【最新版】22届高考生物二轮专题复习之《专题复习大全》

   [教材拾遗]1．缺Fe会导致人体贫血，植物缺乏Mg等元素会导致叶片发黄，请分析原因。提示：Fe是构成血红素的元素，缺铁会导致人体出现缺铁性贫血；Mg是构成叶绿素的元素，植物缺乏Mg会导致叶绿素合成受阻，叶片发黄。2．呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因。提示：脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量却比糖类多，因此等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解时消耗的O2多于产生的CO2。3．等质量的脂肪比糖类含能量多，为什么不是生物体的主要能源物质？(至少答出两点)提示：脂肪不溶于水；脂肪氧化分解慢，且消耗大量氧气；糖类在有氧和无氧时都能进行氧化分解。4．吃熟鸡蛋更容易消化的原因是什么？提示：高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。5．线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从“结构与功能观”角度分析原因。提示：线粒体内膜的功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。6．用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们都含有磷脂分子。7．在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因。提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。8．细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性，其结构基础分别是什么？提示：流动性的结构基础是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的；选择透过性的结构基础主要是膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化。9．原生质体和原生质层的区别是什么？原生质层包括细胞核、细胞器吗？提示：原生质体是指脱去细胞壁的细胞，动物细胞也可算作原生质体。原生质层是指成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。原生质层包括细胞质中的细胞器，但不包括细胞核。10．将新鲜的大蒜鳞茎蒜瓣放在蔗糖与食醋配制成的糖醋汁中，开始时蒜瓣出现萎缩，糖醋汁液面上升。两天后，糖醋汁液面下降，蒜瓣出现膨胀。品尝蒜瓣有酸甜的味道，说明糖醋腌制的大蒜细胞内既有蔗糖分子又有乙酸分子。请你应用所学的知识来分析产生这一现象的原因。提示：糖醋汁液面上升的原因是大蒜细胞在糖醋汁中失水，发生质壁分离而出现萎缩，外界溶液体积增大；两天后，糖醋汁液面下降的原因是大蒜细胞因失水过多而死亡，细胞膜失去选择透过性，糖醋汁自由进入大蒜细胞，从而使蒜瓣膨胀，具有酸甜味道。11．若真核细胞内的核仁被破坏，蛋白质合成将不能正常进行，请分析原因。提示：真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，导致蛋白质的合成不能正常进行。能力一运用归纳与概括的科学思维方法考查细胞中有机物的结构和功能[核心整合]1．构建蛋白质和核酸的结构与功能关系模型2．归纳概括糖类和脂质的种类和功能[题点练通]围绕糖类和脂质的种类和功能，考查对基础知识的理解能力1.(2021·潍坊模拟)研究发现，当癌细胞自己无法制造脂质时，就会从自身环境中吞噬脂质，以确保这些必需物质的稳定供应，导致人们通过抑制脂质的合成来靶向杀死癌细胞的方法失败。下列有关说法错误的是(　　)A．等量的脂肪彻底氧化分解比糖类释放的能量多，所以脂肪是生物体内主要的能源物质B．胆固醇是构成癌细胞细胞膜的重要成分，而且还可参与血液中脂质的运输C．内质网是细胞内蛋白质合成和加工的场所，同时也是脂质的合成“车间”D．同时阻断癌细胞中脂质的合成与摄取可能有利于癌症的治疗解析：A　糖类才是生物体利用的主要能源物质，脂肪是良好的储能物质，A错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还可参与血液中脂质的运输，B正确；内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”，C正确；根据题干信息，“当癌细胞自己无法制造脂质时，就会从自身环境中吞噬脂质，以确保这些必需物质的稳定供应，导致人们通过抑制脂质的合成来靶向杀死癌细胞的方法失败”，说明同时阻断癌细胞中脂质的合成与摄取可能有利于癌症的治疗，D正确。2．(多选)(2020·山东等级考)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F，检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)A．纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B．曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C．15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D．提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后解析：BC　纤维素的基本组成单位是葡萄糖，A错误；品系F的纤维细胞SUT表达水平高，蔗糖经SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累，在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成，曲线甲纤维细胞中的蔗糖含量最先升高，之后降低，说明曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量，B正确；曲线乙表示普通棉花品系纤维细胞中的蔗糖含量，推测15～18天为纤维细胞的加厚期，此时期蔗糖被大量水解，所以15～18天曲线乙下降，C正确；由题图可知，品系F纤维细胞的加厚期在9～12天，普通棉花品系纤维细胞的加厚期在15～18天，提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前，D错误。围绕蛋白质和核酸的功能，考查复杂情境下解决问题的能力3.(2021·济南一模)科学家发现，红光受体phyB蛋白与植物的抗冻性有关。低温下，低温信号转录因子CBFs和光信号转导通路关键转录因子PIF3可直接相互作用，这种相互作用抑制了phyB蛋白的降解。phyB蛋白含量增加后，能促进低温信号负调节因子PIF1、PIF4和PIF5蛋白的降解，从而促进低温应答基因和生长发育相关基因的表达，增强植物的抗冻性。下列说法错误的是(　　)A．phyB蛋白对于提高植物的抗寒能力有重要作用B．CBFs结构改变会导致植物的抗冻性降低C．低温下植物体内自由水和结合水的比例降低D．PIF1、PIF4和PIF5三种蛋白可以促进低温应答基因的表达解析：D　根据题干信息，“phyB蛋白含量增加后，能促进低温信号负调节因子PIF1、PIF4和PIF5蛋白的降解，从而促进低温应答基因和生长发育相关基因的表达，增强植物的抗冻性”，说明phyB蛋白对于提高植物的抗寒能力有重要作用，PIF1、PIF4和PIF5三种蛋白可以抑制低温应答基因的表达，A正确，D错误；“低温下，低温信号转录因子CBFs和光信号转导通路关键转录因子PIF3可直接相互作用，这种相互作用抑制了phyB蛋白的降解”，而phyB蛋白对于提高植物的抗寒能力有重要作用，则CBFs结构改变会导致植物的抗冻性降低，B正确；低温下植物体内自由水减少，结合水增加，则自由水和结合水的比例降低，C正确。4．(2021·临沂一模)中国某科研团队发现细胞核内存在病毒DNA识别分子——异质性细胞核核糖蛋白A2B1(hnRNPA2B1)。它是细胞内的“民兵”，在平时是“民”，负责转运mRNA；遇到病毒攻击时，就变成“兵”，通过蛋白“聚变”、甲基化等变化从细胞核内移位到细胞质激活天然免疫信号通路，启动抗病毒效应。下列有关叙述不正确的是(　　)A．hnRNPA2B1可在细胞核和细胞质中起作用B．hnRNPA2B1识别病毒的过程体现了细胞间的信息交流C．hnRNPA2B1和抗体都可识别病毒，但作用场所不同D．hnRNPA2B1基因发生突变的个体可能更容易发生病毒感染解析：B　hnRNPA2B1在细胞核内负责转运mRNA，移位到细胞质后可以激活天然免疫信号通路，启动抗病毒效应，A正确；病毒无细胞结构，hnRNPA2B1识别病毒的过程不能体现细胞间的信息交流，B错误；hnRNPA2B1在细胞内识别病毒DNA，抗体在体液(细胞外液)中识别并作用于病毒，C正确；hnRNPA2B1是病毒DNA识别分子，遇到病毒攻击时，该蛋白可移位到细胞质激活天然免疫信号通路，启动抗病毒效应，若hnRNPA2B1基因发生突变，则可能会导致个体抵抗病毒的能力减弱，更容易发生病毒感染，D正确。蛋白质结构与功能的4个易错点(1)导致蛋白质结构多样性的原因有4个，即组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及蛋白质的空间结构不同，并非同时具备才能确定两个蛋白质分子的结构不同，而是只要具备其中的一点，就能确定这两个蛋白质分子的结构不同。(2)在核糖体上合成的是多肽，而不是成熟的蛋白质，多肽要经过加工后才能形成具有一定结构和功能的蛋白质。(3)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。(4)在低温和盐析的条件下，蛋白质的空间结构不会遭到破坏。　　　　 结合基因表达，考查对蛋白质、核酸综合知识的融会贯通能力5.(2021·淄博一模)核酸通常与蛋白质结合以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。以下叙述错误的是(　　)A．T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B．紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质C．原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是“核糖体RNA—蛋白质”复合体D．真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体解析：C　T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体，A正确；紫外线、酒精消杀病毒时，分别破坏复合体中的核酸和蛋白质，B正确；原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是“核糖体RNA—蛋白质”复合体，如DNA复制时，DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体，C错误；真核细胞内遗传信息传递过程中，可出现核酸与相应的酶形成的复合体，D正确。6．(2021·烟台模拟)如图为人体内胰岛素基因的表达过程。胰岛素含有2条多肽链，其中A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，含有3个二硫键(二硫键由2个—SH连接而成)，下列说法错误的是(　　)A．过程①以核糖核苷酸为原料，RNA聚合酶催化该过程B．过程②发生在细胞质中，需要3种RNA参与C．胰岛素基因的两条链分别控制A、B两条肽链的合成D．51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了888解析：C　过程①表示转录，以核糖核苷酸为原料，在RNA聚合酶催化下合成RNA，A正确；过程②表示翻译，发生在细胞质中，需要mRNA、tRNA、rRNA参与，B正确；胰岛素基因的两条链共同控制胰岛素分子中A、B两条肽链的合成，C错误；51个氨基酸形成胰岛素后，其相对分子质量的减少量＝脱水数×18＋形成的二硫键数×2＝49×18＋3×2＝888，D正确。1．与基因表达的链接①，分裂的细胞(如干细胞)具有①②③过程，不分裂的细胞一般具有②③过程。2．与细胞分化的链接同一个体的不同体细胞中核DNA、RNA与蛋白质的关系：①核DNA相同；②mRNA和蛋白质不完全相同；③tRNA相同。3．常见的核酸—蛋白质复合体能力二运用归纳与概括的科学思维方法串联水和无机盐的作用 [核心整合]1．构建水与细胞代谢关系的模型图2．归纳概括无机盐及其在稳态中的作用[题点练通]围绕水和无机盐的功能，考查对基础知识的归纳概括能力1.(2021·全国乙卷)植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是(　　)A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动解析：C　植物在生长发育过程中，需要不断地从环境中吸收水，保持其固有的姿态，A正确；细胞中的一部分水是以结合水的形式存在的，结合水是细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞在有氧呼吸第二阶段消耗水，在有氧呼吸第三阶段产生水，C错误；自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，比值越高，细胞的代谢活动越旺盛，D正确。2．(2021·淄博模拟)碳酸酐酶由一条卷曲的多肽链和一个锌离子构成，是红细胞内一种重要的蛋白质，在CO2的运输中具有重要意义。在人体组织中，该酶催化CO2与水结合生成H2CO3，H2CO3解离为HCO，从红细胞运出。在肺部，该酶催化反应向相反方向进行(如下所示)。下列相关叙述错误的是(　　)CO2＋H2OH2CO3HCO＋H＋A．碳酸酐酶催化的反应速率受CO2扩散速率的限制B．碳酸酐酶对维持血浆和细胞中的酸碱平衡有作用C．碳酸酐酶可催化上述反应朝不同方向进行，因此不具有高效性D．锌离子参与酶的组成，说明无机盐离子对于维持生命活动有重要作用解析：C　酶催化的化学反应速率受反应物浓度的影响，A正确；分析题意可知，在人体组织中，碳酸酐酶催化CO2与水结合生成H2CO3，H2CO3解离为HCO，从红细胞运出，HCO可以参与细胞外液中酸碱平衡的维持，B正确；酶的高效性指的是与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，与酶促反应方向无关，正是由于酶具有高效性，才使得二氧化碳及时从组织细胞运到血浆，最后从肺泡排出体外，C错误；碳酸酐酶由一条卷曲的多肽链和一个锌离子构成，没有锌，碳酸酐酶无法正常发挥作用，说明无机盐离子对于维持生命活动有重要作用，D正确。结合无机盐与渗透压和兴奋传导，考查对综合知识的融会贯通能力3.(2021·德州二模)哺乳动物血钙含量太低会出现抽搐症状，通常可通过注射5%的葡萄糖酸钙溶液补充血钙。激素CT可抑制骨组织细胞的损伤，减少钙由骨向血液中的迁移量；而激素PTH能促进骨质溶解，使骨骼脱钙。某小组对两种激素的作用进行了研究，结果如图所示(a、b点时给3组实验鼠分别注射相应的物质)。下列分析错误的是(　　)A．适量地注射激素CT可以缓解骨质疏松症B．a、b点时分别给C组实验鼠注射激素PTH和激素CTC．b点时给B组实验鼠注射的物质是生理盐水D．注射15%的葡萄糖酸钙溶液会导致抗利尿激素分泌增多解析：B　激素CT可抑制骨组织细胞的损伤，减少钙由骨向血液中的迁移量，适量地注射激素CT可以缓解骨质疏松症，A正确；a点注射的物质能使C组的血钙含量下降，应该是激素CT溶液，b点时给C组注射的物质能使血钙回升，应该是激素PTH溶液，B错误；b点时给B组实验鼠注射的物质使血钙量维持原状，应该是生理盐水，C正确；注射15%的葡萄糖酸钙溶液会导致细胞外液渗透压升高，抗利尿激素分泌增多，D正确。4．(多选)(2021·烟台模拟)人依靠视杆细胞感受弱光刺激。黑暗环境中，视杆细胞膜上的Na＋、K＋通道开放，Na＋内流，K＋外流。受到光照后，细胞内的cGMP(一种具有细胞内信息传递的第二信使)浓度降低，Na＋通道关闭，K＋通道仍然开放，这种电位变化传到视杆细胞突触部，影响此处递质的释放，最终将光信息传导出去。下列说法正确的是(　　)A．视杆细胞外高Na＋、细胞内高K＋有利于动作电位和静息电位的形成B．黑暗中视杆细胞内的cGMP浓度较高可能是使Na＋通道开放的原因C．光照使视杆细胞的膜电位转变为内正外负形成动作电位D．神经元处于兴奋状态时才能合成和释放神经递质解析：AB　黑暗环境中，Na＋内流，K＋外流，受到光照后，Na＋通道关闭，K＋通道仍然开放，可以推测，视杆细胞外高Na＋、细胞内高K＋有利于动作电位和静息电位的形成，A正确；受到光照后，细胞内的cGMP浓度降低，Na＋通道关闭，K＋通道仍然开放，推测黑暗环境中，Na＋通道开放是因为视杆细胞内的cGMP浓度较高，B正确；受到光照后，电位无明显变化，视杆细胞不能形成动作电位，C错误；神经递质在神经元中合成，神经元处于静息状态时可以合成神经递质，合成后包裹在突触小泡中，当处于兴奋状态时，可以释放神经递质，D错误。能力三运用结构与功能观分析细胞结构与功能的关系[核心整合]1．理解细胞的结构与功能的适应性(1)细胞膜(2)细胞器①叶绿体类囊体堆叠使膜面积增大，有利于吸收光能。②线粒体内膜形成嵴，有利于附着有氧呼吸酶。③内质网膜面积大，利于物质运输。④溶酶体内含大量水解酶，有利于细胞内消化。(3)细胞核核膜上的核孔数目多→RNA、蛋白质等物质运输快→蛋白质合成旺盛→细胞代谢快。2．“三看”分泌蛋白的合成、加工和运输[题点练通]从结构与功能观角度考查真、原核细胞的结构与功能1.(2021·湖南高考)关于下列微生物的叙述，正确的是(　　)A．蓝藻细胞内含有叶绿体，能进行光合作用B．酵母菌有细胞壁和核糖体，属于单细胞原核生物C．破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸D．支原体属于原核生物，细胞内含有染色质和核糖体解析：C　蓝藻细胞是原核细胞，不含叶绿体，其能进行光合作用与细胞中含有叶绿素和藻蓝素有关，A错误；酵母菌是典型的单细胞真核生物，B错误；破伤风杆菌是异养厌氧型的原核生物，不含线粒体，只能进行无氧呼吸，C正确；支原体属于原核生物，原核细胞的拟核区不含染色质，D错误。2．(2021·菏泽模拟)蓝细菌属于原核生物，其与真核细胞中的叶绿体都能进行光合作用。有学者认为真核植物细胞中的叶绿体起源于蓝细菌，是蓝细菌被真核细胞吞噬后经长期进化所形成的“共生体”，即叶绿体起源的“共生说”。支持该学说的证据是(　　)A．叶绿体和蓝细菌均能通过有丝分裂进行增殖　　B．叶绿体和蓝细菌均有环状DNA分子并能进行基因的复制与表达　　C．叶绿体和蓝细菌均能氧化分解葡萄糖等有机物并合成ATP分子　　D．叶绿体和蓝细菌基因的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律解析：B　有丝分裂是真核细胞增殖的一种方式，原核细胞不能进行有丝分裂，A错误；叶绿体具有半自主性，其内有少量的DNA(环状DNA)和RNA分子，DNA能进行复制，所含有的基因能进行表达。在原核细胞的拟核区有环状DNA分子，能进行复制和基因的表达，B正确；真核细胞中，葡萄糖等有机物的氧化分解和ATP的合成发生在细胞质基质和线粒体内，而不是在叶绿体中，C错误；在减数分裂产生配子时，真核生物核基因的遗传遵循遗传基本定律，D错误。叶绿体、线粒体与原核细胞的相似性(1)都含有DNA和核糖体，能合成蛋白质。(2)均含环状DNA，叶绿体和线粒体内的DNA多为环状，原核细胞内拟核区DNA和细胞质内的质粒均为环状。(3)在基因表达时都可以边转录边翻译。(4)均能进行分裂。细胞分裂过程中，叶绿体和线粒体能通过分裂产生新的叶绿体和线粒体，原核细胞可通过二分裂增殖。从系统观角度考查生物膜系统的结构与功能3.(2021·淄博模拟)下列有关生物膜或膜蛋白的叙述，错误的是(　　)A．细胞膜和线粒体内膜上分别存在催化ATP分解及合成的酶B．生物膜上的蛋白质具有运输、催化和信息传递等功能C．细胞间的信息传递必须依赖细胞膜上的相应受体蛋白D．细胞核内外的物质交换有的通过核孔进行，有的通过核膜进行解析：C　细胞膜上消耗ATP，存在ATP水解的酶，线粒体的内膜上能合成ATP，则存在催化ATP合成的酶，A正确；生物膜上的蛋白质具有催化、物质运输、信息传递等功能，B正确；细胞间的信息传递不一定要依赖于细胞膜上的相应受体，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，C错误；核膜属于生物膜，水、气体和小分子有机物可通过核膜进出，而蛋白质和RNA等通过核孔进出，D正确。4．(2020·全国卷Ⅰ)真核细胞的膜结构具有重要功能。请参照表中内容完成下表。结构名称突触高尔基体(1)______叶绿体的类囊体膜功能(2)______(3)______控制物质进出细胞作为能量转换的场所膜的主要成分(4)________________功能举例在缩手反射中参与兴奋在神经元之间的传递参与豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程参与K＋从土壤进入植物根细胞的过程(5)_____解析：(1)细胞膜是生命系统的边界，具有控制物质进出细胞的功能。(2)突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成，是一个神经元与另一个神经元或另一细胞间相互接触的结构，可参与信息传递过程。(3)高尔基体是具有单层膜的细胞器，其主要功能是将来自内质网的蛋白质进行加工、分类与包装，然后送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。(4)生物膜主要由脂质和蛋白质组成。(5)叶绿体的类囊体膜是光合作用中光反应(将光能转化为化学能)的场所，在光反应阶段，类囊体膜上的色素可以吸收、传递和转化光能，这些能量可以用于H2O的光解，产生O2和[H]，也可以用于合成ATP。答案：(1)细胞膜　(2)参与信息传递　(3)对蛋白质进行加工修饰　(4)脂质和蛋白质　(5)叶肉细胞进行光合作用时，光能转化为化学能的过程发生在类囊体膜上整合分泌蛋白与囊泡运输，考查对综合知识的融会贯通能力5.(2021·山东高考)高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。下列说法错误的是(　　)A．消化酶和抗体不属于该类蛋白B．该类蛋白运回内质网的过程消耗ATPC．高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高D．RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加解析：C　据题意分析，错误转运到高尔基体含短肽序列RS的蛋白质，才会被运回内质网。消化酶和抗体都属于分泌蛋白，需要转运到高尔基体进一步加工后分泌到细胞外，不属于该类蛋白，A正确；囊泡运输需要消耗能量，由ATP直接供能，B正确；根据题目信息“将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放”可知，含RS序列的蛋白质在高尔基体与RS受体结合并在内质网中与RS受体分离，又根据题目信息“RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱”可知，在高尔基体RS与RS受体结合能力强，高尔基体pH较低，在内质网RS与RS受体结合能力弱，内质网pH较高，C错误；RS功能缺失，错误运输到高尔基体的该类蛋白不能运回内质网，该类蛋白会在高尔基体积累，D正确。6．(2020·山东等级考)经内质网加工的蛋白质进入高尔基体后，S酶会在其中的某些蛋白质上形成M6P标志。具有该标志的蛋白质能被高尔基体膜上的M6P受体识别，经高尔基体膜包裹形成囊泡，在囊泡逐渐转化为溶酶体的过程中，带有M6P标志的蛋白质转化为溶酶体酶；不能发生此识别过程的蛋白质经囊泡运往细胞膜。下列说法错误的是(　　)A．M6P标志的形成过程体现了S酶的专一性B．附着在内质网上的核糖体参与溶酶体酶的合成C．S酶功能丧失的细胞中，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累D．M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质会聚集在高尔基体内解析：D　进入高尔基体的蛋白质不能都被S酶作用带上M6P标志，体现了S酶的专一性，A正确；在内质网进行加工的蛋白质由附着在内质网上的核糖体参与合成，B正确；溶酶体含有大量的水解酶，可以分解衰老、损伤的细胞器，S酶功能丧失的细胞中没有带有M6P标志的蛋白质，不能产生溶酶体酶，衰老和损伤的细胞器会在细胞内积累，C正确；M6P受体基因缺陷的细胞中，带有M6P标志的蛋白质不会经高尔基体膜包裹形成囊泡并在囊泡内转化为溶酶体酶，但会经囊泡运往细胞膜，不会聚集在高尔基体内，D错误。1．“三个角度”透析囊泡类问题囊泡来源细胞膜、内质网、高尔基体等所含成分①胞吞的异物和病菌等②细胞产生的分泌蛋白、神经递质等去向①与溶酶体融合——实现“消化”②与细胞膜融合——进行外排(胞吐)——完成回收或加工⑤与突触前膜融合——进行信息传递2．受体介导的囊泡运输囊泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类囊泡之所以能够被准确地运到靶细胞器或靶细胞，主要是因为靶细胞器或靶细胞具有特殊的膜标志蛋白，通过相互识别，进行囊泡运输。能力四运用模型构建的科学思维方法，分析物质跨膜运输的过程和特点[核心整合]1．模式图中物质跨膜运输的方式的判断2．曲线图中物质跨膜运输方式的判断(1)物质浓度(在一定浓度范围内)(2)O2浓度[题点练通]通过物质运输方式的判断，考查复杂情境下解决问题的能力1.(2021·山东高考)液泡是植物细胞中储存Ca2＋的主要细胞器。液泡膜上的H＋焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H＋，建立液泡膜两侧的H＋浓度梯度。该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。下列说法错误的是(　　)A．Ca2＋通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B．Ca2＋通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C．加入H＋焦磷酸酶抑制剂，Ca2＋通过CAX的运输速率变慢D．H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输解析：A　Ca2＋通过CAX的跨膜运输是由H＋的浓度梯度驱动的，属于不直接消耗能量的主动运输，A错误；Ca2＋通过CAX的运输进入液泡使液泡中细胞液浓度增大，利于植物细胞渗透吸水，使植物细胞保持坚挺，B正确；加入H＋焦磷酸酶抑制剂，H＋焦磷酸酶不能跨膜运输H＋，使液泡膜两侧的H＋浓度梯度减小，Ca2＋和H＋的反向转运速率减慢，C正确；根据题目信息“该浓度梯度驱动H＋通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2＋以与H＋相反的方向同时通过CAX进入液泡”可知，液泡内H＋浓度高于细胞质基质，因此H＋从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输，并且利用的是无机焦磷酸水解释放的能量，D正确。2．(2021·日照二模)铁是人体内必不可少的微量元素，如图表示铁被小肠吸收和转运至细胞内的过程。图中转铁蛋白(Tf)可运载Fe3＋，以Tf­Fe3＋结合形式进入血液。Tf­Fe3＋与转铁蛋白受体(TfR)结合后进入细胞，并在囊泡的酸性环境中将Fe3＋释放。下列叙述错误的是(　　)A．Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白1通道的过程属于协助扩散B．Tf与TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程属于胞吞C．蛋白2和转铁蛋白(Tf)都是细胞膜上的载体蛋白D．H＋进入囊泡的过程属于主动运输，需要消耗能量解析：C　由图分析可知，Fe2＋顺浓度梯度通过蛋白通道的过程属于协助扩散，协助扩散需要载体蛋白但无需能量，A正确；胞吞是胞外物质通过细胞膜包裹，细胞膜内陷并形成膜包被的囊泡进入细胞内的生理活动，图中Tf和TfR结合后携带Fe3＋进入细胞的过程为胞吞，B正确；由题图可知，蛋白2为囊泡上的载体蛋白，而转铁蛋白(Tf)是一种分泌蛋白，C错误；由图可知，H＋从浓度低的地方到浓度高的地方逆浓度梯度运输，属于主动运输，需要消耗能量，D正确。围绕影响物质运输的因素分析，考查实验探究和模型构建能力3.(2021·永州三模)小肠绒毛上皮细胞膜上存在着两种运输葡萄糖的载体SGLT1(主动运输的载体)和GLUT2(协助扩散的载体)，研究人员通过实验绘制如图所示曲线。下列说法错误的是(　　)A．该实验可以用来探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式B．在较高葡萄糖浓度下，细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率C．小肠绒毛上皮细胞膜上存在SGLT1和GLUT2的根本原因是基因选择性表达D．葡萄糖分子在不同的浓度下都可通过主动运输和协助扩散两种方式进入细胞解析：D　分析题图可知，不同浓度葡萄糖条件下，SGLT1和GLUT2的运输速率不同，所以该实验可以探究不同浓度葡萄糖条件下的主要吸收方式，A正确；在较高浓度下，GLUT2的运输速率较大，所以细胞主要依赖协助扩散来增大吸收速率，B正确；小肠绒毛上皮细胞膜上存在SGLT1和GLUT2的根本原因是基因选择性表达，C正确；由题图可知，在较低葡萄糖浓度条件下，小肠绒毛细胞对葡萄糖的吸收方式只有主动运输，D错误。4．(2021·通州区一模)将生长状况良好的人成熟红细胞平均分为三组进行物质转运实验。甲组加入细胞呼吸抑制剂，乙组加入载体蛋白抑制剂，丙组不做处理，一段时间后测定物质转运速率。与丙组相比，甲组和乙组中物质的转运速率明显降低，甲、乙两组中待转运的物质是(　　)A．甲组：K＋；乙组：葡萄糖B．甲组：氧气；乙组：二氧化碳C．甲组：葡萄糖；乙组：甘油D．甲组：氨基酸；乙组：大分子蛋白质解析：A　K＋进入人成熟红细胞是主动运输，葡萄糖进入人成熟红细胞是协助扩散，A正确；氧气和二氧化碳的运输是自由扩散，B错误；葡萄糖进入人成熟红细胞是协助扩散，甘油进出红细胞是自由扩散，C错误；氨基酸进出人成熟红细胞是主动运输，大分子蛋白质进出红细胞是胞吞或胞吐，D错误。围绕质壁分离及复原过程，考查实验探究能力5.(2021·广东高考)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　　)A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后＞①处理后B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②＞①＞③解析：A　蔗糖分子属于二糖，不能进入保卫细胞，在清水中，保卫细胞因渗透吸水导致气孔开放，据题图可知，滴加蔗糖溶液①，保卫细胞气孔张开程度几乎与初始状态一样，推测蔗糖溶液①的浓度近似等于保卫细胞细胞液浓度，滴加蔗糖溶液②，保卫细胞气孔关闭，推测蔗糖溶液②的浓度高于保卫细胞细胞液浓度，故质壁分离最可能出现在滴加蔗糖溶液②后观察的视野中，B正确；滴加蔗糖溶液③，保卫细胞气孔张开比初始状态更大，推测蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度，滴加蔗糖溶液③后有更多的水分子进入保卫细胞，故蔗糖溶液③处理后的保卫细胞细胞液浓度<蔗糖溶液①处理后的保卫细胞细胞液浓度，A错误，C正确；由以上分析可知，3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③，D正确。6．(2021·淄博模拟)某同学为观察植物细胞的质壁分离和复原，获得同一植物相同部位的细胞，分为甲和乙两组。甲组细胞置于一定浓度的KNO3溶液中；乙组细胞置于蔗糖溶液中，达到质壁分离最大程度后再置于蒸馏水中。实验过程中两组细胞的液泡体积随时间的变化曲线如图所示。下列相关叙述，正确的是(　　)A．曲线Ⅰ表示乙组细胞的液泡体积的变化B．B点时，水分子进出植物细胞达到动态平衡C．植物细胞自A点开始从外界溶液中吸收溶质分子D．C点时，液泡体积不变，两组实验中细胞的细胞液浓度相等解析：B　根据题意分析可知，曲线Ⅰ表示的是KNO3溶液组细胞的液泡体积的变化，即甲组细胞的液泡体积的变化，A错误；B点前，细胞处于失水状态，B点之后，细胞吸水，说明B点时，水分子进出植物细胞达到动态平衡，B正确；曲线Ⅰ中细胞在A点开始发生质壁分离的复原，此点细胞液浓度大于外界溶液的浓度，则说明A点之前细胞就从外界溶液中吸收溶质分子了，C错误；乙组细胞置于蒸馏水中后，细胞渗透吸水，但由于细胞壁的限制，C点时，液泡体积达到最大，但在A点前有钾离子和硝酸根离子进入到甲组细胞内，故到达平衡时两组细胞的细胞液浓度不相等，D错误。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(经典高考题)回答下列与蛋白质相关的问题：(1)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是________________________________________________________________________。解析：(1)具有生物活性的蛋白质都有特定的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质其空间结构被破坏，肽键暴露，暴露的肽键容易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。(2)DNA分子发生突变，导致转录产生的mRNA中的碱基序列发生改变，由于密码子具有简并性，所以可能出现虽然密码子已经改变，但仍对应同一种氨基酸的情况。答案：(1)空间　蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解　(2)遗传密码具有简并性情境二　学习探索情境2．(2020·全国卷Ⅱ)为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：(1)该实验所用溶液B应满足的条件是____________________________(答出2点即可)。(2)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，________(填“有”或“没有”)氧气释放，原因是________________________________________。解析：(1)为研究细胞器的功能，在分离细胞器时一定要保证细胞器结构的完整和功能的正常，因此本实验所用溶液B的pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同。(2)将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，因为类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能，所以仍有氧气释放。答案：(1)pH应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同　(2)有　类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能[命题预测]1．真核细胞在执行功能时会形成很多“核酸—蛋白质”复合体。清华大学施一公教授研究团队通过冷冻电镜技术得到“剪接体”的三维结构，“剪接体”是由RNA和蛋白质组成的复合物。很多疾病是由于“剪接体”工作异常，导致正常基因表达出不正常的蛋白质，进一步研究发现，在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中，初始mRNA相同，但作为翻译的模板mRNA却不同。(1)推测“剪接体”的功能可能是____________________________________________。(2)有人认为核糖体是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体。你是否赞同这种说法？请说明理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在异常“剪接体”和正常“剪接体”分别参与的基因表达过程中，初始mRNA相同，但作为翻译的模板mRNA却不同。推测“剪接体”的功能可能是对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA)。(2)核糖体不是原核细胞执行功能时唯一的“核酸—蛋白质”复合体，如原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA—DNA聚合酶”复合物，转录过程中会形成“DNA—RNA聚合酶”复合物。答案：(1)对转录的初始产物进行加工处理(使之成为成熟的mRNA)　(2)不赞同，原核细胞在DNA复制过程中会形成“DNA—DNA聚合酶”复合物，转录过程中会形成“DNA—RNA聚合酶”复合物2.C肽又称连接肽，由胰岛B细胞分泌，它与胰岛素有一个共同的前体——胰岛素原。1分子胰岛素原经蛋白酶的作用，分解为1分子胰岛素和1分子C肽，同时释放入血液中。如图为1分子胰岛素原切去C肽形成胰岛素的过程(图中箭头表示切点，数字表示氨基酸序号，—S—S—表示二硫键)，据图回答下列问题：(1)在临床中，对于接受胰岛素治疗的患者，测定其血液中胰岛素水平，不能评价自身胰岛功能。可以通过测定C肽水平，来评价自身胰岛B细胞的功能，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)胰岛素的功能主要是______________________________________________________。临床上低血糖的原因可以分为两种，一是胰岛素分泌过多，二是其他原因。如何通过测定C肽水平来判断低血糖的原因，请加以说明：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)胰岛素原转变成胰岛素时，产生的C肽与胰岛素的分子数相等并同时释放至毛细血管，进入血液循环中，C肽不受外源性胰岛素的影响，因此对于接受胰岛素治疗的患者在临床上可以通过测定C肽水平，来了解胰岛B细胞的功能。(2)胰岛素能促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而降低血糖浓度。正常情况下，若C肽值超过正常范围，则胰岛素同时增多，而胰岛素分泌过多会导致血糖浓度低；若C肽值不超过正常范围，则为其他原因所致。答案：(1)胰岛素原转变成胰岛素时，产生的C肽与胰岛素的分子数相等并同时被释放至毛细血管，进入血液循环中　(2)促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，降低血糖浓度　若C肽值超过正常范围，可认为是胰岛素分泌过多所致；若C肽值不超过正常范围，则为其他原因所致3．经典的蛋白分泌是通过内质网—高尔基体途径(ER­Golgi)进行的。这些分泌蛋白需要信号肽序列的引导进入内质网加工。在真核细胞中，有少数蛋白质的分泌途径并不依赖于ER­Golgi途径的非经典分泌途径。这些分泌蛋白不含有信号肽序列，目前较为公认的非经典蛋白的分泌途径有4种，如图所示。目前，有2种理论解释机体中存在非经典分泌途径的原因。一种解释是某些蛋白质的前体经经典途径的糖基化等修饰后，易发生凝集，因此不能被成功地分泌到细胞外。另一种解释认为有些非经典分泌蛋白也可以通过经典途径分泌，但经典分泌过程中发生的翻译后修饰会使得分泌出的蛋白质不具有生物活性。(1)某种分泌蛋白的基因中不具有编码信号肽的序列，可以初步判断该分泌蛋白的分泌途径属于____________。做出这一判断的依据是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)结合文中信息分析真核细胞非经典分泌途径存在的生物学意义：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)某种分泌蛋白的基因中不具有编码信号肽的序列，可以初步判断该分泌蛋白的分泌途径属于非经典途径。做出这一判断的依据是非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列，不能被引导进入内质网。(2)非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充。答案：(1)非经典途径　非经典分泌途径分泌的蛋白质肽链中没有信号肽序列，不能被引导进入内质网　(2)非经典分泌途径的存在，能够使一些特殊结构的蛋白质保持活性；防止某些蛋白质前体凝集、易于分泌；非经典分泌途径的存在对经典分泌途径是一种必要和有益的补充[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·历下区一模)下列有关生物体内水和无机盐的叙述，正确的是(　　)A．若不同种生物细胞的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度也相同B．癌变细胞和衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢C．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如碳酸钙构成骨骼、牙齿D．血浆pH能维持相对稳定与它含有的HCO、HPO等有关解析：D　细胞代谢的强弱不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等环境因素有关，A错误；衰老细胞内的水分减少，新陈代谢速率减慢，而癌变细胞代谢活跃，不具有这些特征，B错误；细胞中的无机盐大多数以离子的形式存在，但骨骼、牙齿中的碳酸钙则是以化合物形式存在的，C错误；血浆中含有的HCO、HPO等离子能中和进入血浆的酸性和碱性物质，维持内环境的酸碱平衡，D正确。2．(2021·辽宁模拟)人体脂肪细胞分为两种，其中白色脂肪细胞主要用于储能，棕色脂肪细胞主要负责消耗脂肪并产生热量。科学研究发现，抑制小鼠体内RCAN1基因的表达有助于白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞。据上述信息判断，下列叙述正确的是(　　)A．白色脂肪细胞中直接能源物质是脂肪B．棕色脂肪细胞中含有的线粒体可能较白色脂肪细胞多C．RCAN1基因的表达产物可促使白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞D．白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞中遗传信息的执行情况相同解析：B　白色脂肪细胞属于人体正常组织细胞，直接能源物质是ATP而不是脂肪，A错误；线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所，在有氧呼吸过程中，有机物中的能量大多以热能形式散失，结合题干棕色脂肪细胞的作用判断，棕色脂肪细胞中的线粒体可能比白色脂肪细胞多，B正确；RCAN1基因通过其表达产物抑制白色脂肪细胞转化为棕色脂肪细胞，C错误；白色脂肪细胞与棕色脂肪细胞为不同细胞，在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，D错误。3．(2021·河北高考)人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图，①～⑤表示相关过程。下列叙述错误的是(　　)A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和O2B．①和②是自由扩散，④和⑤是协助扩散C．成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP，为③提供能量D．成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中解析：D　血液流经肌肉组织时，进入红细胞的是CO2，运出红细胞的是O2，A正确；题图中①②是气体的运输过程，运输方式为自由扩散，④和⑤过程均是顺浓度梯度运输且需要转运蛋白的协助，运输方式为协助扩散，B正确；成熟的红细胞中没有线粒体，只能进行无氧呼吸，产生的ATP可为③主动运输提供能量，C正确；成熟的红细胞内没有细胞核和核糖体等细胞器，不能合成蛋白质，因此成熟红细胞表面的糖蛋白不能更新，D错误。4．(2021·日照模拟)劳氏肉瘤病毒是人类发现的第一种致瘤RNA病毒，将等量的该病毒颗粒加入甲、乙两支试管，其中甲试管中含有放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液。一段时间后，甲试管中检测到含有放射性的核酸，而乙试管中未检测到含有放射性的核酸。下列叙述错误的是(　　)A．甲、乙两试管中均检测不到子代病毒B．乙试管中因缺乏能量无法合成放射性核酸C．该病毒颗粒中含有与DNA合成有关的逆转录酶D．加入RNA酶，甲试管中放射性核酸的合成量会明显减少解析：B　病毒没有细胞结构，不能独立繁殖，因此甲、乙试管中都不能检测到子代病毒，A正确；乙试管中无放射性核酸的合成是因为缺少合成DNA的原料，B错误；甲试管中含有带放射性标记的脱氧核糖核苷三磷酸缓冲溶液，乙试管中含有带放射性标记的核糖核苷三磷酸缓冲溶液，其中脱氧核糖核苷酸是合成DNA的原料，而核糖核苷酸是合成RNA的原料，结果甲试管中能检测到含有放射性的核酸，乙试管中没有检测到含有放射性的核酸，说明该病毒颗粒中含有逆转录酶，C正确；若加入RNA酶，则甲试管中该病毒的RNA被水解，无法合成DNA，因此甲试管中检测到的放射性核酸量明显减少，D正确。5．(2021·临沂二模)研究发现，细菌中的天然蛋白质分子伴侣GroEL具双层笼状结构，可作为携带疏水药物的纳米机器，肿瘤微环境中的高浓度ATP可以激发GroEL改变构象，蛋白构象的变化导致其内部由疏水微环境变成亲水性环境，进而主动释放携带的药物来杀伤肿瘤细胞，实现药物的精准可控释放。下列叙述不合理的是(　　)A．分子伴侣GroEL的合成需要多种细胞器共同参与B．高浓度ATP的形成可能是由于不利因素引起细胞内ATP释放C．高浓度ATP激发GroEL蛋白构象改变时，肽键不发生断裂D．肿瘤细胞无限增殖是由多个基因发生突变引起的解析：A　细菌是原核生物，体内只有核糖体一种细胞器。因此，细菌体内分子伴侣GroEL的合成不可能有多种细胞器参与。6．(2021·青岛一模)高赖氨酸血症是由AASS基因突变引起的氨基酸代谢缺陷症，已知该基因编码的AASS蛋白包含LKR和SDH两个结构域。正常情况下，进入线粒体内的赖氨酸，在LKR的催化下形成酵母氨酸，酵母氨酸在SDH的催化下分解产生的α­氨基己二酸半醛经过系列反应彻底氧化分解。LKR异常或SDH异常均会导致高赖氨酸血症，且后者还会导致线粒体异常增大，影响线粒体功能。以下推测正确的是(　　)A．LKR异常或SDH异常均会引起线粒体内酵母氨酸的积累B．α­氨基己二酸半醛的彻底氧化分解发生在线粒体基质内C．酵母氨酸的积累导致线粒体形态异常，耗氧量升高D．减少赖氨酸的摄取，转入正常AASS基因可用于治疗高赖氨酸血症解析：D　由题干可知，LKR催化进入线粒体内的赖氨酸形成酵母氨酸，酵母氨酸在SDH的催化下分解。LKR异常时，赖氨酸不能形成酵母氨酸，线粒体内酵母氨酸会减少；SDH异常时，酵母氨酸无法被分解，线粒体内酵母氨酸积累，A错误；有氧呼吸是在氧气参与下，有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，释放大量能量，合成大量ATP的过程，而且有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。α­氨基己二酸半醛也是有机物，其彻底氧化分解发生在细胞质基质和线粒体内，B错误；SDH异常时，酵母氨酸无法被分解，酵母氨酸积累，线粒体异常增大，影响线粒体的功能，导致线粒体耗氧量下降，C错误；减少赖氨酸的摄取，转入正常AASS基因可降低血浆中赖氨酸浓度，从而治疗高赖氨酸血症，D正确。7．(2021·济宁一模)有丝分裂的分裂期，细胞线粒体中Ca2＋浓度突然快速增加，称为“线粒体钙闪”，该过程需要线粒体钙单向转运蛋白(MCU)参与，由内膜两侧的H＋浓度梯度提供动力。细胞能量不足时，能量感受器(AMPK)被激活，使MCU磷酸化而活化，促进Ca2＋快速转运。Ca2＋可以促进有氧呼吸相关酶的活性，线粒体基质中Ca2＋浓度过高会导致细胞死亡。下列叙述正确的是(　　)A．MCU减少可能会导致细胞周期延长B．磷酸化的MCU运输Ca2＋的方式为协助扩散C．“线粒体钙闪”会导致线粒体内Ca2＋浓度持续增加D．AMPK被激活会导致线粒体中葡萄糖的消耗速率增加解析：A　有丝分裂的分裂期，细胞线粒体中Ca2＋浓度突然快速增加，这个过程需要线粒体钙单向转运蛋白(MCU)参与，MCU减少可能导致有丝分裂的分裂期延长，细胞周期延长，A正确；磷酸化的MCU运输Ca2＋的方式需要H＋浓度梯度提供动力，属于主动运输，B错误；线粒体基质中Ca2＋浓度过高会导致细胞死亡，所以Ca2＋浓度不能持续增加，C错误；葡萄糖的分解在细胞质基质，不在线粒体，D错误。8．(2021·威海模拟)动物细胞中受损细胞器被内质网包裹后形成自噬体，与溶酶体融合后被降解为小分子物质，这一现象称为细胞自噬。降解的小分子物质可被再利用或产生能量，过度活跃的细胞自噬也可以引起细胞死亡。在鼻咽癌细胞中抑癌基因NOR1的启动子呈高度甲基化状态，NOR1蛋白含量低，而用DNA甲基化抑制剂处理后的鼻咽癌细胞，NOR1基因的表达得到恢复，自噬体囊泡难以形成，癌细胞增殖受到抑制。下列叙述错误的是(　　)A．细胞自噬作用受到相关基因调控，与细胞程序性死亡无关B．鼻咽细胞癌变后，NOR1基因转录受到抑制，自噬作用增强C．癌细胞可借助细胞自噬作用对抗营养缺乏造成的不利影响D．细胞自噬在细胞废物清除、结构重建等方面发挥着重要作用解析：A　动物细胞中受损细胞器被内质网包裹后形成自噬体，与溶酶体融合后被降解为小分子物质，细胞自噬作用受到相关基因调控，所以是细胞程序性死亡，A错误；鼻咽癌细胞中抑癌基因NOR1的启动子呈高度甲基化状态，NOR1基因转录受到抑制，NOR1蛋白含量低，利于自噬体囊泡形成，自噬作用增强，B正确；细胞自噬降解的小分子物质可被再利用或产生能量，癌细胞可借助细胞自噬作用对抗营养缺乏造成的不利影响，C正确；受损细胞器被内质网包裹后形成自噬体，与溶酶体融合后被降解为小分子物质，在细胞废物清除、结构重建等方面发挥着重要作用，D正确。9.(2021·德州模拟)如图表示人体某细胞对葡萄糖的转运速率与细胞外葡萄糖浓度的关系。实线表示细胞外仅存在葡萄糖的情况，虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况。以下说法正确的是(　　)A．葡萄糖的转运速率随细胞外葡萄糖浓度的升高会持续增大B．半乳糖可水解为一分子葡萄糖和一分子乳糖C．该细胞膜上一定存在转运半乳糖的载体蛋白D．半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用解析：D　由曲线走势可知，随着葡萄糖浓度的升高，葡萄糖的转运速率逐渐升高，当到达一定浓度后，速率保持不变，A错误；半乳糖属于单糖，不能水解，B错误；由题干信息“虚线表示细胞外同时存在一定浓度半乳糖的情况”可知，半乳糖的浓度是稳定的，确定细胞膜不能转运半乳糖，C错误；由曲线分析可知，仅存在葡萄糖的情况比同时存在一定浓度半乳糖时葡萄糖的转运速率高，所以半乳糖对葡萄糖的转运有抑制作用，D正确。二、不定项选择题10．(2021·淄博模拟)细胞色素C是生物氧化的一个非常重要的电子传递体，在线粒体内膜上与其他氧化酶排列成呼吸链(呼吸链将电子和质子沿着特定途径传递到分子氧)。外源细胞色素C可用于各种组织缺氧的急救或辅助治疗，如一氧化碳中毒、中枢抑制药(催眠药)中毒、新生儿窒息、严重休克期缺氧等。下列叙述正确的是(　　)A．质子的传递离不开NAD＋，通过与NAD＋发生氧化还原反应实现质子传递B．组织缺氧时，吸收利用细胞色素C可起到矫正细胞呼吸与促进物质代谢的作用C．线粒体内膜在内腔中堆叠形成基粒，增加了细胞色素C等物质的附着位点D．线粒体具有双层膜，与其他细胞结构分隔开，保障了呼吸作用的高效有序解析：ABD　质子的传递离不开NAD＋，通过与NAD＋发生氧化还原反应形成NADH实现质子传递，A正确；细胞色素C是进行有氧呼吸第三阶段不可缺少的电子传递体，有氧呼吸第三阶段可产生大量的ATP，外源细胞色素C可用于各种组织缺氧的急救或辅助治疗，如一氧化碳中毒、中枢抑制药(催眠药)中毒、新生儿窒息、严重休克期缺氧等，说明当组织缺氧时，吸收利用细胞色素C可起到矫正细胞呼吸与促进物质代谢的作用，B正确；线粒体内膜向内折叠形成嵴，增加了细胞色素C等物质的附着位点，C错误；线粒体具有双层膜，与其他细胞结构分隔开，保障了呼吸作用的高效有序，D正确。11．(2021·日照模拟)肾上腺皮质产生的醛甾酮是一种小分子、脂溶性激素，它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，结合物进入细胞核，启动相关核基因的表达生成醛甾酮诱导蛋白(AIP)，AIP可促进细胞呼吸产生ATP，从而促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na＋的重吸收。据此分析正确的是(　　)A．醛甾酮在肾上腺皮质细胞的核糖体中合成B．肾小管上皮细胞通过主动运输重吸收Na＋C．醛甾酮—受体结合物进入细胞核需要载体蛋白协助D．醛甾酮的作用过程体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能解析：BD　醛甾酮的化学本质是脂质，是在内质网中合成的，A错误；肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na＋的重吸收需要ATP供能，为主动运输，B正确；醛甾酮—受体结合物是通过核孔进入细胞核，不需要载体蛋白协助，C错误；醛甾酮是一种小分子、脂溶性激素，以自由扩散方式进入细胞并与细胞内受体结合，体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能，D正确。12．(2021·连云港一模)科研人员分别将蛋白C基因和蛋白G(葡萄糖转运蛋白)基因与空质粒连接，构建表达载体。将空质粒和上述两种表达载体分别转入三组蛋白G缺陷细胞，在三种不同浓度的葡萄糖间隔刺激下，测定三组细胞的葡萄糖转运速率，结果如图。下列分析正确的是(　　)A．由实验结果推测蛋白C与葡萄糖转运过程无关B．Ⅰ组实验的目的是排除空质粒对实验结果的影响C．Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而减小D．实验结果表明蛋白C的转运功能强于蛋白G解析：BD　Ⅰ组中转入的是空质粒，其目的是排除空质粒对实验结果的影响；Ⅲ组转入的是蛋白C基因，对比Ⅰ组与Ⅲ组，Ⅲ组葡萄糖转运速率大于Ⅰ组，说明蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白，A错误，B正确；由图可知，Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而增加，C错误；Ⅱ组中转入的是蛋白G基因，Ⅲ组转入的是蛋白C基因，结果Ⅲ组的转运速率大于Ⅱ组，这表明蛋白C的转运功能强于蛋白G，D正确。三、非选择题13.(2021·菏泽模拟)海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖，其结构稳定、耐高温，能帮助酵母菌克服极端环境。在无压力状态下，葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG可抑制海藻糖合成酶基因(TPS复合体)的表达，胞内海藻糖水解酶(Nth1)水解已经存在的海藻糖，分解膜外海藻糖的水解酶(Ath1)处于小液泡中(如图所示)。在有压力状态下，TPS复合体激活，Nth1失活，转运蛋白(Agt1)将细胞内海藻糖运至膜外，结合在磷脂上形成隔离保护，酵母菌进入休眠状态以度过恶劣的环境。回答下列相关问题：(1)与大肠杆菌细胞相比，酵母菌细胞最主要的结构特征是____________________。在无压力状态下，细胞内海藻糖含量低的原因有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在有压力状态下，TPS复合体激活，胞内产生大量海藻糖，此时磨碎酵母菌制成溶液，加入斐林试剂，在水浴加热条件下，________(填“出现”或“不出现”)砖红色沉淀，原因是____________________________________________________。(3)发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢________，对其活化的过程中，酵母菌内的变化有__________________________、_________________________________，由于海藻糖被分解为葡萄糖，葡萄糖的代谢产物G6P和UDPG抑制TPS复合体基因的活性，在这种调节机制下，酵母菌迅速活化，从而适应环境。解析：(1)与大肠杆菌细胞相比，酵母菌是真核生物，其主要的结构特征是具有成形的细胞核；据题图分析可知，在无压力状态下，酵母菌细胞中海藻糖合成酶基因的表达受抑制，海藻糖的合成受影响；同时Nth1水解胞内已存在的海藻糖，因此细胞内海藻糖含量较低。(2)据图分析可知，在有压力状态下，TPS复合体激活，胞内产生大量海藻糖，虽然海藻糖是由两个葡萄糖(G)结合而成的非还原性二糖，但酵母菌细胞内还有葡萄糖等还原糖，此时磨碎酵母菌制成溶液，加入斐林试剂，在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀。(3)发面时所用的干酵母因海藻糖的保护而表现为代谢缓慢，对其活化的过程中，酵母菌内的变化是Nth1活化分解胞内海藻糖、Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖。答案：(1)具有成形的细胞核(或具有核膜包被的细胞核)　海藻糖合成酶基因的表达受抑制，海藻糖的合成受影响；Nth1水解胞内已存在的海藻糖　(2)出现　酵母菌细胞内除了含有海藻糖，还有葡萄糖等还原糖　(3)缓慢　Nth1活化分解胞内海藻糖　Ath1转运到膜外分解膜外海藻糖14．(2021·济南模拟)根据下列有关哺乳动物成熟红细胞的研究，回答相关问题：(1)人的成熟红细胞吸收的葡萄糖可通过________(填“有氧”或“无氧”)呼吸产生ATP，当红细胞缺乏ATP时，会导致Na＋进入多于K＋排出，Ca2＋无法正常排出，红细胞会因________________而膨大成球状甚至破裂。(2)人体细胞膜上分布有葡萄糖转运家族(简称G，包括G1、G2、G3等多种转运载体)。研究表明，G1分布于大部分成体组织细胞，其中红细胞含量较丰富；G2主要分布于肝脏和胰岛B细胞。如图甲所示为不同细胞摄入葡萄糖的速率随细胞外葡萄糖浓度的变化情况。当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，影响红细胞摄入速率增加的内在因素是________________________，影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有____________________________(答出两点)。当细胞膜上缺少G蛋白时，可能会导致血糖浓度________(填“升高”或“降低”)。(3)氟中毒会改变细胞膜的通透性和细胞代谢。科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，分别获得产热曲线图乙和细胞内的ATP浓度，数据如表： NaF浓度(10－6g/mL)ATP浓度(10－4mol/L)A组02.97B组502.73C组1501.40①根据上述实验设计及结果判断，该实验的目的是研究____________的NaF对能量代谢的影响。②分析细胞产热量及ATP浓度：C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是高浓度的NaF________(填“抑制”或“促进”)了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的________。解析：(1)人的成熟红细胞无细胞核、细胞器，不能进行有氧呼吸，可通过无氧呼吸产生ATP，因此人的成熟红细胞吸收的葡萄糖可通过无氧呼吸产生ATP。当红细胞缺乏ATP时，会导致Na＋进入多于K＋排出，Ca2＋无法正常排出，红细胞内溶质增多，细胞内渗透压升高，会导致红细胞吸水过多而膨大成球状甚至破裂。(2)红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散，由图可知，当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，红细胞摄入速率不再随葡萄糖浓度的增大而增大，说明G1载体的数量限制了葡萄糖的运输速率；肝脏细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输，由图可知，当葡萄糖浓度为10 mmol/L时，肝脏细胞摄入速率没有达到最大，所以影响肝脏细胞摄入速率增加的内在因素可能有G2载体的数量和能量。当细胞膜上缺少G蛋白时，血液中的葡萄糖不能被及时转运进入细胞，可能会导致血糖浓度升高。(3)①实验中科学家用含不同浓度NaF的饮水喂养小白鼠，培养一段时间后测量小白鼠红细胞代谢产热及细胞内的ATP浓度，所以实验的目的是研究不同浓度的NaF对能量代谢的影响。②B组产热峰值和ATP浓度均低于A组，原因可能是低浓度的NaF抑制了细胞代谢中相关酶的活性，C组产热量峰值高于A组而ATP浓度低于A组，原因可能是高浓度的NaF促进了细胞代谢中有关酶的活性，同时由于损伤了细胞膜结构，细胞为维持正常的功能，需要消耗更多的ATP。答案：(1)无氧　渗透压升高吸水过多　(2)G1载体的数量　G2载体的数量和能量　升高　(3)①不同浓度　②促进　ATP15．(2021·安徽模拟)科学家设计了一个简单有效的测定植物叶细胞的细胞液浓度的方法，部分步骤如下：步骤一：1号和2号试管加入等量0.125 mol/L的蔗糖溶液；步骤二：植物叶片打洞，取一定量小圆片放入1号试管30分钟，期间摇动数次，加入一粒极小的亚甲基蓝结晶(它对溶液浓度影响极小，可忽略不计，但溶液浓度变化会引起它定向扩散)轻轻摇动；步骤三：用毛细滴管吸一滴1号试管的蓝色溶液，然后伸入2号试管中部轻轻放出，观察蓝色小液滴移动方向并记录。以下是预期的实验结果和结论。 预期的实验结果预期的实验结论第一种下沉1号试管中溶液浓度上升第二种上浮1号试管中溶液浓度下降第三种蓝色小滴将均匀扩散1号试管中溶液浓度不变(1)在第一种情况中，1号试管中的植物细胞________(填“有”或“没有”)发生质壁分离。(2)设计该实验的原理是___________________________________________________，可通过__________________________________判断溶液浓度的变化情况。实验组是________(填“1”或“2”)号试管。(3)仅靠以上的一组实验不一定就能确定该植物叶细胞的细胞液浓度，还需要增加一定的操作才能达成测定该植物叶细胞的细胞液浓度的目的，请写出相关的操作和结果分析：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在第一种情况中，蓝色小液滴下沉，说明1号试管中溶液浓度上升，1号试管中的植物细胞吸水，即植物细胞没有发生质壁分离。(2)设计该实验的原理是植物细胞液与外界溶液存在浓度差时，植物细胞会发生吸水或失水现象，可通过蓝色小液滴的移动情况判断溶液浓度的变化情况。实验组是1号试管，植物细胞吸水或失水使溶液浓度改变，对照组是2号试管，没有加入小圆片，属空白对照。(3)实验结果及分析：替换不同浓度的蔗糖溶液，重复以上实验，当获得第三种预期实验结果的时候，对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度。答案：(1)没有　(2)植物细胞液与外界溶液存在浓度差时，植物细胞会发生吸水或失水现象　蓝色小液滴的移动情况　1　(3)替换不同浓度的蔗糖溶液，重复以上实验，当获得第三种预期实验结果的时候，对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度   [教材拾遗]1．设计简单的实验，验证从刀豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。提示：向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。2．酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存的原因是什么？提示：在0～4 ℃时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高，因此酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存。3．举例说明细胞中的各类化学反应有序进行与酶在细胞中的分布有关。提示：在植物叶肉细胞中，与光合作用有关的酶分布在叶绿体内，与呼吸作用有关的酶分布在细胞质基质和线粒体内，使光合作用与呼吸作用在细胞内不同的区室同时进行，互不干扰。4．ATP中含有3个磷酸基团，磷酸基团带有负电荷。请从电荷间的相互作用角度解释ATP分子中远离腺苷的那个特殊化学键容易水解的原因。提示：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得磷酸键这种化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，因而远离腺苷的那个特殊化学键容易水解。5．为什么萤火虫尾部的发光细胞能发出荧光？其原理是什么？提示：萤火虫尾部的发光细胞含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受ATP提供的能量后被激活，在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光。6．1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是什么？提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中，没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。7．细胞呼吸是否只是为生命活动提供能量？举例说明。提示：不是；细胞呼吸还是生物体代谢的枢纽，蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。如细胞呼吸过程中的丙酮酸等中间产物，可以转化为甘油、氨基酸等物质。8．恒温动物保持体温的恒定是ATP水解供能还是有机物氧化分解未储存在ATP中的那部分能量的散失？若是后者，那为什么变温动物在有机物氧化放能过程中不能维持体温恒定？提示：恒温动物保持体温的相对恒定所需的热能主要来自有机物氧化分解未储存在ATP中的那部分能量。变温动物不能维持体温相对恒定是因为它们没有神经—体液—免疫网络作用下的体温调节机制和相对完善的身体构造。9．光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，一定时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅仅30 s的时间，放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7 s，发现放射性代谢产物减少到12种，想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，写出可能的实验思路。提示：不断缩短光照时间后杀死小球藻，同时提取产物并分析，直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物，该物质即为CO2转化成的第一个产物。10．解释“正其行，通其风”与作物生长的关系。提示：“正其行”要求增大植物的光合作用面积，“通其风”要求空气流通，增加O2和CO2的利用率，以此提高植物的光合作用强度，从而促进作物生长。11．大棚种植使用有机肥有利于增产，请从影响光合作用的因素分析原因。提示：有机肥在土壤中被微生物分解时会释放CO2，增加了大棚中的CO2浓度，进而促进了光合作用，为作物自身提供了必需的物质和能量，因此有利于增产。能力一理解酶的本质、探究酶的特性和影响酶活性的因素[核心整合]1．酶的本质、作用及特性2．辨析酶的特性及影响因素的三类曲线(1)酶的特性曲线①图1中加酶的曲线和加无机催化剂的曲线比较，表明酶具有高效性②图2中两曲线比较，表明酶具有专一性(2)影响酶促反应速率的因素曲线①分析图1和图2：温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率②分析图3：OP段的限制因素是底物浓度，P点以后的限制因素则是酶浓度 [题点练通] 围绕酶的本质和作用，考查对基础知识的理解能力1.(2021·大连模拟)氨基酸本身的化学性质十分稳定，无催化活性。但当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能。中科院院士、清华大学赵玉芬教授已经合成了几十种具有催化功能的磷酰氨基酸，并将其称为“微型酶”，为模拟酶的研究和合成开辟了一个崭新的途径和领域。下列有关叙述正确的是(　　)A．“微型酶”只含有C、H、O、N四种元素B．“微型酶”的合成场所为核糖体C．“微型酶”可与双缩脲试剂反应呈紫色D．“微型酶”能降低化学反应的活化能解析：D　根据题干信息“当它与磷酸作用合成磷酰氨基酸时就变得极其活泼，具有了催化剂的功能”，所以“微型酶”还含有P元素，A错误；“微型酶”的组成是氨基酸和磷酸，是在细胞外人工合成的，B错误；“微型酶”的本质是氨基酸的衍生物，不含有肽键，所以不会与双缩脲试剂发生紫色反应，C错误；“微型酶”可以催化化学反应，所以可以降低化学反应的活化能，D正确。2．(2021·临沂模拟)在适宜的条件下，某实验小组在一定量的淀粉溶液中加入少量淀粉酶，酶促反应速率随反应时间的变化如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)A．AB时间段内，限制酶促反应速率的主要因素是酶浓度B．BC时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低　　C．若在D点时加入适量的淀粉酶，则曲线的走势不会发生改变　　D．若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，则B点会向右上方移动解析：D　AB时间段内，限制酶促反应速率的主要因素是酶浓度，A正确；BC时间段内，酶促反应速率下降的原因是底物浓度逐渐降低，B正确；D点限制反应速率的因素是底物浓度，若在D点时加入适量的淀粉酶，则曲线的走势不会发生改变，C正确；若增加淀粉酶的用量并进行重复实验，反应速率在起始阶段会增大，反应速率加快，B点会向左上方移动，D错误。借助与酶相关实验设计与分析，考查实验探究能力3.(2021·潍坊模拟)如表所示某同学进行酶相关特性探究实验的记录，下列分析不合理的是(　　)实验目的试剂底物检测试剂观察指标一？胰蛋白酶和蒸馏水蛋白块？蛋白块是否消失二专一性淀粉酶淀粉和蔗糖？是否有砖红色沉淀三温度影响过氧化氢酶过氧化氢——产生气泡的快慢四pH影响淀粉酶、盐酸和氢氧化钠淀粉斐林试剂是否有砖红色沉淀A．实验一的目的是探究酶有催化作用　　B．实验二中检测试剂可用斐林试剂　　C．实验三中底物选择不合理　　D．实验四实验设计方案合理解析：D　通过有无酶可以探究酶的催化作用，A正确；在验证酶的专一性实验中用淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖时，可用斐林试剂检测结果，B正确；过氧化氢受热易分解，会干扰实验结果，C正确；实验四中不合理的原因为斐林试剂的碱性会干扰实验的pH，且酸性条件会催化淀粉分解，D错误。4．(2021·海口模拟)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，催化剂能促使过氧化氢分解，我们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。请回答：(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，生物体内酶的化学本质是____________________。(2)同无机催化剂相比，酶的催化效率更高的原因是____________________________。(3)若要利用适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液等材料用品，设计实验同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，请简要写出实验思路及预期的实验结果。①实验思路：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②预期的实验结果：______________________________________________________________________________________________________________________________。③结论：酶具有催化作用和高效性。解析：(1)绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。(2)酶和无机催化剂催化作用的实质都是降低化学反应的活化能，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高是因为酶降低活化能的作用更显著。(3)验证过氧化氢酶具有催化作用，需要设置加入过氧化氢酶的实验组和不加过氧化氢酶(蒸馏水)的对照组形成对照；验证过氧化氢酶具有高效性，需要设置加入过氧化氢酶的实验组和加无机催化剂FeCl3溶液的对照组形成对照。①实验思路：实验分三支试管(组)，分别加入过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水(或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液)。观察各试管(组)中释放气泡(氧气)的快慢。②预期的实验结果：O2的释放速度从快到慢依次是加酶溶液的试管(组)、加FeCl3溶液的试管(组)、加蒸馏水的试管(组)。答案：(1)蛋白质或RNA　(2)酶降低活化能的作用更显著　(3)①实验分三支试管(组)，分别加入过氧化氢和过氧化氢酶、过氧化氢和FeCl3溶液、过氧化氢和蒸馏水(或取3支试管，先各加适量H2O2溶液，再分别向上述3支试管中加适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液)。观察各试管(组)中释放气泡(氧气)的快慢　②O2的释放速度从快到慢依次是加酶溶液的试管(组)、加FeCl3溶液的试管(组)、加蒸馏水的试管(组)(1)验证酶的专一性时，若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不能选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解。(2)探究酶的最适温度时，若选择淀粉和淀粉酶，检测试剂宜选用碘液，不应该选用斐林试剂，因斐林试剂需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。另外，在酶溶液和反应物混合前，需要把两者先分别放在所需温度下保温一段时间。(3)探究酶的适宜温度的实验中不宜选择过氧化氢酶催化H2O2分解，因为底物H2O2在加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。(4)探究酶的最适pH实验中，操作时必须先将酶和底物分别置于不同pH条件下，然后再将同一pH条件下处理的底物和酶液混合，而不能把酶加入反应物中后，再加入盐酸或氢氧化钠调定pH。(5)探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。能力二归纳概括ATP与核酸、能量代谢及信息传递的关系[核心整合][题点练通]围绕ATP的结构及与核酸的关系，考查对基础知识的理解能力1.(2021·菏泽模拟)ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为α、β、γ磷酸基团。下列关于ATP的叙述正确的是(　　)A．光合作用光反应产生的ATP，将断裂β、γ之间的特殊化学键为C3合成供能B．若ATP中α与β之间的特殊化学键断裂，则含有β磷酸基团的那一部分可参与组成RNAC．细胞膜、细胞核等多种细胞结构中，ATP的β、γ之间的特殊化学键可发生断裂D．ATP各磷酸基团之间化学键的键能大小均不同解析：C　光合作用光反应产生的ATP断裂γ磷酸基团释放能量为C3还原供能，A错误；若ATP中α与β磷酸基团分离，含有α磷酸基团的一部分可参与组成RNA，B错误；ATP水解断裂β、γ之间的特殊化学键，释放能量为细胞多种生命活动供能，可发生于细胞膜、细胞核等结构中，C正确；1 mol ATP两个特殊化学键的键能都是30.54 kJ，D错误。2．(2021·威海模拟)dUTP(d表示脱氧)是脱氧尿苷三磷酸的英文名称缩写，其结构式可简写成dU­Pα～Pβ～Pγ。dUTPase(脱氧尿苷三磷酸酶)通过水解dUTP，可降低尿嘧啶在DNA中的错误掺入，调节dUTP/dTTP的正常比例，保证了DNA复制的准确性和顺利进行。下列有关分析正确的是(　　)A．dUTP分子与ATP分子的组成元素不同B．dUTP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基和五碳糖不同C．在细胞增殖过程中，dTTP可为转录提供能量和原料D．据题中信息推测，口腔上皮细胞中dUTPase含量较高解析：B　dUTP分子与ATP的组成元素相同，都是C、H、O、N、P，A错误；dUTP与ATP分子结构的主要区别是含氮碱基(分别为尿嘧啶和腺嘌呤)和五碳糖(分别为脱氧核糖和核糖)不同，B正确；在细胞增殖过程中，dTTP可为DNA复制提供能量和原料，C错误；据题中信息推测，dUTPase主要存在于DNA复制较旺盛的细胞中，口腔上皮细胞高度分化不能进行DNA复制，其dUTPase含量不高，D错误。围绕ATP与能量代谢和信息传递的作用，考查对综合知识的融会贯通能力3.(2021·湖南高考)某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响解析：B　蛋白质在磷酸化和去磷酸化过程中，通过构象改变发挥相应的功能，能够体现蛋白质结构与功能相适应的观点，A正确；这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，会导致这些蛋白质不能发生磷酸化和去磷酸化，不能参与细胞信号传递，B错误；由题图可知，在蛋白质磷酸化过程中，ATP为蛋白质提供磷酸基团，参与了细胞信号传递，C正确；蛋白质磷酸化和去磷酸化反应均属于酶促反应，受温度的影响，D正确。4．(2021·济宁一模)ATP被神经末梢释放后，可与血管、内脏平滑肌细胞及神经细胞上的P2X受体结合，激活Ca2＋通道，引起Ca2＋内流产生兴奋效应，ATP在感觉传递中发挥重要作用。下列叙述错误的是(　　)A．在感觉传递过程中，ATP是一种神经递质B．推测ATP与P2X受体结合并发挥作用后可能被降解C．神经末梢释放ATP的结构基础是细胞膜具有选择透过性D．ATP既是供能物质又可传递信息，体现了生命是物质、能量、信息的统一体解析：C　由题干“ATP被神经末梢释放后，可与血管及内脏平滑肌细胞膜上的P2X受体结合，从而激活Ca2＋通道，引起Ca2＋内流而产生兴奋效应”可知，在感觉传递过程中，ATP是一种神经递质，A正确；根据题干信息分析可知ATP是神经递质，神经递质作用完成以后就被灭活或被吸收，故推测ATP与P2X受体结合并发挥作用后可能被降解，B正确；神经末梢释放ATP，是通过突触前膜以胞吐的形式释放的，结构基础是细胞膜的流动性，C错误；ATP含有大量能量，既是供能物质，又可参与信息传递，体现了生命是物质、能量、信息的统一体，D正确。能力三从物质与能量观的角度理解细胞呼吸和光合作用的关系[核心整合]1．图解细胞呼吸和光合作用的物质转化过程(1)物质转化过程图解(2)相应元素转移过程元素转移过程COH2．细胞呼吸和光合作用的能量转换过程[题点练通]围绕光合作用和细胞呼吸物质转化过程，考查对基础知识的理解能力1．(2021·大连模拟)绿色植物光合作用和呼吸作用之间的能量转换如图所示，图中①～⑥代表物质，有关叙述错误的是(　　)A．植物光反应把太阳能转变为活跃的化学能贮存在①中B．叶绿体中的NADPH和线粒体中的NADH都具有还原性C．给植物提供HO，短时间内生成的O2和CO2均可含18OD．物质④在叶绿体基质中合成，在线粒体基质中分解解析：D　物质④为葡萄糖，在叶绿体基质中合成，在细胞质基质中分解，D错误。2.(2021·湖南高考)图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：(1)图b表示图a中的________结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H＋和e－，光能转化成电能，最终转化为________和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP＋减少，则图b中电子传递速率会________(填“加快”或“减慢”)。(2)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP＋为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。相对值叶绿体A：双层膜结构完整叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量100167.0425.1281.3实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量100106.7471.1109.6注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。据此分析：①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以________(填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用。得出该结论的推理过程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于__________________，从而提高光反应速率。③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)题图b显示的是光反应的过程，光反应的场所是类囊体的薄膜，由此可推测题图b是题图a中的类囊体膜。由题图可知，电能最终转化为NADPH和ATP中活跃的化学能。CO2浓度降低，暗反应速率减慢，进而使光反应速率减慢，所以推测题图b电子传递速率会减慢。(2)①叶绿体的双层膜受损后，以Fecy为电子受体时的放氧量增加的比例比以DCIP为电子受体时的放氧量增加的比值大，所以叶绿体双层膜对Fecy为电子受体的光反应的阻碍作用更明显。②双层膜瓦解、类囊体松散但未断裂的条件下，更有利于类囊体膜上的色素吸收、传递和转化光能，提高水的光解速率，从而提高光反应速率。③叶绿体双层膜结构被破坏得越严重，H＋在膜两侧的浓度差越小，ATP的产生效率就越低。答案：(1)类囊体膜　NADPH　减慢　(2)①Fecy　叶绿体的双层膜受损后，以Fecy为电子受体时的放氧量增加的比例比以DCIP为电子受体时的放氧量增加的比值大　②类囊体膜上的色素吸收、传递和转化光能　③膜结构破坏得越严重，H＋在膜两侧的浓度差越小，ATP的产生效率就越低借助光合作用中物质含量变化分析，考查运用知识解决问题的能力3.(2021·枣庄模拟)卡尔文等人研究了CO2转化为糖的途径：用放射性14C标记的CO2(即14CO2)供小球藻进行光合作用，追踪14C的去向。在不同时间段对产物进行了分析，下列有关该实验的叙述错误的是(　　)A．光照几分之一秒时，放射性首先出现在C3中，说明CO2可以生成C3B．光照几秒后，将检测到六碳糖中含有放射性C．实验条件不变的情况，C3和C5的含量保持相对稳定D．如果突然中断供应CO2，C5就会积累，C3浓度则急剧上升解析：D　光照几分之一秒时，放射性首先出现在C3中，说明CO2可以生成C3，A正确；六碳糖(C6)是光合作用的产物之一，故光照几秒后，可检测到其中含有放射性，B正确；条件不变的情况下，小球藻的光合速率相对稳定，C3和C5的含量也保持相对稳定，C正确；如果突然中断CO2供应，C5就会积累，C3浓度则急剧下降，D错误。4．(2021·淄博模拟)研究人员以生长状态相同的绿色植物为材料，在相同的条件下进行了四组实验。其中D组连续光照T秒，A、B、C组依次增加光照—黑暗的交替频率，每组处理的总时间均为T秒，发现单位光照时间内光合作用产物的相对含量从A到C依次增大。下列相关说法正确的是(　　)A．实验说明白天给予一定频率的遮光有利于农作物增产B．实验过程中C组积累的有机物最多C．实验结束后立即检测植物体内NADPH含量，D组最高D．实验组由黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率变小解析：C　实验说明增加光照—黑暗的交替频率，光合速率可以提高，但白天遮光会缩短光照时间，同样不利于农作物增产，A错误；实验过程中D组光照时间最长，所以D组积累的有机物最多，B错误；因为D组持续光照，有NADPH积累，故实验结束后D组NADPH含量最高，C正确；实验组由黑暗变为光照时，光反应速率增加，暗反应速率也增加，D错误。1．过程图法分析C3、C5等物质含量变化(1)绘制光合作用模式简图(2)从物质的生成和消耗两个方面综合分析。如CO2供应正常、光照停止时C3的含量变化：2．连续光照和间隔光照下有机物合成量的分析(1)光反应为暗反应提供的NADPH和ATP在叶绿体中有少量的积累，在光反应停止时，暗反应仍可持续进行一段时间，有机物还能继续合成。(2)一直光照条件下，会造成NADPH、ATP过度积累、利用不充分；光照和黑暗间隔条件下，NADPH、ATP基本不积累，能够被充分利用；因此在光照时间相同的条件下，光照和黑暗间隔处理比持续光照处理有机物积累量要多。　　　　 能力四运用模型构建的科学思维方法分析影响光合作用和细胞呼吸的因素[核心整合]1．掌握影响细胞呼吸的四类曲线2．掌握影响光合作用因素的三类曲线3．分析一昼夜内密闭环境中CO2和O2含量的变化(1)光合速率等于呼吸速率的点是C、E。(2)图甲中N点低于虚线，该植物一昼夜内表现为生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜内密闭容器中CO2浓度降低，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。(3)图乙中N点低于虚线，该植物一昼夜内不能生长，其原因是N点低于M点，说明一昼夜内密闭容器中O2浓度减小，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。[题点练通]借助环境因素影响细胞呼吸和光合作用的曲线，考查模型构建的科学思维能力1.(2021·滨州模拟)科研人员用3个相同透明玻璃容器将生长状况相近的三株天竺葵分别罩住并形成密闭气室，在不同的光照处理下，利用传感器定时测量气室中CO2浓度，得到如下结果。下列分析正确的是(　　)A．三组天竺葵的叶肉细胞中产生ATP的场所完全相同B．Ⅰ组气室中CO2浓度逐渐增大，气室内气压必定升高C．Ⅱ组叶肉细胞叶绿体产生的O2可扩散到线粒体和细胞外D．在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵固定CO2的平均速率为(y2－y1)/x1 ppm/s解析：C　Ⅰ组黑暗处理，叶肉细胞无光合作用，产生ATP的场所为线粒体和细胞质基质，Ⅱ组和Ⅲ组有光照，可进行光合作用，因此产生ATP的场所有叶绿体、线粒体和细胞质基质，A错误；Ⅰ组CO2的浓度增大，若氧气充足，植物进行有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2的体积相同，装置中气压不变，B错误；Ⅱ组天竺葵的光合作用速率等于呼吸作用速率(CO2浓度不变)，但由于根茎等很多细胞不能进行光合作用，所以叶肉细胞的光合作用速率大于叶肉细胞自身的呼吸作用速率，故产生的O2可扩散到线粒体和细胞外，C正确；在0～x1时段，Ⅲ组天竺葵净光合速率可以表示为(y2－y1)÷x1 ppm/s，此时的呼吸速率为(y3－y2)÷x1 ppm/s，因此天竺葵的真光合固定的CO2的平均速率为(y3－y1)÷x1 ppm/s，D错误。2.(2021·济宁一模)红松(阳生)和人参(阴生)均为我国北方地区的植物。如图为两种植物在温度、水分均适宜的条件下，光合作用速率与呼吸速率的比值(P/R)随光照强度变化的曲线图，下列叙述正确的是(　　)A．光照强度为a时，每日光照12小时，一昼夜后人参干重不变，红松干重减少B．光照强度在b点之后，限制红松P/R值增大的主要外界因素是CO2浓度C．光照强度为c时，红松和人参的净光合速率相等D．若适当增加土壤中无机盐镁的含量，一段时间后B植物的a点左移解析：D　光照强度为a时，对于人参(B)而言，光合作用速率与呼吸速率的比值为1，白天12小时没有积累有机物，晚上进行光合作用消耗有机物，一昼夜干重减少，A错误；光照强度在b点之后，限制红松(A)P/R值增大的主要外界因素仍然是光照强度，在d点之后，限制其P/R值增大的主要外界因素才是CO2浓度，B错误；阴生植物的呼吸速率比阳生植物的呼吸速率更低，光照强度为c时，二者的P/R值相同，但呼吸速率不同，故净光合速率不同，C错误；对于人参(B)而言，a点光合作用速率与呼吸速率的比值为1，对应的光照强度为光补偿点；若适当增加土壤中无机盐镁的含量，B植物合成的叶绿素增多，达到光补偿点需要的光照强度变小，故一段时间后B植物的a点左移，D正确。　　　　 结合农业生产和生活实践，考查学以致用解决实际问题的能力3.(多选)(2021·河北高考)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是(　　)A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间解析：ACD　荫坑和气调冷藏库降低了储藏温度和氧气浓度，降低了呼吸作用，减少了有机物消耗，减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库中温度较低，酶的活性较低，抑制了有氧呼吸的第一、二、三阶段，B错误；温度会影响酶的活性，荫坑和气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，减弱呼吸作用，C正确；乙烯具有催熟作用，气调冷藏库配备的气体过滤装置清除了乙烯，可以延长果蔬保鲜时间，D正确。4．(2021·湖南模拟)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的光合作用等生理活动，也可以影响环境。如中耕可以减少杂草与农作物的竞争，增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。而免耕农业则采用免耕技术进行农作物生产，又称零耕技术，是指作物播前不用犁、耙整理土地，不清理作物残茬，直接在原茬地上播种，播后作物生长期间不使用农具进行土壤松土等管理的耕作方法。请回答下列问题：(1)农作物的光合作用是指___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)同一株农作物的各个叶片光合速率不相同。从内因分析：如幼嫩叶片光合速率比成熟叶片的低，原因是____________________________________________。从外因分析：在自然状态下，同一植株的各个叶片由于受________________________________(至少答出两点)等的影响，光合速率差异更大。(3)氮、磷、镁都可以影响植物的光合作用，缺磷影响光合作用的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)请你分析免耕农业的优点是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。解析：(1)农作物的光合作用，也就是绿色植物的光合作用，指通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。(2)叶绿体是植物进行光合作用的场所，幼嫩叶片光合速率比成熟叶片的低的内因是叶绿素含量低(或叶绿体数量少)；在自然状态下，同一植株的各个叶片周围的温度、光照、CO2浓度等都可能不同且差距可能很大(如不同高度、无风或微风环境)，对光合速率影响可能更大。(3)因为磷是ATP和NADPH的组成元素，缺磷植株照光后叶片中光反应产生的ATP和NADPH明显下降，暗反应随之降低，从而使光合作用受到影响。(4)免耕农业又称零耕技术，是指作物播前不用犁、耙整理土地，不清理作物残茬，直接在原茬地上播种，播后作物生长期间不使用农具进行土壤松土等管理的耕作方法，所以有以下优点：有利于水土保持；减少温室气体的排放；减少沙尘暴的发生；减少化石燃料的燃烧；保持土壤中的碳含量；保持土壤水分等。答案：(1)农作物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程　(2)叶绿素含量低(或叶绿体数量少)　温度、光照、CO2浓度　(3)缺磷植株照光后叶片中的ATP和NADPH明显下降，暗反应随之降低，从而使光合作用受到影响　(4)有利于水土保持；减少温室气体的排放；减少沙尘暴的发生；减少化石燃料的燃烧；保持土壤中的碳含量；保持土壤水分等围绕光合速率与呼吸速率的关系，考查实验探究能力5.(2021·广东高考)与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a)，造成叶绿体相对受光面积的不同(图b)，进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是(　　)A．t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B．t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C．三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D．三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大解析：D　由题图可知，突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积，故突变体t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点，A、B正确；野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致，故造成野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关，C正确；由题图可知，三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中分布位置不同引起的，与光照强度无关，D错误。6.(2021·海口模拟)某植物种子的种皮透水性和透气性极差，导致萌发率低。生物小组为了解该植物种子萌发过程中细胞呼吸的情况，在适宜条件下测得CO2的吸收速率(单位：mL·g－1·h－1)，结果如图。下列有关叙述错误的是(　　)A．种子萌发前主要进行无氧呼吸，并产生酒精B．种子萌发后需要先合成相关色素才能进行光合作用C．在萌发后的第4天，幼苗在线粒体基质中生成CO2D．在萌发后的第6天，幼苗的光合速率是30 mL CO2·g－1·h－1解析：D　植物种子通过吸胀作用吸水，种皮坚硬致密，透水性和透气性差，所以萌发前主要进行无氧呼吸，无氧呼吸的终产物是酒精和CO2，A正确；光合作用分为光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段需要相关色素的参与，故种子萌发后需要先合成相关色素才能进行光合作用，B正确；萌发后的第4天，植物进行光合作用和有氧呼吸，在有氧呼吸第二阶段生成CO2，场所是线粒体基质，C正确；种子萌发后第4天开始生长至第6天，幼苗的总呼吸作用强度大于第2天的，此时的光合速率等于净光合速率(15 mL·g－1·h－1)加上呼吸速率(＞15 mL·g－1·h－1)，则第6天幼苗的光合速率大于30 mL CO2·g－1·h－1，D错误。　　　　 结合植物激素调节与细胞代谢的关系，考查创新能力7.(2021·临沂一模)科研人员以野生型拟南芥植株为材料进行了相关实验，其叶肉细胞渗透压、叶片ABA含量和气孔阻力(与气孔开闭程度有关，气孔全开时气孔阻力最小)之间的变化关系如图1所示，ABA调节气孔关闭与保卫细胞内K＋浓度有关，其作用机制如图2所示。(1)拟南芥叶肉细胞中光合色素分布在____________________，作用是____________________。(2)据图分析可知，恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由图2可知，当ABA与受体结合后，通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用，即______________________________________________________________，调节保卫细胞内K＋浓度，使气孔维持关闭状态。为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，研究者以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养并定期测量叶片的____________________。若_______________________________________，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。(4)研究发现，在干旱条件下，ABA浓度与光合色素降解程度呈正相关，请以拟南芥ABA缺失突变体为材料，设计实验验证该结论，写出实验思路和预期结果(光合色素含量的测定方法不作要求)。实验思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________；预期结果：______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)拟南芥叶肉细胞中光合色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，作用是吸收、传递和转化光能。(2)据图分析可知，恢复浇水后ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，光合作用增强，故恢复浇水能提高拟南芥光合作用强度。(3)由图2可知，当ABA与受体结合后，促进Ca2＋内流，使保卫细胞内Ca2＋增加，促进K＋外流，同时抑制K＋内流，调节保卫细胞内K＋浓度，使气孔维持关闭状态(抑制气孔开放)，即通过关闭气孔和抑制气孔打开两条途径协同作用。为进一步研究ABA受体与气孔关闭的关系，以野生型拟南芥植株和超表达ABA受体基因(ABA受体增多)的拟南芥植株为材料设置对照实验，进行培养，自变量为ABA受体的多少，因变量的指标应为叶片的气孔阻力(或气孔直径)。若实验组叶片的气孔阻力大于(或气孔直径小于)对照组，则说明ABA受体增多能够加速气孔关闭。(4)分析题意可知，该实验目的为验证在干旱条件下，ABA浓度与光合色素降解程度呈正相关，自变量为ABA浓度，因变量为光合色素含量，故实验思路为：取经过干旱处理的拟南芥ABA缺失突变体若干并分组编号，用不同浓度的ABA溶液处理，再置于相同且适宜条件下培养。一段时间后测定各组叶片的光合色素含量。预期结果：随着ABA浓度的增大，拟南芥ABA缺失突变体中光合色素的含量逐渐下降。答案：(1)叶绿体类囊体薄膜上　吸收、传递和转化光能　(2)ABA含量降低，气孔阻力减小，CO2供应增加，光合作用增强　(3)促进Ca2＋内流，使保卫细胞内Ca2＋增加，促进K＋外流，同时抑制K＋内流　　气孔阻力(或气孔直径)　实验组叶片的气孔阻力大于(或气孔直径小于)对照组　(4)实验思路：取经过干旱处理的拟南芥ABA缺失突变体若干并分组编号，用不同浓度的ABA溶液处理，再置于相同且适宜条件下培养，一段时间后测定各组叶片的光合色素含量　预期结果：随着ABA浓度的增大，拟南芥ABA缺失突变体中光合色素的含量逐渐下降[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2020·全国卷Ⅰ)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：(1)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有______________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是________________________________________________________________________(答出1点即可)。解析：(1)除去杂草可以减少杂草和农作物之间对水分、矿质元素和光的竞争，使能量更多地流向农作物；松土可以使土壤中O2含量增多，有利于根细胞进行有氧呼吸，进而增强根对矿质元素的吸收等活动。(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收，因而农田施肥的同时常适当浇水，以使肥料中的矿质元素溶解在水中；另外，浇水还可以降低土壤溶液的渗透压，防止作物因过度失水而死亡。答案：(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用　(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收情境二　学习探索情境2．(2021·山东高考)光照条件下，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸。向水稻叶面喷施不同浓度的光呼吸抑制剂SoBS溶液，相应的光合作用强度和光呼吸强度见下表。光合作用强度用固定的CO2量表示，SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计。SoBS浓度(mg/L)0100200300400光合作用强度(CO2μmol·m－2·s－1)18.920.920.718.717.6光呼吸强度(CO2μmol·m－2·s－1)6.46.25.85.55.2(1)光呼吸中C5与O2结合的反应发生在叶绿体的______中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片CO2释放量先增加后降低，CO2释放量增加的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg/L SoBS溶液的水稻叶片吸收和放出CO2量相等时所需的光照强度_______(填“高”或“低”)，据表分析，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，农业生产中可通过适当抑制光呼吸以增加作物产量。为探究SoBS溶液利于增产的最适喷施浓度，据表分析，应在________mg/L之间再设置多个浓度梯度进一步进行实验。解析：(1)光合作用过程中CO2与C5结合发生在叶绿体基质中，根据光呼吸的概念，叶肉细胞中O2与CO2竞争性结合C5，所以光呼吸中C5与O2结合的反应应该发生在叶绿体基质中。正常进行光合作用的水稻，突然停止光照，叶片中光反应停止，产生的ATP、[H]( NADPH)减少，使暗反应减弱，暗反应中CO2与C5结合减弱，则C5与O2结合增加，CO2释放量增加。(2)据表可知，与未喷施SoBS溶液相比，喷施100 mg/L SoBS溶液的水稻叶片光合作用强度增大即光合作用固定的CO2增加，而光呼吸强度减小即光呼吸释放的CO2减少，再结合题干中SoBS溶液处理对叶片呼吸作用的影响忽略不计，所以喷施SoBS溶液后，叶片的CO2吸收量增加、释放量减少。因此，在更低的光照强度下，叶片光合作用吸收的CO2量和光呼吸与细胞呼吸释放的CO2量相等。(3)光呼吸会消耗光合作用过程中的有机物，因此当光合作用强度与光呼吸强度差值最大时，最有利于农作物增产。结合表中数据可知，当喷施SoBS溶液浓度为200 mg/L时，光合作用强度与光呼吸强度差值最大，因此利于增产的最适喷施浓度应介于100～300 mg/L之间。答案：(1)基质　光照停止，产生的ATP、[H]( NADPH)减少，暗反应消耗的C5减少，C5与O2结合增加，产生的CO2增多　(2)低　喷施SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸(及呼吸作用)释放的CO2减少，即叶片的CO2吸收量增加、释放量减少。此时，在更低的光照强度下，两者即可相等　(3)100～300[命题预测]1．据研究报道，在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可同时产生乙醇和乳酸。在淹水处理条件下，甜樱桃砧木根系无氧呼吸也能同时产生乙醇和乳酸。以上研究均表明，一种细胞的无氧呼吸方式可以有两种。有些微生物原本只有一种无氧呼吸方式，但是通过基因工程方法可以使微生物出现新的代谢途径。例如，科学家将乳酸脱氢酶基因导入酵母(转基因酵母)，从而使其具有两条无氧呼吸途径。请据此回答下列问题：(1)不同的呼吸方式其产物不同的直接原因是__________________。在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可无氧呼吸的意义是___________________________________________________。(2)玉米幼苗根能否长时间进行无氧呼吸，原因是什么？________________________________________________________________________。(3)请设计实验证明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(材料：普通酵母、转基因酵母、培养液，其他需要的材料任选)。解析：(1)不同的呼吸方式其产物不同的直接原因是酶的种类不同，在涝胁迫条件下玉米幼苗根部缺乏氧气，进行无氧呼吸的意义是保证玉米幼苗根部在缺氧的条件下可以获得能量。(2)无氧呼吸产生的乳酸或酒精会损害根，所以玉米幼苗根不能长时间进行无氧呼吸。(3)证明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径，设计实验遵循对照原则和单一变量原则，无关变量保持相同且适宜。具体实验设计为：第一组在无氧条件下培养普通酵母，第二组在无氧条件下培养转基因酵母，然后用酸性重铬酸钾检验培养液，再分别测培养液的pH。结果两组培养液均可使酸性重铬酸钾变为灰绿色，第二组的pH小于第一组，可以证明转基因酵母产生了乙醇和乳酸，说明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径。答案：(1)酶的种类不同　保证玉米幼苗根部在缺氧的条件下可以获得能量　(2)不能，无氧呼吸产生的乳酸或酒精会损害根　(3)第一组在无氧条件下培养普通酵母，第二组在无氧条件下培养转基因酵母，然后用酸性重铬酸钾检验培养液，再分别测培养液的pH。结果两组培养液均可使酸性重铬酸钾变为灰绿色，第二组的pH小于第一组，可以证明转基因酵母产生了乙醇和乳酸，说明转基因酵母具有两条无氧呼吸途径2．据联合国经济与社会事务部预测，2050年全球人口将增至97亿。如果农作物产量依然维持在现有水平，届时人类必将面临严重的粮食短缺局面。世界范围内便掀起了一场以通过生物工程技术提高植物光合效率为中心的“第二次绿色革命”。而“光呼吸代谢工程”被认为是此次革命的一个关键突破口。(1)绿色植物中RUBP羧化酶(Rubisco)具有双重活性。在暗反应中，Rubisco酶能够以CO2为底物实现CO2的固定；在光下，当O2浓度高、CO2浓度低时，O2会竞争Rubisco酶，在光的驱动下将碳水化合物氧化生成CO2和水，该反应称为光呼吸。光呼吸是一个高耗能的反应，正常生长条件下光呼吸就可损耗掉光合产物的25～30%。过程如图1所示：①暗反应的进行不需要光照，但受光照的影响，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②Rubisco的催化方向取决于CO2与O2的浓度比，请推测具体的情况：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③研究发现，光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上。生产实际中，常通过适当升高CO2浓度达到增产的目的，请分析并解释其原理(从光合作用原理和Rubisco催化反应特点两个方面作答)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④已知强光下ATP和NADPH的积累会产生O2－(超氧阴离子自由基)，而O2－会对叶绿体光合作用的反应中心造成伤害。依据图中信息，解释植物在干旱天气和过强光照下，光呼吸的积极意义是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)水稻、小麦等C3植物的光呼吸显著，而高粱、玉米等C4植物的光呼吸消耗有机物很少，C4途经如图2所示。与C3植物相比，C4植物叶肉细胞的细胞质基质具有一种特殊的PEP羧化酶，它催化的反应为C3＋CO2C4(苹果酸)。C4进入维管束鞘细胞，生成CO2用于暗反应，生成的C3(丙酮酸)再回到叶肉细胞中，进行循环利用。叶肉细胞包围在维管束鞘细胞四周，形成花环状结构。PEP羧化酶与CO2的亲和力是Rubisco酶的60倍，能固定低浓度的CO2。①研究发现，小麦的光合午休现象很明显，而玉米却几乎没有光合午休现象，从玉米的CO2固定途径分析，可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②请解释C4植物光呼吸比C3植物小很多的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)华南农业大学彭新湘课题组利用水稻自身的三个基因，即GLO(乙醇酸氧化酶)、OXO(草酸氧化酶)和CAT(过氧化氢酶)，成功构建了一条新的光呼吸支路，简称GOC支路。通过多基因转化技术成功将GOC支路导入水稻并定位至叶绿体中，由此使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被催化为草酸并最终完全分解为CO2，从而形成一种类似C4植物的光合CO2浓缩机制(如图3)。请阐明GOC工程水稻株系的光合效率、生物量、籽粒产量提高的机制：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①光照影响光反应产生ATP和NADPH的数量，而ATP和NADPH参与暗反应中C3的还原　②当CO2与O2浓度比高时，Rubisco使暗反应加强；当CO2与O2浓度比低时，Rubisco使光呼吸加强　③CO2浓度升高可促进光合作用暗反应的进行，进而提高光合作用强度，同时还可促进Rubisco催化更多的C5与CO2结合，减少与O2的结合，从而降低光呼吸速率　④叶片缺水，气孔部分关闭，CO2吸收减少，低浓度CO2使得光呼吸增强，光呼吸可以消耗多余的ATP和NADPH(2)①玉米会先通过C4途径把二氧化碳储存起来形成C4，气孔关闭时，C4分解产生二氧化碳，用于光合作用，所以气孔关闭对玉米影响不大　②C4植物叶肉细胞中特殊的PEP羧化酶能够利用极低浓度的CO2且花环状的结构使得多个叶肉细胞中的CO2富集到一个维管束鞘细胞中，使得维管束鞘细胞CO2浓度高，在与O2竞争Rubisco中有优势，抑制光呼吸　(3)C3植物叶绿体中引入光呼吸代谢支路，使光呼吸产生的部分乙醇酸直接在叶绿体内被分解为CO2，将原本释放于线粒体中的CO2转移到叶绿体中释放，类似于C4植物的CO2浓缩机制，提高叶绿体中CO2浓度，在与O2竞争Rubisco酶中有优势，抑制光呼吸，由此可提高植物的光合效率等[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·济南模拟)已知甲酶属于简单蛋白，乙酶属于结合蛋白。甲酶的催化活性仅取决于酶蛋白本身的结构；乙酶由酶蛋白和辅助因子(锰、铁等离子)或辅酶(有机小分子或金属有机化合物)共同组成。下列有关叙述正确的是(　　)A．含铁的血红蛋白属于甲酶　　B．铁离子不会影响酶蛋白的空间结构　　C．用双缩脲试剂可鉴别甲酶和乙酶　　D．甲、乙酶发挥催化作用的部位可能不同解析：D　含铁的血红蛋白属于乙酶，A错误；铁离子会影响酶蛋白的空间结构，B错误；甲酶和乙酶都是蛋白质，都能和双缩脲试剂反应呈紫色，不能用来鉴别甲酶和乙酶，C错误；甲、乙酶发挥催化作用的部位可能不同，D正确。2．(2021·南开区一模)YAP蛋白质在调控皮脂腺的大小中发挥重要作用，蛋白酶Caspase­3通过特殊机制调控YAP蛋白，从而影响腺体大小。科学家在活体实验中发现，如果通过化学方法抑制蛋白酶Caspase­3的活性，会使皮脂腺细胞的增殖活动减弱，腺体中的细胞数量减少。下列有关叙述，错误的是(　　)A．蛋白酶Caspase­3活性较高时皮脂腺细胞的分裂活动增强B．蛋白酶Caspase­3降低了YAP蛋白催化化学反应的活化能C．蛋白酶Caspase­3能在皮脂腺发育的调控过程中发挥作用D．假若控制蛋白酶Caspase­3的基因缺陷，皮脂腺会发育得较小解析：B　通过化学方法抑制蛋白酶Caspase­3的活性，会使皮脂腺细胞的增殖活动减弱，腺体中的细胞数量减少，因此蛋白酶Caspase­3活性较高时，会使皮脂腺细胞的分裂活动增强，A正确；蛋白酶Caspase­3通过特殊机制调控YAP蛋白，而不是降低了YAP蛋白催化化学反应的活化能，B错误；蛋白酶Caspase­3通过特殊机制调控YAP蛋白，从而影响腺体大小，因此蛋白酶Caspase­3能在皮脂腺发育的调控过程中发挥作用，C正确；蛋白酶Caspase­3通过特殊机制调控YAP蛋白，从而影响腺体大小，这说明若控制蛋白酶Caspase­3的基因缺陷，皮脂腺会发育得较小，D正确。3．(2021·河南模拟)脂多糖(LPS)是革兰氏阴性菌细胞壁外壁的组成成分，酸性磷酸酶(ACP)是溶酶体的标志酶。在酸性环境中，ACP能够催化表面带有磷酸酯的异物水解，从而达到预防细菌感染的目的。科研人员将LPS注入三角帆蚌，在不同时间测定其血清中ACP的活性，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)A．若ACP进入细胞质基质，其活性将会受影响B．LPS可以促进三角帆蚌体内的ACP活性的增强C．由图可知，48 h时ACP为水解反应提供的活化能最高D．增强ACP的活性能有效降低由水体中某些细菌引起的三角帆蚌感染解析：C　在酸性环境中，ACP能够催化表面带有磷酸酯的异物水解，细胞质基质为中性环境，若ACP进入细胞质基质，其活性将会受影响，A正确；与对照组相比，LPS可以促进三角帆蚌体内的ACP活性的增强，B正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，C错误；ACP能够催化表面带有磷酸酯的异物水解，从而达到预防细菌感染的目的，D正确。4．(2021·广东模拟)磷酸肌酸主要储存于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，也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的相互转化相关联C．肌肉收缩时，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相对稳定D．据ATP的结构推测生物体内还存在着其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等解析：A　磷酸肌酸不是细胞内的直接能源物质，需要转化为ATP中的能量，才能被细胞利用，A错误；据题干可知，磷酸肌酸(C～P)＋ADPATP＋肌酸(C)，故磷酸肌酸和肌酸的相互转化与ATP和ADP的相互转化相偶联，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。5．(2021·山东模拟)ATP合酶广泛分布于线粒体内膜、叶绿体类囊体膜上，当H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶时，该酶能促使ADP与Pi形成ATP，关于ATP和ATP合酶，下列说法正确的是(　　)A．光合作用过程中，在ATP合酶的作用下进行ATP的合成与水解B．ATP失去两个磷酸形成的化合物中仍存在特殊化学键C．ATP合酶发挥作用的过程中，不只具有降低化学反应活化能的作用D．ATP合酶的活性降低时，葡萄糖进入线粒体的速率降低解析：C　ATP合酶具有专一性，只与ATP的合成有关，与其水解无关，A错误；ATP失去两个磷酸形成的化合物为腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，不存在特殊化学键，B错误；ATP合酶发挥作用的过程中，H＋顺浓度梯度穿过ATP合酶，可见ATP合酶既具有催化作用，同时也具有运输作用，C正确；葡萄糖不能进入线粒体，D错误。6．(2021·泰州模拟)乳酸脱氢酶(LDH)能催化丙酮酸与乳酸之间的相互转化。临床发现，急性心肌梗死发作早期患者的血清中LDH含量显著增高。相关叙述正确的是(　　)A．LDH在细胞的核糖体中合成，可为丙酮酸转化为乳酸提供能量B．在细胞无氧呼吸过程中，丙酮酸转化为乳酸需要消耗[H]和ATPC．急性心肌梗死患者血清中LDH含量增高，可能与心肌细胞损伤有关D．临床上可以利用电泳结合基因探针对血清中LDH含量进行定量检测解析：C　酶不能提供能量，只起催化作用，A错误；丙酮酸转化为乳酸需要消耗[H]，不消耗ATP，B错误；急性心肌梗死患者血清中LDH含量增高，可能与心肌细胞损伤有关，C正确；基因探针的原理是碱基互补配对，LDH属于酶，不能用该方法进行检测，D错误。7．(2021·德州一模)癌细胞在氧含量正常的情况下，利用葡萄糖转变为乳酸来产生ATP作为能量的主要来源。研究发现，线粒体中产生的NO一方面可与O2竞争性结合，另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸。下列说法错误的是(　　)A．NO能抑制线粒体中葡萄糖的氧化分解过程B．细胞发生癌变时，线粒体中的NO水平升高C．与正常细胞相比，癌细胞中丙酮酸的生成速率高D．与正常细胞相比，癌细胞中葡萄糖的能量利用率低解析：A　葡萄糖分解成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，A错误；细胞发生癌变时，线粒体中的NO水平升高，一方面与O2竞争性结合，另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸，B正确；由于葡萄糖转变为乳酸产生的ATP少，所以与正常细胞相比，癌细胞中丙酮酸的生成速率高，C正确；由于癌细胞在氧含量正常的情况下，利用葡萄糖转变为乳酸来产生ATP作为能量的主要来源，所以与正常细胞相比，癌细胞中葡萄糖的能量利用率低，D正确。8．(2021·潍坊二模)通常情况下，光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用。研究发现某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素a的光合系统会失效，而含有叶绿素f的光合系统会启动。进一步研究发现，叶绿素f能吸收、转化红外光，用于光合作用。下列有关叙述正确的是(　　)A．培养蓝细菌研究光合作用时，需提供葡萄糖作为碳源B．叶绿素f主要分布在蓝细菌叶绿体类囊体薄膜上C．叶绿素f能够吸收、转化红外光，体现了蓝细菌对环境的适应D．在正常光照条件下，蓝细菌会同时吸收可见光和红外光进行光合作用解析：C　蓝细菌是自养生物，不从外界吸收葡萄糖，培养蓝细菌研究光合作用时，不需提供葡萄糖作为碳源，A错误；蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，B错误；某些蓝细菌在近红外光环境下生长时，含有叶绿素f的光合系统会启动。进一步研究发现，叶绿素f能吸收、转化红外光，用于光合作用。叶绿素f能够吸收、转化红外光，体现了蓝细菌对环境的适应，C正确；在正常光照条件下，蓝细菌光合作用依赖叶绿素a来收集、转化可见光，用于光合作用，不能同时吸收红外光进行光合作用，D错误。9．(2021·聊城模拟)袁隆平团队研发的海水稻具有较强的耐盐碱能力。将某海水稻品种分为两组，对照组用完全培养液培养，实验组用含较高浓度NaCl的完全培养液培养；两周后，实验组培养液中Na＋浓度高于Cl－，同时在晴朗天气下测定净光合速率及胞间CO2浓度日变化，结果如图。下列叙述错误的是(　　)A．海水稻对Cl－吸收速率快于Na＋，表明其对不同离子的吸收有选择性B．与正常状态相比，在高浓度NaCl下海水稻的净光合速率降低C．6：00～10：00间，两组净光合速率均增加的主要原因是光照强度增加D．在高盐条件下，10：00～12：00间光合速率下降的主要原因是气孔关闭解析：D　由于细胞膜上载体蛋白具有特异性，同时不同类型的载体蛋白的数量也不同，导致植物对不同离子的吸收具有选择性，A正确；由图1曲线看出，与正常状态相比，在高浓度NaCl作用下，该水稻的净光合作用速率降低，B正确；因为净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，6：00～10：00间，光照强度增加，光合速率和呼吸速率都上升，但光合作用速率的增幅大于呼吸作用速率的增幅，因此对照组和实验组净光合速率都增加，C正确；由图2曲线可知，10：00～12：00间，实验组的胞间CO2浓度高于对照组，说明在高盐条件下，该时间段内光合速率下降的主要原因不是气孔关闭，D错误。二、不定项选择题10．(2021·山东二模)植物光合作用吸收的CO2等于呼吸作用中放出的CO2时对应的光照强度称为光补偿点；当达到某一光照强度时，植物光合速率不再随光照强度增加而增加，该光照强度称为光饱和点。下表为甲、乙两个水稻品种在灌浆期、成熟期的光合作用相关数据。下列分析正确的是(　　)生长期光补偿点(μmol·m－2·s－1)光饱和点(μmol·m－2·s－1)最大净光合速率(μmolCO2·m－2·s－1)甲乙甲乙甲乙灌浆期68521 8531 97621.6727.26成熟期75721 7321 36519.1712.63A.乙品种相对于甲品种能获得较高的产量B．成熟期呼吸作用增强可导致光补偿点增加　　C．达到光补偿点时，叶肉细胞会向外释放O2　　D．适当降低光照强度对甲品种的生长影响更大解析：ABC　表中数据表明，灌浆期乙品种的最大净光合速率大于甲品种，故可积累的有机物多，能获得较高产量，A正确；达到光补偿点时，光合速率等于呼吸速率，呼吸作用增强时，需要通过增强光照强度提高光合速率，使其与呼吸速率相等，即光补偿点增加，B正确；光补偿点时，植株光合速率等于呼吸速率，但叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，所以叶肉细胞会向外释放O2，C正确；灌浆期乙品种的最大光合速率的光照强度更高，则适当降低光照强度对乙品种的生长影响更大，不同时期影响不同，D错误。11．(2021·辽宁模拟)在对弱光照条件下菊花叶片光合作用减弱的机理分析中发现，其他条件不变时，菊花叶片最大净光合速率随着光照减弱以及弱光照射时间的延长呈下降趋势，光补偿点逐渐升高，光饱和点逐渐降低。气孔对于光照强度减弱的响应较为灵敏，随着弱光照射时间的延长，气孔开度减小，从而使空气中CO2分子扩散进入叶肉细胞和溶解于液体中的概率减小。同时，菊花叶片内部通过气孔经蒸腾作用扩散入大气中的水分也相应减少。下列相关叙述正确的是(　　)A．弱光处理可通过同时抑制光反应和暗反应，显著降低菊花叶片的光合速率　　B．光补偿点的升高，说明弱光条件下植物细胞呼吸可能加快或利用弱光能力下降　　C．光饱和点的降低，说明弱光条件下植物细胞呼吸加快或利用弱光能力下降　　D．气孔开度减小，可影响CO2分子的进入、水分的蒸腾和矿物质营养的运输解析：ABD　弱光处理可通过抑制光反应，使ATP和还原氢减少，从而使暗反应速率也下降，显著降低菊花叶片的光合速率，A正确；光补偿点的升高，说明弱光条件下植物细胞呼吸加快或利用弱光能力下降，B正确；光饱和点的降低，说明弱光条件下植物细胞利用弱光能力下降，并不能说明植物细胞呼吸加快，C错误；CO2分子的进入、水分的蒸腾、矿物质营养的运输都与气孔有关，因此气孔的开度减小会对这些活动有影响，D正确。12．(2021·青岛二模)耐力性运动一般指机体每次进行30 min以上的低、中等强度的有氧运动，如游泳、慢跑、骑行等。研究表明，耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变，是预防冠心病和肥胖的关键因素；缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化，ATP合成量减少约50%，而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。如图表示相关测量数据。下列相关叙述正确的是(　　)A．葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水是在线粒体内膜上完成的　　B．耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量呈正比例关系　　C．Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少　　D．坚持每周3～5天进行至少30 min的耐力运动，有助于提高肌纤维的功能解析：CD　葡萄糖分解发生在细胞质基质，产生二氧化碳是在线粒体基质中完成的，产生水是在线粒体内膜上完成的，A错误；据图分析可知，5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量呈正相关关系，超过5周继续耐力训练，线粒体的数量并不会增加，B错误；线粒体内膜可以合成大量的ATP，Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤，使ATP合成大量减少，C正确；坚持每周3～5天进行至少30 min的耐力运动，有助于增加肌纤维中线粒体数量，提高肌纤维的功能，D正确。三、非选择题13．(2021·烟台模拟)比叶面积(简称SLA)是叶片单面面积与其干重的比值，是植物叶性状的一个重要指标。在同一个体或群落内，一般受光越弱比叶面积越大。研究人员计算出5种植物的比叶面积，结果如下表：物种扁担木柘树构树木荆酸枣SLA平均值24.6930.5016.9722.0620.83(1)光合作用的光反应阶段发生在________________，光反应阶段光合色素吸收的光能有两方面用途：一是__________________________，二是________________。(2)已知伴随着植物单位叶面积中干物质含量的增加，叶片厚度相对增加，使得叶片内部的水分向叶片表面扩散的距离或阻力增大，从上表数据分析可以得出______最适合生活在相对干旱的环境下，原因是______________________________________________，水分不易散失。(3)科学家研究发现：在强光下，激发态叶绿素会与氧分子反应形成单线态氧而损伤叶绿体，然而类胡萝卜素可快速淬灭激发态叶绿素，起到保护叶绿体的作用。在强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率_________(填“上升”“不变”或“下降”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)植物在光照条件下进行光合作用，在光合作用过程中，光合色素吸收的光能有两方面用途：一是将水分解成氧和H＋；二是在有关酶的作用下，促成ATP合成。(2)SLA是叶片面积与叶片干重的比值，故比值越大，叶片干重越小。生活在相对干旱地区的植物单位叶面积中干物质含量增加，叶片厚，叶片内部的水分向叶表面扩散的距离或阻力增大，水分不易散失，即SLA最小，由题表可知构树的SLA平均值最小，故构树最适合生活在相对干旱的环境下。(3)在强光条件下，与正常植株相比，缺乏类胡萝卜素的突变体的光合速率下降。原因是该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，且缺乏类胡萝卜素导致吸收的蓝紫光减少，影响光合作用。答案：(1)叶绿体的类囊体薄膜上　将水分解成氧和H＋　合成ATP　(2)构树　构树的SLA最小，叶片厚，叶片内部的水分向叶片表面扩散的距离或阻力大　(3)下降　该突变体无法淬灭激发态叶绿素而使叶绿体受损，且缺乏类胡萝卜素导致吸收的蓝紫光减少，影响光合作用14．(2021·日照二模)为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。研究人员选取发育进程与长势基本一致的转基因大豆幼苗，在38 ℃高温条件下设置正常(CK)、中度干旱(L)和重度干旱(M)三组来进行一系列实验，结果如图所示。回答下列问题： (1)研究人员发现，随着高温干旱时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，这主要是由大豆叶肉细胞叶绿体中____________________上的叶绿素含量降低引起的。(2)经测定，高温干旱条件下大豆细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加，其意义是____________________________________________。(3)分析图中数据可知，第2～4 d大豆净光合速率下降的主要原因是________________________________________________________________________。由结果可以推断，第4～6 d大豆净光合速率下降主要是由非气孔因素导致的，依据是____________________________________________。(4)请设计实验，探究导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱(写出实验设计思路)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)随着高温干旱时间的延长，大豆叶片逐渐变黄，是因为叶绿素含量降低，叶绿素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)水的渗透方向是从低浓度到高浓度，干旱时，外界浓度升高，吸水困难，植物需要提高自身的浓度，也就是提高渗透压来提高细胞的吸水能力，所以大豆细胞中脯氨酸等可溶性小分子物质的含量增加。(3)植物叶片通过气孔从外界吸收CO2，CO2含量下降会导致光合速率下降，进而导致净光合速率下降，分析题图可知，第2～4 d大豆净光合速率下降的主要原因是气孔导度下降，吸收的CO2减少，导致胞间CO2含量降低；由结果可以推断，第4～6 d大豆净光合速率下降，此时气孔导度继续在下降，胞间CO2含量反而升高，由此推测主要是由非气孔因素导致的。(4)要探究导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱，自变量是高温和干旱，实验组中一组自变量是干旱，另一组自变量是高温，同时还要设置对照组，最后将结果与对照组比较，就能得出导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱，所以实验思路为：将生长状况良好的大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组在温度和湿度均适宜的条件下培养，乙组在高温、湿度适宜的条件下培养，丙组在温度适宜、干旱条件下培养，将乙、丙两组的净光合速率分别与甲组进行比较。答案：(1)类囊体薄膜　(2)提高细胞的渗透压，增强细胞的吸水能力　(3)气孔导度下降，胞间CO2含量降低　气孔导度下降，胞间CO2含量反而升高　(4)将生长状况良好的大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组在温度和湿度均适宜的条件下培养，乙组在高温、湿度适宜的条件下培养，丙组在温度适宜、干旱条件下培养，将乙、丙两组的净光合速率分别与甲组进行比较15．为探究CO2浓度及紫外线对植物光合作用的影响，研究人员分别用紫外线和浓度加倍后的CO2处理培养了15天的番茄幼苗，直至果实成熟。期间测定了番茄叶绿素含量、株高和光合速率等生理指标(其他条件均为适宜状态)，结果如表。分组及实验处理A组(自然条件下)B组(紫外线照射)C组(CO2浓度加倍)叶绿素含量(mg·g－1)15天1.201.211.1930天2.001.502.4045天2.001.502.45株高(cm)15天21.1021.2021.0030天35.2031.6038.3045天54.3048.3061.20光合速率平均值(μmol·m－2·s－1)8.865.6214.28(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞产生ATP的部位有______________________________；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)从实验设计的角度来看，表格中的数据有不严谨的地方，具体体现在初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，你认为这样的误差__________________(填“会”或“不会”)对实验结果和得出结论产生显著影响，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由表可知，CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。有研究者认为，这可能是因为CO2能促进植物生长素的合成。请补充实验，验证此假设(简要说明实验思路及结果)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)根据表中的数据分析，为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生长。此时，A组番茄叶肉细胞同时进行细胞呼吸和光合作用，所以产生ATP的部位有细胞质基质、线粒体和叶绿体；依据表中数据判断，与A组相比，B组番茄叶绿素含量更低，因此B组番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外线照射使植物叶绿素含量低，所以光反应弱，进而影响暗反应，光合速率低。(2)由表格数据可知，初始状态下(15天时)三个组的叶绿素含量和株高数值不一致，但这样的误差不会对实验结果和得出的结论产生显著影响，原因主要有两方面，一是初始数据误差很小，二是实验结果和结论的得出主要依据因变量(紫外线照射和CO2浓度加倍)的变化(前后对照)。(3)由表可知，CO2浓度加倍可促进番茄幼苗生长。可能是因为CO2能促进植物生长素的合成，为了保证单一变量，CO2浓度是否加倍作为自变量，选择A、C组进行实验，设计实验思路：在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；检测结果(CO2能促进植物生长素的合成)：15天时，A、C两组植株生长素含量差别不大；30天、45天时，C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量。(4)根据表中的数据可知，紫外线照射使植物在相同时间内叶绿素含量降低，平均株高降低，光合作用降低，CO2浓度加倍使植株在相同时间内平均株高增高，所以为提高塑料大棚农作物产量可采取的措施有适度提高棚内二氧化碳浓度；使用能阻挡紫外线的塑料薄膜。答案：(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　紫外线照射使植物叶绿素合成减少，光反应弱，光合速率低　(2)不会　初始数据误差很小；实验结果和结论的得出主要依据因变量的变化　(3)在15天、30天、45天时，分别测定A、C组植株中生长素的含量，并作对比分析；检测结果：15天时，A、C两组植株生长素含量差别不大；30天、45天时，C组植株生长素含量高于A组植株生长素含量　(4)适度提高棚内二氧化碳浓度；使用能阻挡紫外线的塑料薄膜高频考点一以种子成熟和萌发为素材，综合考查细胞呼吸和光合作用[典型考题]1．(海南高考)大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图所示，请回答下列问题：(1)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。(2)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分别为________、________。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过____________________________________________________________提高光合作用强度以增加产量。解析：(1)根据题意假设氧气的吸收量为1 mol，则二氧化碳的释放量为3 mol，则有氧条件下：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O　 1 　　　6　　　　　　　61/6 mol　　1 mol　　　　  1 mol无氧条件下：C6H12O62C2H5OH＋2CO2　 1　　　　　　 　　　2 1 mol 　　　　　　　　2 mol所以，无氧呼吸消耗的葡萄糖量∶有氧呼吸消耗的葡萄糖量＝6∶1。(2)突然停止CO2供应导致固定的CO2减少，所以消耗的C5减少，但是短时间内C5的生成速率不变，所以C5的含量增加；由于生成的C3减少，故消耗光反应产生的NADPH和ATP的量减少，所以短时间内ATP的含量增加；“正其行，通其风”的目的是增加光合作用的原料CO2，使CO2的浓度增加。答案：(1)6∶1　(2)升高(或增加)　升高(或增加)　增加CO2浓度2．(山东高考，节选)油菜果实发育所需的有机物主要来源于果皮的光合作用。(1)油菜果皮细胞内通过光合作用固定CO2的细胞器是________。光合作用产生的有机物主要以蔗糖的形式运输至种子。种子细胞内的蔗糖浓度比细胞外高，说明种子细胞吸收蔗糖的跨(穿)膜运输方式是________。※(2)下图表示在适宜条件下油菜果实净光合速率与呼吸速率的变化。分析可知，第24天的果实总光合速率________(填“大于”或“小于”)第12天的果实总光合速率。第36天后果皮逐渐变黄，原因是叶绿素含量减少而______________(填色素名称)的含量基本不变。叶绿素含量减少使光反应变慢，导致光反应供给暗反应的________和________减少，光合速率降低。解析：(1)光合作用进行的场所是叶绿体。种子细胞内的蔗糖浓度高于细胞外，说明蔗糖的跨膜运输方向为由低浓度到高浓度(逆浓度梯度运输)，由此可知蔗糖的跨膜方式为主动运输。(2)题图中给出的是果实呼吸速率和净光合速率的柱形图，总光合速率为净光合速率＋呼吸速率，故第24天的果实总光合速率[6.5＋2＝8.5(μmol CO2·m－2·g－1)]小于第12天的果实总光合速率[3.5＋6＝9.5(μmol CO2·m－2·g－1)]。果皮变黄，是因为叶绿素被分解了，导致叶绿素含量减少，而类胡萝卜素含量基本不变。叶绿素含量减少导致光反应减慢，导致供给暗反应的ATP和NADPH减少，进而导致光合速率降低。答案：(1)叶绿体　主动运输　(2)小于　类胡萝卜素(或叶黄素和胡萝卜素)　NADPH　ATP(注：两空可颠倒)命题规律找共性析个性第1题以种子萌发为素材，综合考查了光合作用和细胞呼吸等内容；第2题以果实发育和种子成熟为素材，综合考查了物质跨膜运输方式、光合作用和细胞呼吸等内容找共性两个题目都以种子为素材，综合考查物质跨膜运输方式、光合作用和细胞呼吸等知识。考查角度和考查形式完全相同。解答此类问题要明确种子成熟和萌发时的物质转变和细胞呼吸方式及强度的变化名师指津寻方法归纳概括种子形成和萌发时物质、代谢和激素变化[命题预测]1．植物种子在萌发过程中，生理代谢会发生一系列的变化。图1表示大豆种子萌发过程中，重量的变化曲线。图2表示大豆种子萌发过程中，释放CO2和吸收O2速率的变化曲线。请回答下列问题：(1)图1中表示鲜重的曲线是________。简要分析曲线②变化的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)图2中12～24 h期间，使呼吸速率逐渐增强的主要呼吸方式是________呼吸，作出此判断的依据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)种子萌发经历从异养到自养的过程。当只能动用种子内贮藏的物质时，属于异养过程；当幼苗叶片进行较大强度的光合作用，制造有机养料后才进入自养过程。据此推测农业生产上选取大而重的种子的原因是____________________________________________________。解析：(1)大豆种子萌发过程中会大量吸水，促进胚的长大和细胞体积的增加，引起鲜重增加，因此曲线①表示鲜重的变化，曲线②表示干重的变化。曲线②变化的原因是种子萌发过程中不能进行光合作用但会进行细胞呼吸，有机物被水解，为幼胚生长提供营养物质，因此干重下降；当形成幼苗后光合作用速率大于细胞呼吸速率，积累有机物，又引起干重上升。(2)12～24 h期间，种子呼吸产生的CO2大于O2的消耗，说明此时主要是无氧呼吸，而且此时CO2释放速率逐渐上升，但O2吸收速率基本不变，即有氧呼吸保持稳定，无氧呼吸增强，因此，此时使呼吸速率逐渐增强的主要呼吸方式是无氧呼吸。(3)依据题干可知，种子萌发经历从异养到自养的过程。种子内贮藏的有机物越多，越有利于种子的萌发。因此，农业生产上选取大而重的种子。答案：(1)①　萌发时不能进行光合作用但会进行细胞呼吸消耗有机物，导致干重下降，形成幼苗后光合作用速率大于细胞呼吸速率，积累有机物，使干重上升　(2)无氧　CO2释放速率逐渐上升，但O2吸收速率基本不变，即有氧呼吸保持稳定，无氧呼吸增强　(3)种子内贮藏的有机物越多，越有利于种子的萌发2．大豆起源于中国，现种植的栽培大豆是通过对野生大豆长期定向选择、改良驯化而成的。大豆可以将自然界中分子态氮转化为氮素化合物，增加土壤氮素含量。某科研人员以大豆为材料进行了相关实验，结果如图，请据图回答问题：(1)根据实验结果分析，该实验中的自变量是____________________________，从影响细胞呼吸的外部因素角度分析，为更好储藏大豆种子，需要满足的条件是____________________________________(至少答2点)。(2)据图可知适量施加氮素可以增产，从大豆光合作用角度分析，原因是与光合作用光反应和暗反应过程密切相关的____________________________________(至少答2种)等物质均含有N元素。(3)大棚中的大豆植株如果长期处于黑暗环境中，光合作用的暗反应不能持续进行，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)大豆种子和花生种子都含有大量的脂肪，在农业耕种时，花生等脂肪类种子的播种要浅播(种子表面覆盖土层较薄)，而小麦等淀粉类种子则可适当深播，从细胞呼吸的角度分析脂肪类种子浅播的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图中实验结果显示的是尿素施用量和土壤类型对单株籽粒产量的影响，因此该实验中的自变量是土壤的类型和氮肥(尿素)的施用量。从影响细胞呼吸的外部因素角度分析，为更好储藏大豆种子，需要将储藏条件控制为低温、低氧、高CO2浓度、干燥等条件，以降低种子储藏期间的呼吸消耗。(2)据图可知，适量施加氮素可以增产，因为与光合作用光反应和暗反应过程密切相关的ATP、叶绿素、NADPH、酶等物质均含有N元素，而氮肥的使用能促进光合作用相关物质的合成，进而促进光合产物的积累，增加产量。(3)大棚中的大豆植株如果长期处于黑暗环境中，光合作用的暗反应也不能持续进行，因为暗反应(C3的还原)过程需要光反应提供NADPH和ATP，而光反应需要有光的条件，显然黑暗条件阻止了光反应的进行，进而抑制了暗反应。(4)大豆种子和花生种子都含有大量的脂肪，而脂肪中碳、氢比例高，含氧量低，有氧呼吸时耗氧量大，浅播时氧气供应充足(或深播时氧气供应不足)，进而有利于有氧呼吸，促进种子的萌发，因此，在农业耕种时，花生等脂肪类种子的播种要浅播(种子表面覆盖土层较薄)，而小麦等淀粉类种子则可适当深播。答案：(1)土壤的类型和氮肥的施用量　低温、低氧、高CO2浓度、干燥　(2)ATP、叶绿素、NADPH、酶　(3)暗反应(C3的还原)过程需要光反应提供NADPH和ATP　(4)花生等脂肪类种子中脂肪含量高，脂肪含氧量低，有氧呼吸时耗氧量大，浅播时氧气供应充足(或深播时氧气供应不足)高频考点二光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系曲线图表题[典型考题]1．(2020·全国卷Ⅰ，节选)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：农业生产常采用间作(同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见下表。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是________，选择这两种作物的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/ μmol·m－2·s－11 2001 180560623解析：为了更充分地利用光照资源，间作过程中要确保高低作物的合理搭配。株高较高的作物获取的光照充足，应选择光饱和点较高的作物(作物A)；株高较低的作物获取的光照较少，应选择光饱和点较低的作物(作物C)。答案：A和C　作物A光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C光饱和点低且长得矮，与作物A间作后，能利用下层的弱光进行光合作用2．(经典高考题，节选)甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：(1)当光照强度大于a时，甲、乙两种植物中，对光能的利用率较高的植物是________。(2)甲、乙两种植物单独种植时，如果种植密度过大，那么净光合速率下降幅度较大的植物是________，判断的依据是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲、乙两种植物中，更适合在林下种植的是________。解析：(1)由曲线图可知，光照强度大于a时，甲植物的净光合速率随着光照强度的增加而增加的幅度更大，说明甲植物对光能的利用率较高。(2)当种植密度过大时，植株的叶片会相互遮挡，植株接受的光照强度减弱，导致植物净光合速率下降。由曲线图可知，光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大。(3)由曲线图可知，在低光照强度下，乙植物的净光合速率较高，在高光照强度下，乙植物的净光合速率明显低于甲植物，所以乙植物更适合在林下低光照强度的环境下种植。答案：(1)甲　(2)甲　光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大，种植密度过大，植株接受的光照强度减弱，导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大　(3)乙3．(经典高考题)为了研究某种树木树冠上下层叶片光合作用的特性，某同学选取来自树冠不同层的A、B两种叶片，分别测定其净光合速率，结果如图所示。据图回答问题： 从图可知，A叶片是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶片，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根据题图中的曲线可知，A叶片净光合速率最大时，对应的光照强度约为1 200 μmol·m－2·s－1，B叶片净光合速率最大时，对应的光照强度至少为2 000 μmol·m－2·s－1，即A叶片的净光合速率达到最大时所需的光照强度低于B叶片，因此A叶片位于树冠下层。答案：下层　A叶片的净光合速率达到最大时所需光照强度低于B叶片命题规律找共性 析个性第2题根据光照强度与净光合速率曲线分析甲、乙两种植物在不同光照强度下对光能利用率的差异；第3题根据光照强度与净光合速率曲线分析同种树木树冠上下层叶片对光能利用的差异找共性三个题目考查形式和考查角度都完全相同，都是以图表、曲线分析题的形式考查光照强度、植物(叶片)种类与光合作用的关系。解答此类问题要明确光照强度影响光合作用的原理，学会从光合作用的原理和过程角度分析阴生植物光补偿点比阳生植物低的原因，掌握曲线图中判断阴生植物和阳生植物的方法，总结影响光合作用因素的曲线类题目的类型、分析方法和解题技巧名师指津寻方法 光合作用“厂”字图像及其变式解读1．典型“厂”字图像解读(1)真正光合总量为M2＋M3。(2)呼吸作用消耗量为M1＋M2。(3)净光合积累量为M2＋M3－(M1＋M2)＝M3－M1。2．“厂”字图像四种变式口诀(1)阴阳植物要分辨不同植物的光补偿点一般不同，这主要取决于植物的呼吸强度，不同植物的饱和点一般也不同，这主要取决于植物的内因，受植物内部与光合作用有关酶的数量与活性、叶绿素含量、C3和C5含量等因素的限制。一般来说，阴生植物的补偿点和饱和点对应的横轴数值要比阳生植物的补偿点和饱和点小。阴生植物叶绿体大而少，阳生植物叶绿体小而多，故阴生植物往往颜色较阳生植物深。(2)图像颠倒“迷人眼”有一些题目在考查的时候，会将图像上下颠倒，但解题的本质是不变的。(3)光照强到叶“变脸”其实我们常看到的“厂”字图像并没有画完，如果将光照强度继续加强，会导致后期植物光合作用下降。下降的原因可能有二，需根据具体题目具体分析。第一种原因：光照强度过强引起叶绿素降解，进而导致光合作用降低。第二种原因：光照太强引起植物叶片蒸腾作用加快，植物为了避免失水而关闭气孔，导致CO2吸收不足，进而导致光合速率降低。(4)细节错乱看横线在实际的题目中，一定要看清图像的变化，尤其是细微处的调整，图中的坐标轴原点实际上就是代表呼吸作用的点，真正的“厂”字图像的横轴在虚线的位置。题目中OA的长度即为呼吸作用强度，而整个坐标曲线代表的就是真正光合作用强度。[命题预测]1．农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量的目的。回答下列问题：(1)光照强度对玉米、甘蔗和大豆植株净光合速率的影响如图1所示，据图可知光照强度为A时玉米植株叶肉细胞中光合作用产生的O2的去向是____________________________。光照强度由A增大到B时，暗反应速率增大的原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)间作是指在同一块田地上同时分行相间种植两种或两种以上的作物，农业生产中常将玉米植株和大豆植株间作，这样做的好处是_________________________________________________________________________________________________________(要求答出2点)。(3)某研究小组又进一步测定了玉米作物的叶面积与产量的关系。测得叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与玉米作物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图2所示。由图可知：当叶面积系数小于a时，随叶面积系数增加，群体光合速率和干物质积累速率均________，当叶面积系数超过b时，群体干物质积累速率降低，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)据图可知光照强度为A时玉米植株的净光合速率为0，但叶肉细胞的净光合速率大于0，因此叶肉细胞中光合作用产生的O2的去向有两个，一是到线粒体中，二是释放到外界环境中。光照强度由A增大到B时，光反应产生的NADPH和ATP的含量增加，C3的还原增强，所以暗反应速率增大。(2)间作是农业生产上常用的方法之一，将玉米植株和大豆植株间作的好处是二者存在明显高度差，有利于作物的通风、透光，提高光能的利用率等，从矿质元素角度分析，也有利于作物更好地吸收其所需要的矿质元素。(3)由图可知，当叶面积系数小于a时，随着叶面积系数增加，群体光合速率与干物质积累速率均增加。群体干物质积累速率等于群体光合速率与群体呼吸速率之差，当叶面积系数超过b时，群体呼吸速率依然增加，但群体光合速率不变，导致群体干物质积累速率降低。答案：(1)到线粒体中和释放到外界环境中　光照强度增强，光反应产生的NADPH和ATP的含量增加，C3的还原增强，暗反应速率增大　(2)利于通风、透光，提高光能的利用率，与大豆共生的根瘤菌固定的N2转变为含氮的养料后可以肥田　(3)增加　群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体干物质积累速率降低2．将质量和发育状况相同的甲、乙两种植物分别放在光照强度相同且恒定、其他条件相同且适宜的两个密闭容器中培养，一段时间内容器中CO2相对含量的变化如图所示。请回答下列问题：(1)当未提供光照时，植物叶肉细胞中最先产生ATP的场所是______________。(2)实验过程中植株甲所在的容器中CO2相对含量保持稳定的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)t1时间后，植株乙所在的容器中CO2相对含量下降的速率逐渐减慢的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若改变光照强度重新实验，使植株乙所在的容器中CO2相对含量保持不变，则在该光照强度下，植株甲所在的容器中CO2相对含量的变化趋势为____________。(5)通过该研究________(填“能”或“不能”)判断植株甲的光合速率小于植株乙，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)未提供光照的条件下植物叶肉细胞只能通过呼吸作用产生ATP，最先是在细胞质基质中进行的。(2)植株甲所在的容器中CO2相对含量保持稳定的原因是其光合作用与呼吸作用相等，达到补偿点。(3)t1时间后，植株乙光合速率大于呼吸速率，不断吸收容器内的CO2，使得容器内CO2相对含量降低，导致植株乙的净光合速率下降，从而导致CO2吸收速率下降。(4)在目前光照条件下，植株乙的光合作用大于呼吸作用，如果改变光照强度，使植株乙所在的容器中CO2相对含量保持不变，则是光照减小，因此植株甲的光合作用将小于呼吸作用，CO2相对含量增加。(5)光合作用速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率，坐标曲线中的是净光合作用，由于不知道植株的呼吸作用大小，因此不能判断植株甲、乙的光合速率大小。答案：(1)细胞质基质　(2)光合作用与呼吸作用相等(净光合作用为零)　(3)植株乙光合速率大于呼吸速率，不断吸收容器内的CO2，使得容器内CO2相对含量降低，导致植株乙的净光合速率下降　(4)增加(或先增加后稳定)　(5)不能　不知道植株甲和乙的呼吸作用大小[专题集训]1．(2021·泰安模拟)某研究者对某一大豆新品种种子萌发和幼苗生长过程开展研究，首先将大豆种子置于水分、空气、光照等条件适宜的环境中培养，定期检测萌发种子的重量变化，结果如图甲所示。再选取大豆幼苗放在温室中进行无土栽培实验，图乙为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图，请分析回答有关问题。(1)如图甲所示，实验小组在第4天测得的种子吸收的O2与释放的CO2之比为1∶3，此时大豆细胞内有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比值为________；6天后种子重量减少的主要原因是______________________，第________天，大豆的光合速率与呼吸速率大致相当。研究者用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是____________________________。(2)据图乙分析，限制AB段CO2吸收速率的主要因素是________，若白天温室温度高于5 ℃，则白天温室中CO2浓度的变化情况是________，为获得最大经济效益，温室应控制的最低温度为________℃。(3)图乙C点时叶肉细胞产生的O2的移动方向是_______________________________，图中________(填字母)点光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。解析：(1)设无氧呼吸过程消耗的葡萄糖为X，则无氧呼吸产生的二氧化碳为2X，有氧呼吸消耗的葡萄糖为Y，有氧呼吸过程吸收的氧气为6Y，产生的二氧化碳为6Y，由题意可得关系式：6Y∶(6Y＋2X)＝1∶3，解得X∶Y＝6∶1。6天后种子重量减少的主要原因是细胞呼吸分解了有机物。根据曲线图，第10天大豆的呼吸速率与光合速率大致相当。用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子，其转移途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。(2)图乙中，限制AB段CO2吸收速率的主要因素是温度。据图分析，白天温室温度高于5 ℃，植物能够进行光合作用，二氧化碳吸收量大于0，则白天温室中CO2浓度减小，图中的实线表示植物的净光合速率，虚线表示呼吸速率，高于20 ℃后实线不再上升，而虚线继续升高，表明该植物的光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度高，温室栽培该植物，为获得最大经济效益，应控制的最低温度为20 ℃。(3)图乙C点表示光饱和点，此时光合作用大于呼吸作用，叶肉细胞产生的O2的移动方向是叶绿体→线粒体、叶绿体→叶肉细胞外。B、D点均在横轴的上方，净光合速率均大于0，植物光合作用实际制造的有机物大于细胞呼吸消耗的有机物。B点、D点净光合作用与呼吸作用相等，因此实际光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍。答案：(1)1∶6　细胞呼吸分解了有机物　10　葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳　(2)温度　减小　20　(3)叶绿体→线粒体、叶绿体→叶肉细胞外　　B、D2．(2021·湖南模拟)回答下列与花生和玉米种子萌发、作物生长等相关的问题：(1)某高二生物兴趣小组研究发现花生和玉米种子萌发过程中，两者的干重都会减少，但花生种子的干重在萌发的初期会略有增加。①从有机物的元素组成分析，花生种子在萌发的初期，有机物中增加的化学元素主要是________(只填一种，多填不给分)。②当长出叶片后，在某个时间点，整个植株的干重开始增加，则光合作用开始于__________________(填“这个时间点之前”“这个时间点”或“这个时间点之后”)。(2)一种农作物单独种植称为单作，不同种类农作物间行种植称为间作。某农科所要研究花生和玉米单作和间作对作物产量的影响，则应该设置________组实验。如图是某作物(花生或玉米)间作和单作时，在不同光照强度下测得的单株该作物吸收CO2的速率。假设间作与单作时各农作物间的株距相同。①光照强度为a时，无论间作，还是单作，该作物的光合速率无明显差别，导致该现象的主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。②该作物很可能是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①花生种子在萌发的初期，脂肪转变成糖类，增加的化学元素主要是O(氧)。②当光合速率大于呼吸速率时，有机物开始增加；光合作用开始于光合速率大于呼吸速率这个时间点之前。(2)应该设置玉米单作、花生单作、玉米和花生间作3组实验。①光照强度为a时，光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小，无明显差别。②玉米植株比花生植株高，间作时玉米与玉米间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部二氧化碳浓度较高，所以间作时玉米对二氧化碳和光能的利用优于单作，光合速率高。答案：(1)①O(或氧)　②这个时间点之前　(2)3　①此时光照强度弱，光反应限制光合速率，间作和单作的光合速率均较小　②玉米　玉米植株比花生植株高，间作情况下玉米与玉米的间距较大，不会彼此遮光，且有利于行间通风，局部二氧化碳浓度较高，所以间作时玉米对二氧化碳和光能的利用优于单作，光合速率高3．(2021·浙江模拟)番茄叶肉细胞的光合作用中某过程如图甲所示，其他条件最适时，光照强度对番茄光合作用速率的影响如图乙所示，请据图回答下列问题：(1)叶绿素a吸收的光主要是________________。(2)图甲所示的结构为________，图示过程产生的ATP、物质B为________反应过程提供________________________。据图可知，图上的结构X在把电子传递给物质A的同时________浓度转运H＋。(3)若某株番茄处于图乙B点的光照条件下(其他条件适宜)，则其叶肉细胞产生的O2的去向是______________(填场所)，若环境温度提高10 ℃，曲线中C1点会向________移动。(4)植物严重缺水会使光合速率下降，这是由于水是光合作用的原料，又是细胞代谢和____________________________的介质。解析：(1)叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光。(2)图甲所示的过程为光反应，结构为类囊体；图中类囊体腔中H＋运出的同时产生ATP，说明类囊体腔内的H＋浓度大于外面，所以结构X在把电子传递给物质A的同时逆浓度转运H＋。(3)图乙B点的光照强度是番茄植株的光补偿点，此时其叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率，所以其产生的O2的去向是细胞外(或外界环境)和线粒体。若环境温度提高10 ℃，光合速率会下降，光饱和点会变小，所以曲线中C1点会向左下方移动。(4)水是物质运输的主要介质，因此植物缺水严重，会导致光合产物无法运输，使光合速率下降。答案：(1)红光和蓝紫光　(2)类囊体　暗　能量、磷酸基团和氢　逆　(3)细胞外和线粒体　左下方　(4)光合产物在植物体内运输4．(2021·淄博模拟)研究人员在温度适宜、CO2充足条件下探究光合有效辐射(PAR)和不同施氮量对玉米净光合速率的影响，在施加有机肥的基础上追加无机氮肥，得到如图所示的实验结果，N0、N120、N240分别表示施加0、120、240 kg/hm2的无机氮肥。回答下列问题：(1)分布于植物叶肉细胞____________________上的叶绿素主要吸收可见光光谱中的________________成分。(2)由图可知，不同氮肥条件下，玉米的____________(填“光合速率”或“呼吸速率”)相同。光合有效辐射从400 μmol/(m2·s)增加至800 μmol/(m2·s)的过程中，叶绿体中比值________，理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)据图分析光合有效辐射达到1 200 μmol/(m2·s)时，影响三种种植条件下玉米净光合速率的主要外界因素是____________________。(4)适当增施氮肥能提高玉米的产量，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，分布在叶绿体类囊体薄膜上，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。(2)由图可知，在不同的施氮量下，玉米的呼吸速率是相同的，都为5 μmol/(m2·s)。光合有效辐射从400 μmol/(m2·s)增加至800 μmol/(m2·s)的过程中，净光合速率增加，光反应增强，NADP＋与H＋结合生成的NADPH增多，NADP＋减少，因此叶绿体中比值增大。(3)当光合有效辐射达到1 200 μmol/(m2·s)时，三条曲线均已达到光饱和点，此时限制玉米净光合速率的主要外界因素是施加无机氮肥的量。(4)N参与叶绿素、与光合作用有关的酶、ATP、核酸、磷脂等物质的合成，从而促进光反应和暗反应，进而提高玉米的产量。答案：(1)叶绿体类囊体薄膜　红光和蓝紫光　(2)呼吸速率　增大　光合有效辐射增强，植物光反应增强，NADP＋与H＋结合生成的NADPH增多，NADP＋减少　(3)施加无机氮肥的量　(4)N参与叶绿素、与光合作用有关的酶、ATP、核酸、磷脂等物质的合成，从而促进光反应和暗反应，进而提高玉米的产量5．(2021·湖南模拟)玉米是C4植物，其叶肉细胞中含有PEP羧化酶(进行CO2固定的关键酶，对CO2有较高的亲和力)，花生是C3植物，叶肉细胞中不含PEP羧化酶，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，而C3植物不能。图1是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率的变化曲线；图2表示将玉米的PEP羧化酶基因导入花生后，测得光照强度对转基因花生和原种花生光合速率的影响。请据图回答下列问题：(1)根据图1信息________(填“能”或“不能”)比较玉米和花生的总光合速率，理由是____________________________________________________________。(2)图1中9：30～11：00之间，与玉米相比，花生的净光合速率下降的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在17：00时，玉米和花生中O2的____________(填“生成速率”或“释放速率”)相同。(3)图2中，光照强度小于8×102 μmol·m－2·s－1时，转基因花生和原种花生的光合速率几乎相同，主要是因为______________________________________________________。(4)某兴趣小组在分析图1和图2后认为，由于导入了玉米的PEP羧化酶基因，花生在进行光合作用时，CO2被固定后C的转移路径会发生变化，请提出一种方法对该结论是否正确进行探究：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，图1中仅为净光合速率，缺少呼吸速率的数值。(2)图1中，在夏季晴朗白天，9：30～11：00之间气温较高，蒸腾作用增强，为减少水分散失，部分花生叶片的气孔关闭，胞间CO2浓度降低，但花生的叶肉细胞不含PEP羧化酶，不能利用细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，CO2供应不足，暗反应过程减缓，因而在9：30～11：00之间，花生的净光合速率会出现下降，玉米则不会出现下降；净光合速率可以用O2的释放速率表示。(3)图2中，转基因花生和原种花生最大的不同是转基因花生对二氧化碳的固定能力较强。当光照强度小于8×102 μmol·m－2·s－1时，限制二者光合速率的主要环境因素是光照强度，不是二氧化碳浓度，因而其光合速率几乎相同。(4)利用同位素标记法可以追踪物质的运行规律，欲追踪C的转移路径，可给两种花生均提供14CO2，检测并记录放射性物质的转移过程即可。答案：(1)不能　总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率，图1中缺少呼吸速率的数值　(2)夏季气温升高后，部分花生叶片气孔关闭，但花生的叶肉细胞中不含PEP羧化酶，不能利用细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，CO2供应不足，影响暗反应　释放速率　(3)此范围内光照强度是影响二者光合速率的主要环境因素，CO2浓度并未成为限制因素　(4)将两种花生置于特定环境中，给其提供14CO2，检测并记录放射性物质的转移过程6．(2021·烟台模拟)植物的CO2补偿点是指植物光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，CO2饱和点是指植物光合速率达到最大值时环境中的最低CO2浓度。在适宜温度、一定光照条件下，某兴趣小组分别测定了玉米、小麦幼苗的CO2补偿点和CO2饱和点，测定结果如表。回答下列问题：　　　植物项目　　　玉米小麦CO2补偿点12 μmol/L23 μmol/LCO2饱和点34 μmol/L50 μmol/L(1)玉米植株叶片内的叶绿体有两种类型：一种是有基粒的叶绿体，存在于叶肉细胞中；另一种是没有基粒的叶绿体，存在于维管束鞘细胞中。据此推测，玉米叶肉细胞中叶绿体基粒的光合产物有____________________，维管束鞘细胞只能进行________(填“光反应”或“暗反应”)。(2)据表分析，在CO2浓度为40 μmol/L的环境中培养小麦幼苗，限制小麦幼苗光合速率的主要环境因素是________。(3)若将正常生长的玉米、小麦幼苗放置在同一密闭小室中培养，一段时间后发现两种植物的光合速率都降低，原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。继续培养，玉米、小麦幼苗存活时间更长的是________，判断理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿体基粒上含有光合色素及酶，故叶绿体基粒中能够进行光合作用的光反应，产物有NADPH、O2和ATP；而维管束鞘细胞中的叶绿体不含基粒，只能进行暗反应过程。(2)据表可知，小麦的CO2饱和点为50 μmol/L，若大气中CO2浓度为40 μmol/L，此时未达到CO2饱和点，则限制小麦光合速率的主要环境因素是CO2浓度。(3)密闭环境中，植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低；据表可知，玉米的CO2补偿点更低，维持生长所需要的CO2浓度更低，故玉米幼苗存活时间更长。答案：(1)NADPH、O2和ATP　暗反应　(2)CO2浓度　(3)植物在光下进行光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低　玉米　玉米的CO2补偿点比小麦低，在相对较低的CO2浓度下仍然存在有机物的积累7．(2021·惠州模拟)10月16日是世界粮食日。2020年，由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻最高亩产量超过800公斤。如图表示在适宜的条件下，两种海水稻甲、乙的光合速率随光照强度的变化情况。请回答下列问题：(1)与普通水稻相比，海水稻能在盐碱地生长的根本原因是________________________。(2)据图可知，更适合在盐碱滩涂地(光照充足)生长的是海水稻________(填“甲”或“乙”)，理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，海水稻地上部分长得好，必须要根生长得好，请作出合理的解释：________________________________________________________________________________________________________。(4)有研究表明：外源脱落酸(ABA)预处理植物能够诱导植物产生应对盐胁迫(植物生长于高盐浓度环境而受到的影响)的抗性，且低浓度的ABA的缓解效果更好。请以清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA以及水稻幼苗等为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)与普通水稻相比，海水稻能在盐碱地生长的根本原因是海水稻具有抗(耐)盐碱基因。(2)据图可知，由于海水稻甲的光饱和点远高于海水稻乙，故更适合在盐碱滩涂地(光照充足)生长的是海水稻甲。(3)由于地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)，主要由根系提供，故人们在生产实践中总结出“根深叶茂”和“育秧先育根”的宝贵经验，海水稻地上部分长得好，必须要根生长得好。(4)要验证外源脱落酸(ABA)预处理植物能够诱导植物产生应对盐胁迫(植物生长于高盐浓度环境而受到的影响)的抗性。实验思路为：分别用清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA对等量的水稻幼苗进行处理，然后将幼苗进行同浓度的高盐溶液栽培，几天后，观察幼苗的生长情况。预期结果：10 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗在高盐溶液中的长势比50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗长势好，50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗比清水预处理过的水稻幼苗长势好。答案：(1)海水稻具有抗(耐)盐碱基因　(2)甲　海水稻甲的光饱和点远高于海水稻乙　(3)地上部分生长所需要的水分和矿质元素(无机盐)，主要由根系提供　(4)实验思路：分别用清水、10 μmol/L ABA、50 μmol/L ABA对等量的水稻幼苗进行处理，然后将幼苗进行同浓度的高盐溶液栽培(盐胁迫处理方式可以不作要求，只要答出用适当的高盐溶液处理即可)，几天后，观察幼苗的生长情况。　预期结果：10 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗在高盐溶液中的长势比50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗长势好，50 μmol/L ABA预处理过的水稻幼苗比清水预处理过的水稻幼苗长势好   [教材拾遗]1．草履虫是单细胞原生动物，其体内有两个细胞核，一个核与营养代谢有关，另一个核与生殖有关，请从细胞“结构与功能观”角度分析这一现象。提示：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，草履虫细胞较大，一个核不能有效地控制草履虫的生命活动。2．根据植物细胞有丝分裂的过程示意图，回答有关问题：(1)在有丝分裂过程中，染色体、纺锤体的出现和消失分别在什么时期？核膜、核仁的解体和重建分别在什么时期？提示：染色体、纺锤体：前期出现、末期消失；核膜、核仁：前期解体、末期重建。(2)染色单体形成于何时，消失于何时？提示：染色单体形成于间期(染色体复制)，消失于后期(着丝粒分裂)。3．在减数分裂前的间期，染色体复制后，在光学显微镜下为什么观察不到每条染色体上的两条姐妹染色单体？请分析原因。提示：间期染色体复制后，每条染色体上的两条姐妹染色单体各是一条长的细丝，呈染色质状态，在光学显微镜下观察不到。4．细胞分化形成的不同细胞的遗传物质相同吗？为什么？提示：相同。因为这些不同的细胞是由一个受精卵经有丝分裂后分化形成的。5．可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？说明理由。提示：否。动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。6．细胞自噬有什么意义？提示：细胞自噬的意义：处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量；在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素等，从而维持细胞内部环境的稳定。7．端粒酶是延长端粒的一种酶，是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合体，属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA复制的模板，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的原因。提示：癌细胞能激活端粒酶活性，合成DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而来稳定染色体的结构。能力一运用归纳与概括的科学思维方法串联细胞分裂与遗传、变异[核心整合]1．归纳概括细胞周期的12个关注点2．细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因[题点练通]围绕细胞周期的组成和调控，考查生命观念、科学思维及创新能力1.(2020·山东等级考)CDK1是推动细胞由分裂间期进入分裂期的关键蛋白。在DNA复制开始后，CDK1发生磷酸化导致其活性被抑制，当细胞中的DNA复制完成且物质准备充分后，磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，使细胞进入分裂期。大麦黄矮病毒(BYDV)的M蛋白通过影响细胞中CDK1的磷酸化水平而使农作物患病。正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平变化如图所示。下列说法错误的是(　　)A．正常细胞中DNA复制未完成时，磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制B．正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，染色质螺旋化形成染色体C．感染BYDV的细胞中，M蛋白通过促进CDK1的磷酸化而影响细胞周期D．M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期解析：C　由题意可知，正常细胞中DNA复制未完成时CDK1处于磷酸化状态，即去磷酸化过程受到抑制，A正确；正常细胞中磷酸化的CDK1发生去磷酸化后，使细胞进入分裂期，染色质螺旋化形成染色体，B正确；由题图可知，正常细胞和感染BYDV的细胞中CDK1磷酸化水平达到最高点(二者相同)后均出现下降，但感染BYDV的细胞中CDK1的磷酸化水平维持在较高水平，正常细胞中CDK1磷酸化水平降低明显，说明被感染细胞中磷酸化的CDK1的去磷酸化过程受到抑制，故M蛋白通过抑制磷酸化的CDK1的去磷酸化而影响细胞周期，C错误；磷酸化的CDK1发生去磷酸化而被激活，才能使细胞进入分裂期，故M蛋白发挥作用后，感染BYDV的细胞被阻滞在分裂间期，D正确。2．(多选)(2021·“八省联考”河北模拟)细胞周期在调控因子的严格调控下沿着G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(DNA合成后期)和M期(细胞分裂期)四个阶段有条不紊地运行。为了探究细胞周期运行的调控机制，研究人员取不同时期的细胞进行了融合实验，获得如表结果。下列推论正确的是(　　)细胞融合的组合方式融合细胞中的现象M期细胞和G1期细胞原G1期细胞中染色质出现凝缩M期细胞和G2期细胞原G2期细胞中染色质出现凝缩S期细胞和G1期细胞原G1期细胞核中DNA进行复制S期细胞和G2期细胞原G2期细胞核中DNA没有启动复制A．M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子B．S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子C．将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制D．将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质不会凝缩解析：ABC　根据题表可知，M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，A正确；S期细胞和G1期细胞融合，原G1期细胞核中DNA进行复制，说明S期细胞中存在能诱导染色质DNA复制的调控因子，B正确；M期细胞是分裂期的细胞，此时的细胞已经经历过间期DNA分子的复制，故将M期细胞和S期细胞融合，原M期细胞染色体DNA不会复制，C正确；根据选项A分析可知，M期细胞中存在能诱导染色质凝缩成染色体的调控因子，将M期细胞和S期细胞融合，原S期细胞中染色质会凝缩，D错误。围绕细胞分裂图像的识别与分析，考查科学思维能力 3.(2020·浙江7月选考)若某二倍体高等动物(2n＝4)的基因型为DdEe，其1个精原细胞(DNA被32P全部标记)在培养液中培养一段时间，分裂过程中形成的其中1个细胞如图所示，图中细胞有2条染色体DNA含有32P。下列叙述错误的是(　　)A．形成图中细胞的过程中发生了基因突变B．该精原细胞至多形成4种基因型的4个精细胞C．图中细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞D．该精原细胞形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂解析：B　题图细胞中无同源染色体且着丝粒分裂，染色体移向两极，可判断此细胞为处于减数第二次分裂后期的次级精母细胞；精原细胞的基因型为DdEe，该次级精母细胞的基因型为Ddee，推测形成该次级精母细胞的过程中发生了基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间片段的交换，而图中染色体的颜色未发生改变，排除同源染色体非姐妹染色单体间片段交换的可能性，A、C正确。该次级精母细胞产生的精细胞的基因型为De和de，若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是D突变成d，则与其同时产生的另一个次级精母细胞的基因型为ddEE，产生的精细胞的基因型为dE；若形成该次级精母细胞的过程中发生的基因突变是d突变成D，则另一个次级精母细胞的基因型为DDEE，产生的精细胞的基因型为DE，所以该精原细胞至多形成3种基因型的4个精细胞(De、de、dE或De、de、DE)，B错误。精原细胞的DNA被32P全部标记，若发生一次DNA的半保留复制，则所有子代DNA中均有一条链被32P标记，题图细胞中四条染色体均应被32P标记，但已知题图细胞中仅两条染色体被32P标记，说明精原细胞DNA至少复制了两次，即先进行有丝分裂再进行减数分裂，因此形成图中细胞的过程中至少经历了两次胞质分裂，D正确。4．(2021·南京二模)研究人员在研究卵原细胞进行减数分裂的过程中，发现了如图1所示的“逆反”减数分裂现象，并经过对大量样本的统计研究发现其染色体的分配情况如图2所示。下列叙述错误的是(　　)A．“逆反”减数分裂是获得含重组染色体的卵细胞的途径之一B．“逆反”减数分裂形成的卵细胞中核DNA与染色体数是体细胞中的一半C．“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在减数分裂ⅠD．“逆反”减数分裂过程中的基因重组只发生在减数分裂Ⅱ解析：D　“逆反”减数分裂是获得含重组染色体的卵细胞的途径之一，A正确；“逆反”减数分裂形成的卵细胞中，核DNA与染色体数仍是体细胞中的一半，B正确；据图分析可知，“逆反”减数分裂中姐妹染色单体分开发生在减数分裂Ⅰ，C正确；据图分析可知，“逆反”减数分裂过程中的基因重组也可发生在减数分裂Ⅰ，D错误。细胞分裂中相关物质、细胞或时期的判断　　　　 结合染色体与核DNA复制的同位素追踪问题，考查解决问题的能力5.(2021·潍坊模拟)将两条单链均被32P标记的M基因导入某动物(2n＝4)精原细胞中(假定该精原细胞DNA不含32P)，选取插入2个M基因且位于非同源染色体上的精原细胞，再置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细胞中的情况。若不考虑变异，则下列叙述正确的是(　　)A．若某个子细胞中的染色体都不含32P，则一定进行减数分裂B．若某个子细胞中有2条染色体含32P，则一定进行减数分裂C．若每个子细胞中均只有1条染色体含32P，则一定进行有丝分裂D．若4个子细胞中，含有32P的染色体数分别是0、1、1、2条，则一定进行有丝分裂解析：D　若某个子细胞中的染色体都不含32P，或者有2条染色体含32P，可能是有丝分裂，也有可能是减数分裂，A错误；若进行有丝分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数的可能性有0、1、1、2条，或者1、1、1、1条，或者0、0、2、2条；若进行减数分裂，则4个子细胞中含有32P的染色体数有0、0、2、2条，或者1、1、1、1条，B、C错误，D正确。6．(2021·丽水模拟)在含有5­溴尿嘧啶脱氧核苷(BrdU)的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将兔(2n＝44)一个精原细胞置于含BrdU的培养液中，先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，取减数分裂Ⅰ后期的细胞(甲)和减数分裂Ⅱ后期的细胞(乙)进行染色并观察。不考虑基因突变和交叉互换，下列推测正确的是(　　)A．甲细胞中有44条染色体，共22种形态B．甲细胞中有22对同源染色体，1/4的脱氧核苷酸链被BrdU标记C．乙细胞中有2条Y染色体，全部DNA分子被BrdU标记D．乙细胞中有2个染色体组，22条染色体发出明亮荧光解析：D　由题可知兔的体细胞染色体数目为44条，则减数分裂Ⅰ后期，染色体数目不变，仍为22对同源染色体，即44条，由于性染色体形态不同，所以共有23种形态，A错误；可知经过一次有丝分裂后有一半的脱氧核苷酸链被标记，而减数分裂也是在含BrdU的培养液中培养的，则在减数分裂Ⅰ后期，共有3/4的脱氧核苷酸链被标记，B错误；乙细胞是减数分裂Ⅱ的次级精母细胞，经过了着丝粒的分裂，有两个染色体组，可能具有两条Y染色体或者两条X染色体。由于是在含BrdU的培养液中培养的，根据DNA的半保留复制可知，一半的染色体为全标记，一半的染色体为半标记，即有22条染色体发出明亮荧光，C错误，D正确。细胞分裂中标记染色体去向的分析方法(1)若两次都是有丝分裂(注： 表示被3H标记的DNA链； 表示没有被3H标记的DNA链)(2)若两次分裂分别是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ整合细胞分裂与遗传和变异，考查对综合知识的融会贯通能力7.(2021·河北高考)图中①②和③为三个精原细胞，①和②发生了染色体变异，③为正常细胞。②减数分裂时三条同源染色体中任意两条正常分离，另一条随机移向一极。不考虑其他变异，下列叙述错误的是(　　)A．①减数第一次分裂前期两对同源染色体联会B．②经减数分裂形成的配子有一半正常C．③减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合，最终产生4种基因型配子D．①和②的变异类型理论上均可以在减数分裂过程中通过光学显微镜观察到解析：C　分析题图可知，①中R基因和a基因相互易位，属于染色体的结构变异；在联会时，a基因所在的染色体分别与A基因和r基因所在的染色体联会；R基因所在的染色体分别与A基因和r基因所在的染色体联会，A正确；②中含有a基因的染色体多一条，A、a、a所在的三条同源染色体分离时任意两条移向一极，含有两条a、a或A、a基因所在染色体的为异常的次级精母细胞，形成的精细胞也是异常的；另一个次级精母细胞不含有同源染色体，减数第二次分裂后形成正常的配子，因此②减数分裂形成的配子中有一半是正常的，B正确；③为正常细胞，减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，最终产生2种基因型的4个配子，C错误；①和②分别属于染色体结构变异和染色体数目变异，都是细胞水平的变异，理论上均可以在光学显微镜下观察到，D正确。8．(2021·大连模拟)果蝇的生物钟基因位于X染色体上，有节律(XB)对无节律(Xb)为显性；体色基因位于常染色体上，灰身(A)对黑身(a)为显性。若在基因型为AaXBY的雄蝇减数分裂过程中，出现一个AAXBXb类型的变异细胞，下列有关分析正确的是(　　)A．该变异细胞是处于减数分裂Ⅰ的初级精母细胞B．该变异细胞的核DNA数是精原细胞核DNA数的一半C．形成该变异细胞的过程中，有节律基因XB发生了基因突变D．形成该变异细胞的过程中，等位基因A、a随姐妹染色单体的分开而分离解析：C　变异细胞的基因型为AAXBXb，其中不含Y染色体，说明经过了同源染色体的分离，因此，该细胞可能处于减数分裂Ⅱ的前期、中期或后期，所以该细胞是次级精母细胞，A错误；该变异细胞为次级精母细胞，其核DNA数与精原细胞核DNA数相同，B错误；该雄蝇的基因型为AaXBY，不含b基因，但经减数分裂Ⅰ后出现一个AAXBXb类型的变异细胞，显然产生该细胞的原因是在减数分裂前的间期DNA复制时有节律基因发生了突变，C正确；形成该变异细胞的过程中，等位基因A、a随同源染色体的分开而分离，D错误。利用模型图推断异常配子形成的原因　　　　 能力二理解细胞分化、衰老和死亡的原理及其相互关系[核心整合]1．明确细胞分化的机理和结果(1)细胞分化的机理(2)细胞分化的“变”与“不变”改变mRNA、蛋白质的种类；细胞的形态、结构和功能不变DNA、tRNA、rRNA；细胞的数目2．识记细胞的衰老与凋亡(1)衰老细胞的特征(2)细胞凋亡与细胞坏死的比较[题点练通]围绕细胞分化与细胞的全能性的关系，考查生命观念1.(2021·山东高考)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α­酮戊二酸合成酶，调控细胞内α­酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　　)A．α­酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B．α­酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞分化C．抑制L基因表达可降低细胞内α­酮戊二酸的含量D．目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能解析：C　被溶酶体分解后的产物，如果对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。α­酮戊二酸合成酶本质为蛋白质，水解成氨基酸后可以被细胞再利用，A正确；通过题干可知，α­酮戊二酸合成酶被溶酶体降解之后，细胞内的α­酮戊二酸无法合成，含量会降低，从而促进胚胎干细胞分化。因此若α­酮戊二酸含量升高，会抑制胚胎干细胞分化，B正确；抑制L基因表达，则溶酶体膜上的受体L无法合成。分子伴侣与α­酮戊二酸合成酶形成的复合物无法进入溶酶体被降解。则α­酮戊二酸合成酶含量增加，催化细胞内α­酮戊二酸合成使其含量增加，C错误；目标蛋白进入溶酶体的过程属于跨膜运输，体现了生物膜具有物质运输的功能，D正确。2．(2021·枣庄模拟)小肠干细胞通过增殖分化产生潘氏细胞和小肠上皮细胞。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质抵抗外来病原体，而小肠上皮细胞与营养吸收有关。下列说法错误的是(　　)A．同一个体的小肠干细胞和潘氏细胞中的核酸有一定差异B．三种细胞形态和功能不同与细胞中基因的执行情况有关C．潘氏细胞和小肠上皮细胞将保持分化状态直至衰老死亡D．小肠干细胞在体外诱导分化形成潘氏细胞体现了细胞的全能性解析：D　潘氏细胞与小肠上皮细胞是由小肠干细胞分化而来的，由于基因的选择性表达，两者的核酸有一定差异，A正确；三种细胞由同一个受精卵分化而来，故遗传信息相同，三者形态和功能不同与细胞中基因的执行情况有关，B正确；潘氏细胞和小肠上皮细胞均是分化后的细胞，在体内将保持分化状态直至衰老死亡，C正确；全能性的判断标准是发育为完整个体，小肠干细胞在体外诱导分化形成潘氏细胞，并不是完整个体，故不能体现细胞的全能性，D错误。防范对细胞的全能性及分化理解的三个误区(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)细胞分化过程中遵循的中心法则为：DNARNA蛋白质细胞的全能性表达过程中所遵循的中心法则为：(3)并非所有的干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞的自我更新。　　　　 围绕细胞的衰老、死亡与人体健康的关系，考查社会责任3.(2021·湖北模拟)凋亡抑制蛋白是一类高度保守的内源性抗凋亡基因家族表达产物，广泛存在于病毒及哺乳动物细胞中，起着抑制细胞凋亡的作用，而细胞表达的凋亡蛋白Q则与凋亡抑制蛋白作用相反，现研究发现青蒿琥酯(青蒿素的一种衍生物)能明显提高癌细胞凋亡蛋白Q的表达量，下列分析不合理的是(　　)A．凋亡抑制蛋白和凋亡蛋白Q的周期性表达共同维系着细胞正常的生命历程B．某些致癌病毒的内源性抗凋亡基因可能是导致癌细胞“长寿”的主因C．青蒿琥酯能促进凋亡基因的表达使癌细胞的凋亡率升高D．衰老细胞内的自由基可能攻击抗凋亡基因，使所有酶活性降低解析：D　凋亡抑制蛋白起着抑制细胞凋亡的作用，而凋亡蛋白Q可促进细胞凋亡，两种基因的相反作用共同调节细胞的生命历程，A正确；凋亡抑制蛋白基因广泛存在于病毒及哺乳动物细胞中，由于其高度保守性，使发生癌变的细胞更难凋亡，导致癌细胞“长寿”，B正确；由题意“青蒿琥酯能明显提高癌细胞凋亡蛋白Q的表达量”可知，青蒿琥酯能促进凋亡基因的表达使癌细胞的凋亡率升高，C正确；衰老细胞内不是所有酶活性都降低，与凋亡、衰老有关的酶活性可能升高，D错误。4．(2021·潍坊模拟)细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征是依赖炎性半胱天冬酶，使细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放进而激活强烈的炎症反应，并伴有大量促炎症因子(可介导多种免疫反应)释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。下列叙述正确的是(　　)A．细胞焦亡与细胞内基因及其表达调控无关B．细胞焦亡在抗击病原体感染中发挥重要作用C．焦亡时细胞膜破裂使组织液渗透压降低D．促炎症因子通过为免疫系统提供能量提高免疫力解析：B　由题干信息可知：细胞焦亡是一种新的细胞程序性死亡方式，故与细胞内基因及其表达调控有关，A错误；细胞焦亡的结果是使细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放进而激活强烈的炎症反应，并伴有大量促炎症因子(可介导多种免疫反应)释放，在抗击病原体感染中发挥重要作用，B正确；焦亡时细胞膜破裂使组织液渗透压升高，C错误；促炎症因子不能提供能量，D错误。[考题引领]情境一　生活实践情境1.(2019·天津高考改编)作物M的F1基因杂合，具有优良性状。F1自交形成自交胚的过程见途径1(以两对同源染色体为例)。改造F1相关基因，获得具有与F1优良性状一致的N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程见途径2。据图回答下列问题：(1)与途径1相比，途径2中N植株形成配子时由于有丝分裂替代减数分裂，不会发生由_________________________和____________________导致的基因重组，也不会发生染色体数目________。(2)基因杂合是保持F1优良性状的必要条件。通过途径2获得的后代可保持F1的优良性状的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在正常减数分裂过程中，减数第一次分裂中同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换和非同源染色体的自由组合都可导致基因重组，正常减数分裂产生的精子或卵细胞中染色体数目减半。有丝分裂过程不会发生这些变化。(2)N植株产生卵细胞及其形成克隆胚，都是通过有丝分裂实现的，遗传物质未发生变化，基因型都与F1改造形成的N植株相同。故途径2获得的后代能保持F1的优良性状。答案：(1)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换　非同源染色体自由组合　减半　(2)N植株产生卵细胞及其形成克隆胚，都是通过有丝分裂实现的，遗传物质未发生变化，基因型都与F1改造形成的N植株相同。故途径2获得的后代能保持F1的优良性状情境二　学习探索情境2．(经典高考题改编)利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题：(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，细胞最终都会停留在间期，请分析原因______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素也可以实现细胞周期的同步化，其原理是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是______________________________________________(答出1点即可)。解析：(1)处于对数生长期的细胞进行连续分裂，此时在培养液中加入适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使细胞停滞在间期，但其不影响分裂期的细胞继续分裂。(2)秋水仙素能够抑制分裂前期纺锤体的形成，使着丝粒分裂后的染色体不能移向两极，所以经秋水仙素处理的细胞分裂会暂时停滞，使细胞周期被阻断。(3)分裂间期的特点：为分裂期的进行准备物质条件，即主要完成DNA复制与有关蛋白质合成，同时细胞有适度的生长。答案：(1)加入适量的DNA合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期；处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的　(2)秋水仙素能够抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断，从而实现细胞周期同步化　(3)完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质[命题预测]1．如图1为根据某二倍体哺乳动物细胞分裂过程中相关数据绘制的数学模型。真核细胞的细胞周期受多种物质的调节，其中CDK2­cyclinE能促进细胞从G1期进入S期。如果细胞中的DNA受损，会发生如图2所示的调节过程。(1)失活的CDK2­cyclinE将导致处于图1中AB段的细胞比例________(填“上升”“下降”或“不变”)。(2)研究发现，CDK2­cyclinE参与中心体复制的起始调控，如果中心体复制异常或细胞未能协调好中心体复制和DNA复制的关系，将形成单极或多极纺锤体，进而驱使染色体异常分离。①中心体由________________________________组成。简述细胞周期中，中心体的数量及行为变化：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②根据上述资料分析，纺锤体形成异常可能引起____________变异。请从细胞周期中染色体行为变化的角度，阐述细胞分裂过程中染色体精确分离的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少写出两点)。答案：(1)下降　(2)①两个互相垂直排列的中心粒及周围物质　中心体在分裂间期复制倍增，进入分裂期后，两个中心体分别移向细胞两极，并发出星射线形成纺锤体，随着细胞分裂的完成，每个子代细胞中只含有一个中心体　②染色体数目　染色质在分裂间期复制形成姐妹染色单体、分裂期螺旋缠绕成为染色体，在纺锤丝的牵引下排列在赤道板上、着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极2．p53蛋白在清除自身组织中有缺陷或者丧失功能的细胞中起着重要作用。由p53基因编码的p53蛋白是一种转录因子，控制着细胞周期的启动。研究发现，细胞受到X射线照射后(通常会损伤遗传物质DNA)，p53蛋白水平明显升高，诱导p21蛋白(细胞周期蛋白)表达，将分裂的细胞阻滞在任一时期，从而停止分裂增殖。也就是说，当p53蛋白接收到细胞代谢紊乱(如癌细胞)或者遗传物质损伤的信息时，它将阻止细胞生长、分裂等生命活动的进程，促进细胞进行损伤修复，如果这个受损细胞不能得到修复，则p53蛋白将放出信号激活细胞潜在的自杀程序——凋亡。结合其他研究表明，p53蛋白确实能保护组织细胞避免癌变，从而在癌细胞有机会增殖成一个明显的肿瘤之前消灭它们。有利亦有弊，p53蛋白提供抗肿瘤的保护作用的同时，也加速了细胞衰老的过程。这个加速的衰老过程包括了通常在衰老的人类中发生的变化，如脊柱弯曲的形成，延迟的伤口愈合，具有自我更新能力的干细胞减少，以及体重、气力、肌肉、骨密度及头发的减少。(1)p53基因表达产生的p53蛋白是一种转录因子，控制着细胞周期的启动，下列细胞具有细胞周期的是______，判断的理由是___________________________________________。A．根尖分生区细胞 B．植物形成层细胞　C．神经细胞　D．人表皮细胞　E．哺乳动物成熟红细胞　F．干细胞　G．动物皮肤生发层细胞　H．洋葱表皮细胞　I．浆细胞　J．癌细胞(2)所有细胞中均要表达的一类基因称为管家基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，不同类型细胞中特异性表达的基因称为奢侈基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态结构特征与功能。控制p21蛋白合成的基因是________(填“管家基因”或“奢侈基因”)。(3)日常生活中体内细胞受到X射线照射后，p53基因激活不能恢复的受损细胞的自杀程序——凋亡，这是一个正常的生理过程，这一过程对生物体有什么作用？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)p53蛋白能加速细胞衰老，自由基也能引起细胞衰老。自由基导致细胞衰老的原理是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)p53是一把双刃剑，对机体的生命活动既有利又有弊，请根据材料，说出其对人体的利和弊，并据此陈述在肿瘤疾病的治疗方面如何合理利用。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)A、B、F、G、J　这些细胞都是连续分裂的细胞　(2)奢侈基因　(3)有利于维持机体内部环境的稳定　(4)细胞产生的自由基会攻击磷脂而损伤细胞，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，会产生更多的自由基。自由基还攻击DNA和蛋白质，可能引起基因突变和蛋白质的活性下降　(5)利：p53蛋白接收到细胞代谢紊乱或者遗传物质损伤的信息时，将阻止细胞生长、分裂等生命活动的进程，促进细胞进行损伤修复，如果这个受损细胞不能得到修复，则p53蛋白将放出信号激活细胞潜在的自杀程序——凋亡，以避免细胞癌变使人体患癌症。弊：p53蛋白含量过多，将加速细胞衰老和人体衰老的过程。利用：肿瘤治疗过程中，p53蛋白不能过少或过量，如果相应的抗体携带一定量的用p53蛋白制成的药物，将能特异性终止癌细胞分裂而诱导凋亡[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·德州二模)维管组织中心(MTOC)是细胞内能够发出蛋白纤维并使之延伸的细胞结构，参与纺锤体的形成。研究发现，长春花碱能够抑制MTOC发出的蛋白纤维的解聚和组装。下列相关叙述正确的是(　　)A．动、植物细胞的MTOC中具有一对中心粒B．真核细胞在分裂过程中细胞两极均会出现MTOCC．洋葱根尖细胞分裂过程中，同源染色体分离与MTOC有关D．长春花碱能将连续分裂的细胞的细胞周期抑制在分裂期解析：D　高等植物细胞具有维管组织中心(MTOC)，但是没有中心体，A错误；真核细胞在无丝分裂过程中，没有纺锤体的形成，细胞两极不会出现MTOC，B错误；洋葱根尖细胞只能进行有丝分裂，不能进行减数分裂，没有同源染色体分离，C错误；分裂前期，纺锤体形成，长春花碱能够抑制MTOC发出的蛋白纤维的解聚和组装，抑制纺锤体的形成，能将连续分裂的细胞的细胞周期抑制在分裂期，D正确。2．(2021·烟台模拟)细胞周期由分裂间期[含G1期、S期(DNA合成)和G2期]和分裂期(M期)组成，而周期蛋白CDK1在其中起着重要的作用，其在间期的磷酸化(＋Pi)和去磷酸化(－Pi)过程如图所示，已知只有当DNA复制完成且物质准备充分后才发生去磷酸化，活化的CDK1才能使细胞周期进入M期，下列有关其作用的分析不合理的一项是(　　)活化CDK1无活性CDK1A．周期蛋白CDK1的合成可能与调控细胞周期的原癌基因有关B．强化周期蛋白CDK1的磷酸化可使细胞周期同步于分裂间期的G2期C．周期蛋白CDK1的去磷酸化会抑制染色质向染色体形态的转化D．CDK1空间结构的破坏可能会产生核DNA加倍的异常体细胞解析：C　由题意可知，周期蛋白CDK1在分裂间期的S期磷酸化(＋Pi)无活性，G2期去磷酸化(－Pi)有活性，且活化的CDK1才能使分裂进入M期，因此周期蛋白CDK1的合成可能与调控细胞周期的原癌基因有关，A正确；强化周期蛋白CDK1的磷酸化可使细胞周期同步于分裂间期的G2期，B正确；若强化周期蛋白CDK1的磷酸化可使其失去活性，活化的CDK1才能使分裂进入M期，故细胞分裂停止于G2期。进入M期的前期才发生染色质螺旋成染色体，故CDK1的去磷酸化会促进该变化，C错误；CDK1被破坏后不进入分裂期，加倍的核DNA无法分离，会形成异常体细胞，D正确。3．(2021·西城区二模)将分生区细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，短时间后更换到无放射性的培养基中再培养一段时间。测定分裂期细胞中带放射性DNA的细胞的百分率，结果如图所示。下列分析错误的是(　　)A．10～20 h曲线下降，与被标记的细胞逐渐完成分裂有关B．20 h后曲线再次开始上升，是因为被标记的细胞进入第二轮分裂的分裂期C．每一个被标记的细胞分裂两次形成的四个细胞中，均只有两个细胞带有放射性DNAD．从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h解析：C　由题意可知：10～20 h曲线下降与被标记的细胞逐渐完成分裂有关，A正确；20 h之后曲线再次上升是因为被标记的细胞再次进入分裂期，B正确；细胞内有多对染色体(不是只有一条染色体)，每一个被标记的细胞分裂形成的四个细胞中不可能均有两个细胞带有放射性，C错误；细胞被标记说明已完成了复制，而题干又说“短时间”，故从DNA复制完成到分裂期开始的时长约为2 h，D正确。4．(2021·厦门模拟)染色体的核型分析是在有丝分裂中期对染色体进行测量计算后，将染色体进行分组、同源配对和排队。某种雄性昆虫的体细胞内仅含有一条X染色体，其染色体组成为2N＝21，其部分染色体的核型如图所示。下列有关该昆虫细胞有丝分裂的分析，正确的是(　　)A．分裂前期，从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体B．分裂中期，1与2、3与4分别排列在赤道板两侧C．分裂后期，细胞出现2条性染色体，没有染色单体D．细胞膜向中部缢裂时，每个细胞核含有7个核DNA解析：C　动物细胞在有丝分裂的前期，从中心体周围发出星射线形成纺锤体，A错误；在有丝分裂中期，染色体的着丝粒排列在赤道板上，B错误；在有丝分裂后期，由于着丝粒分裂，细胞出现2条性染色体，没有染色单体，C正确；有丝分裂末期，细胞膜向中部缢裂时，每个细胞核含有21个核DNA，D错误。5．(2021·浙江模拟)实验表明：交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。某高等动物体细胞内DNA均被放射性同位素32P标记，在无放射性(31P)的培养液中连续进行2次有丝分裂，细胞甲是处于第2次分裂过程的一个细胞。如图为细胞甲A/a基因所在染色体发生有丝分裂交换的示意图。细胞甲继续分裂得到子细胞乙和丙。不考虑新的可遗传变异，下列叙述中，错误的是(　　)A．细胞甲分裂过程中含放射性的染色体最多为5条B．乙和丙细胞的基因组成可能均为AaBb，但也可能不同C．乙细胞再次进行有丝分裂得到的子细胞基因型不可能为AABBD．乙和丙细胞含放射性的染色体可能均为3条解析：D　某高等动物体细胞内DNA均被放射性同位素32P标记后，在无放射性(31P)的培养液中连续进行2次有丝分裂，细胞甲是处于第2次分裂过程的一个细胞，该细胞中含放射性染色体最多有4条，还可能有交换过来的一部分，即最多有5条，A正确；乙和丙细胞的基因组成可能均为AaBb，但也可能一个是AABb，另一个是aaBb，B正确；乙细胞基因型为AABb或aaBb，再次进行有丝分裂得到的子细胞基因型不可能为AABB，C正确；细胞甲中含放射性的染色体最多为5条，则乙和丙细胞含放射性的染色体之和最多为5条，不可能均为3条，D错误。6．(2021·日照一模)在细胞分裂过程中，某些正常的染色体容易断裂，若断裂发生于染色体的两个末端，那么断裂下来的两个片段彼此可以粘合成无着丝粒片段，而带着丝粒的部分可通过两断端的粘合形成环状染色体(如图)。不带着丝粒的片段往往消失，而带着丝粒的部分能继续进行有丝分裂。已知基因型为Aa的细胞中含有一条环状染色体，关于该细胞进行有丝分裂(不考虑其他变异)的说法，错误的是(　　)A．在间期时可形成两条环状染色单体B．其子细胞中可能不含有环状染色体C．其子细胞中染色体数目与母细胞相同D．其子细胞的基因型可能为A、a或Aa解析：B　在该细胞分裂过程中，间期环状染色体复制后可形成由一个着丝粒连接的两个环状染色单体，A正确；根据题意，该细胞中有一条环状染色体，该细胞进行有丝分裂，其子细胞中均存在环状染色体，B错误；虽然环状染色体的形成是正常染色体断裂所致，但环状染色体能继续进行有丝分裂，细胞中染色体数目并未发生改变，所以该细胞进行有丝分裂，其子细胞与母细胞染色体数目相同，C正确；Aa基因的位置未知，有可能其中一个基因随无着丝粒片段丢失，所以子细胞基因型可能为A、a、或Aa，D正确。7．(2021·沂水县校级二模)研究人员用小鼠进行实验，发现卵母细胞减数分裂时，同源染色体着丝粒大小有所不同，着丝粒较大的染色体更易与酪氨酸化(Tyr)纺锤丝分离，并与去酪氨酸化(dTyr)的纺锤丝结合，从而有更多的机会进入卵细胞(如图所示)。下列说法错误的是(　　)A．图示过程发生在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体进行分离B．图中细胞分裂后有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞C．图中同源染色体分别向细胞的两极移动需要纺锤丝的牵引D．与卵细胞同时形成的极体中着丝粒小的染色体较多解析：D　同源染色体着丝粒大小有所不同，图示过程同源染色体进行分离，发生在减数分裂Ⅰ后期，A正确；由于着丝粒较大的染色体有更多的机会进入卵细胞，所以图中细胞分裂后有dTyr纺锤丝微管的一端将形成次级卵母细胞，B正确；图中同源染色体分别向细胞的两极移动需要纺锤丝的牵引，C正确；次级卵母细胞着丝粒分裂，染色单体分开形成子染色体分别进入卵细胞和极体，所以与卵细胞同时形成的极体中着丝粒大的染色体较多，D错误。8．(2021·重庆模拟)科学家发现在某雄性动物中有参与减数分裂的O基因和S基因，诱导其突变后，相应的减数分裂结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．O基因突变导致减数分裂Ⅰ中细胞质无法正常分裂B．S基因可能参与减数分裂Ⅰ中四分体的形成C．S基因突变后形成的精子与正常的卵细胞受精形成三倍体D．若两个基因同时突变后进行减数分裂，形成的子细胞中的染色体数目均异常解析：B　O基因突变导致减数分裂Ⅱ中细胞质无法正常分裂，A错误；S基因突变导致减数分裂Ⅰ中同源染色体无法正常联会，B正确；S基因突变后形成的精子与正常的卵细胞受精不会形成三倍体，C错误；若两个基因同时突变后进行减数分裂，形成的子细胞中的染色体数目有可能是正常的，D错误。9．(2021·泰安模拟)神经干细胞具有分化为多种神经细胞的潜能。神经组织损伤后，会释放多种趋化因子吸引神经干细胞聚集到损伤部位，使其分化为不同的神经细胞，完成组织修复以恢复神经系统功能。下列说法错误的是(　　)A．神经干细胞在内环境中具有迁移能力B．实现神经组织修复的过程中细胞的遗传信息发生了改变C．细胞外液Na＋浓度下降会导致神经细胞产生的动作电位峰值减小D．神经细胞中突触小泡释放神经递质的过程需要消耗能量解析：B　神经组织损伤后，会释放多种趋化因子吸引神经干细胞聚集到损伤部位，所以神经干细胞在内环境中具有迁移能力，A正确；由题干信息可知，神经干细胞修复神经组织为细胞增殖分化的过程，细胞增殖分化的过程中遗传信息并未发生改变，B错误；神经细胞动作电位的产生是由细胞外液的Na＋内流形成的，所以细胞外液Na＋浓度下降会导致神经细胞产生的动作电位峰值减小，C正确；神经细胞中突触小泡释放神经递质的过程属于胞吐，需要消耗能量，D正确。二、不定项选择题10．(2021·锦州一模)研究发现，来自于胎盘的称为Cdk2的细胞能够在心脏病发作时再生形成健康心脏细胞。Cdk2细胞中除含有胚胎干细胞中所有的蛋白质外，还含有其他的蛋白质，使得这种细胞直接迁移到受损的部位进行修复。下列有关叙述错误的是(　　)A．Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞中核DNA分子不发生改变B．Cdk2细胞迁移到受损的部位时不发生体内细胞的程序性死亡C．Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞时伴随着ATP与ADP的转化D．Cdk2细胞与干细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同解析：B　Cdk2细胞再生形成的健康心脏细胞中核DNA分子不发生改变，A正确；Cdk2细胞迁移到受损的部位时会发生体内细胞的程序性死亡，B错误；Cdk2细胞再生形成健康的心脏细胞时需要消耗ATP，因此伴随着ATP与ADP的转化，C正确；Cdk2细胞与干细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同，D正确。11．(2021·德州一模)磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后才能被激活，从而使细胞进入分裂期，Cdc2的磷酸化受基因Cdc25和基因Weel调节。裂殖酵母经过自身延长后从中间断裂进行生殖，科研人员通过培养野生型、Weel突变体和Cdc25突变体裂殖酵母进行了细胞周期的研究，表型如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)A．基因Cdc25表达、基因Weel不表达时细胞才能正常分裂B．基因Weel和基因Cdc25分别抑制和促进了Cdc2的去磷酸化C．正常细胞中磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后，核膜解体D．基因Cdc25在分裂期表达，基因Weel在间期表达解析：AD　基因Cdc25表达、基因Weel不表达时细胞不能正常分裂，A错误；磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后才能被激活从而使细胞进入分裂期，根据图示可知，基因Weel和基因Cdc25分别抑制和促进了Cdc2的去磷酸化，B正确；正常细胞中磷酸化的Cdc2发生去磷酸化后，细胞能进入分裂期，所以会发生核膜解体现象，C正确；基因Cdc25和基因Weel都应该在间期表达，D错误。12．(2021·丹东二模)某种动物(2N＝6)的基因型为AaBbRrXTY，其中A、B在一条常染色体上，R、r在另一对常染色体上。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。已知甲的基因型是AbRXTY，不考虑基因突变和染色体结构变异，下列判断错误的是(　　)A．甲形成过程中发生了基因重组B．乙的基因型可能是ABRXTYC．丙含有3条染色体D．丁的基因型不可能是aBr解析：CD　A、B位于一条染色体上，减数分裂过程应不分开，现在产生基因型为Ab的配子，不考虑基因突变和染色体变异，则发生了基因重组，A/a或B/b片段出现了交叉互换，属于基因重组，A正确；甲和乙来自一个次级精母细胞，若发生的是B/b交叉互换，乙的基因型可能是ABRXTY，B正确；甲和丙来自不同的次级精母细胞，甲细胞同时含有X和Y染色体，则在减数分裂Ⅰ后期X、Y同源染色体未分离，移向同一极，导致丙所在次级精母细胞没有性染色体，只有2条常染色体，C错误；根据题意分析，减数分裂Ⅰ后期X、Y染色体未分离，同时移动到甲所在的次级精母细胞，且甲发生了交叉互换，则丁的基因型可能是aBr，D错误。三、非选择题13．(2021·大连模拟)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。目前大家普遍接受的细胞衰老的假说是自由基学说和端粒学说。(1)从细胞形态结构上看，细胞衰老的特点有___________________________________(至少答两点)。老年人白发的原因是_______________________________________________。(2)已知端粒是染色体两端的特殊的序列，保护端粒内侧正常的DNA不被损伤，据此推测端粒的化学组成是________________。动物细胞随着培养代数增多，端粒平均长度缩短，更多细胞趋向于衰老死亡。请利用端粒学说来解释细胞衰老的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)端粒是如何产生的呢？科学家把加入四膜虫端粒的一条人工染色体转入酵母菌中，通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒。这说明端粒的形成过程________(填“是”或“不是”)单纯的DNA聚合酶在发挥催化作用。科学家继续探究端粒形成过程中发挥催化作用的物质，向四膜虫细胞提取液中加入端粒DNA，然后分别加入蛋白酶、多糖酶、DNA酶、RNA酶等进行实验，检测培养液中是否能合成端粒DNA。结果在四膜虫细胞提取液中分别加入蛋白酶、RNA酶的这两组实验培养液中均不能合成端粒DNA。科学家通过实验能得到结论：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)科学家将端粒酶进行纯化，发现其是由RNA和蛋白质组成的，作用机制如图。将其中的RNA进行测序，发现端粒酶RNA中有一段序列能够与________序列互补。(5)不同细胞中端粒酶的活性是不同的，干细胞相比较体细胞来说端粒酶的活性________。细胞中如果端粒酶的活性异常升高可能会导致细胞________。解析：(1)从细胞形态结构上看，细胞衰老的特点有细胞萎缩、体积减小，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；老年人白发的原因是毛囊中的黑色素细胞衰老，酪氨酸酶的活性下降，黑色素合成减少。(2)端粒是染色体序列，推测端粒的化学组成是蛋白质和DNA。用端粒学说来解释细胞衰老的原因：随着细胞分裂次数增多，端粒长度会逐渐缩短，端粒内侧的正常的DNA序列会受到损伤，细胞衰老。(3)科学家把加入四膜虫端粒的一条人工染色体转入酵母菌中，通过实验发现复制后的染色体上带有的是酵母菌的端粒。这说明端粒的形成过程不是单纯的DNA聚合酶在发挥催化作用。如果仅是单纯的DNA聚合酶起作用，新复制的端粒应该是半保留复制，与四膜虫的端粒一样。科学家继续探究端粒形成过程中发挥催化作用的物质。在四膜虫细胞提取液中加入端粒酶DNA，然后分别加入蛋白酶、多糖酶、DNA酶、RNA酶等，重复实验。检测培养液中是否能合成端粒DNA。自变量是不同的酶，培养液中起作用的物质不同，结果在四膜虫细胞提取液中分别加入蛋白酶、RNA酶的这两组实验培养液中均不能合成端粒DNA。判断得知端粒合成过程中离不开蛋白质、RNA的参与。(4)据图可知，端粒酶RNA中有一段序列能够与端粒序列互补。(5)分裂旺盛的细胞，端粒酶的活性强，癌变细胞中端粒酶的活性可能会异常升高。答案：(1)细胞萎缩、体积减小，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深　毛囊中的黑色素细胞衰老，酪氨酸酶的活性下降，黑色素合成减少　(2)蛋白质和DNA　随着细胞分裂次数增多，端粒长度会逐渐缩短，端粒内侧正常的DNA序列会受到损伤，细胞衰老　(3)不是　端粒合成过程中起催化作用的物质是蛋白质、RNA　(4)端粒　(5)强　癌变14．(2021·江苏模拟)雌激素受体阳性/表皮细胞生长因子受体2阴性(HR＋/HER2－)乳腺癌是常见的一种乳腺癌分型。雌激素有促进乳腺癌细胞增殖的作用，机理是：上调乳腺癌细胞中周期蛋白D(cyclinD)的表达，cyclinD与周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合形成复合物，促进乳腺癌的恶性发展(如图所示)。请回答下列问题：(1)雌激素经________传送后，以____________方式进入细胞，与雌激素受体结合，形成激素—受体复合物，上调cyclinD基因的表达。(2)分裂间期的第一个时期为G1期，为了复制出一套遗传物质，G1期需准备好主要原料________和________，然后在cyclinD与CDK4/6结合形成的复合物的作用下，细胞从G1期进入S期。(3)S期进行遗传物质的复制，细胞核中DNA分子数________，染色体数________。(4)S期结束后，经过G2期进入分裂期(M期)，细胞分裂成为两个子细胞。下列事件中有利于染色体平均分开的有__________(填序号)。①G2期对DNA的检查修复②核膜的解体与重建③染色体的形成④纺锤体的形成(5)细胞周期的完成受到精密的调控，如果前一个细胞周期未完成，下一个细胞周期则延缓开始。为了抑制乳腺癌进展，根据癌细胞增殖的调控特点，研制了CDK4/6抑制剂Palbociclib、雌激素受体拮抗剂Bazedoxifene及纺锤体抑制剂紫杉醇等药物，应用于HR＋/HER2－乳腺癌的治疗，请在表格中填写出这些药物的主要作用时期。药物抑制乳腺癌细胞增殖的时期Palbociclib①________Bazedoxifene②________紫杉醇③________解析：(1)雌激素由卵巢分泌，经体液传送后，以自由扩散的方式进入细胞。(2)G1期主要合成RNA和蛋白质，故G1期需准备好主要原料核苷酸和氨基酸。(3)S期进行遗传物质的复制，细胞核中DNA分子数加倍，染色体数不变。(4)G2期对DNA的检查修复，不影响染色体平均分开，①错误；核膜的解体与重建是细胞分裂的重要进程，有利于染色体平均分开，②正确；染色体形成以后有利于染色体平均分开，③正确；纺锤体的形成有利于染色体平均分开，④正确。故选②③④。(5)Palbociclib是CDK4/6抑制剂，使相应复合物无法正常结合，癌细胞不能正常进入细胞周期，作用于G1期；雌激素受体拮抗剂作用于受体而使复合物无法形成，也作用于G1期；纺锤体抑制剂作用于前期(M期)，抑制纺锤体形成，使癌细胞不能正常增殖。答案：(1)体液　自由扩散　(2)核苷酸　氨基酸　(3)加倍　不变　(4)②③④　(5)①G1期　②G1期　③M期15．(2021·房山区二模)在目前女性肿瘤中，宫颈癌是第二大恶性肿瘤，它的主要致病因素为人乳头瘤病毒(HPV)的感染。人乳头瘤病毒(HPV)是一种球形DNA病毒，能够感染人体的皮肤和黏膜。(1)人乳头瘤病毒(HPV)能够感染人体的皮肤细胞，但不能感染肝细胞，原因是基因的____________导致细胞表面的结构不同。肿瘤细胞可以依靠自噬来维持线粒体的功能，从而平衡________代谢以满足快速增长和增殖的需要，此时增强细胞自噬能够促进肿瘤的生存和生长。(2)TR蛋白是一种肿瘤调节蛋白，为探究TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用，科学家抑制TR基因在宫颈癌HeLa细胞的表达，促进其在C33A细胞中过量表达。培养一段时间后计数，如图1所示，结果表明TR蛋白的功能是________细胞增殖。利用流式细胞术检测了两种细胞系细胞周期中各个时期的细胞数量变化，结果如图2，对比两组HeLa细胞，细胞周期中出现____________________________________________________的变化，使细胞周期进程加快；而在C33A细胞中上调TR蛋白，细胞周期中G0/G1期的分布比例显著升高，S期的比例下降，细胞周期进程阻滞于________。上述实验说明，TR蛋白____________________________________________________________________________。(3)ATG蛋白可以促进细胞自噬。检测了宫颈癌HeLa和C33A细胞中TR蛋白和ATG蛋白的表达水平(图3)，发现两者间存在明显的____________(选择“正相关”“负相关”或“无法判断”)关系。图3中检测三磷酸甘油脱氢酶的目的是____________________________________________________________。(4)通过蛋白质免疫共沉淀实验验证了TR蛋白和ATG蛋白能在细胞内形成蛋白复合体，这是导致宫颈癌细胞内下调ATG蛋白的重要机制。综上所述，写出TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用机理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)细胞分化的实质是基因的选择性表达，而人乳头瘤病毒(HPV)能够感染人体的皮肤细胞，但不能感染肝细胞，原因是基因的选择性表达导致细胞表面的结构不同。线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力工厂”，肿瘤细胞可以依靠自噬来维持线粒体的功能，从而平衡能量代谢以满足快速增长和增殖的需要，此时增强细胞自噬能够促进肿瘤的生存和生长。(2)分析图1结果可知，抑制TR基因在宫颈癌HeLa细胞的表达，HeLa细胞的数量增多，而促进其在C33A细胞中过量表达，C33A细胞数量减少，说明TR蛋白能够抑制细胞增殖。利用流式细胞术检测了两种细胞系细胞周期中各个时期的细胞数量变化。分析图2，对比两组HeLa细胞，细胞周期中出现G0/G1期的分布比例显著下降，S期比例上升的变化，使细胞周期进程加快；而在C33A细胞中上调TR蛋白，细胞周期中G0/G1期的分布比例显著升高，S期的比例下降，细胞周期进程阻滞于G0/G1期。上述实验说明，TR蛋白通过抑制S期DNA的复制，将细胞周期阻滞于G0/G1期，从而抑制细胞的增殖。(3)分析图3结果可知，宫颈癌HeLa和C33A细胞中TR蛋白和ATG蛋白的表达水平存在明显的负相关关系。为了排除取样、点样、操作等无关变量对实验结果的影响(或对照)，图3中需检测三磷酸甘油脱氢酶。(4)已知TR蛋白和ATG蛋白能在细胞内形成蛋白复合体，这是导致宫颈癌细胞内下调ATG蛋白的重要机制。综上所述，TR蛋白对宫颈癌细胞增殖的调控作用机理为：TR蛋白量增加，使形成的TR­ATG复合体增多，而细胞下调ATG蛋白，使ATG蛋白减少，导致细胞自噬减慢，肿瘤细胞能量供应减少，从而抑制宫颈癌细胞的增殖。答案：(1)选择性表达　能量　(2)抑制　G0/G1期的分布比例显著下降，S期比例上升　G0/G1期　通过抑制S期DNA的复制，将细胞周期阻滞于G0/G1期，从而抑制细胞的增殖　(3)负相关　排除取样、点样、操作等无关变量对实验结果的影响　(4)TR蛋白量增加→TR­ATG复合体增多→ATG蛋白减少→细胞自噬减慢→肿瘤细胞能量供应减少→抑制宫颈癌细胞的增殖   [教材拾遗] 1．在噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌脱离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。2．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验的操作过程？请说明理由。提示：不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。3．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA分子的单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链(如图)。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近。请分析原因。提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化的过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。4．在核糖体上翻译出来的胰岛素是否具有降低血糖的生理作用？请分析原因。提示：否。在核糖体上翻译出来的只是多肽链，还需要被进一步加工，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，才能承担细胞的生命活动。5．真核细胞的线粒体和叶绿体内能否进行基因的表达？它们控制的性状遗传具有什么特点？提示：能。由于受精卵中的细胞质几乎全部来自于母方，线粒体和叶绿体控制的性状只能通过母方遗传给后代。6．基因表达过程中主要涉及的RNA有哪几种？都是转录的产物吗？哪种RNA含有氢键？RNA的功能有哪些？提示：mRNA、rRNA和tRNA 3种；都是转录的产物；tRNA含有氢键。RNA的功能：mRNA蛋白质合成的直接模板tRNA转运氨基酸，识别密码子rRNA核糖体的组成成分病毒RNARNA病毒的遗传物质RNA酶起催化作用7．在细胞内，DNA的两条链都能作为模板，由于DNA分子的两条链是反向平行的，每条链都通过磷酸和戊糖的3′、5′碳原子相连而成，因此每条链的两端是不同的，其中，一端是3′端(3′羟基)，另一端是5′端(5′磷酸基团)。在DNA复制中，DNA聚合酶催化合成的方向是5′→3′，而不是3′→5′。DNA复制又是边解旋边复制。请推测DNA聚合酶是如何催化DNA复制的？提示：DNA复制时，一条模板链是3′→5′走向，其互补链在5′→3′方向上连续合成，并称为前导链；另一条模板链是5′→3′走向，其互补链也是沿5′→3′方向合成，但是与前导链的合成方向正好相反，随着复制的进行会形成许多不连续的片段，最后不连续片段连成一条完整的DNA单链，称为后随链。如图所示：8．据图分析DNA转录和翻译过程(1)图中翻译方向如何？判断依据是什么？提示：方向为从左向右；判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前。(2)图示信息显示一条mRNA可结合多个核糖体，有什么意义？提示：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。(3)一个基因的两条链都可以作为转录的模板吗？一个DNA分子上的所有基因的模板链都相同吗？提示：转录时只能以基因的一条链为模板；不同的基因模板链不一定相同。9．某种猫的雄性个体有两种毛色：黄色和黑色；而雌性个体有三种毛色：黄色、黑色、黑黄相间。分析这种猫的基因，发现控制毛色的基因是位于X染色体上的一对等位基因：XO(黄色)和XB(黑色)，雄猫只有一条X染色体，因此，毛色不是黄色就是黑色。而雌猫却出现了黑黄相间的类型。请提出可能的解释。提示：对于基因型为XBXO的雌猫，如果体细胞中携带黑毛基因B的X染色体失活，XB就不能表达，而另一条X染色体上的XO表达，那么由该细胞增殖而来的皮肤上会长出黄色体毛；同理，如果体细胞中携带黄毛基因O的X染色体失活，则XO不表达，XB表达，由该细胞增殖而来的皮肤上就会长出黑色体毛。因此，基因型为XBXO的雌猫会呈现黑黄相间的毛色。能力一探索遗传物质的实验分析与拓展应用[核心整合]1．明确遗传物质探索历程的“两次标记”和“三个结论”(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同①第一次标记：分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，目的是获得带有标记的大肠杆菌。②第二次标记：分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体，目的是使噬菌体带上放射性标记。(2)三个实验结论①格里菲思的体内转化实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在转化因子。②艾弗里的体外转化实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质。③噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。2．噬菌体侵染细菌实验中放射性分布的三个误差[题点练通]围绕探索DNA是遗传物质的实验，考查科学思维和科学探究能力1.(2021·大连模拟)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，只有在小鼠体内才能转化成功，他将高温杀死的S型细菌与R型活细菌混合物在培养基中体外培养时，很难得到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体在体外就比较容易观察到转化现象。下列相关解释不合理的是(　　)A．未加抗R型菌株抗体的混合物培养基中S型细菌的DNA不易进入R型细菌，很难发生转化B．S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力可能更强，因此在小鼠体内容易大量繁殖C．在培养基中R型细菌的竞争力可能更强，因此很难观察到转化现象D．加入的抗R型菌株的抗体抑制了R型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转化现象解析：A　未加抗R型菌株抗体的混合物培养基中S型细菌的DNA会进入R型细菌，可以转化形成S型细菌，但是由于在体外培养条件下，R型细菌在竞争中处于优势，转化形成的S型细菌被淘汰了，A错误；根据题意，格里菲思的肺炎链球菌转化实验中只有在小鼠体内才能转化成功，而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体就在体外成功观察到了转化现象，说明S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型细菌在与R型细菌的竞争中占优势，而在体外条件下，R型细菌在竞争中处于优势，B正确；由题意可知，在体外条件下，R型细菌在竞争中处于优势，故很难观察到转化现象，C正确；艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体就在体外成功观察到了转化现象，说明加入的抗R型菌株的抗体抑制了R型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转化现象，D正确。2．(2021·山东二模)为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)搅拌时间(min)12345上清液35S百分比(%)5070758080上清液32P百分比(%)2125283030被侵染细菌成活率(%)100100100100100A．通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离B．进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3 minC．搅拌5 min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体D．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P解析：B　上清液35S百分比都没有达到100%，说明通过搅拌不可能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离，A错误；进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间短于3 min，上清液35S百分比会减小；达到4 min后，上清液35S百分比不再增大，说明搅拌时间不能短于3 min，B正确；被侵染细菌成活率为100%，说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体，放射性物质还在沉淀物中；搅拌5 min时，上清液含32P的原因是有部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，C错误；DNA复制方式是半保留复制，32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体中只有少数含32P，D错误。以探索遗传物质实验为素材，考查科学探究能力3.(2020·山东等级考)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是(　　)A．操作过程中出现杂菌污染B．M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸C．混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质D．混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变解析：B　若操作过程中出现杂菌污染，则基本培养基上会有杂菌生长，从而出现菌落，A正确；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，则M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后不会再有菌落出现，B错误；若混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变，都会造成遗传物质改变，则混合培养一段时间，充分稀释涂布到基本培养基上培养后会有菌落出现，将这些菌落再分别接种到基本培养基上培养后，也会有菌落出现，C、D正确。4．(2021·临沂模拟)科学家在用噬菌体侵染细菌实验中发现，在培养基中添加14C标记的尿嘧啶(14C­U)，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA和核糖体，分离出的RNA含有14C标记(14C­RNA)。把分离得到的14C­RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA杂交，发现其可与噬菌体的DNA结合形成DNA­RNA双链杂交分子，而不能与细菌的DNA结合。下列说法正确的是(　　)A．培养基中的14C­U可以标记新合成的RNAB．该14C­RNA是以细菌DNA为模板合成的C．该14C­RNA能作为细菌蛋白质合成的模板D．该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质解析：A　尿嘧啶(U)是组成RNA的特有碱基，培养基中的14C­U可以标记新合成的RNA，A正确；该14C­RNA可与噬菌体的DNA结合形成DNA­RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合，说明该14C­RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的，B错误；该14C­RNA不能与细菌的DNA结合，说明该14C­RNA不是以细菌DNA为模板合成的，故不能作为细菌蛋白质合成的模板，C错误；该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。能力二运用归纳概括的科学思维方法串联生命系统的信息传递[核心整合]1．DNA分子复制(以真核细胞为例)2．转录：DNA→RNA3．翻译模型一：模型二：[题点练通]围绕DNA的结构和复制考查理解能力1.(2021·山东高考)我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是(　　)A．“引子”的彻底水解产物有两种B．设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNAC．设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA序列D．土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别解析：C　据题意“引子”是利用DNA序列设计合成的，其彻底分解的产物为磷酸、五碳糖和4种含氮碱基，共六种产物，A错误；设计“引子”的DNA序列可以来自于核DNA也可以来自于线粒体DNA，B错误；“引子”是利用现代人的DNA序列设计的，说明在人类DNA中有高度保守的序列，设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列，C正确； 土壤沉积物中的古人类双链DNA需要解旋成为单链后才能与“引子”进行碱基互补配对，不能直接在双链状态直接与“引子”结合而被识别，D错误。2．(2021·山东高考)利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T­DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。将细胞M培育成植株N。下列说法错误的是(　　)A．N的每一个细胞中都含T­DNAB．N自交，子一代中含T­DNA的植株占3/4C．M经n(n≥1)次有丝分裂后，脱氨基位点为A－U的细胞占1/2nD．M经3次有丝分裂后，含T­DNA且脱氨基位点为A－T的细胞占1/2解析：D　在M培育成N的过程中，增殖方式为有丝分裂。根据题意M细胞中某条染色体上含有T­DNA，有丝分裂过程中T­DNA会随着水稻DNA的复制而复制，复制后精确分到子细胞中去，所以细胞M培育成的植物N的每个子细胞中都含有T­DNA，A正确；N的原始生殖细胞中其中一条染色体含有T­DNA(可记为T)，其同源染色体不含T­DNA(可记为O)，那么N植株可表示为TO，根据分离定律N植物(TO)自交子一代中含T的植物占3/4，也就是含T­DNA的植物占3/4，B正确； 根据题意M细胞染色体一个DNA分子的单链中C变为U，由于DNA复制的原料是脱氧核苷酸不含碱基U，故复制n次后脱氨位点含有A—U的细胞只有一个，复制n次后细胞总数为2n个，所以脱氨位点为A—U的细胞占1/2n，C正确；据A项解析知，M经3次有丝分裂后的细胞都含有T­DNA。由于M细胞中一个DNA的单链的C变U，其互补链的对应位点正常为G，所以子代细胞1/2是正常的G—C,1/2是碱基对被替换的。M经3次复制后形成8个子DNA，其中4个脱氨位点为正常的(G—C或C—G)；4个脱氨位点为替换的，其中一个DNA含有U—A(或A—U)，三个DNA为A—T(或T—A)，综上分析M经3次有丝分裂后，含T­DNA且脱氨基位点为A—T的细胞占3/8，D错误。围绕基因表达过程，考查生命观念和科学思维能力3.(多选)(2021·湖南高考)细胞内不同基因的表达效率存在差异，如图所示。相关叙述正确的是(　　)A．细胞能在转录和翻译水平上调控基因表达，图中基因A的表达效率高于基因BB．真核生物核基因表达的①和②过程分别发生在细胞核和细胞质中C．人的mRNA、rRNA和tRNA都是以DNA为模板进行转录的产物D．②过程中，rRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子解析：ABC　由题图可知，基因A表达过程中产生的mRNA和蛋白质都多于基因B表达过程产生的mRNA和蛋白质，因此基因A的表达效率高于基因B的表达效率，A正确；真核生物的细胞核具有核膜，将核基因的转录和翻译过程分开，转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质的核糖体上，B正确；人的mRNA、rRNA和tRNA都属于RNA，都是以DNA为模板转录形成的，C正确；②为翻译，该过程中tRNA中含有与mRNA上密码子互补配对的反密码子，D错误。4．(多选)(2021·河北高考)许多抗肿瘤药物通过干扰DNA合成及功能抑制肿瘤细胞增殖。下表为三种抗肿瘤药物的主要作用机理。下列叙述正确的是(　　)药物名称作用机理羟基脲阻止脱氧核糖核苷酸的合成放线菌素D抑制DNA的模板功能阿糖胞苷抑制DNA聚合酶活性A．羟基脲处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都出现原料匮乏B．放线菌素D处理后，肿瘤细胞中DNA复制和转录过程都受到抑制C．阿糖胞苷处理后，肿瘤细胞DNA复制过程中子链无法正常延伸D．将三种药物精准导入肿瘤细胞的技术可减弱它们对正常细胞的不利影响解析：BCD　DNA复制的原料是脱氧核苷酸，DNA转录的原料是核糖核苷酸，羟基脲会阻止脱氧核糖核苷酸的合成，故会抑制DNA复制，但不会影响DNA转录，A错误；DNA复制和转录都需要DNA作为模板，故放线菌素D处理后，DNA复制和转录过程都会受到抑制，B正确；阿糖胞苷抑制DNA聚合酶的活性，会使DNA复制过程中子链无法延伸，C正确；将三种药物精准导入肿瘤细胞会使药物只杀伤肿瘤细胞，从而减弱对正常细胞的不利影响，D正确。整合基因表达与细胞分化，考查复杂情境中解决问题的能力5.(2021·沈阳模拟)miRNA是真核细胞中参与基因转录后调控的小分子RNA，在生物的生长发育过程中发挥重要作用。研究发现水稻细胞内的miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1、OsAFB2的mRNA，抑制它们的表达。以下结论正确的是(　　)A．miRNA393通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状B．miRNA393增多可导致水稻对生长素的敏感程度升高C．miRNA393通过影响RNA聚合酶的功能调控生物性状D．miRNA393和mRNA结合形成的双链RNA中，嘌呤数和嘧啶数相等解析：D　miRNA393作用的对象是mRNA，而不是控制蛋白质的结构，A错误；miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1、OsAFB2的mRNA，抑制它们的表达，因此生长素的受体减少，进一步导致生长素的敏感性减弱，B错误；miRNA393直接作用于生长素受体基因OsTIR1和OsAFB2的mRNA，抑制它们的表达，而不是影响RNA聚合酶的功能，C错误；miRNA393和mRNA结合形成的双链RNA中，A与U配对，G与C配对，则嘌呤数和嘧啶数相等，D正确。6．(2021·泰州模拟)CpG岛是胞嘧啶—磷酸—鸟嘌呤的缩写，主要分布在基因启动子和转录起始区域。DNA甲基转移酶能催化CpG岛的胞嘧啶共价结合一个甲基，进而影响相关基因的表达。如图是研究人员测定乳腺癌组织、癌旁组织及良性组织细胞中BRCA1基因(乳腺癌1号基因)启动子甲基化率及基因表达水平得到的实验结果。相关叙述错误的是(　　)A．CpG岛中碱基C与G之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连接B．基因转录起始区域位于启动子上游，它是RNA聚合酶识别和结合的区域C．CpG甲基化降低了BRCA1基因的表达，提高了患乳腺癌的风险D．寻找DNA甲基转移酶的特异性抑制剂是开发乳腺癌药物的新思路解析：B　CpG岛分布在基因启动子和转录起始区域，所以其本质是DNA分子的一段序列，因此C与G是一条链上的两个相邻碱基，他们之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连，A正确；RNA聚合酶识别和结合的区域是启动子的区域，启动子位于转录起始区域的上游，B错误；根据图示分析，癌细胞的启动子甲基化率较高，而BRCA1­mRNA的相对含量较低，说明了CpG甲基化降低了BRCA1基因的表达，提高了患乳腺癌的风险，C正确；根据C选项可知，CpG甲基化降低了BRCA1基因的表达，提高了患乳腺癌的风险，所以寻找DNA甲基转移酶的特异性抑制剂抑制CpG岛的甲基化，促进基因表达，是开发乳腺癌药物的新思路，D正确。整合基因表达与遗传、变异的关系，考查对综合知识的融会贯通能力7.(2021·潍坊模拟)白斑综合征病毒严重危害对虾养殖业，该病毒经由吸附蛋白与细胞膜上受体蛋白的特异性结合而入侵宿主细胞。科研人员通过引入5­溴尿嘧啶(5­BU)诱变剂提高对虾抗病能力。5­BU能产生两种互变异构体，一种是普通的酮式，一种是较为稀有的烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对。下列叙述正确的是(　　)A．5­BU处理组对虾体细胞中的碱基数目会明显减少B．5­BU处理组对虾体细胞DNA中的值可能发生变化C．5­BU诱变剂是通过干扰吸附蛋白基因表达来阻断病毒的吸附D．宜选用健壮的成体对虾作为实验材料进行诱变实验解析：B　5­BU能产生两种互变异构体，一种是普通的酮式，一种是较为稀有的烯醇式。酮式：5­BU可以代替T与A互补配对，烯醇式：5­BU可代替C与G互补配对，5­BU处理组对虾体细胞中的碱基数目不会改变，但的值可能发生变化，A错误，B正确；5­BU诱发突变的机制是诱发DNA链发生碱基种类替换，干扰DNA分子复制，C错误；成体对虾的DNA分子复制减弱，本实验最好选择幼体对虾作为实验材料进行诱变实验，D错误。8．(多选)(2021·临沂模拟)不同基因型的T2噬菌体能够使大肠杆菌菌落出现不同的菌斑。将野生型T2噬菌体(h＋r＋)和突变型T2噬菌体(hr)混合，在接种大肠杆菌的培养基上培养，检测结果如表所示。下列分析错误的是(　　)菌斑类型小噬菌斑、半透明大噬菌斑、透明大噬菌斑、透明小噬菌斑、透明对应基因型h＋r＋hrh＋rhr＋A．T2噬菌体DNA上有大肠杆菌的RNA聚合酶的结合位点B．基因h＋r＋/hr属于等位基因，但在遗传过程中不遵循分离定律C．h＋r＋和hr噬菌体的DNA在大肠杆菌内可能发生了基因重组D．突变型T2噬菌体与野生型相比，嘌呤碱基总比例可能发生改变解析：BD　T2噬菌体DNA上有大肠杆菌的RNA聚合酶的结合位点，A正确；T2噬菌体是病毒，大肠杆菌是原核生物，基因h＋r＋/hr不属于等位基因，在遗传过程中不遵循分离定律，B错误；两种噬菌体基因型为h＋r＋和hr，子代噬菌体有h＋r＋、hr、hr＋、h＋r四种，推测两种噬菌体的DNA在大肠杆菌内发生了基因重组，C正确；突变型T2噬菌体与野生型相比，遗传物质都是DNA，嘌呤碱基总比例不发生改变，都是占总碱基数的一半，D错误。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2020·全国卷Ⅱ改编)大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽(短的肽链)。回答下列问题：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，除mRNA外还需要其他种类的核酸分子参与，它们是________________。(2)大豆细胞中大多数mRNA和RNA聚合酶从合成部位到执行功能部位需要经过核孔。就细胞核和细胞质这两个部位来说，请分别说明mRNA和RNA聚合酶的合成部位和执行功能的部位：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是___________________________________。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA序列为________________________。氨基酸密码子色氨酸UGG谷氨酸GAA　GAG酪氨酸UAC　UAU组氨酸CAU　CAC解析：(1)在大豆细胞中，以mRNA为模板合成蛋白质时，还需要rRNA参与构成核糖体、tRNA参与氨基酸的转运。(2)在大豆细胞中，仅考虑细胞核和细胞质这两个部位，mRNA的合成部位是细胞核，mRNA合成以后通过核孔进入细胞质，与核糖体结合进行翻译过程；RNA聚合酶在细胞质中的核糖体上合成，经加工后，通过核孔进入细胞核，与DNA结合进行转录过程。(3)根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA序列有3处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA序列为UAUGAGCACUGG。答案：(1)rRNA、tRNA　(2)mRNA的合成部位是细胞核，其执行功能的部位是细胞质；RNA聚合酶的合成部位是细胞质，其执行功能的部位是细胞核　(3)酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸　UAUGAGCACUGG情境二　学习探索情境2．(经典高考题)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基(DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶)带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检测其放射性。(2)本实验有两种不同的结果：一种是甲组有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；另一种为乙组有放射性，甲组无，则该新病毒为DNA病毒。答案：(1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒；反之为DNA病毒。[命题预测]1．科学家根据病毒的遗传信息传递过程研制相应的药物。HIV病毒与新冠病毒的遗传信息传递不同。根据相关材料回答下列问题：材料一　人类免疫缺陷病毒(HIV)是逆转录RNA病毒，该病毒在T细胞内增殖的过程如图1所示，其中①～⑤表示相应生理过程。材料二　新冠病毒是蛋白包裹的单链正链RNA病毒，通过S­蛋白与人ACE2互作的分子机制，来感染人的呼吸道上皮细胞。图2表示病毒侵染宿主细胞的增殖过程。材料三　洛匹那韦/利托那韦是原本用于艾滋病治疗的药物，但研究表明也可以用于治疗新冠病毒引起的肺炎。洛匹那韦/利托那韦的作用对象是HIV蛋白酶。它们与HIV蛋白酶的活性中心结合进而抑制其活性。冠状病毒切割多聚蛋白的主要蛋白酶是3CLPro，研究者通过分子动力学模拟的方法发现洛匹那韦/利托那韦能与SARS病毒的3CLPro活性中心结合。而SARS病毒和新型冠状病毒的3CLPro蛋白氨基酸序列一致性达96%。此前洛匹那韦/利托那韦在SARS治疗中也表现出一定的有效性。(1)HIV的逆转录过程需要逆转录酶催化，逆转录酶来自________(填“HIV”或“T细胞”)，在逆转录过程中，逆转录酶的作用是_______________________________________________________________________。(2)在新冠病毒的增殖过程中过程③表示在________酶催化下，由正链RNA得到负链RNA的过程，该过程的原料是__________________。②表示遗传信息表达的翻译过程，该过程的的场所是__________________________________________________________。(3)洛匹那韦/利托那韦可能通过____________________治疗新型冠状病毒肺炎，但治疗艾滋病的药物用于治疗新型冠状病毒肺炎具有局限性，体现在________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)治疗艾滋病还有其他几种药物，如AZT和雷特格韦，它们作用的对象分别是HIV的逆转录酶和整合酶，请问AZT和雷特格韦能否用于治疗新型冠状病毒肺炎，请说明理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)根据文中信息，新型冠状病毒治疗药物还有哪些其他可能的研发思路？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)HIV　催化以RNA为模板合成DNA的过程　(2)RNA聚合　核糖核苷酸　宿主细胞的核糖体(细胞质)　(3)抑制新型冠状病毒的3CLPro蛋白酶活性　这两种药物并不是为新型冠状病毒的3CLPro量身定做的抑制剂。在亲和力和特异性上肯定不是最佳　(4)不能，因为新型冠状病毒不是逆转录病毒，不具有逆转录酶和整合酶　(5)可以抑制病毒与细胞结合，或者抑制胞吞、抑制装配或释放等2．原核生物中，大多数基因表达的调控是通过操纵子机制实现的。如大肠杆菌中，结构基因E、D、C、B、A直接编码色氨酸合成所需酶类，这些基因的上游有若干对这些基因起调控作用的序列，其中操纵基因对这些基因起着“开关”的作用，直接控制它们的表达，调节基因能够对“开关”起着控制作用。图1表示环境中没有色氨酸时，阻遏蛋白无活性，操纵子开启；图2表示有色氨酸时，阻遏蛋白与之结合到操纵基因上，操纵子关闭。请回答下列问题：(1)在大肠杆菌中①②过程能同时发生，其原因是__________________________。(2)启动子是一段特殊结构的DNA片段，它是__________________的部位，当培养基中存在色氨酸时，色氨酸与阻遏蛋白结合，使其__________________发生改变，从而功能被激活，被激活的阻遏蛋白与__________________结合，使得RNA聚合酶的移动停止，结构基因__________________(填“表达”或“不表达”)。(3)研究发现，当敲除调节基因后，无论有无色氨酸，色氨酸合成酶的合成速率都达不到100%，敲除前后相关酶的合成量与色氨酸的浓度关系如图3所示。①随着研究的深入，发现色氨酸合成酶相关基因转录后形成的mRNA的________端有一段“前导序列”。“前导序列”包含具有一定反向重复特征的4个区域，其中富含色氨酸密码子，所以在翻译的初期需要消耗较多的色氨酸。当细胞中色氨酸含量较低时，核糖体在mRNA上移动速度较慢并停止于1区，此时2、3区配对，操纵基因继续转录；当色氨酸充足时，核糖体覆盖于1－2区，则3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎—环结构(图4)，阻止操纵基因的转录。推测“前导序列”的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②由上述研究分析可知，图2中阻遏蛋白的抑制作用是__________________(填“完全的”或“不完全的”)，细胞通过阻遏蛋白和“前导序列”精密、高效地进行基因表达调控，其意义是____________________________________________________________________。③“前导序列”在代谢过程中起到了一种“RNA开关”的功能，这种调控机制在癌症治疗领域也有广阔的应用前景，其原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)大肠杆菌无核膜包被的细胞核，是原核生物，其①转录和②翻译能同时发生。(2)分析图1和图2可知，启动子是一段特殊结构的DNA片段，它是RNA聚合酶识别与结合的部位，当培养基中存在色氨酸时，色氨酸与阻遏蛋白结合，使其空间结构发生改变，从而功能被激活，被激活的阻遏蛋白与操纵基因结合，使得RNA聚合酶的移动停止，导致结构基因不表达。(3)①随着研究的深入，研究者发现，色氨酸合成酶相关基因转录后形成的mRNA的5′端有一段“前导序列”。“前导序列”包含具有一定反向重复特征的4个区域，其中富含色氨酸密码子，所以在翻译的初期需要消耗较多的色氨酸。当细胞中色氨酸含量较低时，核糖体在mRNA上移动速度较慢并停止于1区，此时2、3区配对，操纵基因继续转录；由图4看出，当色氨酸充足时，核糖体覆盖于1－2区，则3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎—环结构，阻止操纵基因的转录。由此推测“前导序列”的作用是调控相应细胞内色氨酸的浓度变化，进一步调控色氨酸合成酶相关基因的转录。②比较图3曲线可知，敲除调节基因前色氨酸酶合成量大于敲除后色氨酸酶合成量，说明抑制蛋白没有完全抑制色氨酸合成酶相关基因的表达。“前导序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”的功能，其意义是能够响应外界代谢产物含量的变化，避免物质和能量的浪费。③“前导序列”在代谢过程中起到了一种“RNA开关”功能，这种调控机制在癌症治疗领域也有广阔的应用前景，其原理是：将这种“RNA”开关类似的调控序列导入人的癌细胞中，令其在营养充分时也不能正常表达基因，从而抑制生长。答案：(1)大肠杆菌无核膜包被的细胞核　(2)RNA聚合酶识别与结合　空间结构　操纵基因　不表达　(3)①5′　调控相应细胞内色氨酸的浓度变化，进一步调控色氨酸合成酶相关基因的转录　②不完全的　避免物质和能量的浪费　③将这种“RNA”开关类似的调控序列导入人的癌细胞中，令其在营养充分时也不能正常表达基因，从而抑制生长[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·海口模拟)肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌，下列叙述正确的是(　　)A．R型细菌转化为S型细菌后，DNA中嘌呤碱基总比例发生改变B．整合到R型细菌内的DNA分子片段能直接表达合成荚膜多糖C．从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡D．肺炎链球菌离体转化实验与烟草花叶病毒感染烟草叶片实验的设计思路一致解析：D　R型细菌转化为S型细菌后，DNA中嘌呤碱基总比例不会改变，仍占50%，A错误；基因表达产物是蛋白质，不能表达形成荚膜多糖，整合到R型细菌内的DNA分子片段，能控制荚膜多糖的产生，B错误；从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为有毒的S型细菌，导致小鼠死亡，而不是S型细菌的DNA导致小鼠死亡，C错误；肺炎链球菌离体转化实验与TMV感染实验的设计思路一致，都是分开后单独观察各自的作用，D正确。2．(2021·菏泽模拟)据最新报道，碱基家族添了新成员，科学家合成了P、B、Z、S四种新的碱基，它们的配对原则是Z配P，S配B，并都是通过三个氢键连接。掺有新碱基的DNA仍能保持稳定性，并能成功转录，但天然体系中缺乏相应的DNA聚合酶。未知的碱基序列编码的蛋白质对于大自然是全新的，其功能尚不可知，但已知包含P和Z的DNA序列能更好地与肿瘤细胞结合。下列有关说法错误的是(　　)A．对于同等长度的DNA序列，掺有人工合成新碱基越多的DNA分子稳定性越差B．掺有人工合成新碱基的DNA分子不能独立地自我复制C．从含有新型碱基的DNA到蛋白质的研究需要进行安全性评估和审核D．新型碱基的相关研究可用于对某些疾病进行早期检测解析：A　根据题意，人工合成的碱基在配对时都是通过三个氢键连接的，氢键越多，DNA的稳定性越强，因此，对于同等长度的DNA序列，掺有人工合成新碱基越多的DNA分子稳定性越强，A错误；DNA聚合酶是DNA复制必需的酶，因为缺乏相应的DNA聚合酶，故掺有人工合成新碱基的DNA分子不能独立地自我复制，B正确；因为掺有人工合成碱基的DNA有可能会表达出对人类有害的蛋白质，所以需要对其进行安全性评估和审核，C正确；包含P和Z的DNA序列能更好地与肿瘤细胞结合，因此可用于对肿瘤细胞进行早期检测，D正确。3．(2021·聊城一模)2020年2月中科院生物物理研究所揭示了一种精细的DNA复制起始位点的识别调控机制。该研究发现，含有组蛋白变体H2A.Z的核小体(染色体的基本组成单位)能够通过直接结合甲基化酶SUV420H1，促进核小体上的组蛋白H4的第二十位氨基酸发生二甲基化修饰。而带有二甲基化修饰的H2A.Z核小体能进一步招募复制起始位点识别蛋白ORC1，从而帮助DNA复制起始位点的识别。下列叙述错误的是(　　)A．核小体的主要组成成分是DNA和蛋白质B．一个DNA分子上只可能有一个含组蛋白变体H2A.Z的核小体C．开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物，可以用于肿瘤的治疗D．在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的免疫激活也会受到抑制解析：B　核小体是染色体的基本组成单位，主要组成成分是DNA和蛋白质，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可能有多个含组蛋白变体H2A.Z的核小体，B错误；开发抑制甲基化酶SUV420H1活性的药物，能抑制DNA复制，因而可以用于肿瘤的治疗，C正确；在T细胞中破坏该调控机制后，T细胞的增殖受阻，导致免疫激活受到抑制，D正确。4．(2021·菏泽一模)真核生物染色体上DNA具有多起点双向复制的特点，在复制原点(Ori)结合相关的复合体，进行DNA的复制。下列叙述正确的是(　　)A．真核生物DNA上Ori多于染色体的数目B．Ori上结合的复合体具有打开磷酸二酯键的作用C．DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进氢键形成D．每个细胞周期Ori处可起始多次以保证子代DNA快速合成解析：A　因为DNA是多起点复制，且一条染色体上有1个或2个DNA，因此Ori多于染色体的数目，A正确；Ori上结合的复合体具有打开氢键的作用，B错误；DNA子链延伸过程中，结合的复合体促进磷酸二酯键形成，C错误；每个细胞周期，DNA只复制一次，Ori处只起始一次，D错误。5．(2021·济宁二模)在遗传信息的表达过程中，蛋白质与核酸的合成相依赖。在生命起源之初，究竟是先有核酸还是先有蛋白质，科学家提出了以下假说：最早出现的生物大分子很可能是RNA，它兼具了DNA和蛋白质的功能，既可以像DNA一样储存遗传信息，又可以像蛋白质一样催化反应，DNA和蛋白质则是进化的产物。下列事实不支持该假说的是(　　)A．构成核糖体的rRNA具有催化肽键形成的功能B．细胞核内的DNA必须有RNA作为引物才能完成复制C．mRNA是在RNA聚合酶的催化下以DNA的一条为模板转录形成的D．四膜虫rRNA的前体物能在没有蛋白质参与下进行自我加工、剪切解析：C　rRNA可以催化肽键的形成，说明RNA具备某些蛋白质的功能(催化作用)，A支持上述假说；DNA必须在RNA参与下完成复制，说明RNA先存在，支持上述假说；mRNA在RNA聚合酶的催化下以DNA的一条链为模板转录形成是指有了DNA才有RNA，C不支持上述假说；四膜虫rRNA的前体物能在没有蛋白质参与下进行自我加工、剪切，说明RNA具备蛋白质的催化功能，D支持上述假说。6．(2021·大连模拟)如图表示MUT酶的合成及作用途径，若图示的分解或转化过程不能发生，则会形成甲基丙二酸等有害物质，使其在体内积累而患甲基丙二酸尿症。下列说法错误的是(　　)A．图示翻译过程中核糖体从左到右认读mRNA上的密码子B．导肽M对应的基因片段发生突变不影响MUT酶发挥作用C．推测维生素B12与MUT酶结合后可改变MUT酶的形状D．改变饮食结构可减轻甲基丙二酸尿症患者的症状解析：C　根据肽链的长短分析，长的翻译在前，短的翻译在后，翻译过程中核糖体从左到右认读mRNA上的密码子，A正确；MUT酶的导肽M被切除后才能发挥作用，则导肽M对应的基因片段发生突变不影响MUT酶发挥作用，B正确；MUT酶的形状改变，即改变酶的空间结构，会使得酶的活性降低，C错误；改变饮食结构，减少缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸等的摄入，则形成的甲基丙二酸等有害物质减少，可减轻甲基丙二酸尿症患者的症状，D正确。7．(2021·烟台模拟)物质a是一种来自毒蘑菇的真菌霉素，能抑制真核细胞RNA聚合酶Ⅱ、Ⅲ参与的转录过程，但RNA聚合酶Ⅰ以及线粒体、叶绿体和原核生物的RNA聚合酶对其均不敏感。下表为真核生物三种RNA聚合酶的分布、功能及特点，相关分析合理的是(　　)酶细胞内定位转录的产物对物质a的敏感程度RNA聚合酶Ⅰ核仁rRNA不敏感RNA聚合酶Ⅱ核基质hnRNA敏感RNA聚合酶Ⅲ核基质tRNA对物质a的敏感程度存在物种差异性注：部分hnRNA是mRNA的前体，核基质是细胞核中除染色质与核仁以外的成分A．三种酶的识别位点均位于DNA分子上，能够为转录提供能量B．使用物质a会导致肺炎链球菌细胞内核糖体数量明显减少而影响其生命活动C．翻译过程和三种酶直接参与的转录过程中发生的碱基互补配对方式完全相同D．RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响真核细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成解析：D　三种酶的识别位点均位于DNA分子上，三者发挥作用时都降低活化能，但不能为反应提供能量，A错误；核仁中的RNA聚合酶Ⅰ合成rRNA，对物质a不敏感，使用物质a不会导致肺炎链球菌细胞内核糖体数量明显减少故不会影响其生命活动，B错误；翻译过程中存在A—U、U—A配对，三种酶参与的生理过程是转录，此过程中存在T—A配对，与翻译过程不同，C错误；RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响真核细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成，因为RNA聚合酶Ⅲ催化合成的是tRNA，tRNA的作用是识别转运氨基酸，参与翻译过程，RNA聚合酶Ⅲ的活性减弱会影响tRNA的合成进而影响翻译的进行，从而影响细胞内RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ的合成，D正确。8．(2021·烟台模拟)小鼠常染色体基因(A)表达的igf­2生长因子对小鼠的生长起重要作用，缺乏时个体较小。减数分裂形成卵子时，雌鼠的A、a基因会发生甲基化(部分胞嘧啶转化成5­甲基胞嘧啶)，导致该基因在子代中不能转录，而雄鼠的A、a基因若存在甲基化，在减数分裂形成精子时则会去甲基化。据此推测正确的是(　　)A．雌鼠体内无igf­2生长因子B．甲基化的A基因在雄鼠体内可正常转录C．甲基化降低了RNA聚合酶的活性D．个体较小的雌、雄鼠杂交，后代可生出正常雌鼠解析：D　由题意可知，雌鼠体内A基因能正常表达，因此体内含有igf­2生长因子，A错误；甲基化的A基因在雄鼠体内不能正常转录，但在减数分裂形成精子时会去甲基化，因此精子中该基因能够转录，B错误；甲基化只是导致RNA聚合酶不能与相关基因结合进行转录，不会降低RNA聚合酶的活性，C错误；由于雄性精子中的A基因可以去甲基化进行转录，所以个体较小的雌、雄鼠杂交，后代可生出正常雌鼠，D正确。9．(2021·威海模拟)硒代半胱氨酸的结构和半胱氨酸类似，只是其中的硫原子被硒取代。包含硒代半胱氨酸残基的蛋白称为硒蛋白(如谷胱甘肽过氧化物酶)。UGA通常为终止密码子，在mRNA中有一个硒代半胱氨酸插入序列(SECIS)时，UGA就能作为编码硒代半胱氨酸的密码子。下列叙述正确的是(　　)A．合成谷胱甘肽过氧化物酶时，硒代半胱氨酸代替半胱氨酸参与合成B．若去掉编码硒蛋白的mRNA中的SECIS，mRNA编码肽链的长度会缩短C．翻译时携带硒代半胱氨酸的tRNA通过反密码子ACT与密码子UGA识别D．UGA既可作终止密码子又可编码硒代半胱氨酸体现了密码子的简并性解析：B　合成谷胱甘肽过氧化物酶时，UGA能作为编码硒代半胱氨酸的密码子，而不是硒代半胱氨酸代替半胱氨酸参与合成，A错误；若去掉编码硒蛋白的mRNA中的SECIS，则UGA通常为终止密码子，导致mRNA编码肽链的长度会缩短，B正确；反密码子不含碱基T，C错误；UGA通常为终止密码子，可编码硒代半胱氨酸是因为在mRNA中有一个硒代半胱氨酸插入序列SECIS，不能体现密码子的简并性，D错误。二、不定项选择题10．(2021·日照三模)真核细胞中，RNA剪接是指从DNA转录出的RNA前体中除去内含子编码序列，并将外显子编码序列连接起来形成一个成熟mRNA分子的过程，该过程中剪接异常的RNA会被分解。研究还发现，mRNA中的碱基序列会控制该mRNA在细胞中的存在时间，不同mRNA在细胞中的存在时间不同。下列分析合理的是(　　)A．mRNA在细胞中的存在时间与对应基因中的碱基排列顺序有关B．RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和形成，需要DNA连接酶的参与C．mRNA的存在时间影响蛋白质的合成量，这是基因表达调控的方式之一D．分解剪接异常的RNA可阻止异常蛋白的合成以利于维持细胞的相对稳定解析：ACD　因为mRNA的碱基序列控制着mRNA在细胞中的存在时间，而mRNA中的碱基序列由对应基因转录而来，所以mRNA在细胞中存在时间与对应基因中的碱基排列顺序有关，A正确；RNA剪接过程中有磷酸二酯键的断裂和形成，需要RNA连接酶的参与，B错误；mRNA的碱基序列控制着mRNA在细胞中的存在时间，会影响翻译，进而影响蛋白质的合成，是基因表达调控的方式之一，C正确；RNA剪接中剪接异常的RNA会被分解，可阻止异常蛋白的合成，有利于维持细胞的相对稳定，D正确。11．(2021·泰安模拟)正常情况下，XAGE基因只在胎盘组织和脑组织中表达，为了探究XAGE基因在肝癌细胞中的表达情况，实验小组分别提取肝癌组织和正常肝组织细胞的RNA，以RNA为模板指导合成单链cDNA，再将获得的cDNA进行电泳，电泳结果如图。下列相关叙述正确的是(　　)A．以RNA为模板合成cDNA时需要加入RNA聚合酶B．以RNA为模板合成的cDNA中的嘌呤数目和嘧啶数目相等C．该实验也可以直接提取正常肝组织细胞中的DNA进行电泳D．XAGE基因的表达情况可作为肝细胞癌变的检测依据解析：D　RNA聚合酶的作用是促进RNA的合成，因此合成cDNA时，不应加入RNA聚合酶，A错误；cDNA链为单链DNA，并无碱基互补配对，因此不一定存在嘌呤数目和嘧啶数目相等的现象，B错误，直接从肝细胞中提取出来的DNA链过长，在电泳过程中移动较慢或者不移动，不易观察，C错误；由题意可知，正常肝细胞中无XAGE基因的表达，而肝癌组织细胞中有XAGE基因的表达，因此该基因可以作为肝细胞癌变的检测依据，D正确。12．(2021·聊城二模)视网膜神经节细胞(RGC)可把视觉信号从眼睛传向大脑。DNA甲基化是在相关酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上。随年龄增长，DNA甲基化水平升高，使RGC受损后不可恢复，视力下降。科学家将OCT、SOX和KLF三个基因导入成年小鼠的RGC，改变其DNA甲基化水平，使受损后的RGC能长出新的轴突。下列相关分析合理的是(　　)A．在视觉形成的反射弧中RGC属于神经中枢B．DNA的甲基化水平会影响细胞中基因的表达C．DNA甲基化不改变DNA碱基对的排列顺序D．自然状态下干细胞分化为RGC的过程不可逆解析：BCD　形成视觉是在大脑皮层，不经过完整的反射弧，RGC属于传入神经，A错误；DNA甲基化影响基因的转录，从而影响基因的表达，B正确；DNA甲基化并不改变DNA的碱基序列，C正确；在自然状态下，细胞的分化是持久的、不可逆的，D正确。三、非选择题13．(2021·海口模拟)心肌细胞不能增殖，基因ARC在心肌细胞中的特异性表达能抑制其凋亡，以维持正常数量。细胞中另一些基因通过转录形成前体RNA，再经过加工会产生许多非编码RNA，如miR­223(链状)，HRCR(环状)。结合图回答问题：(1)启动过程①时，____________酶需识别并与基因上的启动部位结合。进行过程②的场所是________，该过程最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序________(填“相同”或“不同”)，翻译的方向是________(填“从左到右”或“从右到左”)。(2)当心肌缺血、缺氧时，会引起基因miR­223过度表达，所产生的miR­223可与ARC的mRNA特定序列通过________________原则结合，形成核酸杂交分子1，使ARC无法合成，最终导致心力衰竭。与基因ARC相比，核酸杂交分子1中特有的碱基对是________。(3)根据题意，RNA除了为蛋白质合成提供模板外，还具有______________________________________(写出一种即可)的功能。(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①是转录过程，催化该过程的酶是RNA聚合酶，所以启动过程①时，RNA聚合酶需识别并与基因上的启动子结合。②是翻译过程，其场所是核糖体。由于控制三条多肽链合成的是同一个模板mRNA，所以最终合成的T1、T2、T3三条多肽链的氨基酸顺序相同。根据肽链的长短可知，翻译的方向是从左到右。(2)当心肌缺血、缺氧时，某些基因过度表达产生过多的miR­223，miR­223与mRNA特定序列通过碱基互补配对原则结合形成核酸杂交分子1，导致过程②因模板的缺失而受阻，最终导致心力衰竭。与ARC基因(碱基配对方式为A—T、C—G)相比，核酸杂交分子1(碱基配对方式为A—U、C—G)中特有的碱基对是A—U。(3)根据题意，RNA除了为蛋白质合成提供模板外，还具有形成核酸杂交分子，调控基因表达的功能。(4)科研人员认为，HRCR有望成为减缓心力衰竭的新药物，其依据是HRCR与miR­223碱基互补配对，清除miR­223，使ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡。答案：(1)RNA聚合　核糖体　相同　从左到右　(2)碱基互补配对　A—U　(3)形成核酸杂交分子，调控基因表达　(4)HRCR与miR­223碱基互补配对，清除miR­223，使ARC基因的表达增加，抑制心肌细胞的凋亡14．(2021·连云港模拟)表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一。某些基因在启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5­甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA，使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。(说明：甲基为—CH3)(1)由上述材料可知，DNA甲基化________(填“会”或“不会”)改变基因转录产物的碱基序列。(2)由于图2中过程①的方式是________________，所以其产物都是半甲基化的，因此过程②必须经过________________的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响相关蛋白质与启动子的结合，从而抑制______________。(4)5­氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在______________过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的__________竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。(5)原核生物DNA的甲基化主要作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，而表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。(2)图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。(3)由于RNA聚合酶与启动子结合，催化基因进行转录。研究发现，启动子中“CG岛”的甲基化会影响RNA聚合酶与启动子的结合，不能合成mRNA，从而抑制基因的表达。(4)5­氮杂胞苷(AZA)常用于临床上治疗DNA甲基化引起的疾病。推测AZA可能的作用机制之一是：AZA在DNA复制过程中掺入DNA分子，导致与DNA结合的甲基化酶活性降低，从而降低DNA的甲基化程度。另一种可能的机制是：AZA与“CG岛”中的胞嘧啶竞争甲基化酶，从而降低DNA的甲基化程度。(5)由于原核生物中有限制酶，原核生物DNA的甲基化主要作用是能使自己的DNA不被自己的限制酶所破坏，而外来的DNA容易遭到切割降解，从而起到对自身的保护作用，抵御外来基因组的干扰。答案：(1)不会　(2)半保留复制　维持甲基化酶　(3)基因的表达　(4)DNA复制　胞嘧啶　(5)能使自己的DNA不被自己的限制酶所破坏，而外来的DNA容易遭到切割降解，从而起到对自身的保护作用，抵御外来基因组的干扰15．(2021·大连模拟)1957年英国科学家克里克提出了遗传学上重要的“中心法则”，指出遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。为研究真核细胞成熟mRNA分子上第一位核苷酸的结构修饰对其结构稳定性的影响，科研人员进行了如下的相关探索。(1)洋葱根尖细胞能合成mRNA的部位有________________，mRNA是________过程的模板，其结构修饰会影响它的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间)，参与此过程的RNA还有__________。(2)正常情况下，成熟mRNA分子5′端的修饰结构如图1所示。由图1可知，成熟mRNA分子第一位核苷酸的全称是________________，它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(Am)以及5′端加m7GDP的修饰。(3)研究者分别将有m7G、无m7G的mRNA导入细胞，检测到有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍，这说明_________________________________________________。(4)为研究m6A和Am对结构稳定性的影响，研究者用特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子，检测游离的m7GDP含量，结果如图2。①本实验中，对照组是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)组。②由图1可知，水解酶的作用部位是__________号磷酸之间的化学键；由图2可知，________修饰对mRNA结构稳定性的作用最强。解析：(1)mRNA是转录的产物，洋葱根尖细胞能合成mRNA的部位有细胞核、线粒体，mRNA是翻译过程的模板，翻译过程还需要rRNA(核糖体的组成成分)、tRNA(转运氨基酸)。(2)由图1可知，成熟mRNA分子第一位核苷酸中的碱基为腺嘌呤A，则该核苷酸为腺嘌呤核糖核苷酸，它被进行了碱基A甲基化(m6A)和核糖甲基化(Am)以及5′端加m7GDP(或m7Gppp)的修饰。(3)有m7G组的mRNA半衰期为无m7G组的2.3倍，说明m7G能延缓mRNA的降解。(4)①研究m6A和Am对结构稳定性的影响，自变量应是m6A和Am的有无，则对照组应是m7Gpppm6Am……。②特定的酶水解四种不同修饰的mRNA分子，均生成m7GDP，则水解酶的作用部位是Ⅱ和Ⅲ号磷酸之间的化学键；由图2可知，m6A修饰组游离的m7GDP量最低，即m6A对mRNA结构稳定性的作用最强。答案：(1)细胞核、线粒体　翻译　tRNA、rRNA　(2)腺嘌呤核糖核苷酸　(3)m7G能延缓mRNA的降解(或m7G能增强mRNA的稳定性)　(4)①丙　②Ⅱ和Ⅲ　m6A   [教材拾遗]1．什么是等位基因？基因型为Aa的个体中，基因A、a的分离有可能发生在减数分裂Ⅱ时期吗？提示：位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因是等位基因。有可能，如果发生基因突变或者减数分裂Ⅰ前期发生交叉互换，基因A、a的分离就可能发生在减数分裂Ⅱ时期。2．若基因型为AaBb的个体测交后代出现四种表型，但比例为21∶4∶4∶21，试解释出现这一结果的可能原因。提示：A、a和B、b两对等位基因位于同一对同源染色体上，减数分裂时部分初级性母细胞发生交叉互换，产生四种类型的配子，其比例为21∶4∶4∶21。3．摩尔根的果蝇杂交实验中，发现子二代中白眼只在雄性中出现，对此摩尔根提出了合理的假说，假说内容是什么？后又进行了演绎推理，演绎推理的内容是什么？提示：假说内容是控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因。演绎推理的内容是设计了测交实验，使白眼雌果蝇与F1中红眼雄果蝇杂交，预期实验结果是雄性全部为白眼，雌性全部为红眼。4．为什么人类的许多位于X染色体上的基因，在Y染色体上没有相应的等位基因？提示：人类的X染色体和Y染色体无论在大小和携带的基因种类上都不一样。X染色体携带着许多基因，Y染色体只有X染色体大小的1/5左右，携带的基因比较少。所以许多位于X染色体上的基因，在Y染色体上没有相应的等位基因。5．若一对基因(A、a)位于X、Y染色体的同源区段上，则群体中可能出现哪几种基因型？提示：涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa，男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。6．遗传物质改变而引起的疾病是否都是遗传病？举例说明。提示：不一定。如癌症是原癌基因和抑癌基因突变导致的，但癌症不是遗传病。7．白眼雌果蝇(XwXw)和红眼雄果蝇(XWY)交配，后代出现了白眼雌果蝇和红眼雄果蝇，请分析可能的原因。提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂时发生异常，产生了XwXw的卵细胞和不含X的卵细胞，含XwXw的卵细胞与含Y的精子结合产生了基因型为XwXwY的白眼雌果蝇，不含X的卵细胞与含XW的精子结合形成基因型为OXW的红眼雄果蝇。8．自然界中，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半，但仍能正常生活。如何解释这一现象？提示：这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套染色体组，携带控制该种生物体所有性状的一整套基因。能力一理解遗传规律的原理，应用遗传规律解释遗传现象[核心整合]1．辨明性状分离比出现偏离的原因(1)具有一对相对性状的杂合子自交Aa×Aa→1AA∶2Aa∶1aa①2∶1⇒显性纯合致死，即AA个体不存活。②全为显性⇒隐性纯合致死，即aa个体不存活。③1∶2∶1⇒不完全显性，即AA、Aa、aa的表型各不相同。(2)两对相对性状的遗传现象①自由组合定律的异常分离比F1：AaBbF2 正常情况下，F2的性状分离比为9∶3∶3∶1，异常情况如下：②基因完全连锁现象图1图22．多对等位基因控制的性状遗传(1)若自交后代出现(3∶1)n的分离比(或其变式)，或测交后代出现(1∶1)n的分离比(或其变式)，则说明这n对等位基因控制的性状遵循自由组合定律，反之也成立。(2)若杂交结果表型出现(3/4)n，则n代表等位基因的对数，且n对等位基因位于n对同源染色体上。[题点练通]围绕基因的分离定律和基因的自由组合定律，考查生命观念和科学思维1.(2020·全国卷Ⅰ)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单独交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇)，子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1。据此无法判断的是(　　)A．长翅是显性性状还是隐性性状B．亲代雌蝇是杂合子还是纯合子C．该等位基因位于常染色体还是X染色体上D．该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在解析：C　亲代全为长翅，后代出现了截翅，可推出长翅为显性性状，A项不符合题意；不管控制长翅和截翅的等位基因位于常染色体上还是X染色体上，亲代雌蝇都是杂合子，B项不符合题意；不管该等位基因位于常染色体上还是X染色体上，后代性状表现都可能出现题述比例，故无法判断该等位基因的位置，C项符合题意；雌蝇的性染色体组成是XX，该等位基因不管位于常染色体上还是X染色体上，在雌性个体中都是成对存在的，D项不符合题意。2．(2020·山东省等级考试模拟，改编)鲜食玉米颜色多样、营养丰富、美味可口。用两种纯合鲜食玉米杂交得F1，F1自交得到F2，F2籽粒的性状表现及比例为紫色非甜∶紫色甜∶白色非甜∶白色甜＝27∶9∶21∶7。下列说法正确的是(　　)A．紫色与白色性状的遗传遵循基因的自由组合定律B．亲本性状的表型不可能是紫色甜和白色非甜C．F1的花粉离体培养后经秋水仙素处理，不能获得紫色甜粒纯合个体D．F2中的白色籽粒发育成植株后随机受粉，得到的籽粒中紫色籽粒占4/49解析：A　由题干可知，F2籽粒的紫色与白色表型比例为紫色∶白色＝(27＋9)∶(21＋7)＝9∶7，可判断紫色与白色性状的遗传受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，A正确；因用两种纯合鲜食玉米杂交产生F1，且F1为含有三对等位基因的杂合子，则亲本可为紫色甜和白色非甜或紫色非甜和白色甜，B错误；F1的花粉中不含等位基因，离体培养后经秋水仙素处理，可获得紫色甜粒纯合个体，C错误；若用A、a和B、b表示控制籽粒颜色的基因，则F2中白色籽粒有1/7AAbb、2/7Aabb、1/7aaBB、2/7aaBb、1/7aabb，该群体可产生3种配子：Ab配子占1/7＋2/7×1/2＝2/7，aB配子占1/7＋2/7×1/2＝2/7，ab配子占2/7×1/2＋2/7×1/2＋1/7＝3/7，该群体随机交配，结合棋盘法可得子代中紫色籽粒(A_B_)占8/49，D错误。以“致死效应”或“配子不育”等特殊遗传问题为载体，考查科学思维能力3.(2021·威海模拟)某种雌雄同株植物叶片形状的圆形和针形分别受基因A和a控制。以下分析错误的是(　　)A．若Aa植株自交，淘汰掉F1中的aa植株，剩余植株自由交配，F2中圆形∶针形＝8∶1B．若a基因使花粉一半致死，Aa植株自交，后代圆形∶针形＝5∶1C．若a基因使花粉完全致死，Aa×Aa的后代随机交配，Aa的基因型频率不变D．若AA基因型致死，则圆叶植株自交得F1，F1自由交配所得后代中圆形∶针形＝1∶1解析：C　Aa植株自交得F1，若淘汰掉aa，则有1/3AA和2/3Aa(可产生的配子类型及所占比例为2/3A、1/3a)，其自由交配得F2，F2中圆形∶针形＝8∶1，A正确；若a基因使花粉一半致死，Aa植株自交，花粉(雄配子)中2/3是A,1/3是a，雌配子中1/2是A,1/2是a，后代圆形∶针形＝5∶1，B正确；若a基因使花粉完全致死，Aa×Aa的后代基因型及比例为1/2AA、1/2Aa，再随机交配，所得植株的基因型及比例为3/4AA、1/4Aa，C错误；若AA基因型致死，则圆叶植株的基因型均为Aa，其自交所得的F1为2/3Aa、1/3aa，F1自由交配，F2的基因型为1/2Aa、1/2aa，即圆形∶针形＝1∶1，D正确。4. (2021·山东高考)果蝇星眼、圆眼由常染色体上的一对等位基因控制，星眼果蝇与圆眼果蝇杂交，子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇＝1∶1；星眼果蝇与星眼果蝇杂交，子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇＝2∶1。缺刻翅、正常翅由X染色体上的一对等位基因控制，且Y染色体上不含其等位基因，缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交所得子一代中，缺刻翅雌果蝇∶正常翅雌果蝇＝1∶1，雄果蝇均为正常翅。若星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得F1，下列关于F1的说法错误的是(　　)A．星眼缺刻翅果蝇与圆眼正常翅果蝇数量相等B．雌果蝇中纯合子所占比例为1/6C．雌果蝇数量是雄果蝇的2倍D．缺刻翅基因的基因频率为1/6解析：D　星眼果蝇与星眼果蝇杂交，子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇＝2∶1，果蝇星眼、圆眼(假设由A、a控制)由常染色体上的一对等位基因控制，所以星眼显性纯合致死；缺刻翅、正常翅(假设由B、b控制)由X染色体上的一对等位基因控制，且Y染色体上不含其等位基因，缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交所得子一代中，缺刻翅雌果蝇∶正常翅雌果蝇＝1∶1，推出亲本雄果蝇不能是XBY，只能为XbY，亲本雌果蝇为XBXb，而后代中雄果蝇均为正常翅，说明XBY致死。由此可推出星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交(AaXBXb × AaXbY)得F1中2/3Aa、1/3aa；1/3XBXb、1/3XbXb、1/3XbY，所以星眼缺刻翅(AaXBXb)为2/3×1/3＝2/9，圆眼正常翅(aaXbXb/aaXbY)为1/3×(1/3＋1/3)＝2/9，两者相等，A正确；雌果蝇中纯合子aaXbXb所占比例为(1/3×1/3)/(2/3)＝1/6，B正确； 雌果蝇数量1/3XBXb、1/3XbXb，雄果蝇数量1/3XbY，二者2∶1，C正确；缺刻翅基因XB的基因频率为(1/3×1/2)/(1/3＋1/3＋1/3×1/2)，即1/5，D错误。能力二运用归纳与概括的科学思维方法，串联伴性遗传与人类遗传病[核心整合]1．性染色体不同区段分析(1)仅在X染色体上的基因的遗传特点(2)X、Y同源区段遗传特点①涉及同源区段的基因型女性为XAXA、XAXa、XaXa，男性为XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。②遗传仍与性别有关2．“程序法”分析遗传系谱图[题点练通]围绕伴性遗传的类型及特点，考查生命观念和科学思维1.(2021·淄博模拟)人类性别与Y染色体上的SRY基因有关，有该基因的个体表现为男性，否则表现为女性。鸡的性别取决于Z染色体上的DMRT1基因的表达量，其表达量与该基因的数目成正相关，高表达量开启睾丸发育，低表达量开启卵巢发育，没有Z染色体的个体死亡。下列叙述错误的是(　　)A．增加一条性染色体的ZZW鸡的性别为雄性B．增加一条性染色体的XXY人的性别为女性C．母鸡性反转为公鸡与正常母鸡交配的后代雌雄比例为2∶1D．不论人类还是鸟类，其性别都是由性染色体上的某些基因决定的解析：B　性染色体增加一条的ZZW个体的DMRT1基因表达量高，开启性腺睾丸的发育，性别为雄性，A正确；Y染色体上的SRY基因决定人类性别中的男性，故XXY人的性别为男性，B错误；正常情况下，雄鸡为ZZ，雌鸡为ZW，若一只母鸡ZW性反转为公鸡，其染色体没有发生改变，仍为ZW，该公鸡(ZW)与正常母鸡(ZW)交配后代有3种基因型，即ZZ∶ZW∶WW＝1∶2∶1，但由于缺少Z染色体的个体死亡，所以后代中只有ZZ和ZW两种，性别分别为雄性和雌性。所以该公鸡与正常母鸡交配，后代中雌雄比例为2∶1，C正确；据题干信息可知，人类是由Y染色体上的SRY基因决定男性性别，鸡(鸟类)的性别与Z染色体上的DMRT1基因有关，两者的性别均由性染色体上的某些基因决定，D正确。2．(2021·沈阳二模)果蝇的性别决定方式为XY型，同时与X染色体的数量有关，即受精卵中含有两个X染色体才能产生足够的雌性化信号，从而发育为雌蝇。没有X染色体的受精卵无法发育。遗传学家得到一种基因型为的黄体雌果蝇(表示两条染色体并联，并联的X染色体在减数分裂时无法分离)。将这些雌蝇与灰体雄蝇(XAY)杂交，子代中只有灰体雄蝇和黄体雌蝇，且比例为1∶1。下列说法不正确的是(　　)A．雌蝇在减数分裂时产生2种异常配子B．染色体组成为的果蝇无法存活C．子代中灰体雄蝇的性染色体只有一条XD．子代中的黄体雌蝇不携带并联染色体解析：D　雌蝇在减数分裂时产生两种异常配子，一种不含有X染色体，一种含有两个X染色体，A正确；雌蝇和雄蝇杂交产生的受精卵基因型有XAXaXa、XAO、XaXaY、OY，由题意可得OY无法发育，且灰体全部为雄蝇，故基因型为的果蝇无法存活，B正确；子代的基因型分别为XaXaY(黄体雌蝇)，XAO(灰体雄蝇)，故子代中灰体雄蝇的性染色体只有一条X，C正确；子代中黄体雌蝇的XaXa为并联染色体，D错误。围绕人类遗传病和遗传系谱图分析，考查社会责任和科学思维3.(多选)(2020·江苏高考)家族性高胆固醇血症(FH)是一种遗传病，纯合子患者在人群中出现的频率约1/1 000 000。如图是某FH家系的系谱图，下列叙述正确的是(　　)A．FH为常染色体显性遗传病B．FH患者双亲中至少有一人为FH患者C．杂合子患者在人群中出现的频率约为1/500D．Ⅲ6的患病基因由父母双方共同提供解析：ABC　根据图中Ⅱ7、Ⅱ8和Ⅲ8的表现分析可知，双亲都患病，生了一个不患病的女儿，符合“有中生无是显性，生女正常是常显”，可以判断该遗传病为常染色体显性遗传病，A选项正确；对于显性遗传病，存在显性基因即患病，FH患者的致病基因来自其亲代，所以其双亲中至少有一人是患者，B选项正确；题干信息显示，纯合子患者在人群中出现的频率约为1/1 000 000，假设控制该病的基因为A、a，则AA的基因型频率为1/1 000 000，A的基因频率约为1/1 000，则a的基因频率为1－1/1 000＝999/1 000，所以杂合子(Aa)患者在人群中出现的频率为2×(1/1 000)×(999/1 000)，约为1/500，C选项正确；分析题图可知，Ⅱ7、Ⅱ8的基因型均为Aa，则Ⅲ6的基因型可能为AA，也可能为Aa，所以Ⅲ6的患病基因可能由父母双方共同提供，也可能由父母一方提供，D选项错误。4．(多选)(2021·河北高考)杜氏肌营养不良(DMD)是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病，男性中发病率约为。甲、乙家系中两患者的外祖父均表现正常，家系乙Ⅱ­2还患有红绿色盲。两家系部分成员DMD基因测序结果(显示部分序列，其他未显示序列均正常)如图。下列叙述错误的是(　　)A．家系甲Ⅱ­1和家系乙Ⅱ­2分别遗传其母亲的DMD致病基因B．若家系乙Ⅰ­1和Ⅰ­2再生育一个儿子，儿子患两种病的概率比患一种病的概率低C．不考虑其他突变，家系甲Ⅱ­2和家系乙Ⅱ­1婚后生出患DMD儿子的概率为D．人群中女性DMD患者频率远低于男性，女性中携带者的频率约为解析：ABD　两家系中的部分成员基因测序结果显示，两家系中DMD患病基因并不相同，家系乙患病男性Ⅱ­2的患病基因序列与其母亲Ⅰ­2患病基因序列的相同，故其DMD致病基因来自其母亲Ⅰ­2；而家系甲患病男性Ⅱ­1的患病基因序列与其母亲Ⅰ­2的患病基因序列并不相同，其母亲Ⅰ­2的基因序列正常，不携带致病基因，故患病男性Ⅱ­1的致病基因可能是基因突变导致的，A错误。家系的Ⅱ­2同时患有DMD和红绿色盲，红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，故两个致病基因都位于家系乙Ⅱ­2的X染色体上；因此其母亲Ⅰ­1的一条X染色体上既有DMD基因又有红绿色盲基因，另一X染色体不含致病基因，故Ⅰ­1与Ⅰ­2再生一个儿子，两病兼患的概率为，若不发生基因突变或交叉互换，家系乙Ⅰ­1与Ⅰ­2不可能生出只患一种病的儿子；综上所述，家系乙Ⅰ­1与Ⅰ­2再生一个儿子患两种病的概率高于患一种病的概率，B错误。两家系中DMD的致病基因均为位于X染色体上且可单独致病；设两家系的DMD致病基因分别为a、b，则家系甲Ⅱ­2的基因型为XABY，家系乙Ⅱ­1可能的基因型及概率分别为XABXAb、XABXAB，故家系甲Ⅱ­2与家系乙Ⅱ­1生出患DMD儿子(XAbY)的概率为××＝，C正确。X染色体上的隐性遗传病在人群中女性患者发病率远低于男性，男性中发病率约为，女性中携带者的频率约为2××＝，D错误。把握“正常人群”中杂合子的取值针对常染色体隐性遗传病而言，正常人群应包含AA、Aa两种基因型，倘若求解“与人群中某正常异性结婚”求“生一患病孩子的概率”类问题时切不可直接认定该异性的基因型为Aa，即不可用2×A%×a%作为人群中正常人群为杂合子的概率，必须先求得Aa、AA概率，即该异性的Aa%＝×100%。　　　　 [考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·山东高考)番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为 MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。(1)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占比例为________。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为________，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为________。(2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为 Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有________个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是___________________________________________，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为________。(3)若植株甲的细胞中仅含1个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)Mm自交两代，F1中mm雄性不育，只有1/3MM和2/3Mm可自交，产生F2中mm占1/6。雄性不育植株(mm)与野生型植株(MM)杂交所得可育晚熟红果杂交种(Rr)的基因型为MmRr。以该杂交种MmRr为亲本随机受粉，F1中mm雄性不育，F1雌配子中M∶m＝1∶1，雄配子M∶m＝2∶1，F2雄性不育mm占1/2×1/3＝1/6，R∶r＝1∶1，产生F2中可育晚熟红果植株(M－Rr)为(1－1/6)×1/2＝5/12。(2)转基因植株甲和乙(基因型均为Mm)与雄性不育植株(mm)杂交，其后代应为可育(Mm)和雄性不育(mm)两种类型，在形成配子时喷施NAM, F1均表现为雄性不育，根据题意可知，H基因应该位于M所在染色体上，形成配子时，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡，仅有含m基因的雄配子参与受精作用，所得F1均表现为雄性不育(mm)。由此可以推理，若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了M基因所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则必须有1个H基因位于M所在染色体上，m所在染色体上必定不含有H基因，其余任意一对同源染色体上不能同时存在H基因，这样才能保证含M基因的雄配子死亡，含m基因的雄配子存活。概括地说，一对同源染色体上不能同时存在H基因，且M所在染色体上必定含有H基因。植株乙(Mm)体细胞中n个H基因位于n条非同源染色体上，减数分裂产生不含H基因的配子的概率是1/2n，与雄性不育植株(mm)杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。(3)若植株甲(Mm)的细胞中仅含1个H基因，在不喷施NAM的情况下，植物甲产生的含M基因和m基因的配子都可以存活，因此可以利用雄性不育植株(mm)与植株甲杂交，子代有大花、可育(Mm)和小花、雄性不育(mm)两种表现型，子代中大花植株即为所需植株。答案：(1)1/6　MmRr　5/12　(2)0　 M基因　 必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因　1/2n(3)以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)情境二　学习探索情境2．(2020·江苏高考)已知黑腹果蝇的性别决定方式为XY型，偶然出现的XXY个体为雌性可育。黑腹果蝇长翅(A)对残翅(a)为显性，红眼(B)对白眼(b)为显性。现有两组杂交实验，结果如下：实验①PaaXBXB×AAXbY↓F1 长翅红眼♀ 长翅红眼♂个体数　 920　　　　927实验②P　aaXBY×AAXbXb↓F1 长翅红眼♀ 长翅白眼  ♂ 长翅白眼♀个体数 930　　　926　　　　1 请回答下列问题：(1)设计实验①与实验②的主要目的是验证____________________________________________________________________________________________________________。(2)理论上预期实验①的F2基因型共有________种，其中雌性个体中表现如图甲性状的概率为________，雄性个体中表现如图乙性状的概率为________。(3)实验②F1中出现了1只例外的白眼雌蝇，请分析：Ⅰ.若该蝇是基因突变导致的，则该蝇的基因型为________。Ⅱ.若该蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，则该蝇产生的配子为________________。Ⅲ.检验该蝇产生的原因可用表现型为________的果蝇与其杂交。解析：(1)实验①和实验②为正、反交实验。长翅和残翅这一对相对性状正、反交结果一样，子代性状与性别无关；红眼和白眼这一对相对性状正、反交结果不一样，子代性状与性别有关。(2)实验①中F1的基因型为AaXBXb和AaXBY，F2的基因型共有3×4＝12(种)；实验①的F2中雌性个体关于眼色的基因型为XBXb或XBXB，不可能表现为白眼；实验①的F2雄性个体中表现型为长翅红眼的果蝇所占比例为3/4×1/2＝3/8。(3)Ⅰ.若实验②F1中白眼雌蝇是基因突变产生的，则其基因型是XbXb。Ⅱ.若实验②F1中白眼雌蝇是亲本减数分裂过程中X染色体未分离导致的，该果蝇的基因组成为XbXbY，产生的配子为XbXb、Y、Xb、XbY。Ⅲ.检验实验②F1中白眼雌蝇产生的原因，可用红眼雄性果蝇与其杂交，若子代雌性果蝇全表现为红眼，雄性果蝇全表现为白眼，则假设Ⅰ成立；若子代雄性果蝇中出现了红眼，则假设Ⅱ成立。答案：(1)眼色性状与性别有关，翅型性状与性别无关　(2)12　0　3/8　(3)XbXb　XbXb、Y、Xb、XbY　红眼雄性[命题预测] 1．致死基因的存在可影响后代性状分离比。现有两对等位基因均杂合的个体(两对等位基因独立遗传)进行自交，其具有某种基因型的配子或后代致死，不考虑环境因素对表型的影响，请回答下列问题：(1)若自交后代分离比为1∶2∶3∶6，则推测原因可能是____________________________________。(2)若自交后代分离比为1∶3∶3∶5，则推测原因可能是________________________________________。(3)在某种雌雄异体生物中获得基因型分别为BbXDXd、BbXDY的雌雄个体，让其相互交配，后代分离比也是1∶2∶3∶6。________(填“能”或“不能”)根据后代的分离比及与性别的关系，判断致死基因是位于常染色体上还是性染色体上。请写出判断的依据(要求分别写出后代雌雄个体的分离比)：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)设用A、a和B、b表示两对等位基因，自交后代分离比为1∶2∶3∶6，A_∶aa＝(2＋6)∶(1＋3)＝2∶1，B_∶bb＝(3＋6)∶(1＋2)＝3∶1，说明AA纯合致死，因此可能是某对基因显性纯合致死。(2)若BbDd产生的基因型为BD的雄配子或雌配子致死，则配子组合为(1Bd∶1bD∶1bd)×(1BD∶1Bd∶1bD∶1bd)，统计后代分离比为5∶3∶3∶1，因此答案是同时含两种显性基因的雄配子或雌配子致死。(3)让基因型分别为BbXDXd、BbXDY的雌雄个体杂交，其中基因型为Bb和Bb的个体杂交，子代基因型为1BB∶2Bb∶1bb，基因型为XDXd和XDY的个体杂交，子代基因型及其比例为XDXD∶XDXd∶XDY∶XdY＝1∶1∶1∶1，列表如下： 1XDXD1XDXd1XDY1XdY1BB    2Bb    1bb    根据(1)的分析，出现1∶2∶3∶6的结果是由于某对显性基因纯合致死，如果BB致死(致死基因在常染色体上)，则后代雌性个体的分离比为2∶1、雄性个体的分离比为2∶2∶1∶1；如果XDXD致死(致死基因在X染色体上)，则后代雌性个体的分离比为3∶1，雄性个体的分离比为3∶3∶1∶1。答案：(1)某对基因显性纯合致死　(2)同时含两种显性基因的雄配子或雌配子致死　(3)能　若后代雌性个体的分离比为2∶1、雄性个体的分离比为2∶2∶1∶1，则说明致死基因位于常染色体上；若后代雌性个体的分离比为3∶1，雄性个体的分离比为3∶3∶1∶1，则说明致死基因位于X染色体上2．果蝇是遗传学研究中重要的模式生物。科研人员利用果蝇的紫眼卷翅品系和红眼直翅品系做了以下实验，请回答下列问题：(1)红眼对紫眼为显性，判断的理由是_______________________________________________________________________________________________________________。(2)亲代卷翅个体是杂合子，判断依据是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)科研人员又让亲代的紫眼卷翅果蝇品系连续互交多代，发现其后代始终保持卷翅，没有直翅个体出现。有人提出2种假设：假设一：直翅基因纯合致死。假设二：在同源染色体中，紫眼卷翅果蝇品系中卷翅基因所在染色体对应的另一条染色体上存在另一个隐性致死基因，这种隐性基因纯合导致受精卵不能正常发育。①通过上图杂交实验可以判断，假设一是错误的，理由是________________________________________________________________________。②若假设二正确，且眼色和翅型的基因符合自由组合定律，则上图中F1红眼卷翅果蝇雌雄个体相互交配杂交实验中，F2的表型及比例为________________________。解析：(1)亲本红眼与紫眼杂交，子代全为红眼，说明红眼是显性相状，紫眼是隐性性状。(2)子一代卷翅果蝇雌雄个体交配，子二代有卷翅和直翅，出现性状分离，说明卷翅对直翅为显性；而亲代卷翅果蝇测交后代中卷翅∶直翅＝1∶1，说明亲代卷翅个体是杂合子。(3)①亲代卷翅与直翅杂交，子一代出现直翅，说明直翅基因纯合不致死，假设一错误。②若假设二正确，在同源染色体中，紫眼卷翅果蝇品系中卷翅基因所在染色体对应的另一条染色体上存在另一个隐性致死基因，这种隐性基因纯合导致受精卵不能正常发育，则子二代中卷翅纯合子不能存活。由于子一代红眼果蝇为杂合子，所以子一代红眼果蝇雌雄个体相互交配，子二代的表型及比例为红眼∶紫眼＝3∶1；由于卷翅纯合子不能存活，结合图中F1红眼卷翅果蝇雌雄个体相互交配，子二代性状分离比为卷翅∶直翅＝2∶1，可知子一代红眼卷翅雌雄个体相互交配杂交实验中，子二代的表型及比例为红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼直翅＝6∶2∶3∶1。答案：(1)亲代紫眼果蝇与红眼果蝇杂交，后代全为红眼果蝇　(2)F1卷翅果蝇后代表现为性状分离，卷翅是显性性状，亲代卷翅果蝇测交后代中卷翅∶直翅＝1∶1　(3)①若假设一正确，则图中F1不应该出现直翅果蝇　②红眼卷翅∶紫眼卷翅∶红眼直翅∶紫眼直翅＝6∶2∶3∶1[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·济宁二模)玉米植株的宽叶与窄叶是由单基因控制的一对相对性状。将宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植(玉米间受粉机会均等)得F1，其中宽叶亲本玉米植株的子代只有宽叶，窄叶亲本植株子代中宽叶和窄叶均有。现选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交，所得F2中宽叶∶窄叶＝7∶5。下列叙述错误的是(　　)A．玉米植株的窄叶为隐性性状B．F1玉米植株中宽叶所占的比例为7/12C．F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交所得的F2中窄叶基因的频率为17/24D．若将F1中选取的那部分宽叶玉米种植，则后代玉米植株宽叶∶窄叶＝119∶25解析：B　玉米间行种植既能进行自交又能进行杂交，由题干信息可知，“宽叶与窄叶两种纯合亲本间行种植，宽叶亲本玉米植株的子代只有宽叶”，说明宽叶为显性性状，A正确；假设纯合宽叶亲本的基因型为AA，窄叶玉米的基因型为aa，亲本中A和a的基因频率都为1/2，F1玉米植株中宽叶所占的比例为1－1/2×1/2＝3/4，B错误；由于F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交所得的F2中宽叶∶窄叶＝7∶5，F2中宽叶植株的基因型为Aa，窄叶植株的基因型全为aa，F2窄叶基因a的频率＝7/12×1/2＋5/12＝17/24，C正确；假设F1中选取的那部分宽叶玉米Aa比例为m，则AA比例为(1－m)，因为“选取F1中部分宽叶植株与窄叶植株杂交，所得F2中宽叶∶窄叶＝7∶5”，则＝＝，m＝，即F1中选取的那部分宽叶玉米中Aa比例为5/6，则AA比例为，则F1产生配子及所占比例为 a、 A；将从F1中选取的那部分宽叶玉米杂交，后代窄叶为×＝，宽叶为，故后代玉米植株宽叶∶窄叶＝119∶25，D正确。2．(2021·大连模拟)假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。则以下叙述错误的是(　　)A．理论上该果蝇种群随机交配产生的F1中AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1B．若该果蝇种群随机交配产生的F1中只出现了Aa和aa两种基因型，则比例为2∶1C．若基因A纯合致死，个体随机交配，F2中不同基因型个体Aa∶aa＝1∶1D．果蝇种群中AA纯合致死是雌雄果蝇协同进化的结果解析：D　该种群中的基因型只有Aa，故理论上该果蝇种群随机交配产生的F1中AA、Aa和aa的数量比为1∶2∶1，A正确；若该果蝇种群随机交配产生的F1中只有Aa和aa两种基因型，说明基因A纯合致死，且Aa与aa的比例为2∶1，B正确；若基因A纯合致死，该果蝇种群随机交配产生的F1中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2∶1，F1产生的配子的基因型及比例是A∶a＝1∶2。F1再随机交配，产生后代的基因型及比例是AA∶Aa∶aa＝1∶4∶4，其中AA显性纯合致死，因此Aa∶aa＝1∶1，C正确；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，D错误。3．(2021·珠海二模)玉米是雌雄同株异花植物，线粒体中的T基因编码合成的T蛋白会导致雄性不育，位于细胞核中的显性核恢复基因R编码的恢复蛋白与T蛋白结合可使育性恢复。[注：括号外表示质基因，括号内表示核基因，如T(RR)]。下列叙述正确的是(　　)A．玉米体细胞中，R基因成对存在而T基因非成对存在B．具有T基因的植株均为雌株，杂交时只能作为母本C．雄性不育玉米的基因型可能是T(rr)或T(Rr)D．基因型为T(Rr)的玉米自交，子代中1/2为雄性不育解析：A　在玉米体细胞中，核基因R位于染色体上，成对存在；而T基因位于线粒体中，不成对存在，A正确；根据题意可知，位于细胞核中的显性核恢复基因R编码的恢复蛋白可与T蛋白结合从而使育性恢复，所以含有R和T基因的个体，杂交时可作父本，B错误；由题意可知，雄性可育玉米的基因型为T(RR)或T(Rr)，雄性不育玉米的基因型可能是T(rr)，C错误；R基因能恢复育性，则基因型为T(Rr)的玉米自交，子代中出现雄性不育个体T(rr)的概率是，D错误。4．(2021·滨州模拟)果蝇是遗传学研究中的模式生物之一，将一只无眼雌果蝇与一只无眼雄果蝇杂交(Y染色体上无相关的基因)，子代个体数目足够多，且出现了无眼∶有眼＝3∶1。下列说法不正确的是(　　)A．无眼为隐性性状，有眼为显性性状B．若子代雄性个体中无眼∶有眼＝3∶1，则这对基因位于常染色体上C．若子代有眼性状只出现在雄性个体中，则基因位于X染色体上D．若子代雌性个体全为无眼，则基因位于X染色体上解析：A　根据题干分析可知，无眼个体杂交，子代出现有眼个体，即发生性状分离，说明无眼为显性性状，有眼为隐性性状，A错误；若子代雄性个体中无眼∶有眼＝3∶1，由于子代无眼∶有眼＝3∶1，雌性个体中无眼∶有眼也为3∶1，说明这对性状的遗传与性别无关，这对基因位于常染色体上，B正确；假设用A、a代表相关基因，则母本基因型为XAXa，父本基因型为XAY时，子代只有雄性个体出现有眼性状，则基因位于X染色体上，C正确；若子代雌性个体全为无眼，则子代有眼性状只出现在雄性个体中，假设用A、a代表相关基因，则母本的基因型为XAXa，父本的基因型为XAY，基因位于X染色体上，D正确。5．(2021·青岛二模)已知果蝇的翅型由两对独立遗传的等位基因控制(依次用A/a、B/b表示)，研究人员用纯合的正常翅雌果蝇和纯合残翅雄果蝇杂交，F1全为正常翅，F1的雌雄果蝇自由交配所得F2性状如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．亲代果蝇的基因型可以表示为AAXBXB、aaXbYB．F2残翅果蝇自由交配，后代纯合雌蝇的比例为C．由实验推知该果蝇种群中不存在斑翅雌果蝇D．F2斑翅果蝇与纯合的残翅果蝇杂交后代中残翅占解析：C　子二代出现正常翅∶斑翅∶残翅＝9∶3∶4，出现9∶3∶3∶1的类似比例，说明翅型由两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，正常翅为双显性，且斑翅全为雄性，说明翅型与性别相关，即有一对等位基因位于X染色体上。可知F1为AaXBXb×AaXBY，亲代为AAXBXB、aaXbY，A正确；F2中正常翅A_XBX－占×＝，A_XBY占×＝；残翅aaXBX－占×＝；aaXbY占×＝；aaXBY占×＝；结合题意，可知斑翅A_XbY占×＝。即当常染色体为a纯合时，F2表现为残翅。F2残翅果蝇自由交配，由棋盘法可知后代纯合雌蝇aaXBXB和aaXbXb比例为＋＝，B正确；斑翅雌果蝇基因型为A_XbXb，F1的基因型为AaXBXb×AaXBY、F2中含有A_XBXb和A_XbY基因型的果蝇，其子代可含有斑翅雌果蝇(F2没有，后代可以有)，C错误；F2斑翅有AAXbY∶AaXbY＝1∶2两种基因型，与纯合残翅雌果蝇aaXBXB交配，后代残翅所占的比例为×＝，D正确。6．(2021·菏泽二模)某雌雄异株植物宽叶基因(B)对窄叶基因(b)为显性，位于X染色体上；红花基因(A)对白花基因(a)为显性，位于常染色体上。已知XB的雌配子无受精能力。现将经人工诱变得到的红花宽叶植株杂交得到F1，F1中出现白花窄叶植株，下列叙述错误的是(　　)A．亲本基因型分别为AaXBXb和AaXBYB．F1白花窄叶植株为雄株，占F1的比例C．F1任意雌雄植株相互交配的后代均为窄叶D．F1红花雌雄植株交配产生白花植株概率为解析：B　将经人工诱变得到的红花宽叶植株(A_XBX－、A_XBY)杂交得到F1，F1中出现白花窄叶植株(aaXbY)，说明亲本基因型分别为AaXBXb和AaXBY，A正确；已知XB的雌配子无受精能力，F1白花窄叶植株的基因型是aaXbY，为雄株，占F1的比例为aa×XbY＝，B错误；已知XB的雌配子无受精能力，若只研究宽叶和窄叶，则F1的基因型为XBXb、XbY，可见，F1任意雌雄植株相互交配的后代，其基因型为XbXb、XbY，均为窄叶，C正确；若只研究红花和白花，则F1红花植株的基因型为Aa、AA，所以F1红花雌雄植株交配产生白花植株概率为××＝，D正确。7．(2021·聊城二模)彩椒有绿椒、黄椒、红椒三种类型，其果皮色泽受三对等位基因控制。当每对等位基因都至少含有一个显性基因时彩椒为绿色，当每对等位基因都不含显性基因时彩椒为黄色，其余基因型的彩椒为红色。现用三株彩椒进行如下实验：实验一：红色×绿色→绿色∶红色∶黄色＝9∶22∶1实验二：绿色×黄色→绿色∶红色∶黄色＝1∶6∶1对以上杂交实验分析错误的是(　　)A．控制彩椒果皮色泽的三对等位基因的遗传遵循自由组合定律B．实验一子代中绿色个体纯合子比例为0C．实验一亲本红色个体隐性基因有4个D．实验二子代中红色个体可能的基因型有4种解析：D　根据题意分析可知，实验二中绿色×黄色→绿色∶红色∶黄色＝1∶6∶1，相当于测交，说明果皮的色泽受三对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，A正确；设三对等位基因为A/a、B/b和C/c，实验一中子代有黄色，说明亲代绿色的基因型为AaBbCc，根据子代绿色所占比例为可知，亲代红色基因型中两对等位基因各含有一个显性基因，另一对等位基因隐性纯合，可能为aaBbCc、AabbCc或AaBbcc，因此实验一子代中绿色个体中不可能存在纯合子，纯合子比例为0，B正确；实验一亲本红色个体基因型可能为aaBbCc、AabbCc或AaBbcc，隐性基因有4个，C正确；实验二的亲本基因型组合为AaBbCc×aabbcc，则子代的基因型共有8种，其中绿色的基因型为AaBbCc，黄色的基因型为aabbcc，红色个体的基因型有6种，D错误。8．(2021·丹东模拟)已知“眼耳肾综合征”有的病人的致病基因为COL4A5，遗传方式为X连锁显性。有的病人的致病基因为COL4A4或COL4A3，遗传方式为常染色体隐性。研究人员在深圳市曾发现一个家系，共有15人患有“眼耳肾综合征”。该病临床表现为男性患者症状较重，女性患者症状较轻；女性患者多于男性患者；母亲患病可以遗传给女儿也可以遗传给儿子，而父亲患病只遗传给女儿不遗传给儿子。据此分析，下列说法不正确的是(　　)A．该病的致病基因是COL4A5B．建议该家族中的女患者生男孩C．调查该遗传病的发病率的方法是调查广大人群D．该疾病发生的根本原因是基因突变解析：B　根据“女性患者多于男性患者；母亲患病可以遗传给女儿也可以遗传给儿子，而父亲患病只遗传给女儿不遗传给儿子”可知该病为伴X染色体显性遗传病，所以该病的致病基因为COL4A5，A正确；由于家系中该病是伴X染色体显性遗传病，所以女患者的儿子或女儿都有可能患病，所以选择生男还是生女不能避免遗传病患儿的出生，B错误；调查遗传病发病率的方法是调查广大人群，C正确；致病基因产生的根本原因为基因突变，所以该疾病发病的根本原因是基因突变，D正确。9．(2021·海口模拟)某植物有大叶和小叶两种表型，受一对等位基因控制，现让大叶雄株和小叶雌株杂交(实验甲)，子代中大叶∶小叶＝1∶1；若让大叶雌株和小叶雄株杂交(实验乙)，子代中大叶雌株∶大叶雄株∶小叶雌株∶小叶雄株＝1∶1∶1∶1。下列相关叙述正确的是(　　)A．根据实验甲和乙不能判断大叶为显性性状，小叶为隐性性状B．根据实验乙的杂交结果可判断该性状与性别无关C．若实验甲中子代大叶和小叶的雌雄比例均为1∶1，则控制该性状的基因位于X染色体上D．若实验甲中子代大叶和小叶的雌雄比例均为1∶1，则可判断大叶为显性性状，小叶为隐性性状解析：A　在甲、乙实验中子代大叶和小叶的比例为1∶1，其在雌性和雄性中分布是一样的，所以无法判断大、小叶性状的显隐性关系，A正确；若基因位于X染色体上，假设控制该性状的等位基因为B和b，实验乙亲本的基因型组合为XBXb×XbY时也会出现实验乙结果，B错误；若实验甲子代中大叶和小叶的雌雄比例均为1∶1，说明正交和反交结果相同，则控制该性状的基因位于常染色体上，但不能判断该性状的显隐性关系，C、D错误。二、不定项选择题10．(2021·淄博一模)某植物物质M的合成由3对等位基因A/a、B/b和D/d控制且分别位于不同染色体上，只有基因型为A_B_dd的个体才能合成物质M。现有3种基因型不同且不含物质M的纯合植株甲、乙和丙，与基因型为AaBbDd的个体分别杂交，结果如表所示。下列说法正确的是(　　)实验组杂交组合子代表型(株数)1组甲×AaBbDd不含物质M(799)2组乙×AaBbDd含物质M(99)、不含物质M(700)3组丙×AaBbDd含物质M(201)、不含物质M(601)A．3对基因独立遗传B．甲的基因型有3种可能C．2组子代植株中，纯合子约占D．3组中含物质M的子代基因型可能是AaBbdd、AaBBdd、AABbdd解析：AD　三对等位基因分别位于不同染色体上，在遗传时遵循自由组合定律，独立遗传，A正确；由题干可知，只有基因型为A_B_dd的个体才能合成M，故甲的基因型为_ _ _ _DD，只要控制没有d基因即可，即甲的基因型为AABBDD、aaBBDD、AAbbDD、aabbDD 4种，B错误；由2组可知，含物质M即基因型为A_B_dd约占，可得乙的基因型为aabbdd，则子代纯合子的基因型为aabbdd，故纯合子的比例为××＝，C错误；由3组杂交结果可知，含物质M的子代占，则丙的基因型可能为AAbbdd或aaBBdd，故含有物质M的子代的基因型可能为AaBbdd、AaBBdd、AABbdd，D正确。11．(2021·镇江一模)研究表明，正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体。肾上腺脑白质营养不良(ALD)是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用a表示)，女性杂合子中有5%的个体会患病。图1为某患者家族遗传系谱图，利用图中四位女性细胞中与此病有关的基因片段进行PCR，产物经酶切后的电泳结果如图2所示(A基因含一个限制酶切位点，a基因新增了一个酶切位点)。下列叙述正确的是(　　)A．女性杂合子患ALD的原因很可能是巴氏小体上的基因无法正常表达B．Ⅱ3个体的基因型是XAXa，患ALD的原因可能是来自父方的X染色体失活C．a基因酶切后会出现3个大小不同的DNA片段，新增的酶切位点位于310 bp DNA片段中D．若Ⅱ1和一个基因型与Ⅱ4相同的女性婚配，后代患ALD的概率为0解析：ABC　肾上腺脑白质营养不良(ALD)是伴X染色体隐性遗传病，女性杂合子的基因型为XAXa，正常女性细胞核内两条X染色体中的一条会随机失活，浓缩形成染色较深的巴氏小体，所以杂合子患ALD的原因很可能是XA这条染色体失活，其上基因无法正常表达，Xa表达后表现为患病，A正确；据题图分析可知，Ⅱ3个体的基因型是XAXa，据题可知其父方Ⅰ2基因型为XAY，故其XA来自父亲，Xa来自母亲，但含XA的Ⅱ3依然表现为患病，故推测其患ALD的原因可能是来自父方的X染色体失活，Xa正常表达，B正确；a基因新增了一个酶切位点后应该得到3个DNA片段，对照A基因可以判断另外的两个条带长度分别为217 bp和93 bp，长度之和为310 bp，故新增的酶切位点位于310 bp DNA片段中，C正确；Ⅱ1基因型为XaY，和一个与Ⅱ4基因型(XAXA)相同的女性婚配，后代女儿基因型为XAXa，儿子基因型为XAY，可知所生男孩均不含致病基因，都正常，所生女孩均为杂合子，有一定概率会患病，D错误。12．(2021·日照一模)果蝇的灰身、黑身由等位基因A、a控制，等位基因B、b会影响雌、雄黑身果蝇的体色深度，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现有黑身雌果蝇与灰身雄果蝇杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌果蝇中灰身∶黑身＝3∶1，雄果蝇中灰身∶黑身∶深黑身＝6∶1∶1。下列分析正确的是(　　)A．两对基因均位于常染色体上B．b基因使黑身果蝇的体色加深C．F2灰身雌果蝇中纯合子占的比例为D．F2中雌雄果蝇随机交配，F3中深黑身果蝇占解析：BC　根据题干信息分析可知，A(a)位于常染色体上，B(b)位于X染色体上，A错误；根据题干信息分析可知，b基因使黑身果蝇的体色加深，B正确；根据题干信息分析可知，F1雄果蝇的基因型是AaXBY，雌果蝇的基因型是AaXBXb，F2灰身雌果蝇(AAXBXb、AAXBXB、AaXBXb、AaXBXB)中纯合子(AAXBXB)占的比例为×＝，C正确；F1基因型是AaXBY和AaXBXb，由此可知F2只看A(a)基因，基因型为AA、Aa、aa，产生的雌雄A、a的配子所占比例都是；只看B(b)基因，雌性基因型为XBXB、XBXb，雌配子XB占，Xb占，雄性基因型为XBY、XbY，雄配子XB占，Xb占，Y占，因此，F2中雌雄果蝇随机交配，F3中深黑身果蝇的基因型(aaXbXb、aaXbY)占×××＋×××＝，D错误。三、非选择题13．(2021·日照三模)家蚕的性别决定方式为ZW型。蚕茧颜色黄色对白色为显性，受常染色体上的等位基因Y和y控制，但该基因的表达还受到常染色体上另一对等位基因I和i的影响。家蚕眼色黄眼对黑眼为显性，受Z染色体上一对等位基因D和d控制，且D基因在纯合(ZDZD、ZDW)时使胚胎致死。回答下列问题：(1)为研究蚕茧颜色的遗传方式，研究人员做了两组实验：实验一：白茧×黄茧→全黄茧；实验二：白茧×黄茧→F1全为白茧→F2白茧∶黄茧＝13∶3。己知实验一中亲代黄茧的基因型为YYii，由此推测两对基因之间的作用关系是____________________。让实验二F2中的黄茧家蚕自由交配，后代黄茧家蚕所占的比例为________。(2)家蚕中关于眼色的基因型共有________种，其中黄眼家蚕与黑眼家蚕交配后代表型及比例为____________________________________________。(3)为检测经X射线辐射后的黑眼雌家蚕M的卵细胞中Z染色体上是否发生了其他隐性致死突变，研究人员将黑眼雌家蚕M与黄眼家蚕交配得到F1，在F1中选取大量黄眼雄家蚕，与大量野生黑眼雌家蚕进行杂交，统计F2的雌雄比例。请写出预期的实验结果及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)科学家利用(3)中的方法检测出了Z染色体上的另一个纯合致死基因E，并利用两个纯合致死基因D和E建立了一个子代只有雄蚕的亲本家蚕品系：即基因型为________的个体作父本和基因型为________的个体作母本。解析：(1)已知实验一中亲代黄茧的基因型为YYii，则根据实验二的比值13∶3可知，F2中I_Y_、I_yy、iiyy均为白茧，即I基因抑制Y基因的表达。实验二F2中黄茧家蚕的基因型和比例为iiYY、iiYy，产生的配子种类和比例为iY∶iy＝2∶1，所以后代黄茧家蚕所占比例为1－×＝。(2)家蚕眼色黄眼对黑眼为显性，受Z染色体上一对等位基因D和d控制，由于D基因在纯合时致死，所以家蚕中关于眼色的基因型有ZDZd、ZdZd、ZdW共3种。由于雌蚕中不存在黄眼个体，故黄眼家蚕(ZDZd)与黑眼家蚕(ZdW)交配后代的基因型和比例为ZDZd∶ZdZd∶ZDW(致死)∶ZdW＝1∶1∶1∶1，存活个体中表型及比例为黄眼雄∶黑眼雄∶黑眼雌＝1∶1∶1。(3)假设经X射线辐射后的黑眼雌家蚕M的卵细胞中Z染色体上发生了其他隐性致死突变(设致死的突变基因为e)，则黑眼雌家蚕M的卵细胞类型为Zde、W，该黑眼雌家蚕M与黄眼家蚕(ZDZd)交配得到的F1的基因型为ZDZde、ZDW(致死)、ZdZde、ZdW，在F1中选取大量黄眼雄家蚕，即基因型为ZDZde的个体，与大量野生黑眼雌家蚕(ZdW)进行杂交，后代基因型为ZDZd、ZdZde、ZDW(致死)、ZdeW(致死)，即子代均为雄性个体；若雌家蚕M的卵细胞中Z染色体上未发生其他隐性致死突变，则雌性中ZdW存活，即F2代中雌雄比例为1∶2。(4)若要利用两个纯合致死基因D和E建立一个子代只有雄蚕的亲本家蚕品系，即子代中雌性个体的Z染色体上要么含有D致死基因，要么含有E基因，且D和E不能位于一条Z染色体上，否则雄性个体中也会出现致死个体，故应选基因型为ZdEZDe的个体作父本和基因型为ZdeW的个体作母本。答案：(1)I基因抑制Y基因的表达　　(2)3　黄眼雄∶黑眼雄∶黑眼雌＝1∶1∶1　(3)若F2中雌雄比例为1∶2，则雌家蚕M的卵细胞中Z染色体上未发生其他隐性致死突变；若F2全为雄家蚕，则雌家蚕M的卵细胞中Z染色体上发生了其他隐性致死突变(4)ZdEZDe　ZdeW14．(2021·泰安四模)水稻为自花传粉植物，且花比较小，进行杂交的难度比较大。某育种专家在诱变野生型水稻时得到了一种短光敏花粉不育性状，该类型水稻在光照时间小于特定值后，会出现花粉育性降低甚至败育的情况，育性降低的类型在受到特定时间长光照后可恢复育性，但败育后则不能恢复(基因A、a表示育性)。回答下列问题：(1)水稻花粉的育性受光照时间长短的影响，说明____________________________。特定短日照条件下短光敏花粉不育的水稻在育种过程中适合作________(填“父本”或“母本”)，解决水稻杂交难度大的难题。(2)在长日照条件下将短光敏花粉不育水稻与野生型水稻进行杂交，后代培育在特定短日照条件下(该条件将导致花粉败育)，F1均表现为可育两性花，从F2开始每代1/2亲本仍维持特定短日照，1/2给予长日照。短光敏花粉不育性状属于________(填“显性”或“隐性”)，自然条件下F3中短光敏花粉不育个体出现的概率为________。(3)已知与水稻产量有关的基因B(高产)、基因b(低产)位于6号染色体上，现有纯合的高产短光敏花粉不育种子和低产短光敏花粉可育种子，欲探究基因A、a是否也位于6号染色体上，设计最简单的杂交实验，写出实验思路。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)水稻花粉的育性受光照时间长短的影响，说明性状是基因和环境共同作用的结果。特定短日照条件下短光敏花粉不育的水稻，由于花粉不育，不能作父本，故在育种过程中适合作母本，解决水稻杂交难度大的难题。(2)在长日照条件下将短光敏花粉不育水稻与野生型水稻进行杂交，后代培育在特定短日照条件下(该条件将导致花粉败育)，F1均表现为可育两性花，说明短光敏花粉不育性状属于隐性性状，则F1基因型为Aa，在特定短日照条件下，水稻自花传粉，F2基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝1∶2∶1，其中aa花粉败育，故可育两性花的基因型为AA、Aa，F2开始每代亲本仍维持特定短日照，F3为AA、Aa、aa(败育)；给予长日照，F3为AA、Aa、aa(可育)，故自然条件下F3中短光敏花粉不育个体出现的概率为。(3)已知与水稻产量有关的基因B(高产)、基因b(低产)位于6号染色体上，现有纯合的高产短光敏花粉不育种子和低产短光敏花粉可育种子，欲探究基因A、a是否也位于6号染色体上，实验思路为：分别将纯合的高产短光敏花粉不育种子和低产短光敏花粉可育种子种植，待长成植株，让纯合的高产短光敏花粉不育水稻作母本，低产短光敏花粉可育水稻作父本杂交，收获种子，种植后自交，观察子二代表型及比例。答案：(1)生物性状是基因和环境共同作用的结果　母本　(2)隐性　　(3)在长光照条件下播种纯合的高产短光敏花粉不育种子和低产短光敏花粉可育种子，种子长成植株后两个品种间进行杂交得F1，自然条件下种植F1自交得F2，在短光照条件下种植F2，统计F2的表型及其比例15．某种植物的果皮有毛和无毛、果肉黄色和白色为两对相对性状，各由一对等位基因控制(前者用D、d表示，后者用F、f表示)，且独立遗传。利用该种植物三种不同基因型的个体(有毛白肉A、无毛黄肉B、无毛黄肉C)进行杂交，实验结果如下：回答下列问题：(1)果皮有毛和无毛这对相对性状中的显性性状为________，果肉黄色和白色这对相对性状中的显性性状为________。(2)有毛白肉A、无毛黄肉B和无毛黄肉C的基因型依次为________________________。(3)若无毛黄肉B自交，理论上，下一代的表型及比例为________________________。(4)若实验3中的子代自交，理论上，下一代的表型及比例为________________________________________________________。(5)实验2中得到的子代无毛黄肉的基因型有________________。解析：(1)由实验3有毛白肉A与无毛黄肉C杂交的子代都是有毛黄肉，可判断果皮有毛对无毛为显性性状，果肉黄色对白色为显性性状。(2)依据性状与基因的显隐性对应关系，可确定有毛白肉A的基因型是D_ff，无毛黄肉B的基因型是ddF_，因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代果皮都表现为有毛，则有毛白肉A的基因型是DDff；又因有毛白肉A和无毛黄肉B的子代黄肉∶白肉为1∶1，则无毛黄肉B的基因型是ddFf；由有毛白肉A(DDff)与无毛黄肉C(ddF_)的子代全部为有毛黄肉可以推测，无毛黄肉C的基因型为ddFF。(3)无毛黄肉B(ddFf)自交后代的基因型为ddFF∶ddFf∶ddff＝1∶2∶1，故后代表型及比例为无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1。(4)实验3中亲代的基因型是DDff和ddFF，子代为有毛黄肉，基因型为DdFf，其自交后代表型为有毛黄肉(D_F_)∶有毛白肉(D_ff)∶无毛黄肉(ddF_)∶无毛白肉(ddff)＝9∶3∶3∶1。(5)实验2中无毛黄肉B(ddFf)与无毛黄肉C(ddFF)杂交，子代无毛黄肉的基因型为ddFF和ddFf。答案：(1)有毛　黄肉　(2)DDff、ddFf、ddFF　(3)无毛黄肉∶无毛白肉＝3∶1　(4)有毛黄肉∶有毛白肉∶无毛黄肉∶无毛白肉＝9∶3∶3∶1　(5)ddFF、ddFf高频考点一遗传规律的实验验证 [典型考题]1．(2019·全国卷Ⅰ)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题。(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展正常眼个体出现的概率为________。图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是________。(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交)，则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为________；若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为________。(3)为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2。那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的F1表现型是________，F2表现型及其分离比是________________________________________________________________________；验证伴性遗传时应分析的相对性状是__________，能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)依题意可知，同学甲所用果蝇的基因型为dpdpruru(翅外展粗糙眼)和DpDpRuRu(野生型正常翅正常眼纯合子)，两者杂交产生F1，F1的基因型为DpdpRuru，F1相互交配得到F2，F2中翅外展正常眼(dpdpRuRu、dpdpRuru)个体出现的概率为1/4×3/4＝3/16。图中所列基因中，紫眼基因与翅外展基因在同一条染色体上，不能进行自由组合。(2)依题意可知，同学乙所用果蝇的基因型为XsnwY(焦刚毛白眼雄果蝇)和XSnWXSnW(野生型直刚毛红眼纯合子雌果蝇)，两者杂交(正交)，子代雄蝇的基因型全是XSnWY，无焦刚毛个体。若进行反交(XsnwXsnw×XSnWY)，子代中白眼个体出现的概率是1/2。(3)依题意可知，同学丙所用果蝇的基因型为eeXwY(白眼黑檀体雄果蝇)和EEXWXW(红眼灰体纯合子雌果蝇)，两者杂交产生F1，F1的基因型为EeXWXw和EeXWY，两对基因能够自由组合，故能够验证自由组合定律的F1的表现型是红眼灰体雌果蝇、红眼灰体雄果蝇。F2的表现型及其分离比是(3灰体∶1黑檀体)(3红眼∶1白眼)，即红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体＝9∶3∶3∶1。验证伴性遗传时相应基因在性染色体上，故应分析的相对性状是红眼(XWXW)和白眼(XwY)，能够验证伴性遗传的F2的表现型及其分离比是红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1。答案：(1)3/16　紫眼基因　(2)0　1/2　(3)红眼灰体　红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体＝9∶3∶3∶1　红眼/白眼　红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝2∶1∶12．(2019·全国卷 Ⅲ)玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是____________。(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒，若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。解析：(1)在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子同时具有显性基因和隐性基因，显性基因表达后会掩盖隐性性状或抑制隐性基因的表达，所以杂合子通常表现出的性状为显性性状。(2)由于自然条件下玉米中表现为显性性状的个体存在纯合子和杂合子，所以可以通过杂合子自交或测交的方法来验证基因的分离定律。①自交法：自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。②测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。结合本题题干提供的实验材料，进行合理设计即可。答案：(1)显性性状　(2)思路及预期结果　①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。②两种玉米分别自交，在子代中选择两种纯合子进行杂交，F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。③让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1都表现一种性状，则用F1自交，得到F2，若F2中出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。④让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交，如果F1表现两种性状，且表现为1∶1的性状分离比，则可验证分离定律。(任答两种即可)命题规律找共性析个性第1题属于实验分析型，题目给定验证基因的自由组合定律的方法，要求考生分析满足的条件和实验结果；第2题属于实验设计型，题目给定实验目的，要求考生按照要求设计实验，验证基因的分离定律找共性两个题目虽然考查形式不同，但考查角度和考查内容完全相同，都考查了孟德尔遗传定律的实验验证。解答此类问题既要熟练掌握验证遗传规律的方法——自交法或测交法，还要做到实验思路表述的准确性和语言表达的规范性名师指津寻方法验证遗传两大定律的两种常用方法[命题预测]1．已知某二倍体雌雄同株(正常株)植物，基因t纯合导致雄性不育而成为雌株，宽叶与窄叶由等位基因(A、a)控制。将宽叶雌株与窄叶正常株进行杂交实验，其F1全为宽叶正常株。F1自交产生F2，F2的表型及数量：宽叶雌株749株、窄叶雌株251株、宽叶正常株2 250株、窄叶正常株753株。回答下列问题：(1)与正常株相比，选用雄性不育株为母本进行杂交实验时操作更简便，不需进行________处理。授粉后需套袋，其目的是_________________________________________。(2)为什么F2会出现上述表型及数量？______________________________________________________________________________________________________________。(3)若取F2中纯合宽叶雌株与杂合窄叶正常株杂交，则其子代(F3)的表型及比例为________________________________________________________________________，F3群体随机授粉，F4中窄叶雌株所占的比例为________。(4)选择F2中的植株，设计杂交实验以验证F1植株的基因型，用遗传图解表示。解析：(1)用雄性不育株作为母本进行杂交实验不会发生自花授粉，可以免去人工去雄的过程。授粉之后还需要进行套袋处理，是为了避免外来花粉的干扰。(2)亲本为宽叶雌株和窄叶正常株，F1全为宽叶正常株，而F2出现了不同于亲本的表型且4种表型的比例约为9∶3∶3∶1，这是因为两对基因都是杂合的F1形成配子时，等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。(3)根据题干可推知，tt表现为雌株，TT、Tt表现为正常株，宽叶为显性，窄叶为隐性，F1基因型为AaTt。F2中纯合宽叶雌株基因型为AAtt，杂合窄叶正常株的基因型为aaTt，两者杂交，后代(F3)的基因型有AaTt和Aatt两种，表型及比例为宽叶正常株∶宽叶雌株＝1∶1。F3随机授粉，即可能是AaTt×AaTt或者AaTt×Aatt，概率均为1/2，若是AaTt×AaTt，F4中窄叶雌株(aatt)所占比例为1/4×1/4＝1/16，若是AaTt×Aatt，F4中窄叶雌株(aatt)所占比例为1/4×1/2＝1/8，因此F4中窄叶雌株(aatt)所占比例为1/2×1/16＋1/2×1/8＝3/32。(4)为验证F1的基因型，应该选择测交实验，即让F1和F2中的隐性纯合子杂交，所以遗传图解中亲本的基因型为AaTt(父本)、aatt(母本)。答案：(1)人工去雄　防止外来花粉授粉　(2)F1形成配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合　(3)宽叶雌株∶宽叶正常株＝1∶1　3/32　(4)遗传图解如图2．玉米是一年生雌雄同株异花传粉植物，其籽粒的颜色受两对等位基因A、a和B、b控制。A基因存在时，能合成酶Ⅰ；B基因存在时，酶Ⅱ的合成受到抑制。籽粒颜色的转化关系为：白色黄色紫色。研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其他类型玉米的花粉正常。将杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F1中收获得到的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒。回答下列问题：(1)从F1中随机选取一粒玉米，能否通过颜色直接判断其母本是白粒玉米还是紫粒玉米？并阐明理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)请以F1为实验材料设计一个杂交实验，以验证A、a和B、b基因符合基因的自由组合定律。(要求：写出实验方案，并预期实验结果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)依据题干信息“A基因存在时，能合成酶Ⅰ；B基因存在时，酶Ⅱ的合成受到抑制”及籽粒颜色的转化关系判定杂合白粒玉米的基因型为aaBb，纯合紫粒玉米的基因型为AAbb。因为纯合紫粒玉米的花粉完全败育，故其上所结玉米籽粒的基因型为AaBb或Aabb，表型为黄色或紫色；而白色籽粒一定是杂合白粒玉米(aaBb)自交所得。(2)据(1)小题分析可知，F1中黄色玉米籽粒的基因型为AaBb，若让其自交，后代表型及比例为黄粒∶紫粒∶白粒＝9∶3∶4，即可验证A、a和B、b基因符合基因的自由组合定律。答案：(1)能，由于纯合紫粒玉米花粉完全败育，紫粒植株上收获到的玉米为杂交的结果，子代为黄粒或紫粒；白粒植株上收获到的玉米为自交的结果，子代均为白粒。所以F1中白粒的母本为白粒玉米，紫粒或黄粒的母本为紫粒玉米　(2)实验方案：选择F1中黄粒玉米自交，统计后代籽粒表型种类及比例。实验结果：后代黄粒∶紫粒∶白粒＝9∶3∶4高频考点二亲子代基因型和表型互推及概率计算[典型考题]1．(经典高考题)某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状，豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同，豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制，且在W染色体上没有其等位基因。回答下列问题：(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交，杂交亲本的基因型为______________；理论上，F1个体的基因型和表现型为____________________，F2雌禽中豁眼禽所占的比例为________。(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽，请确定一个合适的杂交组合，使其子代中雌禽均为豁眼，雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果，要求标明亲本和子代的表现型、基因型。(3)假设M/m基因位于常染色体上，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测，在考虑M/m基因的情况下，若两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽，则亲本雌禽的基因型为________，子代中豁眼雄禽可能的基因型包括______________。解析：(1)纯合体正常眼雄禽的基因型是ZAZA，豁眼雌禽的基因型是ZaW，两者杂交，F1个体的基因型是ZAZa和ZAW，雌雄禽表现型都为正常眼。F2雌禽的基因型及比例为ZAW∶ZaW＝1∶1，其中豁眼禽所占的比例是1/2。(2)选亲本为豁眼雄禽(ZaZa)和正常眼雌禽(ZAW)杂交，杂交组合和预期结果见答案。(3)由题中信息可知，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼。两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现了豁眼雄禽(ZaZa__)，这样可推出亲本雌禽的基本型为mmZaW，雄禽的基因型可能为ZaZa__。由题中信息可以判断，正常眼雄性亲本的基因型可能是ZaZamm、ZAZamm、ZAZaMM和ZAZaMm，正常眼雌性亲本的基因型是ZaWmm，则子代中豁眼雄禽的基因型可能是ZaZaMm、ZaZamm。答案：(1)ZAZA，ZaW　ZAW、ZAZa，雌雄均为正常眼　1/2(2)杂交组合：豁眼雄禽(ZaZa)×正常眼雌禽(ZAW)预期结果：子代雌禽为豁眼(ZaW)，雄禽为正常眼(ZAZa)(3)ZaWmm　ZaZaMm，ZaZamm2．(2020·全国卷Ⅱ)控制某种植物叶形、叶色和能否抗霜霉病3个性状的基因分别用A/a、B/b、D/d表示，且位于3对同源染色体上。现有表现型不同的4种植株：板叶紫叶抗病(甲)、板叶绿叶抗病(乙)、花叶绿叶感病(丙)和花叶紫叶感病(丁)。甲和丙杂交，子代表现型均与甲相同；乙和丁杂交，子代出现个体数相近的8种不同表现型。回答下列问题：(1)根据甲和丙的杂交结果，可知这3对相对性状的显性性状分别是______________________。(2)根据甲和丙、乙和丁的杂交结果，可以推断甲、乙、丙和丁植株的基因型分别为________、________、________和________。(3)若丙和丁杂交，则子代的表现型为________________________________________________________________。(4)选择某一未知基因型的植株X与乙进行杂交，统计子代个体性状。若发现叶形的分离比为3∶1、叶色的分离比为1∶1、能否抗病性状的分离比为1∶1，则植株X的基因型为________。解析：(1)甲(板叶紫叶抗病)与丙(花叶绿叶感病)杂交，子代表现型都是板叶紫叶抗病，说明板叶对花叶为显性、紫叶对绿叶为显性、抗病对感病为显性。(2)丙的表现型为花叶绿叶感病，说明丙的基因型为aabbdd。根据甲与丙杂交子代都是板叶紫叶抗病推断，甲的基因型为AABBDD。乙(板叶绿叶抗病)与丁(花叶紫叶感病)杂交，子代出现个体数相近的8(即2×2×2)种不同表现型，可以确定乙的基因型为AabbDd，丁的基因型为aaBbdd。(3)若丙(基因型为aabbdd)与丁(基因型为aaBbdd)杂交，子代的基因型为aabbdd和aaBbdd，表现型为花叶绿叶感病、花叶紫叶感病。(4)植株X与乙(基因型为AabbDd)杂交，统计子代个体性状。根据叶形的分离比为3∶1，确定是Aa×Aa的结果；根据叶色的分离比为1∶1，确定是Bb×bb的结果；根据能否抗病性状的分离比为1∶1，确定是dd×Dd的结果，因此植株X的基因型为AaBbdd。答案：(1)板叶、紫叶、抗病　(2)AABBDD　AabbDd　aabbdd　aaBbdd　(3)花叶绿叶感病、花叶紫叶感病　(4)AaBbdd命题规律找共性析个性第1题考查ZW型性染色体遗传，重点考查不同杂交组合中亲子代基因型和表型的推导及根据杂交目的确定亲本杂交组合；第2题考查三对相对性状遗传现象中性状显隐性的判断和亲子代基因型、表型的推导找共性两个题目虽然考查形式不同，但考查角度相似，都考查了亲子代基因型和表型互推及简单概率计算的有关问题。解答此类问题的主要思路是利用基因的分离定律解决基因的自由组合定律问题，先分析一对相对性状的遗传，再拓展到两对、三对及多对相对性状的遗传 名师指津寻方法“逆向组合法”推断亲本基因型(1)方法：将自由组合定律的性状分离比拆分成分离定律的分离比分别分析，再运用乘法原理进行逆向组合。(2)题型示例①1∶1∶1∶1⇒(1∶1)(1∶1)⇒(Aa×aa)(Bb×bb)；②3∶3∶1∶1⇒(3∶1)(1∶1)⇒(Aa×Aa)(Bb×bb)或(Aa×aa)(Bb×Bb)；③3∶1⇒(3∶1)×1⇒(Aa×Aa)(BB×_ _)或(Aa×Aa)(bb×bb)或(AA×_ _)(Bb×Bb)或(aa×aa)(Bb×Bb)。④⇒AaBb×AaBb[命题预测]1．某雌雄异株植物的性别决定方式为XY型，花的颜色有白色、红色和紫色三种，受两对等位基因控制，A、a位于常染色体上，B、b的位置未知。为了研究其遗传机制，某研究小组进行了杂交实验，结果如表(F2由F1杂交获得且F1、F2数量足够多)。请回答问题：杂交组合母本植株表型父本植株表型F1植株表型及其比例F2植株表型及其比例Ⅰ红花白花红花♂∶紫花♀＝1∶1白花∶红花∶紫花＝2∶3∶3Ⅱ白花红花紫花♂∶紫花♀＝1∶1白花∶红花∶紫花＝？(1)分析可知，基因B、b位于________(填“常染色体”或“X染色体”)上，判断依据是________________________________________________________________________。(2)杂交组合Ⅰ中F1植株中红花和紫花的基因型分别是_______________。杂交组合Ⅱ中母本和父本的基因型分别是_______________。(3)理论上杂交组合Ⅱ中F2植株中白花∶红花∶紫花＝_______________。(4)现有一红花雌株，为确定其是否为纯合子，请简要写出实验思路、预期实验结果及结论(设满足各种适宜条件)。实验思路：_______________________________________________________________。预期实验结果及结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：分析表格信息，由杂交组合Ⅰ可知，红花♀与白花♂杂交，F1雄株均表现为红花，雌株均为紫花，说明花色的遗传与性别相关联；由杂交组合Ⅱ中紫花♂与紫花♀杂交，F2出现三种花色，说明紫花含有两种显性基因。(1)由以上分析可知，由于杂交组合Ⅰ的F1中出现了花色的遗传与性别相关联的现象，而花色受两对等位基因控制，A、a位于常染色体上，则基因B、b位于X染色体上。(2)由分析可知，紫花的基因型应为A_XBX－、A_XBY，而杂交组合Ⅰ中红花♀与白花♂杂交，F1中红花♂∶紫花♀＝1∶1，可推得亲本基因型为AAXbXb(红花)、aaXBY(白花)，则F1植株中红花和紫花的基因型分别是AaXbY、AaXBXb。由杂交组合Ⅱ中白花♀与红花♂杂交，F1全为紫花，则亲本基因型分别是aaXBXB、AAXbY。(3)由杂交组合Ⅰ中，F1的红花AaXbY与紫花AaXBXb杂交所得F2中白花∶红花∶紫花＝2∶3∶3可知，含有A基因而不含B基因表现为红花，不含A基因均表现为白花。杂交组合Ⅱ为aaXBXB×AAXbY，则F1基因型为AaXBY、AaXBXb，因此F1杂交所得F2中白花∶红花∶紫花＝(1/4)∶(3/4×1/4)∶(3/4×3/4)＝4∶3∶9。(4)现有一红花雌株，为确定其是否为纯合子，可将红花雌株与白花雄株杂交，统计分析后代的表现型，如果子代出现白花植株，则该红花雌株为杂合子，如果无白花植株出现，则为纯合子。答案：(1)X染色体　杂交组合Ⅰ的F1中出现了花色与性别相关联的现象　(2)AaXbY、AaXBXb　aaXBXB、AAXbY　(3)4∶3∶9　(4)将红花雌株与白花雄株杂交，统计分析后代的表现型　如果子代出现白花植株，则该红花雌株为杂合子，如果无白花植株出现，则为纯合子2．某昆虫的长翅与残翅是一对相对性状，由基因A/a控制，刚毛与截毛是一对相对性状，由基因B/b控制，两对基因均不位于X、Y染色体的同源区段，且独立遗传。现有长翅刚毛雌性个体与残翅截毛雄性个体作亲代杂交，子一代均为长翅刚毛，子一代随机交配，子二代表型及比例见下表：雌性个体表型长翅刚毛长翅截毛残翅刚毛残翅截毛数量比例00雄性个体表型长翅刚毛长翅截毛残翅刚毛残翅截毛数量比例回答下列问题：(1)两对相对性状中，属于显性性状的是________和________，基因A/a位于________染色体，基因B/b位于________染色体。(2)亲代的基因型为____________和____________。(3)子二代中与亲代基因型相同的个体所占的比例是________，雌性个体中杂合子的比例是________。(4)某同学认为，若等位基因B/b位于X、Y染色体的同源区段，则该基因控制的性状与性别无关，现有该昆虫纯合雌雄个体若干，请设计实验证明此观点是否正确。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据表格分析，子一代长翅刚毛随机交配后发生性状分离，子二代出现残翅和截毛，则长翅和刚毛为显性性状，翅型表型与子代性别无关，基因A/a位于常染色体上，子二代雌性无截毛个体，基因B/b位于X染色体上。(2)根据表格分析，亲本的基因型为AAXBXB×aaXbY。(3)亲本的基因型为AAXBXB×aaXbY，子一代基因型为AaXBXb×AaXBY，产生AAXBXB的概率为×＝，产生aaXbY的概率为×＝，则子二代和亲本基因型相同的个体所占比例为＋＝，雌性个体中长翅与残翅纯合概率为，刚毛与截毛纯合概率为，则纯合的概率为×＝，杂合概率为。(4)若B/b基因位于X、Y染色体的同源区段，则Y染色体上也含有B/b基因，选用纯合的刚毛雄性个体和截毛雌性个体进行杂交，因为Y染色体上有B基因，则无论杂交多少代，后代雄性个体全部为刚毛，说明该基因控制的性状与性别相关联，该观点不正确。答案：(1)长翅　刚毛　常　X　(2)AAXBXB　aaXbY　(3)　　(4)选用纯合的刚毛雄性个体和截毛雌性个体进行杂交，则无论杂交多少代，后代雄性个体全部为刚毛，说明该基因控制的性状与性别相关联，该观点不正确高频考点三基因在染色体上位置的判断和基因定位的实验设计与分析[典型考题]1．(经典高考题)果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：眼性别灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅1/2有眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶11/2无眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶1回答下列问题：(1)根据杂交结果，________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是________，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求：写出杂交组合和预期结果)。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有________种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为________(填“显性”或“隐性”)。解析：(1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上，两亲本杂交，子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体，因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，只有当无眼为显性性状时，子代雌雄个体中才都会出现有眼和无眼性状的分离。(2)若控制无眼/有眼性状的基因位于常染色体上，杂交子代无眼∶有眼＝1∶1，则说明亲本为显性杂合体和隐性纯合体测交，根据测交结果，子代两种性状中，一种为显性杂合体，一种为隐性纯合体，所以可选择均为无眼的雌雄个体进行杂交，观察子代的性状表现，若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状。(3)由题意知，控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上，控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，它们的遗传符合自由组合定律。现将具有三对相对性状的纯合亲本杂交，F1为杂合体(假设基因型为AaBbDd)，F1相互交配后，F2有2×2×2＝8(种)表现型。根据表格中的性状分离比9∶3∶3∶1可知，黑檀体为隐性性状，长翅为显性性状，若子代黑檀体(1/4)长翅(3/4)无眼(？)的概率为3/64，则无眼的概率为1/4，无眼为隐性性状。答案：(1)不能　无眼　只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离　(2)杂交组合：无眼×无眼　预期结果：若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状　(3)8　隐性2．(经典高考题)某小组利用某二倍体自花传粉植物进行两组杂交实验，杂交涉及的四对相对性状分别是：红果(红)与黄果(黄)、子房二室(二)与多室(多)、圆形果(圆)与长形果(长)、单一花序(单)与复状花序(复)。实验数据如下表。组别杂交组合F1表现型F2表现型及个体数甲红二×黄多红二450红二、160红多、150黄二、50黄多红多×黄二红二460红二、150红多、160黄二、50黄多乙圆单×长复圆单660圆单、90圆复、90长单、160长复圆复×长单圆单510圆单、240圆复、240长单、10长复回答下列问题：(1)根据表中数据可得出的结论是：控制甲组两对相对性状的基因位于________________上，依据是____________________；控制乙组两对相对性状的基因位于__________(填“一对”或“两对”)同源染色体上，依据是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同学若用“长复”分别与乙组的两个F1进行杂交，结合表中数据分析，其子代的统计结果不符合________的比例。解析：(1)由于表中数据显示，甲组F2的表现型及比例为红二∶红多∶黄二∶黄多≈ 9∶3∶3∶1，该比例符合基因的自由组合定律的性状分离比，所以控制甲组两对相对性状的基因位于非同源染色体上。乙组F2的表现型中，每对相对性状表现型的比例都符合3∶1，即圆形果∶长形果＝3∶1，单一花序∶复状花序＝3∶1。而圆单∶圆复∶长单∶长复不符合9∶3∶3∶1的性状分离比，其遗传不符合自由组合定律，所以控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。(2)根据乙组的相对性状表现型分离比可知，控制乙组两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以用“长复(隐性纯合子)”分别与乙组的两个F1进行杂交，不会出现测交结果为1∶1∶1∶1的比例。答案：(1)非同源染色体　F2中两对相对性状表现型的分离比符合9∶3∶3∶1　一对　F2中每对相对性状表现型的分离比都符合3∶1，而两对相对性状表现型的分离比不符合9∶3∶3∶1　(2)1∶1∶1∶13．(经典高考题)某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性。回答下列问题：(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为__________________；公羊的表现型及其比例为__________________。(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若______________，则说明M/m是位于X染色体上；若______________，则说明M/m是位于常染色体上。(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有______种；当其仅位于X染色体上时，基因型有______种；当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示)，基因型有______种。解析：(1)根据题中已知条件，交配的公羊和母羊均为杂合子，则子代的基因型为NN∶Nn∶nn＝1∶2∶1，已知母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角，则子一代群体中母羊的表现型及比例为有角∶无角＝1∶3；公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角，nn无角，则子一代群体中公羊的表现型及比例为有角∶无角＝3∶1。(2)若M/m位于常染色体上，则白毛个体中雌雄比例为1∶1；若M/m位于X染色体上，则子二代的基因型为XMXM、XMXm、XMY、XmY，其中白色个体均为雄性。(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，其基因型有AA、Aa、aa3种；当其仅位于X染色体上时，其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY，共5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，其基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XaYa、XAYa、XaYA，共7种。答案：(1)有角∶无角＝1∶3　有角∶无角＝3∶1　(2)白毛个体全为雄性　白毛个体中雄性∶雌性＝1∶1(3)3　5　74．(经典高考题)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换，回答下列问题：(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上，请以上述品系为材料，设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上，请以上述品系为材料，设计实验对这一假设进行验证。(要求：写出实验思路、预期实验结果、得出结论)解析：(1)实验思路：要确定三对等位基因是否分别位于三对染色体上，根据实验材料，可将其拆分为判定每两对等位基因是否位于两对染色体上，如利用①和②杂交，得到F1，再让F1雌雄个体自由交配，观察F2的表现型及比例来判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上。同理用②和③杂交判定基因E/e和B/b是否位于两对染色体上，用①和③杂交判定基因E/e和A/a是否位于两对染色体上。预期实验结果(以判定基因A/a和B/b是否位于两对染色体上为例，假定不发生染色体变异和染色体交换)：①aaBBEE×②AAbbEE→F1→F2，F2个体中关于刚毛和眼的表现型及比例为有眼正常刚毛∶有眼小刚毛∶无眼正常刚毛∶无眼小刚毛＝9∶3∶3∶1。同理②×③杂交、①×③杂交后再进行F1雌雄个体自由交配，F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1。实验结论：①×②杂交→F1→F2，等位基因A/a和B/b位于两对染色体上。②×③杂交→F1→F2，等位基因E/e和B/b位于两对染色体上。①×③杂交→F1→F2，等位基因E/e和A/a位于两对染色体上。综合上述情况，得出A/a、B/b、E/e这三对等位基因分别位于三对染色体上。(2)实验思路：要验证A/a和B/b这两对等位基因都位于X染色体上，可通过①aaBBEE、②AAbbEE两种实验材料，利用正反交实验，观察F1雄性个体中刚毛和眼两对性状，如果正反交结果均不相同，则A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。预期实验结果：正交♀①EEXaBXaB×♂②EEXAbY→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为无眼正常刚毛正常翅。反交♂①EEXaBY×♀②EEXAbXAb→F1：♀全部为有眼正常刚毛正常翅，♂全部为有眼小刚毛正常翅。实验结论：A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上。答案：(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合，分别得到F1和F2，若各杂交组合的F2中均出现四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，则可确定这三对等位基因分别位于三对染色体上；若出现其他结果，则可确定这三对等位基因不是分别位于三对染色体上。(2)选择①×②杂交组合进行正反交，观察F1中雄性个体的表现型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体有眼/无眼、正常刚毛/小刚毛这两对相对性状的表现均不同，则证明这两对等位基因都位于X染色体上。5．(经典高考题)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：(1)仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？________。(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。)解析：(1) 同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代无论雌雄均有灰体和黄体，且比例均为1∶1。根据以上实验，不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，也不能判断黄体与灰体的显隐性，因为若控制黄体的基因位于常染色体上，也符合上述实验结果。(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。若要证明同学乙的这一结论，可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。先假设同学乙的结论成立，则同学甲的杂交实验用图解表示如下：可从F1中选取果蝇亲本进行以下两组杂交实验，根据子代的表现来证明同学乙的结论。实验1实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。实验2实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。答案：(1)不能(2)实验1：杂交组合：♀黄体×♂灰体。预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体实验2：杂交组合：♀灰体×♂灰体。预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体命题规律找共性析个性第1、2题第(1)小题是根据杂交后代的性状分离比判断基因在染色体上的位置；第3题第(2)小题和第5题是补充完善已有杂交实验的思路并验证基因在染色体上的位置；第4题要求考生设计杂交实验，探究基因在染色体上的位置找共性基因在染色体上位置的判断和基因定位的实验设计与分析是高考命题的热点，已经连续多年进行考查，虽然考查的形式不完全相同，但考查问题的角度基本相同，都是通过设计合理的杂交实验或对已有杂交实验进行分析，探究基因在染色体上的位置。此类问题大致可分为两类：一是根据基因的自由组合定律，判断控制不同性状的非等位基因是位于同源染色体上还是位于非同源染色体上；二是根据常染色体遗传和伴性遗传的特点判断控制相对性状的基因是位于常染色体还是位于性染色体上。解答此类问题要理解基因的分离定律和基因的自由组合定律与伴性遗传的概念及其联系，灵活运用假说—演绎法，熟练掌握常规类型的判断方法，归纳总结特殊类型的解题方法名师指津寻方法1．一对等位基因位置关系的判定实验法判断基因是位于常染色体、X(Z)染色体还是X、Y(Z、W)染色体的同源区段上2．两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上的判断两对等位基因位于一对还是两对同源染色体上的判断，实质是确定两对等位基因的遗传是遵循自由组合定律，还是遵循连锁与互换规律。(1)如图所示，图中A/a、B/b、D/d这三对等位基因的遗传都遵循分离定律；图中A/a与D/d(或B/b与D/d)分别位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律；图中A/a和B/b位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律。(2)根据后代性状分离比确定基因在染色体上的位置3．利用单体、三体或缺体判断特定基因是否位于特定染色体上(1)要确定特定基因是否在特定染色体上，需借助“异常个体”进行判断：①三体或单体在减数分裂时，会产生含异常染色体的配子，因此后代会出现异常分离比；②染色体缺失的异常个体，常存在含异常染色体的配子(或合子)致死现象。我们可以根据异常分离比推断某特定基因的位置。(2)利用某条染色体部分片段缺失的个体进行基因定位时，可根据发生片段缺失的染色体(常染色体)所在配子不能正常受精等特性，选择变异个体(杂合子)自交或使其与正常隐性个体测交，根据子代表型及比例来判断。相关基因用B、b表示，实验思路分析如下。①方法一：自交法(适用于植物)。②方法二：测交法(动植物都适用)。[命题预测]1．根据基因位于染色体上的位置，将遗传方式分为伴性遗传和常染色体遗传，其中伴性遗传又分为伴X遗传(基因仅位于X染色体的非同源区段上)、伴Y遗传(基因仅位于Y染色体的非同源区段上)和X、Y同源区段遗传(基因位于X与Y染色体的同源区段上)。果蝇酒精耐受性性状有酒精不敏感型和酒精敏感型，某研究人员从世代连续培养的酒精不敏感型果蝇种群中分离出雌、雄各一只酒精敏感型突变体，并进行了以下实验。请分析回答：实验①：酒精敏感型雌果蝇×酒精不敏感型雄果蝇→F1均为酒精不敏感型→F1雌雄果蝇相互交配得F2，F2中酒精不敏感型∶酒精敏感型＝3∶1实验②：酒精敏感型雄果蝇×酒精不敏感型雌果蝇→F1均为酒精不敏感型→F1雌雄果蝇相互交配得F2，F2中酒精不敏感型∶酒精敏感型＝3∶1。(1)根据上述实验结果可确定果蝇酒精耐受性的遗传不可能是伴Y遗传和伴X遗传，确定的依据分别是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)研究人员提出了控制果蝇酒精耐受性的基因位于X、Y染色体的同源区段上的假设(假设1)。你认为果蝇耐受性基因的位置还可以提出哪一种假设(假设2)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了判断上述哪种假设成立，需要对实验①、②的结果做进一步的观察统计，则支持上述假设1的观测结果是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)若果蝇酒精耐受性的遗传为伴Y遗传，则实验①的F1和F2中所有雄性果蝇均表现为酒精不敏感型；实验②的F1和F2中所有雄性果蝇的酒精耐受性均表现为酒精敏感型，而实际杂交结果与之不符。若果蝇酒精耐受性的遗传是伴X遗传，则实验①F1应为酒精不敏感型∶酒精敏感型＝1∶1，F2也应为酒精不敏感型∶酒精敏感型＝1∶1，与实际杂交结果不符。(2)研究人员提出了控制果蝇酒精耐受性的基因位于X、Y染色体的同源区段上的假设(假设1)。还可以提出控制果蝇酒精耐受性的基因位于常染色体上的假设。(3)为了判断上述哪种假设成立，需要对实验①、②的结果做进一步的观测，设相关基因为B、b，若假设1成立，则实验①为：XbXb×XBYB→F1：XBXb、XbYB→F2：XbXb、XBXb、XBYB、XbYB，即F2酒精敏感型果蝇性别为雌性；实验②为：XbYb×XBXB→F1：XBXb、XBYb→F2：XBXB、XBXb、XBYb、XbYb，即F2酒精敏感型果蝇性别为雄性。答案：(1)若果蝇酒精耐受性的遗传为伴Y遗传，则实验①的F1和F2中所有雄性果蝇均表现为酒精不敏感型；实验②的F1和F2中所有雄性果蝇的酒精耐受性均表现为酒精敏感型，而实际杂交结果与之不符。若果蝇酒精耐受性的遗传是伴X遗传，则实验①F1应为酒精不敏感型∶酒精敏感型＝1∶1，F2也应为酒精不敏感型∶酒精敏感型＝1∶1，与实际杂交结果不符　(2)控制果蝇酒精耐受性的基因位于常染色体上　(3)实验①F2中酒精敏感型果蝇性别是雌性，实验②F2中酒精敏感型果蝇性别是雄性2．果蝇体细胞中有4对染色体，分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其中Ⅰ号为性染色体。野生型果蝇均为纯合体，表现为灰体、长翅、直刚毛，突变型果蝇部分性状及相应基因型如表所示(除表格所列外，甲、乙、丙果蝇其余基因和野生型相同，且相关基因不位于X、Y染色体同源区段)。某小组用果蝇进行杂交实验，探究性状的遗传规律。回答下列问题。突变类型表型基因型基因所在染色体甲黑体eeⅢ乙残翅vv？丙焦刚毛aa？(1)已知基因V/v位于常染色体上，欲探究基因V/v是否位于Ⅲ号染色体上，选用甲果蝇与乙果蝇杂交，得到F1，F1雌雄交配得到F2，若F2的表型及比例为______________________________________________________，则说明基因V/v位于Ⅲ号染色体上，否则，基因V/v不位于Ⅲ号染色体上。(2)若让乙果蝇与野生型果蝇杂交，____________(填“能”或“不能”)确定基因V/v是否位于Ⅲ号染色体上，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究发现，果蝇的眼色由位于Ⅲ号常染色体上的多个基因控制，野生型果蝇眼色均表现为红眼。科研人员通过人工诱变培育出A、B两个紫眼隐性突变品系，且两个品系Ⅲ号常染色体上的(与果蝇眼色有关的)其他基因均为显性纯合。若要判断这两个紫眼果蝇品系是不是同一基因突变的结果，可以让A、B品系果蝇相互交配，观察并统计子代果蝇的眼色情况。如果________________，这两个突变体的产生是同一基因突变的结果；如果____________________，这两个突变体的产生是不同基因突变的结果。(4)现有一只基因型为Vv的果蝇，其细胞中基因V、v所在的两条染色体中有一条存在片段缺失，且基因V或v不在缺失片段上。已知含有缺失片段染色体的精子约有50%不育，若探究有片段缺失的染色体是基因V所在的染色体还是基因v所在的染色体，请简要说明实验思路、预期实验结果和结论。实验思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果和结论：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)灰体残翅∶灰体长翅∶黑体长翅＝1∶2∶1　(2)不能　果蝇亲本和子代控制体色的基因型都是纯合，不能得出控制体色的基因和控制翅长的基因是否位于一对同源染色体上　(3)子代均表现为紫眼性状　子代均表现为红眼性状　(4)实验思路：让该果蝇与残翅果蝇杂交，并观察统计后代的表型及比例预期实验结果和结论：若子代表型及比例为长翅∶残翅＝1∶2，那么该个体基因V所在染色体存在片段缺失；若子代表型及比例为长翅∶残翅＝2∶1，那么该个体基因v所在染色体存在片段缺失[专题集训]1．(2021·山东二模)果蝇的粗眼和残翅是由单基因突变造成的变异类型，现利用纯合的粗眼和残翅突变品系(除突变性状外，其他性状均为野生型)进行如下实验。请回答下列问题：组合亲代表型F1表型组合一残翅(♀)×粗眼(♂)野生型(♂)113、野生型(♀)112组合二粗眼(♀)×残翅(♂)粗眼(♂)151、野生型(♀)155(1)粗眼果蝇的出现是由基因中碱基对______________造成的，该变异具有____________________________________________(答出两点)的特点。(2)由实验结果推测，粗眼基因位于________(填“常染色体”或“X染色体”)上，依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。请从F1中选择果蝇进行杂交，验证上述推测是否正确，并预期实验结果：杂交组合：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果：_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)粗眼、残翅基因的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。解析：(1)新基因的出现是基因突变的结果，由基因突变的概念可知，粗眼果蝇的出现是由基因中碱基对的增添、缺失或替换造成的，该变异具有不定向性、随机性、普遍性、低频性等特点。(2)结合实验结果分析可知，粗眼基因位于X染色体上，因为对于粗眼和野生型性状，组合一和组合二相当于正交与反交，杂交子代性状表现不同。设相关基因为B、b；为了验证上述推测，可用组合一中的F1的野生型个体(XBXb、XBY)进行自由交配，则后代的基因型为XBXB(野生型)、XBY(野生型)、XBXb(野生型)、XbY(粗眼)，即表现为雌性均为野生型，雄性一半为野生型、一半为粗眼。(3)组合一和组合二为正反交，残翅和野生型这对相对性状的遗传表现为正反交结果相同，说明控制残翅的相关基因位于常染色体上，而控制粗眼的基因位于X染色体上，显然研究的这两对等位基因为非同源染色体上的非等位基因，即粗眼、残翅基因的遗传遵循自由组合定律。答案：(1)增添、缺失或替换　不定向性、随机性、普遍性、低频性等　(2)X染色体　对于粗眼和野生型性状，组合一和组合二相当于正交与反交，杂交子代性状表现不同　组合一中F1野生型♀与野生型♂(或组合二中F1野生型♀与组合一中F1野生型♂)　雌性均为野生型，雄性一半为野生型、一半为粗眼　(3)遵循2．(2021·枣庄二模)家蚕为ZW型性别决定，蚕茧颜色黄色对白色为一对相对性状，用A、a表示，幼蚕体色正常和体色透明为一对相对性状，用B、b表示，两对性状独立遗传，相关基因不位于性染色体的同源区段。研究人员进行两组杂交实验，结果如下：实验一：一对黄茧雌雄蚕杂交，F1表型及比例为黄茧雌性∶黄茧雄性∶白茧雌性∶白茧雄性＝3∶3∶1∶1实验二：多对正常体色雌雄蚕杂交，F1表型及比例为正常色雄性∶正常色雌性∶透明色雌性＝4∶3∶1(1)实验一中，蚕茧颜色中________为显性性状，控制其性状的基因位于________(填“常”“Z”或“W”)染色体上。实验二中，雄性亲本基因型为__________________，子代雄蚕中纯合子的比例为________，F1中b的基因频率为________。(2)在生产实践中发现，雄蚕具有食桑量低，蚕茧率高的特点，科研人员利用辐射诱变技术，处理常染色体上控制卵色的基因(E控制黑卵，e控制白卵)，得到变异家蚕(基因所在位置如图所示)，进而利用变异家蚕培育限性黑卵雌蚕。图示产生变异黑卵家蚕过程中发生的变异类型属于____________________，利用限性黑卵雌蚕与基因型为________的家蚕杂交，可在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕，进而实现多养雄蚕的目的。若位于W染色体上的E基因会导致常染色体上含有E的卵细胞50%死亡，用限性黑卵家蚕与纯合的正常黑卵家蚕杂交，F1随机交配，F2中白卵个体的比例为________。(3)现有纯合体色正常雄蚕和体色透明雌蚕，其他性状均纯合的正常家蚕品系若干，请设计实验来验证E、e基因所在的染色体不是A、a也不是B、b所在的染色体，要求写出一种实验思路和预期实验结果：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据题意分析可知，实验一中，蚕茧颜色中黄色为显性性状，控制该性状的基因位于常染色体上。实验二中，亲本均为正常色，子代出现了透明色，说明正常色为显性性状，根据子代中雌雄表型不同，可知控制该性状的基因位于Z染色体上，根据子代中透明色雌性ZbW占，可拆解成×，可推知雄性亲本基因型为ZBZB和ZBZb，且各占，雌性亲本基因型为ZBW，子代雄性中纯合子ZBZB的比例为＋×＝，F1中基因型及其比例为ZBZB∶ZBZb∶ZBW∶ZbW＝3∶1∶3∶1，所以b的基因频率为(1＋1)÷(3×2＋2＋3＋1)＝。(2)图示变异类型为常染色体上的E基因所在片段易位到了W染色体上，属于染色体结构变异中的易位。利用限性黑卵雌蚕eeZWE与基因型为eeZZ的家蚕杂交，子代基因型为eeZZ、eeZWE，即白卵的为雄性，黑卵的为雌性，故可在子代中通过卵的颜色筛选出雄蚕，进而实现多养雄蚕的目的。用限性黑卵家蚕eeZWE与纯合的正常黑卵家蚕EEZZ杂交，F1的基因型为EeZZ、EeZWE，由于位于W染色体上的E基因会导致常染色体上含有E的卵细胞50%死亡，所以EeZWE产生的雌配子的类型和比例为EZ∶eZ∶EWE∶eWE＝2∶2∶1∶2，EeZZ产生的雄配子的种类和比例为EZ∶eZ＝1∶1，所以F1随机交配，F2中白卵个体eeZZ的比例为×＝。(3)由实验一、二可知，A、a和B、b不在一对同源染色体上，B、b在Z染色体上，若要验证E、e基因所在的染色体不是A、a也不是B、b所在的染色体，即证明任意两对等位基因都遵循自由组合定律，故可选择纯合黑卵正常色与白卵透明色亲本杂交、纯合黑卵黄茧与白卵白茧亲本杂交，观察统计两组实验中F2的表型和比例；预期实验结果：若两组F2的表型有四种，比例均为9∶3∶3∶1，则说明E、e基因所在的染色体不是A、a也不是B、b所在的染色体。答案：(1)黄色　常　ZBZB和ZBZb　　　(2)染色体(结构)变异(或易位)　eeZZ　　(3)选择纯合黑卵正常色与白卵透明色亲本杂交、纯合黑卵黄茧与白卵白茧亲本杂交得F1，F1杂交得F2，观察统计两组实验中F2的表型及比例。预期实验结果：两组F2的表型有4种，比例均为9∶3∶3∶1，则说明E、e基因所在的染色体不是A、a也不是B、b所在的染色体(答案合理即可)3．某二倍体植物(2n＝24)的红花与白花受3对等位基因的控制(相关基因用A、a，B、b和D、d表示)，同时含有A、B与D基因的植株开红花，其余的植株开白花。在对每株红花植株的自交后代进行统计时，研究人员发现某些红花植株能稳定遗传，某些红花植株自交会出现性状分离。回答下列问题：(1)该植物体细胞中有24条染色体，花粉母细胞经减数分裂产生的雄性生殖细胞中含有________条染色体，原因是____________________________________________________。(2)针对花色的遗传而言，该植物种群中红花杂合体植株的基因型共有________种。部分红花植株自交，子代中红花与白花的分离比为________时，可证明控制花色的3对等位基因遵循自由组合定律。(3)体细胞中缺失了一条染色体的个体称作单体，缺失了一条1号染色体的个体称作1­单体，缺失了一条2号染色体的个体称作2­单体，以此类推。现有用AABBDD植株培育成的12种红花单体，某学者将其与基因型为aabbdd的植株进行杂交，并对12组杂交的子代性状分别进行统计。①若只有2­单体与aabbdd的杂交子代出现白花个体，则对该现象最合理的解释是________________________________________________________________________________________________________________________________________________②若有2组的杂交子代出现白花个体，该现象说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。此时这2组杂交子代的花色性状比例为________________________。③若有3组的杂交子代出现白花个体，则基因型为AABbDd的植株自交，其子代的花色性状及比例为________________。答案：(1)12　同源染色体分离后，分别进入两个子细胞(染色体只复制一次，细胞连续分裂两次)　(2)7　27∶37　(3)①控制花色的3对等位基因均位于2号染色体上，亲本中的2­单体产生了数量相等的ABD配子和不含花色基因的配子，与aabbdd杂交后，基因型为AaBbDd的子代开红花、基因型为abd的子代开白花　②控制花色的3对等位基因位于2对同源染色体上　红花∶白花＝1∶1　③红花∶白花＝9∶74．(2020·南充市适应性考试)已知某雌雄异株植物(2n＝16，XY型)的花色受两对等位基因(A和a、B和b)控制，这两对基因与花色的关系如图所示，请回答下列问题：(1)题图所示过程说明基因可通过控制酶的合成来控制____________，进而控制生物的性状。从基因结构上分析，基因B与b的根本区别是________________________________________________。(2)欲测定该种植物的基因组序列，需对________条染色体的DNA进行测序。(3)假如基因A/a、B/b位于常染色体上，现有纯合的白花、粉花和红花植株若干，欲通过一次杂交实验判断控制酶B合成的基因是B还是b，则需选择______________________________________________进行杂交，然后观察后代的表型，若后代________________________________，则酶B是由基因b控制合成的。(4)假如基因A、a位于常染色体上，酶B是由基因B控制合成的，现有甲(含基因B的纯合白花雌株)、乙(纯合粉花雄株)、丙(纯合红花雄株)，请设计实验判断基因B/b的位置(不考虑X、Y的同源区段)：①设计实验方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________。②若_____________________________________________________________________________________________________，则基因B/b位于X染色体的非同源区段上。解析：(1)分析题图可知，基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。从基因结构上分析，基因B与b的根本区别是基因中脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同。(2)据题干信息可知，该植物含有性染色体X、Y，因此测定该种植物的基因组序列时，需测定7条常染色体和X、Y染色体，共9条染色体的DNA序列。(3)分析题图可知，纯合白花植株的基因型为aaBB或aabb。纯合粉花和红花植株都含有AA，因此要判断控制酶B合成的基因是B还是b，需用纯合的粉花植株和纯合的红花植株进行杂交。假设B基因控制酶B的合成，则纯合粉花植株的基因型为AAbb，纯合红花植株的基因型为AABB，二者杂交，后代全部表现为红花；假设b基因控制酶B的合成，则纯合粉花植株的基因型为AABB，纯合红花植株的基因型为AAbb，二者杂交，后代全部表现为粉花。(4)解答本题时宜采用假设法，假设所要验证的结果成立，即假设基因B/b位于X染色体的非同源区段，则甲(含有基因B的纯合白花雌株)的基因型为aaXBXB，乙(纯合粉花雄株)的基因型为AAXbY，丙(纯合红花雄株)的基因型为AAXBY。分析甲、乙、丙植株的基因型可知，应选择植株甲和植株乙进行杂交，F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，雌雄个体都表现为红色，无法得出结果，应再将F1雌雄植株进行杂交，后代的表型及基因型为红色(1/16AAXBXB、1/16AAXBXb、2/16AaXBXb、1/16AAXBY、2/16AaXBXB、2/16AaXBY)、粉色(1/16AAXbY、2/16AaXbY)、白色(1/16aaXBXB、1/16aaXBXb、1/16aaXBY、1/16aaXbY)，粉花植株全为雄株。答案：(1)代谢过程　基因中脱氧核苷酸(或碱基对)的排列顺序不同　(2)9　(3)纯合的粉花植株和纯合的红花植株　全为粉花植株　(4)①选择植株甲和植株乙杂交产生F1，再让F1随机交配产生F2，统计F2的表型及比例　②F2的表型及比例为红花∶粉花∶白花＝9∶3∶4，且粉花植株全为雄株5．绿斑螳螂的眼型由等位基因D、d控制，其中DD对应大眼，Dd对应小眼，dd对应无眼。眼睛颜色由等位基因E、e控制，红眼对褐眼为显性，两对等位基因分别位于两对常染色体上。请回答下列问题。(1)基因型为DdEe的雌雄绿斑螳螂个体之间随机交配，子代的基因型有______种，表型有______种。子代无眼螳螂中纯合体占__________。(2)现有一只小眼雄性绿斑螳螂，其细胞中基因D、d所在的两条染色体中有一条存在片段缺失，且基因D或d不在缺失片段上。已知含有缺失片段染色体的精子约有50%不育，若探究有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体还是基因d所在的染色体，应让该螳螂与______________个体交配并观察统计后代的表型及比例。实验结果预期：①若子代表型及比例为______________，那么该个体基因D所在染色体存在片段缺失；②若子代表型及比例为_______________，那么该个体基因d所在染色体存在片段缺失。解析：(1)两对等位基因位于两对同源染色体上，其遗传遵循自由组合定律，基因型为DdEe的雌雄绿斑螳螂个体之间随机交配，后代的基因型有3×3＝9(种)，dd对应无眼，则相应个体没有眼色表现，表型有2×2＋1＝5(种)。子代无眼螳螂基因型为1/4ddEE、2/4ddEe、1/4ddee，纯合体占1/2。(2)小眼雄性绿斑螳螂体细胞中基因D、d所在的一对同源染色体中有一条缺失部分片段，且缺失部分不包括基因D、d。若探究有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体还是基因d所在的染色体，应让该螳螂与多只无眼雌性个体(dd)交配并观察统计后代的表型及比例。①若有片段缺失的染色体是基因D所在的染色体，则该个体可产生分别含D和d的两种可育精子，且比例为D∶d＝1∶2，而无眼雌性个体(dd)只能产生一种卵细胞(d)，雌雄配子随机结合，后代个体基因型及比例为Dd∶dd＝1∶2，表型及比例为小眼∶无眼＝1∶2。②若有片段缺失的染色体是基因d所在的染色体，则该个体可产生分别含D和d的两种可育精子，且比例为D∶d＝2∶1，而无眼雌性个体(dd)只能产生一种卵细胞(d)，后代个体基因型及比例为Dd∶dd＝2∶1，后代个体表型及比例为小眼∶无眼＝2∶1。答案：(1)9　5　1/2　(2)多只无眼雌性　①小眼∶无眼＝1∶2　②小眼∶无眼＝2∶16．(2020·内江三模)研究者常应用单体与缺体分析进行植株基因定位。某雌雄同株的二倍体植株体细胞内含有2n条染色体，该植株体细胞中某对同源染色体缺少一条(即染色体数为2n－1)称为单体，植株体细胞中缺失一对同源染色体(即染色体数为2n－2)称为缺体。回答下列问题：(1)欲判断某植株是否为单体，可以用光学显微镜观察处于有丝分裂时期的细胞，则观察的最佳时期是________；形成单体或缺体发生的变异属于染色体________变异。(2)理论上讲，单体植株自交子代中应具有的缺体，从减数分裂和受精作用分析，其原因是单体植株减数分裂时能产生________________________________________的两种雌配子和两种雄配子，自交时________________的雌雄配子结合形成受精卵，由该受精卵发育而来的植株占子代的，且体细胞中缺失了一对同源染色体，染色体数为2n－2，即子代中会出现的缺体。(3)某研究者在培育上述野生型植株的过程中偶然发现一株显性纯合突变体(仅考虑一对等位基因)，为确定该突变基因位于哪一对同源染色体上，现提供各种野生型单体植株进行实验设计。请补充完善下列实验设计思路并得出结论：①实验思路：将该突变体植株________________________________杂交得到F1，让F1中单体植株自交得到F2，用光学显微镜观察F2中野生型植株体细胞染色体数目。②实验结论：当____________________________________________________时，可确定突变基因位于该杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体所对应的同源染色体上。解析：(1)有丝分裂中期染色体的形态清晰，数目稳定，故欲判断某植株是否为单体，可以用光学显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞；形成单体或缺体发生的变异属于染色体数目变异。(2)单体植株在减数分裂时配对的同源染色体彼此分离，而不能配对的染色体移向哪一个细胞是随机的，所以形成的配子类型为分别含n、n－1条染色体且比例为1∶1，单体自交时，含n－1条染色体的雌雄配子结合在一起形成的受精卵(该类型的受精卵占所有受精卵类型的)发育为缺体。(3)①该突变体为一株显性纯合突变体(设由基因A控制)，若基因在单体上，突变体的基因型为AO，若基因不在单体上，该突变体的基因型为AA，为确定该突变基因位于哪一对同源染色体上，可将该突变体植株分别与各种野生型单体植株(若a基因在单体上，基因型为aO，若a基因不在单体上，基因型为aa)杂交得到F1，让F1中单体植株自交得到F2，用光学显微镜观察F2中野生型植株体细胞染色体数目。②若突变基因位于该杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体上，则亲本基因型为AO×aO，子一代中的单体基因型为AO或aO，子一代中的单体自交，其中AO自交的后代中野生型全为缺体。若突变基因不位于杂交组合亲本中野生型单体植株缺失的染色体上，则亲本基因型为AA×aa，子一代基因型为Aa，子一代单体自交后代出现的缺体既有野生型也有突变型。答案：(1)中期　数目　(2)分别含n、n－1条染色体且比例为1∶1　含n－1条染色体　(3)分别与各种野生型单体植株　某个杂交组合的F2中野生型植株全为缺体7．(2021·漳州模拟)某多年生高等植物为XY型性别决定，其花的颜色受两对等位基因控制，且两对基因均不位于Y染色体上。A基因控制合成蓝色色素，B基因控制合成红色色素，不含色素表现为白花，含有两种色素表现为紫花。为研究其遗传机制，选取纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1(不考虑交叉互换)。回答下列问题：(1)蓝花雌株体内，只有花瓣细胞才呈现蓝色，根本原因是____________________。与B基因相比，b基因碱基数较少而控制合成的蛋白质中氨基酸数目较多，原因可能是b基因中缺失部分碱基对，引起____________________________________。(2)为解释上述杂交结果，该同学提出了两种假设。假设一：A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上。则亲本的基因型是____________。假设二：____________________________________。则亲本的基因型是____________________。(3)若假设二成立，请从上述亲本和F1中选择实验材料，设计杂交方案进行验证。实验方案：_______________________________________________________________。预测实验结果：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)蓝花雌株体内，只有花瓣细胞才呈现蓝色，根本原因是基因的选择性表达。与B基因相比，b基因控制合成的蛋白质中氨基酸数目较多，而b基因碱基数较少，原因可能是b基因中缺失部分碱基对，引起相应信使RNA中终止密码子延迟出现。(2)A基因控制合成蓝色色素，B基因控制合成红色色素，不含色素表现为白花，含有两种色素表现为紫花。纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1。若A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上。则亲本的基因型是AAXbXb、aaXBY。若A、a和B、b基因都位于X染色体上。则亲本的基因型为XAbXAb、XaBY。(3)依据题干可知该植物为XY型性别决定，其花的颜色受两对等位基因控制，且两对基因均不位于Y染色体上。假设二为A、a和B、b基因都位于X染色体。取F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交，观察子代表型及比例(或取F1紫花雌株与亲本红花雄株杂交，观察子代表型及比例)，若子代表现为蓝花雌株∶紫花雌株∶蓝花雄株∶红花雄株＝1∶1∶1∶1(或子代表现为紫花雌株∶红花雌株∶蓝花雄株∶红花雄株＝1∶1∶1∶1)，则假设二成立。答案：(1)基因的选择性表达　相应信使RNA中终止密码子延迟出现　(2)AAXbXb、aaXBY　A、a和B、b基因都位于X染色体上　XAbXAb、XaBY　(3)实验方案：取F1中紫花雌株与蓝花雄株杂交，观察子代表型及比例(或取F1紫花雌株与亲本红花雄株杂交，观察子代表型及比例)预测实验结果：子代表现为蓝花雌株∶紫花雌株∶蓝花雄株∶红花雄株＝1∶1∶1∶1(或子代表现为紫花雌株∶红花雌株∶蓝花雄株∶红花雄株＝1∶1∶1∶1)8．(2021·泰安模拟)黑腹果蝇是一种常见的模式生物，被广泛用作遗传和演化的室内外研究材料。黑腹果蝇的体色灰身与黑身是一对相对性状，由基因H/h控制，翅长有长翅和残翅，由基因G/g控制，这两对基因均位于常染色体上。研究人员让灰身长翅和黑身残翅的两只果蝇杂交，得到的F1都表现为灰身长翅，再让F1进行杂交，所得结果如表1所示。回答下列问题：表1　杂交组合及实验结果(1)控制黑腹果蝇翅型的基因位于Ⅱ号染色体上，翅型有卵圆形、小翅、勺状翅和翘翅，出现相对性状的根本原因是____________。翅型有多种类型体现了______________________。(2)根据以上杂交实验及结果，甲同学认为体色和翅长这两对性状的遗传不遵循自由组合定律。若你认同该观点请答出理由，若不认同请答出自己的观点。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)第一组杂交实验中，F1雄果蝇产生的不同基因型精子及比例是____________。第二组杂交实验中，子代出现灰身残翅及黑身长翅最可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。根据两组杂交实验中F1雌雄果蝇产生的配子种类及比例推算，若F1中的雌雄果蝇相互交配，则子代中灰身长翅果蝇∶黑身残翅果蝇＝________。(4)研究人员对果蝇的体色进行了进一步的研究，发现等位基因A/a仅影响黑身果蝇的体色深度，且与基因H/h独立遗传。现让纯合黑身雌果蝇与灰身雄果蝇杂交，所得F1均为灰身果蝇，再让F1中的雌雄果蝇相互交配，所得F2的表型及数量如表2所示。表2　F2的表型及数量性别灰身/只黑身/只深黑身/只雌151490雄1502526根据杂交实验及结果可知，基因A/a位于________染色体上，Fl雌雄果蝇的基因型分别是__________________。基因A、a中，能使黑身果蝇的体色加深的是________，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)黑腹果蝇翅型卵圆形、小翅、勺状翅和翘翅，出现相对性状的根本原因是基因突变。翅型有多种类型体现了基因突变的不定向性。(2)若遵循自由组合定律，则第一组和第二组为测交实验，得到的后代表型及比例应符合1∶1∶1∶1，这与表格信息不符，故不遵循自由组合定律。(3)体色中的显性性状是灰身，第一组杂交实验中F1雄果蝇产生的配子种类及比例是HG∶hg＝1∶1。第二组F1雌果蝇(AaHh)与黑身残翅雄蝇杂交，子代灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅＝42∶8∶8∶42，说明F1雌果蝇产生配子的种类及比例为GH∶Gh∶gH∶gh＝42∶8∶8∶42，因此子代出现灰身残翅及黑身长翅最可能的原因是F1雌果蝇在减数分裂产生卵细胞时，四分体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，产生了基因型为Hg、hG的卵细胞。因为F1雄果蝇产生的配子种类及比例是HG∶hg＝1∶1，则F1中的雌、雄果蝇相互交配，子代中灰身长翅所占百分比为＋42%×＝71%，黑身残翅果蝇为42%×＝21%。(4)由于表2中深黑身个体只出现在雄果蝇中，且A、a与控制体色的基因H/h不在一对同源染色体上，说明A、a位于X染色体上，亲本的基因型为hhXAXA、HHXaY，则Fl雌雄果蝇的基因型分别是HhXAXa、HhXAY。由于A、a仅影响黑身果蝇的体色深度，而子二代深黑身雄果蝇的基因型为hhXaY，说明a使黑身果蝇的体色加深。答案：(1)基因突变　基因突变的不定向性　(2)认同，第一组和第二组杂交子代的表型及比例均不符合1∶1∶1∶1　(3)HG∶hg＝1∶1　F1雌果蝇在减数分裂产生卵细胞时，四分体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，产生了基因型为Hg、hG的卵细胞　71∶21　(4)X　HhXAXa、HhXAY　a　基因型为hhXAX－的雌果蝇表现为黑身，基因型为hhXaY的雄果蝇表现为深黑身    
  [教材拾遗]1．DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失是否一定是基因突变？原因是什么？提示：不一定。基因突变是发生在基因中碱基对的替换、增添或缺失，若碱基的替换、增添或缺失发生在没有遗传效应的DNA片段，则不属于基因突变。2．染色体结构变异一般会对生物体造成什么影响？提示：会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。3．基因工程育种与传统育种技术相比具有哪些优点和缺点？提示：优点：能“定向”地改变生物遗传性状；目的准确；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍。缺点：技术复杂，安全性问题多。4．单倍体育种操作过程一般包括哪几个环节？在选择哪种性状的纯合子时具有明显缩短育种年限的优势？提示：具有不同优良性状的亲本杂交→F1→花药离体培养→秋水仙素处理单倍体幼苗→选育。显性性状。5．秋水仙素应用于单倍体育种和多倍体育种时处理的材料有什么不同？秋水仙素作用后，一定获得纯合子吗？提示：单倍体育种在幼苗期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。不一定，例如，Aa个体使用秋水仙素后的基因型是AAaa，是杂合子。6．现代生物进化理论认为，生物进化的实质是什么？基因频率改变一定表示生物进化了吗？生物进化一定产生新物种吗？新物种产生一定表示生物进化了吗？提示：种群基因频率的改变。基因频率改变一定表示生物进化了。生物进化并不一定产生新物种。新物种的形成要经过生物进化。7．什么是“精明的捕食者”策略？其原理是什么？提示：捕食者一般不会将所有的猎物都吃掉，否则自己也无法生存，这就是“精明的捕食者”策略。其原理是捕食者和被捕食者的负反馈调节。8．什么是协同进化？会导致什么结果？捕食者的存在与生物多样性的关系是什么？提示：协同进化的概念是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。协同进化的结果是生物多样性的产生。捕食者的存在有利于增加物种多样性。能力一运用归纳概括的科学思维方法串联生物变异与生物育种 [核心整合]1．辨析生物变异的4类问题2．“两看”法界定二倍体、多倍体、单倍体3．准确选择育种方法[题点练通]围绕可遗传变异的类型和特点，考查基础知识的理解能力1.(2021·广东高考)人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物(如图)。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律(不考虑交叉互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是(　　)A．观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B．男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体C．女性携带者的卵子最多含24种形态不同的染色体D．女性携带者的卵子可能有6种类型(只考虑如图中的3种染色体)解析：C　有丝分裂中期的染色体，形态和数目是最清晰的，因此可以选择在有丝分裂中期观察平衡易位染色体，A正确；正常男性的初级精母细胞中含有46条染色体，由于一条14号染色体和一条21号染色体融合为一条染色体(14/21平衡易位染色体)，故男性携带者的初级精母细胞中含有45条染色体，B正确；减数分裂时联会复合物中的3条染色体，任意2条进入同一个配子中，剩余1条染色体进入另一个配子中，故女性携带者的卵子中最多含23种形态不同的染色体，C错误；假设平衡易位染色体标记为①，14号染色体标记为②，21号染色体标记为③，女性携带者的卵子可能有6种类型，分别是①和②③、②和①③、③和①②，D正确。2．(2021·大连模拟)将眼形突变型果蝇与野生型果蝇杂交，F1均为野生型，F1雌雄果蝇交配，测得F2中野生型有300只，突变型有20只。进一步测序研究，发现与野生型果蝇相比，突变型果蝇常染色体上三个基因中的碱基发生了变化，情况如表所示。下列相关叙述错误的是(　　)突变基因ⅠⅡⅢ碱基变化GAA→GA→GGC→CG氨基酸/多肽链/蛋白质变化多肽链比野生型果蝇的长有一个氨基酸与野生型果蝇不同相应蛋白质无变化A．突变基因任意存在一个就会出现眼形突变型果蝇B．眼形突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大C．突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关D．突变基因Ⅲ中碱基发生变化但相应蛋白质无变化，可能与密码子的简并性有关解析：A　由题干信息和表格信息分析可知，当只有基因Ⅲ发生突变时，不会出现眼形突变型果蝇，A错误；眼形突变型果蝇的产生与突变基因Ⅲ中碱基的变化关系不大，B正确；突变基因Ⅰ控制合成的肽链长度增加可能与起始密码子位置变化有关，C正确；突变基因Ⅲ碱基GC→CG，但相应蛋白质无变化，可能与密码子的简并性有关，D正确。1．基因突变一定会导致基因结构的改变，但不一定引起生物性状的改变。2．真核生物DNA的非基因区发生碱基对改变不属于基因突变，基因突变不一定都能遗传给后代。3．自然条件下，病毒的可遗传变异只有基因突变。4．基因重组一般发生在控制不同性状的基因间，至少两对等位基因，如AABb自交不能发生基因重组，受精过程中也不发生基因重组。围绕生物变异原理在育种中的应用，考查学以致用能力3.(2021·沈阳模拟)普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种，如图是甲、乙两个实验小组的育种实验方案。下列叙述错误的是(　　)A．甲组进行杂交育种，原理是基因重组B．通过杂交可以集中两个亲本的优良基因C．矮秆抗病Ⅱ中全部基因纯合，能稳定遗传D．矮秆抗病Ⅰ中能稳定遗传的占解析：C　从育种方案中可知甲组为杂交育种，原理为基因重组，A正确；甲组和乙组都利用杂交的方法，目的是一致的，即将控制优良性状的基因集中到同一个体上，B正确；乙组的矮秆抗病植株Ⅱ是花药离体培养获得的单倍体植株，高度不育，C错误；甲组F2中的矮秆抗病植株Ⅰ的基因型及比例为ttRR∶ttRr＝1∶2，所以能稳定遗传的占，D正确。4．(多选)(2021·潍坊模拟)玉米非糯性基因(B)对糯性基因(b)是显性，如图为玉米培育的示意图。染色体片段缺失不影响减数分裂过程，但染色体片段缺失的花粉不育，而雌配子可育。下列叙述正确的是(　　)A．甲属于诱变育种得到的染色体结构变异个体B．甲与正常糯性玉米进行正反交，子代表型及比例不同C．F1非糯性玉米中，含有异常染色体的个体占D．在F2非糯性玉米的叶肉细胞中，异常染色体的数目最多为2条解析：ABC　甲用X射线处理，发生染色体片段缺失，所以属于诱变育种得到的染色体结构变异个体，A正确；由于染色体片段缺失的花粉不育，而雌配子可育，所以甲与正常糯性玉米进行正反交，正交后代雌配子有B－和b两种，雄配子有b一种，后代有非糯性∶糯性＝1∶1，反交后代雌配子有b一种，雄配子有b一种，故后代全为糯性，因此子代表型及比例不同，B正确；甲(B－b)与乙(Bb)，F1非糯性玉米的基因型为BB－、Bb和B－b，所以含有异常染色体的个体占，C正确；由于染色体片段缺失的花粉不育，因此体细胞中只有一条缺失片段的染色体，且叶肉细胞已高度分化，不再进行细胞分裂，所以异常染色体的数目最多为1条，D错误。借助生物变异类型的判断，考查实验探究能力5.(2021·淄博模拟)已知性染色体组成为XO(体细胞内只含1条性染色体X)的果蝇，表现为雄性不育，用红眼雌果蝇(XAXA)与白眼雄果蝇(XaY)为亲本进行杂交，在F1群体中，发现一只白眼雄果蝇(记为“W”)。为探究W果蝇出现的原因，某学校研究性学习小组设计将W果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，再根据杂交结果，进行分析推理。下列有关实验结果和实验结论的叙述中，正确的是(　　)A．若子代雌、雄果蝇的表型都为白眼，则W的出现由环境改变引起B．若子代雌果蝇都是红眼、雄果蝇都是白眼，则W的出现由基因突变引起C．若无子代产生，则W的基因组成为XaOD．若无子代产生，则W的基因组成为XaY，由基因突变引起解析：C　若W的出现是环境改变引起的，则其基因型为XAY，XAY(白眼)×XaXa→XAXa(红眼)、XaY(白眼)，A错误；若W的出现是基因突变引起的，则其基因型为XaY，XaY(白眼)×XaXa→XaXa(白眼)、XaY(白眼)，有子代产生，B、D错误；若W的基因型是XaO，则其不育，无子代产生，C正确。6．(2021·烟台模拟)某二倍体雌雄同株植物的茎色紫色对绿色为显性，受等位基因A/a的控制。科学家用X射线处理某纯合紫株的花药后，将获得的花粉对绿株进行授粉，得到的F1中出现了1株绿株(M)。请回答下列问题：(1)等位基因是通过____________产生的，等位基因A、a的根本区别是________________________________。(2)若M是由基因突变造成的，则发生突变的基因是________(填“A”或“a”)，发生突变的时间最可能为____________________________；若M的出现是由染色体变异引起的，而且变异的配子活力不受影响(两条染色体异常的受精卵不能发育)，则对M出现的合理解释是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了确定M是由基因突变导致的还是由染色体变异引起的，某科研人员利用杂交实验进行探究：用________________________杂交得到F1，F1自交，统计后代____________。若后代______________，则为基因突变导致的；若后代________________，则为染色体变异引起的。解析：(1)基因突变产生了等位基因，等位基因A、a的根本区别是脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同。(2)若M是由基因突变造成的，则发生突变的基因是A，发生突变的时间最可能为减数分裂前的间期；若M的出现是由染色体变异引起的，则可能是在减数分裂过程中发生了A基因的缺失或A基因所在的染色体整条缺失。(3)若M是由基因突变导致的，则绿株M(aa)与紫株纯合(AA)亲本杂交得到F1(Aa)，F1(Aa)自交，后代紫色(A_)∶绿色(aa)＝3∶1；若M是由染色体变异引起的，则绿株M(a_)与纯合紫株亲本(AA)杂交得到F1，F1自交，Aa自交后代紫色(A_)∶绿色(aa)＝3∶1，A_自交后代紫色(A_)∶绿色(aa)＝3∶0，因此后代紫色(A_)∶绿色(aa)＝6∶1。答案：(1)基因突变　脱氧核糖核苷酸的排列顺序不同　(2)A　减数分裂前的间期　在减数分裂过程中发生了A基因的缺失或A基因所在的染色体整条缺失　(3)绿株M与纯合紫株亲本　茎色的性状分离比　紫色∶绿色＝3∶1　紫色∶绿色＝6∶1变异类型实验探究题的答题模板　　　　 能力二理解生物进化理论，解释生物进化现象[核心整合]1．理清生物进化知识脉络2．明确隔离、物种形成与进化的关系[题点练通]围绕生物进化和生物多样性的形成，考查理解能力 1.(2021·滨州模拟)市场上常见的虾有河虾、对虾、龙虾、皮皮虾等。2020年11月，我国科学家宣布发现了填补节肢动物进化空白的化石——章氏麒麟虾，它身体分节，有5只眼睛和坚硬的壳，与现在的虾相似(如图)。下列叙述错误的是(　　)A．化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据B．章氏麒麟虾与现在的虾不存在生殖隔离C．皮皮虾进化过程中，种群的基因频率定向改变D．不同生物中蛋白质的基本单位都是氨基酸，可为进化学说提供证据解析：B　化石是研究生物进化的直接证据，化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据，A正确；章氏麒麟虾与现在的虾是两个物种，存在生殖隔离，B错误；自然选择决定了进化的方向，在自然选择的作用下，种群的基因频率定向改变，故皮皮虾进化过程中，种群的基因频率定向改变，C正确；在分子水平上，不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，可为进化学说提供证据，不同生物中蛋白质的基本单位都是氨基酸，可在分子水平为进化学说提供证据，D正确。2．(2021·河北高考)雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是(　　)A．求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为B．④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义C．③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果D．④可能由③进化而来解析：B　无论哪种求偶方式，都可使雄性缝蝇求偶成功，有利于缝蝇的交配繁殖，是一种适应性行为，A正确；分析题意可知，①向雌蝇提供食物可能是雄性缝蝇求偶方式中最原始的一种，随着生物的进化，由①单纯的提供食物，到②简单的“包装”，再到③包装变得复杂，最终演化出④仅送包裹食物的空丝球的求偶方式，④的出现对缝蝇繁殖仍具有进化意义，B错误；雄性缝蝇求偶方式的进化是雌蝇对雄蝇长期选择的结果，C正确；由以上分析可知，④仅送一个空丝球给雌蝇可能是由③进化而来的，D正确。以基因频率和基因型频率变化为载体，考查演绎推理和解决问题能力3.(2021·烟台模拟)如图是某种群中某基因型频率、基因频率随着繁殖代数的增加而发生的比例变化情况(假设相关基因为A/a)。下列叙述正确的是(　　)A．种群内雌雄个体的相互交配往往是随机的B．种群基因型频率的变化一定导致基因频率改变C．曲线甲能够表示基因型为Aa的种群连续随机交配情况下，Aa基因型频率的改变D．曲线乙能够表示含A基因的雄配子致死情况下基因型为Aa的种群连续自交后，A基因频率的改变解析：A　种群内雌雄个体的相互交配往往是随机的，A正确；种群基因型频率的变化不一定导致基因频率改变，B错误；曲线甲能够表示基因型为Aa的种群连续自交情况下，Aa基因型频率的改变，即杂合子比例越来越小，C错误；若基因型为A的雄配子致死，则曲线乙能够表示基因型为Aa的种群随机交配情况下，A基因频率的改变，D错误。4．(多选)(2021·铁岭模拟)甲昆虫的体色黑色(A)对浅色(a)是显性。1978年某地区甲昆虫的体色中浅色占70%，杂合子占所有个体的20%。由于环境污染，该区域的甲昆虫每年浅色个体的减少率为10%，黑色个体的增长率为10%。现在该区域的甲昆虫以黑色为主，几乎看不到浅色个体，以下叙述正确的是(　　)A．该区域的甲昆虫个体间存在体色的差异，体现了遗传多样性B．1979年该区域的甲昆虫群体中，显性基因(A)的基因频率约为22.9%C．1980年该地区的甲昆虫群体中aa的基因型频率为59.1%D．种群基因频率的改变是通过环境对生物个体的选择来实现的解析：ABD　生物性状是由基因控制的，该区域昆虫个体间存在体色的差异，说明控制性状的基因不同，体现了遗传多样性，A正确；由题意知，1979年AA＝10%×(1＋10%)＝11%，Aa＝20%×(1＋10%)＝22%，aa＝70%×(1－10%)＝63%，因此1979年AA＝，Aa＝，A的基因频率为＋×≈22.9%，B正确；由题意知，1980年，AA＝10%×(1＋10%)2＝12.1%，Aa＝20%×(1＋10%)2＝24.2%，aa＝70%×(1－10%)2＝56.7%，因此1980年该种群中aa的比例是56.7%÷(24.2%＋12.1%＋56.7%)≈61.0%，C错误；自然选择通过作用于个体的表型而定向改变种群基因频率，D正确。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2020·全国卷Ⅲ)普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示(其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体)。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。回答下列问题：(1)在普通小麦的形成过程中，杂种一是高度不育的，原因是________________________________________________________________________。已知普通小麦是杂种二染色体加倍形成的多倍体，普通小麦体细胞中有________________条染色体。一般来说，与二倍体相比，多倍体的优点是________________________(答出2点即可)。(2)若要用人工方法使植物细胞染色体加倍，可采用的方法有________________(答出1点即可)。(3)现有甲、乙两个普通小麦品种(纯合体)，甲的表现型是抗病易倒伏，乙的表现型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙为实验材料设计实验获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，请简要写出实验思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)杂种一(AB)含有一粒小麦的一个染色体组(A)和斯氏麦草的一个染色体组(B)，由于杂种一无同源染色体，不能进行正常的减数分裂，故其高度不育。普通小麦(AABBDD)有6个染色体组，结合题干信息“A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体”可知，普通小麦体细胞中有42条染色体。一般来说，与二倍体植株相比，多倍体植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加。(2)人工诱导多倍体的方法有：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，低温处理等。(3)若要以甲(抗病易倒伏)和乙(易感病抗倒伏)小麦纯种为实验材料，获得抗病抗倒伏且稳定遗传的新品种，可通过杂交育种或单倍体育种的方法来实现。答案：(1)无同源染色体，不能进行正常的减数分裂　42　营养物质含量高、茎秆粗壮　(2)秋水仙素处理　(3)甲、 乙两个品种杂交，得到F1并自交，选取F2中既抗病又抗倒伏且自交后代不发生性状分离的植株情境二　学习探索情境2．(经典山东高考)100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：(1)黑体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇杂交，F1全为灰体长翅，用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只、黑体残翅198只。如果用横线(——)表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点(·)表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型组成图示为________和________。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为________________。(2)已知卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交，在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅，所有雄果蝇都是卷刚毛直翅，且有一只基因型为XDXdY的异常果蝇，控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，则该果蝇的出现应和________(填“父本”或“母本”)______________(填“减数分裂Ⅰ”或“减数分裂Ⅱ”)异常分裂有关。(3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死)，无其他性状效应。根据隐性纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤：①___________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。结果预测：Ⅰ如果______________，则X染色体上发生了完全致死突变；Ⅱ如果______________，则X染色体上发生了不完全致死突变；Ⅲ如果______________，则X染色体上没有发生隐性致死突变。解析：(1)由题意可知，亲本果蝇的基因型为和，则F1果蝇的基因型为，F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为、。(2)依据题意，可判断出父本的基因型为XDY，母本的基因型为XdXd，所以XDXdY的异常果蝇应是Xd的卵细胞和XDY的精子结合而来。XDY的异常精子应该是父本减数分裂Ⅰ过程中同源染色体没有正常分离导致的。(3)由题意知，该实验的目的是探究受到了X射线辐射的雄果蝇的X染色体上是否发生隐性纯合体致死现象，该实验是探究性实验，因此可能出现X染色体上发生了完全致死突变，可能发生X染色体上发生了不完全致死突变，也可能X染色体上没有发生隐性致死突变；假设X染色体上发生了完全致死突变，F2的性别比例应该是雌∶雄＝2∶1；如果X染色体上发生了不完全致死突变，则F2中雌∶雄的比例介于1∶1和2∶1之间；如果X染色体上没有发生隐性致死突变，则F2的性别比例应该是雌∶雄＝1∶1。答案：(1) 、(2)父本　减数分裂Ⅰ　(3)实验步骤：让这只雄蝇与正常雌蝇杂交得到 F1　F1雌雄果蝇相互交配，得到F2　统计F2中的雌雄比例　结果预测：雌∶雄＝2∶1　雌∶雄的比例介于1∶1和2∶1之间　雌∶雄＝1∶1[命题预测]1．传统的碱基编辑器只能实现胞嘧啶和腺嘌呤间的转换，尚没有碱基编辑器实现嘧啶与嘌呤间的特异性碱基转换。且传统的胞嘧啶碱基编辑器在脱氨酶(AID)的作用下，将DNA单链上的C转变为尿嘧啶(U)经过多次DNA复制才转化为T。近日，中科院生物研究所在新型碱基编辑技术开发中取得了重大突破，首次在微生物中实现任意碱基编辑(过程如图所示)。回答下列问题：(1)自然条件下碱基对发生替换，其本质是发生了______(变异)；传统的碱基编辑器在脱氨酶(AID)的作用下，将DNA单链上的某个C转为U，理论上至少经过________次DNA复制才能转化为T。(2)据图分析，新型碱基编辑器将尿嘧啶糖基转移酶(Ung)带到由胞嘧啶脱氨酶形成的________位点，在该位点脱去尿嘧啶，建立无嘌呤/无嘧啶(AP)位点，DNA损伤位点诱导细胞自身启动DNA修复，从而实现碱基的转变，相对于传统基因编辑，新型编辑的优点在于________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答一点即可)。(3)科学家利用基因工程将某抗体基因导入大肠杆菌中，并利用新型碱基编辑器将基因上的C转化为A，得到了一段无生物活性的多肽链，并且多肽链中氨基酸序列并未发生改变，试分析其可能的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(从两个角度分析)。(4)某同学在查找关于碱基编辑器相关知识时，无意中得知某些病毒可以逆转录或进行RNA复制以合成子代病毒，他确定该类病毒的遗传物质为________，同时他提出了新的疑惑，正常的真核细胞中，自身RNA能否进行RNA复制呢？请你给他解惑：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变，故自然条件下碱基对发生替换，其本质是发生了基因突变；传统的碱基编辑器在脱氨酶(AID)的作用下，将DNA单链上的某个C转为U，第一次复制互补链为A，第二次复制互补链为T，故理论上至少经过2次DNA复制才能转化为T。(2)分析题图，由传统的胞嘧啶碱基编辑器在脱氨酶(AID)的作用下，将DNA单链上的C转变为尿嘧啶(U)可知：新型碱基编辑器将尿嘧啶糖基转移酶(Ung)带到由胞嘧啶脱氨酶形成的尿嘧啶位点，相对于传统基因编辑只能实现胞嘧啶和腺嘌呤间的转换，新型编辑的优点在于能实现任意碱基编辑。(3)科学家利用基因工程将某抗体基因导入大肠杆菌中，并利用新型碱基编辑器将基因上的C转化为A，由于原核生物无内质网、高尔基体等细胞器，无法对多肽链进行加工使其具有生物活性，故得到了一段无生物活性的多肽链，并且多肽链中氨基酸序列并未发生改变，其原因可能是密码子具有简并性，尽管发生一个碱基对替换，但可能对应的氨基酸并未发生改变。(4)逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，RNA复制也是以RNA为模板，故可确定该类病毒的遗传物质为RNA，而正常的真核细胞中，没有RNA复制酶，所以自身RNA不能进行RNA复制。答案：(1)基因突变　2　(2)尿嘧啶　能在微生物中实现任意碱基编辑、摆脱传统碱基编辑依赖多次DNA复制的缺点　(3)大肠杆菌无内质网、高尔基体等，无法加工多肽链使其有生物活性；因密码子具有简并性，发生一个碱基对替换，可能对应的氨基酸并未发生改变　(4)RNA　正常真核细胞中无RNA复制酶，因此无法进行RNA复制2．在巴西海域有一种石斑鱼，是雌雄同体、异体受精，它们不仅在交配时可以相互变性，而且在一天之内，“相互变来变去”可达四五次之多。(1)科研人员构建石斑鱼模型，探究某基因在致病过程中的作用。科研人员敲除石斑鱼细胞中一条染色体上的该基因部分序列，筛选得到该基因杂合突变体。将此突变体与野生型石斑鱼杂交，对得到的F1进行基因测序，发现序列不同的两种突变类型A和B，如图所示。研究者认为，突变型A由于在性状上与野生型差异更大，所以适合用于研究该基因的功能。从分子水平分析，选择突变型A的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)遗传学家在两个纯种石斑鱼品系中均发现了尾鳍变短的隐性突变个体，请设计一个杂交实验，通过一次杂交确定两个品系中的突变个体是否发生了相同基因的突变(要求：写出杂交组合和预期结果及结论)：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)据图分析，比较突变型A与野生型，发现突变型A缺失了5个碱基对；比较突变型B与野生型，发现突变型B缺失了12个碱基对，因此两者都属于碱基对的缺失。其中突变型A的5个碱基对不是3的倍数，造成mRNA上的密码子阅读框错位，对蛋白质影响较大；而突变型B的12个碱基对是3的倍数，造成蛋白质中4个氨基酸缺失，对蛋白质影响相对较小。因此与突变型B相比，突变型A在性状上与野生型差异更大，适合用于研究该基因的功能。(2)由于已经确定尾鳍变短为隐性性状，可让两个品系中尾鳍变短的突变型个体交配，若子代全部表现为尾鳍变短，可判断它们发生了相同基因的突变；若子代全部表现为正常，可判断它们发生了不同基因的突变。答案：(1)突变型A为5个碱基对(非3的倍数)缺失，造成mRNA上的密码子阅读框错位，对蛋白质影响较大；而突变型B为12个碱基对(3的倍数)缺失，造成蛋白质中4个氨基酸缺失，对蛋白质影响较小　(2)杂交组合：让两个品系中尾鳍变短的突变型个体相互交配。　预期结果及结论：若后代尾鳍全部正常，则这两个品系中的突变个体发生了不同基因的突变；若后代尾鳍全部变短，则这两个品系中的突变个体发生了相同基因的突变[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·潍坊二模)经大量临床研究，医学工作者发现了白癜风的致病原因：酪氨酸酶是黑色素合成的关键酶，控制酪氨酸酶的基因发生了突变，使酪氨酸酶活性降低或丧失，导致黑色素分泌不足，从而引发白癜风。下列相关叙述正确的是(　　)A．基因通过酪氨酸酶调控黑色素的合成体现了基因对性状的直接控制B．酪氨酸酶基因突变前后，所在染色体上的基因数目、位置没有发生改变C．控制酪氨酸酶的基因发生突变，导致酪氨酸酶为化学反应提供活化能的能力降低D．皮下注射黑色素会使皮肤恢复正常，这是根治白癜风的有效措施解析：B　基因通过酪氨酸酶调控黑色素的合成体现了基因通过控制酶的合成，控制细胞代谢，进而控制生物体的性状，A错误；基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因碱基序列的改变，所在染色体上的基因数目、位置没有发生改变，B正确；控制酪氨酸酶的基因发生突变，导致酪氨酸酶降低化学反应的活化能的能力降低，C错误；白癜风是基因突变的结果，若想根治需要借助基因治疗，D错误。2．(2021·辽宁模拟)人类性别的形成是以SRY基因为主导的、多基因参与的有序协调表达的生理过程，除染色体变异这一因素外，相关基因发生突变，也可导致性别畸形。下列说法正确的是(　　)A．性别畸形的人往往不能生育，人群中出现该病例极少，仅由基因突变的低频性造成B．基因突变的实质是基因内部结构的改变，如基因内部碱基对的增添、缺失或替换C．发生基因突变后，基因表达的产物如信使RNA、蛋白质分子的结构等一定会发生变化D．人类的性别畸形都与性别相关的基因发生基因突变有关，用DNA探针可实现其产前诊断解析：B　性别畸形的人往往不能生育，人群中出现该病例极少，除由基因突变的低频性造成，也可能由染色体变异引起，A错误；基因突变的实质是基因内部结构的改变，如基因内部碱基对的增添、缺失或替换，B正确；发生基因突变后，由于遗传密码的简并性，基因的表达产物不一定发生变化，C错误；人类的性别畸形，可能与性别相关的基因发生基因突变有关，也可能由染色体变异引起，D错误。3．(2021·德州一模)人的载脂蛋白是由apo­B基因编码产生的分泌蛋白。apo­B基因在肝细胞中的编码产物为含4 536个氨基酸的apoB100，而在肠细胞中的产物为含2 152个氨基酸的apoB48，原因是肠细胞中apo­B基因的mRNA在脱氨酶的作用下一个碱基C转变成了U。下列说法正确的是(　　)A．肠细胞中，apo­B基因的mRNA中提前出现了终止密码子B．与肠细胞相比，肝细胞中缺少对多肽链进行加工的酶C．与肝细胞相比，肠细胞中apo­B基因发生了突变D．apo­B基因在不同细胞中转录出不同的mRNA，翻译出不同的蛋白质解析：A　由题干知，肠细胞中的apoB48氨基酸更少，所以可能mRNA提前出现终止密码子，提前终止了翻译，A正确；对多肽加工的酶属于管家基因表达的蛋白质，对正常生理活动至关重要，不可或缺，人体内的绝大多数活细胞都含有对多肽加工的酶，B错误；DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变，题干中发生转变的是mRNA中的碱基，不属于基因突变，C错误；由题干知，小肠细胞中的脱氨酶将apo­B基因的mRNA上的一个碱基C转变成了U，导致人体载脂蛋白apo­B基因在肝细胞中控制合成的蛋白质含有4 536个氨基酸，但在小肠细胞中控制合成的蛋白质仅有2 152个氨基酸，说明在小肠细胞中mRNA的序列并没有发生改变，只是提前出现了终止密码子，终止了翻译，所以其转录出的mRNA是相同的，D错误。4．(2021·山东模拟)罗伯逊易位，又称着丝粒融合。现有一只雌果蝇，其细胞(2n＝8)中X、Ⅱ号染色体发生罗伯逊易位，如图所示。变异细胞在减数分裂时，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。下列叙述正确的是(　　)A．罗伯逊易位属于基因重组B．观察异常染色体应选择处于分裂间期的细胞C．如不考虑其他染色体，理论上该雌果蝇产生的卵细胞类型有8种D．该果蝇与正常雄果蝇交配能生育出染色体组成正常的后代解析：D　罗伯逊易位属于染色体变异，A错误；观察异常染色体应选择处于分裂中期的细胞，B错误；如不考虑其他染色体，理论上该雌果蝇产生的卵细胞类型有X和Ⅱ号、异常、Ⅱ号和异常、Ⅱ号、X、异常和X共6种，C错误；该果蝇若产生含有X和Ⅱ号染色体的正常卵细胞，则与正常雄果蝇交配后，能生育出染色体组成正常的后代，D正确。5．(2021·滨州二模)如图表示人类的22号染色体和9号染色体形成费城染色体的过程，9号染色体上的原癌基因ABL和22号染色体上的BCR基因重新组合成融合基因(BCR­ABL)，BCR­ABL蛋白能增强酪氨酸激酶的活性，使细胞恶性增殖，这是慢性髓性白血病(CML)的发病原因。下列说法正确的是(　　)A．费城染色体可作为诊断CML的重要依据B．费城染色体的形成是染色体缺失的结果C．该种变异没有导致细胞中基因数目的变化D．原癌基因ABL能够阻止细胞的不正常增殖解析：A　慢性髓性白血病(CML)是由融合基因(BCR­ABL)表达产生的BCR­ABL蛋白诱导的，而融合基因(BCR­ABL)在费城染色体上，因此费城染色体可作为诊断CML的重要依据，A正确；费城染色体的形成是染色体易位的结果，B错误；该种变异属于染色体结构变异中的易位，变异后两条染色体上的两个基因形成了融合基因，说明细胞中基因数目减少了，C错误；阻止细胞不正常增殖的是抑癌基因，D错误。6.(2021·济南模拟)某开红花豌豆植株的一条染色体发生缺失且多了一条染色体，研究发现无正常染色体的花粉不育(无活性)，在减数分裂时，三条染色体可以随机两两联会，剩余的一条随机移向一极，基因B控制红花，b控制白花。如图所示，下列有关说法错误的是(　　)A．该变异可以通过该植株根尖分生区临时装片用光学显微镜观察B．该植株减数分裂能产生BB、Bb、B、b 4种配子且比例为1∶2∶2∶1C．若该植株为父本，正常植株为母本，则杂交后代植株含缺失染色体D．如果该植株自交，其后代的性状表现及比例为红花∶白花＝35∶1解析：D　染色体变异可以通过该植株根尖分生区临时装片用光学显微镜观察，A正确；由于三条染色体可以随机两两联会，剩余的一条随机移向一极，所以该植株减数分裂能产生BB、Bb、B、b 4种配子且比例为1∶2∶2∶1，B正确；由于无正常染色体的花粉不育，所以可育的雄配子的种类和比例为BB∶Bb∶B∶b＝1∶2∶1∶1，其中BB、Bb含有缺失染色体，正常植株为母本，则与雄配子BB结合的子代一定含有缺失染色体与雄配子Bb结合的子代一半含有缺失染色体，故杂交后代植株含缺失染色体，C正确；由于可育的雄配子的种类和比例为BB∶Bb∶B∶b＝1∶2∶1∶1，雌配子种类和比例为BB∶Bb∶B∶b＝1∶2∶2∶1，所以该植株自交，其后代开白花的占1/5×1/6＝1/30，后代的性状表现及比例为红花∶白花＝29∶1，D错误。7．(2021·海口模拟)狮子鱼多栖息于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内，但在马里亚纳海沟7 000米以下生存着一个通体透明的新物种——超深渊狮子鱼。研究发现，该超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，与细胞膜稳定有关的基因也发生了变化，增强了该鱼的抗压能力，下列说法错误的是(　　)A．超深渊狮子鱼视觉退化的实质是种群基因频率发生了定向改变B．超深渊狮子鱼与栖息于海岸岩礁的狮子鱼既存在地理隔离也存在生殖隔离C．深海环境的定向选择提高了与超深渊狮子鱼细胞膜稳定有关基因的频率D．超深渊狮子鱼个体间在争夺食物和栖息空间中相互选择，协同进化解析：D　超深渊狮子鱼视觉退化属于自然选择下的进化，而进化的实质是种群基因频率发生了定向改变，A正确；据题意可知，二者存在地理隔离，因自然选择，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，使得超深渊狮子鱼种群与温带靠海岸狮子鱼种群的基因库不同，二者是两个不同的物种，存在生殖隔离，B正确；与细胞膜稳定有关的基因增强了该鱼的抗压能力，使个体有更强的生存能力，在自然选择下该基因频率提高，C正确；协同进化是指不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展，而超深渊狮子鱼是一个物种，D错误。8．(2021·青岛二模)假基因是与正常编码基因非常相似的DNA序列，一般不被转录，如杨树基因组中只有6%的假基因具有表达活性。根据其来源可分为复制假基因和已加工假基因。科学家推测已加工假基因可能是真核生物细胞中的mRNA先形成cDNA，再整合到染色体上而形成的，由于插入位点不合适或序列发生变化而导致失去原有功能。已知某些致癌的病毒具备这种机制。下列推测错误的是(　　)A．已加工假基因的形成需要逆转录酶的参与B．已加工假基因与原正常编码基因相比碱基序列更短C．假基因因失去原有功能而不能为生物的进化提供原材料D．某些致癌的病毒可以将其基因组整合到人的基因组中解析：C　已加工假基因可能是由mRNA先形成cDNA再整合到染色体上，mRNA形成cDNA需要逆转录酶的参与，A正确；mRNA形成的cDNA不含有内含子，比正常编码基因短，B正确；假基因虽然失去原有功能，但会有一些新功能，部分假基因也有转录活性，也可能产生基因突变，可以为生物的进化提供材料，C错误；某些致癌的病毒也可以将自身基因组整合到人的基因组中，例如乙肝病毒等，D正确。9．(2021·沈阳三模)某精原细胞中m、n为一对同源染色体，其中m为正常染色体，A～E表示基因。该对同源染色体联会后发生的特殊过程如图所示，其中染色体桥在减数分裂Ⅰ时随机断裂，后续的分裂过程正常进行。下列有关叙述正确的是(　　)A．形成该精原细胞的分裂过程中发生了基因突变B．该精原细胞在形成精子过程中发生了染色体结构和数目变异C．该精原细胞经减数分裂产生的含异常染色体的精子占D．图示“染色体桥”中不存在染色体的同源区段解析：C　根据图示分析，n发生了倒位，属于染色体结构变异，A错误；该精原细胞在分裂过程中发生了染色体倒位和片段缺失，B错误；由图可知，同源染色体发生变异后，相连的片段随机断裂，因此该精原细胞产生的含有正常染色体的精子所占比例为，含异常染色体的精子占，C正确；由图可知，图示“染色体桥”中存在染色体A片段的同源区段，D错误。二、不定项选择题10．(2021·聊城二模)在多附肢卤虫体细胞中有一种超双胸基因(Ubx)，该基因不抑制卤虫胚胎胸部附肢的发育，在果蝇中也存在Ubx基因，但在果蝇体内则强烈地抑制胚胎胸部附肢的发育，科学家推测果蝇的祖先很可能是由卤虫的祖先进化而来。分析卤虫和果蝇Ubx蛋白的序列后发现，卤虫的Ubx蛋白C端29个氨基酸中有7个丝氨酸或苏氨酸，而果蝇的Ubx蛋白C端却没有丝氨酸和苏氨酸，原因是Ubx蛋白C端的丝氨酸和苏氨酸被其他氨基酸所取代。下列说法正确的是(　　)A．果蝇的Ubx基因与卤虫的不同，可能是基因突变造成的B．不同卤虫体内的Ubx基因碱基序列有可能不同C．Ubx基因在卤虫和果蝇中表达时所需氨基酸种类一定不同D．与卤虫相比，果蝇Ubx基因的改变是为了适应不同的生存环境解析：AB　由题干信息分析可知，果蝇的Ubx基因与卤虫的不同，可能是基因突变造成的，A正确；卤虫的Ubx蛋白C端29个氨基酸中有7个丝氨酸或苏氨酸，氨基酸不同则对应的基因碱基序列不同，故不同卤虫体内的Ubx基因碱基序列有可能不同，B正确；组成生物体蛋白质的氨基酸大约有21种，Ubx基因在卤虫和果蝇中表达的氨基酸数量可能不同，种类可能不完全相同，C错误；与卤虫相比，果蝇Ubx基因的改变是自然选择的结果，基因的改变可为生物进化提供原材料，D错误。11．(2021·临沂一模)科学家在实验过程中得到组氨酸缺陷型大肠杆菌突变株(his－)，继续培养该突变株时，在个别培养基上得到了功能恢复型大肠杆菌(his＋)。下表是his＋和his－的相关基因中控制某氨基酸的突变位点的碱基对序列。下列叙述正确的是(　　)(部分密码子：组氨酸，CAU、CAC；色氨酸，UGG；苏氨酸，ACC、ACU、ACA、ACG；终止密码，UGA、UAA、UAG。)A．在his＋→his－过程中，基因中核苷酸的种类和数量均未发生改变B．个别培养基上长出了his＋菌落体现了基因突变的低频性和不定向性C．his＋菌株控制产生组氨酸所需的酶中一定含有苏氨酸D．his－菌株中控制有关酶的基因突变后导致翻译提前终止解析：ABD　his＋和his－菌株都含有ATCG四种脱氧核苷酸，所以基因中核苷酸的种类没有改变；另外由于发生的是点突变，所以核苷酸的数量也没有改变，A正确；个别培养基出现his＋，证明了基因突变的低频性和不定向性，B正确；his＋菌株控制产生组氨酸所需的酶中一定含有色氨酸，因为ACC转录出的mRNA上的密码子为UGG，C错误；his－菌株转录出的UGA为终止密码子，所以无法继续翻译，翻译提前终止，D正确。12．(2021·青岛模拟)在人的常染色体上有一个R基因，其表达产物是一种能抑制视网膜瘤细胞的蛋白质。若人的体细胞中缺少R基因，则该个体会出现视网膜瘤。某男孩的左眼出现视网膜瘤，检测发现，该男孩的视网膜瘤细胞的13号染色体上少了一个片段(记作13q14)，如图3所示，而其右眼视网膜细胞中13号染色体正常，如图1所示。该男孩除13号染色体外，其他染色体均正常。下列分析正确的是(　　)A．该男孩视网膜瘤的出现是R基因发生突变的结果B．R基因最可能位于人13号染色体的13q14片段上C．R基因可能是一种抑癌基因，能抑制某些肿瘤细胞的分裂D．与由图1变为图2相比，通常情况下由图1变为图3的概率高解析：BC　R基因突变为r基因，基因型为rr的个体或细胞中缺失了R基因的个体会出现视网膜瘤。“某男孩的左眼出现视网膜瘤，检测发现，该男孩的视网膜瘤细胞的13号染色体上少了一个片段(记作13q14)”，这说明R基因最可能位于13q14片段上，也说明该男孩出现视网膜瘤是染色体缺失了13q14片段导致的，也就是染色体结构变异(缺失)的结果，A错误，B正确；“在人的常染色体上有一个R基因，其表达产物是一种能抑制视网膜瘤细胞的蛋白质”，这表明R基因是一种调控细胞分裂的基因，可能是一种抑癌基因，C正确；图1中的2条13号染色体均正常，其1条染色体缺失13q14后变为图2,2条染色体同时缺失13q14后变为图3，则图1变为图3的概率低于变为图2的概率，D错误。三、非选择题13．(2021·泰安四模)非洲大草原不仅草木茂盛，而且还生活着多种食草动物(如羚羊、大象、犀牛等)和食肉动物(如狮子、猎豹等)，这些动物都具有自己生存的技能，如羚羊通过快速奔跑躲避猎豹的捕食，而猎豹以更快的奔跑速度进行捕猎。该草原上的植物具有很强的再生能力，且能够分泌多种有毒物质进行自我防卫。回答下列问题：(1)在生物进化的过程中，有性生殖作为一种新的繁殖方式出现后，生物进化的速度明显加快，原因是__________________________________________________________________。初级消费者的出现________(填“增强”或“减弱”)了植物种群间的竞争，增加了植物的多样性。(2)协同进化是指_________________________________________________________。羚羊奔跑速度的提高能够使猎豹种群________________________，从而使猎豹种群发生定向进化，猎豹种群进化的结果________(填“会”或“不会”)引起羚羊种群的进化。(3)大型食草动物的啃食活动会对植物造成严重的损害，在这种选择压力下，植物将向着分泌有毒物质方向进化，植物分泌的有毒物质，使食草动物向________________________方向进化。(4)该草原生态系统在防风固沙方面起着重要的作用，体现了生物多样性的________价值，若该草原发生了严重的火灾，则可能会导致____________________层次的生物多样性降低。解析：(1)基因重组产生更多变异类型，更多种性状的子代，更有利于种群适应环境，也更利于种群繁衍，有性生殖过程能够发生基因重组，增加了生物变异的多样性，从而使生物进化的速度加快；初级消费者的出现消耗了植物，生存空间不变，减弱了植物间的竞争。(2)协同进化是不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展；羚羊速度提高对猎豹进行自然选择，淘汰部分猎豹，猎豹种群发生定向进化；猎豹进化淘汰速度慢的羚羊，引起羚羊种群的进化。(3)该草原上的植物能够分泌有毒物质，在被动物啃食时，不能分泌有毒物质的植物被淘汰，植物向分泌有毒物质方向进化；食草动物抗毒才能够食用植物，所以向抗毒方向进化。(4)间接价值：是指对生态系统起到重要调节作用的价值，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用；火灾导致物种、遗传(生态系统)层次的生物多样性降低。答案：(1)有性生殖过程能够发生基因重组，增加了生物变异的多样性，从而使生物进化的速度加快　减弱　(2)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　基因频率发生定向改变　会　(3)对有毒物质形成抗性　(4)间接　物种、遗传(生态系统)14．(2021·江苏模拟)野生型果蝇眼色是暗红色，暗红色源自于棕色素与朱红色素的叠加。棕色素与朱红色素的合成分别受A/a、B/b基因的控制。现有果蝇品系甲为一种棕色素与朱红色素合成均受抑制的白眼纯合突变体。利用该品系进行一系列的杂交实验，回答下列问题。杂交组合父本母本F2表型及比例ⅠF1品系甲暗红眼∶白眼＝1∶1Ⅱ品系甲F1暗红眼∶棕色眼∶朱红眼∶白眼＝43∶7∶7∶43(1)根据杂交结果，推测A/a基因位于________染色体上，B/b基因位于________染色体上(均不考虑X、Y同源区段)。品系甲的基因型为________。(2)根据F2的表型及比例，推测A/a、B/b这两对基因的位置关系是________________________。根据表中数据，推测组合Ⅰ与组合Ⅱ的F2表型及比例不同的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)多次重复上述杂交组合Ⅰ时，发现极少数实验组合中所得F2全为暗红眼，而重复杂交组合Ⅱ，所得F2的表型及比例不变。这种F1雄蝇被称为雄蝇T。已知野生型果蝇及品系甲均为SD＋基因纯合子，研究人员发现雄蝇T的一个SD＋基因突变为SD基因，SD基因编码G蛋白，G蛋白可以与特定的DNA序列结合，导致精子不育。①据此判断雄蝇T杂交结果的原因最可能是__________________________________________________________________________________________________________，SD基因是________(填“显”或“隐”)性突变产生的。②研究人员将雄蝇T与品系甲杂交，子代的表型是__________。将子代中雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交，后代全为暗红色，由此推出SD基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系为________________________________________________。③进一步用射线照射雄蝇T，得到一只变异的雄蝇X，两者体内部分染色体及等位基因(SD、SD＋)如图2所示。将X与品系甲的雌果蝇杂交，所得子代全为雌果蝇，且暗红眼与白眼比例约为1∶1。据此推测，精子不育现象与染色体上一段DNA序列r有关(其在同源染色上相同位置对应的序列记为R)，请在图2中标注雄蝇X的序列r和序列R最可能的位置。请解释X与品系甲的雌果蝇杂交子代全为雌果蝇的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)品系甲与野生型果蝇进行正反交实验，所得F1均为暗红眼，说明控制眼色色素合成的两对基因均位于常染色体上。品系甲为一种棕色素与朱红色素合成均受抑制的白眼纯合突变体，由棕色素与朱红色素的合成分别受A/a、B/b基因的控制可知其基因型应为aabb。(2)F1个体基因型为AaBb，品系甲基因型为aabb，由杂交组合Ⅰ中F2的表型及比例为暗红眼∶白眼＝1∶1可知，这两对基因位于一对同源染色体上。组合Ⅰ与组合Ⅱ的F2表型及比例不同的原因是组合Ⅰ中的雄果蝇(AaBb)减数分裂Ⅰ过程中，眼色基因之间的染色体片段不发生交叉互换，而组合Ⅱ中的雌果蝇(AaBb)可以发生交叉互换。(3)①杂交组合Ⅰ中雄蝇F1基因型为AaBb，产生的精子有AB、ab 2种，极少数实验中所得F2全为暗红眼，则可推测这些极少数的F1雄蝇所产生的携带ab基因的精子不育。由SD基因编码G蛋白，G蛋白可与特定的DNA序列结合，导致精子不育，可判断SD基因相对于SD＋基因为显性。②将雄蝇T(AaBb)与品系甲(aabb)杂交，子代中的雄果蝇与品系甲雌果蝇杂交，所得后代全为暗红眼，由此推测SD基因与A/a、B/b基因在染色体上的位置关系为SD基因与A、B基因位于同一条染色体上。③标注序列r和序列R可能的位置如图：。推测X与品系甲的雌果蝇杂交，其子代全为雌果蝇的原因是SD基因编码的蛋白G可与序列r相互作用，使含有序列r的精细胞发育异常并死亡。答案：(1)常　常　aabb　(2)位于一对同源染色体上　组合Ⅰ中的雄果蝇减数分裂Ⅰ过程中，眼色基因之间的染色体片段不发生交叉互换，而组合Ⅱ中的雌果蝇可以发生交叉互换　(3)①该F1雄蝇产生的携带ab基因的精子不育　显　②全为暗红眼　SD基因与A、B基因位于同一条染色体上　③图见解析　SD基因编码的蛋白G可与序列r相互作用，使含有序列r的精细胞发育异常并死亡15．(2021·大连模拟)果蝇的灰身和黑身、卷翅和直翅是两对独立遗传的性状。科研人员将黑身卷翅与灰身直翅果蝇分别进行正交和反交，发现F1中灰身直翅与灰身卷翅果蝇各占1/2；再将F1中的卷翅雌雄个体相互交配，发现F2代无论雄性还是雌性，卷翅果蝇与直翅果蝇的比例均为2∶1。回答下列问题：(1)其他研究表明，卷翅基因由直翅基因突变而来，卷翅基因控制合成的蛋白质比直翅基因控制合成的蛋白质少了末端的53个氨基酸，则直翅基因突变为卷翅基因时可能发生了碱基的____________________。(2)分析实验结果可知，果蝇的卷翅基因位于________(填“常”或“性”)染色体上。若将F1中的灰身卷翅雌、雄果蝇相互交配，其子代的表型及比例是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)进一步研究发现，F1代的卷翅果蝇体内，卷翅基因(B)所在的染色体上还存在一个隐性基因(d)，该基因可能与致死有关，但不影响存活个体的其他性状，F1代卷翅果蝇的基因型及基因在染色体上的位置如图甲。为了解释F2代果蝇卷翅与直翅的性状分离比为2∶1，有人提出两种假设，一种假设是BB纯合致死，另一种假设是dd纯合致死。实验室有如图所示的甲、乙、丙、丁四种基因型的果蝇可以作为实验材料，若要利用这四种果蝇，从中选择作为亲本，通过亲代交配产生的子一代就能证明一种假设成立、另一种假设不成立(不考虑其他致死原因、也不考虑交叉互换)，可以比较不同亲本杂交的后代情况，请设计一种实验方案(写出实验思路、预期结果及结论)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)其他研究表明，卷翅基因由直翅基因突变而来，卷翅基因控制合成的蛋白质比直翅基因控制合成的蛋白质少了末端的53个氨基酸，基因突变是指基因结构中发生的碱基的增添、缺失或替换引起的基因碱基序列的改变，据此可知，直翅基因突变为卷翅基因时可能发生了碱基的替换、增添或缺失，这些改变导致了终止密码提前出现。(2)亲本中的黑身与灰身进行正反交，后代都是灰身，说明灰身是显性。同理F1中的卷翅雌雄个体相互交配，发现F2代无论雄性还是雌性，卷翅果蝇与直翅果蝇的比例均为2∶1，后代没有性别差异，说明控制卷翅的基因位于常染色体上。假设控制灰身和黑身的基因用A、a表示，控制卷翅和直翅的基因用B、b表示，则F1中的灰身卷翅果蝇的基因型是AaBb，雌雄个体自由交配后，灰身∶黑身＝3∶1，卷翅∶直翅＝2∶1，则后代的表型及比例是灰身卷翅∶灰身直翅∶黑身卷翅∶黑身直翅＝6∶3∶2∶1。(3)进一步研究发现，F1代的卷翅果蝇(Bb)体内，卷翅基因(B)所在的染色体上还存在一个隐性基因(d)，该基因可能与致死有关，但不影响存活个体的其他性状，F1代卷翅果蝇的基因型及基因在染色体上的位置如图甲。为了解释F2代果蝇卷翅与直翅的性状分离比为2∶1，有人提出两种假设，一种假设是BB纯合致死，另一种假设是dd纯合致死。为了证明上述假设，利用题图所示的甲、乙、丙、丁四种基因型的果蝇作为实验材料，设计实验如下：方案1：将乙基因型的雌、雄果蝇自由交配，则产生的子代的基因型为1BBDD(卷翅)、1bbdd(直翅)、2BbDd(卷翅)，若BB纯合致死，则子代卷翅∶直翅＝2∶1；若dd纯合致死，则子代全为卷翅。方案2：分别将甲与丙、乙与丁(或甲与丁)杂交，统计子代的表型及比例。前者的基因型和表型为1BbDd(卷翅)、1Bbdd(卷翅)、1bbDD(直翅)、1bbDd(直翅)，后者的基因型和表型及其比例为1BBDD(卷翅)、1BbDD(卷翅)、1BbDd(卷翅)、1bbDd(直翅)，若BB致死，则前者的子代卷翅∶直翅＝1∶1，后者卷翅∶直翅＝2∶1；若dd纯合致死，则前者的子代卷翅∶直翅＝1∶2，后者卷翅∶直翅＝3∶1。答案：(1)替换、增添或缺失　(2)常　灰身卷翅∶灰身直翅∶黑身卷翅∶黑身直翅＝6∶3∶2∶1(3)方案1：将乙基因型的雌、雄果蝇自由交配，统计子代的表型及比例。若子代卷翅∶直翅＝2∶1，则BB纯合致死；若子代全为卷翅，则dd纯合致死方案2：分别将甲与丙、乙与丁(或甲与丁)杂交，统计子代的表型及比例。若前者的子代卷翅∶直翅＝1∶1，后者卷翅∶直翅＝2∶1，则BB致死；若前者的子代卷翅∶直翅＝1∶2，后者卷翅∶直翅＝3∶1，则dd纯合致死   [教材拾遗]1．我们不常参加体力劳动，假期帮父母割草时，手上很容易磨出“水泡”甚至会出现“血泡”，那么“水泡”中的液体是什么呢？“血泡”与“水泡”的主要区别是什么呢？提示：“水泡”中的液体主要为组织液；“血泡”比“水泡”多了一些血细胞。2．夏季长时间使用空调易引起“空调病”，请从内环境稳态角度分析其中的原因。提示：“空调病”是由于环境变化过于剧烈，超过了人体维持稳态的调节能力，而出现的不适症状。3．糖尿病患者较正常人血浆渗透压高，抗利尿激素分泌相对多，为什么还会出现多尿症状？提示：糖尿病患者血糖含量高，超过了肾小管和集合管对糖的重吸收能力，使尿中含糖，尿液的渗透压高，由渗透性利尿导致多尿。4．溶菌酶杀菌一定为第二道防线吗？提示：不一定。溶菌酶杀菌是非特异性免疫，若在唾液中杀菌，则为第一道防线，若在血浆中杀菌，则为第二道防线。5．艾滋病患者的直接死亡原因是什么？提示：多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤。6．精神抑郁会影响人的免疫系统吗？为什么？提示：会影响。因为人的免疫系统也受到神经系统的调节，抑郁会使神经系统功能紊乱，导致免疫力下降。7．免疫活性物质都是信息分子吗？抗体的作用是什么？提示：不全是。抗体和溶菌酶不是信息分子，细胞因子属于信息分子。抗体的作用是与相应的病原体结合，并抑制病原体的繁殖或对宿主细胞的黏附。8．胸腺被破坏对体液免疫和细胞免疫各有什么影响？提示：胸腺被破坏，细胞免疫全部丧失，体液免疫大部分丧失。9．说出接种疫苗不可以预防所有传染病的原因。提示：因为疫苗只对特定的病原体起作用，有些传染病的病原体会发生变异，有些传染病的机理目前还没有完全研究清楚，或者是还没有研制出针对这些疾病的疫苗。能力一运用归纳概括的科学思维方法串联内环境稳态及调节[核心整合]1．内环境及稳态调节要点归纳(1)内环境各成分的判断(2)组织水肿的原因2．理清以下丘脑为中枢的体温、水盐和血糖调节过程(1)图示(2)分析①下丘脑的四个功能和三个中枢a．四个功能：感受、传导、分泌和调节；b．三个中枢：体温调节中枢、血糖调节中枢和水盐平衡调节中枢。②在升高血糖方面具有协同作用的激素是胰高血糖素和肾上腺素；在调节体温方面具有协同作用的激素是肾上腺素和甲状腺激素。[题点练通]围绕内环境组成与稳态，考查稳态与平衡观1.(2021·山东模拟)血浆蛋白是血浆中多种蛋白质的总称，可以分为白蛋白、球蛋白和纤维蛋白原。白蛋白可以维持机体营养与渗透压，球蛋白具有免疫作用，纤维蛋白原与伤口血凝块的形成有关。下列关于血浆蛋白的叙述错误的是(　　)A．白蛋白不能自由通过毛细血管壁，对于维持机体的体液平衡具有重要作用B．抗体属于球蛋白，由浆细胞和记忆细胞合成并分泌C．纤维蛋白原属于分泌蛋白，合成及分泌过程需要多种细胞结构协调配合D．不同血浆蛋白的功能差异主要取决于其氨基酸序列及其形成的空间结构解析：B　白蛋白是大分子物质，不能自由通过毛细血管壁，对于维持机体的体液平衡具有重要作用，A正确；抗体是由浆细胞分泌的具有免疫功能的球蛋白，B错误；纤维蛋白原分布于血浆中，属于分泌蛋白，其合成及分泌过程需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等多种细胞结构协调配合，C正确；蛋白质的功能差异主要取决于组成蛋白质的氨基酸序列及其形成的空间结构，D正确。2．(2021·聊城一模)“酸碱体质理论”有两种错误观点：其一，人的体质有酸性与碱性之分，酸性体质是“万病之源”，纠正偏酸的体质就能维持健康；其二，人要想健康，应多摄入碱性食物。下列关于人体酸碱平衡的叙述错误的是(　　)A．人体内环境的pH大致相同，不会因食物的酸碱性而剧烈变化B．正常人血浆pH的维持与它含有HCO、H2PO等离子有关C．丙酮酸在组织液中转化成乳酸会导致人体血浆的pH略有降低D．人体各器官、系统协调一致地正常运行是内环境酸碱平衡的基础解析：C　细胞外液中有缓冲对，能将人体的pH维持在7.35～7.45之间，不会因食物的酸碱性而剧烈变化，A正确；正常人血浆pH的维持与它含有HCO/H2CO3、HPO/H2PO等缓冲对有关，B正确；丙酮酸在细胞质基质中转化成乳酸，C错误；人体各器官、系统协调一致地正常运行，是内环境酸碱平衡的基础，D正确。围绕人体水和无机盐的调节，考查复杂情境中解决问题的能力3.(多选)(2021·河北高考)高盐饮食后一段时间内，虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na＋摄入前的水平，但机体依旧处于正钠平衡(总Na＋摄入多于排泄)状态。下列叙述正确的是(　　)A．细胞外液渗透压主要来源于Na＋和Cl－B．细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关C．细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节D．细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时，细胞外液总量和体液总量均增多解析：ABD　细胞外液渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－，A正确；细胞外液渗透压下降回归到正常水平，与主动饮水增加水的摄入、抗利尿激素分泌增加促进肾脏重吸收水有关，B正确；细胞内液中的许多成分与细胞外液可以进行交换，故细胞内液可以参与细胞外液渗透压的调节，C错误；细胞外液渗透压回归但机体仍处于正钠平衡状态，即Na＋量偏多的状态，细胞外液和体液中需保留更多水来维持渗透压，故细胞外液总量和体液总量均增多，D正确。4．(2021·菏泽模拟)尿崩症临床表现为多尿、烦渴、多饮、低比重尿和低渗透压尿。依据病变部位尿崩症可分两类，一类是因抗利尿激素合成或分泌不足引起的中枢性尿崩症，另一类是因抗利尿激素不能发挥作用引起的肾性尿崩症，如图表示正常人和两类尿崩症患者禁水后尿液渗透压的变化曲线，下列分析错误的是(　　)A．下丘脑、垂体受损都可以导致中枢性尿崩症B．个体Ⅱ、Ⅲ分别表示肾性尿崩症和中枢性尿崩症患者C．个体Ⅰ、Ⅱ的尿液渗透压升高均与抗利尿激素有关D．禁水后个体Ⅰ、Ⅲ体内抗利尿激素分泌量会增多解析：B　抗利尿激素合成或分泌不足会引起中枢性尿崩症，所以下丘脑、垂体受损都可以导致中枢性尿崩症，A正确；个体Ⅱ注射抗利尿激素后尿液渗透压升高，所以个体Ⅱ尿液渗透压较低是由抗利尿激素不足造成的，表示的是中枢性尿崩症患者，个体Ⅲ注射抗利尿激素后尿液渗透压没有变化，说明抗利尿激素不能发挥作用，表示肾性尿崩症患者，B错误；个体Ⅰ、Ⅱ的尿液渗透压升高均与抗利尿激素有关，C正确；禁水后个体Ⅰ、Ⅲ体内抗利尿激素分泌量会增多，D正确。有关水盐平衡调节的4个核心点(1)感受器——下丘脑渗透压感受器；调节中枢——下丘脑；渴觉中枢——大脑皮层。(2)抗利尿激素的分泌部位——下丘脑；释放部位——垂体；作用——促进肾小管和集合管对水的重吸收；结果——降低细胞外液渗透压。(3)水盐平衡调节是在神经调节和体液调节的共同作用下，主要通过肾脏来完成的。神经调节途径：细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→大脑皮层→产生渴觉→主动饮水、补充水分；神经—体液调节途径：细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→垂体抗利尿激素→肾小管和集合管重吸收水→尿量减少。(4)引起水盐平衡调节的不是体内水绝对含量的变化，而是渗透压的变化。引起机体抗利尿激素分泌的有效刺激是细胞外液渗透压升高。　　　　 结合体温调节与人体健康的关系，考查社会责任5.(2021·辽宁模拟)自新冠疫情发生以来，我国政府积极应对，新冠疫情得到有效控制。复学复课期间学校坚持每天早中晚给学生测量体温。下列有关体温调节的说法不正确的是(　　)A．人体维持体温相对稳定的中枢在下丘脑B．呼气是人体的主要散热途径，骨骼肌和肝脏是人体的主要产热器官C．当人体遇到寒冷刺激时，甲状腺激素和肾上腺素均可参与机体产热调节D．如果测得某学生的体温是早：36.2 ℃，中：37.8 ℃，则此时段内该学生的产热量大于散热量解析：B　人体维持体温相对稳定的中枢在下丘脑，A正确；人体散热的主要途径是汗液的蒸发和皮肤内毛细血管的散热，B错误；当人体遇到寒冷刺激时，甲状腺激素和肾上腺素分泌增多，通过促进代谢参与机体产热调节，C正确；如果测得某学生的体温是早：36.2 ℃，中：37.8 ℃，则此时段内该学生的产热量大于散热量，导致体温升高，D正确。6．(2021·日照三模)热习服是指机体在长期、反复的暴露于热环境下时，出现一系列的适应性反应。如图是在34 ℃、相对湿度为89%的环境下未热习服和已热习服的人的直肠温度和出汗率随时间的变化曲线。下列相关分析错误的是(　　)A．据图分析，运动过程中机体的产热量大于散热量B．运动时，已热习服人的体温变化比未热习服人的变化大C．已热习服的人运动时汗腺分泌加快，有利于降低体温D．经过热习服训练后，机体调节体温恒定的能力会增强解析：B　运动会使机体产热量明显增多，散热量也会增加，但产热量大于散热量，A正确；由题图可知，已热习服人的体温变化比未热习服人的变化小，B错误；已热习服的人运动时出汗率较高，汗腺分泌加快，能有效增加机体散热量，有利于降低温度，C正确；由题图可知，经过热习服训练后，机体调节体温恒定的能力会增强，D正确。能力二结合免疫调节与人体健康，考查生命观念和社会责任[核心整合]1．体液免疫与细胞免疫关系图解(1)体液免疫和细胞免疫巧妙配合、密切合作，共同调节机体稳态①辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起关键性作用：既参与B细胞的活化，也参与细胞毒性T细胞的活化。②侵入细胞病原体的消灭a．需要细胞毒性T细胞发动细胞免疫，裂解靶细胞，释放抗原；b．失去藏身之所的抗原，再被体液免疫中浆细胞产生的抗体结合；c．抗原与抗体结合形成的沉淀等被吞噬细胞清除。(2)神经系统、内分泌系统与免疫系统构成调节网络2．区分三类免疫失调症[题点练通]结合疫苗和新冠病毒与免疫的关系，考查关注社会责任1.(2021·广东高考)我国新冠疫情防控已取得了举世瞩目的成绩，但全球疫情形势仍然严峻。为更有效地保护人民身体健康，我国政府正在大力实施全民免费接种新冠疫苗计划，充分体现了党和国家对人民的关爱。目前接种的新冠疫苗主要是灭活疫苗，下列叙述正确的是(　　)①通过理化方法灭活病原体制成的疫苗安全可靠②接种后抗原会迅速在机体的内环境中大量增殖③接种后可以促进T细胞增殖分化产生体液免疫④二次接种可提高机体对相应病原的免疫防卫功能A．①④　　　　　　　　　 B．①③C．②④ D．②③解析：A　通过理化方法灭活病原体，使其内部核酸失活，失去繁殖和感染能力，该方法制成的疫苗安全可靠，①正确；疫苗作为抗原已被灭活，不能在机体的内环境中大量繁殖，②错误；接种疫苗后，抗原会刺激B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞，③错误；二次接种后，体内的记忆细胞会迅速增殖、分化为浆细胞，浆细胞快速产生大量的抗体，可提高机体对相应病原体的免疫防卫功能，④正确。2．(2021·临沂模拟)临床研究表明，接种新冠灭活疫苗第一剂7天后，人体普遍开始产生抗体，14～28天抗体阳性率约为60%～90%，接种第二剂28天后抗体阳性率均达90%以上，并形成持续保护，2020年12月，我国开启新冠疫苗接种工作，最初使用的是全病毒灭活疫苗，以下相关说法不正确的是(　　)A．全病毒灭活疫苗包含经过物理或化学处理而被杀死的病毒颗粒或全部外壳成分B．第二剂疫苗进入机体时，会激活记忆细胞的活性，使抗体阳性率迅速上升C．疫苗刺激机体产生的抗体可以特异性识别并诱导新冠病毒凋亡D．由疫苗进入机体至发挥效应的过程体现了细胞间的信息交流解析：C　疫苗是将病原微生物及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的制剂。疫苗失去了致病性，但保留了病原菌的抗原性，人体注射疫苗后，免疫系统便会产生相应的抗体，使人体获得相应的免疫力，A正确；第二剂疫苗可使记忆细胞快速增殖分化成浆细胞，从而产生大量抗体，抗体阳性率上升，B正确；抗体是在抗原的刺激下而产生的具有保护作用的蛋白质，是可以与抗原特异结合的免疫球蛋白，但并不能诱导新冠病毒凋亡，C错误；疫苗进入机体后，需要多种细胞相互配合共同作用，体现了细胞间的信息交流，D正确。借助免疫失调与人体健康的关系，考查学以致用的能力3.(2021·浙江模拟)某白血病患者接受CCR5基因缺失突变者的骨髓移植治疗后，其艾滋病被“治好”。原因在于CCR5基因缺失的骨髓造血干细胞分化的淋巴细胞表面缺乏CCR5蛋白，HIV无法感染。下列说法错误的是(　　)A．HIV内有两条单链RNA，为逆转录病毒B．病毒RNA进入细胞后能进行逆转录形成单链DNA，直接整合到宿主染色体DNA上C．用药物把细胞表面的CCR5蛋白隐藏起来，为治疗艾滋病提供了良好的思路D．HIV可能通过识别细胞表面CCR5蛋白入侵并破坏辅助性T细胞，使机体免疫力下降解析：B　HIV内有两条单链RNA，属于逆转录病毒，A正确；病毒RNA进入细胞后能进行逆转录形成单链DNA，再合成双链DNA才能整合到宿主染色体DNA上，B错误；CCR5基因缺失的骨髓造血干细胞分化的淋巴细胞表面缺乏CCR5蛋白，使HIV无法感染，因此用药物把细胞表面的CCR5蛋白隐藏起来，为治疗艾滋病提供了良好的思路，C正确；HIV可能通过识别细胞表面CCR5蛋白入侵并破坏辅助性T细胞，使机体免疫力下降，D正确。4．(2021·潍坊模拟)生活中有时会看到这样的现象：有的人吃了鱼、虾、蟹等食物后，会发生腹痛、腹泻、呕吐，或是皮肤奇痒难熬；有的人吸入花粉或尘土后，会发生鼻炎或哮喘；有的人注射青霉素后会发生休克。这些都是过敏反应的表现。过敏反应的发生机制如图所示。过敏原可激发体液免疫产生IgE抗体，当过敏原再次入侵机体时，肥大细胞可产生组织胺，使血管壁通透性增加，引起过敏症状。下列说法正确的是(　　)A．过敏反应过程中IgE抗体可吸附在肥大细胞表面，没有淋巴细胞参与B．过敏原再次入侵时与肥大细胞表面IgE抗体结合引发过敏症状C．组织胺使组织液渗透压降低，从而引起组织水肿D．过敏反应是人体免疫系统监视功能的正常反应解析：B　据图分析，过敏反应过程中IgE抗体可吸附在肥大细胞表面，该过程有抗体产生，说明有淋巴细胞参与，A错误；过敏原再次入侵时，与肥大细胞表面IgE抗体结合，使得肥大细胞可产生组织胺和其他化学物质，产生过敏症状，B正确；组织胺使组织液渗透压升高，引起组织水肿，C错误；过敏反应是免疫系统防御功能的异常反应，D错误。围绕免疫的过程和应用，考查实验探究能力5.(2021·厦门模拟)红细胞表面存在的多种蛋白质能与相应抗体结合，从而发生凝集现象。科学家进行了相关的免疫学实验，实验过程和结果如表，下列分析错误的是(　　) 实验过程实验结果实验一提取健康家兔的血清与人的红细胞混合不发生凝集现象实验二用恒河猴的红细胞对实验一的家兔进行重复多次注射，再次提取家兔的血清与人的红细胞混合发生凝集现象A.凝集现象是由抗原和抗体特异性结合引起的B．实验一健康家兔的血清中不含人红细胞的相应抗体C．实验二提取的家兔血清若与恒河猴的红细胞混合也会发生凝集现象D．上述实验表明人的红细胞与恒河猴的红细胞具有不同的抗原特性解析：D　凝集现象是由抗原和抗体特异性结合引起的，A正确；实验一用健康家兔的血清与人的红细胞混合，红细胞不发生凝集现象，说明家兔血清中没有与人红细胞发生凝集现象的抗体，B正确；实验二中用恒河猴的红细胞重复多次注射到实验一的家兔体内，则恒河猴红细胞作为抗原刺激家兔发生免疫反应，产生相应抗体，因此与恒河猴的红细胞混合也会发生凝集现象，C正确；实验二的实验结果表明人的红细胞与恒河猴红细胞具有相同的抗原特性，D错误。6．(2021·日照三模)人偏肺病毒(hMPV)是新发现的一种呼吸道致病病毒，会使患者出现咳嗽、呼吸困难等症状，为探究药物A对该病的治疗作用，研究人员将生理状况相同的健康小鼠均分为两组，先用等量的hMPV感染两组小鼠，然后甲组注射生理盐水、乙组注射等量的药物A溶液，一段时间后测得两组小鼠体内抗体、吞噬细胞和细胞毒性T细胞增加的相对浓度如图所示。下列分析正确的是(　　)A．hMPV入侵机体后，细胞毒性T细胞、吞噬细胞等淋巴细胞均能抵御病毒B．药物A能显著提高吞噬细胞的数量，从而增强机体的第一道防线C．药物A能促进造血干细胞在骨髓分化为T细胞，特异性识别hMPVD．药物A可能促进B淋巴细胞的增殖分化，进而提高抗体的数量解析：D　hMPV入侵机体后，细胞毒性T细胞、吞噬细胞等免疫细胞均能抵御病毒，但是吞噬细胞不属于淋巴细胞，A错误；通过图中甲、乙两组吞噬细胞数据的比较，可以发现药物A能显著提高吞噬细胞的数量，但是吞噬细胞不属于机体的第一道防线，B错误；通过图中甲、乙两组细胞毒性T细胞数据的比较，可知两组基本相同，说明药物A不能促进造血干细胞在骨髓分化为T细胞，C错误；通过图中甲、乙两组抗体数据的比较，药物A可能促进B淋巴细胞增殖分化为浆细胞，进而提高抗体的数量，D正确。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·广东高考)人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标，结果见如图。回答下列问题：(1)与分泌蛋白相似，URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要______________及线粒体等细胞器(答出两种即可)共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐，体现了细胞膜具有____________的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有____________________________。(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(如图，示意图)，该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比，模型组的自变量是__________________，与其他两组比较，设置模型组的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是________________________________________，减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为___________________________________________。解析：(1)URAT1、GLUT9是肾小管细胞膜上的载体蛋白，与分泌蛋白相似，它们在细胞内的合成、加工和运输过程需要核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白质重吸收尿酸盐，体现了细胞膜具有选择透过性的功能特性。原尿中还有许多物质的运输需要借助载体蛋白通过肾小管细胞膜，如葡萄糖、无机盐，它们的跨膜运输方式有主动运输和协助扩散。(2)由题图可知，肾小管细胞具有刷状缘，这种结构能增加细胞膜的表面积，从而增加能吸收尿酸盐的URAT1的数量。(3)与空白对照组比较，模型组灌服了尿酸氧化酶抑制剂，所以该组不仅可以作为高尿酸血症的疾病模型，还可以作为空白对照组和治疗组的对照。(4)由尿酸盐转运蛋白的检测结果分析可知，治疗组的URAT1、GLUT9两种载体蛋白的数量与空白对照组的基本相同，这说明F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是减少肾小管细胞膜上URAT1、GLUT9的数量，从而减少尿酸盐吸收。本题需增设对照组，将高尿酸血症大鼠灌服E，并检测血液尿酸盐含量和相关蛋白含量，对比E与F的作用效果。答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体(答出两种即可)　选择透过性　主动运输、协助扩散　(2)刷状缘能增加细胞膜的表面积，从而增加能吸收尿酸盐的URAT1的数量　(3)灌服尿酸氧化酶抑制剂　作为高尿酸血症的疾病模型，并可作为其他两组的对照　(4)减少肾小管细胞膜上URAT1、GLUT9的数量　向高尿酸血症大鼠灌服E情境二　学习探索情境2．(2020·浙江1月选考)欲研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率，某同学提出了下面的实验思路。请以皮肤存活率为指标，预测实验结果并进行分析。(要求与说明：A、B系大鼠即为A、B品系大鼠。实验条件适宜。皮肤存活率是指移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。排斥反应指移植物作为“非己”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应)实验思路：(1)实验分组与处理：组1：取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位。组2：取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠。组3：取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，注射到未处理的B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠。(2)将上述各组若干只处理后的大鼠进行饲养，每隔一定时间观测皮肤片的存活状况并记录，计算皮肤存活率。回答下列问题：(1)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，其中横坐标为皮肤移植后时间)：(2)分析与讨论：①上述实验思路中，移植皮肤的受体大鼠是________________________。②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞。在实验思路的分组与处理中，若设置组4，其处理是给予大鼠免疫抑制剂，再移植皮肤片。用免疫抑制剂处理的理由是__________________________________________。还可设置组5，其处理是_______________________________，理由是______________________________________。③效应细胞毒性T细胞的生物学功能有______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据题干可知，该实验的目的是研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率。根据实验分组可知：组1是取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位，移植皮肤的受体是A系大鼠，由于同一个体的所有细胞的MHC相同，不存在免疫排斥反应，所以皮肤存活率最高；组2是取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠，移植皮肤的受体是B系大鼠，由于A系大鼠与B系大鼠的MHC不同，对于受体B系大鼠而言，A系大鼠的皮肤是异体移植的组织，会发生初次细胞免疫反应，所以皮肤存活率比组1低；组3是取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，注射到未处理的B系大鼠，并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠，相当于二次免疫应答，比组2的免疫应答更快速而猛烈，皮肤存活率比组2更低。预测实验结果如答案所示，要注意实验的横坐标是皮肤移植后时间，纵坐标是皮肤存活率，三组的曲线趋势要画正确，单位、标题不要忘记书写。(2)①上述实验思路中，移植皮肤的受体是A、B系大鼠。②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞，在实验思路的分组与处理中，若设置组4，其处理是给予大鼠免疫抑制剂，再移植皮肤片，免疫抑制剂处理的作用是抑制T淋巴细胞的增殖及功能，削弱免疫排斥反应，延长移植皮肤的存活时间。异体移植时发生的免疫应答主要是细胞免疫，而细胞免疫需要T淋巴细胞的参与，T淋巴细胞发育的场所是胸腺，若切除大鼠的胸腺，则大鼠体内的T淋巴细胞数量减少，细胞免疫减弱，移植皮肤的存活时间延长。③效应细胞毒性T细胞的生物学功能有对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞。答案：(1)如图(2)①A、B系大鼠　②抑制T淋巴细胞的增殖及功能，延长移植皮肤的存活时间　切除大鼠的胸腺，再移植皮肤　切除胸腺后，T淋巴细胞数量减少，延长移植皮肤的存活时间　③对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞[命题预测]1．新冠病毒主要通过其表面刺突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。新型冠状病毒(RNA病毒)肺炎第一代疫苗指的是灭活疫苗和减毒活疫苗；第二代疫苗又称为亚单位疫苗，是通过基因工程原理获得的具有免疫活性的病原特异性结构蛋白，刺激人体产生抗体；第三代疫苗是核酸疫苗，包括DNA疫苗和mRNA疫苗，其中DNA疫苗是将编码某一抗原蛋白的基因作为疫苗，注射到人体中，通过正常的人体生理活动产生抗原蛋白，诱导机体持续作出免疫应答产生抗体。(1)在疫苗接种的过程中，部分人出现轻度发热现象，从体温调节的角度说明发热的原因是_____________________________________________________________________________。(2)防疫道路千万条，接种疫苗第一条。打两针新冠疫苗，少一份病毒烦恼。请从免疫学角度分析两条口号蕴含的科学道理：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了研究国内外甲、乙、丙三种疫苗的效果差异，A、B两个科研小组分别以感染康复者和从未感染者为实验对象，请判断哪一组选材更科学，并说明原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)DNA疫苗常以腺病毒作为载体，将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中。腺病毒载体疫苗注入人体后，其发挥作用的机理是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)注射疫苗后，部分人出现轻度发热现象，从体温调节的角度说明发热的原因是疫苗引起代谢加快，产热量大于散热量。(2)防疫道路千万条，接种疫苗第一条。打两针新冠疫苗，少一份病毒烦恼。从免疫学角度分析两条口号蕴含的科学道理是：接种疫苗能使机体产生特异性免疫，属于免疫预防，相对其他阻止病毒扩散的措施更有效，更持久，打两针是让机体产生更多的抗体和记忆细胞。(3)B科研小组以从未感染者为实验对象，选材更科学，原因是感染康复者体内存在相应的抗体和记忆细胞，会对实验结果造成干扰。(4)腺病毒载体疫苗注入人体后，其发挥作用的机理是：腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中，并在受体细胞中表达出S蛋白，作为抗原引起人体的免疫应答。答案：(1)(疫苗引起代谢加快)产热量大于散热量　(2)接种疫苗能使机体产生特异性免疫，属于免疫预防，相对其他阻止病毒扩散的措施更有效，更持久，打两针是让机体产生更多的抗体和记忆细胞　(3)B小组；感染康复者体内存在相应的抗体和记忆细胞，会对实验结果造成干扰　(4)腺病毒能够将S蛋白基因转化到受体细胞中，该基因在受体细胞中表达出S蛋白，作为抗原引起人体的免疫应答2．调定点学说认为，人体存在体温调定点。假如人的体温调定点是37 ℃，当体温高于或低于37 ℃时，机体能通过有关调节使体温恢复到37 ℃左右。人体的体温调定点并非一成不变，如病菌、病毒感染等不利因素能引起人体产生致热原(EP)，EP会引起体温调定点改变进而导致发热。(1)维持人体体温的热量主要来源于________________________，体温调节中枢位于________。(2)某人受病毒感染引起发烧，下图是他的体温测量记录，请结合调定点学说回答：①AB段病人常表现为皮肤血管收缩、骨骼肌战栗等，并常伴有“害冷”的感觉，结合资料分析其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②图中BC段人体产热量________(填“大于”“小于”或“基本等于”)散热量。③CD段机体通过________细胞对病毒感染细胞发起攻击，并通过________细胞产生的________快速消灭EP，使体温调定点恢复到正常体温。综上所述，体温调节是________调节机制。解析：(1)维持人体体温的热量主要来源于代谢产热，下丘脑是体温调节的中枢。(2)①根据题意可知，病毒感染产生的致热原(EP)使人体体温调定点升高至40 ℃左右，图中AB段是由细菌感染导致体温调定点上移的过程，使正常体温相当于寒冷刺激，冷觉感受器产生兴奋，一方面传至大脑皮层产生冷觉，另一方面传至下丘脑再经传出神经引起皮肤血管收缩以减少散热和骨骼肌战栗以增加产热使体温迅速升高。②图中BC段病人的体温相对稳定，此时产热量基本等于散热量。③病毒感染的细胞即靶细胞，在特异性免疫中细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触，使其裂解死亡释放出抗原，然后再通过体液免疫中浆细胞产生的抗体与抗原发生特异性结合，快速消灭EP(抗原)，使体温调定点恢复到正常体温。综上所述，可见体温调节的过程中涉及到了神经调节、体液调节和免疫调节，即神经—体液—免疫调节机制作用的结果。答案：(1)代谢产热　下丘脑　(2)①病毒感染产生的致热原(EP)使人体体温调定点升高到40 ℃左右，低于调定点的体温刺激冷觉感受器产生兴奋，一方面传致大脑皮层产生冷觉，另一方面传至下丘脑再经传出神经引起皮肤血管收缩以减少散热和骨骼肌战栗以增加产热使体温迅速升高　②基本等于　③细胞毒性T　浆(效应B)　抗体　神经—体液—免疫[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·潍坊二模)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同。现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。下列叙述正确的是(　　)A．血浆渗透压的大小取决于单位体积内无机盐和小分子有机物的微粒数量B．输入大量的5%葡萄糖溶液后，小鼠的尿量会增加C．血浆中的葡萄糖被细胞不断利用，会导致血糖浓度持续下降D．5%葡萄糖溶液进入血浆中会影响细胞内液的渗透压解析：B　血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，蛋白质是大分子有机物，A错误；输入大量的5%葡萄糖溶液后，小鼠的尿量会增加，B正确；血浆中的葡萄糖被细胞不断利用，不会导致血糖浓度持续下降，C错误；5%葡萄糖溶液是血浆的等渗溶液，故进入血浆中不会影响细胞内液的渗透压，D错误。2．(2020·聊城一模)血液中CO2能够透过血—脑脊液屏障进入脑脊液与H2O结合成碳酸，碳酸解离出来的H＋刺激位于延髓腹外侧浅表部位的中枢化学感受器，引起呼吸中枢兴奋，使呼吸运动加速、加深。下列叙述正确的是(　　)A．哺乳动物细胞无氧呼吸产生CO2发生在细胞质基质B．哺乳动物剧烈运动产生乳酸会导致血浆pH明显降低C．脑脊液、血红蛋白及血浆中的CO2都属于内环境的组成成分D．H＋刺激中枢化学感受器后可产生动作电位从而传递兴奋解析：D　哺乳动物细胞无氧呼吸只能产生乳酸，不会产生CO2，A错误；哺乳动物剧烈运动产生乳酸会导致血浆pH有所降低，但不会明显下降，原因是血浆中存在缓冲物质，B错误；血红蛋白在红细胞内，不属于内环境成分，C错误；H＋刺激中枢化学感受器后可产生动作电位从而传递兴奋，D正确。3．(2021·朝阳区二模)短链脂肪酸(SCFAs)是肠道微生物产生的一类对机体有益的脂肪酸，可以被结肠上皮细胞吸收并进入血液循环。研究表明，SCFAs可通过刺激迷走神经直接向神经系统发出信号，或通过调节肠道激素分泌和免疫系统间接发出信号，从而维持机体内环境的稳态。下列叙述不正确的是(　　)A．SCFAs被结肠上皮细胞吸收后，能为细胞提供能量B．SCFAs可释放到内环境中，作用于靶细胞或靶器官C．SCFAs通过神经—体液—免疫调节机制维持机体内环境稳态D．SCFAs一定能治疗肠道微生物群失调引起的疾病解析：D　SCFAs被结肠上皮细胞吸收后，能为细胞提供能量，A正确；SCFAs可释放到内环境中，作用于靶细胞或靶器官，B正确；SCFAs通过神经—体液—免疫调节机制维持机体内环境稳态，C正确；SCFAs不一定能治疗肠道微生物群失调引起的疾病，D错误。4．(2021·沈阳模拟)发热是人体稳态失调的一种重要信号。科学家研究表明，当机体高热(38.5 ℃及以上)达到6小时，就可以有效诱导热休克蛋白90(Hsp90)表达并发挥作用，从而促进T细胞迁移到淋巴结和炎症部位。一旦Hsp90被成功诱导，即便体温回归正常水平，Hsp90的表达也可以维持大约48小时。下列相关叙述正确的是(　　)A．在人体抵御病原体入侵时，免疫细胞对机体维持内环境的稳态发挥重要作用B．细胞免疫中，二次免疫时记忆细胞只能由细胞毒性T细胞增殖分化而成C．高烧初期应立即使用退烧药，这样对免疫细胞迁移的影响不大D．高烧时患者会感到冷，可通过加盖棉被或增添衣物来促进汗液分泌，从而增加散热解析：A　当机体高烧(38.5 ℃及以上)达到6小时，就可以有效诱导热休克蛋白90(Hsp90)表达并发挥作用，从而促进T细胞迁移到淋巴结和炎症部位。因此免疫细胞的迁移运动是机体发挥免疫防御的关键环节，对机体维持内环境的稳态发挥重要作用，A正确；在细胞免疫中，二次免疫时，同一种抗原刺激记忆T细胞，记忆T细胞增殖分化成细胞毒性T细胞，B错误；高烧初期使用退烧药，会影响发热对免疫细胞黏附与迁移的促进作用，而高热6小时后再使用退烧药降温，对免疫细胞迁移的影响不大，C错误；对于高烧患者而言，加盖棉被或增添衣物会阻碍其散热，从而使病情更严重，D错误。5．(2021·淄博模拟)人体皮肤破损后，容易感染病菌，引起炎症反应，通常具有“红肿热痛”的表现。如果炎症反应过强，就会造成过多的自体细胞损伤，而大量被破坏的细胞释放细胞内容物，又会进一步给免疫系统提供更多的分子信号，导致反应进一步增强。下列有关叙述不正确的是(　　)A．皮肤破损引起炎症反应是人体的第一道防线发挥作用的结果B．炎症反应的发生常伴有发热现象，此时机体产热不一定大于散热C．炎症反应不属于自身免疫病D．炎症反应过强引起正反馈调节，不利于维持机体的稳态解析：A　炎症反应是人体的第二道防线发挥作用的结果，属于非特异性免疫反应，A错误；炎症反应的发生常伴有发热现象，若处于恒等的发热状态，此时机体产热等于散热，B正确；炎症反应属于正常的免疫反应，不属于自身免疫病，C正确；炎症反应过强引起正反馈调节，会造成大量的自体细胞损伤，不利于维持机体的稳态，D正确。6．(2021·济南二模)为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行了实验：首先记录实验兔的正常尿量a(单位：滴/分钟)，然后在耳缘静脉注射垂体提取液0.3 mL，记录尿量b；待尿量恢复正常后，耳缘静脉注射10%葡萄糖溶液20 mL，再次记录尿量c。下列叙述错误的是(　　)A．若尿量b小于a，是因为垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了兔肾小管和集合管重吸收水B．若尿量c小于a，则是由兔的细胞外液渗透压升高引起的C．血糖升高后，降血糖的调节过程中感受器位于下丘脑D．给兔注射高渗NaCl溶液导致尿量减少的原因与注射垂体提取液引发尿量减少的原因不同解析：D　抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收；若尿量b小于a，是因为垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了兔肾小管和集合管重吸收水，A正确；若尿量c小于a，则是由耳缘静脉注射10%葡萄糖溶液20 mL，导致兔的细胞外液渗透压升高引起的，B正确；血糖升高后，降血糖的调节过程中感受器位于下丘脑，C正确；给兔注射高渗NaCl溶液导致尿量减少的原因与注射垂体提取液引发尿量减少的原因相同，都是抗利尿激素增多，D错误。7．(2021·潍坊模拟)抗利尿激素与靶细胞膜表面的P蛋白结合后可促进靶细胞对水的重吸收。某患者由于P蛋白基因发生基因突变使得P蛋白的结构发生改变，从而导致靶细胞对水的重吸收出现障碍。下列说法正确的是(　　)A．分泌抗利尿激素的细胞还能分泌促甲状腺激素，该激素能够促进甲状腺的生长发育　　B．抗利尿激素作用的靶细胞是肾小管和集合管上皮细胞，人体内只有这些细胞中含有P蛋白基因　　C．该患者体内抗利尿激素的含量较高，且具有多饮、多尿的症状　　D．可通过对患者注射抗利尿激素进行治疗解析：C　抗利尿激素是由下丘脑神经细胞分泌的，而促甲状腺激素是由垂体分泌的，A错误；抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，故其作用的靶细胞是肾小管和集合管上皮细胞；人体内所有的体细胞(成熟红细胞除外)中都含有P蛋白基因，但P蛋白基因只在肾小管和集合管上皮细胞中表达，B错误；该患者由于肾小管和集合管对水的重吸收发生障碍，使过多的水通过尿液排出体外即多尿，故其细胞外液的渗透压偏高，通过调节可使抗利尿激素的分泌量增加，饮水量增加，C正确；患者患病的原因是其体内的抗利尿激素不能被靶细胞识别，从而不能发挥作用，故不能通过注射抗利尿激素对患者进行治疗，D错误。8．(2021·济南一模)小檗碱也叫黄连素，是从中药黄连中分离出来的一种生物碱，具有抗炎、解热等功能。热激蛋白HSP70是体温调节中的重要因子，也是小檗碱发挥解热作用的靶点。小檗碱可降低TBP蛋白与HSP70基因启动子区域内的“TATAbox”的结合，抑制HSP70基因的转录，使其表达水平下降，最终抑制体温的升高。下列叙述错误的是(　　)A．服用小檗碱可以缓解体温升高的症状B．HSP70含量降低会抑制体温升高C．体温升高过程中机体的产热量大于散热量D．“TATAbox”是DNA聚合酶的结合位点解析：D　小檗碱最终使得HPS70基因表达水平下降，抑制体温升高，A正确；HSP70基因转录受抑制会抑制体温升高，由此可推测HSP70的存在促使体温升高，因此HSP70含量降低会抑制体温升高，B正确；机体体温升高的过程中，产热量会大于散热量，从而使得体温升高，C正确；TBP蛋白与HSP70基因启动子区域内的“TATAbox”结合，抑制HSP70的转录，由此可推测“TATAbox”是RNA聚合酶的结合位点，D错误。9．(2021·烟台模拟)人在恐惧、焦虑时会发生体温上升、心跳加快、血压升高、尿量增加等生理变化，这些变化受肾上腺素和钠尿肽等的调节。钠尿肽是心房壁细胞在受到牵拉(如血量过多)时合成并释放的肽类激素，能减少肾脏对水分的重吸收。下列说法错误的是(　　)A．若体温上升后维持在38.5 ℃，此时机体的产热量等于散热量B．钠尿肽与抗利尿激素的靶细胞可能相同，但是作用相反C．心房壁细胞释放的钠尿肽增加可使血浆渗透压升高，组织液减少D．肾上腺素分泌增多使心脏血输出量增多，会导致钠尿肽释放量减少解析：D　体温维持在38.5 ℃时，机体的产热量等于散热量，A正确；在尿量的调节中，钠尿肽的作用效果是使尿量增多，而抗利尿激素的作用效果是促进肾小管和集合管对水分的重吸收作用，进而使尿量减少，故两者靶细胞可能相同，但是作用相反，B正确；心房壁细胞释放的钠尿肽能减少肾脏对水分的重吸收，其分泌增加可使血浆渗透压升高，组织液减少，C正确；结合题意可知，肾上腺素的作用效果是引起机体体温升高、心跳加快、血压升高，据此可推测肾上腺素分泌增多会引起心脏血输出量增多，进而导致钠尿肽释放量增多，D错误。二、不定项选择题10．(2020·青岛模拟)随着人民生活水平的提高，宠物狗越来越多，但由于人们防护意识薄弱，我国狂犬病毒携带者每年增加五万人，每年约3 000人死于狂犬病。目前狂犬病只有根据疫苗接种来防止感染，冻干人用狂犬病疫苗是对狂犬病病毒灭活后经一系列程序制成的，一般对被病犬咬伤严重者的免疫程序是咬伤部位先注射抗血清，然后于0天、3天、7天、14天、28天各注射1剂疫苗。下列相关叙述错误的是(　　)A．给被咬伤者注射的抗血清主要成分是抗体，可快速结合抗原B．T细胞是由造血干细胞通过增殖和分化形成并在胸腺中发育成熟的C．给被咬伤者持续注射5针疫苗，主要目的是增加B细胞和浆细胞的数量D．注射狂犬疫苗后，若遇到狂犬咬伤而感染病毒，相应的记忆细胞能迅速产生抗体解析：CD　给被咬伤者注射的抗血清的有效成分主要是抗体，可快速结合抗原，A正确；T细胞是由造血干细胞通过增殖和分化形成并在胸腺中发育成熟的，B正确；给被咬伤者持续注射5针疫苗，主要目的是增加记忆细胞和抗体的数量，C错误；记忆细胞不能产生抗体，应该是记忆细胞迅速增殖分化为浆细胞，浆细胞产生抗体，D错误。11．(2021·辽宁模拟)免疫CAR­T细胞疗法在白血病、淋巴瘤、黑色素瘤、脑胶质瘤等恶性肿瘤治疗中均显示出良好的效应。CAR­T治疗包括以下步骤：首先从癌症病人身上分离免疫T细胞，利用基因工程技术给T细胞加入一个能识别肿瘤细胞并能同时激活T细胞杀死肿瘤细胞的嵌合抗体，T细胞就变身为CAR­T细胞；再经过体外培养，大量扩增CAR­T细胞，把扩增好的CAR­T细胞输回病人体内；最后严密监护病人。下列有关说法正确的是(　　)A．T细胞仅参与人体细胞免疫过程B．CAR­T细胞输回病人体内不会发生免疫排斥反应C．出现恶性肿瘤说明免疫系统的监视功能异常，属于自身免疫病D．加在T细胞上的嵌合抗体与肿瘤细胞的识别具有特异性解析：BD　T细胞既参与人体细胞免疫过程，又参与体液免疫，A错误；CAR­T细胞是经过基因工程改造的T细胞，因此输回病人体内不会发生免疫排斥反应，B正确；出现恶性肿瘤说明免疫系统的监视功能异常，属于免疫缺陷病，C错误；加在T细胞上的嵌合抗体与肿瘤细胞的识别具有特异性，D正确。12．(2021·临沂一模)肾小管对葡萄糖重吸收主要依靠上皮细胞的钠—葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT­2)，Na＋首先被上皮细胞Na＋泵泵出，为葡萄糖协同转运提供动力。长期注射胰岛素可能会产生抗胰岛素抗体，致使部分患者胰岛素用量越来越大，但血糖浓度依然很高。服用SGLT­2抑制剂可抑制葡萄糖的重吸收，使葡萄糖随尿排出以降低血糖。下列叙述错误的是(　　)A．胰岛素通过加速细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存降低血糖浓度B．肾小管重吸收葡萄糖直接消耗的ATP主要由线粒体提供C．长期注射胰岛素会引起B细胞和记忆细胞产生抗体D．SGLT­2抑制剂具有改善胰岛素的敏感性和利尿作用解析：BC　胰岛素通过加速细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而降低血糖浓度，A正确；肾小管重吸收葡萄糖消耗的能量来自Na＋浓度梯度中储存的能量，B错误；只有浆细胞能产生抗体，C错误；据题干分析可知，SGLT­2抑制剂具有改善胰岛素的敏感性和利尿作用，D正确。三、非选择题13．(2021·江苏模拟)如图表示神经内分泌系统和免疫系统之间的相互关系，其中CRH是促肾上腺皮质激素释放激素，ACTH是促肾上腺皮质激素。据图回答：(1)人遇到紧急情况时，下丘脑释放的CRH增多，此过程中，下丘脑属于反射弧中的____________________(填结构名称)。CRH只作用于垂体细胞的根本原因是________________________________________________________________________。应激状态下导致糖皮质激素增多，该过程的调节方式为________________。(2)血液中糖皮质激素含量增多会对下丘脑、垂体的分泌活动有________作用，其意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究表明，长期焦虑和紧张会导致机体免疫力下降，更容易引发癌症。结合图中信息分析，可能的原因是紧张和焦虑导致患者体内糖皮质激素水平增高，抑制了免疫系统的功能，使机体难以及时识别和消除体内的癌变细胞。但在SARS疫情期间，医生曾在抢救危重患者时使用大剂量的糖皮质激素；据图分析其简要治疗原理是______________抑制患者免疫系统的功能，降低细胞因子含量，防止细胞因子风暴带来的________________，而在近期的新冠疫情中，医生却对使用该激素表现非常慎重。你认为主要的原因可能是____________________________________________。(4)地塞米松是一类糖皮质激素类(固醇类)药物，无论是口服还是直接涂抹在感染部位都容易被机体吸收，主要原因是________________________________________________。与糖皮质激素相比，地塞米松的储钠效应较弱，因此肾上腺皮质功能减退的患者如果长期使用地塞米松来治疗，会对神经系统产生的直接影响是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)应激状态下会通过反射弧使下丘脑分泌的CRH增多，下丘脑属于神经中枢和效应器。因为只有垂体细胞中的CRH受体的基因被选择性表达，所以CRH只作用于垂体细胞。据图可知，应激状态下，最终导致糖皮质激素增多，该过程的调节方式为神经—体液调节。(2)由图示看出，血液中糖皮质激素含量增多会通过负反馈调节抑制下丘脑、垂体的分泌活动，其意义是维持内环境中糖皮质激素含量的相对稳定。(3)长期焦虑和紧张会使体内糖皮质激素水平增高，抑制了免疫系统的功能，使机体难以及时识别和清除体内的癌变细胞。在SARS疫情期间，医生在抢救危重患者时使用大剂量的糖皮质激素，其原理是糖皮质激素抑制患者免疫系统的功能，降低细胞因子含量，防止细胞因子风暴带来的组织器官损伤。而在近期的新冠疫情中，医生却对使用该激素表现非常慎重，原因是大剂量的糖皮质激素可引起代谢紊乱、诱发或加重感染等副作用。(4)地塞米松是一类糖皮质激素类(固醇类)药物，因为固醇类激素可通过自由扩散被细胞吸收，所以无论是口服还是直接涂抹在感染部位都容易被机体吸收。肾上腺皮质功能减退的患者如果长期使用地塞米松来治疗，会使细胞外液钠离子含量降低，导致动作电位下降。答案：(1)神经中枢、效应器　只有垂体细胞中的CRH受体的基因被选择性表达　神经—体液调节　(2)抑制　维持内环境中糖皮质激素含量的相对稳定　(3)糖皮质激素　组织器官损伤　大剂量的糖皮质激素可引起代谢紊乱、诱发或加重感染等副作用　(4)固醇类激素可通过自由扩散被细胞吸收　细胞外液钠离子含量降低，导致动作电位下降14．(2021·辽宁一模)某处方药含一种活性成分，其药效可能与速释与缓释两种给药方式有关。研究人员对此进行了研究。图1为给药后时间与平均血浆浓度的关系图，图2为给药后时间与平均症状评分(该分越低，症状越轻)的关系图。回答下列问题：(1)据图分析，服药后，药物活性成分在血浆中的浓度变化是____________，药物浓度与平均症状评分的关系是__________________________。(2)药物口服后，经小肠上皮细胞进入组织液后可能的去向有__________________；为降低药物在体内存留时间过久引起的毒副作用，可设法________(填“升高”或“降低”)抗利尿激素的含量，使药物随尿液排出。(3)结合图1与图2可知，________(填“速释”或“缓释”)给药方式可使有效成分在血浆中的浓度持续较高，药效发挥作用时间更为长久，且可________(填“延长”或“缩短”)服药时间间隔。解析：(1)据题图分析可知，服药后，药物活性成分在血浆中的浓度变化是先上升后下降，平均症状评分为先下降后上升，因此药物浓度与平均症状评分呈负相关。(2)药物被小肠上皮细胞吸收后进入内环境，由细胞外液构成的液体环境叫作内环境，血浆、组织液和淋巴液都是细胞外液。抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收，减少尿液，故这里应降低抗利尿激素的含量。(3)根据图1与图2可知，缓释给药的方式可使药物的有效成分浓度在血浆中持续较高，可延长服药的时间间隔。答案：(1)先上升后下降　呈负相关　(2)进入血浆或淋巴液　降低　(3)缓释　延长15．(2021·宜春模拟)褪黑素是一种由松果体腺分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。研究小组采用小鼠口服褪黑素的方法对其调节免疫的功能进行研究，结果如表。回答下列问题：　　测定指标组别　　脾淋巴细胞增殖能力(相对值)NK淋巴细胞活性(相对值)抗体生成细胞数量(相对值)对照组111低剂量组1.311.621.05高剂量组1.051.161.03(1)褪黑素是松果体分泌的一种激素，其调节方式的特点是_______________________(至少写出两点)。据表中信息分析，可能存在褪黑素受体的细胞有________________________(答出两种即可)。(2)褪黑素俗称脑白金，其分泌有昼夜节律，晚上分泌的多，白天分泌得少，具有调整睡眠的作用。有人喜欢长期熬夜玩手机或电脑，从而扰乱了生物钟，推测其原因是____________________________________。体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与________免疫过程。且________剂量更有利。(3)研究发现，通过药物抑制褪黑素的合成会显著抑制实验动物胸腺的发育和功能，推测褪黑素能通过影响______________________________________________，进而影响机体的细胞免疫和体液免疫。综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)科学家发现褪黑素具有一定的催眠作用。请利用若干健康且生理状态相同的大白鼠、褪黑素制剂、生理盐水、注射器等材料和用具，设计一个实验来探究褪黑素具有一定的催眠作用。简要写出实验设计思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)激素调节的特点有①微量和高效；②通过体液运输；③作用于靶器官、靶细胞；据表中信息分析，添加一定剂量的褪黑素，小鼠的脾淋巴细胞增殖能力、NK淋巴细胞活性和抗体生成细胞数量均有所增加，所以可能存在褪黑素受体的细胞有脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞。(2)长期熬夜玩手机或电脑，手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌，进而影响睡眠，扰乱了生物钟。体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与细胞免疫过程，且低剂量组NK淋巴细胞活性更高，所以低剂量更有利。(4)分析题意可知，该实验的目的是验证褪黑素具有一定的催眠作用，故自变量为是否有褪黑素，因变量为大白鼠睡眠情况，故可设计实验如下：将若干健康且生理状态相同的大白鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服(注射)一定剂量的褪黑素制剂，乙组口服(注射)等量的生理盐水，观察两组大白鼠的睡眠情况。答案：(1)①微量和高效；②通过体液运输；③作用于靶器官、靶细胞　脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞　(2)手机或电脑的光线抑制了褪黑素的分泌，进而影响睡眠　细胞　低　(3)T淋巴细胞的生长、发育和细胞因子的产生　褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力　(4)将若干健康且生理状态相同的大白鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服(注射)一定剂量的褪黑素制剂，乙组口服(注射)等量的生理盐水，观察两组大白鼠的睡眠情况   [教材拾遗]1．人的自主神经系统控制的活动不受意识支配，是否说明人的内脏活动不受神经中枢的控制？举例说明。提示：不是。人的自主神经系统由交感神经和副交感神经组成，它们分别是脊神经和脑神经，控制人的内脏活动。2．如何解释某些成年人受到外伤或老年人患脑梗塞后，出现意识丧失，出现像婴儿一样的“尿床”现象？提示：该状况的出现表明外伤或脑梗塞已伤及控制排尿的高级中枢(即大脑)，致使丧失高级中枢对排尿这种低级中枢的控制作用。3．兴奋的传导、传递消耗能量吗？举例说明。提示：消耗。恢复静息电位后，Na＋—K＋泵活动加强，泵出Na＋，泵入K＋，为主动运输，消耗能量；神经递质由突触前膜释放的方式为胞吐，消耗能量。4．神经递质都是小分子物质，却以胞吐方式释放，有什么意义？提示：短时间内使神经递质大量释放，从而保证神经调节的快速、准确。5．神经纤维在静息时和受刺激时的膜电位有何特点？其离子基础是什么？兴奋在神经纤维上的传导形式是什么？为什么受刺激点兴奋后，邻近的点也能兴奋？提示：神经纤维在静息时膜电位表现为外正内负，离子基础是K＋外流；神经纤维受到刺激时，膜电位表现为外负内正，离子基础是Na＋内流。兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号(神经冲动、局部电流)。由于兴奋部位与未兴奋部位存在电位差，发生电荷移动，形成局部电流，局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，将兴奋向前传导，后方又恢复为静息电位。6．临床上通过抽取血样来检测内分泌疾病的原理是什么？提示：内分泌腺分泌的激素通过体液运输，随血液流经全身。7．人体内需要源源不断地产生激素的原因是什么？提示：激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活。8．马拉松运动员在比赛过程中，血糖不断被消耗，但它的含量仍然稳定在6 mmol/L左右。血糖可以通过哪些途径得到补充？提示：血糖可以通过三条途径得到补充：食物中的糖类消化吸收，肝糖原分解，脂肪酸等非糖物质转化。运动员在比赛过程中，主要通过肝糖原分解来补充血糖。9．糖尿病病人出现“多尿”的原因是什么？提示：原尿中含有大量的糖，渗透压升高导致肾小管和集合管对水分的重吸收困难，使尿液增多。 能力一运用模型构建的科学思维方法分析神经调节的方式、过程及特点[核心整合]1．模式图解兴奋传导与传递过程2．曲线图解兴奋产生的机制与特点[题点练通]围绕神经调节的结构基础和基本方式，考查对基本知识的理解能力1.(2021·山东泰安市四模)用橡皮锤轻轻敲击股四头肌的肌梭，受刺激的神经末梢会发生神经冲动，从而导致伸肌收缩、屈肌舒张，完成膝跳反射，该反射的反射弧如图所示。该反射发生的过程中需要中间神经元的参与，依据释放的神经递质不同，中间神经元可分为兴奋性中间神经元和抑制性中间神经元。下列分析正确的是(　　)注：“＋”表示兴奋，“－”表示抑制。A．刺激A点与刺激肌梭都会产生膝跳反射B．做过膝跳反射测试的同学，可通过大脑皮层抑制反射的发生C．刺激A点引起抑制性中间神经元释放神经递质，下一神经元的膜电位不变D．分别刺激A点和B点，通过观察伸肌的反应证明兴奋在突触处单向传递解析：B　刺激A点虽会引起膝跳反应，但由于没有经过完整的反射弧，不能称为反射，A错误；高级中枢控制低级中枢的活动，故做过膝跳反射测试的同学，可通过大脑皮层抑制反射的发生，B正确；刺激A点引起抑制性中间神经元释放神经递质，下一神经元的静息电位差增大，C错误；刺激A点和B点，伸肌都会反应，故通过观察伸肌的反应不能证明兴奋在突触处单向传递，D错误。2．(2021·沈阳模拟)“暂时联系接通”的机制是条件反射学说的一个基本理论问题。俄国生理学界传统的观点认为：“暂时联系”是在大脑皮层内接通的。如图是利用声音刺激建立“唾液分泌性食物条件反射”的机制。(1)人们第一次吃梅子时，酸味会刺激舌部的神经元并使其兴奋，该过程中，神经元膜内电位变化为__________________。兴奋传至延髓中的唾液中枢，中枢通过传出神经发出“命令”给唾液腺，引起唾液分泌，这属于________反射，兴奋同时经延髓、下丘脑传至大脑皮层的味觉中枢并使其兴奋，形成味觉。(2)如果人们再次听到“梅子”二字，耳部传入神经末梢会产生兴奋，并将兴奋传导至大脑皮层形成听觉，此时还不会引起唾液分泌。这一过程__________(填“属于”或“不属于”)反射，理由是________________________。(3)请结合该图描述，写出听到“梅子”后引起唾液腺分泌唾液的可能途径是________________________________________________________________________。解析：(1)兴奋过程中，神经元膜内电位变化为负电位变成正电位。吃梅子引起唾液分泌，属于非条件反射。(2)如果人们再次听到“梅子”二字，耳部传入神经末梢会产生兴奋，并将兴奋传导至大脑皮层形成听觉，此时还不会引起唾液分泌(效应器没有作出应答反应)。这一过程不属于反射，理由是没有经过完整反射弧。(3)听到“梅子”后引起唾液腺分泌唾液的可能途径是：声音→耳朵→听觉中枢→味觉中枢→唾液腺。答案：(1)负电位变成正电位　非条件　(2)不属于　没有经过完整反射弧　(3)声音→耳朵→听觉中枢→味觉中枢→唾液腺围绕兴奋的传导与传递，考查复杂情境中解决问题的能力3.(2021·湖南高考)研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位，记录离子进出细胞引发的膜电流变化，结果如图所示，图a为对照组，图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是(　　)A．TEA处理后，只有内向电流存在B．外向电流由Na＋通道所介导C．TTX处理后，外向电流消失D．内向电流结束后，神经纤维膜内Na＋浓度高于膜外解析：A　由题图可知，TEA处理后，只有内向电流存在，A正确；由题图可知，TEA处理后，阻断了K＋通道，外向电流消失，说明外向电流由K＋通道所介导，B错误；由题图可知，TTX处理后，内向电流消失，C错误；内向电流结束后，神经纤维膜内Na＋浓度依然低于膜外，D错误。4．(2021·济南模拟)某些种类的毒品可以使人产生兴奋和愉悦感，经常吸食会对神经系统造成严重损伤并使人上瘾。如图表示某毒品的作用机理。有关叙述错误的是(　　)A．该毒品分子与转运蛋白结合，导致组织液中神经递质含量增加，使人在一段时间内持续兴奋B．某些神经递质可以参与机体对激素分泌的调节，其作用的发挥与细胞膜的信息交流功能有关C．图中神经递质均会与突触后膜上的受体蛋白结合，并且发挥作用后，立即被灭活D．长期吸毒会导致受体蛋白数量减少，为获得同等愉悦感，需不断增加吸食毒品的剂量解析：C　该毒品分子与转运蛋白结合，导致神经递质不能被回收，从而使组织液中神经递质含量增加，而该神经递质为兴奋性神经递质，故人在一段时间内会持续兴奋，A正确；某些神经递质可以参与激素分泌的调节，其作用受体位于细胞膜上，与细胞膜的信息交流功能有关，B正确；由图可知，突触间隙的神经递质可被转运蛋白回收回突触小体，因此神经递质发挥作用后不一定会被立即灭活，C错误；由图中信息可知，长期吸毒会导致受体蛋白数量减少，因此为获得同等愉悦感，需不断增加吸食毒品的剂量，D正确。5．(2021·朝阳区二模)某研究发现，环境温度升高使AC神经元的阳离子通道(TrpA1)被激活，阳离子内流导致AC神经元兴奋。该信号通过神经传导，最终抑制PI神经元兴奋，从而促进夜晚觉醒。具体过程如图所示，下列相关分析不正确的是(　　)A．AC神经元受到高温刺激时TrpA1被激活，阳离子内流产生动作电位B．干扰AC神经元中TrpA1的表达会使高温促进夜晚觉醒的作用减弱C．兴奋由AC神经元传至DN1P神经元时，完成电信号—化学信号—电信号的转换D．DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合使PI神经元兴奋解析：D　环境温度升高使AC神经元的阳离子通道(TrpA1)被激活，阳离子内流导致AC神经元产生动作电位，A正确；干扰AC神经元中TrpA1的表达，会影响AC神经元兴奋，进而使高温促进夜晚觉醒的作用减弱，B正确；由图示可知，兴奋由AC神经元传至DN1P神经元时要通过突触传递，完成电信号—化学信号—电信号的转换，C正确；DN1P神经元释放的递质CNMa与CNMa受体结合会抑制PI神经元兴奋，D错误。Na＋、K＋与膜电位变化的关系(1)(2)　　　　 借助神经系统的分级调节和人脑高级功能，考查理解能力6.(2021·三亚模拟)神经科医生常对患者做如下检查：手持钝物自足底外侧从后向前快速轻划至小趾根部，再转向拇趾侧。成年人的正常表现是足趾向跖面屈曲，称巴宾斯基征阴性。如出现趾背屈，其余足趾呈扇形展开，称巴宾斯基征阳性，是一种病理性反射。婴儿以及成年人在深睡状态下，也都可出现巴宾斯基征阳性。下列有关推理分析错误的是(　　)A．巴宾斯基征阴性有完整的反射弧，但巴宾斯基征阳性没有B．巴宾斯基征的初级控制中枢位于脊髓，但受大脑皮层的控制C．正常人巴宾斯基征阴性体现了神经系统的分级调节特点D．推测巴宾斯基征阳性成年人患者可能是大脑皮层相关区域有损伤解析：A　不论是阴性还是阳性，都由完整的反射弧构成，A错误；初级控制中枢在脊髓，但在正常情况下受大脑皮层的控制，体现了神经系统分级调控的特点，B、C正确；阳性成年人患者可能是由大脑区域受损，大脑皮层失去了对脊髓的控制导致的，D正确。7．(2021·山东模拟)阿尔茨海默病是发生于老年和老年前期，以进行性认知功能障碍和行为损害为特征的神经系统疾病，主要表现为逐渐丧失记忆和语言功能、抽象思维和计算能力损害、人格和行为改变等。下列说法错误的是(　　)A．阿尔茨海默病丧失的记忆、语言功能是人脑特有的高级功能B．阿尔茨海默病的形成可能与脑内某些神经递质、蛋白质的合成有关C．脑的高级功能可以使人类能主动适应环境，适时调整情绪D．阿尔茨海默病轻度患者看不懂文字、不能讲话，说明大脑V、S区受损解析：A　语言功能是人脑特有的高级功能，但记忆功能不是人脑特有的高级功能，A错误；阿尔茨海默病主要表现为逐渐丧失记忆，人类的记忆可能与脑内某些神经递质的作用、蛋白质的合成有关，B正确；脑的高级功能可以使人类不断的学习与记忆，获得新的行为、习惯和积累经验，能主动适应环境，适时调整情绪，C正确；看不懂文字说明V区受损，不能讲话说明S区受损，D正确。能力二归纳概括激素调节及其与神经调节的关系，把握知识间的内在联系[核心整合]1．归纳概括激素间的关系(1)纵向关系——激素的分级调节和反馈调节(2)横向关系——协同作用和拮抗作用2．神经调节与体液调节之间的联系[题点练通]围绕血糖调节与人体健康的关系，考查社会责任1.(2021·河北高考)血糖浓度升高时，机体启动三条调节途径：①血糖直接作用于胰岛B细胞；②血糖作用于下丘脑，通过兴奋迷走神经(参与内脏活动的调节)支配胰岛B细胞；③兴奋的迷走神经促进相关胃肠激素释放，这些激素作用于胰岛B细胞。下列叙述错误的是(　　)A．①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动B．②和③均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流C．①和③调节胰岛素水平的方式均为体液调节D．血糖平衡的调节存在负反馈调节机制解析：C　血糖浓度升高时，机体通过①②③三条途径使胰岛B细胞分泌的胰岛素增多，从而使血糖浓度降低，故①和②均增强了胰岛B细胞的分泌活动，A正确；途径②中迷走神经支配胰岛B细胞，途径③中迷走神经作用于相应内分泌细胞促进相关胃肠激素释放，均体现了神经细胞与内分泌细胞间的信息交流，B正确；途径①中血糖浓度过高时，直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，这种调节方式属于体液调节，途径③中血糖浓度过高时，迷走神经促进相关胃肠激素释放，这些激素作用于胰岛B细胞，该过程属于神经—体液调节，C错误；在血糖调节的过程中，胰岛素的作用效果会反过来影响胰岛素的分泌，这属于负反馈调节，D正确。2．(2021·聊城一模)2型糖尿病患者常表现为身体消瘦，其主要原因是糖代谢障碍，需要将部分脂肪、氨基酸等非糖物质转化为糖类以供能，PEPCKI是参与人体内由非糖物质转化为葡萄糖异生途径的一种关键性酶，其作用机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．可在肝脏细胞中提取到PEPCKI基因转录的产物mRNAB．胰高血糖素可能通过调节PEPCKI基因的表达升高血糖C．抑制PEPCKI乙酰化可以减缓非糖物质转化为血糖D．图示糖异生途径存在负反馈调节机制解析：C　肝脏细胞中非糖物质(如氨基酸等)在PEPCKI的作用下能形成葡萄糖，说明在肝脏细胞中PEPCKI基因能转录形成mRNA，A正确；胰高血糖素可能通过调节PEPCKI基因的表达，增加PEPCKI的数量，进而升高血糖，B正确；抑制PEPCKI乙酰化，可使非糖物质(如氨基酸等)在PEPCKI的作用下形成葡萄糖，使得血糖浓度升高，C错误；图示糖异生途径存在负反馈调节机制，D正确。有关糖尿病知识的四点归纳　　　　 围绕甲状腺激素分泌的分级调节和反馈调节，考查稳态与平衡观3.(2020·浙江7月选考)人体甲状腺分泌和调节示意图如图，其中TRH表示促甲状腺激素释放激素，TSH表示促甲状腺激素，“＋”表示促进作用，“－”表示抑制作用。据图分析，下列叙述正确的是(　　)A．寒冷信号能直接刺激垂体分泌更多的TSHB．下丘脑通过释放TRH直接调控甲状腺分泌T3和T4C．甲状腺分泌的T4直接作用于垂体而抑制TSH的释放D．长期缺碘会影响T3、T4、TSH和TRH的分泌解析：D　寒冷信号是通过刺激下丘脑，由下丘脑释放TRH来促进垂体分泌更多TSH的，寒冷信号不能直接刺激垂体，A错误。下丘脑释放的TRH作用于垂体，促进垂体分泌TSH，TSH刺激甲状腺分泌T3和T4，B错误。根据题图分析可知，T4是经过脱碘作用转变为T3，再由T3负反馈作用于垂体，T4不直接作用于垂体，C错误。T3和T4均含碘，长期缺碘会导致T3和T4合成受阻，进而影响TSH和TRH的分泌，D正确。4．碘是甲状腺激素合成的重要原料。甲状腺滤泡上皮细胞膜上的钠—钾泵可维持细胞内外的Na＋浓度梯度，钠—碘同向转运体借助Na＋的浓度梯度将碘转运进甲状腺滤泡上皮细胞，碘被甲状腺过氧化物酶活化后，进入滤泡腔参与甲状腺激素的合成。下列说法正确的是(　　)A．长期缺碘可导致机体的促甲状腺激素分泌减少B．用钠—钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使其摄碘能力减弱C．抑制甲状腺过氧化物酶的活性，可使甲状腺激素合成增加D．使用甲状腺激素受体阻断剂可导致甲状腺激素分泌增加解析：B　碘是合成甲状腺激素的原料，长期缺碘可导致机体甲状腺激素分泌减少，从而使促甲状腺激素的分泌增加，A错误；用钠­钾泵抑制剂处理甲状腺滤泡上皮细胞，会使钠—钾泵的运输功能降低，从而摄取碘的能力减弱，B正确；抑制甲状腺过氧化物酶的活性，碘不能被活化，可使甲状腺激素的合成减少，C错误；使用促甲状腺激素受体阻断剂，可阻断促甲状腺激素对甲状腺的作用，从而使甲状腺激素分泌量减少，D错误。5．(2021·松原模拟)促甲状腺激素不敏感综合征是由于甲状腺对促甲状腺激素(TSH)有抵抗而引起的一种甲状腺功能减退症。患者病症严重程度不一，病因也不完全相同。表格是对TSH不敏感的两例患者的部分临床表现。下列分析错误的是(　　)患者部分临床表现患者甲促甲状腺激素受体异常，个体有轻微的甲状腺激素减少患者乙先天性甲状腺激素分泌不足，在注射外源性TSH后，甲状腺摄碘无增加A．TSH由垂体分泌，甲状腺细胞表面有TSH的特异性受体B．患者甲和患者乙甲状腺细胞中的蛋白质具有一定的差异C．患者甲和患者乙的症状都不能通过补充碘的方式来改善D．患者甲体内的TSH含量可能低于正常人体内的TSH含量解析：D　TSH由垂体分泌，与甲状腺细胞表面TSH的特异性受体结合，促进甲状腺分泌甲状腺激素，A正确；蛋白质是生命活动的主要承担者，两患者病症严重程度不一，病因也不完全相同，说明二者甲状腺细胞中承担相应功能的蛋白质具有一定差异，B正确；患者甲的促甲状腺激素受体异常，患者乙先天性甲状腺激素分泌不足，在注射外源性TSH后，甲状腺摄碘无增加。因此都不能通过补充碘的方式来改善症状，C正确；患者甲的促甲状腺激素受体异常，个体有轻微的甲状腺激素减少的临床表现，通过负反馈调节使TSH分泌增多，故患者甲体内的TSH含量可能高于正常人体内的TSH含量，D错误。巧借“箭头指向”快速判断下丘脑、垂体与甲状腺　　　　 [考题引领]情境一　生活实践情境1．(2020·海南高考)人体内甲状腺激素几乎作用于全身细胞，环境变化及相关部位病变都可影响血液中的甲状腺激素水平，引起机体生理活动的变化。回答下列问题。(1)冬季气温降低时，寒冷刺激的信号传入位于________的体温调节中枢，通过调节使甲状腺激素分泌量增多，细胞代谢速率提高，使机体产生的热量________，以抵御外界寒冷。但血液中的甲状腺激素水平不会过高，这与甲状腺激素的分级调节存在________调节机制有关。(2)患者甲因身体不适就医，医生根据其病史初步判定下丘脑、垂体和甲状腺中有一个部位发生病变。经检测，甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围，据此可排除的病变部位是________，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后，测得TSH水平仍然低于正常范围，说明该患者的病变部位是________。(3)患者乙由于体内甲状腺激素水平下降，出现行动迟缓、少动、嗜睡的症状，这与该患者神经系统的________降低有关。解析：(1)体温调节中枢位于下丘脑。甲状腺激素的作用是提高细胞代谢的速率，使机体产热量增加。甲状腺激素的调节存在分级调节和反馈调节。(2)甲状腺激素和促甲状腺激素(TSH)水平都明显低于正常范围，据此可排除的病变部位是甲状腺，理由是如果下丘脑、垂体都正常，甲状腺发生病变引起甲状腺激素水平降低，会导致下丘脑和垂体受到的反馈抑制作用减弱，二者分泌的激素增多，即体内TSH水平应高于正常范围；给患者注射适量促甲状腺激素释放激素后，测得TSH水平仍然低于正常范围，说明该患者的病变部位是垂体。(3)甲状腺激素可以提高神经系统的兴奋性。甲状腺激素水平下降会引起神经系统的兴奋性降低。答案：(1)下丘脑　增加　反馈　(2)甲状腺　如果下丘脑、垂体都正常，甲状腺发生病变引起甲状腺激素水平降低，会导致下丘脑和垂体受到的反馈抑制作用减弱，二者分泌的激素增多，即体内TSH水平应高于正常范围　垂体　(3)兴奋性情境二　学习探索情境2．(经典高考题)为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题：(1)请完善下面的实验步骤①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理，A组(对照组)的处理是______________________________；B组的处理是________________。②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。③________________________________________________________________________。④对所得数据进行统计处理与分析。(2)实验结果与分析B组大鼠生长发育的状况不如A组，出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的____________激素和____________激素。解析：(1)根据单一变量原则，A组(对照组)的处理是手术但不切除垂体，B组的处理是切除垂体，其他条件应保持相同且适宜。每隔一段时间，测定并记录两组大鼠的体重，并对所得数据进行统计处理与分析。(2)垂体可分泌生长激素和促甲状腺激素，促甲状腺激素能促进甲状腺分泌甲状腺激素，生长激素和甲状腺激素均能促进大鼠的生长发育。答案：(1)①手术但不切除垂体　切除垂体　③每隔一定时间，测定并记录两组大鼠的体重　(2)生长　促甲状腺[命题预测]1．钙与生命活动的调节密切相关。请根据资料回答下列问题：资料一　体内钙代谢虽然受多种激素的影响，但甲状旁腺素(由甲状旁腺分泌)和降钙素(由甲状腺C细胞分泌)是调节细胞外液中Ca2＋浓度的两种主要激素。甲状旁腺素使血钙增加，降钙素使血钙降低。资料二　神经肌肉之间兴奋的传递依靠乙酰胆碱(ACh)。降低细胞外液中Ca2＋的浓度能抑制ACh的释放；相反，在一定范围内，ACh的释放量随着Ca2＋浓度的提高而增加。当冲动到达突触前神经元的轴突末端时，Ca2＋通道开放，大量Ca2＋顺着浓度梯度内流。Ca2＋是促使囊泡膜和突触前膜上的特异分子结构发生反应的必要因素，其结果是使两层膜暂时相互融合并破裂，囊泡内的ACh全部释放到突触间隙。(1)人体分泌的甲状旁腺素与降钙素弥散到________中，随血液流到全身，传递着相关的信息。由于________________________________________，体内需要源源不断地产生这两种激素，以维持这两种激素含量的____________。(2)调节细胞外液中Ca2＋浓度时，这两种激素所起的作用表现为________。(3)根据资料二，若突然降低突触前膜对组织液中Ca2＋的通透性，将会________神经冲动的传递。(4)突触前膜以________方式释放ACh，从兴奋传递效率角度分析，采取这种方式的主要意义是____________________________________。(5)神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，则可判断出肌细胞产生的兴奋不能传向神经末梢的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)人体分泌的甲状旁腺素与降钙素弥散到体液中，随血液流到全身，传递相关的信息。由于激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活，体内需要源源不断地产生这两种激素，以维持这两种激素含量的动态平衡。(2)调节细胞外液中Ca2＋浓度时，甲状旁腺素具有升高血钙的作用，而降钙素具有降低血钙的作用，因此这两种激素表现为拮抗作用。(3)根据资料二可知，“在一定范围内，ACh的释放量随着Ca2＋浓度的提高而增加”，因此，若突然降低突触前膜对组织中Ca2＋的通透性，将会减缓神经冲动的传递。(4)突触前膜以胞吐方式释放ACh，从兴奋传递效率的角度分析，采取这种方式的主要意义是能在短时间内释放大量神经递质，提高神经系统的兴奋性。(5)由于神经末梢与肌细胞的接触部位类似于突触，则肌细胞产生的兴奋不能传向神经末梢的原因是神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。答案：(1)体液　激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活　动态平衡　(2)相互拮抗　(3)减缓　(4)胞吐　能在短时间内释放大量神经递质，提高神经系统的兴奋性　(5)神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜2．α­syn是一种神经细胞突触核蛋白，它的结构很大程度上依赖于其所处的细胞内环境，正常情况下以可溶的单体形式存在，当细胞内环境发生变化时，会聚集成不溶性寡聚体(α­synPFF)，引起神经元细胞死亡，导致帕金森病。(1)可溶性α­syn单体聚集成不溶性α­synPFF寡聚体时，可引起神经元细胞死亡，体现了__________________的原理。(2)研究人员用α­synPFF和三种PARP­1抑制剂(ABT、AG、BMN)处理小鼠脑细胞，一段时间后测定脑细胞的死亡率，结果见图1。据图可知PARP­1抑制剂________(填种类)对α­synPFF积聚的________效果最显著，从而减缓了脑细胞的死亡。(3)研究人员将α­synPFF注射到正常小鼠和缺乏PARP­1基因的小鼠的大脑中。若缺乏PARP­1基因的小鼠脑细胞比正常小鼠脑细胞死亡率低，则说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)PARP­1引起神经元细胞死亡的作用机理如图2所示。α­synPFF进入细胞后，能激活NO合成酶，使NO含量增加造成DNA损伤，过度激活PARP­1，进而导致神经元产生________，从而导致细胞死亡。另外，PAR通过________进入细胞质与α­synPFF结合，促进α­synPFF积聚，加剧细胞死亡，这属于________调节。(5)请你为帕金森病提出合理的治疗方案：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)可溶性α­syn单体聚集成不溶性α­synPFF寡聚体时，可引起神经元细胞死亡，体现了生物界普遍存在的结构决定功能的原理。(2)据图1可知，用ABT、AG和BMN这三种PARP­1抑制剂处理小鼠脑细胞，一段时间后测定脑细胞的死亡率，发现这三种抑制剂处理后脑细胞的死亡率都会降低，但PARP­1抑制剂ABT的抑制效果最显著。(3)研究人员将α­synPFF注射到正常小鼠和缺乏PARP­1基因的小鼠的大脑中。若缺乏PARP­1的小鼠脑细胞比正常小鼠脑细胞死亡率低，则说明PARP­1能促进α­synPFF积聚进而促进神经元细胞凋亡。(4)由图2可知，PARP­1引起神经元细胞死亡的作用机理是：α­synPFF激活NO合成酶，NO含量增加造成DNA损伤，过度激活PARP­1，导致神经元产生PAR，从而导致细胞死亡。另外PAR通过核孔进入细胞质中与α­synPFF结合，促进α­synPFF积聚，加剧细胞死亡，这属于正反馈调节。(5)综上可知，治疗帕金森病的关键是降低PARP­1的作用，可通过敲除PARP­1基因或服用PARP­1抑制剂类药物进行治疗。答案：(1)结构决定功能　(2)ABT　抑制　(3)PARP­1能促进α­synPFF积聚进而促进神经元细胞凋亡　(4)PAR　核孔　正反馈　(5)可通过敲除PARP­1基因或服用PARP­1抑制剂类药物进行治疗[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·山东高考)氨基酸脱氨基产生的氨经肝脏代谢转变为尿素，此过程发生障碍时，大量进入脑组织的氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺，谷氨酰胺含量增加可引起脑组织水肿、代谢障碍，患者会出现昏迷、膝跳反射明显增强等现象。下列说法错误的是(　　)A．兴奋经过膝跳反射神经中枢的时间比经过缩手反射神经中枢的时间短B．患者膝跳反射增强的原因是高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱C．静脉输入抗利尿激素类药物，可有效减轻脑组织水肿D．患者能进食后，应减少蛋白类食品摄入解析：C　膝跳反射的神经中枢包含一个突触，而缩手反射的中枢包含两个突触，突触延搁更多，传递速度更慢，A正确；患者昏迷时，高级神经中枢对低级神经中枢的控制减弱，膝跳反射增强，B正确；抗利尿激素能提高肾脏集合管对水的通透性，促进水的重吸收。使血浆渗透压降低，不能有效减轻脑组织水肿，C错误；蛋白质被摄食后水解为氨基酸被吸收利用，食用较多蛋白质会导致机体内尿素增加，进而生成更多谷氨酰胺，不利患者恢复。因此，患者能进食后，应减少蛋白类食品摄入，D正确。2．(2021·烟台二模)小龙虾的神经系统有一种突触间隙仅有2～3 nm的特殊电突触，带电离子和局部电流可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号。下列说法错误的是(　　)A．信号在该突触中的传递方向可能是双向的B．该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速作出反应C．信号在该突触中的传递体现了细胞膜具有信息交流的功能D．该突触前膜里可能有大量的突触小泡，信号的传递依赖于细胞膜的流动性解析：D　由于突触间隙极小，且带电离子和局部电流可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号，则信号在该突触中不需要转换为化学信号，因此传递方向可能是双向的，A正确；由于信号在突触间传递无需转换，则信号的传递速度快，时间短，因此该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速作出反应，B正确；信号在该突触中的传递体现了细胞膜具有信息交流的功能，C正确；信号在该突触中的传递未体现胞吞、胞吐、细胞融合等现象，因此未体现细胞膜的流动性，D错误。3．(2021·滨州模拟)ATP被神经末梢释放后，可与血管、内脏平滑肌细胞及神经细胞上的P2X受体结合，激活Ca2＋通道，引起Ca2＋内流产生兴奋效应。下列叙述错误的是(　　)A．被神经末梢释放的ATP，其主要作用是为Ca2＋内流提供能量B．Ca2＋的内流，可以使神经元的膜外电位由正电位变成负电位C．神经末梢释放ATP，结构基础是磷脂和蛋白质分子大都是运动的D．ATP的多种功能可体现生命是物质、能量和信息的统一体解析：A　Ca2＋内流属于协助扩散，不消耗能量，A错误；Ca2＋的内流，可以使神经元的膜外电位由正电位变成负电位，B正确；神经末梢释放ATP的结构基础是细胞膜具有流动性，C正确；ATP既是供能物质又可传递信息，体现了生命是物质、能量、信息的统一体，D正确。4．(2021·丹东二模)帕金森病的病因主要是黑质损伤、退变，多巴胺合成减少。甲图是帕金森病患者的脑与脊髓调节关系示意图(脑内纹状体与黑质之间存在调节环路，其中“－”表示抑制)，由甲图中黑质—纹状体相互调节关系，可以推测帕金森病患者的纹状体合成乙酰胆碱增加。乙图是患者用某种特效药后的效果图。下列相关叙述错误的是(　　)A．甲图中，神经元b释放乙酰胆碱，使脊髓运动神经元兴奋B．甲图中，神经元a释放的多巴胺防止脊髓运动神经元兴奋过度，说明高级神经中枢对低级神经中枢有一定的调控作用C．研究发现，神经元a的轴突末梢上也存在多巴胺受体，如果该受体与多巴胺结合，会导致轴突末梢的兴奋性下降，从而促进多巴胺合成、释放D．对比甲、乙两图，推测该特效药的作用机理可能是促进神经元a合成、分泌多巴胺，抑制神经元b合成、分泌乙酰胆碱解析：C　甲图中，神经元b释放存储在突触小泡中的乙酰胆碱，与突触后膜受体结合，使Na＋通道打开，促进Na＋内流，引发突触后膜电位变化，使脊髓运动神经元兴奋，A正确；甲图中，神经元a释放的多巴胺对脊髓运动神经元起抑制作用，以维持脊髓运动神经元适宜的兴奋性，体现了高级神经中枢对低级神经中枢有一定的调控作用，B正确；由于神经元a的轴突末梢上也存在多巴胺受体，如果自身受体与多巴胺结合，会使轴突末梢的兴奋性下降，从而抑制多巴胺合成、释放，C错误；对比甲、乙两图，推测该特效药的作用机理可能是促进神经元a合成、分泌多巴胺和抑制神经元b合成、分泌乙酰胆碱，D正确。5．(2021·济宁二模)果蝇大脑中的饱觉感受器能够快速探测到血管中升高的葡萄糖，该信息通过神经传导，最终激活胰岛素生成细胞释放胰岛素，从而抑制果蝇进一步进食，具体过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)注：细胞接收信息分子→Ca2＋通道打开→细胞内Ca2＋增多→细胞被激活A．D神经元释放的TK可能在内环境中被分解B．兴奋由T神经元单向传递至胰岛素生成细胞C．神经递质TK释放量减少对果蝇进食的抑制作用增强D．抑制饱腹果蝇D神经元的活性能模拟饥饿果蝇的表现解析：C　D神经元释放的TK发挥作用后能在内环境中被相应酶分解，A正确；兴奋由T神经元释放神经递质通过突触单向传递至胰岛素生成细胞，B正确；由题图分析可知，神经递质TK释放量减少对果蝇进食的抑制作用减弱，C错误；抑制饱腹果蝇的D神经元活性，能促进果蝇继续进食，因此能模拟饥饿果蝇的表现，D正确。6．(2021·山东模拟)心脏的搏动受交感神经和副交感神经的控制，其中副交感神经释放乙酰胆碱，作用于心肌细胞膜上的M型受体，使心肌细胞的收缩受到抑制，心率减慢；交感神经释放的去甲肾上腺素可以和心肌细胞膜上的β­肾上腺素受体结合，使心率加快。但交感神经和副交感神经对心脏的作用强度不是等同的，利用心得安和阿托品进行实验(心得安是β­肾上腺素受体的阻断剂，阿托品是M型受体的阻断剂)。对两组健康青年分别注射等量的阿托品和心得安各4次，给药次序和测得的平均心率如图所示。有关叙述不正确的是(　　)A．每组的每位健康青年共进行了9次心率的测定B．注射阿托品后副交感神经作用减弱，心跳加快C．乙酰胆碱与M型受体结合，使得心肌细胞的静息电位绝对值减小D．副交感神经对心跳的抑制作用远超过交感神经对心跳的促进作用解析：C　加上对照组，每组的每位健康青年共进行了9次心率的测定，A正确；阿托品是M型受体的阻断剂，注射阿托品会阻断乙酰胆碱与心肌细胞膜上的M型受体结合，使心肌细胞收缩的抑制作用减弱，心率加快，即副交感神经的作用减弱，B正确；乙酰胆碱与M型受体结合，使得心肌细胞的静息电位绝对值增大，心肌细胞的收缩受到抑制，心率减慢，C错误；由图分析可知，注射阿托品后心率的变化幅度明显大于心得安，说明副交感神经对心跳的抑制作用远超过交感神经对心跳的促进作用，D正确。7．(2021·辽宁模拟)我国科学家揭示了脑血管通过维持乳酸稳态调节成体神经发生的新机制。研究发现，随脑中乳酸浓度显著增加，小鼠海马区成体神经干细胞过度增殖以及分化障碍，海马依赖性学习和记忆能力显著下降，并证明脑血管内皮细胞有维持脑内乳酸稳态的重要生理功能。下列说法正确的是(　　)A．记忆是指神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程B．脑内乳酸分子在成体神经干细胞增殖和分化过程中可能充当一种信号分子C．乳酸能够延长小鼠海马区成体神经干细胞的细胞周期，可能会促进细胞增殖D．脑血管内皮细胞内的缓冲物质在维持血浆中的乳酸平衡方面起直接调节作用解析：B　学习和记忆是指神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程，A错误；分析题意可知，脑内乳酸分子在成体神经干细胞增殖和分化过程中可能充当一种信号分子，B正确；乳酸能够使小鼠海马区成体神经干细胞过度增殖，会缩短小鼠海马区成体神经干细胞的细胞周期，C错误；调节血浆中乳酸平衡的缓冲物质位于血浆中，D错误。8．(2021·辽宁模拟)长期的慢性压力会造成神经内分泌系统紊乱，是抑郁症的重要诱因。下丘脑—垂体—肾上腺轴是人体调节应激反应的重要神经内分泌系统。下丘脑释放的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体，促进促肾上腺皮质激素(ACTH)的释放。肾上腺皮质在ACTH的作用下合成糖皮质激素，一般通过糖皮质激素受体作用于肝脏等器官，促进肝糖原分解等应激生理反应。在抑郁症患者体内，反复的、长时间的应激刺激导致糖皮质激素过度增高，这会造成脑内神经元损伤，进而该轴的负反馈功能受损，糖皮质激素过度释放并保持较长时间，进一步加重对神经元的损伤。下列说法错误的是(　　)A．人体的应激反应调节属于神经—体液调节方式B．垂体是糖皮质激素和ACTH共同的靶器官C．糖皮质激素作用后可能导致机体血糖升高D．糖皮质激素分泌存在分级调节和负反馈调节机制解析：B　据题干可知，人体的应激反应调节属于神经—体液调节方式，A正确；据题干可知，ACTH的靶器官是肾上腺皮质，糖皮质激素的靶器官是肝脏等器官，B错误；糖皮质激素作用后可能导致机体血糖升高，C正确；糖皮质激素分泌存在分级调节和负反馈调节机制，D正确。9．(2021·江西模拟)糖尿病的发病原因主要有两类(胰岛素缺乏和胰岛素受体受损)，某科研小组为初步研究某糖尿病小鼠的发病原因，向甲组(患糖尿病)小鼠和乙组小鼠的血浆中依次加入一定量的被35S标记的胰岛素和过量的胰岛素抗体(能与胰岛素特异性结合形成沉淀)，实验结果如表所示。结合已学知识，分析以下叙述错误的是(　　) 甲组乙组35S标记的胰岛素＋＋胰岛素抗体＋＋含放射性沉淀的比例XY注：“＋”表示加入；实验在体外进行A．乙组为对照组，应该选用健康的小鼠作为实验材料B．胰岛素中的S元素位于某些氨基酸的R基上C．若X明显小于Y，则说明甲组糖尿病小鼠缺乏胰岛素D．胰岛素受体的加工过程需要内质网等有膜细胞器的参与解析：C　由表格分析可知，乙组为对照组，应该选用健康的小鼠作为实验材料，A正确；胰岛素中只有某些氨基酸的R基上含有S元素，B正确；由于甲、乙两组加入的被35S标记的胰岛素含量相同，因此若与胰岛素抗体结合形成的含放射性沉淀的比例X明显大于Y，说明甲组糖尿病小鼠缺乏胰岛素，C错误；胰岛素受体属于膜蛋白，其加工过程需要内质网、高尔基体等有膜细胞器的参与，D正确。二、不定项选择题10．(2021·潍坊二模)大鼠神经元单独培养时，其轴突侧支返回细胞体，形成自突触，如图1。电极刺激这些形成了自突触的神经元胞体引起兴奋，电位变化结果如图2。部分神经元电位变化为曲线①，其余神经元为曲线②。若用谷氨酸受体抑制剂处理上述所有神经元后，再进行相同刺激，测定结果为曲线③。下列叙述不正确的是(　　)A．若提高培养液中的钾离子浓度，静息电位绝对值将变小B．图2表明部分神经元受到电极刺激后，会产生连续两次神经冲动C．比较曲线①②③，说明曲线②神经元自突触处不存在谷氨酸受体D．谷氨酸可以使突触后膜发生阳离子内流产生兴奋解析：C　若提高培养液中的钾离子浓度，将影响钾离子外流形成的静息电位，使静息电位绝对值变小，A正确；图2曲线出现两个波峰，表明这些神经元受到电极刺激后，会产生连续两次神经冲动，B正确；用谷氨酸受体抑制剂处理所有神经元后，再进行相同刺激，测定结果为曲线③，③与②比较电位下降，说明发生曲线②变化的神经细胞膜上存在谷氨酸受体，C错误；由C项分析可知，谷氨酸可以使突触后膜发生阳离子内流产生兴奋，D正确。11．(2021·邯郸二模)下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素刺激腺垂体分泌促肾上腺皮质激素，作用于肾上腺，促进肾上腺皮质分泌肾上腺皮质激素，肾上腺皮质激素分泌过多反过来也能影响垂体和下丘脑，减弱它们的分泌活动。醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素，它进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，再进入细胞核，经过一系列反应，促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na＋的重吸收。据此，下列分析正确的是(　　)A．醛固酮的分泌过程存在分级调节，也存在反馈调节B．醛固酮在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成C．醛固酮可直接进入细胞核并影响基因的表达D．醛固酮可参与细胞外液渗透压的调节解析：AD　由题干信息可知，醛固酮的分泌过程既存在分级调节，也存在反馈调节，A正确；醛固酮是一种小分子、脂溶性肾上腺皮质激素，化学本质不是蛋白质，因此不是在肾上腺皮质细胞中的核糖体上合成的，B错误；由题意可知，醛固酮进入肾小管上皮细胞后与细胞内受体结合，再进入细胞核，启动相关核基因的表达，故醛固酮不能直接进入细胞核，C错误；醛固酮可促进肾小管上皮细胞对肾小管腔中Na＋的重吸收，参与细胞外液渗透压的调节，D正确。12．(2021·德州二模)肝葡萄糖激酶(GK)是糖代谢的关键酶，GK含量减少是导致糖尿病的发病原因之一，胰岛素可提高该酶的mRNA的含量。我国民间有采用粗老茶治疗糖尿病的记载，茶多糖是粗老茶治疗糖尿病的关键成分。如表为茶多糖对糖尿病模型小鼠相关指标的影响，下列分析正确的是(　　)组别空腹血糖含量(mmol/L)胰岛素含量(μU/m)GK含量(U)正常对照组4.4718.1739.96模型对照组15.8911.7021.58实验组8.1316.2036.81A．茶多糖通过提高GK的含量促进了胰岛素的合成B．胰岛素可通过影响GK基因的表达影响糖代谢过程C．注射胰岛素可使模型对照组小鼠的血糖含量降低D．胰岛素受体数量减少可导致细胞内GK含量下降解析：BCD　由于胰岛素可提高肝葡萄糖激酶的mRNA的含量，说明茶多糖通过促进胰岛素的合成来促进肝葡萄糖激酶基因的转录，进而提高GK的含量，A错误；胰岛素可通过影响GK基因的表达影响糖代谢过程，B正确；由表格信息可知，注射胰岛素可使模型对照组小鼠的血糖含量降低，C正确；胰岛素受体数量减少，影响肝葡萄糖激酶基因的转录，导致细胞内GK含量下降，D正确。三、非选择题13．(2021·石家庄模拟)交感神经和副交感神经是支配内脏活动的神经。科学家进行了两个实验：实验一研究交感神经和副交感神经对心脏的支配作用，分别测定狗在正常情况、阻断副交感神经和阻断交感神经后的心率，结果如图1所示；实验二持续电刺激狗的副交感神经，血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度变化如图2所示。请回答问题：(1)据图1分析，________神经对心脏搏动的作用与肾上腺素相同，__________神经对心脏活动的支配作用占优势。(2)据实验二可知，小鼠体内血糖浓度的调节方式是______________。开始刺激后，血糖浓度将________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究表明，交感神经还有支配肾上腺的分泌、通过影响淋巴细胞的转化在应激免疫中发挥作用等功能，从而维持生命活动正常进行，说明人体维持稳态的主要机制是____________________________。解析：(1)肾上腺素会使心脏收缩力上升，使心脏、肝和筋骨的血管扩张，据图1数据可知，交感神经对心脏搏动的作用与肾上腺素的作用相同；从实验数据看，阻断副交感神经后心率的变化比阻断交感神经变化大，说明副交感神经对心脏活动的支配作用占优势。(2)由于电刺激副交感神经会对胰岛素和胰高血糖素的浓度产生影响，所以小鼠体内血糖浓度的调节方式是神经—体液调节；开始刺激后，血糖浓度将降低，原因是电刺激后，胰岛素浓度升高，胰高血糖素浓度降低，促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存，抑制了肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖浓度下降。(3)研究表明交感神经还有支配肾上腺的分泌、通过影响淋巴细胞的转化在应激免疫中发挥作用等功能。在这里，交感神经对肾上腺的控制是神经—体液调节，再加上淋巴细胞的参与，说明人体维持稳态的主要机制是神经—体液—免疫调节(网络)。答案：(1)交感　副交感　(2)神经—体液调节　降低　电刺激下，胰岛素浓度升高，胰高血糖素浓度降低(3)神经—体液—免疫调节(网络)14．(2021·滨州二模)冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化，使血管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，心肌缺血缺氧引发心前区疼痛，导致心率加快，可通过受体阻断药来治疗。预防冠心病，要注意低脂饮食。(1)研究发现，高血脂沉积在损伤内皮下形成斑块，斑块长大甚至破裂，使血管完全堵塞导致心梗，产生胸痛感甚至心搏骤停，产生胸痛感的中枢位于__________，舌下含服硝酸甘油可松弛血管平滑肌，使血管________，改善心脏供血进行临时急救。(2)心率活动的调节如图所示，属于____________调节方式。(3)为证实神经—心肌突触传递的是化学信号，进行如下实验：取蛙保持活性的心脏A和B，并切除心脏B的副交感神经，将二者置于相同的营养液中；刺激心脏A的副交感神经后，其心率变化是________；取适量心脏A的营养液注入心脏B的营养液中，推测心脏B心率变化是________。(4)受体阻断药可选择性结合受体，阻止相应信号的作用。现以狗为实验对象，据图选择作用于心肌细胞的受体阻断药(假定给药过程不影响心率)，通过检测心率证明：交感神经和副交感神经对心率的调节具有拮抗作用。实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。预期结果：______________________________________________________________。解析：(1)人体的所有感觉中枢都位于大脑皮层。血管壁平滑肌松弛会导致血管扩张，血流量加大，进而改善心脏的供血。(2)由题图可知，交感神经、副交感神经通过ACh、NE这些神经递质的调节方式为神经调节，而肾上腺素(Adr)的调节需要通过血液运输，属于体液调节，所以心率活动的调节属于神经—体液调节。(3)据图可知，刺激心脏A的副交感神经会产生ACh，经N1、M3受体依次识别，使心肌收缩减弱，心率减慢。ACh是神经递质，要从突触前膜通过胞吐作用释放到细胞外，所以心脏A的培养液中含有ACh，因此将其注入心脏B后也会导致心脏B心率减慢。(4)验证“交感神经和副交感神经对心率的调节具有拮抗作用”的实验，自变量是分别刺激交感神经和副交感神经，因变量是检测心率的变化。由于题干要求使用受体阻断药来控制自变量，图中M3受体为副交感神经反射弧中的激素受体，α和β型受体为交感神经反射弧中的激素受体，所以用适量M3受体阻断药处理代表阻断副交感神经，用等量α和β型受体阻断药处理代表阻断交感神经，检测心率变化即可。根据图中信息，副交感神经导致心率减慢、心肌收缩减慢，交感神经导致心率加快、心肌收缩加强，可以预测甲组因副交感神经被阻断，导致心率升高，乙组因交感神经被阻断，导致心率降低。答案：(1)大脑皮层　扩张　(2)神经—体液　(3)减慢　减慢　(4)实验思路：取甲、乙两组狗，先测定正常安静状态下的心率，然后甲组用适量M3受体阻断药处理，乙组用等量α和β型受体阻断药处理，再分别检测心率，进行比较　预期结果：甲组心率升高，乙组心率降低15．(2021·济南二模)去甲肾上腺素(NE)是肾上腺素去掉N­甲基后形成的物质，是与多巴胺结构相近的一种胺类化合物，小剂量可以升高血压。它既是一种兴奋性神经递质，主要由交感节后神经元和脑内肾上腺素能神经末梢合成和分泌；也是一种激素，由肾上腺髓质合成和分泌。如图表示在肾上腺突触中的化学变化。请回答：(1)兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)NE可用于治疗急性心肌梗塞等引起的低血压，通过与相关去甲肾上腺素受体结合增强心肌和血管的______来升高血压。NE发挥作用以后的去路主要是______________________________________________。(3)在有效抗菌药物治疗下，临床上常通过使用多巴胺和去甲肾上腺素来降低血清乳酸、降钙素原含量，提高中心静脉压，从而治疗由微生物或毒素引起的感染性休克(SS)及其并发症。请你利用实验材料及用具设计实验，比较多巴胺与去甲肾上腺素治疗感染性休克及其并发症的效果。实验材料及用具：SS模型小鼠、多巴胺药剂、去甲肾上腺素药剂，相关检测仪器等。简要写出实验设计思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜，因此兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的。(2)NE可用于治疗急性心肌梗塞等引起的低血压，其原理是通过与相关去甲肾上腺素受体结合增强心肌和血管的收缩来升高血压。据图可知，NE发挥作用以后的去路主要是被突触前膜重吸收进入突触前神经元。(3)根据实验目的和材料用具，结合实验设计原则，实验设计思路如下：①将SS模型小鼠随机均分为两组，编号甲、乙，检测小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压；②甲组注射适量多巴胺治疗，乙组注射等量去甲肾上腺素治疗；③一段时间后，检测两组小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压，对比前后测量结果，说明治疗效果。答案：(1)神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜　(2)收缩　被突触前膜重吸收进入突触前神经元　(3)①将SS模型小鼠随机均分为两组，编号甲、乙，检测小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压；②甲组注射适量多巴胺治疗，乙组注射等量去甲肾上腺素治疗；③一段时间后，检测两组小鼠的血清乳酸、降钙素原含量和中心静脉压，对比前后测量结果，说明治疗效果
高频考点一内环境稳态的调节[典型考题]1．(经典高考题)血浆渗透压可分为胶体渗透压和晶体渗透压，其中，由蛋白质等大分子物质形成的渗透压称为胶体渗透压，由无机盐等小分子物质形成的渗透压称为晶体渗透压。回答下列问题：(1)某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时，血浆胶体渗透压降低，水分由________进入组织液，可引起组织水肿等。(2)正常人大量饮用清水后，胃肠腔内的渗透压下降，经胃肠吸收进入血浆的水量会________，从而使血浆晶体渗透压________。(3)在人体中，内环境的作用主要为：①细胞生存的直接环境，②_______________________________________。解析：(1)由题干信息可知，胶体渗透压是由蛋白质等大分子物质形成的，而晶体渗透压是由无机盐等小分子物质形成的。某种疾病导致人体血浆蛋白含量显著降低时，血浆胶体渗透压降低，水分由血浆进入组织液，可引起组织水肿等。(2)正常人大量饮用清水后，胃肠腔内的渗透压下降，经胃肠吸收进入血浆的水量会增加，致使血浆中无机盐等小分子的浓度变小，血浆晶体渗透压降低。(3)细胞作为一个开放的系统，可以直接与内环境进行物质交换：不断获取进行生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物，从而维持细胞正常的生命活动。所以说，内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。答案：(1)血浆　(2)增加　降低　(3)细胞与外界环境进行物质交换的媒介2．(2020·江苏高考)如图是人体稳态调节机制的示意图，①～④表示相关的激素。请据图回答下列问题：(1)某同学长跑时心跳加速，血压升高，压力感受器激活心血管中枢，传出神经释放神经递质，递质作用于心脏及血管细胞膜上的________，从而降低血压，该调节方式属于________调节。(2)该同学因运动大量出汗，血浆渗透压升高，激活位于________的神经元A，促使其合成和分泌__________(填①的名称)，进而促进肾脏对水的重吸收，该调节方式属于________调节。(3)该同学因运动体温升高，体温调节中枢通过调节皮肤血管和汗腺，增加散热；运动后，神经元B合成和分泌②减少，导致③、④合成和分泌________，减少产热，维持体温相对稳定。激素②的名称是__________________，其生理作用是________________________________________________________________________。解析：(1)神经递质在兴奋传递中是担当“信使”的特定化学物质，神经递质只有和相应的受体结合后才能发挥作用。结合题图分析可知，长跑时心跳加速，血压升高，压力感受器激活心血管中枢，传出神经释放神经递质，作用于心脏及血管细胞膜上的特异性受体，从而使血压下降，该过程是神经调节。反馈调节是指在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。长跑时，心跳加快、血压升高，机体通过神经调节作用于血管和心脏，该调节方式为负反馈调节。(2)抗利尿激素是由下丘脑合成、垂体释放的，作用于肾小管和集合管。抗利尿激素的主要作用是提高肾小管和集合管对水的通透性，促进水的重吸收。运动时大量出汗，血浆渗透压升高，激活位于下丘脑的神经元A，促使其合成和分泌抗利尿激素，进而促进肾脏对水的重吸收，该调节过程既有神经系统的参与，又有激素的参与，称为神经—体液调节，该调节也属于负反馈调节。(3)促甲状腺激素释放激素的生理作用是促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。运动后，下丘脑中的神经元B合成和分泌②(促甲状腺激素释放激素)减少，导致③(促甲状腺激素)和④(甲状腺激素)合成和分泌减少，产热减少。答案：(1)(特异性)受体　神经(或负反馈)　(2)下丘脑　抗利尿激素　神经—体液(或负反馈)　(3)下降　促甲状腺激素释放激素　促进(腺)垂体合成与分泌促甲状腺激素命题规律找共性析个性第1题通过渗透压的概念和分类，考查了渗透压调节和内环境的作用；第2题通过人体血压、渗透压及体温调节过程考查了内环境稳态找共性两题都以内环境组成间的相互转化关系为依托，考查细胞外液渗透压调节，考查角度、考查内容和命题方式完全相同。解答此类问题的关键是准确把握内环境稳态的作用、渗透压的概念、组织水肿的原因及水盐平衡调节的知识，能综合运用所学知识解决生活中的一些实际问题  名师指津寻方法 激素分泌调节的三种模型(1)甲状腺激素、性激素等分泌调节属于甲类型，即：(2)抗利尿激素的分泌调节属于乙类型，即由下丘脑合成，经垂体释放。(3)胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等的分泌调节属于丙类型，即：[命题预测]1．血液中一定浓度的CO2是维持呼吸中枢兴奋的必要条件。登山运动员的氧气包中并不是纯氧，而是混有一定量的CO2，如图表示剧烈运动后，机体的部分调节活动。回答下列问题：→→→(1)人体细胞中CO2产生的场所是________________，以______________的方式排出细胞。(2)登山时所用的氧气包中混有一定浓度的CO2是为了________________。剧烈运动会导致血液中CO2浓度__________，会使呼吸__________。(3)低O2也是调节呼吸的刺激因素。严重肺气肿病人长时间CO2潴留使中枢化学感受器对低O2的刺激作用发生适应，此时低O2对外周化学感受器的刺激成为调节呼吸的主要刺激。①低O2对中枢的直接作用是抑制，从代谢角度分析原因是______________________________________。②严重肺气肿病人常常需要吸氧来缓解症状，吸氧时不能吸入纯氧或氧浓度过高的氧气，原因是___________________________________________________________________。解析：(1)人体细胞中的二氧化碳是由呼吸作用产生的，场所在线粒体；二氧化碳是气体，以自由扩散的方式排出细胞。(2)由题可知，血液中一定浓度的CO2是维持呼吸中枢兴奋的必要条件，故登山时所用的氧气包中混有一定浓度的CO2是为了维持呼吸中枢兴奋。剧烈运动时人体需要吸入大量的氧气来保证呼吸，故呼吸会加快，有氧呼吸作用进行的较强，此时产生的CO2会变多。(3)①低氧气浓度时，呼吸作用减弱，能量供应不足，对呼吸中枢具有抑制作用。②严重肺气肿病人常常需要吸氧来缓解症状，吸氧时如果吸入的氧气浓度过高，会解除低O2对外周化学感受器的刺激作用，导致呼吸暂停，所以不能吸入纯氧或氧浓度过高的氧气。答案：(1)线粒体(基质)　自由扩散　(2)维持呼吸中枢兴奋　升高　加快　(3)①O2浓度降低，呼吸作用减弱，能量供应不足　②如果吸入的氧气浓度过高，会解除低O2对外周化学感受器的刺激作用，导致呼吸暂停2．内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，水盐平衡是内环境稳态的重要内容，回答下列相关问题。(1)水盐平衡调节中枢位于____________，若饮水不足，垂体释放的抗利尿激素增多，该激素的作用是______________________________。(2)人体的排尿反射是一个复杂的过程，膀胱中尿液充盈时，膀胱牵张感受器兴奋，兴奋在反射弧中的传导方向为____________(填“单向”或“双向”)，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)尿崩症临床表现为排出大量低渗透压尿，尿崩症根据病变部位分为中枢性尿崩症和肾性尿崩症，通过测定血浆抗利尿激素水平(血管加压素)和禁水—加压素实验可以进行区分。抽取患者血液检测抗利尿激素的依据是__________________________________________，在禁水—加压素实验中，患者禁止饮水、注射抗利尿激素检测尿液情况，患者的尿液不浓缩，尿液渗透压仍很低，判断该患者为肾性尿崩症，推测其患病原因可能是____________________________________________。解析：(1)水盐平衡调节中枢位于下丘脑，抗利尿激素是由下丘脑分泌垂体释放的，能促进肾小管和集合管对水分的重吸收。(2)兴奋在反射弧中单向传递，因为神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜。(3)抗利尿激素通过血液运输到全身各处，因此可以抽取患者血液检测抗利尿激素的含量，从而检测尿崩症产生的原因。若给患者禁水，再注射抗利尿激素后，尿液渗透压还是很低，则说明该患者不是抗利尿激素分泌不足造成的，而是肾小管和集合管细胞膜上与抗利尿激素结合的受体异常，导致抗利尿激素不能发挥作用，属于肾性尿崩症。答案：(1)下丘脑　促进肾小管和集合管对水分的重吸收(2)单向　兴奋在突触处单向传递(或神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜)　(3)抗利尿激素通过血液运输到全身各处　肾小管和集合管细胞膜上的抗利尿激素受体异常高频考点二神经调节和激素调节 [典型考题] 1．(2021·山东高考)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为________。(2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是__________________________、__________________________、________________________。(答出3种原因即可)(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验思路：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。实验现象：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由图知：过度紧张、焦虑刺激下丘脑通过垂体再作用于皮质产生糖皮质激素，由下丘脑—垂体—相应腺体产生相应的激素属于激素调节方式中的分级调节。(2)由图知：过度紧张、焦虑刺激脑和脊髓，途径一神经调节：脑和脊髓通过神经调节经传出神经末梢释放的神经递质NE作用于MeSC，使MeSC异常增殖分化；途径二神经—体液调节：脑和脊髓通过传出神经支配肾上腺髓质，释放激素NE，NE作用于MeSC。作用于MeSC的两条途径中，题目的设问情境是NE主要通过途径②影响MeSC，途径①作用很小，NE作用于MeSC效果不同的原因可从NE本身起作用的方式，作用于靶细胞的受体不同，神经调节与激素调节的区别，NE本身的活性、浓度等方面来回答。(3)实验目的：设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验类型为验证性试验，双自变量为长期束缚、肾上腺，因变量为对黑毛小鼠体毛的观察，观察指标为小鼠体毛是否脱毛及是否变白。预期结果的分析，学生需要从题图中读出的是过度紧张、焦虑，下丘脑通过垂体产生G作用于成纤维细胞并最终抑制了HFSC的增殖分化。按照实验设计的对照、等量、单一变量原则可将实验目的分解为两个：①设计实验验证上述调节机制中长期束缚对黑毛小鼠体毛的影响，分不处理组和长期束缚组，②设计实验验证上述调节机制中肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，分不处理组和切除肾上腺组，由于题目要求验证上述长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，再加一组长期束缚及切除肾上腺组。实验思路：取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理；B组切除肾上腺；C组束缚；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化实验现象：A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白(注：上述处理中A组作假手术处理，C组作假手术并束缚也可)答案：(1)分级调节　(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用)　两过程NE的浓度不同　 两过程NE运输到MeSC的时间不同(或其他合理答案如：MeSC上的受体分布不同、两过程NE的活性不同等。以上三个空的答案顺序可颠倒)　(3)实验思路：取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不作处理；B组切除肾上腺；C组束缚；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化实验现象：A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白(注：上述处理中A组作假手术处理，C组作假手术并束缚也可。)2．(2020·山东等级考)科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤，通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元，在脾神经纤维上记录到相应的电信号，从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系，即脑—脾神经通路。该脑—脾神经通路可调节体液免疫，调节过程如图1所示，图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。(1)图1中，兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中，兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是________，去甲肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有__________________。(2)在体液免疫中，T细胞可分泌________作用于B细胞。B细胞可增殖分化为__________________。(3)据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程：________________________________________________________________________。(4)已知切断脾神经可以破坏脑—脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。实验设计思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，预期实验结果：_______________________________________________________________________________。解析：(1)一般情况下，相邻两个神经元之间并不是直接接触的。神经元的轴突末梢经过多次分支，最后每个小枝末端膨大，呈杯状或球状，叫做突触小体。突触小体可以与其他神经元的细胞体或树突等相接触，共同形成突触。兴奋在相邻神经元间传递需要通过突触。去甲肾上腺素能作用于T细胞是由于T细胞膜上有相应的特异性受体。(2)在体液免疫过程中，T细胞可分泌淋巴因子(或细胞因子)，淋巴因子(或细胞因子)能促进B细胞增殖分化成浆细胞和记忆细胞。(3)光敏蛋白是一类在生命体内能够应答光信号而产生生理学反应的蛋白质，它们在细胞内外离子流动及细胞信号传递方面发挥着重要作用。钠离子通道是膜上存在的允许Na＋顺其电化学梯度进入细胞的通道。据图2分析可知，光刺激光敏蛋白导致钠离子通道开放，钠离子内流使CRH神经元产生兴奋。(4)根据单一变量原则和对照性原则，确定实验分为两组，实验组小鼠的脾神经被切断，对照组不做处理，两组小鼠分别注射相同剂量的N抗原，一段时间后，用抗体定量检测仪器检测两组小鼠抗N抗体的产生量。该实验为验证性实验，即验证破坏脑­脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力，因此，脾神经被切断的实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。答案：(1)突触　去甲肾上腺素受体　(2)淋巴因子(或细胞因子)　浆细胞和记忆细胞(或效应B淋巴细胞和记忆B淋巴细胞)　(3)光刺激光敏蛋白导致钠离子通道开放，钠离子内流产生兴奋　(4)取生理状态相同的小鼠若干只，随机均分为两组，将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组，另一组作为对照组；分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原；一段时间后，检测两组小鼠抗N抗体的产生量　实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量命题规律找共性析个性第1题考查了神经调节和体液调节的过程和特点；第2题结合免疫调节考查了神经调节和体液调节的过程。找共性都是通过设置情景考查神经调节的类型、特点和激素调节的特点，且都考查了实验设计思路和实验结果的预期。解答此类问题的方法是理解激素调节和神经调节过程中相关信息分子的作用特点，把握神经调节和激素调节的特点及相互关系，并能够从题干中准确提取有用信息。名师指津寻方法实验思路设计类试题的一般解题模型[命题预测]1．高等哺乳动物最主要的突触接触形式根据突触接触的部位可以分为轴突—胞体突触、轴突—树突突触和轴突—轴突突触。图1表示神经元M外的两个轴突的分布，图2和图3表示对特定的轴突进行一定强度的刺激后，通过连接在M细胞膜内外的电极检测到的电位变化。回答下列问题：(1)图1中包括的突触类型有____________________________________，在轴突3处给予神经元M一定强度的刺激，电极之间的电表指针将______(填“会”或“不会”)发生偏转。(2)根据图2分析，单独刺激轴突1，神经元M________(填“能”或“不能”)产生动作电位，理由是________________________________________________________________。根据图3分析，轴突2对轴突1的作用是________(填“升高”或“降低”)神经元M的兴奋，可能的原因是______________________________________________________________。(3)请利用本实验中的材料，设计实验探究刺激轴突1能否引起轴突2发生反应，写出实验思路和预期结果。______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由图1可知，图中有轴突—胞体突触和轴突—轴突突触两种类型。在轴突3处给予神经元M一定强度的刺激，兴奋可以由轴突传递到细胞体，因此电极之间的电表指针将会发生偏转。(2)由图曲线可知，单独刺激轴突1，神经元M不能产生动作电位，因为神经元M的膜内电位没有变成正电位。根据图3分析，轴突2对轴突1的作用是降低神经元M的兴奋，可能的原因是刺激轴突2影响了轴突1神经递质的释放量，导致神经元M中Na＋内流相对减少，膜电位峰值降低。(3)实验思路：将电极两端连接在轴突2的膜外，刺激轴突1。预期结果：若电极之间的电表指针发生偏转，则刺激轴突1能引起轴突2发生反应，若电极之间的电表指针不发生偏转，则刺激轴突1不能引起轴突2的反应。答案：(1)轴突—胞体突触和轴突—轴突突触　会　(2)不能　神经元M的膜内电位没有变成正电位(或神经元M的膜电位没有变为外负内正)　降低　刺激轴突2影响了轴突1神经递质的释放量，导致神经元M中Na＋内流相对减少，膜电位峰值降低　(3)实验思路：将电极两端连接在轴突2的膜外，刺激轴突1预期结果：若电极之间的电表指针发生偏转，则刺激轴突1能引起轴突2发生反应，若电极之间的电表指针不发生偏转，则刺激轴突1不能引起轴突2的反应2．稳态是机体维持正常生命活动的必要条件。炎症发生时，疼痛是一种防御性的保护反应，但过量的炎症因子会造成免疫过强，自身器官受到损伤。研究发现，炎症因子ILs能够促进痛觉的形成，其作用机制如图一所示。图二是人体产生痛觉和吗啡等药物止痛机理示意图，其中P物质是痛觉神经递质，内啡肽是一种抑制疼痛的神经递质。回答下列相关问题：(1)某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生兴奋，传到大脑皮层从而产生痛觉。兴奋传导过程中，突触后膜发生的变化有__________________________________________________________________(答出两点)。(2)在研究过程中发现，炎症因子ILs能通过系列信号通路促使Ca2＋内流增加，据图一分析炎症因子使Ca2＋内流增加的原因是_________________________________________。(3)图二中C神经元释放内啡肽，内啡肽与A神经元上的阿片受体结合后促进A神经元K＋外流，试结合图示分析内啡肽止痛的原理是_________________________________________________________________。(4)长期使用吗啡后可致愉悦感而依赖成瘾，同时______(填“促进”“抑制”或“不影响”)内源性内啡肽的生成，逐渐形成在吗啡作用下的平衡状态，一旦突然停止使用吗啡则P物质的释放量会迅速________，出现更强烈的痛觉等戒断综合征。(5)若使用Ca2＋阻滞剂抑制神经细胞膜Ca2＋通道的开放，则能减缓炎症因子引起的疼痛，为探究Ca2＋的作用机制，进行了如下实验：对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。实验组：向突触小体施加适量的Ca2＋通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。由实验结果能得出的结论是________________________________________________。为进一步验证上述结论，请再补充一个实验组：__________________________________，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。解析：(1)产生痛觉的神经中枢是大脑皮层；兴奋传导过程中，突触后膜发生的变化有①神经递质与突触后膜特异性受体结合；②钠离子内流，产生动作电位。(2)由题图一分析可知，炎症因子ILs能通过系列信号通路促使Ca2＋内流增加，据图分析炎症因子使Ca2＋内流增加的原因是促进钙离子通道蛋白的合成，促进钙离子通道与细胞膜结合。(3)据图二可知：内啡肽促进A神经元K＋外流，抑制A神经元释放P物质，导致B神经元不能产生动作电位，从而阻止痛觉产生。(4)据图分析，吗啡镇痛的原理可能是：与A神经元上的阿片受体结合，从而与内啡肽竞争阿片受体，进而抑制A神经元内源性内啡肽的生成；长期使用吗啡后可致愉悦感而依赖成瘾，一旦突然停止使用吗啡则迅速增加P物质的释放，出现更强烈的痛觉等戒断综合征。(5)对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。实验组：向突触小体施加适量的Ca2＋通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。实验结果是实验组神经递质的释放量小于对照组，说明钙离子能促进神经递质的释放。为进一步验证上述结论，还需要再补充一个实验组：向突触小体中施加适量的钙离子，检测神经递质的释放量。答案：(1)神经递质与突触后膜特异性受体结合；钠离子内流，产生动作电位　(2)促进钙离子通道蛋白的合成，促进钙离子通道运到细胞膜上　(3)抑制A神经元释放P物质，导致B神经元不能产生兴奋，从而阻止痛觉产生　(4)抑制　增加(或增多；或升高)　(5)说明钙离子能促进神经递质的释放　向突触小体中施加适量的钙离子高频考点三免疫调节[典型考题]1．(2019·全国卷 Ⅲ)动物初次接受某种抗原刺激能引发初次免疫应答，再次接受同种抗原刺激能引发再次免疫应答。某研究小组取若干只实验小鼠分成四组进行实验，实验分组及处理见下表。小鼠分组A组B组C组D组初次注射抗原抗原甲抗原乙间隔一段合适的时间再次注射抗原抗原甲抗原乙抗原甲抗原乙回答下列问题。(1)为确定A、B、C、D四组小鼠是否有免疫应答发生，应检测的免疫活性物质是________(填“抗体”或“抗原”)。(2)再次注射抗原后，上述四组小鼠中能出现再次免疫应答的组是________。初次注射抗原后机体能产生记忆细胞，再次注射同种抗原后这些记忆细胞能够__________________________。(3)A组小鼠再次注射抗原甲，一段时间后取血清，血清中加入抗原甲后会出现沉淀，产生这种现象的原因是________________________________。(4)若小鼠发生过敏反应，过敏反应的特点一般有_______________________________(答出2点即可)。解析：(1)免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，如抗体、淋巴因子、溶菌酶等。(2)四组小鼠A组和B组用抗原甲刺激、C组和D组用抗原乙刺激后，会产生相应的记忆细胞，要产生再次免疫应答，则需再次注射与初次注射时相同的抗原，即A组和D组小鼠能出现再次免疫应答；初次免疫后，机体会产生大量的记忆细胞，相同抗原再次刺激后，这些记忆细胞会迅速增殖分化，快速产生大量抗体。(3)A组小鼠经抗原甲刺激后产生了相应的抗体，抗体分布在血清中，再次加入抗原甲后，抗体能够与抗原特异性结合形成沉淀。(4)过敏反应的特点：发作迅速、反应强烈、消退快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织严重损伤；有明显的遗传倾向和个体差异。答案：(1)抗体　(2)A、D　迅速增殖分化，快速产生大量抗体　(3)抗原与抗体特异性结合　(4)发作迅速、消退较快2．(2021·河北高考)水痘是由水痘—带状疱疹病毒(VZV)引起的急性呼吸道传染病，多见于儿童，临床特征为全身出现丘疹、水疱。接种VZV减毒活疫苗(VarV)是预防水痘流行的有效方法。2019年，研究者对某地2007—2015年出生儿童的VarV接种率及水痘发病率进行了调查，结果如图。回答下列问题：(1)感染初期患者皮肤表面形成透明的水疱，其中的液体主要来自内环境中的________。(2)呼吸道黏膜受损者更易被VZV感染，原因是____________________________________________________。VZV感染引发机体的________(填“特异性”或“非特异性”)免疫，被感染的细胞统称为________。(3)水痘临床诊断时，须注意与荨麻疹相区分。与水痘的发病机理不同，某些花粉引起的荨麻疹属于机体的________反应，是免疫系统的________功能过强的表现。(4)图中统计结果显示，随VarV接种率的提高，水痘发病率呈下降趋势。接种VarV后，B淋巴细胞的作用是________________________________________________________________________。(5)2014年、2015年出生儿童的接种率与发病率数据提示，应及时接种第二剂VarV，原因是第一剂疫苗接种一段时间后__________________________________。解析：(1)水疱中的液体主要来自组织液。(2)呼吸道黏膜属于人体的第一道防线，受损后病原体很容易穿过黏膜侵染机体。VZV感染引发的免疫为特异性免疫，被感染的细胞统称为靶细胞。(3)花粉引起的荨麻疹属于过敏反应，这是免疫系统防卫功能过强的表现。(4)根据题干可知，VarV是减毒活疫苗，即与病毒相比毒性减弱，但保留了抗原性，将其接种到体内，不会引发疾病，但病原体可以引发机体免疫反应，刺激B细胞增殖、分化，大部分分化为浆细胞，小部分形成记忆细胞。(5)机体接种第一剂疫苗后机体会产生相应抗体和记忆细胞，如果不接种第二剂疫苗，随着时间的推移，机体内抗体和记忆细胞水平会下降，水痘发病率会增加。答案：(1)组织液　(2)呼吸道黏膜属于人体第一道防线，受损后病原体容易从受损部位侵入机体　特异性　靶细胞　(3)过敏　防卫　(4)分化为浆细胞和记忆细胞　(5)抗体和记忆细胞水平会下降命题规律找共性析个性第1题以实验分析题形式考查了二次免疫反应和过敏反应的特点，第2题以接种VZV减毒活疫苗(VarV)预防水痘流行为素材，考查免疫系统的功能特点和免疫细胞的功能。找共性都是以特异性免疫中免疫细胞的作用和二次免疫为主要考查内容，且都考查了二次免疫反应中记忆细胞的作用，解答此类问题的方法是对体液免疫和细胞免疫的概念和过程理解透彻，并能运用到具体题目的解答中。名师指津寻方法记忆细胞与二次免疫(1)记忆细胞本身不能分泌抗体。当再次接触同种抗原时，记忆细胞迅速增殖分化形成浆细胞，由浆细胞分泌抗体。(2)体液免疫的二次免疫也有B细胞的参与，即此时浆细胞由记忆细胞和B细胞增殖分化而来。(3)二次免疫的特点：一般情况下，二次免疫比初次免疫反应快，反应强烈，往往能在抗原侵入但尚未使机体患病之前将它们消灭。如图所示，二次免疫产生抗体既快又多，患病程度轻且病程短。[命题预测]1．新冠病毒主要攻击人体的呼吸道和肺部细胞，这是因为病毒囊膜表面刺突蛋白S能与呼吸道或肺部细胞的细胞膜表面的特异性受体(ACE2)结合，囊膜与细胞膜融合，病毒核酸和相关的酶进入细胞。新冠肺炎爆发后，我国科学家争分夺秒地进行疫苗和药物的研制。回答下列问题：(1)新冠病毒囊膜的主要化学成分是________________。病毒核酸侵入细胞的过程依赖于细胞膜的________性。(2)预防接种是预防新冠肺炎的有效措施之一，有些疫苗需两次接种，初次接种产生免疫后，按规定时间间隔再次接种。若提前进行再次接种，则会减弱二次免疫效果，原因可能是____________________________________________________。(3)在抗击新冠病毒研发中，发现中药制剂X拥有一定的作用。为验证中药制剂X的作用，以年龄、体重等均相同的健康小鼠为对象，随机分为两组，一组注射药物X，另一组注射等量的生理盐水，然后给两组小鼠同时接种新冠病毒。实验后，得到如图所示结果。据此判断，你认为注射疫苗和中药制剂X后可使小鼠不患此类病毒引起的流感的原理__________(填“相同”或“不相同”)，原因是________________________________________________________________________。解析：(1)据题干信息“囊膜与细胞膜融合”可知，囊膜的成分应与细胞膜相似，故可以融合，则其主要化学成分为蛋白质和脂质。病毒核酸侵入细胞的过程发生了膜之间的融合，该过程依赖于细胞膜的流动性。(2)疫苗相当于抗原，进入机体后会引发人体的特异性免疫过程，进而产生相应的抗体，有的疫苗需要接种两次，应按规定时间间隔再次接种，若提前接种，则疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后被迅速清除，故可能减弱二次免疫效果。(3)结合题干可知，该实验目的为“验证中药制剂X的作用”，则实验的自变量为X的有无，因变量为相关指标的相对浓度。据图可知，实验组的吞噬细胞、抗体的含量均高于对照组，而细胞毒性T细胞的含量相差不大，故据此推测，注射中药X的原理是能显著提高吞噬细胞和抗体的数量；而接种疫苗预防的原理是使机体产生相应的记忆细胞和抗体，故注射疫苗和中药制剂X后可使小鼠不患此类病毒引起的流感的原理不相同。答案：(1)脂质(磷脂)和蛋白质　流动　(2)疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后被迅速清除　(3)不相同　接种疫苗预防的原理是使机体产生相应的记忆细胞和抗体；注射中药X的原理是能显著提高吞噬细胞和抗体的数量2．新型冠状病毒肺炎是一种由新型冠状病毒引起的急性传染病，面对新型冠状病毒的疫情，药物开发成为一个迫在眉睫的国家重大战略需求。经过科研工作者的不懈努力，多种新冠疫苗已被研发并陆续投入市场，并仍有多种疫苗处于研发当中。初步实验得知，某种疫苗总剂量8 μg为最佳剂量，为了确定最佳接种方案，研究人员做了进一步的研究，结果如下表所示，回答下列问题：注：A1、B1、C1、D1组分别接种该疫苗，A2、B2、C2、D2组分别接种X试剂(1)从表中可看出，该实验的自变量有____________________________________(写不全不给分)。(2)表中试剂X是________________________________，a的剂量应该为________。(3)根据实验结果分析：①疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组，原因是________________________________________________________________________。②疫苗两次接种时间间隔________天的效果最好，间隔时间过短影响效果的原因可能是____________________________________________________。解析：(1)由表格分析可知，该实验的自变量为是否接种疫苗、疫苗接种次数和两次接种间隔时间。(2)由表格数据可知，注射X后，机体不产生抗体，说明X是生理盐水，起对照作用。因为A组不接种，B、C、D三组都两次接种总剂量为8 μg，根据控制单一变量原则，所以a为8 μg。(3)①由于机体再次接触相同抗原，记忆细胞迅速增殖分化，产生了大量抗体，因此疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组。②由表格数据可知，疫苗两次接种时间间隔21天的效果最好，间隔时间过短影响效果的原因是疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后会被迅速清除。答案：(1)是否接种疫苗、疫苗接种次数、两次接种间隔时间　(2)生理盐水(不含疫苗成分的试剂)　8　(3)①机体再次接触相同抗原，记忆细胞迅速增殖分化，产生了大量抗体　②21　疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后会被迅速清除　　　　　　　　　　　　　　　　[专题集训]1．(2021·烟台模拟)某些因素导致人体抑郁症发作，主要表现为显著而持久的情感低落，严重者会出现幻觉、妄想等症状。有研究表明，5­羟色胺(5­HT)是一种能使动物产生愉悦情绪的神经递质，释放5­HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位(突触结构如图所示)。抑郁症患者突触间隙中5­HT的含量明显偏少，为了进一步探究患者突触间隙中的5­HT含量下降的原因，研究人员利用抑郁症模型鼠进行了研究，得到的结果如表。请回答下列问题：组别数量中缝核miR­16相对含量中缝核SERT相对含量对照组10只0.840.59模型组10只0.650.99注：miR­16是一种非编码RNA，可与靶基因mRNA结合，导致mRNA降解(1)据图分析，突触前神经元将5­HT通过________的方式释放到突触间隙，与________________结合引发突触后膜电位变化，5­HT发挥作用后的去向是______________________________________。(2)每组选多只鼠而不是1只进行实验，目的是__________________________________________________________________________________________________________。(3)据表中数据可知，中缝核miR­16________(填“促进”或“抑制”)SERT的表达，原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)综上研究，抑郁症患者产生情感低落等抑郁行为的分子机制是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)神经递质是通过胞吐释放到突触间隙与突触后膜上特异性受体结合后引起后膜电位变化。由图可以看岀5­HT发挥作用后被突触前膜的5­HT转运载体回收进了突触前膜内。(2)实验用多只小鼠进行平行重复实验，目的是为了减少误差，使实验结果更科学。(3)与对照组相比，模型组小鼠的中缝miR­16相对含量减少，SERT相对含量上升，说明miR­16会抑制SERT的表达，其机理是miR­16与SERT的mRNA结合，引起mRNA降解，从而抑制SERT的合成。(4)从患抑郁症的模型组小鼠可分析出抑郁症患者产生情绪低落等抑郁行为的分子机制是中缝核miR­16含量下降导致SERT表达量上升，从而使5­HT的摄取量增加，造成突触间隙中5­HT含量下降，导致情绪低落等抑郁行为。答案：(1)胞吐　特异性受体　通过转运蛋白(SERT)运回突触前神经元　(2)重复实验，减少因偶然因素造成的实验误差　(3)抑制　miR­16与SERT的mRNA结合，引起mRNA的降解，抑制SERT的合成　(4)中缝核miR­16含量下降导致SERT表达量上升，从而使5­HT的摄取量增加，造成突触间隙中5­HT含量下降，导致情绪低落等抑郁行为2．(2021·大连模拟)人体除了下丘脑视交叉上核(SCN)的主生物钟外，还有存在于肝脏、胰脏等器官的局部生物钟，它们对调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用。其中松果体细胞分泌褪黑素的调控机理如图所示。请回答下列问题：(1)光周期信号刺激视网膜上感光细胞，产生兴奋并传递，最终分泌褪黑素。该反射弧的效应器是________________________________。图中含褪黑素受体的细胞有______________________________________________________________。(2)由图可知，光周期信号通过视网膜到松果体途径对雄性动物生殖的调控过程属于______________________调节，而雄激素分泌过多会抑制下丘脑和垂体分泌的调节机制属于____________调节。(3)科学研究发现，褪黑素白天分泌少，晚上分泌多，能使人迅速入睡。若熬夜玩手机，会干扰睡眠，推测其原因主要是手机光线________褪黑素的分泌。(4)睡眠不足会影响交感神经和副交感神经的作用，从而影响心脏搏动。交感神经释放去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上β­肾上腺素受体结合，使心肌细胞的静息电位绝对值________，心肌细胞收缩加强，心率加快；副交感神经释放乙酰胆碱，与心肌细胞膜上M型受体结合，心率减慢。解析：(1)据图可知，光周期信号刺激视网膜上的感光细胞，产生兴奋并传递到下丘脑，下丘脑通过神经支配松果体分泌褪黑素，该反射弧的效应器是传出神经末梢及松果体细胞。据图可知，褪黑素可作用于下丘脑、垂体和睾丸，也可反馈抑制下丘脑视交叉上核，所以图中含褪黑素受体的细胞有4种。(2)光周期信号通过视网膜到松果体，再通过褪黑素对雄性动物的生殖进行调控，该过程属于神经—体液(神经调节和体液调节)调节，雄激素分泌过多，会抑制下丘脑和垂体分泌，该调节机制属于(负)反馈调节。(3)入夜后没有光线刺激，人体褪黑素分泌增多，能使人迅速入睡。若睡前长时间玩手机，手机光线抑制褪黑素的分泌，因而可能导致失眠。(4)交感神经释放去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上β­肾上腺素受体结合，使心肌收缩加强心率加快，推测去甲肾上腺素使心肌细胞的静息电位绝对值减小，容易兴奋。答案：(1)传出神经末梢及松果体细胞　下丘脑视交叉上核(SCN)细胞、下丘脑细胞、垂体细胞、睾丸细胞　(2)神经—体液(神经调节和体液)　(负)反馈　(3)抑制　(4)减小3．(2021·滨州模拟)某物质X是一种工业原料，若进入人体，可能会干扰内分泌活动。研究小组将体外培养的人的胰岛B细胞等量分为3组，置于如图所示的条件中培养(其他条件相同且适宜)，一段时间后检测各组胰岛素的分泌情况，实验结果如图所示(健康人体空腹血糖浓度为3.9～6.1 mmol·L－1)。请回答下列有关问题。(1)胰岛能分泌两种对血糖浓度调节有拮抗作用的激素，其中胰高血糖素的作用是能够促进肝糖原分解，__________________________________，从而使血糖浓度上升高。(2)对比第2组和第1组的实验结果，可得出的结论是______________________________________________。关于物质X的作用机理，有观点认为物质X能提高胰岛B细胞对葡萄糖的敏感程度，本实验中能支持此观点的结果是______________________________。(3)也有科研人员推测，物质X与葡萄糖均可与胰岛B细胞表面的一种受体Y结合，从而发挥相应的生理作用，这说明了受体Y不具有特异性。这种说法是不准确的，请简要说明受体Y具有特异性的理由：___________________________________________________________________________________________________________________________。(4)研究表明，老年人皮肤血管硬化，骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取量降低。由此推测在寒冷条件下，老年人体温降低的直接原因有_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)胰高血糖素能升高血糖，表现在能促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖从而使血糖水平升高。(2)对比第2组和第1组的实验结果，可看出高浓度(8 mmol/L)葡萄糖会促进胰岛B细胞分泌胰岛素。第3组和第2组同样的葡萄糖浓度处理，但第3组加了额外的物质X，结果第3组的胰岛素相对浓度比第2组高，说明物质X能提高胰岛B细胞对葡萄糖的敏感程度。(3)虽然物质X与葡萄糖均可与胰岛B细胞表面的一种受体Y结合，但这并不能否定受体具有特异性，出现这种情况的原因可能是物质X和葡萄糖与受体Y结合的这部分结构相似，其他物质不具有这种结构，不能与受体Y结合，因此，受体Y具有特异性。(4)老年人皮肤血管硬化，骨骼肌细胞对葡萄糖摄取量降低。由此推测在寒冷条件下，老年人体温降低的直接原因是皮肤血管收缩能力下降，散热量较大；葡萄糖氧化分解产热减少。答案：(1)并促进一些非糖物质转化为葡萄糖　(2)高浓度(8 mmol/L)葡萄糖会促进胰岛B细胞分泌胰岛素　第3组胰岛素相对浓度比第2组高　(3)可能物质X和葡萄糖与受体Y结合的这部分结构相似，其他物质不具有这种结构，不能与受体Y结合，因此，受体Y具有特异性　(4)皮肤血管收缩能力下降，散热量大；葡萄糖氧化分解减少，产热量少4．(2021·丹东模拟)人在面对压力时身体会进入应激状态，下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)被激活。一定强度的应激反应有助于发挥潜力、维持内环境的稳态，但应激时间过长或者过于强烈，则会对机体产生不利影响。(1)在发生应激反应时，下丘脑分泌________________，刺激垂体分泌ACTH，促使肾上腺皮质释放糖皮质激素(GC)。GC可以通过升高血糖保证重要器官能量供应，与胰高血糖素、肾上腺素具有________作用。(2)GC是动物机体在应激状态下存活所必需的信息分子，其过度升高会影响机体糖类、脂质、蛋白质的代谢，并大大降低机体的免疫能力。在应激状态下，可能由于下丘脑和垂体的敏感性降低，使GC________调节功能下降，易对机体产生不利影响。科研人员希望找到其他调控HPA轴的机制。通过对热应激模型鼠的研究(如图所示)，发现________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)基于以上对HPA轴调控机制的研究，你认为是否可将miR­212直接用于临床治疗？__________请说明理由_______________________________________________________。(4)为缓解压力，人除了运动也常选择喝茶或咖啡来提高兴奋性，但茶提高神经系统兴奋性的效果不如咖啡显著。经研究发现茶叶和咖啡中咖啡因的含量接近，有人认为可能是茶叶中的另外一种成分茶氨酸抑制了咖啡因的作用。为验证上述假设，某研究小组发现，可通过小鼠单位时间单位体重的耗氧量，来判断小鼠神经系统的兴奋性高低，以健康成年雄性小鼠、生理盐水、试剂甲(蒸馏水配制的咖啡因制剂)、试剂乙(蒸馏水配制的茶氨酸制剂)、蒸馏水为实验材料设计实验。简要写出实验设计思路，并预期结果和结论。解析：(1)接受刺激的下丘脑会分泌促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体，促肾上腺皮质激素释放激素通过体液调节运输到垂体，促使垂体分泌促肾上腺皮质激素，促使肾上腺皮质释放糖皮质激素(GC)。胰高血糖素、肾上腺素都具有升高血糖的作用，因此GC通过升高血糖保证重要器官能量供应，与胰高血糖素、肾上腺素具有协同作用。(2)在应激状态下，可能由于下丘脑和垂体的敏感性降低，使GC负反馈调节功能下降，易对机体产生不利影响。据图所示，随热应激处理天数的增加，小鼠下丘脑miR­212的表达量增加。(3)实验尚不完备，不能将miR­212直接用于临床，应进一步在实验动物或者人体水平上进行相关实验。(4)当小鼠神经系统兴奋性较高时，平均体重的耗氧速率会升高，可以通过检测小鼠单位时间单位体重的耗氧量来判断小鼠神经系统兴奋性的高低。为了验证茶叶中的茶氨酸抑制了咖啡因的作用，可设计如下实验：本实验自变量是茶氨酸的有无，因变量是耗氧速率的变化，所以实验设计思路是：选取健康的雄性小鼠若干，平均分成两组，并标注实验组A和对照组B。A组处理：定时灌喂适量的咖啡因制剂和茶氨酸制剂；B组处理：定时灌喂与A组等量的咖啡因制剂和蒸馏水。处理一段时间后，统计小鼠单位时间单位体重A组的耗氧量和B组的耗氧量；本实验是验证性实验，所以实验结果及结论：A组的耗氧量小于B组的耗氧量，则证明茶氨酸能抑制咖啡因的作用。答案：(1)促肾上腺皮质激素释放激素　协同　(2)负反馈　随热应激处理天数的增加，小鼠下丘脑miR­212的表达量增加　(3)不可以　应进一步在实验动物或者人体水平上进行相关实验　(4)实验设计思路：选取健康的雄性小鼠若干，平均分成两组，并标注实验组A和对照组B；A组处理：定时灌喂适量的咖啡因制剂和茶氨酸制剂；B组处理：定时灌喂与A组等量的咖啡因制剂和蒸馏水；处理一段时间后，统计小鼠单位时间单位体重A组的耗氧量和B组的耗氧量；实验结果及结论：A组的耗氧量小于B组的耗氧量，则证明茶氨酸能抑制咖啡因的作用。5．(2021·淄博模拟)睡眠是一种在哺乳动物、鸟类等生物中普遍存在的自然休息状态。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量等。研究发现，腺苷是一种重要的促眠物质。回答下列问题：(1)图1为腺苷合成及转运示意图。腺苷由__________________结合而成。由图1可知，储存在囊泡中的ATP转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去________个磷酸产生腺苷。(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器(图2)，并使之表达在BF区细胞膜上。①传感器的工作原理是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②满足实验要求的传感器应具备的条件包括_____________________________________________________________________________。(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可________(填“促进”或“抑制”)K＋通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。解析：(1)腺苷由腺嘌呤和核糖结合而成。分析图1可知，储存在囊泡中的ATP通过胞吐方式转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去3个磷酸产生腺苷。(2)①分析图2可知，传感器的工作原理是腺苷与受体结合改变受体的空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并在被激发后发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度。②因为传感器具有高特异性、高灵敏度，所以对腺苷具有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应，传感器只是检测腺苷浓度，其数量与睡眠—觉醒周期无关，因此满足实验要求的传感器应具备的条件包括对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应；对正常睡眠—觉醒周期无明显影响等。(3)研究表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，由于去除胆碱能神经元后兴奋性降低，神经元释放腺苷减少，去除谷氨酸能神经元后，不能释放腺苷，故支持此结论的实验结果应是两实验组的腺苷浓度均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低。(4)腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，由于腺苷是一种重要的促眠物质，因此可促进K＋通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。答案：(1)腺嘌呤和核糖　3　(2)①腺苷与受体结合改变受体空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度　②对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应；对正常睡眠—觉醒周期无明显影响　(3)两实验组的腺苷浓度(荧光强度)均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低　(4)促进6．(2021·沈阳模拟)有研究认为，雌激素能改善动物记忆，为探究其可能机理，某研究团队利用大鼠进行试验，研究数据如表：组别处理BDNFmRNA(相对值)BDNF(相对值)记忆水平A？1.001.00＋＋＋＋＋＋B切除卵巢0.350.26＋＋C切除卵巢，注射雌激素0.950.98＋＋＋＋＋(注：BDNF：脑源性神经营养因子，是一种具有神经营养作用的蛋白质。)请回答下列相关问题：(1)动物体内雌激素分泌后经________运输到靶细胞，与靶细胞的________结合产生调节作用。(2)A组的处理为____________________，设置该组的作用是______________________________。(3)BDNF是体内含量最多的神经营养因子，它通过与受体—离子通道偶联复合体结合，引起神经元______通道开放从而使神经细胞兴奋，也可能会导致神经元Ca2＋通道开放，Ca2＋进入胞内，促进____________与突触前膜融合，释放神经递质使兴奋增强，从而促进学习记忆。(4)综合上述研究结果，推测雌激素改善记忆的可能机理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)动物体内雌激素分泌后经体液(或血液)运输到靶细胞，与靶细胞的(特异性)受体结合产生调节作用。(2)A组的处理应该为手术但不切除卵巢，该组的作用是作为对照，排除手术本身对实验结果造成的影响。(3)BDNF是体内含量最多的神经营养因子，它通过与受体—离子通道偶联复合体结合，引起神经元Na＋通道开放从而产生动作电位，引起神经细胞兴奋；也可能会导致神经元Ca2＋通道开放，Ca2＋通过协助扩散的方式进入胞内，促进突触小泡与突触前膜融合，释放神经递质增强兴奋，从而促进学习记忆。(4)根据研究结果，注射雌激素后BDNF mRNA以及BDNF含量均增加，进而改善记忆，据此推测雌激素的作用机理为雌激素通过增强BDNF基因的表达(BDNF mRNA含量增多)，进而产生更多BDNF以促进兴奋的传递，从而提高记忆水平。答案：(1)体液(或血液)　(特异性)受体　(2)手术但不切除卵巢　作为对照，排除手术对实验结果的影响　(3)Na＋　突触小泡　(4)雌激素通过增强BDNF基因的表达，产生更多BDNF以促进兴奋的传递，从而提高记忆水平7．(2021·潍坊三模)巨噬细胞是血液、淋巴和所有哺乳动物组织中常见的吞噬细胞，是造血系统中可塑性最强的一种细胞。近年来人们研究发现，巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型，从而具有多样的功能，即为巨噬细胞的表型转换。微环境变化所产生的巨噬细胞的表型是多样的，但有两种主要表型，即M1型和M2型巨噬细胞。M1型巨噬细胞即为经典活化巨噬细胞，具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能，是机体抵御外来异物的重要防线。M2型巨噬细胞是一群具有抗炎作用的异质性巨噬细胞，与抗炎反应、寄生虫感染、组织重构、纤维化以及肿瘤疾病发展相关。(1)巨噬细胞由________________分化而来；M1型巨噬细胞在机体中既能参与非特异性免疫，又能参与特异性免疫，做出此判断依据是__________________________________________________________。(2)肥胖被认为是导致多种疾病的危险因素。科学研究显示，从瘦人的白色脂肪组织中分离的巨噬细胞表现出M2型的特征；在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加，且它的数量与肥胖水平呈正相关。这表明肥胖可导致巨噬细胞发生____________________的表型转换。M1型和M2型巨噬细胞功能出现差异的根本原因是________________________。(3)M2型巨噬细胞能分泌含有提高胰岛素敏感性的微小核糖核酸(MiR­690)的胞外产物，即外泌体(Exos)。研究证实了Exos中的MiR­690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性。现有肥胖导致的2型糖尿病小鼠若干(血糖浓度基本相同)、注射器、外泌体提取液、RNA酶等，请利用上述材料设计实验，验证MiR­690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性(要求写出实验思路及预期结果)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)巨噬细胞是吞噬细胞的一类，是由造血干细胞分化而来的；结合题干信息M1型巨噬细胞即为经典活化巨噬细胞，具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能，是机体抵御外来异物的重要防线”可知，M1型细胞能参与非特异性免疫(吞噬杀菌、释放炎症介质)，又能参与特异性免疫(呈递抗原和启动适应性免疫应答)。(2)据题干信息“巨噬细胞可以根据微环境的变化而改变其表型”及“从瘦人的白色脂肪组织中分离的巨噬细胞表现出M2型的特征，在肥胖人群的脂肪组织中发现M1型巨噬细胞数目增加”可推测，肥胖(可看作微环境)可导致巨噬细胞发生从M2型向M1型的表型转换；M1型和M2型巨噬细胞来源相同，其表型不同的根本原因是基因的选择性表达。(3)结合题意分析可知，本实验目的为“验证MiR­690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性”，则实验的自变量为MiR­690(外泌体)的有无，因变量为胰岛素的敏感性，可通过血糖浓度进行测定，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计实验如下：实验思路：将肥胖导致的2型糖尿病小鼠均分甲、乙两组(分组并编号)；甲组注射适量的外泌体提取液，乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液(单一变量)；相同条件下饲喂一段时间后(无关变量等量且适宜)，检测甲、乙两组小鼠血糖浓度，并进行比较。由于实验假设是MiR­690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性，故预期结果为：甲组血糖浓度低于乙组。答案：(1)造血干细胞　M1型巨噬细胞具有吞噬杀菌、释放炎症介质、呈递抗原和启动适应性免疫应答的功能　(2)M2型向M1型　基因的选择性表达　(3)实验思路：将肥胖导致的2型糖尿病小鼠均分甲、乙两组(分组并编号)；甲组注射适量的外泌体提取液，乙组注射等量的用RNA酶处理过的外泌体提取液(单一变量)；相同条件下饲喂一段时间后(无关变量等量且适宜)，检测甲、乙两组小鼠血糖浓度，并进行比较。由于实验假设是MiR­690可提高肥胖导致的2型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性，预期结果：甲组血糖浓度低于乙组  [教材拾遗]1．植物表现出向光性，是因为向光侧的生长素被分解了，还是向背光侧运输了？设计实验予以探究。提示：2．探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度时，用生长素类似物处理插条形态学上端还是下端？这个实验必须用清水组作为空白对照实验吗？预实验可以减少实验误差吗？如不可以请简要写出理由。提示：形态学下端。“预实验”必须用清水做空白对照，正式实验就可以不用清水组作为空白对照了。不可以。“预实验”与减少误差没有关系，是为正式实验摸索条件，减少实验时人力、物力和财力的浪费。3．利用生长素可以获得无子番茄，利用多倍体育种可获得无子西瓜，这两种变异哪种属于可以遗传的变异？为什么？提示：多倍体育种获得无子西瓜。前者只是利用生长素促进子房的发育，没有引起遗传物质的变化，所以不属于可以遗传的变异；后者是通过四倍体和二倍体杂交获得的三倍体植株，改变了生物的遗传物质，所以属于可以遗传的变异。4．各种植物激素在对植物生命活动进行调节时，是孤立地发挥作用的吗？试举例说明。提示：不是。在植物生长发育和适应环境过程中各种激素并不是孤立起作用的，而是多种激素相互作用共同调节，不同时期起主导作用的激素不同。如(1)生长素和细胞分裂素分别通过促进细胞伸长、细胞分裂来协调植物的生长。(2)赤霉素促进种子萌发，脱落酸则抑制种子萌发，两者的作用是互相拮抗的。(3)生长素浓度适宜时，促进植物生长，同时诱导乙烯合成。当生长素浓度超过适宜浓度时，乙烯含量增加，当乙烯对生长的抑制作用超过生长素促进细胞生长的作用时，就会抑制生长。5．请简述植物激素调节与基因表达的关系有哪些。提示：(1)激素调节只是植物生命活动调节中的一部分，植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。(2)光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。(3)植物激素并非基因表达的直接产物——蛋白质，基因对植物激素合成的控制作用往往是通过控制相关酶的合成来实现的。6．如何验证水稻的恶苗病是由赤霉菌产生的物质引起的，而不是赤霉菌本身在起作用？提示：将赤霉菌培养后，将培养基滤液滴加到水稻上，与对照组相比，观察是否出现恶苗病。7．许多研究表明，脱落酸在高温条件下容易降解，在自然界中存在这样一种现象：小麦、玉米在即将成熟时，如果经历持续一段时间的干热之后又遇大雨的天气，种子就容易在穗上发芽。请尝试对此现象进行解释。提示：这是因为脱落酸能促进种子休眠，抑制发芽。持续一段时间的高温，能使种子中的脱落酸降解。没有了脱落酸，这些种子就不会像其他种子那样休眠了。大雨天气又给在穗上的种子提供了萌发所需要的水分，于是种子就会不适时地萌发。8．高浓度生长素抑制植物生长的原因是什么？提示：生长素浓度高时，会促进乙烯的合成，乙烯含量高就会抑制细胞伸长生长。能力一生长素的发现、产生、分布和运输的实验探究与分析 [核心整合]1．理解生长素的三类运输方向2．辨明生长素作用曲线的三个区段(1)图中Oa段随着生长素浓度增大，促进作用增强。(2)ab段随着生长素浓度增大，促进作用减弱，不能认为抑制作用加强。(3)bc段随着生长素浓度增大，抑制作用增强。 [题点练通] 以探究植物弯曲生长的实验为载体，考查实验探究能力1.(2021·海口模拟)科学家为了解释植物向光生长的现象提出了两种假说：①单侧光照引起生长素的横向运输，使生长素分布不均而导致弯曲生长；②单侧光照引起向光侧产生生长抑制物而导致弯曲生长。如图表示两位同学为验证某植物向光生长的原因所做的对照实验，下列分析错误的是(　　)A．若实验一甲、乙两组都向光生长，则说明假说②成立B．若实验二甲、乙两组结果无明显差异，则说明假说①成立C．若实验一甲直立生长、乙向光生长，则实验二应表现为甲生长速度比乙快D．若实验一甲、乙两组都向光生长，则实验二应该表现为甲的生长速度比乙慢解析：C　实验一甲、乙都向光生长，说明其向光生长与横向运输无关，即假说②成立，A正确；实验二甲、乙生长无明显差异，说明光照不会引起生长抑制物的产生，即假说①成立，B正确；实验一甲直立生长、乙向光生长，说明假说①成立，此时实验二应表现为甲、乙生长速度相同，C错误；实验一甲、乙都向光生长，说明其向光生长与横向运输无关，即假说②成立，则实验二甲组光照会产生生长抑制物，因而甲的生长速度比乙慢，D正确。2．(2021·东城区二模)如图是解释玉米根向重力生长原因的模型。平衡石是根冠细胞特有的结构。在垂直放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的基部，导致经由中柱运来的IAA在根冠均等分布(如图1)。在水平放置的根中，平衡石停留在根冠细胞的近地侧，导致根冠远地侧的IAA向近地侧运输(如图2)。根据该模型，下列分析正确的是(　　)A．IAA在根部只能从伸长区向根冠运输B．在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度低于远地侧C．若把去除根冠的玉米根水平放置，仍能观察到根向地弯曲生长D．玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关解析：D　由题图可知：IAA在根部既能从伸长区向根冠运输，也能从根冠向伸长区运输，A错误；在水平放置的根中，近地侧伸长慢的原因是IAA浓度高于远地侧，根对生长素比较敏感，近地侧生长素浓度高，生长受到抑制，远地侧生长素浓度低，生长较快，B错误；若把去除根冠的玉米根水平放置，失去了平衡石的作用，根水平生长，C错误；由题意可知，玉米根向重力生长与平衡石在根冠细胞中的位置密切相关，D正确。生长素浓度与根、茎弯曲方向的判断对“茎”——生长素多处，其生长快于对侧，故弯向生长素少的一侧。对“根”——生长素多处，其生长慢于对侧，故弯向生长素多的一侧。　　　　 以生长素的生理作用为载体，考查曲线分析与信息获取能力 3.(2020·全国卷Ⅲ)取燕麦胚芽鞘切段，随机分成三组，第1组置于一定浓度的蔗糖(Suc)溶液中(蔗糖能进入胚芽鞘细胞)，第2组置于适宜浓度的生长素(IAA)溶液中，第3组置于IAA＋Suc溶液中，一定时间内测定胚芽鞘长度的变化，结果如图所示。用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是(　　)A．KCl可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压B．胚芽鞘伸长生长过程中，伴随细胞对水分的吸收C．本实验中Suc是作为能源物质来提高IAA作用效果的D．IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc或KCl而提高解析：C　K＋、Cl－等无机盐离子可进入胚芽鞘细胞中，其对于维持细胞的正常渗透压起着重要作用，A项正确；水在细胞中的存在形式有两种，即结合水和自由水，水是构成细胞的重要无机化合物，在胚芽鞘伸长生长过程中，伴随着细胞对水分的吸收，B项正确；KCl为无机盐，不能为生物体的生命活动提供能量，根据题干信息“用KCl代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果”可知，蔗糖不是作为能源物质来提高IAA作用效果的，C项错误；置于生长素＋蔗糖(或KCl)溶液中的胚芽鞘伸长率比单独置于适宜浓度的生长素或单独置于一定浓度的蔗糖(或KCl)溶液中的胚芽鞘伸长率都高，说明IAA促进胚芽鞘伸长的效果可因加入蔗糖或KCl而提高，D项正确。4.(2021·菏泽模拟)植物生长素既能促进植物的生长，也能抑制生长，其作用具有两重性。为研究不同浓度生长素(IAA)对植物生长的影响，某研究者利用豌豆幼苗的嫩茎及茎上的侧芽进行了相关实验，结果如图。下列实验现象中，能说明生长素的作用具有两重性的是(　　)A．b浓度的生长素能促进茎的生长而抑制芽的生长B．d浓度的生长素对芽的作用效果不同于对茎的作用效果C．a浓度的生长素促进芽的生长，d浓度时则抑制芽的生长D．b浓度的生长素促进芽的生长，c浓度的生长素抑制芽的生长解析：C　b浓度的生长素能促进茎的生长，也能促进芽的生长，A错误；d浓度的生长素对芽的作用效果不同于对茎的作用效果，说明不同器官对生长素的敏感性不同，B错误；a浓度的生长素促进芽的生长，d浓度时则抑制芽的生长，说明生长素的作用具有两重性，C正确；b浓度的生长素促进芽的生长，c浓度的生长素不促进也不抑制芽的生长，D错误。利用“三看法”判断生长素作用的两重性　　　　 能力二运用归纳与概括的科学思维方法串联植物激素的作用和应用[核心整合]1．植物激素对植物生长的影响(1)植物生长与多种植物激素之间的关系(2)赤霉素与生长素在促进细胞伸长方面的关系赤霉素通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解来促进细胞伸长 2．比较植物激素间的相互作用关系(1)协同作用(2)拮抗作用 [题点练通] 围绕其他植物激素的生理作用，考查对基础知识的理解能力1.(2021·山东高考)实验发现，物质甲可促进愈伤组织分化出丛芽；乙可解除种子休眠；丙浓度低时促进植株生长，浓度过高则抑制植株生长；丁可促进叶片衰老。上述物质分别是生长素、脱落酸、细胞分裂素和赤霉素四种中的一种。下列说法正确的是(　　)A．甲的合成部位是根冠、萎蔫的叶片B．乙可通过发酵获得C．成熟的果实中丙的作用增强D．夏季炎热条件下，丁可促进小麦种子发芽解析：B　据题干分析可知，物质甲是细胞分裂素，物质乙是赤霉素， 物质丙是生长素，物质丁是脱落酸。物质甲是细胞分裂素，合成部位主要是根尖，A错误；物质乙是赤霉素，可通过在发酵罐中培养赤霉菌获得，B正确；物质丙是生长素，而成熟的果实中乙烯的作用增强，C错误；物质丁是脱落酸，抑制种子发芽；夏季炎热条件下，脱落酸易降解，导致小麦种子易发芽，D错误。2．(2021·德州二模)乙烯是甲硫氨酸在AOC等酶的作用下经过一系列反应合成的，与细胞内的相应受体结合后能促进相关基因表达，进而促进果实的成熟。下列分析正确的是(　　)A．植物细胞内的乙烯是在核糖体上合成的　　B．乙烯的合成受基因控制，与环境温度无关　　C．乙烯通过调控基因的表达实现对植物生长的调节　　D．催化乙烯合成的AOC酶只存在于成熟的果实细胞中解析：C　核糖体是蛋白质的合成场所而乙烯不是蛋白质，故植物细胞内的乙烯不在核糖体上合成，A错误；乙烯的合成受基因控制，也与环境温度有关，B错误；植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果，故乙烯是通过调控基因的表达实现对植物生长的调节，C正确；乙烯在植物体的各个部位都能产生，故催化乙烯合成的AOC酶不只存在于成熟的果实细胞中，D错误。以植物激素的作用及相互关系为载体，考查对综合知识的融会贯通能力3.(2021·大连模拟)实验表明，植物体在逆境条件下激素的含量会发生变化，从而引起适应蛋白的合成量相应改变。如图为不同程度的干旱条件下番茄植株内脱落酸(ABA)与乙烯的变化情况，下列相关分析不合理的是(　　)A．脱落酸能促进某些逆境适应性基因的表达B．脱落酸作为信号分子能与其他植物激素共同调节植物的抗逆性C．脱落酸和乙烯均是植物应激激素，可以提高植物的抗逆性D．脱落酸与干旱程度呈正相关，乙烯则呈负相关，与其他植物激素无关解析：D　由题图信息分析可知，逆境条件下，脱落酸的含量增加，而逆境下适应蛋白的合成量也会相应增加，由此推测脱落酸能促进某些逆境适应性基因的表达，使逆境蛋白的合成量增加，A正确；在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立的起作用，而是多种激素相互作用共同调节，故脱落酸作为信号分子能与其他植物激素共同调节植物的抗逆性，B正确；脱落酸和乙烯均是植物应激激素，由曲线图分析可知，随着干旱程度的加深，ABA的含量呈上升趋势，且乙烯含量在轻度至中度干旱时也增加，由此推测ABA和乙烯均可以提高植物的抗逆性，C正确；由曲线分析可知，干旱程度越重，脱落酸含量越多，即脱落酸与干旱程度呈正相关，而乙烯与干旱程度不是呈负相关，在一定干旱条件下，乙烯随着干旱程度的增加而增加，当干旱程度过高时，乙烯的含量开始下降，D错误。4．(2021·淄博模拟)为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响，某生物小组切取黄瓜幼茎顶端2.5 cm长的部分，置于培养液中无菌培养，实验分为A、B、C三组，分别培养至第1、8、15天，每组再用适宜浓度的激素处理30天，测量茎芽长度，结果如图，下列描述正确的是(　　)A．用生长素处理幼茎切段时，应将生长素加入到培养液中B．据图示结果可以得出生长素对植物幼茎的生长一定起促进作用C．据图示结果可得出赤霉素对植物生长的抑制效果大于生长素D．在B组条件下，GA3和IAA共同作用对幼茎的促进效果是单独使用IAA的18倍解析：D　由于生长素的运输是极性运输，即从形态学上端运输到下端，因此应将IAA加在茎芽尖端，不能加在培养液中，A错误；生长素生理作用具有两重性，B错误；从图示可以得出赤霉素和生长素对植物生长起促进作用，空白对照是4.0，激素处理组都是大于4，促进效果赤霉素大于生长素，C错误；分析B组可知，与空白对照组相比，两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是9 cm，IAA单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是0.5 cm，因此两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是IAA单独处理的18倍，D正确。结合植物激素在生产、生活中的应用，考查学以致用和社会责任5.(2021·广东高考)乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如图。下列分析正确的是(　　)A．对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响B．实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实C．根据实验安排第6次取样的时间为第10天D．处理组3个指标的总体变化趋势基本一致解析：C　对照组香蕉果实可以合成乙烯，故对照组香蕉果实的成熟会受到内源乙烯的影响，A错误；为排除无关变量对实验结果造成的影响，实验材料应该选择未成熟的香蕉果实，B错误；因为每2天取样一次，第0、2、4、6、8、10天各取样一次，所以推算出安排第6次取样的时间为第10天，C正确；处理组3个指标总体变化趋势依次为还原糖含量升高、淀粉含量降低，导致香蕉变甜、果皮叶绿素含量降低，导致果皮变黄，D错误。6．(2021·威海模拟)拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受光的受体。研究发现，CRY1能作用于脱落酸(ABA)从而影响种子萌发。为了进一步探究其作用机制，研究人员将野生型拟南芥的种子和CRY1突变体(无法合成CRY1)的种子，分别放在MS培养基和含有不同浓度ABA的MS培养基中，适宜光照条件下培养，一段时间后测得种子的发芽率如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．脱落酸与赤霉素在调节种子萌发方面存在拮抗效应B．相同浓度的ABA条件下，野生型种子发芽率比突变体高C．黑暗条件下重复上述实验也能得到相同的实验结果D．CRY1对拟南芥种子萌发的影响可能是通过降低种子对ABA的敏感性来实现的解析：C　脱落酸抑制种子萌发，赤霉素促进种子萌发，因此脱落酸与赤霉素在调节种子萌发方面存在拮抗效应，A正确；相同浓度的ABA条件下，野生型种子发芽率比突变体高，B正确；拟南芥种子中的隐花色素(CRY1)是感受光的受体，因此黑暗条件下重复上述实验不能得到相同的实验结果，C错误；根据实验结果分析：在添加相同浓度的ABA的MS培养基中，野生型种子中含有CRY1，其发芽率比CRY1突变体的发芽率要高，说明CRY1能够降低种子对ABA的敏感性，D正确。[考题引领]情境一　生活实践情境1．将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)因为干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，所以该植物根细胞的吸水能力增强。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会下降，出现这种变化的主要原因是干旱处理使叶片气孔开度减小影响二氧化碳进入叶肉细胞。(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变；将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组；一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，而对照组气孔开度不变。答案：(1)增强　(2)降低　叶片气孔开度减小使供给光合作用所需的二氧化碳减少　(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变，再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组；一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，而对照组气孔开度不变情境二　学习探索情境2．某研究小组切取某种植物胚芽鞘的顶端，分成甲、乙两组，按如图所示的方法用琼脂块收集生长素，再将含有生长素的琼脂块置于去顶胚芽鞘切段的一侧，一段时间后，测量胚芽鞘切段的弯曲程度(α角)，测得数据如下表，据此回答问题。分组甲乙琼脂块左右α角/度20.49.09.1 (1)生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是__________________________。(2)上图中α角形成的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)据表可知乙组中左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲组琼脂块所引起的α角，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)生长素的极性运输是指生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能反过来运输。(2)琼脂块中的生长素只能沿着与胚芽鞘的接触面向下运输。图示中的琼脂块放置在去顶胚芽鞘切面的左侧，导致琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧细胞的生长快于右侧，形成α角。(3)表中信息显示：乙组左、右两侧琼脂块中生长素的含量基本相同，但小于甲组琼脂块中生长素的含量，导致乙组琼脂块左、右部分中的生长素进入胚芽鞘切段左侧的量几乎相同，但明显小于甲组琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段左侧的量，所以乙组左、右两侧的琼脂块所引起的α角基本相同，但小于甲组琼脂块所引起的α角。答案：(1)从形态学上端到形态学下端　(2)琼脂块中的生长素进入胚芽鞘切段的左侧，使胚芽鞘左侧的生长素浓度高于右侧，引起胚芽鞘左侧生长快于右侧，形成α角　(3)乙组左、右两侧琼脂块中的生长素含量基本相同，但小于甲组琼脂块中生长素的含量 [命题预测] 1．有关生长素作用机制的“酸生长”学说是指生长素启动一个酸化过程。生物膜上存在着非活化的质子泵(H＋­ATP酶)，生长素可使其活化，活化了的质子泵消耗能量(ATP)，将细胞内的H＋泵到细胞壁中，导致细胞壁所处溶液的pH下降。在酸性条件下，H＋一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂，更为重要的是，H＋使细胞壁中的某些多糖水解酶(如纤维素酶)活化或增加，从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛，细胞内部的压力下降，导致细胞吸水体积增大，进而发生不可逆增长。如图是生长素的作用机理示意图。请回答下列问题：(1)H＋通过________方式跨膜进入细胞壁，质子泵可为H＋的主动运输提供____________________(答出两点)。H＋的增多使细胞壁松弛，导致细胞吸水的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根据图中信息，在生长素诱导细胞壁松弛使细胞伸长的过程中，必须有________________才能使细胞壁不会越来越薄。(3)请设计实验验证“植物生长素(IAA)促进细胞生长的作用机理”与其能酸化细胞(或细胞壁)有关。(一)材料用具：燕麦胚芽鞘若干、中性缓冲液、弱酸性缓冲液、适宜浓度的生长素中性缓冲液、蒸馏水、锥形瓶等其他相关实验器材。(二)方法步骤：①选取____________的燕麦胚芽鞘若干，切去尖端；测量并记录长度，用蒸馏水浸洗胚芽鞘切段，吸干表面水分。②取锥形瓶3个，分别编号为A、B、C；把浸洗过的燕麦胚芽鞘切段平均分成3份，分别放入3个锥形瓶中。③在A瓶中加入中性缓冲液2 mL；B瓶中加入弱酸性缓冲液2 mL；C瓶中加入________________________。分别加盖，并放在____________________的条件下培养。④一段时间后，测量并记录三组胚芽鞘切段的长度。(三)结果预测：A组胚芽鞘切段的长度变化不明显；B组胚芽鞘切段______________；C组胚芽鞘切段________________________________。答案：(1)主动运输　载体蛋白、酶　细胞壁松弛，细胞内部的压力下降，导致细胞的水势下降，细胞吸水　(2)新细胞壁物质合成(或合成酶)　(3)(二)①生长状况一致　③适宜浓度的生长素中性缓冲液2 mL　相同且适宜　(三)伸长明显　伸长量与B组大致相当2．细胞分裂素是目前已知的唯一能延缓叶片衰老的植物激素，在保持光合系统的结构与功能，调控光合产物的输出与分配，有效增加籽粒数目及籽粒充实度等方面有重要的作用。为研究大气CO2浓度(400 μmol·mol－1)和加富CO2浓度(800 μmol·mol－1)条件下，细胞分裂素对小麦光合速率的影响，科研人员设计了如下实验，表中为四个组别在不同时间的光合速率(单位：Pn/umol·m－2·s－1)测定值，请回答下列问题：组别处理0(d)10(d)20(d)30(d)甲大气CO2浓度＋喷施蒸馏水12121111乙大气CO2浓度＋喷施细胞分裂素溶液14141212丙加富CO2浓度＋喷施蒸馏水22181615丁加富CO2浓度＋喷施细胞分裂素溶液23232018 (1)植物体内细胞分裂素的合成部位主要是________。CO2进入叶肉细胞，首先被固定形成______________，然后被________还原。(2)由实验结果可知，加富CO2对小麦叶片光合速率影响的结果是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验小组对20～30 d的小麦各组叶片淀粉含量检测时，发现丁组淀粉含量低于丙组，但光合速率高于丙组，分析其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验测定，甲、丙两组叶片叶绿素分解酶的含量明显高于另外两组，请从分子水平推测细胞分裂素对光合作用的影响机制是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)植物体内细胞分裂素的合成部位主要是根尖。CO2进入叶肉细胞，首先被固定形成三碳化合物，然后被NADPH还原。(2)由实验结果可知，加富CO2对小麦叶片光合速率影响的结果是可以促进小麦叶片光合速率提升且随着时间推移呈下降趋势。(3)实验小组对20～30 d的小麦各组叶片淀粉含量检测时，发现丁组淀粉含量低于丙组，但光合速率高于丙组，分析其原因可能是细胞分裂素促进淀粉的利用或转移，使丁组的淀粉含量低于丙组。同时缓解了丁组淀粉积累对光合作用产生的抑制，故光合速率高于丙组。(4)实验测定，甲、丙两组叶片叶绿素分解酶的含量明显高于另外两组，从分子水平推测细胞分裂素对光合作用的影响机制是细胞分裂素调控叶绿素分解酶相关基因的表达，诱导叶绿素分解酶降解，从而导致叶绿素含量增加。答案：(1)根尖　三碳化合物　NADPH　(2)促进小麦叶片光合速率提升且随着时间推移呈下降趋势　(3)细胞分裂素促进淀粉的利用或转移，使丁组的淀粉含量低于丙组。同时缓解了丁组淀粉积累对光合作用产生的抑制，故光合速率高于丙组　(4)细胞分裂素调控叶绿素分解酶相关基因的表达，诱导叶绿素分解酶降解，从而导致叶绿素含量增加[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·海口模拟)生长素是最早发现的一类促进植物生长的激素。《农桑辑要》是元朝司农司撰写的一部农业科学著作，其中描述“苗长高二尺之上，打去‘冲天心’。叶叶不空，开花结实”。此项操作与生长素有关。下列分析正确的是(　　)A．生长素是由谷氨酸经过一系列反应转变形成的B．打去“冲天心”是通过促进侧芽合成生长素发挥作用C．该实例证明生长素具有促进棉花开花结实的作用D．田间除草，利用的是生长素浓度过高杀死植物的原理解析：D　生长素是由色氨酸经过一系列反应转变形成的，A错误；打去“冲天心”可减少顶芽生长素运输到侧芽，通过调节顶芽和侧芽的生长素含量而起作用，B错误；生长素的作用是促进植物生长，没有促进开花结实的作用，C错误；田间除草，利用的是生长素浓度过高杀死植物的原理，D正确。2．(2021·通辽模拟)打顶、打杈是促进农作物或果树增产的一项简单易行的措施，其主要目的是调整株型，合理地调节植株体内营养物质的分配和运输。下列与之相关的叙述，错误的是(　　)A．打顶可以解除顶端优势，进而调整株型B．植物的正常生长发育过程是多种植物激素共同调节的结果C．植株体内营养物质的分配和运输的改变只与生长素的作用有关D．摘除一定量的没有挂果的枝条，可以减少水分散失和营养消耗解析：C　打顶的目的是解除植物的顶端优势，打破生长素过多对侧芽的抑制作用，促进侧芽的生长，进而调整株型，A正确；在植物生长发育和适应环境过程中，各种激素相互作用、共同调节，植物的正常生长发育过程是多种植物激素共同调节的结果，B正确；光照、温度等环境因素的变化会引起包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组表达进行调节，植物的正常生长发育过程，在根本上是基因组控制的结果，生长素的作用只是影响植株体内营养物质的分配和运输的改变的一部分因素，C错误；摘除一定量成熟和衰老叶片，是为了防止蒸腾作用散失过多的水分，同时也可减少营养消耗，D正确。3．(2021·淄博模拟)我国科学家研究发现，在黄瓜由野生型(多侧枝)向栽培种(少侧枝)的驯化过程中，侧枝调控基因CsBRC1的表达量逐渐增高，在侧枝中直接抑制生长素运输基因PIN3的活性，导致侧枝中生长素过量积累。下列关于上述材料的叙述，错误的是(　　)A．若抑制顶芽的PIN3活性，则侧枝生长不会受抑制B．若增强侧枝的PIN3活性，则侧枝生长素的合成增强C．抑制侧枝中CsBRC1的表达，可解除“顶端优势”D．该研究说明生长素的运输受基因的控制解析：B　根据题意可知，PIN3是生长素运输基因，若抑制顶芽的PIN3活性，则生长素不能运输到侧枝，不会抑制侧枝生长，A正确；若增强侧枝的PIN3活性，只影响侧枝生长素的运输，不影响生长素的合成，B错误；根据题意可知，CsBRC1的表达能抑制生长素运输基因PIN3的活性，反之，若抑制侧枝中CsBRC1的表达，则生长素运输基因PIN3的活性不被抑制，侧枝中生长素含量减少，促进侧枝生长，即解除“顶端优势”，C正确；该研究说明生长素的运输受基因的控制，D正确。4．(2021·潍坊一模)生长素极性运输的化学渗透偶联学说的基本观点是：生长素以弱酸的形式经输入载体协同运输(能量由跨膜质子电位提供)进入细胞，在细胞质中生长素主要以离子形式存在并大量积累。离子形式的生长素通过分布于细胞基部的输出载体顺浓度梯度输出细胞，正是由于输出载体在细胞中的极性分布决定了生长素的极性运输。下列叙述错误的是(　　)A．植物体内的生长素多为IAA，合成它的原料是色氨酸B．若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用，可利用其抑制剂设计实验C．生长素的输入、输出载体都能转运生长素，空间结构相同D．生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中解析：C　植物体内的生长素是色氨酸通过一系列转化形成的，A正确；若要研究输出载体在生长素极性运输中的作用，可利用其抑制剂设计实验，B正确；生长素的输入、输出载体不同，因此空间结构不同，C错误；生长素的极性输出载体大多分布在幼嫩组织细胞中，成熟组织中可进行非极性运输，D正确。5．(2021·江苏模拟)某杨树叶片在一定浓度外源激素NAA(生长素类调节剂)诱导下形成不定根。诱导8天左右，叶片细胞脱分化形成不定根原基，15天后形成一定长度的不定根。测定叶片生根过程中内源激素IAA(生长素)、ZR(细胞分裂素类)含量的动态变化，结果如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)A．IAA浓度越低，不定根伸长速度越快B．ZR在不定根原基形成过程中不起作用C．ZR浓度大于IAA浓度，有利于不定根细胞的伸长生长D．不定根能产生ZR，所以不定根伸长过程中ZR浓度变大解析：D　IAA浓度与不定根伸长速度无直接关系，A错误；ZR在不定根原基形成过程中先增加后减少，说明其能起作用，B错误；细胞分裂素促进细胞分裂，生长素促进细胞伸长，C错误；由于不定根能产生ZR，所以不定根伸长过程中ZR浓度变大，D正确。6．(2021·济南二模)脱落酸(ABA)在根和茎叶生长中的作用不同，这些作用强烈地依赖于植物的水分情况。某科研小组利用了两种玉米幼苗：①ABA水平正常的野生型幼苗，②ABA缺陷突变体幼苗，比较了生长在水分充足(高水势)和缺水条件(低水势)下茎叶和根的生长情况，结果如图。据图推断下列说法错误的是(　　)A．低水势下ABA抑制了野生型幼苗茎叶和根的生长B．高水势下内源ABA有促进根和茎叶生长的作用C．低水势下野生型幼苗的ABA产生于根冠，通过筛管运输到茎叶D．与高水势相比，低水势下ABA对根的促进作用更显著解析：A　由图分析，在低水势条件下，突变体的枝条增加长度比野生型的多，野生型的根增加长度比突变体的多，说明ABA对野生型的根有促进作用，对茎叶有抑制作用，A错误；据图分析，高水势下野生型的枝条和根都比高水势下突变体的生长状况好，说明高水势下内源ABA有促进根和茎叶生长的作用，B正确；低水势下野生型幼苗的ABA产生于根冠，通过筛管运输到茎叶，C正确；由图分析可知，高水势下突变体与野生型的根生长长度相差不大，而低水势下突变体与野生型的根生长长度相差较大，说明低水势下ABA对根的促进作用更加显著，D正确。7．(2021·烟台二模)ABI5蛋白是脱落酸(ABA)信号转导途径中的核心调控蛋白，ABA是通过磷酸化的SnRK2.2蛋白作用于ABI5蛋白来发挥作用的。番茄的MAPK11蛋白能促进SnRK2.2蛋白的磷酸化和ABA合成中的关键基因NCEDI的转录，从而影响番茄种子的萌发。下列说法错误的是(　　)A．ABA和赤霉素通过拮抗作用共同调控种子的休眠和萌发B．ABA发挥作用受到MAPK11基因两方面的调控C．ABI5基因缺失突变体在种子萌发过程中表现为萌发率高，用SnRK2.2蛋白处理后，萌发率恢复D．MAPK11基因高表达的种子在萌发过程中对ABA具有高敏感性解析：C　脱落酸能够抑制植物细胞的分裂和种子的萌发，而赤霉素具有解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用，故脱落酸和赤霉素通过拮抗作用共同调控种子的休眠和萌发，A正确；由题干信息分析可知，MAPK11基因从两个方面对种子的萌发发挥作用，一方面影响ABA的合成，从而影响ABA的含量，另一方面影响ABA的作用途径，B正确；由题干信息分析可知，ABA是通过磷酸化的SnRK2.2蛋白作用于ABI5蛋白来发挥作用的；ABI5基因缺失突变体内缺乏ABI5蛋白，ABA无法发挥作用，表现为萌发率高。缺乏ABI5蛋白，SnRK2.2蛋白无法发挥作用，故用SnRK2.2蛋白处理后萌发率无法恢复，C错误；由题干信息分析可知，ABA需要通过磷酸化的SnRK2.2蛋白发挥作用，MAPK11蛋白能促进SnRK2.2蛋白的磷酸化；MAPK11基因高表达的种子中MAPK11蛋白含量高，磷酸化SnRK2.2蛋白的能力更强，ABA更易发挥作用，种子对ABA更敏感，D正确。8．(2021·菏泽模拟)种子见光后解除休眠而萌发是种子植物中重要的生理和形态发生过程。拟南芥种子感知远红外光后，在光敏色素phyA作用下，种子萌发抑制因子被降解，提高了种子中赤霉素/脱落酸的值，从而启动种子的萌发。研究发现，种子液泡中的蓝铜蛋白(PCY)是萌发抑制因子，影响种子萌发。下列叙述中不正确的是(　　)A．光敏色素在黑暗状态下处于不活跃状态，对种子的萌发没有影响B．蓝铜蛋白通过下调种子中赤霉素/脱落酸的值来影响种子的萌发C．赤霉素可通过促进细胞的分裂增加细胞的数目，促进种子的萌发D．从液泡中除去PCY有助于提高赤霉素/脱落酸的值，使种子萌发解析：C　光敏色素只有在光下才会起作用，在黑暗条件下对种子萌发没有影响，A正确；蓝铜蛋白为萌发抑制因子，可使赤霉素/脱落酸的值降低，抑制种子的萌发，B正确；赤霉素通过促进细胞的伸长，影响细胞的分化，促进种子的萌发，C错误；从液泡中除去蓝铜蛋白，相当于去掉了萌发抑制因子，有助于提高赤霉素/脱落酸的值，启动种子萌发，D正确。9．(2021·青岛二模)芸苔素(BR)是一种新型植物内源激素。为探究芸苔素对生长素(IAA)生理作用的影响，有人将多组植物幼根分别浸泡在不同浓度的芸苔素和生长素溶液中，一段时间后统计主根长度，结果如图。下列有关叙述不合理的是(　　)A．实验结果表明，生长素对主根生长的作用具有两重性B．芸苔素对生长素的生理作用具有抑制作用C．促进主根生长的最适生长素浓度介于10～100 nM·L－1之间D．为确定芸苔素和生长素的实验浓度，最好先进行预实验解析：C　在未加芸苔素的实验组中，生长素浓度在一定浓度以内对主根的生长具有促进作用，但是超过该浓度后，生长素对主根的生长具有抑制作用，故可判断生长素对主根生长的作用具有两重性，A正确；在加入芸苔素的实验组中，主根生长长度小于未加芸苔素的实验组，故芸苔素对生长素的生理作用具有抑制作用，B正确；在未添加芸苔素的实验组，100 nM·L－1生长素浓度下主根长度达到最大，故促进主根生长的最适生长素浓度为100 nM·L－1，C错误；为确定芸苔素和生长素的实验浓度，最好先进行预实验，D正确。二、不定项选择题10．(2021·滨州模拟)气孔是分布于植物表皮由保卫细胞围成的小孔，是植物体与外界环境进行气体交换的重要通道，其发育过程受生长素的调节。当细胞中生长素的含量降低时，细胞趋于由保卫母细胞向保卫细胞转化，促进气孔的发育，反之则会抑制气孔的发育。在该调节过程中存在着生长素的极性运输，极性运输由生长素输入载体蛋白AUX/LAX和输出载体蛋白PIN参与完成。下列有关叙述正确的是(　　)A．生长素对气孔发育的调节作用具有两重性B．保卫细胞发育不良将会使附近的叶肉细胞中C5的含量降低C．在保卫母细胞的形态学上端和下端分布的生长素载体蛋白不同D．与保卫母细胞相比，保卫细胞中遗传信息的执行情况不同解析：ACD　由题干信息“当细胞中生长素的含量降低时，细胞趋于由保卫母细胞向保卫细胞转化，促进气孔的发育，反之则会抑制气孔的发育”可知，生长素对气孔发育的调节具有两重性，A正确；绿叶通过气孔从外界吸收CO2，若保卫细胞发育不良，将会影响叶肉细胞吸收CO2，使CO2固定减弱，C5含量升高，B错误；由题意可知，生长素的极性运输是指从形态学上端到形态学下端的单方向运输，由输入载体蛋白AUX/LAX和输出载体蛋白PIN参与完成，故可推知保卫母细胞的形态学上端和下端分布的生长素载体蛋白不同，C正确；保卫母细胞经过分化形成保卫细胞，因此与保卫母细胞相比，保卫细胞遗传信息的执行情况不同，D正确。11．(2020·济南模拟)研究发现，大麦种子萌发过程中需要α­淀粉酶水解淀粉供胚生长需要。赤霉素与受体GID1结合后通过一系列过程可诱导GAMYB基因的表达，GAMYB蛋白通过结合到α­淀粉酶基因的启动子上来激活α­淀粉酶基因的表达，促进种子萌发；脱落酸可以抑制GAMYB基因的表达，同时激活ABI5基因的表达来抑制种子萌发；细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达，抑制ABI5基因的表达，从而间接促进种子的萌发。下列有关叙述正确的是(　　)A．GID1基因突变体中α­淀粉酶基因的表达受抑制，种子不能正常萌发B．适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制C．植物激素直接参与细胞的代谢而调节植物生命活动D．冲洗种子可以解除脱落酸对赤霉素的抑制作用解析：ABD　α­淀粉酶基因的表达可促进种子萌发，GID1基因突变体中α­淀粉酶基因的表达受抑制，因此种子不能正常萌发，A正确；根据题干信息“细胞分裂素可以通过激活ARRs基因的表达，抑制ABI5基因的表达，从而间接促进种子的萌发”可知，适宜浓度的细胞分裂素处理种子可以解除脱落酸对种子萌发的抑制，B正确；植物激素不直接参与细胞代谢，只对植物体的生命活动进行调节，C错误；冲洗种子可以解除脱落酸对赤霉素的抑制作用，促进种子的萌发，D正确。12．(2021·菏泽模拟)某实验小组探究一定浓度的萘乙酸(NAA)溶液和激动素(KT)溶液对棉花主根长度及单株侧根数的影响，结果如图所示。据此分析，下列叙述正确的是(　　)A．空白对照中主根长度大于侧根数，说明在生长过程中主根具有顶端优势B．乙、丙组的实验结果分别与甲组比较，说明NAA抑制主根生长，KT则促进主根生长C．丙、丁组的实验结果与甲组比较，可以说明KT对侧根的发生具有两重性D．甲、乙、丁组实验结果比较，说明KT能增强NAA对侧根生长的促进作用解析：BD　主根长度与侧根数是不同的因变量，它们之间不好比较，A错误；乙、丙组的实验结果分别与甲组比较，说明NAA抑制主根生长，KT则相反，B正确；丙组的实验结果与甲组比较，可以说明KT对侧根的发生具有抑制作用，而丁组的实验结果与甲组比较，可以说明NAA和KT共同作用对侧根的发生具有促进作用，但不能说明KT单独作用对侧根的发生起促进作用，故不能说明KT对侧根的发生具有两重性，C错误；甲、乙、丁组实验结果比较，说明KT能增强NAA对侧根生长的促进作用，D正确。三、非选择题13．(2020·泰安四模)赤霉素广泛分布于植物生长旺盛的部位，光敏色素(接收光信号的蛋白质)分布在植物的各个器官中。为研究赤霉素和光敏色素在水稻幼苗发育中的作用，科研人员将野生型、光敏色素A的突变体、光敏色素B的突变体的水稻种子播种在含不同浓度赤霉素合成抑制剂(PAC)的固体培养基上，在光照条件下培养8天后，测量幼苗地上部分高度和主根长度，得到如图所示结果。请分析回答：(1)研究人员将种子播种在固体培养基上，而不是播种在培养液中，其原因是固体培养基能为种子萌发提供______________，同时有利于幼苗扎根。水稻幼苗中赤霉素的主要合成部位是________________。(2)据图一分析，光照条件下，PAC处理对水稻地上部分的生长具有________作用，而光敏色素________(填“A”或“B”)突变体传递的光信号减弱了PAC的该效果。(3)据图二分析，PAC浓度分别为10－7、10－5时对野生型水稻幼苗主根生长分别起________、________作用，PAC处理对三种水稻主根生长的影响是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)农业生产中常用赤霉素进行稻谷浸种，利用的是其________________的作用。赤霉素在绿叶菜、根菜、果菜类等蔬菜生产中应用广泛。据题目信息分析，使用赤霉素应该注意__________________________。解析：(1)相对于培养液，固体培养基可以为种子萌发提供充足的氧气；赤霉素的合成部位主要是幼根和幼芽。(2)从图一看出，随着PAC浓度的增加，植物地上部分生长长度逐渐减小，所以对其有抑制作用；光敏色素B突变体地上部分相对长度的下降程度小，所以减弱了PAC的作用。(3)PAC浓度分别为10－7和10－5时根的生长长度比PAC浓度为0时长，说明都是起促进作用；而浓度更高时根的生长长度比PAC浓度为0时短，说明起抑制作用，因此PAC浓度较低时促进主根生长，浓度较高时抑制主根生长。(4)赤霉素可以促进种子萌发；根据题目信息可知，使用赤霉素需要合理控制赤霉素的浓度。答案：(1)充足的氧气(空气)　幼根和幼芽　(2)抑制　B　(3)促进　促进　浓度较低时促进主根生长，浓度较高时抑制主根生长　(4)促进种子萌发　合理控制赤霉素的浓度(适量使用)14．(2021·枣庄模拟)独脚金内酯是一种由植物根系产生的类胡萝卜素衍生物，被认为是一种新型植物激素，其对植物的顶端优势有一定的影响。(1)顶端优势的产生原因是：植物顶芽产生的__________向下运输，在侧芽积累后________侧芽生长，导致顶芽生长比侧芽快，该现象体现了生长素的作用具有________。(2)某科研团队提出“独脚金内酯可以通过抑制生长素的极性运输来调控顶端优势”。现有若干胚芽鞘、独脚金内酯类似物、琼脂块等实验材料，请设计实验验证该结论，写出简要的实验设计思路和预期的实验结果：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)进一步研究发现生长素的极性运输机制，如图所示：生长素的输出需要输出载体(PIN)，该载体均位于细胞膜上，据图可知PIN蛋白基因表达后，需要经________________________的加工和运输才能到达正确部位。请结合图示从细胞或分子水平提出一种独脚金内酯抑制生长素极性运输的可能机制：____________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于植物顶芽产生的生长素向下运输，在侧芽积累后抑制侧芽生长，导致顶芽生长比侧芽快，该现象称为顶端优势，体现了生长素的作用具有两重性。(2)实验思路：将胚芽鞘分成甲、乙两组，甲组基部下端涂抹独脚金内酯类似物，乙组不做处理。将甲、乙两组胚芽鞘均放置于空白琼脂块上，一段时间后检测空白琼脂块中生长素的含量。预期结果：甲组琼脂块中不含有生长素，乙组琼脂块中含有生长素。(3)分析题图可知，PIN蛋白基因表达后，需要经粗面内质网和高尔基体的加工和运输才能到达正确部位。独脚金内酯抑制生长素极性运输的可能机制：PIN蛋白表达量低或PIN蛋白未能正确加工或PIN蛋白的囊泡运输异常等。答案：(1)生长素　抑制　两重性　(2)实验思路：将胚芽鞘分成甲、乙两组，甲组基部下端涂抹独脚金内酯类似物，乙组不做处理。将甲、乙两组胚芽鞘均放置于空白琼脂块上，一段时间后检测空白琼脂块中生长素的含量。预期结果：甲组琼脂块中不含有生长素，乙组琼脂块中含有生长素　(3)粗面内质网和高尔基体　PIN蛋白表达量低(或PIN蛋白未能正确加工；或PIN蛋白的囊泡运输异常)15．(2021·烟台模拟)向水性是指当土壤水分分布不均匀时，根趋向较湿的地方生长的特性。这种特性有助于植株牢固的扎根土壤中。国内某团队以拟南芥为实验材料对根的向水性进行了研究。回答下列问题：(1)为研究生长素在根的向水性中的作用，他们对拟南芥进行向水性处理后，测得生长素在根尖均匀分布。根据实验结果，可以得出______________________________________________________________________________________________________________。(2)已知EdU是一种胸腺嘧啶核苷类似物，在DNA分子复制时能够代替胸腺嘧啶进入正在复制的DNA分子中。EdU可与某种染料发生特异性反应，进而检测EdU的含量和分布，实验结果如图所示。请解释向水性处理组的结果：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该团队根据上述实验结果，提出假说：根尖的细胞分裂素含量在水分少侧高于水分多侧，诱导分生区两侧细胞不均等分裂，进而产生向水性弯曲生长。请以拟南芥幼苗为实验材料，设计实验来验证这一假说，要求简要写出实验思路和预期结果。(已知细胞分裂素能够溶于75%酒精中；培养基是MS固体培养基，且培养基分左、右侧)________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由“向水性处理后，生长素在根尖均匀分布”可知：引起根尖向水性的原因与生长素无关。(2)由题意可知，EdU积累的区域，细胞进行了较多的DNA分子复制，因此该区域细胞分裂旺盛，由此可知水分少侧分裂的细胞多于水分多侧。(3)由“根尖的细胞分裂素含量在水分少侧高于水分多侧，诱导分生区两侧细胞不均等分裂，进而产生向水性弯曲生长”可知：自变量是根尖处的细胞分裂素浓度梯度环境，因此实验组应使根尖一侧具有一定浓度的细胞分裂素，对照组应将幼苗培养在含细胞分裂素溶剂的环境。由实验假说可知：根尖向细胞分裂素少的一侧生长，因此甲组幼苗根尖直立生长，乙组幼苗根尖向右弯曲生长。答案：(1)引起根尖向水性的原因与生长素无关　(2)水分少侧的细胞发生了较多的DNA复制，其分裂的细胞多于水分多侧　(3)实验方案：①选取拟南芥幼苗若干株，随机分为甲、乙两组；②甲组幼苗培养在用一定体积75%酒精配制的含有适宜浓度细胞分裂素的培养基中；乙组幼苗培养在左侧加入相同体积酒精配制的含有适宜浓度细胞分裂素的培养基中；③适宜条件下培养一段时间，观察拟南芥幼苗根尖生长情况。预期结果：甲组幼苗根尖直立生长，乙组幼苗根尖向右弯曲生长    [教材拾遗] 1．调查人口密度应该采用什么方法？此种方法还可以用于什么种群？提示：直接逐个计数。分布范围小、个体较大的种群密度调查也可以使用直接逐个计数的方法。2．年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？为什么？提示：不一定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。3．理想状态下种群增长的数学模型公式是什么？自然条件下，种群增长的“S”形曲线的增长速率随时间呈怎样的变化？提示：Nt＝N0λt。种群增长速率先增大，在K/2值时达到最大，然后逐渐减小，最终增长速率降为0。4．从环境容纳量的角度出发，保护大熊猫和防治有害生物应分别怎样做？提示：保护大熊猫应该提高其环境容纳量，防治有害生物应降低其环境容纳量。5．哪些因素可以影响种群数量的变化？列举常见的密度制约因素和非密度制约因素？提示：影响种群数量变化的因素包括阳光、温度、水等非生物因素和种内关系、种间关系等生物因素。常见的密度制约因素有食物和天敌等生物因素，常见的非密度制约因素有气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。6．高山植物分布的特点是：山脚为阔叶林，山腰为针叶林，山顶为高山草甸。这种现象属于群落的垂直结构吗？是什么原因造成的？提示：不属于。因为它们属于不同的自然区域地段，均具有各自的自然群落，而且每一个自然群落都有各自的垂直结构和水平结构。是由于随海拔高度升高，温度下降明显，从而导致不同海拔高度植被分布不同。7．如何区分原始合作与互利共生？提示：原始合作是指对双方都有利的一种种间关系，但这种种间关系并没有发展到彼此相依为命的程度，如果解除这种关系，双方都能正常生存。而互利共生是物种之间不能分开的一种种间关系，这种种间关系如果失去一方，另一方也就不能生存。8．调查土壤小动物类群丰富度为什么不用样方法或标记重捕法？提示：许多土壤小动物有较强的活动能力，且身体微小。9．次生演替较初生演替速度快的原因是什么？提示：次生演替发生时，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，因而次生演替更快。10．人类活动对群落演替的影响有哪些？提示：人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行；人类的活动也可以使群落朝着物种增多、结构复杂的方向演替。能力一运用模型构建的科学思维方法分析种群的特征和数量变化[核心整合]1．构建种群数量特征关系的概念图2．解读三种类型的“S”形增长曲线模型(1)t1前，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。(2)t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。(3)t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。3．K值与K/2值的分析与应用(1)K值与K/2值的分析(2)K值与K/2值的应用[题点练通]围绕种群的数量特征，考查对基础知识的理解能力1.(2021·济宁二模)科研人员调查统计了某岛屿社鼠种群的种群数量和性别比例，结果如图所示，下列叙述错误的是(　　)A．种群密度是种群最基本的数量特征B．社鼠的繁殖高峰大约在夏秋季之间C．秋冬季社鼠的死亡率存在性别差异D．冬季传染病对社鼠增长抑制作用最强解析：D　种群密度是种群最基本的数量特征，A正确；据图判断社鼠的繁殖高峰大约在夏秋季之间，B正确；据图可知，秋冬季社鼠的性别比例发生变化，可知死亡率存在性别差异，C正确；冬季社鼠种群数量最少，传染病对社鼠增长抑制作用最弱，D错误。2．(2021·大连模拟)近日科研团队找到推算雪豹种群密度的方法——照片重复取样法。在祁连山某区域内布设了60台红外相机，这些相机在海拔2 100～4 100 m的深山中连续拍摄了3个多月，研究人员确定研究区域约有20只雪豹。根据数学模型推算，估测在这个区域内每100 km2生活有3只雪豹。下列有关叙述不正确的是(　　)A．雪豹的种群密度调查可采用标记重捕法，不适合采用样方法B．决定雪豹种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率C．利用照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度D．若研究区域有120只雪豹，则估测该区域的种群密度是16只/100 km2解析：D　雪豹活动范围大，因此种群密度调查可采用标记重捕法，不适合采用样方法，A正确；出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定雪豹种群密度的关键因素，B正确；照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度，C正确；设该区域雪豹的种群密度为每100 km2 x只，则20∶3＝120∶x，解得x＝18，因此该区域内每100 km2生活有18只雪豹，D错误。种群密度的调查方法　　　　 以种群数量变化曲线为载体，考查模型构建与分析能力 3.(2021·广东高考)如图所示某“S”型增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是(　　)A．a　　　　　　　　　 B．bC．c D．d解析：B　种群呈“S”型增长时，由于资源和空间是有限的，当种群密度增大时，种内竞争会加剧，捕食者数量也会增加，使种群的出生率降低，死亡率增高；由题图可知，b点之前，出生率大于死亡率，种群密度增加，b点时，出生率等于死亡率，种群数量不再增加，表示种群数量已达到环境容纳量(K值)。4．(多选)(2021·山东高考)种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法错误的是(　　)A．水蚤的出生率随种群密度的增加而降低B．水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快C．单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加而降低D．若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值解析：BC　随着种群密度的增大，种内竞争就会加剧，这就会使种群的出生率降低，死亡率升高，A正确；据图可知水蚤的数量达到K值时种群密度为24个/cm3。K/2时种群数量增长最快，可推测种群密度为12个/cm3左右时种群数量增长最快，B错误；单位时间内水蚤种群的增加量即种群增长速率先增加后降低，C错误；根据图示模型分析，水蚤的种群密度超过24个/cm3，种群的增长率为负值，D正确。坐标模型中K值确认与λ值变动分析(1)K值确认：K值即一定的环境条件所能维持的种群最大数量。实际环境中种群数量往往在K值上下波动。如图所示：(2)λ值变动分析：“种群数量”每年以一定的倍数增长，第二年数量为第一年的λ倍，因此，若λ＝1，则种群数量不变(稳定)；若λ>1，则种群数量增长；λ>1且恒定时种群数量呈“J”形增长；若λ<1，则种群数量下降，如下图所示：　　　　 能力二运用归纳概括的科学思维方法分析群落的结构与演替[核心整合]1．群落的结构和生态位(1)群落的两种结构(2)生态位②生态位的重叠和竞争——生态位相同或相似时发生的现象。③2．“三看法”判断初生演替与次生演替 [题点练通] 以群落的结构和种间关系为载体，考查复杂情境中解决问题的能力1.(2021·山东高考)某种螺可以捕食多种藻类，但捕食喜好不同。L、M两玻璃缸中均加入相等数量的甲、乙、丙三种藻，L中不放螺，M中放100只螺。一段时间后，将M中的螺全部移入L中，并开始统计L、M中的藻类数量，结果如图所示。实验期间螺数量不变，下列说法正确的是(　　)A．螺捕食藻类的喜好为甲藻＞乙藻＞丙藻B．三种藻的竞争能力为乙藻＞甲藻＞丙藻C．图示L中使乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是竞争D．甲、乙、丙藻和螺构成一个微型的生态系统解析：A　M中的螺全部移入L中后，L中的甲藻数量减少，M中甲藻的数量增多，说明螺喜食甲藻；L中乙藻的数量增多后又降低，说明螺在后期甲藻减少的情况下主要捕食乙藻，即导致乙藻数量在峰值后下降的主要种间关系是捕食；L中的丙藻增多，说明螺在食物缺乏的情况下对丙的捕食数量也比较少；A正确，C错误；没有螺存在的M中三种藻的数量变化可以判断出三种藻的竞争能力为甲藻＞乙藻＞丙藻；B错误；生态系统是生物群落和无机环境相互作用形成的统一整体，D错误。2．(2021·淄博模拟)科研人员对岱衢洋海域的鱼类资源生态状况进行了调查，调查结果见下表(说明：优势种相对重要性指效IRI＞1 000为优势种，生态位宽度Bi值越大，表示该物种的生态位宽度越大，Gf是底层鱼类，Nb是近底层鱼类，Mu是中上层鱼类)。下列说法错误的是(　　)编号种类IRIBi生态类型A1鳀9 507.311.79MuA2鲮6 997.831.82MuA3黄姑鱼16.240.80NbA4带鱼24.300.9NbA5焦氏舌鳎13.540.76GfA6前颌间银鱼20.661.21GfA．该海域的优势种是鳀和鲮B．该海域的鱼类不存在群落的垂直结构C．环境污染可影响生态位宽度的大小D．在所调查的物种中，鲮对资源的利用能力和竞争能力最强解析：B　该海域中鳀和鲮的IRI>1 000，因此该海域的优势种是鳀和鲮，A正确；该海域的鱼类存在群落的垂直结构，B错误；环境污染可影响生态位宽度的大小，C正确；在所调查的物种中，鲮的Bi值最大，对资源的利用能力和竞争能力最强，D正确。3．(2021·河北高考)烟粉虱为害会造成番茄减产。研究者对番茄单作、番茄玫瑰邻作(番茄田与玫瑰田间隔1 m)模式下番茄田中不同发育阶段的烟粉虱及其天敌进行了调查，结果见下表。下列叙述错误的是(　　)种植模式番茄植株不同部位成虫数量(头/叶)若虫(头/叶)天敌昆虫多样性指数上部叶中部叶下部叶番茄单作22.73.20.816.51.2番茄玫瑰邻作1.40.20.11.82.2A．由单作转为邻作，烟粉虱种群的年龄结构改变B．由单作转为邻作，烟粉虱种群中成虫的空间分布类型改变C．由单作转为邻作，群落的水平结构改变D．玫瑰吸引天敌防治害虫，体现了生态系统信息调节生物种间关系的功能解析：B　由单作转为邻作，种群中若虫所占的比例增大，成虫所占的比例减小，故种群的年龄结构发生改变，A正确；由单作转为邻作，烟粉虱种群成虫在上部叶、中部叶、下部叶的分布比例未发生明显改变，其空间分布类型未发生改变，B错误；由单作转为邻作，植物类型由番茄一种变为番茄与玫瑰两种，群落的水平结构改变，C正确；玫瑰吸引了烟粉虱的天敌，使天敌昆虫的多样性增加，体现了生态系统信息能调节生物种间关系的功能，D正确。借助稳态与平衡观，考查群落演替的过程和结果4.(2021·全国甲卷)群落是一个不断发展变化的动态系统。下列关于发生在裸岩和弃耕农田上的群落演替的说法，错误的是(　　)A．人为因素或自然因素的干扰可以改变植物群落演替的方向B．发生在裸岩和弃耕农田上的演替分别为初生演替和次生演替C．发生在裸岩和弃耕农田上的演替都要经历苔藓阶段、草本阶段D．在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展解析：C　外界因素的改变，包括人为因素和自然因素，都可能改变植物群落演替的方向，A正确；裸岩上没有土壤结构，发生在裸岩上的演替属于初生演替，而弃耕农田具有较好的土壤结构，甚至保留了部分植物的种子或其他繁殖体，因此弃耕农田上发生的演替属于次生演替，B正确；初生演替先后经历了裸岩阶段、地衣阶段、苔藓阶段、草本阶段、灌木阶段、森林阶段等，但次生演替一般直接进入草本阶段，不经过苔藓阶段，C错误；在演替过程中，群落通常是向结构复杂、稳定性强的方向发展，只有遇到极端因素的影响和限制时，群落结构会退化，稳定性降低，D正确。5．(2021·辽宁二模)陕西省延安市通过开展大规模退耕还林，经过20年接续奋斗不懈努力，累计完成退耕还林面积1 077.5万亩，森林覆盖率由33.5%提高到52.5%，植被覆盖度由46%提高到81.3%，创造了黄土高原生态修复的奇迹。下列说法不正确的是(　　)A．退耕区域发生的群落演替属于次生演替B．群落演替过程中，生产者固定的太阳能总量一直在增加C．退耕还林过程中，群落结构呈现出由简单到复杂的趋势D．森林中自下而上分别由草本植物、灌木和乔木形成群落的垂直结构解析：B　退耕区域发生的群落演替属于次生演替，A正确；群落演替过程中，生产者固定的太阳能总量不一定一直在增加，B错误；退耕还林过程中，群落结构呈现出由简单到复杂的趋势，C正确；森林中自下而上分别由草本植物、灌木和乔木形成群落的垂直结构，D正确。6．(多选)(2020·山东等级考)在互花米草入侵地栽种外来植物无瓣海桑，因无瓣海桑生长快，能迅速长成高大植株形成荫蔽环境，使互花米草因缺乏光照而减少。与本地植物幼苗相比，无瓣海桑幼苗在荫蔽环境中成活率低，逐渐被本地植物替代，促进了本地植物群落的恢复。下列说法错误的是(　　)A．在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度B．由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程不属于群落演替C．逐渐被本地植物替代的过程中，无瓣海桑种群的年龄结构为衰退型D．应用外来植物治理入侵植物的过程中，需警惕外来植物潜在的入侵性解析：AB　用样方法调查互花米草的种群密度时，取样的关键是要做到随机取样，A错误；由互花米草占优势转变为本地植物占优势的过程属于群落演替，B错误；无瓣海桑种群逐渐被本地植物替代，该过程中无瓣海桑种群的数量逐渐减少，其种群的年龄结构为衰退型，C正确；应用外来植物治理入侵植物的过程中，若外来植物的适应性很强，则其可能会取代本地植物，所以需警惕外来植物潜在的入侵性，D正确。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(经典高考题)大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用，这一建立在“威慑”与“恐惧”基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响，此方面的研究属于“恐惧生态学”范畴。回答下列问题：(1)当某种大型肉食性动物迁入到一个新的生态系统时，原有食物链的营养级有可能增加。生态系统中食物链的营养级数量一般不会太多，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如果将顶级肉食性动物引入食物网只有三个营养级的某生态系统中，使得甲、乙两种植食性动物间的竞争结果发生了反转，即该生态系统中甲的数量优势地位丧失。假定该反转不是由于顶级肉食性动物的直接捕食造成的，那么根据上述“恐惧生态学”知识推测，甲的数量优势地位丧失的可能原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出一点即可)。(3)若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现，会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述“恐惧生态学”知识推测，产生这一结果的可能原因有____________________________________________________________(答出两点即可)。解析：(1)生态系统中能量沿食物链的传递特点是单向流动、逐级递减。食物链中生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少，所以一条食物链的营养级数量一般不会太多。(2)根据题中信息可知，顶级肉食性动物对环境中的植食性动物有驱赶作用，这种作用是建立在“威慑”与“恐惧”基础上的。甲的数量优势地位丧失的原因可能是其对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，导致甲逃离该生态系统的数量比乙多。(3)大型肉食性动物捕食野猪或野猪因恐惧减少了采食，从而减轻了野猪对该地区农作物的破坏。答案：(1)生产者固定的能量在沿食物链流动过程中大部分都损失了，传递到下一营养级的能量较少(2)甲对顶级肉食性动物的恐惧程度比乙高，顶级肉食性动物引入后甲逃离该生态系统的数量比乙多(3)大型肉食性动物捕食野猪；野猪因恐惧减少了采食情境二　学习探索情境2．(2021·河北高考)为探究全球气候变暖对生态系统的影响，研究者将20个人工淡水池塘均分成两组，对照组保持环境温度，实验组始终比对照组高4 ℃(利用温控装置)，并从附近淡水栖息地搜集水生生物投入池塘。连续多年观测发现，池塘逐渐形成主要由浮游植物和浮游动物组成的群落。第15年时，池塘中浮游植物和浮游动物生物量(单位体积水体中生物体的质量)的检测结果如图。回答下列问题：(1)池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征为________，池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了________演替。(2)某种水生生物被投入池塘后，其种群数量将呈______型增长，若该生物种群密度在较长时期保持相对稳定，表明其种群数量已达到了________。(3)从能量流动角度分析，升温导致该生态系统总生物量降低的原因可能是__________________________________________________________________________________________________。(4)碳在池塘生物群落中主要以________的形式传递，碳循环具有全球性的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)物种组成是池塘生物群落区别于湖泊生物群落的重要特征。由于池塘生物群落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，因此池塘生物群落从简单到复杂的过程中发生了次生演替。(2)由于环境等因素的限制，被投入池塘中的某种水生生物经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，呈现S型增长。在池塘环境下，该水生生物的种群密度在较长时间保持相对稳定，表明该生物种群数量已达到环境容纳量，即K值。(3)根据题图可知，温度升高，导致池塘中的浮游植物数量下降，生产者固定的太阳能减少，流经该生态系统的能量减少，导致该生态系统总生物量降低。(4)碳在生物群落中主要以有机物的形式传递。碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，而大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动，因此，碳循环具有全球性。答案：(1)物种组成　次生　(2)S　K值　(3)升温后浮游植物数量下降，生产者固定的太阳能减少　(4)有机物　碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的，而大气中的CO2能够随着大气环流在全球范围内流动 [命题预测] 1．海洋中的微塑料又被称为“海中PM2.5”，通常指直径小于5 mm的塑料颗粒。我国科学家根据“奋斗者”号采集回来的样品分析发现，马里亚纳海沟5 108～10 908 m深的表层沉积物中微塑料含量竟然达到200～2 200个/dm3，明显高于海洋表面水层。微塑料极易被海洋动物误食并分布于肠道、肌肉等组织中。图甲是我国南海生态系统的部分食物网示意图，图乙是能量流经底栖动物的变化示意图。请回答以下问题：(1)研究海洋中某种浮游植物的数量变化属于________水平的研究。由于______________________等因素的限制，生物种群的数量一般以________曲线方式增长。(2)如图甲所示，该生态系统中动物呈现一定的分层现象，这主要与____________________________等因素有关。(3)若某种有毒的塑料微粒由于某种原因随着污水进入并影响该海洋生态系统，可能会通过________逐级累积和浓缩，最终在图甲中__________________体内含量最高，若该有毒的塑料微粒能抑制某种雄鱼精子的活力，可能会出现的结果是________________________________________________________________________________________________________。(4)请联系生活实际谈谈如何减少海洋微塑料污染：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。答案：(1)种群　资源、空间、天敌　“S”形　(2)食物条件和栖息空间　(3)食物链　鸟和某些大型鱼类　该鱼类种群的繁殖能力将下降，使其出生率降低，种群密度下降　(4)实施垃圾分类，对不同类型的垃圾进行合理利用和无害化处理，避免进入海洋造成污染；禁止或限制一次性不可降解塑料制品的使用，推进生物可降解塑料的研发和使用2．微生物是土壤群落的重要组成部分，可释放多种酶类，参与土壤有机质降解、腐殖质合成和养分循环等生物化学过程。土壤酶是土壤中各类酶的总称，土壤酶活性是指土壤酶催化物质转化的能力。实验小组研究了某烤烟种植区的几种轮作模式对土壤微生物相对丰富度、土壤有机质含量和土壤酶活性的影响，实验结果如表所示。种植模式微生物相对丰富度土壤有机质含量(mg·kg－1)土壤酶活性(iu)烤烟—休闲—玉米(T—F—M)3.245039.05烤烟—油菜—玉米(T—C—M)3.7511236.07烤烟—油菜—水稻(T—C—R)3.5312138.26烤烟—苕子—水稻(T—V—R)4.2116973.41 请回答：(1)土壤中的微生物不属于同一个种群，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)不同深度的土壤分布的生物类群不同，这体现了群落的________。调查土壤中小动物类群丰富度时，不宜用样方法或标记重捕法，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)根据表格分析，________________的轮作方式最有利于土壤微生物生长，判断依据是__________________________________。该种轮作种植模式最有利于提高烤烟的产量和品质，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)一个种群内的个体属于同种生物，土壤中的微生物有多种　(2)垂直结构　土壤中许多小动物具有较强的活动能力，且身体微小　(3)烤烟—苕子—水稻(或T—V—R)　该轮作方式的土壤有机质含量最高　该种植模式下，土壤有机质含量和土壤酶活性最高，酶催化分解有机物产生的无机盐和CO2最多，有利于烤烟的生长[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·沈阳模拟)在高山草甸生活着一种达乌尔鼠兔，活动敏捷，栖息于山坡林地，夏季洞穴多数只有一个洞口，每胎产仔数一般为3～5只，有的多达8只，雌雄比例约为1.29∶1，当地还存在它们的天敌，主要有艾虎、银鼠、香鼠、黄鼬及一些猛禽和蛇类。下列叙述正确的是(　　)A．由于产仔数目多，达乌尔鼠兔种群数量一般呈“J”形增长B．调查达乌尔鼠兔种群密度和洞穴数量均采用标记重捕法C．达乌尔鼠兔与黄鼬等数量保持相对稳定的基础为负反馈调节D．通过统计达乌尔鼠兔的性别比例可预测未来种群数量的变化解析：C　当地存在达乌尔鼠兔的天敌等影响因素，达乌尔鼠兔种群数量一般呈“S”形增长，A错误；调查达乌尔鼠兔洞穴数量应采用样方法，B错误；群落中各种群数量保持相对稳定是群落内部负反馈调节的结果，C正确；达乌尔鼠兔的性别比例会影响出生率，进而影响种群数量，并不能起到预测种群数量变化的作用，D错误。2．(2021·烟台二模)我国科学家鉴定到一种飞蝗群聚信息素4VA,4VA会随着种群密度的增加而增加，其特异性受体是嗅觉受体OR35。下列叙述错误的是(　　)A．利用人工合成的信息素4VA可以诱捕飞蝗B．用标记重捕法可调查飞蝗幼虫的种群密度C．敲除OR35基因可使飞蝗对4VA的响应行为丧失D．可根据4VA的结构设计拮抗剂，阻止飞蝗的聚集解析：B　利用人工合成的信息素4VA可以诱捕飞蝗，A正确；飞蝗幼虫个体小、活动能力弱，用样方法调查其种群密度，B错误；敲除OR35基因可使飞蝗对4VA的响应行为丧失，C正确；可根据4VA的结构设计拮抗剂，阻止飞蝗的聚集，D正确。3．(2021·泰安四模)如图表示甲、乙两种群先后迁入某生态系统后的种群数量变化曲线。下列说法错误的是(　　)A．该生态系统可能存在甲种群的天敌B．乙种群和甲种群的种间关系是捕食，其中甲种群是被捕食者C．乙种群迁入该生态系统后，使甲种群的环境容纳量变小D．甲种群的出生率随着种群数量的增加而降低，在K值时降为0解析：D　甲种群迁入该生态系统后数量增长呈“S”形可知，该生态系统可能存在甲种群的天敌，A正确；根据甲、乙种群数量变化曲线呈现先增加者先减少的变化趋势，可知乙种群和甲种群的种间关系是捕食，其中甲种群是被捕食者，B正确；乙种群迁入该生态系统后，作为甲的天敌，使甲种群的环境容纳量变小，C正确；甲种群的种群数量在K值上下波动，故出生率不会降为0，D错误。4．(2021·海淀区二模)将酵母菌接种到装有10 mL培养液的锥形瓶中培养并定时取样计数。当酵母菌总数为a时，种群数量不再增加。关于该实验中酵母菌种群的环境容纳量(K值)及种群数量变化分析不正确的是(　　)A．可取少量菌液用血细胞计数板在显微镜下计数估算酵母菌数量B．该酵母菌种群增长曲线为“S”形，数量为时，种群增长最快C．若将酵母菌的接种量增加一倍，培养条件不变，则K值为2aD．若将培养液的量改为5 mL，接种量与培养条件相同，则K值小于a解析：C　估算酵母菌数量可用抽样检测法，即取少量菌液用血细胞计数板在显微镜下计数估算酵母菌数量，A正确；由题意可知，酵母菌总数达到a时，种群数量不再增加，说明酵母菌种群增长曲线为“S”形，当种群数量为时，种群增长最快，B正确；K值与环境条件有关，酵母菌的K值与酵母菌的接种量没关系，因此培养条件不变，K值也不变，仍为a，C错误；若将培养液的量改为5 mL，酵母菌生长所需营养物质减少，接种量与培养条件相同，则K值小于a，D正确。5．(2021·铁岭一模)科研人员调查某地鼠对食料植物(主要是一年生草本植物)和非食料植物(包括多年生草本和阔叶草本植物)相对生物量(每100 cm2总株高)的影响，实验地块设置围栏阻挡鼠进入，实验结果如图所示。下列说法正确的是(　　)A．缺少鼠时，食料植物会呈“J”形增长B．存在鼠时，非食料作物在竞争中占有优势C．实验结果说明鼠不影响非食料植物相对生物量D．决定该地鼠种群数量的直接因素是迁入率和迁出率解析：B　缺少鼠时，食料植物的生长植株较高，但是不呈“J”形增长，A错误；据柱形图可知，存在鼠时，即无围栏情况下，非食料植物株高大于食料植物，说明非食料植物在与食料植物的竞争中占有优势，B正确；设置围栏与不设置围栏非食料植物相对生物量不同，说明鼠影响非食料植物相对生物量，C错误；决定该地鼠种群数量的直接因素是出生率和死亡率，D错误。6.(2021·日照二模)如图是甲、乙两种群的种群数量增长模式，N表示种群数量，t表示种群增长的时间，dN/dt表示种群数量在单位时间内的增长量。下列推断正确的是(　　)A．甲、乙种群数量的增长模型分别为“J”形增长和“S”形增长B．甲、乙种群之间存在种间竞争关系，乙种群的环境阻力越来越大C．甲、乙种群的年龄结构类型分别为增长型和稳定型D．甲、乙种群在生态系统中不可能是生产者和分解者解析：A　图中甲种群dN/dt与种群数量呈正相关，种群数量呈“J”形增长，乙种群dN/dt随着种群数量增长，先增大后减小，种群数量呈“S”形增长，A正确；题图是甲、乙两种群的种群数量增长模式，据图示信息，不能确定甲、乙种群之间存在种间竞争关系，B错误；甲种群的年龄结构始终为增长型，乙种群dN/dt随着种群数量增长，先增大后减小，乙种群的年龄结构类型先是增长型，最后是稳定型，C错误；本图是甲、乙两种群的种群数量增长模式，据图示信息，不能确定甲、乙种群在生态系统中的成分，D错误。7．(2021·聊城一模)自然状态下，种群保持一定的数量可以借助种内互助共同抵御其他物种对有限资源的竞争，但是种群的社群压力会随本种群数量的增加而变大。社群压力限制自身数量增长的机制及与种群数量变化的关系如图所示，下列叙述错误的是(　　)A．社群压力调控种群数量离不开生态系统信息传递的功能B．社群压力通过影响种群的出生率和死亡率，间接影响种群数量的变化C．社群压力接近最大值时，种群的数量可能超过K值D．种群数量大于后，社群压力迅速加大，种群死亡率升高，不利于生物的进化解析：D　分析题图可知，社群压力调控种群数量离不开生态系统信息传递的功能，A正确；社群压力通过影响种群的出生率和死亡率，间接影响种群数量的变化，B正确；由曲线走势可知，社群压力接近最大值时，种群的数量可能超过K值，C正确；分析曲线可知，种群数量大于后，社群压力迅速加大，可能导致种群死亡率升高，这有利于生物的进化，D错误。8．(2021·潍坊二模)生态学家将生物大体上可区分为两种不同的生活史对策，即R对策和K对策。R对策生物通常是个体小、寿命短、生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常是个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。制约种群数量的因素很多，也大体分为两类：密度制约因素和非密度制约因素。密度制约因素包括食物、生殖力、抑制物分泌以及疾病、寄生物等；非密度制约因素如干旱、大寒、洪灾等自然灾难。下列有关说法错误的是(　　)A．熊猫和蟾蜍的生活史对策分别为K对策、R对策B．蝗虫易受非密度制约因素影响，如蝗灾发生前往往是第一年洪灾，第二年干旱C．羚羊易受密度制约因素影响，如种群密度过大时，资源匮乏且易爆发传染病D．R对策的生物易受密度制约因素影响，K对策的生物易受非密度制约因素影响解析：D　熊猫个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高，故熊猫的生活史对策为K对策；蟾蜍个体小、生殖能力强，但是成活率低，故蟾蜍的生活史对策为R对策，A正确；蝗虫易受非密度制约因素影响，如蝗灾发生前往往是第一年洪灾，第二年干旱，B正确；羚羊易受密度制约因素影响，如种群密度过大时，资源匮乏且易爆发传染病，C正确；R对策的生物易受非密度制约因素影响，K对策的生物易受密度制约因素影响，D错误。9．(2021·烟台二模)澳大利亚大火过后，当地其他植被还没有恢复时，桉树的树干上就长出新芽。桉树的种子具有坚硬的外壳，大火煅烧后容易萌发。桉树的树叶富含油脂，极易引起森林大火，只有考拉能分解树叶产生的毒素。下列叙述错误的是(　　)A．火灾过后植物群落的恢复属于次生演替，演替速度较快B．桉树产生油脂易引起大火是其生存策略之一，火灾可巩固当地桉树优势种的地位C．考拉能分解桉树的毒素是长期自然选择的结果D．火灾加快了生物群落中碳的释放速率，但不会破坏碳循环平衡解析：D　火灾过后植物群落的恢复属于次生演替，演替速度较快，A正确；根据题干信息可知，桉树的树叶富含油脂，极易引起森林大火，故火灾可巩固当地桉树优势种的地位，是其生存策略之一，B正确；根据题干信息可知，生物进化过程中考拉能分解树叶产生的毒素是自然选择的结果，C正确；火灾加快了生物群落中碳的释放速率，破坏了碳循环平衡，D错误。二、不定项选择题10．(2021·德州二模)影响昆虫种群数量的因素有很多，其中像食物、空间等因素对种群数量的影响随种群密度的大小而改变，称为密度制约因素；而寒冷、干旱等因素对种群数量的影响与种群密度无关，称为非密度制约因素。下列相关分析正确的是(　　)A．密度制约因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现B．天敌属于密度制约因素，流行性疾病属于非密度制约因素C．若昆虫的种群数量超过K值，非密度制约因素作用会增强D．非密度制约因素可通过影响出生率和死亡率影响种群密度解析：AD　密度制约因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现，A正确；天敌和流行性疾病都属于密度制约因素，B错误；若昆虫的种群数量超过K值，密度制约因素作用会增强，C错误；密度制约因素和非密度制约因素都通过影响种群的出生率、死亡率或迁入率、迁出率来控制种群数量，D正确。11．(2021·大连一模)潮间带常见的滨螺是捕食者，捕食多种藻类，尤其喜食小型绿藻，如潮间带的优势种——浒苔。如图表示藻类种数与滨螺密度的关系，下列叙述错误的是(　　)A．海洋群落的物种丰富度就是指海洋中藻类的种类数B．滨螺密度在225个/m2左右时藻类的种数最多C．图中显示滨螺的适度捕食可提高藻类的物种多样性D．藻类种数增加可能与滨螺控制优势种浒苔数量有关解析：A　海洋群落的物种丰富度是指群落中物种数目的多少，不仅仅是藻类的种类数，A错误；据图分析，滨螺密度在225个/m2左右时藻类的种数最多，B正确；滨螺在中等密度时，藻类种数最多，多样性最高，即滨螺的适度捕食可提高藻类的物种多样性，C正确；根据题干信息可知，滨螺喜食小型绿藻，如潮间带的优势种——浒苔，则藻类种数增加可能与滨螺控制优势种浒苔数量有关，D正确。12．我国麋鹿经历了本土野外灭绝、圈养种群复壮、放归野外等历程，成功建立野生种群。2020年，我国麋鹿分布点已从最初的2处发展至81处，数量超过8 000只，基本覆盖糜鹿野外灭绝前的栖息地，展现了我国生物多样性保护的智慧。下列叙述正确的是(　　)A．可采用逐个计数法统计糜鹿种群密度B．增加我国麋鹿种群的遗传多样性，有利于种群的进一步发展C．麋鹿种群增长速率最大时，种内斗争最小D．对麋鹿种群进行圈养复壮、放归野外的过程属于就地保护解析：AB　由于麋鹿数量较少，个体较大，可采用逐个计数法统计糜鹿种群密度，A正确；生物多样性包括遗传多样性，物种多样性和生态系统多样性，增加我国麋鹿种群的遗传多样性，有利于种群的进一步发展，B正确；麋鹿种群增长速率最大时，种群数量为K/2，在有限的资源和空间条件下，种群数量最少时，种内斗争最小，C错误；据分析可知，对麋鹿种群进行圈养复壮、放归野外的过程属于易地保护，D错误。三、非选择题13．(2021·滨州二模)小田坝村位于云南西双版纳自然保护区腹地，近几十年来该村因为亚洲象、云豹、灰叶猴等多种野生保护动物数量增加及活动范围扩大，农作物受损严重，土地无法耕种，而改种榕树、桑葚、构树等原生植物，使其与周边自然保护区融为一体，成为多种动物取食、活动的场地。(1)亚洲象仅雄性有可制作工艺品的象牙，在历史上曾被大量捕杀，导致亚洲象种群的________________失调，进而导致种群数量下降。农田改造为森林后，调查发现亚洲象种群数量增加，从种群的数量特征角度分析可能的原因是________________________________________________________________________。(2)农田改造为森林后，群落制造有机物的总量明显提高，从群落结构角度分析其原因是____________________________________________________。该森林生态系统要维持正常功能，需要源源不断地输入太阳能，其原因是________________________________________。与农田生态系统相比，森林生态系统的抵抗力稳定性________，原因是___________________________________。(3)大象踏过草原、森林形成的“象道”方便其他动物通行；象的粪便既为昆虫、鸟类提供食物或栖息环境，又可造纸。这体现了生物多样性的________________价值。雄象能听到数里外雌象用次声波发来的求偶信息，这说明____________________，离不开信息传递。解析：(1)亚洲象仅雄性有可制作工艺品的象牙，在历史上曾被大量捕杀，导致亚洲象种群的性别比例失调，进而导致种群数量下降。农田改造为森林后，调查发现亚洲象种群数量增加，从种群的数量特征角度分析可能的原因是出生率增加，死亡率降低。(2)农田改造为森林后，群落制造有机物的总量明显提高，从群落结构角度分析其原因是植被的垂直分层更复杂，提高了对光能等资源的利用率。该森林生态系统要维持正常功能，需要源源不断地输入太阳能，其原因是能量流动是单向的，通过呼吸作用散失的热能不能被重新利用。与农田生态系统相比，森林生态系统的抵抗力稳定性增强，原因是生物种类增加，营养结构复杂，自我调节能力提高。(3)大象踏过草原、森林形成的“象道”方便其他动物通行，象的粪便可造纸，体现了生物多样性的直接价值；象的粪便为昆虫、鸟类提供食物或栖息环境，体现了生物多样性的间接价值。雄象能听到数里外雌象用次声波发来的求偶信息，这说明生物种群的繁衍，离不开信息传递。答案：(1)性别比例　出生率增加，死亡率降低(或迁入率增加，迁出率减少)　(2)植被的垂直分层更复杂，提高了对光能等资源的利用率　能量流动是单向的，通过呼吸作用散失的热能不能被重新利用　增强　生物种类增加，营养结构复杂，自我调节能力提高　(3)直接和间接　生物种群的繁衍14．(2021·海南模拟)某农场为防治鼠害做了一些调查：甲组研究人员调查了某牧场边界区域内田鼠的种群密度和年龄结构，并以体重作为划分田鼠年龄的标准，体重≤40 g的为幼龄鼠，体重≥90 g的为老龄鼠，其余为中龄鼠，结果如表所示；乙组研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田，在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，为肉食性猛禽提供栖息场所，设桩一段时间后，测得大豆田中田鼠种群密度的变化如图所示。请回答下列问题：体重(g)＜10102030405060708090100110＞110数量(只)32571027261717968102112859531(1)分析表格中数据可知，该区域田鼠种群的年龄结构类型是____________。年龄结构可以通过影响________________来影响种群密度。(2)甲组认为若要控制该区域田鼠的种群数量，应捕杀体重大于90 g的个体，请判断该说法是否正确: __________，并说明理由：_________________________________________________________________________________________________________________。控制该区域田鼠种群数量时所采取的减少食物来源、毁灭巢穴和养殖天敌等措施的目的是________________________。 (3)乙组图示b点以后田鼠种群密度大幅上升，从田鼠生存环境变化的角度分析，其原因是______________________________________。与曲线Ⅱ相比，曲线Ⅰ所示环境中猛禽的密度__________。在农田周围合理植树可控制鼠害，从而帮助人们合理地调整该生态系统中的______________关系，从中更多获益。解析：(1)分析该区域田鼠种群中幼龄鼠、中龄鼠和老龄鼠的数量可知，该区域田鼠种群的年龄结构类型是稳定型。年龄结构可以通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。(2)若捕杀体重大于90 g的田鼠，会导致中龄鼠和幼龄鼠的种内斗争减弱，使该区域田鼠种群的出生率升高，种群数量增多。控制该区域田鼠种群数量时所采取的一系列措施的目的是降低环境容纳量。(3)乙组图示b点以后田鼠种群密度大幅上升，从田鼠生存环境变化的角度分析，其原因是株冠形成有利于躲避天敌、食物增加。曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，曲线Ⅰ桩之间的距离更小，这样可以为猛禽提供更多栖息场所，猛禽的密度会更大。在农田周围合理植树可控制鼠害，从而帮助人们合理地调整该生态系统中的能量流动关系，从中更多获益。答案：(1)稳定型　出生率和死亡率　(2)不正确　捕杀体重大于90 g的老龄鼠，会导致该区域田鼠种群的年龄结构变为增长型，种群数量易恢复　降低环境容纳量　(3)株冠形成有利于躲避天敌、食物增加　更大　能量流动15．(2021·淄博二模)飞机草是一种喜阳不耐阴的杂草，具有较强的繁殖能力，能够迅速排挤本地种，形成大面积的单优群落，造成生态系统极度退化，被视为世界上严重的外来入侵物种之一。图甲、图乙分别为不同修复年份某群落的飞机草盖度(植物地上部分垂直投影的面积占地面的比率)和物种丰富度变化图(图中CK为对照，a为年)。回答下列问题：(1)图甲中，修复初期飞机草种群大量繁殖成为该群落的________________。(2)图乙中，草本植物物种丰富度的变化可描述为__________________。由于人工替代种植，修复3a后灌木物种丰富度显著增加，这说明人类活动能够____________________________。(3)选择具有强大竞争优势或通过根分泌有机化合物的物种抑制外来入侵物种生长，是利用了____________(填“种间”或“种内”)竞争的关系；高生态空间位置的本地物种逐渐削弱或替代低生态空间的飞机草的过程属于____________________。(4)综合分析甲、乙两图可知，飞机草被抑制的原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图甲中，修复初期飞机草盖度大于80%，说明飞机草种群大量繁殖成为该群落的优势种(或优势物种)。(2)图乙中，仔细观察柱形图的变化可知：草本植物物种丰富度的变化可描述为先增加后减少再增加。由于人工替代种植，修复3a后灌木物种丰富度显著增加，这说明人类活动能够改变群落演替的速度和方向。(3)物种之间的关系分为种内关系和种间关系。种内关系是同种生物之间的关系，分种内互助和种内斗争。种间关系是不同物种之间的关系，分为互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。种间竞争是指由于竞争同一食物、栖息地等两物种之间的争斗关系，如大小草履虫。所以，选择具有强大竞争优势或通过根分泌有机化合物的物种抑制外来入侵物种生长，是利用了种间竞争的关系。高生态空间位置的本地物种逐渐削弱或替代低生态空间的飞机草的过程属于群落的演替。(4)综合分析甲、乙两图可知，飞机草被抑制的原因可能是飞机草为喜阳不耐阴草本植物，高大的灌木和乔木的大量繁殖，使飞机草在竞争中失去争夺阳光的优势，生长受到抑制。答案：(1)优势种(或优势物种)　(2)先增加后减少再增加　改变群落演替的速度和方向　(3)种间　群落的演替　(4)飞机草为喜阳不耐阴草本植物，高大的灌木和乔木的大量繁殖，使飞机草在竞争中失去争夺阳光的优势，生长受到抑制
高频考点一种群的特征和数量变化[典型考题]1．(2019·全国卷Ⅰ)某果园中存在A、B两种果树害虫，果园中的鸟(C)可以捕食这两种害虫；使用人工合成的性引诱剂Y诱杀B可减轻B的危害。回答下列问题。(1)果园中包含害虫A的一条食物链是________。该食物链的第三营养级是________。(2)A和B之间存在种间竞争关系，种间竞争通常是指________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)性引诱剂Y传递给害虫B的信息属于________。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的________，导致________降低，从而减轻B的危害。解析：(1)紧扣答题要求“包含害虫A”，则相应的一条食物链是“果树→害虫A→鸟(C)”，其中第三营养级是鸟(C)。(2)种间竞争通常是指两种或两种以上的生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象。(3)人工合成的性引诱剂Y是化学物质，其传递给害虫B的信息属于化学信息。使用性引诱剂Y可以诱杀B的雄性个体，从而破坏B种群的正常性别比例，导致B种群的种群密度降低，从而减轻果园中害虫B的危害。答案：(1)果树→A→C　C　(2)两种或两种以上生物相互争夺相同的资源和空间而表现出来的相互抑制现象　(3)化学信息　性别比例　种群密度2．(经典高考题)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常，对于鼠害较为严重的林场，仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠，对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题：(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群的增长曲线呈________型。(2)在苗圃进行了药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是_________________________________________________。(3)理论上，除药物灭鼠外还可以采取生物防治的方法控制鼠害，如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是______________________。(4)通常，种群具有个体所没有的特征，如种群密度、年龄结构等。那么，种群的年龄结构是指________________________________________。解析：(1)在资源不受限制的理想条件下，山鼠种群数量呈“J”型增长。(2)仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠后，如果出现种群数量下降，除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外，还应考虑的因素是苗圃中山鼠种群中个体的迁出。(3)引入天敌是控制鼠害的生物防治方法。天敌以山鼠为食，天敌和山鼠的种间关系为捕食。(4)种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体在种群中所占的比例。答案：(1)J　(2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出　(3)捕食　(4)种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例命题规律找共性析个性第1题的(2)(3)小题考查种间关系和种群的数量特征及影响种群数量变化的因素。第2题第(1)小题考查种群增长曲线的类型，第(4)小题直接考查年龄结构的概念找共性大部分通过简单情景直接设问种群的特征、数量变化，且都注重核心概念的考查，如第1题考查竞争的概念，第2题考查年龄结构的概念。解答此类问题的方法是掌握种群的5个数量特征及其相互之间的联系，理解相关概念名师指津寻方法掌握种群数量特征的三个关键点(1)在出生率＝死亡率时，迁入和迁出是决定种群数量变化的直接因素。在不考虑迁入和迁出时，出生率－死亡率＝种群自然增长率。(2)影响种群密度的间接因素是年龄结构和性别比例。其中年龄结构既能影响出生率，又能影响死亡率，而性别比例只影响出生率。(3)预测种群数量变化趋势的主要依据是年龄结构，但预测种群数量变化还要综合影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。[命题预测]1．西北是我国人工造林的重点区域，其中青海地区的樟子松人工幼林规模较大，但鼠害(有田鼠、姬鼠、绒鼠、沙鼠类等)猖獗严重影响着其生长质量，影响了生态保护工作的顺利进行。回答下列问题：(1)青海地区樟子松人工幼林中鼠的全部个体________(填“能”或“不能”)形成一个种群。(2)对于一个鼠种群而言，它最基本的数量特征是______________，除此之外还具有出生率和死亡率等其他数量特征。为更好的掌握鼠种群数量的变化趋势，请你构建种群各数量特征对种群数量的影响的模型图。(注：用“＋”“－”分别表示“增加”“减少”，“→”“”分别表示“直接作用”“间接作用”，并加以必要的文字说明)(3)利用化学药剂防治鼠害见效较快，是当前林区常见的防治措施。从种群的数量特征考虑，投放药物后鼠种群数量下降的主要原因是______________________________________________(答出两点)。(4)鼠类是肉食性动物(如蛇、猫头鹰等)的主要食物来源，在林中引入蛇、猫头鹰等可以抑制鼠类的繁衍和生长，起到防鼠效果。与化学防治比较，该防治措施具有的优点是________________________________________________________。解析：(1)由题可知：该地区的鼠包括田鼠、姬鼠、绒鼠、沙鼠类等很多种群，同一时间同一地点同种鼠的总和才是一个种群。(2)种群的数量特征包括：迁入率和迁出率、出生率和死亡率、种群密度、年龄结构和性别比例，其中最基本的种群数量特征是种群密度，而出生率、死亡率、迁入率和迁出率直接影响种群密度。(3)用化学药剂防治鼠害一开始见效快，可以大量杀死鼠使鼠的死亡率升高，同时可以使部分鼠不适应环境而选择迁出，最终可以使鼠的数量下降。(4)与化学防治相比，生物防治可以更好地减少对环境的污染，且作用时间更长。答案：(1)不能　(2)种群密度(3)药物导致鼠的死亡率升高；药物导致部分鼠迁出该地区　(4)防鼠的效果持续时间比较长，且具有较好的生态保护作用2．黑尾鸥生活在某海岛上，主要以鱼类为食。在上世纪末由于人为破坏环境，导致黑尾鸥的数量下降到95只。为了保护黑尾鸥，人们将该岛设为自然保护区，并进行了科研调查，如表为设立自然保护区后黑尾鸥14年间的数量变化情况。回答下列问题： 时间(年)2468101214数量(只)101116140182218230231 (1)下列属于该海岛黑尾鸥种群特征的有__________(填序号)。A．种群密度    B．年龄结构　C．互利共生　D．物种丰富度　E．空间分布(2)根据种群数目是否持续以指数方式增加，将种群增长可分为“与密度无关的种群增长”和“与密度有关的种群增长”两类，依此判断14年间黑尾鸥的种群增长属于______________________。(3)在自然条件下，许多因素都会影响黑尾鸥数量的变化。14年后，黑尾鸥的数量基本稳定，影响黑尾鸥数量增加的直接因素是__________________________。(4)岛上有一种专吃黑尾鸥的蝮蛇，为了更好地保护海岛上的黑尾鸥，有人建议在14年以后开始捕杀蝮蛇，有人支持，也有人反对试利用生态学原理分析，支持者的理由是____________________________________；反对者的理由是_________________________。解析：(1)属于该海岛黑尾鸥种群特征的有种群密度、年龄结构、空间分布。互利共生和物种丰富度属于群落的特征。故选A、B、E。(2)根据种群数目是否持续以指数方式增加，将种群增长可分为“与密度无关的种群增长”和“与密度有关的种群增长”两类，依此判断14年间黑尾鸥的种群增长属于与密度有关的种群增长。(3)影响黑尾鸥数量增加的直接因素是出生率与死亡率。(4)在14年以后开始捕杀蝮蛇，支持者的理由：蝮蛇是黑尾鸥的天敌，捕杀蝮蛇后会增大黑尾鸥种群的K值；反对者的理由：捕杀蝮蛇后，可能破坏原有的生态平衡或降低了该地的生物多样性。答案：(1)ABE　(2)与密度有关的种群增长　(3)出生率与死亡率　(4)支持者的理由：蝮蛇是黑尾鸥的天敌，捕杀蝮蛇后会增大黑尾鸥种群的K值　反对者的理由：捕杀蝮蛇后，可能破坏原有的生态平衡或降低了该地的生物多样性(或答：蝮蛇捕食的黑尾鸥多为老弱病残的个体，捕杀蝮蛇不利于黑尾鸥种群的发展)高频考点二群落的结构和演替[典型考题]1．(2021·湖南高考)某林场有一片约2公顷的马尾松与石栎混交次生林，群落内马尾松、石栎两个种群的空间分布均为随机分布。为了解群落演替过程中马尾松和石栎种群密度的变化特征，某研究小组在该混交次生林中选取5个固定样方进行观测，每个样方的面积为0.04公顷，某一时期的观测结果如表所示。注：同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性；两树种在幼年期时的高度基本一致。回答下列问题：(1)调查植物种群密度取样的关键是__________________________________________；根据表中调查数据计算，马尾松种群密度为________________________________________________________________________。(2)该群落中，马尾松和石栎之间的种间关系是________。马尾松是喜光的阳生树种，石栎是耐阴树种。根据表中数据和树种的特性预测该次生林数十年后优势树种是________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)调查植物种群密度取样的关键是随机取样。由题表中数据可知，每个样方马尾松种群密度分别为＝2 000株/公顷、＝2 025株/公顷、＝2 025株/公顷、＝2 100株/公顷、＝2 125株/公顷，则马尾松种群密度为(2 000＋2 025＋2 025＋2 100＋2 125)/5＝2 055株/公顷。(2)在该群落中，马尾松和石栎都是生产者，且在同一区域内存在资源和空间的争夺，故二者之间的种间关系是竞争关系。由于同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性，即年龄越大树高越高。由于马尾松是阳生树种，石栎是耐阴树种，马尾松越高越有利于其生长，石栎越高越不利于其生长，故数十年后马尾松处于优势。答案：(1)随机取样　2 055株/公顷　(2)竞争　马尾松同一树种的树高与年龄存在一定程度的正相关性，即年龄越大树高越高。由于马尾松是阳生树种，石栎是耐阴树种，马尾松越高越有利于其生长，石栎越高越不利于其生长2．(2021·全国乙卷)在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：(1)竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。该实验中需要将两种草履虫放在资源______________(填“有限的”或“无限的”)环境中混合培养。当实验出现__________________________________的结果时即可证实竞争排斥原理。(2)研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的____________________________________________________________________(答出1点即可)不同而共存。(3)根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)本实验的目的为验证“具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起”，因此该同学选择的动物应数量相同，属于不同物种，且具有相同的资源利用方式。根据题干信息可知，竞争排斥是在受资源限制的条件下发生的，因此需在资源有限的环境中混合培养。由题干信息可知，两物种不能长期共存，故其中一种群个体最终会全部死亡，结合教材知识分析，双小核草履虫和大草履虫在竞争中，大草履虫处于劣势而被淘汰。(2)两种以同一棵树上的种子为食的雀科鸟能达到长期共存，说明二者对取食的种子存在差异，从而降低了竞争强度，如取食的种子大小不同、对于同一棵树上不同位置的种子的选择不同、取食时间不同等。(3)综合(1)(2)小题的实验和研究，可以发现生物种间竞争的结果可能是一方处于优势，另一方处于劣势，最终灭亡，或是种群间相互影响，共(协)同进化，最终在生存空间、利用资源等方面存在差异(生态位的改变)而达到共存。答案：(1)两种草履虫数量相同，属于不同物种，且具有相同的资源利用方式　有限的　大草履虫全部死亡(或某一种群个体全部死亡)　 (2)时间、位置(答出1点即可)　(3)生物种间竞争的结果可能是一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡，或是种群间相互影响，共同进化，最终在生存空间、利用资源等方面存在差异而达到共存命题规律找共性析个性第1题以图表分析题形式考查了群落的种间关系和群落演替；第2题以竞争排斥原理为素材，考查了种间关系和种群数量变化。找共性大部分通过简单情景直接设问种群的特征、数量变化，种间关系和群落的演替，且都注重核心概念的考查，考查竞争、捕食、共生等的概念，群落考查丰富度和演替的类型。解答此类问题的方法是掌握种群的5个数量特征及其相互之间的联系，理解相关概念，掌握演替的类型、方向和影响因素。名师指津寻方法生物种间关系的曲线分析和判断方法
 互利共生原始合作寄生种间竞争捕食数量坐标图营养关系图常见形式：无明确的营养关系(1)(2)说明：在竞争力不同的两种生物中，一方可能会因竞争力弱而灭绝，而寄生关系中，一般不会淘汰物种。(3)(4)寄生与捕食关系的辨析①寄生者在宿主那里吸取的营养物质一般是宿主体内的汁液、血液或宿主从外界环境中摄取的营养物质；如果一种生物摄取其他生物的全部或部分为食，则为捕食关系，如蚊子与人为寄生关系，蝗虫与青草为捕食关系。②捕食关系中，捕食者一般不会导致被捕食者灭绝；寄生关系中，寄生生物一般不会导致宿主死亡。这都与长期的自然选择有关，在相互选择的作用下，捕食者与被捕食者、寄生者与宿主长期共存。[命题预测]1．鄱阳湖候鸟保护区由湖池、蚌湖等9个湖泊及周围湖滩湿地组成，湿地兼有水、陆特征，具有特殊的生态功能和宝贵的自然资源价值。近年来，外来入侵植物如裸柱菊、野胡萝卜、野老鹳草、空心莲子草等对鄱阳湖湿地危害较为严重，截止到2020年6月，我国已发现660多种外来入侵物种，成为全球遭受外来入侵物种危害最严重的国家之一。(1)湖池、蚌湖群落的________________是区别不同湖泊群落的重要特征。保护区内每个湖泊的不同区域分布着不同的种群，这不能体现群落的丰富度不同，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)外来入侵野老鹳草极易快速繁殖而成为群落的优势种，原因是______________________________________。野老鹳草入侵后迅速扩散影响了当地的植被。进而影响了鸟类的__________________________，对其生存造成威胁。(3)多种多样的植物在生态系统中各自发挥着不同的功能，构成不同的功能群，同一功能群中的植物具有相似的结构或功能。为研究某生态系统的植物功能群对空心莲子草入侵的影响，科研人员将一个圆形样地划分为A区、B区和C1～C5区，除A区外，其余各区大小相同。各区种植情况如图1所示，其中C3～C5区中植物功能群数目相同但物种数目分别为4、8、16种。第3、7、13天测定B、C区空心莲子草入侵状况，得到图2所示结果。各区种植植物的先后顺序是______________________________________________。由图2分析可知，C区空心莲子草入侵程度均低于B区，说明______________________________________。对比分析C1～C5区的入侵程度可得出的结论是____________________________________________________________________________。解析：(1)物种丰富度或物种的组成的不同是区分不同群落的标准。保护区内每个湖泊的不同区域分布着不同的种群，这不能体现群落的丰富度不同，原因是不同区域分布着不同种群体现了群落的水平结构，而丰富度是指一个群落中物种的数目。(2)入侵物种大量繁殖的原因通常是气候条件适宜，空间条件充足且没有天敌。植被被破坏后鸟类的食物和栖息空间也对应被破坏。(3)由于是为了模拟植物功能群对空心莲子草入侵的影响，应该先建立植物功能群，再种植空心莲子草，即先同时种植C1～C5区，再种植A区。B区不种植植物而B区受入侵程度高于C区，说明本地植物与空心莲子草的竞争可以有效缓解空心莲子草的入侵。对比分析C1～C5区的入侵程度，从表中可以看到，植物功能越丰富的群落不易被入侵；功能群数目相同时物种数目变化对入侵没有显著影响。答案：(1)物种组成　不同区域分布着不同种群体现了群落的水平结构，而丰富度是指一个群落中物种的数目　(2)气候条件适宜，空间条件充足且没有天敌　食物和栖息空间　(3)先同时种植C1～C5区，再种植A区　本地植物与空心莲子草的竞争可以有效缓解空心莲子草的入侵　植物功能群越丰富的群落不易被入侵；功能群数目相同时物种数目变化对入侵没有显著影响2．生态学上，一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置、占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。表中列出的是某自然水域鱼类研究的部分数据，请回答：表：某自然水域鱼种不同季节比例、栖息位置及食物种类种类各季节所占质量百分比栖息位置食物种类春季夏季秋季冬季A矛尾虾虎鱼13.1910.1510.4514.97底栖钩虾、糠虾等B方氏云鳚鱼12.093.0800近岸底层海蜇虾、浮游动物C斑尾刺虾虎鱼005.0014.29近岸底层幼鱼、小型软体动物D安氏新银鱼5.490016.33近岸上层小型鱼虾………………… (1)表中所列四种鱼，栖息位置相同的是____和____(用字母代替物种名填写)。综合表中信息分析，这两种鱼生态位完全相同吗？________________，依据是__________________________________________________。(2)表中四种鱼A、B、C、D栖息于不同水层，体现了群落空间结构的______________(类型)，这种分层现象是由________________________导致的。表中所列数据是长期跟踪调查结果，这个自然水域的生物多种多样，它们能够充分利用环境资源，适应水域环境，这是物种之间以及生物与环境之间______________的结果。(3)研究自然水域物种之间的关系和物种丰富度有利于指导渔业生产，丰富度是指__________________________________________。解析：(1)根据图示，B方氏云鳚鱼和C斑尾刺虾虎鱼均生活在近岸底层，栖息位置相同，B主要在春夏季节出现，C主要在秋冬季节出现，其食物种类也不相同，其生态位不完全相同。(2)不同生物生活在不同水层体现了群落的垂直结构，动物的垂直结构是栖息空间和食物条件不同导致的。不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的，即协同进化。(3)不同群落的物种数目有差别，一个群落中物种的数目称为丰富度。答案：(1)B　C　不完全相同　B与C出现的季节不同；B与C的食物种类不同　(2)垂直结构　栖息空间和食物条件不同　协同进化　(3)一个群落中物种的数目高频考点三生态系统的结构和功能[典型考题]1．(2020·全国卷Ⅲ)假设某种蓝藻(或蓝细菌)(A)是某湖泊中唯一的生产者，其密度极大，使湖水能见度降低。某种动物(B)是该湖泊中唯一的消费者。回答下列问题：(1)该湖泊水体中A种群密度极大的可能原因是_________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。(2)画出该湖泊生态系统能量流动的示意图。(3)假设该湖泊中引入一种仅以A为食的动物(C)后，C种群能够迅速壮大，则C和B的种间关系是________。解析：(1)蓝藻(蓝细菌)(A)种群密度极大的原因可能是水体富营养化，没有其他生产者的竞争，捕食者数量少等。(2)流入某一营养级(最高营养级除外)的能量有三个去向：通过呼吸作用散失、被分解者分解利用、流向下一营养级。最高营养级的能量去向不包括流向下一营养级，由此可画出该湖泊生态系统能量流动的示意图，具体见答案。(3)竞争是指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。竞争的结果常表现为相互抑制，有时表现为一方占优势，另一方处于劣势甚至灭亡。由于B以蓝藻(A)为食，C仅以A为食，且该湖泊中引入动物(C)后，C种群能够迅速壮大，故C和B的种间关系为竞争。答案：(1)水体富营养化，没有其他生产者的竞争(2)(3)竞争2．(2021·山东高考)海水立体养殖中，表层养殖海带等大型藻类，海带下面挂笼养殖滤食小型浮游植物的牡蛎，底层养殖以底栖微藻、生物遗体残骸等为食的海参。某海水立体养殖生态系统的能量流动示意图如下，M、N表示营养级。(1)估算海参种群密度时常用样方法，原因是____________________________________________________________________________________________________________。(2)图中M用于生长、发育和繁殖的能量为________kJ/(m2·a)。由M到N的能量传递效率为________%(保留一位小数)，该生态系统中的能量________ (填“能 ”或“不能”)在M和遗体残骸间循环流动。(3)养殖的海带数量过多，造成牡蛎减产，从生物群落的角度分析，原因是________________________________________________________________________________________________________。(4)海水立体养殖模式运用了群落的空间结构原理，依据这一原理进行海水立体养殖的优点是____________________________________________________________________________________________________________。在构建海水立体养殖生态系统时，需考虑所养殖生物的环境容纳量、种间关系等因素，从而确定每种生物之间的合适比例，这样做的目的是________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)样方法适用于植物及活动能力弱、活动范围小的动物种群密度的调查。海参是活动能力弱、活动范围小的动物，适用于样方法。(2)M用于生长、发育和繁殖的能量＝M同化的能量－M呼吸作用散失的能量，即3 281＋2 826－3 619＝2 488 kJ/(m2·a)；由M到N的能量传递效率为N同化的能量÷M同化的能量＝386÷(3 281＋2 826)≈6.3%。生态系统中能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，不能循环利用的。(3)海带和小型浮游植物均属于生产者，存在竞争，如果养殖的海带数量过多，由于竞争会导致浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低。(4)群落的空间结构提高了群落利用空间和资源的能力。人工设计的生态系统应当考虑各种生物种群的环境容纳量、合适的比例、合理的种间关系等，目的是维持生态系统的稳定性、持续获得更高的收益。答案：(1)海参活动能力弱、活动范围小　(2)2 488　6.3　 不能　(3)由于海带的竞争浮游植物数量下降，牡蛎的食物减少，产量降低　(4)能充分利用空间和资源　维持生态系统的稳定性，保持养殖产品的持续高产(或：实现生态效益和经济效益的可持续发展)命题规律找共性析个性第1题考查生态系统能量流动模型构建；第2题根据能量流动模式图，分析能量流动的过程、特点和相关计算找共性这两个题目虽然考查形式有所差别，但考查的内容相同，都是根据能量流动规律分析食物链(网)，解答此类问题的方法是了解能量流动的含义，理解、分析能量流经不同营养级的过程，并理解学会辨别几种种间关系的不同名师指津寻方法 正确分析常见的能量流动模型1．输入某一级消费者的能量是同化量还是摄入量的判断(1)方法：看该消费者是否有“→”指向粪便。(2)实例：图甲中箭头①指的是摄入量；若没有箭头③，则①代表的是同化量。2．某一营养级指向的能量去向图甲中能量①(摄入量)＝②＋③＋④＋⑤＋兔子中现存能量；图乙中能量W1为该营养级的同化量，等于A1＋B1＋C1＋D1(其中B1为现存量)。3．某营养级同化能量的两种分析方法[命题预测]1．某农户在从事农业活动中建立了庭院生态系统(结构如图)和人工鱼塘。如表表示人工鱼塘中流经生产者、第二、第三营养级的能量值(单位：J·cm－2·a－1)。假设上一营养级的所有生物都可被下一营养级所取食。生物类型甲流入分解者的能量未利用的能量流入下一营养级的能量有机物输入的能量生产者415.09719—第二营养级7.91.112乙6.0第三营养级6.50.86.20.510.0(1)生态系统的结构包括____________________________________。经调查，该庭院生态系统中某种植物第一年的种群数量为N0，每繁殖一代种群数量比原来增加1.6倍，则在此条件下繁殖两代之后，该植物的种群数量是________________。(2)农作物的秸秆可以投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，养鸡场产生的鸡粪经处理后可做成人工饲料喂鱼，这些做法依据的是生态工程的__________________________________原理。发展农业要通过增加农业生态系统的生物多样性，把能量流动和物质循环引导到更多的________________(填“更小”或“更大”)的循环圈中。(3)营养级是指处于____________________上的全部生物的总和。分析图中数据及各营养级能量的分配，流入人工鱼塘的总能量为______________J·cm－2·a－1，表中甲是指____________________，表中的数据乙为________J·cm－2·a－1。(4)研究发现，该鱼塘中的某种小鱼能取食大鱼身上的寄生虫，小鱼取食前，常在大鱼面前舞蹈一番，还分泌一种化学物质，大鱼才让小鱼取食。小鱼和大鱼之间传递的信息类型有______________________。解析：(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。若该农田中的某种植物第一年的种群数量为N0，而且每繁殖一代种群数量比原来增加1.6倍，对植物来说，繁殖一代后原来个体还存在，个体总数应为N0×(1＋1.6)；繁殖2代以后，植物的种群数量为N0×(1＋1.6)2＝6.76N0。(2)农作物的秸秆可以投入沼气池生产沼气、培养蘑菇等，养鸡场产生的鸡粪经处理后可做成人工饲料喂鱼，这些做法依据的是生态工程的物质循环再生和能量多级利用原理。发展农业要通过增加农业生态系统的生物多样性，把能量流动和物质循环引导到更多的更小的循环圈中。(3)营养级是指处于食物链同一环节上的全部生物的总和。分析图中数据及各营养级能量的分配，输入该生态系统的总能量＝生产者光合作用固定的太阳能＋有机物中化学能＝(41＋5＋97＋19)＋(6＋10)＝178 J·cm－2·a－1。除最高营养级外，同化的能量有四个去向，一部分流向下一营养级、一部分流向分解者、一部分用于自身呼吸消耗和一部分未被利用的，对于人工生态系统储存的也可以人工输出，因此表中甲是指呼吸作用散失的能量；乙＝(植食性动物的同化量＋有机物的输入量)－(流向分解者的能量＋未利用的能量＋传递给下一个营养级的能量)＝(19＋6)－(7.9＋1.1＋12)＝4 J·cm－2·a－1。(4)研究发现，该鱼塘中的某种小鱼能取食大鱼身上的寄生虫，小鱼取食前，常在大鱼面前舞蹈一番，还分泌一种化学物质，大鱼才让小鱼取食。小鱼和大鱼之间传递的信息类型有行为信息和化学信息。答案：(1)生态系统的组成成分和营养结构　6.76N0　(2)物质循环再生和能量多级利用　更小　(3)食物链同一环节　178　呼吸作用散失的能量　4　(4)行为信息和化学信息2．某海域生态系统渔业资源种类多样、数量众多，其中以乌贼、灯笼鱼和金枪鱼等资源最为丰富。以往深海环境一直被认为是生命的禁区，但是实际上，在这片深海的海底生命极度活跃，存在着不依赖光合作用、靠硫化氢等化学物质自养的硫细菌，另外还有大量的异养生物。请回答下列问题：(1)该生态系统的结构包括__________________和____________________。在海洋中，由浅入深分布着绿藻、褐藻和红藻，影响海洋藻类垂直分布的非生物因素主要是__________________。(2)不同的金枪鱼在体征上有一定的差别：鳍色有蓝色的、黄色的，胸鳍有长的、短的，体型有粗大的、瘦长的，这体现了金枪鱼的物种多样性和____________________多样性。(3)灯笼鱼在头部前边眼的附近、身体侧线的下方和尾柄上，有排列成行或成群的圆形发光器，该发光器发出的光能引诱异性。上述事实表明信息传递在生态系统中的作用是________________________。(4)流经该生态系统的总能量是____________________________。如图是该生态系统中金枪鱼与它的食物虾这两类生物的能量流动示意图，其中a～e表示能量值。金枪鱼粪便中的能量包含在________(填字母)中，金枪鱼用于生长、发育和繁殖的能量值可表示为________(用图中字母和计算符号表示)。解析：(1)该生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构。在海洋中，由浅入深分布着绿藻、褐藻和红藻，影响海洋藻类垂直分布的非生物因素主要是光质。(2)不同的金枪鱼在体征上有一定的差别：鳍色有蓝色的、黄色的，胸鳍有长的、短的，体型有粗大的、瘦长的，这体现了金枪鱼的物种多样性和遗传(基因)多样性。(3)灯笼鱼在头部前边眼的附近、身体侧线的下方和尾柄上，有排列成行或成群的圆形发光器，该发光器发出的光能引诱异性。上述事实表明信息传递在生态系统中的作用是有利于生物种群的繁衍。(4)流经该生态系统的总能量是生产者固定的太阳能和化学能。金枪鱼粪便中的能量属于金枪鱼的摄入量，但是为金枪鱼没有消化、吸收的能量，因此不是金枪鱼的同化量而是虾同化的能量中流向分解者的一部分，故金枪鱼粪便中食物残渣的能量包含在c中。金枪鱼同化的能量一部分用于呼吸消耗，一部分用于自身生长、发育、繁殖，图中a为金枪鱼的同化量，b为金枪鱼呼吸作用消耗的能量，所以金枪鱼用于自身生长、发育、繁殖的能量为a－b。答案：(1)生态系统的组成成分　营养结构(或“食物链和食物网”)　光质(或“光照”、“光照强度”、“光”)　(2)遗传(基因)　(3)有利于生物种群的繁衍　(4)生产者固定的太阳能和化学能(或“生产者固定的能量”、“绿色植物固定的太阳能和硫细菌固定的化学能”)　c　a－b　　　　　　　　　[专题集训]1．(2021·日照一模)蝗虫喜温暖干燥的环境，我国古代有“旱极而蝗”的记载。土壤含水量在10%～20%时，最适合其产卵。蝗虫呈两种生活状态，数量多时是群居型，体色较深，背部黑色；数量少时是散居型，体呈绿色。蝗灾主要是由群居型蝗虫引起的。回答下列问题：(1)进入干旱季节，科研人员常通过__________(方法)调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度来预测蝗灾，为保证结果准确，调查时应注意________。蝗灾爆发时遮天蔽日，其空间特征为______________。(2)严重干旱导致蝗灾爆发时，群居型蝗虫释放的苯乙腈对大山雀等天敌不利，而不易被捕食，散居型蝗虫不释放苯乙腈易被大山雀等鸟类捕食。若从生物与环境相适应的角度分析，散居型蝗虫易被捕食的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(3)科研人员指出，植被破坏、鸟类减少也是蝗灾爆发的重要原因。采取禁牧休牧、植树造林可以减少蝗灾的发生，从种群数量特征和种间关系角度分析，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。解析：(1)蝗虫幼虫跳蝻的活动能力较弱、活动范围较窄，应该用样方法调查其种群密度，调查时要注意随机取样；空间特征包括均匀分布、随机分布、集群分布，蝗灾爆发时遮天蔽日，其空间特征为集群分布。(2)从生物与环境相适应的角度分析，严重干旱导致蝗灾爆发时，散居型蝗虫易被捕食，是因为干旱导致植物干枯，不利于绿色散居型蝗虫躲避天敌。(3)采取禁牧休牧、植树造林可以减少蝗灾的发生，是因为禁牧休牧、植树造林可以提高土壤含水量，不利于蝗虫产卵、出生率降低；同时禁牧休牧、植树造林使鸟类等天敌数量增加，增大了蝗虫被捕食的几率。答案：(1)样方法　随机取样　集群分布　(2)干旱导致植物干枯，不利于绿色散居型蝗虫躲避天敌　(3)禁牧休牧、植树造林可以提高土壤含水量，不利于蝗虫产卵、出生率降低；禁牧休牧、植树造林使鸟类等天敌数量增加，增大了蝗虫被捕食的几率2．(2021·聊城二模)湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用。下图为某总面积为300 hm2的湿地受有害物质a污染后，有害物质a的浓度在各营养级部分生物种类体内的变化情况。回答下列问题：(1)作为完整的生态系统，图中缺少的成分有__________________。湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用，这说明生物多样性具有________价值。(2)该湿地生态系统中燕鸥种群的K值为2 400只。当燕鸥的种群密度为__________只/hm2时，其种群增长速率最大。燕鸥的同化量除用于呼吸消耗之外，还用于____________________________________等生命活动。(3)该生态系统中有一种有害昆虫，目前控制的主要方法是使用汽车和空中喷雾器以小剂量施用有机磷农药，此方法属于________防治，这种方法具有快速、高效等优点，但不建议频繁使用，原因是________________________________________________(至少答2点)。(4)虹鳟为国外入侵的肉食性鱼类，若有M只虹鳟进入该湿地生态系统后快速繁殖，每年以λ倍数增长，理论上t年后种群数量(Nt)为________。实际上种群难以在较长时间内按此模型增长，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图示中的营养级包括生产者和消费者，因此作为完整的生态系统，图中缺少的成分有非生物的物质和能量、分解者。湿地生态系统在蓄洪防旱、调节气候等方面有重要作用，这说明生物多样性具有间接价值。(2)种群增长速率最大时，种群数量一般为K/2，即环境容纳量的一半。所以当燕鸥的种群密度为2 400÷2÷300＝4只/hm2时，其种群增长速率最大。燕鸥的同化量除用于呼吸消耗之外，还用于自身的生长、发育和繁殖等生命活动。(3)施用有机磷农药属于化学防治，有机磷农药会对环境造成污染，同时蝗虫对化学药剂可能会产生抗药性，也可能该化学药剂会对其他种类的生物造成伤害，因此该种防治方法不建议频繁使用。(4)结合题意可知，虹鳟种群数量的增长符合“J”形增长模型，即t年后种群数量的数学模型为M·λt，由于当种群密度增大时，种内斗争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率增高，种群难以在较长时间内按此模型增长。答案：(1)非生物的物质和能量、分解者　间接　(2)4　自身的生长、发育和繁殖　(3)化学　磷会对环境造成污染；有害昆虫对化学药剂可能会产生抗药性；可能会对其他生物造成伤害　(4)Nt＝M·λt　当种群密度增大时，种内斗争加剧等原因，使种群的出生率降低，死亡率增高，从而直接导致种群增长变缓3．(2021·青岛一模)2021年2月22日，第五届联合国环境大会(UNEA)开幕，联合国环境规划署(UNEP)指出，人类可以改变与自然的关系来共同应对全球性气候、生物多样性和污染三大环境危机。某科研小组对某重金属污染地区的单作茶园生态系统(种植单一品种茶树)进行了调查研究，并对其实施了植物修复技术，植物修复是通过绿色植物(如禾本科、豆科等超积累植物)从被污染环境中吸收一种或几种重金属，并将其转移、贮存到地上部，从而降低环境中重金属污染的浓度，以达到修复被污染环境的目的。请回答下列问题：(1)茶园生态系统不同地段分布有不同的生物类群，体现了群落的__________。茶园生态系统的修复是否成功，最终主要看它的____________是否能够长期保持稳定。(2)研究发现，以茶区害虫茶细蛾为食的捕食性蜘蛛体内的重金属含量远大于其他生物类群，从食物关系的角度分析，捕食性蜘蛛体内重金属含量高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究发现，该地区茶园土壤生态系统中有机质积累，土壤腐殖质的质量下降，试推测其原因可能是__________________________。(4)科研小组选择适宜的大豆进行茶、豆间作，在增收两季大豆的情况下，茶园土壤中镉等重金属的浓度明显下降，且土壤肥力明显提升，试分析其原因可能是__________________________。(5)茶叶害虫大规模爆发会对茶树造成极大危害，有人建议该茶园可适当放养一定数量的鸡。构建“茶园养鸡”的生态农业模式，请评价“茶园养鸡”的生态学意义________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于地形起伏的变化，在不同地段分布有不同的生物种群，这体现了群落的水平结构。生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展，一个生态系统的修复是否成功，最终主要看该生态系统的结构与功能是否能够保持长期稳定。(2)重金属大都是不易分解的，被消费者食用后，不易分解，残留在生物体内，当它被下一级消费者捕食后就直接转移到这一级消费者体内，依次被下一营养级转移和积累，所以营养级越高，食物链越多，重金属在其体内的积累就越多。(3)土壤有机物积累，腐殖质的质量下降的原因可能重金属污染导致土壤微生物的多样性及数量降低。(4)因为大豆吸收了重金属，而大豆与根瘤菌是互利共生关系，根瘤菌固氮使土壤肥力增加。(5)“茶园养鸡”调整了能量流动关系，使能量持续、高效地流向对人类最有益的部分。而且鸡群在园内活动取食，较为有效地控制了病虫杂草的危害，减少了防治用药，不仅可有效降低生产成本，更是减轻了因化肥、农药的使用对环境污染的负荷，具有良好的生态学意义。答案：(1)水平结构　结构和功能　(2)蜘蛛营养级别高，重金属难分解，沿着食物链积累　(3)重金属污染导致土壤微生物的多样性及数量降低　(4)大豆吸收了重金属，而根瘤菌固氮增加了土壤肥力　(5)“茶园养鸡”的生态学意义是调整了能量流动关系，使能量持续、高效地流向对人类最有益的部分。而且鸡群在园内活动取食，较为有效地控制了病虫杂草的危害，减少了防治用药，不仅可有效降低生产成本，更是减轻了因化肥、农药的使用对环境污染的负荷，具有良好的生态学意义4．(2021·赫山区模拟)生物量是指某一调查时刻单位面积(或体积)内，生态系统中某些组分产生物质的总量。我国某一自然保护区曾因地震导致山体滑坡；30年后，科研人员对恢复群落和未受干扰的原始林群落不同植被类型的生物量进行了研究。请回答下列问题。(1)科研人员在两个群落中________选取多个样方，收获全部植物，按照植被类型分类后，测定生物量，结果如图所示。图中代表恢复群落生物量的是________(填“S1”或“S2”)。(2)该群落未地震前，不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有________结构，地震导致山体滑坡后，原有植被虽不存在，但还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等，在这一基础上形成群落的过程为________演替。未受干扰的原始林群落具有较好的垂直结构，有利于____________________________。(3)恢复生态学主要利用的是____________理论，并人为增加__________________的投入，从而尽快使生态系统的______________恢复到(或接近)受干扰前的正常健康状态。解析：(1)图示柱形图中，自变量为群落类型和群落中植被的类型，因变量为生物量，因此科研人员是在两个群落中随机选取多个样地，收获全部植物，按照植被类型分类后，测定生物量。恢复群落是经过山体滑坡过程，生物多样性比原始群落要低，生物量比原始群落要低，故图中代表恢复群落生物量的是S2。(2)该群落未地震前，不同区域地表的草本植物、真菌等生物种类和数量有一定差异，地表生物的这种区域差异分布体现了群落具有水平结构；地震导致山体滑坡后，原有植被虽不存在，但还可能存在植物的种子、可能发芽的地下茎或植物根系等，即起始条件不为0，因此在这一基础上形成群落的过程为次生演替。未受干扰的原始林群落具有较好的垂直结构，群落的垂直结构有利于提高对光等环境资源的利用。(3)恢复生态学主要利用的是生物群落演替理论，并人为增加物质和能量的投入，从而尽快使生态系统的结构和功能恢复到(或接近)受干扰前的正常健康状态。答案：(1)随机　S2　(2)水平　次生　提高对光等环境资源的利用　(3)生物群落演替　物质和能量　结构与功能5．(2021·江苏模拟)某科研小组对陕西关中地区受控(用杀虫剂)与自控(不施用杀虫剂)的两类棉田生态系统的能量流动情况进行比较研究。研究人员首先将系统内的各物种进行如下划分：棉花(X1)、食棉害虫(X2)、捕食性天敌(X3)、寄生性天敌(X4)、广食性蜘蛛(X5)、兼食害虫和蜘蛛的动物(X6)、土壤微生物(X7)。然后测定两类棉田生态系统中物种数及各营养级能量摄入情况并绘制了能量金字塔，结果见表1、图1。请回答下列问题：表1　两类棉田各组分的物种数比较(单位：种)—X1X2X3X4X5X6X7自控14433541671类受控1271924121类 (1)表1中自控棉田中各组分的物种数均明显多于受控棉田，说明自控棉田生态系统具有更高的__________稳定性。对于蚜虫、叶螨等食棉害虫常采取____________法调查种群密度。(2)X1～X7中，属于消费者的有________________________________(填代号)，属于分解者的是________(填代号)。X6在棉田生态系统属于第______________营养级。(3)据图可知，受控系统较自控系统的能量耗损率更大，其原因是__________________________________________________________________________。(4)害虫的天敌对害虫控制的绝对能力与单位摄入害虫量呈正相关。表2表示两类生态系统中害虫天敌对害虫控制的绝对能力。表2　两类生态系统中害虫天敌对害虫控制的绝对能力　　　　天敌组合单位摄食量　 　 　X3X4X5X6自控系统34.772.413.129.5受控系统24.7144.511.526.2 据表2分析，________(填代号)是控制害虫的主要生物。相比受控系统，自控棉田的控制能力更稳定，从表中数据分析，原因是___________________________________________。该研究结果给我们带来的启示是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力叫作抵抗力稳定性，物种丰富度越高抵抗力稳定性越强。对于活动能力弱、活动范围小的蚜虫等害虫通常采用样方法调查种群密度。(2)根据题意：棉花为生产者，土壤微生物为分解者，食棉害虫、捕食性天敌、寄生性天敌、广食性蜘蛛和兼食害虫和蜘蛛的动物为消费者。列举X6所在食物链为：棉花→食棉害虫→兼食害虫和蜘蛛的动物；棉花→食棉害虫→广食性蜘蛛→兼食害虫和蜘蛛的动物；棉花→食棉害虫→捕食性天敌→广食性蜘蛛→兼食害虫和蜘蛛的动物，因此X6可以在第三、第四和第五营养级。(3)受控系统使用杀虫剂对生态系统的结构产生影响，如某些消费者会大量死亡，能量损耗加快。(4)从图表中可以看出X4单位摄食量最高，是控制害虫的主要生物。受控系统中各害虫天敌对害虫的控制能力相差非常大，如果控制能力最高的生物大量死亡，会造成很大影响，因此稳定性不如自控棉田。该研究表明：受控系统的能量损耗大，喷洒农药会对生态系统的结构产生一定影响。答案：(1)抵抗力　样方　(2)X2、X3、X4、X5、X6　X7　三、四、五　(3)各类昆虫会因杀虫剂的毒害或捕食对象的减少而受到损伤，因此能量耗损速度更快　(4)X4　自控系统中害虫天敌对不同害虫控制的绝对能力更加均匀(合理即可)　喷洒农药会对生态系统的结构产生影响(环境污染会造成生物多样性丧失；关注生态伦理道德，人类生产活动与环境中的其他生物和谐共生；倡导可持续发展，使经济发展与生态发展相互协调)6．(2021·大连模拟)我国内蒙古呼伦贝尔大草原是以羊草、克氏针茅为主的典型草场，但近年来在连续多年过度放牧的干扰下发生退化，冷蒿种群不断扩展，逐渐形成冷蒿草原。(1)群落中的冷蒿与羊草、克氏针茅间存在________关系，植物的“气味”提供可采食的信息属于________信息。(2)有研究表明冷蒿可向环境释放具有化感作用的代谢产物，影响周围植物的正常生长。研究者利用不同浓度的冷蒿茎叶浸水提取液处理3种伴生植物幼苗，实验结果如图。据图分析，冷蒿释放的化感物质对羊草和克氏针茅幼苗根生长的影响分别为____________________________________________________________________________________________________________。(3)绵羊对牧草的喜食程度依次为：糙隐子草＞羊草＞冷蒿＞克氏针茅，但在持续过度放牧下，该草场的克氏针茅在群落中的优势地位被冷蒿替代，糙隐子草成为冷蒿的主要伴生物种。综合上述研究，对此现象的解释是：①冷蒿通过无性繁殖抵抗放牧干扰；②原优势物种的生存空间被挤占，原因是________________________________________________________；③糙隐子草在冷蒿草原上可以较好生长，原因是______________________________________________________。(4)如表为食物链“草→鼠→鹰”中各种群一年间的能量流动情况(单位：107kJ·a－1)种群同化的总能量用于生长、发育和繁殖的能量呼吸消耗传递给分解者传递给下一营养级未被利用的能量草  69.57.019.045.5鼠19.09.0 1.0 4.5鹰3.51.02.5微量不计无  据表分析，草用于生长、发育和繁殖的能量是__________kJ·a－1，能量从草到鼠的传递效率为__________%(小数点后保留一位)。(5)目前对退化草场进行恢复治理的主要措施中，草种补播改良是一种常用方法。为使补播的草种能良好地萌发、生长发育，草场更好地达到生态效益与经济效益双赢，请结合上述研究成果分析，选用的草种应具有哪些特点？___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答出三个要点)。解析：(1)群落中的冷蒿与羊草、克氏针茅生存环境相同，是种间竞争关系；气味是化学信息。(2)由柱形图可知，随着化感物质浓度的增加，克氏针茅的抑制率逐渐增加，羊草的抑制率在低浓度时为负数即促进生长，随着浓度的增加促进幅度越来越小直到开始抑制生长，且抑制作用逐渐增加，即化感物质对克氏针茅幼苗生长有抑制作用，而对羊草幼苗根的生长，在浓度低时有促进作用，浓度高到一定程度有抑制作用。(3)综合上述研究，对此现象的解释是：冷蒿通过无性繁殖抵抗放牧干扰，通过释放的化感物质抑制克氏针茅幼苗生长，挤占原优势物种的生存空间；同时化感物质对糙隐子草幼苗根的生长有促进作用，糙隐子草生长，使其在一定程度上可以在冷蒿草原较好生长。(4)据表格分析，草用于生长、发育和繁殖的能量为(7.0＋19.0＋45.5)×107＝7.15×108 kJ·a－1；能量从草到鼠的传递效率为：鼠的同化量÷草的同化量×100%＝19.0÷(7.0＋19.0＋45.5＋69.5)×100%≈13.5%。(5)草场退化，为了更好达到生态效益与经济效益双赢，应当种植能抵抗(或耐受)环境中的化感物质；能适应当地气候及土壤条件，当地放牧牲畜喜食的草种；补种本地物种，以保证植被量和环境。答案：(1)种间竞争　化学　(2)化感物质对羊草幼苗根的生长，在浓度低时有促进作用，浓度增高到一定程度有抑制作用；对克氏针茅幼苗根生长有抑制作用　(3)冷蒿通过释放的化感物质抑制克氏针茅幼苗根的生长　化感物质对糙隐子草幼苗根的生长有一定促进作用　(4)7.15×108　13.5　(5)能抵抗(或耐受)环境中的化感物质；能适应当地气候及土壤条件，当地放牧牲畜喜食；补种本地物种7．(2021·抚顺模拟)西藏位于中国青藏高原西南部，是中国西南边陲的重要门户。虽然地处高原，但西藏的自然环境多种多样，有森林、草原、湖泊等生态系统。(1)森林、草原、湖泊等生态系统都具有一定的结构，包括______________________________________________。(2)西藏那曲地区降雨少，气候寒冷、干燥，分布着广阔的草原生态系统，与森林生态系统相比，那曲草原生态系统的抵抗力稳定性________，其原因是____________________________________________。草原放牧时需要合理确定草场的载畜量，这遵循了生态工程的__________原理。(3)西藏林芝地区降雨较多，气候湿润，森林密布。对森林中的云杉种群密度进行调查统计，按高度(h)分为5级，根据每一级的植株数量，可确定云杉的__________，并据此预测种群数量的变化趋势。云杉不同个体间的形态结构差异属于________多样性。(4)西藏各地区也分布着很多湖泊。如图为某一湖泊能量流动示意图，其中A～K表示能量值(单位相同)、甲～丙表示生态系统的成分。请据图分析下列问题：①图示能量流动过程不完整，其中缺失的过程有____________________________________________________。②图中乙粪便中的能量属于______(填字母)中的一部分。乙到丙的能量传递效率为__________________________________。③调查丙中某生物种群密度时，若标记过于明显易被顶级消费者捕食，则调查结果会________。解析：(1)生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构(食物链和食物网)。(2)生态系统的抵抗力稳定性与营养结构成正相关，与森林生态系统相比，那曲草原生态系统生物种类少，营养结构简单，自我调节能力弱，故其抵抗力稳定性较低。草原放牧时需要合理确定草场的载畜量，这遵循了生态工程的协调原理。(3)对森林中的云杉种群密度进行调查统计，按高度(h)分为5级，根据每一级的植株数量，可确定云杉的年龄结构。可根据云杉的年龄结构预测云杉种群数量的变化趋势。生物多样性包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性，云杉不同个体间的形态结构差异属于遗传(基因)多样性。(4)流经某个营养级(最高营养级除外)的能量有三个去向，一是通过呼吸作用以热能的形式散失；二是流向下一个营养级；三是流向分解者。图中E、F、G、H表示呼吸作用散失的热能，I、J、K表示流入分解者的能量，A表示流入该生态系统的总能量，B、C、D分别表示第二、三、四营养级同化的能量。①图示能量流动过程不完整，其中缺失的过程有顶级消费者流向分解者的能量，分解者呼吸作用散失的能量。②图中乙粪便中的能量属于I(甲流入分解者的能量)的一部分。乙到丙的能量传递效率为丙的同化量除以乙的同化量，即×100%。③标记重捕法的计算公式：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。用标记重捕法调查种群密度时，若被标记个体更易被捕食，则重捕时被标记个体数偏小，导致调查值偏大。答案：(1)生态系统的组成成分和营养结构　(2)较低　草原生态系统营养结构简单，自我调节能力弱　协调　(3)年龄结构　遗传(基因)　(4)①顶级消费者流向分解者的能量，分解者呼吸作用散失的能量　②I　×100%　③偏大   [教材拾遗]1．从物质和能量角度分析，生产者是生态系统的基石的理由是什么？提示：生产者通过光合作用或化能合成作用合成有机物，储存能量，从而为生态系统的其他生物提供物质和能量。2．生态系统的能量流动是单向的，请分析原因是什么？提示：能量流动是沿着食物链传递的，食物链中的食性关系是长期自然选择形成的，不能逆转，因而能量流动是单向的。3．人类位于食物链的顶端，从能量金字塔来看，人口数量日益增长，这会对地球上现有的生态系统造成什么影响？提示：从能量金字塔来看，人类位于食物链的顶端，生存需要消耗大量能量，随着人口数量增长，对资源的消耗越来越多，地球的生态环境可能会越来越恶化，甚至会崩溃。4．生物量指的是在某一调查时刻前，该营养级积累的有机物的量(干重)，通常用g/m2表示。为什么在海洋中生物量金字塔可能是上宽下窄倒置的？提示：在海洋生态系统中，浮游植物个体小，寿命短，又会不断被浮游动物吃掉，因而某一时间调查到的浮游植物的生物量可能要低于浮游动物的生物量，这时就出现了上宽下窄的倒置金字塔。5．人们研究自然生态系统能量流动的意义是什么？提示：可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理的配置，增大流入生态系统的总能量；帮助人们科学地规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动方向，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。6．农业生态系统除虫、除草的意义是什么？提示：调整能量流动的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。7．氮元素在生物群落与非生物环境间能否循环利用？如何解释需不断向农田中施加氮肥？提示：能。农田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。农田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地从农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。8．以铅为例，简述生物富集的原因。提示：铅原本以比较稳定的形式存在于环境中，但人类活动加速了铅的循环，改变了铅在环境中的分布。环境中的铅进入生物体内，能够形成多种比较稳定的铅化合物，分布于生物体的多种组织细胞中，导致铅不易被生物体排出，从而积蓄在体内。9．生物富集的特点是什么？它与能量流动有什么区别？提示：特点：①逐级积累；②全球性。与能量流动的区别：①生物富集是某些物质沿食物链不断积累；能量流动是能量沿食物链不断减少。②生物富集沿食物链(网)传递的是不易被分解的重金属物质、有机农药等；能量流动沿食物链(网)传递的是有机物中的化学能。10．为什么食用牛肉会比食用蔬菜产生的生态足迹大？提示：牛所处的营养级比蔬菜高，牛生存所需的资源占有一定的草地面积，吸收牛生命活动产生的CO2也占有一定的森林、草地或农田面积，所以食用牛肉会比食用蔬菜产生的生态足迹要大。能力一从结构与功能观角度理解生态系统的结构和功能[核心整合]1．据同化类型判断生态系统功能类群2．生态系统的结构与功能的关系[题点练通]结合生态系统的结构，考查对基础知识的理解能力1.(2021·海口模拟)中国自主研发的“蛟龙”号载人潜水器在印度洋发现了27处富含硫化物的高温热液活动区，此处没有阳光，生活着海葵、蠕虫、硫细菌(化能自养生物)、嗜热古细菌等生物，下列叙述正确的是(　　)A．硫细菌和嗜热古细菌是该生态系统中的分解者B．输入该生态系统的总能量是生产者固定的化学能C．该区域生物体内的DNA中的值一般较小D．研究和提取该区域生物耐高温的酶，体现了生物多样性的间接价值解析：B　结合题意可知，硫细菌是化能自养生物，所以它是生产者，不是分解者，A错误；输入该生态系统的总能量是生产者固定的能量，该生态系统无阳光，生产者是化能合成作用的硫细菌，所以固定的能量为无机物氧化释放的化学能，B正确；该区域的生物耐高温，DNA中氢键越多热稳定性越强，由于G与C碱基间能形成三个氢键，因此热环境中存活的生物DNA分子中G、C比例较高，(G＋C)与(A＋T)的比值一般较大，C错误；对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的是直接价值，研究该区域生物耐高温的特点，体现了生物多样性在科研等方面的利用，属于生物多样性的直接价值，D错误。2．(2021·丹东模拟)某研究小组最初在垃圾堆中发现了某种放射性元素，后来先在周围的植物体内发现了该元素，接着在附近的动物体内也发现了该元素，放射性强度如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．蚱蜢、蜘蛛和蚯蚓可构成食物链B．该放射性元素不属于该生态系统的组成成分C．蜘蛛属于该生态系统中的第三营养级D．蚯蚓体内最迟出现放射性元素的原因是蚯蚓所处的营养级较高解析：C　蚱蜢和蜘蛛均属于消费者，蚯蚓属于分解者，三者不能构成食物链，食物链是从生产者开始的，包括生产者和消费者，A错误；该放射性元素属于该生态系统中的非生物成分，B错误；该生态系统中的植物属于第一营养级，蚱蜢属于第二营养级，蜘蛛属于第三营养级，C正确；食物链中只有生产者和消费者，蚯蚓属于分解者，食物链中不包括分解者，D错误。围绕生态系统的能量流动和物质循环，考查模型构建与分析能力3.(2021·沈阳模拟)如图表示某一生态系统中的能量流动过程，其中甲、乙、丙代表生物成分，A、B、C、D、E、F代表能量。下列叙述错误的是(　　)A．E表示各营养级呼吸作用散失的能量B．A流入甲是通过光合作用实现的C.的数值可代表能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率D．生态系统中乙的个体数量可能大于甲解析：C　E表示各营养级呼吸作用散失的能量，A正确；A是甲的同化量，是通过光合作用实现的，B正确；的数值可代表能量由第二营养级流向第三营养级的传递效率，C错误；生态系统中乙的个体数量可能大于甲，如甲为树，乙为虫，D正确。4．(2021·泰安模拟)如图一是一年内Wisconsin绿湾中藻类数量随环境的变化曲线图。图二是美国佛罗里达州银泉的能量流动分析图(其中GP代表总生产量，NP代表净生产量，单位：J/m2·a)。下列说法正确的是(　　)A．据图一分析，Wisconsin绿湾中各种藻类的种群数量变化属于增长类型B．就环境因素分析，其种群数量变化主要是由藻类对水分和营养物质等的变化敏感而造成的C．根据图二分析，“V”和“X”代表的含义分别是呼吸作用散失的热能和分解者D．图二中最高营养级和前一营养级之间的能量传递效率是5.53%解析：D　由图一可知，1～12月份浮游植物的密度有增有减，A错误；由图一可知，温度较低的月份浮游植物的密度较小，故主要的环境影响因素是温度，B错误；V表示分解者，X表示呼吸作用散失的热能，C错误；最高营养级和前一营养级的能量传递效率为(0.88×105)÷(15.91×105)×100%＝5.53%，D正确。5．(2021·大连二模)随着城市化进程的加快，城市水污染问题日益突出，建立人工湿地是解决城市水污染的一种有效途径。如图是利用人工湿地处理城市污水的示意图，其中甲、乙、丙代表人工湿地生态系统的三种生物类群。下列叙述错误的是(　　)A．图中丙的存在，能够加快生态系统的物质循环B．微生物在城市污水的净化过程中起着至关重要的作用C．湿地被誉为地球的“肾脏”，其生态功能体现了生物多样性的直接价值D．人工湿地的建设需要遵循循环原理解析：C　图中丙为消费者，其可加快生态系统的物质循环，A正确；微生物绝大多数是分解者，能将污水中的有机物分解为无机物，因此其在城市污水的净化过程中起着至关重要的作用，B正确；湿地被誉为地球的“肾脏”，其生态功能体现了生物多样性的间接价值，C错误；人工湿地的建设需要遵循循环原理，D正确。“拼图法”分析能量流动过程　　　　 围绕生态系统的信息传递，考查复杂情境中解决问题的能力6.(2021·济宁二模)榕树通过分泌化学物质吸引榕小蜂进入隐头花序内部完成传粉，同时榕树的隐头花序为榕小蜂产卵提供场所，为幼虫发育提供营养；蚜虫能利用刺吸口器吸食榕树的汁液，每隔1～2分钟，就会翘起腹部分泌蜜露，吸引蚂蚁舔食，蚂蚁能为蚜虫驱赶天敌。下列叙述错误的是(　　)A．榕树向榕小蜂传递化学信息，利于促进个体的繁殖B．蚜虫通过寄生危害榕树，蚜虫和榕树之间协同进化C．信息传递能够调节种间关系，复杂的种间关系有利于维持生态系统的稳定D．依据能量传递规律，蚜虫可获得榕树同化能量的10%～20%解析：D　榕树通过分泌化学物质吸引小体积的榕小蜂进入隐头花序内部完成传粉，即榕树向榕小蜂传递化学信息，利于促进个体的繁殖，A正确；蚜虫寄居在榕树的体表，从榕树组织中吸取汁液获取养料，这属于寄生。蚜虫和榕树之间在相互影响中不断进化和发展，表现为协同进化，B正确；蚜虫吸食榕树的汁液，分泌蜜露吸引蚂蚁舔食，蚂蚁能为蚜虫驱赶天敌，说明信息传递能够调节种间关系，复杂的种间关系有利于维持生态系统的稳定，C正确；蚜虫和榕树之间的种间关系为寄生，能量传递发生在由捕食关系构成的营养级中，D错误。7．(2021·济南一模)植物与传粉动物往往是一种互惠互利关系，植物为动物提供食物，动物为植物进行传粉。然而，有些植物利用各种方式诱骗昆虫传粉却没有任何回报，即欺骗性传粉。根据欺骗方式的不同，欺骗性传粉主要分为食源性欺骗和拟态性欺骗两种。无叶美冠兰通过挥发极具诱惑力的香甜气味来吸引蓝彩带蜂，再通过花瓣上的黄色蜜导线诱导其进入花中觅食，但花中并无花蜜，这属于食源性欺骗；南非有一种兰花，无花蜜，在花形与花色上模拟与其伴生的一种鸢尾科植物，两种植物的花朵分布重叠难以辨认，从而诱骗昆虫完成传粉，这属于拟态性欺骗。下列叙述错误的是(　　)A．无叶美冠兰挥发的香甜气味是一种化学信息，花瓣中的黄色蜜导线是一种物理信息B．信息传递在生态系统中广泛存在，能起到促进种群繁衍的作用C．角蜂眉兰的花朵中无花蜜，其唇瓣形态与雌性泥蜂相似，能吸引雄性泥蜂前来交配达到传粉目的，是一种食源性欺骗D．若蓝彩带蜂种群数量下降，无叶美冠兰的结实率可能会降低解析：C　无叶美冠兰挥发的香甜气味是一种化学信息，花瓣中的黄色蜜导线是一种物理信息，A正确；信息传递在生态系统中广泛存在，能起到促进种群繁衍的作用，B正确；角蜂眉兰的花朵中无花蜜，其唇瓣形态与雌性泥蜂相似，能吸引雄性泥蜂前来交配达到传粉目的，是一种拟态性欺骗，C错误；若蓝彩带蜂种群数量下降，会导致无叶美冠兰的传粉率下降，使得无叶美冠兰的结实率可能会降低，D正确。能力二从承担社会责任的角度分析生态平衡与环境保护问题[核心整合]1．关注生物多样性的“3、3、4、1”2．理解生态工程的四个基本原理[题点练通]围绕生态系统稳定性和生物多样性的关系，考查社会责任意识1.(2021·河北高考)湿地生态系统生物多样性丰富，鸟类是其重要组成部分。研究者对某湿地生态系统不同退化阶段的生物多样性进行了调查，结果见下表。下列叙述正确的是(　　) 典型湿地季节性湿地 中度退化湿地严重退化湿地湿地特征常年积水季节性积水无积水完全干涸，鼠害严重生物多样性指数2.72.42.11.5鸟类丰富度2517129注：生物多样性指数反映生物多样性水平A．严重退化湿地中的鼠类吸引部分猛禽使得食物网结构最为复杂B．因湿地退化食物不足，鸟类死亡率增加导致丰富度降低C．湿地生态系统稳定性是其自我调节能力的基础D．湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大解析：D　严重退化湿地中鼠害严重，鸟类丰富度降低，食物网结构简单，A错误；丰富度是指物种数目的多少，鸟类死亡率增加会使种群密度下降，不会导致物种数目减少，B错误；湿地自我调节能力是湿地生态系统稳定性的基础，C错误；由题表可知，湿地退化会使湿地积水减少，直至完全干涸，因此湿地退化在防旱、调节气候等方面的作用下降，即湿地退化对生物多样性的间接价值影响最大，D正确。2．(2020·山东等级考)为加大对濒危物种绿孔雀的保护，我国建立了自然保护区，将割裂的栖息地连接起来，促进了绿孔雀种群数量的增加。下列说法错误的是(　　)A．将割裂的栖息地连接，促进了绿孔雀间的基因交流B．提高出生率是增加绿孔雀种群数量的重要途径C．绿孔雀成年雄鸟在繁殖期为驱赶其他雄鸟发出的鸣叫声，属于物理信息D．建立自然保护区属于易地保护，是保护绿孔雀的有效措施解析：D　将割裂的栖息地连接，有利于绿孔雀的繁殖和生存，促进了绿孔雀间的基因交流，A正确；提高出生率能有效增加绿孔雀的种群数量，B正确；鸣叫声属于物理信息，C正确；建立自然保护区属于就地保护，D错误。借助生态工程建设，考查工程思维和学以致用能力3.(多选)(2021·菏泽一模)桑基鱼塘是指陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑，达到鱼蚕兼取的效果。但是当桑叶价格高，卖桑叶比卖鱼更合算时，当地农民会将蚕沙用作桑树的肥料，而不是喂鱼。下列说法不正确的是(　　)A．生态农业不但要考虑生态学原理，还要考虑经济效益和社会效益B．桑基鱼塘能实现对物质的循环利用，从而大大提高能量传递效率C．流经鱼塘生态系统的总能量等于鱼塘中生产者固定的太阳能D．用蚕沙作肥料，其中的能量可以流向桑树，从而实现对能量的多级利用解析：BCD　生态农业不但要考虑生态学原理，还要考虑经济效益和社会效益，这主要遵循了整体原理，A正确；桑基鱼塘中陆基种桑、桑叶饲蚕、蚕沙喂鱼、塘泥培桑的生产结构实现了对能量的多级利用，从而提高了能量利用率，但不能提高能量传递效率，B错误；桑基鱼塘属于人工生态系统，流经该生态系统的总能量包括生产者固定的能量和人工饵料有机物中的化学能，C错误；用蚕沙作肥料，其中的物质可以流向桑树，但能量不能流向桑树，D错误。4．“四位一体”生态农业是我国北方典型的生态农业模式，它以沼气为纽带，将沼气池、猪禽舍、蔬菜栽培与日光温室有机地组合在一起。有关叙述错误的是(　　)A．将牛粪、猪粪直接投入沼气池，可以为微生物的生长提供物质和能量B．建立该系统遵循的主要原理是循环原理C．该系统的主要成分是蔬菜，人、牛、猪等均为消费者，它们构成食物网D．由于废物的再利用，提高了该系统中各营养级之间的能量传递效率解析：D　微生物可将牛粪、猪粪进行分解利用；生态农业遵循循环原理，以实现物质的分层次多级利用；生态系统的主要成分是生产者，蔬菜、人、牛、猪可构成食物网；废物的再利用只能提高该系统中总能量的利用率，不能提高各营养级之间的能量传递效率。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·广东高考)为积极应对全球气候变化，我国政府在2020年的联合国大会上宣布，中国于2030年前确保碳达峰(CO2排放量达到峰值)，力争在2060年前实现碳中和(CO2排放量与减少量相等)。这是中国向全世界的郑重承诺，彰显了大国责任。回答下列问题：(1)在自然生态系统中，植物等从大气中摄取碳的速率与生物的呼吸作用和分解作用释放碳的速率大致相等，可以自我维持________。自西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是________________________________________________________________________。(2)生态系统中的生产者、消费者和分解者获取碳元素的方式分别是________________________________________________________________________消费者通过食物网(链)取食利用，___________________________________________________________________________________________________________________。(3)全球变暖是当今国际社会共同面临的重大问题，从全球碳循环的主要途径来看，减少________________________________________________________________________和增加____________________是实现碳达峰和碳中和的重要举措。解析：(1)由题意可知，碳中和是指CO2排放量与减少量相等。植物等从大气中摄取碳的过程会使CO2减少，生物释放碳的过程会使CO2增加，自然生态系统中CO2的减少速率与增加速率大致相等，可以自我维持碳中和。自从西方工业革命以来，大气中CO2的浓度持续增加，从而引起全球气候变暖，导致的生态后果主要是冰川融化、海平面上升。(2)生态系统中各种生物摄取碳的方式分别是生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2，消费者通过食物网(链)取食利用，分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物。(3)从全球碳循环的主要途径来看，通过减少化石燃料燃烧、开发新能源等减少CO2的排放量，和通过植树造林等增加CO2的吸收，是实现碳达峰和碳中和的重要举措。答案：(1)碳中和　冰川融化、海平面上升　(2)生产者通过光合作用或化能合成作用固定CO2　分解者通过分解作用分解植物的残枝败叶、动物的遗体残骸和排遗物中的含碳有机物　(3)碳释放　碳存储情境二　学习探索情境2．(2020·山东等级考)与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。(1)土壤中的线虫类群丰富，是土壤食物网的关键组分。若捕食性线虫为该土壤中的最高营养级，与食细菌线虫相比，捕食性线虫同化能量的去向不包括______________。某同学根据生态系统的概念认为土壤是一个生态系统，其判断依据是________________________________________________________________________________________________。(2)取样深度不同，土壤中生物种类不同，这体现了群落的________结构。由表中数据可知，土壤生态系统稳定性最高的农业模式为________________，依据是________________________。(3)经测定该土壤中捕食性线虫体内的镉含量远远大于其他生物类群，从土壤生物食物关系的角度分析，捕食性线虫体内镉含量高的原因是________________________________________________________________________。(4)植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)据题图食物网可知，捕食性线虫是最高营养级，而食细菌线虫位于中间营养级，因此捕食性线虫同化能量的去向不包括流入下一个营养级。土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用形成的统一整体，因此是一个生态系统。(2)不同深度的土壤中生物种类不同，这体现了群落的垂直结构。由表格数据可知，有机农业模式下土壤中的生物组分最多，食物网的复杂程度最大，稳定性最高。(3)镉容易在生物体内积累，并随着食物链的延长而在高营养级生物体内不断富集。由于该食物网中捕食性线虫所处的营养级最高，所以其体内镉含量最高。(4)根据图中信息可知，施用有机肥会首先导致腐生细菌增加，进而导致食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于因植物根系增长而增加的量，最终会导致植食性线虫的数量减少。答案：(1)流入下一个营养级　土壤是由各类土壤生物组成的生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体　(2)垂直　有机农业　生物组分多，食物网复杂程度高　(3)镉随着食物链的延长逐渐积累　(4)长期施用有机肥后腐生细菌增加使食细菌线虫增加，引起捕食性线虫增加，植食性线虫因被大量捕食而减少，减少量多于其因植物根系增长而增加的量[命题预测]1．恢复生态的目标是重建某一区域历史上曾有的植物和动物群落，使这一区域生态系统的结构与功能恢复到受干扰前的状态。将空心菜种在预制好的人工浮床上，让其在某污染的水域生长，根系自然延伸并悬浮于水体中吸收水中的氮、磷等污染物质，同时为水体中的鱼虾、昆虫提供生存和附着的空间。(1)人工浮床增加了该群落的空间结构，提高了该群落对____________等资源的利用率。该水域在环境恢复过程中，物种丰富度增加，____________，使生态系统的自我调节能力更强，抵抗力稳定性更高。(2)空心菜会抑制藻类生长的原因是________________________________________________________________。(3)人工浮床具有净化水质、美化水面景观的作用，体现了生态系统的__________________价值。(4)在生态恢复的过程中，水体中鱼虾、昆虫数量增加，从种群特征的角度分析其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)人工浮床增加了该群落的空间结构，提高了该群落对阳光等资源的利用率。一般来说，生态系统中的生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力就越强，反之，调节能力就越弱。“人工浮床”增加了生态系统的营养结构，提高了生态系统的自我调节能力；该水域在环境恢复过程中，物种丰富度增加，营养结构复杂，使生态系统的自我调节能力更强，抵抗力稳定性更高。(2)空心菜会抑制藻类生长的原因是浮床上种植的空心菜遮盖水面，能够有效阻挡阳光，抑制藻类的光合作用；同时又能与藻类争夺水体中的N、P等物质，使得藻类吸收的营养物质减少等。(3)人工浮床具有净化水质、美化水面景观的作用，体现了生态系统的间接价值和直接价值。其中净化水质体现的是间接价值，美化水面景观体现的是直接价值。(4)从种群特征角度分析，在生态恢复的过程中，水体中的鱼虾、昆虫数量增加的原因是人工浮床为水体中的鱼虾、昆虫提供生存和附着的空间，鱼虾、昆虫的出生率大于死亡率。答案：(1)阳光(或空气)　食物网(或营养结构)更复杂　(2)空心菜与藻类争夺阳光、养料(或空间或空气)　(3)间接价值和直接　(4)人工浮床为水体中的鱼虾、昆虫提供生存和附着的空间，鱼虾、昆虫的出生率大于死亡率2．农田中大量施用化肥和农药，未被利用的氮、磷等污染物汇入周边流域会造成水体富营养化。科研人员以“稻—鸭(杂食动物)—鱼(以浮游生物为食)”共作的生态农业模式(RDS)和常规种植模式(CK)下的水稻田为研究对象，探索两种模式下水稻生长各时期水体中氮、磷浓度的变化，结果如图所示。水稻生长时期各处理区氮、磷浓度变化(注：TN表示水体的总氮量，TP表示水体的总磷量)(1)传统农业种植模式往往以单一的农作物种植为主，虫害严重，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)RDS模式对灌溉水至分蘖前期中TN、TP的去除率均________CK模式，一是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，从而减少了化肥的使用；二是因为鸭的穿行与啄食刺激了水稻根系的生长，促进了________________________________________。(3)研究人员又测定了不同生长时期水稻田中的浮游藻类生物量，发现RDS组显著低于CK组，推测其可能的原因是___________________________________________________。(4)RDS模式通过鸭、鱼的引入最终实现了稻、鸭、鱼多丰收。请结合该模式中鸭、鱼、水稻、浮游藻类、害虫种间的关系，从生态系统能量流动的角度对上述结果进行解释：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)传统农业种植以单一农作物种植为主，物种丰富度低，营养结构简单，自我调节能力较低，生态系统的抵抗力稳定性较低，所以虫害严重。(2)根据图示分析可知，灌溉水至分蘖前期，RDS模式下的TN和TP浓度均低于CK模式，说明RDS模式对TN、TP的去除率均大于CK模式，结合题干信息分析其原因：一方面RDS是以“稻—鸭(杂食动物)—鱼(以浮游生物为食)”为种养模式，该模式下鸭、鱼粪便中的有机物被微生物分解，为水稻提供无机盐(或鸭、鱼粪便提供有机肥)，从而减少了化肥的使用；另一方面鸭的穿行与啄食刺激了水稻根系的生长，促进了水稻对N、P的吸收。(3)RDS是以“稻—鸭(杂食动物)—鱼(以浮游生物为食)”为种养模式，该模式下鱼和鸭取食浮游藻类，以及N、P含量降低影响了藻类的光合作用，从而导致RDS组浮游藻类生物量显著低于CK组。(4)RDS模式下，水稻和浮游藻类均可进行光合作用，其中鸭和鱼取食浮游藻类，减少其与水稻的竞争，使水稻能获得更多光能；鸭捕食害虫，减少水稻流向害虫的能量，让更多能量留在水稻体内；浮游藻类的能量流入鱼和鸭体内，害虫的能量流向鸭，最终实现水稻、鸭、鱼同时增产；合理调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分。答案：(1)传统种植模式下的农田生态系统营养结构简单，生态系统的抵抗力稳定性较低　(2)大于　鸭、鱼粪便中的有机物被微生物分解，为水稻提供无机盐　水稻对N、P的吸收　(3)鱼和鸭的捕食作用及N、P含量降低不利于藻类生长繁殖　(4)①鸭和鱼取食浮游藻类，减少其与水稻的竞争，使水稻能获得更多光能；②鸭捕食害虫，减少水稻流向害虫的能量，让更多能量留在水稻体内；③浮游生物的能量流入鱼和鸭体内，害虫的能量流向鸭，最终实现水稻、鸭、鱼同时增产；④合理调整能量流动关系，使能量持续高效流向对人类最有益的部分[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·重庆模拟)将粪便等作为有机肥料施用到农田中以实现“无废弃物农业”、污水净化等是建设美丽中国的重要措施。下列相关叙述正确的是(　　)A．当人和自然和谐统一，生态系统中的能量便可反复利用B．生态系统的物质循环和能量流动是两个相对独立的过程C．“无废弃物农业”实现了能量的多级利用，但没有提高能量传递效率D．某种土壤小动物专以鸡粪为食，则说明鸡同化的能量中至少有10%流入该小动物种群解析：C　生态系统中的能量不能反复利用，A错误；生态系统中的物质循环和能量流动是相互依存、不可分割的整体，B错误；“无废弃物农业”实现了能量的多级利用，但没有提高能量传递效率，C正确；鸡粪中的能量是鸡的上一营养级生物同化的能量，所以流入该小动物种群的能量不是鸡同化的能量，D错误。2．(2021·山东模拟)农田生态系统是指人类在以作物为中心的农田中，利用生物和非生物环境之间以及生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类社会需要进行物质生产的综合体，下列说法错误的是(　　)A．农田生态系统生物多样性显著低于同一地区的自然生态系统B．农田生态系统的生物与环境两大组分都受人的支配和干预C．农田生态系统同样具有能量流动、物质循环和信息传递功能D．农田生态系统由于结构简单，不存在水平结构和垂直结构解析：D　农田生态系统生物多样性显著低于同一地区的自然生态系统，A正确；农田生态系统的生物与环境两大组分都受人的支配和干预，B正确；农田生态系统同样具有能量流动、物质循环和信息传递功能，C正确；农田生态系统虽然结构简单，但仍然存在水平结构和垂直结构，D错误。3．(2021·皇姑区四模)化感作用指植物通过向外分泌化学物质对周围其他植物产生的影响。科学家通过对化感作用的研究，发现松与赤杨，锦鸡儿与杨树种在一起有良好的作用，而松与接骨木、榆树与栎树都具有相克现象，不能种在一起。以下相关叙述错误的是(　　)A．化感作用均表现为相互促进效果B．化感作用影响植物群落的物种组成C．可以利用化感作用合理地相间种植两种或两种以上作物D．化感作用体现了生态系统的信息传递功能解析：A　由题意可知，化感作用不仅有相互促进的效果，也有相互抑制和克制的效果，A错误；化感作用有相互促进和克制效果，所以会影响植物群落的物种组成，B正确；可以利用化感作用合理地相间种植两种或两种以上的植物，如题中松和赤杨种在一起具有良好的效果，C正确；植物通过分泌化学物质对其他植物产生影响，体现了生态系统信息传递的功能，D正确。4．(2021·日照二模)食虫蝙蝠可利用回声定位捕捉夜行性昆虫，某些夜行性昆虫进化出超声波听觉及相应的行为反应，防御蝙蝠的回声定位捕食，如蛾类探测到与蝙蝠距离较近时，通过改变飞行路线，或盘旋向地面俯冲等行为被动防御；也有一些夜行性昆虫探测到蝙蝠的回声定位信号后释放出强烈的超声波进行积极反击。下列说法正确的是(　　)A．食虫蝙蝠的回声定位诱导夜行性昆虫产生了不同防御类型B．夜行性昆虫的防御方式可能定向改变食虫蝙蝠的基因频率C．被动防御类与积极反击类昆虫存在生殖隔离，属于两个物种D．通过模拟蝙蝠的超声波诱捕某些夜行性害虫，属于机械防治解析：B　据题干可知，食虫蝙蝠通过回声定位对夜行性昆虫的防御类型进行了选择，但不能诱导其产生变异，A错误；夜行性昆虫的防御方式对食虫蝙蝠的变异起到选择作用，可能导致食虫蝙蝠基因频率发生定向改变，B正确；夜行性昆虫包括被动防御类与积极反击类，这两类昆虫均可能包含多个物种，C错误；模拟蝙蝠的超声波来诱捕某些夜行性害虫属于生物防治，D错误。5．(2021·海口模拟)如图表示不同生态系统中环境变化对生物群落的影响，a和b表示两个不同的生物群落。下列有关叙述正确的是(　　)A．a群落代表低多样性生物群落，b群落代表高多样性生物群落B．a群落遭到生物入侵一定会使生态系统结构变复杂，抵抗力稳定性增强C．b群落物种单一，容易随环境的变化而变化D．a、b群落均具备一定的缓冲外来冲击的能力解析：D　由图可知，在相同环境条件的影响下，b群落的变化明显，说明其生物多样性较低，A错误；a群落遭到生物入侵可能会使生态系统结构变简单，抵抗力稳定性减弱，B错误；图中无法判断b群落物种情况，C错误；群落a、b均具备一定的缓冲外来冲击的能力，只是能力大小不同，D正确。6．(2021·大连模拟)生物多样性指数是群落结构和功能复杂性的度量指标，地上生物量是指单位面积内植物地上部分的有机物的总量。如图为河西走廊某沙柳人工样地中沙柳种群地上生物量与多样性指数的关系，下列叙述正确的是(　　)A．沙柳群落内所有的植物、动物和微生物共同构成了生物多样性B．随着种植面积的增大，该样地的多样性指数先增大后减小C．随着地上生物量逐渐增加，该样地的自我调节能力先增强后减小D．先后种植的沙柳高低错落，构成了群落的垂直结构解析：C　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，A错误；地上生物量是指单位面积内植物地上部分有机物总量，并不能看出随着种植面积增大，该地的多样性指数先变大后减小，B错误；随着地上生物量不断增加，多样性指数先增大后减小，故该地的自我调节能力先增强后减小，C正确；先后种植的沙柳高低错落，沙柳只是一种生物，而无论水平结构还是垂直结构，都是在群落的层次上讨论的，所以不构成群落的垂直结构，D错误。7．(2021·聊城一模)在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处，由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化称为边缘效应。边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应，正效应表现出效应区比相邻生态系统具有更为优良的特性，如生产力提高、物种多样性增加等。下列相关叙述错误的是(　　)A．自然生态系统和人工生态系统都可能形成边缘效应B．引起边缘效应的生态因子包括物质、能量和信息等方面C．边缘效应往往会增加物种数量，也会降低某物种的种群密度D．效应区内生态系统的抵抗力稳定性比相邻生态系统高解析：D　自然生态系统和人工生态系统都可能形成边缘效应，A正确；引起边缘效应的生态因子包括物质、能量和信息等方面，B正确；边缘效应往往会增加物种数量，也会降低某物种的种群密度，C正确；边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应，效应区内生态系统的抵抗力稳定性不一定比相邻生态系统高，D错误。8．(2021·菏泽模拟)低碳生活、绿色经济已成为人类共识。近期国务院政府工作报告中明确提出了“碳达峰”的目标，并制定碳排放达峰的行动方案，其中包括植树造林、节能减排、利用新能源等形式。下列有关说法错误的是(　　)A．碳在生物群落和非生物环境之间主要是以含碳有机物的形式进行循环B．人类活动大量利用煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡C．碳循环具有全球性，因此碳循环失衡影响的是整个地球的生态环境D．通过光合作用或化能合成作用，大气中的CO2转化为含碳有机物解析：A　碳在生物群落和非生物环境之间主要是以二氧化碳的形式进行循环，A错误；人类活动大量利用煤、石油等化石燃料，打破了生物圈中碳循环的平衡，B正确；碳循环具有全球性，因此碳循环失衡影响的是整个地球的生态环境，C正确；通过光合作用或化能合成作用，大气中的CO2转化为含碳有机物，D正确。9．(2021·济南二模)为了促进某自然保护区的恢复，人工投入了较多的物质。为了解该自然保护区生物的生存情况，科研机构对各营养级能量流动情况进行了定量分析，数据如表所示[单位：103 kJ/(m2·a)]。下列叙述正确的是(　　)　　能量类型生物类型　　　自身呼吸消耗的能量甲未被利用的能量流入下一营养级的能量输入有机物的能量生产者1 2102562 933868－初级消费者25288564A192次级消费者6323B1968三级消费者18C10－12A．该自然保护区的结构由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者构成B．流入该自然保护区的总能量为5.267×106 kJ/(m2·a)C．表中“甲”代表流向分解者的能量，“B”的数值为119，“C”的数值为3D．第二营养级流向第三营养级的能量传递效率约为17.97%解析：C　该自然保护区的结构由生态系统的组成成分和营养结构组成，其中组成成分由非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者构成，除此之外还有营养结构，A错误；流入该自然保护区的总能量为生产者固定的全部太阳能＋输入有机物的能量＝1 210＋256＋2 933＋868＋192＋68＋12＝5.539×106 kJ/(m2·a)，B错误；表中“甲”代表流向分解者的能量，“A”的数值为868＋192－252－88－564＝156，“B”的数值为156＋68－63－23－19＝119，“C”的数值为19＋12－18－10＝3，C正确；第二营养级流向第三营养级的能量传递效率为第三营养级从第二营养级得到的同化量(A)÷第二营养级的同化量＝156÷(868＋192)≈14.72%，D错误。二、不定项选择题10．(2021·丹东一模)如图为典型生态农业循环生产模式图，下列说法不正确的是(　　)A．该生态系统中，物质可被循环利用，而不依赖于系统外的供应B．在该农业群落中，能量一般储存在有机物中并通过有机物进行传递，实现了能量的多级利用，提高了能量的利用率C．该体系营养级增多，散失能量增多，但果蔬和农田作物利用了鸡粪便中的能量，实现了能量的多级利用D．通过适当延长光照时间可以增加鸡的产蛋量，这是对生态系统物理信息的应用解析：AC　该生态系统中，物质可被循环利用，但物质循环具有全球性，且农田中作物收获会输出大量元素，需要系统外输入补充，A错误；在该农业群落中，能量储存在有机物中以化学能的形式进行传递，提高了能量的利用率，B正确；该体系营养级并未增多，而且果蔬和农田作物是光合自养生物，只能利用光能，无法利用鸡粪便中的能量，C错误；通过适当延长光照时间可以增加鸡的产蛋量，这是对生态系统物理信息的应用，D正确。11．(2021·新城区模拟)蚯蚓分解处理技术可实现固体废物的减量化和资源化，如图为某农业生态系统的示意图，下列相关叙述错误的是(　　)A．该生态工程能实现物质和能量的分级、充分利用B．影响蚯蚓分解处理效率的因素有温度、含水量等C．农作物和果树等植物获取的部分物质来自有机肥D．该生态系统中的蚯蚓属于分解者和次级消费者解析：D　该生态系统中，物质能在生态系统中循环往复，分层分级利用，能量也得到分级、充分利用，A正确；温度和含水量都会影响蚯蚓分解处理的效率，B正确；农作物、果树等植物获取的矿质营养可以来自有机肥的分解，C正确；生态系统中的蚯蚓属于分解者，不是次级消费者，D错误。12．(2021·江苏模拟)如图为某草原生态系统中能量流动的部分图解，N代表能量值，丛枝菌根(AM)是该生态系统中一种同时具有植物根系和微生物特性的结构。AM真菌可以与宿主植物的根系形成菌丝体网络，增加宿主植物对矿质元素的吸收，从而促进宿主植物的生长，同时AM真菌自身必须依赖宿主植物为其提供光合产物以维持存活与生长。下列分析错误的是(　　)A．蜣螂利用的能量N6属于第二营养级同化量的一部分B．合理放牧适量的牛羊，使的值维持在较高水平C．AM真菌与宿主植物的种内关系是互利共生，是协同进化的结果D．AM真菌能在一定程度上提高草本植物的抗病能力解析：AC　N6是第二营养级未同化的能量，仍属于其上一个营养级，因此蜣螂利用的能量N6属于草的同化量中的一部分，A错误；适量放牧，会减少因叶片相互遮挡以及竞争造成的部分牧草死亡等问题，有利于草的生长，因此能维持草对光能的利用率，即维持N2与N1的比值，B正确；由题干可知，AM真菌通过增加宿主植物对矿质元素的吸收，从而促进宿主植物的生长，同时AM真菌自身必须依赖宿主植物为其提供光合产物以维持存活与生长，故AM真菌与宿主植物之间是互利共生关系，这是两者协同进化的结果，不过这种关系不是种内关系，而是种间关系，C错误；AM真菌与宿主植物的根系形成菌丝体网络，可通过与病原菌竞争植物根系的位置，阻止病原菌入侵，而且AM真菌形成的菌丝体网络促进宿主植物对矿质元素的吸收，促进植物生长，这也在一定程度上提高了草本植物的抗病能力，D正确。三、非选择题13．(2021·青岛二模)研究发现，海洋生态系统中存在微型生物食物环(如异养浮游细菌→原生动物→桡足类)，在富营养海域，微型生物食物环作为经典(捕食)食物链的一个侧支，是海域生态系统能量流动的补充途径；在贫营养海域，微型生物食物环在海洋食物链起始阶段的作用远大于经典食物链，是能量流动的主渠道。如图表示微型生物食物环与经典食物链关系示意图，字母A～H代表能量值，请分析并回答下列问题：(1)区别富营养海域和贫营养海域不同群落的重要特征是__________________。随水深增加，浮游植物固定的太阳能逐渐减少，影响这一变化的主要非生物因素是________。(2)微型生物食物环中，能量流动的起点是______________________________________，在图示食物网中，鱼类与浮游动物之间能量的传递效率是_____________。(3)某同学认为，微型生物食物环实现了能量的循环流动，请对此观点的合理性做出评价并说明理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)近期，某国计划将未彻底处理的核废水排入大海，引发人们的热议。有人说“核废水入海”是世界性的海洋环境问题，对此你是如何理解的？(请从物质循环的角度作出解释)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)群落的物种组成是区别富营养海域和贫营养海域不同群落的重要特征。随水深增加，浮游植物固定的太阳能逐渐减少，影响这一变化的主要非生物因素是阳光。(2)微型生物食物环中，能量流动的起点是异养浮游细菌从死亡的浮游植物等途径中获得的能量，在图示食物网中，鱼类与浮游动物之间能量的传递效率是鱼类的同化量÷浮游动物的同化量×100%＝×100%。(3)能量流动的载体是物质循环，图示各营养级同化的能量大部分通过呼吸作用以热能的形式散失，在各营养级之间是逐级递减的，且有机粪便和分泌产物中的能量不能流向异养浮游细菌。因此不能说微型生物食物环实现了能量的循环流动。(4)物质循环具有全球性，核废水中的重金属参与物质循环，会对全球海洋环境造成危害。因此“核废水入海”是世界性的海洋环境问题。答案：(1)群落的物种组成　阳光　(2)异养浮游细菌从死亡的浮游植物等途径中获得的能量　×100%　(3)不合理，能量流动的载体是物质循环，图示各营养级同化的能量大部分通过呼吸作用以热能的形式散失，在各营养级之间是逐级递减的，且有机粪便和分泌产物中的能量不能流向异养浮游细菌　(4)物质循环具有全球性，核废水中的重金属参与物质循环，会对全球海洋环境造成危害14．(2021·丹东模拟)如图是某市第一中学修建的一个人工湿地，池塘边有一片芦苇滩，池塘底部种植了大量睡莲，水中放养了大量鱼类。一段时间后，睡莲全部被鱼吃光，后来学校每天用食堂的剩饭、剩菜饲喂鱼苗，“水体严重富营养化”等问题又出现了。该校生物兴趣小组尝试将池塘水泵入芦苇滩以净化水质。请分析回答：(1)输入该池塘生态系统的能量有____________________________________________________________________________________________________________________。(2)为监测池塘水质的变化，兴趣小组在每周周六的7：00、12：00、17：00三个时间点测定池塘水的pH，推测pH最高的时间点是________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为改善池塘水质，学校每天上午9：00开始将池塘水泵入芦苇滩，再从出水口引回，如此循环处理6 h,6 h循环水量约为池塘总水量的10%。如表是兴趣小组某天从进水口和出水口分别采集水样测定的相关指标的结果：
—11：0013：0015：00进水口出水口进水口出水口进水口出水口总磷含量0.390.360.350.310.390.34总氮含量2.192.062.212.022.161.91耗氧量(COD)10.088.4210.088.569.357.92①耗氧量(COD)是指水体中的有机物等在特定条件下进行生物化学氧化过程中所消耗氧气的量。据表判断，水质污染程度与COD值的关系是______________________________。②与进水口比较，出水口的水质得以明显改善，分析其原因有________________________________________________________________________。(4)结合所学知识，请为该校改善池塘水体富营养化提出2条合理化的建议：________________________________________________________________________。解析：(1)根据题意可知，输入该人工生态系统的能量有生产者固定的太阳能和投喂的剩饭、剩菜中有机物内的化学能。(2)为监测池塘水质的变化，兴趣小组在每周周六的7：00、12：00、17：00三个时间点测定池塘水的pH，影响池塘水pH改变的主要是水中的二氧化碳的含量变化，白天植物进行光合作用，吸收二氧化碳，导致池塘中的二氧化碳减少，使得池塘水pH增大，因此推测pH最高的时间点是17：00。(3)①耗氧量(COD)是指水体中的有机物等在特定条件下进行生物化学氧化过程中所消耗氧气的量。耗氧量越大说明水体中有机物越多，说明水质污染程度越高，表中显示进水口的耗氧量均高于出水口的耗氧量，说明出水口的水质有所改善，因此，水质污染程度与COD值呈正相关。②据表可知，每一个时间点，出水口与进水口比较，出水口的总磷、总氮含量和COD值均有所下降，这是因为芦苇等水生植物吸收池塘水中的N、P等元素用于植物的生长发育；芦苇根、茎对水流起阻滞、减缓作用，利于一些物质沉降，从而改善了富营养化的池塘的水质。(4)根据题意可知，池塘污染是由于池塘中的鱼类将池塘底的睡莲全部吃光，后又因为投入食堂的剩饭、剩菜饲喂鱼引起了富营养化，因此改善水质可以适当捕获一部分鱼类，维持池塘生态系统的物质循环；其次根据通过芦苇塘的循环处理使水质得到改善，可以采取池塘中栽植沉水植物或更换清洁的水或者采用浮床生态工艺法净化污水的做法，改善池塘水质。答案：(1)生产者固定的太阳能，投喂的剩饭、剩菜中有机物内的化学能　(2)17：00　白天水中植物光合作用吸收CO2，pH增大　(3)①水质污染程度越高，COD值越大　②芦苇吸收氮、磷等元素；芦苇的根、茎对水流起阻滞、减缓作用，利于一些物质沉降　(4)适当捕获一部分鱼类；池塘中栽植沉水植物
   [教材拾遗]1．在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板还能用来培养微生物吗？为什么？提示：不能。因为空气中的微生物可能在皿盖和皿底之间的培养基上滋生，可能会造成污染。2．平板划线法在做第二次以及其后的划线操作时，为什么总是从上一次划线的末端开始划线？目的是什么？提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。这样做的目的是将聚集的菌种逐步稀释分散以便获得单个菌落。3．某同学在纯化土壤中的细菌时，发现培养基上的菌落连成了一片，最可能的原因是什么？应当怎样操作才可避免此现象？提示：最可能的原因是菌液浓度过高或划线时在划下一区域前未将接种环灼烧灭菌；采取的措施是增大稀释倍数或每次划新区域前先将接种环灼烧灭菌。4．为什么测定活菌的数量不能用平板划线法？提示：由于在所划的线中，一般只有最后一次划线的末端才会形成只由一个活菌形成的菌落，而其他一些菌落往往由两个活菌或多个活菌繁殖而成，而在计数时一个菌落对应着一个活菌，这样在划线所得的平板中，菌落数目远低于活菌的实际数值，所以不能用平板划线法测定活菌数量。5．利用稀释涂布平板法纯化分解尿素的细菌时，经培养后发现培养基上出现多种菌落，可能的原因有哪些？提示：出现杂菌污染的可能原因有：培养基制备过程中被杂菌污染；接种过程中，无菌操作不符合要求；系列稀释时，无菌操作不符合要求等。6．在果酒制作中应该先冲洗葡萄还是先除去枝梗？为什么？提示：应该先冲洗，然后再除去枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会。7．果酒制作时，发酵瓶装入葡萄汁后留有1/3空间的目的是什么？提示：先让酵母菌进行有氧呼吸快速繁殖，耗尽氧气后再进行酒精发酵；其次，防止发酵过程中产生的CO2造成发酵液的溢出。8．果酒和果醋的制作过程中采取了哪些防止污染的措施？提示：选择新鲜葡萄，先清洗再除去枝梗；榨汁机要清洗干净并晾干；发酵瓶要清洗干净并用体积分数为70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤；排气管要用一条长而弯曲的胶管。9．在传统发酵食品的制作过程中，为什么发酵食品的品质往往不一？提示：没有接种菌种，而是利用了天然存在的菌种，菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准等，往往会造成发酵食品的品质不一。10．与传统发酵技术相比，发酵工程具有哪些特点？提示：发酵工程具有生产条件温和、原料来源丰富且价格低廉、产物专一、废弃物对环境的污染小和容易处理等特点。能力一运用技术思维掌握微生物的培养技术和应用[核心整合]1．图解识记微生物的培养、分离与计数2．辨析统计菌落数的两种方法 稀释涂布平板法显微镜直接计数法原理当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定体积的样品中微生物的数量公式每克样品中的菌落数＝×MC：某稀释度下平板上生长的平均菌落数；V：涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)；M：稀释倍数每毫升原液所含细菌数：(如16×25型)每小格内平均细菌数×400×104×稀释倍数缺点当两个或多个菌体连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落不能区分细胞死活结果比实际值偏小比实际值偏大[题点练通]围绕微生物的基本培养技术，考查对基础知识的理解能力1.(2021·泰州模拟)巴氏杀菌乳是以生牛(羊)乳为原料，经巴氏杀菌等工序制得的液体产品，根据国家标准(GB19645­2010)每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶合适的消毒温度的探究，相关实验操作不合理的是(　　)A．配制牛肉膏蛋白胨培养基并在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 minB．将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 minC．对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用稀释涂布平板法接种并在37 ℃下培养24 hD．统计培养基上全部菌落数，以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度解析：D　配制的牛肉膏蛋白胨培养基需使用高压蒸汽灭菌法灭菌，即在121 ℃、100 kPa条件下处理15～30 min，将培养基彻底灭菌，以避免培养基上的微生物影响实验结果，A正确；新鲜牛奶应使用巴氏消毒法消毒，为了探究新鲜牛奶合适的消毒温度，可将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃恒温水浴锅中处理15 min，并检测不同温度处理下的牛奶中微生物的数量，进行比较，B正确；若要统计消毒后的牛奶中微生物的数量，可用稀释涂布平板法接种，所以可对处理后的牛奶进行梯度稀释后，利用稀释涂布平板法接种并在37 ℃下培养24 h，C正确；由于温度过高会影响蛋白质的结构，进而破坏牛奶中的营养成分，所以菌落数最少的组对应的温度不一定是最适的消毒温度，最适的消毒温度应保证每毫升合格巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个，同时还得保证牛奶的营养价值不被破坏，D错误。2．(2021·山东高考)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是(　　)A．甲菌属于解脂菌B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力解析：B　解脂菌分泌脂肪酶能将脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色，甲菌菌落周围呈现深蓝色，推知甲菌分泌脂肪酶是解脂菌，A正确；乙菌不能利用脂肪，但在培养基上能繁殖形成菌落，表明乙菌依赖其他碳源生存，B错误；可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域，通过菌落的特征进行对比，C正确；解脂菌分泌脂肪酶的能力越强，相同时间内产生的脂肪酸越多，则颜色变化越明显，显色区域也越大，可通过变色程度以及显色区域半径和菌落半径比值大小来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力大小，D正确。围绕微生物的选择培养和计数，考查综合知识的融会贯通能力3.(多选)(2021·滨州二模)一次性口罩的主要成分为聚丙烯纤维(PP)，某科研团队准备从土壤中筛选出高效降解一次性口罩的细菌。图甲表示PP分解菌分离与计数的过程，6号试管涂布的三个平板的菌落数为550、601、688；7号试管涂布的三个平板的菌落数为58、73、97；8号试管涂布的三个平板的菌落数为8、15、28。图乙表示在培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，目的菌落周围出现透明圈的情况。下列说法正确的是(　　)A．图甲、图乙所用培养基分别为选择培养基和鉴别培养基，都以PP作为唯一碳源B．图甲、图乙所用接种方法分别为稀释涂布平板法和平板划线法，都需在酒精灯火焰旁进行C．1 g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是7.6×1010个，此数值一般偏小D．可选择图乙培养基中的值大的PP分解菌作为目的菌种推广使用解析：AC　图甲所用培养基以PP为唯一碳源，属于选择培养基；图乙所用培养基中加入能与PP结合而显色的染色剂，属于鉴别培养基，A正确；图甲、图乙所用接种方法都是稀释涂布平板法，B错误；为了计数结果准确，一般选择菌落数在30～300之间的平板进行计数，因此1 g土壤样品中含有PP分解菌的估算数目是(58＋73＋97)÷3÷0.1÷10×109＝7.6×1010个，由于两个或多个细菌连在一起时，在平板上只观察到一个菌落，因此此数值一般偏小，C正确；应选择图乙培养基中的值小的PP分解菌作为目的菌种推广使用，D错误。4．(2021·山东模拟)塑料(聚乙烯)在自然界中很难降解，俗称“白色污染”，北京航空航天大学杨军教授偶然发现装米的塑料袋上有许多孔洞，还有黄粉虫幼虫和成虫爬出。带着这些疑问，杨军教授对黄粉虫幼虫消化道的微生物进行分离，在幼虫肠道中成功分离出塑料降解菌——微小杆菌YT2。下列有关叙述错误的是(　　)A．实验室分离塑料降解菌时应以塑料(聚乙烯)为唯一碳源B．采用平板划线法分离微小杆菌YT2时，划线时总是从上一次划线的末端开始划线C．要观察塑料降解菌的菌落，需用液体培养基进行选择培养D．若杀死微小杆菌YT2，黄粉虫无法消化塑料，推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生解析：C　实验室分离塑料降解菌时应选择塑料为唯一碳源，A正确；采用平板划线法分离微生物时，在第二次及以后划线时，总是从上一次划线的末端开始划线，这样做的目的是将聚集的微生物逐步稀释，以便获得单个菌落，B正确；观察塑料降解菌的菌落需要固体培养基进行培养，C错误；若杀死该菌，黄粉虫无法消化塑料，推测该菌和黄粉虫幼虫的种间关系是互利共生，D正确。能力二运用技术与工程思维分析传统发酵技术和发酵工程[核心整合]1．四种发酵食品的作用菌种和制作原理　项目内容 　果酒和果醋的制作腐乳制作泡菜制作作用菌种果酒：酵母菌果醋：醋酸菌主要是毛霉乳酸菌原理①酵母菌在无氧条件下将葡萄糖氧化成乙醇；②醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为乙酸或将葡萄糖分解为乙酸毛霉将蛋白质分解成小分子有机物乳酸菌将糖分解为乳酸2.发酵工程的基本环节[题点练通]围绕传统发酵技术，考查对基本知识的归纳概括能力1.(2021·葫芦岛二模)早在《诗经·邶风·谷风》中就有“我有旨蓄，亦以御冬”的记载。“旨蓄”就是储藏的美味食品，也就是腌制的酸菜、泡菜。下列有关叙述错误的是(　　)A．制作泡菜时腌制时间过长会引起细菌大量繁殖B．条件适宜时乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸C．常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是厌氧细菌D．腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需环境解析：A　制作泡菜时腌制时间过短会引起细菌大量繁殖，A错误；在无氧条件下，乳酸菌可将葡萄汁中的糖分解成乳酸，B正确；常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌，它们都是厌氧细菌，C正确；腌制泡菜时可通过向坛盖边沿的水槽注水保持发酵所需的无氧环境，D正确。2．(2020·山东等级考)我国的酿酒技术历史悠久，古人在实际生产中积累了很多经验。《齐民要术》记载：将蒸熟的米和酒曲混合前需“浸曲发，如鱼眼汤，净淘米八斗，炊作饭，舒令极冷”。意思是将酒曲浸到活化，冒出鱼眼大小的气泡，把八斗米淘净，蒸熟，摊开冷透。下列说法错误的是(　　)A．“浸曲发”过程中酒曲中的微生物代谢加快B．“鱼眼汤”现象是微生物呼吸作用产生的CO2释放形成的C．“净淘米”是为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施D．“舒令极冷”的目的是防止蒸熟的米温度过高导致酒曲中的微生物死亡解析：C　由题意可知，“浸曲发”是将酒曲浸泡活化，在活化的过程中微生物代谢加快，A正确；“鱼眼汤”是指冒出鱼眼大小的气泡，气泡是微生物进行呼吸作用产生的CO2释放形成的，B正确；酿酒过程中酵母菌进行无氧呼吸产生的酒精会抑制其他微生物的生长，而“净淘米”是防止一些杂质影响酒的品质，C错误；由题意可知，“舒令极冷”是将蒸熟的米摊开冷透，其目的是防止蒸熟的米温度过高使酒曲中的微生物死亡，D正确。围绕发酵工程的原理和操作，考查创新能力3.(2021·临沂二模)啤酒生产的简要流程如图所示，制麦时用赤霉素溶液浸泡大麦种子，糖化主要将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子。下列说法错误的是(　　)A．在整个发酵过程中，要始终保持严格的无菌、厌氧环境B．用赤霉素溶液浸泡大麦种子，目的是促进α­淀粉酶合成C．在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种D．为了加速发酵过程、缩短生产周期，可用基因工程改造啤酒酵母解析：A　酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，故在发酵初期需要通入空气，让酵母菌大量繁殖，A错误；用赤霉素溶液浸泡大麦种子，可以让大麦种子无需发芽便能产生更多的α­淀粉酶，降低生产成本，B正确；在接种酵母菌前进行冷却处理，是为了避免杀死酵母菌种，C正确；为了加速发酵过程、缩短生产周期，可用基因工程改造啤酒酵母，D正确。4．(2021·泰安二模)营养缺陷型菌株就是在人工诱变或自发突变后，微生物细胞代谢调节机制中的某些酶被破坏，使代谢过程中的某些合成反应不能进行的菌株。这种菌株能积累正常菌株不能积累的某些代谢中间产物，为工业生产提供大量的原料产物。图1是实验人员利用影印法初检氨基酸缺陷型菌株的过程。(1)微生物生长需要的营养物质有水、碳源、__________等。过程①的接种方法为________________________。图1中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是____________。根据用途分类，图1中基本培养基属于________(填“选择”或“鉴别”)培养基。(2)进行过程②培养时，应先将丝绒布转印至________(填“基本”或“完全”)培养基上，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)利用影印法培养的优点是不同培养基中同种菌株的接种位置相同，所以，挑取________(填“菌落A”或“菌落B”)即为所需的氨基酸缺陷型菌株。统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，鉴定菌落种类的重要依据是____________________________________________。常用的测定微生物数量的方法是____________________________________________。(4)赖氨酸在人体内属于必需氨基酸，在医药和食品工业上有大量的需求，但是由图2可知，当________________的积累过量时，会抑制天冬氨酸激酶的活性，则使细胞难以积累过多的赖氨酸，这种现象在微生物代谢中属于________调节，但赖氨酸单独过量积累时却不会抑制上述酶活性。科学家对黄色短杆菌进行了诱变处理，选育了不能合成________________酶的新菌种，使其代谢过程中能大量积累赖氨酸。解析：(1)微生物生长需要的营养物质有水、碳源、氮源和无机盐等。过程①的接种方法为稀释涂布平板法。图1中基本培养基与完全培养基存在差异的成分是氨基酸。根据用途分类，图1中基本培养基属于选择培养基。(2)进行过程②培养时，应先将丝绒布转印至基本养基上，原因是防止将特定营养成分从完全培养基带入基本培养基。(3)在基本培养基中，氨基酸缺陷型菌株不能生长，而在完全培养基中能够生长，因此图中菌落A应该为氨基酸缺陷型菌株。统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，鉴定菌落种类的重要依据是菌落的大小、形状、颜色和表面情况等。常用的测定微生物数量的方法是稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。(4)赖氨酸在人体内属于必需氨基酸，在医药和食品工业上有大量的需求，但是由图2可知，当苏氨酸和赖氨酸的积累过量时，会抑制天冬氨酸激酶的活性，则使细胞难以积累过多的赖氨酸，这种现象在微生物代谢中属于负反馈调节，但赖氨酸单独过量积累时却不会抑制上述酶活性。科学家对黄色短杆菌进行了诱变处理，选育了不能合成高丝氨酸脱氢酶的新菌种，使其代谢过程中能大量积累赖氨酸。答案：(1)氮源和无机盐　稀释涂布平板法　氨基酸　选择　(2)基本　防止将特定营养成分从完全培养基带入基本培养基　(3)菌落A　菌落的大小、形状、颜色和表面情况等　稀释涂布平板法和显微镜直接计数法　(4)苏氨酸和赖氨酸　负反馈　高丝氨酸脱氢[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·全国乙卷)工业上所说的发酵是指微生物在有氧或无氧条件下通过分解与合成代谢将某些原料物质转化为特定产品的过程。利用微生物发酵制作酱油在我国具有悠久的历史。某企业通过发酵制作酱油的流程示意图如下。回答下列问题：(1)米曲霉发酵过程中，加入大豆、小麦和麦麸可以为米曲霉的生长提供营养物质，大豆中的________可为米曲霉的生长提供氮源，小麦中的淀粉可为米曲霉的生长提供________。(2)米曲霉发酵过程的主要目的是使米曲霉充分生长繁殖，大量分泌制作酱油过程所需的酶类，这些酶中的________、________能分别将发酵池中的蛋白质和脂肪分解成易于吸收、风味独特的成分，如将蛋白质分解为小分子的肽和________。米曲霉发酵过程需要提供营养物质、通入空气并搅拌，由此可以判断米曲霉属于________(填“自养厌氧”“异养厌氧”或“异养好氧”)微生物。(3)在发酵池发酵阶段添加的乳酸菌属于________(填“真核生物”或“原核生物”)；添加的酵母菌在无氧条件下分解葡萄糖的产物是________________________________________________________________________。在该阶段抑制杂菌污染和繁殖是保证酱油质量的重要因素，据图分析该阶段中可以抑制杂菌生长的物质是__________________(答出1点即可)。解析：(1)大豆的主要营养成分有蛋白质，可为米曲霉的生长提供氮源。淀粉属于多糖，组成元素有C、H、O，可为米曲霉的生长提供碳源。(2)蛋白质和脂肪的分解需要蛋白酶和脂肪酶。蛋白酶可以将蛋白质水解为小分子的肽和氨基酸。依题意可知，米曲霉发酵过程中需要提供营养物质，且需要通入空气并搅拌，故米曲霉的代谢类型为异养好氧型。(3)乳酸菌为原核生物；酵母菌为兼性厌氧微生物，在无氧条件下可以通过无氧呼吸产生酒精和CO2。在发酵池发酵阶段存在乳酸菌和酵母菌，它们产生的乳酸和酒精均会抑制杂菌生长，同时，加入的食盐也有抑制杂菌生长的作用。 答案：(1)蛋白质　碳源　(2)蛋白酶　脂肪酶　氨基酸　异养好氧　(3)原核生物　酒精和CO2　乳酸(或酒精、食盐)情境二　学习探索情境2．(2021·广东高考)中国科学家运用合成生物学方法构建了一株嗜盐单胞菌H，以糖蜜(甘蔗榨糖后的废弃液，含较多蔗糖)为原料，在实验室发酵生产PHA等新型高附加值可降解材料，期望提高甘蔗的整体利用价值。工艺流程如图所示。  回答下列问题：(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，可在液体培养基中将蔗糖作为________，并不断提高其浓度，经多次传代培养(指培养一段时间后，将部分培养物转入新配的培养基中继续培养)以获得目标菌株。培养过程中定期取样并用__________________的方法进行菌落计数，评估菌株增殖状况。此外，选育优良菌株的方法还有________________________________________________________________________________________________________________________________________________等(答出两种方法即可)。(2)基于菌株H嗜盐、酸碱耐受能力强等特性，研究人员设计了一种不需要灭菌的发酵系统，其培养基盐浓度设为60 g/L，pH为10，菌株H可正常持续发酵60 d以上。该系统不需要灭菌的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。(3)研究人员在工厂进行扩大培养，在适宜的营养物浓度、温度、pH条件下发酵，结果发现发酵液中菌株H细胞增殖和PHA产量均未达到预期，并产生了少量乙醇等物质，说明发酵条件中________可能是高密度培养的限制因素。(4)菌株H还能通过分解餐厨垃圾(主要含蛋白质、淀粉、油脂等)来生产PHA，说明其能分泌________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)为提高菌株H对蔗糖的耐受能力和利用效率，在液体培养基中，可将蔗糖作为碳源。培养过程中可定期取样并采用稀释涂布平板法(血细胞计数法)进行菌落计数，评估菌株增殖状况。除了上述方法选育能耐受高浓度蔗糖的菌株H外，还可通过诱变育种、基因工程育种来选育优良菌株。(2)由题意可知，菌株H具有嗜盐、酸碱耐受能力强的特性，在该系统中，其他杂菌会因盐浓度过高或pH不适宜而死亡，故不用灭菌。(3)由于产物中产生了少量乙醇，说明发酵液缺氧导致菌株H进行了无氧呼吸，最终菌株H由于能量供应不足而使得其细胞增殖和PHA的产量均未达到预期，所以发酵条件中氧气可能是高密度培养的限制因素。(4)餐厨垃圾主要含有蛋白质、淀粉、油脂等，菌株H能利用餐厨垃圾来生产PHA，说明其能分泌蛋白质酶、淀粉酶、脂肪酶，还有与PHA合成相关的酶。答案：(1)碳源　稀释涂布平板(血细胞计数)　诱变育种、基因工程育种　(2)培养基是高盐浓度的液体环境，杂菌会由于渗透失水而死亡；培养基的液体环境是碱性的，其他杂菌的酶变性失活，生长繁殖受抑制　(3)氧气　(4)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和PHA合成相关的酶[命题预测]1．郫县豆瓣是中国顶尖调味料之一，也是中国地理标志产品，色泽油润、味辣咸香、回味醇厚，被誉为川菜之魂，其发酵过程有多种酵母菌和其他微生物参与。鲁氏接合酵母是郫县豆瓣发酵、后熟过程中一种重要的酵母菌，发酵过程中产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用。回答下列问题：(1)若要从发酵好的成品郫县豆瓣中分离出不同的酵母菌种，实验流程可以概括为：豆瓣取样→______________________________→挑选菌落。挑选菌落时，可根据菌落的____________________(答出两点)等特征来区分酵母菌和其他微生物。(2)研究人员采用高盐无氧和低盐有氧两种条件培养，分离获得了多种不同的酵母菌株。在郫县豆瓣发酵过程中，起主要作用的酵母菌可能是在__________________培养条件下获得的，原因是_____________________________________________________________________________________________。(3)如图是在食盐浓度分别为10%、20%、30%的不同条件下，鲁氏接合酵母菌的数量增长曲线。据图分析，设计探究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的实验方案时，应该将食盐浓度控制在____________比较适宜，理由是________________________________________________________________________________________________________________。(4)酵母菌的产醇能力对豆瓣的风味有较大影响。若要测定不同酵母菌种产生乙醇的能力，可以将各种酵母菌培养相同时间后，取等量静置澄清后的培养液，分别加入适量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀后观察颜色变化，若溶液呈现____________色，说明发酵过程中产生了乙醇。若要用比色法来测定培养液中乙醇的含量，需要制备标准显色液，该实验标准显色液的配制方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)从豆瓣中分离出不同的酵母菌，使用稀释涂布平板法，其步骤为：豆瓣取样→梯度稀释→接种在平板上→培养→挑选菌落。菌落的特征包括形状、大小、隆起程度和颜色等，因此可根据菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征来区分酵母菌和其他微生物。(2)郫县豆瓣味辣咸香，发酵过程中酵母菌产生的乙醇等物质在豆瓣风味形成中发挥着重要作用，酵母菌无氧呼吸产生酒精，由此可得出在郫县豆瓣发酵过程中，起主要作用的酵母菌可能是在高盐无氧培养条件下获得的。(3)由图可知，当食盐浓度为10%时，鲁氏接合酵母菌在较短时间内能够快速增长，适合作为研究鲁氏接合酵母菌最适发酵温度的食盐浓度。(4)在酸性的条件下，酒精与橙色的重铬酸钾溶液反应呈灰绿色。标准溶液的乙醇浓度是已知的，将样液的颜色与标准显色液进行比对，进而估算出样液的乙醇浓度，配制标准显色液的步骤是将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中，再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀。答案：(1)梯度稀释→接种在平板上→培养　形状、大小、隆起程度和颜色　(2)高盐无氧　郫县豆瓣含盐量较高、发酵过程中产生了乙醇　(3)10%　该食盐浓度下酵母菌在较短时间内能够快速增长　(4)灰绿　将等量已知的不同浓度的乙醇加入比色管中，再向比色管中加入等量的酸性重铬酸钾溶液，振荡均匀2．微生物的连续培养是指向培养容器中连续流入新鲜培养液，使微生物的液体培养物长期维持稳定、保持高速生长状态的一种培养技术，称开放培养。开放培养是相对于典型生长曲线时所采用的单批培养而言的。单批培养与连续培养的关系如图1，连续培养的装置结构如图2。请据此回答下列问题：(1)连续培养时一般都选择在微生物的生长时期，其原因是__________________________________________，微生物连续培养与单批培养相比，连续培养的优点和缺点分别是________________、____________________。(2)图2装置中有多个过滤器，其作用是____________________。通过装置可以看出该装置中培养的是________(填“需氧”或“厌氧”)型微生物。(3)若要调查微生物的密度，使用的最简便的方法是____________________，此方法可能会使结果偏大，原因是____________________。解析：(1)在K/2生长时期微生物增殖快，可短时间获得更多的细胞或产物，根据题干信息“连续培养是指向培养容器中连续流入新鲜培养液，使微生物的液体培养物长期维持稳定、保持高速生长状态的一种培养技术”，所以优点是缩短发酵周期，缺点是开放培养容易引起杂菌污染。(2)过滤器可以过滤空气，防止杂菌污染，从装置中看出培养过程中不断搅拌提高溶氧，所以培养的是需氧型微生物。(3)调查微生物的密度，使用的最简便的方法是显微镜直接计数法，由于在计数过程中死亡的细胞也在计数范围内，所以计数结果偏大。答案：(1)生长时期微生物增殖快，可短时间获得更多的细胞或产物　缩短发酵周期　容易引起杂菌污染　(2)过滤空气，防止杂菌污染　需氧　(3)显微镜直接计数法　死亡的细胞也在计数范围内[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·泰安四模)面包和酸奶，或者馒头夹着腐乳，是很多人喜欢的早餐，这些食物或饮品为我们的机体提供了丰富的营养物质，它们的制作都离不开微生物的发酵。下列关于食品制作过程的描述，正确的是(　　)A．缺氧、呈酸性的环境只适合乳酸菌繁殖，酸奶制作时不用消毒B．制作面包和馒头都用到了酵母菌，酵母菌产生的酒精与食品松软有关C．现代腐乳生产中在严格无菌条件下接种优良毛霉菌种，有利于提高腐乳品质D．若出现面包长霉、酸奶胀袋、腐乳表面出现“皮”等情况，则不能再食用解析：C　乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，缺氧、呈酸性的环境适合乳酸菌繁殖，而绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制，但并不是只适合乳酸菌繁殖，且酸奶制作时也需要消毒，A错误；制作面包和馒头都用到了酵母菌，酵母菌产生的二氧化碳与食品松软有关，B错误；现代腐乳生产中在严格无菌条件下接种优良毛霉菌种，有利于提高腐乳品质，C正确；若出现面包长霉、酸奶胀袋等情况，则不能再食用，腐乳表面出现“皮”，是制作腐乳出现的正常情况，能够食用，D错误。2．(2021·海口模拟)奶酪是人类最古老的食品之一，其种类繁多。如图是天然奶酪的简要制作过程，其中凝乳是指凝固的牛奶，酸性物质一般都可以使牛奶变性凝固，小牛的胃中有一种称为凝乳酶的物质也可以将牛奶凝固成凝乳利于消化。下列有关叙述错误的是(　　)―→―→―→―→―→A．为了保证奶酪的营养成分，牛奶在乳酸发酵之前应该煮沸消毒处理B．乳酸发酵过程中可能产生了有机酸或凝乳酶，使牛奶中蛋白质凝固C．加热压缩过程可以去除凝乳中多余的水分，有利于奶酪的硬化和保存D．由奶酪制作过程可推测，儿童食用天然奶酪比牛奶更容易消化吸收解析：A　煮沸消毒法是在100 ℃煮沸5～6分钟，可以杀死微生物细胞和一部分芽孢，但对于牛奶这些不耐高温的液体，应使用巴氏消毒法，即在62～65 ℃消毒30 min或80～90 ℃处理30 s～1 min，不仅可以杀死牛奶中的绝大数微生物，并且基本不会破坏牛奶的营养成分，A错误；由题干信息可知酸性物质和凝乳酶都可以促使牛奶凝固形成凝乳，而图中经过了乳酸发酵，牛奶形成了凝乳，B正确；加热压缩过程去除水分，水分减少，奶酪的硬度加大，不利于微生物生长，有利于储存，C正确；由制作过程可知，奶酪制作过程中经过了微生物发酵，将牛奶中的蛋白质分解或变性处理，有利于蛋白质的消化和吸收，D正确。3．(2021·海南模拟)格瓦斯是一种广泛流传于东欧的低度酒精饮料。制作过程：①将用发酵面包制成的面包液、糖化液装入发酵罐，加入保加利亚乳酸菌、酵母菌进行发酵；②发酵液经过严格的过滤；③过滤液经3～8 s迅速升温到127 ℃进行高温杀菌，冷却后即可饮用。酵母菌产生酒精的能力差异较大，其产酒精能力与其耐受酒精的能力有关。下列有关叙述错误的是(　　)A．保加利亚乳酸菌和酵母菌都属于兼性厌氧型微生物B．面包液、糖化液可为微生物的生长提供碳源、氮源以及水和无机盐等营养物质C．若想得到产酒精能力比较强的酵母菌，可向培养基中添加较高浓度的酒精进行筛选D．过程③中瞬时高温灭菌可使微生物蛋白质空间结构迅速破坏，从而达到灭菌效果解析：A　酵母菌是兼性厌氧微生物，而乳酸菌的代谢类型是异养厌氧型，A错误；面包液、糖化液中含有糖类等营养物质，可为微生物的生长提供碳源、氮源以及水和无机盐等营养物质，B正确；由题干信息可知，酵母菌产生酒精的能力差异较大，其产酒精能力与其耐受酒精的能力有关，可采用选择培养基，向培养基中添加较高浓度的酒精进行筛选获得产酒精能力比较强的酵母菌，C正确；过程③中瞬时高温灭菌可使微生物蛋白质空间结构迅速破坏，使细菌失去活性，从而达到灭菌效果，D正确。4．(2021·辽宁模拟)醋酸菌是食醋酿造过程中的关键菌种，BQ­1醋酸菌分离自番茄表面，在番茄表面具有很强的生长能力，可应用于番茄果醋的酿造。该醋酸菌在培养温度低于27.5 ℃时菌体生长很弱，产酸量低，高于30 ℃时，培养基中乙酸含量随培养时间延长而下降。此外，在工业生产中还要考虑成本问题。下列相关叙述正确的是(　　)A．醋酸菌能够在有氧条件下将乙醇氧化为乙酸，用BQ­1醋酸菌酿醋时以酒精作碳源最好B．摇床或搅拌器转速可调整培养液溶氧量，酿醋时转速越快越好C．确定醋酸菌培养温度为27～30 ℃，是因为考虑到乙酸在30 ℃以上时挥发量明显增加D．通过基因工程改变该菌株中与乙酸生产相关酶的合成量或活性，可明显增加成本解析：C　醋酸菌是好氧菌，在氧气充足、糖源丰富的条件下，醋酸菌大量繁殖并将糖氧化分解为乙酸，BQ­1醋酸菌分离自番茄表面，在番茄表面具有很强的生长能力，番茄表面乙醇很少，糖源丰富，A错误；摇床或搅拌器转速确实可调整培养液溶氧量，但是搅拌过快会影响醋酸菌发酵，还可能导致醋的酸度过高，B错误；确定醋酸菌培养温度为27～30 ℃，是因为考虑到乙酸在30 ℃以上时挥发量明显增加，乙酸含量会随培养时间延长而下降，C正确；通过基因工程改变该菌株中与乙酸生产相关酶的合成量或活性，可明显降低成本，提高产酸效率，D错误。5．(2021·山东高考)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭，硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是(　　)A．乙菌的运动能力比甲菌强B．为不影响菌的运动需选用液体培养基C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染解析：B　两种菌的繁殖速度相等，在两种菌数量相等的前提下，由图可知，乙的运动能力比甲强，A正确；穿刺接种一般用固体或者半固体培养基，液体培养基中微生物是悬浮培养，由图可以判断出该培养基不是液体培养基，B错误；黑色沉淀区域面积大小反应微生物的运动能力强弱，但不能反映出硫化氢的量，C正确；防止杂菌污染是多种接种技术的关键和核心，D正确。6．(2021·丹东一模)如图为分离某种以尿素为氮源的细菌的实验过程，下列叙述错误的是(　　)A．从有哺乳动物尿液的地方取土样，获得目的菌种的几率会很高B．为验证尿素固体培养基具有选择作用，可用牛肉膏蛋白胨固体培养基作对照C．将实验组和对照组37 ℃恒温培养24至48 h时，需将平板倒置D．在尿素固体培养基上生长的细菌都是以尿素为氮源的细菌解析：D　含哺乳动物排泄物的土壤中有较多含脲酶的细菌，因此从有哺乳动物排泄物的地方取土样，获得目的菌种的几率会很高，A正确；取不同稀释倍数的土壤稀释液各0.1 mL，分别涂布于牛肉膏蛋白胨固体培养基、尿素固体培养基上，其中牛肉膏蛋白胨固体培养基是对照，B正确；将实验组和对照组37 ℃恒温培养24至48 h时，需将平板倒置，C正确；在尿素固体培养基上生长的细菌大多数是以尿素为氮源的细菌，还有一些细菌能利用空气中的氮，如固氮菌，D错误。7．(2021·南开区一模)某同学从植物中提取了W物质，并研究其抑菌效果。在平板中央处打孔后加入提取物W，测量抑菌圈的大小并计算抑菌圈平均增幅速率，实验方法和结果如图所示。据图分析下列说法错误的是(　　)A．将一定量菌液与冷却后的灭菌培养基混匀并倾倒平板可得到试验菌平板B．在平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌，目的是防止微生物污染平板C．抑菌圈直径的大小与菌体浓度、提取物W的浓度和预扩散时间密切相关D．提取物W在培养基中扩散，加入提取物W后的2小时可获得最佳抑菌效果解析：D　将一定量菌液与冷却后的灭菌培养基混匀并倾倒入平板中，能够给细菌提供适合的生长环境，可得到试验菌平板，A正确；在平板上打孔的钢管需要灼烧灭菌，灼烧时能够杀死钢管上的微生物，以防止打孔操作时微生物对平板造成污染，B正确；抑菌圈直径的大小与菌体浓度、提取物W的浓度和预扩散时间密切相关，C正确；提取物W在培养基中扩散，加入提取物W后的2小时可获得抑菌圈最大平均增幅速率，这说明提取物在2小时内扩散得较快，但不能说明此时就是最佳抑菌效果；由曲线图分析可知，24小时抑菌圈的直径最大，此时的抑菌效果更佳，D错误。8．(2021·济南模拟)乳链菌肽对许多革兰氏阳性菌，尤其是对引起食品腐败的细菌具有强烈的抑制作用，研究人员从新鲜牛奶中获得多株产乳链菌肽的菌株，筛选并纯化菌株。为了解乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式是抑制细菌生长、溶菌性杀死细菌(细胞破裂)还是非溶菌性杀死细菌，科研人员将乳链菌肽加入革兰氏阳性菌菌液中，随着发酵时间的延长，检测革兰氏阳性菌的活菌数、除去菌体的上清液中核酸含量，实验结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．制备培养基时除了加入特定的营养物质以外，还要加入一定量氯化钠，以维持渗透压B．纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养，长成菌落后放入4 ℃冰箱中保藏C．以上实验表明乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式为抑制细菌生长D．口服乳链菌肽，不会改变人体肠道中的正常菌群，也不会进入内环境，推测可能的原因是乳链菌肽被消化道中的蛋白酶所降解而被人体消化解析：C　氯化钠属于无机盐，无机盐在培养基中具有调节和维持微生物细胞渗透压和pH的作用，故制备培养基时除了加入特定的营养物质以外，还要加入一定量氯化钠，以维持渗透压，A正确；纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养，长成菌落后放入4 ℃冰箱中保藏，B正确；由图示分析可知，曲线3在加入乳链菌肽后活菌数降为零，这说明是非溶菌性杀死细菌，C错误；口服乳链菌肽，不会改变人体肠道中的正常菌群，也不会进入内环境，由此推测可能的原因是乳链菌肽被消化道中的蛋白酶所降解而被人体消化，D正确。9.(2021·聊城一模)金黄色葡萄球菌(SAU)是细菌性肺炎的病原体之一。细菌性肺炎一般需要注射或口服抗生素进行治疗，当细菌出现耐药性时疗效下降。A、B、C、D四种抗生素均可治疗SAU引起的肺炎。为选出最佳疗效的抗生素，研究者分别将含等剂量抗生素A、B、C、D的四张大小相同的滤纸片a、b、c、d置于SAU均匀分布的平板培养基上。在适宜条件下培养48 h，结果如图。下列相关叙述正确的是(　　)A．对实验使用的培养皿采用高压蒸汽的方法灭菌B．A、B、C、D四种抗生素，抑菌效果最佳的是抗生素DC．细菌出现耐药性的原因是抗生素使细菌发生了变异D．滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落发生了基因突变解析：D　对培养皿等玻璃器皿进行灭菌可采用干热灭菌的方法，A错误；抑菌圈越大，说明抗生素的抑菌效果越好，因此A、B、C、D四种抗生素中，抑菌效果最佳的是抗生素A，B错误；细菌出现耐药性的原因是抗生素对细菌进行了选择作用，C错误；滤纸片b周围透明圈中出现一菌落，可能是该菌落发生了基因突变，产生了耐药性，D正确。二、不定项选择题10.(2021·淄博二模)中国是世界上最早酿酒的国家之一。葡萄酒是以葡萄为原料，采用发酵酿制法制成的低度饮料酒。图甲、乙为某同学设计的两种制作葡萄酒的装置，下列说法正确的是(　　)A．若甲中的X为澄清石灰水，则出现变混浊现象B．酿制果酒时，选用甲装置比选用乙装置效果更好C．在酿酒过程中若装置密封性不好，发酵液会变酸D．该发酵过程需将温度严格控制在30～35 ℃的范围解析：ABC　酵母菌无氧呼吸能产生二氧化碳，若甲中的X为澄清石灰水，则出现变混浊现象，A正确；酿制果酒时，密封容器需要定时排出二氧化碳，所以选用甲装置比选用乙装置效果更好，B正确；在酿酒过程中若装置密封性不好，可能会进行醋酸发酵，导致发酵液变酸，C正确；该发酵过程需将温度严格控制在18～30 ℃的范围，D错误。11．(2021·铁岭模拟)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌，将玉米种子用自生固氮菌拌种后播种，可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究，部分实验流程如图。以下叙述正确的是(　　)A．步骤①土样应取自当地深层土壤；步骤③将土壤悬浮液稀释了1 000倍B．自生固氮菌是自养型生物，不可用血细胞计数板来计数土壤悬浮液中的菌体数C．步骤②需充分振荡20 min，主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中D．步骤④所用的接种工具是涂布器，该选择培养基的特点是不添加氮源解析：CD　步骤①土样应取自当地表层土壤；步骤③将土壤悬浮液稀释了1 000倍，A错误；自生固氮菌是异养型生物，可用血细胞计数板来计数土壤悬浮液中的菌体数，B错误；步骤②需充分振荡20 min，主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中，C正确；根据培养基中菌落的分布特点可知，步骤④所用的接种方法是稀释涂布平板法，因此所用的接种工具是涂布器，固氮菌具有固氮作用，因此该选择培养基的特点是不添加氮源，D正确。12．(2021·泰安四模)培养基可为微生物的生长、繁殖提供必需的营养物质。根据某些微生物的特殊营养要求或其对某理化因素抗性的原理设计培养基，可使其具有只允许特定的微生物生长，同时抑制或阻止其他微生物生长的功能。下列关于选择培养基的说法，错误的是(　　)A．培养基中添加伊红美蓝，统计饮用水中大肠杆菌的数量B．以尿素为唯一氮源的培养基，可将土壤中的尿素分解菌筛选出来C．培养基中添加青霉素从而将真菌从混有细菌的培养基上选择出来D．用以纤维素为唯一碳源的培养基分离出分解纤维素的微生物解析：A　大肠杆菌的代谢产物能与伊红美蓝发生特定的颜色反应，使菌落呈黑色，该方法不能统计大肠杆菌数目，只能鉴别大肠杆菌的有无，A错误；将一定稀释度的样品接种在以尿素为唯一氮源的培养基上，并在适宜的条件下培养，分解尿素的微生物能在该培养基上生长繁殖，而不能利用尿素的微生物则不能生长繁殖，故可将土壤中的尿素分解菌筛选出来，B正确；青霉素能抑制细菌的繁殖，所以要将真菌从其他细菌中分离出来，常向培养基中添加青霉素，配制成选择培养基，C正确；筛选分解纤维素的微生物，需要制备以纤维素为唯一碳源的选择培养基，在该培养基上只有能分解纤维素的微生物能够繁殖，D正确。三、非选择题13．(2021·大连模拟)果酒制作过程中利用酵母菌发酵产生酒精，如图为酵母菌在发酵液中菌数随时间的变化情况。回答下列问题：(1)为了提高果酒的品质，可直接在果汁中加入人工培养的酵母菌，获得纯净的酵母菌菌种时培养液采用____________灭菌。(2)上图为酒精发酵过程中酵母菌种群数量的变化，发酵初期向发酵液中通入无菌空气的目的是____________________；若家庭酿制葡萄酒，在此过程中每隔12 h左右将瓶盖拧松一次目的是____________________________________。(3)衰亡期时，采用显微镜直接计数法所统计的数值较图中活菌计数值________(填“高”或“低”)。若用平板划线法将酵母菌接种到固体培养基上，培养一段时间后会观察到菌落，菌落的含义是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)将1 mL菌液稀释1 000倍，在平板上分别加入0.1 mL的稀释液；经适当培养后，甲、乙两人用稀释涂布平板法测定酵母菌的数量，在该稀释倍数下得到以下结果：甲涂布了3个平板，统计的菌落数分别是155、164和149，取平均值156；乙涂布了3个平板，统计的菌落数分别是22、148和172，取平均值114。甲据此可得出每升菌液中的活菌数为____________个；有人认为这两人的结果中，乙的结果可信度低，其原因是________________________________________________________________________________________________。解析：(1)培养液采用湿热灭菌法灭菌。(2)酵母菌属于兼性厌氧型微生物，有氧条件下，酵母菌大量繁殖，发酵初期向发酵液中通入无菌空气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸而快速的生长繁殖。酵母菌无氧呼吸产生酒精的同时还会产生大量的二氧化碳，因此若使用带盖的瓶子制葡萄酒，在此过程中每隔12 h左右将瓶盖拧松一次，目的是放出发酵过程中产生的CO2。(3)衰亡期时采用显微镜直接计数法所统计的数值较图中活菌计数值高，原因是其将死细胞也计数在内。菌落是指分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。(4)根据公式每毫升样品中的菌落数＝(C÷V)×M＝(156÷0.1)×103＝1.56×106个，则每升菌液中的活菌数为1.56×109个。乙同学的结果可信度低，其原因是乙同学的结果中，一个平板的计数结果与另两个平板相差悬殊，结果的重复性差。答案：(1)湿热　(2)有利于酵母菌繁殖　放出发酵过程中产生的CO2　(3)高　分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部繁殖形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体　(4)1.56×109　乙的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差14．(2021·济南一模)随着石油危机的出现，乙醇作为可再生资源中比较理想的液态燃料正受到人们越来越多的关注。自然界中可再生的木质纤维素资源极为丰富，其主要成分之一是半纤维素。半纤维素容易被酸或者酶水解，其水解产物中的85%～90%为木糖。因此利用木糖发酵生产乙醇具有重要的应用研究价值。酵母菌是传统的乙醇生产菌株，因其缺乏转化木糖的酶系而不能很好地利用木糖。自然界中某些酿酒酵母能利用木糖进行酒精发酵，某研究小组欲从土壤中分离这种酵母菌并对其产酶活性进行测定，实验基本流程为：取土样→制取土壤悬液→扩大培养→选择培养→菌种分离→酶活性鉴定请回答下列问题：(1)扩大培养又称富集培养，可增加________________，以确保能够从样品中分离得到所需要的微生物。(2)分离纯化微生物的关键是_______________________________________________。该研究小组将扩大培养后的混合菌液适当稀释后接种于____________________的选择培养基，倒置放入培养箱培养。常用的接种方法有____________________________________两种。若划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。第二划线区域的第一条线上无菌落的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为进一步确定目的菌株的最佳产酶条件，该研究小组选取培养基初始pH、培养温度、摇床转速以及装液量4个因素实验。其中，培养基初始pH、培养温度会影响菌株产酶主要是因为________________________________________；摇床转速因影响____________________________________进而影响菌株产酶。解析：(1)扩大培养又称富集培养，其目的是增加目的菌株数量，以确保能够从样品中分离得到所需要的微生物。(2)分离纯化微生物的关键是逐渐将聚集的菌体分散，以得到由单个细胞增殖而形成的单个菌落。该研究小组将扩大培养后的混合菌液适当稀释后接种于以木糖为唯一碳源的选择培养基，倒置放入培养箱培养。常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法两种。若划线的某个平板培养后，第一划线区域的划线上都长满了菌落，第二划线区域的第一条线上无菌落，其他划线上有菌落。第二划线区域的第一条线上无菌落的原因是接种环灼烧灭菌后未冷却即进行划线操作或未从上次划线末端开始划线。(3)为进一步确定目的菌株的最佳产酶条件，该研究小组选取培养基初始pH、培养温度、摇床转速以及装液量4个因素实验。其中，培养基初始pH、培养温度会影响菌株产酶主要是因为培养基初始pH、培养温度会影响酶活性；摇床转速因影响溶氧量、菌种获取营养物质的几率进而影响菌株产酶。答案：(1)目的菌株数量　(2)逐渐将聚集的菌体分散，以得到由单个细胞增殖而形成的单个菌落　以木糖为唯一碳源　平板划线法和稀释涂布平板法　接种环灼烧灭菌后未冷却即进行划线操作或未从上次划线末端开始划线　(3)培养基初始pH、培养温度会影响酶活性　溶氧量、菌种获取营养物质的几率15．(2021·济宁二模)安莎霉素是一类主要由来源于海洋的稀有放线菌产生的次级代谢产物，具有较高的抗菌活性和药用价值。科研人员通常从深海采集淤泥样本，再分离、纯化并筛选出产安莎霉素的放线菌，其分离培养流程如图。请分析回答下列问题：(1)过程①的接种方法为____________________。(2)统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以防止培养时间不足导致________________________。(3)研究人员发现产安莎霉素的放线菌具有一个普遍的共性——氨基酸缺陷型。从筛选目的分析，基本培养基与完全培养基存在差异的成分是__________。为了初步鉴定营养缺陷型放线菌菌株，科研人员进行了如下操作：①用接种针挑取________(填“菌落A”或“菌落B”)接种于盛有完全培养液的离心管中，28 ℃振荡培养3～5天后，离心取沉淀物，用无菌水洗涤3次制成菌悬液。②吸取1 mL菌悬液加入无菌培养皿中，倾注15 mL融化开冷却至50 ℃左右的基本培养基，待其冷凝后用记号笔在皿底划分五个区域，标记A、B、C、D、E。③在划分的五个区域上放入少量分组的氨基酸粉末(如下表所示)，经培养后，观察生长圈出现的区域，从而确定该菌株属于何种氨基酸缺陷型。组别所含氨基酸A组氨酸苏氨酸谷氨酸赖氨酸亮氨酸B精氨酸天冬氨酸赖氨酸甲硫氨酸苯丙氨酸C酪氨酸谷氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸D甘氨酸天冬氨酸苏氨酸色氨酸丝氨酸E半胱氨酸亮氨酸苯丙氨酸丙氨酸丝氨酸 在上述鉴定实验中，发现在培养基A、D区域出现生长圈，说明该氨基酸缺陷型菌株属于________缺陷型。(4)科研人员分离、纯化出产安莎霉素的放线菌后，需要利用PCR技术大量扩增其DNA上的16S rRNA保守片段，然后通过DNA序列比对进行菌种亲源关系的鉴定。查找数据库发现该放线菌的16S rRNA目的基因片段及相应限制酶识别序列如图所示：为了获得目的基因16S rRNA，需要使用的限制酶是____________。得到目的基因以后就可以利用PCR技术对16S rRNA进行体外扩增，扩增目的基因的原理是________________，此过程需要加入______________________催化。解析：(1)根据过程①所得待测培养基中菌落的分布结果可以判断，该过程所采用的接种方法为稀释涂布平板法。(2)统计菌落种类和数量时要每隔24 h观察统计一次，直到各类菌落数目稳定，以有效防止因培养时间不足而导致遗漏菌落的种类和数目，或培养时间太长导致菌落粘连、培养基表面干燥脱水等影响菌落数目的统计。(3)图示是利用不同培养基初检氨基酸缺陷型菌株的过程，据此可知，与基本培养基(只含碳源、氮源、无机盐和水)相比，完全培养基中特有的成分是氨基酸。营养缺陷型菌株不能在基本培养基上生长，故为了进一步完成对初检的营养缺陷型菌株的鉴定，用接种针挑取菌落A接种并培养；培养皿是倒置培养微生物的，因此在皿底划分五个区域；表中信息显示：A、D区域含有、其他区域不含有的氨基酸是苏氨酸，而实验结果只有A、D区域出现生长圈，说明该营养缺陷型菌株属于苏氨酸缺陷型。(4)图中该放线菌的16S rRNA目的基因片段中含有EcoRⅠ和SacⅠ的识别序列，不含BamHⅠ和HindⅢ的识别序列，故需用EcoRⅠ和SacⅠ进行切割，获得目的基因16S rRNA。利用PCR技术对16S rRNA进行体外扩增，需要加入耐高温的DNA聚合酶进行催化。答案：(1)稀释涂布平板法　(2)遗漏菌落的种类和数目　(3)氨基酸　菌落A　苏氨酸　(4)EcoRⅠ、SacⅠ　DNA半保留复制　耐高温的DNA聚合酶   [教材拾遗]1．从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？提示：无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。2．作物脱毒时应选取哪些部位的组织进行组织培养？原因是什么？提示：一般选取根尖或茎尖的分生区。植物分生区的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。3．科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，根据酶的专一性，在降解植物细胞细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。4．科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，尝试列举几种获取iPS细胞的方法。提示：借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导产生iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。5．为什么说iPS细胞的应用前景要优于ES细胞？提示：因为ES细胞必须从胚胎中获取，涉及伦理问题，限制了在医学上的应用。iPS细胞的诱导过程无须破坏胚胎，而且可以来自病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景要优于ES细胞。6．制备单克隆抗体时，不直接用经过免疫的B淋巴细胞来获得单克隆抗体的原因是什么？提示：用于获得杂交瘤细胞的B淋巴细胞为浆细胞，是高度分化的动物细胞，培养时很难恢复分裂能力，不能进行无限增殖，难以获得单克隆抗体。7．选择杂交瘤细胞的过程中两步筛选的目的各是什么？提示：第一步筛选的目的是获得杂交瘤细胞。第二步筛选的目的是获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞。8．抗体—药物偶联物(antibody­drugconjugate，ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC通常由抗体、接头和药物(如细胞毒素)三部分组成，它的作用机制如下图所示。据此回答下列问题：(1)ADC的抗体和药物各具有什么作用？提示：ADC的抗体和药物的作用分别是导向和治疗。(2)除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物？提示：放射性同位素和化学药物等。(3)ADC在临床应用上的作用机理是什么？提示：其作用机理是通过单克隆抗体的靶向作用特异性地识别肿瘤细胞表面抗原，然后利用细胞本身具备的内吞作用使化学药物进入肿瘤细胞内发生药力，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。9．防止多精入卵的屏障有哪些？有什么意义？提示：两道屏障防止多精入卵：精子接触卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带；精子入卵后，卵细胞膜立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。这两道屏障可以保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。10．对囊胚阶段的胚胎进行分割时，为什么要将内细胞团均等分割？提示：若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。能力一运用归纳概括的科学思维方法分析植物细胞工程的原理和应用[核心整合]1．植物组织培养的过程(1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(2)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。(3)体内细胞未表现全能性的原因是基因的选择性表达。2．图解植物体细胞杂交的基本过程[题点练通]围绕植物组织培养的过程和应用，考查对基础知识的理解能力1.(2021·辽宁模拟)从红豆杉的树皮和树叶中提炼出来的紫杉醇属于植物的次生代谢产物，它对多种晚期癌症疗效突出。下列有关紫杉醇获取途径的叙述错误的是(　　)A．从愈伤组织中分散得到的单细胞细胞质丰富、液泡大且核也大B．将愈伤组织培养成植株还是特定细胞系要通过平衡生长调节剂的配比进行调控C．在选择红豆杉时除了要考虑其优良性状外，还需考虑细胞全能性的表达能力D．通过大量培养特定细胞系，可以实现对重要次生代谢产物的工业化生产解析：A　愈伤组织还能继续分裂和分化，是不成熟的植物细胞，成熟的植物细胞才具有大液泡，A错误；将愈伤组织培养成植株还是特定细胞系，要通过改变生长调节剂(细胞分裂素和生长素)的浓度及比例等进行调控，B正确；植物细胞的全能性有高低之分，如分裂能力强的细胞全能性高于分裂能力弱的细胞，因此在植物组织培养过程中，需要考虑全能性的表达能力，C正确；紫杉醇属于植物的次生代谢产物，可以通过大量培养特定的细胞系，实现对重要次生代谢产物的工业化生产，D正确。2．(2021·临沂二模)滁菊为菊科多年生草本植物，长期营养繁殖易造成病毒积累，导致滁菊花色劣变。某科研小组比较了3种脱毒方法对滁菊体内菊花B病毒(CVB)和菊花矮化类病毒(CSVd)脱除的效果，结果如表所示；如图是对不同试管苗进行RT­PCR(逆转录PCR)后的电泳示意图(引物根据CVB的基因序列设计)，下列叙述错误的是(　　)脱毒方法成活样本数脱除CSVd率(%)脱除CVB率(%)脱除CSVd＋CVB率(%)茎尖分生组织培养7720.7844.1616.88热处理结合茎尖培养7136.6263.3835.21病毒唑结合茎尖培养7146.4849.3036.62A．RT­PCR技术中用到的酶有逆转录酶、耐高温的DNA聚合酶B．试管苗2、5尚未脱毒成功，3、4已成功脱去CVB病毒C．只脱除CSVd病毒时，可选择病毒唑结合茎尖培养D．热处理、病毒唑处理对试管苗脱毒率和存活率都有显著作用解析：D　逆转录过程需要用到逆转录酶，PCR过程需要用到耐高温的DNA聚合酶，A正确；2、5电泳结果显示标准片段之外的阳性结果，3、4则没有，说明3、4成功脱毒，2、5未能脱毒，B正确；观察表格发现，病毒唑结合茎尖培养时，CSVd病毒脱除率最高，C正确；热处理、病毒唑处理后，相比于对照组，成活样本数减少，存活率下降，D错误。借助植物体细胞杂交原理和应用，考查复杂情境下解决问题的能力3.(2020·山东等级考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段解析：C　由图可知，①为去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体的过程，该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；由题干可知，两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出，若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂，则形成的染色体片段在细胞融合后有的可能会存留在杂种细胞中，故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状，需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂，过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体，B正确；图中过程③为两种原生质体的融合，常用的融合手段为物理法和化学法，灭活的病毒通常用来融合动物细胞，C错误；普通小麦不具有耐盐性状，因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。4．(2021·辽宁二模)甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，但属于细胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交，成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲品种中。相关叙述错误的是(　　)A．形成杂种植株时，杂种细胞除了可以被直接诱导出芽、根外，还可以通过形成人工种子获得杂种植株B．细胞融合成功的标志是杂种细胞再生成细胞壁C．杂种细胞经过外源生长素和赤霉素的诱导，直接再分化成为杂种植株D．杂种植株含有控制甲品种青花菜优良性状的基因，并能通过父本进行传递解析：C　杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导，先经过脱分化形成愈伤组织，再分化成胚状体，进一步成为杂种植株，人工种子的形成也需要经过脱分化和再分化过程获得胚状体、不定芽等，因此，杂种细胞除了可以被直接诱导出芽、根外，还可以通过形成人工种子获得杂种植株，A正确，C错误；杂种细胞再生出细胞壁是细胞融合成功的标志，B正确；甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，杂种植株细胞核内含有控制甲品种青花菜优良性状的基因，精子中具备一半核基因，并可通过父本(精子)进行传递，D正确。
能力二运用模型构建的科学思维分析动物细胞工程的原理和过程[核心整合]1．图解动物细胞培养的过程2．理清动物体细胞克隆技术(核移植技术)操作流程3．构建模型掌握单克隆抗体的制备过程[题点练通]结合动物细胞培养和克隆技术，考查对综合知识的融会贯通能力1.(多选)(2021·临沂二模)为了检测药物X、Y和Z的抗癌效果，在细胞培养板的每个孔中加入相同数量的肺癌细胞，使其贴壁生长。实验组分别加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X、Y或Z，培养过程及结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)组别细胞个数(个/孔)对照7.8×106药物X6.7×104药物Y5.3×105药物Z8.0×106A．细胞培养液中通常需要加入一定量的抗生素防止病毒污染B．计数时用胃蛋白酶处理贴壁细胞，使肺癌细胞脱落下来C．对照组中应加入等体积的二甲基亚砜溶剂排除体积和溶剂等无关因素的影响D．根据实验结果，药物X的抗癌效果比Y好，药物Z没有抗癌作用解析：CD　培养动物细胞时，细胞培养液中通常需要加入抗生素防止细菌污染，A错误；对于已经贴壁生长的动物细胞，可用胰蛋白酶处理，使肺癌细胞分散并脱落下来，有利于计数，B错误；实验组加入等体积相同浓度的溶于二甲基亚砜(溶剂)的药物X、Y或Z，对照组中应加入等体积的二甲基亚砜(溶剂)，以排除体积和溶剂等无关因素的影响，C正确；由表格数据可知，添加药物X的组别肺癌细胞数目最少，可以初步确定药物X的抗癌效果比Y好，而药物Z对应的肺癌细胞数目与对照组相差不大，说明没有抗癌作用，D正确。2．(2021·大连模拟)我国首例克隆猫“大蒜”于2019年7月21日经代孕猫自然分娩顺利出生，它是从本体猫“大蒜”的大腿部采集了一块皮下组织，提取体细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合，形成重构胚，激活后的胚胎再植入代孕猫的子宫内，直至分娩。下列相关叙述正确的是(　　)A．用显微注射法去除卵母细胞的细胞核时，可用吸管一并吸出细胞核与第一极体B．将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，用钙离子载体诱导两细胞融合C．重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，在使用的合成培养基中常添加血清等一些天然成分D．克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞有全能性，克隆猫与供体猫的性状完全相同解析：C　去除卵母细胞的细胞核用的是显微操作法，而不是显微注射法，A错误；皮下组织细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合，采用的是电融合法，B错误；重组细胞需在无毒、无菌的培养液(含有维生素、激素、氨基酸、核苷酸、无机盐、血清等)中培养，C正确；克隆猫的产生说明动物细胞核有全能性，由于卵母细胞的细胞质中也存在遗传物质，因此克隆猫的性状与供体猫的性状不完全相同，D错误。围绕单克隆抗体的制备和应用，考查学以致用的能力3.(2021·山东高考)一个抗原往往有多个不同的抗原决定簇，一个抗原决定簇只能刺激机体产生一种抗体，由同一抗原刺激产生的不同抗体统称为多抗。将非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72 注入小鼠体内，可利用该小鼠的免疫细胞制备抗p72的单抗，也可以从该小鼠的血清中直接分离出多抗。下列说法正确的是(　　)A．注入小鼠体内的抗原纯度对单抗纯度的影响比对多抗纯度的影响大B．单抗制备过程中通常将分离出的浆细胞与骨髓瘤细胞融合C．利用该小鼠只能制备出一种抗p72的单抗D．p72 部分结构改变后会出现原单抗失效而多抗仍有效的情况解析：D　单抗是通过培养特定杂交瘤细胞而获取，与抗原纯度无直接关系，而从小鼠血清中直接分离出的多抗则是由抗原直接刺激机体免疫系统产生的，受抗原纯度影响大，A错误；单克隆抗体制备过程中通常是从小鼠脾脏中获得B淋巴细胞，B淋巴细胞有多种，浆细胞只占一部分，并未将浆细胞单独分离出来，B错误；由题意可知，非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72含有多个不同的抗原决定簇，因此可以利用该小鼠制备多种抗p72的单抗，C错误；非洲猪瘟病毒衣壳蛋白p72含有多个不同的抗原决定簇，若p72部分结构改变，相应的单抗会失效，而多抗仍可能对其他未改变的抗原决定簇起作用，D正确。4．(2021·潍坊模拟)CD47是一种跨膜糖蛋白。它可与巨噬细胞表面的信号调节蛋白结合，从而抑制巨噬细胞的吞噬作用。肺癌、结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6～5倍，导致巨噬细胞对肿瘤细胞的清除效果减弱。为证明抗CD47的单克隆抗体可以解除CD47对巨噬细胞的抑制作用，科学家按照如下流程进行了实验。下列叙述不正确的是(　　)A．经筛选可得到既能产生抗CD47抗体又能无限增殖的杂交瘤细胞B．对照组应在巨噬细胞＋正常细胞共培养体系中加入单克隆抗体C．多次进行步骤①的目的是获得更多分泌抗CD47抗体的浆细胞D．步骤②中可以利用PEG融合法或灭活的病毒诱导完成细胞融合解析：B　筛选的目的就是从未融合的B淋巴细胞、两个B淋巴细胞融合形成的细胞、未融合的骨髓瘤细胞、两个骨髓瘤细胞融合形成的细胞和骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成的细胞组成的细胞群中筛选出骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合形成的细胞，A正确；根据单一变量原则可知应设置不加单克隆抗体的巨噬细胞＋肿瘤细胞的共培养体系为对照，B错误；多次向免疫动物注射抗原CD47的目的是使免疫动物小鼠产生大量的B淋巴细胞即浆细胞，C正确；诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等，D正确。能力三运用工程和技术思维理解胚胎工程的原理和过程[核心整合]1．准确记忆胚胎早期发育过程2．熟知胚胎工程的操作流程[题点练通]围绕胚胎工程的理论基础，考查对基础知识的理解能力1.(2021·山东模拟)2016年，我国科学家通过“实践十号”卫星将多枚小鼠早期胚胎带上了太空，小鼠早期胚胎在太空中顺利完成从“2细胞”到囊胚的全程发育，这是世界上首次实现哺乳动物胚胎在太空发育。下列关于胚胎的形成和发育，叙述错误的是(　　)A．透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵受精的屏障B．卵裂期包括“2细胞”阶段，该时期的特点是细胞数量增加C．桑葚胚细胞开始出现分化，但每一个细胞都具有全能性D．囊胚具有囊胚腔，其从透明带伸展出来的过程称为孵化解析：C　透明带反应和卵细胞膜反应分别是防止多精入卵受精的第一和第二道屏障，A正确；受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育，细胞的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小，这一过程称为卵裂，B正确；桑葚胚细胞尚未分化，这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，C错误；随着胚胎的进一步发育，胚胎的内部出现了囊胚腔，囊胚进一步扩大，会导致透明带的破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化，D正确。2．(2021·滨州二模)人类的两个精子同时与一个卵子结合形成的受精卵一般不能发育。在特殊情况下，这样的受精卵能够恢复分裂能力，形成三极纺锤体并最终分裂成3个二倍体细胞A、B和C(如图)。若A细胞的染色体由1个父方染色体组和1个母方染色体组组成，并且A、B细胞继续发育形成了一对双胞胎姐弟，C细胞因不含有母方染色体而发育失败。下列说法正确的是(　　)A．雌原核的每条染色体中含有2条姐妹染色单体B．雄原核1和雄原核2中的染色体组成是相同的C．细胞B中的2个染色体组不可能都来自于父亲D．顶体反应和卵细胞膜反应可有效避免图甲现象解析：C　雌原核是完成两次成熟分裂后的卵核，每条染色体中含有0条姐妹染色单体，A错误；父本减数分裂产生的精子的性染色体类型有X、Y两种，雄原核1和雄原核2中的染色体组成不一定相同，B错误；A、B细胞继续发育形成了一对双胞胎姐弟，C细胞因不含有母方染色体而发育失败，说明A、B细胞含父方和母方的染色体，C细胞中无母方的染色体，C正确；透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精入卵的两道屏障，D错误。围绕胚胎工程技术及其应用，考查学以致用能力3.(2021·葫芦岛二模)如图所示为哺乳动物细胞工程育种过程，下列叙述正确的是(　　)A．①过程常用农杆菌转化法导入目的基因B．a是处于减数分裂Ⅱ前期的卵母细胞C．③过程前需要对代孕母畜进行同期发情处理D．②过程获得的所有细胞都可用于胚胎干细胞研究解析：C　①过程常用显微注射技术导入目的基因，A错误；a是处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞，B错误；③过程前需要对代孕母畜进行同期发情处理，C正确；②过程获得的内细胞团细胞可用于胚胎干细胞研究，D错误。4．(2021·临沂一模)早期胚胎细胞异常凋亡是目前克隆猪成功率低的主要原因。用实时荧光逆转录PCR技术(RT­qPCR)检测细胞凋亡抑制基因Bcl­2的表达水平，有助于了解胚胎发育不同时期基因Bcl­2表达水平与细胞凋亡的关系。下列说法错误的是(　　)A．对重组细胞进行培养时需加入血清等天然成分B．卵母细胞采集后，要在体外培养成熟再去核作为受体细胞C．根据RT­qPCR荧光强度可计算出基因Bcl­2在相应细胞中的翻译水平D．胚胎在受体子宫发育过程中，其遗传特性不受影响解析：C　对重组细胞进行培养时需加入血清等天然成分，A正确；卵母细胞采集后，要在体外培养成熟再去核，作为核移植受体细胞，B正确；根据RT­qPCR最终的荧光强度不能计算出基因Bcl­2在相应细胞中的翻译水平，C错误；胚胎在受体子宫发育过程中，其遗传特性不受影响，受体子宫只不过提供了一个发育的场所，D正确。
[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2020·全国Ⅰ卷)为研制抗病毒A的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验流程。回答下列问题：(1)上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是________________________________________________________________________。(2)写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了得到能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞，需要进行筛选。图中筛选1所采用的培养基属于________________，使用该培养基进行细胞培养的结果是________________。图中筛选2含多次筛选，筛选所依据的基本原理是________________________________________________________________________。(4)若要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可采用的方法有________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。解析：(1)实验前给小鼠甲注射病毒A，其目的是刺激机体发生免疫反应，从而产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞。(2)制备单细胞悬液的主要实验步骤：从健康动物体内取出组织块，剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理一段时间，这样组织就会分散成单个细胞，然后用培养液将分散的细胞稀释制成单细胞悬液。(3)图中筛选1采用特定的选择培养基，在该培养基上，未融合的细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，只有融合的杂种细胞(杂交瘤细胞)才能生存。图中筛选2含多次筛选，利用抗原与抗体特异性结合的原理，就可获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。(4)要使能产生抗病毒A的单克隆抗体的杂交瘤细胞大量增殖，可将杂交瘤细胞在体外条件下做大规模培养，或注射到小鼠腹腔内增殖。答案：(1)诱导小鼠甲产生能够分泌抗病毒A抗体的B淋巴细胞　(2)取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液　(3)选择培养基　只有杂交瘤细胞能够生存　抗原与抗体的反应具有特异性　(4)将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔内增殖；将杂交瘤细胞在体外培养情境二　学习探索情境2．(2020·天津等级考)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(如表)进行预实验。据表回答：(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是_________________________。(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是________阶段。(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5  μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为________ μmol/L。(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3  μmol/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为________，选用高浓度生长素时的处理方法为________________。(5)在________阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。解析：(1)选择茎尖、幼叶等作为外植体是因为其富含分生组织，细胞分化程度低，诱导其脱分化形成愈伤组织更容易。(2)阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别涉及脱分化、再分化和再分化过程，细胞形态、结构和功能在这些阶段都发生了变化，都存在基因的选择性表达。(3)因为m1 μmol/L为品种B在 Ⅰ 阶段的最佳激素配比中的细胞分裂素浓度，所以确定品种A在Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度时，若以0.5 μmol/L为梯度设计5个浓度水平，设置的浓度由低到高应依次为m1－1.0、m1－0.5、m1、m1＋0.5、m1＋1.0(单位均为μmol/L)。(4)用浸泡法处理幼芽时使用的生长素浓度较低，处理时间较长，用沾蘸法处理幼芽的时间较短，使用的生长素浓度较高，二者均可以得到最佳生根效果。(5)秋水仙素通过抑制分裂期纺锤体的形成使染色体加倍；Ⅱ、Ⅲ阶段中部分细胞可能已发生分化，失去了分裂能力，故用秋水仙素处理这两个阶段的材料，并非所有细胞的染色体数目都会加倍；而Ⅰ阶段形成的愈伤组织细胞都由已分化细胞经过脱分化形成，分化程度较低，分裂能力较强，该阶段中使用秋水仙素使染色体数目加倍，更容易获得由单个细胞形成的多倍体。答案：(1)细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织　(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　(3)m1＋1.0　(4)浸泡法(长时间处理)　沾蘸法(短时间处理)　(5)Ⅰ[命题预测]1．胚胎干细胞必须从胚胎中获取，但这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。科学家通过体外诱导成纤维细胞，获得了类似于胚胎干细胞的一种细胞，称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。因为诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，因此iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。如图为iPS细胞的获得及用其培育不同种细胞的示意图(c­Myc、KIf4、Sox2和Oct­3/4等基因与细胞的脱分化有关)。回答下列问题：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为蛋白质，不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在培养iPS细胞的过程中，培养基中应含有细胞所需的各种营养物质，并定期更换培养液。定期更换培养液的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是________________________________的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是________________________________。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在对成纤维细胞进行培养时，常用胰蛋白酶处理使之分散成单个细胞，这说明细胞间的物质为蛋白质。胃蛋白酶的最适pH为酸性，适合成纤维细胞生活的适宜pH近中性，在适合细胞生存的环境中胃蛋白酶不能发挥作用。因此不能用胃蛋白酶处理成纤维细胞。(2)定期更换培养液的目的是为细胞提供充足的营养物质，并清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身的伤害。为了给培养物提供无菌环境，可进行的操作是对培养液、培养皿进行灭菌处理，向培养液中添加抗生素。(3)过程③④为iPS细胞提供的条件不同，分化得到的细胞不同，可知细胞分化是外界条件不同诱发基因选择性表达的结果。若iPS细胞来源于病人自身体细胞的诱导，再将其分化出的细胞移入患者体内的优势是能避免发生免疫排斥反应。(4)如果诱导iPS细胞定向分化为原始生殖细胞，该技术可能的应用是优良动物的大量繁殖、濒危动物的繁育、治疗不孕不育症等。答案：(1)胃蛋白酶的最适pH为酸性，适合成纤维细胞生活的适宜pH近中性，在适合细胞生存的环境中胃蛋白酶不能发挥作用　(2)为细胞提供充足的营养物质，并清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身的伤害　对培养液、培养皿进行灭菌处理，向培养液中添加抗生素　(3)外界条件不同诱发基因选择性表达　能避免发生免疫排斥反应　(4)优良动物的大量繁殖、濒危动物的繁育、治疗不孕不育症等2．现代生物科技不断发展，在治疗癌症等重大疾病方面发挥着越来越重要的作用。如图是能同时识别抗原A、B的双特异性单克隆抗体的结构图解和部分制备过程，请回答下列问题。(1)抗体的结构类似Y字形，由两条重链和两条轻链组成，Y字形结构的顶端为抗原结合部位(可变)。这些肽链在核糖体合成后，经______________等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。(2)单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。根据题中信息，简述可能的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2种即可)。(4)人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白(能激活其免疫能力)为抗原B，科学家设计了1种双特异性单克隆抗体。这种双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)抗体等分泌蛋白的合成与分泌过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。所以，抗体等这些肽链在核糖体合成后，经内质网、高尔基体等细胞器加工、连接形成有活性的抗体。(2)骨髓瘤细胞内原癌基因和抑癌基因发生了突变，从而具有在体外培养条件下无限增殖的能力。而单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖(体外大量增殖)的能力，因此单克隆杂交瘤细胞能够迅速大量增殖。(3)根据题中信息可知，部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体或不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多等原因，导致图中的单克隆杂交瘤细胞与脾脏细胞的融合细胞需要经过多次的检测和筛选才能得到少量的能产生双特异性单克隆抗体的单克隆杂交—杂交瘤细胞。(4)人体内T细胞可以识别、杀伤癌细胞。以癌细胞细胞膜外表面的特异性蛋白为抗原A，T细胞细胞膜外表面的受体蛋白(能激活其免疫能力)为抗原B。双特异性单克隆抗体能将抗癌药物定向带到癌细胞所在位置，在原位杀死癌细胞。这样既不损伤正常细胞，又减少了用药剂量。因为双特异性单克隆抗体使T细胞更容易(更精准或更高概率)接触到癌细胞，所以，双特异性单克隆抗体治疗癌症的效果优于抗体1、2联合使用。答案：(1)内质网、高尔基体　(2)单克隆杂交瘤细胞由已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而成，骨髓瘤细胞具有无限增殖(体外大量增殖)的能力　(3)部分融合细胞丢失了与抗体合成有关的染色体、不同的多肽链组合可以形成的抗体类型较多　(4)这种双特异性单克隆抗体使T细胞更容易(更精准或更高概率)接触到癌细胞(合理即可)[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·辽宁模拟)紫杉醇是一种抗癌药物，主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用物理或化学方法将红豆杉愈伤组织固定在一定空间内，实现紫杉醇的规模化生产是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源红豆杉和解决紫杉醇药源紧缺的一种有效方法。下列相关叙述正确的是(　　)A．通过植物组织培养诱导红豆杉再分化形成愈伤组织时，需生长素和细胞分裂素配合使用B．采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时，应选用以糖类作碳源的液体培养基C．大规模培养红豆杉愈伤组织时需要以蛋白胨等含氮有机物充当氮源D．用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，不需要通入无菌空气解析：B　通过植物组织培养诱导红豆杉脱分化形成愈伤组织，A错误；采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时，应选用以糖类作碳源的液体培养基，便于收集表达产物，B正确；大规模培养红豆杉愈伤组织时需要以含氮无机盐充当氮源，C错误；用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，利于细胞进行有氧呼吸，D错误。2．(2021·泰安四模)酸性土壤是pH小于7的土壤总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。如图表示利用耐酸植物甲(4N)和高产植物乙(2N)培育高产耐酸杂种植物的过程，图中序号表示过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列叙述正确的是(　　)A．①过程用到的酶是纤维素酶，A、B表示原生质层B．②过程可以使用PEG或灭活的病毒诱导C．③过程得到的杂种细胞含有3个染色体组D．④⑤过程使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同解析：D　①过程是用酶解法去除植物细胞壁，用到的酶是纤维素酶和果胶酶，A、B表示原生质体，A错误；②过程可以使用化学方法(聚乙二醇)或物理方法诱导原生质体融合，灭活的病毒诱导法是诱导动物细胞融合的方法之一，B错误；③过程得到的杂种细胞含有两种细胞的遗传物质，故有4＋2＝6个染色体组，C错误；决定植物④脱分化和⑤再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，但加入的比例不同，D正确。3．(2021·临沂一模)亚麻籽油富含α­亚麻酸，可以在人体内合成有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术，即用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体，与未经辐射处理的受体原生质体融合，将亚麻的有益基因转入普通小麦，获得具有受体整套染色体组，仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析错误的是(　　)A．亚麻和小麦的原生质体融合常用PEG、灭活病毒等人工方法诱导实现B．改良小麦杂种植株的形成需要经过脱分化和再分化等培养过程C．不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良性状干扰D．改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段解析：A　不能使用灭活的病毒来诱导亚麻和小麦原生质体融合，灭活的病毒适用于动物细胞的融合，A错误；杂种细胞形成改良小麦杂种植株需要经过植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化等培养过程，B正确；根据题干信息，“获得具有受体整套染色体组，仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种”，说明不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良性状干扰，C正确；根据题干信息，“将亚麻的有益基因转入普通小麦，获得具有受体整套染色体组，仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种”，说明改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段，D正确。4．(2021·葫芦岛二模)中国科研团队从痊愈的新冠肺炎患者体内分离出几十种抗体基因，通过工程菌的表达，筛选出的CB6单克隆抗体能抢先与新冠病毒刺突蛋白(S蛋白)结合，从而阻断病毒与宿主细胞结合，使其无法感染正常细胞。下列说法错误的是(　　)A．利用S蛋白研发疫苗可预防新冠肺炎B．痊愈的新冠肺炎患者的血清可用于新冠肺炎治疗C．CB6抗体的特异性改变了S蛋白在宿主细胞上的结合位点D．该团队获得CB6单克隆抗体的过程应用了基因工程和发酵工程技术解析：C　利用新冠病毒刺突蛋白(S蛋白)研发的疫苗可预防新冠肺炎，A正确；痊愈的新冠肺炎患者的血清含有对抗新冠病毒的抗体，可用于新冠肺炎治疗，B正确；由题意可知，CB6单克隆抗体能抢先与新冠病毒刺突蛋白(S蛋白)结合，阻断病毒与宿主细胞结合，但没有改变S蛋白在宿主细胞上的结合位点，C错误；该团队获得CB6单克隆抗体的过程应用了基因工程和发酵工程技术，D正确。5．(2021·山东模拟)动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基和环境条件中，让这些细胞生长和增殖。下列关于动物细胞培养条件的叙述不合理的是(　　)A．培养基中除含有细胞所需的各种营养成分外，还需添加抗生素和琼脂B．对培养动物细胞所用的培养液和培养用具等，需要进行相应灭菌处理C．细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，以保证细胞对气体的需求D．培养基中常需加入血清，因为其中含有细胞生长所必需的物质解析：A　培养动物细胞要用液体培养基，不需要添加琼脂，A错误；动物细胞培养需要无菌、无毒的环境，因此对培养动物细胞所用的培养液和培养用具等，需要进行相应灭菌处理，B正确；细胞培养时通常采用培养皿或松盖培养瓶，使培养箱内的气体可以进入细胞培养皿或培养瓶中，保证细胞对气体的需求，C正确；培养基中常需加入血清，因为其中含有细胞生长所必需的物质，D正确。6．(2021·烟台模拟)近几年研究发现常用降血糖药物二甲双胍(Met)可降低肿瘤发生的风险。为探究Met对肝癌细胞增殖的影响，用含不同浓度Met的培养液培养肝癌细胞，结果如图1所示；用流式细胞仪测定各组处于不同时期的细胞数量，结果如图2所示。下列说法错误的是(　　)A．实验中不同浓度的培养液中应通入5%CO2和95%空气的混合气体B．图1实验中50 mM的Met处理72 h对肝癌细胞增殖的影响作用最大C．图2对照组是用生理盐水处理肝癌细胞72 h得到的实验结果D．由图2可推测Met可能抑制DNA复制而使肝癌细胞无法增殖解析：C　细胞培养的气体环境是5%CO2和95%空气的混合气体，A正确；图1实验中50 mM的Met处理72 h存活率最低，对肝癌细胞增殖的影响作用最大，B正确；根据单一变量原则，对照组应用不含Met的培养液培养肝癌细胞，C错误；由图2可推测Met可能抑制DNA复制而使肝癌细胞无法增殖，D正确。7．(2021·海口模拟)如图所示，核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必须的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列相关叙述正确的是(　　)A．B淋巴细胞及其自身融合细胞因含有转化酶可在HAT培养基上大量增殖B．杂交瘤细胞因为可以进行上述两个途径所以能在HAT培养基上大量增殖C．HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞都能分泌针对同一种抗原的抗体D．利用杂交瘤细胞制备的单克隆抗体可作为特异性探针研究相应抗原蛋白的结构解析：D　B淋巴细胞及其自身融合细胞均属于高度分化细胞，不能增殖，A错误；杂交瘤细胞只能通过补救合成途径在HAT培养基上大量增殖，B错误；HAT培养基上筛选出的杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生抗体，但不一定都能产生针对同一种抗原的抗体，C错误；利用杂交瘤细胞制备的单克隆抗体可作为特异性探针研究相应抗原蛋白的结构，D正确。8．(2021·日照二模)实践表明，普通的单克隆抗体易被人体的免疫系统识别为异源蛋白而被清除。为解决这一问题，科研工作者对人源性单克隆抗体进行了研究，具体的操作过程如下：先用人的抗体基因取代小鼠的抗体基因，获得转基因小鼠；然后从接受抗原刺激的转基因小鼠体内获取B淋巴细胞，使这些B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，经过筛选之后获得杂交瘤细胞用于单克隆抗体的制备。以下叙述错误的是(　　)A．获取转基因小鼠时，常用显微注射法将目的基因导入小鼠受精卵B．B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合时，可以利用灭活的病毒进行诱导C．对融合后获得的杂交瘤细胞进行培养即可获得大量的单克隆抗体D．人源性单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、抗原性低等特点解析：C　获取转基因小鼠时，常用显微注射法将目的基因导入小鼠受精卵，A正确；B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合时，可以利用灭活的病毒进行诱导，B正确；对融合后获得的杂交瘤细胞进行筛选，培养能产生特异性抗体的杂交瘤细胞可获得大量的单克隆抗体，C错误；人源性单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、抗原性低等特点，D正确。9．(2021·淄博二模)我国科研人员利用大鼠、小鼠两个远亲物种创造出世界首例异种杂合二倍体胚胎干细胞(AdESCs)，过程如图所示。该细胞可分化成各种杂种体细胞，为研究不同物种性状差异的分子机制提供了模型。相关叙述不正确的是(　　)A．单倍体囊胚1最可能由小鼠的卵细胞经体外诱导培养获得B．体外培养AdESCs需向培养液中添加动物血清等天然成分C．该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞D．AdESCs的染色体组数与大鼠—小鼠体细胞融合的杂种细胞相同解析：D　单倍体囊胚1能发育成孤雌单倍体胚胎干细胞，因此单倍体囊胚1最可能是由小鼠的卵子(卵细胞)发育而来，所采用的技术应为早期胚胎培养技术，A正确；动物细胞培养过程中，使用的培养液需添加动物血清等天然成分，B正确；由于物种间存在生殖隔离，自然情况下哺乳动物远亲物种间的配子往往无法完成受精作用，或者即便能完成受精也不能发育，该项技术突破生殖隔离获得了哺乳动物远亲物种的杂种细胞，C正确；结合题干信息和图示分析可知，该AdESCs是“杂合二倍体胚胎干细胞”，故体内有2个染色体组，但小鼠—大鼠杂交细胞是由体细胞融合产生的，因此杂交细胞中通常含有4个染色体组，两者染色体组数不同，D错误。二、不定项选择题10．(2021·泰安模拟)慢性粒细胞白血病(CML)患者的造血干细胞中，来自9号与22号染色体的片段融合，使基因abl与基因bcr首尾相接形成bcr/abl融合基因。bcr/abl融合基因编码的融合蛋白可激活mTOR蛋白，使白细胞过度增殖进而引发CML(如图)。抗mTOR单克隆抗体可通过抑制mTOR蛋白的作用从而治疗CML。下列有关分析正确的是(　　)A．bcr/abl融合基因的产生是基因突变的结果B．bcr/abl融合基因上启动子、终止子可能各只有1个C．诱导骨髓瘤细胞与浆细胞融合后获得的杂交瘤细胞分泌的抗体都能抗mTORD．抗mTOR单克隆抗体可大量制备，且治疗CML时该抗体的特异性强、灵敏度高解析：BD　根据题干信息和图示分析可知，bcr/abl融合基因的产生是染色体结构变异的结果，A错误；bcr/abl融合基因由基因abl与基因bcr首尾相接形成，且能够编码融合蛋白，说明融合基因是可以正确表达的，其可能只含有1个启动子和1个终止子，B正确；单克隆抗体的制备过程中，提取的浆细胞(B淋巴细胞)可能不止一种，因此诱导骨髓瘤细胞与浆细胞融合后获得的杂交瘤细胞分泌的抗体不一定都能抗mTOR，C错误；抗mTOR单克隆抗体可通过抑制mTOR蛋白的作用治疗CML，单克隆抗体的特点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备，D正确。11．(2021·烟台模拟)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培育能够产生SOD的农作物新品种的一种方式，下列有关叙述正确的是(　　)A．①过程中最常用的方法是采用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞B．②、③分别表示脱分化、再分化过程，无需严格的无菌操作C．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性D．利用植物组织培养生产SOD时，需要将外植体培养到胚状体解析：C　①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，B错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，将植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，C正确；利用植物组织培养生产SOD时，只需要将外植体培养到愈伤组织，D错误。12．(2021·徐州二模)三聚氰胺特异性抗体可用于检测乳制品中可能存在的微量三聚氰胺，然而三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须用大分子物质对三聚氰胺分子进行有效“扩容”。如图是三聚氰胺特异性抗体的制备过程。相关叙述正确的是(　　)A．过程①中常用灭活的病毒诱导细胞融合B．可以用蛋白质、果糖等物质使三聚氰胺“扩容”为抗原分子C．“扩容”后的三聚氰胺复合物进入小鼠体内能被吞噬细胞识别D．过程②原理之一是抗原－抗体的特异性反应解析：ACD　分析题图可知，过程①中常用灭活的病毒诱导细胞融合，A正确；果糖分子量过小不能使三聚氰胺“扩容”为抗原分子，B错误；“扩容”后的三聚氰胺复合物作为抗原进入小鼠体内能被吞噬细胞识别，C正确；过程②原理是利用抗原－抗体的特异性反应筛选能分泌所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。三、非选择题13．(2021·海口二模)凤梨草莓是一种外形酷似草莓，口感酷似凤梨的水果，被誉为“果中皇后”。如图表示利用现代生物技术改良野生草莓品系的过程。请回答下列问题：(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，应用了植物细胞工程中的________________技术，此技术的原理是____________________。(2)①过程中欲将目的基因导入四倍体草莓试管苗，获得抗虫草莓，通常要用到农杆菌，该过程中，首先要将目的基因插入__________________________上，这是因为____________________________________________________________________________________。除了该方法之外，将目的基因导入植物细胞的方法还有__________________________。(3)要想通过上述过程获得具有凤梨口味的抗虫草莓新品种，________(填“能”或“不能”)利用抗虫草莓和凤梨草莓进行杂交的方法获得可以稳定遗传的新品种，原因是____________________________________。从细胞工程技术角度考虑，可行的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)将野生绿色草莓的叶片离体组织培养成四倍体试管苗的过程，应用了植物细胞工程中的植物组织培养技术。此技术的原理是植物细胞的全能性。(2)①过程中欲将目的基因导入四倍体草莓试管苗，获得抗虫草莓，通常要用到农杆菌，该过程中，首先要将目的基因插入农杆菌中Ti质粒的T­DNA上，这是因为农杆菌中Ti质粒的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。除了该方法之外。将目的基因导入植物细胞的方法还有花粉管通道法。(3)要想通过②过程获得具有凤梨口味的抗虫草莓新品种。不能利用抗虫草莓和凤梨草莓进行杂交的方法获得可以稳定遗传的新品种，原因是抗虫草莓和凤梨草莓之间存在生殖隔离。从细胞工程技术角度考虑，可行的方法是先用花药离体培养分别获得单倍体，再利用植物体细胞杂交技术获得同时具有凤梨口味和抗虫特性的六倍体草莓。答案：(1)植物组织培养　植物细胞的全能性　(2)农杆菌中Ti质粒的T­DNA　农杆菌中Ti质粒的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞的染色体DNA上　花粉管通道法　(3)不能　抗虫草莓和凤梨草莓之间存在生殖隔离　先用花药离体培养分别获得单倍体幼苗，再利用植物体细胞杂交技术获得同时具有凤梨口味和抗虫特性的六倍体草莓14．(2021·枣庄模拟)基因剔除动物模型一直以来是开展基因功能研究的重要工具，其原理是通过导入外源分子使动物的某特定基因失活，进而培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。下图是制作某类基因剔除小鼠流程示意图。请据图回答相关问题：(1)图中①过程常用的技术是____________，②过程是________________。(2)体外受精时需要对精子进行________处理，然后与处于____________________期的卵母细胞在专用的受精溶液中完成受精过程。(3)为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，此时要对____________进行均等分割。请说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)研究发现人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关。你认为基因剔除技术可以为乳腺癌的治疗提供怎样的新思路：______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图中①过程常用显微注射技术，②是早期胚胎培养过程。(2)精子需要经过获能才能与成熟的卵母细胞(减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞)结合形成受精卵。(3)对囊胚阶段的胚胎进行分割移植时要对内细胞团进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。(4)由于人的SP1基因与乳腺癌细胞的异常表达和增殖密切相关，则可通过基因剔除技术使SP1基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变。答案：(1)显微注射　早期胚胎培养　(2)获能　减数分裂Ⅱ中　(3)内细胞团　内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育　(4)通过基因剔除技术使SP1基因失活，从而阻止乳腺细胞癌变15．(2021·大连模拟)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是妊娠后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于检测早孕。图甲是抗HCG单克隆抗体的制备流程示意图，其中X、Y表示细胞，a～f表示过程；图乙是医学上定量检测抗原的双抗体夹心法原理示意图，单克隆抗体可以增强该方法的效果。回答下列问题：(1)a过程培养的Y细胞是__________________，b过程常用的诱导细胞融合的方法有____________________________________________(答出三种即可)，d过程的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)f过程表示将杂交瘤细胞注射到小鼠________；单克隆抗体最主要的优点在于它的________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)据图分析，用双抗体夹心法检测抗原数量时，酶标抗体的作用是____________________________________________。上述方法中抗原至少需要含有________个抗体结合位点。现有多种抗HCG的单克隆抗体，欲筛选出两种适用于双抗体夹心法的单克隆抗体，可通过检测并比较________来确定。解析：(1)单克隆抗体技术是将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞相融合，故Y细胞是小鼠骨髓瘤细胞，诱导动物细胞融合的方法有灭活病毒诱导法、聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法等，d过程是将杂交瘤细胞放在特定的培养基中培养，目的是筛选获得只分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞群。(2)f过程表示将杂交瘤细胞注射到小鼠腹腔中，最终可在腹水中收集到大量单克隆抗体；单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，并可大量制备。(3)双抗体夹心法中，酶标抗体的作用是与待测抗原结合，并催化检测底物生成产物；图中抗原需要与两种抗体结合，因而抗原至少需要含有2个抗体结合位点；欲筛选出两种适用于双抗体夹心法的单克隆抗体，可通过检测并比较产物量来确定。答案：(1)小鼠骨髓瘤细胞　灭活病毒诱导法、聚乙二醇(PEG)融合法、电融合法等　筛选获得只分泌所需专一抗体的杂交瘤细胞群　(2)腹腔　特异性强、灵敏度高，并可大量制备　(3)与待测抗原结合，并催化检测底物生成产物　2　产物量   [教材拾遗]1．限制酶来源于原核生物，为什么不能切割自己的DNA分子？提示：限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点上进行切割。限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。2．PCR技术的原理是什么？在PCR反应过程中需要两种引物，原因是什么？提示：DNA半保留复制。DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，DNA聚合酶不能从头合成DNA，只能从3′端延伸DNA链。3．构建基因表达载体时，目的基因和载体分别使用两种限制酶切割，这样做的优点是什么？提示：用两种不同的限制性内切核酸酶进行切割能够使目的基因和载体定向连接，避免目的基因和载体分别发生自身环化以及目的基因与载体的反向连接，提高连接的有效性。4．如果转基因抗虫棉没有表现出抗虫性状，可能的原因是什么？提示：目的基因未成功导入；导入的目的基因未能成功表达；目的基因没有转录出mRNA；目的基因转录出的mRNA没有翻译成蛋白质。5．生产乳腺生物反应器构建基因表达载体时有什么特别要求？为什么？提示：必须把药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起。因为只有连接了乳腺蛋白基因的启动子，才能保证在雌性动物泌乳期相应的目的基因在其乳腺细胞内得以表达。6．利用转基因细菌能否直接生产干扰素等化学本质为糖蛋白的药物？为什么？提示：不能。因为细菌中只有核糖体，没有内质网和高尔基体等其他细胞器。7．你认为应该通过直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现对天然蛋白质进行改造？原因是什么？提示：应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造。主要原因有：①蛋白质具有十分复杂的空间结构，基因的结构相对简单，容易改造；②改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。能力一运用技术和工程思维分析基因工程的原理、操作和应用[核心整合]1．比较记忆基因工程的3种工具2．理解掌握基因工程的4个操作步骤(1)利用PCR技术获取和扩增目的基因(2)基因表达载体的构建(3)将目的基因导入受体细胞(4)目的基因的检测与鉴定[题点练通]围绕基因工程的基本操作工具和过程，考查对基础知识的理解能力1.(2021·烟台模拟)戊型肝炎病毒是一种RNA病毒，ORF2基因编码的结构蛋白(pORF2)构成病毒的衣壳。我国科研人员利用基因工程技术，在大肠杆菌中表达pORF2，制备戊型肝炎疫苗，过程如图。下列叙述正确的是(　　)A．过程①得到的ORF2基因含有两个游离的磷酸基团B．要使过程①得到的ORF2基因与过程③形成的片段连接形成重组质粒，必须先使用同一种限制酶切割C．过程⑤需要用聚乙二醇处理大肠杆菌使其处于感受态D．重组基因表达载体上的启动子需来源于戊型肝炎病毒解析：A　①为逆转录过程，得到的ORF2基因两端各有1个游离的磷酸基团，A正确；为了防止目的基因与质粒反向连接或自身环化，可以先使用两种限制酶分别切割目的基因与质粒，B错误；过程⑤需要用钙离子处理大肠杆菌使其处于感受态，C错误；重组基因表达载体上的启动子来源于载体，目的基因应该插在启动子和终止子之间，D错误。2．(多选)(2021·大连模拟)研究表明，服用α­干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。人参是一种名贵药材，具有较好的滋补作用。如图为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程，①～④表示相关的操作。若限制酶EcoR Ⅰ识别，BamHⅠ识别。下列选项正确的是(　　)A．步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列B．在过程③中T­DNA整合到受体细胞的染色体DNA上C．科研人员在两种引物的一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列，目的是方便后续的剪切和连接D．过程④中，科研人员最终未能检测出干扰素基因，其原因可能是干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞解析：ACD　步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是干扰素基因两端的部分核苷酸序列，A正确；过程③为将重组质粒导入根瘤农杆菌，而在侵染人参愈伤组织细胞时，T­DNA整合到受体细胞的染色体DNA上，B错误；由于需要用EcoR Ⅰ、BamH Ⅰ两种限制酶切割目的基因和质粒，因此科研人员还在两种引物的一端分别加上了GAATTC和GGATCC序列，以便于后续的剪切和连接，C正确；干扰素基因未能导入人参愈伤组织细胞或导入人参愈伤组织细胞的干扰素基因未能转录，这会导致不能检测出干扰素基因，D正确。围绕PCR技术原理和操作，考查科学思维能力3.(2021·全国甲卷)PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌，医生进行了相关操作：①分析PCR扩增结果；②从病人组织样本中提取DNA；③利用PCR扩增DNA片段；④采集病人组织样本。回答下列问题：(1)若要得到正确的检测结果，正确的操作顺序应该是______________(用数字序号表示)。(2)操作③中使用的酶是________。PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、________三步，其中复性的结果是________________________________________________________________________。(3)为了做出正确的诊断，PCR反应所用的引物应该能与______________特异性结合。(4)PCR(多聚酶链式反应)技术是指____________________________________________________________________________________________________________________。该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。解析：(1)为了检测病人是否感染了某种病原菌，首先应采集病人组织样本，然后从病人组织样本中提取DNA，利用PCR扩增DNA片段后，再分析PCR扩增结果，所以正确的操作顺序是④②③①。(2)PCR技术中用到的DNA聚合酶是Taq酶，又称热稳定DNA聚合酶，PCR反应中的每次循环可分为变性、复性和延伸三步。复性是温度下降到50  ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。(3)PCR反应所用引物要根据需要扩增的目标DNA的碱基序列来设计，要检测是否感染病原菌，应根据该病原菌的DNA碱基序列合成引物，这样PCR反应所用的引物会与某种病原菌的DNA特异性结合。(4)PCR技术是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术，通过这一技术，可以在短时间内大量扩增目的基因。答案：(1)④②③①　(2)Taq酶(热稳定DNA聚合酶)　延伸　引物通过碱基互补配对与单链DNA结合　(3)病原菌DNA　(4)在生物体外大量快速扩增特定DNA片段的技术4．(2021·江西模拟)研究人员利用小鼠的单倍体ES细胞(只有一个染色体组)，成功培育出转基因小鼠。其主要技术流程如图所示，请分析回答下列问题：(1)利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物外，还应含有__________________；引物应选用图乙中的________(填图中字母)。(2)在基因工程操作步骤中，过程①②称为____________________。已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞。结合图甲推测，过程①选用的2种限制酶是________(填图中的编号)，③处的培养液应添加________(填“氨苄青霉素”或“G418”)。(3)图中桑葚胚需通过__________技术移入代孕小鼠子宫内继续发育，进行该操作前需对受体小鼠进行__________处理。解析：(1)利用PCR技术可以扩增目的基因，PCR反应体系中除含缓冲液、模板DNA、四种脱氧核苷酸和引物以外，还应含有耐高温的DNA聚合酶；根据引物的延伸方向可知，应该选择引物A和D，可以扩增2种引物之间的序列。(2)过程①②即构建基因表达载体的过程。已知氨苄青霉素不能有效杀死小鼠细胞，而一定浓度的G418能有效杀死不具有Neor的小鼠细胞。故应保留G418抗性基因，过程1应该选用Ⅰ、Ⅱ进行切割，③处的培养液应添加G418，对目的基因进行筛选。(3)图中桑葚胚需通过胚胎移植移入代孕小鼠子宫内继续发育，进行胚胎移植前需对受体小鼠进行同期发情处理，让供受体处于相同的生理状态。答案：(1)耐高温的DNA聚合酶　A和D　(2)基因表达载体的构建　Ⅰ和Ⅱ　G418　(3)胚胎移植　同期发情能力二归纳概括蛋白质工程与生物技术的安全性和伦理问题[核心整合]1．图解记忆蛋白质工程2．辨析与生物技术伦理问题有关的2组概念(1)治疗性克隆与生殖性克隆(2)试管婴儿与设计试管婴儿[题点练通]整合蛋白质工程与基因工程，考查综合知识的融会贯通能力1.(2021·日照一模)新冠病毒通过其表面刺突蛋白(S蛋白)的受体结合域(RBD)与人体细胞表面的ACE2受体相互作用，侵入人体细胞。研究人员设计并合成了一种自然界不存在的LCB1蛋白药物，可识别并紧密结合S蛋白的RBD，以干扰新冠病毒的感染。下列叙述错误的是(　　)A．LCB1可能与ACE2受体的某些区域结构类似B．LCB1可以依据S蛋白的RBD结构进行设计C．LCB1是通过细胞中原有的基因表达产生的D．LCB1的设计和合成是通过蛋白质工程实现的解析：C　由题干信息分析可知，新冠病毒是通过其表面的S蛋白的RBD与人体细胞表面的ACE2受体相互作用；而人工合成的LCB1可识别并紧密结合S蛋白的RBD，阻止S蛋白的RBD与ACE2受体结合，这说明LCB1可能与ACE2受体的某些区域结构类似，A正确；由题干信息分析可知，人工合成的LCB1可以与S蛋白的RBD结合，故LCB1可以依据S蛋白的RBD结构进行设计，B正确；LCB1是人工设计并合成的一种自然界不存在的蛋白质，故LCB1并不是通过细胞中原有的基因表达产生的，C错误；LCB1是人工设计并合成的一种自然界不存在的蛋白质，而基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，故LCB1的设计和合成是通过蛋白质工程实现的，D正确。2．(2021·青岛二模)基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组DNA及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。如图1为某研究所制备小鼠抗甲肝病毒抗体的流程图。回答下列问题。(1)实验室构建重组质粒时，为保证目的基因与载体的正确连接，过程①最好选择的限制酶是__________________________。(2)在重组质粒中，目的基因首端的启动子能够________________，从而驱动目的基因的转录。除启动子之外，重组质粒还应该包含____________________________________。(3)为了筛选出导入目的基因的骨髓瘤细胞，可以在过程③的培养液中添加__________，过程③所获得的细胞具有______________________________________________的特点。(4)临床试验发现，过程⑤提取的小鼠抗甲肝病毒抗体具有外源性，容易被人体的免疫系统清除，从而导致其治疗效果大大降低。如图2抗体中的A区是与抗原特异性结合的区域，B区是引起人体免疫反应的区域。若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，请提出合理的改造思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图中EcoRⅤ会破坏目的基因，故不能用于切割目的基因，目的基因和载体共同含有的限制酶还有EcoRⅠ和BamHⅠ，为了保证目的基因与载体的正确连接，应该选择EcoRⅠ和BamHⅠ切割目的基因和载体。(2)RNA聚合酶可以与目的基因的启动子结合，驱动转录。重组质粒应该包含目的基因、启动子、终止子、标记基因等。(3)重组质粒中含有青霉素抗性基因，故可以在过程③的培养液中添加青霉素，来筛选导入目的基因的骨髓瘤细胞。过程③所获得的细胞是含有目的基因的骨髓瘤细胞，既能大量增殖，又能产生足够数量的抗甲肝病毒抗体。(4)由于B区是引起人体免疫反应的区域，若要避免小鼠抗甲肝病毒抗体被人体免疫系统清除，采用蛋白质工程技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上的B区域进行改造，或替换成人体相应抗体的B区，进而降低人体对该抗体的免疫排斥。答案：(1)EcoRⅠ和BamHⅠ　(2)与RNA聚合酶结合　终止子、目的基因、标记基因(复制原点)　(3)(适量的)青霉素　既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体(抗甲肝病毒抗体)　(4)采用蛋白质工程技术将小鼠抗甲肝病毒抗体上的B区域进行改造，或替换成人体相应抗体的B区，进而降低人体对该抗体的免疫排斥借助生物技术的安全性和伦理问题，考查社会责任3.(2021·山东模拟)2018年11月，世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生。这项研究用到了能够精确定位并修饰基因的基因编辑技术，即基因编辑时用约为头发二十分之一细的针把CaS9蛋白和特定的RNA引导序列注射到受精卵中，对CCR5基因进行修改，预期婴儿出生后能天然抵抗人类免疫缺陷病毒，关于该技术的安全性问题，下列说法错误的是(　　)A．基因编辑时，引导序列可能发生变异，导致剪切错误，造成不可预知的后果B．经过基因编辑的个体，有可能影响基因选择性表达，而导致其他疾病的产生C．依据我国法律，将基因编辑技术应用于治疗性克隆，符合人类伦理道德D．只要加强监管、完善法律法规、完善技术手段，不需担心基因编辑技术的安全性解析：D　基因编辑时的引导序列是RNA，RNA的碱基序列改变可能导致识别错误，进而导致剪切错误，造成不可预知的后果，A正确；基因编辑后，基因的序列发生改变，基因的表达具有选择性，可以相互影响，基因选择性表达受干扰后，容易导致某些疾病的产生，B正确；依据我国法律，生殖性克隆不符合人类伦理道德，治疗性克隆符合人类伦理道德，C正确；基因编辑技术仍存在一定的安全性，所以要理性看待，D错误。4．(2021·大连模拟)我国禁止生殖性克隆人，但不反对治疗性克隆。如图表示治疗性克隆的部分过程，下列有关叙述正确的是(　　)A．细胞A常用受精卵，过程①表示细胞核移植B．囊胚阶段的内细胞团具有发育的全能性C．通过过程④形成的不同细胞的遗传物质会出现差异D．图示过程获得肝细胞等体现了细胞核的全能性解析：B　细胞A常用处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞，过程①表示细胞核移植，A错误；囊胚阶段的胚胎已经分化形成内细胞团和滋养层，其中内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，具有发育的全能性，B正确；过程④的实质是基因的选择性表达，形成的不同细胞的遗传物质没有差异，C错误；图示过程获得的不是完整的新个体，故不能体现细胞核的全能性，D错误。[考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·广东高考)非细胞合成技术是一种运用合成生物学方法，在细胞外构建多酶催化体系，获得目标产物的新技术，其核心是各种酶基因的挖掘、表达等。中国科学家设计了4步酶促反应的非细胞合成路线(如图)，可直接用淀粉生产肌醇(重要的医药食品原料)，以期解决高温强酸水解方法造成的严重污染问题，并可以提高产率。回答下列问题：(1)研究人员采用PCR技术从土壤微生物基因组中扩增得到目标酶基因。此外，获得酶基因的方法还有__________________________(答出两种即可)。(2)高质量的DNA模板是成功扩增出目的基因的前提条件之一。在制备高质量DNA模板时必须除去蛋白，方法有________________(答出两种即可)。(3)研究人员使用大肠杆菌BL21作为受体细胞、pET20b为表达载体分别进行4种酶的表达。表达载体转化大肠杆菌时，首先应制备____________细胞。为了检测目的基因是否成功表达出酶蛋白，需要采用的方法有____________。(4)依图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。若这些酶最适反应条件不同，可能导致的结果是______________________。在分子水平上，可以通过改变________________________________，从而改变蛋白质的结构，实现对酶特性的改造和优化。解析：(1)获得目的基因的方法除PCR技术外，还有从基因文库中获取、人工合成等方法。(2)蛋白酶可分解蛋白质，但不会分解DNA；蛋白质在高温条件下会变性失活，而DNA虽然在高温时会变性，但在低温时又会复性，因此在制备高质量的DNA模板时，去除蛋白可采用酶解法或高温处理。(3)将大肠杆菌作为基因工程的受体细胞时，首先应用Ca2＋处理，使其成为能吸收外界DNA的感受态细胞。检测目的基因是否成功表达出酶蛋白可采用抗原—抗体杂交技术。(4)酶的作用条件有适宜的温度、pH等，温度过低，酶的活性会降低，温度过高、强酸或强碱的情况下，酶的活性会降低甚至失活，依据题图所示流程，在一定的温度、pH等条件下，将4种酶与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系，这4种酶的最适反应条件不同，会导致可溶性淀粉的分解效率降低。可通过蛋白质工程实现对酶特性的改造和优化，在分子水平上，改变酶相应基因的碱基序列，从而改变酶蛋白的结构，最终实现优化酶特性的目的。答案：(1)从基因文库中获取、人工合成　(2)酶解法(使用蛋白酶进行水解)、高温处理　(3)感受态　抗原—抗体杂交技术　(4)可溶性淀粉的分解效率降低　酶相应基因的碱基序列情境二　学习探索情境2．(2020·山东等级考)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需的酶是______________________，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为________。(2)根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了______________________________，从而改变了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列________(填“发生”或“不发生”)改变，原因是______________________________________。(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA，经________过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA，原因是______________________________________________。(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为________，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA连接酶能将DNA片段拼接起来。将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与。转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合，从而改变了Wx基因的转录水平，使直链淀粉合成酶基因的表达量改变。根据题干信息可知，基因编辑系统是对启动子序列进行定点编辑，由于编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子，所以与野生型水稻相比，3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列没有发生变化。(3)用从各品系胚乳中提取的总RNA合成总cDNA的过程为逆转录，需要逆转录酶的参与。由于引物能与Wx基因的cDNA特异性结合，故通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA。(4)mRNA是蛋白质合成的直接模板，根据题图分析可知，4个品系中品系3的Wx mRNA量最低，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强。答案：(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶　转化　(2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合　不发生　编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子　(3)逆转录(或反转录)　引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或引物能与Wx基因的cDNA特异性结合)(4)品系3　品系3的Wx mRNA最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强[命题预测]1．CCR5是人体的正常基因，其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV­Ⅰ(人类免疫缺陷病毒Ⅰ型)感染的“入口”。有学者用“CRISPR/Cas9”技术对该基因进行定点编辑后植入志愿者体内，诞生了两位婴儿，这就是学术界和社会伦理界引起激烈争论的“基因编辑婴儿”事件。图1、图2分别为相关的技术原理和实施过程。(1)将Cas9蛋白和向导RNA序列注入受精卵的方法称为__________。据图推测，“CRISPR/Cas9”技术中，首先由向导RNA引导定位至目标DNA序列，然后由Cas9蛋白将DNA切断，其作用结果类似于基因工程中________的作用。基因编辑过程中可能会产生“脱靶”(对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑)现象，最可能的原因是________________________________________________________________________。(2)细胞对被切断的DNA进行重新连接前大都会随机切掉或增加几个碱基对，此过程导致的变异属于________。胚胎2的两个变异CCR5基因编码的蛋白质中，氨基酸数目都可能减少，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，从而实现了__________________________。(3)基因编辑婴儿事件，引起中国医学与科技界的普遍震惊与强烈谴责。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)将Cas9蛋白和向导RNA序列注入受精卵的方法称为显微注射法；结合题意，向导RNA引导定位至目标DNA序列，然后由Cas9蛋白将DNA切断，这两种物质的作用结果类似于基因工程中限制酶的作用，即可以识别特定序列，并在特定位点进行切割；结合题干信息“首先由向导RNA引导定位至目标DNA序列”，故若在基因编辑过程中对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑现象，最可能的原因是其他基因中也具有向导RNA的识别序列。(2)基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、替换或缺失，若细胞对被切断的DNA进行重新连接前大都会随机切掉或增加几个碱基对，此过程导致的变异属于基因突变；基因的表达包括转录和翻译，其中翻译过程中氨基酸是由mRNA上三个相邻碱基决定的，若胚胎2的两个变异CCR5基因编码的蛋白质中，氨基酸数目都可能减少，原因是碱基对的增添或缺失都会导致终止密码子的提前出现；结合题意“CCR5是人体的正常基因，其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV­Ⅰ感染的入口”可推测：变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，缺少了感染的入口，从而实现了对HIV­Ⅰ的抗性。(3)由于人类生殖系的基因编辑还存在诸多科学技术层面、社会层面以及伦理道德层面的问题，其应用的安全风险目前尚无法评估，一旦被编辑的基因进入人类基因库，影响不可逆、也不受地域限制，故基因编辑婴儿事件，引起中国医学与科技界的普遍震惊与强烈谴责。答案：(1)显微注射法　限制酶　其他基因中也具有向导RNA的识别序列　(2)基因突变　碱基对的增添或缺失都会导致终止密码子的提前出现　对HIV­Ⅰ的抗性　(3)人类生殖系的基因编辑还存在诸多科学技术层面、社会层面以及伦理道德层面的问题，其应用的安全风险目前尚无法评估，一旦被编辑的基因进入人类基因库，影响不可逆、也不受地域限制2．对于新型冠状病毒的检测手段主要为利用荧光PCR试剂盒对其核酸进行检测。其原理是通过提取病人样本中的RNA，进行反转录­聚合酶链式反应(RT­PCR，即先通过逆转录酶反转录成cDNA，然后以其为模板进行PCR扩增)，通过扩增反应将样本中微量的病毒信息加以放大，最后以荧光的方式读取信号。如果PCR之后信号为阳性，那么就可说明样本中存在着病毒(已经感染)，反之则说明没有感染。(1)PCR扩增时在加入一对引物的同时还需加入一个特异性的荧光探针，其两端分别标记一个报告基团和一个淬灭基团。如图所示，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；Taq 酶在催化子链延伸时，还具有外切酶活性，它可以沿着________(填“5′→3′”或“3′→5′”)方向将探针酶切降解，使报告基团和淬灭基团分离。通过该技术实现了荧光信号的变化与PCR产物的形成完全同步的原因是________________________________________________________________________。(2)利用RT­PCR试剂盒对新型冠状病毒进行检测时，除借助上述RT­PCR技术外，还需要有特异性探针。制作该探针的依据是_______________________________________。(3)为了预防、控制该病的发生、流行，科学人员正在紧急研发相应的疫苗，其中利用灭活的病毒制备的疫苗称为灭活疫苗，这里的“灭活”是指利用物理或化学手段使病毒失去________，但是并不破坏病原体的__________。此外，还可以利用____________技术来表达抗原蛋白，以大规模生产疫苗。解析：(1)DNA复制时子链延伸的方向都是从5′→3′，因此Taq酶在催化子链延伸时，还具有外切酶活性，它可以沿着5′→3′方向将探针酶切降解；PCR扩增时在加入一对引物的同时还需加入一个特异性的荧光探针，探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收，但PCR技术扩增过程中，Taq酶可将探针酶切降解，使报告基团和淬灭基团分离，导致荧光强度随着DNA扩增次数的增加而不断增大，从而实现了荧光信号的变化与PCR产物的形成完全同步。(2)探针是指被放射性同位素标记或荧光标记的一段单链核酸，因此制作该探针的依据是新型冠状病毒的核苷酸序列；利用该探针对新型冠状病毒进行检测的原理是分子杂交。(3)灭活疫苗中的“灭活”是指利用物理或化学手段使病毒失去感染能力，但是并不破坏病原体的抗原结构。此外，还可以利用基因工程技术来表达抗原蛋白，以大规模生产疫苗。答案：(1)5′→3′　随着DNA扩增次数的增加，荧光的强度会逐渐增大　(2)新型冠状病毒的(核糖)核苷酸序列　(3)感染能力　抗原结构　基因工程[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·山东模拟)矮牵牛花瓣紫色的深浅由花青素的含量高低决定，花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成。为获得紫色更深的矮牵牛，科研人员将CHS基因导入野生型紫花矮牵牛叶肉细胞中，得到的转基因植株花色反而出现了浅紫色。下列叙述正确的是(　　)A．可以从矮牵牛的幼嫩叶肉细胞中将逆转录酶和PCR技术相结合，获取CHS基因B．农杆菌转化法和基因枪法都可以将获得的CHS基因直接导入叶肉细胞中完成转化过程C．可以用同位素标记的CHS基因检测目的基因是否成功导入叶肉细胞D．转基因植株花色为浅紫色的原因可能是CHS基因与载体反向连接，转录出的mRNA与内源基因的mRNA互补解析：D　CHS基因只在花瓣细胞中表达，因此可以从矮牵牛的花瓣细胞中将逆转录酶和PCR技术相结合，获取CHS基因，A错误；将目的基因导入受体细胞前需要先构建基因表达载体，B错误；叶肉细胞本身就含有CHS基因，因此不可以用同位素标记的CHS基因检测目的基因是否成功导入叶肉细胞，C错误；转基因植株花色为浅紫色的原因可能是CHS基因与载体反向连接，转录出的mRNA与内源基因的mRNA互补，D正确。2．(2021·宁德模拟)将小菜蛾细胞的羧酸酯酶基因(CarE)导入水稻细胞，培育抗农药水稻新品种，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)A．必须将含CarE基因的质粒导入水稻的受精卵B．构建重组质粒时，应选用PstⅠ和SmaⅠ分别切割质粒和含CarE基因的DNAC．Tetr的作用是鉴别和筛选含CarE基因的细胞D．通过检测表达产物来判断CarE基因在水稻细胞中是否发挥作用解析：A　含CarE基因的质粒不一定要导入水稻的受精卵，但是导入受精卵的效果更好，A错误；构建重组质粒时，应选用PstⅠ和Sma Ⅰ分别切割质粒和含CarE基因的DNA，B正确；Tetr是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，C正确；通过检测表达产物来判断CarE基因在水稻细胞中是否发挥作用，D正确。3．(2021·海南模拟)图1表示某重组质粒的构建过程，质粒P0具有四环素抗性基因(Tetr)和氨苄青霉素抗性基因(Ampr)，并且含有限制性内切核酸酶EcoR V的酶切位点。为筛选出含有重组质粒P1的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到甲、乙、丙三类菌落，三类菌落形态相同，其生长情况如图2。下列叙述正确的是(　　)A．甲类菌落可能同时导入了P0和P1质粒B．乙类菌落扩大培养后可用于生产C．丙类菌落可能导入了含反向连接目的基因的质粒D．用玻璃刮刀将无抗生素平板上的菌落按位置接种到其他三个平板上解析：A　由题图分析可知，甲既抗氨苄青霉素，又抗四环素，可能同时转入了P0和P1质粒，也可能只转入了P0质粒，A正确；乙类菌落不抗四环素，但抗氨苄青霉素，转入了P1质粒，但还需要进一步的鉴定，例如抗原—抗体杂交后，才能进行扩大培养进行生产，B错误；丙类菌落既不抗四环素，也不抗氨苄青霉素，不含质粒，C错误；应该用接种环将菌落接种到其他平板上，D错误。4．(2021·海淀区二模)OsGLO1、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接，构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示)，利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新代谢途径，提高了水稻的产量。下列叙述正确的是(　　)A．可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量B．四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板C．应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞　　D．四个基因都在水稻叶绿体内进行转录和翻译解析：A　可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带相对量越多，表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高，A正确；由题图可知，在同一个T­DNA中OsGLO1启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，四个基因转录时不都以DNA的同一条单链为模板，B错误；卡那霉素抗性基因不在T­DNA中，而潮霉素抗性基因在T­DNA中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C错误；由题意知，利用农杆菌转化法转化水稻，可使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体中进行翻译，D错误。5．(2021·济南模拟)Mischel的研究团队对来自117位病人的肿瘤细胞系、8个非癌性人类细胞样本和10个永生非癌细胞系共2 572个细胞进行研究，通过成像软件检测发现几乎40%的癌症类型和近90%的脑部肿瘤异种移植模型均含有大量似“甜甜圈”般的环状DNA(ecDNA)，而在正常细胞中几乎从未检测到。存在于染色体外的ecDNA没有着丝粒，有利于较远距离的增强子(起增加基因表达的作用)发挥作用。如图为ecDNA的形成过程及增强子与致癌基因相互作用的示意图。下列叙述错误的是(　　)A．ecDNA上癌基因大量表达的原因之一是环状结构改变了增强子与癌基因的位置，加强了表达B．与染色体平均分配不同，ecDNA往往随机分配到子细胞内C．ecDNA可能存在于细胞核，它的遗传不符合孟德尔遗传规律D．图中的癌基因可能是抑癌基因，其表达产物量增多可促进细胞分裂解析：D　由题意知：绝缘子能阻断某些基因增强子的作用，癌细胞中的大量环状DNA(ecDNA)的出现，改变了增强子与癌基因的位置，导致原本不能发挥作用的较远距离的增强子能发挥作用，从而增强癌基因的表达，A正确；由于ecDNA没有着丝粒，因此在复制以后无法由纺锤丝牵引实现平均分配，ecDNA往往随机分配到子细胞内，B正确；癌细胞的ecDNA是存在于染色体外的环状DNA且没有着丝粒，在减数分裂过程中不会随染色体发生分离和自由组合，其遗传不符合孟德尔遗传规律，C正确；由题意可知，癌细胞中的ecDNA为环状且没有着丝粒，有利于较远距离的增强子发挥作用，所以ecDNA上的癌基因会比染色体上的癌基因的表达强烈；根据癌细胞增殖的特点可以推测，ecDNA上的癌基因的表达产物量增多可促进细胞分裂。正常细胞中的抑癌基因可以抑制细胞不正常的增殖，因此图中的癌基因不可能是抑癌基因，D错误。6．(2021·辽宁模拟)科学研究发现Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，通过与其相应的配体结合调控细胞增殖、分化和凋亡等。为了研究Notch基因表达产物的功能，科学家构建含Notch基因的重组质粒，并在大肠杆菌中表达。下列相关分析错误的是(　　)A．可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因B．利用PCR技术扩增目的基因时，高温代替了解旋酶的功能C．可通过核酸分子杂交的方法判断导入的基因是否成功表达D．基因表达载体的构建是基因工程的核心解析：C　获取目的基因的方法有从基因文库中获取、利用PCR扩增、人工合成等，故可以用逆转录的方法和PCR技术获得Notch基因，A正确；利用PCR技术扩增目的基因时，高温可以将DNA双链打开，代替了解旋酶的功能，B正确；判断导入的基因是否成功表达，需要用抗原—抗体杂交技术，C错误；基因表达载体的构建是基因工程的核心，D正确。7．(2021·滨州一模)构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5′­P变成5′­OH，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5′­OH与3′­OH不能连接而形成切口(nick)。下列说法错误的是(　　)A．经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化B．外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理C．T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端D．重组DNA经过2次复制可得到不含nick的子代DNA解析：B　将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5′­OH与3′­OH不能连接而形成切口(nick)，因此经碱性磷酸单酯酶处理的载体不会发生自身环化，A正确；外源DNA不能用碱性磷酸单酯酶处理，如用碱性磷酸单酯酶处理，载体与外源DNA无法连接形成重组DNA，B错误；T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，C正确；DNA是半保留复制，重组DNA经过2次复制，可得到2个不含nick的子代DNA，D正确。8．(2021·历城区模拟)酿酒酵母(一种酵母菌)在无氧条件下可以将木糖转化为乙醇。首先，木糖还原酶利用NADPH(还原型辅酶Ⅱ)将木糖转化为木糖醇，然后木糖醇脱氢酶利用NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)将木糖醇转化为木酮糖，后者在其他条件下进一步转化为乙醇。科学家利用蛋白质工程对相关酶进行改造，显著提高了乙醇的产量。下列相关说法错误的是(　　)A．NADPH供氢给木糖后不会转化为NAD＋B．若两种酶的比例不平衡，可能会造成木糖醇积累C．酿酒酵母的线粒体在无氧条件下基本不发挥作用D．科学家对相关酶改造的过程中，需要合成全新的基因解析：D　NADPH供氢给木糖后转化为NADP＋，A正确；根据题干信息，“木糖还原酶利用NADPH(还原型辅酶Ⅱ)将木糖转化为木糖醇，然后木糖醇脱氢酶利用NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)将木糖醇转化为木酮糖，后者在其他条件下进一步转化为乙醇”，所以若两种酶的比例不平衡，可能会造成木糖醇积累，B正确；酿酒酵母在无氧条件下进行无氧呼吸，场所是细胞质基质，线粒体基本不发挥作用，C正确；科学家对相关酶改造的过程中，需要对基因进行改造，而不是合成全新的基因，D错误。9．(2021·泰安模拟)经研究发现，PVY­CP基因位于某种环状DNA分子中。将PVY­CP基因导入马铃薯，使之表达即可获得抗PVY病毒的马铃薯。如图表示构建基因表达载体的过程，相关酶切位点如下表。以下说法错误的是(　　)A．推测Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似B．由步骤③获取的目的基因有1个黏性末端C．步骤④应选用的限制酶是BamH Ⅰ和Sma ⅠD．NPTⅡ基因可能是用于筛选的标记基因解析：C　由图可知，步骤②中用Klenow酶处理后，黏性末端变成平末端，说明Klenow酶能催化DNA链的合成，从而将DNA片段的黏性末端变成平末端，故Klenow酶的功能与DNA聚合酶类似，A正确；经过步骤③后，目的基因(PVY­CP)的一侧是BamH Ⅰ切割形成的黏性末端，另一侧是平末端，B正确；目的基因有一个黏性末端和一个平末端，且质粒是顺时针转录，所以步骤④中应该使用的限制酶是Bgl Ⅱ、Sma Ⅰ，C错误；NPT Ⅱ基因可能是用于筛选的标记基因，D正确。二、不定项选择题10．(2021·章丘区模拟)如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切核酸酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述，错误的是(　　)A．将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，在DNA连接酶作用下，生成的由两个DNA片段连接形成的产物有两种B．DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键C．为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化，酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠD．能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞中已成功导入该目的基因解析：ABD　根据题意，目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，将含有目的基因的DNA用EcoRⅠ酶切，会得到目的基因片段；根据质粒的简图可知，将质粒用EcoRⅠ酶切，会得到与质粒周长等长的链状DNA；因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切，在DNA连接酶作用下，可生成目的基因—目的基因片段、目的基因—质粒片段、质粒—质粒片段三种产物，A错误；DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒，该过程形成四个磷酸二酯键，B错误；EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列不同，获取目的基因和切割质粒时，同时选用EcoRⅠ和BamHⅠ切割，目的基因两端形成的末端不同，切割后的质粒两端形成的末端不同，再用DNA连接酶连接，可以防止目的基因反向连接和质粒自身环化，C正确；导入普通质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌都能在含青霉素的培养基中生长，因此能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞不一定含有目的基因，D错误。11．(2021·大连模拟)转基因小鼠肿瘤模型的建立为肿瘤研究带来了巨大变化，转基因动物模型也成为致癌性研究的重要选择之一，应用转基因小鼠模型进行化学物质致癌性研究越来越受到重视和认可。目前，精子载体法逐渐成为最具诱惑力的制备转基因动物的方法之一。该方法以精子作为外源基因载体，使精子携带外源基因进入卵细胞。如图表示利用该方法制备转基因鼠的基本流程。下列说法正确的是(　　)A．PCR扩增外源基因时，应根据外源基因设计引物碱基序列B．导入外源基因的精子与卵细胞结合即可完成转化C．②采用体外受精技术，受精的标志是观察到两个极体D．②③过程所用培养液的成分相同且都加入动物血清解析：AC　PCR扩增外源基因时，应根据外源基因设计引物碱基序列，A正确；将外源基因导入精子后即可完成转化，B错误；②采用体外受精技术，受精的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，C正确；②为体外受精过程，③为早期胚胎培养过程，前者在获能溶液或专用的受精溶液中进行，后者在发育培养液中进行，这两个过程所用培养液的成分不完全相同，D错误。12．(2021·丹东二模)胰岛素皮下注射用于治疗糖尿病，但胰岛素注射后易在皮下堆积，需较长时间才能进入血液，进入血液后又易被分解，因此治疗效果受到影响。如图是新的速效胰岛素的生产过程，有关叙述错误的是(　　)A．新的胰岛素的产生是依据基因工程原理完成的B．新的胰岛素生产过程中不涉及中心法则C．新的胰岛素产生过程中最困难的一步是由胰岛素分子结构推测氨基酸序列D．若用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌解析：B　生产新的胰岛素属于蛋白质工程，是依据基因工程原理完成的，A正确；新的胰岛素生产过程中涉及中心法则，B错误；新的胰岛素生产过程中最关键也是最困难的一步是由胰岛素分子结构推测氨基酸序列，C正确；若要利用大肠杆菌生产新的胰岛素，常用Ca2＋处理大肠杆菌以导入修饰改造好的胰岛素基因，D正确。三、非选择题13．(2021·新疆模拟)幽门螺旋杆菌是一种很容易传染的细菌，尤其是家庭内部成员之间，发生交叉感染的概率很高。幽门螺旋杆菌感染与胃炎、消化道溃疡、胃癌等主要上消化道疾病密切相关。某高校研发的幽门螺旋杆菌疫苗为基因工程疫苗，其有效成分是该菌表面的一种蛋白质。请回答下列有关问题：(1)细菌表面的蛋白质可作为________，刺激人体的免疫系统产生相关生理反应。(2)在疫苗的制备过程中，可通过细菌表面蛋白质的氨基酸序列推测出目的基因的______________序列，人工合成该目的基因，再利用________技术对目的基因进行扩增。(3)基因工程的核心步骤是________________的构建，该过程构建的产物中除了目的基因外，还必须有启动子、终止子和____________。(4)目的基因进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持并表达的过程，称为________。利用动物乳腺生物反应器生产该疫苗时，需用____________技术将目的基因导入动物的受精卵中，再利用胚胎工程将受精卵培育成转基因动物，若该转基因动物的乳腺细胞没有分泌出目标蛋白质，分析其原因可能是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。解析：(1)细菌表面的蛋白质可作为抗原，刺激人体的免疫系统产生相关特异性免疫。(2)在疫苗的制备过程中，可通过细菌表面蛋白质的氨基酸序列推测出目的基因的脱氧核苷酸序列，人工合成该目的基因，再利用PCR技术对目的基因进行扩增。(3)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，载体应含有目的基因、启动子、终止子和标记基因。(4)目的基因进入受体细胞，并在受体细胞内维持稳定并表达的过程，称为转化。利用动物乳腺生物反应器生产该疫苗时，需用显微注射技术将目的基因导入动物的受精卵中，再利用胚胎工程将受精卵培育成转基因动物，若该转基因动物的乳腺细胞没有分泌出目标蛋白质，其原因可能是目的基因未导入受体细胞、目的基因不能在转基因生物的乳腺细胞内表达。答案：(1)抗原　(2)脱氧核苷酸　PCR　(3)基因表达载体　标记基因　(4)转化　显微注射　目的基因未导入受体细胞、目的基因不能在转基因生物的乳腺细胞内表达14．(2021·烟台二模)长期高血糖可引发血管细胞衰老。科研人员为研究S蛋白在因高血糖引发的血管细胞衰老中的作用，以腺病毒为载体将编码S蛋白的S基因导入血管细胞，实现S蛋白在血管细胞中的大量表达。(1)腺病毒的遗传物质为DNA，其复制需要E1、E2、E3基因共同完成。为将S基因导入腺病毒，科研人员首先构建了含S基因的重组质粒，如图1所示。在构建含S基因的重组质粒时，通过____________________________________的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。将图1中含S基因的重组质粒用________酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；将其导入A细胞(A细胞含有E3基因，可表达E3蛋白)，如图2所示。腺病毒DNA在A细胞内能够__________________________________，从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。(2)综合上述信息，从生物安全性角度分析重组腺病毒载体的优点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出2点)。(3)用含S基因的重组腺病毒分别感染正常人及糖尿病患者的血管细胞，使S蛋白在血管细胞中大量表达。对正常人、糖尿病患者及二者转入S基因后血管细胞中能促进细胞衰老的Ⅰ蛋白进行检测，结果如图3所示(颜色越深代表表达量越高)。可用________________法检测Ⅰ蛋白的表达量，实验结果显示________________血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在构建含S基因的重组质粒时，通过设计S基因特异的引物进行PCR的方法可鉴定重组质粒是否插入了S基因。根据图1中限制酶切割位点可知，图1中含S基因的重组质粒用Pac Ⅰ 酶切割后，获得改造后的腺病毒DNA；腺病毒DNA在A细胞内能够复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成从而产生大量重组腺病毒，腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上。(2)重组腺病毒载体的优点是只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因。(3)检测Ⅰ蛋白的表达量可用抗原—抗体杂交法，图3中显示糖尿病患者血管细胞中Ⅰ蛋白表达量最高，推测S蛋白对高血糖引发的血管细胞衰老的作用及机制是S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老。答案：(1)设计S基因特异的引物进行PCR(或用S基因特异序列作为探针进行核酸分子杂交)　PacⅠ　复制并指导腺病毒外壳蛋白的合成　(2)重组腺病毒只能在A细胞中复制，即使侵染其他细胞，也不能复制；重组腺病毒进入宿主细胞后不整合到宿主细胞染色体上；腺病毒是人工改造的载体，不含致病基因　(3)抗原—抗体杂交　糖尿病患者(或2组)　S蛋白通过降低Ⅰ蛋白的含量，抑制高血糖引发的血管细胞衰老15．(2021·济宁模拟)基因X的表达产物可保护损伤的神经细胞。科学家构建了含X的基因表达载体(图1)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请据此回答下列问题：(1)构建含X的基因表达载体时，应选择图1中的____________限制酶。(2)酶切后的载体和基因X进行连接，可产生3种连接产物：单个载体自连，基因X与载体正向连接、基因X与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种产物，选择EcoRⅠ酶和HindHⅢ酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中1、2、3泳道分别对应的载体的连接方式是____________、____________、____________。(3)在培养大鼠神经干细胞的过程中，可使用____________________酶将细胞分散开。分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为____________。(4)将正向连接的重组载体导入神经干细胞后，为了检测基因X是否转录出mRNA，可用____________技术。当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行________培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。解析：(1)根据题意和图示分析可知：由于基因X两边都有BamHⅠ限制酶识别序列，所以构建含基因X的表达载体时，需选择图1中的BamHⅠ限制酶进行酶切。(2)由图示分析可知，图中1、2、3泳道分别对应的载体的连接方式是载体自连、反向连接、正向连接。(3)进行动物细胞培养时，需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将从动物体内取出的组织块分散成单个细胞。在适宜环境中培养，细胞悬液中的细胞很快贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。(4)将正向连接的重组载体导入神经干细胞后，可用分子杂交技术检测基因X是否转录出mRNA。当培养的神经干细胞达到一定密度时产生接触抑制，换瓶后进行传代培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。答案：(1)BamH Ⅰ　(2)载体自连　反向连接　正向连接　(3)胰蛋白酶或胶原蛋白　细胞贴壁　(4)分子杂交　传代  [教材拾遗]1．为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能鉴定蛋白质？提示：斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释即可。2．若用合适浓度的KNO3溶液观察质壁分离与复原实验，结果会发生质壁分离与复原吗？请说明理由。提示：会。开始外界溶液浓度较大，细胞发生质壁分离；细胞主动吸收K＋和NO后，随着细胞液浓度增大，质壁分离又会自动复原。3．设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质，请说明实验思路。提示：向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂，若都出现紫色反应，则说明脲酶是蛋白质。4．生产上，用何种颜色的塑料薄膜做顶棚产量高？如果是阴天或夜间，则需要给大棚内的农作物补什么颜色的光？提示：无色，因日光中各种颜色的光均能通过，作物光合效率高。补红光和蓝紫光。5．为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？提示：解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。6．进行样方法调查时，为何要强调“随机”取样？样方多少会影响调查结果吗？提示：为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果(估算值)能更接近真实的情况，应做到“随机取样”。调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。7．设计生态缸时要考虑的生态系统各组成成分有哪些？提示：设计一个生态系统需要加入的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。8．能否在普通学校调查唐氏综合征患者的概率？请说明理由。提示：不能。因为学校是一个特殊的群体，没有做到在人群中随机调查。能力一运用生物实验的基本原理和方法分析教材基础实验[核心整合]1．4个显微观察类实验的比较实验名称观察方式观察对象细胞状态染色剂常用实验材料观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂染色观察染色体死细胞甲紫溶液(或醋酸洋红液)洋葱根尖低温诱导植物细胞染色体数目的变化染色体死细胞甲紫溶液蒜或洋葱根尖观察叶绿体和细胞质的流动原色观察叶绿体、细胞质流动活细胞无菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶探究植物细胞的吸水和失水紫色大液泡活细胞成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮2．比较5个提取、检测类实验实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的检测碘液蓝色脱色的叶片—还原糖的检测斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪的检测苏丹Ⅲ染液橘黄色花生子叶切片需用高倍镜观察蛋白质的检测双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加A液，后加B液，摇匀使用绿叶中色素的提取和分离提取液：无水乙醇；分离液：层析液胡萝卜素：橙黄色；叶黄素：黄色；叶绿素a：蓝绿色；叶绿素b：黄绿色新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)加入二氧化硅是为了研磨得更充分；加入碳酸钙可防止在研磨时色素被破坏3.比较几种调查类实验实验名称调查对象调查方法统计方法(计算公式)种群密度的调查活动能力强、活动范围大的动物标记重捕法植物或活动能力弱、活动范围小的动物样方法调查人群中的遗传病人类某种遗传病汇总法发病率＝×100%研究土壤中小动物类群的丰富度土壤中的小动物取样器取样法记名计算法、目测估计法探究培养液中酵母菌种群数量的变化酵母菌种群数量抽样检测法血细胞计数板显微计数4．归纳概括酒精在教材实验中的作用[题点练通]借助实验材料、试剂或药品的选择，考查对基础知识的理解能力1.(2020·山东等级考)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是(　　)A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液解析：C　叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，须在电子显微镜下观察才能看到，A正确；黑藻成熟叶片细胞不进行有丝分裂，不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，由于原生质体失水缩小，故黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，C错误；光合色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇溶解和提取黑藻叶片中的光合色素，D正确。2．(2021·全国乙卷改编)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是(　　)A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用甲紫溶液使其着色C．提取叶绿体中的色素，无水乙醇可以溶解色素D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮解析：A　代谢旺盛的动物细胞是活细胞，细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能进入细胞内，故不能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色，A错误；甲紫溶液可以将染色体染成深色，故观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用甲紫溶液使其着色，B正确；叶绿体中的色素不溶于水，易溶于有机溶剂，无水乙醇可以溶解色素，C正确；观察植物细胞吸水和失水时，可用较高浓度的蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮，使其失水而发生质壁分离，D正确。3．(2021·海口模拟)下列生物实验中关于酒精的叙述，错误的是(　　)A．检测生物组织中脂肪的实验中，利用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色B．提取和分离绿叶中色素的实验中，无水乙醇起到分离色素的作用C．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，利用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸混合液进行解离D．土壤小动物类群丰富度的研究中，采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中解析：B　检测生物组织中脂肪的实验中，利用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，A正确；提取和分离绿叶中色素的实验中，无水乙醇起到提取色素的作用，B错误；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，利用体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸混合液进行解离，C正确；土壤小动物类群丰富度的研究中，采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，D正确。围绕实验原理及操作过程，考查综合运用能力4.(2020·江苏高考)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是(　　)A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C．研磨时添加石英砂有助于色素提取D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散解析：B　叶绿体色素能溶解在无水乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇作为溶剂提取叶绿体色素，A正确；研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被氧化破坏，B错误；加入石英砂是为了使研磨更充分，从而使叶绿体中的色素释放出来，C正确；画滤液细线时应尽量减少样液扩散，防止色素带之间部分重叠，D正确。5．(2021·湖南高考)质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　)A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D．1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等解析：D　对农作物施肥过多，根细胞外液浓度过高，会导致质壁分离，引起“烧苗”，A正确；质壁分离过程中，原生质层(由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成)与细胞壁分离，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁，B正确；质壁分离复原过程中，细胞液浓度逐渐降低，吸水能力逐渐降低，C正确；1 mol/L NaCl溶液中，含1 mol/L的Na＋和1 mol/L的Cl－，即溶质微粒浓度为2 mol/L，而1 mol/L蔗糖溶液的溶质为蔗糖分子，不可再拆分，故1 mol/L NaCl溶液的渗透压大于1 mol/L蔗糖溶液的渗透压，D错误。借助实验结果分析，考查实验探究与分析能力6.(2021·丹东模拟)大蒜根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如图。下列对此图像的观察与分析，错误的是(　　)A．大蒜根尖只有分生区的细胞能进行有丝分裂B．在光学显微镜下可观察到①②③细胞的细胞核和细胞壁C．②细胞所处的时期，染色体形态较稳定，数目比较清晰D．①细胞中染色体数目是②细胞中染色体数目的2倍解析：B　大蒜根尖只有分生区的细胞能进行有丝分裂，A正确；核膜和核仁在前期解体消失，因此在光学显微镜下观察不到①②细胞的细胞核，B错误；②细胞处于有丝分裂中期，该时期细胞中染色体形态稳定、数目清晰，C正确；①细胞处于有丝分裂后期，此时细胞中染色体数目是其他时期的2倍，D正确。7.如图为某次光合色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和某种经液氮冷冻并研磨后的蓝细菌。下列叙述正确的是(　　)A．研磨时加入CaCO3会破坏叶绿素B．可用生理盐水或磷酸盐缓冲液作层析液C．在敞开的烧杯中进行层析时，需要通风操作D．实验验证了该种蓝细菌不含叶绿素b解析：D　研磨时加入CaCO3能防止研磨中叶绿素被破坏，A错误；层析液由有机溶剂配制而成，B错误；层析液易挥发，在层析时烧杯上要加盖，C错误；由图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D正确。能力二运用教材实验科学方法和技术进行生物学实验[核心整合][题点练通]围绕高中生物实验常用的方法技术，考查理解能力1.(2021·铁岭模拟)下列有关生物学科学研究方法的叙述，错误的是(　　)A．利用同位素示踪法研究分泌蛋白的合成、加工、运输过程B．利用荧光染料标记细胞膜的蛋白质分子来研究膜的特点C．细胞学说的建立运用的是完全归纳法D．利用差速离心法可以将动物细胞中的细胞器分离出来解析：C　分泌蛋白先在内质网上的核糖体上合成，然后先后进入到内质网、高尔基体内进行加工，最后分泌到细胞外，亮氨酸是蛋白质合成的原料，因此可以用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成及运输过程，A正确；可以利用荧光染料标记细胞膜的蛋白质分子来研究膜的结构特征——流动性，B正确；施莱登与施旺运用了不完全归纳的方法得出了所有的动植物都是由细胞构成的，C错误；利用差速离心法可以将动物细胞中的细胞器分离出来，D正确。2．(2021·淄博模拟)在对照实验中，与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；而与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列实验设计中采用“加法原理”的是(　　)A．“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中，完全培养液作为对照，实验组是缺Mg培养液B．“验证光是光合作用的条件”实验中，对照组在光下进行实验，实验组做遮光处理C．格里菲思将R型活菌和加热杀死的S型菌混合后向小鼠注射，观察小鼠是否存活D．艾弗里的肺炎链球菌转化实验的一组实验组中，添加DNA和DNA酶溶液解析：C　“验证Mg是植物必需元素”的实验中，实验组配制缺Mg的完全培养液，对照组配制完全培养液进行对照培养，利用了“减法原理”，A错误；“验证光是光合作用的条件”实验中，将实验组遮光处理，利用了“减法原理”，B错误；格里菲思将R型活菌和加热杀死的S型菌混合后向小鼠注射，观察小鼠是否存活，利用了“加法原理”，C正确；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中单独研究每种物质的作用，属于“减法原理”，D错误。3．(2021·大连模拟)同位素标记法是用同位素标记元素或化合物，让它们一起运动、迁移，再用探测仪器进行追踪，用来研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，可以明白化学反应的详细过程的方法。下列同位素标记法应用及其结论的叙述不正确的是(　　)选项标记元素或化合物研究的生理过程(实验)结论A18O分别标记H2O、CO2光合作用光合作用释放的氧气来自水B35S标记蛋白质T2噬菌体侵染细菌实验DNA是遗传物质C3H标记亮氨酸豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成实验分泌蛋白的合成、加工与运输途径：核糖体→内质网高尔基体细胞膜D15N标记NH4Cl培养大肠杆菌DNA复制DNA的复制是以半保留方式进行的解析：B　用18O分别标记H2O、CO2，证明光合作用释放的O2来自水，A正确；T2噬菌体侵染细菌实验中分别用35S或32P标记噬菌体，B错误；豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成实验中，用3H标记亮氨酸来探究分泌蛋白的合成、加工与运输途径，C正确；DNA复制实验中，用15N标记NH4Cl培养大肠杆菌，证明DNA的复制是以半保留方式进行的，D正确。围绕教材经典实验原理和思想，考查学以致用和创新能力4.(2021·山东高考)调查1公顷范围内某种鼠的种群密度时，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只。标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于(结果取整数)(　　)A．66只/公顷　　　　　 B．77只/公顷C．83只/公顷 D．88 只/公顷解析：B　第一次标记的鼠在重捕前有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，则相当于第一次被标记的鼠为39－5＝34，由此可以计算出该区域该种鼠的实际种群密度最接近于34×34÷15≈77(只/公顷)。5．(2021·扬州模拟)科学家以T4噬菌体和大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心法进行了DNA复制方式具体过程的探索实验。(1)从结构上看(图1)，DNA两条链的方向________。DNA复制时，催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上的酶是____________。该酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，依据该酶催化DNA子链延伸的方向推断，图1中的DNA复制模型________(填“是”或“不是”)完全正确。(2)为探索DNA复制的具体过程，科学家做了如下实验：20 ℃条件下，用T4噬菌体侵染大肠杆菌，进入T4噬菌体DNA活跃复制期时，在培养基中添加含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，培养不同时间后，阻断DNA复制，将DNA变性处理为单链后，离心分离不同长度的T4噬菌体的DNA片段，检测离心管不同位置的放射性强度，结果如图2所示(DNA片段越短，与离心管顶部距离越近)。①根据上述实验结果推测，DNA复制时子链合成的过程存在先合成____________________，之后____________________________________，依据为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则可能的实验结果是________________________________________________________________________。(3)请根据以上信息，补充图3，表示可能的DNA复制过程。解析：(1)由图1可知，DNA两条链的方向相反。DNA复制时，DNA聚合酶能催化脱氧核苷酸添加到DNA子链上。DNA聚合酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，因此图1中的DNA复制模型不是完全正确。(2)①DNA片段越短，与离心管顶部距离越近。根据图中曲线可知，时间较短时短片段DNA数量较多，随着时间推移长片段DNA数量较多，由此可推测，DNA复制时子链合成的过程存在先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段再连接成DNA长链。②DNA连接酶可将DNA片段连接起来，因此若抑制DNA连接酶的功能，再重复上述实验，则较短的DNA片段不能再连接成DNA长链，随着时间推移短片段DNA的数量一直较多。(3)根据以上信息可知，DNA复制时，DNA聚合酶只能使新合成的DNA链从5′向3′方向延伸，且先合成较短的DNA片段，之后较短的DNA片段再连接成DNA长链，图示见答案。答案：(1)相反　DNA聚合酶　不是　(2)①较短的DNA片段　较短的DNA片段连接成DNA长链　时间较短时短片段DNA数量较多，随着时间推移长片段DNA数量较多　②随着时间推移短片段DNA的数量一直较多(3)
能力三运用生物实验思想和原则，解答实验探究与分析类问题[核心整合]1．理清实验设计的一般程序2．准确描述实验设计步骤的“四步曲”[题点练通]借助实验思路与实验步骤的书写，考查语言表达能力1.(2020·长沙模拟)固氮过程主要是在共生体植物根部特化的结构——根瘤中进行的。根瘤菌可以侵染根部表层细胞，诱导苜蓿根部根瘤的形成。有植物生理学家推测，根瘤菌产生细胞分裂素诱导了根瘤的形成。请以提供的苜蓿幼苗、根瘤菌、清水、适宜浓度的细胞分裂素溶液等为材料，写出能验证该推测的实验思路、预期实验结果和结论。(1)实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)预期的实验结果及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)将苜蓿幼苗平均分成甲、乙、丙、丁四组，甲组接种一定数量根瘤菌；乙组用培养过根瘤菌的培养液处理；丙组用适宜浓度的细胞分裂素处理，丁组用清水处理。相同时间后记录根瘤的产生的情况　(2)若甲、乙、丙组根瘤产生情况相近，丁组不产生根瘤，则说明推测合理；若甲产生根瘤，乙、丙、丁都没有产生，则说明推测不合理实验思路与实验步骤书写技巧的比较围绕准确表达实验结果和实验结论，考查理解能力和实验探究能力2.(2021·大连模拟)有些果实在生长结束、成熟开始时，会出现呼吸强度突然升高的现象，称为“呼吸高峰”。请回答下列有关植物代谢的问题：(1)植物的生长发育过程，从根本上讲是__________________________________的结果。(2)研究发现在果实成熟过程中，细胞呼吸速率发生变化，出现“呼吸峰值”，与乙烯有关。若利用乙烯的合成抑制剂进一步验证该激素与出现“呼吸峰值”的关系，进行如下实验，请补充实验步骤，并预测实验结果：①挑选足量的无破损、生理状态一致的苹果，随机均分成A、B两组；②A组(对照组)在__________中浸泡，B组在________________________________中浸泡，处理相同时间后取出；③从A、B两组中取出等量的苹果，分别放入两个相同的密闭容器内；④利用仪器监测实验开始及之后每隔一小时容器内__________的变化，记录数据并进行比较。实验结果：_______________________________________________________________。解析：(1)植物的生长发育过程，从根本上讲是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。(2)在果实成熟过程中，细胞呼吸速率发生变化，出现“呼吸峰值”，与乙烯有关。设计实验：实验步骤：①挑选足量的无破损、生理状态一致的苹果，随机均分成A、B两组；②A组在蒸馏水中浸泡，B组在等量一定浓度的乙烯合成抑制剂中浸泡，处理相同时间后取出；③从A、B两组中取出等量的苹果。分别放入两个相同的密闭容器内；④实验开始及之后每隔一小时，测定CO2浓度，记录数据并进行比较。实验结果：与对照组(A组)相比，实验组“呼吸高峰”的出现延迟。答案：(1)基因组在一定时间和空间上程序性表达　(2)②蒸馏水　等量一定浓度的乙烯合成抑制剂　④CO2浓度　与对照组(A组)相比，实验组(B组)“呼吸峰值”的出现延迟3．(2021·南京模拟)为探究NaCl溶液浓度对某植物幼苗光合作用的影响，某研究小组做了相关实验，请回答下列问题(注：检测期间细胞呼吸速率用CO2产生速率表示，为2 μmol·m－2·s－1，净光合速率用CO2吸收速率表示)。(1)实验步骤①选取若干株________________的该植物幼苗，平均分成________组，依次编号。②每天傍晚分别将____________________喷洒在各组幼苗的叶片上，次日上午10：00测定净光合速率。(2)实验结果与分析实验结果如图所示，经分析可以得出结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)请绘制该实验中总光合速率随NaCl溶液浓度变化的曲线。解析：(1)本实验的目的为“探究NaCl溶液浓度对某植物幼苗光合作用的影响”，分析实验结果柱状图中的信息可知，该实验分为7组，自变量是“NaCl溶液浓度”，因变量“净光合速率”的具体测量指标是CO2吸收速率，除自变量外，其余对实验结果有影响的变量均为无关变量，包括“检测期间细胞呼吸速率用CO2产生速率表示，为2 μmol·m－2·s－1”。(2)实验结果与分析：题图是对实验结果的统计，体现了7个具体的NaCl溶液浓度和净光合速率的具体数据，能够得到的结论是在一定范围内，随着NaCl溶液浓度的增加，该植物幼苗的净光合速率也随之升高；当NaCl溶液浓度超过一定值以后，该植物幼苗的净光合速率则随之降低。(3)绘制该实验中总光合速率随NaCl溶液浓度变化的曲线，是对实验结果进行分析，需要体现自变量和因变量的具体数据，并将具体数据“描点连线”，最终得到变化曲线。题图已经给出NaCl溶液浓度的具体数值，总光合速率可以通过公式“总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率”计算。曲线图见答案。答案：(1)①生长状况(或生理状态)等方面相同　7　②等量不同浓度的NaCl溶液　(2)在一定范围内，随着NaCl溶液浓度的增加，该植物幼苗的净光合速率也随之升高；当NaCl溶液浓度超过一定值以后，该植物幼苗的净光合速率则随之降低(3)实验结果与实验结论(1)实验结果是“具体的数据或现象”，实验结论是“根据实验结果具体的数据或现象总结出来的规律，是可以用来与他人交流的概括性语言”，对实验结果的分析与预测不是实验结论。(2)实验结果的文字表述一定要具体、准确；对实验结论进行描述的文字只要反映一般规律即可，构思答案时，如果有学过的结论性语句，则最好直接“拿来”，如“酶的催化作用具有专一性”“兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导”“细胞膜具有一定的流动性”等，如果没有学过的结论性语句，就要尝试“照猫画虎”，组织严谨、简洁的文字表述。借助实验方案和实验步骤的评价，考查实验探究能力和创新能力4.(2021·太原模拟节选)果蝇裂翅对非裂翅为显性，由常染色体上的等位基因A、a控制，A基因显性纯合致死(即AA个体无法存活)。若选择裂翅白眼雌果蝇与非裂翅红眼雄果蝇杂交，依据子代果蝇的表型及比例判断等位基因A、a位于哪一对常染色体上。该方案________(填“能”或“不能”)达到实验目的，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：本实验的目的是探究翅型相关基因所在的常染色体。由于果蝇具有三对常染色体，一对性染色体，若选择裂翅白眼雌果蝇与非裂翅红眼雄果蝇杂交，涉及两对相对性状(翅型和眼色)，由于眼色相关基因位于性染色体上，且任一对常染色体与性染色体上的基因的遗传都遵循自由组合定律，故无论翅型相关基因位于哪对常染色体上，子一代都会出现相同的表型及比例，所以该方案不能达到实验目的。答案：不能　果蝇有三对常染色体，控制果蝇裂翅与非裂翅的基因(A、a)无论位于哪一对常染色体上，该杂交组合产生的子代的表型及比例均相同5．(2021·赤峰模拟)某科研小组进行了不同碘摄入水平对Wistar大鼠甲状腺功能影响的实验，步骤如下：第一步：取Wistar大鼠，随机分为六组。即低碘组、正常碘组、5倍、10倍、50倍、100倍高碘组；第二步：低碘组饲喂低碘饲料、正常碘组饲喂等量正常饲料、后四组饲喂等量饲料且饲料中碘含量分别为正常组的5倍、10倍、50倍、100倍；第三步：将六组Wistar大鼠在适宜条件下饲养6、12个月后分别测定各组鼠的甲状腺激素含量并记录。回答下列问题：(1)甲状腺激素具有____________________________________________(最少答出两点)的功能，正常Wistar大鼠体内甲状腺激素浓度不会持续升高，主要原因是甲状腺激素过多会抑制下丘脑和垂体对TRH和TSH的分泌，这属于__________调节。(2)改正实验步骤中的两处不妥当之处：①_____________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验结果：与正常组相比较，低碘组大鼠血清甲状腺激素水平明显降低，而高碘组大鼠随着饲喂时间的延长和摄入碘量的增加，血清甲状腺激素水平出现逐渐降低趋势。实验结论：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)甲状腺激素具有促进代谢活动、促进生长发育(包括中枢神经系统的发育)、提高神经系统的兴奋性的功能，正常Wistar大鼠体内甲状腺激素浓度不会持续升高，主要原因是甲状腺激素过多会抑制下丘脑和垂体对TRH和TSH的分泌，这属负反馈调节。(2)改正实验步骤中的两处不妥当之处：①取性别、年龄、体重和生理状况相同的Wistar大鼠；②饲养3个月，每周测定各组Wistar大鼠的甲状腺激素含量，记录并计算平均值。(3)实验结果：与正常组相比较，低碘组大鼠血清甲状腺激素水平明显降低，而高碘组大鼠随着饲喂时间的延长和摄入碘量的增加，血清甲状腺激素水平出现逐渐降低趋势。实验结论为碘缺乏或碘过量均可导致大鼠甲状腺功能下降，分泌甲状腺激素减少。答案：(1)促进生长发育(包括中枢神经系统的发育)、提高神经系统的兴奋性　负反馈　(2)①取性别、年龄、体重和生理状况相同的Wistar大鼠　②饲养3个月，每周测定各组Wistar大鼠的甲状腺激素含量，记录并计算平均值　(3)碘缺乏或碘过量均可导致大鼠甲状腺功能下降，分泌甲状腺激素减少“五看法”评价实验方案　　　　 [考题引领]情境一　生活实践情境1．(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和____________释放的CO2。(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止________________________________________，又能保证________正常进行。(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)解析：(1)白天植物的叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知，白天储存在液泡中的苹果酸脱羧释放出CO2用于光合作用，同时叶肉细胞也进行有氧呼吸，有氧呼吸释放出来的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的环境中，白天气孔关闭可以降低蒸腾作用，避免植物细胞过度失水；夜间气孔打开吸收CO2，通过生成苹果酸储存在液泡中，白天苹果酸脱羧释放的CO2为光合作用的进行提供原料，保证了光合作用的正常进行。(3)本实验目的是验证“植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式”，根据题干信息“晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中”推断，苹果酸的存在导致细胞液呈酸性，白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放CO2，苹果酸分解释放出CO2后，使得细胞液的pH升高或趋向于呈中性，则实验的自变量为时间，因变量是细胞液的pH，可通过检测白天和夜晚的叶肉细胞中细胞液的pH验证其CO2固定方式。答案：(1)叶绿体、细胞质基质、线粒体　有氧呼吸　(2)蒸腾作用过强导致植物失水　光合作用　(3)实验思路：植物甲在干旱的环境条件下(其他条件适宜)培养一段时间，分别在白天和晚上测定植物甲液泡内的pH，统计分析实验数据。预测结果：晚上的pH明显低于白天。情境二　学习探索情境2．(2021·浙江6月选考)为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。实验材料：蟾蜍坐骨神经—腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲肾上腺素(noradrenaline，NA)，酚妥拉明(phentolamine，PT)，1%硫酸溶液等。(要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜)实验过程与结果或结论： 过程结果或结论实验1①取蟾蜍坐骨神经—腓肠肌标本，分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力；②以1%酒精连续滴加标本5 min后，再分别检测上述指标。结果：结论：________________。实验2①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长，然后用任氏液清洗后肢和间脑断面；②分别用含有50 μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面，每次处理后重复①。结果的记录表格：________。结论：酒精会显著延长屈反射时长，其数值随酒精浓度升高而变大。为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理，选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。实验3①取5组间脑蟾蜍，用任氏液、NA、PT和酒精等处理；②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长结论：NA与其受体结合，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长；酒精通过NA受体参与的途径，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。回答下列问题：(1)实验1结果可得出的结论是_______________________________________________。(2)设计用于记录实验2结果的表格。(3)依据实验2、3的结论，实验3的分组应为；A组：任氏液；B组：_______；C组：_______；D组：_______；E组：_______。(4)酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是________________________________________________________________________。解析：该实验的实验目的是为探究酒精对动物行为的影响，自变量为溶液中是否有酒精，变量为动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力。(1)由柱形图看出，离体条件下，施加1%酒精后，动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力没有变化，说明施加1%酒精对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。(2)根据实验2的处理和实验检测结果，设计记录表格如下：不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响 处理因素 空白对照任氏液0.1%酒精0.2%酒精1%酒精屈反射时长     (3)根据实验3步骤和实验材料，5个组的处理分别是：A组：任氏液；B组：NA；C组：PT；D组：NA＋PT；E组：酒精＋PT。(4)由于酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝，因此酒后驾车属于危险的驾驶行为。答案：(1)离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响(2)不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响   处理因素 空白对照任氏液0.1%酒精0.2%酒精1%酒精屈反射时长     (3)NA　PT　NA＋PT　酒精＋PT(4)酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝[命题预测]1．研究发现GTSE1基因在原发性肝癌细胞中表达量的明显升高会导致肝癌细胞对化疗药物5­氟尿嘧啶(5­FU)的敏感性下降。为了验证上述结论，某同学进行了如下实验。实验材料：肝癌细胞株Hep­G2，培养液，siRNA(可与GTSE1的mRNA形成双链)，5­氟尿嘧啶(5­FU)溶液，卡式瓶，比浊计，生理盐水等。(说明：实验条件适宜；每隔24 h测定一次，连续培养48 h；siRNA转入和相关物质含量测定具体方法不作要求)(1)实验思路：①取卡式瓶若干，________________________________________________________________________________________________________________________________。②分组处理如下：甲组加入适量生理盐水，________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③将各组材料置于CO2培养箱中培养48 h，测定各组混浊度和GTSE1蛋白含量。④统计并分析实验数据。(2)预测实验结果。(以柱形图的形式呈现，初始值直接标注于坐标轴上)(3)分析与讨论：①5­FU作为常用的抗癌药物，可直接作为__________的原料，也可转变为氟尿嘧啶脱氧核苷酸，进而影响____________________。②siRNA抑制肝癌细胞增殖的机理可能是_____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)实验思路：①取卡式瓶若干，平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别加入等量的肝癌细胞株Hep­G2和培养液，同时测定各组中混浊度和GTSE1蛋白含量。②分组处理如下：甲组加入适量生理盐水，乙组加入等量的5­FU溶液，丙组用siRNA转染后再加入等量的5­FU溶液。③将各组材料置于CO2培养箱中培养48 h，测定各组混浊度和GTSE1蛋白含量。④统计并分析实验数据。(2)预测实验结果：甲组作为对照，GTSE1蛋白含量多，又缺少5­氟尿嘧啶(5­FU)溶液的作用，导致该组混浊度最高。乙组虽然GTSE1蛋白含量和甲一样多，但是有5­氟尿嘧啶(5­FU)溶液的作用，所以其混浊度比甲组的低。丙组用siRNA转染后又加入等量的5­FU溶液，GTSE1蛋白含量最少，所以混浊度最低(图示见答案)。(3)分析与讨论：①5­FU作为常用的抗癌药物，可直接作为RNA合成(或转录)的原料，从而影响翻译过程，也可转变为氟尿嘧啶脱氧核苷酸，进而影响DNA复制。②siRNA可与GTSE1的mRNA形成双链，siRNA抑制肝癌细胞增殖的机理可能是与GTSE1的mRNA结合，导致GTSE1的mRNA无法翻译出GTSE1蛋白，使肝癌细胞对5­氟尿嘧啶(5­FU)敏感，抑制它的增殖。答案：(1)①平均分为三组，编号甲、乙、丙，分别加入等量的肝癌细胞株Hep­G2和培养液，同时测定各组中混浊度和GTSE1蛋白含量　②乙组加入等量的5­FU溶液，丙组用siRNA转染后再加入等量的5­FU溶液(2)(3)①RNA合成(或转录)　DNA复制　②与GTSE1的mRNA结合导致无法翻译出GTSE1蛋白2．帕金森病是一种影响中枢神经系统的慢性神经退行性疾病，主要影响运动神经系统。它的症状通常随时间推移而缓慢出现，早期明显的症状为静止性震颤、肌肉僵直、运动迟缓和步态异常，也可能有认知和行为问题。(1)正常情况下，在突触小体内，多巴胺的储存场所是____________。(2)有一种观点认为，帕金森病的致病机理是脑部多巴胺能神经元的变性死亡，而引起死亡的原因之一是多巴胺能神经元胞外多巴胺的浓度过高。请结合图中的两种载体对多巴胺能神经元的这一死亡原因作进一步阐释：__________________________________________________________________________________________________________________。(3)传统中药人参中的人参皂苷Rg1可以有效缓解帕金森病。某同学以小鼠作为实验材料，设计了如表方案，最终通过技术手段统计多巴胺能神经元细胞的死亡数目。 模型组人参皂苷Rg1治疗组步骤1注射1 mL溶于生理盐水的MPTP，注射4次，每次间隔2小时注射1 mL生理盐水，注射4次，每次间隔2小时步骤2每天注射1 mL生理盐水，连续3天每天注射1 mL溶于生理盐水的人生皂苷Rg1，连续3天注：MPTP能诱导多巴胺能神经元的变性死亡，使患者出现帕金森病症状。科学家常用MPTP诱导帕金森动物模型。①该实验方案有两处错误，请你加以修正：(简要写出修正思路即可)修正一：__________________________________________________________________；修正二：_________________________________________________________________。②本实验的预期实验结果是______________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在突触小体内，多巴胺储存在突触小泡中。(2)据图分析可知，引起多巴胺能神经元死亡的原因是：多巴胺能神经元胞外多巴胺的浓度过高，多巴胺运载体被抑制，单胺运载体正常，导致突触间隙多巴胺浓度过高，引起多巴胺能神经元的变性死亡。(3)①修正一：设置一组健康鼠作为对照；修正二：人参皂苷Rg1治疗组步骤1应与模型组相同。②本实验的预期实验结果是多巴胺能神经元细胞的死亡数目：模型组＞人参皂苷Rg1治疗组＞对照组。答案：(1)突触小泡　(2)多巴胺运载体被抑制，单胺运载体正常，导致突触间隙多巴胺浓度过高，引起多巴胺能神经元的变性死亡　(3)①设置一组健康鼠作为对照　人参皂苷Rg1治疗组步骤1应与模型组相同　②多巴胺能神经元细胞的死亡数目：模型组＞人参皂苷Rg1治疗组＞对照组[专题跟踪检测]一、单项选择题1．(2021·临沂模拟)下列实验中，不经过染色即可在显微镜下清晰观察到的是(　　)A．人体口腔上皮细胞中的线粒体B．黑藻细胞的叶绿体及细胞质流动C．紫色洋葱内表皮细胞的质壁分离与复原D．大蒜根尖细胞中的染色体解析：B　人体口腔上皮细胞中的线粒体，需要经过染色才能在显微镜下清晰观察到，A错误；叶绿体含有色素，黑藻细胞的叶绿体及细胞质流动不经过染色即可在显微镜下清晰观察到，B正确；紫色洋葱内表皮细胞不含色素，其质壁分离与复原，不经过染色不能在显微镜下清晰观察到，C错误；大蒜根尖细胞中的染色体，需要经过染色才能在显微镜下清晰观察到，D错误。2．(2021·丹东模拟)下列有关实验叙述正确的是(　　)A．在显微镜视野中观察到黑藻的叶绿体沿着液泡逆时针环流，说明黑藻细胞的细胞质沿着液泡环流的方向也是逆时针B．在统计酵母菌数目时，在盖玻片的一侧滴培养液，同时用吸水纸在另一侧吸引，并多次重复让培养液充满计数室C．在叶绿体色素提取与分离的实验中，利用不同色素在层析液中扩散速度的不同将不同色素分离D．在探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，做预实验的目的是减小实验误差解析：A　在显微镜视野下看到的是倒立的虚像，上下颠倒，左右相反，若在显微镜下观察到细胞质逆时针环流，则实际的环流方向也是逆时针，A正确；在统计酵母菌数目时使用血细胞计数板，应先放盖玻片，再在盖玻片边缘滴加培养液，使培养液从边缘处自行渗入计数室，B错误；在叶绿体色素提取与分离的实验中，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来，C错误；在做探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验的预实验时，一般设置的浓度梯度较大，为正式实验摸索适合的浓度范围，“预实验”可以检验实验设计的科学性和可行性，减少因设计的盲目性而造成物力和人力浪费，D错误。3．(2021·昆明一模)下列与教材实验相关的叙述，错误的是(　　)A．脂肪检测实验中，加入50%的酒精是了为溶解组织中的油脂B．观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需使用酒精C．人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验，均使用荧光标记法D．艾弗里证明DNA是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同解析：A　脂肪检测实验中，加入50%的酒精是为了洗去浮色，A错误；观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需将酒精和盐酸混合作为解离液，此外，低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验还需要酒精冲洗卡诺氏液，B正确；人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验，均使用了荧光标记法，C正确；艾弗里证明DNA是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路，均是设法将DNA与蛋白质分开，单独、直接地研究它们各自的作用，D正确。4．(2021·海南模拟)将新鲜的萝卜切成长度为6 cm、粗细相同的萝卜条，再将它们分别放入四组不同浓度的蔗糖溶液以及一组硝酸钾溶液中，一段时间后测得萝卜条长度如表所示。下列相关叙述错误的是(　　)组别蔗糖溶液a蔗糖溶液b蔗糖溶液c蔗糖溶液d硝酸钾溶液长度6.1 cm 5.8 cm 5.5 cm 5.5 cm 5.8 cm A．该萝卜细胞液的渗透压处于a与b之间B．c溶液中萝卜细胞的细胞液浓度增大，吸水能力增强C．d溶液中萝卜细胞可能因失水过多而死亡D．实验结束时，硝酸钾溶液与b溶液中萝卜细胞液的渗透压相同解析：D　根据表格可知，萝卜条在a与b溶液之间正好处于吸水与失水之间，因此萝卜细胞液浓度在a与b之间，A正确；c溶液中的萝卜细胞失水，发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力增强，B正确；根据表格可知，d溶液中细胞质壁分离程度与c相同，细胞可能失水过多而死亡，C正确；实验结束时，无法判断硝酸钾溶液中萝卜细胞是正处于失水还是吸水过程，也就无法判断细胞液浓度大小，D错误。5．(2021·昆明二模)在40 ℃条件下，测得某淀粉酶的活性为a，为了解40 ℃与该淀粉酶最适温度的关系，进行了相关实验，下列叙述不合理的是(　　)A．若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性大于a，则可判断40 ℃大于该酶的最适温度B．若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，则可判断40 ℃大于该酶的最适温度C．若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，则可判断40 ℃小于该酶的最适温度D．若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性小于a，则可判断40 ℃小于该酶的最适温度解析：D　在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性大于a，说明40 ℃超过了该酶的最适温度，温度降低，酶活性增强，故可判断40 ℃大于该酶的最适温度，A正确；若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，说明最适温度在实验温度和40 ℃之间，故可判断40 ℃大于该酶的最适温度，B正确；若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，说明最适温度在实验温度和40 ℃之间，且实验温度＞40 ℃，故可判断40 ℃小于该酶的最适温度，C正确；若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性比a小，且超过最适温度后，随着温度的升高，酶活性降低，说明该酶的最适温度低于或等于40 ℃，D错误。6．(2021·珠海一模)在普通光镜下观察北苍术根尖细胞有丝分裂，观察到如图①～⑤的图像。对观察结果的分析，正确的是(　　)A．制作根尖临时装片的步骤依次是解离—染色—漂洗—制片B．在细胞①和②中DNA的数目和染色体数目均加倍C．观察染色体形态、数目的最佳时期为细胞③所处时期D．联会后同源染色体的相互分离发生在细胞④和⑤中解析：C　制作根尖临时装片的步骤依次是解离—漂洗—染色—制片，A错误；在细胞①和②中DNA的数目加倍，染色体数目在④时加倍，B错误；图中③是有丝分裂中期的细胞，是观察染色体形态、数目的最佳时期，C正确；图示表示有丝分裂的过程，减数分裂过程中才有联会与同源染色体的分离，D错误。7．(2021·锦州一模)某兴趣小组为探究不同浓度的生长素类调节剂对植物插条生根数的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列分析错误的是(　　)A．浓度X、Y、Z之间的大小关系可能为Y＜X＜ZB．植物插条的生理状况对实验结果也有影响C．将浓度Z溶液稀释后重复上述实验，其生根数不可能大于浓度Y的生根数D．实验结果体现了生长素类调节剂对植物插条生根的作用具有两重性解析：C　与蒸馏水对照，Z的作用是抑制，浓度为高浓度，X、Y起促进作用，为低浓度，Y浓度促进作用更强，在生长素类调节剂最适浓度的左侧或右侧，则Y大于X或X大于Y，因此可能存在Y＜X＜Z，A正确；植物插条的生理状况属于无关变量，也会对实验结果造成影响，因此实验过程中应保证各组植物插条的生理状况相同，B正确；Z的浓度过高，稀释后可能处于促进生根的最适生长素类调节剂浓度范围，则稀释后生根数可能大于浓度Y的生根数，C错误；生长素类调节剂的浓度为X、Y时，插条的生根数大于对照组，为促进作用，当浓度为Z时，插条的生根数低于对照组，即具有抑制作用，体现了生长素类调节剂对植物插条生根的作用具有两重性，D正确。8．(2021·沈阳模拟)某实验小组做了探究酵母菌种群数量变化的实验，结果如图。下列说法错误的是(　　)A．若计数室中有气泡，计数的结果必然会偏高B．ab段酵母菌的增长速率是先增加后降低C．bc段酵母菌的数量基本不变，此时出生率与死亡率基本相等D．cd段种群数量的下降可能与营养物质减少、种内竞争加剧有关解析：A　气泡会占据计数室的空间，导致计数室中的菌体数目偏小，最后导致计数结果偏小；计数室内的气泡，可影响菌液的随机分布，使计数产生误差，A错误；ab段曲线的斜率先增加后减小，所以酵母菌的增长速率是先增加后降低，B正确；bc段酵母菌的数量保持动态平衡，此时出生率与死亡率基本相等，C正确；cd段种群数量的下降可能与营养物质减少、代谢物的积累和种内竞争加剧有关，D正确。9．(2021·滨州模拟)为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小(目值越大，表示颗粒越细)对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是(　　)　　　二氧化硅叶绿素种类　　　颗粒大小(目)02050100200叶绿素a(mg/g)0.250.530.610.480.47叶绿素b(mg/g)0.160.080.090.110.12A．提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂B．加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益C．据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多D．若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小解析：B　色素提取的原理是光合色素可以溶于有机溶剂，A正确；加入二氧化硅会使叶绿素b的含量减少，故对叶绿素b的提取无益，加入二氧化硅使叶绿素a的含量增加，对叶绿素a的提取有益，B错误；分析数据可知，二氧化硅为20目时，叶绿素总量为0.53＋0.08＝0.61；二氧化硅为50目时，叶绿素总量为0.61＋0.09＝0.70；二氧化硅为100目时，叶绿素总量为0.48＋0.11＝0.59；二氧化硅为200目时，叶绿素总量为0.47＋0.12＝0.59；对比可知二氧化硅为50目时叶绿素总量最高，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素在酸性条件下被分解，因此若叶片在研磨过程中未加入碳酸钙，则提取的叶绿素变少，表中数据均减小，D正确。二、不定项选择题10．(2021·济南模拟)黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出的365 nm左右的紫外光波是人类不敏感的光，所以叫作黑光灯。大多数趋光性昆虫的视网膜上存在一种色素，对这一波段的光很敏感。色素吸收光之后，剌激视觉神经，最终引发昆虫趋向光源飞行。一盏20 W的黑光灯可管理50亩农作物，一夜的诱杀虫总重数高达4～5 kg。以下说法正确的是(　　)A．黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度B．昆虫的趋光性导致了昆虫被诱杀，说明了自然界中趋光性是一种不利的变异C．用黑光灯诱杀昆虫改变了种群的性别比例，从而降低了昆虫的种群密度D．用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的生物防治方法解析：AD　黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度，A正确；趋光性是昆虫长期进化过程中形成的，是一种有利的变异，B错误；用黑光灯诱杀昆虫没有改变种群的性别比例，C错误；用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的生物防治方法，D正确。11．(2020·江苏高考)某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录，如表所示实验现象合理的是(　　)选项实验材料实验现象A用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片子叶细胞中有橘黄色颗粒B用0.3 g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片紫色的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深C用甲紫染液染色的洋葱根尖装片染色体在细胞中移动并平均分配到两极D用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片部分酵母菌被染成蓝色解析：ABD　脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，A选项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度低于0.3 g/mL蔗糖溶液，所以将其置于0.3 g/mL蔗糖溶液中会发生渗透失水，紫色的液泡逐渐变小，细胞液颜色逐渐变深，B选项正确；观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，先制作洋葱根尖细胞装片，需要经过解离、漂洗、染色和制片四个步骤，由于解离液由体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸按1∶1比例混合制成，所以经过解离后根尖细胞已经死亡，不能在显微镜下观察染色体的行为变化，C选项错误；台盼蓝是细胞活性染料，常用于检测细胞膜的完整性、检测细胞是否存活，由于活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝染液不能进入酵母细胞，而死亡细胞的细胞膜失去了选择透过性，染料可以进入细胞而将细胞染成蓝色，实验所用酵母菌可能部分死亡，D选项正确。12．如表是某研究性学习小组利用猪肝研磨液设计的“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验思路，下列有关该实验思路的叙述错误的是(　　)操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2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 mL4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴5观察相同时间内试管中产生的气泡数量  A．将操作步骤1、4互换，可使实验思路更科学合理B．应增设丙组对照，其处理是2 mL 3%H2O2溶液＋1 mL蒸馏水＋2滴20%猪肝研磨液C．步骤5的操作方法可改为“记录试管内停止产生气泡所需的时间”D．将实验自变量替换成“温度”可用来探究温度对过氧化氢酶的影响解析：D　本实验是“探究pH对过氧化氢酶的影响”，因此先用酸、碱溶液分别处理两个试管中的猪肝研磨液，然后再加过氧化氢，更科学合理，A正确；应增设丙组对照，其处理是2 mL 3%H2O2溶液＋1 mL 蒸馏水＋2滴20%猪肝研磨液，以排除酸、碱溶液中的水对实验结果的影响，B正确；步骤5的观察指标也可以改为“记录试管内停止产生气泡所需的时间”，C正确；探究温度对酶活性的影响时，底物不能使用过氧化氢，因为过氧化氢在加热情况下自身也会分解，D错误。三、非选择题13．(2021·郑州模拟)为了解不同害虫防治策略对梨园土壤线虫的影响，科研人员将某梨园划分为三个区进行一年的实验研究。实验处理如下：常规区：频繁化学防治，喷施化学杀虫药剂9次；实验1区：农药减施防治，喷施化学杀虫药剂4次；实验2区：植物源药剂防治，喷施药剂4次。(1)为调查土壤线虫数量以及种类，科研人员在梨园中________选择若干取样点，采用______________法进行调查。(2)三个区线虫数量统计结果如图所示。该实验结果说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)科研人员又根据线虫的生活习性和取食特点，将土壤线虫划分为4个营养类群，再根据调查得到的线虫种类，计算得到各营养类群的相对丰度如表。　相对丰度营养类群　　0～20 cm＞20 cm常规区实验1区实验2区常规区实验1区实验2区食细菌线虫79.9280.0579.7177.4560.9466.39食真菌线虫6.546.337.452.692.562.59杂食—捕食线虫5.775.685.524.454.424.20植物寄生线虫7.777.947.3215.4132.0826.82①梨园中的细菌、真菌、线虫和植物等各种生物共同构成了____________，各种线虫在土壤中的分层现象，体现了群落的________结构。②在0～20 cm土层中，各营养类群线虫相对丰度在3个区之间均无显著性差异，而在＞20 cm土层中，实验区_____________________________________________________，其余均无显著性差异，群落结构发生了改变。③土壤线虫食性多样化，使土壤生态系统营养结构更加复杂，这对提高生态系统的________________具有重要意义。(4)综合上述实验结果，在农药胁迫较重的土壤浅层，土壤线虫各营养类群均受到影响，导致不同处理间差异主要体现在土壤线虫________上，而在农药胁迫相对较轻的土壤深层，由于____________线虫可能对农药更敏感，导致不同处理间的差异主要体现在线虫的相对丰度上。解析：(1)土壤线虫数量以及种类的调查常用取样器取样的方法，取样时需要随机选择若干取样点。(2)分析数据，在0～20 cm的土层中频繁化学防治，使线虫数量明显降低，而植物源药剂防治区域的线虫的数量最多，所以得出结论：减施防治有利于线虫生存，植物源药剂防治效果优于农药防治，而超过20 cm的土层中，不同措施对土壤线虫无显著影响。(3)①同一地点全部的生物称为生物群落，不同生物在土壤中的分层现象体现了群落的垂直结构。②分析表格中的数据，在＞20 cm土层中，实验区食细菌线虫相对丰度下降，植物寄生线虫相对丰度升高。③生态系统营养结构越复杂，生态系统的抵抗力稳定性或自我调节能力越强。(4)从(3)结果看出在土壤表层，常规区频繁化学防治导致土壤线虫的数量明显下降，而深层中实验组的农药胁迫较轻，植物寄生线虫数量明显增加，说明其对农药更加敏感。答案：(1)随机　取样器取样(或样方)　(2)在0～20 cm土壤中，减施防治有利于线虫生存，植物源药剂防治效果优于农药防治；＞20 cm土壤中，不同措施对土壤线虫无显著影响　(3)①生物群落　垂直　②食细菌线虫相对丰度下降，植物寄生线虫相对丰度升高　③抵抗力稳定性(或自我调节能力)　(4)数量　植物寄生14．(2021·辽宁本溪模拟)为了探明植物在遮荫处理下的光合特性，通过盆栽实验，测定了75%遮荫处理下臭柏的叶面积、叶绿素含量等生理指标。实验结果如下表所示。请分析回答：组别叶面积(cm2)总叶绿素(mg·g－1FW)胞间CO2浓度(μmol·mol－1)净光合速率(μmol·mol－2·s－1)75%遮荫3 7151.672974.47自然条件2 8561.4117814.05(1)提取叶绿体中色素的原理是________________________________。色素捕获的光能转变成____________________________参与暗反应。(2)自然条件下胞间CO2浓度更低，推测其原因是________________________________。75%遮荫处理一段时间后，臭柏幼苗产生的有利于提升光能利用率的变化有：______________________________________________。(3)为了进一步研究臭柏光合作用中O2产生和CO2吸收的部位，有人设计了“叶绿体膜和叶绿体基质”离体实验。实验Ⅰ：用酶破坏细胞壁，离心分离叶绿体；实验Ⅱ：用充分研磨的方法破坏细胞，离心分离生物膜。在适宜光照和适宜缓冲液条件下，分别检测两组实验装置是否产生O2和吸收CO2。预测实验结果：实验Ⅰ：_______________________________________________________________。实验Ⅱ：______________________________________________________________。解析：(1)叶绿体中的色素能够溶解于有机溶剂如丙酮、无水乙醇中，因此可以用无水乙醇提取；光合色素捕获的光能经过光反应过程会转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，可用于暗反应中C3的还原。(2)据表格数据可知，自然条件下臭柏的净光合速率较遮荫条件高，原因是光照强度较大，植物光合作用较强，故消耗CO2也较快，使胞间CO2浓度更低；75%遮荫处理一段时间后，臭柏幼苗的总叶绿素含量增加，叶面积增大，这些变化均有利于提升光能利用率。(3)光合作用过程中O2产生和CO2吸收的部位分别是叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质。实验Ⅰ用酶破坏细胞壁，离心分离得到叶绿体，由于叶绿体类囊体膜完整，叶绿体基质得以保留，光反应和暗反应都能进行，故预期结果为既有O2的产生，也有CO2的吸收；实验Ⅱ用充分研磨的方法破坏细胞，离心分离生物膜，由于只有类囊体膜，无叶绿体基质，只能进行光反应，故预期结果为只能产生O2，但不能吸收CO2。答案：(1)叶绿体中的色素溶于有机溶剂(丙酮、无水乙醇)　ATP和NADPH中活跃的化学能　(2)光照强度大，净光合速率高，消耗CO2较快　总叶绿素含量增加，叶面积增大　(3)既有O2的产生，也有CO2的吸收　能产生O2，但不能吸收CO215．(2021·山东潍坊1月期末)我国研究人员发现，伤害性感觉神经元能选择性地高表达一种非分泌型成纤维细胞生长因子(简称FGF13)，将小鼠背根节(简称DRG)伤害性感觉神经元中的FGF13基因特异性敲除后，这些小鼠完全丧失了对伤害性热刺激的反应，同时发现这些小鼠对组胺引起的抓挠次数(痒觉反应)显著下降。组胺激活胞内信号通路需要先结合相应的受体H1R，H1R与组胺结合后能激活FGF13参与的下游信号通路。进一步研究表明，FGF13对H1R并没有物理上或功能上的直接作用。下图是组胺引起痒觉反应的示意图，其中NaV1.7是一种钠离子通道蛋白。(1)生理学上把伤害性热刺激引起小鼠产生的规律性应答称为________；FGF13缺失小鼠对伤害性热刺激无反应，原因是完成这一活动的结构基础中，______________的功能受损。(2)注射组胺后正常小鼠会出现痒觉反应，据图判断，FGF13在这一过程中的作用可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)有研究人员提出问题：非组胺类致痒剂引起的痒觉反应是否也与FGF13有关？为探究这一问题，请选用下列材料设计实验。写出最简单的实验思路及预期实验现象和结论。材料：FGF13缺失小鼠若干，正常小鼠若干、五羟色胺5­HT(非组胺类致痒剂)注射液、组胺注射液等。解析：(1)在中枢神经系统参与下，机体对外界或内部的各种刺激产生的规律性应答称为反射。神经调节的基本调节方式是反射，反射的结构基础是反射弧。根据题意，将小鼠背根节(简称DRG)伤害性感觉神经元中的FGF13基因特异性敲除后，这些小鼠完全丧失了对伤害性热刺激的反应，是反射弧中的感觉神经部分出现了问题导致无反应，即FGF13缺失小鼠对伤害性热刺激无反应，原因是传入神经(感觉神经)的功能受损。(2)组胺与组胺受体H1R结合后，激活胞内下游信号通路，通过电压门控钠离子通道NaV1.7产生动作电位，最终引发抓挠行为。胞内的FGF13与NaV1.7相互作用形成复合物，引起NaV1.7打开，Na＋内流产生动作电位。(3)为探究“非组胺类致痒剂引起的痒觉反应是否也与FGF13有关？”这一问题。实验设计思路：构建“FGF13缺失小鼠”，设置对照试验，给FGF13缺失小鼠和正常小鼠分别注射相同剂量的五羟色胺5­HT(非组胺类致痒剂)注射液，观察小鼠抓挠次数。预期结果与结论：若FGF13缺失小鼠抓挠次数少于正常小鼠，则FGF13与非组胺类致痒剂引起的痒觉反应有关；若FGF13缺失小鼠抓挠次数与正常小鼠相当，则FGF13与五羟色胺5­HT(非组胺类致痒剂引)起的痒觉反应无关。答案：(1)反射　传入神经(感觉神经)　(2)与NaV1.7结合，引起NaV1.7打开，Na＋内流产生动作电位　(3)实验思路：给FGF13缺失小鼠和正常小鼠分别注射相同剂量的五羟色胺5­HT(非组胺类致痒剂)注射液，观察小鼠抓挠次数。预期实验现象和结论：若FGF13缺失小鼠抓挠次数少于正常小鼠，则FGF13与非组胺类致痒剂引起的痒觉反应有关；若FGF13缺失小鼠抓挠次数与正常小鼠相当，则FGF13与五羟色胺5­HT(非组胺类致痒剂)引起的痒觉反应无关。 素养主题练(一)　结构与功能观 一、选择题1．(2021·泰安一模)下列关于细胞结构与功能的说法，正确的是(　　)A．同一个体中不同类型的细胞膜蛋白种类和含量都不相同B．真核细胞和原核细胞的根本区别是有无生物膜系统C．细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，具有维持细胞形态等功能D．核仁与rRNA合成及核糖体的形成有关，同一个体不同细胞中，核仁大小差别不大解析：C　同一个体中不同类型的细胞膜蛋白种类和含量不完全相同，而不是都不相同，A错误；真核细胞和原核细胞的根本区别是有无核膜，B错误；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，具有维持细胞形态等功能，C正确；核仁与rRNA合成及核糖体的形成有关，同一个体不同细胞中，核仁大小差别可能较大，D错误。2．(2021·潍坊模拟)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是(　　)A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能C．变性的蛋白质能与双缩脲试剂发生颜色反应D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合解析：D　组成蛋白质的氨基酸有21种，数目也不完全相等，因此不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同，A正确；有些结构不同的蛋白质具有相似的功能，如：胃蛋白酶和胰蛋白酶都有水解蛋白质的功能，B正确；蛋白质中的肽键能够与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质变性是空间结构的改变，肽键并没有改变，因此仍可与双缩脲试剂反应呈现紫色，C正确；组成蛋白质的氨基酸之间的连接方式相同，都是氨基酸脱水缩合反应，D错误。3．(2021·大连模拟)构成生物体的各种元素都没有特殊性，都是普遍存在于自然界的。但是由这些元素构成的核酸、蛋白质、多糖等大分子则是生命所特有的。下列关于生物体内物质结构与功能的叙述中，正确的是(　　)A．构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖B．蛋白质分子是由两条或两条以上多肽链构成的C．细胞识别与糖蛋白中的蛋白质有关，与糖链无关D．DNA分子的基本骨架是核糖和磷酸交替连接构成的解析：A　淀粉、糖原和纤维素都是多糖，构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖，A正确；不是所有蛋白质分子都是由两条或两条以上肽链构成，如单体蛋白，B错误；细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链也有关，C错误；DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成，D错误。4．(2021·铁岭模拟)结构与功能观是生命观念的重要内容，基于结构诠释功能，基于功能理解结构。下列关于细胞结构与功能相适应的叙述，正确的是(　　)A．心肌细胞富含线粒体，并且外膜上的蛋白质比内膜多B．叶绿体的膜有外膜、内膜两层，两层膜利于吸收更多的光进行光合作用C．胰腺腺泡细胞含有丰富的内质网和高尔基体利于其分泌消化酶D．幽门螺旋杆菌会引起胃炎，其核酸存在于染色体和核糖体上解析：C　心脏在不停的跳动，心肌细胞富含线粒体，为细胞提供充足的能量，利于其旺盛的代谢活动，线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段，有大量的酶附着，内膜蛋白质多于外膜，A错误；叶绿体类囊体薄膜堆叠增大膜面积，利于吸收更多的光进行光合作用，B错误；胰腺细胞分泌消化酶(蛋白质)，含有丰富的内质网和高尔基体，有利于分泌蛋白的加工和分泌，C正确；幽门螺旋杆菌属于原核生物，没有染色体，D错误。5．(2021·临沂一模)变形虫内伸缩泡、小泡、线粒体的分布情况如图所示。据研究，伸缩泡内液体浓度是细胞质浓度的1/2，但Na＋是细胞质的33倍，K＋是细胞质的0.85倍。伸缩泡周围的小泡要不断地吸收Na＋、排出K＋，才能形成比细胞质浓度低的液体，再经融合把液体排入伸缩泡，由伸缩泡排出体外。下列叙述正确的是(　　)A．伸缩泡类似于植物大液泡，能将胞内多余水分直接排到细胞外B．伸缩泡通过主动运输吸收Na＋、排出K＋，需要消耗大量能量C．小泡内外溶液中Na＋的差异，体现了细胞膜的选择透过性D．小泡周围分布着一层线粒体，体现了细胞结构与功能相适应的观点解析：D　植物液泡不能直接将水排到细胞外，A错误；伸缩泡周围的小泡是通过主动运输吸收Na＋、排出K＋的，B错误；小泡内外溶液中Na＋的差异，体现了小泡膜的选择透过性，C错误；小泡是通过主动运输吸收Na＋、排出K＋的，需要消耗能量，小泡周围分布着一层线粒体，线粒体是细胞的动力车间，这体现了细胞结构与功能相适应的观点，D正确。6.(2021·海南模拟)有人认为结构与功能观的内涵是一定的结构必然有与之相对应的功能存在，且任何功能都需要一定的结构来完成。下列叙述不能支持这一观点的是(　　)A．线粒体内膜凹陷折叠形成嵴，大大提高了有氧呼吸的效率B．高尔基体形成的囊泡中可能含有纤维素或蛋白质等物质C．哺乳动物成熟红细胞核孔数目减少，核质之间物质交换的速率降低D．真核细胞中有维持细胞形态的细胞骨架，细胞骨架与物质运输、能量转换等有关解析：C　线粒体内膜凹陷折叠，增大了线粒体内膜的表面积，在内膜上分布有与有氧呼吸有关的酶，因此可以提高有氧呼吸的效率，A正确；高尔基体在动物细胞中与分泌物的形成有关，在植物细胞中与细胞壁的形成有关，植物细胞壁的主要成分是纤维素。因此高尔基体形成的囊泡中可能有纤维素或蛋白质等物质，B正确；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，C错误；细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架由蛋白质纤维组成，细胞骨架与物质运输、能量转换等有关，D正确。7．(2021·海口模拟)下列关于DNA分子结构与功能的叙述，正确的是(　　)A．DNA复制时，需要解旋酶将全部DNA双链解开后再合成子链B．减数分裂Ⅰ的四分体时期发生互换可引发DNA分子结构的改变C．分裂的细胞需DNA复制，其细胞核中应能合成有活性的DNA聚合酶D．基因突变可能导致DNA上的终止密码子提前或滞后从而改变蛋白质分子结构解析：B　DNA复制时，边解旋边复制，A错误；减数分裂Ⅰ的四分体时期发生互换可引发DNA分子结构的改变，B正确；DNA聚合酶在核糖体中合成，C错误；终止密码子在mRNA上，D错误。8．(2021·泰安一模)生物体结构与功能相统一的观点，既可以体现在细胞等生命系统水平上，也可以体现在分子水平上。下列说法错误的是(　　)A．DNA分子独特的双螺旋结构，有利于DNA的精确复制B．DNA碱基配对严格遵循碱基互补配对原则，有利于维持DNA分子结构的稳定性C．一个mRNA上结合多个核糖体，有利于细胞快速合成不同的蛋白质D．温泉微生物细胞DNA中G、C碱基含量较高，有利于其在较高的温度环境中生活解析：C　DNA分子独特的双螺旋结构提供准确的模板，有利于DNA的精确复制，体现结构与功能的统一性，A正确；DNA碱基配对严格遵循碱基互补配对原则，有利于维持DNA分子结构的稳定性，体现结构与功能的统一性，B正确；一个mRNA上结合多个核糖体，合成出来的都是一种蛋白质，有利于细胞快速合成同种蛋白质，C错误；G—C碱基对中含有三个氢键，DNA分子中G—C数目较多，结构更稳定，有利于在高温下生活，D正确。9．(2021·衡阳二模)生态系统是当今最受人们重视的研究领域之一，全球所面临的资源与环境问题的解决，都有赖于对生态系统的结构与功能的研究。下列有关生态系统结构和功能的说法，错误的是(　　)A．细菌在生态系统中可能是分解者、生产者或消费者B．食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的C．落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其抵抗力稳定性较低D．污染的湖泊使鱼类大量死亡，腐生细菌增多，进一步加重了污染，这种调节是正反馈调节解析：C　细菌在生态系统中可能是分解者(腐生细菌)、生产者(硝化细菌)或消费者(寄生细菌)，A正确；食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的，B正确；落叶阔叶林、针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时，往往不易在短时间内恢复到原来的状态，原因是其恢复力稳定性较低，C错误；污染的湖泊使鱼类大量死亡，腐生细菌增多，进一步加重了污染，这种调节是正反馈调节，D正确。10．(多选)(2021·山东模拟)生态系统作为一个整体，有着一定的结构和功能，能维持一定的稳定性。下列叙述中正确的是(　　)A．赤狐听觉灵敏，能捕食1米积雪下的田鼠，离不开物理信息的传递B．生态系统的稳定性和以负反馈调节为基础的自我调节能力密切相关C．营养结构越简单的生态系统抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性越高D．保护森林就是要控制人类活动对它的干扰，使其结构与功能相协调解析：ABD　1米深的积雪阻碍了赤狐的视力，也阻断了化学物质的传递，赤狐耳朵较大，听觉灵敏，能发现积雪下的猎物，靠的是声音传递，属于物理信息，A正确；生态系统的稳定性是因为生态系统具有一定的自我调节能力，而负反馈是自我调节能力的基础，B正确；营养结构越简单的生态系统自我调节能力越弱，抵抗力稳定性往往就越低，而恢复力稳定性的高低除和自身营养结构有关外，还和自然环境因素有关，C错误；保护森林，提高生态系统的稳定性，就是要控制人类对它的干扰，保证其结构与功能的协调，D正确。11．(多选)(2021·盐城一模)下列有关细胞结构与功能的叙述，正确的是(　　)A．DNA和RNA等大分子物质可通过核孔进出细胞核B．高尔基体在动物细胞和植物细胞中的功能存在差异C．在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体D．溶酶体内部有多种水解酶，可分解衰老或损伤的细胞器解析：BD　DNA不能通过核孔进出细胞核，A错误；高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关，B正确；在动物细胞有丝分裂间期不能观察到纺锤体，纺锤体是有丝分裂前期形成的，C错误；溶酶体内部有多种水解酶，可分解损伤衰老的细胞器，是细胞内的消化车间，D正确。12．(多选)下列有关农田生态系统结构与功能的叙述，不正确的是(　　)A．非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者组成了农田生态系统的结构B．除去田间杂草，有利于实现该生态系统中能量的多级利用C．增施农家肥能提高作物产量，是因为其促进了该生态系统的物质和能量的循环利用D．合理确定草场的载畜量，能调整能量流动关系，使能量更多的流向对人类最有益的部分解析：ABC　生态系统的结构包括生态系统的组成成分和食物链、食物网，A错误；除去杂草，未实现能量的多级利用，而是调整了能量流动方向，B错误；能量流动的特点是单向流动、逐级递减，无法循环利用，C错误；合理确定草场的载畜量，能调整能量流动关系，使能量更多的流向对人类最有益的部分，D正确。二、非选择题13．(2021·吕梁一模)真核细胞结构与功能及其相应的物质变化有着紧密联系，请参照表中内容完成“______”上对应内容的填写。名称组成或结构功能功能举例或相应物质变化分析细胞膜分子结构模型：①________________将细胞与外界环境分隔开；②____________________；进行细胞间的信息交流。膜的出现将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。其意义是③______________________________。叶绿体内有许多的④________，极大地扩展了受光面积进行光合作用的场所在其他条件适宜的情况下，突然停止CO2的供应，在短时间内C3的含量会⑤________，原因是⑥________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。原生质层组成：⑦__________________________________相当于一层半透膜当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，植物细胞发生质壁分离现象，内因是⑧________________________________________。 解析：(1)细胞膜的分子结构模型目前被广为接受的是流动镶嵌模型；细胞膜的功能为将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞及进行细胞间的信息交流；膜的出现是生命起源中至关重要的阶段，其意义是保障了细胞内部环境的相对稳定。(2)叶绿体内有许多由类囊体堆叠而成的基粒，极大地扩展了受光面积；在其他条件不变的情况下，突然停止CO2供应，CO2被C5固定形成C3的量减少，而C3还原速率不变，故C3含量降低。(3)原生质层相当于一层半透膜，包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质；质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。答案：①流动镶嵌模型　②控制物质进出细胞　③保障了细胞内部环境的相对稳定　④类囊体　⑤降低　⑥突然停止CO2供应，CO2被C5固定形成C3的量减少，而C3还原速率不变　⑦细胞膜、液泡膜及细胞膜和液泡膜之间的细胞质　⑧原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性14．(2021·辽宁模拟)农田生态系统是人工建立的生态系统，农田中的动植物种类较少，群落的结构单一。回答下列有关问题。(1)农田生态系统结构单一，稳定性低。为提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统____________；另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应________________的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调，例如农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉以及控制病虫害。(2)松土是我国农业生产中的一项传统的耕作措施，松土可以增加土壤的透气性，促进了土壤中微生物的____________，为农作物的生长提供____________，但也会使温室效应和全球气候变暖变得更加严重。(3)松土易造成水土流失和空气中扬尘的出现。近些年，农业提倡免耕法，尽量不用或少用松土措施，收获时只收割麦穗或稻穗等部分，而经过处理的农作物秸秆或残茬保留在土壤中任其腐烂，以便恢复土壤的自然状态并保护土壤。免耕法有利于____________________________________________________。(写出两点)解析：(1)生态系统稳定性是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力，否则容易导致生态系统稳定性下降；对人类利用强度较大的生态系统应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。(2)松土是一项传统的耕作措施，它可以增加土壤的透气性，有利于农作物的生长。但是松土易造成水土流失，可能诱发沙尘暴。同时松土会促进土壤微生物的有氧呼吸(或呼吸作用)，将土壤中的有机物分解为无机物，为农作物的生长提供了无机盐和CO2，当然也容易加剧温室效应。(3)免耕法又叫保护性耕作法，是指农业生产中平时不用或尽量少用松土措施，收获时将农作物秸秆或残渣保留在土壤中任其腐烂，这样有利于水土保持、减少沙尘暴的发生、提高土壤的肥力等。答案：(1)自我调节能力　物质和能量　(2)有氧呼吸(或呼吸作用)　无机盐和CO2　(3)水土保持、减少沙尘暴的发生、提高土壤的肥力15．(2021·福州一模)核糖体结构研究具有重要的意义，经过几代科学家的努力，人类对原核和真核生物核糖体的结构与功能异同点具有了较深入的了解，图示原核生物的核糖体由沉降系数分别为50S和30S的大小亚基两部分组成，核糖体的各部分在蛋白质合成中各司其职：①mRNA结合位点；②A位点是新进入的tRNA结合位点；③P位点是延伸中的tRNA结合位点；④E位点是空载tRNA结合位点；⑤肽酰基转移酶的催化位点，位于大亚基，可催化氨基酸间形成肽键。RNA通过与A、P、E等位点的结合逐步完成遗传信息的解码，A、P、E部位虽然有蛋白质，但除去蛋白质并不会改变其结构和功能，位于大亚基上的肽酰基转移酶中心，只有RNA并无蛋白质，回答下列问题：(1)(多选)下列关于核糖体蛋白质合成过程的叙述，正确的是________A．肽链延伸时，RNA依次经过A、P、E位点B．用蛋白酶处理肽酰基转移酶中心，肽键将不能形成C．mRNA与核糖体的结合依靠密码子与反密码子的相互配对D．大亚基rRNA催化肽键的形成，小亚基为tRNA解码提供场所(2)确定核糖体是蛋白质合成的场所以后，科学家曾提出疑问：核糖体所含的RNA是翻译的模板吗？为此他们进行了如下实验：①将大肠杆菌在重培养基(含有15NH4Cl和13C­葡萄糖)上培养，使细菌上各种成分(包括细菌核糖体)被质量较大的同位素标记。然后，他们使用T4噬菌体感染细菌(已知噬菌体感染后，宿主细胞将不合成自身蛋白质)。②将细菌转移到轻培养基(14NH4Cl和12C­葡萄糖)上培养，同时，将放射性标记11C的尿嘧啶加到培养基上，对核糖体进行密度梯度离心分析。预测实验结果：分离到的核糖体所含的标记性同位素是______________________。新出现的含14C的RNA碱基序列特点是__________________________。(3)半数以上的抗生素通过抑制致病微生物蛋白质的合成而达到杀菌作用，如氯霉素能抑制原核生物核糖体的肽酰基转移酶活性，有些突变的致病菌能分解抗生素而具有抗药性，科研人员试图开发新的抗菌药物，核糖体的研究对抗菌药物开发有何意义？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由图示可知，肽链延伸时，RNA依次经过A、P、E位点，A正确；由于“位于大亚基上的肽酰基转移酶中心，只有RNA并无蛋白质”，用蛋白酶处理肽酰基转移酶中心，不会影响肽酰基转移酶的活性，故肽键将正常形成，B错误；mRNA与tRNA的结合依靠密码子与反密码子的相互配对，C错误；由图示可知，大亚基rRNA催化肽键的形成，小亚基为tRNA解码提供场所，D正确。(2)由于大肠杆菌先在重培养基(含有15NH4Cl和13C­葡萄糖)上培养，其核糖体被重的同位素标记，T4噬菌体感染细菌后，如果以细菌核糖体为工具，以细菌体内的原料合成噬菌体蛋白质和核酸，则梯度离心所分离的核糖体密度不会改变，仍然是全为重(均含15N、13C)，且新出现的含14C的RNA是以(T4)噬菌体DNA的一条链为模板转录而成，即新出现的含14C的RNA碱基序列与噬菌体DNA的一条链互补。(3)核糖体研究对抗菌药物开发的意义：可根据真核细胞与原核细胞核糖体结构和功能差异，设计药物阻断或者抑制病原体蛋白质合成，从而有效地消灭病原体。答案：(1)AD　(2)均含有15N和13C　与噬菌体DNA的一条链互补　(3)根据真核细胞与原核细胞核糖体结构和功能差异，设计药物阻断或者抑制病原体蛋白质合成，从而有效地消灭病原体素养主题练(二)　物质与能量观一、选择题1．(2021·大连模拟)细胞是开放的系统，需要不断与环境进行物质与能量交换，实现自我更新。下列相关说法错误的是(　　)A．蓝细菌能利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物B．酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放，并生成ATPC．动物的卵细胞相对表面积大，有利于高效率地完成物质运输D．硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物解析：C　蓝细菌能利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，即能够进行光合作用，A正确；酵母菌中有机物的氧化分解伴随着能量的释放，并生成ATP，B正确；动物的卵细胞表面积大，相对表面积小，物质运输效率低，C错误；硝化细菌能利用某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，即进行化能合成作用，D正确。2．(2021·江苏模拟)“生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，比如结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等。下列说法错误的是(　　)A．核仁与核糖体的形成有关，没有核仁就不能形成核糖体，进而不能合成蛋白质B．光合作用将光能固定在有机物中，有机物携带着能量沿着食物链和食物网进入生态系统，物质循环和能量流动相辅相成C．生物体内各种过程的平衡受信息(遗传信息、激素、神经递质、细胞因子等)的调控D．环境不受破坏时，种群数量可在K值附近上下波动体现了稳态与平衡观解析：A　核仁与核糖体的形成有关，没有核仁也能形成核糖体，如原核生物，A错误；生产者通过光合作用将光能固定在有机物中，有机物携带着能量沿着食物链和食物网进入生态系统，物质循环和能量流动相辅相成，B正确；生物体内各种过程的平衡受信息(遗传信息、激素、神经递质、细胞因子等)的调控，C正确；在环境不受破坏的条件下，种群数量可在K值附近上下波动，这体现了稳态与平衡观，D正确。3．(2021·菏泽模拟)下列关于物质与能量代谢的叙述正确的是(　　)A．光反应是物质代谢，暗反应是能量代谢B．细胞核是细胞中物质和能量代谢的主要场所C．无氧呼吸产生少量ATP，是因为大部分能量以热能形式散失了D．所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸解析：D　光反应和暗反应中都涉及到物质和能量的变化，既是物质代谢，也是能量代谢，A错误；细胞中物质和能量代谢的主要场所是细胞质基质，B错误；无氧呼吸产生少量ATP，是因为大部分能量储存在酒精或乳酸中，C错误；细胞呼吸可以为其他生命活动提供能量，所以所有细胞中最重要的放能反应是细胞呼吸，D正确。4．(2021·辽宁模拟)如图表示人体能量代谢的有关过程，A、B、C、D、E、F表示代谢过程中产生的物质与能量，a、b、c表示代谢过程，据图分析，下列有关叙述正确的是(　　)A．图中a过程的每个阶段均能合成ATPB．若图中数据代表对应过程能量值，则B＜D＋E＋FC．图中b过程只在线粒体和细胞质基质进行D．c过程的进行往往伴随着放能反应解析：C　如果a过程为有氧呼吸，则每个阶段均能合成ATP；如果a过程为无氧呼吸，则只有第一阶段能合成ATP，A错误；有机物氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，若图中数据代表对应过程能量值，则B＞D＋E＋F，B错误；图中b过程表示ATP的合成，人体细胞内只在线粒体和细胞质基质中进行，C正确；图中c过程表示ATP的水解，其进行往往伴随着吸能反应，D错误。5．(2021·泰安模拟)细胞呼吸包含复杂的物质与能量变化，图示为酵母菌细胞呼吸中部分代谢过程，①②表示不同反应步骤。下列叙述中正确的是(　　)A．过程①发生在细胞质基质，过程②发生在线粒体中B．有氧呼吸中发生过程①②，无氧呼吸只发生过程①C．过程②中合成ATP的能量来自过程①中ATP的分解D．完成②后，ATP和C3H4O3只含有C6H12O6中的部分能量解析：D　过程①、②都发生在细胞质基质，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程中都发生过程①②，B错误；过程②中合成ATP的能量来自葡萄糖的分解，C错误；完成②后，葡萄糖没有彻底氧化分解，且有一部分能量以热能形式散失，所以ATP和C3H4O3只含有C6H12O6中的部分能量，D正确。6．光合作用是生物界最重要的物质代谢与能量代谢。下列关于光合作用的叙述，正确的是(　　)A．给绿色植物提供含有18O的水，只会在植物释放的O2中发现18OB．根据光合作用释放的O2量，可以计算光合作用中有机物的积累量C．停止光照，暗反应很快会停止；停止供应CO2则光反应不受影响D．温室大棚采用红色薄膜可以有效提高作物产量解析：B　给绿色植物提供含有18O的水，在植物细胞的各种有机物中都可能有18O，A错误；有机物积累量和氧气释放量都是净光合量，B正确；停止供应CO2，ATP和NADPH积累，则光反应也会停止，C错误；温室大棚采用透明薄膜可以有效提高作物产量，D错误。7．(2021·衡水模拟)下列有关植物叶肉细胞中物质与能量变化的叙述，正确的是(　　)A．ATP在叶肉细胞中可以由叶绿体基质向叶绿体类囊体运动B．ATP水解时放出的化学能可以为二氧化碳的固定直接供能C．光反应所产生的ATP可用于主动运输等各项生命活动D．合成ATP的能量不仅可以来自太阳能，也可以来自化学能解析：D　ATP在叶肉细胞中产生于光反应，用于暗反应，因此可以由叶绿体类囊体向叶绿体基质运动，A错误；光合作用ATP水解时放出的化学能用于C3化合物的还原，二氧化碳的固定不消耗能量，B错误；光合作用的光反应合成的ATP只能用于暗反应，C错误；植物的叶肉细胞可以通过光合作用和呼吸作用产生ATP，因此合成ATP的能量不仅可以来自太阳能，也可以来自化学能，D正确。8．(2021·烟台模拟)光合作用与细胞呼吸过程中的物质与能量代谢如图所示。下列对该图理解错误的是(　　)A．①过程需要光能与叶绿体中的色素分子参与B．②过程利用的ATP还可以来自③过程产生的C．③过程的氧化产物可能是水和二氧化碳D．④过程的能量可被多种生命活动所利用解析：B　①过程表示光合作用的光反应，该过程需要光能与叶绿体中的色素分子参与，A正确；暗反应过程中消耗的ATP只能来自于光反应，B错误；③过程如果表示有氧呼吸，其氧化产物可能是水和二氧化碳，C正确；④过程的能量可被多种生命活动所利用，D正确。9．(2021·淄博模拟)下列有关生态系统物质循环的叙述中，正确的是(　　)A．物质循环只发生在生物群落内B．物质循环与能量流动是彼此依存、不可分割的C．物质循环在生产者、消费者和分解者之间进行D．任何一个系统在物质方面都是一个自给自足的系统解析：B　物质循环发生在生物群落和无机环境之间，A错误；物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，物质循环与能量流动是彼此依存、不可分割的两个过程，B正确；物质循环在生产者、消费者和分解者以及无机环境之间进行，C错误；生物圈在物质上是一个自给自足的系统，D错误。10．(多选)(2021·沈阳模拟)如图为生态系统物质循环与能量流动示意图，其中甲、乙、丙是生态系统中的三种成分，1～4是乙中的四种生物。下列分析不正确的是(　　)A．碳在生物群落内部的传递形式是CO2B．该生态系统的营养结构是C．第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量D．由于某种因素使得乙中2的数量减少，则在短时间内4的数量会减少解析：ABD　碳在生物群落内部的传递形式是有机物，A错误；生态系统的营养结构是食物链和食物网，包括生产者和消费者，即除了消费者1、2、3、4外还应包括生产者甲，B错误；第二营养级到第三营养级的能量传递效率为2和3同化量之和除以1的同化量，C正确；由于某种因素使得乙中2的数量减少，则在短时间内4可以大量捕食3,4的数量不会减少，D错误。11．(多选)“分子马达”是分布于细胞内部或细胞表面的一类蛋白质，它们的结构会随着与ATP和ADP的交替结合而改变，促使ATP转化成ADP，同时引起自身或与其结合的分子产生运动。下列相关分析错误的是(　　)A．“分子马达”具有酶的功能B．线粒体和叶绿体都含有“分子马达”C．RNA聚合酶是沿RNA运动的“分子马达”D．放能反应一般与ATP水解反应相联系解析：CD　由题意知，分子马达具有催化ATP水解的作用，A正确；线粒体和叶绿体都能产生ATP，并且都能运动，因此都含有“分子马达”，B正确；RNA聚合酶用于转录过程，因此RNA聚合酶是沿DNA移动的“分子马达”，C错误；吸能反应消耗ATP水解释放的能量，因此一般与ATP水解反应相联系，D错误。12．(多选)平谷区盛产大桃，但果园大量废弃枝条和落叶乱堆乱放占用土地，被焚烧后污染环境。为解决此问题，区政府建设了“生态桥”工程，将废弃物加工成有机肥后施加到果园土壤中，减轻污染同时提高了桃的产量。下列相关叙述不正确的是(　　)A．“生态桥”工程的实施，促进了果园生态系统的物质循环B．将有机肥施加到果园中，不会改变土壤微生物的组成和密度C．将废弃物加工成有机肥，实现了果树对废弃物能量的循环利用D．果园属于人工生态系统，稳定性通常高于当地自然生态系统解析：BCD　根据题意分析，“将废弃物加工成有机肥后施加到果园土壤中”，说明促进了果园生态系统的物质循环，减轻污染，A正确；将有机肥施加到果园中，土壤微生物的种类和密度增加，B错误；将废弃物加工成有机肥，实现了果树对废弃物能量的多级利用，C错误；果园属于人工生态系统，物种多样性低，自我调节能力弱，稳定性通常低于当地自然生态系统，D错误。二、非选择题13．细胞内时时刻刻发生着许多重要的生物化学反应，其中许多生化反应极其复杂且需要多个代谢进程相互联系，在细胞内形成了一整套物质与能量的精密调配链。(1)请参照表中内容完成下表。 ⅠⅡⅢⅣⅤ结构名称叶绿体类囊体薄膜②______________细胞质基质线粒体基质⑦______________代谢光反应暗反应⑤______________有氧呼吸第二阶段有氧呼吸第三阶段产生/消耗氢①______________③______________产生[H]产生[H]⑧______________吸能/放能反应放能反应④______________⑥______________放能反应放能反应 (2)科学家在热带植物叶片的叶肉细胞中发现了一种与CO2亲和力极强的PEG羧化酶，其在光合作用中的作用被形象的称为“CO2泵”，具体过程表示如图：研究发现具有PEG羧化酶的热带植物在低CO2浓度环境下的光合作用普遍比不具有该酶的植物强，试分析原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)产生NADPH　叶绿体基质　消耗NADPH　吸能反应　细胞呼吸第一阶段　放能反应　线粒体内膜　消耗[H]　(2)PEG羧化酶与二氧化碳的亲和力极强，可将空气中的较低二氧化碳以C4的形式固定下来，供植物进行光合作用以提高光合作用强度14．(2021·安徽模拟)水体富营养化的实质是由于营养盐的输入、输出失去平衡性，从而导致水生生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了系统的物质与能量的流动，使整个水生生态系统逐渐走向灭亡。某科研小组利用漂浮植物芜萍、沉水植物金鱼藻及两者混养体系，对水体中TN吸收性能进行了初步研究，结果如表所示。请分析回答下列问题。实验组别水样TN浓度(mg/L)总去除率(%)0周1周2周3周4周芜萍(A组)10.006.564.822.631.0289.8金鱼藻(B组)10.007.935.994.683.4965.1芜萍—金鱼藻混养(C组)10.007.646.094.672.3077.0空白对照组(无水生植物)10.009.569.338.788.3216.8(1)芜萍、金鱼藻与当地的植物、动物及微生物共同构成____________，芜萍、金鱼藻属于该生态系统成分中的________。(2)由表中数据可以得出的结论为________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。(3)空白对照组中没有水生植物，水样TN浓度变化的原因可能是水体通过________________________________也会引起TN下降。(4)如果实验区的金鱼藻因某些意外而大量死亡，蓝细菌等浮游藻类则容易再次爆发，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)芜萍、金鱼藻与当地的植物、动物及微生物共同构成群落，芜萍、金鱼藻属于该生态系统成分中的生产者。(2)由表中数据可以得出的结论是：A、B、C三种体系对TN的去除率不同；漂浮植物芜萍去除TN作用更为迅速、明显；混养体系表现出较好的去TN的能力；沉水植物金鱼藻去除TN效果最差。(3)空白对照组中没有水生植物，水样TN浓度变化的原因可能是水体通过物理沉降、化学分解和微生物的分解也会引起TN下降。(4)如果实验区的金鱼藻因某些意外而大量死亡，蓝细菌等浮游藻类则容易再次爆发，其原因是金鱼藻死亡后遗体被分解，为蓝细菌等浮游藻类的生长提供了大量无机盐。答案：(1)群落　生产者　(2)A、B、C三种体系对TN的去除率不同；漂浮植物芜萍去除TN作用更为迅速、明显；混养体系表现出较好的去TN的能力；沉水植物金鱼藻去除TN效果最差　(3)物理沉降、化学分解和微生物的分解　(4)金鱼藻死亡后遗体被分解，为蓝细菌等浮游藻类的生长提供了大量无机盐15．(2021·百色期末)Ⅰ图为某草原生态系统的部分碳循环示意图；Ⅱ图为该生态系统的部分能量流动示意图(不考虑未利用的能量)。据图分析回答下列问题：(1)Ⅰ图中，乙属于生态系统中的________(填组成成分)；碳元素进入无机环境的途径是________(填序号)；能量进入群落的主要途径是________(填序号)。(2)生态系统的结构包括__________和____________。Ⅱ图中A表示____________的能量。若鼠摄入能量为2.2×109 kJ，A中能量为1.6×109 kJ，狼同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中由鼠到狼的能量传递效率为__________。(3)生态系统能量流动的主要特点是______________。人类研究生态系统中能量流动，可以实现对能量的____________，从而大大提高能量的利用率。(4)生态系统的物质循环与能量流动具有不同的特点，在物质循环中，无机环境中的物质可以被生物群落____________。解析：(1)Ⅰ图中：乙是生产者；碳元素进入无机环境的途径是各种动植物的呼吸作用和分解者的分解作用，能量进入群落的主要途径是光合作用。(2)生态系统的结构包括组成成分和营养结构(食物链和食物网)。Ⅱ图中A表示鼠同化的能量。因鼠的同化能量为1.6×109 kJ，狼同化能量为2.4×108 kJ，则该生态系统中由鼠到狼的能量传递效率为2.4×108÷1.6×109＝15%。(3)生态系统能量流动的主要特点是单向流动、逐级递减。人类研究生态系统的能量流动，可以实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。(4)在物质循环中，无机环境中的物质可以被生物群落反复利用。答案：(1)生产者　②③④　①　(2)组成成分(或生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量)　营养结构(或“食物链和食物网”)　鼠同化(或“(被)鼠同化”等)　15%　(3)单向流动、逐级递减　多级利用　(4)反复利用(或循环利用)素养主题练(三)　进化与适应观 一、选择题1．(2021·山东模拟)化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等方面的证据逐渐证实了地球上多种多样的生物都是由共同的祖先进化而来的。下列说法错误的是(　　)A．化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据B．最原始的化石包含了生产者、消费者、分解者的化石C．鲸鱼的鳍与人的上肢骨骼的结构相似，说明它们起源于共同的祖先D．不同生物中蛋白质的基本单位都是氨基酸，可为进化学说提供证据解析：B　化石是研究生物进化最重要的、比较全面的证据，化石在地层中出现的先后顺序，说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的，故化石的大量发现，为生物进化论提供了充分证据，A正确；最原始的化石中不包含消费者的化石，B错误；鲸鱼的鳍与人的上肢骨骼的结构相似，这说明鲸鱼和人具有一定的共性，由此推测它们起源于共同的祖先，C正确；在分子水平上，不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子，既有共同点，又存在差异性，可为进化学提供证据，D正确。2．(2021·大连模拟)细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸。据测算，它的氨基酸序列每2 000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如表所示。下列叙述错误的是(　　)生物名称黑猩猩猕猴狗鸡金枪鱼小麦酵母菌氨基酸差异(个)011113213544A．细胞色素c氨基酸序列的差异是造成不同物种生殖隔离的原因B．表中与人亲缘关系最远的动物是金枪鱼C．各种生物都具有细胞色素c的事实体现了生物界的统一性D．人与猕猴的DNA序列相似程度比较高，而与酵母菌的DNA序列相差比较大解析：A　细胞色素c的DNA序列不同，种群基因库之间存在明显差异，是不同物种产生生殖隔离的原因，A错误；细胞色素c的氨基酸组成差异越小，亲缘关系越近，与人亲缘关系最远的动物是金枪鱼，B正确；各种生物的细胞内均有细胞色素c，这一事实说明生物界的统一性，C正确；人和猕猴细胞色素c的氨基酸组成差异小，与酵母菌的差异大，因此人与猕猴DNA序列相似程度比较高，与酵母菌的DNA序列相差比较大，D正确。3．(2021·铁岭模拟)下列有关生物的遗传、变异与进化的叙述，正确的是(　　)A．自然选择导致的生殖隔离是生物进化的必要条件B．DNA分子的结构改变和染色体变异都是生物进化的原材料C．自然选择作用于对个体存活和繁殖有影响的变异性状D．变异的不定向性导致种群朝着不同的方向进化解析：C　自然选择导致的种群的基因频率发生改变，是生物进化的必要条件，A错误；DNA分子无遗传效应的结构改变不能为生物进化提供原材料，B错误；自然选择的结果是保留对个体存活和繁殖有利的变异性状，C正确；自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向，D错误。4．(2021·武汉模拟)生物进化存在两种动力：自然选择和遗传漂变。遗传漂变是基因频率的随机变化，漂变的发生是由于偶然性对基因从亲代向下一代传递时的影响；不是所有个体都交配，也不是所有个体产生的配子都能贡献于繁殖，从而导致亲子代之间基因频率出现变化。下列关于自然选择和遗传漂变的叙述错误的是(　　)A．自然选择引起种群的基因频率朝一定的方向变化B．遗传漂变对种群基因频率的影响没有方向性C．遗传漂变对基因频率的影响与种群的大小无关D．自然选择通过选择相关的表型进而选择相关的基因解析：C　自然选择决定生物进化的方向，定向改变种群的基因频率，A正确；遗传漂变是基因频率的随机变化，B正确；种群越大，遗传漂变对基因频率改变的影响越小，C错误；自然选择通过选择相关的表型进而选择相关的基因，D正确。5．(2021·辽宁模拟)美国白蛾是外来入侵物种，对果树等农作物造成了严重的危害。科学家利用某病毒防治该害虫，防治结果如图所示。下列有关分析错误的是(　　)A．a→b年间，美国白蛾能适应入侵地的环境B．c年时，美国白蛾种群的基因库与b年时的相同C．该病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用D．美国白蛾与该病毒和当地物种相互适应、协同进化解析：B　a→b年间，美国白蛾的种群数量增长较快，说明其能适应入侵地的环境，A正确；c年时，由于种群数量减少，因此美国白蛾种群的基因库与b年时不同，B错误；病毒作用后，美国白蛾种群数量下降，说明病毒对美国白蛾种群的抗性具有选择作用，C正确；引入病毒后，美国白蛾在病毒的影响下，数量减少，两者之间存在相互选择，因此美国白蛾与该病毒和当地物种发生了协同进化，D正确。6．阳光中的紫外线促进人体合成维生素D，维生素D不足会影响婴幼儿发育，降低免疫力；过度的紫外线照射会导致皮肤癌变、叶酸降解(叶酸缺乏使生殖能力下降)。紫外线照射引起皮肤黑色素增多，黑色素对紫外线有阻挡作用。下列叙述错误的是(　　)A．紫外线强的赤道地区，深肤色人群比浅肤色人群生存、生殖能力更强B．紫外线弱的高纬度地区，浅肤色人群比深肤色人群有更好的适应性C．人类肤色出现差异是长期进化过程中环境因素定向选择的结果D．赤道地区肤色浅的人群容易出现维生素D缺乏，使其适应性降低解析：D　深色皮肤可以阻挡紫外线，减少皮肤癌，减少叶酸分解，因此赤道地区更适合深肤色人群，A正确；紫外线弱的地方，浅肤色的人可以更好的吸收紫外线，促进维生素D合成，B正确；环境对性状进行定向选择，C正确；肤色浅的人可吸收更多的紫外线，合成更多的维生素D，D错误。7．(2021·南京模拟)图中A、B、C表示自然条件有差异、存在地理隔离的3个地区。A地区中物种甲某些个体迁移到B、C地区后，经长期进化逐渐形成两个新物种乙、丙。下列叙述错误的是(　　)A．甲、乙、丙三个地区的种群都在发生进化，最终三者的基因库有较大差异B．留居A地区的甲种群和当地其他生物及无机环境之间相互选择、协同进化C．B、C地区的两个种群经过了突变、自然选择、隔离三个环节进化出新物种D．乙和丙两个种群虽然属于两个物种，但两种生物体细胞中的染色体数可能相同解析：C　甲、乙、丙为三个不同的物种，显然三者的基因库有较大差异，A正确；协同进化是指生物与生物之间、生物与无机环境之间，在相互作用中实现协同进化，因此留居在A地区的甲种群和当地其他生物及无机环境之间相互选择、协同进化，B正确；B、C地区的两个种群原来都是物种甲，经过长期的地理隔离达到了生殖隔离，分别进化成了两个新物种，突变和基因重组、自然选择、隔离是新物种形成的三个基本环节，C错误；乙和丙两个种群虽然属于两个物种，但由于都是由物种甲进化而来，则两种生物体细胞中的染色体数可能相同，D正确。8．(2021·淄博模拟)选择系数反映某一基因型在群体中不利于生存和繁殖的相对程度，即某基因型的个体在某环境中适应性越差，选择系数越大。相关叙述正确的是(　　)A．若某基因型的选择系数不变，则相关基因频率不变B．在不同环境中，同一基因型的个体选择系数可不同C．选择系数越大，相应基因型生物的进化速度越慢D．随新冠疫苗的推广使用，新冠病毒的选择系数降低解析：B　影响基因频率的因素有突变、选择、迁移和遗传漂变等。基因型的选择系数不变，只能说明某基因型的个体在某环境中的适应性相对稳定，不能说明生物的相关基因频率不变，A错误；同一基因型的个体在不同环境中的适应能力不同，适应性就不同，根据题干可知，选择系数也会不相同，B正确；某基因型的选择系数越大，说明该生物在环境中的适应性越差，会导致相关基因频率变化越快，C错误；随着新冠疫苗的推广使用，新冠病毒在环境中的适应性会越来越差，会导致新冠病毒的选择系数越大，D错误。9．(多选)(2021·大连模拟)昆虫取食或机械性损伤都会引起烟草植株释放大量烟碱，烟碱对昆虫具有广谱性的毒性。科学家发现，以烟草叶片为食的烟草天蛾幼虫在用含有高浓度烟碱的食物饲喂后，仍然能够生存，只是生长速率降低。烟草天蛾幼虫可以利用其从食物中摄取的烟碱抵抗寄生生物(如绒茧蜂幼虫)来保护自己。经X射线诱变后选择烟碱敏感型烟草天蛾幼虫有助于研究烟草天蛾对烟碱适应性的分子机制。下列叙述错误的是(　　)A．烟草天蛾对烟碱的适应性是长期协同进化的结果B．绒茧蜂发生可遗传变异能使其种群基因频率发生定向改变C．烟碱敏感型烟草天蛾的出现可增加生物多样性D．可以通过X射线定向诱导烟草天蛾发生烟碱敏感型突变解析：BD　烟草天蛾对烟碱的适应性是长期协同进化的结果，A正确；绒茧蜂发生可遗传变异是不定向的，自然选择使其朝着一定的方向不断进化，B错误；烟碱敏感型烟草天蛾的出现可增加生物多样性，C正确；可以通过X射线诱导基因突变，但基因突变是不定向的，D错误。10．(多选)(2021·烟台模拟)脊椎动物的前肢各不相同，如马的前肢、鹰的翅膀和蝙蝠的翼。由于在不同的环境中生活，产生了形态上的差异，但它们却有着相似的骨骼排列。为了探究它们的亲缘关系，科学家研究了它们的某种蛋白质的氨基酸组成和排列顺序。下列相关叙述正确的是(　　)A．生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传B．它们可能是由共同的祖先进化而来的C．亲缘关系远的脊椎动物组成该蛋白质的氨基酸种类和排列顺序完全不同D．多样的环境会促使生物朝不同方向进化，但同区域内的马、鹰和蝙蝠会发生协同进化解析：BD　生物各种适应性特征的形成都是由于遗传变异和自然选择，A错误；它们可能是由共同的祖先进化而来的，B正确；亲缘关系远的脊椎动物组成该蛋白质的氨基酸种类和排列顺序不完全相同，C错误；多样的环境会促使生物朝不同方向进化，但同区域内的马、鹰和蝙蝠会发生协同进化，D正确。11．(多选)(2021·聊城一模)美洲热带地区的纯蛱蝶幼虫主要取食西番莲叶片，西番莲受到纯蛱蝶的伤害之后，会释放出一种化学物质使纯蛱蝶幼虫死亡，但仍有少数纯蛱蝶会变异出抵抗该化学物质的能力。观察发现，西番莲用改变叶片形状，“造出”一种黄色假卵(叶片上蜜腺稍微隆起形成卵状结构)等办法来迷惑纯蛱蝶，以减少纯蛱蝶在此产卵；还通过分泌出一种“花外蜜露”引诱蚂蚁和蝇类前来捕食纯蛱蝶幼虫。在此过程中，纯蛱蝶也增强了寻找并发现西番莲的能力。下列分析正确的是(　　)A．西番莲释放出化学物质抗虫和纯蛱蝶能抵抗该化学物质是长期协同进化的结果B．在纯蛱蝶觅食的刺激下，西番莲发生了叶形和叶片蜜腺的突变C．西番莲叶形的变化和纯蛱蝶觅食行为的变化说明自然选择决定进化的方向D．西番莲通过传递化学信息，未能把纯蛱蝶全部杀死，符合“精明的捕食者”策略解析：AC　西番莲释放化学物质抗虫和纯蛱蝶能抵抗这种物质是长期协同进化的结果，A正确；西番莲发生了叶形和叶片蜜腺的突变是自发的、随机的，并不是在纯蛱蝶觅食的刺激下才会发生，B错误；生物进化的方向是由自然选择决定的，在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高，因此，在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化，C正确；西番莲通过传递物理或化学信息，未能把纯蛱蝶全部杀死，符合“精明的捕食者”策略，D错误。二、非选择题12．(2021·云南二模)云南享有“植物王国”“动物王国”美誉，现有的生态系统囊括了除海洋和沙漠外的所有类型，拥有中国63%高等植物、60%脊椎动物等物种资源，是中国17个生物多样性关键地区之一，以及中国乃至世界的天然基因库。回答下列问题：(1)云南作为全球生物多样性热点地区，在____________三个层次上具有较高的多样性。(2)云南有九大高原湖泊，为迁徙的鸟类提供了适宜的环境，直接影响候鸟种群密度的种群数量特征包括____________________________________。湖泊在蓄洪防旱、调节气候等方面也起着重要作用。近几十年，人们对湖泊的利用发生了由“围湖造田”到“退耕还湖”的巨大转变，从生物多样性价值的角度说明，生物多样性的____________________________________。(3)澜沧县利用思茅松林种植三七，为林业资源保护和利用提供新途径。林下种植三七主要是依据不同植物对____________需求不同的原理；林下种植三七可不施用化肥，原因是林下土壤中分解者的代谢活动__________(填“强”或“弱”)，能为三七生长提供丰富的无机盐。解析：(1)生物多样性包括遗传、物种和生态系统三个层次。(2)直接影响候鸟种群密度的种群数量特征包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率。由“围湖造田”到“退耕还湖”的巨大转变，从生物多样性价值的角度说明，生物多样性的间接价值明显大于直接价值。(3)林下种植三七主要是依据不同植物对光照强度需求不同的原理；林下种植三七可不施用化肥，原因是林下土壤中分解者的代谢活动强，能为三七生长提供丰富的无机盐。答案：(1)遗传、物种和生态系统　(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率　间接价值明显大于直接价值　(3)光照强度　强13．(2021·宝鸡二模)图1为某野兔原种群被一条大河分割成甲、乙两个种群后的进化过程图，图2是在某段时间内，种群甲中一对等位基因(A、a)中A基因频率的变化情况，请回答下列问题：(1)图1中a过程为____________，b过程的实质是____________________________，新物种的形成必须经过____________。(2)由图1可知，物种形成过程中____________是不定向的，而____________是定向的。(3)图2中在________时间段内甲种群生物发生了进化，在T点时________(填“是”“否”或“不一定”)形成新物种。(4)若时间单位为年，在某年时，甲种群AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，则此时A基因频率为________。现假设甲种群所生存的环境发生了一种新的变化，使得生存能力AA＝Aa＞aa，其中aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年均增加10%，则下一年时种群中的aa的基因型频率约为________，该种群________(填“会”或“不会”)发生进化。解析：(1)图1中a过程为地理隔离，b为自然选择，该过程的实质是定向改变种群的基因频率，新物种形成必须经过c生殖隔离。(2)由图可知，物种形成过程中变异是不定向的，而图中过程b自然选择是定向的。(3)生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，图中QR时间段内种群基因频率改变，说明该时间段内甲种群生物发生了进化；新物种形成的标志是生殖隔离，从图中无法判断出是否形成生殖隔离，因此在T点时不一定形成新物种。(4)该动物种群中基因型为AA、Aa和aa的基因型频率分别为10%、30%和60%，A的基因频率＝AA的频率＋Aa的频率×＝25%。现假设甲种群中共有100个个体，则AA、Aa和aa的个体数依次是10、30、60个，若aa个体每年减少10%，而AA和Aa个体每年均增加10%，则下一年时种群中AA、Aa和aa的个体数依次是11、33、54个，因此aa的基因型频率＝×100%＝55.1%。答案：(1)地理隔离　定向改变种群的基因频率　生殖隔离　(2)变异　自然选择　(3)QR　不一定　(4)25%　55.1%　会素养主题练(四)　稳态与平衡观一、选择题1．(2020·大连模拟)下列关于人体细胞衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是(　　)A．衰老、凋亡和癌变的细胞，遗传物质均改变B．衰老、凋亡和癌变的细胞，与呼吸有关酶的活性均降低C．细胞的衰老、凋亡和癌变均有利于维持内环境的稳态D．衰老、凋亡和癌变的细胞，形态结构均发生显著变化解析：D　衰老和凋亡的细胞，遗传物质不改变，A错误；细胞癌变后，细胞呼吸酶的活性没有降低，B错误；细胞的衰老和凋亡均有利于维持内环境的稳态，而细胞癌变对机体不利，C错误；衰老、凋亡和癌变的细胞，形态结构均发生显著变化，D正确。2．(2020·山东模拟)胰岛B细胞在病毒感染、分泌蛋白合成过量等因素作用下，引起内质网功能的紊乱，称为内质网应激(ERS)，表现为分泌蛋白合成暂停而ERS蛋白表达等。ERS有利于维持细胞的正常功能并使之存活，但长时间的ERS可引起细胞凋亡。以下有关说法错误的是(　　)A．细胞凋亡对机体有利，ERS使机体不会发生糖尿病B．ERS现象的发生，与有关细胞基因的选择性表达有关C．长期高血糖可能是引起胰岛B细胞产生ERS的原因之一D．ERS过程，体现了细胞通过反馈调节在一定范围内维持细胞的稳态解析：A　长时间的ERS可引起胰岛B细胞凋亡，使胰岛素合成减少从而使人患糖尿病，A错误；ERS现象的发生本质上与相关基因的选择性表达有关，B正确；长期高血糖导致胰岛素合成过多，从而引起内质网功能紊乱，C正确；ERS的产生是一种负反馈调节机制，D正确。3．(2021·雨花区二模)下列有关人体内环境及稳态的叙述中，错误的是(　　)A．内环境是由细胞外液构成的液体环境，是细胞与外界进行物质交换的媒介B．激素、抗体、神经递质、血浆蛋白、葡萄糖、O2和尿素均可存在于内环境中C．抗原—抗体反应、碳酸氢钠与乳酸反应和肝糖原水解均可发生于内环境中D．稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态解析：C　内环境是由细胞外液构成的液体环境，主要包括血浆、组织液和淋巴液，是细胞与外界进行物质交换的媒介，A正确；根据试题分析，激素、抗体、神经递质、血浆蛋白、葡萄糖、O2和尿素均可存在于内环境中，B正确；肝糖原水解发生在肝细胞中，不能发生于内环境，C错误；稳态指机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定状态，目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制，D正确。4．(2021·聊城二模)新冠肺炎诊疗方案指出患者常规治疗时需要注意水、电解质平衡，维持内环境稳态，并定时监测肝酶、血氧饱和度等指标。下列相关叙述错误的是(　　)A．肺炎患者细胞内液和血浆蛋白外渗都会导致肺水肿现象B．组织液与血浆中的蛋白质、电解质的含量基本相同C．肝酶含量高于正常值说明肝细胞受到一定程度的损伤D．血氧饱和度正常的生理意义是保证细胞正常氧化分解有机物解析：B　细胞内液外渗和血浆蛋白外渗进入组织液，导致组织液含量增加而引起肺部组织水肿，A正确；血浆中的电解质和组织液基本相同，血浆中的蛋白质的含量较组织液的蛋白质含量要高，B错误；正常情况下，肝酶主要存在于肝细胞内，当肝细胞受到损害时，这些酶就会从肝细胞里释放出来，进入血液里，使血液里的肝酶含量高于正常值，C正确；血氧饱和度正常可以保证细胞有机物正常的氧化分解，为生命活动的正常进行提供能量，D正确。5．(2021·厦门模拟)长跑过程中，机体通过各个器官、系统的协调活动维持内环境稳态。下列叙述错误的是(　　)A．肌肉细胞呼吸增强产热增加，机体通过神经调节使皮肤毛细血管舒张以促进散热B．汗腺分泌汗液增加，引起内环境渗透压上升，抗利尿激素分泌增多，尿量减少C．大量出汗会排出过多的无机盐，影响水盐平衡和酸碱平衡，这时应多喝淡盐水D．长跑过程中位于下丘脑的呼吸中枢、体温调节中枢、水盐平衡调节中枢都处于兴奋状态解析：D　肌肉细胞呼吸增强产热增加，机体通过神经调节使皮肤毛细血管舒张以促进散热，A正确；汗腺分泌汗液增加，引起内环境渗透压上升，抗利尿激素分泌增多，尿量减少，B正确；大量出汗会排出过多的无机盐，影响水盐平衡和酸碱平衡，这时应多喝淡盐水，C正确；呼吸中枢在脑干，D错误。6．(2021·聊城模拟)甲状腺功能亢进症(简称甲亢)是由甲状腺分泌甲状腺激素失调所引起的内分泌失调病症。一种原因是机体产生刺激甲状腺的抗体，导致甲状腺产生过多甲状腺激素。另外一种原因是由于细菌感染、自身免疫系统异常或是孕期的甲状腺短暂性发炎，使甲状腺激素分泌过多。下列有关说法错误的是(　　)A．甲状腺分泌甲状腺激素，属于内分泌腺B．甲状腺激素的组成中含有微量元素C．激素的化学本质是蛋白质D．内分泌失调病说明维持稳态的重要性解析：C　甲状腺分泌甲状腺激素，属于内分泌腺，A正确；甲状腺激素是含有碘元素的氨基酸衍生物，碘在体内含量极少，属于微量元素，B正确；激素的化学本质不一定都是蛋白质，有些是固醇类，如性激素，有些是氨基酸衍生物，如甲状腺激素，C错误；内分泌失调病说明维持稳态的重要性，D正确。7．(2021·淄博模拟)随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行，内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化，但人体通过自身的调节作用，仍能维持内环境的相对稳定。下列关于人体内环境及其稳态的叙述，正确的是(　　)A．血浆的主要成分有水、无机盐和蛋白质，组织液、淋巴液的成分和含量与血浆相同B．血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量，葡萄糖对渗透压无影响C．为维持稳态，炎热环境中人体的产热量和散热量均升高，甲状腺激素的分泌减少D．当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节出现障碍时，内环境稳态可能失调解析：D　血浆中蛋白质含量较高，组织液、淋巴液中蛋白质含量很少，A错误；血浆渗透压的大小主要取决于血浆中无机盐和蛋白质的含量，葡萄糖对渗透压也有影响，B错误；为维持稳态，炎热环境中人体的产热量和散热量均减少，C错误；当外界环境的变化过于剧烈或人体自身的调节出现障碍时，内环境稳态可能失调，D正确。8．(2021·海口模拟)如图表示处于温暖湿润气候的甲、乙两个群落，在一段时间内物种数量的变化曲线，A为两曲线相交点。下列叙述中，错误的是(　　)A．曲线甲和乙均可以表示自然界存在的演替B．若时间允许，自然状态下甲群落会发展到相对稳定的森林阶段C．达到最终的稳定状态后，甲和乙群落结构的差异性均是空间异质性导致的D．处于A点时，甲和乙的群落的营养结构和生产量是有差异的解析：C　演替类型有初生演替和次生演替，群落随着时间延长，物种数量从0开始，逐渐增多，出现曲线甲这种初生演替；群落随着时间延长，物种数量会逐渐减少，出现曲线乙这种次生演替，因此曲线甲和乙均可以表示自然界存在的演替，A正确；图表示处于温暖湿润气候(环境条件较好)，若时间允许，甲能演替到相对稳定的森林阶段，B正确；达到最终的稳定状态后，甲和乙群落结构的差异性是空间异质性与生物因素共同导致的，C错误；处于A点时，甲和乙的群落的物种数量相同，甲群落变化属于初生演替，乙群落变化属于次生演替，两者种群的种类和数量不同，特别是生产者的种类和数量不同，故甲和乙的群落的营养结构(食物网和食物链)和生产量是有差异的，D正确。9．(2020·青岛二模)行为调节学说认为，随着种群密度的增加，处于支配地位的个体占满有利的地段，剩余的个体只好生活在其它不利的地段(常常缺乏食物以及保护条件)或者往其他地方迁移，从而限制了种群的增长，使种群密度维持在相对稳定的水平上。下列叙述错误的是(　　)A．根据行为调节学说，种群维持稳态的调节机制是负反馈调节B．生活在不利地段中的个体易受天敌、疾病等的侵害C．“行为调节”能更好地提高生产者和消费者间的能量传递效率D．不利地段的低出生率、高死亡率以及高迁出率限制种群数量的增长解析：C　根据行为调节学说，种群维持稳态的调节机制是负反馈调节，A正确；生活在不利地段中的个体易受天敌、疾病等的侵害，B正确；“行为调节”能使种群密度维持在相对稳定的水平上，这不能提高生产者和消费者间的能量传递效率，C错误；不利地段的低出生率、高死亡率以及高迁出率限制种群数量的增长，使种群密度维持在相对稳定的水平上，D正确。10．(多选)(2021·葫芦岛二模)2021年1月28日上午，国家生态环境部发布今年6月5日世界环境日主题为“人与自然和谐共生”。下列关于人与自然关系的叙述，合理的是(　　)A．人为因素不会影响和改变自然生态系统的稳态B．人为增加生态系统内物种数目有利于增强其稳定性C．人类活动要注重经济效益、社会效益和生态效益之间的平衡D．人为条件下，生态系统总朝着物种多样化、结构复杂化的方向发展解析：BC　人为因素会影响和改变自然生态系统的稳态，A错误；人为增加生态系统内物种数目，有利于生态系统的稳定性，B正确；人类活动要注重经济效益、社会效益和生态效益之间的平衡，C正确；自然条件下，生态系统总是朝着物种多样化、结构复杂化的方向发展，D错误。11．(多选)如图描述了稳态及其调节机制的相关内容，下列叙述正确的是(　　)A．内环境是细胞代谢的主要场所B．④可表示抗原对免疫系统的刺激C．寒冷时机体维持体温只需要过程⑤的参与D．②⑦⑧可依次代表分泌神经递质、激素、抗体的过程解析：BD　细胞质基质是细胞代谢的主要场所，A错误；④为内环境对免疫系统的影响，可表示抗原对免疫系统的刺激，B正确；寒冷时机体维持体温既有神经调节，也有体液调节，C错误；②为神经系统的产物进入内环境，⑦为激素进入内环境，⑧为免疫系统的产物进入内环境，故可依次代表分泌神经递质、激素、抗体的过程，D正确。12．(多选)(2020·临朐县模拟)生态系统的一个重要特点是其常常趋向于稳态。图甲表示载畜量对草原中生产者净生产量的影响(净生产量即生产者光合作用制造的有机物总量与自身呼吸消耗量的差值)。图乙表示生殖或死亡数量与种群数量的关系。下列说法正确的是(　　)A．由图甲可知，D点以后生态系统的稳态才开始受到破坏B．由图甲可知，适量的放牧不会破坏草原生态系统的稳态C．由图乙可知，F点时种群的年龄结构为衰退型D．由图乙可知，F点表示该环境所能维持的种群最大数量解析：BD　从图甲可知，C点以后生产者的净生产量低于不放牧的草原，生态系统的稳态将受到破坏，A错误；由图甲可知，适度放牧有利于提高并维持草原生态系统的稳态，B正确；从图乙可知，F点时出生率等于死亡率，种群数量基本不变，年龄结构为稳定型，C错误；从图乙可知，F点之前出生率大于死亡率，种群数量持续增加，F点时种群数量达到最大，即该环境所能维持的种群最大值(K值)，D正确。二、非选择题13．下丘脑是人体内环境稳态调节的重要器官，如图表示下丘脑参与人体内环境稳态调节的三种常见途径Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(图中字母表示激素)。请据图回答下列问题：(1)若途径Ⅰ中的内分泌腺为甲状腺，则该调节过程中垂体分泌的激素为________________(填名称)，该激素的分泌活动受_________________________________(填激素名称)的影响。途径Ⅲ中下丘脑调节胰岛分泌相应激素的过程属于____________(填“神经调节”“体液调节”或“神经—体液调节”)。(2)研究发现，体内含有过量的酒精会抑制下丘脑的某些功能，若途径Ⅱ表示水盐调节的过程，请根据激素C的分泌及其作用分析，人在饮酒后往往会出现尿频和口渴现象的原因可能为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。请以健康的小鼠为实验材料，设计实验验证体内过量的酒精对小鼠分泌激素C的影响，简述实验思路，并预测结果。实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。预测结果：______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素，当甲状腺激素含量过多时，会反过来抑制垂体分泌促甲状腺激素。因此若途径Ⅰ中的内分泌腺为甲状腺，则该调节过程中垂体分泌的激素为促甲状腺激素，该激素的分泌活动受甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的影响。途径Ⅲ中下丘脑调节胰岛分泌相应激素的过程属于神经调节。(2)饮酒后，酒精会抑制下丘脑分泌抗利尿激素，使肾小管和集合管重吸收水的量减少，尿量增加(尿频)，细胞外液渗透压升高，从而出现口渴的感觉。因此人在饮酒后往往会出现尿频和口渴现象。实验验证体内过量的酒精对小鼠分泌激素C的影响，自变量是过量酒精的有无，因变量是血液中抗利尿激素的含量变化。实验设计遵循对照原则和单一变量原则，无关变量要求相同且适宜。因此实验思路为：将若干生理状况相同的健康小鼠随机均分为甲、乙两组，分别测定两组小鼠血液中抗利尿激素的含量；给甲组小鼠注射过量的酒精溶液，给乙组小鼠注射等量的生理盐水；一段时间后，检测两组小鼠血液中抗利尿激素的含量变化。饮酒后，酒精会抑制下丘脑分泌抗利尿激素。因此预测结果：注射酒精溶液的甲组小鼠血液中抗利尿激素减少，而乙组小鼠血液中抗利尿激素含量变化不大。答案：(1)促甲状腺激素　甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素　神经调节　(2)饮酒后，酒精会抑制下丘脑分泌抗利尿激素，使肾小管和集合管重吸收水的量减少，尿量增加(尿频)，细胞外液渗透压升高，从而出现口渴的感觉　实验思路：将若干生理状况相同的健康小鼠随机均分为甲、乙两组，分别测定两组小鼠血液中抗利尿激素的含量；给甲组小鼠注射过量的酒精溶液，给乙组小鼠注射等量的生理盐水；一段时间后，检测两组小鼠血液中抗利尿激素的含量变化　预测结果：注射酒精溶液的甲组小鼠血液中抗利尿激素减少，而乙组小鼠血液中抗利尿激素含量变化不大14．(2021·铁岭二模)林窗又称林隙或林冠空隙，主要是指森林群落中老龄树死亡或因偶然性因素(如干旱、台风、火灾等)导致成熟阶段优势树种死亡，从而造成空隙的现象。(1)当生态系统达到稳定状态时，“林窗”区域里的物种丰富度________(填“会”或“不会”)一直增加。(2)与林内相比，林窗对一些鸟兽来说相对缺少遮蔽物，会________(填“增大”或“减少”)被捕食的危险，因而，它们在林窗内留下的种子量又会相对减少，这种变化对动物活动的影响间接影响林窗种子库，推测可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)2020年初，澳大利亚等地爆发了严重的森林火灾，一片森林局部区域被火灾夷为平地后会形成________。一段时间后该区域将出现草，一些年后将出现一些灌木、乔木，经过数十年之后，植被恢复到之前的面貌，此过程属于________演替。(4)火灾加速了生态系统中储存在生物体内的碳变成________的过程，促进了____________。森林局部火灾后，森林仍然会逐步恢复原状，这是由于生态系统具有________________。解析：(1)当生态系统达到稳定状态时，“林窗”区域里的物种丰富度不会一直增加，保持一定稳定性。(2)与林内相比，林窗对一些鸟兽来说相对缺少遮蔽物，会增大被捕食的危险，因而，它们在林窗内留下的种子量又会相对减少，这种变化对动物活动的影响间接影响林窗种子库，可能的原因是动物活动在林窗内减少，既减少了对林窗种子的掠食，同时也减少了将其他地方种子输入林窗的机会。(3)2020年初，澳大利亚等地爆发了严重的森林火灾，一片森林局部区域被火灾夷为平地后会形成林窗。一段时间后该区域将出现草，一些年后将出现一些灌木、乔木，经过数十年之后，植被恢复到之前的面貌，此过程属于次生演替。(4)火灾加速了生态系统中储存在生物体内的碳变成CO2的过程，促进了物质循环。森林局部火灾后，由于生态系统具有恢复力稳定性，因此森林仍然会逐步恢复原状。答案：(1)不会　(2)增大　动物活动在林窗内减少，既减少了对林窗种子的掠食，同时也减少了将其他地方种子输入林窗的机会　(3)林窗　次生　(4)CO2　物质循环　恢复力稳定性15．(2021·沈阳模拟)人体维持内环境稳态是人体进行正常生命活动的必要条件，而下丘脑则是参与人体稳态调节的枢纽。图甲为下丘脑对内分泌功能调节的三种模式，图乙是图甲部分模式的具体过程，请回答下列相关问题：注：“＋”表示促进，“－”表示抑制(1)目前普遍认为，__________________调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。(2)结合图甲、图乙可以看出，图乙中的途径一类似于图甲中的模式________，抗利尿激素的合成和释放是通过图甲中的模式________。(3)长期处于饥饿状态会降低机体的免疫力，结合图乙的途径二分析，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)促胰液素是人们发现的第一种动物激素，由________________分泌，促胰液素需要源源不断地产生的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)目前普遍认为，神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。(2)人体处于饥饿状态时，下丘脑通过神经调节肾上腺分泌肾上腺素属于下丘脑对内分泌腺的调节方式中的模式C。抗利尿激素由下丘脑合成并通过垂体释放，属于模式B的调节。(3)由于肾上腺糖皮质激素分泌增多会降低部分T淋巴细胞的活性，减少细胞因子的释放，所以长期饥饿会导致机体的免疫力降低。(4)小肠黏膜产生的促胰液素通过体液运输可以作用于靶器官胰腺，由于促胰液素一经细胞接受并起作用后就被灭活了，所以促胰液素需要源源不断地产生。答案：(1)神经—体液—免疫　(2)C　B　(3)饥饿会促进肾上腺糖皮质激素分泌，而肾上腺糖皮质激素分泌增多会抑制部分T淋巴细胞的活性，减少细胞因子的释放　(4)小肠黏膜　促胰液素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活素养主题练(五)　信息观一、选择题1．(2021·孝南区模拟)细胞与细胞之间可以通过信号物质进行信息传递(如图所示)。下列说法错误的是(　　)A．若信号物质是神经递质，当其作用于突触后膜后一定使突触后膜兴奋B．如果信号物质是性腺分泌的性激素，则其靶细胞可能是生殖器官上的细胞C．信号物质的受体分布于细胞膜上，体现了细胞膜参与细胞间信息交流的作用D．若信号物质是甲状腺激素，则靶细胞是肌肉细胞、垂体和下丘脑的细胞等解析：A　神经递质分为兴奋型和抑制型，所以神经递质作用于突触后膜后会使突触后膜产生兴奋或抑制，A错误；性激素能促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，因此性激素的靶细胞可能是生殖器官上的细胞，B正确；在细胞膜的外表面存在相应信号物质的受体，可以进行细胞间的信息交流，C正确；甲状腺激素几乎对全身的细胞起作用，所以靶细胞是肌肉细胞、垂体和下丘脑的细胞等，D正确。2．(2021·石家庄模拟)信息传递对于各层次的生命系统都具有重要意义，下列说法错误的是(　　)A．生物体各细胞间能保持功能协调统一，不仅依赖于物质和能量的交换，也离不开信息的交流B．我国科学家培育的克隆猴“中中”和“华华”的神经细胞核遗传信息的传递过程包括DNA→DNA、DNA→RNA、RNA→蛋白质C．养殖鲤鱼时，给雌、雄亲鱼注射促性腺激素类药物，可促进亲鱼卵子和精子成熟，利于进行人工授精和育苗D．在农田中利用音响设备播放结群信号录音吸引鸟类，可使鸟类结群捕食害虫，保护农作物解析：B　生物体各细胞间能保持功能协调统一，不仅依赖于物质和能量的交换，也离不开信息的交流，A正确；克隆猴“中中”和“华华”的神经细胞核遗传信息的传递过程包括DNA→RNA、RNA→蛋白质，而DNA→DNA是遗传信息的复制，B错误；养殖鲤鱼时，给雌、雄亲鱼注射促性腺激素类药物，可促进亲鱼卵子和精子成熟，利于进行人工授精和育苗，C正确；在农田中利用音响设备播放结群信号录音吸引鸟类，可使鸟类结群捕食害虫，保护农作物，利用了信息传递作用来进行生物防治，D正确。3．(2021·十堰模拟)信号学说阐明了附着核糖体上合成蛋白质的特殊性，该学说的一个观点：分泌蛋白的合成一开始也是在游离多聚核糖体上，但其mRNA上有一段信号序列，该序列通过核糖体翻译出一段多肽序列，这段序列叫做信号肽。其中能合成信号肽的核糖体将成为附着核糖体，与内质网结合，不能合成信号肽的核糖体成为游离核糖体，仍散布于细胞质中。下列推论正确的是(　　)A．内质网的主要成分是蛋白质B．信号肽合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网中C．附着核糖体合成的蛋白质均属于分泌蛋白D．肽链的延伸依赖于信号肽与内质网的信息交流过程解析：D　内质网的主要成分是磷脂和蛋白质，A错误；信号肽合成缺陷的细胞中，分泌蛋白不能进入内质网，B错误；附着核糖体合成的蛋白质不都属于分泌蛋白，如溶酶体中的水解酶，C错误；肽链的延伸依赖于信号肽与内质网的信息交流过程，D正确。4．(2021·丹东二模)信息指可以传播的消息、情报、指令、数据与信号。信息广泛存在于生物体内，在生态系统中也发挥着重要作用。下列有关信息的叙述中，不正确的是(　　)A．科学家把遗传物质设定为信息分子，遗传就是遗传信息的复制、传递与表达B．T细胞产生的细胞因子作为信息可促进B细胞增殖分化C．动物释放吸引异性交配的性外激素，这体现了生物种群的繁衍离不开信息传递D．利用昆虫的信息素诱捕有害生物属于化学防治解析：D　科学家把遗传物质设定为信息分子，遗传就是遗传信息的复制、传递与表达，A正确；T细胞产生的细胞因子作为信息可促进B细胞增殖分化，B正确；动物释放吸引异性交配的性外激素，这体现了生物种群的繁衍离不开信息传递，C正确；利用昆虫的信息素诱捕有害生物属于生物防治，D错误。5．科研人员发现：茶树在受到害虫侵害时会释放信号物质顺­3­己烯醇，该物质一方面可吸引害虫的天敌前来捕食害虫，另一方面可传达信号给周围的茶树，未受害茶树接收到该信号后，就会提前激发自身的防御响应。下列相关叙述正确的是(　　)A．该实例表明茶树生命活动的正常进行离不开信息传递B．顺­3­己烯醇是一种化学信号，只有害虫的天敌能识别该信号C．茶树和害虫具有捕食关系，茶树和害虫天敌具有互利共生关系D．根据顺­3­己烯醇的作用特点可知，生态系统中信息传递往往是单向的解析：A　该实例表明茶树生命活动的正常进行离不开信息传递，A正确；顺­3­己烯醇是一种化学信号，该物质一方面可吸引害虫的天敌前来捕食害虫，另一方面可传达信号给周围的茶树，B错误；茶树和害虫具有捕食关系，茶树和害虫天敌不具有互利共生关系，C错误；生态系统中信息传递往往是双向的，D错误。6．(2021·凉山州模拟)IL­6R基因编码的IL­6R是细胞膜上的一种受体蛋白，研究发现，IL­6R基因的过度表达会激活胞内信号分子STAT3蛋白，形成二聚体转移到细胞核内，诱导靶基因的异常表达，引发恶性肿瘤。下列叙述中错误的是(　　)A．IL­6R的作用说明细胞膜有进行细胞间的信息交流的功能B．IL­6R基因过度表达前后，细胞的形态和结构有明显差别C．二聚体通过核孔转移到核内实现了细胞质向细胞核的信息传递D．二聚体诱导的靶基因属于原癌基因，该基因只在肿瘤细胞中表达解析：D　IL­6R的作用说明细胞膜有进行细胞间的信息交流的功能，A正确；IL­6R基因过度表达前后，细胞的形态和结构有明显差别，B正确；二聚体通过核孔转移到核内实现了细胞质向细胞核的信息传递，C正确；二聚体诱导的靶基因属于原癌基因，该基因不仅仅是在肿瘤细胞中表达，D错误。7．(2021·常德模拟)下列关于生物遗传信息的传递与表达的叙述，正确的是(　　)A．DNA复制、转录和翻译过程中都会进行相同的碱基配对方式B．在翻译过程中一条mRNA可同时结合多个核糖体合成多条相同的肽链C．mRNA上连续相邻的三个碱基构成一个密码子，每一个密码子决定一种氨基酸D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，子代噬菌体一半有放射性，说明DNA是半保留复制解析：B　DNA复制、转录和翻译过程中都会进行碱基配对，但碱基配对方式各不相同，DNA复制过程中的碱基配对方式为A—T、C—G，转录过程中的碱基配对方式为A—U、T—A、C—G，翻译过程中的碱基配对方式为A—U、C—G，A错误；在翻译过程中一条mRNA可同时结合多个核糖体合成多条相同的肽链，B正确；mRNA上连续相邻的三个碱基构成一个密码子，其中终止密码子不决定氨基酸，C错误；用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，子代噬菌体一半有放射性，不能说明DNA是半保留复制，也可能是全保留复制，D错误。8．(2021·大连模拟)负反馈调节是指生理变化过程中的产物或结果(反馈信息)，反过来降低这一过程的进展速度(控制信息)，从而返回正常值。下列反馈信息—控制信息的关系不属于负反馈的是(　　)A．血压升高——副交感神经兴奋B．甲状腺素分泌增多——促甲状腺激素分泌减少C．血浆渗透压升高——渴觉中枢兴奋D．神经细胞电位外负内正——大量Na＋持续流入细胞解析：D　血压升高，使副交感神经兴奋，从而使血压降低，属于负反馈调节，A错误；甲状腺激素分泌增多，对下丘脑和垂体有反馈抑制作用，导致促甲状腺激素分泌减少，从而降低甲状腺激素的含量，属于负反馈调节，B错误；血浆渗透压升高，使渴觉中枢兴奋，从而促进个体大量饮水，降低血浆渗透压，属于负反馈调节，C错误；大量Na＋持续流入细胞将增大神经细胞外负内正的电位，属于正反馈，D正确。9．(2021·烟台模拟)如图是表示人体和人体细胞内某些信息的传递机制的模式图。下列有关叙述中不正确的是(　　)A．若该图表示细胞内遗传信息的表达过程，则e过程发生于核糖体中B．若该图中的a为大脑皮层、b为脊髓、c为膀胱，则即使失去a的控制，排尿反射也能完成C．若图表示内环境中成分的单方向联系，a为组织液，则b为淋巴液，c为血液D．若该图中a为下丘脑，b为垂体后叶，c为肾小管和集合管，则d和e为同一物质解析：C　如果该图表示遗传信息的表达过程，则a代表DNA，b代表RNA，c代表蛋白质，d代表转录，e代表翻译，e过程发生在核糖体上，A正确；若该图中的a为大脑皮层、b为脊髓、c为膀胱，则即使失去a的控制，排尿反射也能完成，B正确；若图表示内环境中成分的单方向联系，a为组织液，b为淋巴液，c为血浆，C错误；如果该图中a为下丘脑、b为垂体后叶、c为肾小管和集合管，则d和e为同一物质，均为抗利尿激素，D正确。10．(多选)(2021·让胡路区四模)光敏色素是一种植物具有的能接受光信号的分子。据图分析，下列叙述正确的是(　　)A．光敏色素只分布在叶肉细胞的叶绿体的膜结构上B．胚芽鞘的感光部位尖端的细胞可能含有光敏色素C．体现了生命活动的正常进行离不开信息的作用D．光调控植物生长发育的实质是影响基因的选择性表达解析：BCD　光敏色素是能接受光信号的分子，图中其分布在细胞膜上，A错误；胚芽鞘的尖端能感受到光的刺激，这可能与尖端细胞含有光敏色素有关，B正确；光敏色素受到光的刺激后被激活，把信号传递到细胞内，引起细胞内一系列变化，这体现了生命活动的正常进行，离不开信息的作用，C正确；光敏色素把信号传递到细胞内，引起细胞核内特定基因的转录，经过翻译，表现出相应的生物学效应，这属于基因的选择性表达，D正确。11．(多选)(2021·沈阳模拟)如图为不同种类的药品影响大肠杆菌遗传信息流动，从而抑制大肠杆菌生长繁殖的原理模式图，下列有关叙述正确的是(　　)A．二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用，则二氯二乙胺最可能是药物AB．四环素能特异性地与大肠杆菌核糖体结合，则四环素可能是药物CC．药物A与药物B的作用对象可能不同，但都可能使DNA不能解旋D．大肠杆菌细胞是原核细胞，因此大肠杆菌细胞中只有核糖体RNA解析：ABC　药物A影响DNA的复制，所以二氯二乙胺最可能是药物A，A正确；四环素与大肠杆菌核糖体结合从而影响翻译过程，所以四环素可能是药物C，B正确；在DNA复制和转录过程中都会发生DNA分子解旋，所以药物A(影响复制)与药物B(影响转录)都可能使DNA不能解旋，C正确；大肠杆菌细胞中可以发生翻译过程，所以细胞内含有核糖体RNA(rRNA)、mRNA和tRNA，D错误。12．(多选)(2021·武昌区模拟)越来越多的证据表明，神经系统、内分泌系统与免疫系统之间存在着相互调节，通过信息分子构成一个复杂网络(如图)，下列有关说法正确的是(　　)A．有些信息分子合成后可以通过自由扩散的方式运出细胞B．有些信息分子在完成信息传递后数量和性质发生改变C．细胞间传递信息的分子都是由细胞内的核糖体合成的D．信息分子的作用方式是与结构各异的蛋白特异性结合解析：ABD　性激素是以自由扩散的方式运出细胞，A正确；激素等信号分子发挥作用后会立即失活，B正确；只有蛋白质或者多肽类信号分子才在核糖体上合成，像性激素、绝大多数神经递质等信号分子都不是蛋白质或者多肽，C错误；信息传递的物质基础是信号分子和受体，信息传递的作用方式是信号分子与结构各异的蛋白特异性结合，D正确。二、非选择题13．(2021·河南模拟)请回答下列问题：(1)某果园生态系统，苹果树下进行了间种草菇的试验，利用高湿度、低风速等环境条件，获得了良好的经济效益。①区别该群落与其它普通果园群落的重要特征是____________________。②苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模式体现了生态系统的____________功能。③草菇在该生态系统成分中属于________。从能量流动的角度分析，设计人工生态系统的意义是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)雄蚊可通过感知雌蚊扇动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，该过程体现了信息传递在生态系统中的作用是____________________________________。请据此原理设计一个降低雄蚊种群数量的方案：______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)苹果小卷叶蛾幼虫是危害苹果的害虫，姬蜂是该虫的天敌。为研究苹果抵抗虫害的机制，某科研小组用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B，进行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只姬蜂，观察其对这两种物质的选择情况，结果如表。组别第一组第二组第三组挥发物A对照物质挥发物B对照物质挥发物A挥发物B结果(只)35154371733实验中的对照物质是________________。分析实验结果得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①该果园生态系统中，在苹果树下进行了间种草菇试验。与普通果园群落相比，该群落的物种组成较丰富。②苹果树的落叶可为草菇提供营养，栽培草菇剩下的基质又可被果树根系吸收利用，这种生产模式体现了生态系统的物质循环的功能。③草菇是食用菌，在该生态系统中属于分解者。长期间种草菇使生态系统的营养结构趋于复杂，该生物系统的自我调节能力将会增强。这种农业生产的模式能提高能量利用率，实现对能量的多级利用。(2)雄蚊可通过感知雌蚊煽动翅膀发出的声波来辨别雌蚊的方位，属于物理信息，属于生态系统的信息传递功能。该过程体现了生物种群的繁衍，离不开信息的传递。鉴于这种行为信息，可以通过模拟雌蚊振动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量。(3)根据题意可知，“用丁原醇溶剂分别提取了苹果的挥发物A和受虫害后的苹果挥发物B”，根据对照实验的原则可知，实验中的对照物质是丁原醇溶剂。分析实验结果，苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害。答案：(1)①群落的物种组成　②物质循环　③分解者　实现对能量的多级利用，提高能量利用率　(2)生物种群的繁衍，离不开信息的传递　通过模拟雌蚊振动翅膀发出的声波，来吸引雄蚊达到灭雄的目的，从而降低种群的数量　(3)丁原醇溶剂　苹果能产生挥发性物质吸引姬蜂寻找食物；遭受虫害后，产生的挥发物B对姬蜂的吸引力更大，以避免虫害14．(2021·济宁一模)肝脏是个特殊的免疫耐受器官。乙肝病毒(HBV)携带者肝脏中的T细胞表面存在高表达抑制性受体(TIGIT分子)，其与肝脏等细胞表面的某信号分子结合后，会抑制T细胞活性，使肝脏处于免疫耐受状态，无损伤产生。为研究TIGIT分子在HBV免疫耐受维持中所起的作用，科研人员进行了相关的实验研究。回答下列问题：(1)HBV侵入人体细胞后，______________与被侵染的靶细胞密切接触，引起靶细胞凋亡。免疫系统具有防御功能和________________功能。HBV携带者肝脏中的T细胞表面TIGIT分子能识别肝脏等细胞表面的某信号，________(填“能”或“不能”)体现细胞间的信息交流。(2)科研人员利用乙肝病毒携带小鼠进行了实验，实验组注射抗TIGIT的单抗，对照组注射等量的其他抗体，结果证明抗TIGIT的单抗能够发挥阻断作用。抗TIGIT的单抗能够阻断TIGIT分子通路的机理是____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为研究TIGIT阻断后对肝脏免疫耐受影响，研究人员检测血清中谷丙转氨酶(ALT)含量，结果如图。血清中谷丙转氨酶的含量可作为检测肝脏细胞损伤程度的指标。①图示结果第________组小鼠的肝脏处于免疫耐受状态。②图中结果可说明第________组小鼠肝脏发生了损伤，推测该组肝脏受损的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。肝脏受损会增加发生肝癌风险，说明TIGIT分子在HBV免疫耐受的维持中发挥着重要作用。(4)免疫抑制剂常作为器官移植的手术后用药，但这些药物会使淋巴细胞数量减少，易导致感染性疾病发生。依据“免疫耐受”的研究，你认为既能克服免疫排斥反应，又能避免免疫抑制剂副作用的新的医学途径(或设想)可以是____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)病毒侵入机体后，先通过体液免疫阻碍它的传播，进入细胞后，细胞毒性T细胞与被侵染的靶细胞密切接触，引起靶细胞的凋亡。免疫系统具有防御、自稳和监视功能，防御功能是对外的，自稳、监视是对内的。HBV携带者肝脏中的T细胞表面TIGIT分子能识别肝脏等细胞表面的某信号，相当于T细胞和肝脏细胞之间进行信息传递。(2)抗TIGIT的单抗能够阻断TIGIT分子通路的机理是抗TIGIT的单抗能够与TIGIT特异性结合，使TIGIT无法与肝细胞表面的信号分子结合，从而阻断TIGIT对T细胞活性的抑制。(3)①乙肝病毒(HBV)携带者肝脏中的T细胞表面存在高表达抑制性受体(TIGIT分子)，其与肝脏等细胞表面的某信号分子结合后，会抑制T细胞活性，使肝脏处于免疫耐受状态，无损伤产生，据图可知，第3组有乙肝病毒，且血清中谷丙转氨酶(ALT)含量较低，说明肝脏无受损，处于肝脏免疫耐受状态。②第4组小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)含量最高，说明肝脏发生了损伤，损伤原因是TIGIT单抗可使乙肝模型小鼠中的T细胞对HBV抗原的免疫抑制解除，导致机体细胞免疫应答增强，从而引发肝脏受损。(4)尽可能让受体自身对移植器官产生的免疫耐受，既能克服免疫排斥反应，又能避免免疫抑制剂副作用。答案：(1)细胞毒性T细胞　自稳、监视　能　(2)抗TIGIT的单抗能够与TIGIT特异性结合，使TIGIT无法与肝细胞表面的信号分子结合，从而阻断TIGIT对T细胞活性的抑制　(3) ①3　②4　TIGIT单抗可使乙肝模型小鼠中的T细胞对HBV抗原的免疫抑制解除，导致机体细胞免疫应答增强，从而引发肝脏受损　(4)尽可能让受体自身对移植器官产生免疫耐受15．(2021·山东模拟)细胞信号转导是指外界刺激因素与胞间通讯信号分子作用后，信息由受体接受，跨膜转换成胞内第二信使(信息分子，不具有降低化学反应活化能的作用)，进而引起相应的生理反应或基因表达的整个过程。如图为细胞信号转导中的AC­cAMP­PKA信号转导途径，利用该途径也可以解释在神经递质的作用下，形成长时记忆。其中PKA是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，作用是催化相应蛋白质发生磷酸化，从而诱导细胞发生反应，作用底物包括多种离子通道蛋白、结构与调节蛋白、转录因子等，PKA可以导致心肌细胞膜钙通道蛋白磷酸化导致钙内流，从而导致心肌收缩力增加、心率加快，回答下列问题：(1)若该图表示神经递质刺激形成长时记忆的过程，则图中的第一信使是____________，长时记忆的形成与____________________有关，该过程与细胞核内相关基因的________和________有关。(2)若该图表示突触处细胞信号转导过程，则图中的细胞膜为____________(填“突触前膜”或“突触后膜”)，原因是________________________________________________。(3)图中第二信使是________(填“cAMP”或“PKA”)，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同学根据“PKA可导致心肌细胞膜钙通道蛋白磷酸化导致Ca2＋通透性增加，从而导致心肌收缩力增加、心率加快”，推测出“Ca2＋通透性增加，可促进神经递质的释放，引起突触后膜兴奋性提高”，现有蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本若干、蜂毒素(可作用于Ca2＋通道，促进Ca2＋的通透性)、肉毒毒素(可与Ca2＋通道发生特异性结合，抑制Ca2＋的通透性)、生理盐水、微电流计、微电流产生器，验证该同学推论的正确性，请简要说出实验设计的基本思路，并预测实验结果_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据题干信息可知，长时记忆的形成与神经递质的刺激有关，所以作用于细胞膜的第一信使是神经递质，长时记忆的形成与突触的形态及功能的改变以及新突触的建立有关，根据题干信息可知，新突触的形成与基因表达有关，基因表达需经过转录和翻译过程。(2)由于神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，所以图中的细胞膜是突触后膜。(3)根据题干信息可知，PKA是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，作用是催化相应蛋白质发生磷酸化，从而诱导细胞发生反应，而第二信使是信息分子，不具有降低化学反应活化能的作用，所以PKA不是第二信使，只有cAMP能作为第二信使。(4)实验设计过程需要体现自变量、因变量、无关变量，根据自变量设置对照组，实验设计过程中其他条件要等量且适宜，以排除无关变量，实验结果的显示体现因变量。本题中题干提供的条件有蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本、蜂毒素(可作用于Ca2＋通道，促进Ca2＋的通透性)、肉毒毒素(可与Ca2＋通道发生特异性结合，抑制Ca2＋的通透性)、生理盐水、微电流计、微电流产生器。根据这些信息，本实验可以设计为：将蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本平均分成三组，分别标号为甲组、乙组、丙组；在甲组坐骨神经—腓肠肌接头处施加适宜浓度的蜂毒素，在乙组坐骨神经—腓肠肌接头处施加等量适宜浓度的肉毒毒素，在丙组坐骨神经—腓肠肌接头处施加等量的生理盐水；在甲、乙、丙三组的坐骨神经处进行电刺激，观察腓肠肌收缩程度，若甲组腓肠肌收缩程度大于丙组，丙组腓肠肌收缩程度大于乙组，则可说明该同学的推论是正确的，否则不正确。答案：(1)神经递质　新突触的建立(突触的形态及功能的改变以及新突触的建立)　转录　翻译　(2)突触后膜　神经递质只能与突触后膜上的受体结合　(3)cAMP　PKA的作用是催化相应蛋白质发生磷酸化，而第二信使为信息分子，不具有催化功能　(4)将蟾蜍的坐骨神经—腓肠肌标本平均分成三组，分别标号为甲组、乙组、丙组；在甲组坐骨神经—腓肠肌接头处施加适宜浓度的蜂毒素，在乙组坐骨神经—腓肠肌接头处施加等量适宜浓度的肉毒毒素，在丙组坐骨神经—腓肠肌接头处施加等量的生理盐水；在甲、乙、丙三组的坐骨神经处进行电刺激，观察腓肠肌收缩程度，若甲组腓肠肌收缩程度大于丙组，丙组腓肠肌收缩程度大于乙组，则可说明该同学的推论是正确的，否则不正确热点押题练(一)　生物与科技为了体现“关注对科学、技术和社会发展有重大影响的、与生命科学相关的突出成就及热点问题”的要求，生物试题的题干中常会引入近年来科学上的重大发现，如诺贝尔奖研究成果或最新科研进展等，旨在突出考查考生获取信息的能力和对生物学原理、规律的理解及运用能力。此类试题虽然情境较新，但试题考查的知识均源于教材，即具有“高起点、低落点”的特点，要正确解答必须依靠教材内容，因此考生要对教材内容精准掌握，对易错易混点重点关注。　　 一、选择题1．(2021·广州模拟)2020年8月，清华大学施一公院士团队获陈嘉庚生命科学奖，获奖项目为“剪接体的结构与分子机理研究”。在真核细胞中，基因表达分三步进行，分别由RNA聚合酶、剪接体和核糖体执行转录、剪接和翻译的过程(如图所示)。剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA。下面说法错误的是(　　)A．剪接体可对信使RNA前体进行剪切和拼接，过程中涉及磷酸二酯键的断裂和生成B．剪接现象的发现是对传统中心法则的重要补充，剪接体的形成与基因无关C．若剪接体剪接位置出现差错，则最终编码的蛋白质结构可能发生改变D．剪接体结构的揭晓，为进一步揭示与剪接体相关疾病的发病机理提供了坚实基础解析：B　剪接体能将前体mRNA剪切拼接后得到成熟mRNA，此过程涉及切断磷酸二酯键，也涉及磷酸二酯键的形成，A正确；剪接现象的发现仍然是传统中心法则的内容，剪接体的主要组成是蛋白质和小分子的核RNA，其形成与基因有关，B错误；剪接位置出现差错，形成的mRNA与正常的mRNA不一样，但最终编码的蛋白质结构可能发生改变，也可能不变，C正确；剪接体结构的揭晓，对揭示与剪接体相关遗传病的发病机理提供了结构基础和理论指导，D正确。2．(2021·邯郸三模)诺贝尔化学奖(1980年)得主沃特·吉尔伯特(Walter Gilbert)提出了著名的“RNA世界假说”：最早出现的生物大分子很可能是RNA，它兼具了DNA和蛋白质的功能，不但可以像DNA一样储存遗传信息，而且可以像蛋白质一样催化反应，DNA和蛋白质则是进化的产物。下列事实不支持该假说的是(　　)A．细胞中合成蛋白质所需要的RNA由DNA转录而来B．在一定的条件下，HIV病毒以RNA为模板形成DNAC．细胞以RNA做引物才能使染色体的端粒DNA延长D．细胞中某些RNA在自我剪接过程中具有催化功能解析：A　细胞中合成蛋白质所需要的RNA由DNA转录而来，是指有了DNA才有RNA，不支持上述假说，A正确；在一定的条件下，HIV病毒以RNA为模板形成DNA，说明DNA可能起源于RNA，即RNA可能最早存在，支持上述假说，B错误；细胞以RNA做引物才能使染色体的端粒DNA延长，说明RNA先存在，支持上述假说，C错误；细胞中某些RNA在自我剪接过程中具有催化功能，说明RNA具备某些蛋白质的功能，支持上述假说，D错误。3．(2021·临沂二模)线虫的npr­1基因编码一种G蛋白偶联受体，该基因突变为NPR­1，其编码的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，导致线虫觅食行为由“独立觅食”变为“聚集觅食”。在食物匮乏时，“聚集觅食”使线虫活动范围受限，能量消耗减少，有利于交配，对线虫生存有利。下列分析正确的是(　　)A．食物匮乏诱发npr­1基因突变，使线虫觅食行为发生改变B．npr­1基因发生的突变可能是由于碱基对的增添或缺失引起的C．食物匮乏直接作用于线虫觅食行为引起NPR­1的频率提高D．G蛋白偶联受体的结构变化是决定线虫觅食行为改变的根本原因解析：C　基因突变的诱发因素可分为：物理因素、化学因素、生物因素，而食物匮乏不是诱发npr­1基因突变的原因，A错误；由于突变基因NPR­1控制的蛋白质第215位氨基酸残基由缬氨酸变为苯丙氨酸，即只有一个氨基酸发生改变，因此NPR­1基因发生了碱基对的替换，B错误；npr­1基因控制的是“独立觅食”，在食物匮乏时，使线虫活动范围大，能量消耗多，不利于交配，对线虫生存有害，基因频率会下降；而NPR­1基因控制的是“聚集觅食”，在食物匮乏时，对线虫生存有利，该基因频率会上升，C正确；G蛋白偶联受体的结构变化是决定线虫觅食行为改变的直接原因，而决定线虫觅食行为改变的根本原因是基因突变，D错误。4．(2021·广州模拟)真核细胞表面有多种G蛋白受体(GPCR)，它们都具有七重跨膜结构。这类受体可介导多种胞外信号的细胞应答。信号过强或作用时间过长会使GPCR成为脱敏态，从而解除信号分子作用，如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．不同GPCR的氨基酸排列顺序相同B．GPCR的水溶性部分形成跨膜结构C．抑制蛋白使GPCR不能向细胞内传递信号D．胞外信号消失后脱敏态的GPCR将恢复为活化态解析：C　GPCR为蛋白质，不同GPCR的氨基酸排列顺序不一定相同，A错误；G蛋白受体位于细胞膜上，GPCR的水溶性部分和脂溶性部分共同形成跨膜结构，B错误；看图可知，信号过强或作用时间过长会使GPCR成为脱敏态，产生抑制蛋白，从而使GPCR不能向细胞内传递信号，C正确；胞外信号消失后脱敏态的GPCR将恢复为感受态，D错误。5．(2021·烟台二模)细胞分裂过程中姐妹染色单体的分离与黏连蛋白解聚有关。分离酶能使黏连蛋白解聚。securin蛋白可与分离酶结合并充当假底物而阻断其活性。进入有丝分裂后期时，后期促进复合体(APX)被激活，该复合体能特异性选择并引导securin蛋白降解，激活分离酶。APX不能独立工作，需要Cdc20(一种辅助因子)协助。下列说法正确的是(　　)A．securin蛋白和黏连蛋白都能与分离酶结合，说明该酶不具有专一性B．秋水仙素与黏连蛋白的作用机理相似C．APX被激活，对黏连蛋白解聚有一定的抑制作用D．若Cdc20含量减少，会导致细胞内的染色体数目难以加倍解析：D　黏连蛋白和securin蛋白都能与分离酶结合，说明他们都有和分离酶结合的位点而不是不具有专一性，A错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，而黏连蛋白解聚与姐妹染色单体分离有关，B错误；根据题意：细胞中的后期促进复合体(APX)被激活，此复合体能特异性选择并引导secrin蛋白降解，激活分离酶，进而使黏连蛋白解聚，可见APX被激活，对黏连蛋白解聚有一定的促进作用，C错误；若Cdc20含量减少，APX作用减弱，黏连蛋白解聚功能减弱，有些姐妹染色单体不能分离，会导致细胞内的染色体数目难以加倍，D正确。6．(2021·毕节模拟改编)研究发现，HLAI类抗原(简称H蛋白)几乎分布于人体全部正常细胞表面，是细胞毒性T细胞识别“自己”的重要依据，绝大多数癌细胞膜上丢失了此类蛋白，而特有肿瘤特异性抗原TSA(简称T蛋白)。绝大多数癌细胞表面有MHC分子(简称M蛋白)，MHC分子在免疫应答过程中参与T细胞对抗原信号的识别，MHC分子与肿瘤抗原结合才能被细胞毒性T细胞所识别。下列叙述中正确的是(　　)A．T蛋白和M蛋白使癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，易在体内分散和转移B．与正常细胞相比，癌变细胞的分裂和分化能力增强C．细胞毒性T细胞识别并清除癌细胞体现了免疫的防御功能D．提高H蛋白或降低M蛋白的表达水平有利于癌细胞逃脱免疫监视解析：D　据题意可知，H蛋白丢失使癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，易在体内分散和转移，A错误；与正常细胞相比，癌变细胞的分裂能力增强，B错误；细胞毒性T细胞识别并清除癌细胞体现了免疫的监视功能，C错误；由于H蛋白是细胞毒性T细胞识别“自己”的重要依据，而M蛋白在免疫应答过程中参与T细胞对抗原信号的识别，因此提高H蛋白或降低M蛋白的表达水平有利于癌细胞逃脱免疫监视，D正确。7．(2021·肇庆模拟)正常情况下线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成相偶联，即在[H]氧化的同时合成ATP。某药物可阻断该过程中ATP的合成，研究人员利用离体培养的线粒体进行实验，结果如图所示。下列有关分析不合理的是(　　)A．该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联B．该药物作用于有氧呼吸第三阶段，会提高[H]与O2的结合速率C．如给某人注射该药，会导致其体温有所上升D．在该药物的使用下，细胞主动运输的能力会增强解析：D　添加药物的甲组线粒体耗氧量加快，且该药物可阻断该过程中ATP的合成，因此该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联，A正确；添加药物的甲组，线粒体耗氧量加快，而O2参与有氧呼吸第三阶段，因此该药物作用于有氧呼吸第三阶段，会提高[H]与O2的结合速率，B正确；给某人注射该药，有氧呼吸第三阶段加快，能量释放更多，且药物可阻断该过程中ATP的合成，因此产生的热量会增多，会导致其体温有所上升，C正确；该药物可阻断ATP的合成，给某人注射该药，ATP合成量会减少，因此细胞主动运输的能力会减弱，D错误。8．(2021·武汉模拟)最新研究发现一种由凋亡诱导因子(AIF)蛋白介导的细胞凋亡，正常情况下AIF位于线粒体内，当细胞受到内部凋亡刺激因子作用后，AIF可由线粒体释放到细胞质，并最终进入细胞核，引起DNA片段化导致细胞凋亡。下列叙述错误的是(　　)A．线粒体膜上运输AIF和葡萄糖的载体蛋白均具有特异性B．AIF可能引起凋亡基因的表达从而使细胞凋亡C．凋亡细胞被吞噬和清除与吞噬细胞有关且伴随ATP的消耗D．若用蛋白酶处理AIF可能维持细胞核内DNA结构的完整性解析：A　AIF的本质是蛋白质，所以由线粒体释放到细胞质不需要通过载体蛋白，A错误；根据题干信息“AIF最终进入细胞核，引起DNA片段化导致细胞凋亡”，所以可能引起凋亡基因的表达从而使细胞凋亡，B正确；吞噬细胞可以处理衰老、受损的细胞，所以凋亡细胞被吞噬和清除与吞噬细胞有关且需要消耗能量，C正确；若用蛋白酶处理AIF则减少了DNA片段化，从而可能维持了细胞核内DNA结构的完整性，D正确。9．(多选)(2021·广东模拟)乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，然而帝王蝶幼虫不仅以乳草为食，还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息叙述正确的是(　　)A．理论上帝王蝶钠钾泵的突变基因至少发生2个碱基对的改变B．在乳草的作用下，帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率发生定向改变C．通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组D．强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而死亡解析：ABD　研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同，据此可推测，帝王蝶钠钾泵的突变基因至少发生2个碱基对的改变，A正确；帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率定向改变是乳草选择作用的结果，即自然选择决定了生物进化的方向，B正确；通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时需要设置改变122位氨基酸、改变119位氨基酸和同时改变122位和119位氨基酸三个实验组，C错误；“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能，据此可推测强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而死亡，D正确。10．(多选)(2021·辽宁模拟)我国科研人员在研究细胞迁移的过程中，发现了一类由细胞膜包被形成的新的细胞器——迁移小体，该迁移小体与细胞迁移、细胞间信息交流有关。细胞迁移导致TSPAN4蛋白及胆固醇在细胞局部高度富集，增大了富集区域膜的弯曲度，形成直径约为3 μm的囊泡，即迁移小体。最终这些迁移小体会释放到细胞外。下列叙述错误的是(　　)A．迁移小体的形成说明细胞膜具有一定的选择透过性B．迁移小体释放后可能会被周围的细胞吞噬利用C．迁移小体中可能含有溶菌酶、抗体等信号分子D．抑制TSPAN4蛋白的合成，可能会抑制癌细胞扩散解析：AC　迁移小体是由细胞膜包被形成的新的细胞器，说明细胞膜具有一定的流动性，A错误；迁移小体与细胞迁移、细胞间信息交流有关，释放后可能会被周围的细胞吞噬利用，B正确；迁移小体与细胞间信息交流有关，其中可能含有抗体等信号分子，溶菌酶不属于信号分子，C错误；抑制TSPAN4蛋白的合成，迁移小体形成受阻，细胞迁移也会受阻，可能会抑制癌细胞扩散，D正确。11．(多选)(2021·烟台一模)我国科学家设计了一种可以基因编码的光敏蛋白(PSP)，成功模拟了光合系统的部分过程。在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，使电子传递效率和CO2还原效率明显提高。下列说法正确的是(　　)A．自然光合系统只能还原C3，而光敏蛋白可直接还原CO2B．黑暗条件下自然光合系统中的暗反应可持续进行，而光敏蛋白发挥作用离不开光照C．光敏蛋白与自然光合系统中光合色素、NADPH和ATP等物质的功能相似D．该研究为减轻温室效应提供了新思路解析：ACD　自然光合系统只能还原C3，而题干中说明PSP能够将CO2直接还原，A正确；黑暗条件下自然光合系统中的暗反应由于缺少光反应产生的ATP和NADPH，无法持续进行，B错误；在光照条件下，PSP能够将CO2直接还原，说明光敏蛋白与自然光合系统中光合色素、NADPH和ATP等物质的功能相似，C正确；温室效应是由于二氧化碳过量排放导致的，该研究为减轻温室效应提供了新思路，D正确。二、非选择题12．(2021·安徽模拟)炎热的夏季，“被热醒”的体会我们大概并不陌生，果蝇也会出现与人类相似的在温热状态下觉醒的现象。2021年3月19日，东南大学韩俊海研究团队发表论文，以果蝇为研究对象揭示了“被热醒”的原因。研究发现夜间环境温度升高时，果蝇的AC神经元感知温度变化并产生兴奋，此兴奋传递到背后侧神经元DNlps，DN1ps分泌的神经肽CNMa作用于脑间神经元PI(相当于哺乳动物的下丘脑结构)，抑制脑间神经元PI的活性，促进夜晚觉醒。回答下列问题。(1)该团队在研究过程中发现，果蝇的AC神经元上存在可被高温激活的阳离子通道感温蛋白TrpA1。高温刺激下，TrpA1使阳离子内流导致神经元细胞膜电位处于____________的状态而产生兴奋，兴奋传递到背后侧神经元DN1ps而促进神经肽CNMa的合成，CNMa特异性的作用于脑间神经元PI而调控觉醒，CNMa特异性的作用于脑间神经元PI的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由题干信息可知，________________作为果蝇体温调节中枢，人的体温调节中枢位于________，在人体甲状腺激素的调节中，该结构中的一些具分泌功能的细胞受中枢神经系统活动调节并释放激素，进而调节垂体分泌激素，该过程说明人体神经调节和体液调节间的关系是____________________________________________________________。在垂体分泌促甲状腺激素过程中存在两种相反的作用共同维持促甲状腺激素含量的相对稳定，这两种相反的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)阳离子内流，使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，表现为内正外负的状态，产生动作电位。CNMa能够特异性的作用于脑间神经元，可能是只有神经元PI细胞膜形成的突触后膜上才有与CNMa特异性结合的受体。(2)脑间神经元PI可以被神经肽抑制，从而促进夜晚觉醒。说明果蝇的体温调节中枢是脑间神经元PI。人的体温调节中枢位于下丘脑。神经调节和体液调节之间的关系，可以概括为两个方面，一方面，不少内分泌腺本身直接或间接的受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看做神经调节的一个环节；另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。因此，二者的关系是相互协调，相互作用。下丘脑释放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。甲状腺分泌的甲状腺激素反作用于垂体，进而进行负反馈调节，抑制垂体释放促甲状腺激素。这就是垂体分泌促甲状腺激素过程中存在的两种相反的作用。答案：(1)外负内正　只有神经元PI细胞膜形成的突触后膜上才有与CNMa特异性结合的受体　(2)脑间神经元PI　下丘脑　一些内分泌腺的活动直接或间接地受中枢神经系统的调节　甲状腺激素对垂体的反馈抑制作用与促甲状腺激素释放激素对垂体的促进作用13．(2021·石家庄模拟)中国水稻研究所的科研人员对杂交稻的无融合生殖(不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖过程)进行了研究，解决了杂交水稻一般需要每年制种的问题。(1)上述水稻杂交种收获的种子种植后失去原杂交种的优良性状，导致水稻杂交种需要每年制种的原因是________________________________________。(2)有两个基因控制水稻无融合生殖过程：含基因A的植株形成雌配子时，减数分裂Ⅰ异常，导致雌配子染色体数目加倍；含基因P的植株产生的雌配子都不经过受精作用，直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。用下图所示杂交方案，获得了无融合生殖的个体。亲代♀优良性状品系　×　无融合生殖品系♂aapp　　　　　　　　AaPp　↓子代　aapp　　aaPp　　Aapp　　AaPp      Ⅰ　　 　Ⅱ　 　　Ⅲ　　　Ⅳ图1①子代中Ⅱ、Ⅲ分别自交后获得种子，则Ⅱ上所结种子胚的基因型是________，Ⅲ上所结种子胚的染色体组数是________个。②理论上，子代Ⅳ作为母本能使子代保持母本基因型的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)我国科研人员尝试利用基因编辑技术敲除杂种水稻的4个相关基因，实现了杂种的无融合生殖(如图2所示)。用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是______________________________________________。(4)无融合技术应用于作物育种，可能会导致________多样性降低，存在生态隐患。解析：(1)表现出优良性状的杂交种如显性杂合子，自交后代会发生性状分离，无法保持其杂种优势，因此需要每年制种用于生产。(2)①子代中Ⅱ自交，其基因型为aaPp，由于含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用，直接发育成个体，aaPp作母本产生的雌配子基因型为aP或ap，直接发育成个体所结种子的胚的基因型为aP或ap。若子代Ⅲ自交，其基因型为Aapp，若作父本，产生雄配子的基因型为Ap、ap，Aapp作母本，由题意知，含基因A的植株形成雌配子时，减数分裂Ⅰ异常，导致雌配子染色体数目加倍，产生雌配子的基因型为Aapp，受精作用后所结种子的胚的染色体组数为3个。②基因型为AaPp的Ⅳ作为母本，含基因A可以保证产生雌配子的基因型为AaPp，含基因P保证雌配子AaPp不经过受精作用，直接发育成个体，所以可以使子代保持母本基因型AaPp。(3)据图分析，科研人员利用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是使减数分裂变成有丝分裂(或“不出现基因重组、配子染色体数目加倍”)，受精后，父本来源的染色体消失。(4)无融合技术应用于作物育种，可以使杂种通过无性繁殖得以保持杂种优势，但也会导致遗传多样性降低，存在生态隐患。答案：(1)具备优良性状的杂交种自交，其后代会发生性状分离　(2)①aP或ap　3　②Ⅳ作为母本，A保证产生雌配子的基因型为AaPp，P保证雌配子AaPp不经过受精作用，直接发育成个体，使子代保持母本基因型AaPp　(3)配子的染色体数目加倍，受精卵中精子来源的染色体消失　(4)遗传14．(2021·黄岛区模拟)茉莉酸(JA)是植物体内存在的内源信号分子，与植物生长发育以及抗逆能力有关。为了研究其生理功能及作用机理，研究者开展了下面的实验研究。(1)研究者分别用等量的JA溶液和蒸馏水处理生理状态相似的拟南芥离体叶片4天，结果如图1所示。实验通过检测____________说明JA能促进叶片的衰老。(2)为进一步研究JA促进叶片衰老的作用机理，研究者选择野生型拟南芥和JA敏感缺陷型突变体(COI­1基因发生突变，不能合成COI­1蛋白)，用适量蒸馏水和JA溶液分别处理12天，结果如图2所示，b组叶片明显生长停滞并变黄。其中a组为用蒸馏水处理的野生型植株，写出b组和c组分别选用的植株和处理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)研究发现JA借助COI­1调控使多种蛋白质的合成量发生了变化，其中RCA蛋白(Rubisco酶，光合作用中固定二氧化碳的酶)是合成量减少的蛋白。为探究JA如何通过COI­1抑制RCA的合成过程，研究者继续进行了下列实验。实验处理结果如图3所示(图中“＋”表示添加JA，“－”表示未添加JA)。①由于细胞中rRNA(核糖体RNA)表达量__________，在实验中可作为标准参照，以排除__________________等无关变量对实验结果的影响。②综合上述研究，请阐明JA促进拟南芥叶片衰老的机制。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析图1，因变量是光合速率，加入JA溶液的叶片比加入等量蒸馏水的叶片光合作用速率低，说明JA能促进叶片的衰老。(2)分析图2，因为a组为用蒸馏水处理的野生型植株，b组叶片明显生长停滞并变黄，而JA溶液处理的植株光合作用速率会下降，故b组是用等量的JA溶液处理野生型植株12天，因此c组为等量的JA溶液处理突变型植株12天。(3)分析图3，在1 d、2 d、3 d三组中，无论是否加入JA的情况下，rRNA的量相对稳定，在实验中可作为标准参照，以排除实验过程中取样、点样、检测等无关变量对实验结果的影响。加入JA实验组RCAmRNA的量明显减少，说明：JA影响了Rubisco基因的转录，使Rubisco酶合成减少，从而降低光合作用速率促进拟南芥叶片的衰老。答案：(1)光合速率　(2)b组，用等量的JA溶液处理野生型植株12天；c组，用等量的JA溶液处理突变型植株12天　(3)①相对稳定　取样、点样、检测　②JA通过影响COI­1的活性，抑制Rubisco酶的转录(JA借助COI­1抑制Rubisco基因的转录)，使Rubisco酶合成减少，从而降低光合作用速率促进拟南芥叶片的衰老热点押题练(二)　生物与健康生物学与人体健康的关系非常密切，了解人体相关的调节机制，学会健康地生活，是学习生物学的目的之一。与人体健康有关的生物试题，常考查考生解释生理现象的能力，同时引导考生关注自身和他人健康，渗透“向他人宣传关爱生命的观念和知识，崇尚健康文明的生活方式”的社会责任意识。相关考查点主要有以下几类：(1)结合癌症研究及其治疗，考查细胞癌变的机理、特征及治疗方法等；(2)结合社会热点，如新型冠状病毒、丙肝病毒、疫苗等，考查考生的知识运用能力；(3)结合具体病症或生活情境，考查人体内环境的稳态和调节等。　　 一、选择题1．(2021·武昌区模拟)胆固醇不溶于水，在血液中主要以脂蛋白颗粒的形式存在，进入组织细胞后，在溶酶体中，胆固醇从脂蛋白颗粒中释放出来，后经NPC1和NPC2蛋白介导，被运输到细胞其他部位发挥功能。如果胆固醇在溶酶体中过量积累，会导致C型尼曼匹克症(简称NPC)。临床表现为夭折、智力减退、说话不清、肌张力不全等症状。下列相关分析错误的是(　　)A．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输B．血液中的胆固醇通过自由扩散的形式进入组织细胞C．胆固醇在溶酶体中的过量积累，会对人体神经系统产生影响D．胆固醇在溶酶体中过量积累，可能与NPC1和NPC2蛋白的基因产生突变有关解析：B　胆固醇构成动物细胞细胞膜的成分，起着巩固细胞膜稳定性的作用，还可以与血液中的载体蛋白和磷脂一起组成一个亲水性的球状巨分子脂蛋白参与脂质的运输，A正确；由题可知：血液中主要以脂蛋白颗粒的形式存在，组织细胞从血浆吸收胆固醇依赖ApoB­100受体介导的胞吞作用，B错误；如果NPC1和NPC2蛋白基因产生突变，胆固醇就会在溶酶体中过量积累，对人体神经系统产生影响，导致C型尼曼匹克症，其临床表现为夭折、智力减退、说话不清、肌张力不全等，目前无法治愈，也缺乏阻断其恶化的有效手段，C正确；由题可知：胆固醇需要经NPC1和NPC2蛋白介导，被运输到细胞其他部位发挥功能，如果在溶酶体中积累过多，可能与NPC1和NPC2蛋白的基因产生突变有关，D正确。2．(2021·广州模拟)健康生活方式是指有益于健康的习惯化的行为方式，具体表现为生活有规律，讲究个人、环境和饮食卫生等。下列与健康生活相联系的生物学知识中，说法正确的是(　　)A．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可以放心大量摄入B．夏季酷暑时分，室外作业的人们应多饮用纯净水C．为了保证糖尿病患者能量的充足，米饭、馒头等食品可以多吃一些D．鸡蛋煮熟后蛋白质发生变性，肽键更容易被水解，因此吃熟鸡蛋易消化解析：D　胆固醇是动物细胞膜的成分，可参与血液中的脂质运输，适当的摄入胆固醇对人体有利，但过多摄入胆固醇，会使其在血管壁上形成沉积，造成血管堵塞，A错误；夏季酷暑时，室外作业的人会大量的出汗，同时会丢失大量的无机盐，补水的时候也需要补盐，应多饮用淡盐水，B错误；米饭、馒头等食品中含有糖类，糖尿病应该控制摄入，C错误；鸡蛋煮熟后，蛋白质的空间结构被破坏，肽链变得松散，易被蛋白酶水解，因此，吃熟鸡蛋容易消化，D正确。3．(2021·泰安模拟)植物螯合肽是一类富含半胱氨酸的多肽，能通过半胱氨酸的—SH络合重金属。研究发现，ABC转运蛋白能将盐分或重金属以植物螯合肽的形式转运到液泡中，并在液泡中区隔开。下列说法错误的是(　　)A．植物螯合肽的元素组成至少有C、H、O、N、SB．ABC转运蛋白的存在能增强植物对干旱和重金属盐的抵抗力C．植物螯合肽在液泡中被区隔开有利于降低重金属对细胞的毒害D．络合了重金属的植物螯合肽进入液泡的方式最可能是主动运输解析：D　植物螯合肽是一类富含半胱氨酸的多肽，因此一定含有C、H、O、N、S五种元素，A正确；ABC转运蛋白能将盐分或重金属以植物螯合肽的形式转运到液泡中，使细胞液浓度增大，细胞的吸水能力增强，因此能增强植物对干旱和重金属盐的抵抗力，B正确；植物螯合肽在液泡中被区隔开有利于降低重金属对细胞的毒害，C正确；络合了重金属的植物螯合肽进入液泡的方式最可能是胞吞，D错误。4．(2021·青岛二模)脑缺血会造成局部脑神经细胞不可逆的损伤，甚至死亡。骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞，经诱导可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。运用干细胞疗法有可能实现对脑缺血引起的损伤神经细胞的结构与功能的修复和重建。下列相关叙述错误的是(　　)A．脑缺血导致的局部脑神经细胞死亡属于细胞坏死B．骨髓基质细胞能够合成多种mRNA表明细胞已经分化C．干细胞参与受损部位修复时，体内细胞同时发生着程序性死亡D．干细胞与神经细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同解析：B　脑缺血导致的局部脑神经细胞死亡属于细胞坏死，A正确；增殖的细胞和分化的细胞中都有mRNA的合成，故骨髓基质细胞能够合成多种mRNA不能表明细胞已经分化，B错误；干细胞参与受损部位修复时，体内细胞同时发生着程序性死亡，C正确；干细胞与神经细胞形态、结构和功能不同的根本原因是遗传信息表达不同，D正确。5．(2021·武汉模拟)多项研究表明，血管紧张素转化酶Ⅱ(ACE2)是新型冠状病毒的细胞受体，是一种跨膜糖蛋白。新型冠状病毒感染宿主细胞后，病毒表面的S蛋白能“抓住”人体组织细胞表面的ACE2，使新型冠状病毒包膜与人体组织细胞膜发生膜融合，病毒得以进入人体。下列叙述错误的是(　　)A．ACE2的糖侧链主要是在内质网上添加的B．ACE2合成、运输过程与生物膜的选择透过性有关C．新型冠状病毒包膜的主要成分可能为脂质和蛋白质D．ACE2与S蛋白的结合机制可为新型抗病毒药物研发提供思路解析：B　ACE2是一种糖蛋白，其在核糖体上合成，然后经内质网加工修饰，其中包括糖侧链的添加，再运至高尔基体进行进一步加工修饰，最后整合到细胞膜上，该过程与生物膜具有一定的流动性有关，A正确，B错误；由题意可知，新型冠状病毒的包膜可与细胞膜融合，故推测包膜的主要成分与细胞膜相同，主要成分为脂质和蛋白质，C正确；由题意可知，新型冠状病毒的S蛋白与ACE2结合后，病毒才能进入人体细胞，故研究ACE2与S蛋白的结合机制可为新型抗病毒药物研发提供思路，D正确。6．(2021·青岛三模)他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物。研究人员从长期使用Tam的乳腺癌患者体内取癌细胞进行培养，获得细胞系R；从未使用过Tam的乳腺癌患者体内取癌细胞培养，获得细胞系D。将细胞系R和细胞系D用同样浓度的Tam处理相同时间，发现细胞系R的细胞死亡率明显偏低，氧气消耗速率低，葡萄糖摄取速率较高。下列相关叙述错误的是(　　)A．乳腺癌细胞与正常乳腺细胞相比较，细胞的形态发生明显改变B．长期使用Tam的乳腺癌患者癌细胞系R，对Tam产生了耐药性C．长期使用Tam的乳腺癌患者癌细胞系R，有氧呼吸过程逐渐增强D．细胞系R和细胞系D中，细胞不具有贴壁生长和接触抑制的特征解析：C　乳腺细胞发生癌变变成乳腺癌细胞，细胞的形态会发生变化，与正常细胞形态大小不一样，A正确；将细胞系R和细胞系D用同样浓度的Tam处理后，细胞系R的死亡率偏低表明了细胞系R对Tam出现了耐药性，B正确；氧气消耗速率低，葡萄糖摄取速率高，说明了细胞无氧呼吸过程逐渐加强，C错误；细胞系R和细胞系D中细胞都是癌细胞，癌细胞能够无限增殖、形态结构发生变化但不具有贴壁生长和接触抑制的特征，D正确。7．(2021·菏泽模拟)激素GLP1具有调节胰岛素与胰高血糖素分泌等功能，当GLP1的分泌量不足时，会导致2型糖尿病。如图是某糖尿病患者注射一定量的GLP1后，测得血糖、胰岛素及胰高血糖素的浓度变化。下列相关叙述错误的是(　　)A．胰岛B细胞、胰岛A细胞都可能有GLP1受体B．正常人体在饥饿状态下，GLP1的分泌量会增加C．GLP1有促进胰岛素分泌与抑制胰高血糖素分泌的作用D．合成GLP1类似物，可作为开发治疗2型糖尿病药物的新途径解析：B　激素GLP1具有调节胰岛素和胰高血糖素分泌等功能，而胰岛素由胰岛B细胞分泌；胰高血糖素由胰岛A细胞分泌，故具有GLP1受体的靶细胞有胰岛B细胞、胰岛A细胞，A正确；正常人体在饥饿状态下，GLP1的分泌量会减少，使得胰岛素分泌减少，胰高血糖素分泌增加，B错误；注射激素GLP1后，糖尿病患者的血糖浓度降低，说明GLP1促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌，C正确；某糖尿病患者注射一定量的GLP1后，血糖降低，则合成GLP1类似物，可作为开发治疗2型糖尿病药物的新途径，D正确。8．(2021·珠海二模)结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖会增加结肠癌的发病风险。W蛋白(一种信号分子)调控结肠干细胞增殖的机理，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β­cat蛋白结合，使β­cat蛋白在蛋白激酶作用下被磷酸化，导致β­cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖，而过度肥胖会使W蛋白过度表达。下列说法正确的是(　　)A．W蛋白与膜上受体结合促进了β­cat蛋白的磷酸化B．T基因和A蛋白基因分别属于抑癌基因、原癌基因C．维生素D可有效缓解过度肥胖导致的结肠癌的发生D．T基因的转录水平与结肠癌发生率之间呈负相关解析：C　结合题图2可知，W蛋白与膜上受体结合，抑制了蛋白激酶的活性，从而抑制β­cat蛋白的磷酸化，A错误；结合题意，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖，由此推测，T基因属于原癌基因。A蛋白参与β­cat降解，使T基因无法转录，由此推测，A蛋白基因属于抑癌基因，B错误；结合题图2可知，维生素D抑制β­cat的作用，从而抑制T基因转录，可有效缓解过度肥胖导致的结肠癌的发生，C正确；结合题意，T基因的转录水平与结肠癌发生率之间呈正相关，D错误。9．(多选)(2020·山东等级考)下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段，数字表示碱基对的数目。下列说法正确的是(　　)A．甲病的致病基因位于常染色体上，乙病的致病基因位于X染色体上B．甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换后的序列可被MstⅡ识别C．乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致D．Ⅱ4不携带致病基因、Ⅱ8携带致病基因，两者均不患待测遗传病解析：CD　观察甲病家系图，Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ3患病，说明甲病属于常染色体隐性遗传病，甲病的致病基因位于常染色体上；观察乙病家系电泳结果，Ⅰ6、Ⅱ7只有一种DNA片段(含1.0×104对碱基)，而Ⅰ5含有两种DNA片段，说明Ⅰ6、Ⅱ7只含有致病基因，Ⅰ5含有正常基因和致病基因，所以乙病属于隐性遗传病，乙病的致病基因位于常染色体上，A错误。电泳后Ⅱ3出现一种DNA条带(含1 350对碱基)，Ⅰ1、Ⅰ2多出现两条DNA条带(含1 150、200对碱基)，说明甲病可能由正常基因发生碱基对替换导致，替换后的序列不能被MstⅡ识别，B错误。乙病的致病基因对应的DNA条带含有的碱基对数目少(1.0×104对碱基)，而正常基因对应的DNA条带含有的碱基对数目多(1.4×104对碱基)，说明乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致，C正确。观察电泳结果，Ⅱ4不含有Ⅱ3致病基因对应的DNA条带，所以Ⅱ4不携带致病基因，Ⅱ8含有Ⅱ7致病基因对应的DNA条带，也含有正常基因对应的DNA条带，所以Ⅱ8含有正常基因和致病基因，因此两个体均不患待测遗传病，D正确。10．(多选)(2021·淄博二模)线粒体替换(MR)是一种预防人类遗传病的技术手段。纺锤体转移技术是实现线粒体替换的途径之一，具体做法是获取生殖意愿者线粒体异常的卵细胞及捐赠者线粒体正常的卵细胞，将异常卵细胞的纺锤体移植到去纺锤体的正常卵细胞中，重构卵细胞经体外受精培养后，移植回生殖意愿者体内完成发育过程。以下叙述错误的是(　　)A．MR技术适用于预防人类的母系遗传病B．纺锤体转移技术的实质是实现核遗传物质的转移C．转移纺锤体的最佳时期应是减数分裂Ⅰ中期D．从生殖角度来看，MR技术与动物克隆技术的本质相同解析：CD　MR技术将异常线粒体变为正常线粒体，变化的是卵细胞质基因，故能预防母系遗传病，A正确；转移纺锤体即转移核基因，故实质为实现核遗传物质的转移，B正确；减数分裂Ⅱ中期，纺锤体最明显，便于转移，C错误；克隆技术为无性生殖，而MR技术需要受精，D错误。11．(多选)(2021·沙坪坝区模拟)重症肌无力(EG)主要表现为部分或全身骨骼肌无力和易疲劳，病理切片上大多可见乙酰胆碱受体—抗体复合物沉积等。治疗EG的一线药物新斯的明属于胆碱酯酶(催化分解乙酰胆碱)抑制剂，该药口服吸收差，多通过注射用药。下列说法正确的是(　　)A．该药物通过提高EG病变部位乙酰胆碱浓度而改善神经兴奋效应B．从免疫学角度分析，该病属于自身免疫病，是免疫系统自稳功能异常的体现C．健康人神经细胞释放乙酰胆碱后，可与肌肉细胞膜上受体结合，引发动作电位D．乙酰胆碱受体—抗体复合物在内环境中被溶菌酶水解清除解析：ABC　根据题意可知，“新斯的明属于胆碱酯酶抑制剂”，即抑制乙酰胆碱的分解，说明该可药物通过提高EG病变部位乙酰胆碱浓度而改善神经兴奋效应，A正确；重症肌无力病是自身产生的抗体与乙酰胆碱竞争性结合乙酰胆碱受体，从而使兴奋在神经元之间的传递受阻，属于免疫系统自稳功能异常导致的自身免疫病，因此重症肌无力属于一种自身免疫病，B正确；乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质，神经细胞释放乙酰胆碱后，可与肌肉细胞膜上受体结合，引发动作电位，C正确；乙酰胆碱受体—抗体复合物在内环境中被吞噬细胞吞噬消化，D错误。二、非选择题12．(2021·潍坊二模)癌症严重威胁人类健康，研究发现癌细胞能抑制免疫系统，逃避免疫监视。诺贝尔生理学奖获得者Honjo证实，癌细胞过量表达PD­L1分子，与T细胞上的受体PD­1结合，传递负性调控信号(过程如图)，导致肿瘤抗原特异性T细胞免疫无能，使癌细胞逃避机体的免疫监视和杀伤。利用从动物血清中提取的PD­1抗体阻断PD­L1与PD­1的结合，用于癌症治疗的“负性免疫调节”方法，已经使一些特定癌症晚期患者的治疗效果发生了根本性的改变。(1)PD­1与PD­L1特异性结合后引发了细胞内代谢的一系列改变，这体现了细胞膜具有________________________的功能。T细胞内葡萄糖代谢和蛋白激酶活性均被抑制，可能导致____________________________________________，使其特异性免疫能力显著降低。(2)在正常生理条件下，PD­1/PD­L1信号通路主要发挥生理屏障的作用，如存在于眼、胎盘、脑等部位，最大程度降低这些组织周围的免疫反应。据此推测，若使用PD­1抗体进行癌症治疗，副作用可能是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)请依据图中信息，提出另一种“负性免疫调节”法治疗癌症的研究思路，并利用细胞工程的某些技术，使这一方法的治疗效果更好：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。与传统化疗方法相比，“负性免疫调节”法的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)PD­1与PD­L1特异性结合后引发了细胞内代谢的一系列改变，这体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。葡萄糖是细胞内的主要能源物质，T细胞内葡萄糖代谢和蛋白激酶活性均被抑制，释放的能量减少，可能导致细胞供能不足、分泌细胞因子能力降低，使其特异性免疫能力显著降低。(2)由于在正常生理条件下，PD­1/PD­L1信号通路主要发挥生理屏障的作用，如存在于眼、胎盘、脑等部位，最大程度降低这些组织周围的免疫反应。因此，若使用PD­1抗体进行癌症治疗，副作用可能是在眼、胎盘、脑等部位发生过度活跃的免疫反应引发自身免疫病。(3)根据图中信息，可采用“负性免疫调节”法治疗癌症，即通过杂交瘤技术和动物细胞融合技术生产出PD­L1单克隆抗体治疗癌症。与传统化疗方法相比，“负性免疫调节”法的优点是激活患者免疫系统对癌细胞的监视，并能避免化疗药物的毒副作用。答案：(1)进行细胞间信息交流　细胞供能不足、分泌细胞因子能力降低　(2)在眼、胎盘、脑等部位发生过度活跃的免疫反应引发自身免疫病　(3)通过杂交瘤技术生产出PD­L1单克隆抗体治疗癌症　激活患者免疫系统对癌细胞的监视，并能避免化疗药物的毒副作用13．(2021·山西运城模拟)阿尔茨海默病(AD)是一种中枢神经系统退行性疾病，患者大脑中与记忆形成密切相关的海马区明显萎缩。药物X能在一定程度上降低海马区神经细胞的凋亡率，研究人员利用正常小鼠和实验室构建的AD模型小鼠来验证药物X有治疗AD的效果。回答下列问题：(1)构建AD模型小鼠时应定位损伤位于小鼠________的海马区。该实验需要测量小鼠海马区神经细胞凋亡率，细胞凋亡是指__________________________。(2)将正常小鼠和AD模型小鼠分为甲、乙、丙三组；向甲组正常小鼠侧脑室注射2 μL生理盐水，向乙组AD模型小鼠侧脑室注射________________________，向丙组AD模型小鼠侧脑室注射2 μL生理盐水，预测三组小鼠海马区神经细胞凋亡率最高的是________组小鼠。解析：(1)海马区位于小鼠的大脑皮层，因此损伤该部位可构建AD模型小鼠。细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。(2)由题意分析可知，甲组是正常小鼠且向其侧脑室注射的是生理盐水，甲组是对照组；丙组是AD模型小鼠且向其侧脑室注射的是等量的生理盐水，丙组也是对照组，乙组应为实验组，应是AD模型小鼠且向其侧脑室注射的应是等量(2 μL)的用生理盐水配制的药物X溶液。由题文信息“药物X能在一定程度上降低海马区神经细胞的凋亡率”，可预测乙组海马区神经细胞的凋亡率较低，甲组是正常小鼠，其海马区神经细胞凋亡率最低，丙组是AD模型小鼠，其海马区神经细胞的凋亡率最高。答案：(1)大脑皮层　由基因决定的细胞自动结束生命的过程　(2)2 μL用生理盐水配制的药物X溶液　丙热点押题练(三)　生物与生产、生活生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学，传统上一直是农学和医学的基础，涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等方面。高考评价体系中“一核四层四翼”中就强调试题的“应用性”。高中生物知识在生产生活实践中的联系与应用主要包括：作物的“烧苗”现象、作物培育栽培和移栽、水果和粮食的储藏、传统发酵技术、运动与健康等。　　一、选择题1．(2021·广州模拟)关于生物学原理在生产实践中的应用，下列叙述错误的是(　　)A．“稀苗结大穗，密植多打粮”，强调合理密植，提高光能利用率B．农家肥在土壤中微生物的分解下产生CO2和无机盐，提高光合作用速率C．选用透气的消毒纱布包扎伤口，促进伤口处细胞有氧呼吸，有利于伤口的愈合D．“露田，晒田”，能为根系提供更多O2，促进细胞呼吸，有利于根吸收无机盐解析：C　农作物种植密度合理可以增产，原因是合理密植可以提高光能利用率，A正确；农家肥在土壤中微生物的分解下产生CO2和无机盐，提高光合作用速率，有利于增产，B正确；由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖，所以选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，C错误；“露田，晒田”，能为根系提供更多O2，促进根细胞有氧呼吸，有利于根吸收更多的无机盐，D正确。2．(2021·赤峰模拟)随着骑行热潮的涌起，骑行已成为众多有氧运动爱好者的选择。有氧运动是增进健康的主要方式之一，下列有关分析错误的是(　　)A．有氧运动过程中甲状腺激素的分泌量可能增加B．有氧运动过程中抗利尿激素的释放量可能增加C．有氧运动过程中运动系统活动增强，机体产热大于散热D．有氧运动过程中调节方式主要是神经—体液调节解析：C　甲状腺激素能加速体内物质的氧化分解，所以有氧运动过程中甲状腺激素的分泌量可能增加，A正确；有氧运动过程中排汗增多，使细胞外液渗透压增大，所以抗利尿激素的释放量可能增加，B正确；有氧运动过程中运动系统活动增强，机体产热等于散热，C错误；有氧运动过程中调节方式主要是神经—体液调节，D正确。3．(2021·东莞模拟)苏轼的《格物粗谈》中有记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味。”下列相关叙述不正确的是(　　)A．得“气”后柿子也产生该“气”B．成熟的香蕉苹果等果实都有“气”的产生C．“涩味”物质往往来自红柿果肉细胞的液泡D．该“气”只能由成熟果实产生并运输到各个部位解析：D　文中的“气”是指乙烯，柿子被催熟后也可以产生乙烯，A正确；植物体的各个部位都能合成乙烯，但是成熟的果实中合成量更多，成熟的香蕉、苹果等果实都能产生乙烯，B正确；植物细胞的液泡中存在一些酸、甜、苦、辣的物质及色素，叫细胞液，红柿中的涩味物质主要存在于红柿果肉细胞的液泡中，C正确；植物体的各个部位都能合成乙烯，只是成熟的果实中合成量更多，D错误。4．(2021·桂林模拟)中暑是指在高温和热辐射的长时间作用下，机体体温调节障碍，水、电解质代谢紊乱及神经系统功能损害症状的总称。下列相关叙述错误的是(　　)A．中暑后，下丘脑的调控能力将会下降B．中暑与人体体液调节和神经调节紊乱有关C．中暑导致神经系统功能受损可能与离子的跨膜有关D．中暑和剧烈运动导致肌肉酸痛都是人体内环境稳态遭到破坏所致解析：D　根据题意可知，中暑后体温调节障碍，说明下丘脑的调控能力下降，A正确；中暑与人体体液调节和神经调节紊乱有关，B正确；中暑导致神经系统功能受损可能与离子的跨膜有关，C正确；肌肉酸痛是细胞进行无氧呼吸产生乳酸的原因，但机体内环境还是处于稳态，D错误。5．(2021·南昌模拟)盐碱地中的某种植物，其细胞的液泡膜上有一种载体蛋白，能将细胞质基质中的Na＋逆浓度梯度运入液泡，降低Na＋对细胞质基质中酶的伤害。下列叙述错误的是(　　)A．Na＋进入液泡的过程受环境温度的影响B．Na＋进入液泡与进入神经细胞的方式不同C．该载体蛋白作用的结果降低了细胞液的渗透压D．该载体蛋白作用的结果增强了植物的耐盐性解析：C　细胞的液泡膜上的载体蛋白能逆浓度运输Na＋，说明Na＋运输方式是主动运输，环境温度影响物质跨膜运输，A正确；Na＋进入液泡与进入神经细胞的方式分别是主动运输和协助扩散，B正确；该载体蛋白作用的结果提高了细胞液的渗透压，C错误；由于该载体蛋白的作用，液泡内Na＋浓度增大，有利于吸水，从而提高了植物的耐盐性，D正确。6．(2021·怀仁市月考)煮练酶是一种生物复合酶，它由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，能高效、彻底地分解存在于纤维中的共生物和其他杂质，常用来处理织物，而且处理后织物手感光滑柔软。下列叙述正确的是(　　)A．煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成葡萄糖B．煮练酶在织物处理上的应用利用了生物酶的专一性和高效性C．低温下煮练酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏D．向煮练酶中加入双缩脲试剂水浴加热后会产生砖红色沉淀解析：B　煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成麦芽糖，A错误；由题干信息可知，煮练酶是由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，这些组成酶的分解底物都不同，利用了生物酶的专一性和高效性，B正确；低温下煮练酶的活性降低，但是酶的空间结构没有发生变化，C错误；双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的反应条件是常温，D错误。7．(2021·吉林模拟)幽门螺旋杆菌产生的脲酶可催化尿素分解为NH3和CO2，医院给受试者口服13C标记的尿素胶囊，定时收集受试者吹出的气体并测定其中CO2变化情况，以此判定是否感染幽门螺旋杆菌。下列有关叙述正确的是(　　)A．幽门螺旋杆菌的遗传物质主要是RNAB．脲酶由幽门螺旋杆菌细胞的内质网进行合成加工C．若呼出的CO2中不含13C，则未感染幽门螺旋杆菌D．检查前应服用抑酸药物，防止幽门螺旋杆菌死亡解析：C　幽门螺旋杆菌属于原核生物，其遗传物质是DNA，A错误；幽门螺旋杆菌属于原核生物，其细胞内没有内质网，B错误；根据题干信息“受试者口服13C标记的尿素胶囊后，尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化分解为NH3和13CO2”可知，若受试者呼出的CO2中不含13C，则未感染幽门螺旋杆菌，C正确；幽门螺旋杆菌有很强的耐酸性，因此检查前不用服用抑酸药物，D错误。8．(2020·商洛模拟)我国科学家发现，当有稻瘟病菌入侵水稻时，在光照条件下，水稻体内的LHCB5蛋白第24位的苏氨酸就会发生磷酸化，加速向叶绿体中积累，经过一系列的变化，会诱发活性氧的产生。在活性氧作用下，叶绿体内专门的抗稻瘟病基因表达后，水稻抗稻瘟病的能力会提高，下列有关叙述错误的是(　　)A．阴雨连绵、光照不足的天气更易暴发稻瘟病B．抗稻瘟病基因经转录、翻译形成LHCB5蛋白C．叶绿体内的蛋白质不都由叶绿体基因控制合成D．LHCB5蛋白的功能变化与它的结构变化有关解析：B　LHCB5蛋白第24位的苏氨酸发生磷酸化需要光照条件，阴雨连绵、光照不足的天气LHCB5蛋白发生磷酸化受阻，活性氧产生的少，抗稻瘟病基因表达量少，所以水稻更易暴发稻瘟病，A正确；LHCB5蛋白不属于抗稻瘟病基因的产物，抗稻瘟病基因经转录、翻译形成抗稻瘟病的蛋白，B错误；叶绿体是半自主性细胞器，叶绿体内的蛋白质不都由叶绿体基因控制合成，也有受细胞核基因控制形成的，C正确；蛋白质的结构决定功能，故LHCB5蛋白的功能变化与它的结构变化有关，D正确。9．(多选)(2021·石家庄模拟)CAM植物是具景天酸代谢途径的植物，多为多浆液植物。其气孔在夜间开放吸收CO2，然后借助PEP羧化酶与PEP结合，形成OAA(草酰乙酸)，再在苹果酸脱氢酶的作用下还原成苹果酸，并进入液泡。第二天光照后，气孔关闭，但前一晚形成的苹果酸从液泡中转运回细胞质并经脱酸后形成CO2参与卡尔文循环。其具体过程如图所示。则据图分析，下列相关说法正确的是(　　)A．夜间，CAM植物细胞液泡的pH会下降B．图中C是丙酮酸，RuBP存在于叶绿体的类囊体薄膜上C．CAM植物细胞白天产生CO2的具体部位是细胞质基质和线粒体D．CAM植物的这一特性，使它们更能在干旱、炎热的生态条件下生存和生长解析：ACD　CAM植物气孔夜间开放，借助PEP羧化酶与PEP结合形成OAA，再在苹果酸脱氢酶的作用下还原成苹果酸并进入液泡，故液泡的pH会下降，A正确；RuBP存在于叶绿体基质中，B错误；细胞呼吸产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体，C正确；具有景天酸代谢途径的植物能在干旱、炎热的生态条件下生存和生长，D正确。10．(多选)(2021·烟台模拟)囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸(其中“0”处放置正常基因的探针，“1～10”处放置不同突变基因的探针)将#1～#3待测个体DNA用有色分子标记，然后将诊断阵列浸泡在溶解有单链标记DNA的溶液中，检测结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．诊断阵列可应用于产前诊断中染色体筛查B．若#2与#3婚配，则后代携带突变基因的概率为1C．将标记的待测双链DNA分子直接与诊断阵列混合后即可完成诊断D．诊断阵列上放置不同病毒的基因探针可诊断人体感染病毒的类型解析：BD　囊性纤维病是基因突变引起的疾病，所以诊断阵列不能用于染色体的筛查，A错误；根据分析，#2与#3婚配(Aa4×a2a5)，则后代携带突变基因的概率为100%，B正确；DNA分子杂交的原理是利用碱基互补配对原则，与单链DNA探针特异性的结合，所以要将待测双链DNA分子加热，形成单链DNA分子，C错误；若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针，根据碱基互补配对原则，也可诊断病毒的类型，D正确。11．(多选)(2021·威海模拟)地中海贫血症是一种遗传性溶血性贫血症。有一对表型正常的夫妇，他们以前生育过β地中海贫血症儿子，该患儿的β­珠蛋白结构异常，在一岁时死去。现在妻子又怀孕了，于是进行了产前诊断，诊断时用限制酶PstⅠ酶切后电泳结果如图1所示，图2为β­珠蛋白基因及其侧翼序列的PstⅠ酶切位点。下列叙述错误的是(　　)A．该遗传病的遗传方式属于常染色体隐性遗传，且人群中男女的发病率相等B．孕妇体内的胎儿含有致病基因，生下来就会患该病C．正常的β­珠蛋白基因长度为4.4 kb，突变后的病基因长度为3.7 kbD．β­珠蛋白基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状解析：BC　由题意和图示分析可知，该遗传病的遗传方式属于常染色体隐性遗传，常染色体隐性遗传病人群中男女的发病率相等，A正确；由电泳结果可知，待测胎儿含有致病基因，表型正常，为杂合子，生下来并不会患该病，B错误；由图可知，两个限制酶PstⅠ酶切位点分别是4.4 kb和3.7 kb，正常的β­珠蛋白基因和突变后的基因位于酶切点内部，因此两个基因长度小于4.4 kb和3.7 kb，C错误；由“该患儿的β­珠蛋白结构异常”可知，β­珠蛋白基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状，D正确。二、非选择题12．(2021·兰州模拟)在农业生产中，大棚蔬菜经常受到亚高温(35 ℃)和强光的双重胁迫，而脱落酸(ABA)能够调节植物的代谢平衡，提高植物对胁迫的适应性和抗逆能力。为研究喷施外源ABA对提高植物抵御亚高温和强光胁迫能力的作用机理，研究人员用大棚番茄植株进行了相关实验，部分结果如图所示。(注：为昼温25 ℃＋400 μmol·m－2·s－1人工正常光＋植株叶面喷水；为昼温35 ℃＋800 μmol·m－2·s－1人工强光＋植株叶面喷水；为昼温35 ℃＋800 μmol·m－2·s－1人工强光＋植株叶面喷30 mg·L－1ABA溶液。实验开始时，各组已用相应喷施物预处理三天。)(1)番茄叶片的叶绿素分布在____________________上，能够吸收和利用光能。要粗略比较三种条件下番茄叶片叶绿素的含量多少，可先提取绿叶中的色素，依据的原理是________________________________________________________________________。(2)光反应生成的NADPH和ATP参与暗反应的__________过程，最终将产物在一系列酶的催化作用下转化为有机物。据图分析可知，在3 d内短时的亚高温强光胁迫下，喷施外源ABA可以____________________；超过3 d胁迫时长，外源ABA处理对叶绿素含量骤降没有积极作用。因此，喷施ABA提高番茄抵御胁迫能力的作用机理可以概括为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)番茄长期处于干旱条件下，叶片中ABA含量增高，叶片气孔开度减小。为探究这种适应性变化是否可以遗传，请简要写出实验设计思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)叶绿体的类囊体上含有光合色素，叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素，番茄叶片的叶绿素分布在叶绿体类囊体薄膜上，能够吸收和利用光能。要比较三种条件下番茄叶片叶绿素的含量多少，可利用绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇中的原理将绿叶中的色素提取出来。(2)暗反应的C3的还原过程需要消耗光反应生成的NADPH和ATP。据图分析可知，在3 d内短时的亚高温强光胁迫下，喷施外源ABA可以在一定程度上延缓叶绿素含量降低，从而使植物的净光合速率下降速率也有所减缓；超过3 d胁迫时长，叶绿素含量会骤降，且使用外源ABA处理也没有缓解作用。结合实验结果可知，喷施ABA能提高番茄抵御胁迫能力的原因是ABA能通过延缓叶绿素含量降低，从而缓解了光合速率下降，进而保证了植株正常生长。(3)番茄长期处于干旱条件下，叶片中ABA含量增高，叶片气孔开度减小。为探究这种适应性变化是否可以遗传，只要取表现出该种适应性的变异的番茄种子进行再次播种并观察叶片开度的变化即可，实验设计：播种长期干旱处理(有了适应性变异)和未受干旱处理的番茄(对照组)植株产生的种子，将得到的两组幼苗在正常条件下培养一段时间，测量两组叶片气孔直径并比较大小，分析实验结果，进而得出实验结论。答案：(1)叶绿体类囊体薄膜　绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇中　(2)C3的还原　延缓叶绿素含量降低　ABA能通过延缓叶绿素含量降低，来缓解光合速率下降，保证植株正常生长　(3)播种长期干旱处理和未受干旱处理的番茄植株产生的种子，将得到的两组幼苗在正常条件下培养一段时间，测量两组叶片气孔直径并比较大小，分析得出实验结论13．(2021·广州模拟)黄瓜中偶尔有“苦黄瓜”。中国科学家研究发现黄瓜的苦味物质——葫芦素主要由两个“主控开关”控制合成，叶苦与非苦由等位基因A(a)控制，果苦与非苦由等位基因B(b)控制，两对基因独立遗传。现将叶和果实均苦味、叶和果实非苦味的两品系进行杂交，得到F1全为叶和果实非苦味类型。进一步研究发现提高叶片中葫芦素的含量能有效抵御害虫侵害，减少农药的使用。如图1是葫芦素形成的遗传机制示意图，试分析回答下列问题：(1)图1可知基因与性状的关系是基因通过控制______的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)据题推测，自然条件下黄瓜叶和果实均无苦味的个体的基因型可能为________________________________________________________________________。(3)若你是一名育种工作者，要选育稳定遗传的叶苦果非苦的黄瓜，可采取杂交育种的方法，请完善图2中该育种方法的遗传图解，并作简要说明。(4)上述杂交育种过程耗时较长，若要明显缩短育种年限选育叶苦果非苦的黄瓜，请简要叙述育种过程：______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)图中两个基因通过控制两种酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。(2)根据题意分析，将叶和果实均苦味、叶和果实非苦味的两品系进行杂交，得到F1全为叶和果实非苦味类型，说明叶和果实非苦都是显性性状，F1为双杂合子AaBb，则亲本为AABB、aabb，自然条件下叶和果实均无苦味的个体的基因型可能有AABB、AaBB、AABb、AaBb 4种。(3)提高叶片中葫芦素的含量能有效抵御害虫侵害，减少农药的使用，所以育种工作中应该通过杂交育种的方式选育表型为叶苦果非苦的黄瓜，F1AaBb自交，后代叶苦果非苦(aaB_)中，纯合子占，但是还有的杂合子会发生性状分离，所以可以通过连续自交的方式并不断淘汰叶苦果苦的个体，直到不再发生性状分离，遗传图解见答案。(4)若要明显缩短育种年限可采用单倍体育种，选取F1的花药进行花药离体培养，得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，即可得到能稳定遗传的叶苦果非苦的黄瓜。答案：(1)酶　(2)AABB、AaBB、AABb、AaBb(3)(4)选取F1的花药进行花药离体培养，得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理，即可得到能稳定遗传的叶苦果非苦的黄瓜热点押题练(四)　生物与生态文明近年来，随着社会的进步、科技与经济的迅速发展，人类越来越认识到环境保护的重要性，我国对环境保护的研究也越来越深入，并提出了一些治理环境的理念和观点，如“坚持人与自然和谐共生”“绿水青山就是金山银山”“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”等。这些理论和观点与生物学科中生态环境的保护相关内容高度契合，近几年高考试题中以生态文明建设、生态农业为背景和切入点的试题已悄然出现，试题可结合大气污染、水污染、垃圾处理、生态恢复等方面进行考查。　　一、选择题1．(2021·淄博模拟)在新冠肺炎疫情暴发时期，社会对滥食野生动物严重威胁公共卫生安全问题反响强烈，爱护野生动物，就是着力追求人与自然的和谐发展。下列有关叙述不合理的是(　　)A．生物多样性是生物进化的结果，其具有直接价值、间接价值和潜在价值B．研究影响种群数量变化的因素有利于濒危生物种群的拯救和恢复C．要保护珍稀、濒危动植物，严禁滥采乱杀野生动植物D．保护生物多样性和保护濒危物种最有效的措施是易地保护解析：D　生物多样性是生物进化的结果，其具有直接价值、间接价值和潜在价值，A正确；研究影响种群数量变化的因素有利于濒危生物种群的拯救和恢复，B正确；保护珍稀、濒危动植物，严禁滥采乱杀野生动植物，才能够继续保持生物多样性，维持生态平衡，C正确；保护生物多样性和保护濒危物种最有效的措施是就地保护，D错误。2．(2021·大连模拟)塑料是海洋、湖泊以及河流最常见的污染物之一，长度小于5 mm的塑料被称为塑料微粒，它们对觅食的海洋动物构成了极大的威胁。海洋环境保护科学方面的联合专家小组评估全球塑料微粒的报告结果显示，已有数万种生物受到塑料污染。以下说法错误的是(　　)A．塑料微粒被海洋生物取食后会沿食物链富集，影响它们的生长、繁殖和迁徙B．塑料还可能会成为某些难降解污染物的载体，增加了动物和人类的健康风险C．生活中对这些塑料垃圾进行分类和集中处理，可阻断它们通往海洋的“道路”D．海洋生态系统可通过正反馈调节降低塑料污染的危害，维持整个系统的稳态解析：D　塑料微粒被海洋生物取食后会沿食物链富集，影响它们的生长、繁殖和迁徙，A正确；塑料还可能会成为某些难降解污染物的载体，增加了动物和人类的健康风险，B正确；生活中对这些塑料垃圾进行分类和集中处理，可阻断它们通往海洋的“道路”，C正确；海洋生态系统可通过负反馈调节降低塑料污染的危害，维持整个系统的稳态，D错误。3．(2021·沈阳模拟)为了应对“垃圾围城”的困局，许多城市启动了近城区垃圾填埋场的生态修复工程，其中值得推广的是将填埋场改造成生态公园。以下相关说法不正确的是(　　)A．在改造前后，土壤生物的作用不仅仅是分解有机物加速物质循环B．这是在人类干预下的群落演替，它改变了自然演替的速度C．改造后的生态系统是一个自然生态系统，不需要人类的大量投入D．改造成为生态公园后为人们提供了一个休闲场所，体现了生物多样性的直接和间接价值解析：C　在改造前后，土壤生物的作用不仅仅是分解有机物加速物质循环，A正确；这是在人类干预下的群落演替，它改变了自然演替的速度，B正确；改造后的生态系统是一个人工生态系统，需要人类的大量投入，C错误；改造成为生态公园后为人们提供了一个休闲场所，体现了生物多样性的直接和间接价值，D正确。4．(2021·海口模拟)《联合国气候变化框架公约》主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内，并为把升温控制在1.5摄氏度之内努力。本世纪下半叶实现温室气体净零排放，才能降低气候变化给地球带来的生态风险以及给人类带来的生存危机。下列说法符合该公约精神的是(　　)A．向绿色可持续增长的方式转型B．开垦新土地作为保障粮食安全的有效措施C．禁止化石燃料的使用为主要措施之一D．温室气体的大量排放，对海岛国家影响较小解析：A　向绿色可持续增长的方式转型，符合该公约精神，A正确；开垦新土地作为保障粮食安全的有效措施，不利于环境保护，不符合该公约精神，B错误；禁止化石燃料的使用为主要措施之一，不符合该公约精神，应该减少化石燃料的使用，C错误；温室气体的大量排放，对海岛国家影响较大，应该减少温室气体的排放，D错误。5．(2021·昆明模拟)洱海曾在1996年和2003年两次暴发大面积蓝细菌水华，主要是因为当地的大蒜种植和奶牛散养污染导致的，政府通过长期大力治理，使洱海水清、岸洁、柳绿、民富。下列分析错误的是(　　)A．水中无机盐大量增加是出现水华的重要原因B．洱海的治理实例说明洱海的抵抗力稳定性强C．水华会使水体缺氧而导致水中生物大量死亡D．用适量牛粪代替化肥种植大蒜可减轻对洱海的污染解析：B　水中无机盐大量增加是出现水华的重要原因，A正确；洱海的治理又恢复了原状说明洱海具有一定的恢复力稳定性，B错误；水华会使水体缺氧而导致水中生物大量死亡，C正确；用适量牛粪代替化肥种植大蒜可减轻对洱海的污染，D正确。6．(2021·滨州模拟)2020年国际学术期刊《整体环境科学》日前在线发布的一篇研究论文透露了一个噩耗：中国最大淡水鱼长江白鲟被科学家证实已灭绝。要整体提升长江生态系统的健康指数，注定是一项系统工程，十年禁渔，也算是提供了一个综合治理的窗口期。以下说法不正确的是(　　)A．保护长江生物多样性就是保护长江的物种多样性B．长江鱼类资源的减少主要由于过度捕捞导致的，十年禁渔有利于恢复C．长江白鲟的灭绝主要与人类的活动有关D．采用人工养殖鱼类不可避免出现遗传多样性退化解析：A　生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，保护长江生物多样性不仅仅是保护长江的物种多样性，A错误；长江鱼类资源的减少主要由于过度捕捞导致的，通过十年禁渔有利于恢复长江流域中鱼类资源的多样性，B正确；由于人类的过度捕捞导致长江白鲟的灭绝，C正确；人工养殖鱼类在经过多代繁衍后，会不可避免地出现遗传多样性退化，需要补充优质的野生亲鱼改善种群，D正确。7．(2021·菏泽模拟)焚烧和填埋是传统的垃圾处理方式，极易造成环境污染与资源浪费。目前我国正在大力推行垃圾分类管理，对不同种类的垃圾采取不同方式的回收利用，如利用厨余垃圾进行生物堆肥、生产饲料等，以实现废物的资源化利用。下列有关叙述正确的是(　　)A．可采用样方法对垃圾填埋场中小动物类群的丰富度进行调查B．垃圾分类管理有利于实现物质的循环再生和能量的循环利用C．利用厨余垃圾进行生物堆肥过程中涉及的微生物属于消费者D．生物堆肥时要充分考虑垃圾性质、引入的微生物种类等因素解析：D　可采用取样器取样法对垃圾填埋场中小动物类群的丰富度进行调查，A错误；能量不能循环利用，B错误；利用厨余垃圾进行生物堆肥过程中涉及的微生物属于分解者，C错误；生物堆肥时要充分考虑垃圾性质、引入的微生物种类等因素，D正确。8．(2021·淄博模拟)含铅汽油的燃烧、对铅的开采及提取等人类活动都可以增加大气和土壤中的铅含量。植物能吸收含铅物质，动物通过取食植物而在体内累积铅。铅在人体内聚集和浓缩可引发智力障碍、神经麻痹甚至死亡。下列说法错误的是(　　)A．营养级越高的生物，其体内铅含量越少B．铅可以在生物群落和无机环境之间循环C．加大清洁能源利用可减少大气中铅的来源D．可采用生物吸收等方法对铅进行集中处理解析：A　能量流动沿着食物链进行，由于食物链的富集作用，随着营养级越高，生物体内铅的浓度也越高，A错误；铅做为一种元素，可以在生物群落和无机环境之间循环，B正确；加大清洁能源利用可减少铅汽油的利用，进而减少大气中铅的来源，C正确；可采用生物吸收等方法对铅进行集中处理，D正确。9．(多选)(2021·临沂模拟)为助力“美丽乡村”建设，科研人员对某地高营养化水体实施生态恢复，先后引入以藻类为食的某些贝类，引种芦苇、香蒲等水生植物，以及放养植食性鱼类等。经过一段时间，基本实现了“水清”“景美”“鱼肥”的治理目标。以下相关叙述正确的是(　　)A．由于藻类大量繁殖，该富营养化水体的生产效率大大提高B．引种芦苇、香蒲既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖C．放养植食性鱼类可使生态系统中的物质和能量更多地流向对人类有益的部分D．这一成功案例说明调整生态系统的结构是生态恢复的重要手段解析：BCD　由于藻类大量繁殖，该富营养化水体的生产效率大大降低，A错误；引种芦苇、香蒲既可吸收水中无机盐，又能遮光抑制藻类生长繁殖，B正确；放养植食性鱼类可使生态系统中的物质和能量更多地流向对人类有益的部分，C正确；这一成功案例说明调整生态系统的结构是生态恢复的重要手段，D正确。10．(多选)(2021·大连模拟)东亚飞蝗，别名蚂蚱、蝗虫，为迁飞性、杂食性的农业害虫。为了给预防“蝗灾”提供科学依据，研究者利用2年时间对某地区气温、降水量变化与东亚飞蝗种群数量变化的关系进行了研究，结果如图所示。研究还发现，东亚飞蝗喜欢在坚实的土地中产卵。下列叙述错误的是(　　)A．从图中可以看出，温度、水分等密度制约因素影响东亚飞蝗的种群密度B．东亚飞蝗种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、丰富度、性别比例等C．在东亚飞蝗繁殖期人为疏松土壤，可影响其种群的出生率D．经常灌溉、使用能干扰蝗虫识别食物信息的化学物质、引入天敌等可有效预防“蝗灾”解析：AB　温度、水分等是非密度制约因素，A错误；东亚飞蝗种群的特征包括种群密度、出生率和死亡率、性别比例等，但不包括丰富度，丰富度属于群落的特征，B错误；东亚飞蝗喜欢在坚实的土地中产卵，在其繁殖期人为疏松土壤，可以影响其种群的出生率，以降低种群密度，C正确；经常灌溉、使用能干扰蝗虫识别食物信息的化学物质、引入天敌等可有效预防“蝗灾”，D正确。11．(多选)(2021·烟台模拟)“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。据生态学家估算，截至2020年7月：澳大利亚丛林大火或已导致超过600万公顷森林被毁，大火约向空中释放了3.5亿吨二氧化碳，气候专家认为，大火释放的二氧化碳被地球上的生物吸收可能需要一个世纪或更长时间。如图表示澳大利亚松树碳元素流动过程模型，下列相关说法正确的是(　　)A．图中①②③代表的碳元素的流动形式分别为：CO2、CO2、含碳有机物B．在恢复过程中，采取投入适量的物质和能量等措施可以避免被烧毁的林地向荒漠化演替C．破坏前，当地森林生态系统具有旅游观赏价值和调节气候能力，这属于生物多样性的间接价值D．为了尽早实现“碳中和”，我们应该优先选乘公共交通、空调温度应避免过高或过低等解析：ABD　图中①②③代表的碳元素的流动形式分别为：CO2、CO2、含碳有机物，A正确；在恢复过程中，采取投入适量的物质和能量等措施可以避免被烧毁的林地向荒漠化演替，B正确；破坏前，当地森林生态系统具有旅游观赏价值，属于生物多样性的直接价值；调节气候能力，属于生物多样性的间接价值，C错误；为了尽早实现“碳中和”，我们应该优先选乘公共交通、空调温度应避免过高或过低等，D正确。二、非选择题12．(2021·广州模拟)塞罕坝草原是国家5A级旅游景区，它曾是清朝皇家猎苑“木兰围场”的一部分，后因砍伐严重逐渐退化，直到“飞鸟无柄树，黄沙遮天日”。后来，塞罕坝人无畏困难，铸成“绿色屏风”，创造了“沙漠变绿洲、荒原变林海”的绿色传奇。结合所学知识回答问题：(1)随着时间的推移，辅以有效的人为手段，草原群落会逐渐恢复到砍伐前的状态，这个过程在生态学上称为________。在此过程中，人类活动对它的影响是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)区别不同群落最重要的特征是________，在群落的演替过程中，灌木群落代替草本群落的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)草原上草的“绿色”为昆虫提供了采食的信息，这体现了信息传递在生态系统中的作用是____________________________________。昆虫吃草后，昆虫同化能量的去向有__________________________________。(4)在草原恢复初期的1～15年，物种多样性快速上升，15～20年，物种多样性略低于第15年，原因可能是________________________。群落演替达到顶极阶段的过程中，能量输入总量的变化趋势为____________________________。解析：(1)注意关键词“草原群落”的限定，群落逐渐恢复的过程为群落演替。人类活动可改变群落演替的速度和方向，使其按照不同于自然演替的速度和方向进行。(2)不同群落之间最重要的区别是物种组成，灌木比草本长得更高大，在竞争阳光中占优势，因此，灌木群落能代替草本群落。(3)草与昆虫之间属于捕食关系，题中信息说明信息传递能调节种间关系，维持生态系统的平衡与稳定。在生态系统的能量流动过程中，最高营养级同化的能量的去向：自身呼吸作用消耗、流向分解者(和未利用)，而非最高营养级生物同化的能量的去向还包括流向下一营养级。对于草原生态系统来说，昆虫不属于最高营养级，其同化能量的去向：自身呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一营养级(和未利用)。(4)前15年，物种多样性快速上升，在第15～20年，物种多样性反而下降，其原因可能是随着生物种类和数量增加，种间竞争加剧，在竞争过程中，劣势物种被淘汰，使物种多样性略有下降。在群落演替达到顶极阶段的过程中，物种多样性增加，输入生态系统的总能量逐渐增多，并最终达到相对稳定状态。答案：(1)群落演替　使演替按照不同于自然演替的速度和方向进行，加速生态恢复(答案合理即可)　(2)物种组成　灌木长得更高大，在竞争阳光中占优势　(3)调节种间关系，维持生态系统平衡与稳定　自身呼吸作用消耗、流向分解者、流向下一营养级(和未利用)　(4)具有生存优势的物种出现，使某些物种在竞争中被淘汰(答案合理即可)　逐渐增大直至稳定13．(2021·成都模拟)微塑料是一种持久性污染物，覆盖在土壤生物表面时会导致其无法正常呼吸，与其他有毒物质结合会毒害土壤生物，故对土壤生态系统具有严重的危害。根据生物学知识回答下列问题。(1)土壤中各种生物构成了________，作为一种持久性污染物，微塑料大量堆积导致很多地方成了不毛之地，在此基础上进行改造的演替类型是________。(2)某生物兴趣小组欲通过实验分析微塑料对土壤理化性质以及对土壤中动物、植物、微生物的丰富度的影响，则对照组的实验材料是__________________________，实验组的处理是______________________________________________。(3)微塑料影响了生态系统的碳循环，试分析原因：__________________。(4)垃圾分类对微塑料污染有一定的缓解作用，试分析原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)土壤中的各种生物共同构成了生物群落。微塑料作为一种持久性污染物，因为其难以被降解，影响了生态系统的物质循环和能量流动，使得微塑料大量堆积的地方成了不毛之地，虽然是不毛之地，但还有土壤条件，所以此地的改造过程属于次生演替。(2)该兴趣小组的研究目的是分析微塑料对土壤理化性质、动物、植物、微生物的影响，自变量是有无微塑料的存在，设置的实验组应该是用微塑料覆盖的土壤，对照组是自然状态下不经过处理的土壤。(3)微塑料的覆盖影响了土壤生物的呼吸作用，导致有机物被分解成CO2的过程受阻，使CO2回到无机环境的途径受阻。(4)进行垃圾分类后，塑料制品被单独放置，集中处理，避免其分解为微塑料，扩散到土壤生态系统中，减少毒害土壤生物的机会，进而减少土地资源的浪费。答案：(1)群落　次生演替　(2)自然状态的土壤　使用微塑料覆盖的土壤　(3)微塑料影响土壤生物将有机物氧化分解产生CO2的过程，使CO2回到无机环境的途径受阻　(4)垃圾分类后微塑料被单独放置，减少了毒害土壤生物的机会，进而减少了土地资源的浪费(合理即可)14．(2021·德州模拟)加拿大的生物学家约翰·克里罗诺墨斯基于温室的实验，发现了入侵植物获得成功的秘密。他发现入侵的野草能够超常繁衍，这是因为这些野草移植到新土地后，就躲开了原生土地上的病原体并且还可能通过释放化学物质毒害新土地物种。空心莲子草是一种恶性入侵杂草，入侵后可迅速侵占撂荒地、稀疏林草地，排挤当地植物，给许多地区造成了严重的经济和生态损失，科研人员对该入侵植物开展了相关研究。(1)科研人员调查了空心莲子草入侵样地群落物种丰富度，结果如图所示。由结果可知，空心莲子草人侵会导致物种丰富度________，说明外来物种的入侵能改变群落演替的________。(2)研究发现，空心莲子草能抑制本地植物的生长。有学者推测，空心莲子草可能是通过释放某种化学物质抑制了本地植物的生长，为验证这一推测，进行如下实验：①将空心莲子草研磨过滤得到提取液。②取一定量空心莲子草提取液加入用于培养本地植物幼苗的完全营养液中作为实验组，对照组加入等量的培养本地植物幼苗的完全营养液。③在适宜条件下培养一段时间，观察并比较两组本地植物幼苗的长势。④实验结果显示，实验组幼苗长势明显弱于对照组。该实验结果说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________。以上实验是否可以说明空心莲子草通过释放化学物质抑制本地植物生长？如果可以，请说出理由；如果不可以，请补充实验设计思路。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由结果可知，空心莲子草入侵会导致物种丰富度降低，说明外来物种的入侵能改变群落演替的方向。(2)④实验结果显示，实验组幼苗长势明显弱于对照组。该实验结果说明空心莲子草研磨液中含有抑制本地物种生长的物质。以上实验不可以说明空心莲子草通过释放化学物质抑制本地植物生长。还需用空心莲子草植株的培养液处理正常培养的本地植物幼苗，观察本地植物幼苗的长势。答案：(1)降低　方向　(2)④空心莲子草研磨液中含有抑制本地物种生长的物质　不可以　用空心莲子草植株的培养液(或空心莲子草的细胞培养液)处理正常培养的本地植物幼苗，观察本地植物幼苗的长势热点押题练(五)　生物与传统文化我国文化源远流长，在日常生活中，流传着许多脍炙人口的诗词歌赋，通俗易懂的成语妙句及丰富多彩的谚语佳谜。其中既包涵着深刻的文化内涵也蕴藏着鲜活的生物学知识。在倡导传统文化，增强文化自信的大背景下，近几年的高考试题将生物学知识与传统文化巧妙结合，不仅考查相关的生物学知识，还能让考生得到祖国传统文化的熏陶。　　一、选择题1．(2021·大连二模)“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”。夏日傍晚，星星点点的萤火虫，让夜空与星光辉映。下列叙述，不合理的是(　　)A．萤火虫尾部发光所需的ATP是其细胞进行呼吸作用时产生的B．荧光素接受ATP提供的能量后被激活，经催化氧化后能发光C．萤火虫能持续发光，是因为其发光细胞内储存了大量的ATPD．萤火虫尾部发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化解析：C　萤火虫尾部发光所需的ATP是其细胞进行呼吸作用时产生的，A正确；荧光素接受ATP提供的能量后被激活，经催化氧化后能发光，B正确；发光细胞内不会储存大量的ATP，萤火虫能持续发光，是因为其发光细胞内ATP和ADP的相互转化在时刻不停的进行，C错误；萤火虫尾部发光的过程实现了ATP中的化学能向光能的转化，D正确。2．(2021·临沂模拟)香肠是一种传统风味名吃，制作时需要的材料有猪肉、精盐、白酒、白酱油等，制作流程有切肉、拌馅、灌肠、晾晒等，这种香肠在干燥、低温的条件下，能够储存1～3个月。下列有关叙述正确的是(　　)A．肌肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质B．高浓度的食盐会抑制真菌和细菌的繁殖C．食盐中的钠离子通过渗透作用进入细胞D．晾晒的目的是抑制猪肉细胞的细胞呼吸解析：B　肌肉细胞中含量最多的化合物是水，A错误；高浓度的食盐会使得真菌和细菌失水，进而抑制真菌和细菌的繁殖，B正确；水分子等溶剂分子通过半透膜扩散的现象是渗透作用，而钠离子不属于溶剂分子，C错误；晾晒的目的是抑制细菌、真菌等微生物的细胞呼吸，D错误。3．(2021·沈阳模拟)“充氮保鲜法”是生产生活中常用的食品储存的方法，其具体做法是将蔬菜、水果等放在一个密闭容器内，排出其中的空气，然后充入氮气，这样能有效地将蔬菜、水果等的保存期和保鲜期延长。以下相关说法错误的是(　　)A．充入氮气的目的是降低氧气浓度以抑制蔬菜、水果的呼吸消耗B．在缺氧条件下马铃薯块茎可以进行无氧呼吸产生乳酸C．利用降低温度的方法也可以实现对蔬菜、水果的长期保存D．在储存多汁果蔬时，更适合贮藏在低氧、干燥、零上低温条件下解析：D　充入氮气的目的是降低氧气浓度以抑制蔬菜、水果的呼吸消耗，A正确；在缺氧条件下马铃薯块茎可以进行无氧呼吸产生乳酸，B正确；降低温度可以降低呼吸酶的活性，也可以实现对蔬菜、水果的长期保存，C正确；在储存多汁果蔬时，更适合贮藏在低氧、适宜湿度及零上低温条件下，D错误。4．(2021·菏泽模拟)自古以来我们都是农业大国，在几千年的农耕过程中，劳动人民积累了丰富的农业生产经验，并流传下来，至今许多仍在实践中指导生产。下列对有关记载说法错误的是(　　)①“凡嫁接矮果及花，用好黄泥晒干，筛过，以小便浸之……再浸之，以泥封处之，……则生根。”(元·《种艺必用》)②“肥田之沃，种绿豆最佳，小豆、芝麻次之。”(北魏·《齐明要术》)③“正月种白稻，五月收获后，根茬长新稻，九月又成熟。”(西晋·《广志》)④“摘未熟红柿，每篮用木瓜两三枚放入，得气即发，并无涩味。”(宋·苏轼《格物粗谈》)⑤“春色满园关不住，一枝红杏出墙来”(宋·叶绍翁《游园不值》)A．上述的记载都跟植物的激素调节有关B．①和⑤都跟植物的生长素的调节有关C．④中使红柿成熟的是木瓜产生的乙烯D．⑤中所述体现了是植物生长的向光性现象解析：A　①“凡嫁接矮果及花……则根生”，是利用尿液中的吲哚乙酸(生长素)，其具有促进枝条生根的作用，与植物激素有关；②“肥田之沃，种绿豆最佳，小豆、芝麻次之”，它们的作用是改良土壤、丰富土壤中的营养物质，与植物激素没有直接关系；③“正月种白稻，五月收获后，根茬长新稻，九月又成熟”，是因为水稻的根部能够产生生长素等多种激素，从而促进水稻的生长、成熟，与植物激素有关；④“摘未熟红柿，每篮用木瓜两三枚放入，得气即发，并无涩味”，是利用成熟木瓜产生的乙烯来促进红柿的成熟，与植物激素有关；⑤“春色满园关不住，一枝红杏出墙来”中“红杏出墙”体现了植物生长的向光性现象，生长素的背光侧比向光侧多而导致红杏向光弯曲生长，与植物的激素调节有关。综上所述，②与植物激素无关。5．(2021·铁岭模拟)我国古代就已有“桑基鱼塘”生产方式，用桑叶喂蚕，蚕沙(蚕粪)养鱼，塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间形成良性循环。下列说法错误的是(　　)A．塘泥中的有机物可被桑树直接吸收利用B．该群落的物种组成是区别于其他群落的重要特征C．“桑基鱼塘”生态系统实现了能量的多级利用D．鱼塘中不同种类的鱼生活在不同水层体现了群落的垂直结构解析：A　塘泥中的有机物不能被桑树直接吸收利用，A错误；该群落的物种组成是区别于其他群落的重要特征，B正确；“桑基鱼塘”生态系统实现了能量的多级利用，C正确；鱼塘中不同种类的鱼生活在不同水层体现了群落的垂直结构，D正确。6．(2021·海口模拟)“载芟载柞，其耕泽泽。千耦其耘，徂隰徂昣”出自《诗经》，我国古代劳动人民很早就认识到去除杂草，翻松土壤对农作物生长的作用，下列叙述正确的是(　　)A．翻松土壤能促进根系的有氧呼吸，有利于对腐殖质的吸收B．翻松土壤促进所有土壤微生物的细胞呼吸，提高土壤肥力C．去除杂草后，农田生态系统的抵抗力稳定性得到提高D．杂草经处理后可用来培养食用菌，提高了能量的利用率解析：D　松土可促进植物根系的有氧呼吸，释放大量的能量，进而促进根系对无机盐离子的吸收，A错误；土壤微生物也存在厌氧微生物，不能促进所有土壤微生物的细胞呼吸，B错误；去除杂草后，生物种类减少，农田生态系统的抵抗力稳定性减弱，C错误；杂草经处理后可用来培养食用菌，提高了能量的利用率，D正确。7．(2021·咸阳三模)“清沟泠泠流水细，好风习习吹衣轻。四邻蛙声已合合(象声词)，两岸柳色争青青。”以下对该诗句的解读，正确的一项是(　　)A．流水、清风、蛙和柳树都是该生态系统的主要成分B．黑斑蛙分布不一、杨柳高矮不同都体现了群落的空间结构C．水声、风声、蛙声、柳色都属于生态系统的物理信息D．诗中鸣蛙青柳带来的美感是生物多样性间接价值的体现解析：C　生态系统的主要成分是生产者，选项中流水、清风、蛙都不是生产者，A错误；群落的空间结构是群落中的不同种生物在空间的分布，黑斑蛙的分布位置，杨柳树的高矮分别是同一种生物之间的关系，不是群落的空间结构，B错误；水声、风声、蛙声、柳色都属于生态系统的物理信息，C正确；蛙声合合、柳色青青、一动一静、一声一景，给人以美的享受，这体现了生物多样性的直接价值，D错误。8．(2021·抚顺模拟)《说文》云：鹬知天将雨则鸣，故知天文者冠鹬。春雨过后，白沙河入海口的长趾滨鹬回归。作为一种中小型涉禽，长趾滨鹬除繁殖期外，常成群或混群活动于湿地、沼泽、稻田与海滩等地，其性胆小但机警，以甲壳动物、昆虫和植物等为食，加强对湿地生态系统的科学管理能提高长趾滨鹬种群数量。下列叙述错误的是(　　)A．要估算长趾滨鹬的种群数量，可采用标记重捕法B．长趾滨鹬种群数量增加说明该湿地群落的丰富度增加C．长趾滨鹬体内的碳元素能以CO2的形式传递给绿色植物D．长趾滨鹬同化的能量用于自身呼吸作用消耗和生长、发育和繁殖解析：B　可采用标记重捕法估算长趾滨鹬的种群数量，A正确；物种丰富度是指物种数目的多少，种群数量增加没有增加该群落的丰富度，B错误；长趾滨鹬体内的碳元素通过呼吸作用能以二氧化碳的形式传递给绿色植物进行光合作用，C正确；长趾滨鹬同化的能量有两个去路，用于自身呼吸作用消耗和生长、发育和繁殖，D正确。9．(多选)(2021·青岛三模)黄酒是中国特产，与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒。关于黄酒酿造方法，古遗六法中描述道：黍米必齐、曲蘖必时、水泉必香、陶器必良、湛炽必洁、火剂必得(注：曲蘖主要指酒曲，湛炽是指浸泡和蒸煮)。下列叙述错误的是(　　)A．黄酒中的酒精是酵母菌利用“黍米”经无氧呼吸产生的代谢产物B．“曲藜”制作的季节不同，不会影响到酵母菌的种类和数量C．“陶器必良”和“火剂必得”是为了控制发酵过程的环境条件D．“湛炽”的目的是灭菌，确保发酵过程中无杂菌污染解析：BD　酵母菌无氧呼吸产酒精，黄酒中的酒精是酵母菌利用“黍米”经无氧呼吸产生的代谢产物，A正确；“曲藜”制作的季节不同，温度、湿度等环境条件会有所改变，可能会影响到酵母菌的种类和数量，B错误；“陶器必良”是为了有良好的容器从而控制好发酵过程气体条件，“火剂必得”是指控制适宜的温度保证酵母菌发酵所需，通常为18～30 ℃，C正确；避免杂菌污染是酿酒过程中的必要措施，因此，“湛炽必洁”为消除杂菌对酿酒过程的影响而采取的主要措施，D错误。10．(多选)(2021·山东青岛一模改编)泡菜起源于中国，是我国的传统食品之一。贾思勰《齐民要术》中已有制作泡菜的专述：“作盐水，令极咸，于盐水中洗菜。若先用淡水洗者，菹烂。洗菜盐水，澄取清者，泻者瓮中，令没菜把即止，不复调和。”该表述说明食盐的用量非常关键。研究小组探究泡菜制作过程中不同浓度的食盐对亚硝酸盐产生的影响，结果如下图。下列相关叙述错误的是(　　)A．腌制过程中，坛中出现溶液量增多现象的主要原因是细胞呼吸产生水B．微生物无氧环境的创设主要依靠盐水的浸没，因此蔬菜不能露出水面C．食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值起高，这与微生物繁殖数量有关D．达到峰值后，亚硝酸盐含量下降的原因是亚硝酸盐被微生物转变成亚硝胺解析：ABD　腌制过程中，坛中出现溶液量增多现象的主要原因是蔬菜在盐水中失水，A错误；为了保证坛内乳酸菌发酵所需的无氧环境：①选择的泡菜坛要闭封性好；②加入蔬菜后要注入煮沸冷却的盐水，使盐水没过全部蔬菜；③盖上坛盖后要在坛边沿的水槽中注满清水，主要依赖①③，B错误；由于食盐用量过低，造成微生物大量繁殖，将蔬菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐，所以制作泡菜时食盐的浓度越低，亚硝酸盐含量的峰值出现得越早，且峰值较高，C正确；据图分析可知，食盐用量和腌制时间都会影响亚硝酸盐含量；亚硝酸盐含量达到峰值后下降，是因为缺氧和酸性环境抑制杂菌生长，使亚硝酸盐的产生量降低；同时乳酸菌产生亚硝酸还原酶会将亚硝酸盐分解，D错误。11．(多选)(2021·济南模拟)《齐民要术》记载了一种称为“动酒酢(‘酢’同‘醋’)法”的酿醋工艺：“大率酒一斗，用水三斗，合瓮盛，置日中曝之。七日后当臭，衣(指菌膜)生，勿得怪也，但停置，勿移动，挠搅之。数十日，醋成”。下列叙述正确的是(　　)A．该方法依据的原理是醋酸菌在氧气、糖源充足时将酒精转化为乙酸B．加水的目的是对酒进行稀释，避免渗透压过高醋酸菌失水过多C．“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的D．挠搅有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧解析：BCD　该方法依据的原理是醋酸菌在氧气、糖源不足时将酒精转化为乙酸，A错误；加水的目的是对酒进行稀释，避免渗透压过高醋酸菌失水过多，B正确；“衣”位于变酸的酒表面，是由原酒中的醋酸菌大量繁殖形成的，C正确；搅拌有利于酒精与醋酸菌充分接触，还可以增加溶液中的溶解氧，利于醋酸菌进行醋酸发酵，D正确。二、非选择题12．(2021·汕头三模)民间世代相传的农业谚语是千百年来劳作实践的经验总结，其中蕴含着很深的科学道理，下面就用高中阶段学过的生物学知识解释农业谚语锄头“三有一无”中蕴含的生物学原理。(1)“锄头有肥”：锄地松土增加了土地的____________，有利于肥料的吸收。原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)雨前中耕，能使耕作层多蓄水；雨后中耕，能切断表土毛细管，减少水分蒸发，可称为“锄头有水”。如果植物缺水，首先影响到光合作用的____________阶段，原因是__________________________________________________________________________________。雨后土壤中出现湿涝情况时，土壤黏度增大，毛细管堵塞，所以涝天锄地可以减轻涝灾，此可称为“锄头有火”。(3)“锄头无争”：在中耕松土时，铲除了杂草，有利于丰收，其利用的生物学原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)锄地松土增加了土地的通气量，使作物根部的有氧呼吸增强，为根吸收矿质离子提供了充足的能量，有利于肥料的吸收。(2)如果植物缺水，气孔大量关闭以减少蒸腾作用，使二氧化碳吸收减少，暗反应原料减少，因此首先影响到光合作用的暗反应阶段。(3)在中耕松土时，铲除了杂草，有利于丰收，其利用的生物学原理是使物质和能量更多的流向对人类有益的部分。答案：(1)通气量(氧气量)　使作物根部的有氧呼吸增强，为根吸收矿质离子提供了充足的能量　(2)暗反应　缺水时气孔大量关闭以减少蒸腾作用，使二氧化碳吸收减少，暗反应原料减少　(3)使物质和能量更多的流向对人类有益的部分13．(2021·辽宁模拟)山西老陈醋富含多种营养成分及功能性物质，如有机酸、矿物质、酮类、醇类以及酯类等，新配方中加入苦荞、普洱，能使老陈醋具有降脂、降糖等功效，其制作流程如图所示。回答下列问题：注：膨化处理是指将粮食加入密闭容器中，加热加压后突然减压，粮食中的水分汽化膨胀，使其出现许多小孔，变得松脆。红曲菌属于真菌。(1)利用紫色红曲培育成优质的红曲菌，利用的育种原理是____________；红曲菌进行发酵产生酒精的场所是________________。(2)对主粮膨化处理的作用是____________________________________________。在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后密闭，通气的目的是____________________________________。判断主粮是否彻底发酵的方法是检测发酵液中________的含量。酿制粮食酒时，并不需要对主粮进行严格的消毒处理，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)由酒精发酵转变成醋酸发酵时，需要改变的环境条件是____________________。此时醋酸菌发酵的总反应式是____________________________________。若在外界环境条件适宜情况下，并未产生醋酸的最可能原因是______________。解析：(1)利用紫色红曲培育成优质的红曲菌是诱变育种，利用的育种原理是基因突变；红曲菌进行发酵产生酒精的场所是细胞质基质。(2)对主粮膨化处理的作用是使其变得松脆，加大与红曲菌的接触面积。在酒精发酵阶段，发酵罐先通气，后密闭，通气的目的是使红曲菌在有氧条件下大量繁殖。判断主粮是否彻底发酵的方法是检测发酵液中酒精的含量。因为在缺氧、呈酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制，所以酿制粮食酒时，并不需要对主粮进行严格的消毒处理。(3)酒精发酵的菌种是酵母菌，酵母菌无氧呼吸产生酒精，酒精发酵的最佳温度是18～30 ℃；醋酸发酵的菌种是醋酸菌，醋酸菌是好氧菌，生长的最佳温度是30～35 ℃。因此由酒精发酵转变成醋酸发酵时，需要改变的环境条件是通入氧气，提高温度。此时醋酸菌发酵的总反应式是C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量。若在外界环境条件适宜情况下，并未产生醋酸的最可能原因是缺少醋酸菌。答案：(1)基因突变　细胞质基质　(2)使其变得松脆，加大与红曲菌的接触面积　使红曲菌在有氧条件下大量繁殖　酒精　因为在缺氧、呈酸性的发酵液中，绝大多数微生物无法适应这一环境而受抑制　(3)通入氧气，提高温度　C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量　缺少醋酸菌14．(2021·河南模拟)蝉花是我国的一种传统中药材，是蝉拟青霉寄生于蝉若虫后形成的虫菌复合体。在其胞内含虫草多糖、甘露醇、虫草素及必需氨基酸等，这些物质通常作为保健品以及部分医用药品的成分。为了提高产量，研究人员尝试从天然蝉花中分离纯化出蝉拟青霉菌株进行人工培养，请回答以下问题：(1)制备培养基①该实验选择马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)，配制培养基后要将平板倒置，其主要目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②为了便于筛选蝉拟青霉菌株，培养基中还应加入链霉素以抑制________的生长，按功能划分，该培养基属于________培养基。(2)蝉花真菌的分离、纯化①取新鲜蝉花，用75%乙醇进行消毒，取胸腔中菌体少许接种至PDA培养基，然后置于______________中25 ℃培养3～5 d，平板上会形成菌落，研究人员可以根据菌落的特征对蝉花菌种进行鉴定，主要依据是________________________________________________________________________________________________________________________。②待菌落长至0.2～0.5 cm时挑选少量菌丝进行纯化，纯化的方法有____________________________。(3)发酵生产发酵生产中常用液体培养基，为检测蝉花真菌发酵液灭菌是否彻底的常用方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①倒平板后，平板冷凝后皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，若将平板倒置，既可以使培养基表面的水分更好地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。②为了便于筛选蝉拟青霉菌株，培养基中还应加入链霉素以抑制细菌的生长，按功能划分，该培养基属于选择培养基。(2)①取新鲜蝉花，用75%乙醇进行消毒，取胸腔中少许菌体接种至PDA培养基，然后置于中25 ℃恒温培养箱中培养3～5 d，平板上会形成菌落，菌落形态包括菌落的大小、形状、边缘、光泽、质地、颜色和透明程度等，研究人员可以根据菌落的特征对蝉花菌种进行鉴定。②待菌落长至0.2～0.5 cm时挑选少量菌丝进行纯化，纯化的方法有平板划线法和稀释涂布平板法。(3)发酵生产中常用液体培养基，为检测蝉花真菌发酵液灭菌是否彻底的常用方法是取少量发酵液涂布到牛肉膏蛋白胨固体培养基上，适宜温度下培养一段时间，观察有无菌落产生。答案：(1)①防止培养基中水分过快地挥发，防止冷凝的水珠落到培养基上，造成污染　②细菌　选择　(2)①恒温培养箱　不同菌形成菌落的形状、大小、隆起程度、颜色等一般不同　②平板划线法和稀释涂布平板法　(3)取少量发酵液涂布到牛肉膏蛋白胨固体培养基上，适宜温度下培养一段时间，观察有无菌落产生