2019三维设计高中生物人教版一轮复习 必修1 分子与细胞 教师用书word版三

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[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1.下图表示绿色植物细胞中叶绿体内所发生的生理过程的图解,下列分析错误的是(

AaH2ObC3Cd(CH2O
BcO2
DefATP[H]
解析:A据图分析可知,a代表光反应的原料H2Ob代表暗反应的原料CO2c代表由光反应产生,能释放出去,且不用于暗反应的物质,为氧气;d代表由暗反应产生,且不用于光反应的物质,为(CH2Oef代表由光反应产生,且用于暗反应的物质,为ATP[H]
2.下列关于影响光合速率因素的说法,错误的是(
A叶绿体内光合色素对不同波长光照的吸收有差异,故在不同波长光照下光合速率有差异
B.在一定的光照强度范围内,随光照强度增强,在相同时间内光反应产生的ATP[H]数量增多
C.在一定CO2浓度范围内,CO2浓度会影响C3的合成D.温度变化只影响暗反应阶段
解析:D光反应和暗反应都有酶的参与,酶的活性与温度相关联,因此,温度对光反应和暗反应都有影响。
3.将叶绿体悬浮液置于阳光下,一段时间后发现有氧气放出。下列相关说法正确的是(
A.离体叶绿体在自然光下能将水分解产生氧气B.若将叶绿体置于红光下,则不会有氧气产生C.若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生D.水在叶绿体中分解产生氧气需要ATP提供能量
解析:A光合作用的场所是叶绿体,离体的叶绿体在自然光下通过光反应能将水分解产生氧气。叶绿体中的色素既能吸收红光,也能吸收蓝紫光。水在叶绿体中分解产生氧气不仅不需要ATP提供能量,还能产生ATP
4(2018·江淮名校联考科学家提取植物细胞中的叶绿体,将叶绿体膜破坏,分离出基质和基粒,用来研究光合作用的过程(如下表,表中“+”表示有或添加,“-”表示无或

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不添加。下列条件下能产生葡萄糖的是(

选项ABCD

解析:D光合作用分光反应和暗反应两大阶段,光反应在基粒上进行,需要光照;暗反应进行时需要光反应提供[H]ATP需要叶绿体基质中的C5和大气中的CO2的参与。
5(2018·临沂一模下图表示绿色植物光合作用的部分过程,图中AC表示相关物质。有关分析错误的是(
场所基质基粒基质和基粒基质和基粒
光照
CO2
ATP
[H]
C5

A.图中A为氧气,可部分释放到空气中
B.图中BNADPH,外界CO2浓度升高时,B的含量暂时升高C.该过程消耗的NADPC来自叶绿体基质D.该过程将光能转化为化学能储存在BATP
解析:B水的光解产物是氧气和H,若光合作用强度大于呼吸作用强度,氧气会部分释放到空气中;图中B是在NADPH和电子参与下形成的,为NADPH,当外界CO2浓度升高时,暗反应中生成的三碳化合物增多,则消耗的NADPH增多,导致NADPH的含量暂时降低;叶绿体基质中,暗反应消耗NADPHATP产生NADPADP;光合作用光反应过程中,将光能转化成化学能储存在ATPNADPH中。
62,6-二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:C依据题中信息判断,光照后溶液变为无色,说明有还原剂产生,有O2放;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





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7.如图为绿色植物光合作用过程示意图(图中ag为物质,①~⑥为反应过程,物质转换用实线表示,能量传递用虚线表示。下列有关判断错误的是(

A.图中①表示水分的吸收,③表示水的光解BcATPf[H]
C.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化成活跃的化学能解析:B图中ag分别代表光合色素、O2ATPADPNADPH([H]NADPCO2分别代表水分的吸收、ATP的合成、水的光解、CO2的固定、C3的还原、有
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机物的合成;18O2H2OC18O2(CH2O;光合色素具有吸收、传递和转化光

有氧有氧暗反应
能的作用。
8(2018·唐山一模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:C实验开始时,光合作用强度大于呼吸作用强度,但是由于玻璃罩是密闭的,所以随着光合作用的进行植物体外的CO2被消耗至很低,主要由自身的呼吸作用提供,净光合速率逐渐减小到0。由于CO2浓度逐渐降低,叶绿体中C5含量增加。装置中O2度不可能一直升高,CO2浓度逐渐降低,但是达不到0
9.在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是(
A.红光,ATP下降C.绿光,[H]下降
B.红光,未被还原的C3上升D.绿光,C5上升
解析:C叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,而对绿光吸收最少,因此当突然改用光照强度与白光相同的红光照射时,光反应增强,ATP[H]C5含量上升,ADPC3含量减少;当突然改用光照强度与白光相同的绿光照射时,光反应减弱,ATP[H]C5含量减少,ADPC3含量增多。
10.如图表示将一种植物叶片置于适宜条件下,不同的细胞间隙CO2浓度下叶肉细胞C5的含量变化。以下推测不合理的是(

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AAB段,叶肉细胞CO2固定速率增加BBC段,叶片的净光合速率等于零CAB段,CO2固定速率比C3的还原速率快DBC段,可能是有关酶量限制了光合速率
解析:BAB段,随叶肉细胞间隙的CO2相对浓度升高,CO2的固定加快,C5耗增多,含量下降;BC段,叶肉细胞间隙的CO2的相对浓度较高,C5含量基本维持不变,表示达到CO2饱和点,此时光合速率应大于呼吸速率,叶片的净光合速率大于零;AB段,C5含量降低,说明CO2固定速率比C3的还原速率快;BCCO2不再是光合作用的限制因素,可能是有关酶量或光反应产生的[H]ATP的数量限制了光合速率。
11.(2018·南宁一模用一定强度的光束照射一株正常生长的绿色植物,测定光束照射前后植物吸收CO2和释放O2量的变化,结果如图所示。对该图的分析正确的是(
A.开始照射前,光反应和暗反应均无法进行B.结束照射后,光反应和暗反应迅速同步增强C.开始照射后,暗反应限制了光合速率D.结束照射后,光反应和暗反应迅速同步减弱
解析:C据图可知,开始照射前,光反应与暗反应正常进行,并且是同步的。开始照射后,光反应迅速加快产生大量的O2随后产生O2的曲线迅速下降,说明此时暗反应限制了光合速率。结束照射后,光反应迅速减弱,而暗反应则缓慢减弱,最后两反应同步进行。
12.(2018·枣庄调研植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下,测定的某植物叶片在不同光照条件下的光合速率。下列有关说法错误的是(
Aa点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位只是线粒体
B.该植物叶片的呼吸速率是5mg/(100cm2·h
C.在一昼夜中,将该植物叶片置于c点光照强度条件下11h,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg
D已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。若将温度提高到

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30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变,则图中b点将向右移,c点将向左下移动
解析:Aa点所示条件下,细胞只进行呼吸作用,产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体;a点的纵坐标表示呼吸速率;c点光照强度下,11h光照每100cm2叶片吸收CO2的量为11×10110mg晚上每100cm2叶片细胞呼吸释放CO2的量为13×565mg一昼夜每100cm2叶片净吸收CO2量为45mg;将温度提高到30,真正光合速率降低,细胞呼吸速率增大,净光合速率降低,c点将向左下移,光补偿点b点向右移。
二、非选择题
13(2018·赣州一模1937年植物学家赫尔希发现,离体的叶绿体中加入“氢接受者”,比如二氯酚叫噪酚(DCPIP,光照后依然能够释放氧气,蓝色氧化态的DCPIP接受氢后变成无色还原状态的DCPIPH2。研究者为了验证该过程,在密闭条件下进行如下实验:
溶液种类叶绿体悬浮液DCPIP0.5mol/L蔗糖溶液
光照条件上层液体颜色

(1自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是______________,这些氢在暗反应的________过程中被消耗。
(2实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液而不使用蒸馏水的原因是__________A管除了颜色变化外,实验过程中还能观察到的现象是__________________
(3AC的比较可以说明氢产生的条件是需要________设置BD试管的目的是为了说明DCPIP______________________
(4实验结束后A组试管中叶绿体________(填“有”或“没有”糖类的产生,主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________解析:(1自然环境中叶肉细胞的叶绿体产生氢的场所是叶绿体的类囊体薄膜,叶绿体产生的氢在暗反应中用于三碳化合物的还原过程。(2实验中制备叶绿体悬浮液使用蔗糖溶液可以维持叶绿体的渗透压,避免使用蒸馏水使叶绿体吸水涨破。A试管有叶绿体和光照,除了颜色变化外,实验过程中还能观察到有气泡产生。(3AC的比较可以说明氢产生的条件是需要光照,BD试管作为对照实验,说明DCPIP在光照和黑暗条件下自身不会变色。(4氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应,并且实验条件为密闭条件,没有二氧化碳的供应,因此实验结束后A组试管中叶绿体没有糖类的产生。
答案:(1类囊体薄膜C3的还原
A试管1mL0.5mL4mL光照无色
B试管0.5mL5mL光照蓝色
C试管1mL0.5mL4mL黑暗蓝色
D试管0.5mL5mL黑暗蓝色

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(2避免叶绿体吸水涨破有气泡产生(3光照在光照和黑暗条件下自身不会变色
(4没有氢转移到DCPIP中而不能参与暗反应(或密闭环境中没有CO2
14.大气CO2浓度增加不仅导致全球气候变暖,也影响植物光合作用。为研究高浓度CO2对水稻光合作用的影响,测定了不同CO2浓度下处于抽穗期水稻不同时刻的净光合速率的变化,如下图所示。回答下列问题:

(1依据上述实验结果,在环境浓度CO2条件下,930时限制水稻光合作用的环境因素是_______________________________________________________________(答两点
(2环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,水稻的净光合速率不同。要了解两种CO2浓度下不同时刻光合速率的变化,还要进行的实验是____________________________________
(3若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显。与环境浓度CO2
相比,在高浓度CO2条件下,相同时刻水稻的光反应速率________(填“较高”“相同”或“较低”,其原因是__________________________________________________________
解析:(1题图显示在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下的净光合速率不同,而且9301130净光合速率逐渐增加,因此930时限制水稻光合作用的环境因素是CO2浓度、光照强度等。(2实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,因此要了解两种CO2浓度下不同时刻光合速率的变化,还需要进行的实验是:在黑暗条件下,测定不同时刻呼吸速率。(3题图显示在环境浓度CO2条件下的净光合速率低于高浓度CO2条件下的净光合速率。若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显,则与环境浓度CO2相比,在高浓度CO2条件下,相同时刻水稻的光反应速率较高,其原因是高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快,需光反应提供[H]ATP增多,光反应增强。
答案:(1CO2浓度、光照强度(或温度(2在黑暗条件下,测定不同时刻呼吸速率(3较高高浓度CO2条件下水稻暗反应速率加快,需光反应提供[H]ATP增多,光反应增
15.某科研人员研究了日光温室中的黄瓜不同叶位叶片的光合作用。


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叶位上位叶中上位叶基部叶

(1研究者分别测定日光温室中同一品种黄瓜________叶片的光合速率,实验结果如甲图所示。据图可知,光合速率从大到小排列的叶片顺序依次为________________。研究者推测,这与叶片中叶绿体的发育状况不同有关。
(2为了证实(1的推测,研究者进一步观察不同叶位叶片的叶绿体超微结构,得到乙表所示结果。
①实验结果表明,不同叶位叶片光合速率的高低与叶绿体超微结构的观察结果________(填“完全一致”或“不完全一致”
②叶绿体中对光能的吸收发生在______________(场所虽然基部叶的叶绿体超微结构特征是对________环境的一种适应,但是基部叶光合速率仍然最低。因此进一步推测,除了叶龄因素外,光合速率的差异可能还与叶片接受的光照强度不同有关。
(3为了证实(2中的推测,可在同一光照强度下测定不同叶位叶片的光合速率,与(1结果相比较,若____________________________,则证实这一推测成立。
(4根据上述研究结果,请你为温室栽培提高黄瓜产量,提出两点可行建议:____________________;②____________________
解析:(1分析图甲可知,研究者分别测定了日光温室中同一品种黄瓜不同叶位叶片的光合速率;据图可知,光合速率从大到小排列的叶片顺序依次为中上位叶、上位叶和基部叶。(2综合分析曲线图和表中信息可知,上位叶、中上位叶和基部叶的基粒厚度和片层数依次增加,而光合速率由小到大却依次为基部叶、上位叶和中上位叶,因此不同叶位叶片光合速率的高低与叶绿体超微结构的观察结果不完全一致。叶绿体中的光合色素对光能的吸收发生在类囊体薄膜(基粒上;由于叶片相互遮挡导致基部叶片接受的光照强度较弱,所以基部叶的叶绿体超微结构特征是对弱光的一种适应。(3为证实光合速率的差异还与叶片接受的光照强度不同有关这一推测,可在同一光照强度下测定不同叶位叶片的光合速率,与(1的结果相比较,若不同叶位叶片光合速率的差异减小,则可证实这一推测成立。(4根据上述研究结果,可通过摘除基部叶(衰老叶片、适当补光等措施,以提高温室栽培黄瓜的产量。
答案:(1不同叶位中上位叶、上位叶和基部叶(2①不完全一致②类囊体薄膜(基粒弱光(3不同叶位叶片光合速率的差异减小
基粒厚度(μm
1.792.463.06
片层数10.9017.7717.91

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(4①摘除基部叶(或“衰老叶片”②适当补光
3课时光合作用与细胞呼吸的关系

考点一光合作用与细胞呼吸物质和能量转化关系

1比较法助记光合作用和有氧呼吸的区别项目物质变化能量变化实质场所条件
2图解法助记光合作用与细胞呼吸的联系
光合作用无机物→有机物光能→化学能(储能合成有机物,储存能量
叶绿体只在光下进行
有氧呼吸有机物→无机物
稳定的化学能→活跃的化学能(放能分解有机物,释放能量,供细胞利用
活细胞(主要在线粒体有光、无光都能进行

[对点落实]
1.判断下列有关叙述的正误
(1适宜光照下,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(
(2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(×(3光合作用的光反应产生的ATP用于C3还原、CO2的固定及物质运输等过程(×(4细胞呼吸产生的ATP也可用于暗反应中C3的还原(×
2(2017·全国卷下图是某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题:
(1图中①、②、③、④代表的物质依次是________________________________

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[H]代表的物质主要是________
(2B代表一种反应过程,C代表细胞质基质,D代表线粒体,则ATP合成发生在A程,还发生在________(填“BC”“CD”或“BD
(3C

__________________________________________
解析:(1由分析可知,图中表示光合作用光反应阶段水光解的产物O2是生成还原型辅酶(NADPH的反应物NADP是生成ATP的原料ADPPi代表光合作用暗反应阶段参与固定CO2的物质C5;图中[H]代表的物质是呼吸作用过程中的还原型辅酶(NADH(2细胞中生成ATP的场所除叶绿体外还有细胞质基质(C和线粒体(D(3胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精的原因是植物细胞缺氧,导致细胞进行无氧呼吸。
答案:(1O2NADPADPPiC5NADH(或还原型辅酶Ⅰ(2CD(3在缺氧条件下进行无氧呼吸

1从元素转移角度分析光合作用与细胞呼吸的联系
元素CO
暗反应


流动过程
CO2(CH2O丙酮酸―CO2呼吸呼吸
H2OO2H2OH2O[H](CH2O
[H]H2O
有氧呼吸
光反应
暗反应
有氧呼吸
光反应
有氧呼吸有氧
有氧
H
2光合作用与细胞呼吸中[H]ATP的来源及去路分析(1[H]的来源和去路比较:

(2ATP的来源与去路比较:

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[特别提醒]光合作用中的[H]NADPH,细胞呼吸中[H]NADH[对点落实]
3(2018·三亚模拟下图表示芍药叶肉细胞光合作用和细胞呼吸过程中CO2[H]的变化,相关叙述正确的是(

A.过程①发生在叶绿体类囊体薄膜上,过程④发生在线粒体的内膜上B.过程⑦发生在线粒体中
C.过程⑤⑥均需要[H]ATP的参与
D.过程①③产生的[H]是相同的物质,过程⑧在线粒体中进行
解析:A过程表示光合作用的光反应,发生在叶绿体类囊体薄膜上,过程示有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体的内膜上;过程表示细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中;过程CO2的固定,不需要[H]ATP的参与;过程①③产生的[H]是不同的物质,过程是有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体中。
4.将盆栽植物天竺葵浇上含18O的水后,置于密闭的玻璃钟罩内,再把整个装置放在室外阳光下,并保持适宜的温度条件。一周后,玻璃钟罩内的空气及天竺葵中下列哪些物质可能含有18O(
O2②水蒸气CO2④葡萄糖⑤氨基酸⑥脂肪A.①②中含有,③④⑤⑥中没有B.①②③中含有,④⑤⑥中没有C.①②③④中含有,⑤⑥中没有D.①②③④⑤⑥中都可能含有
解析:D植物体内的水能够通过蒸腾作用以水蒸气的形式散发到空气中,水还可经过光合作用生成氧气,存在于周围的空气中;植物体内水中的氧经呼吸作用转移到二氧化碳中,二氧化碳也会释放到周围的空气中;二氧化碳中的氧,通过光合作用又可转移到葡萄糖中,而葡萄糖经转化可形成脂肪和氨基酸,从而中。
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O可进入脂肪和氨基酸等有机物

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[归纳拓展]
C18O218O2H182O在光合作用和细胞呼吸中转移途径的分析(1葡萄糖参与的有氧呼吸与光合作用反应式:
有氧呼吸:C6H12O66O26H2O6CO212H2O光合作用:6CO212H2OC6H12O66O26H2O(2转移过程:
叶绿体



考点二光合速率、呼吸速率及其相互关系

[典型图示]光合作用、呼吸作用的“三率”图示分析

[问题设计]
(1“三率”的表示方法:
①呼吸速率:绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织一定时间内CO2释放量或O2吸收量,即图1A点。
②净光合速率:绿色组织在有光条件下测得的一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量,即图1中的CC段对应CO2量,也称为表观光合速率。
③总光合速率=净光合速率+呼吸速率,即图1中的AD对应的CO2总量。(22中曲线Ⅰ表示总光合量,曲线Ⅲ表示呼吸量,曲线Ⅱ表示净光合量。交点D

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应点E,此时净光合量为0B点时植物生长最快。
(33中曲线c表示净光合速率,d表示呼吸速率,cd表示总光合速率。G点时,总光合速率是呼吸速率的2倍。
(41B对整个植株而言,光合速率=呼吸速率,而对于叶肉细胞来说,光合速率>呼吸速率。
[对点落实]
1(2017·北京高考某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此,对该植物生理特性理解错误的是(

A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高B.净光合作用的最适温度约为25
C.在025℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大D.适合该植物生长的温度范围是1050
解析:D从第二幅图的曲线中可以看出,光合作用的最适温度为30左右,呼吸作用的最适温度为55左右,因此呼吸作用的最适温度比光合作用的高;从第一幅图的曲线中可以看出,净光合作用的最适温度为25左右;通过第二幅图的曲线,可以看出在025范围内,光合作用曲线变化明显大于呼吸作用曲线;植物总光合作用大于呼吸作用时,即净光合作用大于0时,适合植物的生长,从图中可以看出,适合该植物生长的温度范围是-1045
2在自然光照下,有些植物的光合速率并不能达到最大值,需要进行适当的遮光处理。某科研人员为了探究适合某种草莓种植的遮光程度,进行了相关实验,结果如图所示。回答下列相关问题:

(1草莓的种类属于该实验的________变量,该科研人员在选择该种草莓植株时,应考

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虑的因素有____________________________
(2不遮光组与遮光Ⅰ或Ⅱ组相比,植株干重较小,试分析原因:______________________________________________________________________________________(3若遮光程度大于Ⅱ时,植株干重会逐渐降低,则可以确定最适宜遮光程度的范围为________,据上所述,若要得到最适遮光程度应如何继续实验?_____________________
(4将实验所用草莓置于无光、30℃的环境中,测得草莓植株释放CO2的速率为8mg/h而置于适宜遮光程度、30℃的环境中,测得草莓植株吸收CO2的速率为36mg/h。假设光合作用产生的有机物为葡萄糖,呼吸作用消耗的有机物也是葡萄糖,据此可以判断该草莓植株在适宜遮光程度、30℃的环境中光合作用每小时产生葡萄糖________mg
解析:(1该实验的目的是探究适合某种草莓种植的遮光程度,自变量是光照强度或遮光程度,如草莓的种类等对实验结果有影响的因素均属于无关变量。无关变量应保持一致,所以该实验选择的该种草莓植株生长状况和大小等要相同。(2对于草莓而言,与遮光组相比,不遮光时的光照强度过强,导致叶面温度过高,蒸腾作用增大,引起部分气孔关闭,植株从外界吸收的CO2减少,致使光合速率降低,所以植株干重较小。(3若遮光程度大于时,植株干重会逐渐降低,说明最适宜遮光程度在范围内。在确定最适宜遮光程度范围(的前提下,要得到最适遮光程度,应在遮光度之间增加若干组实验。(4无光、30的环境中,该草莓植株释放CO2的速率表示呼吸速率,为8mg/h;置于适宜遮光程度、30的环境中,该草莓植株吸收CO2的速率为36mg/h,该数值表示净光合速率。依据净光合速率=实际光合速率-呼吸速率可知,该草莓植株的实际光合速率即固定CO2的速率为44mg/h,折算成葡萄糖为30mg/h
答案:(1无关生长状况和大小等要相同(2光照过强,导致叶面温度过高,蒸腾作用增大,引起部分气孔关闭,植株从外界吸收的CO2减少,致使光合速率降低(3Ⅰ~Ⅱ在遮光度Ⅰ~Ⅱ之间增加若干组实验(430
[归纳拓展]
解答与呼吸作用、光合作用曲线综合题应特别关注的信息
(1光照强度为0意味着光合作用不能进行,此时气体变化量全由细胞呼吸引起,可作为呼吸强度指标。
(2光照下吸收CO2量应为净光合量。
(3光照培养阶段,密闭装置中CO2浓度变化量应为光合作用强度与呼吸作用强度间的差值,切不可仅答成光合作用消耗导致装置中CO2浓度下降。
(4植物生长速率取决于净光合量而不是总光合量。只有净光合量>0植物才能生长。


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光合速率的测定
1气体体积变化法——测光合作用O2产生的体积或CO2消耗的体积

[实验原理]
(1甲装置在黑暗条件下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。
(2乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器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。
(3真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。2叶圆片称重法——测定有机物的变化量
[实验原理]测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量,如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积

净光合速率=(zy/2S呼吸速率=(xy/2S
总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(xz2y/2S3半叶法——测定光合作用有机物的产生量
[实验原理]将植物对称叶片的一部分(A遮光或取下置于暗处,另一部分(B则留在光下进行光合作用(即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。一定时间后,在这两部分叶片的对应部位截取同等面积的叶片,分别烘干称重,记为MAMB,开始时二者相应的有机物含量应视为相等,照光后的叶片重量大于暗处的叶片重量,超过部分即为光合作用产物的量,再通过计算可得出光合速率。
4黑白瓶法——测溶氧量的变化
[实验原理]将装有水和光合植物的黑、白瓶置于不同水层中,测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化,借此测定水生植物的光合速率。黑瓶不透光,瓶中生物仅能进行呼吸作用;白瓶透光,瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。因此,真光合作用量(光合作用总量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。

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[对点落实]
3(2018·西安模拟下图是某生物兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件,不可能出现的是(

A.甲、乙装置水滴都左移B.甲、乙装置水滴都右移
C.甲装置水滴不动,乙装置水滴左移D.甲装置水滴右移,乙装置水滴左移
解析:B根据题意可知,装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度在恒定水平,故甲装置内的气压变化是由氧气含量变化引起的,较强光照条件下(光合强度大于呼吸强度甲装置内水滴右移,黑暗或较弱光照条件下(光合强度小于呼吸强度甲装置内水滴左移,适宜光照条件下(光合强度等于呼吸强度甲装置内水滴不动;乙装置内青蛙只进行细胞呼吸不进行光合作用,故乙装置内水滴只会左移。
4.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率,做如图所示实验:在叶柄基部做环剥处(仅限制叶片有机物的输入和输出,于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量,M处的实验条件是16时后将整个实验装置遮光3小时,则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位:cm2·h1,不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和


温度微小变化对叶片生理活动的影响(

A(3y2zx/6C(2yxz/6
B(3y2zx/3D(2yxz/3
解析:A分析题意可知,10时到16时之间的6个小时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,因此其重量变化表示的是净光合作用量,则净光合速率=净光合作用量/6(yx/6M处的实验条件是16时后将整个实验装置遮光3小时,此时叶片只进行呼吸作用,因此可以计算出呼吸速率=(yz/3;因此总光合速率=净光合速率+呼吸速率=(yx/6(yz/3(3y2zx/6

16110
5.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。如图所示,“半叶法”的原理是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(先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后,在AB的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MAMB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度,其单位是mg/(dm2·h。若MMBMA,则M表示_________________________
解析:如图所示,A部分遮光,这半片叶片虽不能进行光合作用,但可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。题中MB表示6h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6h后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量。所以MMBMA就是B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量。这样,M值除以时间再除以面积就可测得真正光合速率(单位:mg/dm2·h
答案:B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量
6(2017·保定模拟某生物科研小组,从鸭绿江的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10mg/L白瓶为透明玻璃瓶,黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下,温度保持不变,24小时后,实测获得六对黑白瓶中溶解氧的含量,请根据其记录数据(如下表判断下列选项中错误的是(
光照强度(klx白瓶溶氧量(mg·L1

0(黑暗33
a103
b163
c243
d303
e303
黑瓶溶氧量(mg·L1

A.黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧B.光照强度为a时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等,说明此光照强度下植物仍然不能进行光合作用
C.当光照强度为c时,白瓶中植物产生的氧气量为21mg/(L·24hD.当光照强度为d时,再增加光照强度,白瓶中植物的光合速率不会增加
解析:B黑瓶中的生物呼吸消耗氧气,但没有光照,植物不能进行光合作用产生氧;光照强度为aklx时,白瓶中溶解氧的含量与初始溶解氧量相等,说明植物光合作用产生的氧刚好用于所有生物的呼吸作用消耗;当光照强度为c时,白瓶中植物光合作用产生的氧气量即为总光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗量=(2410721mg/(L·24h;当光照强度为d时,再增加光照强度,瓶中溶解氧的含量也不会增加,即白瓶中植物的光合速率不会增加。

[真题集训——验能力]

17110
1(2016·四川高考叶肉细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是(AO2的产生C[H]的消耗
BH2O的生成DATP的合成
解析:A叶肉细胞中O2的产生只能发生在叶绿体的类囊体薄膜上;叶肉细胞中H2O的产生可以发生在线粒体内膜、核糖体、高尔基体等处;叶肉细胞中[H]的消耗可以发生在线粒体内膜、叶绿体基质等处;叶肉细胞中ATP的合成可以发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜上。
2(2014·全国卷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:C光合作用的光反应中有ATP的合成,需要原料ADP和磷酸。光合作用中叶绿素吸收光能的过程不需酶的参与。乳酸是无氧呼吸的产物,在人体内不能继续分解供能,人体在剧烈运动时所需的能量是由葡萄糖分解提供的。病毒无独立的代谢系统,病毒核酸的复制所需要的能量由宿主细胞的呼吸作用提供。
3(2015·海南高考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、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0
解析:D植物光合作用所需要的能量都来自太阳能;分析曲线可知,叶温在3650时,植物甲的净光合速率比植物乙的高;光合与呼吸作用强度的差值即净光合速率,叶温为25时,植物甲的净光合速率小于植物乙;叶温为35时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值相等,均大于0
4(2017·全国卷植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:
(1将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是______________________________________

18110
________________________________________________________________________甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率_______________(填“大于0”“等0”或“小于0
(2若将甲种植物密闭在无O2,但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是________________________________________
解析:(1甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养,培养后两种植物的光合速率都降低的原因是植物在光下光合作用吸收的CO2量大于呼吸作用释放的CO2量,总体上两种植物都要从小室中吸收CO2,因此,小室中的CO2浓度会降低,从而影响两种植物的光合速率。从题干获知,甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物,因此,当甲种植物的净光合速率为0时,对于乙种植物来说,外界的CO2浓度是超过其CO2补偿点的,乙种植物的光合速率一定大于呼吸速率,即净光合速率大于0(2甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水发生在有氧呼吸过程中,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加。
答案:(1植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室CO2浓度降低,光合速率也随之降低大于0
(2甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,O2与有机物分解产生NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加
5(2016·全国卷BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:用少量的NaHCO3BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号水草距日光灯的距
(cm50min后试管中溶液的颜色
120
2遮光*
3100
480
560
640
720
浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色
注:*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1本实验中,50min1号试管的溶液是浅绿色,则说明27号试管的实验结果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________引起的;1号试管的溶液是蓝色,则说明27号试管的实验结果是____________(

19110
“可靠的”或“不可靠的”
(2表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”,判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(35________________________________________________________________________
解析:(11号试管中没有加水草,50min1号试管的溶液颜色仍为浅绿色,说明无关变量不会引起溶液颜色的变化,27号试管的实验结果应是由水草的光合作用、呼吸作用引起的;若1号试管的溶液是蓝色,说明无水草的光照条件下溶液中CO2含量减少了,无关变量对实验结果有影响,则说明27号试管的实验结果是不可靠的。(22号试管进行了遮光,水草不能进行光合作用,只能进行呼吸作用产生CO2,而且与3号试管(光合作用强度小于呼吸作用强度相比,2号试管溶液中的CO2含量更多,颜色应为黄色。(35试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下溶液中CO2含量没有变化,水草的光合作用强度与呼吸作用强度相等,吸收与释放的CO2量相等。
答案:(1不同光强下水草的光合作用和呼吸作用不可靠的(2黄色水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管(3光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1(2018·唐山一模下列关于光合作用和有氧呼吸过程的叙述,错误的是(A.光合作用光反应阶段的产物可为有氧呼吸第三阶段提供原料B.有氧呼吸第三阶段的产物可为光合作用光反应阶段提供原料C.两者产生气体的阶段都有水参与D.两者产生气体的阶段都与生物膜有关
解析:D光合作用光反应阶段的产物O2可作为有氧呼吸第三阶段的原料;有氧呼吸第三阶段的产物H2O可作为光合作用光反应阶段的原料;光合作用光反应可将H2O分解产生O2,有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2;光合作用光反应将H2O分解产O2的场所是类囊体薄膜,有氧呼吸第二阶段H2O与丙酮酸反应生成CO2的场所是线粒体基质。
2(2018·绵阳二诊下列对在一定条件下某叶肉细胞内叶绿体和线粒体有关生理活动的叙述,正确的是(
A.光照下叶绿体和线粒体直接为对方利用的物质有O2CO2和葡萄糖B.光照下两者在发生氧化反应时都释放能量供各项生命活动利用C.若突然增加光照强度,则短时间内叶绿体中化合物C5ADP先减少

20110
D.若突然增加CO2浓度,则短时间内叶绿体中化合物C3ADP先增加
解析:D细胞呼吸时线粒体能利用的底物是丙酮酸,不是葡萄糖;光反应中产生ATP只能提供给暗反应;若突然增加光照强度,则短时间内产生的ATP[H]增加,三碳化合物的还原加快,C3的还原消耗ATP,生成ADPC5,则短时间内叶绿体中化合物C5ADP同时增加;若突然增加CO2浓度,CO2的固定加快,C3先增多,C3还原消耗ATP生成ADP,则短时间内叶绿体中C3ADP先增加。
3.下列物质转化过程会发生在人体内的是(AH2O中的O转移到O2BCO2中的C转移到C6H12O6CO2中的O转移到H2O
DC6H12O6中的H转移到C2H5OH
解析:C人体内不发生光合作用,H2O中的O通过光反应转移到O2中,CO2中的C通过暗反应转移到C6H12O6中;O2中的O转移到H2O中属于有氧呼吸过程,人体内可以进行有氧呼吸;C6H12O6中的H转移到C2H5OH中,属于产生酒精的无氧呼吸过程,人体细胞无氧呼吸产生乳酸,而不产生酒精。
4(2018·莆田模拟如图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况,图中ab为光合作用的原料,①~④表示相关过程,有关说法错误的是(

A.图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B.光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解,用于③过程C3的还原C.在有氧呼吸的第一阶段,除了产生了[H]ATP外,产物中还有丙酮酸D.②、④过程中产生ATP最多的是④过程
解析:D根据题干,分析图示可知,过程是发生在叶绿体基粒的类囊体膜上的水光解过程;过程生成的[H]ATP用于暗反应,bCO2,则过程是C3的还原;细胞呼吸的第一阶段,除了产生了[H]ATP外,产物中还有丙酮酸;有氧呼吸过程中水生成阶段产生ATP的量最多,即图示中的过程。
5.下图是H元素随化合物在生物体内的转移过程,以下对其分析错误的是(

AH元素经①→②转移到葡萄糖中,经历了光反应和暗反应BH元素经④→③转移到水中,转变过程发生的主要场所为线粒体

21110
CH元素经④→⑤的过程一般在无氧条件下才能发生D.图中产生ATP且能为其他的生命活动提供能量的是①③④
解析:D①→②过程为光合作用,其中为水光解产生[H]ATP,为光反应,为暗反应合成葡萄糖;④→③过程为有氧呼吸,发生场所主要为线粒体,还有细胞质基质;葡萄糖经④→⑤过程产生乳酸或酒精,为无氧呼吸,一般发生在无氧条件下;过程光反应产生的ATP只能用于暗反应,不能为生物体的其他生命活动提供能量。
6(2017·无锡二模如图为植物细胞代谢的部分过程简图,①~⑦为相关生理过程。下列有关叙述错误的是(

A.若植物缺Mg,则首先会受到显著影响的是③B.②的进行与⑤⑥⑦密切相关,与③无直接关系
C.蓝藻细胞中③发生在类囊体薄膜上,④发生在叶绿体基质中
D叶肉细胞内③中O2的产生量小于⑥中O2的消耗量,则该细胞内有机物的总量将减
解析:CMg是合成叶绿素的成分,光合作用光反应阶段需要叶绿素吸收光能,若植物缺Mg则叶绿素的合成受阻,首先会受到显著影响的生理过程是(光反应过程。一般情况下,植物细胞吸收无机盐的方式(是主动运输,需要消耗能量,故与⑤⑥⑦(细胞呼吸过程密切相关,与(光反应过程无直接关系。蓝藻细胞是原核细胞,没有叶绿体,因此也没有类囊体。图中光反应过程(O2的产生量小于有氧呼吸过程(O2的消耗量,则该叶肉细胞净光合作用量<0,该细胞内有机物总量将减少。
7(2018·中原名校联考如图的纵坐标表示某种植物气体吸收量或释放量的变化。不考虑横坐标和纵坐标单位的具体表示形式,单位的表示方法相同)下列说法正确的是(
AA代表O2吸收量,可以判断从D点开始进行光合作
B.若A代表O2释放量,B点对应的光照强度一定不等于0D点表示植物的净光合作用强度为0
C.若A代表CO2释放量,提高大气中的CO2浓度,D点不移动D.若A代表CO2释放量,E点时光合作用制造的有机物总量是8
解析:BA代表O2吸收量,可以判断从D点之前开始进行光合作用;若AO2释放量,B点对应的光照强度一定不等于0D点表示植物的净光合作用强度为0A代表CO2释放量,提高大气中的CO2浓度,D点左移;若A代表CO2释放量,E

22110
时光合作用制造的有机物总量是8412
8为研究多种环境因子对马铃薯植株光合作用的影响,某生物兴趣小组做了实验研究,实验结果如图所示,实验数据为植株在不同条件下CO2的吸收速率(mg/h。据图分析,下列说法正确的是(

A.图中影响马铃薯植株光合速率的因素有CO2浓度和温度
B.在弱光、CO2浓度为0.03%20℃条件下,马铃薯植株叶肉细胞的叶绿体中无O2
产生
C.马铃薯植株在适当遮阴、CO2浓度为0.03%40℃条件下,光照强度不是限制因
D.实验中马铃薯植株CO2固定速率最大所需的条件是全光照、CO2浓度为1.22%35
解析:D曲线图纵轴的CO2吸收速率表示净光合速率,而CO2固定速率表示总光合速率(净光合速率+呼吸速率黑暗条件下的曲线表示不同温度下的呼吸速率,对比可知全光照、CO2浓度为1.22%35时,植株总光合速率(CO2固定速率最大。
9.下图为桑叶光合速率随土壤水分减少的日变化曲线图,图中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为降雨后第2815天测得的数据。若光照强度的日变化相同,则据图判断错误的是(

A.在水分充足时桑叶没有出现“午休”现象B.曲线Ⅱ双峰形成与光照强度的变化有关C.导致曲线Ⅲ日变化的主要因素是土壤含水量D.适时进行灌溉可以缓解桑叶“午休”程度
解析:C分析曲线图可知,在水分充足时桑叶没有出现午休现象;分析曲线图可知,曲线双峰形成与光照强度的变化有关;导致曲线日变化的主要因素是光照强度的变化;分析曲线图可知,在水分充足时桑叶没有出现午休现象,故适时进行灌溉可以缓解桑叶午休程度。
10.用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水

23110
样,立即测定甲瓶中的氧气含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。一昼夜后取出玻璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量,结果如下(不考虑化能合成作用。有关分析合理的是(
透光玻璃瓶甲
4.9mg
透光玻璃瓶乙
5.6mg
不透光玻璃瓶丙
3.8mg
A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜B.在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mgC.在一昼夜后,乙瓶水样的pH比丙瓶的低
D.在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用产生的氧气量约为0.7mg
解析:B丙瓶不透光,里面的浮游植物只进行呼吸作用,产生[H]的场所有细胞质基质和线粒体基质;在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为4.93.81.1(mg乙瓶中由于浮游植物进行光合作用使氧气增多,二氧化碳减少,而丙瓶生物只能消耗氧气释放二氧化碳,因此乙瓶水样的pH比丙瓶的高;在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用产生的氧气量约为净光合作用释放+呼吸作用消耗=5.64.91.11.8(mg
11(2018·淮南质检下图为不同种植物的光补偿点和光饱和点的相对值(其他环境条件适宜,下列叙述正确的是(

A.植物Ⅰ在光补偿点时,叶肉细胞不释放氧气B.突然遮光处理,植物Ⅱ叶肉细胞中C3生成量减少C.适当提高温度可以提高植物Ⅱ的光饱和点D.最适宜在树林下套种的是植物Ⅲ
解析:B植物在光补偿点时,整株植物光合速率等于呼吸速率,但其叶肉细胞光合速率大于呼吸速率,会释放氧气;突然遮光处理,植物叶肉细胞中ATP[H]合成减少,还原C3生成C5减少,随后CO2C5结合生成C3的量也减少;本实验数据是在适宜温度条件下测得的,升高温度不利于光合作用的进行,故光饱和点应下降;树林下光照强度较低,植物光补偿点低,最适宜在树林下套种。
12.取某种植物生长状态一致的新鲜叶片,用打孔器打出若干圆片,平均分成四组,各置于相同的密闭装置内,其他条件相同且适宜,分别置于四种不同温度下(t1<t2<t3<t4得在不同情况下装置内O2的变化值(相对值/mg·h,结果如表。下列叙述错误的是(
温度
气体变化值光照下O2的增加值
t12.7
t26.0
t316.0
t413.0

24110
黑暗下O2的消耗值
2.04.08.013.0
A.在实验的温度范围内,呼吸作用强度随着温度的升高而升高
Bt3温度实验条件下,该植物叶片的光合作用产生的O2量是细胞呼吸消耗O2量的3
C.光照条件下,t4温度时装置内O2的生成量与细胞呼吸消耗的O2量不相等D.在实验室的四种温度下,若均给予12小时光照和12小时黑暗,植物叶片有机物的积累量均大于0
解析:D由表格显示,在实验的温度范围内,随着温度的升高,黑暗下O2的消耗值增多,呼吸作用强度增强;在t3实验条件下,该植物叶片的光合作用产生的O2量的相对值为16824,是细胞呼吸消耗O2量的3倍;表格显示,t4温度光照下O2的增加值是净光合量,而不是生成量,在t4条件下,其生成量大于细胞呼吸的消耗量;在实验室的四种温度下,若均给予12小时光照和12小时黑暗,植物叶片有机物的积累量在t1t2t3时均大于0,而在t4时等于0
二、非选择题
13(2018·江西名校联考“玫瑰香”草莓享誉全国,为提高产量和质量,科研人员进行如下实验:
实验一:选取生长良好的草莓幼苗进行光照和遮阴处理,并对两种环境下幼苗的光合色素含量测定。
实验二:将消毒后生理状态良好且相同的草莓幼苗分别置于pHabcde培养液中培养,其他条件适宜。培养一段时间后,测定草莓幼苗叶片光合速率、呼吸速率,结果如图:

(1实验一中所测定的吸收光能的色素除了叶绿素a、叶绿素b之外,还包括_______这些物质分布在______________(填具体结构,测定色素含量前,需要提取色素,提取的方法是:在剪碎的绿叶中加入SiO2________、无水乙醇后快速研磨,经过滤获得色素滤液。
(2草莓光反应产生的[H]与叶绿体基质中的________反应生成(CH2O,本实验除了通过测定氧气释放量,还可以通过测定CO2________来计算净光合速率。
(3培养草莓幼苗的过程中,隔天更换培养液,除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外,还能防止培养液的__________改变,影响实验结果。在替换下来的培养液中加入________________,溶液颜色将由蓝变绿再变黄。
(4pHa时,水稻幼苗要正常生长,每天适宜的光照时间不少于_____h(保留整数

25110
解析:(1吸收光能的色素除了叶绿素a、叶绿素b之外,还包括类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素,这些物质分布在(叶绿体类囊体的薄膜,提取色素的方法是:在剪碎的绿叶中加入SiO2碳酸钙、无水乙醇后快速研磨,经过滤获得色素滤液。(2光反应产生的NADPH等与叶绿体基质中的三碳化合物(C3反应生成(CH2O,该过程称为三碳化合物的还原,本实验除了通过测定O2释放量,还可以通过测定CO2的吸收量来计算净光合速率。(3培养草莓幼苗的过程中,隔天更换培养液,除了可以防止缺氧造成烂根和营养不足之外,还能防止培养液的pH改变,影响实验结果。在替换下来的培养液中含有根部呼吸作用产生的CO2,故加入溴麝香草酚蓝,溶液颜色将由蓝变绿再变黄。(4pHa时,净光合速率为150,呼吸速率为200,水稻幼苗要正常生长,则白天积累的有机物的量要大于夜间消耗的有机物,假设每天适宜的光照时间为X小时,则150X200×(24XX13.7h,则每天适宜的光照时间不少于14h
答案:(1类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素(叶绿体类囊体的薄膜(或基粒、类囊体酸钙(CaCO3(2三碳化合物(C3吸收量(3pH溴麝香草酚蓝水溶液(414
14(2018·西安调研1表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O的过程,玉米叶肉细胞通过“CO2泵”将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞,使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2,保证(CH2O的合成顺利进行;图2表示光照强度对玉米光合速率的影响。回答下列问题:

(11中过程①是____________物质A__________过程②的进行还需要________等物质参与。
(2如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵”的活性降低,则在短时间内,维管束鞘细胞中C5的含量__________
(32中当光照强度从20klx增加到25klx,玉米CO2吸收速率没有发生变化,这主要受到图1中过程________(填序号的限制;当光照强度为15klx时,玉米每小时能固定________mLCO2
(4研究发现晴朗的夏季中午光照增强,温度过高,叶片气孔开度下降,作为光合作用________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________解析:(1根据光合作用暗反应中的物质变化可以判断,图1维管束鞘细胞中过程表CO2的固定,A为三碳化合物;过程(三碳化合物的还原需要光反应提供[H]ATP

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(2在光合作用过程中,某种抑制剂使CO2的活性降低,CO2浓度下降,短时间内C3含量减少,C5的含量增加。(3光强达到饱和后CO2浓度是限制光合速率的主要外界因素,植物呼吸速率=50mL/h光照强度为15klx时,净光合作用吸收CO2的速率=150mL/h玉米光合作用固定CO2速率=15050200mL/h(4由于玉米叶肉细胞存在通过CO2将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞的机制,使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2,所以叶片气孔开度下降时,玉米光合速率基本不受影响。
答案:(1CO2的固定C3化合物[H]ATP
(2增加(3200(4CO2有“CO2泵”(维持维管束鞘细胞内有较高CO2浓度15(2018·泉州市一模为探究油菜素内酯(BRs,一种植物激素能否缓解弱光对番茄光合作用的影响,研究人员设计了ABCD四组实验,实验处理及检测番茄叶片Rubisco(种可催化CO2C5反应生成C3的酶活性、Rubisco基因表达量、净光合速率所得结果如下:
组别ABCD请回答:
(1Rubisco在番茄叶肉细胞的______________中发挥催化作用。(2比较________组实验结果,表明弱光能导致番茄暗反应能力降低。
(3自然光照下,叶面喷施一定浓度BRs________(填“促进”“抑制”或“基本不影ACDBRs______________________________,从而缓解弱光对番茄光合作用的影响。
解析:(1Rubisco是一种可催化CO2C5反应生成C3的酶,因此其在叶绿体基质中发挥催化作用。(2AC组或BD组是一组对照实验,AB组是自然光照,CD是弱光组,可以发现弱光条件下,Rubisco活性相对值较小,表明弱光能导致番茄暗反应能力降低。(3AB两组比较可知:自然光照下,叶面喷施一定浓度BRsRubisco活性相对值、Rubisco基因表达量相对值和净光合速率相对值相差不大,因此可以说明叶面喷施一定浓度BRs基本不影响番茄光合作用。AC两组比较发现:弱光条件下,Rubisco活性相对值、Rubisco基因表达量相对值和净光合速率相对值较小。但是CD两组实验结果相比表
处理自然光照
自然光照,叶面喷施一定浓
BRs
弱光照(25%自然光照弱光照(25%自然光照,叶面喷施相同浓度BRs
89.2%
71.0%
72.0%
98.3%58.4%
102%35.0%
99.2%57.2%
Rubisco活性
100%
Rubisco因表达量100%
净光合速100%

27110
明,叶面喷施相同浓度BRsRubisco活性相对值、Rubisco基因表达量相对值和净光合速率相对值有所提高,因此综合ACD三组实验结果相比表明,BRs可通过提高Rubisco活性和Rubisco基因表达量(Rubisco活性和数量从而缓解弱光对番茄光合作用的影响。
答案:(1叶绿体基质(2AC(或“BD(3基本不影响Rubisco活性和Rubisco基因表达量(Rubisco活性和数量
贯通交汇点·辨明易混点必修1第三单元单元综合理清重难点·

以元素转移为线索,串联光合作用与细胞呼吸
1.光合作用与细胞呼吸过程图解

2结合上图分析较强光照下,放射性元素的转移过程提供的标记物
最先出现放射性的物质
最终出现放射性的物质①→水→②→二氧化碳
18
“对18O的示踪分析”的注意点如果分析“首先出现在”“短时间出现在”,一般是要求我们分析第一步反应,不必沿箭头所指路线过多分析;如果是分析“在哪些物质中出现”,则需要我们沿箭头所指路线将所有可能出现的情况分析出来
O2
(途径→⑧→⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸④→→⑦→①→
H182O
氧气(途径→②→二氧化碳→⑧→⑤→(蒸腾作用三碳化合物→葡萄糖等有机
物→③→丙酮酸
三碳化合物(途径三碳化合物
(⑤→三碳化合物→葡萄糖等有机物→③→丙酮酸;(⑤→水→⑥→④→氧气⑤→三碳化合物→葡萄糖等
有机物→③→丙酮酸
CO2
18
14
CO2
(途径

28110

[对点落实]
1.下列是几个放射性同位素示踪实验,对其结果的叙述错误的是(
A.提供15N标记的氨基酸给细胞,粗面内质网上的核糖体和游离核糖体均可能出现放射性
B.给水稻提供14CO2,则14C的转移途径大致是:14CO214C3(14CH2O
C.给水稻提供C18O2,则产生18O2必须依次经历光合作用、有氧呼吸、再一次光合作
D小白鼠吸入18O2则在其尿液中可以检测到H18呼出的二氧化碳也可能含有18O2O解析:C粗面内质网上的核糖体和游离的核糖体都是将氨基酸合成蛋白质的场所;光合作用暗反应中C原子的转移途径是CO2C3(CH2O;给水稻提供C18O2,经光合作
18
用会产生H2OH182O再参与光反应即可产生
18
O2;小白鼠只能进行呼吸作用,吸入
18
O2
1818后,经有氧呼吸第三阶段可产生H182OH2O参与有氧呼吸第二阶段,可以产生CO2
2(2016·浙江高考下面是关于植物光合作用的问题。请回答:
(1光反应发生在叶绿体的____________中,H2O在光反应中裂解为___________(2若以
14
CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含
14
C的三碳化合物是
________。该三碳化合物在NADPH的氢和ATP______________等物质存在的情况下,被还原为三碳糖磷酸。
(3给某植物提供C18O2H2O,释放的氧气中含有
18
O。氧气中含有
18
O是由于
________________________________________________________________________
H182O又作为原料参与了光合作用之故。
(4植物光合作用光饱和点可通过测定不同________下的光合速率来确定。在一定条件下,某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度________(选填:<、≤、=、≥、>25℃。
解析:(1光反应发生在叶绿体的类囊体膜中,H2O在光反应中裂解为HO2和电子。(2卡尔文循环中首先是1分子CO2在酶的催化作用下与1分子五碳糖(RuBP结合,形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子(3-磷酸甘油酸然后每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和ATP的磷酸基团形成三碳糖磷酸。(3给某植物提供C18O2
18H2O,光合作用过程中18O的去路是6C18O212H2OC6H1812O66O26H2O,其中产物18H182O又作为光反应的原料,在水的光解中产生O2(4光饱和点是指达到最大光合速率时

的最低光强度,因此测定光饱和点时需要测定在不同光强度下的光合速率。在一定条件下,某植物在温度由25降为5的过程中,光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时光合作用的最适温度应该不低于25
答案:(1类囊体膜HO2和电子(2三碳酸磷酸基团(3C18O2中的部分氧转移


29110
H182O
(4光强度

光补偿点与光饱和点及其移动问题

1光补偿点的两种生理状态
(1整个植株:光合作用强度=呼吸作用强度。(2叶肉细胞:光合作用强度>呼吸作用强度。
2环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动方向的关系(1光补偿点的移动:
①呼吸速率增加,其他条件不变时,光补偿点应右移,反之左移。
②呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,光补偿点应右移,反之左移。
(2光饱和点的移动:相关条件的改变(如增大CO2浓度使光合速率增大时,光饱和点C应右移(C点右上移,反之左移(C点左下移
[对点落实]
3.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃,右图表示30℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25(原光照强度CO2浓度不变,理论上图中相应点abd的移动方向分别是(
A.下移、右移、上移C.上移、左移、上移
B.下移、左移、下移D.上移、右移、上移
解析:C图中abd三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和在光饱和点时的光合作用强度。由题干光合作用和呼吸作用的最适温度分别为2530℃”可知,当温度从30降到25时,细胞呼吸强度降低,a点上移;光合作用强度增强,所以光饱和(d时吸收的CO2增多,d点上移。b点表示光合作用强度=细胞呼吸强度,25细胞呼吸作用强度降低,光合作用强度增强,在除光照强度外其他条件不变的情况下要使其仍然与细胞呼吸强度相等,需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等,b点左移。

1.物质的量换算法
根据光合作用总化学方程式:6CO212H2OC6H12O66O26H2O,可知:光照
叶绿体
有关光合作用中的计算问题

30110
绿叶吸收CO2的量∶释放O2的量∶合成C6H12O6的量=661,因此,已知绿叶吸收的CO2的量(m或释放的O2的量(n,就可以迅速求出C6H12O6的量(w或质量(G。即:wm/6n/6G(m/6×18030m
注:此处的指的是物质的量2线段分析计算法
在绿叶圆片的称干重实验或黑白瓶实验中,有时会出现总光合速率与净光合速率相混淆的情况,极易出错,如果使用线段分析计算的方法,问题就变得简单多了。
[1]将同一菠菜叶片用打孔器打成叶圆片若干,分组进行如下实验。已知叶片实验前,在不同温度下分别暗处理1h,测其质量变化,立即再光照1h(光照强度相同,再测其质量变化,得到如下结果:
组别温度(
暗处理后质量变化(mg光照后与暗处理前质量变化(mg
2713
2823
2933
3011
参与光合作用的酶的最适温度约为________,温度为30℃时叶片总光合速率为________
[分析]
解答本题的关键是明白光照后的净光合作用量是从暗处理之后开始积累的,而题目已知的条件是光照后与暗处理前质量
的变化,直接计算总光合速率时很容易错把净光合作用量当成总光合作用量。而用线段分析计算法就不会犯此错误了。假设暗处理前(A叶圆片的质量为W暗处理1h(AB的质量变化为M,即呼吸速率;再给1h光照(CE叶圆片积累的总量是N,即净光合速率,则光照后与暗处理前(DE的质量变化为XNM线段关系如上图所示,所以净光合速率(NXM,总光合速率=X2M。上图可以转换成:
组别温度(净光合速率(mg/h总光合速率(mg/h
2745
2857
2969
3023
因此,参与光合作用的酶的最适温度约为29;温度为30时叶片总光合速率为3mg/h
[答案]293mg/h3利用坐标曲线计算
在已知光合速率与自变量的关系表格的情况下,要求我们计算出未列出表格内的数据。这时我们可以利用表格数据作坐标曲线,然后再根据曲线的变化规律求出未列入表格中的

31110
数据。
[2]在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合速率,结果见下表。表中负值表示CO2释放量,正值表示CO2吸收量。
光照强度(klx光合速率[CO2mg/(100cm·h]
回答下列问题:
(1该植物叶片的呼吸速率是__________[CO2mg/(100cm2·h]
(2在光照强度为________klx时,该植物叶片光合作用合成量和呼吸作用消耗量相等。[分析]在回答绿叶呼吸速率时,首先要根据表格中的数据绘制坐标曲线,然后将曲线延长至与纵轴相交,交点所代表的值即呼吸速率;另外,曲线在2klx时与横轴相交,说明此时的呼吸速率与光合速率相等。
2
1.02.0
3.02.0
5.06.0
7.010.0
8.012.0
10.012.0

[答案](14(22
4还原光合作用或细胞呼吸曲线进行计算
在只给定了曲线的情况下,要根据图示条件去计算时,往往可以通过还原未知问题的曲线来回答。
[3]以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响,结果如下图所示。下列分析正确的是(

A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时的相等B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少

32110
D.两曲线的交点表示光合作用制造的有机物的量与细胞呼吸消耗的有机物的量相等

[分析]在此题中只提供了绿叶在光照下的净光合速率和黑暗下的呼吸速率,如题图所示。如何知道绿叶在不同温度下的总光合速率呢?我们可以利用总光合速率=呼吸速率+净光合速率还原出总光合速率的曲线(如右图所示再来回答题中问题就非常容易了。当然,在只提供了总光合速率和净光合速率曲线的情况下,同样可以利用此方法还原出呼吸速率的曲线。依此类推,在已知总光合速率和呼吸速率曲线的情况下可还原出净光合速率曲线,然后依照题目所提出的问题进行解答、计算。
[答案]A[单元综合检测]一、选择题
1.下列有关酶与ATP的相关叙述错误的是(
A.绝大多数酶合成的场所是核糖体,部分酶的合成场所是细胞核B.葡萄糖进入小肠上皮细胞时会使胞内ADP的产生量增加
C.与正常细胞相比,癌细胞中与糖蛋白合成有关的酶的活性明显偏低D.能产生ATP的细胞一定能产生酶,能产生激素的细胞一定能产生酶
解析:D绝大多数酶是蛋白质,其合成场所是核糖体,少数酶是RNA,可在细胞核内合成。葡萄糖进入小肠上皮细胞的运输方式为主动运输,需消耗ATP,使胞内ADP产生量增加。与正常细胞相比,癌细胞表面的糖蛋白减少,可推出其细胞内与糖蛋白合成有关的酶的活性明显偏低。能产生ATP的细胞不一定能产生酶,如哺乳动物的成熟红细胞能产生ATP,但不能产生酶。
2.下列过程能使细胞中ADP产生量增加的是(A.甘油通过细胞膜进入细胞B.线粒体中[H]O2结合生成水C.叶绿体基质中C3合成葡萄糖D.细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸
解析:CADP产生量增加即消耗ATP的过程。甘油的跨膜运输属于自由扩散,不

33110
耗能;线粒体中[H]O2结合生成水以及细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸均可合成ATP叶绿体基质中C3合成葡萄糖时需消耗ATP
3.酚氧化酶使无色的酚氧化生成褐色的物质,是引起去皮的梨和苹果褐变的最主要因素。下列相关叙述正确的是(
A.梨和苹果发生褐变后酚氧化酶立即被灭活B.酚氧化酶为梨和苹果发生褐变提供能量
C.高温可以破坏酚氧化酶的空间结构使酶永久失活D.组成酚氧化酶的基本单位是氨基酸或脱氧核苷酸
解析:C酶是生物催化剂,反应前后数量、化学性质不变,可以重复使用;酚氧化酶是催化剂,可以降低梨和苹果发生褐变过程所需要的活化能;酚氧化酶的化学本质是蛋白质,高温会破坏蛋白质的空间结构,使之变性,不可恢复;组成酚氧化酶的基本单位是氨基酸。
4(2018·长沙质检科学家发现某些蚜虫能合成类胡萝卜素,其体内的类胡萝卜素不仅能吸收光能,传递给负责能量生产的组织细胞,而且还决定蚜虫的体色。阳光下蚜虫的ATP生成量将会增加,黑暗时蚜虫的ATP含量会下降。下列有关叙述正确的是(
A.正常情况下蚜虫在黑暗中合成ATP时会伴随着O2的消耗B.蚜虫合成ATP时所需能量仅仅来自呼吸作用
C.蚜虫做同一强度的运动时,阳光下和黑暗中的ATP消耗量不一样D.蚜虫ATP含量在阳光下比黑暗时多,说明其体内的ATP含量不稳定
解析:A在黑暗中,蚜虫合成ATP时所需的能量来源于呼吸作用(包括有氧呼吸和无氧呼吸,因此正常情况下会伴随着O2的消耗;根据题意可知,蚜虫合成ATP时所需能量不仅来自呼吸作用,还可来自类胡萝卜素吸收的光能;蚜虫做同一强度的运动时,无论在阳光下还是在黑暗中,ATP的消耗量是一样的;虽然蚜虫ATP含量阳光下比黑暗时多,但是两种环境中都会发生ATPADP的相互转化并且处于动态平衡当中,故其体内的ATP含量相对稳定。
5(2017·广元二模细胞中许多结构能产生[H]ATP。下列关于[H]ATP的叙述,错误的是(
A.叶绿体内的[H]来自水,[H]用于还原C3
B.线粒体内的[H]部分来自丙酮酸,[H]用于还原氧气
C.叶绿体、线粒体内产生的ATP均可用于植物的各种生命活动
D.适宜光照下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都含有ATP合成所需的酶解析:C叶绿体内[H]来自水的光解,用于还原C3;线粒体内的[H]一部分来自葡萄糖的分解,一部分来自丙酮酸和水反应的过程,两过程产生的[H]用于还原氧气生成水;叶绿体中产生的ATP只能用于暗反应,不能用于其他生命活动;叶肉细胞的线粒体、叶绿

34110
体和细胞质基质中都含有与合成ATP相关的酶,都能产生ATP
6(2017·潍坊期末如图表示可在植物细胞内发生的一些生理过程,下列分析错误的是(

A.不同条件下发生a过程的场所可能不同Bacd均发生在生物膜上C.在光照充足的条件下abcdD.根尖分生区细胞内能发生ac过程
解析:Ba过程为细胞呼吸,不同条件下发生a过程的场所可能不同,有氧时发生在细胞质基质和线粒体中,无氧时发生在细胞质基质中。在生物膜上发生的生理过程是d光反应(场所是叶绿体的类囊体膜上c有氧呼吸的第三阶段(线粒体内膜b暗反应过程发生在叶绿体基质中,a有氧呼吸的第一、第二阶段场所是细胞质基质和线粒体基质。在光照充足,条件适宜的情况下,光合作用强度大于呼吸作用强度,所以abcd。根尖分生区细胞内不含叶绿体,不能进行光合作用,只能进行细胞呼吸,所以能发生ac过程。
7.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,相关叙述错误的是(
A.突变酵母在细胞质基质中可产生[H]B.突变酵母在缺氧时可以产生酒精和CO2C.氧气充足时,突变酵母增殖速率小于野生型酵母D.氧气充足时,突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
解析:D突变酵母不能进行有氧呼吸,在细胞质基质中进行无氧呼吸可产生[H]突变酵母在缺氧和氧气充足时都可以产生酒精和CO2。氧气充足时,突变酵母也只能进行无氧呼吸,增殖速率小于野生型酵母,其产生ATP的场所是细胞质基质。
8(2018·泰安一模αβγ表示ATP上三个磷酸基团所处的位置(A-PαPβPγ下列叙述正确的是(
AATPβγ位磷酸基团脱离,剩余部分可用于DNA的复制BATPβγ位磷酸基团脱离,剩余部分可用于基因的转录CATP含有三个高能磷酸键,都能为生命活动提供能量
DATPγ位磷酸基团脱离,释放的能量可用于叶绿体光反应中水的分解
解析:BATPβγ位磷酸基团脱离,剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,因此可用于DNA的转录,不能用于DNA的复制;ATP含有两个高能磷酸键;ATPγ位磷酸基团脱离,释放的能量可用于各种生命活动,但不能用于光合

35110
作用,且叶绿体光反应中水的分解不需要ATP提供能量。
9.下面是绿色植物叶肉细胞中光合作用与有氧呼吸及其关系的图解,其中AD表示相关过程,ae表示有关物质。据图判断相关说法错误的是(

AA过程表示光反应,它为B过程提供了[H]ATPBC过程进行的场所是线粒体,在其内膜上物质b被利用C.在黑暗的环境中,物质c可通过叶片的气孔释放到外界D.若用18O标记物质b,则不会在C6H12O6中出现18O标记
解析:D由题干及题图可知,AD分别表示光反应、暗反应、有氧呼吸第二、三阶段、有氧呼吸第一阶段;ae分别表示H2OO2CO2[H]ATPO2参与有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜;黑暗环境仅能进行呼吸作用,CO2可通过叶片的气孔释放
18
到外界;18O标记O2后,18O2H218OC18O2C6H12O6途径可在C6H12O6中出现18
O
10某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究(均在最适温度下进行结果
如图所示。相关分析合理的是(

A.由图1可见呼吸底物为葡萄糖、O2浓度为a时,O2的吸收量等于CO2的释放量B.图1deCO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性
C由图2可见乙品种比甲品种呼吸速率低,且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境
D.图2f点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体解析:C无氧呼吸不吸收O2,只释放CO2,底物为葡萄糖时有氧呼吸吸收的O2
量和释放的CO2量刚好相等,O2浓度为a时,无氧呼吸和有氧呼吸CO2释放量相等,则O2的吸收量等于总CO2释放量的1/2;因研究是在最适温度下进行的,故图1deCO2的释放量有所下降的原因不可能是温度抑制了酶的活性;图2中,分析曲线与纵轴的交点可知,乙品种比甲品种的呼吸速率低,且乙品种在较小的光照强度下其光合速率即达到最大值,故品种乙更适于生长在弱光环境中;2中甲的叶肉细胞在f点只进行呼吸作用,

36110
故消耗ADP产生ATP的场所只有细胞质基质和线粒体。
11.保卫细胞吸水时,气孔张开;保卫细胞失水时,气孔闭合(如图1所示。为探究影响气孔开闭的因素,某同学制片观察四组经不同处理的蚕豆叶片的下表皮的气孔开闭情况,并记录实验结果(如图2所示。下列相关分析合理的是(

A.本实验探究光照、pH、无机盐离子(KNa等因素对蚕豆叶片气孔开闭的影响B.乙组保卫细胞在KCl溶液中失水或吸水所消耗的ATP比甲组的多C.通过甲、乙、丁三组对比可知,K抑制气孔开放,光照促进气孔开放D.夏季中午保卫细胞气孔关闭会导致叶肉细胞中的C3含量增加
解析:A甲组和乙组的自变量是光照,甲组和丙组的自变量是pH,甲组和丁组的自变量是无机盐离子(KNa的类型,因变量都是气孔开闭情况。结合题干信息和图2可知,本实验的目的是探究光照、pH、无机盐离子(KNa等因素对蚕豆叶片气孔开闭的影响;水分子进出细胞的方式是自由扩散,不需要消耗ATP;通过甲、丁两组对比可知,K促进气孔开放,通过甲、乙两组对比可知,光照促进气孔开放;夏季中午保卫细胞气孔关闭会导致叶片对CO2的吸收减少,CO2吸收减少会影响暗反应中CO2的固定,从而导致叶肉细胞中C3的含量减少。
12研究人员在相同且适宜的温度条件下分别测定了两个作物品种S1S2的光饱和点(饱和点是达到最大光合速率所需的最小光照强度当增加环境中CO2浓度后,测得S1的光饱和点没有显著改变,S2的光饱和点显著提高。下列叙述错误的是(
AS1的光饱和点不变,可能是因为原条件下光反应产生的[H]ATP不足BS1的光饱和点不变,可能是因为原条件下CO2浓度未达到饱和
CS2的光饱和点提高,可能是因为原条件下光反应产生的[H]ATP未达到饱和DS2的光饱和点提高,可能是因为原条件下CO2浓度未达到饱和点
解析:B光饱和点时限制植物光合作用的主要环境因素是温度、CO2浓度等。增加环境中CO2浓度后,测得S1的光饱和点没有显著改变,可能的原因是原条件下光反应产生的[H]ATP不足,也可能是因为原条件下CO2浓度已经达到饱和。增大CO2浓度后,S2的光饱和点提高,可能是因为增大CO2浓度后暗反应速率加大,需要消耗更多的[H]ATP,即可能的原因是原条件下CO2浓度不足,还没有达到CO2饱和点,或者原条件下光反应产生的[H]ATP未达到饱和。









37110
二、非选择题
13(2017·安庆期末图中Ras蛋白是分布在细胞膜上的一种蛋白质。已知Ras蛋白与信号转导有关,Ras蛋白结合GDP时为失活态,结合GTP时为活化态。当细胞外存在信号分子时,Ras蛋白释放出自身的GDP并结合GTP,从而由失活态向活化态转变,最终实现将胞外信号向胞内传递。

(1当胞外信号分子作用于细胞膜表面,而导致细胞内产生新的信号传递,体现了细胞膜的____________________功能;被胞外信号分子作用的细胞称为______________Ras蛋白合成后,还需经过________________________的加工。
(2GTPATP结构相似,结构简式GPPPG的名称为______________GTP不仅参与信号的传递,也可以作为细胞内合成RNA分子的原料来源之一,则GTP需丢失____________Pi后方可参与RNA的合成。蛋白质生物合成时需要GTP水解为GDP
ATP

_____________________________
解析:据图分析,细胞外存在信号分子时,无活性的Ras蛋白释放出自身的GDP并结GTP,从而使得Ras蛋白由失活态向活化态转变,最终实现将胞外信号向胞内传递。(1细胞膜上的受体结合细胞外的信息分子,体现了细胞膜在细胞间信息交流的作用;信号分子作用的细胞被称为靶细胞。Ras蛋白为细胞膜上的蛋白质,在核糖体合成的多肽链还需要通过内质网和高尔基体的加工。(2GTPATP结构相似,ATPA为腺苷,因而G为鸟苷;GTP参与RNA的形成,而RNA的基本单位只含一个Pi,因此要脱掉2PiATP被称为能量通货的原因是细胞内更多的生命活动由ATP直接提供能量。
答案:(1细胞间信息交流靶细胞内质网高尔基体(2鸟苷2细胞内更多的生命活动由ATP直接提供能量
14(2018·新乡模拟下表是对甲、乙两种高等植物设计实验所测得的相关数据(温度和CO2浓度等条件均相同且适宜。请分析表格数据回答下列问题:
光合速率与呼吸

速率相等时的光照强度(klx
甲植物乙植物
13
光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx
39
光合速率达到最大值CO2吸收速率[mg/(100cm2·h]
1230
黑暗条件下CO2释放速率[mg/(100cm2·h]614

38110
(1本实验的自变量是____________________
(2甲、乙两植物相比,________植物更适合在较强光照下生长。
(3当光照强度为1klx时,乙植物的光合速率________(填“大于”“小于”或“等于”呼吸速率,若将甲植物从光照强度为1klx的环境中移至光照强度为3klx的环境中,甲植物光合作用所需CO2来源于____________________________________
(4当光照强度为3klx时,与乙植物相比较,甲植物的实际光合速率较________(“大”或“小”,此时甲、乙两植物固定CO2速率的差为________mg/(100cm2·h
解析:(1由题意知,该实验的自变量是光照强度和植物的种类,温度和CO2浓度属于无关变量。(2由于乙植物的光补偿点和光饱和点较高,因此乙植物更适合在较强光照下生长。(3表格中数据显示,乙植物的光补偿点为3klx,因此当光照强度为1klx时,乙植物的光合速率小于呼吸速率。若将甲植物从光照强度为1klx的环境中移至光照强度为3klx的环境中,光照强度增大,光合速率大于呼吸速率,因此甲植物光合作用所需的CO2来源于进行呼吸作用的细胞的线粒体和从外界吸收。(4当光照强度为3klx时,甲植物的实际光合速率是12618[mg/(100cm2·h],该光照强度是乙植物的光补偿点,乙植物实际光合速率是14mg/(100cm2·h,所以与乙植物相比,甲植物的实际光合速率较大;甲、乙两植物固定CO2速率的差为18144[mg/(100cm2·h]
答案:(1光照强度、植物种类(2(3小于进行呼吸作用的细胞的线粒体和环境(气孔吸收的(44
15(2018·廊坊模拟为研究油茶叶片与果实关系对叶片光合作用及果实产量的影响,研究者进行了系列实验。
(1油茶叶片利用光反应产生的________C3转化为有机物,运输至油茶果实积累,叶片为“源”,果实是“库”。
(2研究者对油茶植株进行了处理,处理及结果如图1所示。

①进行实验时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组要选取相同高度、南面向阳生长的树冠外层枝条作为实

39110
验材料,目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________②Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组结果表明,库源比(果与叶数目比________叶片的净光合速率越高。③研究者推测,摘除部分叶片后,剩余叶片的光合产物运输和分配到果实中的比例升高,这是由于植物体对源叶净光合速率进行了________调节,为确定符合生产需求的最佳库源比,研究者还需要测定三组实验的________
(3为了探究不同位置源叶光合产物的分配规律,研究者进一步实验,处理及结果如图2和如表所示。
13
处理标记上枝叶标记中枝叶标记下枝叶
C含量/mg种仁
果实总量28.9538.9116.37
果壳2.9311.448.00
26.0227.478.37
①研究者用透光性较好的塑料袋套于枝条底端,扎紧、密封袋口,抽出袋中空气,注入浓度为500(μmol·mol113CO2和除去________的空气,一段时间后,分别检测标记上

枝叶、中枝叶、下枝叶时________13C含量。
②实验结果表明:__________________________________________________③若需要对图2中的枝叶进行修剪,最好剪去________
(4研究者想进一步探究源叶光合产物在不同位置果实中的分配规律,请在图3中绘制实验设计方案。
解析:(1光合作用的光反应为暗反应提供[H]ATP,用于三碳化合物的还原。(2进行实验时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组要选取相同高度、南面向阳生长的树冠外层枝条作为实验材料,目的是保证各组叶片得到充足且相同强度的光照。②根据图示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组结果表明,库源比(果与叶数目比越大,叶片的净光合速率越高。③研究者推测,摘除部分叶片后,剩余叶片的光合产物运输和分配到果实中的比例升
高,这是由于植物体对源叶净光合速率进行了反馈调节,为确定符合生产需求的最佳库源比,研究者还需要测定三组实验的果实最初的重量。(3①为了检测到C的运输途径,可以标记二氧化碳中C元素,但要排除空气中二氧化碳,以防干扰实验结果,因此注入浓度为500μmol·mol
1
13CO2和除去CO2的空气。一段时间后,分别检测标记上枝叶、中
13
枝叶、下枝叶时果壳、种仁的C含量。②根据表格中的数据分析可知,中枝叶(与果实距
离最近的叶片光合产物分配到果实中的总量最高(且不同位置源叶光合产物向种仁的分配量均高于果壳。③根据表格中数据发现下枝叶中的光合产物分配到果仁的总量较少,因此若需要对图2中的枝叶进行修剪,最好剪去下枝叶。(4进一步探究源叶光合产物在不同位置果实中的分配规律具体实验设计方案见答案。

40110
答案:(1ATP[H]
(2①保证各组叶片得到充足且相同强度的光照②大③反馈果实重量
(3CO2果壳、种仁②中枝叶(与果实距离最近的叶片光合产物分配到果实中的总量最高(且不同位置源叶光合产物向种仁的分配量均高于果壳③下枝叶
(4

第四单元细胞的生命历程
第一讲

知识体系——定内容
细胞的增殖
核心素养——定能力
通过理解细胞周期的概念和有丝分裂的基本过
生命观念
程,能够掌握细胞周期的动态变化和物质准备过程,并形成生命在于运动的观点

通过归纳有丝分裂过程中物质或结构的变化规
理性思维
律和相关曲线变式分析,培养利用逻辑思维分析问题的能力,利用数学知识解答问题的能力

[基础知识·系统化]
知识点一细胞生长与细胞周期1细胞不能无限长大的原因

2细胞周期


41110
知识点二细胞的有丝分裂1有丝分裂过程

2动物细胞与高等植物细胞有丝分裂的主要区别

3细胞有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
知识点三细胞的无丝分裂

[基本技能·问题化]
1回答下列与细胞生长与细胞周期有关的问题(1判断下列哪些细胞具有细胞周期:
A.根尖分生区细胞B.植物形成层细胞C.神经细胞D.人表皮细胞E.哺乳动物成熟红细胞F.干细胞
G.生发层细胞H.洋葱表皮细胞I.浆细胞①具有细胞周期的是:ABFG(填序号②判断的理由:这些细胞都是连续分裂的细胞。

42110
(2图中按箭头方向表示一个完整细胞周期是BB(BAB。其中BA表示分裂间期,AB表示分裂期。
(3据下表分析:
细胞十二指肠细胞肿瘤细胞成纤维细胞
分裂间期13.518.019.3
分裂期1.80.50.7
细胞周期15.318.520.0
若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂,应选择十二指肠细胞。原因是细胞周期中分裂期相对较长。
2高等植物有丝分裂的时期及其图像主要特点(连线

3据下面三幅不同生物细胞有丝分裂图回答问题

(1A图表示植物细胞(动物细胞植物细胞理由是:①具有细胞壁,②无中心体。
(2B图细胞处于分裂期的后期,图中有染色单体0条。该图与它的前一时期相比,相同的是核DNA分子数,不同的是染色体数。
(3C图表示的是动物细胞进行有丝分裂的后期,此期细胞内发生的主要变化是着丝点分裂,染色单体分开成为两条子染色体,在纺锤丝牵引下移向细胞两极。

考点一细胞增殖的周期性


43110
1理清细胞周期的两大时期(1分裂间期:
G1(DNA合成前期:主要合成RNA和蛋白质,DNA数为2nS(DNA合成期:完成DNA复制,DNA数为2n4nG2(DNA合成后期:主要合成蛋白质,DNA数为4n(2分裂期(M:前期、中期、后期、末期。2对有丝分裂细胞周期理解的四点提醒
(1只有连续分裂的细胞才有细胞周期,不分裂或暂不分裂的细胞无细胞周期。(2不同种类生物的细胞周期有很大差别。
(3细胞周期中,分裂间期所占的时间长,分裂期所占的时间短,因此观察细胞所处时期时,大部分都处于分裂间期。
(4分裂产生的子细胞的三种去向:继续分裂、暂不分裂、不再分裂(细胞分化[对点落实]
1.判断有关细胞分裂周期叙述的正误
(1细胞体积增大,与外界物质交换效率提高(×(2生物所有的细胞都有细胞周期(×(3人体所有细胞的细胞周期持续时间相同(×(4细胞周期中,间期时间较短,分裂期时间较长(×
(5在一个细胞周期中,DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期((6发生减数分裂的细胞没有细胞周期(
2(2016·海南高考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:C等位基因的分离发生在减数分裂过程中,减数分裂没有细胞周期;纺锤丝出现在有丝分裂前期;DNA复制需要解螺旋,染色体高度螺旋化,难以解旋;染色体存在于分裂期,分裂期的时间远小于分裂间期。
[归纳拓展]与细胞周期相联系的三个重要知识点基因突变染色体变异
在细胞分裂间期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错,即发生基因突变
在细胞分裂前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,出现多倍体细胞

44110
细胞癌变
药物作用于癌细胞的分裂间期,使DNA分子不能复制,可抑制癌细胞的无限增殖

[典型图示]细胞周期的四种表示方法表示方法名称扇形图

线段图坐标图

ADNA合成前期(G1
柱状图

[对点落实]
3.科学家用含15N的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,并追踪蚕豆根尖细胞的分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的数据如下,下列据图所做的推测正确的是(

A.在19.321.3h这个时间段,根尖细胞内可发生基因重组现象B.蚕豆根尖细胞周期中染色体存在的时间比染色质存在的时间长C.在02h这个时间段,蚕豆根尖细胞的DNA分子结构稳定性最低D.蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3h
解析:D根尖细胞只能进行有丝分裂,有丝分裂过程中细胞内不会发生基因重组;在细胞分裂过程中,染色质丝螺旋缠绕成染色体,在分裂末期,染色体解螺旋恢复为染色质状,间期也以染色质形成存在,故染色质存在的时间比染色体长;02h时间段细胞处于分裂期,此时不会进行DNA复制,DNA分子结构较稳定;细胞周期是从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止,即为21.3219.3(h
4.下列与细胞周期有关的叙述,正确的是(A.同源染色体的分离发生在细胞周期的分裂后期
B.细胞周期中染色质形成染色体后,可实现遗传物质的精确分配C.能进行细胞增殖的细胞都具有细胞周期
BDNA合成期(SCDNA合成后期(G2及分裂(M

图形
问题设计
ABCA(用图中字母和箭头表示abcd为一个细胞周期abcde为一个细胞周期

45110
D.正常情况下在分裂间期细胞中可发生染色体数目变化
解析:B同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期,进行减数分裂的细胞不具有细胞周期;细胞周期中,实现遗传物质精确分配的条件之一是染色质形成染色体;只有连续增殖的细胞才具有细胞周期;正常情况下,在分裂间期细胞主要完成DNA复制和有关蛋白质合成,核DNA含量加倍,而染色体数目不发生变化。
考点二有丝分裂过程和相关结构、物质变化规律

1关注有丝分裂的五个易混点
(1处于间期的细胞,核糖体和线粒体的活动都很旺盛。
(2细胞周期必须是分裂间期在前,分裂期在后,不能颠倒,且分裂间期的时间远长于分裂期。
(3只有处于分裂状态的细胞(如分生组织细胞才能看到染色体,才能作为观察染色体的材料,否则不能作为观察染色体的材料,如成熟植物细胞、人的口腔上皮细胞均不能作为观察染色体的材料。
(4细胞板是真实存在的结构,赤道板是虚拟的平面,二者不同。(5着丝点本身先分裂,之后由纺锤丝牵拉移向细胞两极。2理清染色体、染色单体和DNA的关系

①当有染色单体(前、中期时,染色体∶染色单体∶DNA122
②当无染色单体(后、末期时,染色体∶DNA11

[对点落实]
1.判断有关细胞分裂叙述的正误
(1纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期(×(2染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期(×(3赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构(×
(4有丝分裂中期,发生联会的同源染色体排列在赤道板上(×(5在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成((6动植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态变化不同(×(7动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成(×
2下图是某生物体细胞有丝分裂的不同分裂时期的图像,对图像的描述正确的是(

46110

A.该生物可能是低等植物
B.甲、乙、丙三细胞内染色体、染色单体与DNA分子数比例都为122C.甲细胞进行中心粒倍增,发出星射线,形成了纺锤体D.甲、乙、丙三细胞分别处于有丝分裂的前期、后期和中期
解析:D题图所示细胞没有细胞壁应是动物细胞;乙细胞中没有染色单体;中心粒倍增发生在间期,甲细胞中中心粒已经完成了倍增;甲细胞染色体散乱排布且中心粒移向两极,处于有丝分裂前期,乙细胞着丝点分裂染色体数目加倍,处于有丝分裂后期,丙细胞染色体着丝点排列在一个平面上,处于有丝分裂中期。
[类题通法]
(1动、植物细胞分裂图像的识别:

(2根据染色体的行为判断有丝分裂各时期:
染色体散乱排列,无联会现象,有同源染色体有丝分裂前期。着丝点排列在赤道板上,有同源染色体有丝分裂中期。染色体移向两极,每一极都有同源染色体有丝分裂后期。

1总结细胞有丝分裂中相关结构的变化规律细胞结构纺锤体核膜、核仁中心体
变化规律
形成(前期→消失(末期消失(前期→重建(末期
倍增(间期→移向两极(前期→平均分配(末期
2区分有丝分裂过程中细胞器的作用与分配(1与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用:细胞器名称核糖体中心体高尔基体
细胞类型动、植物动物、低等植物
植物
作用时期间期(主要前期末期
生理作用有关蛋白质的合成纺锤体的形成细胞壁的形成

47110
线粒体
动、植物整个细胞周期提供能量
(2有丝分裂过程中细胞器的分配:
①中心粒经倍增后,均等分配到两个子细胞中。
②线粒体、叶绿体等细胞器随机地分配到两个子细胞中。3归纳有丝分裂过程中的加倍
成分或结构DNA染色体中心体细胞核
[对点落实]
3.如图为细胞周期中细胞核的变化,此过程(A.发生在细胞分裂期的末期,核膜再度合成B.发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制C.发生在细胞分裂期的前期,核膜逐渐解体D.发生在细胞分裂期的中期,染色体螺旋变粗
解析:C图中核膜正在消失或者重建,发生在细胞分裂期的前期或者末期,但从染色体的形态上可以看出,一条染色体上含有两条染色单体,这符合前期的特征。
4.下列关于动物细胞增殖及增殖过程的一些数量变化,叙述正确的是(A.细胞增殖都具有周期性B.中心粒在前期倍增,成为两组C.着丝点分裂会导致染色单体消失D.核DNA随染色体增倍而增倍
解析:C减数分裂也是细胞增殖的一种方式,但是没有周期性;中心粒在间期复制倍增,成为两组;着丝点分裂会导致染色单体消失;核DNA在间期DNA复制时倍增,而染色体在有丝分裂后期着丝点分裂时倍增。

[典型图示]
有丝分裂染色体、DNA数量变化曲线及其变式
时期间期后期间期末期
原因DNA复制着丝点分裂中心粒倍增
新核膜已经形成,细胞质尚未分裂

48110

[问题设计]
(11中①表示有丝分裂中核DNA数量变化曲线,②表示染色体数量变化曲线,其中ab段变化的原因是DNA复制,ef段数量变化的原因是着丝点分裂,姐妹染色单体分开。
(22表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线,图中ef段表示间期,fg段表示含有姐妹染色单体的时期,即有丝分裂的前期和中期,hi段表示有丝分裂的后期和末期。
(33是图2的变式,在有染色单体时,染色体与核DNA数目之比为12,不存在染色单体的时期,染色体数与核DNA数之比为11。图中BC段表示S期,CD段表示有丝分裂G2期、前期和中期,EF段为有丝分裂的后期和末期。
(42和图3还可表示减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线图,其中fg(CD段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期。(5请在右图中画出有丝分裂间期染色体数量变化曲线。答案:

[对点落实]
5下图甲、乙为某生物的体细胞有丝分裂染色体行为变化示意图,1和图2DNA含量变化图。有关叙述错误的是(

A.甲图对应图1中曲线的CD段,对应图2中曲线的FGB.乙图为细胞分裂后期图,这一时期两曲线有不同的变化C.甲图所示变化在光学显微镜下难以观察到
D.观察组织细胞有丝分裂时,可用同一细胞来观察甲、乙两种时期
解析:D甲图表示染色体的复制,DNA含量加倍,对应图1中曲线的CD段,对

49110
应图2中曲线的FG段;有丝分裂后期每条染色体上DNA含量减少一半,但一个细胞中核DNA含量没有减少;染色体复制发生在间期,在光学显微镜下观察不到;在显微镜下不能观察到细胞有丝分裂的动态变化,因为材料经解离后,细胞已经死亡。
6.如图1和图2表示有丝分裂不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述错误的是(

A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1CDB.图1DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA含量不变C.图2a对应图1中的AB段,c对应图1中的EFD.有丝分裂过程不会出现图2d所示的情况
解析:C1中的CD段包括有丝分裂G2期、前期和中期,中期是观察染色体形态和数目的最佳时期;1DE段形成的原因是着丝点分裂,此时细胞中染色体数目加倍,但核DNA含量不变;图2a表示有丝分裂后期、末期,对应图1中的EF段,c时期染色体与核DNA的量比a时期减少一半,对应图1中的AB段;2d表示染色体∶DNA21,有丝分裂过程中这种情况不存在。
[类题通法]柱状图中有丝分裂各时期的判断方法

(1根据染色单体变化判断各时期:
有无染色单体


(2根据比例关系判断各时期:
DNA∶染色体∶染色单体
4N2N4N4N4N02N2N0
时期
G2期、前期、中期
后期、末期G1
对应图示甲图乙图丙图
时期
G2期、前期、中期
后期、末期G1
对应图示甲图乙图丙图

50110

[真题集训——验能力]
1(2016·浙江高考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Ⅱ染色体数和染色体DNA子数分别为1224
D.若在G2期某染色质的1DNA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:D有丝分裂间期与减数分裂前的间期,都进行1DNA复制。动物细胞中心体的复制发生在分裂间期的G2期,有丝分裂前期从细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体。染色体数为24的性原细胞在减数第二次分裂中期(中期时,染色体数为12染色体DNA分子数为24。分裂间期的G2DNA已经完成复制,若此时某染色质的1DNA分子发生片段缺失,说明该染色质的一个DNA分子正常、另一个DNA分子异常,则该细胞经有丝分裂产生的2个子细胞,一个含有正常DNA,另一个含有异常的DNA
2(2015·浙江高考下列有关细胞周期和细胞分裂的叙述,正确的是(A.不同生物的细胞大小和数目不同,但细胞周期长短相同
B.同一生物各种组织的细胞周期长短相同,但G1SG2M期长短不同C.若在G2期加入DNA合成抑制剂,则有丝分裂前期每条染色体仍含有2条染色单体,子细胞染色体数目与母细胞的相同
D.减数分裂前期Ⅰ同源染色体配对,每条染色体含有4条染色单体,子细胞染色体数目为母细胞的一半
解析:C不同生物的细胞大小和数目不同,且细胞周期的长短也往往不同。同一种生物各种组织的细胞周期长短也往往不同,且细胞周期中的各个时期也不会长短相同。DNA复制发生于S期,因而在G2期加入DNA合成抑制剂不影响DNA的合成,细胞仍能完成一次正常的有丝分裂,经有丝分裂产生的子细胞中的染色体数目与母细胞中的相同。减数第一次分裂的前期发生同源染色体的联会,形成的每个四分体含有4条染色单体,但每条染色体上只含有2条染色单体。
3(2015·北京高考流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的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(

51110

Ab峰中细胞的DNA含量是a峰中的2Ba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:C从图中可以看出,a峰中细胞DNA相对含量是40b峰中细胞DNA对含量是80,即b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍,联想细胞分裂中的DNA复制,可推知a峰与b峰之间的细胞正处于细胞分裂间期DNA复制的过程中,b峰中细胞处于细胞分裂的分裂期。实验组b峰中细胞数目明显减少的原因是某抗癌药物有效抑制了癌细胞在细胞分裂间期的DNA复制,使得进入分裂期的细胞明显减少。

4.(2014·江苏高考右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:B题图为动物细胞分裂的中期。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,丙为纺锤丝,组成成分主要是蛋白质,可见两者在组成成分上的差异很大。题图如果为有丝分裂中期,细胞中染色体数与体细胞染色体数相同,如果为减数第二次分裂中期,细胞中染色体数是体细胞染色体数的一半。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。
5(2014·天津高考二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂时,下列有关叙述正确的是(
A.细胞中一定不存在同源染色体B.着丝点分裂一定导致DNA数目加倍C.染色体DNA一定由母链和子链组成D.细胞中染色体数目一定是其体细胞的2
解析:C二倍体生物细胞正在进行着丝点分裂,说明该细胞正处于有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。若该细胞处于减数第二次分裂后期,则细胞中无同源染色体,若

52110
该细胞处于有丝分裂后期,则细胞中有同源染色体;着丝点分裂,姐妹染色单体分开导致染色体数目加倍,但DNA数目不变;DNA复制的特点是半保留复制,以亲代DNA的两条链为模板合成子代DNA,在减数分裂和有丝分裂过程中DNA只复制一次,处于有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的染色体DNA一定由母链和子链组成;若该细胞处于有丝分裂后期,则该细胞中染色体数目是其体细胞的2倍,若该细胞处于减数第二次分裂后期,则该细胞中染色体数目与其体细胞相同。
6(2013·海南高考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:B赤道板不是细胞结构,是一个定义的假想平面。有丝分裂间期DNA复制时首先进行解旋,氢键断裂,需要解旋酶。同源染色体联会发生在减数分裂过程中,有丝分裂中期是染色体的着丝点排列在赤道板上。在细胞周期中间期占90%95%,分裂间期长,分裂期短。
7(2017·全国卷利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。回答下列问题:
(1DNA合成阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂,处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的________期,以达到细胞周期同步化的目的。
(2秋水仙素阻断法:在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素,秋水仙素能够抑制________________,使细胞周期被阻断,即可实现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞_______(填“会”或“不会”被阻断在间期。
(3血清饥饿法:培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期,以实现细胞周期同步化。分裂间期的特点是_________________________________(答出1点即可
解析:(1DNA复制发生在细胞分裂间期,添加适量的DNA合成可逆抑制剂后,DNA合成被阻断,使细胞停滞于间期(S,而处于分裂期的细胞暂时不受影响。(2秋水仙素通过抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,从而阻断细胞周期,而纺锤体形成于分裂前期,因此经秋水仙素处理的细胞不会被阻断在间期。(3分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,为分裂期进行活跃的物质准备,同时细胞有适度的生长。
答案:(1分裂(或答S(2纺锤体形成不会
(3完成DNA复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质
[课下检测——查缺漏]

53110
一、选择题
1(2018·柳州一模下列关于细胞分裂的叙述,正确的是(A.分裂期的动物细胞中含有两组中心粒B.大肠杆菌通过无丝分裂产生新细胞
C.植物细胞有丝分裂时,经过DNA复制后染色体数目加倍D.秋水仙素能抑制植物叶肉细胞纺锤体形成从而使染色体数目加倍
解析:A分裂间期动物细胞的中心体复制,在分裂期出现两组中心粒;大肠杆菌进行的是二分裂;植物细胞有丝分裂时,DNA复制后加倍,染色体数目在后期才加倍;叶肉细胞大都不分裂,秋水仙素作用于分裂的植物细胞,抑制纺锤体形成从而使染色体数目加倍。
2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:C有丝分裂前期和中期,细胞中的染色体数染色单体数DNA分子数122。洋葱属于高等植物,其根尖细胞中不含中心体结构;洋葱根尖细胞只进行有丝分裂,不进行减数分裂,所以不可能出现配对的同源染色体彼此分离移向细胞两极的现象;在有丝分裂前期,染色质丝正在高度螺旋化形成染色体;有丝分裂中期,着丝点排列在赤道板上,而细胞板出现在分裂末期。
3.下面是动物细胞有丝分裂不同时期染色体数目(a、核DNA分子数目(b的直方图,有关叙述正确的是(

A.①时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不变D.②→③表示同源染色体相互分离,染色体和核DNA分子数目也随之减半解析:C可表示有丝分裂前期和中期,图可表示有丝分裂后期,图可表示有丝分裂G1期。有丝分裂的前期和中期,DNA已复制,染色体也完成了复制,但染色体数目不变。动物细胞分裂过程中不形成细胞板。有丝分裂过程中不会发生同源染色体分离现象。①→②表示由中期到后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数目不

54110
变。
4.科学家在研究细胞周期调控机制时,发现了一种促使核仁解体的蛋白质。下列叙述正确的是(
A.该蛋白质是一种水解酶,在分裂间期活性最高B.衰老的细胞中该蛋白质合成速率变快C.核仁解体后,细胞内不发生转录和翻译
D.抑制癌细胞中该蛋白质的合成,可降低其分裂速度
解析:D由题干信息可知,该蛋白质可以促进核仁的解体,说明该蛋白质具有催化作用,是一种酶,核仁的解体发生在分裂期的前期,故此时该酶的活性最高;衰老的细胞不再进行细胞分裂,细胞内决定该蛋白质的基因不能表达;DNA转录主要是在细胞核中进行的,而翻译是在细胞质中的核糖体;该蛋白质与细胞的分裂有关,若抑制该蛋白质的合成,则会降低癌变细胞的分裂速度。
5(2018·岳阳一模下列关于人体细胞有丝分裂的说法正确的是(A.女性色盲患者的体细胞分裂后期含有两个Xb基因B.同源染色体的联会和交叉互换发生在分裂前期C.分裂中期和后期的染色体数目为体细胞的两倍D.有丝分裂后期,一个细胞中的DNA分子数多于92
解析:D女性色盲患者的体细胞进行有丝分裂时,分裂后期含有4Xb基因;同源染色体的联会和交叉互换发生在减数分裂过程中;有丝分裂中期的染色体数目和体细胞相同,后期的染色体数目是体细胞的两倍;人体细胞有丝分裂后期的核DNA分子数是92个,人体细胞线粒体中还有DNA,故有丝分裂后期一个细胞中DNA分子数多于92个。
6(2018·南昌一模在大蒜根尖分生区细胞的一个细胞周期中,在同一时期发生的变化(
A.中心体的移动和纺锤体的形成BDNA双链解旋和蛋白质的合成CDNA数目加倍和染色体数目加倍D.核膜、核仁的消失和赤道板的形成
解析:B大蒜是高等植物,细胞中不含中心体;DNA双链解旋和蛋白质的合成都发生在分裂间期;DNA数目加倍发生在分裂间期,染色体数目加倍发生在分裂后期;核膜、核仁的消失发生在前期,而赤道板不是真实存在的结构,不会形成。
7真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制。细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA可以导致细胞周期蛋白AmRNA降解。下列分析错误的是(
A.细胞周期蛋白A可能需进入细胞核发挥作用B.这种特异性siRNA内一定含有氢键

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C.细胞周期蛋白A的合成会受此种siRNA影响D.此种siRNA会使细胞分裂速度加快
解析:D细胞周期蛋白A可促进DNA的复制,DNA的复制在细胞核中进行;siRNA是一种双链RNA,一定含有氢键;siRNA可以导致细胞周期蛋白AmRNA降解,不能形成周期蛋白A(可促进DNA的复制,故此种siRNA不会使细胞分裂速度加快。
8(2017·烟台期末小鼠睾丸中存在间质细胞和实质细胞,实质细胞就是精原细胞,间质细胞是为实质细胞提供营养物质和相关激素的细胞。科学家用显微镜观察从睾丸中所取的部分组织。下列有关说法正确的是(
A.实质细胞和间质细胞因遗传信息不同而功能不同B.间质细胞产生的激素不需要通过体液运输到靶细胞C.观察到染色体条数最多的细胞不含姐妹染色单体D.显微镜下能看到染色体的细胞最多含两条性染色体
解析:C实质细胞和间质细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都含有相同的遗传信息,两者功能不同的原因是基因的选择性表达;间质细胞产生的激素需要通过体液运输到靶细胞;观察到染色体条数最多的细胞应处于有丝分裂后期,此时细胞中不含姐妹染色单体;显微镜下能看到染色体的细胞最多含4条性染色体,即有丝分裂后期。
9.下图为动物和植物细胞的有丝分裂图,据图分析正确的是(

A.甲为分裂间期、乙为分裂末期,⑤聚集成为赤道板B.①由微管组成,在前期较晚时形成纺锤体作用于②C.甲细胞中无同源染色体,甲产生的子细胞为生殖细胞D.③、④均为细胞膜,两种细胞的胞质分裂方式相同
解析:B甲为分裂前期、乙为分裂末期,聚集成为细胞板;为中心体,是由微管组成,在前期较晚时形成纺锤体作用于着丝点;甲细胞中无同源染色体,但其产生的子细胞不一定为生殖细胞,甲也可能是雄蜂体细胞的有丝分裂;为细胞膜,为细胞壁,两种细胞的胞质分裂方式不同。
10.研究人员为测定细胞周期时间长短,进行如下实验:用含3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷的原料培养某动物细胞,数分钟至半小时后获得细胞群体甲;随后将3H-TdR洗脱,转换至不含3H-TdR培养液并继续培养得到细胞群体乙,则细胞群体乙(
A.所有细胞均被3H-TdR标记
B.最先进入M期的标记细胞是S期最晚期细胞

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C.培养液中缺乏氨基酸供应,细胞停留在SD.培养液中加入秋水仙素,M期细胞比例减少
解析:B细胞群体甲所有细胞均被3H-TdR标记,细胞群体乙多次分裂后细胞不一定含有3H-TdR标记;S期进行了DNA的复制,故最先进入M期的标记细胞是S期最晚期细胞;S期进行了DNA的复制,培养液中缺乏脱氧核苷酸供应,细胞停留在S期;培养液中加入秋水仙素,抑制了纺锤体的形成,M期细胞比例增加。
11.(2018·湖南十三校一模如图表示植物细胞新细胞壁的形成过程,据图分析下列有关叙述错误的是(
A.该细胞处于有丝分裂的末期,图中D表示内质网
B.图中C是高尔基体,图中E的主要成分是加工后的多肽链
C.该细胞的核基因在有丝分裂后期不能转录,但是在该时期能够进行翻译D.该过程体现了生物膜的结构特点
解析:B植物细胞壁形成于有丝分裂末期;图中C是高尔基体,图中E的主要成分是纤维素;有丝分裂后期,DNA在高度螺旋化的染色体上,不易解旋进行转录过程,但细胞质中仍存在原来合成的mRNA,能够进行翻译合成蛋白质;该过程体现了生物膜的结构特性,即具有一定的流动性。
12.使用特定的方法可以抑制蚕豆根尖细胞的分裂,使细胞停留在分裂的某一阶段,如下表所示,“”表示停留时期。由表不能得出的结论是(
时期
处理方法加入过量的胸苷秋水仙素低温(24
间期
前期
中期
后期
末期
A.胸苷不能直接作为DNA复制的原料
B.秋水仙素可能通过抑制纺锤体的形成使细胞停留在中期C.低温主要抑制细胞分裂中有关酶的活性
D.加入过量的胸苷使细胞停留在间期可能的原因是抑制了RNA合成
解析:D胸苷是胸腺嘧啶脱氧核苷的简称,在细胞内可代谢生成胸腺嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA复制的原料;秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,从而使细胞停留在中期;低温处理可使细胞停留在细胞分裂的各个时期,原因是低温抑制细胞分裂中有关酶的活性;加入过量的胸苷抑制了DNA合成,使细胞停留在间期。
二、非选择题
13(2017·哈尔滨二模细胞周期包括分裂间期(分为G1期,S期和G2和分裂期(M。下表为不同植物根尖分生区细胞的细胞周期持续时间(h,请回答有关问题:

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细胞类型洋葱蚕豆小麦
细胞周期12.716.514.0
G11.53.51
S6.58.310.0
G22.42.82.0
M2.31.91
注:G1期:DNA合成前期,合成DNA复制所需的RNA和蛋白质等;S期:DNA成期;G2期:DNA合成后期,DNA合成终止,大量合成RNA和蛋白质,为M期作准备。
(1根据表格数据分析,观察有丝分裂的最佳实验材料为______________________(2绘出小麦根尖细胞在细胞周期中的核DNA含量变化曲线并注明各期名称。(体细胞DNA含量为2C

(3诱变育种时,诱变剂主要作用于________期细胞;多倍体育种时,秋水仙素主要作用于________期细胞,从而形成多倍体细胞。(“G1”“S”“G2“M”
(4肿瘤细胞由于遗传物质发生变化而成为连续分裂的恶性增殖细胞,有人称恶性肿瘤为细胞周期病,原因是调节细胞周期的________基因发生突变。科学家尝试从阻断细胞周期的角度分析药物治疗肿瘤的原理:若药物可抑制RNA合成,则可将癌细胞阻断在________期。(“G1”“S”“G2“M”
解析:(1观察有丝分裂过程时实验材料的分裂期时间占整个细胞周期的比例越大越好。三种材料中,洋葱分裂期占整个细胞周期的比例最大。(2有丝分裂过程中,DNA分子的复制发生在细胞分裂间期的S期,之后一直到分裂末期完成时细胞核DNA含量才减半,据此可画出对应的核DNA含量变化图。(3诱变育种原理是基因突变,因此诱变剂主要作用于DNA复制时期即S期细胞。多倍体育种时,秋水仙素可抑制纺锤体的形成,主要作用于分裂前期细胞。(4癌细胞是由于原癌基因和抑癌基因发生突变形成的,负责调节细胞周期的是原癌基因。RNA合成发生在转录过程中,时间是G1G2期,因此,若药物可抑制RNA合成,则可将癌细胞阻断在G1G2期。
答案:(1洋葱根尖细胞(或洋葱(2

(3SM
(4原癌G1G2

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14.如图为某高等植物细胞有丝分裂中细胞质的分裂过程模式图,请回答:

(1在纺锤丝的牵引下,[1]________抵达细胞两极,逐渐解螺旋;[2]________重建,形成两个新的细胞核。
(2来自________的小泡向细胞中央集中,在赤道板位置彼此融合,小泡中的多糖物质用来制造新的细胞壁,小泡的膜则在其两侧形成新的[3]________。两个子细胞之间留有细胞质相通的管道,就是[4]________,用以实现高等植物细胞之间的相互连接。
(3与题图不同,动物细胞在有丝分裂末期细胞质的分裂方式是__________________(4若将该种植物的亲代细胞(2N16DNA双链用3H标记后,再转移到不含放射性的培养基中继续培养至图甲所示时期,则细胞中含放射性的核DNA________个。请在图中画出该种植物细胞有丝分裂过程中同源染色体的对数变化。
解析:(1分析图示可知,[1]为染色体,[2]为核膜。(2图中的小泡参与细胞壁的形成,而高尔基体与植物细胞壁的形成有关,因此图中的小泡来自高尔基体。丙图中的[3]与细胞膜相连,因此小泡的膜在细胞壁两侧形成新的[3]细胞膜。高等植物细胞之间通过胞间连丝相连,所以两个子细胞之间留有细胞质相通的管道,就是[4]胞间连丝。(3动物细胞在有丝分裂末期,细胞膜从细胞的中部向内凹陷,将细胞缢裂为两部分。(4依据DNA分子的半保留复制方式,此时每个核DNA分子均有1条链含3H标记,1条链不含3H标记,即细胞中含放射性的核DNA共有32个。依题意可知,亲代细胞中含有16条染色体,8对同源染色体,在有丝分裂后期,着丝点分裂,细胞中染色体数加倍,即含有32条染色体,16对同源染色体。
答案:(1染色体核膜(2高尔基体细胞膜胞间连丝(3细胞膜从细胞的中部向内凹陷,把细胞缢裂为两部分(只要出现“缢裂”即可(432如图所示:

15.小肠干细胞通过增殖分化使小肠上皮细胞得到更新,科研人员对此进行研究。

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(1小肠干细胞以________分裂方式进行增殖,并分化为潘氏细胞和________细胞,如1。潘氏细胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物质,抵抗外来病原体,参与小肠微环境的__________(填“特异性”或“非特异性”免疫反应。
(2小肠干细胞特异性地表达L蛋白,并且每个细胞中的表达量基本一致。科研人员利________酶和DNA连接酶将绿色荧光蛋白基因与L蛋白基因连接,转入小鼠受精卵细胞中。从转基因小鼠体内分离小肠干细胞进行离体培养,定期从培养液中取样,测定样品的绿色荧光强度,检测结果可反映出小肠干细胞________的多少。
(3科研人员在上述小肠干细胞培养液中加入药物T,几天后洗去药物,转入新的培养液中培养(记为第0,定期取样并测定样品的绿色荧光强度,结果如图2。药物T处理使蛋白L的合成量下降,药物T处理停止后04天,小肠干细胞中蛋白L的含量仍较低。结合实验数据推测,蛋白L对小肠干细胞的凋亡有________作用。
(4研究发现,蛋白L含量较低时,小肠干细胞会分泌W因子,并作用于周围的小肠干细胞。据此推测,上述实验中第4天后荧光强度逐步恢复的原因是W因子_______________
(5综合上述研究分析,小肠受到外界环境刺激时,能通过多种调节作用维持小肠干细胞数目的________
解析:(1小肠干细胞的分裂方式是有丝分裂,可以分化形成小肠上皮细胞和潘氏细胞。溶菌酶等抗菌物质属于免疫系统的第二道防线,参与的是非特异性免疫。(2L蛋白基因是目的基因,导入小鼠受精卵细胞前需要用限制酶进行切割,并用DNA连接酶将之与绿色荧光蛋白基因连接。绿色荧光蛋白基因相当于标记基因,所以小肠干细胞离体培养的培养液中绿色荧光强度可反映出小肠干细胞数目的多少。(3药物T处理使绿色荧光强度降低,即蛋L的合成量下降,药物T处理停止后04天,小肠干细胞中蛋白L的含量仍较低,即小肠干细胞的含量多,说明蛋白L对小肠干细胞的凋亡有抑制作用。(4已知蛋白L含量较低时,小肠干细胞会分泌W因子,并作用于周围的小肠干细胞。图示4天时L蛋白的含量最低,而后荧光强度逐步增加,说明W因子促进周围的小肠干细胞增殖,使小肠干细胞数目恢复。(5小肠受到外界环境刺激时,能通过多种调节作用维持小肠干细胞数目的相对稳定。
答案:(1有丝小肠上皮非特异性(2限制数目(3抑制(4促进周围的小肠干细胞增殖,使小肠干细胞数目恢复(5稳态(或“相对稳定”
第二讲观察根尖分生组织的有丝分裂(实验课

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1实验原理
选材染色时期确定

高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛
细胞核内的染色质(易被碱性染料(龙胆紫溶液染成深色
在同一分生组织中可以通过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方法步骤


1实验成功的关键及注意事项
类型
实验材料的选择
部位时间
解离时间漂洗时间染色时间
太短过长适宜太短过长
选取分裂期占细胞周期比例相对较大的材料选取分裂旺盛的部位(如根尖、茎尖的分生区必须在分裂旺盛的时间
细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散导致细胞解离过度、根尖酥软,影响染色洗去多余的盐酸,防止解离过度而影响染色
染色体或染色质不能完全着色使其他部分也被染成深色,无法分辨染色体
操作注意事项

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压片
过轻过重
细胞未分散开将组织压烂
显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化间期的细胞数目最多,原因是间期历时最长
显微镜观察
细胞状态细胞数目
(1不清楚“解离”的作用原理,误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程
易错提醒
(2不清楚细胞具有的相应结构,误认为赤道板也能观察到
(3对取材原理不清楚,误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象,实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象

2关注洋葱在实验中的一材多用取材部位
实验名称
植物细胞的质壁分离和复原
鳞片叶使用高倍显微镜观察细胞的多样性
观察DNARNA在细胞中的分布
管状叶叶绿体中色素的提取和分离
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

低温诱导植物染色体数目的变化
取材原因
外表皮细胞含紫色大液泡
细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核内表皮细胞近于无色色素含量多
材料易得,且分生区细胞分裂能力强,染色体数目少,易于观察
材料易得,且低温(4下根尖也能分裂生长,诱导染色体变异率较高
命题点(考查实验材料的选择和试剂的作用
1(2017·北京高考洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是(
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
解析:B解离洋葱根尖组织时需要用到盐酸溶液,盐酸可使细胞相互分离开来,同时杀死细胞,固定细胞形态;分离小鼠骨髓细胞则需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。观察细胞有丝分裂装片时,需要先用低倍镜观察,找到分裂细胞,然后再换用高倍镜仔细观察。在有丝分裂后期,姐妹染色单体分开,可观察到染色体数目加倍。植物细胞在有丝分裂末


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期形成细胞板,动物细胞不形成细胞板,而是细胞膜从细胞中部向内凹陷。
2(2014·全国卷回答下列问题:
(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,盐酸酒精混合液的作用是__________________________;龙胆紫溶液属于________性染料,能够使细胞中的________着色。
(2____________________________________________________________________________
解析:(1在观察植物细胞有丝分裂实验中,染色体能够被碱性染料龙胆紫溶液染成深色,从而便于在光学显微镜下进行观察。实验中盐酸和酒精混合液的作用是将组织中的细胞相互分离。(2细胞核内含有遗传物质DNA,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
[归纳拓展]归纳盐酸和酒精的同材异用(1不同浓度酒精的用途:酒精浓度体积分数为50%体积分数为70%体积分数为95%
无水乙醇
在脂肪检测中用于洗浮色
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物;消毒与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离低温诱导染色体加倍实验中的冲洗卡诺氏液用于光合作用色素的提取
用途
(2盐酸在不同实验中的应用:实验名称观察DNARNA细胞中的分布观察根尖有丝分裂,温诱导
盐酸的作用
改变膜的通透性,加速染色剂进入细胞
使染色质中DNA与蛋白质分离,有助于DNA与染色剂结合质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按11混合成解离液,使组织中的细胞相互分离
命题点(考查实验操作过程及实验结果分析
3.在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,下列处理及其目的恰当的是(A.剪取根尖23cm,进行制片处理
B.根尖放入盐酸和酒精混合液中解离,目的是使细胞分散开C.染色后,需用清水漂洗去浮色再观察
D.制片时需在盖玻片上再放上一片载玻片,防止压碎盖玻片

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解析:D在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,剪取根尖23mm,进行制片处理;根尖放入盐酸和酒精混合液中解离,目的是使细胞分离开;用清水漂洗后,才可用碱性染料染色;制片时需在盖玻片上再放上一片载玻片进行压片,防止压碎盖玻片。
4.(2018·泉州质检在“观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂”实验中,某同学观察到的一个视野图像如右。已知洋葱根尖分生区细胞一个细胞周期约12h。下列有关叙述最合理的是(
A.装片制作时使用甲基绿吡罗红混合染色剂进行染色B.向左上方移动装片可使该视野中M细胞移到视野中央
C.计算该视野中分裂后期细胞所占的比例,乘以12h,得出分裂后期的时长D.降低显微镜的放大倍数,有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短
解析:D有丝分裂观察实验中,应用龙胆紫溶液或者醋酸洋红溶液进行染色;图M细胞位于右下方,要将M细胞移到视野的中央,应该将装片向右下方移动;该视野中各个时期细胞数量较少,不足以计算各个时期细胞所占的比例和各时期时间的长短;降低显微镜的放大倍数,视野中的细胞数量变多,有助于更精确比较不同分裂时期的时间长短。
命题点(考查细胞周期中各时期的计算
5回答与观察细胞染色体实验有关的问题:(1右图表示洋葱根尖细胞的细胞周期。假设洋葱根尖细胞的细胞周期大多开始于夜晚2200时,若要观察洋葱根尖细胞有丝分裂过程,取材的最佳时间是____________
(2某同学检查了洋葱根尖6000个处于有丝分裂中的细胞,其中有692
个处于前期,105个处于中期,35个处于后期,168个处于末期。据此判断下列有关叙述错误的是(
A.分裂期中各时期相对持续时间是前期>末期>中期>后期B.细胞周期中分裂期持续的时间比分裂间期要短C.分裂期中前期持续的时间最短D.分裂中期持续的时间约为0.21h
解析:(1分裂间期是一个新的细胞周期的开始,观察洋葱根尖细胞的有丝分裂过程主要是观察分裂期的各期图像,结合题干信息和题图计算得出:分裂期是次日8001000(2由题干可知处于前期的细胞数目>处于末期的细胞数目>处于中期的细胞数目>处于后期的细胞数目,根据细胞数目推测细胞有丝分裂期中各个时期的时间关系为前期>末期>中期>后期。分裂中期持续时间为:105/6000×120.21h
答案:(1次日8001000(2C[归纳拓展]
细胞分裂时期与所观察细胞数目的关系及计算
(1细胞周期中不同时期持续时间长短与处于该时期的细胞数呈正相关。

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处于该时期细胞数
(2某时期持续时间(t×细胞周期(T
观察细胞总数

1(2014·海南高考下列植物细胞中,适合观察细胞有丝分裂的是(A.蚕豆叶肉细胞C.蚕豆根尖分生区细胞
B.洋葱鳞片叶表皮细胞D.洋葱根尖伸长区细胞
解析:C在四个选项中只有C项的细胞具有分裂能力,其他细胞都不能进行细胞分裂。
2.下列属于“制作植物细胞有丝分裂的临时装片”实验的操作是(A.用层析液解离C.用苏丹Ⅲ染色
B.用清水洗去解离液D.用50%的乙醇洗去浮色
解析:B层析液用于绿叶中色素的分离;制作植物细胞有丝分裂的临时装片时用清水洗去解离液;苏丹用来检测脂肪;检测脂肪时用50%的乙醇洗去浮色。
3.关于“观察植物细胞有丝分裂”实验的说法,正确的是(A.制作临时装片的流程是解离→染色→漂洗→制片B.漂洗时,可以直接用清水洗去细胞表面的解离液C.制片时,盖上盖玻片后还要再加一片盖玻片,然后压片D.观察时,找到前期细胞后可持续观察其分裂的过程
解析:B制作临时装片的流程是解离漂洗染色制片;漂洗时,用清水洗去细胞表面的解离液;制片时,盖上盖玻片后还要再加一片载玻片,然后压片,目的是让细胞分散开,有利于实验观察;解离时细胞已经死亡,不能观察到一个细胞的连续分裂过程。
4.为了观察小鼠细胞的染色体,某兴趣小组对小鼠进行适当处理后,取出骨髓中的活细胞制成细胞悬液,经过低渗溶液处理(使染色体散开、固定、染色后制片并观察。下列有关分析错误的是(
A.骨髓中含有造血干细胞,适合作为观察染色体的材料B.制备细胞悬液时,需使用盐酸和酒精混合液进行解离C.低渗溶液的浓度比细胞质浓度低,导致细胞渗透吸水膨胀D.最好选择有丝分裂中期的细胞观察染色体数目和形态特征
解析:B骨髓中含有造血干细胞,造血干细胞可以进行有丝分裂,适合作为观察染色体的材料;植物细胞的解离用盐酸和酒精混合液,制备动物细胞的悬液可使用胰蛋白酶;低渗溶液的浓度比细胞质浓度低,导致细胞渗透吸水膨胀;有丝分裂中期细胞内染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。
5.(2018·宣城模拟右图为实验小组同学探究月季茎尖细胞分裂的实验过程中在显微镜下拍摄的一张照片,茎尖取材时间为上午10时。

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下列相关说法错误的是(
A.上午10时取材是因为此时细胞分裂旺盛,处于分裂期细胞多B.制片时漂洗的目的是洗去解离液,防止解离过度,便于着色C.①细胞处于分裂中期,②细胞中同源染色体正在分离D.据图可推测在月季细胞周期中分裂后期时间长于分裂中期
解析:C一天当中上午10时分生区细胞分裂旺盛,处于分裂期的细胞多;制片时漂洗的目的是洗去解离液,防止解离过度,便于着色;①②细胞进行的是有丝分裂,同源染色体分离发生在减数分裂中;有丝分裂各时期的长短与有丝分裂各时期细胞的数目呈正相关,持续时间较长的分裂时期细胞数目多。
6.如图为洋葱根尖结构示意图。相关叙述错误的是(A.在观察植物细胞有丝分裂的实验中,需用盐酸和酒精处理使细胞分离开来
B.观察细胞质壁分离现象的最佳区域是①
C.经低温处理后,③处可出现染色体数目改变的细胞D.增加根尖细胞数目的主要区域是②
解析:D图中①②③④分别是根毛区、伸长区、分生区、根冠,分生区进行细胞分裂,故增加细胞数目的主要区域是,低温处理分生区的细胞,会抑制细胞中纺锤体的形成,导致细胞中染色体数目加倍。
7.如图是关于观察洋葱有丝分裂实验的部分操作,下列叙述合理的是(

A.剪取洋葱根尖23mm,因为该区域属于根毛区,细胞有丝分裂旺盛B.该实验步骤中唯一的错误是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C.在观察的图像中,b属于分生区的细胞,细胞已死亡D.若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原,实验现象明显
解析:C根尖23mm的区域属于分生区。在之间应增加清水漂洗这一环节,而之间的清水漂洗环节应删除。分生区的细胞呈正方形,细胞经解离已死亡。b区域的细胞属于分生区细胞,其液泡较小,渗透作用不明显。

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8(2018·漳州八校联考在“观察植物细胞有丝分裂”实验中,三位实验人员制作洋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

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:C解离的目的是使细胞分离开,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57mm处为伸长区,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。
9(2017·潍坊期末某生物学习小组做了观察蒜的根尖分生区细胞有丝分裂的实验,观察到处于不同时期的细胞如图。请回答有关问题:
操作
取材根尖13mm根尖13mm根尖57mm
解离
漂洗
染色
压片

(1E中箭头所指结构为新形成的细胞壁,将以上各图像依次排列为__________(填字可表示一个细胞周期。
(2为了保证能够清楚地观察细胞分裂图像,制备临时装片的过程应该严格遵守的操作步骤依次是__________,视野中B图所示细胞数量最多的原因是_________________
(3观察细胞中染色体数目最好选择F图所示时期的细胞,原因是______________。如B________________
解析:(1E中箭头所指结构为新形成的细胞壁;图中A为前期,B为间期,C为末期,D为后期,E为末期,F为中期,因此正确顺序为EBAFDCE(2制备临时装片的操作步骤依次是解离、漂洗、染色、制片(压片;由于细胞周期的大部分时间处于分裂间期,因此视野中间期细胞数量最多。(3F表示有丝分裂中期,此时染色体形态稳定、数目清晰,是观察染色体形态和数目的最佳时期;B图细胞处于有丝分裂间期,此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成,若为动物细胞,此时期还进行中心体的复制,其中蛋白

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质的合成场所是核糖体,所需能量主要由线粒体提供。
答案:(1EBAFDCE(2解离、漂洗、染色、制片(压片细胞周期的大部分时间处于分裂间期(3中期染色体形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察核糖体、线粒体、中心体
10(2015·福建高考为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究,结果如下表。请回答:
根尖细胞有丝分裂
可可碱浓度(mmol·L
1
有丝分裂指数(%
3.732.902.101.96
分裂期细胞占比(%
种子发芽(%81.568.118.62.3
前期和中期后期和末期
3.042.161.721.72
0.690.740.380.24
00.10.51.0
注:有丝分裂指数=(分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%(1本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片,制片过程中根尖解离需要用到的试剂是________。右图为显微镜下观察到的部分细胞图像,箭号所指的细胞处于分裂期的________期。
(2实验结果显示,与对照组相比,当可可碱浓度达到1.0mmol·L
1
时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目相对________。产生这种结果的原因可
能是____________________________,导致染色体无法移向细胞两极。
(3实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率________。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因,某同学提出假设:可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设,请写出实验设计的基本思路:________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析:(1在制作植物根尖细胞有丝分裂装片的过程中,解离液是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸的混合液(11。图中箭号所指细胞的染色体都集中在赤道板上,可知该细胞处于有丝分裂中期。(2由表格中数据可知,与对照组相比,可可碱浓度为1.0mmol·L
1
时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞所占百分比小,原因可能是可可
碱抑制了纺锤体的形成,从而导致染色体无法移向细胞两极。(3由表格中数据可知,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率逐渐降低。赤霉素可解除种子的休眠,与种子的发芽有关。要探究可可碱是否降低了种子中赤霉素的含量,从而影响了发芽率,可用等量的鬼针草种子设置不同实验组,这些实验组分别用不同浓度的可可碱(自变量溶液处理,一段时间后测

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定各组种子中赤霉素的含量,从而分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。为了使实验更严谨,还应设置空白对照组。
答案:(1盐酸(或盐酸和酒精(2减少可可碱能够抑制纺锤体的形成(3降低以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子,一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量,分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系
第三讲
知识体系——定内容
生命观念
减数分裂与受精作用
核心素养——定能力
通过比较减数分裂的过程及精卵细胞形成过程,理解细胞生命活动的动态变化并建立辩证统一的观点
通过总结配子多样性的原因和分析细胞分裂中染色体、DNA数量变化及分裂图像辨析,培养利用逻辑思维分析问题的能力
通过观察细胞的减数分裂,掌握实验的操作技
理性思维科学探究


[基础知识·系统化]
知识点一减数分裂
1减数分裂的过程——精细胞的形成过程

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2减数分裂的过程——卵细胞形成过程

3精子和卵细胞形成过程的异同点比较项目场所细胞质分裂方式是否变形
精子形成过程
睾丸均等分裂变形一个精原细胞
结果
4个精子
4对减数分裂概念的理解
卵细胞形成过程
卵巢不均等分裂不变形一个卵原细胞

1个卵细胞、3个极体

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知识点二受精作用

[基本技能·问题化]
1据图回答下列问题

(111234各是一对同源染色体,13142324是非同源染色体。
(21中共含有2个四分体,1个四分体中含有4DNA分子,8条脱氧核苷酸链。(32表现交叉互换现象,从时间上看,该过程发生于减数第一次分裂前期,从范围上看,发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(4由图2可知,等位基因可位于同源染色体和姐妹染色单体上。2精子形成过程中各时期的图像及主要特点(连线

3精子和卵细胞形成过程图像辨析

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(1图中可能属于精子形成过程中的图像是BC(2图中可能属于卵细胞形成过程中的图像是ACD
(3A分裂后产生的子细胞是卵细胞和极体,C分裂后产生的子细胞可能是精细胞或极体。

考点一减数分裂过程与受精作用

1关注同源染色体的三个易错点
(1同源染色体的形态、大小一般都相同,但也有大小不同的,如男性体细胞中的X色体和Y染色体是同源染色体,X染色体较大,Y染色体较小。
(2着丝点分裂后,染色单体变成的染色体尽管大小、形状相同,但不叫同源染色体,这两条染色体是经复制形成的,其上的基因相同,若不同则可能是由基因突变或同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换造成的。
(3同源染色体的存在:体细胞中也存在同源染色体,只是在有丝分裂过程中不出现联会、分离等现象。
2辨析减数第一次分裂与减数第二次分裂的区别
名称项目
着丝点染色体DNA数目染色体主要行为同源染色体
减数第一次分裂
不分裂2nn,减半4n2n,减半同源染色体联会、分离

减数第二次分裂
分裂
n2nn,不减半2nn,减半
姐妹染色单体分开

3图解识记精子和卵细胞形成过程的异同

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4明确受精作用的两个细胞学基础和一个误区(1两个细胞学基础:
①细胞膜信息交流功能——不同物种的精卵不识别,这也是生殖隔离形成的原因。②细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵,首先要发生细胞膜的融合。
(2一个误区:受精卵中遗传物质并非一半来自父方,一半来自母方,原因是细胞质DNA几乎全部来自母方,这也是母系遗传的细胞学基础。
[对点落实]
1.判断有关同源染色体叙述的正误
(1形态、大小相同的染色体一定是同源染色体(×(2形态、大小不同的染色体一定不是同源染色体(×(3同源染色体携带的遗传信息一定相同(×(4在减数分裂中配对的两条染色体是同源染色体(2.判断有关受精作用与受精卵叙述的正误
(1受精卵中的遗传物质一半来自父方,一半来自母方(×(2受精的实质是精子进入卵细胞中(×
(3减数分裂和受精作用能够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有重要意义(
(4受精卵中的染色体一半来自父方,一半来自母方(
3.假定某动物细胞染色体数目2N4,据图判断下列有关叙述正确的是(

A.⑤内有4个四分体,②内有2个四分体

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B.②③④⑤均含同源染色体
C.②③④分别为减数第一次分裂前、中、后期D.⑥是次级精母细胞或第一极体
解析:B是减数第一次分裂前期,是有丝分裂中期,是减数第一次分裂后期,细胞质均等分裂,所以是初级精母细胞,是有丝分裂后期,是减数第二次分裂后期,只能是次级精母细胞。都不含四分体。有丝分裂和减数第一次分裂都含有同源染色体。
4.下面为高等动物的细胞分裂示意图。相关叙述正确的是(

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Mm为一对同源染色体
解析:B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;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;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;图丙中的Mm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。

观察细胞的减数分裂
[对点落实]
5(2018·铁岭第一次联考下列关于观察减数分裂实验的叙述,错误的是(A.可用蝗虫精母细胞减数分裂固定装片观察减数分裂过程
B.用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C.能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象D.用洋葱根尖制成装片,能观察到同源染色体联会现象
解析:D蝗虫的精母细胞能进行减数分裂,可用来作为观察减数分裂的材料;观察减数分裂时选择植物雄蕊较雌蕊易观察到减数分裂现象;联会现象发生在减数分裂过程中,因此能观察到减数分裂现象的装片中,可能观察到同源染色体联会现象;洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂,不能观察到同源染色体联会现象。
6.小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步

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骤。
供选材料及试剂:小鼠的肾脏、睾丸、肝脏,苏丹Ⅲ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:
①取少量组织低渗处理后,放在________________溶液中,一定时间后轻轻漂洗。②将漂洗后的组织放在载玻片上,滴加适量________③一定时间后加盖玻片,________(3观察:
①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________________
②下图是观察到的同源染色体(A1A2的配对情况。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,本题应选取睾丸。制片过程为解离漂洗染色压片。精原细胞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。A1正常,则A2为缺失,若A2常,则A1为重复。
答案:(1(小鼠睾丸(2①解离固定液②醋酸洋红染液③压片(只要有压片的操作均可(3①次级精母细胞,精细胞,精原细胞②缺失
[易错提醒]
(1宜选用雄性个体生殖器官如植物的花药、动物的精巢作为观察减数分裂实验材料的原因:
雄性个体产生精子的数量多于雌性个体产生卵细胞的数量。
在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,才能继续完成减数第二次分裂。
(2精巢内精原细胞既进行有丝分裂,又进行减数分裂,因此可以观察到染色体数为N2N4N的不同细胞分裂图像。
考点二减数分裂中相关数量变化与配子多样性

[典型图示]减数分裂中染色体、DNA数量变化曲线

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[问题设计]
(1甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞;戊为性细胞。(2曲线①表示减数分裂过程中DNA数量变化,曲线②表示染色单体数量变化,曲线③表示染色体数量变化。
(3染色体数目减半发生在MⅠ末期,是由同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的,减数第二次分裂时染色体数变化为n2nn,没有减半。
(4MⅡ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同,不同的是没有同源染色体。(5染色体/DNA变化规律及原因:1112M11间期后期[对点落实]
1.如图表示细胞分裂过程中染色体、DNA变化相对值。有关ac(不含ac的叙述,正确的是(
A.细胞中始终存在染色单体B.细胞中始终存在同源染色体
C.细胞中染色体和核DNA数之比由12变为11D.此段中染色体行为是生物变异的根本来源
解析:A据图可知,图中虚线数目加倍一次,但连续减半两次,因此表示减数分裂过程中DNA的变化相对值,实线表示染色体的变化相对值,其中Oa段表示减数第一次分裂前的间期,ac段中b为减数第一次分裂末期的终点,同源染色体彼此分离进入两个子细胞中,bc段无同源染色体;c点为染色单体彼此分离形成子染色体的过程,ac(不含ac细胞中始终存在染色单体;细胞中染色体和核DNA数之比一直为12ac段中,一般不会发生基因突变,可进行基因重组与染色体变异,而生物变异的根本来源为基因突变。
2(2018·铁岭协作体联考下图为某动物(体细胞染色体为2N细胞分裂过程中不同时期每个细胞DNA、染色体和染色单体的数量关系图。下列有关说法错误的是(
染色体复制
着丝点分裂

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A.乙→丙和戊→丁所发生的主要变化均为着丝点分裂B.基因重组发生在戊时期,基因突变主要发生在丙→戊过程中C.丙可以代表体细胞,甲只能代表精子或卵细胞D.处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体
解析:C丙和戊丁所发生的主要变化均为着丝点分裂,染色体数目加倍;在动物细胞内,基因重组发生在减数第一次分裂时期,即戊时期,此时每条染色体含有两条染色单体,基因突变发生在丙戊过程(DNA复制中;丙可以代表体细胞,甲中染色体只有丙的一半,可能代表精子、卵细胞或极体;丁和戊时期分别是有丝分裂后期和减数第一次分裂,处于丁和戊时期的细胞一定存在同源染色体。
[易错提醒]常考易混的相关物质或结构变化的原因
相关物质或结构变化
DNA加倍
染色单体形成(04N
染色体与DNA数目之比由1112染色单体消失(变为零
染色体数目加倍(2N4NN2N染色体与DNA数目之比由1211染色体数目减半
染色体或DNA分别进入2个子细胞数量减半(4N2N2NN

1归纳总结具有n对同源染色体的个体产生配子情况(不考虑交叉互换
1个精原细胞1个次级精母细胞1个雄性个体1个卵原细胞1个次级卵母细胞1个雌性个体
可能产生配子的种类
2n12n2n12n
实际能产生配子的种类
212n112n
同源染色体分离分别进入2个子细胞
细胞一分为二着丝点分裂DNA分子复制
原因

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2配子来源的判断方法(以精细胞为例
配子染色体特点两精细胞染色体完全相同两精细胞染色体“互补”两精细胞染色体有的相同,有的互补
[对点落实]
3.某种生物三对等位基因分布在三对同源染色体上,如图表示该生物的精细胞,试根据细胞内基因的类型,判断这些精细胞至少来自几个精原细胞(不考虑交叉互换(
来源同一次级精母细胞同一初级精母细胞分裂产生的两
个次级精母细胞同一个体的不同精原细胞
简记方法同为同一次补为同一初同、补同一体

A2C4
B3D5
解析:C来自一个精原细胞的精细胞基因组成相同或互补,根据这一点可以判断①④可来自一个精原细胞,②⑥可来自一个精原细胞,来自一个精原细胞,来自一个精原细胞,因此这些精细胞至少来自4个精原细胞。
4(2017·沈阳模拟下图甲表示某动物精原细胞中的一对同源染色体,在减数分裂过程中该对同源染色体发生了交叉互换,结果形成了①~④所示的四个精细胞:这四个精细胞中,来自同一个次级精母细胞的是(

A.①与②C.②与③
B.①与③D.②与④
解析:C同源染色体交叉互换是指一对同源染色体在四分体时期非姐妹染色单体之间互换一部分片段,即一条染色体上有一条姐妹染色单体发生互换,另一条没有发生互换。因此,在减数第二次分裂时,移向两极的染色体中的一条发生了互换,另一条没有发生互换,则由形成的四个精细胞可知,来自同一个次级精母细胞,来自另一个次级精母细胞。
考点三减数分裂与有丝分裂图像的判断及相关物质的变化
(三结合法图析细胞分裂的方式和特点1结合不同分裂时期特点判断细胞分裂方式及时期

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2结合染色体的奇、偶数识别细胞分裂方式

3结合细胞质的分裂情况作出判断

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[对点落实]
1.如图为某动物体内有关细胞分裂的一组图像,下列相关叙述错误的是(

A.图②与图③表示的是同一细胞分裂过程中不同时期的图像B.图①发生在图③所示过程之后
C.图⑤所表示的时期可以是有丝分裂或减数第一次分裂前的间期D.在动物的睾丸中可能同时出现以上的细胞分裂过程
解析:A根据染色体的数目及行为可判断:是有丝分裂后期,是减数第一次分裂后期,是有丝分裂中期,是减数第二次分裂后期,是细胞分裂间期;图与图表示的是不同细胞分裂过程中不同时期的图像;图有丝分裂后期发生在图有丝分裂中期之后;有丝分裂的间期与减数第一次分裂前的间期都进行DNA复制和有关蛋白质的合成;动物睾丸中的细胞既可以进行有丝分裂也可以进行减数分裂。
2.下列细胞分裂图像中,一定表示减数分裂的是(

解析:DA有可能是M后期图,也有可能是单倍体生物有丝分裂后期图;图B有可能是M中期图,也有可能是单倍体有丝分裂中期图;图C最可能是二倍体生物细胞有丝分裂中期图;图D中同源染色体分离,肯定是二倍体生物细胞M后期图。
[易错提醒]判断分裂图像的三个注意点
(1细胞中有同源染色体,也可能表示减数第二次分裂,如四倍体生物的减数分裂。(2细胞中无同源染色体,也可能表示有丝分裂,如含一个染色体组的单倍体生物。(3如果题干中明确为二倍体生物,则没有必要考虑其他类型的生物;若题干中出现图为某高等动物的细胞分裂图假设只含某(对同源染色体的体细胞等,可确定为

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二倍体生物;若没有特殊说明,还要考虑多倍体或单倍体生物的细胞分裂。
(减数分裂和有丝分裂过程中相关物质的数量变化1染色体数与核DNA数变化曲线(1曲线模型:

(2判断方法:
有“斜线”→DNA变化
连续两次直线下降→减数分裂1次直线下降→有丝分裂先减再增终成半→减数分裂
无“斜线”→染色体变化
加倍后再恢复→有丝分裂
2同源染色体数和染色体组数数目变化曲线

图中①③表示有丝分裂,②④表示减数分裂。[对点落实]
3如图表示一个二倍体动物细胞进行细胞分裂过程中,细胞核内染色体数目及核DNA数目的变化,则下列叙述错误的是(

A.在图中两曲线重叠的各段,每条染色体都不含染色单体B.在BC段和HI段都能发生染色体的复制
C.在AG段细胞中含有同源染色体,HQ段细胞中不含有同源染色体D.在DE段和LM段,发生的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分离
解析:C当染色体数目等于DNA数目时,每条染色体都不含染色单体;在有丝分裂的间期BC段和M前的间期HI段都发生染色体的复制;图中HJ段表示M时期,M时期细胞含有同源染色体;在DE段和LM段,发生的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分离。

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4.如图表示果蝇精原细胞在分裂过程中细胞内染色体数目、核DNA分子含量等指标的变化情况,其中图1中的乙曲线表示减数分裂过程中的染色体数目变化。下列有关分析正确的是(

A.图2HI段只有1个染色体组B.图3可表示有丝分裂或减数分裂
C.图1EF段和图2BC段变化的原因不同D.基因重组可发生在图1中的CE段和图3中的jk
解析:C2HI段细胞处于M时期,M后期含有2个染色体组;3只能表示有丝分裂过程中一个细胞中染色体组数的变化;图1EF段是M结束形成两个子细胞,核DNA减半,图2BC段是有丝分裂后期着丝点分裂,染色体数目加倍;基因重组通常可发生在M的前期和后期,有丝分裂过程中不能发生基因重组。
微专题3细胞分裂与生物变异
1细胞分裂类型与三种可遗传变异的对应关系
分裂方式
二分裂、无丝分裂、有丝分
裂、减数分裂
变异发生过程或时期
DNA复制
MⅠ后期:非同源染色体自由组合
减数分裂
MⅠ前期:同源染色体非姐妹染色单体交叉互换
有丝分裂、减数分裂
(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。
分裂期:染色体间,移向两极时
染色体变异基因重组变异类型基因突变

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(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ABAb组合。
②同源染色体非姐妹染色单体间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,A原本与B组合,ab组合,经基因重组可导致Ab组合,aB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:



2异常细胞的产生及原因判断(1有丝分裂异常:

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(2M分裂同源染色体未分离:

(3M分裂姐妹染色单体未分开:

[题点突破]
1(2018·河南八市重点高中一模减数分裂与生物变异具有密切的联系。下列相关叙述正确的是(
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:A减数第一次分裂前的间期DNA复制时可能发生基因突变,分裂期可能发生基因重组和染色体变异;M分裂中,同源染色体不分离只可导致产生Bb的精子;减数分裂过程中,基因重组有两种类型:同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换和M期非同源染色体的自由组合;遗传规律适用于真核生物有性生殖,发生生物变异后,细胞核中的基因仍然遵循遗传规律。
2.一对表现型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:D红绿色盲为伴X隐性遗传病,设用Bb一对等位基因表示。表现型正常夫妇的基因型分别为XBXbXBY,患病孩子的基因型为XbXbY,其是由XbXb型卵细胞Y型精子结合发育形成的,XbXb卵细胞产生的原因是在减数第二次分裂后期次级卵母细

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胞着丝点分裂后产生的两条Xb没有分开,一同进入卵细胞。
3.在对某二倍体生物镜检时发现体细胞中有29条染色体,你认为下列分析有道理的(
①亲代细胞在减数分裂形成配子时多了一条染色体②亲代细胞在减数分裂形成配子时少了一条染色体③亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体④亲代细胞在减数分裂时,着丝点没有分裂
⑤该生物受精卵分裂时,有一组姐妹染色单体移向同一极⑥该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体A.①②⑤C.①②③④⑤⑥
B.②③④⑥D.①⑤
解析:A如果亲代体细胞中含有14对染色体,则亲代细胞在减数分裂形成配子时多了一条染色体,形成的受精卵含有29条染色体,正确;如果亲代体细胞中含有15染色体,则亲代细胞在减数分裂形成配子时少了一条染色体,形成的受精卵含有29条染色体,正确;如果亲代细胞在减数分裂时没有形成纺锤体,则会导致染色体成倍增加,错误;如果亲代细胞在减数分裂时,着丝点没有分裂,则不能产生正常的配子,错误;如果亲代体细胞中含有28条或30条染色体,该生物受精卵分裂时,如果有一组姐妹染色单体移向同一极,则形成的子细胞中有27条和29条染色体或29条和31条染色体,确;如果该生物受精卵分裂时,没有形成纺锤体,则染色体应成倍增加,错误。
4.一个基因型为AaXbY的雄果蝇经减数分裂产生了甲、乙两个异常精细胞,精细胞甲的基因和性染色体组成为aYY,精细胞乙的基因和性染色体组成为AXbY。下列叙述错误的是(
A.精细胞甲和精细胞乙不可能来自同一个初级精母细胞B.与精细胞乙同时形成的另外三个精细胞都是异常精细胞C.精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂前多复制一次D.精细胞乙形成的原因是XY染色体在减数第一次分裂过程中未分离
解析:C精细胞甲形成的原因是染色体在减数第二次分裂时姐妹染色单体没有分开,精细胞乙形成的原因是减数第一次分裂同源染色体(XY没有分开。
5.某哺乳动物的基因型为AABbEe如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图,据此可以判断(
A.图示细胞为次级精母细胞,细胞中含一个染色体组B.该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABeaBeAbEC.图示细胞中,a基因来自基因突变或基因重组D.三对基因的遗传遵循自由组合定律

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解析:B图示细胞中无同源染色体,且均等分裂,故该细胞是次级精母细胞,细胞中含两个染色体组。正常情况下,一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型,图示细胞发生了基因突变,产生的精细胞有三种基因型,分别为ABeaBeAbE。因为亲代细胞中无a基因,故其来自基因突变。AaBb位于同一对同源染色体上,其遗传不遵循基因的自由组合定律。

[真题集训——验能力]
1(2017·全国卷已知某种细胞有4条染色体,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是(

解析:DAB所示细胞中没有同源染色体,每个染色体上有染色单体,可表示次级精母细胞或次级卵母细胞或第一极体,两个图示的差异反映出减数第一次分裂后期同源染色体分离的同时非同源染色体的自由组合,AB正确;图CD所示细胞中没有染色单体,此时细胞中应该没有同源染色体和等位基因,C正确,D错误。
2(2013·全国卷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:C有丝分裂和减数第一次分裂前、中期,两者染色体数、DNA分子数相同;有丝分裂后期姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,DNA分子数目不变,减数第一次分裂后期同源染色体分离,染色单体并没有分开,染色体数目不变,DNA分子数目也不变,因此,两者后期染色体数目和染色体行为不同,但DNA分子数目相同;正常情况下有丝分裂末期染色体数目是减数第一次分裂末期的2倍。
3(2014·上海高考正常情况下,在人的初级卵母细胞经减数分裂形成卵的过程中,一个细胞中含有的X染色体条数最多为(
A1C3
B2D4
解析:B在减数分裂的过程中,初级卵母细胞含有两条X染色体,次级卵母细胞

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含有1条或2X染色体,卵细胞含有1X染色体,所以减数分裂过程中一个细胞中含有的X染色体条数最多为2条。
4(2014·安徽高考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:A图甲为减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间能够发生交叉互换,实现基因重组;图乙为减数第一次分裂后期,由于同源染色体分离,移向细胞两极的染色体组成不同;图丙为减数第二次分裂前期,不发生染色体复制;图丁为减数第二次分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,移向细胞两极,此时染色体数目加倍。
5(2015·天津高考低温诱导可使二倍体草鱼卵原细胞在减数第一次分裂时不形成纺锤体,从而产生染色体数目加倍的卵细胞,此卵细胞与精子结合发育成三倍体草鱼胚胎。上述过程中产生下列四种细胞,图中所示四种细胞的染色体行为(以二倍体草鱼体细胞含两对同源染色体为例可出现的是(

解析:BA项,该初级卵母细胞形成了纺锤体,与题意不符。B项,由图可以看出是减数第二次分裂后期,移向同一极的仍有同源染色体,与题意相符。C项,低温诱导染色体数目加倍后形成的卵细胞应含有两个染色体组,即4条染色体,而不是3条。D项,三倍体胚胎的体细胞中应含有3个染色体组,而图中只有两个。
6(2016·江苏高考研究人员对珍珠贝(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,1为其细胞分裂一个时期的示意图(仅示部分染色体2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:

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(11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,那么该细胞的名称是________(3若类型bde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25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:(11中细胞发生了着丝点分裂,且含有同源染色体,故细胞分裂的方式和时期是有丝分裂后期,细胞中染色体数和核DNA数均为4n,因此它属于图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,则其可能为处于减数第二次分裂后期的细胞,该细胞的名称是次级精母细胞。(3若类型bde的细胞属于同一次减数分裂,b处于减数第一次分裂,d处于减数第二次分裂着丝点分裂之前,e处于减数第二次分裂结束时,那么三者出现的先后顺序是bde(4在图25种细胞类型中,一定具有同源染色体的细胞类型为abc可能表示未复制的体细胞或处于减数第二次分裂后期的细胞,不一定含有同源染色体,d是处于减数第二次分裂着丝点分裂前的细胞,e是减数第二次分裂结束后的细胞,de肯定不含同源染色体。(5b类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数不变,形成a类型的细胞。d类型细胞着丝点分裂,染色体数目暂时加倍,核DNA数目不变,形成c类型的细胞。(6细胞松弛素B能阻滞细胞分裂而导致染色体数加倍,可用于诱导三倍体的形成,其功能类似于秋水仙素。用细胞松弛素B分别阻滞卵母细胞的减数第一次分裂(减数第一次分裂同源染色体未分离,减数第二次分裂正常进行、减数第二次分裂(减数第一次分裂正常,减数第二次分裂着丝点分开后移向同一极时形成的是染色体数加倍的配子,但是处理受精卵(2n的第一次卵裂(有丝分裂时形成的是四倍体,故阻滞受精卵的第一次卵裂后三倍体出现率最低。
答案:(1有丝分裂后期a(2次级精母细胞(3bde(4ab(5badc(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个体是四倍体而不是三倍体

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[课下检测——查缺漏]
一、选择题
1.某同学在观察蝗虫精巢时,发现一个细胞含有成对的同源染色体,但没有四分体,着丝点排列于赤道板位置,且每条染色体都有染色单体。下列相关分析正确的是(
A.这是处于减数第二次分裂中期的细胞B.下一时期将发生同源染色体彼此分离
C.卵巢中的同样细胞分裂可形成一个卵细胞和一个极体D.所形成两个子细胞的染色体数目相同
解析:D该细胞是处于有丝分裂中期的细胞,其下一时期为有丝分裂后期,不会发生同源染色体的分离;卵巢中的同样细胞分裂可形成两个卵原细胞;该细胞进行的是有丝分裂,因此其形成两个子细胞的染色体数目相同。
2.处于分裂期的一个细胞内,染色体上共有10DNA分子,则正常情况下不可能出现的是(
A.该细胞此时可能会发生基因重组和染色体变异B.该细胞可能形成体积大小不相等的两个子细胞
C.该细胞可能含两个染色体组且移向细胞两极的核基因相同D.该生物的体细胞中染色体条数可能为5条或10
解析:A基因重组发生在减数第一次分裂过程中,减数第一次分裂过程中,细胞中的DNA4n,而该细胞不能表示减数第一次分裂;若该细胞是次级卵母细胞,则形成两个体积不相等的两个子细胞;若是单倍体的有丝分裂,则有丝分裂后期含两个染色体组且移向细胞两极的核基因相同;若是单倍体的有丝分裂,则体细胞中含有5条染色体,若是二倍体生物的减数第二次分裂,则体细胞中含有10条染色体。
3(2018·郑州模拟某男子既是色盲又有毛耳(毛耳基因位于Y染色体上,则这个男子的次级精母细胞中,色盲基因及毛耳基因的存在情况是(
A.在每个次级精母细胞中都含有一个色盲基因和一个毛耳基因B.在每个次级精母细胞中只含有一个色盲基因或一个毛耳基因C.在每个次级精母细胞中都含有两个色盲基因和两个毛耳基因
D1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因,1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基
解析:D在减数第一次分裂间期复制形成各两个基因,有两个色盲基因,也有两个毛耳基因。减数第一次分裂同源染色体分离,即XY染色体分离后分别进入两个次级精母细胞中,所以形成的两个次级精母细胞,一个次级精母细胞有两个色盲基因,另一个次级精母细胞有两个毛耳基因,即有1/2的次级精母细胞含有两个色盲基因,有1/2的次级精母细胞含有两个毛耳基因。

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4(2018·豫南九校月考人体细胞处于有丝分裂或减数分裂后期时,染色体会向两极移动。正常情况下,下列对处于分裂后期细胞某一极染色体组成情况的描述,正确的是(
A2个染色体组,46条染色单体B1个染色体组,46条染色体C.无同源染色体,23条染色单体D.无同源染色体,23条染色体
解析:D根据题意分析可知:人体细胞处于有丝分裂后期时,有同源染色体,含4个染色体组,92条染色体,不含染色单体;减数第一次分裂后期时,有同源染色体,含2个染色体组,46条染色体,92条染色单体;减数第二次分裂后期时,无同源染色体,含2个染色体组,46条染色体,不含染色单体。
5.如图为某动物精原细胞的分裂示意图,下列叙述正确的是(

A.图①中可能存在等位基因B.图②中含有8条脱氧核苷酸链C.图③中有2个四分体
D.图④中一定存在2Y染色体
解析:A细胞中存在同源染色体,因此可能存在等位基因;图中有4条染色体,8DNA分子,16条脱氧核苷酸链;图细胞处于有丝分裂中期,而四分体只出现在减数分裂过程中;图示为精原细胞的分裂示意图,图细胞处于减数第二次分裂后期,细胞名称为次级精母细胞,存在2Y染色体或2X染色体。
6(2018·渭南名校联考男性色盲患者中一个处于有丝分裂后期的细胞和女性色盲基因携带者中一个处于减数第二次分裂中期的细胞进行比较,在不考虑变异的情况下,下列说法正确的是(
A.色盲基因数目比值为11B.核DNA数目比值为41C.常染色体数目比值为41D.染色单体数比值为21
解析:C男性红绿色盲患者中色盲基因数目为2,女性携带者减数第一次分裂,同源染色体分离,则减数第二次分裂中期色盲基因数目为0或者2有丝分裂后期细胞中染色单体数目为0有丝分裂后期细胞中染色体数目加倍,减数第二次分裂中期的细胞中染色体数目减半,则比值为41;有丝分裂后期细胞中DNA数目92个,减数第二次分裂中期的

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细胞中DNA数目46个。
7.果蝇是XY型性别决定的生物。下列与果蝇减数分裂和有丝分裂有关的说法,错误的是(
A.减数第二次分裂中期的细胞染色体数目与有丝分裂中期的细胞染色体数目不同B.初级卵母细胞和次级卵母细胞中含有的性染色体数目不同
C在没有变异的情况下,一个基因型为AaBb的精原细胞只能产生两种基因型的精子D.有丝分裂和减数分裂过程中都可能发生基因突变
解析:B减数第二次分裂中期的细胞染色体数目是体细胞的一半,而有丝分裂中期的细胞中的染色体数目与体细胞相同;初级卵母细胞中含有的性染色体是XX次级卵母细胞中含有的性染色体是XXX(减数第二次分裂后期因此两者的性染色体数目可能相同;正常情况下,一个基因型为AaBb的精原细胞通常只能产生两种基因型的精子;有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期都可能发生基因突变。
8(2018·吉安检测如图1是果蝇体细胞示意图,如图23是果蝇细胞中部分染色体在细胞分裂中的行为,请判断下列说法正确的是(

A.图1中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中的一条染色体和XY染色体组成一个染色体组
B.若图1果蝇一个精原细胞产生的一个精子基因组成为bcXDXD,则其余的三个精子的基因型为BCYdBCYdbcXDXD
C.图2所示的果蝇细胞中Aa基因属于等位基因,位于同源染色体上D.图3中姐妹染色单体上出现基因Aa是基因突变或交叉互换的结果
解析:D1中的一条染色体和XY染色体组成一个染色体组,即果蝇的一个染色体组的组成为XY;若图1果蝇一个精原细胞的基因型为BbCcXDYd,若其产生的一个精子基因组成为bcXDXD,则其余的三个精子的基因型为BCYdBCYdbc;图2所示的果蝇细胞正处于有丝分裂后期,其中Aa基因属于等位基因,是基因突变产生的,不在同源染色体上;3中姐妹染色单体上出现基因Aa是基因突变或交叉互换的结果。
9.图甲表示某二倍体动物减数第一次分裂形成的子细胞;图乙表示该动物的细胞中每条染色体上的DNA含量变化;图丙表示该动物一个细胞中染色体组数的变化。下列有关图甲、乙、丙的分析正确的是(

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A.图甲中基因Aa所在的染色体是X染色体B.图甲可处于图乙中的bc段和图丙中的kl
C.图乙中的de段和图丙中的hj段不可能对应于同种细胞分裂的同一时期D.图乙中的cd段和图丙中的gh段形成的原因相同
解析:D在减数第一次分裂的后期发生了同源染色体的分离,因此减数第一次分裂所形成的子细胞中不可能含有同源染色体,故图甲中基因Aa所在的染色体一定是常染色体;图甲表示的细胞每条染色体上含有2DNA分子,含有一个染色体组,处于图乙中bc段,不能处于图丙中的kl段;图乙中的de段表示每条染色体上只有一个DNA分子,可以表示有丝分裂后期,图丙中的hj段细胞中含有4个染色体组,表示有丝分裂后期,因此,图乙中的de段和图丙中的hj段可能对应于同种细胞分裂的同一时期;图乙中的cd和图丙中的gh段形成的原因相同,都是发生了着丝点的分裂。
10(2017·潍坊期末如图表示二倍体粗糙型链孢霉一个合子先进行一次减数分裂后,形成单倍体的孢子,单倍体的孢子再通过一次有丝分裂产生新的单倍体后代的过程中,一条染色体上的DNA数目变化。下列对该图的分析正确的是(

AOh时间段内DNA共复制3BOh时间段内细胞分裂2Ccg时都发生了着丝点分裂
D.细胞中染色体数目减半过程发生在cd
解析:COh时间段内DNA共复制2次,即ab段和ef段;Oh时间段内细胞分裂3次,其中Od段表示减数分裂,细胞连续分裂两次,dh段表示有丝分裂,细胞分裂1次;cg时都发生了着丝点分裂,使每条染色体上的DNA含量由2变为1;细胞中染色体数目减半过程发生在减数第一次分裂,即bc段。
11(2018·南昌一模32P标记果蝇精原细胞所有核DNA双链,然后置于31P的培养液中培养。关于该果蝇的精原细胞的一次有丝分裂与减数分裂的叙述,正确的是(
A.有丝分裂与减数第一次分裂两者后期细胞中,32PDNA的含量,前者是后者的两倍
B有丝分裂与减数第二次分裂两者后期细胞中,32PDNA的含量,前者是后者的两

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C.有丝分裂与减数第一次分裂两者前期细胞中,32PDNA的含量相同,染色体数不同
D.有丝分裂与减数第一次分裂两者中期细胞中,32PDNA的含量不同,染色体数相同
解析:B有丝分裂后期和减数第一次分裂后期,DNA都完成一次复制,所以
32
P
DNA的含量相同;减数第一次分裂完成时,同源染色体分离使DNA含量减半,所以有丝分裂后期32PDNA的含量是减数第二次分裂后期的两倍;有丝分裂前期和减数第一次分裂前期,染色体数目都与体细胞相等;有丝分裂中期和减数第一次分裂中期32PDNA的含量相等,染色体数相同。
12(2018·石嘴山月考拟南芥(2N10是一种生物研究应用很广泛的模式植物,被誉为“植物中的果蝇”。下图1表示拟南芥细胞分裂过程中每条染色体DNA含量的变化;图2表示该拟南芥的两对等位基因(YyRr的分布示意图。下列叙述正确的是(

A.图1CD段的细胞处于减数第一次分裂后期B.图1DE段产生的每个子细胞含有10条染色体
C.若图2表示一个原始生殖细胞,则经减数分裂产生YRyrYryR四种精子D.图2中同源染色体分离、非同源染色体自由组合可发生在图1BC
解析:D1CD段是着丝点断裂、姐妹染色单体分离的结果,此时细胞处于减数第二次分裂后期或者有丝分裂的后期;由于图1既可以表示减数分裂也可以表示有丝分裂,DE段产生的子细胞中含有10条或者5条染色体;根据减数分裂的特点可以确定,一个精原细胞经减数分裂形成两种、四个精子;图2中同源染色体分离、非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期,位于图1中的BC段。
二、非选择题
13.如图1表示基因型为AaBb的某动物细胞分裂过程示意图,图2是细胞分裂过程中同源染色体对数的变化曲线。分析回答:

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(11中,细胞①经图示减数分裂形成的子细胞基因型有________
(21中细胞③的名称是________细胞⑤中有______个核DNA可能不含X染色体的细胞是________(填序号
(32中,CD段可表示________________期,细胞④对应于图2中的________段,胞④有________个染色体组,可发生基因重组的是图2________段。
(42中出现GH段的原因是____________________________________________解析:(1根据图1中细胞中基因的分离图可知,细胞经减数分裂形成的子细胞基因型是ABab(2根据以上分析可知图1中细胞是次级精母细胞,细胞处于有丝分裂中期,细胞中有4条染色体,8DNA。细胞③④都表示次级精母细胞,细胞中没有同源染色体,可能不含X染色体。(32中,AE表示有丝分裂,其中CD表示有丝分裂后期。图1细胞处于减数第二次分裂后期,由于染色体着丝点分裂,含有2个染色体组,应对于图2中的HI段。图2FG表示减数第一次分裂,可发生基因重组。(42GH段同源染色体分离,分别进入两个次级精母细胞,导致子细胞中没有同源染色体。
答案:(1ABab(ABABabab(2次级精母细胞8③④(3有丝分裂后HI2FG(4同源染色体分离,分别进入两个子细胞中
14(2018·衡阳月考1为某动物体内五个处于不同分裂时期的细胞示意图;图2示体细胞中染色体数为2n的生物不同细胞分裂时期染色体、染色单体和核DNA分子的含量;图3为某哺乳动物细胞分裂过程简图,其中AG表示相关细胞,①~④表示过程,请回答下列问题:

(11不含有同源染色体的细胞是________1a处于________分裂________期。(2基因的分离定律和自由组合定律可发生在图2中的________所代表的时期。(33中细胞进行①过程时发生的主要物质变化是________________________;若图

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中的精原细胞基因型为AaXbY,且在减数分裂过程中仅发生过一次异常(无基因突变,产生的G细胞基因型为aaXb,则F细胞的基因型为________
解析:(11不含有同源染色体的细胞是d;图1a细胞处于有丝分裂后期。(2因的分离定律和自由组合定律可发生在减数第一次分裂前期,对应于图2中的Ⅰ所代表的时期。(33中①表示减数第一次分裂前的间期,此时细胞中主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。若图中的精原细胞基因型为AaXbY,且在减数分裂过程中仅发生过一次异(无基因突变,产生的G细胞基因型为aaXb,说明减数第一次分裂正常,减数第二次分裂后期,含有基因a的姐妹染色单体分开后未分离,因此图中DEF细胞的基因型依次AYAYXb
答案:(1d有丝(2(3DNA复制和有关蛋白质的合成Xb
15(2018·新余月考如图是基因型为AaBb的某种动物部分细胞生命活动历程图,据图回答下列问题:

(1甲、乙、丁细胞中含有同源染色体的是________
(2若丙细胞处于减数第二次分裂后期,造成丙图出现的原因是_______________。如果丁细胞为癌细胞,在光学显微镜下判断细胞发生癌变的依据______________
(3基因的自由组合发生在________细胞,丁细胞中b基因的形成原因是___________(4该生物细胞在分裂过程中,某一正常基因发生突变,突变基因形成的异常mRNA正常mRNA长度相同,但突变基因控制合成的多肽含有的氨基酸数比正常基因控制合成的多肽含有的氨基酸数少20个,推测多肽链变短的原因最可能是______________________
解析:(1有丝分裂以及减数第一次分裂过程中存在同源染色体,因此甲、乙、丁细胞中含有同源染色体的是甲、丁。(2若丙细胞处于减数第二次分裂后期,造成丙图出现的原因是减数第一次分裂时有一对同源染色体没有彼此分离。如果丁细胞为癌细胞,在光学显微镜下判断细胞发生癌变的依据是癌细胞的形态结构发生显著变化。(3基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期,即图中甲细胞,丁细胞中b基因的形成原因是有丝分裂间期发生基因突变。(4该生物细胞在分裂过程中,某一正常基因发生突变,突变基因形成的异常mRNA与正常mRNA长度相同,但突变基因控制合成的多肽含有的氨基酸数比正常基因控制合成的多肽含有的氨基酸数少20个,推测多肽链变短的原因最可能是终止密码提前出现。
答案:(1甲、丁(2减数第一次分裂时有一对同源染色体没有彼此分离癌细胞的形态结构发生显著变化

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(3有丝分裂间期发生基因突变(4终止密码提前出现
第四讲
知识体系——定内容
细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
核心素养——定能力
通过比较细胞的分化、衰老、凋亡、
生命观念
癌变及细胞的全能性,明确彼此间的区别和联系,建立起细胞是一个
统一整体的生物学观点
社会责任
通过对干细胞和癌变的有关问题分析,养成学以致用,关注科技发展
和人体健康的态度

[基础知识·系统化]


知识点一细胞分化与细胞的全能性1细胞分化

2细胞的全能性
(1概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。(2把实例和相对应的原理或过程连线:

知识点二细胞的衰老和凋亡1细胞衰老的特征

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2细胞凋亡


知识点三细胞的癌变


[基本技能·问题化]
1据图回答有关细胞分化与细胞全能性的问题


(1细胞分化是在个体发育中,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由图可知,细胞分化的实质是基因的选择性表达。(3分化后的细胞是否还具有全能性,为什么?有,因为分化前后的细胞都含有全套的遗传物质。2据图回答下列问题

(1①→③细胞数目增加,细胞大小几乎没变化(或略小,该过程表示细胞分裂(有丝分
(2③→⑤细胞数目没有变化,细胞形态基本不变,但细胞体积增大,该过程表示细胞生长。

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(3①→②和①→④,细胞形态发生改变,是由相同形态结构功能的细胞形成了组织,所以该过程表示细胞分化。
(4①③⑤三个细胞群的细胞具有分裂能力,具有分裂能力的细胞的特征是:细胞壁薄,细胞质浓,细胞核大,液泡小或无。
(5⑥⑦⑧表示从②中取出的一个细胞经过植物组织培养,获得了完整的植株,体现了植物细胞的全能性。

考点一细胞分化与细胞的全能性

1图解细胞分化与细胞的全能性

2澄清五个易错易混点
(1分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞等,接受抗原刺激后仍可再分裂。(2并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化,成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。
(3同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。同一个体的体细胞中核遗传物质相同,但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同,因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。
(4分化程度高的细胞其全能性不一定低。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,全能性越高,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
(5分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达,不会导致遗传物质改变。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性。
[对点落实]
1.下列能说明人体细胞已经发生分化的是(A.存在胰岛素基因C.形成组织和器官
B.产生RNA聚合酶D.进行葡萄糖氧化分解
解析:C人体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂形成的,都具有胰岛素基因,

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这与细胞分化无关;人体几乎所有细胞都能合成mRNA因此都能产生RNA聚合酶;形成组织和器官的过程中发生了细胞分化;所有细胞均会进行细胞呼吸,分解葡萄糖。
2(2017·潍坊期末科学家将糖尿病患者的骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗的目的。下列相关叙述正确的是(
A.上述资料表明骨髓干细胞具有全能性
B.骨髓干细胞移入胰腺后发生了基因的选择性表达
C.骨髓干细胞能够植入胰腺说明其细胞形态与胰腺细胞相同D.胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质发生了改变
解析:B骨髓干细胞植入其胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,但没有形成完整个体,因此不能表明骨髓干细胞具有全能性;骨髓干细胞移入胰腺后可分化为胰岛样细胞,而细胞分化的实质是基因的选择性表达;骨髓干细胞与胰腺细胞的形态不同;胰岛样细胞与骨髓干细胞相比遗传物质没有发生改变。
[归纳拓展]对细胞全能性的理解
(1“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达:

(2从五个方面比较细胞全能性的大小:
①植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性②受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞>体细胞。③幼嫩的细胞>衰老的细胞。
④分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞。⑤细胞分裂能力强的体细胞>细胞分裂能力弱的体细胞。

细胞分化与干细胞是科学研究的热点,也是高考命题的重要素材,这体现了关注人体健康的命题主旨之一。
[对点落实]
3.研究表明,导致白血病的原因是造血干细胞增殖失控、分化障碍、凋亡失控等,患者体内常出现大量肿瘤白细胞。下列叙述错误的是(
A.造血干细胞的增殖方式是有丝分裂
B.与正常白细胞相比,肿瘤白细胞的蛋白质种类和数量存在差异C.造血干细胞增殖失控是基因突变的结果D.造血干细胞凋亡失控与基因的表达无关
解析:D造血干细胞属于体细胞,其增殖方式是有丝分裂;肿瘤白细胞是异常分

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化的细胞,是细胞内基因异常表达的结果,与正常白细胞相比,其蛋白质的种类和数量存在差异;造血干细胞增殖失控是原癌基因与抑癌基因突变造成的;细胞凋亡是细胞在基因控制下自动结束生命的过程,与基因的表达有关。
4(2018·滨州模拟如图表示人体内干细胞的增殖分化。下列有关叙述正确的是(

A.干细胞与白细胞的基因型不同,但合成的mRNA和蛋白质的种类相同B.血小板和红细胞内遗传信息的流动方向是DNADNARNA→蛋白质C.图示所有的细胞中,干细胞具有细胞周期,而且其分裂能力较强D.白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌,这是因为细胞膜具有选择透过性
解析:C干细胞与白细胞的基因型相同,但合成的mRNA和蛋白质的种类不同;人成熟的红细胞与血小板没有细胞核;图示细胞中,除干细胞外,都是高度分化的细胞,失去了分裂能力;白细胞能够穿过血管壁去吞噬病菌,这是因为细胞膜具有流动性。
[归纳拓展]细胞分化的三个关键点(1细胞分化的标志:
①分子水平:合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平:形成不同种类的细胞。(2分化细胞表达的基因:
①管家基因:所有细胞均表达的一类基因,其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。
(3细胞分化的“变”与“不变”:
①不变:DNAtRNArRNA、细胞的数目。
②改变:mRNA、蛋白质的种类,细胞的形态、结构和功能。
考点二细胞的衰老、凋亡和癌变

1巧记细胞衰老的特征

2熟悉细胞凋亡的三种类型

100110
(1个体发育中细胞的编程性死亡。(2成熟个体中细胞的自然更新。(3被病原体感染细胞的清除。3图解细胞癌变的原理及特征(1细胞癌变的原理:

(2癌细胞的特征:“不死”“变态”“扩散”
[对点落实]
1(2018·桂林模拟正常情况下,甲胎蛋白(AFP主要来自胚胎的肝细胞,胎儿出生后约两周AFP从血液中消失。但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时,AFP会升高,尤其当肝细胞发生癌变时,AFP会持续性显著增高,所以当血液中该指标超过正常值时需要进一步检查,以确认体内是否出现了癌细胞。下列有关叙述正确的是(
A.肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP的加工和运输B.可以推测当肝细胞的分裂周期变长时,AFP合成会增加C.指导合成AFP的基因属于原癌基因,发生突变后才表达D.肝细胞发生癌变后,因细胞膜上糖蛋白增多而容易扩散
解析:A甲胎蛋白(AFP主要来自胚胎的肝细胞,胎儿出生后约两周AFP从血液中消失,说明甲胎蛋白是由肝细胞分泌到血液中的分泌蛋白,需要内质网和高尔基体的加工;慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时,AFP会升高,尤其当肝细胞发生癌变时,AFP会持续性显著增高,说明当肝细胞的分裂周期变短时,AFP合成会增加;甲胎蛋白在胎儿出生两周才消失,说明指导合成AFP的基因在突变前也表达了;肝细胞发生癌变后,因细胞膜上糖蛋白减少而容易扩散。
2(2018·石家庄模拟细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程,如图所示。下列有关叙述错误的是(
在适宜条件下能无限增殖
形态结构发生改变(各种形态球形
细胞表面的糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,易在体内扩散和转移

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