DNA分子的結(jié)構(gòu)復(fù)制和基因的本質(zhì)

1、第2課DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制和基因的本質(zhì)考點(diǎn)一DNA分子的結(jié)構(gòu) 【核心知識(shí)突破】1.DNA分子的結(jié)構(gòu)：2.DNA分子的特性：(1)相對(duì)穩(wěn)定性：DNA分子中_交替連接的方式不變，兩條鏈間_的方式不變。(2)多樣性：不同的DNA分子中_數(shù)目不同，排列順序多種多樣。若某DNA分子中有n個(gè)堿基對(duì)，則排列順序有_種。磷酸和脫氧核糖堿基互補(bǔ)配對(duì)脫氧核苷酸4n(3)特異性：每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA分子的特定的_，代表了特定的遺傳信息。堿基對(duì)排列順序3.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及相關(guān)計(jì)算：(1)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是指在DNA分子形成堿基對(duì)時(shí)，A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系

2、。(2)有關(guān)推論。任意兩個(gè)非互補(bǔ)堿基之和恒等，如A+G=T+C=A+C=T+G。在雙鏈DNA分子中，互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等。設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%，則A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。簡(jiǎn)記為“配對(duì)的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。雙鏈DNA分子中，非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。設(shè)雙鏈DNA分子中，一條鏈上 則 所以互補(bǔ)鏈上 簡(jiǎn)記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中，不配對(duì)兩堿基和的比值乘積為1”。4.【教材易漏知識(shí)】必修2 P58 “科學(xué)技術(shù)社會(huì)”、P60“思維拓展”：DNA指紋圖譜法的基本操作從生物樣品中提

3、取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可運(yùn)用PCR技術(shù)擴(kuò)增出DNA片段或者完整的基因組DNA，然后將擴(kuò)增出的DNA用合適的限制酶切成DNA片段，利用電泳技術(shù)將這些片段按大小分開后，轉(zhuǎn)移至尼龍濾膜上，然后將已標(biāo)記的DNA探針與膜上具有互補(bǔ)堿基序列的DNA片段雜交，用放射自顯影便可獲得DNA指紋圖譜?！疚Ⅻc(diǎn)警示】DNA分子結(jié)構(gòu)三點(diǎn)提醒(1)DNA在DNA酶作用下能夠水解生成4種脫氧核苷酸；脫氧核苷酸徹底水解產(chǎn)物是磷酸、脫氧核糖和4種含氮堿基。(2)相鄰的堿基在DNA分子的一條單鏈中通過“-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-”相連接，在DNA的雙鏈之間通過“氫鍵”相連接。 (3)不是所有的脫氧核糖都連接著兩

4、個(gè)磷酸基團(tuán)，兩條鏈各有一個(gè)3端的脫氧核糖連接著一個(gè)磷酸基團(tuán)；DNA分子鏈的方向是從磷酸基到脫氧核糖，兩條鏈反向平行?！久肱姓`】1.分子大小相同、堿基含量相同的脫氧核苷酸分子所攜帶的遺傳信息一定相同。( )分析：遺傳信息是指堿基對(duì)的排列順序。與分子大小、堿基含量無(wú)關(guān)。2.雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。( )分析：雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和脫氧核糖是通過磷酸二酯鍵連接的。3.DNA分子的多樣性和特異性主要與它的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。( )分析：DNA分子的多樣性是指不同的DNA分子中脫氧核苷酸數(shù)目不同，排列順序多種多樣；特異性是指每種DNA分子都有區(qū)別于其他DNA分子的

5、特定的堿基對(duì)排列順序，均與空間結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。4.人體內(nèi)控制-珠蛋白的基因由1 700個(gè)堿基對(duì)組成，其堿基對(duì)可能的排列方式有41 700種。( )分析：若某確定的基因中有n個(gè)堿基對(duì)，則堿基對(duì)可能的排列方式不會(huì)是4n，而是小于4n。5.磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成DNA鏈的基本骨架。 ( )分析：磷酸與脫氧核糖交替連接排列在外側(cè)，構(gòu)成DNA鏈的基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)?！久}案例研析】【典例】(2017海南高考)DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對(duì)之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個(gè)比值的敘述，正確的是()A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子，后一比值不同

6、B.前一個(gè)比值越大，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高C.當(dāng)兩個(gè)比值相同時(shí)，可判斷這個(gè)DNA分子是雙鏈D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子，后一比值等于1 【審答技巧】(1)審題技巧：抓住關(guān)鍵詞“(A+T)/(G+C)”與“(A+C)/(G+T)”兩個(gè)比值的意義，“DNA分子中”指的是DNA雙鏈中。(2)答題關(guān)鍵：“(A+T)/(G+C)”在DNA雙鏈中、任一條DNA分子單鏈中都相等?！?A+C)/(G+T)”在不同物種的DNA雙鏈中都等于1?！窘馕觥窟xD。雙鏈DNA分子中A=T、G=C，因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不確定，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；由于G和C之間含有三個(gè)氫鍵，

7、含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小時(shí)，雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同時(shí)，只能推斷出4種堿基數(shù)目相同，無(wú)法判斷出這個(gè)DNA分子是雙鏈，C項(xiàng)錯(cuò)誤?！靖呖奸L(zhǎng)句應(yīng)答特訓(xùn)】如何辨識(shí)某份DNA樣品是雙鏈分子還是單鏈分子？提示：若A=T且C=G，則一般為雙鏈，否則為單鏈?！痉椒ㄒ?guī)律】小技巧解決DNA分子中有關(guān)堿基比例的計(jì)算(1)審清題意：搞清題中已知的和所求的堿基比例是占整個(gè)DNA分子堿基的比例，還是占DNA分子一條鏈上堿基的比例。(2)圖文轉(zhuǎn)換：畫一個(gè)DNA分子模式圖，并在圖中標(biāo)出已知的和所求的堿基；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其規(guī)律進(jìn)

8、行計(jì)算?！究键c(diǎn)題組診斷】角度一DNA分子堿基的相關(guān)計(jì)算1.(2014山東高考)某研究小組測(cè)定了多個(gè)不同雙鏈DNA分子的堿基組成，根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖，下列正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)【解題指南】(1)分析題圖，獲得解題信息。(2)利用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，借助特殊值作出準(zhǔn)確判斷。 【解析】選C。本題主要考查對(duì)DNA分子堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的理解。雙鏈DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)一條鏈中(A1+C1)/(T1+G1)=1時(shí)，其互補(bǔ)鏈中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C

9、1)=1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2019臨川模擬)從某生物組織中提取DNA進(jìn)行分析，其中鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基數(shù)的46%，又知該DNA分子的一條鏈(H鏈)所含的堿基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，則與H鏈相對(duì)應(yīng)的另一條鏈中，腺嘌呤、胞嘧啶分別占該鏈全部堿基數(shù)的()A.26%、22%B.24%、28%C.14%、11%D.11%、14%【解析】選A。已知DNA分子中，鳥嘌呤與胞嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的46%，即C+G=46%，則C=G=23%、A=T=50%-23%

10、=27%。又已知該DNA的一條鏈所含的堿基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A1=28%、C1=24%，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A=(A1+A2)2，C=(C1+C2)2，則A2=26%，C2=22%。3.(金榜原創(chuàng)預(yù)測(cè))藍(lán)藻細(xì)胞的DNA分子為環(huán)狀，酵母菌細(xì)胞的DNA分子為鏈狀，下列相關(guān)說法正確的是()A.環(huán)狀DNA分子中沒有游離的磷酸基團(tuán)B.環(huán)狀DNA分子中(A+C)/(T+G)1C.環(huán)狀DNA分子不具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)D.環(huán)狀DNA分子比鏈狀DNA分子更穩(wěn)定【解析】選A。環(huán)狀DNA鏈?zhǔn)孜蚕噙B，DNA鏈呈環(huán)狀，不會(huì)有裸露的5和3端，不會(huì)有游離的磷酸基團(tuán)，A正確；環(huán)狀DNA分子也是規(guī)則的雙螺旋

11、結(jié)構(gòu)，也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，故(A+C)/(T+G)=1，B、C錯(cuò)誤；DNA分子的穩(wěn)定性要看氫鍵數(shù)目的多少，不是看DNA分子形狀，D錯(cuò)誤。 【知識(shí)總結(jié)】 從DNA分子的空間結(jié)構(gòu)看DNA分子的穩(wěn)定性(1)每個(gè)DNA片段中，有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)；每個(gè)脫氧核糖連接著2個(gè)磷酸，每條單鏈上相鄰堿基不直接相連。(2)磷酸、脫氧核糖的排列順序是不變的，不包含遺傳信息，而堿基對(duì)的排列順序是可變的，堿基對(duì)的排列順序就蘊(yùn)藏著遺傳信息。(3)磷酸和脫氧核糖之間的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵，兩條鏈相鄰的2個(gè)堿基之間是氫鍵。A與T之間有兩個(gè)氫鍵，G與C之間有3個(gè)氫鍵，氫鍵越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，即G-C堿基對(duì)比例越大越穩(wěn)定。角度二

12、DNA分子的結(jié)構(gòu)和特性4.在搭建DNA分子模型的實(shí)驗(yàn)中，若有4種堿基塑料片共20個(gè)，其中4個(gè)C，6個(gè)G，3個(gè)A，7個(gè)T，脫氧核糖和磷酸之間的連接物14個(gè)，脫氧核糖塑料片40個(gè)，磷酸塑料片100個(gè)，代表氫鍵的連接物若干，脫氧核糖和堿基之間的連接物若干，則()A.能搭建出20個(gè)脫氧核苷酸B.所搭建的DNA分子片段最長(zhǎng)為7堿基對(duì)C.能搭建出410種不同的DNA分子模型D.能搭建出一個(gè)4堿基對(duì)的DNA分子片段【解析】選D。每個(gè)脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖及一分子含氮堿基組成。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，“4個(gè)C、6個(gè)G、3個(gè)A、7個(gè)T”能配對(duì)4個(gè)G-C和3個(gè)A-T，共7個(gè)堿基對(duì)。但是本題中脫氧核糖

13、和磷酸的連接物僅為14個(gè)，制約了搭建的模型中脫氧核苷酸數(shù)。因此14個(gè)脫氧核糖和磷酸的連接物能搭建的模型中每條鏈最多4個(gè)脫氧核苷酸，因此最多能搭建出一個(gè)含有4個(gè)堿基對(duì)的DNA分子片段，共含有8個(gè)脫氧核苷酸，理論上能搭建出不同的DNA分子模型遠(yuǎn)少于410種，故選D。5.(2018邢臺(tái)模擬)如圖表示雙鏈DNA分子的結(jié)構(gòu)，有關(guān)敘述正確的是()A.表示胸腺嘧啶脫氧核苷酸B.每個(gè)磷酸均連接著兩個(gè)脫氧核糖C.DNA復(fù)制時(shí)，解旋酶斷裂的是處的化學(xué)鍵D.堿基C和G的比例越大，該DNA片段熱穩(wěn)定性越高【解析】選D。由一個(gè)脫氧核苷酸的脫氧核糖、胸腺嘧啶與另一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸構(gòu)成，不能表示胸腺嘧啶脫氧核苷酸，A錯(cuò)誤

14、；位于每條鏈?zhǔn)锥说牧姿嶂贿B接著一個(gè)脫氧核糖，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制時(shí)，解旋酶斷裂的是處的氫鍵，C錯(cuò)誤；含有氫鍵數(shù)量越多，雙鏈DNA分子的熱穩(wěn)定性越高，在一個(gè)雙鏈DNA分子中，堿基對(duì)G與C之間有三個(gè)氫鍵，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，因此堿基C和G的比例越大，DNA片段熱穩(wěn)定性越高，D正確。6.據(jù)報(bào)道，英國(guó)劍橋大學(xué)科學(xué)家宣布在人體快速分裂的活細(xì)胞如癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了DNA的四螺旋結(jié)構(gòu)。形成該結(jié)構(gòu)的DNA單鏈中富含G，每4個(gè)G之間通過氫鍵等作用力形成一個(gè)正方形的“G-4平面”，繼而形成立體的“G-四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”(如圖)，下列有關(guān)敘述正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()該結(jié)構(gòu)是沃森和克里克首次發(fā)現(xiàn)的該結(jié)構(gòu)由一條脫氧核苷酸鏈

15、形成用DNA解旋酶可打開該結(jié)構(gòu)中的氫鍵該結(jié)構(gòu)中 的值與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的比值相等A.B.C.D.【解析】選B。本題以“G-四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”為素材，考查DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，考查識(shí)記、理解與運(yùn)用能力。難度適中?！癎-四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)”是由英國(guó)劍橋大學(xué)的科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)，但不是沃森和克里克首次發(fā)現(xiàn)的，錯(cuò)誤；由圖中實(shí)線可知，該結(jié)構(gòu)由一條脫氧核苷酸鏈形成，正確；DNA解旋酶能打開堿基對(duì)之間的氫鍵，因此用DNA解旋酶可打開該結(jié)構(gòu)中的氫鍵，正確；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中 的值始終等于1，而該結(jié)構(gòu)中 的值不一定等于1，因此該結(jié)構(gòu)中 的值與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的比值不一定相等，錯(cuò)誤。故選B?！炯庸逃?xùn)練】(2018濟(jì)

16、南模擬)20世紀(jì)50年代初，查哥夫?qū)Χ喾N生物DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)(A+T)/(C+G)的比值如下表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為能得出的結(jié)論是()DNA來源大腸桿菌小麥?zhǔn)筘i肝豬胸腺豬脾(A+T)/(C+G)1.011.211.211.431.431.43A.豬的DNA結(jié)構(gòu)比大腸桿菌DNA結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定一些B.小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同C.小麥DNA中(A+T)的數(shù)量是鼠DNA中(C+G)數(shù)量的1.21倍D.同一生物不同組織的DNA堿基組成相同【解析】選D。大腸桿菌DNA中(A+T)/(C+G)的比值小于豬的，說明大腸桿菌DNA所含CG堿基對(duì)的比例較高，而CG堿基對(duì)含三個(gè)氫鍵，因此大腸桿菌

17、DNA穩(wěn)定性高于豬的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；雖然小麥和鼠的(A+T)/(C+G)比值相同，但不能代表二者的堿基序列與數(shù)目相同，故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一生物的不同組織所含DNA的堿基序列是相同的，因此DNA堿基組成也相同，故D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二DNA分子的復(fù)制 【核心知識(shí)突破】1.概念：以_為模板，合成子代DNA的過程。2.時(shí)間：有絲分裂_、減數(shù)第一次分裂前的_。 DNA兩條鏈間期間期3.過程：4.特點(diǎn)：(1)復(fù)制方式為_。(2)邊解旋邊復(fù)制。5.DNA分子精確復(fù)制的原因：(1)DNA分子的_結(jié)構(gòu)提供精確的模板。(2)_保證復(fù)制精確進(jìn)行。半保留復(fù)制雙螺旋堿基互補(bǔ)配對(duì)原則6.意義：使_從親代傳給子代，保持了遺傳信息

18、的_。7.研究DNA復(fù)制的常用方法：同位素示蹤法和密度梯度離心法，常用_標(biāo)記，通過離心在試管中形成不同位置的DNA條帶。遺傳信息連續(xù)性3H、15N8.對(duì)DNA復(fù)制方式的推測(cè)：(1)方式推測(cè)：沃森和克里克提出假說：DNA分子復(fù)制方式為_。(2)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。實(shí)驗(yàn)方法：_。半保留復(fù)制放射性同位素示蹤法和離心技術(shù)實(shí)驗(yàn)原理：含15N的雙鏈DNA密度大，含14N的雙鏈DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。實(shí)驗(yàn)假設(shè)：_。DNA以半保留的方式復(fù)制實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后應(yīng)出現(xiàn)3條DNA帶。重帶(密度最大)：兩條鏈都為_標(biāo)記的親代雙鏈DNA；中帶(密度居中)：一條鏈為_標(biāo)記，另一條鏈為_標(biāo)記的

19、子代雙鏈DNA；輕帶(密度最小)：兩條鏈都為_標(biāo)記的子代雙鏈DNA。15N14N15N14N實(shí)驗(yàn)過程。過程分析：立即取出，提取DNA離心_。繁殖一代后取出，提取DNA離心全部中帶。繁殖兩代后取出，提取DNA離心_。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_。全部重帶1/2輕帶、1/2中帶DNA的復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的9.DNA復(fù)制過程中的數(shù)量關(guān)系：DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，若將親代DNA分子復(fù)制n代，其結(jié)果分析如下：(1)子代DNA分子數(shù)為_個(gè)。含有親代鏈的DNA分子數(shù)為_個(gè)。不含親代鏈的DNA分子數(shù)為_個(gè)。含子代鏈的DNA分子數(shù)為_個(gè)。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為_條。親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為_條。新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為_條

20、。2n22n-22n2n+122n+1-210.利用圖示法理解細(xì)胞分裂與DNA復(fù)制相結(jié)合(假設(shè)細(xì)胞中含有1對(duì)同源染色體)：規(guī)律總結(jié)：(1)DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中子細(xì)胞標(biāo)記情況分析。最后形成的4個(gè)子細(xì)胞有三種組合：第一種情況：2個(gè)細(xì)胞是 ，2個(gè)細(xì)胞是 。第二種情況：4個(gè)細(xì)胞都是 。第三種情況：2個(gè)細(xì)胞是 ，1個(gè)細(xì)胞是 ，1個(gè)細(xì)胞是 。 (2)DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂中染色體標(biāo)記情況分析：若只復(fù)制一次，產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記；若復(fù)制兩次，產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記?！疚Ⅻc(diǎn)警示】DNA復(fù)制四點(diǎn)警示(1)DNA復(fù)制方式的提出與證實(shí)都是“假說演繹法”的成果。(2)真核細(xì)胞內(nèi)DNA分子多起點(diǎn)、雙向復(fù)制。

21、原核細(xì)胞內(nèi)擬核DNA分子單起點(diǎn)、雙向復(fù)制。(3)DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要在細(xì)胞核，失去分裂能力的細(xì)胞不再發(fā)生DNA復(fù)制。(4)DNA分子復(fù)制過程中具有相對(duì)的穩(wěn)定性，但也可能發(fā)生差錯(cuò)即發(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或改變基因突變?！久肱姓`】1.DNA分子全部解旋后才開始進(jìn)行DNA復(fù)制。( )分析：DNA分子邊解旋邊復(fù)制。2.在人體內(nèi)，成熟的紅細(xì)胞、漿細(xì)胞中不發(fā)生DNA的復(fù)制。( )分析：在人體內(nèi)，成熟的紅細(xì)胞無(wú)DNA，漿細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，不發(fā)生DNA的復(fù)制 。3.DNA必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈。( )分析：DNA酶是催化DNA水解，而不是催化其解旋。4.DNA復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，新

22、合成的兩條子鏈形成新的DNA雙鏈。( )分析：DNA復(fù)制新合成兩條子鏈，每一條子鏈都跟母鏈形成新的DNA雙鏈。5.DNA聚合酶催化兩個(gè)游離的脫氧核苷酸之間的連接。 ( )分析：DNA聚合酶是在有模板的條件下催化單個(gè)游離的脫氧核苷酸與脫氧核苷酸鏈的片段連接。【命題案例研析】【典例】(2016全國(guó)卷節(jié)選)在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來標(biāo)記DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脫氧)上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A-PPP或dA-PPP)。回答下列問題：(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的_(填“

23、”“”或“”)位上。(3)將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是_【審答技巧】(1)抓住關(guān)鍵信息：d表示脫氧、三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置(A-PPP或dA-PPP)。(2)找出思維盲區(qū)：噬菌體雙鏈DNA為半保留復(fù)制?！窘馕觥勘绢}主要考查DNA的結(jié)構(gòu)與同位素標(biāo)記法的應(yīng)用。(2)dATP去掉2個(gè)磷酸基團(tuán)后是合成DNA的原材料，若用32P標(biāo)記的dATP合成DNA，則標(biāo)記的磷酸基團(tuán)應(yīng)位于靠近A的位置上，即位上。(3)DNA的復(fù)

24、制是半保留復(fù)制，一個(gè)噬菌體DNA分子的2條鏈都用32P標(biāo)記，原標(biāo)記的2條鏈作為模板合成新的DNA，如此反復(fù)有且只有2條鏈被32P標(biāo)記，最終被分配到2個(gè)噬菌體中。答案：(2)(3)一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的2條單鏈只能被分配到2個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中有2個(gè)帶有標(biāo)記【核心素養(yǎng)新命題】科學(xué)思維分析與綜合(1)噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記后感染大腸桿菌，提供模板和酶的分別是什么？提示：噬菌體DNA；大腸桿菌。(2)在上題(3)中，檢測(cè)不到放射性的噬菌體有幾個(gè)？若DNA分子復(fù)制為全保留復(fù)制，含有放射性的噬菌體有幾個(gè)？其中含有3

25、2P的噬菌體所占比例為多少？提示：n-2，1個(gè)，1/n?！究键c(diǎn)題組診斷】角度一DNA分子復(fù)制的過程及相關(guān)計(jì)算1.(2019黃山模擬)真核細(xì)胞某生理過程如圖所示，下列敘述正確的是()A.酶1可使磷酸二酯鍵斷裂，酶2可催化磷酸二酯鍵的形成B.a鏈和b鏈的方向相反，a鏈與c鏈的堿基序列互補(bǔ)配對(duì)C.該圖表示DNA半保留復(fù)制過程，遺傳信息傳遞方向是DNARNAD.c鏈和d鏈中G+C所占比例相等，該比值越大DNA熱穩(wěn)定性越高【解析】選D。酶1是解旋酶，作用是使氫鍵斷裂，A錯(cuò)誤；a鏈和c鏈均與b鏈堿基互補(bǔ)配對(duì)，因此a鏈與c鏈的堿基序列相同，B錯(cuò)誤；DNA復(fù)制過程中遺傳信息傳遞方向是DNADNA，C錯(cuò)誤；c鏈

26、和d鏈中的堿基是互補(bǔ)配對(duì)的，A與T之間以兩個(gè)氫鍵連接，G與C之間以三個(gè)氫鍵連接，G+C所占比例越大，DNA分子的熱穩(wěn)定性越高，因此c鏈和d鏈中G+C所占比例相等，該比值越大DNA熱穩(wěn)定性越高，D正確。 2.(2018哈爾濱模擬)將一個(gè)沒有被放射性同位素32P標(biāo)記的大腸桿菌(擬核DNA呈環(huán)狀，共含有m個(gè)堿基，其中有a個(gè)胸腺嘧啶)放在含有32P-胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，檢測(cè)到如圖、兩種類型的DNA(虛線表示含有放射性的脫氧核苷酸鏈)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測(cè)與分析，正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A.DNA第二次復(fù)制產(chǎn)生的子代DNA有、兩種類型，比例為13B.DNA復(fù)制后分配到兩個(gè)子細(xì)

27、胞中時(shí)，其上的基因遵循基因分離定律C.復(fù)制n次需要胞嘧啶的數(shù)目是(2n-1)(m-a)/2D.復(fù)制n次形成的放射性脫氧核苷酸單鏈為2n+1-2【解析】選D。DNA第二次復(fù)制后，子代DNA有4個(gè)，其中不含有放射性的DNA有2個(gè)，含有放射性的DNA有2個(gè)，A錯(cuò)誤；基因的分離定律適用于真核生物，B錯(cuò)誤；DNA雙鏈中嘧啶數(shù)等于嘌呤數(shù)，親代DNA中胞嘧啶數(shù)為(m/2-a)個(gè)，復(fù)制n次，需要新增加(2n-1)個(gè)DNA分子，所以共需要胞嘧啶數(shù)目為(m/2-a)(2n-1)，C錯(cuò)誤；復(fù)制n次后，脫氧核苷酸單鏈有2n+1條，不含放射性的有2條，因此有放射性的為2n+1-2條，D正確。【易錯(cuò)提醒】(1)“DNA復(fù)

28、制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別：前者包括所有的復(fù)制，后者只指最后一次復(fù)制。(2)計(jì)算“復(fù)制n次需要某堿基的數(shù)目”時(shí)，該堿基數(shù)目是指DNA分子雙鏈中的數(shù)量，而不是某條單鏈中的數(shù)量。 3.(2019運(yùn)城模擬)在DNA復(fù)制開始時(shí)，將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3HdT)的培養(yǎng)基中，3HdT可摻入正在復(fù)制的DNA分子中，使其帶有放射性標(biāo)記。幾分鐘后，將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含高劑量3HdT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。收集、裂解細(xì)胞，抽取其中的DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測(cè)，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖可以做出的推測(cè)是()A.復(fù)制起始區(qū)在高放射性區(qū)域B.DNA復(fù)制為半保留復(fù)制C.DNA復(fù)制方向?yàn)閍cD.DNA復(fù)制從

29、起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸【解題指南】(1)審題抓住關(guān)鍵信息：“將大腸桿菌先放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3HdT)的培養(yǎng)基中，幾分鐘后轉(zhuǎn)移到含高劑量3HdT的培養(yǎng)基中”。(2)明確下列兩個(gè)問題：因脫氧胸苷(3HdT)為DNA分子復(fù)制提供原料，故子代裂解細(xì)胞的DNA有放射性；放射性高低與DNA分子復(fù)制的先后密切相關(guān)。 【解析】選D。A項(xiàng)和D項(xiàng)，由題干信息可知，開始一段時(shí)間，將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷的培養(yǎng)基中，即這段時(shí)間中復(fù)制的DNA分子中含有低放射性；當(dāng)將大腸桿菌放在含高劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷的培養(yǎng)基中，DNA分子繼續(xù)進(jìn)行復(fù)制，這段時(shí)間內(nèi)形成的DNA分子具有高放射性。由圖可知，中間

30、區(qū)段有低放射兩端為高放射性，即DNA的復(fù)制起點(diǎn)區(qū)在低放射性區(qū)域，DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸，A錯(cuò)誤、D正確。從題干信息中無(wú)法推測(cè)出DNA為半保留復(fù)制，B錯(cuò)誤。DNA的復(fù)制方向?yàn)閎a和bc(同一起點(diǎn)雙向復(fù)制)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。角度二DNA分子復(fù)制與細(xì)胞分裂4.(2018長(zhǎng)沙模擬)用32P標(biāo)記了玉米體細(xì)胞(含20條染色體)的DNA分子雙鏈。再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在第二次細(xì)胞分裂完成后每個(gè)細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)是()A.0條B.20條C.大于0條小于20條D.以上都有可能【解析】選D。第一次細(xì)胞分裂完成后形成的細(xì)胞中，DNA雙鏈均是一條鏈含有32P，另一條鏈不含32P，第

31、二次細(xì)胞分裂的間期，染色體復(fù)制后每條染色體上都是一條染色單體含32P，一條染色單體不含32P，有絲分裂后期，姐妹染色單體分離，如果含32P 的20條染色體同時(shí)移向細(xì)胞的一極，不含32P的20條染色體同時(shí)移向細(xì)胞的另一極，則產(chǎn)生的子細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是20條和0條；如果移向細(xì)胞兩極的20條染色體中既有含32P的，也有不含32P的，則形成的子細(xì)胞中被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)大于0條小于20條?！疽族e(cuò)提醒】本題易錯(cuò)選B。錯(cuò)因在于未能全面分析著絲點(diǎn)分裂后子染色體的移動(dòng)情況。染色體著絲點(diǎn)分裂后形成的兩條子染色體移向哪一極是“隨機(jī)”的，故移向同一極的染色體其雙鏈DNA所帶的放射性狀況應(yīng)由每條

32、染色體的兩條染色單體如何移動(dòng)決定，不要將所有染色體的染色單體移動(dòng)“統(tǒng)一”看待。5.(2018河南百校聯(lián)考)下圖中圖1是DNA的某一片段，圖2是DNA復(fù)制過程示意圖。下列相關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.圖1中所示的DNA片段有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)B.圖1中的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸C.據(jù)圖2可知DNA的復(fù)制過程需要消耗ATPD.圖2中DNA聚合酶的作用是催化堿基對(duì)間氫鍵的形成【解析】選D。圖1中每條脫氧核苷酸鏈的5端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，所以圖1中含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，A正確；由于圖1中是胞嘧啶，所以的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸，B正確；由圖2可知，DNA的復(fù)制過程需要消耗ATP，C正確；D

33、NA聚合酶的作用是催化相鄰脫氧核苷酸間磷酸二酯鍵的形成，而不是氫鍵的形成，D錯(cuò)誤。 6.(2019深圳模擬)如圖甲、乙表示生物體內(nèi)的某些生理過程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)圖甲過程一般發(fā)生在_(填“擬核”“細(xì)胞核”或“擬核和細(xì)胞核”)中。(2)若將圖甲中的各自徹底水解，得到的相同產(chǎn)物有_種；圖甲中核糖體的移動(dòng)方向是_(填“從左到右”或“從右到左”)。(3)圖乙中該DNA復(fù)制的特點(diǎn)有_(答出3點(diǎn)即可)；該過程以及轉(zhuǎn)錄過程在細(xì)胞分裂期很難進(jìn)行，其原因是_?！窘馕觥?1)圖甲表示邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，說明圖甲過程發(fā)生在原核細(xì)胞的擬核中。(2)圖甲中的是mRNA、是DNA、是tRNA、是核糖體及其合成的肽鏈，

34、中都有RNA，DNA和RNA徹底水解，得到的相同產(chǎn)物有磷酸、堿基A、G、C，共4種；根據(jù)肽鏈的長(zhǎng)度可推知圖甲中核糖體的移動(dòng)方向是從左到右。(3)圖乙中該DNA復(fù)制的特點(diǎn)有多(雙)起點(diǎn)復(fù)制、雙向復(fù)制、半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制；DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄過程在細(xì)胞分裂期很難進(jìn)行，其原因是染色質(zhì)高度螺旋化，以染色體的形式存在，不利于DNA解旋。答案：(1)擬核(2)4從左到右(3)多(雙)起點(diǎn)復(fù)制、雙向復(fù)制、半保留復(fù)制、邊解旋邊復(fù)制染色質(zhì)高度螺旋化，以染色體的形式存在，不利于DNA解旋考點(diǎn)三基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 【核心知識(shí)突破】染色體、DNA、基因和脫氧核苷酸的關(guān)系：【秒判正誤】1.真核細(xì)胞的基因只存

35、在于細(xì)胞核中，而核酸并非僅存在于細(xì)胞核中。( )分析：真核細(xì)胞的基因既存在于細(xì)胞核中也存在于細(xì)胞質(zhì)中，真核細(xì)胞有2種核酸，DNA主要存在于細(xì)胞核中，RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。2.DNA分子中每一個(gè)片段都是一個(gè)基因。( )分析：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不是每個(gè)DNA片段都是基因。3.真核細(xì)胞基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。( )分析：脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息，真核細(xì)胞和原核細(xì)胞都是如此。4.基因只位于染色體上，所以染色體是基因的載體。 ( )分析：基因主要位于染色體上，染色體是基因的主要載體。【命題案例研析】【典例】(2019石家莊模擬)如圖為果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因示

36、意圖，有關(guān)敘述正確的是()A.R基因中的全部脫氧核苷酸序列都能編碼蛋白質(zhì)B.R、S、N、O互為非等位基因C.果蠅的每個(gè)基因都是由成百上千個(gè)核糖核苷酸組成的D.每個(gè)基因中有一個(gè)堿基對(duì)的替換，都會(huì)引起生物性狀的改變【審答技巧】(1)審題關(guān)鍵：抓住關(guān)鍵詞：“一條染色體上的幾個(gè)基因”；讀圖可知，這些基因分別控制不同的性狀。(2)滿分答題：結(jié)合選項(xiàng)可知，本題考查基因的結(jié)構(gòu)、基因的基本組成單位、等位基因與非等位基因的概念、基因突變與性狀改變的關(guān)系?！窘馕觥窟xB。R基因中的脫氧核苷酸序列不一定都能編碼蛋白質(zhì)，如非編碼區(qū)和內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì)；R、S、N、O控制果蠅不同的性狀，互為非等位基因；基因的基本組成單

37、位是脫氧核苷酸；基因中有一個(gè)堿基對(duì)的替換，由于密碼子的簡(jiǎn)并性，密碼子決定的氨基酸不一定變化；如果密碼子所決定的氨基酸有所改變，將導(dǎo)致蛋白質(zhì)組成的變化以及其空間結(jié)構(gòu)等的變化，但生物的表現(xiàn)型還與生物所處環(huán)境等外界因素有關(guān)，所以表現(xiàn)型也不一定會(huì)變化?！竞诵乃仞B(yǎng)新命題】科學(xué)思維比較與分析(1)這條染色體上的黃身基因(R)，其同源染色體上的相同位置上的基因是_。若其同源染色體上的相同位置上的基因是r，則R與r的區(qū)別是_。R或r脫氧核苷酸的排列順序不同科學(xué)思維批判性思維(2)觀察該染色體，基因S和R之間的區(qū)域，是否一定具有遺傳效應(yīng)？為什么？提示：不一定。基因作為控制生物性狀的最基本的單位，在基因S和R之間

38、的區(qū)域，可能還有新的基因，也可能是沒有遺傳效應(yīng)的脫氧核苷酸序列?！究键c(diǎn)題組診斷】1.下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的比例決定的B.基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不是4種堿基對(duì)的隨機(jī)排列C.在DNA分子結(jié)構(gòu)中，脫氧核苷酸的排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D.染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有2個(gè)DNA分子【解析】選B。一個(gè)基因含有許多個(gè)脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的，而不是由脫氧核苷酸的比例決定的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因中堿基對(duì)的排列順序

39、是特定的，而不是隨機(jī)的，B項(xiàng)正確；在DNA分子結(jié)構(gòu)中，脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成了DNA分子的基本骨架，C項(xiàng)錯(cuò)誤；染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個(gè)或2個(gè)DNA分子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2018西安模擬)下列有關(guān)DNA與基因關(guān)系的敘述中，正確的是()A.基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列而成的DNA片段B.一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因C.DNA的堿基排列順序就代表基因D.組成不同的基因的堿基數(shù)量一定不同【解析】選B?；蚴蔷哂羞z傳效應(yīng)的DNA片段，A錯(cuò)誤；一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因，B正確；基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，這些片段中所含堿基的排列順序才代表基因，C錯(cuò)誤；組成不同基因的堿基數(shù)量可能相

40、同，D錯(cuò)誤。3.(教材素材新命題必修2 P58 科學(xué)技術(shù)社會(huì))DNA指紋技術(shù)廣泛用于刑偵領(lǐng)域。下圖是通過DNA指紋技術(shù)鑒定真兇的實(shí)例。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.圖示DNA片段是用DNA酶處理獲得的B.同卵雙胎的DNA指紋相同C.DNA指紋技術(shù)的理論依據(jù)是DNA分子的特異性D.圖示中真兇最可能是1【解析】選A。DNA片段是用限制酶切割DNA分子，然后用電泳的方法將片段大小分開獲得的，A錯(cuò)誤；DNA指紋技術(shù)的理論依據(jù)是DNA分子的特異性，世間除了同卵雙胎，DNA指紋都完全不同，故B、C正確；圖示很容易看出真兇最可能是1號(hào)，D正確。【加固訓(xùn)練】(2018株洲模擬)下圖中m、n、l表示哺乳動(dòng)物一條染

41、色體上相鄰的三個(gè)基因，a，b為基因間的間隔序列。相關(guān)敘述正確的是() A.一個(gè)細(xì)胞中，m、n、l要么同時(shí)表達(dá)，要么同時(shí)關(guān)閉B.若m中缺失一個(gè)堿基對(duì)，則n、l控制合成的肽鏈結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化C.a、b段的基本組成單位是氨基酸和脫氧核苷酸D.不同人a、b段包含的信息可能不同，可作為身份識(shí)別的依據(jù)之一【解析】選D。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，m、n、l基因可以不同時(shí)表達(dá)，A錯(cuò)誤；由于a、b為基因間的間隔序列，m中缺失一個(gè)堿基對(duì)，n、l基因結(jié)構(gòu)不變，控制合成的肽鏈的結(jié)構(gòu)也不會(huì)發(fā)生變化，B錯(cuò)誤；a、b段雖然是基因間的間隔序列，但是本質(zhì)是DNA，基本組成單位仍然是脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；DNA分子具有特異性

42、，不同人的a、b段堿基序列不同，可作為身份識(shí)別的依據(jù)之一，D正確。答案速填:1遺傳效應(yīng)2磷酸3脫氧核糖4氫鍵5規(guī)則的雙螺旋6半保留復(fù)制7有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期8DNA分子的兩條鏈94種脫氧核苷酸10解旋酶、DNA聚合酶等11邊解旋12連續(xù)性 第4課能量之源光與光合作用(二) 考點(diǎn)一環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響及應(yīng)用 【核心知識(shí)突破】1.光合作用強(qiáng)度：(1)概念：是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造_的數(shù)量。糖類(2)其他表示方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過光合作用_的數(shù)量。單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用_的數(shù)量。消耗的CO2產(chǎn)生的O22.光照強(qiáng)度：(1)原理：光照強(qiáng)度通過直接影響_反應(yīng)，進(jìn)而影響光合

43、作用強(qiáng)度。光(2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：曲線模型：表達(dá)式模型：實(shí)際光合速率=_。表觀(凈)光合速率+呼吸速率(3)曲線解讀：代謝過程細(xì)胞氣體交換圖解A點(diǎn)只有_ AB段光合作用強(qiáng)度_細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 B點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度_細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 細(xì)胞呼吸不再增加(4)應(yīng)用：增加光照強(qiáng)度促進(jìn)光合作用：溫室中適當(dāng)_以提高作物的光合作用強(qiáng)度。依據(jù)植物的特點(diǎn)合理利用光能：陰生植物光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)均較陽(yáng)生植物_，可采用陰生植物與陽(yáng)生植物_的方式以合理利用光能。增加光照強(qiáng)度低間作3.CO2濃度：(1)原理：CO2直接影響_，進(jìn)而影響_。(2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：暗反應(yīng)光反應(yīng)(3)模型解讀：代謝過程A點(diǎn)細(xì)胞只進(jìn)行細(xì)胞呼吸AB段光

44、合作用強(qiáng)度_細(xì)胞呼吸強(qiáng)度B點(diǎn)CO2補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度=細(xì)胞呼吸強(qiáng)度B點(diǎn)后光合作用強(qiáng)度_細(xì)胞呼吸強(qiáng)度C點(diǎn)CO2飽和點(diǎn)：增加CO2濃度，光合作用強(qiáng)度_不再增加(4)應(yīng)用。大田生產(chǎn)：應(yīng)“正其行，通其風(fēng)”或增施_。溫室栽培：人工增加_、增施農(nóng)家肥或與動(dòng)物圈舍聯(lián)通等。農(nóng)家肥CO24.溫度：(1)原理：溫度通過影響_進(jìn)而影響光合作用強(qiáng)度。(2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型：酶的活性(3)模型解讀。光合作用強(qiáng)度和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度都受溫度的影響。與_有關(guān)的酶對(duì)溫度更為敏感。(4)應(yīng)用。白天：適當(dāng)提高溫度以_。光合作用提高光合作用強(qiáng)度夜間：適當(dāng)降低溫度以_，減少有機(jī)物的消耗。降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度5.水：(1)原理：直接影響：水是光合

45、作用的_，含水量越高，細(xì)胞代謝越旺盛。間接影響：植物缺水會(huì)導(dǎo)致_，CO2供應(yīng)不足，影響光合作用速率。(2)應(yīng)用：合理灌溉。原料氣孔關(guān)閉6.礦質(zhì)元素：(1)原理：礦質(zhì)元素是參與光合作用的許多重要化合物的_，缺乏會(huì)影響光合作用的進(jìn)行。例如，N是酶的組成元素，N、P是ATP的組成元素，Mg是葉綠素的組成元素等。組成成分(2)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型： (3)模型解讀：在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)，可提高光合作用強(qiáng)度。超過一定濃度后，會(huì)因_過高而降低植物光合作用強(qiáng)度。土壤溶液濃度(4)應(yīng)用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時(shí)、適量地增施肥料，可以提高作物的光合作用強(qiáng)度。7.綜合因素：(1)構(gòu)建數(shù)學(xué)

46、模型： 圖中：a.高CO2濃度，b.中CO2濃度，c.低CO2濃度。 高光強(qiáng)，中光強(qiáng)，低光強(qiáng)。(2)模型解讀：P點(diǎn)之前，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，依次為_、_和溫度。Q點(diǎn)之后橫坐標(biāo)所表示的因子不再是影響光合速率的主要因素，此時(shí)的主要影響因素依次為溫度、_和_。光照強(qiáng)度光照強(qiáng)度CO2濃度光照強(qiáng)度(3)應(yīng)用：有機(jī)肥中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解成各種礦質(zhì)元素，增加了土壤的肥力，另外還釋放出熱量和CO2，增加了大棚內(nèi)的溫度和CO2濃度，有利于光合作用的進(jìn)行?！疚Ⅻc(diǎn)警示】對(duì)光合作用強(qiáng)度的三點(diǎn)認(rèn)識(shí)(1)光合作用強(qiáng)度高光能利用率高：其他條件相同的情況下，光合作用強(qiáng)度越高，光能利用率越高。光

47、能利用率除受光合作用強(qiáng)度的影響外，還受光合作用時(shí)間和光合作用面積的影響。(2)影響光合作用強(qiáng)度的因素：外因：包括光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度等。內(nèi)因：包括酶的活性和數(shù)量、色素的種類和數(shù)量、五碳化合物的含量等。(3)多因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響：不同因素的作用具有互補(bǔ)效應(yīng)。如當(dāng)光照強(qiáng)度降低時(shí)，可通過增加CO2濃度補(bǔ)償。不同條件下關(guān)鍵影響因素不同。如其他條件適宜，CO2達(dá)到飽和點(diǎn)，此時(shí)限制因素最可能是五碳化合物的含量?！久}案例研析】【典例】 (2018全國(guó)卷)甲、乙兩種植物凈光合速率隨光照強(qiáng)度的變化趨勢(shì)如圖所示。回答下列問題：(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲、乙兩種植物中，對(duì)光能的利用率較高的植物是_。

48、(2)甲、乙兩種植物單獨(dú)種植時(shí)，如果種植密度過大，那么凈光合速率下降幅度較大的植物是_，判斷的依據(jù)是_。(3)甲、乙兩種植物中，更適合在林下種植的是_。(4)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，其原因是進(jìn)入葉肉細(xì)胞的_(填“O2”或“CO2”)不足。【審答技巧】(1)題干中關(guān)鍵信息不要忽略：種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱。林下光照強(qiáng)度較弱，適合種植陰生植物。夏日晴天中午12：00，光照強(qiáng)度過強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足。(2)讀懂曲線圖的關(guān)鍵信息：甲植物凈光合速率為0時(shí)所需的光照強(qiáng)度大于乙。當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲植物的凈光合速率大于乙?！窘馕觥勘绢}考查光合作用的基本過程

49、和影響因素。(1)當(dāng)光照強(qiáng)度大于a時(shí)，甲的凈光合速率比乙的高，因此對(duì)光能的利用率較高的植物是甲。(2)光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大。(3)乙植物在低光照強(qiáng)度下的凈光合速率大于甲，所以乙更適合在林下(低光照條件)種植。(4)夏日晴天中午12：00時(shí)溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO2不足。答案：(1)甲(2)甲光照強(qiáng)度降低導(dǎo)致甲植物凈光合速率降低的幅度比乙大，種植密度過大，植株接受的光照強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致甲植物凈光合速率下降幅度比乙大(3)乙(4)CO2【高考長(zhǎng)句應(yīng)答特訓(xùn)】(1)甲、乙兩種植物中，更

50、適合在林下種植的是_，原因是_。 乙乙植物在低光照強(qiáng)度下的凈光合速率大于甲(2)某植物夏日晴天中午12：00時(shí)葉片的光合速率明顯下降，葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP的含量_(填“增加”“減少”或“不變”)，原因是_。增加氣孔關(guān)閉，CO2減少，暗反應(yīng)減弱，ATP消耗減少，而短時(shí)間內(nèi)光反應(yīng)正?！究键c(diǎn)題組診斷】角度一單因素對(duì)光合作用的影響1.(2019長(zhǎng)沙模擬)如圖，原來置于黑暗環(huán)境中的綠色植物移到光下后，CO2吸收量發(fā)生了改變。據(jù)圖判斷下列敘述中正確的是()A.曲線AB段表示綠色植物呼吸強(qiáng)度減慢B.曲線BC段表示綠色植物僅進(jìn)行光合作用C.B點(diǎn)時(shí)植物既進(jìn)行光合作用，也進(jìn)行細(xì)胞呼吸D.整段曲線表明，隨光照強(qiáng)度增加，

51、光合速率增加，呼吸速率也增加【解析】選C。曲線AB段表示隨著光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，二氧化碳的釋放量逐漸減小，而不代表細(xì)胞呼吸強(qiáng)度改變，A錯(cuò)誤；曲線BC段表示光照強(qiáng)度較高，綠色植物光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，植物表現(xiàn)為釋放CO2，B錯(cuò)誤；B點(diǎn)表示綠色植物光合作用強(qiáng)度等于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，植物表現(xiàn)為既不吸收CO2也不釋放CO2，C正確；由曲線可知，隨光照強(qiáng)度遞增，光合作用增強(qiáng)，但達(dá)到一定程度時(shí)，光合作用強(qiáng)度不再隨之變化，在整個(gè)過程中不能確定呼吸速率的變化，D錯(cuò)誤。【知識(shí)總結(jié)】影響光合作用因素的分析(1)內(nèi)因：酶的數(shù)量與活性、色素含量等。(2)外因：CO2濃度、溫度、光照強(qiáng)度等。(3)在達(dá)到光合作用光飽和

52、點(diǎn)(或CO2飽和點(diǎn))以前，影響光合作用的主要因素是光照強(qiáng)度(或CO2濃度)。2.(2018淄博模擬)在天氣晴朗的夏季，將用全素營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)的植株放入密閉的玻璃罩內(nèi)放在室外進(jìn)行培養(yǎng)。每隔一段時(shí)間用CO2濃度檢測(cè)儀測(cè)定玻璃罩內(nèi)CO2濃度，繪制成如圖所示的曲線(水平虛線表示實(shí)驗(yàn)開始時(shí)玻璃罩內(nèi)CO2濃度)。據(jù)圖得出的判斷不正確的是()A.d點(diǎn)和h點(diǎn)表示光合速率等于呼吸速率B.bc段和ab段曲線斜率差異可能主要是由溫度造成的C.光合速率最大值可能出現(xiàn)在h點(diǎn)D.呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點(diǎn)【解析】選C。圖中d點(diǎn)和h點(diǎn)，玻璃罩內(nèi)的CO2濃度達(dá)到平衡，此時(shí)光合速率等于呼吸速率；在夜間只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，但是ab段上

53、升速率快，而bc段變緩，這是由于早晨溫度較低，細(xì)胞呼吸減弱；h點(diǎn)時(shí)光合作用積累的有機(jī)物最多，但光合速率不是最大；b點(diǎn)之前，CO2增加的速率快，b點(diǎn)之后，CO2增加的速率慢，因此呼吸速率最小值可能出現(xiàn)在b點(diǎn)。3.(金榜原創(chuàng)預(yù)測(cè))為了研究溫度對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)的影響，某研究小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將若干組等量的、生長(zhǎng)狀況一致的玉米幼苗，白天給予26 的恒定溫度，不同實(shí)驗(yàn)組給予不同的夜溫，其他條件相同且適宜。結(jié)果如圖1所示。將同一批玉米幼苗分別置于恒定的不同溫度下培養(yǎng)，其他培養(yǎng)條件相同，光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度之間的關(guān)系如圖2所示。下列有關(guān)敘述正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A.A點(diǎn)時(shí)玉米幼苗相對(duì)生長(zhǎng)速率較低的主要

54、原因是夜溫太低B.玉米幼苗生長(zhǎng)的最適溫度組合是日溫26 、夜溫20 C.玉米幼苗夜間生長(zhǎng)所需的能量由線粒體提供D.15 時(shí)玉米幼苗的光合作用強(qiáng)度高于10 【解析】選A。由圖可知，A點(diǎn)時(shí)玉米幼苗相對(duì)生長(zhǎng)速率較低的主要原因是夜溫太低，A正確；由于缺少其他日溫的實(shí)驗(yàn)作對(duì)照，因此不能確定最適日溫是26 ，B錯(cuò)誤；玉米幼苗夜間生長(zhǎng)主要通過有氧呼吸獲取能量，因此其所需的能量由線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)提供，C錯(cuò)誤；由圖可知，光照強(qiáng)度較低時(shí)，15 時(shí)玉米幼苗的光合作用強(qiáng)度低于10 ，D錯(cuò)誤。角度二多因素對(duì)光合作用的綜合影響4.(2017天津高考)某突變型水稻葉片的葉綠素含量約為野生型的一半，但固定CO2酶的活性顯著

55、高于野生型。如圖顯示兩者在不同光照強(qiáng)度下的CO2吸收速率。敘述錯(cuò)誤的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型的光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型B.光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型C.光照強(qiáng)度低于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度D.光照強(qiáng)度高于P時(shí)，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是CO2濃度【解析】選D。題圖中光照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型CO2吸收速率低于野生型，原因是突變型葉綠素含量較低，吸收光的能力較弱，光反應(yīng)強(qiáng)度低于野生型，A項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度高于P時(shí)，突變型CO2吸收速率大于野生型，原因是突變型固定CO2酶的活性顯著高于野生型，導(dǎo)致暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，B項(xiàng)正確；光

56、照強(qiáng)度低于P時(shí)，突變型光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而增加，限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素是光照強(qiáng)度，C項(xiàng)正確；光照強(qiáng)度高于P時(shí)，在達(dá)到光飽和點(diǎn)以前，突變型光合速率仍隨光照強(qiáng)度的增加而增加，此時(shí)限制突變型光合速率的主要環(huán)境因素仍是光照強(qiáng)度，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！痉椒记伞壳€圖中限制因素的判斷方法(1)曲線上升階段：縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)增加而增加，限制因素為橫坐標(biāo)代表的物理量(橫坐標(biāo)為時(shí)間時(shí)，限制因素不是時(shí)間，而是隨時(shí)間變化而變化的溫度或光照等環(huán)境因素)。(2)曲線水平階段：縱坐標(biāo)不再隨橫坐標(biāo)增加而增加，限制因素為橫坐標(biāo)以外的物理量。5.(2019武漢模擬)如圖是水生植物黑藻在光照等環(huán)境因素影響下光合速率變化的示

57、意圖。下列有關(guān)敘述中正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)()A.t1t2，葉綠體類囊體膜上的色素吸收光能增加，基質(zhì)中水光解加快、O2釋放增多B.t2t3，暗反應(yīng)限制光合作用，若在t2時(shí)刻增加光照，光合速率將再提高C.t3t4，光照強(qiáng)度不變，光合速率的提高是由于光反應(yīng)速率不變、暗反應(yīng)增強(qiáng)的結(jié)果D.t4后短暫時(shí)間內(nèi)，葉綠體中ADP和Pi含量升高，C3還原后的直接產(chǎn)物含量降低【解析】選D。水光解釋放O2發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，而不是葉綠體基質(zhì)，A錯(cuò)誤；t2t3光照充足且恒定，限制光合速率的因素為CO2濃度，若增加光照，光合速率不會(huì)提高，B錯(cuò)誤；t3t4，暗反應(yīng)增強(qiáng)，一定程度上加快ATP和ADP的轉(zhuǎn)化，H和ATP

58、不再積累，導(dǎo)致光反應(yīng)速率加快，C錯(cuò)誤；突然停止光照，光反應(yīng)減弱甚至停止，類囊體薄膜上ATP合成受阻，ATP含量減少，ADP和Pi含量升高，被還原的C3減少，所以直接產(chǎn)物C5含量降低，D正確。6.(教材素材新命題必修1 P108思維拓展)哈密瓜盛產(chǎn)于新疆的哈密地區(qū)。在哈密地區(qū)農(nóng)作物生長(zhǎng)季節(jié)里，陽(yáng)光充沛、晝夜溫差大。分析回答：(1)從影響哈密瓜生長(zhǎng)的環(huán)境因素分析，哈密瓜特別甜的原因是_。(2)如果你的家鄉(xiāng)想種哈密瓜并使瓜甜，僅從光合作用的角度分析，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取的措施有_?！窘馕觥?1)哈密地區(qū)位于我國(guó)的高緯度地區(qū)(夏季的白天長(zhǎng))，陽(yáng)光充足，而且光照強(qiáng)，所以哈密瓜植株的葉片進(jìn)行光合作用的時(shí)間長(zhǎng)，光

59、合作用的強(qiáng)度大，積累的糖類自然就會(huì)很多。哈密地區(qū)夜間溫度比較低，哈密瓜植株的細(xì)胞呼吸相對(duì)比較弱，消耗的糖類物質(zhì)就會(huì)比較少。這樣，哈密瓜內(nèi)積存的糖類比較多。哈密瓜細(xì)胞內(nèi)的糖類在有關(guān)酶的催化作用下，最終轉(zhuǎn)化成果糖和葡萄糖，所以哈密瓜特別甜。(2)如果自己的家鄉(xiāng)想種植哈密瓜并使瓜甜，就要模仿哈密地區(qū)的自然條件，創(chuàng)造類似的生態(tài)環(huán)境，如采取白天適當(dāng)增加光照時(shí)間和光照強(qiáng)度，夜間適當(dāng)降低溫度等措施。答案：(1)白天溫度高，光照強(qiáng)，哈密瓜光合作用強(qiáng)，積累的有機(jī)物較多；夜間溫度低，哈密瓜細(xì)胞呼吸較弱，消耗的有機(jī)物較少，一晝夜積累的有機(jī)物較多(2)增加光照強(qiáng)度、延長(zhǎng)光照時(shí)間等【加固訓(xùn)練】為研究長(zhǎng)期鹽堿脅迫對(duì)辣椒葉

60、綠素的影響，科研人員將辣椒幼苗放入鹽堿溶液進(jìn)行處理，一段時(shí)間后測(cè)定辣椒的相關(guān)數(shù)據(jù)和生長(zhǎng)情況如下表。請(qǐng)思考并回答相關(guān)問題：辣椒葉綠素種類及比例a+b(mg/g)ab在鹽堿溶液環(huán)境中0.571.21在非鹽堿溶液環(huán)境中1.3831(1)提取辣椒葉綠素要使用無(wú)水乙醇，還需要加入適量的_，迅速研磨，過濾得到提取液。(2)分析以上圖表，該實(shí)驗(yàn)的因變量是_，能影響因變量的無(wú)關(guān)變量有_(至少寫出兩個(gè))。(3)分析以上圖表，長(zhǎng)期生長(zhǎng)在鹽堿溶液環(huán)境中，對(duì)辣椒_(填“葉綠素a”或“葉綠素b”)的影響較大，導(dǎo)致光反應(yīng)減弱，合成的_減少。同時(shí)，構(gòu)成氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞發(fā)生滲透失水，氣孔關(guān)閉，使氣孔導(dǎo)度下降，直接導(dǎo)致_減弱，降