高考总复习模拟必刷题-生物_初高中资料库_高中资料库（转存避免链接过期失效）_高中生物

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高考生物模拟必刷题题库
目录
第1 讲
走近细胞及细胞的分子组成................................................................................ 3
第2 讲
细胞的结构和功能.................................................................................................9
第3 讲
物质出入细胞的方式...........................................................................................16
第4 讲
酶与ATP.............................................................................................................. 24
第5 讲
细胞呼吸...............................................................................................................31
第6 讲
光合作用...............................................................................................................39
第7 讲
细胞的增殖...........................................................................................................48
第8 讲
细胞的分化、衰老、凋亡和癌变...................................................................... 55
第9 讲
遗传的细胞基础...................................................................................................63
第10 讲
遗传的分子基础.................................................................................................72
第11 讲
基因的分离定律.................................................................................................79
第12 讲
基因的自由组合定律.........................................................................................86
第13 讲
伴性遗传与遗传病.............................................................................................93
第14 讲
基因突变、基因重组及染色体变异.............................................................. 101
第15 讲
变异在育种中的应用.......................................................................................109
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第16 讲
生物进化...........................................................................................................117
第17 讲
内环境的稳态与调节.......................................................................................124
第18 讲
人和高等动物的神经调节.............................................................................. 130
第19 讲
人和高等动物的体液调节.............................................................................. 137
第20 讲
免疫调节...........................................................................................................145
第21 讲
植物激素调节...................................................................................................152
第22 讲
种群与群落.......................................................................................................160
第23 讲
生态系统的结构、能量流动与物质循环......................................................167
第24 讲
生态系统的信息传递、稳定性及保护.......................................................... 174
第25 讲
实验与探究.......................................................................................................180
第26 讲
传统发酵技术的应用.......................................................................................187
第28 讲
生物技术在其他方面的应用.......................................................................... 198
第29 讲
基因工程...........................................................................................................204
第30 讲
细胞工程...........................................................................................................207
第31 讲
胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题与生态工程..............................211
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第1 讲
走近细胞及细胞的分子组成
1.登革热是由登革热病毒引起、伊蚊传播的一种急性传染病。人感染后临床特征为起病急骤、高热,全身肌肉、骨
髓及关节痛,极度疲乏,部分患者可有皮疹、出血倾向和淋巴结肿大等症状。以下有关该病原体的叙述,错误
．．的是
(
)。
A.其生命活动的完成离不开细胞
B.其化学元素组成一定有C、H、O、N、P
C.其增殖过程必须在细胞内完成
D.其细胞内一定同时含有DNA 和RNA
【解析】登革热病毒由蛋白质和核酸组成,其化学元素组成一定有C、H、O、N、P,生命活动的完成离不开细胞,
其增殖过程必须在细胞内完成,A、B、C 正确;病毒没有细胞结构,只含有一种核酸,D 错误。
2.下列关于细胞学说的叙述,正确的是(
)。
A.细胞分为原核细胞与真核细胞
B.建立者主要是虎克
C.一切生物都由细胞组成
D.是多位科学家在探索中开拓、继承、修正和发展而建立的
【解析】细胞学说主要由施莱登与施旺建立,未涉及原核细胞与真核细胞的分类,也未涉及非细胞形态的病毒,A、
B、C 错误。
3.(2019·陕西模拟)下列有关细胞结构的叙述,正确的是(
)。
A.生物圈中的所有细胞生物都含磷元素
B.线粒体内的酶与糖类的合成和氧化分解均有关
C.光学显微镜下可观察到生物组织细胞中的核孔结构
D.分泌蛋白的运输与细胞膜内侧糖蛋白的识别功能有关
【解析】所有细胞都含有细胞膜,都含磷元素,A 正确;线粒体内的酶与糖类的合成无关,与丙酮酸的分解有关,B 错
误;光学显微镜放大倍数小,故不能观察到核孔结构,电子显微镜可以观察到,C 错误;糖蛋白分布于细胞膜外侧,具有识
别作用,D 错误。
4.(2019·江西模拟)用光学显微镜观察生物的细胞与组织,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.观察向日葵叶片的保卫细胞时,若将玻片标本向右移动,则视野中保卫细胞向左移动
B.若载玻片上有d 字母,则视野中呈现p 字母
C.用10 倍物镜观察水绵玻片时,玻片与物镜的距离为0.5 cm,若改用30 倍物镜观察时,则玻片与物镜的距离应调整在
1.5 cm 左右
D.视野中观察到眼虫游向右上方,则应将玻片向右上方移动以便追踪
【解析】显微镜下看到的是倒像,观察向日葵叶片的保卫细胞时,若将玻片标本向右移动,则实际上保卫细胞向左
移动,A 正确;显微镜下看到的是倒像,载玻片上有d 字母,则视野下呈现p 字母,B 正确;用10 倍物镜观察水绵玻片时,玻
片与物镜的距离为0.5 cm,若改用30 倍物镜观察时,则玻片与物镜的距离应小于0.5 cm,C 错误;视野中观察到眼虫游
向右上方,实际上眼虫在视野的左下方,则应将玻片向右上方移动以便追踪观察,D 正确。
5.(2019·西安质检)下列关于水与生命活动的说法,错误
．．的是(
)。
A.细胞发生癌变,其自由水含量较正常细胞的低
B.正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降
C.在线粒体和核糖体中进行的化学反应都有水生成
D.自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化
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【解析】细胞癌变后代谢增强,自由水含量较正常细胞高,A 错误;种子萌发,代谢增强,结合水与自由水的比值下
降,B 正确;线粒体中可进行有氧呼吸第二、三阶段,第三阶段生成水,核糖体合成蛋白质,生成水,C 正确;在温度变化的
情况下,自由水和结合水可相互转化,D 正确。
6.下列与生物体内氨基酸有关的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基
B.必需氨基酸是指生物体内不能合成,只能从外界摄取的氨基酸
C.分子式为C13H16O3N3的化合物一定不是多肽链
D.含有氨基和羧基的化合物不一定能构成生物体的蛋白质
【解析】必需氨基酸是指人体内不能合成,只能从外界摄取的氨基酸,B 错误;多肽链至少含有3 个以上氨基酸,2
个肽键,4 个氧原子,C 正确;组成蛋白质的氨基酸为α氨基酸,D 正确。
7.糖类的元素组成和种类如下图所示,相关叙述正确的是(
)。
A.糖类的共同特征之一是有甜味
B.由①→②、③过程均有水产生
C.①②与斐林试剂在水浴加热条件下均产生砖红色沉淀
D.④可代表肌糖原,生物体供能不足时能直接水解成葡萄糖
【解析】糖不一定有甜味,A 错误;由①→②、③过程为聚合反应,均有水产生,B 正确;①②并非均为还原糖,与斐林
试剂在水浴加热条件下不一定产生砖红色沉淀,C 错误;④可代表肌糖原,不能直接水解成葡萄糖,D 错误。
8.下图为核酸的单体核苷酸的组成示意图,下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.若b 为原核生物的遗传物质的单体,则m 一定不可能为碱基U
B.若b 为组成SARS 病毒的遗传物质的单体,则2 处不含氧,m 不含T
C.在细胞生物体内,b 有8 种,m 有5 种
D.核酸中的N 元素一定在m 中
【解析】SARS 病毒的遗传物质为RNA,若b 为组成SARS 病毒的单体,则2 处含氧,B 错误。
9.下列叙述错误
．．的是(
)。
A.生物遗传信息的携带者是核酸
B.植物缺少N、Mg
2+时会出现失绿变黄现象
C.血钙过高会导致神经肌肉兴奋性升高,神经肌肉的应激性增强
D.活细胞中的化合物的含量和比例处于不断变化中
【解析】核酸是生物遗传信息的携带者,A 正确;植物缺少N、Mg
2+时影响叶绿素(含C、H、O、N、Mg 等元素)的合
成,会出现失绿变黄现象,B 正确;血钙过低会导致神经肌肉兴奋性升高, C 错误;活细胞中的化合物的含量和比例处于
不断变化中,D 正确。
10.(2019·陕西质检)关于细胞染色技术,下列说法正确的是(
)。
A.用台盼蓝给细胞染色,若细胞被染上色则说明细胞处于生活状态
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B.甲基绿吡罗红染液、龙胆紫溶液、醋酸洋红染液都能将染色体染成深色
C.采用健那绿对人口腔上皮细胞进行染色需要提前进行8% HCl 水解和蒸馏水漂洗的过程
D.苏丹Ⅲ为脂溶性物质,很容易穿过生物膜,不需要水解过程即可进入细胞
【解析】用台盼蓝给细胞染色,若细胞被染上色则说明细胞已经死亡,A 错误;龙胆紫溶液、醋酸洋红染液都为碱
性染料,能将染色体染成深色,而甲基绿吡罗红染液是用来对DNA 和RNA 进行染色区分的,B 错误;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,采用健那绿对人口腔上皮细胞进行
染色不需要进行8% HCl 水解和蒸馏水漂洗的过程,C 错误;苏丹Ⅲ为脂溶性物质,很容易穿过生物膜,不需要水解过程
即可进入细胞,D 正确。
11.实验材料的选择及实验方法的正确与否,直接关系到实验的成败。下列相关叙述正确的是(
)。
A.用洋葱鳞片叶紫色外表皮观察DNA 与RNA 的分布:水解→冲洗→染色→制片→观察
B.用花生子叶鉴定脂肪:制取组织样液→苏丹Ⅲ→用显微镜观察
C.用鸡蛋鉴定蛋白质:将蛋黄制成匀浆稀释液→加入1 mL 双缩脲试剂A 液摇匀→滴加4 滴双缩脲试剂B 液再摇匀→
直接观察
D.用梨鉴定还原糖:制备样液→加入等量混合的斐林试剂甲和乙→60 ℃水浴加热→观察
【解析】洋葱鳞片叶紫色外表皮有颜色,不适合用来观察DNA 与RNA 的分布,A 错误;用花生子叶鉴定脂肪:制取组
织样液→苏丹Ⅲ→可以直接观察,不需要用显微镜观察,B 错误;用鸡蛋鉴定蛋白质:将蛋清制成匀浆稀释液→加入1 mL
双缩脲试剂A 液摇匀→滴加4 滴双缩脲试剂B 液再摇匀→直接观察,C 错误。
12.(2019·江苏调研)绿色荧光蛋白简称GFP,最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白。其相关数据如
下图所示,下列有关叙述正确的是(
)。
A.据图可推测该蛋白质含有2 条肽链,R 基上的氨基有15 个
B.该肽链水解时,水中氢的去向是形成氨基
C.控制该蛋白质合成的mRNA 中至少含有378 个密码子
D.GFP 是由核糖体合成,经内质网加工并由高尔基体分泌的
【解析】羧基数=肽链数+R 基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数;氨基数=肽链数+R 基上的氨基数=各
氨基酸中氨基的总数-肽键数。由于该蛋白质中羧基数=17,R 基上的羧基数=15,推测该蛋白质含有2 条肽链,则R 基上
的氨基有15 个,A 正确;该肽链水解时,水中氢的去向是形成氨基和羧基,B 错误;在不考虑非编码区、终止密码子等条
件下,转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数∶mRNA 碱基数∶多肽链氨基酸数(或密码子数)=6∶3∶1,控制该蛋白质合成
的mRNA 中至少含有126 个密码子,C 错误;GFP 是结构蛋白,一般不需要由高尔基体分泌,D 错误。
13.(2019·河北质检)结合下列曲线,分析有关无机物在生物体内含量的说法,错误
．．的是(
)。
A.曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
B.曲线②可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值的变化
C.曲线③可表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化
D.曲线①可表示人从幼年到成年体内相对含水量的变化
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【解析】随年龄的增长,人体内含水量下降,自由水与结合水的比值逐渐降低,与曲线①相符,A 正确;细胞由休眠转
入旺盛代谢过程中,自由水与结合水比值逐渐增大,可用曲线②表示,B 正确;玉米种子被烘干的过程中,所含水分越来
越少,其内的无机盐相对含量逐渐增加,最后达到一个恒定值,与曲线③不符,C 错误;人体衰老的特征之一就是水的含
量减少,从幼年到成年,人体内相对含水量逐渐降低,可用曲线①表示,D 正确。
14.癌细胞具有不死性,代谢异常旺盛,其各种化合物的含量如图甲所示(X、Y、Z 为三类含量较多的化合物),细胞中部
分元素的含量如图乙所示,下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.Y 一定有而X 一定没有的元素是b、d ,Y 一定有而Z 不一定有的元素是d
B.若将癌细胞进行脱水处理,则细胞中b 的含量比a 多,d 的含量比c 多
C.图乙中含量最多的元素是氧元素,这与细胞中X 的含量最多有关
D.Y 化合物具有多样性,与氨基酸的种类、数量、排列顺序及空间结构的多样性有关
【解析】根据必修1 教材P17 细胞中主要化合物的含量表可知,水>蛋白质>脂质>糖类、核酸,图甲中X 为水,Y 为
蛋白质,Z 为脂质;根据必修1 教材P17 人体细胞中主要元素所占百分比的图可知,a、b、c、d 分别为O、C、H、N;Y(蛋
白质)一定有O、C、H、N,而X(水)一定没有的元素是b(C)和d(N), Z 中的脂肪不含的元素是d (N),A 正确;若将癌细胞进
行脱水处理,则细胞中b 的含量比a 多,d 的含量比c 多,B 正确;图乙中含量最多的元素是氧元素,这与细胞中X(水)的含
量最多有关,C 正确;Y 化合物具有多样性,与氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链盘曲、折叠形成的空间结构多样
性有关,D 错误。
15.病理性蛋白尿分肾小球性蛋白尿、肾小管性蛋白尿、溢出性蛋白尿三种情况,可用加热法来检验;将尿液加热到
40 ℃时混浊,60 ℃时变性凝固;下图为检测过程中的部分变化示意图,下列有关叙述正确的是(
)。
A.除加热外,加入酸、碱、盐均能使天然蛋白发生如图所示的变化而失去生物活性
B.若将尿液煮沸出现白色混浊,加适量醋酸后混浊不消失,反而呈絮状沉淀或凝块,则尿蛋白定性试验为阳性
C.与天然蛋白相比,变性蛋白肽链充分伸展,肽键数减少
D.变性后的蛋白质不能与双缩脲试剂产生紫色反应
【解析】盐析不会使蛋白发生如图所示的变化而失去生物活性,A 错误;若将尿液煮沸出现白色混浊,加适量醋酸
后混浊不消失,反而呈絮状沉淀或凝块,则尿蛋白定性试验为阳性,B 正确;与天然蛋白相比,变性蛋白肽链充分伸展,肽
键数一般不会减少,C 错误;变性后的蛋白质能与双缩脲试剂产生紫色反应,D 错误。
16.油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示。请据图回答下列问题:
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(1)取图中第35 d 时的种子进行处理,将获取的提取液均分为三份(甲、乙、丙),甲中加入斐林试剂并水浴加热,乙中加
入碘液,丙中加入苏丹Ⅳ染液,能发生颜色反应的是
,产生的具体颜色变化
为
。
(2)图中三种物质的元素组成都是
。油菜种子成熟过程中脂肪增加较多,但小麦种子成熟过程中淀粉增
加较多,不同种子中明显增多的物质种类不同,其直接原因是
;根本原因是不同种子所含
的基因不同,该实例说明基因可以通过
,进而控制生物的性状。
【解析】(1)据题图可知,第35 d 时油菜种子中含有脂肪和可溶性糖,但淀粉已经消失,所以乙中鉴定淀粉的实验
组中没有颜色反应。甲中加入斐林试剂,水浴加热条件下会产生砖红色沉淀;丙中加入苏丹Ⅳ染液,与脂肪发生红色反
应。(2)糖类和脂肪的元素组成相同,都是C、H、O 三种。不同种子在成熟过程中含量明显增加的物质种类不同,是由
于物质合成过程中需要的酶的种类和数量不同,而酶是在基因控制下合成的,所以根本原因是基因中的遗传信息不同,
这也体现了基因控制生物性状的方式之一:基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状。
【答案】(1)甲和丙
甲产生砖红色沉淀,丙显红色
(2)C、H、O
种子中含有的相关酶的种类和数量不同
控制酶的合成来控制代谢过程
17.下图甲、乙分别表示生物体内生物大分子的部分结构模式图,据图回答:
(1)甲图中的三种物质都是由许多
连接而成的。其中属于植物细胞中的储能物质的是
;存在于动物
肝脏细胞中并能调节血糖的是
;这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是
,这种物质参与
植物细胞中
的构成。
(2)乙图所示化合物的基本组成单位可用图中字母
表示,各基本单位之间是通过
(填“①”“②”
或“③”)连接起来的。
(3)若b 中的含氮碱基为T,则b 的名称为
;由b 形成的多聚体能储存大量的遗传
信息,原因是
。
【解析】(1)甲图中的多糖都是由许多葡萄糖连接而成的。植物细胞中淀粉是储能物质,动物细胞中糖原是储能
物质,其中肝糖原存在于动物肝脏细胞中,并参与血糖的调节。纤维素作为构成植物细胞壁的结构物质,不参与供能。
(2)乙图表示核酸片段,其基本单位是核苷酸,每个核苷酸包括1 分子磷酸、1 分子含氮碱基和1 分子五碳糖,因此b 表
示1 个核苷酸。(3)碱基T 仅存在于DNA 分子中,DNA 分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
【答案】(1)葡萄糖
淀粉
(肝)糖原
纤维素
细胞壁
(2)b
②
(3)胸腺嘧啶脱氧核苷酸
脱氧核苷酸的排
列顺序是多样的
18.下图1 为糖类的概念图。图2 是某种需要能量的蛋白质的降解过程,一种被称为泛素的多肽在该过程中起重要作
用。泛素激活酶E1将泛素分子激活,然后由E1将泛素交给泛素结合酶E2,最后在泛素连接酶E3的指引下将泛素转移到
靶蛋白上。这一过程不断重复,靶蛋白就被绑上一批泛素分子。被泛素标记的靶蛋白很快就送往细胞内一种被称为
蛋白酶体的结构中进行降解。请分析回答:
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(1)如果单糖A 经缩合反应形成的物质③可作为动物细胞中重要的储能物质,则物质③是
。
(2)如果单糖A 与磷酸和碱基结合形成物质②,其中碱基是尿嘧啶,则形成的物质②是
,它是构成
(中文名)的基本单位。
(3)蛋白质在生物体内具有多种重要功能,根据图2 材料可推测出蛋白质的一项具体功能是
。
(4)细胞内E1、E2、E3在蛋白质降解过程中所起的作用不同,从氨基酸水平上分析,其原因
是
。
【解析】(1)糖原是由葡萄糖经脱水缩合形成的多聚体,是动物细胞中重要的储能物质。(2)单糖A 与磷酸和碱基
结合形成的物质是核苷酸,如果碱基是尿嘧啶,则物质②是尿嘧啶核糖核苷酸;核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单
位。(3)根据图2 材料可推测出的蛋白质的具体功能有运输和催化。(4)蛋白质功能多样性是由蛋白质结构多样性决定
的,蛋白质结构多样性从氨基酸水平上分析是由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同决定的。
【答案】(1)糖原
(2)尿嘧啶核糖核苷酸
核糖核酸
(3)运输(或催化)
(4)组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
19.华北某地区苹果树经常出现小叶病,有人认为这是土壤中缺锌引起的,也有人认为这是土壤中缺镁引起的。现有如
下材料,请你完成下列实验,探究上面的猜测哪个正确。
材料用具:三十株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
实验原理:任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用,一旦缺乏,就会表现出相应的症状。根据完全培养液和相应
缺锌、缺镁的培养液对苹果树生长发育影响的比较,判断小叶病的病因。
方法步骤:
(1)首先配制完全培养液、相应的缺锌培养液和
培养液,分别放入三个培养缸中并编号为A、B、C。
(2)
,分别栽培在上述三个培养缸中。
(3)放在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察幼苗的生长发育状况。
结果预测和分析:
A 缸内的苹果幼苗正常生长。
①若B 缸内的苹果幼苗表现出小叶病,且在B 缸内
后该症状消失,而C 缸中的没有表现出小叶病,则
说明
。
②若
,且在C 缸内
后该症状消失,而B 缸中没有出现小叶病,则说明
苹果树小叶病是由缺镁引起的。
③若
,且
后该
症状消失,则说明苹果树小叶病既与缺镁有关,又与缺锌有关。
④若
,则说明苹果树小叶病与缺镁、缺锌都无关。
【解析】由分析可知,该实验的自变量是完全培养液、缺镁培养液、缺锌培养液,因此实验分为三组,三组实验的
培养液分别是完全培养液、相应的缺锌培养液和缺镁培养液,并分别编号A、B、C。将三十株长势相同的苹果幼苗均
分为三组,分别栽培在A、B、C 培养缸中。放在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察幼苗的生长发育状况。如果
苹果树小叶病是由缺锌引起的,则B 缸内苹果幼苗表现出小叶病,而C 缸中的没有表现出小叶病;如果苹果树小叶病是
由缺镁引起的,则C 缸内苹果幼苗表现出小叶病,而B 缸中的没有表现出小叶病;如果苹果树小叶病既与缺镁有关,又与
缺锌有关,则B、C 两缸内苹果幼苗都表现出小叶病;如果苹果树小叶病与缺镁、缺锌都无关,则B、C 两缸内苹果幼苗
都不表现出小叶病。
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【答案】方法步骤:(1)缺镁
(2)将三十株长势相同的苹果幼苗均分为三组
结果预测和分析:①加入适量的锌
苹果树小叶病是由缺锌引起的
②C 缸内苹果幼苗表现出小叶病
加入适量的镁
③B、C 两缸内苹果幼苗都表现出
小叶病
在B 缸和C 缸中分别加入适量的锌和镁
④B、C 两缸内苹果幼苗都不表现出小叶病
第2 讲
细胞的结构和功能
1.(2019·江苏联考)下列有关生物膜的叙述,错误
．．的是(
)。
A.硅肺致病的原因与肺部吞噬细胞溶酶体膜被硅尘破坏有关
B.功能越复杂的细胞膜,氨基酸的种类和数量越多
C.内质网膜与线粒体膜在组成成分上相似
D.提取人成熟红细胞的磷脂分子,在空气—水界面上展开的面积约等于该细胞表面积的两倍
【解析】当肺部吸入硅尘后,硅尘被吞噬细胞吞噬,吞噬细胞内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,使肺部细胞死亡,最终损伤肺功能,A 正确;功能越复杂的细胞膜,蛋白质
的种类和数量越多,B 错误;内质网膜与线粒体膜的组成成分都主要是磷脂和蛋白质,C 正确;人的成熟红细胞没有细胞
核和细胞器,因此提取的人成熟红细胞的磷脂分子在空气—水界面上展开的面积约等于该细胞表面积的两倍,D 正确。
2.(2019·北京模拟)细胞各结构中的蛋白质都是(
)。
A.由核基因编码
B.在三种RNA 参与下合成
C.在内质网中加工
D.由高尔基体分泌
【解析】蛋白质可能是由细胞核基因编码的,也可能是由细胞质基因编码的,A 错误;蛋白质的合成需要三种RNA
参与,B 正确;原核生物无内质网、高尔基体,蛋白质的合成不经过内质网、高尔基体,C、D 错误。
3.细胞质中有细胞质基质和多种细胞器。下列叙述正确的是(
)。
A.液泡在有丝分裂末期时分泌囊泡
B.蛋白质合成和加工的主要场所是光面内质网
C.叶绿体内膜向内折叠若干层利于色素附着
D.细胞质基质中有与细胞呼吸有关的酶
【解析】植物细胞有丝分裂末期细胞板周围会聚集许多小囊泡,产生这些囊泡的结构是高尔基体,与液泡无关,A
错误;蛋白质合成和加工的主要场所是粗面内质网,光面内质网的主要作用是合成脂质,B 错误;叶绿体膜是通过基粒的
堆积形成类囊体,从而有利于色素附着,C 错误;细胞呼吸第一阶段的场所是细胞质基质,故细胞质基质中含有相关的
酶,D 正确。
4.(2019·武汉模拟)下列关于细胞结构的叙述中,不正确
．．．的是(
)。
A.溶酶体、液泡都是具有膜结构的细胞器
B.可用台盼蓝染色法鉴别细胞的死活
C.当细胞癌变后,其细胞膜表面糖蛋白等物质减少
D.人体胰岛A 细胞的核糖体可以合成胰高血糖素和胰蛋白酶
【解析】溶酶体、液泡都是具有单层生物膜结构的细胞器,A 正确;细胞膜具有选择透过性,不允许台盼蓝通过,死
的细胞细胞膜失去选择透过性,台盼蓝可通过细胞膜,故可用台盼蓝染色法鉴别细胞的死活,B 正确;癌细胞表面的糖蛋
白减少,使细胞之间的黏着性降低,故癌细胞容易扩散和转移,C 正确;胰蛋白酶属于消化酶,是在胰腺的外分泌腺细胞
中合成的,而胰岛A 细胞属于内分泌腺细胞,不能合成消化酶,D 错误。
5.下列有关生物膜中膜蛋白的叙述,错误
．．的是(
)。
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A.膜上载体蛋白和受体蛋白均具有特异性
B.载体蛋白和通道蛋白在跨膜运输物质时均消耗ATP
C.线粒体内膜比外膜上的蛋白质种类和数量都多
D.膜蛋白的产生可能需要内质网、高尔基体、细胞膜的参与
【解析】载体蛋白与运输的物质之间,以及信号分子与受体蛋白之间均能特异性识别,故膜上载体蛋白和受体蛋
白均具有特异性,A 正确;通道蛋白进行的跨膜运输是协助扩散,不需要消耗ATP,B 错误;线粒体内膜是进行有氧呼吸第
三阶段的场所,内膜上含有与有氧呼吸有关的酶,所以线粒体内膜比外膜功能复杂,内膜上的蛋白质种类和数量都多,C
正确;膜蛋白在核糖体上合成,经过内质网和高尔基体的加工,高尔基体分泌的具膜小泡与细胞膜融合,使蛋白质分布
到细胞膜上,D 正确。
6.(2019·六安模拟)下列关于细胞结构和功能的叙述,正确的是(
)。
A.线粒体和叶绿体都含有核糖体,都能合成自身的全部蛋白质
B.胰腺细胞和心肌细胞中均含有指导淀粉酶合成的mRNA
C.核仁的解体和核膜的消失只发生在有丝分裂的前期
D.线粒体的嵴能增大膜面积,有利于提高细胞呼吸效率
【解析】线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器,含有DNA 和核糖体,可以合成自身的部分蛋白质,A 错误;胰腺细胞
和心肌细胞中均含有指导淀粉酶合成的基因,胰腺细胞中也有指导淀粉酶合成的mRNA,但是心肌细胞中没有指导淀粉
酶合成的mRNA,B 错误;有丝分裂和减数分裂过程中都会发生核仁的解体和核膜的消失,C 错误;线粒体的内膜向内折叠
形成嵴,增大了有氧呼吸第三阶段的膜面积,有利于提高细胞呼吸效率,D 正确。
7.(2019·吉安质检)下列有关细胞结构和功能的叙述,正确的是(
)。
A.光合作用都在叶绿体中进行
B.有完整线粒体的细胞能进行有氧呼吸
C.病毒的蛋白质是在病毒的核糖体上合成的
D 细胞壁的形成都与高尔基体密切相关
【解析】蓝藻没有叶绿体,但是有叶绿素等光合色素,因此能进行光合作用,A 错误;有完整线粒体的细胞都是真核
细胞,都可以进行有氧呼吸,B 正确;病毒的蛋白质是在寄主细胞的核糖体上合成的,C 错误;原核细胞无高尔基体,所以
原核细胞细胞壁的形成与高尔基体无关,D 错误。
8.(2019·吉安质检)下列关于真核细胞和原核细胞的叙述,正确的是(
)。
A.两者所有基因都可边转录边翻译
B.两者在翻译时一个mRNA 都可同时结合多个核糖体
C.都具有较为复杂的生物膜系统
D.都由细胞膜、细胞质及细胞壁组成
【解析】真核细胞的核基因在细胞核中转录,在细胞质中翻译,不能边转录边翻译,A 错误;两者在翻译时一个mRNA
都可同时结合多个核糖体,可以提高翻译的效率,B 正确;原核细胞不具有较为复杂的生物膜系统,C 错误;真核细胞中动
物细胞没有细胞壁,原核细胞中的支原体等也没有细胞壁,D 错误。
9.(2019·吉安质检)下列关于蓝藻和伞藻的叙述,正确的是(
)。
A.细胞中都有DNA 和RNA,都以环状的DNA 为遗传物质
B.细胞中都有细胞膜和细胞质,细胞质中都有具膜结构的细胞器
C.都能进行光合作用,在生态系统中都是能量输入的门户
D.自然条件下都可发生基因突变和基因重组,但只有伞藻才能发生染色体变异
【解析】蓝藻是原核生物,伞藻是真核生物,它们都是单细胞生物,细胞中都有DNA 和RNA,蓝藻的DNA 是环状的,
但伞藻的DNA 主要存在于染色体上,是线状的,A 错误;细胞中都有细胞膜和细胞质,伞藻的细胞质中有具膜结构的细胞
器,如叶绿体等,但蓝藻细胞中没有具膜结构的细胞器,只有核糖体,B 错误;蓝藻和伞藻都能进行光合作用,所以都是生
产者,是能量输入的门户,C 正确;蓝藻是原核生物,只能发生基因突变,伞藻可以发生基因突变和染色体变异,D 错误。
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10.(2019·成都联考)下列关于生物膜系统的物质组成、结构和功能的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.生物膜的选择透过性和流动性与其蛋白质和脂质分子有关
B.神经细胞膜内外K
+分布不均衡是形成静息电位的基础
C.噬菌体和酵母菌体内蛋白质的加工场所都是自身的高尔基体
D.溶酶体在细胞中参与了衰老和损伤细胞器的清除过程
【解析】噬菌体没有细胞结构,其蛋白质的加工场所是宿主细胞的高尔基体,C 错误。
11.(2019·长沙联考)下列有关“骨架(或支架)”的叙述错误
．．的是(
)。
A.DNA 分子中的核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架
B.多聚体的每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架
C.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
D.真核细胞的细胞骨架与维持细胞形态、物质运输、信息传递等有关
【解析】DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧构成基本骨架,A 错误。
12.(2019·武汉押题)下列有关细胞的结构与功能的说法,正确的是(
)。
A.伞藻的嫁接实验直接体现了细胞核是细胞遗传和代谢的中心
B.线粒体外膜的蛋白质种类和数量比内膜的少,说明内膜的功能更复杂
C.同一个生物体内不可能具有两种无氧呼吸方式的一系列酶
D.正常情况下,同一个人肝细胞和皮肤细胞中的线粒体数量相同
【解析】伞藻的嫁接实验直接体现了细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,A 错误;线粒体外膜的蛋白质种类和
数量比内膜的少,说明内膜的功能更复杂,B 正确;马铃薯的块茎的无氧呼吸产生乳酸,其他组织细胞的无氧呼吸产生二
氧化碳和酒精,C 错误;正常情况下,同一个人肝细胞比皮肤细胞代谢更旺盛,线粒体数量更多,D 错误。
13.正常情况下,甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞,胎儿出生后约两周AFP 从血液中消失,但慢性肝炎、肝硬化患
者的肝细胞再生时,AFP 会升高,尤其当肝细胞发生癌变时,AFP 会持续性显著增高,所以当血液中该指标超过正常值时
需要进一步检査,以确认体内是否出现了癌细胞。下列有关叙述正确的是(
)。
A.肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP 的加工和运输
B.可以推测当肝细胞的分裂周期变长时,AFP 合成会增加
C.指导合成AFP 的基因属于原癌基因,发生突变后才表达
D.肝细胞发生癌变后,因细胞膜上糖蛋白增多而容易扩散
【解析】甲胎蛋白(AFP)是一种分泌蛋白,其运输和加工需要内质网和高尔基体的参与,A 正确;肝细胞突变为癌细
胞,其分裂周期变短,AFP 合成增加,那么当肝细胞的分裂周期变长时,AFP 合成会减少,B 错误;指导合成AFP 的基因是人
体正常基因,正常时也会表达,C 错误;肝细胞发生癌变后,因细胞膜上糖蛋白减少而容易发生扩散,D 错误。
14.(2019·北京模拟)真核细胞部分蛋白质需在内质网中进行加工。研究发现,错误折叠的蛋白质会通过与内质网中
的伴侣蛋白结合而被“扣留”在内质网中,直到正确折叠(如图所示)。下列叙述不正确
．．．的是(
)。
A.错误折叠的蛋白作为信号调控伴侣蛋白基因表达
B.转录因子和伴侣蛋白mRNA 通过核孔进出细胞核
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C.伴侣蛋白能使错误折叠的蛋白空间结构发生改变
D.蛋白A 和伴侣蛋白由细胞核中同一基因编码
【解析】由图分析可知,错误折叠的蛋白作为信号激活内质网膜上的受体,形成转录因子进入细胞核内调控伴侣
蛋白基因的表达,A 正确;由图可知,转录因子和伴侣蛋白mRNA 通过核孔进出细胞核,B 正确;错误折叠的蛋白与内质网
中的伴侣蛋白结合而被“扣留”在内质网中,在伴侣蛋白的作用下,错误折叠的蛋白空间结构发生改变形成正确折叠
的蛋白,C 正确;蛋白A 和伴侣蛋白属于不同的蛋白质,因此由细胞核中不同的基因编码,D 错误。
15.内质网中的蛋白质运输到高尔基体后,存在着不同的去向,其转运过程如图所示。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.受体K 可使蛋白A 被转运回内质网
B.蛋白B 通过载体蛋白的协助分泌到细胞外
C.高尔基体膜通过囊泡可转化为内质网膜或细胞膜的一部分
D.内质网和高尔基体分别形成的囊泡中的蛋白B 结构不同
【解析】从图中可以看出,受体K 可以使蛋白A 再被运回内质网,A 正确;蛋白B 以胞吐方式分泌出细胞,不需要载
体蛋白的协助,B 错误;高尔基体通过囊泡的形式,可以把自身的膜转化为细胞膜或内质网膜的一部分,C 正确;内质网和
高尔基体对蛋白质的加工不同,所以蛋白B 的空间结构不同,D 正确。
16.一位生物学家把100 个细胞都分成两部分,一部分含有细胞核,另一部分不含细胞核,然后将它们放在相同且适宜
的条件下培养一段时间,得到表1、表2 所示数据。以下解释不合理
．．．的是(
)。
表1
时间/d
1
2
3
4
细胞无核部分的存活个数
81
62
20
0
表2
时间/d
1
2
3
4
10
30
细胞有核部分的存活
个数
79
78
77
74
67
65
A.出现表1 实验数据是因为没有细胞核,细胞的生命活动无法正常进行
B.对比表1、表2 实验数据,说明细胞核对细胞的生命活动是不可或缺的
C.表1 中细胞无核部分没有立即死亡是因为其中含有部分代谢所需的物质、酶等
D.分析表2 实验数据,每天有少量细胞死亡一定是细胞凋亡所致
【解析】细胞核控制着细胞的代谢,没有细胞核,细胞的生命活动就不能进行,A 正确;表1 和表2 实验结果可说明
细胞核对细胞的生命活动是不可或缺的,B 正确;细胞代谢所需的物质、酶等大量存在于细胞质中,所以,刚去核后这些
物质还能发挥作用维持一段时间的细胞代谢,C 正确;表2 中细胞有少量死亡,可能是细胞的正常凋亡,也可能是人为因
素对细胞造成了破坏致死,D 错误。
17.(2018·江苏卷)下图为真核细胞中3 种结构的示意图,请回答下列问题:
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(1)甲的名称为
,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有
(在甲、乙、丙中选择)。
(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c 较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c 很小,这表明结构c 与
(填序号)的形成直接有关。
①内质网
②高尔基体
③中心体
④核糖体
(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过
(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些
反应需要的
提供更多的附着场所。
(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3 种假设:Ⅰ.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;Ⅱ.细胞利用
其他生物膜装配形成;Ⅲ.结构乙分裂增殖形成。
有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有
3H 标
记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结
果如下:
标记后细胞增殖的代
数
1
2
3
4
测得的相对放射性
2.0
1.0
0.5 0.25
①与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是
。
②实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是
。
③通过上述实验,初步判断3 种假设中成立的是
(在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中选择)。
【解析】(1)图中甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体;处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有叶绿体且核
膜、核仁解体,但是有线粒体。(2)图中c 表示核仁,蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c 较大,而蛋白质合成不活跃的
肌细胞中结构c 很小,蛋白质的合成场所是核糖体,因此说明核仁与核糖体的形成有关,故选④。(3)叶绿体和线粒体都
具有增大膜面积的方式,如叶绿体通过h(类囊体薄膜)的堆叠增大了光合作用光反应的场所;线粒体通过e(内膜)向内
折叠增大了有氧呼吸第三阶段的面积,从而为这些反应需要的酶提供更多的附着场所。(4)①根据表格分析,链孢霉营
养缺陷型突变株在加有
3H 标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,随着细胞增殖
代数的增加,相对放射性逐渐降低,说明链孢霉营养缺陷型突变株自身不能合成胆碱。②实验中所用的“另一种培养
基”成分与前一步骤的培养基相同,只是胆碱没有
3H 标记。③由以上分析可知,线粒体是分裂增殖形成的。
【答案】(1)细胞核
乙
(2)④
(3)e、h
酶
(4)①自身不能合成胆碱
②成分与前一步骤的培养基相同,只是
胆碱没有
3H 标记
③Ⅲ
18.为探讨薄荷挥发油(简称薄荷油)作为天然的皮肤促透剂的作用机理,科研人员以人永生皮肤角质形成细胞(H 细胞)
为实验材料进行了相关实验。请回答下列有关问题:
(1)研究人员将使用完全培养基培养了24 h 的H 细胞等量分组,设置为空白组、对照组和加入用二甲基亚砜(DMSO)溶
解的一定浓度薄荷油的处理组,其中对照组的培养基中应加入
。将各组置于不同条件下进行孵育
后,采用一定的技术测定了相关数据,结果如下表。
组别
实验结果
空白组对照组
薄荷油
处理组
荧光恢复率(%)
45.53
51.80
81.12
细胞内荧光探针荧
光强度值
28478
27673
30115
细胞内Ca
2+荧光强度
值
7132
6900
8108
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细胞内Ca
2+-ATP 酶
活性(U/mg)
1.18
1.13
0.93
①用绿色荧光染料标记H 细胞膜上的蛋白质,待荧光分布较为均匀后,在细胞膜上选定需进行漂白的部位,用激光照射
使荧光分子内部结构发生不可逆的改变,从而使此部位的荧光消失。一段时间后,漂白部位荧光会有一定程度的恢复,
此现象说明细胞膜具有
。根据漂白区域内荧光漂白前后的荧光强度值计算细胞膜荧光恢复率,还可推算出
膜上蛋白质分子的
。由表中结果可知,薄荷油能显著提高H 细胞膜的荧光恢复率。
②H 细胞在静息状态下,细胞膜内外电位为
,从而形成电位差(即膜电位)。本实验使用阴离子荧光染料D 作为
探针检测膜电位。当细胞内负电荷减少时,荧光染料D 就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值
,
表明细胞膜内外电位差越小。实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著差异,而薄荷油可
H
细胞的膜电位。
(2)由上述实验结果推知,薄荷油可
Ca
2+-ATP 酶活性、
H 细胞内Ca
2+浓度,通过改变细胞内外Ca
2+
浓度而影响细胞膜流动性及膜电位,从而降低皮肤屏障作用,促进药物经由皮肤吸收进入机体。
【解析】(1)②H 细胞在静息状态时,神经细胞膜对钾离子的通透性大,钾离子大量外流,形成内负外正的静息电位。
当细胞内负电荷减少时,荧光染料D 就会进入细胞内,由此可知,细胞内的荧光强度值越大,表明细胞膜内外电位差越
小。(2)实验结果显示,对照组与空白组的荧光强度值没有显著性差异,而薄荷油可降低H 细胞的膜电位。由上述实验
结果推知,薄荷油可降低Ca
2+-ATP 酶活性,增加H 细胞内Ca
2+浓度。
【答案】(1)DMSO 溶液
①一定的流动性
运动速率
②外正内负
越大
降低
(2)降低
增加
19.右图所示为真核生物细胞结构的局部示意图,①~④表示该细胞内的某些细胞器。其线粒体的形态、数量以及在
细胞内的分布经常发生变化,线粒体的“融合/分裂率”能精确地调控细胞内线粒体的数目和形态。请回答下列问题:
(1)此细胞是
细胞,主要判断依据是
;此细胞细微结构称为
结构;图中存在碱基互补配对的结构有
(填名称)。
(2)图中③的功能是
,其内膜折叠形成嵴的意义在
于
。
(3)科学家在研究线粒体组成成分时,先涨破线粒体外膜,后将外膜与内膜包裹的基质分开,再进行下图所示实验:
①据图分析,在适宜溶液中,含F0-F1内膜小泡能完成有氧呼吸第
阶段的反应。
②线粒体内膜上的F0-F1颗粒物是ATP 合成酶。为了研究ATP 合成酶的结构与合成ATP 的关系,用尿素破坏内膜小泡
将F1颗粒与小泡分开,检测处理前后ATP 的合成。若处理之前,含
颗粒内膜小泡能合成ATP;处理后含
颗粒内膜小泡不能合成ATP,说明F1颗粒的功能是催化ATP 的合成。
(4)研究发现,内质网与线粒体的分裂有关,过程如下图所示:
由图可知,
形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,同时利用细胞质中游离的
在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
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【解析】(1)此细胞是动物或低等植物细胞,主要判断依据是有中心体;此细胞细微结构称为亚显微结构;图中存在
碱基互补配对的结构有线粒体、核糖体和细胞核。(2)图中③的功能是有氧呼吸的主要场所,其内膜折叠形成嵴的意
义在于增加了内膜面积,有利于酶的附着,有利于化学反应的进行。(3)①有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上完成
的,可见线粒体含F0-F1内膜小泡能完成有氧呼吸第三阶段的反应。②若F1颗粒的功能是催化ATP 的合成,则用尿素
破坏内膜小泡将F1颗粒与小泡分开前,含F0-F1颗粒内膜小泡能合成
ATP;处理后含F0颗粒内膜小泡不能合成ATP。(4)题图显示:内质网形成细管状结构缠绕线粒体,使线粒体局部收缩,
同时利用细胞质中游离的D 蛋白和M 蛋白,在收缩部位形成蛋白复合物,从而使线粒体断开。
【答案】(1)动物或低等植物
有中心体
亚显微
线粒体、核糖体和细胞核
(2)有氧呼吸的主要场所
增加了
内膜面积,有利于酶的附着,有利于化学反应的进行
(3)①三
②F0-F1
F0
(4)内质网
D 蛋白和M 蛋白
20.囊泡在细胞内主要是指由磷脂分子(两层分子)有序组成的密闭双分子层的球形或椭球形结构。细胞质不同部位间
的物质转移主要通过囊泡进行,如图1 中的各种小球形结构。图1 和图2 分别表示两种细胞的结构和功能模式图,A、
B、C、D 表示细胞内的四种细胞器,a、b 表示大分子物质通过细胞膜的两种方式,请分析回答下列问题:
(1)写出下列字母所标注的细胞器名称:
[B]
;[C]
;[D]
。
(2)a 表示的大分子物质通过细胞膜的方式称为
。
(3)囊泡是一种细胞结构,但由于其结构不固定,因而不能称之为细胞器。图1 所示细胞中能产生囊泡的结构
是
;图2 所示细胞中属于囊泡的是
。
(4)囊泡能将物质准确运输到目的位置并“卸货”,这是由于囊泡膜表面有特殊的“识别代码”,能识别相应受体。这
种“识别代码”的化学本质是
。
【解析】(1)由题图可知,A 是高尔基体,B 是核糖体,C 是内质网,D 是溶酶体。(2)大分子物质进入细胞的方式是胞吞,
分泌出细胞的方式是胞吐,胞吞和胞吐都不需要载体协助,依赖于膜的流动性,需消耗能量。(3)图2 所示细胞中属于囊
泡的是转运小泡、穿梭小泡、分泌小泡、内吞泡。(4)“识别代码”的化学本质是膜表面的蛋白质(糖蛋白)。
【答案】(1)核糖体
内质网
溶酶体
(2)胞吐
(3)内质网、高尔基体、细胞膜
转运小泡、穿梭小泡、分泌
小泡、内吞泡
(4)蛋白质(糖蛋白)
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第3 讲
物质出入细胞的方式
1.下图表示用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离实验的结果,叙述正确的是(
)。
A.在质壁分离过程中,③浓度>④浓度>外界溶液浓度
B.③属于原生质层的一部分
C.结构③中溶液的浓度随质壁分离而降低
D.发生质壁分离的细胞放回清水中不一定能复原
【解析】在质壁分离过程中,细胞失水,所以外界溶液浓度>④浓度>③浓度,A 错误;细胞液不属于原生质层,B 错误;
细胞失水导致质壁分离,所以结构③中溶液的浓度随质壁分离而升高,C 错误;发生质壁分离的细胞,如果失水过多或失
水时间过长,细胞失去活性,放回清水中则不能复原,D 正确。
2.现有两个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞,将它们分别浸没在甲、乙两
种溶液中,测得液泡直径的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是(
)。
A.乙溶液的浓度比甲溶液的大
B.2 min 时,甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值
C.10 min 时,取出两个细胞并置于清水中,都能观察到质壁分离复原现象
D.图中拐点a 时细胞开始吸收溶质甲
【解析】分析题图,实验开始一段时间内,与乙溶液中的细胞相比,甲溶液中细胞的液泡直径减小的速度更快,故甲
溶液的浓度比乙溶液的大,A 错误;0~2 min 内,甲、乙溶液中细胞的液泡直径都减小,细胞不断失水,细胞液浓度均高于
初始值,B 正确;由图可知,甲溶液中细胞可能会发生质壁分离自动复原,10 min 时,取出两个细胞并置于清水中,只有乙
细胞可能发生质壁分离复原,C 错误;细胞吸收溶质甲发生在拐点a 之前,D 错误。
3.下图甲表示在不同分类依据下,物质进出细胞的几种运输方式(d~h)间的关系;图乙表示物质运输速率与被运输物质
浓度的关系。下列叙述错误
．．的是(
)。
选项
图甲中a 与b 的分类依据
推导的结论
A
是否需要载体蛋白
f 一定符合图乙曲线
B
是否需要载体蛋白
d、e 符合图乙曲线
C
是否消耗ATP
f 一定符合图乙曲线
D
是否消耗ATP
d、e 可能符合图乙曲线
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【解析】据图分析,若图中a 和b 的分类依据是是否需要载体蛋白,则d、e 表示主动运输和协助扩散,符合图乙
曲线,f 表示自由扩散,不符合图乙曲线,A 错误、B 正确;若图中a 和b 的分类依据是是否消耗ATP,则f 表示主动运输,
符合图乙曲线,d、e 表示自由扩散和协助扩散,若为协助扩散则符合图乙曲线,D 正确。
4.Cd
2+对植物细胞的核仁有毒害作用,而Ca
2+则有缓解Cd
2+毒害的作用。Ca
2+竞争细胞膜上Cd
2+的吸收位点并通过稳定
膜结构维持细胞内外离子平衡;Ca
2+还可以通过钙结合蛋白调节靶细胞的活动,如影响DNA 合成、修复及转录等过程。
下列说法错误
．．的是(
)。
A.钙结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用
B.Ca
2+和Cd
2+一定不是通过细胞膜上同一通道进入细胞中的
C.有的无机盐离子对于维持生物体的生命活动有重要作用
D.Cd
2+进入植物根尖细胞后可能影响核糖体的形成
【解析】由题干信息可知,Ca
2+通过钙结合蛋白可调节靶细胞的活动,如影响DNA 合成、修复及转录过程等,说明
钙结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用,A 正确;由于Ca
2+能通过竞争细胞膜上Cd
2+的吸收位点,抑制Cd
2+的吸收,
因此Ca
2+和Cd
2+可能通过细胞膜上同一通道进入细胞中,B 错误;由Ca
2+的作用可以推测,无机盐对于维持细胞和生物体
的生命活动有重要作用,C 正确;核仁与核糖体的形成有关,Cd
2+对核仁有毒害作用,因此可能影响核糖体的形成,D 正确。
5.下图为细胞吸水力随质壁分离程度的变化曲线,相关叙述正确的是(
)。
A.在质壁分离复原过程中,细胞吸水力应逐渐升高
B.细胞吸水力与质壁分离程度呈负相关
C.细胞不发生质壁分离就没有吸水力
D.如果增大外界溶液的浓度,则细胞的质壁分离程度可能更高
【解析】由题图知,在一定范围内,细胞质壁分离程度越大,细胞吸水力越强,所以,在质壁分离复原过程中,细胞吸
水力逐渐降低,A 错误;细胞吸水力与质壁分离程度呈正相关,B 错误;细胞吸水力与细胞液浓度有关,不发生质壁分离的
细胞同样具有一定的吸水力,C 错误;当外界溶液浓度增大时,细胞液与外界溶液间的浓度差增大,细胞质壁分离的程度
可能会更高,D 正确。
6.下图是某细胞经某种实验处理后的示意图,下列有关叙述正确的是(
)。
A.该细胞在“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中适合用来观察线粒体
B.图中①处溶液的浓度一定大于⑥处溶液的浓度
C.若①处的体积继续增大,则⑥处的溶液浓度将会降低
D.该实验结果表明,原生质层具有一定的流动性和选择透过性
【解析】活细胞中的线粒体可被健那绿染液染成蓝绿色,图示细胞中绿色的叶绿体会干扰对染色后的线粒体的
观察,A 错误;图示细胞可能处于质壁分离过程中的某时刻,此时①处溶液浓度大于⑥处溶液浓度,也可能处于质壁分离
后复原过程中的某时刻,此时①处溶液浓度小于⑥处溶液浓度,也可能处于质壁分离后的动态平衡状态,此时①处溶
液浓度等于⑥处溶液浓度,B 错误;若①处体积继续增大,则⑥处细胞液将继续失水而导致溶液浓度继续增大,C 错误。
7.下列情况中,使用普通光学显微镜不能
．．观察到的是(
)。
A.洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞膜的暗—亮—暗三层结构
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B.人红细胞在蒸馏水中体积增大、破裂的现象
C.分布在水绵受极细光束照射部位的好氧细菌
D.洋葱根尖细胞有丝分裂中期染色体的形态和分布
【解析】洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞膜的暗-亮-暗三层结构要在电镜下才能观察到,A 错误。
8.将大小相同的马铃薯幼根与物种A 的幼根各5 个分别放入甲~戊五种不同浓度的蔗糖溶液中,数小时后,取出称重,
质量变化如图所示。以下关于该实验结果的说法错误
．．的是(
)。
A.与马铃薯幼根细胞液等渗的溶液是甲溶液
B.马铃薯比物种A 更耐旱
C.物种A 幼根的细胞在甲浓度溶液中一定会发生明显的质壁分离
D.在这五种蔗糖溶液中,浓度最大的是乙溶液
【解析】在甲溶液中,马铃薯幼根的质量不变,说明马铃薯细胞吸水和失水处于动态平衡,甲溶液是马铃薯幼根细
胞液的等渗溶液,A 正确;由图可知,马铃薯吸水能力要比物种A 强,所以马铃薯更耐干旱,B 正确;物种A 幼根细胞的发育
程度不同,因此其在甲浓度溶液中不一定会发生明显的质壁分离,C 错误;在这五种蔗糖溶液中,乙溶液中的马铃薯幼根
的质量减少最大,说明乙溶液的浓度最大,D 正确。
9.肌浆网是横纹肌细胞中的滑面型内质网。当肌肉收缩时,肌细胞内的肌浆网在ATP 酶的作用下向肌浆(细胞质)中释
放出储存的Ca
2+,并与和收缩有关的蛋白质结合,引起收缩。肌肉松弛时,Ca
2+又进入肌浆网内储存。下列叙述不正确
．．．的
是(
)。
A.Ca
2+是横纹肌收缩物质的活化剂,具有维持神经肌肉正常兴奋性的作用
B.肌浆网有调节肌浆中Ca
2+浓度的作用
C.Ca
2+通过肌浆网膜可能与主动运输有关
D.当血钙过高时,神经肌肉的兴奋性过高,横纹肌可能出现痉挛现象
【解析】Ca
2+通过肌浆网膜与ATP 酶有关,即需要消耗ATP,故该过程可能与主动运输有关,C 正确;当血钙过高时,
神经肌肉的兴奋性过高会出现肌无力,D 错误。
10.某同学用适宜浓度的KNO3溶液和新鲜的洋葱鳞片叶紫色外表皮细胞制成临时装片,10 min 后进行观察,未观察到
质壁分离现象。以下相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.该同学未观察到质壁分离现象的原因极有可能是细胞发生质壁分离后又发生质壁分离的复原
B.若实验中出现质壁分离复原,则该过程中要消耗ATP
C.质壁分离复原实验既能判断细胞的死活,又能证明原生质层与细胞壁伸缩性的大小
D.在质壁分离复原过程中,细胞吸水时开始吸收N
【解析】该同学做好装片后未及时观察,后来未观察到质壁分离现象的原因极有可能是细胞发生质壁分离后又
发生质壁分离的复原,A 正确;若实验中出现质壁分离复原,说明细胞吸收了KNO3,则该过程中要消耗ATP,B 正确;质壁分
离复原实验既能判断细胞的死活,又能证明原生质层与细胞壁伸缩性的大小,C 正确;在质壁分离复原过程中,细胞吸收
N
在先,重新吸水在后,D 错误。
11.某同学选取不同生物的体细胞用光学显微镜或电子显微镜分别观察了叶绿体、细胞结构及细胞失水与吸水。视
野中的图像如下图所示(图像的“○”表示视野的边界)。下列叙述不正确
．．．的是(
)。
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A.视野1 与视野3 中的细胞结构为光学显微结构,视野2 中的为亚显微结构
B.视野2 一定为动物细胞,因为图中有中心体而没有叶绿体
C.视野1 中的叶绿体实际处于细胞的右下方,按逆时针方向运动
D.视野3 中b/c 的值逐渐变大时细胞的吸水能力逐渐加强
【解析】视野1 与视野3 中的细胞结构为光学显微结构,视野2 中显示了细胞的细微结构,为亚显微结构,A 正确;
由于显示的是一个视野中的结构而不是细胞模式图,视野2 可能为动物细胞或低等植物细胞,B 错误;视野1 中的叶绿
体在左上方,而实际处于细胞的右下方,按逆时针方向运动,C 正确;视野3 中b/c 的值逐渐变大时说明细胞在失水,细胞
的吸水能力逐渐加强,D 正确。
12.渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液到高浓度溶液的一种扩散。下列有关叙述正确的是
(
)。
A.人体组织细胞产生的CO2通过渗透作用进入组织液
B.黑藻叶片在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象主要通过渗透作用实现
C.渗透作用发生的必备条件之一是要有选择透过性膜,其次膜的两侧要有浓度差
D.发生渗透作用时ADP/ATP 的值会变大
【解析】渗透是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液到高浓度溶液的一种扩散。人体组织细胞产
生的CO2通过扩散作用进入组织液,A 错误;黑藻叶片在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象主要通过渗透作用实现,B
正确;渗透作用发生的必备条件之一是要有半透膜,其次膜的两侧要有浓度差,C 错误;发生渗透作用时,ADP/ATP 的值一
般不会改变,D 错误。
13.下列关于细胞的物质跨膜运输的叙述,正确的是(
)。
A.通过胞吐的方式从细胞中运出的均为大分子或颗粒状物体
B.抑制细胞呼吸不会阻碍葡萄糖进入红细胞
C.胞吐与膜蛋白无关,但消耗能量
D.细胞主动运输物质的结果是使该物质在细胞膜内外浓度趋于平衡
【解析】通过胞吐的方式从细胞中运出的不一定为大分子或颗粒状物体,A 错误;葡萄糖进入红细胞为协助扩散,
抑制细胞呼吸一般不会阻碍葡萄糖进入红细胞,B 正确;大分子物质通过胞吞作用进入细胞内,是通过受体分子介导
的,C 错误;细胞主动运输物质的结果是使该物质在细胞膜内外维持一定的浓度差,D 错误。
14.下图1 表示物质运输的不同方式(图中、、、代表跨膜的离子或小分子),图2 表示肾小管上皮细胞重吸收葡
萄糖的过程。请回答下列问题。
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(1)图1 中“P”侧属于细胞的
侧,判断依据是
。
(2)图1 中b、c 方式运输的特点有逆浓度梯度、
、
;物质X 的运输方式为
。
(3)结合图1 和图2 分析,图1 中通过a 方式进行Y 转运所需的能量来源于
(填序号)。
①X 运输中的梯度动力
②ATP 直接提供能量
③光能驱动
④细胞内物质合成时释放的能量
(4)据图2 推测,限制肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖的两个主要因素
是
。
【解析】(1)糖蛋白只分布在细胞膜的外表面,即P 侧。(2)图1 中b、c 的运输方式都是主动运输,特点是物质逆浓
度梯度运输,需载体蛋白和能量;物质X 的运输方式为协助扩散。(3)Y 与X 通过同一个载体运输,可知Y 转运所需的能
量来源于X 转运时释放的能量。(4)由于葡萄糖在肾小管中被重吸收过程是借助Na
+的转运主动进行的,故推测限制肾
小管对葡萄糖重吸收的两个主要因素是细胞膜上载体蛋白的数量和Na
+的吸收量。
【答案】(1)外
糖蛋白位于膜外侧
(2)需要载体
消耗能量
协助扩散
(3)①
(4)细胞膜上载体蛋白的数量、
Na
+的吸收量(膜内外Na
+的浓度梯度)
15.科学家研究发现,细胞膜的跨膜蛋白中,有一种与水的跨膜运输有关的水通道蛋白。回答下列问题:
(1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白,核糖体上合成的肽链,需要在
中加工和修饰后,再运
输到细胞膜上。
(2)从细胞膜的结构分析,由于
,水分子自由扩散通过细胞膜时会
受到一定的阻碍。现在研究确认,细胞膜上的水通道蛋白能帮助水分子从低渗溶液向高渗溶液方向跨膜运输,这种水
分子跨膜运输的方式是
。
(3)哺乳动物的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测
是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)
【解析】(1)细胞膜上跨膜蛋白的合成类似于分泌蛋白,首先在核糖体上合成肽链,肽链还需要在内质网和高尔基
体中加工修饰后,再运输到细胞膜上。(2)磷脂双分子层构成细胞膜的骨架,由于磷脂双分子层内部具有疏水性,因此水
分子以自由扩散的方式通过细胞膜时会受到一定的阻碍。水分子借助细胞膜上的水通道蛋白从低渗溶液向高渗溶液
方向跨膜运输,运输方式是协助扩散。(3)实验目的是验证哺乳动物的红细胞的吸水涨破与水通道蛋白有关,所以自变
量是有无水通道蛋白,因变量是细胞吸水涨破所需的时间。对照实验的设计应遵循单一变量原则和对照原则,应将实
验分为甲、乙两组,乙组作为对照组,其红细胞膜上的水通道蛋白不被破坏;甲组作为实验组,其红细胞膜上的水通道蛋
白被破坏;甲、乙两组无关变量均应相同且适宜;将两组细胞同时置于蒸馏水中,测定两组细胞吸水涨破所需的时间。
根据本实验的目的可知,本实验的预期结果:乙组吸水涨破所需时间短,说明推测正确。
【答案】(1)内质网和高尔基体
(2)磷脂双分子层内部具有疏水性(合理即可)
协助扩散
(3)实验思路:取甲、乙
两组等量的哺乳动物红细胞,将甲组红细胞膜上蛋白质(或水通道蛋白)破坏,乙组红细胞不做处理,然后将两组细胞同
时置于蒸馏水中,测定两组细胞吸水涨破所需的时间。预期实验结果:乙组吸水涨破所需时间短,说明推测正确。(合理
即可)
16.正常细胞内的K
+浓度约为细胞外的30 倍,细胞外的Na
+浓度约为细胞内的12 倍。当细胞内外的Na
+浓度差、K
+浓
度差减小时,细胞膜上的Na
+/K
+-ATP 酶发挥作用,这种酶可以通过水解ATP,将细胞内的Na
+移出膜外,将细胞外的K
+移
入膜内。具体过程如图1 所示:
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(1)膜内外Na
+具有浓度差,与膜的
性有关。Na
+/K
+-ATP 酶将细胞内的Na
+移出膜外的跨膜运输方式
是
。
(2)在运输Na
+和K
+的过程中,Na
+/K
+-ATP 酶的
发生改变,有利于与离子的结合与分离。
(3)比较图2 和图3,当Na
+和K
+
(填“顺”或“逆”)离子浓度差流过Na
+/K
+-ATP 酶时,将ADP 合成ATP,说明进
行ATP 合成或分解的反应条件取决于
。
(4)生物膜系统的分隔作用及能量是维系细胞有序性的基础,线粒体内膜上主要完成类似图
(填编号)的过
程。
【解析】(1)生物膜的选择透过性使得膜内外的物质(如Na
+)存在浓度差。根据题干信息可知,Na
+运出细胞是逆浓
度梯度进行的,而且需要消耗能量,故为主动运输。(2)由图示可知,在运输Na
+和K
+的过程中,Na
+/K
+-ATP 酶的空间结构
发生改变,这种改变有利于与离子的结合与分离。(3)分析图2、3 可知,当Na
+和K
+顺离子浓度差流过Na
+/K
+-ATP 酶时,
将ADP 合成ATP;当Na
+和K
+逆浓度差流过Na
+/K
+-ATP 酶时,生成ADP。根据以上分析可知,离子的流动方向决定了是将
ADP 合成ATP 还是将ATP 水解生成ADP。(4)生物膜系统的分隔作用及能量可以维持细胞高效有序地进行各项生命活
动,线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体内膜上进行的是[H]与氧结合形成水,同时伴随着ATP 的合成,故其内膜上主
要完成类似图2 的过程。
【答案】(1)选择透过
主动运输
(2)空间结构
(3)顺
离子的流动方向
(4)2
17.在小肠绒毛上皮细胞膜表面存在两种形式的葡萄糖载体——SGLT1 和GLUT2,其工作机理如图1 所示;纽约大学的
George.L.Kellett 测定了小肠绒毛上皮细胞上的这两种载体在不同葡萄糖浓度下的运输速率,结果如图2 所示。请
据图回答相关问题:
(1)根据图1 分析,小肠绒毛上皮细胞可以通过SGLT1 以
方式从肠腔吸收葡萄糖,也可以通过GLUT2 以
方式从肠腔吸收葡萄糖,其中主动运输葡萄糖消耗的能量直接来源于
。小肠绒毛上皮细胞吸收葡
萄糖的方式体现了细胞膜具有
的功能。
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(2)根据图2 分析,SGLT1
(填“可以”或“不可以”)在顺浓度梯度的情况下运输葡萄糖。当葡萄糖浓度
高于20 mmol/L 时,随着葡萄糖浓度的进一步提高,小肠绒毛上皮细胞主要靠提高
(填“自由扩散”“协
助扩散”或“主动运输”)的速率来增加葡萄糖的吸收。
【解析】(1)据图1 分析,葡萄糖通过SGLT1 的运输方向是从低浓度到高浓度,该过程需要载体,需要Na
+的浓度差
提供的动力势能,属于主动运输;葡萄糖通过GLUT2 的运输方向是从高浓度到低浓度,该过程需要载体,不需要能量,属
于协助扩散。小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖的方式体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。(2)根据图2 分
析,SGLT1 可以在顺浓度梯度的情况下运输葡萄糖。当葡萄糖浓度高于20 mmol/L 时,需要依赖协助扩散和主动运输
来提高吸收速率,主要的运输方式是协助扩散。
【答案】(1)主动运输
协助扩散
Na
+浓度差(答“Na
+的流动”等合理即可)
控制物质进出细胞(物质运输)
(2)
可以
协助扩散
18.生物膜系统从结构和功能上看都是一个统一的整体。根据所学知识,回答下列问题:
(1)囊性纤维病病人生物膜系统结构受损,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变,图1显示了
细胞膜的
模型,所展示的两类载体蛋白中,氯离子跨膜运输的正常进行是由
决
定的。在正常细胞内,氯离子在CFTR 蛋白的协助下通过
方式转运至细胞外,随着氯离子在细胞外浓度逐渐
升高,细胞内水分子向膜外扩散的速度
,使覆盖于肺部细胞表面的黏液被稀释。
(2)Na
+-K
+泵是一种常见的ATP-驱动泵(如图2),是动物细胞的能量系统中起主要作用的载体,也是能催化ATP 水解的
酶。这种泵每消耗1 分子的ATP,就逆浓度梯度将3 分子的Na
+泵出细胞,将2 分子的K
+泵入细胞。由此可知,
。
A.该载体不一定能催化ATP 水解,但一定能促进物质的转运
B.Na
+通过Na
+—K
+泵的跨膜运输方式是主动运输,K
+通过Na
+-K
+泵的跨膜运输方式是协助扩散
C.葡萄糖进入红细胞的方式与Na
+和K
+通过Na
+-K
+泵跨膜运输的方式相同
D.Na
+-K
+泵对维持动物细胞正常的形态起着非常重要的作用
(3)柽柳是泌盐植物,叶子和嫩枝可将吸收到植物体内的盐分排出,是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是
主动运输还是被动运输,请设计实验加以证明。
①实验步骤:
a.取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗,放入适宜浓度的含有Ca
2+、K
+的溶液中;
b.甲组给予正常的呼吸条件,乙组
;
c.
。
②实验结论:
a.若两组植株对Ca
2+、K
+的吸收速率相同,说明
;
b.
。
【解析】(1)从图1 可以看出,细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质构成,显示了细胞膜的流动镶嵌模型。对比左右两
侧正常情况和异常情况可以看出,氯离子的运出,需要正常的CFTR 蛋白,异常的CFTR 蛋白处于关闭状态,不能转运氯离
子。由于氯离子的运出需要ATP 提供能量和正常的CFTR 蛋白,说明其运输方式为主动运输。水分子跨膜运输的方式
为自由扩散,其动力来自膜两侧的浓度差。因此,随着氯离子在细胞外浓度逐渐升高,细胞内水分子向膜外扩散的速度
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也将加快。(2)利用排除法解答本题时,要注意两种离子的运输方向及是否消耗ATP。根据题干中的信息可知,该载体
不仅能运输Na
+和K
+,而且还可以催化ATP 水解,故可排除A。无论是运输Na
+还是K
+,都需要消耗ATP,故它们的运输方
式都是主动运输,可排除B。葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,故排除C。(3)主动运输和被动运输最主要的区别是
看其是否需要能量,而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的,因此实验组和对照组的自变量应是能否进行有氧呼吸,
因变量是植株对无机盐离子的吸收速率。
【答案】(1)流动镶嵌
功能正常的CFTR 蛋白(只答CFTR 蛋白或蛋白质均不对)
主动运输
加快
(2)D
(3)①b.加入呼吸抑制剂
c.一段时间后测定两组植株根系对Ca
2+、K
+的吸收速率
②a.柽柳从土壤中吸收无机盐的
方式是被动运输
b.若乙组的吸收速率明显小于甲组的吸收速率,说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输
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第4 讲
酶与ATP
1.下列有关酶与ATP 的叙述,正确的是(
)。
A.人体内环境pH 变化不影响细胞内酶的催化作用
B.有些酶的组成元素与ATP 的组成元素相同
C.叶肉细胞中ATP 的产生一定伴随着O2的消耗
D.生物体内ADP 转化成ATP 所需能量的来源都是相同的
【解析】人体内环境pH 变化会影响酶活性,A 错误;有些酶的本质是RNA,则这些酶与ATP 的组成元素相同,都由C、
H、O、N、P 组成,B 正确;叶肉细胞进行光合作用产生ATP 时不消耗O2,C 错误;生物体内ADP 转化成ATP 所需能量的来
源可能是光能,也可能是化学能,D 错误。
2.ATP 是一种高能磷酸化合物。下列关于ATP 的叙述正确的是(
)。
A.若细胞代谢强度增加一倍,则细胞内ATP 的含量也将增加一倍
B.ATP 中全部高能磷酸键断裂后,形成的产物有腺嘌呤核糖核苷酸和磷酸
C.ATP 分子结构中含有一个普通磷酸键,该键易断裂也易形成
D.有丝分裂后期,受纺锤丝牵引,着丝点断裂,该过程需要ATP 水解供能
【解析】细胞内ATP 与ADP 的含量很少且保持相对稳定,A 错误;ATP 分子结构中易断裂也易形成的是高能磷酸键,C
错误;着丝点分裂并非纺锤丝牵引所致,D 错误。
3.下列与酶有关的实验探究中,设计思路最合理的是(
)。
A.在探究温度对酶活性的影响实验中必须设置一系列温度梯度进行对照
B.利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性
C.利用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖水解探究酶的专一性
D.利用pH 分别为5、7、9 的缓冲液探究胃蛋白酶的最适pH
【解析】在探究温度对酶活性的影响实验中通常设置常温、低温及高温三种温度处理,A 错误;利用肝脏研磨液
和FeCl3溶液分别催化H2O2的分解可以探究酶的高效性,该实验只能探究酶的催化性,B 错误;利用淀粉酶分别催化淀粉
和蔗糖水解可以探究酶的专一性,C 正确;胃蛋白酶的最适pH 为2.0 左右,而pH 分别为5、7、9 的缓冲液可用来探究
胰蛋白酶的最适pH,不适合用来探究胃蛋白酶的最适pH,D 错误。
4.下图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与时的能量变化,相关叙述正确的是(
)。
A.此反应为放能反应
B.曲线Ⅰ表示有酶参与时的能量变化
C.E2为反应前后能量的变化
D.酶参与反应时,所降低的活化能为E4
【解析】反应前后能量的变化应为E3,反应产物的能量值比反应物的高,该反应为吸能反应,A、C 错误;曲线Ⅱ表
示有酶催化条件下的能量变化,其降低的活化能为E4,B 错误,D 正确。
5.磷酸肌酸主要储存在动物和人的肌细胞中,是一种高能磷酸化合物。ATP 和磷酸肌酸在一定条件下可相互转化,磷
酸肌酸(C~P)+ADP
ATP+肌酸(C)。下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.磷酸肌酸是能量的一种储存形式,是细胞内的直接能源物质
B.磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP 和ADP 的相互转化相耦联
C.肌肉收缩时,在磷酸肌酸的作用下,ATP 的含量保持相对稳定
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D.生物体内还存在着其他高能磷酸化合物,如GTP、CTP 等
【解析】ATP、GTP 等是细胞内的直接能源物质,磷酸肌酸不是细胞的直接能源物质,A 错误;据题干“磷酸肌酸
(C~P)+ADP
ATP+肌酸(C)”,可知磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP 和ADP 的相互转化相耦联,B 正确;肌肉收缩时,磷
酸肌酸可转化为ATP,故可使ATP 的含量保持相对稳定,C 正确;生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物,如GTP、CTP
等,D 正确。
6.下图是探究有关酶特性的实验装置,将装置置于适宜温度
下保温5 min 后,向各试管中滴加斐林试剂并水浴加热2 min,观察试管中的颜色变化。相关叙述正确的是(
)。
A.本实验的目的是探究酶的高效性
B.实验中滴管混用会影响结果准确性
C.甲、乙试管均出现砖红色沉淀
D.可用碘液代替斐林试剂检测结果
【解析】本实验的目的是探究酶的专一性,A 错误;实验中滴管混用会影响结果准确性,B 正确;乙试管不出现砖红
色沉淀,C 错误;碘液不能判断蔗糖是否发生反应,D 错误。
7.(2019·江西联考)某同学在两支试管中分别加入等量的H2O2后,再分别向试管中加入等量的过氧化氢酶和氯化铁,
连续测定总氧产生量,得到的数据如图所示。下列相关叙述正确的是(
)。
A.O~a 时间段时,加过氧化氢酶的试管中H2O2的分解速率先增大后减小
B.a 时刻,加过氧化氢酶的试管中过氧化氢酶达到饱和
C.b 时刻,在加氯化铁的试管中,O2产生速率是c 时刻的一半左右
D.从曲线能得出与无机催化剂相比,酶具有高效性的结论
【解析】O~a 时段,加过氧化氢酶的试管中的O2产生量持续增加,曲线斜率持续减小,曲线斜率代表反应速率,H2O2
分解速率持续减小,A 错误;a 时刻,加过氧化氢酶的试管中O2产生量几乎不增加,是因为H2O2快被分解完了,而不是因为
过氧化氢酶达到饱和,B 错误;b 时刻表示的是在加氯化铁的试管中O2产生量是c 时刻的一半,而不是O2产生速率是c
时刻的一半,事实上b 时刻O2产生速率等于c 时刻,因为曲线斜率没有变化,C 错误;加过氧化氢酶的试管的曲线更快达
到拐点,即反应更快结束,所以能得出与无机催化剂相比,酶具有高效性的结论,D 正确。
8.图甲表示某种酶催化底物水解的模型,图乙表示在最适温度下,相关酶的催化速率与反应物浓度的关系。下列相关
叙述正确的是(
)。
A.图甲中若d、e 分别代表果糖和葡萄糖,则b 代表蔗糖
B.所有酶都含有N 元素,酶能够为底物提供能量,从而让反应更容易进行
C.图乙中若g 点时反应体系温度升高,产物不再增加
D.由于酶具有专一性,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行
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【解析】蔗糖由果糖和葡萄糖组成,A 正确;酶在反应中不提供能量,B 错误;图乙中若g 点时反应体系温度升高幅
度不大,酶未失活,则产物增加速率减缓,C 错误;由于酶具有高效性,细胞代谢才能在温和的条件下快速进行,D 错误。
9.下图1 表示pH 对人体肠淀粉酶、唾液淀粉酶、胃蛋白酶催化效率的影响;图2 用来描述酶的作用机理,其中A 代表
底物,B 代表酶。下列叙述正确的是(
)。
A.图1 的曲线Ⅱ可能表示人体胃蛋白酶的催化效率
B.图1 表明各种酶对pH 的适应范围很广
C.若发生反应,图2 中B 具有专一性
D.图2 中A 和B 可分别表示淀粉和蛋白酶
【解析】人体胃蛋白酶催化反应的最适pH 在2 左右,图1 的曲线Ⅰ可能表示人体胃蛋白酶的催化效率,A 错误;
图1 表明各种酶在一定pH 范围内起作用,且各种酶对pH 的适应范围不广,不同的酶催化反应的最适pH 不同,B 错误;
酶具有专一性,一种酶仅能催化一种或一类化学反应,C 正确;图2 中A 和B 分别表示底物和相应催化该底物反应的酶,
如A 和B 可分别表示淀粉和淀粉酶或蛋白质和蛋白酶(不能分别表示淀粉和蛋白酶)等,D 错误。
10.用植物纤维纺织衣物时,需除去衣物上的淀粉浆(称为退浆)。传统工艺是用烧碱进行退浆,但是对环境造成的污染
很严重。现在常用的淀粉酶是从细菌体内提取的,在使用过程中常加入NaCl 作为酶的激活剂。随自变量的变化,酶的
活性没有
．．发生变化的是(
)。
A.酶浓度对退浆效果的影响
B.温度对退浆效果的影响
C.pH 对退浆效果的影响
D.NaCl 浓度对退浆效果的影响
【解析】酶浓度是通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性,A 正确;温度和pH 均能影
响酶的活性,退浆率的变化是由酶活性的变化引起的,B、C 错误;由题目信息可知,NaCl 是酶的激活剂,退浆率的变化也
是由酶活性的变化引起的,D 错误。
11.下图表示生物体内发生的两个化学反应,请判断下列相关说法中正确的是(
)。
A.ATP 分子水解时,图中所示的化学键③④最易断裂
B.图中酶1 和酶2 的化学本质相同,但是二者的种类不同
C.细胞中的吸能反应一般与ATP 的合成反应相联系
D.ATP 与ADP 相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内
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【解析】ATP 是细胞生命活动的直接能源物质,ATP 水解时,远离A 的高能磷酸键④最易断裂,A 错误;图中酶1 为
ATP水解酶,酶2为ATP合成酶,二者种类不同,但二者的化学本质均为蛋白质,B正确;细胞中吸能反应所需的能量由ATP
水解提供,而释放能量的反应(放能反应)则与ATP 的合成相联系,C 错误;细胞内ATP 与ADP 相互转化的能量供应机制是
生物界的共性之一,也存在于原核细胞中,D 错误。
12.某同学为了验证酶的相关特性及其作用底物情况进行了三组实验:实验一,某大分子物质甲与酶1 混合,可得到中
间产物乙;实验二,某大分子物质甲与酶1 和酶2 混合,可得到小分子物质a;实验三,某大分子物质甲与酶2 混合,不能
得到中间产物乙及小分子物质a。下列相关推理错误
．．的是(
)。
A.小分子物质a 可能是大分子物质甲的基本组成单位
B.酶2 的作用底物很可能是中间产物乙
C.由实验一和实验三可得出酶1 具有专一性
D.由实验一、实验二和实验三不能推断出酶具有高效性和作用条件温和的特性
【解析】由实验一、二、三对比分析可得出酶1 和酶2 催化的反应可能为甲
乙
小分子物质a,酶2 的作
用底物可能是乙,小分子物质a 可能是甲的基本组成单位,A、B 正确;结合实验一和实验三进行分析可知,酶1 的作用
底物是大分子物质甲,但实验未涉及酶1 作用的第二种底物,故不能推测酶1 具有专一性,C 错误;由于缺乏和无机催化
剂的对比,并且题干没有设计对温度和pH 等条件的控制,因此由实验一、实验二和实验三不能推断出酶具有高效性和
作用条件温和的特性,D 正确。
13.下图1~4 表示物质浓度或O2浓度与物质跨膜运输速率间的关系。下列相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.若某物质跨膜运输的速率可用图1 与图3 表示,则该物质不应为葡萄糖
B.若某物质跨膜运输的速率可用图2 与图3 表示,则该物质可能是葡萄糖
C.限制图中A、C 两点运输速率的主要因素不同,B、D 两点的限制因素有共同点
D.将图2 与图4 的曲线补充完整,曲线的起点应从坐标系的原点开始
【解析】图1 表示影响物质跨膜运输的因素为物质浓度,运输方式为自由扩散,图2 表示影响物质跨膜运输的因
素为物质浓度和载体蛋白数量,运输方式为协助扩散或主动运输,图3 说明该物质运输不消耗能量,运输方式为被动运
输,葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散或主动运输,A、B 正确;限制图中A、C 两点运输速率的主要因素分别是物质浓
度和O2浓度,B、D 两点的限制因素都为载体的数量,C 正确;图4 中曲线的起点不能从坐标系的原点开始,因为无氧呼吸
也能为物质的运输提供能量,D 不正确。
【答案】D
14.下图表示真核生物体内碳元素部分转移途径,其中A、B 代表物质,①~⑥代表生理过程。相关叙述正确的是(
)。
A.图中只有物质A 可表示含3 个碳原子的有机物
B.过程①②④中伴有[H]和ATP 的生成
C.过程③④分别发生在核糖体和线粒体中
D.过程①~⑥需要不同种类的酶催化
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【解析】图中可表示含3 个碳原子的有机物的有丙氨酸、物质A 和B,A 错误;过程②为无氧呼吸第二阶段,消耗[H],
不产生ATP,B 错误;过程③发生在细胞质基质中,C 错误。
15.人体内溶酶体中的酶主要是酸性水解酶,当其内部的pH 为5.0 时活性最佳,细胞质基质中的pH 为7.2。下列有关
叙述错误
．．的是(
)。
A.溶酶体膜的成分结构与细胞膜相似
B.溶酶体膜上含有转运H
+的载体蛋白
C.溶酶体破裂后可导致细胞“自溶”而裂解
D.溶酶体在消化物质后,所得产物均排出细胞外
【解析】溶酶体在消化物质后,有用的产物可以被细胞利用,D 错误。
16.下列有关叶绿体和线粒体的叙述正确的是(
)。
A.相同条件下线粒体比叶绿体在蒸馏水中更容易吸水涨破
B.叶绿体和线粒体内产生的ATP 均能用于各项生命活动
C.通常采用密度梯度离心法分离细胞中的叶绿体和线粒体
D 叶绿体膜和线粒体膜主要成分的种类相同
【解析】由于线粒体内膜折叠形成嵴,相同条件下叶绿体比线粒体在蒸馏水中更容易吸水涨破,A 错误;叶绿体内
产生的ATP 只用于暗反应及叶绿体中的一些耗能过程,B 错误;通常采用差速离心法分离细胞中的叶绿体和线粒体,C
错误;叶绿体膜和线粒体膜主要成分均为蛋白质分子和脂质分子,种类相同,D 正确。
17.研究证实ATP 是细胞的“能量通货”,也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子,其作为信号分子的作用
机理如图所示。请分析回答:
(1)从图中可以看出,ATP 作为信号分子时,酶和ATP 的共同特点是都具有
。细胞间隙中的ATP 在有关酶
的作用下,磷酸基团逐个脱落下来,最后剩下的是
。
(2)典型神经递质和ATP 都能引起受体细胞的膜电位变化,如果ATP 使受体细胞兴奋,则突触后膜的信号变化
是
。若浆细胞产生的某种抗体破坏了ATP 的相应受体,从免疫学角度分析,这属于
病。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质,还能释放ATP,两者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析,科学家当
初推测ATP 可作为神经细胞间传递信息的信号分子的实验思路是:①科学家用化学物质阻断
在神经细胞间的信息传递后,发现靶细胞膜能接受部分神经信号;②科学家寻找到靶细胞膜上有ATP
的
。
【解析】(1)由题干和图可知,细胞膜上存在着P2X、P2Y 和P1 受体,而ATP 与P2X 和P2Y 受体特异性结合,直接引
起神经纤维发生电位变化,则ATP 可以在神经细胞之间传递信息。ATP 作为信号分子时,酶和ATP 的共同特点是都具
有专一性,每个ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基团,因此磷酸基团逐个脱落下来后,剩下的是腺苷。(2)如果ATP
使受体细胞兴奋,则突触后膜的信号变化是由化学信号变为电信号。从免疫学角度分析,若浆细胞产生的某种抗体破
坏了ATP 的相应受体,这属于自身免疫病。(3)设计实验应遵循对照原则和单一变量原则等,若研究ATP 是否能在神经
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元之间起传递信号的作用,实验自变量是ATP 的有无,因此需要排除神经细胞分泌的典型神经递质的干扰。若发现受
体细胞仍能接收部分神经信号,推测细胞中存在ATP 受体,由此科学家寻找到靶细胞膜上有ATP 的受体。
【答案】(1)专一性
腺苷
(2)由化学信号变为电信号
自身免疫
(3)典型神经递质
受体
18.用一定的低温处理果实,可以延迟果实在常温保鲜过程中的后熟,这种低温效应称为“冷激效应”。香蕉在保鲜过
程中,淀粉酶活性上升导致香蕉后熟加快、硬度下降。为研究不同冷激处理对香蕉后熟的影响,研究者进行了相关实
验,其结果如表:
0 ℃冰水处理不同时
间
0 ℃冷空气处理不同时
间
0
0.5 h 1 h
2 h
0
1.5 h2.5 h 3.5 h
后熟软
化天数
12
18
23
7
12
19
24
16
有无冻
伤
状斑点
-
+
++
++
++
-
-
-
-
注:“-”表示无;“+”表示有,“+”数量越多表示斑点越多
(1)淀粉酶和盐酸都能催化淀粉水解,但酶的催化效率更高,原因是
,这说明酶具
有
。
(2)该实验的自变量是
,根据实验结果,应选取
的冷激处理条件,对延缓
香蕉后熟效果最理想,理由是
。
(3)在实验过程中,可用
对淀粉分解产物可溶性糖进行检测,50~65 ℃温水水浴后生成
沉
淀。研究发现,香蕉产生的
能提高淀粉酶活性而促进其成熟,导致香蕉的硬度下降。
【解析】(1)淀粉酶和盐酸(无机催化剂)都能催化淀粉水解,但酶的催化效率更高,原因是酶降低活化能的作用更显
著,这说明酶具有高效性。(2)根据表格分析,该实验的自变量是冷激处理方式(0 ℃冰水处理和0 ℃冷空气处理)和时
间,根据实验结果,选取0 ℃冷空气处理2.5 h 的冷激处理条件,对香蕉后熟软化的抑制效果最显著,且不会使香蕉产
生冻伤,对延缓香蕉后熟效果最理想。(3)淀粉分解产物是麦芽糖,在实验过程中,可用斐林试剂对淀粉分解产物可溶性
糖进行检测,水浴后生成砖红色沉淀。研究发现,香蕉产生的乙烯能提高淀粉酶活性而促进其成熟,导致香蕉的硬度下
降。
【答案】(1)酶降低活化能的作用更显著
高效性
(2)冷激处理方式和时间
0 ℃冷空气处理2.5 h
该处理条
件对香蕉后熟软化的抑制效果最显著,且不会使香蕉产生冻伤
(3)斐林试剂
砖红色
乙烯
19.现有一种细菌M,能够合成某种酶,并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度
的变化关系,请根据以下提供的实验材料写出实验思路,并预测实验结果。
实验材料:若干个培养瓶、培养液、细菌M
(要求与说明:实验仅设一组;实验仪器、试剂、用具及操作不做要求;实验条件适宜)
请回答:
(1)实验思路。
(2)预测实验结果(设计一个坐标系,并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线)。
(3)测定总酶浓度时,应对细胞做
处理。
【解析】(1)实验思路见答案。(2)随着培养时间的不断延长,培养液中的细胞数量在不断增加并最终保持稳定,而
细胞外酶浓度和总酶浓度也在不断增加并最后保持稳定,且总酶浓度要高于细胞外酶浓度。曲线见答案。(3)测定总
酶浓度时,需对细胞进行破碎处理,以便统计胞内酶与胞外酶的总量。
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【答案】(1)①取细菌M 稀释后,分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中;②取其中的培养瓶,分别测定细
胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度,并记录;③在培养过程中,每隔一段时间重复②;④对所得实验数据进行分析与处理。
(2)见下图:
(3)破碎
20.已知2H2O2
2H2O+O2↑,可以通过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来判断H2O2分解反
应的速度。现有实验材料与用具如下:适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、质量分数为3.5%的FeCl3溶液,质量分数为0.01%
的过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。回答以下问题。
(1)细胞代谢离不开酶的作用。细胞代谢的含义是
;酶在代谢中能降低化学反应
的活化能,所谓的活化能是指
,与无机催化剂相比,酶的作用的不同点
在于
。
(2)酶的特性包括专一性、
,专一性是指
。
(3)请用上述实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预
测实验结果并得出结论。
实验步骤:
。
实验结果预测及结论:整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次
是
。由此可得出的结论
是
。
(4)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ℃,重做上述实验,O2释放的速度最快的是
,原因
是
。
【解题技巧】第(1)(2)小题考查学生对教材核心知识的理解与记忆,熟悉教材就能得出答案。难点在于第(3)小题
的实验设计。首先审清题意,明确实验目的——验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性,从而确定分为三个组,因为加
入了酶的实验组与未加催化剂的对照组相比,只能说明酶具有催化功能;加入了酶与加入了氯化铁溶液的两组实验对
比,能证明酶具有高效性;然后找出自变量、因变量和观察指标;最后,充分利用实验材料,结合实验设计的四部曲写出实
验步骤。
答题模板为:第一步,选择适当的实验材料分组编号;第二步,根据对照原则、单一变量原则及平行重复原则,合理
处理实验材料,完成单一变量的控制;第三步,将各个组置于相同且适宜的环境中完成实验过程;第四步,观察因变量、记
录实验数据并用适当的形式处理实验结果、得出结论。
【答案】(1)细胞中每时每刻都进行着许多化学反应
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
酶降低活化能的作用更显著
(2)高效性、作用条件温和
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
(3)实验步
骤:①取3 支洁净的试管,各加入等量的H2O2溶液,放入37 ℃的恒温水浴锅中保温适当时间。②分别向上述3 只试管
加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液。③观察各试管中释放气泡的快慢
实验结果预测及结论:
加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管
过氧化氢酶具有催化作用和高效性
(4)加FeCl3溶液的
试管
在此温度下催化作用加快,而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性
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第5 讲
细胞呼吸
1.(2019·山东模拟)下图是酵母菌细胞呼吸流程图,下列相关叙述正确的是(
)。
A.条件X 下葡萄糖中能量的去向有3 个
B.条件Y 下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生CO2 和水
C.试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液
D.物质a 产生的场所为线粒体基质
【解析】根据产物“酒精”判断条件X 为无氧(或缺氧),酵母菌以葡萄糖为底物的无氧呼吸的能量去向有:储存在
酒精中,储存在ATP 中,以热能的形式散失,A 正确;条件Y 为有氧,有氧呼吸第一阶段,葡萄糖在细胞质基质中被分解,B
错误;检测酒精的试剂甲为酸性重铬酸钾溶液,溴麝香草酚蓝水溶液用于CO2 的检测,C 错误;物质a 为CO2,无氧呼吸
产生CO2 的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2 的场所为线粒体基质,D 错误。
2.(2019·深圳一模)甲图是细胞呼吸示意图,乙图是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是(
)。
A.①②④阶段均放出少量能量
B.水参与④阶段的反应,该过程发生在乙图中的b 处
C.人体细胞分解等量的葡萄糖,③阶段释放CO2 的量是④阶段的1/3
D.①⑤阶段分别发生在乙图中的a、c 处
【解析】①为有氧呼吸及无氧呼吸的第一阶段,②为无氧呼吸的第二阶段,④为有氧呼吸的第二阶段,②阶段无能
量的释放,①④阶段有少量能量的释放,A 错误;水参与有氧呼吸第二阶段即甲图中④阶段,该过程发生的场所为线粒
体基质即b 处,B 正确;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2 的产生,C 错误;①阶段发生的场所为细胞质基质,⑤
阶段发生的场所为线粒体内膜,D 错误。
3.(2019·山西联考)不同的呼吸底物(葡萄糖、脂肪等)或不同的呼吸方式释放的二氧化碳量与吸收的氧气量不同。以
葡萄糖为呼吸底物时,释放的二氧化碳量与吸收的氧气量相等。某科研小组选取4 份不同的材料在一定氧气浓度条
件下开展了细胞呼吸方式的探究实验,实验结果如表所示(单位为mg/h)。下列说法正确的是(
)。
材料
释放的二氧化碳
量
吸收的氧气量
甲
50
40
乙
30
60
丙
50
50
丁
0
0
A.甲材料最可能是花生种子
B.乙材料最可能是小麦种子
C.丙材料可能是马铃薯块茎
D.丁材料只能是没有生命活动的材料
【解析】甲材料中二氧化碳释放量大于氧气吸收量,所以该材料最可能是富含糖类的材料,如小麦种子,A 错误;
乙材料中二氧化碳释放量小于氧气吸收量,所以该材料最可能是富含脂肪的材料,如花生种子,B 错误;丙材料中二氧
化碳释放量等于氧气吸收量,所以该材料可能是动物组织或无氧呼吸时产生乳酸的植物器官,如马铃薯块茎,C 正确;
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丁材料中没有二氧化碳的释放和氧气的吸收,所以该材料可能是没有生命活动的材料或只进行产生乳酸的无氧呼吸
的材料,如乳酸菌等,D 错误。
4.下图为研究细胞呼吸和光合作用的有关实验,其他相关实验条件适宜,有利于相关生理过程的进行。以下叙述正确
的是(
)。
A.为了研究线粒体或叶绿体的功能,需要采用密度梯度离心法分离线粒体和叶绿体
B.适宜条件下,乙、丙、丁中均能观察到有气泡产生
C.甲中的葡萄糖能生成丙酮酸,但是不会产生二氧化碳
D.若光照条件下突然停止二氧化碳的供应,一段时间后丙中ATP 的合成速率基本不变
【解析】分离细胞器常用的方法是差速离心法,A 错误。乙中线粒体可以利用丙酮酸进行有氧呼吸的第二、三
阶段,产生二氧化碳和水;丙中有完整的叶绿体,提供适宜的光照,可以进行光合作用放出氧气;丁中能进行无氧呼吸,产
生二氧化碳,B正确。甲中的葡萄糖不能生成丙酮酸,C错误。若光照条件下突然停止二氧化碳的供应,则C3会减少,ATP
的消耗减少,故ATP 的合成速率减小,D 错误。
5.下图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图,①~③表示生化反应过程,甲~丁代表相关物质。下列说法错误
．．的是(
)。
A.①②③过程都伴有ATP 的生成
B.甲、乙、丙、丁表示的物质各不相同
C.①②过程均有乙生成,但催化①②过程的酶不同
D.图中生理过程既能发生在真核生物的细胞中,也能发生在原核生物的细胞中
【解析】①②③过程都伴有ATP 的生成,其中过程③生成的ATP 量最多,A 正确。甲代表丙酮酸,乙代表[H],丙和
丁代表水,B 错误。①②过程均有乙[H]的生成,但过程①表示葡萄糖分解,发生在细胞质基质中;过程②表示丙酮酸分
解,发生在线粒体基质中,所以催化①②过程的酶不同,C 正确。原核生物缺乏线粒体,但醋酸菌、蓝藻等原核生物也能
进行图中的有氧呼吸过程,D 正确。
6.下列关于在人体细胞呼吸过程中,[H]的来源和用途的叙述,最准确的是(
)。
选项
呼吸类型
[H]的来源
[H]的用途
A
有氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成水
B
有氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成水
C
无氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成乳酸
D
无氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成酒精
【解析】根据有氧呼吸的具体过程可知,有氧呼吸过程中,人体细胞呼吸过程中产生的[H]来源于葡萄糖、丙酮酸
和水,用于生成水,A 错误、B 正确;由无氧呼吸的具体过程可知,无氧呼吸过程中,人体细胞呼吸过程中产生的[H]只来
自葡萄糖,用于生成乳酸,C、D 错误。
7.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑
等有氧运动有关。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
B.消耗等物质的量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP 多
C.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故会产生酸痛的感觉
D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自线粒体内膜
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【解析】根据题意,快肌纤维几乎不含线粒体,进行无氧呼吸,慢肌纤维与有氧运动有关,进行有氧呼吸。消耗等物
质的量的葡萄糖,无氧呼吸产生的ATP 比有氧呼吸产生的少,即快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP 少,B 错误。
8.某同学设计了下图所示的发酵装置,下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.该装置可阻止空气进入,能用于葡萄酒发酵
B.该装置便于将果酒发酵中产生的气体排出
C.往发酵装置中滴加重铬酸钾溶液,观察到发酵液变成灰绿色就说明产生了酒精
D.该装置如用来制作酸奶需要将纯乳汁(含乳酸杆菌)装满瓶,其他不变
【解析】该装置中注水的弯曲部分可阻止空气进入,能用于果酒发酵,A 正确;果酒发酵产生的CO2 可溶解在弯管
的水中,进一步通过水排出,B 正确;重铬酸钾溶液检测酒精需要在酸性条件下进行,C 错误;乳酸杆菌只能进行无氧呼
吸,能将糖类等物质分解为乳酸,故将发酵液装满瓶可以排出其中的氧气,有利于乳酸杆菌的无氧呼吸,D 正确。
9.有学者欲研究影响玉米根尖细胞线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定
氧气浓度的变化,结果如图(注:图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质),下列分析正确的是(
)。
A.实验中加入的呼吸底物是葡萄糖
B.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
C.过程②比过程⑤耗氧速率低的原因可能是[H]不足
D.过程④比过程③耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足
【解析】实验研究的是影响线粒体耗氧速率的因素,因此实验中加入的呼吸底物是丙酮酸,A 错误;过程①有氧气
消耗,因此进行了有氧呼吸的第三阶段,B 错误;加入呼吸底物后耗氧速率加快,说明过程②耗氧速率低的原因可能是
[H]不足,C 正确;加入ADP 后耗氧速率加快,说明过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP 不足,D 错误。
10.(2019·鹰潭质检)细胞内的磷酸果糖激酶(酶P)催化反应:果糖-6-磷酸+ATP
果糖-1,6-二磷酸+ADP,这是细胞有
氧呼吸第一阶段中的重要反应。下图为高、低两种ATP 浓度下酶P 活性与果糖-6-磷酸浓度的关系。下列叙述错误
．．
的是(
)。
A.细胞内酶P 催化的反应发生在细胞质基质中
B.一定范围内,果糖-6-磷酸浓度与酶P 活性呈正相关
C.低ATP 浓度抑制了酶P 的活性
D.酶P 活性受有氧呼吸产物ATP 的反馈调节
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【解析】根据题意可知,酶P 催化的反应是有氧呼吸第一阶段中的重要反应,而有氧呼吸第一阶段发生在细胞质
基质中,A 正确;由图中曲线可知,在一定范围内,横轴(果糖-6-磷酸浓度)与纵轴(酶P 活性)呈正相关,B 正确;对比图中两
条曲线可知,在一定范围内,相同的果糖-6-磷酸浓度下低ATP 浓度对应的酶P 活性高于高ATP 浓度对应的酶P 活性,
即低ATP 浓度可在一定程度上增加酶P 的活性,C 错误;ATP 为有氧呼吸的产物,分析坐标曲线可知,当ATP 浓度升高
时,会在一定程度上抑制酶P 的活性,即酶P 活性受有氧呼吸产物ATP 的反馈调节,D 正确。
11.(2019·江西联考)水稻细胞有氧呼吸产生的[H]与氧气最终在细胞色素氧化酶的作用下生成水,该过程伴随H+顺浓
度梯度跨膜运输(如下图所示),产生的能量促使ATP 合成。下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.该过程发生于有氧呼吸第三阶段
B.该过程释放出的能量,多数以热能的形式散失,少数转移到ATP 中
C.动物细胞中代谢过程能产生H2O 的细胞器都具有膜结构
D.动物细胞中代谢过程既生成H2O 又消耗H2O 的细胞器具有双层膜结构
【解析】动物细胞中核糖体代谢过程能产生H2O,但是没有膜结构,C 错误。
12.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如下图。下列叙述正确的是(
)。
A.20 h 内,果肉细胞产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h 后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2 浓度会增加
C.50 h 后,30 ℃条件下果肉细胞的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
【解析】果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体,A 错误;50 h 后,30 ℃条件下果
肉细胞没有消耗O2,是因为此温度条件下酶的活性较高,之前进行的有氧呼吸已将O2消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,
故密闭罐中CO2 浓度会增加,B 正确;开始时,30 ℃条件下果肉细胞的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的要快,消耗的
O2多,到50 h 后,密闭容器中的O2浓度很低,故此时果肉细胞的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃时的慢,C 错误;由于酶具
有最适温度,若超过最适温度,有氧呼吸速率会降低,D 错误。
13.下图1 表示细胞呼吸时气体交换相对值的情况,图2 表示O2 浓度对呼吸速率的影响。下列相关叙述中,错误
．．的是
(
)。
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A.某些植物体内可以同时发生有氧呼吸,无氧呼吸产生酒精及无氧呼吸产生乳酸的所有过程
B.图2 能表示O2 浓度对人体呼吸速率的影响
C.图2 中C 点时细胞的呼吸方式与图1 中O2 浓度为b 和c 时的一致
D.图1 中O2 浓度为d 时,细胞能产生CO2 和H2O
【解析】马铃薯块茎细胞的无氧呼吸产生乳酸,其他细胞的无氧呼吸产生CO2 和酒精,有氧呼吸产生CO2 和
H2O,A 正确;图2 不能表示O2 浓度对人体呼吸速率的影响,人体细胞无氧呼吸不产生CO2,B 错误;图2 中C 点时细胞
的呼吸方式存在有氧呼吸与无氧呼吸,与图1 中O2 浓度为b 和c 时的呼吸方式一致,C 正确;图1 中O2 浓度为d 时,
细胞只进行有氧呼吸,D 正确。
14.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是(
)。
A.过程①只在线粒体中进行,过程②只在叶绿体中进行
B.过程①产生的能量全部储存在ATP 中
C.过程②产生的(CH2O)中的氧全部来自H2O
D.过程①和②中均能产生[H],二者还原的物质不同
【解析】过程①为有氧呼吸过程,反应场所是细胞质基质和线粒体(原核细胞有氧呼吸全过程均在细胞质中);过
程②是光合作用,真核生物在叶绿体中进行光合作用,原核生物蓝藻能进行光合作用,其场所是光合片层和细胞质基
质,A 错误。有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP 中,B 错误。光合作用中参与反应的水
中的氧,通过水的光解进入生成的O2 中,而光合作用产物(CH2O)中的氧来自CO2,C 错误。过程①和②都能产生[H],
前者产生的[H]主要与O2 结合产生水并释放大量能量,后者产生的[H]主要用于C3 还原,D 正确。
15.在野生型酵母菌的线粒体中,有氧呼吸酶作用下产生的[H]可与显色剂TTC 结合,使酵母菌呈红色。呼吸缺陷型酵
母菌缺乏上述相关酶。下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.TTC 可用来鉴别野生型和呼吸缺陷型酵母菌
B.呼吸缺陷型酵母菌细胞呼吸也可产生[H]
C.呼吸缺陷型酵母菌无法合成ATP
D.呼吸缺陷型酵母菌丙酮酸在细胞质基质被分解
【解析】酵母菌是兼性厌氧微生物,既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,无氧呼吸能产生少量ATP,C 错误。
16.下列关于酒精的鉴定及酒精在相关实验中运用的叙述,错误
．．的是(
)。
A.在提取绿叶中的色素时可用无水乙醇作为提取剂来提取色素
B.用苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中的脂肪时,需要用酒精洗去浮色
C.在碱性条件下用重铬酸钾溶液鉴定酒精,溶液的颜色由橙色变成灰绿色
D.用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精的1∶1 混合液对洋葱根尖进行解离
【解析】绿叶中的色素能溶于有机溶剂,因此可以用无水乙醇或丙酮来提取,A 正确;用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪时需
要用50%的酒精洗去浮色,B 正确;在酸性条件下用重铬酸钾溶液鉴定酒精,溶液的颜色由橙色变成灰绿色,C 错误;解
离根尖细胞所使用的解离液是由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸等体积混合形成的,D 正确。
17.有氧呼吸过程中,[H]中的H+需要经一系列过程才能传递给分子氧,氧与之结合生成水。下图为其传递过程的两条
途径,真核生物体内存在其中的一条或两条途径。回答下列相关问题:
(1)细胞呼吸是指
。呼吸的过程中产生的[H]的本质
是
,其作用为
。
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(2)在有氧呼吸的第二阶段,是否需要氧气的存在,请提出一种合理的解
释:
。有氧呼吸的化学反应式可表示
为
。与体外燃烧相比,有氧呼吸的特点
是
。
(3)研究发现,“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒,细胞呼吸全被抑制,导致死亡;而对天南星科
植物用氰化物处理,呼吸速率降低,但并未完全被抑制。结果表明:天南星科植物存在
(填“途径1”“途径2”或
“途径1 和途径2”)。
(4)天南星在开花时,其花序会释放大量能量,花序温度比周围温度高15~35 ℃,促使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传
粉。研究发现,此时花序中ATP 生成量并没有明显增加。花序温度升高但ATP 生成没有明显增加的原因
是
。天南星科植物这种性状的形成是长期
的结果。
【解析】(1)在有氧呼吸过程中,[H]在实质上是NADH(或还原型辅酶Ⅰ)(与光合作用中的NADPH 不同),其作用
为与氧气结合形成水或将丙酮酸还原成酒精或乳酸。(2)只有在氧气存在的情况下,丙酮酸才能进入线粒体(基质)中。
(3)对天南星科植物用氰化物处理,呼吸速率降低,但并未完全被抑制,说明天南星科植物存在途径1 和途径2。(4)花序
会释放大量能量,花序温度比周围温度高15~35 ℃,说明应该是细胞呼吸过程中有相当一部分能量以热能的形式散失
了,并且散失的热能多于其他细胞,导致物质氧化分解释放的能量储存在ATP 中的较少。天南星科植物这种性状的形
成是经过长期自然选择的结果,是对环境的一种适应。
【答案】(1)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,释放能量并生成ATP 的过程
NADH(或还原型辅酶Ⅰ)
与氧气结合形成水或将丙酮酸还原成酒精或乳酸
(2)需要,只有在氧气存在的情况下,丙
酮酸才能进入到线粒体(基质)中
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量(H2O 不能抵消,条件、能量等均不能缺
少或出现错误)
在温和条件下进行,能量经过一系列反应逐步释放,有一部分能量储存在ATP 中
(3)途径1 和途径2
(4)途径2 增强,物质氧化分解释放的能量储存在ATP 中的较少,大量以热能的形式散失
自然选择(或进化)
18.某小组同学利用右图所示装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验,取200 mL 不同温度的无菌水分别倒入培养
瓶,然后分别加入15 g 葡萄糖及5 g 干酵母,混匀后放在相应温度下水浴保温,实验进行20 min,观察到的实验现象如下
表所示。请回答下列问题:
组别
处理方法
实验现象
1
冰水(0 ℃)
没有气泡产生
2
凉水(10 ℃)
只能看到少量气泡
3
温水(30 ℃)
产生气泡,由慢到快,由少到多
4
热水(55 ℃)
始终没有气泡产生
(1)表格中的实验现象不同的原因是
,从数据中分析,
(填“能”
或“不能”)得到酵母菌发酵的最适温度。
(2)实验组3 的装置中最初有色液滴未移动,15 min 后有色液滴缓慢向
(填“左”或“右”)移动,整个过程中细胞
产生CO2 的场所有
。用溴麝香草酚蓝检测二氧化碳时的实验现
象
,检测培养液中酵母菌呼吸作用另一种产物的实验原理
为
。
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(3)有的同学认为实验组1 和实验组4 现象虽然相同,但原理不同。老师建议他进行实验验证,请简要写出实验思
路:
。
若
,则证明他的观点是正确的。
【解析】(1)细胞呼吸是一系列的酶促反应,而酶的活性受温度和pH 影响。分析表格中的实验现象,不同温度下
气泡产生量和产生速率不同,其根本原因是温度影响了酵母菌细胞内与呼吸相关的酶的活性。从数据中分析不能得
到酵母菌发酵的最适温度,只能说明在30 ℃条件下,酵母菌细胞呼吸强度较高。(2)实验组3 的装置中最初酵母菌进
行有氧呼吸,消耗的O2量与产生的CO2量相等,所以有色液滴未移动;15 min 后,酵母菌开始进行无氧呼吸,酵母菌无氧
呼吸不消耗O2,但产生了CO2,所以有色液滴缓慢向右移动,整个过程中细胞产生CO2 的场所有线粒体基质和细胞质
基质。(3)实验组1 和实验组4 都没有气泡产生,但原理不同。前者酵母菌细胞中与呼吸相关的酶的空间结构没有被
破坏,只是酶的活性较低,当恢复到适宜温度时,酶活性还会恢复,而后者酵母菌细胞中与呼吸相关的酶已变性失活,当
恢复到适宜温度时,酶活性也无法恢复。因此可采用如下实验思路进行验证:将实验组1 和实验组4 放在30 ℃水浴
中保温,一段时间后,观察气泡产生情况。若实验组1 产生气泡,实验组4 仍然没有气泡产生,则证明该同学的观点是正
确的。
【答案】(1)温度影响了酵母菌细胞内与呼吸相关的酶的活性
不能
(2)右
线粒体基质和细胞质基质
溶液
的颜色由蓝色→绿色→黄色
橙色的重铬酸钾在酸性条件与酒精发生化学反应,变成灰绿色
(3)将实验组1 和实验
组4 放在30 ℃水浴中保温,一段时间后,观察气泡产生情况
实验组1 产生气泡,实验组4 仍然没有气泡产生
19.某研究小组对一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程进行研究。首先将大豆种子置于水分(蒸馏水)、通气、光照
等条件适宜的环境中培养,定期检测萌发种子的干重变化,结果如图1 所示。请据图1 分析:
(1)第2~6 d,种子从外界吸收水分,使细胞中大分子物质
(填“合成”或“水解”),从而导致干重增加,增加干重主
要依靠
(填“H”或“O”)元素。第6 d 后种子干重减少的主要原因
是
。
(2)未突破种皮前,种子以无氧呼吸为主。第4 d,实验小组测得种子吸收的O2 量和释放的CO2 量之比为1∶3,此时大
豆细胞内
增多,该物质产生于细胞的
中;第
d,大豆的呼吸速率与光合速率大致相
当。
(3)实验小组在光照强度和CO2浓度等条件不变的情况下,测定不同温度对大豆叶的净光合速率和呼吸速率的影响,结
果如图2 所示。由图分析可知,大豆最适生长温度是
℃左右。在此温度下,每100 mm2 叶面积上1 h 光合作用
制造的葡萄糖是
μmol。
(4)研究小组发现沙尘天气影响大豆生长,分析认为:首先,沙尘天气直接影响光反应中
的产生;其次,
沙尘堵塞大豆叶气孔,影响光合作用的
阶段。
【解析】(1)第2~6 d,种子干重增加是因为种子吸收水分,自由水转化为结合水。第6 d 后种子干重减少的主要原
因是种子进行细胞呼吸,有机物被分解使干重减少。(2)种子吸收的O2 量和释放的CO2 量之比为1∶3,说明种子进行
无氧呼吸释放了CO2,故产物酒精增多。无氧呼吸的场所为细胞质基质。第10 d,大豆的呼吸速率与光合速率大致相
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当。(3)由图2 可知,18 ℃时净光合速率最大,故大豆最适生长温度是18 ℃,此时CO2 吸收量为800 μmol/(m2·s),CO2
释放量为300 μmol/(m2·s),每100 mm2 叶面积上1 h 光合作用制造的葡萄糖=(800+300)×3600×100÷(6×1000000)=66
μmol,计算时注意单位换算,图表中为s 和m2,题干中为h 和mm2。(4)沙尘天气时,光照减弱,光反应减弱,ATP 和[H]生
成量减少,又因沙尘会堵塞大豆叶气孔,影响CO2 的吸收,使暗反应减弱,因此沙尘天气影响大豆生长。
【答案】(1)水解
O
细胞进行呼吸作用,分解有机物
(2)酒精
细胞质基质
10
(3)18
66
(4)ATP 和[H]
暗反应
20.不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常通过呼吸商(RQ=
)来推测生物用于有
氧呼吸的能源物质。下图是测定发芽种子呼吸商的两个装置。
关闭活塞,在25 ℃下经20 min 后读出刻度管中着色液滴移动的距离。设装置1 和装置2 中着色液滴分别向左
移动x mm 和y mm。x 和y 值反映了容器内气体体积的减少量。请回答下列问题:
(1)装置1 中加入NaOH 溶液的目的是
。
(2)x 代表
,y 代表
。
(3)若测得x=200、y=30,则该发芽种子的呼吸商是
。
(4)若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ,则应将该装置放于何种条件下?
,原因
是
。
(5)为使测得的x 和y 值更精确,还应再设置一组对照装置。对照装置的容器和试管中应分别放入
。设置对
照的目的是
。
(6)小琪同学在做这个实验时,将等量的生理状态相同的发芽种子分别装到两个装置中。假定其他操作步骤无误,她发
现开始的一段时间内装置1 中的着色液滴向左移动,而装置2 中的着色液滴位置却不发生改变,则可推断该种子发芽
过程所消耗的能源物质主要是
,理由是
;若发现装置1 和装置2 中的着色液
滴均向左移动,则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是
,理由
是
。
【解析】(1)在该呼吸熵测定装置中,装置1 中加入NaOH 溶液的目的是吸收CO2,根据着色液滴移动的刻度可测
出呼吸作用消耗的O2 的体积。(2)x 表示呼吸作用消耗的O2 的体积,y 表示呼吸作用消耗的O2 和释放的CO2 的体积
之差。(3)x=200,则释放的CO2 的体积相对值为200-30,所以该发芽种子的呼吸熵RQ=(200-30)/200=0.85。(4)若要测
定已长出真叶幼苗的RQ,则应将装置放在黑暗条件下,以避免幼苗光合作用干扰呼吸作用产生的气体量的变化。(5)
为使测得的x 和y 值更精确,可再设置一对照组,容器中和试管中应分别放入等量死亡的发芽种子和蒸馏水,以排除物
理因素引起的气体体积变化。(6)装置2 中着色液滴位置不改变,说明种子萌发时进行呼吸作用消耗的O2 体积与释放
的CO2 体积相等,则RQ=1,只有当以葡萄糖(糖类)为能源物质进行有氧呼吸时,消耗的O2体积才与释放的CO2体积相
等。装置1 和装置2 中着色液滴均向左移动,说明种子进行有氧呼吸,且呼吸作用消耗的O2 体积大于释放的CO2 的体
积,RQ<1,说明该种子发芽过程中,消耗的能源物质主要是富含氢的物质(如脂肪)。
【答案】(1)吸收CO2
(2)消耗O2 的体积
消耗O2 和释放CO2 的体积之差
(3)0.85
(4)黑暗条件下
避免幼
苗进行光合作用,干扰呼吸作用产生的气体量的变化
(5)等量死亡的发芽种子和蒸馏水
校正装置1 和装置2 内因
物理因素(或非生物因素)引起的气体体积变化
(6)葡萄糖(糖类)
以葡萄糖(糖类)为能源物质进行有氧呼吸时,吸收
的O2 量等于释放的CO2量
富含氢的物质(如脂肪)
富含氢的物质在被氧化分解时吸收的O2量大于释放的CO2量
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第6 讲
光合作用
1.下列关于叶绿素和类胡萝卜素的说法,不正确
．．．的是(
)。
A.类胡萝卜素主要存在于水绵和蓝藻中
B.叶绿素和类胡萝卜素易溶于有机溶剂中
C.叶绿素在红光区吸收的光能可用于光合作用
D.叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区的吸收峰值不同
【解析】本题考查色素的性质和作用,主要考查理解能力。蓝藻细胞中含有叶绿素和藻蓝素,不含类胡萝卜素,A
错误。
2.(2019·山东模拟)叶绿体中的类囊体有两种:基粒类囊体和基质类囊体(如下图)。基质类囊体能将单个基粒类囊体
连接起来。下列有关叙述正确的是(
)。
A.叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内
B.H2O 在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质类囊体上
C.CO2的固定过程发生在基粒类囊体上
D.在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素
【解析】叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上,A 错误;H2O 的光解在两种类囊体上都能发生,因为类囊体上含有与
光反应有关的酶和色素,B 错误、D 正确;CO2的固定发生在叶绿体基质中,C 错误。
3.下图1、2、3 为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展(图1 中叶片黄白色部分不含叶绿体)。以下叙述错．
误．的是(
)。
A.图1 中b 和c 部位对照,可以说明光合作用需要光照;a 和b 部位对照,可以说明光合作用需要叶绿体
B.图2 实验运用了同位素标记技术,该实验的目的是探究光合作用产生的氧气的来源
C.图3 实验选择叶绿体呈螺旋式带状排列的水绵主要是便于观察
D.图3 实验主要根据厌氧细菌的分布来证明叶绿体是光合作用的场所
【解析】图3 实验结果是好氧细菌分布于叶绿体被光束照射的部位,由此证明叶绿体是光合作用的场所,O2是由
叶绿体释放出来的。
4.(2019·湖南质检)下列有关探究光合作用过程实验的叙述,正确的是(
)。
A.将充分暗处理后的绿叶一半遮光,光照一段时间,遮光部分遇碘变蓝
B.载有水绵和好氧细菌的临时装片,用透过三棱镜的光照射一段时间,绿光区域聚集的好氧细菌最多
C.向绿色植物提供
O 和CO2,光照一段时间,释放的气体为
18O2
D.向小球藻提供
14CO2,光照一段时间,
14C5化合物先于
14C3化合物出现
【解析】将充分暗处理后的绿叶一半遮光,光照一段时间,光照部分遇碘变蓝,A 错误。载有水绵和好氧细菌的临
时装片,用透过三棱镜的光照射一段时间,红光和蓝紫光区域聚集的好氧细菌最多,B 错误。鲁宾和卡门利用
18O 分别标
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记H2O 和CO2,使它们分别成为
O 和C
18O2,然后进行两组实验即第一组向植物提供H2O 和C
18O2,第二组向同种植物提
供
O 和CO2,在其他条件都相同的情况下,他们分析了两组实验释放的氧气;结果表明,第一组释放的全部是O2,第二
组释放的全部是
18O2,这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水,C 正确。向小球藻提供
14CO2,光照一段时间,
14C5
化合物后于
14C3化合物出现,D 错误。
5.(2019·长春质检)光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化,
下列说法正确的是(
)。
A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值减小
B.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP 的值增加
C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小
D.突然将绿光改为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP 的值减小
【解析】突然中断CO2供应,导致CO2的固定速率降低,叶绿体中C5含量增加、C3含量减少,A 错误;突然中断CO2供
应,使C3含量减少,进而使ATP 和[H]的含量增多,所以ATP/ADP 的值增加,B 正确;突然将红光改变为绿光后光能利用率降
低,ATP 和[H]含量减少,进而使C3含量增多、C5含量减少,C 错误;突然将绿光改变为红光后光能利用率提高,ATP 和[H]含
量增加,ATP/ADP 的值增加,D 错误。
6.(2019·江西联考)科学家发现了一种完全缺失了叶绿素b 的水稻突变体。在适宜的条件下,该突变体和野生型水稻
CO2吸收速率与光照强度的关系如下图所示。下列分析错误
．．的是(
)。
A.该突变体细胞呼吸速率较大,对强光照环境的适应能力更强
B.用纸层析法分离突变体的光合色素,滤纸条上缺失了黄绿色的色素带
C.当光照强度为a 时,突变体和野生型水稻光合作用固定CO2的速率相等
D.当光照强度为b 时突变体吸收CO2的速率较大,其原因可能是气孔开度较大
【解析】本题考查影响光合作用速率的因素,主要考查理解能力和获取信息的能力。据图分析,该突变体细胞呼
吸速率较大,对强光照环境的适应能力较强,A 正确;叶绿素b 呈黄绿色,滤纸条上缺失了黄绿色的色素带,B 正确;当光照
强度为a 时,突变体和野生型水稻光合作用吸收CO2的速率相等,但突变体固定CO2的速率较大,C 错误;当光照强度为b
时,突变体水稻的CO2吸收速率较大,可能是因为气孔开度较大,D 正确。
7.用
14CO2“饲喂”叶肉细胞,让叶肉细胞在光下进行光合作用。一段时间后,关闭光源,将叶肉细胞置于黑暗环境中,
含放射性的C3浓度的变化情况如右图所示。下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.叶肉细胞利用
14CO2的场所是叶绿体基质
B.Oa 段叶肉细胞中C5浓度有所下降
C.ab 段C3浓度不变的原因是
14CO2消耗殆尽
D.b 点后曲线上升是因为黑暗条件下,叶肉细胞内无[H]和ATP 的供应
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【解析】叶肉细胞暗反应阶段利用
14CO2的场所是叶绿体基质,A 正确;Oa 段叶肉细胞中C3浓度上升,说明消耗的
C5增加,故C5浓度有所下降,B 正确;ab 段C3浓度不变的原因不是
14CO2消耗殆尽,而是CO2被C5固定形成C3,以及C3的还
原过程保持相对稳定,C 错误;b 点后曲线上升是因为黑暗条件下,叶绿体基粒不能继续产生[H]和ATP,C3的还原受阻,因
此其浓度有所上升,D 正确。
8.某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料,研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率,绘出下图甲、乙和丙。
图中光合速率与呼吸速率并不相等
．．．的点是(
)。
A.a
B.b
C.c
D.d
【解析】图甲中,光照下CO2的吸收量表示植物的净光合作用速率,即真光合作用速率减去呼吸作用速率,故a 点
表示有机物的积累量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等,此时光合作用速率大于呼吸速率;图乙中,b 点为转折点,此时
光合速率等于呼吸速率,c 点也为转折点,此时光合速率也等于呼吸速率;图丙中,曲线表示净光合作用,d 点时,光合速
率等于呼吸速率。
9.下列不属于
．．．控制无关变量的相关操作的是(
)。
A.在验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住
B.在验证温度影响酶活性的实验中,将每一组底物和酶溶液分别置于相同温度条件下一段时间
C.在验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物进行饥饿处理
D.在绿叶中的色素提取和分离实验中,制备滤纸条时剪去两角
【解析】在验证光合作用需要光照的实验中,自变量是光照的有无,将叶片的一半用黑纸包住是控制自变量,不属
于控制无关变量,A 符合题意;在验证温度影响酶活性的实验中,温度是自变量,先将每一组底物和酶溶液分别放在相同
温度下适当时间后再混合,属于控制无关变量,B 不符合题意;在验证光合作用能产生淀粉的实验中,植物体内原有的淀
粉属于无关变量,实验时首先将实验植物做饥饿处理是消除原有的淀粉对实验结果的影响,属于控制无关变量,C 不符
合题意;在绿叶中色素的提取和分离实验中,滤纸条边缘有更多和空气接触的界面,层析液在滤纸条边缘扩散速度较
内部快,剪去滤纸条两角,不让滤纸条两侧渗透过快而使色素分布更均匀,此操作属于控制实验的无关变量,D 不符合题
意。
10.图甲中,A、B 分别为培植于无色透明气球内、质量相等的某植物幼苗,气球可膨胀、收缩,其中B 已死亡。气球内
的培养液中均含CO2缓冲液(维持气球内CO2浓度不变),初始时指针指向正中零的位置。图乙为相同时间内测得的灯泡
到水面的距离与指针偏转格数的关系曲线,每次实验后指针复零。下列相关描述不正确
．．．的是(
)。
A.在适宜光照条件下,指针将向右偏转
B.该实验的自变量为光照强度,c 点的含义为单位时间内O2释放量最大
C.ce 段说明随灯泡到水面距离的增大,单位时间内O2释放量减少
D.f 点与a、b、c、d 点的指针的偏转方向相同,但数值较小
【解析】在适宜光照条件下,光合作用速率大于呼吸作用速率,有O2的释放,此时A 侧浮力增大,指针将向右偏
转,A 正确;实验研究光照强度对光合作用的影响,实验的自变量为光照强度,c 点表示单位时间内O2释放量最大,此时净
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光合速率最大,B 正确;据曲线图分析可知,ce 段随灯泡到水面距离的增大,单位时间内O2释放量减少,C 正确;f 点与a、
b、c、d 点相比,细胞呼吸作用速率大于光合作用速率,气球内气体量减少,因此指针的偏转方向相反,D 错误。
11.(2019·江西联考)下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中错误
．．的是(
)。
A.a 点叶肉细胞产生ATP 的细胞器只有线粒体
B.b 点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C.若增大CO2浓度,则b 点右移,d 点下移
D.当植物缺镁时,e 点将向左上移
【解析】a 点时没有光照,叶肉细胞产生ATP 的细胞器只有线粒体,A 正确;b 点时植物净光合速率为零,光合作用
强度与细胞呼吸强度相等,B 正确;若增大CO2浓度,则b 点左移,C 错误;当植物缺镁时,e 点将向左上移,D 正确。
12.(2019·江西七校一联)取生长旺盛的天竺葵叶片,用打孔器打出小圆片若干并抽取叶片细胞内空气,均分后置于不
同浓度的NaHCO3溶液中,给予相同的一定强度光照,记录圆叶片上浮至液面所需时间,其结果绘制的曲线如上图。相关
叙述错误
．．的是(
)。
A.YZ 段平缓的限制因素可能是光照强度
B.Y 点比X 点细胞内的光合速率高
C.Z 点后曲线上行,可能是叶片细胞失水所致
D.Y 点时叶肉细胞产生ATP 的细胞结构是叶绿体和线粒体
【解析】Y 点时叶肉细胞产生ATP 的细胞结构是细胞质基质、叶绿体和线粒体,D 错误。
13.为提高温室番茄产量,研究补光时长和补光光质对番茄净光合速率Pn(光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用
消耗有机物的速率)的影响,结果如下图所示。下列叙述不正确
．．．的是(
)。
A.延长补光时间可提高净光合速率
B.补充3 种光质均能提高净光合速率
C.补充红光与蓝光可能提高了合成有机物的速率
D 补充红蓝复合光可能降低了消耗有机物的速率
【解析】补充红蓝复合光可提高净光合速率,但光质不影响呼吸作用速率,D 错误。
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14.下图表示植物细胞代谢的部分过程,①~⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③
B.②的进行与⑤⑥⑦密切相关,与③无直接关系
C.蓝藻细胞中③发生在类囊体膜上,④发生在叶绿体基质中
D.叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量,则该细胞内有机物的总量将减少
【解析】Mg 是合成叶绿素的成分,光反应阶段需要叶绿素吸收光能,若植物缺Mg,则叶绿素的合成受到影响,首先
会受到显著影响的生理过程是③(光反应过程),A 正确;植物细胞的②过程是吸收矿质元素离子的过程,是主动运输过
程,需要消耗能量,故与⑤~⑦呼吸作用过程密切相关,与③(光反应过程)无直接关系,B 正确;蓝藻细胞是原核细胞,没有
叶绿体,其光合作用发生在光合片层上,C 错误;图中③(光反应过程)O2的释放量小于⑥(有氧呼吸过程)O2的吸收量,则净
光合作用量<0,该植物体内有机物的量将减少,D 正确。
15.下列是几个同位素示踪实验,对其结果的叙述错误
．．的是(
)。
A.提供
15N 标记的氨基酸给细胞,粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均将出现
15N
B.给水稻提供
14CO2,则
14C 的转移途径大致是
14CO2→
14C3→(
14CH2O)
C.给水稻提供C
18O2,则产生
18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作用
D.小白鼠吸入
18O2,则在其尿液中可以检测到
O,呼出的CO2也可能含有
18O
【解析】蛋白质的基本单位是氨基酸,提供
15N 标记的氨基酸给细胞,其细胞膜上的蛋白质由粗面内质网上的核糖
体合成,细胞内的其他蛋白质由游离核糖体合成,所以粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均将出现
15N,A 正确;给水
稻提供
14CO2,则
14C 的转移途径大致是
14CO2→
14C3→(
14CH2O),B 正确;光合作用发生的反应是
6CO2+12H2O
C6H12O6+6H2O+6O2,CO2中的氧转移到水中而不是氧气中,C错误;小白鼠吸入
18O2,经过有氧呼吸,可以形成
有放射性的H2O,经过体液循环则在其尿液中可以检测到
O,
O 通过有氧呼吸第二阶段又可以形成有放射性的
CO2,故呼出的CO2也可能含有
18O,D 正确。
16.小球藻是研究光合作用的良好材料,鲁宾和卡门、卡尔文都是利用小球藻取得重大的研究成果。图甲表示某同学
利用小球藻研究光合作用的装置,图乙是在其他条件适宜的情况下测定的O2吸收速率示意图。请结合有关知识回答
下列问题:
(1)鲁宾和卡门、卡尔文利用小球藻进行光合作用研究时都利用到的方法是
,为了保证小球
藻正常的生长繁殖,图甲装置培养瓶中应再补充的物质是
。叶肉细胞中,
既是光反应的产物,又参与
暗反应。
(2)黑藻属于
(填“高等”或“低等”)植物,与小球藻相比,细胞结构上的主要不同点在于黑藻
;炎热
夏天,池塘中的水温过高导致黑藻的光合速率下降,主要原因
是
。与图乙曲线形成有关的两种细胞器
是
。
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(3)图乙中,NaHCO3溶液浓度偏高而导致光合作用异常的是
段,bc 段细胞叶绿体中C3化合物的含量
(填“增加”“减少”或“不变”)。
(4)若用图甲装置探究光照强度对光合作用的影响,请结合题中信息写出实验设计思
路:
。
【解析】(4)实验设计思路,即实验方案,为实验的主要操作。答题模板有三个要点:①选取适当的材料→②
进行控制变量等适当的处理→③观察、测定、记录、分析或比较因变量。所以,本实验设计思路呈现形式为:取多套
图甲装置(选取适当的材料)→加入图乙c 点对应的NaHCO3溶液浓度(或适宜浓度),放在相同且适宜温度环境中,调整台
灯的亮度不同(进行控制变量等适当的处理)→测定O2释放量(观察、测定、记录、分析或比较因变量)。
【答案】(1)同位素标记法
无机盐(或矿质元素)
[H]和ATP
(2)高等
没有中心体
温度过高导致有关酶的活
性下降
线粒体和叶绿体(缺一不可)
(3)cf
增加
(4)取多套图甲装置,加入图乙c 点对应的NaHCO3溶液浓度(或适
宜浓度),放在相同且适宜的温度环境中,调整台灯的亮度不同(或调整台灯与广口瓶的距离),测定O2释放量(其他合理
答案也可)
17.北方香柏自然栖息地的温度为15~25 ℃,为研究干旱和温度对香柏植株的光合作用和呼吸作用的影响,科学家将
生长状况相同的香柏幼苗分别置于三种环境下,先用适宜的光照射12 h,随后是12 h 的黑暗处理,其结果如下图所示。
回答下列问题:
(1)据图分析,对呼吸作用影响较大的环境因素是
(填“干旱”或“温度”),对光合作用影响更大的环境因素
是
(填“干旱”或“温度”),做出后者判断的依据是
。
(2)在高温(35 ℃)、轻度干旱(土壤含水量约22%)的条件下,植株即达到了有机物零积累。植物可能通过哪些生理过程
的变化来达到有机物零积
累?
。(答出两
点)
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(3)利用从叶片中提取的完整的叶绿体,如何证明光合作用需要CO2?请写出简单的实验设计思路。
【解析】(1)据图分析,对呼吸作用影响较大的环境因素是温度,对光合作用影响更大的环境因素是干旱,做出后者
判断的依据是随土壤含水量的下降,光合作用下降速率快于呼吸作用下降速率。(2)在高温(35 ℃)、轻度干旱(土壤含
水量约22%)的条件下,植株加强呼吸作用,同时由于气孔关闭,光合作用强度下降从而达到了有机物零积累。(3)证明光
合作用需要CO2的实验设计思路的答题模板:①选取适当的材料(将离体的叶绿体)→②进行适当的处理(分别置于适宜
浓度的CO2溶液和无CO2溶液中,在其他相同且适宜的条件下培养)→③观察、测定、记录、分析或比较因变量(分别测
定O2释放情况)。
【答案】(1)温度
干旱
随土壤含水量的下降,光合作用下降速率快于呼吸作用下降速率
(2)较高的呼吸速率
(呼吸作用)消耗有机物以及干旱气孔的关闭导致光合作用减少(或呼吸作用和光合作用)
(3)分别将离体的叶绿体置
于适宜浓度的CO2溶液和无CO2溶液(蒸馏水)中(给予光照),在其他相同且适宜的条件下培养,CO2溶液这一组有O2释放,
而无CO2溶液这组无O2释放,则可证明光合作用需要CO2 (答案合理即可)。
18.在光合作用中NADP
+与NADPH 可相互转化(如图1)。为探究外界因素对植物绿叶中NADP
+含量的影响,取某双子叶植
物小圆叶片等量分为3 组,进行以下实验,各组均在黑暗处理5 min 后开始测定NADP
+含量,结果如图2 所示。
甲组:25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照
乙组:25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照
丙组:42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照
回答下列问题:
(1)NADPH 和NADP
+在叶绿体中的移动方向为
,NADPH 的作用
为
。
(2)图2 中
(填“a 与d”“d 与e”或“c 与f”)NADP
+含量的差异,反映出高温(42 ℃)抑制该植物的暗反应。
(3)ab 段NADP
+含量下降的原因是
。
(4)资料显示:抗霉素A 能够影响该植物的光合作用,导致NADP
+含量减少。请在上述实验的基础上,补充实验加以验证:
(简要写出实验思路即可)。
【解题技巧】(3)在回答“有关物质量的变化”时,一定要从该物质的“来源的量”(生成量)与“去向量”(消耗
量)进行大小比较后,再得出结论。所以,ab 段NADP
+含量下降的原因是黑暗处理初期,暗反应中NADPH 转换为NADP
+积
累了NADP
+,重新光照时,光反应消耗的NADP
+量多于暗反应生成的NADP
+量。(4)解答实验设计试题的基本思路如下:要
明确实验目的→根据实验目的找出要控制的单一变量,即自变量→根据自变量确定实验分组→根据对照原则、单一
变量原则及平行重复原则,对实验组与对照组进行变量的控制→在相同或适宜条件下实施实验→获取试验数据、结
果,得出结论。注意验证型实验与探究性试验的预期结果及结论的不同,前者的实验结果及所得结论一般具有唯一性,
后者的实验结果及所得结论具有多样性,要进行讨论。所以,验证抗霉素A 能够影响该植物的光合作用,导致NADP
+含
量减少的实验设计思路的答题模板为①选取适当的材料进行分组(取同种植物小圆叶片若干,等量分为两组)→②进
行控制变量等适当的处理(一组加入抗霉素A,另一组不加)→③在相同或适宜条件下完成实验过程(在光照、25 ℃等
适宜条件下处理适当时间后)→④观察、测定、记录、分析或比较因变量(分别测定叶片中的NADP
+含量,比较两组的
结果)。
【答案】(1)NADPH 由类囊体薄膜移向叶绿体基质,NADP
+由叶绿体基质移向类囊体薄膜
将C3还原成有机物
(2)a 与d
(3)黑暗处理初期,暗反应中NADPH 转换为NADP
+,积累了NADP
+,重新光照时,光反应消耗的NADP
+量多于暗反应
生成的NADP
+量
(4)增设一组实验,加入抗霉素A,其他条件与甲组相同,测定NADP
+含量,与甲组进行比较(或取同种植
物小圆叶片若干,等量分为两组,一组加入抗霉素A,另一组不加,在光照、25 ℃等适宜条件下处理适当时间后,分别测
定叶片中的NADP
+含量,比较两组的结果)
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19.光能利用率是指单位土地面积上农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块土地所接受的太阳能
之比。光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的光能的比值。某研
究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内(如图1所示),经黑暗处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变
化量,测量的结果如图2 所示。回答下列问题:
(1)影响植物光合作用强度大小的主要环境因素有
,内部因素有
(至少写出两点)。
(2)农业生产中,合理密植主要是通过提高
(填“光能利用率”或“ 光合作用效率”)来提高产量的。而通过
增加复种次数主要是通过
(填“延长光合作用的时间”或“ 增加光合作用地面积”)
来提高产量的。图1 中通过变换光源可研究
、
对光合作用的影响。
(3)将多株健壮的生长状态相同且大小相似(假设干重相同)的该植株幼苗均分为甲、乙两组,置于图1 的装置中。甲组
为适宜光照处理,乙组为黑暗处理,其他条件相同且适宜。10 h 后,将甲、乙两组中的植株烘干称重,分别记为M 甲、M
乙。若M=M 甲-M 乙,则M 的准确含义是
。
(4)图2 中,A 点以后的短时间内,叶肉细胞的叶绿体内C3的量将
,叶绿体ATP 的量将
;B 点时,叶肉细胞
内的光合作用速率
(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用速率。在5~15 min 内,该容器内氧气量增加
的速率逐渐减小,这是因为
。如果
该植物的呼吸速率始终不变,则在5~15 min内,该植物光合作用的平均速率是
mol/min(用氧气产生量表示)。
【解析】(3)假设植株起始的质量为m,则M 甲-m 为甲10 h 的净光合量,m-M 乙则为10 h 的呼吸量,10 h 内实际光合
量=净光合量+呼吸量=M 甲-M 乙。(4)图2 中,由于增加光照,A 点以后的短时间内,叶肉细胞的叶绿体内C3的量将减少,叶
绿体ATP 的量将增加;B 点时,整个植物的光合速率等于呼吸速率,所以,叶肉细胞内的光合作用速率大于呼吸作用速
率。在5~15 min 内,该容器内氧气量增加的速率逐渐减小,这是因为植物光合作用强度大于呼吸作用强度,植物吸收
CO2导致容器内的CO2浓度逐渐降低,而CO2是光合作用的原料,因而光合作用速率降低,植物释放氧气的速率减小;据图
可知,0~5 min,植物在暗室中只进行呼吸作用,所以呼吸作用每分钟消耗氧气量=
=0.2×10
-7 mol/min。5~15 min,植
物净光合作用释放氧气的速率=
=0.4×10
-7 mol/min。此时,如果该植物的呼吸速率保持不变,则5~15 min 内,该植物
光合作用的平均速率(用氧气产生量表示)=净光合速率+呼吸速率=0.4×10
-7+0.2×10
-7=6×10
-8 mol/min。
【答案】(1)光照强度、温度及CO2浓度
色素含量、酶的活性
(2)光能利用率
延长光合作用的时间
光照强
度
光质(或波长)
(3)甲组植株在10 h 内(或实验过程中)光合作用合成的有机物总量
(4)减少
增加
大于
植物
光合作用强度大于呼吸作用强度,植物吸收CO2导致容器内的CO2浓度逐渐降低,而CO2是光合作用的原料,因而光合作
用速率降低,植物释放氧气的速率降低
6×10
-8
20.(2019·扬州调研)光合作用是自然界最为重要的化学反应,其部分过程如下图1 所示。科研人员将玉米叶肉细胞
中的PEPC 酶基因导入水稻后,测得光照强度对转基因水稻和原种水稻气孔开度及叶肉细胞净光合速率的影响结果,
如图2 和图3 所示。(注:气孔开度越大,气孔开放程度越高。)
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(1)图1 所示反应过程进行的场所是
,该过程伴随的能量变化是
。
(2)若使图1 磷酸甘油酸(C3)含量快速上升,可改变的环境条件是
。(多选)
①有光条件下,停止供给CO2
②有光条件下,增加供给CO2
③在CO2不变条件下,从有光处移到暗处
④在CO2不变条件下,从暗处移到有光处
(3)要获得图3 所示曲线,实验应设置的最佳条件组合是
。(多选)
①外界环境CO2浓度保持不变
②环境温度保持不变
③空气湿度保持不变
④光照强度保持不变
⑤各取一株水稻植株
⑥分别选用肥沃土壤和贫瘠土壤种植
(4)根据图1、2,光照强度为10×10
2 μmol·m
-2·s
-1时,转基因水稻的净光合速率高于原种水稻,请你解释其原
因:
;光照强度为14×10
2 μmol·m
-2·s
-1时,转基因水稻依然比原种水稻
净光合速率高。推测:在强光下PEPC 酶催化固定CO2的能力
。
(5)据题干和图3 分析,当光照强度为b 时,两种水稻体内有机物的净积累量
(填“大于”“小于”或“等
于”)0,原因是
。
【解题技巧】(4)在回答转基因水稻的净光合速率高于原种水稻的主要原因时,要抓住“因”和“果”的内在联
系,气孔开度的变化是“因”, 净光合速率的大小是“果”,气孔开度的大小直接影响CO2的吸收速率为“内在联
系”,答案要呈现复句的形式,即“因为……,导致……,所以……”的形式。(5)此类试题的解题技巧在于审题,图中显
示的是“叶肉细胞净光合速率”,而设问是“当光照强度为b 时,两种水稻体内有机物的净积累量”。
【答案】(1)叶绿体基质
(ATP 中)活跃的化学能转化为(有机物中)稳定的化学能
(2)②③
(3)①②③
(4)因为转
基因水稻气孔开度大,导致CO2供给充分,所以光合速率高于原种水稻
增强
(5)小于
在光照强度为b 时,叶肉细胞
光合作用速率等于呼吸速率,而非叶肉细胞只进行呼吸作用(故整株植物的光合作用速率小于呼吸速率)
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第7 讲
细胞的增殖
1.以下有关细胞大小和分裂的叙述,正确的是(
)。
A.细胞体积越小,表面积也越小,物质运输效率越低
B.原核细胞只能通过无丝分裂增加细胞数目
C.人的成熟红细胞和蛙的红细胞能进行无丝分裂
D.温度、pH 等外部因素会影响细胞周期
【解析】细胞体积越小,其相对表面积越大,物质运输效率越高,A 错误;原核细胞可通过二分裂增加细胞数目,无
丝分裂是真核细胞的分裂方式,B 错误;人的成熟红细胞在分化过程中会失去细胞核,不能再进行分裂,C 错误;温度、pH
等因素会影响酶的活性,从而影响细胞周期的长短,D 正确。
2.下列关于细胞增殖的叙述,正确的是(
)。
A.分裂间期染色体复制,其数目加倍
B.细胞分裂间期开始时与结束时相比,物质运输效率相同
C.细胞周期中染色质与染色体形态的转化有利于精准地均分核DNA
D.分生区处于分裂期的细胞数目较少,是因为大多数细胞没有进入细胞周期
【解析】细胞分裂间期染色体复制,DNA 含量加倍,但染色体数目不变,A 错误;细胞分裂间期开始时,细胞生命活
动旺盛,物质运输效率高,分裂间期结束时,细胞体积增大,物质运输效率降低,B 错误;细胞周期中染色质与染色体相互
转化有利于核遗传物质的均等分配,C 正确;分生区细胞大多数处于细胞周期的间期,在细胞周期中分裂期所占比例较
小,导致处于分裂期的细胞数目较少,D 错误。
3.在细胞培养液中适量添加“某种物质”可以使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,实现细胞周期同步化。下列关于
“某种物质”的叙述不合理
．．．的是(
)。
A.添加秋水仙素能够抑制纺锤体形成,使细胞周期被阻断
B.添加秋水仙素细胞会被阻断在细胞周期的间期
C.添加DNA 合成抑制剂,细胞会停滞在细胞周期的间期
D.添加DNA 合成抑制剂,处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂
【解析】秋水仙素抑制分裂前期纺锤体的形成,使细胞不能正常分裂,A 正确,B 错误;DNA 在间期复制,添加DNA
合成抑制剂,细胞会停滞在细胞周期的间期,处于分裂期的细胞不受影响而继续分裂,C、D 正确。
4.(2019·开封月考)下图甲、乙为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图,图1 和图2 为DNA 含量变化图。
有关叙述错误
．．的是(
)。
A.甲图对应图1 中曲线的CD 段,对应图2 中曲线的FG 段
B.乙图可表示细胞分裂后期染色体的变化,这一时期对应图1 和图2 两曲线有不同的变化
C.甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到
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D.观察组织细胞有丝分裂时,可用同一个细胞来观察甲、乙两种时期
【解析】甲图表示染色体的复制,DNA 含量加倍,对应图1 中曲线的CD 段,对应图2 中曲线的FG 段,A 正确;有
丝分裂后期每条染色体上DNA 含量减少一半,但一个细胞中核DNA 含量没有减少,B 正确;染色体复制发生在间期,
在光学显微镜下观察不到,C 正确;在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化,因为材料经解离后,细胞已经死
亡,D 错误。
5.下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是(
)。
A.分裂间期有DNA 和中心体的复制
B.分裂间期DNA 含量和染色体组数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期
D.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期
【解析】有丝分裂间期,主要进行DNA 的复制和有关蛋白质的合成,对于动物细胞的有丝分裂来说,在间期还有
中心体的复制,A 正确;DNA 含量随DNA 复制而加倍,染色体组数随染色体数的加倍而加倍,而染色体组数的加倍是在
有丝分裂后期,B 错误;纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂末期,C 错误;染色单体形成于分裂间期,消失于分裂后期,D
错误。
6.下图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是(
)。
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
【解析】题图细胞中甲是中心体,它在间期复制倍增,在有丝分裂前期移向细胞两极,A 错误;乙是染色体,其主要
组成成分是DNA 和蛋白质,丙是星射线,其成分是蛋白质,所以二者组成成分差异大,B 正确;题图该时期着丝点排列在
赤道板上且有同源染色体,判定细胞处于有丝分裂中期,所以该时期细胞中染色体数目和体细胞染色体数目相同,C 错
误;核膜在有丝分裂前期就已经消失,因此该时期细胞物质不会经过核孔进入细胞核,D 错误。
7.研究人员为测定细胞周期时间长短,进行如下实验:用含3H-TdR(3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)的原料培养某动物细
胞,数分钟至半小时后获得细胞群体甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR 的培养液中并继续培养得到细胞群体
乙,则细胞群体乙(
)。
A.所有细胞均被3H-TdR 标记
B.最先进入M 期的标记细胞是S 期最晚期细胞
C.培养液中缺乏氨基酸供应,细胞停留在S 期
D.培养液中加入秋水仙素,M 期细胞比例减少
【解析】细胞群体甲所有细胞均被3H-TdR 标记,将细胞群体甲置于不含放射性标记的培养液中继续培养得到细
胞群体乙,细胞中不一定含有3H-TdR 标记,A 错误;S 期进行DNA 的复制,故最先进入M 期的标记细胞是S 期最晚期
细胞,B 正确;S 期进行DNA 的复制,若培养液中缺乏脱氧核苷酸供应,细胞将停留在S 期,C 错误;培养液中加入秋水仙
素,秋水仙素抑制了纺锤体的形成,导致M 期细胞比例增加,D 错误。
8.在有丝分裂过程中,细胞中的染色体会发生如右图所示的变化。据图分析,下列说法正确的是(
)。
A.甲→乙过程表示染色体经过复制而加倍
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B.蓝藻细胞分裂的乙→丁过程中,细胞两极发出纺锤丝
C.丙→丁过程中,细胞中的染色体、DNA 和染色单体数都没变化
D.丁→戊过程中,细胞中染色体的着丝点在纺锤丝的牵拉下分离
【解析】甲→乙过程表示染色体复制,但染色体的数目并没有倍增,A 错误;蓝藻属于原核生物,不能进行有丝分
裂,B 错误;丙→丁过程表示有丝分裂前期到中期,此时细胞中的染色体、DNA 和染色单体数都没变化,C 正确;细胞中
染色体的着丝点是自动分裂的,并不是在纺锤丝的牵拉下分离的,D 错误。
9.(2019·吉安一联)以下有关生物实验的叙述,正确的是(
)。
A.选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞观察质壁分离现象时观察不到染色体
B.用两种不同浓度2,4-D 溶液分别处理月季插条形态学下端,则低浓度2,4-D 处理的插条生根数更多
C.“观察紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离现象”与“观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂”,两个实验过程都要使
实验材料保持活性
D.将某一经3H 充分标记的DNA 的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H 的培养基中培养,经过连续两次细胞分
裂,若进行有丝分裂,则一个子细胞含3H 的染色体数一定为N
【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞没有分裂能力,观察不到染色体,A 正确;使用最适浓度的2,4-D 处理的插条
生根数最多,B 错误;“观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验过程中要解离,细胞失去活性,C 错误;根据DNA 的
半保留复制,细胞第一次分裂产生的子细胞中,所有染色体、DNA 均有3H,第二次分裂产生的子细胞含有3H 的染色体
条数在0~2N 之间,D 错误。
10.将某2N 生物的一细胞中的一条染色体用14C 充分标记,其同源染色体用32P 充分标记,置于不含放射性的培养液中
培养,经过连续两次细胞分裂(不考虑交叉互换),下列说法中正确的是(
)。
A.若进行有丝分裂,某一细胞中含14C 的染色体可能是含32P 染色体的两倍
B.若进行有丝分裂,则四个细胞中可能三个有放射性,一个没有放射性
C.若进行减数分裂,则四个细胞中均含有14C 和32P
D.若进行减数分裂,则四个细胞中可能两个有放射性,两个没有放射性
【解析】根据DNA 的半保留复制原理,第一次有丝分裂产生的两个子细胞相同,细胞中有一个DNA 的一条链含
有14C,另有一个DNA 的一条链含有32P;第二次有丝分裂产生的某个子细胞可能为:一个DNA 的一条链含有14C,另有
一个DNA 的一条链含有32P 或只有一个DNA 的一条链含有14C 或只有一个DNA 的一条链含有32P 或细胞中的DNA
既不含14C,也不含32P,A 错误,B 正确;若进行减数分裂,则两个细胞中均含有14C,另两个细胞中均含32P,C、D 错误。
11.(2019·江西模拟)下图表示人的细胞周期中周期蛋白表达量的变化,细胞分裂间期包括DNA 复制前期、DNA 复制
期和DNA 复制后期,下列相关说法正确的是(
)。
A.周期蛋白A 的主要作用是调控DNA 分子复制
B.细胞周期蛋白在分裂间期结束时基本都被降解,在下一个细胞周期会重新合成
C.细胞周期蛋白可参与中心体的构成
D.细胞周期蛋白的合成只与原癌基因有关
【解析】周期蛋白A 作用于DNA 复制后期,A 错误;据图分析可知细胞周期蛋白在分裂间期结束时基本都被降
解,在下一个细胞周期会重新合成,B 正确;细胞周期蛋白参与细胞周期的调控,为调节蛋白,构成中心体的蛋白是微管
蛋白,C 错误;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,抑癌基因主要阻止细胞进行不正常的增
殖,故可推测细胞周期蛋白的合成与原癌基因和抑癌基因都有关,D 错误。
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12.假如下图是某生物体(2n=4)正常的细胞分裂示意图,下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.该细胞处于减数第二次分裂后期
B.若染色体①有基因A,则④有基因A 或a
C.若图中的②表示X 染色体,则③表示Y 染色体
D.该细胞产生的子细胞中有2 对同源染色体
【解析】依据题干信息,可知该生物为二倍体,体细胞中有4 条染色体,题图中细胞有8 条染色体,是体细胞的2 倍,
且染色体平分移向两极,判断该细胞处于有丝分裂后期,A 错误;染色体①和④是一对同源染色体,其上的基因可以是
相同基因也可以是等位基因,因此若染色体①有基因A,则④有基因A 或a,B 正确;染色体②和③为一对同源染色体,
但二者形态不同,可判断这是一对性染色体,若②表示X 染色体,则③表示Y 染色体,C 正确;有丝分裂产生的子细胞与
亲代细胞相同,含有2 对同源染色体,D 正确。
13.下图为动物和植物细胞的有丝分裂图,据图分析正确的是(
)。
A.甲为分裂的间期、乙为分裂末期,⑤聚集成为赤道板
B.①不含磷脂分子,在前期形成纺锤体影响②的分配
C.甲细胞中无同源染色体,故甲产生的子细胞为配子
D.③④均为细胞膜,两种细胞的胞质分裂方式相同
【解析】甲有染色体、纺锤体,核仁已解体,判断甲处于有丝分裂前期,乙中有细胞壁,由细胞板在赤道板处向周围
扩展形成细胞壁,判断乙处于分裂末期,⑤为细胞板,A 错误;①为中心体,中心体无膜,不含磷脂分子,在前期形成纺锤体
影响②的分配,B 正确;甲细胞中有同源染色体,C 错误;两种细胞的胞质分裂方式不同,甲为动物细胞,在分裂末期时,细
胞膜向内凹陷,缢裂成子细胞,乙细胞中间出现细胞板将细胞一分为二,D 错误。
14.(2019·武汉调研)HIV(艾滋病病毒)感染T 细胞可使参与细胞周期调控的蛋白质CDK1 失活,并使cyclinB 积聚。
CDK1 是细胞由DNA 复制后进入分裂期的主要酶,cyclinB 的降解则是进入分裂期的必要条件,因而HIV 的感染造成
T 细胞的细胞核DNA 处于图中所示的(
)。
A.Ⅰ阶段B.Ⅱ阶段C.Ⅲ阶段D.Ⅳ阶段
【解析】HIV 使CDK1 失活,并使cyclinB 积聚,从而使DNA 复制后不能进入分裂期,即HIV 的感染使T 淋巴细
胞核DNA 处于Ⅲ阶段。
15.(2019·蚌埠质检)下图表示细胞分裂过程中核DNA 相对含量变化。以下有关说法不正确
．．．的是(
)。
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A.ab 段染色体数目与cd 段染色体数目有可能有相同的时期
B.若ab 段发生了基因重组,则间期和ad 段可构成一个周期
C.若ab 段无同源染色体,则cd 段细胞也可以是体细胞
D.动物细胞分裂过程中bc 段的形成与生物膜的结构特点有关
【解析】图中曲线可以表示二倍体生物减数第二次分裂及分裂结束的过程,若ab 段表示减数第二次分裂,cd 段则
为减数分裂形成的生殖细胞,则减数第二次分裂的前期、中期的染色体数目与生殖细胞的染色体数目相等,A 正确;发
生基因重组是在减数分裂过程中,减数分裂是没有细胞周期的,B 错误;该曲线也可以表示含有一个染色体组的单倍体
体细胞的有丝分裂过程,则ab 段无同源染色体,则cd 段细胞也可以是体细胞,C 正确;动物细胞分裂过程中bc 段的形
成是细胞膜向内凹陷,细胞分裂造成的,与生物膜的结构特点流动性有关,D 正确。
16.(2019·辽宁模拟)细胞分裂间期依次划分为G1、S 和G2 期。研究者将处于不同时期的细胞进行融合,实验结果如图
所示。其中灰色的部分是细胞核,黑点代表中心体。下列推断不合理
．．．的是(
)。
A.引发中心体复制的物质持续存在到G2 期
B.中心体和DNA 复制可能同时进行
C.S 期细胞中存在使G1 期细胞核进入S 期的物质
D.中心体的复制始于G1 期,在G2 期复制完毕
【解析】据图可知,G1 期细胞含有一个中心体,S 期和G2 期细胞含有两个中心体,G1 期细胞和G2 期细胞融合,G1
期细胞可以完成中心体的复制,推测引发中心体复制的物质持续存在到G2 期,A 正确;G1 期细胞和S 期细胞融合,G1
期细胞可以发育到S 期,可推测S 期细胞中存在使G1期细胞核进入S 期的物质,中心体和DNA 复制可能同时进行,B、
C 正确;中心体在S 期已经复制完毕,D 错误。
17.微核是细胞在有丝分裂过程中因各种有害因素的损伤,使细胞核成分残留在核外而形成的微小染色质块。当外界
环境中存在一定浓度的致突变物时,会使具有微核的细胞增多。某小组研究CuSO4 溶液对某植物根尖细胞微核的影
响,实验结果如下,请分析回答:
CuSO4 质量浓度(mg/L)
微核率(%)
20
0.012
40
3.819
60
7.033
80
12.349
100
1.619
120
0.507
(1)细胞增殖在生命活动过程中具有重要作用。单细胞生物通过细胞增殖而
。对多细胞生物而言,细胞增殖
是重要的细胞生命活动,是生物体
的基础。
(2)动植物细胞有丝分裂的主要不同点发生在细胞周期的
期,若要观察细胞中染色体的形态和数目,
最好选择处于
的细胞,原因是
。
(3)观察根尖细胞微核需制作临时装片,步骤依次是
,其中第一步的目的
是
。
(4)统计微核率时应该观察处于
期的细胞。
(5)该实验设计存在不合理的地方,请改正:
。
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【解析】观察根尖细胞微核时,制作临时装片的步骤依次是解离、漂洗、染色、制片;其中第一步解离的目的是
使组织中的细胞相互分离开。微核是细胞核成分残留在核外而形成的微小染色质块,所以观察统计微核时应该选处
于核膜存在的有丝分裂间期的细胞。本题实验目的是研究CuSO4 溶液对某植物根尖细胞微核的影响,应该补充一个
CuSO4 溶液质量浓度为0 mg/L 的空白对照组。
【答案】(1)繁衍
生长、发育、繁殖和遗传
(2)前期和末
中期
染色体形态稳定,数目清晰,便于观察
(3)
解离、漂洗、染色、制片
使组织中的细胞相互分离开
(4)有丝分裂间
(5)应增加CuSO4 溶液质量浓度为0 mg/L(清水或蒸馏水)的空白对照组(只写“缺少或未设置空白对照组”不可)
18.下图甲中a、b、c、d 表示某植物根尖的不同区域,图乙是光学显微镜下观察到的该植物根尖细胞有丝分裂图像,
字母为细胞标号。请回答下列问题:
(1)有丝分裂的丝指的是
,其作用是
。
(2)有丝分裂的重要意义是
。图甲中④过程属于细
胞生命历程中的
。
(3)观察根尖有丝分裂时应选择
(填图甲中的字母编号)区细胞,该区域的细胞具有
的特点,能产生ATP 的结构有
。
(4)简述处于图乙中f 时期细胞的主要特点:
;请按细胞有丝分裂过程排列图乙中
细胞e、f、g、h 的正确顺序:
。在显微镜下持续观察图乙中的f 细胞,
(填“能”或“ 不能”)看
到染色体往两极移动,其原因是
。
(5)若下图E、F、G、H 表示该植物个体花粉产生过程中,不同时期细胞的x、y、z 三种结构或物质的相对数量变化。
根据x、y、z 在不同时期的相对数量变化规律,判断x 物质是
。E、F、G、H 的细胞中肯定无同源染色体的
是
。若E、F、G、H 类型的细胞属于同一次减数分裂,那么四者出现的先后顺序是
。
【解析】若x、y、z 为减数分裂过程中三种结构或物质的相对数量变化,则F 可能为原始生殖细胞或处于减数
第二次分裂后期的细胞,G 为处于减数第二次分裂前期或中期的细胞,H 为初级性母细胞。
【答案】(1)纺锤丝
牵引染色体移向细胞两极
(2)将亲代细胞的染色体经过复制后精确平均地分配到两个子
细胞中,在细胞的亲子代之间保持了遗传性状的稳定性
细胞分化
(3)b
相比较小,排列紧密,呈正方形
细胞质基
质和线粒体
(4)每条染色体着丝点的两侧,都有纺锤丝附着在上面,着丝点排列在赤道板上
efgh
不能
制作装片时细胞已经死
亡(或解离时,细胞已经死亡)
(5)DNA 分子
E、G
FHGFE
19.(2019·湖南联考)一个完整的细胞周期包括间期和分裂期(即M 期),间期又可划分为G1期(主要进行RNA 和有关蛋
白质的合成)、S 期(进行DNA 复制)和G2 期(继续
合成少量的蛋白质和RNA)。在某生物细胞培养液中加入用3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,短暂培养一段时间后,洗
去3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。使在该段时间内已处于DNA 复制期不同阶段的全部细胞中的DNA 被3H 标记,
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而当时处于其他时期的细胞则不带标记。不同时间取样做细胞放射性自显影,找出正处于有丝分裂的分裂期(M 期)
细胞,计算其中带3H 标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数,得到下图(图1~4 中横轴为时间,纵轴为带标记细胞占总细
胞数的百分数):
(1)若在图2 中a 点开始检测到带3H 标记的分裂期细胞,则O~a 为
期。
(2)若图2 中b 点带3H 标记的分裂期细胞数开始达到最大值,则a~b 段表示
期。
(3)图3 中c 点时,带标记的细胞百分数开始下降,则a~c 段所经历的时间相当于
的时间。
(4)此后,带标记的分裂期细胞数逐渐减少,直到消失,到第二次出现带有标记的细胞数时为图中e 点,则d~e段所经历的
时间相当于
期的时间,因此一个完整的细胞周期的时间相当于
段经历的时间。
【解析】(1)分析题图2 可知,a 点开始检测到带3H 标记的分裂期细胞,表示原处于DNA 复制刚刚结束时的细胞
开始进入分裂期,即O~a 为G2 期。(2)分析题图信息可知,图2 中b 点带3H 标记的分裂期细胞数开始达到最大值,说明
最先进入分裂期的标记细胞完成了分裂期,进入下一个细胞周期的分裂间期,该细胞由出现在分裂期a 到分裂期结束
b 经历的时间为细胞周期的分裂期的时间,因此a~b 段表示分裂期持续的时间。(3)分析题图可知,c 点带标记的细胞百
分数开始下降,说明原标记的处于DNA 分子复制刚开始的细胞进入了细胞分裂期,该细胞经历的时间(O~c)是DNA
复制期、G2 期,故a~c 段经历的时间相当于DNA 复制期的时间。(4)到e 点时,第二周期的细胞开始出现标记,即原处
于DNA 复制期最后阶段的细胞再次进入分裂期,经历的时间相当于一个细胞周期的时间[总时间与一个完整周期(即
一次分裂结束到下一次分裂结束)相同],即相当于a~e 段经历的时间,则d~e 段经历的时间相当于G1和G2期经历的时
间。
【答案】(1)G2
(2)M(或分裂)
(3)DNA 复制期
(4)G1 期和G2
a~e
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第8 讲
细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
1.下列关于细胞生理活动的叙述,正确的是(
)。
A.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同
B.细胞的增殖、分化、坏死、凋亡在生物体的生命历程中都具有积极意义
C.细胞分裂伴随个体发育的整个过程,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D.细胞凋亡是受遗传物质控制的正常生理过程,溶酶体在细胞凋亡中起重要作用
【解析】细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中的遗传物质并没有发生变化,A 错误;细胞的增殖、分化、
凋亡都是正常的生命现象,在生物体的生命历程中都具有积极意义,但细胞坏死是在不利因素的影响下出现的细胞不
正常死亡,不利于生物体的生命活动,B 错误;细胞分裂和细胞分化都发生在个体发育的整个过程中,C 错误。
2.(2019·枣庄调查)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有
接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞建立连接,其他的神经元则发生凋亡。下列叙述正确的是
(
)。
A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡
【解析】细胞凋亡伴随个体发育的整个过程,A 错误;只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶
细胞建立连接,但不是一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接,B 错误;神经元凋亡除了受基因控制外,也受环境影
响,是基因与环境相互作用的结果,C 错误;神经元凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程,即细胞的编程性死
亡,D 正确。
3.下列有关人体细胞生命活动的叙述,错误
．．的是(
)。
A.高度分化的细胞往往不再进行分裂
B.发生细胞凋亡的细胞数量剧增意味着机体在衰老
C.细胞分化可能使不同细胞的细胞器种类有差别
D.人体几乎所有的细胞中都有与癌变有关的基因
【解析】高度分化的细胞往往不再进行分裂,A 正确;细胞衰老和细胞凋亡都是正常的生命历程,都对机体有利,发
生细胞凋亡的细胞数量剧增并不意味着机体在衰老,B 错误;细胞分化是指在个体发育过程中,由一个或一种细胞增殖
产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,C 正确;除了成熟的红细胞之外,人体其他细胞都有与
癌变有关的基因,D 正确。
4.研究者从同一个体的浆细胞和胰岛B 细胞中分别提取它们的全部mRNA,此两类细胞共有和浆细胞特有的mRNA 分别
是(
)。
①核糖体蛋白的mRNA
②胰岛素的mRNA
③抗体蛋白的mRNA
④血红蛋白的mRNA
A.①和③
B.①和④
C.②和③
D.②和④
【解析】浆细胞和胰岛B 细胞都是高度分化的细胞,二者表达的基因有些是相同的,有些是不同的,两种细胞都有
核糖体,都有核糖体蛋白基因转录出相应的mRNA;浆细胞不能合成胰岛素,与胰岛素合成相关的基因在浆细胞中不表
达,所以胰岛素的mRNA 在浆细胞内不存在;浆细胞能合成抗体,与抗体合成相关的基因在浆细胞中表达,但胰岛B 细胞
不合成抗体,即与抗体相关的基因在胰岛B 细胞中不表达,所以抗体蛋白的mRNA 只存在于浆细胞内;浆细胞和胰岛B
细胞中血红蛋白基因都不表达,所以两种细胞内都不存在血红蛋白的mRNA。
5.肿瘤药物靶向输送治疗癌症的机理如图。下列叙述正确的是(
)。
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A.恶性肿瘤内有大量癌细胞,和正常细胞相比,癌细胞水分含量少,细胞呼吸速率加快
B.细胞癌变后,位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少,使癌细胞容易在体内分散和转移
C.细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果,前者是异常表达,后者是正常表达
D.要控制肿瘤细胞的过度增殖,抗肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时
【解析】恶性肿瘤内有大量癌细胞,和正常细胞相比,癌细胞水分含量多,细胞呼吸速率快,A 错误;细胞癌变后,位
于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少,使癌细胞容易在体内分散和转移,B 正确;细胞癌变是基因突变的结果,细胞凋亡是
基因选择性表达的结果,C 错误;要控制肿瘤细胞的过度增殖,抗肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂间期DNA 复制
时,D 错误。
6.科研人员研究了甘氨酸对癌细胞代谢和分裂的影响,实验结果如表所示。下列相关叙述不正确
．．．的是(
)。
培养方式及
检测结果
细胞类型
在含甘氨酸的细胞培养液中培养一段时
间后,检测培养液中甘氨酸的含量
从含有甘氨酸的细胞培养液转移到不含甘氨酸的细
胞培养液中,培养一段时间后,观察细胞的分裂速度
慢速分裂的癌细胞
增加
不变
快速分裂的癌细胞
减少
减缓
A.甘氨酸进出两种癌细胞都需要载体蛋白协助
B.慢速分裂的癌细胞内蛋白质合成不需要甘氨酸
C.缺乏甘氨酸可延长快速分裂癌细胞的细胞周期
D.癌细胞的细胞膜与正常细胞相比糖蛋白减少
【解析】氨基酸进入细胞的方式是主动运输,需要载体蛋白协助,A 正确。在含甘氨酸的细胞培养液中培养一段
时间后,检测到慢速分裂癌细胞培养液中甘氨酸的含量增加,说明慢速分裂的癌细胞自身能够合成甘氨酸;从含有甘
氨酸的细胞培养液转移到不含甘氨酸的细胞培养液中,慢速分裂癌细胞的分裂速度不变,说明慢速分裂的癌细胞产生
的甘氨酸能够满足自身需求,但不能说慢速分裂的癌细胞内蛋白质合成不需要甘氨酸,B 错误。从含有甘氨酸的细胞
培养液转移到不含甘氨酸的细胞培养液中,快速分裂癌细胞的分裂速度减缓,细胞周期变长,C 正确。癌细胞表面糖蛋
白减少,细胞间的黏着性降低,D 正确。
7.研究发现,Myc 基因具有双重功能:在抑制细胞分裂因子的作用下,该基因会促进细胞凋亡;在抑凋亡因子的作用下,
该基因可导致细胞发生癌变。据此分析,下列叙述正确的是(
)。
A.细胞凋亡过程中,细胞内酶的活性均降低
B.细胞癌变会导致细胞膜上糖蛋白的含量增多
C.抑凋亡因子能诱导Myc 基因突变而引起细胞癌变
D.Myc 基因的表达可影响细胞正常的生命历程
【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,因此细胞凋亡过程中,与细胞凋亡有关的酶的活性
会增强,A 错误;细胞癌变会导致细胞膜上糖蛋白的含量减少,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,B 错误;由题目中的材料不能得出“抑凋亡因子能诱导Myc 基因突变而引起细胞癌变”的结论,C 错误;Myc 基
因能促进细胞凋亡或细胞癌变,说明Myc 基因的表达可影响细胞正常的生命历程,D 正确。
8.下图表示细胞的生命历程,其中甲~辛表示相关的生理过程。下列描述正确的是(
)。
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A.甲过程代表有丝分裂,乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息
B.丙过程的发生是致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果
C.丁过程与基因表达有关,只发生在胚胎发育过程中,并与戊过程有区别
D.己过程中细胞内水分减少,细胞核体积变小,辛过程体现了细胞的全能性
【解析】甲是有丝分裂,乙是细胞分化,其实质是细胞内基因的选择性表达,其遗传信息不发生改变,A 正确。丙是
细胞癌变,细胞癌变是致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,原癌基因和抑癌基因都是正常基因,B 错误。
丁是细胞凋亡,细胞凋亡是基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡可以发生在多细胞生物的整个生命历程中,
细胞凋亡是正常的生命现象。戊(细胞坏死)是不正常的生命现象,是细胞受到种种不利因素而代谢紊乱导致的死亡。
细胞凋亡和细胞坏死有本质区别,C 错误。己(细胞衰老)过程中细胞内水分减少,细胞核体积变大,辛(细胞分化)过程是
组织、器官或系统发育成完整个体,不能体现细胞的全能性。细胞的全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整个
体的潜能,D 错误。
9.(2019·柳州模拟)细胞色素C(CytC)是位于线粒体内外膜之间的一种水溶性蛋白质,当细胞受到凋亡信号刺激后,
线粒体释放CytC 到细胞质基质中,CytC 与其他物质相结合组成凋亡体,启动细胞凋亡。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程
B.细胞凋亡过程中的信号传递可能与细胞膜表面的糖蛋白有关
C.若促进癌细胞内控制CytC 合成基因的表达,可能会促进癌细胞凋亡
D.凋亡细胞特有的控制CytC 合成的基因是具有遗传效应的DNA 片段
【解析】细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,A 正确;细胞凋亡过程中的信号传递可能与细胞膜
表面的糖蛋白有关,B 正确;根据题干信息可知,若促进癌细胞内控制CytC 合成基因的表达,可能会促进癌细胞凋亡,C
正确;控制CytC 合成的基因存在于所有正常细胞内,不是凋亡细胞特有的,D 错误。
10.(2019·大庆模拟)在致癌因子的作用下,正常动物细胞可转变为癌细胞,下列有关癌细胞特点的叙述正确的是
(
)。
A.细胞的表面发生了变化,由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞无限增殖
B.细胞的形态结构发生显著变化,一定产生甲胎蛋白和癌胚抗原
C.病毒致癌因子可以将自身基因整合进人的基因组中,因基因重组而导致细胞癌变
D.初步检查癌症可以通过验血,看甲胎蛋白和癌胚抗原是否超过正常值
【解析】癌细胞的表面发生了变化,由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞易于扩散,A 错误;细胞的形态结构发
生显著变化,有的会产生甲胎蛋白和癌胚抗原,故初步检查癌症可以通过验血,看甲胎蛋白和癌胚抗原是否超过正常
值,但该检查不能排除所有癌症,B 错误、D 正确;致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子,其中引
发细胞癌变的病毒中,有些能将自身基因整合到人的基因组中,从而导致人的细胞发生癌变,该过程中发生了基因重
组,但诱发细胞癌变仍是多个基因突变累计的结果,C 错误。
11.(2019·成都诊断)下列对某一癌症患者体内造血干细胞和癌细胞的比较,正确的是(
)。
A.造血干细胞和癌细胞的细胞周期不一定相同
B.造血干细胞和癌细胞中的基因和mRNA 都相同
C.癌细胞的分裂能力和分化能力都比造血干细胞强
D.原癌基因在癌细胞中表达但在造血干细胞中不表达
【解析】细胞周期受细胞的生理状态、温度等因素的影响,造血干细胞和癌细胞的细胞周期不一定相同,A 正确;
癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变的结果,造血干细胞和癌细胞中的基因和mRNA 不完全相同,B 错误;癌细胞可以无限
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增殖,但不会分化,C 错误;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,在造血干细胞中正常表达,D
错误。
12.2018 年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的詹姆斯·艾利森(James P Allison)与日本的本庶佑(Tasuku Honjo),
以表彰他们发现了负性免疫调节治疗癌症的方法。下列有关癌细胞与免疫的说法,正确的是(
)。
A.与正常细胞相比,癌细胞中自由水含量会减少,细胞之间的黏着性降低
B.基因突变引起的细胞癌变有的可以通过显微镜检测
C.机体的免疫系统对自身癌变细胞无法监控和清除,所以癌细胞能够无限增殖
D.对体外培养的癌细胞使用低剂量的秋水仙素处理较短时间,将使其不再进行分裂
【解析】癌细胞可快速生长、分裂,细胞代谢旺盛,细胞内自由水含量一般不会减少,A 错误;癌细胞的形态结构发
生改变,可以通过显微镜检测,B 正确;机体免疫系统具有监控和清除的功能,能够对自身癌变细胞进行监控和清除,C 错
误;秋水仙素可抑制纺锤体的形成,诱导细胞染色体加倍,加倍后的细胞仍可能具有分裂能力,D 错误。
13.下图所示为结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化,下列有关叙述正确的是(
)。
A.抑癌基因调节细胞周期,控制细胞的生长和分裂
B.癌细胞也会出现细胞分化和细胞衰老
C.经过多基因突变才可能赋予细胞一些癌变的特征
D.上述基因突变引起的细胞癌变必须通过基因检测进行确诊
【解析】抑癌基因的作用是阻止细胞的不正常增殖,A 错误;癌细胞只分裂不分化,而且具有不死性,B 错误;经过多
基因突变才可能赋予细胞一些癌变的特征,C 正确;与正常细胞相比,癌细胞的形态结构发生了显著改变,因此可通过观
察细胞形态判断细胞是否癌变,D 错误。
14.下列关于细胞衰老和凋亡的叙述,错误
．．的是(
)。
A.人体神经系统发育过程中,发生凋亡的神经细胞约占50%
B.人的成熟红细胞没有细胞核,其凋亡速率较白细胞快
C.自由基学说认为自由基攻击细胞膜上的磷脂分子,导致细胞衰老
D.端粒学说认为端粒DNA 序列被截短后,可导致正常基因序列受到损伤
【解析】根据教材资料可知,脊椎动物的神经系统在发育过程中,约有50%的细胞凋亡,A 正确;细胞凋亡的速率与
其功能有关,因白细胞的功能是吞噬病菌等,更新速度很快,所以白细胞的凋亡速率较快,B 错误;自由基学说认为自由
基可攻击细胞膜上的磷脂分子,产生更多的自由基,导致细胞衰老,C 正确;端粒学说认为端粒可保护内部DNA 序列,随细
胞分裂次数增加,端粒逐渐被截短,端粒内侧的正常基因序列就会受到损伤,引起细胞衰老,D 正确。
15.(2019·武汉调研)施万细胞摄入血糖是通过胰岛素非依赖型葡萄糖转运体实现的,细胞内糖浓度随细胞外浓度变
化而变化,当细胞内高糖环境形成后,导致线粒体正常氧化呼吸过程中断而产生超氧化物,超氧化物通过一系列酶的
作用变为活性氧自由基,并使相关基因的表达关闭,进而使Caspase(半胱天冬酶又称细胞凋亡蛋白酶)激活,从而造成
细胞凋亡,过程如下图所示,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.糖尿病病人的施万细胞比正常人的衰老得更快
B.癌细胞可能与Caspase 基因的突变有关
C.施万细胞摄入葡萄糖消耗的能量由细胞呼吸提供
D.人体成熟红细胞凋亡机制与上图不同
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【解析】本题考查细胞的生命历程。糖尿病病人由于血糖浓度高,导致线粒体中自由基增多,而细胞衰老与自由
基增多有关,因此糖尿病病人的施万细胞比正常人的衰老得更快,A正确;半胱天冬酶(Caspase)又称细胞凋亡蛋白酶,其
增多会导致细胞凋亡,而癌细胞能无限增殖,故癌细胞可能与Caspase 基因的突变有关,B 正确;由题意可知,施万细胞摄
入葡萄糖的方式为被动运输,C 错误;人体成熟红细胞内无线粒体、染色体等,故凋亡机制与图示机制不同,D 正确。
16.下图为某学生建构的细胞正常的生命历程的概念模型。下列有关分析正确的是(
)。
A.过程①能使细胞保持适宜的核质比,有利于提高物质运输效率
B.过程②是由原癌基因和抑癌基因突变引起的细胞癌变
C.过程③引起细胞内水分减少,细胞核体积变小,多种酶活性降低
D.胰岛素基因、呼吸氧化酶基因或血红蛋白基因发生表达均能体现细胞已经分化
【解析】分析概念图可知,①表示细胞分裂,②表示继续保留分裂能力的细胞,③表示细胞衰老。细胞分裂能使细
胞保持适宜的核质比,A 正确;细胞正常的生命历程不包括癌变,B 错误;细胞衰老引起细胞内水分减少,细胞核体积增大,
多种酶活性降低,C 错误;呼吸氧化酶基因表达不能说明细胞已经分化,D 错误。
17.人类各种癌症中的关键基因之一是原癌基因。其突变后表达的产物是G 蛋白,导致细胞周期启动并过度分裂,机理
如图所示(图中字母表示物质,数字表示生理过程)。
(1)癌细胞是指细胞受到
的作用,细胞中遗传物质发生变化,形成
、连续进行分裂
的
细胞;在
条件下,癌细胞能够无限增殖。
(2)在免疫学上,癌细胞属于
,对癌细胞的清除要依赖于
免疫,这体现了免疫系统具有
功能。
(3)图中G 蛋白的合成场所为
,G 蛋白与GTP(能源物质)作用后获取能量,变为转录激活剂。请写出GTP 的中文
名称
。图中所示过程中,需要解旋酶的过程是
。
(4)突变的原癌基因在人体中指导合成的蛋白质与通过转基因技术将突变的原癌基因转入细菌中合成的蛋白质,它们
的分子结构相同,原因是
。根据图中的信息,从信息传递的角
度提出一种抑制癌细胞产生的方
法。
。
【解析】(1)在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖。(2)在免疫学上,癌细胞属于抗原,对癌细胞的清除要依赖于细
胞免疫,这体现了免疫系统具有监控和清除功能。(3)ATP 是三磷酸腺苷,GTP 为三磷酸鸟苷。图中①形成转录激活剂,②
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是转录,③是翻译,④是细胞周期启动并过度分裂,⑤是DNA 的复制。图中DNA 的自我复制过程需解旋酶催化。(4)由于
所有生物共用一套密码子,因此突变的原癌基因在人体中指导合成的蛋白质与通过转基因技术将突变的原癌基因转
入细菌中合成的蛋白质分子结构相同。图示信息显示,癌细胞无限增殖是由细胞膜表面的酪氨酸激酶受体与生长因
子结合后导致一系列变化引起的,因此可以通过破坏细胞膜表面的酪氨酸激酶受体来抑制癌细胞产生。
【答案】(1)致癌因子
不受机体控制的
恶性增殖
适宜
(2)抗原
细胞
监控和清除
(3)核糖体
三磷酸鸟苷
⑤
(4)所有生物共用一套密码子
破坏细胞膜表面的酪氨酸激酶受体(合理即可)
18.细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的自我保护机制。细胞面临代谢压力时,可通过降解自身
大分子物质或细胞器为生存提供能量。图1、图2 表示酵母细胞自噬的信号调控过程,其中AKT 和mTor 是抑制酵母
细胞凋亡和自噬的两种关键蛋白激酶。请回答下列问题:
(1)图1 显示细胞膜具有
的功能;与细胞自噬有关的细胞器主要是
,该细胞器的主
要功能是
。
(2)据图1 所示,当营养物质充足时,胰岛素与特异性受体结合,激活AKT 来抑制凋亡,激活的该酶一方面可促
进
,另一方面可促进
,并且进一步激活了mTor,从而抑
制
。
(3)细胞凋亡是指
;细胞坏死是在
的影响下,由于细胞正常代谢
活动
引起的
;人体免疫系统消灭被病毒感染的细胞,属于
(填“细胞坏
死”或“细胞凋亡”)。
(4)据图2 所示,当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTor 失活,酵母细胞会启动细胞自噬过程,其意义
是
;如果上述过程无法满足细胞代谢需要,酵母细胞则启动细胞凋
亡程序。
(5)总结细胞自噬和细胞凋亡的共同
点:
。(答出两
点即可)
【解析】(1)与细胞自噬有关的细胞器主要是溶酶体;溶酶体的主要功能是分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死
侵入细胞的病毒或病菌。(2)分析图1 可知,当营养物质充足时,胰岛素与特异性受体结合,激活AKT 来抑制凋亡,激活的
该酶一方面可促进葡萄糖进入细胞,另一方面可促进葡萄糖分解成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP,并且进一
步激活了mTor,从而抑制细胞自噬的发生。(3)细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程。(4)分析图2 可
知,当环境中营养物质或胰岛素缺乏时,mTor 失活,酵母细胞会启动细胞自噬过程,其意义是为细胞生命活动提供
ATP(能量)。(5)细胞自噬和细胞凋亡都受基因控制;都贯穿于正常细胞生长发育的全过程;都在细胞生命活动过程中发
挥积极作用。
【答案】(1)控制物质进出和信息交流
溶酶体
分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
(2)葡萄糖进入细胞
葡萄糖分解成的丙酮酸和[H]进入线粒体产生大量ATP
细胞自噬的发生
(3)由基因决定的细
胞自动结束生命的过程
种种不利因素
受损或中断
细胞损伤或死亡
细胞凋亡
(4)为细胞生命活动提供
ATP(能量)
(5)都受基因控制;都贯穿于正常细胞生长发育的全过程;都在细胞生命活动过程中发挥积极作用(答出两点即可)
19.下图为人体部分细胞分化及凋亡示意图。回答下列问题:
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(1)骨髓移植实质上是将该图中的
(填甲图中字母)细胞移植到患者体内。
(2)干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞能通过
形成各种组织和器官。
(3)人的神经系统在发育过程中,约有50%的细胞发生程序性死亡。你认为人的表皮细胞中具有控制细胞程序性死亡的
基因吗?
(填“有”或“没有”)。为什么?
。
(4)细胞凋亡是细胞自动结束生命的过程,乙图表示细胞凋亡的过程,图中Dnase 为核酸内切酶,能够切割DNA;Caspase
是一类蛋白水解酶,负责选择性地切割某些蛋白质。
①细胞膜上受体的存在体现了细胞膜具有
的功能。
②凋亡基因的表达最终通过
(填细胞器名称)来实现。
③Dnase 破坏DNA 分子的
,从而形成DNA 片段,使正常基因失去功能。
④吞噬细胞吞噬凋亡细胞,与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是
。
【解析】(1)骨髓移植实质上是将造血干细胞c 移植到患者体内。(2)胚胎干细胞能通过增殖和分化形成各种组织
和器官。(3)表皮细胞与神经细胞含有的基因是相同的,因为它们都是由同一个受精卵分裂、分化而来的,因此人的表
皮细胞中也具有控制细胞程序性死亡的基因。(4)①细胞膜上受体的化学本质是糖蛋白,具有识别作用,受体的存在体
现了细胞膜具有信息交流的功能。②凋亡基因的表达过程最终为翻译过程,场所是核糖体,故最终通过核糖体来实现。
③Dnase 为核酸内切酶,破坏DNA 分子的磷酸二酯键,从而形成DNA 片段,使正常基因失去功能。④吞噬细胞以胞吞方
式吞噬凋亡细胞,溶酶体含有多种水解酶,与凋亡细胞分解密切相关的细胞器是溶酶体。
【答案】(1)c
(2)增殖和分化
(3)有
表皮细胞与神经细胞含有的基因相同,因为它们都是由同一个受精卵分
裂、分化而来的
(4)①完成细胞间信息交流
②核糖体
③磷酸二酯键
④溶酶体
20.下图表示某种动物细胞的生命历程,请回答下列有关问题:
(1)图中过程①或②是重要的细胞生命活动,是生物体
和遗传的基础,产生的子细胞的相对表面积
(填“增大”或“减小”)。
(2)④过程产生的细胞除细胞核体积增大外,细胞膜发生的变化是
。过程⑦
为
,其生理意义主要体现在有利于生物体完成正常的生长发育,
的相对稳定,以及抵
御
。
(3)⑤过程为细胞癌变,产生的根本原因是
。产生的细胞具
有
,形态结构发生显著变化以及糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,容易在体内
等特点。
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(4)D 是胰腺细胞,用含
18O 标记的氨基酸培养液培养D 细胞,结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了
O,则
O 的
生成部位是
。
【解析】分析题图,①②表示细胞分裂,③表示细胞分化,④表示细胞衰老,⑤表示细胞癌变。(2)④过程产生的细胞
为衰老细胞,衰老细胞除细胞核体积增大外,细胞膜的通透性发生改变,物质运输能力降低。(3)细胞癌变的根本原因是
致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变。(4)在合成分泌蛋白的过程中,通过脱水缩合产生了
O,则
O 的生
成部位是核糖体。
【答案】(1)生长、发育、繁殖
增大
(2)通透性发生改变,物质的运输功能降低
细胞凋亡
维持内部环境
外
界各种因素的干扰
(3)原癌基因和抑癌基因发生突变
无限增殖
分散和转移
(4)核糖体
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第9 讲
遗传的细胞基础
1.(2019·辽宁联考)下列关于观察减数分裂实验的叙述中,错误
．．的是(
)。
A.可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象
C.能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象
D.用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象
【解析】蝗虫的精母细胞能进行减数分裂,可用来作为观察减数分裂的材料,A 正确;观察减数分裂时选择植物雄
蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象,B 正确;联会现象发生在减数分裂过程中,因此观察减数分裂的装片,可能观察到同源
染色体联会现象,C 正确;洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象,D 错误。
2.下列有关同源染色体的叙述,正确的是(
)。
A.能进行有丝分裂的细胞都含有同源染色体
B.同源染色体上都有相对应的等位基因
C.位于同源染色体上的非等位基因之间可以发生自由组合
D.同源染色体的来源不同、形状大小可能不同
【解析】能进行有丝分裂的细胞中不一定含有同源染色体,A 错误;同源染色体上不一定都有相对应的等位基因,
也可能是相同基因,如DD 及X、Y 染色体同源区段,B 错误;位于同源染色体上的非等位基因之间可以发生基因重组,如
减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组,C 错误;同源染色体的来源不同,一
条来自父方,另一条来自母方,形状大小可能不同,如X 染色体和Y 染色体,D 正确。
【答案】D
3.某雌雄异体生物2N=8。下列与其减数分裂有关的叙述正确的是(
)。
A.减数第一次分裂前的间期,通过复制实现DNA 和染色单体加倍
B.孟德尔遗传定律均发生在减数第一次分裂过程中
C.减数第一次分裂时着丝点未分裂,姐妹染色单体之间常常发生交叉互换
D.通过连续两次细胞分裂,子细胞中各含有2 对染色体
【解析】减数第一次分裂前的间期,通过复制实现DNA 加倍,染色单体由0→有,A 错误;孟德尔遗传定律均发生在
减数第一次分裂过程中,B 正确;减数第一次分裂时着丝点未分裂,同源染色体上的非姐妹染色单体之间常常发生交叉
互换,C 错误;通过连续两次细胞分裂,子细胞中各含有4 条染色体,不成对,D 错误。
【答案】B
4.染色单体是对细胞内染色体经复制后,所有不同染色体上姐妹染色单体的统称。某雄性果蝇(2N=8)体内3 个正常细
胞,细胞①、细胞②和细胞③,其染色单体数分别为16、8、0,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.细胞①中一定有同源染色体,而细胞②中一定没有同源染色体
B.细胞①可能正在进行有丝分裂,而细胞②一定正在进行减数分裂
C.细胞①与细胞②中的染色体数肯定不等,而细胞②和细胞③中的染色体数可能相等
D.细胞①与细胞②中的X 染色体数肯定不等,细胞①和细胞③中的X 染色体数可能相等
【解析】细胞①中含有16 条染色单体,可能处于有丝分裂前期和中期,也可能处于减数第一次分裂前期、中期或
后期,而这些时期细胞中都含有同源染色体,而细胞②中染色单体为8,说明细胞处于减数第二次分裂的前期或中期,没
有同源染色体,细胞③中不含姐妹染色单体,可能处于有丝分裂后期和末期、减数第二次分裂后期和末期,A、B、C 正
确;细胞①与细胞②中的X 染色体数可能相等,D 错误。
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5.以下与有丝分裂和减数分裂有关的叙述,正确的是(
)。
A.两种细胞分裂过程中染色体复制后平均分配,确保亲子代遗传性状的稳定性
B.两种细胞分裂过程中均可能发生突变和基因重组
C.两种细胞分裂过程中抑制纺锤体形成均会影响着丝点分裂从而导致染色体数加倍
D.减数第二次分裂过程中染色体的行为变化与有丝分裂基本相同
【解析】有丝分裂过程中染色体复制后平均分配,确保亲子代细胞遗传性状的稳定性和连续性,A 错误;有丝分裂
过程中不发生基因重组,B 错误;细胞分裂过程中抑制纺锤体形成不会影响着丝点分裂,C 错误;减数第二次分裂过程中
染色体的行为变化与有丝分裂基本相同,D 正确。
【答案】D
6.下列有关百合(2n=24)的花粉母细胞减数第一次分裂的叙述,正确的是(
)。
A.两个子细胞具有相同的遗传信息
B.同源染色体分离,染色体数减半
C.着丝点未分裂,姐妹染色单体交叉互换
D.两个子细胞中各含有6 对染色体
【解析】由于减数第一次分裂发生了同源染色体的分离,因此产生的两个子细胞的遗传信息不同,A 错误;同源染
色体分离,染色体数减半,B 正确;着丝点未分裂,同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换,C 错误;两个子细胞中各含有
12 条染色体,但是都不成对,D 错误。
7.下列有关有丝分裂、减数分裂和受精作用的说法,正确的是(
)。
A.联会不发生在有丝分裂过程中,着丝点分裂只发生在减数第二次分裂的后期
B.初级卵母细胞能进行有丝分裂以增加自身数量,又可进行减数分裂形成卵细胞
C.同种生物的细胞在有丝分裂中期和减数第一次分裂中期,染色体数目、核DNA 数目都相同
D.减数分裂和受精作用过程中均有非同源染色体的自由组合,有利于保持亲子代遗传信息的稳定性
【解析】联会只发生在减数分裂过程中,着丝点分裂可发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期,A 错误;卵原
细胞能进行有丝分裂以增加自身数量,又可进行减数分裂形成卵细胞,初级卵母细胞只能进行减数分裂,B 错误;同种生
物的细胞在有丝分裂中期和减数第一次分裂中期,细胞中的染色体数目均与体细胞相同,每条染色体均含有2 个DNA
分子,所以染色体数目、核DNA 数目都相同,C 正确;减数分裂时非同源染色体自由组合会导致基因重组,增加了同一双
亲后代的多样性,而受精作用过程中不发生非同源染色体的自由组合,D 错误。
8.以下是进行有性生殖生物的个体发育过程示意图,有关说法错误
．．的是(
)。
A.过程Ⅲ是在细胞分裂和细胞分化的基础上进行的
B.Ⅰ过程中遗传物质的分配不一定均等
C.在地球出现能进行有性生殖的生物以后,生物进化的步伐大大加快了
D.新个体细胞中线粒体内的遗传物质全部来自卵细胞
【解析】线粒体存在于细胞质中,受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。
9.从某哺乳动物(染色体数为2N)精巢中获取一些细胞(无突变),测得细胞中有关数量如下图所示。下列叙述中正确的
是(
)。
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A.甲组细胞中含有0 或1 个或2 个Y 染色体
B.丙组细胞的名称可能为初级精母细胞
C.乙组细胞中不可能有减数第一次分裂的细胞
D.丁组细胞中含有0 个染色单体
【解析】由于甲组细胞不含同源染色体,说明X 染色体和Y 染色体已分离,又由于只含1 个染色体组,说明着丝点
没有分裂,所以细胞中含有0 或1 个Y 染色体,A 错误;丙组细胞同源染色体对数和染色体组数加倍,说明细胞处于有丝
分裂后期或末期,B 错误;乙组细胞中含有同源染色体,且含有2 个染色体组,可能处于减数第一次分裂过程中,C 错误;
丁组细胞中不含同源染色体,且含有2 个染色体组,说明细胞处于减数第二次分裂后期,着丝点已分裂,所以不含染色
单体,D 正确。
【答案】D
10.(2019·南昌联考)下图为四个精细胞,下列有关分析正确的是(
)。
A.①配子出现的原因是非姐妹染色单体交叉互换
B.A、a 与B、b 两对非等位基因在产生配子过程中,遵循自由组合定律
C.④配子出现的原因是非同源染色体片段易位
D.①②③④四个精细胞可能由同一个精原细胞产生
【解析】据图分析,①配子中右侧的染色体d 部分来自非同源染色体,属于染色体结构变异中的易位,A 错误;图中
A、a 与B、b 两对等位基因位于一对同源染色体上,不遵循基因的自由组合定律,B 错误;④配子出现的原因是同源染
色体的非姐妹染色单体的交叉互换,C 错误;①②③④四个精细胞可能由同一个精原细胞产生,D 正确。
11.(2019·大连调研)下图为某高等生物细胞不同分裂时期的模式图,Ⅰ、Ⅱ表示染色体片段。下列叙述错误
．．的是
(
)。
A.图甲细胞处在减数第二次分裂中期,此时不进行核DNA 的复制
B.由图可以看出分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉互换
C.图甲所示细胞若继续分裂可能会发生等位基因的分离
D.若两图所示细胞来源于同一个精原细胞,则图乙细胞是图甲细胞分裂形成的
【解析】图甲细胞无同源染色体,存在姐妹染色单体,且着丝点排列在赤道板上,为减数第二次分裂中期图像,不再
进行DNA 复制,A 正确;由甲图中Ⅰ片段和乙图中Ⅱ片段颜色可知,分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体发生了交叉
互换,B 正确;发生交叉互换后,减数第二次分裂后期可能会发生等位基因的分离,C 正确;由染色体的颜色可知,图乙细
胞不是由图甲细胞分裂形成的,D 错误。
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12.(2019·青岛联考)对果蝇精巢切片进行显微观察,根据细胞中染色体的数目将细胞分为甲、乙、丙三组,如图所示。
下列叙述正确的是(
)。
A.丙组细胞的出现是由同源染色体分离引起的
B.甲组细胞会发生交叉互换现象
C.乙组细胞只会进行减数第一次分裂或有丝分裂
D.三组细胞的性染色体组成均为一条X 和一条Y
【解析】果蝇体细胞中含有8 条染色体,甲组细胞中染色体数目为16,处于有丝分裂后期或末期,丙组细胞中染色
体数为4,表示减数第二次分裂前期、中期或产生的精细胞,A 正确;交叉互换发生在减数第一次分裂前期,不发生在有
丝分裂后期,B 错误;乙组细胞染色体数目为8,可表示有丝分裂间期、前期、中期,减数第一次分裂时期和减数第二次
分裂后期,C 错误;有丝分裂后期细胞中含有两条X 染色体和两条Y 染色体,减数第二次分裂后期细胞中含有两条X 染
色体或两条Y 染色体,D 错误。
13.(2019·福州联考)小鼠(2N=40)胚胎期某细胞发生下图所示异常分裂(未绘出的染色体均正常),其中A为抑癌基因,a
为A 的突变基因。下列说法正确的是(
)。
A.该分裂过程中形成20 个四分体
B.分裂产生基因型为Aa 或aa 的子细胞的概率均为1/2
C.基因型为aa 的子细胞在适宜条件下可能无限增殖
D.染色体异常分离与纺锤体无关
【解析】该细胞分裂方式为有丝分裂,不会形成四分体,A 错误;分裂产生基因型为Aa 的子细胞的概率是2/3,产生
基因型为aa 的子细胞的概率是1/3,B 错误;基因型为aa 的子细胞不含A 基因,而A 基因为抑癌基因,因此基因型为aa
的子细胞在适宜条件下可能无限增殖,C 正确;染色体异常分离与纺锤丝的牵引有关,D 错误。
14.下面是有关细胞分裂的图像,据图分析正确的是(
)。
A.若图甲为二倍体生物的细胞,则上一时期为四分体时期
B.若图乙属于有丝分裂,则图示阶段会形成细胞板
C.若图乙属于二倍体生物减数分裂,则处于图示阶段的细胞中可能含有同源染色体
D.若图丙为果蝇精巢内的细胞,则a 组细胞一定发生了着丝点分裂
【解析】分析图像可知,若图甲为二倍体生物的细胞,则处于有丝分裂的后期,其上一时期为有丝分裂中期,A 错误;
若图乙属于有丝分裂,由于染色体数∶核DNA 数∶染色单体数=1∶2∶2,则属于有丝分裂的前期或中期,植物细胞形成
细胞板是在末期,B 错误;若图乙属于二倍体生物减数分裂,由于染色体数∶DNA 数∶染色单体数=1∶2∶2,则处于该图
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示阶段的细胞应处于减数第一次分裂过程中或减数第二次分裂的前、中期,细胞中可能含有同源染色体,C 正确;若图
丙为果蝇精巢内的细胞,由于a 组细胞内的染色体数为n,则a 组细胞可能是处于减数第二次分裂前、中期的细胞或
是精细胞,不一定发生了着丝点分裂,D 错误。
15.下图甲表示某二倍体昆虫(AaBBDd)细胞分裂某时期图像,图乙表示其细胞分裂过程中mRNA含量和每条染色体上的
DNA 含量的变化。下列说法正确的是(
)。
A.图甲细胞的变异可能发生在图乙中的b 或d 时期
B.图甲细胞有2 个染色体组,处于图乙e 时期
C.图乙c 时期最可能是减数第一次分裂的分裂前期
D.等位基因的分离一定发生在减数第一次分裂的后期
【解析】因昆虫的基因型是BB,图甲中染色体上出现基因b 是基因突变的结果,对应于图乙中的b 时期(间期DNA
复制),A 错误;图甲细胞处于减数第二次分裂后期,对应于图乙的e 时期,B 正确;图乙中c 时期转录合成较多的mRNA,最
可能是间期,C 错误;由于发生了基因突变,B 与b 的分离发生在减数第二次分裂后期,D 错误。
16.图1 表示基因型为AaBb 的某动物细胞处于细胞分裂不同时期的图像;图2 表示该动物细胞分裂的不同时期染色
体数与核DNA 数比值的变化关系。下列相关叙述正确的是(
)。
A.若图1 中细胞为同一器官中的不同分裂时期,则其分裂顺序为①→②→⑤→③→④
B.图1 中细胞②可发生基因突变、基因重组及染色体变异三种可遗传的变异
C.BC 段形成的原因是DNA 复制,非同源染色体自由组合发生在图2 的DE 段
D.在不考虑基因突变和交叉互换的情况下,若该动物产生一个基因型为Aab 的配子,则发生分裂异常的时段应为图2
的CD 段
【解析】图1 中①~⑤分裂时期分别为有丝分裂中期、减Ⅱ后期、有丝分裂后期、减Ⅱ中期和减Ⅰ中期。若图
1 中细胞为同一器官中的不同分裂时期,则细胞分裂顺序应为①→③→⑤→④→②,A 错误;基因重组只能发生在减数
第一次分裂,B 错误;非同源染色体自由组合发生在减Ⅰ后期,对应于图2 的CD 段,C 错误;在不考虑基因突变和交叉互
换的情况下,若该动物产生一个基因型为Aab 的配子,说明在减数第一次分裂时A、a 所在的同源染色体未分离,D 正确。
17.在细胞周期中有一系列检验点可对细胞增殖进行严密监控,确保细胞增殖严格有序进行。在细胞质中细胞周期蛋
白浓度呈周期性变化,周期蛋白浓度越高,激酶活性越高,细胞周期蛋白及激酶结合形成复合物后,激酶被激活帮助细
胞通过这些检验点。如周期蛋白1 与激酶1 结合形成复合物MPF 后,激酶1 促进细胞由G2期进入M 期,周期蛋白2 与
激酶2 结合形成复合物SPF 后,激酶2 促进细胞由G1期进入S 期。下图1 显示了上述调控过程中MPF 和周期蛋白的
活性浓度变化规律。
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(1)周期蛋白1 的增加除了能够促进细胞内发生“染色质螺旋化”的变化外,还能促进细胞内发生的变化
有
。
(2)图中的周期蛋白为
(填“周期蛋白1”或“周期蛋白2”),若使更多细胞阻滞在G2/M 检验点,根据题干信息,
可采取什么措施?
。
(3)若将G2和M 期细胞融合,则G2期细胞进入M 期的时间
(填“提前”“延后”或“不变”),为什
么?
。
(4)某雌性动物(假设2N=4),基因型为AaBb,下图2 为其细胞分裂某时期的图像。该细胞增殖方式中周期蛋白是否与图
1 完全一致,呈现周期性的变化?
。理由是
。画出该细胞前一个细胞分裂后期
的图像。
【解析】周期蛋白1 与激酶1 结合形成复合物MPF 后,激酶1 促进细胞由G2期进入M 期,M 期的分裂前期细胞中
发生的主要变化是纺锤体形成、核仁解体、染色质螺旋化、核膜消失。由图可知,周期蛋白1 活性浓度增加时,细胞
由G2期进入M 期,推知图中周期蛋白为周期蛋白1。抑制周期蛋白1 的表达和抑制激酶1 的活性均会阻止细胞由G2
期进入M 期。由于G2期细胞含激酶1,激酶1 促进细胞由G2期进入M 期,所以G2和M 期细胞融合,可促使G2期细胞进入
M 期,使其提前进入M 期。
【答案】(1)纺锤体形成、核仁解体、核膜消失
(2)周期蛋白1
降低细胞内周期蛋白1 的表达或抑制激酶1
活性
(3)提前
M 期细胞内存在周期蛋白1 与激酶1 结合的复合物MPF,并进入融合细胞,促进融合细胞由G2期进入M
期
(4)否
因为图2 为减数分裂,而减数分裂没有细胞周期,所以周期蛋白不会出现与图1 一致的周期性变化
18.近些年,研究人员在雌性哺乳动物细胞减数分裂研究中有一些新发现,具体过程如图1 所示(部分染色体未标
出,“。”代表着丝点)。请据图回答下列问题:
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(1) 减数分裂是进行有性生殖的生物,在产生成熟生殖细胞时进行的
的细胞分裂。结果是
细胞中的染色体数目比
细胞中的少一半。
(2)真正的“减数”发生在减数第
次分裂中;与有丝分裂相比,减数分裂过程中染色体特有的行为变化
是
。减数分裂和受精作用对于
,对于生物
的
,都是十分重要的。
(3)图1 中细胞②的名称为
,此时细胞内同源染色体可能发生
。与“常规”
减数分裂相比,“逆反”减数分裂中染色体行为的主要特征是
。
(4)经过对大量样本的统计研究,发现了染色体的分配规律如图2 所示。染色体的这种分配规律及其生物学意义
是
。
【解析】图1 中反映了减数分裂过程,细胞②完成了DNA 的复制,含有同源染色体且发生在雌性动物体内,其名称
为初级卵母细胞;此时细胞内同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换。比较图1 中的两种分裂方式,可以
发现,与“常规”减数分裂相比,“逆反”减数分裂在减数第一次分裂过程中着丝点分开,姐妹染色单体分离;而在减
数第二次分裂过程中出现同源染色体的分离。观察图2 中染色体的分配规律,发现经过减数分裂重组的染色体出现
在卵细胞中的概率比较高。卵细胞中重组染色体的概率高可以使后代产生更多的变异,为生物进化提供更多的原材
料,有利于生物进化。
【答案】(1)染色体数目减半
成熟生殖
原始生殖
(2)一
同源染色体联会形成四分体、交叉互换及同源染色体分离
维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
遗传变异
(3)初级卵母细胞
非姐妹染色单体间的交叉互换(缠绕并交换部分片段)
MⅠ姐妹染色单体分开,MⅡ同
源染色体分离
(4)卵细胞获得重组染色体的概率高,后代具有更多变异性(具有更大的基因多样性),为进化提供了丰
富的原材料(子代群体对环境有更大的适应性,有利于进化)
19.有研究者对基因型为EeX
FY的某动物精巢切片进行显微观察,绘制了图1中三幅细胞分裂示意图(仅示部分染色体);
图2 中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核DNA 分子数的数量关系而划分的。回答下列问题:
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(1)图1 中细胞甲的名称是
。若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E(只发生一次异常染色体分
离),则另外三个精细胞的基因型为
,这种变异属于
变异。
(2)图2 中类型b 的细胞对应图1 中的细胞有
。
(3)图2 中类型c 的细胞含
个染色体组,可能含有
对同源染色体。
(4)着丝点分裂,导致图2 中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有
、
。(用
图中字母和箭头表述)
【解析】(1)图1 细胞甲中没有同源染色体,每条染色体上都有两条姐妹染色单体,处于减数第二次分裂中期,甲细
胞为次级精母细胞;若细胞乙产生的一个精细胞的基因型为E,不含性染色体,说明在减数第一次分裂后期X、Y 染色体
未分离,移向同一极进入同一个次级精母细胞,这样经减数第二次分裂后,形成的4 个子细胞基因型分别是E、E、eX
FY、
eX
FY,属于染色体(数目)变异。(2)图2 中类型b 的细胞对应图1 中的细胞有乙和丙。(3)图2 中类型c 的细胞含2 个染
色体组,可能含有0 或n 对同源染色体。(4)着丝点分裂,姐妹染色单体分开,细胞中染色体数加倍,但核DNA 数没变,可
能发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,发生的细胞类型转变为图2 中的b→a 和d→c。
【答案】(1)次级精母细胞
E、eX
FY、eX
FY
染色体(或染色体数目)
(2)乙和丙
(3)2
0 或n
(4)b→a
d→c
20.研究表明,雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关。为了解减数分裂过程中的调控机制,研究人员展开了系
列实验。
(1)减数第一次分裂的前期可分为下图1 所示5 个亚时期,其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生
并形成
四分体。减数第一次分裂过程中,非同源染色体的
及同源染色体上
之间的交叉互
换会导致配子基因组合的多样性。
(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数第一次分裂,但在出生前后被阻滞在双线期之后、浓缩期之前的一个漫长的
静止阶段(称为核网期)。研究发现,在此过程中,细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升,达到峰值后维持在较高
水平。在雌性小鼠性成熟后,卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。
①cAMP 被称为细胞内的第二信使。如图2 所示,当信号分子与
结合后,通过G 蛋白激活酶A,在其催化下由
生成cAMP,作用于靶蛋白,调节细胞的生理过程。
②实验一:不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞,实验结果如图3 所示。由此可知,cAMP 调控了细胞的减数分裂进
程,判断依据是
。
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已知卵母细胞进入粗线期时,在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S 蛋白)沿染色体轴分布,进入核网期时,S 蛋
白则已完全从染色体上解离下来,研究人员猜测cAMP 调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S 蛋白,并对此展开进一步研
究。
实验二:选取特定时期的胚胎卵巢,实验组注射混有台盼蓝的干扰S 基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否),
则对照组应注射
。经处理后分别进行细胞培养,3 天后,实验组有67.0%的卵母细胞进
入了核网期,对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S 基因的表达会
(填“促进”或“抑制”)
小鼠卵母细胞提前进入核网期。
实验三:体外培养特定时期的卵母细胞,实验组添加酶A 抑制剂,一段时间后,实验组中可观察到S 蛋白沿染色体轴分布
的卵母细胞为68.7%,对照组的相应数据为39.0%,表明cAMP 会
(填“促进”或“抑制”)S 蛋白与染色体的解
离。
③结合图2 及上述一系列实验结果推测,cAMP 调控减数分裂进程的机制
为
。
【解析】(1)减数第一次分裂的前期可分为如图1 所示5 个亚时期,其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生联
会并形成四分体。减数第一次分裂过程中,非同源染色体的自由组合及同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互
换会导致配子基因组合的多样性。(2)①cAMP 被称为细胞内的第二信使。如图2 所示,当信号分子与相应的受体结合
后,通过G 蛋白激活酶A,在其催化下由ATP 生成cAMP,作用于靶蛋白,调节细胞的生理过程。②实验一:图3 中,2 组处
于核网期的细胞比例低于1 组和3 组,说明cAMP 调控了细胞的减数分裂进程。实验二:根据实验的单一变量原则,实
验组注射了混有台盼蓝的干扰S 基因表达的RNA,则对照组应该注射等量混有台盼蓝的不干扰S 基因表达的RNA。3
天后,实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期,对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期,证明干扰S 基因的表达会
促进小鼠卵母细胞提前进入核网期。实验三:根据题意分析,实验组添加酶A 抑制剂后,观察到S 蛋白沿染色体轴分布
的卵母细胞的数量多于对照组,说明cAMP 会促进S 蛋白与染色体的解离。③根据以上分析可知,cAMP 促进了S 蛋白
与染色体的解离,从而促进细胞减数第一次分裂进入核网期。
【答案】(1)联会
自由组合
非姐妹染色单体
(2)①受体
ATP
②2 组处于核网期的细胞比例低于1 组和3
组
等量混有台盼蓝的不干扰S 基因表达的RNA
促进
促进
③cAMP 促进了S 蛋白与染色体的解离,从而促进细
胞减数第一次分裂进入核网期
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第10 讲
遗传的分子基础
1.(2019·天津卷)用
3H 标记胸腺嘧啶后合成脱氧核苷酸,注入真核细胞,可用于研究(
)。
A.DNA 复制的场所
B.mRNA 与核糖体的结合
C.分泌蛋白的运输
D.细胞膜脂质的流动
【解析】DNA 复制需要模板DNA、原料(脱氧核苷酸)、能量(ATP)和DNA 聚合酶,A 正确;mRNA 与核糖体的结合,开始
翻译mRNA 上的密码子,需要tRNA 运输氨基酸,不需要脱氧核苷酸,B 错误;分泌蛋白需要内质网的加工,形成囊泡运到高
尔基体进行加工、分类和包装,形成分泌小泡,运到细胞膜,该胞吐方式释放出去,与脱氧核苷酸无关,C 错误;细胞膜脂
质的流动与物质跨膜运输有关,无需脱氧核苷酸,D 错误。
2.(2019·浙江选考)下列关于遗传信息表达过程的叙述,正确的是(
)。
A.一个DNA 分子转录一次,可形成一个或多个合成多肽链的模板
B.转录过程中,RNA 聚合酶没有解开DNA 双螺旋结构的功能
C.多个核糖体可结合在一个mRNA 分子上共同合成一条多肽链
D.编码氨基酸的密码子由mRNA 上3 个相邻的脱氧核苷酸组成
【解析】遗传信息的表达主要包括转录和翻译,基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程,转录以DNA 分
子的一条链作为模板合成RNA,在真核细胞中主要在发生细胞核中。翻译是以mRNA 为模板合成蛋白质的过程,场所为
核糖体。一个DNA 分子转录一次,形成的mRNA 需要进行剪切加工,可能合成一条或多条模板链,A 正确;转录过程中,RNA
聚合酶兼具解旋功能,故不需要单独的DNA 解旋酶参与转录,B 错误;在转录过程中,mRNA 上可附着多个核糖体进行翻译,
得到数条相同的多肽链,而不是共同合成一条多肽链,C 错误;mRNA 由核糖核苷酸构成,不具有脱氧核苷酸,D 错误。
3. “DNA 是主要的遗传物质”是经过多位科学家长期研究得到的结论,下列有关探究历程的叙述与史实相符的是
(
)。
A.格里菲思的实验思路是将S 型细菌的各物质分离,独立观察每种物质的遗传效应
B.艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了基因的自由组合
C.噬菌体侵染细菌实验证明了所有病毒在侵染宿主细胞时,能自动将DNA 与蛋白质分离
D.噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟T2噬菌体本身的结构与侵染特点有密切关系
【解析】本题考查遗传物质的探究历程。艾弗里的实验思路是将S 型细菌的各物质分离,独立观察每种物质的
遗传效应,A 错误;艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了基因重组实现了细菌的转化,B 错误;噬菌体侵染细菌实验
应用了同位素标记技术,证明了DNA 进入了细菌细胞蛋白质没有进入,进而证明了DNA 是遗传物质,但不能证明所有病
毒在侵染时都能进入DNA 与蛋白质分离,C 错误;噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟T2噬菌体本身的结构与侵染
特点有密切关系,D 正确。
4.下列关于“肺炎双球菌转化实验”和“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”的说法,正确的是(
)。
A.肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠是否死亡来证明S 型肺炎双球菌中有转化因子的
B.肺炎双球菌体外转化实验中,转化得到的S 型肺炎双球菌体内存在R 型肺炎双球菌的遗传物质
C.实验前用来制备带有不同标记的两种T2噬菌体的大肠杆菌和“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中被侵染的大肠
杆菌都是用同位素标记好的
D.实验不能说明DNA 是主要的遗传物质,但都可以说明蛋白质不是遗传物质
【解析】本题考查肺炎双球菌的转化实验。肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠体内是否出现S 型细菌来说
明S 型肺炎双球菌中有转化因子的,A 错误;肺炎双球菌体外转化实验中,转化得到的S 型肺炎双球菌体内存在R 型肺
炎双球菌的遗传物质,B 正确;实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌是标记好的大肠杆菌,而“T2噬菌体侵染细菌实验”
中被侵染的大肠杆菌是未被标记的大肠杆菌,C 错误;肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验都不能说明DNA
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是主要的遗传物质,其中肺炎双球菌转化实验可以说明蛋白质不是遗传物质,而T2噬菌体侵染细菌实验不能说明蛋白
质不是遗传物质,D 错误。
5.用含放射性同位素
32P 的T2噬菌体侵染不含
32P 而含放射性同位素
35S 的大肠杆菌,经短时间保温后,进行搅拌、离心
后,发现子代噬菌体中均含有放射性。对上述实验的分析错误
．．的是(
)。
A.某些子代T2噬菌体会同时含有
32P 和
35S
B.离心后放射性同位素主要集中于离心管的沉淀物中
C.该实验表明T2噬菌体能利用大肠杆菌的物质进行增殖
D.该实验表明噬菌体侵染细菌时,“侵入”细菌体内的是DNA,而蛋白质外壳未“侵入”
【解析】本题考查噬菌体侵染细菌的实验。根据噬菌体侵染大肠杆菌的过程可知,仅有一少部分的核酸中含有
放射性同位素
32P,大肠杆菌含
35S,则所有子代T2噬菌体的蛋白质外壳中均有放射性同位素
35S,A 正确;离心后含有子代
噬菌的大肠杆菌分布在沉淀物中,亲代噬菌体的蛋白质外壳分布在上清液中,因此放射性同位素主要集中于沉淀物
中,B 正确;该实验表明T2噬菌体能利用大肠杆菌的物质进行增殖,C 正确;该实验表明噬菌体侵染细菌时,其DNA“侵
入”细菌体内,但是不能确定其蛋白质外壳未“侵入”,D 错误。
6.(2019·海南卷)下列关于蛋白质合成的叙述错误
．．的是(
)。
A.蛋白质合成通常从起始密码子开始到终止密码子结束
B.携带肽链的tRNA 会先后占据核糖体的2 个tRNA 结合位点
C.携带氨基酸的tRNA 都与核糖体的同一个tRNA 结合位点结合
D.最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA 在肽键形成时脱掉氨基酸
【解析】蛋白质合成中,翻译的模板是mRNA,从起始密码子开始到终止密码子结束,A 正确;核糖体同时占据两个密
码子位点,携带肽链的tRNA 会先后占据核糖体的2 个tRNA 结合位点,通过反密码子与密码子进行互补配对,B 正确、C
错误;最先进入核糖体的携带氨基酸的tRNA 在肽键形成时脱掉氨基酸,继续运输其他氨基酸,D 正确。
7.(2018·海南卷)现有DNA 分子的两条单链均只含有
14N(表示为
14N
14N)的大肠杆菌,若将该大肠杆菌在含有
15N 的培养
基中繁殖两代,再转到含有
14N 的培养基中繁殖一代,则理论上DNA 分子的组成类型和比例分别是(
)。
A.有
15N
14N 和
14N
14N 两种,其比例为1∶3
B.有
15N
15N 和
14N
14N 两种,其比例为1∶1
C.有
15N
15N 和
14N
14N 两种,其比例为3∶1
D.有
15N
14N 和
14N
14N 两种,其比例为3∶1
【解析】由于DNA 的半保留复制,将含有
14N
14N 的大肠杆菌置于含有
15N 的培养基中繁殖两代后,得到的子代DNA
为2 个
14N
15N-DNA 和2 个
15N
15N-DNA,再将其转到含有
14N 的培养基中繁殖一代,会得到6 个
15N
14N-DNA 和2 个
14N
14N-DNA,
比例为3∶1,D 正确。
8.甲生物核酸的碱基比例为嘌呤占50%、嘧啶占50%;乙生物遗传物质的碱基比例为嘌呤占43%、嘧啶占57%,则以下
分别表示甲、乙生物正确的是(
)。
A.蓝藻、变形虫
B.T2噬菌体、豌豆
C.硝化细菌、绵羊
D.肺炎双球菌、烟草花叶病毒
【解析】甲生物的遗传物质中嘌呤和嘧啶碱基数相等,说明是双链DNA,因此乙生物的遗传物质可以是RNA,甲生
物应该是T2噬菌体。
9.从唾液腺细胞中提取全部mRNA,以此为模板合成相应的单链DNA(T-cDNA),利用该T-cDNA 与来自同一个体浆细胞中
的全部mRNA(J-mRNA)进行分子杂交。下列有关叙述正确的是(
)。
A.T-cDNA 分子中嘌呤碱基与嘧啶碱基数目一定相等
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B.浆细胞中的RNA 与T-cDNA 都能进行分子杂交
C.唾液腺细胞不能分泌抗体是因为缺乏编码抗体的相关基因
D.能与T-cDNA 互补的J-mRNA 中含有编码呼吸酶的mRNA
【解析】本题考查DNA 的结构及基因的表达。T-cDNA 分子为单链,嘌呤碱基与嘧啶碱基数目不一定相等,A 错误;
因为唾液腺细胞和浆细胞中的RNA 不完全相同,故浆细胞中的RNA 与T-cDNA 不一定都能进行分子杂交,B 错误;唾液腺
细胞不能分泌抗体是因为编码抗体的相关基因处于关闭状态,C 错误;由于两种细胞中呼吸酶基因都表达,因此能与
T-cDNA 互补的J-mRNA 中含有编码呼吸酶的mRNA,D 正确。
10.我国科学家首次发现了调控人体内抑癌基因p53 表达的盒子结合蛋白(XPB1-u),这对预防和治疗肿瘤具有重要意
义。下列有关分析正确的是(
)。
A.抑癌基因p53 的基本骨架为磷酸与核糖的交替排列
B.如果XPB1-u 异常增多,抑癌基因p53 会表达异常
C.抑癌基因p53 的每条链中的A=T、C=G
D.抑癌基因p53 只调节细胞周期,其突变后可能会引发肿瘤
【解析】本题考查基因的结构与表达。抑癌基因p53 的基本骨架为磷酸与脱氧核糖的交替排列,A 错误;如果
XPB1-u 异常增多,抑癌基因p53 会表达异常,B 正确;抑癌基因p53 的双链中的A=T、C=G,每条链中则不一定相等,C 错
误;抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖,原癌基因负责调节细胞周期,D 错误。
11.研究发现人体细胞内双链DNA 具有自我修复功能,双链DNA 的一条链发生损伤(碱基错配或碱基丟失)后,能以另一
条链为模板并对损伤链进行修复。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.DNA 分子的修复过程需要DNA 聚合酶
B.DNA 复制过程中A 与C 的错配会导致DNA 损伤
C.DNA 在自我修复前后,分子中的嘌呤数与嘧啶数之比不变
D.若损伤的DNA 不能被正常修复,则可能引发基因突变
【解析】本题考查DNA 的结构与复制。DNA 分子的修复过程需要DNA 聚合酶,A 正确; DNA 复制过程中A 与C 的
错配会导致DNA 损伤,B 正确;DNA 在自我修复前,分子中的嘌呤数与嘧啶数不一定相等,自我修复后,嘌呤数与嘧啶数相
等,C 错误;若损伤的DNA 不能被正常修复,则可能引发基因突变,D 正确。
12.将玉米的一个根尖细胞放在含
3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期,然后将子代细胞转
入不含放射性标记的培养基中继续培养。下列关于细胞内染色体的放射性标记分布情况的描述,正确的是(
)。
A.第二次分裂结束只有一半的细胞具有放射性
B.第二次分裂结束具有放射性的细胞可能有4 个
C.在第二次分裂的中期每条染色体的两条染色单体都被标记
D.在第二次分裂的中期只有半数的染色体中一条染色单体被标记
【解析】根尖细胞进行有丝分裂,在细胞分裂间期DNA 复制1 次,所以第一次细胞分裂完成后得到的2 个子细胞
中,每一条染色体的DNA 都只有1 条链被标记。将子代细胞转入不含放射性标记的培养基中继续培养,由于根尖细胞
中不止1 个DNA 分子,第二次分裂后期姐妹染色单体分开时,被标记的染色体是随机移向两极的,所以第二次分裂得到
的子细胞被标记的个数不确定,A 错误、B 正确。经过间期DNA 复制后,第二次分裂的前期和中期的每条染色体都只有
1 条染色单体被标记,C、D 错误。
13.(2018·浙江卷)miRNA 是一种小分子RNA。某miRNA 能抑制W 基因控制的蛋白质(W 蛋白)的合成。某真核细胞内形
成该miRNA 及其发挥作用的过程示意图如下。下列叙述正确的是(
)。
A.miRNA 基因转录时,RNA 聚合酶与该基因的起始密码相结合
B.W 基因转录形成的mRNA 在细胞核内加工后,进入细胞质用于翻译
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C.miRNA 与W 基因mRNA 结合遵循碱基互补配对原则,即A 与T、C 与G 配对
D.miRNA 抑制W 蛋白的合成是通过双链结构的miRNA 直接与W 基因mRNA 结合所致
【解析】miRNA 基因转录时,RNA 聚合酶与该基因的启动子相结合,A 错误;W 基因转录形成的mRNA 在细胞核内加
工后,进入细胞质用于翻译,B 正确; miRNA 与W 基因mRNA 结合遵循碱基互补配对原则,即A 与U、C 与G 配对,C 错误;miRNA
抑制W 蛋白的合成是通过单链结构的miRNA 直接与W 基因mRNA 结合所致,D 错误。
14.细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA 片段,从而获得供体细菌
的相应遗传性状的现象,如肺炎双球菌转化实验。S 型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培
养的S 型细菌中分离出了两种突变型:R 型、抗青霉素的S 型(记为PenrS 型)。其中R 型细菌无荚膜,菌落粗糙,不致病。
现用PenrS 型细菌和R 型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是(
)。
A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复
B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是PenrS 型细菌
D.丁组培养基中无菌落生长
【解析】本题考查肺炎双球菌的转化实验。抗青霉素的S 型(PenrS 型)细菌的DNA 是转化因子。在甲组中,将加
热杀死的PenrS 型细菌与活的R 型细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R 型细菌会转化为PenrS 型细菌,部分小鼠会
患败血症,注射青霉素治疗后,体内有抗青霉素的S 型菌存在的小鼠不能康复,A 错误;在乙组中,PenrS 型细菌的DNA 与
活的R 型细菌混合培养,可观察到R 型细菌和PenrS 型细菌两种菌落,加青霉素后R 型细菌生长受到抑制,只有PenrS
型细菌菌落继续生长,B 错误;丙组培养基中含有青霉素,活的R 型细菌不能生长,也不能发生转化,因此无菌落出现,C 错
误;丁组中因为PenrS 型细菌的DNA 被DNA 酶催化水解而无转化因子,且活的R 型细菌不抗青霉素,因此培养基中无菌
落生长,D 正确。
【答案】D
15.动物与人类拥有内部时钟调节生理活动以适应昼夜变化,这种调节机制被称为“昼夜节律”。研究发现下丘脑
的SCN 细胞中由per 基因编码的PER 在细胞核和细胞质之间穿梭,会在夜晚积累并在白天降解。当PER 和tim 基因
表达的TIM 结合时,它们就可进入细胞核并发挥作用,抑制节律基因per 基因的活动并关闭抑制反馈回路,作用机理如
下图所示,图2 是图1 部分过程的放大。下列分析错误
．．的是(
)。
A.人体长期营养不良会影响昼夜节律,可能与空载tRNA 进入核糖体并导致PER 蛋白的合成终止有关
B.PER 浓度保持在相对稳定的调节方式为反馈调节
C.PER 在细胞核中形成并发挥负反馈调节作用
D.PER—TIM 复合物能抑制per 基因的转录从而降低其含量
【解析】本题考查基因表达。人体长期营养不良会影响昼夜节律,可能与空载tRNA 进入核糖体并导致PER 蛋白
的合成终止有关,A 正确;根据图1 可知,PER 浓度保持在相对稳定的调节方式为反馈调节,B 正确; PER 在细胞质中形成
并在细胞核中发挥负反馈调节作用,C 错误; PER—TIM 复合物能抑制per 基因的转录从而降低其含量,D 正确。
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16.(2019·天津联考)反义RNA 是指与mRNA 或其他RNA 互补的小分子RNA,当其与特定基因的mRNA 互补结合时,可阻
断该基因的mRNA 的表达。研究发现抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA,其作用机理如图。下列有关叙述
错误
．．的是(
)。
A.将该反义RNA 导入正常细胞,可能导致正常细胞癌变
B.反义RNA 不能与DNA 互补结合,故不能用其制作DNA 探针
C.能够抑制该反义RNA 形成的药物有助于预防癌症的发生
D.该反义RNA 能与抑癌基因转录的mRNA 的碱基序列互补
【解析】题图为反义RNA 阻断基因表达的机理图,抑癌基因的一个邻近基因能指导合成反义RNA,该反义RNA 能
与抑癌基因表达产生的mRNA 结合形成杂交RNA,进而阻断相应蛋白质的合成。将该反义RNA 导入正常细胞,可导致抑
癌基因不能正常表达生成相应蛋白质,不能阻止细胞不正常分裂,因此可能导致正常细胞癌变,A 正确;反义RNA 能与
DNA 中一条单链互补配对,因此也可以用其制作DNA 探针,B 错误;由A 选项可知,反义RNA 的形成能导致正常细胞癌变,
故能够抑制该反义RNA 形成的药物有助于预防癌症的发生,C 正确;由图可知,该反义RNA 能与抑癌基因转录的mRNA 的
碱基序列互补形成杂交双链RNA,D 正确。
17.(2018·江苏卷)长链非编码RNA(lncRNA)是长度大于200 个碱基,具有多种调控功能的一类RNA 分子。下图表示细
胞中lncRNA 的产生及发挥调控功能的几种方式,请回答下列问题:
(1)细胞核内各种RNA 的合成都以
为原料,催化该反应的酶是
。
(2)转录产生的RNA 中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是
,此过程中还需要的RNA 有
。
(3)lncRNA 前体加工成熟后,有的与核内
(图示①)中的DNA 结合,有的能穿过
(图示②)与细胞质中的
蛋白质或RNA 分子结合,发挥相应的调控作用。
(4)研究发现,人体感染细菌时,造血干细胞的细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA 片段结合,调控造血干细胞
的
,增加血液中单核细胞、中性粒细胞等吞噬细胞的数量。该调控过程的主要生理意义
是
。
【解析】(1)细胞核内各种RNA 的合成都以四种核糖核苷酸为原料,催化该反应的酶是RNA 聚合酶。(2)转录产生
的RNA 中,提供信息指导氨基酸分子合成多肽链的是mRNA,此过程中还需要的RNA 有tRNA 和rRNA。(3)lncRNA 前体加
工成熟后,有的与核内染色质中的DNA 结合,有的能穿过核孔与细胞质中的蛋白质或RNA 分子结合,发挥相应的调控作
用。(4)根据题意分析,人体感染细菌时,造血干细胞的细胞核内产生的一种lncRNA,通过与相应DNA 片段结合后,血液
中产生了单核细胞、中性粒细胞等多种吞噬细胞,说明其调控了造血干细胞的分化;吞噬细胞属于免疫细胞,因此该调
控过程的主要生理意义是增强人体的免疫能力。
【答案】(1)四种核糖核苷酸
RNA 聚合酶
(2)mRNA(信使RNA)
tRNA 和rRNA(转运RNA 和核糖体RNA)
(3)染色质
核孔
(4)分化
增强人体的免疫能力
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18.大肠杆菌大型环状DNA 分子中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因,包括基因lacZ、基因lacY、基因
lacA,结构基因的上游有3 个对结构基因起调控作用的核苷酸序列,其中操纵基因(O)对结构基因起着“开关”的作
用,直接控制结构基因的表达,调节基因(R)能够调节操纵基因状态,从而对“开关”起着控制作用,下图1 是科学家提
出的一种基因表达调控假设。请据图回答下列问题:
(1)基因是指
,结构单位为
,
构成基本骨架。
(2)图1 中过程①的场所为
,②的场所为
。
(3)研究发现,当大肠杆菌培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖存在时,调节基因的表达产物——阻遏蛋白会与操纵基因结
合,阻碍RNA 聚合酶与
(P)结合,在
(填“转录”或“翻译”)水平上抑制结构基因的表达。该调节机
制既保证了大肠杆菌能量的供应,又可以避免
。
(4)在阻遏蛋白产生的过程中,②阶段除需mRNA 提供信息指导外,还需要的RNA 有
。当培养基中没有葡萄糖
仅有乳糖时,大肠杆菌必须合成乳糖代谢酶,图2 表示了这一诱导过程。据图可知,如果乳糖与
结合,使其
改变而失去功能,则结构基因表达,合成乳糖代谢酶,催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因
(填“表
达”或“不表达”),该调节机制为
调节。
【解析】(1)基因是有遗传效应的DNA 片段,DNA 的结构单位为四种脱氧核苷酸,磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧
构成基本骨架。(2)大肠杆菌的大型环状DNA分子位于拟核中,图1中过程①的场所为拟核,②的场所为细胞质(核糖体)。
(3)据图可知,当大肠杆菌培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖存在时,调节基因的表达产物——阻遏蛋白会与操纵基因结
合,阻碍RNA 聚合酶与启动子结合,在转录水平上抑制结构基因的表达。该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应,又
可以避免物质和能量的浪费。(4)翻译过程中需mRNA、rRNA、tRNA 参与。据图可知,如果乳糖与阻遏蛋白结合,使其空
间结构改变而失去功能,则结构基因表达,合成乳糖代谢酶,催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因不表达,
该调节机制为(负)反馈调节。
【答案】(1)有遗传效应的DNA 片段
四种脱氧核苷酸
磷酸与脱氧核糖交替排列在外侧
(2)拟核
细胞质(核
糖体)
(3)启动子
转录
物质和能量的浪费
(4)rRNA、tRNA
阻遏蛋白
空间结构
不表达
(负)反馈
19.研究发现,人类神经退行性疾病与R-loop 结构有关,如图所示,它是由一条mRNA 与DNA 杂合链及一条DNA 单链所
组成的;由于新产生的mRNA 与DNA 模板链形成了稳定的杂合链,导致该片段中DNA 模板链的互补链只能以单链状态存
在。请回答相关问题:
(1)人体神经细胞转录的场所为
,原料为
,需要
酶参与。
(2)DNA 与RNA 的组成单体在组成上的主要区别在于
。RNA 能准确获取其模板所携带的
遗传信息,依赖于
。若mRNA 能正常翻译,则特异性识别mRNA 上密码子的分子是
。
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(3)R-loop 结构与正常DNA 片段比较,其存在的碱基配对情况不同之处
是
。R-loop 结构中,嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数一定相等
吗?
。为什么?
。
【解析】依赖于碱基互补配对原则,RNA 能准确获取其模板所携带的遗传信息。若mRNA 能正常翻译,mRNA 上的密
码子能够与tRNA 上的反密码子特异性配对。R-loop 结构与正常DNA 片段比较,存在A—U 碱基配对方式,碱基配对方
式有所不同。R-loop 结构中,杂合链部分因嘌呤与嘧啶配对,嘌呤与嘧啶的数量相等,但DNA 单链部分嘌呤与嘧啶数量
不一定相等,因而就R-loop 结构整体而言,嘌呤与嘧啶的数量不一定相等。
【答案】(1)细胞核和线粒体
四种核糖核苷酸
RNA 聚合
(2)DNA 的单体中的糖为脱氧核糖,含有碱基T 而没
有U,RNA 的单体中的糖为核糖,含有碱基U 而没有T
碱基互补配对
tRNA
(3)存在A 与U 的配对
不一定
R-loop
结构中,杂合链部分因嘌呤与嘧啶配对,嘌呤与嘧啶的数量相等;但DNA 单链部分嘌呤与嘧啶数量不一定相等,因而就
R-loop 结构整体而言,嘌呤与嘧啶的数量不一定相等
20.回答下列关于遗传物质的问题:
(1)在20 世纪以前,大多数科学家认为蛋白质是遗传物质,他们的理由
是
。结合蛋白质和核酸的物理性质,你认为蛋白质不能作
为遗传物质的理由是
。如果蛋白质作为遗传物质,自然界中生物的种
类会
(填“更多”“更少”或“变化不明显”)。
(2)现在人们认为DNA 是主要的遗传物质,理由是
。
(3)如何获取
35S、
32P 标记的T2噬菌体?写出实验设计方
案。
。
(4)用
32P 标记的T2噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌,若实验过程中噬菌体与大肠杆菌混合培养到离心的时间过短,其
余操作均正常。请分析该操作对放射性检测结果的影响,并说明理
由。
。
(5)现有一种刚刚发现的新型动物病毒,要确定它的遗传物质是DNA 还是RNA,某生物兴趣小组设想:将病毒破碎获取提
取液,置于试管中,同时加入核糖核苷酸、ATP,并保持适宜的温度和pH 条件,足量的各种氨基酸和相关酶,一段时间后
检测有无新病毒的产生。如果有,说明该新型病毒的遗传物质是RNA。他们的实验方案
(填“能”或“不能”)
达到预期目的,请陈述你的理
由。
。
【解析】蛋白质的空间结构受环境影响比较大,如果作为遗传物质,变异更快,物种更加丰富。大部分生物的遗传
物质是DNA,只有部分病毒的遗传物质是RNA,所以DNA 是生物的主要遗传物质。病毒的繁殖离不开细胞,离开细胞,病
毒不会增殖。
【答案】(1)蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息;不同生物的蛋白质在结构上存在差异;蛋
白质与生物的性状密切相关(答出其中一点即可)
蛋白质容易受环境影响,不稳定(或受热易变性不稳定)
更多
(2)
大部分生物的遗传物质是DNA
(3)将未标记的大肠杆菌分别接种在以
35S 为唯一硫源、
32P 为唯一磷源,其他元素均没
有放射性的培养基中并繁殖若干代;再将未标记的T2噬菌体分别去侵染培养好的前述两种大肠杆菌
(4)会导致上清
液中放射性含量偏高
因为混合培养到离心的时间过短,有些噬菌体还未将DNA 注入大肠杆菌体内,就被搅拌分离,离
心后出现在上清液中
(5)不能
病毒的繁殖离不开细胞,实验中没有提供病毒的繁殖场所——细胞
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第11 讲
基因的分离定律
1.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“观察实验现象、提出问题、做出假设、演绎推理、验证假设、
得出结论”六个基本环节。利用该方法,孟德尔发现了两个遗传规律。下列关于假说—演绎法的叙述,正确的是(
)。
A.“萨顿假说”及“基因位于染色体上”的证明都使用了假说—演绎法
B.孟德尔所做假设的核心内容之一是生物体产生的雌雄配子之比=1∶1
C.孟德尔提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验的基础上的
D.演绎推理就是指测交实验
【解析】“萨顿假说”使用了类比推理法,A 错误;孟德尔所做假设的核心内容之一是生物体雌雄个体均产生比
例相等的配子,B 错误;演绎推理就是指理论上分析测交实验应该得到什么结果,D 错误。
2.(2019·潜江联考)已知牛的有角与无角为一对相对性状,由常染色体上的等位基因A 与a 控制。在自由放养多年的
一牛群中,两基因频率相等,每头母牛一次只生产1 头小牛。以下关于性状遗传的研究方法及推断不正确
．．．的是(
)。
A.选择多对有角牛和无角牛杂交,若后代有角牛明显多于无角牛,则有角为显性性状;反之,则无角为显性性状
B.让自由放养的牛群自由交配,若后代有角牛明显多于无角牛,则说明有角为显性性状
C.选择多对有角牛和有角牛杂交,若后代全部是有角牛,则说明有角为隐性性状
D.随机选出1 头有角公牛和3 头无角母牛分别交配,若所产的3 头牛全部是无角,则无角为显性性状
【解析】随机选出1 头有角公牛和3 头无角母牛分别交配,若所产的3 头牛全部是无角,由于子代数量少,不能对
显性性状和隐性性状做出判断,D 错误。
3.下列现象中未体现
．．．性状分离的是(
)。
A.F1的高茎豌豆自交,后代中既有高茎豌豆,又有矮茎豌豆
B.F1的短毛雌兔与短毛雄兔交配,后代中既有短毛兔,又有长毛兔
C.花斑色茉莉花自交,后代中出现绿色、花斑色和白色三种茉莉花
D.同株水毛茛的叶片,沉在水中的呈丝状,在空气中的呈片状
【解析】性状分离是指杂种后代出现不同的表现类型,A、B、C 均出现性状分离,D 不属于性状分离。
4.某种两性花的植物,可以通过自花传粉或异花传粉繁殖后代。在25 ℃的条件下,基因型为AA 和Aa 的植株都开红
花,基因型为aa 的植株开白花,但在30 ℃的条件下,各种基因型的植株均开白花。下列说法错误
．．的是(
)。
A.不同温度条件下同一植株花色不同说明环境能影响生物的性状
B.若要探究一开白花植株的基因型,最简单可行的方法是在25 ℃条件下进行测交实验
C.在25 ℃的条件下生长的白花植株自交,后代中不会出现红花植株
D.在30 ℃的条件下生长的白花植株自交,产生的后代在25 ℃条件下生长可能会出现红花植株
【解析】在25 ℃条件下,基因型所决定的表现型能够真实地得到反映,因此,要探究一开白花植株的基因型需要
在25 ℃条件下进行实验,但测交实验操作复杂、工作量大,最简单的方法是进行自交,B 错误。
5.基因型为Bb(B 对b 为完全显性)的玉米植株自交后所结的一个玉米穗上有700 多粒种子(F1),挑选F1植株中的显性
个体均分为两组,甲组自交,乙组自由交配,下列有关两组玉米植株所产子代的分析,错误
．．的是(
)。
A.甲组子代中隐性个体占1/6,乙组子代中隐性个体占1/9
B.两组子代中纯合子所占比例均高于杂合子所占比例
C.两组子代中基因型为Bb 的个体所占比例不同
D.基因B 在两组子代中的基因频率不同
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【解析】基因型为Bb 的玉米自交后,F1显性个体中基因型为BB 的占1/3,Bb 的占2/3。将F1植株中的显性个体
均分为甲、乙两组,甲组自交得到的F2的基因型为3/6BB、2/6Bb、1/6bb,且基因B 的频率为2/3;乙组自由交配得到
的F2的基因型为4/9BB、4/9Bb、1/9bb,且基因B 的频率为2/3,D 错误。
6.某植物的紫花与红花是一对相对性状,且是由单基因(D、d)控制的完全显性遗传,现以一株紫花植株和一株红花植株
作实验材料,设计如表所示实验方案以鉴别两植株的基因型。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
选择的亲本及杂交
方式
预测子代表现型
推测亲代基因型
第一组:紫花自交
出现性状分离
③
①
④
第二组:紫花×红花
全为紫花
DD×dd
②
⑤
A.两组实验中,都有能判定紫花和红花的显隐性的依据
B.若①全为紫花,则④为DD×Dd
C.若②为紫花和红花的数量之比是1∶1,则⑤为Dd×dd
D.若③为Dd×Dd,则判定依据是子代出现性状分离
【解析】据题干可知,两组实验中,都有能判定紫花和红花的显隐性的依据,A 正确;若①全为紫花,由于是自交,则
④的基因型为DD×DD,B 错误;若②为紫花和红花的数量之比为1∶1,为测交比例,则⑤为Dd×dd,C 正确;紫花自交,且出
现性状分离,故③为Dd×Dd,D 正确。
7.研究发现,豚鼠毛色由以下等位基因决定:Cb—黑色、Cs—银色、Cc—乳白色、Cx—白化。为确定这组基因间的关
系,进行了部分杂交实验,结果如表。据此分析下列选项正确的是(
)。
组别亲代表现型
子代表现型
黑
银
乳白
白化
1
黑×黑
22
0
0
7
2
黑×白化
10
9
0
0
3
乳白×乳白
0
0
30
11
4
银×乳白
0
23
11
12
A.两只白化的豚鼠杂交,后代不会出现银色个体
B.该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有6 种
C.无法确定这组等位基因间的显性程度
D.两只豚鼠杂交的后代最多会出现4 种毛色
【解析】亲代黑×黑→子代出现黑和白化,说明黑(Cb)对白化(Cx)为显性;亲代乳白×乳白→子代出现乳白和白化,
说明乳白(Cc)对白化(Cx)为显性;亲代银×乳白→子代银∶乳白∶白化约为2∶1∶1,说明银(Cs)对乳白(Cc)为显性;亲代
黑×白化→子代出现黑和银,说明银(Cs)对白化(Cx)为显性,黑(Cb)对银(Cs)为显性。根据四组交配亲子代的表现型关系
可以确定这组等位基因间的显性程度为Cb>Cs>Cc>Cx,故两只白化的豚鼠杂交,后代不会出现银色个体,A 正确、C 错误;
该豚鼠群体中与毛色有关的基因型有10 种,即黑色(CbCs、CbCb、CbCc、CbCx)4 种,银色(CsCc、CsCx、CsCs)3 种,乳白
(CcCc、CcCx)2 种,白化(CxCx)1 种,B 错误;由于四种等位基因间存在显隐性关系,两只豚鼠杂交的后代最多会出现3 种
毛色,D 错误。
8.已知某种老鼠的体色由常染色体上的基因A
+、A 和a 决定,A
+(纯合胚胎致死)决定黄色,A 决定灰色,a 决定黑色,且A
+
对A 为显性,A 对a 为显性。下列说法正确的是(
)。
A.该老鼠种群中最多有6 种基因型
B.两只老鼠交配,其子代最多可能出现5 种基因型
C.一只黄色雌鼠和一只黑色雄鼠杂交,后代可能出现3 种表现型
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D.基因型均为A
+a 的一对老鼠交配产下的3 只小鼠可能全表现为黄色
【解析】由题干可知,老鼠的体色基因型有A
+A
+、A
+A、A
+a、AA、Aa、aa,由于基因型为A
+A
+的个体胚胎致死,因此
该种老鼠的存活个体中最多有5 种基因型,A 错误;两只老鼠交配,其子代最多可能出现4 种基因型,B 错误;该黄色雌鼠
的基因型为A
+A 或A
+a,黑色雄鼠的基因型为aa,亲本A
+A 与aa 杂交,子代的基因型为A
+a 和Aa,其表现型为黄色和灰色;
亲本A
+a 与aa 杂交,子代的基因型为A
+a 和aa,其表现型为黄色和黑色,因此后代出现2 种表现型,C 错误;基因型均为
A
+a 的一对老鼠交配,产下的3 只小鼠的基因型都可能为A
+a,因此该3 只小鼠可能全表现为黄色,D 正确。
【答案】D
9.研究人员发现了两株拟南芥雄性不育突变体W1 和W2,二者均不能结实,显微镜下可见花粉壁空壳。W1 和W2 分别与
野生型植株杂交,杂交后代花粉育性均正常。以下相关叙述正确的是(
)。
A.野生型与突变体植株间可进行正反交实验
B.W1 和W2 的雄性不育由显性基因控制
C.通过DNA 测序技术可查找突变位点
D.通过基因探针可确定突变基因的功能
【解析】突变体W1 和W2 都是雄性不育,它们都不可以作为父本,只能作为母本,因此不能与野生型植株之间进行
正反交实验,A 错误;W1 和W2 分别与野生型植株杂交,杂交后代花粉育性均正常,说明雄性不育是由隐性基因控制的隐
性性状,B 错误;通过DNA 测序技术,与正常基因相比,可查找突变位点,C 正确;通过基因探针可确定突变基因的位置,D 错
误。
10.某植物的性别由三个复等位基因A(控制雄株)、a1(控制雌株)和a2(控制两性植株)决定。A、a1和a2的显性程度为
A>a1>a2。下列说法不正确
．．．的是(
) 。
A.该植物复等位基因的出现,体现基因突变具有不定向性
B.自然种群中该植物与性别有关的基因型可多达6 种
C.雌雄植株杂交,后代可能出现3 种表现型
D.A、a1和a2基因之间的差异主要体现在碱基的排列顺序不同
【解析】由于基因突变具有不定向性,可导致复等位基因的出现,A 正确;由于雌性植株和两性植株基因中都不含
A,不会产生含A 的配子,所以不存在基因型为AA 的个体,所以自然种群中该植物与性别有关的基因型可多达5 种,B 错
误;雌雄植株杂交(如Aa2×a1a2),后代可能出现3 种表现型,C 正确; A、a1和a2基因之间的差异主要体现在碱基的排列
顺序不同,D 正确。
11.闭花受粉植物甲,其花的位置分为叶腋生和茎顶生两种,分别受T 和t 基因控制(完全显性);雌雄同体异花植物乙,
其籽粒的颜色黄色与白色分别由Y 和y 基因控制(完全显性)。两者的遗传均遵循孟德尔定律。自然状态下,间行种植
基因型为TT、Tt 的植物甲(两者数量之比是2∶1)和间行种植基因型为YY、Yy 的植物乙(两者数量之比是2∶1)。以
下叙述错误
．．的是(
)。
A.植物甲的F1中纯合花叶腋生的个体所占的比例为3/4
B.植物甲和植物乙的F1中隐性纯合子所占的比例均为1/36
C.若植物甲含有隐性基因的雄配子的存活率为1/2,则F1中花茎顶生个体所占的比例为1/18
D.正常情况下植物乙的F1中籽粒黄色纯合子所占的比例为25/36
【解析】植物甲为闭花受粉植物,自然状态下间行种植进行自交;植物乙为雌雄同体异花植物,自然状态下间行种
植,进行自由交配。植物甲的F1中显性纯合子所占的比例为3/4,隐性个体所占的比例为(1/3)×(1/4)=1/12;植物乙亲
本产生的配子比例为Y∶y=5∶1,所以F1中隐性纯合子所占的比例为1/36,显性纯合子所占的比例为25/36,A、D 正确,B
错误。若植物甲含有隐性基因的雄配子的存活率为1/2,则亲本Tt 产生的雄配子的比例为2∶1,雄配子中t 占1/3,
雌配子中t 占1/2,F1中隐性个体所占的比例=(1/3)×(1/2)×(1/3)=1/18,C 正确。
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12.二倍体生物体细胞核中的一对同源染色体多出一条染色体,称之为“三体”。已知三体在减数分裂过程中,三条中
随机两条配对,剩余一条随机分配至细胞一极。一只长翅雄果蝇(Vv,基因位于2 号染色体上)与一只残翅雌果蝇(vv)杂
交,产生一只2 号染色体三体的长翅雄果蝇,为确定其基因组成,研究人员用该三体果蝇进行回交(此时回交相当于测
交)实验(假设均无基因突变发生)。下列相关说法正确的是(
)。
A.该三体果蝇体细胞中含有三个染色体组
B.测交后代的表现型及比例可能为长翅∶残翅=5∶1 或=1∶1 或全为长翅
C.若测交后代的表现型及比例为长翅∶残翅=5∶1,则该三体果蝇的形成与其雄性亲本减数第二次分裂异常有关
D.若测交后代的表现型及比例为长翅∶残翅=1∶1,则该三体果蝇的形成与雌性亲本减数第一次分裂异常有关
【解析】三倍体是由受精卵发育而来的,含有三个染色体组,而三体只是个别染色体多一条,A 错误;该三体果蝇的
基因型可能为VVv 或Vvv,回交后代的表现型及比例不可能全为长翅,B 错误;若测交后代的表现型及比例为长翅∶残
翅=5∶1,则该三体果蝇的基因型为VVv,其形成与雄性亲本减数第二次分裂异常有关,C 正确;若测交后代的表现型及
比例为长翅∶残翅=1∶1,则该三体果蝇的基因型为Vvv,其产生的原因是雌性亲本减数第一次分裂时含v 基因的同源
染色体没有分开,或是减数第二次分裂时含v 基因的姐妹染色单体没有分开,或是雄性亲本减数第一次分裂时含V、v
基因的同源染色体没有分开,D 错误。
13.(2019·江西联考)某农场引进一批羔羊,羊群内繁殖7 代后开始出现“羔羊失调症”。羔羊于出生数月后发病,表
现为起立困难、行起不稳,甚至完全不能站立。该病在羊群中的总发病率为2.45%,同胞羊中的发病率为25%,病羊中
雌雄比为101∶103。下列对此病的分析不正确
．．．的是(
)。
A.此病的致病基因很可能位于常染色体上
B.此病很可能是隐性遗传病
C.再次引进多只羔羊与本群羊交配,可有效降低发病率
D.因为此病无法医治,羊群中的致病基因频率会迅速降为0
【解析】由于该病在雌雄中的发病率相同,而且较低,所以致病基因很可能位于常染色体上,可能是隐性遗传病,A、
B 正确;再次引进多只羔羊与本群羊交配,可有效降低发病率,C 正确;羊群中的杂合子表现正常,致病基因频率不会迅速
降为0,D 错误。
14.(2019·福建模拟)控制家蚕体色的基因B(黑色)和b(淡赤色)位于第10 号染色体上。某染色体数正常的家蚕的一
条10 号染色体上有B 和b 基因,另一条染色体上仅有b 基因。用X 射线处理雌蚕,将带有B 基因的第10 号染色体片
段易位到W 染色体上,获得可以鉴别雌雄性别的品系(第10 号染色体上的基因组成为bb 的个体)。该品系与淡赤色雄
蚕杂交得到子一代,则有关说法正确的是(
)。
A.该品系雌蚕的形成是基因重组的结果
B.该品系雌蚕细胞发生了基因结构的改变
C.子一代中雌蚕中既有淡赤色又有黑色
D.子一代雌蚕全为黑色,雄蚕全为淡赤色
【解析】根据题干信息分析,X 射线处理雌蚕,将带有B 基因的第10 号染色体片段易位到W 染色体上,获得可以鉴
别雌雄性别的品系,所以该品系雌蚕的形成是染色体结构变异的结果,基因的结构没有改变,A、B 错误;W 染色体上有B
基因,所以子一代中雌蚕全部是黑色,雄蚕全为淡赤色,C 错误、D 正确。
15.(2019·扬州调研)某种昆虫的翅型有长翅、正常翅、小翅3 种类型,分别由常染色体上的C
+、C、c 基因控制。正
常翅的雌雄个体杂交,子代全为正常翅或出现小翅个体;基因型相同的长翅个体杂交,子代总出现长翅与正常翅或出
现长翅与小翅个体,比例总接近2∶1。下列分析错误
．．的是(
)。
A.该昆虫种群翅型的基因型最多有5 种
B.基因C
+、C 与c 的产生是基因突变的结果
C.长翅个体与正常翅个体杂交,子代中不会出现小翅个体
D.长翅个体与小翅个体杂交,理论上子代的性状比例为1∶1
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【解析】根据题干信息可知,正常翅相对于小翅为显性,长翅相对于正常翅为显性;由于基因型相同的长翅个体杂
交,子代总出现长翅与正常翅或出现长翅与小翅个体,比例总接近2∶1,说明不存在长翅纯合子,该昆虫种群翅型的基
因型最多有5 种;长翅个体(C
+_)与正常翅个体(C_)杂交,子代中可能会出现小翅个体,C 错误。
16.(2019·吉安模拟)已知果蝇的直毛和非直毛是由一对等位基因控制的相对性状。实验室只有从自然界捕获的、有
繁殖能力的直毛雌、雄果蝇各一只和非直毛雌、雄果蝇各一只,以这四只果蝇为材料进行实验。下列推断正确的是
(
)。
A.取两只相同性状的雌雄果蝇进行杂交,根据子代的表现型可判定这对相对性状的显隐性及基因在染色体上的位置
B.取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,根据子代的表现型可判定这对相对性状的显隐性及基因在染色体上的位置
C.若基因仅位于X 染色体上,任取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,根据子代的表现型可判定这对相对性状的显隐
性
D.若基因位于常染色体上,任取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,根据子代的表现型可判定这对相对性状的显隐性
【解析】取两只相同性状的雌雄果蝇进行杂交,若都是纯合子,子代表现型与亲本相同,根据子代的表现型不可判
定这对相对性状的显隐性及基因在染色体上的位置,A 错误;取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,若亲本一个为杂合
子,另一个为隐性纯合子,根据子代的表现型不可判定这对相对性状的显隐性及基因在染色体上的位置,B 错误;若基因
仅位于X 染色体上,任取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,根据子代的表现型可判定这对相对性状的显隐性,C 正确;
若基因位于常染色体上,任取两只不同性状的雌雄果蝇进行杂交,若亲本一个为杂合子,另一个为隐性纯合子,根据子
代的表现型不可判定这对相对性状的显隐性,D 错误。
17.紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状,自然界中紫罗兰大多为单瓣花,偶见更美
丽的重瓣花。研究人员做了如下研究:
让单瓣紫罗兰自交得F1,再从F1中选择单瓣紫罗兰继续自交得F2,如此自交多代,发现每一代中总会出现约50%的单瓣
紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰,所有的重瓣紫罗兰都不育(雌、雄蕊发育不完善),过程如图所示:
(1)根据上述实验结果推测:紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循
定律,
为显性性状。
(2)取上面实验中F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,继续用秋水仙素处理,获得的植株只表现为重
瓣,说明亲代单瓣紫罗兰中含有
基因的花粉不育,而含有
基因的花粉可育。
(3)研究发现,引起某种配子不育是由等位基因(B、b)所在的染色体发生部分缺失造成的(B 基因和b 基因不缺失)。
①综合上述实验推断:染色体缺失的
配子可育,而染色体缺失的
配子不育。
②若B、b 表示基因位于正常染色体上,B
-、b
-表示该基因所在染色体发生部分缺失,F1单瓣紫罗兰产生的雌配子基因
型及其比例是
,产生的可育雄配子基因型及其比例是
。
(4)现有基因型分别为BB、Bb、bb、B
-b、bb
-等5 种紫罗兰,欲通过实验进一步验证(3)中的推断,需选择基因型为
的亲本组合进行
实验。
【解析】(1)紫罗兰花瓣形态的单瓣和重瓣是由一对等位基因(B、b)控制的相对性状,单瓣紫罗兰自交,每一代中总
会出现重瓣紫罗兰,说明紫罗兰花瓣单瓣和重瓣的遗传遵循基因分离定律,单瓣为显性性状。(2)取F1的单瓣紫罗兰花
粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,继续用秋水仙素处理,获得的植株只表现为重瓣,说明亲代单瓣紫罗兰中含有显性
基因(B)的花粉不育,而含有隐性基因(b)的花粉可育。(3)引起某种配子不育是由等位基因(B、b)所在的染色体发生部分
缺失造成的(B 基因和b 基因不缺失)。根据花药离体培养实验,B 基因的花粉不育,又根据题干单瓣紫罗兰自交多代,发
现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰,所以可以推断单瓣紫罗兰产生了可正常发育的B 基因
的雌配子和b 基因的雌配子,且二者的比例为1∶1,综合上述实验推断,染色体缺失的雌配子可育,而染色体缺失的花
粉不育。根据将F1的单瓣紫罗兰花粉进行离体培养,获得单倍体幼苗,获得的植株只表现为重瓣,可以判断b 基因所在
的染色体无缺失,B 基因在缺失的染色体上,染色体的缺失对产生的雌配子无影响,所以雌配子基因型及其比例是
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B
-∶b=1∶1,只产生b 基因的雄配子,因为B 基因在缺失的染色体上,产生的雄配子不育。(4)基因型分别为BB、Bb、bb、
B
-b、bb
-等5 种紫罗兰,要通过实验验证(3)中的推断,选用的亲本中要有染色体部分缺失的亲本,同时染色体缺失对雌
雄配子的育性影响不同,这样正反交结果不同,从而验证(3)中的推断。
【答案】(1)基因分离
单瓣
(2)B(或显性)
b(或隐性)(3)①雌
雄
②B
-∶b=1∶1
只有b 一种配子
(4)B
-b 和
Bb 或bb
正交和反交
18.A、B、C 三个小鼠品系均为近交系,遗传学家在A、B 品系中均发现了眼睛变小的突变型个体,而在C 品系中则发
现没有眼睛的突变型个体(说明:假定眼睛变小或没有眼睛均仅涉及一对等位基因)。
(1)近交系小鼠是采用全同胞(即双亲相同的小鼠)交配连续繁殖20代以上并筛选获得的,可以认为它们是
(填
“纯种”或“杂种”)。
(2)现另有纯种的野生型个体,怎样进行一次杂交实验,来确定突变型是隐性性状还是显性性状?请简述杂交实验思路,
并预期实验结果及得出结论。
(3)若通过上述杂交实验,已经确定眼睛变小为隐性性状,没有眼睛为显性性状。能否通过一代杂交实验确定这三个突
变基因是否为同一基因的等位基因?请先做出判断,然后简述理由。
【解析】(1)由于近交系小鼠是采用全同胞(即双亲相同的小鼠)交配连续繁殖20 代以上并筛选获得的,因此全为
纯种。(2)由于所给个体均为纯种,因此可以让不同性状的两个亲本杂交来判断显隐性,即让突变型个体与本品系的异
性野生型个体杂交,观察并统计子代的表现型;若子代全部表现为野生型,则突变型为隐性性状;若子代全部表现为突
变型,则突变型为显性性状。(3)因为A、B 品系均为纯合子,因此若让A 品系中眼睛变小的突变型个体与B 品系中眼睛
变小的突变型个体交配,若它们为同一基因的等位基因,则后代全为小眼睛,若不为同一基因的等位基因,则杂交后代
为杂合子,全部表现为眼睛正常;由于没有眼睛的突变为显性突变,因此无论哪个品系与C 品系中没有眼睛的突变型个
体交配,子代都表现为没有眼睛,因此无法判断。
【答案】(1)纯种
(2)让突变型个体与本品系的异性野生型个体杂交,观察并统计子代的表现型。若子代全部表
现为野生型,则突变型为隐性性状;若子代全部表现为突变型,则突变型为显性性状。
(3)能确定两个眼睛变小基因是
否为同一基因的等位基因,但不能确定它们与没有眼睛基因是否为同一基因的等位基因。若让A 品系中眼睛变小的
突变型个体与B 品系中眼睛变小的突变型个体交配,则通过子代全部表现为眼睛变小可判断它们为同一基因的等位
基因,通过子代全部表现为正常可判断它们不为同一基因的等位基因。但若让A 品系(或B 品系)中眼睛变小的突变型
个体与C 品系中没有眼睛的突变型个体交配,则无论眼睛变小基因与没有眼睛基因是否为同一基因的等位基因,子代
都表现为没有眼睛。
19.(2019·湖北调研)已知某植物的花色受一对等位基因(B 和b)控制,基因B 控制色素的合成。常温下,该植物的花色
有红色、粉色和白色三种表现型。现有植株若干,且粉色植株∶白色植株=3∶1,回答下列问题:
(1)甲同学认为,该植物花色的遗传属于不完全显性遗传,你
(填“支持”或“不支持”)他的观点,理由
是
。
(2)乙同学在常温下让这些植株自交,则F1中白花植株占
,若淘汰F1中的白花植株,剩下的F1植株随机交配,则
F2的表现型及比例为
。
(3)丙同学发现,该植物的花色受温度的影响,在低温(10 ℃左右)条件下,基因型为BB 的植株表现为粉花,其余基因型的
植株表现为白花,这说明生物的性状是由
共同调控的。该同学在低温条件下让粉花植株
与白花植株杂交,子代粉花植株与白花植株之比约为1∶1,则亲本白花植株的基因型是
。
【解析】(1)该植物的花色由一对等位基因控制,且基因B 控制色素的合成,如果是完全显性遗传,则基因型为BB
与Bb 的个体的表现型应该相同,基因型为bb 的个体是另一种表现型,花色只能有两种表现型,与题意不符。(2)由题干
可知,常温下红花、粉花和白花植株的基因型分别是BB、Bb 和bb,让基因型为Bb 和bb(比例为3∶1)的个体自交,则
F1个体的基因型情况为3/4(1/4BB+1/2Bb+1/4bb)+1/4bb,F1中白花植株占7/16;淘汰F1中的白花植株,则F1中只剩下红
花植株和粉花植株,即BB∶Bb=1∶2,B 的基因频率=2/3,b 的基因频率=1/3,随机交配后,F2的表现型及所占比例为红花
(BB)=(2/3)×(2/3)=4/9,粉花(Bb)=2×(2/3)×(1/3)=4/9,白花(bb)=(1/3)×(1/3)=1/9,故红花∶粉花∶白花=4∶4∶1。(3)
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花色的表现型受温度的影响,说明生物的性状是由基因与环境共同调控的,低温条件下让粉花植株与白花植株杂交,
子代粉花植株与白花植株之比为1∶1,说明亲本基因型为BB×Bb,故亲本白花植株的基因型是Bb。
【答案】(1)支持
如果是完全显性遗传,基因型为BB 和Bb 的个体的表现型相同,该植物的花色只有两种表现型,
与题意不符(答案合理即可)
(2)7/16
红花∶粉花∶白花=4∶4∶1
(3)基因与环境
Bb
20.控制某种安哥拉兔长毛(H
L)和短毛(H
S)的等位基因位于常染色体上,雄兔中H
L对H
S为显性,雌兔中H
S对H
L为显性。
请分析回答相关问题。
(1)长毛和短毛在安哥拉兔群的雄兔和雌兔中,显隐性关系刚好相反,但该相对性状的遗传不属于伴性遗传,为什
么?
。
(2)基因型为H
LH
S的雄兔的表现型是
。现有一只长毛雌兔,所生的一窝后代中雌兔全为短毛,则子代雌兔的基
因型为
,为什么?
。
(3)现用多对基因型杂合的亲本杂交,F1长毛兔与短毛兔的比例为
。
【解析】(1)根据题干信息“控制某种安哥拉兔长毛(H
L)和短毛(H
S)的等位基因位于常染色体上”,该相对性状的遗
传不属于伴性遗传。(2)根据题干信息“雄兔中H
L对H
S为显性”,基因型为H
LH
S的雄兔的表现型是长毛。“雌兔中H
S
对H
L为显性”,基因型为H
LH
S的雌兔的表现型为短毛。亲代长毛雌兔的基因型为H
LH
L,子代雌兔全为短毛,则其基因型
只能为H
LH
S,因为雌兔中短毛(H
S)对长毛(H
L)为显性,而子代雌兔为短毛,所以其必有一个H
S基因;又因其母本是长毛兔,基
因型为H
LH
L,只能将H
L传给子代,所以子代雌兔的基因型为H
LH
S。(3)P:H
LH
S(♀)×H
LH
S(♂)→F1:1H
LH
L∶2H
LH
S∶1H
SH
S,由于H
LH
S
在雌兔中表现为短毛,在雄兔中表现为长毛,所以子代中长毛∶短毛=1∶1。
【答案】(1)因为控制安哥拉兔长毛和短毛的等位基因位于常染色体上
(2)长毛
H
LH
S
因为雌兔中短毛(H
S)对长
毛(H
L)为显性,而子代雌兔全为短毛,所以必有一个H
S基因;又因母本是长毛兔,基因型为H
LH
L,只能将H
L传给子代,所以子
代雌兔的基因型为H
LH
S
(3)1∶1
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第12 讲
基因的自由组合定律
1.豌豆(闭花受粉)和玉米(雌雄同株异花)均为二倍体生物,是遗传学研究的理想实验材料。下列有关叙述,不正确
．．．的是
(
) 。
A.两者具有生长周期短、相对性状易于区分观察、产生的后代数量多等优点
B.从操作流程方面考量,玉米杂交实验比豌豆更容易进行
C.两者减数分裂产生配子时等位基因遵循分离定律,非等位基因之间不一定遵循自由组合定律
D.豌豆和玉米的杂交实验都使用了去雄套袋隔离技术
【解析】豌豆和玉米是遗传学研究的理想实验材料,两者具有生长周期短、相对性状易于区分观察、产生的后
代数量多等优点,A 正确;从操作流程方面考量,玉米杂交实验比豌豆更容易进行,因为玉米开单性花,省去去雄的过程,B
正确、D 错误;两者减数分裂产生配子时等位基因遵循分离定律,非等位基因之间不一定遵循自由组合定律,C 正确。
2.下列不属于
．．．孟德尔遗传定律在实际中的应用的是(
) 。
A.进行遗传咨询,推测子代患病风险
B.利用嫁接技术扩大优良果树种植规模
C.禁止近亲结婚能降低隐性遗传病的发病率
D.杂交育种往往从F2开始选育,不断自交,直至确定后代不再发生性状分离为止
【解析】通过遗传咨询,建立遗传系谱图,根据遗传定律判断遗传病的类型,能推测子代患病风险,A 正确;利用嫁接
技术扩大优良果树种植规模属于无性繁殖,而孟德尔遗传定律研究的是有性生殖核遗传,B 错误;孟德尔遗传定律在医
学实践中的应用,为禁止近亲结婚提供理论依据,禁止近亲结婚能降低隐性遗传病的发病率,C 正确;杂交育种往往从F2
开始选育,不断自交,直至确定后代不再发生性状分离为止,D 正确。
【答案】B
3.酢浆草能解热利尿,消肿散淤,其茎叶含草酸,可用于磨镜或擦铜器,使其具光泽。现有叶片内含氰(HCN,有毒)的和不
含氰的两个品种的酢浆草,牛羊食用前一品种的酢浆草过多可中毒致死。当两个不含氰的品种杂交,F1全部含氰,F1自
交得到F2植株中,叶片含氰∶叶片不含氰=117∶91。根据上述实验结果,下面推断错误
．．的是(
)。
A.叶片是否含氰属于两种性状,由两对等位基因控制
B.F2中表现型与双亲相同的植株共有5 种基因型
C.在F2 叶片不含氰的植株中,纯合子所占的比例是3/7
D.F2 中表现型与双亲不同的个体中纯合子所占的比例为1/9
【解析】根据F2植株中含氰∶不含氰=117∶91=9∶7,说明叶片是否含氰是由两对等位基因控制的,但是叶片是否
含氰属于同一种性状的两种不同表现类型,A 错误; F2中表现型与双亲相同的植株共有5 种基因型,B 正确;在F2 叶片
不含氰的植株中,纯合子所占的比例是3/7,C 正确;F2 中表现型与双亲不同的个体中纯合子所占的比例为1/9,D 正确。
4.在孟德尔两对相对性状的杂交实验中,黄色圆粒豌豆(YyRr)自交产生F2。下列表述正确的是(
)。
A.实验过程中必须在豌豆开花前对母本去雄
B.F1产生的基因型为YR 的卵细胞和精子数量之比为1∶1
C.F1自交产生的黄色圆粒豌豆中能够稳定遗传的个体占1/9
D.自然状态下,黄色圆粒豌豆(YyRr)与绿色皱粒豌豆(yyrr)测交能产生4 种比例相等的子代
【解析】F1为自交,不需要对母本去雄,A 错误;F1产生基因型为YR 的卵细胞和精子数量之比不是1∶1, B 错误;F1
自交产生的黄色圆粒豌豆中能够稳定遗传的个体占1/9,C 正确;自然状态下豌豆发生的是自交,D 错误。
5.蜜蜂的雌蜂是由受精卵发育而成的二倍体,雄蜂是由卵细胞直接发育而成的单倍体。蜜蜂的长绒毛对短绒毛为显
性、体色褐色对黑色为显性。现有一只雄蜂与蜂王杂交,子代雌蜂均为褐色长绒毛,子代雄蜂黑色长绒毛和黑色短绒
毛各占一半。以下分析错误
．．的是(
)。
A.雄蜂体细胞和成熟生殖细胞中都不具有成对的同源染色体
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B.亲本蜂王性状为黑色长绒毛,能产生两种基因型的卵细胞
C.亲本雄蜂性状为褐色长绒毛,只能产生一种基因型的精子
D.蜜蜂体色和绒毛长短的遗传与性别相关联,属于伴性遗传
【解析】雄蜂为单倍体,是由蜂王的卵细胞发育而成的,因此雄蜂的体细胞和成熟生殖细胞中都不具有成对的同
源染色体,A 正确;由于后代雄蜂黑色长绒毛和黑色短绒毛各占一半,说明亲本蜂王为黑色长绒毛,可以产生两种配子,B
正确;由于后代雌蜂均为褐色长绒毛,说明亲本雄蜂为褐色长毛绒,只能产生一种配子,C 正确;由题意分析可知,蜜蜂的
性别与染色体组数有关,而与性染色体无关,D 错误。
6.某种花的花色多种多样,其中白色的不含花青素,深红色的含花青素最多,花青素含量的多少决定着花瓣颜色的深
浅,由两对独立遗传的等位基因(A 和a、B 和b)所控制;显性基因A 和B 可以使花青素含量增加,两者增加的量相等,并
且可以累加。基因型为AaBb 的植株(作父本)与基因型为AABb 的植株(作母本)杂交,下列关于子代植株的叙述正确的
是(
)。
A.理论上可以产生三种表现型的后代
B.与父本基因型不相同的概率为1/4
C.与母本表现型相同的概率为1/8
D.花色最浅的植株的基因型为Aabb
【解析】理论上可以产生四种表现型的后代,A 错误;与父本基因型不相同的概率为1-1/4=3/4,B 错误;与母本表
现型相同的概率为1/8+1/4=3/8,C 错误;花色最浅的植株的基因型为Aabb,D 正确。
7.某植物(雌雄同株)的籽粒形状饱满对皱缩为显性,受一对等位基因A、a 控制,另一对等位基因B、b 控制花色。基因
型为BB、Bb 和bb 的植株,花色分别为红色、粉色和白色,这两对基因独立遗传。科研人员对上述性状进行遗传学研
究,不考虑交叉互换和突变,下列有关说法正确的是(
)。
A.计算B 基因的频率时,对粉色花植株数量的统计错误,不影响计算结果
B.基因型为AaBb 的植株自交,理论上子代植株的性状分离比为9∶3∶3∶1
C.某植株测交后代中出现籽粒饱满粉色花植株,则可判断该植株的表现型为籽粒饱满红色花
D.用基因型为AaBb 的植株进行单倍体育种,涉及的生物学原理有基因重组、细胞的全能性及染色体变异等
【解析】粉色花植株有B 基因,计算B 基因的频率时,对粉色花植株数量的统计错误,会影响计算结果,A 错误;基因
型为AaBb 的植株自交,子代有9 种基因型,理论上子代植株的性状分离比为6∶3∶3∶2∶1∶1,B 错误;某植株测交后
代中出现籽粒饱满粉色花(A_Bb)植株,则可判断该植株的基因型为A_B_,C 错误;对基因型为AaBb 的植株进行单倍体育
种,涉及的生物学原理有基因重组、细胞的全能性和染色体(数目)变异,D 正确。
8.某观赏植物的白花对紫花为显性,花瓣一直为单瓣,但经人工诱变后培育出一株重瓣白花植株,研究发现重瓣对单
瓣为显性,且含重瓣基因的花粉致死。将此株重瓣白花植株作为母本与单瓣紫花植株杂交,F1中出现1/2 重瓣白花,1/2
单瓣白花,让F1的重瓣白花自交,得F2,F2中表现型比为(
)。
A.9∶3∶3∶1
B.3∶3∶1∶1
C.6∶3∶2∶1
D.4∶2∶1∶1
【解析】假设控制花瓣的基因为A 和a,控制花色的基因为B 和b。由题干信息可知,白花是显性性状,紫花是隐
性性状,重瓣对单瓣为显性,因此亲本中单瓣紫花的基因型为aabb,因F1都为白花且重瓣∶单瓣=1∶1,因此亲本中重瓣
白花的基因型为AaBB,则F1中重瓣白花的基因型为AaBb。根据选项两对基因自由组合,AaBb 自交,产生的花粉只有aB、
ab 两种类型(AB、Ab 致死),产生的卵细胞有AB、Ab、aB、ab 四种类型,则自交后代的基因型有1AaBB(重瓣白花)、2AaBb(重
瓣白花)、1aaBB(单瓣白花)、2aaBb(单瓣白花)、1Aabb(重瓣紫花)、1aabb(单瓣紫花),因此重瓣白花∶单瓣白花∶重瓣
紫花∶单瓣紫花=3∶3∶1∶1,B 正确。
9.(2019·南昌联考)玉米有早熟和晚熟两个品种,该对相对性状的遗传涉及两对等位基因(A、a 与B、b)。研究发现纯
合的亲本杂交组合中出现了下图两种情况。下列相关叙述错误
．．是(
)。
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A.在实验2 的F2早熟植株中,杂合子占的比例为8/15
B.玉米的晚熟是隐性性状,该相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律
C.若让实验1 中的F2随机交配,则后代中早熟和晚熟的性状分离比是3∶1
D.实验1 有两种亲本组合类型,每一种亲本组合的F2中早熟的基因型有两种
【解析】由实验2 的F2分离比为15∶1,即9∶3∶3∶1 的变式可知,该性状至少受两对等位基因的控制,且早熟的
基因型为A_B_、A_bb、aaB_,晚熟的基因型为aabb。实验1 的亲本的基因型为AAbb×aabb 或aaBB×aabb;实验2 的
亲本为AABB×aabb。在实验2 的F2早熟植株中,纯合子有三种,为AABB、AAbb、aaBB,早熟植株中纯合子占3/15=1/5,
故杂合子占4/5,A 错误;由实验2 中F1早熟自交,后代早熟∶晚熟=15∶1 可知,玉米的晚熟是隐性性状,该相对性状的
遗传遵循基因的自由组合定律,B 正确;实验1 的亲本的基因型为AAbb×aabb 或aaBB×aabb,F2的基因型为
1AAbb∶2Aabb∶1aabb 或1aaBB∶2aaBb∶1aabb,若让F2随机交配(按配子计算,后代的基因型比例不变),则后代中早熟
和晚熟的性状分离比是3∶1,C 正确;实验1 的亲本的基因型为AAbb×aabb 或aaBB×aabb,F2中早熟的基因型为
1AAbb∶2Aabb 或1aaBB∶2aaBb,D 正确。
10.某种二倍体动物的眼色由两对独立遗传的等位基因(H、h 和N、n)控制,其眼色遗传与基因的关系如下图所示。相
关叙述正确的是(
)。
A.上述遗传体现了基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B.上述基因正常表达时,以基因的一条链为模板进行转录和翻译产生相应的酶
C.该动物群体中猩红色眼对应的基因型有8 种
D.基因型为HhNn 的雌雄个体随机交配,子代猩红色眼中纯合子所占的比例为1/3
【解析】上述遗传体现了基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物的性状,A 错误;上述基因正
常表达时,以基因的一条链为模板进行转录,以mRNA 为模板翻译产生相应的酶,B 错误;该动物群体中猩红色眼对应的
基因型有4 种,C 错误;基因型为HhNn 的雌雄个体随机交配,子代猩红色眼中纯合子所占的比例为1/3,D 正确。
11.有一对夫妇,基因型均为AaBbCc,相关基因遵循自由组合定律(不考虑基因突变、交叉互换及其他基因)。以下相关
叙述错误
．．的是(
)。
A.该男性一个精原细胞进行减数分裂时最多产生2
3种精子
B.该男性的一个次级精母细胞中含有的X 染色体条数为1、2 或0
C.若该男性体内产生了一个基因型为AaBc 的精子,则与之同源而来的另外三个精子基因型最可能为AaBc、bC、bC
D.若该夫妇先后生育两个孩子,一个为纯合子另一为杂合子的概率为7/32
【解析】不考虑基因突变及交叉互换等,一个精原细胞进行减数分裂产生的精子为2 种4 个,A 错误;该男性的一
个次级精母细胞中含有的X 染色体条数为1、2 或0,B 正确;若该男性体内产生了一个基因型为AaBc 的精子,则与之
同源而来的另外三个精子基因型最可能为AaBc、bC、bC,C 正确;若该夫妇先后生育两个孩子,一个为纯合子另一为杂
合子的概率=2×(1/8)×(7/8)=7/32,D 正确。
12.某植物雌雄同株,开单性花。将基因型为AaBb 的个体与基因型为aaBB 的个体(两对等位基因独立遗传)按照1∶1
的比例混合种植,自由交配产生F1,F1分别测交。下列相关分析错误
．．的是(
)。
A.F1共有9 种基因型,纯合子所占的比例为25/64
B.F1共有4 种基因型,纯合子所占的比例为1/4
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C.F1中两种性状均为显性的个体所占的比例为105/256
D.测交后代的表现型之比为1∶1∶1∶1 的个体在F1中所占的比例是9/64
【解析】由于基因型为AaBb 和aaBB 的个体=1∶1,可以推出基因频率a=3/4,A=1/4, B=3/4,b=1/4;利用逐对分析
法计算,F1中AA=1/16,Aa=6/16,aa=9/16,BB=9/16,Bb=6/16,bb=1/16;两对基因同时考虑,F1共有9 种基因型,纯合子所占
的比例为25/64, A 正确、B 错误;F1中两种性状均为显性的个体所占的比例=(AA+Aa)×(BB+Bb)=105/256,C 正确;测交后
代的表现型之比为1∶1∶1∶1 的个体为AaBb,在F1中所占的比例是9/64,D 正确。
13.某二倍体动物的性别决定为XY 型,其毛色由E/e、F/f 及G/g 三对独立遗传的等位基因控制,E 基因为抑制基因,
其表达的产物会抑制F 基因的表达,而e 基因无此效应。其毛色由色素的种类决定,控制过程如下图所示。下列叙述
错误
．．的是(
)。
A.若3 对等位基因均位于常染色体上,则毛色为黄色的个体中共有21 种基因型
B.若基因型为eeFfGg 的雌性个体与隐性纯合雄性个体杂交,子代雌雄表现型均为黄色∶褐色∶黑色=2∶1∶1,则3 对
基因均位于常染色体上
C.若3 对基因均位于常染色体上,则基因型为eeFfGg 的雌雄个体相互交配,子代的表现型及比例为黑色∶褐色∶黄色
=9∶3∶4
D.有些性状是由多对基因共同决定的,有的基因可决定或影响多种性状
【解析】若3 对等位基因均位于常染色体上,则毛色为黄色的个体的基因型为E_ _ _ _ _或eeff_ _,共有21 种,A
正确;若基因型为eeFfGg 的雌性个体与隐性纯合雄性个体杂交,子代雌雄表现型均为黄色∶褐色∶黑色=2∶1∶1,则3
对基因可能均位于常染色体上,也可能有的基因位于性染色体上,如ee,若位于性染色体上,则子代雌雄表现型也为黄
色∶褐色∶黑色=2∶1∶1,B 错误;若3 对基因均位于常染色体上,则基因型为eeFfGg 的雌雄个体相互交配,子代的表
现型及比例为黑色∶褐色∶黄色=9∶3∶4,C 正确;有些性状是由多对基因共同决定的,有的基因可决定或影响多种性
状,D 正确。
14.某二倍体植物的抗病与感病为一对相对性状,分别由R 与r 基因控制;高产与低产为一对相对性状,分别由T 与t
基因控制;将抗病低产与感病高产两个植株进行杂交获得F1,F1再自交。以下叙述正确的是(
) 。
A.若F1表现型及比例为抗病高产∶抗病低产∶感病高产∶感病低产=1∶1∶1∶1,则两对等位基因遵循自由组合
B.若F1表现型均为抗病高产,则双亲为纯合子,两对等位基因位于一对同源染色体上
C.若F1表现型均为抗病高产,F2表现型及比例为抗病高产∶抗病低产∶感病高产∶感病低产=5∶3∶3∶1,则该比例
的出现与含RT 基因的配子(雌配子和雄配子)全部致死有关
D.若F1表现型均为抗病高产,F2表现型及比例为抗病高产∶抗病低产∶感病高产=2∶1∶1,则两对等位基因之间不遵
循自由组合定律
【解析】将抗病低产与感病高产两个品系进行杂交,若F1表现型及比例为抗病高产∶抗病低产∶感病高产∶感
病低产=1∶1∶1∶1,则双亲的基因型为Rrtt 与rrTt,两对等位基因可能位于一对同源染色体上,也可能位于两对同源
染色体上,A 错误;若F1表现型均为抗病高产,则双亲为纯合子,两对等位基因位于一对或两对同源染色体上,B 错误;若
F1表现型均为抗病高产,F2表现型及比例为抗病高产∶抗病低产∶感病高产∶感病低产=5∶3∶3∶1,则该比例的出现
可能与含RT 基因的雌配子或雄配子致死有关,C 错误;若F1表现型均为抗病高产,F2表现型及比例为抗病高产∶抗病低
产∶感病高产=2∶1∶1,其中抗病∶感病=3∶1,高产∶低产=3∶1,但又不符9∶3∶3∶1 的分离比,则两对等位基因之
间不遵循自由组合定律,D 正确。
15.燕麦颖色受两对基因控制。现用纯种黄颖与纯种黑颖杂交,F1全为黑颖,F1自交产生的F2中黑颖∶黄颖∶白颖
=12∶3∶1。已知B 对Y 有抑制作用,只要有基因B 存在,植株就表现为黑颖。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.控制该性状的两对基因位于两对同源染色体上
B.F2黑颖的基因型有5 种,F2黄颖中杂合子占2/3
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C.黑颖与黄颖杂交,亲本的基因型为yyBb×Yybb 时,后代中的白颖比例最大
D.F1测交,后代的表现型及比例为黑颖∶黄颖∶白颖=2∶1∶1
【解析】根据F2的性状分离比为12∶3∶1(9∶3∶3∶1 的变式)可知,B(b)与Y(y)存在于两对同源染色体上,符合基
因的自由组合定律,A 正确;据题意可知,F2黑颖的基因型有Y_B_和yyB_,所以F2黑颖的基因型共6 种,F2黄颖的基因型
为YYbb 或Yybb,其比例为1∶2,所以F2黄颖中杂合子占2/3,B 错误;黑颖(Y_B_和yyB_)与黄颖(Y_bb)杂交,若要使后代
中的白颖(yybb)比例最大,则可使两亲本杂交后代分别出现bb 和yy 的概率最大,故亲本的基因型应为yyBb×Yybb,C
正确;YyBb×yybb 后代表现型及其比例为黑颖(_ _Bb)∶黄颖(Yybb)∶白颖(yybb)=2∶1∶1,D 正确。
16.为提高小麦的抗旱性,有人将大麦的抗旱基因(HVA)导入小麦细胞,筛选出HVA 基因成功整合到小麦细胞的染色体
上的小麦细胞,并用植物组织培养的方法培育成高抗旱性T0植株(假定HVA 基因都能正常表达)。某些T0植株体细胞含
两个HVA 基因,这两个基因在染色体上的整合情况有下图所示的三种类型(黑点表示HVA 基因的整合位点,不考虑交叉
互换)。将T0植株与非转基因小麦杂交,相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.该育种过程依据的生物学原理是基因重组,能定向改变生物的遗传性状
B.若两个HVA 基因的整合位点属于图乙类型,则子代中含HVA 基因的个体所占比例为50%
C.若两个HVA 基因的整合位点属于图丙类型,则子代中含HVA 基因的个体所占的比例为75%
D.若两个HVA 基因的整合位点如图甲类型,该T0植株自交后代中含HVA 基因的个体占50%
【解析】该抗旱植株是通过转基因技术获得的,其依据的原理是基因重组,基因工程育种最大的优点是能定向改
变生物的遗传性状,A 正确。分析题干信息和图中信息,用D 来表示HVA 基因,用O 来表示染色体上没有HVA 基因的情
况,则图甲所示类型的基因型为DD,图乙所示类型的基因型为DO,图丙所示类型的基因型为DODO,则HVA 基因整合位点
如图乙类型的植株与非转基因小麦杂交,后代中含HVA 基因的个体所占比例为50%;HVA 基因整合位点如图丙类型的植
株与非转基因小麦杂交,后代中含HVA 基因的个体所占比例为75%;HVA 基因整合位点如图甲类型的植株自交后代中含
HVA 基因的个体占100%,B、C 正确,D 错误。
17.某植物红花品系的自交后代均为红花,研究人员从该红花品系中选育了甲、乙和丙3 个纯合白花品系。已知红花
和白花受多对等位基因(如A、a,B、b……)控制,且这些等位基因独立遗传。当植物个体基因型中每对等位基因中都
至少有一个显性基因时才开红花,否则开白花。红花品系及3 个白花品系的杂交结果如下表。请回答:
组号
杂交组合
F1
F1自交,得F2
1
红花×甲
红花
红∶白=3∶1
2
红花×乙
红花
红∶白=9∶7
3
红花×丙
红花
红∶白=27∶37
4
甲×乙
红花
红∶白=27∶37
5
乙×丙
白花
白花
6
甲×丙
白花
白花
(1)该植物的花色至少受
对等位基因控制,判断的依据是
。
(2)丙的基因型中有隐性基因
对,若乙的基因型中含有2 个B,推测甲的基因型为
。
(3)若用射线处理第2 组F1的红花植株并诱发其基因突变,假定只使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因,
则F2的表现型及比例为
。
【解析】(1)由题干分析可知,第3、4 组杂交实验中,F2中红色个体占全部个体的27/64,即(3/4)
3,符合3 对等位基
因的自由组合,说明该植物的花色受3 对等位基因控制。(2)杂交组合3 的F2的性状分离比是27∶37,说明F1红花的基
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因型为AaBbCc,则丙含有3 对隐性基因,基因型为aabbcc。杂交组合1 的结果说明甲有1 对隐性基因,杂交组合2 的
结果说明乙有2 对隐性基因,杂交组合4 的结果说明甲、乙一共有3 对隐性基因,若乙的基因型中含有2 个B,即基因
型为aaBBcc,则甲的基因型为AAbbCC。(3)由以上分析可知,第2 组F1的红花植株基因型为AaBBCc,若用射线处理该红
花使其基因型中的一个显性基因突变为隐性等位基因,则突变后的基因型有3 种可能为aaBBCc、AaBBcc 或AaBbCc;
若基因型为aaBBCc、AaBBcc,则F2的表现型全为白色;若基因型为AaBbCc,则F2的表现型为红∶白=27∶37。
【答案】(1)3
第3、4 组杂交实验中,F2中红色个体占全部个体的27/64,即(3/4)
3,符合3 对等位基因的自由组合
定律
(2)3
AAbbCC
(3)全白或红∶白=27∶37
18.某种自花传粉植物(2N=24),其高茎(A)对矮茎(a)为显性,卷叶(B)对直叶(b)为显性,红花(C)对白花(c)为显性;下图显示
的为该种植物的两种植株体细胞中2 对同源染色体及相关基因(植株1 为正常植株,植株2 为一种突变植株)。请回答:
(1)研究该植物的基因组,需要测定
的碱基序列。植株2 发生的变异类型是
;发生该变
异时,基因的碱基序列
(填“改变”或“不变”)。
(2)若植株1 进行自交,选取子一代中的全部高茎红花植株自由交配,其子二代中矮茎白花个体占
。遗传学上,
将同源染色体中有一个是易位染色体的生物个体称为“易位杂合体”,将同源染色体都含有相同易位片段的生物个
体称为“易位纯合体”。植株2 属于
(填“易位纯合体”或“易位杂合体”)。
(3)为检测某植物体是否含有A 基因,首先要用
作为探针,与从该植物提取出来的
进行分子杂交。
(4)若该种植物的配子失去图示三种基因中的任意一种,都会导致配子死亡。为了区分某高茎卷叶红花植株(AaBbCc)
是上图中植株1 类型还是植株2 类型(只有同源染色体才能联会),科研人员选择若干未发生染色体易位的矮茎直叶白
花植株(aabbcc)对其进行测交。
预期结果与结论:
若测交后代表现型及比例为
,则该高茎卷叶红花植株是1 类型;
若测交后代表现型及比例为
,则该高茎卷叶红花植株是2 类
型。
【解析】(2)若植株1 进行自交,只考虑高茎与矮茎、红花与白花这两对相对性状,则子一代中高茎红花植株的基
因型为A_C_(高茎为2/3Aa、1/3AA,红花为2/3Cc、1/3cc),自由交配的子代矮茎白花(aabb)个体占
(2/3)×(2/3)×(1/4)×(2/3)×(2/3)×(1/4)=1/81。
【答案】(1)12 条染色体上DNA
染色体易位(染色体结构变异的易位)
不变
(2)1/81
易位杂合体
(3)放射性
同位素标记的A 基因片段
基因组DNA
(4)高茎直叶红花∶矮茎直叶红花∶高茎卷叶白花∶矮茎卷叶白花
=1∶1∶1∶1
高茎直叶红花∶矮茎卷叶白花=1∶1
19.(2019·福州模拟)果蝇的体色有灰身和黑身、翅形有长翅和残翅、眼色有红眼和白眼之分,三对相对性状分别受
等位基因B 和b、D 和d、E 和e 控制。已知控制体色和翅形的基因位于同一对常染色体上,且雌蝇在形成配子的过
程中,部分性母细胞的这对染色体发生交叉互换,而雄蝇无此现象。某同学为验证所学知识,利用一果蝇种群进行了如
下实验:
实验一:将纯种灰身长翅与纯种黑身残翅果蝇杂交,得到的F1中雌雄果蝇全部为灰身长翅;再利用黑身残翅雄蝇与F1
中的灰身长翅雌蝇测交,得到的F2中表现型有灰身长翅、灰身残翅、黑身长翅、黑身残翅,所占比例分别为42%、8%、
8%、42%。
实验二:将纯种红眼与白眼果蝇杂交,得到的F1中雌雄果蝇全部为红眼;F1中的雌雄果蝇自由交配,得到的F2中表现型及
比例为红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2∶1∶1。
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请回答下列问题:
(1)果蝇的三对相对性状中的显性性状分别为
。
(2)根据实验一推断,果蝇的体色和翅形的遗传都符合孟德尔的
定律,请对F2中表现型的比例做出合理的
解释:
。
(3)结合摩尔根的经典实验判断,实验二中亲本果蝇的基因型为
。如果将F2中的白眼雄蝇与F1中的红眼
雌蝇杂交得到下一代,预期结果
(填“能”或“不能”)验证果蝇的眼色遗传与性别有关,原因是
。
(4)若进行一次杂交实验,既能说明雄性果蝇不发生交叉互换,又能说明果蝇的眼色遗传与性别有关,则用来杂交的亲
本基因型最佳组合为
。
【解析】(1)根据前面的分析,题中涉及的三对性状中属于显性性状的分别是灰身、长翅和红眼。(2)对实验一中
果蝇的体色和翅形的遗传进行单独分析,都符合孟德尔的分离定律;但两对结合分析,发现它们并不遵循孟德尔的自
由组合定律,因为F2中表现型的比例不为1∶1∶1∶1,说明F1雌蝇在产生配子(卵细胞)的过程中发生了交叉互换,导致
产生的两种亲本型配子(卵细胞)BD 和bd 的数量多且相等,产生的两种重组型配子(卵细胞)Bd 和bD 的数量少且相等。
(3)结合前面内容分析,实验二中亲本果蝇的基因型为X
EX
E×X
eY ;如果将F2中的白眼雄蝇(X
eY)与F1中的红眼雌蝇(X
EX
E
和X
EX
e)杂交得到下一代,由于结果中雌雄果蝇中红眼或者白眼所占的比例均相同,所以不能验证果蝇的眼色遗传与性
别有关。(4)通过一次杂交实验就要能说明果蝇的眼色遗传与性别有关,则亲本的杂交组合应选X
eX
e ×X
EY;如果通过一
次杂交实验来说明雄性果蝇不发生交叉互换,则用来杂交的亲本应选双杂合的雄果蝇和双隐性雌果蝇,即相关基因型
为bbdd(♀)× BbDd(♂),两方面结合,所选亲本最佳基因型组合为bddX
eX
e × BbDdX
EY。
【答案】(1)灰身、长翅、红眼
(2)基因分离
F1雌蝇在产生配子(卵细胞)的过程中发生了交叉互换,导致产生的
两种亲本型配子(卵细胞)BD 和bd 的数量多且相等,产生的两种重组型配子(卵细胞)Bd 和bD 的数量少且相等
(3)X
EX
E×X
eY
不能
不论控制眼色的基因位于常染色体还是X 染色体上,其后代均有两种表现型,且每种表现型的性
别比例均为1∶1,故不能确定果蝇的眼色基因是否在性染色体上
(4)bbddX
eX
e×BbDdX
EY
20.(2019·唐山联考)某雌雄同株的二倍体植物的花色有白色、红色、紫色和粉红色,受A/a、B/b 两对基因控制,其花
色控制途径如图所示。植株茎的高度由C/c 基因控制。下表是某小组用8 株植株所做的4 组杂交实验的结果。请回
答下列问题:
组别
亲本组合
F1的表现型及比例
甲
红花×红花
紫花
红花
粉红
花
白花
3/16
6/16
3/16
4/16
乙
高茎×高茎
高茎
矮茎
3/4
1/4
丙
紫花高茎×白花
矮茎
全为红花高茎
丁
粉红花高茎×紫
花高茎
全为红花高茎
(1)针对花色基因的遗传而言,该植物种群中,开粉红花的植株的基因型是
,粉红花形成的机制
是
。
(2)若只考虑植株茎的高度,让乙组杂交子代中的全部高茎植株自交产生子二代,子二代中的全部高茎植株自交,则子
三代中纯合高茎植株所占的比例为
。
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(3)在不考虑同源染色体交叉互换的情况下,该小组提出的假说之一是:A/a 基因与C/c 基因可能在同一对同源染色体
上,B/b 基因在另一对同源染色体上。根据上述实验结果,该小组最多还能提出
种合理的假说。从表中选择植株
做亲本,设计一最简单的实验来检验假说的正确性(不考虑变异)。
实验思路:
。
预期结果及结论:若
,则假说正确;否则,假说错误。
【解析】(1)据图可知,该植物种群中,开粉红花的植株的基因型是AABB、AaBB,在A 基因所编码的酶的作用下,白
色物质转化为紫色色素,BB 基因对紫色色素具有明显的淡化作用,从而使植株花色表现为粉红色。(2)乙组杂交子代中
的全部高茎植株CC 占1/3,Cc 占2/3,自交产生子二代中,C-占5/6,其中CC 占3/5,Cc 占2/5,故高茎自交子三代中,纯合
高茎植株占3/5+(2/5)×(1/4)=7/10。(3)据表中甲组信息可知,A/a 与B/b 独立遗传,三对基因的位置关系有3 种可能、
A/a、B/b 及C/c 可能分别位于三对同源染色体上,或A/a 基因与C/c 基因可能在同一对同染色体上,而B/b 基因在另
一对同源染色体上;③B/b 基因与C/c 基因可能在同一对同源染色体上,而A/a 基因在另一对同源染色体上。根据丙
组杂交信息可知,亲代和子代的基因型为紫花高茎(AAbbCC)×白花矮茎(aaBBcc),F1为AaBbCc,根据丙组F1自交结果,可
判定假说是否正确。若F2表现型及比例为紫花高茎∶红花高茎∶粉红花高茎∶白花矮茎=3∶6∶3∶4,则假说正确;
若F2表现型及比例未出现上述结果,则不符合假说。
【答案】(1)AABB、AaBB
在A 基因所编码的酶的作用下,白色物质转化为紫色色素,B 基因对紫色色素具有明显的淡
化作用,从而使植株花色表现为粉红色
(2)7/10
(3)2
用丙组F1自交,统计F2的表现型及比例
F2表现型及比例为
紫花高茎∶红花高茎∶粉红花高茎∶白花矮茎=3∶6∶3∶4 (答案合理即可)
第13 讲
伴性遗传与遗传病
1.(2019·浙江选考)一对表现型正常的夫妇生了一个患半乳糖血症的女儿和一个正常的儿子。若这个儿子与一个半
乳糖血症携带者的女性结婚,他们所生子女中,理论上患半乳糖血症女儿的可能性是(
)。
A.1/12
B.1/8
C.1/6
D.1/3
【解析】根据题意分析,表现型正常的夫妇生下了患病的后代,则半乳糖血症为隐性遗传病,又因为后代中患病的
是女儿,则半乳糖血症不可能为伴性遗传病,故该病为常染色体隐性遗传病。设该病的致病基因为a,其正常的等位基
因为A,则可知儿子的基因型为1/3AA 和2/3Aa,该儿子与半乳糖血症的携带者女性结婚,理论上所生子女中,患半乳糖
血症的女儿的可能性为(2/3)×(1/4)×(1/2)=1/12,A 正确。
2.(2018·浙江卷)古洛糖酸内酯氧化酶是合成维生素C 所必需的酶。下列关于人类遗传病的叙述,正确的是(
)。
A.缺乏古洛糖酸内酯氧化酶基因的人,均衡饮食条件下不会患坏血病
B.先天愚型患者第五号染色体上缺失一段染色体片段,患儿哭声似猫叫
C.苯丙酮尿症患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,导致不能生成苯丙氨酸而患病
D.先天性心脏病是多基因遗传病,个体是否患病与基因有关,与环境因素无关
【解析】坏血病是缺乏维生素C 引起的,而古洛糖酸内酯氧化酶是合成维生素C 所必需的酶,所以缺乏古洛糖酸
内酯氧化酶基因的人,均衡饮食条件下,可以获取足够的外源性维生素C,不会患坏血病,A 正确;猫叫综合征是人类第五
号染色体缺失一段染色体片段引起的,患儿哭声似猫叫,B 错误;苯丙酮尿症患者体内缺乏苯丙氨酸羟化酶,导致苯丙氨
酸不能沿正常途径转变成酪氨酸,而只能转变成苯丙酮酸,使苯丙酮酸在体内积累过多而患病,C 错误;先天性心脏病是
多基因遗传病,个体是否患病与基因有关,也易受环境因素影响,D 错误。
【答案】A
3.(2019·河北质检)下列不能
．．说明基因和染色体行为存在平行关系的是(
)。
A.基因、染色体在生殖过程中均保持完整性和独立性
B.基因、染色体在体细胞中成对存在,在配子中单个出现
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C.杂合子Aa 中某条染色体缺失,表现出a 基因控制的性状
D.基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化
【解析】“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”,表现在基因、染色体在生殖过程中均保持完整性和独
立性,基因、染色体在体细胞中成对存在,在配子中单个出现,A、B 不符合题意;杂合子Aa 中,当A 所在的染色体缺失后,
则该个体就会表现出a 基因控制的性状,这说明基因和染色体行为存在平行关系,C 不符合题意;基因发生突变而基因
所在的染色体没有发生变化,不能说明基因和染色体行为存在平行关系,D 符合题意。
4.下列有关遗传变异和繁殖的说法,正确的是(
)。
A.环境引起的变异属于不可遗传的变异,不能传给后代
B.21 三体综合征可能是由精子或卵细胞染色体异常引起的
C.基因异常可引发遗传病,不带有致病基因的人不患遗传病
D.基因型为AaBB 的个体自交后代发生性状分离,该变异属于基因重组
【解析】环境引起的变异,如果遗传物质发生改变,则属于可遗传的变异,A 错误; 21 三体综合征可能是由精子或
卵细胞染色体异常引起的,B 正确;基因异常可引发遗传病,不带有致病基因的人可能患染色体异常病,C 错误;基因型为
AaBB 的个体自交后代发生性状分离,该变异是由等位基因分离引起的,D 错误。
5.大力倡导优生优育是提高我国人口素质的重要手段,优生的主要措施包括禁止近亲结婚、进行遗传咨询和产前诊
断等。下列有关优生优育的叙述,正确的是(
)。
A.禁止近亲结婚可以显著降低各种单基因遗传病的发病率
B.家族中无遗传病史的夫妇不需要进行产前诊断
C.患抗维生素D 佝偻病的男性与正常女性婚配,可选择生育男孩
D.因外伤致残的夫妇生育时需要对此进行遗传咨询
【解析】禁止近亲结婚可以降低隐性遗传病的发病率,而不能降低显性遗传病的发病率,A 错误;家族中无遗传病
史的夫妇有时也需要进行产前诊断,如高龄夫妻生育的后代患染色体异常病的概率较高,B 错误;抗维生素D 佝偻病是
伴X 染色体显性遗传病,患抗维生素D 佝偻病的男性与正常女性婚配,生育的男孩不会患病,C 正确;外伤致残的性状不
会遗传给后代,因此不需要对此进行遗传咨询,D 错误。
【答案】C
6.某遗传病由单基因控制,某对正常夫妻双方的父母都正常,但是他们都各有一个患该病的妹妹。现在国家政策鼓励
生二胎,请你为他们测算风险值。以下测算错误
．．的是(
)。
A.如果他们首胎异卵双生获得双胞胎,则有患病孩子的概率是1/9
B.如果他们首胎生出同卵双胞胎,则两个孩子都患病的概率是1/9
C.如果他们已经生了一个患病孩子,那么再生一个患病女孩的概率是1/8
D.如果他们已经生了一个患病孩子,那么再生一个患病男孩的概率是1/8
【解析】正常夫妻双方的父母都正常,但是他们都各有一个患该病的妹妹,由此可知该病为常染色体隐性遗传病。
夫妻双方是杂合子的概率均为2/3,生出患病孩子的概率为(2/3)×(2/3)×(1/4)=1/9,正常孩子的概率为1-1/9=8/9。如
果他们首胎异卵双生获得双胞胎,则有患病孩子的概率是1-(8/9)×(8/9)=17/81,A 错误;如果他们首胎生出同卵双胞胎,
正常情况下,同卵双胞胎的遗传物质相同,则两个孩子都患病的概率是1/9,B 正确;如果他们已经生了一个患病孩子,则
可以确定双亲均为杂合子,那么再生一个患病女孩或患病男孩的概率均是(1/4)×(1/2)=1/8,C、D 正确。
7.下面对遗传病的认识正确的是(
)。
A.医学上一般用DNA 探针来诊断苯丙酮尿症
B.人们对孩子患猫叫综合征的概率无法确定
C.伴X 染色体隐性遗传病具有交叉遗传的特点,伴X 染色体显性遗传病则没有
D.研究某遗传病的发病率,通常选择发病率较高的多基因遗传病
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【解析】苯丙酮尿症是一种单基因遗传病,主要通过尿液化验来诊断,A 错误;猫叫综合征为染色体异常病,孩子患
该病的概率是无法确定的,B 正确;伴X 染色体隐性遗传病和伴X 染色体显性遗传病都具有交叉遗传的特点,C 错误;研
究某遗传病的发病率,通常选择发病率较高的单基因遗传病,D 错误。
8.先天性葡萄糖、半乳糖吸收不良症为常染色体隐性遗传病,患儿给食后24 h 出现腹泻,进食越多越严重,所以体重
很快下降,但随着年龄的增长对葡萄糖和半乳糖有所耐受。现有一对夫妇,生了4 个小孩,3 个正常,1 个患病。以下叙
述正确的是(
)。
A.夫妇双方均为杂合子
B.3 个正常孩子为杂合子的概率相同,均为2/3
C.若要调查该遗传病的发病率,最好在患者家系中进行调查
D.该夫妇中有一方可能为患者
【解析】由题干信息可知,由于子代数量较少,理论值与实际值可能出现偏差,所以该夫妇的基因型组合有两种情
况(假设相关基因用A、a 表示):Aa×aa 或Aa×Aa。若为Aa×aa,则3 个正常孩子均为杂合子;若要调查该遗传病的发
病率,最好在广大人群中进行调查;该夫妇中有一方可能为患者,A、B、C 错误,D 正确。
【答案】D
9.某科研人员发现人类的一种新型单基因遗传病,但不清楚致病基因位于常染色体、X 染色体还是X 和Y 染色体的同
源区段上。下列相关叙述正确的是(
)。
A.若正常个体均不含致病基因,则该遗传病应为隐性遗传病
B.若致病基因位于常染色体上,则一家族中患病男女数相等
C.若致病基因位于X 染色体上,则正常男性一般不含该致病基因
D.若某男性的Y 染色体上有致病基因,则其儿子一定患病
【解析】若正常个体均不含致病基因,则该遗传病应为显性遗传病,A 错误;常染色体遗传病在自然人群中,男女的
患病概率相同,但在一个家族中男性患者和女性患者的人数不一定相等,B 错误;若致病基因位于X 染色体上,即伴X 染
色体遗传,由于男性只有一条X 染色体,因此正常男性不含相应的致病基因,C 正确;若某男性的Y 染色体上有致病基因,
结合题干信息可知该致病基因位于X 和Y 染色体的同源区段上,该男性的配偶的X 染色体可能提供显性基因,则其儿
子不一定患病,D 错误。
10.果蝇的体色灰体与黑体为一对相对性状,分别由常染色体上一对等位基因A 和a 控制;眼色红眼与白眼为一对相对
性状,分别由X 染色体上一对等位基因B 和b 控制;研究人员对一只灰体白眼雄果蝇进行研究(假设没有基因突变发
生)。下列叙述错误
．．的是(
) 。
A.若要确定该雄性果蝇的基因型,可将其与黑体雌性果蝇进行杂交
B.若在该雄性果蝇体内发现两个异常精细胞aYY 和AX
bY,则该雄性果蝇的基因型为AaX
bY
C.在自然果蝇种群中,白眼雄果蝇的数量一般多于白眼雌果蝇的数量
D.若在该雄性果蝇体内发现一个异常精细胞AX
bY,则与其同时形成的另外三个精细胞中有2 个细胞染色体正常
【解析】鉴定生物的基因型通常使用测交法,若要确定上述雄性果蝇的基因型,可将其与黑体雌性果蝇进行杂
交,A 正确;若在该雄性果蝇体内发现两个异常精细胞aYY 和AX
bY,则该雄性果蝇的基因型为AaX
bY,B 正确;由于白眼性
状属于伴X 隐性遗传,所以在自然果蝇种群中,白眼雄果蝇的数量一般多于白眼雌果蝇的数量,C 正确;若在该雄性果蝇
体内发现一个异常精细胞AX
bY,说明减数第一次分裂异常,则与其同时形成的另外三个精细胞中染色体均异常,D 错
误。
11.蜜蜂由蜂王、雄蜂和工蜂组成,其中蜂王(幼虫时期吃蜂王浆)和工蜂(幼虫时期吃花粉)是由受精卵(2n=32)发育而
来的,雄蜂(1n=16)是由未受精的卵细胞发育而来的。蜜蜂的体色褐色对黑色是显性性状,这对相对性状由染色体上的
一对等位基因控制。已知雄蜂产生的精子与雄蜂体细胞内染色体数目相同,下列叙述正确的是(
) 。
A.蜜蜂的性别决定主要由环境因素引起
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B.褐色雄蜂在减数分裂过程中发生基因重组,可产生多种不同精子
C.蜜蜂的表现型会受到环境因素的影响
D.纯合黑色蜂王与褐色雄蜂交配后形成的蜂群中,子代蜜蜂的体色均为褐色
【解析】蜜蜂的性别决定既不是XY 型,也不是ZW 型,其性别主要与染色体组数有关,A 错误;雄蜂是单倍体,褐色雄
蜂在减数分裂过程中不会发生基因重组,只能产生一种类型的精子,B 错误;蜂王和工蜂均由受精卵发育而来,蜂王(幼
虫时期吃蜂王浆)和工蜂(幼虫时期吃花粉)在幼虫时期的营养条件不同导致其性状不同,C 正确;黑色蜂王与褐色雄蜂
交配,后代雄蜂全为黑色,蜂王和工蜂全为褐色,一窝蜂中,蜂王一般只有一只,雄蜂少数,绝大多数是工蜂,后代褐色个
体数量多,D 错误。
12.髓磷脂储积症是一种单基因遗传病,主要病症为食欲不振、呕吐、喂养困难、极度消瘦,进行性智力、运动减退,
终成白痴。该病在欧洲某地区人群中的发病率为1/10000,下图为欧洲某地区该病的遗传系谱图。下列说法正确的是
(
)。
A.据图可以推断出该病一定为常染色体隐性遗传病
B.若该致病基因位于常染色体上,且Ⅱ1为纯合子,则Ⅳ1携带该致病基因的概率为7/18
C.若该致病基因位于常染色体上,则Ⅲ4与该人群中没有任何血缘关系的正常女性结婚,子代发病率为1/303
D.为降低子代发病风险,建议Ⅲ1与Ⅲ2生女孩
【解析】由图可知,该病为隐性遗传病,基因可能位于常染色体上或X、Y 染色体的同源区段,A 错误。若该致病基
因位于常染色体上(基因用A/a 表示),由于Ⅱ3的基因型为aa,因此双亲均为杂合子Aa;Ⅱ4的女儿的基因型为aa,因此
Ⅱ4的基因型也为Aa;若Ⅱ1为纯合子,且由于Ⅱ2的基因型为1/3AA、2/3Aa,则Ⅲ1的基因型为1/3Aa、2/3AA;同理判断
Ⅲ2的基因型为1/3AA、2/3Aa,则Ⅳ1携带该致病基因的概率为Aa/(AA+Aa)=7/17, B 错误;若该致病基因位于常染色体
上,则Ⅲ4与该人群中没有任何血缘关系的正常女性结婚,该女子为杂合子的概率为2/101,子代发病率为1/303,C 正确;
若该病的遗传方式为常染色体隐性遗传,则发病率与性别无关,D 错误。
13.下列与存在性别决定的生物有关的叙述正确的是(
)。
A.若只考虑性染色体,雄性产生2 种配子,雌性产生1 种配子
B.伴X 染色体遗传病在女性中的发病率高于男性
C.若某伴X 染色体显性遗传病在男性中的发病率为4%,则在女性中的发病率大约为7.84%
D.常染色体隐性遗传病在女性中的发病率等于子代发病率的1/2
【解析】存在性别决定的生物,包括XY 型和ZW 型,ZW 型性别决定的生物,若只考虑性染色体,纯合雄性产生1 种
配子,纯合雌性产生2 种配子,A 错误;伴X 染色体隐性遗传病,女性中的发病率低于男性,B 错误;若某伴X 染色体显性遗
传病(假设相关基因用B、b 表示)在男性中的发病率为4%,则说明X
B=4%, X
b=96%,则女性正常的概率为(96%)
2 ,女性中的
发病率为1-(96%)
2≈7.84%,C正确;常染色体隐性遗传病发病率与性别无关,在女性中的发病率等于子代发病率,D错误。
14.蝗虫的性别决定属于XO 型,O 代表缺少一条性染色体,雄蝗虫2N=23,雌蝗虫2N=24。控制体色褐色(A)和黑色(a)的
基因位于常染色体上,控制复眼正常(B)和异常(b)的基因位于X 染色体上,且基因b 使精子致死。下列有关蝗虫的叙述
正确的是(
)。
A.萨顿通过观察雄蝗虫体细胞和精子细胞的染色体数,提出了基因在染色体上的假说
B.蝗虫的群体中,不会存在复眼异常的雄性个体
C.杂合复眼正常雌体和复眼异常雄体杂交,后代复眼正常和复眼异常的比例为1∶1
D.纯合褐色复眼正常雌体和黑色复眼异常雄体杂交,后代雌雄个体都表现为褐色复眼正常
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【解析】萨顿利用类比推理的方法,提出了基因在染色体上的假说,A 错误;由于基因b 使精子致死,所以蝗虫的群
体中,不会存在复眼异常的雌性个体,B 错误;杂合复眼正常雌体(X
BX
b)和复眼异常雄体(X
bY)杂交,后代复眼正常和复眼异
常的比例为1∶1,C 正确;纯合褐色复眼正常雌体(AAX
BX
B)和黑色复眼异常雄体(aaX
bO)杂交,后代没有雌性个体,D 错误。
15.甲病是单基因遗传病且致病基因不在21 号染色体上,已知21 三体综合征患者减数分裂时,任意两条21 号染色体
联会,剩余的21 号染色体随机移向一端。下图是某家系的遗传系谱图,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.2 号和4 号都是杂合子
B.7 号患21 三体综合征可能是4 号产生了染色体数目异常的卵细胞
C.若1 号不含甲病致病基因,则6 号和7 号生下患两种病男孩的概率是1/16
D.若1 号含甲病致病基因,则甲病在男性中的发病率一定等于该致病基因的频率
【解析】据图可知,甲病为隐性遗传病,无论基因位于常染色体还是X 染色体上,2 号和4 号都是杂合子,A 正确;7
号患21 三体综合征可能是因为4 号产生了染色体数目异常的卵细胞,B 正确;若1 号不含甲病致病基因,则该病为伴X
染色体隐性遗传病,6 号和7 号生下患两种病男孩的概率是1/16,C 正确;若1 号含甲病致病基因,则该病为常染色体隐
性遗传病,则甲病在男性中的发病率一定等于该致病基因频率的平方,D 错误。
16.产前诊断时检查羊水和其中的胎儿脱落细胞,能反映胎儿的病理情况。图甲是羊水检查的主要过程,图乙是某患者
家系遗传系谱图,该病为单基因遗传病。图丙是将该家系中部分成员致病基因所在的DNA 分子进行处理,经电泳分离
后的结果。下列说法错误
．．的是(
)。
A.图甲培养细胞一般用的是液体培养基
B.胎儿是否患先天性愚型可通过显微镜进行镜检查出
C.若Ⅲ7与Ⅲ9婚配,则生一个患病女孩的概率为1/6
D.若Ⅲ9再次怀孕胎儿致病基因所在DNA 分子电泳结果为图丙,则胎儿是该病患者
【解析】动物细胞培养一般用的是液体培养基,A 正确;先天性愚型属于染色体数目变异病,胎儿是否患先天性愚
型可通过显微镜进行镜检查出,B 正确;根据图乙可知,该病为常染色体显性遗传病,假设相关基因用A、a 表示,Ⅲ7的基
因型为aa,Ⅲ9的基因型为1/3 AA,2/3Aa,若Ⅲ7与Ⅲ9婚配,则生一个患病女孩的概率为1/3,C 错误;根据图丙可知,患者
特有的片段是F,胎儿致病基因所在DNA 分子电泳结果含有F 片段,则胎儿是该病患者,D 正确。
17.仓鼠的毛色是由位于两对常染色体上的两对等位基因控制的。其中A 基因控制白色,B 基因控制黑色,A、B 同时存
在则毛色呈棕色,无A、B 则呈花斑色。一棕色仓鼠和一白色仓鼠交配,F1出现四种毛色。回答下列问题:
(1)仓鼠体色的遗传符合孟德尔的
定律,那么亲本的基因型为
。F1中,白色仓鼠所
占比例为
,棕色仓鼠的基因型是
。若F1中的棕色雌、雄仓鼠自由交配,F2中基因型为aabb
的仓鼠占
。
(2)若棕色仓鼠形成了一个AaB 的卵细胞,最可能的原因是
。
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(3)已知仓鼠长尾(E)对短尾(e)为显性,基因位于性染色体上。为了判断仓鼠长尾(E)、短尾(e)的基因是位于X、Y 染色
体的同源区段还是位于X 染色体的非同源区段,将一只短尾雌仓鼠与一只长尾雄仓鼠杂交,产生多个子代。
预测和分析实验结果并得出结论(不考虑基因突变和交叉互换):
①若子代雌性全为长尾,雄性全为短尾,则
。
②若子代
,则该基因位于X、Y 染色体同源区段。
【解析】(1)据题意“仓鼠的毛色是由位于两对常染色体上的两对等位基因控制的”可知,体色的遗传符合孟德
尔的自由组合定律和分离定律,主要体现了自由组合定律。由于亲代棕色仓鼠的基因型为A_B_,亲代白色仓鼠的基因
型为A_bb,据F1出现了花斑色(aabb)可知,亲代棕色仓鼠的基因型为AaBb,白色仓鼠的基因型为Aabb。F1中,白色仓鼠
所占比例为3/8,棕色仓鼠的基因型是AABb 或AaBb。若F1中的棕色雌、雄仓鼠自由交配,F2中基因型为aabb 的仓鼠
占1/36。(2)若棕色仓鼠形成了一个AaB 的卵细胞,最可能的原因是在进行减数第一次分裂时,A、a 所在的同源染色体
没有分离。(3)根据仓鼠长尾(E)对短尾(e)为显性,基因位于性染色体上分析,若该基因位于X 染色体的非同源区段,则雌
性基因型为X
eX
e,雄性基因型为X
EY,此时子代雌性全为长尾,雄性全为短尾。若该基因位于X、Y 染色体的同源区段,则
雌性基因型为X
eX
e,雄性基因型为X
EY
E、X
EY
e或X
eY
E。若雄性基因型为X
EY
E,则子代全为长尾;若雄性基因型为X
EY
e,则子
代雌性全为长尾,雄性全为短尾,与该基因位于X 染色体的非同源区段时产生的子代表现型相同;若雄性基因型为X
eY
E,
则子代雌性全为短尾,雄性全为长尾。综上分析可知,若子代雌性全为长尾,雄性全为短尾,则无法得出结论;若子代全
为长尾或雌性全为短尾,雄性全为长尾,则该基因位于X、Y 染色体的同源区段。
【答案】(1)自由组合(分离定律和自由组合定律)
AaBb、Aabb
3/8
AABb 或AaBb
1/36
(2)在进行减数第一
次分裂时,A、a 所在的同源染色体没有分离
(3)无法得出结论(或“该基因位于X 染色体非同源区段或X、Y 染色体
的同源区段)
全为长尾或雌性全为短尾,雄性全为长尾
18.果蝇染色体数目少,容易培养,子代数目多,所以是很好的遗传学材料。
(1)摩尔根在培养果蝇时偶然发现一只白眼雄果蝇,让白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交,后代全是红眼果蝇,F1雌
雄果蝇相互交配,F2中白眼的都是雄性(相关基因用B、b 表示,不存在该基因时用“O”表示)。且红眼∶白眼=3∶1,
而后他运用
(填科学方法)证明了基因在染色体上。若让F2白眼雄果蝇和F2雌果蝇自由交配,后代中红眼
与白眼的比为
。
(2)在随后的实验中,摩尔根让白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,若干只后代中出现了一只白眼雌果蝇。对该白眼雌雄果
蝇的出现有多种假说,试从遗传物质角度分析相关假说:
①亲本雄果蝇在产生配子的时候发生
(填“显性”或“隐性”)突变,则该白眼雌果蝇的基因型
为
。
②亲本雄果蝇在产生配子的时候发生染色体结构变异,即X 染色体
丢失,则该白眼雌果蝇的
基因型为
。
③发生了染色体数目变异(果蝇的性别取决于X 染色体的条数,含一条X 的为雄性,含2 条X 的为雌性,含3 条X 或者没
有X 的胚胎不能正常发育),则该白眼雌果蝇的基因型为
。该果蝇染色体异常的原因
是
。
(3)还有同学认为该雌果蝇白眼性状是由环境引起的变异,请设计一个杂交实验,证明该白眼雌果蝇的出现是遗传物质
的改变引起的,而非环境因素造成的。写出实验思路及预期结
果:
。
【解析】(1)摩尔根运用假说—演绎法证明了基因在染色体上。F2白眼雄果蝇(X
bY)产生的配子为1/2X
b、1/2Y,F2
雌果蝇(1/2X
BX
B、1/2X
BX
b)产生的配子为3/4X
B、1/4X
b,F2白眼雄果蝇与F2雌果蝇自由交配,后代为3/8X
BX
b、1/8X
bX
b、
3/8X
BY、1/8X
bY,即红眼与白眼的比为3∶1。(2)让白眼雌果蝇(X
bX
b)和红眼雄果蝇(X
BY)杂交,若干只后代中出现了一只白
眼雌果蝇,则该白眼雌果蝇出现的原因从遗传物质角度分析:①若发生了基因突变,雄果蝇在产生配子的时候发生
X
B→X
b,即隐性突变;②亲本雄果蝇在产生配子的时候发生染色体结构变异,即X 染色体红眼基因所在的染色体片段丢
失,则该白眼雌果蝇的基因型为X
bX
O;③发生了染色体数目变异,即雌果蝇MⅠ同源染色体没有正常分离或者MⅡ姐妹染
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色单体没有正常分离,产生了X
bX
b的配子,该白眼雌果蝇的基因型为X
bX
bY。(3)用该白眼雌果蝇和亲代(基因突变的)白
眼雄果蝇杂交,若后代只有白眼果蝇出现,则该白眼雌果蝇是遗传物质的改变引起的,而非环境因素造成。
【答案】(1)假说—演绎法
3∶1
(2)①隐性
X
bX
b
②红眼基因所在的染色体片段
X
bX
O
③X
bX
bY
雌果蝇MⅠ
同源染色体没有正常分离或者MⅡ姐妹染色单体没有正常分离
(3)用该白眼雌果蝇和亲代(基因突变的)白眼雄果蝇
杂交,若后代只有白眼果蝇出现,则该白眼雌果蝇是遗传物质的改变引起的,而非环境因素造成
19.科研人员在研究家蚕(2N=56)时,偶然发现了一只雄性黑色斑蚕突变体,研究人员将其与多只雌性素蚕杂交,F1中有
黑色斑蚕141 只、素蚕128 只。让F1中的黑色斑蚕雌雄交配得到F2,F2中黑色斑蚕993 只、素蚕510 只。已知蚕的
性别决定方式为ZW 型,黑色斑与素斑这对性状由等位基因A/a 控制。请回答下列问题:
(1)雄性家蚕正常体细胞中的染色体组成情况是
。研究家蚕的基因组,需要研究
条染色体上的
的碱基序列。
(2)通过上述实验可以判断,隐性性状是
,理由是
。
(3)已知种群中雌性和雄性均有黑色斑蚕个体。某同学认为黑色斑基因无论位于何种染色体上,种群中的雄性黑色斑
蚕个体均为杂合子。该同学做出此判断的理由
是
。
(4)请设计一个简要方案,利用题中雄性黑色斑蚕突变体进行一次杂交实验来确定黑色斑基因是位于常染色体上还是
位于Z 染色体上,预测实验结果并写出结
论。
。
【解析】(1)雄性家蚕正常体细胞中的染色体组成情况是54 条常染色体+ZZ。研究家蚕的基因组,需要研究29 条
染色体(27 条常染色体+Z 染色体+W 染色体)上的DNA 的碱基序列。(2)根据F1中的黑色斑蚕雌雄交配,后代出现素蚕可
以判断,素斑是隐性性状。(3)F1中的黑色斑蚕雌雄交配得到的F2中,黑色斑蚕与素蚕的数量之比约为2∶1,说明A 基因
纯合致死(AA 或Z
AZ
A致死),所以种群中的雄性黑色斑蚕个体均为杂合子。(4)本实验方案的理论基础就是AA 基因纯合
致死,利用基因A 位于常染色体上与位于Z 染色体上会导致子代雌雄比例不同而设计。
【答案】(1)54+ZZ
29
DNA
(2)素斑
F1中的黑色斑蚕雌雄交配,后代出现素蚕(或出现性状分离)
(3)F1中的黑
色斑蚕雌雄交配得到的F2中,黑色斑蚕与素蚕的数量之比约为2∶1,即A 基因纯合致死(AA 或Z
AZ
A致死)
(4)选F1中多
只雌性黑色斑蚕与该雄性黑色斑蚕突变体交配,观察后代的表现型及比例。①若后代中黑色斑蚕∶素蚕=2∶1,且雌∶
雄=1∶1,则黑色斑基因位于常染色体上(或若后代雄蚕中出现素蚕,则黑色斑基因位于常染色体上);②若后代中黑色
斑蚕∶素蚕=2∶1,且雌∶雄=2∶1,则黑色斑基因位于Z 染色体上(或若后代雄蚕中只有黑色斑蚕,没有素蚕,则黑色斑
基因位于Z 染色体上)
20.(2019·郑州质检)果蝇的眼型和体色分别受两对等位基因A/a、B/b 控制(若基因在性染色体上,不考虑X 与Y 同源
区)。让灰体正常眼雌果蝇群体与黄体正常眼雄果蝇群体随机交配,所得F1全为灰体。让F1雌雄果蝇随机交配得到F2,F2
的表现型及数量如下表:
F2
表
现
型
灰
体
正
常
眼
雌
性
黄
体
正
常
眼
雌
性
灰
体
正
常
眼
雄
性
灰
体
棒
眼
雄
性
黄
体
正
常
眼
雄
性
黄体棒眼雄性
数
量
438
146
657
219
219
73
回答下列问题:
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(1)基因A 位于
(填“常”或“X”)染色体上。
(2)F1雄果蝇的基因型为
;F2中雌性个体数号有雄性个体数的一半,故雌性无棒眼的原因
是
。
(3)若让F2灰体正常眼雌性与灰体棒眼雄性相互杂交,子代表现型及比例
为
。
(4)现取F2中的一灰体正常眼雌果绳,请设计实验探究其基因型(要求写出实验思路、实验结果并得出结
论)
。
【解析】(1)依题意并分析表中信息可知:灰体对黄体为显性,正常眼对棒眼为显性。在F2中,无论是雌果蝇还是雄
果蝇,灰体∶黄体都约为3∶1,说明体色的遗传与性别无关联,因此控制果蝇体色的基因位于常染色体上,F1的基因型
均为Bb;就眼型而言,雌性均为正常眼,而雄性中正常眼∶棒状眼=(657+219)∶(219+73)=3∶1,说明眼型的遗传与性别
相关联,因此基因A、a 位于X 染色体上,亲本正常眼雌果蝇与正常眼雄果蝇的基因型分别为X
AX
a和X
AY,F1雌性的基因
型及其比例为X
AX
A∶X
AX
a=1∶1,雄性的基因型及其比例为X
AY∶X
aY=1∶1。(2)F2中雌性个体数只有雄性个体数的一半,
故雌性无棒眼的原因是含X
a的雄配子致死。(3)F2灰体雌性与灰体雄性的基因型均为1/3BB、2/3Bb,产生的配子均为
2/3B、1/3b,二者相互杂交,子代表现型及比例为灰体∶黄体=8∶1。F2正常眼雌性的基因型为3/4X
AX
A、1/4X
AX
a,产生
的配子为7/8X
A、1/8X
a;F2棒眼雄性的基因型为X
aY,因含X
a的雄配子致死,所以产生的可育配子为Y。F2正常眼雌性与
棒眼雄性杂交,子代表现型及比例为正常眼雄性∶棒眼雄性=(7/8X
A×1Y)∶(1/8X
a×1Y)=7∶1。所以,若让F2灰体正常
眼雌性与灰体棒眼雄性相互杂交,子代表现型及比例为灰体正常眼雄性∶灰体棒眼雄性∶黄体正常眼雄性∶黄体棒
眼雄性=56∶8∶7∶1。(4) 综上分析, F2灰体正常眼雌果蝇的基因型为BBX
AX
A或BBX
AX
a或BbX
AX
A或BbX
AX
a。让该灰体
正常眼雌果蝇与多只黄体棒眼雄果蝇(bbX
aY)相互杂交,观察子代的表现型及比例即可。
【答案】(1)X
(2)BbX
AY 和BbX
aY
含X
a的雄配子致死
(3)灰体正常眼雄性∶灰体棒眼雄性∶黄体正常眼雄性∶
黄体棒眼雄性=56∶8∶7∶1
(4)实验思路:让该灰体正常眼雌果蝇与多只黄体棒眼雄果蝇相互杂交,观察子代的表现
型及比例。预期实验结果:若子代全为灰体正常眼雄性,则亲本雌果蝇的基因型为BBX
AX
A;若子代中灰体正常眼雄性∶
灰体棒眼雄性=1∶1,则亲本雌果蝇的基因型为BBX
AX
a;若子代中灰体正常眼雄性∶黄体正常眼雄性=1∶1,则亲本雌果
蝇的基因型为BbX
AX
A;若子代中灰体正常眼雄性∶灰体棒眼雄性∶黄体正常眼雄性∶黄体棒眼雄性=1∶1∶1∶1,则亲
本雌果蝇的基因型为BbX
AX
a
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第14 讲
基因突变、基因重组及染色体变异
1.下列关于变异的叙述,正确的是(
)。
A.非同源染色体互换部分片段属于基因重组
B.21 三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组
C.染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列顺序发生改变
D.单倍体生物的体细胞中都没有同源染色体,因而不具有可育性
【解析】非同源染色体互换部分片段属于染色体变异,A 错误;21 三体综合征患者的体细胞中有两个染色体组,但
第21 号染色体含有三条染色体,B 错误;染色体变异中的倒位会使染色体上的基因排列顺序发生改变,C 正确;单倍体生
物的体细胞中可能含有同源染色体,如六倍体小麦形成的单倍体中含有同源染色体,D 错误。
2.(2019·辽宁模拟)下列关于基因突变、基因重组、染色体变异的叙述,正确的是(
)。
A.一对表现型正常的双亲生了一个患白化病的孩子是基因重组的结果
B.同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换常导致染色体结构变异
C.培育中国黑白花牛与转基因棉花的变异都属于基因重组
D.基因突变指的是基因的种类、数目和排列顺序发生改变
【解析】一对表现型正常的双亲生了一个患白化病的孩子是由含有白化基因的雌、雄配子结合引起的,而基因
重组是指控制不同性状的基因重新组合,A 错误;同源染色体的非姐妹染色单体的交叉互换常导致基因重组,B 错误;培
育中国黑白花牛是杂交育种,转基因棉花利用了体外DNA 重组技术,都属于基因重组,C 正确;基因突变是基因中碱基对
的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变,不改变基因的数目和排列顺序,D 错误。
3.(2019·安徽模拟)下列关于生物变异的叙述,正确的是(
)。
A.自然状态下突变是不定向的,人为诱变下可以是定向的
B.四分体的姐妹染色单体之间发生的交叉互换属于基因重组
C.基因重组能产生新的基因型,而基因突变不可以
D.基因突变和基因重组可能使某染色体上出现不曾有过的基因
【解析】自然状态下突变是不定向的,人为诱变能提高突变频率,但也是不定向的,A 错误;四分体时期,同源染色体
的姐妹染色单体之间发生的交叉互换不会发生基因重组,B 错误;基因重组能产生新的基因型但不能产生新的基因,而
基因突变能产生新的基因,进而产生新的基因型,C 错误;基因突变可以产生新的基因,若是四分体的非姐妹染色体单体
之间发生交叉互换,也可使某染色体上出现不曾有过的基因,D 正确。
4.某二倍体植物染色体上的基因B2是由基因B1突变而来的,如不考虑染色体变异,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.该突变可能是由碱基对替换或碱基对增添造成的
B.基因B1和B2编码的蛋白质可能相同,也可能不同
C.基因B1和B2指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码
D.正常情况下,基因B1和B2可同时存在于同一个体细胞中或同一个配子中
【解析】DNA 碱基对的增添、缺失、替换都会造成基因突变,A 正确;如果是碱基对替换引起的基因突变,由于密
码子具有简并性,合成的蛋白质可能相同,B 正确;生物共用一套密码子,C 正确;配子经过减数分裂形成,发生了等位基
因分离,正常情况下,基因B1和B2不会同时存在于同一个配子中,D 错误。
5.下图表示基因突变的一种情况,其中a、b 是核酸链,c 是肽链。下列说法正确的是(
)。
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A.a→b→c 表示基因的复制和转录
B.图中由于氨基酸没有改变,所以没有发生基因突变
C.图中氨基酸没有改变的原因是密码子具有简并性
D.除图中所示情况外,基因突变还包括染色体片段的缺失和增添
【解析】由图可知,a→b→c 表示基因的转录和翻译;只要DNA 中碱基对发生改变而引起基因结构改变,该基因就
发生了基因突变;图中氨基酸没有发生改变,是由于密码子具有简并性;染色体片段的缺失和增添属于染色体结构的
变异。
6.镰刀型细胞贫血症病因的发现,是现代医学史上一个重要的事件。假设正常血红蛋白由H 基因控制,突变后的异常
血红蛋白由h 基因控制。下列相关叙述正确的是(
)。
A.镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病,该病可利用显微镜检测
B.造成镰刀型细胞贫血症的根本原因是一个氨基酸发生了替换
C.h 基因与H 基因中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值不同
D.利用光学显微镜可观测到基因H 的长度较基因h 长
【解析】镰刀型细胞贫血症属于单基因遗传病,由于患者的红细胞呈镰刀状,该病可利用显微镜检测,A 正确;造成
镰刀型细胞贫血症的根本原因是一个碱基对发生了替换,B 错误;双链DNA 中的嘌呤碱基和嘧啶碱基的比值相等,C 错
误;个别碱基的变化无法用光学显微镜观测到,D 错误。
7.我国科学家合成了4 条酿酒酵母染色体,合成的染色体删除了研究者认为无用的DNA,加入了人工接头,总体长度比
天然染色体缩减8%,为染色体疾病、癌症和衰老等提供了研究与治疗模型。下列说法错误
．．的是(
)。
A.合成人工染色体需要氨基酸和脱氧核苷酸作为原料
B.通过荧光标记染色体上的基因可以知道基因在染色体上的位置
C.染色体上的DNA 某处发生了个别碱基对增添一定会发生基因突变
D.酿酒酵母可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异
【解析】染色体的主要成分为DNA 和蛋白质,人工合成染色体需要氨基酸和脱氧核苷酸作为原料,A 正确;通过荧
光标记染色体上的基因可以知道基因在染色体上的位置,B 正确;染色体上的DNA 某处发生了个别碱基对增添而引起
基因结构的改变才属于基因突变,C 错误;酿酒酵母能进行有性生殖,可能会发生基因突变、基因重组和染色体变异,D
正确。
【答案】C
8.除草剂敏感型的大豆经辐射获得抗性突变体,且敏感基因与抗性基因是1 对等位基因。下列叙述正确的是(
)。
A.突变体若为1 条染色体的片段缺失所致,则该抗性基因一定为隐性基因
B.突变体若为1 对同源染色体相同位置的片段缺失所致,则再经诱变可恢复为敏感型
C.突变体若为基因突变所致,则再经诱变不可能恢复为敏感型
D.抗性基因若为敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该抗性基因一定不能编码肽链
【解析】若除草剂敏感型大豆的基因型为Aa,1 条染色体上A 所在片段缺失,即表现出a 的性状,即抗性基因为隐
性基因;染色体片段缺失后再诱变不能恢复为敏感型,而基因突变具有不定向性,再诱变可能恢复为敏感型;抗性基因
若由敏感基因中的单个碱基对替换所致,则该基因表达的可能性较大。
9.下列有关生物变异的叙述,正确的是(
)。
A.存在某DNA 分子中发生了碱基对的增添,但却未发生基因突变的情况
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B.三倍体无子西瓜不能产生种子,因此是不可遗传的变异
C.基因重组就是指非同源染色体上的非等位基因之间的自由组合
D.某基因的一条链上有2 个C 变成了G,表明发生了基因突变,且该基因连续复制4 次后,突变基因占3/4
【解析】若是某DNA 分子的基因间隔中发生的碱基对的增添,则不属于基因突变,A 正确;三倍体无子西瓜虽然不
能产生种子,但是属于染色体变异的结果,是可遗传的变异,B 错误;基因重组包括非同源染色体上的非等位基因之间的
自由组合,和同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,C 错误;某基因的一条链上有2 个C 变成了G,表明发生
了基因突变,且该基因连续复制4 次后,突变基因占1/2,D 错误。
10.下图甲为某动物的一个细胞中两条染色体及其上的基因分布图,图乙为其子细胞的染色体和基因分布图。下列有
关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.图甲中的两条染色体完全一样,是由一条染色体经复制形成的
B.图乙所示的细胞中发生了突变,该变异可发生在有丝分裂和减数分裂过程中
C.从图中可以看出,基因在染色体上呈线性排列
D.图乙所示的变异在光学显微镜下是可以被观察到的
【解析】图甲中的两条染色体完全一样,可能是由一条染色体经复制形成的,也可能是同源染色体,A 错误;图乙所
示的细胞中发生了染色体变异,该变异属于突变,可以发生在有丝分裂和减数分裂过程中,B 正确;从图中可以看出,1、
2、3、4、5 基因分别在染色体上是呈线性排列的,C 正确;图乙所示的变异是染色体片段的缺失,在光学显微镜下可以
观察到,D 正确。
11.囊性纤维病是由编码细胞膜上CFTR 蛋白(主动转运氯离子的载体蛋白)的基因发生突变引起的,该突变使得CFTR
蛋白在第508 位缺少了苯丙氨酸,进而导致氯离子运输障碍,使得离子在细胞内积累。下列有关该病的叙述不正确
．．．的
是(
)。
A.该病例说明了基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状
B.CFTR 蛋白缺少了苯丙氨酸说明编码的基因发生了碱基对的缺失
C.编码CFTR 蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的随机性
D.氯离子在细胞内积累会导致细胞内液渗透压上升,细胞排出水分子受阻
【解析】CFTR 蛋白是细胞膜上主动转运氯离子的载体蛋白,为结构蛋白,因此该病例说明了基因能通过控制蛋白
质的结构直接控制生物的性状,A 正确;CFTR 蛋白缺少了苯丙氨酸,其他氨基酸序列并没有发生改变,说明编码的基因
发生了三个碱基对的缺失,B 正确;编码CFTR 蛋白的基因存在多种突变形式,体现了基因突变的不定向性,C 错误;囊性
纤维病患者的CFTR 蛋白异常,导致氯离子运输障碍,使得离子在细胞内积累,进而导致细胞内液渗透压上升,细胞排出
水分子受阻,D 正确。
12.XY型性别决定的生物正常雌性拥有两条X染色体,且在任何细胞中都会有一条保有活性(标记作Xa),另一条则失活
(标记作Xi)导致上面的基因功能受抑制而沉默化。正常细胞内Xi 的数目=X 染色体数目-1,决定哪条X 染色体沉默化
是随机的。同卵双胞胎在基因与性状上还是有一定差异的,下列分析不合理
．．．的是(
)。
A.Xi 染色体一般不会出现在男性中,通常出现在女性中
B.同卵双胞胎男孩之间的差异一般小于同卵双胞胎女孩之间的差异
C.引起同卵双胞胎孩子之间的DNA 的差异主要是基因重组
D.即使是含相同遗传物质的个体,也能够表现出不同的性状
【解析】由于女性有两条X 染色体,决定哪条X 染色体沉默化(失活)是随机的,正常细胞内Xi 的数目=X 染色体数
目-1,所以Xi 一般不会出现在男性中,通常出现在女性中,A 正确;同卵双胞胎女孩间可能存在着较大的差异,同卵双胞
胎男孩间的差异一般小于女孩间的,B 正确;受精卵进行有丝分裂,引起同卵双胞胎孩子的DNA 的差异主要是基因突
变,C 错误;即使是含相同DNA 的个体,也能够表现出不同的性状,D 正确。
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13.某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrX
TY,其中A、B 基因位于同一条常染色体上,R、r 基因位于另一对常染色体上。
该动物的一个精原细胞经减数分裂产生甲、乙、丙、丁四个精细胞,甲和乙来自一个次级精母细胞,丙和丁来自另一
个次级精母细胞。其中甲的基因型为AbRX
TY,不考虑基因突变和染色体结构变异,下列判断正确的是(
)。
A.甲含5 条染色体
B.乙的基因型为AbRX
TY
C.丙含2 条常染色体
D.丁的基因型不是aBr 就是ABr
【解析】某种动物(2N=6)的基因型为AaBbRrX
TY,由于A、B 基因位于同一条常染色体上,且甲的基因型为AbRX
TY,
则该动物减数分裂过程中,发生了同源染色体之间非姐妹染色单体的交叉互换。若A 与a 发生交叉互换,则产生的两
个次级精母细胞的基因型为AabbRRX
TX
TYY、AaBBrr,继续进行减数第二次分裂,前者产生甲(AbRX
TY)和乙(abRX
TY),后者产
生丙和丁,即aBr、ABr;若B 与b 发生交叉互换,则产生的两个次级精母细胞的基因型为AABbRRX
TX
TYY、aaBbrr,继续进
行减数第二次分裂,前者产生甲(AbRX
TY)和乙(ABRX
TY),后者产生丙和丁,即aBr、abr。由于A、B 基因位于同一条常染色
体上,且甲的基因型为AbRX
TY,则甲的形成发生了染色体数目变异,其含4 条染色体,A 错误;乙的基因型为ABRX
TY 或
abRX
TY,B 错误;丙的基因型为aBr 或ABr 或abr,其含2 条常染色体,C 正确;丁的基因型为aBr 或ABr 或abr,D 错误。
14.下图表示基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的某种二倍体动物的两个正处在分裂状态的细胞。下列说法正确的
是(
)。
A.两个细胞所属的分裂方式相同
B.两个细胞中染色体组数和同源染色体对数相同
C.两个细胞中A、a 基因的位置异常,其原因一定相同
D.两个细胞发生了相同类型的可遗传变异
【解析】图甲细胞有同源染色体,呈现的特点是每条染色体的着丝点排列在细胞中央赤道板上,处于有丝分裂中
期;图乙细胞没有同源染色体,呈现的特点是染色体移向细胞两极,处于减数第二次分裂后期,可见,两个细胞所属的分
裂方式不同,A 错误。两个细胞中都含有2 个染色体组,图甲细胞有2 对同源染色体,图乙细胞中没有同源染色体,B 错
误。图甲细胞中A、a 基因的位置异常是由于发生了基因突变,图乙细胞中A、a 基因的位置异常是由于发生了基因
突变或交叉互换,C 错误。已知A 和a、B 和b 这两对基因独立遗传,即分别位于两对同源染色体上,而图中所示的两个
细胞中却有1 条染色体上同时含有a、b 基因,说明这两个细胞都发生了染色体结构变异中的易位,D 正确。
15.玉米抗锈病基因R 和不抗锈病基因r 是一对等位基因,下列有关叙述正确的是(
)。
A.基因R 和基因r 不可能出现在处于减数第二次分裂细胞的两极
B.基因R 可以突变成基因r,基因r 也可以突变成基因R
C.基因突变属于可遗传变异,故细胞中突变形成的基因r 都能通过有性生殖遗传给后代
D.一株处于开花期的杂合玉米个体中含基因R 的精子数=含基因r 的精子数=含基因R 的卵细胞数=含基因r 的卵细
胞数
【解析】若发生基因突变或减Ⅰ前期发生交叉互换,则基因R、r 可出现于减Ⅱ后期的细胞两极;若基因突变发生
在体细胞中,则不能通过有性生殖遗传给后代;杂合子玉米产生的雌雄配子数量不相等,雄配子数远多于雌配子数。
16.某二倍体生物在细胞分裂过程中出现了甲、乙、丙、丁4 种类型的变异。图甲中字母表示染色体片段。下列叙
述错误
．．的是(
)。
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A.图中所示的生物变异都属于染色体变异
B.若图乙为一性原细胞,其可能产生正常的配子
C.图丁和图丙相比较,图丁产生不利变异的可能性更大
D.图中所示的变异类型在减数分裂中均可能发生
【解析】图甲为染色体结构变异中的重复,图乙为染色体数目变异,图丙为基因重组,图丁为染色体易位,故图丙所
示的变异不属于染色体变异。
17.(2019·洛阳统考)某二倍体植物的花为两性花,其花色由一对等位基因(A、a)控制。研究发现,花色与显性基因的
个数有关,含两个A 基因的植株开红花,含一个A 基因的植株开粉红花,不含A 基因的植株开白花,并且染色体片段缺失
会引起花粉不育。请回答下列问题:
(1)植株甲(AA)与植株乙(aa)杂交,发现F1中某植株基因型为AAa,请解释该变异产生的原因:
。
(2)科研人员在植株甲的花蕾期用γ射线照射后,让其自交,发现子代出现几株开粉红花的植株。请结合题干信息,从可
遗传变异的角度分析,对这一现象做出解释。
假设一:
;
假设二:
。
(3)现欲确定(2)中哪个假设成立,进行如下实验:将上述开粉红花的植株在相同且适宜的条件下单株种植,并严格自交
一代,观察并统计子代的表现型及比例。请你预测可能的结果:
如果
,则假设一成立。
如果
,则假设二成立。
【答案】(1)植株甲在MⅠ后期含A 基因的同源染色体未分离或植株甲在MⅡ后期含A 基因的姐妹染色单体分开
后移向同一极
(2)假设一:一条染色体上的A 基因突变为a 基因
假设二:一条染色体上含有A 基因的片段缺失(两空
可颠倒)
(3)红花∶粉红花∶白花=1∶2∶1
红花∶粉红花=1∶1(两空可颠倒,但要与(2)对应)
18.(2019·九江联考)西瓜(单性花,雌雄同株)种子大小由两对基因A、a 和B、b 共同决定,a 基因纯合产生大子,但b
基因会抑制a 基因的表达;显性红瓤与隐性黄瓤分别由基因R 与r 决定,三对基因独立遗传。图甲与图乙所示分别为
培育三倍体西瓜的两种方法,已知其中二倍体植株的基因型为aabbRr,且四倍体植株减数分裂时四条同源染色体随机
两两联会。分析并回答下列问题:
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(1)图甲中,若仅考虑瓜瓤颜色这一对性状,则三倍体西瓜植株的基因型及比例为
;若同时考虑种子
和瓜瓤颜色这两对性状,则三倍体西瓜植株所结西瓜的性状为
。
(2)图乙中二倍体与四倍体杂交的基本步骤为
(用文字和箭头简要写出关键操作
名称即可)。
(3)图乙中,若仅考虑瓜瓤颜色这一对性状,四倍体西瓜植株的基因型为
。获得的所有三倍体西瓜植株中,RRr
个体所占的比例为
。
(4)假设图乙中某四倍体西瓜植株结出了大子西瓜,可能的原因是在诱导形成四倍体西瓜植株的过程中发生了
(填可遗传变异类型)。
【解析】(1)图甲中获得三倍体西瓜植株的思路是将含一个染色体组的生殖细胞与含两个染色体组的体细胞进行
融合。仅考虑瓜瓤颜色这一对性状时,花粉细胞的基因型及比例为R∶r=1∶1,体细胞的基因型为Rr,所以三倍体西瓜
植株的基因型及比例为RRr∶Rrr=1∶1。三倍体高度不育,不能结种子,所结西瓜的瓜瓤为红色。(2)图乙中获得三倍
体的思路是诱导二倍体西瓜幼苗染色体加倍形成四倍体西瓜植株后,再让其与二倍体西瓜植株杂交产生三倍体西瓜
植株。由于西瓜是单性花,所以杂交时不需对母本去雄。(3)图乙中四倍体西瓜植株由二倍体西瓜幼苗(Rr)经染色体加
倍而来,故基因型为RRrr。四倍体西瓜植株(RRrr)产生的配子中含有四条同源染色体中的任意两条,所以配子的类型
及比例为RR∶Rr∶rr=1∶4∶1,二倍体西瓜植株(Rr)产生的配子的类型及比例为R∶r=1∶1,根据配子法或棋盘法可
求得基因型为RRr 的个体占5/12。(4)图乙中四倍体西瓜植株与种子大小有关的基因型为aaaabbbb,由于b 基因会抑
制a 基因的表达,所以该四倍体西瓜植株结出的西瓜理论上为小子,现结出了大子西瓜,说明a 基因能成功表达而未被
抑制,则可能是基因b 突变为基因B。
【答案】(1)RRr∶Rrr=1∶1
全为无子红瓤
(2)套袋→授粉→套袋
(3)RRrr
5/12
(4)基因突变
19.日节律是动物普遍存在的节律性活动,通常以24 h 为周期。研究者从果蝇的羽化节律开始,逐渐揭示出日节律的
分子机制。请回答下列问题:
(1)研究者通过诱变得到羽化节律紊乱的雄蝇,推测雄蝇的羽化节律紊乱与野生型基因per 的突变有关。将羽化节律
紊乱的雄蝇与两条X 染色体融合在一起的雌蝇杂交,由于雌蝇经减数分裂产生
X 染色体的卵细胞,导致杂交
子代中出现性染色体只有一条正常X 染色体的个体(表现型为雄性),这些子代雄性个体羽化节律
,判断per
基因位于X 染色体上。地球上很多生物都有日节律现象,但参与调控的基因和分子机制高度相似且在进化上比较保
守,这是由于基因一旦发生改变,
。
(2)per 的突变基因Per
S、Per
L、Per
O分别导致果蝇的羽化节律变为短节律(羽化周期缩短)、长节律(羽化周期变长)
和无节律。研究者利用棒眼(伴X 显性遗传)正常节律雌蝇进行图1 所示杂交实验,对per 基因及突变基因间的显隐性
关系进行研究。
如何根据F2的表现型来确定基因Per
S与基因Per
L及基因per 与基因Per
S间的显隐性关系?
①
。
②
。
(3)经过几十年的研究,人们对动物中以24 h 为周期的日节律形成机理有了基本了解,如图2 所示。据图分析,P 蛋白和
T 蛋白积累到一定数量时,会在细胞质内结合形成P-T 蛋白二聚体,二聚体通过核孔进入细胞核,抑制相关基因
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的
,这是一种
调节机制。白天,某光敏蛋白可以与T 蛋白相互作用,导致T 蛋白降解,
蛋白积
累量增加,动物表现出日节律现象。
【答案】(1)不含
全部紊乱
会打破长期进化形成的平衡状态(或“相对稳定状态”),导致适应性降低,在自然选
择过程中被淘汰
(2)①观察F2中非棒眼雌蝇个体(基因型为Per
SPer
L)的羽化节律;若为短节律,则基因Per
S相对基因
Per
L为显性。若为长节律,则基因Per
L相对基因Per
S为显性
②观察F2中棒眼雌蝇个体(基因型为perPer
S)的羽化节
律;若为短节律,则基因Per
S相对基因per 为显性;若为正常节律,则基因per 相对基因Per
S为显性
(3)转录
负反馈
X
20.研究人员发现,果蝇唾液腺中某号染色体经过多次分裂纵向联合,彼此紧密盘绕形成多线染色体或巨染色体(如图
1 所示);美国遗传学家斯特蒂文特在研究黑腹果蝇时发现其控制眼型的遗传存在位置效应现象(基因通过变换在染色
体上的位置从而改变表型),表现型与果蝇唾液腺细胞的X 染色体上一个编号为16A 的区段的重复次数有关(图2 所示),
根据16A 区段的数量,X 染色体依次记为X1b、X2b、X3b。回答以下问题:
(1)研究人员发现,用
3H 标记的尿嘧啶掺入染色体后,在胀泡中
3H 含量明显较高,对此合理的解释
是
,而且随着幼虫发育的进行,胀泡在同一染色体不同位点出现或消失,这是由
于
。
(2)斯特蒂文特发现,雌雄果蝇X 染色体上16A 区段的重复次数与表现型的关系如下表所示:
类型
A
B
C
D
E
F
G
表现型
正常眼
棒眼
棒眼
重棒眼
正常眼
棒眼
重棒眼
染色体
组成
X1bX1b
X2bX1b
X2bX2b
X3bX1b
X1bY
X2bY
X3bY
①据表可知,雌果蝇B 的一个次级卵母细胞含有
个16A 区段,发生16A 区段重复的变异属
于
。
②雌果蝇C 与雄果蝇E 杂交,正常情况下F1 都为棒眼,但出现了少数正常眼和重棒眼果蝇。研究发现,这与同源染色
体之间的特殊交换方式有关。据此推断,上述杂交后代中出现异常果蝇是由于亲本中雌果蝇在减数分裂时,产生了
(用X 和b 表示)的配子。
(3)就16A 区段的重复次数而言,理论上推测,雌果蝇性染色体组成有6 种类型。表中还缺少的雌果蝇染色体类型是
X3bX3b 和X3bX2b,有人推测雌果蝇中的这几种类型都存在致死现象,请设计实验证明。
①选重棒眼雌果蝇分别与表现型为
的雄果蝇杂交。
②统计实验结果。
③结果分析:若杂交后代雌雄果蝇数量之比为
,则推测正确。
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【解析】(1)尿嘧啶为合成RNA 的原料,用
3H 标记的尿嘧啶掺入染色体后,在胀泡中
3H 含量较高,对此合理的解释
是胀泡中在进行转录,而且随着幼虫发育的进行,胀泡在同一染色体不同位点出现或消失,这是由于不同发育时期染
色体上的基因发生选择性表达。(2)雌果蝇B 的性染色体有X1b、X2b两种,所以减数第二次分裂时期的次级卵母细胞有
2 个或4 个16A 区段;16A 区段的重复导致染色体上基因数量发生改变,该变异属于染色体结构变异(中的重复);由于雌
果蝇C 与雄果蝇E 的染色体类型分别是X2bX2b、X1bY,若雌果蝇减数分裂异常,且后代出现重棒眼,则雌果蝇产生的配子
中存在X3b,含X3b染色体的配子是不对等交换的结果,所以同时产生的配子染色体类型应该有X1b。(3)为了验证X3bX3b、
X3bX2b是否致死,重棒眼雌果蝇与棒眼雄果蝇杂交,或与重棒眼雄果蝇杂交才能组合出X3bX2b、X3bX3b,根据它们杂交后代表
现型的性别比可以推测,若X3bX3b、X3bX2b均致死,杂交后代雌雄果蝇数量之比为1∶2。
【答案】(1)胀泡中在进行转录
不同发育时期染色体上的基因发生选择性表达
(2)①2 或4
染色体结构变异
(中的重复)(答“染色体变异”不正确)
②X3b和X1b
(3)①棒眼、重棒眼(只答“棒眼”或只答“重棒眼”不正确)
③1∶2
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第15 讲
变异在育种中的应用
1.(2019·南昌联考)下列关于几种育种方法的说法,不正确
．．．的是(
)。
A.诱变育种可以产生新基因,所以一定能产生新物种
B.单倍体育种常用花药离体培养,利用了染色体变异原理
C.在培育某一新品种的过程中可能会用多种育种方式
D.转基因育种是可实现定向变异的育种方法
【解析】诱变育种可以产生新基因,但不一定能产生新物种,A 错误;单倍体育种常用花药离体培养,导致染色体数
目减半,利用了染色体变异原理,B 正确;诱变育种可以改变物种的基因,转基因育种可将其他生物的基因导入,杂交育
种可将不同个体的不同优良基因通过杂交整合到一个个体上,单倍体育种可快速获得纯合体,在培育新品种的过程中,
可以多种育种方式混合使用,发挥各自的优势,C 正确;转基因育种可实现定向变异,D 正确。
2.下列实践活动包含基因工程技术的是(
)。
A.水稻F1花药经离体培养和染色体加倍,获得基因型纯合的新品种
B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交,通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C.将含抗病基因的重组DNA 导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株
D.用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆
【解析】A 项为单倍体育种,用到植物组织培养技术;B 项为传统的杂交育种;C 项抗病植株的培育用到基因工程技
术和植物组织培养技术;D 项为诱变育种。
3.(2019·合肥联考)科学家用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种,方
法如图。下列叙述正确的是(
)。
A.过程甲产生的F1有四种表现型
B.该育种方法选育的优良品种不可育
C.过程乙没有涉及花药离体培养
D.该育种方法可以明显缩短育种年限
【解析】过程甲产生的子一代的基因型为DdTt,表现为高秆抗锈病,只有一种表现型,A 错误;该育种方法为单倍体
育种,可以明显缩短育种年限,过程乙经过了花药离体培养和秋水仙素处理后,获得的优良品种是可育的,且肯定是纯
合子,B、C 错误,D 正确。
4.某园艺师用二倍体番茄和四倍体土豆(体细胞内形状、大小相同的染色体都有四条)进行有性杂交,产生种子。种植
后得到植株C,发现不能结籽。根据材料判断下列说法正确的是(
)。
A.得到的植株C 是一个新的物种
B.植株C 不能结籽的原因是细胞内没有同源染色体
C.理论上欲使植株C 结籽,可以用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
D.获得可以结籽的植株C 采用的是单倍体育种的方法
【解析】由于植株C 不能结籽,即不能产生后代,故不能算是一个新物种,A 错误;植株C 中有3 个染色体组,其中1
组来自番茄,2 组来自土豆,所以在减数分裂过程中会因为同源染色体联会紊乱而不能产生正常的配子,因而不能结
籽,B 错误;用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,可使植株C 细胞中染色体组加倍,从而产生正常的配子,C 正
确;获得可以结籽的植株C 采用的是多倍体育种的方法,D 错误。
5.下列有关三倍体无子西瓜的叙述,正确的是(
)。
A.三倍体无子西瓜是用生长素处理单倍体西瓜幼苗获得的
B.三倍体无子西瓜因其不存在同源染色体而无法产生种子
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C.秋水仙素可以促进三倍体无子西瓜果实的发育
D.利用植物组织培养技术可获得大量三倍体无子西瓜幼苗
【解析】三倍体无子西瓜是先用秋水仙素处理二倍体(2N)西瓜幼苗,再将形成的四倍体(4N)西瓜与二倍体(2N)西瓜
杂交获得的,A 错误;三倍体无子西瓜有同源染色体,因其联会紊乱,难以产生正常的配子而无法产生种子,B 错误;生长
素可以促进三倍体无子西瓜果实的发育,C 错误;利用植物组织培养技术可获得大量三倍体无子西瓜幼苗,D 正确。
【答案】D
6.下列有关生物体的倍性及育种的叙述,正确的是(
)。
A.单倍体、二倍体及多倍体的判断依据是细胞内染色体组的数量
B.多倍体育种需要诱导染色体数目加倍,而单倍体育种则可以不需要
C.经染色体变异途径得到的单倍体及多倍体均为有遗传缺陷的个体
D.利用杂交育种技术可培育出生物新品种,促进生物的进化
【解析】单倍体、二倍体及多倍体的判断,首先要看发育的起点,再看体细胞内染色体组的数量,A 错误;多倍体育
种和单倍体育种通常需要用到秋水仙素来诱导染色体数目加倍,B 错误;经染色体变异途径得到的单倍体及多倍体一
般不存在遗传缺陷,C 错误;利用杂交育种技术可培育出生物新品种,促进生物的进化,D 正确。
7.2017 年7 月,“太空灵芝”落地福州仙芝楼,填补了我国医用真菌空间育种的空白。下列相关叙述正确的是(
)。
A.在菌株培育和选择过程中,种群的基因频率发生改变
B.太空环境作用下,“太空灵芝”成为一种新的物种
C.太空环境定向诱导后,可筛选出人们需要的性状
D.太空环境作用下,灵芝菌株只可能发生基因突变
【解析】太空育种也称空间诱变育种,是一项将农作物种子或试管种苗送到太空,利用太空特殊的、地面无法模
拟的环境(高真空、宇宙高能离子辐射、宇宙磁场、高洁净)的诱变作用,使种子产生变异,再返回地面选育新种子、新
材料,培育新品种的作物育种新技术。“太空灵芝”就是空间诱变育种培育的新品种,在培育过程中灵芝会产生不同
的变异(包含基因突变和染色体变异),人们对适合人类需要的变异选择的过程会使灵芝种群的基因频率发生改变,A正
确;“太空灵芝”与地球上的普通灵芝仍然属于同一物种,B 错误;太空环境引起的变异是随机的和不定向的,C 错误;太
空环境作用下,灵芝菌株可发生基因突变或染色体变异,D 错误。
8.下列为利用玉米(2N=20)的幼苗芽尖细胞(基因型为BbTt)进行实验的流程示意图。下列分析不正确
．．．的是(
)。
A.①过程中可能会发生基因突变
B.植株B 为纯合子的概率为25%
C.植株C 为单倍体,由配子发育而来
D.整个流程体现了体细胞与生殖细胞均具有全能性
【解析】①为植物组织培养,该过程可能发生基因突变,A 正确;植物B 是通过花药离体培养获得的单倍体植株经
染色体加倍所得,因此是纯合子,B 不正确;幼苗2 是花药离体培养获得的单倍体植株,植株C 是由幼苗2 正常培育获得
的,因此为单倍体,C 正确;芽尖细胞为体细胞,能够培育出完整植株,花药离体培养也可培育出完整植株,体现了体细胞
和生殖细胞均具有全能性,D 正确。
9.黑龙江省农科院欲通过下图所示的育种过程培育出高品质的糯玉米(yyRR)。下列有关叙述正确的是(
)。
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A.a 过程中运用的遗传学原理是基因重组
B.a 过程需要用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
C.a、b 过程均要使用组织培养技术
D.a、b、c 过程中,c 过程产生糯玉米的概率最低
【解析】a 过程是染色体数目加倍的过程,所利用的原理是染色体数目变异,A 错误;a 过程是用秋水仙素处理单倍
体植株的幼苗,B 错误;b 过程是杂交育种过程中的操作,即连续自交和人工选择,不需要使用组织培养技术,C 错误;c 过
程为诱变育种,产生糯玉米的概率最低,D 正确。
10.下图为普通小麦的培育过程示意图(由三种不同的植物通过种间杂交形成),以下叙述正确的是(
)。
A.二粒小麦为二倍体,细胞中有同源染色体
B.由于二粒小麦可育,所以一粒小麦与山羊草之间不存在生殖隔离
C.该育种方法利用的遗传学原理主要是基因重组
D.杂种一、杂种二不育,二粒小麦、普通小麦可育
【解析】二粒小麦为四倍体,细胞中有同源染色体,A 错误;二粒小麦可育,是由于①过程诱导染色体加倍,一粒小麦
与山羊草之间存在生殖隔离,B 错误;该育种方法利用的遗传学原理主要是染色体变异,C 错误。
11.2018 年8 月,我国科学家首次人工创建了单染色体的真核细胞,即只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株SY14。它
是将天然酿酒酵母菌的16 条染色体通过15 轮染色体融合而形成的,且具有正常细胞的功能。下列叙述正确的是
(
)。
A.SY14 的诞生表明人工创造了新物种
B.SY14 一条线型染色体上可能存在多对等位基因
C.SY14 的染色体DNA 只有一个RNA 聚合酶的结合位点
D.培育酿酒酵母菌SY14 的原理主要是基因重组
【解析】SY14 不是新物种,A 错误;SY14 一条线型染色体上可能存在多对等位基因,B 正确;SY14 的染色体DNA 上
具有多个基因,因此有多个RNA 聚合酶的结合位点,C 错误;培育酿酒酵母菌SY14 的原理主要是染色体变异,D 错误。
12.下列与遗传、变异及育种有关的叙述,正确的是(
)。
A.基因工程育种可定向改变生物的遗传性状,不同生物的基因之间都能直接拼接而进行重组
B.染色体变异可以用光学显微镜直接观察到,遗传病患者不一定携带致病基因
C.RNA 聚合酶和tRNA 都能特异性识别RNA,合成它们的车间是核糖体
D.大幅度改良生物的性状只能采用杂交育种
【解析】基因的主要载体是染色体,RNA 病毒的基因是有遗传效应的RNA 片段,与DNA 之间不能直接拼接而进行
重组,A 错误。染色体变异可以用光学显微镜直接观察到,遗传病患者不一定携带致病基因,如染色体病,B 正确。RNA
聚合酶能识别DNA 上的启动子,不能识别RNA;tRNA 主要在细胞核内合成,C 错误。大幅度改良生物的性状只能采用诱
变育种,D 错误。
13.无子西瓜的培育过程如下图所示。根据图解,结合你所学过的生物学知识分析,下列叙述正确的是(
)。
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A.①过程要用秋水仙素处理,它的作用主要是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成
B.四倍体西瓜根细胞一定含有2 个染色体组
C.四倍体西瓜与二倍体西瓜不存在生殖隔离,它们属于同一物种
D.由三倍体植株结成无子西瓜的过程,与中心体有密切的关系
【解析】①过程用秋水仙素处理,秋水仙素可抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍,A 正确;
由于秋水仙素只是处理了幼苗的地上部分,未作用于根,故四倍体西瓜的根细胞染色体数未加倍,仍为2 个染色体组,
但根细胞在有丝分裂后期可含4 个染色体组,B 错误;四倍体西瓜和二倍体西瓜杂交形成的三倍体西瓜高度不育,说明
二者之间存在生殖隔离,属于不同的物种,C 错误;西瓜属于高等植物,细胞中不含中心体,D 错误。
14.为获得果实较大的四倍体葡萄(4N=76),将二倍体葡萄茎段经秋水仙素溶液处理后栽培。研究结果显示,植株中约
40%的细胞的染色体被诱导加倍,这种植株含有2N 细胞和4N 细胞,称为“嵌合体”,其自交后代中有四倍体植株。下
列叙述不正确
．．．的是(
)。
A.“嵌合体”产生的原因之一是细胞的分裂不同步
B.“嵌合体”可以产生含有38 条染色体的配子
C.“嵌合体”不同的花之间传粉后可以产生三倍体子代
D.“嵌合体”根尖分生区的部分细胞含19 条染色体
【解析】秋水仙素作用于细胞分裂的前期,而不同细胞处于细胞分裂的不同时期,即细胞的分裂不同步是“嵌合
体”产生的原因之一,A 正确;“嵌合体”含有4N 的体细胞的染色体数是76 条,因此可以产生含有38 条染色体的配
子,B 正确;嵌合体中2N 细胞可产生含1 个染色体组的配子,4N 细胞可产生含2 个染色体组的配子,所以“嵌合体”不
同的花之间传粉后可以产生三倍体子代,C 正确;用秋水仙素处理的是葡萄茎段,没有处理根尖分生区细胞,且分生区细
胞进行的是有丝分裂,因此根尖分生区细胞含38 或76 条染色体,不会出现含19 条染色体的细胞,D 错误。
15.某植物的三对相对性状的控制基因及其所在染色体的情况如下表所示。现有各种具显性性状的纯合子,为了培育
纯隐性性状的植株,下列选用的植株及对应育种方法中,较为简捷可行的是(
)。
项目
花色(红对白
为
显性)
株高(高对矮
为
显性)
叶形(宽叶对窄
叶为显性)
控制基因
A—a
C—c
D—d
基因的位
置
第3 号染色体第5 号染色体
第6 号染色体
A.红花矮茎窄叶植株、白花高茎窄叶植株,杂交育种
B.红花高茎窄叶植株、白花高茎窄叶植株,诱变育种
C.红花矮茎窄叶植株、白花高茎窄叶植株,基因工程育种
D.红花高茎窄叶植株、白花高茎窄叶植株,单倍体育种
【解析】诱变育种的原理是基因突变,而基因突变具有不定向性、低频性、多害少利性等,能否得到目的植株还
是未知;基因工程育种操作烦琐。选用红花矮茎窄叶植株和白花高茎窄叶植株,利用杂交育种的方法,第二代即可出现
目的植株,操作也较为简单。单倍体育种时间虽比杂交育种时间短,但操作过程比杂交育种的复杂。
16.下图表示培育新品种(或新物种)的不同育种方法,下列分析错误
．．的是(
)。
A.①②③过程的育种方法能产生新的基因型,⑥过程的育种方法能产生新的基因
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B.④⑤过程的育种和⑦过程的育种原理相同,均利用了染色体变异的原理
C.②③过程自交的目的不同,后者是筛选符合生产要求的纯合子
D.图中A、B、C、D、E、F 中的染色体数相等,通过⑦过程产生的新物种的染色体数是B 的两倍
【解析】①②③过程的育种方法是杂交育种,能产生新的基因型,⑥过程的育种方法是诱变育种,能产生新的基
因;④⑤过程的育种和⑦过程的育种分别是单倍体育种和多倍体育种,均利用了染色体变异的原理;②过程是为了筛
选符合生产要求的表现型,③过程是为了筛选符合生产要求的纯合子;E 中的染色体数是其他个体的一半。
17.小麦品种是纯合体,生产上用种子繁殖,现要选育矮秆(aa)、抗病(BB)的小麦新品种;马铃薯品种是杂合体(有一对基
因杂合即可称为杂合体),生产上通常用块茎繁殖,现要选育黄肉(Yy)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦品种
间杂交育种程序,以及马铃薯品种间杂交育种程序。要求用遗传图解表示并加以简要说明。(写出包括亲本在内的前
三代即可)
【解析】遗传图解的书写得分点主要包括:亲本的表现型和基因型、产生配子的种类和比例及子代的表现型、
基因型及比例;遗传图解中的说明的得分点主要包括:亲本的选择、交配方式、子代的筛选和处理以及所需类型的获
取。
【答案】
18.(2019·江西联考)正常的水稻体细胞染色体数为2n=24。现有一种三体水稻,细胞中7 号染色体的同源染色体有三
条,即染色体数为2n+1=25。下图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图(6、7 为染色体标号;A 为抗病
基因,a 为非抗病基因;①~④为四种类型配子)。已知染色体数异常的配子(如①③)中雄配子不能参与受精作用,其他配
子均能参与受精作用。请回答:
(1)若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换,且产生的配子均有正常活性,则配子②和③
(填“可
能”或“不可能”)来自一个初级精母细胞,配子④的7 号染色体上的基因为
。
(2)某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂过程,欲观察7 号染色体的配对状况,应选择处于
期的细胞;若某次级精母细胞形成配子①,则该次级精母细胞中染色体数为
。
(3)现用非抗病水稻(aa)和该三体抗病水稻(AAa)杂交,已测得正交实验的F1抗病水稻∶非抗病水稻=2∶1。请预测反交
实验的F1中,非抗病水稻所占比例为
,抗病水稻中三体所占比例为
。
(4)香稻的香味由隐性基因(b)控制,普通稻的无香味由显性基因(B)控制,等位基因B、b 可能位于6 号染色体上,也可能
位于7 号染色体上。现有正常的香稻和普通稻,7 号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合子种子供选用,请你设计杂
交实验并预测实验结果,从而定位等位基因B、b 的染色体位置。
实验步骤:
a.选择正常的
为父本和三体的
为母本杂交得F1。
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b.用正常的香稻为母本与F1中三体的普通稻为父本杂交。
c.统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。
实验结果:
d.若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为
,则等位基因(B、b)位于7 号染色体上。
e.若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为
,则等位基因(B、b)位于6 号染色体上。
【解析】(1)分析题图可知,题中三体细胞的基因型为AAa,形成配子的基因型为A、Aa、AA、a,图中配子②和③的
基因型分别为a 与Aa,因此②③不可能来自同一个初级精母细胞,并且配子④的7 号染色体上的基因一定是A。(2)减
数第一次分裂前期发生同源染色体联会的现象,此时同源染色体两两配对;由于该三体水稻的体细胞中含有染色体数
目为2n+1=25,配子①中多一条7 号染色体,因此形成配子①的次级精母细胞在前期和中期时染色体数目为12+1=13
条,后期由于着丝点分裂,染色体数目加倍,变为26 条。(3)该三体水稻产生的配子基因型及其比例为
AA∶a∶Aa∶A=1∶1∶2∶2。当三体水稻作父本时,由于AA 和Aa 的花粉不能受精,因此测交后代表现型为抗病∶非抗
病=2∶1;当三体水稻作母本时,产生的配子都可以受精,故非抗病水稻所占比例为1/6,抗病水稻占5/6,抗病水稻中三
体所占比例为3/5。(4)要确定B、b 在染色体上的位置,可以先制备BBb,根据其产生配子的特点确认B、b 在染色体上
的位置,因此可以选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F1,然后用正常的香稻为母本与F1中三体的普
通稻为父本杂交,最后统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比。若等位基因(B、b)位于7 号三体染色体上,则正常母
本香稻的基因型为bb,F1中三体的基因型为BBb,产生的花粉有B∶b=2∶1,其为父本与基因型为bb 的水稻杂交,后代中
表现型及比例为香稻∶普通稻=1∶2;若等位基因(B、b)不位于7 号三体染色体上,则香稻的基因型为bb,F1中三体的基
因型为Bb,其与基因型为bb 的水稻杂交,后代中表现型及比例为香稻∶普通稻=1∶1。
【答案】(1)不可能
A
(2)减数第一次分裂前
13 或26
(3)1/6
3/5
(4)香稻
普通稻
1∶2
1∶1(或普通稻
香稻
2∶1
1∶1)
19.已知玉米籽粒的黄色和白色是一对相对性状,且黄色(A)对白色(a)为显性。请回答下列有关遗传与变异的问题。
(1)正常结黄色籽粒的植株甲的一个花粉母细胞(相当于哺乳动物的精原细胞)经减数分裂后形成的一个精细胞如图
甲所示,这说明在减数分裂产生配子的过程中,除发生了染色体数目变异外,还发生了
交换,请在下面方框中画出和该精细胞来源于同一次级精母细胞的另一个精细胞的染色体及基因图解。
(2)已知基因A、a 位于9 号染色体上,且无正常9 号染色体的花粉不能参与受精作用。现有基因型为Aa 的植株乙,其
细胞中9 号染色体如图乙所示。
①植株乙的变异类型为
。
②为了确定植株乙的基因A 是位于正常染色体上还是异常染色体上(不考虑交叉互换),让植株乙自花受粉产生F1,F1
的表现型及比例为
,可说明植株乙的基因A 位于正常染色体上。
③以植株乙为父本,以正常的结白色籽粒的植株为母本,杂交产生的F1中,发现了一株结黄色籽粒的植株丙,其染色体
及基因组成如图丙所示。该植株形成的最可能原因是父本在减数分裂过程中
。若植株丙
在减数第一次分裂过程中(不考虑交叉互换)3 条9 号染色体随机移向细胞两极,并最终形成含1 条和2 条9 号染色体
的配子,那么以植株丙为父本,以正常的结白色籽粒的植株为母本进行测交,后代的表现型及比例
是
。
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【解析】(1)由图甲分析可知,在该花粉母细胞的减数分裂过程中,同源染色体未分离,且同源染色体中的非姐妹染
色单体之间发生了交叉互换。和图中精细胞来源于同一次级精母细胞的另一个精细胞的基因型也是Aa,图解如答案
所示。(2)①根据图乙判断,植株乙的变异类型为染色体结构变异中的缺失。②若A 基因位于正常染色体上,则:
雄配子
雌配子
A
A
AA 黄色
a
Aa 黄色
③由题意可知,亲本的基因型为♀aa、♂Aa,而子代的基因型为Aaa,由于无正常9 号染色体的花粉不能参与受精作用,
则母本提供的卵细胞的基因型为a,父本提供的精子的基因型为Aa,由此推测植株丙形成的原因是父本在减数第一次
分裂时同源染色体未分离。植株丙减数分裂产生的雄配子的基因型及比例为A(不参与受
精)∶aa∶Aa∶a=1∶1∶2∶2,母本(aa)产生的雌配子的基因型为a,则产生的子代的基因型及比例为aaa(白
色)∶Aaa(黄色)∶aa(白色)=1∶2∶2,表现型及比例为黄色∶白色=2∶3。
【答案】(1)同源染色体中的非姐妹染色单体片段
(2)①染色体结构变异
②全为黄色
③同源染色体未分离
黄色∶白色=2∶3
20.家蚕(2N=56)的性别决定方式为ZW 型。养蚕抽丝是中国传统工艺,在“天宫二号”空间实验室里六只蚕宝宝成功
吐丝结茧,黄色蚕丝织物的透气量和透湿量均好于白色蚕丝织物。控制蚕茧颜色的黄色基因Y 对白色基因y 为显性,
位于常染色体上;在另一对常染色体上有B、b 基因,当基因B 存在时会抑制黄色基因Y 的作用,从而使蚕茧变为白色,
而基因b 不会抑制黄色基因Y 的作用。幼蚕体色中的有斑纹和无斑纹性状分别由Ⅱ号染色体上的A 和a 基因控制。
雄蚕吐丝多,丝的质量好,但在幼蚕阶段,雌雄不易区分。请回答以下问题:
(1)在“天宫二号”空间实验室里,家蚕发生的可遗传变异有
。研究家蚕的单倍体基因组
需要研究29 条染色体而不是28 条,原因是
。
(2)现有基因型不同的两个结白茧的蚕杂交,产生了足够多的子代,子代中结白茧的与结黄茧的比例是3∶1。这两个亲
本的基因型可能是
(正交、反交视作同一种情况)。
(3)科学家采用射线处理AAZW 家蚕,获得突变体(如图1 所示,基因型可以表示为AOZW
A),并用该突变体与普通雄性家蚕
(aaZZ)杂交,选育出限性斑纹雌蚕(如图2 所示)。
①图中变异家蚕的变异类型属于
。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所利用的遗传学原理
是
。
②在生产中,为了提高经济效益,可利用限性斑纹雌蚕和无斑纹雄蚕培育出根据体色辨别幼蚕性别的后代,筛选出雄
蚕进行饲养。请用遗传图解和适当的文字,描述选育雄蚕的过程。
【解析】(1)家蚕进行有性生殖,发生的可遗传变异有基因突变、基因重组和染色体变异。研究家蚕的单倍体基
因组需要研究29 条染色体而不是28 条,原因是成对的常染色体各取一条,但是Z、W 均要研究,因为这两条染色体上
含有不同的遗传信息。(2)基因型不同的两个结白茧的蚕杂交,子代中结白茧的与结黄茧的比例是3∶1,可以推出这两
个亲本的基因型可能是YYBb×YyBb 或YYBb×yyBb 或YyBb×yybb。(3)图中变异家蚕的变异类型属于染色体变异中
的易位。由变异家蚕培育出限性斑纹雌蚕所利用的育种方式为杂交育种,利用的遗传学原理是基因重组。
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【答案】(1)基因突变、基因重组和染色体变异
成对的常染色体各取一条,但是Z、W 均要研究,因为这两条染色
体上含有不同的遗传信息
(2)YYBb×YyBb 或YYBb×yyBb 或YyBb×yybb
(3)①染色体变异中的易位
基因重组
②
文字说明:后代中有斑纹的均为雌蚕,应淘汰;无斑纹的为雄蚕,应保留。
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第16 讲
生物进化
1.达尔文环球考察过程中,发现某个经常刮大风的海岛上有许多无翅和残翅昆虫。按照现代生物进化理论分析,下列
说法正确的是(
)。
A.大风导致昆虫产生适应环境的无翅、残翅变异,其生存和繁殖后代机会多
B.岛上不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
C.不同海岛的昆虫种群间不能进行基因交流,标志着新物种形成
D.突变和自然选择均能定向改变无翅和残翅昆虫种群的基因频率
【解析】变异是本身就存在的,大风没有诱导昆虫产生适应环境的无翅、残翅变异,A 错误;岛上不同物种之间、
生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,B 正确;由于存在地理隔离,不同海岛的昆虫种群间不能进行基因
交流,生殖隔离才是新物种形成的标志,C 错误;突变具有不定向性,自然选择能定向改变无翅和残翅昆虫种群的基因频
率,D 错误。
2.下列有关现代生物进化理论的叙述,正确的是(
)。
A.捕食关系会降低物种多样性
B.盲鱼眼睛的退化是长期黑暗诱导基因突变的结果
C.一个种群的基因突变和基因重组一定会影响另一个种群的基因频率
D.隔离在物种形成中的主要作用是使种群间停止基因交流
【解析】捕食者与猎物的关系在调节猎物种群数量的过程中起重要作用,被捕食者往往是体弱患病的个体,从而
阻止了不利基因的延续,在进化过程中捕食者与被捕食者之间形成共同进化的关系,因此捕食关系不会降低物种多样
性,A 错误。盲鱼眼睛的退化是黑暗环境定向选择的结果,是由自然选择决定的,B 错误。若一个种群和另一个种群地
域不同,自然环境不一样,它们之间存在着地理隔离,则基因突变和基因重组不会影响对方的基因频率,C 错误。隔离是
指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,可见隔离在物种形成中的主要作用是使种群间停止基
因交流,D 正确。
3.许多年前,某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群。两个种群所发生的变化如下图所示,①~⑥表示不
同的变异结果,a~d 表示进化的不同环节。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.a 表示地理隔离,经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离
B.b 过程表示基因突变和基因重组,为生物进化提供原材料
C.c 过程可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化
D.渐变式和爆发式地形成新物种都需要d 环节
【解析】a 表示地理隔离,经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离,A 正确;b 过程表示突变和基因重组,能为生物
进化提供原材料,B 错误;c 表示自然选择过程,可以定向改变种群的基因频率,导致生物定向进化,C 正确;d 为生殖隔离,
渐变式和爆发式地形成新物种都需要d 环节,D 正确。
4.人长期食用污染土壤上的稻米后会引起骨头针扎般剧痛,被称为“痛痛病”。研究人员发现某锌—镉电池厂旁被
镉污染的河流淤泥中的蠕虫对镉有抵抗力。清除出河底大部分含镉的沉积物,经过9 代繁衍,发现蠕虫重新对镉变得
脆弱敏感。下列说法错误
．．的是(
)。
A.被镉污染的淤泥中的蠕虫对镉的抵抗力强,这与环境的定向选择有关
B.清除镉前蠕虫对镉有抵抗力与镉诱导基因定向突变有关
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C.清除镉后,环境对相应抗性基因的选择作用减弱
D.蠕虫重新对镉变得脆弱敏感说明蠕虫发生了进化
【解析】生物的变异是不定向的,而自然选择是定向的,在被镉污染的淤泥中的蠕虫对镉的抵抗力强,这与环境的
定向选择有关,A 正确、B 错误;清除出河底大部分含镉的沉积物后,又经过了9 代繁衍,蠕虫重新对镉变得脆弱敏感,基
因频率也发生了改变,所以环境对相应抗性基因的选择作用减弱,C、D 正确。
5.下列有关生物多样性和进化的叙述中,正确的是(
)。
A.“精明的捕食者”策略给人类以启示,要适度利用野生生物资源
B.地球上最早出现的生物是异养需氧型
C.新物种形成的必要条件是地理隔离
D.细菌在接触青霉素后产生具有抗药性的突变,青霉素起选择作用
【解析】捕食者一般不会将所有的猎物吃掉,会留下一定量的种群让其发展,否则自己也无法生存,A 正确;地球上
最早出现的生物是异养厌氧型,B 错误;新物种形成的必要条件是隔离而不是地理隔离,C 错误;细菌中原本存在各种各
样的突变个体,接触青霉素后,有抗药性的突变个体存活下来了,没有抗药性的个体被淘汰,青霉素选择出了抗药突变
个体,而不是细菌接触青霉素后产生突变个体,D 错误。
6.切叶蚁中体型较大的蚂蚁将叶片咬下运回巢穴,交给体型较小的蚂蚁咬成小片,后者再给体型更小的蚂蚁咬成更小
的片,依次进行直至叶片被咀嚼为糊状,然后切叶蚁将叶糊平铺在巢穴中养殖真菌,真菌可以分解叶片中坚韧的组织,
切叶蚁则以真菌为食。切叶蚁体表覆盖一层链霉菌,该菌可抑制本巢穴真菌寄生物的大量繁殖。由此能得出的推论
是(
)。
A.“植物→真菌→切叶蚁”构成一条捕食食物链
B.体型大小不同的切叶蚁间共同进化
C.该生态系统的各种生物组分之间完成能量流动和物质循环
D.蚂蚁能长期控制巢内真菌寄生物是共同进化的结果
【解析】本题主要考查生态系统的结构与功能。真菌将植物的组织分解,得到有机物用于生长,属于生态系统的
分解者,A 错误;体型大小不同的切叶蚁间存在“社会”分工的不同,是同一个种群,B 错误;该生态系统的各种生物组分
与无机环境之间完成物质循环,C 错误;蚂蚁能长期控制巢内真菌寄生物是共同进化的结果,D 正确。
7.下列关于盲鱼的叙述正确的是(
)。
A.盲鱼和某种浅水鱼因种群的基因库存有显著差异,一定不能相互交配
B.盲鱼个体在生存斗争过程中相互选择、共同进化
C.原始鱼类进化为盲鱼的根本原因是漆黑、低氧、高压的生存环境
D.即使盲鱼和原始鱼类再次生活在相同环境中也不能进化为同一物种
【解析】盲鱼和某种浅水鱼种群属于不同的物种,存在生殖隔离,其表现形式为不能自由交配或即使交配成功,也
不能产生可育后代,A 错误;盲鱼个体间存在生存斗争,不属于共同进化,B 错误;原始鱼类进化为盲鱼的根本原因是基因
频率的改变,漆黑、低氧、高压的生存环境起选择作用,C 错误;即使盲鱼和原始鱼类再次生活在相同环境中也不能进
化为同一物种,D 正确。
8.下图表示3 种可能的物种形成机制,对机制1~3 诱发因素的合理解释依次是(
)。
A.生殖隔离、种内斗争、出现突变体
B.地理隔离、种群迁出、出现突变体
C.自然选择、种间斗争、种群迁入
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D.种内斗争、繁殖过剩、环境改变
【解析】物种形成的三个基本环节是突变和重组、自然选择及隔离。机制1 的诱发因素为地理隔离;机制2 的
诱发因素为种群中部分个体迁出;机制3 的诱发因素为突变,B 正确。
9.假设某一地区白化病的致病基因频率为a,红绿色盲的致病基因频率为b,抗维生素D 佝偻病的致病基因频率为c。
下列相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.该地区正常个体中白化病致病基因携带者所占的比例为2a/(1+a)
B.该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b
2
C.该地区女性个体中不患抗维生素D 佝偻病的个体所占的比例为(1-c)
2
D.该地区女性个体中同时患红绿色盲和抗维生素D 佝偻病的个体所占的比例为b
2(2c-c
2)
【解析】已知白化病为常染色体隐性遗传病,致病基因频率为a,则正常基因频率为1-a,因此该地区正常个体中
白化病致病基因携带者所占的比例=2×(1-a)×a÷[2×(1-a)×a+(1-a)(1-a)]=2a/(1+a),A 正确;已知红绿色盲为伴X 染
色体隐性遗传病,致病基因频率为b,则该地区男性个体中患红绿色盲的个体所占的比例为b,B 错误;已知抗维生素D
佝偻病为伴X 染色体显性遗传病,致病基因频率为c,则正常基因的频率为1-c,因此该地区女性个体中不患抗维生素D
佝偻病的个体所占的比例为(1-c)
2,C 正确;该地区女性个体中,患有红绿色盲的概率为b
2,患有抗维生素D 佝偻病的概率
为1-(1-c)
2=2c-c
2,因此同时患有两种病的概率为b
2(2c-c
2),D 正确。
10.世界卫生组织发布的调查报告显示,有超过60%的受访者错用抗生素来治疗感冒。其实感冒多由病毒引起,只有在
细菌感染时用抗生素治疗才可能有效。根据以上信息并结合所学知识判断,下列说法错误
．．的是(
)。
A.有的抗生素能抑制蛋白质的合成,则真核生物与原核生物的核糖体结构可能有所不同
B.经常使用抗生素来治疗感冒会导致细菌产生抗药性变异
C.滥用抗生素会导致细菌抗药性基因的频率升高
D.滥用抗生素可能导致肠道内的一些菌群失调,从而影响人体健康
【解析】真核生物与原核生物的核糖体结构可能有所不同,A 正确;细菌本身存在抗药性变异,滥用抗生素会导致
细菌抗药性基因的频率升高,B 错误、C 正确;滥用抗生素可能导致肠道内的一些菌群失调,从而影响人体健康,D 正确。
11.(2019·广东模拟)最新《自然》载文:科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素(Ljrsocin E),它能
对抗常见抗生素无法对付的超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述正确的是(
)。
A.耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于突变或基因重组
B.按现代进化理论解释,超级细菌形成的实质是自然选择使耐药性变异定向积累的结果
C.耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌的形成意味着该种群一定发生了进化
D.施用新型抗生素(Ljrsocin E)会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝
【解析】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌属于原核生物,不进行减数分裂,其可遗传变异不会来自基因重组,A 错误;现
代生物进化理论在分子水平上解释生物的进化,按现代进化理论解释,超级细菌形成的实质是自然选择使金黄色葡萄
球菌的基因频率发生定向变化,B 错误;进化的实质是种群基因频率的变化,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌这一超级细菌
的形成伴随着种群基因频率的变化,意味着该种群一定发生了进化,C 正确;耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群中存在着
抗新型抗生素的个体差异,施用新型抗生素(Ljrsocin E)不会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群灭绝,D 错误。
12.某公司对即将上市的家蝇杀虫剂产品做预期调查,下表是对某市不同地区家蝇种群的敏感性和抗(杀虫剂)性基因
型频率调查的结果。已知家蝇的敏感性和抗性由常染色体上的一对等位基因控制,且神经细胞膜上某通道蛋白中的
一个亮氨酸替换为苯丙氨酸时出现抗药性。
家蝇种群来源
敏感型纯合子(%)
抗性杂合子(%)
甲地区
78
20
乙地区
64
32
丙地区
84
15
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根据以上信息分析,下列说法错误
．．的是(
)。
A.甲地区家蝇种群中抗性基因频率比丙地区高
B.由于自然选择作用,丙地区敏感性基因的基因频率较高
C.家蝇抗药性出现的根本原因可能是基因碱基对的替换
D.乙地区抗性基因突变率最高,使用该产品预期效果不如其他两地
【解析】由抗性杂合子果蝇的存在可推知抗杀虫剂是显性性状,不抗杀虫剂是隐性性状。设抗性基因是A,其等
位基因为a,据题意可知,甲地区aa=78%,Aa=20%,AA=2%,因此,甲地区A 基因频率=2%+20%×(1/2)=12%,a 基因频率
=1-12%=88%;乙地区aa=64%,Aa=32%,AA=4%,因此,乙地区A 基因频率=4%+32%×(1/2)=20%,a 基因频率=1-20%=80%;丙地区
aa=84%,Aa=15%,AA=1%,因此,丙地区A 基因频率=1%+15%×(1/2)=8.5%,a 基因频率=1-8.5%=91.5%。据以上分析可知,甲
地区家蝇种群中抗性基因频率比丙地区高,A 正确;丙地区抗性基因频率最低,则敏感性基因频率最高,这是自然选择的
结果,B 正确;亮氨酸替换为苯丙氨酸,氨基酸数目没有改变,则家蝇抗药性出现的根本原因可能是碱基对的替换,C 正确;
乙地区抗性基因频率最高,但不代表突变率最高,D 错误。
13.(2019·广东模拟)下列关于变异和进化的叙述中,描述最准确的一项是(
)。
A.在胡萝卜组织培养过程中,会同时发生基因突变和基因重组
B.自然选择通过直接作用于控制有利性状的基因从而保留有利性状
C.种群是生物进化的基本单位,进化的实质就是种群基因型频率的改变
D.皮肤生发层细胞中两姐妹染色单体携带A 和a 基因,原因是发生了基因突变
【解析】在胡萝卜组织培养过程中,会发生基因突变,不能发生基因重组(因为不能进行减数分裂),A 错误;自然选
择通过直接作用于表现型而对生物性状进行选择,B 错误;生物进化的实质就是种群基因频率的改变,C 错误;皮肤生发
层细胞中只能进行有丝分裂,两姐妹染色单体携带A 和a 基因,原因一定是发生了基因突变,D 正确。
14.下列叙述符合现代生物进化理论观点的是(
)。
A.只有生殖隔离能阻止种群间的基因交流
B.自然选择导致突变并对有利变异进行定向积累
C.人为因素和物种入侵不改变进化的速度和方向
D.种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向
【解析】地理隔离也能阻止种群间的基因交流,A 错误;自然选择导致有利变异进行定向积累,B 错误;人为因素和
物种入侵可能改变进化的速度和方向,C 错误;种群基因频率的变化趋势能反映生物进化的方向,D 正确。
15.下列有关变异及进化的叙述,正确的有(
)。
①如果没有基因突变,纯种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交子代不会出现矮茎植株
②由于基因突变是不定向的,因此在豌
豆中控制高茎的基因可以突变为控制绿色的基因
③一个种群中,控制一对相对性状的基因型频率的改变说明生物
在进化
④达尔文之所以优秀,是因为他果断地摒弃了用进废退和获得性遗传的观点
⑤猎豹的不同个体之间通过
生存斗争实现了共同进化
A.0 项
B.1 项
C.2 项
D.3 项
【解析】如果没有基因突变,纯种高茎豌豆与矮茎豌豆杂交子代可能会出现矮茎植株,因为生物的表现型会受到
环境因素的影响,①错误;豌豆中控制高茎的基因可以突变为等位基因,不可能突变为控制绿色的基因,②错误;一个种
群中,控制一对相对性状的基因频率的改变说明生物在进化,③错误;达尔文接纳了用进废退和获得性遗传的观点,④
错误;共同进化指的是不同物种之间、生物与无机环境之间不断进化和发展,⑤错误。
16.下列关于生物进化与生物多样性形成的叙述中,正确的是(
)。
A.隔离是新物种形成的必要条件,所有新物种的形成必须经过地理隔离
B.某种生物基因型频率的改变一定导致生物进化
C.种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因
D.生物多样性的形成是生物与无机环境共同进化的结果
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【解析】隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成可以不经过地理隔离,A 错误;某种生物基因频率的改变一
定导致生物进化,B 错误;种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因,C 正确;生物多样性的形成是生物与生物之间
以及生物与无机环境之间共同进化的结果,D 错误。
17.遗传瓶颈是指一个大的多样性群体在某种条件限制下,只有少部分个体可以通过某一时空到达新的繁殖地,并由
这些个体进一步繁殖成一个多态性的小群体。如某昆虫种群在不同季节数量差异很大,形成一个下图所示的瓶颈样
的模式( 为抗药性个体)。回答以下相关问题:
(1)某昆虫种群不同个体之间具有不同强度的抗药性,体现了生物的
多样性。据图可知,该种群
(填
“是”或“不是”)在逐年进化的,理由是
。
(2)使用农药防治害虫,保留了突变出抗药性基因的个体。其实质是依赖
的选择作用,提高该害虫种群的抗药
性基因频率。抗药性基因
(填“一定”或“不一定”)为有利变异,做出判断的依据是
。
当种群经过瓶颈后,种群所保留的基因库多样性
(填“下降”或“升高”)。
(3)物种多样性包含遗传多样性,但是遗传多样性又远远超出物种多样性的范畴,原因是在相同环境下,不同的基因型
可能有相同的
。
(4)“适应辐射”是趋异进化的结果,一个物种为适应多种不同的环境而分化成多个在形态、生理和行为上各不相同
的种。根据达尔文的进化理论,解释“适应辐射”现象:
。
【解析】(1)由图可知该种群的基因频率在发生变化,因此生物在逐年进化。(2)害虫种群中存在抗药性个体,施用
农药后,农药对具有抗药性的害虫起选择作用,使抗药性基因的频率增大;变异的有利或有害取决于生存环境。
【答案】(1)遗传(或基因)
是
该种群的基因频率在不断改变
(2)农药
不一定
在夏季施用农药时,抗药性
变异为有利变异,在越冬时抗药性变异为不利变异(抗药性基因对该害虫来说是有利还是有害,取决于环境的变化)
下降
(3)表现型
(4)不同的环境从不同的方向选择生物的变异,使生物的变异朝着不同的方向积累,生物的性状逐渐产生分
歧,最后形成多样性的物种(含义正确即可)
18.草本植物报春花多数为二型花柱,少数为同型花柱(如图1 所示)。花药的位置明显低于柱头的为长柱型花;柱头位
置明显低于花药的为短柱型花。同型花柱的花中,花药与柱头高度相近。
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(1)熊蜂、蝴蝶和天蛾等昆虫为生态系统成分中的
,它们的喙细而长,在吸食花筒底部花蜜的同时,也起到帮
助报春花传粉的作用,这是长期
的结果。
(2)研究发现,随着海拔高度增加,高山上环境温度降低,传粉昆虫减少,同型花柱的花比例增大。为研究上述现象,科研
人员进行模拟实验,处理及结果如图2 所示。
①本实验中,套袋处理可以防止
,模拟了高山上传粉者
的条件。
②据图可知,套袋处理后
,推测同型花柱报春花的传粉方式主要为
(填“自花传粉”或“异花传粉”)。
(3)结合图1 和图2 分析,二型花柱的花主要传粉方式为
,这种传粉方式虽然有利于增加报春花的
多样性,但
,因而高海拔环境下同型花柱的花比例增大。
【解析】(2)①由题干“高山上环境温度降低,传粉昆虫减少”可知,本实验中,套袋处理可以防止外来花粉的干扰,
模拟了高山上无传粉者的条件。②据图分析可知,套袋处理后同型花柱的花结实率较高,二型花柱的花结实率明显降
低或不结实,推测同型花柱报春花主要进行自花传粉,二型花柱报春花主要进行异花传粉。异花传粉即有性杂交,有利
于增加报春花的遗传(基因)多样性,但同型花柱报春花主要进行自花传粉,在传粉昆虫少的条件下结实率更高,更有利
于繁殖,因而高海拔环境下同型花柱的花比例增大。
【答案】(1)消费者
自然选择(或共同进化)
(2)①外来花粉的干扰
少或没有
②同型花柱的花结实率较高,
二型花柱的花结实率明显降低或不结实
自花传粉
(3)异花传粉
遗传(或基因)
同型花柱报春花主要为自花传粉,
在传粉昆虫减少条件下结实率更高,有利于繁殖
19.螺旋蛆蝇是一种寄生在家畜身上的动物。在实验室里,把螺旋蛆蝇分成数量相同的两组:一组使用杀虫剂,另一组
使用电离辐射促使雄性不育,实验结果如图1 所示。请据图回答下列问题。
(1)从图1 看,使用杀虫剂处理后,螺旋蛆蝇个体数量的变化趋势是
,请用现代生物进化理论进行解释,
其原因是
。
(2)
在电离辐射后,螺旋蛆蝇产生了如图2 所示的情况,由此可知基因A 的突变具有
。
(3)采用电离辐射促使雄性不育的方法消灭螺旋蛆蝇,达到较理想的效果所需时间较长,原因在
于
,需要在几代中反复进行才能使突变个体(即雄性不育个体)的数量逐渐增多。现有甲、
乙、丙三种蝇,其编码呼吸酶的部分基因片段、DNA 单链及DNA 单链中的碱基序列如图所示:
根据
,让c'链与a 链、b'链与a 链分别混合,可知与甲的亲缘关系比较接近的是
(填“乙”
或“丙”)蝇,上述研究为生物进化提供了分子水平的证据。
【解析】(1)螺旋蛆蝇中存在抗药性突变基因,在杀虫剂作用下,抗药性基因频率增大,使螺旋蛆蝇个体数量逐渐上
升。(2)由图2 可知,A 可突变成a1、a2、a3,说明突变具有不定向性,A 与a1、a2、a3互为等位基因;A 突变成a1,a1也可突
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变成A,说明突变具有可逆性等。(3)由于基因突变的频率较低,需要在几代中反复进行才能使突变个体(即雄性不育个
体)的数量逐渐增多,所以采用电离辐射促使雄性不育的方法消灭螺旋蛆蝇,所需时间较长。根据碱基互补配对原则,
甲与丙碱基配对的个数多于甲与乙,所以与甲的亲缘关系更近的是丙蝇,这从分子水平上为生物进化提供了证据。
【答案】(1)先下降后上升
用药后螺旋蛆蝇数量下降,由于螺旋蛆蝇中存在抗药性突变基因,在杀虫剂作用下,抗
药性基因频率增大,使螺旋蛆蝇个体数量逐渐上升
(2)不定向性,且突变具有可逆性
(3)用电离辐射产生的基因突变
的频率较低
碱基互补配对原则
丙
20.澳大利亚詹姆士库克大学的研究人员在麦维尔角地区发现一种独特的壁虎(壁虎甲)。它们有一条像叶片一样宽大
的尾巴,修长的身形和四肢,还有一双巨大的眼睛,而这些特征有利于该壁虎更好地适应丛林环境。请回答下列问题:
(1)隔离的含义是
。
麦维尔角地区还有一种普通壁虎,若普通壁虎与壁虎甲能交配且能产生后代,则普通壁虎与壁虎甲
(填
“一定”或“不一定”)属于同一物种,理由是
。
(2)现代生物进化理论认为
,导致种群基因频率的定向改变;生物进化的过程实际上是
的过程,进化导致生物的多样性;生物多样性主要包括
及生态系统多样性;与普通壁虎相比,壁虎甲的
形态发生较大变化,按照现代生物进化理论该如何解释?
。
(3)壁虎甲的某一相对性状由位于X 染色体上的等位基因A 和a 控制,抽样调查得知当年雌雄个体的比例为1∶1,雌性
个体中X
AX
A、X
AX
a、X
aX
a三种基因型个体所占比例依次为60%、30%和10%,雄性个体中X
AY、X
aY 两种基因型各占50%。
①该种群中A 基因的频率约为
(用分数表示)。
②由于不含A 基因的个体易被天敌捕食,致使该种群中这对等位基因频率的变化情况
是
,由此说明该壁虎种群在不断地发生
。
【解析】(1)根据题意分析,普通壁虎与壁虎甲能交配且能产生后代,但是不清楚该后代是否可育,因此不能判断二
者是否属于同一个物种。若后代可育,则普通壁虎与壁虎甲属于同一物种;否则,属于不同物种。(2)与普通壁虎相比,
壁虎甲的形态发生较大变化,这是长期自然选择的结果。(3)①假设该种群中雌雄个体各有100 只,则种群中A 基因的
频率=(60×2+30+50)÷(200+100)=2/3。②由于不含A 基因的个体易被天敌捕食,则A 基因频率在种群中逐渐增大,a 基
因频率逐渐变小,说明该壁虎种群在不断地发生进化。
【答案】(1)不同种群间个体,在自然条件下基因不能交流的现象
不一定
若后代可育,则普通壁虎与壁虎甲属
于同一物种,否则,属于不同物种(答案合理即可)
(2)自然选择
生物与生物、生物与无机环境共同进化
基因多样
性、物种多样性
长期自然选择的结果(答案合理即可)
(3)①2/3
②A 基因频率逐渐变大,a 基因频率逐渐变小进化
进化
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第17 讲
内环境的稳态与调节
1.内环境稳态的维持要依靠机体的调节,但外界环境也会影响稳态,下列事实不是
．．由外界环境因素变化引起的是
(
)。
A.夏天长期待在空调房间容易引起“空调病”
B.有人到青藏高原后会头疼乏力、血压升高
C.人在水中“憋气”一段时间后出来,呼吸运动会明显加强
D.长期处于高温环境可能会引起“中暑”
【解析】夏天长期待在空调房间引起的空调病是体温调节失调引起的,A 不符合题意;到青藏高原后出现的头疼
乏力、血压升高是由于缺乏氧气引起内环境失调,B 不符合题意;人在水中憋气一段时间后,呼吸运动明显加强是机体
调节维持内环境稳态的结果,C 符合题意;高温引起的中暑是体温调节失调引起的疾病,D 不符合题意。
2.关于人体内环境的叙述,正确的是(
)。
A.组织液渗透压增大会引起组织细胞吸水
B.丙酮酸的氧化分解主要发生在内环境中
C.血浆中的无机盐参与维持血浆pH 的稳定
D.细胞外液的渗透压主要是由Na
+和K
+维持的
【解析】组织液渗透压增大会引起组织细胞失水,A 错误;丙酮酸的氧化分解发生在细胞内的线粒体中,B 错误;血
浆中的HC
、HP
参与缓冲对的组成,维持血浆pH 的稳定,C 正确;细胞外液的渗透压主要是由Na
+和Cl
-维持的,K
+主
要存在于细胞内,D 错误。
3.(2019·南昌测试)某同学参加学校组织的秋季越野赛后,感觉浑身酸痛,并伴随着大量出汗等。下列有关叙述正确的
是(
)。
A.剧烈运动使其体内产生了大量乳酸,致使其血浆pH 显著下降
B.此时应及时补充盐水并注意适当散热,以维持水盐与体温平衡
C.由于能量大量消耗,其血糖浓度会大幅度下降
D.由于其体内内环境pH 发生变化,所以细胞代谢发生紊乱
【解析】参加剧烈运动的人,体内产生的乳酸会和缓冲物质反应,pH 不会发生明显变化,A 错误;大量出汗会丢失大
量水分和无机盐,故应该及时补充盐水,并注意适当散热,维持水盐与体温平衡,B 正确;由于能量大量消耗,其血液中的
血糖浓度会下降,此时胰高血糖素分泌增加,促进肝糖原分解,维持血糖浓度,故血糖浓度不会大幅度下降,C 错误;活动
的过程中,无氧呼吸产生了乳酸,但由于人体的调节作用,内环境pH 会维持相对稳定的状态,D 错误。
4.组织液是人体细胞生存的液体环境之一。下列相关叙述,正确的是(
)。
A.组织细胞代谢的强弱不会影响组织液渗透压的高低
B.组织液中的O2浓度高于细胞内液中的O2浓度
C.血浆中的所有物质都可以经毛细血管动脉端进入组织液
D.组织液是体内绝大多数细胞直接生活的环境以及细胞代谢的主要场所
【解析】组织细胞代谢的强弱会影响组织液渗透压的高低,A 错误;O2的跨膜运输方式是自由扩散,由高浓度一侧
向低浓度一侧扩散,因此组织液中的O2浓度高于细胞内液中的O2浓度,B 正确;血浆中的大部分小分子物质,如葡萄糖、
氧气、氨基酸等可经毛细血管动脉端进入组织液,但血浆中的大分子蛋白一般不能进入组织液,C 错误;组织液是体内
绝大多数细胞直接生活的环境,但不是细胞代谢的主要场所,细胞代谢的主要场所是细胞质,D 错误。
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5.肌肉注射和静脉注射都是将药物直接送入人体体液的治疗方法。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.人体内环境主要包括血浆、组织液和淋巴
B.肌肉注射是将药物直接送到组织液中
C.静脉注射常使用生理盐水以维持正常渗透压
D.两种方法注射的药物都不会出现在淋巴中
【解析】静脉注射的药物直接进入血浆,肌肉注射的药物直接进入组织液,血浆和组织液相互渗透,组织液通过淋
巴循环可以进入淋巴,因此两种方法注射的药物都可能会出现在淋巴中,D 错误。
6.下图中a、b、c 为相应部位的细胞外液,下列说法正确的是(
)。
A.a 中的成分有水、葡萄糖、血红蛋白和激素等
B.三种细胞外液中,a 中蛋白质含量较多,渗透压最高
C.健康人体中三种细胞外液成分的种类和含量保持稳定不变
D.a、b、c 中HC
的浓度对维持内环境的酸碱度具有重要作用
【解析】由题图可知,a 为血浆,b 为组织液,c 为淋巴。血浆中的成分有水、葡萄糖、血浆蛋白和激素等,血红蛋
白存在于红细胞内,A 错误;三种细胞外液的渗透压相当,但血浆中蛋白质含量较多,B 错误;健康人体中三种细胞外液成
分的种类和含量是保持动态平衡的,而不是稳定不变的,C 错误;a、b、c 中HC
的浓度对维持内环境的酸碱度具有重
要作用,D 正确。
7.下图为肝细胞与甲、乙、丙三种细胞外液的物质交换关系。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.肝细胞、甲、乙这三个部位中的O2浓度大小关系为乙>甲>肝细胞
B.葡萄糖、蛋白质、尿素在乙中不能全部找到
C.甲、乙、丙维持稳定的调节机制是神经—体液—免疫调节
D.NaHCO3能与乳酸反应,使乙的pH 维持在7.35~7.45
【解析】O2经自由扩散由血浆运输到组织液,又由组织液运输到组织细胞中,故O2浓度在肝细胞、甲、乙这三个
部位中的大小关系为乙>甲>肝细胞,A 正确;葡萄糖、蛋白质、尿素均属于内环境的成分,故在乙(血浆)中均能找到,B 错
误;甲、乙、丙维持稳定的调节机制是神经-体液-免疫调节,C 正确;乳酸是由肌细胞无氧呼吸产生的,血浆中的缓冲物
质NaHCO3能与乳酸反应,使乙的pH 维持在7.35~7.45,从而维持pH 的相对稳定,D 正确。
8.(2019·北京月考)下表记录的是人体组织液和血浆的物质组成和含量的测定数据,下列相关叙述不正确
．．．的是
(
)。
成分
(mmol/L)
Na
+
K
+
Ca
2+
Mg
2+
Cl
- 有机酸
蛋白质
①
142
5.0
2.5
1.5 103.
3
6.0
16.0
②
147
4.0 1.25 1.0 114.
0
7.5
1.0
A.①属于血浆,因为含有较多的蛋白质
B.②属于组织液,①中的蛋白质含量减少将导致②增多
C.肝细胞中的CO2从产生场所扩散到①至少需穿过5 层磷脂分子层
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D.②与①的成分存在差异的主要原因是毛细血管壁细胞存在选择透过性
【解析】分析表格可知,①属于血浆,因为其含有较多的蛋白质,A 正确;②属于组织液,当血浆中蛋白质含量减少或
组织液中蛋白质含量增多时,都会导致组织水肿,即组织液增多,B 正确;肝细胞产生的CO2到达①(血浆)至少需穿过2 层
线粒体膜、1 层肝细胞膜和2 层毛细血管壁细胞膜,共5 层膜,即10 层磷脂分子层,C 错误;②与①的成分存在差异在于
①中含有大分子蛋白质,主要是毛细血管壁细胞的选择透过性导致的,D 正确。
9.选取健康大鼠,持续电刺激其支配胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素的浓度,结果如图所示。下列叙述错误
．．的是
(
)。
A.开始刺激后,大鼠体内血糖浓度将降低
B.开始刺激后,大鼠体内肝糖原分解将加快
C.开始刺激后,大鼠体内胰高血糖素浓度将会下降
D.该图表明神经系统也可能参与血糖调节
【解析】由题意可知,开始刺激后,胰岛素浓度逐渐升高,将促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖合
成糖原的速度加快,因此血糖浓度将降低,A 正确、B 错误;胰岛素浓度逐渐升高,会抑制胰高血糖素的分泌,所以开始刺
激后,胰高血糖素浓度将会下降,C 正确;持续电刺激大鼠支配胰岛的副交感神经,会引起胰岛素浓度逐渐升高,表明神
经系统也可能参与血糖调节,D 正确。
10.下列有关人体生命活动调节的叙述,错误
．．的是(
)。
A.胸部的脊髓损伤丧失功能后,针刺足部会产生痛觉
B.在剧烈运动消耗大量血糖时,肝细胞可消耗肝糖原供能
C.下丘脑与水平衡的调节有关,若部分损坏可能导致多尿
D.肾上腺髓质分泌肾上腺素的活动受反射弧传出神经的支配
【解析】胸部的脊髓损伤丧失功能后,针刺足部后由于神经冲动不会传到大脑皮层,因而不会产生痛觉,A 错误;在
剧烈运动消耗大量血糖时,肝细胞可消耗肝糖原供能,B 正确;下丘脑可分泌抗利尿激素调节水的平衡,若部分损坏可能
导致多尿,C 正确;肾上腺髓质属于反射弧中的效应器部分,其分泌肾上腺素的活动受反射弧传出神经的支配,D 正确。
11.细胞具有相对独立的内部环境,但其生命活动的正常进行,离不开物质的运输,下列叙述正确的是(
)。
A.神经纤维产生兴奋后,钠离子以协助扩散的方式大量内流
B.胰岛素属于蛋白质分子,主要以胞吞的方式进入肝细胞内
C.同一生物体内不同细胞膜上所含有的载体种类和数量与细胞含有的基因数目有关
D.垂体分泌的促甲状腺激素可以运输到机体的各个部分
【解析】神经纤维上兴奋的产生主要是钠离子内流的结果,而不是神经纤维产生兴奋后,钠离子才内流,A 错误;胰
岛素的化学本质是蛋白质,属于生物大分子,但胰岛素属于一种动物激素,其与肝细胞膜上的受体结合,调节肝细胞的
代谢,而不是进入细胞内起作用,B 错误;同一生物体内不同细胞膜上所含有的载体种类和数量与基因的选择性表达有
关而与基因的数目无关,C 错误;垂体分泌的促甲状腺激素可以运输到机体的各个部分,D 正确。
12.在患急性肠炎时,要及时注射生理盐水;不慎受伤后,要用0.9%的盐水清洁伤口;在高温作业时,要喝淡盐水。以上三
种做法的主要原因依次是(
)。
①消毒
②维持体内水盐平衡
③是细胞中化合物的组成成分
④降温
⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A.①②④
B.③⑤②
C.②⑤②
D.②③④
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【解析】肠炎病人肠道吸收功能下降,不及时补充水分会造成脱水,所以给肠炎病人注射生理盐水的目的是维持
水分代谢平衡(②);受外伤利用0.9%生理盐水清洗伤口是因为0.9%的生理盐水是细胞的等渗溶液,且具有清洁作用,并
能够维持细胞的正常形态(⑤);高温作业时,因出汗过多而丢失盐分,喝淡盐水可以维持无机盐代谢的平衡(②),故选C。
13.某人头部受伤导致下丘脑受损,此人不会
．．表现出来的症状是(
)。
A.感觉功能出现障碍,不会产生疼痛的感觉
B.体内的促甲状腺激素释放激素减少,甲状腺功能减退
C.体温调节功能出现障碍,对寒冷缺乏正常的调节机制
D.体内的抗利尿激素分泌减少,出现多尿现象
【解析】人体的感觉中枢位于大脑皮层,下丘脑受损不会导致感觉功能出现障碍;下丘脑是促甲状腺激素释放激
素的合成、分泌器官,下丘脑受损,会导致促甲状腺激素释放激素减少,进而导致甲状腺功能减退;下丘脑是体温调节中
枢,下丘脑受损会导致体温调节功能出现障碍;下丘脑是抗利尿激素的合成部位,下丘脑受损会导致体内的抗利尿激
素分泌减少,出现多尿现象。综上所述,A 符合题意。
14.运动员进行剧烈运动时,仍然能够保持内环境的稳态,下列有关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.维持体温的稳定主要是通过神经—体液调节完成的
B.兴奋传导时,突触前膜释放的神经递质通过胞吐进入下一个神经元发挥作用
C.剧烈运动时,由于消耗大量能量,血糖浓度下降,导致胰岛素分泌量减少
D.肌细胞无氧呼吸产生并释放到血液中的乳酸,由缓冲物质中和以维持pH 相对稳定
【解析】体温调节的主要方式为神经—体液调节,A 正确;兴奋传导时,突触前膜释放的神经递质通过胞吐释放到
突触间隙,与下一个神经元的突触后膜上相应受体结合而发挥作用,其中神经递质不会进入下一个神经元内,B 错误;剧
烈运动时,由于消耗大量能量,血糖含量有下降趋势,胰岛素分泌量减少,胰高血糖素分泌量增多,C 正确;肌细胞无氧呼
吸产生并释放到血液中的乳酸,由缓冲物质中和以维持pH 相对稳定,D 正确。
15.内环境稳态是维持机体正常生命活动的必要条件,下列叙述错误
．．的是(
)。
A.内环境保持相对稳定有利于机体适应外界环境的变化
B.内环境稳态有利于新陈代谢过程中酶促反应的正常进行
C.维持内环境中Na
+、K
+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋性
D.内环境中发生的丙酮酸氧化分解给细胞提供能量,有利于生命活动的进行
【解析】机体通过各项调节维持内环境的相对稳定,以适应外界环境的变化,A 正确;新陈代谢过程中酶促反应的
正常进行依赖于内环境的稳态,B 正确;神经细胞的动作电位、静息电位的产生与细胞内外Na
+的浓度差和K
+的浓度差
有关,因此,内环境中Na
+、K
+浓度的相对稳定有利于维持神经细胞的正常兴奋性,C 正确;丙酮酸的氧化分解发生在细胞
内,而不是在内环境中,D 错误。
16.(2019·哈尔滨模拟)下图是人体中体液及局部内环境结构示意图,请回答下列相关问题:
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(1)若某人长期营养不良,血浆中蛋白质减少,会引起图甲中[
]
中的液体增多,其结果将会引起
,
其水的来源为
(填字母)。
(2)图乙中④与①⑥在成分上的主要区别为
;④的渗透压大小主要与
、
的含
量有关。
(3)CO2浓度最高的为图乙中的[
]
。
(4)某人喝适量的食醋后是否会引起内环境中的pH 明显下降?
,原因是乙图中④内存在着
等缓冲物质。
【解析】(1)图甲中,A 是血浆,B 是组织液,C 是细胞内液,D 是淋巴。若某人长期营养不良,血浆中蛋白质减少,则血
浆渗透压降低,会引起组织液增多,导致组织水肿;此时组织液中水的来源是血浆和细胞内液。(2)图乙中,①是淋巴,②
是毛细淋巴管壁,③是毛细血管壁,④是血浆,⑤是成熟的红细胞,⑥是组织液,⑦是细胞内液。④与①⑥在成分上的主
要区别为血浆中含有较多的蛋白质;④(血浆)的渗透压大小主要与血浆中蛋白质、无机盐的含量有关。(3)CO2是在细
胞内经细胞呼吸产生的,其跨膜运输的方式为自由扩散,是顺浓度梯度方向进行的,所以浓度最高的为⑦(细胞内液)。
(4)④(血浆)中存在的HC
和HP
等缓冲物质,使喝食醋后内环境中的pH 不会明显下降。
【答案】(1)[B]组织液
组织水肿
A、C
(2)④中含有较多的蛋白质
蛋白质
无机盐
(3)[⑦]细胞内液
(4)
不会
HC
和HP
17.(2019·广州测试)竞技比赛过程中,运动员的身体会发生着各种变化。请分析回答下列有关问题:
(1)随着比赛的进行运动员会出现体温升高的现象,此时毛细血管
,血流量
,以增加散热。
(2)比赛过程中运动员挥汗如雨,导致体内细胞外液渗透压升高,并引起下丘脑相关中枢的兴奋,使得垂体释放的
激素增多,以促进
对水分的重吸收,从而维持机体的水盐平衡。
(3)随着比赛的进行,运动员体内能量被大量消耗,此时血糖浓度降低,引起
细胞分泌胰高血糖素增加,以促
进
的分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度升高。
(4)在比赛过程中运动员的心跳加快,是
调节的结果;比赛结束时心跳并不立即恢复到正常水平,原因之一
是激素调节具有
的特点。
【解析】(1)随着比赛的进行,运动员会出现体温升高的现象,此时毛细血管舒张,血流量增大,以增加散热。(2)比赛
过程中运动员挥汗如雨,导致体内细胞外液渗透压升高,并引起下丘脑相关中枢的兴奋,使得垂体释放的抗利尿激素
增多,以促进肾小管和集合管对水分的重吸收,从而维持机体的水盐平衡。(3)随着比赛的进行,运动员体内能量被大量
消耗,此时血糖浓度降低,引起胰岛A 细胞分泌胰高血糖素增加,以促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而
使血糖浓度升高。(4)在比赛过程中运动员的心跳加快,是神经—体液调节的结果;比赛结束时心跳并不立即恢复到正
常水平,原因之一是激素调节具有作用时间长的特点。
【答案】(1)舒张
增大
(2)抗利尿
肾小管和集合管
(3)胰岛A
肝糖原
(4)神经—体液
作用时间长
18.下图是下丘脑参与调节内环境稳态的模式图,其中①②③④⑤表示相关激素,A、B 表示相关结构。请据图回答以
下问题:
(1)当人体受到寒冷刺激时,位于下丘脑的
中枢接受来自冷觉感受器产生的兴奋并加以综合分析,最终使图
中③的分泌量
;另外,部分指令会传递到
进而产生冷觉。由图可知,②的分泌受
(填图
中的序号)调节。
(2)当人体失水过多时,可使血浆渗透压
,下丘脑中的渗透压感受器会感受到此变化并产生兴奋,使垂体
(填“合成”“分泌”或“释放”)的④增加,以促进
,导致尿量减少。
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(3)当人体血糖浓度偏低时,⑤的分泌量会增加,以促进
,使血糖浓度升高;血糖浓度升高后又会
抑制⑤的分泌,进而保持血糖相对稳定,这体现了激素调节中的
机制。
【解析】(1)位于下丘脑的体温调节中枢能接受来自冷觉感受器产生的兴奋并加以综合分析。图中③是甲状腺激
素,在寒冷环境中,机体产生的甲状腺激素增加,以增加产热。冷觉产生于大脑皮层。②是促甲状腺激素,它的分泌受
①(促甲状腺激素释放激素)和③(甲状腺激素)的调节。(2)人体失水过多会导致细胞外液浓度增加,使血浆渗透压升高。
④为抗利尿激素,是下丘脑细胞合成和分泌并由垂体释放的,该激素分泌量的增加能促进肾小管和集合管对水的重吸
收,使尿量减少,进而缓解失水过多对人体造成的伤害。(3)当人体血糖浓度偏低时,⑤(胰高血糖素)的分泌量会增加,促
进肝糖原分解为葡萄糖与非糖物质转化为葡萄糖,使血糖浓度升高;血糖浓度升高后又会抑制胰高血糖素的分泌,进
而保持血糖含量相对稳定,这体现了激素调节中的负反馈调节机制。
【答案】(1)体温调节
增加
大脑皮层
①③
(2)升高
释放
肾小管和集合管对水的重吸收
(3)肝糖原的
分解和非糖物质的转化
(负)反馈调节
19.(2019·兴宁调研)某同学以清水、缓冲液(含Na2HPO4、KH2PO4的溶液,pH=7)和血浆分别为实验材料进行实验,探究
“血浆是否具有维持pH 稳定的功能”,主要实验步骤如下:
分别加入25 mL 实验材料→测pH→滴加5 mL 0.1 mol/L 的HCl、摇匀→测pH→倒去烧杯中溶液后充分冲洗→重复
实验并记录。试回答下列有关问题:
(1)实验开始时都应测量三种材料的pH,其目的是
。
(2)该同学用下图所示曲线来预期探究结果,试回答:
①预期结果中明显不符合科学的是
组,理由是
。
②实验中清水组和缓冲液组起
作用。实验可以得出的结论
是
。
(3)如果要证明血浆确实具有维持pH 稳定的功能,本探究实验还应该补
充
。
【解析】(1)实验设计时要遵循对照原则,此实验是观察血浆是否具有维持pH 稳定的功能,所以在实验开始时都应
预先测量pH,获得实验前数据,以便与实验后溶液pH 做比较。(2)①清水组实验前呈中性,但是加HCl 后,溶液pH 下降,
因此清水组预期结果明显不符合科学。②根据图中曲线可知,血浆组和缓冲液组具有一定的维持pH 的能力,血浆组维
持pH 的能力最强。由此可知,实验中清水组和缓冲液组与血浆组形成对照作用。(3)血浆具有维持pH 稳定的功能,设
置实验时,可设置酸性、中性和碱性等条件来观察血浆维持pH 稳定的能力。本实验还需添加NaOH,测量血浆pH 的变
化,这样实验更完善。
【答案】(1)获得实验前数据,以便与实验后溶液pH 做比较
(2)①清水
清水中加HCl 后,溶液pH 下降
②对照
血浆与缓冲液一样具有一定的维持pH 相对稳定的功能,且血浆的这种能力比较强
(3)加入NaOH 后,血浆pH 仍可在一
定范围内保持稳定
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第18 讲
人和高等动物的神经调节
1.人在拔牙时,往往需要在相应部位注射局部麻醉药,使其感觉不到疼痛,这是因为麻醉药(
)。
A.阻断了传入神经的兴奋传导
B.抑制神经中枢的兴奋
C.阻断了传出神经的兴奋传导
D.抑制效应器的活动
【解析】感受器产生的兴奋不能传至大脑皮层,就不能形成感觉,因此局部麻醉是阻断了传入神经的兴奋传导。
2.通常情况下,我们看到酸梅时会分泌较多的唾液,下列分析错误
．．的是(
)。
A.该反射过程需要大脑皮层的参与
B.该反射活动的效应器是唾液腺
C.酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌
D.该过程中有电信号和化学信号的转化
【解析】酸梅色泽直接刺激感受器,产生兴奋,兴奋通过传入神经传到神经中枢,进而引起唾液分泌。
3.人类和动物都可以通过“学习”获得判断和推理能力,但人类和动物的学习具有本质的区别。下列哪一项是人类
学习和动物学习的最主要区别?(
)。
A.以生活体验为基础
B.以概念为基础
C.以模仿为基础
D.有高级神经参与
【解析】人类具有对语言、文字等特有的高级判断和推理能力,即人类具有特有的第二信号系统。对语言、文
字等特有的高级判断和推理能力具体表现为以概念为基础的学习。
4.下图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e 表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分),下列有关说法正确的
是(
)。
A.正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的
B.切断d、刺激b,不会引起效应器收缩
C.兴奋在结构c 和结构b 的传导速度相同
D.Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号
【解析】图中d 是传入神经,b 是传出神经,切断d、刺激b,可以引起效应器收缩,但该过程不是反射,B 错误;c 是
突触结构,兴奋经过突触时存在突触延搁,所以在结构c 和结构b 的传导速度不相同,C 错误;图中Ⅱ是突触后膜,发生的
信号变化是化学信号→电信号,D 错误。
5.用去除脑但保留脊髓的蛙(称脊蛙)为材料,进行反射活动实验。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.刺激脊蛙左后肢的趾部,引起该后肢收缩的反射活动的神经中枢位于脊髓中
B.反射总是从感受器接受刺激开始到效应器反应结束,这是由突触结构决定的
C.剪断支配脊蛙左后肢的传出神经,立即刺激A 端,不能看到左后肢的收缩活动
D.若刺激剪断处的某一端出现左后肢收缩活动,该活动不能称为反射活动
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【解析】因为该蛙已经去除脑,保留脊髓,所以刺激脊蛙左后肢的趾部,可观察到该后肢出现收缩活动,该反射活动
的神经中枢位于脊髓中,A 正确;反射必须通过完整的反射弧才能实现,反射活动总是从感受器接受刺激开始到效应器
产生反应结束,这种单向性是由突触结构决定的,B 正确;剪断支配脊蛙左后肢的传出神经,立即刺激A 端,兴奋能传到左
后肢的肌肉,所以能看到左后肢的收缩活动,C 错误;反射活动必须经过完整的反射弧,若刺激剪断处的某一端出现左后
肢收缩活动,该活动不能称为反射活动,D 正确。
6.下列有关神经调节的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.一个完整的反射活动不能仅靠神经细胞来完成
B.在特定情况下,突触释放的神经递质也能使肌肉收缩和某些腺体进行分泌活动
C.树突增大了神经细胞的膜面积,主要有利于酶附着以提高代谢速率
D.人的中枢神经系统包括脑和脊髓,其中含有许多神经中枢
【解析】完成反射活动的结构基础是反射弧,在反射弧的组成中,效应器是由传出神经末梢和它所支配的肌肉或
腺体组成的,因此一个完整的反射活动不能仅靠神经细胞来完成,A 正确;传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体相接
触的部位类似于突触,在特定情况下,当兴奋传至传出神经末梢时,突触释放的神经递质能使肌肉收缩或某些腺体进
行分泌活动,B 正确;树突增大了神经细胞的膜面积,主要有利于接收来自突触前膜的神经递质,而不是有利于酶附着,C
错误;人的中枢神经系统包括脑和脊髓,脑和脊髓中都含有许多神经中枢,D 正确。
7.研究人员用狗做了三个实验,实验Ⅰ:狗吃食物能自然地分泌唾液;实验Ⅱ:在发出一些铃声的同时给狗提供食物,狗
也能分泌唾液;实验Ⅲ:在发出一些铃声的同时给狗提供食物,经过一段时间的训练后,即使在只有上述铃声的情况下
狗也能分泌唾液。下列分析错误
．．的是(
)。
A.唾液分泌过程中,突触前膜有“电信号→化学信号”的转变
B.实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中,刺激引起狗分泌唾液的反射弧是相同的
C.传出神经末梢及其支配的唾液腺是上述反射弧的效应器
D.大脑内神经递质参与了实验Ⅲ条件下狗分泌唾液的过程
【解析】唾液分泌过程中,突触前膜发生的信号变化为“电信号→化学信号”,A 正确;分析可知,实验Ⅰ、Ⅱ为非
条件反射,实验Ⅲ为条件反射,三者的神经中枢不同,因此三者引起狗分泌唾液的反射弧是不同的,B 错误;唾液是由唾
液腺分泌的,根据反射弧的结构分析可知,传出神经末梢及其支配的唾液腺是上述反射弧的效应器,C 正确;实验Ⅲ为条
件反射,神经中枢在大脑皮层,因此大脑内神经递质参与了该条件下狗分泌唾液的过程,D 正确。
8.将蛙的离体神经纤维置于某种培养液中,给予适宜刺激并记录其膜内钠离子含量变化及膜电位变化,结果如下图中
的曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列有关说法正确的是(
)。
A.该实验中某种培养液可以用适当浓度的KCl 溶液代替
B.a~b 段,膜内钠离子含量增加与细胞膜对钠离子的通透性增大有关
C.适当提高培养液中钾离子浓度可以提高曲线Ⅱ上c 点值
D.c~d 段,局部电流使兴奋部位的钠离子由内流转变为外流,从而恢复为静息电位
【解析】该实验中某种培养液不能用适当浓度的KCl 溶液代替,否则会影响静息电位,A 错误;a~b 段,钠离子通道
打开,细胞膜对钠离子的通透性增大,钠离子内流,膜内钠离子含量增加,B 正确;提高培养液中钠离子浓度,细胞膜内外
两侧钠离子浓度差增大,动作电位峰值增大,所以可以提高曲线Ⅱ上c 点值,C 错误;c~d 段,局部电流使兴奋部位由钠离
子内流转变为钾离子外流,再形成静息电位,D 错误。
9.科学家分离出两个蛙心进行心脏灌流实验,蛙心2 的神经被剥离,蛙心1 的神经未被剥离,实验处理及结果如下图所
示。下列叙述不正确
．．．的是(
)。
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A.实验中所用任氏液的理化性质应接近蛙的内环境
B.电刺激蛙心1 的神经之前,两个蛙心的收缩频率基本一致
C.蛙心1 的电信号可以直接传递给蛙心2 改变其节律
D.受到电刺激的蛙心1 神经产生了抑制蛙心2 收缩的化学物质
【解析】由于需要保证离体的蛙心细胞的正常生理功能,所以给蛙心灌注的任氏液相当于蛙心细胞生活的内环
境,A 正确;两个离体的蛙心在实验刺激之前,生理功能基本相同,所以它们的收缩频率应是基本一致的,B 正确;由于连
接两个蛙心的是导管,所以蛙心1 的电信号不可以直接传递给蛙心2,C 错误;电刺激蛙心1 的神经,通过对比测频仪器
得到的两个蛙心的收缩频率,蛙心2 的收缩频率随蛙心1 的变小,说明蛙心1 接受刺激后产生了某种抑制性化学物质,
使其自身收缩频率变小,该物质还随任氏液流到蛙心2,引起蛙心2 的收缩频率也变小,D 正确。
10.阿托品是一种常见的麻醉药物。某实验小组将离体的神经—肌肉接头部分置于生理盐水中,并滴加阿托品,用针刺
神经纤维后,肌肉收缩减弱甚至不能收缩;再滴加乙酰胆碱酯酶抑制剂后,阿托品的麻醉作用降低甚至解除(突触间隙
中的乙酰胆碱酯酶能水解乙酰胆碱)。据此判断,阿托品抑制突触处的兴奋传递的机制可能是(
)。
A.破坏突触后膜上的神经递质受体
B.阻止突触前膜释放神经递质
C.竞争性地和乙酰胆碱的受体结合
D.阻断突触后膜上的钠离子通道
【解析】根据题意分析可知,该实验小组将离体的神经—肌肉接头部分置于生理盐水中,并滴加阿托品,用针刺神
经纤维后,肌肉收缩减弱甚至不能收缩,说明阿托品阻止了兴奋在突触处的传递;而滴加乙酰胆碱酯酶抑制剂后,使乙
酰胆碱免遭水解并在神经末梢蓄积,阿托品的麻醉作用降低甚至解除,说明阿托品没有破坏突触的结构,也没有阻止
突触前膜释放神经递质或阻断突触后膜上的钠离子通道,A、B、D 错误;阿托品很可能是竞争性地和乙酰胆碱的受体
结合,导致乙酰胆碱和受体结合受阻甚至不能结合,进而影响了兴奋在突触处的传递,C 正确。
11.下列关于神经细胞的结构与功能的描述中,正确的是(
)。
A.神经细胞轴突末梢有大量突起,有利于附着更多的神经递质受体蛋白
B.神经细胞可完成遗传信息的复制和表达
C.神经细胞在代谢过程中有水的产生和消耗
D.参与神经细胞间信息传递的物质都是生物大分子
【解析】神经细胞轴突末梢形成突触前膜,有大量突起,有利于通过胞吐释放神经递质,而神经递质受体蛋白位于
突触后膜,A 错误;遗传信息的复制只发生在能增殖的细胞中,而遗传信息的表达能发生在所有活细胞中,神经细胞为高
度分化的细胞,不进行增殖,B 错误;神经细胞在进行有氧呼吸过程中,第二阶段消耗水,第三阶段生成水,C 正确;参与神
经细胞间信息传递的神经递质是小分子有机物,如乙酰胆碱等,D 错误。
12.右图为反射弧中神经—肌肉接头的结构及其生理变化示意图。发生反射时,神经中枢产生的兴奋沿传出神经传到
突触前膜,导致突触小泡与前膜融合,释放神经递质(Ach),下列说法错误
．．的是(
)。
A.Ach 与Ach 受体结合后,肌膜发生电位变化,引起肌肉收缩
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B.Ach 受体具有特异性,一般是由蛋白质组成的
C.突触小泡的形成与高尔基体有关
D.Ach 从突触前膜释放出来穿过了两层膜
【解析】由题图可知Ach 与其受体结合,导致肌膜发生电位变化,引起肌肉收缩,A 正确;受体具有特异性,一般是由
蛋白质和糖类组成的,B 正确;高尔基体在动物细胞中参与分泌物的形成,C 正确;神经递质的释放方式是胞吐,不需要经
过膜结构,D 错误。
13.将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液(溶液S)中,可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激,膜两侧出现一个
暂时性的电位变化,这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液S 中的Na
+浓度,测量该细胞的静息电位和动作电位,
可观察到(
)。
A.静息电位值减小
B.静息电位值增大
C.动作电位峰值升高
D.动作电位峰值降低
【解析】K
+和静息电位有关,Na
+和动作电位的大小有关,降低溶液中的Na
+浓度,会使动作电位降低,故选D。
14.(2019·郑州测试)下图为人体某一反射弧的示意图(图中a、b 为微型电流计F 的两极)。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.神经元处于静息电位时,细胞膜对Na
+的通透性增加
B.从a 处切断神经纤维,刺激b 处,细胞E 能产生反应
C.刺激皮肤细胞A 一次,电流计的指针发生两次偏转
D.兴奋从B 传到D,存在化学信号与电信号的转换
【解析】静息电位是因为K
+的外流,A 错误;从a 处切断神经纤维,刺激b 处,细胞E 能产生反应,B 正确;刺激皮肤细
胞A 一次,由于动作电位先后到达两个电极,因此电流计会发生两次方向相反的偏转,C 正确;兴奋从B 传到D,经过了神
经元,存在电信号到化学信号到电信号的转换,D 正确。
15.(2019·怀化测试)研究表明甘氨酸能使处于静息状态的突触后膜的Cl
-通道开放,使Cl
-内流(如图所示)。下列有关
这一生理过程的叙述中不正确
．．．的是(
)。
A.直接参与甘氨酸合成和分泌的细胞器有核糖体、内质网和高尔基体
B.甘氨酸从突触前膜释放进入内环境后,再与突触后膜的受体结合
C.甘氨酸作用于突触后膜,会引起细胞膜两侧电位差发生改变
D.甘氨酸属于神经递质,其受体是细胞膜上的糖蛋白
【解析】甘氨酸是氨基酸,不是蛋白质,其合成与核糖体、内质网和高尔基体无直接关系,A 错误;甘氨酸利用胞吐
方式释放进入组织液,再与突触后膜的受体结合,B 正确;根据题意,Cl
-内流,可使突触后膜的膜外电位更高,细胞膜两侧
电位差更大,C 正确;甘氨酸属于神经递质,神经递质的受体是细胞膜上的糖蛋白,D 正确。
16.γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质,作用于突触后膜使其Cl
-通道开放,Cl
-可大量进入突触后膜。下列相关叙述
中正确的是(
)。
A.Cl
-进入突触后膜可导致突触后神经元渗透压上升
B.若人体免疫系统破坏γ-氨基丁酸受体则会引起过敏反应
C.神经递质、甲状腺激素以及胰蛋白酶均属于内环境成分
D.γ-氨基丁酸与突触后膜上受体结合后引起膜外电位由正变负
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【解析】Cl
-进入突触后膜,突触后神经元内物质浓度增加,进而引起渗透压上升,A 正确;人体免疫系统破坏γ-氨
基丁酸受体属于自身免疫病,B 错误;胰蛋白酶由胰腺细胞分泌,在消化道中发挥作用,不属于内环境的成分,C 错误;γ-
氨基丁酸与突触后膜上受体结合后,Cl
-大量进入突触后膜,突触后膜的膜外电位仍然是正电位,D 错误。
17.下图表示三个神经元及其联系,其中“—
—<”表示从树突到胞体,再到轴突及末梢(即一个完整的神经元模式),
为了研究兴奋在一个神经元上的传导方向和在神经元之间的传递方向,进行了相关实验,联系图解回答下列问题:
(1)若①代表小腿上的感受器,⑤代表神经支配的小腿肌肉,则③称为
,能代表反射弧的结构为
(用序号表示)。
(2)刺激图中b 点并产生兴奋,则b 点的电位变化是
,除图中b 点外,
点也可发
生兴奋。
(3)若刺激d 点并产生兴奋,图中
点可发生兴奋。
(4)由上图可以看出一个神经元的突触小体与下一个神经元的
相接而形成突触。说明兴奋在神经纤维上
的传导是
的,在两个神经元之间的传递是
的。
【解析】(1)根据题意和题图分析,若①代表小腿上的感受器,⑤代表神经支配的小腿肌肉,则③为神经中枢。反射
弧由①②③④⑤(感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器)构成。(2)静息时,K
+外流,膜两侧的电位表现为内
负外正;受刺激后,Na
+内流,膜两侧的电位表现为内正外负,所以,刺激图中b 点并产生兴奋,b 点的电位变化由外正内负
变为内正外负;据图分析,a 与b 在同一个神经元上,c、d、e 在b 神经元的突触后神经元上,所以刺激b 点,则图中a、c、
d、e 点也可以发生兴奋。(3)e 和d 在同一个神经元上,c 在d 所在神经元的突触后神经元上,所以刺激d 点,c、d、e
点会兴奋。(4)由题图可以看出一个神经元的突触小体与下一个神经元的胞体或树突相接而形成突触。以上分析说明:
兴奋在神经纤维上的传导是双向的,兴奋在两个神经元间的传递是单向的。
【答案】(1)神经中枢
①→②→③→④→⑤
(2)由外正内负变成内正外负
acde
(3)cde
(4)胞体或树突
双
向
单向
18.兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,研究人员先将体
外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中,测定单细胞的静息电位和阈强度(引发神经冲动的最小电刺激强度),
之后再将其置于无氧培养液中,于不同时间点重复上述测定,结果如图所示。请回答:
注:“对照”的数值是在含氧培养液中测得的
(1)本实验的自变量是
。
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(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一,图中静息电位是以细胞膜的
侧为参照,并将该侧电位水
平定义为0 mV。据图分析,当静息电位由-60 mV 变为-65 mV 时,神经细胞的兴奋性水平
。
(3)在缺氧处理20 min 时,给予细胞25 pA 强度的单个电刺激,
(填“能”或“不能”)记录到神经冲动,判断理
由是
。
(4)在含氧培养液中,细胞内ATP 主要在
中合成。在无氧培养液中,细胞内ATP 含量逐渐减少,对细胞通过
方式跨膜转运离子产生影响,这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。
【解析】(1)该实验的目的是探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,自变量为缺氧时间。(2)图中静息
电位用负值表示,静息电位时,细胞膜两侧的电位为外正内负,即以细胞膜外侧为参照,定义为0 mV。静息电位数值变
化增大,需要更强的刺激才能使细胞达到同等兴奋程度,神经细胞的兴奋性水平降低。(3)缺氧处理20 min 时,阈强度
为30 pA 以上,所以给予25 pA 强度(低于阈强度)的刺激,不能记录到神经冲动。(4)在含氧培养液中,细胞进行有氧呼
吸,ATP 主要在线粒体中合成。离子通过主动运输方式实现跨膜运输。
【答案】(1)缺氧时间
(2)外
降低
(3)不能
刺激强度低于阈强度
(4)线粒体(或线粒体内膜)
主动运输
19.神经细胞的活动有两个重要的指标:第一个是细胞膜电位的变化,第二个是细胞内Ca
2+浓度变化。科研人员希望通
过光来检测和控制神经细胞的活动。
(1)当膜电位变化时,细胞膜上镶嵌的许多蛋白质分子都会改变形状,这类随膜电位改变形状的蛋白分子叫电压敏感蛋
白。科研人员将电压敏感蛋白A 的基因与绿色荧光蛋白(GFP)基因连接,构建融合基因。转入融合基因的小鼠神经细
胞受到刺激产生兴奋时,膜电位发生的变化是
。膜电位变化引起蛋白A 的形状改变,引起GFP
的
改变,发光特性也随之改变(如下图),从而可以观察到膜电位变化。
(2)静息时,神经细胞膜上的Ca
2+通道处于关闭状态,当兴奋沿轴突传递到
时,细胞膜上的Ca
2+通道打开,Ca
2+
进入细胞与钙调蛋白结合,使钙调蛋白结构发生改变,进而引起
向突触前膜定向移动,释
放
。若希望通过绿色荧光来观察神经细胞内Ca
2+含量的变化,可构建钙调蛋白基因与荧光蛋白基因的融合
基因,转入小鼠受精卵细胞,观察并比较
。
(3)为研究光能否控制神经细胞的活动,科研人员分离出光敏通道蛋白C。当蛋白C 吸收光子后,阳离子通道打开,
导致神经细胞兴奋。随后,科研人员在果蝇与翅相连的胸肌细胞上使蛋白C 基因表达,一种可以观察到光能否控制神
经细胞活动的方法是
。
【解析】(1)神经细胞受到刺激产生兴奋时,膜电位发生的变化是由外正内负变为外负内正,由题图可以看出膜电
位变化引起蛋白A 的形状改变,引起GFP 的空间结构改变,使发光特性也发生改变。(2)轴突的末端是分枝膨大形成的
突触小体,兴奋沿轴突传递到突触小体,随后兴奋就会在细胞之间进行传递,因此,细胞膜上的Ca
2+通道打开,Ca
2+进入细
胞与钙调蛋白结合,使钙调蛋白结构发生改变,进而引起突触小泡向突触前膜定向移动,释放神经递质。若希望通过绿
色荧光来观察神经细胞内Ca
2+含量的变化,可构建钙调蛋白基因与荧光蛋白基因的融合基因,转入小鼠受精卵细胞,观
察并比较小鼠神经细胞兴奋前后细胞内荧光强度的变化。(3)当蛋白C 吸收光子后,阳离子通道打开,Na
+内流,导致神经
细胞兴奋。随后,科研人员在果蝇与翅相连的胸肌细胞上使蛋白C 基因表达,可以观察到光能否控制神经细胞活动的
方法是切断果蝇头部和身体的神经联系,把光打到果蝇身体上,观察果蝇翅膀是否扇动。
【答案】(1)由外正内负变为外负内正
空间结构
(2)突触小体
突触小泡
神经递质
小鼠神经细胞兴奋前后
细胞内荧光强度的变化
(3)Na
+内流
切断果蝇头部和身体的神经联系,把光打到果蝇身体上,观察果蝇翅膀是否扇
动
20.(2019·南京模拟)动作电位的产生与细胞膜离子通透性的变化直接相关。细胞膜对离子通透性的高低可以用电导
(g)表示,电导大,离子通透性高,电导小,离子通透性低。下图表示神经细胞接受刺激产生动作电位过程中,细胞膜对Na
+
和K
+的通透性及膜电位的变化(gNa
+、gK
+分别表示Na
+、K
+的电导情况)。
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请据图回答问题:
(1)细胞膜对离子通透性大小的控制是通过控制细胞膜上的
来实现的。
(2)静息状态下神经细胞膜电位的特点是
。当神经纤维某一部位受到适宜刺激时,这个部位
的膜两侧会出现暂时性的
变化,形成动作电位。
(3)请分析,在接受刺激后,细胞膜对Na
+、K
+的通透性分别发生了怎样的变化?
Na
+:
;
K
+:
。
(4)根据该过程中膜电位的变化和离子通透性的变化可以推测,动作电位的产生主要是由哪种离子如何变化造成
的?
。
【解析】(1)载体蛋白是细胞膜上控制离子通透性大小的结构物质。(2)静息状态下神经细胞膜电位是外正内负,
受到刺激,产生外负内正的动作电位。(3)据图分析,神经元在接受刺激后对Na
+的通透性迅速增加,并且增加的幅度较
大;对K
+的通透性增加较慢,并且增加的幅度较小。(4)结合题图与教材内容可知,动作电位的产生是Na
+通过细胞膜快
速内流造成的。
【答案】(1)载体蛋白(离子通道)
(2)外正内负
电位
(3)对Na
+的通透性迅速增加,并且增加的幅度较大
对K
+
的通透性增加较慢,并且增加的幅度较小
(4)是Na
+通过细胞膜快速内流造成的
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第19 讲
人和高等动物的体液调节
1.一氧化氮广泛分布于生物体内各组织中,特别是神经组织中,它是一种重要的生物信息分子。下列各选项中与一氧
化氮的这种功能相类似的生理调节过程是(
)。
A.用70%的酒精擦拭双手消毒
B.剧烈运动,呼吸越来越急促
C.信使RNA 指导胰岛素的合成
D.喝下碳酸饮料,产生凉爽的感觉
【解析】按照题目中叙述,一氧化氮是生物体内具有重要作用的信息分子,说明它具有调节细胞生命活动的作
用,B 中产生的CO2也具有此功能。
2.甲亢(甲状腺功能亢进)、甲减(甲状腺功能减退)分别是患者甲状腺激素释放过多或过少而引起的疾病,下列相关说
法错误
．．的是(
)。
A.甲亢患者神经系统的兴奋性高于甲减患者
B.甲亢患者体内促甲状腺激素的分泌可能减少
C.下丘脑或垂体病变可能会引起甲状腺功能减退
D.在寒冷的冬季,甲减患者比甲亢患者更耐寒
【解析】甲状腺激素具有提高神经系统兴奋性的作用。甲亢患者甲状腺激素分泌多,甲减患者甲状腺激素分泌
少,因此甲亢患者神经系统的兴奋性高于甲减患者的,A 正确。甲亢患者体内甲状腺激素含量高于正常人,通过反馈调
节就会抑制体内促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌,使其含量减少,B 正确。下丘脑产生促甲状腺激素释
放激素作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺激素的合成和分泌,这属于
甲状腺激素的分级调节。由于分级调节的存在,下丘脑或垂体病变可能会引起甲状腺功能减退,C 正确。在寒冷的冬
季,甲亢患者由于体内甲状腺激素较多,代谢旺盛,产热较多,与甲减患者相比,甲亢患者更耐寒,D 错误。
3.激素在人体内起调节作用,下列有关人体内激素的说法中错误
．．的是(
)。
A.激素具有微量和高效的特点
B.激素通过血浆、组织液和淋巴运输
C.激素种类多,但只能为机体提供少量能量
D.激素作用于靶器官、靶细胞
【解析】激素调节是体液调节的主要内容,激素通过体液运输,对人和动物的新陈代谢和生长发育进行调节。
4.下列关于动物激素调节的说法,错误
．．的是(
)。
A.切除动物的垂体后,血液中生长激素减少,甲状腺激素也减少
B.矿难发生后,被困矿工体内对血糖含量起调节作用的主要是胰岛素
C.对血样中相关激素水平的分析可帮助诊断甲状腺疾病
D.促胰液素是人们发现的第一种激素,是小肠黏膜产生的
【解析】切除动物的垂体后,血液中生长激素和促甲状腺激素都减少,而促甲状腺激素的减少会导致甲状腺激素
分泌减少,A 正确;矿难发生后,被困矿工体内血糖浓度降低,此时起调节作用的激素主要是胰高血糖素和肾上腺素,B 错
误;甲状腺激素的含量受促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的调节,因此对血样中相关激素水平的分析可帮助诊
断甲状腺疾病,C 正确;促胰液素是小肠黏膜产生的,它是人们发现的第一种激素,D 正确。
5.(2019·昆明训练)某小组开展了胰岛素及肾上腺素对家兔血糖含量影响的研究实验,结果如下表。下列关于该实验
的叙述,错误
．．的是(
)。
两组注射前后血糖变化(mmol/L)
组别
注射前
注射后
胰岛素组
6.20
3.27
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肾上腺素组
6.20
11.98
A.激素注射前几小时,家兔需禁食处理
B.两组家兔的生理状况应完全相同
C.仅用一组家兔也可完成该实验目的
D.胰岛素和肾上腺素表现为协同作用
【解析】为了排除实验中无关变量的影响,实验前家兔需进行禁食处理,A 正确;实验设计要遵循单一变量原则,其
他无关变量要相同且适宜,因此所选家兔的生理状况要相同,B 正确;仅用一组家兔也可完成该实验目的,即先注射胰岛
素,后注射肾上腺素或先注射肾上腺素,后注射胰岛素,再进行前后对照,C 正确;由实验结果可知,胰岛素具有降血糖的
作用,肾上腺素具有升血糖的作用,两者表现为拮抗作用,D 错误。
6.下列关于人体生命活动调节的叙述中,不正确
．．．的是(
)。
A.内分泌腺细胞分泌的激素都要通过血液循环系统运输
B.内分泌腺细胞分泌的激素不可能作用于内分泌腺细胞
C.胰岛素分泌不足引起的糖尿病不可以口服胰岛素治疗
D.下丘脑既能进行神经调节又是内分泌调节的重要枢纽
【解析】内分泌腺细胞分泌的激素直接进入血液,随着血液循环到达身体各个部分,作用于靶细胞,A 正确;内分泌
腺细胞也可能是激素的靶细胞,如甲状腺激素可以作用于垂体,B 错误;胰岛素的化学本质是蛋白质,口服后会被消化酶
分解成氨基酸被人体吸收,不能发挥胰岛素的作用,C 正确;下丘脑是大脑皮层下调节内脏活动的神经中枢,它把内脏活
动与其他生理活动联系起来,调节着体温、摄食等生理活动,且下丘脑中某些细胞能分泌激素,调节水平衡和内分泌腺
活动等,所以下丘脑既能进行神经调节又是内分泌调节的重要枢纽,D 正确。
7.大豆中含有大豆异黄酮,其分子结构与人雌激素相似,进入人体后能发挥微弱的雌激素效应。下列对大豆异黄酮的
推测,错误
．．的是(
)。
A.可缓解雌激素水平降低者的症状
B.能与人雌激素受体特异性结合
C.可能作用于下丘脑的雌激素受体
D.会引起促性腺激素分泌量增加
【解析】由于大豆异黄酮的分子结构与人雌激素相似,进入人体后能发挥微弱的雌激素效应,故可缓解雌激素水
平降低者的症状,A 正确;由于大豆异黄酮能发挥微弱的雌激素效应,因此能与人雌激素受体特异性结合,B 正确;由于雌
激素可通过反馈调节作用于下丘脑,故大豆异黄酮可能作用于下丘脑的雌激素受体,C 正确;大豆异黄酮进入人体后能
发挥微弱的雌激素效应,故能够通过反馈调节引起促性腺激素分泌量减少,D 错误。
8.下图是人体内某激素进行调节的示意图。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.由图可知此激素可能是性激素,起到信号分子的作用
B.该激素与相应受体结合后形成的复合体,穿过核孔并作用于核内DNA
C.该激素能影响遗传信息的转录过程,从而影响蛋白质的合成
D.细胞间的信息交流都是通过此种方式进行的
【解析】分析题图,可发现信号分子的受体在细胞内,性激素的化学本质是固醇,可进入细胞内与受体结合,A 正确;
信号分子与受体蛋白结合后通过核孔进入细胞核,启动转录,进而控制多肽的合成,B、C 正确;细胞间的信息交流方式
多种多样,除题图所示方式外,还有细胞间直接接触、通过胞间连丝交流等,D 错误。
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9.下丘脑的CRH 神经元兴奋后可分泌促肾上腺皮质激素释放激素CRH(一种含41 个氨基酸的神经肽),促进垂体分泌促
肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素。研究发现下丘脑-垂体-肾上腺轴的功能紊乱,可使CRH
神经元过度兴奋,导致CRH 分泌增多,为抑郁症的成因之一。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.正常状态下,兴奋在神经元之间以电信号的形式单向传递
B.CRH 的合成、加工需要多种细胞器协调配合,分泌方式为胞吐
C.健康人血液中肾上腺皮质激素增多时会增强对下丘脑的抑制
D.可以通过调控CRH 基因或受体的表达水平等方法治疗抑郁症
【解析】兴奋在神经元之间通过突触传递,从一个神经元通过突触传向另一个神经元,存在着“电信号→化学信
号→电信号”的转变,A 错误;CRH 是一种多肽,在核糖体上合成后,经过内质网和高尔基体的加工,以胞吐的方式分泌到
细胞外,B 正确;机体内的激素调节具有反馈调节机制,当肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素的量增多时,会增强对下丘脑
的抑制作用,从而维持体内激素的正常水平,C 正确;根据题干可知,通过调控CRH 基因或受体的表达水平,减少CRH 的分
泌可治疗抑郁症,D 正确。
10.科学家发现过度肥胖往往造成血液中葡萄糖(简称血糖)浓度过高,且血液中胰岛素浓度也偏高。某研究室对过度
肥胖的老鼠进行实验,发现阿司匹林(一种消炎止痛药)可矫正过度肥胖老鼠的生理缺陷。过度肥胖老鼠服用阿司匹林
三周后,注射胰岛素,120 分钟内血糖含量相对值变化如图所示(对照组老鼠未服用阿司匹林),则下列叙述正确的是
(
)。
甲:阿司匹林对老鼠的过度肥胖有治疗作用
乙:注射胰岛素后对照组及实验组的老鼠血糖在60 分钟内均明显下降
丙:对照组老鼠的细胞对胰岛素不敏感,使胰岛素不能有效发挥调节血糖的作用
丁:服用阿司匹林使老鼠细胞恢复对胰岛素的敏感性,使胰岛素得以发挥作用降低血糖
A.丙、丁
B.乙、丙
C.甲、丁
D.甲、乙
【解析】从题图可知,对服用阿司匹林的老鼠注射胰岛素后,60 分钟内血糖含量明显下降,未服用阿司匹林的老鼠
血糖含量变化不大,说明服用阿司匹林的老鼠对胰岛素敏感,未服用阿司匹林的老鼠对胰岛素不敏感。
11.下列关于动物激素调节及其应用方面的叙述,正确的是(
)。
A.饲喂添加甲状腺激素的饲料,可使蝌蚪快速发育成小青蛙
B.给肉牛注射生长素,可以使肉牛快速生长,早日出栏
C.甲状腺激素分泌不足的哺乳动物,其耗氧量会增加
D.长期服用性激素以提高成绩的运动员,其体内的促性腺激素水平较正常人高一些
【解析】甲状腺激素可以促进蝌蚪快速发育成小青蛙,A 正确;促进动物生长的是生长激素,生长素是植物激素的
一种,B 错误;甲状腺激素可以促进物质的氧化分解,哺乳动物甲状腺激素分泌过多时耗氧量增加,C 错误;长期服用性激
素的运动员体内性激素的水平较高,通过反馈调节抑制下丘脑和垂体的分泌活动,因此其体内的促性腺激素水平较正
常人低一些,D 错误。
12.下图表示人体对刺激的反应,相关说法正确的是(
)。
A.图中刺激一定来自外界环境的变化
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B.①②③和①④⑤分别表示神经调节和体液调节
C.剧烈运动时,①②③、①④⑤和⑥⑤途径共同发挥作用维持内环境稳定
D.内环境中血糖和pH 调节均与⑥⑤途径有关
【解析】刺激可能来自内环境理化性质的改变(如体温升高等)或外界环境的变化(如寒冷环境),A 错误。图中
①②③表示神经调节过程,其中效应器是肌肉;①④⑤表示神经和体液共同调节过程,其中效应器是腺体,B 错误。剧烈
运动时,①②③、①④⑤和⑥⑤途径共同发挥作用维持内环境稳定,C 正确。内环境中血糖调节主要与⑥⑤途径有关,
而内环境的pH 调节主要依赖血液中的缓冲物质,D 错误。
13.受体在细胞间的信息交流中发挥着重要作用。下列有关受体的叙述,正确的是(
)。
A.细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流所必需的结构
B.神经递质与突触后膜上相应受体结合会引发突触后膜的膜电位变化
C.胰岛素、性激素等激素的受体都位于其靶细胞的细胞膜上
D.肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖需要细胞膜上的受体蛋白参与
【解析】细胞间进行信息交流不一定需要细胞膜上的受体蛋白,如植物细胞通过胞间连丝传递信息,A 错误;神经
递质由突触前膜释放并作用于突触后膜上的特异性受体,引发突触后膜的膜电位变化,B 正确;性激素的受体位于细胞
内部,C 错误;肾小管上皮细胞重吸收葡萄糖需要细胞膜上的载体蛋白参与,D 错误。
14.激素在血液中的含量是相对稳定的,激素分泌的多少是受机体调节的。下列关于激素分泌的调节的叙述正确的是
(
)。
A.垂体能分泌促激素,是调节内分泌活动的枢纽
B.垂体是在大脑的直接影响下分泌促激素的
C.下丘脑能直接控制各种内分泌腺,所以是调节内分泌活动的枢纽
D.通过反馈作用使血液中的激素含量维持在正常的相对稳定的水平
【解析】机体调节内分泌活动的枢纽是下丘脑,A 错误;垂体在下丘脑分泌的促激素释放激素的作用下,分泌相应
的促激素,B 错误;内分泌腺直接或间接地受中枢神经系统的调节,如甲状腺受下丘脑的间接调控,C 错误;激素分泌的调
节存在反馈调节,使激素的含量维持相对稳定,D 正确。
15.(2019·吉化模拟)垂体主要由前叶和后叶两部分组成,其中垂体后叶没有激素合成能力,它所释放的激素由下丘脑
产生。下图表示人体下丘脑参与调节的部分示意图,图中①②③表示结构,a~f 表示激素分子。下列叙述正确的是
(
)。
A.图中①②属于垂体后叶的是①
B.血糖浓度高时,f 的分泌会减少
C.③在血糖调节过程中可作为效应器的组成部分
D.若给动物饲喂含有大量c 的食物,下丘脑合成并分泌a 的量将增加
【解析】垂体的①产生的物质b(促性腺激素)作用于性腺,性腺产生的雌激素作用于垂体①和下丘脑,①属于垂体
前叶,A错误;血糖浓度高时,f(胰岛素)的分泌会增加,B错误;③在血糖调节过程中可作为效应器的组成部分,C正确;若给
动物饲喂含有大量c(雌激素)的食物,由于性激素对垂体和下丘脑的分泌活动有负反馈调节作用,下丘脑合成并分泌
a(促性腺激素释放激素)的量将减少,D 错误。
16.(2019·湖南联考)用体重、性别等均相同的狗分为三组进行以下实验:将含有放射性碘的注射液注射到a、b、c
三组狗的体内,然后定时检测狗体内血液中的放射量。4 d 后,向a 组狗体内注射无放射性的甲状腺激素,向b 组狗体
内注射无放射性的促甲状腺激素,向c 组狗体内注射生理盐水。实验结果如下图所示,对实验结果的叙述不正确
．．．的是
(
)。
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A.a 是由于甲状腺功能受到抑制
B.c 在该实验中起对照作用
C.b 是由于促甲状腺激素具有促进甲状腺分泌甲状腺激素的功能
D.如果给狗注射促甲状腺激素释放激素,则此实验狗的血液中放射量与a 的相同
【解析】分析曲线图:两天前因碘被吸收利用,血液中放射量下降;两天后血液中放射量上升是合成的带放射性碘
的甲状腺激素的释放到血液中的缘故。第四天注射不同物质,曲线发生变化,向a 组狗体内注射无放射性的甲状腺激
素,抑制了下丘脑和垂体的分泌活动,使甲状腺激素的分泌量减少,故曲线下降,A 正确;向c 组狗体内注射生理盐水,对
自身含放射性碘的甲状腺激素的释放无影响,起对照作用,B 正确;向b 组狗体内注射无放射性的促甲状腺激素,自身含
放射性碘的甲状腺激素的分泌加快,血液中放射量增加,C 正确;如果给狗注射促甲状腺激素释放激素,促甲状腺激素释
放激素会作用于垂体,使其分泌促甲状腺激素,现象与b 相同,D 错误。
17.一般认为母体的分娩是由机械性扩张、神经及激素等多种因素互相联系、协调而促成的。图1 是下丘脑与垂体
之间的关系示意图,图2 是哺乳动物分娩过程的部分调节示意图(“+”表示促进,“-”表示抑制)。请据图回答下列问
题:
(1)妊娠最后阶段,胎儿下丘脑中的细胞B 分泌的促肾上腺皮质激素释放激素增加,促进腺垂体中的细胞C 分
泌
。该激素作用于肾上腺,促进肾上腺分泌肾上腺皮质激素。肾上腺皮质激素进入胎盘,促进胎盘
细胞分泌
,引起子宫肌肉收缩,发动分娩。
(2)催产素是由孕妇下丘脑中的细胞A 产生的,在垂体部位释放的多肽类激素。当胎儿先露部位压迫宫颈之后,宫颈内
压力感受器兴奋,产生的神经冲动通过
(信息分子)传递给下丘脑细胞A 的细胞体。在细胞A 的细胞体部位产
生的催产素以
的形式运输到位于垂体内的细胞A 轴突末梢。
(3)图2 中,催产素分泌的调节方式是
。
(4)催产素可使子宫肌肉收缩,而子宫肌肉收缩和胎儿对产道的刺激又进一步加强催产素分泌,这是一种
(填
“正反馈”或“负反馈”)调节,意义是
。
【解析】(1)图1 中的C 细胞是腺垂体中的细胞,其分泌的激素是促肾上腺皮质激素;据图2 分析可知,肾上腺皮质
激素进入胎盘,促进胎盘细胞分泌前列腺素,引起子宫肌肉收缩,发动分娩。(2)当胎儿先露部位压迫宫颈之后,宫颈内压
力感受器兴奋后产生的神经冲动通过神经递质传递给下丘脑细胞A 的细胞体;催产素是由氨基酸构成的分泌蛋白质,
因此在细胞A 的细胞体部位产生的催产素以囊泡的形式运输到位于垂体内的细胞A 轴突末梢。(3)根据以上分析可知,
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催产素分泌的调节方式是神经调节和体液调节。(4)根据图2 分析可知,催产素可使子宫肌肉收缩,促进胎儿外推,同时
子宫肌肉收缩和胎儿对产道的刺激又进一步加强催产素分泌,催产素分泌可以进一步使子宫肌肉收缩,将胎儿外推,
这是一种正反馈调节,具有加快分娩进程的意义。
【答案】(1)促肾上腺皮质激素
前列腺素
(2)神经递质
囊泡
(3)神经调节和体液调节
(4)正反馈
加快分
娩的进程
18.根据下列实验结果回答问题:
实验一:选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只,实施切除手术,一段时间后随机等分成四组,分别注射激素及生理盐水
30 天,结果如图。
(1)该实验的目的是探究
。
(2)手术应切除
。每次注射各激素的量应按照
来计算。
(3)上图表明胰岛素具有
的作用,胰岛素与生长激素共同作用的效应
(填
“小于”“等于”或“大于”)它们单独作用之和。
【解析】(1)由图可知,该实验的自变量是对大鼠注射不同的激素,因变量是大鼠平均体重的变化,故该题探究的是
生长激素和胰岛素对大鼠生长的影响。(2)为避免自身产生的胰岛素和生长激素对实验的影响,应切除大鼠的胰腺和
垂体。每次注射量应按照单位体重注射量乘体重来计算。(3)由图中注射胰岛素组与注射生理盐水组对比知:胰岛素
具有促进大鼠生长的作用。由胰岛素+生长激素组、生长激素组和胰岛素组对比知:胰岛素具有加强生长激素的促生
长作用,且二者的共同效应大于它们单独作用之和。
【答案】(1)胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响
(2)垂体和胰腺
单位体重注射量乘体重
(3)促进大鼠生长
(及加强生长激素的促生长作用)
大于
19.(2019·北京测试)体液调节是指某些化学物质(如激素、二氧化碳)通过体液的传送,对人和动物体的生理活动所进
行的调节,其中激素调节是体液调节的主要内容。下图甲表示部分激素从分泌到发挥作用的过程示意图,其中
①②③④代表人体内的不同激素;图乙表示的是激素的传送方式。结合图示及所学知识,回答相关问题:
(1)由图甲可知,既能够传导兴奋又能够分泌激素的结构是
,其所分泌的激素①的传送方式属于图乙中
的
。
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(2)激素③的名称是
,当其含量过高时,激素①②含量的变化趋势是
,这是一种
调节机制。
(3)从图示看,图中的垂体细胞表面至少有
种激素的特异性受体。
(4)远距分泌是指激素经血液运输至远距离的靶细胞(或组织)而发挥作用。远距分泌中,激素往往先进
入
,再进入
,由后者运送到
(填“全身各处”或“靶细胞”)。
(5)激素③是否存在自分泌传送方式?
,原因是
。
【解析】本题是典型的“题在书外、理在书内”的试题,如图乙,所谓的“远距分泌”不过就是内分泌腺分泌的
激素通过体液(血浆)运输作用于靶细胞的过程,所谓的“神经分泌”就是有分泌能力的神经细胞分泌激素的过程。(1)
下丘脑既能够接受大脑皮层传来的兴奋,又能够分泌激素,激素①由下丘脑(神经细胞)分泌,然后经血液运送到垂体发
挥作用,故其传送方式为神经分泌。(2)甲状腺分泌甲状腺激素,当甲状腺激素含量升高时,因为存在反馈调节机制,因此
会抑制下丘脑和垂体分泌相应激素,从而维持甲状腺激素的动态平衡。(3)垂体具有识别下丘脑分泌的促甲状腺激素
释放激素的特异性受体,由于存在反馈调节机制,又可识别甲状腺激素,故其细胞表面至少存在两种特异性受体。(4)由
于激素随血液循环而运输,因此可以运送到全身各处,但只有靶细胞能识别。(5)由图乙可知,自分泌是指自身分泌的激
素作用于自身,激素③能够作用于分泌它的组织细胞,故其传送方式存在自分泌形式。
【答案】(1)下丘脑
神经分泌
(2)甲状腺激素
下降
反馈
(3)两
(4)组织液
血液
全身各处
(5)存在
激素
③的靶细胞可以是自身细胞
20.(2019·哈尔滨模拟)为了研究早餐质量对学生血糖和胰岛素水平的影响,某研究小组选取40 名健康学生志愿者,
按平时早餐习惯分成不进早餐组、高糖组、高脂高蛋白组和均衡营养组,按组别给予相应早餐,并分别于空腹(餐前)
和餐后1、2、3 小时取静脉血检测血糖浓度和胰岛素含量,肾糖阈值为8.96~10.08 mmol/L,实验期间不食用其他食
物,实验结果见下图。请回答下列问题:
(1)不进早餐组2 小时后表现出精力不旺盛、注意力不集中的状态,主要原因
是
。
(2)在4 组实验中,早餐后
组血糖浓度升得最快,其主要原因是
。
(3)高脂高蛋白组胰岛素水平较高,说明氨基酸和脂肪酸能
。
(4)若餐后1 小时取血的同时收集尿液进行尿糖含量检测,不进早餐组(A)、高糖早餐组(B)和高脂高蛋白早餐组(C)的检
测结果最可能的是
(填序号)。
①A<B<C
②A<C<B
③A<B=C ④A=B=C
(5)若对进餐组同时检测胰高血糖素含量,那么其变化曲线的峰值出现在胰岛素峰值
(填“之前”“之后”
或“同时”),这是因为
。
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(6)胰岛素分泌的调节方式既有体液调节又有神经调节,这与胰岛B 细胞的多种受体有关。下列物质中可被胰岛B 细
胞受体识别的有
(填序号)。
①胰淀粉酶
②胰高血糖素
③促甲状腺激素
④神经递质
【解析】(1)不进早餐2 小时,体内储存的糖大量被消耗后,导致血糖降低,能量供应不足,因此表现出精力不旺盛,
注意力不集中的状态。(2)在4 组中,高糖早餐里的大量糖类被消化水解成葡萄糖进入人体血液中,因此血糖升得最快。
(3)高脂高蛋白食物被消化成氨基酸和脂肪酸,能够促进体内胰岛素的合成。(4)虽然高糖、高脂高蛋白在短期内都会
使血糖显著升高,但没有超过人体血糖调节能力,并没有超过肾糖阈值,肾小管能对原尿中的葡萄糖进行重吸收。所以
三者检测结果相同。(5)胰高血糖素的峰值出现在胰岛素之后,胰岛素分泌促进血糖合成糖原与转化成非糖物质,但经
过一段时间后,血液中的葡萄糖被大量消耗,血糖下降促进胰高血糖素的分泌。(6)胰岛素分泌的调节方式主要有以下
几个方面:首先胰岛细胞能接受血液中葡萄糖升高的直接刺激,从而增强分泌活动。其次血糖升高引起下丘脑某一区
域兴奋,通过传出神经(副交感神经)到达胰岛B 细胞。所以胰岛B 细胞具有接受来自突触前膜释放的神经递质的受体。
最后,胰高血糖素能促进胰岛素的分泌,因此胰岛B 细胞上具有胰高血糖素的受体。
【答案】(1)血糖浓度降低,能量供应不足
(2)高糖早餐
糖类消化水解成葡萄糖后被快速吸收
(3)促进胰岛素
的分泌
(4)④
(5)之后
胰岛素浓度的升高导致血糖浓度降低,进而促进胰高血糖素的分泌
(6)②④
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第20 讲
免疫调节
1.下列有关免疫的说法,错误
．．的是(
)。
A.注射抗体治疗疾病时,可能会出现过敏反应
B.靶细胞因抗原增殖而被裂解的过程属于细胞凋亡
C.吞噬细胞可参与体液免疫和细胞免疫过程
D.免疫活性物质可由非免疫细胞合成
【解析】注射的抗体对于患者而言属于“异物”,可能会成为过敏原,导致被注射抗体的患者出现过敏反应,A 正确;
效应T 细胞与靶细胞密切接触,导致靶细胞裂解的过程属于细胞凋亡,B 错误;无论是体液免疫还是细胞免疫的初始阶
段,大多数病原体都需经吞噬细胞的摄取、处理,暴露出这种病原体特有的抗原,将抗原呈递给T 细胞,即吞噬细胞可参
与体液免疫和细胞免疫过程,C 正确;免疫活性物质主要包括抗体、淋巴因子、溶菌酶等,其中溶菌酶可由唾液腺、泪
腺等非免疫细胞产生,D 正确。
2.科研人员从某毒蛇的毒腺中提取蛇毒素,将适量的蛇毒素反复多次注射到马的体内,一段时间后从马的血液中提取
到抗蛇毒素。下列相关叙述正确的是(
)。
A.蛇毒素是淋巴因子,能促进马的B 细胞增殖分化,产生抗蛇毒素
B.将蛇毒素反复多次注射到马的体内,使马的体内产生较多的记忆细胞和抗蛇毒素
C.蛇毒素能与抗蛇毒素特异性结合形成免疫沉淀,阻止抗蛇毒素毒杀细胞
D.将蛇毒素注射到马的体内,使马产生细胞免疫,起到免疫治疗作用
【解析】蛇毒素属于抗原,促进马的B 细胞增殖分化,产生抗蛇毒素,A 错误;将蛇毒素反复多次注射到马的体内,
使马体内的记忆细胞快速增殖分化,产生较多的记忆细胞和抗蛇毒素,B 正确;抗蛇毒素属于抗体,其作用是和蛇毒素
结合,使其失去毒性,C 错误;蛇毒素不是病原体,不会侵染细胞,不会使马产生细胞免疫,D 错误。
3.百日咳、白喉和破伤风是三种常见传染病,分别由三种致病菌导致。我国政府在儿童中推广“百白破”三联体疫苗的
免费接种,大大降低了这三种病的发病率,接种后(
)。
A.吞噬细胞产生三类相应的淋巴因子
B.效应T 细胞对疫苗进行摄取、处理和呈递
C.体内出现一种能抑制上述三类致病菌的抗体
D.成功的标志是相应记忆细胞和抗体的产生
【解析】淋巴因子是由T 细胞分泌的,A 错误;吞噬细胞对疫苗进行摄取、处理和呈递,B 错误;抗体与抗原的结合
具有特异性,因此一种抗体不可能抑制上述三类致病菌,C 错误;接种疫苗的目的是刺激机体产生相应的抗体和记忆细
胞,增强免疫能力,D 正确。
4.下列有关免疫细胞和免疫功能的叙述,错误
．．的是(
)。
A.机体内衰老、破损的细胞以及癌变细胞的识别和清除属于免疫系统的防卫功能
B.记忆B 细胞在相同抗原的再次刺激下能快速增殖分化为浆细胞,由浆细胞产生抗体
C.对被病原体侵入的细胞、异体移植器官的细胞起免疫作用的主要是效应T 细胞
D.在特异性免疫过程中吞噬细胞与T 细胞、T 细胞与B 细胞之间存在信息交流
【解析】免疫是一种生理功能,人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入人体内的抗原
物质或人体所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等,以维持人体的健康。免疫具有三方面的功能:①防卫功能,能抵抗抗原的
侵入,防止疾病的产生;②自我稳定,能清除体内衰老、死亡和损伤的细胞;③免疫监视,能监视、识别和清除体内产生
的异常细胞。
5.下图表示机体特异性免疫的部分过程示意图。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
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A.过程Ⅰ属于体液免疫,过程Ⅱ属于细胞免疫
B.吞噬细胞也参与图示免疫过程
C.细胞a 只能为B 淋巴细胞,细胞b 只能为T 淋巴细胞
D.细胞c 只能为浆细胞,细胞d 只能为效应T 细胞
【解析】图中细胞a 是B 细胞或记忆B 细胞,细胞c 是浆细胞,细胞b 是T 细胞或记忆T 细胞,细胞d 是效应T
细胞,C 错误。过程Ⅰ属于体液免疫,过程Ⅱ属于细胞免疫,A 正确;吞噬细胞能吞噬、处理和呈递抗原,参与体液免疫和
细胞免疫过程,B 正确;细胞c 只能为浆细胞,细胞d 只能为效应T 细胞,D 正确。
6.研究发现,人体免疫系统会对B 细胞进行两次选择。第一次选择发生在骨髓中,能识别自身抗原的B 细胞存活下来,
但一般不会对自身组织产生免疫应答;第二次选择发生在淋巴结或脾脏中,外来抗原入侵后,能表达高亲和力抗原识
别受体的B 细胞存活下来。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.骨髓、淋巴结、脾脏等属于免疫器官
B.第二次选择后,存活下来的是浆细胞
C.B 细胞对自身正常组织产生免疫应答会导致自身免疫病
D.两次选择中,B 细胞细胞膜上的糖蛋白种类不同
【解析】骨髓、淋巴结、脾脏、扁桃体等都属于免疫器官,A 正确;B 细胞经过第二次选择后保留下来的仍是B
细胞,它还需要经过增殖分化才能得到浆细胞,B 错误;自身免疫病是免疫系统对自身正常的组织发起攻击导致的,C 正
确;由于基因的选择性表达,B 细胞分化前后识别的物质不同,因此其细胞膜上的糖蛋白种类不同,D 正确。
7.为探究某种药物Q 对细菌性疾病的治疗是否与机体免疫力的增强有关,某科研小组将患细菌性疾病的小鼠随机均
分为三组,编号a、b、c,a 组注射一定量的药物Q,b 组注射等量的生理盐水,c 组注射等量的免疫增强剂,实验结果如图
所示。下列有关叙述错误
．．的是(
)。
A.吞噬细胞仅在非特异性免疫中发挥作用
B.药物Q 能够增强小鼠的非特异性免疫功能
C.药物Q 可通过增加小鼠T 细胞的数量来增强特异性免疫功能
D.免疫增强剂可增强吞噬细胞的吞噬能力
【解析】吞噬细胞在特异性免疫中参与抗原的处理、呈递过程,A 错误;吞噬细胞参与非特异性免疫的第二道防
线,a 组与b 组比较,说明药物Q 能增强吞噬细胞的吞噬能力,增强小鼠的非特异性免疫功能,B 正确;T 细胞参与特异性
免疫,a 组与b 组比较,说明药物Q 能增加T 细胞数量,增强特异性免疫功能,C 正确;b 组与c 组的比较,说明免疫增强剂
可增强吞噬细胞的吞噬能力,D 正确。
8.有少数人吃了虾后出现过敏反应症状,轻度的引起荨麻疹,重度的导致休克甚至死亡等。有关叙述错误
．．的是(
)。
A.由过敏反应引起的荨麻疹不会传染
B.吃虾引起的病理性免疫反应,具有特异性和记忆性
C.初次接触虾蛋白后,活化的浆细胞分泌抗体
D.已免疫的机体再次接触虾蛋白后会发生自身免疫反应
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【解析】过敏反应具有明显的遗传倾向,不是传染病,A 正确;吃虾引起的病理性免疫反应为过敏反应,具有特异性
和记忆性,B 正确;机体初次接触虾蛋白后,活化的浆细胞分泌抗体,吸附在某些细胞的表面,C 正确;已免疫的机体再次
接触虾蛋白后会发生过敏反应,D 错误。
9.乙型肝炎病毒(HBV)是一种DNA 病毒,可通过多种途径传染。研究表明,肝炎患者的肝癌发病率比自然人群的
高,HBV 与原发性肝癌密切相关。注射乙型肝炎疫苗是预防乙型肝炎最有效的方法,以下说法正确的是(
)。
A.HBV 携带者一般是不需要注射乙肝疫苗的
B.接种乙肝疫苗后人体会产生相应抗体,该抗体可与病毒类的所有抗原结合
C.抗HBV 的抗体也能和侵入肝细胞内的病毒特异性结合,阻止其增殖
D.第一次接触HBV 时,由于体内没有相应的记忆细胞,因此只能发生非特异性免疫
【解析】HBV 携带者体内已经发生过免疫反应,产生了相应的记忆细胞和抗体,因此其一般是不需要注射乙肝疫
苗的,A 正确;抗体与抗原之间的结合具有特异性,接种乙肝疫苗后人体产生的抗体只能与相应的抗原结合,B 错误;抗
HBV 的抗体是由浆细胞分泌的免疫球蛋白,主要存在于血浆、组织液和外分泌液中,其不能进入肝细胞发挥作用,C 错
误;HBV 初次进入人体时,会发生体液免疫和细胞免疫,D 错误。
10.角膜移植是最成功的器官移植,因角膜本身不含血管,处于“免疫赦免”地位,使角膜移植的成功率高于其他同种异
体器官移植。下列有关叙述正确的是(
)。
A.被移植角膜与受体之间不存在免疫反应
B.眼球血液中含有淋巴细胞、免疫活性物质
C.用药物抑制B 细胞增殖可获得“免疫赦免”
D.“免疫赦免”说明人体免疫防卫功能存在缺陷
【解析】被移植的角膜属于外来的“异物”,与受体之间存在免疫反应,A 错误;淋巴细胞位于淋巴液、血浆和淋巴
结中,免疫活性物质主要分布在内环境中,因此眼球血液中含有淋巴细胞、免疫活性物质,B 正确;用药物抑制B 细胞和
T 细胞的增殖可获得“免疫赦免”,C 错误;“免疫赦免”现象是自然选择的结果,体现了生物对环境的适应,不能说明人体
的免疫防卫功能存在缺陷,D 错误。
11.关于人体特异性免疫反应的叙述,错误
．．的是(
)。
A.如果病原体不侵入机体细胞,那么细胞免疫通常不会启动
B.在体液免疫过程中,淋巴因子和抗原都起到了信息分子的作用
C.当同种抗原再次进入机体时,浆细胞全部来自记忆B 细胞的增殖
D.浆细胞分泌抗体是通过胞吐完成的,与细胞膜的流动性密切相关
【解析】如果抗原在体液中,则体液免疫起作用,不需要细胞免疫,A 正确;体液免疫中,吞噬细胞处理抗原,呈递给
T 细胞,T 细胞分泌淋巴因子,淋巴因子促进B 细胞增殖分化形成浆细胞和记忆细胞,该过程中抗原和淋巴因子都可以
作为信息分子发挥作用,B 正确;当同种抗原再次进入机体时,浆细胞大部分来自记忆B 细胞的增殖分化,少部分来自B
细胞的增殖分化,C 错误;抗体属于分泌蛋白,所以抗体的分泌是通过胞吐完成的,胞吞和胞吐都依赖于细胞膜的流动
性,D 正确。
12.下图是人体免疫调节的部分模式图。下列相关说法正确的是(
)。
A.细胞甲、乙、丙都具有增殖分化的能力
B.细胞甲只能识别图中的一种抗原
C.细胞甲、乙、丙含有的基因种类相同,表达的基因相同,但功能有差异
D.细胞乙产生的抗体可直接促进抗原A 的降解消除
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【解析】由图解可知,细胞甲、乙、丙依次为B 细胞、浆细胞和记忆细胞,其中B 细胞、记忆细胞具有增殖分化
的能力,浆细胞没有增殖分化的能力,A 错误;细胞甲能识别抗原A,不能识别抗原B,即细胞甲只能识别图中的一种抗
原,B 正确;细胞甲与细胞丙表达的基因不同,功能存在差异,C 错误;细胞乙产生的抗体与抗原结合后形成沉淀或细胞
集团,进而被吞噬细胞吞噬消化,D 错误。
13.往受试者皮内注射白喉毒素24~48 h 后,如出现局部皮肤红肿,则说明受试者对白喉毒素无免疫力;反之,则说明受
试者血清中含有足量的抗白喉毒素抗体。下列相关叙述正确的是(
)。
A.局部皮肤出现红肿说明受试者对白喉毒素产生了过敏反应
B.若受试者注射白喉毒素后皮肤没有红肿,则说明其机体没有发生免疫反应
C.抗白喉毒素抗体的产生需要相应抗原的刺激和淋巴因子的参与
D.若受试者注射白喉毒素后皮肤出现红肿,则下次注射一定还会出现红肿
【解析】皮肤试验是借助抗原、抗体在皮肤内或皮肤上的反应进行免疫学检测的方法,不属于过敏反应,A 错误;
受试者如有免疫力,其血清中含有足量的抗毒素抗体,能中和注入的毒素,则局部不出现红肿,为阴性反应,B 错误;B 细
胞受抗原刺激后,在淋巴因子的作用下增殖分化成浆细胞,浆细胞产生针对该抗原的抗体,C 正确;受试者局部皮肤出
现红肿说明其对白喉毒素没有免疫力,该抗原少量注射到人体,可引起人体的特异性免疫反应,产生相应的抗体和记
忆细胞,下次注射则不一定会出现红肿,D 错误。
14.下图表示淋巴细胞的起源和分化过程(其中a、b、c、d 表示不同种类的细胞,①和②表示有关过程),下列有关叙述
正确的是(
)。
A.只有a、b、c 三类细胞才能识别抗原
B.产生抗体的细胞只能由b 细胞直接分化形成
C.①和②过程都需要抗原的刺激才能发生
D.c、d 细胞功能不同的根本原因是DNA 不同
【解析】由题图信息可推出,a、b、c、d 分别为T 细胞、B 细胞、效应T 细胞和浆细胞,其中浆细胞不能识别抗
原,因此除a、b、c 三类细胞能识别抗原外,记忆细胞也能识别抗原。记忆细胞在接受同一种抗原刺激后,也能分化成
产生抗体的浆细胞或效应T 细胞。B 细胞和T 细胞是造血干细胞分别在骨髓和胸腺中分化、发育而成的,在接受抗
原刺激后,才能继续增殖、分化。c、d 细胞是由同一个受精卵经有丝分裂而来的,两者的DNA 相同,其功能不同的根
本原因是基因的选择性表达。
15.(2019·南昌三模)少数人注射青霉素后出现胸闷、气急和呼吸困难等过敏(超敏)反应症状,严重者发生休克。下列有
关叙述正确的是(
)。
A.青霉素过敏反应的主要原因是机体免疫防御功能低下
B.青霉素引起的病理性免疫反应,具有特异性和记忆性
C.机体初次接触青霉素后,活化的浆细胞分泌淋巴因子
D.已免疫的机体再次接触青霉素后会发生自身免疫反应
【解析】过敏反应是机体免疫系统过于敏感所致,A 错误;注射青霉素后出现胸闷等过敏反应,且在下次注射青霉
素后仍会出现相应症状,说明青霉素引起的免疫反应具有特异性和记忆性,B 正确;浆细胞只能分泌抗体,不能产生淋
巴因子,淋巴因子是由T细胞分泌的,C错误;已免疫的机体再次接触青霉素时会引起过敏反应,而不是自身免疫反应,D
错误。
16.下列关于免疫调节的叙述错误
．．的是(
)。
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A.体液中的干扰素是保卫人体的第二道防线中的重要成分
B.重症肌无力患者体内的自身抗体破坏了神经-肌肉突触后膜的受体蛋白,可通过注射激素抑制抗体的产生进行治疗
C.自身免疫病和过敏反应是机体免疫防卫过度所致
D.溶菌酶和浆细胞分泌的抗体、T 细胞分泌的淋巴因子都是免疫活性物质
【解析】干扰素属于第三道防线,A 错误。重症肌无力是因为免疫系统破坏了突触后膜上的特异性受体,注射激
素抑制抗体的产生,可以起到治疗效果,B 正确。自身免疫病和过敏反应是机体免疫防卫过强,将自身细胞当作抗原攻
击所致,C 正确。免疫活性物质包括溶菌酶、抗体、淋巴因子等,D 正确。
17.(2019·广东冲刺)埃博拉病毒疫情大规模爆发引起的埃博拉出血热是当今世界上最致命的病毒性出血热,其症状包
括呕吐、腹泻、体外出血、发烧等。下图表示埃博拉病毒感染人体后发生的部分免疫过程。据图分析回答下列问题:
(1)图中不能够特异性识别埃博拉病毒的细胞有
,戊代表的物质是
。
(2)该图表示的是特异性免疫过程中的
免疫,当病毒刚开始入侵时,首先发起攻击的免疫细胞甲,其名称
是
,图中
细胞可产生淋巴因子(填编号)。
(3)科研人员检测新的病毒疫苗刺激机体产生抗体的能力。将健康的志愿者分成对照组和多个实验组,每组若干名。
对照组的处理:接种不含疫苗的接种物。实验组的处理:接种
,一段时间后,检验志愿者血液
中的抗体水平。为确定该疫苗的有效浓度,不同实验组志愿者需接种
的疫苗。
(4)有人建议用康复者的血清来治疗患者,其原理是
。
【解析】(1)甲是吞噬细胞,具有识别“自己”和“非己”的功能,但是识别不具有特异性;丁细胞是浆细胞,不具有识别
作用,只能合成和分泌抗体;戊是浆细胞产生的免疫活性物质——抗体。(2)该图是体液免疫过程;细胞甲是吞噬细胞,
细胞乙是T 细胞,T 细胞能产生淋巴因子。(3)由题意可知,该实验的目的是探究新的病毒疫苗刺激机体产生抗体的能
力,实验原理是病毒疫苗刺激机体产生抗体的能力强,血液中的抗体水平高,反之则低;实验的自变量为是否接种了疫
苗及疫苗的浓度,因变量是抗体水平,因此对照组的处理是接种不含疫苗的接种物,实验组的处理是接种等量含疫苗
的接种物,一段时间后,检验志愿者血液中的抗体水平。如果确定该疫苗的有效浓度,实验的自变量是不同浓度的疫
苗。(4)康复者的血清中含有抗埃博拉病毒的抗体,因此有人建议用康复者的血清来治疗患者。
【答案】(1)甲和丁
抗体
(2)体液
吞噬细胞
乙
(3)等量含疫苗的接种物
不同浓度
(4)康复者的血清中含有抗埃博拉病毒的抗体
18.为了探究某种复方草药对某种细菌性乳腺炎的疗效是否与机体免疫功能的增强有关,某实验小组将细菌性乳腺炎
模型小鼠随机分成实验组(草药灌胃)、空白对照组(蒸馏水灌胃)和阳性对照组(免疫增强剂A 灌胃),并检测免疫指标。
回答下列问题:
(1)在制作细菌性乳腺炎模型小鼠的过程中,小鼠所感染的细菌在免疫学上称为
。
(2)在实验中,如果实验组小鼠吞噬细胞的吞噬能力显著高于阳性组,极显著高于空白对照组,则说明该草药增强了小
鼠的非特异性免疫功能且作用效果高于
;如果实验组小鼠吞噬细胞的吞噬能力低于阳性对照组而高
于空白对照组,则说明该草药
。
(3)某学者指出该复方草药中的一味草药K 有一定的毒性,可考虑增设一组模型小鼠,对其进行
处理,以确定草药K 是否为复方草药的关键成分。
(4)研究表明,实验组小鼠的浆细胞水平明显高于空白对照组,与阳性组相近。说明该草药可提高小鼠特异性免疫中的
免疫。
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(5)通常细菌侵入人体会导致发热,此时位于
的体温调节中枢会通过调节加速
(填“散热”或
“产热”),而人体在这时通常会发冷,冷觉的产生部位是
。
【解析】(1)小鼠所感染的细菌为病原体,在免疫学上称为抗原。(2)在实验过程中,如果实验组小鼠吞噬细胞的吞
噬能力显著高于阳性对照组,极显著高于空白对照组,则说明该草药增强了小鼠的非特异性免疫功能且作用效果高于
免疫增强剂A;如果实验组小鼠吞噬细胞的吞噬能力低于阳性对照组,但高于空白对照组,则说明该草药增强了小鼠的
非特异性免疫功能,但作用效果低于免疫增强剂A。(3)由于实验要确定草药K 是否为复方草药的关键成分,故研究小
组增设一组模型小鼠,对其进行去除草药K 的复方草药灌胃处理。(4)研究表明,实验组小鼠的浆细胞水平明显高于空
白对照组,与阳性组相近。由于浆细胞是体液免疫过程中产生抗体的细胞,因此说明该草药可提高小鼠特异性免疫中
的体液免疫。(5)通常细菌侵入人体会导致发热,此时位于下丘脑的体温调节中枢会通过调节加速散热,而人体在这时
通常会发冷,冷觉的产生部位是大脑皮层。
【答案】(1)抗原
(2)免疫增强剂A
增强了小鼠的非特异性免疫功能,但效果较免疫增强剂A 差
(3)去除草药
K 的复方草药灌胃
(4)体液
(5)下丘脑
散热
大脑皮层
19.乙型肝炎病毒简称乙肝病毒(HBV),在肝脏内复制繁殖。下图为乙肝病毒入侵人体细胞后,免疫细胞杀伤靶细胞的
过程。请回答下列问题:
(1)免疫系统能消灭侵入人体的乙肝病毒,这体现了免疫系统的
功能。由题中信息可推知,图中的细胞毒细胞
指的是
细胞,靶细胞主要指的是
细胞。
(2)细胞毒细胞排出穿孔素和颗粒酶的方式为
。
(3)穿孔素和颗粒酶相互间的协同作用,使靶细胞形成管道,细胞外的水分进入细胞内,导致靶细胞因
(填理化
性质)改变而崩解死亡,该过程属于细胞的
(填“凋亡”或“坏死”)。
(4)HBV 的传播途径与HIV 相似,由此可推知,下列行为不会传染此类疾病的是
。
a.与患者共进西餐
b.接触病人摸过的门把手
c.与患者共用纹身、纹眉器械
d.输入含有这两类病毒的血液
e.与
患者拥抱
f.与患者共用冲水马桶
(5)专家预测流感病毒会在今年春季爆发,主要是由于今年流行的优势毒株(乙型流感病毒)多年来没有成为优势毒株,
人群没有相应的免疫屏障,建议要
,以保护易感人群。
【解析】(1)免疫系统具有防卫功能,能消灭侵入体内的乙肝病毒。图中的细胞毒细胞能够导致靶细胞裂解,说明
细胞毒细胞指的是效应T 细胞。被病原体入侵的宿主细胞称为靶细胞,图中的靶细胞主要指的是被乙肝病毒入侵的
肝细胞。(2)穿孔素和颗粒酶均以胞吐的方式从细胞毒细胞中排出。(3)穿孔素和颗粒酶相互间的协同作用,使靶细胞
形成管道,细胞外的水分得以进入细胞内,导致靶细胞的渗透压降低,靶细胞因吸水涨破而死亡,该过程是由基因决定
的,属于细胞凋亡。(4)乙肝病毒(HBV)的传播途径与HIV 相似,而HIV 的主要传播途径有血液传播、性传播、母婴传
播。由此可推知:a(与患者共进西餐)、b(接触病人摸过的门把手)、e(与患者拥抱)、f(与患者共用冲水马桶)都不会传
染此类疾病,而c(与患者共用纹身、纹眉器械)和d(输入含有这两类病毒的血液)则会传染此类疾病。(5)今年流行的
优势毒株(乙型流感病毒)多年来没有成为优势毒株,说明绝大多数人在此之前没有与之接触过,对该优势毒株没有相
应的免疫能力(免疫屏障),属于易感人群。预防接种是保护易感人群、预防流感最有效的医疗手段。可见,开发接种疫
苗,以保护易感人群,可以有效地控制流感的爆发。
【答案】(1)防卫
效应T
被乙肝病毒入侵的肝
(2)胞吐
(3)渗透压
凋亡
(4)abef
(5)开发接种疫苗
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20.研究发现,HIV 能识别T 细胞表面的CD 4 和CCR5(受体蛋白)从而实现入侵T 细胞。如果给AIDS 患者大量注射
用CD 4和CCR5修饰过的人成熟红细胞,红细胞也会被HIV识别并入侵。因HIV在红细胞内无法增殖,这为治疗AIDS
提供了新的思路。请回答下列问题:
(1)HIV 能识别T 细胞表面的CD 4 和CCR5,
(填“能”或“不能”)体现细胞间的信息交流,HIV 在人的成熟红
细胞内无法增殖是因为
。
(2)HIV 侵入人体后,在它的刺激下,T 细胞增殖分化为
和
,同时T 细胞能分泌
促进B 细胞增殖分化成浆细胞并分泌抗体,最终使HIV 数量下降。
(3)在感染后期,多数HIV 感染者直接死于由多种病原体引起的严重感染。当人体感染细菌时,细菌脂多糖LPS 作为重
要的抗原分子引起免疫应答。抗原激发的体液免疫应答有两类:第一类是大多数抗原必须在T 细胞参与下才能完成;
第二类是有少数抗原,单独刺激B 细胞即可完成。为了探究细菌脂多糖LPS 属于哪一类免疫应答,设计如下实验步骤:
①选择性别、年龄、生长发育状况一致的小鼠均分为甲、乙两组。
②甲组小鼠
处理,乙组小鼠不做相应的处理。
③对甲、乙两组小鼠进行LPS 接种处理。
④一段时间后分别检测两组小鼠体内相应浆细胞和抗体含量。
实验预测:
若
,则免疫应答属于第一类。
若
,则免疫应答属于第二类。
【解析】(1)HIV 为病毒,不具有细胞结构,其识别T 细胞表面的CD 4 和CCR5 不能体现细胞间的信息交流。人
的成熟的红细胞没有细胞核、核糖体等结构,因此HIV 在人的成熟红细胞内无法增殖。(2)在HIV 的刺激下,T 细胞会
增殖分化为效应T 细胞、记忆细胞,效应T 细胞可以裂解被HIV 侵入的T 细胞,使HIV 释放出来;同时T 细胞分泌的
淋巴因子能促进B 细胞增殖分化形成浆细胞,浆细胞分泌抗体,使细胞外液中的HIV 凝集成团,最终被吞噬细胞吞噬、
处理。(3)两类免疫应答的区别在于是否有T 细胞参与,T 细胞是在胸腺中成熟的,探究细菌脂多糖LPS 属于哪一类免
疫应答,可设计有无胸腺的两组小鼠进行对照实验,检测进行LPS 接种处理后,两组小鼠体内相应浆细胞和抗体含量。
若属于第一类免疫应答,则无胸腺的小鼠不能产生相应的浆细胞和抗体,有胸腺的小鼠可以产生相应的浆细胞和抗体;
若属于第二类免疫应答,则两组小鼠均产生相应的浆细胞和抗体。
【答案】(1)不能
人的成熟的红细胞无细胞核和各种细胞器,不能提供HIV 增殖所需的酶、场所等条件
(2)
效应T 细胞
记忆细胞
淋巴因子
(3)②切除胸腺
实验预测:仅有乙组小鼠产生相应浆细胞和相应的抗体
甲、
乙两组小鼠均产生相应浆细胞和抗体
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第21 讲
植物激素调节
1.下列有关生长素的发现过程的叙述中,错误
．．的是(
)。
A.达尔文实验的目的是解释植物向光性的原因
B.鲍森·詹森的实验证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部
C.拜尔的实验证明胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的
D.温特的实验证明生长素是吲哚乙酸
【解析】温特的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的,并把它命名为生长素,D 错误。
2.(2019·衡水三模)科学研究发现,某植物茎段再生时,根总是由近根端长出,叶从近苗端长出(见下图),这种现象被称
为极化再生。下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.近根端属于形态学的下端,近苗端属于形态学的上端
B.茎段截取后近根端的生长素向着近苗端运输
C.极化再生过程中发生了细胞分裂与细胞分化
D.生长素对离体茎段细胞的生长具有重要调节作用
【解析】近根端属于形态学的下端,近苗端属于形态学的上端,A 正确;茎段截取后近苗端的生长素向着近根端运
输,B 不正确;极化再生过程中因为有叶和根的生长,发生了细胞分裂和细胞分化,C 正确;生长素对离体茎段的生长具有
重要调节作用,D 正确。
3.用脱落酸(ABA)及其合成抑制剂分别处理采摘后的番茄,番茄的乙烯释放量变化如图所示(CK 为对照处理),下列有关
分析正确的是(
)。
A.ABA 可以抑制乙烯的生成
B.ABA 与乙烯共同促进番茄成熟
C.ABA 合成抑制剂可以促进乙烯生成
D.采摘后番茄果实内乙烯的生成需要外源ABA 的诱导
【解析】曲线图显示ABA 处理组和CK 组的两条曲线同步增减,但在相同时间内,ABA 处理组的乙烯释放量高于CK
组,说明ABA 可以诱导乙烯的生成,A 错误;乙烯的主要作用是促进果实成熟,而ABA 可以诱导乙烯的生成,因此ABA 与乙
烯共同促进番茄成熟,B 正确;在相同时间内,ABA 合成抑制剂处理组的乙烯释放量低于CK 组,说明ABA 合成抑制剂可以
抑制乙烯生成,C 错误;图示结果可以说明外源ABA 可以诱导乙烯的生成,但不能说明自然采摘后番茄果实内乙烯的生
成需要外源ABA 的诱导,D 错误。
4.某兴趣小组探究植物激素对顶端优势的影响,处理方法及结果如下图所示。下列叙述正确的是(
)。
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A.植株的种类及生长情况是本实验的自变量
B.a 组和b 组对照可证明茎尖细胞合成的生长素维持了顶端优势
C.d 组和e 组对照可说明细胞分裂素通过抑制生长素运输解除了顶端优势
D.本实验说明生长素和细胞分裂素在调节侧芽生长方面存在拮抗效应
【解析】本实验的自变量有:是否去除顶芽,是否涂抹生长素、生长素运输抑制剂、细胞分裂素。植株的种类是
无关变量,植株的生长情况是因变量,A 错误。a 组和b 组对照只能说明顶端优势现象与顶端有关,不能证明与生长素
有关,B 错误。由题图可知,d 组生长素运输抑制剂通过抑制生长素的运输促进侧芽生长,e 组细胞分裂素通过促进细胞
分裂促进侧芽生长,C 错误。由实验结果可知,顶端产生较多的生长素向下运输,使侧芽处的生长素浓度升高,这种高浓
度的生长素抑制了侧芽的生长,导致顶端优势的产生。细胞分裂素可以促进细胞分裂,促进侧芽的生长,因此生长素和
细胞分裂素在调控顶端优势中为拮抗关系,D 正确。
5.下列关于植物生长素的叙述,错误
．．的是(
)。
A.根的向地性说明生长素的生理作用具有两重性
B.顶端优势是由侧芽部位生长素过多引起的
C.同一种植物的幼芽对生长素的反应敏感程度高于幼根
D.苹果树开花后,喷施适宜浓度的生长素可防止果实脱落
【解析】根的向地性是由于根对生长素比较敏感,近地侧生长素浓度高而抑制根的生长,远地侧生长素浓度低,表
现为促进根的生长,从而表现出向地弯曲生长的现象,A 正确;顶端优势现象是顶芽产生的生长素运输到侧芽,使侧芽部
位的生长素浓度高而被抑制生长,B 正确;同一种植物的幼芽对生长素的反应敏感程度低于幼根,C 错误;生长素可防止
落花落果,D 正确。
6.下列关于植物生长素生理作用的叙述,错误
．．的是(
)。
A.生长素浓度越低对植物生长的促进作用越明显
B.摘除顶芽可以解除较高浓度生长素对侧芽的抑制
C.生长素与其他植物激素共同作用调节植物的生长
D.生长素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
【解析】当生长素浓度小于最适浓度时,随生长素浓度的增加,促进作用加强,A 错误;摘除顶芽后侧芽的生长素来
源被阻断,生长素浓度降低,顶端优势解除,B 正确;植物生长发育过程中,生长素等多种激素相互作用,共同调节植物体
的生命活动,C 正确;生长素通过影响植物细胞内的代谢活动来调节植物生长,D 正确。
7.系统素(SYS)是植物体产生的一类生长调节物质,是植物创伤反应的信号分子,可以诱导抗逆基因的表达。SYS 在植
物体内具有良好的运输性,能很快传遍植株而使之获得抗性。下列叙述正确的是(
)。
A.SYS 是由植物体特定内分泌腺产生的
B.SYS 可以通过调控基因的表达影响生命活动
C.SYS 的运输和生长素一样,具有极性运输的特点
D.SYS 是植物体产生的直接杀伤害虫的内源性物质
【解析】植物没有内分泌腺,其激素是由特定部位的细胞产生的,A 错误;SYS 是植物体产生的一类生长调节物质,
可以通过调控基因的表达影响生命活动,B 正确;SYS 在植物体内具有良好的运输性,能很快传遍植株,说明其运输没有
极性运输的特点,C 错误;SYS 是植物创伤反应的信号分子,可以诱导抗逆基因的表达,而不是直接杀伤害虫,D 错误。
8.植物激素甲、乙、丙和生长素类似物NAA 的作用模式如下图所示,图中“+”表示促进作用,“-”表示抑制作用。
下列叙述错误
．．的是(
)。
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A.甲、乙、丙是通过传递信息,改变细胞的代谢而发挥效能的
B.甲激素主要由根冠和萎蔫的叶片合成
C.丙所发挥的作用会因细胞的成熟情况不同而有差异
D.用较低浓度的NAA 浸泡插条的顶端更利于插条生根
【解析】植物激素甲、乙、丙不直接参与细胞代谢,而是通过给细胞传达一种调节代谢的信息来改变细胞的代
谢从而发挥效能的,A 正确;甲激素能促进种子休眠和抑制生长,因此甲激素是脱落酸,主要由根冠和萎蔫的叶片合成,B
正确;丙激素能促进生长,促进果实发育,故丙激素是生长素,生长素所发挥的作用会因细胞的成熟情况不同而有差
异,C 正确;NAA 为生长素类似物,用较低浓度的NAA 浸泡插条的基部更利于插条生根,D 错误。
9.赤霉素可促进种子萌发,其与细胞膜上的某种物质结合引发细胞内的一系列生物反应,即促进钙离子的吸收以及膜
上钙离子载体的增多。细胞膜上钙离子载体数目多少又可由囊泡(膜上含有钙离子载体)来控制,而钙离子能促进α-
淀粉酶的合成。下列相关叙述正确的是(
)。
A.赤霉素和2,4-D 都是植物生长调节剂,后者的作用具有两重性的特点
B.赤霉素发挥作用后,细胞内会出现囊泡与细胞膜融合的现象
C.赤霉素可进入细胞核,进而调控α-淀粉酶基因的表达
D.赤霉素可以促进细胞的伸长,也可促进果实的发育和成熟
【解析】植物细胞合成的赤霉素,不是植物生长调节剂,A 错误;赤霉素发挥作用后,会促进钙离子的吸收以及膜上
钙离子载体的增多,而钙离子能促进α-淀粉酶的合成,该过程中有囊泡的产生,因此细胞内会出现囊泡与细胞膜的融
合,B 正确;由题意可知,赤霉素可促进种子萌发,赤霉素与细胞膜上的某种物质结合引发细胞内的一系列生物反应,赤
霉素没有进入细胞核,C 错误;赤霉素的作用是促进细胞的伸长从而促进果实的生长,乙烯促进果实的成熟,D 错误。
10.激动素是一种植物生长调节剂,干旱缺水环境下使用激动素可影响棉花产量。为探究干旱环境下不同浓度的激动
素对棉花产量的影响,某研究小组在棉花生产早期进行了实验,结果如图。下列叙述正确的是(
)。
A.激动素直接从植物产生部位运输到作用部位
B.该实验存在两组空白对照,不符合对照原则
C.可进一步探究棉花生长的不同时期激动素的作用效果
D.缺水环境下,激动素的作用体现了两重性
【解析】激动素是一种植物生长调节剂,是人工合成的,植物不能产生,A 错误;根据实验的对照性原则,水分充足组
与缺水组对照,激动素0 单位与其他单位对照,因此该实验存在两组空白对照,B 错误;该实验的目的是探究干旱环境条
件下不同浓度的激动素对棉花产量的影响,可进一步探究棉花生长的不同时期激动素的作用效果,C 正确;据图分析,与
0 单位相比,其他单位激动素都表现为促进作用,没有体现激动素作用的两重性,D 错误。
11.下列事例与生长素的作用无．直接关系的是(
)。
A.台风吹倒的树苗,茎背地生长
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B.扦插枝条时保留芽,易于枝条生根成活
C.盆栽花卉放置在阳台一段时间,茎会弯向光源生长
D.刚摘下的青色香蕉放置一段时间后会自然变黄成熟
【解析】台风吹倒的树苗,茎的向地侧生长素浓度高于背地侧,促进向地侧生长的作用大于背地侧,因此茎背地生
长,A 不符合题意;扦插枝条时保留部分芽,芽可以产生生长素,促进扦插枝条生根,使枝条易于生根成活,B 不符合题意;
盆栽花卉放置在阳台一段时间,由于单侧光的作用,导致背光侧生长素浓度高于向光侧,所以茎会表现出弯向光源生
长的现象,C 不符合题意;刚摘下的青色香蕉放置一段时间后会自然变黄成熟,主要与乙烯的作用有关,D 符合题意。
12.离层细胞近树干的部分为近基端,反之为远基端,叶柄离层细胞两端生长素浓度与叶片脱落关系如图。乙烯促进离
层细胞合成和分泌水解离层细胞细胞壁的酶。结合所学知识分析,相关说法正确的是(
)。
A.远基端生长素浓度高于近基端时,叶柄开始脱落
B.叶柄脱落的根本原因是离层细胞中脱落酸含量增加
C.生长素从远基端往近基端的运输可促进乙烯合成
D.调节叶柄脱落的激素是乙烯,与生长素无直接关系
【解析】据图可知,当远基端生长素浓度小于或等于近基端生长素浓度时,叶柄脱落,A 错误;图示为叶柄离层细胞
两端生长素浓度与叶片脱落关系,没有涉及脱落酸,B 错误;据图可知,生长素从远基端往近基端的运输可促进乙烯合
成,C 正确;根据实验结果不能说明调节叶柄脱落的激素是乙烯,与生长素无直接关系,D 错误。
13.植物体内有多种激素对各种生命活动进行调节。下列关于植物激素调节的叙述,错误
．．的是(
)。
A.生长素不直接参与细胞代谢,只能给细胞传达促进生长的信息
B.秋天落叶中脱落酸的合成量增加既受基因调控也受环境影响
C.单侧光能影响生长素的横向运输,但不影响生长素的极性运输
D.生长素和乙烯对植物侧芽细胞的伸长都起着一定的调节作用
【解析】生长素是一种植物激素,不能直接参与细胞代谢,而是给细胞传达调节细胞代谢(促进生长或抑制生长)
的信息,A 错误;秋天落叶中脱落酸的合成量增加,说明脱落酸的合成不仅受基因调控,还受环境的影响,B 正确;单侧光
能影响生长素在胚芽鞘尖端的横向运输,但不影响生长素的极性运输,C 正确;生长素和乙烯对植物侧芽细胞的伸长都
起着一定的调节作用,如乙烯和高浓度的生长素都可以抑制侧芽生长,D 正确。
14.甲图是某同学在“探究生长素类似物NAA 促进迎春花插条生根的最适浓度”实验中获得的曲线图,乙图是燕麦胚
芽鞘受到单侧光照射的示意图。下列对实验及图示的分析,正确的是(
)。
A.促进迎春花插条生根的最适NAA 浓度为c
B.迎春花插条上侧芽的数目及饱满程度不会影响实验结果
C.生长素由④移向③,所以③处生长速度比④快
D.生长素由①移向③,由②移向④
【解析】甲图显示:在NAA 浓度由a 增大至c 的范围内,插条平均生根数目随NAA 浓度的增加而增多,说明该浓度
范围内的NAA 对插条生根均起促进作用,因缺少NAA 浓度高于c 的实验组,所以不能说明促进迎春花插条生根的最适
NAA浓度为c,A 错误;侧芽产生的生长素会对实验结果产生干扰,因此迎春花插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验
结果,B 错误;在单侧光的照射下,生长素在胚芽鞘的尖端可发生横向运输,但不能在尖端下面发生横向运输,即生长素
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可由②移向①,但不能由④移向③,C 错误;在胚芽鞘中,生长素可由形态学上端向形态学下端进行极性运输,即生长素
由①移向③,由②移向④,D 正确。
15.赤霉素和生长素的部分作用机理如图所示,下列说法正确的是(
)。
A.由图可知赤霉素的生理作用具有两重性
B.生长素是一种具有调节作用的蛋白质
C.从根本上讲,生长素的合成与分解由基因决定
D.色氨酸一般由植物的根从土壤中通过主动运输吸收
【解析】由图可知赤霉素能促进色氨酸合成生长素,抑制生长素的分解,不是两重性,A 错误;生长素的化学本质是
吲哚乙酸,B 错误;植物激素的合成和分解是基因选择性表达的结果,C 正确;根从土壤中吸收的是无机盐与水分,不能吸
收有机物,D 错误。
16.(2019·普宁冲刺)植物越冬休眠和夏天生长受多种激素的调节,如下图所示。有关叙述正确的是(
)。
A.夏季①→③→④过程能增加植物体内细胞分裂素含量,促进植物生长
B.秋末①→③→⑤过程能增加叶肉细胞内的胡萝卜素含量,提高光合作用速率
C.越冬休眠过程中,植物体内的赤霉素和脱落酸的含量都会增加
D.各种植物激素通过直接参与细胞内的代谢过程实现对生命活动的调节
【解析】夏季①→③→④过程能增加植物体内细胞分裂素含量,促进细胞分裂,促进植物生长,A 正确;秋末
①→③→⑤过程能增加叶肉细胞内的胡萝卜素含量,胡萝卜素进而经⑥形成脱落酸,使叶片脱落,使光合速率下降,B 错
误;根据题意及各种植物激素的生理作用可知,植物越冬休眠,脱落酸增加,赤霉素减少,C 错误;激素不直接参与细胞代
谢过程,也不能参与细胞结构的组成,而是通过影响细胞内的代谢过程实现对生命活动的调节,D 错误。
17.下图是生长素发现过程示意图,请据图回答下列问题:
(1)综合图1 和图2 可以证明胚芽鞘具有
。
(2)综合图2 和图3 可以证明
是胚芽鞘生长不可缺少的部位,而发生弯曲的部位
是
。
(3)图4 和图5 对照,说明
。
(4)图
(填图中编号)对照,证明胚芽鞘尖端对下部的“影响”是一种化学物质。
(5)单侧光
(填“是”或“不是”)胚芽鞘弯曲生长的必要条件;胚芽鞘弯曲生长的根本原因
是
。
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【解析】(1)图1 和图2 的单一变量为是否有单侧光照射,无单侧光照射时胚芽鞘直立生长,有单侧光照射时胚芽
鞘向光弯曲生长,说明胚芽鞘具有向光性。(2)图2 与图3 的单一变量为是否有胚芽鞘尖端,有尖端的一组在单侧光照
射下向光弯曲生长,没有尖端的一组在单侧光照射下不生长,说明与生长和弯曲有关的部位是尖端。(3)图4 和图5 对
照,说明感光的部位是尖端。(4)图6 和图7 对照,证明胚芽鞘尖端对下部的“影响”是一种化学物质。(5)单侧光不是
胚芽鞘弯曲生长的必要条件;胚芽鞘弯曲生长的根本原因是生长素分布不均匀,导致胚芽鞘两侧的生长速度不同。
【答案】(1)向光性
(2)尖端
尖端以下的部位
(3)感光的部位是尖端
(4)6 和7
(5)不是
生长素分布不均匀,
导致胚芽鞘两侧的生长速度不同
18.关于生长素的作用机理,前人先后提出了“酸生长理论(细胞壁处pH 下降,使细胞壁松弛,细胞伸长生长)”和“基
因活化学说(IAA 与细胞内受体结合促进基因表达)”。下图表示科学家揭示的生长素(IAA)对细胞伸长作用的原理。
回答下列问题:
(1)由图可知,生长素受体可存在于细胞膜上,也可能存在于
中,后者促进
的合成,
这是基因活化学说的基础。
(2)植物细胞具有全能性,但在一般情况下,与植物生长相关的基因是处于
状态的,生长素的作用就是解除这
种状态,并由此调节一系列的生理生化反应。
(3)质子泵的化学本质为蛋白质,具有
功能;H
+通过离子泵跨膜运出细胞,进入细胞壁的部位,这种跨
膜方式是
。
(4)细胞壁发生松弛从而使植物细胞原生质体(植物细胞去除细胞壁即原生质体)体积的增大成为可能。据图分析,细胞
壁发生松弛的原因可能是
。
【解析】(1)据图可知,生长素受体可存在于细胞膜上,也可能存在于细胞质或细胞核中,IAA 与细胞质或细胞核中
的受体结合后,通过促进相应mRNA 和蛋白质的合成促进细胞的生长。(2)在一般情况下,与植物生长相关的基因是处于
抑制状态的,而生长素能解除这种抑制状态,IAA 与细胞质或细胞核中的受体结合后,通过促进相应mRNA 和蛋白质的合
成促进细胞的生长。(3)据图可知,质子泵既作为H
+跨膜运输的载体蛋白,又具有催化ATP 水解的功能;H
+通过离子泵跨
膜运出细胞,需要消耗ATP,这种跨膜方式属于主动运输。(4)H
+聚集在细胞壁处,使细胞壁处pH 下降,细胞壁成分被破坏,
导致细胞壁松弛,使植物细胞原生质体体积的增大成为可能。
【答案】(1)细胞质或细胞核
mRNA 和蛋白质
(2)抑制
(3)催化和运输
主动运输
(4)H
+聚集在细胞壁处,pH 下降,细胞壁的成分部分分解而松弛
19.科学家在研究脱落酸的生理作用时,做了如下实验:取棉花幼苗植株一棵,剪去叶片留下叶柄(如下图所示),并在切
口A、B 处分别滴加不同的溶液,然后将所有处理的材料插在培养皿的湿砂中,24 小时后,定期用镊子轻碰叶柄,观察叶
柄是否脱落,并记录叶柄脱落时间。
(1)脱落酸是植物体内产生的一种植物激素,主要作用是
细胞分裂,促进
的衰老和脱落,在将要
的器官和组织中含量较多。
(2)实验中需剪去幼苗上的叶片,是因为
。
(3)实验中在A 处滴加的是一定浓度的
溶液,B 处滴加
,两处滴加量要相等。
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(4)实验进行4 天后,观察发现,在一定外力作用下,叶柄脱落。但改用乙烯利(具有与乙烯相同的生理效应)重复本实验
时,发现不需施加外力,叶柄可自然脱落。这说明在促进植物器官(叶片)脱落方面,乙烯的作用
(填“大于”或
“小于”)脱落酸的作用。
(5)实验证明,细胞分裂素有延缓细胞衰老(即保绿)的作用,而乙烯则能加速叶片的衰老。若要设计实验证明这一结论,
则至少需要设置
组实验。
(6)在植物的生长和发育过程中,除受激素调节和环境因子的影响外,在根本上是
在一定时间和空间上的程序
性表达的结果。
【解析】(1)脱落酸合成于根冠、萎蔫的叶片等,其作用主要是抑制细胞分裂,促进叶和果实的衰老和脱落,在将要
脱落的器官和组织中含量较多。(2)该实验的目的是研究脱落酸的生理作用,实验时为了避免幼叶产生的激素影响脱
落酸,需剪去幼苗上的叶片。(3)由实验目的可知,该实验的自变量是脱落酸,再根据实验结果,A 处叶柄脱落,所以在图中
A 处滴加的是一定浓度的脱落酸溶液,B 处滴加的是具有对照作用的蒸馏水,且两处滴加量要相等。(4)实验结果显示滴
加脱落酸的,需在一定外力作用下,叶柄脱落。而改用乙烯利,发现不需施加外力,叶柄可自然脱落。这说明在促进植物
器官(叶片)脱落方面,乙烯的作用大于脱落酸的作用。(5)细胞分裂素有延缓细胞衰老(即保绿)的作用,而乙烯则能加速
叶片的衰老。若要设计实验证明这一结论,则至少需要设置三组实验,一组滴加细胞分裂素,一组滴加乙烯,还有一组滴
加等量蒸馏水作为对照。(6)在植物的生长和发育过程中,除受激素调节和环境因子的影响外,还受遗传物质的影响,即
在根本上是基因(或遗传物质)在一定时间和空间上程序性表达的结果。
【答案】(1)抑制
叶和果实
脱落
(2)幼叶产生的植物激素能影响脱落酸的作用
(3)脱落酸
蒸馏水
(4)大
于
(5)三
(6)基因(或遗传物质)
20.植物激素在植物生长发育过程中起着非常重要的作用,请回答下列问题:
(1)研究发现,乙烯的产生具有“自促作用”,即乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生,因此,这种乙烯合成的调节机制
属于
调节。
(2)小麦、玉米即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热天气之后又遇大雨天气,种子就容易在穗上发芽的原因是
。
(3)赤霉素作用的发挥也同动物激素一样,需要受体。现有赤霉素突变矮生玉米品种,初步确定其产生的原因有两种:
一是植株不能产生赤霉素(或赤霉素水平低),二是受体异常(不能与赤霉素结合发挥作用)。请设计实验来探究该突变
矮生玉米品种产生的原因属于上述哪一种。材料:突变矮生玉米幼苗若干株、赤霉素溶液,根据需要自选其他用品。
(要求:写出实验思路,预期实验结果和结论)
实验思路:
。
预期结果和结论:
①
;
②
。
【解析】(1)正反馈是指受控部分发出反馈信息,其方向与控制信息一致,可以促进或加强控制部分的活动,题目中
乙烯的积累可以刺激更多的乙烯产生的机制即正反馈调节。(2)在高温下,脱落酸易被分解,解除了脱落酸对种子萌发
的抑制作用,大雨天气又为种子萌发提供了水分,所以小麦、玉米即将成熟时,如果经历持续一段时间的干热天气之后
又遇大雨天气,种子就容易在穗上发芽。(3)探究该突变矮生玉米品种产生的原因属于题干所述的哪一种,实验的自变
量是赤霉素的有无,因变量是玉米植株的生长情况。因此可设计实验如下:选取生长状况相同(相似)的突变矮生玉米幼
苗若干株平均分为两组,一组用赤霉素处理,另一组不作处理作为对照实验。培养一段时间后测量并比较两组植株的
平均高度(或生长情况,或长势)。
【答案】(1)正反馈
(2)在高温下,脱落酸易被分解,解除了脱落酸对种子萌发的抑制作用,大雨天气又为种子萌发
提供了水分
(3)实验思路:选取生长状况相同(相似)的突变矮生玉米幼苗若干株平均分为两组,一组用赤霉素处理,另
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一组不作处理作为对照实验,培养一段时间后测量并比较两组植株的平均高度(或生长情况,或长势)
预期结果和结
论:若两组植株株高一致,则突变矮生玉米品种由受体异常引起
若实验组高于对照组,则突变矮生玉米品种由植株
不能产生赤霉素引起
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第22 讲
种群与群落
1.关于种群特征的叙述,正确的是(
)。
A.种群数量是种群最基本的特征
B.用样方法可调查双子叶植物的种群密度
C.性别比例对种群密度大小无影响
D.种群只有数量特征
【解析】出生率和死亡率、迁入率和迁出率能决定种群密度的大小;年龄组成能预测种群密度的变化趋势;性别
比例也能影响种群密度的大小,故种群密度是种群最基本的数量特征,A、C 错误。一般用样方法调查植物和活动能力
弱、活动范围小的动物的种群密度,B 正确。种群的特征包括数量特征和空间特征,D 错误。
2.俗话说“一公加一母,一年二百五”,说明家鼠种群的自然增长率高,一只母家鼠一年最多怀8 次胎,每胎最多产16
只幼仔。下列有关家鼠种群的叙述正确的是(
)。
A.自然增长率高的原因只有每次产仔数多和每年生殖次数多
B.自然增长率随种群数量的增加起始呈加速增长,K/2 后稳定增长
C.欲从根本上解决问题,将室内地面硬化比安放捕鼠夹能更有效控制鼠害
D.若采用安放捕鼠夹的捕杀方法控制鼠害,在K/2 时捕杀效果最好
【解析】自然增长率等于出生率减去死亡率,自然增长率高的原因不只是出生率高,A 错误;自然增长率在K/2 后
逐渐下降,B 错误;将室内地面硬化可以降低家鼠的环境容纳量,比安放捕鼠夹能更有效控制鼠害,C 正确;在K/2 时种群
增长速率最快,应在K/2 之前控制鼠害,D 错误。
3.甲地森林因火灾使原有植被消失,乙地森林因火山喷发被火山岩全部覆盖,之后两地均发生了群落演替,乙地后来
成为旅游景点。关于甲、乙两地群落演替的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.甲地和乙地发生的演替类型不同
B.若没有外力干扰,气候适宜,甲、乙两地都可能重现森林
C.苔藓会比地衣更早地出现在乙地火山岩上
D.人类活动可能影响乙地群落演替速度和方向
【解析】甲地火灾后还保留了基本的土壤条件和繁殖体,其上发生的演替属于次生演替;乙地的植被被彻底毁灭,
发生的演替是初生演替,A 正确。两地原本是森林,说明气候适宜,若没有外力干扰,甲、乙两地虽然演替的速率不同,
但都可能重现森林,B 正确。甲地植被恢复快,在地表适合苔藓生长的条件出现得早,而乙地火山岩上的演替首先要经
历地衣阶段,有了土壤条件,才会出现苔藓,C 错误。人类活动如踩踏、开采等都会影响乙地群落演替的速度和方向,D
正确。
4.某水库已经是一个相对稳定的生态系统,下列有关叙述正确的是(
)。
A.水库中群落演替到相对稳定的阶段后,群落内的物种组成不再发生变化
B.用大网眼的渔网进行标志重捕法调查种群密度时,结果比实际数值偏大
C.该水库中所有的鱼类是一个种群,表现为随机分布的空间特征
D.不同水层分布的动物不同,与多样的栖息空间和食物条件有关
【解析】群落演替到相对稳定的阶段后,群落内物种的组成仍处在动态变化中,A 错误;用大网眼的渔网进行标志
重捕法调查种群密度时,由于小鱼都从网眼漏掉了,所以结果比实际数值偏小,B 错误;种群是某一区域内同种生物的总
和,而该水库中所有的鱼类包括多个物种,属于多个种群,C 错误;动物在群落中的分层依赖于多样的食物条件和栖息空
间,D 正确。
5.海洋微型浮游植物是鱼类重要的食物。“实验3 号”科学考察队计划对南海北部海岸线附近水域中微型浮游植物
用样方法进行丰富度和种群密度的调查,下列说法合理的是(
)。
A.采样时需拨开表层海水,采集深层海水中的个体
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B.采用五点取样法,适当扩大样方面积进行采集
C.采用等距取样法,适当增加样方数量进行采集
D.进行随机取样,对样方内个体进行标记后采集
【解析】用样方法调查丰富度和种群密度要做到随机取样,表层海水中的生物也要计数,且深层海水中的生物很
少甚至没有,A错误;对海岸线附近水域(调查对象处于近似长方形地域)进行丰富度和种群密度的调查通常采用等距取
样法,B 错误,C 正确;用样方法调查种群密度时,可直接对样方内的个体进行计数,不需要进行标记,D 错误。
6.某群落最初主要有针茅、早熟禾等多年生草本植物。放牧和烧荒后,逐渐演替为以草本和灌木为优势种的群落。
其中灌木分泌的樟脑聚集在土壤中,会抑制周围1~2 m 内草本植物生长而形成裸地。下列分析正确的是(
)。
A.群落中各种植物之间主要存在竞争与共生关系
B.放牧、烧荒后该地所能维持的针茅种群最大数量不变
C.放牧、烧荒和樟脑都会影响该植物群落演替的速度
D.裸地的出现说明了该群落空间分布上只有水平结构
【解析】群落中各种植物之间主要存在竞争关系,而非共生关系,A 错误;最初主要有针茅、早熟禾等多年生草本
植物,放牧、烧荒后,逐渐演替为以草本和灌木为优势种的群落,故该地所能维持的针茅种群最大数量将变少,B 错误;
放牧、烧荒使针茅、早熟禾等草本植物减少,樟脑能抑制周围1~2 m 内草本植物生长而形成裸地,故三者都会影响该
植物群落演替的速度,C 正确;裸地虽然地上没有植被,但地下不同土层的动物和微生物有垂直方向的分层,故该群落既
有水平结构,也有垂直结构,D 错误。
7.下表是退耕还林后,某生态系统在20 年内群落自然演替所经历的“一年生草本、多年生草本和灌木”三个阶段中
优势植物物种的种群密度的变化情况(单位:株/平方米)。下列分析合理的是(
)。
第1 年第5 年第10 年第15 年第20 年
物种1
5
10
2
0
0
物种2
1
2
5
3
3
物种3
0
1
3
8
6
A.第1~20 年,该生态系统中物种丰富度先升高然后再逐渐降低
B.若物种1 和2 为单子叶植物,调查其种群密度不能用样方法
C.第1~5 年,物种1 密度上升的主要原因是该种群年龄组成属于增长型
D.第10~15 年,物种1 逐渐消失可能是因为其不适应弱光环境
【解析】表中信息仅反映出物种1、2、3 的种群密度的变化,不能反映出第1~20 年内该生态系统中物种丰富度
的变化,A 错误;对于丛生或蔓生的草本单子叶植物,从地上部分难以辨别是一株还是多株,所以不能用样方法调查其种
群密度,但对于有些单子叶植物(如玉米)从地上部分容易辨别是一株还是多株,所以调查其种群密度能用样方法,B 错
误;第1~5 年,物种1 是优势种,其密度上升的主要外界原因是该种群能获得较多的光照,C 错误;第10~15 年,由于多年
生草本和灌木的遮盖,物种1 可能因获得的光照较少,不能适应弱光环境而逐渐消失,D 正确。
8.科研人员对某封闭岛屿中社鼠种群数量和性别比例(♀∶♂)进行研究,结果如图。据图分析,下列叙述正确的是
(
)。
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A.决定该岛屿社鼠种群数量的直接因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率
B.可以用样方法获取该岛屿社鼠种群数量的变化数据
C.社鼠雌性个体在秋冬季节环境中生存能力低于雄性个体
D.社鼠种群密度较低时,较高性别比例(♀∶♂)有利于种群密度恢复
【解析】由于该岛为封闭的岛屿,因此决定该岛屿社鼠种群数量的直接因素是出生率、死亡率,A 错误;社鼠的活
动能力强、活动范围广,可用标志重捕法获取该岛屿社鼠种群数量的变化数据,B 错误;由图可知,在秋冬季,社鼠雌性明
显多于雄性,说明社鼠雌性个体在秋冬季环境中生存能力高于雄性个体,C 错误;性别比例通过影响出生率来间接影响
种群密度,较高的性别比例(♀∶♂)使雌性动物充分发挥繁殖能力,有利于种群密度的恢复,D 正确。
9.科学工作者为了检测和预报某草原鼠害的发生情况,采用标志重捕法对田鼠种群数量进行调查,发现在最初调查的
一个月内,种群数量每天增加1.5%。下列分析正确的是(
)。
A.最初调查的一个月内,田鼠种群数量呈“S”型增长
B.田鼠种群增长的模型可构建为Nt=N0λ
t,其中λ为1.5
C.若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到,则估算数值会偏大
D.数月之后,田鼠种群的出生率等于死亡率时,是防治鼠害的最佳时期
【解析】在最初调查的一个月内,种群数量每天增加1.5%,田鼠种群数量呈“J”型增长,A 错误;田鼠种群增长模
型可构建为Nt=N0λ
t,其中λ为1+0.015=1.015,B 错误;若已被捕捉、标记过的田鼠不易再次捕捉到,则估算数值会偏
大,C 正确;防治鼠害应该在K/2 之前进行,D 错误。
10.(2019·长春联考)某学生进行探究10 mL 培养液中酵母菌种群数量变化的实验,利用血细胞计数板进行计数。下
图是7 天内酵母菌种群数量变化曲线。下列叙述不正确
．．．的是(
)。
A.若血细胞计数板内酵母菌数太多,则需加水稀释
B.图中第4~7 天酵母菌的出生率小于死亡率
C.相同条件下再次实验,酵母菌种群数量的K 值基本不变
D.酵母菌自身代谢产物如CO2也会影响实验结果
【解析】若血细胞计数板内酵母菌数量太多,不方便计数,可以对样液进行适当稀释后再计数,A 正确;题图中第
4~7 天酵母菌数量处于相对稳定状态,出生率和死亡率是大致相等的,B 错误;相同条件下再次实验,空间和资源是基本
相同的,酵母菌种群数量的K 值基本不变,C 正确;酵母菌呼吸作用产生的CO2溶于水后会使培养液pH 下降,从而影响酵
母菌的生存而影响实验结果,D 正确。
11.密林熊蜂直接在角蒿花的花筒上打洞,盗取其中的花蜜(盗蜜)。被盗蜜的花花筒上虽留下小孔,仍会开花,但其结实
率会受到影响。密林熊蜂偏爱从较大、较高的花中盗蜜,其身体不会接触到花的柱头。据此做出的分析,不合理
．．．的是
(
)。
A.可采用样方法调查密林熊蜂的盗蜜频率
B.该盗蜜行为可能会影响角蒿的种群密度
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C.密林熊蜂不会为角蒿传粉,因此不影响角蒿的进化
D.密林熊蜂与正常传粉者之间存在竞争关系
【解析】根据题意可知,可以通过调查花筒上的盗洞的数量调查密林熊蜂的盗蜜频率,因此可以用样方法, A 正确。
盗蜜行为影响结实率,从而影响角蒿子代数量,可能会影响其种群密度,B 正确。密林熊蜂影响角蒿花的结实率,进而影
响被盗蜜的某基因型植株子代数量,改变种群中某基因型个体的占比,进而影响基因频率,所以会影响角蒿的进化, C
错误。密林熊蜂和正常传粉者均采蜜,所以两者之间存在竞争关系,D 正确。
12.某生物兴趣小组对一种以优质牧草的根为食的田鼠进行了一段时间的追踪调查,绘制出如图曲线。下列分析正确
的是(
)。
A.绘制曲线属于模型建构法,该模型的类型与构建DNA 双螺旋结构模型的类型相同
B.影响田鼠数量变化的因素只有天敌等生物因素
C.图中K 值反映的是环境容纳量,该值不受气候因素的影响
D.图中D 点时,该种群的年龄组成为增长型
【解析】绘制曲线属于模型建构法,且该模型属于数学模型,而构建DNA 双螺旋结构模型属于物理模型,二者类型
不同,A 错误。影响田鼠数量变化的因素有天敌等生物因素,也有气候等非生物因素,B 错误。环境容纳量(K 值)不是固
定不变的,同一种生物的K 值会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下,K 值会在平均值附近上下波动,当环境
遭受破坏时,K 值下降;当生物生存环境改善时,K 值上升,C 错误。D 点后,种群数量仍在增加,直到达到环境容纳量(K 值),
因此D 点种群的年龄组成为增长型,D 正确。
13.研究人员连续若干年对我国特有物种攀枝花苏铁进行了实地考察,调查了四川攀枝花苏铁国家级自然保护区内
的攀枝花苏铁种群数量变化,结果如图所示。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.人为干扰可改变自然演替的速度和方向
B.攀枝花苏铁种群数量迅速下降的直接因素是出生率小于死亡率
C.调查攀枝花苏铁种群密度时,出现的最大值即K 值
D.泽兰可能会占据攀枝花苏铁的生存环境,影响其种子的萌发
【解析】人类活动会使群落演替向不同于自然演替的速度和方向进行,A 正确;由图可知,出生率小于死亡率是决
定攀枝花苏铁种群数量迅速下降的直接因素,B 正确;K 值是指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,因此调查攀枝花苏铁种群密度时,出现的最大值不一定是K 值,C 错误;泽兰入侵后,攀枝花苏铁的种群数
量迅速下降,据此可推知泽兰可能会占据攀枝花苏铁的生存环境,影响其种子的萌发,D 正确。
14.下列调查活动或实验中,计算所得数值与实际数值相比,可能偏小的是(
)。
A.标志重捕法调查家鼠种群密度时标记物脱落
B.调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象
C.样方法调查蒲公英种群密度时在分布较稀疏的地区取样
D.用血细胞计数板计数酵母菌数量时统计方格内和在四边上的菌体
【解析】根据标志重捕法的计算公式:种群中个体数(N)/标记总数=重捕总数/重捕中被标记的个体数可知,若部分
家鼠身上的标记物脱落,则会导致重捕中被标记的个体数偏小,最终导致实验所得数值比实际数值大,A 错误;若调查的
是遗传病的发病率,则应在群体中抽样调查,若以患者家系为调查对象会导致所得数值比实际数值大,B 错误;样方法调
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查蒲公英种群密度时应随机取样,在分布较稀疏地区取样会导致所得数值偏小,C 正确;正常统计时,血细胞计数板方格
边上的菌体要计算两条相邻边,若统计方格内和在四边上的菌体,则实验所得数值比实际数值大,D 错误。
15.(2019·凯里测评)某科研小组调查了高原鼠兔有效洞穴密度对某群落中主要植物种群密度的影响,结果如下图所
示。下列相关叙述错误
．．的是(
)。
A.可以采用样方法调查高原鼠兔有效洞穴密度
B.调查结果表明高山嵩草种群属于衰退型
C.随着有效洞穴密度增大,小花草玉梅种群密度有增大趋势
D.高原鼠兔种群数量迅速增长会改变该群落的演替速度
【解析】有效洞穴密度可以用样方法来调查,A 正确;本研究中调查了高原鼠兔有效洞穴密度与几种植物的关系,
没有调查高山嵩草的年龄组成,所以无法判断它是不是衰退型,B 错误;由调查结果可知,随有效洞穴密度增大,小花草
玉梅种群密度在增大,C 正确;高原鼠兔种群数量迅速增长会改变该群落的演替速度,D 正确。
16.下图所示为小李同学建构的种群知识框架图,请据图回答下列问题:
注:“+”表示促进;“-”表示抑制
(1)图中①表示
,⑤表示
。
(2)种群“J”型增长的条件是食物和空间充裕、
等,其数学模型:Nt=N0λ
t中,λ与增长率的关系是增
长率=
。
(3)利用方法⑦调査田鼠种群密度时,若一部分被标记的田鼠容易被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果
(填
“偏大”“偏小”或“相等”)。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,破坏了害虫种群正常的
,从而降低该种群密度。
这里运用的防治方法是
(填“化学防治”或“生物防治”)。
(5)在自然条件下,动植物在种群空间特征上差异较大,动物常常表现出
分布。
【解析】①表示迁入率(或出生率),②表示出生率(或迁入率),③表示迁出率(或死亡率),④表示死亡率(或迁出
率),⑤表示年龄组成,⑥表示性别比例,⑦表示标志重捕法,⑧表示样方法。
【答案】(1)迁入率(或出生率)
年龄组成
(2)气候适宜、没有敌害
λ-1
(3)偏大
(4)性别比例
生物防治
(5)集群
17.(2019·六安联考)塞罕坝国家森林公园地处典型的森林-草原交错带,公园内既有森林,又有草原。研究发现,鹰对
不同种群数量的鼠群发起攻击的成功率不同(如图所示)。请回答下列相关问题:
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(1)调查鼠的种群密度通常采用
法,若要预测鼠的种群数量的变化趋势,通常要调查鼠种群的
,但
决定鼠种群数量变化的因素有
。若鼠迁入一个理想环境,第二年的种群数量是第一年的λ倍,则
λ为
(填“大于”“等于”或“小于”)1 的定值。
(2)鹰攻击的成功率与鼠种群数量的关系是
;如果鹰的数量下降,一段时间内,鼠种群数量可能出现
的变化趋势是
。
【解析】(1)鼠的活动能力较强,活动范围较大,调查鼠的种群密度通常采用标志重捕法;种群的年龄组成通过影响
种群的出生率和死亡率影响种群的数量,一般根据鼠种群的年龄组成预测鼠的种群数量的变化趋势;出生率和死亡
率、迁入率和迁出率直接决定鼠种群数量变化。鼠迁入一个理想环境,种群数量呈“J”型增长,
为大于1 的定值。
(2)据图可知,鼠种群数量越大,鹰攻击的成功率越小,鹰攻击的成功率与鼠种群数量呈负相关;如果鹰的数量下降,一段
时间内,鼠由于被捕食的机会减少,种群数量先表现为增加,后因反馈调节,鼠的数量趋于稳定。
【答案】(1)标志重捕
年龄组成
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
大于
(2) 负相关
先增加后减少,
最终趋于稳定
18.(2019·南京模拟)为实现国家倡导的“绿水青山就是金山银山”的号召,国家投入大批资金用于退耕还林、还草、
还湖。下表数据是某退耕地随退耕时间的延长物种多样性指数的变化情况:
退耕时
间(年)
1
5
10
15
20
25
30
35
物种多
样
性指数
1.411.752.463.043.363.523.553.55
(1)退耕还林、还草、还湖是在
层次上对生物的多样性进行保护。改善后的地区各种生物分别占据不同的空
间,其中植物的不同物种在垂直方向上具有明显的
现象,其意义是
。
(2)分析表中数据可以看出第25 年到第35 年,该群落已经演替到改善环境下的顶极阶段,能否确定是形成了森林群
落?
,理由是
。
【解析】(1)生物多样性的三个层次:遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,退耕还林、还草、还湖是在生
态系统层次上对生物的多样性进行保护。植物群落的垂直结构是指植物不同的物种在垂直方向上具有明显的分层现
象,其意义在于提高了群落利用阳光等环境资源的能力。(2)表中信息显示,在第25 年到第35 年,该群落的物种多样
性指数保持相对稳定,表明该群落的演替已经达到顶极阶段,但不能确定是否形成了森林群落,因为群落演替受土壤
和气候等自然条件影响,只有在具备森林群落生存和发展的自然条件下才能演替为森林群落。
【答案】(1)生态系统
分层
提高了群落利用阳光等环境资源的能力
(2)不能
群落演替受土壤和气候等自然
条件影响,只有在具备森林群落生存和发展的自然条件下才能演替为森林群落
19.我国某自然保护区因地震导致山体滑坡的30 年后,科研人员对山体滑坡区域的恢复群落和未受干扰的原始林群
落不同植被类型的相关情况进行了调查研究。
(1)调查发现,在两个群落中都有同种马尾松,但具体分布相差较大,一个区域内的全部马尾松可称为一
个
。科研人员通常以不同胸径大小的马尾松个体数代替其
,进一步预测
的变化趋势。
(2)生物量是指某一调查时刻单位面积内现存生物的有机物总量。科研人员在两个群落中
选取多个样地,收
获全部植物,按照
分类后,测定生物量,结果如下图所示。图中代表原始林群落生物量的是
(填“S1”
或“S2”)。
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(3)原始林群落植被的总生物量是恢复群落的
倍。这是由于山体滑坡后
稳定性较低,群落在短时间
内难以演替到原状。
【解析】(1)整个区域内的全部马尾松可称为一个种群,科研人员通常以不同胸径大小的马尾松个体数代替其年
龄结构,进一步预测种群数量的变化趋势。(2)选取样地时应随机取样。收获全部植物,按照植被类型分类后,测定生物
量。由于群落生物量S2普遍低于S1,所以图中代表原始林群落生物量的是S1。(3)恢复群落植被的总生物量为
10.9+6.5+1.6=19,原始林群落的总生物量为55.0+36.2+3.8=95,95/19=5,所以原始林群落的总生物量是恢复群落植
被的5 倍,原因是山体滑坡后生态系统的恢复力稳定性较低,群落在短时间内难以恢复到原状。
【答案】(1)种群
年龄结构
种群数量
(2)随机
植被类型
S1
(3)5
恢复力
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第23 讲
生态系统的结构、能量流动与物质循环
1.下列有关生态系统组成成分的叙述,正确的是(
)。
A.太阳光来源于地球以外,不属于生态系统的成分
B.硝化细菌是自养生物,在生态系统中属于生产者
C.病毒是异养生物,在生态系统中属于分解者
D.蚯蚓是需氧生物,在生态系统中属于消费者
【解析】太阳光属于生态系统的非生物的物质和能量部分;病毒没有细胞结构,营寄生生活,属于消费者;蚯蚓在生
态系统中属于分解者。
2.下图表示一个简单的食物网,下列相关叙述正确的是(
)。
A.该食物网中的各种生物构成生物群落
B.兔子是初级消费者,属于第二营养级
C.狐狸与蝗虫之间是竞争关系
D.草所固定的能量至少有4%流入了狐狸
【解析】生物群落包括生产者、消费者和分解者,但食物网中没有分解者;兔子和蝗虫之间是竞争关系;草固定的
能量至多有4%流入狐狸。
3.下图是生物圈中碳循环示意图,下列相关分析不正确
．．．的是(
)。
A.生物圈通过碳循环实现碳元素的自给自足
B.a 是消费者,c 是生产者,各成分间以CO2的形式传递碳元素
C.对e 的过度开发利用会打破生物圈中碳循环的平衡
D.碳循环过程需要能量驱动,同时物质又是能量的载体
【解析】图中a 为消费者,b 为分解者,c 为生产者,d 为大气中的CO2库,e 为化石燃料。碳元素在生物群落与无机
环境之间以CO2的形式循环,在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。
4.下图表示桑基鱼塘生态系统局部的能量流动,图中字母代表相应的能量。下列有关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.如果c1表示蚕传递给分解者的能量,则b1表示未被利用的能量
B.图中b 表示桑树呼吸作用散失的能量
C.图中的c 可表示桑树用于生长、发育、繁殖的能量
D.图中d1/d 可以表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率
【解析】图中第一营养级到第二营养级的能量传递效率可以表示为d/a,第二营养级到第三营养级的能量传递效
率可以表示为d1/d。
5.假如某食物网中有一种大型杂食性的海洋鱼,它的食物有1/2 来自海洋植物,1/4 来自草食性鱼,1/4 来自以草食性
鱼为食的小型肉食性鱼。下列有关叙述中正确的是(
)。
A.此食物网中包括四条食物链
B.这种杂食性鱼与小型肉食性鱼只有竞争关系
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C.经测定此食物网的四种生物体内DDT 浓度最高的是海洋植物
D.从理论上计算,杂食性鱼每增加1 kg 体重最多需要海洋植物280 kg
【解析】此食物网中共包括海洋植物→大型海洋鱼,海洋植物→草食性鱼→大型海洋鱼,海洋植物→草食性鱼→
小型肉食性鱼→大型海洋鱼三条食物链,A 错误。这种杂食性鱼和小型肉食性鱼都捕食草食性鱼,所以二者之间具有
竞争关系;同时这种杂食性鱼又以小型肉食性鱼为食物,二者之间又具有捕食关系,B 错误。由于食物链的富集作用,此
食物链中的四种生物体内DDT 浓度最高的是大型杂食性海洋鱼,C 错误。根据该杂食性鱼的食物结构可以知道有三条
食物链,当能量传递效率是10%时,消耗植物最多,故该鱼每增加1 kg 体重,需消耗海洋植物最多为
1×(1/4)÷10%÷10%÷10%+1×(1/4)÷10%÷10%+(1/2)÷10%=280 kg,D 正确。
6.下列关于生态系统能量流动的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.生产者固定的能量是光能或化学能
B.自然生态中,生物数量金字塔存在倒置情形,能量金字塔则不存在倒置情形
C.与传统鱼塘相比,桑基鱼塘可显著提高不同营养级之间的能量传递效率
D.在农田中除草、杀虫可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
【解析】生产者是自养型生物,包括能通过光合作用固定光能的光合自养型生物以及能利用无机物氧化释放的
化学能进行化能合成作用的化能自养生物(如硝化细菌),A 正确;自然生态中,生物数量金字塔可存在倒置情形(生物数
量随营养级数的增加而增加),因能量流动逐级递减,所以能量金字塔不存在倒置情形,B 正确;与传统鱼塘相比,桑基鱼
塘可显著提高能量的利用率,但不能提高不同营养级之间的能量传递效率,C 不正确;在农田中除草、杀虫,是人为地调
整能量流动的关系,可使能量持续高效地流向对人类最有益的部分,D 正确。
7.松土是农作物栽培的传统耕作措施,下列相关说法不合理
．．．的是(
)。
A.可以增加土壤的透气性,促进植物对无机盐的吸收
B.能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解
C.容易造成水土流失,可能成为沙尘暴的一种诱发因素
D.降低土壤微生物的呼吸作用强度,减少二氧化碳排放
【解析】中耕松土能够增加土壤的通气量,有利于植物的根系进行有氧呼吸,并能促进其吸收土壤中的无机盐,A
正确;中耕松土能够增加土壤的通气量,促进微生物的有氧呼吸,增加二氧化碳排放,因而能加快枯枝落叶、动物遗体和
粪便等有机物的分解,B 正确,D 不合理;中耕松土容易造成水土流失,因而可能成为沙尘暴的一种诱发因素,C 正确。
8.下图是某湖泊生态系统能量流动的定量分析[图中所示数值的单位是J/(cm
2·a)],G 为植物,H 为植食性动物,C 为肉
食性动物。下列相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.与该生态系统稳定性密切相关的是图中G、H 和C 所形成的营养结构
B.由G 到H 的能量传递效率为13.51%,由H 到C 的能量传递效率为20.06%
C.从生态学的观点来看,G、H 和C 所包含的所有生物构成生物群落
D.H 包括多种动物,这些动物之间构成竞争关系,竞争时可能通过行为信息表达
【解析】图中G、H 和C 构成的食物网为生态系统的营养结构,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性越高,A
正确;C 固定的能量为12.6 J/(cm
2·a),H 固定的能量=12.6+29.3+18.8+2.1=62.8 J/(cm
2·a),G 固定的能量
=62.8+12.5+293.1+96.3=464.7 J/(cm
2·a),因此由G 到H 的能量传递效率=(62.8÷464.7)×100%=13.51%,由H 到C 的
能量传递效率=(12.6÷62.8)×100%=20.06%,B 正确;群落是生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系
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的各种生物种群的总和,该生物群落在题图食物网的基础上,还应该包括这个环境中的所有其他生物(如分解者),C 不
正确;H 包括多种植食性动物,它们之间表现为竞争关系,竞争时可能通过行为信息表达,D 正确。
9.下列关于生态系统中信息传递的叙述,正确的是(
)。
A.生态系统的能量流动和信息传递都是沿着食物链和食物网渠道进行的
B.植物的花可以为传粉昆虫传递物理信息或化学信息
C.利用植物生长素类似物除草体现了信息传递的作用
D.按照信息来源可以将信息划分为物理信息、化学信息和生物信息
【解析】生态系统的能量流动和物质循环都是沿着食物链和食物网渠道进行的,而信息传递中信息来源可能是
无机环境,信息可能在生物与非生物之间双向传导,所以生态系统中信息传递不都是沿食物链和食物网的渠道单向进
行的,A 错误;植物花的颜色可以为传粉昆虫传递物理信息,植物花分泌的气味物质可以为传粉昆虫传递化学信息,B 正
确;利用植物生长素类似物除草没有体现信息传递过程,因为生长素类似物是给植物体内的细胞传递信息,不是生物
与无机环境或者生物与生物之间传递信息,C 错误;生态系统中信息按来源可以划分为物理信息、化学信息和行为信
息,D 错误。
10.某桑基鱼塘中养殖有多种鱼,不同种类的鱼生活在鱼塘的不同水层,食性也有很明显的差异,其中生活在下层的一
些鱼可以食用蚕沙(蚕的粪便)。下列叙述正确的是(
)。
A.决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是光照强度
B.蚕沙和鱼体内的碳元素都能以CO2的形式进入生产者体内
C.蚕同化的能量通过蚕沙流动到鱼体内的部分为10%~20%
D.桑基鱼塘通过能量的多级利用来提高桑树对光能的利用率
【解析】决定不同种类鱼在鱼塘中垂直分布的主要因素是食物,A 错误;蚕沙中的含碳有机物和鱼体内的含碳有
机物可分别通过微生物的分解作用和鱼的呼吸作用以CO2的形式释放到大气中,进而被生产者用于光合作用,可见,蚕
沙和鱼体内的碳元素都能以CO2的形式进入生产者体内,B 正确;蚕沙(蚕的粪便)中的能量不属于蚕同化的能量,C 错误;
通过人们的科学规划,桑基鱼塘中的能量得到高效利用,但不能提高桑树对光能的利用率,D 错误。
11.下列关于食物链和食物网的叙述,错误
．．的是(
)。
A.一个草原生态系统只含一个食物网
B.以植食动物为食的肉食动物属于三级消费者
C.在生态系统中一般都存在着捕食食物链和腐食食物链
D.一般说来,营养级越高,该营养级中的生物种类、数量和能量就越少
【解析】食物网是指一个生态系统中,许多食物链彼此交错连接的复杂营养关系,因此一个草原生态系统中只有
一个食物网,A 正确;以植食动物为食的肉食动物属于次级消费者,第三营养级,B 错误;在生态系统中一般都存在着捕食
食物链和腐食食物链,C 正确;生态系统的能量流动具有逐级递减的特点,一般说来,营养级越高,该营养级中的生物种
类、数量和能量就越少,当少到一定程度时,就不可能再维持另一个营养级的存在了,因此,食物链上一般不超过五个营
养级,D 正确。
12.(2019·长沙二模)下图为某生态系统中能量传递示意图,以下叙述不正确
．．．的是(
)。
A.能量流动是从甲固定的太阳能开始的,流入该生态系统的总能量为1050 kJ
B.从乙到丙的能量传递效率分别为15%
C.将乙和丙的粪便作为有机肥还田,不能提高能量的利用率
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D.食物链的营养关系一般不可逆,这决定了能量流动的单向性
【解析】能量流动从生产者固定的太阳能开始,流入该生态系统的总能量是生产者固定的太阳
能,175+200+875=1250 kJ,A 不正确;从乙到丙的能量传递效率是30÷200×100%=15%,B 正确;将乙和丙的粪便作为有机
肥还田,能量通过分解者的分解作用以热能的形式散失,没有提高能量利用效率,C 正确;食物链的捕食关系一般不可逆,
因此能量只能从上一营养级流向下一营养级,这就决定了能量流动的单向性,D 正确。
13.(2019·北京模拟)下图是自然界碳循环的简图,据图分析下列叙述错误
．．的是(
)。
A.甲为分解者,乙为消费者,丙为生产者
B.①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中
C.④是绿色植物的光合作用
D.碳元素以含碳有机物形式在丙→乙→甲所示的渠道中传递
【解析】根据丙和大气中的CO2之间存在双向箭头,可判断丙为生产者,根据围绕甲的箭头“多进一出”、围绕乙
的箭头“一进多出”可判断,甲为分解者,乙为消费者,A 正确;①②③表示CO2通过甲、丙、乙的呼吸作用进入大气中,B
正确;④包括绿色植物的光合作用和硝化细菌等的化能合成作用,C 错误;碳元素在生物群落中以含碳有机物的形式传
递,D 正确。
14.下列关于生态系统能量流动的叙述,正确的是(
)。
A.通过消费者的粪便流入分解者体内的能量属于本级消费者同化作用所获得的能量的一部分
B.能量的流动特点说明自然界中的能量是不守恒的
C.生产者可通过光合作用合成有机物,并使能量从无机环境流入生物群落
D.当捕食者吃掉被捕食者时,捕食者便获得了该被捕食者的10%~20%的能量
【解析】消费者的粪便属于上一营养级生物的遗体,属于上一级消费者同化作用所获得的能量的一部分,A 错误;
自然界中的能量是守恒的,B 错误;生产者通过光合作用把光能转化为化学能,通过呼吸作用把化学能转变为热能,使能
量从无机环境流入生物群落,C 正确;10%~20%的能量传递效率是指两个营养级之间的传递效率,而不是两个个体之间
的传递效率,D 错误。
15.研究者对某水域浮游生物群落进行调查,绘制出如下能量金字塔。下列有关说法正确的是(
)。
A.该群落共有4 个营养级,各营养级之间的生物是捕食关系
B.该群落中各营养级之间的能量传递效率在10%~20%
C.调查该群落中浮游生物的数量一般用的方法是抽样检测法
D.该水域受到酱油厂的污染后,生产者的数量最先增加
【解析】该群落只有生产者、初级消费者、次级消费者三个营养级,分解者不在食物链中,A 错误;根据图中数据
计算,第一、二营养级之间的能量传递效率=(142÷8690)×100%=1.63%,第二、三营养级之间的能量传递效率
=(12÷142)×100%=8.45%,B 错误;该群落中浮游生物的体积较小,一般采用抽样检测法调查其数量,C 正确;该水域受到
酱油厂废水的污染后,最初生产者的数量可能会明显减少,D 错误。
16.(2019·南京模拟)下图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,箭头表示碳传递方向,字母表
示碳传递途径。下列各项叙述正确的是(
)。
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A.碳从植物体流入动物体、从动植物流向土壤中的生物的主要形式是含碳的有机物和二氧化碳
B.若图中的字母表示碳元素传递的量,一年中若a>b+d+g,则该系统的抵抗力稳定将会增强
C.a 途径是通过光合作用实现的,b、d、g、f 途径是通过呼吸作用实现的
D.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳形式进行的,包括图中的a、b、c、d、g 等过程
【解析】碳元素以含碳有机物的形式被动物摄食,并使得能量流入动物体内,动植物流向土壤中生物的主要是遗
体、粪便及枯枝败叶等含的有机物,A 错误;据图分析可知,a 表示植物的光合作用、b 表示植物的呼吸作用、d 表示动
物的呼吸作用、g 表示分解者的呼吸作用,一年中若a>b+d+g ,说明固定的能量总量大于生物群落呼吸消耗的能量,物
种会越来越丰富,该系统的抵抗力稳定将会增强,B 正确;a 途径是通过光合作用实现的,b、d、g 途径是通过呼吸作用
实现的,f 是代表动物遗体和粪便流向分解者,C 错误; a 代表植物的光合作用,b、d、g 代表生物的呼吸作用,c 代表捕
食,e、f 代表动植物的残枝败叶、遗体和粪便流向分解者,在生物群落和无机环境之间碳以CO2的形式循环,如图中的
a、b、d、g 等过程,在生物群落内部以含碳有机物的形式传递,如图中的c、f、g 等过程,D 错误。
17.某研究小组在野外观察到下列四个物种在一天中的平均活动时间(活动时间以%表示):
休息
与其他物种斗
争
进食
潜行寻
找配偶
大鼠
20%
15%追逐小鼠
55%吃植物种子
10%
小鼠
20%
25%被大鼠追
逐
45%吃植物种子
10%
浣熊
75%
/
15%吃大鼠
10%
北美
郊狼
75%
/
20%吃浣熊
5%
(1)大鼠和小鼠的关系是
,它们的同化效率
(填“高于”或“低于”)浣熊、北美郊狼,原因
是
。
(2)根据观察数据,北美郊狼处在第
营养级上。
(3)由于北美郊狼数量的不断增多,严重影响了当地居民的生活。为了保障人们安全,居民们开始毒杀北美郊狼,导致其
种群数量显著减少。那么,在短时间内,小鼠种群数量将
,原因是
,植物种子
的数量将
(填“增加”“减少”或“不能确定”)。
【解析】(1)大鼠、小鼠都以植物种子为食,大鼠和小鼠的关系是竞争;植物性食物含有纤维素,不易被消化吸收,
脂肪、蛋白质等营养成分的含量相对较低,故大鼠和小鼠的同化效率较低。(2)分析数据可知存在食物链:植物→大鼠
→浣熊→北美郊狼。可见北美郊狼处在第四营养级上。(3)毒杀北美郊狼,导致其种群数量显著减少,短时间内,浣熊数
量增多,大鼠数量减少,大鼠与小鼠的竞争减弱,小鼠种群数量将增加;大鼠虽减少,但小鼠增多,根据题述信息不能判断
出植物种子的数量变化。
【答案】(1)竞争
低于
植物性食物含有纤维素,不易被消化吸收,脂肪、蛋白质等营养成分的含量相对较低
(2)
四
(3)增多
大鼠种群数量减少,大鼠和小鼠的竞争压力减弱
不能确定
18.(2019·新余模拟)机场飞行跑道及场内小路多是大片草地,有多种动物栖息。下图是某机场生态系统食物网的主
要部分。请回答下列问题:
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图1
(1)图1 还缺少生态系统的组成成分中的
。
(2)图1 食物网中,共有
条食物链,小型猛禽分别处于
营养级。
(3)机场内的小鸟初遇稻草人十分惊恐,这种反应属于
反射。
(4)为了进一步驱鸟,某机场先铲除原有杂草,而后引种了虫和鸟都不爱吃的“驱鸟草”,机场内小鸟大为减少,之后
“驱鸟草”逐渐被杂草“扼杀”,这种生物群落的变化过程属于
演替。
(5)在机场内调查蜗牛种群密度,调查人员随机布设的某样方内蜗牛分布示意图如图2 所示,该样方的蜗牛数应记
为
。
图2
【解析】(1)图1 还缺少生态系统的组成成分中的分解者和非生物的物质和能量。(2)图1 食物网共有12 条食物
链。在该机场生态系统食物中,小型猛禽在不同食物链中所处的营养级不同,如在“草→昆虫→小型猛禽”中处于第
三营养级;而在“草→昆虫→杂食性小鸟→小型猛禽”中处于第四营养级;而在“草→昆虫→杂食性小鸟→蛇→小型
猛禽”中处于第五营养级。所以此食物网中,小型猛禽分别处于第三、第四、第五营养级。(3)机场内的小鸟初遇稻
草人十分惊恐,是后天学习或生活经验中形成的条件反射活动。(4)在本题中虽然人为铲除杂草,但原有土壤条件基本
保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体,因此属于次生演替。(5)样方的计数原则:其数目为统计样方内所有个体
数和相邻两边及其顶角的个体数;在本样方内共6 只蜗牛,内+左上=7;内+左下=7;内+右下=7;内+右上=6,故该样方的蜗
牛数应记为6 或7。
【答案】(1)非生物的物质和能量和分解者(缺一不可)
(2)12
第三、第四、第五
(3)条件
(4)次生
(5)6 或7
19.(2019·南昌三模)在很多淡水湖泊中,藻类是鲤鱼及沼虾的食物来源,其中沼虾也是鲤鱼的食物。下图表示该湖泊
中不同体长鲤鱼的食性比例。回答下列问题:
(1)从能量流动的角度看,湖泊中以藻类为代表的生态系统成分,在生态系统中的作用是
。按照图中
的食性比例分析,若体长为4.2 cm 的鲤鱼群体增加100 kJ 的能量,理论上至少需要藻类提供
kJ 的能量。
(2)为了治理湖水的富营养化,可先养殖藻类吸收水体中的N、P 等元素,再养殖鲤鱼快速去除藻类,若要让藻类的能量
更多更快流向鲤鱼,据图分析,投放到湖泊中的鲤鱼对体长的要求应该是
,理由
是
。
【解析】(1)藻类属于生态系统中的生产者,从能量流动的角度看,生产者的作用是把太阳能转变为有机物中的化
学能。据图可知,体长为4.2 cm 的鲤鱼群体植食性比例为0.75,肉食性比例为0.25,即75%的同化量来自藻类,25%的
同化来自沼虾,体长为4.2 cm 的鲤鱼群体增加100 kJ 的能量,理论上至少需要藻类提供
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100×75%÷20%+100×25%÷20%÷20%= 1000 kJ 的能量。(2)让藻类的能量更多更快流向鲤鱼,可让鲤鱼尽可能多地摄
食藻类,据图可知,投放到湖泊中的鲤鱼体长大于4.2 cm 时,鲤鱼植食性比例最高,肉食性比例最低。
【答案】(1)把太阳能转变成化学能固定在有机物中,为其他生物提供物质和能量
1000
(2)大于4.2 cm
这样
的鲤鱼植食性比例高
20.下图是某草原生态系统的碳循环模式图,其中的①~④代表生理过程,请据图回答下列问题:
(1)图中的A 和B 在生态系统中的成分分别是
、
;图中缺少的生态系统成分是
,虚线框内的
成分和B 共同组成
。
(2)图中老鹰与蛇的种间关系是
和
。若某种原因导致蛇的数量减少,则老鹰的数量在短期内
会
,草原物种的丰富度会
(填“增加”“减少”或“不变”)。
【解析】(1)据题分析可知,在生态系统的成分中,A 是非生物的物质,B 是分解者;生态系统由生物群落与非生物的
物质与能量组成,据图可知,图中缺少非生物的能量,虚线框内的成分有生产者(草)与各级消费者,其和B(分解者)共同
组成生物群落。(2)据图可知,老鹰以蛇为食物,同时老鹰与蛇都以青蛙为食物,因此老鹰与蛇的种间关系是竞争和捕
食。若某种原因导致蛇的数量减少,老鹰主要以青蛙为食物,老鹰由第四、第五营养级变为第四营养级,营养级越低,
获得的能量越多,因此老鹰的数量在短期内会增加; 群落中物种数目的多少称为丰富度,蛇数量减少不影响物种数目
的多少,因此草原物种的丰富度不变。
【答案】(1)非生物的物质
分解者
非生物的能量
生物群落
(2)竞争
捕食
增加
不变
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第24 讲
生态系统的信息传递、稳定性及保护
1.有一种萤火虫雄萤到处飞来飞去,但严格地每隔5.8 s 发光一次,雌萤则停歇在草叶上以发光来应答,每次发光间隔
时间与雄萤相同,但总是在雄萤发光2 s 后才发光。据研究,每一种萤火虫的发光频率都不相同。下列相关叙述错误
．．
的是(
)。
A.萤火虫在夜晚是依据发光器官所发出的闪光来寻找配偶的
B.萤火虫的发光传递的是一种行为信息
C.生态系统中信息的传递是双向的
D.不同萤火虫的发光频率可避免种间信号混淆和种间杂交
【解析】由题意可知,萤火虫是利用所发出的闪光来寻找配偶的,且起决定作用的是发光频率,另雌萤停歇在草叶
上并不飞动,只是发出相同频率的光,故可判断这是一种光信息即物理信息,B 错误。
2.多营养层次综合水产养殖法(IMTA)是一种全新的养殖方式。例如,在加拿大的芬迪湾,人们用网笼养殖鲑鱼,鲑鱼的
排泄物顺水而下,为贝类和海带提供养料。下列与之相关的说法,正确的是(
)。
A.贝类是分解者,海带是生产者
B.IMTA 不利于的物质循环再生
C.IMTA 的实施提高了能量的传递效率,使人类获得了更多的产品
D.笼养鲑鱼的种群密度远大于野生种群,是由于笼养区域的生产者数量更多
【解析】由题意可知,贝类利用的是鲑鱼的粪便,贝类属于分解者,但海带利用的是分解者将鲑鱼的粪便分解而成
的无机物,是生产者,A 正确;该方法有利于物质循环再生,B 错误;不能提高能量的传递效率,可以提高能量利用率,C 错误;
笼养鲑鱼的种群密度远远大于野生种群的,主要是因为笼养区域会人工投放饲料,D 错误。
3.湿地生态系统被誉为“地球之肾”,湿地的破坏加剧了洪涝与干旱灾害,使渔业资源严重受损。下列有关叙述错误
．．
的是(
)。
A.建立湿地公园属于就地保护,是保护生物多样性的有效措施
B.湿地群落的重要特征包括物种丰富度、种群个体的随机分布等
C.湿地生态系统作为“气候调节器”,体现了生物多样性的间接价值
D.湿地群落中,害虫与其天敌之间为捕食或寄生关系
【解析】种群个体的随机分布属于种群的空间特征,不属于群落的特征,B 错误。
4.下列有关生态学的基本原理在生产实践中的应用的叙述,错误
．．的是(
)。
A.合理地规划载牧量,能使能量持续地流向对人类有益的部分
B.生态农业系统中,将秸秆作饲料喂牲畜能实现能量的多级利用
C.大量引入外来物种,能增加当地生态系统的物种多样性,提高稳定性
D.合理地引入天敌治理害虫,能避免因化学农药的大量施用而带来的二次污染
【解析】大量引入外来物种,可能会造成生态入侵,使当地物种减少,降低当地生态系统的物种多样性和稳定性,C
错误。
5.生物多样性热点区域是指在一个相对较小的区域内有特别多的物种存在。一般说来,含有1500 种以上本地植物物
种的区域才有资格被评为生物多样性热点区域,我国的中南部山地就是全球25 个生物多样性热点区域之一。选用植
物作为热点区域标志,这是因为(
)。
A.植物既容易调查和鉴定,又是其他生物类群多样性的基础
B.植物的光合作用是二氧化碳从无机环境进入生物群落的唯一途径
C.物种种类数决定了遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性
D.生物多样性是生物进化的结果,外来物种都能增加生物多样性
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【解析】选用植物作为热点区域标志,这是因为植物既容易调查和鉴定,又是其他生物类群多样性的基础,A 正确;
植物的光合作用是二氧化碳从无机环境进入生物群落的主要途径,此外二氧化碳还可以通过化能合成作用进入生物
群落,B 错误;植物种类数会影响遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性,而决定生物多样性的原因是自然选择和
共同进化,C 错误;引入外来物种并不都能增加生物多样性,也可能会导致生态入侵,使生物多样性降低,D 错误。
6.生态系统具有多种功能,下列关于生态系统功能的叙述,不正确
．．．的是(
)。
A.生态系统物质循环具有全球性,也叫生物地球化学循环
B.通过秸秆还田能实现物质和能量的循环利用
C.物质是能量流动的载体,能量作为动力使物质循环顺利进行
D.斑马与其捕食者猎豹之间的信息传递有利于调节种间关系
【解析】生态系统内能量只能单向流动而不能循环利用,因而通过秸秆还田只能实现物质的循环利用,B 不正确。
7.下列对生态系统稳定性的理解,不正确
．．．的是(
)。
A.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性
B.“野火烧不尽,春风吹又生”说明生态系统具有恢复力稳定性
C.生态系统中的组分越多,食物网越复杂,抵抗力稳定性就越强
D.对于一个生态系统来说,抵抗力稳定性越强,则恢复力稳定性越强
【解析】抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统稳定性的两个方面,抵抗力稳定性越强,一般相应的恢复力稳
定性就越弱,D 不正确。
8.徐州贾汪潘安湖曾是采煤塌陷地,经过治理现已成为湿地公园。下列叙述错误
．．的是(
)。
A.在治理过程中,采煤塌陷地上发生了次生演替
B.治理后形成的湿地生态系统的抵抗力稳定性增强
C.湿地能调节气候,体现了生物多样性的直接价值
D.采煤塌陷地的成功治理是人与自然和谐发展的实例
【解析】次生演替是指在原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部分消失后的地方
所发生的演替,采煤塌陷地上发生的演替属于次生演替,A 正确;治理后形成的湿地生态系统,物种种类增多,生态系统
营养结构变复杂,生态系统的抵抗力稳定性增强,B 正确;生态系统具有的调节气候的功能属于生物多样性的间接价
值,C 错误;采煤塌陷地的成功治理体现了人与自然的和谐发展,D 正确。
9.两个不同的生态系统在同时受到同等强度的干扰(a)后,其结构和功能的曲线变化情况如下图所示。由图不能
．．得出
的结论是(
)。
A.在同等强度的干扰下,乙生态系统的抵抗力稳定性比甲高
B.在同等强度的干扰下,若乙生态系统干扰提前,则B 点左移
C.若甲生态系统的干扰强度增大,则C 点右移
D.乙生态系统在B 点后一定有新的物种产生
【解析】从图中可看出,甲、乙两个生态系统受到干扰后,与乙相比,甲生态系统的结构和功能恢复原状所需要的
时间长,波动范围大,说明甲的抵抗力稳定性低,乙的抵抗力稳定性高,A 正确;若乙生态系统干扰提前,其结构和功能恢
复至正常运行范围的时间也会提前,即B 点左移,B 正确;若甲的干扰强度增大,则恢复原状所需要的时间延长,C 点右
移,C 正确;乙生态系统在恢复原状后不一定有新物种产生,D 错误。
10.人类只是“地球村”中的成员之一,只有正确处理人与资源和环境的关系,才能走可持续发展之路。根据这一思想
和生态学知识,下列说法错误
．．的是(
)。
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A.人类利用信息传递原理,可以调节生物的种间关系,从而维持生态系统的稳定
B.虽然氮元素能在生物圈内循环,但是人们还是需要往农田中不断地施加氮肥
C.水资源短缺、酸雨等全球性生态环境问题,对生物圈的稳态造成严重威胁
D.我国生物多样性的保护,可以概括为建立自然保护区以及风景名胜区两大类
【解析】生态系统的信息传递可以调节生物的种间关系,从而维持生态系统的稳定,A 正确;虽然氮元素能在生物
圈内循环,但农田生态系统中输出量大于输入量,因此人们还是需要往农田中不断地施加氮肥,B 正确;水资源短缺、酸
雨等全球性生态环境问题,对生物圈的稳态造成严重威胁,C 正确;建立自然保护区和风景名胜区是生物多样性最有效
的保护措施,此外保护生物多样性的措施还有易地保护、法律保护、生物技术保护等,D 错误。
11.(2019·洛阳三模)上海世博会期间有大量外来树木花卉涌入中国,林业病虫害一同传入的风险也在增加,这已令中
国警觉,为此中国官方曾开展为期6 个月的林业植物检疫执法行动。外来入侵动物也会因环境改变而受限,下列相关
叙述中正确的是(
)。
A.种群增长均受当地环境条件的限制,种群密度都不能无限增大
B.使基因多样性增加
C.均不能与当地其他物种形成捕食关系
D.使生态系统的营养结构趋于复杂
【解析】种群数量增长受所在环境条件的影响,则种群数量以及密度都不会无限增大,A 正确;外来物种入侵,可能
使所在环境生态系统的生物多样性减少,则其基因多样性可能减少,B 错误;外来物种入侵,有可能与所在环境中的其他
物种之间形成捕食关系,C 错误;若外来物种竞争力强,其入侵将导致其他种群的灭绝,则其所在生态系统的营养结构可
能受到影响,D 错误。
12.目前,一些地区采用人工浮床治理水体污染。下列不属于
．．．人工浮床的优点的是(
)。
A.收割浮床上的植物可以增加经济效益
B.植物吸收水中的N
、P
等,降低水中氮、磷等含量
C.浮床遮光,减少浮游藻类的生长繁殖,防止赤潮发生
D.浮床下的植物根系可以为鱼类和水生昆虫提供栖息地
【解析】收割浮床上的植物可以增加经济效益,A 正确;植物吸收水中的N
、P
等,降低水中氮、磷等含量,B 正
确;人工浮床主要用于治理淡水水体污染,而赤潮主要发生于海水中,C 错误;浮床下的植物根系可以为鱼类和水生昆虫
提供栖息地,D 正确。
13.下列有关环境污染和破坏的叙述,正确的是(
)。
①造成温室效应的主要原因是煤、石油、天然气的大量燃烧
②造成臭氧层空洞的主要原因是人们大量使用氟氯烃
制冷剂
③酸雨形成的主要原因是森林被大量破坏
④水体富营养化、藻类大量繁殖,主要是由有毒物质在生物体
内的积累和浓缩导致的
A.①②③④
B.①②④
C.①②
D.②③④
【解析】造成温室效应的主要原因是人类大量燃烧煤、石油、天然气等化石燃料,大气CO2的含量迅速增加,①正
确;大量使用氟氯烃制冷剂会造成臭氧空洞,②正确;酸雨形成的主要原因是大气污染,SO2等酸性气体过多,雨水的酸性
增强,③错误;造成水体富营养化、藻类大量繁殖的主要原因是水体中N、P 等植物必需的矿质营养过多,④错误。综
上所述,C 正确。
14.(2019·天津三模)梅托斯于1970 年提出了一个“人口膨胀→自然资源耗竭→环境污染”模型(如图)。根据模型
分析,人口激增不会
．．导致(
)。
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A.土地资源利用过度,不能继续加以利用,导致粮食产量下降
B.自然资源因世界人口激增而发生严重枯竭,工业产品的产量也随之下降
C.环境污染严重,进一步加速了作物的减产,人口大量死亡乃至停止增长
D.人口膨胀、自然资源耗竭和环境污染呈现恶性循环,最后导致地球毁灭
【解析】人口激增会导致土地资源利用过度,不能继续加以利用,导致粮食产量下降,A 正确;人类各种需求与自然
资源相关,故自然资源因世界人口激增而发生严重枯竭,工业产品的产量也随之下降,B 正确;人口激增会导致环境污染
严重,进一步加速了作物的减产,人口大量死亡乃至停止增长,C 正确;虽然人口膨胀、自然资源耗竭和环境污染呈现恶
性循环,但是人类可以认识自然、改造自然,故不会导致地球毁灭,D 错误。
15.低碳出行已为许多人所接受,以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济模式越来越成为促进国家经济持续增
长和可持续发展的重要经济模式。下列说法正确的是(
)。
A.煤、石油和天然气的大量燃烧,致使大气中CO2急剧增加
B.微生物的分解作用产生大量的CO2是引起温室效应的主要原因
C.生物群落中的碳元素进入大气的方式只能是微生物的分解作用
D.大力植树造林是缓解温室效应的唯一方法
【解析】煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧,会致使大气中的CO2急剧增加,A 正确;温室效应的主要原因是
煤、石油和天然气等化石燃料的大量燃烧,B 错误;生物群落中的碳元素进入大气的方式包括呼吸作用、微生物的分
解作用和燃烧,C 错误;缓解温室效应的方法包括大力植树造林、开发新能源(减少化石燃料的燃烧)等,D 错误。
16.下列关于生命系统中的信息传递的叙述,正确的是(
)。
A.细胞内的遗传信息传递方式:DNA→RNA→蛋白质(性状)
B.细胞间通过激素、神经递质实现其全部信息传递
C.在兔→狐过程中,物质、能量从兔到狐单向传递,而信息却是双向传递的
D.生态系统中信息传递发生在同种生物或不同种生物之间,并能调节种间关系
【解析】在生物体细胞中,遗传信息的传递途径有DNA→DNA 即DNA 的复制,也有DNA→RNA→蛋白质即转录和翻
译,A 错误;细胞间的信息传递,除了通过激素、神经递质外,还可通过细胞膜上的糖蛋白传递信息,植物细胞间还可以形
成胞间连丝实现信息传递,B 错误;能量沿食物链单向传递,物质是循环往复的,而捕食过程中捕食者和被捕食者之间的
信息传递是双向的,如狼可根据兔子留下的气味捕食后者,兔子同样也能依据狼的气味或行为特征躲避被捕食,C 正确;
信息传递既可以发生在生物与生物之间,也可以发生在生物与环境之间,如植物开花需要光信息和日照时间达到一定
长度,这些物理信息来自无机环境,D 错误。
17.森林边缘和草原相邻的交错区都是生物多样性极高的生态系统。请回答下列问题:
(1)交错区物种繁多,不同生物通过食物链关系互相依存,使该生态系统具有较高的
稳定性。交错区中的
某种小鸟会取食野牛身上的寄生虫,该种小鸟在取食之前,常在野牛面前舞蹈并分泌一种化学物质,野牛才安静地让
小鸟取食。据此分析,小鸟和野牛之间传递的信息有
。
(2)为研究杀虫灯诱杀斜纹夜蛾的影响因素,研究人员在该区域释放了一定量的标记过的斜纹夜蛾,适当时间后用杀虫
灯诱杀,统计其中标记个体数占释放总数的比例(回收率),结果如下图。实验结果表明杀虫灯的杀虫效果与
因素有关;用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫会改变该种群的年龄结构,其原因
是
。
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【解析】(1)交错区物种繁多,不同生物通过食物链关系互相依存,导致营养结构复杂化,从而使该生态系统具有较
高的抵抗力稳定性。小鸟在取食之前,常在野牛面前舞蹈并分泌一种化学物质,其中舞蹈属于行为信息,分泌的化学物
质属于化学信息。(2)本实验因变量为诱捕距离和灯的高度,因变量是回收率。实验结果表明杀虫灯的杀虫效果与灯
距和灯高度有关。用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫,导致成虫数减少,则出生率降低,进而使该种群的年龄结构改变。
【答案】(1)抵抗力
行为信息、化学信息
(2)灯距和灯高度
成虫数减少,出生率降低,使该种群的年龄结构改
变
18.(2019·合肥检测)蝗虫灾害已成为草原农牧业生产重大危害之一,生态学家特进行试验来研究草原上四种主要蝗
虫密度对牧草产量(牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量)的影响,结果如下图。
(1)该试验的因变量是
,上图是根据试验结果建立
模型。
(2)对草原危害最大的蝗虫是
,它与其他蝗虫的关系是
。
(3)禾本科植物是草场的主要牧草,冷篙和星毛萎陵菜是草场退化的代表植物。以下为防治蝗虫的不同处理方式对草
原植物群落产生的影响。
植物
不同防治方式下植类群所占百分比
用虫胆畏油剂
进行化学防治
用绿僵菌进行
生物防治
无防治措施
禾本
科
植物
45.3
60.6
52.3
冷蒿
32.6
0.67
1.32
星毛
萎
陵菜
4.36
0.37
0.81
①长时间进行化学防治,会使草原经历
演替,最可能演替为以
为主的植物群落。
②用绿僵菌防治更有利于保护生物的多样性,原因是
使草原可持续发展。我国已建立多个自然
保护区,这属于
保护。
【解析】(1)由分析可知,实验的因变量是牧草产量;该图是根据实验结果建立的数学模型中的曲线模型。(2)由题
图曲线可知,牧草随亚洲小车蝗种群密度增大而减小的幅度最大,因此对草原危害最大的蝗虫是亚洲小车蝗;由于亚
洲小车蝗与其他蝗虫都以牧草为食,因此属于竞争关系。(3)①由分析可知,化学防治可以破坏生态系统的稳定性,改变
群落演替的速度和方向,这种演替是次生演替;化学防治使冷蒿比例大幅度上升,即冷蒿在化学防治的环境中适应能
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力最强,因此最可能演替为以冷蒿为优势种群的生物群落。②用绿僵菌防治,属于生物防治,能减少由使用化学农药引
起的环境污染,因此更有利于保护生物的多样性;通过建立自然保护区保护生物多样性,属于就地保护。
【答案】(1)牧草产量
数学
(2)亚洲小车蝗
竞争
(3)①次生
冷蒿
②减少使用化学农药引起的环境污染,有利于维持生态系统的稳定性
就地
19.物质循环是生态系统的重要功能。下图为生态系统中碳循环的示意图,请据图回答下列问题:
(1)图中a 为
,b 为
,碳在③中的流动形式为
。
(2)生态系统碳循环的平衡被破坏可引起“温室效应”,产生“温室效应”时①
②+④+⑤。(填“>”“=”或
“<”)
(3)若此生态系统为森林生态系统,科学工作者在选取林场样方进行种群密度调查时,应遵循
原则。若
此森林曾发生过火灾,但此后又慢慢恢复,从生态系统的角度分析,这体现了生态系统具有
能力,这种能力的大
小取决于
。森林具有更新空气、防风固沙、涵养水源等功能,
这体现了生物多样性的
价值。
(4)中国古代诗词中,许多蕴含着生态学的知识,请结合生态学知识回答“种豆南山下,草盛豆苗稀”揭示了生物之间
的哪种关系。
。
【解析】(1)碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用。碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生产
者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧等。因此,图甲中a 为分解者,b 为大气中的CO2库。③
表示捕食关系,碳以含碳有机物的方式在生产者和消费者间流动。(2)当生产者从大气中的CO2库吸收的CO2量小于生
产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用以及化石燃料的燃烧释放的CO2量,即①<②+④+⑤时,会破坏生态系统
碳循环的平衡,产生“温室效应”。(3)生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。为了排除人为因素
对实验结果的影响,科学工作者在选取林场样方时,应遵循随机取样原则。从生态系统的角度分析,火灾后慢慢恢复的
现象体现了生态系统具有自我调节能力,这种能力的大小取决于生态系统的营养结构的复杂程度。森林具有更新空
气、防风固沙、涵养水源等功能,这体现了生物多样性的间接价值。(4) 诗句“种豆南山下,草盛豆苗稀” 描述的是
草和豆苗相互争夺营养物质和生存空间等资源,属于竞争关系。
【答案】(1)分解者
大气中的CO2库
含碳有机物
(2)<
(3)随机取样
自我调节
生态系统的营养结构的复
杂程度(或食物网的复杂程度、组分的多少等)
间接
(4)竞争
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第25 讲
实验与探究
1.下列实验材料的选择理由不合理
．．．的是(
)。
A.孟德尔选择豌豆的理由之一是豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物
B.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,选择肝脏研磨液的理由是其含过氧化氢酶
C.恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的椭球形叶绿体
D.在探究细胞呼吸方式时选择酵母菌的理由之一是它属于兼性厌氧生物
【解析】恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的螺旋状叶绿体,C 错误。
2.下列有关实验的叙述,正确的是(
)。
A.探究土壤小动物类群的丰富度时,宜采用标志重捕法
B.不可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C.斯他林和贝利斯通过实验证明了激素调节的存在,并提取了促胰液素
D.观察叶绿体实验最好用带有少量叶肉的菠菜叶片上表皮制作装片进行观察
【解析】许多土壤动物有较强的活动能力,而且身体微小,因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。在进行
这类研究时,常用取样器取样法进行采集、调查,A 错误。验证酶的专一性实验要选择斐林试剂作为鉴定还原糖的试
剂,而不能用碘液,碘液只能检测淀粉是否被淀粉酶水解,而不能鉴定蔗糖是否被淀粉酶水解,因为不论蔗糖是否被水
解,反应后的混合物都不可能遇碘液发生颜色变化,B 正确。斯他林和贝利斯通过实验证明了激素调节的存在,但是并
没有提取出促胰液素,C 错误。带有少量叶肉的菠菜叶片上表皮的叶绿体小而多,而带有少量叶肉的菠菜叶片下表皮
叶绿体大而少,便于观察。因此观察叶绿体实验最好用带有少量叶肉的菠菜叶片下表皮制作装片进行观察,D 错误。
3.某同学为探究人工生态系统的稳定性,设计制作了生态瓶,相关的原理叙述错误
．．的是(
)。
A.要用无色透明玻璃瓶,保证能量能输入生态瓶
B.要定期通气,以保证各种生物的正常呼吸
C.要放在散射光处,以避免瓶内的温度过高
D.水量应为容器的4/5,以使瓶内储备一定量的空气
【解析】设计制作的生态瓶,要用无色透明玻璃瓶,保证能量能输入生态瓶,A 正确;生态系统的物质能够自给自足,
故不需要定期通气,B 错误;要放在散射光处,以避免瓶内的温度过高,C 正确;瓶中的水量应为容器的4/5,要留出一定的
空间,以使瓶内储备一定量的空气,D 正确。
4.某同学进行了下列有关酶的实验:
甲组:淀粉溶液+新鲜唾液+斐林试剂→有砖红色沉淀
乙组:蔗糖溶液+新鲜唾液+斐林试剂→无砖红色沉淀
丙组:蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+斐林试剂→?
下列叙述正确的是(
)。
A.丙组的实验结果是“无砖红色沉淀”
B.加入斐林试剂后通常还应沸水浴加热
C.该同学的实验目的是验证酶的专一性
D.为省去水浴加热步骤,可用碘液代替斐林试剂
【解析】丙组中,蔗糖酶可以把蔗糖水解为葡萄糖与果糖,二者均为还原糖,其在水浴加热条件下与斐林试剂反应
会产生砖红色沉淀,A 错误;加入斐林试剂后通常还应水浴加热,水浴加热的温度在50~65 ℃,B 错误;实验中淀粉酶能分
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解淀粉,不能分解蔗糖,而蔗糖只能被蔗糖酶分解,证明酶具有专一性,C 正确;碘液只能检测淀粉是否水解,而不能检测
蔗糖是否水解,D 错误。
5.(2019·安徽联考)孟德尔在探索遗传规律时,运用了假说—演绎法,下列相关叙述不正确
．．．的是(
)。
A.提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上的
B.“遗传因子在体细胞的染色体上成对存在”属于假说内容
C.“F1(Dd)产生两种数量相等的配子(D 和d)”属于推理内容
D.对推理(演绎)过程及结果进行的检验是通过测交实验完成的
【解析】孟德尔是在纯合亲本杂交和F1自交的遗传实验基础上发现并提出问题的,A 正确;受科学发展的局限,该
时期还没有发现染色体的结构,孟德尔仅提出“遗传因子在体细胞中成对存在”的假说,B错误;“F1(Dd)产生两种数量
相等的配子(D 和d)”属于孟德尔的推理内容,并通过测交实验对假说做了验证,C、D 正确。
6.高中生物学实验常需测量和计数,下列操作可能导致实验结果估测值偏小的是(
)。
A.对研磨后的苹果匀浆进行过滤检测可溶性还原糖含量
B.在蒲公英生长密集处取样调查其在样地中的种群密度
C.被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕并计算鲤鱼的数量
D.从静止的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量
【解析】对研磨后的苹果匀浆进行过滤,不会影响可溶性还原糖含量的检测,A 错误。在蒲公英生长密集处取样
调查其在样地中的种群密度,会使结果偏大,B 错误。被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕,会使重捕个体中被标记的个
体增加,从而使计算出的鲤鱼的总数量偏小,C 正确。草履虫的呼吸需要氧气,故草履虫都集中在静止的上清液处,因此
从静止的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量,会使估测值偏大,D 错误。
7.某生物兴趣小组为探究影响插条生根的因素,以同一植株的枝条为材料开展研究。他们用营养素和生长调节剂X
处理枝条后,得到如下结果。据图分析,下列推断合理的是(
)。
A.营养素比生长调节剂X 对插条的生根具有更大的促进作用
B.有叶枝条可能会产生与营养素有类似作用的物质
C.生长调节剂X 对两种枝条的生根均有较大的促进作用
D.营养素对两种枝条的生根均有较大的促进作用
【解析】据图可知,处理有叶枝条时,生长调节剂X 比营养素对插条的生根具有更大的促进作用,A 错误;单独用生
长调节剂X 处理,促进无叶枝条生根效果不明显,促进有叶枝条生根明显,用生长调节剂X 和营养素处理,无叶枝条和有
叶枝条生根数相差不大,据此推测无叶枝条缺乏与营养素有类似作用的物质,有叶枝条可能会产生与营养素有类似作
用的物质,B 正确;生长调节剂X 对无叶枝条生根的促进作用不明显,C 错误;营养素对两种枝条的生根均没有明显的促
进作用,D 错误。
8.下列有关调查种群密度的说法中,错误
．．的是(
)。
A.五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式,遵循了随机取样的原则
B.调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度,通常采用样方法
C.标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的实际值
D.将M 只鹿标记后,在重新捕获的n 只鹿中有m 只被标记,则该鹿群约有(M×n)÷m 只
【解析】五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式,遵循了随机取样的原则,A 正确;调查古树木、蝗虫的幼
虫的种群密度,通常采用样方法,调查某种蛇的种群密度,通常采用标志重捕法,B 错误;采用标志重捕法调查得到的种
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群密度是对种群密度的估算值,而不是最精确的实际值,C 正确;用标志重捕法调查一定范围内某动物的种群密度,其估
算值=第一次捕获并标记的个体数与第二次捕获的个体数之积/第二次捕获的有标记的个体数,因此将M 只鹿标记后,
在重新捕获的n 只鹿中有m 只被标记,则该鹿群约有(M×n)÷m 只,D 正确。
9.下列关于科学实验及方法的叙述正确的是(
)。
A.分别用
O 和C
18O2作对比研究光合作用的产物O2的来源
B.利用光学显微镜观察细胞膜时发现其具有暗-亮-暗三层结构
C.用
14CO2研究光合作用中碳的转移途径为CO2→C3→C5→(CH2O)
D.用极细的光束和乳酸菌处理黑暗中的水绵证明叶绿体在光合作用中产生氧气
【解析】鲁宾和卡门用
18O 分别标记H2O 和CO2,使它们变成
O 和C
18O2,然后通过对比研究,发现光合作用的产物
O2全部来自水,A 正确;20 世纪50 年代,电子显微镜诞生,1959 年罗伯特森在电镜下看到了清晰的暗-亮-暗三层结构,
提出了静态统一结构,B 错误;20 世纪40 年代,卡尔文用
14CO2研究光合作用过程,发现碳的转移途径为CO2→C3→(CH2O),C
错误;恩格尔曼用极细的光束和好氧菌处理黑暗中的水绵证明叶绿体在光合作用中产生氧气,而乳酸菌是厌氧菌,D 错
误。
10.小鼠器官移植所引起的排斥反应是由主要组织相容性抗原(MHC)的不一致引起的,不同种系的MHC均由位于常染色
体上的一对等位基因控制。当小鼠拥有不同MHC 基因时,表现为共显性,即杂合体中一对等位基因控制的相对性状都
可以表现出来。现利用两个种系的小鼠纯系A 和纯系B 进行下列实验,下列相关说法不正确
．．．的是(
)。
A.将纯系A 成体的皮肤移植给纯系B 的成体,会发生排斥反应
B.纯系A 和纯系B 交配后产生F1,F1同时具有两种MHC
C.纯系A 和纯系B 交配后产生F1,将亲本的皮肤移植给子代,会发生排斥反应
D.将纯系A 成体的皮肤移植给去除了胸腺的纯系B 成体,不会发生排斥反应
【解析】根据题意分析,小鼠纯系A 和纯系B 的MHC 不同,因此将纯系A 成体的皮肤移植给纯系B 的成体,会发生
免疫排斥反应,A 正确;纯系A 和纯系B 交配后产生的F1为杂合子,由于杂合体中一对等位基因控制的相对性状都可以
表现出来,因此F1同时具有两种MHC,F1对两种MHC 都不会发生排斥反应,因此将亲本的皮肤移植给子代,不会发生排斥
反应,B 正确、C 错误;T 淋巴细胞是在胸腺中发育成熟的,在排斥反应中起主要作用,因此将纯系A 成体的皮肤移植给
去除了胸腺的纯系B 成体,不会发生排斥反应,D 正确。
11.下列关于实验的叙述中,错误
．．的是(
)。
A.在用绿叶色素的提取液做吸光度测定实验时,所设置的对照组应用蒸馏水
B.双缩脲试剂A 液、B 液与斐林试剂甲液、乙液组成成分相同,但浓度不完全相同,使用方法不相同
C.洋葱鳞片叶细胞在发生质壁分离复原时,细胞的吸水能力逐渐降低
D.拜尔通过实验证明了胚芽鞘向光弯曲与尖端产生的物质分布不均匀有关
【解析】在用绿叶色素的提取液做吸光度测定实验时,所设置的对照组应用提取色素的溶剂作为对照溶液,A 错
误。双缩脲试剂A 液、B 液与斐林试剂甲液、乙液组成成分相同,都是氢氧化钠和硫酸铜,但由于浓度不完全相同,属
于不同的试剂,用法也不同,B 正确。在植物细胞质壁分离过程中,细胞不断失水,细胞液浓度不断升高,则细胞吸水能力
逐渐增强;而在质壁分离复原过程中,细胞不断吸水,细胞液浓度逐渐降低,细胞的吸水能力减弱,C 正确。拜尔通过实验
证明了胚芽鞘的弯曲生长与尖端产生的物质分布不均匀有关,D 正确。
12.小明同学用形态和生理状况相似的某植物叶片下表皮细胞为材料,进行了如下实验,实验过程中相关细胞都保持
生理活性,结果如下表所示。下列分析错误
．．的是(
)。
实验组别
a
b
c
d
e
f
蔗糖溶液浓
度(g/mL)
0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
0.50
实验前细胞长
度/
0.70 0.80 0.90 1.05 1.10
1.15
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实验后细胞长
度
A.实验过程中水分子通过自由扩散的方式进出细胞
B.随着蔗糖溶液浓度的升高,表皮细胞的长度逐渐减小
C.实验后,c 组细胞中液泡的吸水量小于b 组
D.实验后,f 组表皮细胞细胞液的渗透压低于d 组
【解析】外界蔗糖溶液浓度越高,细胞失水越多,细胞液浓度越高,渗透压越高。
13.(2019·成都测试)某小组开展“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验研究,关于这个实验的叙述
不正确
．．．的是(
)。
A.经预实验后,后续实验中还需设置一组用蒸馏水处理插条的实验作对照组
B.为了保证实验结果的可靠性,每组需要取多根插条
C.浸泡法适用于较低浓度溶液及空气湿度较大,遮阴环境
D.用不同浓度的生长素溶液处理扦插枝条,生根数量可能相同
【解析】在“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验中,如果没有注明该植物适宜使用浓度时,应用
不同浓度进行预实验,找出促进生根的最适浓度或其范围。预实验后,不需设置蒸馏水处理插条作为对照,A 错误;为了
保证实验结果的可靠性,每组需要取多根插条,求生根数量或长度的平均值,可使实验结果更准确,B 正确;用浸泡法处
理插条,如果生长素类似物的浓度较低,最好在遮阴和空气湿度较大的地方处理,以保持生长素类似物溶液的较低浓
度,C 正确;在促进生根的最适浓度两侧某浓度,生根数量可能相同,D 正确。
14.下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是(
)。
A.在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
B.在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,一段时间后直接观察蛋白块的大小
C.在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,然后滴加斐林试剂加热后观察是否变成砖红色
D.在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
【解析】蛋清中含有蛋白质,蛋白酶的化学本质是蛋白质,煮熟的蛋白块空间结构被破坏,所以在装有蛋清(或煮熟
蛋白块)的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,然后滴加双缩脲试剂两试管都会变成紫色,A、D 错误;如果蛋白
质被分解则蛋白块变小,反之则不变,B 正确;斐林试剂用于检测还原性糖的有无,无法用于检测蛋白质,C 错误。
15.下图为三组相同的模型小鼠用不同条件处理后,15 min 内的饮水量,下列说法错误
．．的是(
)。
组别
处理
A
B
C
光刺激前48 h 限水
+
-
-
光刺激
-
-
+
注:“+”表示进行处理,“-”表示不进行处理
A.实验中B 组为对照组,A 组、C 组为实验组
B.实验中A 组比B 组小鼠释放的抗利尿激素多
C.A 组实验小鼠的下丘脑产生渴觉导致饮水增多
D.若增加实验组D,则对小鼠应进行限水和光刺激处理
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【解析】实验中B 组小鼠没有进行处理,故为对照组,A、C 组分别进行了限水和光刺激处理,故为实验组,A 正确;
由于A 组小鼠限水后渗透压升高,故产生的抗利尿激素比B 组多,B 正确;渴觉中枢位于大脑皮层,下丘脑不能产生渴
觉,C 错误;B 组为对照组,则实验组D 应为对小鼠进行限水和光刺激处理,D 正确。
16.某反应体系中,用固定序列的核苷酸聚合物(mRNA)进行多肽的合成,实验的情况及结果如下表:
实验
序号
重复的mRNA 序列
生成的多肽中含有的氨基酸种
类
实验
一
(UUC)n,即UUCUUC……
丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸
实验
二
(UUAC)n,即UUACUUAC……
亮氨酸、苏氨酸、酪氨酸
请根据表中的两个实验结果,判断下列说法不正确
．．．的是(
)。
A.上述反应体系中应加入细胞提取液,但必须除去其中的DNA 和mRNA
B.实验一和实验二的密码子可能有:UUC、UCU、CUU 和UUA、UAC、ACU、CUU
C.通过实验二的结果可推测mRNA 中不同的密码子有可能决定同一种氨基酸
D.通过实验一和实验二的结果,能够推测出UUC 为亮氨酸的密码子
【解析】正常细胞内的DNA 能转录合成RNA,所以除去细胞提取液中的DNA 和mRNA 可以避免这些物质干扰实验,A
正确。密码子是指mRNA 上能决定氨基酸的相邻的3 个碱基,实验一的密码子可能有3 种,即UUC、UCU、CUU;实验二的
密码子可能有4 种,即UUA、UAC、ACU、CUU,但生成的多肽中含有的氨基酸只有3 种,所以mRNA 中不同的密码子有可
能决定同一种氨基酸,B、C 正确。实验二的密码子中没有UUC,但生成的多肽中含有亮氨酸,所以不能推测出UUC 为亮
氨酸的密码子,D 错误。
17.(2019·武汉测试)下表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH 影响”而设计的实验操作步骤,据表回答下
列问题。
操作
步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢
溶液
2 mL
2 mL
2
加质量分数为5%的盐酸溶液
1 mL
/
3
加质量分数为5%的氢氧化钠
溶液
/
1 mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨
液
2 滴
2 滴
5
观察
(1)本实验的因变量是
,可观测的指标是
。
(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案:
。在完成改进方案后,预期实
验结果及得出结论:
①
;
②
。
(3)为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用,应对它进行
(填“高温”或“冷藏”)处理。
【解析】(1)由探究的课题可知,本实验的自变量为pH,因变量为过氧化氢分解速率,具体的观察指标可以是相同时
间内试管中气泡产生的数量。(2)由已经设计的实验步骤可知,本实验中缺少空白对照组,应该增设试管丙,试管丙中除
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了添加过氧化氢溶液和猪肝研磨液外,还应该加蒸馏水,其他处理不变。①如果过氧化氢酶的活性不受pH 的影响,则
甲、乙、丙三支试管中气泡的产生速率基本相同;②如果过氧化氢酶的活性受pH 的影响,则甲、乙、丙三支试管中产
生气泡的速率不同。(3)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,高温会破坏酶的空间结构使其失活,所以保存时应冷藏处理。
【答案】(1)过氧化氢分解速率
相同时间内气泡的产生量
(2)增设丙组,加2 mL 过氧化氢溶液和1 mL 蒸馏水后加入2 滴猪肝研磨液与甲、乙组对照,其他步骤不变
预期的实
验结果及结论:①甲、乙、丙三支试管中产生气泡的速率不同,则过氧化氢酶的活性受pH 影响
②甲、乙、丙三支试
管中产生气泡的速率基本一样,则过氧化氢酶的活性不受pH 影响
(3)冷藏
18.已知某雌雄异株植物花色的遗传受两对等位基因(A 和a、B 和b)控制。酶1 能催化白色前体物质转化为粉色物质,
酶2 能催化粉色物质转化为红色物质,酶1 由基因A 控制合成,酶2 由基因B 或b 控制合成。已知基因B、b 位于常染
色体上,请回答下列问题:
(1)该植物产生的花粉经培养可得到单倍体植株,单倍体是指
。
(2)现有纯合的白花、粉花和红花植株若干,试通过一次杂交实验判断控制酶2 合成的基因是B 还是b,简要写出实验
思路,并预期结果及结论。
。
(3)若已知酶2 是由基因B 控制合成的,现有纯合粉花雌性植株甲、纯合红花雄性植株乙和含基因B 的纯合白花雄性
植株丙,试设计实验判断基因A 和基因B 的位置关系,并判断基因A 是否位于X 染色体上。
实验设计方案:
。
支持基因A 位于常染色体上且与基因B 位于非同源染色体上的实验结果
是
。
【答案】(1)体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体(由未参与受精的配子直接发育而来的个体)
(2)让纯合
的粉花植株和纯合的红花植株杂交,观察后代的表现型。若后代全为红花植株,则酶2 是由基因B 控制合成的;若后代
全为粉花植株,则酶2 是由基因b 控制合成的
(3)选择植株甲和植株丙杂交产生F1,再让F1随机传粉产生F2,统计F2
的表现型及比例
F2的表现型及比例为红花∶粉花∶白花=9∶3∶4,且白花植株中既有雌株也有雄株
19.(2019·长沙二模)某研究小组以大豆幼苗为实验材料,探究不同波长光照对植物光合速率(用CO2的吸收量表示)的
影响,结果如下表。已知表中数据为同一强度自然光条件下测得,各单色光通过滤光片得到。请回答下列问题:
光照
紫光蓝光绿光黄光红光
自然光
光合速率
[CO2μmol/
(100mm
2·h)]
0.6
1.0 -0.4
0
2.3
3.0
(1)在该实验条件下,提供
光,最不利于大豆幼苗的生长。大豆幼苗在红光条件下光合速率较黄光高,原因
是
。黄光条件下,相同时间内大豆幼苗叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量
(填“大于”“小于”或“等于”)叶肉细胞光合作用同化的CO2量。
(2)表中的光合速率除了可以用CO2的吸收量表示,还可以用
表示。在自然光条件
下,如果用红色塑料薄膜(相当于滤光片)遮盖大豆幼苗,则短时间内C5的含量将
。
(3)为了探究不同波长光照培养条件下,大豆幼苗的光合色素含量是否发生改变,实验思路如下:分别取不同波长光照
培养条件下大小和生长部位相同、等量的大豆幼苗叶片,运用
法提取并分离色素,通过比较滤纸条上的
来判断光合色素含量是否发生改变。
(4)对大豆幼苗进行一段时间的单侧光照射后,幼苗会向光生长。试解释该现象出现的原因:
。
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【解析】(1)由表格数据可知,大豆在绿光下光合速率最低;由于大豆所含光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对黄光
吸收较少,故大豆幼苗在红光条件下光合速率比在黄光下的高;该表格数据为净光合速率,黄光条件下其数值为0,说明
该大豆幼苗在黄光条件下总光合速率=呼吸速率,但由于进行光合作用的细胞只有叶肉细胞,而所有细胞均可以进行
细胞呼吸,所以对于叶肉细胞来说,一定时间内大豆幼苗叶肉细胞呼吸作用释放的CO2量小于叶肉细胞光合作用同化
的CO2量。(2)净光合速率的表示方法有3 种:CO2的吸收速率、O2的释放速率、有机物积累速率;由自然光转变为红光,
其光合速率下降,原因是光反应速率减弱,对于C5化合物来说,其来源减少(C3的还原速率下降),去路不变(C5和CO2结合
生成C3化合物),所以C5含量减少。(3)根据色素的提取和分离实验,其分离方法是纸层析法,由于不同色素在层析液中
的溶解度不同,最终在滤纸条上出现4 条色素带,其宽度代表色素的含量。(4)幼苗在单侧光照射下向光弯曲生长的原
因是单侧光作用下生长素由向光侧移向背光侧,使背光侧生长素浓度大于向光侧,背光侧生长快于向光侧。
【答案】(1)绿
光合色素对红光吸收量大于黄光
小于
(2)氧气释放量或者有机物积累量
减少
(3)纸层析
色素带宽度
(4)单侧光作用下生长素由向光侧移向背光侧,使背光侧生长素浓度大于向光侧,背光侧生长快于向光侧
20.在“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验之后,不同班级的同学在一起进行交流,某同学发现,上午第一
节课做实验的同学极少能观察到分裂期的细胞,而上午第三节课做实验的同学则大多数能观察到分裂期的细胞,他推
测洋葱根尖细胞在一天中的某些时段分裂比较活跃,并就此展开下面的探究活动。
(1)准备。
资料检索表明:25 ℃时洋葱根尖分生组织细胞的细胞周期为18 小时,其中分裂期为1.5 小时。所以,要准确掌握洋葱
根尖分生区细胞在不同时段的分裂状况,每次取样的时间间隔不应超过
小时。
(2)培养洋葱幼根,装片制作。装片制作的正确步骤是:
、
、
、制片。
(3)观察装片。
(4)记录观察结果。请将下列记录表中①~⑤的内容补充完整。
①
细胞周期
②
样本
⑤
③
④
取样时间:
室温:
记录人:
记录时间:
(5)结果统计与分析。数据显示根尖分生区细胞大多数处于分裂间期,出现这种现象的原因
是
。
【解析】本题以观察细胞有丝分裂实验为载体考查考生的实验探究能力。第(1)题考查取样的时间,因分裂期为
1.5 小时,所以取样的时间间隔不应超过1.5 小时,否则就无法掌握在不同时段的分裂状况。第(2)小题装片制作的步
骤:解离→漂洗→染色→制片,其中漂洗与染色两步骤易颠倒出错。第(4)小题①考的是实验表格的填写,是中学生很容
易忽略的问题,书写时要考虑自变量和因变量,如本题的自变量为不同时期,而不是不同时段(表下面有取样时间,说明
是在同一时间取的样本),因变量是细胞数量。第(5)小题要明确问的是为什么看到的细胞大多数处于分裂间期。
【答案】(1)1.5
(2)解离
漂洗
染色
(4)①洋葱根尖分生区细胞不同时期细胞数量记录表
②细胞数量
③
分裂期
④分裂间期(③与④可互换)
⑤样本1、样本2……
(5)在细胞周期中,分裂间期所占的比例远大于分裂期
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第26 讲
传统发酵技术的应用
1.人类利用不同微生物的发酵作用来制作果酒、果醋、腐乳和酸奶等食品的历史悠久,遍布民间。根据传统发酵技
术的相关知识,回答以下问题:
(1)果酒和果醋的制作:
①酵母菌是酿制葡萄酒不可缺少的微生物,利用酵母菌发酵制作葡萄酒要控制的温度为
。果醋发酵利
用的微生物是
,接种时将温度升高到
,且需要通气。
②果酒发酵装置内要留1/3 空间,在发酵期的用途:一是在发酵初期提供有氧条件促进酵母菌的大量繁殖,二是
。
③喝剩的葡萄酒放置一段时间后变酸的原因是
。
(2)腐乳的制作:
①腐乳制作有多种微生物参与,其中起主要作用的是
。
②豆腐发酵主要利用微生物产生的蛋白酶和脂肪酶等,通过发酵,豆腐中营养物质的种类
(填“减少”或“增
多”),且更易于消化和吸收。
(3)乳酸发酵:
含有抗生素的牛奶不能发酵成酸奶,原因是
。
【解析】(1)酵母菌的最适宜生长温度是18~25 ℃;醋酸发酵的菌种是醋酸杆菌;醋酸杆菌的适宜温度是30~35 ℃,
因此接种时将温度升高到30~35 ℃,由于醋酸杆菌是好氧菌,因此需要通气。发酵装置内要留1/3 空间,如果太满,发
酵过程中发酵液会溢出。(2)腐乳制作过程中多种微生物参与发酵过程,其中起主要作用的是毛霉;毛霉等微生物产生
的蛋白酶、脂肪酶等会使蛋白质、脂肪等水解,使营养物质的种类增加,且易于消化和吸收。(3)含有抗生素的牛奶不
能发酵成酸奶,原因是抗生素能杀死或抑制乳酸菌生长。
【答案】(1)①18~25 ℃
醋酸杆菌
30~35 ℃
②防止发酵液溢出
③酒精和氧气在酶的催化下生成醋酸和水
(2)①毛霉
②增多
(3)抗生素能杀死或抑制乳酸菌生长
2.某同学利用自己所学的生物技术自制酸奶,实验方案如下:
材料用具:纯牛奶、原味酸奶;带盖瓶子、勺子、可调温电饭锅。
制作方法:
①将瓶子(连同盖子)、勺子放在电饭锅中加水煮沸10 min。
②瓶子稍冷却后,向瓶子中倒入牛奶,再放入电饭锅中沸水浴加热10 min。
③待牛奶冷却至40 ℃左右(不烫手)时倒入牛奶量1/5 的酸奶作“引子”,用勺子搅拌均匀,拧紧瓶盖。
④将电饭锅温度调至40 ℃,继续保温7~8 小时。
请回答:
(1)将瓶子等煮沸的目的是
。
(2)“引子”指的是酸奶中的
,其在发酵过程中完成的主要化学反应是
(填反应式)。
(3)牛奶冷却后才能导入“引子”的原因是
,将瓶盖拧紧是为了保持
条件。
(4)适量饮用酸奶有利于改善腹胀、消化不良等症状,其原理是酸奶中的微生物能分解消化道中的部分食物
且
。
(5)另一名同学在重复相同实验时,为避免杂菌污染向牛奶中加入了青霉素,结果发酵失败,原因是
。
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【解析】(1)煮沸可以杀灭杂菌,即对瓶子进行灭菌,防止杂菌污染。(2)“引子”实际是酸奶中的乳酸杆菌,主要是
利用其无氧呼吸产生乳酸,反应式见答案。(3)冷却后才能加入乳酸杆菌是为了防止温度过高杀死菌种,而将瓶盖拧紧
是为了保持无氧环境,利于乳酸杆菌的发酵。(4)乳酸杆菌可以分解消化道中的部分食物并且不会产生气体,因而能缓
解腹胀。(5)青霉素属于抗生素,可以抑制甚至杀死乳酸杆菌,所以发酵失败。
【答案】(1)对瓶子进行灭菌,防止杂菌污染
(2)乳酸杆菌C6H12O6
2C3H3O3+能量
(3)防止温度过高杀死菌种
无氧
(4)不产生气体
(5)青霉素会抑制乳酸杆菌的增殖
3.家庭泡菜的制作方法是:新鲜的蔬菜经过整理、清洁后,放入彻底清洁并用白酒擦拭过的泡菜坛中,然后向坛中加入
盐水、香辛料及一些“陈泡菜水”,密封后置于阴凉处。有时制作的泡菜会“咸而不酸”或“酸而不咸”。在实验
室或工厂化生产泡菜时,还要跟踪检测泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐含量。
(1)泡菜制作的原理是
。
(2)若制作的泡菜“咸而不酸”,最可能的原因是
。
(3)用白酒擦拭泡菜坛的目的是
,加入“陈泡菜水”的作用是
。
(4)在发酵初期会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出,这些气泡来源于微生物呼吸作用产生的
;发酵后
期,乳酸含量继续增加,当达到1.2%时,发酵速度渐渐变缓甚至停止,主要原因是
过低抑制了乳酸菌的生
长;制作泡菜的过程中,有机物的干重
。
(5)关于测定亚硝酸盐含量实验操作的叙述,正确的是
。
A.泡菜制作需配制盐水,按盐与水4∶1 的比例配制
B.在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应形成紫红色溶液
C.泡菜腌制时间长短会影响亚硝酸盐含量,但温度和食盐的用量不影响其含量
D.制备样品处理液,先加入提取剂,在摇床上振荡提取1 h,再加入NaOH 溶液
【解析】(1)泡菜制作的原理是利用乳酸菌在缺氧的环境条件下,发酵产生大量乳酸。(2)制作的泡菜如果出现“咸
而不酸”现象可能是盐过多,抑制了乳酸菌的发酵。加入陈泡菜水主要是提供乳酸菌菌种。(3)用白酒擦拭泡菜坛的
目的是消毒,加入“陈泡菜水”的作用是提供乳酸菌菌种。(4)在发酵初期会有气泡从坛沿水槽内的水中间歇性溢出,
这些气泡来源于微生物呼吸作用产生的CO2;发酵后期,乳酸含量继续增加,当达到1.2%时,发酵速度渐渐变缓甚至停止,
主要原因是pH 过低抑制了乳酸菌的生长;制作泡菜的过程中,有机物因微生物的呼吸作用分解而减少。(5)泡菜制作需
配制盐水,按盐与水1∶4 的比例配制,A 错误;在盐酸酸化条件下,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液,B 错误;泡菜腌制时间长短、温度、食盐用量都会影响亚硝酸盐含量,亚硝
酸盐含量先逐渐增加,后逐渐降低,所以C 错误;制备样品处理液,先加入提取剂,在摇床上振荡提取1 h,再加入NaOH 溶
液,D 正确。
【答案】(1)在缺氧的环境条件下,乳酸菌发酵可产生大量乳酸
(2)盐过多,抑制了乳酸菌发酵
(3)消毒
提供乳
酸菌菌种
(4)CO2
pH
减少
(5)D
4.杨梅是浙江省的特色水果之一,为对其进行深加工,某厂进行了杨梅酒和杨梅醋的研制,基本工艺流程如下:
请回答问题。
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(1)在制备杨梅酒过程中,为了提高杨梅的出汁率,在压榨前可加入一定浓度的纤维素酶和
酶。通过甲罐顶上
弯管加水的主要目的是
。发酵一定时间后,观察到发酵罐内液面不再有
,说明发酵基
本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中,乙罐内先填充经
处理的木材刨花,然后加入含
菌的培养液,使该菌
在刨花上,再让甲罐中发酵完毕的杨梅酒流入乙罐进行杨梅醋发酵,杨梅醋的pH 可通过控制杨梅酒的
来调
节。
(3)若甲罐中的杨梅酒全部流经乙罐制成杨梅醋,则乙罐中CO2的产生量是
。
A.甲罐的两倍
B.与甲罐的相等
C.甲罐的一半
D.几乎为零
(4)
在杨梅酒和杨梅醋发酵的整个过程中,某物质浓度随时间变化的示意图如右,该物质是
。
【解析】(1)纤维素酶和果胶酶具有专一性,能分解细胞壁中的纤维素和果胶,破坏细胞壁,以提高出汁率。通过酒
精发酵罐顶上弯管加水是为了防止空气进入。发酵一段时间后,发酵罐内液面不再有气泡产生,说明发酵基本完毕。
(2)在制备杨梅醋过程中,醋酸发酵罐中填充的木材刨花要经过灭菌,然后加入含有醋酸杆菌的培养液,使该菌附着在
刨花上,通过调节杨梅酒进入乙罐的流速来调节杨梅醋的pH。(3)比较乙醇和醋酸的生成反应式即可得出答案。
①葡萄糖氧化成乙醇的反应式:
C6H12O6
2CO2+2C2H5OH+能量
②乙醇氧化成醋酸的反应式:
C2H5OH+O2
CH3COOH+H2O+能量
(4)结合杨梅酒和杨梅醋的发酵全过程,分析图中曲线(先上升,后下降)可知,该物质应为酒精。
【答案】(1)果胶
防止空气进入
气泡冒出
(2)灭菌
醋酸杆
附着
流速
(3)D
(4)酒精
5.酸奶是牛奶、羊奶或马奶经过发酵制成的一种食品,其发酵原理与泡菜制作非常相似。为了研究影响酸奶发酵效
果的因素,某小组在A、B 两容器中加入一定量的鲜牛奶,将等量的甲、乙两菌种(都能产生乳酸)分别接入其中并混匀,
密封后再将两者置于适宜条件下进行发酵,并在6 h 内定期取样观测发酵效果。回答下列问题:
(1)制作酸奶和泡菜与制作果酒相比,相同点是
。上述实验过程中可能会影响
酸奶品质的操作是
。为什
么?
。
(2)家庭制作葡萄酒时,容器瓶的盖子选下列哪种?
(填“有螺旋可旋转的”或“密封不可开
启的”)。为什么?
。
(3)在制作酸奶时,人们还会在鲜奶中加一定量的蔗糖,其目的是
。研究发现
6 h 内的酸奶发酵效果越来越好,若要确定最佳发酵时间,可
以
。有人提供的自制酸奶信息表明:酸奶制作
时间可长可短,有的季节2~3 h 即可,有的季节需要10~12 h。影响发酵效果的非生物因素可能
是
。
【解析】酸奶可用多种鲜奶制作,和泡菜制作原理一样,都是乳酸发酵。酸奶制作时间与温度、酸奶原料的配方
等都有关系。(1)制作酸奶和泡菜与制作果酒的相同点是都利用了微生物的无氧呼吸;不同点是酸奶和泡菜制作是利
用乳酸发酵,产物是乳酸,果酒制作是利用酒精发酵,产物是酒精(乙醇)和二氧化碳。制作酸奶时,如要定期取样观测发
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酵效果,必须在无菌条件下,或进行无菌操作。打开瓶盖取样时,外界空气进入酸奶液,可能会造成杂菌污染。(2)家庭制
作果酒时,容器瓶的盖子要选有螺旋可旋转的,有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出二氧化碳,有利于发酵的持续进行。(3)
制作酸奶时加糖,一方面为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,另一方面可改善口感。要确定最佳发酵时间,可以延长发
酵时间,观测发酵效果,找到最好的发酵效果所对应的时间。由题中信息可知温度是影响乳酸发酵的重要的非生物因
素。
【答案】(1)都是利用微生物在无氧条件下进行无氧呼吸
定期取样观测发酵效果
因为打开瓶盖取样,可能会
造成杂菌污染
(2)有螺旋可旋转的
因为酒精发酵过程中会产生较多的二氧化碳,有螺旋可旋转的瓶盖拧松可排出
二氧化碳气体,有利于发酵的持续进行
(3)为乳酸菌提供乳酸发酵所需的原料,改善口感
延长发酵时间,观测发酵
效果,以找到最好的发酵效果所对应的时间
温度
6.豆腐乳是我国民间的一道传统美食,其中又衍生出了许多品种,如臭豆腐。请回答下列问题:
(1)在腐乳腌制过程中起主要作用的微生物是
,其与细菌相比在结构上的主要特点
是
。现代科学研究表明,除此之外,还有多种微生物参与了豆腐的发酵,如
等。
(2)毛霉等多种微生物产生的
酶和
酶,使制作的腐乳更加鲜美且易于消化吸收。
(3)腐乳制作过程中需要加盐腌制8天,加盐可以
,使豆腐块变硬,并且接近瓶口表面的
盐要铺厚一些,避免
,装瓶时加入的卤汤中的
和
也有类似的作
用。
【解析】(1)参与豆腐发酵的微生物主要是毛霉;毛霉属于真核生物,细菌属于原核生物,真核细胞与原核细胞在结
构上的主要区别是真核细胞有由核膜包被的细胞核。参与豆腐发酵的微生物除了毛霉之外,还有青霉、酵母、曲霉
等。(2)毛霉等多种微生物产生的蛋白酶和脂肪酶(蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,脂肪酶能将脂肪分
解成甘油和脂肪酸),使制作的腐乳更加鲜美且易于消化吸收。(3)腐乳制作过程中,加盐可以析出豆腐中的水分,使豆腐
块变硬,并且接近瓶口表面的盐要铺厚一些,避免豆腐块腐败变质,装瓶时加入卤汤中的香辛料和酒也有类似的作用。
【答案】(1)毛霉
有以核膜为界限的细胞核
青霉、酵母、曲霉
(2)蛋白
脂肪
(3)析出豆腐的水分
豆腐
块腐败变质
香辛料
酒
7.我国劳动人民利用不同微生物的发酵作用制作食品的历史十分悠久。请分析回答下列问题:
(1)腐乳制作的流程是:让豆腐上长出
→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制。用盐腌制时,应注意控
制
;配制卤汤时,要使卤汤中酒的含量控制在
%左右。
(2)制作泡菜的原理是
。
(3)蔬菜在腌制过程中,会产生亚硝酸盐。在
的条件下,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
色染料。将显色反应后的样品与已知浓度的标准液进行目测比较,估算
出的亚硝酸盐含量如下图曲线所示,据图可以得出的结论
是
。
【答案】(1)毛霉
盐的用量
12
(2)乳酸菌在无氧的环境下大量繁殖,将葡萄糖分解成乳酸
(3)盐酸酸化
玫
瑰红
泡菜封坛后一段时间,亚硝酸盐含量不断增加,至第4 天含量最高,以后逐渐减少
8.请回答下列有关发酵食品制作的问题:
(1)在泡菜腌制的过程中,要注意控制腌制的时间、
和食盐的用量;最后要向坛盖边沿的水槽中注满水,这一
操作的目的是
。
(2)在制作腐乳过程中,所需的微生物来源于
;而现代的腐乳生产是在
条件下,将
优良的菌种直接接种在豆腐上,这样可以避免其他菌种的污染。
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(3)某同学制作蓝莓果醋时,定时通过充气口充气,原因是
。另一位
同学在蓝莓果汁中直接加入某品牌活性酵母,之后先向发酵罐中通入一段时间的无菌空气,通入无菌空气的目的
是
。
(4)在蓝莓果酒制作过程中,在变酸的酒的表面观察到的菌膜是由
大量繁殖而形成的,其可在缺少糖源时将
乙醇变为
,然后变为醋酸。
【答案】(1)温度
保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境
(2)空气中的毛霉孢子
无菌
(3)醋酸菌是好氧细菌,
将酒精变为醋酸需要氧气参与
在有氧条件下,酵母菌迅速繁殖,数量增加
(4)醋酸菌
乙醛
9.蚕豆种子具有高蛋白、富淀粉、低脂肪等特点,蚕豆酱就是以脱壳蚕豆为主要原料加工而成的传统发酵产品。我
国生产蚕豆酱的历史悠久,蚕豆酱的自然发酵中有米曲霉、黑曲霉、酵母菌、乳酸菌等共同参与,其中米曲霉、黑曲
霉是优势菌种。请回答下列问题:
(1)米曲霉、乳酸菌细胞结构的共同点是都具有
等结构。
(2)若要获得米曲霉菌落并加以观察,则培养基中除需添加
等各类营养成分外,还需添
加
。
(3)米曲霉等分泌的
可将原料中的大分子有机物等水解成小分子产物。大分子有机物在酵
母菌、乳酸菌的作用下,产生
、有机酸、酯类等,构成蚕豆酱特有的香气。
(4)下表为探究温度对蚕豆酱发酵影响的实验结果:
温度(℃)
总酸
(%)
氨基酸
态氮
还原糖
含量(%)
感官
得分
前发酵
40
后发酵
33
0.25
0.30
3.37
8.0
前发酵
40
后发酵
37
0.29
0.35
4.94
8.2
前发酵
45
后发酵
33
0.36
0.40
7.19
8.5
前发酵
45
后发酵
37
0.43
0.58
9.38
9.5
根据上表结果可以确定,蚕豆酱发酵的适宜温度为
。
【解析】解答此题需熟记并理解传统发酵技术的制作原理、流程、注意事项及影响因素等相关基础知识,形成
清晰的知识网络,在此基础上,从题意和表中提取信息并对相关问题进行作答。(1)米曲霉是由真核细胞构成的真核生
物,乳酸菌是由原核细胞构成的原核生物,二者细胞结构的共同点是都具有细胞膜、细胞质(基质)、核糖体等。(2)微生
物在固体培养基上生长才能形成菌落。若要获得米曲霉菌落并加以观察,则培养基中除需添加碳源、氮源、水和无
机盐外,还需添加凝固剂——琼脂。(3)蚕豆种子具有高蛋白、富淀粉、低脂肪等特点,是加工蚕豆酱的主要原料。米
曲霉等分泌的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶可将原料中的大分子有机物等水解成小分子产物。大分子有机物在酵母菌、
乳酸菌的作用下,产生乙醇、有机酸、酯类等,构成蚕豆酱特有的香气。(4)表中信息显示:前发酵为45 ℃、后发酵为
37 ℃时,蚕豆酱的总酸、氨基酸态氮、还原糖含量和感官得分的检测指标都最高,说明此温度为蚕豆酱发酵的适宜温
度。
【答案】(1)细胞膜、细胞质(基质)、核糖体
(2)碳源、氮源、水和无机盐
琼脂
(3)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶
乙醇
(4)前发酵为45 ℃,后发酵为37 ℃
10.回答下列有关微生物发酵技术的问题:
(1)酿制葡萄酒首先要选葡萄,通常要选糖分和酸度都很高的,可用
试剂检验还原糖的含量;其次要
选酵母菌。课外小组用同一种葡萄汁对三种酵母菌的发酵能力进行测试,结果如下:
原重(g)
第一
天
第二
天
第三
天
第四
天
第五
天
第六
天
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菌种1 150.5 151.8
3
150.8
5
149.3
8
148.3
4
147.3
2
145.9
4
菌种2 158.4 156.7
3
154.7
8
152.9
9
152.1
0
151.2
4
150.0
4
菌种3 164.8 163.8
2
161.5
1
159.4
3
158.2
4
157.2
5
155.4
9
从表格中培养基质量的变化分析,发酵能力最强的是
。进行发酵前,发酵瓶要注意清洗干净,并且要
使用
消毒。
(2)某同学在制作果酒之后,欲进一步制作果醋。他先接种优良的醋酸杆菌,再持续通入无菌空气进一步发酵。请分析
能否得到果醋?
,原因是
。
(3)制作腐乳、泡菜时,需要氧气的是
,该过程中起主要作用的微生物是
。
(4)制作泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为
,盐在泡菜制作中的作用
是
。泡菜的制作方法不当,很容易造成泡菜变质、发霉、变
味,试分析可能的原因:
。发酵过程中应定期测定亚硝酸盐的含量,
原因是
。
【解析】(1)还原糖的检测使用的是斐林试剂;发酵过程中会消耗有机物,表中数据显示,菌种3 质量减少得最多,
因此发酵能力最强;发酵瓶可用70%酒精进行消毒。(2)果酒发酵适宜的温度是18~25 ℃,而果醋发酵适宜温度是
30~35 ℃,因此题干中所说的方法不能得到果醋。(3)腐乳制作的过程中起主要作用的微生物是毛霉,它的生长需要氧
气,而乳酸菌是厌氧型细菌,故泡菜制作时不需要氧气。(4)制作泡菜的盐水中清水与盐的质量比约为4∶1,盐浓度会影
响泡菜的制作过程,浓度过高会导致乳酸菌活动减弱,泡菜咸而不酸;盐浓度过低则不能有效抑制杂菌生长,泡菜易腐
败变质。泡菜坛子密封不严,或取食工具不卫生,或盐的比例过小,都会引起杂菌滋生,泡菜变质。发酵过程中亚硝酸盐
含量先上升后下降,因此发酵的不同时期亚硝酸盐的含量会发生变化,及时检测是为了把握最佳取食时机。
【答案】(1)斐林
菌种3
70%酒精
(2)不能
温度不适宜
(3)制作腐乳
毛霉
(4)4∶1
抑制微生物生长和
调节泡菜的口味
泡菜坛子密封不严、取食工具不卫生或盐的比例过小,都会引起杂菌滋生,泡菜变质
发酵的不同
时期亚硝酸盐的含量会发生变化,及时检测是为了把握最佳取食时机
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第27 讲
微生物的培养和分离
1.请回答下列有关大肠杆菌培养的问题:
(1)在大肠杆菌培养过程中,除考虑营养条件外,还要考虑
、
和渗透压等条件。由于该细菌具有体积
小、结构简单、变异类型容易选择、
、
等优点,因此常作为遗传学研究的实验材料。
(2)在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养器皿进行
(填“消毒”或“灭菌”);操作者
的双手需进行清洗和
;静止空气中的细菌可用紫外线杀灭,其原因是紫外线能使蛋白质变性,还能
。
(3)若用稀释涂布平板法计数大肠杆菌活菌的个数,要想使所得估计值更接近实际值,除应严格操作、多次重复外,还应
保证待测样品稀释的
。
(4)通常,对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等特征对细菌进行初步的
。
(5)培养大肠杆菌时,在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是
。
(6)若用大肠杆菌进行实验,使用过的培养基及培养物必须经过
处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。
【解析】(1)大肠杆菌具有体积小、结构简单、变异类型容易选择、易培养、生活周期短等优点,培养过程中,除
考虑营养条件外,还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。(2)灭菌是用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,
所以对培养基和培养皿进行灭菌;消毒是用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的
微生物,操作者的双手需要进行清洗和消毒;紫外线能使蛋白质变性,还能损伤DNA 的结构。(3)稀释涂布平板法是将菌
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,应保证样品稀释的
比例适合。(4)对获得的纯菌种还可以依据菌落的形状、大小等特征对细菌进行初步的鉴定。(5)培养大肠杆菌时,在
接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是将未接种的培养基在适宜的温度下放置适
宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生。(6)因为有的大肠杆菌会释放一种强烈的毒素,并可能导致人体肠道出现严
重症状,因此使用过的培养基及其培养物必须经过灭菌处理后才能丢弃,以防止培养物的扩散。
【答案】(1)温度
酸碱度
易培养
生活周期短
(2)灭菌
消毒
损伤DNA 的结构
(3)比例合适
(4)鉴定(或
分类)
(5)将未接种的培养基在适宜的温度下放置适宜的时间,观察培养基上是否有菌落产生
(6)灭菌
2.工业上常用酵母菌来改善酿造酱油的风味,在稀释发酵阶段,由于添加了较多的盐,抑制了大部分微生物的生长,而
一些耐盐酵母菌会继续生长,发酵产生乙醇、有机酸等小分子物质,增加酱油的风味。某实验小组从传统发酵酱油中
筛选并分离耐盐酵母菌,请回答下列问题:
(1)将酵母菌用于酱油发酵过程中,密封的发酵罐要留有一定的空间,其目的是
。
(2)若用牛肉膏蛋白胨培养基培养大肠杆菌,则培养基的pH 需要调至
。实验室对培养基灭菌的常见方法
是
。
(3)筛选耐盐酵母菌的培养基中需要加入青霉素,其目的是
。为了保证筛选出的酵母菌具有耐
盐性,培养基中还需要加入
。酵母菌发酵产生的乙醇与
(填试剂)反应会呈现灰绿色,该反
应可用于乙醇的检验。
(4)在对菌液中的耐盐酵母菌进行计数时,一般要将多个稀释倍数的菌液分别涂布在平板上培养,其目的
是
。
【解析】(1)将酵母菌用于酱油发酵过程中,密封的发酵罐要留有一定的空间,可以为酵母菌提供氧气,促进酵母菌
的繁殖,使发酵后期有较多的酵母菌参与无氧呼吸。(2)大肠杆菌适宜的培养基pH 应为中性或微碱性。实验室常用高
压蒸汽灭菌法进行培养基灭菌。(3)青霉素可以抑制细菌的繁殖。筛选耐盐的酵母菌,培养基中应加入一定浓度的食
盐溶液。酸化的重铬酸钾溶液与乙醇反应会呈现灰绿色,可用于乙醇的检验。(4)在对菌液中的耐盐酵母菌进行计数
时,需要从涂布平板中筛选菌落数在30~300 的平板进行计数,所以要将多个稀释倍数的菌液分别涂布在平板上培养。
【答案】(1)为酵母菌提供氧气,以促进酵母菌的繁殖
(2)中性或微碱性
高压蒸汽灭菌法
(3)抑制细菌的繁殖
一定浓度的食盐溶液
酸性重铬酸钾
(4)保证能从中筛选出菌落数在30~300 的平板进行计数
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3.多氯联苯是一种对人体有很大危害的有机物质,呈油状液体,污染土壤后很难清除。研究发现部分酵母菌具有分解
多氯联苯的作用,为消除这种污染,科研人员计划从受污染的土壤中筛选出高效分解多氯联苯的菌株。
(1)筛选分解多氯联苯的菌株时,应将土壤样品
,接种到以
为唯一碳源的培养基上,从功能上讲,该培
养基属于
。
(2)对初步提取到的菌株要进行
,一般操作方法有两种,右图表示
法。
(3)将1 mL 酵母菌溶液稀释100 倍,在3 个平板上用涂布法分别接入0.1 mL 稀释液经适当培养后,3 个平板上的菌落
数分别为56、57、58,据此可得出每升溶液中酵母菌活菌数为
。
【答案】(1)稀释(溶解)
多氯联苯
选择培养基
(2)纯化
平板划线
(3)5.7×10
7个
4.大肠埃希氏菌俗称大肠杆菌,是人和动物肠道中的正常栖居菌。自来水一旦被它污染,就有可能引发肠道传染病。
因此,必须对自来水进行严格的检测,以确保饮水安全。某同学欲检测家中自来水中大肠杆菌含量是否达标,对饮用水
中的大肠杆菌进行了培养、计数和鉴定。回答下列问题:
(1)实验前应进行无菌处理,将漏斗、培养皿、三角瓶和镊子等进行
灭菌,对培养基进行
灭菌,
对自来水龙头进行
灭菌。
(2)为测定大肠杆菌的数目,将已知
的水过滤后,将滤膜放在培养基上培养,注意滤膜与培养基完全贴紧,
不能有
。
(3)为了鉴定大肠杆菌,在培养基中应加入
。在该培养基上,大肠杆菌的菌落呈现
色。
【解析】(1)实验室常用的消毒方法:煮沸消毒、化学药物消毒、紫外线消毒。实验室常用的灭菌方法:灼烧灭菌、
干热灭菌、高压蒸汽灭菌。微生物培养过程中要注意防止杂菌污染,培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,漏斗、培
养皿、三角瓶和镊子等进行干热或高压蒸汽灭菌,而对自来水龙头进行灼烧灭菌。(2)测定水体中大肠杆菌的数目时,
过滤后的滤膜应与培养基完全贴紧,不能有气泡,如果有气泡,则可能会被空气中的微生物污染。(3)鉴定大肠杆菌常用
伊红—美蓝培养基,在该培养基上大肠杆菌的菌落呈现紫黑色。
【答案】(1)干热(或高压蒸汽)
高压蒸汽
灼烧
(2)体积
气泡
(3)伊红—美蓝
紫黑
5.某罐装泡菜制造厂希望通过改良现有的乳酸菌菌种提高泡菜中的乳酸含量。请回答相关问题:
(1)微生物培养过程中,获得纯净培养物的关键是
。
(2)要改良现有的乳酸菌菌种的育种方式的原理是
。菌种经过处理后,再接种于经过
处理的
(填“固体”或“液体”)培养基中。
(3)已知“改良MC 琼脂培养基”中含有碳酸钙,碳酸钙遇酸溶解而使培养基变得透明;“孟加拉红琼脂培养基”含氯
霉素,可抑制绝大多数细菌的生长。对乳酸菌进行计数时应选择上述
培养基,用
法接
种,挑选出具有透明圈的菌落进行计数。如果每个平板均接种了0.1 mL 样品并培养,接种的4 个平板菌落数分别是
210、230、470、190,则样品中菌种A 的数量为
个/mL。平板划线法一般不用于活菌计数的原因
是
。
【解析】本题考查微生物的培养与应用。微生物培养中的易混点有:1.无菌技术中对相关的器皿、接种用具和
培养基等用不同的灭菌方法;2.平板划线法一般用于菌种的纯化,可以观察菌落特征,对混合菌进行分离,稀释涂布平
板法一般用于筛选菌株,可以计数,可以观察菌落特征;3.为保证结果准确,一般选择菌落数在30~300 的平板进行计
数。(1)微生物培养中获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染。(2)乳酸菌是原核生物,可通过诱导基因突变的方法改
良现有的乳酸菌菌种。由于乳酸菌在固体培养基上菌落较小,生长缓慢,所以用液体培养基扩大培养,接种前培养基应
用高压蒸汽灭菌法进行灭菌。(3)乳酸菌通过发酵能产生有机酸,所以对乳酸菌进行计数时应选择改良MC 琼脂培养基,
用稀释涂布平板法接种。平板菌落数为470 的与其他平板相差较大,应选择平板菌落数分别是210、230、190 的三
个平板计算平均值。样品中菌种A 的数量为210×10=2100 个/mL;用平板划线法接种得到的菌落多数不是单一菌落,
菌落数远小于活菌数,所以平板划线法一般不用于活菌计数。
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【答案】(1)防止外来杂菌污染
(2)基因突变
高压蒸汽灭菌
液体
(3)改良MC 琼脂
稀释涂布平板
2100
得到的菌落多数不是单一菌落,菌落数远小于活菌数
6.自然界中,除了植物和动物以外的生物统称为微生物。微生物无处不在,大多数对我们人类是有利的,少数有害。我
们只有清楚地认识它们,才能合理利用它们。
(1)传统发酵技术中,人们利用酵母菌制作果酒,利用醋酸菌制作醋,利用毛霉制作腐乳,以及利用乳酸菌制作泡菜。
①可以依据是否
将酵母菌、毛霉与醋酸菌、乳酸菌区分开。
②没有经过严格的灭菌过程,却能够获得传统发酵产品,请说出两点理由:
a.
;
b.
。
(2)土壤有“微生物的天然培养基”之称。
①现从红色淤泥中筛选出一种生产胡萝卜素的红酵母菌株,纯化并计数的接种方法为
。
要大量繁殖该菌株应选用
(填“液体”或“固体”)培养基。
②若想在此菌株基础上获得多种其他未发现的新性状菌株以供实验需求,应该经过
处理,该育种方式的不足
是具有一定的盲目性,需要大量处理供试材料。
【解析】(1)①酵母菌和毛霉是真菌,属于真核生物,醋酸菌和乳酸菌是细菌,属于原核生物,因此,可以依据是否有
以核膜为界限(包围的)的细胞核将酵母菌、毛霉与醋酸菌、乳酸菌区分开。②在发酵过程中,一方面,人为创造的环境
有利于所培养的微生物生长,不利于其他微生物生长,例如腐乳制作过程中加入的卤汤中的香辛料具有防腐杀菌的作
用,酿制果酒、制醋、制作腐乳以及制作泡菜过程中均要严格控制相应的温度、通气情况等;另一方面,培养的微生物
发酵产物会抑制其他微生物生长,例如制作泡菜过程中乳酸菌发酵生成的乳酸,酵母菌发酵过程中形成的缺氧、呈酸
性的环境等都不利于其他微生物的生长。(2)①菌种计数最常用的接种方法是稀释涂布平板计数法;要大量繁殖该菌
株应选用液体培养基。②若想在此菌株基础上获得多种其他未发现的新性状菌株以供实验需求,应该经过诱变处理。
【答案】(1)①有以核膜为界限(包围的)的细胞核
②人为创造的环境有利于所培养的微生物生长,不利于其他微
生物生长
培养的微生物所产生的发酵产物会抑制其他微生物生长
(2)①稀释涂布平板法
液体
②诱变
7.在农业生产中发现一种广泛使用的除草剂(含氮有机化合物)在土壤中不易降解,长期使用可污染土壤。为修复被该
除草剂污染的土壤,可按下面程序选育能降解该除草剂的细菌(已知该除草剂在水中溶解度低,含一定量该除草剂的
培养基不透明)。
(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行
处理。
(2)要在长期使用该除草剂的土壤中分离目的菌,从物理性质、用途方面来看,上述培养皿中培养基的特点是
。
(3)在划线培养时,培养基中只有很少菌落出现,大部分细菌在此培养基上不能生长的主要原因是
。
(4)在固体培养基上形成的菌落中,无透明圈菌落利用的氮源主要是
,有透明圈菌落利用的氮源主要
是
,据此可筛选出目的菌。
(5)科研人员用放射线处理该细菌获得两个突变株A 和B,然后对突变株A 和B 进行实验,结果如下表所示:
接种的菌
种
一般培养基
实验处理及结果
A
不生长
添加营养物质甲,能生长
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B
不生长
添加营养物质乙,能生长
A+B
能生长
不添加营养物质甲、乙就能生长
突变株A 不能在一般培养基上生长的原因是
。突变株A 和B 混合在一起接种于一般培养基
中能生长的最可能原因是
。
【解析】(1)制备土壤浸出液时,为避免菌体浓度过高,需将浸出液进行稀释处理。(2)从物理性质方面来看,题图培
养皿中培养基属于固体培养基;从用途方面来看,该培养皿中培养基属于选择培养基。该除草剂为含氮有机化合物,降
解该除草剂的细菌可以除草剂为氮源,故该培养基中除加入除草剂外,不再含有其他氮源,以选择出能降解该除草剂
的细菌。(3)在以该除草剂为唯一氮源的培养基上,不能降解该除草剂的细菌(除具有固氮能力的细菌外)是不能生长
的。(4)含一定量该除草剂的培养基不透明,形成透明圈是由该除草剂被某些细菌降解引起的。(5)突变株A 的生长依
赖于营养物质甲,突变株B 的生长依赖于营养物质乙。不添加营养物质甲和乙,二者混合培养时都能生长,最可能的原
因是突变株A 为突变株B 提供了营养物质乙,突变株B 为突变株A 提供了营养物质甲。
【答案】(1)稀释
(2)为无氮固体培养基,且需添加该除草剂作氮源
(3)培养基中缺少这些细菌可利用的氮源
(4)氮气
该除草剂
(5)突变株A 缺乏合成营养物质甲所需要的酶
突变株A 生长需要营养物质甲,突变株B 可以提
供;突变株B 生长需要营养物质乙,突变株A 可以提供
8.我国粮食产区产生大量的作物秸秆,科技工作者为使其变废为宝,研究出利用秸秆生产燃料酒精的技术,为汽车用
乙醇汽油提供来源,其大致流程如下(以玉米秸秆为例):
(1)玉米秸秆预处理后,应该选用特定的酶进行水解,使之转化为发酵所需的葡萄糖。从以下哪些微生物中可以提取到
上述酶?
。
A.酿制果醋的醋酸菌
B.生长在腐木上的霉菌
C.制作酸奶的乳酸菌
D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌
(2)若要从土壤中分离产生这种酶的微生物,所需要的培养基为
(按功能分),培养基中的碳源
为
。对培养基进行灭菌,应该采用的方法是
。
(3)某同学对这种微生物培养液进行数量测定,在稀释倍数为10
5对应的培养基中测得平板上菌落数的平均值为23.4,
那么每毫升样品中的细菌数是
(涂布平板时所用稀释液的体积为0.2 mL)。
(4)用上述方法测定密度,实际活菌数量要比测得的菌落数量多,原因
是
。
(5)上述流程图中,发酵阶段需要的菌种是
,生产酒精要控制的必要条件是
。
【解析】本题主要考查纤维素分解菌的筛选,要求学生掌握实验原理和方法,掌握微生物培养过程中的灭菌方法,
掌握酿酒的原理和方法,用植物秸秆生产酒精是利用微生物进行发酵的过程。植物秸秆中的有机物主要是纤维素,纤
维素分解菌产生的纤维素酶能将其水解成葡萄糖。从土壤中分离纤维素分解菌的一般步骤是:土壤取样、选择培养、
梯度稀释、涂布培养和筛选菌株。筛选纤维素分解菌必须使用以纤维素为唯一碳源的选择培养基,并且需要对纤维
素酶分解纤维素后所产生的葡萄糖进行定量测定。(1)根据生物对环境适应性的原理,要获得能产生大量纤维素酶的
菌种,应该从主要以纤维素为碳源的微生物中筛选,如生长在腐木(主要成分为纤维素)上的、在反刍动物瘤胃中生存的
很多微生物等均可能产生大量的纤维素酶,故选B。(2)筛选目的微生物需要使用选择培养基,培养基中的碳源为纤维
素,培养基需要进行高压蒸汽灭菌。(3)每克(mL)样品中的菌株数=(C/V)×M,其中C 代表某一稀释度下平板上生长的平均
菌落数,V 代表稀释平板时所用的稀释液的体积(mL),M 代表稀释倍数。C=23.4 个,V=0.2 mL,M=10
5,把上述数据代入公式
可得稀释前1 mL 菌液中所含细菌数=(C/V)×M=(23.4/0.2)×10
5=1.17×10
7个。(4)用稀释涂布平板法进行微生物计数
时,当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的是一个菌落,所以实际活菌数量要比测得的菌落数量多。(5)上述流
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程图中,发酵阶段需要的菌种是酵母菌,酵母菌无氧呼吸可以产生酒精,因此生产酒精要控制的必要条件是无氧(密封、
密闭)。
【答案】(1)B
(2)选择培养基
纤维素
高压蒸汽灭菌法
(3)1.17×10
7
(4)当两个或多个细胞连在一起时,平
板上观察到的只是一个菌落
(5)酵母菌
无氧(密封、密闭)
9.自养需氧型的硝化细菌能够降低水体中的铵盐,对水体有一定的净化作用。请回答:
(1)培养硝化细菌时,将含有固体培养基的培养皿倒置的目的是
。培养基中加入铵盐为
硝化细菌的生长提供
,培养基中没有加入有机碳,从功能上看这种培养基属于
培养基。
(2)硝化细菌纯化并计数时,对照组应该涂布等量的
。若实验组每个平板中的菌落数都超过了300,应对样本
菌液进行
处理。
(3)实验:探究弱酸、弱碱条件下硝化细菌对铵盐转化能力的大小。取含铵盐的液体培养基均分成
等份,其pH
可依次调节为
,培养相同的时间后,可通过测定培养基中的
来判断硝化细
菌分解能力的大小。
【答案】(1)防止冷凝形成水滴污染培养基
氮源(能量和氮源)
选择
(2)无菌水
适当的稀释
(3)3
5、7、
9(或6、7、8)(答案合理即可)
铵盐的剩余量
10.阿拉伯胶是一种多糖,能被土壤中某些能合成阿拉伯胶降解酶的微生物分解,回答下列问题。
(1)为从土壤中分离获得能分解阿拉伯胶的单菌落,某同学设计了A、B、C、D 四种培养基(成分见下表):
培养基
A
B
C
D
阿拉伯胶
25 g/L 25 g/L 25 g/L 25 g/L
NaNO3
—
—
3 g/L
3 g/L
牛肉膏
—
3 g/L
—
—
K2HPO4
1 g/L
1 g/L
1 g/L
1 g/L
MgSO4·7H2O
1 g/L
1 g/L
1 g/L
1 g/L
KCl
0.5 g/L0.5 g/L0.5 g/L0.5 g/L
FeSO4·7H2O
0.01
g/L
0.01
g/L
0.01
g/L
0.01
g/L
琼脂
15 g/L 15 g/L
—
15 g/L
据表判断,则应选用表中的
培养基,针对不选用的其他培养基,分别说明原因:
①
;
②
;
③
。
(2)为获得单菌落,可将土壤稀释液涂布接种在上述选定培养基上。在涂布平板时,滴加到培养基表面的菌悬液量不宜
过多的原因是
。在样品稀释和涂布平板步骤中,下列材料不需要
．．．的是
(填序号)。
①酒精灯
②培养皿
③显微镜
④无菌水
(3)为了确定微生物产生的阿拉伯胶降解酶的最适温度,某同学测得相同时间内,在35 ℃、40 ℃、45 ℃温度下降解
10 g 阿拉伯胶所需酶量依次为4 mg、1 mg、6 mg,则上述三个温度中,
℃条件下该酶活力最小。为了进一步
确定该酶的最适温度,应在
℃范围内设计后续实验。
【答案】(1)D
①A 培养基缺少氮源
②B 培养基不是以阿拉伯胶为唯一碳源
③C 为液体培养基,不能分离单菌
落
(2)培养基表面的菌悬液会出现积液,导致菌体堆积,影响分离效果
③
(3)45
35~45
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第28 讲
生物技术在其他方面的应用
1.2015 年“青蒿素之母”屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是从黄花蒿的茎叶中提取的无色针状晶体,
易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发。请回答以下问题:
(1)从黄花蒿中提取青蒿素时,应采用
法,所选用的有机溶剂为
(填“乙醇”或“乙酸乙酯”),通常在
提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和
,以提高萃取效率。提取过程中宜采用
加热以防止燃烧、爆炸,加
热时瓶口要安装
装置,所得液体浓缩前应进行
。
(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提取的,其原理是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
的呈
色的乳浊液,此时向乳浊液中加入氯化钠,就会出现明显的分层现象,可用分液漏斗将其分开,然后再加
入
,得到纯精油。
【解析】(1)由题意“青蒿素易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发”可知,应采用萃取法从黄花蒿中提取青蒿素。
乙醇是水溶性有机溶剂能与水混溶,影响萃取效果,所以乙醇不能用于青蒿素的萃取;乙酸乙酯不与水混溶,因此可用
于青蒿素的萃取。通常在提取前将黄花蒿茎叶进行粉碎和干燥,以提高萃取效率。提取过程中宜采用水浴加热以防
止燃烧、爆炸,加热时瓶口要安装冷凝回流装置,所得液体浓缩前应进行过滤。(2)黄花蒿精油是从黄花蒿的花蕾中提
取的,其原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来,形成油水混合的呈乳白色的乳浊液,此时向乳浊液
中加入氯化钠,就会出现明显的分层现象,可用分液漏斗将其分开,然后再加入无水硫酸钠吸水,得到纯精油。
【答案】(1)萃取
乙酸乙酯
干燥
水浴
冷凝回流(回流冷凝或冷凝)
过滤
(2)乳白
无水硫酸钠
2.为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3 等份,进行3 组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1 种或
2 种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2 种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列
问题。
水温/ ℃
10
20
30
40
50
组别
甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙甲乙丙
清除血
渍
时间
/min
67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
清除油
渍
时间
/min
93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68
(1)提高洗衣粉去污能力的方法有
。甲组在洗衣粉中加入了
。乙组在洗衣粉中加入
了
。
(2)甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有
。
(3)如果甲、乙、丙3 组均在水温为80 ℃时洗涤同一种污渍,请比较这3 组洗涤效果之间的差异并说明理由。
。
(4)加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明
这是否运用了酶的固定化技术及其理由。
。
【解析】(1)由表格数据可知,提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度。甲组去除血渍所用的时间相
对较短,而血渍的主要成分是蛋白质,说明甲组洗衣粉中加入了蛋白酶;乙组去除血渍和油渍的时间都相对较短,说明
乙组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶。(2)甲、乙组洗涤效果的差异,主要原因是其中酶种类不同,说明酶具有专一性。
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(3)酶的作用条件温和,高温(80 ℃)使酶变性失活,因此3 组之间洗涤效果没有差异。(4)由于加酶洗衣粉中的酶未固定
在不溶于水的载体上,也不能重复利用,所以没有利用酶的固定化技术。
【答案】(1)加酶和适当提高温度
蛋白酶
蛋白酶和脂肪酶
(2)专一性
(3)3 组洗涤效果没有差异;因为高温
使酶失活
(4)未运用酶的固定化技术;因为酶未固定在不溶于水的载体上,也不能重复利用
3.小球藻是一种单细胞绿藻,能进行高效的光合作用,可以有效除去污水中的N、P 等。其繁殖能力(生长量)在一定程
度上可以反映藻细胞消耗N、P 等的能力。科研人员对此进行了相关研究,结果如下图。请回答下列问题:
(1)图1说明固定化小球藻生长周期比游离小球藻
,使用固定化小球藻处理污水的好处是
。
(2)固定化小球藻的常用方法是
。根据图2 判断,固定化小球藻最适的海藻酸钠溶液浓度为
,固定形
成的凝胶珠颜色是
。若海藻酸钠浓度过高,细胞生长量反而降低,原因是形成的凝胶珠网格过于致密,导
致
。
(3)据图3 可知,制备的凝胶珠直径为
较适宜。凝胶珠直径过大,不利于小球藻获得充足的
。
【解析】(1)图1 中固定化小球藻的生长量达到最大值需要较长时间,说明固定化小球藻生长周期比游离小球藻
长。使用固定化小球藻处理污水的好处是便于从污水中分离,防止二次污染(或可以重复利用)。(2)小球藻个体较大,
固定化的常用方法是包埋法。图2 中,海藻酸钠溶液浓度为1.5%时,细胞生长量最大,说明此浓度为固定小球藻的最适
浓度,固定形成的凝胶珠颜色是绿色。若海藻酸钠浓度过高,形成的凝胶珠网格过于致密,培养液中的底物和藻细胞产
生的代谢废物不易进出凝胶珠,导致生长量降低。(3)图3 中,制备的凝胶珠直径为0.3 mm 时,细胞生长量最大。凝胶
珠直径过大,不利于小球藻获得充足的光照和营养物质。
【答案】(1)长
便于从污水中分离,防止二次污染(或可以重复利用)
(2)包埋法
1.5%
绿色
培养液中的底物
和藻细胞产生的代谢废物不易进出凝胶珠
(3)0.3 mm
光照和营养物质
4.工业生产果汁时,常常利用果胶酶除去果肉细胞的细胞壁以提高出汁率。为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生
设计了如下图所示的实验:
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①将果胶酶与苹果泥分装于不同的试管,在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图中A);
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在10 ℃水浴中恒温处理10 min(如图中B);
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量(如图中C);
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表:
温度/ ℃
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁量
/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
根据上述实验,请分析并回答下列问题:
(1)果胶酶能除去细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中
的水解。
(2)实验步骤①的目的是
。
(3)实验步骤中有用玻璃棒搅拌的操作,其目的是使
,以减少实验误差。
(4)实验结果表明,在上述8 组实验中,当温度为
时果汁量最多,此时果胶酶的活性
。当温度再升高时,
果汁量降低,说明
。
(5)能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度?如果不能,请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。
。
【解析】(1)酶具有专一性,果胶酶可以促进细胞壁中果胶的水解。(2)实验步骤①的目的是使果胶酶与苹果泥处
于同一温度条件下,避免温度变化对实验结果的影响。(3)实验步骤中玻璃棒搅拌的操作,其目的是使酶和底物充分接
触,以减少实验误差。(4)实验结果表明,在上述8 组实验中,当温度为40 ℃时果汁量最多,此时果胶酶的活性在各实验
组中最强。当温度再升高时,果汁量降低,说明酶的活性降低。(5)该实验不能确定40 ℃就是果胶酶的最适温度,可以
在30~40 ℃及40~50 ℃进一步缩小温度梯度,重复上述实验,直至找到最适温度为止。
【答案】(1)果胶
(2)使果胶酶与苹果泥处于同一温度条件下
(3)酶和反应物(果胶)充分地接触
(4)40 ℃
相
对最强
温度升高,降低了酶的活性
(5)不能。在30~40 ℃及40~50 ℃进一步缩小温度梯度,重复上述实验,直至找
到最适温度为止
5.为了对柑橘综合利用,某研究人员做了以下实验。请回答以下问题:
(1)橘皮精油呈
色,主要成分是
。本实验用到的植物芳香油提取方法为
。
(2)若要计算提取精油的出油率,需要称量
的质量。对比发现方法1 的出油率稍低,但是发现其香气、色泽更
接近于鲜橘,原因是方法2 会使
,所以通常先采用方法1 提取,并将方法1 之后的残渣用方法2
进一步提取。
(3)通常使用方法1 时,可以提前使用
浸泡。浸泡的时间通常是
以上。
(4)使用方法2 提取时发现,柑橘皮的破碎度越高,即颗粒越小,出油率越高,原因是
。
【答案】(1)无
柠檬烯
蒸馏法和压榨法
(2)果皮
橘皮精油发生部分水解
(3)石灰水
10 h
(4)颗粒越小,
果皮总面积越大,与溶剂接触面积越大,则越易渗出精油
6.植物组织中存在许多有机物,不同有机物的提取和鉴定方法不尽相同。根据所学知识,回答下列问题:
(1)植物芳香油具有的共同特点是
、
。
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(2)提取玫瑰精油和橘皮精油的过程中都要用到的一种化学试剂是
。
(3)从橘皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用
浸泡;为探究浸泡时间对出油率的影响,应
设置
作为空白对照。
(4)胡萝卜素为
色结晶,提取胡萝卜素所用的萃取剂应该具有
,能充
分溶解胡萝卜素的特点。
【解析】本题主要考查从生物材料中提取某种特定的成分,对于此类试题,需要注意的细节较多,如实验的原理、
实验采用的试剂及试剂的作用、实验采用的方法等,需要在平时的学习过程中注意积累。(1)植物芳香油具有的共同
特点是挥发性强、易溶于有机溶剂。(2)提取玫瑰精油和橘皮精油过程中都要用到的一种化学试剂是Na2SO4。(3)从橘
皮中提取橘皮精油时,为提高出油率,需要将橘皮干燥,并用石灰水浸泡,防止橘皮压榨时滑脱,为探究浸泡时间对出油
率的影响,则浸泡时间为自变量,因此需设置未经浸泡的样品作为空白对照。(4)胡萝卜素为橘黄色结晶,萃取胡萝卜素
的萃取剂应该具有较高的沸点而且不与水混溶,能充分溶解胡萝卜素的特点。
【答案】(1)挥发性强
易溶于有机溶剂
(2)Na2SO4
(3)石灰水
未经浸泡的样品
(4)橘黄
较高的沸点而且不
与水混溶
7.胡萝卜素可以维持眼睛和皮肤的健康,改善夜盲症、皮肤粗糙的状况,有助于身体免受自由基的伤害。请根据其提
取过程及胡萝卜素的性质,回答下列问题。
(1)从胡萝卜中提取胡萝卜素常用的方法是
法。不采用蒸馏法的原因是
。
(2)以下为提取胡萝卜素的实验流程:胡萝卜→粉碎→干燥→A→过滤→B→胡萝卜素,其中B 过程叫
。从胡萝
卜中提取胡萝卜素时,常用
作为溶剂。在胡萝卜颗粒的加热干燥过程中,应严格将温度及时间控制在一定范
围,原因是
。
(3)下图甲为提取胡萝卜素的装置示意图,请指出图中一处错误并改正:
。
(4)上图乙是胡萝卜素粗品鉴定装置示意图。该鉴定方法的名称是
法。在图乙的胡萝卜素的纸层析结果示
意图中,A、B、C、D 四点中,属于提取样品的样点是
。
【解析】(1)提取胡萝卜素常用萃取法,而不能使用蒸馏法,是因为胡萝卜素挥发性较差,不能随水蒸气蒸馏出来。
(2)干燥后应是萃取,而B 应是浓缩。提取胡萝卜素常用不溶于水的有机溶剂,如石油醚。在胡萝卜颗粒的加热干燥过
程中,应严格将温度和时间控制在一定范围,原因是温度太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解。(3)甲图中萃取过
程不能使用明火加热,容易引起爆炸,应改为水浴加热。(4)乙表示纸层析法进行胡萝卜素的鉴定,A 和D 都只有一个点,
是标准样品,而B 和C 含有其他色素带,是提取样品。
【答案】(1)萃取
胡萝卜素挥发性较差,不能随水蒸气蒸馏出来
(2)浓缩
石油醚(不溶于水的有机溶剂)
温度
太高、干燥时间太长会导致胡萝卜素分解
(3)错误在于使用明火加热,应该采用水浴加热
(4)纸层析
B 和C
8.漆树种子中的油脂(不溶于水,易溶于脂溶性溶剂)可开发为食用油或转化为生物柴油。目前常用溶剂法萃取漆树种
子油脂,其过程为:漆树种子→粉碎→加溶剂→水浴加热→溶剂不断回流提取→蒸发溶剂→收集油脂。回答下列问题:
(1)漆树种子中的油脂通常可用
进行染色。
(2)对漆树种子油脂进行萃取时,为不影响油脂的提取效果和品质,应使用
(填“自然晾干”“高温烘干”
或“新鲜”)的漆树种子。粉碎漆树种子的目的是
。
(3)利用不同溶剂进行萃取时,对油脂的萃取得率和某些重要理化性质的影响不同,实验结果如下表。
萃取得率
酸值
过氧化值
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丙酮
23.72%
8.26
9.82
石油醚
26.35%
7.96
5.73
乙醚
25.30%
8.12
5.83
正己烷
26.17%
7.98
6.13
混合溶
剂
28.73%
8.31
7.53
注:萃取得率(%)=
×100%;酸值高,说明油脂品质差;过氧化物是油脂变质过程中的中间产物,其含量常用过氧化
值来表示
实验结果表明,
作为萃取溶剂较为合理,理由
是
。
(4)萃取过程中,影响萃取的因素除漆树种子和溶剂外,还有
。
(写出两点即可)
【答案】(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液
(2)自然晾干
便于和溶剂充分接触,提高萃取产量
(3)石油醚
萃取得率较
高,可得到较多的油脂,酸值和过氧化值最小,油脂品质较高
(4)萃取温度(水浴温度)、萃取时间等
9.姜黄素是传统药食两用植物——姜黄根茎中的活性物质,微溶于水,可溶于乙醇、丙酮和氯仿等。姜黄素具有抗肿
瘤活性,临床应用十分广泛。
(1)根据姜黄素
的特点,可采用有机溶剂萃取的方法,萃取剂要注意其
和使用量,以提高
萃取效率。
(2)姜黄素存在于细胞中,用萃取剂浸泡提取前,先要对姜黄根茎进行
和干燥处理,这样有助于
的破裂,溶剂也容易进入细胞内部直接溶解溶质。萃取液在浓缩之前,还要进行
,除去萃取液中的不溶
物。
(3)姜黄的主要有效成分为姜黄素、去甲氧基姜黄素和去二甲氧基姜黄素,用层析法能分离这三种成分。其中位于滤
纸最上层的不一定为含量最多的姜黄素,判断理由是滤纸上各成分的位置不同是因为它们在
中的溶解
度不同,溶解度最大的扩散速度
,才位于最上层,而含量最多不一定
最大,所以姜黄素不一定
在最上层。
【解析】(1)根据题干信息分析,姜黄素微溶于水,可溶于乙醇、丙酮和氯仿等,可以采用有机溶剂萃取法进行提取;
萃取法提取姜黄素时,为了提高萃取效率,要注意萃取剂的性质和用量。(2)萃取法提取姜黄素的主要步骤是:粉碎、干
燥、萃取、过滤、浓缩,所以萃取前要先进行粉碎和干燥处理,这样有助于细胞膜破裂和溶剂进入细胞内部直接溶解
溶质。萃取液在浓缩之前进行过滤的目的是除去萃取液中的不溶物。(3)不同的色素在层析液中溶解度不同,故随层
析液扩散的速度也不同,溶解度最大的,扩散速度最快,位于滤纸条的最上端。已知姜黄素的含量最大,但是溶解度不一
定最大,所以不一定位于滤纸条的最上端。
【答案】(1)易溶于有机溶剂
性质
(2)粉碎
细胞膜
过滤
(3)层析液
最快
溶解度
10.柠檬油是植物芳香油中的一种,它是一种广谱性的杀虫剂,可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传染疾病的害虫,以
及危害粮食、蔬菜的常见害虫,包括幼虫、蛹等,被称为绿色杀虫剂。提取柠檬油的操作步骤如图。
请根据实验流程图回答下列问题:
(1)新鲜的柠檬果皮中含有大量的
和水分,如果直接压榨,出油率较低。
(2)压榨是机械加压过程,要求既要将原料压紧,防止原料滑脱,又要将
挤压出来。
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(3)A 是
,目的是破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高
。B 过程一般加
入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,其目的是使
。
(4)C 过程为
,目的是除去固体物和残渣。
(5)柠檬油是食品、化妆品和香水配料的优质原料,具有很高的经济价值,提取柠檬油不采取水中蒸馏的原因是水中蒸
馏会导致
,故柠檬油的提取适宜采用
法。
【解析】(1)新鲜的柠檬果皮中含有大量的果蜡、果胶和水分,如果直接压榨,出油率较低。(2)压榨法是通过机械
压力将材料中的芳香油挤压出来的方法,压榨时既要将原料压紧、防止原料滑脱,又要将芳香油充分挤压出来。(3)分
析题图可知,A 是石灰水,用石灰水浸泡的目的是破坏细胞结构,分解果胶,防止压榨时果皮滑脱,提高出油率。B 过程是
压榨,为了便于柠檬油易与水分离,一般加入相当于柠檬果皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠,并将pH 调至7~8。(4)C
过程是过滤,目的是除去固体物和残渣。(5)柠檬油主要存在于柠檬果皮中,采用水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分
水解等问题,因此适宜采用压榨法进行提取。
【答案】(1)果蜡、果胶
(2)油分
(3)石灰水
出油率
柠檬油易与水分离
(4)过滤
(5)原料焦糊和有效成分
水解
压榨
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第29 讲
基因工程
1.(2019·遵义模拟)下列是生物学技术制备抗体的两个途径模式简图。请回答下列问题:
(1)图中需要DNA 聚合酶催化的过程为
,需要DNA 连接酶催化的过程为
。(填图中序号)
(2)④过程得到的V1基因,用于构建结构甲时,应对该基因进行必要的修饰保证正常表达,应添加
和
等结构。
(3)⑥过程所用方法称为
。若导入的目的基因能高效表达,则该大肠杆菌株系称为
。
(4)若将图中大肠杆菌换成适宜动物细胞作为受体细胞,则该动物细胞必须为
(细胞名称)。为了方便获取表达
产物,通常将V1基因与
重组在一起,培育乳腺生物反应器。
【解析】据图可知,①为动物细胞融合,②是细胞增殖,③是转录,④是逆转录,⑤是构建基因表达载体,⑥是将目的
基因导入到受体细胞。(1)细胞增殖过程中有DNA 复制,需要DNA 聚合酶催化,即为图示②过程;在构建基因表达载体过
程中,连接目的基因和质粒需要DNA 连接酶,即为图示⑤过程。(2)在构建基因表达载体过程中,需要在目的基因两端分
别添加启动子和终止子,才能保证目的基因在受体细胞中正常表达。(3)将构建的基因表达载体导入到大肠杆菌用到
的方法是Ca
2+转化法。若导入的目的基因能高效表达,则该大肠杆菌株系称为工程菌。(4)将目的基因导入到动物细胞,
则该动物细胞为受精卵。在培育乳腺生物反应器时,构建的基因表达载体中要加入乳腺蛋白基因的启动子。
【答案】(1)②
⑤(或②⑤)
(2)启动子
终止子
(3)Ca
2+转化法
工程菌
(4)受精卵
乳腺蛋白基因的启动子
2.下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程,请据图回答下列有关问题:
(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—,限制酶Ⅱ识别序列和切点是—G↓GATCC—,那么在①过程中,应用限
制酶
切割质粒,用限制酶
切割抗虫基因。
(2)将通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有
的培养基上,若能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒,反
之则说明没有导入。
(3)要确定抗虫基因导入后,是否能稳定遗传并表达,需进行检测和鉴定工作,则在个体水平上的鉴定过程可简述
为:
。经筛选分析,该植株细胞中
含有一个携带抗虫基因的DNA 片段,因此可以把它看作是杂合子。理论上,该转基因植株自交产生的F1中,仍具有抗虫
特性的植株占总数的
。
(4)⑤过程所用的现代生物技术称为
,从遗传学角度来看,细胞通过⑤过程能形成棉植株的根本原因是细
胞具有
。
【解析】本题极易出错的部分有:在第(1)小题中没有看清目的基因插入的位置,从而不能确定用限制酶Ⅰ还是Ⅱ
来切割质粒还是切割抗虫基因。第(3)小题检测抗虫性状在个体水平上是否表达,应该让害虫吞食转基因棉花的叶片,
观察害虫的存活情况,这个地方也有出错的,主要是没有看清在哪个水平上进行检测的。在切割质粒时应遵循一个原
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则:不能同时将两个标记基因切开,至少保留一个,所以只能用限制酶Ⅱ切割,而从目的基因两侧碱基序列可知,只能用
限制酶Ⅰ才可以得到含目的基因的DNA 片段。如果导入了重组质粒,此时重组质粒中四环素抗性基因能正常表达,而
氨苄青霉素抗性基因已被破坏,所以涂布在含有四环素的培养基上能够生长说明导入了重组质粒(普通质粒)。如果把
携带一个抗虫基因的DNA 片段看作杂合子,可以认为是Aa,自交产生的F1中仍具有抗虫特性的植株占总数的比例为
3/4。把一个细胞培养成一个植株的技术称为植物组织培养。
【答案】(1)Ⅱ
Ⅰ
(2)四环素
(3)让害虫吞食转基因棉花的叶片,观察害虫的存活情况,以确定其是否具有抗虫
性状
3/4
(4)植物组织培养
发育成完整个体的全部遗传物质
3.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。请回答
下列问题。
(1)构建含抗病基因的表达载体A 时,应选用限制酶
,对
进行切割。
(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因
表达载体A 中含有
,作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有
,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、
②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的
。
【解析】本题考查基因工程的相关知识。(1)从图可看出,只有PstⅠ、EcoRⅠ两种酶能保持抗病基因结构的完整
性,所以构建含抗病基因的表达载体A 时,应选用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ两种酶,对抗病基因的DNA 和质粒进行切割。
(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A
中含有抗卡那霉素基因,以此作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有全能性,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基
因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。
【答案】(1)PstⅠ、EcoRⅠ
含抗病基因的DNA、质粒
(2)抗卡那霉素基因
(3)全能性
脱分化、再分化
4.我国某些地区常年干旱少雨,将小麦耐旱基因TaLEA3 导入不耐旱的药用植物丹参中,可提高后者的耐旱性。回答下
列问题:
(1)TaLEA3 基因是种子成熟后期大量表达的一类基因,请推测该基因所表达蛋白的主要功能是
(答出两点即可)。
(2)为确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的
,如果检测结果呈阳性,
再在田间试验中检测植株的
是否得到提高。
(3)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1 时,则可推测该耐旱基因的
整合情况是
。
(4)叶绿体内大多数基因的排列方式、转录与翻译系统均与
(填“原核生物”或“真核生物”)相似,将目的
基因导入叶绿体基因组内能避免传统基因工程所带来的基因污染,其原因是
。
【解析】(1)TaLEA3 基因属于小麦耐旱基因,其表达的蛋白质主要功能可能是保护细胞中的酶使其免受因细胞脱
水而造成的损伤;保护细胞器,如线粒体,使其免受因细胞脱水而造成损伤;保护细胞膜,使其免受因细胞脱水而造成损
伤等。(2)检测耐旱基因是否正确表达,可利用抗原—抗体杂交实验,因此,应检测此再生植株中该基因的表达产物。如
果检测结果呈阳性,还需要进行个体生物学水平鉴定,即需要在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(3)二倍
体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1,说明该性状的遗传遵循分离定律,其亲本为杂合
体,则可推测一个耐旱基因整合到了不耐旱植株的一条染色体上,而另一条染色体上无耐旱基因。(4)叶绿体内的DNA
未与蛋白质结合形成染色体,与原核生物相似,因此,叶绿体大多数基因的排列方式、转录与翻译系统均与原核生物相
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似。将目的基因导入叶绿体基因组内,能避免传统基因工程带来的基因污染,其原因是叶绿体基因组不会进入花粉中
随花粉传递,从而避免“基因逃逸”问题。
【答案】(1)保护细胞中的酶使其免受因细胞脱水而造成的损伤;保护细胞器,如线粒体,使其免受因细胞脱水而造
成损伤;保护细胞膜,使其免受因细胞脱水而造成损伤
(2)表达产物
耐旱性
(3)一个耐旱基因整合到了不耐旱植株
的一条染色体上
(4)原核生物
叶绿体基因组不会进入花粉中随花粉传递,从而避免“基因逃逸”问题
5.下列方案为人们获得生物新品种的过程,请回答下列问题:
方案Ⅰ:抗冻蛋白基因
烟草细胞
抗冻烟草
方案Ⅱ:A 基因
免疫过的B 细胞
体外培养
单克隆抗体
方案Ⅲ:人的生长激素基因
牛的受精卵
早期胚胎
受体母牛
转基因牛
(1)基因工程的核心步骤是
。农杆菌转化法中,根据农杆菌的特点,如果将抗冻蛋白基因插入
上,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入植物细胞的
上。
(2)推测方案Ⅱ中A 基因所起的作用是
,请写出该方案获得的细胞中遗传信息传递的中心法
则:
。
(3)方案Ⅲ中的转基因牛可以通过分泌乳汁来生产人的生长激素。这需要将人的生长激素基因与
的启动子等调控组件重组在一起。该方案中的早期胚胎在移植入受体母牛子宫之前,必须进行性别鉴定,一般是取处
于
时期的
细胞进行检测。
【答案】(1)基因表达载体的构建
Ti 质粒的T-DNA
染色体DNA
(2)调控细胞无限增殖
(3)乳腺蛋白基因
囊胚
滋养层
6.青蒿素对治疗疟疾有很好的效果,被誉为“中国神药”。科学家开始研究利用基因工程技术培育转基因高产青蒿
素植物。
(1)从黄花蒿中获取与青蒿素合成有关的基因后,可以利用PCR 技术进行扩增,PCR 反应体系中加入的dCTP(三磷酸脱氧
胞苷)、dGTP、dATP、dTTP 四种物质既可以作为
又可以提供
。PCR 反应体系中还需要加入
精心设计的两种
(填“互补”或“不互补”)引物。
(2)获取的目的基因与运载体结合需要的工具酶有
。将目的基因导入植物细胞采用最多的
方法是
,此方法需要把目的基因插入到农杆菌Ti 质粒的
上。
(3)为了进一步节约成本,加快青蒿素的生产,请你应用现代生物科学技术,提出一个可行的方
法:
。
【解析】(1)dCTP、dGTP、dATP、dTTP 四种物质即四种脱氧核糖核苷酸,都是合成DNA 的原料。同时,它们所携带
的高能磷酸键也可以为反应提供能量。如果两种引物的碱基互补了,那么引物会相互联接而不能与模板结合,会导致
引物失效,所以PCR 反应体系中加入的两种引物不互补。(2)在基因工程的具体操作中,需要用限制酶来切割以获取目
的基因,同时需要用相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端,再通过DNA 连接酶连接目的基因和
运载体。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法;农杆菌中的Ti 质粒的T-DNA(可转移的DNA)可转
移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上,所以用农杆菌转化法导入目的基因时,需要把目的基因插入到农
杆菌Ti 质粒的T-DNA 上。(3)为了进一步节约成本,加快青蒿素的生产,可将与青蒿素合成有关的基因导入酵母菌,再
通过发酵工程(利用酵母菌)生产青蒿素。
【答案】(1)原料
能量
不互补
(2)限制酶和DNA 连接酶
农杆菌转化法
T-DNA
(3)将与青蒿素合成有关的
基因导入酵母菌,通过发酵工程(利用酵母菌)生产青蒿素
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第30 讲
细胞工程
1.不同属的农作物甲、乙,甲作物高产不耐盐,乙作物低产但耐盐。欲培育出既高产又耐盐的植株,以适应于盐碱地栽
培。请回答下面的问题:
(1)采用
(填“杂交”“嫁接”或“转基因”)方法可以达到上述目的,这种育种方法的优点
是
。
(2)采用细胞工程育种的方法如下:
①以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子相比,人工种
子具有哪些显著的优点?
(请举出1 项)。
②动物细胞工程应用较广泛的是单克隆抗体的制备,单克隆抗体最主要的优点
是
。单克隆抗体的应用主要有两个方面,一个是作为
试剂,能准确
地识别各种抗原物质的细微差别,并与一定抗原发生
。另一方面可以用于
和运载药物。
【答案】(1)转基因
不仅能打破生殖隔离,而且能定向地改变生物的性状
(2)①生产不受季节限制、能保持优
良品种的遗传特性、方便贮存和运输(写出其中1 项即可)
②特异性强、灵敏度高,并可大量制备
诊断
特异性反
应
治疗疾病
2.人类在预防与诊疗传染性疾病过程中,经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA 病毒。该病毒表
面的A 蛋白为主要抗原,疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图:
请回答下列问题。
(1)过程①代表的是
。
(2)过程②构建A 基因表达载体时,必须使用
和
两种工具酶。
(3)过程③采用的实验技术是
,经筛选后获得的X 是
。
(4)对健康人进行该传染病免疫预防时,可选用图中基因工程生产的
制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊
时,可从疑似患者体内分离病毒,与已知病毒进行
比较;或用图中的
进行特异性结合检测。
【解析】本题以流程图形式展示了疫苗的生产和单克隆抗体的制备过程,考查了中心法则、基因工程、动物细
胞工程等现代生物科技。(1)中心法则中,对于少数以RNA 为遗传物质的病毒,其遗传信息的传递过程需要补充的过程
有RNA 的逆转录和RNA 的复制的过程,图中过程①代表的是逆转录过程。(2)基因工程的步骤是:目的基因的提取——
构建基因表达载体——检测目的基因导入受体细胞——目的基因的检测和鉴定,其中构建基因表达载体中需要限制
酶来切割以获取目的基因,同时需要相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的黏性末端,再通过DNA 连接酶连
接目的基因和载体。(3)过程③是将瘤细胞与B 淋巴细胞融合的过程,获得杂交瘤细胞,其具备骨髓瘤细胞的无限增殖
特性和B 淋巴细胞产生抗体的特性,从而制备单克隆抗体。(4)本题考查了免疫预防的操作过程,以及欲确诊疑似患者
而采取的方法。本题中提示该RNA 病毒表面的A 蛋白为主要的抗原,故而可选用通过基因工程生产的A 蛋白制备疫
苗;确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA 病毒,可以进行核酸序列的比对,也可以利用单克隆抗体具备特异性,利
用抗A 蛋白的特异性单克隆抗体通过能否特异性结合判断病毒表面是否有A 蛋白的存在,进一步进行检测是否为目
的RNA 病毒。
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【答案】(1)逆转录
(2)限制性核酸内切酶(限制酶)
DNA 连接酶
(3)细胞融合
杂交瘤细胞
(4)A 蛋白
核酸
(基因)序列
抗A 蛋白的单克隆抗体
3.下图1 是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF 细胞)的示意图,图2 是在用MEF 细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES
细胞)的示意图。请回答下列问题:
(1)图1 所示,制备细胞悬液时,常用
酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时,通常需要在合成培养基的基础上
添加
等一些天然成分。当MEF 细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂,这种现象称为细胞
的
。
(2)ES 细胞是由
中分离出来的一类细胞,ES 细胞在功能上具有发育的
。
(3)MEF 细胞能够分泌某些蛋白质,其合成到分泌至细胞外的过程是:核糖体→
→囊泡→
→囊泡,再通
过
方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养ES 细胞时,ES 细胞容易发生分化,结合图2 可推知MEF 细胞
的作用是
。
(4)在治疗性克隆过程中,细胞核取自患者细胞,这是为了避免向患者移入组织细胞后体内发生
反
应。
【答案】(1)胰蛋白酶或胶原蛋白
血清、血浆
接触抑制
(2)早期胚胎或原始性腺
全能性
(3)内质网
高
尔基体
胞吐
抑制ES 细胞分化
(4)免疫排斥
4.请回答下列问题:
(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的
,繁殖种苗的速度
。离体
的叶肉细胞在适宜的条件下培养,最终能够形成完整的植株,说明该叶肉细胞具有该植物的全部
。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时,需要在超净工作台上进行,其原因是避免
的污染。
(3)微型繁殖过程中,适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗
,而与
配比适宜时可促进芽的增
殖。若要抑制试管苗的生长,促使愈伤组织产生和生长,需要使用的生长调节剂是
(填“脱落酸”或
“2,4-D”)。
(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后,单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析,
随着培养基中蔗糖浓度的增加,光合作用强度的变化趋势是
,单株鲜重的变化趋势
是
。据图判断,培养基中不含蔗糖时,试管苗光合作用产生的有机物的量
(填
“能”或“不能”)满足自身最佳生长的需要。
(5)据图推测,若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力,应
(填“降低”或“增加”)培养基中蔗
糖浓度,以便提高试管苗的自养能力。
【解析】(1)叶肉细胞具有该植物的全部遗传信息,因此可经组织培养成为完整个体。(2)在组织培养过程及将试
管苗转接到新培养基上时,要无菌操作,防止微生物污染。(3)在微型繁殖中,不同阶段要使用不同的激素。生长素可
诱导生根,与细胞分裂素混合使用,在一定浓度配比下可促进生芽。2,4-D 可促进愈伤组织生长。(4)从题图可看出,随
蔗糖浓度增大,光合作用强度在下降,而单株鲜重是先增后降,培养基中不含蔗糖时,试管苗制造的有机物不能满足自
身最佳生长需要。(5)要提高试管苗光合作用能力,应适量降低蔗糖浓度。
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【答案】(1)遗传性
快
遗传信息
(2)微生物
(3)生根
细胞分裂素
2,4-D
(4)逐渐减小
先增加后下降
不能
(5)降低
5.某研究小组进行药物试验时,以动物肝细胞为材料,测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种,
甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养瓶中培养,培养液及其他培养条件均相同。一段时间后,观察到甲细胞
数量比乙细胞数量
。
(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因
是
。细胞培养应在含5%的CO2的恒温培养箱中进行,CO2的主要作用
是
。
(3)在两种细胞生长过程中,当乙细胞铺满瓶壁时,其
生长。药物试验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,甲细胞
比乙细胞可以传代的次数更
。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的
。
(5)已知癌基因X 过量表达与肝肿瘤的发生密切相关,要试验一种抗肿瘤药物Y 对甲细胞生长的影响,可将甲细胞分为
A、B 两组,A 组细胞培养液中加入
,B 组细胞培养液中加入无菌生理盐水,经培养后,从A、B 两组收集等量细
胞,通过分别检测X 基因在A、B 两组细胞中的
或合成
水平的差异,确定药物Y 的药效。
【解析】(1)甲细胞为肝肿瘤细胞,乙细胞为正常肝细胞。肿瘤细胞为无限增殖的细胞,细胞周期短。在相同条件
下,培养相同的时间,甲细胞的数量多于乙细胞。(2)动物细胞培养液中通常加入适量动物血清、血浆等天然成分,血清
中含有血清蛋白、生长因子、激素等合成培养基中缺乏的物质。细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的
主要作用是维持培养液pH。(3)甲为肝肿瘤细胞,能无限增殖,传代的次数要比乙细胞多,乙细胞(正常肝细胞)在培养瓶
中贴壁生长,当铺满瓶壁时,生长停止。(4)可向培养液中加入抗生素来抑制和杀灭细菌。(5)设计一组加入抗癌药物的
实验组,一组不加药物的对照组,通过检测药物影响X 基因的表达过程,即转录形成mRNA、翻译形成蛋白质的量来检验
药效。
【答案】(1)多
(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质
维持培养液pH
(3)停止
多
(4)抗生素
(5)药物
Y
mRNA
蛋白质
6.研究人员以某农作物为材料,研究温度对其光合作用的影响,探索育种生理指标,旨在为筛选高产量、耐高温优良品
种提供理论依据。实验中HA、HB、HD 三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得的。下表为不同温度对不同株系
光合作用的影响,据此完成下列问题。
温度对不同株系光合作用的影响
株系
光合速率(μmol·g
-1·h
-1)
20℃
30℃
35℃
HA
20.32±1.83
18.32±1.60
-
HB
13.78±2.95
15.56±4.48
16.77±3.98
HD
8.32±0.85
9.36±0.52
9.07±2.74
(1)实验中HA、HB、HD 三个株系是同一植株通过单细胞克隆获得的,获取三个株系的过程一定经过
和
。
(2)由表可知,
株系在35 ℃条件下保持较平稳状态且光合速率较高,说明其抗高温性最好。这就提示我们可
用
,这一生理指标快速初步筛选抗高温品系。
(3)研究人员发现筛选出的抗高温品系的抗虫性较差,欲通过基因工程对品种进一步改良,下面是改良过程示意图。
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a.在获得①的过程中涉及的工具酶有
和DNA 连接酶。已知BamHⅠ酶的识别序列如图甲所示,请在图乙的相
应位置上,画出外源DNA 两侧的黏性末端。
b.影响②过程发生的一个重要因素是
,愈伤组织是一些分化的细胞经脱分化成为具有
能
力的薄壁细胞。
【解析】植物组织培养需经过脱分化和再分化过程。由表可知,HB 株系在35 ℃条件下光合速率较高。获取重
组DNA 分子应用限制酶和DNA 连接酶。图中过程②是脱分化,影响脱分化的重要因素是植物激素。
【答案】(1)脱分化
再分化
(2)HB
光合速率对不同温度的反应
(3)a.限制酶
b.植物激素
分生
7.通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。
离体的植物器官、
组织或细胞
愈伤组织
胚状体
植物体
甲
植物组织培养过程
乙:植物的花芽分别在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中的生长状况
项目
A 组
B 组
C 组
D 组
E 组
生长
素
0
3×
10
-6
3×
10
-6
0.03
×10
-6
0
细胞
分裂
素
0
0.2×
10
-6
0.002×
10
-6
1.0×
10
-6
0.2×
10
-6
花芽
生
长状
况
仍是组
织切块
形成愈
伤组织
愈伤组
织
分化出
根
愈伤组
织分化
出嫩芽
稍生长
(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原理是
。
(2)用植物组织培养的方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,将其包裹上人造种皮,制成人工
种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过
程中要经过的生理变化大体上是图甲中
和
过程,在此过程中被培养的细胞始终受
的
调节。
(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株,其原因是
。
(4)从表乙的实验结果可看出:生长素和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中,新芽形成必需的条件
是
;而在培养形成完整新个体的过程中,对它们的调控关键
是
。
【答案】(1)植物细胞的全能性
(2)脱分化
再分化
植物激素
(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无
病毒
(4)细胞分裂素的浓度大于生长素的浓度
调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与生长素的浓度和它们的比例
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第31 讲
胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题与生态工程
1.人的血清白蛋白(HAS)在临床上需求量很大,目前通常将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用牛的乳腺细胞生
产血清白蛋白,基本步骤如下:
Ⅰ.采集良种供体奶牛的卵母细胞和精子,通过体外受精,形成受精卵;
Ⅱ.将人血清白蛋白基因导入奶牛受精卵,形成重组细胞;
Ⅲ.电脉冲刺激重组细胞,促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,卵母细胞与精子结合过程中防止多精入卵的生理反应包括
。自然条件下,受
精卵是在雌性动物的
内形成的。
(2)步骤Ⅱ中,将人的血清白蛋白基因导入牛受精卵最为有效的方法是
。导入基因前,需要将
血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,这一步骤称为
。
(3)步骤Ⅲ中,进行动物早期胚胎的体外培养时,培养液中除需含有各种无机盐和有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等
营养成分外,还需要添加
和血清。通常在合成培养基中加入一定量的抗生素,其目的
是
。
(4)步骤Ⅳ中,应选择性别为
的奶牛胚胎进行移植。
【解析】(1)防止多精入卵的两道屏障为透明带反应和卵细胞膜反应。自然条件下,受精作用的场所为输卵管。(2)
将目的基因导入动物细胞最常用、最有效的方法为显微注射法。将血清白蛋白基因与奶牛乳腺蛋白基因的启动子等
调控组件重组在一起,这一步骤称为构建基因表达载体。(3)早期胚胎培养过程中,培养液中除了需含有各种无机盐和
有机盐、维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分外,还需要添加激素和血清。为了防止污染,通常在合成培养基中还需
要加入抗生素。(4)血清白蛋白要从乳汁中提取,只有雌性奶牛才能产生乳汁,因此胚胎移植时,必须选取雌性的奶牛胚
胎进行移植。
【答案】(1)透明带反应、卵细胞膜反应
输卵管
(2)显微注射法
构建基因表达载体
(3)激素
防止污染
(4)
雌性
2.下图为桑基鱼塘的物质和能量交换模式图,据图回答:
(1)该生态工程属于
生态工程应用的实例,体现了
(至少答出两项)等生态
工程的基本原理。
(2)通过现代生物技术可提高传统生态工程的效益,如要通过基因工程培养抗病甘蔗,核心的步骤
是
,然后通过
技术将导入了目的基因的甘蔗细胞培养成植株,若要检测目的基因是
否表达出相应的蛋白质则可以用
技术进行检测。
(3)为大量繁殖良种猪,首先要对母猪进行
处理,以获得更多的良种猪卵母细胞,与经过
处理的良种
猪精子进行体外受精,再将早期胚胎移植到本地母猪体内发育成小猪。
(4)该生态系统的建立既使人们获得了经济效益,又减少了环境污染,原因是
。
【答案】(1)农村综合发展型
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(至少答出
两项)
(2)基因表达载体的构建
植物组织培养
抗原-抗体杂交
(3)超数排卵
获能
(4)提高了能量利用率(实现了废物
资源化)
3.回答下列与生态工程有关的问题:
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(1)一般来说,生态工程的主要任务是对
进行修复重建,对造成环境污染和破坏的传统生
产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、
等特点。
(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生、协调与平衡、
、物种多样性等原理。人畜粪
便用于农作物的生产主要符合
原理;连年种植单一品种作物造成病虫害增加主要违反了
原理。
(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少
,使湿地依靠自然演替等机制恢复其
生态功能。
(4)“猪—沼—果”是我国一种常见的生态农业模式,以沼气为纽带,带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展。
该生态农业中的所有生物共同组成了
(填“种群”“群落”或“生态系统”),该生态农业模式能实现能量
的
。
【解析】(1)一般来说,生态工程的主要任务是对已被破坏的生态环境进行修复重建,对造成环境污染和破坏的传
统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。与传统的工程相比,生态工程具有少消耗、多效益、可持续等特点。
(2)生态工程所遵循的基本原理有物质循环再生原理、协调与平衡原理、整体性原理、系统学和工程学原理、物种多
样性原理等。人畜粪便用于农作物的生产主要符合物质循环再生原理;连年种植单一品种作物造成病虫害增加主要
违反了物种多样性原理。(3)在湿地生态恢复工程中,应在湿地周围建立缓冲带,以尽量减少人类的干扰,使湿地依靠自
然演替等机制恢复其生态功能。(4)“猪—沼—果”生态农业中的所有生物共同组成了群落;由于充分利用了废弃物
中的能量,所以该生态农业模式能实现能量的多级利用(多途径利用)。
【答案】(1)已被破坏的生态环境(或受损的生态系统)
可持续
(2)整体性(或系统学和工程学)
物质循环再生
物种多样性
(3)人类的干扰
(4)群落
多级利用(多途径利用)
4.请回答下列与胚胎发育和胚胎工程相关的问题:
(1)下图表示哺乳动物胚胎发育过程的几个阶段,图中3 是
,7 是
。胚胎发育的先后顺序是
(用字母和箭头表示)。1 部位细胞将来发育成
。
(2)下图表示的是体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程。
A 细胞是
,在进行体外受精前要对精子进行
处理。通过胚胎分割产生的两个或多个个体具有相
同的遗传性状的根本原因是
。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,应注意
,
以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
【答案】(1)透明带
原肠腔
A→B→C
胎膜和胎盘
(2)(次级)卵母细胞
获能
具有相同的遗传物质
将内
细胞团均等分割
5.世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一的机体或细胞系(株)的无性繁殖”。相对于植物克隆而言,动物尤其是高等
动物的克隆比较困难,下图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤,据图回答下列问题:
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(1)方法2 获得的小牛的遗传物质来源于
。方法3 中①和②发育成的小牛的遗传物质
(填“相
同”或“不同”)。
(2)细胞B 取自囊胚的
,具有全能性,称为
细胞。囊胚
(填“已经”或“尚未”)出现分
化。
(3)应用图示方法
得到的小牛与供体1 的遗传物质最相似。
(4)克隆也可以理解为复制、拷贝,结合世界卫生组织的定义,你认为还有哪些现代生物技术也属于克
隆?
。
(5)美国总统奥巴马签署行政令,决定解除对使用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的限制。对此,各界反应不一,你的
态度及理由是
。
【解析】(1)图中细胞B 是囊胚中的内细胞团分离出的胚胎干细胞,其中的遗传物质来自供体1 和供体2,经方法2
胚胎干细胞核移植后形成的重组细胞发育成的早期胚胎再移植后得到的个体,还含有供体3 的细胞质中的遗传物质。
方法3 为胚胎分割,①和②中的细胞都是由同一个受精卵发育而来的,故遗传物质相同。(2)内细胞团的细胞具有发育
的全能性,从中分离出的为胚胎干细胞,因囊胚期的细胞已有滋养层和内细胞团之分,故已经开始出现细胞分化。(3)用
供体1 的体细胞进行细胞核移植后得到的克隆动物的遗传物质与供体1 基本相同。(4)克隆有分子水平如PCR 技术、
细胞水平如杂交瘤细胞的培养、器官水平如克隆动物器官和个体水平如植物组织培养等。
【答案】(1)供体1、供体2 及供体3
相同
(2)内细胞团
胚胎干
已经
(3)1
(4)制备单克隆抗体、植物组
织培养、PCR 技术等
(5)支持,胚胎干细胞的研究,有利于治疗人类某些顽症(如治疗性克隆),以及揭示细胞分化和细胞
凋亡的机理等;反对,胚胎干细胞取自胚胎,胚胎也是生命,另外可能被用于克隆人的研究,引发伦理问题(答案合理即
可)
6.对番茄的研究发现,番茄的叶片被害虫损伤后,叶上的细胞壁能释放一种类激素因子,这种物质通过细胞组织扩散
到茎和其他叶片上,启动了蛋白酶抑制剂的基因,开始高效合成蛋白酶抑制剂,并在茎叶中迅速积累,以对付害虫的再
次侵袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,因此害虫取食后,就会因无法消化食物而被杀死。人们尝试着将
蛋白酶抑制剂基因导入玉米,让玉米获得与番茄相似的抗虫性状,以对付异常猖獗的玉米螟(一种玉米害虫)。请回答下
列问题。
(1)番茄的蛋白酶抑制剂可能是在茎叶细胞的
内合成的。
(2)将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,使玉米形成新的性状,这种变异属于
。
(3)能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效果显著,有人认为抗虫玉米就是无虫玉米,不必防治害虫,你是否赞成这种说法?说
明理由。
(4)有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有必要吗?试以学过的知识进行简要的分析说明。
【解析】在生物体的各种成分中,蛋白质的功能最多,大多数酶的化学本质是蛋白质,它是在核糖体中合成的。将
番茄的蛋白酶抑制剂基因导入到玉米体内,属于基因工程范畴,它的原理是基因重组。对于抗虫玉米只是用基因工程
转入特定的基因,并不是对任何害虫均有作用,另外随着变异和选择的进行,变异的害虫个体会越来越适应环境,故也
要防治害虫。对于转基因生物的安全性问题,是一个开放性的题目,可以根据教材中的观点给出支持自己观点的论据
即可。
【答案】(1)核糖体
(2)基因重组
(3)不赞成。因为转基因玉米能抵抗玉米螟,但并不能抵抗所有的害虫。(4)①
有必要,这种转基因玉米果实中可能含有蛋白酶抑制剂,食用后可能抑制人体消化酶(蛋白酶)的活性,使人无法对食物
进行消化而出现病患;②没必要,因为人与害虫消化酶的结构存在差异,玉米的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制
作用,但对人可能无影响;③没必要,人类食用的通常是煮熟后的玉米食品,玉米蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏,因
此不会对人的消化造成影响。(答案不唯一,合理即可)
7.(2019·赤峰月考)下图是利用多种生物工程技术获得转基因牛的基本操作流程,请分析回答:
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(1)在基因工程的操作程序中,基因工程的核心是
。
(2)基因表达载体的组成包括标记基因和
、
、
等。
(3)一般将受精卵作为目的基因的受体,将目的基因导入受精卵常用的方法是
技术。
(4)流程A 是指早期胚胎培养,流程B 是指
。
(5)农场放牧要考虑环境承载力,牛粪可以用于沼气生产,它们分别应用了生态工程的
和
原理。
【解析】(1)基因工程的核心是基因表达载体的构建。(2)基因表达载体主要由启动子、终止子、标记基因和目的
基因等组成。(3)将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术。(4)由图可知,获得的受精卵先经过早期胚胎培养,然后
进行胚胎移植到代孕雌性个体子宫内。(5)沼气工程使物质循环利用,同时也可以处理好生物与环境的协调和平衡,所
以遵循的是物质循环再生和协调与平衡原理。
【答案】(1)基因表达载体的构建
(2)目的基因
启动子
终止子
(3)显微注射
(4)胚胎移植
(5)协调与平衡
物质循环再生原理
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