資源簡介

高考生物一輪專題知識梳理
第8講　細胞呼吸的原理和應用
課標解讀 核心素養
1.說明細胞呼吸的過程,探討其原理 2.探究酵母菌的呼吸方式 生命觀念 基于對細胞呼吸類型和過程的學習,建立起生命的物質與能量觀和普遍聯系的觀點
科學思維 基于對細胞呼吸方式判斷的學習,培養對問題進行推理,并做出合理判斷的能力
科學探究 基于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的學習,掌握對生物學問題進行初步探究的能力
社會責任 通過呼吸作用原理在工農業、日常生活中的運用,提升社會責任意識
考點一　細胞呼吸方式及過程
1.有氧呼吸。
(1)概念:指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過程。
(2)線粒體的結構和功能。
a.①外膜;②內膜;③嵴;④基質。
b.線粒體增大膜面積的方式:內膜向內腔折疊形成嵴。
c.有氧呼吸的酶分布在:線粒體內膜上和線粒體基質以及細胞質基質中。
d.線粒體的功能:進行有氧呼吸的主要場所。
(3)過程圖解。
(4)有氧呼吸的總反應式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
(5)能量轉化:1 mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2 870 kJ的能量,其中977.28 kJ左右的能量儲存在ATP中,其余能量則以熱能形式散失。
2.無氧呼吸。
(1)場所:全過程是在細胞質基質中進行的。
(2)過程。
第一階段 葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量
產生酒 精的無 氧呼吸 丙酮酸 酒精+CO2 實例:植物、酵母菌等
產生乳 酸的無 氧呼吸 丙酮酸 乳酸 實例:高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等
(3)放能:1 mol葡萄糖釋放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量,其中均有61.08 kJ的能量儲存在ATP中。
提醒?、贌o氧呼吸過程產生的少量ATP,只產自第一階段,第二階段不產生ATP;第一階段產生的[H]用于第二階段還原丙酮酸產生乳酸或酒精和CO2。
②人體內產生的CO2只能是有氧呼吸的產物,因為人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸,無CO2。
③不同生物無氧呼吸的產物不同,其直接原因在于催化反應的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
正誤判斷
(1)細胞呼吸是在細胞內進行的。 (√)
(2)有氧呼吸產物水的氫來自第一階段的葡萄糖和第二階段的丙酮酸。 (×)
(3)細胞呼吸過程中產生的能量一部分轉變成ATP,另一部分以熱能形式散失了。 (×)
(4)無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量,生成少量的ATP。 (√)
(5)無氧呼吸在細胞質中進行,需要一種酶催化完成。 (×)
(6)有氧呼吸中的能量是逐步釋放出來的,其中只有少部分儲存在ATP中。 (√)
(7)有氧呼吸二、三階段所需的酶都分布于嵴上。 (×)
(8)肺炎鏈球菌無線粒體,但能進行有氧呼吸。 (√)
(9)葡萄糖氧化分解為丙酮酸只發生在細胞的有氧呼吸過程中。 (×)
(10)種子風干脫水后呼吸強度增強。 (×)
教材微點
1.(必修1 P93“相關信息”)細胞呼吸過程中產生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)的簡化表示方法。
2.(必修1 P94“相關信息”)無氧呼吸過程中,葡萄糖中的能量主要儲存在乳酸或酒精中;而徹底氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失了。
3.(必修1 P94“正文信息”)蛋白質、糖類和脂質的代謝,都可以通過細胞呼吸過程聯系起來。
4.(必修1 P96“思維訓練”)科學家就線粒體的起源,提出了一種解釋:有一種真核細胞吞噬了原始的需氧細菌,二者在共同繁衍的過程中,需氧細菌進化為宿主細胞內專門進行細胞呼吸的細胞器。
長句突破
1.(科學思維)假設從培養基中得到了能高效降解某種有機物X的細菌,且該菌能將X代謝為丙酮酸,則在有氧條件下,丙酮酸可為該菌的生長提供能量和合成其他物質的原料。
2.(科學思維)糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象,其原因是種子在有氧呼吸過程中產生了水。
1.細胞呼吸過程中[H]和ATP的來源和去路分析。
2.歸納總結細胞呼吸反應式中各物質間量的比例關系。
(1)反應式。
①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
②無氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量;C6H12O62C3H6O3+少量能量。
(2)相關物質間量的比例關系。
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②無氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產生的CO2的物質的量:有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產生的CO2之和=3∶4。
產生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量:無氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
角度一 結合細胞呼吸過程,考查物質和能量觀
1.下列①~④代表細胞呼吸過程中物質的變化,有關說法錯誤的是 (　　)
①葡萄糖丙酮酸?、诒岫趸己退、郾崛樗帷、鼙峋凭投趸?br/>A.人體中①和②過程都必須在有氧條件下才能進行
B.③過程可發生在正常人體細胞中,產物不會導致內環境pH劇烈變化
C.蘋果和玉米種子的胚在無氧條件下可以分別進行①④和①③過程
D.在黑暗條件下,小麥②過程發生在線粒體中,產生大量ATP
解析　人體細胞必須在有氧條件下進行的是②過程,①過程表示細胞呼吸的第一階段,有氧條件下和無氧條件下均可進行,A項錯誤;③過程只產生乳酸,可發生在人體細胞無氧呼吸過程中,由于內環境中存在緩沖物質,故產生的乳酸不會導致內環境pH劇烈變化,B項正確;蘋果在無氧條件下進行無氧呼吸的產物是酒精和二氧化碳,對應①④過程,玉米種子的胚在無氧條件下進行無氧呼吸的產物是乳酸,對應①③過程,C項正確;小麥在黑暗條件下仍可以進行有氧呼吸,②過程表示有氧呼吸第二和第三階段,發生在線粒體中,第三階段產生大量ATP,D項正確。
答案　A
2.(不定項)線粒體中的[H]與氧氣結合的過程需要細胞色素c的參與。細胞接受凋亡信號后,線粒體中的細胞色素c可轉移到細胞質基質中,并與Apaf 1蛋白結合引起細胞凋亡。下列說法錯誤的是 (　　)
A.真核生物有氧呼吸過程產生[H]的場所為細胞質基質和線粒體基質
B.細胞色素c參與有氧呼吸第二階段的反應
C.細胞色素c功能喪失的細胞將無法合成ATP
D.若細胞中Apaf 1蛋白功能喪失,細胞色素c將不會引起該細胞凋亡
解析　真核生物有氧呼吸中產生[H]的場所是細胞質基質和線粒體基質,A項正確;線粒體中的[H]與氧氣結合的過程需要細胞色素c的參與,這說明細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應,B項錯誤;細胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應,但無氧呼吸第一階段和有氧呼吸的第一、二階段中也產生ATP,C項錯誤;細胞色素c與Apaf 1蛋白結合后引起細胞凋亡,若Apaf 1蛋白功能喪失,則細胞色素c不會引起該細胞凋亡,D項正確。
答案　BC
3.在有氧呼吸的第三階段,還原型輔酶Ⅰ脫去氫并釋放電子最終傳遞給O2。電子傳遞過程中釋放的能量驅動H+從線粒體基質跨膜運輸到線粒體內、外膜的間隙,從而建立 H+濃度梯度,隨后H+在ATP合酶的協助下順濃度梯度運輸到線粒體基質,并生成大量 ATP?；卮鹣铝袉栴}:
(1)真核細胞有氧呼吸的第三階段發生在　　　　　上,在該階段,電子最終傳遞給O2后會生成　　　　(填物質),ATP合酶有兩方面的功能,分別是　　　　　、　　　　。
(2)已知二硝基酚(DNP)不影響線粒體的電子傳遞,但能使H+不經過ATP合酶進入線粒體基質。為研究短時低溫對線粒體電子傳遞的影響,實驗小組將水稻幼苗置于不同條件下處理,分組情況及實驗結果如圖所示:
產生等量ATP時,與25 ℃相比,4 ℃條件下有氧呼吸消耗葡萄糖的量　　　　(填“相等”“較多”或“較少”)。根據實驗結果推測:短時低溫(4 ℃)　　　　(填“影響”或“不影響”)線粒體的電子傳遞。低溫條件下ATP合成減少,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)真核細胞的有氧呼吸第三階段發生在線粒體內膜上,電子傳遞給O2后會產生H2O。由題意,H+在ATP合酶的協助下順濃度梯度運輸到線粒體基質,并生成大量 ATP,說明ATP合酶具有兩方面的功能,可以催化ADP和Pi合成ATP,也可以跨膜運輸H+。(2)與25 ℃相比,4 ℃時耗氧量高、ATP生成量低,若產生等量ATP,則4 ℃時消耗葡萄糖的量較多。4 ℃條件下與25 ℃+DNP的數據基本相同,而DNP不影響線粒體的電子傳遞,推測低溫也不影響線粒體的電子傳遞。根據DNP的作用,推測低溫條件下部分H+不經過ATP合酶的協助進入線粒體基質,降低了H+濃度梯度,則由ATP合酶協助運輸到線粒體基質中的H+減少,從而使ATP的合成減少。
答案　(1)線粒體內膜　H2O　跨膜運輸H+　催化合成ATP
(2)較多　不影響　低溫使部分H+不經過ATP合酶的協助進入線粒體基質,降低了H+濃度梯度;減少了H+由ATP合酶協助的順濃度梯度運輸,從而使ATP的合成減少
角度二 圍繞細胞呼吸類型的判斷,考查科學思維能力
4.(2020·全國卷Ⅰ)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖,下列關于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是 (　　)
A.若產生的CO2與乙醇的分子數相等,則細胞只進行無氧呼吸
B.若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C.若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
解析　在反應底物是葡萄糖的情況下,細胞進行有氧呼吸和產乙醇的無氧呼吸均可產生CO2,其中產乙醇的無氧呼吸產生的CO2與乙醇的分子數相等,有氧呼吸不產生乙醇,因而若產生的CO2與乙醇的分子數相等,說明細胞只進行無氧呼吸,A項正確;根據有氧呼吸反應式,在反應底物是葡萄糖的情況下,若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等,B項正確;根據無氧呼吸反應式,在反應底物是葡萄糖的情況下,若細胞無氧呼吸產物是乳酸,則不需要消耗O2也不產生CO2,C項正確;有氧呼吸中,吸收O2的分子數和釋放CO2的分子數相等,而無氧呼吸不消耗O2,但可能產生CO2,若細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的分子數少或兩者的數目相等,D項錯誤。
答案　D
5.(不定項)有多瓶(條件一致)酵母菌、葡萄糖懸液,分別通入不同濃度的O2時,其產生的酒精和CO2的量如圖所示。據圖可以得出的結論是 (　　)
A.氧濃度為a時,酵母菌只進行無氧呼吸
B.當氧濃度為c時,2/3的葡萄糖用于酒精發酵
C.當氧濃度為d時,酵母菌細胞內有ATP積累
D.不同氧濃度下,細胞中ATP的生成速率相同
解析　分析曲線可知,氧濃度為a時,產生酒精的量與釋放CO2的量相等,說明酵母菌只進行無氧呼吸,不進行有氧呼吸,A項符合題意;設氧濃度為c時有氧呼吸消耗的葡萄糖為x,無氧呼吸消耗的葡萄糖為y,由曲線得出關系式:,得出:所以用于酒精發酵的葡萄糖占2/3,B項符合題意;細胞中ATP的含量保持相對穩定,不會出現積累,C項不符合題意;由于有氧呼吸能產生大量的ATP,無氧呼吸能產生少量的ATP,因此,不同氧濃度下,細胞中ATP的生成速率不同,D項不符合題意。
答案　AB
考點二　影響細胞呼吸的外界因素及應用
1.內部因素。
2.外部因素。
(1)溫度。
提醒　自然條件下因溫度高而使植物死亡的直接原因是水分蒸發過多造成的水分失衡。
(2)O2濃度。
(3)CO2濃度。
(4)水分。
正誤判斷
(1)同一葉片在不同生長發育時期,其細胞呼吸速率有差異。 (√)
(2)嚴格的無氧環境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少。 (×)
(3)糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環境中儲藏。 (×)
(4)皮膚破損較深的患者,應及時到醫院注射破傷風抗毒血清。 (√)
(5)劇烈運動時,氧氣供應不足,肌細胞主要進行無氧呼吸產生乳酸。 (×)
(6)內部因素也會影響細胞呼吸的強度,如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等。 (√)
長句突破
(科學思維)民間世代相傳的農業諺語是千百年來勞作實踐的經驗總結,和鋤頭有關的“三有一無”的說法,同樣蘊含著很深的科學道理。鋤頭“三有”是指:“鋤頭有肥”“鋤頭有水”和“鋤頭有火”;“一無”則是指“鋤頭無爭”。
(1)“鋤頭有肥”是說鋤地松土有利于肥料的吸收,促進作物生長。這有什么科學道理
提示　鋤地松土增加了土地的透氣性,使作物根部的有氧呼吸增強,為根吸收礦質離子提供了充足的能量。
(2)雨前中耕,能使耕作層多蓄水;雨后中耕,能切斷表土毛細管,減少水分蒸發,可稱為“鋤頭有水”。細胞代謝速率和細胞含水量有什么關系
提示　細胞含水量高,細胞代謝速率快;反之,則代謝速率減慢。
(3)雨后土壤中出現濕澇情況時,土壤黏度增大,毛細管堵塞,所以澇天鋤地可以減輕澇災,此可稱為“鋤頭有火”。出現濕澇容易出現作物死亡的原因是什么
提示　出現濕澇會導致根細胞進行無氧呼吸產生酒精等有害物質,引起根部腐爛導致作物死亡。
(4)“鋤頭無爭”。在中耕松土時,鏟除了雜草,有利于豐收,其利用的生物學原理是什么
提示　減少雜草與作物競爭,使物質和能量更多地流向對人類有益的部分。
角度一 圍繞影響細胞呼吸因素的分析,考查科學思維能力
1.(2023·陜西漢中統考)呼吸鏈是指從[H]等向氧傳遞電子的系統。呼吸鏈中斷的突變型酵母菌即使在氧氣充足時,也只依賴無氧呼吸產生ATP,且發酵效率高于野生型。下列說法錯誤的是 (　　)
A.呼吸鏈位于線粒體內膜,能完成有氧呼吸的第三階段
B.呼吸鏈中斷可能導致丙酮酸不能進入線粒體氧化分解
C.氧氣充足時,野生型酵母菌的繁殖速率大于突變型
D.消耗等量的葡萄糖,突變型呼吸產生的[H]多于野生型
解析　呼吸鏈是指從[H]等向氧傳遞電子的系統,則能完成有氧呼吸的第三階段,A項正確;呼吸鏈中斷細胞不能進行有氧呼吸,則代謝產物在線粒體積累,導致丙酮酸不能進入線粒體,B項正確;氧氣充足時,野生型酵母菌可通過有氧呼吸獲得大量的能量,突變型酵母菌不能進行有氧呼吸,獲得的能量少,則野生型酵母菌繁殖速率大于突變型,C項正確;消耗等量的葡萄糖,突變型酵母細胞只通過乙醇代謝途徑在第一階段產生[H],所以突變型呼吸產生的[H]少于野生型,D項錯誤。
答案　D
2.(2023·山東泰安模擬)如圖表示大氣溫度及氧濃度對植物組織內產生CO2的影響,下列相關敘述錯誤的是 (　　)
甲　 乙
A.從圖甲可知細胞呼吸最適的溫度為B點所對應的溫度
B.圖甲曲線變化的主要原因是溫度影響與呼吸作用有關酶的活性
C.圖乙中D~E段有氧呼吸逐漸減弱,E~F段有氧呼吸逐漸增強
D.和D、F點相比,圖乙中E點對應的氧濃度更有利于儲藏水果和蔬菜
解析　根據圖甲可知,B點時,細胞呼吸最旺盛,B點所對應的溫度為細胞呼吸的最適溫度,A項正確;圖甲曲線變化的主要原因是溫度影響與呼吸作用有關的酶的活性,從而影響呼吸作用,B項正確;圖乙中D~E段和E~F段,隨著氧濃度的增加,有氧呼吸均逐漸增強,C項錯誤;儲藏水果和蔬菜應該降低植物的呼吸作用,乙圖E點時CO2釋放速率最小,說明此時細胞呼吸最弱,因此圖乙中E點對應的氧濃度更有利于儲藏水果和蔬菜,D項正確。
答案　C
3.草莓果實含有多種有機物且含水量高,深受人們的喜愛。為推動草莓物流的發展,某生物小組探究了不同儲藏溫度對草莓果實呼吸強度的影響,結果如圖。
回答下列問題:
(1)該實驗根據CO2使　　　　　　　　溶液由藍變綠再變黃的時間長短,檢測呼吸強度,但不能用有無CO2的釋放作為判斷草莓果實細胞呼吸類型的指標,理由是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)研究表明,隨儲藏溫度的升高,草莓果實的鮮重逐漸下降,原因是　　　　　　。
(3)依據該實驗　　　　(填“能”或“不能”)推斷草莓果實呼吸相關酶的最適溫度,原因是　　　　　　　　　　　　。
(4)利用細胞呼吸的原理,請提出有利于草莓儲藏的措施　　　　　　　　　　　　(答出兩條即可)。
解析　(1)CO2能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃,CO2濃度不同變色所需要的時間不同。另外,草莓果實細胞有氧呼吸與無氧呼吸都會產生CO2,故不能根據有無CO2的產生來判斷草莓果實細胞的呼吸類型。(2)隨儲藏溫度的升高,細胞中的有機物氧化分解加快,水分散失增多,因此鮮重會下降。(3)在圖示曲線中,隨著溫度升高,草莓果實細胞呼吸強度一直呈上升趨勢,實驗結果未出現峰值,因此無法推斷草莓果實呼吸相關酶的最適溫度。(4)根據曲線信息可知,低溫時草莓果實細胞呼吸強度較弱,另外在低氧環境下細胞呼吸強度也較弱,從而減少有機物的消耗,有利于草莓的儲藏。
答案　(1)溴麝香草酚藍　草莓果實細胞有氧呼吸和無氧呼吸都產生CO2　(2)隨儲藏溫度的升高,草莓果實有機物氧化分解加快,水分散失增多,鮮重逐漸下降
(3)不能　實驗結果未出現峰值　(4)低溫、低氧環境下儲藏(合理即可)
角度二 圍繞細胞呼吸的應用,考查科學思維與社會責任
4.(2021·湖南卷)下列有關細胞呼吸原理應用的敘述,錯誤的是 (　　)
A.南方稻區早稻浸種后催芽過程中,常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種,可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B.農作物種子入庫貯藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,貯藏壽命顯著延長
C.油料作物種子播種時宜淺播,原因是萌發時呼吸作用需要大量氧氣
D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以減少水分散失、降低呼吸速率,起到保鮮作用
解析　早稻浸種催芽過程中,常用40 ℃左右溫水淋種并翻種,目的是給種子的細胞呼吸過程提供有利條件,即水分、適宜的溫度和氧氣,A項正確;農作物種子入庫貯藏時,為延長貯藏時間,應在零上低溫、低氧條件下貯藏,種子無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用,B項錯誤;油料作物細胞中脂肪等含量較高,H元素含量較高,細胞呼吸時需要更多的氧氣,因此油料作物種子播種時宜淺播,C項正確;柑橘在塑料袋中密封保存,可以減少水分散失,降低細胞呼吸速率,減少有機物的消耗,能起到保鮮作用,D項正確。
答案　B
5.(2023·寶雞模擬)有氧運動是指人體在氧氣充分供應的情況下進行的體育鍛煉,比如慢跑、騎自行車等。在有氧運動時,體內積存的糖分會被氧化而消耗,同時脂肪也會加快“燃燒”,是健康的減肥方法。無氧運動是肌肉在缺氧的狀態下高速劇烈的運動,例如舉重、百米沖刺、摔跤等。運動過后能增大肌肉和脂肪的比率,增加肌肉新陳代謝速率,提高身體免疫力。下列有關說法正確的是 (　　)
A.有氧運動可以加快體內脂肪的“燃燒”,無氧運動對脂肪的消耗沒有作用
B.由于無氧運動更加劇烈,與有氧呼吸相比,無氧呼吸時能量轉化至ATP中的效率更高
C.“百米沖刺”后運動員感覺肌肉酸脹乏力,是由于在肌細胞的線粒體中積累了大量乳酸
D.慢跑過程中氧氣充分供應,但是細胞中產生的二氧化碳與消耗的氧氣量不一定相等
解析　由題干信息可知,無氧運動過后能增大肌肉和脂肪的比率,增加肌肉新陳代謝速率,提高身體免疫力,對脂肪的消耗有作用,A項錯誤;與有氧呼吸相比,無氧呼吸時能量轉化至ATP中的效率更低,B項錯誤;“百米沖刺”后運動員感覺肌肉酸脹乏力,是由于在肌細胞的細胞質基質中積累了大量乳酸,C項錯誤;慢跑過程中氧氣充分供應,但是由于脂肪的消耗,細胞中產生的二氧化碳與消耗的氧氣量不一定相等,D項正確。
答案　D
角度三 通過對種子萌發過程中細胞呼吸的變化分析,考查科學探究能力
6.將黃豆干種子浸水30小時,期間黃豆胚細胞發生了一系列生理變化,下列敘述正確的是 (　　)
A.自由水與結合水的含量均大量增加,代謝加快
B.CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大,說明此階段無氧呼吸較強
C.酶的種類沒有變化,但酶的活性均顯著增高
D.若在顯微鏡下觀察胚細胞,會發現大部分細胞中存在染色體
解析　黃豆干種子浸水萌發的過程中,自由水的含量大量增加,結合水的含量增加的幅度較小,代謝加快,A項錯誤;黃豆種子在有氧呼吸過程中消耗的O2量與產生的CO2量相等,在無氧呼吸過程中不消耗O2、有CO2產生,據此可推知:若CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大,說明此階段無氧呼吸較強,B項正確;黃豆干種子浸水萌發的過程中,細胞中發生的化學反應類型增多,酶的種類會有所變化,但并非是酶的活性均顯著增高,C項錯誤;在一個細胞周期中,因分裂間期持續的時間明顯大于分裂期,而染色體出現在細胞分裂期,所以若在顯微鏡下觀察胚細胞,會發現少部分細胞中存在染色體,D項錯誤。
答案　B
7.(2023·泰州模擬)如圖表示某油料作物種子萌發為幼苗過程中CO2釋放、O2吸收相對速率的變化。下列有關敘述不正確的是 (　　)
A.油料作物種子細胞中不含蛋白質和糖類
B.第Ⅰ、Ⅱ階段種子細胞以無氧呼吸為主
C.第Ⅲ階段種子細胞中的自由水含量比第Ⅰ階段高
D.第Ⅳ階段呼吸速率因貯存物質被消耗而顯著下降
解析　油料作物種子細胞脂肪含量豐富,但也有蛋白質和糖類,A項錯誤;第Ⅰ、Ⅱ階段幾乎不吸收氧氣,CO2的釋放速率遠大于氧氣的吸收速率,故此時種子細胞以無氧呼吸為主,B項正確;與第Ⅰ階段相比,第Ⅲ階段種子細胞代謝旺盛,自由水含量較高,C項正確;第Ⅳ階段由于現有的有機物不斷消耗,呼吸速率逐漸降低,D項正確。
答案　A
考點三　探究酵母菌細胞呼吸的方式
1.實驗原理。
2.實驗設計思路——對比實驗。
3.實驗步驟。
(1)配制酵母菌培養液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
將煮沸的葡萄糖溶液冷卻到常溫,才可加入酵母菌,否則,高溫會殺死酵母菌。
(2)檢測CO2的產生,裝置如圖所示。
(3)檢測酒精的產生。
自A、B中各取2 mL酵母菌培養液的濾液,分別注入編號為1、2的兩支干凈的試管中→分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。
提醒　葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發生顏色變化,因此,應將酵母菌的培養時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。
4.實驗現象。
5.實驗結論。
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。
(2)酵母菌在有氧條件下產生CO2多且快,在無氧條件下進行細胞呼吸產生酒精和CO2。
1.“液滴移動法”探究細胞呼吸的方式。
(1)實驗裝置(以萌發種子為例)。
　
裝置一 裝置二
(2)實驗原理。
①萌發種子的作用:萌發種子細胞呼吸吸收O2、釋放CO2都會影響裝置中氣體的體積,進而導致著色液滴的移動。
②裝置一中NaOH溶液的作用:吸收細胞呼吸產生的CO2。
③兩裝置中著色液滴移動及測定的呼吸方式。
比較項目 裝置一 裝置二
著色液 滴移動 原因 細胞呼吸 吸收O2 細胞呼吸釋放CO2與吸收O2的差
方向 左移或不動 不動或右移
測定的呼吸方式 有氧呼吸 無氧呼吸
(3)實驗現象和結論。
實驗現象 實驗結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 無細胞呼吸
不動 右移 只進行無氧呼吸
左移 右移 既進行有氧呼吸,也進行無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸
提醒　若所測生物材料進行無氧呼吸產生乳酸,則無法用此方法測定。
(4)物理誤差的校正。
為排除溫度、氣壓等無關變量的干擾,可設置對照裝置。對照裝置與裝置二相比,不同點是用煮熟的種子代替發芽種子,其余均相同。
2.種子萌發時呼吸速率的測定。
(1)實驗裝置。
　
裝置甲 裝置乙
(2)指標及原理。
指標 細胞呼吸速率常用單位時間內CO2釋放量或O2吸收量來表示
原理 組織細胞呼吸作用吸收O2,釋放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器內氣體壓強減小,刻度管內的著色液滴左移。單位時間內著色液滴左移的距離即表示呼吸速率
(3)物理誤差的校正。
①如果實驗材料是綠色植物,整個裝置應遮光處理,否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
②如果實驗材料是種子,為防止微生物的細胞呼吸對實驗結果產生干擾,應對裝置及所測種子進行消毒處理。
③為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差,應設置對照實驗,將所測的生物材料滅活(如將發芽的種子煮熟),其他條件均不變。
(4)實驗拓展:呼吸底物與著色液滴移動的關系。
脂肪含氫量高,含氧量低,等質量的脂肪與葡萄糖相比,氧化分解時耗氧量高,而產生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時,產生的CO2量小于消耗的O2量,著色液滴移動更明顯。
角度一 圍繞“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗,考查科學探究能力
1.如圖表示某同學驗證呼吸作用產生二氧化碳的實驗裝置,在透明的容器B中放入濕潤的種子。以下說法錯誤的是 (　　)
A.設置A裝置的目的是除去空氣中的CO2,確保實驗的科學性
B.種子的呼吸作用一般不受光照的影響,但溫度會影響呼吸作用的強度
C.該裝置一定要放在黑暗的環境中,避免光下種子光合作用的干擾
D.C瓶中澄清石灰水變混濁,是種子進行呼吸作用產生了CO2的緣故
解析　裝置中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2,避免對實驗結果造成影響,A項正確;影響細胞呼吸的因素有溫度和氧氣濃度等,光照不對細胞呼吸產生影響,B項正確;種子不進行光合作用,所以無須放在黑暗環境中,C項錯誤;CO2會使澄清石灰水變混濁,所以如果C瓶中澄清的石灰水變混濁,說明種子進行呼吸作用產生了CO2,D項正確。
答案　C
2.秸稈的纖維素經酶水解后可作為生產生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養酵母菌并研究其細胞呼吸(如圖)。下列敘述正確的是 (　　)
A.培養開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀溶液,以便檢測乙醇生成
B.乙瓶中的溶液由藍色變成紅色,表明酵母菌已產生了CO2
C.乙醇是在酵母菌線粒體中產生的
D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量
解析　應在充分反應之后取甲瓶中培養液濾液,向其中加入橙色的酸性重鉻酸鉀溶液,檢測乙醇生成,A項錯誤;乙瓶中的溶液由藍色變綠再變黃,表明酵母菌已產生了CO2,B項錯誤;乙醇是酵母菌無氧呼吸的產物,無氧呼吸在細胞質基質中進行,C項錯誤;由于培養液中葡萄糖含量一定,因此增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量,D項正確。
答案　D
角度二 結合探究生物細胞呼吸方式的實驗,考查科學探究能力
3.(不定項)(2023·山東泰安模擬)下面三個裝置可用于研究萌發的種子的呼吸作用的方式及其產物,有關分析正確的是 (　　)
　
甲 乙 　 丙
A.甲裝置可用于探究呼吸作用是否產生熱量
B.乙裝置有色液滴向左移動,說明種子萌發只進行有氧呼吸
C.丙裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2
D.三個裝置中的種子都必須進行消毒處理,都需要設置對照實驗
解析　甲裝置中含有溫度計,可用于探究呼吸作用是否產生熱量,A項正確;乙裝置中NaOH溶液可吸收呼吸產生的二氧化碳,則有色液滴移動的距離代表呼吸消耗的氧氣,因此該裝置可用于探究萌發的種子是否進行有氧呼吸,但不能說明種子萌發只進行有氧呼吸,B項錯誤;丙裝置中澄清石灰水可檢測CO2,因此該裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2,C項正確;微生物也會進行呼吸作用,所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理,都需要設置對照實驗,D項正確。
答案　ACD
4.如圖是某研究性學習小組為了探究酵母菌的細胞呼吸方式而設計的實驗裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質),下列有關實驗裝置和結果的分析,不正確的是 (　　)
　
裝置1 裝置2
A.通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸
B.用水代替NaOH溶液設置裝置2,通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進行無氧呼吸
C.用水代替NaOH溶液設置裝置2,如果裝置1中液滴左移,裝置2中液滴右移,說明酵母菌既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸
D.用水代替NaOH溶液設置裝置2,裝置2中液滴可能向左移
解析　燒杯中的NaOH溶液能吸收細胞呼吸產生的CO2,所以液滴移動的距離代表細胞呼吸消耗O2的量,因此通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸,A項正確;用水代替NaOH溶液設置裝置2,由于水不吸收氣體也不釋放氣體,所以液滴移動的距離代表細胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值,如果液滴移動說明酵母菌進行了無氧呼吸,如果液滴不移動,說明酵母菌不進行無氧呼吸,B項正確;如果裝置1中液滴左移,說明有O2的消耗,可以推斷出酵母菌進行了有氧呼吸,裝置2中液滴右移,說明細胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量,推斷出酵母菌還進行了無氧呼吸,C項正確;由于葡萄糖作底物不可能出現O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況,所以裝置2中液滴不可能向左移,D項錯誤。
答案　D
1.經典重組　判斷正誤
(1)與風干前相比,風干種子中細胞呼吸作用的強度高。(2018·全國卷Ⅱ,4C) (×)
(2)人體在劇烈運動時所需要的能量由乳酸分解提供。(全國卷Ⅱ) (×)
(3)人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化。(海南卷,5B) (×)
(4)無氧呼吸不需要O2的參與,該過程最終有[H]的積累。(全國卷Ⅰ) (×)
(5)質量相同時,脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多。(全國卷Ⅰ) (√)
2.(2022·全國甲卷)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發現,經常運動的人肌細胞中線粒體數量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述,錯誤的是 (　　)
A.有氧呼吸時細胞質基質和線粒體中都能產生ATP
B.線粒體內膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程
C.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與
D.線粒體中的DNA能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成
解析　有氧呼吸的第一階段場所是細胞質基質,第二、三階段在線粒體,三個階段均可產生ATP,故有氧呼吸時細胞質基質和線粒體都可產生ATP,A項正確;線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所,該階段氧氣和[H]反應生成水,該過程需要酶的催化,B項正確;丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段,場所是線粒體基質,該過程需要水的參與,不需要氧氣的參與,C項錯誤;線粒體是半自主性細胞器,其中含有少量DNA,可以通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成,D項正確。
答案　C
3.(不定項)(2022·山東卷)在有氧呼吸第三階段,線粒體基質中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子,電子經線粒體內膜最終傳遞給O2,電子傳遞過程中釋放的能量驅動H+從線粒體基質移至內外膜間隙中,隨后H+經ATP合酶返回線粒體基質并促使ATP合成,然后與接受了電子的O2結合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響,將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理,分組情況及結果如圖所示。已知DNP可使H+進入線粒體基質時不經過ATP合酶。下列相關說法正確的是 (　　)
A.4 ℃時線粒體內膜上的電子傳遞受阻
B.與25 ℃時相比,4 ℃時有氧呼吸產熱多
C.與25 ℃時相比,4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP導致線粒體內外膜間隙中H+濃度降低,生成的ATP減少
解析　與25 ℃相比,4 ℃耗氧量增加,根據題意,電子經線粒體內膜最終傳遞給氧氣,說明電子傳遞未受阻,A項錯誤;與25 ℃相比,短時間低溫4 ℃處理,ATP合成量較少,耗氧量較多,說明4℃時有氧呼吸釋放的能量較多的用于產熱,消耗的葡萄糖量多, B、C兩項正確;DNP使H+不經ATP合酶返回基質中,會使線粒體內外膜間隙中H+濃度降低,導致ATP合成減少, D項正確。
答案　BCD
4.(2022·浙江6月選考)下列關于細胞呼吸的敘述,錯誤的是 (　　)
A.人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸
B.制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉細胞無氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的乙醇發酵過程中通入O2會影響乙醇的生成量
解析　劇烈運動時人體可以進行無氧呼吸,無氧呼吸的產物是乳酸,故人體劇烈運動時會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸,A項正確;制作酸奶利用的是乳酸菌無氧發酵的原理,乳酸菌無氧呼吸的產物是乳酸,無二氧化碳產生,B項錯誤;梨果肉細胞無氧呼吸第一階段能產生少量能量,該部分能量大部分以熱能的形式散失了,少部分可用于合成ATP,C項正確;酵母菌的乙醇發酵是利用酵母菌在無氧條件產生乙醇的原理,故發酵過程中通入氧氣會導致其無氧呼吸受抑制而影響乙醇的生成量,D項正確。
答案　B
5.(2021·湖北卷)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應,逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的貯藏期。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.常溫下鮮梨含水量大,環境溫度較高,呼吸代謝旺盛,不耐貯藏
B.密封條件下,梨呼吸作用導致O2減少,CO2增多,利于保鮮
C.冷藏時,梨細胞的自由水增多,導致各種代謝活動減緩
D.低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩
解析　常溫下鮮梨含水量大,環境溫度較高,呼吸代謝旺盛,細胞消耗的有機物多,不耐貯藏,A項正確;密封條件下,梨呼吸作用導致O2減少,CO2增多,抑制細胞呼吸,有氧呼吸減弱,消耗的有機物減少,故利于保鮮,B項正確;冷藏時,梨細胞中的自由水減少,結合水增多,導致各種代謝活動減緩,C項錯誤;酶活性的發揮需要適宜的溫度等條件,結合題意“果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應,逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的貯藏期”可知,低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩,D項正確。
答案　C
(五)　對比實驗與對照實驗
1.對比實驗及其實例。
2.對照實驗及類型分析。
(1)含義:設置對照組。通常把經過控制處理的一組(或者未知實驗結果的一組)稱為實驗組,而將未經過處理的一組(自然狀態下或者已知實驗結果的一組)稱為對照組。
(2)類型。
1.對比實驗是科學探究中常用的方法之一。下列有關敘述錯誤的是 (　　)
A.探究酵母菌細胞呼吸的方式運用了對比實驗
B.對比實驗中每個實驗組的結果通常都是事先未知的
C.對比實驗往往沒有對照組,而是設置兩個或兩個以上的實驗組
D.對比實驗中因變量可以用多種指標表示,無關變量只需相同即可
解析　探究酵母菌細胞呼吸的方式運用了對比實驗法,A項正確;對比實驗中每個實驗組的結果通常是事先未知的,通過實驗結果的對比來說明問題,B項正確;對比實驗往往沒有對照組,而是設置兩個或兩個以上的實驗組相互對照,C項正確;對比實驗的因變量可以用多種指標表示,無關變量需相同且適宜,D項錯誤。
答案　D
2.下列實驗中,有關實驗組和對照組的設置,正確的是 (　　)
選項 實驗名稱 實驗組 對照組
A 探究過氧化氫酶作用的最適pH 氫氧化鈉溶液或鹽酸+過氧化氫溶液+過氧化氫酶 蒸餾水+過氧化氫溶液+過氧化氫
B 驗證過氧化氫酶具有催化作用 過氧化氫溶液+肝臟研磨液 過氧化氫溶液+FeCl3溶液
C 驗證酶的專一性 新鮮蔗糖溶液+新鮮蔗糖酶液 新鮮淀粉溶液+新鮮淀粉酶液
D 驗證某種酶是蛋白質 待測酶溶液+雙縮脲試劑 標準蛋白質溶液+雙縮脲試劑
解析　探究過氧化氫酶作用的最適pH應設置成相互對照實驗,無特定的對照組,多個實驗組的pH不同,各實驗組相互對照,表中A項對應的設置是驗證pH對酶活性的影響,A項錯誤;驗證酶具有催化作用,對照組應設置為用過氧化氫溶液+等量蒸餾水,B項對應的設置是驗證酶具有高效性,B項錯誤;驗證酶的專一性,實驗組應設置為反應物+相應酶液,對照組應設置為另一反應物+同一酶液或同一反應物+另一種酶液,C項錯誤;驗證某種酶是蛋白質的實驗中,對照組設置成標準蛋白質溶液+雙縮脲試劑是為了排除無關變量的干擾,D項正確。
答案　D
3.生物實驗中常用到對照實驗,下列實驗中對照組設置正確的是 (　　)
A.探究溫度對淀粉酶活性的影響實驗中,分別在0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃和100 ℃條件下進行
B.探究細胞核的功能時,把蠑螈的受精卵橫縊成兩部分,每部分各含有一半的細胞核
C.探究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝的影響時,分別給不同組小鼠注射蒸餾水和甲狀腺激素溶液
D.探究低溫對不同植物染色體數目變化的影響時,分別將植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低溫處理
解析　研究溫度對淀粉酶活性的影響時,自變量是溫度,A項正確;探究細胞核的功能時,自變量是有無細胞核,應把蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分,不是各含有一半的細胞核,B項錯誤;探究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝的影響時,空白對照組應該注射生理鹽水,不是蒸餾水,蒸餾水不是小鼠的等滲溶液,可能影響細胞活性,C項錯誤;探究低溫對不同植物染色體數目變化的影響,自變量是植物種類,選擇甲、乙兩種植物,但所選植物器官應該保持一致,都選擇根尖或都選擇芽尖,D項錯誤。
答案　A
科學探究
(三) 實驗目的、原理和假設
實驗設計程序:明確實驗目的→選擇實驗原理→確定實驗思路→設計實驗步驟→預期實驗結果→得出實驗結論。
一、正確寫出實驗目的
【典例1】　科學施肥可使作物接近最高產量而又不會造成肥料浪費。實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產量密切相關,下圖為實驗結果曲線圖,請完善探究實驗的相關問題:
實驗目的: 。
答案　探究鋅肥施用量對番茄果實產量的影響(或探究種植番茄時施用鋅肥的最佳濃度范圍)
實驗目的——要探究或者驗證的某一事實或者做了該實驗后,要解決什么問題。
1.實驗目的的書寫與表達:實驗目的的內容包含研究對象、研究現象(因變量)和作用于對象的因素(自變量),格式為“探究(驗證)×××(自變量)對×××(因變量)的影響”或“探究(驗證)×××(因變量)與×××(自變量)的關系”等。
2.實驗目的的確認方法。
①根據題目信息,直接寫出實驗目的。
②根據實驗裝置或實驗現象,推斷實驗目的。
③根據實驗步驟反推實驗目的。
二、準確寫出實驗原理
【典例2】　某科研機構發現了一種新型病毒,并對該病毒的遺傳物質進行研究。請回答下列問題。
(1)可用化學分析的方法對該病毒的遺傳物質種類進行研究,原理是 。
(2)可以用同位素標記法研究該病毒遺傳物質種類,將宿主細胞放在含某種有放射性標記的核苷酸的培養基中培養,再用該病毒侵染被標記的宿主細胞,一段時間后收集子代病毒并檢測其放射性。培養基中的各種核苷酸　　　　(填“是”或“不是”)都需要標記,理由是 。
解析　本實驗的目的是探究該新型病毒遺傳物質的種類。(1)病毒只有一種核酸,DNA或者RNA,二者在化學組成上的不同是DNA含有的五碳糖是脫氧核糖,RNA含有的五碳糖是核糖;DNA特有的堿基是T,RNA特有的堿基是U,因此,可以通過化學分析的方法,分析這種新型病毒的五碳糖或含氮堿基的種類,從而判斷該病毒的遺傳物質是DNA還是RNA。(2)核苷酸包括兩類,一類是脫氧核糖核苷酸,另一類是核糖核苷酸,培養基中,只需將胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸或者尿嘧啶核糖核苷酸進行放射性標記,如果都進行放射性標記,那么無論新型病毒的遺傳物質是DNA還是RNA,收集到的子代病毒中均能檢測到放射性,無法得出實驗結論。
答案　(1)DNA含有的五碳糖是脫氧核糖且含堿基T,RNA含有的五碳糖是核糖且含堿基U,可以通過化學分析的方法,分析這種新型病毒遺傳物質中五碳糖或含氮堿基的種類,據此判斷該病毒的遺傳物質是DNA還是RNA
(2)不是　若對各種核苷酸都進行放射性標記,則無論該新型病毒是DNA病毒還是RNA病毒,在子代病毒中均能檢測到放射性
實驗原理就是進行實驗的理論依據,包括選擇實驗材料的依據、作出實驗假設的依據、設置實驗步驟的依據、分析現象與結果的依據和確定觀測指標的依據。
1.實驗原理一般由三段組成:自變量和因變量的關系+因變量的觀測指標+實驗過程描述。
2.實驗原理中“因變量的觀測指標”可作為實驗結果的參考,有些題目要求對實驗結果進行分析,其考查的是實驗原理,所以對實驗結果分析時合理套用實驗原理即可。
三、規范寫出實驗假設
【典例3】　當環境中存在一定濃度的某些致突變物時,會導致染色體斷裂,不含著絲粒的斷裂片段在有絲分裂時不能進入子細胞核中,而是在細胞質基質中形成橢圓形異常結構,稱為微核,微核與主核有相同染色效果,但體積較小(如圖所示)。某研究所在蝴蝶蘭培育的過程中使用了磷胺殺蟲劑,發現磷胺的污染可能導致細胞中出現微核,研究人員以蝴蝶蘭根尖細胞為實驗材料,通過觀測統計出微核率和微核細胞率的大小,來探究磷胺對染色體的影響。若下圖為研究小組在探究過程中某一個實驗方案的實驗結果,則該實驗結果的假設是 　。
答案　磷胺污染程度和污染持續時間與植物細胞的微核細胞率呈正相關
假設是指用來說明某種現象,但未經證實的論題,是對課題涉及的主要變量之間相互關系的設想,是研究者對研究結果預先賦予的答案,是一種可能的解釋和說明。提出的假設可能正確,也可能錯誤,但必須能解釋題目現象或與題干相符,一般情況下,若是實驗中要求寫出你的假設,我們應根據自己平常積累的知識,寫出認為最可能的一種假設即可。
1.人類對遺傳物質的探索經歷了漫長的過程?；卮鹣铝袉栴}:
艾弗里所做的肺炎鏈球菌體外轉化實驗如下:
①S型菌的細胞提取物+R型菌→S型菌+R型菌
②S型菌的細胞提取物+R型菌+蛋白酶(或RNA酶、酯酶)→R型菌+S型菌
③S型菌的細胞提取物+DNA酶+R型菌→只有R型菌
增設實驗③的目的是證明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　艾弗里的實驗增加了DNA酶處理S型菌細胞提取物的實驗,①②③組實驗互相對照,說明DNA是使R型菌發生轉化的唯一物質,沒有DNA,則R型菌不能轉化為S型菌。
答案　無DNA則轉化一定不能發生
2.為研究紅棗多糖對血糖濃度的影響,某課題組用糖尿病模型小鼠(胰島素分泌不足)進行實驗。將生理狀況相同的糖尿病小鼠均分為兩組,A組灌胃一定量的紅棗多糖,B組灌胃等體積的生理鹽水,一段時間后測定兩組小鼠體內血糖濃度及胰島素含量?；卮鹣铝袉栴}:
(1)為使實驗更科學,還應增加一組　　　　　　　　　　　　小鼠,以測定　　　　　　　　　　的基準值。
(2)該實驗的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)題中兩組均為糖尿病小鼠,缺少正常小鼠進行對照,故為使實驗更科學,還應增加一組灌胃等體積生理鹽水的正常小鼠,以測定血糖濃度和胰島素含量的基準值。(2)依據實驗結果可知,紅棗多糖可能通過促進胰島素分泌來降低血糖濃度,根據所學知識綜合分析并組織語言寫出實驗原理即可。
答案　(1)灌胃等體積生理鹽水的正常　血糖濃度和胰島素含量　(2)胰島素是唯一一種能直接降低血糖濃度的激素;紅棗多糖通過促進胰島素分泌來降低糖尿病小鼠血糖濃度(答案合理即可)
3.某校生物實驗小組對“動物細胞是否也能通過滲透作用吸水和失水”進行實驗探究,請分析回答下列問題:
(1)實驗假設是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)請你說出作出該假設的依據:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)動物細胞能通過滲透作用吸水或失水
(2)動物細胞具有發生滲透作用的條件(或細胞膜有選擇透過性,當細胞與外界溶液接觸時,膜兩側具有濃度差)
4.根據基因在染色體上的位置,性狀的遺傳可分為伴性遺傳和常染色體遺傳,其中伴性遺傳(XY型)又分為伴X染色體遺傳(基因僅位于X染色體上)、伴Y染色體遺傳(基因僅位于Y染色體上)和伴X、Y染色體同源區段遺傳(基因位于X、Y染色體的同源區段上)。
有研究人員從世代連續培養的野生型紅眼果蠅種群中分離出雌、雄各一只紫眼突變體(只涉及一對等位基因),并進行了以下實驗,請分析回答下列問題。
實驗①:紫眼雌果蠅×野生型雄果蠅→F1均為紅眼→F1雌雄個體相互交配得F2,F2中紅眼∶紫眼=3∶1
實驗②:紫眼雄果蠅×野生型雌果蠅→F1均為紅眼→F1雌雄個體相互交配得F2,F2中紅眼∶紫眼=3∶1
(1)根據上述實驗結果可確定果蠅眼色的遺傳不可能是伴Y染色體遺傳,確定的依據是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,也可確定果蠅眼色的遺傳不可能是伴X染色體遺傳,確定的依據是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)研究人員提出了控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體同源區段上的假設(假設一)。對控制果蠅眼色基因的位置還可以提出另一種假設:　　　　　　　　　　　　　　　(假設二)。
(3)為了判斷(2)中所述何種假設成立,需要對實驗①②的結果進行進一步的觀測。支持假設一的觀測結果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若(2)中所述假設一成立,讓實驗①F2的雌果蠅與實驗②F2的雄果蠅隨機交配,所得子代紅眼果蠅中純合子的比例是　　　　。
解析　(1)若控制果蠅眼色的基因僅位于Y染色體上(伴Y染色體遺傳),則雌性個體不會出現相應性狀,與題干不符。由雜交實驗①②的表型及比例可知,紅眼對紫眼為顯性,若該性狀為伴X染色體遺傳,相關基因用B、b表示,則實驗①為XbXb×XBY→F1:XBXb、XbY→F2:XBXb、XbXb、XBY、XbY,即F1應為紅眼∶紫眼=1∶1,F2也應為紅眼∶紫眼=1∶1,與實際結果不符,故不可能為伴X染色體遺傳。(2)根據題意,控制果蠅眼色的基因不可能僅位于Y染色體上或僅位于X染色體上,由此可提出兩種假設,即控制果蠅眼色的基因可能位于X、Y染色體的同源區段上(假設一)或常染色體上(假設二)。(3)為了判斷(2)中所述何種假設成立,需要對實驗①②的結果做進一步的觀測,若假設一成立,則實驗①為XbXb×XBYB→F1:XBXb、XbYB→F2:XbXb、XBXb、XBYB、XbYB,即F2紫眼果蠅性別為雌性;實驗②為XbYb×XBXB→F1:XBXb、XBYb→F2:XBXB、XBXb、XBYb、XbYb,即F2紫眼果蠅性別為雄性。(4)若(2)中假設一成立,則實驗①F2的雌果蠅(1/2XbXb、1/2XBXb)產生的配子及比例為1/4XB、3/4Xb,實驗②F2的雄果蠅(1/2XBYb、1/2XbYb)產生的配子及比例為1/4XB、1/4Xb、2/4Yb,雌雄個體隨機交配,子代中紅眼果蠅(XBX-、XBYb)所占比例為(1/4)×1+(3/4)×(1/4)=7/16,其中純合子(XBXB)占(1/4)×(1/4)÷(7/16)=1/7。
答案　(1)紅眼和紫眼在雌雄個體中都有表現(答案合理即可)　若果蠅眼色的遺傳是伴X染色體遺傳,則實驗①F1應為紅眼∶紫眼=1∶1,F2也應為紅眼∶紫眼=1∶1,與實際雜交結果不符
(2)控制果蠅眼色的基因位于常染色體上
(3)實驗①F2中紫眼果蠅性別是雌性,實驗②F2中紫眼果蠅性別是雄性
(4)1/7

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