2026年海南省部分学校高考生物第一次联考试卷 (含详细解析考点)
展开 这是一份2026年海南省部分学校高考生物第一次联考试卷 (含详细解析考点),共15页。
B.不饱和脂肪酸能降低细胞膜的凝固点,增强低温耐受性
C.水稻细胞膜中胆固醇含量较高,有利于维持膜的稳定性
D.细胞膜的组成成分除了脂质外,还有蛋白质和少量糖类
2.(3分)科研人员进行了以下实验:①向间充质干细胞添加诱导液,可将其培养为骨细胞;②向衰老成纤维细胞添加分泌因子M,其大量凋亡。下列分析错误的是( )
A.间充质干细胞分化为骨细胞时基因选择性表达,但遗传物质不变
B.衰老成纤维细胞的细胞核体积增大,染色质收缩,细胞膜运输功能降低
C.分泌因子M诱导衰老细胞凋亡,有利于机体细胞的更新和稳态的维持
D.诱导间充质干细胞分化为骨细胞的过程,体现了细胞的全能性
3.(3分)高温胁迫下,水稻花粉母细胞热激蛋白HSP70的SUMO化(蛋白质翻译后修饰)水平升高,而使用SUMO化抑制剂后水稻花粉败育率加剧,表明HSP70的SUMO化能减轻高温对水稻花粉母细胞的损伤。花粉败育通常与细胞凋亡异常有关。下列叙述合理的是( )
A.HSP70的SUMO化可抑制水稻花粉母细胞减数分裂
B.HSP70的SUMO化可能会促进水稻花粉母细胞凋亡
C.HSP70的SUMO化可降低高温下的水稻减产风险
D.SUMO化抑制剂可将HSP70标记为待降解蛋白
4.(3分)海南长臂猿的毛色由常染色体上的等位基因A/a控制,黑色(A)对棕色(a)为显性。当前海南长臂猿的主种群及两个隔离小种群的毛色基因频率如表所示。已知祖先种群与当前主种群的毛色基因频率差异明显。下列分析错误的是( )
A.理想情况下主种群随机交配,子代的Aa基因型频率为42%
B.隔离种群1的A基因频率偏高,可能是偶然因素所致
C.三个种群间长期具有地理隔离,可能会产生生殖隔离
D.古今种群的毛色基因频率差异可作为生物进化的最直接证据
5.(3分)遗传印记是指同一个基因由于来自不同亲本而产生表达差异的现象,这类现象常与DNA甲基化有关。某植物的一个印记基因的表达存在亲本特异性调控:父本基因由于启动子甲基化而沉默,母本基因可正常转录,但母本mRNA翻译时可能出现“翻译跳跃”现象,如图所示。下列叙述正确的是( )
A.父本基因沉默是因为DNA甲基化直接阻碍了核糖体与mRNA的结合
B.该印记基因的亲本特异性表达属于表观遗传,不改变基因的碱基序列
C.“翻译跳跃”会改变mRNA的碱基序列,不会改变多肽链的氨基酸序列
D.该印记基因的甲基化修饰一定能通过减数分裂稳定遗传给该植物的子代
6.(3分)海南某红树林湿地因围海养殖导致碎片化,经生态修复后,该区域物种丰富度有所回升。下列分析错误的是( )
A.生态修复过程中,该湿地发生了次生演替
B.湿地中的食虫鱼可加快生态系统的物质循环
C.生态修复后,该湿地的生态系统多样性全面提高
D.生态修复后,该湿地生态系统的抵抗力稳定性提高
7.(3分)海南五指山雨林中两种树蛙的幼体(蝌蚪)生活在同一山溪的不同区段;二者的成体均以林冠昆虫为食,活动时间分别为黄昏、午夜。树蛙遇天敌时会分泌化学物质警告同种群的个体。下列叙述错误的是( )
A.两种树蛙幼体的生活区域差异会降低二者的种间竞争
B.两种树蛙成体食物相同,说明它们的生态位完全重叠
C.树蛙分泌警告同种个体的化学物质属于化学信息
D.天敌与树蛙的种群数量变动相互影响、互为因果
8.(3分)某地农田生态系统中部分生物之间的捕食关系如表所示。据表分析,下列叙述错误的是( )
注:“+”表示捕食,“﹣”表示不捕食。
A.田鼠与蝗虫之间存在种间竞争和捕食关系
B.该食物网中,蛇和田鼠可以处于同一营养级
C.表中的组分及分解者共同构成了该农田生态系统的组成成分
D.若在农田中喷洒农药,则蛇体内农药残留量可能高于其他生物
9.(3分)过敏反应初期,IgE(一种抗体)和过敏原在肥大细胞表面结合,使肥大细胞释放出组胺等化学物质。过敏性鼻炎患者会出现鼻塞、打喷嚏等症状。下列叙述正确的是( )
A.出现过敏反应是因为机体的免疫自稳功能失调
B.初次接触过敏原时,机体就会出现过敏反应
C.过敏反应主要与B细胞有关,与T细胞无关
D.鼻塞与组胺等物质使毛细血管通透性增强有关
10.(3分)某湖泊中某种鱼的补充速率与种群密度的关系如图所示,h1、h2为固定捕捞速率。引入虾类(可被该鱼捕食)后,该鱼的补充速率曲线由m1上升为m2,且种群的性别比例更加均衡。下列叙述正确的是( )
A.m1的BC段,该鱼种内竞争加剧,出生率降低
B.m2峰值高于m1主要是因为种群的性别比例更均衡
C.引入虾类后,该鱼的环境容纳量增大,补充速率持续上升
D.引入虾类后,以h2捕捞该鱼,该鱼的种群密度稳定在B点
11.(3分)肠道中的EC细胞可分泌5﹣羟色胺(5﹣HT,一种兴奋性神经递质)。损伤的肠道黏膜细胞可分泌体液因子IL﹣33,该物质作为信号分子对肠道内多种细胞有调节作用,EC细胞的细胞膜上有IL﹣33的受体。科研人员以“避害反应时间”为指标,探究体外添加IL﹣33对IL﹣33合成缺陷小鼠、5﹣HT合成缺陷小鼠的影响,结果如图所示。下列分析正确的是( )
A.无IL﹣33时IL﹣33合成缺陷小鼠避害反应时间更长,是因为神经元无法产生动作电位
B.IL﹣33对5﹣HT合成缺陷小鼠的影响结果可说明EC细胞分泌5﹣HT后感受IL﹣33信号
C.IL﹣33处理后IL﹣33合成缺陷小鼠避害反应时间缩短,推测IL﹣33可能间接促进5﹣HT受体激活
D.给IL﹣33合成缺陷小鼠注射5﹣HT受体拮抗剂,其避害反应时间会进一步缩短
12.(3分)脱落酸(ABA)是调控种子萌发的重要激素。科研人员获得了水稻SD6、ICE2基因敲除突变体,其穗上种子发芽率与ABA含量如表所示。下列叙述错误的是( )
A.ABA含量与发芽率呈负相关,说明ABA抑制种子萌发
B.SD6基因可能抑制ABA的合成或积累,促进种子萌发
C.ICE2基因可能促进ABA的合成或积累,抑制种子萌发
D.同时敲除SD6与ICE2基因,发芽率与野生型无明显差异
13.(3分)科研人员用慢病毒(一种逆转录病毒)载体介导基因导入+胚胎干细胞(ESC)移植技术培育抗禽流感转基因鸡,其主要流程为①将抗病毒基因插入慢病毒载体→②慢病毒感染鸡的ESC→③筛选转基因ESC→④移植到受体鸡胚胎→⑤孵化检测。下列叙述错误的是( )
A.慢病毒可直接将其遗传物质整合到宿主细胞的染色体上
B.过程①属于基因工程的核心步骤,即构建基因表达载体
C.培养ESC的培养基中需要添加血清等成分
D.转基因鸡需经过抗病毒检测才可推广养殖
14.(3分)小麦白粉病是由白粉菌寄生引起的病害,为开展小麦抗白粉病研究,一般用离体叶片接种法培养并保存白粉菌,包括配制培养基、消毒离体叶片、接种白粉菌、适宜条件培养等步骤。下列叙述错误的是( )
A.配制的培养基需经过灭菌处理以防止杂菌污染
B.配制的培养基直接为接种的白粉菌提供营养物质
C.消毒离体叶片时可使用酒精和次氯酸钠溶液进行处理
D.接种白粉菌的培养基在恒温箱中培养时也需防止杂菌污染
15.(3分)某工厂用图示装置生产果酒和果醋,但乙罐果醋发酵效率偏低,其原因是刨花上的醋酸菌部分脱落并随果醋排出。技术人员在滤网处增设了菌体回流管,可将脱落的醋酸菌重新送回乙罐。下列叙述正确的是( )
A.甲罐中果汁的糖浓度越高,果酒产量越高
B.乙罐醋酸菌的最适发酵温度高于甲罐酵母菌的
C.甲罐中的果酒流入乙罐进行果醋发酵前需要灭菌
D.菌体回流管可防止醋酸菌进入甲罐,提高醋酸菌密度
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.(11分)盐胁迫下,3种光周期处理(12h、16h、20h)对耐盐作物品种A、B叶片中可溶性糖、蛋白质和硝酸盐含量的影响如表所示。请回答下列问题:
注:“—”表示未检测。
(1)从营养品质角度考虑,若以“高糖、低硝酸盐”为目标,则品种 在20h光照下表现更优。
(2)硝酸盐还原会消耗NADPH,延长光照可能使该作物叶片中硝酸盐含量 (填“上升”或“下降”),原因是 。
(3)盐胁迫下,品种B液泡膜上的Na+/H+反向转运蛋白的活性更高,其利用H+浓度梯度的势能转运Na+,这种物质运输方式的特点是 (答出2点)。从影响光合作用的内因角度分析,品种B在盐胁迫下20h光照时可溶性糖含量高于品种A,可能是由于品种B (答出2点),使其能在长光照下保持更高的光合速率。
(4)盐胁迫下,该作物根细胞也会积累可溶性糖,有利于 。生产上为促进可溶性糖积累,可通过 (答出1点)等措施调节光合作用与细胞呼吸的关系。
17.(11分)彩粒小麦籽粒颜色由三对独立遗传的等位基因A/a、B/b、C/c调控:基因A启动色素合成通路,基因a纯合时通路关闭,通路关闭时籽粒颜色为白色;基因B控制合成红色素前体,基因b纯合时合成受阻,仅有红色素前体时籽粒颜色为红色;基因C控制合成蓝色素前体,基因c纯合时合成受阻,仅有蓝色素前体时籽粒颜色为蓝色。两种色素前体共存时,在酶X的催化作用下生成紫色素,籽粒颜色为紫色,无酶X时籽粒颜色为红蓝斑驳色。基因B的表达产物可激活酶X基因转录,基因C的表达产物可增强酶X的活性。
实验1:基因型为AABBcc的小麦与基因型为AAbbCC的小麦杂交得F1,F1自交得F2;
实验2:酶X基因敲除的基因型为AaBBCc的小麦自交;
实验3:向基因型为AAbbCC的小麦导入B基因表达载体。
请回答下列问题:
(1)纯合白色籽粒小麦基因型可能有 种。紫色籽粒形成时基因B对酶X的调控属于 (填“转录水平调控”或“翻译水平调控”)。
(2)实验1中,F2红色籽粒小麦的基因型为 。若将F2中所有红色籽粒小麦混合种植随机授粉,子代中白色籽粒小麦的比例为 。
(3)实验2中,酶X基因被敲除后,基因型为AaBBCc的小麦自交,子代小麦籽粒颜色及比例为 。实验3中,若基因B成功表达,转基因小麦籽粒颜色为 ,判断依据是 。
(4)若利用基因编辑技术将基因A替换为受热诱导的基因A’(25℃下不表达,30℃下高效表达),30℃下让经基因编辑的纯合红色籽粒小麦与纯合蓝色籽粒小麦杂交得F1,再将F1转移到25℃下与基因型为A’A’bbcc的小麦杂交得F2,则F2小麦籽粒颜色为 ,该实验可说明 。
18.(11分)科研人员以小鼠为模型研究垂体前叶细胞的激素分泌机制,发现垂体腺瘤的发生与细胞激素分泌异常密切相关。垂体前叶可分泌激素的细胞如图所示。请回答下列问题:
(1)垂体前叶功能异常会导致多种激素分泌紊乱,引发机体内环境 失调,影响生长、代谢等生命活动。
(2)垂体前叶的生长激素细胞、促甲状腺激素细胞等分泌不同的激素,其根本原因是 。生长激素通过 运输并作用于靶细胞。
(3)促甲状腺激素仅能调控甲状腺激素分泌,而对其他内分泌腺无影响,原因是 。应激状态下,促肾上腺皮质激素细胞分泌的促肾上腺皮质激素增多,促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素,而血液中糖皮质激素含量增多对下丘脑、垂体的分泌活动有 作用,从而使血液中糖皮质激素的含量保持相对稳定,这体现了激素分泌的 调节。
(4)催乳素分泌过量会抑制生殖功能,推测其机制是催乳素作用于 ,减少促性腺激素释放激素和促性腺激素的分泌。为探究不同浓度的褪黑素对催乳素分泌的影响,请以小鼠垂体催乳素腺瘤细胞系(MMQ细胞)、褪黑素溶液、生理盐水等为实验材料,写出实验思路: (具体操作细节不作要求)。
19.(11分)某温带草原生态保护区内生活着多种蜜蜂类群,这些蜜蜂的筑巢地点如图所示。请回答下列问题:
注:黑色代表可用筑巢地点;白色代表不可用筑巢地点。
(1)据图可知, 专一依赖一种筑巢地点;木蜂属和 的分布区域重叠度可能最低。
(2)许多蜜蜂在春季大量出现,与草原蜜源植物花期同步,这是长期 的结果,蜜蜂为保护区内的植物传粉,体现了生物多样性的 价值。若气候变暖导致植物花期提前而蜜蜂未同步响应,则会造成能量传递的物候错配,生态系统能量利用率 。
(3)保护区部分区域存在过度放牧现象,导致某种条蜂筑巢地点减少,这属于影响种群数量变化的 (填“密度制约”或“非密度制约”)因素。用标记重捕法调查该条蜂种群密度时,若最终调查结果偏大,则可能的原因是 (答出2点)等。
(4)建立保护区对蜜蜂进行保护属于 保护。保护区人工种植蜜源植物并悬挂蜂箱,考虑蜜蜂与环境、植物与环境的协调,主要遵循生态工程的 (答出2点)原理。
20.(11分)研究发现,某种小麦根际的假单胞菌能分泌一种SP蛋白,推测SP蛋白可能通过与小麦根系的R蛋白互作增强小麦抗盐性。为验证这一假说,科研人员利用酵母双杂交技术开展实验,流程如下:
①利用图1的质粒1,构建含小麦R基因的“猎物载体”;
②利用图2的质粒2,构建含假单胞菌SP基因的“诱饵载体”;
③用两种载体共转化酵母,通过基因表达筛选蛋白互作阳性克隆(LacZ基因表达产物可分解X﹣gal产生蓝色物质,使菌落呈蓝色,否则菌落为白色;Adc2基因表达能让酵母在无腺嘌呤的培养基中存活);
④发酵生产SP蛋白制剂,用于小麦盐碱地田间试验。
请回答下列问题:
(1)质粒1的启动子序列突变会导致 。构建“猎物载体”时,需将R基因与质粒1的AD基因融合,目的是 。
(2)构建“诱饵载体”时,需用限制酶 切割质粒2,双酶切的目的是
(3)用两种载体共转化酵母后,接种到缺乏 的培养基可筛选同时含两种载体的酵母。据图3可知,若SP蛋白与R蛋白不能互作,则含两种载体的酵母不能在 的培养基中存活。若SP蛋白可与R蛋白互作,则培养基添加X﹣gal后呈 色的菌落为阳性克隆。
(4)发酵生产SP蛋白制剂时,若发酵后期SP蛋白产量下降,原因可能是 (答出1点)。
2026年海南省部分学校高考生物第一次联考试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.【分析】细胞膜主要成分为脂质和蛋白质,还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇,胆固醇是动物细胞膜的重要成分。
【解答】解:A、低温会降低细胞膜流动性,影响膜蛋白功能,从而降低物质跨膜运输效率,A正确;
B、分析题意可知,耐低温水稻的细胞膜中的不饱和脂肪酸含量显著高于普通水稻,原因可能是不饱和脂肪酸含较多双键,分子排列疏松,可以降低膜脂凝固点,维持低温下膜流动性,增强低温耐受性,B正确;
C、水稻是植物,其细胞膜中通常不含胆固醇,因为胆固醇是动物细胞膜的重要成分,C错误;
D、细胞膜主要由脂质(磷脂为主)、蛋白质和少量糖类(如糖蛋白)组成,D正确。
故选:C。
2.【分析】1、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。当然,那些没有分化的细胞,如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。
2、衰老的细胞主要具有以下特征:
(1)细胞内的水分减少,结果使细胞萎缩。体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。
(2)细胞内多种酶的活性降低。例如,由于头发基部的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少,所以老人的头发会变白。
(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
(4)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
【解答】解:A、间充质干细胞分化为骨细胞是细胞分化的过程,该过程中基因进行选择性表达,但遗传物质(DNA)未发生改变,A正确;
B、衰老的成纤维细胞细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深,以及细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低,B正确;
C、分泌因子M诱导衰老细胞凋亡,属于由基因控制的程序性死亡,可清除衰老细胞,促进机体细胞更新并维持内环境稳态,C正确;
D、细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性,间充质干细胞分化为骨细胞仅形成特定细胞类型,故未体现全能性,D错误。
故选:D。
3.【分析】细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,又称细胞编程性死亡,属正常死亡。
【解答】解:A、若SUMO化抑制水稻花粉母细胞的减数分裂,会导致花粉败育增加,由此可知HSP70的SUMO化可以促进水稻花粉母细胞减数分裂,A错误;
B、花粉败育和细胞凋亡异常有关,SUMO化减少花粉败育,由此可知它会抑制异常细胞凋亡,B错误;
C、SUMO化减轻高温对花粉的损伤,减少花粉败育,所以可降低高温环境下水稻的减产风险,C正确;
D、分析题意可知SUMO化抑制剂的作用是抑制SUMO化修饰,但是没有题干信息表明它会标记HSP70使其降解,D错误。
故选:C。
4.【分析】(1)化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
(2)化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
【解答】解:A、主种群A基因频率为70%,a基因频率为30%,在理想条件下(随机交配、无突变、无迁移、无选择、无限种群),根据哈迪﹣温伯格定律,Aa基因型频率 = 2×p×q=2×0.7×0.3=42%,计算结果与选项一致,A正确;
B、隔离种群1仅有20只,种群数量小,其A基因频率(90%)显著高于主种群(70%),这可能是由于小种群中遗传漂变等偶然因素导致基因频率随机变化,B正确;
C、三个种群长期地理隔离,限制基因交流,可能导致遗传差异积累,最终可能形成生殖隔离,这是物种形成的常见途径,C正确;
D、生物进化的最直接证据是化石,它直接展示生物形态和结构的历时变化;基因频率差异虽能反映种群进化(基因频率改变是进化的实质),但并非最直接证据,D错误。
故选:D。
5.【分析】表观遗传是指生物体的基因碱基序列保持不变,但是基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
【解答】解:A、分析题意可知,父本基因沉默的原因是启动子甲基化。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,启动子甲基化会直接阻碍转录过程(RNA聚合酶与DNA的结合),导致无法合成mRNA,核糖体与mRNA的结合发生在翻译过程,A错误;
B、该印记基因的亲本特异性表达由DNA甲基化引起,甲基化修饰不改变基因的碱基序列,符合表观遗传的核心特征,B正确;
C、“翻译跳跃”是指核糖体跳过mRNA上的某个密码子进行翻译。此过程中,mRNA的碱基序列并未发生改变,但是核糖体跳过了一个密码子,会导致合成的多肽链缺失一个氨基酸,其氨基酸序列发生改变,C错误;
D、DNA的甲基化修饰具有可逆性,并且印记基因的甲基化模式在减数分裂过程中通常会发生擦除和重建(如父本来源的甲基化标记可能在配子形成时被清除),所以该甲基化修饰不一定能通过减数分裂稳定遗传给子代,D错误。
故选:B。
6.【分析】初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
【解答】解:A、该湿地原本存在一定的土壤条件和生物基础,只是因围海养殖出现碎片化,生态修复属于次生演替,A正确;
B、食虫鱼属于消费者,消费者可以通过自身的新陈代谢,将有机物转化为无机物,加快生态系统的物质循环,B正确;
C、生态修复后物种丰富度有所回升,但不能说明生态系统多样性全面提高,生态系统多样性需要考虑物种多样性,以及生境类型多样性等多个方面,仅物种丰富度回升不能代表全面提高,C错误;
D、物种丰富度提升,生态系统的营养结构更复杂,抵抗力稳定性(抵抗外界干扰、保持自身结构和功能稳定的能力)会提高,D正确。
故选:C。
7.【分析】生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,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。植物的生态位研究的内容包括在研究领域内的出现频率,种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。动物的生态位包括:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
【解答】解:A、两种树蛙幼体(蝌蚪)生活在同一山溪的不同地段,属于生态位空间资源的分化,可以减少对食物、栖息地等资源的直接竞争,从而降低种间竞争强度,A正确;
B、研究动物(树蛙)的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,所以它们的生态位不一定完全重叠,B错误;
C、树蛙分泌的化学物质可向同种个体传递警告信息,属于生态系统中的化学信息,C正确;
D、天敌和树蛙是捕食关系,树蛙数量增多会使天敌因食物充足数量增加,天敌数量增加又会导致树蛙数量减少,二者种群数量变动相互影响、互为因果,存在负反馈调节,D正确。
故选:B。
8.【分析】田鼠与蝗虫均以水稻为食,存在种间竞争关系,同时,田鼠捕食蝗虫(表中田鼠对蝗虫为“+”),存在捕食关系;表中三条食物链,水稻→蝗虫→田鼠→蛇、水稻→田鼠→蛇、水稻→稻螟,该食物网中,蛇和田鼠可以均处于第三营养级;生态系统的组成成分包括生产者(水稻)、消费者(蛇、田鼠、稻螟、蝗虫)、分解者和非生物的物质和能量;农药通过食物链富集(生物放大作用),蛇作为顶级消费者,体内农药残留量可能高于其他营养级较低的生物。
【解答】解:A、田鼠与蝗虫均以水稻为食,存在种间竞争关系,同时,田鼠捕食蝗虫,存在捕食关系,A正确;
B、表中有三条食物链,水稻→稻螟、水稻→蝗虫→田鼠→蛇、水稻→田鼠→蛇,该食物网中,蛇和田鼠可以均处于第三营养级,B正确;
C、生态系统的组成成分包括生产者(水稻)、消费者(蛇、田鼠、稻螟和蝗虫)、分解者和非生物的物质和能量,表格里只有生产者和消费者,缺少其他组成成分,C错误;
D、农药通过食物链富集,蛇作为顶级消费者,体内农药残留量可能高于其他营养级较低的生物,D正确。
故选:C。
9.【分析】免疫失调引起的疾病:当免疫功能失调时,可引起疾病,如免疫功能过强时,会引起过敏反应和自身免疫病.免疫功能过低时会引起免疫缺陷病。
过敏反应:已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应。
自身免疫病:自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状。
免疫缺陷病:机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病.分为原发性免疫缺陷病、继发性免疫缺陷病,具体有先天性胸腺发育不全、获得性免疫缺陷综合征。
【解答】解:A、过敏反应是免疫防御功能过强导致的异常反应,免疫自稳功能失调通常指自身免疫病,A错误;
B、过敏反应需要机体再次接触相同过敏原才会发生,初次接触仅引发免疫应答但是不表现症状,B错误;
C、过敏反应是免疫防御功能过强导致的,主要是体液免疫参与了该过程,体液免疫中辅助性T细胞为B细胞的活化提供了第二信号,C错误;
D、组胺作为炎症介质,可以促进毛细血管扩张和通透性增加,导致局部组织水肿(如鼻黏膜肿胀引起鼻塞),D正确。
故选:D。
10.【分析】补充速率曲线呈先增后减的“S”形,反映种群密度对净增长的影响。引入虾类(作为鱼的食物)后,补充速率曲线由m1升至m2,但种群最大密度相同,说明K值不变。
【解答】解:A、补充速率反映了种群新增个体的能力。在m1的BC段,随着种群密度增大,种内竞争加剧(争夺食物、空间等资源),导致鱼类的繁殖成功率下降,出生率降低,最终使补充速率呈下降趋势,A正确;
B、m2峰值高于m1的主要原因是引入了虾类(该鱼的食物),食物资源增加提升了鱼类的生存和繁殖能力,B错误;
C、引入虾类后,两条曲线的种群最大密度不变,则K值不变,C错误;
D、种群密度稳定的条件是补充速率=捕捞速率。引入虾类后曲线变为m2,捕捞速率h2与m2的交点并非B点(B点是m1的峰值点),因此该鱼的种群密度不会稳定在B点,D错误。
故选:A。
11.【分析】兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将信号传递到下一个神经元。
【解答】解:A、无IL﹣33时,IL﹣33合成缺陷小鼠的避害反应时间更长,是因为5﹣HT的合成或释放不足,导致神经元之间的兴奋传递效率降低,反应变慢。但这并不意味着神经元完全无法产生动作电位,只是兴奋性降低,反应延迟,A错误;
B、分析题图可知,添加IL﹣33对5﹣HT合成缺陷小鼠的避害反应时间几乎没有影响,说明IL﹣33发挥作用的前提是机体能够合成并分泌5﹣HT。EC细胞的细胞膜上有IL﹣33的受体,由此可知,IL﹣33与EC细胞上的受体结合,促进EC细胞分泌5﹣HT,然后5﹣HT作为神经递质调节反应,B错误;
C、IL﹣33处理后,IL﹣33合成缺陷小鼠的避害反应时间显著缩短,说明IL﹣33能有效增强反应;5﹣HT是兴奋性神经递质,可推测IL﹣33可能通过间接方式促进5﹣HT的合成、释放,或者促进5﹣HT受体的激活,从而增强突触后神经元的兴奋性,加快反应速度,C正确;
D、5﹣HT受体拮抗剂会阻断5﹣HT的作用,降低神经元的兴奋性。因此,给IL﹣33合成缺陷小鼠注射该拮抗剂后,其避害反应时间会延长,而不是缩短,D错误。
故选:C。
12.【分析】ABA是抑制种子萌发、促进休眠的关键激素,其含量与种子萌发率呈负相关。
【解答】解:A、ABA含量越高,发芽率越低(野生型30ng/g对应45%,SD6敲除型65ng/g对应15%,ICE2敲除型12ng/g对应80%),符合负相关关系,说明ABA抑制种子萌发,A正确;
B、SD6基因敲除后,ABA含量从30升至65,发芽率从45降至15,说明SD6基因可能抑制ABA的合成或积累,进而促进种子萌发,B正确;
C、ICE2基因敲除后ABA含量降至12ng/g(野生型30ng/g),发芽率升至80%(野生型45%),说明ICE2基因正常表达时促进ABA积累,从而抑制萌发,C正确;
D、SD6基因抑制ABA合成,ICE2基因促进ABA合成,二者功能拮抗。同时敲除后ABA积累水平可能偏离野生型(如SD6缺失使ABA升高,ICE2缺失使ABA降低,但二者幅度未知),发芽率未必与野生型相同,D错误。
故选:D。
13.【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的筛选和获取
从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建
基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等,标记基因可便于目的基因的鉴定和筛选,是基因工程的核心步骤。
(3)将目的基因导入受体细胞
将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。
将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定
分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——PCR技术等;②检测目的基因是否转录出了mRNA——PCR技术等;③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原﹣抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【解答】解:A、慢病毒为逆转录病毒,其遗传物质为RNA,需在宿主细胞内经逆转录酶作用形成DNA后才能整合到染色体上,并非直接整合,A错误;
B、过程①将目的基因抗病毒基因插入慢病毒载体,属于基因表达载体的构建,是基因工程的核心步骤,B正确;
C、人们对动物细胞培养所需要的营养物质尚不清楚,胚胎干细胞(ESC)培养需模拟体内环境,培养基中需添加血清等天然成分以提供生长因子和营养物质,C正确;
D、为确认转基因鸡的抗病毒性状稳定表达并符合生物安全要求,必须进行抗病毒检测方可推广养殖,D正确。
故选:A。
14.【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。
【解答】解:A、培养基需经过高压蒸汽灭菌处理,以防止杂菌污染,A正确;
B、白粉菌作为寄生菌需从叶片活细胞获取营养,而非直接依赖培养基,B错误;
C、酒精和次氯酸钠是常用的表面消毒剂,可灭活叶片表面微生物,减少污染,C正确;
D、恒温培养时仍需无菌操作,避免杂菌竞争影响白粉菌生长,D正确。
故选:B。
15.【分析】分析题图:图是某厂进行果酒和果醋生产的基本工艺流程,甲罐进行的是酒精发酵,参与该过程的微生物主要是酵母菌;乙罐进行的是果醋发酵,参与该过程的微生物主要是醋酸菌。
【解答】解:A、果汁的糖浓度过高会导致发酵液渗透压增大,酵母菌因失水而代谢受抑制,甚至死亡,反而会降低果酒产量;且酵母菌的发酵能力有限,当糖浓度超过其代谢阈值后,产量也不会再增加,A错误;
B、酵母菌进行果酒发酵的最适温度为18~25℃,醋酸菌进行果醋发酵的最适温度为30~35℃,因此乙罐醋酸菌的最适发酵温度显著高于甲罐酵母菌的最适温度,B正确;
C、甲罐中的果酒流入乙罐进行果醋发酵前不需要灭菌。果酒发酵液是醋酸菌的发酵原料,灭菌会杀死后续接种的醋酸菌,导致果醋发酵无法进行,C错误;
D、菌体回流管的作用是将滤网处脱落的醋酸菌重新送回乙罐,提高乙罐中醋酸菌的密度,从而提升发酵效率;但它无法防止醋酸菌进入甲罐,防止菌种混杂的关键是装置的阀门控制和发酵条件(甲罐无氧、乙罐有氧)的差异,而非菌体回流管,D错误。
故选:B。
二、非选择题:本题共5小题,共55分。
16.【分析】光合作用受内因和外因共同影响。内因主要有光合色素与光合相关酶的含量、活性,叶绿体结构及植物器官、生长阶段等,决定光合基础潜力。外因包括光照(强度、时间、光质)、CO2浓度、温度等,通过影响光反应或暗反应调控光合速率;水分、矿质元素及盐胁迫等环境胁迫则间接影响光合进程,生产中需综合调控外因以提升光合效率。
【解答】解:(1)分析20h光照下的实验数据:可溶性糖含量:品种B(29.21mg・g⁻1)显著高于品种A(23.54mg・g⁻1);硝酸盐含量:品种A(0.24mg・g⁻1)与品种B(0.25mg・g⁻1)含量几乎无差异,均处于低水平,故品种B更符合目标。
(2)硝酸盐还原的过程需要消耗NADPH,而NADPH是植物光合作用光反应阶段的重要产物,光照时间延长会使光反应的持续时间增加,进而产生更多的NADPH;充足的NADPH为硝酸盐还原提供了更多的原料,加快了硝酸盐的分解与利用,因此作物叶片中硝酸盐的含量会下降。
(3)品种B液泡膜上的Na⁺/H⁺反向转运蛋白利用H⁺浓度梯度的势能转运Na⁺,该运输方式属于主动运输,主动运输的典型特点有:①逆浓度梯度运输(物质从低浓度一侧向高浓度一侧运输);②需要载体蛋白的特异性协助(本题中为Na⁺/H⁺反向转运蛋白);③需要消耗能量。从影响光合作用的内因分析,光合速率的高低主要取决于光合色素、光合作用相关酶、叶绿体结构等内部因素。品种B在盐胁迫20h光照时可溶性糖(光合作用产物)含量更高,说明其光合速率更强,原因可能为:品种B的光合色素含量较多,能吸收、传递和转化更多光能,为光反应提供充足能量,提升光反应速率;品种B的光合作用相关酶活性更高(或含量更多),加快暗反应中CO2的固定和C3的还原,提升暗反应速率;盐胁迫下品种B的叶绿体膜等生物膜受损较少,叶绿体结构更完整,保证光合作用的光反应和暗反应有序进行。
(4)盐胁迫环境中,外界土壤溶液的渗透压较高,植物根细胞易因渗透作用发生失水。根细胞积累可溶性糖后,会提高细胞液的渗透压,使细胞液渗透压高于外界盐溶液的渗透压,从而有效减少细胞失水,保证根细胞的正常吸水和生理功能,提升作物的耐盐能力。可溶性糖是光合作用的产物,而细胞呼吸会消耗可溶性糖,因此促进可溶性糖积累的核心思路是提高光合作用速率、降低细胞呼吸速率,使光合产物的合成量大于呼吸消耗量,相关生产措施:适当延长光照时间:延长光反应时长,产生更多ATP和NADPH,促进暗反应合成更多糖类;适当增施气肥(提高CO2浓度):为暗反应提供更多原料,加快CO2固定,提升暗反应速率;适当降低夜间温度:降低夜间细胞呼吸相关酶的活性,减少夜间呼吸作用对可溶性糖的消耗;适当增强光照强度:提升光反应速率,为暗反应提供更多能量,促进糖类合成。
故答案为:
(1)B
(2)下降 延长光照可使光反应产生更多的NADPH,加速硝酸盐还原
(3)逆浓度梯度运输;需要载体蛋白协助;需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 光合色素较多;光合作用相关酶的活性更高;生物膜受损较少等(合理即可)
(4)提高细胞液渗透压,减少盐胁迫下的细胞失水 适当延长光照时间;适当增施CO2气肥;适当降低夜间温度(合理即可)
17.【分析】基因的自由组合定律:控制不同性状的等位基因位于非同源染色体上,减数分裂时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生多种配子,决定性状的自由组合。
【解答】解:(1)白色籽粒的核心条件是基因a纯合(aa____),色素合成通路关闭,与B/b、C/c基因无关。三对基因均为纯合,因此基因型为:aaBBCC、aaBBcc、aabbCC、aabbcc,同时AAbbcc也是白色,故纯合白色籽粒小麦基因型共5种。题干明确“基因B的表达产物可激活酶X基因转录”,因此该调控作用发生在转录水平。
(2)实验1亲本为AABBcc(红)×AAbbCC(蓝),F1基因型为AABbCc,F1(AABbCc)自交,针对B/b、C/c两对基因自由组合,F2中AAB_C_、AAB_cc(红色)、AAbbC_、AAbbC_,故红色籽粒的基因型为AABBcc和AABbcc;因为白色籽粒的基因型为aa__或A_bbcc,所以将F2中AABBcc和AABbcc随机授粉,即BB和Bb随机授粉,B配子的概率为,b配子的概率为,bb=×=,得到AAbbcc的概率为。
(3)实验2为酶X基因敲除的AaBBCc自交,酶X敲除后,两种色素前体共存时无法生成紫色素,表现为红蓝斑驳色。先明确各表型的基因型条件:①白色:aa;②红色:A_BBcc;③红蓝斑驳色:A_BBC_。AaBBCc自交,三对基因独立遗传,BB为纯合,仅考虑A/a、C/c:Aa×Aa→A_:aa=3:1;Cc×Cc→C_:cc=3:1。红蓝斑驳色(A_BBC_):3/4×1×3/4=9/16;红色(A_BBcc):×1×=;白色(aa):×1×1=。因此比例为红蓝斑驳色:红色:白色=9:3:4。受体小麦为AAbbCC(蓝色,仅有蓝色素前体),导入B基因并成功表达后,细胞中同时存在:基因A(色素通路开启);基因B表达(合成红色素前体,且激活酶X基因转录);基因C表达(合成蓝色素前体,增强酶X活性)。两种色素前体共存,且有功能正常的酶X催化生成紫色素,因此籽粒颜色为紫色。
(4)基因编辑后,基因A替换为受热诱导的A’(25℃不表达,30℃高效表达)。①30℃下:纯合红色籽粒(A’A’BBcc)×纯合蓝色籽粒(A’A’bbCC)→F1(A’A’BbCc),此时A’高效表达,色素通路开启;②转移至25℃:A’不表达,色素合成通路关闭,无论B/b、C/c基因如何组合,均无法合成色素前体;③F1(A’A’BbCc)与A’A’bbcc杂交,子代所有个体的A’基因均在25℃下不表达,因此籽粒颜色均为白色。该实验中,小麦的基因型未发生改变,但环境温度(25℃/30℃)影响了A’基因的表达,进而导致籽粒颜色的差异,说明生物体的性状是基因与环境共同作用的结果,性状不完全由基因决定。
故答案为:
(1)5 转录水平调控
(2)AABBcc、AABbcc
(3)红蓝斑驳色:红色:白色=9:3:4 紫色 基因A存在时,基因B可合成红色素前体,基因C可合成蓝色素前体;基因B的表达产物激活酶X基因转录,酶X催化两种色素前体生成紫色素
(4)白色 生物体的性状不完全由基因决定,环境对性状也有影响(答案合理即可)
18.【分析】激素调节的特点:①通过体液运输,随血液流遍全身;②作用于靶器官、靶细胞,仅与特异性受体结合;③微量高效,少量激素即可发挥显著作用;④存在(负)反馈调节,维持激素含量相对稳定,调节过程较缓慢且作用时间长。
【解答】解:(1)内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,垂体前叶能分泌多种促激素和生长激素等,调节甲状腺、肾上腺皮质等内分泌腺的分泌活动,其功能异常会导致多种激素分泌紊乱,进而引发机体内环境稳态失调,影响生长、代谢等生命活动。
(2)垂体前叶的生长激素细胞、促甲状腺激素细胞均由受精卵分裂分化而来,细胞核内的遗传物质相同,分泌不同激素的根本原因是基因的选择性表达,导致不同细胞中合成的蛋白质(激素)种类不同。生长激素属于动物激素,激素调节的特点之一是通过体液(血液) 运输,激素分泌后弥散到体液中,随血液流到全身,作用于靶细胞、靶器官。
(3)激素作用具有特异性,其原因是只有靶细胞的细胞膜上存在该激素的特异性受体,因此促甲状腺激素仅能与甲状腺细胞的特异性受体结合,调控甲状腺激素的分泌,对其他内分泌腺无影响。在激素调节中,血液中某种激素含量升高时,会反过来抑制下丘脑和垂体相关激素的分泌,这种调节方式为(负)反馈调节。糖皮质激素含量增多时,会对下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素、垂体分泌促肾上腺皮质激素的活动产生抑制作用,从而使血液中糖皮质激素含量保持相对稳定。
(4)促性腺激素释放激素由下丘脑分泌,作用于垂体,促进垂体分泌促性腺激素,促性腺激素作用于性腺,调节性激素的分泌,进而调控生殖功能。催乳素分泌过量抑制生殖功能,推测其机制是作用于下丘脑和垂体,减少促性腺激素释放激素和促性腺激素的分泌,最终导致性腺分泌的性激素减少。本实验的实验目的是探究不同浓度的褪黑素对催乳素分泌的影响,自变量为不同浓度的褪黑素,因变量为催乳素的分泌量,无关变量需保持相同且适宜。实验设计需遵循单一变量原则、对照原则,实验思路为设置一系列浓度梯度的褪黑素溶液,在培养基中分别加入等量不同浓度的褪黑素溶液,对照组加入等量生理盐水;在各组培养基中分别加入等量MMQ细胞;培养相同时间后,检测各组催乳素含量。
故答案为:
(1)稳态
(2)基因的选择性表达 体液(或血液)
(3)只有甲状腺细胞存在促甲状腺激素的特异性受体 抑制 (负)反馈
(4)下丘脑(或分泌促性腺激素释放激素的细胞)、垂体(或分泌促性腺激素的细胞) 设置一系列浓度梯度的褪黑素溶液,在培养基中分别加入等量不同浓度的褪黑素溶液,对照组加入等量生理盐水;在各组培养基中分别加入等量MMQ细胞;培养相同时间后,检测各组催乳素含量
19.【分析】1、一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强 度与该种群的密度是相关的。例如,同样是缺少食物,种群 密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大,因此,这些因 素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。例如,在遭遇寒流时,有些昆 虫种群不论其种群密度高低,所有个体都会死亡。
2、关于生物多样性的价值,科学家一般概括为以下几个方面:直接价值、间接价值以及目前人类尚不清楚的潜在价值。
【解答】解:(1)无垫蜂属仅在草地表面筑巢,蜜蜂属仅在地面洞穴筑巢,可见无垫蜂属和蜜蜂属专一依赖一种筑巢地点;木蜂属可在草地表面、植物茎秆、腐烂木头筑巢,而蜜蜂属仅在地面洞穴筑巢,可见木蜂属和蜜蜂属的分布区域重叠度可能最低。
(2)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化;许多蜜蜂在春季大量出现,与草原蜜源植物花期同步,这是长期协同进化(或自然选择)的结果;生物多样性的价值包括直接价值、间接价值以及目前人类尚不清楚的潜在价值,蜜蜂为保护区内的植物传粉,体现了生物多样性的间接价值。若气候变暖导致植物花期提前而蜜蜂未同步响应,则会造成能量传递的物候错配,生态系统能量利用率降低。
(3)食物和天敌等生物因素为密度制约因素,而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素;保护区部分区域存在过度放牧现象,导致某种条蜂筑巢地点减少,这属于影响种群数量变化的密度制约因素。标记重捕法是在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段 时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个 体数的比例,来估算种群密度;用标记重捕法调查该条蜂种群密度时,若最终调查结果偏大,则可能的原因有标记物脱落;被标记的个体更难捕捉;被标记的个体死亡;被标记的个体迁出。
(4)就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立 自然保护区以及国家公园等,这是对生物多样性最有效的保护。建立保护区对蜜蜂进行保护属于就地保护。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理;保护区人工种植蜜源植物并悬挂蜂箱,考虑蜜蜂与环境、植物与环境的协调,主要遵循生态工程的自生、协调原理。
故答案为:
(1)无垫蜂属、蜜蜂属 蜜蜂属
(2)协同进化(或自然选择) 间接 降低
(3)密度制约 标记物脱落;被标记的个体更难捕捉;被标记的个体死亡;被标记的个体迁出
(4)就地 自生、协调
20.【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【解答】解:(1)启动子是RNA聚合酶识别结合的位点,启动子突变后,RNA聚合酶无法正常结合,无法驱动AD基因的转录,不能合成相应蛋白;酵母双杂交的原理是:只有BD(DNA结合域)和AD(转录激活域)靠近时,才能激活下游报告基因转录,因此将R基因和AD融合,可使R蛋白携带AD结构,进而表达AD﹣R融合蛋白。
(2)构建诱饵载体需要将SP基因插入BD基因下游,实现BD﹣SP融合表达,根据质粒2的酶切位点分布,只有BD下游、终止子上游的NdeⅠ和HindⅢ满足插入要求,不会破坏启动子和BD基因;双酶切的常规优势是产生不同黏性末端,避免质粒自连、目的基因反向连接,保证SP基因定向插入且避免质粒2自身环化。
(3)质粒1自带亮氨酸合成基因、质粒2自带色氨酸合成基因,只有同时转入两种质粒的酵母才能在缺乏亮氨酸和色氨酸的培养基存活,因此可通过该培养基筛选;当SP和R不能互作时,AD和BD无法靠近,下游腺嘌呤合成基因Ade2不表达,酵母不能在无腺嘌呤培养基存活;若二者互作,LacZ基因表达,其产物分解X﹣gal产生蓝色物质,因此阳性菌落呈蓝色。
(4)发酵后期产量下降最常见的原因是:营养物质不足,有害代谢产物积累,抑制菌体代谢。
故答案为:
(1)无法驱动AD基因的转录;表达AD﹣R融合蛋白
(2)NdeⅠ和HindⅢ;保证SP基因定向插入且避免质粒2自身环化
(3)亮氨酸和色氨酸;无腺嘌呤;蓝
(4)营养物质不足;代谢废物积累
考点卡片
1.细胞膜的成分
【知识点的认知】
1.细胞膜的成分及其含量和作用
2.蛋白质与细胞膜功能的关系
(1)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关,功能越复杂的膜,其蛋白质含量和种类越多.
(2)糖蛋白(也叫糖被)有保护和润滑作用,还与细胞识别作用有密切关系.
(3)正常细胞癌变后,细胞膜上产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质,以此可以作为细胞是否癌变的指标之一.
【命题方向】
组成细胞膜的成分可分为三大类,即膜脂、膜蛋白和糖类。几种成分所占的比例,依据膜类型的不同,细胞类型的不同以及细胞不同的发育时期而发生变化。下列有关叙述错误的是( )
A.膜脂是细胞膜的基本成分,约占膜成分的50%,包括磷脂、糖脂和胆固醇
B.膜蛋白是构成细胞膜的重要成分,约占膜成分的50%,膜的大部分功能主要由膜蛋白完成
C.真核细胞质膜中的糖类均同膜脂或膜蛋白相连,即以糖脂或糖蛋白的形式存在于质膜上
D.真核细胞质膜上的糖类分子统称为糖被
分析:细胞膜的流动镶嵌模型的内容为磷脂双分子层构成膜的基本支架,蛋白质分子镶嵌或贯穿磷脂双分子层,磷脂分子可以侧向自由移动,蛋白质分子大多数可以运动,所以细胞膜具有一定的流动性。细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。
解答:A、膜脂是细胞膜的基本成分,约占膜成分的50%,包括磷脂、糖脂(糖类和脂质结合)和胆固醇,A正确;
B、膜蛋白是构成细胞膜的重要成分,约占膜成分的40%,膜的大部分功能主要由膜蛋白完成,B错误;
C、真核细胞质膜中的糖类均同膜脂或膜蛋白相连,即以糖脂或糖蛋白的形式存在于质膜上来行使相应的功能,C正确;
D、细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白,或与脂质结合形成的糖脂,这些糖类分子叫作糖被,D正确。
故选:B。
点评:本题考查细胞膜的成分和功能,相关知识点只需考生识记即可正确答题,所以要求考生在平时的学习过程中,注意构建知识网络结构,牢固的掌握基础知识。
【解题思路点拨】
细胞膜主要成分为脂质和蛋白质,还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇。
2.物质跨膜运输的方式及其异同
【考点归纳】
1、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
2.大分子物质出入细胞的方式
【命题方向】
题型一:物质跨膜运输方式的判断
典例1:如图为氨基酸和Na+进出肾小管上皮细胞的示意图,下表选项中正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
分析:物质跨膜运输主要包括两种方式:被动运输和主动运输,被动运输又包括自由扩散和协助扩散.
被动运输是由高浓度向低浓度一侧扩散,而主动运输是由低浓度向高浓度一侧运输.
其中协助扩散需要载体蛋白的协助,但不需要消耗能量;而主动运输既需要消耗能量,也需要载体蛋白的协助.
解答:根据图形可知,肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输,属于主动运输(其动力来自于Na+协同运输中的离子梯度);
官腔中Na+进入上皮细胞的过程中,是由高浓度向低浓度一侧扩散,并且需要载体蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散;
上皮细胞中氨基酸进入组织液的过程中,是由高浓度向低浓度一侧扩散,并且需要载体蛋白的协助,属于被动运输中的协助扩散.
故选:D.
点评:本题考查了物质跨膜运输的方式,意在考查考生理解所学知识点和分析题图的能力,难度适中.考生在判断运输方式时首先运输的方向,顺浓度梯度的是被动运输,逆浓度梯度的是主动运输.
题型二:运输速率的影响因素
典例2:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输速度存在一个饱和值,该值的大小取决于( )
A.细胞内的氧浓度 B.细胞膜外的糖蛋白数量 C.细胞膜上相应载体的数量 D.细胞内外葡萄糖浓度差值
分析:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞属于协助扩散,特点是高浓度运输到低浓度,需要载体,不需要能量,则相关因素是载体和浓度差.
解答:葡萄糖穿越细胞膜进入红细胞的运输方式是协助扩散,运输速度与细胞膜上载体的数量和浓度差有关,而运输速度的饱和值与细胞膜上相应载体的数量有关.
故选:C.
点评:本题考查协助扩散的条件和影响因素等相关知识,旨在考查学生的识记和理解能力.
【解题思路点拨】
影响跨膜运输的因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内)
(2)氧气浓度
(3)温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性,因而会影响物质跨膜运输的速率.
3.光合作用的影响因素及应用
【知识点的认识】
一、光合速率的概念:
光合作用固定二氧化碳的速率.即单位时间单位叶面积的二氧化碳固定(或氧气释放)量,也称光合强度.
二、影响光合作用速率(强度)的因素
1、内部因素
(1)同一植物的不同生长发育阶段
根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,适时适量地提供水肥及其他环境条件,以使植物茁壮成长.如图所示:
(2)同一叶片的不同生长发育时期
①曲线分析:OA段为幼叶,随幼叶的生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加.AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定.BC段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降.
②应用:农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶、茎叶蔬菜及时换新叶,这样可减少其细胞呼吸对有机物的消耗.
2、单因子外界因素的影响
(1)光照强度
①曲线分析
a、A点光照强度为零,只进行细胞呼吸,A点即表示植物呼吸速率.
b、AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;到B点时,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度,B点称为光补偿点,阴生植物光补偿点左移(如虚线所示).
c、BC段表明随光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了.C点对应的光照强度称为光合作用的饱和点,C点对应的CO2吸收值表示净光合速率.
d、真正光合速率=净光合速率+呼吸速率.
②应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低,如虚线所示.间作套种时农作物的种类搭配,林带树种的配置、合理采伐,冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关.
(2)CO2浓度
①曲线分析:图1中A点表示CO2补偿点,即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度.B和B′点都表示CO2饱和点.
②应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”,增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合作用速率.
(3)矿质元素
①曲线的含义:在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高使植物吸水困难从而导致光合作用速率下降.
②应用:在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时地、适量地增施肥料,可以提高作物的光合作用.
(4)温度
①曲线分析:温度是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用速率的.
②应用:冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度;增大昼夜温差获得高产.
3、多因子外界因素对光合作用速率的影响
(1)曲线分析
①P点前,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高.
②P点到Q点之间,限制因子既有横坐标因素,也有其他因素.
③Q点后,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示中的其他因子的方法.
(2)应用
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率.当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合速率.总之,可根据具体情况,通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的.
三、提高农作物的光能的利用率的方法有:
(1)延长光合作用的时间;
(2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种);
(3)光照强弱的控制;
(4)必需矿质元素的供应;
(5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度).
【命题方向】
题型一:单因子曲线分析
典例1:科学家研究20℃时小麦光合作用强度与光照强度的关系,得到如图所示曲线,下列有关叙述不正确的是( )
A.随着环境温度的升高,cd段位置不断上移 B.a点时叶肉细胞中产生ATP的细胞器只有线粒体
C.其他条件适宜,当植物少量缺Mg时,b点将向右移动 D.c点后小麦光合强度不再增加可能与叶绿体中酶的数量有关
分析:分析题图:图中a点光照强度为0,只进行呼吸作用;b点时,二氧化碳吸收量为0,表示光合作用强度等于呼吸作用强度,表示光合作用的光补偿点;c点以后光照强度增加,二氧化碳的吸收量不增加,表示光合作用的光饱和点.
影响光合作用的环境因素有:光照强度、温度、二氧化碳浓度、含水量以及矿质元素的量.如镁是合成叶绿素的主要元素,缺镁植物叶片会发黄.
解答:A、20℃不是光合作用的最适温度,在一定温度范围内适当提高温度时,光合速率将增强,cd段位置会上移,但是超过一定的温度,cd段位置可能会下移,A错误;
B、a点时光照为零,细胞只进行呼吸作用,因此叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体,B正确;
C、其他条件适宜,当植物缺Mg时,叶绿素含量减少,光合作用强度下降,所以应增加光强使其与呼吸作用相等,b点将向右移动,C正确;
D、外界条件均适宜时,c点之后小麦光合作用强度不再增加是内因造成的,故可能与叶绿体中酶的数量有关,D正确.
故选:A.
点评:本题考查了影响光合作用的环境因素,意在考查考生的析图能力和理解能力,难度适中.考生要能够识记产生ATP的细胞器,明确25℃左右是植物光合作用的最适温度,因此升高温度光合速率是先上升后下降;考生要理解影响光合速率的因素除了外因,还包括内因,如:酶的数量、色素的含量等.
题型二:多因子曲线分析
典例2:如图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围.下列分析错误的是( )
A.甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量
B.乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3的生成速度快
C.图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度
D.丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
分析:图甲中自变量为光照强度和二氧化碳浓度,M点时两曲线重合,说明二氧化碳浓度不影响光合速率,而a、b两点的光照强度相同,因此影响因素为二氧化碳浓度.图乙中自变量有光照强度和温度,图中N点时两曲线重合,说明温度不影响光合速率,而c、d两点的温度相同,因此影响因素为光照强度.丙图分析同样利用此方法.
解答:A、甲图中可以看出,光照强度和二氧化碳的浓度不是a点光合速率的限制因素,可能是叶绿体中色素和酶的数量,故A正确;
B、乙图中d点与c点相比,光照强度增加,光反应增加,产生的ATP和[H]增加,因此相同时间内叶肉细胞中C3的还原量多,故B正确;
C、图中M、N、P三点均为三条曲线的限制因素分别是CO2浓度和光照强度、温度和光照强度、光照强度和温度,故C正确;
D、丙图中,随着温度的升高,曲线走势有可能下降,因为超过最适浓度,酶的活性降低,故D错误.
故选:D.
点评:本题难度不大,属于考纲中理解、应用层次的要求,在分析曲线图是着重利用单一变量分析的方法,要求考生具有扎实的基础知识和曲线分析能力.
题型三:一昼夜光合速率曲线分析
典例3:(2012•山东)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示.下列说法正确的是( )
A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b﹣c段和d﹣e段下降的原因相同 D.两曲线b﹣d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
分析:本题要求学生理解影响光合作用的因素以及有机物的积累是净光合量,光合作用速率受二氧化碳浓度的影响.
解答:A、分析图示可知,这一天的6:00(甲曲线的a点)和18:00时左右,甲乙两植物光合作用吸收CO2的速率和呼吸作用释放CO2的速率相等;在6:00之前,甲乙两植物的光合作用已经开始,但光合作用比细胞呼吸弱;A错误.
B、在18时后,甲乙两植物的光合作用速率开始小于细胞呼吸,有机物的积累最多的时刻应为18:00时,e点时有机物的积累量已经减少;错误.
C、图示曲线的b~c段下降的主要原因是气孔部分关闭导致叶内CO2浓度降低,d~e段下降的原因是光照强度减弱,光反应产生[H]和ATP的速率减慢,这两段下降的原因不相同;错误.
D、b~d段,乙曲线的变化为植物的“午休现象“,是气孔关闭导致叶内CO2浓度降低之故;甲植物可能不存在“午休现象“或气孔关闭程度很小或气孔无法关闭;正确.
故选:D.
点评:本题借助曲线图,考查光合速率的影响因素,意在考查考生分析曲线图的能力和理解能力,属于难题.
题型四:表观光合速率、真光合速率和有机物积累量之间的关系
典例4:如图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系S1、S2、S3所在部位的面积表示有关物质的相对值,下列说法中不正确的是( )
A.S2﹣S3表示玉米光合作用有机物净积累量 B.S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量
C.若土壤中缺Mg,则B点右移,D点左移 D.S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量
分析:结合题意分析:玉米在整个过程中都进行呼吸作用,并且由于温度不变,呼吸作用强度保持不变,因此可用S1+S3表示呼吸作用消耗量.而由A点开始,光合作用出现,并且随着光照强度的增强,光合作用合成的有机物不断增多;在B点时,光合作用产生的有机物刚好等于呼吸作用消耗的有机物,因此图中的S1可表示B点之前的光合作用量,也可表示呼吸作用消耗﹣光合作用合成量;但是超过B点后,光合作用大于呼吸作用,因此S2就可以表示B点之后的有机物积累量.
解答:A、图中可以看出,S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,因此玉米光合作用有机物净积累量=光合作用总量﹣呼吸作用消耗=S2+S3﹣(S1+S3)=S2﹣S1,A错误;
B、S2+S3表示玉米光合作用产生的有机物总量,B正确;
C、若土壤中缺Mg,则会缺少叶绿素,达到光补偿点所需的光照强度会增大,B点右移,同时达到光饱和点所需的光照强度将会减小,D点左移,C正确;
D、玉米在整个过程中都进行呼吸作用,并且由于温度不变,呼吸作用强度保持不变,因此S1+S3表示玉米呼吸作用消耗的有机物量,D正确.
故选:A.
点评:本题具有一定的难度,考查光合作用合成有机物量和呼吸作用消耗有机物量的关系,要求考生具有较强的识图能力和分析能力,利用真光合作用量=净光合作用量+呼吸作用消耗,有机物的积累量=白天净光合作用量﹣夜间呼吸消耗量进行解题.
题型五:有机物积累量的计算
典例5:将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标,实验结果如下表所示:
下列对该表数据的分析正确的是( )
A.昼夜不停地光照,温度在35℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照,该植物最适宜的温度是30℃
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在20℃的条件下,该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在30℃时,该植物积累的有机物是温度在10℃时的两倍
分析:图中自变量为温度,本题是研究温度对光合作用与呼吸作用的影响.在读表时,要明确光照下吸收CO2的量为净吸收量,即净光合作用量,黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量,也代表呼吸作用强度.
解答:A、表中光照下吸收CO2量表示净光合速率,黑暗中释放CO2量表示呼吸作用强度,温度在35℃时植物的净光合速率为3.00mg/h,因此昼夜不停地光照植物能生长,故A错误;
B、表格中,植物每小时净吸收CO2量最多的25℃时的3.75mg,此温度下最适生长,故B错误;
C、每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20℃时该植物积累的有机物为:3.25×12﹣1.5×12=21mg,同理可算出其他温度条件下有机物的积累量,在所有温度中20℃时有机物积累量最多,故C正确;
D、每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在30℃时,该植物积累的有机物=3.50×12﹣3.00×12=6mg,同理计算10℃时积累的有机物=12mg,故D错误.
故选:C.
点评:本题难度适中,考查了光合作用产生有机物和呼吸作用消耗有机物的关系,要求考生具有较强的分析表格的能力.在读表时,确定第一行值为净光合速率,第二行值为呼吸速率,并且一天中有机物的积累量=白天净光合作用量﹣夜间呼吸消耗量.
【解题思路点拨】
1、光合作用与细胞呼吸的计算:
①原理解释:进行光合作用吸收CO2的同时,还进行呼吸作用释放CO2,而呼吸作用释放的部分或全部CO2未出植物体又被光合作用利用,这时在光照下测定的CO2的吸收量称为表观光合速率或净光合速率.表观光合速率与真正光合速率的关系如图:
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下,OA段代表植物呼吸速率,OD段表示植物表观光合作用速率,OA+0D段表示真正光合速率,它们的关系为:真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率.
具体表达为:光合作用消耗总CO2=从外界吸收的CO2+呼吸产生的CO2;
光合作用产生的总O2=释放到外界的O2+呼吸消耗的O2
一昼夜有机物的积累量(用CO2量表示):积累量=白天从外界吸收的CO2﹣晚上呼吸释放的CO2.
②光合作用相对强度可用如下三种方式表示:
a、O2释放量(或实验容器内O2增加量);
b、CO2吸收量(或实验容器内CO2减少量);
c、植物重量(有机物)的增加量.
③表观光合速率和真正光合速率
真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率
表观光合速率常用O2释放量、CO2吸收量、有机物积累量等来表示.
真正光合速率常用光合作用产生O2量、CO2固定量、有机物的产生量来表示.
④测定方法
a、呼吸速率:将植物置于黑暗中,测定实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量.
b净光合速率:将植物置于光下,测定实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量.
⑤应用指南
a、植物每天的有机物积累量取决于光合作用与细胞呼吸速率的代数和(即净光合速率),若大于零,则净积累,植物生长;若小于零,则净消耗,植物无法正常生长.
b、在有关问题中,若相关数据是在黑暗(或光照强度为零)时测得,则该数据代表呼吸速率.黑暗中只进行细胞呼吸,净光合速率为负值,真光合速率为零.若是在光下测得,则该数据代表净光合速率,只有特别说明是光合总量时,才代表真光合速率.
2、C3植物和C4植物
1)C3植物和C4植物光合作用的比较
2)C4植物与C3植物的鉴别方法
3)C4植物比C3植物光合作用强的原因
4.细胞的分化
【知识点的认识】
(1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫作细胞分化。
(2)特征:具有持久性、稳定性和不可逆性.
(3)意义:是生物个体发育的基础.
(4)原因:基因选择性表达的结果,遗传物质没有改变.
【命题方向】
题型一:细胞分化概念的考察
典例1:(2014•黄浦区二模)下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A.进行ATP的合成 B.进行mRNA的合成 C.存在血红蛋白 D.存在纤维蛋白原基因
分析:细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程.细胞分化的实质是基因的选择性表达,即不同细胞基因表达情况不同,如血红蛋白基因只在红细胞中表达.
解答:A、所有细胞都能进行细胞呼吸合成ATP,所以据此不能判断细胞已经分化,A错误;
B、几乎所有细胞都能转录、翻译形成蛋白质,因此都能进行mRNA的合成,B错误;
C、只有红细胞才能合成血红蛋白,存在血红蛋白说明其已经高度分化,C正确;
D、同一个体的所有基因都是由受精卵有丝分裂而来的,含有相同的遗传物质,D错误.
故选:C.
点评:本题考查细胞分裂和细胞分化的相关知识,首先要求考生掌握细胞分裂的特点和细胞分化的概念,明确同一生物体所有细胞都含有相同的遗传物质,且都含有该个体的全部基因;其次要求考生掌握细胞分化的实质,再选出正确的选项.
典例2:(2011•北京)下列生命过程中,没有发生细胞分化的是( )
A.断尾壁虎长出新尾巴 B.砍伐后的树桩上长出新枝条
C.蝌蚪尾巴消失的过程 D.胚胎发育中出现造血干细胞
分析:细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程.细胞分化的实质是基因的选择性表达,多细胞生物个体发育过程就是细胞的分裂和分化过程,如断尾壁虎长出新尾巴、砍伐后的树桩上长出新枝条、造血干细胞的形成等.
解答:A、断尾壁虎长出新尾巴有细胞的分裂过程,也有细胞分化过程,A正确;
B、砍伐后的树桩上长出新枝条有细胞的分裂和分化过程,B正确;
C、蝌蚪尾巴消失是细胞凋亡过程,没有涉及到细胞分化,C错误;
D、造血干细胞是由胚胎干细胞分化而来的,D正确.
故选:C.
点评:本题考查细胞分化、细胞凋亡等生命历程,首先要求考生识记细胞分化和细胞凋亡的概念,掌握细胞分化的实质,其次结合选项分析,选出正确答案.需要注意的是C选项,蝌蚪尾巴消失是细胞凋亡过程,是由基因决定.
题型二:细胞分化的实质
典例:3:(2014•赤峰模拟)如图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图,图中①~⑦为不同的细胞,a~c表示细胞所进行的生理过程.据图分析,下列叙述正确的是( )
A.与①相比,②③④的分裂增殖能力加强,分化能力减弱
B.⑤⑥⑦的核基因相同,细胞内的蛋白质种类和数量也相同
C.②③④细胞的形成过程中发生了基因分离和自由组合
D.进入c过程的细胞,酶活性降低,代谢减慢继而出现凋亡
分析:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化.细胞在分裂分化过程中遗传物质保持不变,但在分化过程中基因进行选择性表达,因此不同种类的细胞中蛋白质的种类和数量不同.
解答:A、根据图解a是细胞增殖,b是细胞分化,随着分裂的进行,细胞的分裂能力和分化能力都下降,A错误;
B、⑤⑥⑦的核基因相同,但由于细胞分化过程中基因的选择性表达,细胞内的蛋白质种类和数量不相同,B错误;
C、基因分离和自由组合只发生于减数分裂,而①通过有丝分裂形成②③④,C错误;
D、酶活性降低,代谢减慢是细胞衰老的特性,衰老后的细胞将逐渐形成凋亡小体而凋亡,D正确.
故选:D.
点评:本题以细胞所经历的生长发育各个阶段示意图为背景,考查学生从材料中获取信息的能力和对知识的理解迁移能力.
【解题思路点拨】细胞分化是基因选择性表达的结果,遗传物质没有改变,但由于基因的选择性表达,不同细胞中的mRNA和蛋白质种类和数量不同.
5.细胞全能性的原因及应用
【知识点的认识】
1、细胞的全能性:
(1)概念:细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(2)原因:已分化的细胞具有本物种全套的遗传物质.
(3)干细胞:动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞.
2、细胞全能性的证明实例
(1)植物组织培养证明了植物细胞具有全能性;
(2)克隆动物证明了高度分化的动物细胞核也具有发育的潜能.
3、可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下三个条件;
①起点:具有细胞核的细胞;②终点:形成完整的个体;③外部条件:离体、营养物质等.
注:种子发育成植株不叫全能性.
4、细胞分化程度与全能性的关系:分化程度越低的细胞全能性越高.
5、细胞全能性比较
(1)动物与植物:植物细胞>动物细胞;
(2)同一个体:受精卵>生殖细胞>体细胞;
(3)同一细胞:刚产生的细胞>成熟细胞>衰老细胞.
【命题方向】
题型一:细胞全能性的概念
典例1:(2014•浙江模拟)通过植物组织培养,胡萝卜根尖细胞能发育成完整的胡萝卜植株.这说明植物细胞具有( )
A.全能性 B.特异性 C.多样性 D.周期性
分析:全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能.原因:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性.
解答:胡萝卜根尖细胞能发育成完整的胡萝卜植株属于植物组织培养,体现植物细胞具有全能性.
故选:A.
点评:本题考查植物细胞的全能性,意在考查学生的识记和理解能力,难度不大.
题型二:细胞全能性的证明
典例2:以下不能说明细胞全能性的试验是( )
A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B.紫色糯性玉米种子培育出植株
C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
分析:细胞全能性:是指植物体中单个已经分化的细胞具有发育成完整个体的潜能,因为生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因.
解答:胡萝卜韧皮部细胞培育出植株属于植物组织培养,原理是植物细胞的全能性,故A错误;
B、紫色糯性玉米种子培育出植株是个体的正常发育,故B正确;
C、转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株技术是植物组织培养,原理是植物细胞的全能性,故C错误;
D、番茄体细胞与马铃薯体细胞融合后培育出植株技术是植物体细胞杂交,原理是细胞的全能性和细胞膜的流动性,故D错误.
故选:B.
点评:本题考查细胞全能性的应用,意在考查考生的理解判断能力,属于中等难度题,解题的关键是理解细胞发育成个体体现全能性.
题型三:细胞全能性的比较
典例3:下列细胞全能性最高的是( )
A.形成层细胞 B.花粉 C.根尖分生区细胞 D.叶肉细胞
分析:细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能.细胞全能性的基础是每个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体的全部基因.
解答:受精卵的全能性>生殖细胞的全能性>体细胞的全能性,花粉中含有生殖细胞精子,故花粉的全能性最高,B正确.
故选:B.
点评:本题主要考查学生对知识的理解和记忆能力.植物组织培养过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体.植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性.
【解题思路点拨】掌握细胞全能性的概念、原因和证明实例,能进行相关的应用.
6.细胞衰老的特征和原因
【知识点的认识】
1、细胞衰老:
细胞衰老衰老是机体在退化时期生理功能下降和紊乱的综合表现,是不可逆的生命过程.人体是由细胞组织起来的,组成细胞的化学物质在运动中不断受到内外环境的影响而发生损伤,造成功能退行性下降而老化.细胞的衰老与死亡是新陈代谢的自然现象.
2、细胞衰老的原因探究
细胞衰老是各种细胞成分在受到内外环境的损伤作用后,因缺乏完善的修复,使“差错”积累,导致细胞衰老.根据对导致“差错”的主要因子和主导因子的认识不同,可分为不同的学说,这些学说各有实验证据.
3.细胞衰老的主要特征:细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低;细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小;细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢;细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
7.细胞死亡
【知识点的认识】
1、细胞凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程.又称细胞编程性死亡,属正常死亡.
2、细胞坏死:
不利因素引起的非正常死亡.
3、细胞凋亡与人体健康的关系:
细胞凋亡与疾病的关系﹣﹣凋亡过度或凋亡不足都可以导致疾病的发生.正常的细胞凋亡对人体是有益的,如手指的形成、蝌蚪尾的凋亡.
【命题方向】
题型一:细胞凋亡的含义
典例1:(2013•自贡一模)IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,其作用原理是与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡.下列相关说法中,错误的是( )
A.IAPs的合成可以不受基因的控制
B.去掉癌细胞中IAPs的RING区域,可有效促进癌细胞凋亡
C.细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡
D.细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的
分析:细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡.在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的.IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,所以该物质的合成也受基因的控制.IAPs与细胞凋亡酶结合从而达到抑制细胞凋亡的目的,而IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡.
解答:A、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,而IAPs是细胞内一种控制细胞凋亡的物质,所以该物质的合成也受基因的控制,故A错误;
B、IAPs与细胞凋亡酶结合而达到抑制细胞凋亡的目的,而IAPs的核心结构是RING区域,如果去掉该区域,则能有效地促进更多的细胞凋亡,故B正确;
C、细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,也叫细胞的程序性死亡,故C正确;
D、在成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的,故D正确.
故选:A.
点评:本题以IAPs为素材,考查细胞凋亡的相关知识,意在考查考生分析题文提取有效信息的能力;识记能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力.
题型二:细胞凋亡的判断(细胞凋亡与细胞坏死的判断)
典例2:下列现象中属于细胞编程性死亡的是( )
A.噬菌体裂解细菌的过程 B.因创伤引起的细胞坏死
C.造血干细胞产生红细胞的过程 D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
分析:本题是细胞凋亡在多细胞生物体的个体发育过程中的作用举例,细胞凋亡是细胞的编程性死亡,对于多细胞生物体完成正常发育,维持内环境稳态有及其重要的作用,细胞凋亡与细胞坏死既有相同点又有本质区别.
解答:A、噬菌体裂解细菌,是由于噬菌体的破坏使细菌细胞死亡,属于细胞坏死,不是细胞凋亡,A错误;
B、创伤引起的细胞坏死是外伤引起的细胞死亡,是细胞坏死,不是细胞凋亡,B错误;
C、造血干细胞产生红细胞的过程属于细胞增殖,不是细胞死亡,C错误;
D、蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡是细胞编程性死亡,即细胞凋亡,蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡保证了蝌蚪变态发育过程的完成,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是细胞凋亡和细胞坏死的联系和区别,细胞凋亡在多细胞生物体发育过程中的作用,对细胞凋亡和细胞坏死概念的理解是解题的关键.
【解题思路点拨】细胞的生活史:
8.基因的自由组合定律的实质及应用
【知识点的认识】
一、基因自由组合定律的内容及实质
1、自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合.
2、实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的.
(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合.
3、适用条件:
(1)有性生殖的真核生物.
(2)细胞核内染色体上的基因.
(3)两对或两对以上位于非同源染色体上的非等位基因.
4、细胞学基础:基因的自由组合定律发生在减数第一次分裂后期.
5、应用:
(l)指导杂交育种,把优良性状重组在一起.
(2)为遗传病的预测和诊断提供理沦依据.
二、两对相对性状的杂交实验:
1、提出问题﹣﹣纯合亲本的杂交实验和F1的自交实验
(1)发现者:孟德尔.
(2)图解:
2、作出假设﹣﹣对自由组合现象的解释
(1)两对相对性状(黄与绿,圆与皱)由两对遗传因子(Y与y,R与r)控制.
(2)两对相对性状都符合分离定律的比,即3:1,黄:绿=3:1,圆:皱=3:1.
(3)F1产生配子时成对的遗传因子分离,不同对的遗传因子自由组合.
(4)F1产生雌雄配子各4种,YR:Yr:yR:yr=1:1:1:1.
(5)受精时雌雄配子随机结合.
(6)F2的表现型有4种,其中两种亲本类型(黄圆和绿皱),两种新组合类型(黄皱与绿圆).黄圆:黄皱:绿圆:绿皱=9:3:3:1
(7)F2的基因型有16种组合方式,有9种基因型.
3、对自由组合现象解释的验证
(1)方法:测交.
(2)预测过程:
(3)实验结果:正、反交结果与理论预测相符,说明对自由组合现象的解释是正确的.
三、自由组合类遗传中的特例分析9:3:3:1的变形:
1、9:3:3:1是独立遗传的两对相对性状自由组合时出现的表现型比例,题干中如果出现附加条件,则可能出现9:3:4、9:6:1、15:1、9:7等一系列的特殊分离比.
2、特殊条件下的比例关系总结如下:
注:利用“合并同类项”巧解特殊分离比
(1)看后代可能的配子组合,若组合方式是16种,不管以什么样的比例呈现,都符合基因自由组合定律.
(2)写出正常的分离比9:3:3:1.
(3)对照题中所给信息进行归类,若后代分离比为 9:7,则为9:(3:3:1),即7是后三种合并的结果;若后代分离比为9:6:1,则为9:(3:3):1;若后代分离比为15:1 则为(9:3:3):1等.
四、基因分离定律和自由组合定律的不同:
【命题方向】
题型一:F2表现型比例分析
典例1:(2015•宁都县一模)等位基因A、a和B、b分别位于不同对的同源染色体上.让显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,测交后代的表现型比例为1:3.如果让F1自交,则下列表现型比例中,F2代不可能出现的是( )
A.13:3 B.9:4:3 C.9:7 D.15:1
分析:两对等位基因共同控制生物性状时,F2中出现的表现型异常比例分析:
(1)12:3:1即(9A_B_+3A_bb):3aaB_:1aabb或(9A_B_+3aaB_):3A_bb:1aabb
(2)9:6:1即9A_B_:(3A_bb+3aaB_):1aabb
(3)9:3:4即9A_B_:3A_bb:(3aaB_+1aabb)或9A_B_:3aaB_:(3A_bb+1aabb)
(4)13:3即(9A_B_+3A_bb+1aabb):3aaB_或(9A_B_+3aaB_+1aabb):3A_bb
(5)15:1即(9A_B_+3A_bb+3aaB_):1aabb
(6)9:7即9A_B_:(3A_bb+3aaB_+1aabb)
解答:根据题意分析:显性纯合子(AABB)和隐性纯合子(aabb)杂交得F1,再让F1测交,测交后代的基因型为AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种,表现型比例为1:3,有三种可能:(AaBb、Aabb、aaBb):aabb,(AaBb、Aabb、aabb):aaBb或(AaBb、aaBb、aabb):Aabb,AaBb:(Aabb、aaBb、aabb).
因此,让F1自交,F2代可能出现的是15:1即(9A_B_+3A_bb+3aaB_):1aabb;9:7即9A_B_:(3A_bb+3aaB_+1aabb);13:3即(9A_B_+3A_bb+1aabb):3aaB_或(9A_B_+3aaB_+1aabb):3A_bb共三种情况.
故选:B.
点评:本题考查基因自由组合定律及运用的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力.
题型二:基因分离定律和自由组合定律
典例2:(2014•顺义区一模)如图表示不同基因型豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置,这两对基因分别控制两对相对性状,从理论上说,下列分析不正确的是( )
A.甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1:1:1:1 B.甲、丙植株杂交后代的基因型比例是1:1:1:1
C.丁植株自交后代的基因型比例是1:2:1 D.正常情况下,甲植株中基因A与a在减数第二次分裂时分离
分析:1、基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代.
2、基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合.
3、逐对分析法:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题;其次根据基因的分离定律计算出每一对相对性状所求的比例,最后再相乘.
解答:A、甲(AaBb)×乙(aabb),属于测交,后代的表现型比例为1:1:1:1,A正确;
B、甲(AaBb)×丙(AAbb),后代的基因型为AABb、AAbb、AaBb、Aabb,且比例为1:1:1:1,B正确;
C、丁(Aabb)自交后代基因型为AAbb、Aabb、aabb,且比例为1:2:1,C正确;
D、A与a是等位基因,随着同源染色体的分开而分离,而同源染色体上的等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期,D错误.
故选:D.
点评:本题结合细胞中基因及染色体位置关系图,考查基因分离定律的实质及应用、基因自由组合定律的实质及应用,首先要求考生根据题图判断各生物的基因型,其次再采用逐对分析法对各选项作出准确的判断.
题型三:概率的综合计算
典例3:(2014•山东模拟)某种鹦鹉羽毛颜色有4种表现型:红色、黄色、绿色和白色,由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定(分别用Aa、Bb表示),且BB对生物个体有致死作用.将绿色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉杂交,F1代有两种表现型,黄色鹦鹉占50%,红色鹦鹉占50%;选取F1中的红色鹦鹉进行互交,其后代中有上述4种表现型,这4种表现型的比例为:6﹕3﹕2﹕1,则F1的亲本基因型组合是( )
A.aaBB×AAbb B.aaBb×AAbb C.AABb×aabb D.AaBb×Aabb
分析:本题是对基因自由组合定律性状分离比偏离现象的应用考查,梳理孟德尔两对相对性状的杂交实验,回忆回忆子二代的表现型和比例,根据题干给出的信息进行推理判断.
解答:由题意可知,控制鹦鹉羽毛颜色的两对等位基因位于两对同源染色体上,因此在遗传过程中遵循基因的自由组合定律,又知BB对生物个体有致死作用,且F1中的红色鹦鹉进行互交配,后代的四种表现型的比例为:6﹕3﹕2﹕1,因此可以猜想,后代的受精卵的基因组成理论上应该是A_B_:aaB_:A_bb:aabb=9:3:3:1,其中A_BB和aaBB个体致死,导致出现了6﹕3﹕2﹕1,所以F1中的红色鹦鹉的基因型为AaBb.又由题意知,将绿色鹦鹉和纯合黄色鹦鹉杂交,F1代有两种表现型,黄色鹦鹉占50%,红色鹦鹉占50%,因此亲本的基因型绿色鹦鹉的基因型为aaBb,纯合黄色鹦鹉的基因型为AAbb.
故选:B.
点评:本题的知识点是基因的自由组合定律,显性纯合致死对于子二代性状分离比的影响,根据题干给出的信息进行合理的推理判断是解题的关键.
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【解题方法点拨】
1、F2共有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,其中双显(黄圆):一显一隐(黄皱):一隐一显(绿圆):双隐(绿皱)=9:3:3:1.F2中纯合子4种,即YYRR、YYrr、yyRR、yyrr,各占总数的 1/16;只有一对基因杂合的杂合子4种,即YyRR、Yyrr、YYRr、VyRr,各占总数的2/16;两对基因都杂合的杂合子1种,即YyRr,占总数的4/16.
2、F2中双亲类型(Y_R_十yyrr)占10/16.重组类型占6/16(3/16Y_rr+3/16yyR_).
3、减数分裂时发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因,而不是所有的非等位基因.同源染色体上的非等位基因,则不遵循自由组合定律.
4、用分离定律解决自由组合问题
(1)基因原理分离定律是自由组合定律的基础.
(2)解题思路首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题.在独立遗传的情况下,有几对基因就可以分解为几个分离定律问题.如AaBb×Aabb可分解为:Aa×Aa,Bb×bb.然后,按分离定律进行逐一分析.最后,将获得的结果进行综合,得到正确答案.
9.表观遗传
【知识点的认识】
(1)表观遗传:生物体基因的碱基序列不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
(2)表观遗传发生在:普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。
(3)影响表观遗传的因素有:DNA的甲基化、染色体组蛋白的甲基化、乙酰化等。
【命题方向】
同卵双胞胎虽然具有相同的基因组成,但行为习惯等却有细微的差别,这种现象的出现和表观遗传有关,下列关于表观遗传的叙述,错误的是( )
A.孟德尔遗传定律能够解释表观遗传现象
B.DNA的甲基化、组蛋白甲基化或乙能化等都会影响基因的表达
C.基因部分骇基发生甲基化修饰引起的表型改变不一定会遗传给后代
D.表观遗传与基因突变、基因重组和染色体变异等都属于可遗传变异
分析:表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因的表达却发生了可遗传的改变,即基因型未发生变化而表型却发生了改变,如DNA的甲基化。
解答:A、表观遗传不符合孟德尔遗传定律,故用孟德尔遗传规律不能解释表观遗传现象,A错误;
B、DNA的甲基化、组蛋白甲基化或乙酰化等修饰都会影响基因的表达,从而导致性状发生改变,B正确;
C、发生在生殖细胞中的DNA甲基化修饰可能会遗传给子代,发生在体细胞中的DNA甲基化修饰不一定遗传给子代,C正确;
D、表观遗传和基因突变、基因重组、染色体变异都是可遗传变异,D正确。
故选:A。
点评:本题主要考查表观遗传的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式,能够在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。
10.化石证据
【知识点的认识】
(1)化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
(2)化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
【命题方向】
地层中的化石,是研究生物进化的重要证据,下列表述正确的是( )
A.化石包括古生物的遗体、遗物或生活痕迹
B.化石大部分分布在沉积岩的地层中
C.化石在不同地层中的分布相同,成为研究生物进化是最直接证据
D.地层中大量的化石证据有力支持了达尔文提出的共同由来学说
分析:生物有共同祖先的证据:
1、化石证据:在研究生物进化的过程中,化石是最重要的、比较全面的证据,化石在地层中出现的先后顺序,说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。
2、比较解剖学证据:具有同源器官的生物是由共同祖先演化而来。这些具有共同祖先的生物生活在不同环境中,向着不同的方向进化发展,其结构适应于不同的生活环境,因而产生形态上的差异。
3、胚胎学证据:①人和鱼的胚胎在发育早期都出现鳃裂和尾;②人和其它脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
4、细胞水平的证据:①细胞有许多共同特征,如有能进行代谢、生长和增殖的细胞;②细胞有共同的物质基础和结构基础。
5、分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子,既有共同点,又存在差异性。
解答:A、化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,A正确;
B、大部分化石发现于沉积岩的地层中,故化石大部分分布在沉积岩的地层中,B正确;
C、科学家发现,越简单、越低等的生物化石总是出现在越古老的地层里,越复杂、越高等的生物化石则出现在越新近形成的地层里,即生物进化的最直接的证据是化石,不同地层中化石分布不同,在远古的地层不可能出现高等动物的化石,C错误;
D、已经发现的大量化石证据支持达尔文的共同由来学说,D正确。
故选:ABD。
点评:本题主要考查生物有共同祖先的证据的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握化石证据的相关知识是解题的关键。
11.种群基因频率的变化
【知识点的认识】
一、种群基因频率的改变与生物进化
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群.
种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代.
2、基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫做这个种群的基因库.种群越大,基因库也越大,反之,种群越小基因库也就越小.当种群变得很小时,就有可能失去遗传的多样性,从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰.
3、基因频率、基因型频率计相关计算
(1)基因频率:指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率.
①定义公式法:
某基因频率=
②基因型比率法:某基因频率=纯合子基因型比率+杂合子基因型比率
(2)基因型频率:指在一个种群中某种基因型的所占的百分比.
基因型频率=
4、基因频率和哈代﹣﹣温伯格平衡
群体中的基因频率能否保持稳定?在什么情况下才能保持稳定?对此,英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年提出一个理论,即如果有一个群体凡符合下列条件:
①群体是极大的;
②群体中个体间的交配是随机的;
③没有突变产生;
④没有种群间个体的迁移或基因交流;(AA)
⑤没有自然选择,那么这个群体中各基因频率和基因型频率就可一代代稳定不变,保持平衡.
这个理论称哈代﹣﹣温伯格平衡,也称遗传平衡定律.
哈代﹣﹣温伯格平衡可用一对等位基因来说明.一个杂合的群体中,在许多基因位点上,可以有两个或两个以上的等位基因.但只要这个群体符合上述5个条件,那么其中杂合基因的基因频率和基因型频率,都应该保持遗传平衡.设一对等位基因为A与a,亲代为AA与aa两种基因型,其基因频率分别为p与q(因为是百分率,所以p+q=1).自由交配后,按孟德尔遗传法则确定F1代具有AA、Aa、aa3种基因型.其频率如下列公式所示:p2(AA)+2pq(2Aa)+q2(aa)=1,哈代﹣﹣温伯格的发现说明了在一定条件下群体可以保持遗传平衡,但在事实上,这些条件基本上是不存在的.因为所谓极大的群体是不存在的,群体内个体之间充分的随机交配也不现实,突变总不断在产生,外来基因由于流动与迁移不断在加入,自然选择也时时在发生.因此,这一定律恰恰证明遗传平衡是相对的,而群体的基因频率一直在改变,进化是不可避免的.
5、影响种群基因频率的因素:迁入与迁出,突变,自然选择,隔离 染色体变异,基因重组.
二、自交和自由交配相关计算
1、自交:基因型相同的个体交配.
大多数植物没有性别分化,为雌雄同株单性花或两性花植物,像水稻、小麦等两性花植物,其自花授粉的过程就称为自交;而像玉米、黄瓜等单性花植物来说,自交是指同株异花授粉.所以自交的概念适用于植物,含义是自花授粉或雌雄同株的异花授粉.
对动物而言,大多数为雌雄异体,虽有像蚯蚓等雌雄同体的低等动物,但为防止物种衰退现象,它们也通常进行异体受精.因此,在动物种群中,若没特殊说明,自交的含义是指基因型相同的雌雄异体交配.
比如:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自交组合有哪些?
解析:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种,三种基因型中分别有相应的雌雄个体.因此根据自交定义有:♂AA×♀AA,♂Aa×♀Aa,♂aa×♀aa三种组合方式.
2、自由交配:自由交配指在一群体中,不同的个体之间都有交配机会且机会均等,即有基因型相同的个体交配,也有基因型不同的个体交配,强调随机性.
在间行种植的玉米种群中,自由交配包括自交和杂交方式.对水稻、小麦、豌豆等主要进行自花授粉的植物来说,自然状态下自由交配的概念不适用,而主要是自交,在人为条件下可以进行自由交配.
在动物种群中,自由交配指基因型相同或不同的雌雄异体交配.
比如:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的自由交配组合有哪些?
解析:在一个群体中一对等位基因(用A、a表示)的基因型有AA、Aa、aa三种,三种基因型中分别有相应的雌雄个体.因此根据自由交配定义有如下九种交配组合:
3、自交和自由交配计算差异
(1)自交
例1:已知一批基因型为DD与Dd的豌豆种子,其数目之比为1:2,将这批种子种下,自然状态下(假设结实率相同)其子一代中基因型为DD、Dd、dd的种子数之比为( )
A.3:2:1 B.1:2:1 C.3:5:1 D.4:4:1
解:豌豆的基因型及比例为1/3DD、2/3Dd,且是自花授粉植物,因此自然条件下为自交,既:1/3DD×DD→1/3(DD×DD)→1/3DD,2/3Dd×Dd→2/3(Dd×Dd)→2/3(1/4DD、2/4Dd、1/4dd).
因此,子一代中DD:1/3+2/3×1/4=1/2,Dd:2/3×2/4=1/3,dd:2/3×1/4=1/6.
故DD:Dd:dd=1/2:1/3:1/6=3:2:1.
要注意的是:自交时为什么不写成1/3DD×1/3DD而写成1/3DD×DD,是因为这个群体中基因型为DD的比例为1/3,所以其自交结果所占的比例仍为1/3(DD×DD),也就是说这个群体中基因型为DD自交结果占总的1/3,Dd的自交结果占总的2/3(Dd×Dd).
(2)自由交配
例2:老鼠的皮毛黄色(A)对灰色(a)显性,是由常染色体上的一对等位基因控制.有一位遗传学家在实验中发现含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合.如果黄鼠与黄鼠(第一代)交配得到第二代,第二代老鼠自由交配一次得到第三代,那么在第三代中黄鼠所占的比例是( )
A.4/9 B.1/2 C.5/9 D.1
解:由题意含显性基因(A)的精子和含显性基因(A)的卵细胞不能结合,则黄鼠的基因型不存在AA,因此F1黄鼠基因型为杂合Aa,从而推知其后代的基因型和表现型及比例.
故F2代老鼠的基因型有Aa、aa,其比例分别为:Aa/(Aa+aa)=2/4/(2/4+1/4)=2/3,aa/(Aa+aa)=1/3.
特别要注意的是,此时应重新计算Aa、aa的比例,因为Aa、aa的比例范围与之前不同.
F2代自由交配得到F3代,可用以下方法解题:
方法一:基因型法
由于皮毛黄色和灰色这对相对性状是由常染色体上的一对等位基因控制,可知每种基因型的个体中雌雄个体数量应相等,即各占一半.
则F2 2/3Aa(♂1/3Aa、♀1/3Aa )
1/3aa(♂1/6aa、♀1/6aa )
在F2代雄鼠的基因型有Aa、aa,其所占比例分别为:
♂Aa/(♂Aa+♂aa)=1/3/(1/3+1/6)=2/3,♂aa/(♂Aa+♂aa)=1/3,
同理可推知:F2代雌鼠Aa占2/3、aa占1/3.
这样F2中雌雄老鼠的基因型如下表示:
F2:♂2/3Aa、♂1/3aa,♀2/3Aa、♀1/3aa
因此F2代老鼠自由交配就有四种组合方式:
♂2/3Aa×♀2/3 Aa→2/3×2/3(Aa×Aa)→4/9(1/4AA、2/4Aa、1/4aa)
♂2/3Aa×♀1/3 aa→2/3×1/3(Aa×aa)→2/9(1/2Aa、1/2aa)
♂1/3aa×♀2/3 Aa→1/3×2/3(aa×Aa)→2/9(1/2Aa、1/2aa)
♂1/3aa×♀1/3 aa→1/3×1/3(aa×aa)→1/9aa
从而得到F3代:
AA:4/9×1/4=1/9 不存在
Aa:4/9×2/4+2/9×1/2+2/9×1/2=4/9 存在
aa:4/9×1/4+2/9×1/2+2/9×1/2+1/9=4/9 存在
Aa/(Aa+aa)=4/9/(4/9+4/9)=1/2
故在第三代中黄鼠所占的比例是1/2.
方法2:配子法
同方法1可知:
F2:♂2/3Aa、1/3aa,♀2/3Aa、1/3 aa
根据基因分离定律可知雄果蝇中能产生A、a雄配子的概率为:
♂(A:2/3×1/2A=1/3A a:2/3×1/2a+1/3×1a=2/3a)
雌果蝇中能产生A、a雌配子的概率为:♀( 1/3A、2/3a)
F2代老鼠自由交配,即雌雄配子自由结合:
故在第三代中黄鼠所占的比例是(2/9+2/9)/(2/9+2/9+4/9)=1/2.
方法3:遗传平衡定律法(即哈迪﹣温伯格定律)
由上可知F2代老鼠的基因型及比例分别为2/3Aa、1/3aa,在一个理想的种群中个体间自由交配,其遵循遗传平衡定律(p+q)2=p2+2pq+q2=1,若亲本产生A的基因频率为p,产生a的基因频率为q,则子代基因型及比值为AA=p2、Aa=2pq、aa=q2.F2老鼠的基因型及比值为2/3Aa、1/3aa,则A的基因频率为2/3×1/2=1/3,a的基因频率为1/3+2/3×1/2=2/3,则F3代中基因型AA=(1/3)2(不存在)、Aa=2×1/3×2/3=4/9、aa=(2/3)2
故在第三代中黄鼠所占的比例是4/9/(4/9+4/9)=1/2.
通过比较发现应用配子法或遗传平衡定律法解自由交配类型的题简便,快速且准确,比如下面例题.
例3:某种昆虫的性染色体组成为 XY型,红眼雌果蝇(XBXb)与白眼雄果蝇(XbY)交配得F1,让F1代雌雄个体自由交配,则F2代中白眼个体所占的比例为?
配子法:
F1:雌果蝇:1/2XBXb、1/2XbXb;雄果蝇:1/2XBY、1/2 XbY
雌配子:1/4XB、3/4Xb;雄配子:1/4XB、1/4Xb、1/2Y
F2代中白眼个体所占的比例为9/16.
4、自交和自由交配后代中相关频率的变化辨析
(1)基因频率的变化
在一个大的种群中,如果没有突变,也没有任何自然选择的影响,那么无论是生物自交还是自由交配,种群的基因频率都不改变.
例如:在一个Aa种群中,A=1/2,a=1/2,则该种群自交或者随机交配,后代中A和a的基因频率都不变,仍然是A=1/2,a=1/2.
(2)基因型频率的变化:自交和自由交配产生的后代中,基因型频率却有不同.
如一个理想群体,Aa自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率.
【命题方向】
题型一:已知常染色体上不同基因型的个体数求基因频率和基因型频率
典例1:(2014•上海)果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性.在一个由600只长翅果蝇和400只残翅果蝇组成的种群中,若杂合子占所有个体的40%,那么隐性基因v在该种群内的基因频率为( )
A.20% B.40% C.60% D.80%
分析:基因频率是在种群基因库中某一基因占该种群中所用等位基因的比例.
解答:由题意知vv=400只,Vv=(600+400)×40%=400只,VV=600﹣400=200只,因此v 的基因频率=(2×400+400)÷2000×100%=60%.
故选:C.
点评:对于根据种群基因频率的概念计算种群基因频率的方法的掌握是解题的关键.
题型二:已知性染色体上不同基因型个体数求基因频率和基因型频率
典例2:(2014•安阳一模)据调查,某校学生基因型及比例为XBXB(42.32%)、XBXb(7.36%)、XbXb(0.32%)、XBY(46%)、XbY(4%),则在该群体中B和b的基因频率分别为( )
A.36%、64% B.8%、92% C.78%、22% D.92%、8%
分析:性染色体上的基因由可能成单存在,如红绿色盲基因,Y染色体上无等位基因,因此男性基因总数与女性体内等位基因总数有差别,在确定种群等位基因及其总数时应分别考虑.色盲基因的频率=×100%.据此答题.
解答:b的频率=×100%==8%,则B的频率=1﹣b的频率=1﹣8%=92%.
故选:D.
点评:本题考查基因频率的变化,要求考生识记基因频率的概念,掌握基因频率的相关计算,明确性染色体上基因频率的相关计算公式,再根据题干中数据进行计算,注意准确计算,避免不必要的错误.
题型三:计算达到遗传平衡群体的基因频率和基因型频率
典例3:(2014•海南)某动物种群中,AA,Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%.若该种群中的aa个体没有繁殖能力,其他个体间可以随机交配,理论上,下一代AA:Aa:aa基因型个体的数量比为( )
A.3:3:1 B.4:4:1 C.1:2:0 D.1:2:1
分析:基因频率及基因型频率:
(1)在种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1;
(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+杂合子的频率.
解答:AA,Aa和aa基因型的个体依次占25%、50%、25%.若该种群中的aa个体没有繁殖能力,则具有繁殖能力的个体中,AA占=,Aa占,因此A的基因频率为+×=,a的基因频率为,根据遗传平衡定律,其他个体间可以随机交配,后代中AA的频率=×=,Aa的频率=2××=,aa的频率为×=,因此AA:Aa:aa=4:4:1.
故选:B.
点评:本题考查基因频率的变化,要求考生识记基因频率的概念,掌握基因频率和基因型频率的计算方法,能扣住题干中关键信息“aa个体没有繁殖能力”和关键词“随机交配”答题.
题型四:计算植物自交后的基因频率和基因型频率
典例4:某植物种群中,AA基因型个体占30%,aa基因型个体占20%.若该种群植物自交,后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为( )
A.55%、45%、45%、55% B.42.5%、32.5%、45%、55%
C.55%、45%、55%、45% D.42.5%、32.5%、55%、45%
分析:本题是基因型频率与基因频率的计算,由题意可知,自然选择对自交后代没有选择作用,因此自交后代的基因型频率改变,基因频率不变.
解答:由题意可知,该种群中,AA=30%,aa=20%,Aa=1﹣30%﹣20%=50%,该种群的基因频率是:A=30%+×50%=55%,a=20%+×50%=45%;
该种群的个体自交,AA与aa的个体自交后代全是纯合子,Aa的个体自交后代的基因型是AA:Aa:aa=1:2:1,因此若该种群植物自交,后代中AA的基因型频率是30%+50%×=42.5%,
aa的基因型频率是20%+50%×=32.5%,因此该种群植物自交,后代中AA、aa基因型个体出现的频率以及A、a基因频率分别为42.5%、32.5%、45%、55%.
故选:D.
点评:本题的知识点是根据种群的基因型频率计算该种群的基因频率,基因频率改变的条件是变异和选择作用,基因的分离定律的应用,对于根据种群的基因型频率计算该种群的基因频率的法掌握和分离定律应用的掌握和对基因频率变化的条件理解是解题的关键,对于自交后代基因频率不变化较难理解,可以根据自交后代的基因型频率计算基因频率.
题型五:计算有性状淘汰时的基因频率和基因型频率
典例5:某小麦种群中TT个体占20%,Tt个体占60%,tt个体占20%,由于某种病害导致tt个体全部死亡,则病害发生前后该种群中T的基因频率分别是( )
A.50%、50% B.50%、62.5% C.62.5%、50% D.50%、100%
分析:本题是根据基因型频率计算基因频率,显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+×杂合子的基因型频率,隐性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+×杂合子的基因型频率.
解答:由题意可知,病害发生前的各种基因型频率是:TT=20%,Tt=60%,tt=20%,所以病害发生前T的基因频率=20%+×60%=50%;病害发生后,tt全部死亡,TT的基因型频率=20%÷(20%+60%)=25%,Tt的基因型频率=60%÷(20%+60%)=75%,所以病害发生后T的基因频率=25%+×75%=62.5%.
故选:B.
点评:本题是根据基因型频率计算基因频率的方法,判断出病害后tt个体全部死亡造成的TT和Tt的基因型频率改变,是解题的关键点.
题型六:基因频率和基因型频率的变化分析
典例6:(2015•江西一模)一个全部由基因型为Aa的豌豆植株组成的种群,经过连续n次自交,获得的子代中Aa的频率为()n,AA和aa的频率为[1﹣()n].根据现代生物进化理论,可以肯定该种群在这些年中( )
A.发生了隔离 B.发生了自然选择 C.没有发生生物进化 D.没有发生基因型频率改变
分析:1、显性基因的基因频率=显性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半,隐性性基因的基因频率=隐性纯合子的基因型频率+杂合子基因型频率的一半;
2、隔离是种群之间不能进行基因交流的现象;
3、自然选择会使种群基因频率发生定向改变,进而使生物向着一定的方向进化,基因频率变化是生物进化的实质.
解答:A、由题意知,该种群没有产生隔离现象,A错误;
B、由题意知,初始阶段,A的基因频率与a的基因频率相等,都是50%,经过连续n次自交后,种群基因频率是:A=[1﹣()n]+×()n=50%,a=[1﹣()n]+×()n=50%,种群基因频率没有变化,因此没有发生自然选择,B错误;
C、由B分析知,种群基因频率没有变化,因此生物没有进化,C正确;
D、由题意知,经过连续自交,种群基因型频率发生了改变,D错误.
故选:C.
点评:对于现代生物进化理论内容的理解,把握知识的内在联系并应用相关知识解释生物学问题的能力是解题的关键.
【解题方法点拨】
1、无论是生物自交还是自由交配,种群的基因频率都不改变.
2、一个理想群体,Aa自交多代,AA、aa频率升高,而Aa频率趋进于0;而自由交配产生的后代,各种基因型出现的机率相等,因此自由交配不改变后代基因型频率.
3、选择是改变基因频率的最重要因素,选择分为两种:
(1)一种是淘汰显性个体,使隐性基因增加的选择;
(2)另一种是淘汰隐性个体使显性基因增加的选择.
前者能迅速改变群体的基因频率.例如,在一个包含开红花和开白花植株的群体中选留白花(红花、白花分别由显性基因、隐性基因控制),只需经过一代就能把红花植株从群体中消灭,从而把红花基因的频率降低到0,白花基因的频率增加到1.淘汰隐件个体保留显性个体的选择情况就比较复杂.因为选留的显性个体可能包含两种基因型,其中一种是杂合体.杂合体内的一半隐性基因不能被淘汰同显性基因在杂合体内保留下来.这种选择力式只能使隐性基因频率逐渐变小,但不会降到0,显性基因频率则逐渐增加,也不会达到1.
12.物种的概念 隔离与物种形成
【知识点的认识】
1、物种和种群的概念
(1)物种:能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种.
(2)种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群.
(3)种群与物种的区别与联系:
2、物种形成的方式
(1)渐变式
(2)爆发式物种的形成主要是由异源多倍体以染色体变异的方式形成新物种,一出现可以很快形成生殖隔离.(基因频率改变)
(3)人工创造新物种通过植物体细胞杂交(如番茄一马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蓝一萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种.
3、三个环节:突变和基因重组、自然选择、隔离,三者关系如图所示:
4、隔离导致物种的形成
(1)地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期,只有地理隔离而不形成生殖隔离,能产生亚种,但绝不可能产生新物种.
(2)生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限.生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交不活;活而不育.
①物种:分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够产生可育后代的一群生物个体.
②隔离:不同种群间的个体,在自然条件下基因不能发生自由交流的现象.常见的有地理隔离和生殖隔离
③地理隔离在物种形成中起促进性状分离的作用,是生殖隔离必要的先决条件,一般形成亚种.
④生殖隔离:不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象.可分为:生态隔离、季节隔离、性别隔离、行为隔离、杂种不育等.
【命题方向】
题型一:物种形成的基本环节
典例1:(2014•海南模拟)如图表示生物新物种形成的基本环节,对图示分析正确的是( )
A.a表示基因突变和基因重组,是生物进化的原材料 B.b表示生殖隔离,生殖隔离是生物进化的标志
C.c表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化 D.d表示地理隔离,新物种形成一定需要地理隔离
分析:据图分析:a表示突变和基因重组以及自然选择,b表示生殖隔离;c表示新物种形成,d表示地理隔离.
现代生物进化理论的内容:种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组为进化提供原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变;通过隔离形成新的物种.
解答:A、a表示突变和基因重组以及自然选择,其中突变和基因重组,为生物进化提供原材料,A错误;
B、b表示生殖隔离,物种形成的标志是生殖隔离,生物进化的标志是种群基因频率的改变,B错误;
C、c表示新物种形成,新物种与生活环境共同进化,C正确;
D、d表示地理隔离,新物种形成不一定需要地理隔离,D错误.
故选:C.
点评:本题综合考查现代生物进化理论的相关知识,突出理解、分析和推理能力的培养.
题型二:新物种形成的标志
典例2:新物种形成的标志是( )
A.具有新的生理功能 B.出现新的形态结构 C.出现地理隔离 D.形成生殖隔离
分析:本题是对新物种形成标志的考查,新物种形成的标志是产生生殖隔离.
解答:A、具有新的生理功能不是新物种形成的标志,A错误;
B、出现新的形态结构不是新物种形成的标志,B错误;
C、地理隔离经过长期自然选择可能导致新物种形成,但不是新物种形成的标志,D错误;
D、生殖隔离是新物种形成的标志,D正确.
故选:D.
点评:本题的知识点是地理隔离与生殖隔离在新物种形成过程中的作用,对新物种形成标志的记忆是解题的关键.
题型三:生殖隔离的判断
典例3:(2013•洛阳一模)下列不属于生殖隔离实例的是( )
A.雄萤火虫对异种雌虫发出特有的闪光求偶信号,但雌虫对此信号无反应
B.牛蛙的卵和豹子的精子能融合成合子,发育一段时间后死亡
C.玉米的花柱很长,拟蜀属植物的花粉在玉米柱头上能萌发,但不能到达子房
D.特纳氏综合征患者缺少了一条X染色体,性腺发育不良,没有生育能力
分析:生殖隔离是指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制,便称为生殖隔离.若隔离发生在受精以前,就称为受精前的生殖隔离,其中包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等;若隔离发生在受精以后,就称为受精后的生殖隔离,其中包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败等.
解答:A、雌虫对雄虫发出特有的闪光求偶信号无反应,这属于受精前生殖隔离,故A正确;
B、牛蛙的卵和豹子的精子能融合成合子,发育一段时间后死亡,这是杂种不活,属受精后生殖隔离,故B正确;
C、玉米的花柱很长,拟蜀属植物的花粉在玉米柱头上能萌发,但不能到达子房,这是形态隔离,属于受精前生殖隔离,故C正确.
D、特纳氏综合征患者缺少了一条X染色体,性腺发育不良,没有生育能力,这属于染色体变异,不是生殖隔离,故D错误.
故选D.
点评:本题考查生殖隔离的概念及类型,意在考查考生理解所学知识要点,把握知识间内在联系的能力;能运用所学知识,理论联系实际,对自然界中生物学问题作出准确判断的能力.
【解题思路点拨】
1、物种包括各个不同地域的同一物种的多个不同种群,范围较大,而种群是一定地域内同种生物个体的总和,范围较小.
2、因地理隔离造成两个亚种,如东北虎和华南虎,应为同一个物种,仍能进行交配繁殖产生后代.但地理隔离不一定是高山、河流的阻隔,丙个池塘中的鲤鱼也存在地理隔离.
3、判断是否是同一物种,不能只看能否杂交,还要看杂交后代是否可育,如二倍体西瓜和四倍体西瓜、马和驴等.
4、任何基因频率的改变,不沦其变化大小如何,都属于进化的范围,而新物种形成,则必须当基因频率的改变突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立,所以隔离是物种形成的必要条件,而不是生物进化的必要条件.
13.兴奋在神经元之间的传递
【知识点的认识】
(1)兴奋在神经纤维上的传导形式和特点:
以电信号形式(也叫神经冲动)传导。双向传导(刺激神经纤维中段时,可向两侧传导。
(2)兴奋在神经元之间的传递是通过突触进行的,它包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
(3)突触的工作原理:兴奋到达突触前膜所在神经元的轴突末梢,引起突触小泡向突触前膜移动并释放神经递质,神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近,与突触后膜上的受体结合,突触后膜上的离子通道发生变化,引起电位变化,兴奋即传递到下一个神经元。
(4)兴奋在神经元之间的传递特点是单向传递,因为神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中,只能从突触前膜释放,然后作用于突触后膜。
(5)在突触结构中,信号形式以电信号——化学信号——电信号完成转换。
【命题方向】
如图表示兴奋在神经元之间的传递过程示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.②从轴突末梢释放依赖于①的流动性
B.②在突触间隙中的扩散需要消耗ATP
C.③一般指下一个神经元的细胞体或树突
D.②与④结合后,会导致③的膜电位发生改变
分析:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。
解答:A、②是神经递质,其从轴突末梢释放到突触间隙是通过胞吐方式实现的,依赖于①突触前膜的流动性,A正确;
B、②神经递质在突触间隙中的扩散不消耗细胞代谢产生的能量,B错误;
C、③表示突触后膜上的受体,一般指下一个神经元的细胞体或树突,C正确;
D、④表示突触后膜上的受体,②神经递质与④结合后,会导致③突触后膜的膜电位发生改变,D正确。
故选:B。
点评:本题考查了神经调节的相关知识,掌握突触的结构和兴奋的传递过程是解题的关键。
【解题思路点拨】
掌握兴奋在神经元之间的传递的相关知识是解题的关键。
14.甲状腺激素分泌的分级调节
(1)甲状腺激素分泌的分级调节:
(2)分级调节的意义:分级调节可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【命题方向】
如图表示人体甲状腺激素分泌调节示意图,其中①②代表相关激素。下列叙述正确的是( )
A.图中②是促甲状腺激素释放激素
B.缺碘时,激素①和②的分泌量会增加
C.寒冷时甲状腺激素在血液中的含量下降
D.图中未能体现甲状腺激素分泌的分级调节
分析:寒冷时,下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素促进垂体分泌促甲状腺激素,促进甲状腺分泌甲状腺激素,促进代谢增加产热。甲状腺激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,这叫做负反馈调节。
解答:A、结构X是下丘脑,结构Y是垂体,则①是促甲状腺激素释放激素,②是促甲状腺激素,A错误;
B、碘是甲状腺激素合成的原料,缺碘会导致甲状腺激素减少,则机体会通过增加释放②促甲状腺激素和①促甲状腺激素释放激素,从而促进甲状腺激素的合成,B正确;
C、甲状腺激素促进新陈代谢的发生,寒冷环境散热增加,机体为了维持体温的恒定会增加产热,因此寒冷时甲状腺激素在血液中的含量增多,C错误;
D、下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素来促进垂体释放促甲状腺激素,促甲状腺激素促进甲状腺分泌甲状腺激素,因此下丘脑﹣垂体﹣甲状腺是一条分级调节的主轴,存在分级调节,D错误。
故选:B。
点评:本题主要考查的甲状腺激素的分级调节的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
【解题思路点拨】
在甲状腺激素的分级调节过程中,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素可以作用于垂体,促进垂体分泌促甲状腺激素,促甲状腺激素作用于甲状腺,促进甲状腺分泌甲状腺激素。
15.激素调节的特点
【知识点的认识】
激素作用的一般特征:
(1)微量高效
在正常生理状态下,血液中的激素浓度都很低,一般为 10﹣12~10﹣9ml/L。虽然激素含量甚微,但其作用效果极其显著。激素是人和动物体内微量、高效的生物活性物质。
(2)通过体液运输
内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。
(3)作为信使传递信息
激素的作用方式,犹如信使将信息从内分泌细胞传递给靶细胞,靶细胞发生一系列的代谢变化。激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此,体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
【命题方向】
下列有关激素调节特点的叙述,错误的是( )
A.在人体血液中甲状腺激素含量极少,而1mg甲状腺激素可使人体产热量增加约4000kJ,这体现了激素调节微量和高效的特点
B.激素弥散在体液中,随血液流到全身,传递各种信息
C.激素只能运输到特定的细胞或器官,这些细胞或器官就是该激素的靶细胞或靶器官
D.激素一经靶细胞接受并起作用后就失活了,因此体内需要不断地产生激素
分析:激素作用的一般特征:
(1)微量高效
如:在人体血液中甲状腺激素的含量只有3×10﹣5~14×10﹣5mg/mL,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ。
(2)通过体液运输
内分泌腺没有导管,分泌的激素弥散到体液中,随血液流到全身,传递着各种信息。
(3)作用于靶器官、靶细胞
研究发现,甲状腺激素几乎对全身细胞都起作用,而促甲状腺激素只作用于甲状腺。能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此,体内源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。
解答:A、在人体血液中甲状腺激素含量极少,而1mg甲状腺激素可使人体产热增加4200kJ,这体现了激素调节的微量和高效的特点,A正确;
B、激素弥散在体液中,随血液流到全身,传递各种信息,B正确;
C、激素可通过体液运输到各组织细胞,但只能作用于特定的靶器官、靶细胞,C错误;
D、激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了,因此体内需要不断地产生激素,D正确。
故选:C。
点评:本题考查动物激素调节的特征,意在考查学生的识记能力和判断能力,难度不大。
【解题思路点拨】
机体产生某种化学物质作为信息分子,经过体液运输作用于靶细胞,发挥调解作用,这种调节方式称为体液调节。体液调节的主要方式是激素调节,激素是由内分泌腺和内分泌细胞合成并分泌的。
16.免疫失调
【知识点的认识】
免疫失调引起的疾病:当免疫功能失调时,可引起疾病,如免疫功能过强时,会引起过敏反应和自身免疫病.免疫功能过低时会引起免疫缺陷病.
(1)过敏反应:已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应.
(2)自身免疫病:自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状.
(3)免疫缺陷病:机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病.分为原发性免疫缺陷病、继发性免疫缺陷病,具体有先天性胸腺发育不全、获得性免疫缺陷综合症等.
【命题方向】
题型一:免疫缺陷病类型的判断
典例1:(1)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗红细胞抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解,称为溶血性贫血;
(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体.少量病菌亦可导致严重发病;
(3)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻.
它们依次属于( )
①过敏反应 ②自身免疫病 ③免疫缺陷.
A.②③①B.①③②C.①②③D.③①②
分析:根据题干分析,(1)中的抗体可以作用于正常红细胞,故属于自身免疫病;(2)中该儿童不能接触病原体,说明有免疫缺陷病;(3)某人一吃海鲜就出现腹泻,故属于过敏反应.
解答:由题意可知,(1)流感病毒侵入人体时,有时可作用于红细胞,使红细胞成为靶细胞,导致体内产生抗红细胞抗体,这种抗体也可对正常红细胞发生作用,引起红细胞裂解,属于②自身免疫病,即免疫系统过于敏感、反应过强时,人体的免疫系统会把自己的组织当作外来的成分处理;
(2)美国有一免疫功能异常的儿童,不能接触任何病原体.少量病菌亦可导致严重发病属于③免疫缺陷,即人体的免疫系统功能先天不足或遭病毒等攻击破坏而致;
(3)某人一吃海鲜就出现严重的腹泻属于①过敏反应,即已经免疫的机体,在再次接受相同抗原刺激时所发生的反应.
故选:A.
点评:本题考查免疫失调症,意在考查考生理解过敏反应、自身免疫病和免疫缺陷病的成因,属于中档题.
题型二:过敏反应
典例2:有的人吃了某种海鲜会腹痛.腹泻.呕吐,有的人吸入某种花粉便打喷嚏.鼻塞等,这些都是过敏反应症状.下列有关过敏反应的叙述,正确的是( )
A.过敏反应没有淋巴细胞参与 B.过敏反应疾病是免疫系统功能的正常反应
C.过敏反应中产生抗体的细胞来源于骨髓中的造血干细胞 D.机体首次接触过敏原即产生适应性免疫应答以保护自身
分析:过敏反应:
(1)过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应.
(2)过敏反应的原理:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞的表面;当机体再次接触过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组织胺等物质,导致毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加等,进而引起过敏反应.
(3)过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异.
解答:A、过敏反应过程中会产生抗体,说明该过程有淋巴细胞参与,A错误;
B、过敏反应疾病是免疫系统功能的异常反应,B错误;
C、过敏反应中产生抗体的细胞是浆细胞,该细胞最终来源于骨髓中的造血干细胞,C正确;
D、过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应,D错误.
故选:C.
点评:本题考查人体免疫系统在维持稳态中的作用,要求考生识记人体免疫系统的组成及免疫系统的功能,掌握体液免疫和细胞免疫的具体过程;识记过敏反应的概念及作用机理.
【解题方法点拨】
过敏反应:
(1)过敏反应是指已产生免疫的机体在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱的反应.
(2)过敏反应的原理:机体第一次接触过敏原时,机体会产生抗体,吸附在某些细胞的表面;当机体再次接触过敏原时,被抗体吸附的细胞会释放组织胺等物质,导致毛细血管扩张、血管通透增强、平滑肌收缩、腺体分泌增加等,进而引起过敏反应.
(3)过敏反应的特点是发作迅速、反应强烈、消退较快;一般不会破坏组织细胞,也不会引起组织损伤,有明显的遗传倾向和个体差异.
17.其他植物激素的种类和作用
【知识点的认识】
各种植物激素的合成部位和主要生理作用:
①赤霉素:
合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子
主要作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高、促进细胞分裂与分化、促进种子萌发、开花和果实发育。
②细胞分裂素:
合成部位:主要是根尖
主要作用:促进细胞分裂、促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
③乙烯:
合成部位:植物体各个部位
主要作用:促进果实成熟,促进开花,促进叶、花、果实脱落。
④脱落酸:
合成部位:根冠、萎蔫的叶片等
主要作用:抑制细胞分裂,促进气孔关闭,促进叶和果实的衰老和脱落,维持种子休眠。
【命题方向】
其他植物激素的种类和作用(连线)。
分析:植物激素的生理作用:
1、生长素:合成部位:幼嫩的芽、叶和发育中的种子。主要生理功能:生长素类具有促进植物生长的作用,在生产上的应用有促进扦插的枝条生根、促进果实发育、防治落花落果。生长素的作用特点表现为两重性,即:低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
2、赤霉素:合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子等幼嫩部分。主要生理功能:促进细胞的伸长;解除种子、块茎的休眠并促进萌发的作用。
3、细胞分裂素:合成部位:正在进行细胞分裂的幼嫩根尖。主要生理功能:促进细胞分裂;诱导芽的分化;延缓叶片衰老。
4、脱落酸:合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。主要生理功能:抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落。
5、乙烯:合成部位:植物体的各个部位都能产生。主要生理功能:促进果实成熟;促进器官的脱落;促进多开雌花。
6、油菜素内酯:主要生理功能:促进茎、叶细胞扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发。
解答:解析:
A.赤霉素:合成部位为未成熟种子、幼根和幼芽,即②;主要作用为促进细胞伸长、种子萌发和果实发育,即c。
B.细胞分裂素:合成部位主要是根尖,即④;主要作用为促进细胞分裂,即a。
C.脱落酸:合成部位为根冠、萎蔫的叶子等,即①;主要作用为抑制植物细胞的分裂和种子的萌发;促进植物进入休眠;促进叶和果实的衰老、脱落,即d。
D.乙烯:合成部位为植物体的各个部位,即③;主要作用为促进果实成熟,即b。
E.油菜素内酯:主要作用为促进茎、叶细胞扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发,即e。
故答案为:
点评:本题考查植物激素的相关知识,要求考生识记植物激素的分布及功能,掌握相关的应用及实例,能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握其他植物激素的种类和作用的相关知识是解题的关键。
18.种群的数量特征
【知识点的认识】
一、种群:在一定空间和时间内的同种生物个体的总和,种群是生物进化和繁殖的基本单位.
二、种群的特征:
(1)数量特征(核心问题):
①种群密度:种群最基本的数量特征;
②出生率和死亡率、迁入率和迁出率:决定种群数量变化的主要因素;
③年龄结构和性别比例:预测种群数量变化的主要依据(一般根据年龄结构)
(2)空间特征:指组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局.
(3)遗传特征:遗传的单位,繁殖的单位.
三、种群的数量特征
(一)种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度.种群密度=
调查方法:①总数调查:逐个计数.②取样调查:计数种群一部分,估算种群密度.
1、样方法﹣﹣估算种群密度最常用的方法之一
(1)概念:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值.
(2)适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.
(3)常用取样:
①五点取样法:在总体中按梅花形取5个样方,每个样方要求一致,适用于总体为非长条形.
②等距取样法.适用于长条形的总体,先将总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后以这一相等的距离或间隔抽取样方.如图所示:
(4)计数原则:若有正好长在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则;即只计数样方相邻两边及其顶角的个数.
(5)调查记录样表及计算公式:种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数
(注意:这里的N1、N2指的是样方的种群密度,而不是指样方的个体数量)
种群密度=
2、标志重捕法
(1)前提条件:标志个体与未标志个体重捕的概率相等.调查期内没有新的出生和死亡,无迁入和迁出.
(2)适用范围:活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.
(3)计算公式:=
(4)注意事项:
①标志不能过于醒目;
②标志一段时间内不能消失;
③标志不能影响个体生活,不影响重新捕捉;
④调查期间种群不能有个体的迁入或迁出.
(二)出生率和死亡率
1、概念:在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比率.
2、意义:出生率和死亡率决定种群密度.
(1)出生率>死亡率,种群密度增加;
(2)出生率<死亡率,种群密度降低;
(3)出生率=死亡率,种群密度不变.
(三)迁入率和迁出率
1、概念:在单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比率.
2、意义:迁入率和迁出率决定种群密度.
(四)性别比例
性引诱剂应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,破坏害虫种群正常的性别比例,从而降低出生率,达到杀虫效果.)
1、概念:种群中雌雄个体数目的比例.
2、类型、雌雄相当型、雌多雄少型、雌少雄多型.
2、意义:影响种群密度.
(五)年龄组成(通过影响出生率和死亡率影响种群密度)
1、年龄组成的类型:
(1)A增长型:出生率>死亡率,种群密度越来越大
(2)B稳定型:出生率=死亡率,种群密度保持稳定
(3)C衰退型:出生率<死亡率,种群密度越来越小
2、意义:预测种群密度变化趋势
四、种群数量特征间的相互关系:
①种群密度是种群最基本的数量特征.种群密度越高,一定范围内种群数量越多.种群数量与种群密度呈正相关.
②对一个自然种群来说,影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率.
③出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素.
④年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据,是作为预测一个种群的种群数量的决定因素.
⑤性别比例在一定程度上也能够影响种群数量的变化.
⑥年龄组成和性别比例通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量.
⑦影响种群数量的主要因素:年龄组成、性别比例、出生率和死亡率.
【命题方向】
题型一:种群数量特征的综合考察
典例1:(2013•浙江)下列关于出生率的叙述,正确的是( )
A.若某种群年初时的个体数为100,年末时为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为 10%
B.若某动物的婚配制为一雌一雄,生殖期个体的雌雄比越接近1:1,则出生率越高
C.若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高
D.若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高
分析:种群的数量特征有种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄组成,性别比例.迁入率和迁出率,出生率和死亡率决定种群数量的变化,但年龄组成是通过影响出生率和死亡率影响数量变化的,性别比例通过影响出生率影响数量变化的.
解答:A、根据出生率的计算应该是20%,自然增长率是10%,故A错误;
B、雌雄比例接近1:1且婚配制度为一雌一雄,出生率比较高,故B正确;
C、调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会降低,故C错误;
D、三种年龄结构类型的种群,则增长型的出生率最高,使得种群密度增加,故D错误.
故选:B.
点评:本题考查种群数量特征的相关知识,意在考查学生分析问题和解决问题的能力,属于中档题.
题型二:年龄组成的判断
典例2:(2010•海南)甲、乙、丙是同一物种的三个种群,其年龄组成见表.三个种群年龄结构的类型为( )
A.甲是增长型,乙是稳定型,丙是衰退型 B.甲是稳定型,乙是增长型,丙是衰退型
C.甲是增长型,乙是增长型,丙是衰退型 D.甲、乙、丙三个种群都是稳定型
分析:本题是根据种群不同年龄段的个体数目判断不同种群的年龄结构的类型.年龄结构是指一个种群中各年龄时期的个体数目比例,分为增长型、稳定性和衰退型,增长型幼年个体比例多,老年的个体比例少,未来一段时间内,种群数量会越来越大;稳定性是幼年个体、成年 个体、老年个体比例相当,未来一段时间内,种群数量基本保持稳定;衰退型是幼年个体比例少,老年个体比例多,未来一段时间内,种群数量会越来越小.
解答:由表格数据可知,三个种群的种群数量相等,不同年龄段的个体数目可以代表不同年龄段的比例,甲种群幼年个体比例高,老年个体的比例低,属于增长型;
乙种群幼年个体、成年个体、老年个体的比例相当,属于稳定型;
丙种群幼年个体比例低,老年个体比例高,属于衰退型.
故选:A.
点评:本题的知识点是 年龄结构的概念,年龄结构三种类型的判断,对基础知识的记忆是解题的关键.
题型三:图示分析预测
典例3:(2013•洛阳一模)某岛屿上生活着一种动物,其种群数量多年维持相对稳定.该动物个体从出生到性成熟需要6个月.如图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数),关于该种群的叙述,错误的是( )
A.该种群10月份的出生率可能为零 B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化 D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
分析:该题主要考查了种群的基本特征以及影响种群数量变化的诸多因素.种群最基本的特征是种群密度.种群数量的变化受多种因素影响.种群的年龄组成类型决定了出生率和死亡率,从而直接影响了种群数量的变化.而种群的年龄组成类型又受各种环境条件(天敌数量的多少、季节更替以及食物质量和数量的变化等)的影响.
解答:A、从题中柱形图的分析可知,未成熟个体从2月底到6月逐渐增多,从6月到12月逐渐减少至12月变为0,而该动物个体从出生到性成熟需要6个月,因此该种群出生时间大概为2月底到6月,到12月都成熟,10月份出生率可能为0,A正确;
B、引入的天敌可能对不同年龄段的个体捕食具有选择性,从而影响该种群的年龄结构,B正确;
C、由题图可知,该种群的年龄结构随着季节更替而变化,C正确;
D、大量诱杀某种动物的雄性个体,会导致性别比例的失调,进而通过出生率的明显降低,使种群的密度的减小,D错误.
故选:D.
点评:本题的知识点是种群的年龄结构和影响种群密度的因素,分析题图获取有效信息是解题的突破口对于A选项的分析是难点,解题时要结合题图信息与题干信息分析解答.
【解题方法点拨】
1、出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群数量的直接因素;
2、年龄组成是预测种群未来数量变化的主要依据,而性别比例是预测未来种群数量变化的次要依据.
3、样方法注意事项:
(1)样方应随机选取
(2)样方大小:
①一般草本植物:1 m×1m;灌木:4 m×4m;乔木:10m×10m;
②如果种群个体数较少,样方面积需要适当扩大;
③应以物种个体数达到最稳定时的最小面积计算.
(3)样方数目:总体面积大要多取,总体面积小可少取.
(4)样本统计:位于样方边线上的植物计数相邻两边及其交点上的植物;不同生长期的个体都应统计.
4、标志重捕法注意事项:
(1)前提:标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等.
(2)标记技术:标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动;也不能导致其发生疾病、感染等;标记符号必须能维持一段时间,但又不能过分醒目.
19.估算种群密度的方法
【知识点的认识】
种群密度:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度.种群密度=
调查方法:①总数调查:逐个计数.②取样调查:计数种群一部分,估算种群密度.
1、样方法﹣﹣估算种群密度最常用的方法之一
(1)概念:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方内的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值.
(2)适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.
(3)常用取样:
①五点取样法:在总体中按梅花形取5个样方,每个样方要求一致,适用于总体为非长条形.
②等距取样法.适用于长条形的总体,先将总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后以这一相等的距离或间隔抽取样方.如图所示:
(4)计数原则:若有正好长在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则;即只计数样方相邻两边及其顶角的个数.
(5)调查记录样表及计算公式:种群密度=所有样方内种群密度合计/样方数
(注意:这里的N1、N2指的是样方的种群密度,而不是指样方的个体数量)
种群密度=
2、标志重捕法
(1)前提条件:标志个体与未标志个体重捕的概率相等.调查期内没有新的出生和死亡,无迁入和迁出.
(2)适用范围:活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.
(3)计算公式:=
(4)标志重捕法中的标志技术:
①标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害.
②标志不能过于醒目.原因:过分醒目的个体,在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系,最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真.
③标志一段时间内不能消失;
④标志不能影响个体生活,不影响重新捕捉;
⑤调查期间种群不能有个体的迁入或迁出.
【命题方向】
题型一:样方法及其注意事项的考察
典例1:(2012•海南)某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度.下列做法错误的是( )
A.随机取样 B.选择植物生长茂盛处取样 C.根据调查数据估算该种群密度 D.根据地段的形状确定取样方法
分析:种群密度的调查一般有样方法和标志重捕法.在利用样方法调查种群密度时需注意随机取样、样方大小合适,并且样本数据足够大等.
解答:A、样方法调查种群密度最关键是进行随机取样,以使所得数据更加接近准确值,A正确;
B、据A项可知,取样时应随机取样,不能在植物生长茂盛处取样,B错误;
C、根据调查数据取平均数可估算该种群的种群密度,C正确;
D、根据地段的不同可因地制宜采用不同的样方法,如五点取样法和等距取样法等,D正确.
故选:B.
点评:本题考查了利用样方法调查种群密度的相关注意点,难度不大,解题关键是识记和理解样方法调查种群密度的相关知识.
题型二:取样方法的考察
典例2:(2010•海南)某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度,设计了四个调查方案,其中最可行的是( )
A.计数该草地上该种植物的全部个体数目 B.设置1个1m2样方,计数样方中该种植物的个体数目
C.随机设置1m2样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目
D.在该种植物密集处设置1m2样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目
分析:该草地的面积比较大,直接把该地区的所有该种植物统计一遍几乎是不可能的,因此应选用样方法,样方法的注意点是本题解题的关键.
解答:植物种群密度的调查方法一般为样方法.该草地上全部个体数全部统计难度较大;只选取一个样方的数目进行调查不具有代表性;一般随机设置 1m2 的样方为宜,并且尽量选择多个样方求平均值.故选C.
点评:本题着重考查植物种群密度的调查方法和样方法的注意点,考查了考生的识记能力和理解能力.
典例3:(2010•徐汇区一模)用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程是( )
①选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块,将该地按照长度画成10等份,在每份的中央划一个大小为1m2的样方
②选取一个该种群分布比较密集的长方形地块,将该地按照长度画成10等份,在每份的中央划一个大小不同的样方
③计数每个样方内该种群数量,取其最大值作为种群密度的估计值
④计数每个样方内该种群数量,取其平均值作为该种群密度的估计值.
A.①③B.①④C.②③D.②④
分析:采用样方法调查种群密度的具体过程为:确定调查对象→选取样方(五点取样法或等距取样法)→计数→计算种群密度(取平均值).
解答:用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程:选取样方→计数→计算种群密度.
①选取样方时要随机取样,不能参入主观意识,且选取的样方大小要相同,①正确;
②选取样方时要随机取样,不能选取种群分布比较密集地块,且样方大小要相同,②错误;
③计算种群密度时,要取平均值,不能以最大值作为种群密度的估计值,③错误;
④计数每个样方内该种群数量,最后取其平均值作为该种群密度的估计值,④正确.
故选:B.
点评:本题考查估算种群密度的方法,重点考查样方法的相关知识,要求考生识记样方法调查种群密度的一般过程,能注意相关细节,特别是取样的时候,要注意随机取样,而且样方的大小要相等,属于考纲识记层次的考查.
题型三:标志捕重法的考察
典例4:某农场面积为140hm2,农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件,鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食,某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度,第一次捕获100只,标记后全部放掉,第二次捕获280只,发现其中有2只带有标记,下列叙述错误的是( )
A.鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度 B.该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C.黑线姬鼠种群数量下降说明农场群落的丰富度下降 D.植物→鼠→鹰这条食物链,第三营养级含能量少
分析:标志重捕法计算公式:种群中个体数(N)÷第一次捕获并标记的个体数=第二次重捕总数÷重捕中被标志的个体数,即=,解得X=14000只/140hm2,所以黑线姬鼠的种群密度为14000÷140=100只/hm2.
解答:A、鹰是鼠的天敌,鹰的数量肯定会影响黑线姬鼠的种群密度,A正确;
B、由以上分析可知黑线姬鼠的种群密度为100只/hm2,B正确;
C、物种丰富度是指群落中物种数目的多少,黑线姬鼠种群数量下降但并未灭绝,C错误;
D、能量沿着食物链流动的过程中逐级递减,因此植物→鼠→鹰这条食物链,第三营养级含能量少,D正确.
故选:C.
点评:本题考查种间关系、估算种群密度的方法、群落特征、生态系统的能量流动等知识,要求考生掌握估算种群密度的方法,能运用标志重捕法计算种群密度;识记群落的特征;理解和掌握生态系统能量的流动特点.
【解题方法点拨】
1、样方法注意事项:(适用范围:植物种群密度,昆虫卵的密度,蚜虫、跳蝻的密度等.)
(1)样方应随机选取
(2)样方大小:
①一般草本植物:1 m×1m;灌木:4 m×4m;乔木:10m×10m;
②如果种群个体数较少,样方面积需要适当扩大;
③应以物种个体数达到最稳定时的最小面积计算.
(3)样方数目:总体面积大要多取,总体面积小可少取.
(4)样本统计:位于样方边线上的植物计数相邻两边及其交点上的植物;不同生长期的个体都应统计.
2、标志重捕法注意事项:(活动能力强和范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物.)
(1)前提:标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等.
(2)标记技术:标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动;也不能导致其发生疾病、感染等;标记符号必须能维持一段时间,但又不能过分醒目.
20.种群数量的变化曲线
【知识点的认识】
一、建构种群增长模型的方法(以细菌为例)﹣﹣数学模型
1、类型:数学模型常见的表现形式有两种,分别是数学表达式和曲线图,其中前者比较准确,后者更为直观.
2、建立的步骤:
二、种群数量增长的两种曲线
1、种群增长的“J”型曲线:
(1)模型假设:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下.假定种群的起始数量为N0(亲代),种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的λ倍,且世代间不重叠,该种群后代中第t代的数量为Nt.
(2)建立模型:Nt=N0λt
(3)特点:种群内个体数量连续增长(没有最大值);增长率不变.
模型中各参数的意义:N0为该种群的起始数量,t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
2、种群增长的“S”型曲线:
(1)原因:自然界的资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的捕食者数量也会增加.
(2)特点:
①种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值(K值)时,种群个体数量将不再增加;
②种群增长率变化,种群数量由0→K/2时,增长率逐渐增大;种群数量为K/2时,增长率最大;种群数量由K/2→K时,增长率不断降低;种群数量为K时,增长率为0.
思考:
a、右图中t1是对应种群数量为K/2时,t2是对应种群数量为K值.
b、右图中阴影部分表示由于环境阻力而死亡的个体数,用达尔文进化论的观点分析,图中阴影部分表示通过生存斗争淘汰的个体数量.
(3)应用:大熊猫栖息地遭到破坏后,由于食物减少和活动范围缩小,其K值变小,因此,建立自然保护区,改善栖息环境,提高K值,是保护大熊猫的根本措施;对家鼠等有害动物的控制,应降低其K值.
三、研究种群数量变化的意义:
1、野生生物资源的合理开发和利用
一般将种群数量控制在环境容纳量的K/2时,种群增长速度最快,可提供的资源数量最多.当种群数量大于K/2时,可以猎捕一定数量该生物资源,且获得量最大.过度猎取时,种群增长速度虽然较快,但资源总量减少.
2、为害虫的预测及防治提供科学依据.
四、影响种群数量的因素
1、自然因素:气候、食物、天敌、传染病等.
2、人为因素:动物栖息地环境的破坏;生物资源的过度开发和利用;环境污染等.
【命题方向】
题型一:种群数量变化图分析
典例1:(2014•宁夏二模)西花蓟马是一种外来入侵害虫,主要寄生在各种植物的花内,寄主范围广泛,同时极易对杀虫剂产生抗药性.西花蓟马在不同寄主上的种群动态如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.可采用标志重捕法调查西花蓟马的种群密度 B.西花蓟马在入侵地的种群数量呈现J型增长
C.西花蓟马种群数量变化与寄主生长周期特点有关 D.杀虫剂难以改变西花蓟马抗药性基因的频率
分析:西花蓟马是一种外来入侵害虫,营寄生生活,不能用标志重捕法调查其种群密度.西花蓟马种群数量变化有寄主依赖性,没有呈现J型增长,其群数量变化受寄主的影响较大,与寄主生长周期特点有关.
解答:A、西花蓟马是一种外来入侵害虫,营寄生生活,不能用标志重捕法调查其种群密度,故A错误;
B、西花蓟马种群数量变化有寄主依赖性,没有呈现J型增长,故B错误;
C、西花蓟马种群数量变化受寄主的影响较大,与寄主生长周期特点有关,故C正确;
D、杀虫剂可以选择抗药性基因,而使种群的基因的频率改变,故D错误.
故选C.
点评:本题以西花蓟马为素材,结合曲线图考查种群的数量变化,意在考查学生能从课外材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题.
典例2:(2014•威海一模)在调查某林场松鼠的种群数量时,计算当年种群数量与一年前种群数量的比值(λ),并得到如右图所示的曲线.据此图分析得到的下列结论中错误的是( )
A.前4年该种群数量基本不变,第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B.第4到第8年间种群数量在下降,原因可能是食物的短缺和天敌增多
C.第8年时种群数量最少,第8到第16年间种群数量增加,且呈“S”型曲线增长
D.如果持续第16到第20年间趋势,后期种群数量将呈“J”型曲线增长
分析:据图分析,0~4年时λ=1,种群数量不变;4~10年时λ<1,种群数量减少;在10~20年时λ>1,种群数量持续增加.
解答:A、前4年,λ值为定值,λ=1,说明种群增长率为0,种群数量保持不变,第5年时λ<1,说明种群增长率为负值,种群数量下降,年龄组成为衰退性,A正确;
B、影响种群数量的因素有气候、食物、天敌、传染病等,B正确;
C、第8到10年间λ值<1,种群数量减少,第10年的种群数量最少,“S”型曲线的增长率应该是先增加后减少,而图中第8到第16年种群增长率先减少后者增加,C错误;
D、由图示曲线图趋势知如果持续第16到第20年间趋势,λ大于2,而且基本不变,说明种群数量将持续增加,呈“J”型曲线增长,D正确.
故选:C.
点评:本题考查种群数量变化曲线,意在考查学生的识图和判断能力,解题时注意S型曲线的种群增长率先增加后减少,J型曲线的种群增长率不变.
题型二:种群增长曲线分析
典例3:如图表示有限环境中某一种群增长的曲线.下列有关叙述正确的是( )
①K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值;
②在K值时,种群的增长率最大;
③如果不考虑迁入迁出等其它因素,理论上在K值时出生率等于死亡率;
④假设这是鱼的种群,当种群达到K值时开始捕捞,可持续获得最高产量.
A.①②B.①④C.①③D.③④
分析:K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值,出生率等于死亡率,种群数量不变,种群增长率为0;在处,种群增长率最大,在种群达到值时开始捕捞,才可持续获得最高产量.
解答:①在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称为K值,①正确;
②在K值时,种群数量基本稳定,种群增长率为0,②错误;
③决定种群数量变化的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,若不考虑不考虑迁入迁出等其它因素,在K值时出生率大致等于死亡率,③正确;
④要想持续获得最高产量,捕获之后种群数量不得低于,④错误.
故选:C.
点评:本题考查种群数量知识,意在考查对知识的识记及理解,属于容易题.
题型三:种群增长率曲线图分析
典例4:如图表示某种鱼迁入一生态系统后,种群数量增长率随时间变化的曲线,下列叙述正确的是( )
A.在t0~t2时间内,种群数量呈“J”型增长 B.若在t2时种群的数量为K,则在t1时种群的数量
C.捕获该鱼的最佳时期为t2 D.在t1~t2时,该鱼的种群数量呈下降趋势
分析:阅读题干和题图可知,本题涉及的知识是种群数量增长率随时间的变化和种群数量的变化,明确知识点,梳理相关的基础知识,并解析题图结合问题的具体提示综合作答.
解答:A、根据种群的增长率变化图,t2时种群增长率为0,可以确定该种群的数量变化符合S型曲线,A错误;
B、若在t2时种群的数量为K,则t1时刻的种群增长率最大,对应的种群数量为K/2,B正确;
C、根据S型曲线的增长率,可知捕鱼的最佳时刻是超过K/2,即捕捞至K/2,因此此时种群的增长率最大,使鱼群获得可持续捕捞,C错误;
D、由于增长率大于零,故种群的数量在t1~t2时逐渐增多,D错误.
故选:B.
点评:本题主要考查种群的数量变化,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络结构的能力.
【解题方法点拨】
1、“J”型曲线和“S”型曲线的比较:
2、捕鼠和捕鱼的具体应用
21.生物因素和非生物因素对种群数量变化的影响
【知识点的认识】
1.影响种群数量变化的因素
非生物因素:阳光、温度、水等,其对种群数量变化的影响往往是综合性的。
生物因素:种群内部生物因素和种群外部生物因素(原始合作、互利共生、寄生、种间竞争和捕食等)
2.区别密度制约因素和非密度制约因素的方法
像食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素;像气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为非密度制约因素。
【命题方向】
下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述,不正确的是( )
A.林冠层的郁闭度越大,地面得到的阳光越多
B.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
C.地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关,属于非密度制约因素
D.影响种群数量的因素有很多,如气候、食物、天敌、传染病等
分析:一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的。例如,同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大,这些因素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素。
解答:A、森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度,林冠层的郁闭度越大,地面得到的阳光越少,A错误;
B、非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的,例如,春夏时节动植物种群普遍迅速增长,除气温升高外,日照延长、降水增多也是重要原因,B正确;
C、气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素,C正确;
D、气候、食物、天敌、传染病等都能影响种群数量的变化,导致种群数量处于波动状态,D正确。
故选:A。
本题考查种群数量变化的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,难度不大。
【解题思路点拨】
为有效地保护渔业资源,获得最大增长速度,应该使渔业资源维持在什么水平?防治害虫在何时进行效果最好?
K/2;在种群数量开始增加时进行。
22.群落中生物的种间关系
【知识点的认识】
一、群落中的生物关系:
1、种内关系(同种生物个体与个体、个体与群体、群体与群体之间):
(1)种内互助;
(2)种内斗争。
2、种间关系(不同种生物之间的关系):
(1)互利共生(同生共死):两种生物长期共同生活在一起,相互依存,彼此有利。如豆科植物与根瘤菌;人体中的有些细菌;地衣是真菌和藻类的共生体。
(2)捕食(此长彼消、此消彼长):一种生物以另一种生物为食的现象。如:兔以植物为食;狼以兔为食。
(3)种间竞争(你死我活):两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。如:大小草履虫;水稻与稗草等.
(4)寄生(寄生者不劳而获):一种生物从另一种生物(宿主)体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害。
①体内寄生:人与蛔虫、猪与猪肉绦虫;
②体表寄生:小麦线虫寄生在小麦籽粒中、蚜虫寄生在绿色植物体表、虱和蚤寄生在动物的体表、菟丝子与大豆。
③胞内寄生:噬菌体与大肠杆菌等。
(5)原始合作(互惠):两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如海葵固着于寄居蟹的壳螺上。
二、种间关系图示
【命题方向】
题型一:根据种间关系曲线判断类型
典例1:(2013•石家庄二模)如图表示某生态系统中甲、乙两种群在一段时间内的数量变化情况.下列有关叙述错误的是( )
A.甲乙两种群间为捕食关系 B.M时乙种群的出生率大于死亡率
C.两种群的数量变化说明了信息传递是双向的 D.两种种群数量波动的幅度减小说明了该生态系统正在衰退
分析:在表示捕食关系中的曲线中,有两种方法判断捕食者和被捕食者:一、被捕食者的种群数量相对较多,因此可以判断图中甲为被捕食者;二、被捕食者的数量呈现先增加者先减少的趋势,捕食者的数量呈现后增加者后减少的趋势.
解答:A、在捕食关系中,被捕食者呈现先增加者先减少的趋势,捕食者呈现后增加者后减少的趋势,因此图中甲种群为被捕食者,乙种群为捕食者,故A正确;
B、M点时,乙种群的数量呈现上升的趋势,此时种群的出生率应大于死亡率,故B正确;
C、图中,甲种群增长时促进乙种群不断增长,但是当乙种群增长大一定程度后就会抑制甲种群数量的增长,因此可以看出两个种群之间的信息传递是双向的,故C正确;
D、两种种群数量波动的幅度减小说明该生态系统逐渐趋于稳定,故D错误.
故选D.
点评:本题考查了种间关系中的捕食关系,意在考查考生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;从题目所给的图形中获取有效信息的能力.
题型二:种间关系和种内关系的综合判断
典例2:农业生产中人们可通过防除农田的杂草而实现增产,农田中杂草与农作物的关系可能是( )
A.种间竞争 B.种内竞争 C.种内互助 D.互利共生
分析:种内关系包括:种内互助、种内斗争.种间关系包括:互利共生、竞争、捕食、寄生等.
解答:A、农田中杂草与农作物会共同争夺有限的水、阳光、矿质营养等,它们之间属于种间关系中的竞争,A正确;
B、同种生物个体之间,由于争夺食物,栖息地或其它生活条件而发生的斗争叫做种内竞争,B错误;
C、同种生物的个体或种群在生活过程中互相协作,以维护生存的现象叫做种内互助,C错误;
D、互利共生是指不同生物之间相互依赖,彼此有利,如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存,D错误.
故选:A.
点评:本题考查了群落的种间关系,考生要能够区分种内关系中的种内斗争和种间关系中的竞争,难度不大,属于考纲中识记层次的考查.
【解题方法点拨】
1、种内斗争与竞争的区别:
2、竞争和捕食的比较:
(1)竞争关系可使劣势物种灭绝,有利于优势物种得到更多的资源与空间.
(2)捕食关系是捕食者与被捕食者之间相互决定数量的种间关系,相互制约着双方的数量,被捕食者一般不会因捕食的数量的增多而灭绝.
23.群落的季节性和生态位
【知识点的认识】
1、生态位:
(1)概念: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.
(2)作用:决定生活在什么地方,而且决定于它与食物、天敌和其他生物的关系.
(3)意义:它表示物种在群落中的地位、作用和重要性.
2、基础生态位:
在生物群落中,能够被生物利用的最大资源空间,称做该生物的基础生态位.
3、现实生态位:
由于存在着竞争,一般物种都不能够占领基础生态位.物种实际占有的生态位,称为现实生态位.
4、生态位宽度:
生态位宽度又称生态位广度或生态位大小.一个物种所能利用的各种资源总和.当资源的可利用性减少时,一般使生态位宽度增加,例如在食物供应不足的环境中,消费者也被迫摄食少数次等猎物和被食者,而在食物供应充足的环境中,消费者尽摄食最习惯摄食的少数被食者.
5、生态位重叠:
是指两个或两个以上生态位相似的物种生活于同一空间时分享或竞争共同资源的现象.生态位重叠的两个物种因竞争排斥原理而难以长期共存,除非空间和资源十分丰富.通常资源总是有限额,因此生态位重叠物种之间竞争总会导致重叠程度降低,如彼此分别占领不同的空间位置和在不同空间部位觅食等.在向某一地区引进物种时,要考虑与当地物种的生态位重叠的问题.外来物种总因数量有限、对环境尚未适应等原因处于竞争的弱势,因此,如与当地物种生态位重叠过大将会导致引种失败.
【命题方向】
生活在同一群落的各种生物所起的作用是明显不同的,而每一个物种的生态位都同其他物种的生态位明显分开的。下列有关叙述正确的是( )
A.草原群落中生态位不同的生物不可能具有共同的天敌
B.研究植物的生态位需要研究其种群密度、植株高度、出现频率等特征
C.生态位受食物、天敌等生物因素的影响,而与光照、温度等非生物因素无关
D.群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,是群落中生物与环境间协同进化的结果
分析:生态位是指一个物种在群落中的地位和作用,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。植物的生态位研究的内容包括在研究领域内的出现频率,种群密度、植株高度以及与其他物种的关系等。动物的生态位包括:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
解答:A、生态位不同的生物可能被同一种生物捕食,故草原群落中生态位不同的生物可能具有共同的天敌,A错误;
B、研究某植物的生态位,通常要研究它在该区域内的出现频率、种群密度、植株高度等,研究某动物的生态位,通常要研究栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等,B正确;
C、生态位受食物、天敌等生物因素的影响,且与光照、温度等非生物因素也有密切的关系,即如果环境发生重大变化,则该生物的生态位可能会随之改变,C错误;
D、群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,是物种之间及生物与环境间协同进化的结果,D错误。
故选:B。
点评:本题主要考查生态位的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题方法点拨】
如果把“生态位”作进一步的解释,那就是在大自然中,亲缘关系接近的,具有同样生活习性或生活方式的物种,不会在同一地方出现.如果它们在同一区域内出现,大自然将会用空间把它们各自隔开,如虎在山上行,鱼在水中游,猴在树上跳,鸟在天上飞;如果它们在同一地方出现,它们必定利用不同的食物生存,如虎吃肉,羊吃草,蛙吃虫;如果它们需要的是同一种食物,那幺,它们的寻食时间必定要相互错开,如狮子是白天出来寻食,老虎是傍晚出来寻食,狼是深夜出来寻食….在动物世界里没有两种物种的生态位是完全相同的,有些物种亲缘关系接近或相似而使生态位部分重迭,这时就会现严酷的竞争,如一山不能容二虎.如果强者进入弱者的生态领域就会出现“龙陷浅滩受虾戏,虎落平川遭犬期”的状况;如果弱者进入强者的生态领域中就会出现大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米的状况.因此,强者只能在自己的生态位上是强者,弱者也只能在自己的生态位上才能自由生存.
24.群落演替的类型
【知识点的认识】
初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
【命题方向】
为研究河流中石块群落的演替情况,将灭菌后的裸石置于河流中,统计石块上不同时间新增物种数目变化情况。下列叙述正确的是( )
A.该石块群落的演替类型属于次生演替
B.该石块群落在120天时演替至顶极状态
C.该石块群落0﹣30天物种丰富度逐渐增加
D.该石块群落演替过程中优势种保持不变
分析:初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。
解答:A、初生演替是指在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替,故裸石上发生的演替是初生演替,A错误;
B、由图示可知,在前120天内,新增的物种数目随时间的推移而逐渐减少(即物种数目在逐渐增加),在120天后新增物种数目为零,故裸石上的物种数量先逐渐增加,之后趋于稳定,但不能说明该石块群落在120天时演替至顶极状态,B错误;
C、该石块群落0﹣30天新增物种数目逐渐减少,但物种丰富度逐渐增加,C正确;
D、该石块群落演替过程中优势种发生了变化,D错误。
故选:C。
点评:本题主要考查群落演替的类型的相关知识,意在考查学生对基础知识的理解掌握,难度适中。
【解题思路点拨】
初生演替和次生演替的起点不同,需要注意是区分。
25.生态系统的组成成分
【知识点的认识】
生态系统的组成成分有:
非生物的物质和能量:阳光、热能、水、空气、无机盐等。
生产者:自养型生物,主要是绿色植物,还包括化能合成作用的生物。
消费者:大多数动物,包括植食、肉食动物,杂食和寄生生物等。
分解者:腐生生物,包括腐生的细菌、真菌、动物等。
【命题方向】
如图表示某自然生态系统的部分碳循环过程,甲、乙、丙、丁分别表示生态系统的组成成分,据图判断下列叙述错误的是( )
A.甲是生产者,不全是植物
B.丙在碳循环中的作用不可缺少
C.甲、乙、丙、丁间的碳以有机物的形式流动
D.图中应添加从“大气CO2”到“丁”的箭头
分析:题图分析:图示为生态系统中碳循环示意图。分解者除了一个箭头指向无机环境外,其他箭头都指进来,因此丙为分解者;甲和乙为消费者,丁为生产者,图中缺乏大气中二氧化碳指向生产者丁的箭头。
解答:A、图中丁代表生产者,不全是植物,也可代表硝化细菌等的化能合成作用的自养型生物,A错误;
B、丙作为分解者在生态系统中不可缺少,若缺少分解者,则生态系统的尸体将要堆积如山,物质循环将不能正常进行,B正确;
C、图中甲、乙、丙、丁分别代表初级消费者、次级消费者、分解者、生产者,它们构成该生态系统的生物群落,碳元素在这些它们之间的流动是以含碳有机物的形式流动的,C正确;
D、图中缺少的生理过程是从“大气CO2”到“丁”的箭头,表示光合作用或化能合成作用,D正确。
故选:A。
点评:本题结合图解,考查生态系统的功能,要求考生识记生态系统的组成成分,掌握各组成成分之间的关系,能正确分析题图;识记生态系统中碳循环的具体过程,能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
1、相互关系
2、地位分析
在生态系统中,非生物的物质和能量是生态系统中生物群落的物质和能量的最终来源,生产者、消费者和分解者的划分是依据各自的代谢类型和在生态系统中的功能特征来决定的。即:根据某种生物在该生态系统中 的功能特性分为三大类群:
①生产者从新陈代谢的同化作用方面看属于自养型,是生态系统的主要 成分,是生态系统中唯一能够把非生物物质和能量转变成生物体内的物质和能量的生物。绝 大多数进行光 合作用,少数进行化能合成作用(如:硝化细菌、铁细菌、硫细菌)。
②消费者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型,虽然存在着不同的级别,但是生态系统的非必要成分。主要指各种 动物。不过有些寄生细菌,它们从活的生物体内吸取有机物,在生态系统中也扮演着“小型消费者”的角色,故寄生细菌属于消费者。
③分解者从新陈代谢的同化作用方面看属于异养型,是生态系统的主要成分。主要包括应腐生生活的细菌和真菌,也包括一些腐食性动物(如:蚯蚓、蝇、蜣螂等),它们都能分解残枝败叶、尸体、粪便等有机物,故腐食性动物属于分解者。
总之,生态系统中的四种组成成分的相互关系是:非生物的物质和能量的作用是为各种生物提供物质和能量;生产者的作用是转化物质和能量;消费者的作用是推动物质和能量在群落中的流动;分解者的作用是把物质和能量归还到无机自然界。
26.食物链与食物网
【知识点的认识】
(1)食物链:草→蝗虫→蜘蛛→螳螂→食虫鸟,其中的消费者类型及营养级类型:
(2)书写食物链应该注意的问题:
A、起点一定是生产者,且要写到最高营养级;
B、相邻营养级之间用箭头连接且箭头指向捕食者;
C、食物链仅仅体现生产者、各级消费者之间的关系,不包括分解者、寄生者,以及阳光等非生物因素。
【命题方向】
有关食物链与食物网的叙述中,错误的是( )
A.处于食物链第一营养级的生物主要是植物
B.食物链对有毒物质有富集作用
C.食物链或食物网,越后端的生物数量越少
D.沿食物链和食物网流动的能量最终来源于植物
分析:解题可从食物链的概念、生态系统中的物质和能量会沿着食物链和食物网流动、生物富集作用方面切入。
解答:A、生态系统中的食物链和食物网,处于食物链第一营养级的生物主要是植物(生产者),该选项叙述正确。
B、生物富集作用是指环境中一些有害物质(如重金属、化学农药等),通过食物链在生物体内不断积累的过程。因为这些有害物质化学性质稳定,在生物体内是难以分解、无法排出的,所以随着营养级的升高而不断积累,危害最大的是这一食物链的营养级最高的消费者。该选项叙述正确。
C、食物链是生产者和消费者之间的关系,第一营养级为植物,数量最多,第二营养级为植食动物,数量次之,营养级越高,生物数量越少,该选项叙述正确;
D、生态系统中的物质和能量会沿着食物链和食物网流动的,能量最终来源于太阳光能,绿色植物通过光合作用固定太阳能,储存在有机物中,该选项叙述错误;
故选:D。
点评:此题考查的知识点是食物链的概念、生态系统中的物质和能量会沿着食物链和食物网流动、生物富集作用。
【解题思路点拨】
1、每条食物链的起点总是生产者,阳光不能纳入食物链,食物链终点是不能被其他生物所捕食的动物,即最高营养级,食物链中间不能做任何停顿,否则不能算作完整的食物链。
2、食物网中同一环节上所有生物的总和称为一个营养级。
3、同一种生物在不同食物链中可以占有不同的营养级。
4、在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同的类型。
5、食物网中,某种生物因某种原因而大量减少时,对另外一种生物的影响,沿不同食物链分析的结果不同时应以中间环节少为依据。
6、食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,而非取决于生物的数量。
27.物质循环
【知识点的认识】
(1)碳循环的主要形式是CO2。
(2)CO2主要通过绿色植物的光合作用,此外还有一些自养微生物的化能合成作用
进入生物群落。
(3)生物群落中的碳以有机物形式存在,以有机物形式在群落内部流动。
(4)碳以CO2形式返回无机环境,返回无机环境的途径有:动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。
【命题方向】
如图是物质循环示意图,请据图回答。
(1)图中①、②表示的生理过程分别是。
(2)③过程主要是由腐生的细菌和真菌完成的,它们在自然界中的作用是作为 参加物质循环。
(3)干草堆放很久了,会逐渐被分解,但如果被牛羊吃了,便会很快被分解,可见,动物能 (“促进”或“抑制”)生态系统的物质循环。
(4)过去为了保护人畜安全,牧民曾大规模猎杀狼,随后野兔、草原鼠数量大增,与牛、羊争草,加速草场退化。事实说明动物在维持 中起到重要作用。
(5)我市某精准扶贫对象割草养羊,自力更生。羊本身并不能分解草料中的纤维素,但其胃肠内生活着一些细菌,可以帮助羊消化纤维素,羊则为这些细菌提供生存场所和食物,从细菌和真菌在自然界中作用看,说明细菌能和动物。
分析:(1)一个完整地生态系统包括生物部分和非生物部分,非生物部分是指影响生物生存的空气、水等,而生物部分又由生产者(主要是绿色植物)、消费者(绝大多数动物)、分解者(主要是细菌、真菌)。
(2)图中①为呼吸作用;②为光合作用,③为分解作用,解答即可。
解答:解:(1)绿色植物利用二氧化碳作原料进行光合作用制造有机物,使二氧化碳进入有机(生物)环境,植物和动物通过呼吸作用产生二氧化碳,使碳元素由生物体进入无机环境。图中,①过程都能释放出二氧化碳,所以代表呼吸作用;②过程能吸收二氧化碳,进行光合作用,所以图中的①过程代表呼吸作用,②过程代表光合作用。
(2)③过程主要是由腐生的细菌和真菌完成的,它们在自然界中的作用是作为分解者参加物质循环;
(3)羊作为消费者,直接以草为食,通过消化和吸收,将摄取的有机物变成自身能够利用的物质。这些物质在动物体内经过分解,释放能量,同时也产生二氧化碳、尿液等物质。这些物质可以被生产者利用,而排出的粪便或遗体经过分解者的分解后,也能释放出二氧化碳、含氮的无机盐等物质。可见,动物能促进生态系统的物质循环。
(4)过去为了保护人畜安全,牧民曾大规模猎杀狼,随后野兔、草原鼠数量大增,与牛、羊争草,加速草场退化。这是因为生态系统中的各种生物之间存在着直接和间接的营养关系,当某种动物灭绝后,会导致相关的食物链切断,或该动物原来所控制的某种生物大量繁殖而失去生态平衡。
(5)细菌、真菌与动物或植物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利,一旦分开,二者都要受到很大的影响,甚至不能生活而死亡,这种现象叫共生。因此草食动物的胃肠内,有些种类的细菌,可以帮动物分解草料中的纤维素,而动物也为这些细菌提供共生的场所和食物,细菌和草食动物的这种关系称为共生关系。
故答案为:
(1)呼吸作用和光合作用;
(2)分解者;
(3)促进;
(4)生态平衡;
(5)共生。
点评:解题的关键是正确的识图,找出生物间的关系是解题的关键。
【解题思路点拨】
物质循环与能量流动相辅相成,不可分割。在生态系统中,能量是物质循环的推动力,物质是组成生物体的原材料和能量的载体。生产者通过光合作用固定光能并通过食物链进行能量转化的过程,也是物质由简单无机态转化为复杂有机态,并再回到简单无机态的过程。因此,物质循环和能量流动是生态系统不可分割的两个基本功能。任何生态系统的发生发展都是物质循环与能量流动共同作用的结果。
28.信息的种类、特点及其在生态系统中的作用
【知识点的认识】
(1)生态系统中的信息的种类有:
物理信息:光、声、温度、湿度、磁力等。如蜘蛛网的振动频率,蝙蝠发出的超声波。
化学信息:通过化学物质传递,如动物的性外激素,信息素等。
行为信息:通过动物特殊行为的传递,如蜜蜂跳舞、孔雀开屏等。
(2)生态系统中的信息传递作用有:
①生命活动正常进行离不开信息的作用;②生物种群的繁衍离不开信息的传递;
③调节生物种间关系,维持生态系统的稳定与平衡。
【命题方向】
生态系统中的生物种群之间,以及它们内部都有信息的产生与交换,能够形成信息传递。下列有关生态系统信息传递的叙述错误的是( )
A.生态系统中信息种类包括物理信息、化学信息、生物信息
B.海豚“回声定位”体现了信息传递在生物生命活动中的作用
C.信息传递的应用可以提高农产品产量,也可以控制有害动物
D.植物开花、动物的产卵一般也离不开信息传递
分析:信息传递在生态系统中的作用:
(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,并维持生态系统的稳定。
解答:A、生态系统中信息种类包括物理信息、化学信息、行为信息,A错误;
B、海豚“回声定位”体现了生命活动的正常进行,离不开信息传递,B正确;
C、信息传递的应用可以提高农产品产量(如在鸡舍开灯,提高产蛋量),也可以控制有害动物(如利用性引诱剂破坏害虫性别比例),C正确;
D、植物的开花、动物的产卵依赖于光周期,也离不开信息的传递,D正确。
故选:A。
点评:本题主要考查生态系统中信息的种类、作用及传递过程的内容,要求考生识记相关知识,并结合所学知识准确答题。
【解题思路点拨】
信息传递在生态系统中的作用:
(1)个体:生命活动的正常进行,离不开信息的作用。
(2)种群:生物种群的繁衍,离不开信息传递。
(3)群落和生态系统:能调节生物的种间关系,并维持生态系统的稳定。
29.生态系统稳定性的概念和类型
【知识点的认识】
(1)生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,叫做生态系统的稳定性。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性两个方面。
(2)生态系统具有稳定性的原因是生态系统具有自我调节能力。生态系统具有自我调节能力的基础是负反馈调节。
(3)抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰使自身的结构与功能保持原状的能力(不受损害)
(4)恢复力稳定性:生态系统受到外界干扰因素的破坏后恢复原状的能力(遭到破坏,恢复原状)。
(5)一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高,恢复力稳定性越低。抵抗力稳定性和恢复力稳定性在不同的生态系统中能力的大小是不同的,而且两者一般是相反的关系,但在自然气候恶劣的条件下,两者往往都比较弱,如北极苔原生态系统。
【命题方向】
我们经常在媒体上看到“生态平衡”的概念,下列关于生态平衡和生态系统稳定性的叙述,不正确的是( )
A.生态平衡是生态系统发展到一定阶段,生态系统保持其结构与功能相对稳定的状态
B.生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
C.生态平衡并不是指生态系统的一成不变,而是一种动态平衡
D.生态平衡与生态系统的稳定性没有关系
分析:1、生态系统的稳定性是指生态系统都具有一定的自我调节能力,包括抵抗力的稳定性和恢复力的稳定性两个方面。
2、生态平衡是指生态系统中各种生物的数量和比例总是维持在相对稳定的状态。
解答:A、生态平衡是生态系统发展到一定阶段,生态系统保持其结构与功能相对稳定的状态,A正确;
B、生态系统的稳定性是生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力,B正确;
C、生态平衡是一个动态的平衡,生物的种类数量不是绝对不变,而是相对、持续的稳定,C正确;
D、生态系统的自动调节能力是有一定限度的,这与生物的种类和数量有关,生物的数量和种类越多,调节能力越强,因此生态平衡与生态系统的稳定性有关,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生态平衡和生态系统稳定性的相关知识,要求考生识记生态平衡和生态系统稳定性的含义,掌握影响生态系统稳定性的因素,能结合所学的知识准确答题。
【解题思路点拨】
掌握生态系统稳定性的概念和类型的相关知识是解题的关键。
30.生物多样性的内容和价值
【知识点的认识】
(1)生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。
(2)生物多样性的层次:遗传(基因)、物种、生态系统。
(3)生物多样性的价值包括:
一是目前人类尚不清楚的潜在价值;
二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值;(即生态功能,如森林草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的因素)
三是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。
【命题方向】
保护生物多样性的具体方法,下列说法错误的是( )
A.通过建立自然保护区、国家森林公园、禁猎区等来保护生态环境,从而保护生物多样性
B.建立全球性的基因库,保护作物的栽培种及可能会灭绝的野生亲缘种;储藏谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子,以保护生物的多样性
C.拒绝国际合作,独自打击跨国动物产品非法贸易
D.在中小学开设环境课或在化学、生物、地理教学中增加保护生物多样性的内容,加强环保教育
分析:本题考查的知识点是多彩的生命。生命是多彩的,要珍爱生命,据此进行回答即可。
解答:结合教材可知,保护生物多样性的方式有很多,可以通过建立自然保护区、国家森林公园、禁猎区等来保护生态环境,从而保护生物多样性,建立全球性的基因库,保护作物的栽培种及可能会灭绝的野生亲缘种;储藏谷类、薯类和豆类等主要农作物的种子,以保护生物的多样性,也可以在中小学开设环境课或在化学、生物、地理教学中增加保护生物多样性的内容,加强环保教育,故ABD正确,但不符合题意;C错误,我们不可能独自打击跨国动物产品非法贸易,但符合题意。
点评:本题需要学生仔细审题,认真分析材料,结合教材中关于多彩的生命的知识,进行回答即可。
【解题思路点拨】
掌握生物多样性的内容和价值的相关知识是解题的关键。
31.生物多样性丧失的原因及保护措施
【知识点的认识】
保护生物多样性的关键是要处理好人与自然的相互关系。当前主要是降低破坏地球生态环境的速度,这包括控制人口增长、合理利用自然资源以及废物的重复利用。保护生物多样性还要加强立法、执法、宣传教育,使每个人都能树立保护生物多样性的意识,自觉形成保护生物多样性的行为和习惯。
【命题方向】
下列关于生物多样性丧失及保护措施的叙述,错误的是( )
A.人类对野生动植物的过度采伐,滥捕乱猎是生物多样性丧失的原因之一
B.人类活动使某些物种的栖息地丧失和碎片化,导致其种群难以维持
C.就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区及国家公园等
D.易地保护是对生物多样性最有效的保护,可为行将灭绝的物种提供最后的生存机会
分析:1、关于生物多样性的价值,科学家一般概括为以下三方面:一是目前人类尚不清楚的潜在价值;二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值(也叫做生态功能,如森林和草地对水土的保持作用,湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用);三是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。需要指出的是,直到近几十年来,人类才认识到生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
2、保护生物多样性的措施:我国生物多样性的保护,可以概括为就地保护和易地保护两大类。就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等,这是对生物多样性最有效的保护。易地保护是指把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护。例如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等,这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。一旦人工繁育成功,就可以将这些野生生物回放野外。此外,建立精子库、种子库等,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护,等等,也是对濒危物种保护的重要措施。近些年来,我国科学家还利用人工授精、组织培养和胚胎移植等生物技术加强对珍稀、濒危物种的保护,取得了可喜的成绩。
解答:A、人类活动会造成生物栖息环境被破坏、资源减少、生态系统被破坏等,甚至直接导致物种灭亡,是造成生物多样性丧失的主要原因,A正确;
B、人类活动对野生物种生存环境的破坏,主要表现为某些物种的栖息地丧失和碎片化,B正确;
C、就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜区等,C正确;
D、就地保护是对生物多样性最有效的保护,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生物多样性的概念、价值和保护措施等相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
【解题思路点拨】
掌握生物多样性丧失的原因及保护措施的相关知识是解题的关键。
32.生态工程所遵循的基本原理
【知识点的认识】
生态工程所遵循的基础和基本原理有:
生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础,遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。
【命题方向】
“绿水青山就是金山银山”。我们要运用生态工程对生态环境进行修复和重建,共建文明美好的家园。下列关于生态工程的说法错误的是( )
A.生态工程应用了生态学和系统学等学科的基本原理和方法
B.“无废弃物农业”生态工程遵循的基本原理主要是物质循环再生原理
C.与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系
D.“三北防护林”工程建设要考虑树种的多样性,体现了整体性原理
分析:1、生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,通过系统设计、调控和技术组装,对已被破坏的生态环境进行修复、重建,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力,从而促进人类社会和自然环境的和谐发展;
2、生态工程建设的目的是遵循物质循环规律,充分发挥资源的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益和生态效益同步发展。
3、生态工程依据的生态学原理:
(1)物质循环再生原理:物质能在生态系统中循环往复,分层分级利用;
(2)物种多样性原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性;
(3)协调与平衡原理:生态系统的生物数量不能超过环境承载力(环境容纳量)的限度;
(4)整体性原理:生态系统建设要考虑自然、经济、社会的整体影响;
(5)系统学和工程学原理:系统的结构决定功能原理:要通过改善和优化系统结构改善功能;系统整体性原理:系统各组分间要有适当的比例关系,使得能量、物质、信息等的转换和流通顺利完成,并实现总体功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。
解答:A、生态工程可应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法,对人工生态系统进行分析、设计和调控,或对已破坏的生态环境进行修复重建,A正确;
B、“无废弃物农业”实现了系统中的物质迁移和转化,主要体现了循环原理,B正确;
C、与传统工程相比,生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系,C正确;
D、生态工程的整体原理要求生态系统的各组分要有适当的比例,进行生态工程建设时,要综合考虑自然、经济和社会等多方面的因素,“三北防护林”工程建设中考虑树种的多样性是对物种多样性原理的应用,D错误。
故选:D。
点评:本题考查生态工程的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力是解答本题的关键。
【解题思路点拨】
掌握生态工程所遵循的基本原理的相关知识是解题的关键。
33.微生物的选择培养(稀释涂布平板法)
【知识点的认识】
土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:
1.分离菌株的思路
(1)自然界中目的菌株的筛选
①依据:根据它对生存环境的要求,到相应的环境中去寻找。
②实例:PCR技术过程中用到的耐高温的Taq DNA聚合酶,就是从热泉中筛选出来的Taq细菌中提取出来的。
(2)实验室中目的菌株的筛选
①原理:人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度.pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源.缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
②方法:能合成脲酶的细菌才能分解尿素.配制以尿素为唯一氮源的培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。
2.统计菌落数目的方法
(1)稀释涂布平板法(间接)
①当样品的稀释庋足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。
②通过统计平板上的菌落数来推测样品中大约含有的活菌数。
(2)利用显微镜直接计数
3.分解尿素的细菌的鉴定细菌合成的脲酶将尿素分解成氨,氨会使培养基的碱性增强.在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂培养细菌,若指示剂变红,可确定该种细菌能够分解尿素。
4.实验流程
土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。
【命题方向】
自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中氮气的细菌,科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.培养自生固氮菌时,可用牛肉膏蛋白胨培养基,接种完成后培养皿应倒置
B.该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,统计细菌数量时通常会低于真实值
C.步骤①获取土壤一般来自深层土壤,为防止其他杂菌污染可对获取土壤灭菌处理
D.若④的平板上菌落平均数为58个,则每克土壤中含有的固氮菌约5.8×105个
分析:培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质;分为固体培养基和液体培养基,培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐,其中碳源和氮源常采用蛋白胨和牛肉膏,因为它们来源于动物原料,含有糖、维生素和有机氮等营养物质。在提供上述几种主要营养物质的基础上,培养基还需要满足微生物生长对特殊营养物质和氧气的要求。
解答:A、培养自生固氮菌时,一般不需要添加氮源,而牛肉膏蛋白胨培养基含有氮源,A错误;
B、该纯化培养的方法是稀释涂布平板法,由于多个细菌连在一起时长出来的是单个菌落,因此统计细菌数量时通常会低于真实值,B正确;
C、步骤①获取土壤一般来自浅层土壤,对土壤灭菌处理时也杀死了固氮菌,C错误;
D、10g土壤加到90mL无菌水后,稀释了10倍,在④中相当于稀释了104倍,若在④的平板上统计的菌落的平均数量为58个,则每克土壤中含有的固氮菌为58÷0.1×104=5.8×106个,D错误。
故选:B。
点评:本题主要考查微生物培养的相关知识,难度适中。
【解题思路点拨】
掌握稀释涂布平板法的相关步骤,结合题干进行分析解答
34.发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用
【知识点的认识】
发酵工程的应用:
在食品工业的应用:生产传统的发酵产品,生产各种各样的食品添加剂,生产酶制剂等。
在医药工业的应用:如生产抗生素、氨基酸、激素、免疫调节剂等。
在农牧业上的应用:生产微生物肥料、微生物农药、微生物饲料等。
【命题方向】
由于发酵工程生产条件温和、原料来源丰富、价格低廉等,在食品工业、医药工业、农牧业等许多领域得到了广泛的应用,下列有关发酵工程在食品工业上应用的描述,错误的是( )
A.酱油是以大豆为主要原料,利用霉菌制作而成的
B.啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,其中,酵母菌的繁殖在主发酵阶段完成,大部分糖的分解和代谢物的生成在后发酵阶段完成
C.味精是谷氨酸棒状杆菌发酵产生的谷氨酸经过一系列处理而获得的
D.由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和,因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH
分析:大麦常用于酿酒,而制作酱油常用大豆。谷氨酸棒状杆菌为需氧菌。酶的催化受温度、pH等条件的影响。
解答:A、酱油是以大豆为主要原料,利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉),将原料中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸,然后经淋洗、调制而成的,A正确;
B、啤酒发酵的过程分为主发酵和后发酵两个阶段,但酵母菌的繁殖、大部分糖的分解和代谢物的生成都在主发酵阶段完成,主发酵结束后在低温、密闭环境下储存一段时间属于后发酵,B错误;
C、谷氨酸棒状杆菌在有氧条件下发酵产生谷氨酸,谷氨酸经过一系列处理而获得味精,C正确;
D、由于酶制剂催化效率高、专一性强、作用条件温和,因此在使用时要考虑酶制剂的使用量、底物的种类以及适宜的温度和pH,D正确。
故选:B。
点评:本题主要考查发酵工程的相关知识,要求学生有一定的理解分析能力,能够结合题干信息和所学知识进行分析应用。
【解题思路点拨】
掌握发酵工程在食品、医药、农牧业等工业上的应用是解题的关键。
35.动物细胞培养的条件与过程
【知识点的认识】
动物细胞培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌﹣﹣对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素。;无毒﹣﹣定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:
成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。
培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2:是细胞代谢所必需的 CO2主要作用是维持培养液的
pH。
【命题方向】
下列有关动物细胞培养条件的叙述中,错误的是( )
A.为保证培养的动物细胞处于无菌、无毒的环境,需加入一定的维生素
B.动物细胞培养应在含5% C02的恒温箱中培养,C02的作用维持培养液的PH
C.培养液中需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等
D.细胞体外培养的适宜温度一般与动物的体温接近
分析:动物细胞培养条件:
(1)无菌无毒环境:无菌﹣﹣对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素。;无毒﹣﹣定期更换培养液,防止细胞代谢产物积累对自身造成危害。
(2)营养:
成分:所需营养物质与体内基本相同,例如需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然成分。
培养基类型:合成培养基(将细胞所需的营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基)
(3)温度和pH值:哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜,多数细胞生存的适宜pH为7.2~7.4。
(4)气体环境:通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。O2:是细胞代谢所必需的,CO2主要作用是维持培养液的pH。
解答:A、动物细胞培养也需要无菌、无毒的环境,需加入一定的抗生素,A错误;
B、动物细胞培养需要一定的气体环境,95%空气和5%的CO2,5%的CO2能调培养液pH,B正确;
C、用于动物细胞培养的合成培养基需加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,还需加入血清、血浆等天然物质,C正确;
D、动物细胞培养需要适宜的温度和pH,其中温度要与动物体温相近,D正确。
故选:A。
点评:本题考查动物细胞培养的相关知识,意在考查学生的识记和理解能力,难度不大。
【解题思路点拨】
掌握动物细胞培养的条件与过程的相关知识是解题的关键。
36.基因工程的操作过程综合
【知识点的认识】
基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品.基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术.
(一)基因工程的基本工具
1、“分子手术刀”﹣﹣限制性核酸内切酶(限制酶)
(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的.
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性.
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端.
2、“分子缝合针”﹣﹣DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶(E•cliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较:
①相同点:都缝合磷酸二酯键.
②区别:E•cliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接粘性末端和平末端,但连接效率较低.
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键.DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键.
3、“分子运输车”﹣﹣载体
(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存.
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入.
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择.
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子.
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步:目的基因的获取
1、目的基因是指:编码蛋白质的结构基因.
2、原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成.人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法.
3、PCR技术扩增目的基因
(1)原理:DNA双链复制
(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成.
第二步:基因表达载体的构建
1、目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用.
2、组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质.
(2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端.
(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来.常用的标记基因是抗生素抗性基因.
第三步:将目的基因导入受体细胞
1、转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程.
2、常用的转化方法:
将目的基因导入植物细胞:采用最多的方法是 农杆菌转化法,其次还有基因枪法和 花粉管通道法等.
将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是 显微注射技术.此方法的受体细胞多是受精卵.
将目的基因导入微生物细胞:原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,最常用的原核细胞是 大肠杆菌,其转化方法是:先用 Ca2+处理细胞,使其成为 感受态细胞,再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程.
3、重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达.
第四步:目的基因的检测和表达
1、首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用 DNA分子杂交技术.
2、其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA,方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交.
3、最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取 蛋白质,用相应的 抗体进行抗原﹣抗体杂交.
4、有时还需进行 个体生物学水平的鉴定.如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状.
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种群类型
种群数量/只
A基因频率
a基因频率
主种群
200
70%
30%
隔离种群1
20
90%
10%
隔离种群2
15
40%
60%
捕食者
被捕食者
田鼠
稻螟
蝗虫
水稻
蛇
+
﹣
﹣
﹣
田鼠
﹣
﹣
+
+
稻螟
﹣
﹣
﹣
+
蝗虫
﹣
﹣
﹣
+
水稻类型
发芽率/%
ABA含量/(ng•g﹣1)
野生型
45
30
SD6基因敲除型
15
65
ICE2基因敲除型
80
12
品种
光照时间/h
可溶性糖含量/(mg•g﹣1)
蛋白质含量/(mg•g﹣1)
硝酸盐含量/(mg•g﹣1)
A
12
12.07
13.32
—
16
18.00
11.44
—
20
23.54
9.26
0.24
B
12
13.01
13.30
—
16
21.24
10.16
—
20
29.21
8.31
0.25
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
D
C
D
B
C
B
C
D
A
C
题号
12
13
14
15
答案
D
A
B
B
成分
所占比例
在细胞膜构成中作用
脂质
约50%
其中磷脂是构成细胞膜的重要成分
蛋白质
约40%
蛋白质是生命活动的主要承担者,细胞膜的功能主要由其上的蛋白质来行使
糖类
约2%~10%
与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂,分布在细胞膜的外表面
物质出
入细胞
的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
图例
举例
O2、CO2、H2O、甘
油、乙醇、苯等出入细胞
红细胞吸收葡萄糖
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
表示曲线
(一定浓度
范围内)
运输
方式
运输方向
运输特点
实 例
胞吞
细胞外→细胞内
需要能量,不需要载体蛋白
白细胞吞噬病菌
变形虫吞噬食物颗粒
胞吐
细胞内→细胞外
胰腺细胞分泌胰岛素
选项
管腔中氨基酸→上皮细胞
管腔中Na+→上皮细胞
上皮细胞中氨基酸→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
温度(℃)
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收CO2(mg/h)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放CO2(mg/h)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
C3植物
C4植物
光反应
叶肉细胞的叶绿体基粒
叶肉细胞的叶绿体基粒
暗反应
叶肉细胞的叶绿体基质
维管束鞘细胞的叶绿体基质
CO2固定
仅有C3途径
C4途径﹣→C3途径
方法
原 理
条件和过程
现象和指标
结 论
生理学方法
在强光照、干旱、高温、低CO2时,C4植物能进行光合作用,C3植物不能.
密闭、强光照、干旱、高温
生长状况:
正常生长
或
枯萎死亡
正常生长:C4植物
枯萎死亡:C3植物
形态学方法
维管束鞘的结构差异
过叶脉横切,装片
①是否有两圈花细胞围成环状结构
②鞘细胞是否含叶绿体
是:C4植物
否:C3植物
化学方法
①合成淀粉的场所不同
②酒精溶解叶绿素
③淀粉遇面碘变蓝
叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察
出现蓝色:
①蓝色出现在维管束鞘细胞
②蓝色出现在叶肉细胞
出现①现象时:
C4植物
出现②现象时:
C3植物
C4植物比
植物光合作用强的原因
C3植物
C4植物
结构原因:
维管束鞘细胞的结构
以育不良,无花环型结构,无叶绿体.
光合作用在叶肉细胞进行,淀粉积累,影响光合效率.
发育良好,花环型,叶绿体大.
暗反应在此进行.有利于产物运输,光合效率高.
生理原因:
PEP羧化酶
磷酸核酮糖羧化酶
只有磷酸核酮糖羧化酶.
磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱,不能利用低CO2.
两种酶均有.
PEP羧化酶与CO2亲和力大,利用低CO2能力强.
条件
种类和分离比
相当于孟德尔的分离比
显性基因的作用可累加
5种,1:4:6:4:1
按基因型中显性基因个数累加
正常的完全显性
4种,9:3:3:1
正常比例
只要A(或B)存在就表现为同一种,其余正常为同一种,其余正常表现
3种,12:3:1
(9:3):3:1
单独存在A或B时表现同一种,其余正常表现
3种,9:6:1
9:(3:3):1
aa(或bb)存在时表现为同一种,其余正常表现
3种,9:3:4
9:3:(3:1)
A_bb(或aaB_)的个体表现为一种,其余都是另一种
2种,13:3
(9:3:1):3
A、B同时存在时表现为同一种,其余为另一种
2种,9:7
9:(3:3:1)
只要存在显性基因就表现为同一种
2种,15:1
(9:3:3):1
分离定律
自由组合定律
两对相对性状
n对相对性状
相对性状的对数
1对
2对
n对
等位基因及位置
1对等位基因位于1对同源染色体上
2对等位基因位于2对同源染色体上
n对等位基因位于n对同源染色体上
F1的配子
2种,比例相等
4种,比例相等
2n种,比例相等
F2的表现型及比例
2种,3:1
4种,9:3:3:1
2n种,(3:1)n
F2的基因型及比例
3种,1:2:1
9种,(1:2:1)2
3n种,(1:2:1)n
测交后代表现型及比例
2种,比例相等
4种,比例相等
2n种,比例相等
遗传实质
减数分裂时,等位基因随同源染色体的分离而分开,分别进入不同配子中
减数分裂时,在等位基因随同源染色体分开而分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合,进而进入同一配子中
实践应用
纯种鉴定及杂种自交纯合
将优良性状重组在一起
联系
在遗传中,分离定律和自由组合定律同时起作用:在减数分裂形成配子时,既有同源染色体上等位基因的分离,又有非同源染色体上非等位基因的自由组合
♀AA
♀Aa
♀aa
♂AA
♂AA×♀AA
♂AA×♀Aa
♂AA×♀aa
♂Aa
♂Aa×♀AA
♂Aa×♀Aa
♂Aa×♀aa
♂aa
♂aa×♀AA
♂aa×♀Aa
♂aa×♀aa
♂配子
♀配子
1/3A
2/3a
1/3A
1/9AA 不存在
2/9Aa
2/3a
2/9Aa
4/9aa
♀配子
♂配子
1/4XB
3/4Xb
1/4XB
1/4Xb
3/16XbXb
1/2Y
3/8XbY
种群
物种
概念
生活在一定区域的同种生物的全部个体
能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物
范围
较小范围内的同种生物的个体
分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准
种群必须具备“三同”;即同一时间、同一地点、同一物种
主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代
联系
一个物种可以包括许多种群,同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种.
合成部位
激素名称
主要作用
①根冠、萎蔫叶子
A.赤霉素
a.促进细胞分裂
B.细胞分裂素
b.促进果实成熟
②未成熟种子、幼根和幼芽
C.脱落酸
c.促进细胞伸长、种子萌发和果实发育
③各个部位
D.乙烯
d.促进叶和果实衰老、脱落
④主要是根尖
E.油菜素内酯
e.促进茎、叶细胞扩展和分裂,促进花粉管生长、种子萌发
样方
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
种群密度
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
年龄期
个体数
甲
乙
丙
幼年期
600
400
200
成年期
400
400
400
老年期
200
400
600
样方
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
种群密度
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
研究方法
研究实例
提出问题
观察研究对象,提出问题.
细菌每20min分裂一次
模型假设
提出合理的假设
资源和空间无限,细菌的种群增长不会受密度影响.
建立模型
用数学形式对事物性质进行表达.
Nn=2n,N代表细菌数量,n表示第几代.
修正检验
对模型进行检验或修正.
观察、统计细菌数量,对所建模型进行检验或修正.
项 目
“J”型曲线
“S”型曲线
含 义
种群不受资源和空间的限制,种群的数量往往呈指数增长.它反映了种群增长的潜力.
种群在一个有限的环境中增长时,当种群数量为1/2K时,增长速率达最大值.种群数量达到K值时,种群数量将停止增长.
前提条件
环境资源无限
环境资源有限
λ(Nt+1/Nt)
保持不变
随种群密度上升而下降
种群增长率(dN/Ndt)
保持不变
随种群密度上升而下降
种群增长速率(dN/dt)
随种群密度上升而上升
随种群密度上升而上升,到一定密度再下降
K值(环境容纳量)
无K值
种群数量在K值上下波动
注意事项
灭鼠
捕鱼
K/2
(最大增长率)
不可盲目减数,以至
于获得K/2
最大限度利用,维持 K/2
K
(环境最大容纳量)
降低 K 值,改变环境,
使之不适合鼠生存
保护 K 值,保证鱼生存的环境条件,尽量
提升K值
性别比例
使某一性别不育
不能单一捕捉某一性别
年龄组成
尽量减少幼年个体
尽量保护幼体
类型
曲线图例
箭头图例
种间关系
互利共生
两种生物生活在一起,彼此有利,相互依存,如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等.
捕食
捕食者种群的数量和猎物者种群的数量呈周期性的波动,且捕食者数量高峰变动滞后于猎物者.
竞争
C代表共同的生活条件,结局有三,①两种群个体间形成平衡;②A取代B;③二者在空间、食性、活动时间上产生生态位的分离.
寄生
A:寄生物;B:宿主
寄生种群A得利,宿主种群B有害,寄生物一般比宿主小,如蛔虫与人.
比较项目
范围
实例
种内斗争
同种生物的个体之间
大鲈鱼以小鲈鱼为食
竞争
不同种生物个体之间
大草履虫与双核小草履虫混合放养后,大草履虫因在食物中竞争失败而死亡
相关试卷
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