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高中三年级生物

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    下图是陆生植物根尖结构示意图,其中A、B、C、D分别代表成熟区、伸长区、分生区、根冠。回答下列问题:

    (1)从细胞水平上解释根尖能不断生长的原因是________。
    (2)在诱导因素作用下,最可能发生基因突变的部位是___________(填字母)
    (3)A处细胞吸水的主要方式是__________。当该种植物的根较长时间被水淹,叶片反而会出现萎蔫(缺水)的原因是__________。
    (4)参与调节C处生理活动的主要激素是_______。A处细胞与C处细胞结构上的主要区别是_______,它们在结构和功能上出现差异生物上称为________。
    本题信息:2012年浙江省月考题生物读图填空题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “下图是陆生植物根尖结构示意图,其中A、B、C、D分别代表成熟区、伸长区、分生区、根冠。回答下列问题:(1)从细胞水平上解释根尖能不断生长的原因是________。...” 主要考查您对

细胞的吸水和失水

有丝分裂

细胞的分化

基因突变

其他植物激素

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  • 细胞的吸水和失水
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细胞的吸水与失水:

1、渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2、发生渗透作用的条件:具半透膜,两侧溶液具有浓度差。
3、植物细胞的吸水与失水
(1)植物细胞就相当于渗透装置。
  
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质,相当于半透膜。
(2)植物细胞通过渗透作用吸水和失水。
植物细胞的质壁分离:当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而失水,细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁分离。
质壁分离复原的原理:当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞就会通过渗透作用而吸水,外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,紧贴细胞壁,使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
4、动物细胞的吸水和失水
(1)细胞膜相当于半透膜,浓度差由外界溶液浓度与细胞质的浓度来体现。
(2)水分子是顺相对含量的梯度进出动物细胞的。
①外界溶液浓度小于细胞质浓度时,细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度大于细胞质浓度时,细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度等于细胞质浓度时,水分子进出细胞处于动态平衡。




知识点拨:

1、细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧溶液中水的相对含量的差值。
2、植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用,只能依靠吸胀作用吸水。
3、植物细胞的吸水和失水:
①渗透作用:是指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。渗透吸水是指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时的保卫细胞吸水主要为渗透吸水。
②吸涨吸水:指依赖于低衬质势而引起的吸水。对于无液泡的分生组织和干燥种子来说,衬质势是细胞水势的主要成分。亲水胶体吸引水分子的力量称为吸胀力,亲水胶体吸水膨胀的现象叫吸胀作用。细胞吸胀力的大小,取决于衬质势的高低。干燥种子衬质势常低于-10MPa,有的甚至达到-100MPa,所以吸胀吸水就很容易发生。当种子吸水后,衬质势很快上升。如将种子放在纯水中,当种子吸水达到最大程度时,衬质势为0。由于吸胀过程与细胞的代谢活动没有直接关系,所以又把吸胀吸水称为非代谢性吸水。
③降压吸水是指由于压力势降低而引发的细胞吸水。如蒸腾旺盛时,木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩,使压力势降低,从而引起这些细胞水势下降而吸水。链接“植物细胞间的水分移动”
4、植物根系对水分的吸收:
①植物根系吸水的部位:根系吸水的部位主要在根的尖端,从根尖开始向上约10mm的范围内,包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,其中以根毛区的吸水能力最强。
②植物根部吸水的途径:植物根部吸水主要通过根毛、皮层、内皮层,再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内横向运输有质外体和共质体两条途径。
5、根系吸水的机理根据植物根部的吸水动力的不同可分为两类:主动吸水和被动吸水。
①主动吸水:由植物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水,它与地上部分的活动无关。根的主动吸水主要反映在根压上。所谓根压,是指由于植物根系生理活动而促使根部吸收水分并使液流从根部上升的压力。大多数植物的根压为0.10~0.2MPa,有些木本植物可达0.6~0.7MPa。伤流和吐水是证明根压存在的两种现象。
②被动吸水:植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水。所谓蒸腾拉力(teanspirationlpull)是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。但叶片蒸腾时,气孔下腔周围细胞的水以水蒸气形式扩散到水势低的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就产生了一系列相邻细胞间的水分运输,使叶导管失水,压力势下降,造成根冠间导管的压力梯度,使根导管中的水分向上运输,其结果造成根部细胞水分亏缺,水势降低,向土壤吸水。
细胞吸水和失水的原理的应用:

1、对农作物的合理灌溉,既满足了作物对水分的需要,同时也降低了土壤溶液的浓度,有利于水分的吸收。
2、盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象,都是因为土壤溶液浓度过高,甚至超过了根细胞液浓度,导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。
3、糖渍、盐渍食品不易变质的原因,是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能较长时间的保存。

有丝分裂的过程及意义:

1、有丝分裂:真核生物进行细胞分裂的主要方式,具有周期性,分为间期、前期、中期、后期、末期。(如下图)

2、有丝分裂特点:
前期:仁膜消失两体现。
中期:点排中央体明显。
后期:均分牵拉到两极。
末期:仁膜重现两体消。
3、意义:
(l)亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去。
(2)染色体上有遗传物质,有丝分裂保证了亲代和子代之间遗传性状的稳定性,对生物的遗传有重要意义。
辨析动植物细胞有丝分裂的不同:

植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
前期 纺锤体的形成方式不同
由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 两组中心粒翻出星射线形成纺锤体
末期 形成两个子细胞的方式不同
植物细胞中部形成细胞板,扩展形成新细胞壁,分裂成两个子细胞 动物细胞膜从中部向内凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞

知识点拨:

1、细胞中央的赤道板是假想平面,是细胞中央与纺锤体的中轴垂直的一个平面,只表示一个位置,不是真实存在的,在显微镜下观察不到.而细胞板是实际存在的,细胞板由细胞中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁将植物细胞一分为二。
2、细胞板的形成是植物细胞有丝分裂过程中特有的,也是同动物细胞有丝分裂的区别之一。细胞板是植物细胞有丝分裂末期,在赤道板位置通过高尔基体密集而形成的一种结构,它向四周扩展形成新的细胞壁,显微镜下能观察到该结构,它是植物细胞所特有的,区别于动物细胞的标志。
例  在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞,能看到的结构是(   )
A.赤道板、染色体、细胞膜
B.纺锤体、赤道板、同源染色体
C.细胞壁、染色体、纺锤体
D.细胞壁、核膜、染色体、着丝点
思路点拔:赤道板是虚拟的位置概念,并非真实存在的结构;细胞膜平时与细胞壁贴得很紧,因此观察不到。核膜在分裂前期就已经消失,在分裂末期才会重建。答案C
2、动、植物细胞分裂图像的识别:
(1)图像画成方形或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般为植物细胞。
(2)图像画成圆形或有中心粒结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般为动物细胞。
3、若为二倍体生物细胞,可作如下判断:
(l)染色体散乱排列,无联会现象,有同源染色体——有丝分裂前期。
(2)着丝粒排列在赤道板上,有同源染色体——有丝分裂中期。
(3)染色体移向两极,每一极都有同源染色体——有丝分裂后期。
4、DNA分子数目的加倍在间期,数目的恢复在末期;染色体数目的加倍在后期,数目的恢复在末期;染色单体的产生在间期,出现在前期,消失在后期。
5、细胞的有丝分裂过程中,与细胞核内染色体的 “复制和均分”不同,细胞质内细胞器在子细胞中的分配不是平均的。各种细胞器的增生,都是在细胞分裂之前的间期友生的。

有丝分裂过程中DNA、染色体、染色单体和每条染色体上DNA的数目变化:


 



注:1、细胞内和细胞核内的数目减半的时间是不一样的(图中已标),原因是在有丝分裂的末期,先形成细胞核,后分裂成两个子细胞,所以细胞核内的数目减半点是在末期开始,而细胞内的数目减半是在末期完成时。
2、间期DNA分子复制使DNA含量加倍,但染色体没加倍,而是每条染色体上含有2条姐妹染色单体;染色体加倍发生在后期着丝点分裂时;DNA和染色体数目减半的原因相同。
3、染色体形态的变化:

细胞的分化及其意义:

1、细胞的分化的概念:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
2、细胞分化的基础和实质
(1)分化的基础:每个细胞都含有一套与受精卵完全相同的染色体,即携带有本物种的全部遗传信息。
(2)分化的实质:是在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程,即基因的选择性表达。
3、细胞分化的过程
(1)从细胞水平分析:细胞形态、结构和功能改变的结果。
(2)从亚显微结构水平分析:细胞器的数目及细胞质基质成分和功能改变的结果。
(3)从分子水平分析
①蛋白质角度:蛋白质种类、数量、功能改变的结果。
②基因角度:基因选择性表达的结果,这是细胞分化的根本原因。
4、细胞分化的特点
(1)持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命历程中,在胚胎期达到最大限度。
(2)不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
(3)普遍性:是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(4)遗传物质不变性:细胞分化是伴随着细胞分裂进行的,亲代与子代细胞的形态、结构或功能发生改变,但细胞内的遗传物质却不变。
5、细胞分化的结果:形成形态、结构和功能不同的组织和器官。
6、细胞分化的意义
(1)细胞分化是生物界普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。
(2)细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化,有利于提高各种生物功能的效率。


 


细胞增殖与细胞分化的区别分析:

细胞增殖 细胞分化
细胞变化 数量增多 细胞形态、结构、生埋功能发生了稳定性差异,且这种差异是不可逆转的
发生时间 从受精卵开始,有些部位的细胞终生保持分裂能力,有的细胞发育到一定时期停止分裂 持久性变化,胚胎时期达最大限度
在个体发育中的意义 保持了亲代和子代间遗传物质的稳定性 没有细胞分化,生物体不能进行正常发育

细胞分化与细胞全能性的区别与联系:

细胞分化 细胞全能性
原理 细胞内基因的选择性表达 含本物种全套遗传物质
特点 持久性、不可逆性、普遍性 ①高度分化的植物体细胞表达全能性需要一定的条件;②动物已分化的体细胞的全能性受到限制,但细胞核仍具有全能性
结果 形成形态、结构、生理功能不同的细胞 形成新个体
 大小比较 细胞分化程度有高低之分,如体细胞>生殖细胞>受精卵  细胞全能性有大小之分,如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高,全能性越小


知识点拨:

1、过程:受精卵→增殖为多细胞→分化为组织、器官、系统→发育为生物体
2、细胞分化程度由高至低的顺序是神经组织干细胞、骨髓造血干细胞、胚胎干细胞;造血干细胞还有可能分化成为其他组织的细胞,说明动物细胞也可能具有全能性,因为每个细胞都是由受精卵发育而来的,都具有全套的遗传物质。人们对干细胞的研究,可以对某些疾病进行治疗,可以进行医学上的组织修复,还可以帮助人们了解细胞的分化机制。


知识拓展:

1、细胞的分裂是细胞分化的基础。细胞的分裂与分化往往是相伴相随的,随着细胞分化程度的加深,细胞的分裂能力逐渐下降。
2、细胞分裂结束后,细胞生活有三种状态:一是继续分裂增殖,如根尖分生区细胞;二是暂不分裂增殖,如植株上受顶芽抑制的侧芽细胞;三是不再进入细胞周期而发生分化,如人体的红细胞、神经细胞等。 3、判断细胞全能性的表达与细胞分化的依据是二者的终点不同,细胞分化的终点是组织、器官;细胞全能性表达的终点是完整个体。
4、植物细胞的全能性易表现,动物细胞的全能性受限制,但动物细胞的细胞核仍具有全能性。
5、细胞全能性高低与分化的关系:细胞全能性高低与分化程度成负相关,分化程度越大,全能性越低。
6、管家基因与奢侈基因
(1)管家基因指所有细胞均要表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所必需的,如呼吸酶基因。
(2)奢侈基因是指不同类型细胞特异性表达的基因,其严物赋予不同细胞特异的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。

基因突变:

概念 由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变
意义 是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的选择材料
类型 自然突变和诱发突变
原因 外因:某些环境条件(如物理、化学、生物因素)
内因:DNA复制过程中,基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序发生改变,从而改变了遗传信息
结果 产生了该基因的等位基因,即新基因
特点 普遍性、随机性、低频性、多害少利性、不定向性(多向性)、可逆性
时期 DNA复制时(发生于有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期)
人工诱变 原理 物理、化学、生物因素影响生物,使它发生基因突变
方法 物理方法:辐射诱变、激光诱变
化学方法:硫酸二乙酯、亚硝酸等处理生物材料
意义 提高变异频率,创造动物、植物和微生物新品种



知识拓展:

1、基因突变和生物性状的关系
①多数基因突变并不引起生物性状的改变。
a.不具有遗传效应的DNA片段中的“突变”不引起基因突变,不引起性状变异。
b.由于多种密码子决定同一种氨基酸,因此某些基因突变也不能引起性状的改变。
c.某些基因突变虽改变了蛋白质中个别位置的氨基酸种类,但并不影响蛋白质的功能。
d.隐性突变在杂合子状态下也不会引起性状的改变。
②少数基因突变可引起性状的改变,如人的镰刀型细胞贫血症。
2、基因突变对后代的影响
①基因突变若发生在体细胞有丝分裂过程中,这种突变可通过无性繁殖传给后代,但不会通过有性生殖传给后代。
②基因突变若发生在精子或卵细胞形成的减数分裂过程中,这种突变可通过有性生殖传给后代。
3、基因突变对蛋白质结构的影响
碱基对 影响范围 对氨基酸的影响
替换 只改变1个氨基酸或不改变
增添 插入位置前不影响,影响插入位置后的序列
缺失 缺失位置前不影响,影响缺失位置后的序列
4、基因突变在普通光学显微镜下无法看到,但染色体变异一般可以镜检出来。
5、基因突变的结果:基因突变引起基因“质”的改变,产生了原基因的等位基因,改变了基因的碱基序列,如由A→a(隐性突变)或a→A(显性突变),但并未改变染色体上基因的数量和位置。
6、显性突变和隐性突变的判定
(1)基因突变的类型
显性突变:aa→Aa(当代表现)
隐性突变:AA→Aa(当代不表现,一旦表现即为纯合体)
(2)判定方法
①植物:让突变体自交

②动、植物:让突变体与其他未突变体杂交

其他植物激素的种类与功能:

1、赤霉素:
(1)合成部位:未成熟的种子、幼根和幼芽
(2)主要作用:①促进细胞伸长,引起植株增高②促进种子萌发和果实发育
2、脱落酸:
(1)合成部位:根冠、萎蔫的叶片等
(2)分布:将要脱落的器官和组织
(3)主要作用: ①抑制细胞分裂 ②促进叶和果实的衰老与脱落
3、细胞分裂素:
(1)合成部位:主要是根尖
(2)主要作用:促进细胞分裂
4、乙烯:
(1)合成部位:植物体各个部位
(2)主要作用:促进果实成熟
植物生长与植物激素的关系

l、植物激素的分类及作用

2、植物生长与植物激素的关系

(1)生长素与细胞分裂素:植物的生长表现在细胞体积的增大和细胞数日的增多,生长素能促进细胞伸长,体积增大,使植株生长;而细胞分裂素则是促进细胞分裂,使植株的细胞数目增多,从而促进植物生长。
(2)生长素与乙烯:生长素的浓度接近或等于生长最适浓度时,就开始诱导乙烯的形成,超过这一点时,乙烯的产量就明显增加,而当乙烯对细胞生长的抑制作用超过了生长素促进细胞生长的作用时,就会出现抑制生长的现象。
(3)脱落酸与细胞分裂素:脱落酸强烈地抑制生长,并使衰老的过程加速,但是这些作用又会被细胞分裂素解除。
(4)脱落酸与赤霉素:脱落酸是在短日照下形成的,而赤霉素是在长日照下形成的。因此,夏季日照长,严生赤霉素使植物继续生长,而冬季来临前日照变短,产生脱落酸,使芽进入休眠状态。
3、类比各种植物激素的生理作用与应用
名称 产生部位 生理作用 对应生长调节剂 应用
生长素 幼根、幼芽及发育的种子 促进生长,促进果实发育 萘乙酸、2,4-D ①促进扦插枝条的生根;②促进果实发育,防止落花落果;③农业除草剂
赤霉素 幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里 ①促进细胞伸长,引起植株增高;②促进种子萌发和果实成熟 赤霉素 ①促进植物茎秆仲长;②解除种子和其他部位休眠,提甲用来播种

植物生长调节剂的应用:

1.概念:人工合成的对植物的生长素有调节作用的化学物质。
2.特点:
(1)容易合成
(2)原料广泛
(3)效果稳定
3.实例
(1)剩用乙烯利催熟,如凤梨的有计划上市,香蕉、柿子、番茄等上市前的催熟。
(2)利用赤霉素溶液处理芦苇,增加纤维长度,如在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理,就可以使芦苇的纤维长度增加50%左右。
(3)用赤霉素处理大麦,可使大麦种子无须发芽就可产生α一淀粉酶。
(4)青鲜素可以抑制发芽,延长马铃薯、大蒜、洋葱的贮藏期。
4.植物生长调节剂应用的两面性
(1)农产品在生产过程中使用植物生长调节剂的例子很多,如马铃薯、莴苣使用赤霉素处理可打破休眠,促进萌发;芹菜、苋菜、菠菜等在采收前用一定浓度的赤霉素喷施可促进营养生长,增加产量;黄瓜、南瓜用一定浓度的乙烯利喷施可促进雌花分化。
(2)生产过程中使用植物生长调节剂可能会影响农产品的品质,如青鲜素可用于洋葱、大蒜、马铃薯块茎,延长休眠,抑制发芽,延长贮藏期,但青鲜素是致癌物质,对人体健康不利;另外如果水果远未达到成熟期,营养物质没有足够的积累,此时就盲目地用乙烯利催熟,必然改变水果的营养价值及风味。
发现相似题
与“下图是陆生植物根尖结构示意图,其中A、B、C、D分别代表成熟...”考查相似的试题有: