中财网爱情雨在线看:高中生物疑难例析（一）
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/30 05:48:34
一、遗传平衡定律及例析
1．遗传平衡定律
遗传平衡定律,也称“哈代-温伯格定律(即Hardy-Weinberg定律)”，是英国Hardy和德国Weinberg分别于1908年和1909年独立证明的。主要内容是：在一定条件下，群体的基因频率和基因型频率在一代又一代的繁殖传代中保持不变。这条件是：(1)在一个很大的群体；(2)随机婚配而非选择性婚配；(3)没有自然选择；(4) 没有突变发生；(5)没有大规模迁移。 假设在一个理想的群体中，某基因位点上的两个等位基因 Y和y，若基因Y的频率为 p，基因y的频率为q，则p＋q=1，基因型YY的频率为p2，基因型yy的频率为 q2，基因型Yy的频率为2pq，且p2＋2pq＋q2 = 1。
2．例析
[例1]囊性纤维变性是一种常染色体遗传病，在某一地区的人群中，2500人中就有一个患此病。如果有一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，此后，该妇女又与一个健康男子再婚，问：再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是多少？
[解析]
①依题意可知该病是常染色体上的隐性遗传病，设正常基因为A，致病基因为a，由这一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，该妇女的基因型一定为Aa。
②根据“遗传平衡”，求表现正常个体中是杂合体（Aa）的机率：
由（p+q）2=p2+2pq+q2；且p+q=1。可得，q2=aa=(1/2500)，即：q=a=1/50。p=A=1-q=49/50，2pq=Aa=2×（1/50）×49/50）=（98/2500）。
所以，正常个体是杂合体（Aa）的机率为：
。
③该妇女与另一健康男子再婚，出生患该病的男孩的概率则有：
Aa ×（1/25）Aa （1/4） × （1/25）×（1/2）aa = （1/200）aa
[答案]再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是1/200。
[练1]对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是多少？（6.8%）
二、C3植物和C4植物的区别
1．形态结构的区别
两类植物在叶绿体的结构及分布上不同，因C3植物的维管束鞘细胞不含叶绿体，叶脉颜色较浅；C4植物的维管束鞘细胞含叶绿体，叶脉绿色较深有呈“花环型”的两圈细胞（C3和C4植物的叶绿体分布、结构与功能比较见下表）。
植物
分 布
结 构
功 能
C3
叶肉细胞
为典型叶绿体
既可进行光反应，也能进行暗反应
C4
叶肉细胞
为典型叶绿体
能进行光反应，通过C4途径固定CO2
维管束鞘细胞
较多、较大，叶绿体不含类囊体
不进行光反应，能够进行暗反应
2．光合作用途径的区别
C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同，都通过光反应产生O2、NADPH和ATP，为暗反应阶段提供同化力NADPH和ATP。但其暗反应途径不一样（C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较见下表）。
植物
分类
暗反应
场 所
途径
反应过程
C3
叶肉细胞叶绿体
C3
C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O
C4
叶肉细胞叶绿体
C4
C3（PEP）+CO2→C4
维管束鞘细胞叶绿体
C3
C4→C3（丙酮酸）+CO2
C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O
3．光合作用产物积累部位的区别
C3植物整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行的，光合作用的产物只积累在叶肉细胞中。C4植物中C4途径固定的CO2转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的产物主要积累在维管束鞘细胞中。
4．适应能力的区别
一是因C4植物叶肉细胞的叶绿体固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（简称PEP羧化酶）与CO2的亲和力强于C3植物叶绿体内固定CO2的酶。
二是C4植物与C3植物相比，光照较强时，其光呼吸明显弱于C3植物，因而在光照较强的环境中，前者的产量较高。
基于以上原因，在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。此时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用、光呼吸较弱，而C3植物不仅不能利用细胞间隙中的CO2进行光合作用、光呼吸也较强，因而，C4植物比C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境。
[练2]科学家发现生长在高温、强光照和干旱环境中的植物气孔关闭，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。
（1）取自热带不同环境下的甲、乙两种长势良好，状态相似的草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，完成初步判别乙植物是C3植物还是C4植物的实验：
原理： 。
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予 条件培养。连续若干天观察记录它们的生长情况。预期结果：
① 。
② 。
对结果的分析： 。
（2）对于以上的分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。
方法：制作乙植物的叶片过叶脉横切的临时切片，用显微镜观察。
结论：如果视野中看到 ，则乙是C3植物；如果看到的是 ，则乙是C4植物。
（3）研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置有何不同，用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下只能看到绿色微粒，却看不到淀粉粒，这一操作过程的错误是 。
[答案]（1）原理：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物能利用较低浓度的CO2生长良好，而C3植物不能。方法：高温、强光照和干旱。预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似；②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮。对结果的分析：若出现第①种情况，乙植株为C4植物；出现第②种情况，乙植株为C3植物。（2）没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体//有“花环型”结构或维管束鞘细胞有叶绿体；（3）绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片。
[练3]在光照下,供给玉米离体叶片少量的14CO2,随着光合作用时间的延续,在光合作用固定CO2,形成的C3化合物和C4化合物中, 14C含量变化示意图正确的是(B）
三、胚与胚乳基因型的推理与判断
胚与胚乳基因型的推理、判断是对遗传变异和生物生殖发育进行考查的一种题型。学生常常因对胚与胚乳形成的内在机理不清楚而难以很好的解决此类问题。让我们在复习胚与胚乳形成过程的基础上，来探讨胚与胚乳基因型推理、判断题型的解法。
1．胚与胚乳的形成
（1）被子植物的精子、卵细胞和极核的形成
了解被子植物的精子、卵细胞和极核的形成过程是很好解决胚和胚乳基因型问题的基础。孢子减数分裂（居间减数分裂）是其形成卵细胞、极核、精子的方式，具体过程为：
花药中产生小孢子母细胞（花粉母细胞） 减数分裂 四分孢子 发育 4个小孢子（花粉粒）有丝分裂 4个成熟的花粉粒（各有1个营养核和1个生殖核） 生殖核进行有丝分裂 8个精子（每1个花粉粒萌发产生2个具有相同基因型的精子）。
胚珠中产生大孢子母细胞（胚囊母细胞） 减数分裂4个大孢子（其3个退化，1个发育）三次有丝分裂8核胚囊（1个卵细胞、2个极核、2个助细胞和3个反足细胞的基因型相同）。
（2）被子植物的双受精
当花粉落在柱头上，受到柱头上粘液的刺激，开始萌发，生出花粉管，花粉管穿过花柱，进入子房一直达到胚珠，同时放出两个精子，一个精子与卵细胞融合，一个精子与两个极核融合，这样两个精子分别与卵细胞和极核相融合的现象，叫做双受精作用。双受精所形成的胚核和胚乳核经过发育分别形成胚和胚乳。
（3）胚与胚乳基因型的组成
胚基因型为卵细胞与精子基因相加组成，胚乳基因型为两个极核与精子基因相加组成。
2．胚与胚乳基因型推理、判断的一般思路与方法
先根据亲本基因型推断其精子、卵细胞（极核与卵细胞相同）的基因型，然后根据双受精的原理写出种子的胚及与之对应胚乳的基因型，再验证之。
[例2]如果某种植物的基因型为AaBb，这两对基因独立遗传，则其胚及胚乳可能的基因型是（ ）
A．AaBb、AaaBBb B．AaBb、Aaabbb C．AABb、AaaBBb D．AABb、AAabbb
解答过程：①根据亲本推精子、卵细胞及极核基因型为：精子为AB、Ab、aB、ab，卵细胞与极核的基因型为AB、Ab、aB、ab；②根据精子、卵细胞及极核基因可写出胚及其与之对应的胚乳基因型（如下表）。
父本（♂）
母本（♀）
双受精及发育结果
答案
精子
卵细胞
极核（2个）
胚
胚乳
AB
AB
AB+AB
AABB
AAABBB
无
Ab
Ab+Ab
AABb
AAABbb
无
aB
aB+aB
AaBB
AaaBBB
无
ab
ab+ab
AaBb
AaaBbb
无
Ab
AB
AB+AB
AABb
AAABBb
无
Ab
Ab+Ab
AAbb
AAAbbb
无
aB
aB+aB
AaBb
AaaBBb
A
ab
ab+ab
Aabb
Aaabbb
无
aB
AB
AB+AB
AaBB
AAaBBB
无
Ab
Ab+Ab
AaBb
AAaBbb
无
aB
aB+aB
AaBB
AaaBBB
无
ab
ab+ab
AaBb
AaaBbb
无
ab
AB
AB+AB
AaBb
AAaBBb
无
Ab
Ab+Ab
Aabb
AAabbb
无
aB
aB+aB
AaBb
AaaBBb
无
ab
ab+ab
aabb
aaabbb
无
3．胚与胚乳基因型推理、判断方法的探讨——逆推法
分析上述解题思路，从亲本到精、卵、极核，再到胚及胚乳，但因组合过多，费时费力，容易出错。能否改变原有思路，从分析答案入手，直接分析各种组合得到答案呢？
根据胚及胚乳形成过程可知：胚基因型=卵细胞基因+精子基因；胚乳基因型=极核基因+ 极核基因+精子基因。由于形成同一种子的胚和胚乳时，卵细胞与极核基因型相同、精子的基因型亦相同，不难得出“胚乳基因型-2个相同极核基因=精子基因”，“胚基因型-卵细胞基因型=精子基因”，卵细胞基因与对应极核基因相同。如果精、卵细胞基因与实际相符，即可得出正确答案。我们重看前例，从答案分析选项（如下表）：
选项
胚乳
胚
极核基因(2个相同)
卵
精子基因
答案
A
AaaBBb
AaBb
aB+aB
aB
Ab
正确
B
Aaabbb
AaBb
ab+ab
ab
不能减
无
C
AAaBBb
AABb
AB+AB
AB
不能减
无
D
AAabbb
AABb
Ab+Ab
Ab
不能减
无
因B、D项胚乳基因型中未包含胚基因（不能减），故不正确；而C项胚乳基因型中导出的精子基因未包含在胚基因型中，因而也不对；A选项胚乳基因型包含胚基因型，且从胚乳基因型导出的卵细胞与精子基因的构成，与实际精子、卵细胞含有对应的基因相符，故正确。
[练4]如果在某地生长着基因型有AABb和Aabb某种植物（既可自交，亦可杂交），控制不同性状的两对基因分别独立遗传，则其种子的胚和胚乳基因型可能是（C）
A．AABb、AAAbbb B．AABB、AAABBb C．AaBb、AaaBbb D．aabb、AaaBbb
四、种群数量变化学习中的几个误区分析
种群数量的变化规律在生物群落的演替、种群变化的预测以及农业生产中存在着广泛的应用，是生物高考的一个重要考点。学生在学习这部分知识时常出现以下误区，现分析如下：
1．误把种群“J”型增长公式中的“λ”当成种群增长率
误区分析：由种群“J”型增长曲线中种群数量变化公式：Nt=N0λt=Nt－1λ推导出λ=Nt/Nt－1，由于“λ”在“J”型曲线中是一定值，进而认为“λ”就是种群增长率。错因在于对“增长率”理解不够。
正确理解：所谓增长率是指在一段时间内，结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例。公式可表示为：
种群增长率=（Nt－Nt－1）/Nt=Nt/Nt－1－1=λ－1
公式变形可得，“λ=1+种群增长率”，由于“J”型增长曲线中种群增长率不变，故λ不变。显然，λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。
2．误把种群增长率等同于种群增长速率
误区分析：种群的增长率和增长速率都是一段时间内种群数量改变造成的，前者是一段时间内种群数量增加的部分占初始数的比例，后者则是种群数量在单位时间内的改变数。由于考生只关注造成两率的改变部分（即种群数量增加值），忽视参考依据的不同（前者为初始时间种群数量，后者为造成种群数量发生变化的时间）而导致错误。
正确理解：种群增长速度，即种群增长速率，是种群数量在单位时间内的增加值，若用V表示增长速度，t为统计种群数量变化的时间，Nt－Nt－1为t时间内种群数量增加值，公式可表示为：V=（Nt－Nt－1）/t
种群增长速度不反映种群的起始数量，只与造成种群数量增加的时间和种群数量增加值的大小有关。根据种群增长率的公式可知：种群增长率与种群的起始数量呈反相关，与增加值呈正相关。即种群数量增加值不变时，种群起始数量越大种群增长率越小，反之，种群增长率越大；若统计时间相同，对一个种群而言，种群增长率与增长速度呈正相关，与初始数量的大小呈反相关，若增长速度不变，种群初始数量越大增长率越小，反之，种群增长率越小。由于种群初始数量的大小不同，增长速度快的增长率不一定大，增长速度小的增长率也不一定小，即不能把种群增长率与种群增长速率等同起来。
3．误把过种群增长曲线一点切线的斜率视作增长率
误区分析：由于讲“J”型曲线时，又特别强调了种群数量的增长率，由于缺乏对曲线的细致分析，导致误区形成。
正确理解：如右图所示，过A点作A点的切线AB，并过A、B两点的分别向X轴和Y轴作垂线，由图可知，BC为种群数量增加值，AC为群数量增加所用时间，因此过A点切线的斜率（BC/AC）应该是种群在该时间段内的增长速度，而不是种群增长率，该时间段内种群的增长率应该是BC/OD。
4．误认为种群“S”型增长曲线中的K/2时的增长率是种群的最大增长率
误区分析：如下图所示，曲线中K/2点的斜率是最大的，因将该点切线的斜率当成增长率而出错。
正确理解：K/2时，不是增长率最大，而是增长速度最快。
5．误把增长率或增长速度最大视作种群数量最大
正确理解：种群增长率或增长速度最大时，种群数量增加较快，并未有达到种群数量的最大值。实际上,当种群数量达到最大值时，种群增长率或增长速率变为0。
[例3] 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上（ ）
A．种群数量相对稳定 B．种群增长量最大
C．种群数量最大 D．环境条件所允许的种群数量最大
[解析]由题意可知种群增长呈S型曲线，但在达到K值的过程中，种群密度的增长率是不断改变的。在对鱼类资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。因此要获得最大的捕获量且不有影响种群的再生，应使种群的数量保持在K/2值。[答案]B。
五、蛋白质学习中的“两个难点”突破
1．蛋白质的计算
（1）利用归纳法分析推导蛋白质形成过程中脱去水分子数、形成肽键数、消耗氨基和羧基数、最少含有氨基和羧基数及蛋白质分子量。
蛋白质由氨基酸通过脱水缩合形成多肽，肽链通过一定的化学键互相连接在一起，形成具有特定空间结构的蛋白质。一个氨基酸的羧基（-COOH）与其相邻氨基酸的氨基（-NH2）相连接，同时失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。每脱去一分子水将形成一个肽键，同时将消耗一个氨基（—NH2）和一个羧基（-COOH）；由于每一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，故每条肽链的主链将保留一个氨基和一个羧基，由于氨基酸的R基可能含有氨基和羧基，所以每个多肽分子至少含有一个氨基基和一个羧基。表解如下：
①当蛋白质由n个氨基酸分子构成的一条肽链构成时（见下表）
氨基
酸数
肽键数
脱去
水分
子数
氨基酸
平均相对
分子质量
蛋白质
平均相对
分子质量
氨基
数目
羧基
数目
1条肽链
n
n-1
n-1
b
nb-18（n-1）
至少1个
至少1个
②当蛋白质由n个氨基酸构成的m条肽链构成时：设m条肽链中，第一条肽链由n1个氨基酸构成，第二条肽链由n2个氨基酸构成，…，第m条肽链由nm个氨基酸构成，且n1 +n2+…+nm =n，则有：
肽链
序数
氨基
酸数
肽键数
脱去水
分子数
氨基酸
平均相对
分子质量
蛋白质
平均相对
分子质量
氨基数目
羧基数目
1
n1
n1-1
n1-1
b
n1b-18（n1-1）
至少1个
至少1个
2
n2
n2-1
n2-1
b
n2b-18（n2-1）
至少1个
至少1个
…
…
…
…
…
…
…
…
m
nm
nm-1
nm -1
b
nm b-18（nm -1）
至少1个
至少1个
合计
n
n-m
n-m
b
nb-18（n-m）
至少m个
至少m个
（2）由蛋白质形成前后分子质量总量不变，即反应前氨基酸分子量之和=形成的蛋白质分子、水分子及其它物质的分子量之和。
（3）例题解析
[例4]某蛋白质的相对分子质量为11935，在合成这个蛋白质分子过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均相对分子质量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（ ）
A．1条 B．2条 C．3条 D．4条
[解析]据物质守恒可知：蛋白质平均相对分子质量+合成蛋白质分子过程中脱水量=氨基酸分子量之和，即n×127=11935+1908，推知：n=109；由n-m=1908÷18=106，得m=109-106=3。即此蛋白质由3条肽链构成。[答案]C。
2．蛋白质的多样性
蛋白质是性状的表现者和主要承担者，性状的多样性反映其功能的多样性，以蛋白质结构的多样性为基础，而组成蛋白质的基本单位——氨基酸仅有20种，20种氨基酸如何形成多种蛋白质呢？可用计算多肽种类突破难点：
[例5]有3个不同氨基酸，可形成3肽的种数？有足够数量的3种不同氨基酸，可形成多少种3肽？有n（n≤20）个不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、n肽（组成肽的氨基酸各不相同）？有足够数量的n（n≤20）种不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、m肽（组成肽的氨基酸各不相同）？
[解析]⑴6种（即3×2×1）；⑵3肽种数=3×3×3=33=27；⑶同理可得：2肽=n×（n-1）、3肽=n×（n-1）×（n-2）、…、n肽=n！。⑷2肽种数=n×n= n2、3肽种数= n×n×n = n3、…、m肽种数=nm。
通过上述分析与计算，结合“组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别”，即可理解蛋白质种类的多样性、功能的多样性。
1．遗传平衡定律
遗传平衡定律,也称“哈代-温伯格定律(即Hardy-Weinberg定律)”，是英国Hardy和德国Weinberg分别于1908年和1909年独立证明的。主要内容是：在一定条件下，群体的基因频率和基因型频率在一代又一代的繁殖传代中保持不变。这条件是：(1)在一个很大的群体；(2)随机婚配而非选择性婚配；(3)没有自然选择；(4) 没有突变发生；(5)没有大规模迁移。 假设在一个理想的群体中，某基因位点上的两个等位基因 Y和y，若基因Y的频率为 p，基因y的频率为q，则p＋q=1，基因型YY的频率为p2，基因型yy的频率为 q2，基因型Yy的频率为2pq，且p2＋2pq＋q2 = 1。
2．例析
[例1]囊性纤维变性是一种常染色体遗传病，在某一地区的人群中，2500人中就有一个患此病。如果有一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，此后，该妇女又与一个健康男子再婚，问：再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是多少？
[解析]
①依题意可知该病是常染色体上的隐性遗传病，设正常基因为A，致病基因为a，由这一对健康的夫妇，生有一个患此病的孩子，该妇女的基因型一定为Aa。
②根据“遗传平衡”，求表现正常个体中是杂合体（Aa）的机率：
由（p+q）2=p2+2pq+q2；且p+q=1。可得，q2=aa=(1/2500)，即：q=a=1/50。p=A=1-q=49/50，2pq=Aa=2×（1/50）×49/50）=（98/2500）。
所以，正常个体是杂合体（Aa）的机率为：
。③该妇女与另一健康男子再婚，出生患该病的男孩的概率则有：
Aa ×（1/25）Aa （1/4） × （1/25）×（1/2）aa = （1/200）aa
[答案]再婚后的双亲生一个患该病的男孩的概率是1/200。
[练1]对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是多少？（6.8%）
二、C3植物和C4植物的区别
1．形态结构的区别
两类植物在叶绿体的结构及分布上不同，因C3植物的维管束鞘细胞不含叶绿体，叶脉颜色较浅；C4植物的维管束鞘细胞含叶绿体，叶脉绿色较深有呈“花环型”的两圈细胞（C3和C4植物的叶绿体分布、结构与功能比较见下表）。
植物
分 布
结 构
功 能
C3
叶肉细胞
为典型叶绿体
既可进行光反应，也能进行暗反应
C4
叶肉细胞
为典型叶绿体
能进行光反应，通过C4途径固定CO2
维管束鞘细胞
较多、较大，叶绿体不含类囊体
不进行光反应，能够进行暗反应
2．光合作用途径的区别
C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同，都通过光反应产生O2、NADPH和ATP，为暗反应阶段提供同化力NADPH和ATP。但其暗反应途径不一样（C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较见下表）。
植物
分类
暗反应
场 所
途径
反应过程
C3
叶肉细胞叶绿体
C3
C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O
C4
叶肉细胞叶绿体
C4
C3（PEP）+CO2→C4
维管束鞘细胞叶绿体
C3
C4→C3（丙酮酸）+CO2
C5+CO2→2C3+ATP+[H]→C5+（CH2O）+H2O
3．光合作用产物积累部位的区别
C3植物整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行的，光合作用的产物只积累在叶肉细胞中。C4植物中C4途径固定的CO2转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的产物主要积累在维管束鞘细胞中。
4．适应能力的区别
一是因C4植物叶肉细胞的叶绿体固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（简称PEP羧化酶）与CO2的亲和力强于C3植物叶绿体内固定CO2的酶。
二是C4植物与C3植物相比，光照较强时，其光呼吸明显弱于C3植物，因而在光照较强的环境中，前者的产量较高。
基于以上原因，在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。此时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用、光呼吸较弱，而C3植物不仅不能利用细胞间隙中的CO2进行光合作用、光呼吸也较强，因而，C4植物比C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境。
[练2]科学家发现生长在高温、强光照和干旱环境中的植物气孔关闭，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。
（1）取自热带不同环境下的甲、乙两种长势良好，状态相似的草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，完成初步判别乙植物是C3植物还是C4植物的实验：
原理： 。
方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予 条件培养。连续若干天观察记录它们的生长情况。预期结果：
① 。
② 。
对结果的分析： 。
（2）对于以上的分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。
方法：制作乙植物的叶片过叶脉横切的临时切片，用显微镜观察。
结论：如果视野中看到 ，则乙是C3植物；如果看到的是 ，则乙是C4植物。
（3）研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉粒在叶片内的位置有何不同，用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下只能看到绿色微粒，却看不到淀粉粒，这一操作过程的错误是 。
[答案]（1）原理：在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低，C4植物能利用较低浓度的CO2生长良好，而C3植物不能。方法：高温、强光照和干旱。预期结果：①乙植物与甲植物生长状态相似；②乙植物逐渐枯萎，而甲依然健壮。对结果的分析：若出现第①种情况，乙植株为C4植物；出现第②种情况，乙植株为C3植物。（2）没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体//有“花环型”结构或维管束鞘细胞有叶绿体；（3）绿色叶片应该先在热的酒精中脱去叶绿素，再去染色、制片。
[练3]在光照下,供给玉米离体叶片少量的14CO2,随着光合作用时间的延续,在光合作用固定CO2,形成的C3化合物和C4化合物中, 14C含量变化示意图正确的是(B）
三、胚与胚乳基因型的推理与判断
胚与胚乳基因型的推理、判断是对遗传变异和生物生殖发育进行考查的一种题型。学生常常因对胚与胚乳形成的内在机理不清楚而难以很好的解决此类问题。让我们在复习胚与胚乳形成过程的基础上，来探讨胚与胚乳基因型推理、判断题型的解法。
1．胚与胚乳的形成
（1）被子植物的精子、卵细胞和极核的形成
了解被子植物的精子、卵细胞和极核的形成过程是很好解决胚和胚乳基因型问题的基础。孢子减数分裂（居间减数分裂）是其形成卵细胞、极核、精子的方式，具体过程为：
花药中产生小孢子母细胞（花粉母细胞） 减数分裂 四分孢子 发育 4个小孢子（花粉粒）有丝分裂 4个成熟的花粉粒（各有1个营养核和1个生殖核） 生殖核进行有丝分裂 8个精子（每1个花粉粒萌发产生2个具有相同基因型的精子）。
胚珠中产生大孢子母细胞（胚囊母细胞） 减数分裂4个大孢子（其3个退化，1个发育）三次有丝分裂8核胚囊（1个卵细胞、2个极核、2个助细胞和3个反足细胞的基因型相同）。
（2）被子植物的双受精
当花粉落在柱头上，受到柱头上粘液的刺激，开始萌发，生出花粉管，花粉管穿过花柱，进入子房一直达到胚珠，同时放出两个精子，一个精子与卵细胞融合，一个精子与两个极核融合，这样两个精子分别与卵细胞和极核相融合的现象，叫做双受精作用。双受精所形成的胚核和胚乳核经过发育分别形成胚和胚乳。
（3）胚与胚乳基因型的组成
胚基因型为卵细胞与精子基因相加组成，胚乳基因型为两个极核与精子基因相加组成。
2．胚与胚乳基因型推理、判断的一般思路与方法
先根据亲本基因型推断其精子、卵细胞（极核与卵细胞相同）的基因型，然后根据双受精的原理写出种子的胚及与之对应胚乳的基因型，再验证之。
[例2]如果某种植物的基因型为AaBb，这两对基因独立遗传，则其胚及胚乳可能的基因型是（ ）
A．AaBb、AaaBBb B．AaBb、Aaabbb C．AABb、AaaBBb D．AABb、AAabbb
解答过程：①根据亲本推精子、卵细胞及极核基因型为：精子为AB、Ab、aB、ab，卵细胞与极核的基因型为AB、Ab、aB、ab；②根据精子、卵细胞及极核基因可写出胚及其与之对应的胚乳基因型（如下表）。
父本（♂）
母本（♀）
双受精及发育结果
答案
精子
卵细胞
极核（2个）
胚
胚乳
AB
AB
AB+AB
AABB
AAABBB
无
Ab
Ab+Ab
AABb
AAABbb
无
aB
aB+aB
AaBB
AaaBBB
无
ab
ab+ab
AaBb
AaaBbb
无
Ab
AB
AB+AB
AABb
AAABBb
无
Ab
Ab+Ab
AAbb
AAAbbb
无
aB
aB+aB
AaBb
AaaBBb
A
ab
ab+ab
Aabb
Aaabbb
无
aB
AB
AB+AB
AaBB
AAaBBB
无
Ab
Ab+Ab
AaBb
AAaBbb
无
aB
aB+aB
AaBB
AaaBBB
无
ab
ab+ab
AaBb
AaaBbb
无
ab
AB
AB+AB
AaBb
AAaBBb
无
Ab
Ab+Ab
Aabb
AAabbb
无
aB
aB+aB
AaBb
AaaBBb
无
ab
ab+ab
aabb
aaabbb
无
3．胚与胚乳基因型推理、判断方法的探讨——逆推法
分析上述解题思路，从亲本到精、卵、极核，再到胚及胚乳，但因组合过多，费时费力，容易出错。能否改变原有思路，从分析答案入手，直接分析各种组合得到答案呢？
根据胚及胚乳形成过程可知：胚基因型=卵细胞基因+精子基因；胚乳基因型=极核基因+ 极核基因+精子基因。由于形成同一种子的胚和胚乳时，卵细胞与极核基因型相同、精子的基因型亦相同，不难得出“胚乳基因型-2个相同极核基因=精子基因”，“胚基因型-卵细胞基因型=精子基因”，卵细胞基因与对应极核基因相同。如果精、卵细胞基因与实际相符，即可得出正确答案。我们重看前例，从答案分析选项（如下表）：
选项
胚乳
胚
极核基因(2个相同)
卵
精子基因
答案
A
AaaBBb
AaBb
aB+aB
aB
Ab
正确
B
Aaabbb
AaBb
ab+ab
ab
不能减
无
C
AAaBBb
AABb
AB+AB
AB
不能减
无
D
AAabbb
AABb
Ab+Ab
Ab
不能减
无
因B、D项胚乳基因型中未包含胚基因（不能减），故不正确；而C项胚乳基因型中导出的精子基因未包含在胚基因型中，因而也不对；A选项胚乳基因型包含胚基因型，且从胚乳基因型导出的卵细胞与精子基因的构成，与实际精子、卵细胞含有对应的基因相符，故正确。
[练4]如果在某地生长着基因型有AABb和Aabb某种植物（既可自交，亦可杂交），控制不同性状的两对基因分别独立遗传，则其种子的胚和胚乳基因型可能是（C）
A．AABb、AAAbbb B．AABB、AAABBb C．AaBb、AaaBbb D．aabb、AaaBbb
四、种群数量变化学习中的几个误区分析
种群数量的变化规律在生物群落的演替、种群变化的预测以及农业生产中存在着广泛的应用，是生物高考的一个重要考点。学生在学习这部分知识时常出现以下误区，现分析如下：
1．误把种群“J”型增长公式中的“λ”当成种群增长率
误区分析：由种群“J”型增长曲线中种群数量变化公式：Nt=N0λt=Nt－1λ推导出λ=Nt/Nt－1，由于“λ”在“J”型曲线中是一定值，进而认为“λ”就是种群增长率。错因在于对“增长率”理解不够。
正确理解：所谓增长率是指在一段时间内，结束时种群数量相对于初始种群数量的增加部分占初始数量的比例。公式可表示为：
种群增长率=（Nt－Nt－1）/Nt=Nt/Nt－1－1=λ－1
公式变形可得，“λ=1+种群增长率”，由于“J”型增长曲线中种群增长率不变，故λ不变。显然，λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。
2．误把种群增长率等同于种群增长速率
误区分析：种群的增长率和增长速率都是一段时间内种群数量改变造成的，前者是一段时间内种群数量增加的部分占初始数的比例，后者则是种群数量在单位时间内的改变数。由于考生只关注造成两率的改变部分（即种群数量增加值），忽视参考依据的不同（前者为初始时间种群数量，后者为造成种群数量发生变化的时间）而导致错误。
正确理解：种群增长速度，即种群增长速率，是种群数量在单位时间内的增加值，若用V表示增长速度，t为统计种群数量变化的时间，Nt－Nt－1为t时间内种群数量增加值，公式可表示为：V=（Nt－Nt－1）/t
种群增长速度不反映种群的起始数量，只与造成种群数量增加的时间和种群数量增加值的大小有关。根据种群增长率的公式可知：种群增长率与种群的起始数量呈反相关，与增加值呈正相关。即种群数量增加值不变时，种群起始数量越大种群增长率越小，反之，种群增长率越大；若统计时间相同，对一个种群而言，种群增长率与增长速度呈正相关，与初始数量的大小呈反相关，若增长速度不变，种群初始数量越大增长率越小，反之，种群增长率越小。由于种群初始数量的大小不同，增长速度快的增长率不一定大，增长速度小的增长率也不一定小，即不能把种群增长率与种群增长速率等同起来。
3．误把过种群增长曲线一点切线的斜率视作增长率
误区分析：由于讲“J”型曲线时，又特别强调了种群数量的增长率，由于缺乏对曲线的细致分析，导致误区形成。
正确理解：如右图所示，过A点作A点的切线AB，并过A、B两点的分别向X轴和Y轴作垂线，由图可知，BC为种群数量增加值，AC为群数量增加所用时间，因此过A点切线的斜率（BC/AC）应该是种群在该时间段内的增长速度，而不是种群增长率，该时间段内种群的增长率应该是BC/OD。
4．误认为种群“S”型增长曲线中的K/2时的增长率是种群的最大增长率
误区分析：如下图所示，曲线中K/2点的斜率是最大的，因将该点切线的斜率当成增长率而出错。
正确理解：K/2时，不是增长率最大，而是增长速度最快。
5．误把增长率或增长速度最大视作种群数量最大
正确理解：种群增长率或增长速度最大时，种群数量增加较快，并未有达到种群数量的最大值。实际上,当种群数量达到最大值时，种群增长率或增长速率变为0。
[例3] 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上（ ）
A．种群数量相对稳定 B．种群增长量最大
C．种群数量最大 D．环境条件所允许的种群数量最大
[解析]由题意可知种群增长呈S型曲线，但在达到K值的过程中，种群密度的增长率是不断改变的。在对鱼类资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即K/2值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。因此要获得最大的捕获量且不有影响种群的再生，应使种群的数量保持在K/2值。[答案]B。
五、蛋白质学习中的“两个难点”突破
1．蛋白质的计算
（1）利用归纳法分析推导蛋白质形成过程中脱去水分子数、形成肽键数、消耗氨基和羧基数、最少含有氨基和羧基数及蛋白质分子量。
蛋白质由氨基酸通过脱水缩合形成多肽，肽链通过一定的化学键互相连接在一起，形成具有特定空间结构的蛋白质。一个氨基酸的羧基（-COOH）与其相邻氨基酸的氨基（-NH2）相连接，同时失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。每脱去一分子水将形成一个肽键，同时将消耗一个氨基（—NH2）和一个羧基（-COOH）；由于每一个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，故每条肽链的主链将保留一个氨基和一个羧基，由于氨基酸的R基可能含有氨基和羧基，所以每个多肽分子至少含有一个氨基基和一个羧基。表解如下：
①当蛋白质由n个氨基酸分子构成的一条肽链构成时（见下表）
氨基
酸数
肽键数
脱去
水分
子数
氨基酸
平均相对
分子质量
蛋白质
平均相对
分子质量
氨基
数目
羧基
数目
1条肽链
n
n-1
n-1
b
nb-18（n-1）
至少1个
至少1个
②当蛋白质由n个氨基酸构成的m条肽链构成时：设m条肽链中，第一条肽链由n1个氨基酸构成，第二条肽链由n2个氨基酸构成，…，第m条肽链由nm个氨基酸构成，且n1 +n2+…+nm =n，则有：
肽链
序数
氨基
酸数
肽键数
脱去水
分子数
氨基酸
平均相对
分子质量
蛋白质
平均相对
分子质量
氨基数目
羧基数目
1
n1
n1-1
n1-1
b
n1b-18（n1-1）
至少1个
至少1个
2
n2
n2-1
n2-1
b
n2b-18（n2-1）
至少1个
至少1个
…
…
…
…
…
…
…
…
m
nm
nm-1
nm -1
b
nm b-18（nm -1）
至少1个
至少1个
合计
n
n-m
n-m
b
nb-18（n-m）
至少m个
至少m个
（2）由蛋白质形成前后分子质量总量不变，即反应前氨基酸分子量之和=形成的蛋白质分子、水分子及其它物质的分子量之和。
（3）例题解析
[例4]某蛋白质的相对分子质量为11935，在合成这个蛋白质分子过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均相对分子质量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（ ）
A．1条 B．2条 C．3条 D．4条
[解析]据物质守恒可知：蛋白质平均相对分子质量+合成蛋白质分子过程中脱水量=氨基酸分子量之和，即n×127=11935+1908，推知：n=109；由n-m=1908÷18=106，得m=109-106=3。即此蛋白质由3条肽链构成。[答案]C。
2．蛋白质的多样性
蛋白质是性状的表现者和主要承担者，性状的多样性反映其功能的多样性，以蛋白质结构的多样性为基础，而组成蛋白质的基本单位——氨基酸仅有20种，20种氨基酸如何形成多种蛋白质呢？可用计算多肽种类突破难点：
[例5]有3个不同氨基酸，可形成3肽的种数？有足够数量的3种不同氨基酸，可形成多少种3肽？有n（n≤20）个不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、n肽（组成肽的氨基酸各不相同）？有足够数量的n（n≤20）种不同氨基酸，可形成多少种2肽、3肽、…、m肽（组成肽的氨基酸各不相同）？
[解析]⑴6种（即3×2×1）；⑵3肽种数=3×3×3=33=27；⑶同理可得：2肽=n×（n-1）、3肽=n×（n-1）×（n-2）、…、n肽=n！。⑷2肽种数=n×n= n2、3肽种数= n×n×n = n3、…、m肽种数=nm。
通过上述分析与计算，结合“组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别”，即可理解蛋白质种类的多样性、功能的多样性。