1、 1 -一、高考大题专练细胞代谢和遗传变异1如图 1 表示小麦叶肉细胞在不同光照强度下(其他条件不变且适宜)，单位时间内 CO2释放量和 O2产生量的变化。(1)除图示条件外，影响光合作用的外界因素还有_CO 2浓度、温度、水分等_(至少答出两个)。(2)在光照强度为 b 时，小麦叶肉细胞的光合速率_小于_(选填“大于” “小于”或”等于”)呼吸速率；光照强度为 c 时小麦_不能_(选填“能”或“不能”)正常生长；光照强度为 d 时叶肉细胞单位时间内从外界吸收_2_个单位的 CO2。(3)日常生活中你会观察到，在其他条件相同且适宜的情况下，小麦幼苗在黑暗中比阳光下生长得快。为此，某同学探究了
2、光照对小麦胚轴生长的影响，结果如图 2。实验材料器具：小麦种子若干、光照培养箱(光照强度范围 020 000 lx，温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺、清水、纱布等。请完成该实验设计，并写出实验结论。_实验设计：选出颗粒饱满、大小一致的小麦种子若干，清水浸泡后均分成 6 组，分别置于 0、4 000、 8 000、12 000、16 000、20 000 lx 的光照条件下培养(注意：至少分 3 组，每组种子数量相同，光照强度必须设置 0 lx 组)。在适宜温度下培养 7 天，每天测量每组胚轴长度并计算平均值。实验结论：胚轴在黑暗中生长快，在光照下生长较慢(光照抑制小麦胚轴的生长)。_解
3、析 (1)图 1 中影响光合作用的环境因素是光照强度，除此之外还有 CO2浓度、温度、水分等。(2)图 1 中，光照强度为 b 时仍然有 CO2的释放，说明此时呼吸速率大于光合速率。光照强度为 c 时没有 CO2的释放，氧气的产生量等于 a 点时 CO2的释放量，就叶肉细胞来看，此时既没有氧气的释放也没有二氧化碳的释放，光合速率等于呼吸速率，没有有机物的积累，不能正常生长。光照强度为 d 时，氧气的产生量是 8，比 c 补偿点多了 2，根据光合作用的过程可知，光合作用从外界吸收的 CO2也是 2 个单位。(3)该实验目的是探究光照对小麦胚轴生长的影响，所以应针对种子的萌发条件设计对照实验，对照
4、性的探究实验应注意变量的唯一性，因为探究光照的影响，保持其他条件都相同，设置相应的不同光照强度即可。据图 2 分析可知，该实验- 2 -的结论是小麦胚轴在黑暗中比在光照下长得更快。2某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取与分离实验，实验结果如图所示。回答下列问题：(1)的色素名称是_叶黄素_，若缺少该色素，则植株对_蓝紫_光的吸收能力减弱。(2)将提取到的滤液收集到试管中，塞上橡皮塞，将试管置于适当的光照条件下 23 min后，试管内的氧气含量_不变_(填“增加” “减少”或“不变”)。(3)该实验小组为了研究缺失第条色素带的植株(甲)和正常的植株(乙)光合速率的差异，设计实验所
5、测得的相关数据(温度和 CO2浓度等条件均适宜)如下表，回答下列问题：比较项目 甲植物 乙植物光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(klx) 1 3光合速率达到最大值时的最小光照强度(klx) 3 9光合速率达到最大值时 CO2吸收量 mg/(100 cm2h) 12 30黑暗条件下 CO2释放量 mg/(100 cm2h) 6 14当光照强度为 1 klx 时，乙植物的光合速率_小于_(填“大于” “小于”或“等于”)呼吸速率，若将甲植物从光照强度为 1 klx 的环境中移至光照强度为 3 klx 的环境中，甲植物光合作用所需 CO2来源于_线粒体(或细胞呼吸)和外界环境_。当光照强度为 3
6、klx 时，甲、乙两植物固定 CO2速率的差为_4_mg/(100 cm 2h)。解析 (1)由图分析可知，、代表的色素名称分别是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素。其中叶黄素主要吸收蓝紫光，若缺少该色素，则植株对蓝紫光的吸收能力减弱。(2)在提取色素的过程中，因叶绿体的类囊体结构遭到破坏，色素提取液不能完成光反应，所以将装有滤液的试管置于适当的光照条件下 23 min 后，试管内氧气含量不变。(3)分析表中数据可知，乙植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度为 3 klx，因此当光照强度为 1 klx 时，乙植物的光合速率小于呼吸速率。甲植物的光合速率与呼吸速率相等时的光照强度为 1
7、klx；若将甲植物从光照强度为 1 klx 的环境中移至光照强度为 3 klx 的环境中，甲植物的光合速率大于呼吸速率，此时甲植物光合作用所需 CO2来源于线粒体(或细胞呼吸)和外界环境。表中黑暗条件下 CO2释放量表示呼吸速率，光合速率最大值时 CO2吸收量表示净光合速率，实际光合速率净光合速率呼吸速率。当光照强度为 3 klx 时，甲植物光合速率达到最大值，此时甲植物固定 CO2速率即实际光合速率12618 mg/(100 cm2h)，而乙植物的实际光合速率呼吸速率14 mg/(100 cm2h)，即乙植物固定 CO2速率为 14 mg/(100 cm2h)。综上分析：当光照强度为 3 k
8、lx 时，甲、乙两植物固定 CO2速率的差18144 mg/(100 cm 2h)。3某雌雄同株异花植物花色产生机理为：白色前体物质黄色红色，A 基因(位于 2 号染色体上)控制黄色；B 基因(位置不明)控制红色。用纯种白花和纯种黄花杂交得 F1，F 1自交得F2，实验结果见下表甲组。组别 甲 乙- 3 -亲本 黄花白花 白花黄花F1 红花 红花F2 红花黄花白花934 红花黄花白花314(1)与豌豆杂交相比，该植物的杂交可以省去_去雄_环节，但仍需在开花前给雌花_套袋_处理。(2)甲组亲本的基因型分别为_AAbb_、_aaBB_。(3)B 基因和 b 基因中的碱基数目_不一定_(填“一定”或
9、不一定”)相等，在遗传时遵循基因的_分离_定律。根据表中实验结果，推知 B 基因_不是_(填“是”或“不是”)位于2 号染色体上。(4)研究人员再次重复该实验，结果如表中乙所示。经检测得知，乙组 F1的 2 号染色体部分缺失导致含缺失染色体的雄配子死亡。由此推测乙组 F1的 2 号染色体缺失部分_不包含_(填“包含”或“不包含”)A 或 a 基因，发生染色体缺失的是_A_(填“A”或“a”)基因所在的 2号染色体。解析 (1)由于该植物为雌雄同株异花植物，因此该植物的杂交可以省去去雄环节，但仍需在开花前给雌花套袋处理，排除其他花粉的干扰，保证实验的准确性。(2)由题可知，红花基因型为 A_B
10、黄花基因型为 A_bb，白花基因型为 aa_ _。用甲组亲本纯种白花和纯种黄花杂交得 F1红花，F 1自交得 F2，由 F2中红花黄花白花934 可知，F 1基因型均为 AaBb，则甲组亲本的基因型分别为 AAbb、aaBB。(3)基因 B 和基因 b 为等位基因，二者的碱基数目不一定相等。但在遗传时依然遵循基因的分离定律，根据甲组实验 F2的花色及比例可知控制花色的两对基因独立遗传，因此遵循基因自由组合定律，进而推知 B 基因不位于 2 号染色体上。(4)乙组 F2表现型及比例为红花黄花白花314，经检测得知乙组 F1的 2 号染色体部分缺失导致含缺失染色体的雄配子死亡，故可判断 2 号
11、染色体的缺失部分不包含 A 或 a 基因，发生染色体缺失的是 A 基因所在的 2 号染色体。4 “母性效应”是指子代某一性状的表现型由母体的染色体基因型决定，而不受本身基因型的支配。椎实螺是一种雌雄同体的软体动物，一般通过异体受精繁殖，但若单独饲养，也可以进行自体受精，其螺壳的旋转方向有左旋和右旋两种，旋转方向符合“母性效应” ，遗传过程如图所示。现有右旋和左旋椎实螺若干，回答下列问题：(1)螺壳表现为右旋的个体基因型可能为_dd 或 Dd 或 DD_。(2)F2出现三种基因型的根本原因是_F 1形成配子时，等位基因发生分离_。F 2自交，后代- 4 -基因型为 dd 的比例为_3/8_。(3
12、)欲判断某左旋椎实螺的基因型，可用任意的椎实螺作父本进行交配，统计杂交后代 F1的性状。若子代表现情况是_左旋_，则该左旋椎实螺是纯合子；若子代的表现情况是_右旋_，则该左旋椎实螺是杂合子。解析 (1)由图可知螺壳表现为左旋的个体基因型可能为 dd 或 Dd，螺壳表现为右旋的个体基因型可能为 dd 或 Dd 或 DD。(2)F 1形成配子时，等位基因发生分离，随机结合后出现三种基因型。F 2自交，后代基因型中 dd 来自基因型为 Dd 和 dd 的个体自交，其比例为：1/21/41/43/8。(3)左旋螺的基因型为 Dd 或 dd，故可以用任意右旋螺作父本与该螺杂交，若左旋螺基因型为 Dd，则
13、子代螺壳应为右旋，若左旋螺基因型为 dd，则子代螺壳应为左旋。5为了研究某种经济作物光合作用的影响因素，研究小组将其分为 4 组，分别用强度相同的 4 种可见光照射，在不同 CO2浓度下，测定各组叶片的净光合速率(各组呼吸速率基本不变)，得到各组叶片的 CO2补偿点、CO 2饱和点。结合表中数据回答下列问题：组别光质molmol 1CO2补偿点molmol 1CO2饱和点molmol 1最大净光合速率mol(CO 2)m2 s1A 白光 78.3 1297.5 312B 红光 83.1 12813 26.1C 黄光 918 1174.9 20.4D 蓝光 99.2 1334.6 33.4注明：
14、CO 2补偿点指叶片吸收 CO2的速率与释放 CO2的速率相同时的外界环境中 CO2浓度，CO2饱和点指叶片的光合速率不再随 CO2浓度的升高而增大时的外界环境中 CO2浓度。(1)叶绿体中吸收蓝紫光的色素主要有_叶绿素和类胡萝卜素_，吸收红光的色素主要有_叶绿素_。(2)该实验的自变量是_光质和二氧化碳浓度_。(3)环境 CO2浓度为 78.3 molmol 1 时，A 组叶片净光合速率是_0_molm 2 s1 。(4)环境 CO2浓度为 1 300 molmol 1 时，叶片净光合速率不再增加的是_A、B、C(缺一不可)_组作物，依据是_1_300_molmol 1 的 CO2浓度已经超
15、过了 A、B、C 三组的 CO2饱和点_。解析 (1)叶绿体中吸收蓝紫光的色素主要有叶绿素和类胡萝卜素，吸收红光的色素主要有叶绿素。(2)由表格可知，该实验的自变量是光质和 CO2浓度，因变量为植物叶片的净光合速率。(3)环境 CO2浓度为 78.3 molmol 1 时，为 A 组叶片 CO2补偿点，此时 A 组叶片净光合速率是 0。(4)环境 CO2浓度为 1 300 molmol 1 时，已经超过了 A、B、C 三组叶片的 CO2饱和点，因此净光合速率不再增加的是 A、B、C 组作物。6在恒温密闭的玻璃温室内进行植物栽培实验，用红外仪器测定温室内 CO2浓度及植物CO2吸收速率(结果如图
16、整个过程呼吸作用强度恒定)。结合所学知识，回答下列问题：- 5 -(1)实验开始后，在第_3_h 时开始光照；与第 12 h 时相比，第 18 h 时植物叶绿体内 C3的生成速率_较慢_(填“较快”或“较慢”)；20 h 植物细胞呼吸产生的 CO2的移动方向是_由线粒体移向叶绿体和外界_。(2)在图中，48h 内，叶绿体利用 CO2速率最大的时刻是_36_h 时，植物有机物含量最多的时刻是_42_h 时。(3)与 a 点相比， b 点时植物的有机物_没有_(填“有”或“没有”)积累，判断的依据是_温室内的 CO2浓度在 a 点与 b 点时相等_。解析 (1)据图分析，3 h 时 CO2的吸收
17、速率开始上升，所以是从此时刻开始光照。由 12 h 到 18 h 时，CO 2浓度不断减小，C 3的生成速率不断下降。20 h 时呼吸速率大于光合速率，此时植物细胞呼吸产生的 CO2的移动方向是由线粒体移向叶绿体和外界。(2)图中 36 h 时 CO2的吸收速率最大，故此时叶绿体利用 CO2速率最大；42 h 时容器内的 CO2浓度最低，此时有机物积累量最多。(3)据曲线分析，曲线中 a 点和 b 点比较， b 点时室内的 CO2浓度与 a 点时相等，用于光合作用合成有机物消耗的 CO2和分解有机物释放的 CO2相等，表明此段时间内没有有机物的积累。7某二倍体植物(2 n42)在栽培过程中会出
18、现单体。单体比正常个体少一条染色体，用(2n1)表示。分析回答问题：(1)形成该植物单体的变异类型是_染色体(数目)变异_。(2)利用该植物单体植株(2 n1)与正常二倍体植株杂交，子代中单体植株占 50%，正常二倍体植株占 50%。这说明该杂交实验中，单体植株减数分裂产生的 n 型和( n1)型的配子比例为_11_。(3)该植物最多有_21_种单体，这些单体可用于基因的染色体定位。某育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，请设计实验来判断此隐性突变基因位于第几号染色体上。实验思路：_让隐性突变个体和各种单体杂交，若与某种单体杂交的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体
19、上_。解析 (1)单体比正常个体少一条染色体，属于染色体数目变异。(2)根据单体植株与正常二倍体植株杂交，子代中单体植株与正常二倍体植株的比例为 11，且正常植株产生的配子为 n 型，说明该杂交实验中，单体植株减数分裂产生的 n 型和( n1)型的配子比例为 11。(3)若不考虑同源染色体之间的差异，该植物染色体数目是 2n42 条，一个染色体组中含有 21 条染色体，单体比正常个体少一条染色体，可以少一个染色体组中任何一条染色体，故该植物共有 21 种单体。要通过设计实验来判断该隐性突变基因位于第几号染色体上，可以让隐性突变个体和各种单体杂交，若与某种单体杂交的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体- 6 -上。
