文档文本内容
专题二 细胞的代谢与增殖
实验梳理+高分突破练
实验目录
实验01 探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验02 光合作用中相关实验
实验03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
实验04 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
实验05 孟德尔的豌豆杂交实验
实验01 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
2. 实验思路-设计实验
对比实验：两组都是实验组，两组之间相互对照。
类别
内容
实验条件
有氧与无氧条件
检测指标
产生 CO₂ 的多少、是否生成酒精
呼吸方式
两种呼吸方式及其产物
3.实验条件控制
(1)有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2 的充分供应，
又使空气先经过盛有NaOH 溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变混浊是
酵母菌有氧呼吸产生的CO2 所致。
(2)无氧条件：装置乙中B 瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B 瓶中的O2 消耗完，再连通盛有澄清石
灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2 使澄清的石灰水变混浊。
4．实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
重铬酸钾的浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊程度高/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊程度低/慢
出现灰绿色
【提醒】由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗
尽溶液中的葡萄糖。
5. 实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下产生酒精和CO2。
【补充】
1.教材实验中的“显色”归纳
物质/结构
试剂
反应条件
反应现象
染色质（体）
醋酸洋红
-
红色
甲紫溶液
-
紫色
还原糖
斐林试剂
水浴加热（50~65℃）
砖红色沉淀
支链淀粉
碘液
-
橙红色
CO ₂
溴麝香草酚蓝溶液
-
由蓝变绿再变黄
脂肪
苏丹Ⅲ染液
该试剂使用时需先加A 液，
再加B 液，且B 液不能过量
橘黄色
酒精
橙色的重铬酸钾溶液
酸性条件下
灰绿色
DNA
二苯胺
沸水浴
蓝色
物质/结构
试剂
反应条件
反应现象
直链淀粉
碘液
-
蓝黑色
蛋白质
双缩脲试剂
-
紫色
2.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。
(2)实验原理
①装置一：NaOH 溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2 的
量。
②装置二：着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2 量与吸收的O2 量的差值。
(3)实验结果及结论
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无
氧呼吸
(4)实验的注意事项和误差校正
①注意事项：若所放植物组织为绿色组织，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。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰，应将装置进行灭菌处理。
②误差校正：为使实验结果准确，防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，还应设置对照(装置
三)。对照实验中将所测定的生物材料灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。
1．（2025·浙江·高考真题）某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。
已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是（ ）
A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量
B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质
C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精
D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1
2．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。
下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
3．（2021·广东·高考真题）秸秆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）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（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CO2
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
4．（2020·全国I 卷·高考真题）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CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
实验02 光合作用中相关实验
一、绿叶中色素的提取与分离
1. 实验原理
提取原理：有机溶剂（如无水乙醇）能溶解色素
分离原理：各种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
【提醒】
①提取色素时若没有无水乙醇，也可以用体积分数为95%的乙醇加适量无水碳酸钠来代替。
②分离色素用纸层析法，在层析液中溶解度越大的色素扩散速度越快。
2. 实验步骤
3. 实验结果
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
色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
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
①色素带条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。
②叶绿素a 的含量最多，所以该色素带最宽；而胡萝卜素含量最少，所以其色素带最窄。
③胡萝卜素在层析液中溶解度最大，所以扩散最快。
【补充】1.光合色素的吸收光谱
2.探究光照强度对光合作用强度的影响
(1)实验原理：抽去圆形小叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细
胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内圆形小叶片上浮的数量越多。
(2)实验中变量分析
自变量
不同光照强度
控制自变量
调节光源与烧杯的距离进行控制
因变量
光合作用强度
检测因变量
同一时间段内叶片浮起的数量
对无关变量进行控制
叶片大小、溶液的量等保持一致
(3)实验流程：取材→排气→沉水→分组→光照→观察并记录。
(4)实验结果：在一定范围内，台灯与小烧杯的距离越近，单位时间内浮起的圆形小叶片也越多。
(5)实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也增强(单位时间内圆形小叶片中产
生的O2越多，浮起的圆形小叶片也越多)。
3.光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制
①增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色水生植物；
②减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水；
③除去容器中CO2——氢氧化钠溶液；
④除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中；
⑤除去叶中叶绿素——酒精隔水加热；
⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光；
⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光。
4.光(CO2)补偿点、饱和点的移动问题
(1)A 点：代表呼吸速率，细胞呼吸增强，A 点下移；反之，A 点上移。
(2)B 点与C 点的变化(注：只有横坐标为自变量，其他条件不变)
B 点(补偿点)
C 点(饱和点)
适当增大CO2 浓度(光照强度)
左移
右移
适当减小CO2 浓度(光照强度)
右移
左移
土壤缺Mg2＋
右移
左移
5．（2022·江苏·高考真题）下列有关实验方法的描述合理的是（ ）
A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D．用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
6．（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH 中的
和
可与
结合生成
，并伴随
ATP 的合成，如图所示。当
缺乏时，此过程中ATP 的合成减少，其原因是（ ）
A．合成ATP 的酶催化能力降低
B．膜两侧
浓度梯度增大
C．第三阶段中电子的传递受阻
D．释放的能量更多以热能形式散失
7．（2025·甘肃·高考真题）线粒体在足量可氧化底物和ADP 存在的情况下发生的呼吸称为状态3 呼吸，可
用于评估线粒体产生ATP 的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH 为可氧化底物测定离体线粒体状态3
呼吸速率，下列叙述正确的是（ ）
A．状态3 呼吸不需要氧气参与
B．状态3 呼吸的反应场所是线粒体基质
C．以葡萄糖为底物测定的状态3 呼吸速率为0
D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3 呼吸速率较大
8．（2026·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对光合作用的影响，某同学选择金鱼藻、冰块、
溶液、台灯、烧杯、氧传感器、米尺等材料和用具进行实验。下列叙述错误的是（ ）
A．可探究的环境因素有光照强度、温度、
浓度等
B．实验中可用单位时间的
释放量表示光合速率
C．将室温下的实验装置移至冰水中，光合速率持续上升
D．可通过调节台灯与烧杯之间的距离来改变光照强度
9．（2025·安徽·高考真题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）
A．用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B．调节LED 灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C．用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D．同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
10．（2024·贵州·高考真题）为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条
件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法（一束单色光通过溶液时，
溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比）分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是（ ）
A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素
B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法
C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异
D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段
11．（2023·江苏·高考真题）下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（ ）
A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D．用红色苋菜叶进行实验可得到5 条色素带，花青素位于叶绿素a、b 之间
12．（2022·北京·高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的
关系如下图。据图分析不能得出（ ）
A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
13．（2022·海南·高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片排
气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮
所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
实验03 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
1. 实验原理
选材：高等植物体内根尖、芽尖等分生区细胞有丝分裂较旺盛
染色：细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液染成深色)
时期确定：在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断细胞所处的分裂时
期
2. 实验步骤
洋葱根尖培养：待根长约5cm 时，可用于实验。
（1）取材：剪取根尖2-3mm（分生区位置）。
（2）解离：
药液：质量分数为15%的盐酸+体积分数为95%的酒精（按1:1 体积比混合）。
目的：使组织中的细胞相互分离开。
（3）漂洗：
漂洗液：清水。
目的：洗去药液，防止解离过度。
（4）染色：
染色剂：0.01g/mL 或0.02g/mL 的甲紫溶液（或醋酸洋红液）。
目的：使染色体着色，便于观察。
（5）制片：
操作：用镊子尖将根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻压。
目的：使细胞分散开来，有利于观察。
（6）观察：低倍镜观察→再高倍镜观察。
找分生区（分生区细胞特点：细胞呈正方形，排列紧密，有很强的分裂能力），然后找各分裂期细胞。
注意：观察的都是死细胞，不能看到动态变化；间期细胞数目最多。
【补充】
（1）实验注意事项
①根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
②不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体
现出细胞分裂的连续过程。
③“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象。
（2）异常原因分析
实验环节
具体因素
不同情况的影响
实验材料的选择
时间
必须在分裂旺盛的时间
部位
选取细胞分裂旺盛的部位，如根尖分生区、茎尖
解离时间
太短
压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的药液，防止解离过度而影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂
（3）酒精在生物学教材实验中的“同材异用
酒精类型
用途
体积分数为 50%的酒精
在脂肪鉴定中用于洗去浮色
体积分数为 70%的酒精
在土壤中小动物类群丰富度的研究实验中用于保存小动物
体积分数为 95%的酒精
与质量分数为 15%的盐酸 1:1 混合用于观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中的解离
体积分数为 95%的酒精
在低温诱导植物染色体数目的变化实验中用于冲洗卡诺氏液
无水乙醇
用于绿叶中色素的提取
14．（2024·浙江·高考真题）观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①~④不同时期
的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是（ ）
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行 DNA 复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数: 染色单体数: 核DNA 分子数=1:2:2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
15．（2023·湖北·高考真题）在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他
将其中的某个视野放大拍照，发给5 位同学观察细胞并计数，结果如下表（单位：个）。关于表中记录结
果的分析，下列叙述错误的是（ ）
学生
分裂间
期
分裂期
总计
前期
中
期
后期
末
期
甲
5
6
3
2
6
22
乙
5
6
3
3
5
22
丙
5
6
3
2
6
22
丁
7
6
3
2
5
23
戊
7
7
3
2
6
25
A．丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B．五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C．五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D．戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
16．（2023·浙江·高考真题）为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并
观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是（ ）
A．选用易获取且易大量生根的材料
B．选用染色体数目少易观察的材料
C．选用解离时间短分散性好的材料
D．选用分裂间期细胞占比高的材料
17．（2022·江苏·高考真题）培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。
下图为二倍体根尖细胞的照片。下列相关叙述错误的是（ ）
A．两种根尖都要用有分生区的区段进行制片
B．装片中单层细胞区比多层细胞区更易找到理想的分裂期细胞
C．在低倍镜下比高倍镜下能更快找到各种分裂期细胞
D．四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4 倍，③的2 倍
18．（2022·湖南·高考真题）洋葱根尖细胞染色体数为8 对，细胞周期约12 小时。观察洋葱根尖细胞有丝
分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．a 为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b 为分裂中期细胞，含染色体16 条，核DNA 分子32 个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA 合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
19．（2022·广东·高考真题）用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到
的视野。下列实验操作正确的是（ ）
A．根尖解离后立即用甲紫溶液染色，以防解离过度
B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
实验04 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
减数分裂过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各
个时期。
2.实验流程
(1)装片制作(同有丝分裂装片制作过程)
解离→漂洗→染色→制片。
(2)显微观察和绘图
低倍镜观察：在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂装片。识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
高倍镜观察：先在低倍镜下依次找到减数分裂I 和减数分裂Ⅱ不同时期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染
色体的形态、位置和数目
绘图：根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图
【提醒】宜选用雄性个体生殖器官的原因
①一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的数量。
②雌性动物排卵排出的仅仅是初级卵母细胞或次级卵母细胞，排出的细胞先在输卵管中发育到减数分裂Ⅱ
中期，只有在受精的过程中才能继续进行减数分裂Ⅱ，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂。
3.建立减数分裂中染色体变化的模型
（1）模拟减数分裂中染色体数目和主要行为的变化：
用两种颜色的橡皮泥制作染色体，每种颜色分别制作两条大小不同的染色体，每条染色体由两条染色
单体组成，画出中心体和纺锤体，模拟减数分裂的中期、后期、末期染色体行为的变化，注意要将同一种
颜色、长度不同的染色体放在赤道道板的一侧
（2）模拟减数分裂中非同源操作染色体的自由组合：
至少制作2 对染色体，在赤道道板的每一侧放两条不同颜色、长度不同的染色体，比较形成的子细胞
与前一比次模拟结果的差异
（3）模拟非姐妹染色单体间的互换：
假设在四分体时期发生了一次同源染色体的非姐妹染色单体之间的互换，用不同颜色的橡皮泥拼接表
示非姐妹染色单体间发生了互换，比较形成的子细胞与前面模拟结果的差异
20．（2023·天津·高考真题）甲图示百合(2n=24)一个 花粉母细胞减数分裂形成的四个子细胞，乙和丙分
别是四个子细胞形成过程中不同分裂期的中期图 像。下列叙述正确的是（ ）
A．乙和丙均是从与赤道板垂直方向观察到的细胞分裂图像B．乙中单个细胞的染色体组数是丙中单
个细胞的两倍
C．乙中单个细胞的同源染色体对数是丙中单个细胞的两倍D．基因的分离和自由组合发生于丙所示
时期的下一个时期
21．（2022·浙江·高考真题）在“减数分裂模型的制作研究”活动中，先制作4 个蓝色（2 个5cm、2 个
8cm）和4 个红色（2 个5cm，2 个8cm）的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述
错误的是（ ）
A．将2 个5cm 蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1 个已经复制的染色体
B．将4 个8cm 橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1 对同源染色体的配对
C．模拟减数分裂后期I 时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同
D．模拟减数分裂后期II 时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同
22．（2025·天津·高考真题）果蝇（2n=8）的精原细胞减数分裂过程中，染色体或DNA 数量不可能发生的
变化是（ ）
A．染色体：16→8
B．DNA：16→8
C．染色体：8→4
D．DNA：8→4
23．（2026·浙江·高考真题）减数分裂过程中，同源染色体间每发生1 次交换会形成1 个交叉。在某原始生
殖细胞中，观察到一对结构异常的同源染色体，其中一条染色体的两端分别带有来自其他非同源染色体的
片段。若这对同源染色体的非姐妹染色单体间发生1 次交换，该细胞产生的配子组合为①②③④，如图所
示。
若这对染色体的非姐妹染色单体间发生多次交换，下列叙述错误的是（ ）
A．交换2 次产生的配子组合可能是①②③④
B．交换2 次产生的配子组合可能是③③④④
C．交换3 次产生的配子组合可能是①②③④
D．交换3 次产生的配子组合不可能是①①②②
24．（2025·甘肃·高考真题）某动物（2n=4）的基因型为AaBb，有一对长染色体和一对短染色体。A/a 和
B/b 基因是独立遗传的，位于不同对的染色体上。关于该动物的细胞分裂（不考虑突变），下列叙述错误
的是（ ）
A．图①、②、③和④代表减数分裂Ⅱ后期细胞，最终形成Ab、aB、AB 和ab 四种配子
B．同源染色体分离，形成图⑤减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图①和②两种子细胞
C．非姐妹染色单体互换，形成图⑥减数分裂Ⅰ后期细胞，进而产生图③和④两种子细胞
D．图⑦代表有丝分裂后期细胞，产生的子代细胞在遗传信息上与亲代细胞保持一致
25．（2024·广西·高考真题）水稻（2N=24）是我国主要粮食作物之一，研究发现水稻S1和S2基因与花粉正
常发育相关。科研人员将野生型和双突变型（S1和S2基因突变）的花粉母细胞进行染色，观察得到如图的
减数分裂Ⅰ过程。下列说法正确的是（ ）
A．图（e）中出现明显的染色体，可知该时期是减数分裂Ⅰ后期
B．水稻的1 个花粉母细胞完成减数分裂，只产生1 个子代细胞
C．野生型水稻减数分裂Ⅰ过程，产生的子代细胞含有6 条染色体
D．S1和S2基因可通过控制同源染色体的联会，进而影响花粉发育
实验05 孟德尔的豌豆杂交实验（总结性状分离比模拟实验）
1．豌豆用作遗传实验材料的特点及优势
豌豆的特点
优势
自花传粉，闭花受粉，自然状态下一般
都是纯种
用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分
析
具有易于区分的性状且能够稳定地遗传
给后代
实验结果易于观察和分析
花较大
易于做人工杂交实验
子代个体数量较多
用数学统计方法分析结果更可靠，且偶然性小
生长快，世代周期相对较短(相对于动物)
易于进行多代实验
2.孟德尔的杂交实验操作
（1）去雄：母本除去未成熟花的全部雄蕊；目的是防止自花传粉，应在花蕾期(开花前)进行
（2）套袋：套上纸袋，防止外来花粉干扰
（3）授粉：雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄花的雌蕊柱头上
（4）再套袋：保证杂交得到的种子是人工授粉后所结
3.一对相对性状杂交实验的“假说—演绎”分析
【补充】性状分离比的模拟实验
1.实验原理
(1)甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官。
(2)甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子。
(3)用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.实验过程
(1)在甲、乙两个小桶中放入两种彩球各10 个。
(2)摇动两个小桶，使小桶内的彩球充分混合。
(3)分别从两个桶内随机抓取一个彩球，组合在一起，记下两个彩球的字母组合。
(4)将抓取的彩球放回原来的小桶内，摇匀。
(5)按步骤(3)和(4)重复做30 次以上。
3.实验结果及结论
(1)彩球组合类型及数量比为DD∶Dd∶dd≈1∶2∶1。
(2)彩球组合代表的显隐性性状分离比为显性∶隐性≈3∶1。
26．（2021·浙江·高考真题）某同学用红色豆子（代表基因B）和白色豆子（代表基因b）建立人群中某显
性遗传病的遗传模型，向甲乙两个容器均放入10 颗红色豆子和40 颗白色豆子，随机从每个容器内取出一
颗豆子放在一起并记录，再将豆子放回各自的容器中并摇匀，重复100 次。下列叙述正确的是（ ）
A．该实验模拟基因自由组合的过程
B．重复100 次实验后，Bb 组合约为16%
C．甲容器模拟的可能是该病占36%的男性群体
D．乙容器中的豆子数模拟亲代的等位基因数
27．（2023·海南·高考真题）某作物的雄性育性与细胞质基因（P、H）和细胞核基因（D、d）相关。现有
该作物的4 个纯合品种：①（P）dd（雄性不育）、②（H）dd（雄性可育）、③（H）DD（雄性可育）、
④（P）DD（雄性可育），科研人员利用上述品种进行杂交实验，成功获得生产上可利用的杂交种。下列
有关叙述错误的是（ ）
A．①和②杂交，产生的后代雄性不育
B．②③④自交后代均为雄性可育，且基因型不变
C．①和③杂交获得生产上可利用的杂交种，其自交后代出现性状分离，故需年年制种
D．①和③杂交后代作父本，②和③杂交后代作母本，二者杂交后代雄性可育和不育的比例为3 1∶
28．（2022·浙江·高考真题）番茄的紫茎对绿茎为完全显性。欲判断一株紫茎番茄是否为纯合子，下列方
法不可行的是（ ）
A．让该紫茎番茄自交
B．与绿茎番茄杂交
C．与纯合紫茎番茄杂交
D．与杂
合紫茎番茄杂交
29．（2022·浙江·高考真题）孟德尔杂交试验成功的重要因素之一是选择了严格自花受粉的豌豆作为材料。
自然条件下豌豆大多数是纯合子，主要原因是（ ）
A．杂合子豌豆的繁殖能力低
B．豌豆的基因突变具有可逆性
C．豌豆的性状大多数是隐性性状
D．豌豆连续自交，杂合子比例逐渐减小
30．（2025·甘肃·高考真题）某种牛常染色体上的一对等位基因H（无角）对h（有角）完全显性。体表斑
块颜色由另一对独立的常染色体基因（M 褐色/m 红色）控制，杂合态时公牛呈现褐斑，母牛呈现红斑。
在下图的杂交实验中，亲本公牛的基因型是（ ）
A．HhMm
B．HHMm
C．HhMM
D．HHMM
31．（2025·湖北·高考真题）某学生重复孟德尔豌豆杂交实验，取一粒黄色圆粒F₁ 种子（YyRr），培养成
植株，成熟后随机取4 个豆荚，所得32 粒豌豆种子表型计数结果如表所示。下列叙述最合理的是（ ）
性状
黄色
绿色
圆粒
皱粒
个数（粒）
25
7
20
12
A．32 粒种子中有18 粒黄色圆粒种子，2 粒绿色皱粒种子
B．实验结果说明含R 基因配子的活力低于含r 基因的配子
C．不同批次随机摘取4 个豆荚，所得种子的表型比会有差别
D．该实验豌豆种子的圆粒与皱粒表型比支持孟德尔分离定律
高分突破练
1．（2025·甘肃·一模）某运动营养实验室研发了一种新型补剂X,其核心成分可通过影响线粒体功能来调节
细胞呼吸。为研究补剂X 的作用，研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组，在有氧条件下检测细胞
呼吸的相关指标，结果如图所示。下列叙述或推测合理的是（ ）
A．补剂X 通过抑制有氧呼吸第一阶段，减少丙酮酸生成
B．实验组CO2释放量升高，说明补剂X 促进无氧呼吸第二阶段
C．实验组酶乙活性升高，可加速有氧呼吸第三阶段的ATP 生成
D．若将实验条件改为无氧，两组细胞产生的乳酸量会有显著差异
2．（2026·山东临沂·一模）氧化型辅酶I（NAD+）在细胞质基质中合成，不能以自由扩散的方式通过线粒
体内膜，线粒体内膜上由核基因编码的SLC25A51 蛋白能转运NAD+进入线粒体。下列说法错误的是
（ ）
A．若细胞进行无氧呼吸，丙酮酸转化成乳酸的过程中NAD+/NADH 比值升高
B．抑制SLC25A51 蛋白的功能，会导致线粒体内NAD+含量不足，细胞耗氧量下降
C．SLC25A51 蛋白的合成、加工和运输过程需要核糖体、内质网和高尔基体的参与
D．真核生物有氧呼吸过程中，NAD+转化为NADH 的场所是细胞质基质、线粒体基质
3．（2026·浙江·二模）某研究小组为探究酵母菌的呼吸方式，利用下图所示装置进行实验，并检测了培养
液中的酒精含量。两组装置在相同且适宜的温度下培养相同时间后，得到如下表所示结果。
组别
石灰水浑浊程度
培养液酒精检测
甲组
明显浑浊
未检测到酒精
乙组
轻微浑浊
检测到酒精
下列相关分析错误的是（ ）
A．本实验的自变量是氧气的有无，因变量是CO2的产生量和酒精的有无
B．甲组石灰水更浑浊，说明有氧呼吸比无氧呼吸产生CO2的总量更多
C．乙组检测到酒精，说明酵母菌在无氧条件下可将葡萄糖分解为酒精
D．若将石灰水换为溴麝香草酚蓝溶液，乙组由蓝变绿再变黄的速度比甲快
4．（2026·河北·一模）叶绿体膜上存在着同时转运ATP、ADP 和Pi 的载体蛋白NTT，三者的浓度梯度均是
驱动NTT 转运物质的必要条件。在黑暗条件下，NTT 可以将ATP 从细胞质基质转运到叶绿体基质，同时将
ADP 和Pi 进行反向转运。下列叙述正确的是（ ）
A．NTT 转运物质时需与ATP、ADP、Pi 同时结合，才能触发自身构象改变
B．光照充足的条件下，NTT 转运物质的效率可能会下降
C．黑暗条件下，细胞质基质中供给叶绿体的ATP 仅来自线粒体的有氧呼吸
D．黑暗条件下，NTT 转运ATP 的方式为协助扩散，转运ADP 和Pi 的方式为主动运输
5．（2026·江苏镇江·一模）钾离子是调控大多数陆生植物气孔开放的核心离子。图示保卫细胞膜上的相关
过程，下列叙述错误的是（ ）
A．光被受体接收后会激活膜上H+泵增大外正内负的局部跨膜电位差
B．电位差驱动K+以协助扩散方式进入细胞以利于细胞吸水，气孔打开
C．打开气孔有利于叶肉细胞获得充足的CO2，提高植物的光合作用强度
D．当光照强度处于植物光补偿点时，叶肉细胞的光合作用大于呼吸作用
6．（25-26 高三上·山东临沂·期末）希尔反应的测定方法通常是在离体叶绿体的悬浮液中加入DCIP（氧化
剂）、蔗糖等，在光照下可以释放氧气，溶液中的DCIP 被还原，颜色由蓝色变成无色。实验中常用希尔反
应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。用不同浓度的某除草剂分别处理杂草品种甲和品种乙的离体
叶绿体并进行希尔反应，实验结果如表。下列叙述错误的是（ ）
除草剂相对浓度/%
0
5
10
15
20
25
30
品种甲放氧速率相对
值
5.0
3.7
2.2
1.0
0
0
0
品种乙放氧速率相对
值
5.0
4.4
3.7
3.0
2.2
1.6
1.0
A．希尔反应发生在离体叶绿体的类囊体薄膜上
B．蔗糖的作用是为反应提供能量并维持渗透压
C．杂草品种甲对该除草剂的敏感程度大于品种乙
D．实验中品种乙的反应蓝色随着除草剂浓度增加而增加
7．（2026·湖北·一模）下列图1 表示利用大豆幼苗的绿叶进行色素提取和分离实验的结果，图2 表示温室
中该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线。据图分析正确的是（ ）
A．图1 中丁为胡萝卜素，其在层析液中溶解度最低
B．图2 中B 点光合作用合成的有机物量和呼吸作用消耗的有机物量相当
C．温室栽培该大豆时，温度控制在20℃比25℃更有利于获得最大经济效益
D．此幼苗光合作用相关酶的最适温度为20℃
8．（2026·吉林白山·一模）进行有丝分裂的细胞在不同时期都会有多种细胞器的参与。下表中对应不合理
的是（ ）
选项
细胞器
作用时期
生理作用
A
核糖体
主要为间期
合成相关蛋白质
B
中心体
前期
与纺锤体的形成有关
C
线粒体
整个细胞周期
提供能量
D
高尔基体
后期
与赤道板的形成有关
A．A
B．B
C．C
D．D
9．（2025·广东广州·模拟预测）肿瘤细胞有丝分裂过程中细胞内柠檬酸水平升高，高水平的柠檬酸能与细
胞呼吸过程中的关键酶PFKM 结合，进而调控有丝分裂进程，相关实验结果如下。下列分析不合理的是（
）
组
别
处理
有丝分裂持续时间/min
细胞内ATP 水平/相对值
1
对照组（正常培养）
45.2
1.00
2
添加外源柠檬酸
29.8
1.05
3
下调PFKM 基因的表达
68.7
0.95
4
添加外源柠檬酸+下调PFKM 基因的表达
66.3
0.98
A．添加外源柠檬酸可促进细胞呼吸和加速细胞分裂
B．PFKM 是柠檬酸缩短有丝分裂持续时间的关键介质
C．细胞内ATP 水平直接决定有丝分裂持续时间
D．抑制PFKM 基因的表达可作为肿瘤治疗的新思路
10．（2025·河北·一模）在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，下列相关操作或结果分析正
确的是（ ）
A．将植物根尖放入卡诺氏液中浸泡能使组织细胞相互分离
B．漂洗的作用是洗去解离液，防止解离过度
C．用显微镜观察时，视野中大多数细胞处于分裂期
D．可观察到某时期的细胞中每条染色体都排列在赤道板结构上
11．（2026·河南鹤壁·一模）细胞周期中各时期的转换依赖各种细胞周期蛋白的调控（如表所示），这些
周期蛋白发挥作用的先后顺序是（ ）
细胞周期蛋
白
主要功能
K4
促进纺锤丝与着丝粒相连接，使着丝粒排在细胞中央
K3
激活DNA 复制相关酶（如DNA 聚合酶）
K2
维持DNA 复制的稳定性，防止中途终止
K1
促进染色质凝缩、核膜解体
A．K3→K1→K2→K4
B．K2→K3→K4→K1
C．K2→K4→K3→K1
D．K3→K2→K1→K4
12．（2026·陕西·三模）若某动物（2n=4）的基因型为AaXBXb。在细胞分裂过程中，细胞内染色体组的数
目变化如图甲所示，图乙为细胞分裂过程中某时期的图像。不考虑变异，下列叙述错误的是（ ）
A．图乙细胞所处的分裂时期位于图甲中的②时期
B．图乙中移向细胞两极的基因均为A、a、B、b
C．④时期细胞中发生基因A/a 与B/b 的自由组合
D．②与⑤时期细胞内染色体组数加倍的原因相同
13．（2026·河北·一模）通过用绿色荧光蛋白（GFP）标记裂殖酵母1 号染色体着丝粒区域的imr 序列
（imr1 L-GFP），并仅在杂合子的一条同源染色体上标记。下列关于减数分裂时GFP 信号的叙述，错误的
是（ ）
A．联会时期一个荧光点
B．减数分裂Ⅰ中期赤道板附近一个荧光点
C．减数分裂Ⅰ后期一个荧光点移向一极
D．减数分裂Ⅰ末期结束形成的2 个子细胞中均可观察到一个荧光点
14．（2026·贵州黔东南·三模）为解决人类卵巢早衰、生精障碍引发的不孕不育，研究者将皮肤细胞改造
为能和精子受精的“类卵细胞”，如图所示（仅显示了其中3 对同源染色体）。去核卵母细胞质里残留的
物质可使G1期皮肤细胞或成纤维细胞跳过DNA 复制阶段，直接进入分裂状态，获得“类卵细胞”。下列
叙述正确的是（ ）
A．图中“？期”代表减数分裂Ⅰ中期，因存在同源染色体，排列在赤道板上
B．“类卵细胞”在形成过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合
C．异常“类卵细胞”形成原因可能有同源染色体未联会，纺锤体形成受抑制
D．正常“类卵细胞”形成过程中，细胞核DNA 的数量变化是46→92→46→23
15．（2025·山西临汾·二模）为体验孟德尔遗传定律，某生物兴趣小组进行了“性状分离比的模拟实验”，
如图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
A．甲、乙小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙桶内小球分别代表雌、雄配子
B．如实验条件有限，可用相同数量的绿豆和黄豆代替不同小球完成模拟实验
C．向两小桶内分别添加等量的代表另一对等位基因的小球可模拟自由组合现象
D．可用两小桶中不同小球的随机组合模拟生物体内基因重组的过程
16．（2024·山西吕梁·二模）某同学用卡片模拟杂交实验，表示亲本的卡片在信封中的放置情况如图，其
中信封4 中Y 的数量待定，每次抓取卡片并记录后，将卡片放回原信封，重复100 次。已知A、a 位于常染
色体上，群体中A 的基因频率为0.8；B、b 位于X 染色体的非同源区段，群体中XB的基因频率为0.6。群体
中无配子致死和基因型个体致死现象。下列叙述错误的是（ ）
A．信封4 可模拟雄性生殖器官，图中Y 的卡片数量与信封3 中X 的卡片数量相同
B．随机从信封3、4 中各取1 张卡片组合在一起，所得结果中纯合子女性的概率为0.26
C．随机从信封1、2 中各取1 张卡片组合在一起，模拟Aa 个体随机交配产生子代
D．随机从信封1、4 中各取1 张卡片组合在一起，不能用来模拟雌雄配子的随机结合
17．（2025·四川资阳·一模）假说—演绎法是科学研究中常用的方法，包括“观察实验现象、提出问题、
作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论”等环节。孟德尔利用该方法发现了两个遗传规律。下列关于
孟德尔豌豆杂交实验和假说演绎法的叙述，正确的是（ ）
A．豌豆为自花传粉、闭花授粉植物，杂交时应在父本花粉未成熟时进行人工去雄
B．孟德尔所作假设的内容之一是亲本产生了数量相等的雌雄两种配子
C．孟德尔作出的“演绎推理”是设计F1与隐性纯合子杂交，预测出后代的表型及比例
D．孟德尔先研究遗传因子的行为变化，再提出了遗传因子的分离和自由组合规律
18．（25-26 高三上·云南楚雄·月考）某课题研究小组以豌豆为实验材料，重复了孟德尔的一对相对性状的
遗传实验。他们用一株纯合高茎豌豆作父本，与另一株纯合矮茎豌豆作母本进行杂交实验，实验过程无任
何错误操作，但F2出现了高茎：矮茎=2：1 的非正常分离比，下列原因分析中相关度最小的是（ ）
A．显性基因纯合致死
B．后代的样本数量不够多
C．F1产生两种基因型配子的比例不同
D．后代的杂合子存活率低
