1、第 1 讲 借助显微镜走近细胞最新考纲 1.原核细胞和真核细胞的异同()。2.细胞学说的建立过程()。3.实验:用显微镜观察多种多样的细胞。考点一 细胞是最基本的生命系统(5 年 4 考)1.生命活动离不开细胞实验室欲培养禽流感病毒宜选用下列哪种培养基?为什么?富含有机物和无机物的培养基用严格配方配制的合成培养基肉汤等天然培养基活鸡胚提示 病毒只能营寄生生活,必须使用“活体”培养基。2.生命系统的结构层次(1)地球上最基本的生命系统是细胞。(2)最大的生命系统是生物圈。(3)病毒无细胞结构,不能独立生存,不属于单细胞生物。(4)地球上最早的生命形式:单细胞生物。(5)上述各层次中,可包含“非生
2、命成分”的有生态系统、生物圈。3.衍射法构建病毒的知识1.(北京卷)从生命活动的角度理解,人体的结构层次为()A.原子、分子、细胞器、细胞B.细胞、组织、器官、系统C.元素、无机物、有机物、细胞D.个体、种群、群落、生态系统解析 从生命活动的角度理解,人体最基本的结构层次是细胞,然后依次为组织、器官、系统;元素、化合物、分子、细胞器等不属于生命系统的结构层次,种群、群落、生态系统是个体水平以上的结构层次,故 B 项正确。答案 B本题源于人教必修 1 P5“生命系统的结构层次”相关判断,明确教材所述生命系统九大层次的内涵并能举例和由小到大排序是解答本类题目的关键。2.(教材必修 1 P6 基础题
3、 T2 改编)和“稻田内所有生物”生命系统的结构层次相同的是()一个大肠杆菌 培养皿中的大肠杆菌菌落 培养基被污染后,又滋生了除大肠杆菌之外的细菌和真菌A.B.C.D.解析“稻田内所有生物”应属群落,题中为个体,为种群,为群落。答案 B从病毒的生活看“细胞”的作用1.(2013全国卷,3)关于 HIV 的叙述,正确的是()A.HIV 在活细胞外能大量增殖B.HIV 仅含有核糖体这一种细胞器C.HIV 主要攻击 B 细胞,使人体无法产生抗体D.艾滋病患者的血液中可以检出 HIV 这种病毒解析 病毒营寄生生活,A 错误;病毒无细胞器,B 错误;HIV 攻击人体 T 细胞,C 错误;艾滋病患者的血液
4、、精液和乳汁等液体中含病毒,D 正确。答案 D2.(2016河南洛阳模拟)寨卡病毒是单股正链 RNA 病毒,单股 RNA 可直接起 mRNA作用,翻译早期蛋白质,包括 RNA 聚合酶和抑制宿主细胞合成代谢的调控蛋白,经调查发现该病毒是引发 2015 年巴西的新生儿小头畸形的元凶。下列相关叙述正确的是()A.寨卡病毒属于生命系统结构层次的最低层次B.寨卡病毒的遗传物质彻底水解产物有四种C.RNA 聚合酶的合成场所是寨卡病毒的核糖体D.寨卡病毒不能在人工合成的培养基上生长解析 生命系统结构层次的最低层次是细胞,A 错误;该病毒为 RNA 病毒,彻底水解的产物有四种碱基、一种磷酸和一种五碳糖,B 错
5、误;病毒无核糖体,蛋白质的合成场所是宿主细胞的核糖体,C 错误;病毒不具细胞结构,不能在培养基上生长繁殖,D 正确。答案 D(1)病毒的核酸、核苷酸及蛋白质:病毒的核酸只有 DNA 或 RNA,故每种病毒的碱基和核苷酸只有 4 种;病毒RNA蛋白质或 DNA蛋白质。(2)病毒与细胞:在病毒增殖过程中,病毒只提供模板,原料(氨基酸、核苷酸)、核糖体、tRNA 都由宿主细胞提供。考查生命系统的结构层次(2016江西三校联考)下列关于生命系统结构层次的叙述中,不正确的是()A.生命系统的各个层次相互依赖,又各自有特定的组成、结构和功能B.从生物圈到细胞,各种生态系统,大大小小的种群、个体,个体以下的
6、系统、器官和组织,都是生命系统的一部分C.在生命系统的各个层次中,能完整表现出各种生命活动的最微小层次是细胞D.一个分子或一个原子是一个系统,也是生命系统解析 一个分子或一个原子是一个系统,但不是生命系统,因为生命系统能完成一定的生命活动,单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的,D 错误。答案 D(1)病毒虽然不能独立进行新陈代谢,但因其能繁殖产生后代故仍属于生物。(2)并非所有生物都具有生命系统的各个层次,如植物没有“系统”这一层次;单细胞生物没有“组织、器官、系统”这三个层次。考点二 原核细胞与真核细胞及细胞学说(5年5考)1.真核细胞与原核细胞的区别原核细胞真核细胞模式图解大小较小
7、较大本质区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的真正的细胞核细胞壁主要成分为肽聚糖植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶;真菌细胞壁主要成分是几丁质细胞质有核糖体,无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核拟核,无核膜和核仁有核膜和核仁DNA 存在形式拟核:大型环状质粒:小型环状细胞核中:和蛋白质形成染色体(质)细胞质中:在线粒体、叶绿体中裸露存在细胞分裂二分裂有丝分裂、无丝分裂和减数分裂2.细胞多样性的体现及原因(1)体现:细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异,如原核细胞与真核细胞,动物细胞和植物细胞,同一个体不同类型的细胞。(2)直接原因:构成细胞的蛋白质分子不同。(3)根本原因:DNA
8、的多样性(不同生物间)及基因的选择性表达(同种生物不同细胞间)。3.着眼于 5 个方面归纳细胞的统一性(1)化学组成:组成细胞的元素种类(种类、数量)基本一致,化合物种类也非常相似(水、无机盐、氨基酸、核苷酸等)。(2)结构:都具有细胞膜、细胞质、核糖体。(3)遗传物质:都以 DNA 作为遗传物质,且遗传密码通用。(4)能源物质:都以 ATP 作为直接能源物质。(5)增殖方式:主要以细胞分裂的方式增殖。1.巧记常见原核生物的“一、二、三”2.“二看法”判断真核细胞与原核细胞4.细胞学说(1)细胞学说的建立过程(连线)(2)基本内容细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物
9、所构成。细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。新细胞可以从老细胞中产生。(3)意义揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。1.观察下列四幅图,请思考:(1)上述生物中,属于真核生物的是_;中,在组成结构上明显区别于其他三类生物的是_,它的最大特点是_,且只含一种_。(2)的细胞壁与植物细胞的细胞壁成分_(填“相同”或“不同”)。提示(1)无细胞结构 核酸(2)不同2.下图中的三个圆圈 a、b、c 分别表示含有细胞壁、核糖体、中心体的细胞,那么阴影部分表示的细胞可能是中的哪种细胞_。肝细胞 衣藻细胞 乳酸菌细胞 棉花叶
10、肉细胞提示 中均有核糖体,无细胞壁,无中心体,只有(衣藻)既有细胞壁、又有中心体。1.真题重组 判断正误(1)链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜(2015四川卷,T5C)()(2)病毒是一类具有细胞结构的生物(全国卷,T1A)()(3)细胞学说从一个方面揭示了生物界的统一性(2013江苏高考,T2A)()(4)乳酸菌与动植物相比,细胞内没有核糖体(2012山东基本能力,T54 改编)()(5)大肠杆菌无线粒体,有核糖体(2012海南卷,T3)()(6)细菌有细胞核,蓝藻有叶绿体(2012重庆卷,T1 改编)()以上内容主要源自教材必修 1 P412 涉及生命系统的结构层次和细胞学
11、说的内容以及原核细胞与真核细胞的区别,考查形式主要以选择题为主,准确记忆、归纳教材相关内容是解题关键。2.(教材必修 1 P14 T2 改编)如图是对病毒、蓝藻、变形虫和衣藻四种生物按不同的分类依据分成四组,下列选项中说法错误的是()A.甲组中的生物细胞中都没有细胞壁B.丁组中的生物细胞中都具有核膜C.丙与丁的分类依据可以是有无染色体D.甲与乙的分类依据可以是有无叶绿体解析 乙中蓝藻与甲中两类生物均无叶绿体。答案 D3.(教材 P10 思考与讨论改编)真核细胞一定有一个细胞核吗?原核细胞的拟核与真核细胞细胞核有何区别?提示 不一定,如哺乳动物成熟红细胞及植物筛管细胞无细胞核,而动物骨骼肌细胞可
12、含多个细胞核,双小核草履虫则含 2 个细胞核。拟核与细胞核的区别主要有如下两点:拟核没有核膜,没有核仁。拟核中的遗传物质不是以“染色体”的形式存在,而是直接以裸露 DNA 的形式存在。原核细胞与真核细胞及细胞学说【典例】(2016四川卷,2)下列有关细胞共性的叙述,正确的是()A.都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层B.都具有细胞核但遗传物质不一定是 DNAC.都能进行细胞呼吸但不一定发生在线粒体中D.都能合成蛋白质但合成场所不一定是核糖体解析 所有细胞都具有细胞膜,一定具有磷脂双分子层,A 错误;原核细胞没有真正的细胞核,所有细胞遗传物质一定是 DNA,B 错误;所有细胞都能进行细胞呼吸,但
13、不一定发生在线粒体中,如原核细胞没有线粒体,但原核细胞能进行细胞呼吸,C 正确;所有细胞都能合成蛋白质,场所一定是核糖体,D 错误。答案 C解答此类题目应清晰几个“一定”(1)有细胞结构一定有“细胞膜”一定有“磷脂”。(2)合成蛋白质一定在核糖体中。(3)细胞生物一定含两种核酸,其中起“遗传”作用的一定是 DNA。【对点小练】下列有关细胞及细胞学说的叙述,正确的是()A.小麦细胞和发菜细胞的结构有差异,不具有统一性B.原核细胞构成的原核生物都是营腐生和寄生生活的异养生物C.原核细胞没有核膜,结构也比较简单,所以不具有多样性D.细胞学说主要揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性解析 小麦为真核生
14、物,发菜为原核生物,二者细胞既有差异性,也有统一性;许多原核生物(如蓝藻、硝化细菌等)为“自养型”生物;原核细胞也具多样性如细菌与蓝藻相比,后者具光合片层等。答案 D细胞学说中 3 个“未涉及”和 2 个“统一了”(1)3 个“未涉及”未涉及原核细胞;未涉及病毒;未涉及生物或细胞间的“差异性”。(2)2 个“统一了”统一了“动植物”(均“由细胞构成”);统一了“细胞”(细胞均有自己的生命又对整体生命起作用;新细胞均来自老细胞)。考点三 使用显微镜观察多种多样的细胞(5年5考)1.实验原理(1)放大倍数的计算:显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。(2)放大倍数的实质:放大倍数是
15、指放大的长度或宽度,不是指面积或体积。2.实验步骤(1)认识显微镜(2)显微的使用低倍镜:取镜安放对光压片调焦观察。高倍镜使用的“四字诀”1.若所观察视野中有“污物”,应如何判断“污物”的位置?提示 2.针对下图,请思考:(1)甲图中属于目镜的是,属于物镜的是,判断的依据是有无螺纹。(2)甲图中放大倍数较大的目镜和物镜分别是和。(3)从图中的乙转为丙,正确的调节顺序是:移动标本转动转换器调节光圈转动细准焦螺旋。(4)若使物像放大倍数最大,甲图中与玻片标本最接近的是。【典例】如图表示用显微镜观察植物细胞有丝分裂的部分操作过程,其中叙述错误的是()A.图视野中的图像是在低倍镜下观察到的B.利用图视
16、野中的图像,要看清处于分裂期的细胞,应将装片适当向左移动C.图表示将显微镜镜头由甲转换成乙,视野中观察到的细胞数目减少D.图中显微镜镜头由甲转换成乙的过程中,为了方便操作,可以将镜筒升高慧眼识图 获取信息答案 D【对点小练】(2016经典高考)下列关于测量蚕豆叶下表皮保卫细胞长度的实验操作,错误的是()A.从低倍镜转到高倍镜时,两眼必须从显微镜侧面注视B.从低倍镜转到高倍镜时,轻轻地转动物镜使高倍镜到位C.从低倍镜视野中,需将进一步放大观察的物像移至视野中央D.为了使高倍镜下的视野亮一些,可使用更大的光圈或凹面反光镜解析 从低倍镜转到高倍镜时应转动转换器使高倍镜到位。答案 B有关显微镜使用的
17、6 个易错点(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼要从侧面注视物镜与玻片标本之间的距离,到快接近时(距离约为 0.5 cm)停止下降。(2)必须先用低倍物镜观察,找到要观察的物像,移到视野中央,然后再换用高倍物镜。(3)换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调节。(4)换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮,再调节细准焦螺旋。(5)显微镜下所看到的物像是物体放大后的倒像。“实物”与“像”之间的关系是:“实物”旋转 180就是“像”。例如实物为字母“b”,则视野中观察到的为“q”,若物像在左上方,则装片应向左上方移动。(6)观察
18、颜色深的材料,视野应适当调亮,反之则应适当调暗。易错防范清零易错清零易错点 1 误认为单细胞生物都是原核生物点拨 单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等)是真核生物;单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞真菌(如酵母菌)等都是真核生物。易错点 2 误认为生物名称中带有“藻”字的都是植物,带“菌”字的生物都是细菌点拨 易混原核生物和真核生物的判断方法常见的原核生物易与之混淆的真核生物界定“菌”字“菌”字前面带有“杆”字、“球”字、“螺旋”或“弧”字者应为“细菌”类酵母菌、霉菌(如青霉菌、根霉、曲霉等)界定“藻”字蓝藻类:颤藻、蓝球藻、念珠藻、发菜等绿藻(如衣藻、水绵)、褐藻、红藻等常见生物举例
19、易错点 3 真、原核生物的 4 个“不一定”点拨(1)没有细胞核的生物不一定是原核生物。如病毒没有细胞结构。(2)真核细胞不一定都有线粒体。某些厌氧型动物如蛔虫。(3)没有叶绿体不一定不进行光合作用,如蓝藻。(4)没有线粒体不一定不进行有氧呼吸,如好氧型细菌、蓝藻等。易错点 4 混淆显微镜下细胞数目的两种计算方法点拨 若视野中的细胞为“单行”,计算时只考虑“长度和宽度”;若视野中“充满”细胞,计算时则要考虑“面积”的变化。(1)若视野中为一行细胞,高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数。(2)若视野中充满细胞,则高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于放大倍数之比的倒
20、数的平方(因此时相当于将圆形面积的半径放大了相应倍数,则面积应为R2 即相应倍数的平方)。纠错小练1.下列关于原核细胞和真核细胞的叙述中,正确的是()A.含有叶绿素的细胞一定是真核细胞B.没有核膜和染色体的细胞一定是原核细胞C.含有有氧呼吸酶的细胞不可能是原核细胞D.单细胞生物,带“菌”字的生物,带“藻”字的生物均可能为真核生物,但也有可能为原核生物解析 原核细胞有的含有叶绿素(如蓝藻),A 项错误;真核细胞有的不含有核膜和染色体(如哺乳动物成熟的红细胞),B 项错误;能进行有氧呼吸的原核生物均含有有氧呼吸酶,C 项错误。答案 D2.(2017改编题)如图是三类生物体细胞的亚显微结构模式图。下
21、列有关分析正确的是()A.用纤维素酶处理这三个细胞,都可以获得原生质体B.甲、丙只能进行无氧呼吸,乙只能进行有氧呼吸C.三类细胞中不存在共同的细胞器D.三者的遗传物质都是 DNA解析 甲、丙细胞的细胞壁并非由纤维素构成,故用纤维素酶处理并不能破坏其细胞壁;甲、丙虽无线粒体,但许多甲及所有丙均可进行有氧呼吸;核糖体为三类细胞共有的细胞器。答案 D3.若在显微镜放大倍数为 40 倍时,看到视野直径上一行细胞共 m 个,则当放大倍数为 400 倍时,看到的视野直径上一行细胞为多少个?若这 m 个细胞充满视野,当放大倍数为 400 倍时,数目又是多少?解析(1)若视野中的细胞为单行,计算时只考虑长度,
22、可根据看到的细胞数目与放大倍数成反比的规律进行计算。放大倍数变成 400 倍时,看到的细胞数目为 m40040m10(个)。(2)若细胞充满整个视野,可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。放大倍数变为 400 倍时,看到的细胞数目为 m400402 m100(个)。答案 m10个 m100个随堂真题演练1.(2016全国课标卷,1)下列与细胞相关的叙述,正确的是()A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器B.酵母菌的细胞核内含有 DNA 和 RNA 两类核酸C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程D.在叶绿体中可进行 CO2 的固定但不能合成 ATP解析 核糖体无膜结构
23、,A 错误;酵母菌细胞核内存在遗传物质 DNA,且存在 DNA转录过程,即存在转录产物 RNA,B 正确;蓝藻是原核生物,不具有线粒体,其有氧呼吸过程在细胞质和细胞膜上完成,C 错误;叶绿体光合作用的暗反应阶段进行CO2 的固定,光反应阶段产生 ATP 和H,故 D 错误。答案 B2.(2016海南卷,14)下列情况中,使用普通光学显微镜不能观察到的是()A.人红细胞在蒸馏水中体积增大、破裂的现象B.洋葱鳞片叶表皮细胞膜的暗亮暗三层结构C.分布在水绵受极细光束照射部位的好氧细菌D.洋葱根尖细胞有丝分裂中期染色体的形态和分布解析 细胞膜的暗亮暗结构应为在电子显微镜下所观察到的结果,光学显微镜无法
24、观察到。答案 B3.(2016经典高考)在电子显微镜下,放线菌和霉菌中都能观察到的结构是()A.核糖体和细胞膜B.线粒体和内质网C.核糖体和拟核D.线粒体和高尔基体解析 放线菌属于原核生物,霉菌属于真核生物,二者共有的结构是核糖体和细胞膜,A 正确;原核细胞不具有膜结构的细胞器如线粒体、内质网、高尔基体等,B、D 错误;拟核是原核细胞特有的结构,C 项错误。答案 A4.(2014北京理综,1)蓝藻与酵母菌的相同之处是()A.都有拟核B.均能进行有氧呼吸C.都有线粒体D.均能进行光合作用解析 酵母菌是真核生物无拟核,异养型不能进行光合作用,蓝藻无线粒体,蓝藻和酵母菌均可进行有氧呼吸。答案 B5.
25、(课标卷)下列有关细胞的叙述,正确的是()A.病毒是一类具有细胞结构的生物B.蓝藻细胞具有细胞核且 DNA 分子呈环状C.人体所有细胞的细胞周期持续时间相同D.内质网膜和高尔基体膜都具有流动性解析 病毒是没有细胞结构的生物,A 错误;蓝藻是原核生物,没有核膜包被的成形细胞核,具有环状裸露的 DNA,B 错误;连续分裂的细胞才有细胞周期,人体内并不是所有细胞都有细胞周期,而且有细胞周期的细胞,细胞周期持续时间也不一定相同,C 错误;内质网膜和高尔基体膜都是生物膜,在结构上都具有一定的流动性,D 正确。答案 D课后分层训练(时间:10 分钟 满分:50 分)1.(2016长春质检)下列细胞中,与小
26、球藻细胞结构最相似的是()A.酵母菌细胞B.蓝藻细胞C.水绵细胞D.洋葱鳞片叶表皮细胞解析 小球藻具有细胞壁、叶绿体和液泡,能进行光合作用,蓝藻细胞属于原核细胞,A、C、D 属于真核细胞。酵母菌属于真菌类,不含叶绿体;水绵和洋葱都属于植物,水绵细胞含有叶绿体,洋葱表皮细胞不含叶绿体;水绵细胞与小球藻细胞结构最相似。答案 C2.埃博拉病毒、乳酸菌和草履虫这三种生物的共同点是()A.都有细胞结构B.都有核糖体C.都有遗传物质D.都能进行有丝分裂解析 埃博拉病毒没有细胞结构,也没有核糖体,病毒、原核生物和真核生物都有遗传物质。埃博拉病毒和乳酸菌不能进行有丝分裂。答案 C3.(2017山西实验中学检测
27、)硝化细菌、破伤风芽孢杆菌、酵母菌的细胞结构及功能有很大区别,但是它们()A.都能进行繁殖和有氧呼吸B.都没有核膜和染色体C.都能通过无丝分裂增加细胞数目D.都含有 DNA 和 RNA 两种核酸解析 硝化细菌、破伤风芽孢杆菌属原核生物,酵母菌属真核生物,其结构和生活习性有相似之处,也有较大不同。破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸,A 错误;酵母菌为真核生物,具有核膜和染色体,B 错误;无丝分裂为部分真核细胞(如蛙的红细胞)进行细胞增殖的方式,题中三者均不会进行无丝分裂,C 错误;三者都有细胞结构,故都含有 DNA 和 RNA 两种核酸,D 正确。答案 D4.(2017洛阳统考)下列关于原核生物和真核生
28、物的叙述,正确的是()A.真核生物都是多细胞生物,原核生物都是单细胞生物B.真核细胞增殖方式是有丝分裂,原核细胞增殖方式是无丝分裂C.真核细胞都进行有氧呼吸,原核细胞都进行无氧呼吸D.真核细胞的核 DNA 为链状,原核细胞的拟核 DNA 为环状解析 许多真核生物为单细胞生物(如原生生物),A 错误;原核细胞的增殖方式为“二分裂”,无丝分裂及有丝分裂均为真核细胞特有的分裂方式,B 错误;真核细胞也能进行无氧呼吸,原核细胞也可进行“有氧呼吸”。答案 D5.(2016西北工大附中模拟)下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的是()A.原核生物细胞不含线粒体,也能进行有氧呼吸B.真核生物细胞与原核生物
29、细胞的核基因均可遵循孟德尔定律C.真核生物以 DNA 为遗传物质,部分原核生物以 RNA 为遗传物质D.真核生物细胞具有生物膜结构,不具有生物膜系统解析 原核生物细胞不含线粒体,也能进行有氧呼吸,如蓝藻,A 正确;孟德尔定律适用于真核生物的有性生殖细胞核遗传中,原核生物不遵循,B 错误;原核生物与真核生物都以 DNA 做遗传物质,只有 RNA 的病毒遗传物质是 RNA,C 错误;真核生物细胞具有生物膜结构,也具有生物膜系统,D 错误。答案 A6.下列关于细胞学说及其建立的叙述错误的是()A.细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的B.细胞学说的重要内容:一切动植物都是由细胞发育而来的C.细胞学说认为
30、细胞分为真核细胞和原核细胞D.细胞学说阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性解析 细胞学说只认识到细胞程度,对于真核细胞和原核细胞还没有认识,故 C 错误。答案 C7.(2017河北衡水调研)如图为生物种类或生命系统结构层次的概念图,对 a、b、c所代表的生物种类或生命系统结构层次的分析不正确的是()A.a真核生物、b真菌、c酵母菌B.a原核生物、b细菌、c乳酸菌C.a生态系统、b群落、c种群D.a系统、b组织、c器官解析 不同组织构成器官,不同器官构成系统,故 D 项所述包含关系不正确。答案 D8.代谢旺盛的细胞中不会出现的现象是()A.细胞内结合水含量增多B.细胞核核膜上的核孔数目增多C.
31、细胞中线粒体数目增多D.ATP 和 ADP 相互转化速度加快解析 细胞中的自由水与结合水可以相互转化,代谢旺盛的细胞中结合水可转化为自由水,因此,结合水比例应下降而不是上升。答案 A9.下列事实中,不支持“生命活动离不开细胞”观点的是()A.HIV 由蛋白质和核酸组成B.乙肝病毒依赖人体肝细胞生活C.草履虫是单细胞动物,它有纤毛可以运动D.父母通过精子和卵细胞把遗传物质传给下一代解析 蛋白质和核酸是病毒的化学组成成分,只能说明其结构特点,但并不能说明“生命活动离不开细胞”,A 正确。答案 A10.生物学实验中常用普通光学显微镜,试回答下列问题。(1)一个细小物体若被显微镜放大 50 倍,这里“
32、被放大 50 倍”是指放大该标本的_。(2)在光照明亮的实验室里,用白色洋葱表皮细胞观察失水之后的细胞,在显微镜视野中能清晰看到细胞壁,但看不清楚细胞膜是否与细胞壁发生质壁分离,为便于判断,此时应()A.改用凹面反光镜,放大光圈B.改用凹面反光镜,缩小光圈C.改用平面反光镜,放大光圈D.改用平面反光镜,缩小光圈(3)在用显微镜观察玻片标本时,如果要观察的物像位于视野的左上方,应向_移动玻片,方能使要观察的物像位于视野的中央;在玻片上写一个字母“b”,则在显微镜的视野中观察到的是_。(4)如图是显微镜下观察到的几种细胞或组织图像(图 D 中细胞取自猪的血液)。科学家依据_将细胞分为原核细胞和真核
33、细胞,属于原核细胞的是_(填标号)。图中能进行光合作用的是_(填标号),A、B 所示细胞都有的细胞器是_。提取细胞膜时通常选用图 D 中的_细胞,原因是_。图 AD 中可表示生命系统个体层次的是_。答案(1)长度或宽度(2)D(3)左上方“q”(4)有无核膜包围的细胞核 B BC 核糖体 红 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和具膜的细胞器 B第 2 讲 细胞中的元素和化合物 细胞中的无机物最新考纲 1.水和无机盐的作用()。2.实验:检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。考点一 细胞中的元素和化合物(5年4考)1.细胞中的元素助学巧记生物界与非生物界间及各种生物彼此之间的关系化学元素“种类”:具有
34、统一性,即没有一种元素为细胞所“特有”;从元素“含量”来看却具有差异性(源于细胞“主动”吸收)。2.细胞中的化合物分类无机化合物:水和无机盐。有机化合物:糖类、脂质、蛋白质、核酸等。3.正确区分鲜重、干重的元素和化合物的含量下图 A 是组成人体细胞的主要元素及其比例,B 是细胞中几种化合物的含量。请据图思考下列问题:(1)如果图 A 表示的是活细胞中的元素含量比例,则甲丁依次为 O、H、C、N。(2)若按干重计,图 B 中为蛋白质,其标志性元素是 A 图中的丁(填甲、乙、丙、丁),按鲜重计应为水(此时为蛋白质)。(3)图 A 所示元素在非生物界中一定能(填“一定能”、“一定不能”或“不一定能”
35、)找到。(4)C、H、N 三种元素在人体的化学成分中,质量分数共占 73%左右(占细胞干重的百分比),而在岩石圈的化学成分中,质量分数不到 1%,这一事实说明生物界与非生物界具有差异性。细胞中的元素与化合物1.(2013海南单科,1)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述,错误的是()A.叶绿素含有镁元素B.血红蛋白含有铁元素C.脱氧核糖含有磷元素D.胰岛素含有碳元素解析 脱氧核糖属五碳糖仅由 C、H、O 三种元素组成。答案 C2.(2016皖南八校联考)下列物质中同时含有磷和氮元素的是()A.ATP 和磷脂B.丙酮酸和脂肪酸C.胰岛素和性激素D.核苷酸和氨基酸解析 丙酮酸和脂肪酸只含 C、H、
36、O;性激素属于固醇类只含 C、H、O;氨基酸的基本组成元素为 C、H、O、N;ATP、磷脂和核苷酸组成元素为 C、H、O、N、P。答案 A1.用元素分析法判断物质种类2.核糖核糖核苷酸或核糖核酸;脱氧核糖脱氧核苷酸或脱氧核糖核酸所有糖类均只含 C、H、O 三种元素,作为五碳糖的“核糖、脱氧核糖”也不例外。考点二 细胞中的无机物(5年4考)1.细胞中的水(1)细胞中水的存在形式和功能(2)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系自由水/结合水比值高代谢旺盛,如癌细胞、萌发种子、分生组织细胞比值低代谢强度弱、但抗逆性增强,如干 种子、越冬植物、细菌芽孢等根据冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图,归
37、纳总结自由水/结合水与代谢和抗逆性的关系:2.无机盐的存在形式及功能(巧记一、一、二)3.列举无机盐参与构成的几种常见化合物(1)N:蛋白质、ATP、NADP、叶绿素、核苷酸等(2)P:ATP、NADP、核苷酸、磷脂(3)Mg:叶绿素(4)S:甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素)(5)Fe2:血红蛋白(6)I:甲状腺激素等1.真题重组 判断正误(1)细胞内结合水/自由水的比值,种子萌发时比休眠时高(2015山东卷,1A)()(2)在人体活细胞中氢原子的数目最多(2013重庆卷,1A)()(3)贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态(2013江苏高考,16A)()(4)自由
38、水可作为细胞内化学反应的反应物(2014海南卷,5C)()(5)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要(2012江苏卷,1D)()(6)在最基本生命系统中,H2O 有自由水和结合水两种存在形式(2014四川高考,2A)()以上内容主要源自人教必修 1 P3436 涉及自由水、结合水、无机盐的存在形式及功能,P16 涉及大量元素、微量元素及其功能,考查形式主要以选择题题型,针对水存在形式及自由水的功能及相关化合物元素组成、功能予以考查,多属送分题,准确记忆、归纳教材相关内容是解题关键。2.(据教材必修 1P36“技能训练”编制)为了确定某种矿质元素是否是小麦幼苗的必需元素,应采用的方法是(
39、)A.检测正常叶片中该矿质元素的含量B.分析根系对该矿质元素的吸收过程C.分析环境条件对该矿质元素吸收的影响D.观察在完全培养液中去掉该矿质元素前后小麦幼苗生长发育状况解析 判断某元素是否是某植物正常生长发育的必需元素通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中,除去某种矿质元素,然后观察植物的生长发育情况:如果植物的生长发育仍正常,说明该元素不是植物所必需的;如果植物的生长发育不正常(出现特定的缺乏症状),且只有补充了该种元素(其他元素无效)后,植物的生长发育又恢复正常(症状消失),说明该元素是植物生长必需的矿质元素。答案 D 细胞中的水【典例】(2016海南卷,26)水在植物的生命活动中具有
40、重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题。(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以_的形式存在。经阶段 吸水后,种子中的水主要是以_的形式存在。(2)在阶段,种子吸水速率_(填“大于”、“小于”或“等于”)阶段,呼吸速率_(填“大于”、“小于”或“等于”)阶段。(3)从细胞组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的_、_从细胞外进入细胞内。慧眼识图 获取信息答案(1)结合水 自由水(2)小于 大于(3)磷脂(或脂质)双分子层 水通道衍射法归纳细胞中的水【对点小练】
41、下列有关水与生命活动的说法,不正确的是()A.细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低B.正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降C.在线粒体、叶绿体和核糖体中进行的化学反应都有水生成D.自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化解析 癌细胞能够无限增殖,细胞代谢比正常细胞旺盛,因此自由水含量较正常细胞高,故 A 项错误。答案 A 结合细胞代谢考查无机盐的存在形式及功能1.下列有关无机盐的含量、存在形式和生理作用的叙述中错误的是()A.无机盐在细胞内含量很少,主要以离子形式存在;具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能B.人体内 Na主要存在于细胞内液,K主要存在于细胞外液,血液中 Ca2缺
42、乏时导致肌肉抽搐C.某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分,如 Fe2参与血红蛋白的构成,Mg2参与叶绿素的形成D.氮是植物体内的重要元素之一,酶、核酸、ATP 中都含有氮元素解析 人体内 Na主要存在于细胞外液,维持细胞外液的渗透压,K主要存在于细胞内液,维持细胞内液的渗透压,B 错误。答案 B2.设计实验探究 X 是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下:本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照,以及乙组中实验前(无 X)与实验后(有 X)之间的自身对照。两次对照中属于实验组的依次是()A.甲组、乙组实验前B.甲组、乙组实验后C.乙组、乙组实验前D.乙组、乙组实验后解析 甲组使
43、用完全培养液,乙组实验前缺 X,乙组为实验组;与乙组实验前相比,乙组实验后加 X 能正常生长,乙组实验后又为实验组。答案 D检验某种矿质元素生理功能的实验方案(1)实验组:(2)对照组:正常植物完全培养液正常生长。考点三(实验)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(5年6考)1.检测原理(1)糖类的检测(2)脂肪的检测:脂肪苏丹染液橘黄色苏丹染液红色(3)蛋白质的检测:蛋白质双缩脲试剂紫色2.实验步骤3.实验成功关键点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。(2)由于苏丹或苏丹染液易溶于酒精,故可用体积分数为 50%的酒精洗去浮色。(3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料
44、,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其黏在试管上不易刷洗。(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清溶液。1.下图是检测还原糖的实验(1)如下图示的处理,2 min 后试管内将呈现何种颜色?试加以分析说明。(2)向某试管内无色液体中加入斐林试剂,经加热若出现砖红色沉淀,则表明试管内含有葡萄糖,对吗?提示(1)应为蓝色(斐林试剂的颜色,因未经水浴加热,只有将试管置于 5065 温水中,经水浴加热后,方可呈现“砖红色沉淀”)。(2)不对。只能证明含有“还原糖”,不能具体证明是哪种还
45、原糖。2.下图为某种物质鉴定方案,请推测:(1)图示的实验方案用于鉴定何类物质,其中“某试剂”是什么?A 液、B 液分别指什么?(2)若溶液中有被检测物质则右侧试管“摇匀后”变成何种颜色?提示(1)蛋白质及多肽化合物;双缩脲试剂;A 为 0.1 g/mL NaOH 溶液;B 为 0.01 g/mL CuSO4 溶液。(2)紫色。糖类、脂肪与蛋白质的检测1.(2016海南卷,15)下列实验中,加入试剂后不能产生特定颜色的是()A.取成熟香蕉匀浆,用斐林试剂检测还原糖B.黑暗中生长 24 h 的天竺葵叶片,用碘液检测淀粉C.玉米根尖经甲基绿染色后,在显微镜下观察细胞核D.花生子叶经苏丹染色后,在显
46、微镜下观察脂肪颗粒解析 成熟香蕉中含有较多葡萄糖,用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀;黑暗中生长 24 h 的天竺葵叶片,淀粉被消耗,加入碘液不会产生蓝色;玉米根尖经甲基绿染色后,在显微镜下观察细胞核呈绿色;花生子叶经苏丹染色后,在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色。答案 B2.下图为鉴定蛋白质的流程图,其中甲、乙、丙、丁的含义分别是()A.黄豆浆、双缩脲、1 mL、4 滴B.花生种子研磨液、双缩脲、4 滴、1 mLC.黄豆浆、双缩脲、4 滴、1 mLD.花生种子研磨液、斐林试剂、1 mL、4 滴解析 鉴定蛋白质时选材要选择含蛋白质丰富的组织样液,花生种子脂肪含量高,而黄豆蛋白质含量高,应选择黄豆样液;
47、鉴定蛋白质用双缩脲试剂;向待测组织样液中注入双缩脲试剂 A 液 1 mL,摇匀,再注入双缩脲试剂 B 液 4 滴摇匀。答案 A1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”(1)唯一需要加热还原糖检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现。(2)唯一需要显微镜脂肪检测。(3)唯一使用酒精脂肪的鉴定,实验用体积分数为 50%的酒精洗去浮色。易错防范清零易错清零易错点 1 认为生物体内大量元素重要,微量元素不重要点拨 无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素。微量元素虽含量少,但其生理作用却不可替代,如 Zn 是 DN
48、A 聚合酶和 RNA 聚合酶的辅酶成分,缺 Zn将导致 DNA 复制和 RNA 合成不能正常进行。易错点 2 认为细胞内含量最多的元素是碳点拨 关注元素的“三多”活细胞中含量最多的元素是“O”;细胞干重含量最多的元素是“C”;细胞中原子数最多的是“H”。易错点 3 认为自由水的作用比结合水作用大并认为干种子中已无水点拨(1)自由水、结合水的作用都非常大,两种水在不同时期作用各有所侧重。(2)自由水和结合水的存在形式及其功能的验证鲜种子放在阳光下暴晒,重量减轻主要是自由水散失。干种子用水浸泡后仍能萌发失去自由水的种子仍保持其生理活性。干种子不浸泡则不萌发自由水越少,代谢越缓慢。干种子放在试管中,
49、用酒精灯加热,试管壁上有水珠失去的主要是结合水。失去结合水的种子浸泡后不萌发失去结合水的细胞失去生理活性。易错点 4 误认为质量大的分子就是“生物大分子”点拨 生物大分子是指由许多“单体”构成的“多聚体”,它们均以“C”构成基本骨架,如淀粉、纤维素、糖原。它们均是由葡萄糖这种单体构成的多聚体;蛋白质是由氨基酸构成的多聚体,DNA 是由脱氧核苷酸构成的多聚体,RNA 是由核糖核苷酸构成的多聚体,它们均属“生物大分子”。脂肪是由甘油和 3 分子脂肪酸构成的,其分子量虽然很大,但不属生物大分子。纠错小练1.(原创题)下列关于元素化合物的描述不正确的是()A.占细胞干重最多的元素是 C,占细胞鲜重最多
50、的是 OB.大量元素、微量元素在生物体内的生理作用均不可替代,都是必需元素C.自由水既是良好溶剂,又可参与生化反应,在生物体内其作用比结合水重要D.无机盐多数以离子形式存在,也可参与复杂化合物的构成解析 细胞内自由水、结合水的作用均非常重要。答案 C2.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量。依次为()A.水、蛋白质、糖类、脂质;N、H、O、CB.蛋白质、水、脂质、糖类;O、C、N、HC.水、蛋白质、脂质、糖类;H、O、C、ND.蛋白质、水、脂质、糖类;C、O、H、N解析 细胞鲜重中含量最多的化合物是水(),其次是蛋白质(),脂质占 12%,糖类占 11.5%,细胞鲜重中含量最多的
51、元素是 O,其次为 C,再次为 H、N。答案 D3.结合下列曲线,分析有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是()A.曲线可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线B.曲线可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化C.曲线可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化D.曲线可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化解析 C 项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干,水分不断减少,无机盐相对含量逐渐增多,因此 C 项是错误的。答案 C随堂真题演练1.(2016江苏卷,5)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和 DNA 的鉴定实验,下列叙述正确的是()A.还原糖、
52、DNA 的鉴定通常分别使用双缩脲试剂,二苯胺试剂B.鉴定还原糖、蛋白质和 DNA 都需要进行水浴加热C.二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的 NaOH 溶液都呈无色D.脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀解析 还原糖鉴定试剂是斐林试剂,DNA 鉴定试剂是二苯胺试剂,A 错误;鉴定还原糖和 DNA 需进行水浴加热,蛋白质鉴定不需进行水浴加热,B 错误;二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的 NaOH 溶液都呈无色,C 正确;脂肪鉴定时可见橘黄色颗粒,蛋白质鉴定时呈紫色,D 错误。答案 C2.(2014海南单科,5)下列关于植物体内水分的叙述,错误的是()A.植物体内的水分参与营养物质的运输B.水是
53、构成叶肉细胞的重要化合物之一C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同解析 萌发种子充分吸水,代谢旺盛,因此,同种植物萌发种子的含水量大于休眠种子,D 错误。答案 D3.(2013课标,29)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的 70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第 11 d 时减少了 90%,干重变化如图所示。回答下列问题。(1)为了观察胚乳中的脂肪,常用_染液对种子胚乳切片染色,然
54、后在显微镜下观察,可见_色的脂肪颗粒。(2)实验过程中,导致萌发种子干重增加的主要元素是_(填“C”、“N”或“O”)。(3)实验第 11 d 后,如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加,必须提供的条件是_和_。答案(1)苏丹(苏丹)橘黄(红)(2)O(3)光照所需的矿质元素离子课后分层训练(时间:10 分钟 满分:50 分)1.(2016海南七校联盟)下列可能含有相同元素的一组化合物是()A.淀粉和二肽B.脂肪酸和脂肪酶C.蛋白质和蛋白酶D.核糖和核糖核酸解析 淀粉只含 C、H、O,二肽至少含有 C、H、O、N,A 错误;脂肪酸只含 C、H、O,脂肪酶的成分是蛋白质,至少含有 C、H、O、N,
55、B 错误;蛋白酶的本质为蛋白质,C 正确;核糖属于糖类,只含有 C、H、O,而核酸含有 C、H、O、N、P,D 错误。答案 C2.(2016山东滨州模拟)有关下表的分析错误的是()溶液溶质的检测试剂颜色反应溶质的元素组成基本单位甲C、H、O砖红色葡萄糖乙C、H、O、N 等双缩脲试剂A.甲可能是麦芽糖溶液B.是斐林试剂,使用时需水浴加热C.乙液可能是一种酶溶液D.是紫色,是核苷酸解析 双缩脲试剂所检测的物质是蛋白质或多肽,其基本组成单位为氨基酸。答案 D3.下列关于元素及化合物的叙述,正确的是()A.N 是脂肪、ATP、DNA 等不可缺少的组成元素B.酶分子中至少含有 C、H、O、N 四种元素C
56、.占人体细胞干重的百分比从多到少依次为 O、C、H、N 等元素D.组成细胞的化学元素中有的元素是细胞所特有的解析 脂肪由 C、H、O 三种元素组成,不含 N,A 错误;酶的化学本质是蛋白质或 RNA,至少含有 C、H、O、N 四种元素,B 正确;人体细胞干重中含量最多的元素是 C,C 错误;组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有,D 错误。答案 B4.下列有关水对生命活动影响的叙述,不正确的是()A.越冬的植物体内结合水比自由水多,从而有利于抵抗不利的环境条件B.细胞内自由水含量降低是细胞衰老的特征之一C.癌细胞中自由水含量较正常的细胞高D.叶绿体、线粒体、核
57、糖体、高尔基体、细胞核等细胞结构都能产生水解析 越冬的植物体内结合水/自由水比例上升,并非结合水比自由水多。答案 A5.下列关于生物体内元素及其化合物的作用表述错误的是()A.人体严重缺铁会导致乳酸中毒B.人体内血钙含量过低会发生肌无力,血钙含量过高则会发生抽搐C.蛋白质中的 N 主要存在于肽键中,核酸中的 N 主要存在于碱基中D.C、H、O、N、P 可构成细胞中的 RNA,RNA 具备的生物功能不少于三种解析 血钙过低出现抽搐,血钙过高才会出现肌无力,故 B 错误。答案 B6.下列关于生物体内的元素和化合物的叙述,正确的是()A.细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质B.摄入过多的脂肪会导致尿液
58、中的尿素含量显著增多C.植物吸收的氮元素可用于合成载体、酶、纤维素等化合物D.DNA、ATP、磷脂含有的元素种类不同解析 蛋白质是细胞中含量最多的有机化合物,A 正确;脂肪只含有 C、H、O,不含 N,代谢终产物中没有尿素,B 错误;纤维素只含 C、H、O,不含 N,植物吸收的氮元素不会用于合成纤维素,C 错误;DNA、ATP、磷脂含有的元素种类相同,都是 C、H、O、N、P,D 错误。答案 A7.下列有关无机盐的说法错误的是()A.菠菜中铁的含量较高,所以缺铁性贫血患者可以多吃些菠菜B.含氮的无机盐能促进植物细胞的分裂和生长,使枝叶长得繁茂C.玉米与人体相比,人体内钙的含量较高,其主要原因是
59、人体骨骼、牙齿的重要成分是钙盐D.用含有少量钙的生理盐水灌注,蛙心脏可持续跳动数小时,否则,蛙心脏则不能维持收缩,说明钙盐为蛙心脏的持续跳动提供能量解析 D 项所述表明 Ca2对心肌收缩是必需的、可维持心肌细胞的正常生命活动,但钙盐并不能提供能量。答案 D8.下列关于水的说法正确的是()A.当生物体新陈代谢旺盛时,生物体内结合水/自由水的值会增大B.干种子仍具有活性,但不能萌发的原因是细胞内的结合水少C.组成活细胞的化合物中,水所占比例最大D.同一物种不同年龄的不同个体含水量大致相同解析 当生物体代谢旺盛时,自由水含量多,生物体内结合水/自由水的值会减小;干种子不能萌发是因为细胞内的自由水少;
60、组成活细胞的化合物中,水含量最多;同一物种不同年龄的不同个体含水量不同。答案 C9.生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物,通过在液泡中贮存大量的 Na而促进细胞吸收水分,该现象说明液泡内 Na参与()A.调节渗透压B.组成体内化合物C.维持正常 pH D.提供能量解析 液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压,盐生植物液泡中贮存大量的 Na,增大了细胞液的渗透压,细胞吸水能力增强。答案 A10.(2017湖南长郡中学等四校联考)互花米草是一种沿海滩涂草本盐沼植物,对水淹的生态环境有很强适应能力。如图中甲、乙两条曲线分别表示互花米草体内自由水与结合水的比值、K吸收速率与潮汐水淹时间的关系
61、。下列叙述中正确的是()A.在进行水淹处理时实验用水应为自来水B.互花米草在水淹时间为 3 h/d 的环境下,抗逆性最强C.水淹时间为 24 h/d 的互花米草长势最差的主要原因是光照不足D.随水淹时间延长,K吸收速率逐渐下降,主要与细胞膜上载体数量不足有关解析 为确保实验结果的可靠性,该实验应选用取自互花米草采样地点的海水,A错误;在水淹时间为 24 h/d 时,植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸,导致供能不足和酒精毒害,C 错误;随水淹时间延长,K吸收速率逐渐下降,主要与植物水淹后无氧呼吸供能不足有关,D 错误。答案 B11.现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶,可用双缩脲试剂、
62、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答问题。(1)用一种试剂将上述 4 种溶液区分为两组,这种试剂是_,其中发生显色反应的一组是_和_溶液,不发生显色反应的一组是_和_溶液。(2)用_试剂区分不发生显色反应的一组溶液。(3)区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是_。答案(1)双缩脲试剂 稀蛋清 淀粉酶 葡萄糖 淀粉(2)斐林(3)将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,并 5065 温水浴 2 min,观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液,出现砖红色的溶液是淀粉酶溶液第 3 讲 生命活动的主要承担者蛋白质最新考纲 蛋白质的结构和功能()。考
63、点一 组成蛋白质的氨基酸及其种类(5年6考)组成蛋白质的氨基酸的结构及种类观察下列几种氨基酸的结构(1)写出图中结构的名称a.氨基;b.羧基。(2)通过比较图中三种氨基酸,写出氨基酸的结构通式(3)氨基酸的不同取决于 R 基的不同,图中三种氨基酸的 R 基依次为(4)氨基酸的种类:约 20 种助学巧记巧记“8 种必需氨基酸”甲(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)注:评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量。组成蛋白质的氨基酸的种类与结构1.(海南卷)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述,错误的是()A.分子量最大的氨
64、基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成C.氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D.不同氨基酸之间的差异是由 R 基引起的解析 甘氨酸应是分子量最小的氨基酸,它的 R 基是最简单的氢。答案 A2.下图为氨基酸分子的结构通式,下列叙述正确的是()A.结构在生物体内约有 20 种B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自于和C.结构中含有的氨基或羧基全部都参与脱水缩合D.生物体内 n 个氨基酸形成一条多肽链需要 n 种密码子解析 为氨基,为羧基,为侧链基团(R 基)。构成人体氨基酸的种类约有 20种,A 正确;脱水缩合形成水,水中氢来自,B 错误;R 基中的氨基或羧基不参与脱水缩合,C 错误;生物
65、体内 n 个氨基酸形成一条多肽链需要 n 个密码子而不是需要 n 种密码子,D 错误。答案 A解答本类题目的关键是熟记氨基酸的结构通式,如下图所示找出氨基酸的共同体,即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的NH2、COOH 和H),剩下的部分即为 R 基。倘若找不到上述“不变部分”,则不属于构成蛋白质的氨基酸。考点二 蛋白质的结构和功能(5年6考)1.蛋白质的结构及其多样性(1)氨基酸的脱水缩合过程:一个氨基酸分子中的氨基(NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(COOH)相连接,同时脱去一分子水。二肽形成示例肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为CONH。(2)蛋白质的结构层次肽的名称确定:一
66、条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。H2O 中各元素的 H 来自COOH 和NH2,O 来自COOH。一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的两端;其余的氨基(或羧基)在 R 基上。(3)蛋白质的结构多样性与功能多样性助学巧记巧用“一、二、三、四、五”助记蛋白质的结构与功能2.氨基酸脱水缩合与相关计算(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数失去水分子数氨基酸数肽链数;蛋白质相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数18。(不考虑形成二硫键)肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分
67、子量氨基数目羧基数目1 条mm1m1am18(m1)至少 1 个至少 1 个n 条mmnmnam18(mn)至少 n 个至少 n 个注:氨基酸平均分子质量为 a。(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算至少含有的游离氨基或羧基数肽链数1。游离氨基或羧基数目肽链数1R 基中含有的氨基或羧基数。(3)利用原子守恒法计算肽链中的原子数N 原子数肽键数肽链数R 基上的 N 原子数各氨基酸中 N 原子总数。O 原子数肽键数2肽链数R 基上的 O 原子数各氨基酸中 O 原子总数脱去水分子数。1.在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程中,用含 35S 标记的氨基酸作为原料,则 35S 存在于图示中的哪个部位
68、?提示 35S 存在于氨基酸的 R 基上,题图中处是 R 基,处是肽键,处连接的是肽键或羧基,处连接的是碳原子,故 35S 存在于部位。2.蛋白质是生命活动的主要承担者,在组成细胞的有机物中含量最多。下图为有关蛋白质分子的简要概念图,请思考:(1)图示 a 中一定具有 S 吗?(2)图示为何种过程?该过程除产生多肽外,还会产生何类产物?(3)图中 b、c、d 内容是什么?请写出 b、c 的化学表达式。(4)甲硫氨酸的 R 基是CH2CH2SCH3,则它的分子式是_?提示(1)不一定。(2)为“脱水缩合”过程,该过程还可产生 H2O。(3)b、c、d 依次为“氨基酸”、“肽键”、“蛋白质功能多样
69、性”;b 的化学表达式为 c 的化学表达式为CONH。(4)氨基酸共性部分为 C2H4O2N,则甲硫氨酸分子式为 C23H47O2NS 即 C5H11O2NS。1.真题重组 判断正误(1)植物根细胞膜上存在运输离子的蛋白质(2016海南卷,3A)()(2)植物叶肉细胞中液泡膜与类囊体膜上的蛋白质不同(2016海南卷,3B)()(3)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接(2014江苏卷,1C)()(4)高尔基体是肽链合成和加工的场所(2013安徽,1B)()(5)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质(2013天津,1C)()以上内容主要源于教材必修 1P2024 关于蛋白质的合成
70、、多样性及功能的内容,把握氨基酸的种类、特性;氨基酸如何形成蛋白质及蛋白质重要功能举例并能进行相关计算是解答本类题目的关键。2.(教材必修 1P24 T3 改编)下图为牛胰岛素结构图,该物质中SS是由两个SH 脱去两个 H 形成的。下列说法正确的是()A.牛胰岛素为 51 肽,其中含有 50 个肽键B.牛胰岛素中至少含有 2 个NH2 和 2 个COOHC.牛胰岛素水解产物含有 20 种不同的氨基酸D.牛胰岛素形成时,减少的分子质量为 882解析 由图可知,牛胰岛素是由两条肽链形成的蛋白质,不是多肽,含有的肽键数氨基酸的分子数肽链数51249,A 错误;牛胰岛素含有两条肽链,每条肽链至少含有一
71、个NH2和一个COOH,因此至少含有2个NH2和2个COOH,B 正确;牛胰岛素水解产物最多含有 20 种不同的氨基酸,C 错误;牛胰岛素形成的过程中,形成了 49 个肽键,还形成了 3 个二硫键,所以减少的相对分子质量为 49186888,D 错误。答案 B 蛋白质的结构和功能1.(2016江苏卷,4)蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是()A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质B.氨基酸之间脱水缩合生成的 H2O 中,氢来自于氨基和羧基C.细胞内蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与D.蛋白质的基本性质不仅与碳骨架有关,而且也与功能基团有关解析
72、 细胞膜上负责转运氨基酸的载体是蛋白质,细胞质基质中负责转运氨基酸的载体是 tRNA,A 错误;氨基酸之间脱去的水分子中氢来自氨基和羧基,B 正确;细胞内蛋白质水解时需蛋白酶催化,蛋白酶属于蛋白质,C 正确;蛋白质的基本性质与碳骨架有关,也与功能基团有关,D 正确。答案 A2.(2017中原各校联考)下列各种蛋白质的功能,错误的组合是()A.抗体免疫B.唾液淀粉酶催化C.载体蛋白运输D.血红蛋白调节解析 抗体是具有免疫功能的蛋白质;酶是起催化作用的物质;载体蛋白具有运输物质的功能;血红蛋白是运输氧气的载体。答案 D几种常考蛋白质的分布和功能此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同角度进行命题,现举
73、例如下:名称分布功能绝大多数酶细胞内或细胞外催化作用载体蛋白细胞膜运输某些物质如离子、氨基酸等某些激素(如生长激素、胰岛素)内环境中调节生命活动抗体、淋巴因子内环境中免疫作用血红蛋白红细胞内主要运输 O2 和部分 CO2糖蛋白(受体蛋白)等细胞膜表面保护、润滑、识别等作用结构蛋白细胞膜、肌细胞等构成细胞和生物体的成分 蛋白质的相关计算1.某蛋白质由 m 条肽链、n 个氨基酸组成。该蛋白质至少含有COOH、NH2、氧原子的个数分别为()A.m、m、nmB.m、n、n2mC.m、m、nmD.m、m、n2m解析 因每条肽链至少含有 1 个游离的COOH 和 1 个游离的NH2,故该蛋白质至少含有 m
74、 个COOH、m 个NH2;因该蛋白质由 m 条肽链、n 个氨基酸组成,故其至少含有(nm)个肽键;因 1 个肽键中含有一个氧原子,且该蛋白质中至少含有 m 个游离的COOH,故该蛋白质至少含有(nm)12mnm2mnm个氧原子。答案 C2.(2016河南郑州预测)如图表示的是一个由 200 个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是()A.该分子中含有 198 个肽键B.这 200 个氨基酸中至少有 200 个氨基C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了 3 600D.该蛋白质中至少含有 4 个游离的羧基解析 该蛋白质分子含有 2 条肽链,且 2 条肽链之间由 2 个肽键连接,故该分子一共含有
75、200 个肽键;由图可知,第 70 位、120 位的氨基酸的 R 基上有氨基,故组成该蛋白质分子的 200 个氨基酸中至少含有 202 个氨基;合成该蛋白质时脱去的水分子数与形成的肽键数相等,故合成该蛋白质时相对分子质量减少了 182003 600;该蛋白质分子含有 2 条肽链,至少含有 2 个游离的羧基。答案 C易错防范清零易错清零易错点 1 误认为核糖体中合成的物质即具“蛋白质”活性点拨 核糖体是各种蛋白质的“合成场所”,然而,核糖体中合成的仅为“多肽链”,此肽链初步形成后并无生物学活性它必须经过内质网加工(盘曲折叠、有的加糖基团),形成特定的空间结构(有的需再继续经高尔基体加工成熟)后才
76、能具备生物学活性,例如刚从核糖体中合成出的唾液淀粉酶并不具催化功能,只有经过内质网及高尔基体加工后才具有催化功能。易错点 2 进行蛋白质分子量计算时,仅关注脱去的 H2O 分子数,忽视主链肽键外的其他“键”形成时而脱去的原子数点拨 由于蛋白质形成时,常涉及肽链间不同基团的“连接”问题,故可形成许多“其他化学键”。此时必将涉及原子数量的改变,计算时务必关注:如图,合成时,2 条肽链间又形成了一个“多余”的“CONH”,而图所示蛋白质合成时,涉及 3 个“多余”的二硫键,因此,计算相关分子量时,图中应再减一个“H2O”即 18,图中应再减 236。易错点 3 忽视环肽的“首尾相接”问题点拨 若为环
77、状多肽,则可将公式中的肽链数视为零,再进行相关计算。环状多肽主链中无游离氨基和羧基,环状肽中氨基和羧基数目取决于构成环状肽氨基酸 R 基团中的氨基和羧基的数目,由图示可知:肽键数脱去水分子数氨基酸数。易错点 4 混淆氨基酸“种类”与“数目”点拨 氨基酸数目氨基酸种类:蛋白质分子含有多个氨基酸,构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有 20 种;确认氨基酸种类必须依据 R 基,凡 R 基相同时无论数目多少,均应视作“同一种”氨基酸。纠错小练1.如图甲、乙为组成生物体的相关化合物,乙为一个由、三条多肽链形成的蛋白质分子,共含 271 个氨基酸,图中每条虚线表示由两个巯基(SH)脱氢形成一个二硫键(SS)。
78、下列相关叙述错误的是()A.甲为组成乙的基本单位,且乙中含有 20 种不同的甲B.由不同的甲形成乙后,相对分子质量比原来少了 4 832,刚形成的乙并无催化、调节等生物活性C.甲形成乙的场所在细胞质、线粒体、叶绿体中均存在D.如果甲中的 R 为 C3H5O2,则由两分子甲形成的化合物中含有 16 个 H 原子解析 甲为氨基酸,乙为蛋白质,构成蛋白质的氨基酸约有 20 种,但具体到某一种蛋白质可能会出现少于 20 种的情况,A 错误。答案 A2.某蛋白质的结构如图所示,其中SS表示连接两条相邻肽链的二硫键,若该蛋白质由 m 个氨基酸构成,则每摩尔蛋白质在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分
79、别为()A.m 个、18mB.(m4)个、18(m4)C.(m3)个、18(m3)4D.(m2)个、18(m2)4解析 该蛋白质由一条环肽和两条直链肽构成,所以脱去的水分子数就等于肽键数,即(m2)个。减少的相对分子质量应为:18(m2)4,其中 4 是因为有两个二硫键,每形成一个二硫键,就要脱去 2 个 H,所以共脱去 4 个 H。答案 D3.(2016河北衡水期中)经测定,某多肽分子式是 C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的,苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2
80、NS)。下列有关该多肽链的叙述错误的是()A.该肽链是三肽化合物B.水解后能产生 3 种氨基酸C.氢原子数和氧原子数分别是 32 和 5D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了 54解析 分析题干信息可知,题干中给出的几种氨基酸都只含有一个氮原子,因此分子式 C21HxOyN4S2 的多肽是由 4 个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A 错误;该化合物中含有 2 个硫原子,因此分子式是 C21HxOyN4S2 的多肽中含有 2 个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了两个半胱氨酸,还有两个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸。所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是 3 种,多肽中氢原子
81、数和氧原子数分别是 32 和 5,B、C 正确;4 个氨基酸脱水缩合形成了 3分子水,相对分子质量减少了 54,D 正确。答案 A随堂真题演练1.(2015课标卷,5)人或动物 PrP 基因编码一种蛋白(PrPc),该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为 PrPsc(朊粒),就具有了致病性。PrPsc 可以诱导更多的 PrPc转变为 PrPsc,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是()A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.PrPc 转变为 PrPsc 的过程属于遗传信息的翻
82、译过程解析 根据题干信息知,朊粒为蛋白质,不可能整合到宿主的基因组中,A 错误;由题干可知,朊粒的增殖是通过诱导更多的 PrPc 的空间结构改变实现的,而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂,B 错误;蛋白质功能发生变化的一个重要原因是空间结构发生改变,C 正确;遗传信息的翻译过程是指在核糖体上以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程,而 PrPc 转变为 PrPsc 的过程是空间结构的改变,不符合上述特点,D错误。答案 C2.(2015福建理综,1)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质()A.都含有 20 种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应解析 组成人体内
83、蛋白质的氨基酸有 20 种,但并不是每种蛋白质都含有 20 种氨基酸,A 错误;有的蛋白质在细胞外发挥作用,例如人体内的消化酶,B 错误;每种蛋白质都具有一定的空间结构,C 正确;酶能催化生物化学反应,绝大多数酶是蛋白质。但是蛋白质不一定是酶,例如某些激素、抗体等,D 错误。答案 C3.(2015海南单科,11)关于蛋白质的叙述,错误的是()A.rRNA 能参与蛋白质的生物合成B.DNA 和蛋白质是染色体的组成成分C.人体血浆中含有浆细胞分泌的蛋白质D.核糖体上合成的蛋白质不能在细胞核中发挥作用解析 所有的蛋白质均在核糖体上合成,即核糖体上合成的蛋白质能在细胞核中发挥作用,D 错误。答案 D4
84、.(2012海南单科,2)关于蛋白质的叙述,错误的是()A.有些蛋白质是染色体的组成成分B.酶在催化反应前后,其分子结构不变C.食盐作用下析出的蛋白质发生了变性D.蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应解析 染色体的主要组成成分是 DNA 和蛋白质,A 正确;作为催化剂的酶在反应前后不发生变化,B 正确;向蛋白质溶液中加入盐溶液,可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出,这种现象叫作盐析,蛋白质遇高温、重金属等变性,盐析出的蛋白质没有变性,C 错误;蛋白质分子中含有肽键,可与双缩脲试剂产生紫色反应,D 正确。答案 C课后分层训练(时间:10 分钟 满分:50 分)1.下列不属于植物体内蛋白质功能的是()
85、A.构成细胞膜的主要成分B.催化细胞内的化学反应C.作为生长素,促进细胞伸长生长D.协助矿质元素进入根细胞解析 植物体内的生长素,其化学本质为“吲哚乙酸”,并不属于蛋白质。答案 C2.(2016广东适应性测试,1)下列关于蛋白质的叙述,正确的是()A.组成蛋白质的基本单位是氨基酸B.合成蛋白质的细胞器是高尔基体C.性激素属于蛋白质类有机物D.真核生物的遗传物质是蛋白质解析 合成蛋白质的细胞器是核糖体,B 错误;性激素属于固醇类有机物,C 错误;真核生物的遗传物质是 DNA,D 错误。答案 A3.生物体内的蛋白质千差万别,即使像催产素、牛加压素、血管舒张素等由相同数量的氨基酸构成的蛋白质,其生理
86、功能也差异很大。其原因不可能是()A.形成肽键的场所不同B.组成蛋白质的氨基酸种类不同C.氨基酸的排列顺序不同D.蛋白质的空间结构不同解析 蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性;蛋白质结构多样性取决于组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构不同。答案 A4.下列选项描述的物质不一定是蛋白质的是()A.生命活动的主要承担者B.人体内降低血糖的激素C.细胞内具有催化功能的物质D.细胞膜上能转运钾离子的物质解析 承担生命活动的物质很多,蛋白质是主要的承担者;人体内唯一能降低血糖的激素是胰岛素,其本质为蛋白质;细胞内具有催化功能的物质是酶,而酶的本质是蛋白质或 RNA;细胞膜上能转
87、运钾离子的是载体蛋白。答案 C5.(2016山东曲阜测试)下表关于人体内有机物的叙述,正确的是()序号物质化学组成作用机理A激素蛋白质或脂肪与靶细胞的受体结合,调节生命活动B酶蛋白质或 RNA降低反应的活化能,催化物质分解C受体蛋白质与糖类与信息分子特异性结合,传递信息D抗体蛋白质与糖类与抗原特异性结合,发挥免疫作用解析“脂肪”不是“激素”,A 不正确;酶可降低反应分子的活化能,但相关反应未必为“分解”反应,B 不正确;抗体的化学本质为“蛋白质”并非糖类,故 D不正确。答案 C6.(2016齐鲁名校协作体联考)蛋白质是生命活动的主要承担者,下列有关蛋白质结构和功能的说法,正确的是()A.氨基酸
88、是组成蛋白质的基本单位,每种氨基酸分子都只含有一个氨基和一个羧基,不同的氨基酸在于 R 基的不同B.胰岛素分子有 A、B 两条肽链,A 链有 21 个氨基酸,B 链有 30 个氨基酸,胰岛素分子中肽键的数目是 49 个C.蛋白质种类繁多的原因之一是氨基酸互相结合的方式不同D.有些蛋白质起信息传递作用,能够调节机体的生命活动,如胰岛素、雄性激素等解析 每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基,不同的氨基酸在于 R 基的不同,A 错误;蛋白质种类多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关,不同氨基酸互相结合的方式是相同的,C 错误;雄性激素是固醇类物质,D 错误。答案 B7.(2
89、016潍坊期末)下列哪项不是人体血浆中的蛋白质具有的功能()A.降低血糖浓度 B.维持血浆渗透压C.抵御病原微生物的入侵 D.运输氧气解析 胰岛素可降低血糖浓度,血浆蛋白可维持血浆渗透压,抗体可抵御病原微生物的入侵,运输氧气应为血红蛋白的功能,上述物质中,只有血红蛋白不存在于血浆中,其他物质均可存在于血浆中。答案 D8.如图为部分细胞结构及胞外环境示意图,对与之相关的几种蛋白质的叙述错误的是()A.若蛋白使细胞间的黏着性增强,用胰蛋白酶处理可使细胞分散开B.若蛋白参与跨膜运输,其方式可能是主动运输或协助扩散C.若蛋白与多糖结合,形成的物质在细胞癌变后含量将增多D.若蛋白具有催化功能,其有可能是
90、将葡萄糖分解成丙酮酸的酶解析 胰蛋白酶可以将细胞间具有黏着性的胶原蛋白水解掉,A 正确;在主动运输或协助扩散过程中充当载体的蛋白质均嵌插于磷脂双分子层中,B 正确;细胞癌变后,细胞膜表面的糖蛋白减少,C 错误;葡萄糖分解成丙酮酸发生于细胞质中,若蛋白具有催化功能,说明它属于酶,有可能是催化葡萄糖分解成丙酮酸的酶,D正确。答案 C9.人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞膜中含有蛋白质成分。(1)实验课题:_。(2)实验目的:利用化学试剂检测细胞膜中的蛋白质。(3)实验原理:_。(4)实验材料:细胞膜样液、稀释的蛋清、洁净试管、滴管、双缩脲试剂 A 液和 B
91、液等。(5)实验步骤:第一步:取洁净试管 2 支,编号为甲、乙。第二步:向甲试管中滴加 2 mL 的细胞膜样液,向乙试管中加_。第三步:向甲、乙两试管中各_。(6)实验现象:甲试管中颜色_,乙试管中颜色_。(7)实验结论:_。答案(1)验证细胞膜中含有蛋白质成分(3)蛋白质与双缩脲试剂反应产生紫色现象(5)第二步:2 mL 稀释的蛋清第三步:滴加双缩脲试剂 A 液 1 mL,摇匀再加入双缩脲试剂 B 液 4 滴,振荡摇匀。观察颜色变化(6)变为紫色 变为紫色(7)细胞膜中含有蛋白质成分第 4 讲 核酸 糖类和脂质最新考纲 1.核酸的结构和功能()。2.糖类、脂质的种类和作用()。3.实验:观察
92、 DNA、RNA 在细胞中的分布。考点一 核酸的组成、结构与功能1.核酸的组成(1)组成元素:C、H、O、N、P。(2)基本单位核苷酸核苷酸的组成成分:a.磷酸、b.五碳糖、c.含氮碱基,其相关种类:b 是 2 种,c 是 5种。(3)基本单位的种类脱氧核糖核苷酸(4种)组成 DNA核糖核苷酸(4种)组成 RNA助学巧记巧记 DNA 组成结构的“五、四、三、二、一”2.核酸的种类和功能(1)分类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(2)“三看”法快速确认 DNA、RNA3.DNA 和 RNA 的比较分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位成分碱基共有A(腺嘌呤)、C(胞嘧
93、啶)、G(鸟嘌呤)特有T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸功能是主要的遗传物质,携带和复制遗传信息,并决定蛋白质的生物合成(1)针对 RNA 病毒:是 RNA 病毒的遗传物质(2)mRNA:传递遗传信息(3)tRNA:运输氨基酸(4)rRNA:组成核糖体(5)极少数 RNA 可作为酶,具有催化功能存在真核生物:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体原核生物:拟核、质粒主要存在于细胞质中1.真题重组 判断正误(1)人轮状病毒是一种双链 RNA 病毒,利用吡罗红染色,可以鉴别小肠上皮细胞是否被轮状病毒感染(2016四川,6A)()(2)核酸核苷酸属于水解反应(2016经典高考)()(3)t
94、RNA 分子中含有一定数量的氢键(2014江苏卷,1A)()(4)DNA 的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接(2014江苏,1D)()(5)DNA 和 RNA 分子的碱基组成不完全相同(2013重庆高考)()以上内容考查了 DNA 和 RNA 分子的化学组成及空间结构、功能及鉴定,其主要源自教材必修 1P2629 关于核酸的相关知识,大多属识记内容。2.(教材必修 1P28 图 29 改编)下图为某核苷酸链的示意图,下列相关叙述中,正确的是()A.图示化合物的元素组成只有 C、H、O、NB.图示化合物为 DNA 的一条链C.图中的 T、C、G 可参与合成 6 种核苷酸D.图示化合物只能在
95、细胞核中找到解析 核苷酸链的组成元素有 C、H、O、N、P,A 错误;图中含有碱基 T,为 DNA的一条链,B 正确;T、C、G 可参与合成 5 种核苷酸,C 错误;DNA 主要分布在细胞核中,此外在细胞质中也有少量 DNA,D 错误。答案 B甲图表示某些重要化合物的元素组成和功能关系,乙图是甲图中某种物质的分子结构图。试分析:(1)乙图所示物质的名称是什么?你的判断依据是什么?它对应甲图 a、b、c 或 A、B、C 中的哪类分子?乙图中“碱基”有哪几类?(2)请写出 A、B、C 所代表的物质名称。(3)人体细胞中发生的场所分别是什么?提示(1)核糖核苷酸,其 2 号碳位上连有OH 而不是H;
96、它对应甲图中的 b 分子,其“碱基”种类为 A、U、C、G。(2)ADNA BRNA C蛋白质(3)、主要发生于细胞核,其次发生于线粒体,、只发生于核糖体。核酸的组成、分类及功能1.(2013课标)关于 DNA 和 RNA 的叙述,正确的是()A.DNA 有氢键,RNA 没有氢键B.一种病毒同时含有 DNA 和 RNAC.原核细胞中既有 DNA,也有 RNAD.叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA解析 在 tRNA 中,也存在碱基之间的互补配对,故也有氢键,A 错误;一种病毒中只含有一种核酸,是 DNA 或者是 RNA,B 错误;核糖体是由蛋白质和 RNA 组成的,不含有 DNA,D 错误。答
97、案 C2.如图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是()A.如果甲中的 m 是 U,则甲一定是丙的基本单位B.如果甲中的 m 是 G,则甲一定是乙的基本单位C.如果甲中的 a 是脱氧核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中D.如果甲中的 a 是核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中解析 甲是核苷酸,是乙和丙的基本单位,乙是 DNA,丙是 RNA。如果甲中的 m是 G,则甲可能是脱氧核苷酸,也可能是核糖核苷酸,是 DNA 或 RNA 的基本单位,B 错误。答案 B(1)不同生物的核酸、核苷酸及碱基归纳(2)细胞中核酸分布 考查核酸、蛋白质间的
98、内在关系1.(2016山东潍坊检测)下列关于蛋白质和核酸的叙述中,正确的是()A.在蛋白质的合成过程中,RNA 仅发挥模板的作用B.蛋白质的合成在细胞质中,RNA 的合成只在细胞核中C.蛋白质的结构具有多样性,其根本原因是 DNA 的多样性D.密码子既可位于 mRNA 上,也可以位于 tRNA 上解析 蛋白质合成过程中,除需 mRNA 作模板外,还需以 tRNA 作运输氨基酸的工具,且核糖体组成离不开 rRNA;细胞核中可合成 mRNA、rRNA 等。密码子只位于 mRNA 上,反密码子才位于 tRNA 上。答案 C2.如图是人体细胞中两种重要有机物 A 和 E 的元素组成及相互关系图。下列相
99、关叙述中,错误的是()A.小分子物质 a 只含有 C、H、O、NB.过程和都发生于核糖体上C.遗传信息位于 A 上,密码子位于 D 上D.B 折叠成 E 的过程可能在内质网上完成解析 从图中 A、B、D 的关系及染色体的成分可判断,A 是 DNA,D 是 RNA,B是多肽,E 是蛋白质,进一步可判断 a 是脱氧核苷酸,b 是氨基酸。脱氧核苷酸含有的元素是 C、H、O、N、P,故 A 错误。答案 A(1)DNA、RNA 和蛋白质三者间的内在关系:(2)DNA 多样性、蛋白质多样性因果关系:(3)核 DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”考点二 糖类和脂质(5年5考)1.细胞中的糖类(1)元
100、素:仅由 C、H、O 元素构成。(2)糖的种类和功能:2.细胞中的脂质3.糖类、脂质的区别与联系比较糖类脂质元素组成C、H、OC、H、O(N、P),其中脂肪、固醇只含C、H、O,磷脂含 C、H、O、N、P合成部位葡萄糖、淀粉:叶绿体纤维素:高尔基体糖原:主要是肝脏、肌肉主要是内质网生理作用主要的能源物质参与细胞(细胞壁)的构成,核糖、脱氧核糖参与核酸的组成细胞中的储能物质,如糖原、淀粉生物体的主要储能物质,如脂肪构成生物膜的重要成分,如磷脂、胆固醇调节新陈代谢和生殖,如性激素联系1.生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质的结构,图中甲丙分别表示植物细胞中常见的三种大分子有机物,每种有机物都
101、有其特定的基本组成单位。则与下图中甲丙对应完全吻合的是中的哪一组?多肽、RNA、淀粉 DNA、RNA、纤维素 DNA、蛋白质、糖原 核酸、多肽、糖原提示 组成 RNA、DNA 的基本单位分别为 4 种核糖核苷酸、4 种脱氧核苷酸;组成淀粉、糖原、纤维素的单体都为葡萄糖;而组成多肽或蛋白质的基本单位即氨基酸约有 20 种,图中甲、乙、丙的单体分别有 8 种、4 种、1 种,因此,图中甲丙可分别表示多肽、RNA、淀粉。2.脂肪分子可否采用上图形式表示?为什么?提示 不能,脂肪只由甘油和脂肪酸构成,它并非由许多单体构成,故不属生物大分子。1.真题重组 判断正误(1)长时间奔跑需要消耗大量糖原用于供能
102、(2016北京卷,4A)()(2)蔗糖通过植物细胞的细胞壁属主动运输(2016海南卷,5B)()(3)葡萄糖丙酮酸属于水解反应(2016上海卷,20)()(4)纤维素由葡萄糖组成(2013广东卷,T1C)()(5)葡萄糖在线粒体中合成(2013广东卷,T1A)()(6)脂质不参与生命活动的调节(2013江苏卷,T1A)()以上内容主要源自教材 P3032 糖类与脂质相关知识,多为识记内容,记忆糖类、脂质的种类及功能并准确快速界定各类化合物是解题的关键。2.(依教材必修 1P31 图 212 改编)下图为几种多糖的分子结构示意图,请思考:(1)请具体指认甲、乙、丙名称。甲:_ 乙:_丙:_(2)
103、三类物质中属于植物细胞中储能物质的是 _,就功能而言,与另外两种截然不同的是 _。(3)下列按照多糖功能的分类,最科学合理的应该是()提示(1)甲:淀粉 乙:糖原 丙:纤维素(2)甲 淀粉 丙 纤维素(3)B 糖类的种类及功能1.(2013广东理综)有关糖的叙述,正确的是()A.葡萄糖在线粒体中合成B.葡萄糖遇碘变为蓝色C.纤维素由葡萄糖组成D.胰岛素促进糖原分解解析 葡萄糖在叶绿体中合成,A 错误;淀粉遇碘变蓝,葡萄糖无此反应,B 错误;纤维素是多糖,是由葡萄糖合成的,C 正确;胰岛素促进糖原的合成,从而降低血糖浓度,D 错误。答案 C2.(2016河南百校联盟)如图所示为糖的常见种类及其转
104、化,下列相关叙述,正确的是()A.核糖和脱氧核糖是核酸的基本组成单位B.单糖二糖淀粉,其中单糖指的是葡萄糖C.图中可能是肌糖原,在人体内该糖原水解可以补充血糖D.图中可能是纤维素,是植物细胞壁的主要成分之一,在叶绿体内合成解析 核酸的基本组成单位是核苷酸,A 错误;淀粉的基本组成单位是葡萄糖,B正确;人体内缺乏肌糖原水解酶,肌糖原不能水解成葡萄糖,C 错误;不能进行光合作用的植物细胞也能合成细胞壁,可见组成植物细胞壁的纤维素不应在叶绿体内合成,合成场所为高尔基体,D 错误。答案 B高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、麦芽糖,非还原糖包括蔗糖、多糖等(2)RNA、DN
105、A、ATP 中糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖(3)细胞壁中糖:纤维素(4)细胞膜中糖:糖蛋白、糖脂(5)病毒中的糖:核糖(RNA 病毒)、脱氧核糖(DNA 病毒)(6)血浆中的糖(葡萄糖):血糖浓度为 0.81.2 g/mL,高于 1.6 g/mL 可致糖尿病易错警示!(1)糖类是主要的能源物质。但并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素参与细胞结构组成,不提供能量。(2)线粒体中既不能合成葡萄糖,也不能彻底分解葡萄糖,但线粒体中可彻底分解丙酮酸。细胞中的脂质及其他化合物1.(2014海南单科,2)下列有关脂质的叙述,正确的是()A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分B.维生素 D 和性激
106、素不属于固醇类物质C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成解析 组成细胞膜的脂质主要是磷脂,A 正确;维生素 D 和性激素属于固醇类,B错误;相同质量的脂肪中因含有较大比例的 H,故彻底氧化后比糖类产能多,C 错误;脂质在内质网上合成,D 错误。答案 A2.(2016长沙一模)下列概念除哪项外,均可用下图来表示()A.表示固醇,分别表示脂质、磷脂、性激素B.表示核糖核苷酸,分别表示含氮碱基、核糖、磷酸C.表示糖类,分别表示单糖、二糖、多糖D.表示含 DNA 的细胞结构,分别表示线粒体、叶绿体、细胞核解析 A 项所述各类物质间的关系应为脂质,包括磷脂、固醇(
107、性激素属固醇类)、脂肪。答案 A(1)澄清脂肪、磷脂、固醇与“脂质”脂肪是脂质中的一类物质,脂质除包括脂肪以外,还包括磷脂和固醇。脂肪、固醇的元素组成只有 C、H、O 三种,磷脂的元素组成除 C、H、O 外,还含有 N、P。磷脂是构成生物膜的主要成分,是脂质的一种。固醇则包括胆固醇、性激素和维生素 D。(2)脂肪与糖类的区别:相对于糖类、蛋白质分子,脂肪分子中 H 的比例高,而 O 比例小。故在氧化分解时,单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多,产生的水多,产生的能量也多。油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类,与糖类相比,脂肪中氧含量较低,故导致萌发种子干重增加的元素主要是 O。脂肪含氢高
108、,含碳相对较糖类低,因此氧化分解时消耗的 O2 多,而产生的 CO2少,故呼吸熵小于 1(葡萄糖氧化分解时的呼吸熵为 1)。考点三(实验)观察DNA和RNA在细胞中的分布(5年6考)1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对 DNA 和 RNA 的亲和力不同 甲基绿DNA呈现 绿色吡罗红RNA呈现 红色用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色显示 DNA 和 RNA 在细胞中的分布(2)盐酸改变细胞膜的通透性加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离有利于DNA与染色剂结合2.实验步骤3.实验成功关键点(1)选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞。(2)缓水流冲洗目的:防止载玻片上的细胞被冲走
109、。(3)几种试剂在实验中的作用试剂作用甲基绿使 DNA 呈现绿色吡罗红使 RNA 呈现红色质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液保持口腔上皮细胞的正常形态质量分数为 8%的盐酸改变细胞膜的通透性使染色质中的 DNA 与蛋白质分离蒸馏水配制染色剂;冲洗载玻片(1)实验选材时,为何不选用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞?提示 紫色洋葱外表皮细胞含紫色液泡,叶肉细胞含叶绿体,易对实验结果造成颜色干扰。(2)不能用哺乳动物成熟红细胞观察 DNA 和 RNA 分布的原因是什么?提示 哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,没有 DNA。观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布1.(2015高考题重组改编)关于 D
110、NA 的实验,叙述正确的是()A.用兔的成熟红细胞可提取 DNAB.用健那绿和吡罗红染色观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布C.DNA 提取组织样液中滴加斐林试剂,不产生砖红色沉淀说明没有还原糖D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色解析 兔的成熟红细胞没有细胞核,不可提取 DNA,A 错误;健那绿染液是对活细胞中线粒体进行染色的专一性染料,B 错误;斐林试剂与还原糖水浴加热才可产生砖红色沉淀,C 错误;甲基绿与细胞核 DNA 结合呈绿色,D 正确。答案 D2.下图表示“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验的基本实验步骤,对该实验基本步骤的叙述错误的是()A.表示制片,首
111、先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液B.表示水解,需要用质量分数为 8%的盐酸处理烘干后的装片C.表示用缓水流冲洗,以免影响染色D.表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色解析 染色时用甲基绿和吡罗红混合染色剂对标本进行染色,不是对标本先后染色。答案 D观察 DNA 和 RNA 在细胞中分布的“3”个易错点(1)应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不能用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色的干扰。(2)吡罗红甲基绿染液:混合使用,且现配现用。(3)DNA 和 RNA 在细胞核和细胞质中均有分布,只是量不同,故结构中强调“主要”,而不能说“只”存在
112、于细胞核或细胞质中。易错防范清零易错清零易错点 1 混淆多种物质或结构的化学组成点拨 巧用“物质(或元素)”原理快速判断化合物或结构:(1)运用“蛋白质”快速判断常考物质或结构:细胞膜蛋白质糖类磷脂C、H、O、N、P染色体蛋白质DNAC、H、O、N、P核糖体蛋白质RNAC、H、O、N、PDNA 病毒蛋白质DNAC、H、O、N、PRNA 病毒蛋白质RNAC、H、O、N、P中心体、细胞骨架、抗体蛋白质C、H、O、N(2)巧用“C、H、O”快速判断化合物(3)巧借“标志元素(或物质)”快速确认几种特殊化合物Fe2血红蛋白Mg2叶绿素I甲状腺激素“T”或“脱氧核糖”DNAU 或“核糖”RNA易错点 2
113、 混淆细胞中的能源物质及供能顺序点拨(1)能源物质:糖类、脂肪、蛋白质、ATP 都是能源物质。(2)主要的能源物质:糖类,其中“最重要能源物质为葡萄糖”。(植物中储能的糖类为淀粉,动物中储能的糖类为糖原)(3)主要的储能物质:脂肪。(4)直接能源物质:ATP。注(1)能源物质的供能顺序:先由糖类氧化供能,当糖类供能不足时,依次由脂肪、蛋白质供能。正常情况下,蛋白质一般不供能,它只有在病理或衰老状态下才大量氧化供能。(2)能源物质为生命活动供能的过程易错点 3 混淆大分子物质的“彻底水解产物”与“彻底氧化分解产物”点拨 物质初步水解:其产物还可继续水解。彻底水解:在水解酶作用下,水解为不能再被水
114、解的最小物质分子。彻底氧化分解:其产物不能再氧化分解,而不彻底氧化分解的产物还可以继续氧化分解,如葡萄糖彻底氧化分解的产物是二氧化碳和水,不彻底氧化分解的产物可以是乳酸或酒精和二氧化碳,而乳酸和酒精都可以继续氧化分解。归纳如下:水解产物和氧化分解产物(代谢终产物)的比较物质初步水解彻底水解产物氧化分解产物淀粉麦芽糖葡萄糖CO2H2O脂肪甘油脂肪酸甘油脂肪酸CO2H2O蛋白质多肽氨基酸CO2H2O尿素核酸核苷酸磷酸五碳糖碱基CO2H2O尿酸等纠错小练1.如图表示不同化学元素所组成的化合物,以下说法错误的是()A.若为某种大分子的组成单位,则最可能是氨基酸B.若是细胞中重要的储能物质,则是脂肪C.
115、若为能储存遗传信息的大分子物质,则一定是 DNAD.若主要是在动物肝脏和肌肉中合成的储能物质,则是糖原解析 的组成元素为 C、H、O、N、P,若是能储存遗传信息的大分子物质,则其可能是 DNA,也可能是 RNA,C 错误。答案 C2.下图是构成细胞的某些化合物的元素组成情况。则对 A、B、C 所表示的物质及其所能表现的生理功能推测错误的是()A.A 可能是叶绿素,能吸收光能进行光合作用B.B 可能是血红蛋白,有运输氧的作用C.C 可能是磷脂,是细胞膜的主要成分D.A、B、C 必为同一类物质解析 A 含有 Mg,可能是叶绿素,能吸收光能进行光合作用,A 正确;B 含有 Fe,可能构成的是血红蛋白
116、,运输氧气,B 正确;C 含有 P,可能构成的是磷脂,构成生物膜,C 正确;叶绿素是叶绿酸的酯,血红蛋白属于蛋白质,磷脂属于脂质,故A、B、C 可能为不同类物质,D 错误。答案 D3.如图甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物,下列叙述正确的是()A.甲、乙、丙三物质不可能同时出现在叶绿体中B.物质甲为该生物的主要遗传物质C.可用苏丹染液来鉴定物质乙D.物质丙构成生物膜的基本骨架解析 综合分析图示可知甲、乙、丙分别代表脱氧核糖核酸、蛋白质、磷脂,三者可同时出现于叶绿体中,A 错误。DNA 是该生物的遗传物质,B 错误;鉴定蛋白质用双缩脲试剂,C 错误。答案 D4.如表所示是糖类、脂肪主要组成元
117、素的质量分数。分析数据得出的下列结论中,不正确的是()种类质量分数/%CHO脂肪73771112.59.012糖类52587.08.04045A.质量相同的脂肪和糖类被彻底分解时,糖类耗氧少B.食物中淀粉、脂肪彻底水解产物均不相同C.脂肪、糖类在体内代谢的共同代谢终产物是 CO2 和 H2OD.脂肪是生物体进行生命活动的主要能源物质解析 糖类是主要的能源物质,而脂肪是主要的储能物质,D 错误。答案 D随堂真题演练1.(2015新课标全国卷)下列叙述错误的是()A.DNA 与 ATP 中所含元素的种类相同B.一个 tRNA 分子中只有一个反密码子C.T2 噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制
118、细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的 DNA 上解析 DNA 与 ATP 的元素组成均为 C、H、O、N、P,A 正确;每个 tRNA 的一端有 3 个相邻的碱基,能与 mRNA 的密码子互补配对,称为反密码子,B 正确;T2噬菌体的遗传物质是 DNA,DNA 的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸,C 正确;细菌为原核生物,无线粒体,D 错误。答案 D2.(2015新课标全国卷)端粒酶由 RNA 和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的 RNA 为模板合成端粒 DNA 的一条链。下列叙述正确的是()A.大肠杆菌拟核的 DNA 中含有端粒B.端粒酶中的蛋白质为 RNA 聚合酶C.正常人细胞的每条染色体
119、两端都含有端粒 DNAD.正常体细胞的端粒 DNA 随细胞分裂次数增加而变长解析 依据端粒学说,端粒酶存在于染色体的两端,大肠杆菌无染色体,A 错误,C 正确;依据端粒酶以自身 RNA 为模板合成端粒 DNA 判定端粒酶应该是逆转录酶而非 RNA 聚合酶,B 错误;正常细胞的端粒 DNA 序列在每次分裂后会缩短一截,D 错误。答案 C3.(2014新课标全国卷)关于核酸的叙述,错误的是()A.细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与B.植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA 的复制C.双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的D.用甲基绿和吡罗红染色可观察 DNA 和
120、RNA 在细胞中的分布解析 双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接,C 错误。答案 C4.(2015北京卷,2)下列对各种生物大分子合成场所的叙述,正确的是()A.酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白B.肌细胞在细胞核中合成 mRNAC.T2 噬菌体在细菌细胞核内合成 DNAD.叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉解析 在真核细胞的高尔基体中加工膜蛋白而不是合成膜蛋白,A 错误;细菌为原核生物,没有细胞核,而且 T2 噬菌体在侵染细菌后,是在细菌的细胞质中完成了DNA 分子的复制,C 错误;叶绿体是光合作用的场所,在暗反应阶段形成了淀粉、脂肪等有机物,暗反应的场所是叶绿体基质,D 错
121、误;在真核细胞中,转录形成mRNA 主要是在细胞核中完成的,B 正确。答案 B课后分层训练(时间:10 分钟 满分:50 分)1.下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸 4 种生物分子的叙述,正确的是()A.都能被相应的酶水解B.都是水溶性物质C.都含 C、H、O、N 这 4 种元素D.都是人体细胞中的能源物质解析 四种生物分子分别都能被相应的酶水解,A 正确;脂肪为脂溶性物质,不溶于水,B 错误;淀粉和脂肪都只含有 C、H、O 三种元素,C 错误;核酸是与遗传有关的物质,不能作为能源物质,D 错误。答案 A2.关于蛋白质与核酸的叙述,错误的是()A.细胞核中含有蛋白质和多种 RNAB.蛋白质多样性
122、的体现与核酸有关C.DNA 分子的复制不需要蛋白质的参与D.基因表达过程中可产生核酸和蛋白质解析 DNA 分子复制需许多酶参与,而这些酶的化学本质为蛋白质。答案 C3.(2016山东潍坊检测)下列关于糖类和脂质的叙述,错误的是()A.肝糖原和磷脂共有的元素是 C、H、OB.相同质量的脂肪和多糖彻底氧化分解,脂肪放能多C.某些糖类和脂质能参与细胞间的信息传递D.脂质和糖类的最终水解产物都是 CO2 和 H2O解析 脂肪(而不是脂质)和糖类的最终氧化分解产物(而不是水解产物)是 CO2 和H2O。答案 D4.(2016河北保定模拟,2)有关下列生物体或其部分结构的物质组成分析正确的是()A.核糖体
123、磷脂和蛋白质B.细胞膜脂肪、糖类和蛋白质C.T2 噬菌体RNA 和蛋白质D.细胞骨架蛋白质解析 核糖体由 rRNA 和蛋白质构成,A 错误;细胞膜主要含有蛋白质、脂质(磷脂和固醇)和多糖,B 错误;T2 噬菌体中含有的是 DNA 和蛋白质,C 错误;细胞的骨架是蛋白质,D 正确。答案 D5.(2016海南七校联考)下列有关核酸的叙述中,与事实不相符的是()A.碱基组成相同的核苷酸不一定相同B.若核酸中含有碱基 T 或脱氧核糖,则为 DNAC.原核生物的遗传物质是 DNA 或 RNAD.大肠杆菌和酵母菌的 DNA 不同解析 核苷酸包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸,含有相同碱基的脱氧核苷酸和核糖核苷酸是
124、不同物质;碱基 T 和脱氧核糖是 DNA 分子所特有的;原核生物的遗传物质是 DNA;大肠杆菌和酵母菌是不同的生物,它们含有的 DNA 不同。答案 C6.埃博拉病毒是一种 RNA 病毒,将该病毒彻底水解,关于得到产物的说法正确的是()A.一定得到 20 种氨基酸B.能得到四种核糖核苷酸C.碱基种类和噬菌体相同D.产物中一定含有 H、O 元素解析 该病毒蛋白质中未必含全部种类的氨基酸;RNA 彻底水解得到的产物为四种核糖核苷酸继续水解的产物核糖、磷酸及四种含 N 碱基;噬菌体的碱基有 T 无U,埃博拉病毒的碱基有 U 无 T,水解产物中一定都有 H、O 元素。答案 D7.(2016山东齐鲁名校联
125、考)下列有关糖类、脂质和核酸的叙述,正确的是()A.组成麦芽糖、蔗糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖B.脂质分子中氢的含量少于糖类,而氧的含量更多C.真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中,RNA 主要分布在细胞质中D.糖类、脂质都是生物大分子,都是由许多单体连接而成的解析 组成麦芽糖、纤维素、糖原的单体都是葡萄糖分子,1 分子蔗糖由 1 分子果糖和 1 分子葡萄糖组成,A 错误;脂质与糖类相比,C、H 比例大,O 比例小,B错误;真核生物的 DNA 主要分布在细胞核中,在线粒体和叶绿体中也有少量分布,而 RNA 主要分布在细胞质中,少量分布在细胞核中,C 正确;糖类包括单糖、二糖和多糖,单糖和
126、二糖都不是生物大分子,且单糖不含有单体,D 错误。答案 C8.生物大分子通常都有一定的分子结构规律,即是由一定的基本结构单位,按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体,下列表述正确的是()A.若该图为一段肽链的结构模式图,则 1 表示肽键,2 表示中心碳原子,3 的种类有 20 种B.若该图为一段 RNA 的结构模式图,则 l 表示核糖,2 表示磷酸基团,3 的种类有4 种C.若该图为一段单链 DNA 的结构模式图,则 l 表示磷酸基团,2 表示脱氧核糖,3的种类有 4 种D.若该图表示多糖的结构模式图,则淀粉、纤维素和糖原的结构是相同的解析 如果该图表示一段肽链,则 2 表示肽键,1 表示中心
127、碳原子,3 表示 R 基,A错误;如果该图表示一段 RNA,则 1 表示核糖,2 表示磷酸,3 表示含氮碱基,包括 A、G、C、U 四种,B 正确;若该图为一段单链 DNA,则 l 表示脱氧核糖,2 表示磷酸,3 表示含氮碱基,C 错误;虽然淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖,但三种物质的结构不同,D 错误。答案 B9.如图所示,关于动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是()解析 还原糖不包括蔗糖,葡萄糖不属于二糖;固醇和脂肪都是脂质的一种;固醇不属于生物大分子。答案 A10.(2017全国名校重点中学高考冲刺卷)如图是鉴定生物组织中某种成分的操作流程图。下列相关叙述中正确的是()A.图中的
128、甲试剂也可以用于鉴定蛋白质B.可用菠菜叶片替代苹果C.石英砂的作用是使研磨更充分D.甲试剂由甲、乙两种液体组成,使用时先加甲液再加乙液解析 根据选材及颜色变化可知该实验测定的是还原糖,其中甲试剂是斐林试剂,斐林试剂不能用于鉴定蛋白质,A 错误;由于菠菜叶片呈绿色,会影响对实验结果的观察,所以不能用菠菜叶替代苹果,B 错误;石英砂的作用是使研磨更充分,C正确;斐林试剂由两种液体(甲液和乙液)组成,使用时应先将甲乙两液混合后加入样液中,D 错误。答案 C11.(2016东北师大附中二模,41)如图是人体细胞中三种重要有机物 A、C、E 的元素组成及相互关系图,请据图回答:(1)图中 X 所指的元素
129、为_。(2)A 的中文名称为_,其彻底水解的产物是_。(3)E 具有多样性,其原因由 b 分析为_。过程叫做_,若 b 的平均相对分子质量为 r,通过反应过程形成 m 条肽链,经盘曲折叠构成相对分子质量为 e 的 E,则 E 分子中肽键的数目是_。(4)细胞结构的名称为_,在细胞中分布场所为_。解析(1)题图中的 a 是脱氧核糖核苷酸,组成元素是 C、H、O、N、P,所以图中X 所指的元素为 N、P。(2)题图中的 A 是 DNA,其中文名称为脱氧核糖核酸,其彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、T、G、C)。(3)题图中的 E 是蛋白质,蛋白质具有多样性从 b 氨基酸分析为组成 B
130、的 b 种类、数量、排列顺序不同;过程是氨基酸脱水缩合形成多肽的过程,若 b(氨基酸)的平均相对分子质量为 r通过脱水缩合反应过程形成 m 条肽链,经盘曲折叠构成相对分子质量为 e 的 E(蛋白质),设 E 分子中肽键的数目是 X 个,根据“蛋白质的相对分子质量氨基酸数目氨基酸平均相对分子质量脱去水分子数18”,则有关系式:r(mX)18Xe,解得:Xermr18个。(4)题图中的结构是糖蛋白、也叫糖被,位于细胞膜外侧,具有保护、润滑和识别作用。答案(1)N、P(2)脱氧核糖核酸 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基(A、T、G、C)(3)组成 B 的 b 种类、数量、排列顺序不同 脱水缩合 ermr18
131、(4)糖被(糖蛋白)细胞膜的外侧第 5 讲 细胞膜与细胞核最新考纲 1.细胞膜系统的结构和功能()。2.细胞核的结构和功能()。考点一 细胞膜的结构与功能(5年6考)1.细胞膜的制备(1)原理:细胞吸水涨破离心 获得细胞膜。(2)材料:人或其他哺乳动物的成熟红细胞。(3)选材原因:无细胞核和众多细胞器,易制得纯净的细胞膜。无细胞壁,细胞易吸水涨破。2.细胞膜的成分(1)细胞膜化学组成 脂质(约50%)磷脂(主要)胆固醇(动物细胞膜具有)蛋白质(约40%):与细胞膜功能密切相关糖类(2%10%)(2)细胞膜成分的实验鉴定细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破
132、坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏3.细胞膜的三大功能(1)将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞。(3)进行细胞间的信息交流。4.生物膜结构的探索历程(连线)5.流动镶嵌模型的基本内容(1)结构模型(2)结构特点特点:具有一定的流动性。原因:组成膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的。助学巧记巧记细胞膜“一、二、三”6.植物细胞壁(1)成分:主要是纤维素和果胶;酶解法除植物细胞壁所用酶为纤维素酶和果胶酶;与其形成有关的细胞器为高尔基体和线粒体。(2)功能:支持和保护。动物细胞在清水中可吸水涨破,但植物细胞不会
133、,主要是细胞壁的作用。1.观察下列图示,写出三个图的信息交流类型,请思考:(1)图 13 分别通过何种方式实现信息交流?(2)精卵识别、激素调节,分别属于哪种方式?植物细胞间胞间连丝与上述哪类方式吻合?提示 图 1 为通过分泌的化学物质(如激素)传递信息;图 2 通过细胞膜直接接触(如精子和卵细胞)传递信息;图 3 通过细胞通道传递信息,如高等植物细胞的胞间连丝。2.采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞,做如图实验。(1)本研究所采用的方法是什么?(2)由本实验结果可推测何种结论?(3)如图是相关实验结果的记录,据此哪项结论不能成立?温度增加到 15 以上,细胞膜流动性增强该实验证明膜蛋白能够运
134、动温度对膜蛋白的运动有影响图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多提示(1)荧光标记法(2)细胞膜具有一定的流动性(3)1.真题重组 判断正误(1)细胞都具有细胞膜,但不一定具有磷脂双分子层(2016四川卷,2A)()(2)胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞相同的是膜蛋白的种类和数量(2015重庆卷,1C)()(3)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(2013北京卷,1A)()(4)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012广东卷,1D)()(5)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011海南卷,1A)()(6)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(2011海南卷,1D)()与细胞膜组成、功能相关的高考题多基于
135、人教版必修 1 P4043 细胞膜化学组成、功能相关实验探究及 P6568 细胞膜流动镶嵌模型,准确记忆、归纳相关内容,并构建知识网络概念图是备考良策。2.(教材 P43 拓展二、2 改编)下列为鉴别细胞活性的染色排除法流程。(1)请依次填出相关内容_ _ _(2)请解释染色排除法原理:_。(3)下列为鉴别细胞活性的色素透出方法流程,请推测相应内容。提示(1)不呈红色 呈红色 控制物质进出细胞(2)“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。染色剂是细胞不需要的物质,不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色。而死细胞的细胞膜不再具有控制物质进出细胞的功能,所以染色剂能够进入
136、死细胞内,使其被染色。(3)不变 无色 褪色 变红 选择透过性 细胞膜的成分及结构1.(2016海南文昌中学期末)下列关于生物膜结构探索历程的说法,不正确的是()A.最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的B.三层结构模型认为生物膜为静态的结构C.流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动D.三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的解析 三层结构模型认为蛋白质在膜中的分布是均匀的、固定的,而流动镶嵌模型认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的,D 项错误。答案 D2.如图为细胞膜的模式图,下列相关叙述正确的是()A.不同细胞的细胞膜功能不同取决于
137、 a 的作用B.图示为双层膜结构C.c 构成了膜的基本支架D.b 与细胞间识别密切相关解析 a 表示磷脂分子,不同细胞的细胞膜功能不同取决于蛋白质的作用,A 错误;题图中的两层结构为构成单层膜结构的磷脂双分子层,B 错误;c 表示细胞膜中的蛋白质,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,C 错误;b 表示糖蛋白,而细胞膜表面的糖蛋白与细胞间识别密切相关,D 正确。答案 D 细胞膜的功能【典例】(2014福建理综,4)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()慧眼识图 获取信息答案 D【对点小练】(2017山西四校联考)下列有关细
138、胞膜的叙述正确的是()A.膜蛋白是细胞膜功能的主要承担者B.制备细胞膜的材料最好选用红细胞C.构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构解析 细胞膜的功能主要由膜蛋白决定,故膜蛋白是细胞膜功能的主要承担者,A正确;制备细胞膜的材料最好选用哺乳动物成熟的红细胞,B 错误;构成细胞膜的脂质主要是磷脂,C 错误;细胞间的信息交流可通过细胞膜上的受体实现,也可通过其他结构(如植物细胞的胞间连丝)实现,D 错误。答案 A4 种常考的“膜蛋白”及其功能(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白糖蛋白。(2)膜载体蛋白:膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋
139、白。(3)具催化作用的酶:如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还可存在 ATP 水解酶(催化 ATP 水解,用于主动运输等)。(4)识别蛋白:用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。考点二 细胞核的结构、功能及相关实验探究(5年3考)1.细胞核的结构上述结构中(1)原核细胞不具备的是核膜、核仁、染色质。(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。(3)染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态,前者呈细长丝状、后者呈圆柱状或杆状,即:染色质(间期、末期)染色体(前期、中期、后期)2.细胞核的两大
140、功能(1)细胞核是遗传信息库。(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。3.细胞核功能实验探究(1)实验及结论实验内容实验过程实验结论实验分析两种美西螈细胞核移植美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照横缢蝾螈受精蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的该实验既有相互对照(无核与有核),又有自身对照(对无核者重新挤入核)卵 将变形虫切成两半变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的该实验既有相互对照(无核与有核),又有自身对照(进行核移植)伞藻嫁接与核移植(1)伞藻嫁接实验过程(2)伞藻核移植实验过程伞藻“
141、帽”的形状是由细胞核控制的伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状(2)理解细胞的“整体性”1.真题重组 判断正误(1)肌细胞在细胞核中合成 mRNA(2015北京卷,B)()(2)真核细胞染色体上含有核糖核酸和蛋白质(2013北京,1B)()(3)细胞核是 mRNA 合成和加工的场所(2013安徽,1A)()(4)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录,在细胞质中翻译(2012海南,6D)()(5)在细胞核内 RNA 能够传递和表达遗传信息(2011江苏,2A)()以上内容主要源自教材 P5354 细胞核的结构与功能相关内容,本部分内容考查时常与必修 2 基因的
142、表达相联系。2.(教材必修 1P56 二拓展题改编)从母牛甲的体细胞中取出细胞核,注入到母牛乙去核的卵细胞中,融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎,将胚胎植入母牛丙的子宫内。出生小牛的各种性状,大多像_,极少性状像_,最不像_。请说明理由。提示 出生小牛的绝大部分性状像母牛甲、极少性状像乙、最不像丙。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质,而乙牛卵细胞细胞质为其提供了少量的 DNA,丙牛则为其提供生长发育的场所,因此,小牛性状大多像甲、少数像乙、最不像丙。细胞核的结构与功能1.(2014全国卷,1)下列有关细胞核的叙述,错误的是()A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分B.细胞核中可进行遗传物质的复
143、制和转录C.小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象解析 核孔是 mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道,小分子物质不能通过核孔进出细胞核,C 错误。答案 C2.(2016齐鲁名校协作体联考)细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,是与细胞核的结构分不开的。下列有关细胞核的结构和功能的叙述,错误的是()A.核膜双层膜,把核内物质与细胞质分开B.染色质主要由 DNA 和蛋白质组成,染色体与染色质是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态C.核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关D.核孔是大分子物质如 RNA、DNA 和蛋白质等进出细胞核的通道解析
144、核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,DNA 不能通过核孔运出细胞核,D 错误。答案 D(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失,分裂末期重建。(2)核膜、核孔都有选择性:DNA 不能通过核孔进入细胞质,RNA 可以通过核孔进入细胞质;DNA 聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外,物质进出核孔时仍消耗能量。(3)代谢越旺盛的细胞,核仁与核孔的数目越多,核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛 B 细胞相比,核孔与核仁的数目少,核仁体积小;冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。(4)有些细胞不只具有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。实验探究细胞核功能1.如图,用
145、一根玻璃针将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出,无核部分能短期生存,但不能繁殖后代。单独的细胞核则无法生存。相关叙述错误的是()A.去核的部分细胞质可以生活一段时间,其原因是已合成的蛋白质或 mRNA 等物质仍可发挥作用B.单独的核不能生存的原因是没有营养物质和能量的供应C.本实验证明变形虫的繁殖离不开细胞核D.图中“?”处表明,细胞质也可控制形成细胞核解析 图中“?”处应为“人工植入”细胞核。答案 D2.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻,由伞帽、伞柄和假根三部分构成,细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图)
146、。下列相关叙述错误的是()A.图二中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止B.图二中与图一中的帽形相同,都是菊花形帽C.图一中、的帽形因嫁接而改变D.上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关解析 图一中、嫁接的是伞柄,属于细胞的细胞质部分,故不会引起帽形的改变,C 错误。答案 C细胞核和细胞质是相互依存、相互制约,细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下:(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡:原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供,细胞质还为细胞提供代谢场所。如精子即属此类。(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存:细胞核是遗传信息库
147、,是细胞代谢和遗传的控制中心,短期生存是因为细胞质中已形成的 mRNA 和蛋白质仍能发挥一定的作用,但一段时间后因缺少细胞核,不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动,细胞死亡。如哺乳动物成熟红细胞即属此类。易错防范清零易错清零易错点 1 误认为植物细胞“系统的边界”是细胞壁点拨 植物细胞最外层是细胞壁,其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性,而且是全透性的,因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。易错点 2 误认为所有生物膜均含糖蛋白点拨 糖蛋白的位置只位于细胞膜的外侧,细胞器膜和细胞膜内侧不存在,可用于确定细胞膜膜内外位置。易错点 3 错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的
148、中心”混淆点拨 细胞核是细胞代谢的控制中心,但不是细胞代谢的中心,因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。易错点 4 误认为核孔是随时敞开、大小分子都能进出的通道点拨 核孔并非是一个简单的通道,而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构,对进出核孔的物质具有严格调控作用。物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子物质出入细胞核的通道(如蛋白质、RNA)。易错点 5 误认为不同细胞的细胞膜成分相同且一成不变点拨(1)不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同,如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中含量很少或没有。(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如,细胞癌变过程中,细胞膜组分发生变化,
149、糖蛋白含量下降,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。纠错小练1.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前,已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是()A.洋葱根尖细胞可被醋酸洋红液染成红色B.植物细胞有明显的固定形态C.细胞能够分裂D.物质进出细胞受到控制解析 从四个选项分析可知,D 项能够体现出细胞膜的存在;植物细胞具有明显的固定形态是因为具有细胞壁;洋葱根尖细胞能被醋酸洋红液染成红色是因为醋酸洋红液能使染色体着色,与细胞膜无关;细胞能够分裂不能体现细胞膜的存在。答案 D2.下图是细胞膜结构模式图,相关叙述中正确的是()A.若该图表示动物细胞膜,则
150、A 面为细胞质基质B.是蛋白质,与糖类结合形成糖蛋白,在细胞间的信息交流方面具有重要的作用C.该“膜结构”也可表示内质网、高尔基体等D.是磷脂分子的头端,具有疏水性,是磷脂的尾端,具有亲水性解析 由于 A 面具有糖蛋白,所以 A 面为细胞膜的外侧,一般为组织液,B 面为细胞膜的内侧,含细胞质基质,A 错误;图中都是蛋白质,其中与糖类结合成糖蛋白,糖蛋白在细胞间的信息交流方面具有重要的作用,B 正确;其他生物膜上不含糖蛋白,C 错误;磷脂的头端具有亲水性,尾端具有疏水性,D 错误。答案 B3.下列有关细胞核的叙述,正确的是()A.主要由 DNA 和蛋白质组成B.是由 2 层磷脂分子组成的C.核孔
151、不具有选择透过性,故蛋白质,核酸等分子均可自由出入细胞核D.是产生核糖体、mRNA 和蛋白质的场所解析 是染色质,主要由 DNA 和蛋白质组成。是核膜,由 2 层磷脂双分子层组成。核孔具有选择透过性。是核仁,它与核糖体的形成以及 rRNA 的合成有关。答案 A随堂真题演练 1.(2016全国课标卷,1)下列有关细胞膜的叙述,正确的是()A.细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B.细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C.分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D.膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的解析 主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧,以保证活细胞能够按
152、照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的,A 错误;细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同,例如细胞膜上有糖蛋白,线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等,B 错误;膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,D 错误。答案 C2.(2016海南卷,2)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是()A.膜蛋白能自主翻转B.细胞膜具有流动性C.细
153、胞膜具有选择透过性D.膜蛋白可以作为载体蛋白解析 该实验结果是两种荧光染料由开始时的“对等分布”变为实验结束后的“在融合细胞表面均匀分布”,由此可表明荧光蛋白分子并非静止的而是“流动的”,故 B 选项正确。答案 B3.(2014全国课标,1)关于细胞膜结构和功能的叙述,错误的是()A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质B.当细胞衰老时,其细胞膜的通透性会发生改变C.甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递解析 细胞膜主要由脂质和蛋白质构成,A 正确;衰老细胞的细胞膜的通透性会发生改变,B 正确;甘油以自由扩散的方式通过
154、细胞膜,C 错误;激素与靶细胞膜上受体结合体现了细胞膜的信息交流功能,D 正确。答案 C4.(2014课标,1)关于细胞的叙述,错误的是()A.植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用B.动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关C.ATP 水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应D.哺乳动物的细胞可以合成蔗糖,也可以合成乳糖解析 蔗糖是植物细胞特有的二糖,哺乳动物细胞不能合成蔗糖,但可以合成乳糖,D 错误。答案 D5.(2015海南卷,1)细胞膜是细胞的重要结构。关于细胞膜的叙述,错误的是()A.细胞膜是一种选择透过性膜B.乙醇通过细胞膜需要消耗 ATPC.氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜D.蛋白质分子可
155、以嵌入磷脂双分子层中解析 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,A 正确;水、氧、二氧化碳及甘油、乙醇、苯等物质可以通过自由扩散进出细胞,自由扩散不需要消耗能量,B 错误。答案 B课后分层训练(时间:15 分钟 满分:50 分)1.(2016陕西西安检测)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,下列叙述不正确的是()A.通过核孔能够实现核质之间频繁的物质交换,但无法实现核质之间的信息交流B.胰岛 B 细胞比口腔上皮细胞的核仁大、核孔数目多C.染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态D.核膜是双层膜,其主要由脂质和蛋白质组成解析 mRNA 分子可携带 DNA 转录来的相关信息,通过核孔到达
156、细胞质中的核糖体指导蛋白质合成,故 A 不正确。答案 A2.(2017重庆模拟)下列过程中,不依赖细胞膜表面的糖蛋白(受体)就能完成的是()A.胰高血糖素促进肝脏细胞中糖原分解B.受精作用C.乙酰胆碱促进神经元膜电位发生改变D.质壁分离与复原解析 细胞质壁分离与复原与水分子的进出有关,不依赖糖蛋白或受体,D 符合题意。答案 D3.(2017齐鲁名校协作体联考)下列关于细胞膜结构和功能的叙述,不正确的是()A.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构,是制备细胞膜的良好材料B.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多C.细胞膜的功能之一是作为系统的边界,维持细胞内部环境的稳定D.科研上
157、鉴别死细胞和活细胞常用染色排除法,用台盼蓝染色,活的动物细胞会被染成蓝色解析 利用染色排除法鉴别死细胞和活细胞时,由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,使用台盼蓝染色,活的动物细胞不会被染成蓝色,D 错误。答案 D4.如图表示细胞核的结构,下列关于细胞核的结构说法错误的是()A.能够将核内物质与细胞质分开B.与 rRNA 的合成及核糖体的形成有关C.蛋白质合成旺盛的细胞中,数量较多,数目较多D.RNA 主要是通过从细胞核到达细胞质的解析 分别表示核糖体、内质网、核膜、染色质、核仁和核孔。核膜能够将细胞核内的物质与细胞质分隔开来。核仁与 rRNA 的合成及核糖体的形成有关。蛋白质合成越旺盛,核孔数量
158、越多,但染色质的数目不变。答案 C5.(2015潍坊一模)下图是细胞膜局部结构的模式图,下列相关叙述错误的是()A.细胞膜的结构具有内外不对称性B.癌细胞的该膜上 a 物质减少C.b 物质肯定是被动运输的载体D.c 物质可能是神经纤维膜上的 K通道蛋白解析 b 物质上有 ATP 消耗,所以表示主动运输的载体,C 错误。答案 C6.(2016河北保定摸底)细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。下列有关细胞核的叙述,正确的是()A.除了哺乳动物成熟的红细胞,真核细胞都有细胞核B.利用伞藻做验证细胞核功能的实验中,不需要做伞藻核移植实验C.原核细胞除拟核没有核膜外,其他结构与真核细胞没有差
159、别D.核膜上的核孔是某些大分子物质出入的通道,具有一定的选择性解析 哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞等都没有细胞核;利用伞藻做验证细胞核功能的实验中,需要做伞藻核移植实验;原核细胞的拟核没有核膜,细胞质中只有核糖体一种细胞器。答案 D7.(2017衡水中学一调)下表中,关于生物膜的探索历程对应关系不确切的是()选项实例(实验)结论(假说)A脂溶性物质更易通过细胞膜膜是由脂质组成的B红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的 2 倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层C电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成D人鼠细胞杂交实验细胞膜具有选择透过性解析 人鼠细胞
160、的杂交实验说明细胞膜具有一定的流动性。答案 D8.下图表示细胞间交流信息的三种方式。下列相关叙述中正确的是()A.体液免疫过程中信息交流方式与图甲中所示相同B.精子和卵细胞受精时要发生图乙所示的信息交流方式C.图丙中植物细胞依靠胞间连丝交流信息,但不能交换物质D.图甲、图乙中靶细胞表面上与信号分子结合的受体,其水解产物只有氨基酸解析 图甲中所示的信息交流方式为体液调节的方式,体液免疫过程中无该信息交流方式,A 错误;精子与卵细胞的识别方式与图乙中的方式相同,B 正确;植物细胞间的胞间连丝既是信息通道又是物质通道,C 错误;靶细胞表面上的受体是糖蛋白,D 错误。答案 B9.下列有关细胞膜制备及观
161、察的叙述,正确的是()A.家鸡的红细胞是最佳的实验材料B.若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用镊子去除细胞壁C.制备细胞膜应先利用吸水涨破法,再利用差速离心法获取D.可以用高倍镜直接观察解析 家鸡的红细胞为正常细胞,有细胞核和各种细胞器,因此不能用家鸡的红细胞做实验材料,A 错误;去除植物细胞的细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶,B 错误;用显微镜观察时,需先在低倍镜下找到要观察的目标并调到视野中央后,再用高倍镜观察,D 错误。答案 C10.如图为细胞核结构的示意图,请结合所学知识,据图回答下列相关问题(内填标号,_上填相应名称):(1)只有在_细胞中,使用_显微镜才可以看到此图所表示的结构。(2)2主要
162、是_和_组成,前者通过 _进入细胞核内。(3)从图中可以看出3为_,其与_有关。解析(1)要观察到这样的细胞核结构,只能使用电子显微镜来观察真核细胞。(2)图中2为染色质,主要由 DNA 和蛋白质组成,蛋白质为大分子物质,通过核孔进入细胞核。(3)图中3为核仁,与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。答案(1)真核 电子(2)蛋白质 DNA(顺序不能颠倒)4 核孔(3)核仁 某种RNA 的合成以及核糖体的形成(或:rRNA 的合成以及核糖体的形成)第 6 讲 细胞器与生物膜系统最新考纲 1.主要细胞器的结构和功能()。2.实验:观察线粒体和叶绿体。考点一 主要细胞器的结构与功能(5年10考
163、)1.细胞器的分离方法差速离心法:将细胞膜破坏后,利用高速离心机,在不同的离心速度下将各种细胞器分离开。2.细胞器的结构和功能(连线)助学巧记巧记细胞器的“0、一、二”3.多角度比较各种细胞器1.下图为真、原核细胞及动、植物细胞的判断概念图,你能否写出内容?提示 核膜 原核细胞 细胞壁 中心体2.普通光学显微镜下能看到细胞内的哪些结构?提示 细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡、线粒体(需染色)、染色体(需染色)。若显示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构则为电子显微镜下的亚显微结构图。1.真题重组 判断正误(1)判断下图是否正确(2015广东卷,6C)()(2)酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白(20
164、15北京卷,6A)()(3)性激素主要是由内质网上的核糖体合成(2014江苏,3A)()(4)叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA(2013新课标,1D)()(5)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶(2013安徽,1D)()(6)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同(2012全国卷,2D)()以上内容主要源自人教必修 1 教材 P4546 细胞器及其功能。准确掌握并识别 8 种细胞器结构及相关分布、功能是解答本类题目的关键。2.(教材必修 1P501 改编)请仔细观察甲、乙两图。(1)找出图中的错误,并加以修正。(2)若甲图表示白兔的组织细胞,乙图表示棉花的叶肉细胞,两图中最明显的错误是_。提示
165、 甲图中应无叶绿体,乙图中应无中心粒 细胞器及其功能【典例】用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器,测定其中三种有机物的含量如图所示。下列有关叙述正确的是()A.葡萄糖进入甲分解为 CO2 和 H2OB.乙一定与分泌蛋白的加工修饰有关C.丙合成的物质遇双缩脲试剂呈紫色D.酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙慧眼识图 获取信息答案 C【对点小练】下列关于叶绿体和线粒体的叙述,正确的是()A.线粒体和叶绿体均含有少量的 DNAB.叶绿体在光下和黑暗中均能合成 ATPC.细胞生命活动所需的 ATP 均来自线粒体D.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同解析 线粒体和叶绿体均含有少量的 DNA
166、;叶绿体在光下可进行光反应合成 ATP,在黑暗中不能合成 ATP;生命活动所需的 ATP 主要来自线粒体,此外,细胞质基质中进行的有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸也能提供少量的 ATP;线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶,而叶绿体基质中含有与光合作用暗反应有关的酶,因此两者所含酶的种类不一样。答案 A(1)特殊细胞中细胞器的特别之处:细胞器在不同种类细胞中的分布,最能体现结构和功能相适应的特点,在某功能强的细胞中相应细胞器的数量相对较多,举例如下:哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和各种细胞器;蛔虫的体细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸;根尖分生区细胞没有叶绿体、大液泡,具分裂能力;具有分裂能力或代谢旺
167、盛的细胞(包括癌细胞)核糖体、线粒体的数量较多;分泌腺细胞高尔基体的数量较多;原核细胞只有核糖体一种细胞器;成熟植物细胞有大液泡。(2)细胞结构与功能中的“一定”、“不一定”与“一定不”能进行光合作用的生物,不一定有叶绿体,但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸一定主要发生在线粒体中。(但真核细胞光合作用一定发生于叶绿体、丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体)一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。有中心体的生物不一定为动物,但一定不是高等植物。高尔基体经膜泡分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。一定不发生于细胞器
168、中的反应为:葡萄糖丙酮酸。考点二 细胞器间的协调配合及细胞的生物膜系统(5年7考)1.生物膜在结构上的联系(1)各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,且具有一定的流动性。(2)在结构上具有一定的连续性,图示如下:注 直接联系是指不同膜结构之间直接相连;间接联系是指不同膜结构之间通过囊泡发生膜的变化。2.各种细胞器之间的协调配合(显示细胞器间“功能联系”)以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例:(1)生物膜系统的组成和功能(2)在分泌蛋白的合成、加工、运输过程中,生物膜系统各部分之间协调配合如下图所示:1.原核细胞是否具生物膜?其是否构成生物膜系统?提示 原核
169、细胞具细胞膜这种生物膜,但它不能构成生物膜系统。2.游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类有何不同?提示 游离的核糖体与附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质种类不同:前者合成的一般是胞内蛋白,后者合成的一般是分泌蛋白。分泌蛋白形成相关曲线模型解读蛋白质分泌过程中,常以图解的方式显示相关变化,如下图所示:(1)图 1 表示放射性元素标记的氨基酸,在不同时间内放射性元素在细胞中先后出现的顺序是怎样的?提示 内质网膜高尔基体分泌小泡(2)图 2 是以柱状图的形式显示分泌蛋白分泌前后相关结构膜面积的变化,其中依次表示何类“膜”?提示 内质网膜 高尔基体膜 细胞膜(3)图 3 表示的是 3H
170、 标记的亮氨酸在不同结构中检测到的放射性强度的变化,其中曲线 ac 依次代表什么结构?提示 a 为核糖体 b 为内质网 c 为高尔基体(4)图 4 是以曲线图的形式显示分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化的结果,则图中 d、e、f 依次代表何类“膜”?并写出判断依据。提示 d 为内质网膜,其面积变小;e 为细胞膜,其面积增大;f 为高尔基体膜,其面积前后基本不变。细胞器之间的协调与配合1.(2015安徽卷,1)血浆中的抗体是浆细胞产生的分泌蛋白。下表列出的抗体肽链合成与抗体加工的场所,正确的是()选项抗体肽链合成场所抗体加工场所A游离的核糖体细胞质基质、内质网B游离的核糖体溶酶体、高尔基体C内质
171、网上的核糖体溶酶体、内质网D内质网上的核糖体内质网、高尔基体解析 抗体属于分泌蛋白,其合成的场所是附着在内质网上的核糖体,其加工场所为内质网、高尔基体。答案 D2.(2016山东临沂检测)图甲表示分泌蛋白的形成过程,其中 a、b、c 分别代表不同的细胞器,图乙表示该过程中部分结构的膜面积变化。下列相关叙述中,错误的是()A.图甲中的 a、b、c 分别是核糖体、内质网和高尔基体B.图甲中构成分泌蛋白的物质 X 最多有 20 种,b 的产物没有生物活性C.图乙说明高尔基体与内质网和细胞膜之间没有相互转换D.图甲、图乙所示变化都能体现生物膜具有流动性解析 在分泌蛋白合成和分泌过程中,内质网膜以出芽的
172、形式形成囊泡并与高尔基体膜融合,高尔基体膜以出芽的形式形成囊泡并与细胞膜融合,因此该过程中内质网膜减少,高尔基体膜基本不变,细胞膜增加,高尔基体与内质网和细胞膜之间有相互转换,C 错误。答案 C“三看法”解读分泌蛋白的合成、加工、运输(注:分泌蛋白包括消化酶、抗体、淋巴因子、蛋白质类激素等)生物膜系统的结构和功能【典例】图 1 为细胞的生物膜系统概念图,图 2 表示的是多种生物膜及其膜上发生的物质变化。下列相关叙述中,错误的是()图 1图 2A.图 1 中的 a 和 g 分别表示核膜和细胞膜B.图 2 中所示的生物膜 A、C 均与图 1 中的 e 对应,B 与图 1 中 f 对应C.图 1 中
173、的 c 可进行光合作用的光反应D.图 2 中的 D 应为细胞膜,图中的 ATP 主要由图 1 中的 d 提供慧眼识图 获取信息(1)析图 1(2)析图 2A 膜可实现葡萄糖纤维素,则 A 为高尔基体膜;B 膜可合成性激素,应为内质网膜;C 膜可加工肽链,应为内质网膜;D 膜可主动运输 K,应为细胞膜。答案 B【对点小练】(2017天星教育大联考)下列关于生物膜系统的叙述,正确的是()A.生物膜中所含有的成分都有糖蛋白B.能量转换可发生在线粒体和叶绿体的内膜上C.胰岛素的合成与内质网有关,性激素的合成与内质网无关D.浆细胞分泌抗体的过程体现了生物膜的流动性解析 不是所有的生物膜上都有糖蛋白,A
174、错误;叶绿体的内膜上不发生能量转换,B 错误;性激素属于固醇,固醇属于脂质,脂质的合成与内质网有关,C 错误;抗体分泌过程中,囊泡与高尔基体膜、细胞膜的融合体现了生物膜的流动性,D 正确。答案 D生物膜间的“联系”三层面考点三(实验)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1.实验原理(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,不需染色,制片后直接观察。(2)线粒体呈无色,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等,用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。2.实验步骤(1)观察叶绿体(2)观察线粒体(1)观察叶绿体时,为什么常用藓类叶片?提示 藓类叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,可以直接用来制作临时装片。(2)选菠菜叶作为观
175、察叶绿体的材料,为什么要撕取带少许叶肉的下表皮?提示 叶绿体主要分布在叶肉细胞中,叶表皮处无叶绿体,接近下表皮处为海绵组织,细胞排列疏松,易撕取。(3)观察线粒体时,为什么选健那绿染液进行染色,观察叶绿体为何不需染色?提示 健那绿是专一性线粒体的活细胞染料,可使线粒体呈现蓝绿色,染色后不影响细胞的生命活动;叶绿体本身含有色素,不需染色即可观察。1.下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验的说法中,不正确的是()A.牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性B.制作装片时在载玻片上滴一滴质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液,目的是维持口腔上皮细胞的正常形态C.在高倍显微镜下观察可以
176、看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色D.在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有 2 层磷脂分子层解析 电子显微镜下观察线粒体具双层膜,4 层磷脂分子层,在高倍显微镜下看不出此结构。答案 D2.下列关于“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验的说法不正确的是()A.健那绿染液是一种活细胞染料,几乎不损伤细胞B.在高倍显微镜下,可看到绿色、扁平的椭球形或球形的叶绿体C.健那绿染液可将细胞质染成蓝绿色D.藓类叶片可直接放在载玻片上观察叶绿体解析 健那绿染液是活细胞染料,可将线粒体染成蓝绿色,而细胞质则几乎无色。在高倍显微镜下可以观察到叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形。藓类叶片很薄,可直接用于制作
177、临时装片。答案 C线粒体和叶绿体观察实验成功的 4 个关键点(1)健那绿染液是专一性线粒体的活细胞染料,可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。保持有水状态以保证叶绿体的正常形态,并能悬浮在细胞质基质中,否则,细胞失水收缩,将影响对叶绿体形态的观察。(3)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源,便于接受较多的光照;在强光下则以侧面朝向光源,以避免被灼伤。(4)盖盖玻片时,一定要缓慢且与载玻片成 45夹角,盖玻片一侧先接触液滴,然后慢慢放平,防止装片下产生气泡。易错防范清零易错清零易错点 1 混淆显微结构与亚显微结构点拨 显微结构是光学显微镜下
178、观察到的结构,如观察线粒体、叶绿体、液泡、细胞核、细胞壁,观察质壁分离与复原等。亚显微结构是指在电子显微镜下看到的结构凡细胞中显示出线粒体内外膜、叶绿体内外膜及类囊体膜、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、核膜等结构均属“亚显微结构”。易错点 2 不能明确核糖体分布及类型点拨 核糖体是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的场所,细胞中核糖体可附着于内质网、核膜及游离于细胞质基质中;此外,线粒体、叶绿体中也有核糖体(可用于线粒体、叶绿体 DNA 指导下的蛋白质合成)。分泌蛋白如蛋白质类激素、消化酶、抗体、淋巴因子等,合成的场所为内质网上的核糖体,胞内蛋白如膜载体、呼吸酶、RNA 聚合酶、DNA 聚合酶等,其合
179、成场所为游离核糖体。易错点 3 误认为有生物膜即为有“生物膜系统”点拨 生物膜系统是内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成的细胞“膜系统”。只有真核细胞才具备这样的生物膜系统,原核细胞只有细胞膜,没有核膜及各种细胞器膜,因而不具备生物膜系统。易错点 4 关注 5 个误区点拨 误区 1:盲目认为植物细胞都有叶绿体,反例:植物非绿色部位(如根尖、果肉等)的细胞无叶绿体。误区 2:具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例:真菌细胞、细菌等都有细胞壁。(注意细胞壁的组成成分不同)误区 3:没有叶绿体的细胞不能进行光合作用。反例:蓝藻、光合细菌等。误区 4:没有叶绿体
180、或光合色素就不能将无机物合成有机物。反例:进行化能合成作用的细菌。误区 5:没有线粒体就不能进行有氧呼吸。反例:大多数原核生物是需氧型的。规范答题如图代表自然界中处于不同分类地位的 6 种体现生命现象的单位。图中、绘出了用于区分其他种生物的标志结构,请据图回答下列问题:(1)图中标号 aj 的结构中,不染色的情况下可在光学显微镜下观察到的是_。(2)、与比较,共同具有的膜结构是_,共同具有的无膜细胞器是_。(3)图中_(填图中的序号)最可能表示绿藻细胞,你判断的理由是_。(4)与、相比结构上最明显的区别是_;与其他细胞相比,无_。与其他细胞相比,无_。(5)图示各类细胞中是否均具备生物膜系统?
181、_。(6)可进行光合作用的是_,它们是否均具备叶绿体?_。答卷采样原处纠错纠错依据未考虑到“光学显微镜”,而多答 a(a 应为电子显微镜下所见),未考虑到“不染色”而多答 b(线粒体需染色)只顾及“无膜”,未顾及“、与共有”混淆“绿藻”与“蓝藻”误认为原核细胞也具备生物膜系统误认为只要进行光合作用就具备叶绿体随堂真题演练1.(2016海南卷,8)下列关于植物细胞中液泡的叙述,错误的是()A.植物细胞中的液泡是一种细胞器B.液泡大小会随细胞的吸水或失水而变化C.液泡中含有糖和无机盐,不含有蛋白质D.花瓣细胞液泡中色素种类和含量可影响花色解析 液泡中含有细胞液,其内有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物
182、质。答案 C2.(2016四川卷,1)叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是()A.O2 的产生B.H2O 生成C.H的消耗D.ATP 的合成解析 O2 产生于光反应中,场所是叶绿体类囊体薄膜上,A 正确;生成 H2O 的生理过程较多,未必都在“生物膜”上进行,如蛋白质合成时产生水,其场所是核糖体,B 错误;消耗H的过程有有氧呼吸第三阶段、无氧呼吸第二阶段、暗反应,场所不一定有膜结构,如细胞质基质、叶绿体基质,C 错误;ATP 的合成场所有细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜,不一定有膜结构,D 错误。答案 A3.(2016海南卷,7)下列有关分泌蛋白的叙述,错误的是
183、()A.分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与B.线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量C.分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外D.分泌蛋白从细胞内排出时,囊泡的膜可与细胞膜融合解析 分泌蛋白应先经内质网初步加工,再运往高尔基体进行最终加工。答案 C4.(2015广东,1)下列各组细胞器均具单层膜的是()A.液泡和核糖体B.中心体和叶绿体C.溶酶体和高尔基体D.内质网和线粒体解析 液泡是单层膜,核糖体无膜结构,A 错误;中心体无膜结构,叶绿体具有双层膜,B 错误;溶酶体和高尔基体都是单层膜,C 正确;内质网是单层膜结构,线粒体具有双层膜,D 错误。答案 C课后分层训练(时间:10 分
184、钟 满分:50 分)1.(2016河南豫北重点中学联考)下列与动植物细胞有关的“不一定”的叙述,正确的是()A.所有植物细胞中不一定都含有磷脂B.蛋白质的合成不一定要在核糖体上C.光合作用不一定要在叶绿体中进行D.胰岛素的分泌不一定需要消耗能量解析 所有植物细胞中一定都有磷脂;蛋白质的合成一定在核糖体上,胰岛素的分泌一定需要能量。答案 C2.(2016河北石家庄检测)下列有关细胞结构和功能的叙述正确的是()A.分离各种细胞器常用的方法是差速离心法B.核仁是一种与核糖体形成有关的细胞器C.细胞呼吸过程中产生和消耗水均在线粒体基质D.生物膜系统是由各种细胞器膜、核膜共同构成解析 核仁属细胞核中的结
185、构,它不是细胞器;细胞呼吸中产水发生于线粒体内膜上,消耗水则发生于线粒体基质中;生物膜系统除各种细胞器膜、核膜外,还包括细胞膜。答案 A3.(2016江西上饶检测,7)下列有关细胞器成分及功能的叙述中,错误的是()A.线粒体中含有 RNA,能产生 ATP 和 CO2B.叶绿体中含有 DNA,能产生糖类和 O2C.内质网含蛋白质,能参与脂质的合成D.核糖体含磷脂,能参与蛋白质的合成解析 磷脂是细胞中膜结构的重要组成成分,核糖体和中心体没有膜结构,不含磷脂,D 错误。答案 D4.下列关于生物膜的叙述,正确的是()A.生物膜的选择透过性只与蛋白质有关B.生物膜的主要组成成分是蛋白质和脂质C.光合作用
186、和有氧呼吸的 ATP 都在生物膜上产生D.细胞癌变前后细胞膜上的糖蛋白数量不发生改变解析 细胞膜能让脂质物质以自由扩散的方式通过,此过程与磷脂有关,因此膜的选择透过性与磷脂也有关,A 错误。生物膜包括细胞膜、细胞器膜和核膜,主要组成成分是蛋白质和脂质,B 正确。光合作用的 ATP 在类囊体膜上产生,而有氧呼吸第一阶段和第二阶段的 ATP 分别在细胞质基质和线粒体基质中产生,C 错误。细胞癌变后细胞膜上的糖蛋白减少,D 错误。答案 B5.(2016天津六校联考)下列有关细胞叙述正确的是()A.核糖体是蛋白质的“装配机器”,由蛋白质和 rRNA 组成,不含磷脂B.溶酶体合成多种水解酶,能吞噬并杀死
187、侵入细胞的病毒和病菌C.中心体在洋葱根尖分生区细胞有丝分裂过程中发挥重要作用D.酵母菌细胞不具有染色体,其代谢类型是兼性厌氧型解析 溶酶体中含有酶,但不能合成酶;洋葱根尖细胞为高等植物细胞,它不含中心体;作为真核细胞,酵母菌具备染色体。答案 A6.(2016山东烟台模拟)如图所示为某真核细胞内三种具有双层膜的结构(部分示意图),有关分析错误的是()A.图 a 表示线粒体,H与氧结合形成水发生在有折叠的膜上B.图 b 表示叶绿体,其具有自身的 DNA 和蛋白质合成体系C.图 c 中的孔道是大分子进出该结构的通道,不具有选择性D.图 a、b、c 中内外膜化学成分差异最大的是图 a解析 依三种双层膜
188、结构的差异可判断出,图 a、b、c 依次是线粒体、叶绿体和细胞核。核孔是大分子进出细胞核的通道,具有一定的选择性,C 错误。答案 C7.(2016山西模拟)如图是某生物细胞显微结构示意图,下列说法正确的是()A.用纤维素酶和果胶酶可以破坏结构 1B.该细胞中细胞器 4 和 8 都能合成多糖C.同时含有核糖和脱氧核糖的细胞器是 3 和 5D.该示意图可以表示高等植物细胞解析 据图分析,图中各数字编号对应的细胞结构:1 是细胞壁,2 是细胞膜,3 是叶绿体,4 是线粒体,5 是细胞核,6 是内质网,7 是中心体,8 是高尔基体。植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,故用纤维素酶和果胶酶可破坏细胞壁,A
189、正确。细胞内能合成多糖的是叶绿体和高尔基体,B 错误。同时含有核糖与脱氧核糖的细胞器是线粒体和叶绿体,5 是细胞核不属于细胞器,C 错误;该细胞中含有中心体,中心体分布在动物细胞和低等植物细胞中,D 错误。答案 A8.(2017河北保定调研)下列有关核糖体的叙述错误的是()A.核糖体在真核细胞与原核细胞中均有分布B.核糖体由蛋白质和 RNA 组成,不同细胞中核糖体的数量不同C.多个核糖体可以同时合成一种多肽链D.分泌到细胞外的物质都是由附着在内质网上的核糖体合成的解析 分泌到细胞外的物质若是蛋白质,则由附着在内质网上的核糖体合成,若不属于蛋白质,如某些神经递质、性激素等,则其合成与核糖体无关。
190、答案 D9.(2016淄博一模)下列关于细胞器功能的叙述,错误的是()A.溶酶体具有消化细胞器碎片的功能B.酶和抗体都在核糖体上合成C.抑制线粒体的功能会影响主动运输D.高尔基体在动、植物细胞中的功能不完全相同解析 绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA,核糖体是蛋白质合成的场所,B 项错误。答案 B10.(2016山东潍坊仿真卷)下列关于细胞组成、结构和功能的叙述中,错误的是()A.细胞膜和染色体的组成元素都有 C、H、O、N、PB.膜成分相互转化的基础是生物膜具有一定的流动性C.动植物细胞都以 DNA 为主要遗传物质D.酵母菌细胞内H与 O2 的结合发生在生物膜上解析 细胞生物的遗传物质都是
191、 DNA,动植物细胞都以 DNA 为遗传物质,C 错误。答案 C(教师独具)1.(2017东北三省名校联考)某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油,每个小油滴都由磷脂膜包被着,该膜最可能的结构是()A.由单层磷脂分子构成,磷脂的尾部向着油滴内B.由单层磷脂分子构成,磷脂的头部向着油滴内C.由两层磷脂分子构成,结构与细胞膜基本相同D.由两层磷脂分子构成,两层磷脂的头部相对解析 磷脂分子的头部亲水、尾部疏水、亲油,则 A 选项正确。答案 A2.(2016河北衡水中学四调,6)下列甲、乙、丙、丁四图是细胞或细胞结构模式图。据图分析正确的是()A.以上四种结构中所具有的三种大分子有机物是 DN
192、A、RNA 和蔗糖B.在蓝藻细胞中有甲、乙同时存在而无丙结构C.从结构上看,甲、乙、丙、丁都具有双层膜D.在植物的叶肉细胞中同时存在甲、乙、丙三种结构解析 甲、乙、丙、丁四图分别代表线粒体、叶绿体、细胞核、细菌,蔗糖是二糖,不属于生物大分子,A 错误;蓝藻为原核生物,原核细胞无甲、乙、丙三种结构,B 错误;细菌不具有双层膜,C 错误;植物叶肉细胞中同时存在甲、乙、丙三种结构,D 正确。答案 D3.(2016四川广元二模,1)下列生理过程在生物膜上发生的是()A.水绵细胞内 CO2 的固定B.黑藻细胞内H和 O2 的结合C.人体细胞内 DNA 分子的复制D.人体骨骼肌产生乳酸解析 水绵细胞内二氧
193、化碳的固定发生在叶绿体基质中;黑藻细胞内H和氧气结合发生在线粒体内膜上;人体细胞内 DNA 分子的复制主要是在细胞核内;人体骨骼肌产生乳酸的场所是细胞质基质。答案 B4.下列关于细胞器的叙述,错误的是()A.溶酶体只能消化细胞内衰老的细胞器B.线粒体含有核糖体且能发生转录和翻译C.高尔基体分拣蛋白质分别送到细胞内或细胞外D.粗面内质网内的蛋白质会送到高尔基体和细胞其他部位解析 溶酶体除了可以消化衰老的细胞器外,还可以分解侵入细胞的病毒和病菌和其他异物,A 错误;线粒体中也含有 DNA 和核糖体,所以在线粒体中也可以进行转录和翻译,B 正确;高尔基体可以将蛋白质进行分类、包装和发送,C 正确;粗
194、面内质网内的蛋白质可以发送到高尔基体和细胞的其他部位,D 正确。答案 A5.(2016四川凉山一模)下列在线粒体中不能发生的生理过程是()A.H与氧气结合释放能量B.把化学能转变成化学能C.丙酮酸分解成酒精和 CO2D.控制某些蛋白质的合成解析 H与氧气结合释放能量发生在线粒体内膜,A 错误;线粒体可形成 ATP,故可把化学能转变成化学能,B 错误;丙酮酸分解成酒精和 CO2 发生在细胞质基质,C 正确;线粒体内含有少量 DNA,故可控制某些蛋白质的合成,D 错误。答案 C6.(2016西北工大附中模拟)经诱变、筛选得到几种基因 A 与基因 B 突变的酵母菌突变体,它们的蛋白质分泌过程异常,如
195、图所示。下列叙述不正确的是()A.可以使用同位素标记法研究蛋白质的分泌过程B.出现不同的突变体说明基因突变具有随机性和不定向性C.推测 A、B 基因双突变体的蛋白质应沉积在高尔基体中D.无论 A、B 基因的哪种突变都会影响细胞膜蛋白的更新解析 可用同位素标记法研究蛋白质的分泌过程,A 正确;出现不同突变体说明基因突变具有随机性和不定向性,B 正确;A 基因突变体蛋白质沉积在内质网,B 基因突变体蛋白质沉积在高尔基体,因此 A、B 基因双突变体蛋白质沉积在内质网,C 错误;A 基因突变体蛋白质沉积在内质网,B 基因突变体蛋白质沉积在高尔基体,这样会影响细胞膜蛋白的更新,D 正确。答案 C7.(2
196、017武汉模拟)下图是两种生活状态细胞的亚显微结构示意图,请据图回答:(1)图 1 细胞中与抗体的合成、加工、分泌相关的生物膜结构包括_(填序号),抗体从细胞内分泌到细胞外的过程体现了细胞膜的结构具有_。(2)图 2 细胞进行细胞呼吸产生 CO2 的场所是_(填序号),动植物细胞有丝分裂过程的差异性主要与图中的_(填序号)等细胞器的功能有关。(3)导致图 1 细胞与产生该细胞的记忆细胞在形态、结构、功能方面差异的原因是_。(4)图 2 中和两种细胞器比较的叙述,正确的是()A.所含酶种类均不同B.都与能量代谢有关C.都能发生 AU 配对D.增大内部膜面积的方式相同E.存在所有真核细胞中答案(1
197、)、一定的流动性(2)、(3)基因的选择性表达(4)B、C8.图甲表示细胞的生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系,其中 COP、COP是囊泡的两种类型,可以介导蛋白质在 A 与 B 之间的运输。图乙表示该细胞在分泌蛋白合成前几种生物膜的面积。请据图回答以下问题。(1)除了图甲中所示的功能外,溶酶体还能够分解_,以保持细胞的功能稳定。(2)A 是细胞内蛋白质合成和加工以及_合成的“车间”。COP主要介导蛋白质从 _运到 _。(3)囊泡膜和细胞膜的结构相似,都以_为基本骨架。(4)请在图中根据“分泌蛋白合成前几种生物膜的面积”画出分泌蛋白分泌后几种生物膜的面积。(5)若要提取动物的细胞膜,最好
198、选用_作材料,提取时先让其在蒸馏水中吸水涨破,处理后即可得到纯净的细胞膜。答案(1)衰老、损伤的细胞器(2)脂质 B 高尔基体 A 内质网(3)磷脂双分子层(4)如图所示(5)哺乳动物成熟的红细胞第 7 讲 物质跨膜运输的实例和方式最新考纲 1.物质出入细胞的方式()。2.实验:观察植物细胞的质壁分离和复原。考点一 细胞的吸水、失水及物质跨膜运输的实例(5年11考)1.渗透作用(1)发生渗透作用的条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。(2)常见渗透装置图分析水分的流动判断:当溶液浓度 S1S2 时,水分就通过半透膜由 S2 流向 S1;当溶液浓度 S1S2 时,水分就通过半透膜
199、由 S1 流向 S2。在达到渗透平衡后,若存在如图所示的液面差 h,则 S1 溶液浓度S2。因为液面高的一侧形成的净水压,会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。2.动物细胞的吸水和失水3.成熟植物细胞的吸水和失水(1)当外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。(2)当外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞吸水,失水的细胞发生质壁分离复原现象。1.渗透作用与扩散作用有何区别?提示 渗透作用必须有选择透过性膜(半透膜),扩散作用则不一定需要;扩散作用适用于各种物质,渗透作用仅指溶剂分子。2.将紫色洋葱鳞叶外表皮细胞置于质量分数为 30%蔗糖溶液中数分钟后,用清水引流,重复多次,则在此过程中
200、:区域将扩大还是缩小,区域颜色深浅有何变化?提示 发生质壁分离的细胞用清水引流,使其处于清水中,由于外界溶液浓度小于细胞液浓度,细胞吸水,发生质壁分离后的复原,所以图示中区域缩小,区域紫色变浅。渗透系统与渗透作用的原理1.(2013江苏单科,27)如图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时的液面差为 h,此时 S1 和 S2 浓度大小关系为_。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的_,两者在物质透过功能上的差异是_。(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。实验材料:紫色洋
201、葱。实验器具:如图所示的渗透装置(不含溶液),光学显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,刀片,吸水纸,擦镜纸,滴管,记号笔等。实验试剂:蒸馏水,质量分数为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的 KNO3 溶液。部分实验步骤和结果如下:选两套渗透装置,标上代号 X 和 Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置 X 和 Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和 KNO3 溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有_(填代号)。选两片洁净的载玻片,_,在载玻片中央分别滴加_,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和 KNO3
202、溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是_。(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是_。答案(1)S1S2(2)原生质层 原生质层能主动运输有关物质而半透膜不能(3)X 标号 蒸馏水 质壁分离(4)KNO3 溶液中的细胞质壁分离后会自动复原2.如图所示,容器 A 中含 0.02(molL1)蔗糖,0.03(molL1)尿素;容器 B 中含0.01(molL1)蔗糖,0.05(molL1)尿素。A、B 间隔一层半透膜。第一种情况:半透膜只允许水分子通过;第二种情况:半透膜允许水分子和尿素分子通过。当达到动态平衡时,这两种情况下的液面高度情况是()A.一样高,A 高于
203、 B B.B 高于 A,不能确定C.B 高于 A,A 高于 B D.一样高,不能确定解析 第一种情况:半透膜只允许水分子通过,则容器 A 中溶液总的物质的量浓度为 0.05(molL1),容器 B 中溶液总的物质的量浓度为 0.06(molL1),容器 B 中溶液的渗透压高于容器 A 中溶液的渗透压,故最终 B 中的液面高于 A 中的。第二种情况:半透膜允许水分子和尿素分子通过,那么最终半透膜两侧的尿素浓度相等,但是容器 A 中的蔗糖浓度大于 B 中的,故最终 A 中的液面高于 B 中的。答案 C有关渗透作用的“4”个易错点(1)渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度,实质是指渗透压,如
204、质量分数为 10%葡萄糖溶液和质量分数为 10%蔗糖溶液的质量浓度相等,但质量分数为10%蔗糖溶液的渗透压小,故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。(2)水分子的移动方向是双向移动,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。(3)渗透平衡浓度相等。渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态,既不可看作没有水分子移动,也不可看作两侧溶液浓度绝对相等。(4)只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原。细胞吸水和失水状况分析【典例】(2014全国课标理综,4)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条,分为 a、b、c、d、e 和 f 组(每组的细条数相等),取上述 6 组细条
205、分别置于不同浓度的蔗糖溶液中,浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度,结果如图所示。假如蔗糖溶液与花冠细胞之间只有水分交换,则()A.实验后,a 组液泡中的溶质浓度比 b 组的高B.浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量小于 b 组的C.a 组细胞在蔗糖溶液中失水或吸水所耗 ATP 大于 b 组D.使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.40.5(molL1)之间慧眼识图 获取信息答案 D【对点小练】(2016四川广元段考)图甲是人的红细胞长时间处在不同浓度的 NaCl 溶液中,红细胞的体积(V)与初始体积(V0)之比的变化曲线;图乙是某植物细胞在一定浓度的 NaCl溶液中细胞失水量的变化情况。
206、下列分析正确的是()A.从图甲可见 250(mmolL1)NaCl 溶液不影响人红细胞的代谢B.图乙中植物细胞体积的变化是先减小后增大C.图乙中 A 点细胞失水量最大,此时细胞吸水能力最小D.人红细胞长时间处在 300(mmolL1)NaCl 溶液中可能死亡,图乙中的处理时间内细胞一直有生物活性解析 图甲中,250(mmolL1)NaCl 溶液中红细胞体积与初始体积之比小于 1,说明人红细胞失水皱缩了,会影响人红细胞的代谢,A 错误;植物细胞由于细胞壁的存在,细胞体积几乎不变,B 错误;图乙中,A 点细胞失水量最大,细胞液浓度最大,此时细胞吸水能力最强,C 错误。答案 D考点二 物质跨膜运输的
207、实例及方式(5年12考)1.物质跨膜运输的其他实例番茄和水稻吸收无机盐离子的比较:科学家将番茄和水稻分别放在含有 Ca2、Mg2和 SiO44 的培养液中培养,结果及分析如下:(1)实验结果图中显示:不同植物(每种离子中黑白柱相比),对同一种无机盐离子的吸收速率不同。同一种植物对不同种无机盐离子的吸收也有差异(三条白柱高低不同,三条黑柱高低也不同)。(2)实验结论:植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性。(3)微生物吸收无机盐离子的特点不同微生物对无机盐离子的吸收有选择性。不同微生物对各种无机盐离子的需要量不同。2.物质跨膜运输的方式(连线)3.不同因素对物质跨膜运输的影响的曲线模型影响物质跨膜
208、运输的因素有多种,最常见的有:内部因素载体的种类、数量;外部因素物质的浓度、影响呼吸作用强度的因素(如氧气浓度、温度等)物质浓度(在一定的范围内)氧气浓度依据模式图确认物质出入细胞的方式及影响因素(1)填写以下有关物质运输方式及结构的名称:图 2:自由扩散;图 3:协助扩散;图 4:主动运输;a:载体蛋白。图 5:胞吞、胞吐(2)写出图 1图 5 中影响物质出入细胞的因素图中仅受“浓度差”制约的为图 1、图 2加入蛋白酶处理会受影响的是图 3、图 4、图 5加入呼吸酶抑制剂处理,会受影响的是图 4、图 5(3)甘油分子跨膜运输遵循图 2 所示模式,红细胞吸收葡萄糖与图 3 所示模式一致,多数离
209、子跨膜方式应如图 4 所示方式。(4)神经递质的释放应符合图 5 所示模式,该模式需(填“需”或“不需”)消耗能量,其运输机制与膜的流动性有关。1.真题重组 判断正误(1)下图中 15 依次为:物质跨膜运输、主动运输、被动运输、自由扩散、协助扩散(2016北京卷,1C)()(2)Na从红细胞外运入红细胞内的过程属于被动运输(2016海南卷,19D)()(3)小肠上皮细胞吸收溶质发生障碍时,可导致小肠吸水减少。(2015海南卷,16C)()(4)小肠黏膜中的一些细胞可通过被动运输将某种蛋白分泌到肠腔(2015海南卷,16D)()(5)甘油是极性分子,所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜(2014新
210、课标,1C)()(6)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(2013新课标,3A)()以上内容着重考查了教材必修 1 P7072 物质跨膜运输的方式及实例,此属高考高频考点,备考时应侧重各类方式的比较与界定,尤其要关注题目曲线图解、关键词、表格数据等有效信息,学会用“顺藤摸瓜”法解决问题。2.(教材必修 1P76“画概念图”改编)下列是物质出入细胞方式概念图。(1)请你具体指出的内容。(2)上述运输方式中可逆浓度梯度运输的是 _(3)同一物质进出不同细胞的方式是否一定相同?_。提示(1)依次为分子大小、胞吐、胞吞、是否耗能、主动运输、是否需要载体、协助扩散。(2)上述运输方式中
211、只有主动运输可逆浓度梯度运输。(3)不一定相同。如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,而进入小肠上皮细胞则是主动运输。物质出入细胞的方式、特点及实例1.(2016全国课标卷,2)离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白,能利用水解 ATP 释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是()A.离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散B.离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度梯度进行的C.动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率D.加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率解析 离子泵通过消耗 ATP 进行离子的跨膜运输,属于主动运输,A 错误;主动运输一般为逆浓度梯度进行,B 错误;蛋白质变性
212、剂会降低具有活性的载体数量,使离子泵跨膜运输离子的速率降低,D 错误。答案 C2.(2016海南期末)下列关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质离子的叙述,正确的是()A.吸收不同矿质离子的速率都相同B.低温不影响矿质离子的吸收速率C.主动运输矿质离子的过程只发生在活细胞中D.叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质离子解析 不同的植物细胞,细胞膜上吸收不同矿质离子的载体数量不同,故吸收不同矿质离子的速率也不同,A 错误;矿质离子的吸收需要细胞呼吸提供能量,低温会影响细胞的呼吸作用,从而影响矿质离子的吸收速率,B 错误;叶肉细胞吸收矿质离子的方式是主动运输,D 错误。答案 C有关物质出入细胞方式
213、的 6 个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外,不要漏掉协助扩散。(2)消耗能量的运输方式除主动运输外,不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。(4)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外,不要漏掉浓度差。(5)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外,不要漏掉载体蛋白的合成场所核糖体。(6)运输速率与 O2 浓度无关的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。借助图解、模型等考查物质出入细胞的方式及影响因素【典例】(2016江苏卷,6)如图为一种溶质分子跨膜运输的示意图。下列相关叙述错误的是()A.载体逆浓度运输溶质分子B.载体
214、具有 ATP 酶活性C.载体和转运方式不同D.载体转运溶质分子的速率比自由扩散快慧眼识图 获取信息答案 B【对点小练】1.(2017广东惠州调研)下图表示细胞膜的结构和物质进出细胞的方式,下列说法错误的是()A.与图中曲线相符的过程是图中的过程 dB.A 物质决定着不同生物膜的功能差异C.在图中,e 可以代表细胞分泌 Na的过程D.甘油、氧气进入细胞的方式是 b解析 图中曲线与浓度差没有关系显示该物质可以逆浓度梯度运输,应为主动运输,图中 a、e 均为主动运输,d 为协助扩散。答案 A2.(2016陕西宝鸡一模)下图表示物质进入细胞的四种方式,有关说法错误的是()A.温度只影响图中和过程的速率
215、B.吞噬细胞通过过程吞噬病原体C.小肠上皮细胞吸收乙醇的方式是D.生长素极性运输进入细胞的方式是解析 由图可知,为自由扩散,为协助扩散,为主动运输,为胞吞。温度影响膜的流动性,对均有影响,A 错误。答案 A1.“三看法”快速判定物质出入细胞的方式2.实验探究物质跨膜运输的方式(1)探究是主动运输还是被动运输(2)探究是自由扩散还是协助扩散考点三(实验)观察植物细胞的质壁分离和复原1.实验原理(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。(2)细胞液具有一定的浓度,能渗透吸水和失水。(3)引发质壁分离的两种原因2.实验步骤3.实验结论【特别提醒】(1)本实验存在两组对照实验(2)本实验是教材中
216、涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。(3)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的且有水分子通过原生质层渗出来。将若干生理状况基本相同,长度为 3 cm 的鲜萝卜条分为四组,分别置于三种浓度的溶液(即 0.3 g/mL 蔗糖溶液,0.3 g/mLKNO3 溶液及 0.5 g/mL 蔗糖溶液)(实验组)和清水(对照组)中,测量每组萝卜条的平均长度,结果如图。请思考:(1)依据图示四条曲线变动趋势,推测 ad 依次为哪种溶液?(2)对照组中萝卜条长度增加较少的原因是什么?(3)b 曲线在用清水处理前即由下降趋势转为上
217、升趋势,原因是什么?与之相关的细胞器有哪些?慧眼识图 获取信息提示(1)a.清水 b.0.3 g/mLKNO3 溶液 c.0.3 g/mL 蔗糖溶液 d.0.5 g/mL 蔗糖溶液。(2)细胞壁伸缩性较小,限制细胞胀大。(3)K、NO3 离子透过原生质层进入细胞液;与之相关的细胞器有核糖体、线粒体、液泡。1.(2014课标,4)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是()A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于
218、实验现象的观察解析 黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,故 B 错误。答案 B2.将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中,液泡体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.与 A 点相比,B 点时细胞的液泡颜色变深B.与 B 点相比,C 点时细胞的吸水速率大C.C 点时细胞膨胀,液泡内没有水分子进出D.B 点到 C 点过程中,细胞的吸水速率受细胞壁的影响解析 将质壁分离的洋葱紫色外表皮细胞放入清水中,随着时间的推移,液泡的体积逐渐变大直至保持相对稳定,说明细胞在不断地吸水直至水分进出细胞达到动态平衡。与 A 点相比,B 点时细胞已吸入的水量较多,
219、液泡的颜色变浅,A 错误;与B 点相比,C 点时细胞的体积不再增加,说明水分进出细胞达到动态平衡,细胞吸水速率小于 B 点时的,B、C 错误。答案 D质壁分离和复原实验的拓展应用(1)判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度(4)鉴别不同种类的溶液(如 KNO3 溶液和蔗糖溶液)易错防范清零易错清零易错点 1 误认为渗透平衡时“浓度相等”点拨 渗透平衡浓度相等,上图为一个典型的渗透装置,当 S1 溶液浓度S2 溶液浓度时,单位时间内由 S2S1 的水分子数多于 S1S2 的水分子数,总结果:水由S2 溶液流向 S1 溶液,故 S1 液面上升,然而当 h
220、停止上升,S1 与 S2 达渗透平衡时,S1 浓度仍大于 S2 浓度,如 S1 为蔗糖溶液,S2 为清水时,即使达渗透平衡,被稀释后的 S1 中仍存在原有的蔗糖分子,其浓度绝不会与清水(S2)相等。易错点 2 不清楚选择透过性膜与半透膜(或人工膜)的特别之处点拨 选择透过性膜与半透膜或人工膜膜的种类物质透过性特点半透膜较小物质通过,较大物质不能通过不具有选择性,无生物活性,即能透过时,则可透过选择透过性膜要选择吸收的离子、小分子可以通过,而其他的离子、小分子和大分子不能通过具有选择性和生物活性,是生物膜,即能透过时,也未必透过需依据细胞主动选择易错点 3 误认为同种物质跨膜方式应一致点拨 某物
221、质进出细胞的方式并非固定一种。如葡萄糖进入红细胞是协助扩散,而葡萄糖通过小肠上皮细胞细胞膜的方式为主动运输,要视具体情况而定。再如静息电位形成时 K外流与动作电位形成时 Na内流均为协助扩散;但 K、Na在其他细胞中跨膜运输一般为主动运输,而即使是同一种物质,进出细胞的方式也不一定相同,如下图中 Na、氨基酸进出肾小管上皮细胞方式均不相同。纠错小练1.(2016河北三市联考)在如图所示的装置中,A、B、C 中均为一定浓度的蔗糖溶液,溶液之间均用半透膜隔开,一段时间后达到渗透平衡形成一定的高度差,如图所示,h1h2,在达到平衡后,A、B、C 中蔗糖溶液的浓度大小关系为()A.ABC B.ABCC
222、.ACB D.无法确定解析 在达到渗透平衡后,单位时间内,水分子通过半透膜从 A 到 B 及从 B 到 A扩散的速率相等,由于影响水分子扩散速率的因素有两个,即溶液的浓度和水柱 h1形成的静水压,故 A 中溶液浓度大于 B 中溶液浓度。同理可知,C 中溶液浓度大于B 中溶液浓度,但由于水柱 h2 形成的静水压比水柱 h1 形成的静水压小,故可推知 A中溶液浓度大于 C 中溶液浓度。因此,A、B、C 中蔗糖溶液的浓度大小关系为 ACB。答案 C2.(2014北京理综,3)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性,结果如图。据此不能得出的推论是()A.生物膜上存在着协助 H2O 通过的物质
223、B.生物膜对 K、Na、Cl的通透具有选择性C.离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜D.分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率解析 因人工膜由双层磷脂组成,无蛋白质,所以离子不能以协助扩散方式通过人工膜,C 错误。答案 C3.如图为小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图。其中、的个数代表分子(离子)的浓度。下列相关叙述错误的是()A.葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞,需要消耗 ATP,这与葡萄糖进入红细胞方式不同B.葡萄糖通过协助扩散的方式从此细胞中运出,不需要消耗 ATPC.钠离子进入此细胞时不存在载体饱和现象D.载体和载体的组成单位相同,但结构有差异解析 由图可知,钠离
224、子进入小肠上皮细胞时需要载体的协助,因此存在载体饱和现象。载体的本质是蛋白质,组成单位都是氨基酸,但载体具有特异性,不同载体的结构不同,运输的物质也有差异。答案 C随堂真题演练1.(2016海南卷,5)下列属于主动运输的是()A.动物肺泡细胞释放 CO2B.蔗糖通过植物细胞的细胞壁C.苯分子进入人的皮肤细胞D.丽藻细胞吸收 SO24 的过程解析 CO2、苯分子通过细胞膜的方式为自由扩散;蔗糖通过植物细胞壁并非“跨膜”运输方式,因细胞壁具“全透性”;细胞吸收 SO24 离子应属主动运输。答案 D2.(2016海南卷,1)下列关于膜蛋白和物质跨膜运输的叙述,错误的是()A.膜蛋白在细胞膜上的分布是
225、不对称的B.膜蛋白不参与物质跨膜的被动运输过程C.主动运输可以使被运输离子在细胞内外浓度不同D.物质通过磷脂双分子层的扩散速率与其脂溶性有关解析 被动运输中的“协助扩散”,必需载体蛋白(膜蛋白)“协助”,故 B 选项不正确。答案 B3.(2015课标,3)下列过程中,不属于胞吐作用的是()A.浆细胞分泌抗体到细胞外的过程B.mRNA 从细胞核到细胞质的过程C.分泌蛋白从胰腺的腺泡细胞到胞外的过程D.突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的过程解析 抗体、分泌蛋白都是大分子物质,其分泌到细胞外的方式都为胞吐,突触小泡中的神经递质以胞吐的方式释放到突触间隙,A、C、D 不符合题意;mRNA 通过核孔从
226、细胞核进入细胞质,不属于胞吐作用,B 项符合题意。答案 B4.(2016天津卷,1)在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中,显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是()A.由观察甲到观察乙须将 5 倍目镜更换为 10 倍目镜B.甲、乙、丙可在同一个细胞内依次发生C.与甲相比,乙所示细胞的细胞液浓度较低D.由乙转变为丙的过程中,没有水分子从胞内扩散到胞外解析 题图表示紫色洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离及复原的过程图。观察质壁分离时只需用低倍镜,不必换高倍镜观察,A 错误;在实验中细胞一直保持活性,可以观察到甲、乙、丙的连续状态,B 正确;由甲到乙,细胞失水,细胞液浓度升
227、高,C 错误;由乙转为丙,水是双向扩散的,只不过进入细胞的水多于扩散到细胞外的水。答案 B5.(2016江苏卷,2)下列关于生物膜透性的叙述,正确的是()A.核糖体合成的分泌蛋白能够自由透过高尔基体膜B.细胞质中合成的光合作用相关蛋白须通过内质网输入叶绿体C.子叶细胞中包被脂肪颗粒的膜对葡萄糖具有选择透性D.细胞外高浓度的超氧化物歧化酶可以自由扩散进入细胞解析 核糖体合成的分泌蛋白通过内质网产生的囊泡运输至高尔基体,与高尔基体膜融合,进入高尔基体,不能自由透过高尔基体,A 错误;细胞质中合成的光合作用相关蛋白进入叶绿体,可依赖膜的流动性,不需经过内质网,B 错误;葡萄糖通过子叶细胞中包被脂肪颗
228、粒的膜需载体协助,体现了膜的选择透过性,C 正确;超氧化物歧化酶是蛋白质,通过胞吞的方式进入细胞,D 错误。答案 C课后分层训练(时间:25 分钟 满分:100 分)1.(2016山东青岛检测)下列哪一种物质出入细胞膜的方式与其他三种方式不同()A.根从土壤吸收钾离子B.红细胞吸收钾离子,排出钠离子C.小肠对钙的吸收D.浆细胞分泌抗体解析 抗体是大分子蛋白质,以“胞吐”形式进出细胞,其他三类方式均为主动运输。答案 D2.(2017湖南名校联考)盐碱地中生活的某种植物,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。下列有关叙述不正确
229、的是()A.Na进入液泡的方式属于主动运输B.Na进入液泡的过程体现了液泡膜的选择透过性C.该载体蛋白作用的结果降低了细胞的吸水能力D.该载体蛋白作用的结果提高了植物的耐盐性解析 当 Na运入液泡后,提高了细胞液的浓度,可以增强细胞的吸水能力,提高了植物的耐盐性,故 C 错误。答案 C3.若下图表示细胞运输某种物质的过程(不需要能量),下列哪个过程能用该图表示()A.血浆中的葡萄糖进入红细胞B.氧气进入肺泡细胞中C.植物根细胞吸收土壤中的无机盐离子D.吞噬细胞吞噬病原体解析 图示信息表明物质分子通过细胞膜时需载体蛋白协助,且不需要能量,则该方式为“协助扩散”。AD 中只有 A 所述方式与之吻合
230、(B 为自由扩散,C 为主动运输,D 为胞吞)。答案 A4.(2016广东揭阳一模,3)现有 2 个取自同一个紫色洋葱鳞片叶外表皮的大小相同、生理状态相似的成熟细胞,将它们分别浸没在甲、乙两种溶液中,测得液泡直径的变化情况如图所示。下列有关叙述中,正确的是()A.乙溶液的浓度比甲溶液的大B.2 min 时,甲、乙溶液中细胞的细胞液浓度均高于初始值C.10 min 时,取出两个细胞并置于清水中,都能观察到质壁分离复原的现象D.本实验若选用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞为材料,则现象更明显解析 分析题图,实验开始一段时间内,甲溶液中细胞液泡直径减小的速度更快,故甲溶液浓度比乙溶液的大,A 错误;02 m
231、in 时甲、乙溶液中细胞的液泡直径都减小,细胞液浓度均高于初始值,B 正确;由图可知,甲溶液中细胞会发生质壁分离自动复原,10 min 时.取出两个细胞并置于清水中,只有乙细胞发生质壁分离复原,C 错误;紫色洋葱的鳞片叶内表皮细胞液泡中不含色素,实验现象不明显,D 错误。答案 B5.(2017河南豫南九校联盟)在物质进出人体细胞的方式中,与下面两图曲线都符合的是()A.红细胞从血浆中吸收 KB.白细胞吞噬病菌C.神经细胞排出 Na离子D.肾小管上皮细胞吸收原尿中的葡萄糖解析 由图可知运输速度和氧气浓度没有关系,说明该物质的运输不需要有氧呼吸提供能量,且一定程度时运输速度不随着物质浓度的增加而增
232、加,应是协助扩散或主动运输。人体红细胞吸收钾离子,是主动运输,但消耗的 ATP 是无氧呼吸提供的,A 正确;白细胞吞噬病菌是胞吞,不需要载体蛋白,但需要有氧呼吸提供的能量,B 错误;神经细胞排出钠离子为主动运输,需要有氧呼吸提供能量,C 错误;肾小管上皮细胞吸收原尿中的葡萄糖是需要消耗 ATP 的主动运输,其所需 ATP 主要由有氧呼吸产生,与 O2 浓度有关,D 错误。答案 A6.(2017辽宁师大附中模拟)将某哺乳动物的两种细胞置于一定浓度的 Q 溶液中,测定不同情况下吸收 Q 的速率,结果如下表所示,由表中数据能得出的结论是()细胞类型未通入空气组的吸收速率通入空气组的吸收速率胚胎干细胞
233、3(mmolmin1)5(mmolmin1)成熟红细胞3(mmolmin1)3(mmolmin1)A.两种细胞吸收 Q 均取决于浓度差B.两种细胞吸收 Q 均不需载体蛋白的参与C.胚胎干细胞吸收 Q 的方式为主动运输D.成熟红细胞吸收 Q 的方式为被动运输解析 由胚胎干细胞在未通入空气和通入空气后吸收速率由 35 可推断该细胞吸收 Q 与“O2”有关,故应属主动运输主动运输既需载体蛋白参与,又消耗能量。答案 C7.(2016陕西渭南名校联考)协助扩散需要细胞膜上转运蛋白的协助。图甲、乙分别表示载体介导和通道介导的两种协助扩散方式,其中通道介导的扩散比载体介导快1 000 倍。下列有关叙述正确的
234、是()A.载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上是静止不动的B.载体蛋白和通道蛋白均具有一定的专一性C.甲乙两种方式均属于跨膜运输,故属于被动运输D.物质主要以通道介导的方式进出细胞解析 载体蛋白和通道蛋白在细胞膜上并不是静止不动的,而具有流动性,A 错误;载体蛋白和通道蛋白均能运载特定的物质,具有一定的专一性,B 正确;甲乙两种方式都是从高浓度一侧运输到低浓度一侧,需要载体蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散,C 错误;物质主要以主动运输的方式进入细胞,D 错误。答案 B8.图甲表示四种不同物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异,图乙为细胞膜的流动模式图,图丙、图丁反映了两种物质跨膜运输方式。据图回答下
235、列问题:(1)图乙中 a 分布于细胞膜的_(填“内”或“外”)表面,该物质的主要作用有_、_。(2)图乙所示的物质 d 对应的是图甲中的_。(3)细胞膜的基本支架是_(填图乙中的字母),从化学成分上看,它易于让_通过。(4)图丙表示的跨膜运输方式与图甲中_的跨膜运输方式相同。(5)影响图丁代表的物质跨膜运输速率的主要环境因素有_、_。答案(1)外 保护和润滑作用 识别作用(2)K(3)c 脂溶性物质(4)CO2(5)温度 氧气浓度1.(2016辽宁沈阳阶段检测)科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”。例如:用台盼蓝染色剂染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否
236、死亡。这种方法所利用的细胞膜的功能是()A.保护细胞内部结构功能B.信息交流功能C.控制物质进出功能D.免疫功能解析“染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质,活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝染色剂不能通过细胞膜进入细胞,所以活细胞不被染色,而死细胞的细胞膜不具有选择透过性,所以台盼蓝染色剂能进入死细胞内,使死细胞被染色,体现了细胞膜控制物质进出的功能。答案 C2.(2017辽宁鞍山一中等六校联考)甲、乙分别为物质进出细胞的坐标图和模式图,下列相关说法正确的是()A.甲、乙所代表的物质运输方式没有共同点B.甲、乙所代表的物质运输方式体现了细
237、胞膜的结构特点C.图乙中运输的物质可能是葡萄糖D.婴幼儿肠道吸收乳汁中免疫球蛋白的过程可用图甲中的跨膜运输方式表示解析 据图分析,甲所代表的物质跨膜运输方式与氧气浓度有关,应该为主动运输,乙所代表的运输方式从高浓度到低浓度,需要载体,应为协助扩散。主动运输与协助扩散都需要载体,A 错误;甲、乙所代表的物质运输方式体现了细胞膜的功能特点选择透过性,B 错误;红细胞吸收葡萄糖的方式为协助扩散,C 正确;婴幼儿肠道吸收乳汁中免疫球蛋白的过程为胞吞,是大分子物质出入细胞的方式,不需要跨膜,D 错误。答案 C3.(2017贵州贵阳监测)如图为物质进出细胞的分类示意图。已知物质进出细胞的方式有胞吞、胞吐、
238、自由扩散、协助扩散和主动运输,下列叙述中不正确的是()A.若 A 与 B 的分类依据为是否消耗能量,则 F 可表示主动运输B.若 A 与 B 的分类依据为是否需要载体蛋白,则 G 可表示自由扩散C.若 A 与 B 的分类依据为是否需要载体蛋白,则 C 可表示主动运输D.若 A 与 B 的分类依据为是否消耗能量,则 C、D 可表示被动运输解析 自由扩散和协助扩散不消耗能量,胞吞和胞吐、主动运输都需要消耗能量,因此若 A 与 B 的分类依据为是否消耗能量,则 C 和 D 为自由扩散和协助扩散,G和 H 为胞吞和胞吐,F 为主动运输;自由扩散和协助扩散属于被动运输,A、D 正确;物质进出细胞的方式中
239、只有协助扩散和主动运输需要载体蛋白的协助,若 A 与B 的分类依据为是否需要载体蛋白,则 C 和 D 为协助扩散和主动运输,F 为自由扩散,G 和 H 为胞吞和胞吐,B 错误、C 正确。答案 B4.(2017深圳调研)将甲、乙、丙三个未发生质壁分离的成熟植物细胞置于同一蔗糖溶液中,在显微镜下持续观察它们的状态,直到细胞形态不再发生变化时,三个细胞的状态如下表所示:细胞种类细胞状态甲细胞刚发生质壁分离乙细胞没有发生质壁分离丙细胞质壁分离现象明显下列判断正确的是()A.细胞形态不再发生变化是因为细胞已经死亡B.实验前甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度关系是乙甲丙C.实验后甲、乙、丙三个细胞的细胞液浓度
240、关系是乙甲丙D.细胞形态不再发生变化时三个细胞的细胞液浓度相等解析 细胞形态不再发生变化并不代表细胞已经死亡,可能正处于水分子进出细胞的动态平衡状态,A 错误;细胞内外浓度差越大,质壁分离现象越明显,而实验所用蔗糖溶液浓度相同,故实验前丙细胞的细胞液浓度最小,乙细胞的细胞液浓度最大,B 正确;达到动态平衡时,三个细胞的细胞液浓度与外界溶液浓度分别相等,三个细胞的细胞液浓度不相等,质壁分离越明显的细胞失水越多,外界溶液浓度越小,故实验后丙细胞的细胞液浓度最小,C、D 错误。答案 B5.(2016新疆乌鲁木齐模拟,5)下图为钠离子、葡萄糖进出小肠上皮细胞的示意图。下列分析正确的是()A.葡萄糖进出
241、小肠上皮细胞的载体是相同的B.小肠上皮细胞的内环境是小肠液和组织液C.葡萄糖的吸收与细胞膜上的钠钾泵有关D.葡萄糖进入小肠上皮细胞无需消耗能量解析 由图可以看出,葡萄糖进入小肠上皮细胞是通过 Na驱动的葡萄糖载体,而出细胞通过葡萄糖载体,载体不相同,A 错误;小肠液通过消化道与外界相通,不属于内环境,B 错误;葡萄糖进入小肠上皮细胞,是通过 Na驱动的葡萄糖载体,需要 Na的参与,而维持细胞内外 Na浓度,需要钠钾泵,C 正确;葡萄糖进入细胞,是从低浓度到高浓度,虽然没有直接消耗 ATP,而是随着钠离子内流实现转运,维持钠浓度梯度则由细胞膜钠钾泵耗能逆浓度梯度排 Na实现,D 错误。答案 C6
242、.(2016安徽马鞍山三校联考,15)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察和两次处理。下列有关叙述正确的是()A.第一次观察为低倍镜观察,后两次为高倍镜观察B.第一次处理滴加的液体为清水,第二次滴加的液体为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液C.若将紫色洋葱鳞片叶的外表皮换成内表皮,则不会发生质壁分离D.紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液解析“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中,一般需要进行三次显微观察,第一次是正常细胞的观察,第二次是质壁分离细胞的观察,第三次是质壁分离复原细胞的观察。三次观察均为低倍镜观察,A 错误;
243、第一次处理滴加的液体为 0.3 g/mL的蔗糖溶液,观察质壁分离现象,第二次滴加的液体为清水。观察质壁分离复原现象,B 错误;紫色洋葱鳞片叶的内表皮也会发生质壁分离,但不含色素,现象不明显,C 错误;原生质层是指细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质,紫色洋葱鳞片叶外表皮中不属于原生质层的有细胞壁、细胞核和细胞液,D 正确。答案 D7.(2016吉林长春东北师大附中二模,43)生物膜的基本特点之一是能够维持相应环境内的物质浓度,下图 a、b、c 代表跨膜运输方式,d 代表膜上的物质。回答下列与生物膜有关的问题。(1)1959 年罗伯特森提出了蛋白质脂质蛋白质的生物膜模型,他将生物膜描述为静态的统一
244、结构。但这一观点无法解释_等现象(举一例),因此遭到了质疑。(2)图 1 中可以表示被动运输的类型为_(填写图中编号),其中_不需要膜蛋白的协助。图中可以表示主动运输的类型为_(填写图中编号)。(3)人工合成的仅由磷脂双分子层构成的封闭球状结构称为脂质体。带电荷的分子很难通过脂质体的原因是磷脂双分子层的_(内部/外部)是疏水的。(4)图中物质跨膜运输方式会受到低温影响的是_(填图中编号)。(5)某植物根系对某物质 X 的吸收速率与 X 的浓度关系如图 2 所示,该植物根系对X 的吸收方式为_(填名称)。答案(1)变形虫的变形运动(其他合理答案也可)(2)a、b a c(3)内部(4)a、b、c
245、(5)协助扩散或主动运输整合一 归纳七类物质鉴定与提取,全取教材五大基础实验1.教材规定实验中的“染色剂”归纳试剂被染成分呈现颜色斐林试剂还原糖砖红色沉淀苏丹(或苏丹)染液脂肪橘黄色(或红色)双缩脲试剂蛋白质紫色甲基绿染液DNA绿色吡罗红染液RNA红色健那绿染液线粒体蓝绿色龙胆紫溶液染色体紫色醋酸洋红溶液红色改良苯酚品红染液红色2.七类物质鉴定和提取类实验总结实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定碘液蓝色脱色的叶片还原糖的鉴定斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪的鉴定苏丹(或苏丹)染液橘黄(或红)色花生种子切片需用高倍镜观察蛋白质的鉴定双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加 A 液
246、,后加 B 液绿叶中色素的提取液:无胡萝卜素:新鲜的绿叶(如加入二氧化硅提取和分离 水乙醇;分离液:层析液橙黄色叶黄素:黄色叶绿素 a:蓝绿色叶绿素 b:黄绿色菠菜叶)是为了研磨得更充分;加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏酒精的鉴定重铬酸钾溶液灰绿色无氧环境中的酵母菌酸性条件鉴定 CO2Ca(OH)2(或溴麝香草酚蓝水溶液)变浑浊(或由蓝变绿再变黄)有氧或无氧环境中的酵母菌【高考例证】(2014广东理综,5)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图所示,将不同成熟阶段的种子匀浆后检测,结果正确的是()选项取样时间检测试剂检测结果A第 10 天斐林试剂不显色B第 20 天双缩脲试剂不显色C第 30
247、 天苏丹试剂橘黄色D第 40 天碘液蓝色解析 分析曲线可知,油菜种子在成熟过程中,可溶性糖和淀粉不断转化为脂肪储存起来。第 10 天时仍然存在较多的可溶性糖,可溶性糖中的还原糖与斐林试剂在水浴加热条件下会出现砖红色沉淀,A 错误;蛋白质是生物体生命活动的体现者,在整个种子成熟过程中都能检测到蛋白质的存在,B 错误;在第 30 天时,脂肪含量较高,脂肪与苏丹试剂发生反应呈现橘黄色,C 正确;在第 40 天时,淀粉已经消耗殆尽,用碘液检测不会发生显色反应,D 错误。答案 C物质鉴定类试题的 3 个易错点(1)不清楚实验试剂与检测对象的对应关系,如将甲基绿与吡罗红的作用混淆等。(2)不清楚鉴定试剂的
248、使用方法,如还原糖与斐林试剂反应及 DNA 与二苯胺反应均需要水浴加热,但双缩脲试剂、苏丹或苏丹染液、碘液的使用条件则为常温。(3)不清楚斐林试剂和双缩脲试剂的相关使用方法,前者是将甲液、乙液混合均匀后再加入样液,使用时需水浴加热,而双缩脲试剂是先加入 A 液,造成碱性环境后再加入 B 液,使用时无需加热。【对点小练】1.下列有关实验的叙述中错误的是()A.脂肪鉴定实验中滴加体积分数为 50%的酒精的目的是洗去浮色B.验证唾液淀粉酶是蛋白质的实验中,常用鸡蛋清作为对照组实验中的材料C.在蛋白质鉴定实验中,为防止蛋清粘在试管壁上,最好对其进行稀释处理D.在物质鉴定实验中,经健那绿染色,可观察到蓝
249、绿色的细胞核解析 健那绿可使线粒体(而不是细胞核)着色(呈蓝绿色)。答案 D2.(2016武汉武昌区调研)下列有关物质(或结构)、相应的鉴定试剂、实验结果都正确的一组是()A果糖、斐林试剂、砖红色DNA、健那绿染液、绿色淀粉、碘液、蓝色BRNA、吡罗红、红色脂肪、苏丹染液、橘黄色酒精、酸性重铬酸钾溶液、灰绿色C脂肪、龙胆紫、紫色染色体、甲基绿、绿色CO2、溴麝香草酚蓝、黄色D线粒体、健那绿、蓝绿色胡萝卜素、无水乙醇、黄色淀粉酶、双缩脲试剂、紫色解析 健那绿是对活细胞中线粒体染色的试剂,对 DNA 染色使用甲基绿染液,A错误;脂肪用苏丹或苏丹染色,将脂肪分别染成橘黄色或红色,B 正确;龙胆紫是对
250、染色体染色的试剂,DNA 被甲基绿染成绿色,二氧化碳使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,C 错误;胡萝卜素可用无水乙醇提取,胡萝卜素呈橙黄色,淀粉酶的化学本质是蛋白质,使用双缩脲试剂检测呈紫色,D 错误。答案 B3.(2016湖北武汉调研)下列各项实验中所用的试剂,作用相同的是()A.“体验制备细胞膜的方法”和“显微镜观察叶绿体”实验中,蒸馏水的作用B.“绿叶中色素的提取”和“检测生物组织中的脂肪”实验中,酒精的作用C.“检测生物组织中的还原糖”和“检测生物组织中的蛋白质”实验中,CuSO4 的作用D.“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目变化”实验中,盐酸的作用解析 制备细胞膜实
251、验中蒸馏水的作用是使细胞吸水涨破,而显微镜观察叶绿体实验中蒸馏水可以保持细胞的活性,A 错误;脂肪检测过程中酒精的作用是洗去浮色,绿叶中色素的提取实验中酒精的作用是溶解色素,B 错误;检测生物组织中的还原糖实验用的是新制氢氧化铜,而检测生物组织中的蛋白质用的是铜离子,C 错误;“观察植物细胞有丝分裂”用到盐酸的作用是使细胞分离开来,“低温诱导植物染色体数目变化”实验中,盐酸的作用都是使细胞相互分离,D 正确。答案 D整合二 归纳九类观察实验,规范熟练操作流程,重建镜检实验“文件夹”1.显微观察的两种方式(1)原色观察:即观察材料不用染色,直接用显微镜观察即可。相关实验有:使用高倍显微镜观察几种
252、细胞、用高倍显微镜观察叶绿体、观察植物细胞的吸水和失水等。(2)染色观察:即观察材料要经染色剂染色后才可用显微镜观察。相关实验有:观察DNA 和 RNA 在细胞中的分布、用高倍显微镜观察线粒体、观察细胞的有丝分裂或减数分裂等。2.显微观察类实验的染色剂与材料选择实验名称细胞状态装片制作生物材料观察 DNA、RNA死细胞用甲基绿吡罗红人的口腔上皮细胞在细胞中的分布染液观察线粒体活细胞用健那绿染色观察叶绿体直接制片藓类叶片或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮观察植物细胞的质壁分离和复原直接制片洋葱表皮细胞低温诱导植物染色体数目的变化死细胞用改良苯酚品红染液染色洋葱根尖分生区细胞观察细胞的有丝分裂用龙胆紫或醋
253、酸洋红染液染色观察细胞的减数分裂龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色蝗虫精母细胞用显微镜观察多种多样的细胞直接制片相关细胞生物组织中脂肪鉴定活细胞或死细胞需用苏丹染液或苏丹染液染色浸泡后的花生米3.显微观察 3 种临时装片的制作方法方法实验材料特点实验名称压片法比较疏松的材料,如根尖、花药等;实验中要压碎,以使细胞分散,便于观察观察根尖分生组织细胞的有丝分裂装片法微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分 l 细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞),直接观察观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布;用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体;观察植物细胞的吸水和失水切片法相对较大、较硬的材料,如花生生物组织中脂肪的检
254、测【高考例证】1.(2016江苏卷,19)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察,有关实验现象描述合理的是()实验标号实验名称观察到的实验现象观察植物细胞的质壁分离和复原镜检 1:几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色;镜检 2:不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致观察多种多样的细胞菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成;人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体观察细胞的有丝分裂洋葱根尖伸长区细胞长,液泡大;分生区细胞呈正方形,多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰探究酵母菌种群数量的动态变化酵母细胞呈球形或椭圆形,细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见A.实验B.实验C.实验D.实验解析 观察
255、植物细胞的质壁分离和复原时,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡大,占据整体细胞体积的绝大部分,呈紫色,不同细胞的细胞液浓度大小不同,质壁分离的位置、程度并不一致,A 正确;用光学显微镜观察多种多样的细胞时,不能观察到核糖体,B 错误;洋葱根尖分生区细胞呈正方形,多数细胞处于分裂间期,观察不到染色体,C 错误;线粒体需染色后才能观察到清晰的形态且酵母菌无大液泡,D 错误。答案 A2.(2015山东卷,3)下列有关生物学实验的叙述,正确的是()A.叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠B.低温诱导大蒜根尖时间过短,可能导致难以观察到染色体加倍的细胞C.用显微镜观察洋葱根尖装片时,需保持
256、细胞活性以便观察有丝分裂过程D.将洋葱表皮放入 0.3 g/mL 蔗糖溶液中,水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程解析 色素分离时,若滤液细线浸入层析液,不能分离出各色素带,A 错误;低温诱导染色体数目加倍实验中,若诱导大蒜根尖时间过短,染色体数目可能并未加倍,B 正确;用显微镜观察洋葱根尖细胞装片时,细胞在解离时已死亡,不可能再继续分裂进程了,C 错误;观察植物细胞质壁分离时,先制作装片,再观察细胞质壁分离状况,D 错误。答案 B选择合适的材料是实验成功的关键(1)观察 DNA、RNA 在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核,几乎不含 DNA、RNA)。(2)不能用观察叶绿体
257、的材料来观察线粒体(叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化)。(3)观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体加倍时,应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞(长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞,这些细胞没有分裂能力)。(4)观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊,而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊(雄配子产生数量远远多于雌配子的)。(5)观察叶绿体时,若选用菠菜叶则取稍带些叶肉的下表皮(靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体较大而数目较少)。(6)观察植物细胞的质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞(含有大的液泡)。【对点小练】1.(2017山东潍坊检测)下列实验与选用的试剂组合正确
258、的是()A.观察线粒体甲基绿染液B.探究酵母菌的呼吸方式酸性重铬酸钾C.观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布健那绿、吡罗红染液D.检测生物组织中的蛋白质斐林试剂解析 观察线粒体所使用的染色剂为“健那绿”而不是“甲基绿”,A 错误;酸性重铬酸钾可检测酒精存在,故可确认酵母菌的呼吸类型,B 正确;观察 DNA、RNA分布可使用甲基绿吡罗红染液,C 错误;检测蛋白质应使用双缩脲试剂,D 错误。答案 B2.(2016河北邯郸二模,12)黑藻是一种水生植物,叶片小而薄,小王同学利用黑藻进行下列生物学实验,其中错误的是()选项实验目的所用试剂A观察叶绿体蒸馏水B探究 CO2 浓度对光合速率的影响1%的
259、 NaHCO3 溶液C观察质壁分离及复原30%蔗糖溶液、清水D提取叶绿体色素无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅解析 叶绿体本身有颜色,不需染色,用蒸馏水制片就可以了,A 正确;探究 CO2浓度对光合速率的影响,至少要设置 3 个组:无 CO2 组、低 CO2 组、高 CO2 组,B错误;30%蔗糖溶液可使成熟植物细胞发生质壁分离,用清水处理发生质壁分离的成熟植物细胞使其发生质壁分离复原,C 正确;提取叶绿体色素要用到无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅,无水乙醇用于叶绿体色素的提取,碳酸钙防止色素被破坏,二氧化硅使研磨充分,利于色素释放,D 正确。答案 B3.小杨对 4 种实验材料的研究及观察记录见下表,不正确
260、的是()选项实验材料观察到的结构或现象A胚胎干细胞同源染色体并不联会B紫色洋葱鳞片叶外表皮质壁分离及复原C黑藻叶片叶绿体移动D大肠杆菌有核仁解析 大肠杆菌是原核生物,没有细胞核,无法观察到核仁。答案 D阶段排查 回扣落实(一)细胞分子组成与结构基础需自查1.生物体在干重和鲜重状况下,细胞中含量最多的元素均为 O()2.代谢越旺盛的细胞,结合水/自由水比值越大()3.无机盐在细胞中主要以离子状态存在()4.生物界与非生物界及不同生物之间在元素种类上具有统一性,而在元素含量上具有差异性()5.蛋白质区别于脂质的特有元素是氮()6.组成蛋白质的氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基
261、和一个羧基连接在同一个碳原子上()7.斐林试剂、双缩脲试剂及苏丹试剂检测的物质依次对应葡萄糖、氨基酸、脂肪()8.真核生物以 DNA 为遗传物质,部分原核生物以 RNA 为遗传物质()9.硝化细菌无染色体,只能在 DNA 水平产生可遗传变异()10.生物膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分的更新()11.线粒体在真核细胞中广泛存在,但厌氧型真核生物不含有,如蛔虫等厌氧型的动物细胞内就没有线粒体()12.线粒体是通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积;叶绿体是通过囊状结构堆叠成的基粒增大膜面积()13.溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的()14.磷脂分子以疏水性尾部相对的方式构成磷脂双分子层()15.同一种
262、物质跨膜运输的方式可能不同()16.消耗能量的运输方式一定是主动运输()17.外界溶液、原生质层和细胞液构成一个成熟植物细胞的渗透系统()18.红细胞无核膜及各种细胞器膜可用于制备细胞膜()19.细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使细胞内的化学反应不会互相干扰()20.紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生质层()重点再强化1.强化四类有机物“标志性”功能(1)主要能源物质糖类(2)主要储能物质脂肪(3)生命活动的主要承担者蛋白质(4)遗传信息携带者(或生物性状控制者)核酸2.明确核酸、蛋白质间的内在关系3.牢记水(“两种”存在形式)、
263、无机盐的功能4.据元素速判化合物C、H、O糖、脂肪、固醇。C、H、O、N蛋白质。C、H、O、N、P核酸、磷脂、ATP。I甲状腺激素、Mg叶绿素、Fe血红蛋白。5.快速判定“生物膜”(1)生物膜必含“P”,必含“磷脂”,必以“磷脂双分子层”作支架,其内必分布“蛋白质”。(2)生物膜系统包括三层面细胞膜、细胞器膜、核膜,其中细胞膜含“少量糖”,核膜为“双层膜”,细胞器膜可为双层(叶绿体、线粒体),也可为单层(液泡、高尔基体、内质网、溶酶体)。6.快速判断物质“出入细胞的方式”(1)大分子:胞吐(出)、胞吞(入),消耗能量。(2)小分子:依据“是否耗能”确认“主动”与“被动”;依据是否需载体确认是自
264、由扩散或者是协助扩散;依据顺逆浓度差确认是否为主动运输逆浓度梯度运输一定为主动运输。7.原核细胞与真核细胞的 5 个“统一”(1)结构上都有细胞膜、核糖体(2)遗传上都以 DNA 为遗传物质(3)变异方面:均可发生基因突变(真核生物还可产生染色体变异,有性生殖的生物还可发生基因重组)(4)能源上:都以 ATP 作直接能源物质(5)遗传信息表达方面:均共用一套遗传密码第 8 讲 酶的本质、特性及相关实验探究最新考纲 1.酶在代谢中的作用()。2.实验:探究影响酶活性的因素。考点一 酶的本质和作用1.酶的本质及作用化学本质绝大多数是蛋白质少数是 RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成场所核糖体主要是细
265、胞核来源一般来说,活细胞都能产生酶生理功能具有催化作用作用原理降低化学反应的活化能助学巧记巧记酶概念的“二、一、一、一”2.酶的作用原理如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)无酶催化的反应曲线是。(2)有酶催化的反应曲线是。(3)ca 段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能。(4)ba 段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则 b 点在纵轴上将向上移动。3.比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)实验流程(2)变量分析:4.酶本质的探索(连一连)提示(1)e(2)a(3)c(4)d(5)b1.甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理
266、,酶活性与处理时间的关系如下图所示,请思考:(1)甲、乙两种酶的化学本质分别是什么?请说出判断依据。(2)乙酶活性改变的机制是什么?其活性能否恢复?(3)欲让甲、乙两种酶的变化趋势换位,应加入何类酶?提示(1)观察曲线图可知,甲酶的活性始终保持不变,表明甲酶能抵抗该种蛋白酶的降解,则甲酶的化学本质不是蛋白质而是 RNA,乙酶能被蛋白酶破坏,活性降低,则乙酶为蛋白质。(2)乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变,从而使其活性丧失,这种活性的改变不可逆转,故无法恢复。(3)RNA 水解酶。2.下列是与酶相关的两个实验,请仔细分析并思考:实验二组:反应物清水反应物不被分解组:反应物?反应物被分解(1
267、)实验一的目的及结论分别是什么?(2)实验二的目的及组的作用是什么?组中“?”处的内容是什么?提示(1)探究酶的化学本质,结论的内容:该酶是蛋白质;结论的内容:该酶是 RNA。(2)验证酶的催化作用;组的作用是作为“对照组”;组“?”处的内容为“等量的相应酶溶液”。酶的化学本质1.(2015海南卷,4)关于生物体产生的酶的叙述,错误的是()A.酶的化学本质是蛋白质或 RNAB.脲酶能够将尿素分解成氨和 CO2C.蛋白酶和淀粉酶都属于水解酶类D.纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁解析 植物细胞细胞壁由纤维素和果胶组成,细菌细胞壁由肽聚糖等物质组成,而酶具有专一性,纤维素酶只能催化水解纤维素,
268、D 错误。答案 D2.(2016山西康杰中学等联考)下列关于酶的叙述正确的是()A.酶是由腺细胞合成的具有催化作用的有机物B.所有酶用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应C.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸D.消化酶在消化腺细胞内合成并分泌到细胞外的过程中共穿过 0 层磷脂双分子层解析 酶是由活细胞合成的具有催化作用的有机物,A 错误;酶的化学本质多数是蛋白质,少量的是具有催化活性的 RNA,蛋白质用双缩脲试剂进行检测都可以呈现紫色反应,RNA 不能,B 错误;酶分子在催化反应完成后可以被再次利用,C 错误;消化酶经合成并分泌到细胞外的过程是胞吐作用,不穿过膜,故共穿过 0 层磷脂双分
269、子层,D 正确。答案 D(1)从酶的化学本质上讲,绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA。在高中教材中常见的一些酶(如淀粉酶、蛋白酶、DNA 聚合酶、RNA 聚合酶等),若无特别说明,其本质都是蛋白质。(2)若题目信息中告知某催化功能的物质经蛋白酶处理后“丧失活性”,则该酶为蛋白质,仍具活性,则该酶为 RNA。酶的作用1.(2013课标,6)关于酶的叙述,错误的是()A.同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中B.低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构C.酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度D.酶既可以作为催化剂,也可以作为另一个反应的底物解析 低温只能降低酶的活性,并没有改变酶的空
270、间结构,当温度回到最适温度时,酶的催化效率仍然可以达到最大;而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构,从而导致酶活性的降低甚至丧失,所以 B 错误。答案 B2.(2016安徽六校联考)下图表示某反应进行时,有酶参与和无酶参与的能量变化,则下列叙述正确的是()A.此反应为放能反应B.曲线表示有酶参与C.E1 为反应前后能量的变化D.酶参与反应时,所降低的活化能为 E4解析 曲线是有酶催化条件下的能量变化,其降低的活化能为 E4,反应前后能量的变化应为 E3,反应产物的能量值比原料的高,反应应为吸能反应。答案 D1.对酶在细胞代谢中作用的理解(1)酶只能催化热力学上允许进行的反应。(2)酶通过降低活化
271、能加快化学反应速率。(3)酶只提高化学反应速率,缩短反应时间,不会改变化学平衡的位置。(4)在反应前后,酶的化学性质和数量将保持不变。2.高考常考的 10 种酶及其作用归纳(1)DNA 聚合酶:将单个的脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成链。(2)DNA 连接酶:将两个 DNA 片段连接起来。(3)RNA 聚合酶:将单个的核糖核苷酸连接成链,并能够在转录时打开 DNA 碱基对间的氢键。(4)解旋酶:在 DNA 分子复制过程中打开 DNA 碱基对之间的氢键。(5)ATP 水解酶:能打开远离腺苷的高能磷酸键。(6)ATP 合成酶:能连接远离腺苷的高能磷酸键。(7)限制性核酸内切酶:识别特定的核苷酸序列,
272、从固定的切点切开磷酸二酯键。(8)蛋白酶:将蛋白质的部分肽键切断,得到不同的肽链和氨基酸。(9)纤维素酶、果胶酶:水解纤维素、果胶,破坏植物细胞壁。(10)胰蛋白酶、动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶第一次为用其处理“剪碎的组织”以使分散成单个细胞,第二次为“用其处理贴于瓶壁生长的细胞”。考点二 酶的作用特性及影响因素(5年8考)1.酶的特性(1)高效性:催化效率约是无机催化剂的 1071013 倍。(2)专一性:每一种酶只能催化某一种或一类化学反应。(3)作用条件较温和:在最适温度和 pH 条件下,酶的活性最高;高温、过酸、过碱会使酶的空间结构遭到破坏而失活;低温条件下酶的活性很低,但空间结构稳
273、定。2.酶特性相关模型分析(1)酶的高效性与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不能改变化学反应的平衡点。(2)酶的专一性图像模型解读解读:图中 A 表示酶,B 表示被酶催化的底物,E、F 表示 B 被分解后产生的物质,C、D 表示不能被 A 催化的物质。曲线模型解读加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。加入酶 A 的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性。(3)影响酶促反应速率的因素分析1.真题重组 判断正误(1)如图在 t 时加酶后反应曲线由变为(2015广东卷,36A)()(2)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导
274、致淀粉酶活性发生变化(2012海南卷,T4B)()(3)不同酶的最适温度可能相同(2013海南卷,T3A)()(4)随着温度降低,酶促反应的活化能下降(2013海南卷,T3B)()(5)酶活性最高时的温度不适合酶的保存(2013海南卷,T3C)()以上内容侧重于酶的本质、酶的催化特性及酶活性的影响因素的考查;相关内容对应教材 P7885,把握酶作用的三大特性及相关内涵是解题的关键。2.(教材必修 1P78“问题探讨”思考内容改编)1773 年,意大利科学家斯帕兰札尼做了一个巧妙的实验:将肉块放入小巧的金属笼内,然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后,他把小笼子取出来,发现笼内的肉块消失了,下列叙
275、述错误的是()A.该实验要解决的问题是:鸟类的胃是否只有物理性消化,没有化学性消化B.该实验的推论是“是胃内的化学物质将肉块分解了”C.欲证明相关推论可收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解D.胃内的化学物质只能在胃内发挥“分解肉块”的作用,若该物质“提取出来”,则不能将肉块分解解析 胃内化学物质中含“胃蛋白酶”,即使在胃外,也能将肉块分解。答案 D 酶的作用特性1.(2015江苏卷)下列关于酶的叙述,正确的是()A.发烧时,食欲减退是因为唾液淀粉酶失去了活性B.口服多酶片中的胰蛋白酶可在小肠中发挥作用C.用果胶酶澄清果汁时,温度越低澄清速度越快D.洗衣时,加少许白醋能增强加
276、酶洗衣粉中酶的活性解析 高烧使体温升高,降低了体内酶的活性而不是失活,使消化功能减退,导致食欲减退,A 错误;口服多酶片由于有糖衣的保护使胰蛋白酶到达小肠才被释放,发挥作用,B 正确;在一定范围内,温度越低,酶活性越低,果汁中果胶的分解速度越慢,C 错误;洗衣粉中的碱性蛋白酶在弱碱性条件下活性最强,D 错误。答案 B2.下图是验证“酶的催化效率”活动的示意图。甲、乙两试管中发生的现象可用于证明酶具有()A.高效性B.专一性C.多样性D.易变性解析 二氧化锰属无机催化剂,它和肝脏研磨液中过氧化氢酶相比较,通过后者催化产生较多气泡或气泡产生速率快可用于验证酶具高效性。答案 A影响因素制约酶活性的机
277、理(1)高温、过酸、过碱可破坏酶分子空间结构而导致酶永久性失活(不可逆转)。(2)低温仅抑制酶活性,并不破坏酶分子空间结构,当温度适当升高时活性尚可恢复。(3)酶活性还受某些激活剂或抑制剂的影响,前者可提升酶活性,后者则降低酶活性。酶的活性影响因素曲线模型分析【典例】(2016全国课标卷,29)为了研究温度对某种酶活性的影响,设置三个实验组:A 组(20)、B 组(40)和 C 组(60),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如图。回答下列问题:(1)三个温度条件下,该酶活性最高的是_组。(2)在时间t1之前,如果A组温度提高10,那么A组酶催化反应的速度会_。(3)如果在
278、时间 t2 时,向 C 组反应体系中增加 2 倍量的底物,其他条件保持不变,那么在 t3 时,C 组产物总量_,原因是_。(4)生物体内酶的化学本质是_,其特性有_(答出两点即可)。慧眼识图 获取信息答案(1)B(2)加快(3)不变 60 条件下,t2 时酶已失活,即使增加底物,反应产物总量也不会增加(4)蛋白质或 RNA 高效性、专一性【对点小练】(2016江西师大附中月考)如图曲线 b 表示在最适温度和 pH 条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是()A.增大 pH,重复该实验,A、B 点位置都不变B.B 点后,升高温度,酶活性增加,曲线将呈现 c 所示变化C.酶量增加后
279、,图示反应速率可用曲线 a 表示D.反应物浓度是限制曲线 AB 段反应速率的主要因素解析 题干中提出“曲线 b 表示在最适温度和 pH 条件下”,因此如果增大 pH,酶的活性会下降,A、B 点位置都会下移,故 A 错误;曲线 b 是在最适温度条件下测得的,如果升高温度,酶活性将会下降,反应速率应在 B 点后下降,故 B 错误;曲线 b 在 B 点时反应速率不再增加,这是受酶的数量的限制,因此如果酶量增加,图示反应速率可用曲线 c 表示,故 C 错误;图中可以看出,在曲线 AB 段反应速率与反应物浓度呈正相关,因此反应物浓度是限制曲线 AB 段反应速率的主要因素,故D 正确。答案 D“四看法”分
280、析酶促反应曲线考点三 与酶相关的实验探究“三法”探究酶本质及特性(5年6考)方法 1 用“试剂检测法”鉴定酶的本质可采用“试剂检测法”或“蛋白酶水解法”确认酶的化学本质若酶为蛋白质,则遇双缩脲试剂可呈紫色,并且用蛋白酶处理可失活。同理若为 RNA,则遇吡罗红呈红色,且用蛋白酶处理仍具生物活性,而用 RNA 水解酶处理会丧失活性。方法 2 用“对比实验法”探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性设计思路验证酶高效性的方法是“对比法”,实验变量为不同类型催化剂,因变量为底物的反应速率进行比较。设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的“酶溶液”(如生物
281、材料研磨液)等量的“无机催化剂”现象反应速率很快,或反应用时短反应速率缓慢,或反应用时长结论酶具有高效性(2)酶的专一性的实验探究方法对比法设计思路:常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。设计方案方案一实验组:底物相应酶液检测 底物被分解对照组:另一底物相同酶液检测 底物不被分解方案二实验组:底物相应酶液检测 底物被分解对照组:相同底物另一种酶液检测 底物 不被分解结果分析:根据底物性质选用相应试剂检测,若实验组底物被分解,对照组底物不被分解,则证明酶具专一性。实验成功关键点若选择淀粉、蔗糖、淀粉酶做酶的专一性实验,最好选用斐林试剂检测反
282、应物是否被分解,一般不选用碘液,因其无法检测蔗糖是否被分解。方法 3 用“梯度法”探究影响酶活性的因素(温度或 pH)(1)设计思路:设计实验时需设置一系列不同温度(或 pH)的实验组进行相互对照,最后根据实验现象得出结论。酶促反应所需时间最短的一组对应的温度(或 pH)最接近最适温度(或 pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小,测定的最适温度(或 pH)就越精确。(2)设计方案组别编号12n实验材料等量的同种底物和酶温度(或 pH)t1(或 a1)t2(或 a2)tn(或 an)衡量指标相同时间内,各组酶促反应中生成物量的多少,或底物剩余量的多少实验结论生成物量最多的一组,或底物剩余量最少的
283、一组对应的温度(或pH)最接近最适温度(或 pH)【典例 1】(2016全国课标卷,3)若除酶外所有试剂已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作顺序合理的是()A.加入酶加入底物加入缓冲液保温并计时一段时间后检测产物的量B.加入底物加入酶计时加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液加入底物加入酶保温并计时一段时间后检测产物的量D.加入底物计时加入酶加入缓冲液保温一段时间后检测产物的量解析 测定酶活力影响因素时,在改变被探究因素之前,务必防止酶与底物混合,故只有 C 选项所述操作顺序正确。答案 C【典例 2】(2012全国卷)某同学为了探究 pH 对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下
284、实验步骤:在 A、B、C、D、E 5 支试管中分别加入 pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0 的适宜浓度缓冲液 5 mL,再分别加入质量分数为 1%的淀粉液 1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液 1 mL,摇匀。将 5 支试管放入 70 恒温水浴中,保温时间相同且合适。取出各试管,分别加入斐林试剂 2 mL,摇匀。观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适 pH。上述实验步骤中有 2 处错误,请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH 梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。(2)_。解析(1)酶的活性受温度的影响,本题探究的
285、是 pH 对酶活性的影响,因此,温度应为无关变量,必须适宜,而 70 恒温水浴的温度过高,会导致 5 组试管中的酶因高温而失活,最终使不同 pH 下的实验结果一样。(2)本题使用的是斐林试剂,通过检测产物的生成量来确定酶的活性高低,用斐林试剂鉴定还原糖必须要加热,如果不加热,则任何一组都不会发生颜色反应。答案(1)中 70 应改为 37。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为 37(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在沸水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色酶的化学本质、特性、影响因素及其在细胞代谢中的作用及相关实验探究等是本专题的高频考点,题目既有选择题,又有非选择题。
286、选择题通常是综合考查与酶有关的叙述的判断,或通过图示及坐标曲线考查对酶相关知识的分析理解,非选择题则以实验设计与分析的形式考查酶的特性,如 2016、2013、2012、2011 全国卷均考查了酶相关实验设计。【对点小练】(原创)下表为某探究实验的步骤,请分析并回答下列问题:序号加入试剂或处理方法试管ABCabc1可溶性淀粉溶液2 mL2 mL2 mL/新鲜唾液淀粉酶溶液/1 mL1 mL1 mL2保温 5 min37 80 0 37 80 0 3将 a 液加入到 A 试管中,b 液加入到 B 试管中,c 液加入到 C 试管中,摇匀4保温 5 min37 80 0 5滴入碘液,摇匀2 滴2 滴
287、2 滴6观察现象并记录(1)此探究实验的课题名称是_。(2)在此实验中,因变量是用_检测的。A、B、C 三支试管中,_试管中酶的活性最高。(3)实验结束后,将 B 试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度,现象是_。(4)有人建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究 pH 对酶活性的影响,而不能将实验所用酶互换,试说明提出此建议的理由:_。解析(1)从表中信息可知,温度是自变量,所以本实验探究的是温度对酶活性的影响。(2)可溶性淀粉在唾液淀粉酶的作用下可被分解为还原糖,淀粉遇碘变蓝,还原糖遇碘颜色不发生变化,所以可用碘液来检测因变量。唾液淀粉酶的最适温度是37,所以 A 试管中酶的活性
288、最高。(3)实验时,B 试管所处的温度为 80,此时酶已失活,实验结束后,将 B 试管所处温度降到唾液淀粉酶的适宜温度,酶的活性不会恢复,故 B 试管中的现象是没有发生变化。答案(1)探究温度对酶活性的影响(2)碘液 A(3)没有变化(4)酸能催化淀粉水解,过氧化氢随温度升高分解加快,这些因素都会对实验结果造成干扰酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂,不宜选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂
289、鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料,因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解,加热的条件下分解会加快,从而影响实验结果。(4)在探究 pH 对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的 pH 调至实验要求的 pH 后再让反应物与底物接触,不宜在未达到预设 pH 前,让反应物与酶接触。易错防范清零易错清零易错点 1 对酶产生场所、化学本质、作用、来源等存在系列误区点拨 防范“酶”的错误说法项目正确说法错误说法化学本质绝大多数是蛋白质,少数是 RNA酶的本质是蛋白质产生部位一般来说
290、,凡是活细胞都能产生酶(不考虑哺乳动物的成熟红细胞)具有分泌功能的细胞才能产生酶合成原料氨基酸或核糖核苷酸氨基酸合成场所核糖体或细胞核等核糖体生理功能生物催化剂,只起催化作用酶具有调节、催化等多种功能来源生物体内合成有的来源于食物作用场所既可在细胞内,也可在细胞外、体外发挥作用只有细胞内起催化作用温度影响低温影响酶的活性,不破坏酶的结构,但高温易使酶失活低温会引起酶变性失活易错点 2 混淆激素、酶、抗体等 5 类常考的“专一性”物质点拨 着眼于四角度比较“酶”与“激素”易错点 3 混淆“酶促反应速率”与“酶活性”点拨 酶促反应速率不同于酶活性:温度、pH 都能影响酶的空间结构,改变酶的活性,进
291、而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触面积而影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。纠错小练1.下列关于酶的论述,正确的是()对底物有严格的选择性 酶在体内不能更新 温度越高酶的活性越大 酶制剂通常在低温下保存 酶能降低化学反应的活化能 酶只能在细胞内发挥催化作用 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物A.B.C.D.解析 绝大多数酶是蛋白质,在体内不能贮存,所以要不断更新。温度过高会使酶失活。酶可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。只要是活细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)就可以合成酶,酶的合成场所主要是核糖体,有的是在细胞核中,所需原料为氨基酸或核糖核苷酸。酶的催化作用具有
292、专一性,故对底物有严格的选择性。酶的作用本质是降低化学反应的活化能。低温和高温均可使酶活性降低,但机理不同,低温只是抑制酶的活性,不会使酶变性失活,而一定的高温会使酶活性降低,温度过高会使酶变性失活。答案 A2.(2016山东师大附中三模,10)下列关于酶的叙述中,正确的是()A.能产生激素的细胞一定能产生酶B.能产生酶的细胞一定能产生激素C.人体中酶只在内环境中起作用D.酶都是由内分泌腺细胞合成的解析 几乎所有活细胞都能产生酶,而激素仅由内分泌腺细胞产生,A 正确,B、D错误;酶可在细胞内、细胞外发挥作用,在体外也能发挥作用,C 错误。答案 A3.某同学在研究化合物 P 对淀粉酶活性的影响时
293、,得到如图所示的实验结果。下列有关叙述中正确的是()A.在一定范围内,底物浓度影响着酶活性B.曲线为对照组实验结果C.若反应温度不断升高,则 A 点将持续上移D.P 对该酶的活性有抑制作用解析 底物浓度可影响酶促反应速率,但不影响酶活性,A 不正确;曲线为对照组,为实验组,由图可知,化合物 P 对该酶的活性有抑制作用,D 项正确;其他条件适宜,当反应温度超过最适温度后,温度不断升高,酶活性将减弱,A 点下降,C 项错误。答案 D随堂真题演练1.(2016江苏卷,8)过氧化物酶能分解 H2O2,氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()管
294、号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.1 号管为对照组,其余不都是实验组B.2 号管为对照组,其余都为实验组C.若 3 号管显橙红色,无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D.若 4 号管不显橙红色,表明白菜梗中无过氧化物酶解析 该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶,自变量是各试管中加入的不同物质,则 1 号和 2 号是对照组,3 号和 4 号是实验组,3 号与 1、2 号对照,3 号管显橙红色,证明白菜梗中存在过氧化物酶,C 错误;若 4 号管不显橙红色,与 3 号
295、对照,说明高温使过氧化物酶变性失活,D 错误。答案 A2.(2015海南卷,15)关于人体内激素和酶的叙述,错误的是()A.激素的化学本质都是蛋白质B.酶可以降低化学反应的活化能C.高效性是酶的重要特性之一D.激素与靶细胞结合可影响细胞的代谢解析 激素的化学本质可以是蛋白质,但并不都是蛋白质,如:性激素主要是类固醇,A 错误;酶的作用机理是降低化学反应的活化能,并且同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高,所以酶具有高效性,B、C 正确;激素通过体液传送的方式对生命活动进行调节,如甲状腺激素可以促进细胞的新陈代谢,提高神经系统的兴奋性等,D 正确。答案 A3.(2013课标
296、,29)已知大麦在萌发过程中可以产生 淀粉酶,用 GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生 淀粉酶。为验证这一结论,某同学做了如下实验:试管号GA溶液缓冲液水半粒种子 10 个实验步骤实验结果步骤 1步骤 21011带胚25 保温24 h 后去除种子,在各试管中分别加入 1 mL淀粉液25 保温10 min 后各试管中分别加入 1 mL碘液,混匀后观察溶液颜色深浅2011去胚30.210.8去胚40.410.6去胚50.410.6不加种子注:实验结果中“”越多表示颜色越深,表中液体量的单位均为 mL。回答下列问题:(1)淀粉酶催化_水解可生成二糖,该二糖是_。(2)综合分析试管 1 和
297、2 的实验结果,可以判断反应后试管 1 溶液中的淀粉量比试管2 中的_,这两支试管中淀粉量不同的原因是_。(3)综合分析试管 2、3 和 5 的实验结果,说明在该实验中 GA 的作用是_。(4)综合分析试管 2、3 和 4 的实验结果,说明_。解析(1)淀粉酶能催化淀粉水解,淀粉的初级水解产物是麦芽糖,其水解后生成两个葡萄糖。(2)试管 1 和试管 2 两组进行对比,相互之间的自变量为是否有胚(或有无 淀粉酶存在),因变量是试管中淀粉的含量。在此实验中淀粉的含量由生成的 淀粉酶的量决定,淀粉酶含量越高,则淀粉被水解的越多;淀粉酶含量越低,则淀粉被水解的越少;无 淀粉酶,则淀粉不被水解。检测时,
298、加入碘液后,颜色较深的含淀粉多,颜色较浅的含淀粉少。(3)以试管 5 作为空白对照,对比试管 2 和试管 3,仅有试管 3 中的淀粉被分解,说明试管 3 有 淀粉酶产生,而试管 2 没有 淀粉酶产生。由此可以推断 GA 溶液在无胚的情况下可诱导种子生成 淀粉酶,继而促进了淀粉的水解。(4)观察试管 2、3 和 4,三者加入的 GA溶液浓度呈梯度分布,且当 GA 含量越多时,试管中的淀粉越少。由此可推测,GA浓度高对 淀粉酶的诱导效果好。答案(1)淀粉 麦芽糖(2)少 带胚的种子保温后能够产生 淀粉酶,使淀粉水解(3)诱导种子生成 淀粉酶(4)GA 浓度高对 淀粉酶的诱导效果好课后分层训练(时间
299、:25 分钟 满分:100 分)1.(2016山东日照联考)下列有关酶的叙述,正确的是()A.酶分子是在基因的指导下、在核糖体上合成的B.一种酶催化化学反应的种类与其空间结构有关C.经高温处理的酶,加入双缩脲试剂后不会出现紫色D.酶与无机催化剂都通过提高化学反应的活化能来起催化作用解析 极少数酶为 RNA,其合成场所是细胞核,A 错误;蛋白质经高温处理后,仅是空间结构遭破坏,并没有破坏肽键,遇双缩脲试剂仍呈紫色,C 错误;酶与无机催化剂都通过“降低”(而不是“提高”)反应分子活化能起催化作用,D 错误。答案 B2.(2016河南安阳一模,4)下列有关酶的探究实验的描述,正确的是()A.将温度由
300、低温调至最适温度,酶的活性不变B.探究蛋白酶的专一性,可用双缩脲试剂进行检测C.酶的活性增强,产物的生成量增加D.较低的 pH 环境中,胃蛋白酶仍能保持活性解析 低温抑制酶的活性,将温度由低温调至最适温度,酶的活性上升,A 错误;探究蛋白酶的专一性,不可用双缩脲试剂进行检测,因为蛋白酶的本质是蛋白质,也会与双缩脲试剂反应,B 错误;酶不会改变反应的平衡点,产物的量不会增加,C 错误;胃蛋白酶的最适 pH 是 1.5,较低的 pH 环境中,胃蛋白酶仍能保持活性,D 正确。答案 D3.(2017安徽皖江名校联考)如图所示曲线反映温度或 pH 对 a、b、c 三种酶活性的影响。下列相关叙述,正确的是
301、()A.酶 a 的最适温度应大于酶 b 的最适温度B.图中 A 点和 C 点,酶 a 的活性相同,空间结构也相同C.图中 D 点,酶 b 和酶 c 的空间结构都有一定的破坏D.酶 b 和酶 c 都可能存在于人体的内环境中解析 从图中只能得出酶 a 的最适温度,不能比较酶 a 与酶 b 最适温度的大小,A错误;低温条件下,酶的活性降低,但空间结构不变,而高温、强酸和强碱条件下,酶的空间结构都会发生改变,B 错误、C 正确;人体内环境的 pH 范围为 7.357.45,而酶 b 和酶 c 的最适 pH 偏离这个范围较大,不应存在于人体内环境中,D 错误。答案 C4.(2017长沙模拟)适当提高温度
302、、加 FeCl3 和过氧化氢酶都可以加快过氧化氢的分解,下列各项分组中,加快过氧化氢的分解所遵循的原理相同的是()A.提高温度、加 FeCl3B.提高温度、加过氧化氢酶C.加 FeCl3 和过氧化氢酶D.提高温度、加 FeCl3 和过氧化氢酶解析 升高温度加快过氧化氢的分解的原理是给反应物提供能量;加 FeCl3 和过氧化氢酶加快过氧化氢的分解的原理是降低反应物的活化能。答案 C5.(2016河南郑州预测)根据以下关于过氧化氢分解实验的过程和结果,下列分析错误的是()试管abcd3%过氧化氢溶液/mL2222处理措施不作任何处理置于 90 水浴杯中加 2 滴 3.5%的 FeCl3加 2 滴
303、20%的新鲜肝脏研磨液实验结果注“”表示无气泡产生;“”的数量表示气泡产生的多少。A.a 和 d 对照说明酶具有高效性B.c 和 d 是对比实验,自变量是催化剂类型C.a、c 对照说明 FeCl3 具有催化作用D.a、c、d 不能说明酶的催化具有专一性解析 a 和 d 对照,只能说明酶能促进化学反应的进行,要证明酶具有高效性,需要将有酶和无机催化剂参与的反应进行比较。答案 A6.(2017湖北十校联考)某实验小组研究化合物 X 对淀粉酶活性的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是()A.化合物 X 降低了淀粉酶的活性B.曲线的实验作为对照实验C.化合物 X 降低了淀粉水解反应的活化能D.化合物
304、X 未影响淀粉酶催化的最适温度解析 曲线的酶促反应速率较曲线低,而二者的区别是加入了化合物 X,则可以推测化合物 X 降低了淀粉酶的活性,或化合物 X 升高了淀粉水解反应的活化能;从实验处理上看,曲线是对照实验,据图可知曲线、对应的最适温度相同。答案 C7.(2016兰州模拟)某同学为验证 pH 对酶活性的影响,设计的方法步骤如下表所示。有关评价不合理的是()步骤项目试管 1试管 21新鲜淀粉酶溶液1 mL1 mL2可溶性淀粉液2 mL2 mL337 水浴5 min5 min41 mol/L 盐酸1 mL/51 mol/L NaOH/1 mL6碘液2 滴2 滴7结果预期均不变蓝A.缺少对照组B
305、.实验预期结果不正确C.实验操作步骤的安排不合理D.检验实验结果的试剂选择不恰当解析 实验目的是验证 pH 对酶活性的影响,需设置 3 组实验,从表格看出,缺少加蒸馏水的正常 pH 的对照组,A 正确;在强酸或强碱的条件下唾液淀粉酶失活,淀粉没有分解,遇碘变蓝,故结果预期不正确,B 正确;依据实验目的及实验原则,在实验操作过程中,应该先调节 pH,再加入新鲜淀粉酶溶液,所以该实验操作步骤的顺序不合理,C 正确;该实验可以选用碘液作为实验结果的检测试剂,D 错误。答案 D8.某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素,做了三个实验。相应的实验结果如下图所示,请分析回答下列问题。(1)实验 1、2、3
306、 中的自变量分别为_。(2)实验 1 的目的是探究_。(3)实验 2 探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响,该实验的结果显示_。bc 段 O2 产生速率不再增大的原因最可能是_。(4)实验 3 的结果显示,过氧化氢酶的最适 pH 为_。实验还证实,当 pH 小于 d 或大于 f 时,过氧化氢酶的活性将永久丧失,其原因是_。答案(1)催化剂种类,过氧化氢溶液的浓度,pH(2)酶的高效性(3)在过氧化氢酶量一定时,在一定浓度范围内,过氧化氢溶液的浓度越高,O2 产生速率越快,而当过氧化氢溶液的浓度达到一定值后,O2 产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大 过氧化氢酶的量有限(4)e 过酸、
307、过碱会导致酶的空间结构被破坏1.下列与酶有关的叙述正确的是()A.某些酶的组成成分中含有糖类B.低温条件下酶的空间结构发生改变,酶活性降低C.酶的催化效率一定高于无机催化剂D.增加酶的浓度,酶促反应的产物量增加解析 有的酶的本质是 RNA,RNA 中含有糖类,A 正确;低温条件下酶的空间结构不发生改变,B 错误;在某些条件下,如高温,酶的活性会完全丧失,不具有催化作用,而这种条件下无机催化剂仍具有催化作用,C 错误;由于底物的量一定,增加酶的浓度,酶促反应的产物量不发生改变,D 错误。答案 A2.(2016河北唐山二模)胰腺细胞中某种酶能催化肽键形成,该酶经蛋白酶处理后活性不受影响,下列叙述错
308、误的是()A.该酶在细胞核中形成B.该酶的活性不受酸碱影响C.该酶在核糖体中发挥作用D.该酶的单体是核糖核苷酸解析 酶是蛋白质或 RNA,该酶经过蛋白酶处理后活性不受影响,因此该酶为RNA,在细胞核中形成,A 正确;酶的活性受 pH 影响,B 错误;该酶能催化肽键的形成,而肽键的形成场所是核糖体,因此该酶在核糖体中发挥作用,C 正确;由A 选项可知该酶是 RNA,其单体是核糖核苷酸,D 正确。答案 B3.(2017东北名校联考)研究发现:酸可以催化蛋白质、脂肪以及淀粉的水解。研究人员以蛋清为实验材料进行了如下实验:下列相关说法正确的是()A.过程中,蛋白质的空间结构不变B.蛋清中的蛋白质分子比
309、蛋白块 a 中的蛋白质分子更容易被蛋白酶水解C.处理相同时间,蛋白块 b 明显小于蛋白块 c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性D.将盐酸与蛋白酶、蛋白块混合,可直接测定蛋白酶在此 pH 下的催化效果解析 加热和水解均会使蛋白质的空间结构遭到破坏,A 错误;加热使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,更容易被蛋白酶水解,B 错误;处理相同时间,蛋白块 b 明显小于蛋白块 c,可证明与无机催化剂相比,酶具有高效性,C 正确;盐酸会催化蛋白酶和蛋白块的水解,盐酸还会影响酶活性,影响实验效果,故不能直接测定蛋白酶在此 pH 下的催化效果,D 错误。答案 C4.(2017齐鲁名校协作体联考)下列是有关
310、酶的实验,叙述正确的是()A.斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内,然后让鹰吞下去,一段时间后,笼内肉块消失了,这个实验说明了胃具有物理性消化的作用B.在“比较过氧化氢酶和 Fe3的催化效率”实验中,可先用滴管滴加氯化铁溶液后,再用此滴管滴加肝脏研磨液,不影响实验结果C.在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中,可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性D.在“探究温度对酶活性的影响”实验中,关键步骤是先将淀粉液在不同温度条件下保温 5 min,然后分别向其中加入等量的淀粉酶液解析 斯帕兰札尼将肉块放入金属笼内,然后让鹰吞下去,一段时间后,笼内肉块消失了,这个实验说明了胃具有化学性消化的作用,
311、A 错误;在“比较过氧化氢酶和 Fe3的催化效率”实验中,若先用滴管滴加氯化铁溶液后,再用此滴管滴加肝脏研磨液,会影响实验结果,B 错误;淀粉在淀粉酶的作用下可生成还原糖,而蔗糖不是还原糖,故在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中,可通过检测是否有还原糖产生来说明酶的作用具有专一性,C 正确;在“探究温度对酶活性的影响”实验中,关键步骤是先将淀粉液和酶溶液在不同温度条件下各自保温 5 min,然后将相同保温温度下的酶溶液和淀粉溶液混合,D 错误。答案 C5.为探究“影响酶活性的因素”,某同学设计了一个实验方案,见下表:试管底物和试剂实验条件11 mL 体积分数为 10%鸡蛋清溶液37 水浴2
312、1 mL 体积分数为 10%鸡蛋清溶液1 mL 胰蛋白酶37 水浴;pH 531 mL 体积分数为 10%鸡蛋清溶液1 mL 胰蛋白酶?41 mL 体积分数为 10%鸡蛋清溶液1 mL 胰蛋白酶5 水浴;pH 89下面相关分析合理的是()A.实验目的是探究温度对酶活性的影响B.1 号试管设置正确合理,为空白对照组C.3 号试管的实验条件是 37 水浴;pH 89D.蛋清液和酶液应在混合均匀后再进行水浴解析 实验目的是探究温度和 pH 对酶活性的影响,A 错误;若 1 号试管为空白对照,则试剂应加 1 mL 蒸馏水,实验条件还应满足适宜 pH,B 错误;蛋清液和酶液应先分别调节到预设的温度和 p
313、H 后再混合均匀,D 错误。答案 C6.(2017山西临汾一中等四校联考)某科研小组对萝卜中过氧化氢酶的活性进行研究,研究者将新鲜的萝卜磨碎,过滤制得提取液后,做了两组实验,实验结果如图所示,请分析回答:(1)实验 1 分两组进行,其主要目的是探究_;本实验中,除了图甲所示溶液外,还需加入_。(2)若实验 2 的两次实验温度均保持在 30,只是第二次实验时萝卜提取液的使用量减半,其余实验操作都相同。则引起 A、B 曲线出现差异的原因最可能是_。(3)实验 2 的结果显示,过氧化氢酶失活的 pH 范围是_。(4)由图可知,在进行酶活性的测定时,可根据一定条件下单位时间内_或_来表示酶活性。解析(
314、1)实验 1 用同一底物,不同类型的催化剂,目的是探究酶与无机催化剂相比,催化效率的高低;除了分别要加入两类催化剂外,还需要加入底物过氧化氢溶液。(2)A、B 曲线两次实验的唯一不同条件即加入萝卜提取液的量不同,即酶量不同,导致反应物剩余量不同。(3)由实验 2 图像可知,当 pH2 或 pH11,反应物剩余量均为 100%,即酶失去活性,不体现其分解作用。(4)实验 1 说明酶活性可用产物的生成量或反应物(底物)的消耗量来表示。答案(1)酶的高效性(或过氧化氢酶与 Fe3催化效率的高低,合理即可)过氧化氢溶液(2)酶含量的不同(3)2,11(或 02,1114)(4)产物的生成量 底物(反应
315、物)的消耗量7.在动植物细胞质内广泛存在的过氧化氢酶体(有一层生物膜结构包被)中含有过氧化氢酶,在动物体内该酶主要集中于肝脏,它的作用是使 H2O2 转变成 H2O 和 O2。下表是验证酶的催化特性的几组对比实验,15 号试管内装有等量的体积分数为3%和 H2O2 溶液。15 号试管控制温度与加入物质如表所示。试管编号加入物质条件现象气泡火焰12 mL H2O2 溶液2 滴蒸馏水30 22 mL H2O2 溶液2 滴 FeCl3 溶液30 32 mL H2O2 溶液2 滴肝脏研磨液30 42 mL H2O2 溶液2 滴煮过的肝脏研磨液冷却至 0 52 mL H2O2 溶液2 滴新鲜的唾液30
316、62 mL H2O2 溶液?72 mL H2O2 溶液?(1)若加入物质后,立即用带有余烬的卫生香去试探 13 号试管口,其中_号试管口卫生香迅速复燃,说明酶具有_性,原因是_。(2)若 15 号都是为了验证酶的某项特性而设置的对照,_号设置得不科学,改进的方法是_或_。(3)若要证明酶的活性受酸碱度的影响,需再增设 6 号和 7 号试管,请补充 6 号和 7号试管内应分别加入_,温度均应控制在_。解析(1)3 号试管释放 O2 的速率最快,卫生香迅速复燃。与无机催化剂相比,说明酶具有高效性,原因是酶降低化学反应活化能的作用更显著。(2)对照实验需遵循单一变量原则,即 4 号试管只能滴加 2
317、滴肝脏研磨液或低温处理,即将“0”改成“30”或将“煮过的肝脏研磨液”改成“肝脏研磨液”。(3)证明酶的活性受酸碱度的影响,自变量是酸或碱处理。答案(1)3 高效 酶降低化学反应的活化能的作用更显著(2)4 0 改成 30 煮过的肝脏研磨液改成肝脏研磨液(3)2 滴经酸溶液、碱溶液处理过的肝脏研磨液 30 第 9 讲 ATP 与细胞呼吸最新考纲 1.ATP 在能量代谢中的作用()。2.细胞呼吸()。3.实验:探究酵母菌的呼吸方式。考点一 ATP的结构、功能和作用(5年7考)1.组成元素C、H、O、N、P。2.分子结构(1)分子结构式:APPP(简写)(2)组成图解(填出各部分名称)由结构式可看
318、出,ATP 的结构特点可用“一、二、三”来总结,即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。3.ATP 和 ADP 的相互转化(1)转化基础ATP 的化学性质不稳定,远离腺苷(A)的高能磷酸键容易断裂和重建。(2)ATP 和 ADP 的相互转化过程比较反应式ATP酶 ADPPi能量能量PiADP酶 ATP酶ATP 水解酶ATP 合成酶场所活细胞内多种场所细胞质基质、线粒体、叶绿体能量转化放能吸能能量来源高能磷酸键呼吸作用、光合作用能量去向用于各项生命活动储存于 ATP 中4.动植物细胞 ATP 来源与去向分析(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成 ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成 A
319、TP。(2)植物光合作用光反应阶段产生的 ATP 专用于暗反应,不用于其他生命活动;植物或动物细胞呼吸产生的 ATP 才能用于多种生命活动。5.ATP 产生量与 O2 供给量的关系分析1.若用上图模式表示哺乳动物成熟红细胞中 ATP 产生量与 O2 供给量关系,应如何绘制?提示 如图所示2.ATP 是细胞中“唯一”的直接能源物质,对吗?提示 不对,除 ATP 外细胞中直接能源物质还有 GTP、CTP、UTP 等。1.真题重组 判断正误(1)下列化学反应属于水解反应的是(2016上海卷,20C)()核酸核苷酸 葡萄糖丙酮酸 ATPADP(2)DNA 与 ATP 中所含元素的种类相同(2015课标
320、卷,1A)()(3)每个 ADP 分子中含有两个高能磷酸键(2014江苏 B)()(4)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中不会同时发生 ATP 的合成和分解(2013四川理综,1C)()(5)细胞代谢所需的 ATP 可在细胞质基质中产生(2013海南卷,4D)()(6)人在饥饿时,细胞中 ATP 与 ADP 的含量照样达到动态平衡(天津卷,6)()以上内容源自人教必修 1 教材 P8889,侧重考查 ATP 的化学组成、ATP与 ADP 之间的相互转化等,把握 ATP 及其产生途径是解答本类题目的关键。2.(教材必修 1 P89 图 55 改编)在活细胞中,下列循环过程永不停止地进行着,如图所
321、示,下列相关叙述错误的是()A.在过程中,是由于远离 A 的高能磷酸键断裂而释放出能量B.在绿色植物体内的生理活动有光合作用、细胞呼吸C.A1 和 A2 应为不同种物质,其作用底物不同D.呼吸作用中,主要进行过程,能量来自有机化合物的分解解析 呼吸作用中,主要进行过程,其能量来自有机物氧化分解所释放的化学能。答案 D ATP 的结构和功能【典例】(2016全国课标卷,29)在有关 DNA 分子的研究中,常用 32P 来标记DNA 分子。用、和 表示 ATP 或 dATP(d 表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP 或 dAPPP)。回答下列问题;(1)某种酶可以催化 ATP 的一个磷酸基
322、团转移到 DNA 末端上,同时产生 ADP。若要用该酶把 32P 标记到 DNA 末端上,那么带有 32P 的磷酸基团应在 ATP 的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有 32P 的 dATP 作为 DNA 生物合成的原料,将 32P 标记到新合成的 DNA分子上,则带有 32P 的磷酸基团应在 dATP 的_(填“”、“”或“”)位上。解析(1)ATP 水解生成 ADP 的过程中,断裂的是远离腺苷 A 的那个高能磷酸键即 位和 位之间的高能磷酸键,即 位磷酸基团转移到 DNA 末端。要将 32P 标记到DNA 上,带有 32P 的磷酸基团应在 位上。(2)dATP 脱去 位和 位的磷酸
323、基团后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸,即 DNA 的基本组成单位之一,用 dATP 为原料合成 DNA时,要将 32P 标记到新合成的 DNA 上,则 32P 应在 位。答案(1)(2)解答此题的关键是精准分析 APPP 组成内涵,尤其是“A”内涵,即“A”(腺苷)腺嘌呤核糖,“”为高能磷酸键(共 2 个)其中远离腺苷 A 的“”更易断裂和重建。而“AP”应为腺嘌呤核糖核苷酸,这是 RNA 的单位,并非 DNA 的单位。【对点小练】(2016齐鲁名校协作体联考)ATP 是细胞的能量“通货”,下列有关 ATP 的叙述,正确的是()A.与 DNA、RNA 相同,组成 ATP 的化学元素有 C、H、O、N、
324、PB.ATP 的结构简式为 APPP,其中 A 由腺嘌呤和脱氧核糖结合而成C.动物细胞中产生 ATP 的细胞器有线粒体和叶绿体D.细胞内的化学反应有些是需要能量的,有些是释放能量的,吸能反应一般与 ATP的合成相联系解析 ATP、DNA 和 RNA 的元素组成都是 C、H、O、N、P,A 正确;ATP 的结构简式为 APPP,A 代表腺苷,由腺嘌呤和核糖结合而成,B 错误;动物细胞中产生 ATP 的细胞器只有线粒体,动物细胞中无叶绿体,其吸能反应一般与 ATP的水解相联系,D 错误。答案 A ATP 与 ADP 的相互转化1.(2016北京卷,2)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由 ADP 转化为
325、ATP 的过程()A.在无氧条件下不能进行B.只能在线粒体中进行C.不需要能量的输入D.需要酶的催化解析 酿酒是酵母菌在无氧条件下,利用葡萄糖产生酒精的过程,其无氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中,将葡萄糖分解为丙酮酸,释放能量,产生少量 ATP,A、B、C 错误;细胞呼吸每个阶段都需要酶的催化,ADP 转化为 ATP 的过程也不例外,D 正确。答案 D2.(2016山东莱州检测,15)下列有关 ATP 的叙述错误的是()A.ATP 和 ADP 的相互转化保证了机体对能量的需求B.图中两次 ATP 的水解,后者能量可用于各项生命活动C.图中两次合成 ATP,前者能量来源于光能且在人体细胞中不会
326、发生D.ATP 由 3 个磷酸基团和 1 个腺嘌呤构成解析 ATP 由 3 个磷酸基团和 1 个腺苷(由腺嘌呤和核糖结合而成)构成,D 错误。答案 D(1)ATP 与 ADP 的相互转化,并非简单的可逆反应:从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。(2)ATP 是与能量有关的一种物质,不可等同于能量:ATP 是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达 30.54 kJ/mol 的能量。(3)不可误认为细胞中含有大量 ATP,也不可误认为饥饿时 ATP 分解速率大于 ATP合成速率:事实上,细胞中 ATP 含量很少,只是 ATP 与 ADP 转化非常迅速及时。
327、无论是饱食还是饥饿,ATP 与 ADP 含量都保持动态平衡ATP 消耗(分解)多时,其合成也应多,反之,ATP 分解少时其合成也少,故 ATPADPPi 总处于动态平衡中。考点二 细胞呼吸(5年11考)1.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌为兼性厌氧型微生物,其细胞呼吸方式为有氧呼吸和产生酒精(填“酒精”或“乳酸”)的无氧呼吸。(2)产物的检测装置图:注:a.图甲中空气先通过第一个锥形瓶溶液的目的是清除 CO2。b.图乙中 B 瓶先密封放置一段时间后,再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽氧气。产物检测与实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾浓硫酸溶液甲组
328、(有氧)变浑浊/快无变化乙组(无氧)变浑浊/慢出现灰绿色(1)实验设计需遵循对照原则,此实验为何不设置对照组?提示 此实验为对比实验,对比实验不设对照组,而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。(2)实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸?提示 煮沸的主要目的是灭菌,排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。2.细胞的有氧呼吸(1)过程图解(2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路3.无氧呼吸(1)反应式C6H12O6酶 2C3H6O3能量(如乳酸菌)C6H12O6酶 2C2H5OH2CO2能量(如酵母菌)(2)场所:细胞质基质(3)代表生物:动物及植物中马铃薯块茎
329、、甜菜块根、玉米胚等其无氧呼吸与乳酸菌相同,而多数植物微生物细胞其无氧呼吸与酵母菌相同(填“乳酸菌”或“酵母菌”)。以下甲、乙两图都表示某生物的 CO2 释放量和 O2 吸收量的变化,请解读:(1)甲、乙两图中只进行无氧呼吸、只进行有氧呼吸及两种呼吸作用共存的对应点或段分别是什么?你的判断依据是什么?(2)两图中哪一点(或段)适合水果、蔬菜贮藏?请说出判断依据。(3)下列生物中其呼吸状况能否用甲、乙两图表示?A.酵母菌B.绿色植物(非绿色器官)C.乳酸菌D.人能_ 不能_(填序号)。(4)人在剧烈运动和静息状态下 CO2 产生量与 O2 吸收量大小关系是否相同?CO2 产生场所有无变化?为什么
330、?提示(1)只进行无氧呼吸:甲中 a、乙中 A 点只进行有氧呼吸:甲中 d、乙中 C 点之后(含 C 点)两种呼吸共存:甲中 b、c、乙中 AC 段(不含 A、C 点)判断依据为甲中 a 及乙中 A 点时无 O2 消耗,应只进行无氧呼吸,甲中 d 及乙中 C点后,O2 吸收量与 CO2 释放量相等,应只进行有氧呼吸,甲中 b、c 及乙中 AC 段CO2 释放量大于 O2 吸收量,故除有氧呼吸外,还应存在无氧呼吸。(2)甲图中 c、乙图中 B 点最适合水果、蔬菜贮存,因为此时 CO2 释放量最少,呼吸作用消耗有机物最少。(3)A、B C、D(4)相同 无变化 因为人在无氧呼吸时不产生 CO2,只
331、有有氧呼吸时在线粒体基质中产生 CO2。有氧呼吸、无氧呼吸过程分析【典例】(2016江苏卷,23 改编)突变酵母的发酵效率高于野生型,常在酿酒工业发酵中使用。如图为呼吸链突变酵母呼吸过程,下列相关叙述错误的是()A.突变酵母乙醇代谢途径未变B.突变酵母几乎不能产生HC.氧气充足时,野生型酵母种群增殖速率大于突变体D.通入氧气后,突变酵母产生 ATP 的主要部位是细胞质基质解析 突变酵母细胞能进行正常的乙醇代谢途径,A 正确;突变酵母细胞可通过乙醇代谢途径,在无氧呼吸第一阶段,产生H,B 错误;氧气充足时,野生型酵母可进行正常的有氧呼吸,突变体不能进行正常的有氧呼吸,前者释放能量多,增殖速率大于
332、后者,C 正确;突变酵母产生 ATP 的主要部位是细胞质基质,D 正确。答案 B此类题目属“新信息题”事先并无“突变酵母”的知识储备。解答诸如此类“无准备”题,必须结合“蛛丝马迹”的有效切入点,回归教材基本知识,由“高起点”转入“低落点”。如题图中线粒体内有“呼吸链中断”字样,由此可确认选项 B 与图示信息不符。【对点小练】(2016山东青岛期末,9)如图是酵母菌有氧呼吸过程图,代表有关生理过程的场所,甲、乙代表有关物质,下列叙述正确的是()A.处释放的能量全部储存在 ATP 中B.和处产生乙的量相等C.中的生理过程需要 H2OD.缺氧条件下甲可以转化为乳酸解析 图中分别代表有氧呼吸阶段,甲、
333、乙分别为丙酮酸和H。有氧呼吸阶段释放的能量大部分以热能的形式散失,只有一部分储存在 ATP 中,A 错误;有氧呼吸阶段、产生H的量不同,B 错误;有氧呼吸阶段需要水的参与,C 正确;酵母菌在缺氧的条件下进行无氧呼吸生成酒精和二氧化碳,D 错误。答案 C 细胞呼吸类型的判断1.测定下列哪一项,可简便且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式()A.有无酒精生成B.有无水生成C.有无有机物消耗D.O2 消耗量与 CO2 生成量的比值解析 O2 消耗量与 CO2 生成量可以简便、准确地测定,若二者比值等于 1,则小麦种子进行的是有氧呼吸;若比值为 0,则进行的是无氧呼吸;若比值在 01 之间,则有氧呼吸
334、和无氧呼吸同时存在。答案 D2.在 a、b、c、d 条件下,测得某植物种子萌发时 CO2 和 O2 体积变化的相对值如表所示。底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是()条件abcdCO2 释放量10867O2 吸收量0347A.a 条件下,呼吸产物除 CO2 外还有酒精和乳酸B.b 条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c 条件下,无氧呼吸最弱D.d 条件下,产生的 CO2 全部来自线粒体解析 a 条件下,不吸收 O2,只产生 CO2,故只进行无氧呼吸,呼吸产物除 CO2 外还有酒精,A 错误;b 条件下,既有有氧呼吸又有无氧呼吸,有氧呼吸消耗体积为3 的 O2,产生体积为 3 的 CO2,
335、消耗葡萄糖的相对量为 0.5,无氧呼吸产生体积为 5的 CO2,消耗葡萄糖的相对量为 2.5,B 错误;c 条件下,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,C 错误;d 条件下,只进行有氧呼吸,无氧呼吸为 0,产生的 CO2 全部来自线粒体,D 正确。答案 D1.判断细胞呼吸方式的三大依据2.呼吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)(1)有氧呼吸:葡萄糖O2CO2166。(2)无氧呼吸:葡萄糖CO2酒精122 或葡萄糖乳酸12。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 摩尔数之比为 13。考点三 影响细胞呼吸的因素及应用(5年6考)1.影响细胞呼吸的外部因素分析项目温度
336、氧气浓度水分影响原理影响酶活性决定呼吸类型和强度自由水含量较高时呼吸旺盛坐标曲线实践应用在零上低温下贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中,增加昼夜温差以减少有机物的消耗提高产量常利用降低氧的浓度抑制细胞呼吸、减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间贮藏作物种子时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗2.细胞呼吸原理的应用(1)对有氧呼吸原理的应用包扎伤口应选用透气的敷料,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸,避免肌细胞产生大量乳酸。及时松土有利于植物根系生长。稻田定期排水有利于根系有氧呼吸,防止幼根因缺氧变黑、腐烂。(2)对无氧呼吸原理的应用利用粮食
337、通过酵母菌发酵可以生产各种酒。利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖,较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。3.植物组织呼吸方式的探究(1)实验设计欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例):(2)实验结果预测和结论实验现象结 论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸(3)物理误差的矫正:为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对照装置与装
338、置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。【典例】(2012课标卷)将玉米种子置于 25、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。(1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成_,再通过_作用为种子萌发提供能量。(2)萌发过程中在_h 之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平均干重为_mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为_mg/(粒d)。(4)若保持实验条件不变,120
339、 h 后萌发种子的干重变化趋势是_,原因是_。慧眼识图 获取信息答案(1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化)(2)7296 26.5(3)22(4)下降 幼苗呼吸作用消耗有机物,且不能进行光合作用【对点小练】(2017辽宁模拟)甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与 O2 浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是_,如果呼吸强度不能用 CO2 释放量表示,原因是_。对于人体来说,安静状态时_(细胞名称)的呼吸方式与此相类似。(2)图乙中 B 点的 CO2 量来自_(呼吸方式),当 O2 浓度达到 M 点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是_。(3)图丙中
340、 YZZX41,则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的_。图丙中DE 区段 CO2 释放量急剧减少的原因是_。(4)图丙中无氧呼吸消失点对应的 O2 浓度是_;你认为 O2 应调节到_浓度,更有利于蔬菜的储存。解析(1)图甲中,呼吸强度不受氧气浓度的影响,只能是无氧呼吸,若呼吸强度不能以 CO2 的释放量表示,原因是该生物的无氧呼吸不产生二氧化碳。对于人体来说,成熟红细胞进行的就是不产生二氧化碳的无氧呼吸。(2)图乙中 B 点氧气浓度为零,其释放的二氧化碳只能来自无氧呼吸;细胞呼吸是在呼吸酶的催化下进行的,当O2 浓度达到 M 点以后,CO2 释放量不再继续增加的内因是呼吸酶的数量有限。(3)由图可
341、知,YZ 为无氧呼吸释放的二氧化碳的量,ZX 为有氧呼吸释放的二氧化碳的量。图丙中 YZZX41,根据细胞呼吸的反应式,设有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为 1/6,则无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为 2,故有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的1/6(21/6)1/13。图丙中 DE 区段 CO2 释放量急剧减少的原因是氧气浓度增加,无氧呼吸受抑制,此时氧气含量较低,有氧呼吸强度较弱。(4)由图可知,当 O2 浓度为 I 时,细胞呼吸 O2 吸收量CO2 释放量,即细胞只进行有氧呼吸。当 CO2 释放量最少时,总的呼吸强度最弱,消耗有机物最少,是储存果蔬的最佳氧气浓度,即图中 H 点。答案(1)无氧呼吸 该生物无
342、氧呼吸不产生 CO2 成熟的红细胞(2)无氧呼吸 呼吸酶的数量有限(3)1/13 氧气浓度增加,无氧呼吸受抑制,此时有氧呼吸强度较弱(4)I H 细胞呼吸原理的应用1.(2013海南单科,9)在温度、光照等适宜条件下,将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中,会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析,合理的是()A.缺乏胚芽生长所必需的营养物质B.不能通过光合作用合成有机物C.呼吸作用产生的能量均以热能释放D.呼吸作用的产物对其产生毒害作用解析 小麦种子消毒后虽有生活力,但一直浸没在无菌水中,不能进行有氧呼吸;由于无菌水中无氧气,小麦种子长期进行无氧呼吸产生大量的酒精对细胞有毒害作用。答案
343、D2.细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与对应的目的不恰当的是()选项应 用措 施目 的A种子储存晒干降低自由水含量,降低细胞呼吸强度B乳酸菌制作酸奶先通气,后密封加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵C水果保鲜低温降低酶的活性,降低细胞呼吸D栽种农作物疏松土壤促进根有氧呼吸,利于吸收无机盐解析 本题考查呼吸作用原理的应用,结合生产生活中的具体实例运用呼吸作用原理进行具体分析是解题的关键。乳酸菌为异养厌氧型生物,在有氧条件下其代谢会受到抑制,故利用乳酸菌制作酸奶过程中应一直使其处于密封状态。答案 B不同生物无氧呼吸产物归纳易错防范清零易错清零易错点 1 误认为线粒体可“彻底分解葡萄糖”点
344、拨 真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体,但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为“丙酮酸”后,丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为 CO2 和 H2O。易错点 2 混淆呼吸作用反应式中“能量”与 ATP,忽视呼吸放出的“热能”点拨 细胞呼吸反应式应为:C6H12O6O26H2O酶 6CO212H2O能量,或C6H12O6酶 乳酸能量或 C6H12O6酶 2C2H5OH2CO2能量,上述反应式中的“能量”不可用“ATP”取代,因为这些能量实为“热能ATP”,而且相对于 ATP中储存的能量而言“热能”应更多!易错点 3 混淆 ATP、DNA、RNA、脱氧核苷酸及核
345、糖核苷酸中“A”及“五碳糖”点拨 相关化合物中“A”及五碳糖辨析:易错点 4 误认为无氧呼吸两个阶段都产生 ATP点拨 无氧呼吸过程共产生 2 个 ATP,而这 2 个 ATP 只产自第一阶段,第二阶段不产生 ATP。易错点 5 不明确呼吸熵内涵,误认为所有细胞呼吸熵均1点拨 呼吸熵(RQ)可作为描述细胞呼吸过程中 O2 供应状态的一种指标;RQ放出的 CO2 量/吸收的 O2 量,由于细胞呼吸底物不同,呼吸状况不同,其 RQ 值也不同;若 RQ1,表明 CO2 释放量O2 吸收量,应为无氧呼吸、有氧呼吸并存,且无氧呼吸也产生 CO2。若 RQ1,则细胞只进行有氧呼吸且呼吸底物为葡萄糖。若 R
346、Q1,则细胞中 O2 吸收量大于 CO2 释放量,表明此时呼吸底物可能有“脂质”(因脂质氧化分解时耗氧量较大)。纠错小练1.(2016海南卷,11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是()A.含有两个高能磷酸键的 ATP 是 DNA 的基本组成单位之一B.加入呼吸抑制剂可使细胞中 ADP 生成减少,ATP 生成增加C.无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有 ATP 的合成D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有 ATP 合成解析 含两个高能磷酸键的 ATP,由一个腺苷和三个磷酸基团组成,并非 DNA 的基本组成单位;加入呼吸抑制剂可导致 ATP 生成也减少;无氧条件下丙酮酸转
347、化为酒精的过程并不产生 ATP。答案 D2.以下 4 支试管置于适合的温度下,经过一定时间后能产生 ATP 的是()解析 葡萄糖在细胞质中分解为丙酮酸才能进入线粒体,A 错误;二碳化合物可被叶绿体利用,不能被内质网利用,B 错误;丙酮酸的氧化分解可发生在细胞质基质和线粒体,不能发生在内质网,C 错误;真核细胞膜破裂,但线粒体完好,丙酮酸可进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段,有氧呼吸第二、三阶段有 ATP 生成,D 正确。答案 D3.在下列四种化合物的化学组成中,“”中所对应的含义最接近的是()A.和B.和C.和D.和解析 根据题意知“”中所对应的含义分别为:一磷酸腺苷 AMP,腺嘌呤,DNA
348、 分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸,RNA 分子上的腺嘌呤核糖核苷酸,腺苷,腺苷。答案 D4.(2016宁夏固原检测)呼吸熵(RQCO2 释放量/O2 吸收量)可作为描述细胞呼吸过程中 O2 供应状态的一种指标。下图表示某植物非绿色器官在不同 O2 浓度下的 O2吸收量和 CO2 释放量。根据所给信息,判断下列说法正确的是()A.C 点时,呼吸熵为 1,说明该植物器官只进行有氧呼吸B.该植物器官细胞呼吸过程中可能有非糖物质氧化分解C.A 点时,产生 CO2 的场所是细胞质基质或线粒体基质D.B 点时,无氧呼吸强度最低,最适合储藏该植物器官解析 O2 的吸收量表示有氧呼吸吸收的量,CO2 的释放量表示有
349、氧呼吸和无氧呼吸释放的量。C 点时,呼吸熵为 1,C 点之后 O2 吸收量大于 CO2 释放量,说明消耗的有机物不是糖类,此时不一定只进行有氧呼吸,A 错误、B 正确;A 点时,植物只进行无氧呼吸,产生 CO2 的场所是细胞质基质,C 错误;B 点时,无氧呼吸强度并非最低,但此时 CO2 释放量最少,最适合储藏该植物器官,D 错误。答案 B随堂真题演练1.(2014江苏,14)下列生命活动中不需要 ATP 提供能量的是()A.叶肉细胞合成的糖运输到果实B.吞噬细胞吞噬病原体的过程C.淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖D.细胞中由氨基酸合成新的肽链解析 叶肉细胞合成的糖(如葡萄糖)通过主动运输进入果实细
350、胞需要消耗 ATP,A项错误;吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性,需要消耗 ATP 提供的能量,B 项错误;在适宜的温度、pH 条件下,淀粉酶催化淀粉水解,此过程不需要消耗 ATP 提供的能量,C 项正确;氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗 ATP 提供的能量,D 项错误。答案 C2.(2015海南卷,3)ATP 是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于 ATP 的叙述,错误的是()A.酒精发酵过程中有 ATP 生成B.ATP 可为物质跨膜运输提供能量C.ATP 中高能磷酸键水解可释放能量D.ATP 由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成解析 ATP 的结构简式由腺嘌呤、核糖(而不是脱氧核糖)、三
351、个磷酸组成,所以 D错误。答案 D3.(2013课标,3)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是()A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码指导合成C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同解析 破伤风芽孢杆菌的代谢类型是异养厌氧型,在有氧的环境中,破伤风芽孢杆菌的代谢要受到抑制,C 错误。答案 C4.(2014海南单科,26)某豆科植物种子萌发过程中 CO2 释放和 O2 吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答问题:(1)在 1224 h 期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是_呼吸,该呼吸方式在细胞中
352、发生的部位是_,其产物是_。(2)从第 12 h 到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会_,主要原因是_。(3)胚根长出后,萌发种子的_呼吸速率明显升高。解析(1)据图可知,在 1224 h 期间,氧气吸收量很少,而二氧化碳释放量很多,表明此时的细胞呼吸主要是无氧呼吸;无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物是酒精和二氧化碳。(2)第 12 h 到胚根长出期间,种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,使有机物的总量下降。(3)胚根长出后,氧气的吸收量明显增多,说明有氧呼吸的速率明显提高。答案(1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳(2)减少 种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作
353、用消耗有机物,使有机物的总量下降(3)有氧课后分层训练(时间:25 分钟 满分:100 分)1.(2016山东师大附中模拟)下列关于人体细胞呼吸的相关叙述,正确的是()A.有氧呼吸过程中,CO2 的生成与 H2O 的利用不在同一阶段B.有氧呼吸过程中,葡萄糖进入线粒体后才能分解为 CO2 和 H2OC.无法通过是否产生 CO2 来判断细胞呼吸方式D.等质量的脂肪和糖类完全氧化分解产生 CO2 与吸收 O2 的比值后者高解析 有氧呼吸过程中 CO2 生成与 H2O 的利用均发生于第二阶段;葡萄糖不能直接进入线粒体;人体细胞只有在有氧呼吸时才产生 CO2,故 A、B、C 选项均不正确。答案 D2.
354、(2016大连重点中学联考)下列关于呼吸作用的叙述,正确的是()A.乳酸菌无氧呼吸的终产物是酒精和 CO2B.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水C.无氧呼吸第一阶段有H产生,第二阶段有H的消耗D.相同质量脂肪比糖原有氧氧化释放的能量少解析 乳酸菌无氧呼吸的终产物是乳酸,A 错误;H与氧结合生成水的过程发生于线粒体内膜,B 错误;无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段,C 正确;脂肪与糖类相比,C、H 比例大,O 比例小,相同质量脂肪有氧氧化释放的能量比糖原多,D 错误。答案 C3.下图是真核细胞内呼吸作用的过程图解,下列说法正确的是()A.图中 X 表示 O2,它可以通过植物的光合作用
355、产生B.物质 Y 可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色C.人体内不能完成过程D.图中催化、过程的酶存在于线粒体内膜上解析 图示中 X 表示 O2,可以通过植物的光合作用产生,A 正确;Y 表示 CO2,可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色,B 错误;人体内由于不含有酒精发酵所需的酶,故不能进行过程,但能完成过程,C 错误;过程为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,D 错误。答案 A4.(2016山东济南期中,18)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的 C2H5OH 和 CO2 的量如图所示。据图中信息推断错误的是()A.氧
356、浓度为 a 时酵母菌没有有氧呼吸,只进行无氧呼吸B.当氧浓度为 b 和 d 时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同C.当氧浓度为 c 时,2/5 的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵D.a、b、c、d 不同氧浓度下,细胞都产生H和 ATP解析 由图中数据可知,当氧浓度为 c 时,2/3 的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵,C错误;无论有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生H和 ATP,D 正确。答案 C5.(2017湖南长沙模拟,9)关于 ATP 的叙述中,错误的是()A.ATP 分子中含有三个高能磷酸键B.正常细胞中 ATP 与 ADP 的比值在一定范围内变化C.ATP 分子水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸D.ATP
357、中的“A”与构成 DNA、RNA 中的碱基“A”表示的不是同一种物质解析 ATP 分子是由一个腺苷和三个磷酸基团构成的,它含有一个普通磷酸键和两个高能磷酸键,水解掉两个磷酸基团后变成腺嘌呤核糖核苷酸,A 错误。答案 A6.下列各项与细胞呼吸原理无关的是()A.低温可以延长水果的保存期B.水涝会对农作物造成危害C.利用葡萄、高粱和酵母菌酿酒D.温室大棚适当补充光照可提高产量解析 温室大棚中适当补充光照,能够增强光合作用,提高产量,此技术没有利用细胞呼吸的原理。故 D 选项符合题目要求。答案 D7.(2016河北石家庄调研)如图是某生物局部细胞结构和部分细胞代谢过程示意图,请回答:(1)该细胞无氧
358、呼吸的产物是_;在氧气充足的条件下,有氧呼吸释放能量最多阶段的场所是_,线粒体内 O2/CO2 的值比细胞质基质_(填“高”或“低”)。(2)若该细胞是酵母菌细胞,其无氧呼吸的产物可以用酸性重铬酸钾检测,颜色变化是由橙色变为_。(3)在结构上,乳酸菌与该细胞最主要的区别是_。解析(1)该细胞有中心体,可能是动物细胞或低等植物细胞,又因该细胞无细胞壁,因此该细胞为动物细胞,动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸。有氧呼吸第三阶段产生的能量最多,发生的场所是线粒体内膜;线粒体中消耗 O2,产生 CO2,因此线粒体内 O2/CO2 的值低于细胞质基质。(2)酸性重铬酸钾遇酒精变为灰绿色。(3)乳酸菌细胞为原核
359、细胞,图中细胞为真核细胞,二者在结构上最主要的差别是乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核。答案(1)乳酸 线粒体内膜 低(2)灰绿色(3)没有以核膜包围的细胞核(合理答案均可)8.某研究小组将玉米淀粉制成培养液,接种酵母菌并在适宜的温度条件下进行培养,容器内酵母菌及相应物质相对含量的变化如图所示。请回答下列问题。(1)在培养过程中,淀粉水解成_后才能被酵母菌吸收利用,催化淀粉水解的酶来自_。(2)在 OA 时间段,酵母菌细胞内H产生于细胞的_,该过程中水具有的作用有_。(3)AB 时间段,酵母菌细胞呼吸产生的H与_反应并生成_。解析 在培养过程中,在酶的作用下淀粉水解成葡萄糖,单糖能被细胞吸收利用。
360、OA 时间段,酵母菌进行有氧呼吸,H产生于有氧呼吸的第一、第二阶段,场所依次为细胞质基质、线粒体基质。水为细胞代谢的场所并在有氧呼吸第二阶段参与丙酮酸的分解。AB 时间段,H可与丙酮酸结合生成酒精和 CO2,也可在线粒体中与O2 反应生成水。答案(1)葡萄糖 酵母菌(2)细胞质基质和线粒体基质 水是代谢反应的反应物并为代谢反应提供场所(3)丙酮酸,O2 乙醇(酒精)和 CO2,水1.(2016宜春四校联考)关于酶与 ATP 的叙述正确的是()A.在“探究酶的专一性”实验中,自变量只能是酶的种类B.人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成 ATP 的量与安静时相等C.酶只在核糖体上合成,
361、ATP 在细胞质基质、叶绿体和线粒体等场所合成D.ATP 中含有核糖,形成时需要酶的催化;酶中可能含核糖,形成时需要消耗 ATP解析 探究酶的专一性时,自变量既可能为酶,也可能为底物,A 错误;人剧烈运动时,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,故消耗等量葡萄糖时生成 ATP 的量应较安静时少(安静时,只进行有氧呼吸),B 错误;若为 RNA,则作为酶合成的场所主要为细胞核而不是核糖体,C 错误。答案 D2.(2016广州六校联考)下图是细胞代谢过程中某些物质变化过程,下列叙述正确的是()A.酵母菌细胞中过程都能合成 ATPB.过程都需要氧气的参与才能正常进行C.真核细胞中催化过程的酶都位于细胞质基质
362、中D.叶肉细胞中过程产生的 ATP 可用于过程中 C3 的还原解析 酵母菌细胞中过程不产生 ATP;过程、不需 O2 参与;过程中 C3 还原所需 ATP 来自于光反应,而不来自细胞呼吸。答案 C3.(2017江淮十校联考)如图 1 为 ATP 的分子结构图,图 2 为 ATP 与 ADP 相互转化过程图,下列有关叙述正确的是()A.图 1 中的 A 为腺嘌呤,B 为腺苷B.图 1 中的化学键在图 2 中很容易形成或断裂C.图 2 中过程所需的能量都来自于细胞内有机物的氧化分解D.图 2 中催化过程和过程的酶肯定不是同一种酶解析 图 1 中的 A 为腺苷,B 为腺嘌呤核糖核苷酸,A 错误;图
363、1 中的化学键在图 2 中很容易形成或断裂,B 错误:图 2 中过程所需的能量可以来自于细胞内有机物的氧化分解,也可以来自于光反应,C 错误;ATP 和 ADP 转化过程中酶不同:酶是水解酶,酶是合成酶,D 正确。答案 D4.(2016齐鲁名校协作体联考)下列在生物体内发生的反应,错误的是()A.蓝藻进行光合作用的反应式:CO2H2O 光能叶绿体(CH2O)O2B.植物吸收无机盐时消耗 ATP 的反应式:ATP酶 ADPPi能量C.酵母菌进行发酵的反应式:C6H12O6酶 2C2H5OH(酒精)2CO2能量D.乳酸菌进行无氧呼吸的反应式:C6H12O6酶 2C3H6O3(乳酸)能量解析 蓝藻能
364、进行光合作用,但蓝藻无叶绿体,A 错误;植物吸收无机盐的方式是主动运输,需要消耗能量,因此会发生 ATP 的水解,B 正确;酵母菌进行无氧呼吸即酒精发酵的产物是酒精和二氧化碳,并释放少量能量,C 正确;乳酸菌是厌氧微生物,进行无氧呼吸生成乳酸并释放少量能量,D 正确。答案 A5.将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份,放在 1 的冷库内贮藏,其中一份用高浓度的CO2 处理 48 h,另一份则不做处理。从采摘后算起每 10 天取样一次,测定其单位时间内 CO2 释放量和 O2 吸收量,计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论不正确的是()A.比值大于 1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸B.第 20
365、 天对照组蓝莓产生的乙醇量高于 CO2 处理组C.第 40 天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多D.贮藏蓝莓前用高浓度的 CO2 短时处理,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸解析 当 CO2 释放量大于 O2 吸收量时,表明既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸;由图可知,第 20 天对照组 CO2/O2 大于 1,表明蓝莓进行了无氧呼吸,有乙醇产生,而 CO2 处理组 CO2/O2 为 1,表明没有进行无氧呼吸,没有乙醇产生;第 40 天时,对照组蓝莓 CO2 释放量和 O2 吸收量比值约等于 2,此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大约为有氧呼吸的三倍;分析可知,贮藏蓝莓前用高浓度的 CO2 短时处理,能抑制
366、其在贮藏时的无氧呼吸。答案 C6.(新信息题)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含有线粒体,与短跑等剧烈运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是()A.两种肌纤维的呼吸作用起点都是葡萄糖B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和 ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的 ATP,主要来自于丙酮酸彻底分解成二氧化碳阶段解析 两种肌纤维的呼吸作用起点都是葡萄糖,A 正确;由于有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,因此两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、H和 ATP,B 正确;由于快肌纤维几乎不含有线粒体,短跑
367、时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉,C 正确;慢跑时慢肌纤维产生的 ATP,主要来自于有氧呼吸的第三阶段,即H和氧气结合生成水的阶段,D 错误。答案 D7.(2016湖南十校联考)某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异,设计了以下的实验装置。实验中分别以 20 粒萌发的种子和 4 条蚯蚓为材料,每隔 5 min 记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,结果如表 1 所示。请回答以下问题:有色液滴移动的距离/mm生物时间/min0510152025萌发的种子0816232934蚯蚓04.5911.513.515.5表 1(1)装置图中的 Y 溶液是_,其作用是_。设置乙装置
368、的目的是_。(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向_移动(填“左”或“右”),以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是_。(3)另一组该实验装置每隔 5 min 测量时,将注射器活塞往_(填“上”或“下”)移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的结果如表 2 所示:时间/min0510152025注射器量取的气体变化体积/mL01.53.04.25.05.5表 2分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为_,在此过程中,有氧呼吸的强度越来越_。解析(1)甲、乙装置中所放置的 Y 溶液为 NaOH 溶液,用以吸收细胞呼吸产生的
369、二氧化碳,可以通过测量 O2 量的变化测定呼吸速率,乙装置的作用是对照,可排除微生物及环境因素对实验的干扰。(2)实验开始后,若保持注射器的活塞不动,甲装置进行有氧呼吸消耗氧气,有色液滴会向左移动。将蚯蚓的实验装置所测得的液滴移动的距离之差除以时间,即为液滴移动的速率,由表可知在最初的 05 min和 510 min 内有色液滴移动的速率最大,为 4.5/50.9(mm/min)。(3)甲装置内氧气被消耗,生成的二氧化碳被 NaOH 溶液吸收,气压下降,若要保持有色液滴的位置不变,需将注射器活塞往下移动;将量取的气体变化体积除以时间即为有氧呼吸速率,由表可知,在此过程中,有氧呼吸速率5.5/2
370、50.22(mL/min);且此过程中,前 10 min 有氧呼吸速率较大,后 15 min 逐渐减弱。答案(1)NaOH 溶液 吸收实验过程中细胞呼吸产生的 CO2 排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)(2)左 0.9 mm/min(3)下 0.22 mL/min 弱第 10 讲 光合作用的探究历程与基本过程最新考纲 1.光合作用的基本过程()。2.实验:叶绿体色素的提取和分离。3.影响光合作用速率的环境因素()。考点一 捕获光能的色素及其提取和分离实验(5年3考)1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出:(1)叶绿体中的色素只吸收可见光,而对红外光和紫外光等不吸收。(2)叶
371、绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。2.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构外表:双层膜内部基质:含有与暗反应有关的酶基粒:由类囊体堆叠而成,分布有 色素和与光反应有关的酶(3)功能:进行光合作用的场所。(4)恩格尔曼的实验:好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。3.光合作用的探究历程(连一连)答案 Ab Ca Ee Dc Bd某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置 48 h 后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘染色法处理叶片,观察到叶片,有的部位出现了蓝色,请思考:(
372、1)实验时预先对植物进行暗处理,其目的是消耗掉原有淀粉,排除其对实验结果的干扰。(2)实验中 a 与 b、d 对照可证明光合作用需叶绿体,e 与 b、d 对照可证明光合作用需要光。(3)本实验可证明光合作用的产物是淀粉。捕获光能的色素和结构1.(2016全国课标卷,4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是()A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的解析 叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中,A 正确;镁作为细胞中的无
373、机盐,可以离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,B 正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,可见光不包括红外光和紫外光,C 错误;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D 正确。答案 C2.如图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图,下列有关叙述错误的是()A.和均为选择透过性膜B.上分布有与光反应有关的色素和酶,这些色素对绿光吸收最少C.上所含色素均含 Mg2,故缺 Mg2时这些色素都无法合成D.在上形成的产物H和 ATP 进入中为暗反应提供物质和能量解析 叶绿素分子中含 Mg2
374、,胡萝卜素、叶黄素中不含 Mg2。答案 C 光合作用的探究历程1.下列关于光合作用探究历程的叙述,不正确的是()A.普利斯特利的实验证明了植物可以更新空气B.萨克斯的实验证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉C.恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量D.鲁宾和卡门的实验中,用 18O 分别标记 H2O 和 CO2,证明了光合作用产生的氧气来自 H2O 而不是 CO2解析 恩格尔曼的实验能够证明氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是进行光合作用的场所,但不能定量分析光合作用生成的氧气量。答案 C2.下图是光合作用探索历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图,下列有关叙述正确的是()A.两实验均需进
375、行“黑暗”处理,以消耗细胞中原有的淀粉B.两实验均需要光的照射C.两实验中只有恩格尔曼的实验设置了对照D.两实验均可证明光合作用的产物有氧气解析 本题主要考查光合作用的发现过程。图示的两实验中,只有萨克斯的实验需进行“黑暗”处理,目的是消耗掉细胞中原有的淀粉。恩格尔曼实验的目的是探究光合作用进行的场所,萨克斯实验的目的是探究光合作用产物,所以两实验均需要光的照射。恩格尔曼的实验中,照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照;萨克斯的实验中,暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。恩格尔曼的实验可证明氧气是光合作用的产物,萨克斯的实验可证明淀粉是光合作用的产物。答案 B恩格尔曼实验方法的巧妙之处(
376、1)巧选实验材料:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。(2)妙法排除干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。(3)巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。考点二 光合作用的过程(5年12考)1.写出光合作用的总反应式并标出各种元素的来源和去向_2.光反应与暗反应的比较过程图解阶段光反应暗反应场所在叶绿体类囊体膜上在叶绿体基质中物质转化水的光解;ATP 的形成CO2 的固定和 C3 的还原能量转化光能ATP 中活跃的化学能ATP 中活跃
377、的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H和 ATP,暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi、NADP助学巧记巧记光合作用过程的“一、二、三、四”环境因素骤变对光合作用中间产物含量动态变化曲线当外界条件改变时,光合作用中 C3、C5 及 ATP 和 ADP 含量变化可以采用以下过程分析:(1)建立模型需在绘制光合作用模式简图的基础上借助图形进行分析。需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)含量变化分析过程与结果条件过程变化H和 ATPC3C5(CH2O)合成速率光照由强到弱,CO2 供应不变(图甲)过程减弱,H、ATP 减少,导致
378、过程减弱,过程正常进行减少增加减少减小光照由弱到强,CO2 供应不变(图乙)过程增强,H、ATP 增加,导致过程增强,过程正常进行增加减少增加增大光照不变,CO2 由充足到不足(图丙)过程减弱,C3 减少,C5 增加,导致过程减弱,过程正常进行增加减少增加减小光照不变,CO2 由不足到充足(图丁)过程增强,C3 增加,C5 减少,导致过程增强,过程正常进行减少增加减少增大1.真题重组 判断正误(1)光照强度由强变弱时,短时间内 C5 含量会升高(2015安徽卷)()(2)在叶绿体中发生的生理过程,不需要蛋白质参与的是 Mg2吸收(2015四川卷,1A)()(3)夏季晴天光照最强时,小麦光合速率
379、最高(2015海南卷,7B)()(4)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光(2013新课标卷,2D)()人教版教材 P97104 以不太大的篇幅介绍了“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理、应用及叶绿体中色素提取和分离”,相关内容在高考中其广泛度、深度、重要程度已远远超越教材本身,“无光合作用不成卷”已成铁的事实,因此对相关内容的备考应着力做宽、做大、做实。2.(人教必修 1 P106 拓展题改编)课外活动小组同学在适宜的温度下,以葡萄为材料所做的几组实验(假设该植物在 24 h 内呼吸速率不变),结果记录如下,相关叙述正确的是()A.图一实验结果显示栽培农作物时,加大种植密度有利于产
380、量提升B.经检测,葡萄植株一昼夜的 CO2 净吸收量为 250 mg,图二中阴影部分所表示的CO2 吸收量应小于 250 mgC.图二曲线中能进行光合作用的区段是 ABD.图二曲线 DC 段与 EB 段上升的原因不相同,前者是因为 CO2 供应不足,后者是因为光照逐渐减弱解析 图一显示栽培密度应合理,密度过大不利于单株光合速率提升;若一昼夜CO2 净吸收量为 250 mg,则图二阴影部分的 CO2 吸收量应大于 250 mg;曲线中 6时18 时期间均进行光合作用。答案 D 光合作用过程分析1.(2015安徽卷,2)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是()A.CO2 的固
381、定实质上是将 ATP 中的化学能转变为 C3 中的化学能B.CO2 可直接被H还原,再经过一系列的变化形成糖类C.被还原的 C3 在相关酶的催化作用下,可再形成 C5D.光照强度由强变弱时,短时间内 C5 含量会升高解析 由图解可知,光反应产生的 ATP 和H参与 C3 的还原,而不参与 CO2 的固定,A、B 错误;被还原的 C3 在有关酶的催化作用下一部分合成了(CH2O),另一部分又形成了 C5,C 正确;光照强度变弱时,光反应产生的 ATP 和H减少,故短时间内C5 含量会降低,D 错误。答案 C2.下面为绿色植物光合作用过程示意图(图中 ag 为物质,为反应过程,物质转换用实线表示,
382、能量传递用虚线表示)。有关判断错误的是()A.图中表示水分的吸收,表示水的光解B.c 为 ATP,f 为HC.将 b 物质用 18O 标记,最终在(CH2O)中能检测到放射性D.图中 a 物质主要吸收红光和蓝紫光,绿色植物能利用它将光能转换成活跃的化学能解析 题图所示,a 为叶绿体色素,主要吸收红光和蓝紫光;b 为 O2,c 为 ATP,d为 ADP,e 为 NADPH(H),f 为 NADP,故 B 错误。答案 B 环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响【典例】(2011新课标卷)在光照等适宜条件下,将培养在 CO2 浓度为 1%环境中的某植物迅速转移到 CO2 浓度为 0.003%环境中
383、,其叶片暗反应中 C3 和 C5 化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。(1)图中物质 A 是_(C3、C5)。(2)在 CO2 浓度为 1%的环境中,物质 B 的浓度比 A 的低,原因是_;将 CO2 浓度从 1%迅速降低到 0.003%后,物质 B 浓度升高的原因是_。(3)若使该植物继续处于 CO2 浓度为 0.003%的环境中,暗反应中 C3 和 C5 浓度达到稳定时,物质 A 的浓度将比 B 的_(低、高)。(4)CO2 浓度为 0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光照强度比 CO2 浓度为1%时的_(高、低),其原因是_。慧眼识图 获取信息答案(1)C3(2)暗反应速率在该环境
384、中已达到稳定,即 C3 和 C5 的含量稳定。根据暗反应的特点,此时 C3 的分子数是 C5 的 2 倍 当 CO2 浓度突然降低时,C5 的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致 C5 积累(3)高(4)低 CO2 浓度低时,暗反应强度低,所需 ATP 和H少分析 C3、C5 含量变化的三点注意(1)以上分析只表示条件改变后短时间内叶绿体内各物质相对含量的变化,而非长时间。(2)以上各物质变化中,C3 和 C5 含量的变化是相反的,H和 ATP 的含量变化是一致的。(3)物质相对含量变化与物质合成速率变化的区别物质相对含量变化与物质合成速率变化是两个不同的概念,如光照强度增加后,C3相对含量减少
385、,但是 C3 的合成速率加快。CO2 供应增加,C5 相对含量减少,但是C5 的合成速率加快。【对点小练】正常生长的绿藻,照光培养一段时间后,用黑布迅速将培养瓶罩上,此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是()A.O2 的产生停止B.CO2 的固定加快C.ATP/ADP 比值下降D.NADPH/NADP比值下降解析 正常生长的绿藻,照光培养一段时间,说明绿藻可以正常进行光合作用,用黑布遮光后,改变了绿藻光合作用的条件,此时光合作用的光反应停止,光反应的产物 O2、ATP 和H(即 NADPH)停止产生,所以 A、C、D 项所叙述现象会发生;光照停止,暗反应中 C3 还原受影响,C5 减少,CO
386、2 的固定减慢,B 项所叙述现象不会发生。答案 B考点三 实验:叶绿体中色素的提取和分离(5年4考)1.实验原理2.实验流程步骤操作要点说明提取色素研磨无水乙醇:作为提取液,可溶解绿叶中的色素SiO2:使研磨更充分CaCO3:防止研磨时叶绿素受到破坏过滤研磨后用单层尼龙布过滤制备滤纸条剪去两角的滤纸条一端 1 cm 处用铅笔画一条细线剪去两角以保证色素在滤纸上扩散均匀、整齐,否则会形成弧形色素带画滤液细线用毛细吸管吸取色素滤液,沿铅笔线均匀画一条滤液细线,待滤液干后再画一两次滤液细线要细、直干燥后重复画一两次,使滤液细线既有较多的色素,又使各色素扩散的起点相同色素分离将适量层析液倒入试管插入滤
387、纸条棉塞塞紧试管口实验结果分析色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度a.胡萝卜素橙黄色最少最高最快b.叶黄素黄色较少较高较快c.叶绿素 a蓝绿色最多较低较慢d.叶绿素 b黄绿色较多最低最慢 叶绿体中色素提取和分离过程与结果分析1.(2015江苏卷,21 改编)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,下图为滤纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述不正确的是()A.强光照导致了该植物叶绿素含量降低B.类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照C.色素、吸收光谱的吸收峰波长不同D.画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次解析 由题图示可知,强光下,、表示的叶绿
388、素色素带变窄,说明叶绿素含量降低,A 正确;强光照条件下,类胡萝卜素含量增加,说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照,B 正确;是叶绿素 a,是叶绿素 b,都是主要吸收蓝紫光和红光,但吸收光谱的吸收峰波长不同,C 正确;画滤液线时,滤液在点样线上画23 次,D 错误。答案 D2.在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用,“”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为()试剂甲乙丙丁无水乙醇水CaCO3SiO2A.B.C.D.解析 解答本题首先要知道表格中各种试剂的作用,然后再分析每位同学所加的试剂。其中乙同
389、学操作完全正确,其他同学与该同学进行对比,分析缺少的试剂并根据该试剂的作用分析可能出现的实验结果。无水乙醇为提取剂,色素提取过程不需要水,若加入水会使色素提取液颜色变浅;SiO2 的作用是使研磨更充分;CaCO3 能保护叶绿素分子。甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇,所以提取液中不会出现色素,色素分离的结果是;乙同学操作正确,色素分离后得到的色素带有四条,与情况相符;丙同学由于未加 CaCO3,所以叶绿素含量减少,所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄,对应;丁同学由于未加 SiO2,导致叶片研磨不充分,最终导致各种色素的含量均减少,对应。答案 B绿叶中色素提取分离实验异常现象分析(1)
390、收集到的滤液绿色过浅的原因分析未加石英砂(二氧化硅),研磨不充分。使用放置数天的叶片,滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇,(正确做法:分次加入少量无水乙醇提取色素)。未加碳酸钙或加入过少,叶绿素分子被破坏。(2)滤纸条色素带重叠:滤纸条上的滤液细线画得太粗。(3)滤纸条看不见色素带忘记画滤液细线。滤液细线接触到层析液,且时间较长,色素全部溶解到层析液中。易错防范清零易错清零易错点 1 混淆塑料大棚中“塑料颜色”与“补光类型”的选择点拨 为提高光能利用率,塑料大棚栽培时常选择“无色塑料”以便透过各色光,这是因为太阳的全色光透过时各种色的光均可被作物吸收(尽管黄绿色吸收量较小,但总不会
391、起负作用),而阴天或夜间给温室大棚“人工补光”时,则宜选择植物吸收利用效率最高的“红光或蓝紫光”灯泡。因为若利用白炽灯,则其发出的光中“黄、绿光”利用率极低,从节省能源(节电、节省成本)角度讲,用红灯泡、紫灯泡效率最高。易错点 2 误认为温室生产中昼夜温差越大,作物产量越高点拨 白天适当提高温度或增加 CO2 浓度,可有利于提高光合产量,夜晚不进行光合作用,适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗,故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量,从而提高作物产量。然而,昼夜温差并非越大越好,因为夜晚温度过低时,呼吸酶活性过小,当呼吸作用被过度抑制时,必将减弱矿质离子的吸收等代谢过程,从而制约次日
392、的光合作用,这对作物生长显然不利。易错点 3 误认为 14C 转移途径为 14CO214C314C514(CH2O)点拨 光合作用暗反应中 C5 的作用在于固定 CO2 形成 C3,14CO2 中的 14C 转移途径为 14CO214C3(14CH2O),中间没有 C5 参与,C5 的作用为 C5CO22C3(CH2O)C5,C5 被用于再次固定 CO2,不能理解为 C5 生成(CH2O)。易错点 4 误认为只能是光反应制约暗反应,暗反应不会制约光反应,从而认为停止 CO2 供应时,不影响 O2 产生点拨 光反应为暗反应提供H和 ATP,故光反应停止时,暗反应无法进行,然而光反应也需暗反应为之
393、提供 ADP、Pi 和 NADP等,故暗反应停止(如撤掉 CO2 供应)时,光反应也将受制约,从而导致 O2 产生速率下降。易错点 5 误认为光照下密闭容器中植物周围空气中 CO2 浓度不变时,叶肉细胞的光合速率呼吸速率点拨 一株放在密闭容器中的植物,当给以光照,此容器内二氧化碳浓度不变时,不要认为此时叶肉细胞二氧化碳的吸收量等于释放量,事实上是整个植株二氧化碳的吸收量与释放量相等。因为植株还有非绿色组织,该部分只能进行呼吸作用产生二氧化碳,而对于叶肉细胞来说,二氧化碳的吸收量大于释放量,即“叶肉细胞”的光合速率抵销“所有细胞”呼吸速率时密闭容器中 CO2 不变(既不增加也不减少)。规范答题(
394、2016江西高安中学、玉山一中等九校联考)某校生物兴趣小组利用分布广泛的黑藻为实验材料,研究环境因素对光合作用强度的影响,图 1 是根据实验数据绘制的曲线,图 2 为黑藻叶绿体结构和功能示意图。请分析回答问题:兴趣小组将黑藻浸在加有适宜培养液的大试管中(室温 20),以白炽灯为光源,通过移动白炽灯,改变光源与大试管间的距离,观测黑藻放出气泡的情况,结果如图1 中曲线 x 所示。(1)该实验研究的是_对光合速率的影响,用_作为光合速率的检测指标。(2)若将灯的距离固定在 20 cm,温度适宜,光照较长时间后发现试管中的黑藻在单位时间内产生的气泡数逐渐减少,产生这一现象的原因是_。(3)该小组在室
395、温、10 和 30 时分别进行了实验,结果如图 1,D 点的限制因素是_。(4)研究者分离黑藻叶绿体(图 2),并在适宜条件下培养,由结构转移至结构物质主要是_。(5)当光源与大试管间的距离由 45 cm 逐渐改变为 90 cm 的过程中,图 2 中反应中的两个化学反应过程变慢的先后顺序是_。(6)在实验过程中,用 H182 O 培养黑藻,发现叶肉细胞中出现了(CH182 O),分析其最可能的转化途径是:_。(用相关物质、过程和箭头表示)答卷采样原处纠错纠错依据(1)对光与光照强度的含义理解不清(2)对光合速率的检测指标理解不到位没有将图文结合进行审题对还原性氢书写不规范对氧元素在有氧呼吸和光
396、合作用中的来源,去向不清楚随堂真题演练1.(2015海南卷,9)植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是()A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自于太阳能B.叶温在 3650 时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为 25 时,植物甲的光合作用与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为 35 时,甲、乙两种植物的光合作用与呼吸作用强度的差值均为 0解析 植物光合作用所需能量的最终源头是来自太阳能,A 正确;由题图可知:叶温在 3650 时,植物甲的净光合速率始终比植物乙的高,B 正确;植物进行光合作用时,总光合速率呼吸速率净光合速率,叶温为 25
397、 时,植物甲的净光合速率小于植物乙的净光合速率,所以 C 正确;同理,叶温为 35 时,植物甲与植物乙的净光合速率相同,但不为 0,D 错误。答案 D2.(2013新课标,2)关于叶绿素的叙述,错误的是()A.叶绿素 a 和叶绿素 b 都含有镁元素B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用C.叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析 Mg 是合成叶绿素 a 和叶绿素 b 的必需元素;叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,用于光合作用的光反应过程;叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同;叶绿素不能有效地吸收绿光,绿光被反射出去,使植物呈现绿色。答案
398、 D3.(2015课标卷,29)为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响,科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了 A、B、C、D 四组实验。各组实验的温度、光照强度和 CO2 浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为 135 s,处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下:A 组:先光照后黑暗,时间各为 67.5 s;光合作用产物的相对含量为 50%。B 组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 7.5 s;光合作用产物的相对含量为 70%。C 组:先光照后黑暗,光照和黑暗交替处理,每次光照和黑暗时间各为 3.75 ms(毫秒);光合作用
399、产物的相对含量为 94%。D 组(对照组):光照时间为 135 s;光合作用产物的相对含量为 100%。回答下列问题:(1)单位光照时间内,C 组植物合成有机物的量_(填“高于”“等于”或“低于”)D 组植物合成有机物的量,依据是_;C 组和 D 组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要_,这些反应发生的部位是叶绿体的_。(2)A、B、C 三组处理相比,随着_的增加,使光下产生的_能够及时利用与及时再生,从而提高了光合作用中 CO2 的同化量。解析(1)C 组只用了 D 组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是 D 组的 94%,说明 C 组黑暗条件下进行了部分光合作用,暗反应消耗了
400、ATP 和H,为下一次的光照时间内光反应提供了充足的原料 ADP、Pi 和 NADP等,所以 C 组单位光照时间内,合成有机物的量较高。光合产物生成在叶绿体基质中进行。(2)A、B、C 三组实验中光照时间之和均为 67.5 s,但是处理方法不同,结果也不一样,并且是单位时间内光照和黑暗交替频率越高,光合作用产物相对量越高,可知光照时产生的 ATP 和H在光照时没有用完,可以在黑暗中继续利用,还原 C3 化合物生成糖类等有机物及 C5 化合物,C5 化合物继续与 CO2 结合,因此提高了光合作用中 CO2 的同化量。答案(1)高于 C 组只用了 D 组一半的光照时间,其光合作用产物的相对含量却是
401、D 组的 94%光照 基质(2)光照和黑暗交替频率 ATP 和H课后分层训练(时间:30 分钟 满分:100 分)1.下列有关叶绿体的描述,正确的是()A.叶肉细胞中的叶绿体在光下和黑暗中均可生成 ATPB.经黑暗处理后叶肉细胞内淀粉等被输出消耗,此时叶绿体内不含糖类C.叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在内膜上D.叶绿体产生 O2 和线粒体产生 H2O 均在生物膜上进行解析 叶肉细胞中的叶绿体只有在光下才能发生光反应生成 ATP,黑暗中叶绿体不产生 ATP,A 错误;叶绿体中的 DNA、RNA 含有脱氧核糖或者核糖,B 错误;在叶绿体中与光反应有关的酶主要分布在类囊体薄膜上,C 错误;叶绿体产
402、生 O2 发生在类囊体薄膜上,线粒体产生 H2O 发生在线粒体内膜上,D 正确。答案 D2.2,6二氯酚靛酚是一种蓝色染料,能被还原剂还原成无色,从叶绿体中分离出类囊体,置于 2,6二氯酚靛酚溶液中,对其进行光照,发现溶液变成无色,并有O2 释放。此实验证明()A.光合作用在类囊体上进行B.光合作用产物 O2 中的氧元素来自 CO2C.光反应能产生还原剂和 O2D.光合作用与叶绿体基质无关解析 依据题中信息判断,光照后溶液变成无色,说明有还原剂产生,有 O2 释放,说明该过程有 O2 产生;而类囊体是光合作用光反应阶段进行的场所,故该实验说明光反应能产生还原剂和 O2。答案 C3.如图为光合作
403、用示意图。下列说法错误的是()A.表示 O2,表示 CO2B.暗反应中,CO2 首先与 C5 结合生成 C3,然后被还原为(CH2O)C.C3 的还原过程中,需要光反应提供的物质只有D.增加光照强度,C3 的含量将减少解析 在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应阶段,这一阶段中产生H(即NADPH)、ATP 和氧气,因此,表示氧气,表示暗反应阶段中与 C5 反应的 CO2,A 正确;CO2 先与 C5 反应生成 C3,然后 C3 在光反应阶段提供的 ATP 和H的参与下被还原成(CH2O),B 正确、C 错误;增加光照强度,则光反应阶段产生的 ATP 和H增多,则在暗反应阶段有更多的 C3 被还
404、原,故增加光照强度,C3 含量减少,D正确。答案 C4.实验发现将叶绿体从叶肉细胞中分离出来,破坏其外膜,仍然可以在光下利用二氧化碳生产有机物、放出氧气。以下分析正确的是()A.光合作用所需的酶和色素主要位于叶绿体内膜和基质中B.叶绿体内膜具有选择透过性,外膜是全透的,起保护作用C.光合作用必须在叶绿体中才能进行D.叶绿素被破坏则不能进行光合作用解析 与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质中,色素仅分布在类囊体薄膜上,A 错误;叶绿体内膜和外膜都具有选择透过性,B 错误;蓝藻没有叶绿体,也能进行光合作用,C 错误;叶绿素在光反应中吸收和转化光能,叶绿素被破坏,则不能进行光合作用,D 正
405、确。答案 D5.如图表示某生物膜结构及其发生的部分生理过程,下列叙述正确的是()A.图示膜结构为叶绿体内膜B.A 侧为叶绿体基质,其中含有少量 DNAC.甲表示色素,在层析液中溶解度最高的是叶绿素 aD.图示过程为光反应,该过程不需酶的催化解析 分析图示过程可知,该生理过程为光反应,场所为类囊体薄膜,A 项错误。光反应生成的 ATP 进入叶绿体基质参与暗反应,故 A 侧为叶绿体基质,叶绿体基质中含有少量 DNA,B 项正确。在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素,C 项错误。光反应过程需要酶的参与,D 项错误。答案 B6.(2016海南海口检测)光合作用的产物中,氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢
406、、葡萄糖中的氧依次来自()二氧化碳 气孔直接吸收 水的光解 叶绿素的分解A.B.C.D.解析 氧气在光合作用光反应阶段生成,来源于水的光解,即来源于;光合作用的原料包括二氧化碳和水,因此葡萄糖中的碳来源于二氧化碳,即来源于;光合作用的原料是二氧化碳和水,只有水中含有氢元素,因此葡萄糖中的氢来源于水,即来源于;由于原料水在光解时产生H和氧气,即水中的氧均以氧气的形式扩散到叶绿体外,因此葡萄糖中的氧来源于二氧化碳,即来源于。答案 C7.(2016哈尔滨第二次测试)根据下图回答某植物光合作用强度与呼吸作用强度之间的关系问题:甲图乙图(1)甲图 B 所示产生H的场所是_;甲图 C 光合作用与呼吸作用强
407、度关系是_;能使该植物叶肉细胞内有机物的质量增加的是甲图中的_(填写字母)。(2)乙图是_结构,其上分布着_能完成对光能的吸收等;是氧气,可参与的反应及阶段是_。解析(1)甲图 B 中,只有线粒体进行气体交换,说明此时细胞只进行细胞呼吸,有氧呼吸的一、二阶段均产生H,此时产生H的场所就是细胞质基质和线粒体基质;甲图 C 中,线粒体产生的二氧化碳刚好供给叶绿体进行光合作用,说明此时光合作用强度与呼吸作用强度相等;甲图 D 的叶绿体不仅利用线粒体产生的二氧化碳,还从外界吸收二氧化碳,说明此时光合作用强度大于呼吸作用强度,细胞的有机物质量将会增加。(2)乙图中进行光反应,对应的结构是叶绿体的类囊体薄
408、膜,类囊体薄膜上有光合色素,能够吸收、传递和转化光能,氧气在有氧呼吸的第三阶段与H反应生成水。答案(1)细胞质基质、线粒体基质 光合作用强度等于呼吸作用强度 D(2)叶绿体的类囊体薄膜(或基粒)光合色素(或色素)有氧呼吸第三阶段8.图 1 表示大豆叶肉细胞内的部分代谢,表示不同过程。为探究大豆光合作用的适宜光照强度,研究小组将长势相同的大豆幼苗分别放入密闭的玻璃罩中,在不同光照强度(单位:klx)下,8 小时后测得玻璃罩中 CO2 浓度(%)的变化情况如图 2所示。请回答下列问题:(1)温度是本实验的_变量,各实验组中需提供_的温度条件以保证相关酶的活性且减少实验误差。(2)实验中大豆根部细胞
409、内可发生图 1 中_过程(填数字);实验中大豆叶肉细胞完成过程需要过程提供 ATP 和_。(3)实验 8 小时后光照强度为 0.2 klx 的玻璃罩内的 CO2 浓度与实验起始相比增加,这种变化表明大豆光合作用消耗 CO2 的速率_(填“小于”、“等于”或“大于”)细胞呼吸产生 CO2 的速率。(4)为进一步探究大豆光合作用的适宜光照强度,还需在光照强度_范围内设置若干实验组继续进行实验。解析(1)本实验的自变量是光照强度,温度是本实验的无关变量,在各实验组中需保持相同且适宜的温度条件,以保证酶的活性且减少实验误差。(2)图 1 中表示光合作用光反应,表示光合作用暗反应,表示细胞呼吸,表示细胞
410、呼吸产生的能量用于各项生命活动。实验中大豆根部细胞不能进行光合作用而能进行细胞呼吸,故可发生图 1 中的过程;大豆叶肉细胞中进行暗反应时需光反应提供 ATP与H。(3)实验中光照强度为 0.2 klx 时,8 小时后密闭玻璃罩中 CO2 浓度增加,表明此组大豆细胞呼吸产生 CO2 的速率大于光合作用消耗 CO2 的速率。(4)由图 2 中实验结果可以看出,光照强度为 1 klx5 klx 时,光合作用强度随光照强度增大而增大,不能得出大豆光合作用的适宜光照强度,若要探究大豆光合作用的适宜光照强度,需在光照强度大于 5 klx 的范围内设置若干实验组继续进行实验。答案(1)无关 相同且适宜(2)
411、H(NADPH)(3)小于(4)大于 5 klx1.下面关于光合作用及光合色素的叙述,正确的是()A.适宜光照下,叶绿体和线粒体合成 ATP 都需要 O2B.从高等植物叶片中分离出 4 种光合色素,其中呈橙黄色的是叶黄素C.叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素D.植物光合作用中的光反应,其主要功能是固定二氧化碳解析 叶绿体合成 ATP 的同时释放氧气;线粒体在有氧呼吸的第三阶段合成 ATP时需要 O2,A 错误;胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈黄色,B 错误;固定二氧化碳是在暗反应中完成的,D 错误。答案 C2.(2016北京房山区一模)取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干
412、绿叶圆片后平均分成甲、乙、丙三组,每组各置于一个密闭装置内,分别给予 a、b、c 三种不同强度的光照,其他条件一致。照光相同时间后,测得各装置内氧气的增加量如图所示。下列叙述错误的是()A.装置内增加的氧气来自于水B.光照强度为 a 时,光合作用停止C.丙组装置内的 CO2 含量照光后比照光前低D.此图反映了光合作用强度与光照强度的关系解析 光照强度为 a 时,装置内氧气增加量为“0”意味着叶片光合作用强度与呼吸作用强度相同。答案 B3.如图表示某植物叶肉细胞内光合作用的生理过程,下列相关叙述正确的是()A.叶黄素缺失突变体与正常植株相比,若给予红光照射,则光吸收差异显著B.过程为暗反应,在类
413、囊体薄膜上产生的 2 和 3 只能用于暗反应还原 C3C.若降低周围环境中的 CO2 浓度,则释放 O2 的速率不变D.若该细胞净光合速率大于 0,推测该植物体能积累有机物从而使植株干重增加解析 叶黄素主要吸收蓝紫光,因此给予红光照射,叶黄素缺失突变体与正常植株相比,光吸收差异不显著,A 错误;图中 I 表示光反应,表示暗反应,2 表示 ATP,3 表示H,过程 I 为过程提供 ATP 和H,B 正确;CO2 供应减少,直接影响 CO2的固定(C3 的生成量减少),而短时间内不影响 C3 的还原(C3 的消耗量不变),因此导致 C3 含量减少,C3 还原利用的 ATP 和H减少,进而导致光反应
414、减弱,因此释放O2 的速率减小,C 错误;该细胞为叶肉细胞,若该叶肉细胞净光合速率大于 0,只能推出该细胞此刻有有机物积累,不能推断出整个植株的有机物含量变化,D 错误。答案 B4.某科研小组在测定某种植物在不同温度下的总光合速率时,根据记录数据绘制的柱状图如图 1 所示。图 2 为该植物叶肉细胞内进行的暗反应示意图。请回答下列问题:图 1图 2(1)据图 1 分析,该实验中光照强度属于_变量,温度属于_变量。(2)其他因素不变的情况下,据图 1 可知,在光照下该植物较适合生长在_的环境中;在 15 时,总光合作用速率为呼吸作用速率的_倍。(3)当温度从 5 升至 20 时,图 2 中 a、b
415、 过程均会加速,原因是_;当光照强度由强变弱时,图 2 中 A、B、C 的含量较先受到影响的是_。解析(1)据图 1 可知,该实验的自变量为有无光照和不同温度,而光照强度则为无关变量。(2)光照下植物吸收 CO2 的速率反映的是净光合速率,黑暗条件下植物释放CO2 的速率反映的是呼吸速率。从图 1 可知,25 时该植物的净光合速率最大,最适宜植物生长。总光合作用速率净光合速率呼吸速率,可见 15 时,总光合作用速率为呼吸作用速率的(2.51)/13.5(倍)。(3)在最适温度之前,酶的活性随着温度的升高而增加。图 2 反映的是暗反应过程,其中 A、B、C 依次为 C5、C3、H,光照强度由强变
416、弱直接导致光反应变弱,致使H的含量减少,进而才会影响 C5 和C3 的含量。答案(1)无关 自(2)25 3.5(3)温度升高,相应酶活性增加 C5.(原创)图 1 表示该植物固定和还原 CO2 的过程,图 2 是外界环境因素对光合作用速率的影响。图 1图 2请据图回答:(1)从图 2 中可以看出,除了光照强度外影响光合速率的因素还有_。当图 2中的乙图中 D 点对应的光照强度突然降至 C 点对应的光照强度,则图 1 中的物质 A在短时间会_(增加/减少)。(2)如果将某植物在缺乏镁元素的土壤中栽种,_合成不足,会直接影响图 1中的物质_(A/B/C)的生成。(3)使用农家肥或合理控制作物的种
417、植密度可以提高产量,请结合图 2 中的甲图进行解释:_。(4)如果 30 是某作物的光合作用的最适温度,则该植株在 30 _(一定/不一定)生长最快,理由是_。解析(1)从图 2 中横坐标中可以看出,光照强度影响光合速率,CO2 浓度和温度也是影响光合速率的因素,图 1 中的 A 为 C5,B 为 C3,C 为H,当光照强度由强弱时,短时间内 C5 减少。(2)叶绿素合成需要镁元素,所以缺乏了镁元素会影响叶绿素的合成。叶绿素在光反应过程中能吸收并转换光能,直接影响图 1 中 ATP 和物质 C(H)的生成。(3)从图 2 中的甲图可以看出,两条曲线的差异是由于 CO2 浓度引起的,在一定范围内
418、提高 CO2 的浓度可以提高光合速率。农家肥中的有机肥可以被微生物分解产生 CO2 被植株所利用,合理密植可以保持良好的通风状况,增加农田中的 CO2 浓度。(4)图 2 中的横坐标表示的是实际光合作用速率,而植物的生长速率取决于植物的净光合速率,净光合速率实际光合速率呼吸速率,虽然 30 是光合作用的最适速率,但不知此温度下呼吸速率的大小,所以无法确定净光合速率是最大的。答案(1)温度、CO2 浓度 减少(2)叶绿素 C(3)在一定范围内提高 CO2 的浓度会提高光合作用的速率,使用农家肥和合理控制种植密度可以增加 CO2 的浓度(其他合理答案也给分)(4)不一定 植物生长速率与净光合速率大
419、小有关,从图 2 乙中不能确定 30 时净光合速率最大(其他合理答案也给分)6.(2016湖南郴州质量监测)某种番茄的黄化突变体与野生型相比,叶片中的叶绿素、类胡萝卜素含量均降低。净光合作用速率(实际光合作用速率呼吸速率)、呼吸速率及相关指标如表所示。材料叶绿素 a/b类胡萝卜素/叶绿素净光合作用速率(molCO2m2s1)细胞间 CO2 浓度(molCO2m2s1)呼吸速率(molCO2m2s1)突变体9.300.325.66239.073.60野生型6.940.288.13210.864.07(1)叶绿体中色素分布在_上,可用_(试剂)提取;如图为野生型叶片四种色素在滤纸条上的分离结果,其
420、中_(填标号)色素带含有镁元素。(2)番茄细胞中可以产生 CO2 的具体部位是_。(3)番茄的黄化突变可能_(填“促进”或“抑制”)叶绿素 a 向叶绿素 b 转化的过程。(4)突变体叶片中叶绿体对 CO2的消耗速率比野生型降低了_(molm2s1)。研究人员认为气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素,依据是_。解析(1)叶绿体中色素分布在类囊体薄膜(基粒)上,可用无水乙醇或丙酮提取;叶绿素 a、叶绿素 b 含有镁元素,滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b,故图中 c、d 色素带含有镁元素。(2)番茄细胞在无氧呼吸第二阶段和有氧呼吸第二阶段都可以产生二氧化碳,场所
421、是细胞质基质和线粒体基质。(3)表中突变体叶绿素 a/b 的值升高,可能的原因是突变抑制叶绿素 a 向叶绿素 b 转化的过程。(4)根据题表可知,突变体叶片中叶绿体对 CO2 的消耗速率为净光合速率呼吸速率5.663.609.26(molm2s1),同理,野生型叶片中叶绿体对 CO2 的消耗速率为 8.134.0712.20(molm2s1),故突变体叶片中叶绿体对 CO2 的消耗速率比野生型低 2.94(molm2s1)。由于突变体叶片中的胞间 CO2 浓度较高,所以气孔因素不是导致突变体光合速率降低的限制因素。答案(1)类囊体薄膜(基粒)无水乙醇 c、d(2)细胞质基质和线粒体基质(3)抑
422、制(4)2.94 突变体叶片中的细胞间 CO2 浓度高突破点1 光合作用与呼吸作用的关系(5年9考)高考对本知识点的考查侧重于光合作用与细胞呼吸的过程,物质、能量转化关系,对反应场所及各阶段反应物、生成物确认也常作为考查点,题型既有选择题也有非选择题。【例证】(2015重庆卷,4)将如图所示细胞置于密闭容器中培养。在不同光照强度下,细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。下列叙述错误的是()注:适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图A.黑暗条件下,增大、减小B.光强低于光补偿点时,、增大C.光强等于光补偿点时,、保持不变D.光强等于光饱和点时,减小、增大解析 光补偿点是指光合速率与
423、呼吸速率相等时的光照强度,当光强低于光补偿点时,光合速率小于呼吸速率,细胞吸收 O2,释放 CO2,故增大、减小,B 错误。答案 B光合作用与有氧呼吸中H、ATP 来源与去路1.光合作用与细胞呼吸的关系辨析(1)图解(2)过程联系(3)物质联系C 元素:CO2 暗反应(CH2O)有氧呼吸C3H4O3有氧呼吸CO2O 元素:H2O 光反应O2有氧呼吸H2OH 元素:H2O 光反应H 暗反应(CH2O)有氧呼吸、H有氧呼吸H2O(4)能量联系2.微观分析光合作用与细胞呼吸之间的气体变化有光时,叶绿体所需 CO2 首先来自线粒体只有当线粒体所提供的 CO2 不能满足叶绿体的需求时,叶绿体才从外界吸收
424、 CO2,此 CO2 即“净光合量”。由此可见,当叶绿体从外界吸收 CO2 时,光合速率一定大于呼吸速率,同理,叶绿体所释放的O2,也先送往线粒体,剩余的 O2 才释放到外界(此剩余 O2 即“净光合量”)如下图所示。考向 光合作用与有氧呼吸内在关系1.(2014全国课标,6)关于光合作用和呼吸作用的叙述,错误的是()A.磷酸是光反应中合成 ATP 所需的反应物B.光合作用中叶绿素吸收光能不需要酶的参与C.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供D.病毒核酸的复制需要宿主细胞的呼吸作用提供能量解析 人体在剧烈运动时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,但其所需要的能量主要是由有氧呼吸提供,无氧呼吸产生
425、的乳酸此种情况下不再供能,C 错误。答案 C2.(2017江西南昌检测)如图表示某种植物的叶肉细胞中的甲、乙两种细胞器及在这两种细胞器中所进行的生理活动之间的关系。下列说法正确的是()A.该叶肉细胞光合速率大于呼吸速率B.改变光照强度一定会改变甲细胞器中生理活动的强度C.乙产生的 CO2 被甲利用至少要经过 8 层磷脂双分子层D.甲产生的 ATP 可以被乙利用,乙产生的 ATP 也可以被甲利用解析 根据细胞器的结构可知,甲为叶绿体,乙为线粒体,题图显示细胞释放氧气,吸收二氧化碳,所以该叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,A 正确;甲细胞器为叶绿体,其光合速率受温度、光照强度、二氧化碳浓度等外界环境因
426、素的影响,所以改变光照强度不一定会改变甲细胞器中生理活动的强度,B 错误;乙产生的二氧化碳从乙(线粒体)进入同一细胞的甲(叶绿体)被利用经过 4 层膜,即 4 层磷脂双分子层,C 错误;甲中光反应过程产生的 ATP 只能用于暗反应,不可以被乙利用,D 错误。答案 A突破点2 外界因素对光合作用的影响(5年13考))纵观近年高考,光合作用、细胞呼吸两大生理过程已成为必考内容,既是重点、又是热点,题目难度大,区分度高,综合性强,题型既有选择题,更有简答、曲线模型分析、图表数据分析与处理,甚至以实验探究题形式呈现,考查内容常涉及光合作用与细胞呼吸内在关系、光合作用的影响因素(单因子影响、多因子综合影
427、响)总光合速率、净光合速率及呼吸速率变化,尤其涉及密闭环境中 CO2(或 O2)变化状况测定与分析等,由于相关内容在教材中讲授较少,但备考需深、透、广,特设置本课,以求对上述重点内容的全面突破!【例证】(2014新课标,29)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。(1)当 CO2 浓度为 A 时,高光强下该植物的净光合速率为_。CO2 浓度在 AB 之间时,曲线_表示了净光合速率随 CO2 浓度的增高而增高。(2)CO2 浓度大于 C 时,曲线 b 和 c 所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是_。(3)当环境中 CO2 浓度小于 A 时,在图示的 3 种光强下,该
428、植物呼吸作用产生的 CO2量_(填“大于”、“等于”或“小于”)光合作用吸收的 CO2 量。(4)据图可推测,在温室中,若要采取提高 CO2 浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑_这一因素的影响,并采取相应措施。慧眼识图 获取信息答案(1)0 a、b、c(2)光强(3)大于(4)光强(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析因素原理图像应用光照强度影响光反应阶段,制约ATP 及 NADPH 的产生,进而制约暗反应欲使植物生长,必须使光照强度大于光补偿点温室大棚适当提高光照强度可以提高光合作用速率二氧化碳浓度影响暗反应阶段,制约C3 的生成大气中 CO2 浓度过低时(OA 段)植物无法进
429、行光合作用大田中增加空气流动,以增加 CO2 浓度,如“正其行,通其风”温室中可增施有机肥,以增大 CO2浓度温度通过影响酶活性进而影响光合作用(主要制约暗反应)大田中适时播种温室中,增加昼夜温差,保证植物有机物的积累必需矿质元素可通过所构成的与光合作用相关的化合物,对光合作用产生直接或间接影响(如 K可影响光合产物的运输和积累)合理施肥促进叶面积增大,提高酶合成速率,加快光合作用速率施用有机肥,有机肥被微生物分解后既可补充 CO2 又可提供各种矿质元素(2)多因子对光合速率的影响曲线分析:P 点:限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随着该因子的不断加强,光合速率不断提高。Q 点:横坐标
430、所表示的因子不再影响光合速率,要想提高光合速率,可适当提高图中的其他因子。应用:温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当增加 CO2 浓度,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率。考向 1 光补偿点与光饱和点的移动1.(2014四川理综,6)将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如下图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。据图分析,下列叙述正确的是()A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光
431、合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作解析 由题图可知,两种植物单作和间作时的呼吸速率(与纵轴的交点)不同,桑树间作时呼吸速率较大,大豆单作时呼吸速率较大,A 项错误;桑树间作时光饱和点大,大豆单作时光饱和点大,B 项错误;间作提高了桑树的光合速率,在较低光照强度下,间作提高了大豆的光合速率,但在较高光照强度下,间作降低了大豆的光合速率,C 项错误;大豆开始积累有机物的最低光照强度(与横轴的交点)单作大于间作,D 项正确。答案 D2.已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为 25 和 30。如图表示
432、该植物在 25 时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到 30(原 CO2 浓度等不变),从理论上分析图中相应点的移动应该是()A.A 点上移,B 点左移,m 值增加B.A 点不移,B 点左移,m 值不变C.A 点下移,B 点右移,m 值下降D.A 点下移,B 点不移,m 值上升解析 分析题图曲线,A 点表示植物在一定温度下的呼吸速率,B 点表示植物的光补偿点即此时光合作用强度等于呼吸作用强度,m 表示在一定条件下的最大光合强度。由于细胞呼吸的最适温度为 30,因此当温度由 25 提高到 30 时,呼吸速率增大,A 点下移;而光合作用的最适温度为 25,当温度提高到 30 时,超过了最适温度
433、,因此植物的光合作用强度降低,m 值下降,B 点(光补偿点)应右移。答案 C考向 2 多角度考查外界因素对光合速率的影响1.(2016全国课标卷,30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收 CO2 的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题:(1)据图判断,光照强度低于 a 时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_。(2)b 光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高
434、,可以考虑的措施是提高_(填“CO2 浓度”或“O2 浓度”)。(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养 T 时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是_。解析(1)甲组在 a 点条件下,增加光照强度,光合作用强度继续增加,故光合作用的限制因子是光照强度。(2)甲组在 b 点条件下,光照强度不再是光合作用的限制因子,要增加光合作用强度,需增加光合作用原料,而 O2 是光合作用产物,CO2 是光合作用的原料,故应该增加 CO2 浓度。(3)个体的表现型受遗传因素与环境因素共同影响。若乙组的光合作用强度变化受遗传
435、因素影响,则在甲组的光照条件下,乙组的子代光合作用强度随光照强度变化情况应与甲组不同,此与题干矛盾,故可排除遗传因素影响,因此乙组光合作用强度的变化应由环境因素(即低光照)引起,并非遗传物质改变所致。答案(1)光照强度(2)CO2 浓度(3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的2.如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围内。下列分析正确的是()A.乙图中 D 点与 C 点相比,相同时间内叶肉细胞中 C5 的生成量较少B.图中 M、N、P 点的限制因素分别是 CO2 浓度、温度、光照强度C.丙图中,随着温度
436、的继续升高,曲线走势将稳定不变D.甲图中 A 点的限制因素可能是叶绿体中色素的含量解析 乙图中,D 点时光照强度比 C 点时的大,光反应生成的H、ATP 增多,暗反应还原过程增强,C5 的生成量较多,A 错误;丙图中,P 点的限制因素是温度,B 错误;丙图中,若温度过高则酶的活性下降,光合速率会下降,C 错误;甲图中A 点之后限制因素不再是光照强度、CO2 浓度或温度(由题干信息可知,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围内),故很可能是内因影响如叶绿体中色素的含量、酶的含量等,D 正确。答案 D考向 3 联系实际考查光合速率影响因素及增产措施1.(2016全国课标卷,29)为了探究某地
437、夏日晴天中午时气温和相对湿度对 A 品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的 A 品种小麦植株分为 5 组,1组在田间生长作为对照组,另 4 组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和 CO2 浓度等条件与对照组相同,于中午 12:30 测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:对照组实验组一实验组二实验组三实验组四实验处理温度/3636363125相对湿度/%1727525252实验结果光合速率/(mgCO2dm2h1)11.115.122.123.720.7回答下列问题:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是_,依据是_;并可推测,_
438、(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)在实验组中,若适当提高第_组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是_。(3)小麦叶片气孔开放时,CO2 进入叶肉细胞的过程_(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,_(填“需要”或“不需要”)消耗 ATP。解析(1)根据本实验结果可知,相同温度条件下,小麦光合速率随相对湿度的增加而明显加快,但相对湿度相同时,小麦光合速率随温度的变化不明显,由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度;并可推测,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)比较实验组二、三、四可知小麦光合速率在 3
439、1 时高于另外两组,由此推知,小麦光合作用的最适温度在31 左右,而第四组的 25 还远低于最适温度,所以在实验组中,若适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2 是以自由扩散方式进入叶肉细胞的,所以该过程不需要载体蛋白,也不需要消耗 ATP。答案(1)相对湿度 相同温度条件下,相对湿度改变时,光合速率变化较大 增加(2)四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(3)不需要 不需要2.(2016山东潍坊二模)科研人员在一定二氧化碳浓度和温度条件下,利用苹果树、梨树幼苗进行了一系列探究实验,得到结果如下图所示。请回答下列问题:(1)科研人员设计本实验的目的是_。(2)据上图
440、分析,当光照强度小于 0.4 mmol 光子(m2s)1时,光反应中_的生成速率限制了光合作用速率;当光照强度大于 0.7 mmol 光子(m2s)1,限制光合作用速率的主要环境因素有_。(3)光照强度为 0.5 mmol 光子(m2s)1时,苹果的 CO2 固定速率比梨高_mol(m2s)1。(4)生产实践中,为提高经济效益在果树下套种适当的农作物,使植被的垂直结构复杂化,这样做的意义是提高了_。答案(1)探究不同光照强度对两种果树光合作用的影响(2)ATP 和H 二氧化碳浓度和温度(3)1(4)光能利用率(利用阳光等环境资源的能力)在影响光合作用的因素中,光照强度、温度、二氧化碳浓度等指的
441、是外界影响因素,而影响光合作用的内部因素通常指的是叶绿素的含量、酶的数量(或活性)等,回答影响因素这类问题时,要注意审清题中需要回答的是外界影响因素还是内部影响因素;针对曲线模型,在曲线上升阶段,限制因素为横坐标表示的因子,当曲线不再上升时,要从内部因素(如色素含量、酶活性等)和横坐标表示的因子之外的环境因素(如温度、CO2 浓度等)进行分析;若为表格,则应先将表格信息转化成曲线图再进行分析。错误!有关光合作用和细胞呼吸实验探究类题目是高考的重点、热点,题目区分度高,分值重,准确把握光合作用、细胞呼吸的生理过程、影响因素及相关原理,把握呼吸速率、光合速率测定实验设计原理,并能把握实验设计常规步
442、骤是解答此类问题的关键。【例证】(2015安徽卷,29)科研人员探究了不同温度(25 和 0.5)条件下密闭容器内蓝莓果实的 CO2 生成速率的变化,结果见图 1 和图 2。(1)由图可知,与 25 相比,0.5 条件下果实的 CO2 生成速率较低,主要原因是_;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的_浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度的变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。将甲、乙瓶分别置于 25 和 0.5 条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的 CO2浓度。记录实
443、验数据并计算 CO2 生成速率。为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a._,b._。解析(1)由图可知,与 25 相比,0.5 条件下的 CO2 生成速率较低,主要原因是温度较低,导致酶的活性较低,呼吸速率较慢,所以其主要原因是:低温降低了细胞呼吸相关酶活性;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的 CO2 浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸,该实验还可以通过检测 O2 浓度变化来计算呼吸速率。(2)根据单一变量原则,控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用,所以,选取的果实成熟度也应一致;根据可重复性原则,同一处理在实验中出现的次数称为重复
444、。重复的作用有二:一是降低实验误差,扩大实验的代表性;二是估计实验误差的大小,判断实验可靠程度,所以,每个温度条件下至少有 3 个平行重复实验。答案(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO2 O2(2)a.选取的果实成熟度应一致 b.每个温度条件下至少有 3 个平行重复实验解答(1)题的一个关键在于敏锐捕获图 1、图 2 中纵轴“数字”不同。如图 1 为 3050,而图 2 为 05,故单位时间内 CO2 变化量差异明显。解答(2)题时必须熟练实验评价题的解题策略,常用“五看”法1.绿色植物 24 h 内有机物的“制造”、“消耗”与“积累”(1)典型图示(2)曲线解读积累有机物时间段:CE
445、段。制造有机物时间段:BF 段。消耗有机物时间段:OG 段。一天中有机物积累最多的时间点:E 点。一昼夜有机物的积累量:SPSMSN(SP、SM、SN 分别表示 P、M、N 的面积)。2.密闭环境中一昼夜 CO2、O2 含量的变化曲线考向 密闭环境昼夜物质含量的变化1.(2016山东临沂一模)下图表示在适宜的光照、CO2 浓度等条件下密闭容器中苎麻在不同温度条件下的净光合速率和呼吸速率曲线及苎麻叶肉细胞 CO2 的转移方向。请回答:(1)曲线中光合速率与呼吸速率相等时对应的温度是_,此时该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的 CO2 来源与上图中的_图相对应;苎麻叶肉细胞处于甲图状态对应的温度范围是_。(
446、2)苎麻叶肉细胞处于丁图状态时,类囊体上进行的生理过程叫_,该过程中发生的物质变化包括_。(3)若温度保持在 20,长时间每天交替进行 12 h 光照、12 h 黑暗,该苎麻能否正常生长?_。原因是_。(4)为探究苎麻叶肉细胞在光下能否分解水产生H,取其新鲜叶片制成叶绿体悬浮液。取一支试管,加入叶绿体悬浮液 5 mL 和 0.1%的 2,6二氯酚靛酚(一种能被还原成无色的蓝色氧化剂)溶液 5 滴,摇匀,置于直射光下,试管内液体蓝色逐渐褪去。为了达到实验目的,本实验的方法步骤还需要完善的做法是_。解析(1)当光合速率与呼吸速率相等时,净光合速率为零,对应的温度是 40,在温度为 40 的条件下,
447、苎麻的呼吸速率与光合速率相等,该苎麻叶肉细胞叶绿体利用的 CO2 来自于自身呼吸作用及外界空气与图丁符合。图甲表示呼吸速率大于光合速率,净光合速率为负值,处于甲图状态对应的温度范围是 4055。(2)丁图表明光合速度大于呼吸速度,类囊体上进行的生理过程为光反应阶段,该过程包括水的光解,水分解成氧气和还原氢,以及 ADP 和 Pi 合成 ATP。(3)植物一昼夜有机物的积累量大于零时,植物才能生长。温度保持在 20 的条件下,植物白天的净光合速率为 2,晚上呼吸速率也为 2,则一昼夜有机物的积累量1221220,所以长时间每天交替进行 12 h 光照、12 h 黑暗,该苎麻将不能正常生长。(4)
448、本实验缺少一个对照实验,对照实验的设计的唯一变量是缺少光照,所以需要另取一支试管,加入与实验组相同的材料,但实验条件应为置于黑暗中。答案(1)40 丁 4055 (2)光反应 水分解成氧气和还原氢,以及 ADP和 Pi 合成 ATP(3)不能 该植株 24 h 内净积累的有机物为 0(4)另取一支试管,加入与实验组相同的材料,但置于黑暗中2.(2016四川成都第七中学高三月考)在两个密闭透光的体积为 1 L 容器的小室中,分别放置大小、生长状况相似的 A、B 两种植物。如图曲线、为小室中植物 A、B 随着光照强度变化所测得的 CO2 吸收量(不考虑温度对呼吸量的影响,p、q 代表呼吸作用强度)
449、。请据图分析回答:(1)本实验的自变量是_。检测密闭小室中 CO2 浓度变化趋势均是逐渐降低至维持相对稳定,导致其变化的原因是_。(2)若测得在某光照强度为 X 时,实验前小室中 CO2 的浓度为 120 mg/L,1 h 后放置植物 A、B 的小室中 CO2 的浓度分别为 50 mg/L、30 mg/L,若 X5 千勒克司时,图中表示 A 植物的曲线是_(填或),B 植物的总光合作用速率是_mg/h;若 X7 千勒克司,则图中的 n 值为_mg/h。(3)图中能使一种植物积累有机物,另一种植物消耗有机物的光照强度范围约在_千勒克斯之间。(4)叶片呈现绿色的原因是_;在提取植物叶片中的色素时,
450、为了防止研磨过程中色素被破坏,一般在研钵中加入少许_。色素的分离实验中滤纸条的色素带由下至上的颜色分别为_。答案(1)植物种类、光照强度 一定范围内光合作用强度大于呼吸作用强度,消耗了小室中的 CO2 导致 CO2 浓度下降,当光合作用和呼吸作用强度相等时 CO2 维持相对稳定(2)90q 70(3)0.51.5(4)叶绿素(色素)对绿光吸收最少,绿光被反射出来 碳酸钙 黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色(1)密闭容器中所检测出的光合作用强度为净光合作用强度,而实际光合作用强度需要结合呼吸作用强度进行推算。(2)除受外界因素影响外,光合速率还与植物自身的遗传特性(如植物品种不同)有关,如阴生植物光合
451、速率的光补偿点、饱和点均低于阳生植物,此外即使是同种植物,其植物叶片的叶龄、叶面积指数、色素含量、酶活性等内部因素也会制约光合速率。课后加强训练(时间:30 分钟 满分:100 分)1.如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的变化,、分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是()A.水参与中第二阶段的反应B.在叶绿体囊状结构上进行C.中产生的 O2 参与的第二阶段D.X 代表的物质从叶绿体的基质移向类囊体解析 由图可知,表示光反应过程;表示暗反应过程,此过程发生在叶绿体基质中;表示有氧呼吸,水参与有氧呼吸的第二阶段,光反应产生的氧气参与有氧呼吸的第三阶段;X 代表 ATP,ATP 应从叶绿体的囊
452、状结构移向叶绿体基质。答案 A2.如图表示某高等绿色植物体内的生理过程,有关分析正确的是()A.阶段生成的H可作为还原剂用于过程生成水B.过程产生的 ATP 可用于主动运输等各项生命活动C.X 是 C3,其在有关酶的催化作用下被还原,可再形成 C5D.过程、发生的场所分别是叶绿体类囊体膜、叶绿体基质、线粒体基质解析 阶段、分别是光反应和暗反应,光反应产生的H只能用于暗反应还原C3;过程产生的 ATP 只能用于暗反应 C3 的还原,不能用于其他生命活动,主动运输等生命活动所需能量由细胞呼吸()提供;X 是 C3,在有关酶的催化作用下,C3 被还原生成(CH2O)的同时,可再生成 C5;过程中发生
453、在细胞质基质中,发生在细胞质基质和线粒体中。答案 C3.(2017哈尔滨检测)某校生物兴趣小组用玉米作为实验材料,研究不同条件下的光合作用速率和呼吸作用速率,绘出图甲、乙和丙,图中 A、B、C、D 四点中光合速率与呼吸速率并不相等的点是()A.AB.BC.CD.D解析 甲图中虚线表示净光合速率,净光合速率真光合速率呼吸速率,因此,A 点的光合速率是呼吸速率的 2 倍,A 符合题意;乙图中的 B、C 和丙图中的 D 点是光补偿点,此刻光合速率等于呼吸速率,B、C、D 不符合题意。答案 A4.(2016齐鲁名校协作体联考)科研人员检测晴朗天气下露天栽培和大棚栽培的油桃的光合速率(Pn)日变化情况,
454、并将检测结果绘制成下图。下列相关说法错误的是()A.光照强度增大是导致 AB 段、LM 段 Pn 增加的主要原因B.致使 BC 段、MN 段 Pn 下降的原因是气孔关闭C.致使 EF 段、OP 段 Pn 下降的原因是光照逐渐减弱D.适时浇水、增施农家肥是提高大田作物产量的重要措施解析 早晨日出后光照强度不断增大,使得露天栽培的和大棚栽培的油桃的光合速率迅速上升。大棚栽培条件下的油桃在 BC 段 Pn 下降,主要原因是日出后旺盛的光合作用消耗大量 CO2,使大棚内密闭环境中 CO2 浓度迅速下降;而露天栽培的油桃在 MN 段 Pn 下降,是因环境温度过高导致气孔关闭,不能吸收 CO2。15 时以
455、后,两种栽培条件下的光合速率持续下降,是光照强度逐渐减弱所致。适时浇水避免植物因缺水导致气孔关闭、增施农家肥从而增加土壤中 CO2 浓度是提高大田作物产量的可行性重要措施。答案 B5.(2016河北唐山市模拟)某生物小组在适宜条件下用一密闭的无色透明玻璃钟罩培养番茄幼苗,在实验过程中()A.叶绿体中 C5 化合物含量减少B.装置中 O2 浓度一直升高C.净光合速率逐渐减小到 0D.装置中 CO2 浓度逐渐降低到 0解析 适宜条件下,开始时 C3 化合物和 C5 化合物应该保持动态平衡,随着 CO2 量减少,C5 量会逐渐增加,A 错误。条件适宜,光合作用强度呼吸作用强度,所以在开始的一段时间内
456、 O2 含量一直上升,一段时间后,当装置内 CO2 含量降低到一定程度后,O2 浓度就不再增加了,B 错误。当 CO2 含量降低到一定程度时,即光合作用速率呼吸作用速率时,净光合作用速率0,C 正确。装置中 CO2 浓度不会是 0,因为 CO2 浓度低到一定程度,光合作用速率呼吸作用速率时钟罩中 CO2 浓度不再下降,D 错误。答案 C6.科学家研究 CO2 浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如下图。请据图判断下列叙述不正确的是()A.光照强度为 a 时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是 CO2 浓度不同B.光照强度为 b 时,造成曲线和光合作用强度差异的原因是温
457、度不同C.光照强度为 ab,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高D.光照强度为 bc,曲线、光合作用强度随光照强度升高而升高解析 从图中可以看出在 a 点时曲线和的外界条件只有 CO2 浓度不同,A 正确;同理 B 也正确,在光照强度为 ab 时,图中曲线、趋势是随光照强度的升高而上升,C 正确;光照强度为 bc,曲线光合作用强度随光照强度升高而升高,而曲线是基本不变的,D 错误。答案 D7.(2016辽宁省锦州质检)如图所示,图 1 为某绿色植物细胞内部分代谢活动图解,其中表示代谢过程,AF 表示代谢过程中产生的物质;图 2 为该植物在二氧化碳浓度为 0.03%、温度及其他条件适宜且恒定的
458、情况下氧气释放速率曲线。回答有关问题:(1)图 1 中,A 的移动方向从类囊体薄膜到_,F 代表的物质是_。(2)图 1 中,代表有氧呼吸中释放能量最多的过程是_(填序号)。图 2 中 A 点能发生图 1 中的生理过程有_(填序号)。(3)图 2 中 D 点时限制光合作用速率的主要环境因素是_,与 B 点相比,C点光反应生成H的量_(填“较少”、“相等”、“较多”)。(4)在图 2 实验的环境条件下,若每天光照 12 小时,则平均光照强度至少要大于_klx 时,植株才能够正常生长。答案(1)叶绿体基质 丙酮酸(2)(3)CO2 浓度 较多(4)48.(2016广东深圳调研)下图表示桑树叶片光合
459、速率与土壤中不同水分相对含量的日变化关系,请回答。(1)水分子在叶绿体的_上参加光合作用,被分解成_。(2)土壤水分含量为 20%时,1012 时段内桑叶叶绿体内 C3 相对含量会_。大约 15 时后限制光合速率的外界因素主要是_。(3)当土壤含水量为_时,桑叶几乎没有出现“午休”(中午时刻光合速率明显下降)现象。为避免桑叶“午休”,应对桑叶采取的措施是_。解析(1)水的光解发生在叶绿体的类囊体薄膜上,把水分解为H和氧气;(2)分析图像可知,1012 时,由于光照强度过强,水分的蒸腾作用过强,而使气孔部分关闭,而出现光合午休现象,故此时间段,二氧化碳浓度降低,二氧化碳的固定速率减慢,C3 的生
460、成减慢,故 C3 的含量降低,C5 含量升高,15 时后光照强度减弱,此时限制光合作用的主要因素是光照强度;(3)分析图示可知,含水量为 80%时,桑叶几乎不会出现光合午休现象,故可以通过适当浇水或适当提高土壤相对含水量来避免光合午休。答案(1)基粒(类囊体膜)O2 及H(2)降低 光照强度(3)80%适时进行合理灌溉(适当浇水或适当提高土壤相对含水量)9.(2017新疆乌鲁木齐诊断)下图为夏季白天适宜条件下,植物体细胞中与能量转换有关的两种细胞器代谢原理示意简图,图中字母代表物质,数字代表过程。请据图回答下列问题:(1)过程发生的部位是_,D 是一种最重要的单糖_,E 和 F 分别是_和_,
461、G 和 H 分别是_和_。(2)图中 A 物质的结构简式可表示为_,图二所示过程发生部位是_,过程产生的 A 物质的量比过程产生的 A 物质的量_。(3)若此图代表植物的叶肉细胞代谢情况,那么产生 G 与消耗 G 的比值_(填“”“”或“”)1 时,植物表现为生长。答案(1)类囊体薄膜 葡萄糖 O2 H2O CO2 丙酮酸(或 C3H4O3)(2)APPP 线粒体内膜 多(3)10.(2016福建泉州检测)蝴蝶兰是一种深受人们喜爱的观赏花卉,原生长于热带雨林地区。研究发现,夜晚,蝴蝶兰叶片吸收 CO2 并将其转化为苹果酸储存起来;白天,苹果酸在酶的催化下分解生成 CO2 用于光合作用。研究人员
462、测定蝴蝶兰叶片CO2 净吸收速率,并绘制成日变化曲线如下图:请据图分析回答:(1)蝴蝶兰适应在热带高温环境生长,白天,其叶片多数气孔_,光合作用所利用的 CO2 主要来自_,这种特性是长期_的结果。(2)在 22:0024:00 时,蝴蝶兰叶肉细胞内 C3 化合物还原_(填“增强”“减弱”或“不进行”),理由是_。(3)为研究增施 CO2 对蝴蝶兰生长与开花的影响,研究人员进行如下处理:将长势一致的蝴蝶兰随机分为两组,分别置于玻璃温室中培养。其中,实验组每天应于_(填“8:0018:00”或“18:004:00”)利用 CO2 控制仪将温室内 CO2 浓度增至 800(molmol1);对照组
463、温室内维持大气 CO2 浓度约 400(molmol1)。其他条件相同且适宜。实验过程中,适时测量和统计两组蝴蝶兰的_。解析(1)由图可以看出,白天时 CO2 吸收速率明显低于晚上,说明白天气孔多数是关闭的,晚上气孔开放。再由题干可知,白天光合作用利用的 CO2 主要来自苹果酸的分解。(2)进行暗反应需要光反应提供H和 ATP,由于晚上没有光,没有H和 ATP,所以暗反应无法进行。(3)由于白天气孔关闭,所以补充 CO2 应选择气孔开放的晚上进行。由于实验目的是研究增施 CO2 对蝴蝶兰生长与开花的影响,所以应该测量蝴蝶兰生长状况与开花的情况,落实到可测量指标,可以具体到植株叶面积或株高或植株
464、重量来表示生长状况;开花时间早晚、开花的数量、开花的时间作为开花情况的指标。答案(1)关闭 苹果酸分解 自然选择(或进化)(2)不进行 夜间无法进行光反应,缺少H和 ATP(3)18:004:00 植株叶面积(株高)及开花数(开花时间)11.将某植物置于密闭玻璃罩内,在 25 恒温条件下,测定该植物对某气体的吸收量或释放量随光照强度的变化,实验结果如图所示。据图回答下列问题:(1)实验所测的气体应为_。(2)B 点时植物叶肉细胞产生 CO2 的场所是_。若适当增加二氧化碳浓度,则短时间内叶肉细胞内 C5 的含量将_。(3)植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为 25 和 30,若将温度从 25
465、 提高到 30 时,A 点将_移。(4)D 点时,该植物叶肉细胞(不考虑其他能进行光合作用的细胞)产生氧气的量为_(填“V1”、“V2”或“V1V2”),叶绿体释放的氧气的去向是_。(5)光照条件下若玻璃罩内低氧高二氧化碳时,细胞内的 Rubisco 酶催化 C5 与 CO2反应,完成光合作用;在高氧低二氧化碳情况下,该酶却催化 C5 与 O2 反应,经一系列变化后生成 CO2,这种植物在光下吸收 O2 产生 CO2 的现象称为光呼吸。由此推测,Rubisco 酶的存在场所为_。在北方夏季晴朗的中午,细胞内 O2/CO2值较高,此时有利于_(填“光呼吸”或“光合作用”)过程。解析(1)分析图形
466、,光照强度为 0 时,植物只进行呼吸作用,不进行合光作用,此时气体的吸收量为正值,且随着光照强度增加,气体的吸收量减少,当光照强度大于一定值时,随着光照强度增加,气体的释放量增加,故所测的气体是氧气。(2)B点时,植物的光合作用速率与呼吸作用速率相等,叶肉细胞通过有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳,场所是线粒体基质。二氧化碳在暗反应中与 C5 结合生成 C3,增加二氧化碳的浓度,则短时间内 C5 的含量降低。(3)A 点时光照强度为 0,植株只进行呼吸作用,当温度由 25 上升至 30 时,呼吸作用增强,A 点上移。(4)在光照强度为 0 时氧气的吸收量为 V1,D 点时氧气的释放量为 V2,根据总
467、光合速率呼吸速率净光合速率可得,D 点时该植物叶肉细胞产生氧气的量为 V1V2。D 点时光合作用速率大于呼吸作用速率,叶绿体释放的氧气一部分进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段,另一部分释放到外界环境中。(5)Rubisco 酶催化 C5 与 CO2 反应的过程属于光合作用的暗反应,发生的场所为叶绿体基质。北方夏季晴朗的中午,由于温度高,部分气孔关闭,CO2 进入叶肉细胞的量减少,O2/CO2 的值较高,属于高氧低二氧化碳的环境,因此有利于光呼吸进行。答案(1)O2(2)线粒体(或线粒体基质)减少(3)上(4)V1V2 进入线粒体和释放到外界环境中(5)叶绿体基质 光呼吸理清两大代谢的物质、能量关
468、系,把握相关曲线及三率测定,全取高考拉分题重点1 辨析总光合速率、净光合速率与呼吸速率1.微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系(以光合速率大于呼吸速率为例)项目表示方法呼吸速率线粒体释放 CO2 量(m1);黑暗条件下细胞(植物体)释放 CO2 量(葡萄糖消耗量)线粒体吸收 O2 量(n1);黑暗条件下细胞(植物体)吸收 O2 量净光合速率细胞(植物体)吸收的CO2量(m2);植物(叶片)积累葡萄糖量细胞(植物体)释放的 O2 量(n2)真正光合速率叶绿体利用、固定 CO2 量 m3 或(m1m2);植物(叶绿体)产生葡萄糖量叶绿体产生、释放 O2 量 n3 或(n1n2)2.常考曲
469、线分析【特别提醒】总光合速率与呼吸速率曲线交点处表示此时光合速率呼吸速率,不要认为净光合速率曲线与呼吸速率曲线交点处也表示光合速率呼吸速率,此时总光合速率恰恰是呼吸速率的 2 倍。视角 1 总光合速率、净光合速率及呼吸速率的计算1.将生长状况相同的某种植物的叶片均分成 4 等份,在不同温度下分别暗处理 1 h,再光照 1 h(光照强度相同),测其有机物变化,得到如图数据。下列说法正确的是()A.该植物在 27 时生长最快,在 29 和 30 时不表现生长现象B.该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的 4 个温度中都是 29 C.在 27、28 和 29 时光合作用制造的有机物的量相等D.3
470、0 时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物都是 1 mg/h解析 暗处理后有机物减少量代表呼吸速率,4 个温度下分别为 1 mg/h、2 mg/h、3 mg/h、1 mg/h,光照后与暗处理前的有机物增加量代表 1 h 光合作用制造有机物量和 2 h 呼吸作用消耗有机物量的差值,所以 4 个温度下总光合速率(有机物制造量)分别为 5 mg/h、7 mg/h、9 mg/h、3 mg/h。该植物在 29 时生长最快,4 个温度下都表现生长现象;该植物在 29 条件下制造的有机物量最多;该植物在 30 条件下光合作用制造的有机物为 3 mg/h,呼吸作用消耗的有机物为 1 mg/h。答案 B
471、2.适宜的温度和一定的 CO2 浓度等条件下,某同学对甲、乙两种高等植物设计实验,测得的相关数据如下表。下列说法错误的是()光合速率与呼吸速率相等时的光照强度光合速率达到最大值时的最小光照强度光合速率达到最大值时的 CO2吸收量黑暗条件下 CO2释放量甲植物13115.5乙植物393015注:光照强度单位为 klx;CO2 吸收量或释放量单位为mg(100 cm2h)1。A.本实验中,适宜的温度和一定的 CO2 浓度属于无关变量B.光照强度为 1 klx 时,甲植物叶肉细胞的叶绿体中 ATP 由叶绿体基质移向类囊体薄膜C.光照强度为 3 klx 时,甲、乙两植物固定 CO2 速率的差为 1.5
472、 mg/(100 cm2h)D.甲、乙两植物相比较,甲植物更适合在弱光下生长解析 本实验中,适宜的温度和一定的 CO2 浓度属于无关变量,光照强度为自变量,A 正确;光照强度为 1 klx 时,甲植物光合速率与呼吸速率相等,叶绿体中 ATP 产生于类囊体薄膜,消耗于叶绿体基质,因此叶绿体中 ATP 由类囊体薄膜移向叶绿体基质,B 错误;光照强度为 3 klx 时,甲的真正光合速率115.516.5 mg/(100 cm2h),而乙的真正光合速率15 mg(100 cm2h),因此甲、乙两植物固定 CO2 速率的差16.5151.5 mg(100 cm2h),C 正确;甲、乙植物比较,甲植物更适
473、合在弱光下生长,这是因为甲植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度和光合速率达到最大值时的最小光照强度均比较小,D 正确。答案 B视角 2 结合曲线模型分析总光合速率、净光合速率和呼吸速率3.(2016四川卷,5)三倍体西瓜由于含糖量高且无子,备受人们青睐。下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以 CO2 吸收速率表示)与胞间 CO2 浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()A.与 11:00 时相比,13:00 时叶绿体中合成 C3 的速率相对较高B.14:00 后叶片的 Pn 下降,导致植株积累有机物的量开始减少C.17:00 后叶片的 Ci 快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速
474、率D.叶片的 Pn 先后两次下降,主要限制因素分别是 CO2 浓度和光照强度慧眼识图 获取信息答案 D4.下列关于曲线的描述,正确的是()A.图 1 中,两曲线的交点对应的温度是净光合速率为 0 时的温度B.图 2 中,C 点对所有进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的 CO2 量等于细胞呼吸产生的 CO2 量C.图 3 中 A、B 两点为光合速率和呼吸速率相等的点D.若呼吸作用的原料全部为葡萄糖,则图 1 中 30 时 10 h 需消耗葡萄糖 15 mg解析 本题考查对光合作用图解的分析和理解。图 1 中,虚线表示的是净光合速率,实线表示的是呼吸速率,A 错误;图 2 中 C 点表示整个植物体
475、光合作用吸收的 CO2量等于呼吸作用释放的 CO2 量,但对于进行光合作用的细胞来说,叶绿体消耗的CO2 量大于细胞呼吸产生的 CO2 量,B 错误;图 3 中 A、B 两点都表示 CO2 浓度变化的转折点,此时光合速率等于呼吸速率,C 正确;由图 1 可知,30 时植物呼吸作用每小时产生 3 mg CO2,根据呼吸作用的总反应式可推知:6CO2C6H12O6,设1 h 需消耗葡萄糖 x mg,则(644)/3180/x,x2.045 mg/h,则 10 h 约需消耗葡萄糖 20.45 mg,D 错误。答案 C重点2 三率测定的三种实验模型模型 1“半叶法”测定光合作用有机物的生产量本方法又叫
476、半叶称重法,即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时,叶片一半遮光,一半曝光,分别测定两半叶的干物质重量,进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。【典例 1】某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射 6 小时后,在 A、B 的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为 MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是 mg/(dm2h)。请分析回答下列问题:(1)MA 表示 6 h 后叶片初始质量呼
477、吸作用有机物的消耗量;MB 表示 6 h 后(_)(_)呼吸作用有机物的消耗量。(2)若 MMBMA,则 M 表示_。(3)真正光合速率的计算方法是_。(4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。_。解析 叶片 A 部分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片 B部分不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,MB 表示 6 h 后叶片初始质量光合作用有机物的总产量呼吸作用有机物的消耗量,MA表示 6 h 后叶片初始质量呼吸作用有机物的消耗量,则 MBMA 就是光合作用 6 h有机物的总产量(B 叶片被截取部分在 6 h 内光合作用合成的有机物总量
478、)。由此可计算真光合速率,即 M 值除以时间再除以面积。答案(1)叶片初始质量 光合作用有机物的总产量(2)B 叶片被截取部分在 6 h 内光合作用合成的有机物总量(3)M 值除以时间再除以面积,即 M/(截取面积时间)(4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重,根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率。模型 2 陆生植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法(1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时 NaOH 溶液可吸收容器中的 CO2;在测净光合速率时 NaHCO3 溶液可提供 CO2,保证了容器内 CO2 浓度的恒定。(2)测
479、定原理在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于 NaOH 溶液吸收了细胞呼吸产生的 CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的 O2 吸收速率,可代表呼吸速率。在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于 NaHCO3 溶液保证了容器内 CO2 浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的 O2 释放速率,可代表净光合速率。真正光合速率净光合速率呼吸速率。(3)测定方法将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合
480、速率。(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。【典例 2】细胞呼吸是生物非常重要的生命活动。请回答:(1)如图表示人体细胞内有氧呼吸的过程,其中 ac 表示相关过程,甲、乙表示相应物质。图中物质甲表示_,物质乙表示_。图中 a、b、c 所代表的过程中,产生能量最多的是_,该反应进行的场所是_。图中 O2 的作用是_。(2)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。红色液滴移动情况结论.向_移动进行有氧呼
481、吸,同时可能进行无氧呼吸.不移动_据图填写上表内容。若仍然通过观察液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,应如何完善实验设计?_。解析(1)由题图可知,a 表示有氧呼吸的第一阶段,发生的反应是葡萄糖分解成丙酮酸和H,并产生少量的能量;b 表示有氧呼吸的第二阶段,发生的反应是第一阶段产生的丙酮酸和水分解成 CO2 和H,并产生少量的能量;c 表示有氧呼吸的第三阶段,发生的反应是前两个阶段产生的H和氧气结合生成水,产生大量的能量。图中的物质甲是有氧呼吸第三阶段产生的水,物质乙是有氧呼吸第二阶段产生的CO2。图中 a、b、c 所代表的过程中,产生能量最多的是 c,该反应进行的场所是线粒体内膜。
482、图中 O2 的作用是与H结合成生水并产生大量能量。(2)分析题图,氢氧化钠溶液可吸收细胞呼吸产生的 CO2,而有氧呼吸消耗氧气,红色液滴会向压强小的一侧移动,即向左移;如果红色液滴不移动,说明容器中的气体量没发生变化,可以得出的结论是酵母菌只进行无氧呼吸。要确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,可以将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水,其他条件不变,若只进行有氧呼吸,则红色液滴不移动,若进行无氧呼吸,则红色液滴向右移动。答案(1)H2O CO2 c 线粒体内膜 与H结合生成水并产生大量能量(2).在.只进行无氧呼吸 将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水。其他条件相同【典例 3】利用以下装置可探究某
483、绿色植物的生理作用。假如该植物的光合作用的产物和呼吸作用的底物均为葡萄糖,且不能进行产生乳酸的无氧呼吸。回答下列问题:(1)实验前,应_(填“打开”或“关闭”)活塞,记录有色液滴的位置。(2)忽略装置内其他微生物的干扰,可利用装置_来探究该植物的呼吸作用类型,此时应对实验装置进行_处理,若_,则该植物在进行有氧呼吸的同时也进行产生酒精和 CO2 的无氧呼吸;该植物的根尖细胞内,能产生 CO2,但不伴随 ATP 合成的生理过程是_。(3)忽略装置内其他微生物的干扰,最好选择装置_来验证 CO2 是植物进行光合作用的必需原料。在暗反应阶段中,CO2 需要转化成_才能被H还原。解析(1)可通过该装置
484、中有色液滴的移动情况来反映呼吸作用和光合作用,故需记录有色液滴的位置(或所在的刻度);另外,装置必须密闭,即要关闭活塞。(2)可利用装置甲和装置乙来探究该植株的呼吸作用类型,实验时一定要对装置进行完全遮光处理,装置甲内含有氢氧化钠溶液,可吸收植株呼吸作用产生的 CO2,若呼吸作用消耗氧气,则有色液滴向左移;装置乙内无吸收 CO2 的溶液,根据有氧呼吸和无氧呼吸的特点可知,若植物进行产生酒精和 CO2 的无氧呼吸,则装置乙中的有色液滴会向右移。无氧呼吸的第二阶段有 CO2 产生,但不产生 ATP。(3)装置甲内无 CO2,而装置丙内有 CO2,且 CO2 浓度在一段时间内不变,故这两套装置适合用
485、于验证CO2 是植物进行光合作用的必需原料。答案(1)关闭(2)甲和乙 完全遮光 装置甲中的有色液滴向左移,装置乙中的有色液滴向右移 无氧呼吸的第二阶段(3)甲和丙 C3光合作用和细胞呼吸实验探究中常用实验条件的控制增加水中 O2泵入空气或吹气或放入绿色水生植物;减少水中 O2容器密封或油膜覆盖或用凉开水;除去容器中 CO2氢氧化钠溶液;除去叶中原有淀粉置于黑暗环境中;除去叶中叶绿素酒精隔水加热;除去光合作用对呼吸作用的干扰给植株遮光;如何得到单色光棱镜色散或薄膜滤光;线粒体提取细胞匀浆离心。模型 3 巧借“黑白瓶”原理,速解光合速率测定及相关数据推算通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合
486、作用强度的试题是常见题型,掌握常见的“黑白瓶”问题的测定原理,是解答此类试题的关键。具体方法如下:(1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。总光合作用量(强度)净光合作用量(强度)有氧呼吸量(强度)。(2)有初始值的情况下,黑瓶中 O2 的减少量(或 CO2 的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中 O2 的增加量(或 CO2 的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。(3)在没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量黑瓶中测得的现有量总光合作用量。【典例 4】下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中,初始平均 O2 浓度与 24
487、 小时后平均 O2 浓度比较后的数据。下列有关分析正确的是()水深(m)1234白瓶中 O2 浓度(g/m2)31.501黑瓶中 O2 浓度(g/m2)1.51.51.51.5A.水深 1 m 处白瓶中水生植物 24 小时产生的 O2 为 3 g/m2B.水深 2 m 处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率C.水深 3 m 处白瓶中水生植物不进行光合作用D.水深 4 m 处白瓶中藻类植物产生 ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体解析 根据题意可知,黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用,白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用,在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据即为正常的
488、呼吸消耗量。由表中数据可知,在水深 1 m 处白瓶中水生植物产生的O2 量31.54.5(g/m2)。水深 2 m 处白瓶中水生植物光合速率1.51.53.0g/(m2d),呼吸速率为 1.5 g/m(m2d)。水深 3 m 处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量,即 1.5 g/m2。水深 4 m 处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用,故白瓶中藻类植物产生 ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。答案 D进行光合速率、呼吸速率计算,常用如下关系:(1)摩尔数数量关系 C6H12O6CO2O2166(2)分子量关系:C6H12O6(180)6CO2(644)6O2(632)“三率”测
489、定及相关实验加强练1.如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是()A.试管内加入的试剂是 NaOH 溶液B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动D.该装置直接测定动物呼吸释放的 CO2 量解析 该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中有CO2 和 O2 两种气体的变化,因此通过在试管内放 NaOH 溶液来吸收 CO2,消除 CO2对瓶内气压的影响,测出动物呼吸时所消耗的氧气量,而不是直接测定动物呼吸时所释放的 CO2 量,D 错误。将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定;由于动物呼吸消耗氧气会让瓶内的气压降低,
490、因此红墨水会向右移动,A、B、C 正确。答案 D2.某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题,设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验,并分析回答有关问题。(1)先测定植物的呼吸作用强度,方法步骤如下:甲、乙两装置的 D 中都放入_,装置乙作为对照。将甲、乙装置的玻璃钟罩进行_处理,放在温度等相同且适宜的环境中。30 min 后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。(2)测定植物的净光合作用强度,方法步骤如下:甲、乙两装置的 D 中放入_。把甲、乙装置放在_。30 min 后分别记录甲、乙两装置中红
491、墨水滴移动的方向和距离。(3)实验进行 30 min 后,记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表:实验 30 min 后红墨水滴移动情况测定植物呼吸作用强度甲装置_(填“左”或“右”)移 1.5 cm乙装置右移 0.5 cm测定植物净光合作用强度甲装置_(填“左”或“右”)移 4.5 cm乙装置右移 0.5 cm(4)假设红墨水滴每移动 1 cm,植物体内的葡萄糖增加或减少 1 g,那么该植物的呼吸速率是_g/h;白天光照 15 h。一昼夜葡萄糖的积累量是_g(不考虑昼夜温差的影响)。解析 要测定光合作用强度必须先测定呼吸作用强度,在测定呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下,使植物只
492、进行呼吸作用。用 NaOH 溶液除去玻璃钟罩内的 CO2,植物进行呼吸作用消耗一定量的 O2,释放等量的 CO2,而 CO2 被 NaOH溶液吸收,根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件:充足的光照、一定浓度的 CO2(由 NaHCO3 溶液提供),光合作用过程中消耗一定量 CO2,产生等量 O2,而NaHCO3 溶液可保证装置内 CO2 浓度的恒定,因此,玻璃钟罩内气体体积的变化只受 O2 释放量的影响,而不受 CO2 气体减少量的影响。对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响的结果,实验装置甲同
493、样也受环境因素的影响,因此,植物呼吸作用消耗 O2 量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量,即该植物的呼吸速率为(1.50.5)24(g/h);净光合速率为(4.50.5)28(g/h),白天光照 15 h 的净光合作用量是 815120(g),一昼夜葡萄糖的积累量等于 15 h 的光合作用实际产生量减去 24 h 的呼吸作用消耗量,等同于 15 h 的净光合作用量减去 9 h 的呼吸作用消耗量,即 1204984(g)。答案(1)NaOH 溶液 遮光(2)NaHCO3 溶液,装置乙作为对照 光照充足、温度等相同且适宜的环境中(3)左 右(4)4 843.(2016河南预南九校联考)为了提高绿色植物
494、的生态效益,研究者做了相关实验,并绘出如下三幅图。下图甲表示菠菜植株在光照强度分别为 a、b、c、d 时,一小时内 CO2 释放量和 O2 产生总量的变化;图乙表示研究不同浓度的 CO2 对菠菜幼苗各项生理指标影响的实验结果;图丙表示菠菜叶肉细胞的部分结构和相关代谢情况(标号 16 表示相应的过程)。请回答:(1)光合作用的过程,可以用化学反应式表示为_。图甲中,如果一昼夜 13 小时光照强度为 d,其余时间为黑暗条件,则一昼夜菠菜植株_(能/不能)积累有机物。(2)由图乙可知,与 A 组相比,C 组条件下叶绿体中H含量_。干旱初期,菠菜光合作用速率下降,其主要原因是所需的_减少而导致光合速率
495、下降,而较高 CO2 浓度有利于水稻幼苗度过干旱时期,据图乙分析原因:_。(3)图甲中,光照强度为 b 时,对应的丙图中具有的过程有_。(4)CO2 可使澄清石灰水变浑浊,也可使_水溶液由蓝_。解析(1)光合作用是以二氧化碳和水为原料,在叶绿体和光能的条件下生成氧气和有机物的过程,即 6CO212H2O 光能叶绿体C6H12O66H2O6O2。由图可知光照强度为 d 时,光合作用速率为每小时 8 单位,13862440 单位,所以不能生长。(2)由图乙可知,与 A 组相比,C 组二氧化碳浓度高,暗反应加快利用的光反应产物H和 ATP 增多,使得叶绿体中H含量降低。干旱初期为了防止水分的散失,气
496、孔会关闭,二氧化碳吸收减少,暗反应下降导致整个光合作用速率下降。从图乙可知较高浓度二氧化碳下气孔开放度低,此时可以减少水分的散失。(3)图甲中光照强度为 b 时,既有光合作用也有呼吸作用,只是光合作用强度小于呼吸作用强度,所以图丙中应有线粒体提供给叶绿体的二氧化碳 1 过程,还有叶绿体产生的氧气给线粒体的 2 过程,及线粒体从外界吸收氧气的 5 过程和向外释放二氧化碳的 6 过程,故有 1、2、5、6。(4)二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊,也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。答案(1)6CO212H2O 光能叶绿体C6H12O66H2O6O2 不能(2)低 CO2 较高 CO2 浓度使
497、气孔开度下降,减少水分的散失(3)1、2、5、6(4)溴麝香草酚蓝 变绿再变黄阶段排查 回扣落实(二)基础需自查1.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸()2.溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的()3.用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣粉好()4.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率()5.只要提供 O2,线粒体就能为叶绿体提供 CO2 和 ATP()6.人在寒冷时,肾上腺素和甲状腺激素分泌增多,细胞产生 ATP 的量增加()7.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高()8.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物()9.植物叶肉细胞的线粒体基质
498、、叶绿体基质和细胞质基质中都能产生 ATP()10.有氧呼吸三个阶段均能产生 ATP,第三阶段产生 ATP 最多()11.在叶肉细胞中,CO2 的固定和产生场所分别是叶绿体基质、线粒体基质()12.光合作用过程中光能转变为化学能,细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP()13.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成 ATP()14.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水()15.叶绿体是植物进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶()16.暗反应的长期进行不需要光()17.暗反应过程是在叶绿体基质中,在多
499、种酶催化下完成的,包括 CO2 的固定和 C3的还原等过程()18.细胞呼吸的产物中如果没有 H2O 的产生,就一定是无氧呼吸()重点再强化1.ATP 水解与形成“纽带”再认识请仔细分析下图,并思考:(1)图中、分别指 ATP、ADP;A、B 分别为释放能量、吸收能量。(2)植物细胞中能量 1 为光能或有机物中化学能;酶 1 存在的场所为叶绿体类囊体膜、细胞质基质、线粒体。动物细胞中能量 1 为有机物中化学能,酶 1 存在场所为细胞质基质、线粒体。(3)写出酶 1、酶 2 催化反应的表达式:ADPPi能量酶1酶2ATP。2.与酶有关的实验设计的四点归纳(1)验证或探究酶具有高效性:高效性是一种
500、比较性概念,是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸馏水作对照,可用来验证酶具有催化功能。(2)验证或探究酶具有专一性:专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。因此验证或探究酶具有专一性应设置一种酶对不同化学反应的催化效果的对照。可用同一底物、两种不同酶,也可用不同底物、同一种酶来验证或探究。(3)验证或探究温度对酶活性的影响:自变量是温度,应设置具有一定梯度的多个不同温度条件,比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低温、适温、高温”三个指标。(4)验证或探究 pH 对酶活性的影响:自变量是 pH,应设置具有一定梯度的多个不同pH 条件,
501、比较某种酶的催化效率。一般至少应设置“低 pH、最适 pH、高 pH”三个指标。注意胃蛋白酶最适 pH 为 1.5。3.不可轻视的细胞呼吸过程模型请写出上述相关内容(1)呼吸类型:为无氧呼吸;为有氧呼吸。(2)反应场所:为细胞质基质;为线粒体。(3)产物:为 2C2H5OH2CO2;为 2C3H6O3;为 H2O;为 CO2。4.重中之重的光合作用再强化(1)请写出发生于处的相关反应内容反应名称:光反应条件:叶绿体色素、酶、光和水。场所:叶绿体类囊体膜。产物:H、ATP、O2。物质转变:水在光下分解为 O2 和H。能量转变:光能被吸收并转化为 ATP 和H中的化学能。(2)请写出发生于处的反应
502、内容反应名称:暗反应。条件:多种酶、ATP、H。场所:叶绿体基质。产物:(CH2O)。第 11 讲 细胞的有丝分裂及相关实验最新考纲 1.细胞的生长和增殖的周期性()。2.细胞的有丝分裂()。3.细胞的无丝分裂()。4.实验:(1)观察细胞的有丝分裂。(2)模拟探究细胞表面积与体积的关系。考点一 细胞的生长和增殖的周期性(5年4考)1.细胞不能无限长大(1)模拟实验细胞大小与物质运输效率之间的关系细胞模型:不同大小的琼脂块。运输效率表示法:NaOH在琼脂块中扩散体积琼脂块的体积检测方法:酚酞遇 NaOH 变红色。(2)细胞不能无限长大的原因:核质比:细胞核控制的细胞质范围有限SV:细胞体积越大
503、,相对表面积越小,物质运输效率越低2.细胞分裂方式及判断(1)概念图(2)解读图中、依次为无丝分裂、有丝分裂、减数分裂图中无染色体出现的是蛙红细胞分裂方式为真核细胞的分裂方式为、的特点是同源染色体会发生联会和分离,其最终子细胞染色体数目减半3.细胞增殖的周期性(1)细胞周期条件:连续分裂的细胞起点:一次分裂完成时终点:下次分裂完成时特点:不同种类的细胞,细胞周期不同,分裂间期 与分裂期所占比例也不同(2)细胞增殖(真核细胞)的概述方式:无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。4.细胞周期的 4 种常用表示方法方法名称
504、表示方法用字母表示细胞周期扇形图abca 为一个细胞周期直线图ab 或 cd 为一个细胞周期坐标图AG 为一个完整的细胞周期柱形图B 组细胞处于分裂间期,正在进行 DNA复制,C 组细胞处于分裂期由细胞形态判断,下列细胞中哪一类细胞最可能具有细胞周期?提示 图中为精子细胞,为肌肉细胞,为神经细胞,为哺乳动物的成熟红细胞(细胞已无细胞核和各种细胞器),它们均属于高度分化的细胞,已丧失分裂的周期性;但细胞尚未分化,最可能连续分裂保持周期性。细胞不能无限长大的原因(2016西北工大附中模拟)科学家通过模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系,实验过程:将三个边长分别为 1 cm、2 cm、3 cm 含有
505、酚酞的琼脂块,浸泡于 NaOH溶液 10 min 后取出,切成两半,每块 NaOH 扩散的深度如图中阴影所示(琼脂块中数据表示未被扩散部分的长度),关于该实验及相关推论叙述正确的是()A.本实验自变量是不同大小的琼脂块,因变量是 NaOH 进入琼脂块“细胞”的深度B.NaOH 在边长 1 cm 的琼脂块内扩散的速率最大C.通过本模拟实验可说明,细胞体积越小,其相对表面积越小,物质运输的效率就越高D.本实验中,NaOH 扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率解析 本实验自变量是不同大小的琼脂块,因变量是 NaOH 扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比,A 错误;据图示可知
506、,NaOH 在 3 个琼脂块内扩散的速率相同,B 错误;通过本模拟实验可说明,细胞体积越小,其相对表面积越大,物质运输的效率就越高,C 错误;本实验中,NaOH 扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率,D 正确。答案 D模拟探究细胞表面积与体积关系的相关说明(1)琼脂块大小模拟细胞大小,NaOH 溶液模拟被细胞吸收的物质。(2)物质扩散体积与总体积之比表示物质运输效率。(3)在相同时间内,NaOH 在每一琼脂块内扩散的深度基本相同,说明 NaOH 在每一琼脂块内“扩散的速率”是相同的。(4)NaOH 扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块的增大而减小。(5)实验结论细
507、胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小,所以物质运输的效率越低。细胞周期1.(2016海南卷,6)下列与细胞周期有关的叙述,正确的是()A.等位基因的分离发生在细胞周期的分裂间期B.在植物细胞的细胞周期中纺锤丝出现在分裂间期C.细胞周期中染色质 DNA 比染色体 DNA 更容易复制D.肝细胞的细胞周期中染色体存在的时间比染色质的长解析 等位基因分离只发生于减数分裂过程中,而减数分裂无细胞周期;有丝分裂过程中纺锤丝出现于分裂前期;细胞周期大部分时间处于分裂间期,此时染色体呈染色质状态。答案 C2.如图表示细胞周期,下列叙述不正确的是()A.按箭头所示方向,aa 段
508、或 bb 段表示一个细胞周期B.染色体的平均分配发生于 ab 段C.细胞中 DNA 含量的加倍发生在 ba 段D.将癌细胞的细胞周期阻断在 ba 段可以治疗癌症解析 本题考查对细胞周期的理解,解题的突破口是细胞周期起点和终点的确定。ba 段、ab 段分别表示分裂间期和分裂期,细胞周期应是 bb 段。答案 A细胞周期的 2 点提醒(1)分裂间期的特征:间期又分为 G1 期、S 期、G2 期,G1 期进行 RNA 和有关蛋白质的合成,为 S 期 DNA 的复制做准备;S 期合成 DNA;G2 期进行 RNA 和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成。(2)观察细胞分裂过程中染色体形态、数目的变化时,应
509、选择细胞周期短、分裂期相对较长的细胞;由于分裂间期远比分裂期长,视野中处于间期的细胞数目更多。考点二 细胞的有丝分裂和无丝分裂(5年11考)1.有丝分裂过程以高等植物细胞为例(连线)助学巧记细胞有丝分裂各时期特点2.有丝分裂过程中细胞结构的变化(1)染色体形态及行为变化:间期前期中期后期末期(2)有丝分裂过程中相关成分或结构“加倍”的时期和原因分析成分或结构时期原因DNA间期DNA 复制染色体后期着丝点分裂中心体间期中心体复制细胞核末期新核膜已经形成,细胞质尚未分裂3.“三看”法界定动物和高等植物细胞有丝分裂图像4.无丝分裂DNA 含量、染色体数、染色单体数及每条染色体上 DNA 分子数变化曲
510、线分析:(1)请依次标注图甲丁的纵轴标识内容。(2)上图甲丁中,由于核 DNA 分子复制而引起变化的区段有哪些?(3)图甲丁中哪些区段变化原因是“着丝点分裂,姐妹染色单体分离形成子染色体”?提示(1)甲丁纵轴标识内容依次为甲:DNA 含量;乙:染色体数;丙:染色单体数;丁:每条染色体上 DNA 分子数。(2)AB、LM、PQ 变化的原因都是核 DNA 分子复制。(3)GH、NO、RS 变化的原因都是着丝点分裂、染色单体分离形成染色体。1.真题重组 判断正误(1)人的正常体细胞的分裂次数是有限的(2016海南卷,4A)()(2)细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献(2016全国课标卷,1A)()
511、(3)该图为某二倍体动物细胞有丝分裂后期模式图(2015广东卷,6D 改编)()(4)动物细胞分裂间期有 DNA 和中心体的复制(2013江苏卷,3A)()(5)纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期(2013江苏卷,3C)()(6)染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期(2013江苏卷,3D)()(7)蛙受精卵发育过程中,可发生 DNA 的半保留复制(2012四川高考改编)()以上内容主要源自教材必修 1 P112114 有丝分裂与无丝分裂知识,全面把握有丝分裂过程及相关物质或结构变化并了解无丝分裂特点和适用范围是解题关键。(注:高考对本考点的考查大多与减数分裂结合)2.(教材改编题,教材必修
512、 1 P115 T4、T5 改编)下列与有丝分裂相关叙述正确的是()A.随着着丝点的分裂,DNA 数目加倍B.有丝分裂是真核细胞的主要增殖方式,无丝分裂是原核细胞的主要增殖方式C.与动物细胞有丝分裂方式不同,植物细胞有丝分裂末期可形成赤道板D.动物细胞有丝分裂与细胞膜流动性密切相关解析 随着着丝点分裂,染色体数目加倍;有丝分裂和无丝分裂均为真核细胞的分裂方式;植物细胞有丝分裂末期可形成细胞板而不是赤道板。答案 D3.(教材必修 1 P115 拓展题)真核细胞体积普遍较小,但卵细胞体积为何较大?提示 卵细胞的卵黄中贮存了大量营养物质,卵裂初期所需的营养物质由卵黄提供,不是靠细胞外物质的输入;细胞
513、的表面积与体积之比限制细胞的物质运输,而卵细胞内部储存了大量的营养物质,可以长得比较大。有丝分裂的过程及特点1.(2013海南单科,5)关于细胞有丝分裂的叙述,正确的是()A.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构B.有丝分裂间期 DNA 复制的过程需要解旋酶的参与C.有丝分裂中期,发生联会的同源染色体排列在赤道板上D.在细胞周期中,分裂间期的持续时间通常比分裂期的短解析 有丝分裂过程中提到的赤道板只是个位置,没有真正的结构存在,A 项错误;细胞在有丝分裂间期进行的 DNA 分子复制中的解旋需要酶的参与,B 项正确;有丝分裂过程中没有同源染色体的联会,C 项错误;在细胞分裂周期中间期占的比例
514、较大,D 项错误。答案 B2.如图所示,有关细胞有丝分裂的描述正确的是()A.具有姐妹染色单体的只有 eB.在 b 时期实现了细胞中的 DNA 和染色体数目的加倍C.细胞有丝分裂的顺序是 ceabdD.观察和计数染色体数目的最佳时期是 e解析 图中 a、e 时期均含姐妹染色单体;b 时期染色体数目加倍,c 时期 DNA 数目加倍;细胞有丝分裂顺序应为 caebd。答案 D(1)分裂全过程均存在同源染色体,但不联会、不分离。(2)姐妹染色单体在间期就已形成,只是呈染色质形态,而染色体形态出现于前期。(3)后期着丝点是自动分裂而与纺锤丝的牵引无关。若用秋水仙素抑制纺锤体的形成,没有纺锤丝的牵引,细
515、胞中染色体的数目仍可加倍。(4)界定赤道板与细胞板:赤道板不是细胞结构,是一假想平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。(5)与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用细胞器名称细胞类型活动活跃的时期生理作用核糖体动、植物整个细胞周期,但主要是间期有关蛋白质的合成中心体动物、低等植物前期纺锤体的形成高尔基体植物末期细胞壁的形成线粒体动、植物整个细胞周期提供能量 有丝分裂过程中染色体、DNA 等数据变化分析1.(2016辽宁实验中学阶段性测试)如图甲、乙是某哺乳动物(含 2n 条染色体)的体细胞一次细胞分裂过程曲线图,纵坐标表示一个细胞核中染色体
516、或 DNA 的含量。下列说法错误的是()A.甲图可能是 DNA 含量变化,乙图可能是染色体数目变化B.EF、CD 段均与新核形成有关C.MN 段与着丝点断裂有关D.BC 段只包含前期和中期,NE 包括后期解析 BC 段应包括 G2 期、前期、中期和后期,D 错误。答案 D2.如图为某生物细胞有丝分裂过程中染色体数(a)、染色单体数(b)和核 DNA 分子数(c)的统计图。下列解释一定不正确的是()A.图可以用于表示细胞分裂的前期B.染色体螺旋化程度最高时,可用图表示三者的数量关系C.间期用图表示最恰当D.图可表示细胞分裂完成解析 先判断图可表示哪些时期,再根据各时期的特点逐项分析。图与图相比,
517、染色体数加倍,染色单体数为零,可表示有丝分裂后期。图与图相比,染色体和核 DNA 数恢复为正常值,可表示有丝分裂完成。答案 C根据柱状图判断细胞有丝分裂时期(以二倍体生物为例)一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期:(1)根据染色单体变化判断有丝分裂各时期:染色单体有G2期、前期、中期:甲图无后期、末期:乙图 G1期:丙图(2)根据比例关系判断有丝分裂各时期:DNA染色体染色单体4n2n4nG2期、前期、中期:甲图4n4n0后期、末期:乙图2n2n0G1期:丙图考点三(实验)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(5年7考)1.实验原理(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。(2)细胞核内的染色体(
518、质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态,判断处于不同分裂时期的细胞。2.实验步骤(1)取材时为什么只能剪 23 mm,而不能过长?提示 若剪得过长会包括伸长区,伸长区无细胞分裂,增加了寻找观察细胞的难度。(2)解离和染色时间要严格控制的原因是什么?提示 若解离时间太短,则压片时细胞不易分散开;时间过长,则细胞分离过度、过于酥软,无法取出根尖进行染色和制片。若染色时间太短,则染色体不能完全着色;若染色时间过长,则使细胞核等其他部分充满染色剂,无法分辨染色体。(3)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互
519、换?并说明原因。提示 不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸,有利于碱性染料的着色,若二者顺序颠倒,解离液中的盐酸会影响染色的效果。(4)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。(5)使细胞分散开的操作措施有哪三种?提示 解离;镊子尖弄碎根尖;拇指按压载玻片。观察植物细胞的有丝分裂1.(2014全国课标,29)回答下列问题。(1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中,常用盐酸酒精混合液处理根尖,用龙胆紫溶液染色。实验中,盐酸酒精混合液
520、的作用是_;龙胆紫溶液属于_性染料,能够使细胞中的_着色。(2)用光学显微镜观察细胞,可以看到细胞核。细胞核的功能可概括为:_。解析(1)盐酸酒精混合液是解离液,用于解离过程,解离的作用是使组织中的细胞相互分离开来。龙胆紫溶液用于染色过程,为碱性染料,能使细胞核中的染色体(质)着色。(2)对细胞核功能较为全面的阐述应该是:细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。答案(1)使组织中的细胞相互分离 碱 染色体(2)细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心2.(2017海南模拟)在“观察细胞有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋
521、葱根尖装片的操作步骤(“”表示操作,“”表示未操作)如下表所示。实验人员操作取材解离漂洗染色制片甲根尖 13 mm 处乙根尖 13 mm 处丙根尖 57 mm 处则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是()A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解析 解离的目的是使细胞分散开,甲未解离,细胞相互重叠;漂洗的目的是洗去解离液,便于染色,乙未漂洗,影响染色效果,染色体着色很浅不清楚;根尖 57 mm 处为
522、伸长区,伸长区细胞已失去分裂能力,染色体呈染色质状态,观察不到染色体。答案 C实验成功的关键点(1)实验材料的选择类型:选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料。部位:应选分裂旺盛的部位(如根尖的分生区)。(2)应该严格按照操作步骤进行:取材解离漂洗染色制片。(3)在解离过程中细胞已被盐酸杀死(龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色,表明细胞已丧失生物活性,生物膜已不具选择透过性),因此,显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。若视野中找不到处于某一时期的细胞,可通过移动装片从邻近的区域中寻找。易错防范清零易错清零易错点 1 不清楚细胞周期中相关物质变化及 mRNA 形成的两个高峰期
523、内涵点拨 有丝分裂各阶段细胞中 DNA 和细胞质中 mRNA 的含量变化,如下图所示曲线,图中 a、b、c 依次对应 G1 期、S 期、G2 期。(1)G1、G2 期解读:G1、G2 两时期为 mRNA 形成的高峰期,表明此期为转录高峰期,此时应大量消耗“U”,且 RNA 聚合酶活性较高,但 G1 期主要合成 DNA 复制所需的酶系,G2 期主要合成纺锤体微管蛋白等。(2)S 期解读:S 期为 DNA 复制期,是细胞周期的最关键期,此时大量消耗“T”S 期易发生基因突变,为诱变育种、癌细胞增殖,药物研发关键期。易错点 2 误认为有丝分裂后期着丝点分裂是纺锤丝牵引的结果点拨 有丝分裂后期染色体着
524、丝点一分为二,其原因是受生物体内遗传物质控制的一种生理活动。不是由纺锤丝牵引所致。实验佐证:用秋水仙素破坏纺锤体形成,无纺锤丝牵引着丝点,复制后的染色体的着丝点照样分裂,使细胞中染色体数目加倍,这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。易错点 3 不清楚根尖结构,混淆“根尖”与“根尖分生区”进而导致不明确有丝分裂装片制作适宜取材部位或不能正确进行观察结果评价点拨(1)洋葱根尖可包括根冠、分生区、伸长区、成熟区,其中分生区细胞呈正方形、排列紧密细胞分裂旺盛,适宜作有丝分裂观察材料,而其他区域细胞已分化,不进行分裂,故不宜选作有丝分裂观察材料。(2)分生区根尖:根尖长度一般选 5 cm 左右,而分生区
525、只在其最前端的 23 mm(包藏于根冠之下)内,只有分生区细胞才进行细胞分裂。实验时剪取 3 mm 左右即可,不能过长,否则看到的大多数是伸长区的细胞。(3)细胞解离后已被杀死,从而观察不到动态分裂过程,因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。规范答题图甲是某生物细胞分裂各阶段的染色体 DNA 和细胞质中 mRNA 含量的变化曲线,图乙是该生物细胞分裂过程中的某一时期图像。请据图回答下列问题:(1)细胞处于图甲的_阶段(填图中字母)时,最易受到致癌因子影响,导致癌变。甲图中大量消耗“T”和大量消耗“U”的时期依次为_、_。(2)图甲曲线表明,细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是_(填图中
526、字母)。d 段细胞质中 mRNA 明显减少,最可能的原因是细胞分裂前期发生了_,导致 mRNA 合成减少,且原来的 mRNA 不断被分解。(3)在图甲 ag 阶段中,细胞中染色体数目为_条;能观察到图乙所示图像的是_阶段(填图中字母);图乙的后一时期将发生_至 g 结束时,新产生细胞的基因组成为_。(4)若要观察此种分裂处于不同时期的细胞,可取生长健壮的洋葱根尖,经过_、_、染色、制片过程,制成临时装片,放在显微镜下观察,如图是洋葱根尖结构模式图,则适宜作有丝分裂观察的为_,可进行转录的为_,区 2、区 3 细胞遗传物质_(发生、未发生)改变。答卷采样原处纠错纠错依据混淆 a、b、c 区内涵,
527、不明确 a、c 区为转录高峰区,b 区为 DNA 复制区图示中 a、c 区才是转录高峰期,即蛋白质合成高峰期未顾及细胞分裂后期“染色体加倍”这一状况未领会有丝分裂,子细胞基因型不变这一特征不理解“解离”的内涵,与“固定”混淆随堂真题演练1.(2016浙江卷,3)下列关于高等动物细胞增殖的叙述,错误的是()A.有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,都进行 1 次染色质 DNA 的复制B.细胞周期的 G2 期已经形成了 1 对中心体,在有丝分裂前期形成纺锤体C.染色体数为 2n24 的性原细胞进行减数分裂,中期染色体数和染色体 DNA 分子数分别为 12 和 24D.若在 G2 期某染色质的 1 个
528、 DNA 分子发生片段缺失,则该细胞有丝分裂产生的 2个子细胞均含有该异常 DNA解析 有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期,DNA 都只复制一次,A 正确;动物细胞在 G2 期已经能观察到 1 对中心体,前期彼此分离散发纺锤丝构成纺锤体,B正确;体细胞染色体数为 24,则减数第二次分裂的中期染色体数为 12 条,DNA 有24 个,C 正确;G2 期 DNA 已经复制好,一条染色质上有 2 个 DNA 分子,如果其上 1 个 DNA 分子发生片段缺失,则有丝分裂形成的 2 个子细胞只有一个细胞含有异常 DNA,D 错误。答案 D2.(2015北京理综,3)流式细胞仪可根据细胞中 DNA 含量的
529、不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24 小时后用流式细胞仪检测,结果如下图。对检测结果的分析不正确的是()A.b 峰中细胞的 DNA 含量是 a 峰中的 2 倍B.a 峰和 b 峰之间的细胞正进行 DNA 复制C.处于分裂期的细胞均被计数在 a 峰中D.此抗癌药物抑制了癌细胞 DNA 的复制解析 由图可知,在 b 峰中细胞的 DNA 含量为 80,而 a 峰中细胞的 DNA 含量为40,A 正确;在 a 峰与 b 峰之间细胞内的 DNA 在逐渐加倍,所以正进行着 DNA 分子的复制,B 正确;通过实验组和对照组中 b 峰细胞的数量可以看出,实验组中进行DNA复制的癌细
530、胞数量明显减少,则说明该药物对癌细胞DNA复制有抑制作用,D 正确;DNA 的复制发生在间期,处于分裂期的细胞中 DNA 是加倍的,所以处于分裂期的细胞均计数在 b 峰中,C 错误。答案 C3.(2014江苏单科,12)如图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是()A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极B.乙和丙在组成成分上差异很大C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少解析 题图为动物细胞有丝分裂的中期。甲为中心体,在分裂间期倍增,前期移向细胞两极;乙为染色体,组成成分为 DNA 和蛋白质,丙为星射线,组成成分主要是蛋白质,可见两者在组成成
531、分上的差异很大;题图细胞中染色体数与体细胞染色体数相同;该时期核膜解体、核仁消失,无细胞核,故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。答案 B4.(2014海南单科,1)下列植物细胞中,适合观察细胞有丝分裂的是()A.蚕豆叶肉细胞B.洋葱鳞片叶表皮细胞C.蚕豆根尖分生区细胞D.洋葱根尖伸长区细胞解析 在四个备选项中只有 C 选项的细胞具有分裂能力,其他细胞都是高度分化的细胞,不能进行细胞分裂。答案 C课后分层训练(时间:25 分钟 满分:100 分)1.在一个细胞周期中,以下变化可能发生于同一时期的是()A.DNA 分子的复制和染色体数目加倍B.染色单体形成和细胞板的出现C.着丝点的分裂和同源染色
532、体的分离D.核膜的消失和纺锤体的形成解析 DNA 的复制发生在细胞分裂间期,染色体数目加倍发生在分裂后期,A 错误。染色单体形成在间期,细胞板出现在末期,B 错误。着丝点分裂在后期,同源染色体分离在减后期,有丝分裂中不发生同源染色体的分离,C 错误。核膜消失和纺锤体形成都在前期,D 正确。答案 D2.下列关于细胞有丝分裂各阶段的描述,正确的是()A.蛋白质合成较旺盛的时期,纺锤体可由中心体发出的星射线或细胞两极发出的纺锤丝形成B.染色体的螺旋化程度达到最高的时期,细胞内不一定有同源染色体但一定有染色单体C.着丝点数目加倍的时期,细胞内全部染色体数与全部 DNA 数之比为 11D.有核膜和核仁的
533、时期,细胞内的 DNA 聚合酶较为活跃,而 RNA 聚合酶不活跃解析 蛋白质合成较旺盛的时期为间期,而纺锤体形成于前期,A 错误;染色体的螺旋化程度达到最高的时期为中期,细胞内一定有染色单体,对于只含有一个染色体组的单倍体生物而言,其细胞的有丝分裂过程无同源染色体,B 正确;着丝点数目加倍的时期为后期,细胞核内全部染色体数与全部核 DNA 数之比为 11,但线粒体内还有质 DNA,C 错误;有核膜和核仁的时期可能是间期或末期,DNA 聚合酶较为活跃的时期是间期,D 错误。答案 B3.(2016四川名校联盟检测)下列关于细胞周期的叙述,正确的是()A.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中B.受抗原
534、刺激后的淋巴细胞细胞周期变长C.细胞种类不同,细胞周期持续时间不同D.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期解析 只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期,已经分化的细胞无细胞周期,A 错误;受抗原刺激后的淋巴细胞分裂增殖,细胞周期变短,B 错误;细胞种类不同,细胞周期持续时间不同,C 正确;成熟的生殖细胞不再分裂,无细胞周期,D 错误。答案 C4.下列关于高等植物细胞有丝分裂的叙述,正确的是()A.前期时完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成B.中期时每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上C.后期时配对的同源染色体彼此分离,分别向细胞的两极移动D.末期时细胞膜通过从细胞的中部向
535、内凹陷进行胞质分裂解析 间期时完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成,A 错误;在减数第一次分裂后期,配对的同源染色体彼此分离,分别向细胞的两极移动,C 错误;动物细胞有丝分裂末期,细胞膜通过从细胞的中部向内凹陷进行胞质分裂,植物细胞通过形成新的细胞壁完成胞质分裂,D 错误。答案 B5.(2016山东临沂检测)在洋葱根尖细胞分裂过程中,当染色体数染色单体数核DNA 分子数122 时,该细胞可能会发生()A.两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体B.配对的同源染色体彼此分离移向细胞的两极C.染色质丝正在高度螺旋化形成染色体D.着丝点全部排列在细胞的细胞板上解析 洋葱根尖细胞无“中心粒”,故不发生
536、 A 项所述状况;有丝分裂过程不发生同源染色体分离;有丝分裂中期时着丝点排列于细胞的赤道板(而不是细胞板)上。答案 C6.(2016河南郑州检测,8)如图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的行为变化。下列有关叙述正确的是()A.bb 可以表示一个完整的细胞周期B.植物细胞中,de 时期细胞中央将出现细胞板C.DNA 的转录主要发生在 cd 时期D.细胞中的 DNA 含量加倍是在 ea 时期,细胞中染色体数目加倍是在 bc 时期解析 有丝分裂末期出现细胞板,de 时期表示分裂中期,B 错误;DNA 的转录主要发生在 bc 时期(间期),C 错误;细胞中的 DNA 含量加倍是在 bc 时期,细胞中染
537、色体数目加倍是在 ea 时期(后期),D 错误。答案 A7.(2016广东六校联考)如图为某二倍体植物细胞有丝分裂过程中有关数量的变化情况,据图分析以下叙述正确的是()A.DE 时间段染色单体数是 AB 时间段的两倍B.AB、BC、CD 三个时间段细胞都有水生成,并且来源完全相同C.FG 段染色体组数是该生物正常染色体组数的两倍D.若用秋水仙素处理该植物,会抑制分裂后期着丝点的分裂解析 DE 时间段每条染色体上有两条姐妹染色单体,AB 时间段核 DNA 还没有复制不存在姐妹染色单体,所以不存在倍数关系,A 错误;三个时间段细胞都有水生成,合成蛋白质时水是由核糖体产生的,细胞的增殖过程需线粒体供
538、能,同时会生成水,B 错误;秋水仙素抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,从而导致染色体数目加倍,D 错误。答案 C8.下图甲表示某种植物(二倍体,2n8)根尖的不同区域的细胞,图乙是某细胞的染色体组成示意图,图丙是细胞分裂过程中染色体与核 DNA 数目比随时间变化的曲线。请据图分析回答下列问题:(1)图甲中细胞形态不同的根本原因是_,进行实验获得图乙结果时,需利用 _区为实验材料,该区的细胞特点为_。在制作和观察细胞有丝分裂装片的实验中,我们发现即使操作正确,也难以看到很多处于分裂期的细胞,主要原因是_。(2)填写图乙中标号的结构名称:是_;是_。该细胞分裂后形成的子细胞中含有_条染色体。(3)
539、图丙中,_(填“AB”或“BC”、“CD”、“DE”、“EF”)段中有关蛋白质的合成量明显增加,_(填“AB”或“BC”、“CD”、“DE”、“EF”)段中 DNA 稳定性较差,易出现碱基对的增添、缺失、替换。DE 段表示细胞分裂进入_期。答案(1)基因的选择性表达 分生 细胞排列紧密,呈正方形,有的细胞正在进行分裂 在一个细胞周期中,间期经历的时间最长(2)染色体 纺锤丝 4(3)AB BC 后1.(2016山东青岛期末)在一个细胞周期(间、前、中、后、末期)中,下列现象最可能发生在同一时期的是()A.DNA 复制和有关蛋白质的合成B.染色体数加倍和染色单体形成C.细胞板的出现和纺锤体的形成
540、D.着丝点的分裂和细胞质分裂解析 DNA 的复制和有关蛋白质的合成都发生在分裂间期,A 正确;染色单体形成于分裂间期,而染色体数目在分裂后期加倍,B 错误;纺锤体形成于分裂前期,而细胞板出现于分裂末期,C 错误;着丝点的分裂发生在分裂后期,而细胞质的分裂发生在分裂末期,D 错误。答案 A2.(2016山东齐鲁名校联考)下列关于高等植物细胞有丝分裂的叙述,正确的是()A.分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成B.在整个细胞分裂过程中需要解旋酶、RNA 聚合酶、DNA 聚合酶、DNA 酶C.分裂后期的 DNA 分子数目和染色体数目都是前期的两倍D.分裂末期赤
541、道板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成细胞壁解析 在细胞分裂过程中不需要 DNA 酶,B 错误;与分裂前期相比,分裂后期着丝点断裂导致染色体数目加倍,但 DNA 分子数目不变,C 错误;分裂末期细胞板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成细胞壁,赤道板只是一个假想的空间位置,D 错误。答案 A3.(2016河南八市重点高中一模,7)有丝分裂过程中不可能发生的是()A.间期进行 DNA 的复制和有关蛋白质的合成B.前期染色体散乱排列,核膜和核仁逐渐消失C.中期染色体的着丝点集中排布于赤道板上D.后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合解析 有丝分裂后期发生着丝点分裂,染色单体分离移向细胞两极,同源染色体分离
542、、非同源染色体自由组合发生在减数第一次分裂后期,D 错误。答案 D4.统计 4 种不同植物根尖分生区细胞的细胞周期及分裂期时长如下图,下列有关说法正确的是()A.若用来观察有丝分裂,最适合的材料是 aB.不同植物的细胞周期中,分裂期所占时长基本相同C.统计相同数目的细胞,分裂期细胞所占比例最多的是 dD.细胞周期越长的细胞,其分裂期占时越短解析 为能在视野中找到各个时期的细胞,应尽量选择分裂期占的比例大的材料,这样可观察到较多的处于分裂期的细胞,才有可能找到处于前期、中期、后期、末期不同时期的细胞。a、b、c、d 四种细胞分裂期占细胞周期的比例依次是 15.3%、17.4%、10.9%、19.
543、4%,可见最适合的材料是 d,A 错误、C 正确。从图中信息可以看出,不同植物的分裂期所占时长存在较大差异,B 错误。由题图可知 a 组细胞周期最长,但其分裂期占时并不是最短,D 错误。答案 C5.在细胞增殖过程中,染色体和 DNA 都有复制和加倍的过程,下列相关叙述不正确的是()A.染色体复制后其数量是之前的二倍B.细胞中 b、d 过程发生在细胞分裂间期C.细胞中 a 过程发生在细胞分裂间期D.细胞中 c 过程发生在细胞有丝分裂后期和减数第二次分裂后期解析 染色体复制前含一个 DNA 分子,复制后含两个 DNA 分子,着丝点数目并不增加,复制前后都是一条染色体,因此,通过复制,染色体的数量并
544、不增加,而DNA 分子的数量加倍,A 错误。答案 A6.(2016安徽皖江名校联考)如图所示为动植物细胞有丝分裂的模式图,顺序已经打乱。回答下列问题:(1)图中表示动物细胞有丝分裂的正确细胞分裂顺序是_(填序号)。(2)对比动植物细胞的有丝分裂模式图,区别最为显著的时期是_。(3)图中细胞或内染色单体数及染色体数分别为_。(4)处于衰老状态的多细胞生物,其体内细胞_(填“能”或“不能”)出现增殖现象;人体所有衰老细胞均会表现出的特性有_(至少答出 2 点)。(5)请在坐标系中绘出一个细胞周期内染色体数与核 DNA 数比值的变化曲线图。解析(1)植物细胞呈方形,动物细胞一般呈球形,再根据有丝分裂
545、过程中染色体的行为变化规律可知,该动物细胞有丝分裂的正确排列顺序应为。(2)动植物细胞有丝分裂的最显著区别在于前期的纺锤体形成方式不同和末期的细胞质分裂方式不同。(3)图中细胞或处于有丝分裂后期,该时期细胞内无染色单体,染色体数应为 8 条。(4)处于衰老状态的多细胞生物体内依然有新细胞的产生,即存在细胞的增殖。人体内衰老的细胞呈现的现象有细胞的含水量减少,细胞代谢减慢,细胞内部分酶的活性降低,细胞膜的通透性改变,细胞体积变小,细胞核变大、核膜内折,染色质收缩、染色加深等,人体衰老的红细胞内没有细胞核,故细胞核变大、核膜内折,染色质收缩、染色加深不属于人体内所有衰老细胞的共性。(5)有丝分裂过
546、程中,染色体数与核 DNA 数比值有四段变化,DNA 复制前,该比值为 1.0,DNA 复制期间,该比值从 1.0 逐渐变化成 0.5,DNA 完成复制至着丝点分裂期间,该比值为 0.5,着丝点断裂以后,该比值为 1.0,图示见答案。答案(1)(2)前期和末期(3)0、8(4)能 细胞的含水量减少,细胞代谢减慢,细胞内部分酶的活性降低,细胞膜的通透性改变等(至少答出 2 点)(5)如图所示7.如图甲为某生物细胞分裂的模式图,图乙表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上 DNA 含量的变化,图丙表示有丝分裂过程中某一时期染色体、染色单体和核DNA 的数量关系,据图回答:(1)图甲中有_对同源染色体
547、,_个染色体组。(2)细胞分裂过程中需要利用大量的胸腺嘧啶脱氧核苷酸来完成_,此时细胞处于图乙中_段,若用秋水仙素作用于图乙中_段的某一时期,可使染色体数目加倍。(3)图丙对应图乙中_段的某一时期,处于此分裂时期时动植物细胞的主要区别是_形成的方式不同。(4)若图甲中移向细胞一极的染色体上分别有 A、B、a 和 b 四个基因,则图甲细胞的基因型可表示为_,分裂后子细胞基因型为 AaBb 的概率为_(不考虑基因突变)。解析(1)图甲属于有丝分裂后期图像,由于着丝点的分裂,同源染色体对数和染色体组数均加倍,则图中有 4 对同源染色体,4 个染色体组。(2)胸腺嘧啶脱氧核苷酸是 DNA 的基本组成单
548、位之一,细胞分裂过程中需要利用大量的胸腺嘧啶脱氧核苷酸来完成 DNA 的复制,此时细胞处于有丝分裂间期,对应图乙中的 BC 段。秋水仙素能抑制纺锤体的形成,其作用的时期是有丝分裂前期,对应图乙中 CD 段的某一时期。(3)图丙中染色体、染色单体和核 DNA 数量之比为 122,处于细胞有丝分裂前期或中期,对应图乙中 CD 段的某一时期。此时期植物细胞和动物细胞的主要区别是纺锤体形成的方式不同,植物细胞由细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体,动物细胞由中心体发出星射线形成纺锤体。(4)图甲中移向细胞一极的染色体上分别有 A、B、a 和 b 四个基因,移向另一极的染色体上也有 A、B、a 和 b 四个基
549、因,因而图甲细胞的基因型可表示为 AAaaBBbb。如不考虑基因突变,分裂后子细胞与亲代细胞基因型相同,因而子细胞基因型为 AaBb 的概率为 100%。答案(1)4 4(2)DNA 的复制 BC CD(3)CD 纺锤体(4)AAaaBBbb 100%第 12 讲 动物精子和卵细胞的形成过程及受精作用最新考纲 1.细胞的减数分裂()。2.动物配子的形成过程()。3.动物的受精过程()。4.实验:观察细胞的减数分裂。考点一 减数分裂与配子的形成及受精作用(5年11考)1.减数分裂的概念2.过程(以二倍体动物为例)时期图像主要特征间期DNA 复制,有关蛋白质合成,结果每条染色体上含有 2 条染色单
550、体减数第一次分裂前期同源染色体发生联会,形成四分体,非姐妹染色单体间可能发生交叉互换中期成对同源染色体排列在细胞中央赤道板上后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合末期细胞质分裂,形成 2 个子细胞。细胞中染色体数目减半减数第二次分裂前期染色体散乱分布在细胞中中期染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上后期着丝点分裂,染色单体分开成为染色体,染色体数目暂时加倍末期细胞质分裂,一个细胞分裂成为 2 个子细胞。细胞中染色体数目是体细胞染色体数目的一半3.精子和卵细胞形成过程的差异比较精子形成过程卵细胞形成过程细胞质分裂方式均等分裂第一极体均等分裂,初、次级卵母细胞不均等分裂是否变形变形不变形结果若基
551、因型为 AaBb 的一个卵原细胞,产生了一个 Ab 的卵细胞,请绘制与产生该卵细胞相关的初级卵母细胞、次级卵母细胞及第一极体后期分裂图像。提示4.受精作用(1)概念:卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。(2)实质:精子的细胞核与卵细胞的细胞核相互融合,使彼此的染色体会合在一起。(3)结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中一半染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。(4)减数分裂和受精作用的意义是对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。1.真题重组 判断正误(1)减数分裂前期同源染色体配对,每条染色体含有 4 条染色
552、单体,子细胞染色体数目为母细胞的一半(2015浙江卷,2D)()(2)正常情况下,在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵细胞的过程中,一个细胞中含有的 X 染色体数最多为 4(2014上海卷,22D)()(3)如图为细胞内染色体状态示意图,这种染色体状态表示已发生基因重组(2012上海卷,8B)()以上内容的考查多源于教材必修 2P1626,考查重点为减数分裂过程、特点及其与有丝分裂的比较,本考点常结合细胞分裂图像及孟德尔定律细胞学基础予以考查,复习时务必强化相关内容的归纳、整合与集训。2.(教材必修 2P25 技能训练改编)请绘制果蝇(2N8)精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图。提示 如图所
553、示精原细胞形成精子过程中染色体数目变化图 减数分裂过程及特点1.(2014安徽理综)某种植物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片如下。下列叙述正确的是()A.图甲中,细胞的同源染色体之间发生了基因重组B.图乙中,移向细胞两极的染色体组成相同C.图丙中,染色体的复制正在进行,着丝点尚未分裂D.图丁中,细胞的同源染色体分离,染色体数目减半解析 据图分析:甲图为减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体可通过交叉互换实现基因重组,故 A 正确;图乙为减数第一次分裂后期,同源染色体分离,移向两极的染色体组成不同,故 B 错;图丙为减数第二次分裂前期,不进行染色体复制,故 C 错;图丁为减数第二
554、次分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,故 D 错。答案 A2.(2016福建福州一模,2)下列生命活动只在减数分裂过程发生的是()A.核膜、核仁消失B.进行遗传信息的传递与表达C.着丝点的分裂、分开D.通过基因重组产生具有不同遗传信息的子细胞解析 有丝分裂前期和减数第一次分裂前期中均有核膜、核仁消失;有丝分裂和减数分裂过程中都存在遗传信息的传递与表达;有丝分裂后期和减数第二次分裂后期均有着丝点分裂,姐妹染色单体分开;自然条件下,基因重组只发生在减数第一次分裂过程中,D 符合题意。答案 D(1)减数第一次分裂与减数第二次分裂关键点比较减前的间期进行 DNA 复制,减不再进行 DNA 复制;减发
555、生同源染色体分开,但着丝点不分裂,减发生着丝点分裂;减有同源染色体(且有联会,四分体交叉互换及同源染色体分开等行为),减无同源染色体;减子细胞为次级性母细胞及第一极体,减子细胞为精细胞及卵细胞和第二极体。(2)依据细胞质的分配方式判断精卵形成过程图像(二倍体生物 2n4)(3)据分裂图像快速确认动物性别,若为四分体平分为二,则一定为减后期,此时若细胞质均等分裂则动物性别一定为雄性,若细胞质不均等分裂,则动物性别一定为雌性。注:若为减后期,则细胞质均等分裂时,不能直接确认动物性别(此时需依据其他信息继续确认)。受精作用1.(2015四川理综)精子内的顶体由溶酶体特化而来。精卵识别后,顶体膜与精子
556、细胞膜融合,释放溶酶体酶使卵子外层形成孔洞,以利于精卵融合形成受精卵。下列叙述正确的是()A.顶体内储存的溶酶体酶是在精子的溶酶体中合成的B.精子游向卵子所需的能量来自线粒体和细胞质基质C.顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的选择透过性D.受精卵中的遗传物质一半来自父方另一半来自母方解析 顶体内储存的溶酶体酶的化学本质是蛋白质,是在精子的核糖体上合成的,A 错误;精子游向卵子所需能量由细胞呼吸产生的 ATP 供给,而细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体,B 正确;顶体膜和精子细胞膜融合体现了生物膜的流动性,C 错误;受精卵的染色体一半来自于父方,另一半来自母方,核基因父母双方各占一半,但受精卵的
557、细胞质几乎全部来自于母方,质基因也几乎全部来自于母方,D错误。答案 B2.(2016河南八市重点高中一模,11)红眼刚毛雄果蝇与白眼截毛雌果蝇杂交产生子代红眼刚毛雌果蝇的过程如图所示。据图分析,下列相关叙述正确的是()A.阶段细胞乙内会发生染色体暂时性加倍的现象B.细胞甲内基因数目应是细胞丙内基因数目的两倍C.阶段控制该两对相对性状的基因一定能自由组合D.阶段是子代果蝇具有多样性的根本原因解析 阶段为减,阶段为减,减后期由于染色单体分离会导致染色体暂时性加倍,A 正确;细胞甲为次级精母细胞,细胞丙为卵细胞,卵细胞含有较多细胞质基因,细胞甲内基因数目小于细胞丙内基因数目的两倍,B 错误;控制该两
558、对相对性状的基因必须在两对同源染色体上才能自由组合,如果在同一对同源染色体上,就不能自由组合,C 错误;阶段雌雄配子随机结合不是子代果蝇具有多样性的根本原因,D 错误。答案 A有性生殖产生的后代呈现多样性的两大成因(1)配子中染色体组合具有多样性缘于“非同源染色体自由组合”及“同源染色体非姐妹染色单体间的交叉互换”。(2)受精时卵细胞和精子结合具有“随机”性。考点二(实验)观察细胞的减数分裂(5年3考)1.实验原理蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞,再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂:减数第一次分裂和减数第二次分裂。在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可
559、据此识别减数分裂的各个时期。2.实验步骤(1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)解离漂洗染色制片。(2)显微观察(1)本实验宜选用雄性个体生殖器官,其原因是什么?提示 雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数;在大多数动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底,排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞,只有和精子相遇后,在精子的刺激下,才继续完成减数第二次分裂。(2)制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些?提示 精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到的染色体数为 n、2n、4n 等不同的细胞分裂图像。对实验材料、实验操作、实验结果的分析1.(山东理综卷)小鼠常被用作研究人类
560、遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏、苏丹染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿 B(健那绿)染液,解离固定液。(1)取材:用_作实验材料。(2)制片:取少量组织低渗处理后,放在_溶液中,一定时间后轻轻漂洗。将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量_。一定时间后加盖玻片,_。(3)观察用显微镜观察时,发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂,产生的子细胞是_。下图是观察到的同源染色体(A1 和 A2)的配对情况。若 A1 正常,A2 发生的改变可能是_。解析 观察减数分裂应选取生殖器官,本实验应选取睾丸。制片过程为“解离漂洗染色制片”。精原细胞
561、通过有丝分裂实现自我增殖,通过减数分裂形成成熟生殖细胞,故中期细胞可能是有丝分裂中期、减中期、减中期。若 A1正常,则 A2 为缺失,若 A2 正常,则 A1 为重复。答案(1)(小鼠)睾丸(2)解离固定液 醋酸洋红染液 压片(只要有压片的操作均可)(3)次级精母细胞或精细胞或精原细胞 缺失2.为了观察减数分裂各时期的特点,下列实验材料选择恰当的是()蚕豆的雄蕊 桃花的雌蕊 蝗虫的精巢 小鼠的卵巢A.B.C.D.解析 植物(如蚕豆)雄蕊的花药和动物(如蝗虫)精巢中正在进行减数分裂的细胞很多,经固定、染色处理后,容易从中找到处于减数分裂各个时期的细胞,因此它们是观察减数分裂各时期特点的理想材料。
562、桃花的每个雌蕊中只能形成一个胚囊,小鼠的每个卵巢中每次也只能形成少数几个(不超过 8 个)卵细胞,由于观察减数分裂过程必须对实验材料进行固定及染色处理,会造成细胞死亡,所以用这两种材料来观察减数分裂过程,只能观察到减数分裂某个时期或某几个时期的细胞,不可能找齐减数分裂各时期的细胞,这就没有达到题目“观察减数分裂各时期特点”的要求。答案 C易错防范清零易错清零易错点 1 混淆同源染色体、姐妹染色单体与四分体点拨 图析如下易错点 2 误认为只要有同源染色体,就可形成四分体点拨 并非所有细胞分裂都存在四分体:联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象,有丝分裂过程中虽有同源染色体但不进行联会,故不存在
563、四分体。易错点 3 误认为同源染色体分离与非同源染色体自由组合在时间上存在“先后”点拨 同源染色体分离与非同源染色体自由组合的发生时间无先后,是“同时进行”的。减数分裂过程中同源染色体分离,其上的等位基因也分离(此为基因分离定律基础),与此同时,非同源染色体自由组合,其上的非等位基因也自由组合(此为基因自由组合定律的基础)。易错点 4 误认为细胞质均等分裂的一定不是卵细胞形成过程并认为生殖器官中不存在有丝分裂点拨(1)细胞质不均等分裂的一定为卵母细胞,有姐妹染色单体的是初级卵母细胞,无姐妹染色单体的是次级卵母细胞;细胞质均等分裂且有姐妹染色单体的一定是初级精母细胞,细胞质均等分裂无姐妹染色单体
564、的则可能是次级精母细胞或第一极体。(2)生殖器官中精原细胞或卵原细胞的形成过程为有丝分裂,故在生殖器官中不仅发生减数分裂过程,也发生有丝分裂过程,进行减数分裂装片观察时,两类分裂的细胞图像均可存在。规范答题下面是某雄性动物(2n4)在生殖和发育过程中的有关图示。图 1 是减数分裂过程简图,图 2、图 3 是一同学画的不同时期细胞分裂图像和细胞染色体数目的变化曲线,请据图回答:图 3(1)图 1 中的过程产生的细胞分别称_、_,图 3 中丙、丁现象应发生于图 1 中的_过程,丁中含_对同源染色体_个四分体。(2)图 3 中乙细胞时期处于图 2 中_(填编号)阶段,它含_个四分体,其分裂产生的子细
565、胞为图 1 中_。(3)图 2 中,曲线阶段形成的原因是_;曲线阶段形成的原因是_;曲线_(填编号)阶段的细胞内不存在同源染色体。(4)图 3 甲丁中有明显错误的是_,其错误之处在于_。答卷采样原处纠错纠错依据混淆“精子”与“精细胞”,不明确同源染色体与四分体的关系不清晰有丝分裂中“不形成四分体”答题不规范,“染色体加倍”应为“结果”,其“原因”应是着丝点分裂;忽视了时期也无同源染色体未考虑到丁图可显示其中一对同源染色体的交叉互换且忽视了“雄性”动物细胞质应“均等分裂”随堂真题演练1.(2016北京卷,1)将与生物学有关的内容依次填入下图各框中,其中包含关系错误的选项是()框号选项12345A
566、组成细胞的化合物有机物无机物水无机盐B人体细胞的染色体常染色体性染色体X 染色体Y 染色体C物质跨膜运输主动运输被动运输自由扩散协助扩散D有丝分裂分裂期分裂间期染色单体分离同源染色体分离解析 组成细胞的化合物包括有机物和无机物,其中无机物包括水和无机盐,A 正确;人体细胞的染色体包括常染色体和性染色体,性染色体又分为 X 和 Y 染色体,B 正确;物质跨膜运输的方式包括主动运输和被动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散,C 正确;有丝分裂的细胞周期包括分裂期和分裂间期,同源染色体分离只能发生在减数第一次分裂后期,染色单体分离可发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,D 错误。答案 D2.(2
567、013天津卷,2)哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程,只有在促性腺激素和精子的诱导下才能完成。下面为某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图(N 表示染色体组)。据图分析,下列叙述错误的是()A.次级卵母细胞形成的过程需要激素调节B.细胞只有在精子的作用下才能形成成熟卵子C.、和细胞分裂后期染色体数目相同D.培育转基因动物应选择细胞作为受体细胞解析 A、B 两个选项是题干明确表述的事实;、细胞分裂后期的染色体数目依次是 2N、2N、4N,数目不同,C 错误;动物体细胞的全能性受限,因而培育转基因动物时应选择受精卵(细胞为受精卵)作为受体细胞。答案 C3.(2013安徽,4)下列现象中,
568、与减数分裂同源染色体联会行为均有关的是()人类的 47,XYY 综合征个体的形成 线粒体 DNA 突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落 三倍体西瓜植株的高度不育 一对等位基因杂合子的自交后代出现 31 的性状分离比 卵裂时个别细胞染色体异常分离,可形成人类的 21 三体综合征个体A.B.C.D.解析 人类的 47,XYY 综合征个体的形成与减数第一次分裂或减数第二次分裂异常有关,与同源染色体联会行为无关;线粒体 DNA 突变会导致在培养大菌落酵母菌时出现少数小菌落,这与有氧呼吸有关,与同源染色体联会无关;三倍体西瓜植株的高度不育正是同源染色体不能正常联会的结果,和同源染色体联会有关;一
569、对等位基因杂合子的自交后代出现 31 的性状分离比是基因分离的结果,其本质在于联会后的同源染色体的分离,和同源染色体联会有关;卵裂时个别细胞染色体异常分离,可形成人类的 21-三体综合征个体,指的是有丝分裂过程,与同源染色体联会无关。所以 A、B、D 错误,C 正确。答案 C课后分层训练(时间:30 分钟 满分:100 分)1.(2016大连重点中学联考)二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述不正确的是()A.细胞中不一定存在同源染色体B.着丝点分裂导致细胞中染色体数目加倍C.染色体 DNA 一定由母链和子链组成D.着丝点分裂后,每条染色体 DNA 数量不变解析 二倍体生物细胞正在进
570、行着丝点分裂,说明该细胞正处于减数第二次分裂后期或有丝分裂后期,减数第一次分裂时同源染色体分离,因此减数第二次分裂的细胞中不含有同源染色体,A 正确;着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为染色体,导致染色体数目加倍,B 正确;由于 DNA 复制是半保留复制,因此染色体 DNA 一定由一条母链和一条子链组成,C 正确;着丝点分裂前,每条染色体上有 2 个 DNA分子,着丝点分裂后,每条染色体上有 1 个 DNA 分子,因此每条染色体 DNA 数量发生改变,D 错误。答案 D2.(2016陕西西安检测)下列人体结构或细胞中,不存在同源染色体的是()A.一个四分体B.一个染色体组C.受精卵D.初级卵母细胞
571、解析 一个四分体是由一对同源染色体组成的,A 项不符合题意;一个染色体组是由细胞中的一组非同源染色体组成的,B 项符合题意;受精卵中存在成对的同源染色体,C 项不符合题意;初级卵母细胞中同源染色体还没有分离,D 项不符合题意。答案 B3.如图甲、乙为高等动物某器官内细胞的分裂图和完整分裂周期内染色体数目变化曲线坐标图。请据图判断下列说法中正确的是()A.据图甲细胞分裂图像特点可以判断该细胞来自雌性动物的卵巢内B.图甲细胞中含有 2 个四分体,其子代细胞的基因型是 AB、aB、Ab、abC.图乙中曲线的变化能够代表图甲细胞所代表的分裂方式D.图乙曲线 34 时间段内一定发生了着丝点的断裂和基因突
572、变解析 判断细胞进行的是哪种分裂方式,处于哪个阶段的关键是观察图像中同源染色体的行为,据图甲中同源染色体分离可以判断该细胞处于减数第一次分裂后期。图甲细胞处于减后期,细胞质均等分裂,所以为处于减后期的精原细胞,因为卵原细胞在减后期,细胞质进行不均等分裂,因此图甲细胞是来自雄性睾丸内的细胞,A 错误;图甲细胞内含有 4 条染色体,2 对同源染色体,在减前期只能形成 2 个四分体,本图细胞处于减后期,不存在四分体。图中细胞的基因型是AAaaBBbb,正常情况下经减数分裂产生的配子的基因型有 Ab 和 aB 两种,B 错误;据图乙曲线特点可知,染色体数目在细胞分裂过程中没有超过最初细胞中染色体的数目
573、,与减数分裂过程染色体数目变化特点对应,C 正确;图乙曲线 34 时间段细胞内染色体数恢复到体细胞中染色体数,此时细胞处于减后期,减后期能够发生着丝点断裂,但是一般不发生基因突变,因为基因突变一般发生在 DNA 复制时,即细胞分裂的间期,D 错误。答案 C4.(2016陕西西安检测)如图是二倍体生物体内某细胞图,关于此图的描述,不正确的是()A.此图可表示次级卵母细胞,没有同源染色体B.在此细胞形成过程中曾出现过 2 个四分体C.该细胞中有 4 条染色单体D.该生物体细胞中染色体数最多为 4解析 图中细胞含有 2 条染色体,且含有姐妹染色单体,染色体的大小不同,为非同源染色体,所以该细胞处于减
574、数第二次分裂过程中,可以表示次级精母细胞、次级卵母细胞或第一极体,A 正确;该细胞中有 2 条染色体,其在减数第一次分裂过程中可出现 2 个四分体,B 正确;该细胞中有 2 条染色体,4 条染色单体,C 正确;该细胞的体细胞含有 4 条染色体,其有丝分裂后期染色体最多为 8 条,D 错误。答案 D5.(2016山东济南检测)下列关于联会的叙述错误的是()A.联会过程为遗传物质平均分配到子细胞提供了保证B.肝脏细胞中不会发生联会过程,不出现四分体C.三倍体西瓜植株的高度不育与减数分裂过程中发生联会紊乱有关D.联会过程可增加基因重组几率,为生物提供了更多种类的基因型解析 联会过程为同源染色体分离及
575、基因重组提供了保证。答案 A6.如图为高等动物的细胞分裂示意图,下列叙述正确的是()A.图甲一定为次级精母细胞B.图乙一定为初级精母细胞C.图丙为次级卵母细胞或极体D.图丙中的 M、m 为一对同源染色体解析 图甲处于减数第二次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,可能为次级精母细胞或第一极体,A 错误;图乙处于减数第一次分裂后期,其细胞质是均等分裂的,所以应是初级精母细胞,B 正确;图丙处于减数第二次分裂后期,其细胞质是不均等分裂的,应是次级卵母细胞,不可能为极体,C 错误;图丙中的 M、m 不是同源染色体,应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体,D 错误。答案 B7.(2016福建福安一中期中)
576、细胞分裂过程中一条染色体上 DNA 含量的变化情况如图所示。下列有关该图的叙述,不正确的是()A.AB 可表示 DNA 分子复制B.BC 可表示有丝分裂前期和中期C.CD 可表示染色体的着丝点分裂D.DE 可表示减数第二次分裂全过程解析 AB表示一条染色体的DNA含量增倍,可表示DNA分子复制,A正确;BC表示一条染色体含 2 个 DNA 分子,可表示有丝分裂前期和中期,B 正确;CD 表示一条染色体从含 2 个 DNA 分子降为含 1 个 DNA 分子,可表示染色体的着丝点分裂,染色单体分离成为染色体,C 正确;减数第二次分裂前期和中期一条染色体仍然含 2 个 DNA 分子,D 错误。答案
577、D8.(2016宁夏银川模拟)图一表示二倍体动物苏格兰羊体内的一个体细胞 A 经过两次细胞分裂的简单过程图,B、C、D、E、F 表示该动物处于不同分裂状态的细胞图像;图二为不同分裂时期每条染色体上的 DNA 含量。据图请回答:(1)细胞 A细胞 C 的细胞分裂方式属于_分裂,细胞 B 中有_对同源染色体。(2)细胞 D 中染色体的行为是生物变异的来源之一,这种变异称为_。(3)与细胞 D 核 DNA 含量相同的是细胞_(填标号),处于图二 CD 时期的是细胞_(填标号)。解析(1)细胞 A细胞 C 的细胞分裂方式属于有丝分裂,细胞 B 中着丝点分裂,染色体数目加倍,共含有 4 对同源染色体。(
578、2)细胞 D 中染色体的行为是同源染色体分离,非同源染色体自由组合,这种变异称为基因重组,其是生物变异的来源之一。(3)与细胞 D 核 DNA 含量相同的是细胞 B,都是 8 个。处于图二 CD 时期的细胞中着丝点都没有分裂,对应图一中的细胞 D、F。答案(1)有丝 4(2)基因重组(3)B D、F1.(2016山东青岛检测)人体的精原细胞在精子的形成过程中,会出现两次染色体排列在细胞中央和两次染色体移向细胞两极。下列有关叙述不正确的是()A.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内的染色体数目分别为 46 和 23B.第一次与第二次染色体排列在细胞中央时,细胞内核 DNA 数分别是 92
579、 和 46C.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两个染色体组D.第一次与第二次染色体移向细胞两极时,细胞中都有两条 Y 染色体解析 减数第一次分裂后期同源染色体分开时,细胞中只有一条 Y 染色体;减数第二次分裂后期着丝点分裂后细胞中要么含 2 条 X 染色体,要么含 2 条 Y 染色体。答案 D2.(2017东北名校联考)下列关于同源染色体与姐妹染色单体的描述,正确的是()A.能观察到同源染色体的细胞,不一定有姐妹染色单体;能观察到姐妹染色单体的细胞,可能含有同源染色体B.同源染色体分离时,姐妹染色单体随之分离C.姐妹染色单体的形状和大小一般是相同的;同源染色体的形态和大小一般不相
580、同D.一对同源染色体与一对姐妹染色单体所携带的 DNA 分子数并不相同解析 能观察到同源染色体的细胞,不一定有姐妹染色单体,如处于有丝分裂后期的细胞;能观察到姐妹染色单体的细胞,可能含有同源染色体,如二倍体生物处于有丝分裂前期的细胞,A 正确;在减数第一次分裂过程中,同源染色体分离,但姐妹染色单体并不分离,B 错误;同源染色体的形态和大小一般相同;C 错误;一对同源染色体含有 2 个或 4 个 DNA 分子,而一对姐妹染色单体含有 2 个 DNA 分子,因此一对同源染色体与一对姐妹染色单体所携带的 DNA 分子数有可能相同,D 错误。答案 A3.图 1 为某动物精原细胞分裂过程中细胞内的同源染
581、色体对数的变化曲线,图 2 表示该动物的一个细胞分裂示意图。下列叙述正确的是()A.CD 段含有 4 个染色体组,图 2 细胞中有 3 个染色体组B.DE 和 GH 段发生的原因分别是着丝点分裂和细胞一分为二C.FG 段可发生同源染色体的交叉互换和自由组合D.若图 2 表示的是次级精母细胞,则该细胞处于图 1 中的 HI 段解析 曲线图表示的是二倍体动物精原细胞分裂过程中细胞内同源染色体对数的变化,CD 段表示的是有丝分裂后期,此时着丝点分裂,染色体数量加倍,染色体组有 4 个,图 2 细胞中有 2 个染色体组,A 错误;DE 和 GH 段都是由于细胞一分为二,前者是有丝分裂末期,后者是减数第
582、一次分裂末期(着丝点未分裂),B 错误;FG 段可发生非同源染色体的自由组合和同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换,C 错误;图 2 表示减数第二次分裂,此时的细胞是次级精母细胞,不含同源染色体,对应曲线图的 HI 段,D 正确。答案 D4.(2017重庆检测)图 1 表示某种二倍体动物处于细胞分裂某时期的图像;图 2 表示一条染色体上的 DNA 数目变化与分裂时期的关系。下列说法正确的是()A.若表示基因型为 AaBb 的某动物细胞分裂图像,则该变异发生于图 2 的 EF 段B.图像的变化属于染色体结构变异,发生于图 2 的 CD 段和 EF 段C.若表示基因型为 AABb 的某动物细
583、胞分裂图像,则该变异主要发生于图 2 的CD 段D.图 1 中的变异都属于可遗传的变异,只有变化的结果能用光学显微镜观察解析 若表示基因型为 AaBb 的某动物细胞分裂图像,图基因 B 不存在同源染色体,染色体移向细胞两极,所以为细胞减数第二次分裂后期图像,减数第一次分裂后期 A、a 所在同源染色体未分离导致发生了染色体数目变异,此时每条染色体存在姐妹染色单体、含有两个 DNA 分子,对应图 2 中的 CD 段,A 错误;图中两条子染色体部分片段颜色不同,应该是减数第一次分裂同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换的结果,为基因重组,不是染色体变异,发生于图 2 的 CD 段,B 错误;图表示发生了
584、基因突变,基因由 A 突变为 a,主要发生在减数第一次分裂前的间期,对应图 2 的 BC 段,C 错误。答案 D5.(2016西安联考)图 1 是某高等生物细胞增殖某时期模式图,图 2 是该生物细胞核内染色体及 DNA 相对含量变化的曲线图。据图回答下列问题。(注:横坐标各个区域代表细胞分裂的各个时期,区域的大小和各个时期所需的时间不成比例)(1)图 2 中含有同源染色体的时期有_、_,A 点的变化可表示的生理过程为_。(2)图 1 中含有_条脱氧核苷酸链,含有_个染色体组。(3)图 1 所示细胞对应图 2 的时期是_,该细胞产生的子细胞名称为_。(4)如果图 1 中结构 3 上某位点有基因
585、F,结构 4 上相应位点的基因是 f,则出现这种现象的原因是_。(5)图 3 是某同学绘制的曲线图,但是忘记了标明纵坐标,只记得时期 c 对应图 2 中的时期 11,那么图 3 纵坐标最可能代表的内容是_。答案(1)14 913 受精作用(2)16 1(3)6 精细胞或卵细胞和极体或极体(答精细胞或卵细胞或极体也可)(4)基因突变或交叉互换(5)每条染色体上的DNA 分子数6.(2016四川高考压轴题)某果蝇染色体及部分基因组成如甲所示,观察该果蝇某器官切片,发现了如乙、丙所示细胞,请回答下列问题。(1)丙细胞的名称是_,正常情况下,乙细胞?处的基因应为_,丙细胞中出现 A 和 a 的原因可能
586、是_。(2)若甲细胞每个 DNA 分子两条链均由 3H 标记的核苷酸组成,现将甲细胞移植到正常果蝇体内,通过 2 次过程所示的细胞分裂,则一个子细胞中含 3H 的染色体条数是_条。(3)某生物的一个精原细胞经减数分裂后形成的其中一个精细胞如图 2 所示,请解释出现该精细胞的原因:_。解析(1)丙细胞不含同源染色体,处于减数第二次分裂后期,且细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞,已知细胞中(同一极)有一条染色体含有 D 基因,根据甲图中的基因组成(Dd)可知,乙细胞?处的基因应为 d,丙细胞中上下两条相同的染色体是间期复制形成的,它们所含的基因应该完全相同,即都应该是 a 基因,出现 A 的原因可
587、能是减数第一次分裂间期发生了基因突变。(2)已知甲细胞中每个 DNA 分子的两条链均含有 3H,现将甲细胞移植到正常果蝇体内,进行 1 次有丝分裂,该过程中DNA 进行一次半保留复制,所获得的子代 DNA 均含有 3H,而有丝分裂所形成的子细胞的染色体数目不变,所以一个子细胞中含 3H 的染色体条数是 8 条。再进行 1次有丝分裂,该过程中 DNA 又进行了一次半保留复制,由于有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开后随机移向两极,因此子细胞中含 3H 的染色体条数是08 条。(3)图示精原细胞中的两条染色体为一对同源染色体,其上含有一对等位基因 A、a;精细胞中仍有一对同源染色体,且染色体
588、上的基因与精原细胞染色体上的位置不同,其形成原因是:减数第一次分裂中发生同源染色体联会且交叉互换,且在减数第一次分裂后期含 A、a 的同源染色体没有分离。答案(1)次级卵母细胞 d 分裂过程中发生了基因突变(2)08(3)减数第一次分裂中发生同源染色体联会且交叉互换,且在减数第一次分裂后期含 A、a 的同源染色体没有分离突破点1 减数分裂与有丝分裂的比较从近年高考的考查情况看,单独考查减数分裂的试题比较少见,多和有丝分裂、孟德尔定律、遗传变异、人类遗传病及生物育种等知识相联系,以选择题或非选择题的形式进行考查。考查点主要有减数分裂过程中相关物质的变化或基因分配规律、减数分裂与有丝分裂的区别、减
589、数分裂各时期的图像、动物配子的形成过程等。【例证 1】(2013新课标全国卷,2)关于同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的叙述,正确的是()A.两者前期染色体数目相同,染色体行为和 DNA 分子数目不同B.两者中期染色体数目不同,染色体行为和 DNA 分子数目相同C.两者后期染色体数目和染色体行为不同,DNA 分子数目相同D.两者末期染色体数目和染色体行为相同,DNA 分子数目不同解析 有丝分裂前期、中期和减数第一次分裂前期、中期染色体数目和 DNA 分子数相同,而染色体行为不同,有丝分裂前期染色体散乱分布,中期着丝点排列在赤道板上,减前期同源染色体联会配对形成四分体,有交叉互换现象,减中
590、期同源染色体排列在赤道板两侧,A、B 错误;有丝分裂末期染色体数和 DNA 分子数均是体细胞的二倍,而减末期染色体数与体细胞相同,DNA 分子数是体细胞的二倍,D 错误。答案 C【例证 2】(2016江苏卷,31)研究人员对珍珠贝(2n)有丝分裂和减数分裂细胞中染色体形态、数目和分布进行了观察分析,图 1 为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体)。图 2 中细胞类型是依据不同时期细胞中染色体数和核 DNA 分子数的数量关系而划分的。请回答下列问题:(1)图 1 中细胞分裂的方式和时期是_,它属于图 2 中类型_的细胞。(2)若某细胞属于类型 c,取自精巢,没有同源染色体,那么该细胞的名称
591、是_。(3)若类型b、d、e的细胞属于同一次减数分裂,那么三者出现的先后顺序是_。(4)在图 2 的 5 种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型有_。(5)着丝点分裂导致图 2 中一种细胞类型转变为另一种细胞类型,其转变的具体情况有_(用图中字母表述)。(6)珍珠贝卵母细胞分裂一般停留在减数第一次分裂中期,待精子入卵后完成后续过程。细胞松弛素 B 能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体。现有3 组实验:用细胞松弛素 B 分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂、减数第二次分裂和受精卵的第一次卵裂。请预测三倍体出现率最低的是_,理由是_。解析(1)图 1 中移向细胞每一极的染色体中存在同
592、源染色体,据此可判断该细胞处于有丝分裂后期,它属于图 2 中类型 a 的细胞。(2)若某细胞属于类型 c,取自精巢,没有同源染色体,说明了经过减数第一次分裂,应为次级精母细胞。(3)若类型 b、d、e 的细胞属于同一次减数分裂,则 b 处于减数第一次分裂,d 处于减数第二次分裂,e 为减数分裂产生的子细胞。(4)在图 2 的 5 种细胞类型中,a 处于有丝分裂后期,b 处于有丝分裂前期或中期,或减数第一次分裂,一定含有同源染色体。(5)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期均发生着丝点分裂。分别对应图 2 中的 b 转变为a,d 转变为 c。(6)受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的是四倍体不
593、是三倍体,故三倍体出现率最低的是阻滞第一次卵裂。答案(1)有丝分裂后期 a(2)次级精母细胞(3)bde(4)ab(5)ba、dc(6)阻滞第一次卵裂 受精卵含二个染色体组,染色体数加倍后形成的是四倍体而不是三倍体1.减数分裂与有丝分裂的过程及特点比较分裂方式比较项目 减数分裂有丝分裂不同点分裂的细胞原始生殖细胞体细胞或原始生殖细胞细胞分裂次数两次一次同源染色体的行为(1)联会形成四分体,非姐妹染色单体交叉互换;(2)同源染色体分离存在同源染色体,但不联会,不分离,无交叉互换现象非同源染色体的行为自由组合不出现自由组合子细胞染色体数目减半不变子细胞的名称和数目4 个精子或 1 个卵细胞和3 个
594、极体2 个体细胞子细胞间的遗传物质不一定相同相同意义减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定使生物的亲代细胞和子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性2.三大时期分裂图像的辨析(、依次代表有丝分裂、减、减)(1)三种“前期”比较(2)三种“中期”比较(3)三种“后期”比较“三看法”判断细胞分裂方式3.有丝分裂和减数分裂过程中 DNA、染色体等 6 项指标变化规律辨析(二倍体为例)(1)染色体、核 DNA 变化模型:判断:“三看法”区分细胞分裂方式(2)每条染色体 DNA 含量或染色体与 DNA 比值变化(3)染色单体的变化模型图解读有丝分裂:分裂间期,因染色体复制,染色单体形成
595、,有丝分裂后期,因着丝点分裂,染色单体变为 0(即 0间期 4N后期 0)减数分裂减前间期:因染色体复制,染色单体形成(04N)减末:因同源染色体分开,分别进入两个子细胞,染色单体减半(4N2N)减后:因着丝点分裂,染色单体消失(2N0 )(4)同源染色体“对”数变化曲线分析模型图解读a.有丝分裂:后期时染色体数目加倍,同源染色体由 n 对(2n 条)加倍成为 2n 对(4n条),子细胞中同源染色体仍为 n 对。b.减数分裂:减后期同源染色体分开,分别进入两个子细胞,次级性母细胞及生殖细胞或极体中不含同源染色体。(5)“染色体组”数目变化曲线分析模型图解读a.有丝分裂:后期因着丝点分裂、染色体
596、组加倍(24);末期染色体平均分配到子细胞染色体组恢复(42)b.减数分裂:减末因同源染色体分开,分别进入两个子细胞染色体组减半(21);减后因着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,染色体组数目由 1 变为 2。考向 1 减数分裂与有丝分裂过程的比较分析1.(2016山东师大附中三模,20)下列关于细胞分裂有关的说法不正确的是()A.与有丝分裂相比,减数分裂过程中染色体最显著的变化之一是同源染色体联会B.某动物在精子形成过程中,若姐妹染色单体未分离,则可形成染色体组成为 XXY的后代C.二倍体动物在细胞分裂后期含有 10 条染色体,则该细胞很可能处于减数第二次分裂的后期D.某二倍体正常分裂中的细胞若
597、含有两条 Y 染色体,则该细胞一定不可能是初级精母细胞解析 精子形成过程中,若姐妹染色单体未分离,则可形成染色体组成为 XX 或YY 的精子,因此可形成染色体组成为 XYY 或 XXX 的后代,B 错误。答案 B2.2016湖南师大附中检测雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2),一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)。比较 C1 与 C2、S1 与 S2 细胞核中 DNA 数目及其贮存的遗传信息,正确的是()A.DNA 数目 C1 与 C2 相同,S1 与 S2 不同B.遗传信息 C1 与 C2 相同,S1 与 S2 不同C.DNA 数目 C1 与
598、C2 不同,S1 与 S2 相同D.遗传信息 C1 与 C2 不同,S1 与 S2 相同解析 有丝分裂的重要特征是亲代细胞的染色体经过复制后,平均分配到两个子细胞中去,因此,能够保持前后代细胞中染色体数目的恒定。由于染色体上有遗传物质 DNA,所以 C1 与 C2 细胞核中的 DNA 数目及贮存的遗传信息相同。减数第一次分裂的主要特征是同源染色体联会后再分离,平均分配到两个次级性母细胞中去。此时同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以 S1 与 S2 细胞核中的 DNA 数目虽然相同,但是遗传信息因非同源染色体的自由组合而不同。答案 B解答此类题目注意分析两点(1)有丝分裂和减数第一次分裂过
599、程中染色体和 DNA 数目变化不完全相同。有丝分裂前、中期染色体数目不变、DNA 数目加倍,后期染色体数目加倍;减数第一次分裂前、中、后期染色体数目不变、DNA 数目加倍。(2)有丝分裂和减数第一次分裂过程中染色体的行为变化不同。有丝分裂过程没有同源染色体的联会,但有着丝点的分裂;减数第一次分裂过程没有着丝点的分裂,但有同源染色体的联会。考向 2 减数分裂与有丝分裂图像及坐标模型辨析1.(2016山东青岛检测)甲、乙、丙表示某个高等动物体内细胞分裂图像,丁为某一时刻部分染色体行为示意图。下列说法正确的是()A.若 A 基因位于甲细胞的 1 号染色体上,正常情况下 a 基因在 5 号染色体上B.
600、乙细胞表示次级精母细胞或极体C.若丁发生在丙细胞形成的过程中,则最终产生的子细胞的相关基因组成有 4 种D.丁图中和都发生了染色体变异解析 甲细胞处于有丝分裂后期,若 A 基因在甲细胞的 1 号染色体上,在不发生基因突变的情况下,a 基因在 4 号和 8 号染色体上,A 错误;由丙细胞可知,该动物为雌性,因此乙细胞表示(第一)极体,B 错误;丁图表示发生在减数第一次分裂的四分体时期,和发生了交叉互换,属于基因重组,D 错误。答案 C2.(2017山西名校联考)下面甲、乙是某一高等动物体内细胞分裂的示意图,曲线图分别表示该动物细胞中一条染色体上 DNA 的含量变化及一个细胞中染色体组的变化。下列
601、有关叙述正确的是()A.BC 段和 HJ 段可能对应于同一细胞分裂图B.乙图可对应于 DE 段和 HJ 段C.甲、乙两图可同时出现在睾丸中D.基因重组的过程可发生在 BC 段和 JK 段解析 第一个曲线图,动物细胞中一条染色体上 DNA 的含量变化图像中,BC 段可表示有丝分裂前期和中期,也可表示减数分裂中减全过程及减前期和中期,第二个曲线图表示一个细胞中染色体组的变化曲线,HJ 段表示有丝分裂后期,故 BC段和 HJ 段不可能对应同一细胞分裂图,A 错误。乙为减数第二次分裂后期细胞图,不会对应 HJ 段,B 错误。基因重组可能是发生在减后期非同源染色体自由组合,也可能是发生在减前期的交叉互换
602、所致,JK 段是有丝分裂末期,故基因重组不可能发生在 JK 段,D 错误。答案 C1.引发相关物质或结构变化的四大原因归纳2.关注染色体和 DNA 变化曲线的变式直方图在直方图中,染色体和 DNA 的含量不可能是 0,但染色单体会因着丝点的分裂而消失,所以直方图中表示的某结构如出现 0,则其一定表示染色单体。如下图所示突破点2 减数分裂与可遗传变异的关系辨析生物可遗传变异主要有三种来源基因突变、基因重组与染色体变异。基因突变发生于细胞分裂间期 DNA 复制时,基因重组发生于减数第一次分裂四分体时期(交叉互换)和减后期(自由组合定律),染色体变异则发生于细胞分裂各时期,由此可见,减数分裂过程可发
603、生各种可遗传变异,这往往渗透于孟德尔定律、生物变异与进化等内容中予以考查,备考时务必作全面透彻梳理。【例证 1】(2013福建理综)某男子表现型正常,但其一条 14 号和一条 21 号染色体相互连接形成一条异常染色体,如图甲。减数分裂时异常染色体的联会如图乙,配对的三条染色体中,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极。下列叙述正确的是()A.图甲所示的变异属于基因重组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,理论上该男子产生的精子类型有 8 种D.该男子与正常女子婚配能生育染色体组成正常的后代解析 图甲所示的变异属于染色体结构的变异;观察异常染色体可选
604、择有丝分裂的中期或减数分裂的四分体时期;在不考虑其他染色体的情况下,理论上该男子产生的精子类型有 3 种;该男子的 14 号和 21 号染色体组合在一起的精子与正常女子的卵细胞结合能生育染色体正常的后代。答案 D【例证 2】(2015海南卷,29)回答下列关于遗传和变异的问题:(1)高等动物在产生精子或卵细胞的过程中,位于非同源染色体上的基因之间会发生_,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生_,这两种情况都有可能导致基因重组,从而产生基因组成不同的配子。(2)假设某物种的染色体数目为 2n,在其减数分裂过程中,会出现不同的细胞,甲、乙 2 个模式图仅表示出了 Aa、Bb 基因所在的常染色体
605、,那么,图甲表示的是_(填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”),图乙表示的是_(填“初级精母细胞”、“次级精母细胞”或“精细胞”)。(3)某植物的染色体数目为 2n,其产生的花粉经培养可得到单倍体植株。单倍体是指_。解析(1)进行有性生殖的生物通过减数分裂形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,位于非同源染色体上的非等位基因也自由组合;另外一种基因重组发生在减数分裂形成四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交叉互换。(2)如图所示,甲细胞中含有同源染色体,并且每条染色体上有姐妹染色单体,所以为初级精母细胞;乙图无同源染色体,并且姐妹染色单体已经分
606、开,分别进入不同的配子中,所以为精细胞。(3)考查单倍体的概念,要求学生对概念掌握牢固并且有很好的语言组织能力。答案(1)自由组合 交叉互换(2)初级精母细胞 精细胞(3)体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体1.减数分裂与基因突变在减数第一次分裂前的间期,DNA 分子复制过程中,如复制出现差错,则会引起基因突变,此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因,这种突变能通过配子传递给下一代,如图所示。2.减数分裂与基因重组(1)非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组(自由组合定律)。在减数第一次分裂后期,可因同源染色体分离,非同源染色体自由组合而出现基因重组,如 A与 B 或 A 与 b 组合。
607、(2)同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。在减数第一次分裂四分体时期,可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组,如 A 原本与 B组合,a 与 b 组合,经重组可导致 A 与 b 组合,a 与 B 组合。3.减数分裂与染色体变异如果减数第一次分裂异常,则所形成的配子全部不正常;如果减数第二次分裂一个次级精母细胞分裂异常,则所形成的配子有的正常,有的不正常。如图所示:4.XXY 与 XYY 异常个体成因分析(1)XXY 成因(2)XYY 成因:父方减异常,即减后期 Y 染色体着丝点分裂后两条 Y 染色体共同进入同一精细胞。考向 1 减数分裂与基因突变、基因重组的关系1.如
608、图为某动物的细胞分裂示意图(细胞中含有 2 条性染色体),由图可以判断出()A.该细胞发生过染色体结构变异B.分裂后形成的子细胞为体细胞C.该动物一定含有基因 A 和基因 DD.该细胞一定发生了交叉互换解析 由图中信息可知,该细胞均等分裂,着丝点已分裂,且图中没有同源染色体的存在,由此可判断该细胞正处于减数第二次分裂的后期,该细胞为次级精母细胞或第二极体,分裂完成后形成的子细胞不会是体细胞。着丝点分裂所形成的两条染色体中,存在基因 B 与 b 的差异,产生这种现象的原因是基因突变或同源染色体非姐妹染色单体间发生了交叉互换,据图中信息判断,不能确定是哪一种,但能确定没发生染色体结构变异。答案 C
609、2.如图 1 所示为动物细胞中两对同源染色体,其减数分裂过程中发生交叉互换形成了如图 2 所示的四个精子,则来自同一个次级精母细胞的是()A.B.C.D.解析 来自同一个次级精母细胞的精子其中的染色体形态和数目应该是相同的(若发生交叉互换则大致相同),根据减数第一次分裂前期四分体的非姐妹染色单体间发生交叉互换,所以来自同一次级精母细胞的是与,与。答案 B1.据基因型或染色体“互补性”判断配子来源(1)若两个精细胞中染色体组成“完全相同”,(注及应视作相同),则它们可能来自同一个次级精母细胞。(2)若两个精细胞中染色体组成恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。
610、(3)若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定其可能来自同一生物不同精原细胞的减数分裂过程。2.姐妹染色单体上出现等位基因的原因分析(1)一定源自基因突变体细胞中发生作用时间在间期亲代基因纯合一定是基因突变(2)一定源自交叉互换姐妹染色单体的其中一条有两种颜色作用时间是M前一定是交叉互换(3)无任何提示,则上述两种情况都有可能。考向 2 减数分裂过程中染色体数目异常的配子分析1.一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为 XXY 的孩子,下列示意图最能表明其原因的是()解析 色盲为伴 X 染色体隐性遗传病,一对正常夫妇生了一个患红绿色盲且性染色体组成为 XXY 的孩子,则正常夫妇
611、的基因型分别为 XBY 和 XBXb,孩子的基因型为 XbXbY,是母方减数第二次分裂异常导致的,故选 D。答案 D2.有关细胞分裂过程中异常原因的分析正确的是()选项体细胞或原始生殖细胞子细胞原因分析AaaAa有丝分裂间期发生隐性突变BAaXBYAaXB、AaXB、Y、Y减数第二次分裂后期同源染色体未分开CXbYXbXb、0、Y、Y减数第一次分裂后期姐妹染色单体未分开DAaXBXbAaXBXB、Aa、Xb、Xb减数第一次、第二次分裂均异常解析 这是一道考查细胞分裂异常的试题。解题时,首先确定异常点,再结合细胞分裂过程分析异常原因。由隐性基因突变成显性基因,称显性突变,故 A 项错误;子细胞中
612、含有等位基因 A、a,说明减数第一次分裂后期同源染色体没有分开,进入同一个子细胞,故 B 项错误;子细胞中含有相同基因 Xb,说明减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开,而进入同一个子细胞,故 C 项错误;子细胞中既含有等位基因 A、a,又含有相同基因 XB 和 XB,说明减数第一次、第二次分裂均发生了异常,故 D 项正确。答案 D1.剖析细胞分裂过程中异常细胞产生的三大原因2.异常精细胞或卵细胞产生原因的判断,常以精细胞或卵细胞中有无同源染色体为依据:若存在同源染色体,则是减数第一次分裂后期同源染色体未分离的结果;若无同源染色体,但存在相同的基因(或染色体),则是减数第二次分裂后期姐妹染色单体
613、未分离的结果。易错防范清零易错清零易错点 1 混淆配子产生过程中“个数”与“种类数”及“一个细胞”与“一个个体”点拨 配子形成过程中的几种数量关系(1)1 个精原细胞1 个初级精母细胞2 个次级精母细胞4 个精细胞4 个精子。(2)1 个卵原细胞1 个初级卵母细胞1 个次级卵母细胞1 个极体1 个卵细胞3 个极体。(3)不考虑交叉互换的情况下:具有 n 对同源染色体的个体产生配子情况如下表所示可能产生配子的种类实际能产生配子的种类1 个精原细胞2n 种2 种1 个次级精母细胞1 种1 种1 个雄性个体2n 种2n 种1 个卵原细胞2n 种1 种1 个次级卵母细胞1 种1 种1 个雌性个体2n
614、种2n 种易错点 2 误认为下图甲中 3、4 与乙中 5、6 或 7、8 均为姐妹染色单体分开点拨(1)参照着丝点不位于端部的染色体予以判断:如果遇到着丝点在端部的染色体时,要参看细胞中着丝点在中间的染色体的行为特点,根据相关的规律来判断分裂时期,如甲图中 3、4 应为同源染色体分开,而不是着丝点分开,这是依据 1、2染色体行为确认的。(2)参照染色体“颜色”予以判断:细胞分裂图像中黑白颜色含义:黑白两色常用于代表“父(母)方与母(父)方”,故同源染色体应为两色,而姐妹染色单体应为同色。如图甲中 1 与 2 及 3 与 4 均为黑白两色应为同源染色体而 5 与 6 及 7 与 8 则均为同色,
615、应为姐妹染色单体。易错点 3 混淆“同源染色体未正常分离”与“减后期”姐妹染色单体未正常分离点拨 两类异常状况比较如下:种类减分裂中一对同源染色体未分离减分裂中姐妹染色单体未分离雄性生殖细胞形成的两个次级精母细胞均不正常(与正常分裂比较,一个多了 1 条染色体,另一个则少了 1 条染色体),最终将形成 4 个异常的精子一个次级精母细胞形成的两个精子中,一个多了 1 条染色体,一个少了 1 条染色体,另一个次级精母细胞形成的两个精子正常雌性生殖细胞形成的次级卵母细胞和第一极体均不正常,经过减数第二次分裂将形若为次级卵母细胞,则形成的 1个卵细胞和 1 个极体均不正常;成 1 个异常的卵细胞和 3
616、 个异常的极体若为第一极体,则其分裂形成的2 个极体异常解题时,可直接依据配子中有无同源染色体或等位基因进行判断。若配子中有同源染色体或等位基因,说明减数第一次分裂发生异常;若配子中有相同基因,说明减数第二次分裂发生异常。当然,还要结合亲本的基因型,如 XBXB 的个体,产生 XBXB的卵细胞,异常可能发生在减数第一次分裂后期,也可能发生在减数第二次分裂后期。纠错小练1.下图为某二倍体高等动物细胞分裂的图像,据图分析下列叙述不正确的是()A.甲、乙、丙细胞中的染色体组数分别为 4、2、2,染色体数和核 DNA 分子数之比为 12 的是丙、丁细胞B.若甲、乙、丙三细胞中存在性染色体,则丁细胞中不
617、存在性染色体C.丙丁的实质是同源染色体的分离D.丁细胞中染色体上的 P、Q 基因,在亲子代传递中遵循基因的自由组合定律解析 若甲、乙、丙三细胞中存在性染色体,则丁细胞中也存在性染色体。答案 B2.观察到的某生物(2n6)减数第二次分裂后期细胞如图所示。下列解释合理的是()A.减数第一次分裂中有一对染色体没有相互分离B.减数第二次分裂中有一对染色单体没有相互分离C.减数第一次分裂前有一条染色体多复制一次D.减数第二次分裂前有一条染色体多复制一次解析 该生物是含有 6 条染色体的二倍体,正常情况下,减数第二次分裂后期的细胞中应含有 6 条染色体,分析图示知,着丝点分裂后移向两极的染色体各有 4 条
618、,其原因可能是减数第一次分裂中有一对同源染色体没有分开。答案 A3.下图为某细胞(含 4 条染色体)的分裂示意图,代表细胞。若不考虑基因突变和交叉互换,则下列叙述不合理的是()A.细胞中有 8 条染色体B.细胞中有 2 个基因 BC.细胞是次级卵母细胞D.细胞的基因型为 a解析 据图可知,细胞应为初级卵母细胞,细胞中有 4 条染色体;细胞为次级卵母细胞,细胞中每条染色体上含有两条染色单体,若不考虑基因突变和交叉互换,则细胞中有 2 个基因 B;卵细胞的基因型是 ABb,因此可推知细胞、细胞分别含有 1 条和 3 条染色体,且细胞的基因型为 aa,故细胞、细胞的基因型都为 a,细胞的基因型与卵细
619、胞的基因型相同,为 ABb。答案 A课后加强训练(时间:30 分钟 满分:100 分)1.(2017西安模拟)关于有丝分裂和减数分裂的说法,错误的是()A.一次有丝分裂过程染色体只分离一次,而减数分裂过程染色体有两次分离B.有丝分裂后期异常和减数第一次分裂后期异常都可能导致染色体数目变异C.次级卵母细胞中的染色体数目与正常的体细胞核内的 DNA 分子数目有可能相同D.DNA 复制和染色体复制分别使 DNA 和染色体的数目加倍解析 染色体复制包括 DNA 复制和蛋白质合成,使 DNA 加倍,染色体数目不变,D 错误。答案 D2.(2016河南八市重点高中一模,14)减数分裂与生物变异具有密切的联
620、系。下列相关叙述中正确的是()A.减数分裂过程中基因突变、基因重组和染色体变异均可能发生B.如果不考虑基因突变,一个基因型为 Bb 的男子产生基因型为 bb 的精子的原因可能是有关细胞在减数第一次分裂或减数第二次分裂后期两条染色体没有分开C.基因重组只能发生于同源染色体之间D.发生生物变异后,细胞核中的基因不再遵循遗传规律解析 减数分裂过程中三种可遗传的变异均可能发生,A 正确;基因型为 bb 的异常精子生成的原因是基因型为bb的次级精母细胞在减数第二次分裂后期时含基因b的两条染色体没有正常分开,与减数第一次分裂无关,B 错误;基因重组有两种类型:一种是在减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自
621、由组合而发生的非等位基因的自由组合,另一种类型是在四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的交叉互换,C 错误;无论是否发生变异,细胞核中的基因都要遵循遗传规律,D 错误。答案 A3.如图所示细胞分裂图像中,为各染色体上等长的片段,下列有关分析正确的是()A.该细胞处于有丝分裂或减数第一次分裂过程中B.若和发生互换则导致染色体变异C.和的互换只能发生在图示时期D.和一般不会出现在同一个精细胞中解析 题图中染色体发生联会形成四分体,该细胞处于减数第一次分裂前期;和的互换可导致基因重组;和的互换可导致染色体变异,可能发生于各个时期;正常情况下,减数分裂中同源染色体会分离,所以精细胞中不会存在
622、同源染色体,和不会出现在同一个精细胞中。答案 D4.下列对某二倍体生物细胞分裂的相关图像分析正确的是()A.b、c 细胞均含有两个四分体B.a、b 细胞染色体数不同,染色单体数相同C.a、b、c、d 细胞可出现于同一器官中D.c、d 细胞染色体数相同,染色体组数不同解析 通过同源染色体的有无和同源染色体的行为可判定 a、b、c、d 分别处于有丝分裂后期、减数第一次分裂后期、有丝分裂中期、减数第二次分裂后期。b、c 细胞中都没有四分体;a 细胞含 8 条染色体,0 条染色单体,b 细胞含 4 条染色体,8 条染色单体;a、b、c、d 细胞可共存于生殖器官中;c、d 细胞染色体数均为 4 条,染色
623、体组数均为 2 个。答案 C5.(2016山东日照期末)下面甲、乙两图为某二倍体高等生物某细胞分裂过程中不同时期模式图。相关叙述正确的是()A.在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换B.甲、乙两图说明该细胞分裂过程中发生了染色体变异C.甲细胞中有两个染色体组,8 条姐妹染色单体D.若图乙表示卵细胞,则图甲表示次级卵母细胞解析 图甲细胞中没有同源染色体,可判定为减数第二次分裂时期。比较图甲和图乙中第 3 条染色体颜色与形态(从左到右数),可知在形成图甲细胞过程中发生过交叉互换,而非染色体变异;甲细胞中只有一个染色体组,8 条姐妹染色单体;若图乙表示卵细胞,根据甲和乙中对应染色体的颜色,可知图甲表示第
624、一极体而非次级卵母细胞。答案 A6.(2016安徽巢湖六校联考)从基因型为 AaBb(两对基因独立遗传)的某动物器官内提取出一些细胞,图甲为其中某细胞的分裂图像(B、b 基因未标出),图乙表示有关细胞进行、两种方式的分裂过程中染色体组数目的变化(表示不同区段)。请回答:(1)图甲所示细胞处于图乙中的_区段。(2)细胞中染色体与 DNA 数目之比一定为 12 的是图乙中的_区段。(3)图甲中同一条染色体上出现了 A 和 a 两个不同的基因,通过分析该细胞形成的子细胞种类,可以确定其原因:若该细胞分裂最终形成 4 种基因型的子细胞,那么其原因是发生了_。若该细胞分裂最终形成_种基因型的子细胞,那么
625、其原因是发生了_。解析(1)图甲所示细胞中含有 6 条染色体、12 条姐妹染色单体,处于图乙中的区段,即减数第一次分裂四分体时期。(2)由于表示有丝分裂间期、前期和中期,在间期开始时 DNA 没有复制完成,表示减数第一次分裂,包括减数分裂前的间期,在其开始时 DNA 没有复制完成,所以细胞中染色体与 DNA 数目之比一定为12 的是图乙中的区段。(3)图甲中同一条染色体上相同位置上的基因应该相同,但图甲中是出现了 A 和 a 两个不同的基因,由于体细胞基因型为 AaBb,若该细胞分裂最终形成 4 种基因型的子细胞,那么其原因是发生了交叉互换,若该细胞分裂最终形成 3 种基因型的子细胞,那么其原
626、因是发生了基因突变。答案(1)(2)(3)交叉互换(基因重组)3 基因突变7.(2017皖南八校联考)如图 A 为某动物部分组织切片的显微图像。(1)图 A 观察到的是_性动物的_(器官)组织切片。(2)细胞含有_条染色单体,细胞的名称是_。(3)通常情况下,等位基因的分离发生在_(用图中数字表示)细胞的后续分裂过程中。(4)若细胞的染色体数和 DNA 分子数如图 B 所示。请绘制该动物处于减数第一次分裂后期细胞中的染色体数和 DNA 分子数的柱形图。解析(1)因图 A 中细胞的细胞质不均等分裂,故为雌性动物卵巢中的细胞分裂图像。(2)细胞中同源染色体排列在赤道板上,处于减数第一次分裂中期,含
627、有 4 条染色体、8 条染色单体。细胞处于减数第二次分裂过程中,为次级卵母细胞或极体。(3)正常情况下等位基因随着同源染色体的分开而分离,故会发生在细胞的后续分裂过程中。(4)细胞中含有 4 条染色体和 4 个 DNA 分子,该动物处于减数第一次分裂后期时的细胞中含有 4 条染色体、8 个 DNA 分子。答案(1)雌 卵巢(2)8 次级卵母细胞或极体(3)(4)如图所示1.基因型为 AaXBY 的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离,而产生一个不含性染色体的 AA 型配子。等位基因 A、a 位于 2 号染色体。下列关于染色体未分离时期的分析,正确的是()2 号染色体一定在减数第二次分裂时未
628、分离 2 号染色体可能在减数第一次分裂时未分离 性染色体可能在减数第二次分裂时未分离 性染色体一定在减数第一次分裂时未分离A.B.C.D.解析 基因型为 AaXBY 的小鼠产生了一个不含性染色体的 AA 型配子,配子中含AA 说明姐妹染色单体没有分离,一定是减数第二次分裂发生异常。配子中没有性染色体,可能是减数第一次分裂时同源染色体没有分开,产生一个不含有性染色体的次级精母细胞;也有可能是减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分离,产生的一个配子中不含性染色体。答案 A2.2016湖南岳阳一中检测(三)图 1 是某生物的一个初级精母细胞,图 2 是该生物的五个精细胞。根据图中的染色体类型和数目,判断
629、最可能来自同一个次级精母细胞的是()A.B.C.D.解析 减数第一次分裂时,因为同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以一个初级精母细胞能产生 2 种基因型不同的次级精母细胞;减数第二次分裂类似于有丝分裂,所以每个次级精母细胞产生 2 个基因型相同的精细胞。因此,图中最可能来自同一个次级精母细胞的是。答案 B3.研究人员将抗虫基因导入棉花细胞培育转基因抗虫棉。如图表示两个抗虫基因在染色体上随机整合的三种情况,以下说法不正确的是(不考虑交叉互换和突变)()A.有丝分裂后期含四个抗虫基因的有甲、乙、丙B.减数第二次分裂后期可能含四个抗虫基因的有甲、丙C.减数第一次分裂后期含四个抗虫基因的有甲、乙
630、、丙D.配子中可能含两个抗虫基因的有乙、丙解析 DNA 复制发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期,因此有丝分裂后期和减数第一次分裂后期甲、乙和丙都含有四个抗虫基因,A、C 正确;减数第一次分裂过程中,同源染色体分离非同源染色体自由组合,因此甲减数第二次分裂后期含两个抗虫基因,而乙和丙可能含四个抗虫基因,B 错误;甲产生的配子中含一个抗虫基因,而乙和丙的配子中可能含有两个抗虫基因,D 正确。答案 B4.如图表示某二倍体动物体内一个正在分裂的细胞,已知该类动物雄性的性染色体组成为 XY,雌性的性染色体组成为 XX,下列相关叙述正确的是()A.若该动物的正常体细胞内有 4 条染色体,则该细胞最
631、可能为次级性母细胞B.若该细胞处于有丝分裂中期,则该动物的基因型为 AaXBYC.若该细胞处于减数分裂过程中,则该细胞内含有 1 个染色体组D.若该细胞处于减数分裂过程中,则 1 和 3 号染色体在减后期未分离解析 若该动物的正常体细胞内有 4 条染色体,图示细胞中 1 和 3 号为同源染色体、2 和 4 号也是同源染色体,即该细胞最可能是处于有丝分裂中期的体细胞,A 错误;图示细胞如为体细胞,则该细胞一定发生了基因突变,可能是 B 突变成 b,也可能是 b 突变成 B,故该动物的基因型可能是 AaXBY 或 AaXbY,B 错误;若该细胞处于减数分裂过程中,则其对应时期应为减数第二次分裂中期
632、,1 和 3 号为同源染色体,对于二倍体生物而言,这种现象是减数第一次分裂后期 1 和 3 号这对同源染色体未分离所致,C 错误,D 正确。答案 D5.甲、乙两图为不同生物的细胞分裂图,则下列有关说法正确的是()A.若甲图中含有同源染色体,则一定属于有丝分裂B.若甲的体细胞中含 2 对同源染色体,则甲图所示一定是有丝分裂C.乙图所示时期的细胞继续分裂可发生染色体变异D.甲图含 3 条染色体和 4 个 DNA,乙图含 2 条染色体和 4 个 DNA解析 若甲为二倍体生物,且图中含有同源染色体,说明甲图一定是有丝分裂图像,但是,如果甲为四倍体生物,则甲图就应为减数第二次分裂图像,A 错误;若甲的体
633、细胞中含 2 对同源染色体(4 条染色体),而甲图所示细胞中的染色体数为 4,根据细胞分裂过程中染色体数量变化规律可知,甲图所示细胞处于减数第二次分裂后期,B 错误;乙图中可能发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间的不均等交换,而造成了染色体结构变异,C 正确;甲图中含 4 条染色体,4 个 DNA,D 错误。答案 C6.图甲和图乙是与细胞分裂相关的坐标曲线图,下列有关叙述正确的是()A.图甲中 CD 段一定发生在有丝分裂后期B.图甲中的 AB 段若发生在高等哺乳动物的精巢中,细胞肯定进行减数分裂C.图乙中一定含有同源染色体的是 AB 时期和 E 时间点D.图乙中的 CD 段细胞中的染色体数目为
634、正常体细胞的一半解析 分析曲线可知,图甲中 CD 段着丝点分裂,导致姐妹染色单体消失,可发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,A 错误;图甲中的 AB 段 DNA 复制,若发生在高等哺乳动物的精巢中,细胞可能进行的是减数分裂或有丝分裂,B 错误;由题图可知,图乙中 D 点以前属于减数分裂过程,其中 CD 段属于减数第二次分裂,DE 段中发生受精作用,一定含有同源染色体的是 AB 时期和 E 时间点,C 正确;图乙中的 CD 段可代表减数第二次分裂过程的前期、中期和后期,其中,减数第二次分裂前期和中期细胞中的染色体数目为正常体细胞中的一半,而减数第二次分裂后期因着丝点分裂导致细胞中的染色体数目
635、与正常体细胞的相同,D 错误。答案 C7.如甲图表示基因型为 AaBb 的某高等雌性动物同一器官中处于细胞分裂不同时期的图像,乙图表示该动物形成生殖细胞的过程图解,丙图表示某细胞(且为乙图所示细胞中的一个)中染色体与基因的位置关系。下列分析不合理的是()A.甲图所示的细胞所处器官只能是该动物的卵巢B.甲图中含有等位基因的细胞有 A、B、D、F 图C.乙图中发生 Aa 的分离,中发生 bb 的分离D.丙图对应乙图中的,的基因组成为 aB解析 甲图中,既有进行有丝分裂的细胞,又有进行减数分裂的细胞,雌性动物卵巢中的细胞具有这样的特点;甲图中的 F 处于减数第二次分裂后期,细胞中无等位基因;减数第一
636、次分裂的实质是同源染色体分离,减数第二次分裂的实质是着丝点分裂导致姐妹染色单体分离;丙图细胞质均等分裂,且着丝点分裂,为极体,对应乙图中的,的基因组成为 AAbb,则的基因组成为 aaBB,产生细胞的基因组成为 aB。答案 B8.如图所示,图 1 为某二倍体植物细胞有丝分裂的某时期示意图,图 2、图 3 为某动物(2n4)减数分裂不同时期的示意图;图 4 为以上两种生物细胞分裂过程中的染色体数与核 DNA 数的比值(用 H 表示)的变化曲线,其中 F 点代表分裂结束点。回答下列问题:(1)图 1 细胞处于有丝分裂的_期,其中囊泡来自_(填细胞器名称),囊泡与形成新细胞的_有关。(2)图 2 细
637、胞的名称为_,图 3 细胞中含有_对同源染色体。(3)图 4 曲线中 DE 发生的变化是_,E 点时细胞中含有_个染色体组。若该曲线表示减数分裂过程中 H 的变化,则等位基因的分离发生在_段。解析 植物细胞有丝分裂末期的典型特征是在细胞中央赤道板位置形成细胞壁,而细胞壁的形成与高尔基体有关,囊泡即来自高尔基体。图 2 中正在进行的是减数分裂过程中的同源染色体分离,时期是第一次分裂后期,因为细胞是均等分裂,因此该细胞是初级精母细胞。对染色体数目、形态分析,判断图 3 细胞是减数第一次分裂的产物,叫次级精母细胞,没有同源染色体。图 4 中曲线分析:AB 段处于间期的 G1 期;BC 处于 DNA
638、复制时期即 S 期;CD 段表示细胞内每条染色体中含有 2个 DNA 分子,可以表示的细胞分裂时期包括有丝分裂的前期和中期、减数第一次分裂的前中后末以及减数第二次分裂的前中期;DE 表示着丝点分裂,每条染色体中的 DNA 数量由 2 条变为 1 条,可以表示的细胞分裂时期包括有丝分裂后期及减数第二次分裂后期,如果 E 点时细胞处于有丝分裂后期,则含有 4 个染色体组,如果处于减数第二次分裂后期,则含有 2 个染色体组。等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期,随同源染色体分开而分离,对应图 4 中的曲线处于 CD 段。答案(1)末期 高尔基体 细胞壁(2)初级精母细胞 0(3)着丝点的分裂 4
639、或2 CD把握两种方法、明确三种动态变化、巧借模型、严把四关、强力突破放射性追踪1.DNA 分子复制特点及子代 DNA 存在位置与去向(1)复制时期:有丝分裂间期(S 期)或减数第一次分裂前的间期。(2)复制特点半保留复制,即新 DNA 分子总有一条链来自亲代 DNA(即模板链),另一条链(子链)由新链构建而成。(3)2 个子代 DNA 位置:当一个 DNA 分子复制后形成两个新 DNA 分子后,这两个新 DNA 恰位于两条姐妹染色单体上,且由着丝点连在一起,即(4)2 个子代 DNA 去向:在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期,当着丝点分裂时,两姐妹染色单体分开,分别移向细胞两极,此时子代 D
640、NA 随染色单体分开而分开。2.DNA 分子连续复制两次(目前大部分考查角度属此类)图像及解读【典例】蚕豆体细胞染色体数目 2N12,科学家用 3H 标记蚕豆根尖细胞的 DNA,可以在染色体水平上研究真核生物的 DNA 复制方法。实验的基本过程如下:.将蚕豆幼苗培养在含有 3H 的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基上,培养一段时间后,观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。.当 DNA 分子双链都被 3H 标记后,再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中,培养一段时间后,观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。请回答相关问题:(1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是_;秋水仙素能使部分细胞的染色体数目加倍,其作用的
641、机理是_。(2)中,在根尖细胞进行第一次分裂时,每一条染色体上带有放射性的染色单体有_条,每个 DNA 分子中,有_条链带有放射性。中,若观察到一个细胞具有 24 条染色单体,且二分之一的染色单体具有放射性,则表明该细胞的染色体在无放射性的培养基上复制_次,该细胞含有_个染色体组。(3)上述实验表明,DNA 分子的复制方式是_。审题指导解答本类问题必严把四关用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的 DNA 分子双链,再将这些细胞转入不含32P 的培养基中培养,在第二次细胞分裂中期、后期及所产生的子细胞中被 32P 标记的染色体数分别为多少?提示 具体分析如下玉米体细胞进行有丝分裂,在
642、有丝分裂过程中,每条染色体的行为都是独立的,而且是一致的。因此用一条染色体的变化就能体现有丝分裂过程中染色体的变化特点,则题目中玉米体细胞两次有丝分裂过程中染色体和 DNA 的标记情况可用下图进行解析。由此可见在第二次分裂中期,玉米细胞的 20 条染色体全含 32P,第二次分裂后期 40条染色体中有 20 条含 32P,第二次分裂所产生的子细胞所含 20 条染色体中,带 32P的为 020 条。易错警示!(1)由于染色体着丝点分裂后形成的两子染色体移向哪一极是“随机”的,故移向同一极的染色体其双链 DNA 所带的放射性状况应由每条染色体两单体如何移动决定,决不可将所有染色体的单体移动“统一”看
643、待。(2)性原细胞进行减数分裂时 DNA 只进行一次复制,复制后的子代 DNA 在减数第二次分裂后期分开,分别进入两个精细胞(或一个卵细胞和极体或两个极体)中。1.(经典高考题)蚕豆根尖细胞(2N12)在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是()A.每条染色体的两条单体都被标记B.每条染色体中都只有一条单体被标记C.只有半数的染色体中一条单体被标记D.每条染色体的两条单体都不被标记解析 DNA 复制是半保留复制,蚕豆根尖细胞在含 3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3HT)培养基中完成一个细胞周期,每
644、一个 DNA 分子都有一条脱氧核苷酸链含 3HT,然后在不含放射性标记的培养液中培养至中期,每个 DNA 分子复制的两个DNA 分子存在于同一染色体的两条姐妹染色单体上,其中一个 DNA 分子的一条链含 3HT,如下图:答案 B2.将全部 DNA 分子双链经 32P 标记的雄性动物细胞(染色体数为 2N)置于不含 32P 的培养基中培养。经过连续 3 次细胞分裂后产生 8 个子细胞,检测子细胞中的情况。下列推断正确的是()A.若只进行有丝分裂,则含 32P 染色体的子细胞比例一定为 1/2B.若进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,则含 32P 染色体的子细胞比例至少占1/2C.若子细胞中的染色
645、体都含 32P,则一定进行有丝分裂D.若子细胞中的染色体不都含 32P,则一定进行减数分裂解析 若该生物细胞内含一对染色体,且只进行有丝分裂,分裂三次形成 8 个细胞,则含放射性 DNA 的细胞最少有 2 个,占 1/4,A 项错误;若该生物只有一对染色体,其进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂,共产生 8 个细胞,含 32P 染色体的子细胞占 1/2,若该生物有两对染色体,则占的比例会更高,B 项正确;若该生物含有多对染色体,则不管是有丝分裂还是减数分裂,子细胞都有可能含放射性,C 项错误;D 选项所示的情况不可能出现。答案 B3.某性原细胞(2n16)的 DNA 全部被 32P 标记,其在含
646、有 31P 的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂,下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含有 32P 的染色单体和 DNA 数目的是()解析 下图表示分裂过程中 1 条染色体上 DNA 的标记变化情况,其他染色体标记变化情况与之相同该性原细胞在含有 31P 的培养基中进行有丝分裂时,DNA 的半保留复制使每条染色体中含有两个 DNA,且 DNA 双链均为一条含有 31P,另一条含有 32P,故有丝分裂前期含有 32P 的染色单体和 DNA 数目分别为 32 和 32;有丝分裂产生的子细胞中每个 DNA 双链均为一条含有 31P,另一条含有
647、32P,子细胞在含有 31P 的培养基中继续进行减数分裂,则减数第一次分裂前期每个细胞中含有 32P 的染色单体和 DNA 数目分别为 16 和 16。答案 A第 13 讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变最新考纲 1.细胞的分化()。2.细胞的全能性()。3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系()。4.癌细胞的主要特征及防治()。考点一 细胞的分化与细胞的全能性(5年6考)1.细胞的分化(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。(2)时间:发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大限度。(3)结果:形成不同的组织和器官。(4)特点持久性
648、:贯穿于生物体整个生命历程中。不可逆性:分化了的细胞将一直保持分化后的状态。普遍性:生物界中普遍存在。遗传物质不变性:细胞分化后形态、结构和功能发生改变,但细胞内的遗传物质却不变。(5)意义:是生物个体发育的基础;使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。(6)原因:在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(或基因的选择性表达),即:相同核 DNA基因选择性表达不同 mRNA合成 不同的蛋白质表现 不同的形态结构和功能2.细胞的全能性助学巧记“三看”法确认细胞“全能性”下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态,请思考:(1)上述基因属于管家基因(基因产物是
649、维持细胞基本生命活动所必需)的是 a,属于奢侈基因(基因产物赋予不同细胞特异性的生理功能)的是 b、c、d。(2)这三种细胞是否包括红细胞?细胞 A、B 分别是什么细胞?提示 这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达,不包括红细胞;A 细胞可产生“胰岛素”,应为胰岛 B 细胞;B 细胞可产生“生长激素”,应为垂体细胞。(3)若用胰岛素基因作探针检测 A、B、C 三类细胞的 DNA 分子,则其杂交带状况如何?若将探针改作检测胰岛素基因的 mRNA,其杂交带状况如何?提示 A、B、C 三类细胞中均含胰岛素基因,但该基因只有在 A 细胞中才能转录产生 mRNA,故用胰岛素基因作探针,三类细胞均可形成杂交
650、带,但改为检测胰岛素基因的 mRNA,则只有 A 细胞能产生杂交带。(4)下列能说明某细胞已经发生分化的是_?进行 ATP 的合成 进行 mRNA 的合成 可合成抗体 存在纤维蛋白原基因提示 1.真题重组 判断正误(1)人的造血干细胞是全能干细胞,可以分化为多种细胞(2016江苏,3C)()(2)下图所示可表明胚胎干细胞具分化潜能(2014广东卷,24D)()(3)细胞分裂使细胞趋向专门化,提高了机体生理功能的效率(2012天津高考)()(4)不同分化细胞的遗传信息相同(2012上海高考改编)()(5)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(2011北京高考改编)()(6)玉米种子萌发长成新植
651、株体现了细胞的全能性(2011山东高考)()以上内容主要源自必修 1 教材 P112120 细胞的生命历程,解答本类问题的关键是熟练记忆细胞分化和细胞全能性的概念,并把握细胞分化的实质和细胞全能性的内涵。2.(必修 1 P123 图 614 改编)如图是胎儿手的发育过程图,下列有关说法错误的是()A.胎儿手的发育过程中细胞的凋亡使得五指分开B.此时手的组成细胞中不存在衰老的细胞C.若此时受到致癌因子的影响,细胞更容易发生癌变D.此过程中存在着细胞的分化解析 胚胎发育过程中仍存在衰老的细胞。答案 B3.(教材必修 1P120 拓展题 2 改编)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
652、植等,实现对临床疾病的治疗?提示 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培育组织和器官。细胞分化的过程、实质、特点及结果分析1.(2014课标全国卷)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的,造成这种差异的主要原因是()A.二者所处的细胞周期不同B.二者合成的特定蛋白不同C.二者所含有的基因组不同D.二者核 DNA 的复制方式不同解析 同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果,其实质是基因的选择性表达,合成了特定的蛋白质,从而表现出特定的生理功能,B 正确;二者都是高度
653、分化的细胞,均不具有分裂能力,所以二者均没有细胞周期,核 DNA也不能进行复制,A、D 错误;细胞分化过程中基因组不变,所以二者基因组相同,C 错误。答案 B2.取自同种生物的不同类型的正常细胞,检测其基因表达,结果如图。下列相关叙述正确的是()A.图中 7 种细胞具有相同种类的 mRNAB.在基因的选择性表达过程中,参与蛋白质合成的核糖体不同C.检测图中细胞呼吸氧化酶基因是否表达可确定细胞分化与否D.若基因 18 中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因,则该基因最有可能是基因 2解析 同种生物不同类型的细胞中,由于基因的选择性表达,mRNA 种类不同,A错误;不同细胞中参与蛋白质合成的核糖体
654、相同,B 错误;活细胞都有呼吸氧化酶,因此不能通过检测图中细胞呼吸氧化酶基因是否表达来确定细胞分化与否,C 错误;不同类型细胞中都有核糖体蛋白质合成的基因的表达,D 正确。答案 D 细胞分化及全能性的判断1.(2015重庆理综)比较胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞,相同的是()A.线粒体的功能B.发育的全能性C.膜蛋白的种类和数量D.内质网上核糖体的数量解析 胚胎干细胞与胰腺腺泡细胞中线粒体的功能相同,是主要的供能细胞器,为生命活动提供能量,A 正确;胚胎干细胞具有发育的全能性,而胰腺腺泡细胞不具有,B 错误;胚胎干细胞和胰腺腺泡细胞的功能不同,膜蛋白的种类和数量不同,内质网上核糖体的数量也不同,C、
655、D 错误。答案 A2.(2016安徽合肥检测)科学家利用小鼠胚胎干细胞成功制造了直径大小约为 3 mm的“胃”,这一研究成果对器官移植技术的发展意义重大,该成果说明()A.胚胎干细胞具有无限增殖的能力B.胚胎干细胞经诱导可发生定向分化C.胚胎干细胞的全能性得以表达D.胚胎干细胞内的所有基因表达都很活跃解析 题干信息不能说明胚胎干细胞具有无限增殖的能力,A 错误;利用胚胎干细胞成功制造了直径大小约为 3 mm 的“胃”,说明胚胎干细胞经诱导可发生定向分化,B 正确;胚胎干细胞没有发育到个体阶段,故该成果不能说明细胞的全能性得以表达,C 错误;细胞分化是基因选择性表达的结果,在胚胎干细胞中并非所有
656、基因表达都很活跃,故该成果不能说明胚胎干细胞内的所有基因表达都很活跃,D 错误。答案 B细胞分化与全能性的比较项目细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分:体细细胞全能性有大小之分:受胞生殖细胞受精卵精卵生殖细胞体细胞关系细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性;一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性就越高考点二 细胞的衰老、凋亡和癌变(5年12考)1.细胞衰老的特征(1)代谢的变化(2)细胞核的变化
657、细胞核染色体收缩,染色加深、细胞核体积增大核膜内折2.细胞凋亡(1)概念是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。(2)类型个体发育中细胞的编程性死亡成熟个体中细胞的自然更新被病原体感染细胞的清除(3)意义保证多细胞生物完成正常发育维持内部环境的稳定抵御外界各种因素的干扰(4)细胞凋亡与细胞坏死不同:细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡;细胞凋亡是正常状态下的生理性死亡。助学巧记判断细胞凋亡与细胞坏死的方法(1)从“方式”看主动结束生命活动细胞凋亡被动结束生命活动细胞坏死(2)从“结果”看对生物体是有利的细胞凋亡对生物体是有害的细胞坏死3.细胞的癌变(1)癌变机理原癌基因和抑癌基因发生突变,导
658、致正常细胞的生长和分裂失控。(2)癌细胞的特征(3)致癌因子分类连线1.真题重组 判断正误(1)胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因(2015山东卷,2A)()(2)原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达(2015山东卷,2B)()(3)细胞凋亡受细胞自身基因的调控(2015海南卷,5A)()(4)细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中(2015海南卷,5C)()(5)被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除(2015海南卷,5D)()细胞生命历程在教材中所占篇幅较小,然而却是每年高考的必考内容之一,从以上考查内容可看出,高考对本考点的考查多直接就教材必修 1P121P127中细胞衰老、凋亡与癌变相关内容的原
659、文、原句或结合新情境予以呈现,故归纳总结并熟练准确背诵教材原文是得分关键。2.考查信息处理数据分析能力:教材必修 1P124 技能训练改编人体不同细胞的寿命和分裂能力不同(见下表)。请分析表中有关数据。细胞种类小肠上皮细胞平滑肌细胞(分布于内脏器官)心肌细胞神经细胞白细胞寿命12 d很长很长很长57 d能否分裂能能不能绝大多数不能不能请思考:(1)有人认为“细胞寿命与细胞分裂能力呈明显对应关系寿命越短的细胞,其分裂能力一定较强”,你认为表中数据是否支持上述观点?请分析说明。(2)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗?(3)根据以上分析,请你推测皮肤表皮细胞的寿命和分裂能力。提示(1)不
660、支持。表中数据显示,细胞的寿命与分裂能力无明显对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂(如白细胞),而寿命长的细胞反而能分裂(如平滑肌细胞)。(2)有关系。(3)学生可作出各种推测。皮肤表皮细胞的寿命较短,但其生发层细胞分裂能力较强。3.(教材 P127 资料分析讨论 1)提示“病从口入”也适用于癌症。发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂肪的食品中含有较多的致癌物质,如黄曲霉素、亚硝酸盐、苯并a芘等。细胞衰老、凋亡的特征及意义1.(2016海南卷,4)下列关于人体细胞的叙述,错误的是()A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除D.衰老
661、细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的解析 衰老细胞代谢速率应“减慢”而不是“加快”。答案 D2.(2016湖北荆州中学检测)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是()A.细胞普遍衰老会导致个体衰老B.效应 T 细胞可诱导靶细胞发生凋亡C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡D.衰老细胞内染色质固缩影响 DNA 复制和转录解析 细胞衰老与个体衰老并不同步,但是个体衰老是由细胞的普遍衰老引起的,细胞凋亡是由基因控制的细胞自动结束生命的过程。答案 C(1)巧记“细胞衰老的特征”一大一小细胞核增大,细胞体积减小一多一少色素增多,水分减少两慢两低并一折代谢速率减
662、慢,呼吸速率减慢、酶活性降低,物质运输功能降低、核膜内折(2)细胞衰老原因之“二学说”自由基学说各种生化反应产生的自由基会损伤细胞膜、攻击 DNA、蛋白质等致使细胞衰老。端粒学说染色体两端的特殊 DNA 序列(端粒)会随细胞分裂次数增加而被“截短”,进而损伤正常基因的 DNA 序列,使细胞趋向异常。癌细胞的特征及癌变的机理1.(2012新课标,2)下列关于细胞癌变的叙述,错误的是()A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖解析 癌细胞在适宜条件下可无限增殖,这是癌细胞的基本特征之
663、一,A 项正确;癌变前后,癌细胞的形态和结构发生显著变化,如癌细胞可由正常的形态变为球形,细胞膜表面的糖蛋白减少等,B 项正确;诱发癌变的因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子,其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变,其属于病毒致癌因子,C 项正确;细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的,其中抑癌基因能阻止细胞不正常的增殖,D 项错误。答案 D2.下列关于人体癌细胞的叙述,不正确的是()A.细胞癌变主要是因为原癌基因和抑癌基因发生突变B.正是由于原癌基因与抑癌基因的存在才赋予了细胞癌变的特征C.有些病毒能将其基因整合到人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变D.癌细胞的形态结构和表
664、面的物质都发生明显的变化解析 原癌基因与抑癌基因正常表达时细胞不发生癌变,而多个原癌基因、抑癌基因突变时细胞才发生癌变。答案 B(1)细胞癌变机理(2)原癌基因和抑癌基因并不是简单的拮抗关系,二者对细胞的生长和分化起着调节作用原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要阻止细胞不正常的增殖。细胞的生命历程综合1.(2016全国课标卷,1)在细胞的生命历程中,会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是()A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株解析
665、细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础,而细胞增殖的主要方式是有丝分裂,A 正确;哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞,B 错误;细胞分化的实质是:在个体发育中,在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果,C 正确;植物细胞具有全能性,借助植物组织培养技术,可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株,D 正确。答案 B2.(2016海南海口一模,8)下列有关细胞分化、衰老、凋亡及癌变的叙述,正确的是()A.细胞分化发生在多细胞生物的胚胎期,细胞衰老与死亡发生在老年期B.细胞衰老会发生代谢降低、酶活性降低及细胞核体积变小等现象C.
666、细胞凋亡受基因控制;细胞癌变不受基因控制D.细胞膜上糖蛋白减少或产生了甲胎蛋白的细胞可能是癌细胞解析 在个体发育的每个阶段都会发生细胞分化、衰老和凋亡,A 错误;衰老的细胞,核体积增大,B 错误;细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变造成的,也受基因控制,C 错误。答案 D(1)细胞各生命历程间的内在关系(2)细胞生命历程中的 3 个“除外”除细胞癌变发生了遗传信息改变外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有积极意义。除细胞坏死外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关,即受基因控制。易错防范清零易错清零易错点
667、1 不明确细胞全能性实现的条件点拨 细胞全能性表达的 4 个条件(1)具有完整的细胞核。(2)离体(必要条件)。(3)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)、激素(尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要)。(4)适宜的条件(适宜的温度、pH 等)。易错点 2 误认为种子萌发成植株或干细胞分化成多种组织器官即实现了“全能性”点拨 确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”,即起点为离体的已分化的细胞、组织或器官,终点为“完整个体”,种子为未来植株的幼体,它的萌发应属于正常发育,不是全能性表达;而干细胞形成的器官种类虽多,但并非“完整的个体”故也未实现全能性。易错点 3 混淆
668、细胞衰老与个体衰老,误认为衰老个体中细胞一定衰老点拨 对于单细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡;多细胞生物体内的细胞总是不断地更新,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态,但从整体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。易错点 4 误认为原癌基因和抑癌基因是“坏基因”点拨 正常细胞中既有原癌基因,又有抑癌基因,其中原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变,从而导致正常细胞畸形分化为恶性增殖细胞,即癌细胞。易错点 5 误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因,且只要有一个
669、基因突变即可引发细胞癌变点拨 人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的 DNA 分子,使原癌基因和抑癌基因发生基因突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析,癌症的发生并不是单一基因突变的结果,至少在一个细胞中发生 56 个基因突变,才能赋予癌细胞所有的特征,这是一种累积效应。纠错小练1.下列事实能体现细胞全能性的是()A.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体B.诱导小鼠干细胞分化成多种组织细胞C.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗D.玉米的种子萌发长成新植株解析 细胞的全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜能。A、B 两个
670、选项中,最终没有产生新的完整个体,故没有体现细胞的全能性;D 选项描述的现象是个体发育,因为玉米种子中的胚是幼小的植物体;棉花的根尖细胞培育成完整个体,体现了细胞的全能性,C 正确。答案 C2.下列关于个体衰老与细胞衰老的说法,正确的是()A.个体衰老导致细胞衰老B.年幼的个体内没有衰老的细胞C.年老的个体中没有新生的细胞D.没有细胞的衰老就不会有个体的衰老解析 A 选项说法因果颠倒,细胞普遍衰老导致个体衰老,A 错;多细胞生物体内细胞总是在不断更新着,故年幼的生物体内也有衰老细胞,B 错;年老生物体内也有新生的细胞,C 错;从总体来看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程,D 正确
671、。答案 D3.乳腺癌是女性发病率最高的恶性肿瘤,BRCA1 和 BRCA2 两个基因突变与发病率关系最为密切。下列相关叙述错误的是()A.BRCA1 和 BRCA2 可能为原癌基因或抑癌基因B.BRCA1 和 BRCA2 在健康人体中不表达C.乳腺细胞癌变后形态结构会发生显著变化D.紫外线、亚硝胺等因素会增加患乳腺癌的概率解析 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变所引起的,故 BRCA1 和 BRCA2可能为原癌基因或抑癌基因,A 正确;在健康人体中原癌基因和抑癌基因通过表达使细胞不发生癌变,故 BRCA1 和 BRCA2 在健康人体中会表达,B 错误;细胞癌变后其形态结构会发生显著变化,C
672、正确;紫外线、亚硝胺分别属于物理致癌因子、化学致癌因子,这些因素会使患乳腺癌的概率增加,D 正确。答案 B随堂真题演练1.(2016海南卷,9)下列关于植物细胞的叙述,错误的是()A.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B.植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的D.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果解析 高度分化的植物细胞仍具备发育成完整植株的潜能。答案 A2.(2016天津卷,6)在培养人食管癌细胞的实验中,加入青蒿琥酯(Art),随着其浓度升高,凋亡蛋白 Q 表达量增多,癌细胞凋亡率升高。下
673、列叙述错误的是()A.为初步了解 Art 对癌细胞的影响,可用显微镜观察癌细胞的形态变化B.在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的 Art,可确定 Art 能否进入细胞C.为检测 Art 对凋亡蛋白 Q 表达的影响,须设置不含 Art 的对照实验D.用凋亡蛋白 Q 饲喂患癌鼠,可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡解析 癌细胞的特点之一是细胞形态改变,A 正确;用放射性同位素标记 Art,根据细胞内有无放射性可判断 Art 能否进入细胞,B 正确;为增强可信度或说服力实验需要设置对照,C 正确;凋亡蛋白 Q 饲喂后被消化,故无法确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡,D 错误。答案 D3.
674、(2016四川卷,7)研究发现,直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗,会引起癌细胞内 BAX 等凋亡蛋白高表达,诱发癌细胞凋亡;而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的 ABCG2 蛋白,能有效排出姜黄素,从而逃避凋亡,并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是()A.肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同B.肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗 ATPC.编码 BAX 蛋白和 ABCG2 蛋白的基因都属于原癌基因D.用 ABCG2 抑制剂与姜黄素联合治疗,可促进肿瘤干细胞凋亡解析 肿瘤干细胞和癌细胞是两种不同的细胞,两种细胞中基因的执行情况不同,A 正确;细胞的增殖及姜黄素的排出都耗能
675、,需要消耗 ATP,B 正确;BAX 蛋白属于凋亡蛋白,ABCG2 蛋白属于载体蛋白,编码他们的基因都不属于原癌基因,C 错误;ABCG2 蛋白能有效排出姜黄素,逃避凋亡,故利用 ABCG2 抑制剂与姜黄素联合治疗,可促进肿瘤干细胞凋亡,D 正确。答案 C4.(2015海南卷,6)关于人体造血干细胞的叙述,错误的是()A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同解析 细胞分化的实质是基因的选择性表达,所以分化产生的红细胞表达的酶与造血干细胞中的酶存在差异,A 正确;
676、细胞分化是一种持久性的变化,一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡,是不可逆的,B 错误;人体的骨髓中有许多造血干细胞,它们能够通过增殖和分化,不断产生红细胞、白细胞和血小板,补充到血液中去,C 正确;红细胞的寿命为 120 d 左右,白细胞的寿命为 57 d,D 正确。答案 B课后分层训练(时间:25 分钟 满分:100 分)1.(2016四川凉山诊断)在人体细胞的生长、分化、衰老、凋亡的生命历程,不会发生变化的是()A.细胞膜的通透性B.RNA 的种类和含量C.酶的种类和活性D.酶加快反应的原理解析 衰老的细胞细胞膜通透性会发生改变,A 正确;细胞分化是指基因的选择性表达,
677、B 正确;基因选择性表达的结果之一就是酶的种类会发生改变,随着细胞衰老,酶的活性会降低,C 正确;酶能够加快反应,是因为酶能降低反应活化能,这个原理不会随细胞生命历程的改变而改变,D 错误。答案 D2.(2016德州二模)关于人体细胞生命历程的叙述,错误的是()A.红细胞衰老时,染色质收缩,染色加深B.癌变过程中,细胞膜成分发生改变C.分化过程中,细胞内的核酸发生改变D.分裂过程中,存在基因的选择性表达解析 人体红细胞成熟时无细胞核,故其衰老时不存在“染色质”变化问题。答案 A3.(2016潍坊模拟)下列变化过程中,细胞的遗传物质没有发生改变的是()A.R 型细菌转化为 S 型细菌的过程B.T
678、 细胞合成淋巴因子的过程C.肝脏细胞癌变形成癌细胞的过程D.人体成熟红细胞的形成过程解析 R 型细菌转化为 S 型细菌过程中发生了基因重组;肝细胞癌变时可发生基因突变;人体红细胞成熟过程中,细胞核及其内部的遗传物质消失,故只有 T 细胞合成淋巴因子过程中未发生遗传物质的改变。答案 B4.(2016河北冀州中学检测)下列实例可以体现细胞全能性的是()A.皮肤被划破后,伤口重新愈合B.蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部C.造血干细胞增殖分化产生各种血细胞D.胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株解析 皮肤被划破后,伤口重新愈合属于细胞的分裂和分化,A 错误;蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部属于细胞的增殖和分化,
679、B 错误;造血干细胞增殖分化产生各种血细胞,并没有形成完整的个体,不体现细胞的全能性,C 错误;胡萝卜组织块经过植物组织培养产生完整植物,体现了植物细胞的全能性,D 正确。答案 D5.(2016南京、盐城模拟)图示为细胞生命历程的概念图。下列有关叙述错误的是()A.过程中,细胞体积变小从而提高物质运输效率B.过程中,细胞膜表面的糖蛋白等物质会减少C.过程中,细胞的形态、结构和功能均发生改变D.高度分化的细胞衰老凋亡必将使个体衰老死亡解析 根据题图提供的信息可知,过程表示细胞增殖,细胞体积减小,表面积与体积比增加,物质交换速率提高;过程表示细胞不正常的分化,为细胞癌变,细胞癌变后细胞膜表面的糖蛋
680、白等物质会减少;过程表示细胞衰老的过程,细胞衰老时,细胞的形态、结构和功能均发生改变;多细胞生物体中,细胞的衰老不等同于个体的衰老。答案 D6.(2016山东青岛检测)研究发现癌变前衰老的肝细胞能被由肿瘤抗原引导的免疫反应清除。下列叙述正确的是()A.对癌变肝细胞的清除体现了免疫系统的防卫功能B.肝细胞衰老的过程中,会产生与癌细胞相似的膜蛋白C.免疫系统被抑制的患者体内,衰老的肝细胞不会积累D.细胞癌变后将脱离正常分化,细胞内酶活性进一步降低解析 对癌变细胞的清除体现了免疫系统的“清除”功能;若免疫系统被抑制,则衰老细胞将不能被及时发现并清除,从而引发积累;癌变后的细胞,其代谢非常旺盛,许多酶
681、活性将会上升。答案 B7.(2016山东日照二模)用 X 射线处理某动物细胞,其结果不可能是()A.细胞膜上的糖蛋白会减少B.刺激细胞产生更多的自由基C.细胞中的蛋白质活性下降D.使正常代谢活动受损而凋亡解析 X 射线处理某动物细胞,可能诱导基因突变,则细胞膜上糖蛋白减少,A 正确;X 射线处理某动物细胞,可能刺激细胞产生更多的自由基,导致细胞损伤、病变等,B 正确;X 射线会导致蛋白质变性,活性下降,C 正确;用 X 射线处理某动物细胞,不会使得正常代谢活动受损而凋亡,应该是坏死,D 错误。答案 D8.(2016安徽江淮十校联考)研究发现,FOXP3 是决定某些 T 淋巴细胞分化及功能的关键
682、性转录调控蛋白,对它的深入研究有助于免疫相关疾病(如癌症、器官移植)的治疗。下列有关说法正确的是()FOXP3 可能在细胞核内发挥作用 控制 FOXP3 合成的基因只存在某些 T 淋巴细胞中 T 淋巴细胞分化过程中遗传物质将发生改变 T 淋巴细胞分化成的效应 T 细胞可导致癌细胞裂解A.B.C.D.解析 依题题意,FOXP3 是转录调控蛋白,而转录主要发生在细胞核中,故项正确。控制 FOXP3 合成的基因存在人体的所有组织细胞中,只是在某些 T 淋巴细胞中得到表达,故项错误。细胞分化过程中遗传物质不发生改变,故项错误。效应 T 细胞能与癌细胞结合,可导致癌细胞裂解,故项正确。答案 B9.(20
683、16临沂一模)OMP(胰岛素样生长因子)是人体分泌的具有促进骨形成和蛋白质合成的一种蛋白质。研究表明奶粉中过量添加 OMP 能增加患多种癌症的风险。下列叙述正确的是()A.OMP 可以在人体所有体细胞的核糖体上合成B.OMP 中的氮主要存在于 R 基中C.OMP 具有调节代谢的功能D.OMP 导致细胞癌变,属于生物致癌因子解析 由于基因的选择性表达,不是人体所有体细胞的核糖体上都合成 OMP,A 错误;蛋白质中的氮主要存在于肽键中,B 错误;根据题干信息“OMP 是人体自己能够分泌的具有促进骨形成和蛋白质合成等生物学效应”,故具有调节功能,C 正确;OMP 属于蛋白质,不是生物致癌因子,属于化
684、学致癌因子,D 错误。答案 C10.如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动,请据图回答下列问题:(1)图中 A 表示_过程,B 表示_过程。发生 B 过程的根本原因是_。(2)若 a 为植物细胞,且能在体外条件下培养成一个完整植物体,则说明 a 具有_。(3)对人体来说,在 A、B、C、D、E 五项生命活动中,有积极意义的是_。(4)细胞衰老时会表现出明显的特征,如其体积_(填“变小”或“变大”),新陈代谢速率_(填“加快”或“减慢”)。(5)正常细胞发生 D 过程(细胞癌变)的根本原因是_。答案(1)细胞增殖(或细胞分裂)细胞分化 基因的选择性表达(2)全能性(3)A、B、C、E(4)变小
685、减慢(5)原癌基因和抑癌基因发生基因突变1.(2016潍坊模拟)下列关于细胞生命历程中有关现象的叙述,正确的是()A.衰老的细胞在形态、结构和功能上会发生相应的变化B.细胞分化是细胞在遗传物质上发生稳定性差异的过程C.人体中被病原体感染的细胞的清除,不受基因的调控D.抑癌基因或原癌基因发生突变,就会导致细胞癌变解析 细胞分化过程中遗传信息不发生改变;人体中被病原体感染细胞的清除是受基因控制的细胞凋亡过程;只有多个基因发生突变时,才会导致细胞癌变。答案 A2.(2016临沂一模)下列有关细胞生命历程的叙述中,正确的是()A.细胞在生长过程中,与外界环境进行物质交换的效率逐渐提高B.一般来说,分化
686、了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡C.细胞衰老导致细胞代谢水平降低,所有酶活性都降低D.癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,不会影响信息传递解析 伴随着细胞的生长,细胞体积增大,但细胞的相对表面积减小,细胞与外界进行物质交换的效率逐渐降低,A 错误;生物体内多数分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡,是细胞分化的持久性特点,B 正确;细胞衰老导致细胞代谢水平降低,有些酶活性降低,C 错误;癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,影响信息传递,D 错误。答案 B3.(2016成都一模)科学家利用蝎子毒液中的一种蛋白质制成了一种蝎毒“染色剂”,这种能发光的染色剂可以选择性地“绑定”在癌细胞表面,从而帮助医
687、生识别癌细胞,下列叙述正确的是()A.蝎毒“染色剂”可能会被癌细胞表面的某些糖蛋白识别B.蝎毒中的蛋白质最初是在内质网中由氨基酸形成肽链的C.蝎子细胞加工蛋白质时所需的 ATP 都由细胞质基质提供D.最终制成的蝎毒“染色剂”中氨基数目与羧基数目一定相等解析 由题意知,“蝎子毒蛋白可以选择性地“绑定”在癌细胞表面,从而帮助医生识别癌细胞”,因此可以推测,蝎毒“染色剂”可能会被癌细胞表面的某些糖蛋白识别,A 正确;蝎毒中的蛋白质最初是在核糖体中由氨基酸形成肽链的,B 错误;蝎子细胞加工蛋白质时所需的 ATP 由细胞质基质和线粒体提供,C 错误;蝎毒“染色剂”中氨基数目与羧基数目不一定相等,D 错误
688、。答案 A4.(2016长春质检)下列关于人体细胞生命历程的叙述,错误的是()A.白细胞和骨骼肌细胞有部分相同的 mRNAB.能进行细胞分裂的细胞都有细胞周期C.衰老细胞内色素积累会妨碍细胞内物质的交流和传递D.致癌病毒能将其基因组整合进入人的基因组中解析 同一个体内两种细胞可能有相同的基因表达,产生相同的 mRNA,比如呼吸酶相关的基因,A 正确;只有连续进行细胞分裂的细胞才有细胞周期,B 错误;衰老细胞内色素积累会妨碍细胞内物质的交流和传递,C 正确;致癌病毒将其基因组整合到人的基因组中,使细胞内原有的 DNA 结构改变,从而诱发细胞癌变,D 正确。答案 B5.研究表明,癌细胞和正常细胞在
689、有氧条件下产生的 ATP 总量没有明显差异,但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。下列相关叙述中,错误的是()A.细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生了突变B.在有氧条件下,癌细胞可能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸C.癌细胞从内环境中摄取葡萄糖需要借助载体蛋白的作用D.细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖在线粒体内分解产生大量 ATP解析 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果,A 正确;由题干信息可推知,癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖中,可能有一部分是通过有氧呼吸消耗掉的,另一部分是通过无氧呼吸消耗掉的,B 正确;葡萄糖不能自由地通过细胞膜,需要借助相应的载体蛋
690、白进行跨膜运输,C 正确;细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖在细胞质基质内发生分解,D 错误。答案 D6.根据 Genes&Development 上刊文的研究成果可知:一种名为 miR182 的小 RNA分子可以抑制患多形性胶质母细胞瘤(GBM)小鼠机体中促癌基因的表达,而 GBM是一类致死性难以治愈的脑瘤。请判断下列相关说法,正确的是()A.治疗癌症的措施可以是通过药物损伤 miR182 来阻断癌细胞再生B.文中的“促癌基因”可能包括负责调节细胞周期的原癌基因C.miR182 一般包括 5 种碱基,4 种核糖核苷酸D.“促癌基因的表达”过程中会涉及 DNA 聚合酶、RNA 聚合酶等解析 分析题干信
691、息可知 miR182 可抑制促癌基因的表达,若通过药物损伤 miR182,则其不能起到阻断癌细胞再生的作用,A 错误;原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,文中的“促癌基因”可能包括原癌基因,B正确;miR182 是小 RNA 分子,构成 RNA 的碱基有 4 种,核糖核苷酸有 4 种,C错误;基因的表达包括转录和翻译两个过程,这两个过程中不会涉及 DNA 聚合酶,DNA 聚合酶用于 DNA 复制过程,D 错误。答案 B7.(2016四川遂宁二诊)研究表明 AP(淀粉样蛋白)沉积是 Alzheimer 型老年痴呆的主要病理特征。AP 是由前体蛋白 APP(一种含 695 个氨
692、基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成。APP 形成 AP 的过程如图所示。据此分析不正确的是()A.通过水解形成的 AP 分子中含有 38 个肽键B.图中的 分泌酶可能是突变基因表达的产物C.AP 分子的作用效果可能是引起神经细胞变性死亡D.促进 分泌酶基因表达是治疗老年痴呆的有效手段解析 图示信息表明,分泌酶可促使 AP 分子的形成,进而产生 AP 寡聚合物,后者沉积会加重老年痴呆,故促进 分泌酶基因表达不仅不能治疗老年痴呆,反而会加重老年痴呆。答案 D8.(2016湖北一模,29)DNA 作为遗传物质,其完整性的维系是至关重要的。然而,DNA 难免会受到外界环境影响而出现损伤。在进化过
693、程中,生物个体获得了应对DNA 损伤的一系列修复功能,当不能完全修复时,细胞可能癌变,也可能衰老或凋亡。在这一过程中,细胞调控因子 p53 具有重要地位:当其因各种原因失活时,出现肿瘤的机会将大大提高;若该调控因子存在,细胞将更可能衰老或者凋亡而不是癌变。根据上述资料,完成下列有关该过程的分析。(1)细胞凋亡是由_所决定的细胞自动结束生命的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞_性死亡。(2)外界环境中因素能够影响 DNA 的复制,但不同环境因素诱发的机理不同,如紫外线、X 射线及其他辐射能_,亚硝酸、碱基类似物等能_,某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA。(3)细胞对 DN
694、A 损伤的修复,形式虽然多样,但都是以未发生错误的母链为模版,按照_原则对子链进行修复。(4)从上述资料分析,编码细胞调控因子 p53 的基因属于_(填“抑癌”或“原癌”)基因。解析(1)细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,因其受到严格的遗传机制调控,也常常被称为细胞程序性死亡。(2)紫外线、X 射线及其他辐射属于物理致癌因子,能损伤细胞内的 DNA,亚硝酸、碱基类似物等属于化学致癌因子,能改变核酸的碱基,某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的 DNA。(3)与母链按照碱基互补配对原则进行准确配对是保证子链的准确性的重要前提。(4)分析资料,该细胞调控因子对于防止细胞“癌变”具有重要作
695、用,应属于抑癌基因。答案(1)基因 程序(2)损伤细胞内的 DNA 改变核酸的碱基(3)碱基互补配对(4)抑癌阶段排查 回扣落实(三)基础需自查1.人的受精卵卵裂时,细胞分裂中期染色体着丝点排列于赤道板上,西瓜芽尖细胞有丝分裂末期出现细胞板()2.无丝分裂过程核膜不消失()3.动植物细胞有丝分裂的纺锤体形成方式不同,末期细胞质分裂方式不同,染色体行为也有差异()4.用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂后期的图像,可见纺锤丝牵引着平均分成两组的染色体向两极缓慢移动()5.衰老的细胞体积变小但核体积变大,细胞新陈代谢的速度减慢()6.衰老细胞的细胞膜通透性改变,使物质运输功能增加()7.病毒癌基因可整
696、合到宿主基因组诱发癌变()8.细胞分化是基因选择性表达的结果,所以骨骼肌细胞与心肌细胞的蛋白质种类和数量不同()9.凋亡细胞内的基因表达都下降,酶活性减弱()10.原癌基因突变促使细胞癌变,抑癌基因突变抑制细胞癌变()11.人的精子、卵细胞中只有 23 个 DNA 分子,受精卵中则有 46 个()12.受精作用实现了基因重组,造成有性生殖后代的多样性()13.有丝分裂过程中,同源染色体的配对通常发生在分裂前期()14.在动植物细胞有丝分裂的中期都会出现赤道板,但只有在植物细胞有丝分裂的末期才会出现细胞板()15.某一处于有丝分裂中期的细胞中,如果有一条染色体上的两条染色单体的基因不相同,如分别
697、为 A 与 a,则该细胞在分裂过程中很可能发生了基因突变()16.某一处于分裂后期的细胞,同源染色体正在移向两极,同时细胞质也在进行均等的分配,则该细胞一定是初级精母细胞()17.一对表现正常的夫妇,生了一个 XbXbY(色盲)的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故,则这次差错一定发生在父方减数第一次分裂的过程中()18.细胞体积越小,细胞的表面积与体积之比就越大,越有利于物质交换()19.细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡都不会使遗传物质改变()20.原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中,并非只存在于癌细胞中,只不过在癌细胞中两种基因已发生突变()重点再强化1
698、.细胞分裂类型(1)原核细胞(如细菌、蓝藻等)二分裂。(2)真核细胞(注:上述(1)、(2)中均涉及 DNA 分子复制与平分。)2.减数分裂过程中要熟记的三个数量关系(1)染色体数着丝点数。(2)在四分体中,1 个四分体1 对同源染色体2 条染色体4 条染色单体4 个DNA 分子。(3)染色单体数DNA 分子数。3.减数分裂异常发生时期的判断(1)若生殖细胞中含有等位基因,通常是减数第一次分裂后期同源染色体未分离进入同一个细胞的结果。(2)若生殖细胞中含有相同基因,通常是减数第二次分裂后期姐妹染色单体未分开的结果。(3)根据产生配子异常情况推断减数分裂何时发生异常亲本基因型配子基因型原因推测A
699、aA 或 a正常分裂Aa减分裂同源染色体未分开AA 或 aa减分裂两条染色单体未分开不含 A 或 a减或减分裂异常4.就如图所示的精原细胞,分别绘制有丝分裂、前、中、后期图及减、减前、中、后期图,并标明相关基因提示(1)有丝分裂前、中、后期图(2)减前、中、后期图(3)减前、中、后期图5.正确解读细胞分裂、分化及全能性表达等图形信息(1)经过 a、b 过程,一个细胞分成两个细胞,这是细胞的分裂。它可使细胞数目增多。(2)由于基因的选择性表达 c 过程中细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异,这叫细胞的分化。细胞分化的结果是产生了组织,分别属于不同的组织。(3)d、f 过程分别为细胞的衰老
700、与凋亡,二者均为“主动的、受基因控制的”。(4)e 细胞变为恶性增殖细胞,此为癌变过程,其根本原因是致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变。模块检测卷(一)(时间:60 分钟 满分:100 分)一、选择题(每小题 2 分,共 50 分)1.(2016山东泰安检测)元素和化合物是组成细胞的物质基础,下列说法正确的是()A.氨基酸、脂肪酸、核苷酸都含有氮元素B.胰高血糖素、性激素、生长激素与双缩脲试剂反应均呈紫色C.细胞内结合水/自由水的值,种子萌发时比休眠时低D.哺乳动物血液中钙离子含量高,会出现抽搐症状解析 氨基酸和核苷酸中都含有氮元素,但脂肪酸的组成元素只有 C、H、O,不含氮元素,A 错误
701、;胰高血糖素、生长激素与双缩脲试剂反应均呈紫色,而性激素属于脂质,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B 错误;种子萌发时新陈代谢旺盛,自由水含量较高,因此细胞内结合水/自由水的值,种子萌发时比休眠时低,C 正确;哺乳动物血液中钙离子含量低,会出现抽搐症状,D 错误。答案 C2.(2016武汉调研)下列有关蛋白质的叙述,不正确的是()A.蛋白质在常温下可与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应B.蛋白质分子的空间结构发生改变一般不会导致其功能改变C.线粒体中能催化H与氧结合形成水的蛋白质分布在内膜上D.浆细胞合成和分泌抗体需要核糖体、内质网和高尔基体参与解析 蛋白质分子空间结构发生改变将会导致其功能改变。答
702、案 B3.有关核酸分布的叙述正确的是()A.SARS 病毒中的 RNA 主要分布于细胞质中B.绿色植物根细胞内的 DNA 存在于细胞核、线粒体和叶绿体中C.原核细胞的 DNA 主要存在于细胞核中D.人体口腔上皮细胞中的 RNA 主要分布在细胞质中解析 病毒是没有细胞结构的生物,不存在细胞质;绿色植物根细胞中没有叶绿体,所以其 DNA 只存在于细胞核和线粒体中;原核细胞没有成形的细胞核。答案 D4.如图表示某分泌蛋白的合成加工和运输过程,表示细胞器,a、b、c、d 表示过程。下列说法不正确的是()A.物质 X 可能是细胞呼吸酶B.磷脂总量最多的细胞器是C.的内膜中蛋白质种类和含量比外膜的多D.d
703、 过程体现了细胞膜具有流动性的特点解析 由图示分析,物质 X 是分泌蛋白,而细胞呼吸酶是胞内蛋白,故物质 X 不可能是细胞呼吸酶,A 错误;内质网是细胞中膜面积最大的细胞器,磷脂总量最多的细胞器是,B 正确;为线粒体,其内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,其上附着有大量的酶(蛋白质),故的内膜上蛋白质种类和含量比外膜多,C 正确;d 过程中细胞膜通过胞吐的方式将分泌蛋白分泌到细胞外,该过程依赖于细胞膜的流动性,D 正确。答案 A5.下列能够证明某种酶的化学本质是 RNA 的实验设计组合是()组别实验处理待测酶液吡罗红染液是否呈现红色待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色已知 RNA 溶液吡罗红染液出现红色已
704、知蛋白液双缩脲试剂紫色反应A.B.C.D.解析 欲确认某种酶化学本质为 RNA,宜将该酶与已知为 RNA 的溶液作对比,通过与吡罗红染液的显色反应予以确认。答案 C6.下列有关病毒、原核生物和真核生物的描述,正确的是()A.病毒、原核生物和真核生物的共同点是都具有细胞结构B.病毒能够借助原核生物或真核生物的核糖体来合成自身的蛋白质C.病毒进入原核细胞后,细胞内的溶酶体会将其“消化”D.原核生物和真核生物最根本的区别是前者没有染色体,DNA 是裸露的解析 病毒没有细胞结构,原核生物和真核生物具有细胞结构,A 错误;原核生物和真核生物都含有核糖体,病毒只能寄生在宿主细胞内,利用宿主的原料和场所合成
705、自身的蛋白质,B 正确;原核细胞内没有溶酶体,C 错误;原核生物和真核生物最根本的区别是真核生物细胞内有核膜包被的细胞核,而原核生物细胞内没有,D错误。答案 B7.(2016江西九江二模)下列关于细胞结构与功能的相关说法中,正确的是()A.分布在细胞膜表面的糖蛋白只与细胞的识别功能密切相关B.在顺浓度梯度的情况下,葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞C.动物细胞有丝分裂前期,中心体复制并移向细胞两极,发出星射线形成纺锤体D.老年斑是由于衰老细胞中酶活性降低,呼吸速率减慢,染色质收缩,染色加深造成解析 消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用,A 错误;葡萄糖等物质可以通过协助
706、扩散进入细胞,特点是顺浓度梯度运输,需要载体,不需要能量,B 正确;中心体的复制发生在有丝分裂的间期,C 错误;进入老年后,细胞代谢机能减退,体内脂肪容易发生氧化,产生老年色素,这种色素不能排出体外,细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累,于是沉积在细胞中,从而形成老年斑,就是细胞内脂褐素占有的面积增大所致。D 错误。答案 B8.(2016河南南阳期末)下列有关细胞结构与功能的叙述,正确的是()A.细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达B.破坏小鼠浆细胞中的高尔基体后,免疫水平不变C.自然界生物体内所有细胞中核糖体的形成都与核仁密切相关D.洋葱的根尖细胞中无叶绿体,所以用根尖细胞
707、不能培养出含叶绿体的植物体解析 基因控制性状,在细胞凋亡过程中有新蛋白质合成,体现了基因的选择性表达,A 正确;抗体是浆细胞产生的一种分泌蛋白,在核糖体中合成后还需要高尔基体的加工,故破坏小鼠浆细胞中的高尔基体后,免疫水平会改变,B 错误;原核细胞无核仁,其核糖体的形成与核仁无关,C 错误;洋葱的根尖细胞中无叶绿体,但含有本物种的全套遗传物质,具有全能性,故用根尖细胞能培养出含叶绿体的植物体,D 错误。答案 A9.为判断待测植物材料中细胞的死活,几位同学设计了下列几种方案,其中不能判断细胞死活的是()A.经解离后,观察细胞是否能被龙胆紫染色B.在高倍镜下观察细胞质是否流动C.利用甲基绿对细胞进
708、行染色,观察细胞核是否着色D.将植物细胞置于 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中,观察细胞是否发生质壁分离解析 经解离后,若发现细胞被龙胆紫染色,只能说此时的细胞是死细胞,而不能判断出解离前此细胞是否为死细胞,A 方案不可行;在高倍镜下通过观察叶绿体的运动方向来判断细胞质的流动方向,若发现细胞质流动,则表明细胞是活的,反之则细胞已经死亡,B 方案可行;利用染料对细胞进行染色来判断细胞死活是一种可行的方法。由于活细胞对物质吸收具有选择性,是不能被普通染料染色的,如果细胞着色,说明细胞膜已失去选择透过性,为死细胞,C 方案可行;植物细胞质壁分离与复原实验能判断细胞的死活,D 方案可行。答案 A10.(
709、2016山东淄博模拟)下列关于细胞器功能的叙述,错误的是()A.溶酶体具有消化细胞器碎片的功能B.酶和抗体都在核糖体上合成C.抑制线粒体的功能会影响主动运输D.高尔基体在动、植物细胞中的功能不完全相同解析 有些酶属 RNA,其合成场所并非核糖体。答案 B11.(2016潍坊期末)下列有关物质运输的叙述,正确的是()A.小分子物质不可能通过胞吐的方式运输到细胞外B.细胞中蛋白质的运输必需经过内质网C.RNA 聚合酶和 DNA 聚合酶都可经核孔运输D.葡萄糖只能从高浓度一侧向低浓度一侧运输解析 有些小分子物质也可经胞吐方式运输到细胞外(如神经递质);有些胞内蛋白质未必经内质网运输;若为主动运输,葡
710、萄糖可逆浓度梯度运输。答案 C12.如图所示,某种化合物与细胞膜表面受体识别并结合后,受体便通过 G 蛋白调控并打开离子通道,离子的跨膜流动导致膜电位的改变。下列相关叙述,错误的是()A.细胞外 Na内流是产生静息电位的基础B.该过程体现了细胞膜具有信息交流的功能C.构成细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层D.Na通过协助扩散的方式进入细胞内解析 细胞外 Na内流是产生动作电位的基础,细胞内 K外流才是产生静息电位的基础,A 错误;某种化合物与细胞膜表面受体识别并结合,调节细胞的生命活动,体现了细胞膜具有信息交流的功能,B 正确;细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,C 正确;Na通过离子通道进入细胞内,
711、不消耗能量,属于协助扩散,D 正确。答案 A13.(2017哈尔滨模拟)如图 1 表示三磷酸核苷的结构,图 2 表示 ATP 在能量代谢中的作用。据图判断下列有关叙述错误的是()A.图 1 中 N 表示含氮碱基,若 N 为鸟嘌呤,则可表示 GTPB.ATP 中的能量可以来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能C.UTP、GTP 分子中的高能磷酸键是直接由物质氧化获能产生的D.人体成熟红细胞没有线粒体,但能产生 ATP解析 图 1 中 N 表示含氮碱基,若 N 为 A,则表示 ATP;若 N 为 G,则表示 GTP;若 N 为 U,则表示 UTP,A 正确。ATP 被喻为细胞内流通的能量“通
712、货”,ATP中的能量既可从来源于光能和化学能,也可以转化为光能和化学能,B 正确。由图2 可知,UTP 和 GTP 分子中的高能磷酸键不是由物质氧化获能产生的,而是由 ATP将高能磷酸基转移给 UDP 或 GDP,进而生成 UTP 或 GTP,C 错误。人体成熟红细胞虽然没有线粒体,但可以通过无氧呼吸产生 ATP,D 正确。答案 C14.(2017武汉模拟)为了证明酶的作用具有专一性,某同学设计了如下 5 组实验,分别选择一定的试剂进行检测,合理的实验方案是()组别酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反应物蛋白质淀粉蛋白质淀粉麦芽糖A.和对比,用双缩脲试剂检测B.和对比,用碘液检测C.和对比,用斐
713、林试剂检测D.和对比,用斐林试剂检测解析 由于蛋白酶本身是蛋白质,遇双缩脲试剂呈现紫色,不能判断蛋白质是否分解,A 错误;淀粉酶能催化淀粉的水解,蛋白酶不能催化淀粉的水解,用碘液检测,颜色反应不同,B 正确;淀粉是非还原糖,在淀粉酶的作用下分解生成还原糖,麦芽糖是还原糖,用斐林试剂不能判断麦芽糖是否分解,C 错误;D 选项中,斐林试剂不能判断蛋白质是否分解。答案 B15.下图是细胞中糖类合成与分解过程示意图。下列叙述正确的是()(CH2O)O2CO2H2O能量A.过程只在线粒体中进行,过程只在叶绿体中进行B.过程产生的能量全部储存在 ATP 中C.过程产生的(CH2O)中的氧全部来自 H2OD
714、.过程和中均能产生H,二者还原的物质不同解析 过程为有氧呼吸过程,真核生物在细胞质基质和线粒体中进行,原核生物在细胞质中进行,过程为光合作用,真核生物在叶绿体中进行,原核生物在细胞质中进行,A 错误;有氧呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP 中,B 错误;光合作用所产生的糖类中的氧来自 CO2,水中的氧形成了 O2,C错误;过程和都能产生H,前者与氧结合产生水并释放大量能量,后者主要用于 C3 还原,D 正确。答案 D16.(2017深圳模拟)某研究性学习小组为了探究酶的特性,用某种酶进行了以下四组实验,实验结果如图所示,下列相关说法不正确的是()A.做图 1 所示的探究实
715、验时不宜使用过氧化氢酶B.做图 2 所示的探究实验时不宜用淀粉作为底物C.四组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性D.在 pH5 或温度为 20 的情况下酶活性下降的原因相同解析 过氧化氢的分解受温度的影响,所以探究温度对酶活性的影响时不宜使用过氧化氢作为底物;淀粉在酸性条件下也会发生水解,所以图 2 实验的底物不宜用淀粉;图 1 和图 2 实验证明了酶的温和性,图 3 实验证明了酶的专一性,图 4 实验证明了酶的高效性,所以 A、B、C 均正确;20 时酶活性下降是因为低温抑制了酶的活性,而 pH5 时酶变性失活,D 错误。答案 D17.(2016山东潍坊模拟)如图曲线表示在适宜温度、水
716、分和一定的光照强度下,甲、乙两种植物叶片的 CO2 净吸收速率与 CO2 浓度的关系。下列分析正确的是()A.CO2 浓度大于 a 时,甲才能进行光合作用B.适当增加光照强度,a 点将左移C.CO2 浓度为 b 时,甲、乙总光合作用强度相等D.甲、乙光合作用强度随 CO2 浓度的增大而不断增强解析 对于甲植物而言,a 点时 CO2 净吸收速率为 0,说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度,故在 a 点之前,甲植物已经开始进行光合作用;适当增加光照强度,光合作用速率增大,a 点将左移;CO2 浓度为 b 时,甲、乙的净光合作用强度相等,而总光合作用强度净光合作用强度呼吸作用强度,由图可知,甲的呼吸
717、作用强度大于乙的,故 b 点时,甲的总光合作用强度大于乙的;在一定范围内随 CO2 浓度的增大,甲、乙的光合作用强度增强,超过这一范围,随 CO2 浓度的增大,光合作用强度不再增强。答案 B18.下列有关光合作用和细胞呼吸的叙述,错误的是()A.有氧呼吸过程中生成的H可在线粒体内与氧结合生成水B.有氧呼吸过程中产生的能量大部分储存在 ATP 中C.光反应阶段产生的H可作为暗反应的还原剂D.向离体的叶绿体基质中添加 ATP、H和 CO2 后,可完成暗反应解析 有氧呼吸过程中生成的H,在线粒体内与氧结合生成水,A 正确;有氧呼吸过程中产生的能量大部分以热能的形式散失,小部分储存在 ATP 中,B
718、错误;光反应阶段产生的H可用于暗反应阶段 C3 的还原,C 正确;向离体的叶绿体基质中添加 ATP、H和 CO2 后,可完成暗反应,D 正确。答案 B19.对下列两幅图的相关描述,不正确的是()A.对绿色植物来说,图描述过程主要发生在叶肉细胞中B.图显现出该植物细胞正处于光合速率大于细胞呼吸速率的状态C.对黑暗中的绿色植物来说,图氧气浓度为 6%时,只进行有氧呼吸D.图氧气浓度大于 18%后,氧气不再是有氧呼吸的限制因素解析 绿色植物体内的叶绿体主要分布在叶肉细胞中,故图描述过程主要发生在叶肉细胞中。图中,线粒体产生的 CO2 不能满足光合作用的需求,还要从外界吸收 CO2,说明光合作用速率大
719、于呼吸作用速率。在氧气浓度为 6%时,CO2 释放量最小,此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,二者强度都比较小。由图可以看出,当氧气浓度大于 18%后,随着氧气浓度的增大,单位时间内 CO2 的释放量即呼吸速率不再增加,氧气不再是有氧呼吸的限制因素。答案 C20.图 1、图 2 表示某基因型为 AaBb 的二倍体动物在生殖发育过程中正在分裂的两个细胞。下列相关叙述错误的是()A.图 1 所示细胞中处染色体上出现 a 基因的原因是基因突变B.图 2 所示细胞中处染色体上出现 a 基因的原因很可能是交叉互换C.图 1 所示细胞与图 2 所示细胞均具有四对同源染色体D.选该动物的睾丸制作切片可同时观察到
720、图 1、图 2 所示细胞图像解析 图 1 所示细胞处于有丝分裂后期,所以处染色体上出现 a 基因的原因是基因突变,A 正确;图 2 所示细胞处于减数第一次分裂后期,处染色体上出现 a 基因的原因很可能是非姐妹染色单体之间发生交叉互换,B 正确;图 1 所示细胞具有四对同源染色体,图 2 所示细胞具有两对同源染色体,C 错误;由于图 2 中细胞质均等分裂,所以该细胞为初级精母细胞。想在一个装片中同时观察到图 1、图 2 所示细胞图像,应选该动物的睾丸制作切片,D 正确。答案 C21.如图表示的是某二倍体生物体内进行的三个连续生理过程中某细胞内染色体组数的变化,有关分析错误的是()A.图中过程产生
721、的细胞若能发育成个体,则该个体属于单倍体B.图过程体现细胞膜具有信息交流的功能C.图中 BC 段、EF 段细胞内染色体数与 DNA 分子数之比为 11D.图中 B、D、E 点时染色体组数加倍的原因相同解析 题图中、依次表示减数分裂、受精作用和有丝分裂,过程产生的细胞为生殖细胞,由其发育来的个体为单倍体;在受精作用过程中精卵细胞的识别体现细胞膜具有信息交流的功能。BC 段、EF 段分别是减数第二次分裂后期和有丝分裂后期,此时细胞内无染色单体,故染色体数与 DNA 分子数之比为 11;B、E点时染色体组数加倍的原因是着丝点分裂,而 D 点时染色体组数加倍的原因是受精作用。答案 D22.(2016福
722、建福安一中期中)比较某一癌症患者体内的癌细胞、造血干细胞和神经细胞,这三种细胞()A.细胞核中 DNA 含量始终相同B.始终在进行蛋白质的合成C.具有长短不一的细胞周期D.核基因的脱氧核苷酸排列顺序是相同的解析 癌细胞、造血干细胞能够进行有丝分裂,会有 DNA 复制而使核 DNA 加倍,而神经细胞不会,A 错误。三种细胞都是活细胞,都在不断进行蛋白质合成,B 正确。神经细胞是高度分化的细胞,没有细胞周期,C 错误。癌细胞是正常体细胞发生基因突变形成的,其核基因和正常体细胞的不同,D 错误。答案 B23.(2016山东临沂一模)下列关于人体衰老细胞的叙述,错误的是()A.衰老的细胞染色质收缩,会
723、影响 DNA 的复制和转录B.衰老的红细胞细胞核体积变大,物质运输功能降低C.衰老细胞内酪氨酸酶活性降低,使老年人头发变白D.衰老细胞内水分减少,使细胞萎缩,体积变小解析 人体成熟红细胞无细胞核,故不存在衰老时细胞核增大的状况。答案 B24.(2016河南豫南九校联盟)玉米体细胞含有 20 条染色体,下列相关叙述正确的是()A.用 32P 标记玉米体细胞(含 20 条染色体)的染色体 DNA 分子,再将这些细胞转入含 31P 的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期和后期的细胞中,被 32P 标记的染色体条数均为 20B.育种学家要测定玉米基因组 DNA 序列,需要测定 11 条染色体的 DNA
724、 序列C.玉米体细胞有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的染色体组数不同D.玉米有丝分裂后期的细胞中,含有 40 个 DNA 分子解析 用 32P 标记玉米细胞的染色体 DNA 分子,再将这些细胞转入含 31P 的培养基中培养,因为 DNA 复制是半保留复制,在第二次细胞分裂的中期和后期的细胞中,被 32P 标记的染色体条数均为 20 条,A 正确;要测定玉米基因组 DNA 序列,因为没有性染色体,所以只需要测定 10 条染色体的 DNA 序列,B 错误;玉米体细胞有丝分裂中期和减数第二次分裂后期的染色体组数都是两个,C 错误;玉米有丝分裂后期的细胞中,细胞核 DNA 有 40 个,但细胞质中还有
725、 DNA 分子,所以一定大于40 个 DNA 分子,D 错误。答案 A25.(2016陕西模拟)动物细胞中的一类基因是维持生存的,在各种细胞中都处于活动状态;另一类基因是选择性表达的基因,如图是能产生抗体 A 的细胞,关于该细胞中标出的三个基因的开闭状态,下列说法正确的是()A.其中有一个是打开的,即 A 抗体基因B.其中有两个是打开的C.其中有一个是打开的,即 ATP 合成酶基因D.三个都是打开的解析 除了 A 抗体基因打开,ATP 合成酶基因也是打开的,故 A 错误;该细胞中有两个基因是打开的,即 A 抗体基因和 ATP 合成酶基因,故 B 正确;除了 ATP 合成酶基因打开,A 抗体基因
726、也是打开的,故 C 错误;该细胞中有两个基因是打开的,即 A 抗体基因和 ATP 合成酶基因,而胰岛素基因是关闭的,故 D 错误。答案 B二、非选择题(共 50 分)26.下图 1 为植物细胞亚显微结构示意图,图 2 表示细胞内能量转变过程。请据图回答问题:(1)如果图 1 为根尖分生区的细胞,不应具有的结构是 _、_。在有丝分裂间期,主要的物质变化是_。(2)图 1 的结构 9 中能进行的图 2 中的生理过程有_。在氧气充足条件下,图2 的过程发生在图 1 的结构_中。(3)紫罗兰的叶肉细胞呈紫色,能进行光合作用。紫色色素位于 _中,与光合作用有关的色素位于 _中。(4)图 1 中能产生H的
727、场所(结构)有_(仅填序号)。(5)如果图 1 所示细胞干重增加,则图 2 中、两个反应速率的大小情况为_。解析(1)根尖分生区细胞不应该具有大液泡和叶绿体。在有丝分裂间期,完成 DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。(2)叶绿体中能进行光能转化为活跃的化学能,进而转化为稳定的化学能,因此包括两个过程。在氧气充足条件下,图 2 中的表示有氧呼吸,细胞进行有氧呼吸的三个阶段均有 ATP 产生,因此该过程发生的场所是细胞质基质和线粒体。(3)与光合作用有关的色素分布于叶绿体中,而其他色素主要分布于液泡中。(4)H包括 NADPH、NADH 两种,NADPH 在叶绿体中合成,NADH 可以在细胞质基质
728、和线粒体中合成。(5)如果细胞干重增加,则细胞固定二氧化碳产生有机物的速率大于细胞呼吸分解有机物的速率。答案(1)9叶绿体 11大液泡 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成(2)14、8(3)11液泡 9叶绿体(4)8、9、14(5)27.下表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受 pH 影响”而设计的实验操作步骤,据表回答下列问题。操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为 3%的过氧化氢溶液2 mL2 mL2加质量分数为 5%的盐酸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_(1)本实验的因变量是_,可观测的指标是_。(2)上
729、述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出改进方案:_。在完成改进方案后,预期实验结果及得出结论:_;_。(3)为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用,应对它进行_(填“高温”或“冷藏”)处理。(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性,那么所需的时间越长,酶的活性越_。解析 本题考查实验的设计和评价等相关知识。(1)由探究的课题可知,本实验的自变量为 pH,因变量为过氧化氢的分解速率,具体的观察指标可以是相同时间内试管中产生的气泡数量。(2)本实验应该有蒸馏水对照、酸性、碱性等实验组,并且应该是自变量的处理在前,由已经设计的实验步骤可知,本实验中缺少空白对照组,应该增设试管丙,试管丙中除了添
730、加过氧化氢溶液和猪肝研磨液外,还应该加蒸馏水。如果过氧化氢酶的活性不受 pH 的影响,则甲、乙、丙三支试管中气泡的产生情况基本相同;如果过氧化氢酶的活性受 pH 的影响,则甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同。(3)绝大多数酶的化学本质是蛋白质,高温会破坏其空间结构,使其失活。因此,常采用低温来保存酶制剂。(4)比较酶的活性时,可以比较出现同一结果所需要的时间,时间越长,酶的活性越低。答案(1)过氧化氢的分解速率 试管中产生的气泡数量(2)操作步骤 1、4 互换;再增加试管丙,该试管中第 2 步换为加入 1 mL 蒸馏水,第 3 步不做处理,其他步骤同修正后的步骤 预期的实验结果及结论:甲、乙
731、、丙三支试管中产生的气泡量不同,则过氧化氢酶的活性受 pH 影响 甲、乙、丙三支试管中产生气泡的情况基本一样,则过氧化氢酶的活性不受 pH 影响(3)冷藏(4)低(或弱)28.(2016河南新乡市等三市联考)某学校研究小组利用叶面积相等的 A、B 两种植物的叶片分别进行了以下两组实验(假设两组实验在相同且适宜的温度下进行,且忽略光照对呼吸作用的影响):实验一:将 A、B 两种植物的叶片分别放置在相同的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔 5 min 测定小室中的 CO2 浓度,结果如图 1 所示。实验二:给予不同强度的光照,测定 A、B 两种植物叶片的 CO2 吸收量和 CO2 释放
732、量,结果如图 2 所示。请据图分析回答:(1)在低浓度二氧化碳时,固定 CO2 能力较强的植物是_。(2)实验一从开始经过 10 min,通过光合作用制造的有机物总量:A 植物_(填“大于”、“等于”或“小于”)B 植物。(3)若 A 植物在第 5 min 时,光照突然降低,C5 含量在短时间内将_。(4)2540 min 期间两个密闭小室内 CO2 含量相对稳定,反映出 A、B 两种植物叶片在此时间段内光合作用强度_(填“大于”、“等于”或“小于”)呼吸作用强度。(5)实验二中,若给予的光照强度为 x klx(axb),每日光照 12 小时,一昼夜中 A植物的干重将_,B 植物的干重将_。解
733、析(3)光照突然降低,则光反应为暗反应提供的 ATP 和还原氢瞬间变少,导致三碳化合物的还原受阻,不能继续生成五碳化合物,故五碳化合物的含量将会下降。(4)2540 min,因为密室中二氧化碳浓度降低到一定程度,使得光合速率降低,与呼吸速率恰好相等,光合作用消耗的二氧化碳正好等于呼吸作用释放的二氧化碳量。(5)A 植物呼吸速率为 1,净光合速率为 16,一天呼吸作用进行 24 小时,所消耗的有机物为 24,一昼夜积累的有机物为 060,所以理论上 A 植物能够积累有机物;B 植物呼吸速率为 2,净光合速率为1 到 2,一天呼吸作用进行 24 小时,所消耗的有机物为 48,一昼夜积累有机物为36
734、 到 0,不仅不积累有机物,还要消耗有机物,所以干重降低。答案(1)B(2)小于(3)下降(4)等于(5)增加 减少29.下列甲、乙、丙图分别是基因型为 AaBB 的某生物细胞的染色体组成和分裂过程中物质或结构变化的相关模式图。请据图回答问题:(1)图甲中细胞的名称是_,该图中同时出现 B、b 的原因是_。(2)图甲中细胞处于图乙_段,图甲中,处于图乙 HI 阶段的是_(填数字)。(3)图丙 a、b、c 中表示 DNA 分子的是_,图甲中对应图丙时期的细胞是_,图丙中,完成了图乙中的_段的变化。(4)现有某药物能专一性地抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则使用此药物后,细胞的分裂将停留在图乙中_
735、段。如果用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,请写出简单的设计思路:_。解析(1)由图甲中细胞细胞质不均等分裂,可判断该个体为雌性;细胞中无同源染色体,姐妹染色单体分离后移向细胞两极,且细胞质均等分裂,为第一极体减数第二次分裂后期图像。由于该个体基因型为 AaBB,故 b 应为基因突变产生的。(2)图乙中同源染色体对数在 CD 段加倍,故 AF 段为有丝分裂过程,图甲中细胞处于有丝分裂中期,细胞中有 2 对同源染色体,对应图乙 AB 段。图乙中 HI 段细胞中无同源染色体,与图甲中的对应。(3)图丙中时期没有 b 存在,则 b 为染色单体,时期 c 为 a 的 2 倍,故
736、a 为染色体,c 为 DNA 分子,时期染色体和 DNA分子数目均为正常体细胞的 2 倍,为有丝分裂后期;时期染色体数目和正常体细胞相同,DNA 分子和染色单体数目为正常体细胞的 2 倍,故表示有丝分裂前、中期以及减数第一次分裂,与图甲的对应。图丙中,染色体数目加倍为有丝分裂后期,与图乙中的 BC 段相对应。(4)某药物能抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成,则姐妹染色单体分离后,细胞不再分裂,故停留在图乙的 CD 段。用洋葱根尖作实验材料来探究该药物抑制纺锤体形成的最适浓度,自变量为药物浓度,因变量为细胞中染色体数目的变化,因此实验设计思路是设置不同浓度梯度的药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成装片观察并比较染色体数目的变化。答案(1)(第一)极体 基因突变(2)AB (3)c BC(4)CD 设置不同浓度梯度的药物,分别对洋葱根尖细胞进行处理,然后制成装片观察并比较染色体数目的变化