資源簡介

專題八：植物生命活動調節
強化基礎知識
1．發現生長素的經典實驗
(1)達爾文實驗結論：胚芽鞘尖端受單側光刺激后，就向下面的伸長區傳遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現向光性彎曲。
(2)鮑森·詹森實驗結論：胚芽鞘尖端產生的“影響”可以透過瓊脂片傳遞給下部。
(3)拜爾實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長，是因為尖端產生的影響在其下部分布不均勻。
(4)溫特實驗結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學物質引起的。溫特把這種物質命名為生長素。
2．生長素的本質、運輸及作用
(1)本質：有機物(吲哚乙酸)，由色氨酸經過一系列反應轉變而來。植物體內具有生長素效應的物質除生長素(IAA)外，還有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。
(2)生長素的合成與分布部位
①合成部位：主要的合成部位是芽、幼嫩的葉和發育中的種子。
②分布部位：在植物體各器官中都有分布，但相對集中地分布在生長旺盛的部分。
(3)生長素的運輸
①極性運輸：形態學上端→形態學下端(運輸方式為主動運輸)。
②非極性運輸：在成熟組織中，通過輸導組織進行。
③橫向運輸：從向光側向背光側運輸(單側光引起)；從遠地側向近地側運輸(重力作用引起)。
(4)生長素生理作用的特點——在濃度較低時促進生長，濃度過高時則會抑制生長，甚至殺死植物。
①同一植物不同器官對生長素的敏感程度：根>芽>莖。
②同一植株不同細胞對生長素的敏感程度：幼嫩細胞>衰老細胞。
③生長素作用具有低濃度促進生長、高濃度抑制生長特點的實例：頂端優勢、根的向地性。
④在生長素最適濃度的兩側，會有兩種不同濃度的生長素對植物生長的促進作用相同。
(5)判斷胚芽鞘“長不長、彎不彎”的方法
3．其他植物激素的作用
(1)赤霉素
①合成部位：幼芽、幼根和未成熟的種子。
②主要作用：促進細胞伸長，從而引起植株增高；促進細胞分裂與分化；促進種子萌發、開花和果實發育。
(2)細胞分裂素
①合成部位：主要是根尖。
②主要作用：促進細胞分裂；促進芽的分化、側枝發育、葉綠素合成。
(3)乙烯
①合成部位：植物體各個部位。
②主要作用：促進果實成熟；促進開花；促進葉、花、果實脫落。
(4)脫落酸
①合成部位：根冠、萎蔫的葉片等。
②主要作用：抑制細胞分裂；促進氣孔關閉；促進葉和果實的衰老和脫落；維持種子休眠。
排查易錯易混
單子葉植物，特別是禾本科植物胚芽外的錐形套狀物叫作胚芽鞘，它能保護生長中的胚芽。(√)
溫特的實驗中生長素從胚芽鞘尖端基部進入瓊脂塊的方式是主動運輸(×)
生長素在幼嫩部位只能從形態學上端運輸到形態學下端，而不能反過來運輸，這種只能單方向運輸的方式稱為極性運輸。(√)
失重、單側光不影響生長素的極性運輸，但缺氧會影響生長素的極性運輸(√)
豌豆幼苗切段中乙烯的合成受生長素濃度的影響(√)
生長素只能從形態學上端運輸到形態學下端(×)
植物生長素在胚芽鞘尖端部位的運輸會受光與重力的影響而橫向運輸，但在尖端下面的一段只能是極性運輸。(√)
根的向地性、胚芽鞘的向光性、頂端優勢都體現了生長素具有低濃度促進生長，高濃度抑制生長的作用(×)
單側光照射后，胚芽鞘向光一側的生長素含量多于背光一側，因而引起兩側的生長不均勻，造成向光彎曲。(×)
頂芽產生的生長素可以運到側芽附近從而抑制側芽生長(√)
頂芽產生的生長素逐漸向下運輸，枝條上部的側芽附近生長素濃度較高，由于側芽對生長素濃度比較敏感，因此它的發育受到抑制，植株表現出頂端優勢。(√)
生長素可以調節植物體內某些基因的表達從而影響植物生長(√)
在促進根、莖兩種器官生長時，莖是對生長素更敏感的器官(×)
不同種類的植物對生長素的敏感性不同，同一種植物的不同器官對生長素的敏感性也不同。(√)
在黑暗條件下，細胞分裂素可延緩成熟綠葉中葉綠素的降解，表明細胞分裂素能延緩葉片變黃(√)
植物生命活動的調節只有激素調節(×)
水稻沒有受粉，能通過噴灑一定濃度的生長素類調節劑的方法來提高水稻的產量(×)
缺水使脫落酸含量上升導致氣孔關閉(√)
赤霉素受體表達量增加的大麥種子萌發時，胚乳中淀粉分解速度比野生型更快(√)
在進行科學研究時，有時需要在正式實驗前先做一個預實驗，為進一步實驗摸索條件，減少人力、物力和財力的浪費。(√)
探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度時，通過做預實驗可有效減小實驗誤差(×)
兩種不同濃度的生長素溶液都不具有促進植物細胞生長的作用，其原因一定是其中的一種溶液濃度過高，另一種溶液濃度過低。(×)
用一定濃度的6－BA(細胞分裂素類調節劑)抑制馬鈴薯發芽，以延長儲藏期(×)
小麥、玉米即將成熟時，若遇干熱后再遇大雨的天氣，種子將易在穗上發芽，這是因為赤霉素能夠促進種子萌發的原理(×)
生長素、細胞分裂素和赤霉素對植物的生長發育有促進作用，屬于植物生長的促進劑；脫落酸與乙烯對植物的生長、發育有抑制作用，屬于生長抑制劑。(√)
無論是植物激素還是動物激素，對生長體的影響都不是孤立地起作用的，而是多種激素相互作用，共同調節。(√)
植物具有能夠接受光信號的分子，光敏色素是其中一種，光敏色素是一類蛋白質(色素—蛋白復合體)，分布在植物各個部位，其中在分生組織的細胞內比較豐富。(√)
植物生長發育的調控，是基因表達調控、激素調節和環境因素調節共同完成的。激素作為信息分子，會影響細胞的基因表達，從而起到調節的作用，激素的產生和分布是基因表達調控的結果，也受到環境因素的影響。(√)
關注教材重點習題
1．我國宋代著作《種藝必用》中，記載了一種促進空中壓條生根的方法：“凡嫁接矮果及花，用好黃泥曬干，篩過，以小便浸之。又曬干，篩過，再浸之。又曬又浸，凡十余次。以泥封樹枝……則根生。”請你運用已學過的知識，分析其中的科學道理。(p95)
因為人尿中含有微量的生長素，將黃泥反復浸到尿液中再曬干，黃泥就會吸附一定的生長素。用這樣的黃泥封裹枝條，就能利用其中的生長素促進枝條生根。
2．在自然界存在這樣一種現象：小麥、玉米在即將成熟時，如果經歷持續一段時間的干熱之后又遇大雨，種子就容易在穗上發芽。請嘗試對此現象進行解釋(提示：研究表明，脫落酸在高溫條件下容易降解)。(p99)
脫落酸能促進種子休眠，抑制發芽。持續一段時間的高溫，使種子中的脫落酸降解。沒有了脫落酸，這些種子就不會和其他種子那樣休眠了。然后，大雨天氣又給在穗上的種子提供了萌發所需要的水分，于是種子就會不適時地萌發。
3.將幼小植株在適宜條件下橫放，一段時間以后，莖彎曲向上生長，根彎曲向下生長(如下圖所示)。請你對此現象進行解釋，如果這株植物在太空中的空間站中生長，情況會是怎樣的 （P107）
由于重力作用，生長素在下部的濃度高。對于植株的莖來說，這個濃度的生長素能促進生長，因而下面的生長較快，植株的莖就向上彎曲生長。同樣的生長素濃度，對于植株的根來說，卻會抑制生長，因而，根部下面的生長比上面的慢，根就向下彎曲生長。
如果是在太空中的空間站中生長，植株就不會出現這樣的情況，而是橫向生長。根的向地生長的意義是可以深扎根，利于吸收水分和無機鹽；背地生長的意義是可以將枝條伸向天空，利于吸收陽光進行光合作用。
4．科學家用紅光和紅外光依次照射的方法，對一批萵苣種子進行處理，然后置于暗處。一段時間后，這些萵苣種子的發芽情況如下表所示。(p109)
組別 光照射處理方式 發芽情況
對照組 無光照 不發芽
組1 紅光 發芽
組2 紅光→紅外光 不發芽
組3 紅光→紅外光→紅光 發芽
組4 紅光→紅外光→紅光→紅外光 不發芽
　　(1)由上述實驗結果可以得出什么結論？
紅光促進萵苣種子發芽，紅外光抑制萵苣種子發芽。
(2)萵苣種子對紅光的反應遠比紅外光敏感，如果經過紅光和紅外光處理后，將萵苣種子置于自然光下而不是黑暗條件下，萵苣種子的發芽情況會如何？據此，可以通過怎樣的方法提高萵苣種子的發芽率？
萵苣種子會發芽，因為自然光包含紅光和紅外光，萵苣種子對紅光更敏感，因此在自然光照射下會發芽。據此，可以適當給與萵苣種子自然光照來提高其發芽率。專題二：細胞代謝
強化基礎知識
1．酶
(1)酶的概念：活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。
(2)酶的特性：專一性、高效性、作用條件較溫和。
(3)酶的作用機理：降低化學反應的活化能。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
(4)影響酶活性的主要因素：溫度和pH。如低溫抑制酶的活性，但不破壞酶的空間結構；高溫、過酸、過堿都會破壞酶的空間結構，使其永久性失活。
(5)影響酶促反應速率的因素：pH、溫度、酶的濃度、底物濃度、產物濃度等。
2．ATP(腺苷三磷酸)——直接能源物質
(1)ATP的組成及結構
(2)ATP在生物體內的含量很少，但可以隨時與ADP相互轉化。
(3)ATP是生命活動的直接能源物質。
(4)合成ATP的途徑有呼吸作用、光合作用及化能合成作用。
(5)ATP水解常伴隨吸能反應，由ATP水解提供能量；ATP合成可能在線粒體、葉綠體、細胞質基質中發生，常伴隨放能反應，釋放的能量儲存在ATP中。
(6)ATP與DNA、RNA的聯系
①元素種類相同。
②ATP與DNA、RNA、核苷酸的結構中都有“A”，但在不同物質中“A”的含義不同，如圖所示：
3．真核生物細胞呼吸
(1)判斷細胞呼吸方式的三大依據
(2)影響細胞呼吸的常見因素
①溫度：影響酶活性。
②O2濃度：O2促進有氧呼吸，抑制無氧呼吸。
③含水量：自由水的相對含量會影響細胞代謝速率。
(3)水果、蔬菜保鮮條件：低溫、低氧、有一定濕度。
糧食儲存需要的條件：低溫、低氧、干燥環境。
4．光合作用
(1)光合作用過程中的能量變化：光能→活躍的化學能(儲存在ATP、NADPH中)→穩定的化學能(儲存在有機物中)。
(2)光合作用過程中的物質變化
①光反應(發生在葉綠體類囊體薄膜上)：H2ONADPH＋O2；ADP＋PiATP。
②暗反應(發生在葉綠體基質中)：CO2＋C52C3；2C3(CH2O)＋C5。
(3)光合作用的4個影響因素
①溫度：主要影響暗反應，因為參與暗反應的酶的種類和數量都比參與光反應的多。
②CO2濃度：主要影響暗反應。
③水：缺水主要影響暗反應，因為缺水→氣孔關閉→影響CO2的吸收→影響暗反應。
④光照：主要影響光反應，通過影響ATP和NADPH的產生而影響暗反應。
(4)呼吸作用與光合作用的聯系
①呼吸速率的測定：黑暗條件下，單位時間實驗容器內CO2增加量、O2減少量或有機物減少量。
②凈光合速率的測定：植物在光照條件下，單位時間內CO2吸收量、O2釋放量或有機物積累量。
總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率；光合作用有機物的制造量＝光合作用有機物的積累量＋呼吸作用有機物的消耗量；光合作用固定的CO2量＝從外界吸收的CO2量＋呼吸作用釋放的CO2量。常見呈現形式如圖所示：
a．A點：光照強度為0，只有呼吸作用，細胞表現為對外釋放CO2。
b．AB段(不包括B點)：光合速率<呼吸速率，細胞表現為對外釋放CO2。
c．B點：對應的光照強度稱為光補償點，光合速率＝呼吸速率，細胞表現為既不對外釋放CO2，也不從外界吸收CO2。
d．B點以后：光合速率>呼吸速率，細胞表現為從外界吸收CO2。
e．C點：對應的光照強度稱為光飽和點，光合速率達到相應條件下的最大值。
f．光飽和點以前光合速率的限制因素主要為橫坐標表示的因素；光飽和點以后光合速率的限制因素為除橫坐標以外的因素。
排查易錯易混
1．判斷下列有關酶的本質及特性的敘述
每一種酶只能催化一種或一類化學反應。(√)
所有酶的合成都包括轉錄和翻譯兩個過程(×)
由活細胞產生的酶在生物體外沒有催化活性(×)
同一種酶可存在于分化程度不同的活細胞中。(√)
酶既可以作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物。(√)
酶提供了反應過程所必需的活化能(×)
細胞膜上參與主動運輸的ATP酶是一種跨膜蛋白(√)
利用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶具有專一性，可用碘液檢測反應是否進行(×)
“探究pH對過氧化氫酶的影響”實驗中，分別加入不同pH的緩沖液后再加入底物(√)
探究pH對酶活性的影響時，實驗材料不能選擇淀粉，因為淀粉在酸性條件下易分解(√)
“滴加FeCl3溶液提高過氧化氫的分解速率”和“滴加肝臟研磨液促使過氧化氫的分解”都涉及“降低化學反應活化能”原理。(√)
2．判斷下列有關ATP的結構與作用的敘述
ATP是DNA的基本組成單位之一。(×)
淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成。(×)
ATP是吸能反應和放能反應的紐帶。(√)
無氧條件下，丙酮酸轉變為酒精的過程中伴隨有ATP的合成。(×)
植物細胞中ATP的合成都是在膜上進行的。(×)
1個ATP分子中只含有1個腺嘌呤和3個磷酸基團(×)
在ATP、RNA和質粒中均含有核糖(×)
洋蔥鱗片葉內表皮細胞中產生ATP的場所有葉綠體、線粒體等(×)
ATP水解釋放的能量可用于細胞內的吸能反應(√)
ATP在生物體內含量很多，細胞中需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的(×)
人在饑餓時，細胞中ATP與ADP的含量難以達到動態平衡。(×)
3．判斷下列有關光合作用和細胞呼吸過程及聯系的敘述
細胞內糖的分解代謝過程如下圖，判斷下列敘述：
植物細胞能進行過程①和③或過程①和④。(√)
真核細胞的細胞質基質中能進行過程①和②。(×)
動物細胞內，過程②比過程①釋放的能量多。(√)
乳酸菌細胞內，過程①產生[H]，過程③消耗[H]，所以在無氧呼吸過程中無[H]積累。(√)
真核細胞中過程①產生的[H]可在線粒體基質中與氧結合生成水。(×)
在酵母菌的無氧呼吸過程中發生了圖示過程①和④，被分解的葡萄糖中的能量一部分轉移至ATP，其余的存留在酒精中，因為酒精是不徹底的氧化產物。(×)
葉肉細胞在光照下進行光合作用，而不進行圖示中①②。(×)
下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為甲、乙、丙、丁時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。判斷下列相關敘述：
甲濃度下，細胞呼吸的產物除CO2外，還有乳酸。(×)
甲濃度下最適于貯藏該器官。(×)
乙濃度下，有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖多。(×)
丙濃度下，細胞呼吸產生的ATP最少。(×)
丁濃度下，細胞呼吸的場所是細胞質基質和線粒體，產物中的CO2全部來自線粒體。(√)
丁濃度下，有氧呼吸與無氧呼吸強度相等。(×)
丁濃度后，細胞呼吸強度不隨氧分壓變化而變化。(×)
各種細胞進行有氧呼吸的主要場所都是線粒體。(×)
無氧呼吸不需要O2參與，最終有[H]的積累(×)
人劇烈運動時細胞產生的CO2來自有氧呼吸和無氧呼吸(×)
無氧呼吸只在第一階段合成ATP，其余大部分能量以熱能的形式散失(×)
小鼠吸入18O2，則在其尿液中可以檢測到H218O，呼出的CO2也可能含有18O(√)
若用含有18O的水澆灌番茄，則番茄周圍空氣中含有18O的物質有H218O、18O2、C18O2(√)
光合作用過程中光能轉變為化學能，細胞呼吸過程中化學能轉變為熱能和ATP(×)
ATP和NADPH在葉綠體中隨水的分解而產生， ATP和NADH在線粒體中隨水的生成而產生(×)
暗反應中14C的轉移途徑是14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)(×)
4．判斷下列有關環境變化對光合作用和細胞呼吸的影響的敘述
無氧和零上低溫環境有利于水果的保鮮。(×)
及時排澇，能防止根細胞受酒精毒害。(√)
農作物種子入庫儲藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，儲藏壽命顯著延長(×)
無氧條件下酵母菌能存活但不能大量繁殖(√)
類胡蘿卜素在可見光區吸收的紅光可用于光反應中ATP的合成(×)
夏季晴天，植物出現光合“午休”現象的主要原因是環境中CO2濃度過低(×)
增施有機肥，可為植物提供無機鹽、CO2與能量(×)
生長環境中的CO2濃度由1%降低到0.03%時，植物的光飽和點和光補償點都會升高(×)
綠色植物在生長過程中，光合作用產生的ATP的量遠大于細胞呼吸產生的ATP的量(√)
如果兩種農作物的光補償點相同，則它們在光補償點時實際光合作用速率也相同(×)
夏季連續陰天，大棚中白天適當增加光照，夜晚適當降低溫度，可提高作物產量。(√)
凈光合速率長期為零時會導致幼苗停止生長。(√)
關注教材重點習題
1．給你一份某種酶的結晶，你能設計實驗檢測它是不是蛋白質嗎？想一想，在薩姆納之前，為什么很難鑒定酶的本質？(p80)
用雙縮脲試劑檢測。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質，主要是因為細胞中酶的提取和純化非常困難。
2．下圖表示最適溫度下反應物濃度對酶所催化的化學反應速率的影響。
(1)請解釋A、B、C三點時該化學反應的狀況。(2)如果從A點開始溫度升高10 ℃，曲線會發生什么變化？為什么？請畫出變化后的曲線。(3)如果在B點時向反應混合物中加入少量同樣的酶，曲線會發生什么變化？為什么？請畫出相應的曲線。(p85)
(1)A點：隨著反應物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應物濃度的增加而升高，維持在相對穩定的水平。
(2)如果A點時溫度升高10 ℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變化，溫度高于或低于最適溫度，反應速率都會變慢(圖略)。
(3)該曲線表明，B點的反應物的濃度足夠大，是酶的數量限制了反應速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應速率加快(圖略)。
3．同樣是能源物質，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請概括出ATP具有哪些特點。(p89)
在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學能比較少，一分子ATP轉化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活躍的化學能，而葡萄糖分子中所含的是穩定的化學能。葡萄糖分子中穩定的化學能只有轉化為ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞利用。
4．有氧呼吸過程是否含有無氧呼吸的步驟？結合地球早期大氣中沒有氧氣以及原核細胞中沒有線粒體等事實，想一想，地球早期的單細胞生物是否只能進行無氧呼吸？你體內的骨骼肌細胞仍保留著進行無氧呼吸的能力，這是否可以理解為漫長的生物進化史在你身上留下的印記？(p96)
有氧呼吸第一階段與無氧呼吸第一階段完全相同，都不需要氧氣，都與線粒體無關。聯想到地球的早期以及原核細胞的結構，可以大膽作出這樣的推測：在生物進化史上先出現無氧呼吸，而后才出現有氧呼吸。繼而推測，地球早期的單細胞生物只進行無氧呼吸，體內骨骼肌細胞保留進行無氧呼吸的能力，可以理解為漫長的生物進化史在人類身上留下的印記，同時也可以理解為人體在進行長跑等劇烈運動時，在供氧不足的情況下，骨骼肌細胞保留一定的無氧呼吸來供能，有一定的適應意義。
5．海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現象與光能的捕獲有關嗎？(p101)
有關，不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水對紅、橙光的吸收比對藍、綠光的吸收要多，即到達深水層的光線是短波長的光，因此，吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。
6．松土是許多農作物栽培中經常采取的一項措施，試分析農田松土給農作物的生長、當地的水土保持以及全球氣候變暖等方面可能帶來的影響，并指出如何盡量減少不利影響。(p96)
松土透氣可以使根部細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長，吸收更多的CO2，緩解全球氣候變暖現象；增強根系的水土保持能力；避免根細胞由于無氧呼吸產生酒精對根系造成的傷害。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長繁殖，促使這些微生物對土壤有機物的分解，為植物生長提供更多的CO2，也有可能導致局部大氣CO2濃度上升。松土不當，可能傷害植物根系；要根據不同植物、植物不同的生長階段等，采取不同的松土方法。
7．與傳統的生產方式相比，植物工廠生產蔬菜等食物有哪些優勢？又面臨哪些困難？你對植物工廠的發展前景持什么觀點？(p101)
與傳統生產方式相比，植物工廠生產蔬菜可以精確控制植物的生長周期、生長環境、上市時間等，但同時面臨技術難度大、操控要求高、需要掌握各種不同蔬菜的生理特性等問題。
8．在玻璃瓶底部鋪一層潮濕的土壤，播下一粒種子，將玻璃瓶密封，放在靠近窗戶能照到陽光的地方，室內溫度保持在30 ℃左右。不久，這粒種子萌發長成幼苗。你能預測這株植物幼苗能夠生存多長時間嗎？如果能，請說明理由。如果不能，請說明你還需要哪些關于植物及其環境因素的信息。(p106)
植物的生活需要水、無機鹽、陽光、適宜的溫度、空氣(含有二氧化碳)，從給出的信息可以看出，植物生長的基本條件都是滿足的，因此，只要沒有病蟲害等不利因素，這株植物(幼苗)就能夠生存一段時間。但究竟能夠生存多長時間，涉及的問題很多。潮濕的土壤含有水分，植物根系吸收水分后，大部分可通過蒸騰作用散失到空氣中，由于瓶子是密閉的，散失到空氣中的水分能夠凝結，回歸土壤供植物體循環利用。但是，隨著植株的生長，越來越多的水分通過光合作用成為有機物的組成部分，盡管有機物能夠通過呼吸作用釋放出二氧化碳和水(這些水既可以散失到空氣中回歸土壤，也可以在葉片細胞中直接用于光合作用)，畢竟有機物是不斷積累的，這意味著回歸到土壤的水分會越來越少，有可能成為影響植物生存的限制因素，因此，要預測植物生存的時間，需要知道土壤含水量和植物體內有機物積累速率等信息。土壤中的無機鹽被植物根系吸收以后，絕大部分成為植物體的組成成分(少量可能隨落葉歸還土壤)，因此難以循環利用，但植物對無機鹽的需求量是很少的，土壤中無機鹽到底能滿足植物體生長多長時間的需要與土壤的多少、土壤中各種無機鹽的含量、植株的大小等有關，這些信息是任務提示中沒有給出的，因此不能從這方面作出準確預測。從給出的信息可知，在陽光和溫度方面不存在制約瓶中植物生存的問題。二氧化碳是植物進行光合作用必需的原料之一，瓶中的二氧化碳通過植物的光合作用被植物體利用，轉化為有機物。有機物通過植物的呼吸作用分解成二氧化碳和水，可見二氧化碳在植物體和瓶中空氣之間是可以循環的。但是隨著植株的生長，有機物會不斷積累，這意味著空氣中所含的二氧化碳會逐漸減少，要預測瓶中二氧化碳能維持植物體生存多長時間，還需要知道瓶中二氧化碳總量、植物體光合速率、呼吸速率或有機物積累速率等信息。上述推理大多是建立在植物體不斷生長基礎上的，這是因為玻璃瓶容積小，植物幼苗正處于生長期。此外，瓶中植物生存時間的長短，還與植物的種類有關。如果是壽命很短的某種草本植物，即使瓶中各種條件長久適宜，植物生存的時間也不會長。專題九：生物與環境
強化基礎知識
1．種群的增長規律及其應用
(1)圖示
注：“J”形增長“S”形增長。
(2)K值與K/2值的分析與應用
①K值與K/2值的分析
②K值與K/2值的應用
2．群落的結構及演替
(1)群落的空間結構
①垂直結構：判定關鍵點是“同一地點不同高度”“分層現象”；影響植物垂直結構的主要因素是陽光，影響動物垂直結構的主要因素是食物條件和棲息空間。
②水平結構：判定關鍵點是“通常呈鑲嵌分布”；影響群落水平結構的主要因素有地形的變化、土壤濕度和鹽堿度的差異及光照強度的不同等。
③一個物種在群落中的地位或作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及與其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位。
(2)群落的演替
①概念：隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。演替的類型分為初生演替和次生演替。
②判斷初生演替和次生演替的方法
③人類活動對群落演替的影響：人類活動往往會影響和改變群落演替的速度和方向。
④演替的特點：一般是有機物總量增加，生物種類越來越多，群落的結構越來越復雜。
3．生態系統的組成及結構
(1)生態系統＝生物群落＋非生物環境。地球上最大的生態系統是生物圈。
(2)生態系統的結構
①組成成分：非生物的物質和能量、生產者(自養生物，是生態系統的基石)、消費者(能夠加快生態系統的物質循環)和分解者(物質循環的關鍵環節)。
②營養結構——食物鏈和食物網，是物質循環和能量流動的渠道。食物鏈的第一營養級生物一定是生產者，食物鏈的營養級一般不超過五個。
4．生態系統的能量流動
(1)能量流動的過程
(2)能量的輸入、傳遞和散失
①能量的輸入：通過生產者的光合作用固定太陽能(主要途徑)。
②能量傳遞：通過食物鏈和食物網傳遞。
③能量散失：以熱能形式散失。
④具體過程：太陽能→生物體內有機物中的化學能→熱能(通過呼吸作用散失)。
(3)能量流動的特點：單向流動，逐級遞減。能量傳遞效率為10%～20%。能量傳遞效率＝某一營養級的同化量/上一營養級的同化量×100%。
(4)研究能量流動的意義
①幫助人們將生物在時間、空間上進行合理配置，增大流入某個生態系統的總能量。
②幫助人們科學地規劃和設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。
③幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。
5．生態系統的物質循環(碳循環)
(1)
(2)大氣中的碳主要通過植物的光合作用進入生物群落，其次通過化能合成作用進入生物群落。
(3)生物群落中的碳通過動植物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃燒等方式返回到大氣中。
6．生態系統的信息傳遞
(1)信息的種類：物理信息——聲、光、溫度、磁力等；化學信息——性外激素、生物堿等；行為信息——動物的特殊行為等。
(2)信息傳遞的方向：大多是雙向的，也可以是單向的。
(3)實例：海豚的回聲定位、某些種子需要光刺激才能萌發、一些植物的開花需要長日照、少數植物被害蟲危害時會釋放一種信息素以吸引害蟲的天敵來捕食害蟲。
(4)
7．生態系統的穩定性
(1)兩個方面
①抵抗力穩定性：生態系統抵抗外界干擾并使自身的結構和功能保持原狀的能力。
②恢復力穩定性：生態系統在受到外界干擾因素的破壞后恢復到原狀的能力。
(2)原因：生態系統具有一定的自我調節能力。生態系統自我調節能力的基礎是負反饋調節。
(3)關系：一般來說，生態系統中的組分越少、食物網越簡單，其自我調節能力就越弱，抵抗力穩定性就越低。
8．生物多樣性與環境保護
(1)全球性生態環境問題
全球氣候變化、水資源短缺、臭氧層破壞、土地荒漠化、生物多樣性喪失以及環境污染等。
(2)生物多樣性的價值
直接價值——藥用、科研、美學價值等；間接價值——調節生態系統的功能以及促進生態系統中基因流動和協同進化等方面；潛在價值——目前人類尚不太清楚的價值。
(3)生物多樣性的保護措施：就地保護(如建立自然保護區)、易地保護等。
(4)保護生物多樣性，并不反對對野生動植物資源的合理開發和利用。
排查易錯易混
1．判斷下列有關種群和群落的相關敘述
年齡結構能預測種群數量未來的變化趨勢。(√)
自然增長率主要取決于出生率與死亡率的差值(√)
五點取樣法適合調查灌木類行道樹上蜘蛛的種群密度((×)
標記物脫落會使標記重捕法調查的結果偏大。(√)
從理論上講，第二次被捕捉時動物躲避捕捉的能力增強，所以調查的種群數量比實際數量要小((×)
運用標記重捕法調查時，個體被捕捉的概率應相等，而與標記狀況、年齡和性別無關。(√)
某種群數量呈“S”形曲線增長，達到K值后，其增長速率為0(√)
種群“J”形增長曲線中的增長率和增長速率均恒定不變。(×)
種群數量小于K/2時是防治害蟲的最佳時期(√)
在“S”形增長曲線中，當種群數量超過K/2后，種群增長速率減慢，其對應的年齡結構為衰退型。(×)
用較大網眼的網捕魚，目的是增大魚塘的環境容納量((×)
環境容納量是由環境中的有效資源決定的，會根據環境條件的改變而變化(√)
探究酵母菌種群數量的變化實驗中先將蓋玻片放在計數室上，再在蓋玻片邊緣滴加培養液(√)
探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗，需要設置對照組，且需要進行重復實驗((×)
種群數量的變化就是種群數量的增長和波動。(×)
蚊子與人或動物間為捕食關系((×)
草原生物群落的空間結構包括垂直結構和水平結構(√)
森林群落中植物和動物均具有垂直分層現象，以提高光的利用率。(×)
洪澤湖近岸區和湖心區不完全相同的生物分布，構成群落的水平結構(√)
在長白山地區，針葉樹所占比例隨海拔升高而增大，闊葉樹所占比例隨海拔升高而減小，不是群落的垂直結構的體現(√)
調查土壤中小動物類群的豐富度和土壤中小動物、種群密度均可采用取樣器取樣法(√)
如果兩種鳥的覓食生境一樣，則這兩種鳥的生態位完全一樣。(×)
不同群落中的生物因生態位的不同而達到相對平衡的狀態，和諧共存。(√)
群落演替中的新物種是生物進化的結果((×)
群落演替達到穩定階段時，其物種組成不會發生變化((×)
人為因素或自然因素的干擾可以改變植物群落演替的方向(√)
在演替過程中，群落通常是向結構復雜、穩定性強的方向發展(√)
洪澤湖近岸區和湖心區不完全相同的生物分布，構成群落的水平結構。(√)
某島嶼由海底火山噴發形成，現已成為旅游勝地，島上植被茂盛，風景優美。該島嶼形成后最初進行的群落演替屬于次生演替。(×)
2．判斷下列有關生態系統結構與功能的相關敘述
生態系統的結構包括非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者((×)
凡是細菌、真菌都是分解者((×)
自養生物一定都是生產者；腐生生物一定都是分解者；生產者一定處于第一營養級。(√)
生態系統相對穩定時無能量的輸入和散失((×)
生態系統的食物鏈中營養級越高的生物，其體型必然越大。(×)
白蟻體內的真菌能加速生態系統的物質循環(√)
相鄰兩個營養級的能量傳遞效率不會小于10%，也不會大于20%((×)
“桑基魚塘”實現了能量的多級利用，大大提高了能量的傳遞效率。(×)
生態系統中的能量可被多級循環利用，從而大大提高了能量的利用率。(×)
人工魚塘或有污染物的河水中，能量來自綠色植物光合作用固定的太陽能和人工施加餌料或污染物中的能量(√)
生態金字塔中每個營養級的生物均屬于同一食物鏈((×)
生態金字塔中的營養級均按其所占的數值大小依次排列((×)
利用性引誘劑干擾害蟲正常交尾從而控制害蟲種群密度的方法屬于化學防治((×)
信息傳遞不全為雙向傳遞(√)
生態系統的碳循環指的是CO2在非生物環境和生物群落中的往復循環((×)
與碳循環有關的生理活動有光合作用、化能合成作用和呼吸作用等。(√)
防治稻田害蟲，可提高生產者和消費者之間的能量傳遞效率((×)
一只狼捕食了一只兔子，該狼獲得了兔子能量的10%～20%((×)
當食草動物看到青草明顯減少時，部分個體會另覓取食地，這體現了生態系統的信息傳遞功能。(√)
某相對穩定的生態系統中旅鼠的天敵、植物、旅鼠之間數量的變化是一種正反饋調節。(×)
3．判斷下列有關生態系統的穩定性與環境保護的相關敘述
極端的生態系統如荒漠生態系統、北極苔原生態系統抵抗力穩定性與恢復力穩定性都很低(√)
自我調節能力越強的生態系統，其恢復力穩定性也就越高((×)
提高生態系統的穩定性，一方面要控制對生態系統的干擾程度，另一方面，應實施相應的物質和能量投入，保證生態系統內部結構與功能的穩定(√)
森林生態系統破碎化有利于生物多樣性的形成((×)
盲魚作為進化研究的材料體現了生物多樣性的間接價值((×)
濕地退化對生物多樣性的間接價值影響最大(√)
對麋鹿種群進行圈養復壯、放歸野外的過程屬于就地保護((×)
許多野生生物的使用價值目前還不太清楚，說明生物多樣性具有間接價值((×)
落葉闊葉林、針闊葉混交林和針葉林遭到嚴重破壞時，往往不易在短時間內恢復到原來的狀態，原因是其自我調節能力喪失了((×)
河流輕度污染后的凈化恢復及火災后草原的恢復均屬于恢復力穩定性。(×)
綠色出行，多吃植物性食物、少吃肉類等，都可以縮小生態足跡。(√)
化石燃料的大量燃燒及水泥的生產等是臭氧層被破壞的原因。(×)
遺傳多樣性較低的種群適應環境能力強。(×)
生物多樣性的豐富程度與自然選擇無關。(×)
生物多樣性對維持生態系統的穩定性具有重要作用，體現了其間接價值。(√)
“無廢棄物農業”遵循生態工程的自生原理。(×)
關注教材重點習題
一、種群與群落
1．在群落形成的過程中，如果兩個物種的生態位相似，你認為這兩個物種的發展將是什么結果？(p29)
兩個物種的生態位相似，在空間和資源有限的情況下，它們必然存在種間競爭。種間競爭可能會使二者的生態位發生分化，結果可能為它們仍然共存于同一個群落中；也可能為一方消失，另一方留存下來。
2．請從群落中物種之間的相互關系，以及這種關系是如何形成的等角度，分析群落中存在捕食者的生態意義。(p29)
捕食者往往捕食個體數量多的物種，這樣就會避免出現一種或少數幾種生物在生態系統中占絕對優勢的局面，為其他物種的生存騰出空間。因此，捕食者有利于保持群落內物種的豐富度，并使多個生物種群的數量維持在一定范圍內。同時，捕食者吃掉的大多是被捕食者中老年、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進被捕食者種群發展的作用；捕食者與被捕食者還表現出協同進化。
3．結合你們在學習“群落的結構”時對群落中生物生態位的分析，說一說不同物種之間是如何彼此協調、共同生活在一起的。(p35)
群落中的不同生物通過復雜的種間關系建立聯系，并分別占據了不同的生態位，從而相互依存、相互制約形成群落這一有機整體。例如，森林中的植物為動物提供食物和庇護，一些植物則依賴動物傳播花粉和種子；植食性動物可減少占優勢的植物的數量；肉食性動物通過捕食植食性動物，避免過多植物被采食等等。
4．農田中的生物形成人工生物群落。為什么說它是群落？它與森林、草原等自然生物群落有哪些不同？如果沒有人工干預，農田生物群落能長期保持農田的特征嗎？(p37)
農田中生活著多個生物種群，它們不是孤立的，而是直接或間接地聯系著，共同構成了有序的整體，即農田生物群落。農田生物群落屬于人工生物群落，與自然群落相比，人工生物群落的物種豐富度較低，群落結構簡單，易受外界影響，需要人工干預才能維持群落的物種組成和結構。如果沒有人工干預，農田生物群落不能長期保持農田的特征。
5．(1)砍伐成樹有助于林下植物的生長，主要是影響了哪一類種間關系？干擾后林下的陽生植物為什么會增多？(p46)
種間競爭。人工干擾后，林下陽生植物能夠獲得更多的光照、水肥，有利于其生長繁殖。
(2)一定程度的人工干擾可能會增加防護林群落的物種豐富度，這給我們什么啟示？
適度砍伐成樹，既可以增加防護林物種的豐富度而提高其穩定性，又可以獲得一定的經濟效益。
(3)為什么重度人工干擾的防護林比自然林更容易遭受外來物種入侵？這給我們什么啟示？
重度人工干擾，導致防護林物種豐富度降低，群落結構簡單，抵抗外界干擾的能力弱，就更容易遭受外來物種入侵。這給我們的啟示是我們要尊重自然規律，保護好綠水青山，走可持續發展之路。
二、生態系統與環境保護
1．每個生物體的生存都離不開物質和能量。這些生物是怎樣獲得物質和能量的？不同種類的生物獲取物質和能量的途徑一樣嗎？(p50)
綠色植物通過光合作用將無機物轉化為有機物，將太陽能轉化為化學能。動物通過攝取其他生物獲得物質和能量。細菌、真菌等通過分解動植物遺體和動物的排遺物獲得物質和能量。不同種類的生物獲取物質和能量的途徑是不盡相同的。
2．生物量金字塔在什么情況下，可能是上寬下窄倒置的金字塔形呢？(p58)
一般情況下，生物量金字塔是上窄下寬的金字塔形，但是有時候會出現倒置的金字塔形。例如，在海洋生態系統中，由于生產者(浮游植物)的個體小，壽命短，又會不斷地被浮游動物吃掉，所以某一時刻調查到的浮游植物的生物量可能低于浮游動物的生物量。當然，總的來看，一年中浮游植物的總的生物量還是比浮游動物的要多。
3．生態系統中信息傳遞與物質循環和能量流動存在哪些差異？(p69)
差異主要有以下方面：
(1)物質循環和能量流動借助于食物鏈進行；信息傳遞不依賴于食物鏈，可在同一個物種內傳遞，也可在不同物種間傳遞，還可以在非生物環境與生物體之間傳遞。
(2)能量流動的特點是單向流動，物質是可循環利用的，但信息傳遞往往是雙向的，且不能循環利用。
4．機場附近的鳥類嚴重危害飛行安全，因此有必要進行人工驅鳥。請將以下人工驅鳥的措施按原理進行歸類。①播放鳥類天敵的鳴叫聲，②放置無公害的驅鳥劑，③燃放爆竹，④使用激光，⑤架設煤氣炮(模擬獵槍的響聲和火光)，⑥布設鳥類害怕的圖案，⑦聲光威嚇(將爆竹、獵槍聲、激光、驅鳥火焰等方法結合)，⑧遙控航模模擬天敵。上述方法利用物理信息、化學信息以及行為信息的分別有哪些？(p72)
上述方法利用物理信息的有：①③④⑤⑥⑦；利用化學信息的有：②；利用行為信息的有：⑧。
5．有科學家指出：“沒有物質，什么都不存在；沒有能量，什么都不會發生；沒有信息，任何事物都沒有意義。”在生態系統中，物質、能量和信息是這樣起作用的嗎？在細胞、個體、種群、群落等層次，它們所起的作用也是這樣的嗎？試舉例談談對這句話的理解。(p80)
生命有物質性，即生命體都是物質實體，因此物質是生命的基礎。在生態系統中，生物體都是由物質組成的，其生命活動所需要的物質都來自環境，沒有物質，什么都不存在。生命活動會消耗能量，能量驅動生命活動的有序進行，因此能量流動是生態系統的動力，沒有能量，生命活動都不能正常進行，因此可以說什么都不會發生。信息調節保證了生命活動的有序進行，沒有信息，生命系統難以維系和運轉。例如，如果沒有視覺、聽覺或嗅覺等方面的信息，捕食者就無法捕獲獵物，獵物即使近在咫尺也毫無意義。從這個角度看，沒有信息，任何事物都沒有意義了。
在細胞、個體、種群、群落、生態系統等各個層次，物質、能量、信息都發揮著作用，盡管有細微差別，但大體上是一致的，不論在哪個層次，生命都是物質、能量、信息的統一體。
6．栽培作物野生種的基因庫對育種工作者來說，有哪些利用價值？為什么說任何一個滅絕的物種都會帶走它獨特的基因，是令我們永遠遺憾的呢？(p91)
首先，栽培作物野生種的基因庫對育種工作者來說是很有價值的研究資源，可用于進行相關的基礎研究；其次，可以利用基因工程等現代生物技術，將野生種中人類所需要的某些優良基因(如抗旱基因、抗病基因等)導入相應的栽培品種并使之表達，從而獲得具有這些優良性狀的栽培品種。每個物種都有其獨特的基因，是經歷了漫長的生物進化留存下來的，具有重要的價值，任何一個物種的滅絕，都意味著一個基因庫的消失，是生物多樣性的巨大損失。
7．在有些地方，某些人喜歡通過“放生”來表示自己有愛心，他們從市場上買來動物，放歸自然環境。放生的動物中，有些不是本地物種。你如何看待這樣的做法？(p96)
(1)有些放生的動物可能會破壞當地的生態環境，甚至成為入侵物種；(2)放生的動物不適合當地環境，或者放生的方式不當，都會導致放生的動物死亡；(3)將購買的動物放生，只是形式上的彰顯愛心，并不能從根本上起到保護動物的作用，還可能助長對該動物的獵捕。專題六：變異、育種、進化
強化基礎知識
1．基因突變對氨基酸序列的影響
(1)替換：除非終止密碼子提前或延后出現，否則只改變1個氨基酸或不改變。
(2)增添：插入位置前的氨基酸序列不改變，影響插入位置后的氨基酸序列。
(3)缺失：缺失位置前的氨基酸序列不改變，影響缺失位置后的氨基酸序列。
2．細胞癌變
(1)原因：致癌因子(物理因素、化學因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因發生突變。
①原癌基因：主要負責調節細胞周期，是細胞正常的生長和增殖所必需的。
②抑癌基因：表達的蛋白質能抑制細胞的生長和增殖，或者促進細胞凋亡。
(2)特征：能夠無限增殖；形態結構發生顯著變化；細胞膜上的糖蛋白等物質減少，癌細胞間的黏著性顯著降低，容易在體內分散和轉移。
3．“三看法”判斷可遺傳變異的類型
(1)“一看”基因組成：看染色體上的基因組成是否發生改變，若發生改變，則為基因突變。
(2)“二看”基因位置：若基因的種類和數目未變，但染色體上的基因位置改變，則為染色體結構變異中的“易位”或“倒位”或基因重組中的“互換”。
(3)“三看”基因數目：若基因的數目改變，但基因的種類和位置未變，則為染色體數目變異；若基因數目和位置改變，但基因的種類不變，則為染色體結構變異中的“重復”或“缺失”。
4．染色體組數的判定方法
(1)染色體組的概念：在大多數生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。
(2)判定染色體組數的三種方法：一看細胞內形態相同的染色體數，有幾條，就含幾個染色體組；二看生物體的基因型，控制同一性狀的基因出現幾次，就有幾個染色體組；三根據染色體數和染色體形態數來推算，染色體組數＝染色體數/染色體形態數。
5．“兩看法”界定二倍體、多倍體、單倍體
有絲分裂過程中染色體只復制、未分離，造成某生物個體的細胞內染色體組數加倍，加倍后，染色體組有幾個，該生物就叫幾倍體。
6．據圖弄清“5”種生物育種
(1)“親本新品種”為雜交育種。
(2)“親本新品種”為單倍體育種。
(3)“種子或幼苗新品種”為誘變育種。
(4)“種子或幼苗新品種”為多倍體育種。
(5)“植物細胞新細胞愈傷組織胚狀體人工種子―→新品種”為基因工程育種。
7．生物進化
(1)弄清生物進化脈絡
(2)生物進化與生物多樣性的關系
①協同進化是指不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
②生物多樣性的形成是協同進化的結果。生物多樣性的形成經歷了漫長的進化歷程。
排查易錯易混
1．判斷下列有關三種可遺傳的變異的相關敘述
由于基因突變的不定向性和低頻性，基因突變產生的有利個體往往不多。(√)
基因突變不一定導致性狀的改變；導致性狀改變的基因突變不一定能遺傳給子代。(√)
基因突變會產生新的基因，新的基因是原有基因的等位基因；基因重組不產生新的基因，但會形成新的基因型。(√)
體細胞中發生的基因突變一定不能傳遞給后代(×)
自然條件下，細菌等原核生物、病毒和真核生物共有的可遺傳變異為基因突變(√)
DNA分子中缺失一個基因為基因突變(×)
基因突變可以發生在生物個體發育的任何時期，體現了基因突變的不定向性(×)
觀察細胞有絲分裂中期染色體形態可判斷基因突變發生的位置(×)
基因編碼序列缺失一個堿基對，可能出現翻譯提前終止或從缺失部位以后翻譯的氨基酸序列發生變化的情況(√)
癌細胞能無限增殖，且與正常細胞相比，癌細胞代謝更旺盛，因此癌細胞中DNA聚合酶和RNA聚合酶活性更高(√)
原癌基因和抑癌基因不存在于正常的細胞中(×)
肺部細胞中原癌基因執行生理功能時，細胞生長和分裂失控(×)
基因突變和基因重組廣泛發生于所有生物中。(×)
基因重組多指不同基因型的雌雄配子之間隨機結合過程中發生的基因重新組合過程(×)
在肺炎鏈球菌轉化實驗中，R型與加熱殺死的S型菌混合產生了S型，其生理基礎是發生了基因重組。(√)
基因重組是生物變異的主要來源；基因突變是生物變異的根本來源。(√)
單倍體個體都一定沒有等位基因和同源染色體(×)
兩條染色體相互交換片段引起的變異都屬于染色體結構的變異(×)
染色體結構變異不僅可改變基因數目與排列次序，還會改變基因結構。(×)
染色體組數目是二倍體、多倍體、單倍體的主要劃分依據。(×)
含有奇數染色體組的個體一定是單倍體(×)
染色體結構變異中的易位或倒位不改變基因數量，對個體性狀不產生影響(×)
生物的精子或卵細胞一定都是單倍體(×)
基因型為AAaa的四倍體產生的配子類型及比例為AA∶Aa∶aa＝1∶4∶1(√)
人工誘導染色體加倍的過程沒有完整的細胞周期(√)
低溫可抑制染色體著絲粒分裂，使子染色體不能分別移向細胞兩極(×)
2．判斷下列有關生物變異在育種上應用的相關敘述
秋水仙素處理幼苗，成功使染色體數目加倍后，一定會得到純合子。(×)
無子西瓜與無子番茄的發育都離不開生長素的作用(√)
無子西瓜與無子番茄培育的基本原理不同，無子西瓜的培育原理是染色體變異，無子番茄的培育原理是用生長素類植物生長調節劑促進子房的發育(√)
單倍體育種過程包括花藥離體培養和低溫或秋水仙素處理萌發的種子兩大階段(×)
單倍體育種中，通過花藥離體培養所得的植株均為純合的二倍體(×)
用二倍體西瓜給四倍體西瓜授粉，則四倍體植株上會結出三倍體無子西瓜(×)
誘變育種需要處理大量生物材料，其原因是基因突變具有不定向性、低頻性(√)
抗病植株連續自交若干代，純合抗病植株的比例逐代降低(×)
無子番茄的無子性狀不可遺傳，但無子西瓜的無子性狀可以遺傳(√)
3．判斷下列有關生物進化的相關敘述
達爾文自然選擇學說不僅能解釋生物進化的原因，也能很好地解釋生物界的適應性與多樣性，但不能解釋遺傳與變異的本質，且對進化的解釋僅限于個體水平。(√)
生物進化的基本單位是種群，但是自然選擇通過作用于個體而影響種群的基因頻率。自然選擇直接作用于表型而非基因型。(√)
盲魚眼睛的退化是黑暗誘導基因突變的結果(×)
生物抗藥性的產生是基因突變的結果，種群的抗藥性增強是自然選擇的結果(√)
長期使用農藥后，害蟲會產生很強的抗藥性，這種抗藥性的產生是因為農藥誘導害蟲產生了抗藥性突變。(×)
基因型頻率的改變標志著種群的進化(×)
一個符合遺傳平衡的群體，無論是自交還是相互交配，其基因頻率及基因型頻率都不再發生改變。(×)
在自然條件下，某隨機交配種群中基因頻率的變化只與環境的選擇作用有關(×)
種群基因頻率改變的偶然性隨種群數量下降而升高(√)
在環境條件保持穩定的前提下，種群的基因頻率也會發生變化(√)
生殖隔離一定導致形成新物種，不同物種一定存在生殖隔離；新物種產生一定存在進化，進化一定意味著新物種的產生。(×)
根據生態學家斯坦利的“收割理論”，食性廣的捕食者的存在有利于增加物種多樣性，在這個過程中，捕食者使物種多樣性增加的方式是捕食者往往捕食個體數量多的物種，為其他物種的生存提供機會(√)
生物多樣性的形成是協同進化的結果(√)
如果沒有突變，生物不可能發生進化(√)
物種之間的協同進化都是通過種間競爭實現的(×)
物種的形成可以不經過隔離(×)
騾以及二倍體加倍形成的四倍體生物都是新的物種(×)
新物種的形成都必須先經過地理隔離然后才能形成生殖隔離(×)
關注教材重點習題
1．鐮狀細胞貧血主要流行于非洲的瘧疾高發地區。具有一個鐮狀細胞貧血突變基因的個體(即雜合子)在氧含量正常的情況下，并不表現出鐮狀細胞貧血的癥狀，因為該個體能同時合成正常和異常的血紅蛋白，并對瘧疾具有較強的抵抗力。這些地區具有鐮狀細胞貧血突變基因的人占總人口的比例較其他地區的高，為什么？從中你能得到什么啟示？(p85)
雜合子能同時合成正常和異常的血紅蛋白，相比只能合成正常血紅蛋白的純合子，雜合子對瘧疾具有較強的抵抗力，在瘧疾高發地區，他們生存的機會更多，從而能將自己的基因傳遞下去。因此，這些地區具有鐮狀細胞貧血突變基因的人占總人口的比例更高。基因突變的結果對于個體而言是有利還是有害，是和環境息息相關的，在某種環境中是有害的，在另一種環境中可能變得有利，這也是基因突變能為自然選擇提供原材料，而促進生物進化的積極意義。
2．在二倍體的高等植物中，偶然會長出一些植株弱小的單倍體，這些單倍體一般不能通過有性生殖繁殖后代。這些單倍體是如何形成的，為什么不能繁殖后代？所有的單倍體都不育嗎？(p91)
可能的原因是：二倍體植株經減數分裂形成配子后，一些配子可以在離體條件下發育成單倍體植株。這些單倍體植株一般不能通過有性生殖繁殖后代，是因為它們的體細胞中只含有1個染色體組，減數分裂時沒有同源染色體的聯會，就會造成染色體分別移向細胞兩極的紊亂，不能形成正常的配子，因此，就不能繁殖后代。并不是所有的單倍體都不育，例如蜜蜂的雄蜂；四倍體植株的單倍體體細胞含有2個染色體組，理論上也是可育的。
3．人們平常食用的西瓜是二倍體。在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進行雜交，得到的種子細胞中含有三個染色體組。把這些種子種下去，就會長出三倍體植株。現有普通小麥(AABBDD)和黑麥(RR)(字母表示染色體)，請利用上述原理培育出優良的八倍體小黑麥(AABBDDRR)品種，寫出培育過程的有關遺傳圖解。(p91)
4．野生型鏈孢霉能在基本培養基上生長，而用X射線照射后的鏈孢霉卻不能在基本培養基上生長。在基本培養基中添加某種維生素后，經過X射線照射后的鏈孢霉又能生長了。如何解釋這一現象？該實驗體現了基因與生物的生存有什么關系？(p98)
野生型鏈孢霉能在基本培養基上生長，用X射線照射后的鏈孢霉不能在基本培養基上生長，說明X射線照射后的鏈孢霉產生了基因突變，有可能不能合成某種物質，所以不能在基本培養基上生長。在基本培養基中添加某種維生素后，X射線照射后的鏈孢霉又能生長，說明經X射線照射后的鏈孢霉不能合成該種維生素。
基因通過控制有關物質的合成來控制生物體的性狀，基因發生突變，失去了原有的功能，則生物的相應性狀改變，甚至影響生物的生存。
5．人類對瀕危動植物進行保護，會不會干擾自然界正常的自然選擇？為什么？(p109)
在自然界，物種絕滅的速率本來是很緩慢的，人類活動大大加快了物種絕滅的速率。現在許多瀕危物種之所以瀕危，在很大程度上是人為因素造成的。因此，人類對瀕危物種的保護，是在彌補自己對自然界的過失，不能說是干擾了自然界正常的自然選擇。從另一個角度看，自然選擇所淘汰的物種并不是毫無價值，因此，不能完全從自然選擇的角度來判斷現有物種的存留意義。
6．褐花杓蘭和西藏杓蘭主要分布于我國西南地區，且分布區域有一定交叉。典型的褐花杓蘭，花是深紫色的；典型的西藏杓蘭，花是紫紅色的。研究人員通過實驗發現，這兩種植物能夠雜交并產生可育后代。有研究人員建議將上述兩種杓蘭合并為一種，請問理由可能是什么？(p126)
這兩種杓蘭在自然狀態下能夠雜交并產生可育后代，說明二者之間還未形成生殖隔離，因此看作是一種也是可以的。專題七：人和高等動物穩態與調節
強化基礎知識
1．內環境及其穩態
(1)體液和內環境的關系
(2)內環境的成分：水、無機鹽、營養成分(如葡萄糖)、代謝廢物(尿酸、尿素等)、氣體(O2、CO2)、其他物質(激素、抗體、細胞因子、血漿蛋白等)。
(3)內環境與外界環境及細胞內液的關系(如圖所示)
(4)組織液、血漿、淋巴液在成分上的最主要差別在于血漿中含有較多的蛋白質，而組織液、淋巴液中蛋白質含量很少。
(5)滲透壓、酸堿度和溫度是細胞外液理化性質的三個主要方面。
①溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目。
②血漿滲透壓的大小主要與無機鹽、蛋白質的含量有關；在組成細胞外液的各種無機鹽離子中，含量上占有明顯優勢的是Na＋和Cl－，細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na＋和Cl－。
③在37 ℃時，人的血漿滲透壓約為770 kPa。
(6)內環境的穩態：指內環境的各組成成分、理化性質都處于相對穩定的狀態，是機體進行正常生命活動的必要條件。
(7)內環境異常舉例：引起組織水腫的原因分析。
(8)穩態的調節方式：目前普遍認為，神經—體液—免疫調節網絡是機體維持穩態的主要調節機制。
2．自主神經系統：交感神經和副交感神經共同調節同一器官，且作用一般相反。
3．神經調節的基本方式——反射
(1)條件反射和非條件反射的判斷
條件反射的消退是一個新的學習過程，需要大腦皮層的參與。
(2)完成反射的結構基礎——反射弧。反射弧通常由感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器組成，其中，感受器是感覺神經末梢和與之相連的各種特化結構組成的，效應器是指傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等。
(3)完成反射的兩個條件：①有完整的反射弧；②有適宜的刺激。
(4)反射弧中傳入神經和傳出神經的判斷
①根據是否有神經節：有神經節的為傳入神經。
②根據脊髓灰質內突觸結構判斷。
③根據脊髓灰質結構判斷：與前角(膨大部分)相連的為傳出神經，與后角(狹窄部分)相連的為傳入神經。
④切斷實驗法：若切斷某一神經，刺激外周段(遠離中樞的位置)，效應器無反應(肌肉不收縮)，而刺激向中段(近中樞的位置)，效應器有反應(肌肉收縮)，則切斷的為傳入神經；反之，則為傳出神經。
4．興奮的產生、傳導和傳遞
(1)興奮在神經纖維上的傳導
①興奮的產生機制：Na＋內流→膜電位由“外正內負”變為“外負內正”→靜息電位變為動作電位→興奮產生。
②興奮在離體神經纖維上的傳導方向：雙向傳導。膜外：與局部電流方向相反；膜內：與局部電流方向相同。簡記為“內同外反”。
(2)興奮在神經元之間的傳遞
①突觸：突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。
②信號變化：電信號→化學信號→電信號。
③興奮的傳遞方向：突觸前神經元→突觸后神經元，單向傳遞，其原因是神經遞質只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜。
④效應：神經遞質作用后使下一神經元興奮或抑制。
(3)探究神經傳導和傳遞方向的實驗設計思路：切斷某一神經，用針刺激不同部位，用微電流計檢測膜電位的變化并觀察肌肉的反應。
(4)電流計指針偏轉問題分析(兩電極均連接在神經纖維膜外)
(5)大腦的高級功能——語言中樞
S區——若發生障礙，則不能講話；H區——若發生障礙，則不能聽懂話；W區——若發生障礙，則不能寫字；V區——若發生障礙，則不能看懂文字。
5．激素調節
(1)幾種常考的激素
③甲狀腺：甲狀腺激素幾乎全身細胞
(2)激素調節的四個特點：通過體液進行運輸；作用于靶器官、靶細胞；作為信使傳遞信息；微量和高效。
6．體溫調節
(1)體溫調節中樞在下丘腦；體溫感覺中樞在大腦皮層；溫度感受器分布在皮膚、黏膜和內臟器官中。
(2)人體產熱的主要組織或器官分別是骨骼肌和肝臟，安靜時主要通過肝、腦等器官活動提供熱量，運動時以骨骼肌產熱為主；人體散熱的主要器官是皮膚。
(3)相關激素：甲狀腺激素和腎上腺素，都有提高細胞代謝強度的作用。
(4)甲狀腺激素分泌的分級調節和負反饋調節
7．水鹽平衡調節
(1)水鹽平衡調節中樞在下丘腦，渴覺產生的中樞在大腦皮層。
(2)參與水鹽平衡調節的激素主要是抗利尿激素，其由下丘腦神經分泌細胞分泌，并由垂體釋放，可促進腎小管和集合管對水的重吸收。
(3)當大量丟失水分使細胞外液量減少以及血鈉含量降低時，腎上腺皮質增加分泌醛固酮，促進腎小管和集合管對Na＋的重吸收，維持血鈉含量的平衡。相反，當血鈉含量升高時，則醛固酮的分泌量減少，其結果也是維持血鈉含量的平衡。
8．血糖調節
(1)胰島素：唯一降血糖的激素。
(2)胰高血糖素：升高血糖，與胰島素在調節血糖方面表現為拮抗作用，與腎上腺素在調節血糖方面表現為協同作用。
(3)血糖調節中樞在下丘腦。
9．免疫調節
(1)免疫系統的第一道防線(皮膚、黏膜)和第二道防線(體液中的殺菌物質和吞噬細胞)屬于非特異性免疫；第三道防線(包括體液免疫和細胞免疫)屬于特異性免疫。
(2)免疫系統的功能：免疫防御、免疫自穩、免疫監視。
(3)體液免疫和細胞免疫的判斷方法
①“三看法”辨別體液免疫與細胞免疫
②依據圖像識別體液免疫和細胞免疫
在涉及免疫過程概念模型的題目中，對特異性免疫類型的判斷，一般采用倒推的方法，即先從圖中呈“Y”形的抗體出發，分泌抗體的細胞為漿細胞(漿細胞含有較多的內質網和高爾基體)，可判斷為體液免疫。如看到兩個細胞接觸后導致一個細胞裂解死亡，則為細胞免疫。吞噬細胞既參與體液免疫又參與細胞免疫。
(4)快速確定三種免疫功能異常類型
(5)二次免疫的特點
①二次免疫與初次免疫相比：產生抗體又快又多，從而使患病程度大大降低。
②二次免疫的基礎：在初次免疫過程中產生的記憶細胞，當再次接受相同的抗原刺激時，記憶細胞會迅速地增殖、分化成漿細胞，從而更快更多地產生抗體。
排查易錯易混
1．判斷下列有關內環境及其穩態的維持的相關敘述
內環境中含有多種成分，激素、抗體、細胞因子、血漿蛋白、葡萄糖、尿素等都是內環境的成分。(√)
心肌細胞的直接內環境為血漿，所以可以從血漿中獲取營養物質(×)
機體組織水腫時血漿和組織液中的水分仍可相互交換(√)
淋巴液和血漿中都有淋巴細胞(√)
神經遞質與突觸后膜受體的結合，各種激素與激素受體的結合，抗體與抗原的作用都發生在內環境中。(×)
手和腳有時會磨出“血泡”，其主要成分是組織液，還有血細胞(√)
神經遞質、血紅蛋白、抗體都是內環境的成分(×)
細胞外液滲透壓主要來源于Na＋和Cl－(2021·河北，17)(√)
細胞內液不參與細胞外液滲透壓的調節(2021·河北，17)(×)
穩態就是指內環境的各種理化性質處于相對穩定的狀態(×)
攝入過多過咸的食物后，會引起細胞內液的量增加(×)
人體劇烈運動時，無氧呼吸所產生的乳酸使血漿pH明顯降低(×)
在寒冷環境中，人的產熱量大于散熱量，以防止在寒冷環境中體溫降低(×)
人體熱量的來源主要是細胞中有機物的氧化放能，尤以骨骼肌和肝臟產熱為多。(√)
運動時，丙酮酸轉化成乳酸的過程發生在組織液中(×)
人體內環境的穩態是在神經調節、體液調節與免疫調節下由各器官、系統協調作用下實現的。(√)
2．判斷下列有關神經調節與體液調節的相關敘述
自主神經系統是脊神經的一部分，包括交感神經和副交感神經(×)
當人體處于興奮狀態時，交感神經活動占據優勢，心跳加快，支氣管擴張，但胃腸的蠕動和消化腺的分泌活動減弱。(√)
反射是神經調節的基本方式，反射的結構基礎是反射弧，反射弧是由五個基本環節構成的。(√)
條件反射的消退就是條件反射的喪失過程，不需要大腦皮層的參與。(×)
一個由傳入與傳出兩種神經元組成的反射弧中只含有一個突觸結構。(×)
刺激傳出神經也可以引起效應器發生反應，這種反應也能稱為反射(×)
神經元接受刺激產生興奮或抑制的生理基礎是Na＋的內流或陰離子(Cl－)的內流。(√)
在人體內發生某種反射的時候，傳入神經和傳出神經上興奮傳導都是雙向的(×)
內環境K＋濃度升高，可引起神經細胞靜息狀態下膜電位差增大(2021·河北，11)(×)
興奮經過膝跳反射神經中樞的時間比經過縮手反射神經中樞的時間短(2021·山東，7)(√)
主動運輸維持著細胞內外離子濃度差，這是神經細胞形成靜息電位的基礎(2021·河北，11)(√)
與神經遞質結合的受體可以存在于突觸后神經元的細胞膜上，也可以存在于肌肉、腺體細胞的細胞膜上(√)
乙酰膽堿與突觸后膜受體結合，引起突觸后膜電位變化(2021·全國乙，4)(√)
下丘腦能感受細胞外液滲透壓的變化(2021·全國甲，4)(√)
學習和記憶是人腦特有的高級功能(×)
大腦皮層言語區的H區神經細胞受損傷，患者不能聽懂話(2021·河北，11)(√)
抑郁通常是短期的，當抑郁持續下去而得不到緩解時，就可能形成抑郁癥。(√)
(12)信號分子發揮作用后能被回收的有神經遞質、激素(×)
所有的活細胞都能產生酶，但只有內分泌腺的細胞會合成激素。(×)
細胞產生的激素、細胞因子以及神經遞質等都屬于信號分子，在細胞間起到傳遞信息的作用。(√)
雄激素、雌激素、孕激素等固醇類激素和甲狀腺激素、腎上腺素等氨基酸衍生物類激素都可以口服，也可以注射(√)
激素間的作用包括協同與相抗衡作用，促甲狀腺激素與促甲狀腺激素釋放激素、甲狀腺激素間的關系屬于協同關系；胰島素與胰高血糖素間具有相抗衡作用。(×)
在飲水不足、體內失水過多或吃的食物過咸的情況下，人體血液中的抗利尿激素的含量會增加。(√)
血液中胰島素增加可促進胰島B細胞分泌胰高血糖素(×)
血糖調節中，血糖濃度變化可以刺激相關細胞或下丘腦中的相關部位，所以葡萄糖也可以是信號分子(√)
人體饑餓時，血液流經肝臟后，血糖的含量會升高；血液流經胰島后，血糖的含量會減少。(√)
胰島素激活胰島素受體后，葡萄糖通過胰島素受體進入細胞內(2020·江蘇，12)(×)
血糖水平正常時，胰島不分泌胰島素和胰高血糖素(2021·浙江1月選考，17)(×)
激素的受體與細胞膜上運輸物質的載體一樣，也位于細胞膜上(×)
激素一經靶細胞接受并起作用后就失活了，因此，體內需要源源不斷地產生激素，以維持激素含量的動態平衡。(√)
在一個系統中，系統本身工作的效果，反過來又作為信息調節該系統的工作，這種調節方式叫做反饋調節。(√)
胰島素發揮作用的過程中體現了負反饋調節機制(√)
驗證“胰島素可通過作用于大鼠下丘腦神經元抑制胰高血糖素的分泌”的實驗思路為“在其下丘腦神經元周圍施加適量的胰島素溶液，測定并比較施加試劑前后血液中胰高血糖素的濃度”(×)
運動員注射性激素會導致性器官萎縮，甚至失去生殖能力(√)
下丘腦合成的抗利尿激素只作用于腎小管和集合管(√)
下丘腦是內分泌腺調節的樞紐，也是血糖調節、體溫調節以及水鹽平衡調節的中樞。(√)
內分泌腺分泌的激素也可以影響神經系統的發育和功能。(√)
3．判斷下列有關免疫調節的相關敘述
免疫活性物質是由免疫細胞產生的發揮免疫作用的物質。(×)
免疫細胞是執行免疫功能的細胞，它們來自骨髓的造血干細胞，包括各種類型的白細胞，如淋巴細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞等。(√)
B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞都能攝取和加工處理抗原，并且可以將抗原信息暴露在細胞表面，以便呈遞給其他免疫細胞，因此，這些細胞統稱為抗原呈遞細胞(APC)。(√)
漿細胞產生和分泌大量抗體，抗體可以隨體液在全身循環并與這種病原體結合。抗體與病原體的結合可以抑制病原體的增殖或對人體細胞的黏附。(√)
記憶細胞可以在抗原消失后很長時間內保持對這種抗原的記憶，當再接觸這種抗原時，記憶細胞可分泌大量抗體。(×)
大多數抗原是蛋白質，它既可以游離，也可以存在于細菌、病毒等病原生物以及細胞上，能刺激機體產生免疫反應。(√)
和細胞毒性T細胞、巨噬細胞一樣，B細胞既可以參與體液免疫，也可以參與細胞免疫(×)
能特異性識別抗原的細胞有輔助性T細胞、細胞毒性T細胞、B細胞、巨噬細胞、記憶細胞。(×)
接種破傷風疫苗比注射抗破傷風血清可獲得更長時間的免疫力(2020·浙江7月選考，5)(√)
唾液、淚液中的溶菌酶屬于第一道防線，體液中的溶菌酶屬于第二道防線(√)
免疫排斥與T細胞有關，免疫抑制劑主要作用于T細胞(√)
細胞毒性T細胞將靶細胞裂解死亡屬于細胞凋亡(√)
病原體表面若不存在蛋白質分子，就不會使人體產生抗體(2020·全國Ⅲ，4)(×)
多次注射新冠病毒疫苗可增強人體對新型冠狀病毒的特異性免疫反應(2021·浙江1月選考，20)(√)
病毒侵入機體后能被內環境中的T細胞和漿細胞特異性識別(×)
每個人的細胞表面都帶有一組與別人不同的蛋白質——組織相溶性抗原，也叫人類白細胞抗原，簡稱HLA。器官移植的成敗，主要取決于供者與受者的HLA是否一致或相近。(√)
艾滋病患者的細胞免疫功能嚴重減退而體液免疫功能不受影響(×)
艾滋病病人的直接死因是感染人類免疫缺陷病毒(HIV)。(×)
抗病毒抗體可特異性地與血液中游離的病毒結合并直接使其降解(×)
醫生為病人注射肉毒桿菌抗毒素進行治療，目的是刺激機體產生特異性抗體發揮體液免疫作用(×)
記憶B細胞在受到相應的抗原刺激后能產生強烈的增殖分化，并產生大量抗體(×)
神經調節、體液調節和免疫調節的實現都離不開信號分子(如神經遞質、激素和細胞因子等)，信號分子都是直接與受體接觸，受體一般是蛋白質分子。(√)
關注教材重點習題
有些神經元的軸突很長，并且樹突很多，這有什么意義呢？(p20)
有些神經元的軸突很長，這有利于神經元將信息輸送到遠距離的支配器官；樹突很多有利于充分接收信息。
槍烏賊的神經元是研究神經興奮的好材料。研究表明，當改變神經元軸突外Na＋濃度的時候，靜息電位并不受影響，但動作電位的幅度會隨著Na＋濃度的降低而降低。這是為什么？(p31)怎樣可以改變細胞靜息電位的大小？
靜息電位與神經元內的K＋外流相關而與Na＋無關，所以神經元軸突外Na＋濃度的改變并不影響靜息電位。動作電位與神經元外的Na＋內流相關，細胞外Na＋濃度降低，細胞內外Na＋濃度差變小，Na＋內流減少，動作電位值下降。若改變細胞外K＋濃度，可改變細胞靜息電位的大小。
毒扁豆堿等物質能影響神經遞質的分解，某種箭毒會影響突觸后膜受體發揮作用，這些物質因而能影響神經系統的信息傳遞及肌肉的收縮，有時會嚴重危害人的健康。根據突觸信息傳遞的特點分析：它們為什么會產生這些影響？(p42)你能否推測藥物止痛可能的機理？
突觸信息傳遞需要有信號分子——遞質的作用，遞質作用于突觸后膜的特定受體，發揮作用后被降解或回收。在信息傳遞的過程中，任何一個環節出現問題都可能對神經興奮的傳遞以及效應產生影響。毒扁豆堿能影響神經遞質的分解，遞質就會持續作用于受體；某種箭毒會影響突觸后膜受體發揮作用，遞質與受體的作用就會受到影響。這些都會影響神經系統信息的傳遞，如果信息是傳遞到肌肉的，就會影響肌肉的收縮或舒張。
藥物止痛可能的機理：藥物與神經遞質爭奪突觸后膜上的特異性受體，阻礙興奮的傳遞；藥物阻礙神經遞質的合成與釋放。
糖尿病分為1型和2型。它們都可以用注射胰島素的方式進行治療嗎？為什么？(p49)
1型糖尿病主要原因是胰島B細胞分泌功能衰退，患者缺乏胰島素，需要通過注射胰島素進行治療。2型糖尿病主要原因是胰島素作用效果差，也有胰島素分泌不足的情況，可以通過合理控制飲食，口服降糖藥物治療。
人在恐懼、劇痛、失血等緊急情況下，腎上腺素的分泌增多，人表現出警覺性提高、反應靈敏、物質代謝加快、呼吸頻率提高和心率加速等應激反應。請分析在這個例子中，神經調節和體液調節的聯系，并解釋這些應激反應的意義。(p62)
人體在恐懼、劇痛、失血等內外刺激下，支配內臟的交感神經活動占據優勢，交感神經一方面使心跳加快，呼吸頻率提高，另一方面促進相關內分泌腺活動，使腎上腺素等相關激素水平上升，激素調節相關內臟器官活動加強，物質代謝加快，警覺性等應激反應提高，適應能力增強。在這一系列調節中，既有神經調節，又有體液調節，兩種調節相互協調配合，大大提高機體應激反應能力。
劇烈運動會使肌肉產生大量乳酸等酸性物質，這會影響血漿的pH嗎？在這種情況下，機體是如何維持細胞外液的酸堿度的？(p6)攝入酸性食物或者堿性食物會影響內環境pH嗎？
劇烈運動后肌肉產生的大量乳酸等酸性物質，不會使血漿的酸堿度發生很大的變化，這是由于血液中緩沖物質的調節作用以及機體的調節作用。具體調節機制如下：當大量乳酸進入血液后，可與血液中的碳酸氫鈉發生作用，生成乳酸鈉和碳酸。碳酸是一種弱酸，可以分解成CO2和水。血液中的CO2增多會刺激呼吸中樞，使呼吸運動增強，增加通氣量，從而將CO2排出體外，所以對血液的pH影響不大。當乳酸鈉進入血液后，與血液中的碳酸發生作用，形成碳酸氫鹽，過多的碳酸氫鹽可以由腎排出。
食物雖有酸性、堿性的區分，但因為人體內存在緩沖系統可以自動調節pH，普通食物不可能引起內環境的酸堿度變化。
某同學的扁桃體經常反復發炎，醫生建議他將扁桃體切除。請你判斷分析：醫生為什么給出這樣的建議？這樣做對身體是有利還是有害呢？(p70)
醫生給出切除扁桃體的建議是基于該同學的扁桃體經常反復發炎。扁桃體經常反復發炎，可能引起鄰近器官的感染、產生中耳炎、鼻竇炎、支氣管炎等，也有可能引起機體其他系統產生病變，如心肌炎、關節炎、腎炎等。反復發炎的扁桃體已經不能作為正常工作的免疫器官，而是成為病灶了，因此需要手術切除。
某媒體報道，“據專家推測，今年冬天北京不會有大規模流感暴發，因為沒有發現流感病毒發生大的變異。”在報道的這個推理中，缺少了一些環節，請你將推理過程補充完整。(p75)
這一推理過程缺失的部分主要是特異性免疫及二次免疫的部分環節，推理的完整性是科學思維重要的表現形式。這一推理過程是：流感病毒進入機體后，引發特異性的免疫反應；當流感病毒被消滅之后，機體會形成免疫記憶。如果流感病毒沒有發生大的變異，當這些流感病毒再次進入機體時，記憶細胞會迅速增殖、分化，機體會通過更強烈的特異性免疫反應在流感病毒造成流感癥狀之前將其清除，因此不會有大規模流感暴發。
新冠疫情中為什么有的患者體內會出現“細胞因子風暴”？(p80)
“細胞因子風暴”是指由于機體感染病原微生物后，體液中多種細胞因子迅速大量產生的現象。細胞因子可刺激免疫細胞活化，活化的免疫細胞又分泌大量的細胞因子。正常情況下，這個過程在機體精密調控下進行。有些人在嚴重感染(如SARS、流感)等異常情況下，細胞因子調控失常，多種細胞因子迅速大量產生，導致異常免疫應答，引發全身炎癥反應綜合征。目前有推測認為，“細胞因子風暴”可能是由免疫系統對新的、高致病性的病原體的過激反應造成的。
一位Rh－的母親第一胎生了個Rh＋的孩子，她還想生第二胎。請你為她提出一個預防第二胎新生兒溶血的方案并解釋原因。(p88)若母親為Rh＋，會出現新生兒溶血情況嗎？
可以讓該母親在分娩第一胎之后的很短時間內(如72h之內)接受RhD蛋白的抗體注射，以消耗掉在妊娠末期或分娩時進入她體內的RhD蛋白，這樣使母體內不發生針對RhD蛋白的初次免疫，可以預防下一胎發生Rh溶血。若母親為Rh＋，不會出現新生兒溶血情況。專題三：細胞生命歷程
強化基礎知識
1．有絲分裂和減數分裂
(1)有絲分裂、減數分裂和受精作用過程中核DNA分子和染色體的數量變化曲線及判斷(以二倍體生物為例)
①間期加倍 核DNA分子數量變化曲線
②間期不加倍 染色體數量變化曲線
(2)細胞分裂圖像中的變異類型的判斷
①看親子代基因型
如果親代基因型為BB或bb，則姐妹染色單體上出現B與b的原因是基因突變；如果親代基因型為Bb，則姐妹染色單體上出現B與b的原因是基因突變或互換。
②看細胞分裂圖像(以二倍體生物為例)
若為有絲分裂：
若為減數分裂：
(3)根據配子類型判斷變異時期的方法
假設親本的基因型為AaXBY，且不考慮其他變異：①若配子中出現Aa或XBY，則減數分裂Ⅰ一定異常；②若配子中出現AA或aa或XBXB或YY，則減數分裂Ⅱ一定異常；③若配子中出現AAa或Aaa或XBXBY或XBYY，則一定是減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ均異常；④若配子中無基因A和a或無性染色體，則可能是減數分裂Ⅰ或減數分裂Ⅱ異常。
2．細胞分化與細胞全能性及表觀遺傳
(1)細胞分化
①根本原因：基因的選擇性表達。
②特點：持久性、穩定性、普遍性。
③結果：形成形態、結構、生理功能不同的細胞。
(2)細胞全能性
①原因：細胞中含有全套的遺傳信息。
②特點：a.一般來說，細胞全能性大小與細胞分化程度呈負相關。b.細胞全能性大小比較：受精卵>生殖細胞(精子、卵細胞)>體細胞；植物細胞>動物細胞。
③結果：形成新的個體(細胞全能性的標志)。
（3）表觀遺傳
①生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象，叫作表觀遺傳。如基因組成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異。
②表觀遺傳中，部分堿基發生了甲基化修飾，抑制了基因的表達，進而對表型產生影響。這種DNA甲基化修飾可以遺傳給后代，使后代出現同樣的表型。
3．細胞的衰老和凋亡
(1)細胞衰老的主要特征：一大(細胞核體積增大)，一小(細胞體積變小)，一多(細胞內色素積累增多)，一少(水分減少)，兩低(部分酶活性降低→細胞新陳代謝速率減慢；細胞膜通透性改變→物質運輸功能降低)。
(2)細胞凋亡的概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。
(3)細胞凋亡的作用及實例：①清除多余、無用的細胞，如蝌蚪尾的消失；②清除完成正常使命的衰老細胞，如衰老的白細胞；③清除體內有害的細胞，如癌細胞；④清除體內被病原體感染的細胞，如被病原體入侵的靶細胞。
排查易錯易混
1．判斷下列有關細胞分裂的敘述
細胞周期具有物種特異性，同一生物體內不同細胞的細胞周期是相同的。(×)
卵細胞的體積較大，這樣可以提高細胞與外界物質交換的效率。(×)
細胞分裂間期既有基因表達又有DNA復制(√)
分裂期的細胞不進行DNA復制和蛋白質合成。(×)
在細胞分裂后期通過核孔進入細胞核的物質減少(×)
有絲分裂后期和末期，核DNA分子數與染色體數相同。(√)
解離的主要目的是使細胞分散開(×)
觀察根尖分生區細胞的有絲分裂實驗中，用50%的乙醇漂洗，以便于觀察。(×)
用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂后期的圖像，可見紡錘絲牽引著平均分成兩組的染色體向兩極緩慢移動。(×)
有絲分裂后期，染色體的著絲粒分布在一個平面上(×)
除中心體之外的細胞器在子細胞中的分配是隨機的。(√)
基因型為Mm的精原細胞，M與m的分離一定發生于減數分裂Ⅰ后期(×)
如圖為動物某細胞分裂不同時期染色體和核DNA的數量關系，在DE段中一定會發生同源染色體對數的增加(×)
減數分裂過程中會因非同源染色體的非姐妹染色單體之間發生互換而導致基因重組
(×)
正常情況下，在基因型為XHXh(血友病基因攜帶者)的一個初級卵母細胞中有4個血友病基因h，位于四分體的每條染色單體上(×)
有絲分裂后期由于紡錘絲的牽引，使著絲粒分裂，姐妹染色單體分開(×)
某二倍體生物在細胞分裂后期含有10條染色體，則該細胞一定處于減數第一次分裂的后期。(×)
人體內不再分裂的體細胞中共有46個DNA分子。(×)
一個精原細胞(含n對同源染色體)經減數分裂形成的精子有2n種，而一個卵原細胞只能形成一種卵細胞(×)
人的一個精原細胞產生兩個相同精子的概率最大為1/223(×)
受精卵中的染色體和遺傳物質均有一半來自父方，一半來自母方(×)
看不到染色體的細胞：原核細胞、不分裂的細胞、分裂間期的細胞、進行無絲分裂的細胞(√)
(15)在受精作用過程中，不同基因型的雌雄配子隨機結合產生了多種類型的基因重組(×)
在細胞分裂過程中，染色體數目的增加與DNA數量的增加不可能發生在細胞周期的同一個時期；DNA數目的減半與染色體數目的減半可以發生在細胞周期的同一時期。(√)
一對表現正常的夫婦，生了一個XbXbY(色盲)的兒子。如果異常的原因是夫婦中的一方減數分裂產生配子時發生了一次差錯，則這次差錯一定發生在父方減數第一次分裂的過程中。(×)
2．判斷下列有關細胞生命歷程的敘述
由卵細胞直接發育成完整個體體現了植物細胞的全能性(√)
高度分化的細胞執行特定的功能，不能再分裂增殖(×)
細胞在分化、衰老和凋亡過程中遺傳物質未發生改變，都有基因的選擇性表達，蛋白質不完全相同(√)
若某細胞中發生了基因的選擇性表達，則該細胞一定發生了細胞分化(×)
某人的肝細胞與神經細胞形態差異的根本原因是細胞中mRNA的不同。(√)
肌細胞與幼紅細胞中基因、mRNA、蛋白質均不同。(×)
不是所有的基因都進行選擇性表達，那些維持最基本的生命活動的必要基因在任何細胞中、任何需要的時候都要表達。(√)
同一個體莖尖分生組織細胞的分化能力比葉肉細胞的分化能力強。(√)
高度分化的細胞都可發生DNA復制、轉錄和翻譯。(×)
細胞衰老后細胞核體積變小，細胞膜通透性改變(×)
衰老細胞的各種酶活性都降低(×)
人成熟的紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達(×)
衰老細胞內染色質收縮影響DNA復制和轉錄(√)
清除細胞內過多的自由基有助于延緩細胞衰老(√)
端粒是染色體兩端的一段特殊序列的蛋白質(×)
病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡(×)
細胞凋亡過程中不需要新合成蛋白質(×)
關注教材重點習題
1．在細胞周期中，分裂間期持續的時間明顯比分裂期長，你能對此作出合理的解釋嗎？(必修一p117)
分裂間期持續時間明顯比分裂期長，這是因為在分裂間期，細胞要進行DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，即為分裂期進行物質準備，這都需要時間。
2．經過減數分裂形成的精子或卵細胞，染色體數目一定是體細胞的一半嗎？有沒有例外？出現例外會造成什么后果？(必修二p23)
不一定。若減數分裂過程中發生異常情況，比如減數分裂Ⅰ時聯會的同源染色體，有一對或幾對沒有分別移向細胞的兩極，而是集中到一個次級精(卵)母細胞中，再經過減數分裂Ⅱ形成的精子或卵細胞中的染色體數目，就會比正常的多一條或幾條染色體；再例如，在減數分裂過程(無論減數分裂Ⅰ還是減數分裂Ⅱ)中，染色體已移向細胞的兩極，但因某種原因細胞未分裂成兩個子細胞，這樣就可能出現精子或卵細胞中染色體數目加倍的現象。
如果出現上述現象，受精卵中的染色體數目就會出現異常，由該受精卵發育成的個體細胞中的染色體數目也不正常。由于染色體是遺傳物質的載體，生物體的性狀又是由遺傳物質控制的，那么當該個體的遺傳物質出現異常時，該個體的性狀也是異常的。例如，人的唐氏綜合征(又稱21三體綜合征)患者，就是由含有24條染色體(其中21號染色體是兩條)的精子或卵細胞與正常的卵細胞或精子結合后發育成的。
3．在精細胞變形為精子的過程中，精子的頭部幾乎只保留了細胞核，部分細胞質變成了精子的頸部和尾部，大部分細胞質及多數細胞器被丟棄，但全部線粒體被保留下來，并主要集中在尾的基部。你怎樣解釋這一現象？(必修二p23)
精子和卵細胞結合時，頭部先進入卵細胞內，精子的頭部幾乎只保留了細胞核，這就保證了遺傳物質能夠先進入卵細胞；部分細胞質變成了精子的頸部和尾部，使精子具備適于游動的能力；大部分細胞質及多數細胞器被丟棄，避免了受精過程中因為不必要的細胞組分而耗費能量；全部線粒體被保留下來，并主要集中在尾的基部，可以更好地在受精過程中提供能量。精子變形過程中的以上變化都是為受精提供了保證，是進化的結果。
4．同傳統的生產方式相比，用植物組織培養技術生產植物幼苗有什么優勢？(必修一p122)
同傳統的生產方式相比，用組織培養技術生產植物幼苗的優勢是：快速、大量繁殖，不受季節影響，同時還能保持植物的優良品質。
5．下列關于人的細胞中最容易表達出全能性的是(C)
A．造血干細胞 B．神經干細胞 C．胚胎干細胞 D．精子
6．伴隨細胞的分化，細胞的全能性逐漸降低，這與表觀遺傳中DNA的甲基化有關嗎？
脊椎動物一些基因的活性與基因調控區域或其周圍特定胞嘧啶的甲基化有關，甲基化使基因失活，相應地非甲基化和低甲基化能活化基因的表達。比如奢侈基因是與組織特異性表達有關的基因，在特定組織中保持非甲基化或低甲基化狀態，而在其他組織中呈甲基化狀態。
7．同樣是血細胞，白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。細胞凋亡的速率與它們的功能有關系嗎？請結合這一實例說明細胞凋亡的生物學意義。(必修一p127)
細胞凋亡的速率與它們的功能有關系。因為白細胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白細胞凋亡的速率很快。細胞凋亡不僅保證了多細胞生物個體發育的正常進行，而且在維持生物體內部環境的穩定、抵御外界各種因素的干擾方面也都起著非常關鍵的作用。
8．癌癥在群體中的發病率較高，也是一種多基因遺傳病。請解釋其原因。
多基因遺傳病由多對等位基因控制，攜帶的致病基因越多，越容易誘發癌癥，一般的人或多或少都會攜帶一定數量的致病基因，因而受環境的影響較大，在群體中的發病率較高。專題四：生物遺傳規律
強化基礎知識
1．孟德爾成功的原因
(1)正確選材——選擇豌豆作為實驗材料。
(2)由一對相對性狀到多對相對性狀的研究。
(3)運用統計學方法對結果進行分析。
(4)科學方法：假說—演繹法。
2．孟德爾遺傳規律的適用范圍、實質及發生的時間
(1)適用范圍：真核生物有性生殖過程中核基因的傳遞規律。
①基因的分離定律適用于一對等位基因的遺傳。
②基因的自由組合定律適用于兩對或兩對以上非同源染色體上非等位基因的遺傳。
(2)實質
①基因的分離定律的實質——在減數分裂形成配子時，等位基因隨同源染色體的分開而分離，分別進入不同的配子中。
②基因的自由組合定律的實質——在減數分裂形成配子時，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
(3)時間：減數分裂Ⅰ后期。
3．性狀顯隱性的判斷(以由一對等位基因控制的一對相對性狀為例)
(1)根據子代性狀判斷
①具有相對性狀的純合親本雜交 子代只表現出一種性狀 子代所表現的性狀為顯性性狀。
②具有相同性狀的親本雜交 子代表現出不同性狀 子代所表現的新性狀為隱性性狀。
(2)根據子代性狀分離比判斷：具有一對相對性狀的純合親本雜交得F1，F1自交得F2，若F2的性狀分離比為3∶1，在分離比中占“3”的性狀為顯性性狀。
4．純合子和雜合子的判斷(子代數量足夠多)
(1)自交法：若自交后代出現性狀分離，則該個體為雜合子；若自交后代不出現性狀分離，則該個體為純合子。自交法通常用于植物。
(2)測交法：若測交后代中既有顯性性狀出現，又有隱性性狀出現，則被鑒定的個體為雜合子；若測交后代只有顯性性狀，則被鑒定的個體為純合子。測交法通常用于動物。
(3)花粉鑒定法(以一對等位基因為例)：若出現兩種配子，則該個體為雜合子；若只有一種配子，則該個體為純合子。
5．驗證相關性狀的遺傳是否遵循兩大遺傳規律的兩種方法
注：涉及的性狀均為完全顯性性狀，且不同基因互不干擾。
6．異常分離比的分析
(1)具有一對等位基因的雜合子自交，若性狀分離比是2∶1，則顯性純合致死。若性狀分離比是1∶2∶1，則基因型不同，表型也不同，如不完全顯性、共顯性等。
(2)性狀分離比為9∶3∶3∶1的變式題的解題思路
①看F2的表型比例，若表型比例之和是16，不管以什么樣的比例呈現，都符合基因的自由組合定律。
②將題中所給分離比與正常分離比9∶3∶3∶1進行對比，并分析合并性狀的類型。如比例9∶3∶4，則為9∶3∶(3∶1)，即“4”為兩種性狀的合并結果。
③若出現子代表型比例之和小于16，則所少的比例可能由隱性純合致死、顯性純合致死等引起。
7．判斷等位基因在染色體上的位置的方法
(1)判斷基因是位于常染色體上還是僅位于X染色體上的方法
①若性狀的顯隱性是已知的，通過一次雜交實驗確定基因位置可選擇隱性雌性個體與顯性雄性個體雜交。若子代表型與性別無關，則基因位于常染色體上；若子代雌性個體全表現為顯性性狀，雄性個體全表現為隱性性狀，則基因僅位于X染色體上。
②若性狀的顯隱性是未知的，且親本均為純合子，通過一代雜交實驗確定基因在染色體上的位置常用正、反交法。若正、反交結果相同，則基因位于常染色體上；若正、反交結果不同，則基因僅位于X染色體上。
(2)判斷基因僅位于X染色體上還是位于X、Y染色體的同源區段上的方法
若已知性狀的顯隱性，且已知控制性狀的基因在性染色體上，最常用的方法是選擇隱性雌性個體與純合顯性雄性個體雜交，若子代雄性個體全表現為隱性性狀，雌性個體全表現為顯性性狀，則基因僅位于X染色體上；若子代雌雄個體均表現為顯性性狀，則基因位于X、Y染色體的同源區段上。
8．性染色體上基因的遺傳特點
(1)性染色體不同區段分析
注：X和Y染色體有一部分是同源的(圖中Ⅰ區段)，存在等位基因；另一部分是非同源的(圖中的 Ⅱ1、Ⅱ2區段)，其在雄性個體中不存在等位基因，但 Ⅱ2區段在雌性個體中存在等位基因。
(2)位于X、Y同源區段上的基因A/a的遺傳特點
①涉及的基因型為XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
②遺傳仍與性別有關。如XaXa×XaYA→子代雌性個體全表現為隱性性狀，雄性個體全表現為顯性性狀；XaXa×XAYa→子代雌性個體全表現為顯性性狀，雄性個體全表現為隱性性狀。
(3)遺傳系譜圖題的解題方法
①“一判”：判斷致病基因是顯性基因，還是隱性基因。
②“二析”：分析致病基因是位于常染色體上，還是位于性染色體上(一般用假設法或排除法)。
③“三寫”：寫出有關個體的基因型(先寫出可確定的基因型，不能補全的用“－”代替)。
④“四算”：計算相關基因型或表型的概率(計算原則是“先分后合”，即先分別算各對等位基因的概率，最后綜合考慮)。
9．分析既有性染色體上的又有常染色體上的兩對或兩對以上基因的遺傳的方法
(1)已知親代，分析子代的方法
①由位于性染色體上基因控制性狀的遺傳按伴性遺傳處理，由位于常染色體上基因控制性狀的遺傳按基因的分離定律處理，綜合考慮，按基因的自由組合定律處理。
②研究由兩對等位基因控制的兩對相對性狀，若都為伴性遺傳，則不符合基因的自由組合定律。
(2)已知子代，分析親代的方法
①分別統計子代的每一種性狀的表型，不同性別的表型也要分開統計，再單獨分析并推出親代基因型。
②根據題意將單獨分析并推出的親代基因型組合在一起。
排查易錯易混
1．判斷下列有關兩大定律的理解及運用
演繹推理是指孟德爾對測交實驗的設計與結果預測((√)
依據遺傳因子假說，若讓F1(Dd)與隱性類型(dd)雜交理應出現兩種類型子代，其比例為1∶1，這屬于“演繹推理”階段。(√)
在遺傳學的研究中，利用自交、測交、雜交等方法都能用來判斷基因的顯隱性。(×)
性狀分離比的模擬實驗中，每次抓出的兩個球統計后放在一邊，全部抓完后再放回小桶重新開始(×)
豌豆雜交實驗中人工去雄及人工授粉后均需套袋處理。(√)
自然狀態下，豌豆既有純種，也有雜種。(×)
一對雙雜合子自交得到的F2中出現性狀分離的原因是F1雌雄配子隨機結合導致基因重組(×)
F1產生雌、雄配子的比例為1∶1，此比例為雌、雄配子的數量之比。(×)
含有相同遺傳因子的配子結合成的合子發育而成的個體即純合子，如AAbb即純合子(√)
遺傳因子組成為Aa的豌豆可產生的配子類型為♀A∶♂a＝1∶1。(×)
凡雜交后代中出現不同性狀的現象即性狀分離。(×)
一條染色體上的朱紅眼基因(cn)與暗栗色眼基因(cl)為一對等位基因(×)
若基因型為b的花粉不育，則隱性個體中可能出現雌性(×)
某個體自交后代性狀分離比為3∶1，則說明此性狀是由一對等位基因控制的(×)
某雄果蠅的基因型為AaBb的精原細胞經減數分裂形成AB、Ab、aB、ab四種基因型的配子，原因是在形成過程中發生了基因重組((√)
Yyrr(黃色皺粒豌豆)×yyRr(綠色圓粒豌豆)，后代表型及比例為黃圓∶綠皺∶黃皺∶綠圓＝1∶1∶1∶1，則說明控制豌豆粒色與粒形的基因的遺傳遵循自由組合定律(×)
在孟德爾兩對相對性狀雜交實驗中，F1黃色圓粒豌豆(YyRr)自交產生F2。其中，F1產生的基因型為YR的卵細胞和基因型為YR的精子數量之比為1∶1(×)
基因自由組合定律的實質是同源染色體上等位基因分離，非等位基因自由組合(×)
含兩對(或兩對以上)遺傳因子的親本，其遺傳時必定遵循自由組合定律。(×)
基因分離定律發生在減數第一次分裂，基因自由組合定律發生在減數第二次分裂。(×)
遵循自由組合定律遺傳的兩對遺傳因子，在單獨分析時每對遺傳因子的遺傳仍符合分離定律。(√)
用某種高等植物的純合紅花植株與純合白花植株進行雜交，F1全部表現為紅花。若F1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為212株，則控制紅花與白花的基因在一對同源染色體上(×)
孟德爾利用豌豆作為實驗材料，通過測交的方法對遺傳現象提出了合理的解釋，然后通過自交等方法進行了證明。(×)
F1為YyRr的黃色圓粒豌豆自交產生的F2中親本類型應為1/8，重組類型為3/8。(×)
基因的自由組合就是雌雄配子的隨機組合。(×)
按照孟德爾定律，AaBbCcDd個體自交，子代基因型有16種。(×)
按照孟德爾定律，對AaBbCc個體進行測交，子代基因型有8種。(√)
基因型為AaBb的個體測交，后代表型比例為3∶1或1∶2∶1，則該遺傳可以是遵循基因的自由組合定律的。(√)
基因型為AaBb的個體自交，后代出現3∶1的比例，則這兩對基因的遺傳一定不遵循基因的自由組合定律。(×)
基因型為AaBbDdEeGgHhKk的個體自交，假定這7對等位基因自由組合，則7對等位基因純合個體出現的概率與7對等位基因雜合個體出現的概率不同。(×)
2．判斷下列有關伴性遺傳的規律與特點的敘述
摩爾根利用類比推理法驗證了基因在染色體上。(×)
性染色體上的基因都與性別決定有關(×)
性染色體上的基因的遺傳都與性別相關聯((√)
性染色體上的基因所控制的性狀的遺傳與性別有關。(√)
性染色體上基因控制的性狀都是與性別決定有關的。(×)
性染色體上基因控制的性狀，男性和女性是完全不同的。(×)
凡性狀表現與性別相聯系的遺傳均屬伴性遺傳。(×)
伴X染色體遺傳病，男性患者未必多于女性患者。(√)
生物的雄性個體必定含Y染色體，雌性個體必定含X染色體。(×)
性染色體上的基因均與性別決定有關，常染色體上的基因所控制的性狀均與性別無關。(×)
出現由X、Y染色體的同源區段上的基因控制的遺傳病的家庭，后代男女患病概率相等(×)
X、Y染色體同源區段上也有等位基因，但其遺傳與常染色體上基因的遺傳仍有差異。(√)
女性的紅綠色盲基因可能來自祖父(×)
初級精母細胞和次級精母細胞中都含Y染色體(×)
(基因和染色體的行為存在明顯的平行關系，所以基因全部位于染色體上(×)
(男性中的紅綠色盲發病率等于該病致病基因的基因頻率((√)
山羊的黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，若多對純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，則不能確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上(√)
某一對等位基因(Aa)如果只位于X染色體上，Y上無相應的等位基因，則該性狀的遺傳不遵循孟德爾的分離定律。(×)
若含X染色體的隱性基因的雄配子具有致死效果，則自然界中找不到該隱性性狀的雌性個體，但可以有雄性隱性性狀個體的存在。(√)
一個基因型為AaXbY的果蠅，產生了一個AaaXb的精子，則與此同時產生的另三個精子的基因型為AXb、Y、Y。(√)
一對表型正常的夫婦，妻子的父母都表現正常，但妻子的妹妹是白化病患者，丈夫的母親是患者。則這對夫婦生育一個白化病男孩的概率是1/12；若他們的第一胎生了一個白化病的男孩，則他們再生一個患白化病的男孩的概率是1/8。(√)
與伴性遺傳相關的疾病往往多發于男性。(×)
一對等位基因(Aa)如果位于XY的同源區段，則這對基因控制的性狀在后代中的表現與性別無關。(×)
對于XY型的性別決定的生物而言，雄性都是雜合子，雌性都是純合子。(×)
關注教材重點習題
1．水稻的非糯性和糯性是一對相對性狀，非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍黑色，而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色。現在用純種的非糯性水稻和純種的糯性水稻雜交，取F1花粉加碘液染色，在顯微鏡下觀察，半數花粉呈藍黑色，半數呈橙紅色。該實驗結果驗證了什么？還可以通過什么方法來進行驗證？(p8)
該方法為花粉鑒定法，驗證了分離定律。驗證分離定律的方法還有自交法、測交法和單倍體育種等方法。
2．除了孟德爾的雜交實驗，在我們教材中你還能舉出運用假說—演繹法的實例嗎？如何區別假說—演繹法與歸納法？(p8)
教材中運用假說—演繹法的科學研究還有：DNA復制方式的提出與證實以及整個中心法則的提出與證實、基因在染色體上的證明、遺傳密碼的提出和破譯等。
歸納法是從特殊事實中概括出一般原理的推理形式和思維方法，演繹法是從一般到特殊，根據一類事物都有的一般屬性、關系、本質來推斷該類中的個別事物所具有的屬性、關系和本質的推理形式和思維方法。二者互為補充、相輔相成。
3．純種的甜玉米與純種的非甜玉米實行間行種植，收獲時發現，在甜玉米的果穗上結有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒。試解釋產生這種現象的原因？利用玉米進行人工雜交實驗需要去雄嗎，為什么？(p14)
因為控制非甜玉米性狀的是顯性基因，控制甜玉米性狀的是隱性基因。當甜玉米接受非甜玉米的花粉時，后代為雜合子(既含有顯性基因，也含有隱性基因)，表現為顯性性狀，故在甜玉米植株上結出非甜玉米的籽粒；當非甜玉米接受甜玉米的花粉時，后代為雜合子，表現為顯性性狀，即非甜玉米的性狀，故在非甜玉米植株上結出的仍是非甜玉米的籽粒。
玉米為雌雄同株單性花，在進行人工雜交實驗的過程中，只需要在雌花成熟之前對雌花進行套袋即可，不需要進行去雄操作。
4．現有某作物的兩個純合品種：抗病高稈(易倒伏)和感病矮稈(抗倒伏)，抗病對感病為顯性，高稈對矮稈為顯性。將兩個純合品種進行雜交得F1，F1自交得F2，請問F2中是否有抗病矮稈品種？你能想出什么辦法可以獲得純合的抗病矮稈品種？(p16)
有抗病矮稈品種。但其中有雜合子，需對F2中的抗病矮稈植株進行如下操作以獲得純合子。
①連續自交法：將獲得的抗病矮稈植株連續自交幾代，即將每次自交后代的抗病矮稈植株選育后再進行自交，直至自交后代中不再出現感病矮稈植株為止。
②株系法：將獲得的抗病矮稈植株種植并自交，單株收獲的種子種植得到一個子代群體，稱為一個株系，當某一個株系中的植株都表現為抗病矮稈時，則該株系中的植株都為純合子。
③單倍體育種法：取抗病矮稈植株的花粉通過單倍體育種，子代中表現為抗病矮稈的植株即為純合子。
5．人的白化病是常染色體遺傳病，正常(A)對白化(a)是顯性。一對表型正常的夫婦，生了一個既患白化病又患紅綠色盲的男孩。這對夫婦的基因型是？他們生出一個既不患白化病也不患紅綠色盲的男孩和生出一個男孩既不患白化病也不患紅綠色盲的概率分別是多少？(p38)
這對夫婦的基因型是：AaXBXb(婦)，AaXBY(夫)。生出既不患白化病也不患紅綠色盲的男孩的概率為3/16。生出的男孩既不患白化病也不患紅綠色盲的概率為3/8。
6．果蠅的灰身(B)對黑身(b)為顯性，為了確定這對等位基因位于常染色體上還是X染色體上，某研究小組讓一只灰身雄性果蠅與一只灰身雌性果蠅雜交，然后統計子一代果蠅的表型及數量比，結果為灰身∶黑身＝3∶1。根據這一實驗數據，還不能確定B和b是位于常染色體上還是X染色體上。如果要確定B和b是位于常染色體上還是X染色體上，還需要再進行雜交實驗嗎？如果不需要，我們還可以怎么做？(p38)
不需要再進行雜交實驗。根據實驗結果，如果這對等位基因位于常染色體上，依據子一代的表型，可以推知親代的基因型為Bb和Bb，子一代灰身∶黑身為3∶1，其中灰身和黑身中雌雄比例都為1∶1；如果這對等位基因位于X染色體上，依據子一代的表型，可推知親代的基因型為XBXb和XBY，子一代灰身∶黑身也為3∶1，其中灰身果蠅中雌雄比例為2∶1，黑身果蠅全為雄性。所以可以通過對子代灰身和黑身果蠅中雌雄比例來確定。
7．1961年首次報道性染色體為3條的XYY男性，患者的臨床表現為舉止異常，性格多變，容易沖動，部分患者的生殖器官發育不全。從性染色體數目分析，如果XYY的個體能進行減數分裂，那么他們能產生染色體數目正常的配子嗎？正常配子的比例是多少？(p40)
能，根據減數分裂的特點，XYY個體能產生含1條X染色體或含1條Y染色體的正常配子，所占比例為1/2。
8．“牝雞司晨”是我國古代人民早就發現的性反轉現象。原來下過蛋的母雞，之后卻變成公雞，長出公雞的羽毛，發出公雞樣的啼聲。雞是ZW型性別決定，公雞的兩條性染色體是同型的(ZZ)，母雞的兩條性染色體是異型的(ZW)。如果一只母雞性反轉成公雞，且這只公雞能與母雞交配，則他們的后代的性別是怎樣的？(WW不能存活)(p40)
性反轉的公雞性染色體組成仍為ZW，母雞的性染色體組成為ZW，所以它們的后代為1ZZ(♂)∶2ZW(♀)∶1WW(不能存活)。專題五：遺傳的分子基礎
強化基礎知識
1．肺炎鏈球菌的轉化實驗
(1)格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗的結論：已經加熱致死的S型細菌中含有促使R型細菌轉化為S型活細菌的“轉化因子”。
(2)艾弗里等人的肺炎鏈球菌體外轉化實驗的設計思路：每個實驗組特異性地去除了某種物質。該實驗證明了DNA是遺傳物質，而蛋白質等其他物質不是遺傳物質。
2．噬菌體侵染細菌的實驗
(1)實驗步驟：標記大腸桿菌→標記噬菌體→侵染未被標記的大腸桿菌→攪拌、離心→檢測放射性。
(2)攪拌的目的：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。
(3)離心的目的：讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
(4)實驗結果與分析
分組 結果 結果分析
對比實驗(相互對照) 含32P的噬菌體＋細菌 上清液中幾乎無放射性，放射性同位素主要分布在沉淀物中 32P標記的DNA進入了細菌體內
含35S的噬菌體＋細菌 沉淀物中幾乎無放射性，放射性同位素主要分布在上清液中 35S標記的蛋白質外殼未進入細菌體內
(5)實驗結論：DNA是遺傳物質。
3．DNA分子的結構
(1)基本組成元素：C、H、O、N、P。
(2)DNA分子的結構特點
①DNA由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈構成。②DNA分子中的磷酸和脫氧核糖交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列在內側。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵以堿基互補配對方式連接，A—T堿基對之間通過2個氫鍵連接，C—G堿基對之間通過3個氫鍵連接。
(3)DNA分子的特點：多樣性、特異性和穩定性。
(4)DNA分子中有關堿基比例的計算
①常用公式：在雙鏈DNA分子中，A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝50%。②“單鏈中互補堿基之和”占該單鏈堿基數比例＝“雙鏈中互補堿基之和”占該雙鏈總堿基數比例。③某鏈不互補堿基之和的比值與其互補鏈的該比值互為倒數，如一條單鏈中(A＋G)/(C＋T)＝m，則其互補鏈中(A＋G)/(C＋T)＝1/m，而在整個雙鏈DNA分子中該比值等于1。
4．DNA分子復制的5個常考點
(1)復制時間(核DNA)：細胞分裂前的間期。
(2)復制場所：主要在細胞核中。
(3)復制條件：模板——雙鏈DNA分子的兩條鏈，原料——4種游離的脫氧核苷酸，酶——解旋酶和DNA聚合酶，能量。
(4)復制特點：邊解旋邊復制，半保留復制。
(5)復制意義：保持了遺傳信息的連續性。
5．遺傳信息的表達——轉錄和翻譯
(1)轉錄：以DNA的一條鏈為模板，通過堿基互補配對原則形成RNA的過程。
①場所——細胞核(主要)。②模板——DNA的一條鏈。③酶——RNA聚合酶(不需要解旋酶)。④原料——4種核糖核苷酸。
(2)翻譯：在核糖體上以mRNA為模板，以tRNA為運載工具合成具有一定氨基酸順序的多肽鏈的過程。
①場所——核糖體。②模板——mRNA。③原料——細胞中游離的21種氨基酸。④運輸工具——tRNA。
(3)中心法則
注：箭頭代表遺傳信息的流動方向。
(4)基因與性狀的關系
①基因控制性狀的途徑
途徑一：基因蛋白質的結構生物體的性狀。如囊性纖維化、鐮狀細胞貧血。
途徑二：基因酶的合成代謝過程生物體的性狀。如豌豆的圓粒與皺粒、人類的白化病。
②細胞分化
同一生物個體內不同的細胞中，基因都是相同的，但mRNA卻不完全相同，原因是基因的選擇性表達。
③表觀遺傳：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。表觀遺傳現象普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命過程中。
④基因與性狀的關系并不是簡單的一一對應的關系。有的性狀是由一對基因控制的，有的性狀是由多對基因共同控制的(如人的身高)，有時單個基因可影響多種性狀。
⑤性狀并非完全取決于基因。生物體的性狀從根本上由基因決定，同時還受環境條件的影響，因此性狀是基因和環境共同作用的結果，即表型＝基因型＋環境條件。
⑥基因與基因、基因與基因產物、基因與環境之間存在著復雜的相互作用，所形成的復雜網絡精細地調控著生物體的性狀。
排查易錯易混
1．判斷下列有關DNA是主要的遺傳物質的敘述
格里菲思實驗并未證明DNA是遺傳物質，也未證明蛋白質不是遺傳物質。(√)
噬菌體侵染實驗，需分別用含32P和35S的培養基培養噬菌體，以便獲得相應標記的病毒。(×)
艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗證明從S型細菌中提取的DNA可以使小鼠死亡((×)
與R型細菌相比，S型細菌的毒性可能與莢膜多糖有關(2021·全國乙，5)((√)
加熱致死S型細菌使其蛋白質功能喪失，而其DNA功能可能不受影響(2021·全國乙，5)((√)
用35S和32P同時標記噬菌體，可使實驗更具說服力((×)
T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證明了DNA是大腸桿菌的遺傳物質(2021·浙江1月選考，15)((×)
用1個含35S標記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，大腸桿菌裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含35S((×)
在用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，保溫時間長短對該組實驗放射性檢測的結果影響不大((√)
豌豆細胞內既有DNA，又有RNA，但是DNA是豌豆的主要遺傳物質((×)
分別用含32P、35S的培養基培養噬菌體，可得到被標記的噬菌體((×)
2．判斷下列有關DNA分子的結構和復制的敘述
同一條脫氧核苷酸鏈上相鄰的兩個堿基通過氫鍵相連((×)
DNA分子中，每個脫氧核糖都連接兩個磷酸基團。(×)
每個DNA分子上的堿基排列順序是一定的，其中蘊含了遺傳信息，從而保持了物種的遺傳特性。(√)
已知某雙鏈DNA分子的一條鏈中(A＋C)/(T＋G)＝0.25，(A＋T)/(G＋C)＝0.25，則同樣是這兩個比例在該DNA分子的另一條鏈中的比例為4與0.25，在整個DNA分子中是1與0.25。(√)
DNA分子1條鏈上的相鄰堿基通過核糖、磷酸、核糖連接成。(×)
一個雙鏈DNA分子含有4個游離的磷酸基團，擬核DNA含有2個游離的磷酸基團((×)
(A＋C)/(T＋G)在DNA的兩條鏈中的數值相等，而(A＋T)/(C＋G)的值在DNA的兩條鏈中互為倒數((×)
子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′端(2021·遼寧，4)((√)
子鏈的合成過程不需要引物參與(2021·遼寧，4)((×)
DNA每條鏈的5′端是羥基末端(2021·遼寧，4)((×)
人體內的β 珠蛋白基因由1 700個堿基對組成，其堿基可能的排列方式有41 700種((×)
有的細胞并不進行DNA復制。(√)
1個DNA分子復制n次后所產生的DNA分子中只有兩個子DNA含第一代DNA的母鏈。(√)
一條不含32P標記的雙鏈DNA分子，在含有32P的脫氧核苷酸原料中經過n次復制后，形成的DNA分子中含有32P的為2n－2。(×)
人體所有細胞均消耗“T”，但只有少數細胞消耗“U”。(×)
在人體內，成熟的紅細胞、漿細胞中不發生核DNA的復制((√)
(一個雙鏈DNA中含有40個T，則連續復制3次，第3次復制需要的T為160個((√)
解旋酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、限制酶都能作用于DNA分子，它們的作用部位都是相同的((×)
證明DNA半保留復制方式的實驗中用到了差速離心法和同位素標記法((×)
將胚胎干細胞置于含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養液中，培養至第2次分裂中期，每個細胞的每條染色體中兩條染色單體均含有3H ((√)
3．判斷下列有關基因對性狀的控制的敘述
所有的RNA都是由DNA的一條鏈轉錄形成的((×)
酶的產生都需要經過轉錄和翻譯兩個過程。(×)
一條DNA與RNA的雜交分子，其DNA單鏈含A、T、G、C 4種堿基，則該雜交分子中共含有核苷酸8種，堿基5種；在非人為控制條件下，該雜交分子一定是在轉錄的過程中形成的。(×)
一個含n個堿基的DNA分子，轉錄出的mRNA分子的堿基數是n/2個((×)
真核生物中，細胞核基因轉錄出的mRNA不能直接作為翻譯的模板((√)
細胞周期的分裂間期和分裂期均有RNA的合成，分裂期細胞核里的染色體已高度螺旋，不能轉錄，但線粒體里的DNA可以轉錄出RNA((√)
一個DNA分子通過轉錄可形成許多個不同的RNA分子，RNA聚合酶與DNA分子結合可能使一個基因或多個基因的雙螺旋解開((√)
tRNA分子中的部分堿基兩兩配對形成氫鍵((√)
在所有細胞中遺傳信息存在于DNA上，密碼子和反密碼子則存在于RNA分子上。(√)
每種密碼子都能決定一種氨基酸。每種氨基酸都只能由一種密碼子決定。(×)
多肽鏈的合成過程中，tRNA讀取mRNA上全部的堿基序列信息(2021·河北，8)((×)
存在于葉綠體和線粒體中的DNA都能進行復制、轉錄，進而翻譯出蛋白質((√)
密碼子的簡并性可以增強生物的容錯性，保證轉錄速度((×)
一個mRNA上連接多個核糖體叫多聚核糖體，多聚核糖體形成的意義是縮短合成每條肽鏈的時間((×)
一個細胞周期中，DNA分子在每個復制起點上只能起始一次，而轉錄的起始位點上可以多次起始((√)
可用于比較物種血緣關系的大分子有DNA、mRNA、蛋白質等；沒有物種特異性及細胞特異性的大分子是tRNA、rRNA等((√)
細胞中以DNA的一條單鏈為模板轉錄出的RNA均可編碼多肽(2020·全國Ⅲ，1)((×)
所有生物基因表達過程中用到的RNA和蛋白質均由DNA編碼(2021·河北，8)((×)
(15)DNA雙鏈解開，RNA聚合酶起始轉錄、移動到終止密碼子時停止轉錄(2021·河北，8)((×)
“中心法則”中DNA復制、RNA逆轉錄的原料相同，但模板不同，DNA轉錄與翻譯無論模板，還是原料均不相同。(√)
(以RNA為遺傳物質的生物遺傳信息的傳遞過程為((×)
(發生表觀遺傳時，生物體基因的堿基序列、基因表達和表型均發生可遺傳變化((×)
基因對性狀的決定都是通過基因控制結構蛋白的合成實現的。(×)
某堿基甲基化可能會阻礙RNA聚合酶與啟動子結合，影響基因的轉錄((√)
正常的細胞分化可以體現出細胞層次上的表觀遺傳((√)
豌豆粒形的形成機理體現了基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀((×)
tRNA與mRNA的基本單位相同，但前者是雙鏈，后者是單鏈，且tRNA是由三個堿基組成的。(×)
堿基間的互補配對現象可能發生在染色體、核糖體、細胞核、線粒體、葉綠體等結構中。(√)
DNA的復制和轉錄過程中存在堿基互補配對，翻譯過程中不存在堿基互補配對。(×)
關注教材重點習題
1．結合肺炎鏈球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，分析DNA作為遺傳物質所具備的特點，RNA一般不作為遺傳物質的原因？(p47)
肺炎鏈球菌的轉化實驗和噬菌體侵染大腸桿菌的實驗證明，作為遺傳物質至少要具備以下幾個特點：能夠精確地自我復制；能夠指導蛋白質的合成，從而控制生物體的性狀和新陳代謝的過程；具有儲存遺傳信息的能力；結構比較穩定等。RNA一般不作為遺傳物質的原因：RNA分子量小，基因組小，所能攜帶的遺傳信息少；RNA多數是單鏈，結構不穩定。
2．DNA復制時可能產生錯誤，這些錯誤可能產生什么影響？(p56)
當復制發生錯誤出現基因突變時，結合基因跟性狀的關系，有可能不會對生物體性狀造成任何改變，則這樣的突變對生物體沒有影響；當突變改變了生物體的性狀，因為原有性狀是經過長期自然選擇的結果，是能適應環境的，所以改變后的性狀大多對生物體而言是不利的。另外，新性狀能為自然選擇提供原材料，所以復制出錯對于整個物種的進化也有積極意義。
3．在嚴查偷獵野生動物的行動中，執法部門發現某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，通過檢查執法部門確定這種“山羊肉”來自國家二級保護動物斑羚。執法部門采用了什么方法來確定“山羊”是斑羚？原因是？(p59)
執法部門應該采用的是DNA鑒定的方法。因為每種生物的DNA具有特異性，只要將餐館的“山羊”的DNA分別與山羊和斑羚的DNA進行比對，根據比對的DNA中堿基的排列情況，就能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護動物斑羚。
4．有人說，“基因是導演，蛋白質是演員，性狀是演員的表演作品。”你認為這種說法的合理性在哪里？(p75)
DNA上蘊含著一定的遺傳信息，可類比成組織者(導演)；蛋白質是生命活動的主要承擔者，可類比成執行者(演員)；而性狀則是生物體表現出來的形態結構、生理和行為等特征的總和，可類比成呈現方式(作品)。當然，打比方總會有不合理之處，因此，只能說有一定的道理。三者之間的關系是：基因通過控制蛋白質的合成控制生物體的性狀。
5．在人群中，有多種遺傳病是由苯丙氨酸的代謝缺陷所致。請分析比較苯丙酮尿癥、尿黑酸癥、白化病及老人白發的原因？請結合下圖分析。(p78)
苯丙酮尿癥是因為缺乏圖中酶①，使得苯丙氨酸不能轉變成為酪氨酸，導致苯丙氨酸在酶⑥的作用下轉變成苯丙酮酸蓄積，并從尿中大量排出；尿黑酸癥是缺乏圖中酶③，尿黑酸在人體內積累，使人的尿液中含有尿黑酸；白化病是由于基因異常而缺少圖中酶⑤，使人體不能合成黑色素，而表現白化癥狀；老人白發是由于細胞衰老，圖中酶⑤的活性降低，導致黑色素合成減少而出現白發。專題一：細胞組成、結構及物質跨膜運輸
強化基礎知識
1．組成細胞的元素按含量分為兩類
(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2．水的兩種形式、五個作用
(1)自由水：①細胞內良好的溶劑；②參與生物化學反應；③為細胞提供液體環境；④運輸營養物質和代謝廢物。
(2)結合水：是細胞結構的重要組成成分。
3．無機鹽的四大功能——1個成分、3個維持
(1)參與構成細胞內某些復雜化合物：I－——甲狀腺激素，Mg2＋——葉綠素，Fe2＋——血紅素，PO——ATP、核酸。
(2)3個維持：①維持細胞和生物體的正常生命活動；②維持生物體的酸堿平衡；③維持細胞的滲透壓穩定，從而維持細胞的正常形態。
4．蛋白質結構多樣性的兩個原因
(1)直接原因：組成蛋白質的氨基酸的種類、數量、排列順序不同，蛋白質的空間結構不同。
(2)根本原因：DNA分子具有多樣性。
5．與核酸相關的“二、八、五”
(1)細胞內的核酸有DNA、RNA兩種。
(2)細胞內的核苷酸有8種：DNA、RNA各4種。
(3)細胞內的堿基種類有5種：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。
6．糖類的四個注意點
(1)二糖中的蔗糖不是還原糖。
(2)淀粉、纖維素和糖原的單體都是葡萄糖。
(3)作為儲能物質的糖類是淀粉和糖原。等質量的脂肪氧化分解釋放的能量比等質量的糖原釋放的能量多。
(4)纖維素是植物細胞壁的重要組成成分。
7．脂質的元素組成及合成場所
脂肪和固醇類的元素組成是C、H、O，磷脂的元素組成是C、H、O、N、P；脂質在細胞內的合成場所是內質網。
8．細胞膜的結構和功能——速記“兩要點”
(1)“2”個特性：結構特性——流動性；功能特性——選擇透過性。
(2)“3”種功能：將細胞與外界環境分隔開；控制物質進出細胞；進行細胞間的信息交流。
9．細胞器
(1)分離各種細胞器常用的方法是差速離心法。
(2)常見細胞器的功能
①線粒體：細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”；細胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體。
②葉綠體：綠色植物能進行光合作用的細胞含有的細胞器，是植物細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”。
③核糖體：蛋白質合成的場所，被喻為“生產蛋白質的機器”。
④中心體：與動物細胞和某些低等植物細胞的有絲分裂有關。
⑤高爾基體：與動物細胞分泌物的形成、蛋白質的加工和轉運有關，還與植物細胞壁的形成有關。
⑥內質網：蛋白質等大分子物質的合成、加工場所和運輸通道。
(3)與分泌蛋白合成及分泌有關的“2”個常考點
①相關細胞結構：核糖體、內質網、高爾基體、線粒體和細胞膜。
②運輸方向：核糖體→內質網→高爾基體→細胞膜。
(4)依據所進行的“反應”判斷真核細胞結構的技巧
①能將水分解成NADPH和O2的是葉綠體的類囊體薄膜。
②能利用[H]和O2合成水的是線粒體內膜。
10．細胞核
(1)主要結構
①核膜：雙層膜，膜上有核孔。核孔是某些大分子物質(如mRNA和蛋白質等)進出細胞核的通道，但DNA不能通過，核孔具有選擇性。
②核仁：在細胞周期中有規律地消失(有絲分裂前期)和重現(有絲分裂末期)；與某種RNA的合成及核糖體的形成有關，所以合成蛋白質旺盛的細胞中核仁明顯。
③染色質：主要由DNA和蛋白質組成，DNA是遺傳信息的載體。染色質容易被堿性染料(甲紫溶液或醋酸洋紅液)染成深色(紫色或紫紅色)。
(2)功能：是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。
11．特殊細胞的特點辨析
(1)藍細菌為原核生物，無葉綠體，但能進行光合作用。
(2)硝化細菌等需氧型原核生物無線粒體，但能進行有氧呼吸。
(3)植物根尖分生區細胞無葉綠體和大液泡，是觀察有絲分裂的最佳材料。
(4)植物細胞：植物葉肉細胞含葉綠體，但根細胞不含葉綠體。
(5)原核細胞只有核糖體一種細胞器，無其他細胞器，無核膜和核仁。
(6)人或哺乳動物的成熟紅細胞無線粒體，只進行無氧呼吸，產物是乳酸，且不再進行分裂，是提取細胞膜的首選材料。
12．物質出入細胞方式的影響因素
(1)自由擴散——細胞內外物質的濃度差。
(2)協助擴散——細胞內外物質的濃度差、轉運蛋白的種類和數量。
(3)主動運輸——能量、載體蛋白的種類和數量(O2濃度和溫度等間接影響主動運輸)。
排查易錯易混
1．判斷下列有關蛋白質和核酸的敘述
皮膚表面涂抹氨基酸可被直接吸收。(×)
細胞識別與糖蛋白中的蛋白質有關，與糖被無關(×)
高溫會破壞蛋白質和核酸分子中的肽鍵(×)
食鹽作用下析出的蛋白質發生了變性，蛋白質變性是由肽鍵的斷裂造成的，變性蛋白質不能與雙縮脲試劑發生反應(×)
激素、糖原、脂肪、蛋白質都是生物大分子，都以碳鏈為骨架(×)
酶、抗體、核酸都是由含氮的單體連接成的多聚體(√)
組成蛋白質的氨基酸都只含有一個氨基與一個羧基，并且連接在同一個碳原子上。(×)
蛋白質中的氮主要存在于氨基中。(×)
組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合。(×)
蛋白質分子中的肽鍵是唯一的化學鍵。(×)
酵母菌的細胞核內含有DNA和RNA兩類核酸(√)
原核細胞中的脫氧核糖核酸分布在擬核、質粒中(√)
核酸初步水解的產物為核苷酸，徹底水解的產物為含氮堿基、磷酸和五碳糖(√)
DNA具有多樣性的主要原因是堿基排列順序和空間結構不同。(×)
只有細胞內的核酸才是攜帶遺傳信息的物質。(×)
2．判斷下列有關糖類和脂質的敘述
纖維素、核苷酸、氨基酸共有的元素是C、H、O、N(×)
糖尿病病人的尿液中加入斐林試劑，混勻后，會出現磚紅色(×)
葡萄糖、果糖、半乳糖都是還原糖，但組成元素不同(×)
糖原、脂肪、核酸都是人體細胞內的主要能源物質 (×)
脂肪的化學組成不同于糖類的特點是分子中氫原子所占比例相對較高(√)
脂肪的水解產物是甘油和脂肪酸，所以脂肪的單體為甘油和脂肪酸(×)
根據種子萌發需要O2的量，富含脂肪的花生種子種植深度應該淺一些(√)
在小鼠的口腔細胞中可以檢測到麥芽糖。(×)
脂質只由C、H、O元素組成，可與糖類之間相互轉換。(×)
脂質中只有磷脂參與生物膜的構成。(×)
等量脂肪比糖類所含能量多，卻不是生物體利用的主要能源物質。(√)
葡萄糖可以口服和注射，但蔗糖只能口服而不能注射。(√)
3．判斷下列有關細胞膜和細胞核的敘述
細胞間的信息交流均依賴于細胞膜上的受體。(×)
細胞膜的選擇透過性是指小分子物質可以透過而大分子物質不能透過。(×)
細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測(√)
磷脂和糖脂分子形成的磷脂雙分子層是完全對稱的(2021·浙江6月選考，4)(×)
細胞膜上的受體不是細胞間信息交流的必需結構(√)
rRNA一定由核仁合成(×)
控制細菌性狀的基因位于擬核和線粒體的DNA 上(×)
蛋白質合成活躍的細胞，核仁代謝活動旺盛(2021·河北，2)(√)
許多對基因表達有調控作用的蛋白質在細胞質合成，經核孔進入細胞核(2021·河北，2)
(√)
細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發生。(×)
若真核細胞核內的核仁被破壞，蛋白質合成仍能正常進行。(×)
無細胞核的細胞就是原核細胞。(×)
4．判斷下列有關細胞器的敘述
高爾基體與動物細胞的分泌功能有關，所以汗腺細胞的高爾基體數量最多。(×)
性激素主要是由內質網上的核糖體合成。(×)
溶酶體可以合成和分泌多種酸性水解酶。(×)
真核細胞具有一些能顯著增大膜面積、有利于酶的附著以提高代謝效率的結構，如神經細胞的樹突。(×)
洋蔥根尖細胞中能產生水的細胞器有葉綠體、線粒體和核糖體(×)
葉綠體的內膜比外膜面積小(√)
溶酶體膜破裂后釋放出的酶會造成膜結構的破壞(√)
根據細胞代謝需要，線粒體可在細胞質基質中移動和增殖 (√)
能自我復制的細胞器一定含有核酸(×)
黑藻是一種單細胞藻類，制作臨時裝片時不需切片(2021·浙江1月選考，6)(×)
5．判斷下列有關生物膜系統的敘述
真核生物細胞具有生物膜系統，有利于細胞代謝有序地進行。(√)
胃黏膜、口腔黏膜都屬于生物膜系統(×)
細胞核不參與生物膜系統的構成(×)
分泌蛋白的加工和運輸過程中，內質網膜面積變小，高爾基體膜面積基本不變，細胞膜面積增大(√)
內質網與多種細胞結構直接或間接相連，在細胞內的囊泡運輸中起著交通樞紐的作用(×)
6．判斷下列有關物質出入細胞方式的敘述
紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細胞、內表皮細胞、葉肉細胞、紅花細胞均可做觀察質壁分離實驗的材料(√)
植物細胞吸水達到滲透平衡時，細胞內外溶液濃度一定相等(×)
質壁分離與復原實驗中，用硝酸鉀溶液代替蔗糖溶液，出現質壁分離后一定能自動復原(×)
1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的滲透壓大小相等(2021·湖南，3)(× )
需要載體蛋白協助的運輸方式一定是主動運輸(× )
對于同一種物質來說，協助擴散的運輸速率高于自由擴散(√)
胞吐運輸的不一定都是大分子物質，如突觸小泡釋放的神經遞質(√)
將植物細胞的原生質體置于高濃度的蔗糖溶液中，該原生質體將會發生質壁分離現象。(×)
與硝酸鉀不同，甘油經自由擴散進入細胞，所以當外界溶液為甘油時只能發生質壁分離，無法自動復原。(×)
在一定范圍內，隨著植物細胞失水的進行，細胞的吸水力逐漸減小。(×)
自由擴散因為不受載體和能量的限制，所以運輸速率超過協助運輸和主動運輸。(×)
物質出入細胞的方式中，需要消耗能量的一定是主動運輸。(×)
胞吞和胞吐體現了生物膜的選擇透過性。(×)
關注教材重點習題
1．如果“新細胞都是從老細胞中產生的”不成立，細胞一直可以從無機環境中自然發生，生物進化的觀點還能被人們普遍接受嗎？(p8)
如果“新細胞都是從老細胞中產生的”不成立，細胞可以從無機環境中自然發生，生物進化論中生物都起源于共同原始祖先的觀點就會受到質疑。一切動植物都是由細胞發育而來的，并由細胞和細胞產物所構成，說明動物和植物的統一性，從而闡明了生物界的統一性，這也支持生物有著共同起源的觀點。
2．2002年7月12日，美國《科學快報》報道了紐約州立大學幾位病毒學家人工合成脊髓灰質炎(俗稱小兒麻痹癥)病毒的消息和簡略的研究過程。用人工合成的病毒感染小鼠的實驗證明，人工合成的病毒能夠引發小鼠脊髓灰質炎，只是毒性比天然病毒小得多。人工合成脊髓灰質炎病毒，是否就是人工制造了生命？人工合成病毒的研究，應該肯定還是應該否定？為什么？(p14)
因為細胞是基本的生命系統，科學家一般將人工合成生命定義為人工組裝細胞，從這個意義上說，人工合成脊髓灰質炎病毒還不能稱為人工合成生命。病毒由生物大分子構成，并且能自我復制，具備生物的一些基本特征，因此在生物學上一般認為它是一類特殊的生物，從這個意義上說，人工合成脊髓灰質炎病毒也可以視為人工合成生命。
人工合成病毒的研究，其意義具有兩面性，用絕對肯定或絕對否定的態度都是不全面的。從肯定的角度看，人工合成病毒可以使人類更好地認識病毒，如研制抵抗病毒的藥物和疫苗，從而更好地為人類的健康服務；從否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能會合成某些對人類有害的病毒，如果這些病毒傳播開來，或者被某些人用作生物武器，將給人類帶來災難。
3．為什么等量的脂肪比糖類含能量多，但在一般情況下脂肪卻不是生物體利用的主要能源物質？(p27)為什么不以糖原作為儲能物質？
糖類是生物體所利用的主要能源物質，尤其是大腦和神經系統所利用的能源必須由糖類來供應。而脂肪是生物體內最好的儲備能源。脂肪是非極性化合物，能以無水的形式儲存在體內。與糖類氧化相比，在生物細胞內脂肪的氧化速率比糖類慢，而且需要消耗大量的氧；此外，糖類氧化既可以在有氧條件下也可以在無氧條件下進行，所以對于生物體的生命活動而言，糖類和脂肪都可以作為儲備能源，但是糖類是生物體生命活動利用的主要能源物質。
雖然糖原也是動物細胞內的儲能物質，但它是極性化合物，以高度的水合形式在機體內儲存時所占的體積相當于同等重量的脂肪所占體積的4倍左右，因此脂肪是一種很“經濟”的儲備能源。
4．多糖和核酸都是由許多單體組成的多聚體，試從組成二者單體種類的角度分析，為什么核酸是遺傳信息的攜帶者，而多糖不是？(p38)為什么蛋白質不是遺傳物質？
構成多糖的基本單位是葡萄糖，無論多少個葡萄糖構成多糖，它的順序沒有什么變化。核酸是由核苷酸連接而成的長鏈，無論是DNA和RNA，其基本組成單位都有4種核苷酸。核酸分子中4種脫氧核苷酸(或核糖核苷酸)在數量、排列順序上就會千差萬別，從而能夠承擔起攜帶遺傳信息的功能。
蛋白質結構復雜，容易變性失活，DNA為穩定的雙螺旋結構，容易保存遺傳信息，能夠進行自我復制，并且存在堿基互補配對等機制保證復制的準確性，蛋白質不能自我復制，需要以RNA作為復制模板。
5．下圖是由磷脂分子構成的脂質體，它可以作為藥物的運載體，將其運送到特定的細胞發揮作用。在脂質體中，能在水中結晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在兩層磷脂分子之間。(p46)
(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？
由雙層磷脂分子構成的脂質體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性藥物能被穩定地包裹在其中；脂質體的內部是水溶液環境，能在水中結晶的藥物可穩定地包裹其中。
(2)請推測：脂質體到達細胞后，藥物將如何進入細胞內發揮作用？
脂質體是由磷脂雙分子層構成的，到達細胞后可能會與細胞的細胞膜發生融合，也可能會以胞吞的方式進入細胞，從而使藥物在細胞內發揮作用。
6．溶酶體內含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會被這些水解酶分解？嘗試提出一種假說，解釋這種現象。(p53)
溶酶體中含有多種水解酶，但溶酶體膜卻不會被水解。根據這一事實，可以作出多種合理假說，例如，膜的成分可能被修飾，使得酶不能對其發揮作用；溶酶體膜可能因為所帶電荷或某些特定基團的作用而能使酶遠離自身；可能因膜轉運物質使得膜周圍的環境(如pH)不適合酶發揮作用，等等。
7．有性生殖使雌雄兩性生殖細胞的細胞核融合為一個新的細胞核，從而使后代的遺傳物質同親代相比，既有繼承，又有變化。從這個角度看，你能找出不支持克隆人的論據嗎？你還能說出其他論據嗎？(p58)
有性生殖的子代繼承了雙親的遺傳信息，在子代中雙親的遺傳物質得到了重新組合，從而大大增加了生物變異，增加了適應多變環境的能力，也為進化提供了原材料。克隆是無性繁殖的產物，克隆人與親代相比，遺傳物質是一樣的，沒有什么變化，因而降低了適應環境的能力。還有，如果克隆人對某種疾病具有易感性，就可能帶來災難性的后果；在社會學意義上，克隆人沒有傳統意義上的父親和母親，這可能會沖擊原有的家庭和社會觀念，等等。
8．請設計實驗，測定紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞的細胞液濃度相當于多少質量分數的蔗糖溶液。寫出你的實驗思路，并分析其中的基本原理。(p67)
可以配制出一系列濃度梯度的蔗糖溶液，將紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞置于配好的各種濃度的蔗糖溶液中，適當時間后用顯微鏡觀察細胞質壁分離情況。記錄剛好發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液濃度，以及剛好尚未發生質壁分離的細胞所用的蔗糖溶液的濃度，據此推算出細胞液溶質的濃度應介于這兩個濃度之間。
9．溫度變化會影響水分通過半透膜的擴散速率嗎？請你提出假設，并設計檢驗該假設的實驗方案。(p67)
假設：溫度變化會影響水分通過半透膜的擴散速率。
設計實驗提示：可以借用本節問題探討中的滲透裝置進行實驗。將該滲透裝置置于不同溫度的環境中，通過比較不同溫度下漏斗管液面上升速度的快慢，判定溫度是否影響水分子的擴散速度，實驗中要注意排除各種無關變量的干擾，如置于不同溫度中的漏斗內的蔗糖溶液的量和濃度必須相等，以確保實驗的準確性。
10．檉柳是強耐鹽植物，它的葉子和嫩枝可以將吸收到植物體內的無機鹽排出體外。檉柳的根部吸收無機鹽離子是主動運輸還是被動運輸？如果要設計實驗加以證明，請說出實驗思路。(p72)
主動運輸和被動運輸的區別之一是是否需要能量，而能量來自細胞呼吸，故可通過抑制根細胞呼吸，并觀察無機鹽離子吸收速率是否受影響來判斷其吸收過程屬于主動運輸還是被動運輸，具體步驟：取甲、乙兩組生長狀態基本相同的檉柳幼苗，放入適宜濃度的含有Ca2＋、K＋的溶液中；甲組給予正常的細胞呼吸條件，乙組抑制細胞呼吸；一段時間后測定兩組植株根系對Ca2＋、K＋的吸收速率，若兩組植株對Ca2＋、K＋的吸收速率相同，說明檉柳從土壤中吸收無機鹽為被動運輸；若乙組吸收速率明顯小于甲組吸收速率，說明檉柳從壤中吸收無機鹽是主動運輸。

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