安徽省蚌埠市A层高中2024-2025学年高二下学期第四次联考生物试卷(Word版附解析)
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全卷满分:100分,考试时间:75分钟
一、单选题(本题大共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1. 下列关于动物内环境和稳态的叙述,正确的是( )
A. 肿瘤细胞侵入并堵塞淋巴管会导致组织水肿
B. 内环境稳态是指血浆、组织液、淋巴等细胞外液的理化性质保持相对稳定
C. 体内所有细胞与外界物质交换都要经过血浆、组织液和淋巴
D. 血液、组织液、淋巴是体内细胞直接生存主要液体环境,构成了人体内环境的主体
【答案】A
【解析】
【分析】内环境是多细胞生物的细胞在体内直接所处的环境,即细胞外液。内环境是细胞直接进行物质交换的场所,是细胞直接生活的环境。
【详解】A、肿瘤细胞侵入并堵塞淋巴管,会导致组织液中蛋白质等不能回流而使组织液浓度升高,进而造成组织水肿,A正确;
B、内环境稳态的实质是:健康人的内环境每一种成分和理化性质维持相对稳定,B错误;
C、体内有一部分细胞可以直接与外界环境进行交换,如口腔上皮细胞,另外,血细胞之间的内环境为血浆,组织细胞之间的内环境为组织液,也不用都经过血浆、组织液和淋巴,C错误;
D、细胞外液主要包括血浆、组织液和淋巴等,血液包括血浆和血细胞,D错误。
故选A。
2. 在短跑比赛中,运动员在听到发令枪声之后,身体需经过一系列的反应才能完成起跑的动作。据统计,人类完成这一系列反应所需时间至少0.1s,因此现今世界短跑比赛规定:运动员在发令枪响0.1秒之内起跑将被视为“抢跑”。下列关于“抢跑”的说法,正确的是( )
A. 运动员从听到枪响到做出起跑反应的过程属于非条件反射
B. 听到枪响并起跑的反射弧为:耳-传入神经-脊髓-传出神经-全身肌肉
C. 兴奋传导过程中离子的参与,体现了无机盐维持生命活动正常进行的功能
D. “抢跑”规定科学依据是兴奋从感受器传导到神经中枢所需的时间至少为0.1s
【答案】C
【解析】
【分析】神经调节的基本方式是反射,它是指在中枢神经系统参与下,动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答,完成反射的结构基础是反射弧,反射弧是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
【详解】A、听到枪响并起跑为条件反射,需要脑中高级中枢参与,A错误;
B、听到枪响并起跑的反射弧为:耳-传入神经-大脑皮层-脊髓-传出神经-全身肌肉,B错误;
C、兴奋传导过程中Na+ 、 K+ 的参与,体现了无机盐维持生命活动正常进行的功能,C正确;
D、“抢跑”规定的科学依据是兴奋从感受器传导到完成起跑动作所需的时间至少为0.1s,D错误。
故选C。
3. 秋冬季是支原体肺炎的高发季节,肺部感染会造成肺泡损伤,肺泡腔出现蛋白质渗出物,其主要临床表现为发热、乏力和咳嗽等症状,重症患者会出现呼吸急促、血氧饱和度降低等症状。患者康复后再次感染支原体会发生二次免疫。下列说法正确的是( )
A. 蛋白质渗出导致肺部渗透压升高,下丘脑释放抗利尿激素减少
B. 发热、缺氧影响机体能量供应,是患者乏力的原因之一
C. 在安静状态下,骨骼肌是机体最主要的产热器官
D. 二次免疫应答中产生相应抗体的浆细胞主要来自B细胞的分化
【答案】B
【解析】
【分析】1、抗利尿激素是由下丘脑分泌,垂体释放的,作用于肾小管和集合管促进对水分的重吸收,使尿液减少。2、在安静状态下,内脏是主要的产热器官,在运动时,骨骼肌是主要的产热器官。3、人体内酶的最适温度是37℃,有氧呼吸为人体生命活动提供大多数能量。4、脑干中含有许多维持生命的活动中枢,如调节心跳、呼吸的中枢。
【详解】A、抗利尿激素是由下丘脑分泌,垂体释放的,A错误;
B、发热时人体体温升高,人体内酶活性下降,生化反应速率减慢;缺氧使有氧呼吸速率减慢,释放的能量减少,因此发热和缺氧会影响机体的能量供应,使患者乏力,B正确;
C、在安静状态下,内脏是机体最主要的产热器官,在运动时,骨骼肌是机体主要的产热器官,C错误;
C、二次免疫应答中产生相应抗体的浆细胞主要来自记忆B细胞的分化,D错误。
故选C。
4. 食欲的调节通常涉及四种激素:胃饥饿素是在用餐时间接近时触发饥饿感的信号之一;小肠在饭后分泌的酪酪肽激素抑制胃饥饿素,使机体产生饱感;餐后血糖水平升高,刺激胰腺分泌胰岛素,除了降低血糖功能外,胰岛素还能作用于大脑,抑制食欲;瘦素(蛋白质类激素)是由脂肪组织产生,抑制食欲,当体脂量减少时,瘦素水平下降,食欲增加。下列叙述错误的是( )
A. 胃饥饿素相当于食欲兴奋剂,其他三种激素相当于食欲抑制剂。
B. 胰岛素、瘦素和酪酪肽之间是协同作用,它们与胃饥饿素之间是拮抗作用。
C. 市场上含有瘦素的减肥食品对减肥有一定作用
D. 吃完零食后没食欲是因为吃完零食,胃有饱感,导致胃饥饿素分泌减少,同时胃肠蠕动加快,促进酪酪肽激素的分泌,进一步抑制了胃饥饿素分泌。同时胰岛素分泌增加,通过作用于大脑抑制食欲。
【答案】C
【解析】
【分析】激素调节是指由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。 不同激素的化学本质组成不同,但它们的作用方式却有一些共同的特点:(1)通过体液运输;(2)作用于靶器官和靶细胞;(3)作为信使传递信息;(4)微量和高效。
【详解】A、可题意可知,胃饥饿素相当于食欲兴奋剂,酪酪肽激素、胰岛素和瘦素都有抑制食欲的作用,A正确;
B、在抑制食欲方面,胰岛素、瘦素和酪酪肽之间是协同作用。胃饥饿素触发饥饿感,促进食欲,胰岛素、瘦素和酪酪肽与胃饥饿素之间是拮抗作用,B正确;
C、瘦素的化学本质是蛋白质,含有瘦素的减肥食品摄入时瘦素被破坏,对减肥没有作用,C错误;
D、喜欢吃零食,胃一直工作,有饱感,导致胃饥饿素分泌减少,同时胃肠蠕动增强,会促进酪酪肽激素的分泌,对胃饥饿素的分泌有抑制作用,还会使血糖含量升高,胰岛素分泌增加,通过作用于大脑抑制食欲。D正确。
故选C。
5. 自然杀伤细胞(NK细胞)可以看作人体免疫狙击手,它不需要抗原递呈过程,就可以直接、快速将异物(如病毒、细菌、感染细胞、癌细胞、衰老细胞等)歼灭。NK细胞通过表面的受体来识别正常细胞和异常细胞。如图表示NK细胞的部分作用机制。下列相关叙述错误的是( )
A. NK细胞和巨噬细胞在非特异性免疫中都能发挥重要作用
B. 正常细胞表面的MHC—I分子与NK细胞抑制性受体结合,避免被杀伤
C. 抑制NK细胞表面的活化性受体可以增强NK细胞对癌细胞的杀伤作用
D. 若NK细胞表面抑制性受体的功能被破坏,则可能引发自身免疫病
【答案】C
【解析】
【分析】免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所;免疫细胞是发挥免疫作用的细胞,包括树突状细胞、巨噬细胞等以及淋巴细胞;免疫活性物质是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质。
【详解】A、NK细胞不需要抗原递呈就能发挥作用,这体现了其在非特异性免疫中的作用,巨噬细胞直接将异物吞噬消灭,也属于非特异性免疫,A正确;
B、据题图分析可知,正常细胞表面的MHC—I分子能与NK细胞的抑制性受体结合,从而抑制NK细胞的杀伤作用,B正确;
C、抑制NK细胞表面的活化性受体,会使NK细胞更难被激活,从而减弱NK细胞对癌细胞的杀伤作用,C错误;
D、破坏NK细胞表面抑制性受体的功能,NK细胞可能会错误地杀伤正常细胞,从而引发自身免疫病,D正确。
故选C。
6. 如图所示,图一是将含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧后胚芽鞘弯曲生长的情况(弯曲角度用α表示);图二是生长素对胚芽鞘生长的作用示意图,由此可以判断下列说法错误的是( )
A. 琼脂块中生长素浓度在B点时α具有最大值
B. 当生长素浓度小于B点浓度时,随生长素浓度的增加α逐渐减小
C. 只有生长素浓度大于C点浓度时,生长素才会抑制胚芽鞘的生长
D. 由图二可知,生长素对胚芽鞘的生长作用具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点
【答案】A
【解析】
【分析】分析题图:图一种胚芽鞘弯曲程度越大,α越小;图二横坐标以上的部分代表促进作用,横坐标上的点代表既不促进也不抑制,而横坐标以下部分(C点以后)代表抑制作用。
【详解】A、B点所对应的浓度是生长素促进生长的最适浓度,因此,当琼脂块中生长素浓度在B点时,促进胚芽鞘生长作用最强,此时的α具有最小值,A错误;
B、琼脂块中生长素浓度在B点时,促进作用最大,胚芽鞘一侧生长最快,其弯曲程度最高,α具有最小值。因此,当生长素浓度小于B点浓度时,随生长素浓度的增加α逐渐减小,B正确;
C、图中C点对应生长素浓度对胚芽鞘的生长表现为既不促进、也不抑制的状态,高于该浓度后,生长素表现为抑制胚芽鞘的生长,C正确;
D、由图二曲线可知,生长素对胚芽鞘的生长作用具有低浓度促进生长(D点之前)、高浓度抑制生长(D点之后)的特点,D正确。
故选A。
7. 现代医学常用“随机双盲大样本分组对照试验”来评估某种口服新药的疗效,它包括以下三大要素:随机、双盲——观察者(医生)和被观察者(病人)双方都不知道被观察者所属的对象组、大样本;同时要设置三组实验:对照组(不治疗)、安慰剂组(吃安慰剂)、治疗组(吃药)。下列有关分析错误的是( )
A. 对病人分组给药时,安慰剂组实际上给的是淀粉,但在外观上应与真药完全相同
B. 设置对照组和安慰剂组的目的是依次排除自愈力、心理因素对实验结果的影响
C. 不同病人用药量不同,故治疗组要挑选年龄性别和身体状况相近的病人
D. “大样本”排除了偶然性,“随机”排除了个体差异,“双盲”排除了主观偏向
【答案】C
【解析】
【分析】本实验的目的是评估某种口服新药的疗效,所以实验自变量为是否服用新药,因变量为患者的病症是否缓解。注意题目信息:“随机双盲大样本分组对照试验”需包括以下三大要素:随机:样本选取遵循随机原则。双盲:观察者(医生)和被观察者(病人)双方都不知道被观察者所属的对照组。大样本:试验选取的样本数要尽可能多。因为统计学的“大数原则”告诉我们,样本越大,统计结果越能稀释掉那些特例,也就越能逼近真实情况。
【详解】A、对病人分组给药时,安慰剂组实际上给的是淀粉,但在外观上应与真药完全相同,用来排除心理因素的作用,A正确;
B、设置对照组和安慰剂组的目的是依次排除自愈力、心理因素对实验结果的影响,B正确;
C、选取病人时要避免群体的人为分类,应做到随机性,C错误;
D、“大样本”排除了偶然性,“随机”排除了个体差异,“双盲”排除了主观偏向,D正确。
故选C。
8. 我国古籍中有许多利用生态学原理防虫治虫的记载。东汉王充的《论衡》:“藏宿麦之种,烈日乾暴,投干燥器,则虫不生”。明代霍韬曾说,广东香山、番禺等地有蟛蜞虫,食谷之芽,大为农害,唯鸭能啖焉,且鸭不为害农稻。清末的《蒲折县乡土志》载有:“捕得蝗,刺孔点以痘浆,放令飞去,痘毒传染,其种自灭。”下列说法正确的是( )
A. 害虫难以防治的原因可能是大多数害虫的繁殖能力强、出生率高
B. “烈日乾暴、则虫不生”,说明害虫的种群数量变化受密度制约因素影响
C. 病毒与蝗虫之间为寄生关系,可在蝗虫数量达到K/2时接种病毒进行防治
D. 稻田中引入蟛蜞虫的其他天敌,均可“能啖焉”且“不为害农稻”
【答案】A
【解析】
【分析】影响种群数量变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素,如食物、流行性传染病等;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素,气候、季节、降水等的变化,影响程度与种群密度没有关系,属于非密度制约因素。
【详解】A、害虫难以防治的原因可能是大多数害虫的繁殖能力强、出生率高,种群数量增长快,A正确;
B、“烈日乾暴、则虫不生”,说明害虫的种群数量变化受光照的制约,属于非密度制约因素,B错误;
C、K/2时种群增长速率最大,为避免虫害的爆发,应在K/2之前防止蝗虫,C错误;
D、稻田中引入蟛蜞虫的其他天敌,“能啖焉”,但不一定“不为害农稻”,D错误。
故选A。
9. 下图1为某池塘生态系统的种群数量增长速率变化曲线,图2为λ(λ是当年种群数量与前一年种群数量的比值)随时间的变化曲线。下列叙述正确的是( )
A. 图1中t1~t2表示环境阻力增大,种群数量减少
B. 图2的d~e时期表示该种群数量呈“J形增长
C. 图1中t0~t1和图2的b~e均可表示种群数量呈“S”形增长
D. 图1的t1时期种群数量达到K值,图2的b时期种群数量最小
【答案】B
【解析】
【分析】分析图1:图1为种群数量增长速率变化曲线,先增加后减少为0,对应于种群数量的S型增长曲线。 分析图2:图2为λ(λ是当年种群数量与一年前种群数量的比值)随时间的变化曲线,当λ>1时,种群数量逐渐增多;当λ=1时,种群数量保持相对稳定;当λ<1时,种群数量逐渐减少。
【详解】A、图1中t1~t2表示环境阻力增大,种群增长速率下降,但增长速率大于0,说明种群数量是增长的,A错误;
B、图2中d~e时期λ为大于1的恒定值,说明在d~e时期种群的数量增长为“J”形增长,B正确;
C、图2中b~e种群数量先减少再增加,d~e时期λ为大于0的恒定值,说明在d~e时期种群的数量增长为“J”形增长,C错误;
D、种群数量的K值出现在图1的t2时期,此时出生率等于死亡率;当λ<1时,种群数量逐渐减少,故种群数量的最小值出现在图2的c时期,D错误。
故选B。
10. 江西省泰和县千烟洲实现“丘上林草丘间塘,缓坡沟谷果鱼粮”的立体农业模式,其中在丘陵地上进行毛竹和牧草的间种。毛竹喜光,根系较深;牧草耐阴,根系较浅。下列叙述错误的是( )
A. 丘陵地的毛竹高矮错落有致形成了群落的垂直结构
B. 两种植物的根系深浅搭配,有利于合理利用水和无机盐
C. 毛竹和牧草高矮结合,有利于充分利用不同层次光能
D. 丘陵地上群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件
【答案】A
【解析】
【分析】群落垂直结构:在垂直方向上,大多数群落具有明显的分层现象;植物主要受阳光的影响,动物主要受食物和栖息空间的影响。在水平方向上由于地形起伏、光线明暗以及土壤湿度的不同,也会导致生物的不同的分布,通常呈镶嵌分布,这是群落的水平结构。
【详解】A、毛竹的高矮不同属于同种植物的植株高度差异,不属于群落的垂直结构,A错误;
B、两种植物的根系深浅搭配,合理利用了不同深度土壤内的水和无机盐,这属于群落中垂直结构的体现,提高了群落利用环境资源和空间的能力,B正确;
C、毛竹喜光,根系较深,牧草耐阴,根系较浅,所以毛竹和牧草高矮结合,充分利用不同层次的光能,C正确;
D、动物的分层依赖植物的分层实现,即丘陵地上群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件,D正确。
故选A。
11. 下图表示某河流生态系统中各营养级部分生物之间的能量流动情况(甲、乙、丙为3种鱼,丁为1种水鸟)。下列叙述正确的是( )
A. 乙的部分同化量以粪便的形式流向了分解者
B. 该生态系统的结构包含生产者、消费者、分解者和非生物的物质与能量
C. 负反馈调节是该河流生态系统具有自我调节能力的基础
D. 丙与丁的种间关系仅有捕食
【答案】C
【解析】
【分析】生态系统的结构包括:①生态系统的成分:由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成;②生态系统的营养结构:食物链和食物网。
【详解】A、乙粪便的能量不属于乙的同化量,A错误;
B、生态系统的结构包括:①生态系统的成分:由非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者组成;②生态系统的营养结构:食物链和食物网,B错误;
C、负反馈调节能使生态系统保持平衡的状态,是生态系统自我调节能力的基础,C正确;
D、丙与丁都能捕食乙,为竞争关系,丁捕食丙,因此丙与丁的种间关系有捕食和竞争,D错误。
故选C。
12. 在两个或两个以上不同性质的生态系统交互作用处,由于某些生态因子或系统属性的差异和协同作用而引起系统某些组分及行为的较大变化称为边缘效应。边缘效应在其性质上可分为正效应和负效应,正效应表现出效应区比相邻生态系统具有更为优良的特性,如生产力提高、物种多样性增加等,负效应则表现相反。下列说法错误的是( )
A. 自然生态系统和人工生态系统都可能形成边缘效应
B. 人类活动引起动物栖息地的碎片化对边缘效应的形成产生影响
C. 某物种的种群密度在负效应区可能会低于相邻生态系统
D. 效应区内生态系统的抵抗力稳定性比相邻生态系统都要高
【答案】D
【解析】
【分析】生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,称为生态系统的稳定性。生态系统之所以能维持相对稳定,是由于生态系统具有自我调节能力。该能力的基础是负反馈调节。物种数目越多,营养结构越复杂,自我调节能力越大,抵抗力稳定性越高。生态系统的稳定性具有相对性,当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新和自我调节能力时,便可导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。
【详解】A、边缘效应带的群落结构复杂,许多生物,特别是动物喜欢在植被镶嵌大的边缘栖息,在自然生态系统和人工生态系统中都有边缘效应的反映,A正确;
B、引起边缘效应的生态因子包括物质、能量、信息、地域等方面,人类活动引起动物栖息地的碎片化造成地域等变化,将对边缘效应的形成产生影响,B正确;
C、边缘效应往往会增加物种数量,但有些物种也会由于环境条件的变化而逃避交互区,这样就会降低某些物种的种群密度,C正确;
D、生态系统物种越多,结构越复杂,抵抗力稳定性越高,正效应区表现出比相邻生态系统具有更为优良的特性,物种多样性增加等,抵抗力稳定性比相邻生态系统高,负效应区反之,因此,效应区内生态系统的抵抗力稳定性不一定比相邻生态系统高,D错误。
故选D。
13. 相关调查表明,水生植物腐败和生活污水排放是导致河流富营养化的主要原因。为了改善生态,水务部门在河流建设太阳能水生态修复系统。该系统利用太阳能电机和泵产生的高速流来搅动水体,将底层的水提升到表层。下列叙述错误的是( )
A. 该系统可增加水体溶氧量,促进好氧微生物繁殖,抑制厌氧微生物繁殖
B. 该系统能破坏蓝细菌的浮游习性,有利于有益藻对蓝细菌产生竞争优势
C. 该系统改善了大部分水生生物的生存环境,体现了生态学的协调原理
D. 该系统有利于浮游动物的生长繁殖,其捕食作用可抑制蓝细菌大量生长
【答案】C
【解析】
【分析】生态工程所遵循的基本原理
【详解】A、底层的水中溶氧量低,表层的水中溶氧量高。该系统利用太阳能电机和泵产生的高速流来搅拌水体,将底层的水提升到表层,可以增加水体溶氧量,促进好氧微生物繁殖,抑制厌氧微生物繁殖,A正确;B、蓝细菌通常在水中漂浮,该系统利用太阳能电机和泵产生的高速流来搅拌水体,破坏了蓝细菌的浮游习性,而蓝细菌的减少能为有益藻类提供更多的生存空间和资源,促进了有益藻类对蓝细菌的竞争优势,B正确;
C、应用太阳能水生态修复系统改善了水质,改善了大部分水生生物的生存环境,有利于生态系统的自生,因此主要体现了生态学的自生原理,C错误;
D、由A项可知,该系统能增加水体溶氧量,有利于浮游生物的生长繁殖,浮游生物捕食蓝细菌能抑制其大量生长,D正确。
故选C。
14. 某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究,结果如下表,单位是J/(hm2·a),下列叙述不正确的是( )
A. 植物固定太阳能是流入该生态系统的总能量
B. 田鼠与鼬间的能量传递效率低,主要因为田鼠维持体温消耗能量较多
C. 将三个营养级同化的能量绘制成图可呈金字塔形
D. 田鼠与鼬之间的能量传递效率是3%,不符合能量沿食物链的传递效率
【答案】D
【解析】
【分析】分析表格:表中数据表示生态学家对食物链的能量流动进行研究的结果,输入该生态系统的总量是生产者固定的太阳能,即2.45x1011J/(hm2•a);某一营养级的摄入量=同化量+粪便量,其中同化量中有一部分用于其生长、发育、繁殖等生命活动,另一部分呼吸作用中以热能的形式散失。
【详解】A、在生态系统中,能量流动一般是从生产者固定太阳能开始的,所以,植物固定的太阳能是流入该生态系统的总能量,A正确;
B、田鼠是恒温动物,同化的能量绝大部分在呼吸作用中以热能的形式散失,用于维持体温,传递给鼬的能量较少,故两者之间传递效率低,B正确;
C、能量流动具有逐级递减的特点,第一营养级能量最多,其次是田鼠,最后是鼬,三个营养级同化的能量绘制成图可呈金字塔形,C正确;
D、能量流动具有单向流动和逐级递减的特点,上下营养级之间能量传递效率一般在10%~20%,是指相邻两个营养级(该营养级所有生物)的同化量之比,田鼠和鼬不是各自营养级的所有生物,因此田鼠到鼬的传递效率为3%,也符合生态系统能量流动传递规律,D错误。
故选D。
15. 能量流动、物质循环、信息传递是生态系统的三大功能,下列关于生态系统功能的叙述,正确的是( )
A. 信息传递、能量流动和物质循环是生态系统的基本功能
B. 处于平衡状态的封闭生态系统不需要外来能量的输入
C. 利用高浓度的生长素类调节剂杀死双子叶杂草属于利用化学信息进行生物防治
D. 铅、汞等重金属不能较快地通过食物链回归非生物环境,因此不参与生态系统的物质循环
【答案】A
【解析】
【分析】信息传递、能量流动和物质循环三者的关系:(1)信息传递、能量流动和物质循环都是生态系统各组分必不可少的一部分,使生态系统形成一个有机的整体,同时信息传递是长期的生物进化的结果,具有调节系统稳定性的作用。(2)任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递,这三者是生态系统的基本功能。在生态系统中,能量流动是生态系统的动力,物质循环是生态系统的基础,而信息传递则决定着能量流动和物质循环的方向和状态。在生态系统中,种群和种群之间、种群内部个体与个体之间,甚至生物和环境之间都有信息传递。
【详解】A、任何一个生态系统都具有能量流动、物质循环和信息传递,这三者是生态系统的基本功能,A正确;
B、由于能量流动是逐级递减的,如通过生物呼吸散失的热能不能再被利用,所以处于平衡状态的封闭生态系统需要外来能量的输入,B错误;
C、利用生长素类似物杀死单子叶农作物周围的双子叶杂草,属于生长素类似物在农业生产中的应用,不属于个体间的化学信息传递,C错误;
D、铅、汞等一些重金属一旦进入生物体内就会形成比较稳定的化合物,不易被生物体排出,从而积累在生物体内,它们的循环过程与碳、氮等元素的循环过程不同,D错误。
故选A。
二、非选择题:本题共5题,共55分。
16. 随着中国星际旅行计划的推进,如何降低乘员代谢率以减少飞船负载是待解决的关键问题之一,动物的冬眠为人类低代谢的研究提供了重要参考。图1显示某储脂类哺乳动物的整个冬眠过程包含多个冬眠阵。每个冬眠阵由入眠、深冬眠、激醒和阵间觉醒四个阶段组成,其体温和代谢率变化如图2。请回答下列问题:
(1)入眠阶段该动物产热量___________(填“大于”“等于”或“小于”)散热量,呼吸频率会发生相应变化,调控呼吸频率的中枢位于___________。
(2)据图2分析,进入深冬眠阶段后该动物维持___________,以减少有机物的消耗。据图1可知,此阶段长短不定,大致与环境温度呈___________(填“正相关”“负相关”或“无关”)。
(3)该动物激醒后,体温回升,各系统功能也恢复到正常状态。它在阵间觉醒阶段会排尿,排尿是在高级中枢调控下由低级中枢发出的传出神经使膀胱缩小完成的,这种调节方式属于神经系统的___________调节。该动物冬眠季节不进食、不饮水,主要通过分解体内的___________产生水。
(4)低温不能诱发非冬眠动物冬眠,但利用某种物质可诱导猕猴等非冬眠动物进入低代谢状态,其机制是激活了下丘脑的特定神经元。综合题中所有信息推测,研究人体低代谢调节机制的关键是要找到___________和___________,并保证“星际旅行休眠人”在到达目标星球前,能够及时进入图2中的___________阶段。
【答案】(1) ①. 小于 ②. 脑干
(2) ①. 低代谢率 ②. 负相关
(3) ①. 分级 ②. 脂肪
(4) ①. 与新陈代谢降低相关的神经元 ②. 激活该神经元的物质 ③. 激醒和阵间觉醒
【解析】
【分析】分析图1可知:图1显示某储脂类哺乳动物的整个冬眠过程包含多个冬眠阵。在10月份开始出现冬眠阵,12月和1月冬眠阵较长,由此可见,环境温度越低,冬眠阵越长。图2可知:一个冬眠阵中,入眠阶段体温和代谢率逐渐下降,深冬眠阶段维持低体温和低代谢率,激醒阶段体温和代谢率升高,阵间觉醒阶段维持正常体温。
【小问1详解】
分析图2可知,入眠阶段该动物体温逐渐下降,则动物产热量小于散热量,呼吸频率会发生相应变化,调控呼吸频率的中枢位于脑干。
【小问2详解】
分析图2可知,进入深冬眠阶段后该动物维持低代谢率,以减少有机物的消耗。据图1可知,此阶段长短不定,环境温度越低,冬眠阵越长,因此此阶段长短大致与环境温度呈负相关。
【小问3详解】
排尿是在高级中枢大脑皮层调控下由低级中枢脊髓发出的传出神经兴奋,使膀胱缩小完成的,说明这种调节方式属于分级调节。该动物冬眠季节不进食、不饮水,能源物质是体内储存的脂肪,因此主要通过分解体内的脂肪产生水。
【小问4详解】
由题中信息可知,研究非冬眠动物人体的低代谢调节机制,关键是要找到可诱导人体进入低代谢状态的物质以及与新陈代谢降低相关的神经元,并保证“星际旅行休眠人”能够及时恢复体温。结合图1、图2可知,激醒阶段代谢率升高、体温恢复,但后续代谢率会降低,但阵间觉醒状态能通过提升代谢率保持体温,从而保证“星际旅行休眠人”在到达目标星球前及时苏醒。
17. 植物生长过程中会对重力这一外界刺激产生反应,并通过向重力性反应指引器官的生长方向(表现出正或负向地性),这一现象称为重力反应。请据图回答问题:
(1)独脚金内酯是近年发现的一种新型植物激素,在植物体内作用广泛。为研究独脚金内酯是否参与重力反应的调控,研究人员将正常生长状态下的水稻幼苗水平放置后,施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24,一段时间后测量茎的弯曲角度0(如图1)。实验结果((如图2)表明,GR24能_______(选填“增强”或“减弱”)植株的重力反应。
(2)已知生长素在植物的重力反应中发挥关键作用。为研究GR24影响重力反应的作用机理。研究人员进一步检测了上述幼苗上半侧、下半侧(图1)中生长素响应R基因的表达情况(R基因的表达量与生长素含量呈正相关),实验结果如图3。由对照组的结果可知重力刺激对生长素分布的影响是_______,茎两侧的细胞生长速度表现为_______,从而形成一定角度的弯曲,表现出负向地性。对比实验组和对照组结果,并结合图2可推测:______。
(3)为检验上述推测,研究人员在图2实验的基础上补充A、B两组实验,其中A组用生长素类似物NAA处理,B组用_______处理。如果观察到的现象是A组幼苗弯曲角度大于对照组。B组幼苗弯曲角度_______,则可进一步证明上述推测的正确性。
(4)在水稻中生长素的主要的合成部位是_______,在这些部位______经过一系列反应可转变成生长素。
(5)如果将植物幼苗横放在太空中的“天空二号”内,它的根、茎可能会怎样生长?_______。
【答案】(1)减弱 (2) ①. 使生长素在茎的下半侧分布较多 ②. 下半侧细胞生长速度快于上半侧 ③. GR24 可能通过抑制生长素在茎下半侧的积累来减弱重力反应
(3) ①. GR24 和生长素类似物 NAA 同时 ②. 小于对照组且大于实验组
(4) ①. 幼嫩的芽、叶和发育中的种子 ②. 色氨酸
(5)根和茎可能会水平生长,因为太空中没有重力,植物无法感受重力刺激,不能进行向重力性生长
【解析】
【分析】生长素的生理作用是低浓度促进生长,高浓度抑制生长。影响生长素运输的环境因素主要有单侧光、重力和离心力等。能够体现生长素生理作用两重性的实例主要有顶端优势和根的向地性。
【小问1详解】
重力的影响下,横放的幼苗茎的近地侧生长素浓度高,远地侧生长素浓度低,茎对生长素不敏感,近地侧生长更快,远地侧生长更慢,故茎背地生长,在施加一定浓度的独脚金内酯类似物GR24,一段时间后测量茎的弯曲角度θ减小,说明GR24能减弱植株的重力反应。
【小问2详解】
由于R基因的表达量与生长素含量正相关,图3中,由对照组的结果可知重力刺激对生长素分布的影响是下半侧生长素含量高于上半侧;茎对生长素不敏感,高浓度生长素促进作用明显,所以下半侧生长快于上半侧,从而形成一定角度的弯曲,表现出负向地性;对比实验组和对照组及图2结果可知,GR24可能通过抑制生长素在茎下半侧的积累来减弱重力反应。
【小问3详解】
NAA是生长素类似物,为检验上述推测,在图2实验的基础上补充A、B两组实验,其中A组用生长素类似物NAA处理,B组用GR24+NAA同时处理,观察增加或减少生长素的量是否能增加或减弱茎的负向地性:实验结束后若A组幼苗弯曲角度大于对照组,B组幼苗弯曲角度大于实验组且小于对照组,则推测正确。
【小问4详解】
合成部位生长素的主要部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子;在这些部位,生长素是色氨酸经过一系列反应可转变成的。
【小问5详解】
幼苗横放在太空中的“天宫二号”内,失去了重力的作用,植物无法感受重力刺激,不能进行向重力性生长,可能会水平生长。
18. 气候变暖导致全球物种的分布范围发生变化,许多低海拔地区的物种向高海拔处迁移,其中动物向高海拔迁移速度比植物快。科研人员将低海拔食草昆虫转移到高山草地上,研究迁移对生物群落的影响。
(1)低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区,其与高山草地的食草动物间形成了______关系。二者在高山草地中占据的位置、资源及其与其他物种的关系,称为它们各自的________,其可能会发生重叠。
(2)图1中的结果表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量,增加物种丰富度,依据是_______。
(3)进一步测定高山草地不同高度的植物干重变化,图2结果显示迁移后高山草地群落的______(填“上层”或“下层”)植物生物量损耗较大,迁移可能改变了群落的______(填群落特征)。
(4)研究还发现,食草昆虫迁移后,取食偏好于高山草地的原有优势物种。综合(3)的信息,推测低海拔食草昆虫迁移能够增加高山草地群落物种丰富度的原因是______。
【答案】(1) ①. 种间竞争 ②. 生态位
(2)对照组相比,迁移组高山植物的干重显著降低,物种数目显著增加
(3) ①. 上层 ②. 垂直结构
(4)迁移后食草昆虫捕食高山植物优势物种,使原有优势物种减少,有利于其他植物定居并生长,且食草昆虫对植物上层的破坏程度大,有利于下层植物接受更多的光照,进一步促进植物生长,从而增加了物种丰富度(合理即可)
【解析】
【分析】一个物种的生态位不仅包括其所在的空间位置,还包括其所占有资源的情况,以及与其他物种之间的关系。垂直结构是群落在空间中的垂直分化或成层现象。群落中的植物各有其生长型,它们各自占据着一定的空间。
【小问1详解】
低海拔地区食草昆虫迁移至高海拔地区,其与高山草地的食草动物,都以草为食物,形成了种间竞争 关系。一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
【小问2详解】
与对照组相比,迁移组高山植物的干重显著降低,物种数目显著增加,表明将低海拔食草昆虫转移到高山草地上能够降低高山植物的生物量,增加物种丰富度,
【小问3详解】
图2结果显示与对照组相比,迁移组高山上层植物的干重显著降低,垂直结构依据是群落在竖直方向上的分层现象。而上层植物生物量损耗较大,迁移可能改变了群落的垂直结构。
【小问4详解】
低海拔食草昆虫迁移到高山草地后,增加了该区域的食草动物数量,可能对高山草地的优势植物造成更大的取食压力。这种压力可能促使植物种类更为多样化,因为一些优势物种可能因竞争和取食压力而受到抑制,从而为其他植物物种创造了生存和发展的机会。且食草昆虫对植物上层的破坏程度大,有利于下层植物接受更多的光照,进一步促进植物生长,从而增加了物种丰富度。
19. 某研究所连续4年研究稻鸭共作条件下田间杂草密度的动态变化,相关研究方法和结果如下图所示。已知水稻叶片由于富含硅质,鸭不喜欢取食。
(1)研究人员在稻鸭共作区利用倒置“W”九点取样法对稻田中的杂草密度进行定量研究,该取样方法如图1所示,沿田边纵向走70步,横向转向田里走24步,开始倒置“W”九点的第一点取样,抽取自然田块样本,调查结束后,沿纵向继续深入走70步,再横向转向田里走24步,开始抽取第二个自然田块样本。当大田面积较大时,可相应调整______的步数。
(2)分析图2得出的结论是对照组和实验组中田间杂草密度随着共作年数的增加都_______,但稻鸭共作模式中田间杂草密度随着共作年数的增加而______。与其它杂草相比,稗的种群数量在长期稻鸭共作条件下降低较慢,其可能的原因有_______。
A.稗对水稻田间环境的适应能力较强
B.与水稻具有相似的形态,夹杂在稻秧和稻株中,不为鸭子取食
C.与其它杂草相比,稗草种群的抗药基因频率较高
D.鸭子会大量取食水稻幼苗,间接提升了稗草的竞争能力
(3)二化螟是常见的水稻害虫,主要在稻苗基部活动,稻鸭共作可大大降低二化螟为害株率,原因是稻田鸭子活动场所也主要在稻苗基部,二化螟原有的生态位被挤占,被迫迁飞。鸭子处于二化螟的下一营养级,鸭子的______减少了二化螟的种群数量。
(4)流经稻-鱼-鸭稻田生态系统中的总能量有______。在分析消费者食物来源时,传统方法主要是通过生物消化道内短时间未被消化的食物来确定生物的食性。传统方法虽然比较直观,但缺点是______。因此,研究生态系统中物质循环与能量流动时常采用稳定同位素比值分析技术。
(5)从经费收支情况看,与常规稻作模式相比,稻田系统的多个物种共存模式大大增加了农田的产出,还减少了______等项目的支出,不仅推进了绿色食品生产,还可增加农民收入。这主要体现了生态工程建设的______原理。
【答案】(1)横向纵向
(2) ①. 降低 ②. 降低更显著 ③. AB
(3)捕食 (4) ①. 生产者通过光合作用所固定的太阳能和人工输入有机物中的化学能之和 ②. 测量的是捕食者瞬时摄食情况,误差较大
(5) ①. 农药(农药、化肥) ②. 整体
【解析】
【分析】生态工程依据的生态学原理:(1)自生:由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求:有效的选择生物组分并合理布设;创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。(2)循环:指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。(3)协调:即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求:处理好协调问题,需要考虑环境容纳量。(4)整体:树立整体观,遵循整体原理。
【小问1详解】
样方法的取样应根据取样对象进行确定,当大田面积较大时,可相应调整横向和纵向的步数,这样可以减小调查误差。
【小问2详解】
分析图2可以看出,对照组和实验组中田间杂草密度随着稻鸭共作年数的增加都降低,但实验组(即稻鸭共作模式)中田间杂草密度随着共作年数的增加降低更显著,说明鸭共作模式是有利于水稻的种植的。与其它杂草相比,稗的种群数量在长期稻鸭共作条件下降低较慢,说明在该过程中稗草存活率较高,结合题干说水稻叶片由于富含硅质,鸭不喜欢取食,推测可能是稗对水稻田间环境的适应能力较强;与水稻具有拟态竞争特性,夹杂在稻秧和稻株中,不为鸭子取食。
故选AB。
【小问3详解】
从食物链角度分析:鸭子处于二化螟的下一个营养级,鸭子和二化螟是捕食关系,鸭子的捕食减少了二化螟的种群数量。
【小问4详解】
稻-鱼-鸭稻田生态系统是人工生态系统,因此流经稻鱼-鸭稻田生态系统中的总能量除了生产者通过光合作用所固定的太阳能之外,还有人工输入有机物中的化学能之和;分析消费者食物来源时,传统方法的主要缺点是测量的是捕食者瞬时摄食情况,误差较大。
【小问5详解】
稻田里的鸭、鱼可以有效防止害虫,鸭粪、鱼粪等可以肥田,因此这种生态模式可以有效减少农药(农药、化肥)的使用,不仅推进了绿色食品生产,还可增加农民收入;该生态系统兼顾经济、社会和生态效益,主要体现了整体原理。
20. 大兴安岭地区曾经发生特大火灾,使100多万公顷的森林资源遭受了严重破坏,对当地的生态环境造成了严重的影响。请回答下列问题:
(1)图1表示该生态系统的部分结构和功能,图中A、B1、B2、B3、C代表生态系统的某些生物成分,其中B1为食草动物,①~⑩则代表碳元素发生转移的相应过程。分析图示可知,该碳元素进入大气的过程有_______________(填数字)。
(2)①火灾过后该生态系统恢复过程中群落的演替类型为_______________,恢复后森林生态系统中存在食物链“马尾松→松毛虫→杜鹃”,如图2表示松毛虫摄入能量的流动方向,图中字母代表能量值。
②若图中松毛虫摄入能量为2.2×109kJ,A中能量为1.6×109kJ,B中能量为1.2×109kJ,杜鹃同化能量为2.4×108kJ,则该生态系统中松毛虫到杜鹃的能量传递效率为______。
③由松毛虫流入分解者的能量可用_______________表示(用图中字母写出表达式)。
(3)森林生态系统中的苔藓、油松、松鼠、红隼等全部生物共同构成了_______________;其中油松等植物因体型大、数量多、生命力强,对群落中其他物种影响大而成为该地的_______________物种。
【答案】(1)①④⑩ (2) ①. 次生演替 ②. 15% ③. D+F
(3) ①. (生物)群落 ②. 优势
【解析】
【分析】生态系统的结构包括组成成分和营养结构,组成成分包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量;营养结构包括食物链和食物网。能量传递效率通常在10%-20%,计算方法是下一营养即固定能量/上一营养级固定能量。
【小问1详解】
若A~C表示生物成分,结合①~⑩则代表碳元素流动的相应过程,可看出A是生产者、B是消费者(各个B中间存在捕食现象)、C是分解者。碳元素流入大气中的过程有生产者的呼吸作用①,分解者的分解作用④,消费者的呼吸作用⑩。
【小问2详解】
发生过火灾后原来有的植被虽然已经不存在,但由于土壤条件还存在,且有种子和孢子等繁殖体,甚至一些动植物也保留下来了,所以该演替属于次生演替。
图2分析,A是松毛虫所固定的能量,B是松毛虫用于生长发育繁殖的能量,C是松毛虫粪便的能量(属于马尾松的能量),E是杜鹃固定的能量。根据分析,松毛虫到杜鹃的能量传递效率为(2.4×108)÷(1.6×109)=15%。
D(遗体)+F (杜鹃粪便)是松毛虫流入分解者的能量。
【小问3详解】原理
理论基础
意义
自生
生态系统具有独特的结构与功能
提高生态系统抵抗力稳定性,提高生态系统的生产力
循环
生态系统的物质循环
可避免环境污染及提高能量利用率
协调
生物与环境、生物与生物的协调与适应
生物适应当地环境,且不超过环境容纳量
整体
社会、经济、自然构成一个复合系统
统一协调各种关系,保障生态系统的平衡与稳定
植物
田鼠
鼬
固定的太阳能
摄入量
同化量
呼吸量
摄入量
同化量
呼吸量
2.45×1011
1.05×109
7.50×108
7.15×108
2.44×107
2.25×107
2.18×107
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