【生物】2018届人教版一轮复习选修1第十一单元素养3关注社会热点培优教案

【生物】2018届人教版一轮复习选修1第十一单元素养3关注社会热点培优教案

素养3　关注社会热点培优 一、种子萌发过程相关物质和生理过程的变化 ‎【知识整合】‎ 解决种子萌发方面的问题，主要从以下三个方面分析：‎ ‎1．萌发条件 ‎(1)外部因素：适宜的温度、水分和充足的氧气。‎ ‎(2)内部因素：具有活性的胚。‎ ‎2．物质变化 ‎(1)水分的变化：种子吸水使自由水增多，代谢增强。‎ ‎(2)有机物种类的变化：随着萌发的进行，种子细胞呼吸增强，有机物种类增多。‎ ‎3．干重变化——先降低后增加 ‎(1)种子萌发初期，不能进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，为种子萌发提供能量，干重下降。复杂有机物被分解为简单有机物，细胞内有机物种类增多。‎ ‎(2)子叶出土后，由于可以利用叶绿体进行光合作用制造有机物，光合作用强度逐渐大于细胞呼吸强度，因此干重逐渐增加。‎ ‎【即时突破】‎ ‎1．(高考新课标全国卷Ⅰ改编)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11 d时减少了90%，干重变化如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见________色的脂肪颗粒。‎ ‎(2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是 ‎________(填“C”“N”或“O”)。‎ ‎(3)实验第11 d后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和________________。‎ 解析：(1)根据检测生物组织中的脂肪实验可知，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色(或红色)。‎ ‎(2)由题图可知，种子萌发过程中，干重先增加，这是由于萌发过程中脂肪转化为糖类，二者相比较，O元素的含量增加。‎ ‎(3)第11 d时，种子已萌发成幼苗。如果要使萌发的种子干重增加，需要萌发的种子进行光合作用。影响光合作用的因素有光照、水、CO2浓度、所需的矿质元素离子等，依据题意，必须要提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。‎ 答案：(1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)　橘黄(或红)　(2)O ‎(3)光照　所需的矿质元素离子 ‎2．(高考山东卷改编) 大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如图：‎ ‎(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为________。阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是________。‎ ‎(2)阶段Ⅱ期间，大豆种子胚细胞合成的________解除种子休眠，促进种子萌发。阶段Ⅲ中根向地生长的原因是________分布不均，使根的近地侧生长受到________。‎ ‎(3)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。‎ ‎(4)大豆幼苗在适宜条件下进行光合作用时，若突然停止CO2供应，短时间内叶绿体中C5和ATP含量的变化分 别为________、________。大田种植大豆时，“正其行，通其风”的主要目的是通过______________提高光合作用强度以增加产量。‎ 解析：(1)水进入植物细胞的跨膜运输方式是自由扩散。阶段Ⅲ中，种子解除休眠，开始萌发，细胞代谢旺盛，自由水增多。‎ ‎(2)赤霉素具有解除种子休眠的作用，能促进种子萌发。根向地生长是由于重力作用导致生长素在根尖分布不均，使近地侧生长素浓度高，抑制根的生长。‎ ‎(3)在有氧呼吸过程中，消耗的O2与释放的CO2量相等，因此阶段Ⅱ种子有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2体积比为1∶2。设有氧呼吸释放CO2的物质的量为x，则无氧呼吸释放CO2的物质的量为2x。计算如下：‎ C6H12O6＋6H2O＋6O212H2O＋6CO2＋能量 ‎　x/6　　　　　　　　　　　　　　　x C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 ‎　x　　　　　　　　　　　　　　　　2x 所以，种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为6∶1。‎ ‎(4)在光合作用过程中，CO2参与暗反应，1个CO2分子被1个C5固定后生成2个C3分子，当CO2供应突然停止时，此过程必然受阻，导致C5化合物的含量上升、C3化合物含量下降；而C3化合物的减少，又使暗反应中C3化合物的还原过程受阻，消耗ATP量减少，使细胞中ATP含量上升。“正其行，通其风”是通过空气流通，提高叶片周围的CO2浓度。‎ 答案：(1)自由扩散　自由水　(2)赤霉素(或GA)　生长素(或IAA)　抑制　(3)6∶1　(4)升高(或增加)　升高(或增加)　增加CO2浓度 二、结合电泳技术分析人类遗传病 ‎【知识整合】‎ ‎1．原理：电泳是利用带电分子或离子所带电荷或分子量不同，在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法，如等位基因A与a，经限制酶切开后，由于相关片段分子量等差异，在电场中移动距离不同，从而使两种基因得以分离。‎ ‎2．实例：对图1中1～4号个体进行基因检测，将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段各自用电泳法分离。正常基因显示一个条带，患病基因显示为另一个不同的条带，结果如图2。请据图1、图2分析图1中5号及7号个体基因电泳条带应为何类？‎ 分析如下：‎ ‎(1)先据图1求得1～4号个体的基因型，4为aa，则1、2均为Aa，3为AA或Aa。‎ ‎(2)将1～4基因型与图2的电泳图谱作对照发现只有c编号的个体基因电泳带特别——只有条带2，无条带1，则c所代表的个体的基因型为“纯合子”，即只含一种基因，由此推测c为1～4中的4号个体。进一步结合图1与图2可推知a、b、d所代表的个体既含A又含a(由此确定3号不可能为AA)。‎ ‎(3)由5、6均正常，所生女儿7号为患者可推知：5号基因型为Aa，应含条带1、条带2，7号个体基因型为aa，其电泳条带应与c吻合。‎ ‎【即时突破】‎ ‎3．(2015·高考江苏卷，30)由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙氨酸代谢障碍，是一种严重的单基因遗传病，称为苯丙酮尿症(PKU)，正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者(显、隐性基因分别用A、a表示)。图1是某患者的家族系谱图，其中Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3及胎儿Ⅲ1(羊水细胞)的DNA经限制酶MspⅠ消化，产生不同的片段(kb表示千碱基对)，经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交，结果见图2。请回答下列问题：‎ 图1‎ 图2‎ ‎(1)Ⅰ1、Ⅱ1的基因型分别为________。‎ ‎(2)依据cDNA探针杂交结果，胎儿Ⅲ1的基因型是________。Ⅲ1长大后，若与正常异性婚配，生一个正常孩子的概率为________。‎ ‎(3)若Ⅱ2和Ⅱ3生的第2个孩子表型正常，长大后与正常异性婚配，生下PKU患者的概率是正常人群中男女婚配生下PKU患者的________倍。‎ ‎(4)已知人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病(致病基因用b表示)，Ⅱ2和Ⅱ3色觉正常，Ⅲ1是红绿色盲患者，则Ⅲ1两对基因的基因型是________。若Ⅱ2和Ⅱ3再生一正常女孩，长大后与正常男性婚配，生一个红绿色盲且为PKU患者的概率为________。‎ 解析：(1)由正常亲代Ⅰ1和Ⅰ2生了患病女儿Ⅱ1可推知PKU(苯丙酮尿症)为常染色体隐性遗传病，且Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，Ⅱ1的基因型为aa。‎ ‎(2)根据Ⅱ1的基因型为aa，并结合电泳后的杂交结果可知，a基因片段为19 kb的那条杂交条带，A基因片段为23 kb的那条杂交条带，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ1均具有两条杂交条带，所以他们的基因型均为Aa。由题意可知，正常人群中每70人有1人是该致病基因的携带者，所以正常人群中Aa基因型出现的概率为1/70。Ⅲ1(Aa)长大后与正常异性婚配后生下正常孩子的概率为：1－(1/70×1/4)＝279/280。‎ ‎(3)Ⅱ2和Ⅱ3的基因型均为Aa，他们所生的正常孩子中基因型是Aa的概率为2/3(AA的概率为1/3)，孩子长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为2/3×1/70×1/4＝1/420。正常人群中男女婚配，生患病孩子的概率为1/70×1/70×1/4＝1/19 600。所以Ⅱ2和Ⅱ3所生的正常孩子长大后与正常异性婚配所生患病孩子的概率是正常人群中男女婚配所生患病孩子的46.67倍(1/420÷1/19 600＝19 600/420≈46.67)。‎ ‎(4)对于红绿色盲症来说，由色觉正常的Ⅱ2和Ⅱ3生了患病的Ⅲ1可知，Ⅱ2和Ⅱ3的基因型分别为XBY和XBXb, Ⅲ1的基因型为XbY。上面已推知Ⅲ1与PKU相关的基因型为Aa，所以Ⅲ1的基因型为AaXbY。Ⅱ2和Ⅱ3再生一个正常女孩，针对红绿色盲症的基因型为1/2XBXb或1/2XBXB。这个女孩长大后与正常男性(XBY)婚配，生红绿色盲孩子的概率为1/2×1/4＝1/8。上面已经推出Ⅱ2和Ⅱ3所生不患PKU的正常孩子 长大后与正常异性婚配生患病孩子的概率为1/420。所以，Ⅱ2和Ⅱ3所生正常女孩长大后与正常男性婚配，生两病皆患孩子的概率为1/8×1/420＝1/3 360。‎ 答案：(1)Aa、aa　(2)Aa　279/280　(3)46.67　(4)AaXbY　1/3 360‎ ‎4．(2017·南京二模)单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。如图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。‎ ‎(1)从图中可见，该基因突变是由____________________引起的。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，酶切后，凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱，正常基因显示________条，突变基因显示________条。‎ ‎(2)DNA或RNA分子探针要用____________________等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列(—ACGTATT—)，写出作为探针的核糖核苷酸序列______________________。‎ ‎(3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ1～Ⅱ4中需要停止妊娠反应的是________，Ⅱ4的基因型为________。‎ ‎(4)正常人群中镰刀型细胞贫血症基因携带者占1/10 000，Ⅰ2若与一正常女性再婚，生出患病儿子的概率为________。‎ 解析：(1)由题图可看出该基因突变是由碱基对的替换引起的，即碱基A变成T；由凝胶电泳分离酶切片段与探针杂交后显示的带谱可看出，正常的基因显示2条带谱，而突变基因显示1条。(2)DNA或RNA分子探针要用放射性同位素(或荧光分子)等标记，便于检测，作为探针的核糖核苷酸序列和突变基因的核苷酸序列之间遵循碱基互补配对原则，为—UGCAUAA—。(3)由凝胶电泳带谱可得出Ⅱ1和Ⅱ4的基因型是BB，Ⅱ3的基因型是Bb，Ⅱ2的基因型是bb，Ⅱ2患有镰刀型细胞贫血症，需要停止妊娠反应。(4)Ⅰ2的基因型是Bb，正常女性是镰刀型细胞贫血症携带者的概率是1/10 000，因此生出患病儿子的概率是1/10 000×1/4×1/2＝1/80 000。‎ 答案：(1)碱基对替换(或A变成T)　2　1‎ ‎(2)放射性同位素(或荧光分子)　—UGCAUAA—‎ ‎(3)Ⅱ2　BB ‎(4)1/80 000‎ 三、对环境污染治理的分析 ‎【知识整合】‎ 处理污染水体、土壤常借助于微生物的分解作用——特别关注微生物代谢类型与环境的关系。‎ ‎(1)用自养型微生物处理无机物污染，如富营养化问题的解决、重金属污染等。‎ ‎(2)用异养型微生物处理有机物污染，如生活污水、农药等。‎ ‎(3)用异养需氧型微生物处理时保证充足的空气——采用搅拌、通气等措施。‎ ‎(4)用异养厌氧微生物处理时保证厌氧环境——密封、池底沉积物等措施。‎ ‎【即时突破】‎ ‎5．氮、磷等无机营养物质大量排入水体，会造成水体富营养化，严重时可引起蓝藻爆发，使水域的生态环境遭到破坏。控制蓝藻疯长，同时“变废为宝”是减轻“绿色灾害”的有效途径。请回答下列有关问题：‎ ‎(1)从细胞结构分析，蓝藻属于__________________生物，很多蓝藻可以同时进行________________和固氮作用，这在生物界中是十分独特的，对整个生物圈的____________________________________功能具有十分重要的作用。‎ ‎(2)蓝藻与其他水生生物构成了该水域生态系统中的________。‎ ‎(3)如表为某湖泊不同营养状态的各种藻类种群组成情况。‎ 营养状态 藻类种群组成 铜绿微囊藻 鱼腥藻 斜生栅藻 汉氏菱形藻 薄甲藻 小定鞭金藻 重度富 营养 ‎50%‎ ‎25%‎ ‎14%‎ ‎10%‎ ‎0.5%‎ ‎0.5%‎ 中度富 营养 ‎5%‎ ‎40%‎ ‎42%‎ ‎12%‎ ‎0.5%‎ ‎0.5%‎ 轻度富 营养 ‎0%‎ ‎25%‎ ‎60%‎ ‎14%‎ ‎0.5%‎ ‎0.5%‎ 贫营 养 ‎0%‎ ‎0.5%‎ ‎10%‎ ‎11.5%‎ ‎10%‎ ‎68%‎ 据表分析，检测水中重度富营养化的指示生物是________________，在中度富营养化水体环境中，竞争最激烈的是________。‎ ‎(4)蓝藻资源化利用有多种方式。从蓝藻中可以提取能发出紫色荧光的藻蓝蛋白，可作为生物实验研究中的____________________。‎ 解析：(1)蓝藻属于原核生物，很多蓝藻可以同时进行光合作用和生物固氮，在生物圈的物质循环和能量流动中发挥重要的作用。(2)一个生态系统中的全部生物构成了群落。(3)分析图表可知，在重度富营养化时，铜绿微囊藻所占百分比最大，可作为重度富营养化的指示生物；在中度富营养化水体环境中，鱼腥藻和斜生栅藻所占比例最大，竞争最强烈。(4)藻蓝蛋白能够发出紫色荧光，可作为荧光示踪物质(标志物)。‎ 答案：(1)原核　光合作用　物质循环和能量流动 ‎(2)生物群落 ‎(3)铜绿微囊藻　鱼腥藻和斜生栅藻 ‎(4)荧光示踪物质(标志物)‎ ‎6．为了对生活污水(含大量有机物)进行净化处理，科学家发明了一种新型的稳定塘。稳定塘包括厌氧沉淀塘、好氧塘、兼性塘、植物塘，其结构如图。生活污水在“好氧—缺氧—吸收”中完成去碳、脱氮和除磷，经净化处理后可用于浇灌绿地。请回答：‎ ‎(1)生活污水流经稳定塘后得到初步净化。在这个过程中，四个稳定塘生态系统中的分解者对水中________量的需求有所不同。‎ ‎(2)生活污水进入好氧塘后，塘中下列物质或生物相对数量增加的先后顺序是________________。‎ A．细菌　　　　　　　 B．藻类 C．NH等无机盐离子 D．大量有机物 ‎(3)植物塘中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了________(填“生态系统”“群落”或“种群”)。与自然池塘相比，植物塘生态系统恢复力稳定性__________。植物塘中所有蛙类获得的能量最终来源于 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若生活污水不经净化处理而大量直接排入某湖泊，引起蓝藻暴发，周边居民由于蓝藻中的某种有毒物质经食物链的传递而出现中毒现象，请写出一条含四个营养级的这类食物链：__________________→人。这也说明某湖泊生态系统的____________能力是有限的。‎ 解析：(1)由题图可知四个稳定塘中的氧气含量不同，导致其中的分解者的代谢类型不同。(2)生活污水中主要是有机物，当其进入好氧塘后，由于有机物增多致使好氧细菌繁殖加快而增多，从而使大量的有机物被分解成无机物，使水中的无机盐离子增多，进而使藻类得到更多的营养而大量繁殖。(3)植物塘中所有的生物组成一个生物群落；与自然池塘相比，人工植物塘物种组成少，结构简单，抵抗力稳定性低，而恢复力稳定性高；流入植物塘的能量最终来自太阳能。(4)食物链的起点必须从生产者开始，根据题意可写出含有四个营养级的食物链；任何一个生态系统的自我调节能力都是有一定限度的。‎ 答案：(1)溶氧(或氧气)　(2)D→A→C→B ‎(3)群落　高　水生植物(生产者)所固定的太阳能 ‎(4)蓝藻→浮游动物→鱼(或蓝藻→田螺→鸭)(合理即可)　自我调节