[ID:11-5967195] 2020版高考生物总复习素养提升课课件(10份打包)新人教版
当前位置: 生物/高中生物/高考专区/二轮专题突破

[ID:11-5967195] 2020版高考生物总复习素养提升课课件(10份打包)新人教版

20个学币 (或普通点4个) 2019-06-20 16:35 下载0次 意见反馈 有奖上传 分享 收藏
资料简介:
素养提升课1 酶的相关实验设计(重点变量控制、检测) 突破点一 同位素标记法在高中生物实验中的应用归纳 典例引领 某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中,能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用,请利用这一原理设计实验,探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路,并预期实验结果及结论(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。 【审题指导】 (1)据题干可知,X酶的功能是能将糖原分解为还原糖。 (2)联想到蛋白酶可以改变蛋白质的空间结构从而使其失去功能。 (3)RNA酶可以催化RNA发生水解而失去功能。 (4)若X酶的化学本质是蛋白质,被蛋白酶处理后,则不能将糖原分解为还原糖。 (5)若X酶的化学本质是RNA,被RNA酶处理后,则不能将糖原分解为还原糖。 (6)题干中要求设计甲、乙两组实验,二者之间要能相互印证,因此联想相互对照。 解析:实验设置甲组和乙组,两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶,然后与糖原混合检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应是否产生了颜色变化来完成。 答案:实验思路:甲组:将X酶用蛋白酶处理,再与糖原溶液混合,在适宜条件下保持一段时间后,检测是否有还原糖的产生。乙组:将X酶用RNA酶处理,再与糖原溶液混合,在适宜条件下保持一段时间后,检测是否有还原糖的产生。 预期结果及结论:①若甲组有还原糖生成,乙组没有还原糖生成,则说明X酶的化学本质是RNA;②若甲组没有还原糖生成,乙组有还原糖生成,则说明X酶的化学本质是蛋白质。 素养提升 1.鉴定酶本质的“酶解法”模型 “酶解法”——从酶的化学本质上来讲,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA。其必须保持正常的空间结构才能发挥催化作用,因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理某酶,再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质。设计如右方案: 2.实验设计中也可用酶催化底物分解,根据底物的变化,来证明酶的作用。 对点落实 1.(2018·河北邢台高三质检)为了验证狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶,某生物兴趣小组设计了如图所示的甲、乙两实验。在37 ℃水浴中保温一段时间后,1、2烧杯中不加任何试剂,3、4烧杯中加双缩脲试剂。下列实验组能达到实验目的的是(   ) A.甲组 B.乙组 C.两组都能 D.两组都不能 A 解析:1、2烧杯中不加任何试剂,但可以根据蛋白块的变化判断狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶。由于胰蛋白酶也是蛋白质,3、4烧杯中加双缩脲试剂后,都显示紫色,不能达到实验目的。 2.(2018·山东潍坊一模)酶是活细胞产生的一类有机物,在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题: (1)真核细胞内酶的合成场所有      ,细胞内酶的合成   (填“能”或“不能”)影响生物的性状。? 答案: (1)细胞核、核糖体 能 解析:(2)实验给的是蔗糖酶,要求根据渗透作用原理,选用一套渗透装置验证酶的专一性,因此应选用质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的麦芽糖溶液,因为蔗糖和麦芽糖都是二糖,实验开始时U形管两侧的物质的量浓度相等,液面平齐,蔗糖酶能分解蔗糖,不能分解麦芽糖,U形管两侧加入蔗糖酶后,物质的量浓度发生变化。 (2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水;半透膜(只允许水分子通过);长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理、选用一套装置设计实验,实验现象能支持酶的催化作用具有专一性,要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。 答案: (2)实验思路:在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液,再在两侧各加入等量的蔗糖酶溶液,适宜温度下一段时间后,观察两侧液面的变化。 实验预期:蔗糖溶液一侧液面明显升高,则支持酶的催化作用具有专一性。(或:麦芽糖溶液一侧液面明显降低,则支持酶的催化作用具有专一性。) 突破点二 酶相关实验设计中的“对比法” 典例引领 请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出实验结论,并回答问题: 实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液、斐林试剂、试管、恒温水浴锅。 (1)若“+”代表加入适量的溶液。“-”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计(把答案填在相应的表格中)。   溶液 试管   蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶 溶液 淀粉酶溶液 甲 + - + - (2)实验步骤: ①按照上表中的设计,取试管、加溶液。 ②  。? ③  。? ④  。? (3)结果预测:_____________________________________________________ __________________________________________________________________   。 (4)结论:  。? 【审题指导】 (1)酶专一性的内涵是每一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶只能将淀粉水解成还原糖,而对蔗糖不起作用;蔗糖酶只能将蔗糖水解成还原糖,而对淀粉不起作用。 (2)在可溶性还原糖溶液中加入适量的斐林试剂,在50~65 ℃恒温水浴条件下会出现砖红色沉淀。 (3)据题可知,该实验的目的是验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。因此要设计两组对照实验:第一组是先分别在两支试管中加入等量的蔗糖溶液,再分别向这两支试管中滴加等量且适量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液;另一组是分别在两支试管中加入等量的淀粉溶液,并分别向这两支试管中滴加等量且适量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液。 解析:实验材料中给出了两种酶溶液,两种底物溶液,甲试管加入了蔗糖溶液和蔗糖酶溶液,另外三支试管应分别加入蔗糖溶液和淀粉酶溶液,淀粉溶液和蔗糖酶溶液,淀粉溶液和淀粉酶溶液。研究的两种酶都是哺乳动物的酶,因此要37 ℃恒温水浴一段时间,用斐林试剂检测时应50~65 ℃恒温水浴。 答案:(1)如下表所示   溶液 试管   蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶 溶液 淀粉酶溶液 甲 + - + - 乙 + - - + 丙 - + - + 丁 - + + - 答案:(2)②混匀,37 ℃恒温水浴一段时间 ③取出试管,分别加入适量的斐林试剂,混匀,50~65 ℃恒温水浴一段时间 ④观察实验现象并记录实验结果 (3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀,其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性 素养提升 1.对比法验证酶的高效性 (1)设计思路:通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较,得出结论。 (2)设计方案 项目 实验组 对照组 材料 等量的同一种底物 试剂 与底物相对应的酶溶液(如生物材料研磨液) 等量的无机催化剂 现象 反应速率很快,或反应用时短 反应速率缓慢,或反应用时长 结论 酶具有高效性 2.对比法验证酶的专一性 (1)设计思路:常见的方案有两种,即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同,最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。 (2)设计方案 项目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 同种底物(等量) 与酶相对应的 底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量) 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 对点落实 1.(2018·湖北模拟)某同学进行了下列有关酶的实验: 甲组:淀粉溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀 乙组:蔗糖溶液+新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀 丙组:蔗糖溶液+蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→? 下列叙述正确的是(   ) A.丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀” B.三组实验都应始终在37 ℃条件下进行 C.该同学的实验目的是验证酶的专一性 D.可用碘液代替斐林试剂进行检测 C 解析:丙组的实验结果应是“出现砖红色沉淀”;三组实验加入斐林试剂后应沸水浴加热;甲组和乙组对照,乙组和丙组对照验证了酶的专一性;碘液只能检测淀粉不能检测蔗糖,因此不能用碘液代替斐林试剂进行检测。 2.(2019·湖北武汉调研)萌发的大麦种子中存在着两种淀粉酶:α-淀粉酶和β-淀粉酶。Α-淀粉酶耐热不耐酸;β-淀粉酶耐酸不耐热,70 ℃处理15 min即变性失活。为测定萌发种子中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的差异,将发芽3天的大麦种子加蒸馏水研磨匀浆、离心取上清液得到淀粉酶提取液,进行如下实验。 操作步骤 1号试管 2号试管 3号试管 ① 加淀粉酶提取液 1 mL 1 mL 1 mL ② 预处理 70 ℃恒温水浴15 min,取出冰浴中冷却 高温使α-淀粉酶和β-淀粉酶失活 不处理 ③ 加缓冲液 2 mL 2 mL 2 mL ④ 预保温 40 ℃恒温水浴10 min ⑤ 加40 ℃预热的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL ⑥ 保温 40 ℃恒温水浴5 min ⑦ 测定 加入试剂X,50~65 ℃水浴5 min,测定砖红色沉淀物的量 回答下列问题: (1)步骤⑦中加入的试剂X为  。? (2)上述实验操作步骤中,步骤②中对1号试管进行操作的目的是      ;为达成实验目的,设置的1、2、3号试管中,为对照组的一组是     号试管。? ?解析:(1)本实验的目的是测定萌发种子中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的差异,淀粉酶分解淀粉为还原糖,还原糖可以用斐林试剂进行鉴定,步骤⑦中加入的试剂X为斐林试剂。 (2)β-淀粉酶耐酸不耐热,70 ℃处理15 min即变性失活。上述实验操作步骤中,步骤②中对1号试管进行操作的目的是使β-淀粉酶变性失活,测定大麦种子中α-淀粉酶催化效率,为达成实验目的,设置的1、2、3号试管中,为对照组的一组是2号试管(2号试管α-淀粉酶和β-淀粉酶均失活,不能将淀粉变为还原糖,2号和1号对比能测定α-淀粉酶催化效率)。 答案: (1)斐林试剂 (2)使β-淀粉酶变性失活 2  (3)通过上述实验,能大致比较萌发3天时种子的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大小。比较的方法是________________________________________________   。 解析:(3)通过题述实验,可以测定各试管沉淀物的量,1、2号试管的差值代表α-淀粉酶的活性、3、1号试管的差值代表β-淀粉酶的活性,差值大的表示该酶的活性大,从而能大致比较萌发3天时种子的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的大小。 答案: (3)测定各试管沉淀物的量,1、2号试管的差值代表α-淀粉酶的活性,3、1号试管的差值代表β-淀粉酶的活性,差值大的表示该酶的活性大 突破点三 酶实验设计中的“梯度法” 典例引领 某兴趣小组探究37 ℃条件下pH对某动物体内两种消化酶活性的影响,结果见下表。请回答下列相关问题: pH 1.0 X 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 淀粉酶活性mg/(g·30 min) 200 203 250 300 350 490 450 200 蛋白酶活性μg/ (g·30 min) 1 520 1 750 1 500 1 400 1 020 980 700 500 (1)该实验的因变量是  ,? 实验中对该类因变量的检测方法常有________________________________  。? 【审题指导】 (1)实验探究的内容是37 ℃条件下,pH对两种消化酶活性的影响,自变量是不同的pH。 解析:(1)随着自变量pH变化淀粉酶活性和蛋白酶活性发生改变,称为因变量;一般可通过检测底物的消耗速率或产物的生成速率来测定。 答案: (1)淀粉酶活性和蛋白酶活性 检测底物的消耗速率或产物的生成 速率 (2)表中X为    ,判断的理由是  ?   ? (3)表中数据说明:不同的酶      不同。? 【审题指导】 (2)要在适宜温度和不同pH下测定酶的活性。 (3)要设置具有一定梯度的pH。 解析:(2)分析表格可知,pH梯度为1,因此表中的X表示2.0。 (3)分析表中数据,淀粉酶的最适pH在6.0左右,蛋白酶的最适pH在2.0左右,因此两种酶的最适pH不同。 答案: (2)2.0 表中以pH相差1.0设置pH梯度(答案合理即可) (3)最适pH “梯度法”探究酶的最适温度或最适pH (2)设计方案 【素能培养】 1.下表所示是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。该同学进行实验时,正确的操作步骤应是(   ) D    分组 实验操作    甲组 乙组 丙组 ①取三支试管,分别加入唾液淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL ②取三支试管,分别加入可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL ③维持温度(5 min) 0 ℃ 37 ℃ 60 ℃ ④将唾液淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合、振荡 ⑤向试管中滴加碘液 1滴 1滴 1滴 ⑥观察实验现象 变蓝 不变篮 变蓝 解析:在以唾液淀粉酶和可溶性淀粉为材料探究温度对酶活性影响的实验中,自变量是温度,因变量是唾液淀粉酶的活性,淀粉是否被分解及被分解的量通过各组滴加碘液后的颜色来体现。由于实验需要严格控制单一变量,在可溶性淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液混合之前首先需要将它们各自保温到一定温度(各组设定的温度),然后再混合,并且混合后还需要在相应的温度条件下保温一段时间,让其充分反应,因此正确的操作步骤应是①→③→②→③→④→③→⑤→⑥(或②→③→①→③→④→③→⑤→⑥)。 A.①→③→④→③→⑤→⑥ B.②→③→④→③→⑤→⑥ C.①→②→④→③→⑤→⑥ D.①→③→②→③→④→③→⑤→⑥ 解析:(1)酶大多数是蛋白质,少数是RNA,要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为蛋白质。 2.普通淀粉酶的最适温度在40~60 ℃之间,而极端耐热淀粉酶在100 ℃仍能保持较高的活性,因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问题: (1)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与______________________________ 混合,若反应液呈    色,则该酶的化学本质为蛋白质。? 答案: (1)双缩脲试剂 紫 解析:(2)测定淀粉酶活性时,根据酶的专一性,应选择淀粉作为该酶作用的底物,反应液中应加入(酸碱)缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。 (2)测定淀粉酶活性时,应选择    作为该酶作用的底物,反应液中应加入    溶液以维持其酸碱度稳定。? 答案: (2)淀粉 (酸碱)缓冲 解析:(3)①此实验中除自变量和因变量外,无关变量需要保持相同且适宜,因此还需要考虑底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。 (3)设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。 ①此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑___________________________   (指出两点即可)等因素。? 答案: (3)①此实验中除自变量和因变量外,无关变量需要保持相同且适宜,因此还需要考虑底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。 解析:(3)①此实验中除自变量和因变量外,无关变量需要保持相同且适宜,因此还需要考虑底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。②测定该酶催化作用最适温度的实验思路:在 40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。 (3)设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。 ①此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑___________________________   (指出两点即可)等因素。? 答案: (3)①底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序 ②在40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 解析:(3)①此实验中除自变量和因变量外,无关变量需要保持相同且适宜,因此还需要考虑底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。②测定该酶催化作用最适温度的实验思路:在 40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。 (3)设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。 ①此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑___________________________   (指出两点即可)等因素。? 答案: (3)①底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序 ②在40 ℃和100 ℃之间每隔一定温度设置一个实验组,其他实验条件适宜且保持一致。以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 1.科学性原则 科学探究系列4 实验设计的基本原则 【素能培养】 所谓科学性原则,是指实验的原理要符合科学原理,实验结果的预期有科学依据,实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原则,以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义:首先,必须保证实验的设计不出现科学性错误;其次,实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说,科学性原则体现在以下几个方面:实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。 任何实验都必须能够重复,在同样条件下重复,实验结果应该一致或相近,实验设计时,可以通过在一组实验中同时处理多个材料体现重复性原则。 3.单一变量原则 单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化,使结果更准确。其含义包括:①不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个变量对应一个需要观测反应变量;②实验中要尽可能避免无关变量的干扰。这一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的,实验组和对照组的结果差异只能是由这个单一变量导致的,从而证明实验组变量的作用。因此,在进行实验设计时,要首先确定实验变量并正确设置。 2.平行重复原则 对照原则是中学实验中最常用的原则。通过设置对照实验,既可排除无关变量的干扰,又可增加实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中,可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组,对照组是不接受自变量处理的对象组,一般是随机决定的。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照几种。 5.控制与平衡控制原则 该原则是指要严格地操纵自变量,以获取因变量。同时,要严格地均衡无关变量,以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差,以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。 6.随机性原则 实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体或群体中随机抽取的。这样做可以:①消除或减少系统误差,使显著性测验有意义;②平衡各种条件,避免实验结果出现误差。 4.对照原则 【针对训练】 1.(2019·山东临沂期中)下列有关酶特性的实验设计思路,正确的是(   ) A.用淀粉酶和淀粉、蔗糖验证酶的专一性时,选用碘液作为检测试剂 B.用过氧化氢和新鲜的猪肝研磨液、氯化铁溶液来验证酶的高效性 C.以过氧化氢为底物,探究温度对过氧化氢酶活性的影响 D.探究胃蛋白酶的最适pH时,将其加入蛋清中再加入缓冲液 B 解析:用淀粉酶和淀粉、蔗糖验证酶的专一性时,不宜选用碘液作为检测试剂,因为碘液不能与蔗糖产生显色反应,应用斐林试剂检测;不能以过氧化氢为底物,探究温度对过氧化氢酶活性的影响,因为过氧化氢在加热时分解加快,自变量控制不准确;探究胃蛋白酶的最适pH时,将其加入蛋清中再加入缓冲液,酶与底物一旦混合,反应就开始了,应先加缓冲液再加入蛋清。 2.(2018·山师大附中检测)某生物兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的H2O2酶活性进行了实验研究,实验结果如下表所示。请回答下列问题: 子及 浓度H2O2 酶活性[U/ (g·FW)] 重金属离           水稻 品种 Cd2+(mmol/L) Cu2+(mmol/L) 0 0.5 1.0 1.5 0 0.5 1.0 1.5 粳稻 80 40 38 25 80 30 25 10 籼稻 80 35 30 20 80 20 10 8 杂交稻 85 30 20 10 85 10 8 1 (1)本实验的目的是探究_____________________________________________   。? 设计实验时,各实验组应遵循原则为        。? 解析:(1)由实验结果的表格数据看出该实验研究的是不同浓度的Cd2+和Cu2+对粳稻、籼稻和杂交稻中H2O2酶的影响,本实验有三个自变量:不同的水稻、不同的重金属离子、不同的离子浓度。设计实验时,各实验组应遵循单一变量原则、对照原则和平行重复原则。 答案: (1)不同浓度的Cd2+和Cu2+对不同水稻品种中H2O2酶活性的影响 单一变量、对照(或重复) (2)分析表中数据可知,在一定浓度范围内,Cd2+、Cu2+都能抑制H2O2酶的活性,且相同浓度的Cu2+的抑制作用     (填“大于”“小于”或“等于”)Cd2+。Cd2+、Cu2+对H2O2酶活性的影响主要取决于  ? (填“植物类型”或“重金属种类和浓度”)。 (3)Cd2+、Cu2+等重金属离子影响了H2O2酶的        ,从而引起酶活性的改变。? 解析:(2)分析表中数据可知,相同浓度的Cu2+和Cd2+,Cu2+的抑制作用大于Cd2+。Cu2+、Cd2+对H2O2酶活性的影响,重金属种类和浓度差别大,植物类型差别小。 (3)重金属影响了蛋白质的空间结构,从而影响了酶的活性。 答案: (2)大于 重金属种类和浓度 (3)空间结构 素养提升课2 光合作用和细胞呼吸的过程综合 突破点一 光合作用和细胞呼吸过程的联系 典例引领 (2017·全国Ⅱ卷)下图是表示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  、?      、        、       ,[H]代表的物质主要是       。? 【审题指导】 (1)题目给出了叶肉细胞光合作用和呼吸作用的过程图解,首先根据光合作用和呼吸作用的过程判断A、B、C、D表示的过程,然后判断①、②、③、④代表的物质。 解析:(1)分析图可知,A为光反应阶段,水光解产生NADPH和O2,则①为O2,ADP和Pi得到光能生成ATP,因此③为ADP和Pi,同时NADP+与电子和质子H+结合,生成NADPH,因此②为NADP+。B为暗反应阶段,CO2与C5结合生成2个C3,因此④为C5。图中的[H]代表的是NADH。 答案:(1)氧气(或O2) NADP+ ADP和Pi C5 NADH(还原型辅酶Ⅰ) (2)B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过程,还发生在    (填“B和C”“C和D”或“B和D”)。? 【审题指导】 (2)光合作用和呼吸作用中产生ATP的过程和结构。 解析:(2)在A、B、C、D中能产生ATP的为A光反应阶段,细胞质基质(C)中的细胞呼吸第一个阶段和发生在线粒体(D)中的有氧呼吸第二、第三 阶段。 答案:(2)C和D (3)C中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是 。? 【审题指导】 (3)丙酮酸转化成酒精是进行的无氧呼吸,无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的。 解析:(3)C中的丙酮酸在无氧条件下可在相应酶的催化作用下转化成 酒精。 答案:(3)没有氧气(无氧条件),进行无氧呼吸的第二阶段产生酒精 素养提升 1.光合作用和细胞呼吸的过程综合 (1)物质名称:b.O2,c.ATP,d.ADP,e.NADPH,f.C5,g.CO2,h.C3。 (2)生理过程及场所 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 生理 过程 光反应 暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 第三阶段 场所 叶绿体 类囊 体膜 叶绿体 基质 细胞质 基质 线粒体 基质 线粒体 内膜 2.光合作用与细胞呼吸中物质及能量转化 (2)光合作用与有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去路 比较项目 来源 去路 [H] 光合 作用 光反应中水的光解 用于暗反应中C3的还原 有氧 呼吸 产生于第一、二阶段 消耗于第三阶段,与O2结合生成H2O ATP 光合 作用 产生于光反应阶段,其中的能量来自光能 用于暗反应过程中C3的还原,其中的能量转变成有机物中稳定的化学能 有氧 呼吸 三个阶段均能产生,但第三阶段相对较多 用于各项生命活动(光合作用的暗反应除外) (3)光合作用与有氧呼吸中的能量转化 对点落实 1.(2018·山师大附中检测)下图表示某自养型生物细胞内光合作用、细胞呼吸过程中[H]的转移过程,其中①~④表示相关生理过程。下列叙述错误的是(   ) A.图中过程①③④都能产生ATP B.过程③需要H2O参与,能产生CO2 C.过程①和过程④离不开叶绿体和线粒体 D.过程①和过程③产生的[H]不是同种物质 C 解析:图中过程①③④分别表示光反应,有氧呼吸第一、二阶段,有氧呼吸第三阶段,三过程都产生ATP;过程③表示有氧呼吸第一、二阶段,有氧呼吸第二阶段需要H2O参与,产生CO2;若是原核生物如蓝藻,进行过程①和过程④不需要叶绿体和线粒体;过程①产生的[H]是NADPH,过程③产生的[H]是NADH,两者不是同种物质。 2.(2018·福建福州模拟)下图为绿色植物部分物质和能量转换过程的示意图,下列叙述正确的是(   ) A.过程①发生在叶绿体中,过程③发生在线粒体中 B.过程①产生NADH,过程③消耗NADPH C.若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重增加 D.过程③中ATP的合成与放能反应相联系,过程④与吸能反应相联系 D 解析:过程①发生在叶绿体中,过程③发生在细胞质基质和线粒体中;过程①产生NADPH,过程③产生NADH,也消耗NADH;若叶肉细胞中过程②速率大于过程③,则植物干重不一定增加,因为植物体还有很多细胞没有叶绿体,只进行细胞呼吸。 3.(2018·江苏卷)下图为某植物叶肉细胞中有关甲、乙两种细胞器的部分物质及能量代谢途径示意图(NADPH指[H]),请回答下列问题: 解析:(1)图中甲是叶绿体,是进行光合作用的场所。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,可以吸收光能,并将光能转变为化学能;叶绿素通常需要在有光的条件下才能合成。 (2)光反应在叶绿体的类囊体膜上进行,参与光反应的酶(蛋白质)在细胞质中合成后,转运到叶绿体的类囊体膜上组装;CO2的固定发生在叶绿体基质中,催化CO2固定的酶在叶绿体基质中组装。 (1)甲可以将光能转变为化学能,参与这一过程的两类色素为       ,其中大多数高等植物的    需在光照条件下合成。? (2)在甲发育形成过程中,细胞核编码的参与光反应中心的蛋白,在细胞质中合成后,转运到甲内,在    (填场所)组装;核编码的Rubisco(催化CO2固定的酶)小亚基转运到甲内,在    (填场所)组装。? 答案: (1)叶绿素、类胡萝卜素 叶绿素 (2)类囊体膜上 基质中 解析:(3)图中乙为线粒体,是进行有氧呼吸的主要场所。氧气充足时,光合作用产生的三碳糖可被氧化为丙酮酸后进入线粒体,丙酮酸在线粒体基质中被彻底氧化分解成CO2,同时产生[H]和ATP;有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上参与有氧呼吸的第三阶段,即和O2反应生成水,同时产生大量ATP。叶绿体中产生的过多的还原能通过物质转化合成NADPH,NADPH可通过参与有氧呼吸第三阶段产生ATP。 (3)甲输出的三碳糖在氧气充足的条件下,可被氧化为    后进入乙,继而在乙的    (填场所)彻底氧化分解成CO2;甲中过多的还原能可通过物质转化,在细胞质中合成NADPH,NADPH中的能量最终可在乙的    (填场所)转移到ATP中。 答案: (3)丙酮酸 基质中 内膜上 解析:(4)由图示可知,乙(线粒体)产生的ATP能够进入甲(叶绿体),所以在线粒体中合成的ATP可以用于C3的还原,同时还能用于内外物质的运输、酶的合成等。水的光解不需要ATP。 (4)乙产生的ATP被甲利用时,可参与的代谢过程包括    (填序号)。? ①C3的还原 ②内外物质运输 ③H2O裂解释放O2 ④酶的合成 答案:(4)①②④ 突破点二 总光合速率、净光合速率和呼吸速率的 典例引领 (2018·全国Ⅲ卷)回答下列问题: (1)高等植物光合作用中捕获光能的物质分布在叶绿体的       上,该物质主要捕获可见光中的   。 (2)植物的叶面积与产量关系密切。叶面积系数(单位土地面积上的叶面积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系如图所示。由图可知:当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率均    。当叶面积系数超过b时,群体干物质积累速率降低,其原因是  ?  。? (3)通常,与阳生植物相比,阴生植物光合作用吸收与呼吸作用放出的CO2量相等时所需要的光照强度     (填“高”或“低”)。? 【审题指导】 (1)第二问第一空考查识图。第二空考查群体干物质积累速率(净光合速率)与群体总光合速率和群体呼吸速率的关系。即:净光合速率=总光合速率-呼吸速率。 (2)第三问明确阴生植物的特点:阴生植物适宜在弱光下生长,注意关键语句:“光合作用吸收和呼吸作用放出的CO2相等时”的理解,明确问的是“光照强度的高低”。 解析:(1)高等植物进行光合作用捕获光能的物质是色素,该物质分布在叶绿体的类囊体膜上,其捕获的光主要是蓝紫光和红光。 (2)由图中曲线可以看出,当叶面积系数小于a时,随叶面积系数增加,群体光合速率和干物质积累速率都在增加;当叶面积系数超过b时,群体光合速率不变,但群体呼吸速率增加,两者差值降低,故群体干物质积累速率降低。 (3)植物光合作用吸收与呼吸释放的CO2量相等时的光照强度为光补偿点。通常,与阳生植物相比,阴生植物的光补偿点较低, 即达到光补偿点所需光照强度低。 答案: (1)类囊体膜 蓝紫光和红光 (2)增加 群体光合速率不变,但群体呼吸速率仍在增加,故群体干物质积累速率降低 (3)低 素养提升 1.总(真正)光合速率、净光合速率的表示方法 净光合速率常用单位时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示;总(真正)光合速率常用单位时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量来表示。 2.真正(总)光合速率、净光合速率与呼吸速率的关系 由以上分析可知:真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。 3.光合作用和细胞呼吸的曲线分析 (1)植物生长速率取决于净光合量而不是“总光合量”,如下图中n值为净光合速率(虚线表示),n值=总光合速率-呼吸速率。 (2)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消耗CO2的量与呼吸作用产生CO2量间的“差值”,切不可仅答成“光合作用消耗”导致装置中CO2浓度下降。 对点落实 1.(2016·四川卷)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。如图是三倍体西瓜叶片净光合速率(Pn,以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是(   ) A.与11:00时相比,13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高 B.14:00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少 C.17:00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率 D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度 D 解析:与11:00时相比,13:00时因叶片气孔关闭,影响CO2的吸收,导致叶绿体中合成C3的速率相对较低;14:00后叶片的Pn大于0,植株积累有机物的量仍在增加;17:00后,光照强度较弱影响光反应速率,进而影响暗反应,导致叶片的Ci快速上升;Pn第一次下降,是因气孔关闭,CO2浓度限制了光合速率,Pn第二次下降是光照强度降低引起的。 2.(2018·山东潍坊期末)科研人员分别在25 ℃和42 ℃培养条件下(其他条件适宜)。测得某植物的部分数据如图所示。已知该植物生长的适宜温度条件是25~35 ℃。请回答相关问题: (1)图中甲组代表    ℃下测得的结果,作出该判断的理由是 ? ________________________________________________________________。 解析:(1)植物的生长速率取决于净光合速率。甲组净光合速率大于乙组,说明甲组植物生长的温度条件适宜。 答案: (1)25 此温度属于该植物适宜生长的温度,与 42 ℃相比,净光合速率大 (2)某兴趣小组测定了25~42 ℃范围内该植物的净光合速率,发现30 ℃时净光合速率最大,则30 ℃    (填“是”“不是”或“不一定是”)光合作用的最适温度,原因是  ?   。? 解析: (2)总光合速率=净光合速率+呼吸速率,30 ℃时,净光合速率最大,但没有测定相应温度下的呼吸速率,因此不能确定总光合速率是否最大,故无法确定该温度是否为最适温度。 答案: (2)不一定是 没有测定相应温度下的呼吸速率,无法确定实际光合速率 (3)若将培养温度由25 ℃快速提升至42 ℃时,据图分析,该植物叶肉细胞间隙CO2浓度明显    (填“上升”或“下降”),这一变化的主要原因是  ?  。? 解析: (3)从坐标图看出,42 ℃时植物的净光合速率降低,叶肉细胞对CO2的利用速率降低。 答案: (3)上升 净光合速率减弱,叶肉细胞对二氧化碳的利用速率降低 突破点三 自然环境和密闭环境中植物生长引起的CO2或O2含量的变化 典例引领 两棵生长状况基本相同的同种植物,分别置于透明的玻璃罩内,如图甲、乙所示;在相同自然条件下,测得一昼夜中植物氧气释放速率分别如图丙、丁曲线所示。回答下列问题: (1)ab段和cd段,引起曲线下降的主要环境因素分别是   和    。? 【审题指导】 (1)密闭环境不能与外界进行气体交换,自然环境气体是流通的。 解析:(1)图丙中,ab段下降的原因是密闭装置中二氧化碳被光合作用消耗,浓度降低;图丁中cd段下降的原因是光照减弱。 答案: (1)二氧化碳浓度 光照强度 【审题指导】 (2)氧气释放速率增加,说明净光合速率增大;氧气释放速率减小,说明净光合速率减小。 解析:(2)根据图丙和图丁可知,一昼夜中,图丁中曲线和横轴围成的面积,上部与下部的差值远大于图丙,说明装置乙中植物积累的有机物较多。 答案:(2)乙 (2)一昼夜中,装置甲、乙中植物积累的有机物较多的是     (填“甲”或“乙”)。? (3)导致e点光合作用强度明显减弱的主要原因是  。 【审题指导】 (3)氧气释放速率为正值表示有机物积累,植物生长,为负值表示植物有机物减少。 解析:(3)e点温度高,蒸腾作用强,为减少水分散失,气孔大量关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度明显减弱。 答案:(3)温度高,导致气孔关闭,二氧化碳供应减少 1.自然环境中一昼夜植物光合作用曲线 (1)a点:夜温降低,细胞呼吸减弱,CO2释放减少。 (2)开始进行光合作用的点:b,结束光合作用的点:m。 (3)光合速率与呼吸速率相等的点:c、h,有机物积累量最大的点:h。 (4)de段下降的原因是气孔关闭,CO2吸收减少,fh段下降的原因是光照减弱。 【素能培养】 2.密闭环境中一昼夜CO2和O2含量的变化 (1)光合速率等于呼吸速率的点:A、C。 (2)图(一)中若N点低于虚线,则该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。 (3)图(二)中若N点低于虚线,则该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。 1.如图表示一株生长迅速的植物在夏季24 h内CO2的吸收量和释放量,光合作用速率和呼吸作用速率用单位时间内CO2的吸收量和CO2的释放量表示(图中A、B、C表示相应图形的面积)。下列表述不合理的是(   ) A.在18:00和6:00时,该植物光合作用强度与呼吸作用强度相等 B.假设该植物在24 h内呼吸速率不变,最大光合速率为85 mg/h C.该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为 A+C-B D.中午12:00左右,与曲线最高点所对应的时间相比,该植物叶绿体内C5的含量下降 D 解析:由图可以看出,在18:00和6:00时,CO2的吸收量均为0,即呼吸作用产生的CO2刚好被光合作用吸收,此时植物光合作用强度与呼吸作用强度相等。图中夜间只进行呼吸作用,其CO2的释放量为10 mg/h,该值表示呼吸速率,假设该植物在24 h内呼吸速率不变,在图中C区段CO2吸收的最高值为75 mg/h,此值为净光合速率,因此此时的真正光合作用速率=净光合速率+呼吸速率=75+10=85(mg/h)。白天光合速率大于呼吸速率,因此A和C区段表示的是白天积累的有机物,而夜间只进行呼吸作用,因此B区段表示夜间消耗的有机物,因此该植物在一昼夜中有机物积累量的代数式可表示为A+C-B。中午12:00左右,CO2浓度低,导致CO2的固定减少,而C3的还原仍在发生,因此与曲线最高点所对应的时间相比,C5的含量增加。 2.(2017·全国Ⅰ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_____________________ ?  。? 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”“等于0”或“小于0”)。? 解析:(1)甲、乙两种植物在同一密闭小室中,在光下同时进行光合作用和呼吸作用,光照适宜时,光合作用强度大于呼吸作用强度,即光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,故一段时间后密闭小室中CO2浓度降低,则光合速率也随之降低。甲种植物净光合速率为0,即光合速率与呼吸速率相等,此时CO2浓度为植物的CO2补偿点;由于甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物,当甲种植物达到CO2补偿点时,此时的CO2浓度高于乙种植物的CO2补偿点,故乙种植物净光合速率大于0。 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,使密闭小室中 解析:(2)植物照光后,进行光合作用产生O2,故可进行有氧呼吸,随着O2的增加,有氧呼吸增强。 (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_________________________________ ?   ? 答案: (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发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以O2增多时,有氧呼吸会增加 3.(2018·山西名校联考)将一绿色植物置于密闭容器中,给予适宜且恒定的温度,分别进行如下处理:①给予一定强度的光照;②黑暗放置一段时间;③维持光照,添加NaHCO3溶液。测定装置中O2浓度变化如图所示,回答相关问题: (1)施加上述3个条件所对应的图上的点分别为  。 (2)AB段呼吸速率是否恒定     (填“是”或“否”),如果B点所对应的时间是t,A和B分别代表图上纵坐标的值,AB段的平均呼吸速率值为  。? (3)BC段曲线减缓上升的原因为_______________________________________   ;? C点O2浓度不再上升的原因为_________________________________________  。?? 解析:从图上可以看出AB段O2浓度下降,是植物放在黑暗下只进行呼吸作用的结果,曲线斜率不变,呼吸速率不变,用该段的O2浓度差值与所用时间的比值即(A-B)/t可以代表这段的平均呼吸速率;B点O2增加,所以B点开始进行光合作用,但随着装置中CO2浓度降低,导致植物光合速率降低,所以曲线上升减慢,直到C点O2浓度不变,说明此时光合速率和呼吸速率相等,D点添加NaHCO3溶液,光合速率增加,说明之前影响光合作用的因素是CO2浓度。 答案: (1)B、A、D (2)是 (A-B)/t (3)光合作用强度大于呼吸作用强度,装置中CO2浓度降低,导致植物光合速率降低 密闭容器内,CO2浓度限制,光合作用强度等于呼吸作用强度(或者光合速率等于呼吸速率或者净光合速率为0) 4.(2018·河北邯郸检测)如图,将某绿色植物置于左侧密闭透明的容器中,给予恒定且适宜的光照;右侧容器充满氮气(氮气对生物的代谢无影响),并放置有酵母菌培养液,开始时阀门关闭。请回答下列问题: 解析:(1)实验开始后的一段时间内,阀门始终关闭,左侧容器内植物光合作用不断消耗CO2,CO2浓度不断下降,下降至光合速率等于呼吸速率时,容器内的CO2浓度趋于稳定。 (1)实验开始后的一段时间内,阀门始终关闭,则左侧容器内CO2浓度的变化趋势是  。? 答案:(1)逐渐降低后趋于稳定 解析:(2)一段时间后,在打开阀门的短时间内,右侧酵母菌无氧呼吸产生的CO2可以扩散至左侧容器,短时间内左侧容器中的CO2浓度增加,该植物叶肉细胞中CO2固定增强,C5的消耗增加,来路不变,最终导致C5的含量减少;同时C3的来路增加去路不变,结果C3的含量上升。所以叶肉细胞中C5/C3的值将变小。当容器中CO2浓度保持相对稳定时,植物的光合速率与酵母菌的呼吸速率与植物的呼吸速率之和相等,所以该植物的净光合速率大于0。 (2)一段时间后,在打开阀门的短时间内该植物叶肉细胞中C5/C3的值将   ;当容器中CO2浓度保持相对稳定时,该植物的净光合速率     (填“大于0”“小于0”或“等于0”),原因是 ?   。? 答案:(2)变小 大于0 此时植物的光合速率与酵母菌的呼吸速率和植物的呼吸速率之和相等 解析:(3)将酵母菌培养液换为乳酸菌培养液,其无氧呼吸不释放CO2,打开阀门后,CO2由左侧容器扩散至右侧容器,导致左侧容器内CO2浓度下降,因此该植物的光合速率下降。 (3)若将酵母菌培养液换为乳酸菌培养液,则打开阀门后该植物的光合速率有所下降,原因是_____________________________________________________   。? 答案:(3)乳酸菌无氧呼吸不释放CO2,打开阀门后,CO2由左侧容器扩散至右侧容器,导致左侧容器内CO2浓度下降,因此该植物的光合速率下降 素养提升课3 光合作用和细胞呼吸的实验探究 突破点一 细胞呼吸方式的探究与速率的测定 典例引领 (2018·山东联考)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式类型的装置,下列说法正确的是(  ) A.装置一中液滴左移,装置二中液滴右移,说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.装置一中液滴不移,装置二中液滴右移,说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.装置一中液滴左移,装置二中液滴不移动,说明酵母菌死亡 D.装置一中液滴左移,装置二中液滴右移,说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸 【审题指导】 (1)装置一中NaOH溶液:可吸收细胞呼吸释放出的CO2,由于有氧呼吸消耗氧气物质的量等于其产生的CO2物质的量,因此刻度管内的液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化,因此装置一可探究酵母菌是否发生有氧呼吸。 (2)装置二中因“NaOH溶液”换成“蒸馏水”,若只进行有氧呼吸,由于消耗氧气物质的量和释放二氧化碳物质的量相同,则液滴不移动。若只进行无氧呼吸,则会因释放CO2,导致液滴右移。因此装置二可探究酵母菌是否发生无氧呼吸。 解析:装置一中液滴左移,装置二中液滴右移,说明酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸。装置一中液滴不移,装置二中液滴右移,说明酵母菌只进行无氧呼吸;装置一中液滴左移,装置二中液滴不移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸。 答案:D 素养提升 1.细胞有氧呼吸速率的测定 (1)实验装置 (2)实验原理:组织细胞呼吸作用吸收O2,释放CO2,CO2被NaOH溶液吸收,使容器内气体压强减小,刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 (3)误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物,整个装置应遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子,为防止微生物呼吸对实验结果的干扰,应对装置及所测种子进行消毒处理。 ③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟),其他条件均不变。 2.探究细胞呼吸方式 (1)实验装置 (2)实验原理 ①装置一中NaOH溶液的作用是吸收掉细胞呼吸所产生的CO2,着色液移动的距离代表植物细胞呼吸吸收O2的量。 ②装置二中着色液移动的距离代表植物细胞无氧呼吸产生CO2量。 (3)结果分析 实验现象 结论 装置一 着色液 装置二 着色液 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 对点落实 1.(2018·山东淄博模拟)某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用的毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 ℃水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如下表所示。下列分析正确的是(   ) B 实验时间(min) 10 15 20 25 30 35 液滴移动距离(mm) 0 32.5 65 100 130 162.5 解析:题图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向左移动;在20~30 min内氧气的平均吸收速率为(130-65)×1÷10=6.5(mm3/min);果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2,无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动;对照实验中应将装置中的果蝇幼虫换成等数量的死幼虫,并将该装置置于相同环境中,重复上述实验。 A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动 B.在20~30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min C.如将X换为清水,可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率 D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的环境中 2.(2019·山东德州月考)甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题: (1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。 材料用具:500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。 实验步骤: ①取A、B两套装置按下表的设计进行实验。 则X是         ;Y是  。? ②B装置中步骤一的主要目的是       ,这是控制实验的     变量。? 实验结果:略。 装置 步骤一 步骤二 步骤三 A 加入200 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X B 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y 加入石蜡油铺满液面 解析:(1)①分析表中相关内容,考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则,本实验的自变量为是否含有氧气,其他都是无关变量,要求相同且适宜。因此X处应填:不加入石蜡油(或通入氧气),目的是给酵母菌创造有氧环境。Y处应填:加入10 g活性干酵母, 排除无关变量的影响。 ②B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气,氧气有无属于自变量。 答案: (1)①不加入石蜡油(通入氧气)  加入10 g活性酵母菌  ②去除氧气 自 (2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)探究酵母菌的细胞呼吸类型。 ①想得到实验结论还必须同时设置对照实验,假设该装置编号为Ⅲ,则装置Ⅲ除用      代替NaOH溶液外,其他设计与装置Ⅱ相同。? 解析:(2)①图Ⅱ装置中氢氧化钠吸收二氧化碳,红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的;探究呼吸方式,同时设置对照实验,装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠外,其他设计与装置Ⅱ相同。 答案: (2)①等量清水 解析:(2)②CO2可使澄清的石灰水变混浊;CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 ②检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时,可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是        。? 答案: (2)②由蓝变绿再变黄 解析:(2) ③装置Ⅱ烧杯内是氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,所以装置测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量。装置Ⅲ烧杯内是清水,清水不能吸收气体,也不释放气体,该装置测量的是细胞呼吸释放的二氧化碳的量和消耗氧气的量的差值,如果气体体积增加,说明酵母菌进行无氧呼吸。所以若装置Ⅱ中红色液滴不移动,装置Ⅲ中红色液滴向右移动,说明酵母菌只进行无氧呼吸;若装置Ⅲ中红色液滴不移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸;若装置Ⅲ中红色液滴向右移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移动,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 ③写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论: 若装置Ⅲ中红色液滴向右移,装置Ⅱ中红色液滴不移动,说明酵母菌只进行无氧呼吸;若 ,? 说明酵母菌只进行有氧呼吸;若 ,? 说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 答案: (2)③装置Ⅲ中红色液滴不移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移 装置Ⅲ中红色液滴向右移,装置Ⅱ中红色液滴向左移 突破点二 光合作用、细胞呼吸实验的常用研究方法 典例引领 (2016·全国Ⅱ卷)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓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NaHCO3和BTB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 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯 的距离(cm) 20 遮光* 100 80 60 40 20 50 min后试管 中溶液的颜色 浅绿 色 X 浅黄 色 黄绿 色 浅绿 色 浅蓝 色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm 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,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由___________________________________________________________ ? 引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是   (填“可靠的”或“不可靠的”)。? 【审题指导】 (1)弄清BTB指示剂的变色原因:BTB在弱碱性溶液中显蓝色,随CO2浓度的增高,pH降低,溶液由蓝变绿再变黄。 解析:(1)1号试管中没有加水草,50 min 后1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。2至7号试管中都加了水草,2至7号试管中溶液颜色发生了改变说明是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。1号试管为对照组,若其溶液颜色发生了变化,说明还受其他因素的影响,故2至7号试管的实验结果也是不可靠的。 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)表中X代表的颜色应为    (填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是  ?  。 【审题指导】 (2)弄清实验分组的自变量及实验开始时各试管的颜色:7支试管中加入的都是浅绿色的BTB溶液,其中1号试管没有加入水草是对照组,BTB溶液的颜色不变,仍为浅绿色,2至7号试管都加入了水草,其中2号试管遮光,3至7号试管距日光灯的距离越来越小,光照越来越强。3至7号试管实验后的颜色由浅黄渐变到蓝色。 解析:(2)2号试管遮光,水草不能进行光合作用,只进行了呼吸作用释放CO2,溶液中CO2浓度高于3号试管,故2号试管中溶液的颜色为黄色。 答案:(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)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草_______   。? 【审题指导】 (3)弄清各实验组的变化原因:1号试管没加入水草,溶液颜色浅绿色不变,是对照组;2号试管遮光,水草只进行细胞呼吸,产生CO2;3至7号试管同时进行光合作用和细胞呼吸,5号试管仍为浅绿色,说明光合作用吸收的CO2与呼吸作用产生的CO2量相等,CO2浓度不变;3、4号试管细胞呼吸速率大于光合速率,CO2浓度增大,6、7号试管光合速率大于呼吸速率,CO2浓度降低。 解析:(3)若在某光照条件下,水草光合作用吸收CO2的量等于呼吸作用释放的CO2的量,则溶液中CO2浓度不变,溶液的颜色在照光前后不发生变化。 答案:(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 素养提升 1.“装置图法”测定光合速率与呼吸速率 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 ①测定呼吸速率(装置甲) a.装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。 b.玻璃钟罩遮光处理,以排除光合作用干扰。 c.置于适宜温度环境中。 d.红色液滴向左移动(装置甲单位时间内向左移动距离代表呼吸速率)。 ②测定净光合速率(装置乙) a.装置乙烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液,用于保证容器内CO2浓度恒定,满足光合作用需求。 b.必须给予较强光照处理,且温度适宜。 c.红色液滴向右移动(装置乙单位时间内向右移动距离代表净光合速率)。 ③根据“总(真正)光合速率=呼吸速率+净光合速率”可计算得到总(真正)光合速率。 物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 2.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率 将装有水和水生植物的黑、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,真正光合作用量(光合作用总量)=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。 3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 “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(可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6小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合作用强度,其单位是mg/(dm2·h)。即M=MB-MA,M表示B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量。 4.“叶片上浮法”探究影响光合作用的因素 利用“真空渗入法”排出叶肉细胞间隙的空气,充以水分使叶片沉于水中。在光合作用过程中植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用的强弱。 对点落实 1.(2019·河北唐山月考)如图为某研究小组测定光照强度对植物叶片光合作用影响的实验装置。将该装置先放在黑暗条件下一段时间,然后给予不同强度的光照。关于该实验的叙述,正确的是(   ) A.温度、CO2浓度和有色液滴的移动距离都是无关变量 B.CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定 C.如果有色液滴向右移动,说明不进行光合作用 D.如果有色液滴向左移动,说明不进行光合作用 B 解析:依题意可知:该实验的目的是探究光照强度对植物叶片光合作用的影响,自变量是光照强度,因变量是光合作用强度,有色液滴的移动距离作为观测的指标,温度、CO2浓度等都是无关变量;CO2缓冲液的作用是维持容器中CO2浓度的稳定;有色液滴移动的距离是由装置内O2的变化量引起的,如果有色液滴向右移动,说明光合作用释放的氧气量大于呼吸作用吸收的氧气量;如果有色液滴向左移动,说明光合作用释放的氧气量小于呼吸作用吸收的氧气量。 2.(2018·山东、湖北联考)将一株小麦密闭在无色玻璃钟罩内,在室内调温25 ℃,给予恒定适宜的光照60 min,然后遮光处理60 min。全程用CO2传感器测定钟罩内CO2浓度的变化,得到图2曲线。 (1)若要获得小麦的真正光合速率,    (填“需要”或“不需要”)另设对照组。0~60 min小麦的真正光合速率为    μ mol CO2/(L·h)。? 解析:(1)前60分钟测定净光合速率,后60分钟测定呼吸速率,不必另设对照。真正光合速率=净光合速率+呼吸速率=(2 000-800)+(1 200-800)= 1 600 [μmol CO2/(L·h)]。 答案:(1)不需要 1 600 (2)实验10 min时,小麦叶肉细胞进行光合作用所需CO2的来源是     。在停止光照的瞬间叶绿体内C3的含量   。? 解析: (2)光合作用旺盛,叶绿体需要较多CO2,包括线粒体供给和胞外吸收。停止光照,缺少NADPH和ATP,不能还原C3。 答案: (2)线粒体供给和胞外吸收 增多(或升高) 3.某研究小组采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,获得相应数据,则可计算出该叶片的光合速率,其单位是mg/(dm2·h)。请分析回答下列问题: (1)MA表示6小时后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量;MB表示6小时后(          )+(           )-呼吸作用有机物的消耗量。? (2)若M=MB-MA,则M表示______________________________________________  。? (3)光合速率的计算方法是  。? (4)本方法也可用于测定叶片的呼吸速率,写出实验设计思路。_____________ ?   。? 解析:叶片A部分遮光,虽不能进行光合作用,但仍可照常进行呼吸作用。叶片B部分不做处理,既能进行光合作用,又可以进行呼吸作用。分析题意可知,MB表示6 h后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量,MA表示6 h后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量,则MB-MA就是光合作用6 h有机物的总产量(B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量)。由此可计算光合速率,即M值除以时间再除以面积。 答案:(1)叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 (2)B叶片被截取部分在6 h内光合作用合成的有机物总量 (3)M值除以时间再除以面积,即M/(截取面积×时间) (4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开,一部分立即烘干称重,另一部分在黑暗环境中保存几小时后再烘干称重,根据二者干重差即可计算出叶片的呼吸速率 4.(2018·宁夏银川模拟)某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样,分装于六对黑白瓶中,剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/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,24小时后测定各组培养瓶中的氧含量,记录数据如下: 光照强度(klx) 0(黑暗) a b c d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3 (1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是__________________________  ;? 该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为      mg/(L·24h)。? 解析:(1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是黑瓶没有光照,植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸消耗氧气,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为:原初溶解氧减去24小时后氧含量,即10-3= 7[mg/(L·24 h)]。 答案:(1)黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧,其中的生物呼吸作用消耗氧气 7 (2)当光照强度为c时,白瓶中植物产生的氧气量为    mg/(L·24h)。? (3)光照强度至少为    (填字母)klx时,该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。 解析:(2)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=(24-10)+7=21[mg/(L·24 h)]。 (3)光照强度为a klx时,白瓶中溶氧量不变,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,故光照强度为a klx时,该水层生物产氧量与生物耗氧量可维持动态平衡。 答案:(2)21 (3)a 5.(2018·福建福州期末)为完成“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验,提供以下材料用具:菠菜叶、打孔器(直径1 cm)、注射器、40 W台灯、烧杯、4% NaHCO3溶液、蒸馏水、不同颜色的透明薄膜等。 (1)某同学选取其中一个因素进行探究,以下是实验结果: 时间 上浮的叶圆片数量(片) 蒸馏水 0.5% NaHCO3 1% NaHCO3 1.5% NaHCO3 2% NaHCO3 2 min 0 7 11 10 4 4 min 0 15 16 13 7 ①该实验的目的是  ,? 实验检测指标是  。? ②有哪些措施可以减少实验误差?_____________________________________   。? (至少写出两项) ③有同学认为叶片之所以浮起,是因为呼吸作用消耗了有机物且产生了CO2导致叶片上浮的。根据实验结果判断该观点是否正确?并说明理由:__________ ?   。? 解析:(1)①由表格看出实验的自变量是不同浓度的 NaHCO3 溶液,NaHCO3溶液的浓度不同,提供的CO2浓度不同,因此该实验是探究的不同浓度的CO2对光合速率的影响。实验观察的指标是单位时间内上浮的叶圆片数量。②减少实验误差就要平衡无关变量,重复实验求平均值。③叶片上浮的原因是光合速率大于呼吸速率,叶片内氧气增多,叶圆片的密度变小。说明叶圆片上浮的原因不是呼吸作用消耗有机物且产生了CO2,应从蒸馏水中叶圆片没有上浮的角度来论述。 答案:(1)①探究CO2浓度(或NaHCO3浓度)对叶片光合速率的影响 相同时间内烧杯中叶片浮起的数量 ②用打孔器打出的叶片数量足够多;每组实验重复几次,记录的数据取平均值 ③不正确,因为在蒸馏水的那组实验中,叶片一样进行了呼吸作用,却没有叶片浮起,叶片上浮的原因是光合作用强度大于呼吸作用强度,叶片内氧气增多 (2)利用以上材料,还可以探究的环境因素有  。?   (答出两个) 解析:(2)上述实验材料,还有40 W台灯、不同颜色的透明薄膜,还可探究光照强度或不同光质对光合作用的影响。 答案:(2)光照强度、光的性质 科学探究系列6  分析实验结果,归纳实验结论 【素能培养】 实验结果是实验实际出现的现象,是通过观察或测量得到的。实验结论是根据实验现象,通过对实验因变量与自变量关系的分析,得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。分析实验结果,归纳实验结论的一般方法是: (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤,根据单一因素不同,找出实验自变量。 (2)由果找因,分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系,得出正确结论。 (3)在有些实验中,还要根据各对照组中得出的“分结论”,综合为“全面结 论(总)”。 (4)在验证性实验中,因为要验证的事实是正确的,实验结果只有一种,实验结论即是要验证事实;在探究实验中,因为实验结果是未知的,可能出现的实验结果有多种,因此对应的实验结论也有多种,不同的结果对应不同的结论。 【针对训练】 1.下表是在适宜条件下测得某植物叶绿体色素吸收光能的情况,有关分析不正确的是(   ) B 波长(nm) 400 450 500 550 600 670 700 吸收光 能百分 比(%) 叶绿 素a 40 68 5 15 16 40 16 全部 色素 75 93 50 35 45 75 35 A.叶绿体色素吸收光能的前提是捕获光能 B.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时,叶绿体中C3的量会增加 C.该植物缺乏Mg时,叶绿素a吸收的光能百分比的减少幅度更大 D.环境温度降低,该植物对光能的利用能力降低 解析:植物光合色素的作用是吸收、传递和转化光能,所以捕获光能是吸收利用光能的前提;由550 nm波长的光转为670 nm波长的光时,吸收光能的百分比增加,光反应阶段产生的ATP和[H]增加,C3的还原加快,含量会减少;该植物缺乏Mg元素时,由于Mg是叶绿素的重要组成元素,故叶绿素a吸收的光能百分比会大量减少;表格中为适宜条件下的测量数据,环境温度降低,酶活性降低,光能利用率会降低。 2.某生物小组以新鲜菠菜叶为材料进行叶绿素提取的探究实验,结果如下表: 实验一 二氧化硅 粒径/目 20 50 100 200 叶绿素含量/mg·g-1 0.611 0.699 0.593 0.592 实验二 二氧化硅 用量/g 1 3 5 7 9 叶绿素含量/mg·g-1 0.490 0.648 0.610 0.575 0.553 解析:(1)实验一的自变量是二氧化硅的粒径,实验二的自变量是二氧化硅的用量,两个实验的因变量是叶绿素含量,因此实验目的是探究二氧化硅粒径和用量对叶绿素提取量的影响。 注:“目”表示颗粒大小的单位,且目数越大粒径越小;“叶绿素含量”表示每克叶中叶绿素的提取量。 回答下列问题: (1)以上实验的目的是_______________________________________________  。? 答案:(1)探究二氧化硅粒径和用量对叶绿素提取量的影响 解析:(2)叶绿素可以溶于无水乙醇等有机溶剂中,提取叶绿素时加入二氧化硅的作用是有助于研磨充分。 (2)提取叶绿素的实验原理是_________________________________________            ,实验中二氧化硅的作用是  ?       。? 答案:(2)叶绿素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中 有助于研磨得充分  解析:(3)由实验一可知粒径为50目时提取叶绿素含量最多;实验二二氧化硅的用量是自变量,粒径大小是无关变量。 (4)镁是合成叶绿素的必需元素,在缺镁的培养液中培养,提取到的叶绿素含量将下降。 (3)依据实验一的结果,实验二最好选用    目的二氧化硅。在实验二中,粒径大小属于     变量。? (4)若实验使用的菠菜培养于缺镁培养液中,则提取到的叶绿素含量将 ____________(填“上升”“下降”或“不变”)。? 答案:(3)50 无关 (4)下降 3.(2018·湖北八校一模)某科研人员研究不同遮光处理对白桦光合作用生理特性的影响结果如图。 (1)叶片中叶绿素含量是维持植物正常光合作用的主要指标,叶绿素分布在叶肉细胞的__________________________________________________________ (具体部位),通过图的结果发现白桦叶绿素含量随          而增加,提高了白桦在弱光环境下的捕光能力。 解析:(1)叶绿素分布在叶绿体类囊体薄膜上。由图读出白桦叶绿素含量随遮光程度的增加而增加。 答案: (1)叶绿体类囊体薄膜 遮光程度的增加 (2)叶绿素b/a的值可作为植物利用弱光能力的判断指标,研究人员发现遮光处理提高了白桦叶绿素b/a的值。通过高中课本         实验可以验证该结论。你的实验证据是  ?   。 解析:(2)通过色素的提取和分离实验,提取和分离色素后,比较遮光组和全光组叶片中黄绿色色素带(叶绿素b)与蓝绿色色素带(叶绿素a)宽度的比值可证明遮光处理提高了白桦树叶片叶绿素b/a的值 答案:(2)色素的提取和分离 遮光组滤纸条上黄绿色的色素带宽度与蓝绿色的色素带宽度的比值大于非遮光组 素养提升课4 基因分离定律的异常、特殊分离比 突破点一 基因分离定律的特殊现象 典例引领 (2017·全国Ⅰ卷,节选)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为        ;公羊的表现型及其比例为        。? 【审题指导】 (1)题目信息给出了羊的有角和无角性状在公羊和母羊中的差别即公羊和母羊中NN都为有角,公羊和母羊中nn都为无角。Nn基因型的公羊有角,母羊无角,同一基因型在公羊和母羊中表现型不同。 (2)杂合体的公羊与杂合体的母羊杂交,子一代的基因型为NN∶Nn∶nn= 1∶2∶1。分别分析公羊和母羊有角和无角的比例。 解析:多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,子一代的基因型及比例为NN∶ Nn∶nn=1∶2∶1。基因型为Nn的公羊表现为有角,则公羊的表现型及比例为有角∶无角=3∶1;基因型为Nn的母羊表现为无角,则母羊的表现型及比例为有角∶无角=1∶3。 答案:有角∶无角=1∶3 有角∶无角=3∶1 素养提升 1.了解与分离定律有关的四类特殊现象 (1)不完全显性:如等位基因A和a分别控制红花和白花,在完全显性时,Aa自交后代中红∶白=3∶1;在不完全显性时,Aa自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa)=1∶2∶1。 (2)复等位基因:一对同源染色体的同一位置上的基因有多种,最常见的如人类ABO血型的遗传,涉及3个基因——IA、IB、i,其基因型与表现型的关系如表: 基因型 表现型 IAIA、IAi A型 IBIB、IBi B型 IAIB AB型 ii O型 (3)从性遗传:常染色体上的基因,由于性别的差异而表现出男女性分布比例上或表现程度上的差别。如男性秃顶的基因型为Bb、bb,女性秃顶的基因型只有bb。 从性遗传与伴性遗传的根本区别在于: 从性遗传 伴性遗传 特点 常染色体基因控制的性状 性染色体基因控制的性状 发生 在两种性别上,但受个体影响存在差异 在两种性别上,和性别的发生频率有差异 (4)环境影响:由于受环境影响,导致表现型与基因型不符合的现象。例如果蝇长翅(V)和残翅(v)的遗传受温度的影响,其表现型、基因型与环境的关系如表: 2.解题指导 (1)透过现象理解本质 ①不完全显性只是两个基因间的作用关系不同于完全显性,它们在形成配子时基因仍存在分离现象。 环境 表现型 基因型 25 ℃ (正常温度) 35 ℃ VV、Vv 长翅 残翅 vv 残翅 ②复等位基因尽管有多个,但遗传时仍符合分离定律,彼此之间有显隐性关系,表现特定的性状。 ③从性遗传的本质为表现型=基因型+环境条件(性激素种类及含量差异等)。 (2)掌握一个解题原则 此类问题遵循基因的分离定律,解题的关键是准确区分基因型和表现型的关系,明确特殊情境下的个体比例变化。 对点落实 1.在牵牛花的遗传实验中,用纯合红色牵牛花(AA)和纯合白色牵牛花(aa)杂交,F1全是粉红色牵牛花。将F1自交后,F2中出现红色、粉红色和白色三种类型的牵牛花,比例为1∶2∶1,如果取F2中的全部粉红色牵牛花和红色牵牛花分别进行自交,则后代表现型及比例应该为(   ) A.红色∶粉红色∶白色=1∶2∶1 B.红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1 C.红色∶粉红色∶白色=1∶4∶1 D.红色∶粉红色∶白色=4∶4∶1 B 解析:由题意分析可知,F2中粉红色与红色的比例为2∶1,因此自交时,1/3AA自交子代为1/3AA,2/3Aa自交子代1/6AA、2/6Aa、1/6aa,整体下来为3/6AA、2/6Aa、1/6aa,对应表现型及比例为红色∶粉红色∶白色=3∶2∶1。 2.(2018·湖北重点中学联考)二倍体喷瓜有雄性(G)、两性(g)、雌性(g-)三种性别,三个等位基因的显隐性关系为G>g>g-,下列有关叙述错误的是(   ) A.雄性喷瓜的基因型中不存在GG个体 B.两性植株自交后代中不存在雄株 C.雄株与雌株杂交子代中雄株所占比例为2/3 D.两性植株群体内随机授粉,子代纯合子比例>50% C 解析:依题意可知:雌性(g-)植株和两性(g)植株均不能产生基因型为G的卵细胞,因此没有基因型为GG的受精卵,雄性喷瓜的基因型中不存在GG个体;两性植株的基因型为gg、gg-,其自交后代中不存在含有G基因的个体,即不存在雄株;雄株的基因型为Gg、Gg-,雌株的基因型为g-g-,二者杂交子代中雄株所占比例为50%;两性植株的基因型为gg、gg-,若群体内随机传粉,gg自交后代均为纯合子,gg-自交和gg×gg-杂交,其后代纯合子与杂合子比例相等,因此子代纯合子比例>50%。 3.果蝇的黑体(v)与灰体(V)是一对相对性状,某实验小组对果蝇的这对相对性状进行遗传研究。如果用含有某种添加剂的食物喂养果蝇,所有的果蝇都是黑体,现有一只用含有该种添加剂的食物喂养的黑体雄果蝇,请设计一个实验探究其基因型。 (1)应选取? 果蝇与待测果蝇交配。 (2)用             喂养子代果蝇。? 解析:(1)检测某动物的基因型,常用测交法,即选取多只用不含添加剂的食物喂养的黑体雌果蝇(vv)与待测雄果蝇交配。(2)用不含添加剂的食物喂养子代果蝇。 答案:(1)多只用不含添加剂的食物喂养的黑体雌 (2)不含添加剂的食物 (3)通过观察子代果蝇性状,推断待测果蝇的基因型: ①若子代       ,则待测果蝇的基因型为VV;? ②?  ;? ③?  。? 解析:(3)①若子代全为灰体,则待测果蝇的基因型为VV,即VV×vv→Vv;②若子代全为黑体,则待测果蝇的基因型为vv,即vv×vv→vv;③若子代既有灰体,也有黑体,则待测果蝇的基因型为Vv,即Vv×vv→Vv、vv。 答案:(3)①全为灰体 ②若子代全为黑体,则待测果蝇的基因型为vv ③若子代既有灰体,又有黑体,则待测果蝇的基因型为Vv 4.(2018·山东菏泽模拟)羊毛的黑色和白色(相关基因用A、a表示)、羊的有角和无角(相关基因用B、b表示)是由位于两对常染色体上的不同基因控制的,两对基因独立遗传,其毛色的遗传图解如下: 请回答下列相关问题: (1)羊的毛色中,     为显性性状, F1中的两黑色羊再生一黑色母羊的概率 为    。 解析:(1)根据图解判断白色为隐性性状,黑色为显性性状。F1黑色羊的基因型为Aa,F1中的两黑色羊再生一黑色母羊的概率为3/4×1/2=3/8。 答案:(1)黑色 3/8  (2)用多对纯合的有角公羊和无角母羊杂交,得到足够多的子一代,F1中公羊全为有角,母羊全为无角。F1个体相互交配,在F2公羊中,有角∶无角=3∶1;在F2母羊中,有角∶无角=1∶3。某生物学家对此作出的解释是相同的基因型在公羊和母羊中的    可能不同。若此解释正确,则F2无角母羊的基因型及比例为  。? 若要验证此解释是否成立,应让无角公羊和              交配,若子代               ,则此解释正确。该生物学家的探究过程体现了现代科学研究中常用的一种科学方法叫作       。? 解析:(2)根据F2的表现型判断F1的基因型为Bb,Bb的公羊有角,Bb的母羊无角。F2无角母羊的基因型及比例为Bb∶bb=2∶1。若要验证此解释成立,可让无角公羊(bb)与多只F1的无角母羊(Bb)或有角母羊(BB)交配,观察后代公羊和母羊的表现型及比例。 答案:(2)表现型 Bb∶bb=2∶1 F1中的多只无角母羊(或多只有角母羊) 公羊中,有角与无角比例为1∶1,母羊全为无角(或公羊全为有角,母羊全为无角) 假说—演绎法 突破点二 基因分离定律中的致死问题 典例引领 某生物的长尾对短尾为显性,控制基因为A/a,存在胚胎致死效应,假设有两种情况:甲情况为显性基因纯合致死;乙情况为隐性基因纯合致死。下列叙述不正确的是(  ) A.甲情况下,长尾个体相互交配,子代的性状分离比为 2∶1 B.甲情况下,无须通过测交来确定长尾个体的基因型 C.乙情况下,必须通过测交才能确定长尾个体的基因型 D.乙情况下,该生物种群中a基因频率可能会逐代降低 【审题指导】 (1)题目给出两种致死情况的信息:甲情况是显性纯合致死,乙情况是隐性纯合致死。 (2)甲情况显性纯合致死,群体中显性个体为Aa,隐性个体为aa;乙情况隐性纯合致死,群体中都为显性个体,基因型为AA或Aa。 解析:甲情况下,长尾中的雌雄个体交配,子代中基因型及比例为AA∶Aa∶ aa=1∶2∶1,其中AA胚胎致死,因此子代中长尾∶短尾=2∶1,甲情况为显性纯合致死,长尾个体的基因型只有Aa,无须通过测交来确定基因型;乙情况为隐性纯合致死,因此没有基因型为aa的个体存在,因此无法进行测交实验;隐性纯合致死会使a的基因频率逐渐降低。 答案:C 素养提升 1.理解五种常见的致死现象 (1)显性致死:显性基因具有致死作用。若为显性纯合致死,杂合子自交后代显∶隐=2∶1。 (2)隐性致死:隐性基因同时存在于同一对同源染色体上时,对个体有致死作用。如植物中的白化基因(bb)使植物不能形成叶绿素,不能进行光合作用而死亡。 (3)配子致死:致死基因在配子时期发生作用,不能形成有生活力的配子的现象。 (4)合子致死:致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用,不能形成活的幼体或个体早夭的现象。 (5)染色体缺失也有可能造成致死现象。 2.抓住一个解题关键 无论哪一种致死情况,只要掌握分离定律的实质,及一对相对性状遗传的各种组合方式和分离比,结合题目中的信息,通过和正常杂交对比就可以判断出造成比例异常的可能原因,进而快速解题。 对点落实 1.(2019·山东临沂月考)猫的无尾、有尾受一对等位基因控制,为了选育纯种的无尾猫,让无尾猫自交多代,发现每一代中总会出现约1/3的有尾猫,其余均为无尾猫。下列判断错误的是(   ) A.猫的无尾是显性性状 B.自交后代出现有尾猫是基因突变所致 C.自交后代无尾猫中只有杂合子 D.无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2 解析:无尾猫和无尾猫杂交,后代出现约1/3的有尾猫,说明无尾是显性,有尾是隐性,显性基因存在纯合致死现象。 B 2.一豌豆杂合子(Aa)植株自交时,下列叙述错误的是(   ) A.若自交后代的基因型比例是2∶3∶1,可能是含有隐性基因的花粉50%的死亡造成 B.若自交后代的基因型比例是2∶2∶1,可能是隐性个体有50%的死亡造成 C.若自交后代的基因型比例是4∶4∶1,可能是含有隐性基因的配子有50%的死亡造成 D.若自交后代的基因型比例是1∶2∶1,可能是花粉有50%的死亡造成 B 解析:一豌豆杂合子Aa植株自交时,后代基因型及比例理论上应该是AA∶Aa∶aa=1∶2 ∶1。若含有隐性基因的花粉50%死亡,则该豌豆杂合子Aa植株产生的雌配子为1/2A、1/2a,雄配子为2/3A、1/3a,其自交后代基因型比例是2∶3∶1;若自交后代的基因型比例是2∶2∶1,可能是显性杂合子和隐性个体都有50%的死亡造成;若含有隐性基因的配子有50%的死亡,则该豌豆杂合子Aa植株可以产生雌、雄配子均为2/3A、1/3a,其自交后代的基因型比例是 4∶4∶1;若花粉有50%的死亡,并不影响花粉的基因型比例,所以后代的性状分离比仍然是1∶2∶1。 3.果蝇的隐性突变基因a纯合时导致雌蝇不育(无生殖能力),对雄蝇无影响。一对基因型为Aa的果蝇交配产生子一代,子一代随机交配产生子二代。下列叙述正确的是(   ) A.在子二代和子一代中,雄性果蝇均多于雌性果蝇 B.子二代和子一代相比,A的基因频率增大 C.子二代和子一代相比,各基因型的比值没有改变 D.因为没有致死现象,子二代果蝇和子一代相比未进化 B 解析:一对基因型为Aa的果蝇交配产生的子一代基因型为AA∶Aa∶aa=1∶ 2∶1,A的基因频率为50%,子一代随机交配时,雄蝇产生的配子A、a各占1/2,雌蝇由于aa无生殖能力,产生的配子中A配子占2/3,a配子占 1/3,子二代中雌性果蝇和雄性果蝇中AA∶Aa∶aa=2∶3∶1,A的基因频率约为58%。 4.(2018·山东青岛一模)科研人员将某纯合的二倍体无叶舌植物种子送入太空,返回后种植得到了一株有叶舌变异植株,经检测发现该植株体细胞内某条染色体上多了4对脱氧核苷酸。已知控制有叶舌、无叶舌的基因位于常染色体上。请分析回答下列问题: (1)从变异类型分析,有叶舌性状的产生是       的结果,该个体为    (填“纯合子”或“杂合子”)。? 解析:(1)根据题意,有叶舌与无叶舌是一对相对性状,受常染色体上的等位基因控制,且有叶舌的出现是由于多了4对脱氧核苷酸,说明基因、DNA和染色体的数量都没有改变,改变的是基因的结构,属于基因突变。因只有一杂染色体上的基因发生突变,所以突变体为杂合子。 答案:(1)基因突变 杂合子 (2)让有叶舌变异植株自交,后代有叶舌幼苗134株、无叶舌幼苗112株,这一结果    (填“符合”或“不符合”)孟德尔自交实验的分离比。? 解析:(2)已知有叶舌变异植株是杂合子,其自交后代的性状分离比应该是3∶1,而结果是接近1∶1,不符合孟德尔自交实验的分离比。 答案:(2)不符合 (3)针对(2)中的现象,科研人员以有叶舌植株和无叶舌植株作为亲本进行杂交实验,统计母本植株的结实率,结果如表所示。 由表中数据分析推断,该变异能导致    配子育性大大降低。? 杂交 编号 亲本组合 结实数/授粉 的小花数 结实率 ① ♀纯合无叶舌× ♂纯合有叶舌 16/158 10% ② ♀纯合有叶舌× ♂纯合无叶舌 148/154 96% ③ ♀纯合无叶舌× ♂纯合无叶舌 138/141 98% 解析:(3)由表中数据分析推断,该变异能导致(有叶舌)雄配子育性大大降低。 答案:(3)(有叶舌)雄 (4)研究人员从上表杂交后代中选择亲本进一步设计测交实验,根据测交后代性状的出现情况验证上述推断。请写出实验的思路和结果。 ? ? ? ?  。 解析:(4)从杂交组合①或②的后代中选择有叶舌为父本,从杂交组合③的后代中选择无叶舌植株为母本进行杂交,观察记录后代的性状表现。结果是后代出现少量的有叶舌植株,大量的无叶舌植株。 答案:(4)思路:从杂交组合①或②的后代中选择有叶舌植株为父本,从杂交组合③后代中选择无叶舌植株为母本,进行杂交,观察记录后代的性状表现。 结果:后代出现少量的有叶舌植株,大量的无叶舌植株 素养提升课5 基因自由组合定律的异常、特殊分离比 突破点一 基因间相互作用导致性状分离比的改变 典例引领 (2016·全国Ⅲ卷)用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交,F1全部表现为红花。若F1自交,得到的F2植株中,红花为272株,白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株。根据上述杂交实验结果推断,下列叙述正确的是(  ) A.F2中白花植株都是纯合体 B.F2中红花植株的基因型有2种 C.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上 D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多 【审题指导】 (1)纯合红花与纯合白花植株杂交,F1全为红花,F1自交F2中红花∶白花为272∶212 ≈9∶7。 (2)F1红花与纯合白花植株杂交,杂交后代红花∶白花为101∶302≈1∶3。 (3)说明两对基因存在互作关系,A B 为红花,A bb,aaB ,aabb为白花。? 解析:题中“若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉,得到的子代植株中,红花为101株,白花为302株”,该结果相当于测交后代表现出了1∶3的分离比,可推断该相对性状受两对等位基因控制,且两对基因独立遗传,位于两对同源染色体上。设相关基因为A、a和B、b。由F2的性状分离比接近9∶7,可推知A B 表现为红花,A bb、aaB 、aabb都表现为白花,因此F2中的白花植株中既有纯合体也有杂合体;F2中红花植株的基因型有AABB、AaBB、AABb、AaBb,共4种;F2中白花植株的基因型有 5种,比红花植株的基因型种类多。? 答案:D 素养提升 1.理解9∶3∶3∶1变式的实质 由于非等位基因之间常常发生相互作用而影响同一性状表现,出现了不同于9∶3∶3∶1的异常性状分离比,如图所示,这几种表现型的比例都是从9∶3 ∶3∶1的基础上演变而来的,只是比例有所改变(根据题意进行合并或分解),而基因型的比例仍然和独立遗传是一致的,由此可见,虽然这种表现型比例不同,但同样遵循基因的自由组合定律。 2.“合并同类项法”巧解两对基因自由组合定律特殊分离比 第一步,判断是否遵循基因自由组合定律:若双杂合子自交后代的表现型比例之和为16(存在致死现象除外),不管以什么样的比例呈现,都符合基因
展开
  • 资料类型: 课件
  • 资料版本:人教版(新课程标准)
  • 适用地区:全国
  • 文件大小:23.7M
中小学老师必备的微课技能

下载与使用帮助