO-和 HPO2–参与维持内环境中pH值 3 4 稳定，B正确；C.食物中缺碘，甲状腺激素无法合成，促甲状腺激素增多，促进甲状腺肿大， C正确；D.静息电位形成于钾离子外流有关，动作电位的形成与钠离子内流有关，因此神经 细胞内、外的Na+和K+浓度的稳定有利于维持其正常的兴奋性，D正确。故选A。 考点三：组成细胞的化合物——蛋白质 核心突破例题精讲 【例题】（河南安阳市高三二模）鬼笔环肽是从一种剧毒蘑菇中分离出来的多肽物质，分子 式为C H NO S，其彻底水解产生的氨基酸中有4个氧原子位于R基上，下列说法正确的是 35 48 8 11 （ ） A.鬼笔环肽中存在二硫键，能维持其结构的相对稳定 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 20/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.鬼笔环肽彻底水解产生的氨基酸的R基中有2个氮原子 C.经加热处理的鬼笔环肽仍能与双缩脲试剂反应显紫色 D.鬼笔环肽通过自由扩散的运输方式进入人体细胞 【答案】C 【解析】A.根据题意分析，鬼笔环肽只有一个S原子，不可能构成二硫键，A错误；B.鬼笔 环肽彻底水解产生的氨基酸有4个氧原子位于R基上，根据其氧原子总数为11个及该多肽 为环肽可知，鬼笔环肽含有7个肽键，因此只有1个N原子位于R基上，B错误；C.加热处 理后鬼笔环肽的肽键没有被破坏，可以与双缩脲试剂反应，C正确；D.鬼笔环肽（多肽类物 质）不能通过自由扩散的运输方式进入人体细胞，D错误。故选C。 知识总结 （一）基础概念【生命观念】 1.元素组成：主要是C、H、O、N，有的还要S、P等 2.基本单位：氨基酸（自然界约有20种） 非必需氨基酸：人体细胞能够合成（12种） 必需氨基酸：人体细胞不能够合成，必须从外界环境中获取（8种，婴儿9种） 3.氨基酸的结构通式： 4.氨基酸的结构特点： ①每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基链接在 同一个碳原子上： ②R基的不同，决定氨基酸的不同种类。 5.脱水缩合反应（R基中的氨基和羧基一般不参与脱水缩合） ①过程： ②场所：核糖体（所有生物） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 21/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ③肽键的书写形式： “ ”或“ ” ④脱去的水中的H来自氨基和羧基，O来自羧基。 6.蛋白质的结构层次 7.蛋白质的多样性 ①直接原因 ②根本原因：DNA分子的碱基（核苷酸）排列顺序 8.蛋白质的功能 结构蛋白（羽毛、肌肉、头发、蛛丝） 催化功能（绝大多数酶） 运输功能（血红蛋白、载体蛋白） 功能蛋白 免疫功能（抗体） 调节功能（蛋白类激素）（如：胰岛素、生长激素等） 此外蛋白还能和多糖结合形成糖蛋白，具有识别功能。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.为什么说蛋白质是生命活动的主要承担者? 客观地说,组成生物体的每一种物质都承担着一定的生命活动。更形象地说,在机体或细 胞的生命活动中,每一种物质都扮演着一定的角色。蛋白质具有参与组成细胞结构、催化、 运输、信息传递、防御等功能,对生物体的生命活动尤为重要,所以蛋白质是生命活动的主要 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 22/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 承担者（不是“唯一承担者”）。 2.蛋白质中的结构与功能观 （1）蛋白质功能主要取决于空间结构； （2） 变性：空间结构被破坏（空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解） 盐析：改变溶解度，不改变空间结构 （3）盐析和变性的蛋白质可以采用双缩脲试剂检测吗？ 可以。盐析的蛋白质肽键没有断裂，变性的蛋白质肽键一般不断裂，仍可以采用双缩脲 试剂检测。 （二）与蛋白质有关的物质 绝大多数酶 部分激素 全部抗体、载体、受体都是蛋白质 知识总结 （二）相关计算【科学思维】 公式一：肽键数 = 水分子数 = 氨基酸数－肽链条数 （环状肽：肽键数=水分子数=氨基酸个数） 公式二：蛋白质相对分子质量=氨基酸总量－水分子总量 =氨基酸个数×氨基酸平均分子质量－18×水分子数 公式三： -NH（肽链数） -COOH×2（肽链数×2） 2 N原子数= -CO-NH- O原子数= -CO-NH- -R中N数 -R中O数 【如】1.由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中有z条是环状多肽，求该 蛋白质含有肽键 m-n+z 个。 【如】2.分子式为CxHyOpNqS的一条多肽链彻底水解后，只得到下列四种氨基酸：分析推算 可知，这个多肽中肽键的个数为（ C ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 23/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p-2 【变式训练】（四川达州市·高三二模）蛋白质在发挥功能时往往与相应物质结合。下列叙 述不正确的是（ ） A.与氨基酸结合，转运氨基酸至核糖体合成肽链 B.与病原体结合，抑制病原体对人体细胞的黏附 C.与某些糖类物质结合，参与细胞间的信息交流 D.与DNA分子结合形成的结构可成为遗传物质的主要载体 【答案】A 【解析】A.转运 氨基酸的载体是tRNA，不是蛋白质，A错误；B.与病原体结合的物质是抗 体，其化学本质是蛋白质，抗体与抗原特异性结合之后，可 以抑制病原体对人体细胞的黏 附，B正确；C.蛋白质与某些糖类物质结合可以形成糖蛋白，糖蛋白参与细胞间的信息交流， C正确；D.蛋白质与DNA分子结合形成染色体，染色体是遗传物质的主要载体，D正确。故 选A。 考点四：组成细胞的化合物——核酸 核心突破例题精讲 【例题】【例题】（北京高考真题）蛋白质和DNA是两类重要的生物大分子，下列对两者共 性的概括，不正确的是（ ） A.组成元素含有C、H、O、N B.由相应的基本结构单位构成 C.具有相同的空间结构 D.体内合成时需要模板、能量和酶 【答案】C 【解析】A.蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N，DNA的基本组成元素是C、H、O、N、P， 故两者组成元素都含有C、H、O、N，A正确；B.蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA的基 本组成单位是脱氧核苷酸，两者都由相应的基本结构单位构成，B正确；C.蛋白质具有多种 多样的空间结构，DNA具有相同的空间结构，C错误；D.蛋白质和DNA在体内合成时都需要 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 24/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 模板、能量和酶，D正确。故选C。 知识总结 （一）基础概念【生命观念】 1.元素组成：C、H、O、N、P 2.基本单位：核苷酸 3.命名 4.核酸分子的多样性 绝大多数生物的遗传信息就储存在DNA分子中，DNA分子的多样性主要取决于碱基（脱 氧核苷酸）序列；而RNA病毒的遗传信息储存在RNA分子中，RNA分子的多样性也主要取决 于碱基（核糖核苷酸）序列。可见，碱基（核苷酸）序列就代表了遗传信息。 （二）DNA、RNA的主要区别【科学思维】 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧（核糖）核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、C、G、T A、C、G、U 结构 双螺旋结构 大多为单链结构 真核生物：主要在细胞核（线粒体、 分布 叶绿体） 主要存在于细胞质 原核生物：主要在拟核（质粒） 与甲基绿反应呈绿色 显色反应 与吡罗红反应呈红色 与二苯胺在沸水浴加热条件下呈蓝色 ①是RNA病毒的遗传物质 是主要的遗传物质， ②mRNA：携带密码子，传递遗传信息 功能 携带和复制遗传信息，并指导蛋白质 ③tRNA：运输氨基酸 的合成。 ④rRNA：组成核糖体（某些种类可催 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 25/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 化某些反应，如：肽酰转移酶） ⑤少数作为酶，具有催化作用 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.由C、H、O、N、P组成的物质有：核酸、磷脂、ATP。 2.易混点归纳 其他生物（真、原核生物） 病毒 核 酸 2种（含DNA和RNA） 1种（DNA或RNA） 核苷酸 8种 4种 碱 基 5种 4种 DNA（DNA病毒） 遗传物质 DNA 或者RNA（RNA病毒） 3.同一个体的不同体细胞中核DNA的关系是怎样的？mRNA的关系呢？蛋白质的关系呢？ 核DNA相同：同一个体的不同体细胞都是由一个受精卵通过有丝分裂和细胞分化形成的, 所以核DNA相同；mRNA和蛋白质不完全相同：由于基因的选择性表达,不同细胞表达的基因 不完全相同,产生的 mRNA、蛋白质也就有所不同。 【变式训练】（河北唐山市高三二模）小分子物质a的分子结构如图甲所示，大分子 物质b的基本组成单位如图乙所示。下列关于人体内这两种物质的叙述不确的是（ ） A.某些物质a可在神经元之间传递信息 B.有的物质乙可参与构成细胞中的直接能源物质 C.物质b可作为某些细菌的遗传物质 D.某些物质b可能具有运输物质a的功能 【答案】C 【解析】A.某些物质a氨基酸（如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等）可以作为神经递质在神经 元之间传递信息，A正确；B.有的物质乙（例如AMP）可参与构成细胞中的直接能源物质ATP， B正确；C.细菌的遗传物质是DNA，b为RNA，C错误；D.某些物质b（如tRNA）具有运输物 质a氨基酸的功能，D正确。故选C。 考点五：组成细胞的化合物——糖类和脂质 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 26/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 核心突破例题精讲 【例题】（上海杨浦区高三二模）科研人员借助扫描隧道显微镜首次实现了对单个多糖分子 的成像。图1为该多糖分子的成像照片，其中箭头所示的单位基团最有可能是（ ） A.甘油 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.脱氧核营酸 【答案】B 【解析】淀粉、纤维素、糖原等多糖的组成单位都是葡萄糖，故箭头所示的单位基团最有可 能是葡萄糖。故选：B。 知识总结 （一）糖类【生命观念】 1.元素组成：只由C、H、O组成 2.功能：主要的能源物质 3.脱水缩合： 4.分类 ①单糖：不能水解的糖 种类 分布 功能 核糖 动、植物细胞 组成RNA 五碳糖 脱氧核糖 动、植物细胞 组成DNA 葡萄糖 动、植物细胞 主要能源物质 六碳糖 果糖 植物细胞 提供能量 半乳糖 动物细胞 提供能量 ②二糖——可水解成两分子单糖（由两分子单糖脱水缩合而成的糖） 种类 分布 功能 蔗糖（葡萄糖+果糖） 植物细胞 麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖） 植物细胞 提供能量 乳糖（葡萄糖+半乳糖） 动物细胞 ③多糖——可水解成多分子单糖（由多分子单糖脱水缩合而成的糖） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 27/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 种类 分布 功能 纤维素 植物细胞 植物细胞壁的主要成分 淀 粉 植物细胞 植物细胞主要的储能物质 糖 原 动物细胞 动物细胞主要的储能物质 【知识拓展】课本聚焦 1.哪些是还原糖？还原糖一定是单糖吗？（P18） 葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等，但不一定是单糖。 2.是不是所以的糖都有甜味？是不是有甜味的都属于糖？ 不甜的糖类有：淀粉、纤维素、糖原、核糖等 甜的非糖物质有：甘油、木糖醇、糖精等甜味剂 3.按功能进行糖类分类 结构糖类：核糖、脱氧核糖、纤维素 供能糖类：六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、 二糖（蔗糖、果糖、乳糖） 储备糖类：淀粉、糖原 4.糖类分类整理 5.糖类合成的场所 叶绿体：葡萄糖、蔗糖、淀粉等 内质网：加上糖基团合成糖蛋白 高尔基体：纤维素 肝脏和肌肉：糖原 【变式训练】（哈尔滨九中二模）下列关于糖类的叙述中正确的（ ） A.人体内血糖的来源包括非糖物质转化和肝糖原、肌糖原的分解 B.细胞中许多细胞器都可以合成多糖，如高尔基体、溶酶体、叶绿体、核糖体、液泡等 C.糖类分为单糖、二糖和多糖，除多糖外均可在水浴加热的条件下与斐林试剂发生颜色反应 D.糖类不仅是细胞的主要能源物质，还可以参与细胞间的信息交流及构成某些生物大分子 【答案】D 【解析】A.人体血糖的来源有三个：食物中的糖类消化和吸收、肝糖原分解和脂肪等非糖类 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 28/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 物质的转化，但肌糖原不能分解，A错误；B.细胞中许多细胞器都可以合成多糖，如高尔基 体、叶绿体，而溶酶体、核糖体、液泡等不能合成多糖，B错误；C.还原糖包括所有的单糖 以及二糖中的麦芽糖和乳糖，C错误；D.糖类不仅是细胞的主要能源物质，糖类和蛋白质形 成糖蛋白，具有识别作用，参与细胞间的信息交流，D正确。故选：D。 核心突破例题精讲 【例题】（海南高考真题）下列关于人体脂质的叙述，正确的是（ ） A.组成脂肪与糖原的元素种类不同 B.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸 C.性激素属于固醇类物质，能维持人体第二性征 D.维生素D是构成骨骼的主要成分，缺乏维生素D会影响骨骼发育 【答案】C 【解析】A.脂肪和糖原的元素组成都是C、H、O，A错误；B.脂肪的最终水解产生是甘油和 脂肪酸，B错误；C.性激素属于固醇，能激发和维持人体第二性征，C正确；D.维生素D可 以促进骨骼对钙的吸收，D错误。故选C。 知识总结 （二）脂质【生命观念】 1.元素组成：主要是C、H、O,磷脂还含有N、P 2.特点： ①相对于糖类，脂质分子O含量低，C、H含量高 ②通常不溶于水，易溶于脂溶性有机溶剂 3.合成场所：内质网 4.分类 种类 分布 脂肪（CHO） ①主要储能物质；②绝热体；③保温；④缓冲和减压 磷脂（CHONP） 组成生物膜的重要成分 胆固醇 ①动物细胞膜的重要成分；②参与血液中脂质的运输 ①促进生殖器官的发育以及生殖细胞的形成； 固醇 性激素 （CHO） ②维持第二性征 维生素D 促进人和动物对钙和磷的吸收 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 29/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】课本聚焦 1.为什么等量的脂肪比糖类含能量多,却不是生物体利用的主要能源物质? ①脂肪是非极性化合物，可以以无水形式储存在体内，体积较糖类小。 ②与糖类相比，脂肪的H元素所占比例较大，O元素所占比例较小，氧化分解时耗O2较多， 速率也比糖类慢，没有糖类及时。 2.呼吸嫡是指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值。葡 萄糖和脂肪的呼吸嫡有什么不同呢? 脂肪中H元素所占的比例大，O元素所占比例小，因此氧化分解时消耗的氧气多,故呼 吸嫡小于1。葡萄糖氧化分解时的呼吸嫡等于1。 【变式训练】（湖南永州市·高三三模）脂质与人体健康息息相关，下列叙述错误 的是（ ） A.摄入过多的胆固醇会增加血管堵塞的风险 B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血 C.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用 D.胆固醇既是动物细胞膜的重要组分，又参与血液中脂质的运输 【答案】B 【解析】A.人体摄入过多的胆固醇会在血管壁形成沉积，造成血管堵塞，A正确；B.磷脂酶 只能水解磷脂，不能水解蛋白质，B错误；C.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用，保 护内脏器官，C正确；D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质 的运输，D正确。故选B。 核心突破例题精讲 【例题】（天津高考真题）组成下列多聚体的单体的种类最多的是（ ） A．血红蛋白 B．DNA C．淀粉 D．纤维素 【答案】A 【解析】A.血红蛋白属于蛋白质，构成蛋白质的单体是氨基酸，约有20种；B.组成DNA的 单体是脱氧核苷酸，有4种；C、D组成淀粉和纤维素的单体是葡萄糖，所以单体种类最多 的是血红蛋白。故选A。 知识总结 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 30/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）生物大分子【生命观念、科学思维】 多糖、蛋白质和核酸等生物大分子，都由许多的基本组成单位连接而成，这些基本单位 称为单体，这些生物大分子称为单体的多聚体。每一个单体都以若干个相连的C原子构成的 C链为基本骨架，多聚体由许多单体连接而成。故C是生命的核心元素。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.碳是构成细胞的最基本元素的原因是什么？ 碳原子构成碳链的基本骨架，是大分子物质形成的基础。 2.组成细胞的化合物中,哪些具有物种特异性,可作为鉴别不同物种的依据?哪些不具有物种 特异性? 蛋白质、核酸具有物种特异性,而水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具 有物种特异性。 3.与能源有关的物质 （1）相关种类 主要能源：糖类 储备能源：主要是脂肪，此外还有植物细胞中的淀粉和动物细胞中的糖原 直接能源：ATP 最终能源：太阳能 （2）分解放能顺序：糖类 → 脂肪 → 蛋白质 （3）供能过程： （二）有机物的水解与氧化分解的比较 项目 DNA RNA 蛋白质 淀粉 脂肪 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 葡萄糖 甘油、脂肪酸 初步 4种 4种 甘油 多肽 麦芽糖 水解产物 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 脂肪酸 脱氧核糖 核糖 彻底 甘油 磷酸 磷酸 氨基酸 葡萄糖 水解产物 脂肪酸 A、T、C、G A、U、C、G 代谢终产物 CO、HO、 CO、HO、尿素、磷酸盐 2 2 CO、HO CO、HO （氧化分解） 2 2 尿素 2 2 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 31/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（江苏省高考生物试卷·2）下列关于细胞中生物大分子的叙述，错误的是（ ） A.碳链是各种生物大分子的结构基础 B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子 C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子 D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化 【答案】B 【解析】A.生物大分子都是以碳链为基本骨架，A正确；B.糖类中的单糖、二糖和脂质不属 于生物大分子，B错误；C.细胞中利用种类较少的小分子（单体）脱水缩合成种类繁多的生 物大分子（多聚体），如许多氨基酸分子脱水缩合后通过肽键相连形成蛋白质，C正确；D. 生物大分子的合成过程一般需要酶催化，D正确。故选B。 考点六：生物组织中的显色反应 核心突破例题精讲 【例题】（江苏高考真题）生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变 化的叙述正确的是（ ） A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色 B.在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色 C.在DNA溶液中加入二苯胺试到，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色 D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色 【答案】C 【解析】A.斐林试剂为蓝色而非无色，A错误B.重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学 反应，由橙色变成灰绿色，B错误；C.DNA溶液中加入二苯胺在沸水浴条件下变为蓝色，C 正确；D.双缩脲试剂检测蛋白质，不能检测氨基酸，D错误。故选C。 知识总结 生物组织中的显色反应【科学探究】 鉴定 颜色 试剂 方法及条件 备 注 对象 反应 A+B混合后加入（现 A液：0.1g/ml的NaOH 配现用）； B液：0.05g/ml的CuSO 斐林 砖红色 4 还原糖 水浴加热 试剂 沉淀 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 32/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 先A后B； A液：0.1g/ml的NaOH A液营造：碱性条件 B液：0.01g/ml的CuSO 双缩脲 4 蛋白质 紫色 试剂 苏丹Ⅲ 橘黄色 试管实验或 使用显微镜观察时，要使用 脂肪 苏丹Ⅳ 红色 显微镜实验 50%的酒精，洗去浮色 淀粉 碘液 蓝色 RNA 吡罗红 红色 染色前使用8%HCl： 分布：混合使用 ①增大细胞膜的通透性，使染液易进入； 甲基绿 绿色 鉴定：单独使用 DNA ②使DNA与蛋白质分离，有利于染色。 二苯胺 蓝色 沸水浴 【知识拓展】课本聚焦 斐林试剂和双缩脲试剂有哪些异同？（P18） 【变式训练】（广东高三二模）某同学用豆浆和梨匀浆进行还原糖和蛋白质的检测，所有操 作均正确无误，实验结果如下：下列说法错误的是（ ） 豆浆 梨匀浆 添加试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 实验现象 蓝紫色 紫色 砖红色沉淀 淡蓝色 A.豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到 B.梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲试剂难以检测到 C.梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物质 D.实验结果表明豆浆适宜用做蛋白质检测的生物材料 【答案】C 【解析】A.根据表中结果分析可知，斐林试剂检测豆浆时，结果是蓝紫色，这是斐林试剂的 颜色，说明豆浆中还原糖含量过少，用斐林试剂难以检测到，A正确；B.双缩脲试剂检测梨 匀浆时，结果是淡蓝色，这是双缩脲试剂的颜色，说明梨匀浆中蛋白质含量过少，用双缩脲 试剂难以检测到，B正确； C.双缩脲试剂是用来检测蛋白质，如果有蛋白质将会出现紫色， 双缩脲试剂中的CuSO4是蓝色，所以不是梨匀浆中的化合物与双缩脲试剂反应生成淡蓝色物 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 33/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 质，C错误；D.分析表中结果可知，双缩脲试剂与豆浆反应后产生紫色，说明豆浆中含有蛋 白质，豆浆适合用做蛋白质检测的生物材料，D正确。故选C。 专题 细胞核和细胞质 03 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）细胞核的结构和功能(Ⅱ) （2）主要细胞器的结构和功能(Ⅱ) （3）实验：观察线粒体和叶绿体 讲核心素养 1.生命观念——建立模型：构建细胞核的结构模型； 比较与分类：对各种细胞器进行比较和分析，按照不同的标准进行分类 和归纳 2.科学思维——比较与分类：生命系统层次的认识；原核细胞、真核细胞和病毒的比较 归纳与分析：总结细胞的统一性，培养逻辑思维、分析问题的能力 3.科学探究——实验设计与分析：细胞核功能的探究过程与结果分析； 实验观察与结果分析：用科学的方法观察细胞中的线粒体和叶绿体 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 34/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 组成细胞的结构 细胞壁：具有全透性（动物细胞没有） 细胞膜：具有选择透过性和一定的流动性 细胞 细胞核：代谢和遗传的控制中心 细胞器：进行各种细胞代谢活动 细胞质 细胞质基质：含多种物质，进行多种化学反应 考点一：细胞核 核心突破例题精讲 【例题】（陕西汉中市）下列关于真核细胞细胞核的叙述，错误的是（ ） A.细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心 B.生物的遗传信息都储存在染色体中 C.核孔具有一定的选择透过性，可允许一些物质通过 D.细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化 【答案】D 【解析】A.细胞核中含有 染色体，染色体中含有DNA和蛋白质，DNA是遗传物质，因此， 细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，A正确；B.真核生物的遗传信息主要 储存在染色体中，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有遗传物质DNA，B错误；C.某种RNA 等大分子物质通过核孔进出细胞核，体现了核孔具有选择透过性，C正确； D.细胞有丝分 裂过程的前期，细胞核解体，染色质高度螺旋化成为染色体，D正确。故选B。 知识总结 （一）细胞核的功能探究【科学探究】 1.美西螈核移植实验 结论：美西螈的肤色遗传是由细胞核控制的。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 35/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.蝾螈受精卵横缢实验（自身前后对照） 结论：细胞核控制着细胞的分裂、分化。 3.变形虫切割实验（自身前后对照） 结论：细胞核是细胞生命活动的控制中心。 4.伞藻嫁接和核移植实验 （1）伞藻嫁接和核移植实验——嫁接实验 结论：生物体主要形态结构的建成与假根有关。 （2）伞藻嫁接和核移植实验——核移植实验 结论：生物体主要形态结构的建成与细胞核有关。 小结：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 36/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（台州市书生中学高二月考）藻的细胞核位于假根中，科学家利用细圆齿伞藻 和地中海伞藻进行如下图所示核移植实验，下列相关叙述错误的是（ ） A.伞藻假根中有遗传物质DNA，伞柄中也有 B.伞冒的形态类型与细胞核的类型有关 C.本实验能证明细胞核是代谢的控制中心 D.本实验能证明细胞核是遗传的控制中心 【答案】C 【解析】A.伞藻假根中含有细胞核，细胞核中含有遗传物质DNA，伞柄的细胞质中也含有少 量DNA，A正确；B.分析该图可知伞帽的形态类型与假根有关，而假根中含有细胞核，因此 其形态类型与细胞核的类型有关，B正确； C.本实验只能证明伞藻的形态与细胞核有关， 无法证明细胞核是代谢的控制中心，C错误；D.实验结果显示伞帽的形态与假根有关，与伞 柄无关，因此能证明细胞核是遗传的控制中心，D正确。故选C。 （二）细胞核的功能【生命观念】 1.细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。 2.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 特别提醒：细胞的代谢中心在细胞质。 （三）细胞核的结构【生命观念】 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开（上有核孔） 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 主要组成成分：DNA和蛋白质 染色体（质） 功能：DNA的主要载体 特性：易被碱性染料染成深色 （如：龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红染液） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 37/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】 （一）染色体与染色质 1.染色质和染色体是同种物质在细胞的不同时期两种存在状态。 2.染色体状态下，由于高度螺旋化，一般不能进行DNA的复制、转录等活动，因为此时DNA 无法解旋，所以这些活动通常在分裂间期进行。 3. 解旋：DNA双链间的氢键断裂，双链变单链 解螺旋：染色体变成染色质 （二）课本聚焦 1.物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子出入细胞核的通道；小分子物质进出细胞 核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。 2.没有细胞核的细胞就是原核细胞吗？一个细胞中只含有一个细胞核吗？ 没有细胞核的细胞不一定是原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管 细胞都无细胞核,但都属于真核细胞。 有些细胞不仅有一个细胞核,如人体骨骼肌细胞有数百个细胞核,双小核草履虫有两个 细胞核。 【变式训练】（全国高三专题练习）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心， 右图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述正确的是（ ） A.结构①主要由RNA和蛋白质组成，在细胞的不同时期存在不同的形态 B.结构②与核糖体、rRNA和蛋白质的合成有关 C.结构③主要是mRNA、DNA、解旋酶，DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道 D.有些细胞不止一个细胞核，有些细胞没有细胞核 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 38/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】D 【解析】A.结构①其组成是DNA和蛋白质，在细胞的不同时期存在不同的形态，A错误；B. 结构②是核仁与核糖体、rRNA形成有关，B错误；C.结构③是核孔，主要是mRNA、解旋酶， DNA聚合酶等大分子物质进出细胞核的通道，C错误；D.有些真核细胞不止一个细胞核，如 草履虫有两个细胞核，肌肉细胞有多个细胞核，原核细胞没有细胞核，哺乳动物成熟红细胞 也没有细胞核，D正确。故选D。 考点二：细胞质 核心突破例题精讲 【例题】（江苏省高考生物试卷·3）下列关于真核细胞的结构与功能的叙述，正确的是（ ） A.根据细胞代谢需要，线粒体可在细胞质基质中移动和增殖 B.细胞质基质、线粒体基质和叶绿体基质所含核酸的种类相同 C.人体未分化的细胞中内质网非常发达，而胰腺外分泌细胞中则较少 D.高尔基体与分泌蛋白的合成、加工、包装和膜泡运输紧密相关 【答案】A 【解析】A.线粒体是细胞的“动力车间”，根据细胞代谢的需要，线粒体可以在细胞质基质 中移动和增殖，A正确；B.细胞质基质中含有RNA，不含DNA，而线粒体基质和叶绿体基质 中含有DNA和RNA，所含核酸种类不同，B错误；C.内质网是蛋白质等大分子物质合成、加 工的场所和运输通道，在未分化的细胞中数量较少，而胰腺外分泌细胞由于能合成并分泌含 消化酶的胰液，细胞中的内质网数量较多，C错误；D.分泌蛋白是在附着在内质网上的核糖 体上合成的，高尔基体与分泌蛋白的加工、包装和膜泡运输紧密相关，D错误。故选A。 知识总结 （一）基础概念【生命观念】 1.组成：包括细胞质基质和细胞器两部分。 2.功能：活细胞新陈代谢的主要场所。 3.细胞质基质 状态：胶质状态 成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等 4.细胞骨架（真核细胞） ①组成：蛋白质纤维 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 39/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ②功能：维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性；与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、 能量转换、信息传递等生命活动密切相关。 5.分离细胞器的方法及原理 方法：差速离心法 原理：各种细胞器质量不同 6.模型构建：人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述。 物理模型：以实物或图片形式直观地表达认识对象的特征 （如：细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型、 细胞分裂图等） 概念模型：用文字或符号突出表达对象的主要特征和联系 （如：光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解等） 数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式 （如：方程式、关系式、曲线、表格等） 【变式训练】（驻马店模拟）下列关于细胞内“支架”和，“骨架”的叙述，正确的是（ ） A.蛋白质、核酸、多糖等生物大分子均以碳链为基本骨架 B.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构，其主要成分是蛋白质和多糖 C.细胞膜的基本支架是磷脂分子层 D.DNA的基本骨架是由核糖和磷酸交替排列构成的 【答案】A 【解析】A.蛋白质、核酸、多糖等生物大分子均以碳链为基本骨架，A正确；B.细胞骨架是 由蛋白质纤维组成的网状结构，其主要成分是蛋白质，B错误；C.细胞膜的基本支架是磷脂 双分子层，C错误；D.DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替排列构成的，D错误。故选A。 （二）细胞器及其功能【生命观念】 名称 分布 膜结构 功能 备注 ①双层膜 ①有氧呼吸的主要场 ①有机物中的化学能→其它形式 （内膜折叠形 所； 的能 成嵴，增大膜 ②为细胞的生命活动提 ②有机物→无机物 线 动物 面积） 供能量；（除光合作用） ③含有DNA和微型核糖体,能进行 粒 植物 ②内膜上和基 “动力车间”、“能量 DNA复制、转录和翻译； 体 质中附着有许 转换器” ④特例：哺乳动物成熟红细胞、蛔 多与有氧呼吸 虫等无氧呼吸类真核生物没有线 有关的酶。 粒体。 叶 植物 ①双层膜 进行 ①光能→有机物中的化学能 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 40/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 绿 （类囊体堆叠 光合作用的场所 ②无机物→有机物 体 形成基粒增大 “养料制造车间”、“能 ③含有DNA和微型核糖体,能进行 膜面积） 量转换器” DNA复制、转录和翻译。 ②类囊体薄膜 ④特例：植物的根等非绿色器官没 上分布着吸收 有叶绿体 光能的光合色 素； ③在类囊体薄 膜上和基质中 含有许多与光 合作用有关的 酶。 滑面内质网： ①膜面积最大的细胞器； 内 脂质合成车间 ②形成物质运输通道， 动物 质 单层膜 粗面内质网： 内接核膜，外接细胞膜； 植物 网 合成、加工蛋白质 ③附着有核糖体的内质网才能加 工蛋白质。 对来自内质网的 动植物细胞都有，但功能不同。 高尔 动物 单层膜 蛋白质进行加工、 动物：细胞分泌物的形成 基体 植物 分类、运输。 植物：细胞壁的形成 合成蛋白质的主要场 ①由蛋白质和rRNA构成 除病 核 所。 ②附着在内质网上：合成分泌蛋 毒外 糖 无膜 “生产蛋白质的机器” 白、膜蛋白 所有 体 游离在细胞质中：合成胞内蛋白 生物 （胞内酶、血红蛋白等） ①含多种水解酶 ①在它自己的膜上有某些 ②分解衰老、损伤的 特殊物质，所以正常情况 溶 细胞器 下不会分解自身 动物 酶 单层膜 ③吞噬并杀死侵入细 ②细胞吞噬、细胞凋亡、 植物 体 胞的病毒或病菌 免疫等与溶酶体有关 “酶仓库”、“消化 ③溶酶体来自高尔基体 车间” ①内含细胞液，含有 ①味道、颜色由它决定 糖类、无机盐、色素、 ②特例：根尖分生区细 液 蛋白质等物质； 胞没有液泡； 植物 单层膜 ②调节植物细胞内环 ③没有液泡的细胞不能 泡 境； 进行质壁分离 ③充盈的液泡可以使 细胞保持坚挺。 与动物细胞 ①由两个相互垂直排列 中 动物 有丝分裂有关 的中心粒及周围物质（蛋白质）组 心 低等 无膜 成， 体 植物 ②细胞分裂间期会复制 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 41/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】 （一）细胞器的分类 依据 类 型 实 例 叶、液 植物细胞特有的 （细胞结构：细胞壁） 动物、低等植物细胞特有的 中 分布 动植物细胞都有，但功能不同的 高 原核细胞唯一具有的细胞器 核糖体 根细胞没有的 叶 根尖分生区细胞没有的 叶、液 不具膜的细胞器 核糖体、中 结构 单层膜的细胞器 内、高、溶、液 双层膜的细胞器 叶、线 含DNA的细胞器 叶、线 （能进行DNA复制、转录的细胞器） （细胞结构：细胞核） 含RNA的细胞器 核糖体、叶、线 成分 （能进行发生碱基互补配对的细胞器） （细胞结构：细胞核） 叶（脂溶性） 含色素的细胞器 液（水溶性） 叶、线 能产生ATP的细胞器 （细胞结构：细胞质质） 能复制的细胞器 线、叶、中 与有丝分裂有关的细胞器 线、中、核糖体、高 核糖体、内、高、线（间接） 功能 与蛋白质合成、分泌有关的细胞器 （细胞结构： 细胞膜） 与主动运输有关的细胞器 核糖体、线 能产生水的细胞器 核糖体、叶、线、高、内 能合成多糖的细胞器 叶、高 与能量转换有关的细胞器 线、叶 （二）课本聚焦 1.细胞骨架与生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同? 细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,生物膜的基本支架是由磷脂双分子层组成的。 2.硅肺形成的原因？ 当肺部吸入硅尘(Si02)后,硅尘被吞噬细胞吞噬、吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的 酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜,使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导 致肺的功能受损。 3.如何全面理解细胞的“整体性”？ 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 42/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）细胞结构中结构与功能观 1.代谢旺盛的细胞中，自由水的比例更高一些。 2.代谢旺盛的细胞中，生物化学反应进行得更快，需要能量更多，线粒体的数量更多一些。 3.蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体与线粒体的数量比较多，核仁较大而明显，核孔数量多。 4.分泌蛋白合成旺盛的细胞中，核糖体、线粒体、内质网、高尔基体等细胞器的数量较多， 生物膜系统会比较发达。 【变式训练】（浙江高考真题）某企业宣称研发出一种新型解酒药，该企业的营销 人员以非常“专业”的说辞推介其产品。下列关于解酒机理的说辞，合理的是（ ） A.提高肝细胞内质网上酶的活性，加快酒精的分解 B.提高胃细胞中线粒体的活性，促进胃蛋白酶对酒精的消化 C.提高肠道细胞中溶酶体的活性，增加消化酶的分泌以快速消化酒精 D.提高血细胞中高尔基体的活性，加快酒精转运使血液中酒精含量快速下降 【答案】A 【解析】A.肝脏具有解酒精的功能，人肝脏细胞中的光面内质网有氧化酒精的酶，因此提高 肝细胞内质网上酶的活性，可以加快酒精的分解，A正确；B.酶具有专一性，胃蛋白酶只能 催化蛋白质水解，不能催化酒精分解，B错误；C.溶酶体存在于细胞中，溶酶体中的消化酶 分泌出来会破坏细胞结构，且溶酶体中的消化酶一般也只能在溶酶体内起作用（需要适宜的 pH等条件），C错误；D.高尔基体属于真核细胞中的物质转运系统，能够对来自内质网的 蛋白质进行加工、分拣和转运，但不能转运酒精，D错误。故选A。 考点三：细胞器之间的协调配合 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁高三一模）如图是一位同学构建的分泌蛋白的合成和运输模型，a、b、c、d 分别代表细胞内的结构，以下相关说法错误的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 43/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.除图中结构外，与蛋白质的合成及分泌过程有关的细胞器还有线粒体 B.图中的核糖体附着在高尔基体上 C.c所示的结构在蛋白质分泌前后面积基本不变 D.a、b、c、d在成分上具有很大的相似性 【答案】B 【解析】A.除图中结构外，与蛋白质的合成及分泌过程有关的细胞器还有线粒体，由线粒体 提供能量，A正确；B.图中的核糖体附着在内质网上，B错误；C.c所示的结构为高尔基体， 在蛋白质分泌前后面积基本不变，C正确；D.a、b、c、d在成分上具有很大的相似性，主要 成分都是脂质和蛋白质，D正确。故选B。 知识总结 分泌蛋白的合成和分泌【科学思维】 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.研究分泌蛋白的方法：同位素标记法 2.此过程中相关膜面积的变化（如图） 内质网：减小 高尔基体：基本不变 细胞膜：增大 3.分泌蛋白的合成和分泌过程一共穿过0层生物膜。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 44/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （二）真核细胞中物质合成的场所 【变式训练】（山东省高考生物试卷（新高考)·1）经内质网加工的蛋白质进入高 尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体 膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带 有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下 列说法错误的是（ ） A.M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性 B.附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成 C.S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累 D.M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内 【答案】D 【解析】A.酶具有专一性的特点，S酶在某些蛋白质上形成M6P标志，体现了S酶的专一性， A正确；B.由分析可知，部分经内质网加工的蛋白质，在S酶的作用下会转变为溶酶体酶， 该蛋白质是由附着在内质网上的核糖体合成的，B正确；C.由分析可知，在S酶的作用下形 成溶酶体酶，而S酶功能丧失的细胞中，溶酶体的合成会受阻，则衰老和损伤的细胞器会在 细胞内积累，C正确；D.M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不能被识别， 最终会被分泌到细胞外，D错误。故选D。 考点四：实验——观察叶绿体和线粒体 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适 宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述正确的是（ ） A.制作临时装片时，实验材料不需要染色 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 45/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片 C.预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察 D.在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成 【答案】A 【解析】A.叶绿体呈现绿色，用显微镜可以直接观察到，因此制作临时装片时，实验材料不 需要染色，A正确；B.黑藻是一种多细胞藻类，其叶片是由单层细胞组成，可以直接用叶片 制作成临时装片，B错误；C.先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，有利于叶 绿体进行光合作用，保持细胞的活性，更有利于观察叶绿体的形态，C错误；D.叶绿体中的 基粒和类囊体，属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到， D错误。故选A。 知识总结 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体【科学探究】 1.实验原理 叶绿体：呈绿色，扁平的椭球形或球形。不需染色，制片后直接观察 线粒体：无色，短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察 2.实验材料 叶绿体：新鲜的藓类叶、菠菜叶、黑藻叶等 线粒体：人口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮 3.实验步骤 （1）观察叶绿体 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 46/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （2）观察线粒体 【知识拓展】课本聚焦 1.普通光学显微镜下能看到细胞内的哪些结构？ 细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体（需染色）、染色体（需染色）。若显示出核 糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构，则为电子显微镜下的亚显微结构图。 2.为什么用菠菜叶稍带叶肉的下表皮观察叶绿体？ 接近下表皮的叶肉细胞排列疏松，且所含叶绿体大而数目少，便于观察。 3.为什么将健那绿称为活性染料？ 用健那绿染液染色时，不需要破坏细胞，因为健那绿染液是将活细胞中的线粒体染色的 专一性染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。 【变式训练】（全国卷Ⅱ·3）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（ ） A.观察活细胞中的线粒体时，可以用健那绿染液进行染色 B.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察 C.观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色 D.用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 【答案】B 【解析】A.健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈 现蓝绿色，而细胞质接近无色，A正确；B.红细胞体积微小，观察其因失水而发生的形态变 化需要利用显微镜，B错误；C.甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲 基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色， 可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，C正确；D.细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，用两种 荧光染料分别标记两种细胞的膜蛋白分子，经过细胞融合后，两种颜色的荧光均匀分布，可 以证明细胞膜具有流动性，D正确。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 47/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 生物膜与物质运输 04 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）生物膜系统的结构和功能(Ⅱ) （2）物质出入细胞的方式Ⅱ （3）实验：通过模拟实验探究膜的透性；观察植物细胞的质壁分离和复原 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：细胞膜的结构与功能； 物质与能量观：理解细胞内物质运输与能量的关系 2.科学思维——建立模型：构建细胞膜的结构模型；建立渗透作用的实验模型； 归纳与演绎：分析不同物质跨膜运输实例，归纳跨膜运输的方式与特点 3.科学探究——表达与交流：探究细胞膜的成分与结构； 实验设计与结果分析：设计实验探究膜的透性；分析植物细胞的质壁分离及 复原实验 4.社会责任——根据渗透作用和物质运输的原理指导灌溉和施肥 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 48/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：与生物膜相关的实验与探究 核心突破例题精讲 【例题】（河南高一其他模拟）关于生物膜的结构模型，下列叙述正确的是（ ） A.欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析提出膜是由脂质组成的 B.暗－亮－暗三层结构的静态模型无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动等现象 C.人细胞和小鼠细胞的融合实验运用了放射性同位素标记法 D.流动镶嵌模型认为，构成生物膜的磷脂分子是静止的，而大多数蛋白质分子是可以运动的 【答案】B 【解析】A.欧文顿发现脂溶性物质很容易通过细胞膜，由此提出膜是由脂质构成的，A错误； B.罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出生物膜是由蛋白质— 脂质—蛋白质三层结构构成的，但该模型为静态模型，无法解释细胞的生长、变形虫的变形 运动等现象，B正确；C.人—鼠细胞的融合是用荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白 质分子，C错误；D.流动镶嵌模型表明，组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可 以运动的，D错误。故选B。 知识总结 （一）细胞膜的制备【科学探究】 1.选材：哺乳动物成熟的红细胞 2.选材原因： （1）没有细胞壁（易操作） （2）没有细胞核和众多细胞器（纯度高） 3.试剂：蒸馏水（或清水） 4.原理：细胞吸水涨破（渗透作用） （二）生物膜结构的探究【科学探究、科学思维】 1.生物膜结构的探究——阶段一（成分探究） ①欧文顿实验 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 49/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 假说：膜是由脂质构成的。 ②化学分析实验 科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，进行化学分析。 化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质。 2.生物膜结构的探究——阶段二（静态统一模型） ①细胞膜铺展实验 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得其面积恰为 红细胞表面积的两倍。 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 ②罗伯特森实验 假说：所有生物膜都由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构成的静态统一结构。 3.生物膜结构的探究——阶段三（流动镶嵌模型） ①人鼠细胞融合实验 方法：荧光标记法 技术：动物细胞融合技术 （可用灭活病毒诱导） 原理：细胞膜的流动性 结论：细胞膜具有流动性。 ②桑格、尼克森模型 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 50/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 建立模型：流动镶嵌模型。 基本支架：磷脂双分子层（亲水头部在内侧，疏水尾部在外侧） 行使功能：蛋白质分子（镶嵌、嵌入、横跨于磷脂双分子层） 【知识拓展】课本聚焦 组成成分：甘油、脂肪酸、磷酸 磷脂分子 元素组成：C、H、O、N、P 【变式训练】（安徽合肥市高三一模）用橡皮泥及牙签构建生物膜模型，搭建了1、2、3 三种结构模型，4代表糖链，5代表蛋白质下列叙述错误的是（ ） A.2在构建生物膜模型时作为基本骨架 B.5在构建生物膜模型时分布具有不对称性 C.构建线粒体模型时内膜需要的2和5比外膜多 D.在构建细胞膜模型时4可与2两侧的5结合 【答案】D 【解析】A.磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，其中磷脂分子头部亲水朝向外侧，尾部疏水 朝向内侧，故图2为磷脂双分子层的结构，因此2在构建生物膜模型时作为基本骨架，A正 确；B.5蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中， 有的贯穿于整个磷脂双分子层，在构建生物膜模型时，5蛋白质的分布具有不对称性，B正 确；C.线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，扩大了内膜的面积，并且线粒体内膜上可以进行有氧 呼吸第三阶段的反应，内膜上蛋白质的含量也比外膜高，因此构建线粒体模型时内膜需要的 2和5比外膜多，C正确；D.在构建细胞膜模型时，4糖链和5蛋白质结合形成的糖蛋白只 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 51/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 分布于细胞膜2的外侧，D错误。故选D。 考点二：细胞膜与细胞壁 核心突破例题精讲 【例题】（河南高一其他模拟）作为系统的边界，细胞膜在细胞生命活动中发挥着重要作用。 下列关于细胞膜的叙述，正确的是（ ） A.细胞膜主要由脂质、蛋白质和核酸组成 B.具有不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同 C.常选用哺乳动物成熟的红细胞作材料制备纯净的细胞膜 D.细胞膜是系统的边界，也是切细胞最外层的结构 【答案】C 【解析】A.细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，此外还有少量的糖类，但不含核酸，A错误； B.蛋白质是生命活动的主要承担者，不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量不同， B错误；C.哺乳动物成熟的红细胞没有细胞器和细胞核，即没有细胞器膜和核膜的干扰，因 此能制备获得较纯净的细胞膜，C正确；D.细胞膜是动物细胞最外层的结构；植物细胞在细 胞膜的外面还有一层细胞壁，它对植物细胞起支持和保护作用，D 错误。故选 C。 知识总结 （一）细胞膜的成分和结构【生命观念】 主要由脂质和蛋白质组成。 磷 脂（主要） 脂 质（约50%） 胆固醇（动物具有） 蛋白质（约40%）：与细胞膜功能密切相关（行使功能） 糖 类（约2%～10% ）：形成糖蛋白、糖脂后与识别等有关 提醒：功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 52/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （二）细胞膜的特点【生命观念】 结构特点：流动性 结构基础：磷脂双分子层和大多数蛋白质分子是可以运动的 影响因素：温度 功能特点：选择透过性（活细胞的重要特征） 结构基础：主要与蛋白质的种类和数量有关 （三）细胞膜的功能【生命观念】 1.将细胞与外界环境分隔开（保障了细胞内部环境的相对稳定） 2.控制物质进出细胞（细胞膜的控制作用是相对的） 3.进行细胞间的信息交流 间接交流：通过细胞分泌的化学物质传递信息，最后与靶细胞膜表面的特异性受体结合。 （信息分子：激素、神经递质、淋巴因子、CO 等） 2 （受体本质：蛋白质） 直接交流：通过细胞膜直接接触传递信息 （如：精卵结合、效应T细胞与靶细胞密切接触吞噬细胞向T/B细胞呈递抗原） 通道交流：通过通道传递信息 （如：高等植物细胞之间的胞间连丝） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 53/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （四）细胞壁【生命观念】 1.化学成分：果胶 + 纤维素 2.主要功能：支持、保护 【变式训练】（成都七中高三零模）下列关于细胞膜的叙述，错误的是（ ） A.细胞膜的组成成分主要是糖蛋白和糖脂 B.不同的细胞膜上可能存在相同的蛋白质 C.变形虫的运动主要依赖细胞膜的流动性 D.病毒识别宿主细胞依赖细胞膜表面受体 【答案】A 【解析】A.细胞膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，含少量糖蛋白和糖脂，A错误；B.不同 的细胞膜上可能存在相同的蛋白质，如胰岛素的受体、MHC（主要组织相容性复合体），B 正确；C.变形虫是单细胞原生生物，运动主要依赖细胞膜的流动性，C正确；D.病毒识别宿 主细胞依赖于与细胞膜表面特异性受体结合，D正确。故选A。 【知识拓展】 （一）真核生物的结构 （二）膜蛋白的种类及功能 载体蛋白：物质运输，具有专一性 受体蛋白：识别并结合信息分子，具有特异性（糖蛋白） 粘连蛋白：使相邻细胞紧密连在一起（糖蛋白） 有催化功能的膜蛋白：膜上某些酶（内质网、类囊体薄膜、线粒体内膜等） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 54/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）各种生物的细胞壁组成 除病毒、支原体和动物细胞外，大多数生物都有细胞壁，但成分不同。 植物：果胶和纤维素 真菌：几丁质 原核生物：肽聚糖 【变式训练】（北京高三二模）生物膜上蛋白质行使功能对应关系中不正确的是 A.突触后膜上的受体——结合神经递质 B.类囊体膜上的酶——催化光反应进行 C.浆细胞膜上的抗体——结合病原体 D.红细胞膜上的载体——运输葡萄糖 【答案】C 【解析】A.突触后膜上的受体能够识别突触前膜释放的神经递质，使后膜兴奋或抑制，A正 确；B.叶绿体的类囊体膜上存在着催化光反应的酶，B正确；C.浆细胞能够合成并释放抗体 到细胞外，其细胞膜上没有抗体，C错误；D.红细胞进行厌氧呼吸消耗葡萄糖，其细胞膜上 具有葡萄糖载体，D正确。故选C。 考点三：生物膜系统 核心突破例题精讲 【例题】（全国高三三模）如图是组成生物膜的磷脂分子的结构式。下列正确的是（ ） A.组成生物膜的磷脂分子中含有的元素种类与蛋白质相同 B.细胞膜中含有两层磷脂，且头部在两侧，尾部夹在中间 C.叶绿体的膜结构中均含有磷脂、蛋白质和光合色素 D.内质网中合成的磷脂经高尔基体加工后参与膜结构的形成 【答案】B 【解析】A.从图中可以看出，磷脂分子中含有C、H、O、N、P共5种元素，极少数蛋白质含 磷，多种蛋白质还含有硫，因此组成生物膜的磷脂分子中含有的元素种类与蛋白质不一定相 同，A错误；B.因为细胞膜的内外均为水溶液，故亲水的头部分别与细胞膜内外的水溶液相 邻，而疏水的尾部则避开水，夹在中间，B正确；C.叶绿体的外膜、内膜和类囊体膜都含有 磷脂和蛋白质，但只有类囊体膜含有光合色素，C错误；D.高尔基体能对蛋白质进行加工， 内质网中合成的磷脂不需要高尔基体加工，D错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 55/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 生物膜系统【生命观念】 1.组成：真核细胞内由细胞器膜、细胞膜和核膜共同构成的生物膜系统。 2.各种生物膜的联系 化学组成上：在组成成分上基本相同；在蛋白质种类和数量上有显著差异。 结构上：大致相同，都由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有两大 特点。 3.意义 （1）使细胞具有相对稳定的内部环境，在细胞与外界进行物质运输、能量转换、信息传递 过程中起决定性作用。 （2）是许多重要化学反应进行的场所，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。 （3）把各种细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序进行。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.只有同时具有三者才能称为生物膜系统，其中之一只能称为生物膜； （例如：哺乳动物成熟的红细胞中只存在生物膜，而不存在生物膜系统。真核生物才有生 物膜系统；原核生物只有生物膜，没有生物膜系统） 2.细胞骨架与生物膜的基本支架在物质构成上有什么不同？ 细胞骨架：蛋白质纤维组成的网架结构 生物膜的基本支架：磷脂双分子层组成的 3.生物膜的特性在生活中的应用 （1）用磷脂制成很小的小球包裹药物，运输到患病部位，通过小球膜和细胞膜融合，将药 物送入细胞。（流动性） （2）利用血液透析膜制成透析型人工肾，代替病变的肾脏行驶功能，把尿毒症患者血液中 的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。（选择透过性） 【变式训练】（西南大学附中月考）生物膜在细胞的生命活动中至关重要，细胞内的各种生 物膜在结构和功能上也都有着紧密的联系，下列有关生物膜结构和功能的叙述，错误的是 A.细胞膜上的糖蛋白与细胞识别有关，但细胞间的信息交流不一定都需要细胞膜上的糖蛋白 参与 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 56/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.生物膜功能的复杂程度主要取决于生物膜上蛋白质的种类和数量 C.内质网膜可转移到高尔基体膜，因而细胞中高尔基体的膜面积会不断增大 D.生长激素的合成与分泌体现了生物膜系统在结构和功能上的相互联系 【答案】C 【解析】A.植物细胞间的信息交流通过胞间连丝进行，不需要糖蛋白参与，A正确；B.蛋白 质承担有各种功能，故膜功能的复杂程度主要取决于生物膜上蛋白质的种类和数量，B 正确； C.内质网膜在分泌蛋白合成过程中，会以囊泡形式转移到高尔基体，而高尔基体膜又会以囊 泡形式转移到细胞膜，故高尔基体膜不会逐渐增多，C错误；D.生长激素是分泌蛋白，其合 成和分泌过程需要各细胞结构的分工协作，细胞核是控制中心，核糖体合成场所，内质网、 高尔基体进行加工，经细胞膜分泌到细胞外，线粒体进行供能，这体现生物膜系统的结构与 功能相联系，D正确。故选C。 考点四：物质跨膜运输实例 核心突破例题精讲 【例题】（山西大同市·高三其他模拟）下列有关植物细胞质壁分离及复原实验的叙 述，正确的是（ ） A.紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞具有大液泡，是该实验的理想材料 B.具有选择透过性的细胞膜是植物细胞吸水或失水的结构基础 C.质壁分离后，细胞壁与原生质层之间充满细胞液 D.原生质层两侧溶液渗透压的大小影响质壁分离的速率 【答案】D 【解析】A.紫色洋葱外表皮细胞具有大液泡，且液泡中有色素，是该实验的最佳材料，内表 皮无颜色，A错误；B.具有选择透过性的原生质层是植物细胞吸水或失水的结构基础，B错 误；C.质壁分离后，细胞壁与原生质层之间充满细胞外的液体，细胞壁是全透的，C错误； D.原生质层两侧溶液渗透压的大小影响质壁分离的速率，D正确。故选D。 知识总结 （一）渗透作用【科学探究、科学思维】 1.概念：水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。 2.常见渗透作用装置 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 57/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.结果：液面出现△h，S 溶液浓度≈S 溶液浓度，但由于半透膜的阻隔和大气压强的影响， 1 2 高浓度一侧依旧略大于低浓度一侧。此时，半透膜两侧水分交换的数量达到动态平衡。 4.原理 5.条件 （1）有半透膜 （2）半透膜两侧有浓度差 6.原因分析： ①液面变化的原因： 单位时间内由低浓度溶液 单位时间内由高浓度溶液 一侧通过半透膜进入高浓度 ＞ 一侧通过半透膜进入低浓度 溶液一侧的水分子数 溶液一侧的水分子数 ②液面不会一直变化的原因： 当高浓度一侧的吸水力 = 大气压时，液面不再变化。 7.渗透作用原理的运用 （1）判断植物细胞的生活状况 （2）判断植物细胞的细胞液浓度 （3）农业生产中的水肥管理 （4）生活中杀菌、防腐、腌制食品 （二）细胞吸水和失水的原理【科学思维】 1.动物细胞 2.植物细胞 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 58/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（济南市章丘区第四中学高三其他模拟）如图所示为平衡时的渗透装 置，烧杯内的液面高度为a，漏斗内的液面高度为b，液面高度差m＝b－a。在此基础上继 续实验，以渗透平衡时的液面差为观测指标，正确的是（ ） A.若吸出漏斗中高出烧杯内的液面的溶液，则平衡时m增大 B.若向漏斗中加入少量蔗糖，平衡时m将增大 C.若向漏斗中加入适量且与漏斗内的蔗糖溶液浓度相等的蔗糖溶液，则平衡时m不变 D.向烧杯中加入适量清水，平衡时m将增大 【答案】B 【解析】A.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，则其中溶质也被吸出，其漏斗中溶质减少， 渗透压减弱，吸水能力也减弱，则平衡时m将减小，A错误；B.若吸向漏斗中加入少量蔗糖， 则其中溶质含量，其漏斗中溶质变多，渗透压增加，吸水能力也增强，则平衡时m将增大， B正确；C.若向漏斗中加入适量等浓度的蔗糖溶液，则漏斗中溶质增多，渗透压增大，则平 衡时m将增大，C错误；D.向烧杯中加入适量清水，使a液面高，而漏斗中溶质的量没变， 渗透压也没改变，则吸收的水量也将保持不变，b的高度就不变，平衡时m将减小，D错误。 故选B。 （三）质壁分离【生命观念、科学探究】 1.实质：细胞壁与原生质层分离。 2.实验材料：洋葱、清水、0.3g/ml的蔗糖溶液 3.原理： ①外界溶液浓度 ＞ 细胞液浓度（如：0.3g/ml蔗糖溶液） ②原生质层伸缩性 ＞ 细胞壁伸缩性 提醒：外界溶液浓度过低，不会发生质壁分离；过高，细胞会因失水而死亡。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 59/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.图示 4.应用：可用于验证 ①细胞膜的流动性（如：原生质层的伸缩） ②细胞膜的选择透过性（如：蔗糖分子不能进入） ③细胞的死活 【变式训练】（天水市第一中学）某同学用洋葱同一片鳞片叶的外表皮细胞，制成甲、乙、 丙三组临时装片，用0.3 g/mL的蔗糖溶液充分处理相同时间后，甲、乙、丙三组视野的20 个细胞中发生质壁分离的细胞数分别为15、18、16。下列相关分析正确的是（ ） A.每组装片中未发生质壁分离的细胞细胞液渗透压比蔗糖溶液大 B.已发生质壁分离的细胞初始细胞液渗透压比未发生质壁分离的大 C.不同装片中大多数细胞的细胞液渗透压增大，细胞吸水能力增强 D.甲、乙、丙三组实验结果表明不同细胞细胞液中的蔗糖含量存在差异 【答案】C 【解析】A.未发生质壁分离的细胞，说明其细胞液的渗透压大于或等于蔗糖溶液的渗透压， 也可能小于蔗糖溶液的渗透压，失去一小部分水后，两者渗透压相等．在显微镜下观察不明 显，A错误：B.已发生质壁分离的细胞的初始细胞液渗透压比未发生质壁分离的小，B错误； C.不同装片中，大多数细胞发生质壁分离现象，这些细胞失水后细胞液渗透压增大，细胞吸 水能力增强，C正确；D.甲、乙、丙三组实验结果表明不同细胞细胞液的渗透压存在差异， 但不能说明不同细胞中蔗糖含量存在差异，D错误。故选C。 【知识拓展】课本聚焦 1. 原生质体：去除植物细胞壁以后所剩下的细胞结构。 细胞膜 原生质层 两层膜之间的细胞质 液泡膜 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 60/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.观察质壁分离一定要用紫色洋葱鳞片叶外表皮吗？ 不一定。叶肉细胞、花瓣细胞等也可以。甚至还能用洋葱鳞片叶内表皮细胞观察，但蔗 糖溶液需要染色处理。 3.自动复原 （1）自动发生质壁分离复原的物质：尿素、KNO、NaCl、甘油等。 3 （2）原理：它们是细胞需要的物质，能进入细胞而引起细胞内溶液浓度升高，细胞吸水。 但它们进入细胞的方式可能不同。 【变式训练】（湖南衡阳市高三三模）某实验小组在适宜温度条件下，将紫色洋葱 磷片叶外表皮细胞置于ー定浓度的KNO 溶液中，测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值（P值） 3 随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A.据曲线可推测实验材料为活细胞 B.细胞在t 时刻开始从外界溶液中吸收溶质 1 C.t 时比t 时液泡体积有所增大 2 1 D.若降低温度，则t～t 时间段会变长 1 2 【答案】B 【解析】A.该细胞能发生质壁分离和复原，说明细胞是成熟的活植物细胞，A正确；B.细胞 在t 时刻，细胞从外界溶液中吸收溶质，使得细胞液浓度增加，t 时刻细胞液浓度大于外界 0 1 溶液浓度，细胞吸水，发生质壁分离的复原，B错误； C.t～t 时间段内，细胞液浓度大于 1 2 外界溶液，细胞吸水，液泡体积有所增大，C正确；D.若降低温度，分子运动的能力减弱， 则t～t 时间段会变长，D正确。故选B。 1 2 （四）物质跨膜运输的其他实例【科学探究】 1.资料1 （1）自变量是：作物种类和离子种类 因变量是：培养液中的离子浓度 （2）结论：不同作物对同种离子的吸收量不同； 同种作物对不同离子的吸收量也不同。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 61/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （3）水稻培养液中的Ca2＋、Mg2＋两种离子浓度为什么会增高？ 水稻吸收水分子及Si4+离子较多，吸收Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里中Ca2+、 Mg2+相对浓度增高。 2.资料2 结论：物质（如I－）的跨膜运输并不都是和水一样，而是逆相对含量梯度运输的。这取决 于生命活动的需要。 3.资料3 微生物 PO KO 2 5 2 大肠杆菌 33.99 12.95 圆褐固氮菌 4.93 2.41 酵母菌 51.00 38.66 米曲菌 48.55 28.16 结论：不同细胞对于物质的输出和输入是有选择的，这种选择具有普遍性。 小结：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和 小分子也能通过，其他离子、小分子和大分子则不能通过。 （提醒：具有选择透过性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有选择透过性， 具有活性的生物膜才具有选择透过性。） 【知识拓展】半透膜和选择透过性膜的区别 半透膜：某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质是否能通过取决于 分子的大小。（按是否有生物活性可分为生物膜和非生物膜） （如：玻璃纸/赛璐玢、膀胱膜、卵壳膜） 选择透过性膜：具有生物活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的 选择性。（是功能完善的一类特殊的半透膜） （如：细胞膜和其他生物膜） 【变式训练】（郑州一中月考）将水稻、番茄幼苗分别放在含Mg2+、Ca2+和SiO4-的培养液中， 4 一段时间后，发现番茄营养液中Mg2+、Ca2+浓度下降，而水稻培养液中Mg2+、Ca2+浓度升高， 下列叙述正确的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 62/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.水稻培养液中Mg2+、Ca2+浓度升高，是水稻细胞外排离子的结果 B.植物根成熟区细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用 C.番茄与水稻相比,其对Mg2+、Ca2+需要量大，而对SiO4-需要量小 4 D.此实验说明植物根细胞对离子的吸收差异取决于培养液中离子的浓度 【答案】C 【解析】A.水稻培养液中Mg2+、Ca2+浓度升高，是水稻吸收Mg2+、Ca2+的速度小于吸收水的速 度，的结果，A错误；B.植物根成熟区细胞吸收矿质元素离子的方式为主动运输，B错误；C. 一段时间后，水稻培养液中Mg2+与Ca2+浓度升高、SiO44-浓度降低，而番茄培养液中Mg2+与Ca2+ 浓度降低、SiO44-浓度升高，说明水稻吸收Mg2+与Ca2+量小于番茄吸收Mg2+与Ca2+量，水稻吸 收SiO4-量大于番茄吸收SiO4-的量，即番茄与水稻相比，其对Mg2+、Ca2+需要量大，而对SiO4- 4 4 4 需要量小，C正确；D.水稻和番茄对Mg2+、Ca2+、SiO4-离子的吸收方式都是主动运输，其吸 4 收差异取决于根细胞膜上运输相应离子的载体数量与细胞呼吸产生的能量，D错误。故选C。 考点五：物质运输的方式 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）下图为植物细胞质膜中H+-ATP酶将细胞质中的H+转运到 膜外的示意图。下列叙述正确的是（ ） A.H+转运过程中H+-ATP酶不发生形变 B.该转运可使膜两侧H+维持一定的浓度差 C.抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率 D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程 【答案】B 【解析】A.主动转运过程中H+-ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误； B.该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差，B正确；C.H+ 的转运方式主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细胞的能 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 63/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 量供应，进而影响H+的转运速率，C错误；D.图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的 电子传递链最终会生成ATP，不会发生图示过程，D错误。故选B。 知识总结 （一）分类【生命观念】 自由扩散 被动运输：顺浓度梯度（高浓度→低浓度） 跨膜运输 协助扩散 主动运输：逆浓度梯度（低浓度→高浓度） 胞吞 非跨膜运输 胞吐 （二）比较【科学思维】 被动运输 胞吞 运输方式 主动运输 自由扩散 协助扩散 胞吐 外→内 方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度 内→外 载体蛋白 不需要 需要 需要 不需要 能量 不消耗 不消耗 消耗 消耗 离子、较大分子 离子、较大分子 小分子、 大分子、颗粒、 运输对象 （氨基酸、葡萄 （氨基酸、葡萄 亲脂物质 病毒、病菌等 糖等） 糖等） 葡萄糖进入红 小肠上皮细胞 白细胞吞噬病 水、气体分子、 细胞；神经纤 吸收葡萄糖、 菌、变形虫的 举例 甘油、乙醇、 维上K+外流、 氨基酸、无机 捕食、分泌蛋白 苯等亲脂物质 Na+内流 盐（离子）等 的分泌等 图示 载体种类和数量 浓度差 能量 影响因素 浓度差 能量 载体种类和数量 （O、PH、温度） （O、PH、温度） 2 2 【变式训练】（山东潍坊市高三三模）拟南芥液泡膜上存在Na+/H+反向转运载体蛋白，它可 利用液泡内外H+的电化学梯度（电位和浓度差）将H+转运出液泡，同时将Na+由细胞质基质 转入液泡。部分物质跨液泡膜转运过程如图所示，据图判断，下列叙述错误的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 64/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.HO通过图中方式可以更快的进出液泡 2 B.Cl-以协助扩散的方式进入细胞质基质 C.降低Na+/H+反向转运载体蛋白基因的表达会降低拟南芥的抗盐能力 D.图示中的转运过程体现了生物膜的选择透过性 【答案】B 【解析】A.水分子进出细胞的方式有自由扩散和协助扩散，图中水是协助扩散，进出细胞速 率更快，A正确；B.由题图可知： Cl-借助通道蛋白，以协助扩散的方式由细胞质基质进入 液泡，B错误；C.Na+在液泡中的积累能使液泡内Na+浓度增大，细胞液渗透压增大，细胞吸 水能力增强，进而提高拟南芥的耐盐碱能力，故降低Na+/H+反向转运载体蛋白基因的表达会 降低拟南芥的抗盐能力，C正确；D.图示中能选择性的吸收Na+、Cl-，排除H+，故体现 了生物膜的选择透过性，D正确。故选B。 （三）相关曲线及因素分析【生命观念】 1.浓度差对物质跨膜运输的影响 a.乙图中的OA段主要是受浓度差的影响； b.乙图中的A点后受载体蛋白种类和数量的限制。 2.氧气含量（能量）对物质跨膜运输的影响 a.乙图中A点不进行有氧呼吸，能量由无氧呼吸提供； b.乙图中AB段主要受O 浓度影响； 2 c.乙图中B点后受载体蛋白种类和数量的限制。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 65/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.温度（PH）对物质跨膜运输的影响 a.温度会影响生物膜的流动性和酶活性，进而影响运输速率； b.PH会影响酶活性，进而影响运输速率。 4.特殊曲线——主动运输 【知识拓展】 （一）三看识别法 （二）课本聚焦 1.同一物质进出细胞的方式一定相同吗？ （1）即使在同一生物体内,同一物质的运输方式往往不止一种，具体为哪一种运输方式要看 试题或材料中给出的条件。（如：葡萄糖进入小肠绒毛细胞的方式为主动运输，进入红细胞 的方式为协助扩散。） （2）常见的规律是,若某种物质进入细胞的方式为主动运输（此情形下细胞内该物质的浓度 往往较高），则其出细胞的方式为协助扩散；若进细胞的方式为协助扩散，则其出细胞的方 式为主动运输。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 66/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.通道蛋白 水通道蛋白：由于磷脂双分子层内部是疏水的，几乎阻碍所有水溶性分子通过，所以水分 子需要借助与水通道蛋白才能通过。 （如：肾小球的滤过作用和肾小管重吸收作用） 离子通道蛋白：由蛋白质复合物构成。一种离子通道只允许一种离子通过，并且只有在对 特定刺激发生反应时才瞬时开放。 （如：静息电位K+离子通道打开，K+外流； 动作电位Na+离子通道打开，Na+内流；） 3.载体蛋白与通道蛋白有什么区别? （1）主动运输所涉及的蛋白质为载体蛋白。这类蛋白质中有一类兼有水解ATP的功能，可 以利用水解ATP释放出来的能量逆浓度梯度转运离子,所以被叫作“某泵”。 （如：Na+—K+泵等） （2）协助扩散涉及的蛋白质为载体蛋白或通道蛋白。前者是通过结构的改变来运输物质的； 后者是一种在一定条件下可形成孔道的蛋白质，有非常高的运输速率。 （三）探究物质跨膜运输的方式 1.探究是主动运输还是被动运输 2.探究是自由扩散还是协助扩散 【变式训练】（浙江高三其他模拟）下图表示物质进出细胞有关的图像或曲线。下 列有关叙述中，正确的是（ ） A.图甲与图丙代表的运输方式相同，运输的物质是小分子或离子 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 67/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.人小肠上皮细胞吸收氨基酸的方式可以用图乙和图丁来表示 C.丁、戊对应的方式，都需要消耗能量，但不一定通过质膜 D.分泌蛋白释放方式与戊图代表的方式相同，利用了膜的选择透性 【答案】B 【解析】A.根据分析，图甲和图丙都代表被动转运，运输的是氧、二氧化碳、甘油等小分子 以及水的渗透，离子是通过易化扩散或主动转运的方式进行的，A错误；B.小肠上皮细胞吸 收氨基酸的方式是主动转运，可以用图乙和图丁来表示，B正确；C.丁可以表示易化扩散， 不消耗能量，C错误；D.分泌蛋白释放方式是胞吐，与戊相同，体现了膜具有流动性，D错 误。故选B。 专题 酶和 05 ATP 讲考纲考情 1.最新考纲 （（1）酶在代谢中的作用（Ⅱ） （2）ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ) （3）实验：探究影响酶活性的因素 讲核心素养 1.生命观念——物质与能量观：ATP是生命活动的能源物质 2.科学思维——归纳与演绎：根据实验总结酶的化学本质与特性；比较酶、激素等物质的异 同，以及ATP的合成、利用过程 模型与建模：构建酶的特性的物理模型和数学模型 3.科学探究——实验设计与结果分析：探究酶的高效性、专一性及温度、PH对酶促反应的 影响 4. 社会责任——社会应用：酶在生产和生活中的应用 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 68/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 构思维导图 考点一：探究实验 核心突破例题精讲 【例题】（湖北襄阳四中高三模拟）对照原则是设计生物学实验的重要原则之一，以下有关 对照实验的分析正确的是（ ） A.探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验时，需要设置空白对照组 B.观察植物细胞质壁分离及复原时，只需观察蔗糖溶液处理前后的细胞即可 C.比较HO 在不同条件下的分解的实验中，需设置对HO 不作任何处理的对照组 2 2 2 2 D.研究温度对酶活性的影响时，分别在酸性和碱性条件下进行 【答案】C 【解析】A.探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验为前后自身对照实验，不需另设置对照 组，A错误；B.观察植物细胞质壁分离及复原实验，需先观察细胞的初始状态，再观察用蔗 糖溶液处理后和用清水处理后的细胞，B错误；C.一般情况下，自然状态下的是对照组，施 加实验变量处理的是实验组，比较HO 在不同条件下的分解的实验，需设置对HO 不作任何 2 2 2 2 处理的对照组，C正确；D.研究温度对酶活性的影响的实验，自变量为温度，pH值为无关变 量，无关变量应保持相同且适宜，D错误。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 69/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）基本原则【科学探究】 1.对照原则：有实验组和对照组 实验组：探究对象，接受实验变量处理的组，结果未知； 对照组：自然状态下或已知影响因素所造成的结果的一组，包括空白、标准、相互（对比）、 自身、条件对照等。（目的：排除无关变量所造成的实验误差） 2.单一变量原则：只能有一个实验变量（自变量） （若实验中设置了多个变量，则需控制变量） 3.平行重复原则：为排除实验的偶然性，应多次重复实验，并取平均值。 （二）实验变量【科学探究】 自变量：人为主动操控的条件和因子。（探究的对象） 因变量：随着自变量的变化而变化的变量。（常表现为结果，需要透过现象看本质） 无关变量：会影响研究结果，但各组中设置相同的变量。 （三）实验步骤【科学探究】 分组并编号 设置自变量（要求：等量且适量） 实验并观察（无关变量要：相同且适宜） 要领：控制自变量，形成对照，观察分析因变量，得出结果和结论，无关变量要保持一致。 【变式训练】（重庆八中高三三模）通过设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较 分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。对比实验和对照实验 都是科学探究中常用的方法。下列关于生物科学实验的叙述，正确的是（ ） A.对比实验的各个组都是实验组，需要再设置一组空白对照组 B.比较过氧化氢在不同条件下分解的实验中加酶的组为实验组，其余均为对照组 C.鲁宾和卡门设计对比实验证明了光合作用释放的氧气来自水 D.探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水和失水实验属于对比实验 【答案】C 【解析】A.对比实验都是实验组，符合对照实验中的相互对照，空白对照不是必需的，A错 误。B.比较过氧化氢在不同条件下的分解的实验中，加酶组、加无机催化剂、加热均为实验 组，常温下反应组为对照组，B错误。C.鲁宾、卡门实验中两组均为实验组，是对比实验， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 70/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 鲁宾和卡门设计对比实验证明了光合作用释放的氧气来自水，C正确。D.探究紫色洋葱鳞片 叶外表皮细胞的吸水和失水实验属于自身前后对照，不是对比实验，D错误。故选C。 考点二：酶的本质和作用机理 核心突破例题精讲 【例题】（安徽省涡阳第一中学月考）20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由 20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，并提高Mg2+的浓度，则留 下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明（ ） A.该RNA具有生物催化作用 B.酶是由RNA和蛋白质组成的 C.酶的化学本质是蛋白质 D.绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA 【答案】A 【解析】酶的本质是具有催化功能的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA，都具有催化 的功能。据题意可知，该酶中的蛋白质除去，留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活 性，说明剩余的RNA也具有生物催化作用，即这些RNA也是酶，A符合题意。故选A。 知识总结 （一）酶的本质【科学思维】 1.概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。 酶的本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA 试剂检测 双缩脲试剂（紫色） 吡罗红（红色） 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体 主要在细胞核（真核生物） 作用 催化作用 作用特性 高效性、专一性、作用条件较温和 作用机理 降低化学反应的活化能 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 71/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 作用场所 细胞内外及生物体内外均可发挥作用 产生场所 活细胞（除哺乳动物的成熟红细胞） 2.酶本质的探索 【知识拓展】课本聚焦 1.试剂检测法鉴定酶的本质 2.失活时蛋白质类酶的空间结构遭到破坏，会改变其功能，但不会破坏所有的肽键。因此失 活后的酶依旧能与双缩脲试剂反应，产生紫色。 【变式训练】（衡水第一中学高三三模）下列关于生物体内的酶的叙述，错误的是 A.过氧化氢酶、脲酶的化学本质都是蛋白质，都可以与双缩脲试剂发生紫色反应 B.RNA聚合酶、DNA连接酶和DNA聚合酶都能与核酸结合形成蛋白质核酸复合体 C.用胰蛋白酶处理生物膜，生物膜的组成成分及通透性都会发生改变 D.淀粉酶和盐酸都能催化淀粉水解；淀粉分支酶缺乏会导致细胞内淀粉含量降低 【答案】D 【解析】A.过氧化氢酶、脲酶和麦芽糖酶都属于蛋白质类的酶，蛋白质可与双缩脲试剂反应 呈紫色，A正确；B.RNA聚合酶可以催化转录过程、DNA连接酶可以催化两个DNA片段的连 接，DNA聚合酶可以催化DNA分子的复制，三者都能与核酸结合形成蛋白质核酸复合体，B 正确；C.生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质，因此用胰蛋白酶处理生物膜，会破坏其中的蛋 白质，导致生物膜的组成成分及通透性都会发生改变，C正确；D.酶具有催化作用，但盐酸 不属于酶，不能催化淀粉水解，D错误。故选D。 （二）作用机理【科学思维】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 72/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1.作用机理：显著降低化学反应的活化能。 （活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。） 2.曲线 （1）AC表示无催化剂的条件下，反应所需的活化能。 （2）AB表示有酶催化的条件下，反应所需的活化能。 （3）BC表示酶降低的活化能。 【变式训练】（浙江温州市高三三模）如图为蔗糖酶作用机理示意图，甲表示蔗糖， 乙表示麦芽糖。下列叙述正确的是（ ） A.丙是果糖，丁是葡萄糖 B.图示过程能说明酶具有专一性和高效性 C.与甲结合的酶形状发生改变形成酶-底物复合物 D.1g蔗糖酶使多少克蔗糖水解代表该酶活性的多少 【答案】C 【解析】A.据分析可知，丙是葡萄糖，丁是果糖，A错误；B.图中显示蔗糖在蔗糖酶作用下 发生水解，而麦芽糖在蔗糖酶作用下无法水解，体现酶的专一性，未体现高效性，B错误； C.酶与底物结合时，结构会有所改变，形成酶-底物复合物，C正确；D.酶活性是用在单位 时间内产物生成量或底物消耗量表示，D错误。故选C。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.酶在细胞代谢中的意义？ 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和条件下快速进行。 2.若将酶变为无机催化剂，则曲线中的B点在纵轴上应向上移动。 （二）酶与激素的比较 酶 激素 产生部位 活细胞 内分泌器官或细胞 作用部位 细胞内外 主要在细胞外（性激素除外） 化学本质 蛋白质（或少数RNA） 多肽、蛋白质、氨基酸类、脂质 生物功能 催化作用 调节作用（传递信息） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 73/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 作用后 性质和数量均不改变 被相关酶水解灭活 ①在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少；②都 共 性 具有特异性，作用于特定的物质、结构或细胞，且与相应物质结合后才能发挥 效效应。 提醒：能产生激素的细胞一定能产生酶；但能产生酶的细胞不一定能产生激素。 （三）混淆的酶 名称 作用部位 作用底物 形成产物 限制酶 磷酸二酯键 DNA分子 黏性末端或平末端 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 重组DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 子代DNA分子 解旋酶 碱基对间的氢键 DNA分子 单链DNA分子 磷酸二酯键 RNA聚合酶 核糖核苷酸 单链RNA分子 碱基对间的氢键 rRNA 肽键 氨基酸 多肽 【变式训练】（海南高考真题）下列关于胰蛋白酶和胰岛素的叙述，正确的是（ ） A.都可通过体液运输到全身 B.都在细胞内发挥作用 C.发挥作用后都立即被灭活 D.都能在常温下与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 【答案】D 【解析】A.胰腺分泌的胰液中含有胰蛋白酶，通过导管运输至消化道内发挥作用，而胰岛素 由胰岛B细胞分泌，可通过血液运输至全身，A错误；B.胰蛋白酶在消化道内发挥作用，而 胰岛素通过与靶细胞膜上的受体结合，进而调节靶细胞的代谢活动，二者均不在细胞内发挥 作用，B错误；C.胰蛋白酶在催化反应前后性质不改变，胰岛素发挥作用后会被灭活，C错 误；D.胰蛋白酶和胰岛素的化学本质都是蛋白质，都能在常温下与双缩脲试剂发生紫色反应， D正确。故选D。 考点三：酶的特性 核心突破例题精讲 【例题】（湖北武汉市高三模拟）相较于无机催化剂，酶具有很多特性。下列关于酶的特性 的实验设计方案，合理的是（ ） A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液，验证酶的专一性 B.利用过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水，验证酶的高效性 C.利用淀粉、淀粉酶、斐林试剂，探究温度对酶活性的影响 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 74/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.利用过氧化氢、过氧化氢酶，探究PH对酶活性的影响 【答案】D 【解析】A.由于蔗糖是否发生水解，都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探 究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，A错误；B.酶的高效性是指与无极催化剂相比， 酶降低活化能的能力更显著，因此利用过氧化氢、过氧化氢酶和无机催化剂才能验证酶的高 效性，而不能用蒸馏水，B错误；C.斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会改变反应的温度， 因此如果究温度对淀粉酶活性的影响，不能选择斐林试剂检测实验结果，C错误；D.过氧化 氢酶的活性收PH值得影响，故能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响，D正 确。故选D。 知识总结 酶的特性【科学探究、科学思维】 高效性：降低活化能的作用更显著，是无机催化剂的107~1013倍； 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应； ①过酸、过碱、高温会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活； 作用条件较温和 （不可逆） ②低温、温度和PH偏高、偏低会抑制酶的活性，但不会破坏它的空 间结构，不会失活（可逆） （一）高效性【科学探究、科学思维】 1.实验（原理：2HO→2HO + O↑） 2 2 2 2 2.分析 1号：2ml HO→气泡几乎没有，卫生香不复燃 2 2 2号：2ml HO 气泡少量，基本不复燃 2 2 3号：2ml HO +2滴FeCl→气泡较多，变亮 2 2 3 4号：2ml HO +2滴肝脏研磨液→气泡大量，复燃 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 75/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 自变量：是否加热（1、2号）、催化剂（1、3、4号） 因变量：HO 分解的速率 2 2 3.结论 1号与2号比较：加热可以加快反应速率； 1号与3、4号比较：酶具有催化作用，催化剂可在常温下加快反应速率，且酶的催化效 率更高。 4.曲线 a与c比较：酶具有催化作用，但酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反 应的平衡点； a与b比较：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 【变式训练】（河北保定市高三二模）酶是细胞代谢不可缺少的催化剂，下列有关 酶的叙述正确的是（ ） A.HO 受热分解加快和加入肝脏研磨液HO 分解反应原理相同 2 2 2 2 B.两种酶催化的反应速率不同，反应速率高的酶有高效性 C.酶促反应过程中不一定需要ATP，但ATP合成一定需要酶 D.酶的高效性保证了细胞内各种代谢有条不紊的进行 【答案】C 【解析】A.HO 受热分解加快的原理是加热为HO 提供了活化能，加入肝脏研磨液HO 分解 2 2 2 2 2 2 加快的原理是HO 酶降低了反应的活化能，A错误；B.高效性是酶和无机催化剂比较，两种 2 2 酶促反应不能比较高效性，B错误；C.酶促反应（如放能反应）过程中不需要ATP，但ATP 合成一定需要酶，如ATP合成酶，C正确；D.酶的专一性保证了细胞内各种代谢有条不紊的 进行，D错误。故选C。 （二）专一性【科学探究、科学思维】 1.实验（原理：淀粉 麦芽糖 砖红色沉淀） 非还原糖 还原糖 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 76/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （1）方案一：不同底物，相同酶 步 骤 1号（实验组） 2号（对照组） 一 底物 2ml可溶性淀粉溶液 2ml蔗糖溶液 二 淀粉酶溶液 1ml 三 60℃水浴加热 5min 四 斐林试剂 2ml 50℃—65℃ 五 2min 水浴加热 现 象 产生砖红色沉淀 不产生砖红色沉淀 自变量：底物种类 因变量：底物是否分解（观察是否产生砖红色沉淀） 提醒：此实验一般不用碘液检验。因为：2号试管中的蔗糖无论是否被水解，均不会与碘液 发生反应。 （2）方案二：相同底物，不同酶 步 骤 1号（实验组） 2号（对照组） 一 底物 2ml 二 淀粉酶溶液 1ml淀粉酶溶液 1ml蔗糖酶溶液 三 60℃水浴加热 5min 四 斐林试剂 2ml 50℃—65℃ 五 2min 水浴加热 现 象 产生砖红色沉淀 不产生砖红色沉淀 自变量：酶的种类 因变量：底物是否分解（观察是否产生砖红色沉淀） 提醒：此实验可用碘液检验。若淀粉水解，则不变蓝色；若淀粉没有水解，则变蓝色。 2.结论：每一种酶只能催化一种或一类化学反应，这就是酶的专一性。 3.物理模型——“锁和钥匙学说” B E + F（其中 A 代表酶） 4.曲线 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 77/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 加入酶A后反应速率明显加快，而酶B与无酶的现象相同，说明酶B对此反应无催化 作用，进一步说明酶具有专一性。 【知识拓展】课本聚焦 1.具有专一性的物质有：酶、载体蛋白、受体、tRNA、抗体 2.酶与无机催化剂在催化范围上的比较（P83、85） 酶：专一性，只催化一种或一类化学反应 无机催化剂：范围较广（例如：酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀 粉水解制备葡萄糖） 【变式训练】（辽宁铁岭市高三一模）为探究影响酶活性的因素，验证酶的专一性和高效性 等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是（ ） 方案 催化剂 底物 pH 温度 ① 胃蛋白酶 蛋白块 不同pH值 适宜 ② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜 ③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度 ④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温 A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量pH可设置为3、7、9 B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C.方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测 D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多 【答案】B 【解析】A.胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.0左右，在探究pH对酶活性的影响的实验中，若将 pH设置为3、7、9，则胃蛋白酶会变性失活，无法达到实验目的，A错误；B.淀粉酶能分解 淀粉，不能分解蔗糖，利用斐林试剂检测生成物可以达到验证淀粉酶是否具有专一性的实验 目的，B正确；C.根据酶的专一性，蛋白酶可以将蛋白质分解，但蛋白酶的化学本质是蛋白 质，也能与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应，C错误；D.在高温、过酸、过碱的条件下， 酶的空间结构遭到破坏，导致酶失去活性，因此方案④不能达到实验目的，D错误。故选B。 （三）作用条件较温和【科学探究】 1.温度对酶活性的影响 步 骤 1 1’ 2 2’ 3 3’ 一 可溶性淀粉溶液 2ml 2ml 2ml 二 淀粉酶溶液 1ml 1ml 1ml 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 78/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 分别在不同条件下 60℃水浴加热 煮沸 加冰块 三 放置5min （对照组） （实验组） （实验组） 四 混合 1与1’混合 2与2’混合 3与3’混合 五 原处理温度条件下恒温 5min 六 加碘液 2滴 现 象 不变蓝 变蓝 变蓝 自变量：温度 因变量：酶的活性（用单位时间内产物的生成量或底物的消耗量表示） 结论：酶所催化的化学反应需要在适宜的温度条件下进行。 提醒：①检测试剂不能用斐林试剂；（水浴加热会影响自变量） ②底物不宜选用HO；（HO 分解速率会受温度的影响） 2 2 2 2 ③实验时，应先控制好变量，再让底物与酶混合反应。 （所以实验中步骤三和四不能颠倒。） 【变式训练】（福建省连城县第一中学高三模拟）如图表示酶的浓度一定时某酶促反应速率 和温度的关系。某兴趣小组据图探究经过t4条件处理的该酶，当温度降低到t3时，其活性 是否可以恢复到较高水平。下列错误的是（ ） A.图中酶促反应速率可以用产物的生成速率或反应物的消耗速率表示 B.图中t1和t5对应的酶促反应速率都为0的原因相同 C.该探究实验应该设置分别在t3和t4温度下进行保温处理的两对照组 D.该探究实验实验组的处理应该先在t4温度下保温处理，再在t3温度下保温处理 【答案】B 【解析】A.图中酶促反应速率可以用产物的生成速率或反应物的消耗速率表示，A正确；B.t1 时为低温，酶的活性很低，导致酶促反应基本不进行，而t5时为高温，破坏了酶的空间结 构导致酶丧失活性，使得酶促反应不进行，因此两种温度下酶促反应速率为0的原因不同， B错误；C.该实验的目的是探究经过t4条件处理的该酶，当温度降低到t3时，其活性是否 可以恢复到较高水平，所以该实验应该设置分别在t3和t4温度下进行保温处理的两个对照 组，C正确；D.该实验的目的是探究经过t4条件处理的该酶，当温度降低到t3时，其活性 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 79/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 是否可以恢复到较高水平，所以该实验的实验组的处理应该先在t4温度下保温处理，再在 t3温度下保温处理，D正确。故选B。 2.PH对酶活性的影响 步 骤 1 2 3 将3滴新鲜肝脏研磨液（HO 2mlNaOH溶液 2mlHCl溶液 2ml蒸馏水 一 2 2 酶）放入不同PH条件处理备用 （实验组） （实验组） （对照组） 二 加入HO 2ml 2 2 三 反应时间 5min 四 卫生香点燃 气泡少 气泡少 气泡多 现象 燃烧不猛烈 燃烧不猛烈 燃烧猛烈 自变量：PH 因变量：酶的活性（用单位时间内产物的生成量或底物的消耗量表示） 结论：酶所催化的化学反应需要在适宜的PH条件下进行。 提醒：①底物不宜选用淀粉；（它在酸性条件下分解也会加快） ②实验时，应先控制好变量，再让底物与酶混合反应。 【变式训练】（浙江高考真题）为研究酶作用的影响因素，进行了“探究PH对过氧 化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是（ ） A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中 B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致 C.将HO 加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入PH缓冲液 2 2 D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜PH范围 【答案】C 【解析】A.温度也会影响酶的活性，且该实验中温度为无关变量，应保持相同且适宜，则反 应小室应保持在适宜水温的托盘中，A正确；B.各组的滤纸片大小和数量属于无关变量，应 保持一致，B正确；C.应将反应小室稍立起，使有滤纸片的一侧在上面，然后依次小心加入 PH缓冲液和HO 溶液，此时混合液不能与滤纸片接触，C错误；D.比较各组量筒中收集的气 2 2 体量，可以反映在不同PH条件下过氧化氢酶的活性大小，从而判断过氧化氢酶的适宜PH 范围，D正确。故选C。 3.探究酶的最适温度或PH 若要研究最适温度和最适 PH，我们可以通过预实验，先在一定范围内设置梯度温度 （PH），然后以效果最佳的一组为中心，前推一组后推一组，缩小变量范围，并减小温度（PH） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 80/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 梯度，重做实验。 【知识拓展】 （一）酶相关的知识网络图 【变式训练】（山东泰安市高三其他模拟）从某种微生物细胞中分离得到了一种酶Q， 为了探究该酶的最适温度进行了相关实验，实验结果如图甲所示；图乙为酶Q在60℃下催 化一定量的底物时，生成物的量随时变化的曲线。下列分析不正确的是（ ） A.由图甲可知，该种微生物适合在较高的温度环境中生存 B.增加每组实验的组数，可使得到的最适温度范围更精准 C.图乙实验中若升高温度，酶Q的活性不一定升高 D.图乙中，在t 时增加底物的量，酶Q的活性不变 2 【答案】B 【解析】A.由图甲可知，温度较高时，酶活性较高，说明该种微生物适合在较高的温度环境 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 81/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 中生存，A正确；B.增加温度范围，减小温度梯度，可使得到的最适温度范围更精准，B错 误；C.由于不能确定该酶的最适温度，故图乙实验中若升高温度，酶的活性不一定升高，C 正确；D.酶活性受温度和pH的影响，与底物的量无关，故图乙中，在t 时增加底物的量， 2 酶Q的活性不变，D正确。故选B。 （二）酶的抑制剂 1.竞争性抑制剂 抑制剂与底物竞争酶分子的同一结合位点，当抑制剂与酶结合后，就阻止了底物与酶的 结合。所以竞争性抑制可以随着底物浓度的增大逐渐恢复最大反应速率。（见曲线b） 2.非竞争性抑制剂 抑制剂与酶分子上另外一些位点结合，导致酶结构改变从而不能与底物结合。所以，非 竞争性抑制不可以通过增加底物浓度使反应速率恢复到最大速率，因为一部分酶已经被破坏 了。参看上图中的曲线3，由曲线3与曲线1的关系可知，加入非竞争性抑制剂相当于降低 了酶量。（见曲线c） （三）酶在生活中的实例 1.人发烧时不想吃东西，原因是体温升高导致消化酶活性降低，食物在消化道中消化缓慢。 2.唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活，原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8，而胃液的pH 为0.9～1.5。 3.胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射，不能口服，原因是口服会导致该类激素被蛋白 酶和肽酶分解成氨基酸而失效。固醇类激素(如性激素)和氨基酸衍生物类激素(如甲状腺激 素)不会被消化酶分解，既可以注射，也可以口服。 【变式训练】（山东淄博市·高三二模）抑制剂与酶结合引起酶活性降低或丧失的过程称为 失活作用。根据抑制剂与底物的关系可分为竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂，下图为两种抑 制剂的作用机理模型。相关叙述错误的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 82/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.由模型A可知，酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础 B.由模型B可知，竞争性抑制剂通过竞争酶与底物的结合位点而影响酶活性 C.由模型C推测，可通过增加底物浓度来降低非竞争性抑制剂对酶活性的抑制 D.非竞争性抑制剂与底物结合位点以外的位点结合，通过改变酶构象影响酶活性 【答案】C 【解析】A.酶的活性部位往往与底物分子在空间结构上具有特殊的匹配关系，由模型A可知， 酶与底物的结构特异性契合是酶具有专一性的结构基础，A正确；B.据B图可知，竞争性抑 制剂与底物竞争酶的活性位点结合，导致酶不能与底物结合，从而降低酶对底物的催化效应， B正确；C.由模型C可知，非竞争性抑制剂能改变酶的空间结构，使酶不能与底物（反应 物）结合，即使增加底物浓度也无法解除，C错误；D.非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的 其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率， D正确。故选C。 考点四：影响酶促反应的因素 核心突破例题精讲 【例题】（北京高考真题）用新鲜制备的含过氧化氢酶的马铃薯悬液进行分解HO 的实验， 2 2 两组实验结果如图。第1组曲线是在pH=7.0、20℃条件下，向5mL1%的HO 溶液中加入0.5mL 2 2 酶悬液的结果。与第1组相比，第2组实验只做了一个改变。第2组实验提高了（ ） A.悬液中酶的浓度 B.HO 溶液的浓度 2 2 C.反应体系的温度 D.反应体系的pH 【答案】B 【解析】A.提高酶的浓度能够提高速率，不能提高氧气的量，A错误；B.提高HO 溶液的浓 2 2 度，就是提高底物浓度，产物的量增加，B正确；C.适度的提高温度可以加快反应速率，不 能提高产物的量，C错误；D.改变反应体系的PH，可以改变反应速率，不能提高产物的量， D错误。故选B。 知识总结 （一）温度和PH【科学思维】 1.单因子因素的影响（影响酶活性） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 83/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （1）在一定范围内，随温度（PH）的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，催化作用 逐渐减弱； （2）低温只会抑制酶的活性，不改变酶的空间结构；高温、强酸、强碱会使酶失活，改变 其空间结构。 2.多因子因素的影响（影响酶活性） （1）自变量是温度和PH，因变量是酶的活性； （2）A图中PH的变化不影响酶作用的最适温度；B图中温度的变化不影响酶作用的最适温 度； （3）此图不能得出PH=7为最适PH，也不能得出温度=30℃为最适温度，只能说酶活性在此 条件下，PH=7，温度=30℃时最强。 （二）底物浓度和酶浓度【科学思维】 1.甲图表示：在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快； 但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。 2.乙图表示：在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。 【变式训练】（浙江金华市高三一模）下图曲线b表示在最适温度、最适 pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析错误的是（ ） A.增大pH后重复该实验，A、B点位置均会降低 B.降低酶浓度后重复该实验，反应速率可用曲线a表示 C.反应物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素 D.若B点后升高温度，将呈现曲线c所示变化 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 84/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】D 【解析】A.题干中提出“曲线b表示在最适温度、最适pH条件下”，因此如果增大pH，酶 的活性会下降，A、B点位置都会下移，A正确；B.降低酶浓度，则酶促反应速率降低，对应 a曲线，B正确；C.图中可以看出，在曲线AB段反应速率与反应物浓度呈正相关，因此反应 物浓度是限制曲线AB段反应速率的主要因素，C正确；D.曲线b是在最适温度条件下进行 的，如果升高温度，酶活性将会下降，反应速率应在B点后下降，D错误。故选D。 考点五：ATP 核心突破例题精讲 【例题】（浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示 化学键。下列叙述正确的是（ ） A.ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，这是放能反应 B.根尖细胞形成③所需的能量来源于光能也可来源于化学能 C.细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供 D.②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位 【答案】D 【解析】A.肌肉收缩过程中需消耗能量，ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，是吸能反应， A错误；B.根尖细胞不能进行光合作用，所以形成③（合成ATP）所需的能量只能来自于呼 吸作用，即有机物中的化学能，B错误；C.细胞内的吸能反应所需能量主要是由③断裂后直 接提供，但人体中还有其他物质可以为生命活动提供能量，C错误；D.②和③都断裂后所形 成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，D正确。故选D。 知识总结 （一）基础概念【生命观念】 1.概述：ATP的中文名称是三磷酸腺苷；结构简式为A-P～P～P；1个ATP分子中含1个腺 苷，2个高能磷酸键，3个磷酸基团。 2.物理特性：白色粉末，能溶于水，可口服 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 85/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.功能：高能磷酸化合物，是细胞生命活动所需能量的直接来源。（直接能源物质） 4.结构简式与结构简图 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.ATP是能量吗？ ATP不是能量，而是与能量有关的一种物质，不可等同于能量。它是一种高能磷酸化合 物，需要水解才能释放能量。 2.为什么说ATP是一种高能磷酸化合物？ 因为ATP的一个高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54 kJ/mol，所以说它是细胞内的 一种高能磷酸化合物。 3.细胞中含有大量 ATP吗？新陈代谢旺盛的细胞中是否ATP含量较多？ 不可误认为细胞中含有大量ATP。事实上，细胞中ATP含量很少,但ATP与 ADP转化非 常迅速、及时。无论饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。 新陈代谢旺盛的细胞中，ATP含量并没有增加，只是ATP与ADP的相互转化更迅速。 4.ATP中的化学能可以转化成热能吗？ 人、鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸释放的能量。该过程中葡萄糖等分 子中稳定的化学能释放出来，大都转化为热能，可以直接用于维持体温；少数合成ATP，ATP 水解释放的能量，也能转化成热能，用于维持体温恒定。 5.ATP是唯一的直接能源物质吗？ ATP不是唯一的高能磷酸化合物，也不是唯一的直接能源物质，例如：GTP、CTP、UTP 等，它只是最主要的。 （二）易混结构（下图中的A代表的含义） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 86/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（普宁市第二中学高三三模）dATP是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写， 其结构式可简写成dA-P～P～P（该结构式中的dA表示脱氧腺苷）。下列分析正确的是（ ） A.dATP与ATP的分子结构的主要区别是含氮碱基不同 B.dATP彻底水解后的形成的有机物种类有3种 C.若dATP中的高能磷酸键水解，也可为某些吸能反应供能 D.细胞内生成dATP时有能量的储存，常与吸能反应相联系 【答案】C 【解析】A.与ATP相比，dATP分子结构的主要区别是所含的五碳糖种类不同，前者含的是 核糖，后者含的是脱氧核糖，A错误；B.dATP彻底水解生成腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸3种物 质，但磷酸不是有机物，因此dATP彻底水解后的形成的有机物种类有2种，B错误；C.dATP 中的高能磷酸键水解时，可以释放比较多的能量，能为某些吸能反应供能，C正确；D.与合 成ATP类似，细胞内合成dATP时要储存能量，因此合成dATP的反应常与放能反应相联系， D错误。故选C。 （二）ATP与ADP的相互转化【生命观念、科学思维】 1.图解 2.反应式 3.原因：ATP分子中远离腺苷的那个高能磷酸键很容易水解，也易重新生成。 提醒：该反应不是可逆反应，因为物质虽然可逆，但能量和酶不可逆。 4.ATP和ADP的特性：含量少，转化快 5.吸能反应和放能反应 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 87/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 吸能反应：ATP的水解 放能反应：ATP的合成 【变式训练】（辽宁葫芦岛市·高三二模）ATP使细胞能及时而持续地满足各项生 命活动对能量的需求。下图中图甲为ATP的结构示意图，图乙为ATP与ADP 相互转化的关系式。据图分析，下列说法正确的是（ ） A.图甲中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键 B.图乙中反应向左进行时，所需能量均来自细胞代谢 C.图乙中向右表示ATP水解，与细胞内的放能反应相联系 D.图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构，可参与构成DNA 【答案】B 【解析】A.根据分析可知，图甲中A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键，A错误；B.图乙中反 应向左进行时，绿色植物体内的能量来自细胞的呼吸作用和光合作用，对于动物和人体而言， 能量来自呼吸作用，光合作用和呼吸作用均为细胞代谢，B正确；C.图乙中向右表示ATP水 解，与细胞内的吸能反应相联系，C错误；D.图甲中水解掉两个磷酸基团形成AMP，是构成 RNA的基本单位之一，D错误。故选B。 （三）ATP的能量来源与去路【生命观念、科学思维】 1.ATP的能量来源（能量1） 动物、人、真菌和细菌：呼吸作用 绿色植物：呼吸作用和光合作用 2.ATP释放的能量去向（能量2）：参与各项生命活动 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.ATP不等于能量，它要通过水解才能释放能量。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 88/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.细胞内ATP合成与水解的生理过程及场所 （二）合成与水解的比 ATP的合成 ATP的水解 反应式 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 光能(光合作用)、 能量来源 储存在高能磷酸键中的能量 化学能(细胞呼吸) 能量去路 储存于形成的高能磷酸键中 用于各项生命活动 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 89/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（全国Ⅲ）照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。 反应部位 （1） 叶绿体的类囊体膜 线粒体 反应物 葡萄糖 丙酮酸等 反应名称 （2） 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程 合成ATP的 化学能 （3） 化学能 能量来源 终产物 乙醇、CO （4） （5） （除ATP外） 2 【答案】细胞质基质 无氧呼吸 光能 O、NADPH HO、CO 2 2 2 【解析】（1）由反应产物乙醇、CO 可知，该反应为无氧呼吸，反应场所为细胞质基质。（2） 2 由反应产物乙醇、CO 可知，该反应为无氧呼吸。（3）由分析可知，光合作用的光反应中光 2 能转化成活跃的化学能，储存在ATP中。（4）光合作用的光反应的产物为O 和NADPH。（5） 2 由分析可知，线粒体内进行有氧呼吸的第二阶段产物为CO，第三阶段产物为HO。 2 2 专题 细胞呼吸的过程及应用 06 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）细胞呼吸Ⅱ （2）实验：探究酵母菌的呼吸方式 讲核心素养 1.生命观念——物质与能量观：细胞呼吸是有机物氧化分解，释放能量的过程 2.科学思维——分类与比较：比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同 3.科学探究——实验设计与结果分析：探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式 4.社会责任——社会应用：细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 90/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 构思维导图 考点一：细胞呼吸的方式及过程 核心突破例题精讲 【例题】（全国高考甲卷理综生物试题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验， 不可能得到的结果是（ ） A.该菌在有氧条件下能够繁殖 B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生 C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇 D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO 2 【答案】B 【解析】A.酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比， 在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；BC.酵母菌无氧呼吸 在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能量，第 二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；D.酵 母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO，D不符合题意。故选B。 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 91/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）基础概念【生命观念】 细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量， 并生成ATP的过程。 有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解， 产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。 无氧呼吸：在没有氧的参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的 过程。 （二）有氧呼吸【生命观念】 1.过程 2.反应式 3.总反应式 【知识拓展】课本聚焦 1.有氧呼吸过程中释放的能量（P88、90、94） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 92/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1mol葡萄糖彻底氧化分解能够释放2870KJ能量，可使1161KJ左右的能量储存在ATP 中，其余的1709KJ的能量则以热能的形式散失，而1molATP的合成需要消耗30.54KJ的能 量，由此可得： 大部分：以热能形式散失 小部分：合成约38molATP（2+2+34） 2.无氧呼吸过程中释放的能量（P94） 1mol葡萄糖乳酸发酵只释放196.65KJ能量，只有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余 的135.57KJ（约69%）的能量则以热能的形式散失，由此可得： 大部分：以热能形式散失 小部分：合成约2molATP（仅第Ⅰ阶段） 3.[H]的作用是与氧气结合生成水（将氧气还原成水）（P93） 4.[H]一种十分简化的表述方式，全称还原型辅酶Ⅰ，缩写为NADH，来源于NAD+ （P94） 【变式训练】（浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是人体细胞需氧呼吸的基本过程， 下列说法正确的是（ ） A.过程①中，葡萄糖的能量大部分转化为热能形式散失用于维持体温 B.过程②释放的能量部分贮存在ATP，部分以热能形式散失 C.过程④中，特殊的分子携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后生成水 D.与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体两层膜中 【答案】C 【解析】A.①为呼吸作用第一阶段，过程①只释放了少量能量，A错误；B.过程②释放的能 量部分贮存在ATP，部分储存在[H]或NADH中，部分以热能形式散失，B错误；C.过程④中， 特殊分子携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后生成水，并释放大量的能量， C正确；D.由于有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，所以与电子传递有关的酶镶嵌在 线粒体内膜上，D错误。故选C。 （三）无氧呼吸【生命观念】 1.酒精发酵 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 93/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 总反应式： 例：大多数植物、酵母菌 2.乳酸发酵 总反应式： 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等） 【知识拓展】课本聚焦 无氧呼吸只有第一阶段释放能量，产生少量ATP。葡萄糖中大量的能量没有彻底氧化分 解，而是存储在酒精或乳酸中。 【变式训练】（山东卷）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼 吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ） A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少 【答案】B 【解析】A.由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸 收大量的葡萄糖来为生命活动供能，A正确；B.无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，癌细 胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；C.由题 干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C正 确；D.由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 94/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 二阶段都能产生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少， D正确。故选B。 （三）有氧呼吸和无氧呼吸的比较【科学思维】 类 型 有氧呼吸 无氧呼吸 反应条件 有O、多种酶和适宜的温度 无O，多种酶和适宜的温度 2 2 第一阶段在细胞质基质中， 呼吸场所 全过程都在细胞质基质中 不 第二、三阶段在线粒体内 同 有机物彻底氧化分解， 有机物分解不彻底， 物质变化 点 生成CO 和HO 生成CO 和酒精或乳酸 2 2 2 释放能量 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量,产生少量ATP 特 点 受O 和温度等因素的影响 有O 存在时，无氧呼吸受抑制 2 2 其本质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要； 相互联系 第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）完全相同。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同； 2.无线粒体的真核生物只能进行无氧呼吸（如：哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等）； 3.一些原核生物无线粒体，但可以进行有氧呼吸（在细胞质基质中）。 （二）细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路 来 源 去 路 有氧呼吸：CH O 和HO 有氧呼吸：与O 结合生成水 [H] 6 12 6 2 2 无氧呼吸：CH O 无氧呼吸：还原丙酮酸 6 12 6 有氧呼吸：三个阶段都产生 都用于：各项生命活动 ATP 无氧呼吸：只有第一阶段产生 （除光合作用的暗反应） 【变式训练】（全国Ⅰ）种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼 吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是 A.若产生的CO 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 2 B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O 的分子数与释放CO 的相等 2 2 C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O 吸收也无CO 释放 2 2 D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O 的分子数比释放CO 的多 2 2 【答案】D 【解析】A.若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A 正确；B.若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B正确；C.若只进行无 氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；D.若同时进行有 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 95/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼 吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D错误。故选D。 考点二：影响细胞呼吸的外界因素及其应用 核心突破例题精讲 【例题】（河北高考生物试卷（新高考））《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡 萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使角大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换 部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（ ）多选 A.荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物 质的分解 B.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气 参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C.气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶 的活性 D.气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 【答案】AC 【解析】A.荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活 性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸 均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；B.荫坑和气调冷藏库贮存 中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气） 降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；C.温度会影响 酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；D.气调 冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，而不是去除乙烯的作用，以抑制 果蔬的有氧呼吸，D错误。故选AC。 知识总结 （一）影响因素【科学思维、科学探究】 1.温度：影响酶的活性 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 96/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 应用：①低温储存食品（若是水果、蔬菜保鲜则需零上低温） ②大棚栽培在夜间和阴天适当降温 ③温水和面快 2.水：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快； 超过一定范围，则会因缺氧而影响呼吸速率。 应用：①粮食收仓前要进行晾晒（目的：抑制细胞呼吸）； ②干种子萌发前进行浸泡处理。 3.CO：代谢终产物，积累过多会抑制细胞呼吸 2 应用：适当增加CO 浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 2 【变式训练】（浙江省选考生物）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然 增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列 叙述正确的是（ ） A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升 B.呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO 减少 2 C.用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现 D.果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生 【答案】C 【解析】A.苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；B.糖酵 解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子 的化合物分子，分解过程中释放出少量能量，形成少量 ATP，故糖酵解过程中没有CO 产生， 2 B错误；C.乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 97/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；D.果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更 不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。故选C。 4.O：有氧呼吸所必须的，且对无氧呼吸产生抑制 2 ①A点：对应O＝0，只进行无氧呼吸； 2 ②B点：B点之前，对应O＜O＜O，无氧呼吸和有氧呼吸同时进行； 2 c B点后，对应O≥O，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸； 2 c ③C点：对应O＝O，无氧呼吸完全被抑制，即无氧呼吸为零； 2 c ④P点：对应O＝O，CO 释放总量最小，有机物消耗总量最少，最适合于仓储（低氧浓度）； 2 b 2 （原因：有氧呼吸较弱，而无氧呼吸受抑制） ⑤Q点：对应O＝O，有氧呼吸与无氧呼吸的CO 释放量相等； 2 a 2 （提醒：不等同于有氧呼吸与无氧呼吸速率（强度）相等） ⑥面积M：无氧呼吸过程中CO 的释放总量。 2 应用：①中耕松土有利于根部有氧呼吸，进而促进对矿质离子的吸收（主动运输）； ②无氧发酵要严格控制无氧环境，O 会抑制无氧呼吸； 2 ③低氧（P点对应的氧气浓度）适合仓储，我们将其称为最佳仓储点。 【变式训练】（浙江嘉兴市高三二模）某实验研究了O 浓度对某植物呼吸速率影响， 2 结果如图所示。下列叙述正确的是（ ） A.该实验的呼吸速率也可用O 的消耗速率表示 2 B.随着O 浓度增加，需氧呼吸速率先减弱后增强 2 C.随着O 浓度增加，糖酵解速率先减弱后增强 2 D.若以乳酸菌为实验材料，也可得到先降后升的曲线 【答案】C 【解析】A.氧气浓度为0时，CO 全都是无氧呼吸产生的，低氧条件下，CO 的产生既有有氧 2 2 呼吸又有无氧呼吸，无氧呼吸不消耗氧气，则图中的呼吸速率不能用O 的消耗速率表示， 2 但可用有机物的消耗速率表示，A错误；B.图中的曲线表示的无氧呼吸和有氧呼吸的总呼吸 速率，随着O 浓度增加，需氧呼吸速率逐渐增加后趋于稳定，B错误；C.糖酵解是细胞呼吸 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 98/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 的第一阶段，从图中可以看出，随着O 浓度的增加，细胞的呼吸速率先减弱后增强，则作 2 为细胞呼吸的第一阶段糖酵解速率也先减弱后增强，C正确；D.乳酸菌为厌氧菌，细胞呼吸 不需要O 的参与，呼吸产物没有O。D错误。故选C。 2 2 （二）细胞呼吸原理的应用【科学思维、社会责任】 1.包扎伤口使用透气消毒材的敷料（原理：有氧呼吸有利于伤口处细胞的生长，且氧气能抑 制厌氧细菌生长。） 2.中耕松土（原理：氧气有利于根部细胞有氧呼吸产生能量，供其主动运输吸收矿质离子） 3.酿酒（原理：酵母菌进行无氧呼吸） 4.制醋或味精（原理：醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸） 5.水田定期排水（原理：防止根细胞无氧呼吸产生酒精而黑变腐烂） 6.皮肤破损较深或锈钉扎伤后破伤风杆菌容易大量繁殖（原理：破伤风杆菌只进行无氧呼吸； 处理方法：及时清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清） 7.有氧运动（原理：防止肌细胞因缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸，进而使肌肉酸胀乏力） 8.蔬菜、水果和种子的储存（原理：抑制细胞呼吸对有机物的损耗） 蔬菜和水果：零上低温、湿度适中、低氧 种子：零上低温、干燥、低氧 【变式训练】（湖南衡阳市高三二模）绒毛皂荚被誉为“植物界的大熊猫”，据调查全世界 仅有6株野生绒毛皂荚分布于我市南岳。科研人员在保存该植物种子时对种子进行清洗、干 燥等处理，然后密封包装存入低温保存箱。下列有关叙述错误的是（ ） A.干燥处理使种子中自由水与结合水的比值降低 B.保存该生物的种子是保护物种多样性措施之一 C.低温保存的原理是抑制呼吸酶活性来降低呼吸速率 D.环境氧气浓度越低种子内有机物消耗速率越小 【答案】D 【解析】A.干燥处理种子，会使自由水大量流失，结合水基本不变，故自由水与结合水的比 值将下降，A正确；B.生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统多样性，保存该 生物的种子，防止该生物灭绝，可以保护物种的多样性，因此保存该生物的种子是保护物种 多样性措施之一，B正确；C.酶的活性受温度影响，低温会抑制酶的活性从而降低呼吸速率， 因此低温保存的原理是抑制呼吸酶活性来降低呼吸速率，C正确；D.储存种子时，氧气浓度 应适量降低，以降低有氧呼吸的速率，但是过低后，无氧呼吸会增加，种子内有机物的消耗 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 99/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 速率不会减小，反而增大，D错误。故选D。 【知识拓展】相关计算（以葡萄糖为呼吸底物） 1.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比 （1）有氧呼吸中葡萄糖∶O∶CO＝1∶6∶6。 2 2 （2）产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO∶酒精＝1∶2∶2。 2 （3）消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO 摩尔数之比为1∶3。 2 （4）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O 摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产 2 生CO 摩尔数之和的比为3∶4。 2 2.直方图 【例】如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO 释放量和O 吸收量的变 2 2 化．下列相关叙述，正确的是（ ） A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官 B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱 D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 【答案】B 【解析】A.氧浓度为α时，只有二氧化碳的释放量，没有氧气的吸收量,此时植物只进行无 氧呼吸，会消耗大量的有机物，因此在a浓度下不适宜贮藏该植物器官，A错误；B.氧浓度 为b时，二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，此时植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，根 据无氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8-3)÷2=2.5，根据有氧呼吸的反应 式可知,有氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6 -0.5，可见该浓度下，无氧呼吸消耗葡萄糖的量 是在有氧呼吸的5倍，B正确；CD.氧浓度为c时，二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量， 此时植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，而氧浓度为d时，二氧化碳的释放低等于氧气的吸 收量，此时植物只进行有氧呼吸,因此氧浓度为d时，无氧呼吸最弱,C、D错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 100/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.表格 【例】在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO 和O 体积变化的相对值如表.若底 2 2 物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是（ ） CO 释放量 O 吸收量 2 2 a 10 0 b 8 3 c 6 4 d 7 7 A.a条件下，呼吸产物除CO 外还有酒精和乳酸 2 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO 全部来自线粒体 2 【答案】C 【解析】A.a条件下，只有CO 的释放没有O 的吸收，说明此时该植物只进行无氧呼吸，呼 2 2 吸产物是CO 和酒精，A错误；B.b条件下，CO 的释放量>O 的吸收量，说明此时该植物同时 2 2 2 进行有氧呼吸和无氧呼吸，根据表中数据∶有氧呼吸消耗氧气3，有氧呼吸的产生二氧化碳 时3，说明无氧呼吸产生二氧化碳5，则有氧呼吸消耗葡萄糖0.5，无氧呼吸消耗葡萄糖2.5， 所以无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸多，B错误；C.c条件下，CO 的释放量>O 的吸收量， 2 2 说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；D.d条件下，CO 的释放量=O 的吸 2 2 收量，说明此时该植物只进行有氧呼吸，此时产生的CO 全部来自线粒体，D错误.故选：C。 2 4.曲线 【例】有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O 时，其产生的酒精和CO 2 2 的量（均为摩尔数）如下图所示。据图中信息推断错误的是（ ） A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸 B.当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同 C.当氧浓度为c时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为1∶2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 101/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP 【答案】C 【解析】A.根据曲线图分析可知氧气浓度为a时，产生的酒精量等于释放的二氧化碳量，这 说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A正确；B.氧气浓度为b时，产生二氧化碳 的量多于产生的酒精量，此时酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸;氧气浓度为d时， 不产生酒精只产生二氧化碳，说明该点只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，B正确；C.根据曲 线图分析，当氧气浓度为c时，无氧呼吸时产生的酒精是6，产生的二氧化碳是15；根据有 酶 酶 氧呼吸的反应式，CH O+6HO+6O 6CO+12HO+能量，无氧呼吸的反应式CH O 6 12 6 2 2 2 2 6 12 6 2CHOH+2CO+少量能量，当无氧呼吸产生酒精的量是6时，消耗的葡萄糖的量是3，产生的 2 5 2 二氧化碳的量是6，从曲线图可知，有氧呼吸产生的二氧化碳是15-6=9，因此有氧呼吸消耗 的葡萄糖的量是1.5；无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为2∶1，C错误;D.据图示分析a、 b、c、d不同情况下，细胞都能进行呼吸，产生[H]和ATP，D正确。故选：C。 【变式训练】（天津市新华中学高三其他模拟）“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的 相等，达到生理上的平衡。图示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。 下列说法错误的是（ ） A.a、b和c运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在 B.运动强度≥b后，肌肉细胞CO 的产生量将大于O 的消耗量 2 2 C.无氧呼吸释放的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中 D.若运动强度长时间超过c，会因乳酸增加而使肌肉酸胀乏力 【答案】B 【解析】A.分析图可知，a、b、c三种运动强度下，都有乳酸的生成和氧气的消耗，因此三 种运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，A正确；B.肌肉细胞无氧呼吸不产生CO，有 2 氧呼吸CO 的产生量将等于O 的消耗量，运动强度≥b后也一样，B错误；C.无氧呼吸中葡 2 2 萄糖中的能量大部分储存在乳酸中，少部分释放，释放的部分中大部分以热能散失，其余储 存在ATP中，C正确；D.人体的自我调节能力是有限的，若运动强度长时间超过c，会因为 乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象，D正确。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 102/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点三：相关实验探究 核心突破例题精讲 【例题】（广东高考生物试题）秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料， 生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究细胞呼吸（如图）。 下列叙述正确的是（ ） A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO 2 C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 【答案】D 【解析】A.检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL 溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误； B.CO 可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误； 2 C.健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞 质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；D.乙醇最 大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母 菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。故选D。 知识总结 （一）探究酵母菌细胞呼吸的方式【科学探究】 1.酵母菌：单细胞真菌（真核），异养兼性厌氧型 2.装置及目的 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 103/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 装置一：有氧呼吸 1号瓶中NaOH溶液的作用是：吸收CO，排除通入空气中的CO 对实验结果的干扰； 2 2 2号瓶：装入的是酵母菌和葡萄糖，检验酒精时，需将溶液取出，在酸性条件下与重铬酸 钾溶液反应，无灰绿色产生； 3号瓶：通入气体后变得较混浊。 装置二：无氧呼吸 该装置需封口放置一段时间，再连通澄清石灰水，以除去瓶中原有的O； 2 1号瓶：仍需将溶液取出，在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应，有灰绿色产生； 2号瓶：通入气体后有少许混浊。 3.分析 自变量：有无氧气 因变量：是否产生二氧化碳和酒精 实验组：都是实验组，它们之间相互对照（对比实验） 4.结论：酵母菌在有氧条件下，产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，产生酒精和少量 的二氧化碳。 5.检测 澄清石灰水→ 变混浊（混浊程度） CO 2 溴麝香草酚蓝水溶液→ 蓝—绿—黄（变黄的时间） 酒精：橙色重铬酸钾 灰绿色（变色的时间） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 104/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（上海高二二模）某同学利用如图所示的装置探究温度对酵母菌代谢活动的影 响，测定BTB（溴麝香草酚蓝水溶液）溶液的变色情况，实验记录见表，下列相关叙述正确 的是（ ） 水浴温度 BTB变色情况 2℃ 始终没有变色 25℃ 44 min后变色 37℃ 22 min后变色 A.实验中的酵母菌主要进行有氧呼吸 B.25℃时，酵母细胞内的酶活性最高 C.酵母菌在37℃时，新陈代谢较活跃 D.BTB溶液由黄色逐渐变为蓝色 【答案】C 【解析】A.看图可知：放有酵母菌的培养液是密封的，可见实验中的酵母菌首先进行有氧呼 吸，一段时间后，培养液中的含氧量下降，酵母菌进行无氧呼吸，A错误；BC.细胞呼吸产 生的二氧化碳，能够使BTB溶液变色，变色时间越短，说明酵母菌呼吸酶的活性越高，分析 图表可知：37℃时，酵母细胞内的酶活性较高，新陈代谢较活跃，B错误；C正确。D.细胞 呼吸产生的二氧化碳能够使BTB溶液，由蓝色逐渐变为黄色，D错误。故选C。 （二）细胞呼吸方式的判断实验【科学探究】 1.液滴移动装置 （1）若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼 吸速率的测定。 （2）为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。 （3）如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生 物的呼吸作用对实验结果造成干扰。 2.实验原理 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 105/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （1）装置1 NaOH溶液的作用是：吸收瓶中的CO； 2 红色液滴向左移动的距离代表：种子有氧呼吸吸收的O 量； 2 （2）装置2 清水的作用是：与装置1形成对照； 红色液滴移动的距离代表：种子细胞呼吸吸收的O 量与产生的CO 量的差值， 2 2 即可表示无氧呼吸量。 3.探究依据 4.现象分析 实验现象 结论 组次 装置一 装置二 1 不动 不动 O 吸收＝0 只进行乳酸发酵或死亡 分析 2 O 吸收＝CO 释放＝0 （不进行有氧呼吸） 2 2 2 不动 右移 O 吸收＝0 只进行酒精发酵 分析 2 只有CO 释放 （不进行有氧呼吸） 2 3 左移 右移 有O 吸收 进行有氧呼吸和酒精发酵 分析 2 O 吸收＜CO 释放 （进行有氧呼吸） 2 2 4 左移 不动 只进行有氧呼吸或 有O 吸收 分析 2 O 吸收＝CO 释放≠0 进行有氧呼吸和乳酸发酵 （进行有氧呼吸） 2 2 5.装置误差校正 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 106/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】 （一）呼吸熵 （二）有氧呼吸与无氧呼吸速率大小的比较 （三）常见装置 【变式训练】（湖北高三其他模拟）如图为某兴趣小组探究绿色植物生理作用所用 到的实验装置，I所给的条件有：①遮光；②适宜光照；Ⅱ烧杯中的物质有；③NaOH溶液； ④CO 缓冲液；⑤蒸馏水，当呼吸作用以葡萄糖为底物时（不考虑产乳酸的呼吸），下列实 2 验没计方案不能达到目的是（ ） A.实验一①③，实验二②④，探究叶绿体内氧气的释放速率 B.实验一①③，实验二①④，探究植株可能进行的呼吸类型 C.实验一②③，实验二②④，验证CO 是植物光合作用的原料 2 D.实验一①③，实验二①⑤，探究有氧呼吸和无氧呼吸消耗糖的比例 【答案】B 【解析】A.实验一①③遮光处理下，植物进行呼吸作用，NaOH溶液吸收呼吸产生的二氧化 碳，有色液滴的移动氧气的消耗速率，即代表呼吸速率，故实验一①③测定呼吸速率，实验 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 107/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 二②④适宜光照下，植物进行呼吸作用和光合作用，CO 缓冲液维持环境中二氧化碳的稳定， 2 有色液滴的移动代表氧气的释放速率，故实验二②④测定植物的净光合速率，即测定叶绿体 的氧气释放量实际是测定真光合作用，将实验①③和②④的数据相加即为真光合作用速率， A不符合题意；B.探究呼吸作用的类型必需排除光合作用的干扰，所以要遮光，自变量为有 无氧气，故必须设置为一组有氧，一组无氧，而实验一①③中NaOH溶液吸收二氧化碳，实 验二①④中CO 缓冲液维持二氧化碳的稳定，不能有效设置成有氧和无氧两个组，不能探究 2 植株的呼吸类型，B符合题意；C.实验一②③中NaOH溶液吸收二氧化碳，实验二②④中CO 2 缓冲液维持二氧化碳的稳定，两组实验的自变量为有无二氧化碳，在排除光照的干扰下，通 过有无二氧化碳的可以探究光合作用需要二氧化碳，C不符合题意；D.实验一①③中NaOH 溶液吸收二氧化碳，有色液滴的移动可代表氧气的变化（不移动，说明无氧呼吸，向左移动 说明有氧呼吸），实验二①⑤中有色液滴的移动代表氧气和二氧化碳的差值（差值为0，说 明有氧呼吸；向右移动，说明有氧呼吸和无氧呼吸并存，向左移动，说明无氧呼吸），综合 实验一①③，实验二①⑤氧气和二氧化碳的变化量可以探究两种呼吸的消耗糖的比值，D符 合题意。故选B。 专题 光合作用的过程及应用 07 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）光合作用的基本过程Ⅱ （2）影响光合作用速率的环境因素 （3）实验：叶绿体色素的提取和分离 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构与功能相适应； 物质与能量观：通过光合作用合成有机物，储存能量 2.科学思维——分类与比较：比较光反应和暗反应，掌握光合作用的过程 分析与综合：通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用影响 3.科学探究——表达与交流：分析色素的提取与分离的结果，制订实验方案；探究环境因 素对光合作用的影响 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 108/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 4.社会责任——社会应用：光合作用的原理在生产中的应用 构思维导图 考点一：相关实验探究 核心突破例题精讲 【例题】（江苏高考真题）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列 叙述错误的是（ ） A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B.研磨时加入CaCO 可以防止叶绿素被氧化破坏 3 C.研磨时添加石英砂有助于色素提取 D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散 【答案】B 【解析】A.绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中 的色素，A正确；B.研磨时需要加入碳酸钙（CaCO），可防止研磨时色素被破坏，B错误； 3 C.研磨时加入少许石英砂（SiO）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；D. 2 画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。 故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 109/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）叶绿体中色素的提取与分离【科学探究】 1.方法：纸层析法 2.原理 提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中； 分离：色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 3.主要试剂： 无水乙醇（溶解色素） 提取 CaCO（防止色素被破坏，主要是叶绿素） 3 SiO（有利于研磨充分） 2 分离：层析液 4.分离要点 （1）滤纸条下端剪去两角，避免边缘效应； （2）滤液线：细、直、齐、深； （3）层析液不能没及滤液线，避免色素溶解在层析液中。 5.结果 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 胡萝卜素 橙黄色 最少 最高 最快 叶黄素 黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 6.分析 （1）由上到下：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 原因：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散得快；反之，则慢。 溶解度：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b （2）由宽到窄：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素 原因：不同色素的含量不同，含量多的在滤纸上显色较宽；反之，则窄。 含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 110/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 7.吸收光谱 叶绿素：蓝紫光和红光 类胡萝卜素：蓝紫光 【变式训练】（浙江杭州市模拟）以下关于色素的提取与分离实验的叙述中正确的 是（ ） A.加入的95%乙醇过多，提取到的色素滤液颜色变浅 B.分离色素时需要加入少量SiO 和CaCO 2 3 C.因为叶绿体中的色素能溶解在95%乙醇中，所以可用95%乙醇分离色素得到四条色素带 D.利用层析液提取叶绿体中的色素滤液绿色更深 【答案】A 【解析】A.某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，分离得到的四条色素带颜色都较 浅，可能是研磨时加入的无水乙醇过多，导致滤液细线中色素含量过少导致的，A正确；B. 提取色素时需要加入少量SiO 和CaCO，SiO 促进研磨更充分，CaCO 可以保护叶绿素不受破 2 3 2 3 坏，B错误；C.因为叶绿体中的色素能溶解在95%乙醇中，所以可用95%乙醇提取色素，分 离色素可用层析液得到四条色素带，C错误；D.无水乙醇用来溶解提取叶绿体中的色素，研 磨时加入适量的无水乙醇会使滤液颜色呈深绿色，D错误。故选A。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.植物体吸收光能的色素，除存在于叶片的一些细胞中外，还存在于哪些部位的细胞之中？ 光和色素主要存在于植物体能进行光合作用的部位的细胞中，比如叶片、幼茎、芽体等 绿色部位。此外还存在于光光合细菌、蓝藻和藻类植物细胞中。 2.色素提取分离常见异常现象原因分析 （1）滤液颜色均过浅的原因？ ①未加石英砂（二氧化硅），导致研磨不充分； ②一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低； ③划滤液细线时次数太少。 （2）最下面两条色素带较浅的原因？ 没有加入CaCO，导致叶绿素被破坏。 3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 111/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （3）滤纸条色素带重叠的原因？ 滤液细线不直或过粗。 （4）滤纸条无色素带的原因 ①没有使用无水乙醇提取（如误用清水）； ②忘记画滤液细线； ③滤液细线触及层析液，导致色素溶解在其中。 （二）影响叶绿素合成的三大因素 （三）色素与叶片的颜色 【变式训练】（浙江杭州市·杭州高级中学月考）在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时， 甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用，“－”表示未 使用，丙酮可以用来代替无水乙醇)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为（ ） 甲 乙 丙 丁 丙酮 － + + + 水 + － － － CaCO + + － + 3 SiO + + + － 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 112/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A．①②③④ B．②④①③ C．④②③① D．③②①④ 【答案】B 【解析】A.甲同学没有加入丙酮，因为色素不溶于水，所以得不到色素带，如图中②；乙同 学操作正确，所以色素带正常，如图中④；丙同学没加入CaCO3，研磨使色素被破坏，特别 是叶绿素含量减少，如图中①；丁同学没加SiO2，研磨不充分，所有色素含量都少，如图 中③。故选B。 知识总结 （二）光合作用的探究历程【科学探究】 1.1771年，(英)普利斯特利的实验 结论：植物可以更新空气。 分析： （1）之前缺乏对照实验； （2）设置对照实验（有无绿色植物） 自变量：有绿色植物（实验组） 无绿色植物（对照组） 因变量：是否正常（存活/燃烧） （3）没有意识到光在植物更新空气中的作用。 2.1779年，(荷兰)英格豪斯的实验 结论：1.普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功； 2.植物体只有绿叶才能更新空气。 分析： 设置对照实验（有无光照） 自变量：无光（实验组）和有光（对照组） 因变量：小鼠是否正常存活 3.1845，梅耶结论 根据能量转换和守恒定律指出，植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来。 4.1864年，（德）萨克斯的实验 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 113/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 结论：植物在光下通过光合作用制造了淀粉。 分析： 一半曝光 变 蓝 （1）结果：黑暗中饥饿处理的绿叶 一半遮光 不变蓝 （2）设置了自身对照（有无光照） 自变量：无光（实验组）和有光（对照组） 因变量：是否产生了淀粉 （3）饥饿处理的目的：耗尽叶片中原有的有机物。 5.1880年，恩格尔曼的实验 结论：叶绿体是绿色植物在光下进行 光合作用的场所，并产生氧气。 分析： （1）结果 水 绵 极细光束→好氧菌集中分布在光束照射的叶绿体周围 ＋ 好氧菌 完全曝光→好氧菌分布在叶绿体所有受光部位 （2）设置了两组对照实验（极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗） 自变量：两组均为黑暗（实验组）和光照（对照组） 因变量：有无氧气产生、产生氧气的部位（即好氧菌聚集的部位） （3）甲组设置黑暗和无空气的目的：排除环境中光线和O2的影响； （4）设置好氧菌和极细光束的优点：能准确判断水绵细胞中产生氧气的部位； （5）选择水绵作为实验材料的优点：叶绿体呈带状，易观察。 6.1941年美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法） H18O + CO → 植物 → 18O 2 2 2 HO + C18O → 植物 → O 2 2 2 结论：光合作用产生的O 来自于HO。 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 114/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 分析： 设置了对比实验（相互对照）（标记物质） 自变量：H18O（实验组）和C18O（实验组） 2 2 因变量：释放的O 有无放射性 2 7.20世纪40年代美国卡尔文（同位素标记法） 用14C标记14CO，供小球藻进行光合作用，探明了CO 中的C的去向，称为卡尔文循环。 2 2 结论：卡尔文循环：14CO→14C →（14CHO） 2 3 2 总反应式： 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？（P99） （1）叶绿体中含有大量的基粒和类囊体，极大了拓展了受光面积； （2）巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有很多进行光合作用所必需 的酶。 2.利用恩格尔曼的实验原理探究光合色素的吸收光谱（P100） 结论：光合色素主要吸收蓝紫光和红光。 【变式训练】（天津高三一模）下表是与光合作用相关的实验探究，下列叙述正确的是（ ） 组别 实验材料 实验试剂或处理方法 实验记录 在没有空气的黑暗环境中， 1 水绵和好氧细菌 观察细菌分布的部位 用极细的光束照射水绵 叶片经饥饿处理后，一半 2 碘蒸气处理 颜色反应 遮光，一半曝光 3 小球藻、14C标记的14CO 提供适宜的光照和14CO 追踪检测放射性14C的 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 115/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 去向 色素带的宽度、位置与 4 菠菜叶 无水乙醇、层析液等 颜色 A.第1组实验说明了光合作用的场所是叶绿体，CO 的固定需要光照 2 B.第2组实验可以观察到遮光部位变蓝，曝光部位不变蓝 C.第3组实验在小球藻细胞中的三碳化合物、丙酮酸中也可能检测到14C D.第4组实验中色素带的宽度反映的是色素的溶解度大小 【答案】C 【解析】A.观察第1组实验现象发现好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中，说明了 氧气的释放需要光照，产生氧气的场所是叶绿体，A错误；B.第2组实验中，只有曝光部位 可以进行光合作用，生成淀粉，遇碘变蓝；遮光部位不能进行光合作用，也无淀粉生成，遇 碘不变蓝，B错误；C.第3组实验中，小球藻细胞吸收的14CO 与C 生成三碳化合物（C）， 2 5 3 故C 有可能检测到放射性，C 还原为（CHO）后，（CHO）可以作为呼吸作用第一阶段的底 3 3 2 2 物，生成丙酮酸，故此阶段生成的产物丙酮酸中也可能检测到14C，C正确；D.第4组实验中 色素带的宽度反映的是色素含量的多少，D错误。故选C。 考点二：光合作用的过程 核心突破例题精讲 【例题】（广东高考真题）在高等植物光合作用的卡尔文循环中，唯一催化CO 固定形成C 2 3 的酶被称为Rubisco，下列叙述正确的是（ ） A.Rubisco存在于细胞质基质中 B.激活Rubisco需要黑暗条件 C.Rubisco催化CO 固定需要ATP 2 D.Rubisco催化C 和CO 结合 5 2 【答案】D 【解析】A.Rubisco 参与植物光合作用过程中的暗反应，暗反应场所在叶绿体基质，故 Rubisco存在于叶绿体基质中，A错误；B.暗反应在有光和无光条件下都可以进行，故参与 暗反应的酶Rubisco的激活对光无要求，B错误；C.Rubisco催化CO 固定不需要ATP，C错 2 误；D.Rubisco催化二氧化碳的固定，即C 和CO 结合生成C 的过程，D正确。故选D。 5 2 3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 116/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）叶绿体的结构与功能【生命观念】 外表：双层膜 结构 基质：含有与暗反应有关的酶 内部 基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和光反应有关的酶 功能：进行光合作用的场所 （二）光合作用的过程【生命观念】 （三）光合作用的反应式【生命观念】 1.光反应 2.暗反应 （1）水的光解 （1）CO 的固定 2 （2）C 的还原 3 （2）ATP的合成 （3）ATP的水解 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 【变式训练】（江苏连云港市模拟）下列反应式①、②表示的是光合作 用的物质变化，有关说法正确的是（ ） ① 12HO+12NADP++18ADP+18Pi→6O+12NADPH+12H++18ATP+18HO 2 2 2 ② 6CO+18ATP+12HO+12NADPH+12H+→CH O+18ADP+18Pi+12NADP+ 2 2 6 12 6 A.①为光反应阶段的物质变化，②为CO 的固定过程中物质的变化 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 117/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.①产生的ATP只能用于② C.光反应阶段和暗反应阶段都消耗HO，暗反应阶段不产生HO 2 2 D.HO在光下分解产生的H+都用于合成NADPH 2 【答案】C 【解析】A.①为光反应阶段的物质变化，②为CO 的固定和C 的还原过程中物质的变化，A 2 3 错误；B.①产生的ATP能用于②中C 的还原、叶绿体中DNA复制、转录等消耗ATP的过程， 3 B错误；C.题文反应式显示：光反应阶段和暗反应阶段都消耗HO，暗反应阶段不产生HO， 2 2 C正确；D.HO在光下分解产生的H+只有部分用于合成NADPH，D错误。故选C。 2 （四）光合作用中相关物质含量的变化【生命观念】 改变条件 C C [H]和ATP (CHO) 模型分析 3 5 2 光照减弱或停止， ↓ ↓ ↑ ↓ CO 供应不变 或没有 或没有 2 光照由弱变强， CO 供应不变 2 ↓ ↑ ↑ ↑ 光照不变， CO 供应不足 2 ↓ ↑ ↑ ↓ 光照不变， CO 供应增加 2 ↑ ↓ ↓ ↑ 光照和CO 供应不变， 2 ↑ ↓ ↑ ↓ (CHO) 运输受阻 2 （五）化能合成作用【生命观念】 1.概念：自然界中还有一些微生物利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造 有机物，此过程称为化能合成作用，此类生物属化能自养型生物。 2.过程： 3.代表生物：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等 【知识拓展】课本聚焦 光合作用和细胞呼吸中[H]的差异（P94、P103） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 118/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 细胞呼吸中的[H]：辅酶Ⅰ（NAD+）与电子和质子（H+）结合，形成还原性辅酶Ⅰ（NADH） 光合作用中的[H]：辅酶Ⅱ（NADP+）与电子和质子（H+）结合，形成还原性辅酶Ⅱ（NADPH） 【变式训练】（天津高三一模）正常生长的小球藻，照光培养一段时间后，改为在绿光下继 续培养，此后小球藻细胞的叶绿体内会发生的变化是（ ） A.HO在光下分解速率不变 B.卡尔文循环增强 2 C.ADP/ATP比值上升 D.C/C 比值下降 3 5 【答案】C 【解析】A.改为在绿光下继续培养，导致光反应减弱，HO在光下分解速率下降，A错误；B. 2 光反应减弱，产生的[H]和ATP减少，导致卡尔文循环减弱，B错误；C.光合色素吸收绿光 少，导致光反应减弱，生成的ATP减少，ADP/ATP比值上升，C正确；D.光反应减弱，产生 的[H]和ATP减少，C 还原成C 的量减少，但C 的消耗量不变，所以C 含量减少，C/C 比值 3 5 5 5 3 5 上升，D错误。故选C。 考点三：影响光合作用的因素和应用 核心突破例题精讲 【例题】（湖南高考真题）绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化 过程。下列叙述错误的是（ ） A.弱光条件下植物没有O 的释放，说明未进行光合作用 2 B.在暗反应阶段，CO 不能直接被还原 2 C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗，叶片的光合速率会暂时下降 D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度 【答案】A 【解析】A.弱光条件下植物没有氧气的释放，有可能是光合作用强度小于或等于呼吸作用强 度，光合作用产生的氧气被呼吸作用消耗完，此时植物虽然进行了光合作用，但是没有氧气 的释放，A错误；B.二氧化碳性质不活泼，在暗反应阶段，一个二氧化碳分子被一个C 分子 5 固定以后，很快形成两个C 分子，在有关酶的催化作用下，C 接受ATP释放的能量并且被[H] 3 3 还原，因此二氧化碳不能直接被还原，B正确；C.在禾谷类作物开花期减掉部分花穗，光合 作用产物输出受阻，叶片的光合速率会暂时下降，C正确；D.合理密植可以充分利用光照， 增施有机肥可以为植物提供矿质元素和二氧化碳，这些措施均能提高农作物的光合作用强 度，D正确；故选A。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 119/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 光合作用强度（光合速率）的表示方法： 单位时间内原料消耗量或产物生成量。 （一）单因子变量【科学思维】 1.光照强度、含水量、矿质元素 ①O点时：不进行光合作用； ②A点前：光合速率主要受横坐标因素的影响； A点后：受其他因素的影响； ③当横坐标因素过强时，甚至会抑制光合速率。 应用：控制光照强度，合理灌溉、施肥。 2.CO 2 ①CO 过低时：不能进行固定，必须达到一定浓度才开始进行； 2 ②A点前：光合速率主要受CO 的影响； 2 A点后：主要受光照强度和温度的影响； 应用：“正其行，通其风”，适当增加CO2 浓度。 3.温度 通过影响酶的活性来影响光合速率。 应用：①冬天适当提高温度，夏天适当降低温度； ②夜晚不能进行光合作用，可适当降温，以降低细胞呼吸，有利于有机物的积累。 4.光质（色） ①大棚颜色：让相同强度的日光照射（大棚问题，能让同色光透过） 白色透明＞红色＞蓝紫色＞绿色 ②用相同强度光源照射（灯泡问题） 红光＞蓝紫光＞白光＞绿光 说明：虽然四种光合色素都能吸收蓝紫光，但它是短波，没有红光容易吸收。 【变式训练】(郑州模拟)将A、B、C、D四盆长势均匀的植物置于阳光下，A添加红色光照， B添加绿色光照，C隔红色滤光片，D隔绿色滤光片（如图所示）。经过一段时间后，各盆 植物中长势最好的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 120/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】A 【详解】在同一阳光照射的条件下，A添加的品红色光，比单独在阳光下的光合作用有所增 强，所以长势最旺；B添加的是绿色光，对植物的光合作用 来说属于无效光，相当于仅仅 照射阳光；C添加了品红色滤光片，这种滤光片只能让品红色光通过，其余的光很少或不能 通过，光合作用相对较弱；D添加的是绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，色素几 乎不吸收绿光，所以丁植物几乎不进行光合作用，因而长势最差。结合以上分析长势从好到 差的是：A＞B＞C＞D，故选A。 （二）多因子变量【科学思维】 P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子； Q点：横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因子，影响因子主要为各曲线所表示的因 子。 应用：①适宜光照强度下，白天可适当升高温度或充入适量CO，晚上适当降温； 2 ②当温度适宜时，可适当提高光照强度或充入适量CO。 2 【知识拓展】连续光照和间隔光照的比较 光反应为暗反应提供的[H]和ATP在叶绿体中有少量的积累，当光反应停止时，暗反应 仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。连续光照条件下，[H]、ATP会出现积累现 象，不能被充分利用；光照和黑暗适当间隔条件下，[H]、ATP基本不积累，能够被充分利 用；因此在光照时间相同的条件下,适当间隔光照处理比连续光照处理，有机物积累量要多。 例如：若同一植物处于两种不同的情况下进行光合作用，甲连续光照10 min,黑 暗处理10min；乙光照5s，黑暗处理5s，持续20min，则光合作用制造的有机物 量：甲＜乙。 【变式训练】（湖南师大附中高三模拟）将叶绿体悬浮液置于适宜光照下，一段时间后发现 有氧气放出。下列相关说法正确的是（ ） A.可测定叶绿体悬浮液的净光合速率 B.向悬浮液中滴入少量NaHCO 溶液，[H]含量下降 3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 121/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 C.突然改用等强度红光照射C 含量上升 3 D.改变悬浮液中pH对氧气释放无影响 【答案】B 【解析】A.离体叶绿体释放出的氧气为实际光合作用产生的氧气，所以该实验可测定叶绿体 悬浮液的实际光合速率，A项错误；B.向悬浮液中滴入少量NaHCO 溶液，可使溶液中用于光 3 合作用的CO 含量增加，生成的C 增加，进而使C 被还原时消耗的[H]增加，导致[H]含量下 2 3 3 降，B项正确；C.突然改用等强度红光照射，则叶绿体色素吸收利用的光能增多，导致光反 应产生的[H]和ATP增加，使C 的还原增强，消耗的C 增加，所以短时间内C 含量下降，故 3 3 3 C项错误；D.产生氧气的光反应需要酶的催化，而酶的催化活性受pH影响，故D项错误。 故选B。 专题 光合作用与呼吸作用的综合应用 08 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）光合作用的基本过程Ⅱ （2）影响光合作用速率的环境因素 （3）实验：叶绿体色素的提取和分离 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构与功能相适应； 物质与能量观：通过光合作用合成有机物，储存能量 2.科学思维——分类与比较：比较光反应和暗反应，掌握光合作用的过程 分析与综合：通过曲线图分析光照强度、温度、CO2浓度等对光合作用的影 响 3.科学探究——表达与交流：分析色素的提取与分离的结果，制订实验方案；探究环境因 素对光合作用的影响 5. 社会责任——社会应用：光合作用的原理在生产中的应用 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 122/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 构思维导图 考点一：光合作用与细胞呼吸的联系 核心突破例题精讲 【例题】（河南高一月考）下列关于光合作用与呼吸作用的关系，叙述正确的是（ C ） A．甲乙分别表示叶绿体和线粒体，且一定为高等植物 B．绿色植物光合作用利用的CO 全部来自于有氧呼吸 2 C．高等植物细胞将光能转化为化学能一定与甲有关 D．乙合成的ATP一定用于光合作用的暗反应阶段 【答案】C 【解析】A.甲可利用CO2，为叶绿体；乙可利用O2，为线粒体。该植物不一定是高等生物， 如有些低等植物中的蕨类等也有叶绿体与线粒体，A错误；B.绿色植物光合作用利用的CO2 来自有氧呼吸和外界环境，B错误；C.高等植物光能转变为化学能依靠叶绿体，即光合作用 一定与甲有关，C正确；D.呼吸作用合成的ATP一定不会给光合作用，D错误。故选C。 知识总结 （一）各种元素的联系【科学思维】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 123/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （二）[H]和ATP的联系【科学思维】 比较项目 来源 去路 光合作用 产生于光反应中水的光解 用于暗反应中C 的还原 [H] 3 有氧呼吸 产生于第一、二阶段 消耗于第三阶段，与O 结合生成HO 2 2 产生于光反应阶段，其中的能量 主要用于暗反应过程中C 的还原（仅在 光合作用 3 来自光能 叶绿体中使用） ATP 三个阶段均能产生，但第三阶段 有氧呼吸 用于各项生命活动 相对较多 （三）能量的联系【科学思维】 【变式训练】（天津高三三模）下图表示植物叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中 氢元素的转移途径，相关叙述不正确的是（ ） A.过程①④在生物膜上进行 B.光合作用的原料HO中的氧可以依次经过①②③④转移到细胞呼吸的产物HO中 2 2 C.植物体光补偿点时，叶肉细胞内的过程③④中合成的ATP少于过程①合成的ATP D.过程①②③④都有能量的转化 【答案】B 【解析】A.过程①光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，④有氧呼吸第三阶段在线粒体 内膜上进行，A正确；B.光合作用的原料HO中的氧可以依次经过①光反应释放到环境中， 2 环境中的氧可通过④有氧呼吸第三阶段转移到细胞呼吸的产物HO中，中间不经过②③，B 2 错误；C.植物体光补偿点时，整体植株的光合作用等于呼吸作用，但植物的非绿色组织只能 进行呼吸作用不能进行光合作用，故叶肉细胞的光合作用应大于自身的呼吸作用，即③④中 合成的ATP少于过程①合成的ATP，即使不是在光补偿点，植物通过光反应产生的ATP的能 量也应大于有机物中的能量，更大于有机物氧化分解产生的ATP的能量，C正确；D.过程① ②③④不仅有物质的变化过程也伴有能量的转化，D正确；故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 124/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点二：光合作用与细胞呼吸的相关曲线 核心突破例题精讲 【例题】（汪清第六中学高三一模）下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线分别表示夏季某一天24小时的 温度、某植物的真正光合速率、净光合速率的变化，以 下分析错误的是（ ） A.图中曲线Ⅲ在a点上升的原因是温度下降，细胞呼吸减弱 B.图中曲线Ⅲ在12点左右d点下降的原因是温度过高，气孔关闭 C.叶肉细胞在图中的c、e两点的光合速率大于呼吸速率 D.与d点相比，e点ATP的含量下降，C 还原的速率下降 3 【答案】B 【解析】据图分析可知，曲线Ⅲ在a点上升的原因是夜间温度下降，细胞呼吸减弱，二氧化 碳释放量减少造成的，A正确；B.曲线中12点左右是植物的光合速率并没有下降，可能的 原因是呼吸作用较光合作用增强更明显，对照净光合速率下降，B错误；C.图中c、e两点 整个植株的净光合速率为0，由于植物体内有许多细胞不能进行光合作用，却要进行呼吸作 用消耗有机物，所以叶肉细胞中的光合速率大于呼吸速率，C正确；D.与d点相比，e点光 照减弱，光反应减弱导致ATP的含量下降，C 还原的速率下降，D正确。故选B。 3 知识总结 （一）“三率”曲线【科学思维】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 125/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A点：只进行细胞呼吸,OA的距离表示呼吸速率；（见图1） AB段：光合速率＜呼吸速率，净光合速率＜0，植物不能正常生长， 甚至死亡；对外表现为：吸收O，释放CO；（见图2） 2 2 B点：称为光补偿点，此光照强度下光合速率＝呼吸速率，净光合 速率＝0，植物只生存，不生长；对外表现为：既不吸收O， 2 不释放C0；（见图3） 2 BC段：光合速率＞呼吸速率，净光合速率＞0，植物能正常生长； 对外表现为：吸收C0，释放0；（见图4） 2 2 C点：该点纵坐标读数表示最大净光合速率。该点之后不再受横坐 标因素（光照强度）影响，而受C0 浓度和温度等的限制。 2 E点：称为光饱和点，其含义为：达到最大光合速率时所对应的最小光照强度。 【知识拓展】变式曲线 注意：CO 浓度要达到一定数值才能进行暗反应。 2 【变式训练】（上海高二二模）其他条件适宜情况下，光照强度对水稻植株CO 吸收量（释 2 放量）的影响如图所示。下列有关叙述正确的是（ ） A.b点时，叶肉细胞中光合作用强度等于呼吸作用强度 B.在C点时突然降低光照强度，短时间内C 含量会降低 3 C.a点时，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体 D.适当升高温度和二氧化碳浓度，c点将向右上方移动 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 126/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】C 【解析】A.b点时，水稻植物体光合作用强度等于呼吸作用强度，但针对叶肉细胞而言，叶 肉细胞中光合作用强度大于呼吸作用强度，A错误；B.在c点时突然降低光照强度，短时间 内光反应产生的ATP和[H]减少，C 还原受阻，而C 的生成速率不变，故C 含量会升高，B 3 3 3 错误； C.a点时，光照强度为0，只进行呼吸作用，产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒 体，C正确；D.该实验是适宜温度条件下进行，适当升高温度，酶的活性降低，光合速率减 弱，c点将向左下方移动，D错误。故选C。 （二）夏季晴朗的一天CO2量的变化【科学思维】 a点：2-4时，CO 释放量减小；（原因：温度降低，呼吸作用减弱） 2 b点：6时左右，开始进行光合作用；（现象：日出） c点：7时左右，光合速率＝呼吸速率；（此时的光照强度对应：光补偿点） d点：12时左右，光合作用减弱； （直接原因：部分气孔关闭，CO 吸收量减少） 2 （间接原因：光照过强，温度过高） ce：7-18时，光合速率＞呼吸速率； e点：18时左右，光合速率＝呼吸速率，有机物积累量最大； （此时的光照强度对应：光补偿点） eg：18时以后，光合速率＜呼吸速率，最后光合作用停止，f点后只进行细胞呼吸。 （其中f点的现象为：日落） 【变式训练】（浙江绍兴市高一期末）在春末晴朗白天，测定某蔬菜基地中大棚蔬菜在不同 条件下的净光合作用速率（总光合作用速率与细胞呼吸速率之差），结果见图（假设塑料大 棚外环境条件相同；植株大小一致、生长正常，栽培管理条件相同），以下说法错误的是（ ） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 127/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 A.曲线a中，与11时相比，13时植株叶绿体内三碳酸相对含量减少 B.曲线b中，在6时和18时植株中有机物含量大致相等 C.曲线b的峰值低于曲线a，其中两个主要决定因素是光照强度和空气中CO 含量 2 D.曲线c高于曲线b，原因是补充光照能使叶绿体产生更多的ATP和NADPH用于三碳酸还原 【答案】B 【解析】A.在曲线a中，与11时相比，13时植物光合速率减慢的主要原因是气孔关闭，CO 2 供应不足，CO 被C 固定形成的C 减少，而短时间内C 消耗量不变，导致C 含量减少，A正 2 5 3 3 3 确；B.曲线b中，6时至18时于净光合速率大于0，故在18时植株中有机物含量高于6时， B错误；C.曲线a不覆盖，曲线b全天盖膜，盖膜会导致光照强度和空气中CO 含量降低， 2 使曲线b的峰值低于曲线a，C正确；D.曲线c覆盖，并且白天还补充光照，补充光照能使 光反应增强，叶绿体产生更多的ATP和NADPH用于三碳酸还原，导致曲线c高于曲线b，D 正确。故选B。 （三）密闭环境下，一昼夜CO2的变化【科学思维】 MA：光合速率 ＜ 呼吸速率 A： 光合速率 ＝ 呼吸速率 AB：光合速率 ＞ 呼吸速率 B： 光合速率 ＝ 呼吸速率 BN：光合速率 ＜ 呼吸速率 如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加； 如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少； 如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 128/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【知识拓展】变式曲线 MA：光合速率 ＜ 呼吸速率 A： 光合速率 ＝ 呼吸速率 AB：光合速率 ＞ 呼吸速率 B： 光合速率 ＝ 呼吸速率 BN：光合速率 ＜ 呼吸速率 如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少； 如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加； 如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变。 【变式训练】（广东广州市华南师大附中高三三模）将生长状况一致的番茄苗均 分为两组，一组正常培养，一组在缺镁条件下培养，然后移入相同的两个密闭玻璃容器中并 置于室外（晴天），测定容器中一天 CO 浓度的变化，结果如下图。据此可推断 （ ） 2 A.Ⅰ组为缺镁培养组、Ⅱ组为正常组 B.番茄苗在 A、A 点开始光合作用 1 2 C.B 点时番茄苗氧气净吸收量为0 2 D.该条件下两组植物苗能持续正常生长 【答案】C 【解析】A.缺镁条件下的光合速率相对低于完全培养液中的植物，由图可知，光照较强的时 间段内，Ⅱ组的光合速率明显小于I组的光合速率，故判断Ⅱ组是缺镁条件下的，A错误； B.CO 浓度在A、A 点开始下降，但是其变化率为0，明此时既不吸收也不释放CO，光合作 2 1 2 2 用和呼吸作用相同，不是此时才开始光合作用，B错误；C.B 点和A、A 点一样，变化率为 2 1 2 0，说明此时既不吸收也不释放CO，则氧气的净吸收量为0，C正确；D.Ⅱ组C 点的CO 浓 2 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 129/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 度高于初始值，说明无法完成有机物的积累，植物无法正常生长，D错误。故选C。 【知识拓展】 （一）植株和叶肉细胞中的“光合速率=呼吸速率” 1.当植株（叶片）中的光合速率＝呼吸速率时，叶肉细胞中的中的光合速率＞呼吸速率； 2.当叶肉细胞中的光合速率＝呼吸速率时，植株（叶片）中的中的光合速率＜呼吸速率； （原因：植株和叶片中有一些细胞是不能进行光合作用的，如根细胞、叶片的表皮细胞等 非绿色部分。） （二）提高大棚内农作物产量的途径 途径 具体方法和注意事项 增大 夜间适当补充光照：最好选择日光灯间隔照射，时间不能太长，保证经济效益 光合面积 增大 合理密植：种群距离要适度，避免植物相互遮光造成减产 光合面积 间作、套种：要选择合适的两种作物，减少竞争导致的减产 提高 提高CO 浓度：如适当通风、施用农家肥 2 光合速率 合理施肥：如农家肥和化肥配合使用，还要避免施肥过度造成“烧苗” 提高 适当增大昼夜温差：白天适当升温；夜间适当降温,增加有机物的积累量 净光合速率 【变式训练】（湖北高三其他模拟）农业生产中，农民会采取一些措施来提高农作物的产量。 下列措施不能达到增产目的的是（ ） A.棉花长到一定高度，农民会将棉花下部衰老的叶片去掉 B.将种植在华北地区的油菜引种到适宜油菜生长的吐鲁番地区 C.早春，在CO 含量相对较髙的早晨通风，增加温室中CO 含量 2 2 D.对玉米合理密植，并在生长旺盛阶段浇水、施肥 【答案】C 【解析】A.将棉花下部不能进行光合作用的老叶片去掉，对光合作用影响不大，但会降低呼 吸消耗，能达到增产的目的，A正确；B.吐鲁番地区光照时间长，昼夜温差大，因此光合作 用增强，呼吸作用减弱，使产量提高，B正确；C.早春温度较低，尤其是早晨，虽然能提高 温室CO 含量，但温度对光合作用的影响更大，C错误；D.玉米合理密植利于增产，浇水、 2 施肥可提供玉米生长发育所需的水分和矿质元素，也利于增产，D正确。故选C。 考点三：光合作用与细胞呼吸的相关题型 核心突破例题精讲 【例题】（安徽蚌埠市高三模拟）下图甲为光照强度对小麦光合速率影响的曲线图，图乙是 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 130/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 小麦叶肉细胞的部分代谢过程。据图分析，下列说法错误的是（ ） A.图乙中物质A产生场所是叶绿体类囊体薄膜，消耗场所是线粒体内膜 B.图甲中b点对应的光照强度可使叶肉细胞处于图乙所示的生理状态下 C.图乙中线粒体产生的ATP可用于叶肉细胞对物质A和物质B的运输 D.光照强度为600Klx时，小麦固定CO 的速率为23umol/(㎡·s） 2 【答案】C 【解析】A.图乙中物质A为氧气，产生场所在叶绿体类囊体薄膜，在有氧呼吸过程中在线粒 体内膜被消耗，A正确；B.图甲中的b点对于植物来说光合速率等于呼吸速率，但由于植物 不是全部细胞都在进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用需要平衡植物所有细胞的呼吸作 用，则在叶肉细胞内部应该光合速率大于呼吸速率，符合图乙所示的生理状态，B正确；C. 物质A和物质B都是气体，其运输不需要消耗ATP，C错误；D.图甲中可以看出600Klx时， 植物吸收CO2的速率即净光合速率为17umol/(㎡·s），呼吸速率为5umol/(㎡·s），因此 固定CO2的速率即真光合速率为17+5=23umol/(㎡·s），D正确。故选C。 知识总结 （一）过程类【生命观念】 【例】如图为甘蔗某一叶肉细胞内的一系列反应过程，下列说法错误的是（ ） A.过程①中叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光 B.过程①产生[H]，过程②消耗[H]，过程③既产生也消耗[H] C.过程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 131/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.若过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重就会增加 【答案】D 【解析】A.本题考查细胞呼吸和光合作用的能量代谢。根据题意和图示分析可知,过程①表 示光合作用中的光反应阶段，叶绿体中的叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，A正确；B.过程① 中，水光解产生[H]，过程②是暗反应阶段，消耗[H]；过程③是细胞呼吸有氧呼吸的第一、 二阶段产生[H]，在第三阶段与氧气结合生成H0，因此③既产生也消耗[H]，B正确；C.过 2 程②发生在叶绿体基质中，过程③发生在细胞质基质和线粒体中，C正确；D.甘蔗干重增加 与否是由植物体的光合作用与细胞呼吸共同决定的，仅叶肉细胞内光合作用大于细胞呼吸, 不能判断甘蔗的干重一定会增加，D错误。故选D。 （二）曲线分析类【科学思维】 【例】下图是光照强度与光合速率关系图，下列说法错误的是（ ） A.当光照强度＜A时,光合速率＜呼吸速率 B.当光照强度＝A时,呼吸作用释放出的CO＝光合作用同化的CO 2 2 C.当A＜光照强度＜B时,植物叶片吸收CO 2 D.B点以后,限制光合作用的因素包括光照强度、温度、二氧化碳浓度等 【答案】D 【解析】A.依题意并结合图示分析可知：当光照强度＜时,CO 的放出量大于零，不吸收CO， 2 2 说明光合速率＜呼吸速率，A项正确；B.当光照强度=A时，CO 的放出量等于吸收量，即呼 2 吸作用释放出的CO=光合作用同化的CO，B项正确；C.当A＜光照强度＜B时，CO 的吸收 2 2 2 量随光照强度的增加而增加，没有CO 放出，说明植物叶片吸收CO，C项正确；D.B点以后， 2 2 CO 的吸收量不再随光照强度的增加而增加，说明限制光合作用的因素不是光照强度，而是 2 温度、CO 浓度等，D项错误。故选D。 2 （三）点的移动类【科学思维】 情境一：若因某条件改变使呼吸速率下降，其他条件不变，则：A点上移，B点左移，C点 上移； 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 132/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【解析】 A点：取决于呼吸速率↓ B点：总光合速率=呼吸速率 ↓ ↓ C点：净光合速率=总光合速率－呼吸速率 ↑ 不变 ↓ 情境二：若呼吸速率基本不变，非横坐标因素的改变使总光合速率下降时（如缺镁），A点 不移，B点右移，C点左下移。 【解析】 A点：取决于呼吸速率 不变 B点：总光合速率=呼吸速率 ↓ ↑ 不变 上下：净光合速率=总光合速率－呼吸速率 C点 ↓ ↓ 不变 左右：光饱和点（取决于总光合速率） ↓ ↓ 【例】已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃，下图表示25℃时光 合作用与光照强度的关系。若温度升到30℃(原光照强度和二氧化碳浓度不变)，理论上图 中相应点A、B、D移动方向分别为（ ） A.下移、右移、下移 B.下移、左移、下移 C.上移、左移、上移 D.上移、右移、上移 【答案】D 【解析】根据题意可知：温度从25℃提高到30℃后，光合速率减慢，呼吸速率加快。图中 A点代表呼吸速率，现呼吸速率加快，故A点上移；B点呼吸速率等于光合速率，现呼吸速 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 133/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 率加快，光合作用减慢，故B点右移；D点表示最大光合速率，现光合速率减慢，故D点上 移。故选D。 （四）计算类【科学思维】 【例】下图是通过某装置测量的在不同光照强度下，通过计算而绘制的光照强度与CO 相对 2 量曲线图。如要装置内的植物的干质量在0-24h内始终不低于0h前，理论上一天最多能暗 处理（ ） A.14.4小时 B.14.6小时 C.14.8小时 D.15.0小时 【答案】D 【解析】 设黑暗处理时间为x，则光照时间为24-x， 如图所示： ∴据题意：（24-x）h的净光合速率减去xh的呼吸速率需＞0。 又∵图示可知：呼吸速率=0.4，最大净光合速率=0.6 ∴0.6（24-x）- 0.4x＞0 x＜14.4 （五）面积类【科学思维】 【例】下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系，S、S、S 表示所在部位的面 1 2 3 积，下列说法中不正确的是（ ） A.S＋S 可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 1 3 B.S＋S 可表示玉米光合作用产生的有机物总量 2 3 C.S－S 表示玉米光合作用有机物的净积累量 2 1 D.若植株缺Mg，则B点右移，D点右移 【答案】D 【解析】 此区间内总呼吸量：S+S 1 3 此区间内总光合量：S+S 2 3 此区间内净积累量：S－S 2 1 ∵净光合量＝总光合量-呼吸量 ＝（S+S）-（S+S） 2 3 1 3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 134/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ＝S-S 2 1 【变式训练】（浙江模拟）在光照恒定、最适温度条件下，某研究小组用甲图的实验装置测 量1小时内密闭容器中CO 的变化量，绘成曲线如乙图所示。下列叙述错误的是（ ） 2 A.a～b段，叶绿体中ADP从基质向类囊体膜运输 B.该绿色植物前30分钟真正光合速率平均为50ppmCO/min 2 C.适当提高温度进行实验，该植物光合作用的光饱和点将下降 D.若第10min时突然黑暗，叶绿体基质中三碳酸的含量将增加 【答案】B 【解析】A.a～b段二氧化碳含量在下降，说明植物同时进行光合作用和呼吸作用，叶绿体 中ADP从基质向类囊体膜运输，A正确；B.真光合速率=净光合速率+呼吸速率，由ab段可 以计算出净光合速率=（1680−180）/30=50ppmCO/min，由bc段可以计算出呼吸速率=（600 2 −180）/30=14ppm CO/min，因此真光合速率平均为64ppmCO/min，B错误；C.题干中提出， 2 2 该实验在最适温度条件下进行，因此适当提高温度进行实验，光合速率下降，导致该植物光 合作用的光饱和点将下降，C正确；D.若第10min时突然黑暗，导致光反应产生的ATP和[H] 含量下降，抑制暗反应中三碳化合物的还原，导致叶绿体基质中3-磷酸甘油酸的含量将增 加，D正确。故选B。 考点四：探究——光合速率的测定 核心突破例题精讲 【例题】（重庆市实验中学高三三模）研究小组同学研究某湖泊中X深度水层中，生 物的光合作用和有氧呼吸，设计了如下操作： ①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、b、c，并将a用不透光的黑布包起来； ②将a、b、c三个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧量； ③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小时后取出； ④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子的测量结果如图所示。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 135/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 则以下对24小时内X深度水体中生物光合作用和有氧呼吸情况的分析，正确的是（ ） A.光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶 B.光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶 C.有氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶 D.有氧呼吸消耗的氧气量为vmol/瓶 【答案】A 【解析】分析操作步骤可知，c瓶为对照，测量的是实验前每瓶中的溶氧量，即原溶氧量= wmol/瓶;a瓶用不透光的黑布包起来，其内生物只能进行呼吸作用，测量的值为原溶氧量与 有氧呼吸消耗的氧气量之差，即有氧呼吸消耗的氧气量=(w-v) mol/瓶；b瓶内的植物能进 行光合作用，同时能进行呼吸作用，测量的结果为净光合作用产生的氧气量=光合作用产生 氧气量―呼吸作用消耗的氧气量，那么光合作用产生氧气量=净光合作用产生的氧气量＋呼 吸作用消耗的氧气量=k-w+(w-v)=(k-v) mol/瓶。A、B. b瓶既进行有氧呼吸又进行光合作 用，而a和b两瓶有氧呼吸强度相等，则光合作用产生氧气量=净光合作用产生的氧气量＋ 呼吸作用消耗的氧气量=k-w+(w-v)=(k-v) mol/瓶，A正确、B错误。C、D.根据以上分析已 知，c瓶中的含氧量即为初始含氧量，a瓶用不透光的黑布包起来，则只能进行有氧呼吸， 因此有氧呼吸消耗的氧气量为(w-v) mol/瓶，CD错误。故选：A。 知识总结 （一）有色液滴法【科学探究】 1.NaHCO 溶液作用：保证容器内CO 浓度的恒定； 3 2 2.测定指标：O 的释放量（吸收量）（单位时间内有色液滴右/左移的体积） 2 3.条件：有光 4.误差：测量值（净光合）＜实际值（总光合）（原因：呼吸作用消耗了部分O） 2 【知识拓展】总光合速率的测定 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 136/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 将上述装置放在黑暗条件下，液滴单位时间内左移的距离即为呼吸速率，与净光合速率 相加就能算出总光合速率。 装置模型 注意：若设置校正装置，则可将绿色植物换成死亡的植物。 【变式训练】（湖北高三其他模拟）如图为某兴趣小组探究绿色植物生理作用所用到的实验 装置，I所给的条件有：①遮光；②适宜光照；Ⅱ烧杯中的物质有；③NaOH溶液；④CO2缓 冲液；⑤蒸馏水，当呼吸作用以葡萄糖为底物时（不考虑产乳酸的呼吸），下列实验没计方 案不能达到目的是（ ） A.实验一①③，实验二②④，探究叶绿体内氧气的释放速率 B.实验一①③，实验二①④，探究植株可能进行的呼吸类型 C.实验一②③，实验二②④，验证CO2是植物光合作用的原料 D.实验一①③，实验二①⑤，探究有氧呼吸和无氧呼吸消耗糖的比例 【答案】B 【解析】A.实验一①③遮光处理下，植物进行呼吸作用，NaOH溶液吸收呼吸产生的CO，有 2 色液滴的移动代表O 的消耗速率，即代表呼吸速率，故实验一①③测定呼吸速率，实验二 2 ②④适宜光照下，植物进行呼吸作用和光合作用，CO 缓冲液维持环境中CO 的稳定，有色 2 2 液滴的移动代表O 的释放速率，故实验二②④测定植物的净光合速率，即测定叶绿体的O 释 2 2 放量实际是测定真光合作用，将实验①③和②④的数据相加即为真光合作用速率，A不符合 题意；B.探究呼吸作用的类型必需排除光合作用的干扰，所以要遮光，自变量为有无O，故 2 必须设置为一组有氧，一组无氧，而实验一①③中NaOH溶液吸收CO，实验二①④中CO 缓 2 2 冲液维持CO 的稳定，不能有效设置成有氧和无氧两个组，不能探究植株的呼吸类型，B符 2 合题意；C.实验一②③中NaOH溶液吸收CO，实验二②④中CO 缓冲液维持CO 的稳定，两 2 2 2 组实验的自变量为有无CO，在排除光照的干扰下，通过有无CO 的可以探究光合作用需要 2 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 137/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 CO，C不符合题意；D.实验一①③中NaOH溶液吸收CO，有色液滴的移动可代表O 的变化 2 2 2 （不移动，说明无氧呼吸，向左移动说明有氧呼吸），实验二①⑤中有色液滴的移动代表 O 和CO 的差值（差值为0，说明有氧呼吸；向右移动，说明有氧呼吸和无氧呼吸并存，向 2 2 左移动，说明无氧呼吸），综合实验一①③，实验二①⑤O 和CO 的变化量可以探究两种呼 2 2 吸的消耗糖的比值，D符合题意。故选B。 （二）黑白瓶法【科学探究】 是否放入 放入适 测定时间 瓶身 长势良好 取值表示量 宜水深 测定项目 的植物 水中溶氧量为： A 黑瓶 不放 相同 放入时测定水中溶氧量 初始量 与初始值的差值为： B 黑瓶 放入 相同 一段时间后测定水中溶氧量 有氧呼吸量 与B瓶相同时间后测定水中 与初始值的差值为： C 白瓶 放入 相同 溶氧量 净光合量 黑白瓶法的应用： 设初始值为x，白瓶现有量为M白，黑瓶现有量为M黑，则：总光合量=？ 【解析】净光合量 = M白 - x 呼吸量 = x - M黑 总光合量 = 净光合量 + 呼吸量 =（M白 - x） + （x - M黑） = M白 - M黑 提醒：①若有初始值，可推出呼吸量和净光合量； ②无论是否有初始值，均可用白瓶现有量-黑瓶现有量算出总光合量。 【变式训练】（河南鹤壁高中高三其他模拟）研究小组从池塘不同深度采集水样，分别装入 大小相同的黑白瓶中（白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布包裹的玻璃瓶）并封闭。然后将黑白 瓶对应悬挂于原水样采集位置。24h后，测定各黑白瓶中溶氧量。若测得白瓶溶氧量为Amg •L﹣1，黑瓶溶氧量为Bmg•L﹣1。下列说法正确的是（ ） A.该方法可以在未测得呼吸作用的条件下，测得实际光合作用的强度 B.B可表示在24h内黑瓶呼吸作用强度的大小 C.（A﹣B）可表示24h内白瓶中的净光合作用强度的大小 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 138/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.该实验设计缺少对照组，无法测得光合作用的强度 【答案】A 【解析】A.假设瓶中初始溶氧量为X，则A-X=净光合作用强度，X-B=呼吸作用强度，（A-B） 可以表示实际光合作用的强度，A正确；B.B与初始溶氧量的差值可表示在24h内黑瓶呼吸 作用强度的大小，B错误；C.（A﹣B）可表示24h内白瓶中的实际光合作用强度的大小，C 错误；D.该实验黑瓶和白瓶相互对照，可以测出光合作用强度，D错误。故选A。 （三）半叶法【科学探究】 将叶片一半遮光，一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光 的一半测得的数据变化值代表表观(净)光合作用强度值，综合两者可计算出真正光合作用强 度值。需要注意的是该种方法在实验之前需切断左右叶片间的联系，以防止有机物的运输。 计算可参考黑白瓶法：总光合量 = M - M B A 【变式训练】（江西省会昌中学高一月考）现采用如图所示方法测定植物叶片光合作用强度， 将对称叶片的一半遮光（A），另一半不遮光（B），并采用适当的方法阻止A、B间物质和 能量的转移。在适宜光照和温度下照射一段时间，在A、B中截取对应部分相等面积的叶片， 烘干称重，分别记作m 和m，单位mg/·（dm2·h）。下列说法正确的是（ ） 1 2 A.该方法在未测出细胞呼吸强度的条件下，能得出实际光合作用的强度 B.（m-m）表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的积累量 2 1 C.m 表示被截取的部分在光照时间内净光合作用的大小 2 D.m 表示被截取的部分在光照时间内细胞呼吸的大小 1 【答案】A 【解析】A.假设原来半片叶干重为m，则m-m=呼吸作用，m-m 为光照下的净光合作用；所 0 0 1 2 0 以，实际光合作用速度=净光合作用速度+呼吸作用速度=m-m+m-m=m-m，A正确；B.（m-m） 2 0 0 1 2 1 2 1 表示B叶片被截取的部分在光照时间内有机物的合成量，而不是积累量，B错误；C.m 表示 2 被截取的部分（B部分）干重，不能代表净光合作用的大小，C错误；D.m 表示被截取的部 1 分（A部分）干重，不能代表在光照时间内呼吸作用的大小，D错误。故选A。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 139/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 09 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）细胞的分化Ⅱ （2）细胞的全能性Ⅱ （3）细胞的衰老和凋亡以及人体健康的关系Ⅱ （4）癌细胞的主要特征及防治Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：细胞的结构变化与细胞分化、衰老和癌变的关系，建立细 胞是一个统一整体的生物学观点 2.科学思维——分类与比较：比较细胞的分化、衰老、凋亡和癌变特征的本质 3.社会责任——分析细胞衰老、凋亡和癌变的特点，关爱生命，倡导健康的生活方式 构思维导图 考点一：细胞分化 核心突破例题精讲 【例题】（海南高考真题）下列关于人体造血干细胞的叙述，错误的是（ ） A.造血干细胞比胚胎干细胞的分化程度高 B.造血干细胞分化产生的B细胞在胸腺中发育成熟 C.造血干细胞可不断增殖和分化，捐献造血干细胞不影响人体健康 D.造血干细胞移植是治疗白血病的有效手段 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 140/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】B 【解析】A.造血干细胞可以分化成红细胞、白细胞和血小板，胚胎干细胞可以分化为任何一 种组织细胞，所以造血干细胞分化程度更高，A正确；B.造血干细胞分化产生的T细胞在胸 腺中发育成熟，B细胞在骨髓中成熟，B错误；C.骨髓中的造血干细胞可不断增殖和分化， 不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，所以捐献造血干细胞不影响人体健康， C正确；D.造血干细胞移植可以取代白血病患者病变的造血干细胞，是治疗白血病的有效手 段，D正确。故选B。 知识总结 （一）细胞的生命历程【生命观念】 细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变将伴随多细胞体生命的始终。 （二）细胞分化【生命观念】 1.概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生稳 定性差异的过程。 2.实质：基因选择性表达的结果。 3.结果：形成不同的组织和器官。（通常不可逆，植物组织培养例外） 4.意义：是生物个体发育的基础，使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 5.特点： （1）普遍性：多细胞生物普遍具有。 （2）持久性：贯穿于生物体整个生命进程中。 （3）稳定性：分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 （4）不可逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向 进行。 （三）细胞的全能性【生命观念】 1.概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 2.判断：离体细胞、组织、器官→完整个体（标志） 3.根本原因：生物体的每一个细胞都具有该物种所特有的遗传物质，都有发育成完整个体所 必需的全部基因。 4.全能性表达的条件：离体、一定的营养物质、植物激素、适宜的环境条件 5.全能性大小：分化程度越低，全能性越高。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 141/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞（受精卵、生殖细胞、体细胞） 植物细胞 ＞ 动物细胞（动物、植物细胞） 胚胎干细胞 ＞ 造血干细胞 ＞ 神经干细胞（胚胎干细胞、神经干细胞、造血干细胞） 6.证明全能性的实例： 植物组织培养（植物细胞具有全能性） 动物克隆（动物细胞核具有全能性） （四）干细胞【生命观念、科学思维】 1.概念：具有分裂和分化能力的细胞。 2.干细胞的类型、功能及来源 类型 功能 来源 实例 胚胎 分化成各种组织和器官 早期胚胎和原始性腺 来自囊胚内细胞团的细胞 干细胞 成体 骨髓、造血、神经干细胞 分化成具有特定功能的细胞 各式各样的组织 干细胞 等 【知识拓展】 （一）课本聚焦：可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织和器官？（P120） 动物细胞（特别是高等动物细胞）随着胚胎的发育，细胞分化潜能变小。肌细胞是高度 分化的细胞，全能性受限，不能通过分化成其他类型的细胞。 （二）细胞分化的三个关键点 1.细胞分化的标志 （1）分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。 （2）细胞水平：形成不同种类的细胞。 2.细胞分化的“改变”与“不变” （1）不变：DNA、细胞的数目，tRNA、rRNA的种类。 （2）改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。 3.分化细胞表达的基因 （1）管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需 的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 （2）奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理 功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 142/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）“图解法”深刻理解细胞分化过程 （四）区分细胞分化与细胞全能性 1.判断的一般方法 2.实例 （1）胚胎干细胞→形态、功能不同的组织细胞（细胞分化） （2）植物体细胞→新个体（体细胞全能性） （3）雌蜂卵细胞→雄峰（生殖细胞全能性） （4）种子→植株（细胞分化）（特殊） 【变式训练】（宁夏中卫市高三三模）小肠干细胞增殖分化产生潘氏细胞和小肠上皮细胞， 这两种的细胞形态结构和功能存在明显的差异。下列说法错误的是（ ） A.同一个体的小肠干细胞和潘氏细胞中的核酸有一定差异 B.上述三种细胞形态和功能不同与细胞中基因的执行情况有关 C.潘氏细胞和小肠上皮细胞将保持分化状态直至衰老死亡 D.小肠干细胞在体外诱导分化形成潘氏细胞体现了全能性 【答案】D 【解析】A.潘氏细胞与小肠上皮细胞是由小肠肝细胞分化而来，由于基因的选择性表达，两 者的核酸有一定差异，A正确；B.三种细胞由同一个受精卵分化而来，故遗传信息相同，三 者形态和功能不同与细胞中基因的执行情况有关，B正确；C.潘氏细胞和小肠上皮细胞均是 分化后的细胞，在体内将保持分化状态直至衰老死亡，C正确；D.全能性的判断标准是发育 为完整个体，小肠干细胞在体外诱导分化形成潘氏细胞，并不是完整个体，故不能体现全能 性，D错误。故选D。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 143/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点二：细胞衰老 核心突破例题精讲 【例题】（黑龙江齐齐哈尔市高三三模）研究发现，核仁的稳定性下降、线粒体功能失调等 均会引起细胞的衰老，而身体中细胞衰老的速度决定了我们寿命的长短。下列相关叙述正确 的是（ ） A.衰老细胞中黑色素的合成加快，导致“老年斑”的出现 B.衰老细胞中细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低 C.个体衰老与细胞衰老的速度有关，衰老个体中均是衰老细胞 D.细胞死亡一定是细胞衰老导致的，衰老细胞染色体结构的稳定性下降 【答案】B 【解析】A.衰老细胞内多数酶的活性降低，合成黑色素能力降低，老年人细胞中脂褐素的积 累增加，因此老年人易长“老年斑”，A错误；B.衰老细胞 中细胞膜通透性改变，使物质 运输功能降低，B正确；C.衰老的多细胞生物体内也有新生的细胞，多细胞个体的衰老是细 胞普遍衰老的过程，C错误；D.细胞死亡不一定是细胞衰老导致的，还可能是因外界因素而 导致的细胞坏死，D错误。故选B。 知识总结 （一）个体衰老与细胞衰老的关系【生命观念】 单细胞生物：个体衰老 ＝ 细胞衰老 多细胞生物：个体衰老 ≠ 细胞衰老 新生细胞 ＞ 衰老细胞 →个体生长 新生细胞 ＜ 衰老细胞 →个体衰老 新生细胞 ≈ 衰老细胞 →个体稳定 （二）细胞衰老的特征【生命观念】 1.细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢；（皮肤皱纹、干燥） 2.酶活性降低；（白发） 3.色素积累，妨碍物质的交流和传递；（老人斑） 4.呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；（肌无力） 5.细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。（吸收能力弱） 【变式训练】（广东广州市·高三二模）科学家为了探究影响细胞衰老的年龄因素， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 144/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 进行了如下实验。实验一：在相同条件下， 分别单独培养胎儿、中年人、老年人的肺成纤 维细胞，增殖代数分别为50、20、2~4 。实验二：将年轻人的肺成纤维细胞去核后与老年 人的细胞核融合，细胞几乎不分裂；将老年人的肺成纤维细胞去核后与年轻人的细胞核融合， 细胞分裂旺盛。下列叙述，错误的是（ ） A.老年人的细胞增殖能力会受细胞核染色质收缩的影响 B.细胞增殖能力与个体的年龄和细胞分裂次数密切相关 C.老年人肺成纤维细胞代谢速率减慢与酶活性降低有关 D.由上述实验可推测肺成纤维细胞的分裂与细胞质无关 【答案】D 【解析】A.老年人细胞的细胞核染色质收缩，影响有丝分裂中DNA分子的复制，从而影响细 胞增殖，A正确；B.由实验一可知胎儿的年龄小、细胞分裂次数少使得肺成纤维细胞增殖能 力强，而老年人年龄大、细胞分裂次数多使得肺成纤维细胞增殖能力弱，故细胞增殖能力与 个体的年龄和细胞分裂次数密切相关，B正确；C.老年人细胞中酶活性降低，酶活性降低会 导致酶促反应速率减慢，故代谢减弱，C正确；D.由实验二可知，细胞核是决定细胞分裂的 重要因素，但不能证明细胞质与细胞分裂无关，D错误。故选D。 （三）细胞衰老的原因【生命观念】 1.自由基学说：生命活动中，细胞容易产生自由基，这些自由基会攻击和破坏细胞内各种执 行正常功能的生物分子。 2.端粒学说：每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。随细胞分裂次数的增加， 端粒DNA在端粒酶作用下变短，导致正常基因受损，致使细胞衰老。 【知识拓展】老年人白发与白化病患者白发的区别 老年人的白发：头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少 形成的；（少） 白化病患者白发：细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，导致不能合成酪氨酸酶，细胞中 缺少酪氨酸酶而形成的。（无） 【变式训练】（河南安阳市高三一模）美国华裔专家吴军教授研究认为：新冠肺炎的机理其 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 145/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 实是过激的免疫反应制造的大量自由基引起的器官损伤。当新型冠状病毒入侵人体后，一些 免疫细胞被激活并释放出大量自由基，自由基在消除入侵病毒的同时，对机体正常细胞也造 成了损伤。下列有关分析错误的是（ ） A.被自由基攻击的机体细胞的死亡属于细胞坏死 B.自由基属于免疫活性物质，能特异性攻击病毒和机体细胞 C.自由基会攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老 D.服用自由基清除剂有助于减轻新冠肺炎伴随的器官损伤 【答案】B 【解析】A.被自由基攻击的机体细胞的死亡属于细胞坏死，A正确；B.自由基是一类活跃的 化学物质，对病毒和机体细胞的攻击不具有特异性，B错误；C.按自由基学说，自由基会攻 击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老，C正确；D.依题意，新冠肺炎伴随的器官损 伤是由大量自由基引起的，服用自由基清除剂有助于减轻机体的器官损伤，D正确。故选B。 考点三：细胞凋亡 核心突破例题精讲 【例题】（广东高考真题）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发 生凋亡。下列叙述正确的是（ ） A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复 B.上述病毒感染细胞的凋亡不是程序性死亡 C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制 D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究 【答案】D 【解析】A.被病毒感染的细胞凋亡后，丧失其功能且不可恢复，A错误；B.细胞凋亡是由基 因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡，B错误；C.细胞凋亡是由基因决定的细 胞自动结束生命的过程，受基因控制，C错误；D.由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导 被病毒感染的细胞发生凋亡，故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。故 选D。 知识总结 （一）细胞凋亡的概念和原因和意义【生命观念】 1.概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。常常被称为细胞编程性死亡。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 146/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.原因：受到严格的遗传机制决定的程序性调控。 3.意义 （1）多细胞生物体完成正常发育； （2）维持内部环境的稳定； （3）抵御外界各种因素的干扰。 （二）细胞凋亡的实例【生命观念】 个体发育中细胞的编程性死亡（人尾、手指间的连接、蝌蚪尾的消失） 成熟个体中细胞的自然更新（血细胞的更新） 被病原体感染的细胞和癌细胞的清除（与效应T细胞密切接触的靶细胞的裂解死亡） （三）细胞死亡【生命观念、科学思维】 1.概念：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 2.区别 凋亡：自动结束生命，对生物体有利。 坏死：被动结束生命，对生物体通常有害。 （坏死通常有害，但如通过放疗、化疗的手段使癌细胞坏死，对人体来说就是好事。） 【知识拓展】细胞凋亡和细胞坏死的区别 注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况。若是被病原体感染而死亡，则属于 细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。 【变式训练】（江苏南京师大附中高三三模）最新研究发现一种由凋亡诱导因子（AIF）蛋 白介导的细胞凋亡，正常情况下AIF位于线粒体内，当细胞受到内部凋亡刺激因子作用后， AIF可由线粒体释放到细胞质，并最终进入细胞核，引起DNA片段化导致细胞凋亡。下列叙 述错误的是（ ） A.线粒体膜上运输AIF和葡萄糖的载体蛋白均具有特异性 B.AIF可能引起凋亡基因的表达从而使细胞凋亡 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 147/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 C.凋亡细胞被吞噬和清除与吞噬细胞有关且伴随ATP的消耗 D.若用蛋白酶处理AIF可能维持细胞核内DNA结构的完整性 【答案】A 【解析】A.AIF的本质是蛋白质，所以由线粒体释放到细胞质不需要通过载体蛋白，A错误； B.根据题干信息“AIF最终进入细胞核，引起DNA片段化导致细胞凋亡”，所以可能引起凋 亡基因的表达从而使细胞凋亡，B正确；C.吞噬细胞可以处理衰老、受损的细胞，所以凋亡 细胞被吞噬和清除与吞噬细胞有关且需要消耗能量，C正确；D.若用蛋白酶处理AIF则减少 了DNA片段化，从而可能维持了细胞核内DNA结构的完整性，D正确。故选A。 考点四：细胞癌变 核心突破例题精讲 【例题】（湖南高考真题）某国家男性中不同人群肺癌死亡累积风险如图所示。下列叙述错 误的是（ ） A.长期吸烟的男性人群中，年龄越大，肺癌 死亡累积风险越高 B.烟草中含有多种化学致癌因子，不吸烟或 越早戒烟，肺癌死亡累积风险越低 C.肺部细胞中原癌基因执行生理功能时，细 胞生长和分裂失控 D.肺部细胞癌变后，癌细胞彼此之间黏着性 降低，易在体内分散和转移 【答案】C 【解析】A.据图分析可知，长期吸烟的男性人群中，不吸烟、30岁戒烟、50岁戒烟、长期 吸烟的男性随年龄的增大，肺癌死亡累积风险依次升高，即年龄越大，肺癌死亡累积风险越 高，A正确；B.据图分析可知，不吸烟或越早戒烟，肺癌死亡累积风险越低，B正确；C.原 癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，原癌基因突变后可能导致细胞 生长和分裂失控，C错误；D.肺部细胞癌变后，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌 细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，D正确。故选C。 知识总结 （一）癌细胞的特征【生命观念】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 148/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1.无限增殖；（不等于不会死） 2.形态结构发生显著性变化；（如：成纤维细胞：扁平梭形→球形） 3.癌细胞的表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显 著降低，容易分散和转移。（此外，癌细胞还能产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。） （二）致癌因子【生命观念】 物理致癌因子：辐射（如紫外线、X射线等） 化学致癌因子：石棉、砷/铬/镉化物、亚硝胺、黄曲霉素、联苯胺、烯环烃等 病毒致癌因子：Rous肉瘤病毒等 （机理：致癌病毒含有病毒癌基因以及致癌有关的核酸序列，感染人的细胞 后，将其基因组整合进入人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变。） （三）癌变的实质【生命观念】 原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。 原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。 抑癌基因：阻止细胞不正常的增殖。 （四）癌变的机理【科学思维】 （五）癌症诊断方法【社会责任】 甲胎蛋白和癌胚抗原检测（P41） 病例切片，显微观察（看形态变化） CT和核磁共振 癌基因检测 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 149/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （六）癌症治疗方法【社会责任】 手术切除：早期效果好，副作用小 放疗、化疗：主要是阻断DNA复制，抑制癌细胞增殖，但正常细胞也受影响 弹头：单克隆抗体，与癌细胞特异性结合 生物导弹 弹尾：杀死或抑制癌细胞增殖的药物 【变式训练】（安徽安庆一中高三三模）研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细 胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细 胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白（一种ATP结合转运蛋白），能有效排出姜黄素，从而避 免凋亡，并增殖分化形成癌细胞。下列说法错误的是（ ） A.肿瘤干细胞与癌细胞中核酸不同 B.肿瘤干细胞排出姜黄素需要消耗细胞代谢提供的能量 C.编码BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因 D.用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡 【答案】C 【解析】A.癌细胞是由肿瘤干细胞分化形成，故和肿瘤干细胞细胞核中的核酸有差异，A正 确；B.肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出均为耗能的过程，都需要消耗ATP，B正确；C.BAX 蛋白为凋亡蛋白，与细胞凋亡有关，故控制其合成的基因不属于原癌基因，C错误；D.姜黄 素治疗会诱发癌细胞凋亡，ABCG2蛋白的抑制剂能防止姜黄素排出细胞，因此用ABCG2抑制 剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。故选C。 【知识拓展】 （一）癌变≠癌症 细胞发生癌变，人未必得癌症。人产生的癌细胞，大部分能被强大的免疫系统消灭。癌 症的发生并非单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5-6个基因突变，才能赋予癌细 胞所有的特征，才会导致人患癌症。 （二）细胞生命历程的综合分析 1.关系图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 150/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.细胞生命历程中的三个“例外” （1）除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。 （2）除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有 积极意义。 （3）除细胞坏死外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因控制。 3.细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 项目 实质 结果 遗传物质 细胞衰老 内因、外因共同作用 细胞正常死亡 细胞凋亡 由遗传机制决定的程序性调控 自动结束生命的正常死亡 不发生 受外界不利因素影响；不受基因 细胞膜破裂，对周围细胞造成伤 改变 细胞坏死 控制 害，引起发炎 细胞癌变 致癌因子诱发基因突变 形成无限增殖的癌细胞 发生改变 【变式训练】（河北高考真题）关于细胞生命历程的叙述，错误的是（ ） A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质 B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老 C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一 D.已分化的动物体细跑的细胞核仍具有全能性 【答案】A 【解析】A.细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中有控制凋 亡的基因表达，需要新合成蛋白质，A错误；B.在生命活动中，细胞会产生自由基，自由基 会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，导致细胞衰老，所以清除细胞内过多的 自由基有助于延缓细胞衰老，B正确；C.细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变， 紫外线是一种物理致癌因子，紫外线照射会导致DNA损伤，引起基因突变，导致细胞癌变， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 151/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 是皮肤癌发生的原因之一，C正确；D.克隆羊“多莉”的诞生、以及我国科学家于2017年 获得的世界上首批体细胞克隆猴“中中”和“华华”，就是将体细胞移植到去核的卵细胞中 培育成的，说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。故选A。 专题 细胞的增殖和受精 10 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）细胞的生长和增殖的周期性Ⅱ （2）细胞的无丝分裂Ⅰ （3）细胞的有丝分裂和减数分裂Ⅱ （4）动物配子的形成过程Ⅱ （5）动物的受精过程Ⅱ （6）实验：观察细胞的有丝分裂和减数分裂 （7）模拟探究细胞表面积与体积的关系 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：细胞各结构与细胞增殖的关系 2.科学思维——分类与比较：比较细胞的有丝分裂、无丝分裂和减数分裂的异同； 建立模型：有丝分裂和减数分裂各时期的特点与染色体和DNA数目变化 3.科学探究——实施计划、得出结论：观察细胞的有丝分裂和减数分裂 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 152/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：细胞的生长 核心突破例题精讲 【例题】（四川泸州市高三二模）细胞生长主要指细胞体积的长大，在该过程中细胞从环境 吸收营养，并转化成为自身组成物质。下列叙述正确的是（ ） A.植物器官的大小主要取决于细胞体积的大小 B.细胞生长会伴随着核糖核酸的数量发生变化 C.细胞生长时细胞分解的有机物大于合成的有机物 D.动物细胞从外界环境吸收营养物质一定依赖内环境 【答案】B 【解析】A.植物器官的大小主要取决于细胞数量的多少。A错误。B.细胞生长，蛋白质合成 增多，则核糖核酸的数量会发生变化。B正确。C.细胞生长时细胞分解的有机物小于合成的 有机物，积累量大于零才可以生长。C错误。D.单细胞动物从外界环境吸收营养物质没有内 环境。D错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 153/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）探究：不能无限长大的限制因素【科学探究】 1.含有酚酞的琼脂代表细胞。 2.检测方法：将琼脂块放入NaOH溶液，呈紫红色。 NaOH在琼琼脂块中扩散体 3.运输效率= 整个琼个琼脂块的 5.结果： 边长(cm) 1 2 3 4 表面积(cm2) 6 24 54 96 体积(cm3) 1 8 27 64 表面积/体积 6 3 2 1.5 扩散深度 0.5 0.5 0.5 0.5 （二）不能无限长大的限制因素【科学思维】 1.细胞表面积与体积的关系：细胞体积越大，表面积与体积之比，即相对表面积越小，细胞 的物质运输的效率就越低。 2.核质比：细胞核的控制范围有限，DNA含量不会随细胞体积的扩大而增加，细胞太大会造 成细胞核的负担过重。 （三）运输效率和运输速率区别【科学思维】 运输效率：随细胞体积的增大而降低。（取决于：相对表面积） 运输速率：随细胞体积的增大并不改变。（取决于：NaOH溶液扩散的深度） 【知识拓展】课本聚焦 细胞体积是不是越小越好?细胞的最小限度由什么来决定?（P111） 细胞体积并不是越小越好。细胞的最小限度由完成细胞功能所必需的基本结构(如核糖 体)和物质(如酶)需要的最小空间决定。 【变式训练】（广西南宁三中高二月考）以琼脂、NaOH和酚酞为实验材料，探究细 胞大小与物质运输效率的关系，实验结果见下表： 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 154/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 比值（NaOH扩散的体积/ 琼脂块的边长（cm） NaOH扩散深度（cm） 整个琼脂块的体积） 1 X a 2 Y b 3 Z c 注：Z＜0．5cm 下列对实验结果的分析，错误的是（ ） A,X＝Y＝Z时，说明物质扩散进入琼脂的速度是一致的 B,X＞Y＞Z时，可能三块琼脂的密度有差异 C,a＜b时，说明细胞体积越小，物质运输的效率越高 D,b＞c时，说明细胞体积越大，物质运输的效率越低 【答案】C 【解析】A.X＝Y＝Z时，相同时间内NaOH扩散深度相等，则说明物质扩散进入琼脂的速度 是一致的，A正确；B.三块琼脂的密度为无关变量，应保持相同，理论上三组NaOH扩散深 度应相等，出现X＞Y＞Z时，可能是实验操作不规范导致三块琼脂的密度有差异，B正确； C.细胞体积越小，其相对表面积越大，物质运输的效率就越高，则a＞b，C错误；D.b＞c 时，说明细胞体积越大，其相对表面积越小，物质运输的效率越低，D正确；故选C。 考点二：细胞周期 核心突破例题精讲 【例题】（浙江绍兴市高三二模）关于细胞周期的叙述，正确的是（ ） A.用抑制纺锤丝形成的试剂处理，会使分裂期细胞比例增加，细胞周期不完整 B.细胞周期中，细胞的分裂包括两个过程：分裂期与分裂间期 C.在细胞周期的间隙期，完成了DNA的复制和有关蛋白质的合成 D.细胞培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在分裂期以实现细胞周期同步化 【答案】A 【解析】A.用抑制纺锤丝形成的试剂处理，纺锤体无法形成，分裂的细胞会停留在分裂期， 无法完成正常的分裂，会使分裂期细胞比例增加，细胞周期不完整，A正确；B.细胞周期中， 细胞的分裂包括两个过程：分裂间期与分裂期，分裂期包括前期、中期、后期、末期，B错 误；C.在细胞周期的间期，完成了DNA的复制和有关蛋白质的合成，C错误；D.细胞培养液 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 155/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期以实现细胞周期同步化，D错误。故选A。 知识总结 （一）细胞的增殖的主要方式【生命观念】 细胞在分裂之前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个 连续的过程。 原核生物：二分裂 有丝分裂（体细胞） 真核生物 减数分裂（生殖细胞） 无丝分裂（某些生物部分体细胞，如：蛙的红细胞） （二）细胞周期【生命观念】 1.概念：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。 2.条件：连续分裂的细胞 3.阶段 G：RNA和蛋白质的合成，为DNA复制做准备 1 分裂间期 S：DNA复制 G：合成有关的RNA和蛋白质，为细胞分裂做准备 2 分裂期：细胞分裂 4.细胞类型与细胞周期 （1）连续分裂的细胞才有细胞周期； （如：受精卵、植物形成层、根尖分生区、动物皮肤生发层细胞、癌细胞等） （2）完成了减数分裂和高度分化的细胞没有细胞周期。 （如：精子、卵细胞、神经、皮肤细胞等） 5.细胞周期表示方法 ①扇形图 乙→甲→乙（或者：乙→乙） ②直线图 a+b 或者 c+d（提醒：b+c不是一个细胞周期） ③坐标图 a+b+c+d+e 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 156/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ④直方图 A：S期以前（G） 1 B：S期 C：S期以后至分裂完成以前（G+M） 2 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.DNA的复制不能发生在分裂期的原因？（P113图6-4） 分裂期因染色体高度螺旋化，不能解旋，故不能进行DNA分子的复制和转录。 2.显微镜视野中的细胞数量与各时期在细胞周期中所占比例的关系？ 某分裂时期所占时间比值越长，在显微镜下观察到的细胞数量越多，所以显微镜视野中 间期细胞最多。 3.有丝分裂后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果吗？ 有丝分裂后期染色体着丝点一分为二，其原因是受生物体内遗传物质控制的一种生理活 动，不是由纺锤丝牵引所致。 （实验证据：用秋水仙素破坏纺锤体的形成，无纺锤丝牵引着丝点。而复制后的染色体的着 丝点照样分裂，使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。） （二）相关曲线 （三）细胞周期同步化问题 DNA合成抑制剂：作用时期为S期，将细胞周期阻断在G 和S期之间。 1 秋水仙素：作用于分裂前期，抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍。细胞将不再分裂 成子细胞。 【变式训练】（山东高考真题）CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。 在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质 准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 157/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 (BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV 的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是（ ） A.正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制 B.正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体 C.感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期 D.M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期 【答案】C 【解析】A.由分析可知，正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1去磷酸化过程受到 抑制，使其磷酸化水平较高，A正确；B.正常细胞中，磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，会 使细胞进入分裂期，在分裂期的前期染色质会螺旋化形成染色体，B正确；C.由分析可知， 感染BYDV的细胞中，M蛋白可能是通过抑制CDK1的去磷酸化过程而影响细胞周期的，C错 误；D.由分析可知，M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞不能进入分裂期而停留在分裂期， D正确。故选C。 考点三：有丝分裂与无丝分裂 核心突破例题精讲 【例题】（全国高考乙卷生物试题）果蝇体细胞含有8条染色体。下列关于果蝇体细胞有丝 分裂的叙述，错误的是（ ） A.在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子 B.在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子 C.在中期，8条染色体的着丝点排列在赤道板上，易于观察染色体 D.在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体 【答案】D 【解析】A.已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA 分子，在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；B.间期染色体已经复制， 故在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；C.在中期，8条染色 体的着丝点排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确； 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 158/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条， 同源染色体不分离，D错误。故选D。 知识总结 （一）有丝分裂的相关概念【生命观念】 1.染色体、染色质、DNA 染色质（体） 1 1 1 1 染色单体 0 2 2 0 DNA分子 1 2 2 1 2.同源染色体和姐妹染色单体 A与B或者C与D：同源染色体 A与C（D）或者B与C(D)：非同源染色体 a与a’、b与b’等：姐妹染色单体 a与c或c’、b与d或d’等：非姐妹染色单体 【变式训练】关于高等植物细胞中染色体组的叙述，错误的是（ ） A.二倍体植物的配子只含有一个染色体组 B.每个染色体组中的染色体均为非同源染色体 C.每个染色体组中都含有常染色体和性染色体 D.每个染色体组中各染色体DNA的碱基序列不同 【答案】C 【解析】A.二倍体植物体细胞含有两个染色体组，减数分裂形成配子时染色体数目减半，即 配子只含一个染色体组，A正确；B.由染色体组的定义可知，一个染色体组中所有染色体均 为非同源染色体，不含同源染色体，B正确；C.不是所有生物都有性别之分，有性别之分的 生物的性别也不一定由性染色体决定，因此不是所有细胞中都有性染色体和常染色体之分， C错误；D.一个染色体组中的所有染色体在形态和功能上各不相同，因此染色体DNA的碱基 序列不同，D正确。故选C。 （二）高等植物细胞有丝分裂过程【生命观念】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 159/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1.间期 DNA复制 有关蛋白质合成（核糖体活动加剧） 2.前期 核仁解体、核膜消失； 染色质变为染色体； 形成纺锤体。 3.中期 每条染色体的着丝点都排列 在细胞中央的赤道板上。 （观察染色体形态和数目的最佳时期。） 4.后期 每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体 分开，成为两条子染色体， 由纺锤丝牵引着并分别向细胞两极移动。 （染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍，DNA分子不变。） 5.末期 核膜、核仁重现；细胞板形成 细胞壁，细胞分裂成两个子细胞； 染色体和纺锤体消失。 （高尔基体活动加剧） （三）动植物细胞有丝分裂的异同【科学思维】 时期 植 物 动 物 间期 无中心体 有中心体，间期进行复制 区 前期 细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 中心体周围放出星射线形成纺锤体 别 细胞膜从细胞中部凹陷， 末期 细胞板 细胞壁 将细胞缢裂成两个子细胞。 相同点 核内染色体变化和分裂过程及时期相同。 （四）有丝分裂的意义【生命观念】 将亲代细胞的染色体经过复制后，精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗 传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。 【变式训练】（浙江高考真题）高等动物胚胎干细胞分裂过程中，发生在同一时期 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 160/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 的是（ ） A.核糖体的增生和环沟的形成 B.染色体的出现和纺锤体的出现 C.染色单体的形成和着丝粒的分裂 D.中心体的复制和染色体组数的加倍 【答案】B 【解析】A.核糖体的增生发生在分裂间期的G 期，环沟的形成发生在有丝分裂末期，A错误； 1 B.染色体和纺锤体的出现均发生在有丝分裂前期，B正确；C.染色单体的形成在分裂间期， 着丝粒的分裂在有丝分裂后期，C错误；D.中心体的复制在分裂间期的G 期，染色体组的加 2 倍发生在有丝分裂后期着丝粒分裂后，D错误。故选B。 （五）有丝分裂中的数量关系【科学思维】 间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N DNA数目 2N→4N 4N 4N 4N 4N→2N 染色单体数目 0→4N 4N 4N 4N→0 0 注：假定某生物体中一个体细胞内的染色体和DNA的含量为2N （六）有丝分裂的相关曲线【科学思维】 【知识拓展】 变式曲线1——每条染色体上DNA分子数量的变化 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 161/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 注意：发生a→b的原因是：着丝点分裂。 变式曲线2——染色体与核DNA数量之比 注意：发生D→E变化的原因是：着丝点分裂。 （七）直方图【科学思维】 【变式训练】（山西吕梁市高三一模）下图是植物有丝分裂的细胞分裂图像及染色体、 染色单体和核DNA变化的柱形图。下列叙述不正确的是（ ） A.该细胞分裂图像中有4对同源染色体，2个染色体组 B.该细胞分裂图像处于有丝分裂后期，与图乙相对应 C.图甲可代表有丝分裂G 期、前期和中期的染色体、染色单体和核DNA的数量关系 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 162/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.丙→甲过程发生了DNA的复制和有关蛋白质的合成 【答案】A 【解析】A.该细胞分裂图像表示有丝分裂后期，此时细胞中染色体数目加倍， 有4对同源 染色体，4个染色体组，A错误；B.结合分析可知：细胞分裂图像处于有丝分裂后期，细胞 中无姐妹染色单体，可对应图乙，B正确；C.甲图中染色体：DNA：染色单体=1:2:2，则DNA 分子已经复制，可表示有丝分裂G 期、前期和中期的染色体、染色单体和核DNA的数量关 2 系，C正确；D.丙→甲之后DNA分子加倍，故丙→甲过程发生了DNA的复制和有关蛋白质的 合成，D正确。故选A。 （八）观察洋葱根尖细胞的有丝分裂【科学探究】 流程 方 法 目 的 解离 盐酸（15%）和酒精（95%）等量混合 使组织中的细胞分离 漂洗 清水 洗去解离液，防止解离过度 染色 龙胆紫或醋酸洋红 使染色体着色 制片 载玻片-盖玻片-载玻片 使细胞分散开 【变式训练】（北京高考真题）为探究干旱对根尖细胞有丝分裂的影响，用聚乙二醇溶液模 拟干旱条件，处理白刺花的根尖，制片（压片法）后用显微镜观察染色体变异（畸变）的情 况，细胞图像如图。相关叙述正确的是（ ） A.制片需经龙胆紫染色→漂洗→盐酸解离等步骤 B.直接使用高倍物镜寻找分生区细胞来观察染色体 C.染色体的形态表明该细胞正处于细胞分裂的间期 D.观察结果表明该细胞染色体发生了变异（畸变） 【答案】D 【解析】A.观察根尖细胞有丝分裂图像的实验中，需经过解离（盐酸+酒精=1∶1混合液） →漂洗→染色（龙胆紫）→制片等步骤，A错误；B.应先在低倍物镜下找到分生区细胞并移 至视野中央，再换高倍物镜仔细观察，B错误；C.由图示染色体的形态和位置，表明该细胞 正处于有丝分裂的后期，C错误；D.由于图示中出现了断裂的染色体片段，表明该细胞染色 体的结构发生了变异（畸变），D正确。故选D。 （九）无丝分裂【生命观念】 1.特点：分裂过程中不出现纺锤丝和染色体，但仍需进行DNA复制。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 163/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.过程： 3.特例：蛙的红细胞 考点四：减数分裂 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁沈阳市高三模拟）下图是某基因型为AaBb的哺乳动物处于不同分裂时期细 胞中部分染色体及基因的简图。下列相关叙述错误的是（ ） A.①可能是初级卵母细胞，且其发生了基因突变 B.②细胞内共含有4个染色体组 C.③会形成基因型为AB的卵细胞 D.④细胞内不存在同源染色体 【答案】C 【解析】A.据分析可知，①可能处于减数第一次分裂前期，根据图③可确定该动物为雌性， 故①可能是初级卵母细胞，在该细胞中一条染色体上的两条姐妹染色单体一个含a基因，一 个为A基因，而同源染色体上为两个a基因，故其发生了基因突变，A正确；B.据题可知该 哺乳动物为二倍体生物，②细胞处于有丝分裂后期，染色体加倍，细胞内共含有4个染色体 组，B正确；C.据图可知，③分裂形成一个大的基因型为aB的卵细胞和一个小的基因型为 AB的极体，C错误；D.④细胞内两条染色体形态大小不同，染色体减半，处于减数第二次分 裂前期，不存在同源染色体，D正确。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 164/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）概念辨析【生命观念】 1.同源染色体 形态、大小一般都相同 一条来自父方，一条来自母方 联会时能两两配对 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四条染色单体。 1对同源染色体 一个四分体 2条染色体 4条染色单体 4个DNA分子 2.精子的产生 减Ⅰ：同源染色体分离（染色体数目减半） 减Ⅱ：姐妹染色单体分离 减数第一次分裂前的间期： DNA复制，有关蛋白质的合成。 减数第一次分裂前期： ①膜仁消失现两体； (与有丝分裂相同) ②同源染色体联会，形成四分体； ③四分体的非姐妹染色单体可能发生交叉互换。（基因重组） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 165/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （四分体中的非姐妹染色单体，经常会发生缠绕，并交换相应的片段。） 减数第一次分裂中期： 同源染色体（四分体）排列在细胞中央的赤道板两侧。 减数第一次分裂后期： 同源染色体分离，非同源染色自由组合。（基因重组） 减数第一次分裂末期： 细胞分裂形成两个次级精母细胞， 染色体数目减半。 减数第二次分裂前期： ①减Ⅰ末期结束紧接着进入减Ⅱ前期；（间期可忽略） ②不进行染色体复制； ③前期过程与有丝分裂相似，但没有同源染色体。 减数第二次分裂中期： 染色体的着丝点排列在赤道板上。 减数第二次分裂后期： ①着丝点分裂； ②姐妹染色单体分离，分别向两极移动； ③染色体数目暂时加倍。 减数第二次分裂末期： 减数第二次分离完成，形成4个精细胞。 精子形成 （三）减数分裂——卵细胞的产生【生命观念】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 166/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （四）雌雄生殖细胞减数分裂过程的异同【科学思维】 差异 相同 一个性原细胞 减Ⅰ 减Ⅱ 分裂后的结果 精 子 均等分裂 均等分裂 4个精细胞（2种） 减数过程中染色 体和DNA的形态 不均等分裂 1个卵细胞（1种） 及数目变化基本 卵细胞 不均等分裂 （次级卵母细胞） 和3个极体（2种） 相同 均等分裂（第一极体） （五）减数分裂中的数量关系【科学思维】 以含n对同源染色体为例 1个精原细胞实际可产生精子的种类：2种 1个雄性个体可能产生精子的种类：2n种 1个卵原细胞实际可产生卵细胞的种类：1种 1个雌性个体可能产生卵细胞的种类：2n种 （六）减数分裂中的相关曲线【科学思维】 【知识拓展】变式曲线1——每条染色体上DNA分子数量的变化 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 167/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 注意：发生a→b的原因是：着丝点分裂。 【知识拓展】变式曲线2——染色体与核DNA数量之比 注意：发生D→E变化的原因是：减Ⅱ后期着丝点分裂。 （七）直方图【科学思维】 【变式训练】（全国高三专题练习）如图是某动物细胞分裂过程中染色体数和核DNA 含量规律性变化的曲线图，下列相关分析正确的是（ ） A.图示物质变化规律可出现在有丝分裂和减数分裂过程中 B.曲线a表示核DNA含量变化，曲线b表示染色体数目变化 C.结合图示判断，染色体和核DNA数增加和减半总是同步的 D.减数第一次分裂后期，着丝点的分裂导致染色体数目减少一半 【答案】B 【解析】A.图中染色体数和核DNA含量均连续下降了两次，细胞进行的一定是减数分裂，不 可能是有丝分裂，A错误；B.曲线a斜线上升阶段表示S期DNA复制时DNA加倍的过程，此 时期染色体数量不变，所以曲线a表示核DNA含量变化，曲线b表示染色体数目变化，B正 确；C.由图中曲线变化规律判断，染色体和核DNA数目增加和减半并不总是同步的，C错误； D.减数第一次分裂后期，同源染色体分离分别进入不同的子细胞中导致染色体数目减半，D 错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 168/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点五：受精作用 核心突破例题精讲 【例题】（河南驻马店市）下列关于细胞增殖和受精作用的说法不正确的是（ ） A.着丝粒在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期一分为二 B.减数分裂过程中染色体数目减半的原因是染色体复制一次，细胞连续分裂两次 C.受精卵中的遗传物质一半来自卵细胞，一半来自精子 D.非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期 【答案】C 【解析】A.有丝分裂后期会发生着丝粒的分离和减数第二次分裂后期也会发生着丝粒的分 裂，A正确； B.减数分裂过程中染色体染色体复制一次，细胞连续分裂两次，导致形成的 配子中染色体数目是体细胞的一半，B正确；C.受精卵的细胞核中的遗传物质一半来自卵细 胞，一半来自精子，细胞质中的遗传物质几乎都来自卵细胞，C错误； D.减数第一次分裂 过程中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，D正确。故选C。 知识总结 （一）受精作用的过程【生命观念】 受精卵的遗传物质（DNA）= 核（DNA） + 质（DNA）= 1 : 1 。 （父方+母方） （母方） （二）受精作用的概念、实质与结果【生命观念】 1.概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。 2.实质：精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的细胞核会合在一起。 3.结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其一半染色体来自卵细胞（母方）， 一半来自精子（父方）。 （三）受精作用的意义【生命观念】 1.有利于生物在自然选择中进化。 2.就进行有性生殖的生物而言，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 169/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。 （四）受精作用的相关曲线【科学思维】 【知识拓展】有性生殖后代多样性的原因 1.非同源染色体的自由组合； 2.同源染色体非姐妹染色体单体的交叉互换； 3.精子和卵细胞结合的随机性； 4.基因突变和染色体变异。 【变式训练】（广东珠海市高三二模）下图为进行有性生殖生物的生活史示意图， 下列有关说法错误的是（ ） A.①过程精子和卵细胞的随机结合导致了基因重组 B.②、③过程存在细胞的增殖、分化、衰老和凋亡 C.②、③过程中发生的基因突变可能遗传给下一代 D.④和①过程保证了生物前后代染色体数目的恒定 【答案】A 【解析】A.①受精过程不会发生基因重组，基因重组发生在减数分裂中，A错误；B.②、③ 为个体发育过程，由一个细胞发育成一个个体，存在细胞的增殖、分化、衰老和凋亡，B正 确；C.②、③为个体发育过程，基因突变发生在体细胞中，其变异可能传递给子代，如利用 无性繁殖植物的组织培养技术等，C正确；D.减数分裂使成熟生殖细胞中的染色体数目比原 始生殖细胞减少一半，而受精作用使染色体数目又恢复到体细胞的数目，④为减数分裂过程， ①为受精过程，④和①过程维持了生物体亲子代间染色体数目的恒定，D正确。故选A。 考点六：细胞分裂相关题型 核心突破例题精讲 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 170/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【例题】（南昌县莲塘第一中学）下列关于二倍体生物细胞分裂的模式图分析，正确的是 （ ） A.细胞甲的一个染色体组含有的染色体数目最多 B.细胞甲的子细胞都会进入下一个细胞周期的间期 C.细胞乙、丁的DNA分子数目均为6个 D.甲、乙、丙、丁分别属于4个不同物种的细胞 【答案】D 【解析】A.细胞甲的一个染色体组包含2条染色体，而细胞乙、丁的一个染色体组都含有3 条染色体，而细胞丙的一个染色体组都含有2条染色体，A错误；B.细胞甲的子细胞大多数 会进入下一个细胞周期的间期，也可能进行分化，B错误；C.细胞乙、丁的核DNA分子数目 均为6个，还有少量细胞质DNA，C错误；D.甲乙是植物细胞，丙丁是动物细胞，他们体细 胞的染色体数目分别为4条、6条、4条、6条，因此他们属于4个不同物种的细胞，D正 确。故选D。 知识总结 （一）有丝分裂与减数分裂的辨析【科学思维】 1.口诀法 （1）时期：前乱中齐后末分离 （2）方式（三看识别法：一看奇数偶，二看同源，三看行为） 奇数——减Ⅱ 无同源——减Ⅱ ①联会、形成四分体 偶数 有相关行为 ②同源染色体排列在赤道板两侧 减Ⅰ 有同源 ③同源染色体分离 无相关行为——有丝 2.图像法（以二倍体雄性动物为例） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 171/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.曲线法 4.直方图法 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 172/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（信阳市浉河区新时代学校）下面甲图表示某分裂过程中某种物质或 结构的数量变化曲线；乙图丙图分别表示某分裂过程中某一时期的图像。下列有关说法正确 的是（ ） A.甲图可表示减数分裂过程中细胞内着丝点数目的变化曲线 B.卵原细胞减数分裂过程中不会出现丙图所示的情况 C.甲图可表示减数分裂过程中同源染色体对数的变化曲线 D.睾丸中不会发生乙图所示的情况 【答案】A 【解析】A.一条染色体中只有一个着丝点，所以甲图可表示减数分裂过程中细胞内着丝点数 目的变化曲线，A正确；B.卵原细胞减数第二次分裂过程中会出现丙图（第一极体）所示的 情况，B错误；C.甲图可表示减数分裂过程中染色体数量的变化曲线，不能表示同源染色体 对数的变化曲线，同源染色体在减数第一次分裂结束后为0，C错误；D.精原细胞有丝分裂 过程中会出现乙图所示的情况，D错误。故选A。 （二）减数分裂过程中的变异【科学思维】 1.自由组合（变异类型：基因重组） 2.交叉互换（变异类型：基因重组） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 173/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.减Ⅰ异常分裂（变异类型：染色体数目变异） 4.减Ⅱ异常分裂（变异类型：染色体数目变异） 【知识拓展】细胞分裂与可遗传的变异 变异类型 分裂方式及时期 生物类型 二分裂、无丝、有丝和减数分裂间期、病毒的侵染 基因突变 真、原核生物、病毒 （DNA复制或病毒的RNA复制） 减数第一次分裂后期 基因重组 真核生物 （自由组合、交叉互换） 有丝、减数分裂后期 染色体变异 真核生物 （染色体移向两极） （三）同位素标记法与细胞分裂【科学思维】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 174/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 若模板DNA分子为“15N//15N”,在14N的环境里进行DNA复制,则： 1.若进行两次有丝分裂，则进行两次DNA分子的复制，如下图所示（以一条染色体为例）： 分析：第一次有丝分裂形成的两个子细胞中，所有染色体上的DNA分子均呈杂合状态，即 “15N//14N”,第二次有丝分裂复制后的染色体上两条染色单体中只有一条染色单体含有 15N,DNA分“15N//14N”,而另一条染色单体只含有14N，DNA分子为“14N//14N”,在后期时两条 染色单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞的染色体中可能都含有15N，也可能不含 15N，则连续两次分裂形成的4个子细胞中，含有15N的个数可能为4、3、2个。 2.若进行减数分农,则只进行了一次DNA分子的复制，其染色体中的DINA标记情况如下图 所示（以一对同源染色体为例）： 分析：由图可以看出，减数分裂过程中，细胞虽然连续分裂两次，但DNA只复制一次，所以 四个子细胞中所以DNA分子均呈杂合状态，即“15N//14N”。 【变式训练】（2020年天津卷）一个基因型为DdTt的精原细胞产生了四个精细胞，其基因 与染色体的位置关系见下图。导致该结果最可能的原因是（ ） A.基因突变 B.同源染色体非姐妹染色单体交叉互换 C.染色体变异 D.非同源染色体自由组合 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 175/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】B 【解析】A.从图中看出一个DdTt的精原细胞产生了DT，Dt，dT和dt四种精子，而正常的 减数分裂只能产生四个两种类型的精子，所以最可能的原因是这个精原细胞在减数第一次分 裂前期，同源染色体非姐妹染色体单体之间发生了交叉互换，产生四种精子。故选B。 （四）减数分裂与孟德尔定律【科学思维】 1.减数分裂与分离定律的实质：减Ⅰ后期，等位基因随同源染色体的分而分离。 2.减数分裂与自由组合定律的实质：减Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【变式训练】（四川省仪陇宏德中学高三一模）如某精原细胞有三对同源染色体A 和a、B和b、C和c，下列哪四个精子是来自于一个精原细胞的（ ） A.AbC、aBC、abC、abc B.aBc、AbC、aBc、AbC C.AbC、Abc、abc、ABC D.abC、abc、aBc、ABC 【答案】B 【解析】A.一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型，而AbC、aBc、abC、 abc中有4种基因型，A错误；B.一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2种基因型， 可能为aBc、AbC、aBc、AbC，B正确；C.一个精原细胞减数分裂形成4个精子，但只有2 种基因型，而AbC、Abc、abc、ABC中有4种基因型，C错误；D.一个精原细胞减数分裂形 成4个精子，但只有2种基因型，而abC、abc、aBc、ABC中有4种基因型，D错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 176/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 分离定律 11 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）孟德尔遗传实验的科学方法Ⅱ （2）基因的分离定律Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：从细胞水平和分子水平阐述基因的分离定律 2.科学思维——归纳演绎：解释一对相对性状的杂交实验，总结分离定律的实质 3.科学探究——实验设计与结果分析：验证基因的分离定律，分析杂交实验 4.社会责任——解释、解决生产生活中的遗传问题 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 177/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：孟德尔豌豆实验 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁高一月考）下列关于紫花豌豆与白花豌豆杂交实验的叙述，错误的是（ ） A.需在豌豆花粉未成熟时对母本进行去雄 B.对母本去雄后需立即人工授粉并套袋 C.人工授粉后套袋的目的是防止被未知植株花粉污染 D.F 自交，其F 中出现白花的原因是等位基因分离 1 2 【答案】B 【解析】A.豌豆为自花闭花授粉作物，在花未成熟时对母本进行去雄，A正确；B.对母本去 雄后，需待花粉成熟时再进行人工授粉并套袋，B错误；C.人工授粉后套袋的目的是防止外 来花粉的干扰，即防止被未知植株花粉污染，C正确；D.F1自交，其F2中出现的现象是性 状分离，原因是等位基因分离，D正确。故选B。 知识总结 （一）豌豆作为遗传实验材料的优点【科学探究】 1.豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉植物,可以避免外来花粉的干扰,自然状态下都为纯种。 （性状能稳定遗传给后代） 2.豌豆植株具有稳定的、易于区分的相对性状。 3.豌豆花大，便于实验操作和统计。 （二）孟德尔杂交实验的方法【科学探究】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 178/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）概念辨析【生命观念】 性状：生物体的形态特征和生理特性。 控制者：核酸（基因，间接） 体现者：蛋白质（直接） 相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型。 显性性状：两个具有相对性状的纯合亲本杂交，F 中表现出来的性状。 1 隐性性状：同上，F 中未表现出来的性状。 1 性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。 （可用于判断待测个体是否纯合） 纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。纯合子能够稳定遗传，自交后代不会发生 性状分离。（DD、AAbb） 杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。杂合子不能稳定遗传，自交后代会发生性状 分离。（Dd、Aabb） 表现型：生物体表现出来的性状。表现型是基因型的表现形式，是基因和环境共同作用的 结果。 （内因）（外因） 基因型：与表现型有关的基因组成。是决定性状表现的内因。 等位基因：位于同源染色体上的相同位置，控制相对性状的基因。 正交：在具有相对性状的遗传实验中，若将显性个体作母本，隐性个体作父本的杂交方式 称为正交； 反交：将显性个体作父本，隐性个体作母本的杂交方式就为反交。 【如】♀高茎×矮茎♂（正交） ，♀矮茎×高茎♂（反交） 应用：可用于鉴别常染色体遗传还是伴性遗传。 若正反交后代的表现完全相同，则为常染色体遗传 若正反交后代的表现完全不同，则为伴性遗传 【变式训练】（河南驻马店市高三模拟）下列有关遗传学基本概念的叙述中，正确 的是（ ） ①纯合子杂交产生子一代所表现的性状就是显性性状 ②基因型相同，表现型一定相同 ③杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状分离 ④控制相对性状的基因叫等位基因 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 179/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ⑤一种生物的同一性状的不同表现类型，叫做相对性状 A.①②⑤ B.①③④ C.③④⑤ D.①④⑤ 【答案】C 【解析】①相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状才是显性性状，并不是纯合子 杂交的后代就是显性性状，如AAbb和aabb杂交，子一代为Aabb， 其中子一代bb表现出 来的性状并不是显性性状，①错误；②表现型是基因型与环境共同作用的结果，基因型相同， 表现型不一定相同，②错误；③杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象叫做性状 分离，③正确；④一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，④正确； ⑤一种生物的同一性状的不同表现类型，叫做相对性状，⑤正确。综上分析，C正确，ABD 错误。故选C。 （四）自交、杂交和测交【科学思维】 概 念 应 用 ①通过杂交将不同的优良性状集中到一起，得到新品种 基因型不同的 （杂交育种） 杂交 雌雄个体相交 ②通过后代性状分离比判断个体显隐性。 （如：分离比为3﹕1 ，则3为显性，1为隐性） 基因型相同的 ①连续自交可不断提高种群中纯合子的比例 自交 雌雄个体相交 ②根据后代是否发生性状分离，可用于植物 （广义） 纯合子、杂合子的鉴定 ①根据后代是否发生性状分离，确定F 的基因组成， F 与隐性纯合子 1 测交 1 或者用于动、植物纯合子、杂合子的鉴定 相交。 ②验证基因分离定律解释的正确性 【知识拓展】遗传实验常用材料及特点 1.玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉； ②生长周期短，繁殖快； ③相对性状易于区分； ④籽粒多，统计更准确。 2.果蝇：①易于培养，繁殖快； ②染色体数目少且大； ③后代多； ④相对性状易于区分。 【变式训练】（安徽高三其他模拟）显性个体与隐性纯合个体间的特殊杂交方式称 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 180/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 为测交。下列有关测交的叙述，错误的是（ ） A.通过测交可以判断显性个体的基因组成及其产生配子的种类和比例 B.通过测交可以不断提高显性基因的基因频率和显性个体的基因型频率 C.通过测交不能判断显性杂合体中该基因位于常染色体或仅在X染色体上 D.通过测交可以验证控制生物性状的核基因是否遵循分离定律或自由组合定律 【答案】B 【解析】A.测交是与隐性个体的杂交，由于隐性个体只能提供一种隐性的配子，因此可以 根据后代的表现型及比例判断出显性个体的基因组成及其产生配子的种类和比例，A正确； B.测交不能提高显性基因的基因频率和显性个体的基因型频率，B错误；C.Aa与aa的测交 和XAXa与XaY的测交类型后代的表现型及比例相同，因此测交不能判断基因在染色体上的 位置，C正确；D.通过测交可以得出AaBb在减数分裂过程中产生的配子的种类及其比例， 从而判断出这两对等位基因是否遵循基因的自由组合定律，D正确。故选B。 考点二：基因分离定律 核心突破例题精讲 【例题】（湖南雅礼中学高三二模）假说—演绎法是科学研究中常用的一种科学方法，是孟 德尔探索遗传定律获得成功的原因之一。下列结合孟德尔一对相对性状的遗传实验分析，相 关叙述正确的是（ ） A.“若F 产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代中两种性状的比例应为1:1”属于假 1 说内容 B.“若遗传因子位于染色体上，则遗传因子在体细胞中成对存在”属于演绎推理内容 C.“孟德尔让F 与隐性纯合子杂交，后代中高茎与矮茎的数量比接近1:1”属于实验检验 1 D.“用F 高茎豌豆植株自交”的目的在于对假说及演绎推理的结论进行验证 1 【答案】C 【解析】A.“若F1产生配子时成对遗传因子分离，则测交后代中两种性状的比例应为1：1” 属于演绎推理，A错误；B.孟德尔当时并不知道遗传因子与染色体的关系，“遗传因子在体 细胞中成对存在”属于假说内容，B错误；C.“孟德尔让F1与隐性纯合子杂交，后代中高 茎与矮茎的数量比接近1:1”属于实验检验，C正确；D.“用F1高茎豌豆与矮茎豌豆测交” 的目的在于对假说及演绎推理的结论进行验证，D错误。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 181/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）假说——演绎法【科学探究】 1.一对相对性状的豌豆实验（提出问题） 为什么子一代都是高茎没有矮茎的呢？ 为什么子一代没有矮茎的，而子二代又出现了矮茎的呢？ 子二代中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？ 2.对分离现象的解释（提出假说） ①生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中的遗传因子成对存 在，配子中成单存在。 ②减数分裂形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同 的配子中。（分离定律的实质） ③受精时，雌雄配子随机结合。 3.验证：设计测交实验（演绎推理） 结果（检验推理） 得到166株后代中，87株是高茎的，79株是矮茎的，高茎与矮茎的数量比接近1:1。 结论：假说成立。（得出结论） （二）分离定律【生命观念】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 182/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 1.内容（分离定律又名孟德尔第一定律） 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成 对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 2.分离定律的实质 在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂 形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入不同的配子中，独立 的随配子遗传给后代。 3.分离定律的实质图解 减Ⅰ后期，等位基因随同源染色体的分而分离。——实质 配子类型及数目比 A﹕a = 1﹕1。——直接证据 4.分离定律的验证方法 （1）测交法：让杂合子和隐性纯合子杂交，后代的性状分离比为1:1； （2）自交法：让杂合子自交，后代的性状分离比为3:1； （3）花粉鉴定法：取杂合子的花粉，对花粉进行特殊处理后，用显微镜观察并计数，两种 花粉的比为1:1；（直接证据） （4）单倍体育种法：杂合子花药离体培养后，用秋水仙素处理能获得2种植株，比例为1:1。 5.分离定律相关要点 （1）研究对象：控制同一性状的遗传因子； （2）时间：形成配子时；（具体时间：减Ⅰ后期） （3）适用范围： 一对相对性状的遗传 细胞核内同源染色体上的等位基因（核基因） 有性生殖的真核生物 【变式训练】（浙江高三其他模拟）孟德尔一对相对性状的杂交实验中，能直观体 现分离定律实质的是（ ） A.F 只表现为一种亲本性状 1 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 183/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 B.测交后代的比例为1：1 C.F 基因型的比例为1：2：1 2 D.F 产生的雌雄配子比例为1：1 1 【答案】B 【解析】A.基因分离定律的实质是在产生配子时成对的遗传因子彼此分离，分别进入到不同 的配子中。“F 只表现为一种亲本性状”没有出现分离，不能体现基因分离定律实质，A错 1 误；B.由于隐性纯合子只产生一种含隐性基因的配子，测交后代的比例为1∶1，可说明F 1 的杂合子产生了两种数量相等的配子，能验证基因的分离定律，通过观察测交后代表现型分 离比能直观体现基因分离定律的实质，B正确；C.F 基因型的比例为1∶2∶1，体现的是子 2 二代的基因型种类及比例，不能直观体现基因分离定律实质，C错误；D.F 产生的雌雄配子 1 比例不是1∶1，雄配子数量远多于雌配子数量，D错误。故选B。 6.性状分离比的模拟实验 （1）原理 甲、乙两个小桶分别代表雌雄生殖器官 甲、乙内的彩球分别代表雌雄配子 不同彩球的随机组合模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机结合 （2）注意事项：要随机抓取，且抓完一次将彩球摇匀原来的小桶并放回。重复的次数足够 多。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 假说——演绎法的应用： 1.孟德尔分离定律和自由组合定律； 2.摩尔根提出伴性遗传； 3.沃森和克里克提出DNA的半保留复制等。 （二）对分离定律理解的三个易错点 1.杂合子（Aa）产生的雌雄配子数量不相等。 2.符合基因分离定律并不一定就会出现特定的性状分离比(针对完全显性)。原因如下： （1）F 中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到；若子代数目较少，不一定符合预期 2 的分离比。 （2）某些致死基因可能导致性状分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 184/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.不要认为子代只要出现不同性状即属于“性状分离”：性状分离是指亲本性状相同，子代 出现不同类型的现象，如红花♀×红花♂→子代中有红花与白花（或子代出现不同于亲本的 白花）；若亲本有两种类型，子代也出现两种类型，则不属于性状分离，如红花♀×白花♂ →子代有红花与白花，此不属于性状分离。 【变式训练】（浙江高三一模）利用两个装有卡片的大信封可以模拟一对相对性状的 杂交实验，认识等位基因在形成配子时相互分离。若通过三对相对性状杂交的模拟实验来探 究自由组合定律，需要几个大信封（ ） A．2个 B．6个 C．16个 D．18个 【答案】B 【解析】模拟一对相对性状的杂交实验，两个装有卡片的大信封分别代表雌雄生殖器官，每 个信封内应装有数量相同的两种卡片，以代表控制一对相对性状一对等位基因。通过三对相 对性状杂交的模拟实验来探究自由组合定律，需要6个大信封，三个分别装有数量相等的A 和a、B和b、C和c，代表雌性生殖器官，另外三个同样分别装有数量相等的A和a、B和b、 C和c，代表雄性生殖器官。故选B。 考点三：分离定律的相关题型 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）若马的毛色受常染色体上一对等位基因控制，棕色马与白色马交 配，F 均为淡棕色马，F 随机交配，F 中棕色马:淡棕色马:白色马=1:2:1。下列叙述正确的 1 1 2 是（ ） A.马的毛色性状中，棕色对白色为完全显性 B.F 中出现棕色、淡棕色和白色是基因重组的结果 2 C.F 中相同毛色的雌雄马交配，其子代中雌性棕色马所占的比例为3/8 2 D.F 中淡棕色马与棕色马交配，其子代基因型的比例与表现型的比例相同 2 【答案】D 【解析】A.马的毛色性状中，棕色对白色为不完全显性，A错误；B.F 中出现棕色、淡棕色 2 和白色是基因分离的结果，B错误；C.F 中相同毛色的雌雄马交配，其子代中棕色马所占的 2 比例为1/4+2/4×1/4=3/8，雌性棕色马所占的比例为3/16，C错误；D.F 中淡棕色马与棕 2 色马交配，其子代基因型的比例为1:1，,表现型为淡棕色马与棕色马，比例为1:1， D正 确。故选D。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 185/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）推导型【科学思维】 1.已知亲代基因型推后代分离比（正推法） 亲本组合 子代基因型及比例 子代表现型及比例 AA×AA AA 全是显性 AA×Aa AA:Aa=1:1 全是显性 AA×aa Aa 全是显性 Aa×Aa AA:Aa:aa=1:2:1 显性:隐性=3:1 Aa×aa Aa:aa=1:1 显性:隐性=1:1 aa×aa aa 全是隐性 2.已知后代分离比推亲代基因型（以A/a为例，逆推法） 后代表现型 亲本基因型 全显 AA×__ 全隐 aa×aa 显﹕隐=1﹕1 Aa×aa（杂合子的测交） 显﹕隐=3﹕1 Aa×Aa（杂合子的自交） （二）判断显性、隐性的方法【科学思维】 1.定义法：若具有相对性状的个体杂交，后代只表现一种性状，则该性状为显性性状。 甲×乙→甲，亲本甲和乙为纯合子 2.比例法：若后代分离比为3﹕1，则3代表的为显性，1代表的为隐性。 甲×甲→3甲+1乙，亲本甲为杂合子 3.口诀法：无中生有为隐性，有中生无为显性。 常用于相关疾病类型或系谱图的判定 4.实验法 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 186/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（平凉市庄浪县第一中学高三其他模拟）从下列四组亲本和子代的性 状表现中，能判断显性和隐形关系的是（ ） ①红花×白花→红花+白花 ②非甜玉米×非甜玉米→301非甜玉米+101甜玉米 ③盘状南瓜×球状南瓜→盘状南瓜 ④牛的黑毛×白毛→98黑毛+102白毛 A.①和② B.①和④ C.②和④ D.②和③ 【答案】D 【解析】①中具有相对性状的两个亲本杂交红花×白花，后代有两种表现型红花和白花，无 法判断显性性状与隐性性状，①错误；②中亲代的表现型都是非甜玉米，后代出现了性状分 离，由此可判断出亲代没有表现出来的性状（甜玉米）是隐性性状，亲代表现出来的性状（非 甜玉米）是显性性状，②正确；③中具有相对性状的两个亲本杂交盘状南瓜×球状南瓜，后 代只有一种表现型盘状南瓜，可判断出后代表现出来的那个亲本的表现类型盘状南瓜是显性 性状，后代没有表现出来的那个亲本的表现类型球状南瓜是隐性性状，③正确；④中亲、子 代都有黑毛和白毛两种表现型，无法判断显隐性，④错误。故选D。 （三）纯合子与杂合子的鉴定【科学思维】 项 目 纯合子 杂合子 后代1种类型， 后代有2种类型， 测交 即不发生性状分离 即发生性状分离 实验鉴定 自交 后代不发生性状分离 后代发生性状分离 花粉鉴定（植物） 花粉的基因型有1种 花粉的基因型有2种 单倍体育种（植物） 得到1种类型植株 得到2种类型植株 【变式训练】（湖南长沙一中）水稻体细胞有24条染色体，非糯性和糯性是一对相 对性状。非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色；而糯性花粉中所含的淀粉为 支链淀粉，遇碘变橙红色。下列有关水稻的叙述正确的是（ ） A.验证基因分离定律，必须用纯种非糯性水稻（AA）和糯性水稻（aa）杂交，获得F，F 1 1 再自交或测交 B.用纯种非糯性水稻（AA）和糯性水稻（aa）杂交获得F，F 再自交获得F，取F 花粉 1 1 2 2 加碘染色，在显微镜下观察到蓝黑色花粉粒占3/4 C.若含有a基因的花粉50%死亡，则非糯性水稻（Aa）自交后代基因型比例是2:3:1 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 187/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.二倍体水稻的花粉经离体培养，可得到单倍体水稻，稻穗、米粒变小 【答案】C 【解析】A.验证基因分离定律，F 自交或者测交，另外显微镜鉴定也可以，A错误；B.F 是 1 1 杂合子，非糯性基因和糯性基因数量相等，自交获得的F 产生的非糯性基因和糯性基因数 2 量仍然相等，所以取F 花粉加碘染色，变蓝黑色花粉粒占1/2，B错误；C.含有a基因的花 2 粉50%死亡，则非糯性水稻（Aa）产生的精子A:a=2:1，产生的卵细胞A:a=1:1，所以计算 可知后代基因型比例是2:3:1，C正确；D.二倍体水稻的花粉经离体培养得到的单倍体水稻 植株弱小，高度不育不结籽，D错误。故选C。 （四）自交和自由交配（随机交配）【科学思维】 1.有关概念 （1）基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。 概念法： 公式法： （2）基因型频率：一个种群中，某基因型个体占全部种群个体总数的比率。 概念法： 公式法：遗传平衡定律（又名哈迪——温伯格定律） 2.自交特点 【例】菜豆是一年生自花传粉植物，其有色对无色为显性，一株有色花菜豆（Aa）生活在某 海岛上，该海岛没有其他菜豆存在，三年后开有色花和无色花植株的比例（ ） A.3﹕1 B.15﹕7 C.9﹕7 D.15﹕9 【解析】 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 188/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【规律梳理】 Aa AA(或aa) P 1 0 F 1/2 (1-1/2)/2 1 F 1/4 (1-1/4)/2 2 F 1/8 (1-1/8)/2 3 F 1/2n (1-1/2n)/2 n 自交特点：子代中基因频率不变，而基因型频率中，纯合子频率不断增加，杂合子频率不断 减少。 应用：可用于杂交育种中，连续自交选育纯种。 3.自由（随机）交配特点 【例】在理想条件下，推算下列种群自由交配后代的基因频率和基因型频率（人教版课本 P115）。 亲代基因型频率 AA 30% Aa 60% aa 10% A(30%) A(30%) a(30%) a(10%) 亲代配子的基因频率 A(60%) a(40%) F 的基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%) 1 F 配子的基因频率 A(60%) a(40%) 1 F 的基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%) 2 F 配子的基因频率 A(60%) a(40%) 2 【推导】由于本题为自由交配，所以交配组合有AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa ×aa、aa×aa，类型太多，无法计算。所以我们可将它看做A配子和a配子的随机结合，则 有： AA = A2 即： Aa = 2Aa aa = a2 自由（随机）交配特点：子代的基因频率和基因型频率均不变。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 189/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 遗传平衡定律适用范围： ①种群非常大； ②所有雌雄个体都能自由交配并产生后代； ③没有迁入、迁出； ④不同个体生存和繁殖能力均等； ⑤不产生突变。 【例】已知果蝇的黑身和灰身是一对相对性状，基因位于常染色体上。将纯种的黑身和灰身 果蝇交配，F 全是灰身。F 雌雄互交得F，试问： 1 1 2 ①取F 雌雄果蝇自由交配，后代中灰身和黑身的比例（ ） 2 ②取F 雌雄果蝇自交，后代中灰身和黑身的比例（ ） 2 ③取出F 中灰身果蝇，让其自由交配，后代中灰身和黑身的比例（ ） 2 ④取出F 中灰身果蝇，让其自交，后代中灰身和黑身的比例（ ） 2 A.5﹕1 B.8﹕1 C.5﹕3 D.3﹕1 【答案】D C B A 【解析】由题意得，灰身对黑身为显性，而F 灰身基因型设为Aa。自由交配问题可用基因 1 频率进行计算：（1）F 配子中的a的基因频率为1/2，带入遗传平衡定律公式F 的aa=a2=1/4， 2 3 即灰身:黑身=3:1；（3）灰身中有1/3AA和2/3Aa，配子中的a的基因频率为1/3，带入遗 传平衡定律公式F 的aa=1/9，即灰身:黑身=8:1；自交问题计算时要带上亲本的概率：（2） 3 F 的aa来自F 的1/2Aa和1/4aa的自交总和，即aa=1/2×1/4+1/4=3/8，即灰身:黑身=5:3； 3 2 （4）F 的aa来自F 的2/3Aa自交，即aa=2/3×1/4=1/6，即灰身:黑身=5:1。 3 2 【知识拓展】伴X染色体上的基因频率和基因型频率 1.公式法： 【分析】♀个体含有两条X染色体，上面都含有相应基因，所以要乘以2； ♂个体的Y染色体上不含有相应基因,只有X上有，所以只能算1个。 【例】若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个 体占6%、XaXa个体占2%，XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群的A基因频率为90%。 【解析】设一共有100个个体，其中雌雄个体50个，雄性个体50个， 则： 2.棋盘法：由于伴性遗传的个体，雌雄配子存在差异，我们先分别计算雌雄配子的基因频率， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 190/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 再通过棋盘法，模拟雌雄配子的随机结合，进而推导出子代的基因型频率。 【变式训练】（浙江高三其他模拟）某哺乳动物的遗传平衡种群中，栗色毛和黑色毛 由一对等位基因（A、a）控制，下列叙述正确的是（ ） A.该种群个体之间随机交配，子代栗色：黑色总是3:1，则可判断栗色为显性 B.若栗色个体间交配，子代栗色黑色=3:1，则可判断A、a位于常染色体上 C.选择1对黑色个体交配，若子代全为黑色，则亲本肯定都是纯合子 D.若该种群栗色与黑色个体的数目相等，则显隐性基因频率不相等 【例】在一个较大的果蝇种群中，XB的基因频率为90％，Xb的基因频率为l0％，雌雄果蝇 数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率分别是（ ） A.10％、10％ B.1％、2％ C.5％、0.5％ D.0.5％、5％ 【答案】D 【解析】由已知可得XB:Xb = 9:1，且雄性个体的X:Y = 1:1 （五）特殊分离比问题【科学思维】 1.不完全显性现象：杂合子的性状表现介于显性和隐性纯合子之间的显性表现形式。 【如】紫茉莉花色 【变式训练】（浙江高三其他模拟）金鱼草为两性植物，其花色由一对等位基因控 制。白花植株与红花植株杂交，F 均为粉红色花，F 自交，F 表现型及比例为红花:粉红色 1 1 2 花:白花=1:2:1下列叙述正确的是（ ） A.金鱼草花色的遗传不符合分离定律 B.金鱼草白花和红花表现为共显性 C.根据杂交实验推测白色为显性性状 D.若让F 的白花植株和粉红色花植株随机交配，F 中红花植株与白花植株的比例为1:4 2 3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 191/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】D 【解析】A.由题意知，金鱼草花色由1对等位基因控制，符合分离定律，A错误；B.白花植 株与红花植株杂交，F 均为粉红色花，故金鱼草白花和红花表现为不完全显性，B错误；C. 1 根据杂交实验无法推测白色为显性性状还是红花为显性性状，C错误； D.若F 的白花植株 2 基因型为1/3aa，粉红色花植株2/3Aa，则A=1/3，a=2/3，随机交配后F 中红花植株AA与 3 白花植株aa的比例=（1/9）:（4/9）=1:4，同理，若F 的白花植株基因型为1/3AA，粉红 2 色花植株2/3Aa，则A=2/3，a=1/3，随机交配后F 中红花植株aa与白花植株AA的比例=（1/9）: 3 （4/9）=1:4，D正确。故选D。 2.致死或淘汰现象：计算时需要去除致死或淘汰的个体（配子）后，重新分配概率。 【如】胚胎致死（淘汰）型 若F 中显性纯合子致死，则：显性﹕隐性 = 2﹕1 1 若F 中隐性纯合子致死，则：全为显性 1 若F 中杂合子致死，则：显性﹕隐性 = 1﹕1 1 【如】配子致死（淘汰）型：可除去致死（淘汰）后的雌雄配子后，重新计算该类配子的概 率，再使用棋盘法推出子代概率。 【例】基因型为Aa的某植株产生的“a”花粉中有一半是致死的，则该植株自花传粉产生的 子代中，AA:Aa:aa=2:3:1。 【解析】 【变式训练】（海南高考真题）直翅果蝇经紫外线照射后出现一种突变体，表现型 为翻翅，已知直翅和翻翅这对相对性状完全显性，其控制基因位于常染色体上，且翻翅基因 纯合致死（胚胎期）。选择翻翅个体进行交配，F 中翻翅和直翅个体的数量比为2∶1。下 1 列有关叙述错误的是（ ） A.紫外线照射使果蝇的直翅基因结构发生了改变 B.果蝇的翻翅对直翅为显性 C.F 中翻翅基因频率为1/3 1 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 192/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.F 果蝇自由交配，F 中直翅个体所占比例为4/9 1 2 【答案】D 【解析】A.紫外线照射使果蝇基因基构发生了改变，产生了新的等位基因，A正确；B.由分 2 3  1 2 1 3 2 2 析知，翻翅为显性基因，B正确；C.F 中Aa占2/3，aa占1/3，A的基因频率为：3 3 ， 1 C正确；D.F 中Aa占2/3，aa占1/3，则产生A配子的概率为2/3×1/2=1/3，a配子概率为 1 2/3，F 中aa为2/3×2/3=4/9，Aa为：1/3×2/3×2=4/9，AA为：1/3×1/3=1/9（死亡）， 2 因此直翅所占比例为1/2，D错误；故选D。 3.共显性现象：如果双亲的性状同时在子代上表现出来，这种显性表现称为共显性，或叫并 显性。 【如】人类的MN血型是继ABO血型后被检测出来的第二种与ABO血型独立遗传的血型，其 血型和基因型如下所示： M型血：LMLM（红细胞膜上含M抗原） N型血：LNLN（红细胞膜上含N抗原） MN型血：LMLN（红细胞膜上含M抗原和N抗原） 4.复等位基因现象：同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上的基因。 【如】人类ABO血型由IA、IB和i三个复等位基因决定，其中IA对i是显性、IB对i是 显性，IA和IB是共显性 ，则： A型血：IAIA、IAi（红细胞膜上含A抗原） B型血：IBIB、IBi（红细胞膜上含B抗原） AB型血：IAIB（红细胞膜上含A抗原和B抗原） O型血：ii（红细胞膜上不含抗原） 【变式训练】（河南高三其他模拟）人类的ABO血型由9号染色体上的3个复等位基 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 193/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 因（IA、IB和i）决定，基因IA和IB分别决定A型血和B型血，二者为共显性，同时存在时 为AB型血；基因IA、IB均对基因i为显性，基因型为ii时为O型血。由于发生突变，在同 一条染色体上同时存在IA和IB基因，个体血型为AB型，这样的AB型称为cisAB型。下列 有关叙述错误的是（ ） A.正常情况下，AB型血个体的父母都不可能是O型血 B.正常情况下，B型血个体的父亲的血型可能是4种血型中的任一种 C.双亲血型为cisAB型和O型时，后代可能出现O型血 D.双亲血型为cisAB型和B型时，后代不可能出现正常的AB型血 【答案】D 【解析】A.正常情况下，若父母一方为O型血，则子代必然含有i基因，不可能为AB型血， A正确；B.B型血基因型可能为IBIB或IBi，而B型、AB型血个体含有IB基因，O型血个体只 含有i基因，A型血个体可能含有i基因，因此B型血个体的父亲的血型可能是4种血型中 的任一种，B正确；C.cisAB型血的个体，一条染色体上的基因为IA、IB，另一条染色体上 的基因可能是IA、IB或i的任意一种，当另一条染色体上的基因为i时，cisAB型血和O型 血的后代可以为O型血，C正确；D.cisAB型血的个体，当另一条染色体上的基因为IA时， 含有该IA基因的配子与正常含有IB基因的配子结合，后代为正常的AB型血，D错误。故选 D。 5.从性遗传现象：由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。 【如】绵羊有角H为显性，无角h为隐性，在杂合子Hh中，公羊表现为有角，母羊表现为 无角。即： 注意：从性遗传和伴性遗传的差异主要在于前者控制性状的基因位于常染色体上，后者位于 性染色体上。 【变式训练】（全国高三三模）绵羊的有角和无角由一对等位基因控制，纯合时，相同基因 组成的雌雄个体的表现型相同。一只纯合有角母羊与一只纯合无角公羊交配，生了两只小羊， 分别为有角公羊和无角母羊；正反交结果相同。下列叙述正确的是（ ） A.控制有角和无角的基因不遵循基因的分离定律 B.控制有角和无角的基因位于X染色体上 C.F 相互交配，理论上全部F 有角和无角比例为1:1 1 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 194/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.如果一对有角羊交配，子代一定为有角羊 【答案】C 【解析】A.绵羊的有角和无角由一对等位基因控制，一对等位基因的遗传遵循基因的分离定 律，A错误；B.如果基因位于X染色体上，纯合有角个体和纯合无角个体交配，正反交结果 是不同的，因此该性状是由位于常染色体上的基因控制的，但杂合子在雌雄个体中表现不同， 属于从性遗传，B错误；C.F（杂合子）相互交配，杂合子个体公羊表现为有角，而母羊表 1 现为无角。因此雌性个体中有角（纯合子）:无角（纯合子+杂合子）=1:3，雄性个体中有角 （纯合子+杂合子）:无角（纯合子）=3:1，理论上，每对羊所生个体数相同，且雌：雄=1:1， 故F 有角和无角的比例理论上为1:1，C正确；D.假设相关基因为H和h，交配的一对有角 2 羊，有角雌性的基因型可能为HH（或hh），有角雄性的基因型可能为HH（或hh）或Hh， 则一对有角羊交配，后代的基因型可能为Hh或HH或hh，而子代Hh雌性个体可表现为无角， D错误。故选C。 【知识拓展】细胞质遗传（母系遗传）现象 控制性状的基因位于细胞质中（线粒体、叶绿体），所以子代表现型只由母本基因型决 定，不遵循孟德尔遗传定律。（口诀：随母不随父） 【如】下图表示的是人类很少见的一种遗传病——遗传性肌肉萎缩症，这种病症可能是由于 一个基因位点突变引起的母系遗传病。 【变式训练】（山东高三三模）“母性效应”是指子代某一性状的表现型仅由母本的核基因 型决定，而不受自身基因型的支配，也与母本的表现型无关。椎实螺是一种雌雄同体的动物， 群养时一般异体受精，单独饲养时进行自体受精。椎实螺外壳的旋向由一对核基因控制，右 旋（S）对左旋（s）是显性，外壳的旋向符合“母性效应”。以右旋椎实螺A（SS）和左旋 椎实螺B（ss）作为亲本进行正反交实验得F 后全部单独饲养进行相关实验。下列叙 1 述错误的是（ ） A.任一椎实螺单独饲养，子一代都不会发生性状分离 B.椎实螺A、B正反交所得F 的螺壳旋向与各自母本相同 1 C.F 单独饲养后，所得F 的螺壳旋向为右旋∶左旋=3∶1 1 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 195/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.螺壳左旋的椎实螺基因型只有Ss、ss两种可能 【答案】C 【解析】A.由于子代性状的表现型仅由母本的核基因型决定，椎实螺单独饲养时进行自体受 精，子一代的表现型与亲本相同，不会发生性状分离，A正确；B.子代性状的表现型仅由母 本的核基因型决定，椎实螺A、B正反交所得F 的螺壳旋向均与各自母本相同，B正确；C. 1 右旋椎实螺A（SS）和左旋椎实螺B（ss）作为亲本进行正反交，F 的基因型为Ss，F（Ss） 1 1 单独饲养后进行自体受精，所得F 的螺壳旋向与母本的核基因型决定，即全部为右旋，C错 2 误；D.由于旋向的遗传规律是子代旋向只由其母本核基因型决定而与其自身基因型无关，所 以椎实螺螺壳表现为左旋的个体，其母本基因型为ss，而父本基因型可以是SS或Ss或ss， 因此螺壳左旋的椎实螺的基因型可能为Ss或ss，不可能为SS，D正确。故选C。 【知识拓展】“表型模拟”问题 “表型模拟”：是指生物的表现型不仅仅取决于基因型，还受所处环境的影响，从而导 致基因型相同的个体在不同环境中表现型有差异。 【变式训练】（辽宁抚顺市）某种兔的毛色黑色（W）和白色（w）是一对相对性状。两只黑 色兔交配得到的子代，放在-15℃环境中成长，表现为黑色；若放在30℃环境中成长，则表 现为白色。这样的白色兔产生的子代再放在-15℃环境中，依然表现为黑色。这种现象在遗 传学中称为“表型模拟”。下列相关叙述错误的是（ ） A.在“表型模拟”中，兔子毛色的相关基因并没有发生变异 B.子代白色兔的出现，可能是在色素形成的过程中某些酶的活性受到影响 C.在30℃环境中成长的白色兔都是纯合子 D.基因决定生物性状，而性状形成的同时还受到环境的影响 【答案】C 【解析】A.在表型模拟中，改变子代所处的环境会影响子代的性状，但恢复到原来环境时， 子代的性状也发生了恢复，在此过程中，子代的相关基因没有发生变异，A正确；B.改变环 境的温度，子代兔的毛色性状发生了改变，最可能的原因是温度影响了酶的活性，导致色素 合成受阻，B正确；C.两只黑色兔交配得到的子代，放在-15℃环境中成长，表现为黑色， 基因型可能为WW或Ww，在30℃环境中成长则为白兔，故在30℃环境中成长的白色兔可能 为杂合子Ww，C错误；D.“表型模拟”现象说明生物的性状是由基因（型）控制，但又受环 境（温度）影响，D正确。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 196/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 自由组合定律 12 讲考纲考情 1.最新考纲 基因的自由组合定律Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：从细胞水平和分子水平阐述基因的自由组合定律 2.科学思维——归纳演绎：解释两对相对性状的杂交实验，总结自由组合定律的实质 3.科学探究——实验设计与结果分析：探究基因的自由组合定律，探究不同对基因在染色 体上的位置关系 4.社会责任——解释、解决生产生活中的遗传问题 构思维导图 考点一：基因自由组合定律 核心突破例题精讲 【例题】（江西南昌市高三三模）孟德尔研究豌豆7种性状（a），进行了不同品种 间的杂交，虽然在F 代中只出现了亲本中某一方的性状（显性性状），但F 代自交产生的 1 1 F 代中，亲本的两种性状（显性性状和隐性性状）以3:1的比例出现了性状分离。孟德尔 2 又令F 自交得到了F 代。其中，拥有显性性状的F，有些只结出显性性状的F，有些结出 2 3 2 3 的F 中显性性状和隐性性状以3:1的比例出现了性状分离。孟德尔从每株F 上收来10粒种 3 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 197/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 子并播种，观察是否出现拥有隐性性状的F 个体，以便了解拥有显性性状的F 是纯合子还 3 2 是杂合子（b）。回答下列问题： （1）文中a处所提到的7种性状包括了花的颜色、花的位置、子叶颜色、种子形状、豆荚 形状、豆荚颜色和茎的长度。在孟德尔实验中，其中 两种性状的 数据量远大于其它性状，理由是其它的性状必须将种子种下并到第二年培育出个体才能进行 观察，而这两种性状 。 【答案】子叶颜色、种子形状 在收获种子的当年就可以观察到 【解析】（1）在孟德尔实验中，其中子叶颜色、种子形状两种性状的数据量远大于其它性 状，理由是其它的性状必须将种子种下并到第二年培育出个体才能进行观察，而这两种性状 在收获种子的当年就可以观察到。 知识总结 （一）假说——演绎法【科学探究】 1.两对相对性状的豌豆实验（提出问题） 为什么会出现新的性状组合呢？ 它们之间有什么数量关系吗？ 这与一对相对性状的杂交实验中F 的3:1的数量比有联系吗？ 2 它遵循分离定律吗？ 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 198/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.对自由组合现象的解释（提出假说） ①两对性状分别由两对遗传因子控制。 ②F 在产生配子时，成对的遗传因子彼此分离，不同对的遗传因 1 子可以自由组合。（自由组合定律的实质） ③F 产生的雌配子和雄配子各有4种，YR:Yr:yR:yr之间的数量 1 比为1:1:1:1。 ④受精时，雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有 16种，遗传因子的组合形式有9种，性状表现为4种。 3.验证：设计测交实验（演绎推理） 结果（检验推理） 结论：假说成立。（得出结论） 【知识拓展】规律梳理 1.表现型及比例 重组类型：绿圆（3/16）、黄皱（3/16） 亲本类型：黄圆（9/16）、绿皱（1/16） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 199/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.基因型 双纯合：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr（各占F 中的1/16） 2 一纯一杂：YYRr、yyRr、 YyRR、 Yyrr（各占F 中的1/8） 2 双杂合：YyRr（占F 中的1/4） 2 3.每种基因型在同种表现型中的概率 黄圆Y_R_（1/9YYRR、2/9YYRr、2/9YyRR、4/9YyRr） 绿圆yyR_（1/3yyRR、2/3yyRr） 黄皱Y_rr（1/3YYrr、2/3Yyrr） 绿皱yyrr（1） （二）自由组合定律【生命观念】 1.内容（自由组合定律又名孟德尔第二定律） 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的 成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 2.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和自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程 中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 3.自由组合定律的实质图解 减Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 ——实质 配子类型及数目比AB﹕Ab﹕aB﹕ab = 1﹕1﹕1﹕1。 ——直接证据 4.自由组合定律的验证方法 （1）测交法：双杂合子测交后代的性状分离比为1:1:1:1； （2）自交法：双杂合子自交后代的性状分离比为9:3:3:1； （3）花粉鉴定法：若双杂合子的花粉有4种，比例为1:1:1:1；（直接证据） （4）单倍体育种法：取双杂合子进行花药离体培养后，用秋水仙素处理能获得4种植株， 比例为1:1:1:1。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 200/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 5.自由组合定律相关要点 （1）研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因； （2）时间：形成配子时；（具体时间：减Ⅰ后期） （3）适用范围： 多对相对性状的遗传 细胞核内同源染色体上的等位基因（核基因） 有性生殖的真核生物 （三）孟德尔获得成功的原因【生命观念】 1.材料：正确选择豌豆作为实验材料 2.对象：由1对相对性状到多对相对性状 3.技术手段：对实验结果进行统计学分析 4.方法：假说——演绎法 （四）自由组合定律的应用【社会责任】 杂交育种：通过杂交育种，可将多个优良性状集中在一个个体上。 【知识拓展】（一）验证孟德尔两大定律的实验设计 验证方法 结论 杂合子自交后代的分离比为3∶1（或以此为原型得到的特殊分离 比），则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对 等位基因控制 自交法 双杂合子自交后代的分离比为9∶3∶3∶1（或以此为原型得到的 特殊分离比），则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染 色体上的两对等位基因控制 杂合子测交后代的性状比例为1∶1（或以此为原型得到的特殊分离比），则符 合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位 测交法 基因控制 双杂合子测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1（或以此为原型得到 的特殊分离比），由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制 花粉鉴 杂合子若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律 定法 双杂合子若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 201/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 取杂合子花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有两种表现型， 比例为1∶1，则符合分离定律 单倍体 取双杂合子花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型 育种法 （或以此为原型得到的特殊分离比），比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定 律 （二）自由组合中的自交、测交和自由交配问题 纯合黄色圆粒豌豆(YYRR)和纯合绿色皱粒豌豆(yyrr)杂交后得F，F 再自交得F，若 1 1 2 F 中黄色圆粒豌豆个体和绿色圆粒豌豆个体分别进行自交、测交和自由交配，所得F 的表现 2 3 型及比例分别如下表所示： 项目 F 表现型及比例 3 自交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝25∶5∶5∶1 Y_R_(黄圆) 测交 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝4∶2∶2∶1 自由交配 黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝64∶8∶8∶1 自交 绿色圆粒∶绿色皱粒＝5∶1 yyR_(绿圆) 测交 绿色圆粒∶绿色皱粒＝2∶1 自由交配 绿色圆粒∶绿色皱粒＝8∶1 【变式训练】（沈阳二中高三其他模拟）孟德尔在两对相对性状的豌豆杂交实 验中，用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆杂交获得F，F 自交得F。下列有关叙述正 1 1 2 确的是（ ） A.黄色与绿色、圆粒与皱粒的遗传都遵循分离定律，故这两对性状的遗传遵循自由组合定律 B.F 产生的雄配子总数与雌配子总数相等，是F 出现9∶3∶3∶1性状分离比的前提 1 2 C.从F 的绿色圆粒植株中任取两株，这两株基因型不同的概率为4/9 2 D.若自然条件下将F 中黄色圆粒植株混合种植，后代出现绿色皱粒的概率为1/81 2 【答案】C 【解析】A.连锁的两对等位基因也都遵循分离定律，故不能依据黄色与绿色、圆粒与皱粒的 遗传都遵循分离定律，得出这两对性状的遗传遵循自由组合定律的结论，A错误；B.F 产生 1 的雄配子总数往往多于雌配子总数相等，B错误；C.从F 的绿色圆粒植株yyRR或yyRr中任 2 取两株，这两株基因型相同的概率为1/3×1/3+2/3×2/3=5/9，故不同的概率为4/9，C正 确；D.若自然条件下将F 中黄色圆粒植株混合种植，由于豌豆是自花传粉植物，只有基因 2 型为YyRr的个体才会产生yyrr的绿色皱粒豌豆，故后代出现绿色皱粒的概率为4/9× 1/16=1/36，D错误。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 202/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点二：自由组合定律的解题方法 核心突破例题精讲 【例题】（山东高考真题）番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m 基因位 于 2号染色体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因 型为 MM、Mm 的植株表现为大花、可育。R、r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR、Rr、 rr 的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种 酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（NAM） 后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。 （1）基因型为 Mm 的植株连续自交两代，F 中雄性不育植株所占的比例为 。雄性 2 不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ，以该杂交种为亲 本连续种植，若每代均随机受粉，则 F 中可育晚熟红果植株所占比例为 。 2 【答案】1/6 MmRr 5/12 【解析】（1）基因型为 Mm 的植株自交，F 中 MM∶Mm∶mm=1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植 1 株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3 MM和2/3Mm能够自交， 则F 中雄性不育植株mm所占的比例2/3×1/4=1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所 2 得可育（Mm）晚熟红果（Rr）杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每 代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比 例为1∶1∶1∶1，则F 中有9种基因型，分别为：1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、 1 2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1，雄配 子种类及比例为:MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1，则 F 中可育晚熟红果植株（基因型为M--Rr ） 2 所占比例为 1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6=10/24，即5/12。 知识总结 （一）加法原理和乘法原理的区别【科学思维】 加法原理：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这种互斥事件出现的概率，是它们 各自概率之和。 乘法原理：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发生或 者相继发生的概率是各自发生概率的乘积。 （两对及两对以上等位基因的概率计算常用乘法原理） 【如】甲病患病概率为1/2,正常为1/2，乙病患病概率为2/3,正常为1/3 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 203/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 则：两病皆患的概率 = 1/2×2/3=2/6 两病皆无的概率 = 1/2×1/3=1/6 又∵患甲不患乙 = 1/2×1/3=1/6 患乙不患甲 = 1/2×2/3=2/6 ∴只患一种病的概率 = 1/6+2/6=3/6 （二）“分合法”解遗传概率问题【科学思维】 1.计算配子种类 2.计算后代基因型和表现型种类 3.计算后代比例 4.推导亲本基因型 （多对基因分别求解，结果相乘——乘法原则） 【例1】①AaBBCc个体能产生 4 种配子；②让其自交，则F 的基因型有9种、 1 比例为1:2:1:2:4:2:1:2:1；表现型有4种、比例9:3:3:1。 【分析】①配子：2×1×2=4（种） 基因型 表现型 ②Aa 1AA:2Aa:1aa 3种（1:2:1） 2种(3:1) BB BB 1种 1种 Cc 1CC:2Cc:1cc 3种（1:2:1） 2种(3:1) ∴ 基因型= 3×1×3=9（种） 基因型比例=（1:2:1）×1×（1:2:1）= 1:2:1:2:4:2:1:2:1 表现型= 2×1×2=4（种） 表现型比例=（3:1）×1×（3:1）= 9:3:3:1 【例2】现有一绿色圆粒豌豆（yyRr），让该豌豆种植并自花传粉结实得F，F 继续自花传 1 1 粉得F，收获n枚籽粒，请预测这n枚籽粒中纯合的绿色圆粒豌豆有3n/8。 2 【分析】 ∴纯合绿圆= n（1×3/8）=3n/8 【例3】基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上，一个亲本与aabb测交，子代 基因型为AaBb和Aabb，分离比为1:1，则这个亲本的基因型为AABb。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 204/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【分析】 ∴ __×aa→Aa,可推出亲本为：AA __×bb→Bb:bb= 1:1,可推出亲本为：Bb 【变式训练】（全国Ⅱ）控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因 分别用A/a、B/b、D/d表示，且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株：板叶 紫叶抗病（甲）、板叶绿叶抗病（乙）、花叶绿叶感病（丙）和花叶紫叶感病（丁）。甲和 丙杂交，子代表现型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表现型。回 答下列问题： （1）根据甲和丙的杂交结果，可知这3对相对性状的显性性状分别是： 。 （2）根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为 。 （3）若丙和丁杂交，则子代的表现型为 。 （4）选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离 比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X的基因型为 。 【答案】板叶、紫叶、抗病 AABBDD、AabbDd、aabbdd和aaBbdd 花叶绿叶感病、 花 叶紫叶感病 AaBbdd 【解析】（1）甲板叶紫叶抗病与丙花叶绿叶感病杂交，子代表现型与甲相同，可知显性性 状为板叶、紫叶、抗病，甲为显性纯合子AABBDD。（2）已知显性性状为板叶、紫叶、抗病， 再根据甲乙丙丁的表现型和杂交结果可推知，甲、乙、丙、丁的基因型分别为AABBDD、AabbDd、 aabbdd、aaBbdd。（3）若丙aabbdd和丁aaBbdd杂交，根据自由组合定律，可知子代基因 型和表现型为：aabbdd（花叶绿叶感病）和aaBbdd（花叶紫叶感病）。（4）已知杂合子自 交分离比为3：1，测交比为1：1，故X与乙杂交，叶形分离比为3：1，则为Aa×Aa杂交， 叶色分离比为1：1，则为Bb×bb杂交，能否抗病分离比为1：1，则为Dd×dd杂交，由于 乙的基因型为AabbDd，可知X的基因型为AaBbdd。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 205/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点三：自由组合定律的相关题型 核心突破例题精讲 【例题】（江西南昌市高三三模）孟德尔研究豌豆7种性状（a），进行了不同品种 间的杂交，虽然在F 代中只出现了亲本中某一方的性状（显性性状），但F 代自交产生的 1 1 F 代中，亲本的两种性状（显性性状和隐性性状）以3:1的比例出现了性状分离。孟德尔 2 又令F 自交得到了F 代。其中，拥有显性性状的F，有些只结出显性性状的F，有些结出 2 3 2 3 的F 中显性性状和隐性性状以3:1的比例出现了性状分离。孟德尔从每株F 上收来10粒种 3 2 子并播种，观察是否出现拥有隐性性状的F 个体，以便了解拥有显性性状的F 是纯合子还 3 2 是杂合子（b）。回答下列问题： （1）文中a处所提到的7种性状包括了花的颜色、花的位置、子叶颜色、种子形状、豆荚 形状、豆荚颜色和茎的长度。在孟德尔实验中，其中 两种性状的 数据量远大于其它性状，理由是其它的性状必须将种子种下并到第二年培育出个体才能进行 观察，而这两种性状 。 【答案】子叶颜色、种子形状 在收获种子的当年就可以观察到 【解析】（1）在孟德尔实验中，其中子叶颜色、种子形状两种性状的数据量远大于其它性 状，理由是其它的性状必须将种子种下并到第二年培育出个体才能进行观察，而这两种性状 在收获种子的当年就可以观察到。 知识总结 （一）推导控制性状的基因对数【科学思维】 如果题目给出的数据是比例的形式，或给出性状比接近“常见”性状比中的数量值相 加。自交情况下，得到的总和是4的几次方，该性状就由几对等我基因控制，测交情况下， 得到的总和是2的几次方，该性状就由几对等位基因控制。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 206/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【如】 自交后代表现型比例为3:1→各数字相加为4=41（1对） 9:3:3:1→ 12:3:1→ 各数字相加为16=42（2对） 9:7→ 52:3:9→各数字相加为64=43（3对） 测交后代表现型比例为1:1→各数字相加为2=21（1对） 1:1:1:1→ 各数字相加为4=22（2对） 1:2:1→ 1:1:1:1:1:1:1:1→各数字相加为8=23（3对） 【变式训练】（阜新市第二高级中学高三其他模拟）某植物红花和白花这对相对性 状同时受多对等位基因（A/a、B/b、C/c……）控制，当个体的基因型中每对等位基因都至 少含有一个显性基因时才开红花，否则开白花。现将两个纯合的白花品系杂交，F 开红花， 1 再将F 自交，F 中的白花植株占37/64。若不考虑变异，下列说法不正确的是（ ） 1 2 A.每对等位基因的遗传均遵循分离定律 B.该花色遗传至少受3对等位基因控制 C.F 红花植株中杂合子占26/27 2 D.F 白花植株中纯合子基因型有4种 2 【答案】D 【解析】A.等位基因是位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，每对等位基因的遗 传均遵循分离定律，A正确；B.由以上分析可知，该植物红花和白花这对相对性状至少受3 对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，B正确；C.在F 中，红花占27/64，其中有1/27 2 的个体（AABBCC）是纯合子，则有26/27的个体是杂合子，C正确；D.由于每对等位基因都 至少含有一个显性基因时才开红花，所以F 红花植株中纯合子（AABBCC）基因型只有1种， 2 白花植株中纯合子基因型有23-1=7（种），D错误。故选D。 （二）基因互作问题【科学思维】 AaBa自交 AaBa测交 原因分析 后代分离比 后代分离比 9:3:3:1 正常完全显性 1:1:1:1 当双显性基因同时出现时表现为一种性状，其余情况表现为 9:7 1:3 另一种性状，即： 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 207/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （9A_B_）:（3A_bb+3aaB_+1aabb）=9:7 存在aa（或者bb）时表现为隐性性状，其余情况 正常表现，即： 9:3:4 1:1:2 （9A_B_）:（3A_bb）:（3aaB_+1aabb）=9:3:4 或者（9A_B_）:（3aaB_）:（3A_bb+1aabb）=9:3:4 单显性时表现为一种性状，其余情况正常表现，即： 9:6:1 1:2:1 （9A_B_）:（3A_bb+3aaB_）:（1aabb）=9:6:1 只要有显性基因存在时都表现为同一种性状，没有 15:1 显性基因存在时表现为另一种性状，即： 3:1 （9A_B_+3A_bb+3aaB_）:（1aabb）=15:1 双显性基因、双隐性基因和一种单显性基因存在时 都表现为同一种性状，而另一种单显性基因存在时 13:3 表现为另一种性状，即： 3:1 （9A_B_+3A_bb+1aabb）:（3aaB_）=13:3 或者（9A_B_+3aaB_+1aabb）:（3A_bb）=13:3 【变式训练】（辽宁大连市高三二模）某植物的花色有白色、紫色和蓝色三种类型，由两对 独立遗传的等位基因A、a新B：b控制，基因型和表现型的关系如下表所示。现用纯合紫花 植株和纯合蓝花植株作亲本，杂交得F，F 自交得F。下列分析错误的是（ ） 1 1 2 基因型 A_B_ A_bb aaB_ aabb 表现型 白花 紫花 蓝花 白花 A.理论上推测，F 的表现型及比例为白花：紫花：蓝花＝10：3：3 2 B.用F 进行测交，推测测交后代有3种基因型，表现型之比约为2：1：1 1 C.从F 中任选两株白花植株相互交配，后代的表现型可能有3种、2种、1种 2 D.F 自交产生F 的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合 1 2 【答案】B 【解析】A.理论上推测，F 的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1，其中 2 A_B_、aabb为白花，A_bb为紫花，aaB_为蓝花，所以F 的表现型及比例为白花∶紫花∶蓝 2 花＝10∶3∶3，A正确；B.让F 进行测交，即基因为AaBb的个体与基因型为aabb个体杂交， 1 子代基因型有四种，分别为1AaBb（白花）、1aaBb（蓝花）、1Aabb（紫花）、1aabb（白 花），显然测交后代的表现型的比例为蓝花∶白花∶紫花=1∶2∶1，B错误；C.F 中白花植 2 株的基因型为AABB、AaBB、AABb、AaBb、aabb，任选两株白花植株相互交配，AABB与aa bb杂交后代有一种表现型，AaBb与aabb杂交会有三种表现型，AABb与aabb杂交会有两种 表现型，C正确；C.F 的基因型为AaBb，由于两对等位基因自由组合，因此F 个体自交产生 1 1 F 的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合，D正确。故选B。 2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 208/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （三）胚胎致死问题【科学思维】 AaBa自交 AaBa测交 致死基因 后代分离比 后代分离比 AA和BB AA__和__BB个体致死， AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1 都能致死 AaBb:Aabb:aaBb:aabb=4:2:2:1 AA__个体致死， AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1 AaB_:Aabb:aaB_:aabb=6:2:3:1 AA（或BB） 或 致死 __BB个体致死， AaBb:Aabb:aaBb:aabb=1:1:1:1 A_Bb:A_bb:aaBb:aabb=6:3:2:1 aa和bb aabb个体致死， AaBb:Aabb:aaBb=1:1:1 共同致死 A_B_:A_bb:aaB_=9:3:3 aa个体致死，A_B_:A_bb=9:3 AaBb:Aabb=1:1 aa（或bb） 或 致死 bb个体致死，A_B_:aaB_=9:3 AaBb:Aabb=1:1 【变式训练】（辽宁高三三模）某二倍体动物一对常染色体上的一对等位基因A/a 控制该动物体色的黑色和灰色，另一对常染色体上的基因B/b影响基因A/a的表达，当B 基因不存在时该动物体色为白色，某种显性基因纯合时胚胎期致死。现有如图杂交实验（F 1 黑色雌、雄个体自由交配，得到F），下列相关分析错误的是（ ） 2 A.亲本的基因型为AaBB、Aabb B.该动物群体中没有AA基因型的个体 C.F 中黑色与灰色个体的比例也为2:1 2 D.F 黑色个体中与亲本黑色个体基因型相同的概率为2/3 2 【答案】D 【解析】A.由分析知，亲本的基因型为 AaBB 、Aabb ，A正确；B.亲本中黑色的基因型为 AaBB，BB不致死，因此AA纯合致死，该动物群体中没有AA基因型的个体，B正确；C.F 1 自交，若无致死现象，则后代比例为9:3:3:1，其中黑色(A_B_)占9份，但AA纯合致死， 即黑色9中有1份AABB和2份AABb致死，则黑色占6份；灰色（aaB_）占3份，则F 中 2 黑色：灰色=2:1，C正确；D.F 中黑色中有2AaBB、4AaBb，亲本黑色个体的基因型为AaBB， 2 则F 黑色个体中与亲本黑色个体基因型相同的概率为1/3，D错误。故选D。 2 （四）配子致死问题【科学思维】 若为配子致死型，则可先将该配子除去后，重新计算这类配子的比例，再用棋盘法进行 推导。 【变式训练】（广东茂名市高三三模）某雌雄同株异花植物，其叶有宽叶（A）和窄叶（a）， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 209/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 茎有紫茎（B）和绿茎（b），现用两纯合品种杂交，所得F 进行自交，F 中宽叶紫茎:宽叶 1 2 绿茎:窄叶紫茎:窄叶绿茎=7:1:3:1，已知该植物有一种基因组成的花粉不具有受精能力，下 列说法正确的是（ ） A.亲本进行杂交时无需进行套袋操作 B.基因组成为Ab的花粉不具有受精能力 C.宽叶绿茎的基因型有AAbb，Aabb两种 D.控制这两对性状的等位基因位于一对同源染色体上 【答案】B 【解析】A.该植物是雌雄同株异花植物，不需要去雄操作，但需要套袋操作，A错误； B. 由分析可知，基因型为Ab的花粉不具有受精能力，B正确；C.由于基因型Ab的花粉致死， 则不存在AAbb的基因型的宽叶绿茎，C错误；D.根据F 中性状分离比为7:1:3:1，是9:3:3:1 2 的变式，说明控制这两对性状的等位基因位于非同源染色体上，D错误。故选B。 （三）累加效应问题【科学思维】 当两对非等位基因决定同一性状时，若A与B的作用效果相同，且显性基因越多，其效 果越强。（显性基因个数相同的个体，性状表现也相同。） 自交：有 5 种表现型，比例为1︰4︰6︰4︰1 则：AaBb 测交：有 3 种表现型，比例为1︰2︰1 【变式训练】（广东高三一模）某自花传粉植物的花瓣有深红色、大红色、粉红色、 浅红色、白色5种颜色，由独立遗传的两对等位基因控制，且显性基因的个数越多，色越深。 下列说法错误的是（ ） A.5种花色的植株中，基因型种类最多的是粉红花植株 B.大红花植株与浅红花植株杂交，子代中浅红花植株占1/2 C.自交子代有5种花色的植株基因型只有1种 D.自交子代花色与亲本相同的植株基因型有4种 【答案】B 【解析】A.根据分析可知，粉红色的基因型最多，有AaBb、AAbb、aaBB三种，A正确；B. 大红花植株基因型为AABb、AaBB，产生的配子中含有两个显性基因的和含有一个显性基因 的各占1/2，浅红花植株基因型为Aabb、aaBb，产生的配子中含有一个显性基因的和不含显 性基因的各占1/2，二者杂交，由于子代中浅红花植株只含一个显性基因，所以概率为1/2 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 210/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ×1/2＝1/4，B错误；C.自交子代有5种花色的植株基因型只有AaBb一种，C正确；D.深 红花基因型AABB自交后代只有深红花，大红花植株基因型为AABb、AaBB，自交后代含有的 显性基因个数包括四个显性基因的、三个显性基因的和两个显性基因的，为三种表现型，粉 红花AaBb自交后代会出现五种表现型，AAbb、aaBB自交后代均会出现一种表现型，Aabb、 aaBb自交后代均会出现含两个显性基因的、含一个显性基因的和不含显性基因的共三种表 现型，aabb自交后代只有一种表现型，所以自交子代花色与亲本相同的植株基因型有4种， D正确。故选B。 【知识拓展】异常分离比问题归纳 （四）连锁问题【科学思维】 若非等位基因位于一对同源染色体上，则只遵循分离定律，而不遵循自由组合定律，我 们把这样的现象称为连锁现象。（如下图） 【如】见右图，A与D基因、a与d基因 发生连锁，不考虑交叉互换的情况下， A与d、a与D就不能发生自由组合。 【知识拓展】自由组合与连锁的比较 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 211/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（天津市芦台第一中学高三一模）下图表示某基因型为AaBBEe的二倍体哺乳 动物体内细胞某个分裂时期，数字和字母表示基因。下列有关叙述不正确的是（ ） A.若此图表示减数分裂I前期，图中有1个四分体， 1对同源染色体，4个核DNA B.复制前对全部DNA进行3H标记，经普通培养分裂 一次产生的子代细胞均含放射性 C.A和a互为等位基因，5和3互为非等位基因，a和B的遗传符合自由组合定律 D.若6为e基因，则此e可能是由于交叉互换形成，正常配子中不会同时出现两个E 【答案】C 【解析】A.若此图表示减数分裂Ⅰ前期，图中所示为一对同源染色体，且配对形成1个四分 体，每条染色体上含有两条姐妹染色单体，每条染色体单体上有1个DNA，共有4个核DNA， A正确；B.DNA复制的方式为半保留复制，子代DNA是由一条母链（含有3H，有放射性）和 一条子链（新合成的，没有放射性）组成，因此被3H标记的DNA，经普通培养分裂一次产 生的子代细胞的DNA均含有放射性，B正确；C.A和a位于一对同源染色体上的相同位置上， 互为等位基因；5和3位于同源染色体不同位置上，互为非等位基因；a和B是同源染色体 上的非等位基因，遗传上不符合自由组合定律。C错误；D.减数第一次分裂前期，同源染色 体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换，若6为e基因，则此e可能是由于交叉互换形 成的，由于减数分裂的特点，形成的每个配子中都只含有图示中四条染色体单体中的一条， 所以正常配子中不会同时出现两个E，D正确。故选C。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 212/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 专题 伴性遗传和人类遗传病 13 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）基因在染色体上Ⅰ （2）伴性遗传Ⅱ （3）人类遗传病的类型Ⅰ （4）人类遗传病的监测和预防Ⅰ （5）人类基因组计划及意义Ⅰ （6）调查常见的人类遗传病 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：从细胞水平和分子水平阐述伴性遗传的特点及基因传递规 律；遗传物质改变引起遗传病 2.科学思维——分析与综合：遗传系谱图分析；比较与归纳：遗传病特点； 归纳与演绎：以基因与染色体的位置关系为基础，解释伴性遗传的杂交实验， 总结伴性遗传的特点及基因的传递规律； 类比推理：根据基因与染色体的平行关系推出基因位于染色体上 3.科学探究——实验调查：人类常见的遗传病的遗传方式及发病率； 实验设计与结果分析：分析基因在染色体上的位置及遗传方式，探究不同对 基因在染色体上的位置关系 4.社会责任——关爱生命：了解人类遗传病，健康生活，树立正确的婚姻观念；解释、解决 生产生活中的伴性遗传问题 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 213/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 构思维导图 考点一：基因在染色体上 核心突破例题精讲 【例题】（云南高三二模）假说-演绎法和类比推理法是遗传学研究中常用的方法，下列说 法错误的是（ ） A.“豌豆在自然状态下一般为纯种”不属于孟德尔假说的内容 B.运用假说-演绎法进行验证，得到的实验结果不一定与预期相符 C.萨顿利用类比推理法证明了基因在染色体上 D.利用类比推理法得出的推论不具有逻辑的必然性 【答案】C 【解析】A.“豌豆在自然状态下一般为纯种”这是实验材料的特点，不属于孟德尔假说的内 容，A正确；B.运用假说-演绎法验证的实验结果不一定与预期相符，实验结果与预期相同， 说明假说正确，可得出结论，若实验结果与预期不同，需重新设计实验再验证，B正确；C. 萨顿利用类比推理法提出基因在染色体上，实验证明基因在染色体上是摩尔根利用果蝇得出 的结论，C错误；D.利用类比推理法得出的推论不具有逻辑必然性，仅是假说，不一定正确， D正确。故选C。 知识总结 （一）相关科学家及实验【科学探究】 1.理论基础：孟德尔遗传定律 2.假说：萨顿（基因在染色体上，类比推理法） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 214/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 3.实验证据：摩尔根（果蝇眼色实验） 方法：假说——演绎法 验证：测交 （二）萨顿假说【生命观念】 1.方法：类比推理法 2.内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。 3.依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。 （三）类比推理法【科学思维】 比较项目 基 因 染色体 类别 在配子形成和受精过程中，形态结 生殖过程 在杂交过程中保持完整性和独立性 构相对稳定 体细胞 成对 成对 存 在 配子 成单 成单 成对基因，一个来自父方， 一对同源染色体，一条来自父方， 体细胞中来源 一个来自母方 一条来自母方 非同源染色体上的非等位基因 形成配子时 非同源染色体自由组合 自由组合 （四）摩尔根果蝇眼色实验【科学探究】 1.果蝇眼色实验（提出问题） 如何解释白眼性状的表现，总是与性别相关联的现象？ 分析： a.F 全为红眼，说明红眼为显性； 1 b.F 红眼和白眼的数量比为3:1， 2 这样的表现说明符合分离定律。 2.果蝇眼色实验的解释（提出假说） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 215/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因。 3.验证：设计测交实验（演绎推理） 结果：结果与推测相符。（检验推理） 结论：假说成立。（得出结论） 【变式训练】（四川高三一模）下图甲是果蝇体细胞染色体图解（字母代表基因）及性染色 体放大图，图中I片段为X、Y染色体的同源部分，Ⅱ、Ⅲ片段分别为X、Y染色体的非同源 部分。野生型果蝇（纯合子）的眼形是圆眼，生物兴趣小组在研究中偶然发现一只棒眼雄果 蝇，他们想探究该果蝇眼形的遗传方式，设计了乙图所示实验（不考虑交叉互换）。下列分 析合理的是（ ） A.XY型性别决定的生物，X染色体一定比Y染色体小 B.若F 仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因一定位于X染色体的Ⅱ区段 2 C.甲图中果蝇的基因型为AaXBY，该果蝇的一个染色体组含有的染色体可以是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 X、Y D.乙图所示实验中，若F 在雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因 2 位于常染色体上 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 216/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【答案】D 【解析】A.XY型性别决定的生物，X染色体不一定比Y染色体小，如雄果蝇的X染色体比Y 染色体短，A错误；B.图乙中若F 中圆眼:棒眼=3:1，但仅在雄果蝇中有棒眼，说明颜色的 2 遗传与性别有关，则控制圆眼、棒眼的基因有可能位于X染色体的Ⅱ1 区段，也有可能位于 X和Y染色体的I区段，B错误；C.X、Y染色体是同源染色体，不能存在于同一个染色体组 中，果蝇的一个染色体组含有的染色体是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（或Y），由于图示细胞中性染色 体为XY，所以该雄果蝇的基因型为AaXBY，C错误；D.F 中圆眼:棒眼≈3:1，且雌、雄果蝇 2 个体中均有圆眼、棒眼，说明颜色的遗传与性别无关，则控制圆眼、棒眼的基因位于常染色 体上，D正确。故选D。 （五）摩尔根果蝇眼色实验的延伸【科学探究】 摩尔根和他的学生绘制了第一幅果蝇各种基因在 染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性 排列。 【变式训练】（重庆市江津中学校高三模拟）图甲为 摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位 置图，图乙为利用荧光标记各个基因，得到的基因在染色体 上位置图，由图分析，正确的是（ ） A.图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因，且呈线性排列 B.图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循自由组合定律 C.图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同 D.图乙中从荧光点的分布来看，图中是两条含有染色单体的非同源染色体 【答案】A 【解析】A.据图甲可知，一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列；据图乙不 同荧光点的位置分布可以说明基因在染色体上呈显性排列，A正确；B.图甲中朱红眼基因和 深红眼基因位于同一条染色体上，不能自由组合，B错误；C.图乙中方框内的四个荧光点位 置相同，说明这四个基因可能是相同基因（遗传信息相同），也可能是等位基因（遗传信息 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 217/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 不同），因此，方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息不一定不同，C错误；D.由图 乙可知，图示为两条染色体，二者形态大小相似、基因位点相同，是一对同源染色体。同时 每条染色体的同一位置有两个基因（荧光点），据此可推测染色体中有染色单体，因此图乙 是一对含有染色单体的同源染色体，D错误。故选A。 考点二：伴性遗传 核心突破例题精讲 【例题】（全国高三其他模拟）在不发生新变异的情况下，下列有关性染色体上的基因的说 法正确的是（ ） A.图中位于Ⅱ区段的等位基因控制的性状，在后代中的表现型与性别无关 B.人类正常细胞中Y染色体Ⅲ片段上的基因不存在等位基因 C.人类X染色体Ⅰ片段上的基因只存在于女性体内 D.生物的X染色体的长度一定大于Y染色体的长度 【答案】B 【解析】A.位于X、Y染色体同源区段的等位基因控制的性状，在后代中的表现型与性别有 关，如XaXa×XAYa→XAXa（显性雌）:XaYa（隐性雄）=1:1，A错误；B.人类正常细胞中的Y染 色体Ⅲ片段无同源区段，所以其上面的基因不存在等位基因，B正确；C.Ⅰ片段上的基因既 存在于女性体内，也可能存在于男性体内，如男性红绿色盲患者XbY，C错误；D.一般而言， 生物的X染色体的长度大于Y染色体的长度，但有些生物例外，如果蝇X染色体的长度小于 Y染色体的长度，D错误。故选B。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 218/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）相关概念【生命观念】 伴性遗传：决定性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联的现象。 常染色体：常染色体上的基因决定遗传为常染色体遗传。 染色体 （如：双眼皮、白化病等） 性染色体：含有与性别相关的基因，能决定性别。性染色体上的基因决定的遗传 为伴性遗传。（如：果蝇眼色、色盲、血友病等） （二） 性别决定的类型【生命观念】 XY型：人、果蝇等 ZW型：鸟类、蛾蝶类等 环境决定型：温度（例如：蛙，龟、鳄等很多爬行类） 染色体组数决定型：蜜蜂、蚂蚁等 年龄决定型：鳝鱼等 （三） XY型性别决定【生命观念】 1.性染色体与性别（如：人、果蝇等） XX：雌性（可用♀符号表示） XY：雄性（可用♂符号表示） 2.伴性遗传的位置关系 3.伴性遗传的特点 （1）伴X染色体隐性遗传（如：红绿色盲、血友病、果蝇眼色等） ①男多女少； ②隔代交叉遗传； ③口诀：母患子必患，女患父必患。（看女性患者） 【如】红绿色盲（用B和b表示） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 219/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 女性：XBXB、XBXb、XbXb 男性：XBY、XbY （2）伴X染色体显性遗传（如：抗维生素D佝偻病等） ①男少女多； ②连续交叉遗传； ③口诀：父患女必患，子患母必患。（看男性患者） 【如】抗维生素D佝偻病（用H和h表示） 女性：XHXH、XHXh、XhXh 男性：XHY、XhY （3）伴Y染色体遗传（如：人类外耳道多毛症等） ①患者全部是男性； ②连续遗传； ③口诀：父患子必患。 【如】人类外耳道多毛症（用A和a表示） 女性：XX 男性：XYA、XYa 【变式训练】（湖南衡阳市八中高三其他模拟）某种人类遗传病是由X染色体上的显性基因 A控制的，但不会引起男性发病。现有一女性患者与一表现正常的男性结婚，其后代患该种 病的概率为50%。下列相关叙述正确的是（ ） A.亲代正常男性可能携带该病致病基因 B.亲代女性患者的基因型是杂合的 C.亲代女性患者的基因型是纯合的 D.人群中该病的发病率正好等于50% 【答案】A 【解析】ABC.现有一女性患者（XAX-）与表现正常的男性（XaY或XAY）结婚，①假设该女性 患者基因型为XAXA，男性基因型为XaY，则后代基因型及表现型为XAXa（女儿患病）、XAY（儿 子正常），后代患病率为50%，与题意相符；②假设该女性患者基因型为XAXa，男性基因型 为XaY，则后代基因型及表现型为XAXa（女儿患病）、XaXa（女儿正常）、XAY（儿子正常）、 XaY（儿子正常），后代患病率为25%，与题意不相符；③设该女性患者基因型为XAXA，男性 基因型为XAY，则后代基因型及表现型为XAXA（女儿患病）、XAY（儿子正常），后代患病率 为50%，与题意相符；④假设该女性患者基因型为XAXa，男性基因型为XAY，则后代基因型及 表现型为XAXA（女儿患病）、XAXa（女儿患病）、XAY（儿子正常）、XaY（儿子正常），后代 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 220/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 患病率为50%，与题意相符；故亲代正常男性可能携带该病致病基因，亲代女性患者的基因 型不一定是杂合的，A正确、B错误、C错误；D.男性全部表现正常，女性有的患病有的正 常，且人群中男性个体数：女性个体数=1：1，因此人群中该病的发病率低于50%，D错误。 故选A。 （四） ZW型性别决定【生命观念】 1.性染色体与性别（如：鸟类、蛾蝶类） ZW：雌性（可用♀符号表示） ZZ：雄性（可用♂符号表示） 2.应用（例：芦花鸡与非芦花鸡） 【变式训练】（江苏常熟中学高三三模）鸡的性别决定方式为ZW型，Z、W染色体存 在同源区（Ⅱ）和非同源区（Ⅰ、Ⅲ），芦花鸡羽毛的有斑纹和无斑纹是一对相对性状，无 斑纹由仅位于Ⅰ区段的隐性基因a控制。下列说法正确的是（ ） A.若某性状由位于Ⅱ区段的等位基因控制，则该性状有3种基因型 B.只有位于Ⅰ、Ⅲ区段的基因控制的性状遗传与性别有关 C.有斑纹的芦花母鸡和无斑纹的公鸡杂交，可根据羽毛斑纹确定后代性别 D.因控制有无斑纹的基因仅位于Ⅰ区段，故该基因遗传不遵循孟德尔定律 【答案】C 【解析】A.若若某性状由位于Ⅱ区段的等位基因控制，则在Ⅱ区段等位基因有ZAZA，ZAZa， ZaZa，ZAWA，ZAWa，ZaWA，ZaWa共7种，A错误；B.Ⅱ片段上的基因控制的性状也与性别有关， 如ZaZa×ZaWA，后代雌性全部为显性性状，雄性全部为隐性性状，B错误；C.有斑纹的芦花母 鸡基因型为ZAW，无斑纹的公鸡基因型为ZaZa，后代雄性全部无斑纹，雌性全部有斑纹，可 以通过羽毛斑纹确定后代性别，C正确；D.性染色体上的基因也遵循孟德尔遗传定律，D错 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 221/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 误。故选C。 （五）染色体组数决定型【生命观念】 【如】蜜蜂 【变式训练】（全国）蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵细 胞直接发育而来的。某对蜜蜂所产生的子代中，雌蜂的基因型是AaBb、aaBb，雄蜂的基因 型是Ab、ab。这对蜜蜂产生的卵细胞与精子基因型分别是（ ） A.卵细胞：AB、aB；精子：ab B.卵细胞：Ab、ab；精子：aB C.卵细胞：aB、ab；精子：Ab D.卵细胞：aB；精子：AB、ab 【答案】B 【解析】A.雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的，子代中雄蜂基因型是 Ab、ab，所以卵细 胞是Ab、ab，根据基因的自由组合定律，亲本雌蜂的基因型是Aabb，雌蜂是雌雄配子结合 产生的二倍体，子代中雌蜂基因型是AaBb、aaBb，而卵细胞是Ab、ab，所以精子是aB，故 亲本中雄蜂的基因型是aB，即B正确。故选B。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.与性别有关的基因位于性染色体上，但性染色体上还含有决定其他性状的基因，如果蝇眼 色、人类色盲等。并非所有的生物都有性染色体。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 222/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 2.有性别和无性别生物 无性别：原核生物、病毒等 动物：蚯蚓、蜗牛等 雌雄同体 雌雄同花：大多数高等植物 有性别 植物 雌雄异花：玉米，瓜类等 雌雄异体：鱼、鸟、哺乳动物等、银杏、柳、杨等 （二）细胞质遗传 细胞质遗传又称母系遗传：随母不随父，即所有后代无论性别均与母本相同。 核遗传：父方与母方各提供1/2基因 子代遗传性状 质遗传：几乎全部来自母方 【如】莱氏综合症、遗传性视神经病变 下图中的S与s代表质基因，A与a代表核基因 【变式训练】（重庆市长寿中学校高三模拟）美国国家人类基因组研究院确认了X染色体上 有1098个蛋白质编码基因，有趣的是，这1098个基因中只有54个在对应的Y染色体上有 相应功能的等位基因，而Y染色体上仅有大约78个基因。这些基因的异常会导致伴性遗传 病，下列有关叙述正确的是（ ） A.X、Y染色体上等位基因的遗传与性别相关联 B.人类基因组计划研究的是23条染色体上DNA中的脱氧核苷酸序列 C.次级精母细胞中只可能含有0或1条X染色体 D.染色体上的基因突变一定会引起基因数目的改变 【答案】A 【解析】A.性染色体上等位基因随性染色体遗传，表现型与性别相关联，A正确；B.人类基 因组计划研究的是22条常染色体和性染色体X、Y上DNA中的脱氧核苷酸序列，即人类基因 组计划研究的是24条染色体上DNA中的脱氧核苷酸序列，B错误；C.X和Y属于同源染色体， 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 223/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 减数第一次分裂后期同源染色体分离，减数第二次分裂后期着丝点分裂，染色体数目暂时加 倍，次级精母细胞中可能含有0、1条或2条X染色体，C错误；D.基因突变不会引起基因 数目的改变，会引起基因结构的改变，D错误。故选A。 考点三：伴性遗传的相关题型 核心突破例题精讲 【例题】（全国Ⅰ）已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交 配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇)，子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1。据此无法判断的 是（ ） A.长翅是显性性状还是隐性性状 B.亲代雌蝇是杂合子还是纯合子 C.该等位基因位于常染色体还是X染色体上 D.该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在 【答案】C 【解析】A.根据截翅为无中生有可知，截翅为隐性性状，长翅为显性性状，A不符合题意； B.根据杂交的后代发生性状分离可知，亲本雌蝇一定为杂合子，B不符合题意；C.无论控制 翅形的基因位于X染色体上还是常染色体上，后代中均会出现长翅:截翅=3:1的分离比，C 符合题意；D.根据后代中长翅:截翅=3:1可知，控制翅形的基因符合基因的分离定律，故可 推测该等位基因在雌蝇体细胞中是成对存在的，D不符合题意。故选C。 知识总结 （一）遗传类型的判断【科学思维】 1.系谱图法 （1）一定是 （2）一定不是 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 224/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （3）最可能是 【变式训练】（徐州一中模拟）货币状掌跖角化病是一种遗传病，患者脚掌部发病一般从幼 儿学会走路时开始，随年龄增长，患处损伤逐步加重；手掌发病多见于手工劳动者。下图为 某家族中该病的遗传系谱图，有关叙述正确的是（ ） A.通过社会群体调查可推断出此病的遗传特点 B.货币状掌跖角化病的症状表现仅由基因决定 C.由家系图判断此病最可能属于常染色体显性遗传病 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 225/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.Ⅳ代中的患者与正常人婚配生女儿可避免此病的遗传 【答案】C 【解析】A.Ⅰ代男患者的女儿正常，所以该病不可能是伴X染色体显性遗传病。家系调查可 以确定该遗传病的遗传方式和遗传特点，群体调查可以调查该遗传病的发病率，A项错误； 货币状掌跖角化病的症状表现是基因与环境共同作用的结果，B项错误；由系谱图可知，该 病有世代遗传的特点，且男女患病率相似，最可能是常染色体显性遗传病，C项正确；此病 最可能是常染色体显性遗传病，所以Ⅳ代中患者与正常人婚配，后代男女都可能患此病， D项错误。故选C。 2.程序法 【变式训练】（浙江省1月选考）小家鼠的某1个基因发生突变，正常尾变成弯曲尾。现有 一系列杂交试验，结果如下表。第①组F 雄性个体与第③组亲本雌性个体随机交配获得F。 1 2 F 雌性弯曲尾个体中杂合子所占比例为（ ） 2 杂交 P F 1 组合 雌 雄 雌 雄 ① 弯曲尾 正常尾 1/2弯曲尾，1/2正常尾 1/2弯曲尾，1/2正常尾 ② 弯曲尾 弯曲尾 全部弯曲尾 1/2弯曲尾，1/2正常尾 ③ 弯曲尾 正常尾 4/5弯曲尾，1/5正常尾 4/5弯曲尾，1/5正常尾 注：F 中雌雄个体数相同 1 A.4/7 B.5/9 C.5/18 D.10/19 【答案】B 【解析】依据以上分析，由第①组中弯曲尾与正常尾杂交，F 中雌雄个体均为弯曲尾∶正常 1 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 226/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 尾=1∶1，可推测第①组亲本基因型为XAXa×XaY，则产生的F1中雄性个体基因型及比例为 XAY：XaY=1∶1；第③组中弯曲尾与正常尾（XaY）杂交，F 中雌雄个体均为弯曲尾∶正常尾 1 =4∶1，由于亲本雄性正常尾（XaY）产生的配子类型及比例为Xa∶Y=1∶1，根据F 比例可推 1 得亲本雌性弯曲尾产生的配子类型及比例为XA∶Xa=4∶1。若第①组F1雄性个体与第③组亲 本雌性个体随机交配产生F，已知第①组F1雄性个体中XAY：XaY=1∶1，产生的配子类型及 2 比例为XA∶Xa∶Y=1∶1∶2，而第③组亲本雌性个体产生的配子类型及比例为XA∶Xa=4∶1， 则F 中雌性弯曲尾（XAXA、XAXa）个体所占比例为1/4×4/5+1/4×1/5+1/4×4/5=9/20，F 2 2 中雌性弯曲尾杂合子（XAXa）所占比例为1/4×1/5+1/4×4/5=5/20，综上，F 雌性弯曲尾个 2 体中杂合子所占比例为5/20÷9/20=5/9。因此B正确，ACD错误。故选B。 （二）“患病男孩”和“男孩患病”问题”【科学思维】 1.常染色体遗传 患病男孩的概率=患病孩子的概率×1/2 男孩患病的概率=患病孩子的概率 2.伴性遗传 患病男孩的概率=后代全部孩子中的患病概率 男孩患病的概率=后代全部男孩中的患病概率 【变式训练】（江苏高三其他模拟）有甲、乙两种单基因遗传病，调查发现以下两个家系都 有相关患者，遗传系谱图如下（已知Ⅰ 不携带乙病的致病基因）。下列分析正确的是（ ） 3 A.甲病的致病基因位于X染色体上 B.乙病为常染色体隐性遗传病 C.Ⅱ 关于这两种病的基因型有6种可能 10 D.若Ⅱ 与Ⅱ 结婚，则生育一个患甲病的男孩的概率为1/18 9 10 【答案】D 【解析】A.假设控制甲、乙两病的相关基因分别为H、h与T、t。根据系谱图中正常的Ⅰ 1 和Ⅰ 的后代中有一个女患者Ⅱ，可知甲病为常染色体隐性遗传病，A错误；B.正常的Ⅰ 2 6 3 和Ⅰ 的后代中有一个患者Ⅱ ，说明乙病为隐性遗传病，且根据题意已知Ⅰ 不携带乙病的 4 13 3 致病基因，所以可推知乙病为伴X染色体隐性遗传病，B错误；C.正常的Ⅰ 和Ⅰ 的后代中 3 4 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 227/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 有一个两病兼患的Ⅱ ，说明Ⅰ 和Ⅰ 的基因型分别是HhXTY、HhXTXt，Ⅱ 正常女性，则Ⅱ 13 3 4 10 10 的基因型有4种可能，C错误；D.由于计算Ⅱ 与Ⅱ 生育一个患甲病的男孩的概率，因此计 9 10 算时可不考虑乙病，甲病为常染色体隐性遗传病，则由系谱图分析可知Ⅰ 和Ⅰ、Ⅰ 和Ⅰ 1 2 3 4 的基因型均是Hh，Ⅱ 和Ⅱ 不患甲病，可推出Ⅱ 和Ⅱ 的基因型及比例为2/3Hh、1/3HH， 9 10 9 10 所以Ⅱ 和Ⅱ 结婚，生育一个患甲病的男孩的概率为2/3×2/3×1/4×1/2=1/18，D正确。 9 10 故选D。 （三）“十字相乘法”解决两病问题【科学思维】 【如】①两病皆患=mn ②患甲不患乙=m（1-n） ③患乙不患甲=n（1-m） ④正常=（1-m）（1-n） 【变式训练】（江苏高三其他模拟）图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图（不考虑基 因突变），其中一种遗传病的致病基因位于常染色体上，且人群中该病的发病率为l/121。 下列分析正确的是（ ） A.甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为伴X显性遗传病 B.乙病在人群中的发病率与在该家系中的发病率相同 C.Ⅱ 既不携带甲致病基因也不携带乙致病基因的概率为1/6 4 D.若Ⅱ 与某正常女性结婚，则子代患乙病的概率为1/36 2 【答案】D 【解析】A.图中Ⅰ 号和Ⅰ 号没有患乙病，但是生下Ⅱ 号为乙病患者，说明乙病为隐性病。 1 2 3 但是Ⅱ 女性患者的父亲和儿子都没有患乙病，所以乙病不是伴X染色体的隐性遗传病，应 3 该是常染色体的隐性遗传病，A错误；B.乙病为常染色体隐性遗传病，且该家系中有相关的 致病基因，所以该病在该家系中的发病率高于在人群中的发病率，B错误；C.Ⅱ 不患病， 4 所以不可能携带甲致病基因。由题可知，人群中乙病发病率为l/121，所以乙病致病基因 的频率为1/11，假设乙病致病基因为a，则a的基因频率为1/11，A的基因频率为10/11， 则人群中AA的频率为100/121，Aa的频率为20/121，aa的频率为1/121；Ⅱ 不患病，即 4 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 228/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 不可能为aa，其不携带乙致病基因（即AA）的概率为100/121÷（20/121+100/121）=5/6； 所以Ⅱ 既不携带甲致病基因也不携带乙致病基因的概率为1×5/6=5/6，C错误；D.乙病为 4 常染色体隐性遗传病，假设乙病致病基因为a，图中Ⅰ 号和Ⅰ 号没有患乙病，但是生下Ⅱ 1 2 3 号为乙病患者，所以Ⅰ 号和Ⅰ 均为杂合子Aa。则图中Ⅱ 基因型可能为1/3AA或2/3Aa； 1 2 2 由C选项可知，人群中正常女性基因型为1/6Aa或5/6AA；若Ⅱ 与某正常女性结婚，只有 2 当Ⅱ 基因型为Aa，某正常女性为Aa时，才能生出患乙病的孩子。所以二者婚配，子代患 2 乙病的概率为2/3×1/6×1/4=1/36，D正确。故选D。 （四）X染色体上的基因频率和基因型频率【科学思维】 1.公式法： 【分析】♀个体含有两条X染色体，上面都含有相应基因，所以要乘以2； ♂个体的Y染色体上不含有相应基因,只有X上有，所以只能算1个。 【例】若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个 体占6%、XaXa个体占2%，XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群的A基因频率为 90% 。 【解析】设一共有100个个体，其中雌雄个体50个，雄性个体50个， 则： 2.棋盘法：由于伴性遗传的个体，雌雄配子存在差异，我们先分别计算雌雄配子的基因频率， 再通过棋盘法，模拟雌雄配子的随机结合，进而推导出子代的基因型频率。 【例】在一个较大的果蝇种群中，XB的基因频率为90％，Xb的基因频率为l0％，雌雄果蝇 数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率分别是（ ） A.10％、10％ B.1％、2％ C.5％、0.5％ D.0.5％、5％ 【解析】由已知可得XB:Xb = 9:1，且雄性个体的X:Y = 1:1 【变式训练】（一中模拟）女娄菜为XY型性别决定的雌雄异株植物，其植株绿色(A) 对金黄色(a)是显性，且A、a基因仅位于X染色体上。研究发现，含a的花粉粒有60%不能 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 229/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 成活。现用杂合的绿色雌株与金黄色雄株杂交获得F，F 随机传粉获得F，则F 中金黄色植 1 1 2 2 株所占比例为（ ） A.7/17 B.9/17 C.7/20 D. 9/20 【答案】B 【解析】据题意可知亲本产生两种雄配子类型及比例为Xa∶Y＝2∶5，建立棋盘可得F： 1 同理可推得，F： 2 （五）基因位置的有关实验设计及分析【科学探究】 1.判定基因位于细胞核还是细胞质（不考虑伴性遗） 2.判定基因位于常染色体上还是仅位于X染色体上 （1）若已知性状的显隐关系 （2）若未知性状的显隐关系 3.判定基因位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 230/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （1）方案一 （2）方案二 4.判定基因位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上 【变式训练】（全国高三其他模拟）果蝇是遗传学研究中的模式生物之一，将一只无眼雌果 蝇与一只有眼雄果蝇杂交（Y染色体上无相关的基因），子代雌雄个体数相等，雌雄个体中 无眼:有眼=1:1。让上述实验中的子代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交，统计后代的表现型。 下列相关预期实验结果和得出的结论中，不正确的是（ ） A.若后代中雌雄果蝇全为无眼，则无眼基因位于常染色体上且为隐性 B.若后代中有眼只在雄果蝇中出现，则无眼基因位于X染色体上且为显性 C.若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现，则无眼基因位于常染色体上且为显性 D.若后代雌雄果蝇中都有无眼和有眼出现，则无眼基因位于X染色体上且为显性 【答案】D 【解析】一只无眼雌果蝇与一只有眼雄果蝇杂交，子代雌雄个体数相等，雌雄个体中无眼: 有眼=1:l。则控制无眼和有眼性状的基因可能位于常染色体上，也可能位于X染色体上。 若基因位于常染色体上，无法判定显隐性关系，若位于X染色体上，则可判定无眼为显性。 若无眼基因位于X染色体上且为显性，则子一代无眼雌果蝇的基因型可表示为XAXa，无眼 雄果蝇的基因型可表示为XAY，子一代无眼雌果蝇与无眼雄果蝇杂交，下一代中雌果蝇全 为无眼，雄果蝇中一半无眼，一半有眼，综上所述A、B、C正确，D错误。故选D。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 231/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （六）性染色体数目异常的原因【科学思维】 1.母本减Ⅰ或减Ⅱ异常 2.父本减Ⅰ或减Ⅱ异常 【变式训练】（四川成都市月考）下列配子的产生与减数第一次分裂后期染色体的异常行为 密切相关的是（ ） A.基因型为DD的个体产生含d的配子 B.基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab四种配子 C.基因型为XaY的雄性个体产生含XaY的异常精子 D.基因型为XBXb的雌性个体产生含XBXB的异常卵细胞 【答案】C 【解析】A.基因型为DD的个体产生D、d的配子，说明在减数第一次分裂前的间期，DNA分 子复制时发生了基因突变，A不符合题意；B.基因型为AaBb的个体产生AB、Ab、aB、ab四 种配子，说明在减数第一次分裂后期，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因 自由组合，属于染色体的正常行为，B不符合题意；C.基因型为XaY的雄性个体产生含XaY 的异常精子，说明在减数第一次分裂后期同源染色体没有分离，C符合题意；D.基因型为 XBXb的雌性个体产生含XBXB的异常卵细胞，说明在减数第二次分裂后期，着丝点分裂后，产 生的两条含B基因的X染色体移向了细胞的同一极，D不符合题意。故选C。 考点四：人类遗传病 核心突破例题精讲 【例题】（浙江省1月选考生物试题）遗传病是生殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾病。 下列叙述正确的是（ ） A.血友病是一种常染色体隐性遗传病 B.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男” C.重度免疫缺陷症不能用基因治疗方法医治 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 232/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 D.孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关 【答案】D 【解析】A.血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，A错误；B.由于男性和女性的细胞内都有 X染色体，故对于X连锁遗传病，男性、女性都有可能得病，如红绿色盲患者中既有女性又 有男性，B错误；C.可以采用基因治疗重度免疫缺陷症，比如严重联合免疫缺陷病可以通过 向患者的T淋巴细胞转移腺苷脱氨酶基因的方法进行治疗，C错误；D.孩子的先天畸形发生 率与母亲的生育年龄有关，如21-三体综合征，女性适龄生育时胎儿先天畸形率低，超龄 后年龄越大，胎儿先天畸形率越大，D正确。故选D。 知识总结 （一）先天性疾病与遗传病【生命观念】 先天性疾病：出生就具有的疾病，可能与遗传、环境等有关。 遗传病：由遗传物质改变引起的疾病。 注意：先天性疾病≠遗传病，遗传病≠先天性疾病 （二）人类遗传病的类型【生命观念】 单基因基因病：受一对等位基因控制的遗传病。 显性：多指、并指、软骨发育不全 隐性：镰刀型细胞贫血症、白化病、苯丙酮尿症 多基因遗传病：受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。 如：原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病 染色体异常遗传病：由染色体变异引起的遗传病。 如：唐氏综合征（21三体综合征）、性腺发育不良（X） （三）遗传病的调查方法【科学探究】 1.发病率：选取群体中发病率较高的单基因遗传病，随机抽样进行调查。 （要保证样本足够大） 2.遗传方式：选取患者家系进行进行调查，绘制遗传系谱图，再根据该病发病规律，推导遗 传方式。（具体方法见前面的系谱图法） （四）遗传病的检测与预防【社会责任】 1.手段：遗传咨询、产前诊断 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 233/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （1）遗传咨询 2.产前诊断：在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或 先天性疾病。（方法：羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、以及基因检测等） （五）人类基因组计划【社会责任】 1.目的：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。 2.结果：人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约为2.0万-2.5万个。 3.意义：认识到人类基因组的组成、结构、功能及其相互关系，有利于诊治和预防人类疾病。 【知识拓展】明确遗传病中的5个“不一定” （1）携带遗传病致病基因的个体不一定患遗传病。如女性色盲基因携带者XBXb，不患色盲。 （2）不携带遗传病基因的个体不一定不患遗传病。如21三体综合征、猫叫综合征等。 （3）先天性疾病不一定是遗传病。如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性 白内障。 （4）家庭性疾病不一定是遗传病。如由于食物中缺少维生素A，家族中多个成员患夜盲症。 （5）后天性疾病不一定不是遗传病。有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来。 【变式训练】（山东卷）人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离 的形式存在于血液中，称为cfDNA；胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎， 其DNA进入 孕妇血液中，称为cffDNA。近几年，结合DNA测序技术，cfDNA和cffDNA在临床上得到了 广泛应用。下列说法错误的是（ ） A.可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症的筛查 B.提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病 C.孕妇血液中的cffDNA可能来自于脱落后破碎的胎盘细胞 D.孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断 【答案】B 【解析】A.癌症产生的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，故可以通过检测cfDNA中相关 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 234/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 基因来进行癌症的筛查，A正确；B.提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液，该基因并不 能正常表达，不可用于治疗遗传病，B错误；C.孕妇血液中的cffDNA，可能来自胚胎细胞或 母体胎盘细胞脱落后破碎形成，C正确；D.提取孕妇血液中的cffDNA，因其含有胎儿的遗传 物质，故可通过DNA测序技术检测其是否含有某种致病基因，用于某些遗传病的产前诊 断，D正确。故选B。 专题 分子的结构、复制及实验 14 DNA 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）人类对遗传物质的探索过程Ⅱ （2）DNA分子结构的主要特点Ⅱ （3）DNA分子的复制Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征；DNA的结构决 定DNA的功能 2.科学思维——分析与综合：总结细菌转化实验和噬菌体侵染实验的原理和过程 模型与建模：建立DNA分子双螺旋结构模型 3.科学探究——实验设计与结果分析：分析人类在对遗传物质探究的实验设计思路；验证 DNA分子通过半保留方式进行复制 构思维导图 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 235/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 考点一：DNA 是主要的遗传物质 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是（ ） A.活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传 B.活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌 C.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传 D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌 【答案】D 【解析】A.活体转化实验中，小鼠体内有大量 S型菌，说明R型菌转化成的S型菌能稳定 遗传，A错误；B.活体转化实验中，无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌， B错误；C.离体转化实验中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳 定遗传，C错误；D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不 能使R型菌转化成 S型菌，D正确。故选D。 知识总结 （一） 肺炎双球菌转化实验【科学探究】 肺炎双球菌 S型细菌：有多糖类荚膜，菌落光滑，有毒性；（可以使人患肺炎或使小鼠患败血症） R型细菌：无多糖类荚膜，菌落粗糙，无毒性；（不引发上述症状） 1.体内转化实验——格里菲思 （1）过程与现象 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 236/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （2）分析 ①与②：R型活细菌无毒性，S型活细菌有毒性 ②与③：S型死细菌无毒性 ④与②③：R型活细菌转化出了S型活细菌 结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S 型活细菌。 2.体外转化实验——艾弗里 （1）过程与现象 （2）分析 ①与②③：蛋白质和荚膜多糖没有转化作用，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌发生转 化S型细菌的DNA才是“转化因子”。 ①与④：验证上述结论的正确性。 结论：S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即：DNA是遗传物质，蛋白 质和多糖不是。（肺炎双球菌发生转化的原理：基因重组。） （二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】 1.噬菌体：又称为细菌病毒，专门寄生于细菌细胞内。 外壳：蛋白质 内部遗传物质：DNA 2.噬菌体的繁殖过程：吸附→ 注入→ 合成→ 组装→ 释放 3.标记噬菌体 （1）标记方法 32S：蛋白质（理由：S仅存在于蛋白质外壳） 31P：DNA（理由：P几乎都存在于DNA中） （2）标记过程 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 237/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 4.噬菌体侵染细菌实验 实验过程 被35S标记的噬菌体 被32P标记的噬菌体 第一步 用被35S标记的噬菌体 用被32P标记的噬菌体 侵染未标记的细菌 侵染未标记的细菌 第二步 在搅拌器中搅拌，然后离心。 搅拌的目的：使细菌和噬菌体分离 离心的目的：使细菌和噬菌体分层 第三步 检测上清液和沉淀物中的放射性物质 第四步 沉淀物的放射性很低； 上清液的放射性很低； 实验结果 上清液的放射性很高。 沉淀物的放射性很高。 （子代噬菌体几乎没有35S， （子代噬菌体含有32P、31P、32S） 含有32S、31P） 【分析】 1.用35S标记 （1）上清液放射性很高的原因： 含35S的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后浮于上清液中。 （2）沉淀物有放射性的原因： 搅拌不充分，有少量含35S的蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 2.用32P标记 （1）沉淀物放射性很高的原因： 含32P的DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中。 （2）上清液有放射性的原因： 保温时间过短，部分噬菌体还没有侵染大肠杆菌； 保温时间过长，大肠杆菌已裂解释放出子代噬菌体。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 238/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 结论：DNA才是遗传物质。 【知识拓展】 （一）比较肺炎双球菌体外转化和噬菌体侵染细菌实验 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能 直接分离：分离S型细菌的DNA、荚膜 同位素标记法：分别用同位素35S、32P 处理方法 多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合 标记蛋白质和DNA 培养 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白 结论 遗传物质 质不是遗传物质 （二）“二看法”判断子代噬菌体标记情况 （三）噬菌体侵染细菌实验中的异常分析 1.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 239/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【变式训练】（浙江高考真题）某研究小组用放射性同位素32P、35S分别T 标记噬菌体，然 2 后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、 离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是（ ） A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体 B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体 C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体 D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体 【答案】C 【解析】A.甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P存在于DNA中，悬浮液含极少量 32P标记的噬菌体DNA，说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起，不会产生含32P的 子代噬菌体，A正确；B.甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P存在于DNA中，在 侵染过程中，DNA进入大肠杆菌体内，由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌， 且DNA复制为半保留复制，所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体，B正确； C.由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌，所以乙组的悬浮液含35S较多标记的噬菌体 蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误；D.由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠 杆菌，乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体，D 正确。故选C。 （三）烟草花叶病毒实验【科学探究】 1.烟草花叶病毒与烟草花叶病 2.烟草花叶病毒侵染实验 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 240/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。 （四）DNA是主要的遗传物质【科学探究】 就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒 的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传 物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。 【知识拓展】 （一）烟草花叶病毒重建实验 （二）常见的RNA病毒：HIV病毒、SARS病毒、流感病毒、新冠病毒 （三）探究遗传物质的方法 1.探究思路 （1）若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独探究。 （2）若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。 2.探究方法 （1）分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能 保证100%。 （2）同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的 化学物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。 （3）病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 241/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。 （4）酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质 是否还有控制作用，若“有”，则其遗传物质不是DNA，若“否”，则其遗传物质可能是DNA。 【变式训练】（浙江镇海中学高三其他模拟）下列关于“核酸是遗传物质的证据” 的相关实验的叙述，正确的是（ ） A.噬菌体侵染细菌实验中，用于与32P标记的噬菌体混合培养的细菌不含放射性 B.离体转化实验中，通过悬浮培养，可根据菌落特征判断是否有S型菌形成 C.S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 D.TMV感染实验中，仅用TMV的RNA无法使烟草患病 【答案】A 【解析】A.据分析可知，32P标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌，然后检测上清液和沉淀 物中的放射性物质，故在噬菌体侵染细菌实验中，用于与32P标记的噬菌体混合培养的细菌 不含放射性，A正确；B.离体转化实验中，通过悬浮培养，不能形成菌落，不能根据菌落特 征判断是否有S型菌形成，B错误；C.S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗 传物质，但仅根据此实验不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；D.TMV的RNA是遗传物质， TMV感染实验中，仅用TMV的RNA能使烟草患病，仅用TMV的蛋白质无法使烟草患病，D错 误。故选A。 考点二：DNA 分子的结构 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）某DNA片段的结构如图所示。下列叙述正确的是（ ） A.①表示胞嘧啶 B.②表示腺嘌呤 C.③表示葡萄糖 D.④表示氢键 【答案】D 【解析】A.分析图示可知，A（腺嘌呤）与①配对，根据碱基互补配对原则，则①为T（胸 腺嘧啶），A错误；B.②与G（鸟嘌呤）配对，则②为C（胞嘧啶），B错误；C.DNA分子中 所含的糖③为脱氧核糖，C错误；D.DNA两条链中配对的碱基通过④氢键相连，D正确。故 选D。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 242/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 知识总结 （一）DNA分子结构的探索历程【科学探究】 科学家 贡献 威尔金斯和 DNA的X射线衍射图谱 富兰克林 提出碱基A的量总是等于T的量， 查哥夫 C的量总是等于G的量 沃森和克里克 提出了DNA分子的双螺旋结构模型 （二）DNA分子的元素组成和基本单位【生命观念】 1.元素组成：C、H、O、N、P 2.基本单位：脱氧（核糖）核苷酸 3.单体种类： 碱基为A：腺嘌呤脱氧（核糖）核苷酸 碱基为T：胸腺嘧啶脱氧（核糖）核苷酸 碱基为G：鸟嘌呤脱氧（核糖）核苷酸 碱基为C：胞嘧啶脱氧（核糖）核苷酸 （三）DNA分子的结构【生命观念】 外侧：磷酸、脱氧核糖交替连接，构成基本骨架，按反向平行方式排列成 平面结构 两条长链； 内侧：两条链上的碱基通过氢键连成碱基对，遵循碱基互补配对原则。 （A＝T,G≡C） 空间结构：双螺旋结构（右旋） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 243/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 （四）DNA分子的特性【生命观念】 1.多样性：具有n个碱基对的DNA分子具有4n种碱基序列； 2.特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基序列； 3.稳定性： 磷酸与脱氧核糖交替连接形成基本骨架的方式不变； 碱基之间互补配对形成氢键方式不变。 【知识拓展】与相关化学键断裂和连接有关的酶 断 裂 连 接 DNA复制：解旋酶 转录：RNA聚合酶 氢 键 自动连接，不需要酶 PCR技术：高温 获取目的基因：自动断裂 基因工程中切开DNA片段：限制酶 DNA复制时连接单体：DNA聚合酶 水解DNA：DNA水解酶 RNA复制时连接单体：RNA聚合酶 磷酸二酯键 基因工程中连接DNA片段：DNA连接酶 逆转录时连接单体：逆转录酶 【变式训练】（山东高三其他模拟）通常DNA分子是由两条走向相反的多核苷酸长链形成的 右手螺旋，每一螺旋含10个碱基对，螺距为3.4nm。双螺旋的表面有一个大沟和一个小沟， 在此可发生特异核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用，活化或抑制结合位点 或其附近的基因。下列叙述错误的是（ ） A.DNA的双螺旋结构中的碱基配对方式有A—T、C—G、T—A、G—C B.染色体解螺旋形成染色质时，DNA分子的双链并未解螺旋 C.DNA中特定的核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相互作用具有特异性 D.单链的RNA与DNA相比，不具有螺旋现象 【答案】D 【解析】A.DNA的双螺旋结构中遵循碱基互补配对原则，碱基种类有四种：A、T、G、C，碱 基配对方式有A—T、C—G、T—A、G—C，A正确；B.DNA双螺旋结构很稳定，只有当复制和 转录时才会解螺旋，B正确；C.DNA中特定的核苷酸序列与特异的DNA结合蛋白质之间的相 互作用具有特异性，C正确；D.单链的RNA的某些区域也具有螺旋结构，D错误。故选D。 考点三：DNA 分子的复制 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高三二模）研究人员将含14N-DNA的大肠杆菌转移到15NHC1培养液中，培养 4 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 244/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 24h后提取子代大肠杆菌的DNA，将DNA热变性处理，形成单链。然后进行密度梯度离心， 管中出现的两种条带分别对应下图中的两个波峰，下列叙述中不正确的是（ ） A.大肠杆菌增殖一代所需时间为8小时 B.热变性处理，破坏了DNA分子的氢键 C.延长培养时间，两种条带对应的峰值均会增大 D.若DNA不经热变性处理，直接密度梯度离心，试管中也会出现两种条带 【答案】C 【解析】A.根据分析可知，大肠杆菌增殖了3次用时24小时，故增殖一代所需时间为8小 时，A正确；B.热变性处理，使DNA形成单链，说明破坏了DNA分子的氢键，B正确；C.延 长培养时间，14N的链对应的峰值均会减小，15N的链对应的峰值将会增大，C错误；D.若DNA 不经热变性处理，直接密度梯度离心，试管中也会出现中带（14N/15N）和重带（15N/15N）两种 条带，D正确。故选C。 知识总结 （一）DNA分子复制方式的探究【科学探究】 1.提出问题：DNA分子是如何复制的？ 2.提出假说 假说一：全保留复制 假说二：半保留复制（沃森和克里克） 3.演绎推理 ①检测方案（同位素标记法和密度梯度离心法） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 245/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ②全保留复制 ③半保留复制 4.检验推理 5.得出结论：DNA分子的复制方式为半保留复制。 （二）DNA分子的复制【生命观念】 （二）DNA分子的复制 1.过程（多位点边解旋边双向复制） 2.条件： 模板：亲代DNA分子中的每条母链 原料：游离的四种脱氧核苷酸。 酶：解旋酶和DNA聚合酶 能量：ATP 3.原则：碱基互补配对原则 4.特点：半保留复制 5.意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。 6.精确复制的原因： 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 246/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ①双螺旋结构为其提供精确模板； ②碱基互补配对原则及半保留复制使复制准确进行。 7.场所： 真核生物：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物：拟核（主要）、细胞质（如：质粒） DNA病毒：宿主细胞内 8.时间：主要有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期（该过程中容易发生基因突变） 【变式训练】（湖南长郡中学高三其他模拟）真核生物的DNA分子中有多个复制起 始位点，可以大大提高DNA复制速率。中科院李国红团队通过研究揭示了一种精细的DNA 复制起始位点的识别调控机制，该成果入选 2020年中国科学十大进展。下列叙述错误的是 （ ） A.DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点 B.DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复制模板 C.可将外源的尿嘧啶核糖核苷酸掺入新合成的DNA链中来鉴定复制起始位点 D.DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个方向进行 【答案】C 【解析】A.DNA复制起始位点是解旋酶与DNA的初始结合位点，使DNA解旋后并开始复制， A正确；B.复制时以DNA两条链为模板，DNA的两条链在复制起始位点解旋后都可以作为复 制模板，B正确；C.DNA中不含尿嘧啶，故DNA复制过程中不会利用外源的尿嘧啶核糖核苷 酸，C错误；D.DNA两条链为反向平行，DNA复制时可能是从复制起始位点开始同时向两个 方向进行，这种多起点双向复制可提高DNA分子的合成效率，D正确。故选C。 考点四：与 DNA 分子相关的计算 核心突破例题精讲 【例题】【例题】（浙江高考真题）含有100个破基对的—个DNA分子片段，其中一条链的 A+T占40%，它的互补链中G与T分别占22%和18%，如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶 脱氧核糖核苷酸数量为（ ） A.240个 B.180个 C.114个 D.90个 【答案】B 【解析】A.分析题意可知：该DNA片段含有100个碱基对，即每条链含有100个碱基，其中 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 247/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 一条链（设为1链）的A+T占40%，即A+T=40个，则C+G=60个；互补链（设为2链）中 1 1 1 1 G与T分别占22%和18%，即G=22，T=18，可知C=22，则G=60-22=38=C，故该DNA片段 2 2 1 1 2 中C=22+38=60。已知DNA复制了2次，则DNA的个数为22=4，4个DNA中共有胞嘧啶脱氧 核苷酸的数量为4×60=240，原DNA片段中有60个胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，则需要游离的 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为240-60=180，B正确，ACD错误。故选B。 知识总结 （一）DNA分子结构的探索历程【科学探究】 ①公式法 公式一：此公式主要用于与DNA单链有关的计算 A＝T，T＝A，C＝G，G＝C 1 2 1 2 1 2 1 2 公式二：此公式主要用于与DNA双链有关的计算 A＝T，C＝G 公式三：两个不互补的碱基之和等于全部碱基的一半； 此公式主要用于与DNA双链有关的计算 A+C＝A+G＝T+C＝T+G＝50% 【变式训练】（黑龙江佳木斯一中高三三模）如下图为果蝇细胞内某基因结构示意 图，共由1000对脱氧核苷酸组成，其中碱基A占30%。下列说法正确的是（ ） A.该基因可能存在叶绿体基质中，在遗传时没有一定的规律 B.该基因的一条脱氧核苷酸链中（C＋G）:（A＋T）为3:2 C.在次级精母细胞中该基因不可能成对存在 D.该基因在复制和转录时，②处的化学键既可断裂也可以形成 【答案】D 【解析】A.在真核细胞中，DNA主要分布在细胞核内的染色体上，此外在线粒体和叶绿体中 也有少量分布，但图示的基因为果蝇细胞内的基因结构，果蝇为动物，不含有叶绿体，因此 该基因不含存在于叶绿体基质中，A错误；B.由分析可知，该DNA分子中T%=A%=30%，G%= C%=50%-30%=20%，则该DNA分子中（C+G）/（A+T）为2:3，根据碱基互补配对原则，该基 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 248/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 因的一条脱氧核苷酸链中（C+G）/（A+T）为2:3，B错误；C.等位基因的分离发生在减数第 一次分裂后期，即次级精母细胞中一般不存在等位基因，但如果发生了交叉互换或者是基因 突变，则在次级精母细胞中该基因可能成对存在，C错误；D.DNA复制的模板是解开的DNA 分子的两条链分别为模板，而转录的模板是发生部分解旋的DNA分子的一条链，显然该基因 在复制和转录时，②处的化学键即氢键均需要断裂，复制和转录过程结束后均再形成，D正 确。故选D。 （二）与DNA分子复制有关的计算【科学思维】 1.同位素标记型（绘图法） 【例】（开原市第二高级中学高三二模）一个双链均被 32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其 置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是（ ） A.该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关 B.复制过程需要2.4×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的单链与含31P的单链数目之比为1:7 D.子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数目之比为1:3 【答案】B 【解析】A.DNA分子中碱基对的排列方式多种多样，这决定了DNA分子的多样性，而每个DNA 分子都有其特定的碱基排列序列，这又决定了DNA分子的特异性，A正确；B.复制过程需要 游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为3000×（8-1）=2.1×104个，B错误；C.由题意知被32P标记 的DNA单链是2条，含有31P的单链是2×8-2=14条，因此子代DNA分子中含32P的单链与含 31P的单链之比为1:7，C正确；D.子代DNA分子中含32P的DNA分子在两个，只含31P的分子 数是6个，二者之比是1:3，D正确。故选：B。 2.复制n次与第n次复制（设DNA分子中某碱基数为m） ①复制n次共需要某碱基的数目＝ m∙2n-2 ②第n次复制需要某种碱基的数目＝ m∙[2n-2n-1]＝ m∙2n-1 3.与染色体相关的计算（绘图法） 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 249/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 【例】（山东高三期中）在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到 新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含 半标记DNA（一条链被标记）的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA（两条链均被标记） 的染色单体荧光被抑制（无明亮荧光）。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第 三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是（ ） A.1/2的染色体荧光被抑制 B.1/4的染色单体发出明亮荧光 C.全部DNA分子被BrdU标记 D.3/4的DNA单链被BrdU标记 【答案】C 【解析】A.新的DNA分子的合成是以Brdu为原料进行的，所以新合成的DNA分子全部含有 Brdu，因此全部DNA分子被BrdU标记，A正确B.第二次有丝分裂中期，有1/2的单体DNA 的双链都被Brdu标记，因此荧光被抑制，B正确；C.第二次有丝分裂中期，所有的染色体 都含有1条单体只有一条链DNA中含有Brdu，所以所有的染色体都能发出明亮荧光，C错误； D.细胞复制2次，1个DNA分子可以形成4个DNA分子，共8条链，但只有2条链没有被标 记，所以被BrdU标记共有6条链，比例为3/4，D正确。故选C。 4.与细胞分裂相关的计算（绘图法） ①有丝分裂 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 250/489 学科网（北京）股份有限公司衡水生物一本通2023高考 2023 高考 ②减数分裂 【变式训练】（山东省实验中学高三二模）某果蝇精原细胞中8条染色体上的DNA已全部被 15N标记，其中一对同源染色体上有基因A和a，现给此精原细胞提供含14N的原料让其连续 进行两次分裂，产生四个子细胞，分裂过程中无基因突变和染色体畸变发生。下列叙述中正 确的是（ ） A.若四个子细胞中均含4条染色体，则一定有一半子细胞含有a基因 B.若四个子细胞中均含8条染色体，则每个子细胞中均含2个A基因 C.若四个子细胞中的核DNA均含15N，则每个子细胞均含8条染色体 D.若四个子细胞中有一半核DNA含15N，则每个子细胞均含4条染色体 【答案】A 【解析】A.若四个子细咆中均含4条染色体，则细胞进行的减数分裂，因此有一半子细胞含 有a基因，A正确；B.若四个子细胞中均含8条染色体，则细胞进行的是有丝分裂，则每个 子细胞中均只含有1个A基因，B错误；C.若四个子细胞中的核DNA均含15N，则DNA只复制 一次，细胞进行的是减数分裂，四个子细胞中均含4条染色体，C错误；D.若四个子细胞中 有一半核DNA含15N，则细胞进行的是有丝分裂，每个子细胞均含8条染色体，D错误。故选 A。 名校联盟一本通，一册在手，高分就有。独家售卖平台淘宝：名校学习资料小站 251/489 学科网（北京）股份有限公司专题 基因的本质及表达 15 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）基因的概念Ⅱ （2）遗传信息的转录和翻译Ⅱ （3）基因与性状的关系Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子转录、翻译的过 程 2.科学思维——模型与建模：运用中心法则，阐明DNA分子上的遗传信息通过RNA指导蛋白 质合成的过程 3.科学探究——实验设计与结果分析：验证DNA分子通过半保留方式进行复制；结合实例 分析基因表达的异常情况 构思维导图 252/489 学科网（北京）股份有限公司考点一：基因的本质和表达 核心突破例题精讲 【例题】（广东高三其他模拟）下列有关基因、蛋白质和核酸之间关系的叙述，错误的是（ ） A.同一生物不同的体细胞中核DNA分子是相同的，蛋白质和RNA不完全相同 B.基因中的遗传信息通过mRNA决定蛋白质中的氨基酸排列顺序 C.蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子较多，转录成的mRNA分子也较多 D.真核细胞中，转录主要在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中进行 【答案】C 【解析】A.由于基因的选择性表达，同一生物不同的体细胞中核DNA分子是相同的，蛋白质 和RNA不完全相同，A正确；B.基因中的遗传信息通过mRNA决定蛋白质中的氨基酸排列顺 序，B正确；C.蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子不变，转录成的mRNA分子较多，C错误； D.真核细胞中，转录主要在细胞核中进行，蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上进行，D正 确。故选C。 知识总结 （一）基因的本质【生命观念】 （二）RNA分子的组成和结构【生命观念】 1.元素组成：C、H、O、N、P 2.基本单位：核糖核苷酸 253/489 学科网（北京）股份有限公司3.单体种类： 碱基为A：腺嘌呤核糖核苷酸 碱基为U：尿嘧啶核糖核苷酸 碱基为G：鸟嘌呤核糖核苷酸 碱基为C：胞嘧啶核糖核苷酸 4.结构：一般是单链，长度比DNA短；能通过核孔从细胞核转移到细胞质中。 5.种类 mRNA：信使RNA。以密码子的形式，携带来自DNA的遗传信息，是蛋白质合成的直接模板 tRNA：转运RNA。携带的反密码子能与mRNA上的密码子互补配对，转运氨基酸 （每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸） rRNA：核糖体RNA。核糖体的组成成分（某些rRNA还能催化肽键的形成） 【知识拓展】 （一）课本聚集：DNA和RNA的比较 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧（核糖）核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A、C、G、T A、C、G、U 结 构 双螺旋结构 大多为单链结构 真核生物：主要在细胞核 （线粒体、叶绿体） 分 布 主要存在于细胞质 原核生物：主要在拟核 （质粒） 与甲基绿反应呈绿色 显色反应 与吡罗红反应呈红色 与二苯胺在沸水浴加热条件下呈蓝色 ①是RNA病毒的遗传物质 ②mRNA：携带密码子， 是主要的遗传物质， 传递遗传信息 功 能 携带和复制遗传信息， ③tRNA：运输氨基酸 并指导蛋白质的合成。 ④rRNA：组成核糖体 ⑤少数作为酶，具有催化作用 （二）真核生物基因的结构 254/489 学科网（北京）股份有限公司提示：内含子为非编码系列，不能编码蛋白质合成。 【变式训练】（辽宁高三其他模拟）在人类的基因组中，编码蛋白质的基因序列只占人类基 因组全长的2%，其余98%的序列都是非编码序列。研究表明，这些非编码序列也具有重要功 能，如内含子序列，基因与基因之间的间隔区序列，都能转录为非编码RNA。它们虽然不能 被翻译为蛋白质，但是发挥着重要的生理和生化功能。有科学家建议将这些转录生成此类非 编码RNA的DNA片段称为RNA基因。下列有关说法正确的是（ ） A.RNA基因的基本单位是核糖核苷酸 B.tRNA是由DNA的非编码序列转录形成的 C.生物遗传信息的多样性仅由基因的编码区决定 D.人体细胞内的DNA是主要的遗传物质 【答案】B 【解析】A.RNA基因的本质为DNA片段，基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；B.tRNA是由 DNA转录而来，但是不编码蛋白质，属于题干中由非编码序列转录形成的，B正确；C.生物 遗传信息的多样性由DNA上的脱氧核苷酸的排列顺序决定，包括编码区和非编码区，C错误； D.人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其中DNA是遗传物质，D错误。故选B。 （三）基因的表达【生命观念】 1.转录：通过RNA聚合酶以一条DNA链为模板合成RNA的过程。 ①过程 255/489 学科网（北京）股份有限公司②要点（以真核生物为例） 场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 产物：mRNA（还有tRNA和rRNA） 模板：DNA的一条链 条件 原料：游离四种核糖核苷酸 酶：RNA聚合酶（作用于磷酸二酯键和氢键） 能量：ATP 信息流动方向： DNA → mRNA （遗传信息） （密码子） 2.翻译：游离在细胞中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的蛋白质 的过程。 ①过程 ②要点（以真核生物为例） 场所：核糖体 产物：有一定氨基酸顺序的蛋白质 模板：mRNA 条件 原料：游离20种 酶：rRNA（催化肽键形成） 能量：ATP 信息流动方向： mRNA → 蛋白质 （密码子） （控制性状） 【变式训练】（河北高考真题）许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。 下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是（ ） 256/489 学科网（北京）股份有限公司药物名称 作用机理 羟基脲 阻止脱氧核糖核苷酸的合成 放线菌素D 抑制DNA的模板功能 阿糖胞苷 抑制DNA聚合酶活性 A.羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏 B.放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制 C.阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸 D.将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响 【答案】BCD 【解析】A.据分析可知，羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成，从而影响肿瘤细胞中DNA复制 过程，而转录过程需要的原料是核糖核苷酸，不会受到羟基脲的影响，A错误；B.据分析可 知，放线菌素D通过抑制DNA的模板功能，可以抑制DNA复制和转录，因为DNA复制和转录 均需要DNA模板，B正确；C.阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性而影响DNA复制过程，DNA聚合 酶活性受抑制后，会使肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸，C正确；D.将三种药物 精准导入肿瘤细胞的技术可以抑制肿瘤细胞的增殖，由于三种药物是精准导入肿瘤细胞，因 此，可以减弱它们对正常细胞的不利影响，D正确；故选BCD。 【知识拓展】 （一）课本聚焦 1.密码子 概念：信使RNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基 种类：共64种，其中决定氨基酸的密码子有61种。含2种起始密码子（AUG甲硫氨酸， GUG缬氨酸），3种终止密码子（不决定氨基酸：UAA、UAG、UGA） 数量关系：1种密码子只对应1种氨基酸以及1种tRNA；而1种氨基酸却可对应1种或多 种密码子以及1种或多种tRNA 【如】 绝大多数氨基酸都有几个密码子，这一现象称为密码子的简并。即：密码子具有简并性。 257/489 学科网（北京）股份有限公司2.tRNA 结构：三叶草叶形 结构 种类：共61种 数量关系：1种tRNA只能转运1种氨基酸； 1种氨基酸可由1种或多种tRNA转运。 3.翻译效率（特点：快速高效） 原因：1个mRNA可相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，称为多聚核糖体 方向：从短到长（如图：从左到右） 意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质 结果：合成多条相同的肽链（理由：模板mRNA相同） （二）原核生物的基因表达（边转录边翻译） （三）遗传信息、密码子和反密码子的比较 遗传信息 密码子 反密码子 在DNA上，是基因中脱氧 在mRNA上，决定1个 在tRNA上，是与密码子 存在位置 核苷酸的排列顺序 氨基酸的3个相邻碱基 互补配对的3个碱基 （除RNA病毒） 决定氨基酸的排列顺序 决定氨基酸的排列顺序 与mRNA上的密码子互补， 作 用 的根本原因 的直接原因 以确定氨基酸在上面的 （间接决定） 位置 （四）复制、转录和翻译的联系 258/489 学科网（北京）股份有限公司（五）复制、转录和翻译的比较 复 制 转 录 翻 译 细胞分裂（有丝分裂和减 时间 个体生长发育的整个过程 数第一次分裂前）的间期 真核细胞：主要在细胞核，以及线粒体、叶绿体 场所 核糖体 原核细胞：主要在拟核，以及细胞质（例如：质粒） 模板 DNA的两条链 DNA的一条模板链 mRNA 原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 酶（解旋酶、DNA聚合酶）、 条件 酶（RNA聚合酶）、ATP 酶（rRNA）、ATP和tRNA ATP 1个单链RNA 产物 2个双链DNA 多肽链 （mRNA、tRNA、rRNA） 半保留复制 边解旋边转录 一个mRNA上结合多个 特点 （多起点边解旋边双向 （原核细胞：边转录 核糖体，依次合成多条肽 复制） 边翻译） 链 碱基 A－T、T－A A－U、T－A A－U、U－A 配对 G－C、C－G G－C、C－G G－C、C－G 遗传信 DNA→DNA DNA→mRNA mRNA→蛋白质 息传递 【变式训练】（浙江高三一模）下图表示细胞内的相关生理过程，下列有关叙述正确的是 A.图1中组成b、c的化学成分完全相同 B.图1中a的移动方向与图2中e的移动方向相同 C.细胞内酶的合成都必须经过图1、图2所示过程 D.在真核、原核细胞中，图1、图2所示过程均可能同时同地进行 259/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】D 【解析】A.图1中的b在DNA链上，表示胞嘧啶脱氧核苷酸，含有脱氧核糖；c在RNA链上， 表示胞嘧啶核糖核苷酸，含有核糖，b、c的化学成分不完全相同，A错误；B.图1中d部分 RNA链已经脱离，说明是初始阶段形成的，所以a即RNA聚合酶是从右向左移动的。图2右 侧游离的氨基酸连接到左侧肽链上，说明e即核糖体是从左向右移动的，所以二者的移动方 向相反，B错误；C.酶的本质绝大多数是蛋白质，需要经过转录和翻译过程，少数酶是RNA， 不需要经过翻译，C错误；D.真核细胞的转录过程主要发生在细胞核中，翻译过程发生在细 胞质中，而在线粒体和叶绿体中的两个过程能同时进行。原核细胞没有成形的细胞核，所以 转录和翻译在细胞质中同时同地进行，D正确。故选D。 考点二：中心法则 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）遗传信息传递方向可用中心法则表示。下列叙述正确的是（ ） A.劳氏肉瘤病毒的RNA可通过逆转录合成单链DNA B.烟草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传密码传递给子代 C.果蝇体细胞中核DNA分子通过转录将遗传信息传递给子代 D.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在期通过转录和翻译合成 【答案】A 【解析】A.劳氏肉瘤病毒是逆转录病毒，其RNA可通过逆转录合成单链DNA，A正确；B.烟 草花叶病毒的RNA可通过复制将遗传信息传递给子代，B错误；C.果蝇体细胞中核DNA分子 通过复制将遗传信息传递给子代，C错误；D.洋葱根尖细胞中DNA聚合酶主要在G1期通过 转录和翻译合成，D错误。故选A。 知识总结 （一）中心法则【生命观念】 1.能分裂的细胞及噬菌体等DNA病毒 260/489 学科网（北京）股份有限公司2.不能分裂的细胞 3.烟草花叶病毒等大部分RNA病毒 4.HIV等逆转录病毒 【变式训练】（浙江高考真题）某单链RNA病毒的遗传物质是正链 RNA（+RNA）。 该病毒感染宿主后，合成相应物质的过程如图所示，其中①~④代表相应的过程。下列叙述 正确的是（ ） A.+RNA复制出的子代RNA具有mRNA的功能 B.病毒蛋白基因以半保留复制的方式传递给子代 C.过程①②③的进行需 RNA 聚合酶的催化 D.过程④在该病毒的核糖体中进行 【答案】A 【解析】A.结合图示可以看出，以+RNA 复制出的子代 RNA为模板合成了蛋白质，因此+RNA 复制出的子代 RNA具有mRNA 的功能，A正确；B.病毒蛋白基因是RNA，为单链结构，通过 两次复制过程将基因传递给子代，而不是通过半保留复制传递给子代，B错误；C.①②过程 是RNA复制，原料是4种核糖核苷酸，需要RNA聚合酶；而③过程是翻译，原料是氨基酸， 不需要RNA聚合酶催化，C错误；D.病毒不具有细胞结构，没有核糖体，过程④在宿主细 胞的核糖体中进行，D错误。故选A。 （二）与中心法则有关的计算【科学思维】 261/489 学科网（北京）股份有限公司1.碱基、密码子、氨基酸等的计算（不考虑非编码区和内含子） DNA（基因） : mRNA : 密码子 : tRNA : 氨基酸 碱基个数 碱基个数 个数 个数 个数 6 : 3 : 1 : 1 : 1 2.转录过程中碱基的计算（绘图法） 【例】假设某一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的 DNA分子区段中，“C+T”的个数以及该mRNA你翻译成的蛋白质所含有氨基酸的个数分别是 （不考虑终止密码子）（ ） A.60、20 B.80、40 C.40、20 D.40、30 【解析】（1）mRNA是以DNA的一条链为模板转录而来的，若mRNA有60个碱基，则转录该 mRNA的DNA含有碱基数为60×2=120个．根据碱基互补配对原则，DNA双链中不配对碱基之 和占碱基总数的一半，所以C和T共有60个．（2）DNA（或基因）中碱基数：mRNA上碱基 数：氨基酸个数=6:3:1，该mRNA上有60个碱基，则该mRNA翻译成的蛋白质所需氨基酸的 个数为60/3=20个。（如图） 注意： 1.已知氨基酸数目求其他，一般用至少； 2.已知基因中碱基的数目求其他，一般用至多； 3.解题时，若没有特殊提示通常不考虑终止密码子。 【变式训练】（河南高三二模）图①②③分别表示人体细胞中发生的3种生物大分 子的合成过程，下列叙述正确的是（ ） 262/489 学科网（北京）股份有限公司A.造血干细胞发生①②过程的场所是细胞核 B.已知过程②的α链及其模板链中鸟嘌呤分别占27%、17%，该α链对应的双链DNA区段中 腺嘌呤所占的碱基比例为29% C.同一种tRNA携带的氨基酸种类可能不同 D.胰岛B细胞和肝细胞的相同DNA进行过程②时产生的mRNA可能相同 【答案】D 【解析】A.造血干细胞中，含有DNA分子的有细胞核和线粒体，故造血干细胞发生①DNA复 制和②转录的场所有细胞核和线粒体，A错误；B.转录时α链其模板链中鸟嘌呤（G）分别 占27%、17%，根据碱基互补配对原则可得出模板链的C占27%，则模板链C+G占44%，因此 双链DNA中的C+G占44%，双链DNA分子中A+T占56% ，双链中A=T，则该α链对应的双链 DNA区段中腺嘌呤所占的碱基比例为28%，B错误；C.同一种tRNA的反密码子一致，对应的 密码子一致，所以携带的氨基酸种类一致，C错误；D.相同DNA在不同细胞中可能出现基因 的选择性表达，产生的mRNA可能不同；但是控制基本生命活动的基因（管家基因）在胰岛 B细胞和肝细胞都会表达，如控制呼吸酶、ATP合成酶和水解酶合成的基因，故产生的mRNA 也可能相同，D正确。故选D。 考点三：基因控制生物的性状 核心突破例题精讲 【例题】（山东高三期中）某种动物的毛色受一对等位基因A和a的控制，A控制黄色色素 相关酶的合成，a控制黑色色素相关酶的合成。纯合黄色个体与纯合黑色个体杂交，子一代 却表现为介于黄色和黑色之间的不同毛色。研究发现，在A基因中有一段碱基序列可发生甲 基化修饰。未甲基化时，A基因正常表达，表现为黄色；甲基化后，A基因的表达就受到抑 制。环境差异会导致甲基化程度不同，甲基化程度越高，体色就越深。下列相 关说法错误的是（ ） A.上述实例说明基因可以通过控制酶的合成进而控制生物的性状 B.上述实例说明甲基化程度越高，A基因的表达受到的抑制越明显 263/489 学科网（北京）股份有限公司C.上述实例说明A基因中的甲基化修饰会使A基因突变为a基因 D.上述实例说明甲基化修饰可使基因型相同的个体表现不同的性状 【答案】C 【解析】A.分析题干信息：A控制黄色色素相关酶的合成，a控制黑色色素相关酶的合成， 故上述实例说明基因可以通过控制酶的合成进而控制生物的性状，A正确；B.上述实例说明 环境差异会导致甲基化程度不同，甲基化程度越高，A基因的表达受到的抑制越明显，B正 确；C.上述实例说明A基因中的甲基化修饰并未改变基因中碱基的排列顺序，故不会使A 基因突变为a基因，C错误；D.上述实例说明环境差异会导致甲基化程度不同，甲基化程度 不同，个体性状不同，故推断甲基化修饰可使基因型相同的个体表现不同的性状，D正确。 故选C。 知识总结 （一）基因控制性状的途径【生命观念】 【例】 【例】 264/489 学科网（北京）股份有限公司（二）基因与性状的关系【生命观念】 1.一般而言1个基因决定1种性状，但有时1个基因可影响多个性状； （如：下图中的基因1就会影响性状B和C） 2.生物体的1种性状有时受多个基因的影响； （如玉米叶绿体的形成至少与50多个不同的基因有关） 3.生物的性状是基因与环境共同作用的结果。基因型相同，表现型可能不同；基因型不同， 表现型可能相同。反之，亦是如此。 【变式训练】（江苏淮海中学高三其他模拟）如图为人体内基因对性状的控制过程， 据图分析正确的是（ ）多选 A.基因1和基因2能出现在人体内的同一个细胞中 265/489 学科网（北京）股份有限公司B.图中①过程需RNA聚合酶的催化，②过程需tRNA的协助 C.老年人头发变白的原因是基因1结构异常导致不能合成酪氨酸酶 D.黑色素的形成过程能看出基因通过控制酶的合成，控制代谢过程进而控制生物性状 【答案】BD 【解析】A.人体所有的体细胞都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的，含有相同的基因， 因此基因1和基因2同时存在于人体所有的体细胞中，A错误；B.图中①过程表示转录过程， 需RNA聚合酶的催化，②过程表示翻译过程，需tRNA的协助，B正确；C.老年人头发变白 的原因是酪氨酸酶活性降低，黑色素的合成减少，C错误；D.图中①②③是基因通过控制酶 的合成，来控制生物体的性状，控制代谢过程进而控制生物性状，D正确。故选BD。 266/489 学科网（北京）股份有限公司专题 生物的变异 16 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）基因突变的特征和原因Ⅱ （2）基因重组及其意义Ⅱ （3）染色体结构变异和数目变异Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：基因突变、基因重组改变生物体的性状 2.科学思维——比较与分类、归纳与演绎：可遗传变异的类型及其判定、染色体变异类型 比较 3.科学探究——实验设计与实验结果分析：生物变异类型的探究 构思维导图 267/489 学科网（北京）股份有限公司考点一：基因突变 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成， 其中第1~138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码第 139个氨基 酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（ ） A.该变异属于基因突变 B.基因能指导蛋白质的合成 C.DNA片段的缺失导致变异 D.该变异导致终止密码子后移 【答案】C 【解析】A.该变异是由基因上编码第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的，故属于基因突 变，A不符合题意；B.基因结构的改变导致了相应蛋白质的改变，说明基因能指导蛋白质的 合成，B不符合题意；C.分析题意可知，该变异发生了一个碱基对的缺失，而非DNA片段的 缺失，C符合题意；D.α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146 个氨基酸组成，说 明变异后形成的蛋白质中氨基酸数目增多，可推测该变异导致终止密码子后移，D不符合题 意。故选C。 知识总结 （一）可遗传的变异和不可遗传的变异【生命观念】 实验过程 可遗传的变异 不可遗传的变异 遗传物质 发生变化 不发生变化 是否发生变化 不可以遗传给后代，变异性状 遗传情况 可以遗传给后代 仅限于当代表现 来源（类型） 基因突变、基因重组、染色体变异 环境条件改变 联系 注意： 1.可遗传的变异若发生在配子中，将有可能遵循遗传规律传递给后代； 2.可遗传的变异若发生在体细胞中，一般不能遗传，但可以通过无性生殖传递给后代。 268/489 学科网（北京）股份有限公司（二）基因突变实例分析【生命观念】 1.实例：镰刀型细胞贫血症 2.病因分析： 3.病因 根本原因：血红蛋白的多肽链上发生了氨基酸替换；（由谷氨酸替换成了缬氨酸） 直接原因：控制血红蛋白分子合成的基因上一个碱基对发生替换。 （即：基因突变）（A-T替换为T-A） 4.症状：红细胞呈镰刀状，运输O 的能力降低，容易破裂，使人患溶血性贫血。 2 （三）基因突变的要点【生命观念】 1.概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变； 2.时间：主要在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期,发生于DNA复制过程中； （也可发生在二分裂和无丝分裂的DNA复制过程中） 3.结果：产生新基因（等位基因） 4.原因 物理因素：紫外线、X射线及其他辐射（损伤细胞内的DNA） 外因 化学因素：亚硝酸、碱基类似物（改变核酸的碱基） 生物因素：某些病毒的遗传物质（影响宿主DNA） 内因：DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等 5.特点 普遍性：任何生物个体 随机性：个体发育的任何时期和部位 低频性：自然状态下，频率很低 不定向性：一个基因可以向不同方向发生突变，产生一个以上的等位基因 多害少利性：可能破坏生物体与现有环境的协调关系 6.意义 269/489 学科网（北京）股份有限公司新基因产生的途径 是生物变异的根本来源 是生物进化的原始材料 【变式训练】（湖南高三其他模拟）下图为某植物细胞一个DNA分子中a、b、c三个 基因的分布状况，图中I、II为无遗传效应的序列。下列有关叙述错误的是（ ） A.I、II也可能发生碱基对的增添、缺失和替换，但不属于基因突变 B.在每个植物细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质 C.基因a、b、c均可能发生基因突变，体现了基因突变具有随机性 D.一个细胞周期中，间期基因突变频率较高，是由于间期进行DNA的复制 【答案】B 【解析】A.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作 基因突变，I、II为无遗传效应的序列，不是基因，故I和II发生的碱基的增添、缺失和 替换，不属于基因突变，A正确；B.细胞分化的实质是基因的选择性表达，故在每个植物细 胞中，a、b、c基因不一定都表达出相应蛋白质，B错误；C.基因突变的特点：普遍性、随 机性、不定向性、多害少利性等，基因a、b、c均可以发生基因突变，体现了基因突变具有 随机性；D.细胞分裂间期的S期进行DNA分子的复制，基因突变的频率此时较高，D正确。 故选B。 【知识拓展】 （一）基因突变与性状的关系 1.基因突变对蛋白质的影响 碱基对 影响范围 对氨基酸序列的影响 只改变1个或者不改变氨基酸序列，也可能使翻译 替换1个碱基对 小 提前终止 增添（缺失）1个碱基对 大 不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列 增添（缺失）3个连续 增添（缺失）位置增加（缺失）1个氨基酸对应的序 小 碱基对 列 2.基因突变可改变生物性状的3大成因 （1）基因突变可能引起肽链不能合成；（改变起始密码子） （2）肽链延长或缩短；（终止密码子提前或推后出现） 270/489 学科网（北京）股份有限公司（3）肽链中氨基酸种类改变。 提醒：以上改变会引发蛋白质结构和功能改变，进而引发生物性状的改变。 3.基因突变未改变生物性状的4大成因 （1）突变部位：可能发生在没有遗传效应的DNA片段；（如：非编码区、内含子等） （2）密码子的简并性：基因突变后新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸； （3）隐性突变：如 AA → Aa； （4）有些突变改变了蛋白质中个别位置的氨基酸，但该蛋白质的功能不变。 （二）显性突变和隐性突变 1.显性突变：aa → Aa（当代表现）  隐性突变：AA → Aa → aa（当代不表现，一旦表现即为纯合子） 2.判定方法 （1）选取突变体与其他已知未突变体杂交，据子代性状表现判断。 【如】若为显性突变，则： 若为隐性突变，则： （2）让突变体自交，据子代有无性状分离而判断。 【如】若为显性突变，则： 若为隐性突变，则： （三）有关基因突变的6点提醒 1.DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构变化，才是基 因突变。 2.基因突变不只是发生在分裂间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂 前的间期，但也能发生在其他各时期，只是突变率更低。 271/489 学科网（北京）股份有限公司3.诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突 变的方向，因为基因突变具有不定向性的特点。 4.基因突变时碱基对的改变可多可少：基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数 目的改变，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改 变也叫基因突变。 5.基因突变不会改变DNA分子上基因的数目和位置：基因突变发生在基因内部，并没有改变 DNA分子上基因的数目和位置。 6.基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增 产不利。 （四）病毒的基因突变 1.基因突变的结果通常是产生它的等位基因，但病毒和原核生物的基因一般是单个存在的， 不存在等位基因。因此，它们基因突变产生的是一个新基因。 2.有些病毒的遗传物质是RNA，RNA中碱基的增添、缺失和替换引起病毒性状改变，广义上 也称为基因突变。且由于RNA通常是单链结构，不稳定，所以这类病毒的突变频率较高。 【变式训练】某研究员利用CRISPR/Cas9技术编辑水稻的OsEPSPS基因，使其编码的蛋白质 有两个氨基酸被替换，得到的杂合子（T 代）具有了草甘膦抗性；另有研究人员应用 0 CRISPR/Cas9介导对Y染色体多位点进行DNA切割，从而使小鼠胚胎干细胞的Y染色体消失。 下列相关叙述错误的是（ ） A.被改造的OsEPSPS基因发生了显性突变 B.Y染色体被消除不属于染色体结构变异 C.基因中一个碱基对的替换可使编码的蛋白质中两个氨基酸被替换 D.T 代植株经花药离体培养后，约有1/2的植株不具有草甘膦抗性 0 【答案】C 【解析】A.由题意可知，得到的杂合子具有了草甘膦抗性，且都为杂合子，据此可推断原本 的水稻没有草甘膦抗性，故发生的应该是显性突变，A正确；B.Y染色体被消除属于染色体 数目变异，不属于染色体结构变异，B正确；C.基因中一个碱基对的替换最多只能使编码的 蛋白质中一个氨基酸被替换，C错误；D.T 代为杂合子，经花药离体培养后，形成含有显性 0 基因和隐性基因的两种类型的单倍体植株，其中含有隐性基因的个体不具有草甘膦抗性，所 以T 代植株经花药离体培养后，约有1/2的植株不具有草甘膦抗性，D正确。故选C。 0 272/489 学科网（北京）股份有限公司考点二：基因重组 核心突破例题精讲 【例题】（浙江绍兴一中高三一模）某基因型是AaBbDd的二倍体生物，精原细胞减数分裂 时同源染色体变化示意图如图，叙述正确的是（ ） A.三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B.该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，且比例是1:1:1:1 C.三对等位基因在遗传遵循基因自由组合定律 D.图示染色单体的交换导致了染色体结构变异 【答案】B 【解析】A.由图可知，基因b所在的片段发生了交叉互换，因此等位基因B和b的分离发生 在初级精母细胞和次级精母细胞中，而等位基因A、a和D、d的分离只发生在初级精母细胞 中，A错误；B.若不发生交叉互换，该细胞将产生AbD和aBd两种精子，但由于基因b所在 的片段发生过交叉互换，因此该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子，且比例是1:1:1:1， B正确；C.三对等位基因位于同一对同源染色体上，它们之间的遗传不遵循基因自由组合定 律，C错误；D.图中同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换导致了基因重组， D错误。故选B。 知识总结 （一）基因重组的概念【生命观念】 在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。（狭义） （二）基因重组的类型【生命观念】 1.自由组合：减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 2.交叉互换：位于同源染色体上的等位基因，在四分体时期随非姐妹染色单体的交换而发生 重组。 273/489 学科网（北京）股份有限公司（三）基因重组的要点【生命观念】 1.结果：不产生新的基因，只产生新的基因型，导致重组性状出现。 2.意义：①形成生物变异的重要原因； ②可遗传变异的重要来源，有利于生物进化。 3.适用范围：主要是进行有性生殖的真核生物 （广义包括：细菌转化实验和基因工程中的生物） 4.应用：常用于杂交育种和基因工程育种 【变式训练】（山东高三三模）减数分裂过程中，配对的同源染色体并不是简单地 平行靠拢，而是在非姐妹染色单体间的某些部位因交换形成清晰可见的交叉，下图为某细胞 中交换模式图。下列叙述错误的是（ ） A.此种变异属于基因重组，在减数分裂I前期能观察到 B.一般情况下，染色体越长可形成的交叉数目越多 C.该细胞经减数分裂可产生AB、Ab、aB、ab四种配子 D.交换是基因重组的一种常见类型，为进化提供原材料 【答案】C 【解析】A.同源染色体上非姐妹染色单体发生交叉互换会导致基因重组，染色体交叉互换在 光学显微镜下可见，A正确；B.一般状况下，染色体越长，说明染色体上基因片段越长，可 交叉的基因数目就越多，B正确；C.题图中，同源染色体中的非姐妹染色单体交换的片段在 A和B，a和b之间，故非姐妹染色单体上A与B的等位基因没有发生交换，故该细胞减数 分裂产生的配子只有AB和ab两种，C错误；D.交换是基因重组的一种常见类型，能为生物 的进化提供原材料，D正确。故选C。 【知识拓展】 （一）广义基因重组 274/489 学科网（北京）股份有限公司（二）交叉互换、自由组合和基因工程的比较 重组类型 交叉互换 自由组合 基因工程 减Ⅰ前期 目的基因插入受体细胞 发生时间 减Ⅰ后期 （四分体时期） DNA分子后 供体细胞的目的基因导 同源染色体上的 入受体细胞，使受体生物 发生 非姐妹染色单体 非同源染色体上的 细胞中的基因重新组合 机制 之间交叉互换 非等位基因自由组合 （突破不同物种间生殖 （等位基因） 隔离的限制） 图示 （三）基因突变和基因重组的比较 重组类型 基因突变 基因重组 实质 基因结构发生改变 控制不同性状的基因重新组合 主要发生在细胞的分裂间期 主要在减数第一次分裂前期 时间 （DNA分子复制时） （四分体时期）和后期 普遍发生在有性生殖过程中，产生变异 可能性 可能性小，突变频率低 多，是生物多样性的重要原因 所有生物都可发生，包括病毒， 自然条件下，发生在有性生殖的 适用范围 具有普遍性 过程中 结果 产生新的基因 产生新的基因型 是变异的根本来源，为生物进化提供最 是形成生物多样性的重要原因 意义 初的原始材料 之一，加快了进化的速度 应用 诱变育种，培育新品种 杂交育种，集中优良性状 ①都使生物产生可遗传的变异； ②在长期进化过程中，通过基因突变产生新基因，为基因重组提供了大量可供 联系 自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础； ③二者均可能产生新的表现型。 （四）判断基因突变和基因重组的方法 1.根据原有基因型判断： 若基因型本应为BB或者bb，却出现Bb→基因突变 若基因型本应为Bb，却出现BB或者bb→基因突变或者交叉互换（基因重组） 2.根据细胞分裂方式判断： 275/489 学科网（北京）股份有限公司若是有丝分裂过程中姐妹染色体单体相同位置上基因不同→基因突变 若是减数分裂过程中姐妹染色体单体相同位置上基因不同→基因突变或者交叉互换 （基因重组） （五）有关基因重组的5点提醒 1.基因重组一般发生于有性生殖过程中，无性生殖的生物不发生，有性生殖的个体的体细胞 增殖时也不发生。 2.多种精子和多种卵细胞之间有多种结合方式，导致后代性状多种多样，但不属于基因重组。 3.杂合子自交后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。 4.基因型为AaBB的个体自交后代出现性状分离不属于基因重组。由于存在相同基因BB，所 以自交时不存在非等位基因的重新组合，即不存在基因重组。 5.DNA中插入外源DNA不一定都是基因重组。例如仅是在原有A基因的内部插入一个外源DNA 片段，则只会导致A基因内部碱基序列改变，从而发生基因突变；又如若将完整基因C，插 入原有基因A与B之间，则属于基因重组。 【变式训练】（辽宁高三其他模拟）下图是某基因型为AaBb的哺乳动物处于不同分 裂时期细胞中部分染色体及基因的简图。下列相关叙述错误的是（ ） A.①可能是初级卵母细胞，且其发生了基因突变 B.②细胞内共含有4个染色体组 C.③会形成基因型为AB的卵细胞 D.④细胞内不存在同源染色体 【答案】C 【解析】A.据分析可知，①可能处于减数第一次分裂前期，根据图③可确定该动物为雌性， 故①可能是初级卵母细胞，在该细胞中一条染色体上的两条姐妹染色单体一个含a基因，一 个为A基因，而同源染色体上为两个a基因，故其发生了基因突变，A正确；B.据题可知该 哺乳动物为二倍体生物，②细胞处于有丝分裂后期，染色体加倍，细胞内共含有4个染色体 组，B正确；C.据图可知，③分裂形成一个大的基因型为aB的卵细胞和一个小的基因型为 AB的极体，C错误；D.④细胞内两条染色体形态大小不同，染色体减半，处于减数第二次分 276/489 学科网（北京）股份有限公司裂前期，不存在同源染色体，D正确。故选C。 考点三：染色体变异 核心突破例题精讲 【例题】（浙江湖州高三二模）下列四种联会模式图中，能显示细胞可能发生了染色体结构 变异中的缺失的是（ ） 【答案】A 【解析】A.图A所示为染色体结构变异中的缺失或重复，A正确；B.图B所示为染色体结构 变异中的易位，B错误；C.图C所示为染色体结构变异中的倒位，C错误；D.图D所示为基 因重组中的交叉互换，D错误。故选A。 知识总结 （一）染色体变异的概念【生命观念】 体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。（只发生在真核生物，可在显微镜下观 察） 1.类型 2.时间：多数发生在有丝分裂和减数分裂的间期。（分裂期染色体因高度螺旋化，较稳定） 3.结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。 4.实例：猫叫综合征（第5号染色体部分缺失） 症状：哭声轻，音调高，很像猫叫，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。 【知识拓展】 （一）染色体结构变异与基因突变的区别 染色体结构变异 基因突变 范围 染色体水平，只涉及染色体某一片段的改 分子水平，只涉及基因中一个或一部分碱 277/489 学科网（北京）股份有限公司变，可能含有若干个基因，光学显微镜下 基对的改变，光学显微镜下不易观察。 可以观察。 基因的数目或排列顺序发生改变，从而可 碱基对的增添、缺失或替换，产生新的基 结果 能导致性状的变异，但未形成新的基因。 因，但基因数目不变，性状不一定改变。 图示 （二）自由组合、交叉互换和易位的比较 【变式训练】（全国）染色体结构或数量发生改变，常常会导致生物性状发生改变，下列不 属于染色体变异的是（ ） A.人类X染色体缺失一条导致的性腺发育不良 B.非同源染色体自由组合导致子代出现多种表型 C.采用花药离体培养的方法获得单倍体小麦植株 D.人的22号与9号染色体片段交换引起的白血病 【答案】B 【解析】A.人类X染色体缺失一条导致的性腺发育不良属于个别染色体的缺失，属于染色体 变异，A错误；B.非同源染色体自由组合使非同源染色体上的非等位基因自由组合，属于基 因重组，可导致子代出现多种表型，B正确；C.采用花药离体培养的方法获得单倍体小麦植 株，属于染色体数目变异，C错误；D.人的22号与9号染色体属于非同源染色体，非同源 染色体之间发生的片段交换属于易位，D错误。故选B。 （三 ）染色体数目变异【生命观念】 1.细胞内个别染色体的增加或减少：多数发生在有丝分裂和减数分裂的后期。 （如：同源染色体未分离、姐妹染色体单体未分离） （1）减Ⅰ后期 278/489 学科网（北京）股份有限公司（2）减Ⅱ后期 提醒：有丝分裂过程中的染色体数目变异与此过程相似。 【实例】唐氏综合征即21三体综合征（又称先天性愚型或Down综合征） 病因：多了一条21号染色体 表现：智力低于常人，特殊面容，生长发育障碍，多发畸形 2.细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 （1）染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态、 大小和功能上各不相同，但又相互协调，含有控制生物性 状的全套遗传信息。 【如】果蝇染色体组 （2）单倍体、二倍体和多倍体 项目 单倍体 二倍体 多倍体 体细胞中含有本物种 体细胞中含有两个 体细胞中含有三个或三个以 概念 配子染色体数目的个体 染色体组的个体 上染色体组的个体 发育起点 配子 受精卵 受精卵 ①茎秆粗壮 ①植株弱小 植株特点 正常可育 ②叶片、果实和种子较大 ②高度不育 ③营养物质含量丰富 体细胞 ≥1 2 ≥3 279/489 学科网（北京）股份有限公司染色体组数 自然 单性生殖 正常的有性生殖 外界环境条件剧变(如低温) 形成 原因 原因 人工 秋水仙素处理 秋水仙素处理萌发的种子或 花药离体培养 诱导 单倍体幼苗 幼苗 香蕉(三倍体) 几乎全部的动物和 举例 蜜蜂的雄蜂 马铃薯(四倍体) 过半数的高等植物 小黑麦(八倍体) 【如】蜜蜂 【变式训练】（南昌市新建区第一中学高三其他模拟）先天性性腺发育不全（又称 Turner综合征）患者的体细胞与正常人相比只有一条性染色体（X染色体），该病患者临床 特征为身矮、颈蹼和幼儿型女性外生殖器等，下列叙述中正确的是（ ） A.有丝分裂或减数分裂异常均可能导致该病的发生 B.该病与猫叫综合征都属于染色体数目异常遗传病 C.若单一X染色体来自母亲，那么精子异常是由于XY染色体未分离 D.若该病患者同时患红绿色盲，其父母中至少有一位是色盲患者 【答案】A 【解析】A.先天性性腺发育不全发病的原因有可能是配子形成时减数分裂异常所致，也可能 是受精卵进行有丝分裂时，性染色体分配异常造成的，A正确；B.猫叫综合征是第5号染色 体部分片段缺失造成的，不是染色体数目异常遗传病，B错误；C.若患者的单一X染色体来 自母亲，那么异常精子的形成可能由于减数第一次分裂时XY染色体未分离，也可能是因为 减数第二次分裂染色单体分开后移向了同一极，C错误；D.若X染色体来自母方，母亲是色 盲基因携带者，父亲正常，也可以生出同时患有先天性性腺发育不全和红绿色盲的孩子，D 错误。故选A。 （四）实验：低温诱导植物染色体数目的变化【科学探究】 280/489 学科网（北京）股份有限公司1.原理：与秋水仙素相同 2.实验材料：根尖分生区 3.步骤： 【知识拓展】 （一）染色体组数量的判断方法 提醒：以上各图不能判定为几倍体，需要根据来源于配子或者是受精卵再判定。 （二）“某体”和“某倍体” （三）单倍体和多倍体的3个易错点 1.单倍体所含染色体组的个数不定，可能含1个、2个或多个染色体组，也可能含同源染色 体或等位基因。 2.单倍体并非都不育。多倍体的配子中若含有偶数个染色体组，则其发育成的单倍体中含有 同源染色体就可育。 3.“可遗传”≠“可育”。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”， 但它们均属于可遗传变异。 （四）变异类型的辨析 1.基因突变及染色体变异均属于突变； 2.光学显微镜下可见的变异为染色体变异，分子水平发生的变异为基因突变和基因重组； 3.只在减数分裂过程中才发生的变异为基因重组； 281/489 学科网（北京）股份有限公司4.所有生物共同的变异类型为基因突变； 5.并非所有可遗传的变异都会导致基因型改变。（染色体变异不一定改变基因型） 【变式训练】（中牟县第一高级中学高三其他模拟）某植株的一条染色体发生缺失突变，获 得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐 性基因b（如图所示）。如以该植株为父本，多次测交后 都发现后代中有部分个体表现为红色性状。下列解释最合 理的是（ ） A．减数第一次分裂时1和3发生了自由组合 B．减数第一次分裂前的间期1或2上的基因b突变为B C．减数第一次分裂时1与4之间发生了易位 D．减数第一次分裂时2和3之间发生了交叉互换 【答案】D 【解析】A.自由组合是指减数第一次分裂过程中非同源染色体的自由组合，且与后代有部分 个体表现为红色性状无关，A错误；B.基因突变的概率极低，若发生基因突变，则后代个体 只有个别个体表现为红色，B错误；C.减数第一次分裂时1与4之间发生了片段的交换不属 于易位，应为基因重组，C错误；D.由于减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体（2 和3）之间的交叉互换有一定的比例，因此测交后都发现后代中有部分个体表现为红色性状， D正确。故选D。 282/489 学科网（北京）股份有限公司专题 生物的育种与进化 17 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）生物变异在育种中的应用Ⅱ （2）转基因食品的安全Ⅱ （3）现代生物进化论的主要内容Ⅱ （4）生物进化与生物多样性的形成Ⅱ （5）实验：低温诱导染色体加倍 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：通过育种技术改善作物品质，提高产量等； 进化与适应观：生物是不断进化的，并与生存环境相适应 2. 科学思维——比较与综合：育种方法的比较；达尔文自然选择学说与现代生物进化理论 关系； 归纳与演绎：进化学说的提出； 批判性思维：理性看待转基因技术；生物进化理论再发展 3.科学探究——实验设计与实验结果分析：低温诱导染色体数目变化实验、生物变异类型 的探究；育种方案的选择与设计 构思维导图 283/489 学科网（北京）股份有限公司考点一：杂交育种 核心突破例题精讲 【例题】（河北高三三模）土黄牛的养殖在我国有着悠久的历史，多数是役用。随着机械化 时代的到来，土黄牛的养殖就越来越少了。西门塔尔杂交牛是西门塔尔公牛与本地土黄牛杂 交后代的总称，杂交后代向乳肉兼用型方向发展。下列关于F（西门塔尔杂交牛）选育过程 1 中有关叙述错误的是（ ） A.F 个体在有性生殖过程中可发生基因重组 1 B.F 个体将继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状 1 C.F 个体在减数分裂过程中非同源染色体上的基因可发生基因重组 1 D.F 个体产生配子时可能发生同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换 1 【答案】B 【解析】A.F 个体有性生殖过程中，在减数第一次分裂后期非同源染色体上非等位基因自由 1 组合和减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换均可发生基因重组，A 正确；B.F 个体不一定继承西门塔尔牛与本地土黄牛全部优良性状，基因的遗传是随机的， 1 B错误；C.F 在进行在减数第一次分裂后期非同源染色体上的非等位基因可以自由组合，C 1 正确；D.F 个体产生配子时在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体 1 可以发生交叉互换，D正确。故选B。 知识总结 （一）杂交育种的要点【生命观念】 1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品 种的方法。 2.原理：基因重组 3.适用范围：有性生殖 4.优点：操作简单，可以把多个品种的优良性状集中在一起。 5.缺点：获得新品种的周期长。 （二）杂交育种的过程【社会责任】 1.培育杂合子品种：选取符合要求的纯合双亲杂交 （♀×♂）→F（即为所需品种） 1 【如】 284/489 学科网（北京）股份有限公司2.培育隐性纯合子品种：选取符合要求的纯合双亲杂交 （♀×♂）→ F→自交 →F（选出表现型符合要求的个体） 1 2 【如】 3.培育显性纯合子品种：选取符合要求的纯合双亲杂交 （♀×♂）→ F →自交 → F → 鉴别、选择需要的类型，自交直至不发生性状 1 2 【如】 【知识拓展】 杂种优势：杂种第一代在体型、生长率、及行为特征方面均比亲本优越的现象。 【如】马×驴 → 骡子 【变式训练】（江西萍乡高三二模）某二倍体两性花植物的自交不亲和是由15个共 显性的复等位基因S（S、S、…、S ）控制的。该植物能产生正常的雌、雄配子，但当花 x 1 2 15 粉与母本有相同的S 基因时，就不能完成受精作用。下列叙述正确的是（ ） x A.SS（父本）和SS（母本）杂交，子代有1/4的SS 植株 1 2 2 4 2 2 B.S 复等位基因说明突变具有普遍性和不定向性的特点 x C.15个S 复等位基因之间的遗传只遵循基因的分离定律 x D.通过杂交育种的方法可以获得植物所没有的新的性状 【答案】C 【解析】A.SS（父本）和SS（母本）杂交，花粉S 不能与母本的S 基因完成受精作用， 1 2 2 4 2 2 花粉S 与母本的S 基因能完成受精作用，花粉S 能与母本的S 基因完成受精作用，花粉S 2 4 1 2 1 也能与母本的S 基因能完成受精作用，因此后代F 的基因型有3种，分别是SS、SS、SS， 4 1 2 4 1 2 1 4 285/489 学科网（北京）股份有限公司子代没有SS 植株A错误；B.S 复等位基因的存在说明基因突变具有不定向性，基因突变可 2 2 x 产生多种等位基因，B错误；C.15个S 复等位基因之间的遗传只遵循基因的分离定律，因 x 为这些基因属于同源染色体上的等位基因，C正确；D.基因突变的结果是产生新基因，进 而产生新性状，因此，通过诱变育种的方法可以获得植物所没有的新的性状类型，杂交育 种是原有的性状重新组合，该方法不能获得植物所没有的新的性状，D错误。故选C。 考点二：诱变育种 核心突破例题精讲 【例题】（广东茂名·高三三模）2021年3月29日，研究人员在华南农业大学试验田插种 嫦娥五号搭载的太空稻秧苗。下列有关太空育种的说法不正确的是（ ） A.太空育种常选萌发的种子或幼苗作为实验材料 B.太空育种可以通过改变基因的结构达到种的目的 C.太空育种的优点是突变率高，可定向改变生物的遗传性状 D.太空育种利用太空的强辐射、微重力等因素诱导基因发生变异 【答案】C 【解析】A.太空育种常选萌发的种子或幼苗作为实验材料，因为萌发的种子和幼苗有丝分裂 旺盛，容易发生基因突变，A正确；B.太空育种的原理是基因突变，基因突变是指基因中碱 基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因，显然太空育种可以 通过改变基因的结构达到育种的目的，B正确；C.太空育种的原理是基因突变，不一定就能 获得人们所期望的优良性状，因为基因突变是不定向的，C错误；D.太空育种是利用太空微 重力、强辐射等因素诱发基因突变，因此也叫诱变育种，D正确。故选C。 知识总结 （一）诱变育种的要点【生命观念】 1.原理：基因突变 2.适用范围：所有生物 3.优点： （1）可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 （2）大幅度地改良某些性状，创造人们所需要的优良变异类型。 4.缺点：有利变异个体往往不多，需处理大量材料。 （原因：突变具有低频性、不定向性、多害少利性等） 286/489 学科网（北京）股份有限公司（二）诱变育种的过程【生命观念】 【变式训练】（广东高三专题练习）离子束诱变育种是利用离子束处理植物的种子、 细胞或其他器官等，诱发其产生遗传性改变，从而获得各种各样的变异类型，经人工选择培 育新品种的方法。离子束处理具有生理损伤轻、突变频率高、突变范围广等优点。下列叙述 正确的是（ ） A.离子束诱发基因突变只能发生在细胞分裂的间期 B.没有外界因素的诱发，细胞内的基因不发生突变 C.离子束能诱导基因发生定向突变，获得较多的优良变异类型 D.离子束诱变育种可以改变原有基因的结构而导致新品种出现 【答案】D 【解析】A.基因突变主要发生在细胞分裂的间期，但也可以发生在其他时期，A错误；B.基 因可以自发突变，外界因素可以提高基因突变的概率，B错误；C.基因突变是不定向的，C 错误；D.离子束诱变育种可以使植物发生基因突变，改变原有基因结构，产生新的基因，导 致新品种的出现，D正确。故选D。 考点三：单倍体育种 核心突破例题精讲 【例题】（广东高考真题）白菜型油菜（2n=20）的种子可以榨取食用油（菜籽油）。为了 培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细胞发育形成完整植株Bc。下列叙述错误 的是（ ） A.Bc成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 B.将Bc作为育种材料，能缩短育种年限 C.秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合植株 D.自然状态下Bc因配子发育异常而高度不育 【答案】A 【解析】A.白菜型油菜（2n=20）的种子，表明白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有 两个染色体组，而Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉细胞中含有一个染色体 287/489 学科网（北京）股份有限公司组，A错误；BC.Bc是通过卵细胞发育而来的单倍体，秋水仙素处理Bc幼苗可以培育出纯合 植株，此种方法为单倍体育种，能缩短育种年限，BC正确；D.自然状态下，Bc只含有一个 染色体组，细胞中无同源染色体，减数分裂不能形成正常配子，而高度不育，D正确。故选 A。 知识总结 （一）单倍体育种的要点【生命观念】 1.原理：染色体变异 2.适用范围：真核生物 3.优点：明显缩短育种年限 4.缺点：技术复杂 5.方法：花药离体培养、秋水仙素处理 6.原理 （1）花药离体培养 ①原理：植物细胞的全能性 ②技术：植物组织培养技术 （2）秋水仙素处理 ①原理：抑制纺锤体的形成，染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数目加倍。 ②作用时期：有丝分裂前期 （二）单倍体育种的过程【生命观念】 【例】用高杆抗病（DDTT）和矮杆不抗病（ddtt）小麦品种培育矮杆抗病小麦（ddTT），见 下图： 288/489 学科网（北京）股份有限公司【知识拓展】单倍体育种中的误区 1.单倍体育种所得个体并非都是纯合子。 【例】 2.“单倍体育种”≠“花药离体培养”：单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过 程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。 3.单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，前者操作对象是幼苗期的单倍体植株；后 者操作对象为萌发期的种子或幼苗期的正常植株。 【变式训练】（重庆巴蜀中学高三其他模拟）育种专家利用普通小麦（6n=42，AABBDD）与 其近缘属簇毛麦（2n=24，VV）进行相关的育种实验，（注：每个字母代表一个染色体组。） 如图所示，相关分析错误的是（ ） A.技术Ⅰ可为药物处理，品系2发生染色体丢失 B.技术Ⅱ表示花药离体培养，其过程需添加糖类等物质 C.品系1、2和3在培育过程中都发生了染色体变异 D.品系1和品系3均为单倍体，因而均不可育 【答案】D 【解析】A.由于品系1（ABDV）染色体数为33，通过技术Ⅰ处理得到品系2（染色体数为49、 55等），由此可推测是技术Ⅰ为某药物处理，使品系2发生染色体丢失所致，A正确；B. 由育种流程图可知，技术II表示花药离体培养，体现了细胞全能性，培养过程中需要添加 289/489 学科网（北京）股份有限公司蔗糖等物质，B正确；C.品系1（ABDV）是异源四倍体，染色体数目为33，品系2（染色体 数为49、55等）和品系3为普通小麦的单倍体，染色体数目为21条，因此在培育过程中都 发生了染色体数目变异，C正确；D.普通小麦属于六倍体，簇毛麦属于二倍体，二者杂交得 到的品系1（ABDV）是异源四倍体植株，品系3属于普通小麦的单倍体，D错误。故选D。 考点四：多倍体育种 核心突破例题精讲 【例题】（北京高考真题）为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关 叙述不正确的是（ ） A.过程①需使用胰蛋白酶处理 B.实现过程②依赖膜的流动性 C.过程③需应用植物组培技术 D.三倍体植株可产生无籽柑橘 【答案】A 【解析】A.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处 理，A错误；B.②过程为细胞融合过程，该过程依赖膜的流动性，B正确；C.过程③需应用 植物组培技术将杂种细胞培养形成个体，C正确；D.三倍体植株含有三个染色体组，减数分 裂时联会紊乱，可产生无籽柑橘，D正确。故选A。 知识总结 （一）多倍体育种的要点【生命观念】 1.原理：染色体变异 2.适用范围：真核生物 3.优点：多倍体植株茎秆粗壮，叶、果实和种子比较大，营养物质含量丰富。 4.缺点：多倍体植株发育延迟，结实率低，多倍体育种一般只适用于植物。 5.方法：秋水仙素或者低温处理 （二）多倍体育种的过程【生命观念】 290/489 学科网（北京）股份有限公司【例】三倍体无子西瓜 西瓜 果皮（瓜瓤）：四倍体（由四倍体母本子房壁发育而来） 1 种子（瓜子）：杂交子一代（F），三倍体 1 西瓜 果皮（瓜瓤）：三倍体（由三倍体母本子房壁发育而来） 2 种子（瓜子）：无籽（减数分裂过程中，联会紊乱，不能产生正常配子） 传粉 ：与亲本的四倍体植株杂交，获得三倍体种子。 1 传粉 ：刺激三倍体植株的子房发育成无籽果实。 2 【例】八倍体小黑麦 【知识拓展】 （一）秋水仙素处理的误区 用秋水仙素处理幼苗后，并非所有细胞中的染色体数目都加倍。分生组织产生的茎、叶、 花染色体数目加倍，而未经处理部分（如根部细胞）的染色体数目不变。 （二）三类无子果实形成的原理 无子西瓜：染色体变异（联会紊乱） 无子番茄：生长素促进果实发育（未授粉） 无子香蕉：天然三倍体（联会紊乱） 【变式训练】（广东高三其他模拟）一粒小麦（染色体组AA，2n=14)与山羊草（染色体组 291/489 学科网（北京）股份有限公司BB，2n=14)杂交，产生的杂种植株AB经染色体自然加倍，形成了具有AABB染色体组的二粒 小麦（4n=28)。后来，二粒小麦又与节节麦（染色体组DD，2n=14)杂交，产生的杂种植株 ABD经染色体自然加倍，形成了具有AABBDD染色体组的普通小麦（6n=42)。下列说法正确 的是（ ） A.普通小麦形成过程中涉及的生物变异类型包括染色体结构变异 B.A或B染色体组中的染色体形态、功能彼此不同 C.二粒小麦与普通小麦可以杂交获得可育后代 D.普通小麦的花药离体培养可以得到三倍体小麦 【答案】B 【解析】A.在普通小麦的形成过程中，发生的生物变异有染色体数目变异、基因重组，没有 发生染色体结构变异，A错误；B.A是一粒小麦的一个染色体组，B是山羊草的一个染色体 组，同一染色体组中的染色体为非同源染色体，其形态和功能彼此不同，B正确；C.二粒小 麦（AABB）与普通小麦（AABBDD）可以杂交，获得的后代（AABBD）不育，C错误；D.普通 小麦的花药离体培养得到的是含有三个染色体组的单倍体小麦，D错误。故选B。 考点五：基因工程育种 核心突破例题精讲 【例题】（陕西省黄陵县中学）下列有关基因工程及其应用的相关叙述，不正确的是（ ） A.基因工程育种能够定向改造生物性状 B.DNA连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键 C.可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物 D.能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是基因工程育种 【答案】B 【解析】A.基因工程育种能够按照人们的意愿定向改造生物性状，A正确；B.DNA连接酶可 催化脱氧核苷酸链之间形成磷酸二酯键，进而将两个DNA片段相连，B错误；C.转基因细菌 含有特殊的基因，使其可分解有毒有害的物质，故可利用转基因细菌降解有毒有害的化合物， 进而保护环境，C正确；D.能够使植物体表达动物蛋白需要将动物蛋白基因导入植物细胞， 并使其在植物体内表达，这种打破生殖隔离的育种方法是基因工程育种，D正确。故选B。 知识总结 （一）基因工程育种的要点【生命观念】 292/489 学科网（北京）股份有限公司1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一 种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理：基因重组 3.工具 “剪刀”：限制性核酸内切酶，简称限制酶（作用于：磷酸二酯键） “针线”：DNA连接酶（作用于：磷酸二酯键） “运输工具”：载体（常用质粒，还有噬菌体和动植物病毒） （二）基因工程育种的步骤【生命观念】 【变式训练】（湖南长郡中学高三其他模拟）油菜中基因G和g控制菜籽的芥酸含量，而芥 酸会降低菜籽油的品质。研究人员拟利用高芥酸油菜品种（gg）和水稻抗病基因R培育低芥 酸抗病油菜新品种（GGRR），育种过程如图所示。下列有关叙述不正确的是（ ） A.过程①诱发基因突变，其优点是提高基因突变的频率 B.过程②的原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍 C.过程①与过程②操作顺序互换，对育种结果没有影响 D.若要缩短育种年限，在过程②后可进行单倍体育种 【答案】C 【解析】A.过程①诱发基因突变，其优点是提高基因突变的频率，A正确；B.过程②采用的 是基因工程技术，其原理是基因重组，可以克服物种远缘杂交不亲和的障碍，B正确；C.若 先导入基因R再人工诱变，这样可能会导致基因R发生突变，进而影响育种结果，造成筛选 困难，C错误；D.单倍体育种能明显缩短育种年限，因此若要缩短育种年限，在过程②后可 进行单倍体育种，D正确。故选C。 【知识拓展】 （一）五种育种方法的比较 293/489 学科网（北京）股份有限公司294/489 学科网（北京）股份有限公司（二）五种育种方法的图解分析 1.途径A、D→杂交育种 2.途径B、C→单倍体育种 3.途径E→诱变育种 4.途径F→多倍体育种 5.途径G-J→基因工程育种 （三）与育种相关的实验设计 295/489 学科网（北京）股份有限公司【变式训练】（云南省楚雄天人中学高二月考）育种的方法有杂交育种、单倍体育种、诱变 育种、多倍体育种、基因工程育种等，下面对这五种育种方法的说法正确的是（ ） A.涉及的原理有：基因突变、基因重组、染色体变异 B.都不可能产生定向的可遗传变异 C.都在细胞水平上进行操作 D.都不能通过产生新基因从而产生新性状 【答案】A 【解析】A.诱变育种涉及的原理是基因突变，杂交育种和基因工程育种涉及的原理是基因重 组，单倍体育种和多倍体育种涉及的原理是染色体变异，A正确；B.基因工程产生的变异是 定向的可遗传变异，B错误；C.基因工程是在基因即分子水平上操作，C错误；D.基因突变 可以产生新的基因，D错误。故选A。 考点六：进化 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）选择是生物进化的重要动力。下列叙述正确的是（ ） A.同一物种的个体差异不利于自然选择和人工选择 B.人工选择可以培育新品种，自然选择不能形成新物种 C.自然选择保存适应环境的变异，人工选择保留人类所需的变异 D.经自然选择，同一物种的不同种群的基因库发生相同的变化 296/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】C 【解析】A.同一物种的个体差异，利于自然选择和人工选择，A错误；B.人工选择能培育出 新品种，自然选择也能形成新的类型、新的物种，B错误；C.自然选择是自然界对生物的选 择作用，使适者生存，不适者被淘汰；人工选择是人们根据自己的需要，对合乎要求的变异 个体进行选择，最后选育出新品种，C正确；D.由于同一物种不同种群所处的自然环境可能 不同，故在自然选择的作用下，同一物种的不同种群的基因库可能发生不同的变化，D错误。 故选C。 知识总结 （一）拉马克进化学说【生命观念】 1.内容 （1）生物不是神创的，是由更古老的生物进化而来； （2）生物是由低等到高等逐步进化的； （3）生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。 2.意义：否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。 （二）达尔文自然选择学说【生命观念】 1.内容 注意：①先有变异，再有选择； ②自然选择的对象是表现型，而不是基因型。 2.意义：科学地解释了生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性，有助于人们正确地认 识生物界。 3.局限性 ①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释； ②对生物进化的解释局限于个体水平； ③强调物种的形成是渐变的，不能很好得解释物种大爆发等现象。 （三）现代生物进化理论的主要内容【生命观念】 297/489 学科网（北京）股份有限公司种群是生物进化的基本单位 突变和基因重组产生进化的原材料 自然选择决定生物进化的方向 隔离是物质形成的必要条件 1.种群是生物进化的基本单位 （1）相关概念 种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。 基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因。 基因频率：一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因的比率。 基因型频率：一个种群中，某基因型个体占全部种群个体总数的比率。 （2）相关计算 基因频率： 基因型频率 概念法： 概念法： 公式法： 公式法：遗传平衡定律 （仅适用于自由交配） （3）遗传平衡定律的应用 ①自由（随机）交配特点：子代的基因频率和基因型频率均不变。 ②遗传平衡定律适用范围： a.非常大； b.所有雌雄个体都能自由交配并产生后代； c.没有迁入、迁出； d.不同个体生存和繁殖能力均等； e.不产生突变。 【例】种群自由交配后代的基因频率和基因型频率（P ） 115 亲代基因型频率 AA 30% Aa 60% aa 10% A(30%) A(30%) a(30%) a(10%) 亲代配子的基因频率 A(60%) a(40%) F 的基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%) 1 F 配子的基因频率 A(60%) a(40%) 1 298/489 学科网（北京）股份有限公司F 的基因型频率 AA(36%) Aa(48%) aa(16%) 2 F 配子的基因频率 A(60%) a(40%) 2 【推导】由于本题为自由交配，所以交配组合有AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa ×aa、aa×aa，类型太多，无法计算。所以我们可将它看做A配子和a配子的随机结合，则 有： AA = A2 即： Aa = 2Aa aa = a2 【知识拓展】伴X染色体上的基因频率和基因型频率 1.公式法： 【分析】♀个体含有两条X染色体，上面都含有相应基因，所以要乘以2； ♂个体的Y染色体上不含有相应基因,只有X上有，所以只能算1个。 【例】若A和a基因位于X染色体上，在某个时间点统计甲种群中XAXA个体占42%、XAXa个 体占6%、XaXa个体占2%，XAY个体占45%、XaY个体占5%，则该种群的A基因频率为90%。 【解析】设一共有100个个体，其中雌雄个体50个，雄性个体50个， 则： 2.棋盘法：由于伴性遗传的个体，雌雄配子存在差异，我们先分别计算雌雄配子的基因频率， 再通过棋盘法，模拟雌雄配子的随机结合，进而推导出子代的基因型频率。 【例】在一个较大的果蝇种群中，XB的基因频率为90％，Xb的基因频率为l0％，雌雄果蝇 数相等，理论上XbXb、XbY的基因型频率分别是（ ） A.10％、10％ B.1％、2％ C.5％、0.5％ D.0.5％、5％ 【答案】D 【解析】由已知可得XB:Xb = 9:1，且雄性个体的X:Y = 1:1 299/489 学科网（北京）股份有限公司【变式训练】（广东高考真题）兔的脂肪白色（F）对淡黄色（f ）为显性，由常 染色体上一对等位基因控制。某兔群由500只纯合白色脂肪兔和1500只淡黄色脂肪兔组成， F、f 的基因频率分别是（ ） A.15%、85% B.25%、75% C.35%、65% D.45%、55% 【答案】B 【解析】A.由题意可知，该兔种群由500只纯合白色脂肪兔（FF）和1500只淡黄色脂肪兔 （ff ）组成，故：F的基因频率=F/（F+f）=（500×2）/（2000×2）=25%，f的基因频率 =1-25%=75%，B正确。故选B。 2.突变和基因重组产生进化的原材料 （1）可遗传变异的来源 突变（基因突变、染色体变异） 基因重组 （2）生物突变的有利和有害不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 （3）生物的变异是随机的、不定向的，只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化 的方向。 3.自然选择决定生物进化的方向 （1）原因： （2）进化的实质：种群基因频率的改变 4.隔离是物质形成的必要条件 （1）物种：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 （2）隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。 300/489 学科网（北京）股份有限公司地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同种群，使得物种间不能发生 基因交流的现象。 生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生 可育后代的现象。 （3）隔离的实质：基因不能自由交流 （4）新物种的形成 突变和基因重组产生进化的原材料 三个环节 自然选择决定生物进化的方向 （生殖）隔离是物质形成的必要条件 形成标志：产生生殖隔离 形成过程： 【知识拓展】物种形成与生物进化的比较 内容 物种形成 生物进化 标志 出现生殖隔离 基因频率的改变 变化前后生物间的关系 属于不同物种 可能仍属于同一物种 ①生物进化的实质是种群基因频率的改变，不一定会突破 二者关系 物种界限，不一定导致物种的形成 ②新物种的形成是长期进化的结果 【变式训练】（湖南高考真题）金鱼系野生鲫鱼经长期人工选育而成，是中国古代劳动人民 智慧的结晶。现有形态多样、品种繁多的金鱼品系。自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产 生可育后代。下列叙述错误的是（ ） A.金鱼与野生鲫鱼属于同一物种 B.人工选择使鲫鱼发生变异，产生多种形态 C.鲫鱼进化成金鱼的过程中，有基因频率的改变 D.人类的喜好影响了金鱼的进化方向 【答案】B 【解析】A.由题干中信息“自然状态下，金鱼能与野生鲫鱼杂交产生可育后代”可知，金鱼 与野生鲫鱼属于同一物种，A正确；B.人工选择可以积累人类喜好的变异，淘汰人类不喜好 301/489 学科网（北京）股份有限公司的变异，只对金鱼的变异类型起选择作用，不能使金鱼发生变异，B错误；C.种群进化的实 质是种群基因频率的改变，因此，鲫鱼进化成金鱼的过程中，存在基因频率的改变，C正确； D.人类的喜好可以通过人工选择来实现，使人类喜好的性状得以保留，因此，人工选择可以 决定金鱼的进化方向，D正确。故选B。 （四）生物多样性【生命观念】 1.共同进化 （1）概念：不同物种之间，生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展。 （2）原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。 （3）共同进化的类型与实例 类型 包含类型 实例 种间互助 一种蛾和兰花、犀牛和犀鸟、根瘤菌和豆科植物 不同物种 捕食 猫和老鼠、猎豹和斑马 种间 之间 寄生 新冠病毒和人、黏液病毒和兔子 斗争 竞争 作物和杂草、兔子和羊 生物与无机 生物影响环境， 地球早期无氧气→厌氧生物→光合生物出现→ 环境之间 环境也影响生物 空气中有氧气→出现好氧生物 2.生物多样性 （1）内容 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 （2）形成原因：共同进化 （3）研究生物进化历程的主要依据：化石 【知识拓展】 （一）生物多样性形成的原因分析 1.从分子水平看： 2.从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化 过程中共同作用的结果。 （二）生物多样性三个层次之间的联系 302/489 学科网（北京）股份有限公司【变式训练】（山东高考真题）为加大对濒危物种绿孔雀的保护，我国建立了自然 保护区，将割裂的栖息地连接起来，促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是（ ） A.将割裂的栖息地连接，促进了绿孔雀间的基因交流 B.提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径 C.绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声，属于物理信息 D.建立自然保护区属于易地保护，是保护绿孔雀的有效措施 【答案】D 【解析】A.将割裂的栖息地连接，打破了种群之间的地理隔离，促进绿孔雀间的基因交流， A正确；B.提高出生率可以增加绿孔雀的种群数量，B正确；C.雄鸟发出的鸣叫声属于物理 信息，C正确；D.建立自然保护区，属于就地保护，D错误。故选D。 303/489 学科网（北京）股份有限公司专题 人体的内环境稳态和神经调节 18 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）稳态的生理意义Ⅱ （2）人体神经调节的结构基础和调节过程Ⅱ （3）神经冲动的产生、传导与传递Ⅱ （4）人脑的高级功能 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：如血浆与组织液的界限在于毛细血管；神经元的结构与兴 奋的产生传导相适应； 稳态与平衡观：内环境的组成成分间通过物质交换实现稳态 2.科学思维——分析与综合：结合内环境的成分与理化性质稳定的实例得出结论； 模型与建模：研究反射弧的结构模型； 归纳与概括：分析兴奋的产生、传导和传递机制 3.科学探究——实验设计：验证反射弧的完整性 4.社会责任——通过总结内环境稳态失调引起的疾病，形成关注人体健康的态度 构思维导图 304/489考点一：内环境的组成及其关系 核心突破例题精讲 【例题】（全国高三专题练习）如图表示人体内骨骼肌细胞与周围液体环境的关系，①②③ ④分别表示人体内不同部位的液体。下列说法错误是（ ） A.毛细淋巴管壁细胞生活的内环境为①和③ B.①②③的成分和含量相近，但②中蛋白质较多 C.手和脚有时会磨出“水泡”，其中的液体主要是③ D.图中毛细血管静脉端氧气含量高于动脉端 【答案】D 【解析】A.毛细淋巴管壁细胞生活的内环境为①淋巴和③组织液，A正确；B.①淋巴、②血 浆、③组织液三者的成分和含量相近，但②血浆中的蛋白质较多， B正确； C.“水泡”中 的液体主要是③组织液，C正确；D.毛细血管的动脉端将氧气输送给全身各处的组织细胞， 氧气会被组织细胞不断吸收利用，生成的CO2再经静脉端回收，故毛细血管静脉端氧气含量 低于动脉端，D错误。故选D。 知识总结 （一）体液【生命观念】 细胞内液（2/3，细胞内）：进行新陈代谢的场所。 血浆：是血细胞直接生活的环境。运输各种营养物质、 细胞外液（1/3，细胞外） 气体、代谢废物、激素和抗体等； 组织液：是绝大多数细胞直接生活的环境； 淋巴：是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的环境； （二）内环境各组成之间的关系【生命观念】 305/489（三）不同细胞所处的内环境【生命观念】 细胞名称 直接内环境 组织细胞 组织液 毛细血管壁细胞 血浆和组织液 毛细淋巴管壁细胞 淋巴和组织液 血细胞 血浆 淋巴细胞和吞噬细胞 淋巴、血浆 （四）内环境各组成成分的比较【生命观念】 血浆 组织液 淋巴 存在部位 血管 组织细胞间隙 淋巴管 ①消化道吸收 ①血浆 ①消化道吸收 成分来源 ②组织液 ②细胞内液 ②组织液 ③淋巴 均含有水、无机盐、蛋白质、氨基酸等。 化学成分 主要区别在于：血浆中的蛋白质含量较多， 组织液和淋巴中的蛋白质含量较少。 （五）内环境的作用【生命观念】 1.细胞生存的直接环境； 2.细胞与外界环境进行物质交换的媒介。 【知识拓展】 （一）血液流经过程中物质的变化 1.若a端流动的是动脉血，则a端的0 和营养物质的含量均高于b端，而CO 和代谢废物的 2 2 含量均低于b端； 2.若该组成为某内分泌腺，则a端相应激素的含量低于b端。 （二）辨析内环境的成分 1.内环境中存在的物质 2.内环境中不存在的物质 306/4893.是否发生在内环境中的生理过程 4.“四看法”排除不属于内环境的成分 【变式训练】（江苏盐城·高三三模）下图为肝细胞所处液体环境中的物质交换示意图。下 列有关叙述正确的是（ ） A.①过程的发生是由于淋巴管堵塞造成的 B.人体肝细胞内的CO2从产生部位经过③和②过程，至少需经过5层生物膜 C.图示表明，肝细胞与外界环境进行物质交换的媒介是血浆 307/489D.由于胰岛素分泌不足，糖尿病人体内过程④的转运物质不可能是葡萄糖 【答案】B 【解析】A.淋巴管堵塞，造成淋巴回流受阻，组织液进入淋巴管的过程受阻，会造成组织水 肿，不能发生①过程，A错误；B.人体肝细胞内的CO2从产生部位线粒体基质中经过③组织 细胞和②毛细血管壁的过程，至少需经过线粒体2层+组织细胞1层+毛细血管壁细胞2层=5 层生物膜，B正确；C.图示表明，内环境是肝细胞与外界环境进行物质交换的媒介，C错误； D.胰岛素分泌不足，人体细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存会出现障碍，但糖尿病人体内过 程④的转运物质也可能是葡萄糖，D错误。故选B。 考点二：内环境稳态 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁高三模拟预测）下列有关人体内环境及稳态的叙述，错误的是（ ） A.内环境中有许多由缓冲物质构成的缓冲体系 B.人体代谢中的生物化学反应主要发生在内环境 C.登山者攀登珠峰时，其细胞外液的温度会维持在37℃左右 D.坎农提出内环境稳态的主要调节机制是神经调节和体液调节 【答案】B 【解析】A.内环境中有许多由缓冲物质构成的缓冲体系，以维持内环境的酸碱平衡，A正确； B.细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所，因此人体代谢过程中的生化反应主要发生在细胞 内，不在内环境，B错误；C.登山者攀登珠峰时，虽然气温下降，但通过体温调节，细胞外 液的温度一般维持在37℃左右，C正确；D.坎农提出：内环境稳态是在神经调节和体液调节 的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的，D正确。故选B。 知识总结 （一）要点归纳【生命观念】 1.内环境稳态：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境相对 稳定的状态。 2.实质：内环境的各种化学成分和理化性质都处于动态平衡中，是通过机体的调节作用实现 的。 3.调节机制：神经—体液—免疫调节网络 4.意义：是机体进行正常生命活动的必要条件。 308/489（1）渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素。 （2）适宜的温度和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件。 （3）正常的血糖水平和氧气含量是供给机体所需能量的重要保障。 （二）内环境理化性质的动态变化【生命观念】 1.渗透压（770KPa） （1）大小：取决于溶质微粒的数目。 【如】质壁分离 外界浓度（蔗糖溶液）＞ 细胞液浓度 渗透压： 大 小 细胞失水 吸水能力： 强 弱 （2）影响渗透压的因素：其大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。 细胞外液渗透压主要取决于：Na+、cl- 细胞内液渗透压主要取决于：k+ （3）引起组织水肿的原因（直接表现：组织液增加） 2.酸碱度（影响酶的活性） （1）概述：正常人的血浆近中性，pＨ为7.35-7.45，之所以能保持相对稳定是因为血浆中 含有HCO-、HPO2-等缓冲物质。 3 4 （2）缓冲物质（对） 弱酸： HCO NaHPO 2 3 2 4 弱酸强碱盐： NaHCO NaHPO 3 2 4 （3）内环境中的酸碱物质 309/489酸性物质（主要来自新陈代谢）：乳酸、磷酸 碱性物质（主要来自食物）：NaCO 2 3 【如】 3.温度（影响酶的活性）：人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。（动态平衡） 幼年＞成年＞老年 女性＞男性 同一个人1日内不超过1℃ 提醒：代谢越旺盛，释放的能量越多，相对温度也越高。 （三）内环境稳态与各个系统的功能联系【生命观念】 1.联系 2.内环境稳态的基础：各器官、系统协调一致地正常运行。 （1）直接参与：消化系统、呼吸系统、泌尿系统、循环系统 （2）间接参与： 神经系统（神经调节）、 内分泌系统（体液调节）、 免疫系统（免疫调节）、运动系统等 3.局限性：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，当外界环境的变化过于剧烈，或人体 自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏。 【知识拓展】穿膜层数的计算问题 【例】 310/4891.肠腔内的葡萄糖进入组织细胞中被利用至少经过了几层磷脂分子？（14层 ） 2.氧气从肺泡进入组织细胞中被利用至少经过了几层生物膜？（ 11层 ） 提醒：肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠绒毛壁、肾小球、肾小管等都是由单层细 胞构成。 【解析】 【变式训练】（湖南衡阳市八中高三其他模拟）内环境稳态是通过机体各种器官、系统，分 工合作、协调统一实现的。下列有关内环境及其稳态的叙述，正确的是（ ） A.运动员进行马拉松运动时，其骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸，使血浆的pH显著降低 B.正常人的血浆和组织液中含有尿素 C.组织液是血浆经过毛细血管在毛细血管静脉端生成的 D.高原性肺水肿患者的肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、红细胞等成分，导致患者肺部 组织液的渗透压降低，肺部组织液增加 【答案】B 【解析】A.血浆中存在着各种缓冲物质，如HCO/NaHCO，肌细胞无氧呼吸产生的乳酸可以 2 3 3 和NaHCO 反应生成乳酸钠和碳酸，乳酸钠随尿液排出，而多余的碳酸分解成CO；CO 由呼吸 3 2 2 系统排出，因此血浆的pH一般不会显著降低，A错误；B.尿素是细胞的代谢产物，由细胞 产生后进入内环境，组织液和血浆中都含有尿素，B正确；C.组织液不一定是血浆经过毛细 血管在毛细血管静脉端生成的，如血浆中的大部分小分子物质均可经毛细血管动脉端进入组 织液，成为组织液的成分，C错误；D.肺部出现感染，肺组织间隙和肺泡渗出液中有蛋白质、 红细胞等成分，使得肺部组织液渗透压升高，对水的吸收增多，肺部组织液增加，D错误。 故选B。 考点三：神经调节 核心突破例题精讲 【例题】（进贤县第一中学高三模拟）如图表示人体神经元的结构，以下相关叙述正确 311/489的是（ ） A.突触一般不含有1部位的结构 B.在Ⅲ部位处，电信号将转变为化学信号 C.在体内，兴奋的传导方向为Ⅲ→Ⅱ→I D.静息状态的神经细胞膜外K+浓度高于膜内 【答案】B 【解析】A.突触后膜是下一个神经元的树突膜或胞体膜，所以可以含有Ⅰ部位的结构，A错 误；B.神经冲动传到Ⅲ部位时，突触小体释放神经递质，信号由电信号转变为化学信号， B 正确；C.在体内，兴奋由一个神经元的轴突传递到另一个神经元的胞体或树突，而在一个神 经元上从沿着（树突）胞体→轴突→突触小体方向传导，即I→Ⅱ→Ⅲ，C错误；D.静息状 态的神经细胞膜外K+浓度低于膜内，Na+浓度膜外高于膜内，D错误；故选B。 知识总结 （一）概念辨析【生命观念】 1.神经元（又名神经细胞） 细胞体：主要集中在脑和脊髓的灰质中，构成神经中枢。 突起 树突：短而多，将兴奋传向细胞体。 轴突：长而少，将兴奋由细胞体传向外围。 2.反射与反射弧 反射：神经调节的基本方式。是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化 作出的规律性应答。 反射弧：完成反射活动的结构基础。 （1）条件反射和非条件反射的比较 非条件反射 条件反射 形成时间 生来就有（先天） 后天获得 刺激 非条件刺激（直接刺激） 条件刺激（信号刺激） 神经中枢 大脑皮层以下中枢（低级） 大脑皮层（高级） 反射弧及神经联系永久、固定， 反射弧及神经联系暂时、可变， 神经联系 反射不消退 反射易消退，需强化 大大提高人和动物适应复杂环境 意义 完成机体基本的生命活动 的能力 312/489举例 缩手反射、眨眼反射 望梅止渴、谈虎色变 （2）反射弧 提醒：兴奋在整个反射弧上只能单向传递（神经中枢中的 突触处是单向传递的），但离体的神经纤维处是双向的。 3.兴奋：动物体或人体内的某些组织或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃 状态的过程。 神经纤维上的传导 神经元之间的传递 【知识拓展】 （一）反射弧各个部分的区别和联系 结构破坏对 兴奋传导 结构特点 功 能 功能的影响 将内外界刺激的信息转 感受器 神经元轴突末梢的特殊结构 既无感觉又无效应 变为神经的兴奋 ↓ 将兴奋由感受器传入神 传入神经 感觉神经元 既无感觉又无效应 经中枢 ↓ 调节某一特定生理功能的 对传入的兴奋进行分析 神经中枢 既无感觉又无效应 神经元群 与综合 ↓ 将兴奋由神经中枢传至 传出神经 运动神经元 只有感觉无效应 效应器 ↓ 运动神经末梢和它所支配 对内外界刺激作出相应 效应器 只有感觉无效应 的肌肉或腺体 的反应和活动 相互联系 反射弧中任何一个环节中断，反射便不能发生,必须保证反射弧结构的完整性 （二）与反射相关的延伸 1.反射发生的必要条件： （1）反射弧需具有完整性； （2）需要有适宜的刺激。 2.反射弧方向的判定 （1）有神经节的是传入神经； （2）看神经中枢处的灰质，方向是“小进大出”； 313/489（3）看神经中枢处的突触，从“ ”到“ ”或“ ”。 3.神经纤维就是神经吗？ 神经元的轴突或长的树突以及包裹在外面的髓鞘构成神经纤维,神经纤维聚集成束外面 包有膜构成神经。 4.“形成了感觉”就是“完成了反射”吗？ 反射依赖完整的反射弧(五部分)才能形成，感觉只需经过感受器、传入神经、神经中枢 (大脑皮层)三部分即可形成。 【例】缩手反射示意图 ①缩手中枢位于图中的c，感受器是a； ②图中含有5个神经元，5个突触； ③此过程中，是先疼还是先缩手？（先缩手） 【变式训练】（浙江高考真题）下列关于膝反射的反射弧的叙述，正确的是（ ） A.感觉神经元的胞体位于脊髓中 B.传出神经末梢可支配骨骼肌细胞和内分泌腺 C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配 D.反射中枢由中间神经元和运动神经元之间的突触组成 【答案】C 【解析】A.感觉神经元的细胞体位于脊神经节中，A错误；B.在膝反射弧中，传出神经末梢 可支配股四头肌，B错误；C.运动神经元的树突可受其他神经元轴突末梢的支配，两者之间 可以形成突触，C正确；D.膝反射弧是二元反射弧，没有中间神经元，它的神经中枢在脊髓， D错误。故选C。 （二）神经纤维上的传导【生命观念】 1.实验现象 2.实验结论 314/489兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫做神经冲动。一个如图所 示适宜刺激使电位表（电流表）指针发生2次方向相反的偏转。 （若刺激在电位表中间，则指针偏转0次。） 3.传导过程 （1）静息电位：外正内负，机理：K+外流 （2）动作电位：外负内正，机理：Na+内流 4.要点归纳 形式：局部电流（电信号、神经冲动） 静息电位（未兴奋部位）：内负外正（K+通道打开，K+外流） 电位 动作电位（兴奋部位）：内正外负（Na+通道打开，Na+内流） 方式：未兴奋部位与兴奋部位存在电位差而发生电荷移动，形成局部电流。 方向：双向传导，与膜内局部电流方向一致，与膜外相反。 提醒：兴奋在整个神经元的细胞膜上传导都可以看做这种类型。 【变式训练】（海南高考真题）下列关于神经调节的叙述，正确的是（ ） A.神经细胞在静息状态时，Na+外流使膜外电位高于膜内电位 B.神经细胞受到刺激产生兴奋时，兴奋部位与未兴奋部位之间形成局部电流 C.神经递质在载体蛋白的协助下，从突触前膜释放到突触间隙 D.从突触前膜释放的神经递质只能作用于神经细胞 【答案】B 【解析】A.神经细胞在静息状态时，K+通道打开，K+外流，维持细胞膜外正内负的电位，A 错误；B.神经细胞受到刺激后，神经纤维膜对钠离子通透性增加，使得刺激点处膜两侧的电 位表现为内正外负，该部位与相邻部位产生电位差而发生电荷移动，形成局部电流，B正确； C.神经递质通过胞吐从突触前膜释放到突触间隙，不需要载体蛋白的协助，C错误；D.在神 经-肌肉突触中，突触前膜释放的递质可作用于肌肉细胞，D错误；故选B。 【知识拓展】 （一）传导方向 在离体状态下和在生物体内,兴奋在神经纤维上的传导方向相同吗？ ①在离体状态下，兴奋在神经纤维上的传导是双向的。 ②在生物体内，神经纤维上的神经冲动只能来自感受器，因此，生物体内兴奋在神经纤维上 315/489是沿着反射弧单向传导的。 （二）膜电位的测量 方 法 图 解 结 果 电表两极分别置于神经纤维 膜的内侧和外侧 电表两极均置于神经纤维膜 的外侧 （三）电位变化曲线 图示为离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激部位细胞膜两侧会出现暂时性的 电位变化。 【解读】 a段（极化）：静息电位，外正内负， K+通道开放，K+外流； 刺激—b段（去极化）：动作电位形成过程中，Na+通道开放， Na+内流； b点：0电位； bc段（反极化）：动作电位，Na+继续内流（K+也开始外流），当K+外流速度与Na+内流速 度达到平衡时，达到峰值c； cd段（复极化）：静息电位恢复形成过程，K+外流； de段（超极化）：恢复原有静息电位水平（钠—钾泵打开，吸钾排钠，主动运输） 注意： 1.图中的电位差 = 膜内电位 - 膜外电位 2.峰值的大小 静息电位决定于：膜两侧K+浓度差 动作电位决定于：膜两侧Na+浓度差 3.离子通道打开，K+外流，Na+内流为协助扩散；钠—钾泵打开，吸钾排钠，为主动运输。 【变式训练】（广东）下图为蛙的离体神经纤维在用河豚毒素处理前后膜上动作电 位的变化曲线，相关叙述错误的是（ ） A.a点时膜电位表现为外正内负 316/489B.b点形成的主要原因是细胞外Na+内流 C.河豚毒素阻断了部分K+通道 D.河豚毒素具有开发为麻醉药物的潜在价值 【答案】C 【解析】A.a是静息电位，膜电位表现为外正内负，A正确；B.b处于动作电位，形成的原 因是细胞外Na+内流，B正确；C.河豚毒素抑制了动作电位的产生，所以阻断了部分Na+通道， C错误；D.河豚毒素会抑制兴奋的产生，具有开发为局部麻醉药物的潜在价值，D正确。故 选C。 （三）神经元之间的传递【生命观念】 1.突触 （1）结构 突触前膜：轴突末梢膨大形成的突触小体的膜，该侧具有突触小泡； 突触间隙：突触前膜与后膜之间，含有组织液； 突触后膜：神经元的细胞体膜或树突膜，上面有特异性受体。 （2）类型 轴突—胞体型（ B ） 轴突—树突型（ C ） 2.传递过程 突触前膜处：兴奋引起突触小泡向突触前膜移动，并通过胞吐作用释放神经递质。 突触后膜处：神经递质与突触后膜上的受体结合，使后膜上的离子通道发生改变，引发 电位变化，使下一个神经元兴奋或抑制。 3.要点归纳 结构基础：突触 形式：化学信号 前膜 后膜 方式：电信号 化学信号 电信号 方向：单向传递（只能由一个神经元的轴突→另一个神经元的树突膜或细胞体膜，引起 它的兴奋或抑制） 4.单向传递的原因 317/489神经递质只存在于突触小泡内，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜（只有突触 后膜上才存在能与神经递质结合的特异性受体）。 5.神经递质（信息分子） （1）来源：突触小泡（来自高尔基体） （2）分泌结构：突触前膜（方式：主要是胞吐，体现膜的流动性） （3）特异性受体的本质：突触后膜上的糖蛋白 （4）分类：兴奋性递质和抑制性递质 维持静息状态 由兴奋状态恢复静息状态 （5）作用实质：信息分子，只能与突触后膜上的特异性受体结合传递信息，不能进入细胞， 也不能参与反应。 （6）去向：被相应的酶降解或回收。 （7）本质：化学物质（如：乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、氨基酸类、NO等） 提醒：NO释放的方式为自由扩散。 【知识拓展】 （一）后膜上不同离子通道打开后的结果 Na+离子通道打开，Na+内流——下一个神经元兴奋 Cl-离子通道打开，Cl-内流——下一个神经元抑制 （二）神经——肌肉接头 神经元与肌肉细胞和某些腺体细胞之间也是通过突触联系的，神经元释放的神经递质也 可以作用于这些肌肉细胞或腺细胞，引起肌肉的收缩或腺体的分泌。（例如：传出神经与效 应器之间） 【变式训练】（北京高考真题）食欲肽是下丘脑中某些神经元释放的神经递质，它作用于觉 醒中枢的神经元，使人保持清醒状态。临床使用的药物M与食欲肽竞争突触后膜上的受体， 但不发挥食欲肽的作用。下列判断不合理的是（ ） A.食欲肽以胞吐的形式由突触前膜释放 B.食欲肽通过进入突触后神经元发挥作用 C.食欲肽分泌不足机体可能出现嗜睡症状 D.药物M可能有助于促进睡眠 【答案】B 318/489【解析】A.食欲肽是一种神经递质，神经递质以胞吐的方式由突触前膜释放，A正确；B.神 经递质发挥作用需要与突触后膜上的蛋白质受体特异性结合，并不进入下一个神经元，B错 误；C.由题“食欲肽它作用于觉醒中枢的神经元，使人保持清醒状态”可推断，食欲肽分泌 不足机体可能出现嗜睡症状，C正确；D.由题“食欲肽使人保持清醒状态，而药物M与食欲 肽竞争突触后膜上的受体，但不发挥食欲肽的作用”可推断，药物M可能有助于促进睡眠， D正确。故选B。 考点四：神经系统的分级调节和人脑的高级功能 核心突破例题精讲 【例题】（江西）饮酒过量的人表现为语无伦次、走路不稳、呼吸急促等。下列关于神经调 节的叙述错误的是（ ） A.大脑皮层能控制机体的反射活动，还具有语言等功能 B.中枢神经系统中脑对脊髓的调控，存在分级调节机制 C.神经元的轴突末端有许多分枝，有利于接受神经递质 D.脊髓中具有多种神经中枢，分别负责调控相应的生理活动 【答案】C 【解析】A.大脑皮层作为最高级神经中枢能控制反射活动，还具有语言等高级功能，A 正确； B.高级中枢脑对低级中枢的调控是一种分级调节，B 正确；C.神经元轴突末端的分枝是有利 于神经递质的释放，C 错误；D.脊髓中具有多种神经中枢，分别负责调控相应的生理活动， 比如调控膝跳反射等，D 正确。故选C。 知识总结 （一）中枢神经系统的结构和功能【生命观念】 结构名称 主要神经中枢 功能 调节机体活动的最高级中枢，还有语言、学习、 大脑皮层 语言、运动、感觉中枢等 记忆和思维等方面的高级功能 小脑 维持身体平衡的中枢 维持身体平衡 脑干 呼吸、心跳、血压中枢等 维持生命必要的中枢 体温调节中枢、水盐平衡调节 调节体温、水盐、血糖平衡等，并与 下丘脑 中枢、血糖平衡调节中枢等 生物节律等的控制有关 脊髓 运动中枢 调节躯体运动的低级中枢 （二）低级中枢和高级中枢的关系【生命观念】 319/489一般来说，位于脊髓的低级中枢受脑中相应高级中枢的调控。 1.语言功能 W区 V区 S区 H区 言语区 （书写性语言中枢） （视觉性语言中枢） （运动性语言中枢） （听觉性语言中枢） 受损 失写症 失读症 运动性失语症 听觉性失语症 症状 （不能写字） （看不懂） （不会讲话） （听不懂） 2.学习和记忆 （1）学习：神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。 （2）记忆：将获得的经验进行贮存和再现。 短期记忆：与海马区有关 长期记忆：与新突触的建立有关 【知识拓展】生理或病理现象与神经中枢的关系 生理或病理现象 主要神经中枢参与(损伤) 考试专心答题时 大脑皮层V区和W区 聋哑人表演 大脑皮层视觉中枢和言语区的V区，躯体运动中枢 “千手观音”舞蹈 某同学跑步时 大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和脊髓 植物人 大脑皮层损伤、小脑功能退化，但下丘脑、脑干、脊髓功能正常 高位截瘫 脊髓受损伤，其他部位正常 【变式训练】（山东高三二模）阿尔茨海默病是发生于老年和老年前期，以进行性认知功能 障碍和行为损害为特征的神经系统疾病，主要表现为逐渐丧失记忆和语言功能、抽象思维和 计算能力损害、人格和行为改变等，下列说法错误的是（ ） A.阿尔茨海默病丧失的记忆、语言功能是人脑特有的高级功能 B.阿尔茨海默病的形成可能与脑内某些神经递质、蛋白质的合成有关 C.脑的高级功能可以使人类能主动适应环境，适时调整情绪 D.阿尔茨海默病轻度患者看不懂文字、不能讲话，说明大脑V、S区受损 【答案】A 【解析】A.语言功能是人脑特有的高级功能，但记忆功能不是人脑特有的高级功能，A错误； B.阿尔茨海默病主要表现为逐渐丧失记忆，人类的记忆可能与脑内某些神经递质的作用、蛋 白质的合成有关，B正确；C.脑的高级功能可以使人类不断的学习与记忆，获得新的行为、 320/489习惯和积累经验，能主动适应环境，适时调整情绪，C正确；D.看不懂文字说明V区受损， 不能讲话说明S区受损，D正确。故选A。 考点五：神经调节的相关题型 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高三二模）图甲为某一种神经纤维示意图，将一电流表的a、b两极置于膜 外，在X处给予适宜刺激，测得电位变化如图乙所示。下列说法错误的是（ ） A.受刺激时，电流表的指针将发生两次方向相反的偏转 B.图甲电流表指针偏向左时，a极处神经纤维膜可能处于去极化状态 C.在图乙中的t 时刻，兴奋传导至b电极处 3 D.t～t，t～t 电位的变化分别是Na+内流和K+外流造成的 1 2 3 4 【答案】D 【解析】A.受刺激时，电流表的指针在电信号传导至a时偏转一次，到b时再偏转一次，故 会发生两次方向相反的偏转，A正确；B.图甲电流表指针偏向左时，a处应该是负电位、b 处应该为正电位，此时a处电位内正外负，可能处于去极化状态，B正确；C.静息电位是外 正内负，动作电位是外负内正，电流表会有不同方向的偏转。在图乙中的t 时刻，是在产 3 生第二次偏转的时候，兴奋传导至b电极处，并产生电位变化，C正确；D.t～t，t～t 1 2 3 4 电位的变化都是先产生动作电位Na+内流，再恢复静息电位K+外流，故t～t，t～t 电位的 1 2 3 4 变化都是Na+内流和K+外流造成的，D错误。故选D。 知识总结 （一）方向判定类【科学思维】 【例】下图表示3个通过突触连接的神经元。现于箭头处施加一强刺激，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 321/489【例】下列各图箭头表示兴奋在神经元之间和神经纤维上的传导方向,其中不正确的是 （ ） 【变式训练】（江苏高考真题）下图为部分神经兴奋传导通路示意图，相关叙述正 确的是（ ） A.①、②或④处必须受到足够强度的刺激才能产生兴奋 B.①处产生的兴奋可传导到②和④处，且电位大小相等 C.通过结构③，兴奋可以从细胞a传递到细胞b，也能从细胞b传递到细胞a D.细胞外液的变化可以影响①处兴奋的产生，但不影响③处兴奋的传递 【答案】A 【解析】A.神经纤维上兴奋的产生需要足够强度的刺激，A正确；B.①处产生的兴奋可以传 到②④处，由于不知③突触处产生的神经递质是兴奋性递质还是抑制性递质，故电位大小不 一定相等，B错误；C.兴奋在突触处传递是单向的，因此兴奋只能从细胞a传到细胞b，C 错误；D.细胞外液的变化可能影响钠离子的内流和神经递质的活性或扩散，故会影响①处兴 奋的产生，也会影响③处兴奋的传递，D错误。故选A。 （二）指针偏转类【科学思维】 原理：兴奋延神经纤维传导依次通过“a→b→bc之间→c→c右侧”时指针变化如图所示： 1.在神经纤维上 （1）刺激a点，b点先兴奋，d点后兴奋，电流表指针发生两次方向相反的偏转（先左后右）。 （2）刺激c点(bc=cd)，b点和d点同时兴奋，电流表指针不发生偏转。 2.在神经元之间 322/489（1）刺激b点,由于兴奋在突触间的传导速度小于在神经纤维上的传导速度，a点先兴奋， d点后兴奋,电流表指针发生两次方向相反的偏转（先左后右）。 （2）刺激c点,兴奋不能传至a，a点不兴奋，d点可兴奋，电流表指针只发生一次偏转（向 右）。 【例】将灵敏电流计连接到图1神经纤维和图2突触结构的表面,分别在a、b、c、d处给予 足够强度的刺激(a点离左右两个接点距离相等),下列说法不正确的是（ ） A.分别刺激a、d点时,指针都偏转1次 B.分别刺激b、c点时,指针都偏转2次 C.刺激a点,由于a点离两个接点距离相等,所以理论上指针不偏转 D.分别刺激a、b、c、d时,指针偏转1次的现象只发生在刺激d点时 【答案】A 【解析】根据兴奋在神经纤维上的传导特点可知，刺激a点时指针不偏转；刺激b点时，因 为兴奋传至两接点所需时间不同，所以指针会出现2次偏转；根据兴奋在突触上的传递特点 (单向传递)可知，刺激c点时，两接点均会出现电位变化，但时间不同，所以出现2次偏转； 刺激d点时，只有右侧接点出现电位变化，故指针偏转1次。故选A。 【变式训练】（河北衡水中学调研)如图表示三个通过突触相连接的神经元，甲、乙为电流 计。下列有关叙述错误的是（多选）（ ） A.兴奋在图示三个突触中传递时，信号转换形式为电信号→化学信号→电信号 B.适当降低周围环境中的Na＋浓度，b点的静息电位将减小 323/489C.给e点一个适宜刺激，甲、乙两个电流计的指针都不会发生偏转 D.若e和d点间有抑制神经递质分解的药物，刺激f点，d点将持续兴奋或抑制 【答案】BC 【解析】A.突触处，信号的转换形式为：电信号→化学信号→电信号，A项正确；B.降低细 胞外钠离子浓度，会影响动作电位，但不影响静息电位，B项错误；C.刺激e点，甲电流计 下面的一极会兴奋，上面的一极不会兴奋，故甲偏转一次，乙的两极均不能兴奋，故乙不偏 转，C项错误；D.若e点和d点间的神经递质不能分解，则会一直作用于突触后膜，刺激f 点，d点会持续兴奋或抑制，D项正确。故选BC。 （三）传递异常类【科学思维】 1.缺少分解神经递质相关的酶：突触后膜持续兴奋或抑制。 2.药物阻断神经冲动的三大原因 （1）阻断神经递质的合成或释放； （2）使神经递质失活； （3）神经递质不能与受体结合。 【变式训练】（浙江高考真题）分布有乙酰胆碱受体的神经元称为胆碱能敏感神经元，它普 遍存在于神经系统中，参与学习与记忆等调节活动。乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解，药 物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的相应受体结合。下列说法错误的是（ ） A.乙酰胆碱分泌量和受体数量改变会影响胆碱能敏感神经元发挥作用 B.使用乙酰胆碱酯酶抑制剂可抑制胆碱能敏感神经元受体发挥作用 C.胆碱能敏感神经元的数量改变会影响学习与记忆等调节活动 D.注射阿托品可影响胆碱能敏感神经元所引起的生理效应 【答案】B 【解析】A.乙酰胆碱分泌量和受体数量会影响突触后膜接受到的刺激大小，所以会影响胆碱 能敏感神经元发挥作用，A正确；B.乙酰胆碱酯酶催化乙酰胆碱的分解，使用乙酰胆碱酯酶 抑制剂，乙酰胆碱分解减少，会使乙酰胆碱持续与受体结合，促进胆碱能敏感神经元发挥作 用，B错误；C.胆碱能敏感神经元参与学习和记忆等调节活动，所以胆碱能敏感神经元的数 量改变会影响这些调节活动，C正确；D.药物阿托品能阻断乙酰胆碱与胆碱能敏感神经元的 相应受体结合，所以能影响胆碱能敏感神经元引起的生理效应，D正确。故选B。 （四）实验探究类（电激法）【科学思维】 1.验证兴奋传递或传导特点 324/489（1）探究兴奋在神经纤维上的传导：电刺激甲处，观察A 和乙处电位变化 ①若A有反应，乙有电位变化，则说明兴奋在神经纤维上 的传导是双向的； ②若A有反应，乙无电位变化，则说明兴奋在神经纤维上 的传导是单向的； （2）探究兴奋在神经元之间的传递：电刺激甲处，观察丙处电位变化；再刺激丙处，观察 甲处电位变化 ①若两次实验后甲、丙均有电位变化，则说明兴奋在神经元之间的传递是双向的； ②若甲处有电位变化而丙处无电位变化，则说明兴奋在神经元之间的传递是单向的，且方向 是从E（感受器）到A（效应器）。 2.探究反射弧异常部位 （1）传入神经异常：刺激b，乙无电位变化。 （2）神经中枢异常：刺激b，乙有电位变化； 刺激a，甲有电位变化，且肌肉收缩。 （3）A处神经-肌肉接头异常：刺激a，甲 有电位变化，但肌肉不收缩。 【变式训练】（浙江镇海中学高三其他模拟）如图将蛙的两个坐骨神经-腓肠肌标 本置于适宜溶液中进行相关实验，S为适宜刺激，下列叙述错误的是（ ） A.图中具有突触结构的是②④ B.因神经和肌肉存在电位差，故无刺激时右肌肉可能收缩 C.给予右肌肉适宜刺激，左肌肉不会发生电位变化 D.S刺激可引起电表发生两次相反方向的偏转 【答案】C 【解析】A.由图可知，②④为神经肌肉接头，有突触结构，A正确；B.神经和肌肉存在电位 差，故无刺激右肌肉也可能兴奋，可能会收缩，B正确；C.给予右肌肉适宜刺激，兴奋可以 325/489传递到左肌肉，故左肌肉会发生电位变化，C错误；D.刺激S，电表的两极会先后发生兴奋， 故电表会发生两次相反的偏转，D正确。故选C。 326/489专题 体液调节和免疫调节 19 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）脊椎动物激素的调节Ⅱ （2）体温调节、水盐调节和血糖调节Ⅱ （3）神经-体液调节在维持稳态中的作用Ⅱ （4）脊椎动物激素在生产中的应用Ⅰ （5）人体免疫系统在维持稳态中的作用Ⅱ （6）艾滋病的流行和预防Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——稳态与平衡观：血糖平衡调节、水盐平衡调节 和体温调节等； 结构与功能观：免疫细胞具有不同的功能、免疫系统受损造成机体免疫功能 异常 2.科学思维——归纳与演绎：由激素调节的实例，归纳出神经调节与体液调节的关系； 建立模型：构建血糖平衡调节、体温调节和水盐平衡调节模型、体液免疫和 细胞免疫的模型； 比较与归纳：比较各类免疫细胞的特点、体液免疫与细胞免疫的区别 3.科学探究——实验设计与实验结果分析：验证激素的生理功能、探究激素分泌的影响因 素 4.社会责任——健康生活、关爱生命：关注激素失调症，尤其是糖尿病，养成良好生活习 惯；关注免疫异常类疾病，关爱艾滋病病人 构思维导图 327/489考点一：内环境的组成及其关系 核心突破例题精讲 【例题】（全国高考乙卷生物试题）哺乳动物细胞之间的信息交流是其生命活动所必需的。 请参照表中内容，围绕细胞间的信息交流完成下表，以体现激素和靶器官（或靶细胞）响应 之间的对应关系。 内分泌腺或 靶器官或靶细胞的 激素 激素运输 靶器官或靶细胞 内分泌细胞 响应 肾上腺 肾上腺素 （4） 心率加快 （3）通过 促进肝糖原的 胰岛B细胞 （1） 肝细胞 运输 合成 垂体 （2） 甲状腺 （5） 【答案】胰岛素 促甲状腺激素 体液 心脏（心肌细胞） 促进甲状腺分泌甲状腺激素 【解析】（1）肾上腺分泌肾上腺素，通过体液运输，由题靶细胞的响应是使心跳加速、心 率加快，因此肾上腺素作用于心肌细胞。（2）胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素是机体唯一 的降血糖激素，通过体液运输，作用于肝细胞，促进肝糖原的合成，使血糖水平降低。（3） 由题干垂体作用的靶器官是甲状腺可知，垂体可以分泌促甲状腺激素，通过体液运输，作用 于甲状腺，促进甲状腺分泌甲状腺激素，提高细胞代谢速率，使机体产生更多的热量。 328/489知识总结 （一）促胰液素的发现【科学探究】 1.沃泰默实验 结论：胰腺分泌胰液只受神经调节。 2.斯他林和贝利斯实验 结论：小肠粘膜在盐酸的作用下分泌某种化学物质促进胰腺分泌胰液，这种化学物质被命名 为促胰液素。 （二）主要内分泌腺及功能【生命观念】 内分 激素 化学 作用 生理作用 备注 泌腺 名称 性质 部位 促甲状腺（性 促进垂体合成和分泌 腺）激素释放 垂体 促甲状腺（性腺）激素 下丘脑 激素 多肽 肾小管 抗利尿激素 促进对水分的重吸收 集合管 幼年过少：侏儒症 促进生长，主要促进蛋 几乎全身 幼年过多：巨人症 生长激素 白质的合成和骨骼的 细胞 成年过多：肢端肥 生长 垂体 蛋白质 大症 促进腺体的生长发育， 促甲状腺 甲状腺 调节激素的合成和分 （性腺）激素 （性腺） 泌 ①促进新陈代谢和生 幼年过少：呆小症 几乎全身 长发育 成年过少：地方性 甲状腺 甲状腺激素 氨基酸 细胞 ②提高神经系统的兴 甲状腺肿 衍生物 奋性 成年过多：甲亢 几乎全身 ①升高血糖 肾上腺 肾上腺素 细胞 ②加快代谢，增加产热 降低血糖（促进组织细 胰岛素 几乎全身 过少： 胰腺 蛋白质 胞加速摄取、利用和储 （B细胞） 细胞 糖尿病 存葡萄糖） 329/489升高血糖（促进糖原分 胰高血糖素 主要是 多肽 解和非糖物质转化为 （A细胞） 肝脏 葡萄糖） ①促进雄性生殖器官 性腺 的发育和生殖细胞的 雄（雌） 几乎全身 （睾丸 固醇 形成 性激素 细胞 卵巢） ②激发并维持各自的 第二性征 （三）激素调节的特点【生命观念】 1.微量、高效； 2.通过体液运输；（内分泌腺无导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液流到全身） 3.作用于靶器官、靶细胞。（具有特异性，不能具体完成某个反应，只能作为信号分子作用 于相应靶细胞，传递某种信息，并在发挥作用后被灭活。） （四）实验探究动物激素的功能【科学探究】 激素 方法 实验探究 饲喂法 含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪，蝌蚪迅速发育成小青蛙 手术摘除小狗甲状腺，小狗发育停止；摘除成年狗的甲状腺，成年 甲状腺激素 摘除法 狗出现行动呆笨、精神萎靡、代谢中氧消耗量显著降低、产热减少 等现象 摘除法 摘除小狗垂体后，小狗生长立即停滞 生长激素 注射法 然后对其每天注射适量的生长激素，可逐渐恢复生长 330/489给饥饿18-24h后的小鼠注射一定剂量的胰岛素，不久小鼠出现低 胰岛素 注射法 血糖症状，接着注射适宜浓度的葡萄糖溶液抢救，血糖恢复。 割除法 公鸡和母鸡的性腺阉割后，会逐渐丧失各自的第二性征。 性激素 把公鸡睾丸移植到阉割过的母鸡体内，该母鸡就会逐渐长出公鸡 移植法 的鸡冠和长的尾羽，并且具有公鸡那种好斗的特性 【知识拓展】各激素之间的相互关系 【变式训练】（全国Ⅰ卷高考真题）某研究人员以小鼠为材料进行了与甲状腺相关 的实验，下列叙述错误的是（ ） A.切除小鼠垂体，会导致甲状腺激素分泌不足，机体产热减少 B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后，其耗氧量会增加 C.给成年小鼠注射甲状腺激素后，其神经系统的兴奋性会增强 D.给切除垂体的小鼠注射促甲状腺激素释放激素，其代谢可恢复正常 【答案】D 【解析】A.若切除垂体，则垂体分泌的促甲状腺激素减少，会导致甲状腺激素分泌不足，产 热减少，A正确；B.给切除垂体的幼年小鼠注射垂体提取液后，该提取液中含有促甲状腺激 素，可以促进甲状腺激素的分泌，故小鼠 的耗氧量会增加，B正确；C.甲状腺激素可以影 响神经系统的功能，故给成年小鼠注射甲状腺激素后，神经系统的兴奋性会增加，C正确； D.促甲状腺激素释放激素作用的靶器官是垂体，故切除垂体后，注射促甲状腺激素释放激素 不能让代谢恢复正常，D错误。故选D。 考点二：甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁高考真题）甲状腺激素（TH）作用于体内几乎所有的细胞，能使靶细胞代谢 速率加快，氧气消耗量增加，产热量增加下图为TH分泌的调节途径示意图，回答下列问题： 331/489（1）寒冷环境中，机体冷觉感受器兴奋，兴奋在神经纤维上以 的 形式传导，进而引起下丘脑的 兴奋，再经下丘脑一垂体一甲状腺轴的分级 调节作用，TH分泌增加，TH作用于某些靶细胞后，激活了线粒体膜上的相关蛋白质，导致 有机物氧化分解释放的能量无法转化成ATP中的化学能。此时线粒体中发生的能量转化是 。 （2）当血液中的TH浓度增高时，会 下丘脑和垂体的活动，使TH含量维持正常生 理水平。该过程中，垂体分泌TSH可受到TRH和TH的调节，其结构基础是垂体细胞有 。 （3）TH对垂体的反馈调节主要有两种方式，一种是TH进入垂体细胞内，抑制TSH基因的 表达，从而 的合成；另一种方式是通过降低垂体细胞对TRH的敏感性，从 而 TRH对垂体细胞的作用。 【答案】神经冲动（电信号、局部电流） 体温调节中枢 有机物中的化学能转化为热能 抑制 TRH和TH的特异性受体 降低TSH 降低 【解析】（1）兴奋在神经纤维上以电信号或局部电流的形式传导。寒冷刺激下，兴奋沿着 传入神经达到下丘脑的体温调节中枢，使体温调节中枢兴奋。正常情况下，有机物氧化分解 释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分合成ATP，由于此时机物氧化分解释放的能量 无法转化成ATP中的化学能，则能量转化方式为有机物的化学能转化为热能。（2）当血液 中的TH浓度过高时会反过来抑制下丘脑和垂体的活动，从而维持TH含量的稳定，这体现了 激素的反馈调节。由于垂体细胞含有TRH和TH激素的特异性受体，则垂体分泌TSH可受到 TRH和TH的调节。（3）TH抑制垂体分泌TSH，一方面是由于TH进入垂体细胞内，抑制TSH 基因的表达，从而导致TSH的合成减少，使其分泌的TSH也减少；另一方面是降低垂体细胞 对TRH的敏感性，从而降低TRH对垂体细胞的作用，使垂体细胞分泌的TSH也减少。 知识总结 （一）调节模型【科学思维】 332/489（二）要点归纳【生命观念】 1.调节机制：神经—体液调节，从外界刺激到下丘脑分泌为神经调节，之后为激素调节； 下丘脑既属于神经中枢又属于效应器； 2.过程中出现的信息分子有：神经递质、TRH、TSH、甲状腺激素； 3.TRH的靶细胞是垂体，TSH的靶细胞是甲状腺，甲状腺激素的靶细胞是几乎全身所有细胞， 反馈调节时它的靶细胞是垂体和下丘脑。 【知识拓展】正反馈和负反馈 例如：排尿反射、血液凝固、 例如：体温调节、血糖平衡、 分娩过程等。 等大多数激素调节。 【变式训练】（全国高三专题练习）如图是下丘脑及其直接或间接支配的有关腺体 之间的关系示意图（“+”表示促进，“-”表示抑制），下列有关说法正确的是（ ） A.a是机体调节内分泌活动的枢纽 B.某种b的分泌物与a的某种分泌物在生理效应上表现为协同作用 C.图中c为下丘脑，b为下丘脑直接支配的腺体 D.c具有感受刺激和传导兴奋的功能，但不具有分泌功能 【答案】B 333/489【解析】A.c下丘脑，是机体调节内分泌活动的枢纽，A错误；B.若b为甲状腺，则它分泌 物的甲状腺激素与a垂体分泌的生长激素对动物生长发育的调节具有协同作用，B正确；C. 图中c为下丘脑，b为下丘脑间接支配的腺体，a为下丘脑直接支配的腺体，C错误；D.c 下丘脑不仅具有感受刺激和传导兴奋的功能，还具有分泌功能，D错误。故选B。 考点三：血糖平衡、水盐平衡和体温调节 核心突破例题精讲 【例题】（全国高考甲卷理综生物试题）人体下丘脑具有内分泌功能，也是一些调节中枢的 所在部位。下列有关下丘脑的叙述，错误的是（ ） A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化 B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素 C.下丘脑参与水盐平衡的调节：下丘脑有水平衡调节中枢 D.下丘脑能感受体温的变化；下丘脑有体温调节中枢 【答案】B 【解析】AC.下丘脑是水盐平衡调节中枢，同时也具有渗透压感受器，来感知细胞外液渗透 压的变化，AC正确；B.下丘脑能分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等，具有内分泌 功能，促甲状腺激素是由垂体分泌，B错误；D.下丘脑内有是维持体温相对恒定的体温调节 中枢，能感受体温变化，能调节产热和散热，D正确。故选B。 知识总结 （一）血糖平衡的调节【生命观念、科学思维】 1.血糖的来源和去路 2.相关腺体 腺泡：属于外分泌腺，分泌胰液，有导管通向小肠 腺体 （胰液属于消化液，含有多种消化酶） 胰岛：属于内分泌腺，分泌胰岛素和胰高血糖素，无导管 334/489皮质：分泌肾上腺皮质激素 腺体 髓质：分泌肾上腺素 3.相关激素 激素 来源 作用 结果 靶细胞 胰岛B细胞 加速组织细胞摄取、利 胰岛素 降低血糖 几乎全身所有细胞 用、储存葡萄糖 胰岛A细胞 促进肝糖原分解和非 胰高血糖素 升高血糖 肝脏细胞 糖物质转化成葡萄糖 肾上腺素 肾上腺（髓质） 促进肝糖原分解 升高血糖 肝脏细胞 4.调节模型 5.要点归纳【生命观念】 （1）调节机制：神经—体液调节，其中血糖平衡调节中枢在下丘脑，效应器有胰岛A（B） 细胞和肾上腺； （2）过程中出现的信息分子有神经递质、胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素； （3）胰岛素和胰高血糖素（肾上腺素）具有拮抗作用； （4）肾上腺素和胰高血糖素具有协同作用。 【知识拓展】 （一）糖尿病的发病机理及其治疗 1.发病机理 （1）Ⅰ型糖尿病：胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致胰岛素缺乏，注射胰岛素能治疗。 （2）Ⅱ型糖尿病：机体组织细胞对胰岛素敏感性降低（可能与细胞膜上胰岛素受体受损有 关），而血液中的胰岛素含量降低并不明显，注射胰岛素不能治疗。 2.症状：“三多一少” （1）多尿：原尿中含有高浓度的葡萄糖，导致肾小管等对水分的重吸收困难，尿量增加。 335/489（2）多饮：多尿带走大量水分使细胞外液的渗透压上升，导致口渴，从而多饮。 （3）多食、体重减少：糖分的流失导致患者营养物质缺乏，产生饥饿感，虽多食但消瘦。 3.治疗：控制饮食与药物治疗相结合。 （二）影响胰岛素和胰高血糖素分泌的因素 1.影响胰岛素分泌的因素 （1）血糖含量的高低（最主要）； （2）胰高血糖素可促进胰岛素的分泌； （3）神经调节。 2.影响胰高血糖素分泌的因素 （1）血糖含量的高低（最主要）； （2）胰岛素可抑制胰高血糖素的分泌； （3）神经调节。 【变式训练】（全国卷Ⅰ高考真题）某研究人员用药物W进行了如下实验：给甲组大鼠注射 药物W，乙组大鼠注射等量生理盐水，饲养一段时间后，测定两组大鼠的相关生理指标。实 验结果表明：乙组大鼠无显著变化；与乙组大鼠相比，甲组大鼠的血糖浓度升高，尿中葡萄 糖含量增加，进食量增加，体重下降。回答下列问题： （1）由上述实验结果可推测，药物W破坏了胰腺中的 细胞，使细胞失去功能，从 而导致血糖浓度升高。 （2）由上述实验结果还可推测，甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加，导致肾小管液的 渗透压比正常时的 ， 从而使该组大鼠的排尿量 。 （3）实验中测量到甲组大鼠体重下降，推测体重下降的原因是 。 （4）若上述推测都成立，那么该实验的研究意义是 （答出1点即可） 【答案】胰岛B 高 增加 甲组大鼠胰岛素缺乏，使机体不能充分利用葡萄糖来获 得能量，导致机体脂肪和蛋白质的分解增加 获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物，这 种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。 【解析】（1）由于甲组大鼠注射药物W后，血糖浓度升高，可推知药物W破坏了胰腺中的 胰岛B细胞，使胰岛素的分泌量减少，从而导致血糖浓度升高。（2）由题干信息可知，甲 组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加，会导致肾小管液的渗透压比正常时的高，因此导致肾 小管、集合管对水分的重吸收减少，进而导致尿量增加。（3）甲组大鼠注射药物W后，由 于胰岛素分泌不足，使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量，导致机体脂肪和蛋白质的分解 336/489增加，体重下降。（4）由以上分析可知，药物W破坏了胰腺中的胰岛B细胞，使大鼠因胰 岛素缺乏而患糖尿病，这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物。 （二）水盐平衡的调节【生命观念、科学思维】 1.调节模型 2.要点归纳 （1）调节机制：神经—体液调节； （2）过程中出现的信息分子有神经递质和抗利尿激素； （3）抗利尿激素由下丘脑分泌，存储在垂体，接受信息后由垂体释放，垂体在此过程中属 于反射弧中的效应器。抗利尿激素的靶细胞（靶器官）是肾小管和集合管； （4） 渗透压感受器：下丘脑 水盐平衡调节中枢：下丘脑 渴觉中枢：大脑皮层 【变式训练】（河北高考真题）高盐饮食后一段时间内，虽然通过调节饮水和泌尿可以使细 胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平，但机体依旧处于正钠平衡（总Na+摄入多于排泄）状态。 下列叙述正确的是（ ） A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl- B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关 C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节 D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时，细胞外液总量和体液总量均增多 【答案】ABD 【解析】A.细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-，A正确；B.高盐饮食一段时间后， 细胞外液渗透压会升高，机体可以通过主动饮水和抗利尿激素分泌的增加降低细胞外液渗透 337/489压，从而使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平，B正确；C.细胞内液可以与细胞外液相 互交换成分，因此，细胞内液参与细胞外液渗透压的调节，C错误；D.细胞外液渗透压回归 但机体处于正钠平衡时，通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平， 饮水和抗利尿激素分泌增加可以增加细胞外液总量，体液由细胞外液和细胞内液组成，体液 的总量也会增多，D正确。故选ABD。 （三）体温调节【生命观念、科学思维】 1.产热与散热 2.调节模型 3.要点归纳 （1）调节机制：神经—体液调节；下丘脑既属于神经系统的神经中枢，又是体液调节的枢 纽，分泌TRH（促甲状腺激素释放激素）； （2）过程中出现的信息分子有神经递质及多种激素； （3） 冷（温）觉感受器：皮肤及内脏表面 体温调节中枢：下丘脑 冷（温）觉中枢：大脑皮层 （4）调节结果：产热量和散热量达动态平衡，体温相对恒定。 338/489【变式训练】（全国高三专题练习）早春时天气阴晴不定，气温变化大，人体抵抗力下降， 流感病毒容易乘虚而入从而使人患上感冒。下列相关叙述中正确的是（ ） A.从感冒发热到体温恢复正常，机体的调节机制是神经—体液调节 B.冷觉感受器产生兴奋时，其膜内电位变化是由正变负 C.寒冷环境中人体内的甲状腺激素含量会上升 D.若人的体温调节能力下降甚至丧失，受损伤的部位最可能是垂体 【答案】C 【解析】A.人的体温调节是神经调节和体液调节和免疫调节共同作用的结果，A错误；B.寒 冷时，冷觉感受器兴奋膜电位由外正内负变为外负内正，B错误；C.寒冷时，人体的甲状腺 激素分泌增加，促进细胞代谢，增加产热，C正确；D.下丘脑是体温调节的中枢，若人的体 温调节能力下降甚至丧失，受损伤的部位最可能是下丘脑，D错误。故选C。 考点四：激素调节与神经调节的关系 核心突破例题精讲 【例题】（全国卷Ⅲ高考真题）给奶牛挤奶时其乳头上的感受器会受到刺激 ，产生的兴奋 沿着传入神经传到脊髓能反射性地引起乳腺排乳；同时该兴奋还能上传到下丘脑促使其合成 催产素，进而促进乳腺排乳。回答下列问题： （1）在完成一个反射的过程中，一个神经元和另个神经元之间的信息传递是通过 这 一结构来完成的。 （2）上述排乳调节过程中，存在神经调节和体液调节。通常在哺乳动物体内，这两种调节 方式之间的关系是 。 【答案】突触 有些内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节；内分泌腺所分泌的激 素也可以影响神经系统的发育和功能 【解析】（1）兴奋在神经元之间需要通过突触（突触前膜、突触后膜和突触间隙）这个结 构传递信息。（2）神经调节和体液调节之间的关系是：一方面，大多数内分泌腺本身直接 339/489或间接的受中枢神经系统的控制，体液调节可以看成是神经调节的一个环节；另一方面，内 分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。 知识总结 （一）神经调节和体液调节的区别【科学思维】 比较项目 神经调节 体液调节 作用途径 反射弧 体液运输 反应速度 迅速 较缓慢 作用范围 准确、比较局限 较广泛 作用时间 短暂 比较长 作用对象 肌肉或腺体 靶细胞、靶器官 （二）神经调节和体液调节的联系【生命观念】 1.不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看 做神经调节的一个环节； 2.内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。 【知识拓展】生命活动调节方式的辨析 【变式训练】（普宁市第二中学高三）下图为下丘脑在神经调节和体液调节中的部分作用机 理。下列叙述错误的是（ ） 340/489A.途径①中胰岛B细胞分泌激素a属于神经调节的范畴 B.若c是性激素，则其靶器官可以是下丘脑 C.途径③反映出细胞之间通过直接接触的方式交流信息 D.激素D可能是抗利尿激素，可以提高肾小管和集合管对水的通透性 【答案】C 【解析】A.途径①中在神经元①和神经元②的作用下，神经递质作用于胰岛B细胞，促使其 分泌激素a胰岛素，属于神经调节的范畴，A正确；B.若c为性激素，则其分泌途径为下丘 脑→垂体→性腺，由于其存在反馈调节，故其靶器官可以是下丘脑，B正确；C.途径③通过 激素传递信息，反映出细胞之间以间接交流的方式交流信息，C错误；D.激素D是由下丘脑 分泌，由垂体释放的，可能是抗利尿激素，抗利尿激素作用于于肾小管和集合管，提高肾小 管和集合管对水的通透性，促使其对水的重吸收增强，D正确。故选C。 考点五：免疫调节 核心突破例题精讲 【例题】（全国卷Ⅲ高考真题）下列有关人体免疫调节的叙述，合理的是（ ） A.若病原体不具有细胞结构，就不会使人体产生抗体 B.病原体裂解后再注射到人体，就不会使人体产生抗体 C.病原体表面若不存蛋白质分子，就不会使人体产生抗体 D.病原体经吞噬细胞处理后暴露出的抗原可使人体产生抗体 【答案】D 【解析】A.病原体是指可造成人或动植物感染疾病的微生物、寄生虫或其他媒介，如细菌、 病毒，病毒不具细胞结构，但也能使人体通过体液免疫产生抗体，A错误；B.病原体裂解后 仍含有能引起机体产生免疫反应的抗原物质，因此会使人体产生抗体，B错误；C.抗原不一 定是蛋白质，病原体含有的大分子多糖、黏多糖等特异性化学物质，也能引起机体发生免疫 反应产生抗体，C错误；D.大多数病原体经过吞噬细胞等的摄取和处理，暴露出病原体特有 抗原，将抗原传递给T细胞，刺激T细胞产生淋巴因子，少数抗原直接刺激B细胞，使B 341/489细胞增殖分化成浆细胞，分泌相应抗体，D正确。故选D。 知识总结 （一）免疫系统的组成【生命观念】 免疫器官：免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所； （如：骨髓、胸腺、脾、扁桃体、淋巴结等） 吞噬细胞（如：巨噬细胞、树突状细胞等） 免疫细胞 T细胞（由骨髓迁移到胸腺中成熟） 淋巴细胞 B细胞（在骨髓中成熟） 免疫活性物质：由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质 （如：抗体、淋巴因子、溶菌酶） 【知识拓展】免疫活性物质的来源及功能 来源 功能 抗体 浆细胞 与抗原特异性结合 淋巴因子 T细胞、效应T细胞 刺激B细胞增殖分化；增强免疫效应 溶菌酶 免疫细胞、唾液腺细胞等 杀灭病原体 （二）免疫系统的功能【生命观念】 免疫防卫：防御外来病原体的攻击 免疫监控和清除：及时发现并清除体内衰老、受损、癌变细胞（将这些细胞当做抗原， 启动细胞免疫，最终通过细胞凋亡完成对这些细胞的清除） （三）特异性免疫【生命观念、科学思维】 1.特异性免疫和非特异性免疫的比较 免疫类型 非特异性免疫 特异性免疫 形成 生来就有 后天接触病原体之后获得 特点 无特异性，对多种病原体起作用 有特异性，只对某一种病原体起作用 第一道防线：皮肤、黏膜及它们的 分泌物（阻挡、清扫、杀灭） 第三道防线：主要由免疫器官和免疫细胞组 组成 第二道防线：体液中的杀菌物质 成（包括体液免疫和细胞免疫） （溶菌酶）和吞噬细胞（巨噬细胞、 白细胞、树突状细胞） 2.抗原和抗体 （1）抗原 342/489概念：能够引起机体产生特异性免疫的物质 来源：病毒、细菌等病原体表面的蛋白质等物质。（此外还有：它们分泌的毒素、过敏 原、体内衰老、损伤或癌变细胞，以及移植的器官等） （2）抗体 概念：机体受抗原刺激后产生的专门抗击抗原的蛋白质 分布：主要分布于血清中，也分布于组织液和外分泌液 本质：蛋白质（如：免疫球蛋白） 3.体液免疫 4.细胞免疫 5.体液免疫和细胞免疫比较 【知识拓展】 343/489（一）课本聚焦 1.体液免疫（P37） （1）吞噬细胞摄取处理的目的：暴露病原体特有的抗原； （2）免疫效应： ①抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附； ②形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化。 （3）二次免疫特点：快速、强烈（原因：机体再次受到相同抗原刺激时，记忆细胞能快速 增殖分化成浆细胞，产生大量抗体） 2.细胞免疫 （1）淋巴因子促进免疫效应是指：促进淋巴细胞增殖、分化，增强免疫力。 （2）靶细胞：被病原体感染的宿主细胞。 （二）相关免疫细胞的来源和功能 细胞名称 来源 功能 吞噬细胞 造血干细胞 摄取、处理抗原，吞噬抗原—抗体结合物 ①造血干细胞，在骨髓中成熟； B细胞 识别抗原，分化成浆细胞和记忆细胞 ②B细胞增殖 ①造血干细胞，在胸腺中成熟； 识别抗原，分化成效应T细胞、记忆细胞， T细胞 ②T细胞增殖 分泌淋巴因子 浆细胞 B细胞或记忆B细胞 分泌抗体 效应T细胞 T细胞或记忆T细胞 与靶细胞结合发挥免疫效应 ①B细胞或T细胞； 记忆细胞 识别抗原，分化成相应的效应细胞 ②记忆细胞增殖 （三）易错辨析 1. 能特异性识别的：T、B、记忆、效应T细胞 能识别但不能特异性识别的：吞噬细胞 不能识别的：浆细胞 2.若胸腺受到破坏，对特异性免疫的影响是：细胞免疫完全丧失，体液免疫部分丧失； 若骨髓受到破坏，对特异性免疫的影响是：细胞免疫和体液免疫都将完全丧失。 3.一个B细胞能增殖分化成一种浆细胞，而一种浆细胞只能分泌一种抗体。 4.浆细胞和效应T细胞不具有增殖、分化能力；而B细胞、T细胞和记忆细胞都能进行增殖、 分化，三者受到抗原刺激后，细胞周期会缩短。 5.T细胞和B细胞的形成不需要抗原的刺激，而浆细胞和效应T细胞的形成需要抗原的刺激。 6.抗体、神经递质、激素、酶作用后的去路： 344/489（1）抗体与抗原结合后，被吞噬细胞吞噬，抗原—抗体复合物被水解，所以抗体是“一次 性战士”。 （2）神经递质与突触后膜结合发挥作用后，去路有两个：被相应的酶分解、被突触前膜重 摄取。 （3）激素作用后被灭活。 （4）酶发挥催化作用后，在细胞中或细胞外存留，继续发挥其催化功能，进行一段时间后， 会逐步变性失活被细胞水解。 （四）特异性免疫有关实验的常用研究方法 1.证明抗体具有专一性 （1）对实验动物(大小、年龄、生长状况相同)同时注射某流感疫苗。 （2）一段时间后，再分别注射不同种类的流感病毒，观察其患病情况。 2.证明血清抗体有治疗作用(以抗破伤风疾病为例) （1）从破伤风患者体内获取血清。 （2）选取各方面(大小、年龄、生长状况)相同的小鼠等量分成a、b两组。 （3）a组注射血清后再注射破伤风毒素，b组只注射破伤风毒素。 （4）观察两组小鼠的生活状况。 3.证明胸腺与特异性免疫的关系 【变式训练】（山东高考真题）吞噬细胞内相应核酸受体能识别病毒的核酸组分，引起吞噬 细胞产生干扰素。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染。下列说法错误的是（ ） A.吞噬细胞产生干扰素的过程属于特异性免疫 B.吞噬细胞的溶酶体分解病毒与效应 T 细胞抵抗病毒的机制相同 C.再次接触相同抗原时，吞噬细胞参与免疫反应的速度明显加快 D.上述过程中吞噬细胞产生的干扰素属于免疫活性物质 345/489【答案】ABC 【解析】A.根据题干信息“干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感染”，说明吞噬细胞产生干 扰素不具有特异性，属于非特异性免疫，A错误；B.溶酶体分解病毒，是将大分子分解为小 分子，而效应 T 细胞抵抗病毒的机制是效应T细胞将靶细胞裂解，使病毒失去藏身之所，B 错误；C.吞噬细胞对病毒的识别作用不具有特异性，所以再次接触相同抗原时，吞噬细胞参 与免疫反应的速度不会加快，C错误；D.干扰素是免疫细胞产生的具有免疫作用的物质，属 于免疫活性物质，D正确。故选ABC。 （四）免疫功能紊乱【生命观念】 过敏反应 自身免疫病 免疫缺陷病 由于机体免疫功能不足或 已免疫的机体再次接受 自身免疫反应对自身的 缺乏而引起的疾病，可分 概念 相同物质刺激时所发生 组织和器官成损伤 为两类：先天性免疫缺陷 的组织损伤和功能紊乱 病和获得性免疫缺陷病 相同过敏原再次进入机 抗原结构与正常细胞表 人体免疫系统功能先天不 体时与吸附在细胞表面 面物质结构相似，抗体 发病机理 足（遗传缺陷）或遭病毒 的相应抗体结合使细胞 消灭抗原时，也消灭正 等攻击破坏而致 释放组织胺而引起 常细胞 类风湿性关节炎 先天性胸腺发育不良 举例 花粉过敏、蛋白质过敏等 风湿性心脏病 艾滋病 系统性红斑狼疮 （五）应用【社会责任】 1.免疫预防：用灭活的或减毒的病原体制成的疫苗，接种后，人体内可产生相应的抗体和记 忆细胞，从而对特定传染病具有抵抗力。 原理：二次免疫反应——快速、强烈 实例：水痘疫苗、新冠病毒灭活疫苗 2.免疫检测：人工标记抗体——检测追踪抗原在机体中的位置。 原理：抗原与抗体特异性结合（如：抗原——抗体杂交） 实例：新冠病毒核酸检测和抗体检测、艾滋病检测、检测转基因生物是否成功表达 3.免疫治疗：人体患病条件下，通过输入抗体、淋巴因子等，增强人体抵御病原体的能力。 原理：抗原与抗体特异性结合，进而被吞噬细胞吞噬 实例：注射抗蛇毒血清 4.器官移植 346/489存在问题：会出现免疫排斥反应（属于：细胞免疫） 解决方法：使用免疫抑制剂抑制免疫防卫功能 【变式训练】（全国卷Ⅱ高考真题）当人体的免疫系统将自身物质当作外来异物进行攻击时， 可引起自身免疫病。下列属于自身免疫病的是（ ） A.艾滋病 B.类风湿性关节炎 C.动物毛屑接触性鼻炎 D.抗维生素D佝偻病 【答案】B 【解析】A.艾滋病是由艾滋病病毒引起的免疫功能缺失的获得性免疫缺陷综合征，A错误； B.类风湿性关节炎为自身免疫反应对自身组织和器官造成损伤，属于自身免疫病，B正确； C.动物毛屑接触性鼻炎是由于免疫系统对过敏原（毛屑）过度敏感引起的过敏反应，C错误； D.抗维生素D佝偻病是由显性致病基因控制的单基因遗传病，D错误。故选B。 （六）艾滋病【社会责任】 艾滋病（AIDS）：获得性免疫缺陷综合征 病原体：HIV病毒（人类获得性免疫缺陷病毒）（类型：RNA病毒） 传播途径：母婴传播、血液传播、性传播 HIV攻击对象：T细胞 病人直接死亡原因：免疫功能降低（细胞免疫完全丧失，体液免疫部分丧失） 【变式训练】（广东高考真题）我国新冠疫情防控已取得了举世瞩目的成绩，但全球疫情形 势仍然严峻。为更有效地保护人民身体健康，我国政府正在大力实施全民免费接种新冠疫苗 计划，充分体现了党和国家对人民的关爱。目前接种的新冠疫苗主要是灭活疫苗，下列叙述 正确的是（ ） ①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠 ②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖 347/489③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫 ④二次接种可提高机体对相应病原的免疫防卫功能 A.①④ B.①③ C.②④ D.②③ 【答案】A 【解析】①通过理化方法灭活病原体，使其内部核酸失活，失去繁殖和感染能力，该方法制 成的疫苗安全可靠，①正确；②接种后，疫苗作为抗原会引起机体的特异性免疫反应，疫苗 已灭活不能大量增殖，②错误；③接种后，B细胞接受抗原刺激，增殖分化产生体液免疫， ③错误；④二次接种后，体内的记忆细胞会识别抗原，迅速增殖分化并产生大量抗体，可提 高机体对相应病原体的免疫防卫功能，④正确。故选A 348/489专题 植物的激素调节 20 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）植物生长素的发现和作用Ⅱ （2）其他植物激素Ⅱ （3）植物激素的应用Ⅱ （4）实验：探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 讲核心素养 1.生命观念——稳态与平衡观：血糖平衡调节、水盐平衡调节 和体温调节等； 结构与功能观：免疫细胞具有不同的功能、免疫系统受损造成机体免疫功能 异常 2.科学思维——归纳与演绎：由激素调节的实例，归纳出神经调节与体液调节的关系； 建立模型：构建血糖平衡调节、体温调节和水盐平衡调节模型、体液免疫和 细胞免疫的模型； 比较与归纳：比较各类免疫细胞的特点、体液免疫与细胞免疫的区别 3.科学探究——实验设计与实验结果分析：验证激素的生理功能、探究激素分泌的影响因 素 4.社会责任——健康生活、关爱生命：关注激素失调症，尤其是糖尿病，养成良好生活习 惯；关注免疫异常类疾病，关爱艾滋病病人 构思维导图 349/489考点一：生长素的发现及相关实验 核心突破例题精讲 【例题】（陕西新城西安中学）经过一代又一代科学家的探索，最终通过实验证明胚芽鞘弯 曲生长是某种化学物质引起的。下列有关温特实验的叙述，错误的是（ ） A.鲍森·詹森的实验启发温特用琼脂块收集某种化学物质 B.与拜耳的实验不同，温特的实验可以在光照条件下进行 C.设置空白对照组可以排除琼脂块本身对实验结果的影响 D.温特发现单侧光下胚芽鞘伸长区两侧吲哚乙酸分布不均 【答案】D 【解析】A.鲍森•詹森证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片，鲍森·詹森的实验启发 温特用琼脂块收集某种化学物质，A正确；B.拜尔切去胚芽鞘尖端并将尖端放回切面的一侧， 在黑暗中生长一段时间，发现胚芽鞘弯向放尖端的对侧生长，与拜尔的实验不同，温特实验 用的是切去了尖端的胚芽鞘，胚芽鞘的尖端感光，故温特的实验可以在光照条件下进行，B 正确；C.设置空白对照组是为了排除琼脂块本身对实验结果的影响，C正确；D.温特通过实 验只是证明了胚芽鞘弯曲生长是某种化学物质在伸长区分布不均匀引起的，并将该物质命名 为生长素，但未能提取、鉴定出生长素的化学本质，D错误。故选D。 知识总结 （一）生长素的发现【科学探究】 1.达尔文实验 350/4891与2对照（1是对照组） 单一变量：有无胚芽鞘尖端； 结论：胚芽鞘的向光性弯曲与其尖端有关。 3与4对照（相互对照） 单一变量：锡箔帽遮光部位不同； 结论：感受光刺激的部位在尖端，而弯曲生长的部位在尖端的下部。 总结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背 光面比向光面生长快的现象。 2.詹森实验 结论：胚芽鞘尖端产生的影响可以透琼脂片传递给下部。 知识延伸： 3.拜耳实验 单一变量：胚芽鞘尖端放置方向不同； 结论：胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响 在其下部分布不均匀造成的。 4.温特实验 思考：设置对照实验的目的是什么？ 排除琼脂块本身对实验的影响。 结论：胚芽鞘的尖端确实产生了一种物质，这种物质能从尖端运输到尖端下部，并且能够促 进尖端下部某些部分的生长，他将其命名为生长素。 351/4895.其他科学家实验 ①1931年，荷兰科学家郭葛等人首先从人尿中分离出了这种物质，经过鉴定，知道它叫吲 哚乙酸（IAA）。 ②直到1946年，人们才从高等植物中分离出了生长素,并确认它就是IAA。除IAA外还有苯 乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）等。 要点： 生长素产生的部位：胚芽鞘的尖端 作用部位：尖端下部 感光的部位：胚芽鞘的尖端 弯曲的部位：尖端下部 胚芽鞘向光弯曲的原因：生长素在尖端下部分布不均匀 化学本质：吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸（IBA）、苯乙酸（PAA） （二）生长素的合成与分布【生命观念】 原料：色氨酸 合成部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子 分布：相对集中分布在生长旺盛的部位 老根（叶） ＜ 幼根（叶） 分生区 ＞ 伸长区 顶芽 ＜ 侧芽 【变式训练】（安徽六安高三）科学家曾经在人的尿液中发现了吲哚乙酸，下列有关说法正 确的是（ ） A.人体内有将色氨酸催化成吲哚乙酸的酶 B.根的吲哚乙酸主要由地上部分运输而来 C.合成生长素的腺体分布于幼嫩的芽、叶等部位 D.吲哚丁酸是植物生长调节剂不属于生长素 【答案】B 【解析】A.人体内没有将色氨酸催化成吲哚乙酸的酶，A错误；B.根的吲哚乙酸主要由地上 部分运输而来，B正确；C.生长素的主要合成部位是幼嫩的芽、叶和发育的种子，不是腺体， C错误；D.吲哚丁酸属于生长素类似物，不是植物生长调节剂，D错误。故选B。 （三）生长素的运输【生命观念】 352/4891.方向 部位：胚芽鞘、芽、幼叶和幼根 极性运输 方向：从形态学上端运输到形态学下端 方式：主动运输（不受其他因素影响） 非极性运输：在成熟组织中，通过韧皮部进行 部位：根尖、茎尖等生长素产生的部位 横向运输 原因：单侧光、重力等单一方向刺激 2.方式：主动运输 【变式训练】（山东潍坊高三）生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是：生长素 以弱酸的形式经输入载体协同运输（能量由跨膜质子电位提供）进入细胞，在细胞质中生长 素主要以离子形式存在并大量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓 度梯度输出细胞，正是由于输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙 述错误的是（ ） A.植物体内的生长素多为IAA，合成它的原料是色氨酸 B.若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用，可利用其抑制剂设计实验 C.生长素的输入、输出载体都能转运生长素，空间结构相同 D.生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中 【答案】C 【解析】A.生长素是一类多种激素，IAA是人类最早发现的一种生长素，植物体内的生长素 也多为IAA，其合成原料是色氨酸，A正确；B.若要研究输出载体在生长素极性运输中的作 用，输出载体即为实验自变量，可利用其抑制剂控制输出载体设计实验，B正确；C.生长素 的输入、输出载体虽然都能转运生长素，但是运输的方向不同，其空间结构也不相同，C错 误；D.生长素的合成部位主要集中在植物幼嫩部位，其输出载体大多分布也在幼嫩组织细胞 中，D正确。故选C。 （四）产生向光性的原因【生命观念】 1.原因分析 353/4892.总结 外因：单侧光 内因：生长素分布不均匀 （五）向性运动的处理方法及结果分析【科学思维】 类别 图解与现象 锡箔纸 遮盖类 ①直立生长 ②向光弯曲生长 暗箱 开孔类 ①直立生长 ②向光（小孔）弯曲生长 云母片 插入类 ①向右弯曲生长 ②直立生长 ③向右弯曲生长 ④向左弯曲生长 切割 移植类 ①直立生长 ②向左弯曲生长 ③④：a＝b＋c，b＞c（a、b、c为琼脂块中生长素含量） ⑤向右弯曲生长 354/489转盘 旋转类 ①直立生长 ②向光弯曲生长 ③向小孔弯曲生长 ④茎向心生长，根离心生长 幼苗 横置类 ①a＝b，c＝d ②a＜b，c＜d a、c、d促进生长，b抑制生长 浓度 梯度类 注意α的含义 分析的依据是生长素生理作用的两重性 【规律总结】 【变式训练】（湖北师范大学）下列是探究生长素生理作用的对照实验，有关实验 叙述不正确的是（ ） A.该对照实验证明生长素能促进植物生长 355/489B.该实验不能证明胚芽鞘尖端产生生长素 C.该实验不能证明感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端 D.若甲、乙在黑暗条件下进行实验则胚芽鞘不能生长 【答案】D 【解析】A.图甲中切去尖端的胚芽鞘得到外源生长素供应，因而能生长，图乙中切去尖端的 胚芽鞘没有得到外源生长素供应，因而不能生长，该对照实验证明生长素能促进植物生长， A正确；B.该实验所用的胚芽鞘都是切去尖端的胚芽鞘，因此该实验不能证明胚芽鞘尖端产 生生长素，B正确；C.该实验所用的胚芽鞘都是切去尖端的胚芽鞘，因此该实验不能证明感 受光刺激的部位在胚芽鞘尖端，C正确；D.若甲、乙在黑暗条件下进行实验，甲能生长而乙 不能，D错误。故选D。 （六）生长素的相关实验设计方法【科学探究】 1.验证尖端产生生长素 （1）实验操作(如图) （2）现象：装置甲中胚芽鞘向右弯曲生长；装置乙中胚芽鞘即不生长也不弯曲。 2.验证胚芽鞘生长部位在尖端下面一段 方法一： （1）实验操作(如图) （2）现象：装置甲中胚芽鞘不生长；装置乙中胚芽鞘直立生长。 方法二： （1）实验操作：在胚芽鞘尖端及下面一段均画上3-4条等间距的线，过一段时间观察。 356/489（2）现象：胚芽鞘生长部位在尖端下面。 3.验证生长素的横向运输发生在尖端 （1）实验操作(如图) （2）现象：装置甲中胚芽鞘直立生长；装置乙和丙中胚芽鞘弯向光源生长。 实验拓展：云母片插入法 现象：经过一段时间后，生长素含量E＞C＝D＞F。 4.验证极性运输方向 （1）实验操作(如图) （2）现象：甲组去掉尖端的胚芽鞘向右弯曲生长；乙组去掉尖端的胚芽鞘即不生长也不弯 曲。 5.探究重力和单侧光对生长素分布的影响程度 （1）实验操作：如图所示(注：A盒下侧有开口，可以进光)。 （2）结果预测及结论 a：若A、B中幼苗都向上弯曲生长，只是B向上弯曲程度大，则说明重力对生长素分布的影 响大于（大于/小于/等于）单侧光。 b：若A中幼苗向下弯曲生长，B中幼苗向上弯曲生长，则说明重力对生长素分布的影响 357/489小于（大于/小于/等于）单侧光 【变式训练】（湖南雅礼中学高三）科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说： ①单侧光照引起生长素的横向运输，使生长素分布不均而导致弯曲生长；②单侧光照引起向 光侧产生生长抑制物而导致弯曲生长。下图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做 的对照实验，下列分析错误的是（ ） A.若实验一甲、乙两组都向光生长，则说明假说②成立 B.若实验二甲、乙两组结果无明显差异，则说明假说①成立 C.若实验一甲直立生长、乙向光生长，则实验二应表现为甲生长速度比乙快 D.若实验一甲、乙两组都向光生长，则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢 【答案】C 【解析】A.实验一甲、乙都向光生长，说明其向光生长与横向运输无关，即假说②成立，A 正确；B.实验二甲、乙生长无明显差异，说明光照不会引起生长抑制物的产生，即假说①成 立，B正确；C.实验一甲直立生长、乙向光生长，说明假说①成立，此时实验二应出现甲乙 生长速度相同，C错误；D.实验一甲、乙都向光生长，说明其向光生长与横向运输无关，即 假说②成立，实验二甲组光照会产生生长抑制物，因而甲的生长速度比乙慢，D正确。故选 C。 考点二：生长素的生理作用及特性 核心突破例题精讲 【例题】（全国高考甲卷理综生物试题）生长素具有促进植物生长等多种生理功能。下列与 生长素有关的叙述，错误的是（ ） A.植物生长的“顶端优势”现象可以通过去除顶芽而解除 B.顶芽产生的生长素可以运到侧芽附近从而抑制侧芽生长 C.生长素可以调节植物体内某些基因的表达从而影响植物生长 D.在促进根、茎两种器官生长时，茎是对生长素更敏感的器官 【答案】D 【解析】AB.顶端优势产生的原因是顶芽产生的生长素向下运输，枝条上部的侧芽部位生长 358/489素浓度较高，侧芽对生长素浓度比较敏感，因而使侧芽的发育受到抑制，可以通过摘除顶芽 的方式解除植株顶端优势，AB正确；C.生物的性状是由基因控制的，生长素能引起生物性 状的改变，是通过调控某些基因的表达来影响植物生长的，C正确；D.根、茎两种器官对生 长素的反应敏感程度有明显差异，其中根对生长素最敏感，D错误。故选D。 知识总结 （一）生理作用【生命观念】 既能促进生长，也能抑制生长 既能促进发芽，也能抑制发芽 既能防止落花落果，又能疏花疏果 能促进果实发育 （二）作用方式和特点【生命观念】 1.作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。 2.作用特点：两重性（低浓度促进，高浓度抑制） 注意：这里的高浓度与低浓度是相对的，相同浓度的生长素对不同植物、不同器官的作用效 果不同。 （三）影响生长素生理作用的因素【科学思维】 1.器官 （1）同一浓度的生长素对不同器官所起的作用不同，这是因为不同器官对生长素的敏感度 不同； 结论：三种器官对生长素的敏感度依次为根＞芽＞茎 （2）不同器官的最适生长素浓度不同； 结论：三种器官的最适生长素浓度依次为根（10-10）＜芽（10-8） ＜茎（10-4） （3）对于同一器官来说，在一定生长素浓度范围内，随生长素浓度的增加，生长素对植物 生长的促进作用先增后减；超过一定的浓度，生长素会抑制植物的生长，且浓度越高，抑制 359/489用越强。 （4）A′、B′、C′点分别表示对根、芽、茎的作用是：既不促进也不抑制。低于A′、B′、 C′点对应的浓度，均为促进作用，高于A′、B′、C′点对应的浓度则均起抑制作用。 2.成熟程度：一般来说幼嫩细胞敏感，衰老细胞迟钝； 3.植物种类：不同种类的植物对生长素的敏感度不同，双子叶植物比单子叶植物敏感。 应用：作为除草剂除去单子叶农田中的双子叶杂草。 （四）与生长素有关的现象及解释【科学思维】 现象 影响因素 生长素 生长速度 原理 向光侧：少（促进作用弱） 慢 对茎而言，在一定浓度 茎向光性 单侧光 范围内，浓度越高，促 背光侧：多（促进作用强） 快 进作用越强。 向地侧：多（促进作用强） 快 茎背重力 （促进） 重力 （地）性 没有体现两重性 背地侧：少（促进作用弱） 慢 向地侧：多（抑制生长） 慢 根向重力 对根和芽而言，低浓度 重力 （地）性 促进生长，高浓度抑制 背地侧：少（促进生长） 快 生长。 顶芽：少（促进生长） 快 （两重性） 顶端优势 极性运输 能体现两重性 侧芽：多（抑制生长） 慢 【知识拓展】 （一）顶端优势的应用 1.解除顶端优势的方法？ 去除顶芽（摘心/打顶）。目的是减少侧芽生长素浓度，促进侧芽生长。 2.树呈塔型的原因? 侧芽离顶芽越近浓度越高，长得越慢，所以树通常呈塔形。 （二）曲线应用——找出甲乙两图的对应关系 1.类型一 360/489（1）若①处的生长素浓度为B，则②处的生长素浓度为G。 （2）在甲的右侧放一光源，若④处的生长素浓度为K，则③处的生长素浓度为C（E）。 （3）将甲向右横置，⑥向下，若⑤处的生长素浓度为A，则⑥处的生长素浓度为F。 2.类型二 （1）若①处的生长素浓度＝m，则②＞i。 （2）在甲的右侧放一光源，若④处的生长素浓度＝m，则③介于m和M之间。 （3）将甲向右横置，⑥向下，若⑤处的生长素浓度＝m，则⑥＞i。 【变式训练】（陕西汉中高三）下图表示不同浓度的生长素对植物生长的作用，据图分析下 列说法正确的是（ ）（多选） A.茎的背地性、顶端优势均体现了生长素作用的两重性 B.若茎的近地侧生长素浓度为M，则其远地侧浓度小于M C.若根的远地侧生长素浓度为m，则其近地侧浓度大于i D.若向光性幼苗的向光侧生长素浓度为m，则其背光侧浓度大于m 【答案】BCD 【解析】A.茎的背地性只表现出促进作用，A错误；B.由于重力的影响，近地侧生长素浓度 大于远地侧，即远地侧浓度小于M，B正确；C.由于重力的影响，远地侧生长素浓度小于近 地侧，根对生长素敏感，则表现为近地侧浓度高抑制生长，远地侧浓度低促进生长。若根的 远地侧生长素浓度为m，则其近地侧浓度高，浓度范围应大于i，C正确；D.向光性的原因 361/489是由于背光一侧生长素浓度大于向光一侧，背光侧生长快，向光侧生长慢。若向光性幼苗的 向光侧生长素浓度为m，则其背光侧浓度为大于m，D正确。故选BCD。 （五）生长素类似物的应用【社会责任】 1.种类：a-萘乙酸 、2,4-D 2.应用 物质浓度 低浓度 高浓度 ①促进生长和发芽 ①疏花疏果 ②防止落花落果 应 用 ②解除顶端优势 ③促进扦插枝条生根 ③作为除草剂 ④促进果实发育（如：无子果实） 【知识拓展】无子果实 二倍体无子番茄原理：用一定浓度的生长素类似物溶液处理未受粉的花蕾，促进子房发育 成果实。 三倍体香蕉原理：减数分裂时联会紊乱，不能形成配子，进而不能受精发育成种子，需子 房产生一定量的生长素并自我刺激，发育成无子果实。 三倍体西瓜原理：通过多倍体育种方法获得，因为三倍体减数分裂时联会紊乱，不能形成 种子，其子房需用正常花粉刺激（产生生长素）才能发育成无子果实。 【变式训练】（湖北高三）生长素即吲哚乙酸，是最早发现的促进植物生长的激素。 下列关于生长素的研究历程、生理作用及生产应用中，错误的是（ ） A.农田积水时可能会影响生长素在根内的极性运输 B.不同浓度的生长素促进茎生长的作用效果可能相同 C.利用生长素类似物促进未授粉的番茄发育成无籽番茄属于可遗传的变异 D.证实了尖端产生的影响是物质并命名为“生长素”的温特实验中不能体现生长素的两重 性 【答案】C 【解析】A.生长素在根内的极性运输方式是主动运输，需要能量。农田积水时影响了根部有 氧呼吸，从而影响了生长素在根内的极性运输。A正确；B.生长素的生理作用特点是两重性， 所以不同浓度的生长素促进茎生长的作用可能相同，B正确；C.利用生长素类似物形成的无 籽番茄遗传物质并未改变，因而属于不可遗传的变异。C错误；D.温特实验中琼脂块中生长 素均表现为促进生长，不能体现生长素的两重性。D正确。故选C。 （六）探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度【社会责任】 362/4891.原理：不同浓度的生长素类似物（如：a-萘乙酸 、2,4-D）、不同处理方式和时间，对插 条的生根影响程度不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下，植物插条的生根数量最多， 生长最快。 2.实验思路： 3.处理方法 高浓度：沾蘸法（深度1.5cm，时间约5s） 低浓度：浸泡法（深度3cm，时间约几个小时至1天） 4.变量 自变量：不同浓度的生长素类似物 因变量：插条的生根数量或者生根长度 无关变量：实验温度、处理时间和方法等 5.对照实验：不同浓度之间形成相互对照（即：对比实验） 【变式训练】（江苏高考真题）为提高银杏枝条扦插成活率，采用800mg/L吲哚丁酸（IBA） 浸泡枝条1小时，然后将其插入苗床。下图为诱导生根过程的示意图，下列叙述错误的是 （ ） A.枝条下切面的愈伤组织是细胞脱分化形成的 B.愈伤组织的形成有利于分化出多的不定根 C.不定根的分化是枝条内多种激素共同调控的结果 D.新生的不定根中生长素浓度可能高于800mg/L 【答案】D 【解析】A.愈伤组织的形成是枝条下切面细胞脱分化的结果，A正确；B.愈伤组织的形成有 利于根原基发生，从而产生更多的不定根，B正确；C.枝条内存在多种植物激素，不定根的 分化是多种激素共同调控的结果，C正确；D.根对生长素敏感，低浓度促进根的生长，高浓 度抑制其生长，故新生的不定根中生长素浓度应低于800mg/L ，D错误。故选D。 考点三：其他植物激素 363/489核心突破例题精讲 【例题】（辽宁高考真题）下表为几种常用的植物生长调节剂，下列有关其应用的叙述错误 的是（ ） 名称 属性 萘乙酸 生长素类 6-BA 细胞分裂素类 乙烯利 乙烯类 PP333 赤霉素合成抑制剂 A.用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条，可促进生根 B.用一定浓度的6-BA抑制马铃薯发芽，以延长贮藏期 C.用乙烯利处理棉花可催熟棉桃，便于统一采摘 D.用PP 处理水稻可使植株矮化，增强抗倒伏能力 333 【答案】B 【解析】A.萘乙酸作用与生长素类似，用一定浓度的萘乙酸处理离体的花卉枝条，可促进生 根，A正确；B.6-BA作用与细胞分裂素类类似，抑制马铃薯发芽，延长贮藏期的激素是脱落 酸，与细胞分裂素无关，故6-BA不能抑制马铃薯发芽，以延长贮藏期，B错误；C.乙烯利 作用与乙烯类似，故用乙烯利处理棉花可催熟棉桃，便于统一采摘，C正确；D.PP 作用与 333 赤霉素合成抑制剂类似，故用PP 处理水稻可使植株矮化，增强抗倒伏能力，D正确。故选 333 B。 知识总结 （一）基本概念【生命观念】 1.植物激素：由植物体内产生，能从产生部位运到作用部位，对植物生长发育有显著影响 的微量有机物。 2.植物生长调节剂：人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质。 （优点：容易合成、原料广泛、效果稳定） （二）五类植物激素的比较【科学思维】 对应生长 名称 产生部位 生理作用 应 用 调节剂 生长素 幼根、幼芽及发 促进生长； α-萘乙酸 ①促进扦插枝条生根； 364/489育中的种子 促进果实发育； 2,4-D ②促进果实发育， 促进生殖 防止落花落果； ③农业除草剂 ①促进植物茎秆伸长； 幼茎、幼根、未 ①促进细胞伸长， （如：增加芦苇的纤维长度） 成熟的种子等 引起植株长高； 赤霉素 赤霉素 ②解除种子休眠； 幼嫩的组织和 ②促进种子的 ③使大麦种子无需发芽即产 器官 萌发和果实发育 生α-淀粉酶。危害：恶苗病 正在进行细胞 ①促进细胞分裂 细胞 分裂的器官（如 蔬菜储藏中，常用它来保持 和组织分化； 青鲜素 分裂素 根尖分生区、茎 蔬菜鲜绿，延长贮存时间 ②延缓衰老 的形成层等） 植物各部位，成 促进果实成熟； 乙烯 熟的果实中更 促进果实成熟 乙烯利 处理瓜类幼苗，能增加雌花 多 形成率，增产 抑制细胞分裂， 根冠、萎焉的叶 脱落酸 促进叶和果实 矮壮素 抑制生长，抗倒伏 片等 衰老与脱落 【变式训练】（山东高考真题）实验发现，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽；乙可解除种 子休眠；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高时抑制植株生长；丁可促进叶片衰老。上述物 质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是（ ） A.甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片 B.乙可通过发酵获得 C.成熟的果实中丙的作用增强 D.夏季炎热条件下，丁可促进小麦种子发芽 【答案】B 【解析】A.甲是细胞分裂素，合成部位主要是根尖，A错误；B.乙是赤霉素，可通过某些微 生物发酵获得，B正确；C.丙是生长素，丁是脱落酸，成熟的果实中，丙的作用减弱，丁的 365/489作用增强，C错误；D.乙是赤霉素，夏季炎热条件下，乙可促进小麦种子发芽，丁抑制发芽， D错误。故选B。 （三）植物激素间的相互作用【生命观念】 1.意义：植物的激素调节只是植物生命活动调节的一部分，植物的生长发育过程，在根本上 是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起包 括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。 2.特征：多种激素相互作用、共同调节。 【知识拓展】 （一）各种植物激素间的关系 1.协同作用 （1）促进植物生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素 （2）延缓叶片衰老：生长素、细胞分裂素 （3）诱导愈伤组织分化成根或芽：生长素、细胞分裂素 （4）促进果实成熟：脱落酸、乙烯 （5）抑制生长：脱落酸、乙烯 （6）促进种子发芽：赤霉素、细胞分裂素 （7）促进果实坐果和生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素 2.拮抗作用 （1）顶端优势 促进顶芽生长、抑制侧芽生长——生长素 消除顶端优势，促进侧芽生长——细胞分裂素和赤霉素 （2）调节器官衰老和脱落 抑制花朵脱落——生长素、细胞分裂素 促进叶、花、果的脱落——脱落酸 （3）细胞分裂 促进细胞分裂——细胞分裂素 抑制细胞分裂——脱落酸 （4）种子萌发 促进萌发——赤霉素、细胞分裂素 抑制萌发——脱落酸 366/4893.反馈作用 4.相互联系 （二）植物激素与动物激素的区别 项目 植物激素 动物激素 合成部位 无专门的分泌器官 内分泌腺或内分泌细胞 作用部位 没有特定的器官 特定的器官、组织 极性运输、非极性运输 运输途径或方向 随血液循环（体液）运输 和横向运输 蛋白质类、固醇类、 化学本质 有机小分子 氨基酸衍生物等 来源 植物体内 人工合成 化学本质 微量有机物 化学物质 稳定性 易被相关酶分解 缺少相关水解酶 【变式训练】（山东高考真题）植物激素或植物生长调节剂在生产、生活中得到了广泛的应 用。下列说法错误的是（ ） A.提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化出根 B.用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的番茄雌蕊，可获得无子番茄 C.用适宜浓度的赤霉素处理休眠的种子可促进种子萌发 D.利用成熟木瓜释放的乙烯可催熟未成熟的柿子 【答案】A 【解析】A.提高细胞分裂素和生长素含量的比值，有利于愈伤组织分化成芽，A错误；B.生 长素类似物可以促进子房发育成果实，所以如果用生长素类似物处理未授粉的番茄雌蕊，可 以获得无子番茄，B正确；C.赤霉素可以打破种子休眠，促进种子萌发，C正确；D.乙烯可 以促进果实成熟，成熟木瓜释放的乙烯可以促进未成熟的柿子成熟，D正确。故选A。 367/489专题 种群和群落 21 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）种群的特征Ⅰ （2）种群的数量变化Ⅱ （3）群落的结构特征Ⅰ （4）群落的演替Ⅰ （5）实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化 （6）实验：土壤中动物类群丰富的研究 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：种群属于生命系统，具有性别比例、年龄组成等特征；群 落属于生命系统，具有物种组成、种间关系、空间结构等特征，群落可以发 生演替； 生物与环境观：分析种群数量变化，群落的空间结构和演替，建立生物与环 境相协调的观点 2.科学思维——建立模型：构建种群增长数学模型； 比较与分类：比较各种种间关系的不同特点，并用数学模型表示 3.科学探究——制定并实施方案：用样方法调查某种双子叶植物的种群密度；探究培养液 中酵母菌数量的动态变化；用取样器取样阀调查土壤中动物类群丰富度 4.社会责任——归纳总结种群数量变化在实践中的应用；通过学习人类活动对群落演替的影 响，关注人类活动对环境的影响及树立保护环境意识 构思维导图 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 368/489考点一：种群的特征 核心突破例题精讲 【例题】（全国高三专题练习）下列有关种群的数量特征和空间特征的叙述正确的是（ ） A.性别比例既可以影响出生率也可以影响死亡率， 种群最基本的数量特征是种群密度 B.预测种群发展趋势的主要是⑤年龄组成，种群 增长率直接与①、死亡率、②、③有关 C.深圳市春节期间，中国人种群密度变动很大的 主要原因主要是图中的②和③ D.蚂蚁种群属于集群分布，华北平原机械化播种的大豆属于⑥或⑦随机分布 【答案】C 【解析】A.性别比例只影响出生率，不影响死亡率，A错误；B.④年龄组成能预测种群发展 趋势，⑤为出生率，B错误；C.深圳市春节期间，影响中国人口变动很大的主要原因是迁入 率和迁出率，对应图中的②和③，C正确；D.华北平原机械化播种的大豆属于均匀分布，D 错误。故选C。 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 1.种群密度 （1）基本概念 种群：在一定区域内同种生物的全部个体。 种群密度：种群在单位面积或单位体积内的个体数。 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 369/489（2）调查方法 调查方法 适用对象 逐个计数法 分布范围小、个体大的生物 植物和活动能力弱、范围小的动物 样方法 估算法 标志重捕法 活动能力强、范围大的动物 黑光灯诱捕法 趋光性的昆虫 【知识拓展】 （一）样方法和标志重捕法的比较 项目 样方法 标志重捕法 ①随机取样 ①在被调查范围内捕获一些个体并做标记后 ②计数每个样方个体数 放回（初捕标志数） 方法 ③求解所有样方种群密度的平均 ②一段时间后重捕（统计重捕数和重捕标志数） 步骤 值即是该种群的种群密度 ③按公式计算 ①随机取样（关键） ①调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入 注意 ②多次取样 和迁出 事项 ③样方大小适宜 ②标志物不能过分醒目，标志物和标志方法必 ④计数：记相邻两边及夹角 须对动物没有伤害 （二）标志重捕法导致种群总数出现误差的原因 偏大：1.标志物脱落 2.被标记个体捕获机会降低 3.标志物导致标记个体易被捕食 4.被标记个体死亡 偏小：被标记个体放回后未融入原种群，导致密度过大（例如重捕时间间隔过短） 【变式训练】（浙江高考真题）某小岛上生活着自然寿命为一年半左右的某种鼠，数量较多 且无迁入和迁出。研究人员通过等距布放鼠笼开展每月一次、为期一年的标志重捕，进行其 种群特征的研究。下列叙述正确的是（ ） A.利用标志重捕法所得的全部数据，可绘制该种群的存活曲线 B.标志重捕法可以估算该鼠的种群密度，但不能估算总个体数 C.若不同雄鼠很少在相同鼠笼布放点上被重捕，说明雄鼠具有领域 D.若资源均匀分布且有较强的种内竞争，其种群的分布型为随机分布 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 370/4892.四率：单位时间内新产生（死亡、迁入或迁出）的个体数目占该种群个体总数（原有总数） 的比率。公式： 【变式训练】（辽宁高考真题）灰鹤是大型迁徙鸟类，为国家Ⅱ级重点保护野生动物。研究 者对某自然保护区内越冬灰鹤进行了调查分析，发现灰鹤种群通常在同一地点集群夜宿，经 调查，该灰鹤种群数量为245只，初次随亲鸟从繁殖地迁徙到越冬地的幼鹤为26只。通过 粪便分析，发现越冬灰鹤以保护区内农田收割后遗留的玉米为最主要的食物。下列有关叙述 正确的是（ ）多选 A.统计保护区内灰鹤种群数量可以采用逐个计数法 B.可由上述调查数据计算出灰鹤种群当年的出生率 C.为保护灰鹤，保护区内应当禁止人类的生产活动 D.越冬灰鹤粪便中的能量不属于其同化量的一部分 【答案】AD 【解析】A.灰鹤数量较少，个体较大，统计保护区内灰鹤种群数量可以采用逐个计数法，A 正确；B.题干中信息只能说明初次随亲鸟从繁殖地迁徙到越冬地的幼鹤为26只，不能说明 新生个体只有26只，故不能计算出灰鹤种群当年的出生率，B错误；C.越冬灰鹤以保护区 内农田收割后遗留的玉米为最主要的食物，则不能禁止人类的生产活动，应当合理安排人类 的生产活动，C错误；D.粪便量属于上一营养级的能量，不属于其同化量的一部分，因此 越冬灰鹤粪便中的能量属于上一营养级同化量的一部分，D正确。故选AD。 3.年龄组成：一个种群中各年龄期的个体数目的比率。 增长型：幼年个体＞老年个体，出生率＞死亡率，种群密度将增大。 稳定型：幼年个体≈老年个体，出生率≈死亡率，种群密度将相对稳定。 衰退型：幼年个体＜老年个体，出生率＜死亡率，种群密度将减小。 4.性别比例：种群中雌雄个体数目的比率。 注意：①主要计数有生殖能力的雌雄个体； ②并非所有生物的雌雄比都为1:1（例如：蜜蜂、狮子） ③破坏性别比例平衡后，将影响种群出生率，进而影响种群密度。 【变式训练】（浙江高考真题）下图为一个昆虫种群在某时期的年龄结构图。下列 叙述正确的是（ ） 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 371/489A.从图中的信息可以得出该种群的存活曲线为凹型 B.用性引诱剂来诱杀种群内的个体，对生殖后期的个体最有效 C.环境条件不变，该种群的年龄结构可由目前的稳定型转变为增长型 D.与其它年龄组相比，生殖前期个体获得的杀虫剂抗性遗传给后代的概率最大 【答案】D 【解析】A.种群的存活曲线是表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线，图示只能表 示昆虫种群在某时期的年龄结构为增长型，不能得出该种群的存活曲线为凹型，A错误；B. 常用性引诱剂来诱杀种群内的雄性个体，改变种群的正常性比率，会影响雌性个体的正常交 配，对生殖期的个体最有效，B错误；C.由图示可知，该种群的年龄结构目前呈现增长型， 若环境条件不变，种群数量会不断增长，之后年龄结构逐渐转变为稳定型，C错误；D.由于 生殖后期个体不再进行繁殖，生殖前期个体获得的杀虫剂抗性基因有更大的概率进入生殖细 胞，D正确。故选D。 【知识拓展】 （一）各数量特征的意义 种群密度：种群最基本的数量特征； 四率：种群数量的决定因素，直接影响种群大小和种群密度； 年龄组成：预测种群密度（数量）未来变化趋势； 性别比例：通过影响出生率，间接影响种群密度。 （二）各数量特征之间的关系 （二）种群的空间特征【生命观念】 均匀分布：如农田、行道树等 随机分布：如草地上的狗尾草、蒲公英等 集群分布：如树上的蚜虫、狼群、鱼群等 【变式训练】（平罗中学高三月考）组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态 或布局是种群的空间特征。下列关于种群空间特征的叙述，正确的是（ ） 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 372/489A.蛇类为了度过严寒的冬季，常集群于洞穴中 B.种群的空间特征具有种群密度、年龄组成和性别比例 C.种群的空间特征都有垂直结构和水平结构 D.内蒙古草原上的野生蒲公英的均匀分布 【答案】A 【解析】A.蛇类为了度过严寒的冬季，常集群于洞穴中，这属于集群分布，A正确；B.种群 的空间特征有三个：均匀分布、随机分布和集群分布，种群的数量特征有种群密度、出生率 和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等，B错误；C.群落的空间结构有垂直结 构和水平结构，种群没有空间结构，C错误； D.内蒙古草原上的野生蒲公英是随机型分布 的，不是均匀分布，D错误。故选A。 考点二：种群的数量变化 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）大约在1800年，绵羊被引入到塔斯马尼亚岛，绵羊种群呈“S” 形曲线增长，直到1860年才稳定在170万头左右。下列叙述正确的是（ ） A.绵羊种群数量的变化与环境条件有关，而与出生率、死亡率变动无关 B.绵羊种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长的倍数不变 C.若绵羊种群密度增大，相应病原微生物的致病力和传播速度减小 D.若草的生物量不变而种类发生改变，绵羊种群的环境容纳量可能发生变化 【答案】D 【解析】A.绵羊种群数量除与环境条件有关外，出生率和死亡率也会影响种群数量的变化： 出生率大于死亡率种群数量增加，而死亡率大于出生率种群数量减少，A错误；B.绵羊种群 呈“S”形曲线增长，种群在达到环境容纳量之前，增长率一直下降，故每单位时间内种群 增长倍数一直减小，B错误；C.病原微生物的致病力和传播速度会随着绵羊种群密度的增加 而增加，C错误；D.若草的生物量不变而种类发生改变，则绵羊的食物来源可能会受影响， 故绵羊种群的环境容纳量可能发生变化，D正确。故选D。 知识总结 （一）种群数量变化的研究【科学思维】 1.研究内容：增长、波动、下降、稳定 2.方法：模型构建法（数学模型） 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 373/4893.步骤： （二）“J”型增长曲线（理想状态）【科学思维】 1.产生原因：食物和空间条件充裕、气候适宜，没有敌害等。 2.产生情形：实验室条件下；种群刚迁入一个适宜的环境时 3.特点：种群数量连续增长，无K值 4.数学模型 N:该种群的起始数量 0 N＝Nλt N:t年后该种群的数量 t 0 t λ:该种群数量是一年前种群数量的倍数 t:时间 5.“J”型增长曲线 （三）“S”型增长曲线（现实状态）【科学思维】 1.产生原因：资源和空间条件有限，存在敌害等。 2.产生情形：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，天 敌的数量也会增加，使种群的出生率降低，死亡率 增高。当 死亡率增高到与出生率相等时，种群增长就会停止， 有 时 会 稳定在一定的水平。 3.“S”型曲线 ＜K，出生率＞死亡率，增长率＞0 ≈K，出生率≈死亡率，增长率≈0 ＞K，出生率＜死亡率，增长率＜0 4.曲线特点：种群数量达到K/2时，增长速率最大，种群数量达到环境条件所允许的环境容 纳量（即K值）后， 将停止增长。 5.环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，又称 K值。 注意：K值不是一成不变的，它会随着环境的改变而改变。 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 374/489（四）影响种群数量的因素【科学思维】 内因：种群起始数量、四率 自然因素：气候、食物、天敌、传染病等 外因 人为因素：各种人类活动及环境污染等 【知识拓展】 （一）“S”型曲线和“J”型曲线的比较 【变式训练】（河北衡水中学高三三模）如图表示某种鱼类在有环境阻力条件下的 种群增长曲线，下列叙述正确的是（ ） A.出生率和死亡率是种群最基本的数量特征 B.该鱼类种群数量的增长受自身种群密度的制约 C.气候条件的改变不会影响该种群的环境容纳量 D.渔业捕捞后剩余量需控制在c点以保持最高的增长速率 【答案】B 【解析】A.种群密度是种群最基本的数量特征，A错误；B.由图可知，该鱼类种群数量的增 长受自身种群密度的制约，B正确；C.种群的环境容纳量不是固定不变的，受气候条件等因 素的影响，C错误；D.渔业捕捞后剩余量需控制在b点，以保持最高的增长速率，D错误。 故选B。 （二）K值与K/2值 1.K值与K/2值的比较 K值：出生率＝死亡率，增长率＝0，增长速率＝0 K/2值：出生率＞死亡率，增长速率最大 2. 曲线 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 375/489t 对应K/2值，t 对应K值。 1 2 3.农业生产中的应用 （1）濒危动物和野生资源的保护 建立自然保护区 增大K值 （2）渔业或林业资源开发 开发越接近K值越好 开发后种群数量维持在K/2 （3）有害生物防治 K/2前防治，严防达到K/2 增大环境阻力，降低K值 4.最大捕捞量和最大日捕捞量 最大捕捞量：种群数量达到K/2时及时捕捞可以获得可持续利用的最大捕捞量。 最大日捕捞量：种群数量在K值时可获得最大日捕获量。 （三）增长率和增长速率 1.概念 2.曲线 【变式训练】（山东高考真题）种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种 群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是（ ）多选 A.水蚤的出生率随种群密度增加而降低 B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快 C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低 D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 376/489【答案】BC 【解析】A.随着种群密度的增加，种内斗争加剧，资源空间有限，所以出生率降低，A正确； B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群增长率最大，但由于种群数量少，所以此时不是种群数 量增长最快的时刻，B错误；C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加不一定降低， 例如当种群密度为1cm3，增长率为30%，增长量为0.3，而当种群密度为8个/cm3时，增长 率大约20%，增长量为1.6，C错误；D.从图中看出当种群密度达到24个cm3，种群增长率 为0，说明其数量达到最大，可以推测当种群密度为32个/cm3时，种内斗争进一步加剧， 出生率将小于死亡率，增长率为负值，D正确。故选BC。 （四）拓展曲线 λ＞1：种群增长率＞0，种群属于增长型，数量将增加。若λ保持不变（0—t）， 1 则种群呈“J”型增长； λ＜1：种群增长率＜0，种群属于衰退型，数量将逐渐减少，t 时种群增长率最小， 3 t 时种群数量最小； 4 λ＝1：种群增长率＝0，种群属于稳定型，数量基本不变。 【变式训练】（天津河西高三一模）鲫鱼是微山湖中主要的鱼类之一，科学家曾经 对微山湖鲫鱼的种群的数量进行了13年的连续研究，结果如下图所示（λ表示该种群数量 是一年前种群数量的倍数）。下列分析正确的是（ ） A.前4年间，该种群数量保持稳定，年龄组成为稳定型 B.第4年到第5年间，该种群数量开始下降 C.第5年到第9年间，该种群数量达到K值并保持相对稳定 D.从第11年开始该种群数量不断上升，到第13年达到新的K值 【答案】C 【解析】A.在第1~4年之间λ=1.5，种群数量在不断增加，年龄组成为增长型，A错误；B. 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 377/489第4年到第5年间λ减少，但仍然大于1，则种群数量在不断增加，B错误；C.第5年到第 9年间λ=1，该种群数量达到K值并保持相对稳定，C正确；D.从第11年到12年λ<1，该 种群数量不断减少，第12-13年λ>1，该种群的数量增加达到新的K值，D错误。故选C。 （五）探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 1.计数工具：血球计数板、显微镜等 2.要点： （1）菌体浓度高，溶液需要进行定量稀释； （2）先振荡试管再取样，使酵母菌分布均匀，减少误差； （3）先盖上盖玻片，再吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；制好装片后，应 静置一会，待酵母菌全部沉降到计数室底部再观察； （4）需连续多天在相同时间取样计数。 3.计数方法：抽样检测法 4.种群密度计算方法： 【变式训练】（江苏高考真题）下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变 化”实验的叙述，错误的是（ ） A.将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数 B.从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数 C.每天定时取样，测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线 D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一 【答案】B 【解析】A.将酵母菌接种到培养液后，需要对酵母菌进行初次计数，以获得酵母菌种群密度 初始值，A正确；B.每次计数前，都需要轻缓地将培养液摇匀，使其中的酵母菌分布均匀， 再取适量培养液用血细胞计数板计数，B错误；C.需要定时取样和计数，用于绘制酵母菌种 群数量的动态变化曲线，C正确；D.酵母菌种群数量的动态变化受营养条件、代谢废物、空 间等的影响，D正确。故选B。 考点三：群落 核心突破例题精讲 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 378/489【例题】（全国高三专题练习）下列有关群落的叙述，不正确的是（ ） A.阳光是决定海洋植物垂直分布的主要因素 B.受灾的水稻呈斑状的稀疏分布属于群落的水平结构 C.森林中动物的分层分布与植物的垂直结构有密切的关系 D.人类的活动可使群落演替的方向与自然演替的方向一致 【答案】B 【解析】A.影响海洋生物垂直分布的主要因素是光照，A正确；B.受灾的水稻呈斑状性的稀 疏分布属于种群的空间特征，B错误；C.群落植物的垂直结构为动物创造了多种多样的栖息 空间和食物条件，C正确；D.人类活动往往会改变群落演替的速度和方向，可使群落演替的 方向与自然演替的方向一致，也可使方向不一致，D正确。故选B。 知识总结 （一）群落的概念及物种组成【生命观念】 1.群落 （1）概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。 （2）特征：物种丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替 2.群落的物种组成 （1）意义：区别不同群落的重要特征。 （2）衡量指标：物种丰富度（群落中物种数目的多少） （3）常用统计法：记名计算法、目测估计法 （二）群落的种间关系 种间 图解 能量关系 特征 实例 关系 数量上呈现“同生共死” 豆科植物 互利 的同步变化。 与根瘤菌 共生 对寄主有害，对寄生生物 跳蚤、蛔 有利。如果分开，则寄生 虫、病毒等 生物难以单独生存，寄主 寄生 会生活得更好。 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 379/489①图a可表示：生存能力 牛和羊等 不同，数量呈现“你生 我死”的同步变化； 竞争 ②图b可表示：生存能力 大致相当，呈现“你增我 减，你减我增”。 ①趋势：“先增先减”者 猫和鼠、 为被捕食者；（时间足够长） 兔和狼等 捕食 ②峰值：被捕食者通常数 量较多。（也有例外，如 大树和蚜虫） 【知识拓展】种内关系和种间关系 种内关系：种内斗争、种内互助 种间关系：互利共生、寄生、竞争、捕食 注意区分：种内斗争和竞争、捕食和寄生 【变式训练】（山东高考真题）为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行 混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是（ ） A.单独培养条件下，甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快 B.混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在10~12天增长缓慢的主要原因 C.单独培养时乙藻种群数量呈“S" 型增长 D.混合培养对乙藻的影响较大 【答案】B 【解析】A.单独培养时，甲藻的K值约为2.0×106个，所以种群增长最快的是K/2时，约 为1.0×106个，A正确；B.10-12天乙藻种群数量接近0，所以竞争强度低，此时甲藻数量 增长缓慢的原因是培养液和空间有限，B错误；C.由于空间和资源有限，所以种群数量呈“S 型”增长，C正确；D.据图可知：混合培养时，乙藻在竞争中处于劣势，导致灭绝，D正确。 故选B。 （三）群落的空间结构【生命观念】 概念：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。 1.垂直结构（有明显的分层现象） 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 380/489植物：光照强度、温度等 动物：植物为其提供栖息空间和食物条件 2.水平结构（呈镶嵌分布） 地形变化、土壤湿度和盐碱度、光照强度、生物自身生长特点不同，以及人与动物的影 响等。 【知识拓展】判断下图是否属于垂直结构 此图不能表示群落的垂直结构。 【变式训练】（长春市基础教育研究中心高三一模）同域共存是指一些生物生存在同一个区 域，由于竞争关系而导致对环境的需求发生错位的现象，譬如共同生活在加勒比海地区岛屿 上的两种安乐蜥，通过摄取食物不同的方式实现了同域共存。下列不属于同域共存的是 （ ） A.杜鹃在林冠层栖息，画眉在林下层生活 B.高海拔田鼠和鼢鼠在不同时间出来觅食 C.为躲避狐狸，兔子选择与狐狸不同区域活动 D.不同温度喜好的蜥蜴，选择不同阳光照射度的灌木栖息 【答案】C 【解析】A.杜鹃和画眉是不同的生物，在同一区域生存，杜鹃在林冠层栖息，画眉在林下层 生活，属于同域共存，A错误；B.田鼠和酚鼠生活在高海拔地区，选择在不同的时间取食， 是同域共存，B错误；C.狐狸和兔子之间是捕食关系，不是竞争关系，不是同域共存，C正 确；D.不同温度喜好的蜥蜴之间存在竞争关系，选择不同阳光照射度的灌木栖息，属于同域 共存，D错误。故选C。 （四）群落的演替【生命观念】 1.概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。 注意：演替并不是“取而代之”，是一些种群取代了另一些种群，是一种“优势取代”。 2.类型 类型 初生演替 次生演替 从来没有被植物覆盖，或已被彻底消灭 原有植被已不存在，但土壤条件、种子、 起点 的地方 繁殖体还有保留的地方 基质和 无有机质和生命胚种 有大量有机质和生命胚种 环境条件 影响因素 自然因素 人类活动较为关键 实例 裸岩、沙丘、湖底、火山地、原始地球 弃耕农田、火灾后、过量砍伐的森林 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 381/4893.自然群落演替的方向（若条件适宜） 物种多样化 群落结构复杂化 生态功能完善化 4.自然群落演替的结果：总生产量增加，有机物总量增加，生物种类增加，群落结构更复杂， 稳定性更高。通常不可逆。 5.人类活动：会改变演替的速度和方向。 【变式训练】（全国高考真题甲卷）群落是一个不断发展变化的动态系统。下列关 于发生在裸岩和弃耕农田上的群落演替的说法，错误的是（ ） A.人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向 B.发生在裸岩和弃耕农田上的演替分别为初生演替和次生演替 C.发生在裸岩和弃耕农田上的演替都要经历苔藓阶段、草本阶段 D.在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展 【答案】C 【解析】A.人类活动可以影响群落演替的方向和速度，退湖还田、封山育林、改造沙漠、生 态农业等相关措施都能促进群落良性发展，A正确；BC.发生在裸岩上的演替是初生演替， 依次经过：地衣阶段→苔藓阶段→草本阶段→灌木阶段→森林阶段，弃耕农田的演替为次生 演替，自然演替方向为草本阶段→灌木阶段→乔木阶段，B正确，C错误；D.一般情况下， 演替过程中生物生存的环境逐渐改善，群落的营养结构越来越复杂，抵抗力稳定性越来越高， 恢复力稳定性越来越低，D正确。故选C。 （五）土壤小动物丰富度的研究【科学探究】 1.土壤小动物特征：身体微小，具有较强的活动能力。 2.取样方法：取样器取样法 3.采集方法：诱虫器和吸虫器采集（利用土壤动物“趋湿”、“避光”、“避热”等特性） 4.统计方法： 记名计算法：体型较大和种群数量有限的群落 目测估计法：用多度等级衡量 【变式训练】（辽宁葫芦岛高三二模）下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究” 实验的叙述，正确的是（ ） A.通过统计土壤小动物的个体数目来估算其丰富度 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 382/489B.许多土壤小动物以动植物遗体为食，属于分解者 C.诱虫器利用土壤小动物的趋光性，使用灯光来诱捕 D.土壤小动物活动范围小，适合用标志重捕法来调查 【答案】B 【解析】A.通过统计土壤小动物的物种数目来估算其丰富度，A错误；B.许多土壤小动物以 动植物遗体为食，属于分解者，B正确；C.诱虫器诱捕土壤小动物是利用土壤小动物避光趋 湿的特点，C错误；D.由于土壤小动物身体微小，活动能力强，不能用样方法和标志重捕法 调查丰富度，可采用取样器取样的方法进行调查，D错误。故选B。 淘宝店铺名校学习资料小站。一册在手，高分就有。 383/489专题 生态系统 22 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）生态系统的结构Ⅰ （2）生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用Ⅱ （3）生态系统中的信息传递Ⅱ （4）生态系统的稳定性Ⅱ （5）人口增长对环境的影响Ⅱ （6）全球性的环境问题 （7）生物多样性保护的意义和措施Ⅱ （8）实验：探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：生态系统属于生命系统，具有一定的结构和功能，能保持 相对稳定； 物质与能量观：物质的循环总是伴随着能量的流动； 稳态与平衡观：生态系统通过负反馈调节；保持相对稳定认同生物圈是一个 统一的整体 2.科学思维——比较与分类：比较生产者与消费者、分解者的异同；根据信息特点判断信息 类型；比较生物多样性不同层次的含义、区分不同方面的价值等； 模型与建模：根据生态系统各成分的功能，构建生态系统组成成分之间关系 模型，构建食物链和食物网模型；分析能量流动及物质循环过程图解，培养 逻辑思维能力； 分析与综合：分析能量流动过程，归纳总结能量流动特点 3.科学探究——设计并制作生态缸，观察其稳定性； 4.社会责任——关注温室效应，作出解释，并提出解决问题的思路；通过总结能量流动的实 践意义，形成学以致用、关注社会生产生活的态度 384/489构思维导图 考点一：种群的特征 核心突破例题精讲 【例题】（江苏高考真题）“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩 鸥鹭” ……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是（ ） A.荷塘中的动物、植物和微生物共同构成完整的生态系统 B.采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数 C.挺水的莲、浮水的睡莲及沉水的水草体现出群落的垂直结构 D.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是光照和人类活动 【答案】C 【解析】A.完整的生态系统还应包括非生物的物质和能量，A错误；B.五点取样法只能估算 生物种类数，B错误；C.挺水的莲、浮水的睡莲和沉水水草体现了池塘群落的垂直结构，C 正确；D.影响荷塘中“鸥鹭”等鸟类分布的主要因素是食物和栖息空间，D错误。故选C。 知识总结 生态系统由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。 （一）生态系统的组成成分【生命观念、科学思维】 1.组成成分 成分 归类 各成分的组成 在生态系统中的作用 地位 非生物的 无机物、有机物、能源 生物群落中的物质和 基石成分 物质和能量 （光能、化学能） 能量的根本来源 385/489①绿色植物 无机物→有机物； 自养型 ②光合细菌和蓝藻 必需的主要成分 生产者 光能、无机化学能→ 生物 ③化能合成细菌，如硝 （必需） 有机化学能 化细菌 ①绝大多数动物 加快生态系统中的物 异养型 ②寄生生物（动物体内 质循环； 最活跃的成分（加快物 消费者 生物 的细菌、蛔虫、菟丝子 有利于植物的传粉和 质循环的速度） 等） 种子的传播。 ①腐生细菌和真菌 把动植物遗体、排出物 异养型 ②腐生动物（蚯蚓、蜣 和残落物中的有机物 分解者 物质循环的关键成分 生物 螂 分解成简单的无机物, 等） 供生产者重新利用 【知识拓展】 （一）生态系统成分的误区类型与特例 成分 理解误区 特 例 ①菟丝子营寄生生活，属于消费者； 所有的植物都是生产者， 生产者 ②硝化细菌等进行化能合成作用的原核生物也属于 且生产者都是植物 生产者。 所有的动物都是消费者， 秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐生 消费者 且消费者都是动物 动物属于分解者。 硝化细菌和光合细菌是自养型，属于生产者； 分解者 细菌都是分解者 寄生细菌属于消费者；腐生细菌属于分解者。 （二）生态系统各成分的联系：各成分相互作用形成一个统一的整体。 （三）生态系统组成成分的判断方法 如图所示，先根据双向箭头确定D、C为“非生物的物质和 能量”和“生产者”，则A、B为“消费者”或“分解者”； 再根据出入箭头数量的多少进一步判断，D、C之中指入箭头多 的C为“非生物的物质和能量”,D为“生产者”；A、B之中指 入箭头多的B为“分解者”，A为“消费者”。 （四）菟丝子和猪笼草 386/489菟丝子：没有叶绿体，营寄生生活，属于消费者； 猪笼草：能够进行光合作用，也能捕食昆虫，但它并不从昆虫身上吸收有机物和能量，而 是通过一系列活动将昆虫分解成无机物后再吸收利用（如：N元素等），所以它 属于生产者。 【变式训练】（河北宣化第一中学模拟预测）下列有关生态系统的组成成分及营养级的叙述， 正确的是（ ） A.有机肥可为绿色植物为主的生产者提供物质和能量 B.蜣螂是需氧异养型动物，属于生态系统中的消费者 C.细菌只可能是生态系统组成成分中的消费者和分解者 D.消费者都属于异养生物，消费者的存在有利于生态系统的物质循环 【答案】D 【解析】A.绿色植物是自养型生物，不能直接利用有机肥中的物质和能量，A错误；B.蜣螂 是营寄生生活的需氧异养型动物，属于分解者，B错误；C.细菌也可能是生产者，如硝化细 菌，C错误；D.消费者都属于异养生物，消费者对于植物的传粉和种子的传播具有重要作用， 消费者的存在有利于生态系统的物质循环，D正确。故选D。 （二）生态系统的营养结构【生命观念】 1.食物链 食物链 草 兔 蛇 鹰 所属类型 绿色植物 植食性动物 小型肉食性动物 大型肉食性动物 成分 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 营养级 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 注意： ①只存在生产者和消费者，它们通过捕食关系相联系； ②从生产者开始，到最高营养级为止； ③某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物，不代表单个生物个体，也不一定是某种 种群。 2.食物网：许多食物链彼此相互交错在一起形成的复杂营养结构。 注意： ①同一消费者可以占有一个或多个营养级； 387/489②种间关系只可能出现捕食或竞争关系； ③食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类，而并非取决于生物数量。 【小结】 生态系统的组成成分（非、生、消、分） 生态系统的结构 生态系统 生态系统的营养结构（食物链和食物网） 物质循环 生态系统的功能 能量流动 信息传递 【变式训练】（辽宁沈阳·模拟预测）下列有关食物链和食物网的叙述，正确的是 （ ） A.食物链和食物网是生态系统中物质循环和能量流动的主要渠道 B.食物链、食物网及其作用的无机环境构成了生态系统 C.若生态系统保持稳定，则其中的食物链和食物网就不会发生变化 D.生物的数量越多，构成的食物链和食物网就越复杂 【答案】A 【解析】A.能量流动的传递途径是食物链和食物网，物质循环也以食物链和食物网为渠道， A正确；B.生态系统包括生物成分和非生物成分，食物链、食物网缺失分解者，B错误；C. 在生态系统中，生物的迁入和迁出、群落演替等因素会导致食物链和食物网发生变化，C错 误；D.生物的多样性越高，构成的食物链和食物网越复杂，D错误。故选A。 考点二：生态系统的功能 核心突破例题精讲 【例题】（天津市新华中学模拟预测）野生动物园圈养草食性动物产生的大量粪便，可以用 粪食性金龟进行处理。下列叙述正确的是（ ） A.粪便的气味吸引粪食性金龟属于化学信息传递 B.金龟的食物来自于草食性动物，处于生态系统的第三营养级 C.金龟生命活动所需的能量来源于草食性动物同化的能量 D.金龟的活动促进了营养物质的循环，提高了能量传递效率 【答案】A 【解析】A.生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机 388/489酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，属于化学信息，因此粪便的气味吸引粪食性金龟属 于化学信息传递，A正确；B.植物属于第一营养级，草食性动物是第二营养级，粪食性金龟 以草食性动物的粪便为食，属于分解者，不构成捕食食物链，故不属于食物链中的任何营养 级，B错误；C.粪食性金龟捕以草食性动物粪便为食，草食性动物的粪便中的能量来源于上 一营养级植物，C错误；D.金龟将动物的粪便分解成二氧化碳、水无机盐等，这些物质又被 植物吸收利用，进而制造有机物，促进营养物质的循环，提高了能量的利用率，但是能量传 递效率不变，D错误。故选A。 知识总结 （一）能量流动【生命观念、科学思维】 1.概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。 2.四个环节 （3）流经某一营养级的能量（以A→B为例） 4.流经过程 389/4895.特点 单向流动（原因：食物链的营养关系一般不可逆） 逐级递减（能量在相邻两个营养级之间的传递效率大约是10%～20%） 【变式训练】（全国卷Ⅲ真题）假设某种蓝藻（A）是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大， 使湖水能见度降低。某种动物（B）是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题： （2）画出该湖泊生态系统能量流动的示意图_______。 【解析】（2）该生态系统存在唯一一条食物链A→B，所以能量流动关系如图： 6.最值计算（如：A → B → C …… → D） 类型一：知A求D 最多：×20%（÷5），食物链越短越多。 最少：×10%（÷10），食物链越长越少。 类型二：知D求A 最多：÷10%（×10），食物链越长越多。 最少：÷20%（×5），食物链越短越少。 7.能量金字塔：生态系统的能量流动一般不超过4～5个营养级。 （原因：在一个生态系统中，营养级越高，能量损耗就越大。） 8.研究能量流动的意义： （1）科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用； （2）帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人最有益 的部分。 【知识拓展】 390/489（一）某一营养级的能量去向 1.定量不定时： ①自身呼吸消耗； ②流入下一营养级（最高营养级除外）； ③被分解者解。 2.定量定时： ①自身呼吸消耗； ②流入下一营养级（最高营养级除外）； ③被分解者分解； ④未利用（规定时间内暂时未利用的，例如：保留在生物体内的部分） （二）能量流动中的定值计算 1.已确定营养级间能量传递效率的，不能按“最值”法计算，而需按具体数值计算。例如， 在食物链A→B→C→D中，能量传递效率分别为a%、b%、c%，若A的能量为M，则D获得的 能量为M×a%×b%×c%。 2.如果是在食物网中，某一营养级同时从上一营养级的多种生物获得能量，且各途径所获得 的生物量比例确定，则需按照各单独的食物链进行计算后合并。 （三）能量传递效率与能量利用率的区别 能量传递效率体现的是能量流动过程中所遵循的客观规律，不能随意改变；但能量利用 率可以人为改变，例如,充分利用作物秸科就可以提高能量利用率。 【变式训练】（江西南城县第二中学月考）在如图所示的食物网中，假如猫头 鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自蛇，那么猫头鹰若增加10g体重，最少需要 消耗植物（ ） A.600g B.4600g C.650g D.5600g 【答案】C 【解析】已知高营养级的能量，求低营养级能量时，需最少能量应按照传递效率为20%来计 算。假如猫头鹰的食物有1/5来自兔，2/5来自鼠，2/5来自蛇，那么猫头鹰若增加10g体 重，根据食物链：植物→兔→猫头鹰，至少需要消耗植物1/5×10÷20%÷20%=50g； 根据食物链：植物→鼠→猫头鹰，至少需要消耗植物2/5×10÷20%÷20%=100g； 391/489根据食物链：植物→鼠→蛇→猫头鹰，至少需要消耗植物 2/5×10÷20%÷20%÷20%=500g。 综合以上可知至少需要消耗植物50+100+500=650g，C正确。故选C。 （二）物质循环【生命观念】 1.概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素都不断进行着从无机环境到生物群落，又 从生物群落到无机环境的循环过程。 2.范围：生物圈（全球） 3.特点：全球性、循环性 4.碳循环 （1）存在形式：（以碳循环为例） 无机环境与生物群落之间：CO 2 生物群落内：含碳有机物 ②碳循环的过程 光合作用 碳进入生物群落的主要途径 化能合成作用 分解者的分解作用（实质是呼吸作用） 碳返回无机环境的主要途径 生产者和消费者的呼吸作用 化石燃料的燃烧 5.物质循环和能量流动的关系 （1）区别 项目 能量流动 物质循环 主要是无机物， 形式 以有机物为载体 其次是含碳有机物 特点 单向流动、逐级递减 循环性、全球性 范围 生态系统各营养级 生物圈（全球性） 392/489（2）联系 ①同时进行，相互依存，不可分割； ②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动； 能量作为动力，使物质能够不断地 在生物群落与无机环境之间循环往返。 【知识拓展】 （一）碳循环的破坏——温室效应 1.形成原因：煤、石油等化石燃料的大量燃烧，导致大气中的二氧化碳含量迅速增加，打破 了生物圈中碳循环的平衡。 2.影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许 多生物的生存构成威胁。 3.解决途径 （1）减少化石燃料的使用，开发清洁能源。 （2）大力植树造林。 （二）碳循环图解中各成分的判定方法 1.图中双向箭头代表生产者、大气中的CO 库，其中其他所有成分都指向的为大气中的CO 2 2 库，即C为大气中的CO 库，A为生产者。 2 2.除了C之外，有最多被指向箭头的为分解者，即B为分解者。 3.三个图的模式其实一致，复杂的地方在于消费者的划分，图甲中消费者只有D，图乙中消 费者有D、E，图丙中消费者有D、E、F。 4.图甲蕴含的食物链为 A→D，图乙蕴含的食物链为 A→D→E，图丙蕴含的食物链为 A→D→E→F。 393/489【变式训练】（全国卷Ⅲ真题）生态系统的物质循环包括碳循环和氮循环等过程。下列有关 碳循环的叙述，错误的是（ ） A.消费者没有参与碳循环的过程 B.生产者的光合作用是碳循环的重要环节 C.土壤中微生物的呼吸作用是碳循环的重要环节 D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO 形式循环 2 【答案】A 【解析】A.消费者能通过呼吸作用将有机物中的碳转化为无机物CO，释放到无机环境中， 2 参与了碳循环，A错误；B.生产者的光合作用能将无机环境中的无机碳转化为含碳有机物， 是碳进入生物群落的重要途径，因此是碳循环的重要环节，B正确；C.土壤中的微生物的分 解作用，能将有机物中的碳转化为无机物释放到无机环境中，是碳返回无机环境的重要过程， C正确；D.碳在无机环境与生物群落之间主要以CO 的形式循环，在生物群落内部的传递形 2 式是含碳有机物，D正确。故选A。 （三）信息传递【生命观念、科学思维】 1，种类 种类 特点 来源 实例 光、声、温度、湿度 物理信息 物理过程传递 生物与环境 （听得见、看得见、摸得到） 化学物质传递 化学信息 代谢活动 生物碱、有机酸（闻得到） （信息素） 行为信息 特定行为 异常表现和行为 求偶炫耀、蜜蜂舞蹈 2.功能 （1）维持正常生命活动；（个体） （2）影响种群的繁衍；（种群） （3）调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。（生态系统） 3.特点：往往具有双向性。 4.应用 （1）提高农产品或畜产品的产量； （2）对有害动物进行控制。 5.物质循环、能量流动和信息传递的关系 项目 能量流动 物质循环 信息传递 特点 单向流动 循环性、全球性 往往具有双向性 394/489逐级递减 生物之间 范围 生态系统各营养级 生物圈 生物与无机环境之间 途径 食物链（网） 多种途径 地位 生态系统的动力 生态系统的基础 决定能量流动和物质循环的方向和状态 【变式训练】（辽宁实验中学模拟预测）化感作用指植物通过向外分泌化学物质对周围其他 植物产生的影响。科学家通过对化感作用的研究，发现松与赤杨，锦鸡儿与杨树种在一起有 良好的作用，而松与接骨木、榆树与栎树都具有相克现象不能种在一起。以下相关叙述错误 的是（ ） A.化感作用均表现为相互促进效果 B.化感作用影响植物群落的种类组成 C.可以利用化感作用合理的相间种植两种或两种以上作物 D.化感作用体现了生态系统的信息传递功能 【答案】A 【解析】A.根据题干信息“松与接骨木、榆树与栎树都具有相克现象不能种在一起”可知， 化感作用也可表现为相互抑制，A错误；B.化感作用指植物通过向外分泌化学物质对周围其 他植物产生影响，则会影响植物群落的种类组成，B正确；C.滑化感作用有的表现为相互促 进，有的表现为抑制，可以利用化感作用合理的相间种植两种或两种以上作物，C正确；D. 化感作用指植物通过向外分泌化学物质对周围其他植物产生的影响，这说明生态系统的信息 传递能调节生物的种间关系，D正确。故选A。 考点三：生态系统的稳定性及保护 核心突破例题精讲 【例题】（广东高考真题）近年来我国生态文明建设卓有成效，粤港澳大湾区的生态环境也 持续改善。研究人员对该地区的水鸟进行研究，记录到146种水鸟，隶属9目21科，其中 有国家级保护鸟类14种，近海与海岸带湿地、城市水域都是水鸟的主要栖息地。该调查结 果直接体现了生物多样性中的（ ） A.基因多样性和物种多样性 B.种群多样性和物种多样性 C.物种多样性和生态系统多样性 D.基因多样性和生态系统多样性 395/489【答案】C 【解析】生物多样性包括基因（遗传）的多样性、物种多样性和生态系统的多样性，题干中 描述了146种水鸟，体现了物种多样性，而近海与海岸带湿地、城市水域等生态系统，体现 了生态系统多样性，综上所述，C正确。故选C。 知识总结 （一）生态系统的稳定性【生命观念、科学思维】 1.概念：生态系统所具有的自身结构和功能相对稳定的能力。 2.原因：自我调节能力 3.调节基础：负反馈调节 4.特点：调节能力有一定的限度。 5.类型 （1）抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身结构与功能相对稳定的能力； （2）恢复力稳定性：生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。 （3）区别与联系 项目 抵抗力稳定性 恢复力稳定性 实质 保持自身结构与功能相对稳定 恢复自身结构与功能相对稳定 核心 抵抗干扰，保持原状 遭到破坏，恢复原状 区 生态系统中物种丰富度越大，营养结 生态系统中物种丰富度越大，营养结 影响因素 别 构越复杂，抵抗力稳定性越强。 构越复杂，恢复力稳定性越弱。 原因 生态系统具有一定的自我调节能力，其基础为负反馈调节 相反关系 二者联系 （4）相关曲线 396/489y：表示抵抗力稳定性（y越大抵抗力稳定性越弱；反之越强） x：表示恢复力稳定性（x越大恢复力稳定性越弱；反之越强） TS：表示总稳定性（TS面积越大，生态系统的总稳定性越弱；反之越强） （5）提高生态系统稳定性的措施 ①控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调 节能力；（避免破坏） ②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结 构与功能的协调。（适当增加组分） 【变式训练】（浙江模拟预测）下图表示盐碱化草原改造的一个简化的技术流程。 下列分析错误的是（ ） A.改造过程中群落的空间结构将变复杂 B.改造完成后营养结构将变复杂 C.为保证草原生态系统的稳定性，应谨慎引入外来物种 D.改造完成后不再需要人力投入即可维持稳定 【答案】D 【解析】AB.改造过程引入了新的物种，生物多样性增加，因此群落空间结构发生改变，营 养结构变复杂，AB正确；C.外来物种的引入存在外来物种入侵的风险，因此要谨慎引入，C 正确；D.改造完成之后需要继续割草施肥才能维持稳定，D错误。故选D。 （二）生态环境的保护【社会责任】 1.全球性的生态问题及原因 生态问题 原因 全球气候变化 CO 等温室气体的大量排放（化石燃料的燃烧） （如：温室效应） 2 397/489水资源短期 人口多，污染严重 臭氧层破坏 氟利昂等物质的大量排放（制冷剂） 酸雨 SO、NO 等气体的排放（汽车尾气） 2 2 土壤荒漠化 植被的破坏 海洋污染 石油泄漏、倾倒污染物等 生物多样性锐减 生物生存的环境被破坏 2.生物多样性及其价值 3.生物多样性的价值 直接价值：食用、药用、工业原料、观赏、研究、文学创作等 间接价值：对生态系统有调节功能（保持水土、蓄洪防旱、调节气候等） 潜在价值：未发现、尚不清楚 4.保护生物多样性的措施 就地保护：如建立自然保护区（最有效） 易地保护：如水族馆、动物园等 生物技术保护：建立种子库、精子库和基因库等 法制保护：加强立法、执法和宣传教育 5.保护生物多样性的关键：协调好人与生态环境的关系。 注意：保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式地开发利用而不意味着禁止开发和利用。 6.共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。 【变式训练】（湖北高考真题）20世纪末，野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等 6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个，野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭， 栖息地已被分割成5个主要活动区域；在岷山，熊猫被分割成10多个小种群；小相岭山系 熊猫栖息地最为破碎，各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是（ ） A.熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关 B.增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量 C.隔离阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖 398/489D.在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以提高熊猫的种群数 【答案】D 【解析】A.动物的繁育能力可影响种群的出生率，进而影响种群数量，故熊猫的自然种群个 体数量低与其繁育能力有关，A正确；B.建立自然保护区可改善生存环境，进而提高环境容 纳量，是保护野生大熊猫的根本措施，B正确；C.隔离（地理隔离等）导致熊猫不能相遇， 阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖，C正确；D.由于地理阻隔导致 大熊猫不能相遇，熊猫种群数量增多，在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以使熊猫 汇集，多个种群集合成为一个，熊猫的种群数下降，D错误。故选D。 399/489专题 生物技术在食品加工及其他方面的 23 应用 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）运用发酵加工食品的方法Ⅰ （2）利用微生物进行发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用Ⅱ （3）测定食品加工中可能产生的有害物质Ⅰ （4）从生物材料中提取某些特定的成分Ⅰ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：发酵菌种结构与功能的关系 分析与综合：分析玫瑰精油、橘皮精油和胡萝卜素的提取原理及过程 2.科学思维——比较与归纳：比较制作果酒、果醋、腐乳、泡菜的制作原理、流程、发酵条 件等的异同 3.科学探究——设计实验：探究理想的发酵条件；探究植物有效成分提取的条件等 4.社会责任——关注食品安全，倡导健康的生活方式；关注人体健康，关注胡萝卜素缺乏引 起的疾病等 构思维导图 400/489考点一：果酒和果醋的制作 核心突破例题精讲 【例题】（山东高考真题）葡萄酒的制作离不开酵母菌。下列说法错误的是（ ） A.无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖 B.自然发酵制作葡萄酒时起主要作用的菌是野生型酵母菌 C.葡萄酒的颜色是葡萄皮中的色素进入发酵液形成的 D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量增加 【答案】D 【解析】A.酵母菌进行有氧呼吸获得能量大量繁殖，无氧条件下，发酵产生酒精，故无氧条 件下酵母菌能进行无氧呼吸存活但不能大量繁殖，A正确；B.自然发酵制作葡萄酒时起主要 作用的菌是葡萄皮上的野生型酵母菌，B正确；C.葡萄皮中的色素进入发酵液使葡萄酒呈现 颜色，C正确；D.制作过程中随着发酵的进行发酵液中糖含量减少，D错误。故选D。 知识总结 （一）制作原理与发酵条件的比较【生命观念、科学思维】 1.菌种比较 果酒制作 果醋制作 菌 种 酵母菌 醋酸菌 生物类群 真核生物 原核生物 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 菌种来源 附着在葡萄皮上的酵母菌 变酸的酒表面的菌膜 2.原理比较 果酒制作 果醋制作 有氧条件下：酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖 氧气、糖源充足：醋酸菌将葡萄汁中的 CH O+6O→6CO+6HO 葡萄糖→醋酸 6 12 6 2 2 2 原 无氧条件下：酵母菌通过无氧呼吸产生酒精 CH O+O→2CHCOOH+2CO+2HO 6 12 6 2 3 2 2 理 CH O→2CHOH+2CO 氧气充足、缺少糖源：醋酸菌将乙醇→ 6 12 6 2 5 2 乙醛→醋酸 CHOH+O→CHCOOH+HO 2 5 2 3 2 3.条件比较 果酒制作 果醋制作 发酵温度：18—25℃ 温度 最适生长温度：30—35℃左右 繁殖最适温度：20℃左右 气体 前期需要氧气；后期不需要氧气 需要充足氧气 时间 10—12天 7—8天 401/489（二）制作流程及注意事项【科学探究】 （三）实验装置【科学探究】 （四）酒精的检查【科学探究】 橙色重铬酸钾 + 酒精 灰绿色 【变式训练】（辽宁高考真题）利用菠萝蜜制作果醋的大致流程为：先在灭菌的果肉匀浆中 接种酵母菌，发酵6天后，再接入活化的醋酸杆菌，发酵5天。下列有关叙述错误的是（ ） A.乙醇既是醋酸发酵的底物，又可以抑制杂菌繁殖 B.酵母菌和醋酸杆菌均以有丝分裂的方式进行增殖 C.酵母菌和醋酸杆菌发酵过程中控制通气的情况不同 D.接入醋酸杆菌后，应适当升高发酵温度 【答案】B 【解析】A.当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸，同时乙醇还可以抑 制杂菌繁殖，A正确；B.酵母菌一般以出芽的方式繁殖，醋酸杆菌以二分裂的方式进行增殖， B错误；C.酵母菌发酵过程中先通气使其大量繁殖，再密闭发酵产乙醇；醋酸杆菌为好氧菌， 需持续通入无菌氧气，C正确；D.酵母菌适宜温度是18～25℃，醋酸杆菌最适温度为30～ 35℃，D正确。故选B。 考点二：腐乳的制作 402/489核心突破例题精讲 【例题】（天津河西三模）安徽徽州毛豆腐是通过人工接种法，使豆腐表面生长出一层白色 绒毛，其中主要的微生物是毛霉。豆腐经过发酵后所含的植物蛋白转化成多种氨基酸，经烹 饪后味道鲜美。有关说法错误的是（ ） A.毛霉菌与乳酸菌的区别是前者有成形的细胞核 B.豆腐可以看作给毛霉生长提供营养物质的培养基 C.吃腐乳时，腐乳外部的“皮”是细菌繁殖形成的 D.毛霉产生的蛋白酶和肽酶可将蛋白质最终转化为氨基酸 【答案】C 【解析】A.毛霉菌是真菌，与原核生物乳酸菌的区别是前者有成形的细胞核，A正确；B.豆 腐可以看作给毛霉生长提供营养物质的培养基，B正确；C.腐乳外部的“皮”是前期发酵时 毛霉等微生物在豆腐表面上生长的菌丝（匍匐菌丝），对人体无害，C错误；D.毛霉产生的 蛋白酶和肽酶可将蛋白质最终转化为氨基酸，D正确。故选C。 知识总结 （一）菌种与原理【生命观念】 1.菌种比较 （1）主要菌种：毛霉 ①分类：单细胞真菌 ②结构：白色丝状真菌 直立菌丝——生殖 匍匐菌丝——营养 ③新陈代谢类型：异养需氧型 ④生殖方式：孢子生殖 （2）其他菌种：青霉、酵母菌、曲霉等 2.发酵原理 （二）制作流程及注意事项【科学探究】 403/489（三）控制制作腐乳材料的用量【科学探究】 项目 说 明 豆腐含水量约70% 水的控制 用含水量过高的豆腐制腐乳，不易成形； 含水量过低，则不利于毛霉的生长。 盐浓度过高，会影响腐乳的口味； 盐的控制 盐浓度过低，不足以抑制微生物生长，易腐败变质。 酒精含量过高，使腐乳成熟期延长； 酒的控制 酒精含量过低，不足以抑制微生物生长，杂菌繁殖块，腐乳易腐败。 【变式训练】（山东烟台一模）山东酱豆的制作要经过两次发酵。第一阶段以大豆为主要原 料，利用毛霉、曲霉或细菌的作用，分解大豆蛋白质。第二阶段以蔬菜与发酵过的大豆为主， 进行乳酸发酵。下列叙述正确的是（ ） A.第一阶段在空气中发酵时保湿，有利于霉菌的菌丝生长 B.第二阶段定期通入空气有利于乳酸菌活动 C.毛霉、曲霉产生的蛋白酶能促进大豆蛋白质、脂肪分解，可以丰富营养成分 D.乳酸发酵能促进蔬菜中纤维素水解，损失了营养 【答案】A 【解析】A.第一阶段在空气中利用毛霉、曲霉或细菌的作用，发酵时保湿，有利于霉菌的菌 丝生长，A正确；B.第二阶段定期密封有利于乳酸菌活动，B错误；C.毛霉等微生物产生的 蛋白酶可以将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可以将脂肪水解成甘油和 脂肪酸，C错误；D.乳酸发酵能促进蔬菜中纤维素水解，有利于人们食用后消化吸收，没有 损失营养，D错误。故选A。 考点三：泡菜的制作 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）用白萝卜制作泡菜的过程中，采用适当方法可缩短腌制时间。下 404/489列方法中错误的是（ ） A.将白萝卜切成小块 B.向容器中通入无菌空气 C.添加已经腌制过的泡菜汁 D.用沸水短时处理白萝卜块 【答案】B 【解析】A.将白萝卜切成小块可以扩大白萝卜与腌料的接触面积，缩短腌制时间，A正确； B.泡菜制作所需菌种为乳酸菌，制作过程中应保持无氧环境，向容器中通入无菌空气不利于 腌制，B错误；C.泡菜汁中含有一定量的发酵菌种，所以在腌制过程中，加入一些已经腌制 过泡菜汁可缩短腌制时间，C正确；D.用沸水短时处理，可抑制某些微生物的繁殖，提高泡 菜品质，也可缩短腌制时间，D正确。故选B。 知识总结 （一）菌种与原理【生命观念】 1.菌种：乳酸菌 （1）新陈代谢类型：异养厌氧型 （2）生殖方式：二分裂 2.原理：无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。 反应式： （二）制作流程及注意事项【科学探究】 （三）亚硝酸盐含量的测定【科学探究】 1.亚硝酸盐 （1）理化性质：白色粉末，易溶于水 （2）毒性：可转变成致癌物—亚硝胺 405/489含量较低：一般不会危害人体健康 摄入总量达0.3-0.5g：中毒 摄入总量达3g：死亡 （3）代谢 绝大部分：随尿液排出 特定条件：适宜温度、PH、一定微生物作用下，会转变成致癌物亚硝胺 2.测定亚硝酸盐含量的原理（标准对照） NO- + 对氨基苯磺酸 重氮化反应→生成物 2 生成物 + N-1-萘基乙二胺盐酸结合→玫瑰红色染料→与已知浓度的标准显色液进行目测比 较→大致估算含量（含量越高玫瑰红色会越深） 3.测定亚硝酸盐含量的流程 【变式训练】（浙江嵊州二模）下列关于泡菜亚硝酸盐含量测定实验的叙述，正确的是（ ） A.样液中加入硫酸锌和氢氧化钠溶液的目的是为了沉淀蛋白质等杂质 B.亚硝酸盐能与N－1－萘基乙二胺偶联形成紫红色产物 C.泡菜在打成匀浆前需用蒸馏水冲洗数遍以减少杂质 D.用波长为550nm的光是因为亚硝酸盐对该波长的光有最大的吸收率 【答案】A 【解析】A.样品处理时，样液中加入硫酸锌和氢氧化钠溶液的目的是为了沉淀蛋白质等杂质， A正确；B.在盐酸酸化的条件下，亚硝酸盐可与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与N-1- 萘基乙二胺结合，形成玫瑰红色产物，B错误；C.泡菜在打成匀浆前不需要用蒸馏水冲洗， C错误；D.测定亚硝酸盐含量用波长为550nm的光，是因为亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重 氮化反应后，与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料最大的吸收波长为550nm的 光，D错误。故选A。 考点四：植物有效成分的提取 核心突破例题精讲 【例题】（四川成都模拟预测）下列关于植物芳香油提取的叙述，错误的是（ ） A.不同植物芳香油的提取方法可根据原料的不同特点来确定 B.水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将无挥发性的芳香油携带出来 406/489C.萃取法提取植物芳香油的原理是芳香油可溶解于有机溶剂 D.压榨法提取植物芳香油的原理是利用机械压力榨出芳香油 【答案】B 【解析】A.根据植物芳香油易溶于有机溶剂的特点，可以用萃取法提取；根据植物芳香油化 学性质稳定，易挥发的特点，可以用蒸馏法提取，故不同植物芳香油的提取方法可根据原料 的不同特点来确定，A正确；B.水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性强的芳香油携带出来， 形成油水混合物；冷却后，油水混合物又会重新分成油层和水层，除去水层便得到芳香油， B错误；C.萃取法提取植物芳香油，是将芳香油溶解在有机溶剂中的一种方法，故原理是利 用芳香油易溶解于有机溶剂的特点，C正确；D.在植物材料中芳香油含量较多时，可采用压 榨法提取，原理是利用机械压力榨出芳香油，D正确。故选B。 知识总结 （一）植物芳香油【生命观念】 1.主要化学成分：萜类化合物及其衍生物 2.特性：挥发性强、难溶于水，易溶于有机溶剂 3.提取方法： 水蒸气蒸馏法（玫瑰精油） 压榨法（柑橘、柠檬芳香油） 萃取法（胡萝卜素） （二）玫瑰精油的提取【生命观念、科学探究】 1.方法：水蒸气蒸馏法（包含水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏） 2.原理：利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合 物又会重新分出油层和水层。 提醒：柑橘、柠檬等芳香油不适用水中蒸馏，会导致原料焦糊和有效成分水解等。 3.流程 407/489（三）橘皮精油的提取【生命观念、科学探究】 1.方法：压榨法 2.原理：通过机械加压、压榨出果皮中的芳香油。 3.流程 【变式训练】（四川成都七中一模）制取橘皮精油的过程中，需先后进行两次过滤，则橘皮 精油为（ ） A.经过第一次过滤后的滤液 B.经过第一次过滤后静置后处理的上清液和第二次过滤后的滤液 C.经过第一次、第二次过滤后的滤液 D.经过第二次过滤后的滤液 【答案】B 【解析】A.将橘皮去水干燥，然后用石灰水浸泡，经漂洗、压榨得到压榨液后，用布袋过滤 除去固体物和残渣（第一次过滤，即A过滤），对滤液进行离心进一步除去较小的残留固体 物，再用分液漏斗或吸管将上层的橘皮精油分离出来，然后在5℃～10℃下静置5～7天， 使果蜡等杂质沉淀，用吸管吸出上层澄清橘皮油，其余部分通过滤纸过滤（第二次过滤，即 408/489B过滤），滤液与吸出的上层橘皮油合并后成为最终的橘皮精油，即橘皮精油是经过A过滤 后静置处理的上清液和B过滤后的滤液。故选B。 （四）胡萝卜素的提取【生命观念、科学探究】 1.胡萝卜素 α-胡萝卜素 （1）种类 β-胡萝卜素（主要） （胡萝卜素 2维生素A） γ-胡萝卜素 治疗因缺乏维生素A引起的各种疾病 （2）用途 食品色素 使癌变细胞恢复成正常细胞 （3）性质：橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有 机溶剂。 （4）工业提取的方法 从植物中提取 大面积养殖的岩藻中获得 微生物发酵 2.提取胡萝卜素混合物的方法：萃取法 （1）萃取剂的种类： 水溶性：乙醇、丙酮 水不溶性：石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳 （2）萃取剂选择的原则（使用石油醚最好） ①具有较高的沸点，能充分溶解胡箩卜素，并且不与水混溶。 ②萃取效率，对人的毒性，是否易燃，是否能从产品中完全除去，会不会影响品质等。 （3）影响萃取的因素：主要取决于萃取剂的性质和使用量、原料颗粒的大小、紧密程度、 含水量、萃取温度和时间。（原料颗粒小、温度高、时间长，效果较好） （4）装置的设计 ①避免明火加热，采用水浴加热，因为有机溶剂易燃，明火容易引起燃烧、爆炸。 ②瓶口安装回流冷凝装置，防止有机溶剂挥发。 ③浓缩前，过滤，除去萃取液中的不溶物。 3.流程 409/4894.鉴定（纸层析法） （1）下端距底边2cm处做一条基线 （2）A、D点标准样品，B、C点萃取样品 （3）点样应该快速细致，圆点细小，注意保持滤纸干燥 （4）石油醚作层析液，深1cm （5）色谱容器加盖，防止石油醚挥发 【知识拓展】提取方法比较 提取方法 实验原理 方法步骤 适用范围 利用水蒸气将挥发性较 ①水蒸气蒸馏 适用于提取玫瑰油、 水蒸气蒸馏 强的植物芳香油携带出 ②分离油层 薄荷油等挥发性强的 来 ③除水过滤 芳香油 ①石灰水浸泡、漂洗 通过机械加压，压榨出 适用于柑橘、柠檬等 压榨 ②压榨、过滤、静置 果皮中的芳香油 易焦糊原料的提取 ③再次过滤 适用范围广，要求原 使芳香油溶解在有机溶 ①粉碎、干燥 料的颗粒要尽可能细 萃取 剂中，蒸发溶剂后就可 ②萃取、过滤 小，能充分浸泡在有 获得芳香油 ③浓缩 机溶液中 【变式训练】（四川成都七中一模）下列关于胡萝卜素以及胡萝卜素提取过程的分析正确的 是（ ） A.胡萝卜素有的存在于叶绿体类囊体薄膜上，可以治疗因缺乏维生素A而引起的疾病 B.在把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒置于烘箱中烘干时，温度越高、干燥时间越长萃取 效果越好 C.在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回流装置是为了防止加热时有机溶剂挥发，在浓缩干燥前， 没有必要进行过滤 D.胡萝卜素只能从植物中提取获得 【答案】A 410/489【解析】A.叶绿体囊状结构薄膜上含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，胡萝卜素 可以治疗因缺乏维生素A而引起的疾病，A正确；B.在把新鲜的胡萝卜置于烘箱中烘干时， 温度过高、干燥时间过长，胡萝卜素会分解，B错误；C.在萃取过程中，在瓶中安装冷凝回 流装置是为了防止加热时有机溶剂挥发，在浓缩干燥前，需要进行过滤除去固体物质，C错 误；D.提取天然胡萝卜素的方法有三种，一是从植物中提取，二是从岩藻中获得，三是利用 微生物发酵生产，D错误。故选A。 411/489专题 微生物的培养与应用 24 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）微生物的分离和培养Ⅰ （2）某种微生物数量的测定Ⅱ （3）培养基对微生物的选择作用Ⅱ 讲核心素养 1.科学思维——分析与综合：分析培养基的成分及其作用； 比较与分类：平板划线法和稀释涂布平板法异同；选择培养基和鉴别培养基 的区别 2.科学探究——设计实验：探究微生物培养的条件及如何分离某种微生物等 3.社会责任——关注有害微生物的控制及宣传健康生活方式等 构思维导图 考点一：微生物的实验室培养 核心突破例题精讲 【例题】（北京高考真题）人体皮肤表面存在着多种微生物，某同学拟从中分离出葡萄球菌。 下述操作不正确的是（ ） A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌 B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样 C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布 D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断 412/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】C 【解析】A.为避免杂菌污染干扰，需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌，A正确；B.葡萄球 菌需从人体皮肤的微生物中分离，为避免杂菌污染，故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样， B正确；C.棉拭子上的微生物需要用平板划线法在培养基上进行接种，C错误；D.根据微生 物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别，D正 确。故选C。 知识总结 （一）培养基【生命观念、科学探究】 1.概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。 2.营养成分 碳源：提供C元素的物质（CO、NaHCO、糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油） 2 3 氮源：提供N元素的物质（N、NH、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏、蛋白胨） 2 3 水 无机盐 3.其他要求：PH、O、特殊物质（生长因子、氨基酸、维生素、碱基等） 2 4.培养基的分类 （1）按物理状态分 液体培养基：不加凝固剂（用于工业生产） 半固体培养基：加凝固剂（用于观察微生物的运动、分类鉴定） 固体培养基：加凝固剂（用于分离、鉴定、计数、保藏） （2）按化学成分分 合成培养基：含化学成分不明确的天然物质（用于工业生产） 天然培养基：成分明确（用于微生物的分类、鉴定） （3）按功能分 种类 制备方法 原理 用途 举例 依据某些微生物 加入某些化学物 对某些物质的特 从众多微生物 加入青霉素分离得 选择培养基 质 殊要求或抗性而 中分离 到酵母菌和霉菌 设计 加入某种指示剂 产生特定的颜色 鉴别不同种类 用伊红美蓝培养基 鉴别培养基 或化学药品 或其他变化 的微生物 鉴别大肠杆菌 413/489 学科网（北京）股份有限公司（二）无菌技术【科学探究】 类型 条件 结果 常用方法 应用范围 煮沸消毒法 日常用品 较为温和的 巴氏消毒法 不耐高温的液体 仅杀死物体表面或 消毒 物理或化学 酒精——双手 内部的部分微生物 化学药剂消毒法 方法 氯气——水源 紫外线消毒法 接种室（箱）、超净工作台 杀死物体内外所有的 灼烧灭菌法 接种工具 强烈的理化 灭菌 微生物，包括芽孢和 干热灭菌法 玻璃器皿、金属工具 因素 孢子 高压蒸汽灭菌法 培养基、容器 关键：防止外来杂菌污染。 【知识拓展】不同对象的无菌操作方法（连线） （三）大肠杆菌的纯化培养【科学探究】 1.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基 （1）操作步骤：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板 （2）倒平板的方法及注意事项 ①酒精灯灭菌的方法是灼烧灭菌； ②冷却倒置的目的：即可使培养基表面的水分更好的挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入 培养基，造成污染。 2.纯化培养的原理：在培养基上得到的由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的菌落，即可获得较 纯的菌种。 3.纯化大肠杆菌的关键步骤：接种 414/489 学科网（北京）股份有限公司4.接种方法 （1）平板划线法：通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步 分散到培养基的表面。（用于菌种分离、纯化，最终获得单个菌落） （2）稀释涂布平板法：将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布 到琼脂固体培养基的表面，进行培养。（用于菌种分离、计算） 5.菌种的保存方法 临时保藏：4℃冰箱 长期保存：-20℃甘油冷冻管藏法 【知识拓展】 （一）平板划线法的注意事项 1.每次划线的菌液均来自上次划线的末端，能使细菌数目随划线次数的增加而逐渐减少，最 终得到由单个细菌繁殖而来的菌落。 2.最后一区不可与第一区相连； 3.每次划线，均要灼烧并冷却接种环，冷却的目的是防止温度太高杀死菌种。 4.灼烧的目的 415/489 学科网（北京）股份有限公司第一次划线 每次划线前 划线结束 杀死上次划线后接种环上残留的 杀死接种环上残存的 杀死接种环上 菌种，使下次划线的菌种直接来 目的 菌种，避免污染环境 原有的微生物 源于上次划线的末端，使每次划 和感染操作者 线菌种数量减少 （二）两种微生物纯化培养的方法比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 平板示意图 将菌液进行一系列的梯度稀释和涂布 纯化原理 通过连续划线操作实现 平板操作实现 注意事项 每次划线前后均需灼烧接种环 稀释度要足够高 在具有显著的菌落特征的区域菌落中 从适宜稀释度的平板上的菌落中挑取 菌体获取 挑取菌体 菌体 可以根据菌落的菌落特征获得某种微 既可以获得单细胞菌落，又能对微生 优点 生物的单细胞菌落 物计数 缺点 不能对微生物计数 操作复杂，需要涂布多个平板 【变式训练】（江苏模拟预测）平板涂布是分离菌种常用的方法，下列相关叙述不 恰当的是（ ） A.固体培养基灭菌后，应冷却至50℃左右时倒平板 B.倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长 C.平板涂布分离到的单菌落需进一步划线纯化 D.平板涂布法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数 【答案】B 【解析】A.固体培养基灭菌后，应冷却至50℃左右时倒平板，固体培养基中含有琼脂，40℃ 左右会凝固，因此温度过低会导致培养基凝固无法倒平板，A正确；B.倒好的未接种的培养 基不能马上使用，需要在恒温箱中保存1-2d，如果没有菌落生长，说明培养基的制备是成 功的，这时才可以使用，B错误；C.平板涂布分离到的单菌落仍需进一步划线纯化，以利于 菌种保藏，C正确；D.结合分析可知，平板涂布法既可用于微生物的分离，也可用于微生物 的计数，D正确。故选B。 考点二：土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 核心突破例题精讲 【例题】（浙江绍兴一中一模）在“分离以尿素为氮源的微生物”实验中，下列叙述正确的 416/489 学科网（北京）股份有限公司是（ ） A.若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置未接种的LB培养基作对照 B.在尿素培养基上长出的菌落一定是尿素分解菌 C.尿素可以作细菌的碳源和氮源 D.如指示剂变红就能准确地认定该菌能分解尿素 【答案】D 【解析】A.若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需设置接种了的牛肉膏蛋白胨培养基 作对照，若牛肉膏蛋白胨培养基培养基上的菌落种类数目多于选择培养基上的菌落类型，则 说明起到了选择作用，A错误；B.以尿素为唯一氮源的培养基上长出的不都是尿素分解菌， 也有可能是自生固氮菌，B错误；C.分离分解尿素的细菌用的培养基属于固体培养基，除含 碳源、氮源、水、无机盐外，还应含有琼脂，其中尿素可以作细菌的氮源，C错误；D.尿素 分解菌可以产生脲酶将尿素分解分解为氨，使pH升高，培养基中进入酚红指示剂后，氨可 以使指示剂呈红色，据此可以用酚红指示剂鉴别尿素分解菌，如指示剂变红就能准确地认定 该菌能分解尿素，D正确。故选D。 知识总结 （一）筛选菌株【生命观念、科学探究】 1.自然界中目的菌株筛选的方法：根据它对生存环境的要求，到相应的环境中去寻找。 （筛选Taq酶：美国黄石公园热泉） 2.实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于目的菌株生长的条件（包括营养、温度、 PH等），同时抑制或阻止其他微生物的生长。 （筛选尿素分解菌：以尿素为唯一氮源的选择培养基） 不能分解尿素的菌株→ 死亡 能分解尿素的菌株→ 存活 （二）统计菌落数目【科学思维】 1.显微镜直接计数法：利用特定的细菌计数板或者血细胞计数板计数。 （缺点：不能区分死菌与活菌） 2.稀释涂布平板法（间接，常用）：当样品稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落， 来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落，就能推测出样品中大约含有多少 活菌。 417/489 学科网（北京）股份有限公司（1）活菌计算方法：每克样品中菌株数 =（C÷V）× M C：某一稀释度下平板上生长的平均菌落数 V：涂布平板时所用的稀释液的体积 M：稀释倍数 （2）注意事项： ①设置重复实验，在每一稀释度下设置 3 个平板作为重复组，排除偶然因素对实验的干扰。 ②适宜菌落数均在30～300且数目相差不大的三个平板，用“平均值”代入计数公式。 3.设置对照：排除实验组中非测试因素（无关变量）对实验结果的影响，提高实验结果的可 信度。（例如：排除培养基被杂菌污染的可能性，需以未接种细菌的培养基作为空白对照。） 【变式训练】（浙江镇海中学模拟预测）金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性，可引起人肠炎等 疾病，在血平板（培养基中添加适量血液）上生长时，可破坏菌落周围的红细胞，使其褪色。 某研究小组要测定某地自来水中金黄色葡萄球菌的浓度。下列说法错误的是（ ） A.培养基中加入适量NaCl有利于金黄色葡萄球菌的筛选 B.配制培养基时应先调pH到中性偏碱后灭菌，灭菌结束后无需放入烘箱 C.现将10mL无菌水依次稀释成10-1、10-2、10-3、10-4四个稀释液，再取四个稀释液各0.lmL 分别接种到若干个血平板上，所用方法为涂布分离法 D.若在上述10-3组的3个血平板上（每个接种0.lmL），金黄色葡萄球菌菌落数分别为35、 36和37，则每升自来水中的活菌数约为3.6×105个 【答案】D 【解析】A.由于金黄色葡萄球菌具有高度耐盐性，适量NaCl不影响金黄色葡萄球菌生长的 同时能抑制其它菌的生长，因此，金黄色葡萄球菌的培养基中加入适量NaCl，有利于金黄 色葡萄球菌的筛选，A正确；B.金黄色葡萄球菌（细菌）适宜pH为中性偏碱性，配制培养 基时应先调pH再灭菌，防止调pH时造成杂菌污染，同时灭菌结束后无需放入烘箱，否则培 养基中的水份会丢失，B正确；C.先用无菌水稀释，再用相应的稀释液各0.lmL分别接种到 若干个血平板上，所用接种方法是涂布分离法，C正确；D.若在10-3组的3个血平板上（每 个接种0．1ml），金黄色葡萄球菌菌落数分别为35、36和37，则每升自来水中的活菌数约 为（35+36+37）÷3÷10-3÷0.1×1000=3.6×108个，D错误。故选D。 （三）分解尿素的细菌的分离实验设计【科学探究】 1.实验原理： （1）能合成脲酶的细菌才能将尿素分解成氨； 418/489 学科网（北京）股份有限公司（2）配制以尿素为唯一氮源的培养基。 2.实验流程 3.鉴定 （1）方法：培养基中加入酚红指示剂培养分解尿素的细菌 （2）原理：细菌分解尿素的反应中，细菌合成的脲酶将尿素分解成了氨，会使培养基的碱 性增强，PH升高。 【变式训练】（辽宁模拟预测）尿素是一种重要的农业肥料，土壤中的某些细菌能合成脲酶， 可以将尿素分解成氨和CO，然后被植物利用。下列有关土壤中尿素分解菌的分离和培养的 2 叙述，正确的是（ ） A.为了防止杂菌污染应将采集的土样进行高压蒸汽灭菌 B.若涂布的3个平板中的1组数据结果与另外两组相差太远，则需舍弃此数据 C.本实验采用稀释涂布平板法进行分离和计数，用酚红试剂进行检测鉴定 D.从反刍动物的瘤胃中与从土壤中分离尿素分解菌的实验条件和培养方法相同 【答案】C 【解析】A.采集的土样中含有欲分离的尿素分解菌，不能进行高压蒸汽灭菌，A错误；B.若 满足有两组数据在30~300之间，则可以取符合要求的数据求平均值，若不满足有两组数据 处于30～300之间，则需要重新实验，B错误；C.分离土壤中尿素分解菌实验可以采用稀释 涂布平板法进行分离和计数，由于尿素分解产生氨，使培养基pH升高，可用酚红试剂进行 检测鉴定，C正确；D.反刍动物的瘤胃中酸性较大，而土壤中尿素分解菌能使培养基呈碱性， 因此两组分离尿素分解菌的实验条件不同，D错误。故选C。 419/489 学科网（北京）股份有限公司考点三：分解纤维素的微生物的分离 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁模拟预测）秸秆还田可增加土壤肥力，缓解环境污染。为分离分解纤维素的 微生物菌种，实现废物的资源化利用，研究人员设计了“土壤取样→选择培养→梯度稀释→ 涂布平板→挑选菌株”的实验流程。下列叙述错误的是（ ） A.配制培养基时，应在高压蒸汽灭菌之后调节pH B.选择培养时，应使用纤维素为唯一碳源的培养基 C.进行梯度稀释时，应在酒精灯火焰旁完成各种操作 D.挑选菌株后，应将使用过的培养基进行灭菌后再丢弃 【答案】A 【解析】A.配制培养基时，应在高压蒸汽灭菌之前调节pH，避免灭菌之后调pH造成杂菌污 染，A错误；B.选择培养时，为分离分解纤维素的微生物菌种，应使用纤维素为唯一碳源的 培养基，B正确；C.进行梯度稀释时，为了无菌操作，应在酒精灯火焰旁完成各种操作，C 正确；D.挑选菌株后，为了防止造成污染，应将使用过的培养基进行灭菌后再丢弃，D正确。 故选A。 知识总结 （一）纤维素【生命观念】 1.主要存在部位：植物细胞壁 2.基本单位：葡萄糖 （二）纤维素酶【生命观念】 1.组成：它是一种复合酶，一般认为它至少包括 C 酶、C 酶、葡萄糖甘酶三种。 1 2 2.功能：纤维素 纤维二糖 葡萄糖 （三）纤维素分解菌的筛选【科学探究】 1.方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。 2.原理： 刚果红 红色消失， 纤维素 出现透明圈。 3.培养基：以纤维素作为唯一碳源的选择培养基。 4.实验流程 420/489 学科网（北京）股份有限公司【知识拓展】选择培养基和鉴别培养基的比较 类型 使用顺序 物理状态 添加物 选择培养基 先 液体（不加凝固剂） 以纤维素作为唯一的碳源 鉴别培养基 后 固体（加凝固剂） 加入刚果红 【变式训练】（山东聊城一模）金黄色葡萄球菌（SAU）是细菌性肺炎的病原体之一。细菌 性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗，当细菌出现耐药性时疗效下降。A、B、C、D 四种抗生素约可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者分别将含等剂量抗 生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上， 在适宜条件下培养48h，结果如图。下列相关叙述正确的是（ ） A.对实验使用的培养皿采用高压蒸汽的方法灭菌 B.A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素D C.细菌出现耐药性的原因是由于抗生素导致细菌发生变异 D.滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落发生了基因突变 【答案】D 【解析】A.对实验使用的培养基采用高压蒸汽的方法灭菌，A错误；B.A、B、C、D四种抗生 素，抑菌效果最佳的是抗生素A，B错误；C.细菌出现耐药性的原因是由于抗生素对细菌的 耐药基因进行选择，C错误；D.滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，说明具有抗药性，可能 是该菌落发生了基因突变，D正确。故选D。 421/489 学科网（北京）股份有限公司专题 酶的应用及 和蛋白质技术 25 DNA 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）酶活力测定的一般原理和方法Ⅰ （2）酶在食品制造和洗涤等方面的应用Ⅱ （3）制备和应用固定化酶Ⅱ （4）DNA的粗提取与鉴定Ⅱ （5）蛋白质的提取和分离Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：酶的活力与其空间结构的关系 2.科学探究——设计实验：探究影响酶活力的因素 3.科学思维——分析与综合：分析DNA的物理和化学性质、提取与鉴定的方法；分析蛋白质 的提取和分离方法 4.社会责任——关注酶在食品安全及洗涤方面的应用，倡导健康的生活方式 构思维导图 422/489 学科网（北京）股份有限公司考点一：酶的应用 核心突破例题精讲 【例题】（浙江绍兴二模）下列关于果胶和果胶酶的叙述，错误的是（ ） A.植物和动物都不能产生果胶酶 B.果汁生产中，经果胶酶处理后的果汁澄清度高 C.从果皮中提取果胶时，原料经沸水漂洗组的果胶得率会显著高于温水漂洗组 D.用果胶酶处理洋葱根尖可以使根尖细胞分离开来 【答案】A 【解析】A.根据以上分析可知，果胶酶广泛分布于高等植物和微生物中，因此植物可以产生 果胶酶，A错误；B.果胶酶使细胞间的果胶质降解，把细胞从组织内分离出来，因此用果胶 酶处理破碎果实，可加速果汁过滤，促进澄清等，B正确；C.原料先经过一段时间沸水漂洗 的果胶得率显著高于常温水漂洗的果胶得率，最主要原因是沸水漂洗能使有关酶失活，防止 酶的水解作用，C正确；D.果胶是组成植物细胞壁的主要成分之一，所以使用果胶酶能去除 细胞壁，使洋葱根尖细胞相互分离，D正确。故选A。 知识总结 （一）果胶酶在果汁生产中的作用【生命观念】 1.果胶：植物的细胞壁及胞间层是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。 2.果胶酶 （1）作用：瓦解植物的细胞壁及胞间层，把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，从而使提高 果汁的澄清度和出汁率。 （2）组成：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶（一类） （二）探究影响果胶酶活性因素实验的分析【科学探究】 1.影响果汁质量的物质和处理方法 （1）榨取果汁过程中存在的问题：出汁率低，耗时长，果汁混浊，黏度高，易发生沉淀。 （2）影响果汁质量的物质：纤维素、果胶 （3）处理方法：酶解法 2.酶的活性 （1）酶的活性：催化一定化学反应的能力。 （2）表示方法：酶所催化某一化学反应的反应速率，可以用单位时间内、单位体积中反应 423/489 学科网（北京）股份有限公司物的减少量或产物的增加量表示。 3.实验原则：单一变量原则、对照原则（严格控制变量，尽量减少无关变量的影响） 4.实验原理：果胶酶活性受温度、PH或酶抑制剂的影响，在最适温度或PH时，酶的活性最 高，果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。 5.实验流程 （三）加酶洗衣粉【科学探究、社会责任】 1.加酶洗衣粉的去污机理 种类 洗涤原理 洗涤实例 蛋白酶 血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污渍 蛋白质 小分子肽+氨基酸 脂肪酶 食品的油渍、人体皮脂、口红 脂肪 甘油+脂肪酸 淀粉酶 来自面条、巧克力等的污渍 淀粉 麦芽糖+葡萄糖 纤维素酶 纤维素 葡萄糖 棉纺织品 2.加酶洗衣粉的优点 （1）去污能力强 （2）低磷或无磷，减少环境污染（降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量） （四）固定化酶（细胞）的制备【科学探究】 1.固定化酶（细胞）：通过物理或化学的方法，将酶（细胞）固定在一定空间的技术。 2.固定方法 名称 原理 图示 将酶或微生物细胞均匀地包埋在细微网格中 包埋法 （更适合用于细胞的固定） 424/489 学科网（北京）股份有限公司利用共价键、离子键将酶分子或细胞相互连接 化学合成法 起来（更适合用于酶的固定） 通过物理吸附作用，把酶或细胞固定在 物理吸附法 载体表面（更适合用于酶的固定） 3.固定化酶的应用实例：高果糖浆的生产 （1）反应机理： （2）直接使用酶的优缺点： 优点：高效、低耗能、低污染（不需营养） 缺点：①对环境条件非常敏感，易失活； ②难回收，不能再次利用，成本高； ③反应后混在产物中，影响产物质量。 （3）生产过程 （4）固定化酶的优缺点： 优点：①既能与反应物接触，又易与产物分离，提高产量和质量； ②可反复利用，成本低。 缺点：只能催化一种或一类化学反应，不利于催化一系列酶促反应。 4.固定化酶酵母细胞的制备 （1）方法：包埋法（理由细胞体积大，酶分子小；所以细胞难以被吸附或结合，而体积小 的酶容易从包埋材料中漏出。） （2）包埋法常用载体：明胶、琼脂糖、海藻纤维素和聚丙烯酰胺 （3）方法 425/489 学科网（北京）股份有限公司（4）固定化细胞的优缺点： 优点：成本低，易操作 缺点：与反应物不容易接近，导致反应效果下降，适用于小分子反应物。 【变式训练】（江苏高考真题）甲、乙两个实验小组分别进行了“酵母细胞固定化 技术”的实验，结果如下图所示。出现乙组实验结果的原因可能为（ ） A.CaCl 溶液浓度过高 B.海藻酸钠溶液浓度过高 2 C.注射器滴加速度过慢 D.滴加时注射器出口浸入到CaCl 溶液中 2 【答案】B 【解析】A.CaCl 溶液浓度过大，会导致凝胶珠硬度大，易开裂；A错误；B.海藻酸钠溶液 2 浓度过高会导致凝胶珠呈蝌蚪状，B正确；C.注射器滴加速度过快会导致凝胶珠呈蝌蚪状， C错误；D.注射器离液面过近会导致凝胶珠呈蝌蚪状，而非注射器口侵入到CaCl 溶液中，D 2 错误故选B。 考点二：DNA 的粗提取与鉴 核心突破例题精讲 【例题】（山东高考真题）粗提取DNA时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过 滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA 相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（ ） A.加入适量的木瓜蛋白酶 426/489 学科网（北京）股份有限公司B.37～40℃的水浴箱中保温10～15分钟 C.加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精 D.加入NaCl调节浓度至2mol/L→过滤→调节滤液中NaCl浓度至0.14mol/L 【答案】A 【解析】A.木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA， 过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确； B.37～40℃的水浴箱中保温0～15分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水浴箱 中保温10～15分钟，使蛋白质变性析出，B错误；C.向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水 并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为95%的冷却的酒精，此 时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；D.加入NaCl调节浓度至2mol/L→过滤→调节滤液 中NaCl浓度至0.14mol/L，DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA析出，不会进 入滤液中，D错误。故选A。 知识总结 （一）相关基础知识【生命观念】 1.DNA位置 DNA 主要：细胞核→染色体 蛋白质 少量：叶绿体、线粒体 2.DNA与蛋白质在物理、化学性质方面的差异 比较项目 DNA 蛋白质 2mol/LNaCl溶液中 溶解 析出 溶解性 0.14mol/LNaCl溶液中 析出 溶解 酒精溶液中 析出 溶解 蛋白酶 无影响 水解 耐受性 高温 80℃以上变性 不能耐受60-80℃高温 3.DNA的鉴定 DNA + 二苯胺 蓝色 4.瓦解细胞膜：洗涤剂 （二）操作流程【科学探究】 427/489 学科网（北京）股份有限公司【实例】 【知识拓展】明确实验中三种重复操作的目的和作用 1.加2次蒸馏水 （1）加到鸡血细胞液中，使细胞吸水涨破； （2）加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度下降到0.14mol/L。 2.用纱布过滤3次 （1）过滤血细胞破裂液，得到含有核物质的滤液。 （2）滤取0.14mol/L的NaCl溶液，析出DNA（粘稠物） （3）过滤溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液。 3.用NaCl溶液4次 （1）用2mol/L的NaCl溶液，过滤除去不溶的杂质； （2）用0.14mol/L的NaCl溶液，析出DNA； （3）用2mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA粘稠物； （4）用2mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于DNA的鉴定。 428/489 学科网（北京）股份有限公司【变式训练】（海南高考真题）下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是（ ） A.羊的成熟红细胞可作为提取DNA的材料 B.提取植物细胞的DNA时，需要加入一定量的洗涤剂和食盐 C.预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解 D.在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色 【答案】A 【解析】A.羊的成熟红细胞没有细胞核，因此不可作为提取DNA的材料，A错误；B.提取植 物细胞的DNA时，需要加入一定量的洗涤剂和食盐，洗涤剂的作用是瓦解细胞膜，而食盐的 作用是提高DNA的溶解度，B正确；C.预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水 解，同时根据DNA蛋白质溶于酒精，而DNA不溶于酒精的特性将其析出，C正确；D.由分析 可知，在沸水浴条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，据此鉴定DNA的存在，D正确。故选 A。 考点三：蛋白质的提取和分离定 核心突破例题精讲 【例题】（四川成都七中模拟预测）下列有关血红蛋白提取和分离的叙述，正确的是（ ） A.洗涤红细胞的目的是除去血浆中的葡萄糖、无机盐 B.透析能使小分子自由出入，而将大分子保留在袋内 C.纯化过程中要用生理盐水充分溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液 D.蛋白质的纯化使用最多的方法是SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 【答案】B 【解析】A.洗涤红细胞的目的是除去血浆中的杂蛋白，A错误；B.透析能使小分子自由出入， 而将大分子保留在袋内，这样可以去除小分子杂质，B正确；C.纯化过程中要用缓冲液充分 溶胀凝胶来配制凝胶悬浮液，C错误；D.蛋白质的纯化使用最多的方法是凝胶色谱法，D错 误。故选B。 知识总结 （一）分离蛋白质的依据【生命观念】 429/489 学科网（北京）股份有限公司分子的性状和大小 所带电荷的性质和多少 溶解度 吸附性质 对其他分子的亲和力 （二）蛋白质的分离方法【科学探究】 1.凝胶色谱法 （1）原理：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。 形态：微小的多孔球体 （2）凝胶 组成：大多数是由多糖类化合物构成 结构：内部有许多贯穿的通道 （3）分离 蛋白质类型 进入凝胶内部的程度 路程 移动速度 内容 项目 相对分子质量较小 容易 较长 较慢 相对分子质量较大 无法进入 较短 较快 2.电泳法 （1）原理：在一定的PH下，多肽、核酸等生物大分子的可解离基团会带上正电或负电，在 电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。 （2）作用过程 带电性质差异 各种分子 分子大小不同 迁移速度 不同分离 分子性状不同 （三）血红蛋白提取和分离实验操作流程【科学探究】 430/489 学科网（北京）股份有限公司（四）蛋白质纯度鉴定的实验结果分析与评价【科学探究】 项目 分析 分层明显→样品处理完成 分层不明显的原因 血液样品的处理 洗涤次数少，未能除去血红蛋白 离心速度过高和时间过长，会使白细胞等一同沉淀 ①放一个与凝胶柱垂直的日光灯→直接检查 凝胶色谱柱的装填 ②加入大分子有色物质如蓝色葡聚糖或红色葡聚糖，若色带均匀、 狭窄、平整→装填成功 血红蛋白的红色区带均匀、狭窄、平整，随洗脱液缓慢流出 血红蛋白的分离 →分离成功 （五）操作细节【科学探究】 1.红细胞的洗涤 洗涤次数少：未能除去血红蛋白 离心速度过高和时间过长：会使白细胞等一同沉淀 2.色谱柱填料的处理：商品凝胶是干燥的颗粒，使用前需直接放在洗脱液中膨胀。为了加速 膨胀，可以将加入洗脱液的湿凝胶用沸水浴加热，逐渐升温至接近沸腾，通常只需1-2h。 这种方法不但节约时间，而且可以除去凝胶中可能带有的微生物，排除胶粒内的空气。 3.凝胶色谱柱的装填：在色谱柱中装填凝胶的时候要尽量紧密，以降低凝胶颗粒之间的空隙。 在装填凝胶柱时，不得有气泡存在。气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分离效果。 431/489 学科网（北京）股份有限公司在凝胶色谱操作过程中，不能发生洗脱液流干，露出凝胶颗粒的现象。一旦发生这种情况， 凝胶色谱柱需要重新装填。 4.蛋白质的分离：在分离过程中，仔细观察红色区带在洗脱过程中移动情况。如果红色区带 均匀一致地移动，说明色谱柱制作成功。 【变式训练】（四川成都模拟预测）下列与“血红蛋白提取和分离”实验相关的叙 述，错误的是（ ） A.用生理盐水重复洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白 B.红细胞在蒸馏水和甲苯作用下可释放出血红蛋白 C.利用透析袋可以去除血红蛋白溶液中的小分子杂质 D.相对分子质量小的蛋白质在凝胶色谱柱中移动更快 【答案】D 【解析】A.生理盐水重复洗涤红细胞的目的是去除杂蛋白，A正确；B.在蒸馏水和甲苯的作 用下，红细胞破裂，释放血红蛋白，B正确；C.利用透析袋能够去除血红蛋白溶液中的小分 子杂质，C正确；D.相对分子质量小的蛋白质在凝胶色谱柱中流动慢，路程长，D错误；故 选D。 432/489 学科网（北京）股份有限公司专题 基因工程 26 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）基因工程的诞生Ⅰ （2）基因工程的原理和技术（含PCR技术）Ⅱ （3）基因工程的应用Ⅱ （4）蛋白质工程Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：基因的结构与功能 2.科学思维——模型与建模：基因工程的操作流程图及蛋白质工程的流程图 3.科学探究——解决问题：基因工程的应用和蛋白质工程 4.社会责任——保护环境：正确看待转基因生物与环境安全问题 构思维导图 考点一：基因工程的基本工具 433/489 学科网（北京）股份有限公司核心突破例题精讲 【例题】（辽宁朝阳模拟预测）下图是三种限制酶的脱氧核苷酸识别序列和切割位点示意图 （↓表示切点）。下列相关分析错误的是（ ） A.这三种限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端 B.不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同 C.能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割 D.同一个DNA经限制酶1和限制酶3分别切割后所得片段数一定相等 【答案】D 【解析】A.据图可知，这三种限制酶切割位点均位于中轴线一侧，切割出的DNA片段末端都 是黏性末端，A项正确；B.DNA经限制酶1和限制酶3分别切割，所得的DNA片段黏性末端 相同，B项正确；CD.能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割，但能被限制酶1切割 的DNA不一定能被限制酶3切割，故同一个DNA经限制酶Ⅰ和限制酶3分别切割后所得片段 数不一定相等，C项正确，D项错误。故选D。 知识总结 按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组或转基因等技术，赋予生物以 新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。又叫DNA重组技术。 操作对象：基因 操作原理：基因重组 操作水平：DNA分子水平 操作技术：体外DNA重组技术和转基因技术 目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 意义：克服远缘杂交不亲和障碍，定向改造生物的遗传性状 （一）限制性核酸内切酶（限制酶）【生命观念】 1.来源：主要从原核生物中分离纯化 2.功能：识别双链DNA分子的某些特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯 键断开。 3.结果：产生粘性末端和平末端 （二）DNA连接酶【生命观念】 434/489 学科网（北京）股份有限公司1.功能：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成新的DNA分子。即恢复被限制酶切开的两个核 苷酸之间磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键。 2.来源及差异 E·coliDNA连接酶：从大肠杆菌分离得到，只能作用于黏性末端 TDNA连接酶：从T 噬菌体分离得到，可作用于平末端和黏性末端（效率较低） 4 4 3.DNA连接酶和限制酶之间的关系 【知识拓展】 （一）相关酶的比较 名称 作用部位 底物 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA切成两个片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 脱氧核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接成DNA单链 DNA（水解）酶 磷酸二酯键 DNA 将DNA分子水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 氢键 DNA 将双链DNA分子局部解旋为单链 RNA聚合酶 磷酸二酯键 核糖核苷酸 将单个脱氧核苷酸依次连接成RNA单链 （二）相关化学键的比较 断 裂 连 接 DNA复制：解旋酶 转录：RNA聚合酶 氢键 自动连接，不需要酶 PCR技术：高温 获取目的基因：自动断裂 基因工程中切开DNA片段：限制酶 DNA复制时连接单体：DNA聚合酶 水解DNA：DNA水解酶 RNA复制时连接单体：RNA聚合酶 磷酸二酯键 基因工程中连接DNA片段：DNA连接酶 逆转录时连接单体：逆转录酶 （三）载体【生命观念】 1.种类： 质粒（常用）：一种裸露的，结构简单、独立于细菌拟核DNA之处，并且有自我复制能力 的小型环状DNA分子。 噬菌体的衍生物 动植物病毒 2.作用：携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，或整合到染色 体DNA上，随染色体DNA进行同步复制。 435/489 学科网（北京）股份有限公司3.特点及意义 （1）有一个至多个限制酶切割位点。（可携带多个或多种外源基因） （2）能够在受体细胞中进行自我复制，并稳定保存。（目的基因稳定存在，且数量可扩增） （3）有特殊的标记基因。（供重组DNA的鉴定和选择，例如；抗性基因、荧光基因） 【知识拓展】要点突破 （1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。 （2）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。 （3）不同DNA分子用同一种限制酶切割，产生的末端都相同，同一个DNA分子用不同的限 制酶切割，产生的末端一般不相同。 （4）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便进行检测。 （5）目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基 因的插入位点应在启动子与终止子之间。 【变式训练】（全国·高三专题练习）下图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某 种酶的作用部位，则相应的酶依次是（ ） A.DNA 连接酶、限制酶、解旋酶 B.限制酶、解旋酶、DNA 连接酶 C.解旋酶、限制酶、DNA 连接酶 D.限制酶、DNA 连接酶、解旋酶 【答案】C 【解析】①是氢键，是解旋酶的作用位点；②是磷酸二酯键，限制酶可将其断裂；③处为两 个DNA片段的缺口，DNA连接酶可将DNA片段之间的磷酸二酯键连接起来。故选C。 考点二：基因工程的基本操作程序 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁辽阳一模）下列有关某种生物的cDNA文库和基因组文库的叙述，正确的是 A.两者的构建都需要限制酶切割 B.cDNA文库中含有启动子和内含子 436/489 学科网（北京）股份有限公司C.文库的基因都可以进行物种间的交流 D.基因组文库所含的基因数量比cDNA文库少 【答案】A 【解析】A.cDNA文库和基因组文库的构建都需要将生物的DNA在受体菌群中保存，需要用 限制酶切割载体，A正确；B.cDNA文库是以mRNA逆转录获得的，不含有启动子和内含子，B 错误；C.cDNA文库的基因和基因组文库的部分基因不含有启动子和内含子，可以进行物种 间的交流， C错误；D.基因组文库含有某种生物的全部基因，所含的基因数量比cDNA文库 多，D错误。故选A。 知识总结 （一）目的基因的获取【科学探究】 1.目的基因：是指编码蛋白质的基因。 2.获取方法： 构建基因组文库：含有一种生物的全部基因 从基因文库中获取 构建部分基因文库：含有一种生物的一部分基因（如：cDNA文库） 利用PCR技术扩增 人工合成（化学合成法） （1）从基因文库中获取目的基因 ①构建基因组文库 ②构建cDNA文库：反转录法（较原有目的基因短） ③如何从基因文库中获取 根据目的基因的有关信息：如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、 基因的转录产物mRNA、以及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。 （2）利用PCR技术扩增目的基因 ①PCR技术（多聚酶链式反应）：在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 ②用途：短时间内大量扩增目的基因。 ③原理：DNA双链复制的基本原理（2n，n为扩增循环的次数） ④前提：一段已知目的基因的核苷酸序列，用于制备一对引物。 437/489 学科网（北京）股份有限公司⑤条件 模板：DNA的两条链 原料：四种游离的脱氧核苷酸 酶：热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 特殊物质：一对引物 其他：适宜外界条件（如：温度） ⑥过程 变性：（90℃～95℃）模板DNA受热变性，解旋； 复性：（55℃～60℃）引物与单链互补结合； 延伸：（70℃～75℃）合成链在热稳定DNA聚合酶作用下进行延伸。 （3）人工合成：化学合成法（已知氨基酸序列合成DNA） 【变式训练】（福建上杭一中一模）Kisspeptin（Kp）是脊椎动物的一种肽类激素，对下丘 脑分泌促性腺激素释放激素（GnRH）的神经元有活化作用。研究者为探究Kp、GnRH以及GnRH 受体的相关基因在下丘脑和垂体中的表达情况，提取下丘脑和垂体中的RNA，采用RT-PCR 扩增DNA（RT是反转录）进行检测。下列有关叙述不正确的是（ ） A.RT—PCR过程需要的酶有反转录酶、Taq酶 B.PCR扩增时可以相关基因的mRNA的核苷酸序列为依据设计引物 C.检测RT-PCR的产物可采用DNA分子杂交和荧光分子杂交技术 D.可检测到Kp受体、GnRH、GnRH受体相关基因均在下丘脑中表达量最高 【答案】D 【解析】A.RT-PCR是指以RNA为模板通过逆转录合成cDNA，并对cDNA进行PCR扩增的过程， 所以RT—PCR过程需要的酶有反转录酶、耐高温的DNA聚合酶（Taq酶），A正确；B.PCR 扩增时，引物要与目的基因结合，根据碱基互补配对原则，引物也能与目的基因的mRNA结 合，所以可以相关基因的mRNA的核苷酸序列为依据设计引物，B正确；C.RT-PCR的产物是 DNA，检测RT-PCR的产物可根据碱基互补配对原则，采用DNA分子杂交和荧光分子杂交技术， C正确；D.根据题意，Kp受体和GnRH基因在下丘脑中表达量会比较高，但GnRH受体基因应 该是在性腺的表达较高，因为性腺细胞才是GnRN的靶细胞，D错误。故选D。 （二）基因表达载体的构建（核心）【科学探究】 438/489 学科网（北京）股份有限公司1.目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达 和发挥作用。 2.组成 启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，转录的起点。 终止子：转录的终点，在转录过程中起调控作用。 标记基因：鉴别和筛选含有目的基因的细胞 （鉴定导入是否成功的标志，如：抗性基因、荧光基因） 目的基因：能够控制特定性状 此外，质粒上还具有复制原点，它是质粒自我复制的起点。真正被用作载体的质粒，都 是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。 3.构建过程 【知识拓展】易混概念 启动子和终止子：均位于基因（DNA）上，分别是转录的起点和终点 起始密码子和终止密码子：均位于mRNA上，分别是翻译的起点和终点 【变式训练】（北京·人大附中模拟预测）研究人员用下图1中质粒和图2中含目的基因的 片段构建重组质粒（图中标注了相关限制酶切割位点），将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛 选及PCR鉴定。以下叙述不正确的是（ ） A.构建重组质粒的过程应选用BclⅠ和HindIII两种限制酶 439/489 学科网（北京）股份有限公司B.使用DNA连接酶将酶切后的质粒和目的基因片段进行重组 C.能在添加四环素的培养基上生存的一定是含有重组质粒的大肠杆菌 D.利用PCR鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物甲和引物丙 【答案】C 【解析】A.选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamHⅠ可能使质粒中的两种 标记基因都破坏，因此只能选BclⅠ和HindⅢ两种限制酶切割，A正确；B.酶切后的质粒和 目的基因片段要用DNA连接酶连接，构建重组载体，B正确；C.能在添加四环素的培养基上 生存的也可能是只含有质粒的大肠杆菌，C错误；D.PCR技术要求两种引物分别和目的基因 的两条单链结合，沿相反的方向合成子链，故所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙，D 正确。故选C。 （三）将目的基因导入受体细胞【科学探究】 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的受体细胞：动植物细胞、大肠杆菌、土壤农杆菌、枯草杆菌等。 3.原理：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。 4.方法： （1）导入植物细胞（受体细胞：体细胞） 农杆菌转化法（双子叶植物和裸子植物） 基因枪法（单子叶植物） 花粉管通道法（被子植物，我国发明） ①农杆菌特点 a.易感染双子叶和裸子植物 b.具有趋化性（趋向伤口分泌的酚类化合物） c.它的Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体DNA上。（这是目 的基因在受体细胞中稳定遗传的关键） ②转化过程 （2）导入动物细胞（受体细胞：受精卵） 440/489 学科网（北京）股份有限公司方法：显微注射技术 （3）导入微生物细胞（受体细胞：原核细胞） ①方法：感受态细胞法（又名Ca2+处理法） ②原核生物特点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。 ③常用菌：大肠杆菌 ④转化过程 【变式训练】（浙江台州二模）农杆菌能感染双子叶植物而通常不感染单子叶植物，是因为 受伤的双子叶植物能分泌某些酚类物质诱导Ti质粒中的Vir基因区段表达，该表达产物能 诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子。此单链分子可进入植物细胞并整合到染色体。 下列相关叙述错误的是（ ） A.可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成为农杆菌易感植物 B.农杆菌感染宿主细胞的原理与肺炎双球菌转化实验的原理类似 C.使用农杆菌转化法时，目的基因应插入Ti质粒的T-DNA中 D.合成新的T-DNA单链需要的DNA连接酶与限制酶，均在宿主细胞内合成 【答案】D 【解析】A.农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力，原因是多数单 子叶植物细胞不能合成酚类化合物，可以通过在伤口施加相关酚类物质而使单子叶植物也成 为农杆菌易感植物，A正确；B.农杆菌感染宿主细胞是把它的T−DNA上，通过转化作用，整 合到植物细胞染色体的DNA上，其原理与肺炎双球菌转化实验的原理类似，都是基因重组， B正确；C.使用农杆菌转化法时，T-DNA可将插入Ti质粒的T-DNA中的目的基因转移到植物 细胞中，并能整合到染色体DNA上，C正确；D.Ti质粒中的Vir基因区段在宿主细胞内的表 达产物能诱导Ti质粒产生一条新的T-DNA单链分子，而合成新的T-DNA单链不需要限制酶， 需要DNA聚合酶、DNA连接酶等，因为限制酶的作用是识别DNA中的碱基序列，并在特定位 点切割DNA分子，D错误。故选D。 441/489 学科网（北京）股份有限公司（四）目的基因的检测与鉴定【科学探究】 1.DNA分子杂交技术（检测是否插入） 原理：碱基互补配对原则 2.分子杂交技术（检测是否转录） 原理：碱基互补配对原则 3.抗原—抗体杂交技术（检测是否翻译） 原理：抗原——抗体特异性结合 4.检测目的基因是否导入受体细胞（标记基因） 【总结归纳】 类型 检测内容 方法 DNA分子杂交技术 转基因生物的DNA上是否插入目的基因 （DNA-DNA） 分子水平 分子杂交技术 目的基因是否转录出了mRNA （DNA-RNA） 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原-抗体杂交技术 转基因生物是否导入了目的基因 标记基因 个体水平 抗虫或抗病接种实验 转基因生物是否产生相应性状 产物活性鉴定 【变式训练】（辽宁沈阳一模）转基因抗虫棉培育过程中，下列有关目的基因检测与鉴定方 法的叙述，错误的是（ ） 442/489 学科网（北京）股份有限公司A.检测抗虫基因是否导入——农杆菌转化法 B.检测抗虫基因是否转录——分子杂交技术 C.检测抗虫基因是否翻译——抗原—抗体杂交 D.检测抗虫蛋白生物功能——抗虫接种实验 【答案】A 【解析】A.将抗虫基因导入受体细胞可以采用农杆菌转化法，但检测目的基因是否导入受体 细胞一般采用DNA分子杂交技术，A错误；B.检测抗虫基因是否转录mRNA，用分子杂交技术， B正确；C.检测目的基因是否翻译成蛋白质，常用抗原-抗体杂交技术，C正确；D.检测抗虫 蛋白生物功能，可在个体水平进行抗虫接种实验，让害虫来食用棉花叶片，做毒性检测，D 正确。故选A。 考点三：基因工程的应用 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁一模）科学研究发现Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，通过与 其相应的配体结合调控细胞增殖、分化和凋亡等。为了研究Notch基因表达产物的功能，科 学家构建含Notch基因的重组质粒，并在大肠杆菌中表达。下列相关分析错误的是（ ） A.可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因 B.利用PCR技术扩增目的基因时，高温代替了解旋酶的功能 C.可通过核酸分子杂交的方法判断导入的基因是否成功表达 D.基因表达载体的构建是基因工程的核心 【答案】C 【解析】A.获取目的基因的方法有从基因文库中获取，利用PCR扩增，人工合成等，故可以 用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因，A正确；B.利用PCR技术扩增目的基因时，高 温变性可以将DNA双链打开，代替了解旋酶的功能，B正确；C.判断导入的基因是否成功表 达，需要用抗原-抗体杂交技术，C错误；D.基因表达载体的构建是基因工程的核心，D正确。 故选C。 知识总结 （一）植物基因工程【社会责任】 转基因植物类型 实例 抗虫 Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因 443/489 学科网（北京）股份有限公司抗病 病毒外壳蛋白基因、病毒的辅助码基因 抗逆 抗旱基因、抗除草剂基因 提高玉米中某种氨基酸含量、延长番茄储存时间、 改良品种 培育新花色的矮牵牛等 （二）动物基因工程【社会责任】 转基因动物类型 实例 提高生长速度 将外源生长激素基因导入动物细胞，提高产量。 将外源肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，可以使转基因牛分泌的乳汁中乳 改善品质 糖的含量大大降低。 将外源药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起， 生产药物 培育乳腺生物反应器。 器官移植 用转基因动物作为器官移植的供体。 （三）基因工程药品【社会责任】 1.受体细胞：多为原核细胞 2.方式：利用基因工程培育“工程菌”来生产药品 3.成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等 4.作用：用于预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等 疾病 （四）基因治疗【社会责任】 1.概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能。 2.效果：治疗遗传病的最有效的手段。 3.分类： 体内基因治疗（例：遗传性囊性纤维化病） 体外基因治疗（例：复合型免疫缺陷症） 【变式训练】（福建三明一中三模）利用基因工程技术生产羧酸酯酶（CarE）制剂， 用于降解某种农药的残留，基本流程如图。下列叙述正确的是（ ） A.过程①的反应体系中需要加入逆转录酶和核糖核苷酸 B.过程②需使用限制酶和 DNA 聚合酶，是基因工程的核心步骤 C.过程③需要使用 NaCl 溶液制备感受态的大肠杆菌细胞 D.过程④可利用 DNA 分子杂交技术鉴定 CarE 基因是否成功导入受体细胞 444/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】D 【解析】A.过程①表示通过反转录法合成目的基因，该过程需要逆转录酶和脱氧核糖核苷酸， A错误；B.过程②需使用限制酶和DNA连接酶构建基因表达载体，是基因工程的核心步骤， B错误；C.过程③常用Ca2+处理大肠杆菌使其成为易于吸收DNA的感受态细胞，C错误；D. 过程④可利用DNA分子杂交技术鉴定CarE基因是否成功导入受体细胞，D正确。故选D。 考点四：蛋白质工程 核心突破例题精讲 【例题】（辽宁大连二模）下列有关蛋白质工程的叙述，错误的是（ ） A.蛋白质工程是在分子水平上通过基因修饰或基因合成来完成的 B.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程 C.蛋白质工程的途径是从预期蛋白质结构开始，进行氨基酸的增减或替换 D.蛋白质工程的最终目的是改造现有蛋白质或制造新的蛋白质，以满足人类的需求 【答案】C 【解析】AB.蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，在基 因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是通过基因修饰或基因合成来完成的，AB 正确；C.蛋白质工程的基本途径是：从预期蛋白质的功能出发→设计预期蛋白质的结构→推 测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列，据此可知蛋白质功能是从预期蛋白质 功能开始的，C错误；D.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程可 以通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质，以满足人类的生产和 生活的需求，D正确。故选C。 知识总结 蛋白质工程【生命观念、社会责任】 1.概念：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基 因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生 活的需求。 2.操作对象：基因 3.方法：基因修饰或基因合成 4.基本途径： 445/489 学科网（北京）股份有限公司5.流程图 【知识拓展】蛋白质工程与基因工程的区别与联系 项目 蛋白质工程 基因工程 预期蛋白质功能→设计预期的蛋白 目的基因的获取→基因表达载体的 过程 质结构→找到相应的脱氧核苷酸序 构建→将目的基因导入受体细胞→ 列 目的基因的检测与鉴定 区别 定向改造生物的遗传特性，以获得人 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 类所需的生物类型或生物产品 结果 生产自然界中没有的蛋白质 生产自然界中已有的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，是对现有蛋 联系 白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。 【变式训练】（江苏沭阳县修远中学模拟预测）科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质 LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密结合，以干扰新冠病毒的感染。 下列说法不合理的是（ ） A.LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似 B.可依据S蛋白的RBD结构设计LCB1 C.LCB1可以通过细胞中原有基因表达产生 D.LCB1的设计和生产属于蛋白质工程 【答案】C 【解析】A.由题干信息可知：“LCB1，可与新冠病毒表面S蛋白的受体结合域（RBD）紧密 结合，以干扰新冠病毒的感染”，故可知LCB1的作用机理与S蛋白的抗体类似，A正确； B.RBD是 S蛋白的受体结合域，可知，依据S蛋白的RBD结构可以设计LCB1，B正确；C. 科学家设计了一种自然界中不存在的蛋白质，可知细胞中没有控制合成LCB1的基因，C错 误；D.LCB1是一种蛋白质，它的设计和生产属于蛋白质工程，D正确。故选C 446/489 学科网（北京）股份有限公司专题 细胞工程 27 讲考纲考情 1.最新考纲 （1）植物组织培养与体细胞杂交Ⅱ （2）动物细胞培养与体细胞克隆Ⅱ （3）细胞融合与单克隆抗体Ⅱ 讲核心素养 1.生命观念——细胞全能性的物质基础，生物生长的细胞学基础等 2.科学思维——模型与建模：植物细胞工程的基本操作流程及单克隆抗体的制备过程示意 图等 3.社会责任——解决问题：植物细胞工程的应用 构思维导图 考点一：植物细胞工程 核心突破例题精讲 【例题】（北京高考真题）研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦（2n=14）的优良性状导 447/489 学科网（北京）股份有限公司入普通小麦（2n=42）中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂 种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表 述错误的是（ ） A.簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离 B.培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化 C.杂种植株减数分裂时染色体能正常联会 D.杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株 【答案】C 【解析】A.簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生 殖隔离，A正确；B.幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或 丛芽，从而得到完整植株，B正确；C.杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时 染色体无法正常联会，C错误；D.杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，D正确。故选 C。 知识总结 应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按 照人的意愿来改造细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 操作原理和方法：细胞生物学和分子生物学 操作水平：细胞水平或细胞器水平 操作技术：DNA分子水平 目的：按照人的意愿来改造细胞内的遗传物质或获得细胞产品 植物细胞工程：植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术 分类 动物细胞工程：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术 （一）植物组织培养技术【科学探究】 1.细胞的全能性 （1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 （2）物质基础：细胞中具有本物种所特有的全套遗传物质。 （3）表达条件：具有完整细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外 界条件。 448/489 学科网（北京）股份有限公司（4）全能性大小（分化程度越高，全能性越低） 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 胚胎干细胞 ＞ 多能干细胞 ＞ 专能干细胞 植物细胞 ＞ 动物细胞 （5）分化的实质：在特定的时间和空间条件下，基因选择性表达的结果。 2.植物组织培养技术 （1）原理：植物细胞的全能性 （2）条件：离体、适宜的营养物质（蔗糖）、植物激素、无菌操作及其他适宜外界条件。 （3）过程 （4）概念 ①脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。 实质：恢复细胞全能性的过程。（由已分化状态变为未分化状态） 结果：形成愈伤组织。 ②愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定 形状态的薄壁细胞。 ③再分化：脱分化产生的愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽，形成完整 的小植株的过程。 （5）植物激素所占比值：同时使用 生长素 ＞ 细胞分裂素：生根 生长素 ＜ 细胞分裂素：长芽 生长素 ≈ 细胞分裂素：形成愈伤组织 【变式训练】（浙江镇海中学模拟预测）下图是胡萝卜根细胞形成植株的示意图，下列有关 说法错误的是（ ） 449/489 学科网（北京）股份有限公司A.过程③中进行的细胞分裂是有丝分裂 B.过程②表示细胞脱分化形成愈伤组织 C.单个高度分化的动物细胞也可经上述过程培养成新个体 D.胡萝卜根、茎、叶等功能不同，根本原因是基因选择性表达 【答案】C 【解析】A.从单个细胞分裂、分化和发育成植物胚状体，同受精卵分裂、分化和发育成胚的 过程相似，故过程③中进行的细胞分裂是有丝分裂，A正确；B.过程②由分离的单个细胞形 成愈伤组织是细胞脱分化过程，B正确；C.高度分化的动物细胞的全能性很难表达，单个高 度分化的动物细胞不能经上述过程培养成新个体，C错误；D.由于基因的选择性表达，导致 胡萝卜根、茎、叶等功能不同，D正确。故选C。 （二）植物体细胞杂交技术【科学探究】 1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的 植物体的技术。 2.原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 3.意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破了不同种生物间的生殖隔离限制。 4.过程 （1）人工诱导融合的方法 450/489 学科网（北京）股份有限公司物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇（PEG） （2）植物体细胞杂交成功的标志：再生细胞壁 【知识拓展】易混知识 1.具有全能性≠体现(实现)全能性 具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性； 体现(实现)全能性：只有发育成完整个体，才能说明体现(实现)了细胞的全能性。 2.有关植物体细胞杂交的3个易错点 （1）误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过 组织培养形成杂种植株。 （2）误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结 合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。 （3）误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染 色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。 【变式训练】（山东泰安·模拟预测）酸性土壤是pH小于7的土壤总称，包括红壤、黄壤、 砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。如图表 示利用耐酸植物甲（4N）和高产植物乙（2N）培育高产耐酸杂种植物的过程，图中序号表示 过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列叙述正确的是（ ） A.①过程用到的酶是纤维素酶，A、B表示原生质层 B.②过程可以使用PEG或灭活的病毒诱导 C.③过程得到的杂种细胞含有3个染色体组 D.④⑤过程使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同 【答案】D 【解析】A.①过程是用酶解法去除植物细胞壁，用到的酶是纤维素酶和果胶酶，A、B表示 原生质体，A错误；B.②过程可以使用化学方法（聚乙二醇）或物理方法诱导原生质体融合， 但灭活的病毒是诱导动物细胞融合的方法之一，B错误；C.③过程得到的杂种细胞含有两种 细胞的遗传物质，故有4+2=6个染色体组，C错误；D.决定植物④脱分化和⑤再分化的关键 451/489 学科网（北京）股份有限公司因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非 常重要，但加入的比例不同，D正确。故选D。 （三）植物细胞工程的应用【社会责任】 1.植物繁殖的新途径 （1）微型繁殖（又叫快速繁殖技术） 优点：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。 （2）作物脱毒 ①材料：植物的分生区，如：茎尖。（原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒） ②优点：使农作物增产。 （3）人工种子 ①概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包 装得到种子。 ②优点：后代无性状分离；不受气候、季节和地域限制；解决某些植物结实率低、繁殖困 难的问题。 2.作物新品种的培育 （1）单倍体育种 ①过程： ②优点：明显缩短育种年限；得到纯合子，能稳定遗传。 （2）突变体的利用 突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易 受到培养条件和外界压力的影响而发生突变，由此发育而成的个体称为突变 体。 利用：从突变体中筛选出对人们有利的突变体，进而培育成新品种（诱变育种）。 3.细胞产物的工业化生产 （1）细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料等 （2）技术：植物组织培养技术 452/489 学科网（北京）股份有限公司（3）培养阶段：愈伤组织阶段 （4）实例：人参皂苷、紫杉醇等 【知识拓展】培养目的与对应时期 快速繁殖——完整植株 细胞产物——愈伤组织 进行体细胞诱变育种——愈伤组织 人工种子——胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 【变式训练】（北京市海淀区精华培训学校模拟预测）为拯救珍惜植物红豆杉，并同时获得 高抗癌活性物质——紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是 （ ） A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织 B.整个培养过程中生长素和细胞分裂素的比例固定不变 C.用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，通常要通人无菌空气 D.同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同 【答案】C 【解析】A.诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织，A错误；B.培养基中生长素和细 胞分裂素的用量比会影响细胞分化的方向，整个培养过程中生长素和细胞分裂素的比例不是 固定不变的，B错误；C.用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，需 要通入无菌空气，利于细胞进行有氧呼吸，C正确；D.同一植株不同部位的组织细胞经诱导 培养获得的植株基因型不一定相同，如花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是正常 体细胞的一半，D错误。故选C。 考点二：动物细胞工程 核心突破例题精讲 【例题】（浙江高考真题）将蝌蚪肠细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。 有些“合子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是 （ ） 453/489 学科网（北京）股份有限公司A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制 B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性 C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化 D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因 【答案】B 【解析】A.动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性 的物质已经消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制，A正确；B.“合子” 第一次分裂、第二次分裂后形成的细胞仍具有全能性，B错误；C.“合子”发育成正常蝌蚪 个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通过细胞分化增加细胞的种类，C正确； D.虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有该物种的全套基因，故 动物细胞核具有全能性，D正确。故选B。 知识总结 （一）动物细胞培养技术【科学探究】 1.过程 2.原理：细胞增殖 3.培养条件： （1）无菌、无毒的环境 无菌：添加抗生素 无毒：定期更换培养液 （2）营养：除葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素外，还需要加入动物血清、 血浆等一些天然成分。 （3）温度和PH：36.5±0.5℃, PH为7.2—7.4 （4）气体环境 454/489 学科网（北京）股份有限公司95%空气：提供O（有氧呼吸） 2 5%CO：维持培养液的PH 2 【知识拓展】 （一）传代培养 10代以内：保持正常二倍体核型（可冷冻保存）； 10～50代：增殖逐渐缓慢，以致于完全停止，部分细胞核型可能发生变化； 大于50代：发生突变，获得不死性，等同癌细胞。 （二）植物细胞和动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养基性质 固体培养基 液体培养基 培养基特有成分 蔗糖、植物激素 葡萄糖、动物血清 培养结果 植物体 细胞群体 培养目的 快速繁殖、作物脱毒等 获得细胞或、细胞产物 【变式训练】（浙江·高考真题）下图为动物成纤维细胞的培养过程示意图。下列叙述正确 的是（ ） A.步骤①的操作不需要在无菌环境中进行 B.步骤②中用盐酸溶解细胞间物质使细胞分离 C.步骤③到④的分瓶操作前常用胰蛋白酶处理 D.步骤④培养过程中不会发生细胞转化 【答案】C 【解析】A.动物细胞培养过程需要无菌操作，故步骤①的操作需要在无菌环境中进行，A错 误；B.动物细胞培养过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织，分散成单个细胞，制 成细胞悬液，B错误；C.传代培养时需要用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，使之分散成单个 细胞，再分瓶培养，C正确；D.步骤④为传代培养过程，该过程中部分细胞可能发生细胞转 化，核型改变，D错误。故选C。 （二）动物细胞核移植技术【科学探究】 455/489 学科网（北京）股份有限公司1.类型： 胚胎细胞核移植（较易） 体细胞核移植（较难） 2.过程 （1）克隆奶牛 （2）克隆羊 （3）体细胞克隆猴中中和华华 456/489 学科网（北京）股份有限公司3.要点 原理：动物细胞核的全能性 融合方法 物理法：电脉冲（刺激） 化学法：钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂 生殖方式：无性生殖 前提：卵母细胞需培养到MⅡ中期 技术：核移植、动物细胞培养、早期胚胎培养、胚胎移植 【变式训练】（山东淄博一模）2020年12月，青岛农业大学生命科学学院培育的克 隆猫诞生，实验流程如图所示。下列叙述错误的是（ ） A.过程①采用了细胞工程中的细胞核移植技术 B.过程②采用了胚胎工程中的早期胚胎培养技术 C.通常将重组细胞置于含95%O2～5%CO 的培养箱中进行培养 2 D.胚胎的受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 【答案】C 【解析】A.动物细胞核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞 中，使其形成重组细胞，过程①采用了细胞工程中的细胞核移植技术，A正确；B.过程②采 用了胚胎工程中的早期胚胎培养技术，B正确；C.通常将重组细胞置于含95%空气+5%CO 的 2 培养箱中进行培养，C错误；D.胚胎的受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反 应，这为胚胎在受体内存活提供了可能，D正确。故选C。 （三）动物细胞融合技术【科学探究】 1.过程： 2.要点 （1）原理：细胞膜的流动性、细胞增殖 457/489 学科网（北京）股份有限公司物理法：电脉冲（刺激） （2）融合方法 化学法：钙离子载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂 生物法：灭活的病毒 （3）结果：形成单核的杂交细胞 （4）意义：突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能。为制备单克隆抗体开辟新 途径。 【知识拓展】 （一）人鼠细胞融合实验（荧光标记法） （二）植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞膜的流动性 细胞膜的流动性 原理 植物细胞全能性 细胞增殖 物理法、化学法、 细胞融合的方法 物理法、化学法 生物法（灭活病毒） 去除细胞壁后 使细胞分散后 诱导方法 诱导原生质体融合 诱导细胞融合 获得杂交细胞， 用途 获得杂种植株 主要用于制备单克隆抗体 （三）动植物细胞之间的杂交 458/489 学科网（北京）股份有限公司【变式训练】（福建漳州一模）细胞融合在自然状态条件下和现代生物技术领域均可实现， 具有广泛应用。如图表示细胞融合的过程。下列叙述错误的是（ ） A.自然状态条件下和经现代生物技术处理后的细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性 B.若细胞d是白菜－甘蓝杂种细胞，则细胞a、b已经过纤维素酶和果胶酶处理 C.若细胞d是杂交瘤细胞，则在特定的选择性培养基中形成后可进行大规模培养 D.若细胞a、b分别取自优良奶牛，则采集来的卵母细胞和精子不可直接体外受精 【答案】C 【解析】A.细胞融合在自然状态条件下和现代生物技术领域均可实现，自然状态条件下和经 现代生物技术处理后的细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性，A正确；B.植物体细胞杂交技 术中，两种细胞融合之前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B正确；C.单克隆抗体的制 备过程中需要进行二次筛选，第一次是用选择性培养基筛选出杂交瘤细胞后，还需要用抗原 -抗体特异性结合的原理筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞，再进行大规模培养，C错误； D.采集来的卵母细胞培养到减数第二次分裂中期，精子要经过获能处理，方可进行体外受精， D正确。故选C。 （四）单克隆抗体的制备【科学探究】 1.过程 2.要点 （1）原理 杂交瘤 一种B淋巴细胞（浆细胞）：分泌一种特异性抗体 骨髓瘤细胞：体外无限增殖 459/489 学科网（北京）股份有限公司（2）给小鼠注射特定抗原的目的：刺激小鼠体内产生能分泌特异性抗体的B淋巴细胞； （3）诱导融合常用方法：灭活病毒 （4） 第一次筛选：用选择培养基，筛选杂交瘤细胞（未融合或同种融合的细胞都会死亡） 第二次筛选：用专一抗体检测，结果为阳性，即为能产生特异性抗体的杂交瘤细胞 （原理：抗原—抗体杂交技术） （5）克隆培养：利用动物细胞培养技术 （6）扩大培养 体外培养：利用动物细胞培养技术，最后从培养液中提取； 体内培养：接种到小鼠体内，最终从小鼠腹水中获取。 （7） 杂交瘤细胞特点：既能在体外大量增殖，又能产生特异性抗体。 单克隆抗体特点：特异性强，灵敏度高，可大量制备。 （8）用途 诊断试剂：准确识别各种抗原物质，并与其发生特异性结合。 （优点：准确、高效、简易、快速，如：新冠病毒抗体试剂盒） 治疗疾病和运载药物：制成“生物导弹”，治疗癌症。（优点：疗效高、毒副作用小） 弹头：单克隆抗体 弹药：抗癌药物 【知识拓展】抗体比较 名称 产生 特点 血清抗体 由浆细胞分泌 一般从血清中分离，产量低、纯度低、特异性差 单克隆抗体 由杂交瘤细胞分泌 特异性强，灵敏度高，可大量制备。 【变式训练】（浙江宁波一模）利用杂交瘤技术制备针对特定抗原的单克隆抗体的过程如图 所示。下列叙述正确的是（ ） A.用于融合的B淋巴细胞应从未受外界抗原刺激的动物中提取 B.筛选1过程通过鉴别培养基能够分离出杂交瘤细胞 C.筛选2过程通过抗体检验以获得所需的特定杂交瘤细胞 D.选出的杂交瘤细胞只能通过体外培养获得大量单克隆抗体 460/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】C 【解析】A.用于融合的B淋巴细胞应从受特定抗原刺激的动物中提取，A错误；B.要分离出 杂交瘤细胞，应该用选择培养基进行筛选，B错误；C.为获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞， 可以通过抗体检验进行筛选，C正确；D.选出的杂交瘤细胞可通过植入小鼠腹腔中增殖或体 外培养获得大量单克隆抗体，D错误。故选C。 461/489 学科网（北京）股份有限公司专题 胚胎工程与生物技术的安全性和 28 伦理问题 讲考纲考情 1、最新考纲 （1）.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ) （2）.胚胎干细胞的移植(Ⅰ) （3）.胚胎工程的应用(Ⅱ) （4）.转基因生物的安全性(Ⅰ) （5）.生物武器对人类的威胁(Ⅰ) （6）.生物技术中的伦理问题(Ⅰ) 构思维导图 核心突破例题精讲 考点一 体内受精和早期胚胎发育 【基础知识梳理】 1．精子和卵子的发生 项目 精子的发生 卵子的发生 场所 睾丸的曲细精管 卵巢(MⅠ)、输卵管(MⅡ) 462/489 学科网（北京）股份有限公司从初情期开始，直到生殖机 ①卵泡的形成和在卵巢内的储备：出生前； 时间 能衰退 ②排卵：初情期后 过程 ①MⅠ和MⅡ是连续的，需变 ①MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形； 过程 形； ②只有MⅡ中的第一极体分裂为第二极体时细 特点 ②两次分裂细胞质都是均等 胞质均等分配，其余细胞质都是不均等分配 分配 结果 形成4个精子 形成1个卵子和3个极体 ①原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂； 相同 ②原始生殖细胞产生成熟生殖细胞为减数分裂；减数分裂过程中染色体复制一 点 次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半 2.体内受精 (1)精子获能：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的 生理变化后，才能获得受精能力。 (2)卵子的准备：卵子要在输卵管内进一步成熟，当达到减数第二次分裂中期时，才具备与 精子受精的能力。 (3)受精过程 463/489 学科网（北京）股份有限公司3．早期胚胎发育 【核心考点突破】 (1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。 (2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。 (3)受精的标志≠受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体； 而受精完成的标志是雌、雄原核的融合。 例题精讲：下列关于精子形成过程的叙述，错误的是( ) A．细胞核变为精子头的主要部分 B．高尔基体发育为头部的顶体 464/489 学科网（北京）股份有限公司C．中心体演变成精子的尾 D．线粒体退化消失 【答案】 D 【解析】 细胞核和线粒体都是精子结构中重要的部分。其中细胞核是遗传物质储存和复制 的场所，也是参与精卵结合和后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心。而线粒体则是精子 进行有氧呼吸分解营养物质、产生运动能量的场所，精子的线粒体在精子形成过程中，集中 于尾的基部形成线粒体鞘，是精子维持生存和提供运动能量的“动力工厂”。 变式训练：下图表示高等动物的个体发育过程，下列说法正确的是( ) A．图中①过程表示胚胎发育，②过程表示胚后发育 B．受精卵卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大 C．兔子、雄鹰和眼镜蛇在个体发育过程中会出现羊膜 D．原肠胚期是进行胚胎移植的最好时期 【答案】 C 【解析】 由受精卵发育为幼体的过程是胚胎发育，由幼体发育为成体的过程是胚后发育， A项错误；卵裂形成的囊胚总体积基本不变，而每个细胞的体积减小，B项错误；兔子、雄 鹰和眼镜蛇分别是哺乳类、鸟类和爬行类动物，都是真正的陆生脊椎动物，羊膜和羊水能保 证其胚胎发育所需的水环境，还具有防震和保护作用，C项正确；原肠胚期已发生了细胞的 分化，最好在早期胚胎时进行移植，如牛、羊一般在桑椹胚或囊胚阶段移植，而其他生物要 在更早阶段进行，D项错误。 考点二 体外受精和早期胚胎培养及胚胎工程的应用 【基础知识梳理】 1．体外受精 超数排卵法：用促性腺激素处理后从输 卵管中冲取卵子 (1) 卵母细胞的采集和培养 直接采集法：从屠宰场已屠宰母畜的卵 巢中采集或直接从活体动物的卵巢 中吸取卵母细胞 465/489 学科网（北京）股份有限公司采集：假阴道法、手握法、电刺激法 (2) 精子的采集和获能 获能：培养法、化学诱导法 (3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。 2．胚胎的早期培养 (1)目的：检查受精状况和受精卵的发育能力。 两“盐”：无机盐和有机盐 两“素”：维生素和激素 (2)培养液成分巧记 两“酸”：氨基酸和核苷酸 另有水和血清等 (3)胚胎处理：向受体移植或冷冻保存。 3．胚胎工程的应用及前景 (1)胚胎移植 ①地位：胚胎工程其他技术的最后一道工序。 ②胚胎移植的生理学基础 a．胚胎能够移入受体的生理基础：哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的 生理变化是相同的。 b．胚胎收集的生理基础：哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立 组织上的联系，而是处于游离状态。 c．胚胎在受体内能够存活的生理基础：受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥 反应。 d．供体胚胎正常发育的生理基础：供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，且 供体胚胎的遗传特性不受任何影响。 ③过程 466/489 学科网（北京）股份有限公司④意义：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 (2)胚胎分割 ①材料：发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。 ②实质：胚胎分割可增加动物后代的数量，其实质是动物的无性生殖即克隆。 ③分割要求：对囊胚分割时，要注意将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和 进一步发育。 4．胚胎干细胞 (1)胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。 ①形态：体积小、细胞核大、核仁明显 (2)特点 ②功能：具有发育的全能性 ③体外培养：可增殖而不发生分化 (3)培养过程 ①治疗人类的某些顽症 (4)应用 ②培育人造组织器官 ③研究体外细胞分化的理想材料 【核心考点突破】 (1)胚胎移植过程中两次使用激素：第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二 次用促性腺激素处理供体使其超数排卵。 (2)胚胎移植过程中有两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊 娠进行检查。 (3)转基因生物具有危害≠阻止技术的发展：应用正确的态度对待转基因技术，不能因为可 能的危害而阻止技术的发展。 例题精讲：(江苏卷，29)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中，然后通过核 移植技术培育基因编辑猪，可用于生产基因工程疫苗。如图为基因编辑猪培育流程，请回答 下列问题： 467/489 学科网（北京）股份有限公司(1) 对 1 号 猪 使 用 ________ 处 理 ， 使 其 超 数 排 卵 ， 收 集 并 选 取 处 在 ____________________________________________________________时期的卵母细胞用于 核移植。 (2)采集2号猪的组织块，用________处理获得分散的成纤维细胞，放置于37 ℃的CO 培养 2 箱中培养，其中CO 的作用是________________________。 2 (3)为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行________。产出的基因编辑猪的性 染色体来自于________号猪。 (4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达，可采用的方法有________(填序 号)。 ①DNA测序 ②染色体倍性分析 ③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交 【答案】 (1)促性腺激素 减数第二次分裂中期 (2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④ 【解析】 (1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母猪注射促性腺激素，使其超数排卵。 用于核移植的卵母细胞通常处于减数第二次分裂的中期。(2)常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处 理动物组织块，使其分散成单个细胞。动物细胞培养所需气体主要有O 和CO，O 是细胞代 2 2 2 谢所必需的，CO 的主要作用是维持培养液的pH。(3)若要获得更多基因编辑猪，可采用胚 2 胎分割技术对移植前的胚胎进行分割。子代猪的性别取决于核供体亲本，即2号猪。(4)为 了判断目的基因是否被导入受体，可采用DNA分子杂交、DNA测序等技术进行检测；判断目 的基因导入受体细胞后是否成功表达出相应的蛋白质，通常采用抗原—抗体杂交法从分子水 平进行检测。 468/489 学科网（北京）股份有限公司变式训练：(重庆一中质检)科研人员利用胚胎干细胞(ES细胞)对干扰素基因缺失小鼠进行 基因治疗。其主要技术流程如图，请回答下列问题： (1)图中卵母细胞应在体外培养到_________________________________期，步骤①应先对卵 母细胞进行________处理。 (2)由图可知，步骤②要分离出ES细胞，需将重组胚胎培养到________期。 (3) 步 骤 ③ 选 择 ES 细 胞 作 为 受 体 细 胞 而 不 是 上 皮 细 胞 ， 是 因 为 ES 细 胞 ________________________________________________________，该 过程需 要先利 用 ________技术扩增干扰素基因，其前提是要有一段已知干扰素基因的核苷酸序列以便合成 ________。 (4)步骤④应在培养液中加入________。为检测干扰素基因是否在小鼠体内成功表达，可以 采用________技术。 【答案】 (1)MⅡ中(减数第二次分裂中) 去核 (2)囊胚 (3)在功能上具有发育的全能性 PCR 引物 (4)分化诱导因子 抗原—抗体杂交 【解析】 (1)过程①获得重组胚胎之前需要通过核移植技术获得重组细胞，接受细胞核的 去核卵母细胞应该处于MⅡ中期。(2)ES细胞可以从囊胚的内细胞团中分离出来。(3)步骤③ 选择ES细胞作为受体细胞，是因为ES细胞在功能上具有发育的全能性；将目的基因导入受 体细胞前，需要构建含有目的基因(干扰素基因)的表达载体。PCR技术可在体外大量扩增目 的基因。其前提是要有一段已知干扰素基因的核苷酸序列以便合成引物。(4)步骤④应在培 养液中加入分化诱导因子。为检测目的基因的表达情况，可采用抗原—抗体杂交技术，若有 杂交带出现，表明目的基因已成功表达。 469/489 学科网（北京）股份有限公司1.（江苏如皋·三模）下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述，不正确的（ ） A.小鼠在特定条件下饲养，服用相关激素有促进超数排卵的作用 B.将成熟的卵母细胞与新采集的精子同时放在获能液中培养利于受精 C.注射到小鼠囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育 D.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，发育成的个体也会有形态学差异 【答案】B 【详解】A.小鼠在特定光控周期条件下饲养，注射相关激素（促性腺激素）有促进超数排卵 的作用，A正确；B.处于减数第二次分裂中期的卵母细胞具有受精功能，可以和在获能液中 获能的精子受精，B错误；C.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以分化形成各种组织，因此可 以参与个体器官的发育，C正确；D.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质，但生物的性状还受 环境因素的影响，因此发育成的个体有形态学差异，D正确。故选B。 2.（江苏·盐城市新东方）下列关于哺乳动物胚胎工程和细胞工程的叙述错误的是（ ） ．． A.动物细胞和胚胎培养液中加入的血清具有营养功能 B.体外培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体时离不开胰蛋白酶的使用 C.早期胚胎可以通过体外受精、细胞核移植等技术获得 D.早期胚胎必须移植到经同期发情处理的同种雌性动物子宫内 【答案】B 【详解】A.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清，为细胞提供相应的营 养，A正确；B.胰蛋白酶可将组织分散成单个的细胞，而体外培养杂交瘤细胞生产单克隆抗 体时无需分散，故不适用胰蛋白酶，B错误；C.体外受精获得受精卵，经培养可以得到早期 胚胎。细胞核移植可以得到重组细胞，经培养也可以得到早期胚胎，C正确；D.同期发情处 理后，供体与受体能产生相同的生理变化，为供体的胚胎植入受体提供了相同的生理环境， D正确。故选B。 3.（山东泰安·模拟预测）牛的生育率很低，但母牛体内的卵母细胞数量却很多，其卵巢中 的卵母细胞数要比一生中正常排出的卵子多1000倍，公牛产生的精子数量就更多了。若现 在有少量优良品种的雌雄个体，在进行良种牛的快速大量繁殖时，采取的措施不合理的是 （ ） A.可用激素处理优良母牛，促使其超数排卵 470/489 学科网（北京）股份有限公司B.将得到的大量卵子和精子进行体外受精以获得大量胚胎 C.可选取囊胚或原肠胚时期的胚胎进行有效分割 D.对受体母牛进行同期发情处理，为接收良种胚胎做准备 【答案】C 【详解】A.通常奶牛每次只排出一枚卵母细胞，为使其超数排卵常使用促性腺激素处理，A 正确；B.将得到的大量卵子和精子进行体外受精，并经早期胚胎培养过程以获得大量胚胎， B正确；C.胚胎分割时应选择发育良好形态正常的桑椹胚或囊胚进行操作，C错误；D.胚胎 移植过程中需对供体、受体进行同期发情处理，可以使同种动物的供、受体生殖器官的生理 变化是相同的，这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境，D正确。故选C。 4.（福建省龙岩第一中学模拟预测）在胚胎移植过程中，很多操作步骤都需要“检查”，以 避免后期人力、物力、财力的浪费， 下列相关说法错误的是（ ） A.体外受精的受精卵移入特定培养液中培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力 B.胚胎移植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑椹胚或囊胚阶段 C.在胚胎分割时，应取样内细胞团细胞做 DNA 分析，以检查胚胎的性别 D.胚胎移植入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行是否妊娠检查 【答案】C 【详解】AB.哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能和受 精等几个主要步骤。精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养基中继续培养，以 检查受精状况和受精卵的发育能力，并将其培养至桑椹胚或囊胚进行胚胎移植，所以胚胎移 植前，要对胚胎进行检查以确定其是否发育到桑椹胚或囊胚阶段，AB正确；C.在胚胎移植 前，若要对胚胎的性别进行鉴定，应取囊胚的滋养层细胞做DNA分析，C错误；D.胚胎移植 入受体母畜的子宫后，还需对受体母畜进行是否妊娠检查，以保证其为移植的胚胎提供孕育 的条件，D正确。故选C。 5.（黑龙江·宾县第一中学模拟预测）将鼠胚胎干细胞（ES 细胞）种植于饲养层细胞上， 添加干细胞因子、血小板生 成素及动物细胞培养液，培养六天后，检测发现 86%的细胞形 态与结构特征呈现出造血干细胞样细胞（CD34细胞）的特点。下列有关叙述错误的是（ ） A.从早期胚胎中分离出来的细胞就是 ES 细胞 B.有些分化诱导因子可促进 ES 细胞分化形成 CD34细胞 C.ES 细胞形成 CD34细胞的根本原因是基因的选择性表达 D.本实验结果尚不能支持“动物细胞具有全能性”的观点 471/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】A 【详解】A.从早期胚胎中分离出来的滋养层细胞不属于ES细胞，内细胞团属于ES细胞，A 错误；B.根据题干信息可知，干细胞因子等物质可促进ES细胞分化形成CD34细胞，B正确； C.细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，ES细胞形成CD34细胞的根本原因是基因的选 择性表达，C正确；D.要体现细胞的全能性需要发育成完整个体，本实验结果尚不能支持“动 物细胞具有全能性”的观点，D正确。故选A。 6.（浙江宁波·二模）下图为某胚胎工程的流程图。下列叙述错误的是（ ） ①→动物细胞培养→胚胎→②→新个体 A.若该工程中需涉及胚胎分割技术，则①可以是卵裂球 B.若该工程为核移植技术，则形成①的受体细胞可以是去核的受精卵 C.若该工程为体外受精技术，则获得的新个体为克隆动物 D.②过程需要供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系 【答案】C 【详解】A.若该工程表示的是胚胎分割技术，则①可以是卵裂球、桑葚胚或囊胚，②为胚胎 移植，A正确；B.若该工程表示的是核移植技术，则①是由供体细胞的细胞核和受体细胞的 细胞质形成的重组细胞，其受体细胞可以是去核的受精卵，B正确；C.若该工程为体外授精 技术，则①是体外受精，②为胚胎移植，获得的新个体为试管动物，C错误；D.②为胚胎移 植过程，该过程需要需要供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系，为胚胎在受体的 存活提供可能，D正确。故选C。 7.（江苏南通·模拟预测）下图为科研人员利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的简 要过程，相关叙述正确的是（ ） A.嵌合鼠的培育依据的原理是基因重组和细胞全能性 B.过程①中需利用相关技术去除早期胚胎外的滋养层 C.过程②中可利用聚乙二醇诱导卵裂球细胞发生融合 D.过程③操作前需对多只代孕母鼠进行同期发情处理 472/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】D 【详解】A.嵌合鼠的培育依据的原理是细胞全能性，并没有进行基因重组，A错误；B.过程 ①中需利用相关技术去除早期胚胎外的透明带，而滋养层属于早期胚胎的一部分，B错误； C.过程②不需要诱导卵裂球细胞发生融合，C错误；D.过程③操作前需对多只代孕母鼠进行 同期发情处理，以保证受体与供体的生殖器官的生理变化是相同的，D正确。故选D。 8.（辽宁大连·二模）生物技术的安全性和伦理问题是社会关注的热点。下列叙述错误的是 A.对转基因生物产品及其加工品进行标注是为了维护消费者的知情权和选择权 B.治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反应具有重要意义 C.通过DNA指纹技术可以制作“基因身份证”，以记录某人的全部基因的资讯 D.中国在《禁止生物武器公约》中重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器 【答案】C 【详解】A.对转基因生物产品及其加工品加贴标注的目的是为了维护消费者的知情权和选择 权，A正确；B.治疗性克隆能解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应，因此作为治疗 的手段具有重要意义，B正确；C.基因身份证只对少数、个别基因进行检测，不能记录某人 的全部基因的资讯，C错误；D.生物武器是指有意识的利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的 军队、人口、农作物或者牲畜等目标，以达到战争目的一类武器，为了维护世界和平，中国 在《禁止生物武器公约》中重申在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，D正确。 故选C。 9.（辽宁·高考真题）辽河流域是辽宁省重要的生态屏障和经济地带。为恢复辽河某段“水 体——河岸带”的生物群落，研究人员选择辽河流域常见的植物进行栽种。植物种类、分布 及叶片或茎的横切面见下图。下列有关叙述错误的是（ ） 注：右侧为对应植物叶片或茎的横切面示意图，空白处示气腔 A.丙与丁的分布体现了群落的垂直结构 B.四种植物都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应 C.不同位置上植物种类的选择，遵循了协调与平衡原理 D.生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，抵抗力稳定性增强 473/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】A 【详解】A.丙与丁的分布是由地形的起伏导致的，体现了群落的水平结构，A错误；B.四种 植物生活在水体——河岸带，都有发达的气腔，利于根系的呼吸，体现出生物对环境的适应， B正确；C.不同位置上植物种类的选择，充分利用了环境资源，遵循了协调与平衡原理，C 正确；D.生态恢复工程使该生态系统的营养结构更复杂，自我调节能力更强，抵抗力稳定性 增强，D正确。故选A。 10.（辽宁模拟预测）科学家将c-Myc、KIf4、Sox2和Oct-3/4这四个关键基因转入高度分 化的小鼠成纤维细胞内，细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下，iPS细胞 可以定向分化成各种细胞。下列叙述错误的是（ ） A.图示过程运用了转基因技术和动物细胞培养技术 B.iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列不变 C.iPS细胞的分裂、分化能力比造血干细胞弱 D.小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞与植物组织培养的脱分化过程类似 【答案】C 【详解】A.据图分析，将四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞，再通过培养转变成 iPS细胞，运用了转基因技术和动物细胞培养技术，A正确；B.细胞分化的实质是基因的选 择性 表达，使得细胞内信使RNA和蛋白质改变，但DNA不变，B正确；C.iPS细胞可以分化 为多种组织细胞，造血干细胞只能分化为各种血细胞或免疫细胞，故iPS的分裂分化能力比 造血干细胞强，C错误；D.小鼠成纤维细胞转变成iPS细胞过程中，细胞恢复分裂、分化能 力，与植物组织培养的脱分化过程类似，D正确。故选C。 11.（山东一模）我国科学家首次通过把食蟹猴的胚胎干细胞注射到猪的胚胎中，培育出了 “猪—猴嵌合体”仔猪（如下图所示），这项研究的最终目的是在动物体内培养人体器官用 于器官移植。下列相关叙述错误的是（ ） 474/489 学科网（北京）股份有限公司A.胚胎干细胞培养过程中细胞会因接触抑制而停止分裂，需用胰蛋白酶处理后继续培养 B.采集的卵母细胞需培养至减数第一次分裂后期才能与获能精子受精，进而获得猪胚胎 C.从食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能 D.该技术有望将人的胚胎干细胞注入猪早期胚胎内，培育出完全由人体细胞组成的器官 【答案】B 【详解】A.“猪猴嵌合体”仔猪培育的基础是动物细胞培养技术，动物细胞培养过程中会因 接触抑制而停止分裂增殖，需要用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理后继续培养，A正确；B. 体外受精时，需要将所采集到的卵母细胞在体外培养到减数分裂第二次分裂中期，才可以与 获能精子完成受精作用，进而获得猪胚胎，B错误；C.胚胎干细胞具有发育的全能性，故从 食蟹猴囊胚期胚胎的内细胞团获取的胚胎干细胞具有发育成各种组织、器官的潜能，C正确； D.据“猪—猴嵌合体”仔猪培育技术推测，将人的胚胎干细胞注入猪体内，可以制造出完全 由人体细胞组成的器官，该研究能够解决器官移植的供体不足，避免器官移植中排斥反应， D正确。故选B。 12.（天津红桥二模）先天性肾上腺皮质增生症是一种单基因遗传病，下左图为该病的某家 系图，这对夫妇为了避免再次妊娠患儿，胚胎植入前进行了遗传学检测(PGD)，检测结果如 下表，以下叙述错误的是（ ） ．． 胚胎编号 PGD检测结果 EA 携带母源致病基因 I EA 无致病 基因 2 EA 携带母源致病基因 3 475/489 学科网（北京）股份有限公司EA 携带母源致富基因 4 EA 携带父源致病基因 5 EA 致病基因纯合 6 EA 单细胞扩增失败 7 A.检测时应选择滋养层的少许细胞进行检测 B.该过程中可能用到的技术有核移植、胚胎移植等 C.该技术可能会引发一定的伦理争议 D.EA～EA 胚胎均不会发病，可以作为植入的胚胎 1 5 【答案】B 【详解】A.内细胞团的细胞是胚胎干细胞是一种未分化的细胞，具有全能性，将来发育成胎 儿的各种组织。滋养层细胞将发育成胎膜和胎盘。所以做基因诊断时 ，通常取少量滋养层 细胞诊断是否患有遗传病，A正确；B.动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入 一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发 育成一个新的个体。该过程中未用到核移植技术，B错误；C.该技术在胚胎移植前进行了遗 传学诊断，若该技术运用不当，如被用于性别鉴定等，可能会引发一定的伦理争议，C正确； D.分析遗传系谱图，该病为常染色体隐性遗传病，双亲均为杂合子，EA、EA、EA、EA 均 1 3 4 5 为杂合子，EA 是显性纯合子，EA—EA 不患病，均可作为植入胚胎，D正确。故选B。 2 1 5 13.（辽宁抚顺·一模）下图为某地一生态工程建设模式图，下列说法不正确的是（ ） A.该生态工程模式的最大优点是能够提高物质和能量的传递效率 B.该生态工程中种植不同的农作物，饲养多种畜禽，这体现了生态工程的物种多样性原理 C.各种粪便可作为沼气发酵的原料，这体现了生态工程的物质循环再生原理 D.该生态工程建设中，鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量 476/489 学科网（北京）股份有限公司【答案】A 【详解】A.该生态功能可以提高能量利用率，但不能提高能量传递效率，A错误；B.该生态 工程中种植不同的农作物，饲养多种畜禽，说明其含有很多的物种，体现了生态工程的物种 多样性原理，B正确；C.粪便作为沼气发酵的原料，体现了生态工程的物质循环再生原理， C正确；D.鱼塘中每一种鱼苗的投放量都不宜超过其环境容纳量，否则会导致生态退化，D 正确。故选A。 14.（全国Ⅲ卷真题）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生 物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。 （1）步骤①中需要使用的工具酶有 。步骤②和③所代表的操作 分别是 和 。步骤④称为 。 （2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的 （答出2点即可）的限制。 （3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA 所含的遗传信息 （填相同或不同），原因是 。 （4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有 （答出2点即可）。 【答案】 （1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶 显微注射 体外培养 胚胎移植 （2）性别、年龄 （3）相同 两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵 （4）体外受精、胚胎移植 【详解】（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因 和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③ 为体外培养；步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W， 可从动物一出生就收集产物,不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺 477/489 学科网（北京）股份有限公司上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA 所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于 胚胎工程。 15.（福建·莆田一中一模）如图是某农村因地制宜建设的生态农业园示意图，请分析回答： （1）该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有 （至少2个）。 （2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼，中层为食草 的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等）。从群落结构分析，这种养殖模式的优点是 。 （3）防治果树虫害时，常利用性引诱剂来诱捕害虫或干扰交配，减少害虫种群的 ， 从而降低害虫种群密度。这属于生态系统中的 （信息类型）传递在农业生产中的应 用，也体现了信息传递在生态系统中的什么作用？ 。 （4）流入该生态农业园的总能量有 和种子、饲料等人 工输入的能量。该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，从生态系统的功能 角度来看，其意义是 。 【答案】 （1）物质循环再生原理、物种多样性原理（协调与平衡原理等） （2）充分利用了空间和食物等环境资源 （3）出生率 化学信息 生物种群的繁衍离不开信息传递 （4）生产者固定的太阳能 实现了生态系统物质的和能量的多级利用，减少了环境污染， 提高了能量的利用率 【详解】（1）分析图示可知，该生态农业园涵盖了种植业、采摘园、鸡鸭养殖场、奶牛场、 垂钓园等，充分利用了废弃物中的能量，而且有产品的输出，据此可推知，该生态农业园建 478/489 学科网（北京）股份有限公司设主要依据的生态工程原理有：物质循环再生原理、物种多样性原理、协调与平衡原理、整 体性原理等。（2）池塘养鱼时，通常采用多鱼种混合放养模式（上层为食浮游生物的鳙鱼， 中层为食草的草鱼，下层为杂食性的鲫鱼等），从群落结构分析，这种养殖模式是利用了群 落的垂直结构的分层特点，其优点是充分利用了生态系统的空间和食物资源。（3）防治果 树虫害时，常利用性引诱剂（化学信息）来诱捕害虫或干扰其交配，从而降低害虫的出生率； 这属于生态系统中的化学信息传递在农业生产中的应用；该实例说明生物种群的繁衍离不开 信息传递。（4）流入该生态农业园（人工生态系统）的总能量有生产者固定的太阳能和人 工输入的能量；该生态农业园增加了“蝇蛆养殖、食用菌种植”等项目，从而将废弃物中的 能量充分利用，故其意义是实现了生态系统物质和能量的多级利用，减少了环境染污。 479/489 学科网（北京）股份有限公司专题 实验与探究 29 探究实验基础知识 1.考纲要求 （1）能独立完成所列生物实验， 包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相 关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 （2）具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。 （3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说 演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 （4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订 2.实验设计的一般程序： （1）明确实验目的； （2）分析实验原理； （3）选择材料用具； （4）设计实验步骤； （5）预测实验结果； （6）观察收集数据； （7）分析推理得出结论。 3.实验设计遵循的原则： （1）、单一变量原则 ①自变量与因变量 自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，而因变量是指由实验变量而引起的变化结 果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。 例：关于“唾液淀粉酶水 解淀粉”的实验中，“低温(冰块)、适温(37℃)、高温 (沸 水)就是实验变量，而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量。该实验旨在获得和解释 温度变化(自变量)与酶的活性(因变量)的因果关系。 ②无关变量与额外变量 无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引 起的变化结果就叫额外变量。它们之间也是前因后果的关系。但它们的存在对实验与反应变 量的获得起干扰作用。例如：“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量(温度)外， 试管的洁净 程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。如无关变量 认准正版，一次购买，享受免费更新 480/489中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。 实验变量，或称自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。反应变量，或称因变量，指 实验变量所引起产生的结果或结论。而其 他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观 察其对实验结果的影响。 强调：不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量， 这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。 2、对照性原则 对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。 ①空白对照 空白对照是指不做任何实验处理的对象组。如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中， 实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。 ②条件对照 条件对照是指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处 理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。即虽给对照组施以 部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的 对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。 例,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)； 乙 组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)； 丙组：不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件 对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照, 通过比较、对照,更能充分说明实验变 量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。 ③自身对照 自身对照是指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和 复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象 变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。 ④相互对照 相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向 重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地 平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。 3、等量原则 对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。具 体来说有如下四个方面： ①所用生物材料要相同 即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况 等方面特点要尽量相同或至少大致相同。 ②所用实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。 认准正版，一次购买，享受免费更新 481/489③所用实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的 问题。 ④所用处理方法要相同 如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽 管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。 4、科学性原则 核心突破例题精讲 考点一、实验设计的一般原则 例1、（全国Ⅱ卷，29）为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。 在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题： （1）请完善下面的实验步骤 ①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理，A组（对照 组） 的处理是_______________，B组的处理是____________。 ②将上述两组大鼠置于相 同的适宜 条件下饲养。 ③_________________________。 ④对所得数据进行统计处理与 分析 （2）实验结果与分析 B组大鼠生长发育的状况不如A组，出现这种差异的原因是由于B组 的 处理使大鼠缺失了来源于垂体的_________激素和________激素。 【答案】(1)手术但不切除垂体切除垂体 切除垂体 ③每隔一定时间，测定并记录两组 大 鼠的体重 (2)生长 促甲状腺 例2、（新课标Ⅱ卷.30）（9分） 将室温（25 ℃）饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物（动物甲）随机分为两组，一组放入 41 ℃ 环境中1h（实验组）另一组仍置于室温环境中（对照组）。期间连续观察并记录这 两组动物的 相关行为，如果：实验初期，实验组动物的静卧行为明显减少，焦虑不安行为 明显增加，回答下列问题： （1）实验中，实验组动物皮肤的毛细血管会___________，汗液分泌会___________，从而 起到 调节体温的作用。 （2）实验组动物出现焦虑不安行为时，其肾上腺髓质分泌的激素会__________。 （3）本实验中设置对照组的目的是__________。 （4）若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中，该动物会冷得发抖，耗氧量会_________， 分 解代谢会_________。 认准正版，一次购买，享受免费更新 482/489【答案】（1）舒张 增加 （2）增加 （3）排除41 ℃以外因素对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 （4）增加 增强 考点二、实验目的或研究课题—关键是找出自变量和因变量 例1、（海南）(8分)某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致 的3 组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内(如下图所示)，其中A 不密封，B、 C密封；B内培养皿中盛有Ba(OH) 溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各 2 培养皿中液体的体积 相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。 回答问题： (1)根据上述实验设计判断，该实验的目的是________。 (2)从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B 中的幼苗生长量比 C 中的 ________(大、 小)，原因是________；A中的幼苗生长量比C中的______________(大、小)， 原因是 _________________________________。 【答案】：(1)探究二氧化碳浓度对光合作用强度(或生长量)的影响 (2)小 缺二氧化碳，影响 暗反应的进行 大 二氧化碳较为充足 考点三、实验原理和实验思路 例1、（海南）为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料， 完成下列实验步骤并回答问题：实验材料：具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、 完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的 赤霉素溶液、喷壶等。 （1）实验步骤： ①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完 全培 养液中培养。 ②用喷壶分别将________________________和________________________喷洒在Ａ、Ｂ两 认准正版，一次购买，享受免费更新 483/489组 幼苗上。 ③将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的 ________________________ （2）预测实验结果：________________________________________________ 。 （3）上述试验中，如果A、B两组各选用1株幼苗进行实验，是否影响实验结果的可靠性？ 为什么？ （4）该实验原理是：____________________________________________________ 。 【答案】：(13分) （1）②；蒸馏水 （2） 赤霉素溶液 ③；高度 （2）A组（对照组）植株的平均高度小于B组（实验组）植株平均高度 （3）有影响。 因为每组实验材料的数量过少（或样本数过少），代表性差 （4）赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。 考点四、实验评价及纠错 例1、（大纲卷）某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤： ① 在A、B、C、D、E5支使观众分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5ml， 再分别加入质量分数为1%的淀粉液1ml。 ② 各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1ml，摇匀。 ③ 将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。 ④ 取出各试管，分别加入斐林试剂2ml，摇匀。 ⑤ 观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。 上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH 梯 度以及实验重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。 （1） （2） 【答案】⑴③更正：将5支试管放入37℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。理由：唾液 淀 粉酶的最适温度为37℃，在70℃时，由于高温使酶失去活性，干扰了PH对人唾液淀粉 酶活性 的影响。 ⑵④更正：取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀，将这些试管放出盛有开水的大烧 杯中， 用酒精灯加热煮沸2min(分）左右。理由：斐林试剂应在沸水浴中参与反应。 认准正版，一次购买，享受免费更新 484/489考点五、设计完整的实验过程 例1、(12分)为了验证甲状腺激素的生理作用，（由于是以耗氧量和活动量为指标，则可判 断其 生理作用应与新陈代谢及神经系统的兴奋性有关）试以大白鼠的耗氧量和活动量为观 察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤 ．．．．．．，预测实验结果 ．．．．．．， 并作出分析 ．． 。 (1)材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌 胃 器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。 (实验提示：给药途径为每日灌胃，给药 剂量 和仪器操作不作考试要求，室温恒定。) (2)方法与步骤： (3)结果预测与分析： 【答案】（2）方法与步骤：①将两组雄性成年大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用给 出 的仪器，测定与记录耗氧量和活动量—实验对象的分组编号，并通过处理前的测量排除 实验组 和对照组本身的差异对实验产生的干扰和影响 ②每天用灌胃器给予甲组鼠灌胃甲状腺激素溶液，给予乙组鼠灌胃等量的蒸馏水，饲养一 定时 间。---实验变量的处理及无关变量的控制 ③测定与记录甲、乙组鼠耗氧量和活动量---测量并记录观测指标 (3)结果预测与分析：①未给甲状腺激素时，甲、乙组鼠耗氧量和活动量相近。-排除了实验 组 与对照组在实验前存在的差异 ②给甲组鼠甲状腺激素后，其耗氧量和活动量均大于乙组鼠。结果表明甲状腺激素能够促 进新 陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使动物的耗氧量和 活动量增 加。--分析主要是建立实验变量（甲状腺激素）与观测指标（耗氧量与活动量之 间的逻辑关系） 易错提醒： 实验设计的具体办法 （1）首先确定实验目的，并对其去粗取精，提炼要点,确定是验证性实验还是探究性实验。 （2）运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻-------------是实验设计的 依据，理解实验原理对实验设计的重要作用，每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、 认准正版，一次购买，享受免费更新 485/489实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的，而是有其实验原理作为依据的。实验现 象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。 （3）根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，在头脑中搜寻教材上或曾做过的实验 模型，初步形成大致方案，实验设计大多与单因子变量和对照实验有关。 （4）结合实验所给的条件，选取适当的方法（简便性原则），开始草拟具体步骤方案，设 计具体步骤后，要顺藤摸瓜，通过实验结果（现象）的判断，分析综合得出实验结论。 （5） 回归检验。 挑战真题： 1.（全国Ⅲ理综）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答 下列问题。 (1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是 ，在细胞核中合成的含氮有机物 是 ，叶绿体中含氮的光合色素是 。 (2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH+）和硝态氮（NO-）。已知作物甲对同一种 4 3 营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH+ 和NO- 的吸收具有偏好性（NH+ 和NO- 同时存在时， 4 3 4 3 对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验 思路、预期结果和结论。 【答案】.（1）蛋白质(1分) 核酸(1分) 叶绿素(2分) (2) （2）实验思路：配制营 养液（以硝酸铵为唯一氮源），用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH+ 4 和NO- 剩余量(3分)。预期结果和结论：若营养液中NO- 剩余量小于NH+ 剩余量，则说明作 3 3 4 物甲偏好吸收NO-(2分)；若营养液中NH+ 剩余量小于NO- 剩余量，则说明作物甲偏好吸收 3 4 3 NH+(2分)。 4 【解析】 本题考查组成细胞的分子等知识，依托实验方案设计，综合考查考生的实验探究 能力，注重考查实验探究中考生对科学方法的掌握。（1）植物细胞内的含氮有机物有蛋白 质、磷脂、ATP、核酸等，其中在核糖体上合成的为蛋白质，在细胞核中合成的是DNA和RNA， 植物叶绿体中的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素，其中含氮的光合色素是叶绿素。（2）本 实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH+ 和NO- 的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二 4 3 者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的 营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH+ 和NO- 的浓度，最后 4 3 进行比较，如果实验后营养液中的NH+ 的浓度低于NO-，可说明作物甲对硝酸铵中的NH+ 的 4 3 4 认准正版，一次购买，享受免费更新 486/489吸收具有偏好性;反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO- 的吸收具有偏好性。 3 【回归教材】 叶绿素是含氮的光合色素。 【核心素养】 本题以验证农作物对硝酸铵中的NH+ 和NO- 的吸收具有偏好性为素材进行实 4 3 验设计，树立合理施用氮肥是农业生产中的重要措施之一的生命观念，同时传达劳动实践需 要科学指导的理念，有助于增强考生的科学意识和社会责任，引导考生关注农业生产实际中 的问题，促使考生将科学劳动的观念内化于心。 2.（江苏，8分）为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化,研究小组利用下列供 选材料用具进行了实验。材料用具:玉米籽粒;斐林试剂,双缩脲试剂,碘液,缓冲液,淀粉,淀 粉酶等;研钵,水浴锅,天平,试管,滴管,量筒,容量瓶,显微镜,玻片,酒精灯等。请回答下列问 题: (1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化,在不同发芽阶段玉米提取液中,分 别加入 试剂,比较颜色变化。该实验需要选用的器具有 (填序 号)。 ①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜 (2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化,将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切,滴 加 ,进行观察。结果显示,胚乳呈蓝色块状,且随着发芽时间的延长,蓝色块状物变小。 由此可得出的结论是。 (3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1~4号试管中分 别加入相应的提取液和溶液(如图所示),40 ℃温育30 min后,分别加入斐林试剂并60 ℃水 浴加热,观察试管内颜色变化。请继续以下分析: ①设置试管1作为对照,其主要目的是 。 ②试管2中应加入的X是 的提取液。 ③预测试管3中的颜色变化是 。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符 合预期),则最可能的原因是 。 认准正版，一次购买，享受免费更新 487/489【答案】.(每空1分)（1）双缩脲 ①②③ （2）碘液 玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少 （3）①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖 ②发芽前玉米 ③蓝色 砖红色 淀粉酶已失 活 【 解析】 本题以玉米籽粒发芽过程中有机物含量的变化为载体，主要考查了蛋白质、淀粉 和还原糖的检测等知识，意在考查考生的实验与探究能力、分析能力。考查的生物学科核心 素养为科学思维和科学探究。（1）常用双缩脲试剂检测蛋白质的存在，紫色深浅的变化可 代表蛋白质（肽类）含量的变化。检测组织中的蛋白质时，先向含有组织样液的试管内加入 双缩脲试剂A液1 mL，摇匀后再加入双缩脲试剂B液3~4滴，因此要用到试管、滴管和量 筒，不需要酒精灯加热，也不需要借助显微镜观察。（2）淀粉遇碘变蓝色，常用碘液检测 生物组织中淀粉的存在。随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小，说明玉米萌发过程中会不 断消耗胚乳中储存的淀粉，使胚乳中的淀粉逐渐减少。（3）在验证蓝色块状物变小是淀粉 酶作用的结果的实验设计中，要严格遵循对照原则、单一变量原则等。设置1号试管的主要 目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖，试管2中应加入发芽前玉米提取液。试管3 与试管4对照，预期二者的颜色变化都是蓝色→砖红色，说明发芽玉米提取液中含有淀粉酶 并催化淀粉水解成还原性糖；如果试管4没有出现砖红色沉淀，最可能的原因是淀粉酶失活。 3.（全国Ⅰ理综，12分）将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理， 该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。回 答下列问题。 （1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力 。 （2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会 ，出现这种变化的主要 原因是 。 （3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。 请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。 要求简要写出实验思路和预期结果。 【答案】.（除标明外，每空1分）(1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所 需的CO 减少（2分） (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理 2 后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。（3分） 将上述干旱处理的 ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时 间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不 认准正版，一次购买，享受免费更新 488/489变。（5分） 【解析】 本题考查植物渗透吸水、光合作用和植物激素调节等内容。（1）经干旱处理后， 植物根细胞的细胞液浓度增大，细胞液和外界溶液的浓度差增大，植物的吸水能力增强。（2） 干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO 供应不足，暗反应减弱，从而导致光合作用减弱。 2 （3）本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由 缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下 气孔开度减小是由ABA引起的。 购买正版，享受一次购买，永久免费更新。 欢迎加入高考资料分享群，享受购买资料的免费更新和后续免费精品资料。 祝备考顺利，金榜题名！ 淘宝：名校学习资料小站 微店：名校学习资料小站 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