期末冲刺非选择题规范练(期末真题汇编)高二生物上学期人教版
2025-11-11
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内容正文:
期末冲刺非选择题规范练
一、解答题
1.(24-25高二上·广东清远·期末)近年来,科学家成功研发出一种人造子宫技术,该技术旨在模拟母体子宫环境,为胚胎提供生长发育所需的条件(如图甲)。图乙为羊羔体内细胞与内环境之间的物质交换示意图。请结合所学知识,回答以下问题:
(1)据图甲可知,“人造子宫”内环境稳态的维持依赖于 系统和 系统等多个系统的协同作用。
(2)据图乙分析,②与③最主要的区别是 ;血液中红细胞所携带的氧气被组织细胞利用至少需穿过 层生物膜。
(3)胚胎细胞代谢时会产生许多酸性物质,但由于血浆中含有的HCO3-、H2CO3等缓冲物质,使胎儿的血浆pH维持在 之间。
(4)生理学家把正常机体通过调节作用,使 叫做稳态。“人造子宫”维持内环境稳态的主要调节机制是 。
2.(24-25高二上·江西·期末)脊髓损伤(SCI)是由于各种不同致病因素引起脊髓结构和功能的损伤,造成脊髓功能(如运动、感觉、反射等)的障碍。它是一种严重的致残性损伤,严重的影响患者生活自理能力和参与社会活动能力。回答下列问题:
(1)在人的神经系统中,脊髓属于 ,是调节运动的低级中枢。脊髓损伤可导致运动、感觉和自主神经系统功能暂时或永久性损伤,其中自主神经系统由交感神经和 组成,它们对同一器官作用的意义是 。
(2)脊髓损伤后,可能导致患者排尿功能障碍,如尿潴留(膀胱内充满尿液而不能排出的现象)、尿失禁、尿频等症状。其中排尿反射的中枢位于 (答出2个即可),SCI患者感觉不到尿意,原因是 。
(3)某研究小组为研究改善SCI患者排尿功能障碍的治疗方法,进行了实验,实验结果如下:
组别
时间
日均排尿次数
日均漏尿次数
残余尿量
电针治疗和盆底肌训练联合组
治疗前
11.55
8.38
357.45
治疗后
9.17
2.38
168.83
电针治疗组
治疗前
11.60
8.03
353.97
治疗后
10.90
3.93
213.37
盆底肌训练组
治疗前
11.69
8.07
350.72
治疗后
10.69
3.17
202.24
根据以上实验结果,你认为其中改善SCI患者排尿功能障碍最好的治疗方法是 ,原因是 。
3.(24-25高二上·福建漳州·期末)糖尿病周围神经病变(DPN)是临床上糖尿病较为常见的一种慢性并发症,主要表现为肢体乏力、运动异常、对物理刺激反应迟钝,常累及坐骨神经等,严重影响患者下肢功能。
(1)外周神经系统分布在全身各处,包括 ,它们都含有传入神经和传出神经,传出神经又可分为 和 。
(2)运动神经传导速度(MNCV)是一种外周神经病变诊断的有效指标。MNCV=刺激电极与记录电极间的距离/传导时间。如图,科研人员将刺激电极置于坐骨神经S1处,记录电极置于坐骨神经S2处,分别对DPN模型鼠和健康鼠的MNCV进行在体(非离体)测定。可推断DPN模型鼠的MNCV (填“高于”或“低于”)健康鼠。若刺激电极位置不变,将记录电极放至R处,测得的MNCV (填“增大”、“减小”或“不变”),原因是 。
(3)临床上常用甲钴胺治疗DPN。科研人员为探究新型药物G治疗DPN的效果,进行了如下实验:
组别
实验处理
检测指标
实验结果
1
健康鼠+生理盐水
实验疗程为4周,4周后检测各组MNCV
MNCV大小:1>3>4>2
2
DPN模型鼠+生理盐水
3
DPN模型鼠+药物G
4
DPN模型鼠+甲钴胺
①与组别1比较,设置组别2的目的是 。
②根据实验过程及结果,得出的实验结论是 。
(4)新型药物从研发到应用,还需在本实验的基础上对药物G做进一步研究: 。(写出一点即可)
4.(24-25高二上·四川眉山仁寿县铧强中学·期末)癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病。与癫痫发生有关的神经元及部分生理过程如图甲。GABA对哺乳动物不同发育程度的神经细胞产生的生理效应如图乙。回答下列问题:
(1)为研究癫痫发生时突触中兴奋传递的过程,将电流计的两个电极接至癫痫模型鼠神经元细胞膜外侧(如图甲)。若刺激b点,电流计只偏转一次,原因是 。静息状态下,如果将右侧电极移入神经细胞膜内,则电流计将向 偏转,若此时神经元所处液体环境中K+浓度上升,则电流计偏转的幅度会 (填“增大”或“减小”)。
(2)对未成熟的神经细胞而言,GABA是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,对成熟的神经细胞而言,若某化学物质X会抑制突触前膜上的GABA转运体(如图甲)的活性,推测使用物质X会 (填“加剧”或“缓解”)癫痫症状。
(3)现欲设计实验验证药物M可通过降低AMPA受体蛋白表达量从而缓解癫痫症状。提供癫痫模型大鼠和必要的仪器、生理盐水、药物M注射液等,请设计实验并完善实验思路:
①分组:将生理状态一致的癫痫模型大鼠随机均分为两组,标记为甲和乙;
②处理:甲组 ,乙组 ;
③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间, ;
④统计分析,得出结论。
5.(24-25高二上·广东肇庆·期末)人体血压有多种调节方式,当血压升高时,刺激血管壁内的压力感受器,感受器产生兴奋传入中枢神经系统,再通过交感神经和副交感神经调节心脏、血管活动及肾上腺髓质所分泌的激素水平,最终血压回降。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定,据图回答下列问题。
(1)某人长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,神经递质作用于心脏及血管细胞膜上的 ,从而降低血压,写出此减压反射的反射弧: 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下表所示的实验方案:
组别
离体蛙心 A,保留支配心脏 A 的副交感神经
离体蛙心 B,剪断支配心脏 B 的全部神经
实验条件
将离体心脏置于适当的营养液中使心脏保持正常收缩活动
实验操作
刺激 A 保留的神经
心脏 A 收缩变慢时,取心脏 A 的营养液注入心脏 B 的营养液中
结果
心脏 A 的收缩变慢变弱(收缩曲线如下图)
______
若神经和效应器细胞之间传递的信号是化学信号,请在上表中预测心脏 B 收缩的变化,并画出心脏 B 的收缩曲线 。心脏 B 收缩发生变化的原因是 。
6.(24-25高二下·江西宜春丰城第九中学·期末)癫痫是大脑神经元过度兴奋而导致的脑功能障碍疾病。下图表示与癫痫发生有关的神经元结构及部分生理过程。回答下列问题:
(1)癫痫发作时,兴奋传至a点,导致该处细胞膜外发生的电位变化是 。当兴奋传至突触处时,突触小泡内的谷氨酸释放后,经 方式通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合。
(2)已知药物DL-TBOA会抑制谷氨酸转运体活性,而药物噻加宾会抑制GABA转运体活性。其中,能起到抗癫痫的作用的是 (填“DL-TBOA”或“噻加宾”)。其具体作用机理是 。
(3)研究发现,褪黑素对癫痫起到显著抑制作用,已知GAD是合成GABA的关键酶。为探究褪黑素通过增加GAD基因表达量从而缓解癫痫症状。请利用以下材料设计实验并完善实验思路。
实验材料:生理状态相同且良好的正常大鼠、用生理盐水配制的PILO试剂(诱发大鼠癫痫)、生理盐水、褪黑素等。
①分组和构建模型大鼠:取生理状态相同且良好的正常大鼠若干只随机均分为甲、乙、丙3组,甲组注射生理盐水, :②处理: 。
③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间, 。
7.(24-25高二上·江西·期末)在临床检测中发现,抑郁症患者常伴随皮质醇含量增加、糖皮质激素受体功能下调等为主要特点的HPA轴的过度激活,故下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴,如下图)紊乱是抑郁症发病的重要原因之一。目前使用西药治疗抑郁症患者有一定的疗效,但存在不良反应大、易复发等问题。回答下列问题:
(1)在个体受到生理或心理压力时,机体会通过HPA轴分级调节糖皮质激素(主要是皮质醇)的含量,意义是 。肾上腺皮质分泌的主要激素除了皮质醇外,还有 ,其主要功能是 。
(2)正常情况下,HPA轴还存在 机制能维持机体对压力应激的稳态,但持续的外界应激会导致人体皮质醇分泌过多,高浓度皮质醇会导致中枢神经损伤,从而诱发抑郁,这体现了体液调节和神经调节的关系是: 。
(3)抑郁症患者HPA轴功能持续亢进,也会进一步导致ACTH、皮质醇等含量升高,从而进一步加重病情。西药盐酸帕罗西汀片是常用的抗抑郁药,但老年患者机体耐受力较低,不良反应大,有研究显示中药逍遥散可起到清热除烦、安神、疏肝解郁作用,且中药药性温和,无明显副作用。某科研小组研究了中西医治疗对老年抑郁症患者HPA轴的影响(如下表)。
组别
ACTH(pmol/L)
皮质醇(μg/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
中药组
14.53±3.16
4.23±0.39
16.68±3.47
4.35±0.41
西药组
14.58±3.21
7.25±1.84
16.63±3.39
6.94±1.79
①根据表中信息推测,西药盐酸帕罗西汀片和中药逍遥散能够用于治疗抑郁症的机理是 。
②某同学还想知道中药逍遥散能否使老年抑郁症患者的 HPA 轴功能恢复到正常水平,请你设计实验并写出实验思路: 。
8.(24-25高二上·江苏南通·期末)中医常将桑叶用作治疗消渴症(糖尿病)的中药。科研人员研究了桑树不同部位的提取物对Ⅱ型糖尿病小鼠的降糖效果,实验结果见下图(糖尿病小鼠的血糖浓度一般为10-25mmol/L),请回答下列问题:
(1)胰岛素功能有促进血糖进入组织细胞氧化分解, 。与正常小鼠相比,Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性 。
(2)根据上述实验结果可以得出的结论有 。
(3)科学家继续探究了桑树乳汁中1-脱氧野尻霉素(DNJ)对糖尿病的治疗效果,设计了如下探究实验,请补全表格:
实验材料:5周龄体重20-22g健康小鼠50只、STZ(对动物的胰岛B细胞有选择性破坏作用)、普通饲料、药物X溶液(一种降糖药)、DNJ溶液、生理盐水。
实验目的
实验操作
将购买的50只小鼠在实验室条件下正常喂养1周。
构建糖尿病模型小鼠
取40只小鼠,正常喂养的同时腹腔注射STZ溶液,一周后空腹采血, ,即可确认为造模成功小鼠。
实验分组
将造模成功的糖尿病小鼠按每组10只随机分成4组,分别为高血糖模型对照组、阳性药物对照组、DNJ低剂量组、DNJ高剂量组,另选取10只正常小鼠为正常血糖对照组。
实验处理
阳性药物对照组:正常饮食+灌胃5ml药物X溶液。
DNJ低剂量组:正常饮食+灌胃2.5mlDNJ溶液+ 。
DNJ高剂量组:正常饮食+灌胃5mlDNJ溶液。
相关指标测定
灌喂药物前、给药7天后、给药14天后,测定 、体重等指标综合判断DNJ对糖尿病的治疗效果。
9.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)我国科研人员在Nature子刊上发表的一篇研究论文指出,甲状腺激素的活性形式—三碘甲状腺原氨酸(T3)能够通过GLP—1(胰高血糖素样肽—1)与血糖稳态建立联系。下图1显示实验处理后测定的小鼠体内血糖水平和胰岛素水平。
(1)图1中,Y组小鼠体内血糖水平下降的过程中,被胰岛素促进的代谢过程有 。
(2)根据已有知识推测,图1中X组没有显著提升胰岛素分泌量的可能原因是 。
(3)已知GLP—1能升高胰岛素含量。为探究T3与GLP—1在糖代谢调控中的关系,研究人员开展了进一步的实验。根据探究的目的,在表格中补全实验设计(编号选填)
①注射25nmol/kg GLP—1 ②注射25nmol/kg GLP—1拮抗剂③注射0.25μg/g T3 ④注射0.25μg/g 生理盐水
组别
处理方法
处理时间
胰岛素水平(ng/mL)
实验结果
I
④
5天
1.1 a
II组胰岛素水平显著高于I组(对照组)
II
③
3.2 b
III
②④
0.8 c
IV
0.7 c
(4)GLP—1的作用机制主要涉及与胰岛细胞质膜上G蛋白偶联的GLP—1受体结合,通过刺激G蛋白使腺苷酸环化酶(AC)活化,从而触发胰岛素的分泌,具体作用机制如图2所示。
若机体产生的抗体能够识别并结合GLP—1受体,从而导致GLP—1抵抗引发糖尿病,则该类型的糖尿病是否可以利用胰岛素进行治疗, (填:“是”、“否”)。结合图2中信息及所学知识阐明上述判断的依据: 。
10.(24-25高二上·北京大兴区·期末)下图是人体生长激素(GH)分泌调节及作用机制图解。
(1)内分泌系统产生的多种激素,通过 传送而发挥调节作用。慢波睡眠状态时,GH的分泌增多,有利于机体的生长发育和体力恢复,图中对GH的分泌有促进作用的激素包括 。
(2)长期生活在焦虑不安环境下的儿童,可能出现生长缓慢等现象。据图分析,原因是应激刺激导致GHRH分泌减少的同时,SS神经元活动增强, ,使得GH的分泌量降低,导致 减少,影响儿童的生长。
(3)研究人员将正常小鼠和IGF-I基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-I基因缺失小鼠体内GH水平 正常小鼠,理由是 。
(4)研究发现,GH还可通过其诱导产生的IGF-I促进软骨细胞生长。为验证这一发现,科研人员以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,实验设计如下表。
组别
A
B
C
D
E
培养液中添加物质
无
GH
IGF-I
正常小鼠去垂体一段时间后的血清
?
①与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是 组。
②E组培养液中添加的物质是 。若E组培养的软骨细胞生长速度 ,则可验证本实验目的。
11.(24-25高二上·河北沧州·期末)疫苗在保护人类健康方面的作用是不容忽视的,它使人类在面对传染病的威胁时能化被动为主动。基于疫苗的制备方法和所使用的技术,其种类多样。回答下列问题:
(1)灭活病毒疫苗进入人体后,能被人体的免疫系统识别,从而激活人体的 免疫产生抗体。疫苗的应用是人们根据人体免疫系统的免疫反应具有 性、 性等规律而设计的,这主要体现了免疫系统的 功能。
(2)为了探究某疫苗不同接种方案对接种效果的影响,科研人员进行了临床实验研究,并得到如表所示的结果。
组别
A1
A2
B1
B2
C1
C2
D1
D2
接种试剂剂量/(μg·针-1)
疫苗
6
/
6
/
6
/
6
/
生理盐水
/
6
/
6
/
6
/
6
第一针接种时间
第0天
第二针接种时间
不接种
第14天
第21天
第28天
相应抗体相对含量
15.2
0
172.4
0
290.7
0
221.0
0
①从上述数据中得出“需要多次接种,才能使人体产生足够的免疫力”的依据是 。
②该疫苗两次接种时间间隔为21天的效果最好,间隔时间过长会使抗体含量相对较低,其原因可能是 (答出2点)。腺病毒载体疫苗(一种DNA疫苗,使用一种无害的腺病毒作为载体,将目标病原体的基因片段插入腺病毒的基因组中)带有编码病原体蛋白的核酸,注入人体后,能在组织细胞中合成特定的病原体蛋白,参与刺激人体内的B细胞和细胞毒性T细胞的活化,从而增强免疫效果。但是对于某些人群(如有腺病毒感染史的人),可能会存在“预存免疫”而降低疫苗的免疫效果,其原因是 。
12.(24-25高二上·江苏南通·期末)变应性鼻炎(AR)又称过敏性鼻炎,是一种人体接触变应原引起的、特异性免疫球蛋白E(IgE)介导的鼻黏膜慢性非感染性炎症反应。患者会出现鼻塞、鼻痒、清水样涕及喷嚏等症状。下图为变应性鼻炎主要发病机制,请回答下列问题:
(1)图中细胞甲是 ,可将变应原 ,促使细胞乙转化为细胞丙。
(2)细胞丁识别变应原后表达CD80/86,与细胞丙表面的 结合,活化细胞丙,活化的细胞丙表达出CD40L,与 结合,产生细胞丁活化的第二信号。
(3)相同变应原再次进入机体时会与 结合,促使其释放炎症介质,在体内经过信号转导最终传入 引起鼻痒症状。
(4)糖皮质激素类药物(GC)常用于治疗过敏性鼻炎,但过多的GC会导致肾上腺皮质萎缩,故用GC治疗过敏性鼻炎的过程中应_____,达到治疗效果后才能停药。
A.适量补充抗生素 B.适量补充促肾上腺皮质激素
C.适量补充免疫激活剂 D.逐渐减量
(5)科研人员发现利用糠酸莫米松(一种糖皮质激素)鼻喷雾剂联合氯雷他定(抑制炎症介质释放的药物)的疗效明显优于单一使用氯雷他定,为探究其机理,进行了如下实验。
a.研究对象及分组:医院收治的变应性鼻炎患儿120例,随机分为对照组和实验组,每组60例。
b.实验处理:实验组患儿口服氯雷他定并联合糠酸莫米松鼻喷雾剂治疗,对照组?,两组患儿均进行为期1个月的治疗,1个月后测定指标如下:
IL-6(pg/mL)
IL-10(pg/mL)
IgE(g/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
实验组
20.18
7.16
55.26
69.85
400.22
275.56
对照组
20.24
14.24
55.24
63.24
401.24
367.83
对照组的处理是 ,据实验结果分析联合治疗疗效更好的机理是 。
13.(24-25高二上·江苏苏州·期末)慢性自发性荨麻疹多数是由过敏反应引起的一种皮肤病,以风团或血管性水肿并伴有瘙痒为主要症状,其发病机理如图1所示。请回答下列问题:
(1)图1中细胞A为 细胞,激活该细胞的两个信号分别为:过敏原的直接接触、Th细胞(辅助性T细胞)表面的 发生变化并与之结合。在两个信号刺激下,该细胞分裂、分化,产生特异性IgE,吸附在致敏肥大细胞表面。
(2)当相同过敏原再次进入机体时,细胞 (填图1中字母)均可分裂、分化;部分过敏原直接与致敏肥大细胞表面的 结合,激活肥大细胞。
(3)致敏肥大细胞内充满粗大的分泌颗粒,当肥大细胞被激活后,通过 (填方式)释放出 、TNF-α和IL-3等活性介质,该过程称为细胞脱颗粒。细胞脱颗粒所释放的活性介质会引发过敏症状。
(4)研究发现慢性自发性荨麻疹与肠道菌群有关。某科研团队开展了小鼠移植肠道菌群实验,过程如下:
①小鼠抗生素处理:在肠道菌群移植前,用含抗生素的饮用水供小鼠饮用,主要目的是 ,为下一步进行人体肠道菌群移植创造条件。
②肠道菌群移植:抗生素停用48小时后,将所有小鼠随机均分为三组:NC组灌胃肠道菌群混悬液的溶剂,HC组灌胃的肠道菌群混悬液来自于健康人群,而CSU组灌胃的肠道菌群混悬液来自于 。
③被动皮肤过敏反应:给各组小鼠双侧耳部皮下注射10ug/ml ,16小时后注射相应过敏原。
④实验结果分析:30分钟后取耳部过敏组织进行相关检测并对过敏组织切片、染色观察,结果分别如图2、图3所示。据图分析,CSU组灌胃的肠道菌群通过 ,从而加重过敏症状。
14.(24-25高二上·广东东莞·期末)MCA是一种化学致癌剂,可诱导小鼠形成肿瘤。研究者为验证免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用,用生理状态相似的克隆小鼠甲、乙、丙、丁进行实验,实验过程如图1。请回答问题:
(1)细胞免疫过程中,细胞毒性T细胞识别靶细胞膜表面的某些分子发生变化的信号,开始分裂并分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。 能加速这一过程,新的细胞毒性T细胞能 。
(2)图中处理①②注射 ,处理③注射 。若结果为 ,则免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用。
(3)研究者发现小鼠的肿瘤细胞会分泌乳酸。他们从乙鼠提取的T淋巴细胞中分离出细胞毒性T细胞和Treg细胞(一种调节性T细胞,可抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂),用含有不同浓度乳酸的培养液分别培养上述细胞毒性T细胞和Treg细胞,一段时间后检测细胞分裂情况,结果如图2(细胞分裂指数越高表示分裂能力越强)。
研究者认为肿瘤细胞能通过分泌大量乳酸逃避免疫系统的“追杀”,根据两种细胞的检测结果,分析其原因是 。
15.(24-25高二上·江苏南通·期末)铝是地壳中含量最丰富的金属元素,酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来,抑制根的生长发育。研究发现铝胁迫抑制植物根的生长与生长素的运输密切相关,相关机制见图1.植物体中的生长素有两种存在形式,即IAAH(具有较强的亲脂性)和IAA-,图中AUX和PIN是运输生长素的两种载体,其中AUX为IAA-/H+共运输载体。请回答下列问题:
(1)生长素在根尖分生区合成后通过极性运输,向形态学 端转移。图中生长素进入细胞的方式为 。
(2)据图分析,细胞中pH (填“高于”或“低于”或“等于”)细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞,意义是 。
(3)据图分析三价铝离子进入细胞会促进 的合成,进而引起 ,生长素在根部积累,最终导致植物根的生长受到抑制。
(4)科研人员研究了在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA、NPA(生长素运输抑制剂)、yucasin(生长素合成抑制剂,在一定程度上抑制生长素的合成)对番茄根生长的影响,请预测C、D、E组的实验结果,在答题纸上相应位置绘制柱形图。
(5)科学家利用特殊染色技术对植物体内的铝离子进行染色来检测铝离子在根部的积累情况,结果如图2所示。已知颜色越深根细胞中铝离子的含量越高,下列叙述正确的有_____。
A.对照组根部细胞中没有铝离子
B.外源生长素可以减少铝离子在根尖的积累
C.生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累
D.外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累
16.(24-25高二上·广西玉林·期末)植物在受到干旱胁迫时体内脱落酸(ABA)含量会上升,进一步调控气孔关闭、影响植物代谢、调控渗透压,以增强植物对干旱的耐受性。拟南芥产生的脱落酸调控气孔关闭机制的过程如图所示,回答下列问题:
(1)脱落酸的合成部位有 、萎蔫的叶片等,其主要作用除了调控气孔关闭、影响植物代谢、调控渗透压之外,还可以 (答出1点即可)。
(2)在干旱条件刺激下,脱落酸含量增加,ABA与 结合后,促进蛋白P的合成,将保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,使保卫细胞的渗透压降低,保卫细胞 (选填“吸水”或“失水”),导致气孔关闭。干旱条件下,与正常拟南芥相比,蛋白P基因缺失突变体拟南芥失水 (“更少”、“更多”或“基本一样”)。
(3)为了探究细胞内是否存在ABA受体,研究人员设计了两种防止被细胞降解的“笼化ABA”,光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA,非光解性“笼化ABA”则不能。请在下表中完善实验的实验方案。
A组
B组
步骤一
培养叶片下表皮组织
培养叶片下表皮组织
步骤二
将I 显微注射入保卫细胞内
将II 显微注射入保卫细胞内
步骤三
用III 照射保卫细胞30s
用III 照射保卫细胞30s
步骤四
检测气孔开放程度
检测气孔开放程度
实验结果
气孔关闭
气孔不关闭
17.(24-25高二上·河北承德·期末)植物主茎的顶端生长较快,侧芽生长较慢或潜伏不生长的现象被称为顶端优势。顶端优势的形成与生长素的生理作用和运输方式有关。回答下列问题:
(1)在植物体内,生长素主要的合成部位是芽、 。顶芽合成的生长素向侧芽进行 运输。顶端优势体现出的生长素的作用特点是 。
(2)研究发现,生长素、细胞分裂素和独脚金内酯(SL)这三种植物激素共同参与调控顶端优势的形成。SL调控侧芽生长的生理机制如图所示。结合所学知识并分析图示可知,细胞分裂素与SL在维持顶端优势方面的作用相 。
(3)SL合成受阻或SL不敏感突变都可能引起植株的顶端优势缺失。SL不敏感突变体的生长素水平正常,但顶端优势缺失。已知植株地上部分和地下部分均能合成SL,地下部分合成的SL可往地上部分运输,SL起作用的部位为地上部分。现利用野生型植株和该突变体的地上部分和地下部分,在幼苗期进行嫁接实验,实验处理及实验现象如表所示。进行该实验的目的是 ,可以得出的结论是 。
组别
1
2
3
4
处理
地上:野生型;地下:野生型
地上:突变体;地下:突变体
地上:突变体;地下:野生型
地上:野生型;地下:突变体
现象
顶端优势
顶端优势缺失
顶端优势缺失
顶端优势
18.(24-25高二上·广东东莞·期末)植物抗干旱的过程与脱落酸(ABA)、TS蛋白、BG蛋白等有关。BG蛋白是催化脱落酸合成的关键酶,能与TS蛋白直接结合。为探究抗干旱相关的分子机制,研究者以野生型拟南芥和TS基因(能表达TS蛋白)缺陷型拟南芥为材料,进行干旱处理,测定结果如图1。再提纯TS蛋白与BG蛋白,体外测定BG蛋白活性,结果如图2。请回答问题:
(1)在植物体内,脱落酸的合成部位是 ,主要作用是 。(答2点)
(2)由图1可知,在干旱条件下TS蛋白能 (填“升高”或“降低”)野生型拟南芥的存活率。由图2可知,TS蛋白与BG蛋白的结合能降低BG蛋白的活性,依据是在0~2μg的浓度范围内, 。根据以上结论,研究者提出假说:在干旱条件下,TS蛋白通过降低BG活性来 脱落酸含量,从而影响野生型拟南芥的存活率。
(3)若要验证上述假说,研究者需要以野生型、TS基因缺陷型、 型拟南芥为材料,在干旱条件下处理一段时间后检测脱落酸含量。预期结果脱落酸含量最高的是 型。
19.(24-25高二上·北京大兴区·期末)植物激素和环境因素共同调控植物的生长发育,光对于植物形态建成、开花等都有影响。
(1)光是植物进行光合作用的 来源。除此之外,光也可以作为一种 激活光受体,调控植物的生长发育。
(2)科研人员利用图1的方法进行大豆嫁接实验,研究光诱导与根瘤形成的关系。不同嫁接模式对光诱导后植株上根瘤数目的影响结果如图2。
注:WT为野生型,GmCRY1s—CR为蓝光受体(感受光刺激)缺失突变株
由结果可知,接穗上的蓝光受体对光诱导根瘤的形成至关重要。请在图2“( )”处补充第四组实验的嫁接模式,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(3)植物开花受开花激素的影响,图3为日照长短诱导大豆开花激素的产生以及影响开花的实验。图中去掉了大豆植株顶端的全部叶子,A、D植株分别接受长日照、短日照;B、C植株方框内受短日照处理,其他部位受长日照处理。
①由实验结果可知,大豆在 条件下才能诱导花芽分化并开花。
②对比 两植株的结果,推测大豆感受光刺激并产生开花激素的部位是叶,作用部位是 。
(4)为验证B株的叶确实产生开花激素使大豆开花,科研人员设计如下实验。
步骤一:切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂块上,几小时后,移去枝条,将琼脂块切成小块;
步骤二:实验组,将A株条件下的大豆枝条切口,再将处理过的琼脂块放在切口上;
步骤三:对照组, ;
预期实验结果为 ,则证明B株叶产生的开花激素可使大豆开花。
20.(24-25高二上·江西·期末)珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木,为制定针对性的保护方案,科研人员调查了某留坝槭天然种群,发现少量留坝槭个体散生在总面积约17000m²的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。
回答下列问题:
(1)为准确掌握该地留坝槭的种群数量,采用的调查方法是 。
(2)该留坝槭面临的主要生存压力来自 (填"种内竞争"或"种间竞争"),依据是 。
(3)据图分析,该留坝槭种群的年龄结构为 ,但是由于该植物的种子存在败育率高、萌发率低等问题,导致其出生率 (填"低"或者"高"),同时胸径为 的成树死亡率较高(高于50%),导致该种群处于衰退状态。
(4)为了验证留坝槭幼苗生长过程中,其他植物遮阴作用会影响留坝槭植株长势这一结论,请你利用若干人工繁育的留坝槭幼苗设计实验进行验证: 。
21.(24-25高二上·广东东莞·期末)加拿大一枝黄花是外来入侵物种。在某区域可见河岸边主要分布有禺毛茛、天胡荽等湿生植物,岸上主要分布有加拿大一枝黄花、野老鹳草、白茅等旱生植物。研究者以此区域为研究对象,探究加拿大一枝黄花对本土优势种生长的影响。
(1)上述植物的分布体现了群落的 结构,其形成主要与 因素有关。
(2)研究者找到无加拿大一枝黄花分布的相似生境后,测算了两区域本土优势种的生态位宽度,结果如图1,该结果显示生态位变窄的物种是 ;研究者预测加拿大一枝黄花的入侵会降低该区域物种丰富度,理由是 。(植物名称可用图中序号表示)
(3)为探究加拿大一枝黄花造成该现象的原因,研究者分别使用等浓度(10mmol/L)的两种氮素(和)培养等量的不同植物,一段时间后检测培养液中剩余浓度,结果如下图所示,分析得出部分本土植物的生态位变窄的原因是 。(植物名称可用图中序号表示)
(4)研究者认为选择与入侵植物无机氮素利用差异较大的本土物种可增强防控效果。结合上述研究结果,可通过引入对 (填“”或“”)利用能力较强的本土植物抑制加拿大一枝黄花的入侵。
22.(24-25高二上·陕西铜川·期末)为探究外来物种入侵的原因,研究者在加拿大一枝黄花(SC)入侵地以入侵不同阶段的植物群落为研究对象,对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析,如表所示,请回答下列问题:
本土植物种
SC入侵梯度 (株数/m2)
0
5 - 7
11 - 13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②马毛莨
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④蛇含委陵菜
0.3875
0.4727
0.4869
0.5878
⑤细柄草
0.6979
0.6864
0.7885
0.8715
⑥白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
⑦雀稗
0.8876
0.4648
0.2810
0.1993
(1)区别不同群落的重要特征是 ,可用丰富度反映其数量。要研究某物种在群落中的生态位,通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
(2)由表中数据可得,随SC入侵密度逐渐增加, (填表中序号)的生态位宽度明显减少,这说明 。
(3)研究者测量了上述几种植物体内氮元素的含量,发现SC体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的植物,据此可初步推测SC能成功入侵的原因是 。
(4)为进一步验证该推测,科研人员探究了氮元素(用不同浓度铵态氮处理,单位: mmol·L-1)对SC地下部分和地上部分生物量的影响,部分结果如图(对照组用10 mmol·L-1铵态氮处理)所示。
实验结果表明,SC能成功入侵的机制是: ,从而提高自身的环境适应能力。
23.(24-25高二上·北京通州区·期末)萧太后河是发源于北京城的东南护城河,在通州张家湾汇入凉水河。科研人员对萧太后河水体中重金属对微生物群落的影响展开了研究。
(1)大部分微生物是生态系统组成成分中的 ,对于水体污染的响应敏感。生物从周围环境吸收重金属物质,使其在体内浓度超过环境浓度的现象,称作 。
(2)选取萧太后河的不同采样点进行取样调查,对水体重金属铬(Cr)和铅(Pb)的含量进行测量,并分析微生物的多样性,结果如下表。
项目
Cr
Pb
朝阳段
最小值/(mg/kg)
0.12
0.067
最大值/(mg/kg)
0.80
2.71
平均值/(mg/kg)
0.35
0.56
微生物丰富度指数(S)
605.96
通州段
最小值/(mg/kg)
0.16
0.06
最大值/(mg/kg)
0.60
4.55
平均值/(mg/kg)
0.45
0.97
微生物丰富度指数(S)
557.83
①结果说明通州段重金属污染情况较朝阳段严重,判断依据为 。
②实验结果说明重金属污染会 该生态系统抵抗力稳定性。
(3)科学家在萧太后河中投放不同植物治理水体Cr污染,结果如下表。
植物名称
单独种植植物吸
附Cr量/(mg/kg)
组合种植时
每种植物吸附Cr量/(mg/kg)
1#
2#
1#
2#
1#
2#
组合种植1
蔺草
凤眼莲
129.9±2.46
53.4±2.03
168.6±1.11
93.1±1.49
组合种植2
凤眼莲
慈姑
53.4±2.03
155.6±3.99
45.8±3.46
128.6±1.87
注:“1#”“2#”表示在相对应的实验条件下水生植物的代号。
①在治理Cr污染时应选取的植物种类及方法是 。
②不同的植物组合种植时,一种植物的根系分泌所释放出的物质会受到另一者影响,水生植物更容易吸收CrO42-,水体中存在2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O的动态平衡,结合①的研究,下列推测正确的是 。
A.慈姑根系分泌的物质促进凤眼莲吸收CrO42-
B.凤眼莲释放的物质对蔺草和慈姑作用相同
C.凤眼莲可释放有机酸,使水体中Cr2O72-增多
D.蔺草根系可分泌碱性物质,增强CrO42-的吸收
24.(24-25高二上·江苏徐州第七中学·期末)研究人员利用人工温室模拟地球气候变暖,以大、小两种蜘蛛作为研究对象,发现捕食者的捕食发生了相关变化。请回答下列问题:
(1)两种蜘蛛的分布主要与群落不同层次提供的 有关,若要预测两种蜘蛛种群数量的变化趋势,需对两种蜘蛛的 进行调查。
(2)蜘蛛是一种肉食性节肢动物,它与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系可以形成 ,是生态系统 的渠道。
(3)实验在两个温室中进行,其中一个温度适宜且恒定,另一个温度较高以模拟气候变暖,每个温室中有大、小两种蜘蛛及其猎物。猎物中的大型昆虫多为肉食性,中型昆虫多为杂食性,小型昆虫多取食禾本科植物。研究人员统计了不同年份数据,结果见图1和图2。
①科研人员研究两种蜘蛛在群落中所处的空间位置、资源占用情况,以及与其他物种的关系等,属于对两种蜘蛛 的研究。据图1可知,模拟气候变暖导致大蜘蛛所结蛛网网孔面积 。
②据图2分析,高温环境下,因 导致大蜘蛛网网孔大小发生以上变化,以获得足够的猎物。
③气候变暖,禾本科植物占优势,小蜘蛛网网孔 ,是因为 增多,且结网吐丝量越低,越能减少结网捕食的能量代价,有利于生存。
(4)据以上信息,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有 (选填字母)。
a.植食性昆虫数量改变
b.大型昆虫具生存优势
c.捕食者食物的比例发生变化
d.大、小蜘蛛的生态位重叠加
25.(24-25高二上·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期末)端稳“中国饭碗”守好“大国粮仓”。水稻是我国重要的粮食作物,镉是造成土壤污染的主要重金属之一,在生物体内易积累不易排出,从而影响水稻的生长发育。回答下列问题:
(1)为研究水稻的生态位,可调查水稻在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置, 等。
(2)土壤中的镉被水稻根系吸收后,会通过食物链转移到人体内,危害健康,这种现象 被称为 。
(3)为了降低镉元素在水稻中的含量,提高受污染耕地的安全利用率,我国科研团队在中度镉污染水稻田中对两种低积累量水稻品种 (甬优1540、甬优9)开展了相关实验,实验结果如下表所示:
pH
稻谷中镉的质量(mg. kg-1)
产量(kg.亩-1)
甬优 1540
对照组
6.0
0.066
469.37
实验组
6.3
0.046
524.60
甬优9
对照组
6.0
0.058
528.77
实验组
6.3
0.043
414.71
该实验的自变量为 。实验结果表明土壤 pH 的提升有利于 (填“促进”或“抑制”)水稻对重金属的吸收。据表分析,该耕地最适宜种植的水稻品种为 ,依据是 。
(4)若某植物具有很强吸收土壤中镉的能力,但在中度镉污染的水稻田中一般不会将其与水稻同时种植,请从种间关系的角度解释其原因: 。
26.(24-25高二上·江苏泰州·期末)上海市崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区。研究团队以4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表1。请回答:
表1 4种占优势的水鸟种群数量、不同生境出现概率、主要的食物种类
物种
观察数量/只
觅食生境出现率/%
鸟胃中主要的食物种类/%
生境1
生境2
生境3
小坚果
茎类
草屑
螺类
贝壳沙砾
甲壳类
其他
绿翅鸭
2120
67
0
33
52.8
16.7
0
12.0
13.0
0
5.5
绿头鸭
1513
98
1
1
78.3
0.8
0
7.1
5.6
1.1
7.1
鹤鹬
1678
64
0
36
0
0
50.0
25.0
25.0
0
0
青脚鹬
1517
29
28
43
0
0
33.3
33.3
0
33.3
0.1
注:生境1为低潮盐沼—光滩带;生境2为海三棱藨草带;生境3为海堤内鱼塘—芦苇区。
(1)据表1,从食物角度分析,与绿头鸭存在明显种间竞争关系的是 。4种水鸟中觅食生境范围比较宽的是 ,觅食生境基本相同的是 。觅食过程中水鸟通过观察鱼类游动,感知甲壳类动物散发的特殊气味,从而利于捕食,这说明信息传递的功能是 。
(2)在研究水鸟生态位时发现,觅食生境基本相同的两种水鸟的生态位并不一定相同,从生态位研究的内容分析,其原因有 。这些水鸟等各种生物都占据相对稳定的生态位,有利于 ,这是物种之间及生物与环境之间 的结果。
(3)保护区面临着互花米草的入侵,压缩了当地植物的生长空间,造成了严重的生态危害。为此研究人员采用了3种互花米草治理技术,治理情况如下表2。带水刈割是通过刈割清除,再通过水淹进行灭除;粉碎发酵是通过切割粉碎,再用酵素菌发酵加速须根腐烂;药剂施用是利用药剂进行灭除。
表2 3种互花米草治理技术比较
治理技术
现场条件
适用范围
治理效果
治理成本
带水刈割
较低
大面积
良好
较低
药剂施用
低
局部
一般
较低
粉碎发酵
高
局部
良好
较高
根据表2分析, 治理技术有一定推广价值。粉碎发酵技术防治有害生物属于 防治。建立东滩鸟类国家级自然保护区,该保护措施属于 。经过互花米草治理后,保护区恢复生机,发挥湿地调节气候、涵养水源等功能,也吸引众多游客旅游观光,这体现了生物多样性的 价值。
27.(24-25高二上·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期末)为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制,科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中,野外实验在内蒙古半干旱草原开展,将相同体重的幼鼠放入不同样地中,5个月后测定相关指标,部分结果见下图。
(1)由图1可知, 组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活、育龄个体增多,影响田鼠种群的出生率和死亡率,从而导致种群最基本的数量特征 增加。
(2)由图2可知,增加降水有利于 生长,其在田鼠食谱中所占比例增加,田鼠食谱发生变化。
(3)随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱,分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂,一段时间后,比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为 。
(4)当草原返青时,“绿色”为田鼠提供采食信息;田鼠通过植物的气味来辨别和摄取食物,体现信息传递具有 作用。
(5)增加降水引起田鼠食谱变化后,田鼠肠道微生物组成也发生变化,其中能利用草中的纤维素等物质合成并分泌短链脂肪酸(田鼠的能量来源之一)的微生物比例显著增加。请在图中用箭头标示三类生物之间的能量流动方向 。
28.(24-25高二上·山东东营·期末)北方某湖泊镉、汞污染严重且常有水华发生。科学家将美人蕉(根具有泌氧功能)、风车草、浮萍等水生植物与水生动物加以组合,探究组合式生态浮床的水质净化效果及其对藻类生长的影响。组合式生态浮床的结构如图1所示。回答下列问题。
(1)污染初期,湖泊仍然能保持生态平衡的原因是 。污染后期,严重的水华会首先导致沉水植物大量死亡,主要原因是 。
(2)构建组合式生态浮床时需要有效选择生物组分并合理布设,这体现了生态工程的基本原理是 。与传统生态浮床相比,组合式生态浮床人工投放了滤食性鱼类一消费者,消费者在生态系统中的作用是 。
(3)引入组合式生态浮床后,用 方法对湖泊中蓝细菌数量进行统计分析,发现蓝细菌数量明显减少,水华得到有效控制。与风车草相比美人蕉根系周围蓝细菌数量明显偏低,联系种间关系,据图1分析,出现此结果的原因是 。对不同季节水质指标分析后,实验结果如图2所示。该地区夏季使用生态浮床净化效果较好,而秋季反而加剧水体富营养化,联系生物自身生长特点,分析原因可能是 。
(4)根据上述结果,有人提议应及时收获浮床中的美人蕉等制成家畜饲料投入市场,以提高该系统的经济效益,请对该建议进行可行性分析 。
29.(24-25高二上·广东茂名信宜·期末)某地采煤区曾经塌陷严重,水质恶化。科研人员对其进行生态修复,建成了风光秀美的湿地公园。回答下列问题:
(1)该地区在煤矿开采之前也曾绿树如荫,经过多年煤矿开采后山体、土壤和植被均遭到严重破坏,采矿前后该地区经历了群落的 演替,经过治理后又恢复了绿水青山,这说明人类活动对演替的影响是 。
(2)湿地生态系统具有蓄洪防旱、净化水质等功能,这体现了生物多样性的 价值。湿地中的各种生物共同构成一个 ;植物分布高低错落有致,体现了群落的 结构,为鸟类和小动物们创造了多种多样的 。
(3)优美的环境吸引了大量的鸟类,白鹭是一种比较常见的鸟类,在其求偶时常常会有起舞、伴飞、送食、炫耀等行为,这个过程称为“展示”。“展示”属于生态系统信息中的 ,此信息有利于 。调查白鹭的种群密度不宜采用样方法,原因是 。无人机拍摄技术的运用有助于人们更好地了解的白鹭数量,用无人机拍摄调查白鹭种群密度与标记重捕法相比,其优点是 (答出一点即可)。
(4)采煤塌陷区的水中所含的镉偏离正常范围,为筛选适宜修复镉污染的沉水植物,研究人员用该水体中的底泥和水培养沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数(镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力),结果如图。
据图可知,更适宜修复镉污染水体的物种是 ,判断依据是 。富集镉的沉水植物必须及时收割并进行无害化处理,因为镉等重金属能够通过
逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集;还有通过微生物的分解作用,使 而造成水体的二次污染。
30.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。
(1)外来物种入侵可能会降低当地生物多样性,从而导致该生态系统的 稳定性降低。为了恢复被破坏的生态环境,可进行生态工程建设,建设生态工程时需要考虑这些生物各自的生态位差异,通过合理的人工设计,使这些物种形成互利共存的关系,这主要遵循了生态工程的 原理。
(2)为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中, 。
②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有 。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。
该实验的对照组放入的有 。
(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因 。
试卷第1页,共3页
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期末冲刺非选择题规范练
一、解答题
1.(24-25高二上·广东清远·期末)近年来,科学家成功研发出一种人造子宫技术,该技术旨在模拟母体子宫环境,为胚胎提供生长发育所需的条件(如图甲)。图乙为羊羔体内细胞与内环境之间的物质交换示意图。请结合所学知识,回答以下问题:
(1)据图甲可知,“人造子宫”内环境稳态的维持依赖于 系统和 系统等多个系统的协同作用。
(2)据图乙分析,②与③最主要的区别是 ;血液中红细胞所携带的氧气被组织细胞利用至少需穿过 层生物膜。
(3)胚胎细胞代谢时会产生许多酸性物质,但由于血浆中含有的HCO3-、H2CO3等缓冲物质,使胎儿的血浆pH维持在 之间。
(4)生理学家把正常机体通过调节作用,使 叫做稳态。“人造子宫”维持内环境稳态的主要调节机制是 。
【答案】(1) 消化 循环
(2) ②中含有较多的蛋白质 6/六
(3)7.35-7.45
(4) 各器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定的状态 神经-体液-免疫调节网络
【详解】(1)据图甲可知,“人造子宫”有营养输入和废液输出,还有血样交换系统,其内环境稳态的维持依赖于消化系统和循环系统等多个系统的协同作用。
(2)分析图乙可知,②为血浆,③表示组织液,血浆与组织液最主要的区别是血浆中含有较多的蛋白质。血液中红细胞所携带的氧气要出红细胞(1层)、进出毛血管壁细胞(2层)、进入组织细胞(1层)、进入线粒体(2层),在线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段,共穿过了6层膜。
(3)血浆中含有一些缓冲物质,如HCO3-、H2CO3等,使胎儿的血浆pH维持在7.35-7.45之间。
(4)生理学家把正常机体通过调节作用,使各器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定的状态叫做稳态。维持内环境稳态的主要调节机制是神经-体液-免疫调节网络。
2.(24-25高二上·江西·期末)脊髓损伤(SCI)是由于各种不同致病因素引起脊髓结构和功能的损伤,造成脊髓功能(如运动、感觉、反射等)的障碍。它是一种严重的致残性损伤,严重的影响患者生活自理能力和参与社会活动能力。回答下列问题:
(1)在人的神经系统中,脊髓属于 ,是调节运动的低级中枢。脊髓损伤可导致运动、感觉和自主神经系统功能暂时或永久性损伤,其中自主神经系统由交感神经和 组成,它们对同一器官作用的意义是 。
(2)脊髓损伤后,可能导致患者排尿功能障碍,如尿潴留(膀胱内充满尿液而不能排出的现象)、尿失禁、尿频等症状。其中排尿反射的中枢位于 (答出2个即可),SCI患者感觉不到尿意,原因是 。
(3)某研究小组为研究改善SCI患者排尿功能障碍的治疗方法,进行了实验,实验结果如下:
组别
时间
日均排尿次数
日均漏尿次数
残余尿量
电针治疗和盆底肌训练联合组
治疗前
11.55
8.38
357.45
治疗后
9.17
2.38
168.83
电针治疗组
治疗前
11.60
8.03
353.97
治疗后
10.90
3.93
213.37
盆底肌训练组
治疗前
11.69
8.07
350.72
治疗后
10.69
3.17
202.24
根据以上实验结果,你认为其中改善SCI患者排尿功能障碍最好的治疗方法是 ,原因是 。
【答案】(1) 中枢神经系统 副交感神经 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化
(2) 脊髓、大脑皮层 由低级神经中枢向高级神经中枢传递兴奋的神经元受损
(3) 电针治疗和盆底肌训练联合组 电针治疗和盆底肌训练联合组治疗后日均排尿次数、日均漏尿次数以及残余尿量均少于电针治疗组和盆底肌训练组
【详解】(1)神经系统包括中枢神经系统和外周神经系统,中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、小脑和脑干,因此脊髓属于中枢神经系统,是调节运动的低级中枢。脊髓损伤可导致运动、感觉和自主神经系统功能暂时或永久性损伤,其中自主神经系统由交感神经和副交感神经组成,交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车,可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
(2)脊髓是控制排尿反射的低级中枢,脊髓受损患者排尿功能障碍如尿潴留、尿失禁、尿频等症状,是由于排尿反射的神经中枢结构损伤,导致尿路受阻,排尿反射的中枢位于脊髓和大脑皮层,成年人能够有意识的控制排尿,是因为大脑皮层对脊髓有控制作用。脊髓的低级神经中枢虽然能控制排尿过程,但感觉中枢是在大脑皮层,所以存在兴奋从脊髓低级中枢向高级中枢传递的途径,如果此途径受损,将不能形成感觉。SCI患者感觉不到尿意,是由于由低级神经中枢向高级神经中枢传递兴奋 的神经元受损。
(3)脊髓损伤后,可能导致患者排尿功能障碍,如尿潴留(膀胱内充满尿液而不能排出的现象)、尿失禁、尿频等症状。由表格数据可知,电针治疗和盆底肌训练联合组治疗后日均排尿次数、日均漏尿次数以及残余尿量均少于电针治疗组和盆底肌训练组,因此改善SCI患者排尿功能障碍最好的治疗方法是电针治疗和盆底肌训练联合组。
3.(24-25高二上·福建漳州·期末)糖尿病周围神经病变(DPN)是临床上糖尿病较为常见的一种慢性并发症,主要表现为肢体乏力、运动异常、对物理刺激反应迟钝,常累及坐骨神经等,严重影响患者下肢功能。
(1)外周神经系统分布在全身各处,包括 ,它们都含有传入神经和传出神经,传出神经又可分为 和 。
(2)运动神经传导速度(MNCV)是一种外周神经病变诊断的有效指标。MNCV=刺激电极与记录电极间的距离/传导时间。如图,科研人员将刺激电极置于坐骨神经S1处,记录电极置于坐骨神经S2处,分别对DPN模型鼠和健康鼠的MNCV进行在体(非离体)测定。可推断DPN模型鼠的MNCV (填“高于”或“低于”)健康鼠。若刺激电极位置不变,将记录电极放至R处,测得的MNCV (填“增大”、“减小”或“不变”),原因是 。
(3)临床上常用甲钴胺治疗DPN。科研人员为探究新型药物G治疗DPN的效果,进行了如下实验:
组别
实验处理
检测指标
实验结果
1
健康鼠+生理盐水
实验疗程为4周,4周后检测各组MNCV
MNCV大小:1>3>4>2
2
DPN模型鼠+生理盐水
3
DPN模型鼠+药物G
4
DPN模型鼠+甲钴胺
①与组别1比较,设置组别2的目的是 。
②根据实验过程及结果,得出的实验结论是 。
(4)新型药物从研发到应用,还需在本实验的基础上对药物G做进一步研究: 。(写出一点即可)
【答案】(1) 脑神经和脊神经 躯体运动神经 内脏运动神经
(2) 低于 减小 兴奋从S1传递到R1需要经过突触,突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换,传递速度降低
(3) 判断DPN模型鼠是否构建成功 新型药物G可以治疗DPN,且治疗效果比甲钴胺更好
(4)不同浓度的药物G的药效(给药剂量),用药疗程,毒副作用等进行研究
【详解】(1)外周神经系统包括脑神经和脊神经,传出神经分为躯体运动神经(支配躯体运动)和内脏运动神经(支配内脏器官等)。
(2)DPN对物理刺激反应迟钝,分别对DPN模型鼠(模型组)和健康鼠(空白对照组)的MNCV进行在体(非离体)测定,测定原理为刺激电极(S1)置于左侧坐骨切迹处的坐骨神经传出部位,记录电极(S2)置于同侧踝关节坐骨神经经过部位,运动神经传导速度(MNCV)=刺激电极与记录电极间的距离/传导时间。可推断模型组的MNCV低于健康鼠的MNCV。若刺激电极位置不变,将记录电极放至R处,测得的MNCV减小,原因是电位从S1传递到R,需要经过突触,突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换,即电位从S1传递到R过程,需要经过突触,在突触处发生突触延搁,消耗更多的时间)。
(3)①与组别1比较,组别2的作用是判断DPN模型鼠是否构建成功,这里也是作为一个对照组设计的。
②根据表格数据可知,MNCV大小:1>4>3>2,该数据能证明新型药物G可以治疗DPN,且治疗效果比甲钴胺更好。
(4)新型药物从研发到应用,还需在本实验的基础上对药物G做不同浓度的药物G的药效(给药剂量)、用药疗程、毒副作用等进行研究。
4.(24-25高二上·四川眉山仁寿县铧强中学·期末)癫痫是大脑神经元因突发性异常放电而导致短暂大脑功能障碍的一种慢性疾病。与癫痫发生有关的神经元及部分生理过程如图甲。GABA对哺乳动物不同发育程度的神经细胞产生的生理效应如图乙。回答下列问题:
(1)为研究癫痫发生时突触中兴奋传递的过程,将电流计的两个电极接至癫痫模型鼠神经元细胞膜外侧(如图甲)。若刺激b点,电流计只偏转一次,原因是 。静息状态下,如果将右侧电极移入神经细胞膜内,则电流计将向 偏转,若此时神经元所处液体环境中K+浓度上升,则电流计偏转的幅度会 (填“增大”或“减小”)。
(2)对未成熟的神经细胞而言,GABA是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质,对成熟的神经细胞而言,若某化学物质X会抑制突触前膜上的GABA转运体(如图甲)的活性,推测使用物质X会 (填“加剧”或“缓解”)癫痫症状。
(3)现欲设计实验验证药物M可通过降低AMPA受体蛋白表达量从而缓解癫痫症状。提供癫痫模型大鼠和必要的仪器、生理盐水、药物M注射液等,请设计实验并完善实验思路:
①分组:将生理状态一致的癫痫模型大鼠随机均分为两组,标记为甲和乙;
②处理:甲组 ,乙组 ;
③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间, ;
④统计分析,得出结论。
【答案】(1) 神经递质存在于突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜 右 减小
(2) 兴奋性 缓解
(3) 甲组注射适量的药物M 注射等量的生理盐水 测定两组大鼠AMPA受体蛋白表达量,并观察癫痫发生程度
【详解】(1)为研究癫痫发生时突触中兴奋传递的过程,将电流计的两个电极接至癫痫模型鼠神经元细胞膜的外侧(如图甲)。癫痫发生时,电流计的两极依次兴奋,产生电位变化,即该电流计指针偏转的方向是先向左再向右。若刺激b点,由于神经递质存在于突触小泡内,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因而电流计右侧会产生兴奋,而左侧不会发生兴奋,因此,电流计只偏转一次。静息状态下,如果将右侧电极移入神经细胞膜内,此时膜内为负电位,则电流计将向右偏转,若此时神经元所处液体环境中K+浓度上升,则外流的钾离子减少,则静息电位的绝对值将变小,则电流计偏转的幅度会“减小”。
(2)对未成熟的神经细胞而言,GABA会引起氯离子外流,因而会减弱突触后膜的极化程度,故此时GABA属于兴奋性递质;对成熟的神经细胞而言,若某化学物质X会抑制突触前膜上的GABA转运体(如图甲)的活性,则会导致GABA持续对突触后膜起作用,引起氯离子内流,使得静息电位的绝对值增大,导致突触后膜难于产生动作电位,据此可推测使用物质X会“缓解”癫痫症状。
(3)本实验的目的是验证药物M可通过降低AMPA受体蛋白表达量从而缓解癫痫症状,则本实验的自变量为是否用药物处理,因变量是AMPA受体蛋白的表达量和癫痫症状的变化,因此本实验的实验思路为:①分组编号:将生理状态一致的癫痫模型大鼠随机均分为两组,标记为甲和乙;②给与不同处理:甲组为实验组,实验组注射适量的药物M,乙组注射等量的生理盐水;③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间,测定两组大鼠AMPA受体蛋白表达量,并观察癫痫发生程度;④统计分析。则支持上述结论的实验结果为:甲组实验鼠的AMPA受体蛋白表达量下降,且癫痫发生程度减弱。
5.(24-25高二上·广东肇庆·期末)人体血压有多种调节方式,当血压升高时,刺激血管壁内的压力感受器,感受器产生兴奋传入中枢神经系统,再通过交感神经和副交感神经调节心脏、血管活动及肾上腺髓质所分泌的激素水平,最终血压回降。人在运动、激动或受到惊吓时血压突然升高,机体会发生减压反射(如下图)以维持血压的相对稳定,据图回答下列问题。
(1)某人长跑时心跳加速,血压升高,压力感受器激活心血管中枢,传出神经释放神经递质,神经递质作用于心脏及血管细胞膜上的 ,从而降低血压,写出此减压反射的反射弧: 。
(2)在上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以 形式传导,在神经元之间通过 传递。
(3)血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动 。
(4)为了探究神经和效应器细胞之间传递的信号是电信号还是化学信号,科学家设计了如下表所示的实验方案:
组别
离体蛙心 A,保留支配心脏 A 的副交感神经
离体蛙心 B,剪断支配心脏 B 的全部神经
实验条件
将离体心脏置于适当的营养液中使心脏保持正常收缩活动
实验操作
刺激 A 保留的神经
心脏 A 收缩变慢时,取心脏 A 的营养液注入心脏 B 的营养液中
结果
心脏 A 的收缩变慢变弱(收缩曲线如下图)
______
若神经和效应器细胞之间传递的信号是化学信号,请在上表中预测心脏 B 收缩的变化,并画出心脏 B 的收缩曲线 。心脏 B 收缩发生变化的原因是 。
【答案】(1) (特异性)受体 压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经(传出神经)→心脏和血管
(2) 神经冲动(或电信号/局部电流) 突触
(3)减弱
(4) 心脏 B 的收缩变慢变弱 支配心脏 A 的副交感神经末梢释放的化学物质会进入营养液,将该营养液注入心脏 B 的营养液中,该化学物质会作用于心脏 B,使心脏 B 跳动变慢变弱
【详解】(1)据题图所示可知,如果血压升高,压力感受器激活心血管中枢,作出综合分析,发出指令,通过传出神经释放神经递质,递质作用于心脏及血管细胞膜上的特异性受体,使心率减慢,血管紧张度下降,从而降低血压。减压反射的反射弧:压力感受器→传入神经→心血管中枢→副交感神经和交感神经→心脏和血管。
(2)上述反射活动过程中,兴奋在神经纤维上以神经冲动或电信号的形式传导,在神经元之间通过突触结构传递。
(3)根据题意图示信息分析可知,血压升高引起的减压反射会使支配心脏和血管的交感神经活动减弱。
(4)支配心脏A的副交感神经末梢释放的化学物质(神经递质),可随灌流液在一定时间后到达心脏B,使心脏B跳动变慢,故心脏B的收缩曲线如下:。
支配心脏 A 的副交感神经末梢释放的化学物质(神经递质)进入营养液中,取该营养液注入心脏 B 的营养液,该营养液中化学物质(神经递质)会使心脏 B 跳动变慢变弱,故心脏 B 的收缩曲线也会发生如心脏 A 的变化。
6.(24-25高二下·江西宜春丰城第九中学·期末)癫痫是大脑神经元过度兴奋而导致的脑功能障碍疾病。下图表示与癫痫发生有关的神经元结构及部分生理过程。回答下列问题:
(1)癫痫发作时,兴奋传至a点,导致该处细胞膜外发生的电位变化是 。当兴奋传至突触处时,突触小泡内的谷氨酸释放后,经 方式通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合。
(2)已知药物DL-TBOA会抑制谷氨酸转运体活性,而药物噻加宾会抑制GABA转运体活性。其中,能起到抗癫痫的作用的是 (填“DL-TBOA”或“噻加宾”)。其具体作用机理是 。
(3)研究发现,褪黑素对癫痫起到显著抑制作用,已知GAD是合成GABA的关键酶。为探究褪黑素通过增加GAD基因表达量从而缓解癫痫症状。请利用以下材料设计实验并完善实验思路。
实验材料:生理状态相同且良好的正常大鼠、用生理盐水配制的PILO试剂(诱发大鼠癫痫)、生理盐水、褪黑素等。
①分组和构建模型大鼠:取生理状态相同且良好的正常大鼠若干只随机均分为甲、乙、丙3组,甲组注射生理盐水, :②处理: 。
③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间, 。
【答案】(1) 正电位变为负电位 扩散
(2) 噻加宾 噻加宾抑制GABA转运体,影响GABA的回收,导致突触间隙中的GABA浓度升高,从而抑制了突触后神经元,起到抗癫痫作用。
(3) 乙、丙组大鼠注射适量且等量的PILO试剂构建癫痫模型大鼠 乙组大鼠注射适量的褪黑素,甲、丙组注射等量的生理盐水 测定三组大鼠GAD及GABA的含量,并观察大鼠癫痫发生程度
【详解】(1)当兴奋传至a点时,a点会发生去极化,细胞膜外由正电位变为负电位。在突触处,突触间隙充满组织液,突触小泡内的谷氨酸释放后,经扩散方式通过突触间隙,与突触后膜上的相关受体结合。
(2) 癫痫是大脑神经元过度兴奋导致的。GABA是一种抑制性神经递质,药物噻加宾会抑制GABA转运体活性,从而影响GABA的回收,导致突触间隙中的GABA浓度升高,GABA与突触后膜上的受体结合后,能抑制突触后神经元的兴奋,起到抗癫痫作用。而药物DL - TBOA会抑制谷氨酸转运体活性,谷氨酸是兴奋性神经递质,其转运体活性被抑制会使突触间隙中谷氨酸增多,加剧神经元兴奋,不能抗癫痫。
(3) ①分组和构建模型大鼠:要探究褪黑素的作用,需要设置对照。取生理状态相同且良好的正常大鼠若干只随机均分为甲、乙、丙3组,甲组作为正常对照组注射生理盐水,乙组和丙组注射适量且等量的PILO试剂构建癫痫模型大鼠。 ②处理:甲组作为正常对照不做特殊处理,乙组注射适量的褪黑素,丙组注射等量的生理盐水,这样可以对比褪黑素的作用。 ③培养观测:在适宜条件下饲养一段时间,测定三组大鼠GAD及GABA的含量,因为GAD是合成GABA的关键酶,通过检测它们的含量可以探究褪黑素是否通过增加GAD基因表达量来发挥作用,同时观察大鼠癫痫发生程度,直观判断褪黑素对癫痫症状的缓解情况。
7.(24-25高二上·江西·期末)在临床检测中发现,抑郁症患者常伴随皮质醇含量增加、糖皮质激素受体功能下调等为主要特点的HPA轴的过度激活,故下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴,如下图)紊乱是抑郁症发病的重要原因之一。目前使用西药治疗抑郁症患者有一定的疗效,但存在不良反应大、易复发等问题。回答下列问题:
(1)在个体受到生理或心理压力时,机体会通过HPA轴分级调节糖皮质激素(主要是皮质醇)的含量,意义是 。肾上腺皮质分泌的主要激素除了皮质醇外,还有 ,其主要功能是 。
(2)正常情况下,HPA轴还存在 机制能维持机体对压力应激的稳态,但持续的外界应激会导致人体皮质醇分泌过多,高浓度皮质醇会导致中枢神经损伤,从而诱发抑郁,这体现了体液调节和神经调节的关系是: 。
(3)抑郁症患者HPA轴功能持续亢进,也会进一步导致ACTH、皮质醇等含量升高,从而进一步加重病情。西药盐酸帕罗西汀片是常用的抗抑郁药,但老年患者机体耐受力较低,不良反应大,有研究显示中药逍遥散可起到清热除烦、安神、疏肝解郁作用,且中药药性温和,无明显副作用。某科研小组研究了中西医治疗对老年抑郁症患者HPA轴的影响(如下表)。
组别
ACTH(pmol/L)
皮质醇(μg/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
中药组
14.53±3.16
4.23±0.39
16.68±3.47
4.35±0.41
西药组
14.58±3.21
7.25±1.84
16.63±3.39
6.94±1.79
①根据表中信息推测,西药盐酸帕罗西汀片和中药逍遥散能够用于治疗抑郁症的机理是 。
②某同学还想知道中药逍遥散能否使老年抑郁症患者的 HPA 轴功能恢复到正常水平,请你设计实验并写出实验思路: 。
【答案】(1) 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 醛固酮 可以促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠的相对含量
(2) 负反馈调节/反馈调节 内分泌腺所分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能
(3) 抑制HPA轴的过度激活,降低ACTH和皮质醇含量,从而缓解抑郁症状 将若干病情相似的老年抑郁症患者,随机分为甲组、乙组,甲组服用逍遥散,乙组服用等体积生理盐水,并另外选取健康人群服用等体积生理盐水作正常对照。定期检测各组服用前后血清ACTH、皮质醇等指标,并与健康对照组比较
【详解】(1)在个体受到生理或心理压力时,机体会通过HPA轴分级调节糖皮质激素(主要是皮质醇)的含量,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。肾上腺皮质分泌的主要激素除了皮质醇外,还有醛固酮,醛固酮可以促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠的相对含量。
(2)由图可知,当糖皮质激素含量过多时,会反过来抑制下丘脑和垂体的分泌活动,因此HPA轴还存在负反馈调节机制能维持机体对压力应激的稳态。高浓度皮质醇导致中枢神经损伤诱发抑郁,体现了内分泌腺分泌的激素(皮质醇)影响神经系统的发育和功能。
(3)①与治疗前相比,西药盐酸帕罗西汀片和中药逍遥散治疗后,ACTH和皮质醇含量都下降,说明两种药物都能够抑制HPA轴的过度激活,从而缓解抑郁症状。
②该实验目的是探究中药逍遥散能否使老年抑郁症患者的HPA轴功能恢复到正常水平,实验自变量为是否服用逍遥散,因变量为ACTH、皮质醇的含量。因此实验思路为:将若干病情相似的老年抑郁症患者,随机分为甲组、乙组,甲组服用逍遥散,乙组服用等体积生理盐水,并另外选取健康人群服用等体积生理盐水作正常对照。定期检测各组服用前后血清ACTH、皮质醇等指标,并与健康对照组比较。若实验组患者治疗后的ACTH、皮质醇值接近健康对照组水平,则说明HPA轴功能趋于正常。
8.(24-25高二上·江苏南通·期末)中医常将桑叶用作治疗消渴症(糖尿病)的中药。科研人员研究了桑树不同部位的提取物对Ⅱ型糖尿病小鼠的降糖效果,实验结果见下图(糖尿病小鼠的血糖浓度一般为10-25mmol/L),请回答下列问题:
(1)胰岛素功能有促进血糖进入组织细胞氧化分解, 。与正常小鼠相比,Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性 。
(2)根据上述实验结果可以得出的结论有 。
(3)科学家继续探究了桑树乳汁中1-脱氧野尻霉素(DNJ)对糖尿病的治疗效果,设计了如下探究实验,请补全表格:
实验材料:5周龄体重20-22g健康小鼠50只、STZ(对动物的胰岛B细胞有选择性破坏作用)、普通饲料、药物X溶液(一种降糖药)、DNJ溶液、生理盐水。
实验目的
实验操作
将购买的50只小鼠在实验室条件下正常喂养1周。
构建糖尿病模型小鼠
取40只小鼠,正常喂养的同时腹腔注射STZ溶液,一周后空腹采血, ,即可确认为造模成功小鼠。
实验分组
将造模成功的糖尿病小鼠按每组10只随机分成4组,分别为高血糖模型对照组、阳性药物对照组、DNJ低剂量组、DNJ高剂量组,另选取10只正常小鼠为正常血糖对照组。
实验处理
阳性药物对照组:正常饮食+灌胃5ml药物X溶液。
DNJ低剂量组:正常饮食+灌胃2.5mlDNJ溶液+ 。
DNJ高剂量组:正常饮食+灌胃5mlDNJ溶液。
相关指标测定
灌喂药物前、给药7天后、给药14天后,测定 、体重等指标综合判断DNJ对糖尿病的治疗效果。
【答案】(1) 促进血糖进入肝细胞和肌细胞合成糖原 降低
(2)桑树不同部位(桑叶、桑枝、桑白皮、桑皮)的提取物均能降低Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖浓度,且“桑枝组”降糖效果最为显著
(3) 使小鼠适应实验室环境,排除运输和应激等干扰因素 测定血糖值,若血糖浓度显著升高 2.5 mL 生理盐水 高血糖模型对照组和正常血糖对照组均正常饮食 + 灌胃 5 mL 生理盐水 血糖浓度
【详解】(1)胰岛素除促进血糖进入组织细胞氧化分解外,还可促进血糖进入肝细胞和肌细胞合成糖原。与正常小鼠相比,Ⅱ型糖尿病小鼠的胰岛素敏感性降低,Ⅱ型糖尿病的发病机制主要是胰岛素抵抗,即机体对胰岛素的敏感性降低。
(2)由图可知,桑树不同部位(桑叶、桑枝、桑白皮、桑皮)的提取物均能降低Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖浓度,且桑枝组降糖效果最为显著。
(3)结合题意可知,该实验目的是探究DNJ对糖尿病的治疗效果,自变量是DNJ的浓度,因变量是血糖浓度、体重等。将购买的50只小鼠在实验室条件下正常喂养1周,其目的是使小鼠适应实验室环境,排除运输和应激等干扰因素;取40只小鼠,正常喂养的同时腹腔注射STZ溶液,一周后空腹采血,测定血糖值,若血糖浓度显著升高,即可视为造模成功;灌胃总量是5mL,DNJ低剂量组灌胃2.5mlDNJ溶液+2.5mL生理盐水(以保证各组灌胃总液量一致);高血糖模型对照组和正常血糖对照组均正常饮食+灌胃5mL生理盐水;灌喂药物前、给药7天后、给药14天后,分别测定血糖浓度(再结合体重等),以综合判断DNJ的降糖效果,若给药后给药组血糖浓度明显下降,体重明显上升,则说明DNJ对糖尿病具有相应疗效,血糖和体重最接近正常血糖对照组的用药量为最适用药量。
9.(24-25高二上·辽宁锦州·期末)我国科研人员在Nature子刊上发表的一篇研究论文指出,甲状腺激素的活性形式—三碘甲状腺原氨酸(T3)能够通过GLP—1(胰高血糖素样肽—1)与血糖稳态建立联系。下图1显示实验处理后测定的小鼠体内血糖水平和胰岛素水平。
(1)图1中,Y组小鼠体内血糖水平下降的过程中,被胰岛素促进的代谢过程有 。
(2)根据已有知识推测,图1中X组没有显著提升胰岛素分泌量的可能原因是 。
(3)已知GLP—1能升高胰岛素含量。为探究T3与GLP—1在糖代谢调控中的关系,研究人员开展了进一步的实验。根据探究的目的,在表格中补全实验设计(编号选填)
①注射25nmol/kg GLP—1 ②注射25nmol/kg GLP—1拮抗剂③注射0.25μg/g T3 ④注射0.25μg/g 生理盐水
组别
处理方法
处理时间
胰岛素水平(ng/mL)
实验结果
I
④
5天
1.1 a
II组胰岛素水平显著高于I组(对照组)
II
③
3.2 b
III
②④
0.8 c
IV
0.7 c
(4)GLP—1的作用机制主要涉及与胰岛细胞质膜上G蛋白偶联的GLP—1受体结合,通过刺激G蛋白使腺苷酸环化酶(AC)活化,从而触发胰岛素的分泌,具体作用机制如图2所示。
若机体产生的抗体能够识别并结合GLP—1受体,从而导致GLP—1抵抗引发糖尿病,则该类型的糖尿病是否可以利用胰岛素进行治疗, (填:“是”、“否”)。结合图2中信息及所学知识阐明上述判断的依据: 。
【答案】(1)葡萄糖氧化分解、合成糖原、葡萄糖转化成脂肪
(2)甲状腺激素/三碘甲状腺原氨酸(T3)短时作用不影响胰岛素分泌
(3)②③
(4) 是 因抗体与GLP-1受体的结合会导致GLP-1无法正常发挥作用,使AC无法被活化,进而无法将ATP转化为cAMP,从而无法使PKA关闭K+通道,钙离子无法内流,从而使胰岛素的分泌量下降。因此该类型的糖尿病使胰岛素含量降低导致的,可以通过补充胰岛素进行治疗
【详解】(1)胰岛素促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和葡萄糖转化成脂肪,此外还可以抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化为葡萄糖,而使血糖浓度降低,
(2)图1中X组是单次T3注射处理,与Y组相比处理时间较短,所以X组没有显著提升胰岛素分泌量的可能原因是甲状腺激素短时作用不影响胰岛素分泌。
(3)该实验目的是探究 T3 与 GLP - 1 在糖代谢调控中的关系。I 组注射生理盐水作为对照,II 组注射 T3,III 组注射 GLP - 1 拮抗剂和生理盐水,同时为了探究 GLP - 1 拮抗剂的作用,IV组设置注射 GLP - 1 拮抗剂和 T3 ,即②③。
(4)是。 依据:由图 2 可知,GLP - 1 与胰岛细胞质膜上的 GLP - 1 受体结合,通过一系列反应触发胰岛素分泌。因抗体与GLP-1受体的结合会导致GLP-1无法正常发挥作用,使AC无法被活化,进而无法将ATP转化为cAMP,从而无法使PKA关闭K+通道,钙离子无法内流,从而使胰岛素的分泌量下降。因此该类型的糖尿病使胰岛素含量降低导致的,可以通过补充胰岛素进行治疗。
10.(24-25高二上·北京大兴区·期末)下图是人体生长激素(GH)分泌调节及作用机制图解。
(1)内分泌系统产生的多种激素,通过 传送而发挥调节作用。慢波睡眠状态时,GH的分泌增多,有利于机体的生长发育和体力恢复,图中对GH的分泌有促进作用的激素包括 。
(2)长期生活在焦虑不安环境下的儿童,可能出现生长缓慢等现象。据图分析,原因是应激刺激导致GHRH分泌减少的同时,SS神经元活动增强, ,使得GH的分泌量降低,导致 减少,影响儿童的生长。
(3)研究人员将正常小鼠和IGF-I基因缺失小鼠分组饲养后,检测体内GH水平。据图预测,IGF-I基因缺失小鼠体内GH水平 正常小鼠,理由是 。
(4)研究发现,GH还可通过其诱导产生的IGF-I促进软骨细胞生长。为验证这一发现,科研人员以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,实验设计如下表。
组别
A
B
C
D
E
培养液中添加物质
无
GH
IGF-I
正常小鼠去垂体一段时间后的血清
?
①与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是 组。
②E组培养液中添加的物质是 。若E组培养的软骨细胞生长速度 ,则可验证本实验目的。
【答案】(1) 体液 GHRH、甲状腺激素和雌、雄激素
(2) 分泌更多的SS抑制垂体 蛋白质合成和软骨细胞分裂
(3) 高于 IGF-I基因缺失小鼠不能产生IGF-I,无法反馈抑制下丘脑和垂体分泌GHRH和GH,也无法促进下丘脑释放SS
(4) B和D 正常小鼠去垂体后注射GH一段时间后的血清 较A、B、D组明显加快,与C组接近
【详解】(1)内分泌系统分泌的激素通过体液运输而发挥作用。由图可知,GHRH、甲状腺激素和雌、雄激素均可以促进GH的分泌。
(2)根据图示可知,应激刺激会经过一系列过程引起SS的分泌增加,SS会抑制垂体分泌GH,导致蛋白质合成和软骨细胞分裂减少,影响儿童生长。
(3)据图可知,垂体分泌的GH可促进肝脏细胞分泌IGF-1,IGF-1过多时会抑制垂体分泌生长激素,IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1,不能抑制垂体分泌GH,故IGF-1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。
(4)①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。
②本实验的目的是验证GH还可通过其诱导产生的IGF-I促进软骨细胞生长,结合D组可知,添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清,E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快。
11.(24-25高二上·河北沧州·期末)疫苗在保护人类健康方面的作用是不容忽视的,它使人类在面对传染病的威胁时能化被动为主动。基于疫苗的制备方法和所使用的技术,其种类多样。回答下列问题:
(1)灭活病毒疫苗进入人体后,能被人体的免疫系统识别,从而激活人体的 免疫产生抗体。疫苗的应用是人们根据人体免疫系统的免疫反应具有 性、 性等规律而设计的,这主要体现了免疫系统的 功能。
(2)为了探究某疫苗不同接种方案对接种效果的影响,科研人员进行了临床实验研究,并得到如表所示的结果。
组别
A1
A2
B1
B2
C1
C2
D1
D2
接种试剂剂量/(μg·针-1)
疫苗
6
/
6
/
6
/
6
/
生理盐水
/
6
/
6
/
6
/
6
第一针接种时间
第0天
第二针接种时间
不接种
第14天
第21天
第28天
相应抗体相对含量
15.2
0
172.4
0
290.7
0
221.0
0
①从上述数据中得出“需要多次接种,才能使人体产生足够的免疫力”的依据是 。
②该疫苗两次接种时间间隔为21天的效果最好,间隔时间过长会使抗体含量相对较低,其原因可能是 (答出2点)。腺病毒载体疫苗(一种DNA疫苗,使用一种无害的腺病毒作为载体,将目标病原体的基因片段插入腺病毒的基因组中)带有编码病原体蛋白的核酸,注入人体后,能在组织细胞中合成特定的病原体蛋白,参与刺激人体内的B细胞和细胞毒性T细胞的活化,从而增强免疫效果。但是对于某些人群(如有腺病毒感染史的人),可能会存在“预存免疫”而降低疫苗的免疫效果,其原因是 。
【答案】(1) 体液(或特异性) 特异 记忆 免疫防御
(2) 接种第二针疫苗后产生的抗体相对含量均高于只接种一针的 第一次接种产生的记忆细胞逐渐衰减,第一次接种产生的抗体水平后期下降,免疫系统反应性降低等 感染过腺病毒的人,其体内具有相应的抗体,接种的部分疫苗会被体内先前相应的抗体清除掉
【详解】(1)灭活病毒疫苗进入人体,作为抗原激活体液免疫(体液免疫中浆细胞产生抗体),人体免疫系统的免疫反应具有特异性(针对特定抗原)、记忆性(二次免疫时记忆细胞快速反应 ),疫苗应用体现免疫系统的免疫防御功能(抵御外来病原体等抗原入侵)。
(2)①机体再次接触相同抗原,机体发生二次 免疫,即记忆细胞迅速增殖分化成浆细胞,浆细胞分泌大量抗体,即疫苗两次接种组的抗体含量均明显高于一次接种组,因此“需要多次接种,才能使人体产生足够的免疫力”。
②间隔时间过短,会导致第一次接种产生的记忆细胞逐渐衰减,第一次接种产生的抗体水平后期下降,免疫系统反应性降低等,难以刺激机体产生大量抗体,结合表格数据可知,疫苗两次接种时间间隔为21天的抗体含量最高,效果最好。对于某些人群(如有腺病毒感染史的人),可能会存在“预存免疫”而降低疫苗的免疫效果,原因是感染过腺病毒的人,其体内具有相应的抗体,接种的部分疫苗会被体内先前相应的抗体清除掉。
12.(24-25高二上·江苏南通·期末)变应性鼻炎(AR)又称过敏性鼻炎,是一种人体接触变应原引起的、特异性免疫球蛋白E(IgE)介导的鼻黏膜慢性非感染性炎症反应。患者会出现鼻塞、鼻痒、清水样涕及喷嚏等症状。下图为变应性鼻炎主要发病机制,请回答下列问题:
(1)图中细胞甲是 ,可将变应原 ,促使细胞乙转化为细胞丙。
(2)细胞丁识别变应原后表达CD80/86,与细胞丙表面的 结合,活化细胞丙,活化的细胞丙表达出CD40L,与 结合,产生细胞丁活化的第二信号。
(3)相同变应原再次进入机体时会与 结合,促使其释放炎症介质,在体内经过信号转导最终传入 引起鼻痒症状。
(4)糖皮质激素类药物(GC)常用于治疗过敏性鼻炎,但过多的GC会导致肾上腺皮质萎缩,故用GC治疗过敏性鼻炎的过程中应_____,达到治疗效果后才能停药。
A.适量补充抗生素 B.适量补充促肾上腺皮质激素
C.适量补充免疫激活剂 D.逐渐减量
(5)科研人员发现利用糠酸莫米松(一种糖皮质激素)鼻喷雾剂联合氯雷他定(抑制炎症介质释放的药物)的疗效明显优于单一使用氯雷他定,为探究其机理,进行了如下实验。
a.研究对象及分组:医院收治的变应性鼻炎患儿120例,随机分为对照组和实验组,每组60例。
b.实验处理:实验组患儿口服氯雷他定并联合糠酸莫米松鼻喷雾剂治疗,对照组?,两组患儿均进行为期1个月的治疗,1个月后测定指标如下:
IL-6(pg/mL)
IL-10(pg/mL)
IgE(g/L)
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
实验组
20.18
7.16
55.26
69.85
400.22
275.56
对照组
20.24
14.24
55.24
63.24
401.24
367.83
对照组的处理是 ,据实验结果分析联合治疗疗效更好的机理是 。
【答案】(1) 抗原呈递细胞 摄取、处理、呈递
(2) CD28 CD40
(3) 肥大细胞表面的IgE 大脑皮层
(4)BD
(5) 仅口服氯雷他定 糠酸莫米松可抑制炎症反应,与氯雷他定共同作用可更有效地降低IL-6、IgE水平并提高IL-10水平,从而增强治疗效果
【详解】(1)变应原初次进入机体后,细胞甲抗原呈递细胞对其进行摄取、加工、处理、呈递给细胞乙辅助性T细胞,进而激活细胞乙辅助性T细胞转化为细胞丙细胞表面有特异性分子的辅助性T细胞。
(2)由图可知,变应原直接接触细胞丁B细胞,细胞丙辅助性T细胞表面的特异性分子与细胞丁B细胞接触,激活B细胞,B细胞表面可表达CD80/86,与辅助性T细胞表面的CD28结合,活化细胞丙;被活化的细胞丙T细胞表面则出现CD40L,与B细胞表面的CD40结合,从而完成双方的双向激活。
(3)再次接触同一种变应原时,变应原与肥大细胞膜上的IgE结合,使其释放组胺等炎症介质,鼻痒属于感觉,在大脑皮层形成,组胺等介质经信号传导至大脑皮层后产生包括鼻痒在内的过敏症状。
(4)糖皮质激素由下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴经分级调节和负反馈调节调控其分泌,糖皮质激素用量过多会抑制肾上腺皮质功能,导致肾上腺皮质萎缩,故治疗中应逐渐减量或适量补充促肾上腺皮质激素,以防止肾上腺皮质萎缩,保证肾上腺皮质功能,维持体内GC含量正常,AC错误,BD正确。
故选BD。
(5)由题意可知,该实验的自变量是药物的使用方式,因变量是治疗效果。对照组单用氯雷他定(抑制炎症介质释放),实验组在此基础上联合糠酸莫米松(抑制炎症反应),从实验数据可见实验组IL-6、IgE下降幅度更大且IL-10上升更多,结合图示,说明二者联合抑制过敏与炎症的效果更好。
13.(24-25高二上·江苏苏州·期末)慢性自发性荨麻疹多数是由过敏反应引起的一种皮肤病,以风团或血管性水肿并伴有瘙痒为主要症状,其发病机理如图1所示。请回答下列问题:
(1)图1中细胞A为 细胞,激活该细胞的两个信号分别为:过敏原的直接接触、Th细胞(辅助性T细胞)表面的 发生变化并与之结合。在两个信号刺激下,该细胞分裂、分化,产生特异性IgE,吸附在致敏肥大细胞表面。
(2)当相同过敏原再次进入机体时,细胞 (填图1中字母)均可分裂、分化;部分过敏原直接与致敏肥大细胞表面的 结合,激活肥大细胞。
(3)致敏肥大细胞内充满粗大的分泌颗粒,当肥大细胞被激活后,通过 (填方式)释放出 、TNF-α和IL-3等活性介质,该过程称为细胞脱颗粒。细胞脱颗粒所释放的活性介质会引发过敏症状。
(4)研究发现慢性自发性荨麻疹与肠道菌群有关。某科研团队开展了小鼠移植肠道菌群实验,过程如下:
①小鼠抗生素处理:在肠道菌群移植前,用含抗生素的饮用水供小鼠饮用,主要目的是 ,为下一步进行人体肠道菌群移植创造条件。
②肠道菌群移植:抗生素停用48小时后,将所有小鼠随机均分为三组:NC组灌胃肠道菌群混悬液的溶剂,HC组灌胃的肠道菌群混悬液来自于健康人群,而CSU组灌胃的肠道菌群混悬液来自于 。
③被动皮肤过敏反应:给各组小鼠双侧耳部皮下注射10ug/ml ,16小时后注射相应过敏原。
④实验结果分析:30分钟后取耳部过敏组织进行相关检测并对过敏组织切片、染色观察,结果分别如图2、图3所示。据图分析,CSU组灌胃的肠道菌群通过 ,从而加重过敏症状。
【答案】(1) B 特定分子
(2) A和B 特异性IgE(特异性抗体)
(3) 胞吐 组胺
(4) 显著降低小鼠肠道微生物多样性(显著降低肠道原有菌种的数量和种类) 慢性自发性荨麻疹患者 特异性IgE 提高(过敏组织中)TNF-a和IL-13的mRNA相对转录水平并促进肥大细胞的脱颗粒
【详解】(1)由图可知,细胞C可产生抗体,为浆细胞,则细胞A为B细胞。激活B细胞的两个信号分别为:过敏原(抗原)的直接接触、Th细胞(辅助性T细胞)表面的特定分子发生变化与B细胞结合。
(2)相同过敏原再次进入,细胞B(记忆B细胞)和细胞A(B细胞)可分裂、分化。结合图可知,过敏原与致敏肥大细胞表面的特异性IgE结合激活细胞。
(3)分泌颗粒是大分子物质,通过胞吐方式释放内容物。致敏肥大细胞脱颗粒释放组胺等活性介质,进而引起过敏症状。
(4)①抗生素具有杀灭细菌的作用,故用含抗生素的饮用水供小鼠饮用,主要目的是显著降低小鼠肠道微生物多样性(显著降低肠道原有菌种的数量和种类),为移植做准备。②研究发现慢性自发性荨麻疹与肠道菌群有关,因此CSU组移植的肠道菌群应来自慢性自发性荨麻疹患者,与其他组对比。③16小时后注射相应过敏原,即过敏原再次进入机体,则在此之前给各组小鼠双侧耳部皮下注射10ug/ml特异性IgE,以发生过敏反应。④根据图2可知,相比HC组,CSU组TNF-α和IL-3的mRNA相对转录水平更高,且根据图3可知,CSU组脱颗粒的肥大细胞更多,故推测CSU组灌胃的肠道菌群通过提高(过敏组织中)TNF-a和IL-3的mRNA相对转录水平并促进肥大细胞的脱颗粒,从而加重过敏症状。
14.(24-25高二上·广东东莞·期末)MCA是一种化学致癌剂,可诱导小鼠形成肿瘤。研究者为验证免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用,用生理状态相似的克隆小鼠甲、乙、丙、丁进行实验,实验过程如图1。请回答问题:
(1)细胞免疫过程中,细胞毒性T细胞识别靶细胞膜表面的某些分子发生变化的信号,开始分裂并分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。 能加速这一过程,新的细胞毒性T细胞能 。
(2)图中处理①②注射 ,处理③注射 。若结果为 ,则免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用。
(3)研究者发现小鼠的肿瘤细胞会分泌乳酸。他们从乙鼠提取的T淋巴细胞中分离出细胞毒性T细胞和Treg细胞(一种调节性T细胞,可抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂),用含有不同浓度乳酸的培养液分别培养上述细胞毒性T细胞和Treg细胞,一段时间后检测细胞分裂情况,结果如图2(细胞分裂指数越高表示分裂能力越强)。
研究者认为肿瘤细胞能通过分泌大量乳酸逃避免疫系统的“追杀”,根据两种细胞的检测结果,分析其原因是 。
【答案】(1) 细胞因子 裂解靶细胞,使抗原被释放到组织液
(2) 适量的MCA 等量的生理盐水 最终甲组小鼠的肿瘤体积小于丙组最终的肿瘤体积
(3)肿瘤细胞无氧呼吸产生较多乳酸,肿瘤微环境高浓度的乳酸抑制细胞毒性T细胞增殖,但对Treg细胞无影响,增殖的Treg细胞也抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂,从而使肿瘤细胞逃避免疫系统的“追杀”
【详解】(1)细胞免疫过程中,细胞毒性T细胞识别靶细胞膜表面的某些分子发生变化的信号,开始分裂并分化形成新的细胞毒性T细胞和记忆细胞。辅助性T细胞分泌的细胞因子会加速细胞毒性T细胞的增殖和分化过程。形成的新的细胞毒性T细胞能裂解靶细胞,使抗原被释放出来。
(2)实验目的是验证免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用,则甲鼠处理①为注射适量的MCA(化学致癌剂),诱导形成肿瘤,后续作为实验组中提供肿瘤模型,用于接收乙鼠相关免疫细胞,之后测量肿瘤体积观察变化 乙鼠:注射灭活的肿瘤处理液,目的是让乙鼠免疫系统识别肿瘤抗原,激发免疫反应,尤其是细胞免疫,产生能对抗肿瘤的T淋巴细胞等免疫细胞,后续提取其T淋巴细胞用于给甲鼠注射。丙鼠:处理②为注射与甲组等量的MCA,诱导形成肿瘤,作为对照组中提供肿瘤模型,用于接收丁鼠相关处理后的细胞,之后测量肿瘤体积观察变化 。丁鼠:处理③需为不注射(或注射等量生理盐水),目的是不激发针对该肿瘤免疫的物质,一段时间后提取其T淋巴细胞用于注射到丙鼠,与实验组(乙鼠T淋巴细胞)对比,验证是免疫激发后的T淋巴细胞起作用,若最终甲组小鼠的肿瘤体积小于丙组最终的肿瘤体积,说明免疫系统主要通过细胞免疫发挥对肿瘤细胞的清除作用。。
(3)根据题图,随乳酸浓度的增加,细胞毒性T细胞的细胞分裂指数越小,说明高浓度的乳酸能抑制细胞毒性T细胞的增殖;随乳酸浓度的增加,Treg细胞的细胞分裂指数变化不大,说明高浓度的乳酸对Treg细胞影响不大。结合题文“人体内的Treg细胞是一种调节性T细胞,可抑制细胞毒性T细胞的激活和增殖”,可以推测肿瘤细胞能通过分泌大量乳酸逃避免疫系统的“追杀”的可能原因为:一部分肿瘤患者体内,肿瘤细胞无氧呼吸产生较多乳酸,肿瘤微环境高浓度的乳酸抑制细胞毒性T细胞增殖,但对Treg细胞无影响,增殖的Treg细胞也抑制细胞毒性T细胞的激活和分裂,从而使肿瘤细胞逃避免疫系统的“追杀”。
15.(24-25高二上·江苏南通·期末)铝是地壳中含量最丰富的金属元素,酸性条件下地壳中的铝以可溶性三价离子的形式被释放出来,抑制根的生长发育。研究发现铝胁迫抑制植物根的生长与生长素的运输密切相关,相关机制见图1.植物体中的生长素有两种存在形式,即IAAH(具有较强的亲脂性)和IAA-,图中AUX和PIN是运输生长素的两种载体,其中AUX为IAA-/H+共运输载体。请回答下列问题:
(1)生长素在根尖分生区合成后通过极性运输,向形态学 端转移。图中生长素进入细胞的方式为 。
(2)据图分析,细胞中pH (填“高于”或“低于”或“等于”)细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞,意义是 。
(3)据图分析三价铝离子进入细胞会促进 的合成,进而引起 ,生长素在根部积累,最终导致植物根的生长受到抑制。
(4)科研人员研究了在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA、NPA(生长素运输抑制剂)、yucasin(生长素合成抑制剂,在一定程度上抑制生长素的合成)对番茄根生长的影响,请预测C、D、E组的实验结果,在答题纸上相应位置绘制柱形图。
(5)科学家利用特殊染色技术对植物体内的铝离子进行染色来检测铝离子在根部的积累情况,结果如图2所示。已知颜色越深根细胞中铝离子的含量越高,下列叙述正确的有_____。
A.对照组根部细胞中没有铝离子
B.外源生长素可以减少铝离子在根尖的积累
C.生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累
D.外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累
【答案】(1) 下 主动运输、自由扩散
(2) 高于 维持膜内外H+的浓度差,为生长素的运输提供电化学势能
(3) 乙烯 生长素运输受阻
(4)
(5)CD
【详解】(1)生长素在根尖分生区合成后通过极性运输,由形态学上端向形态学下端运输。由图可知,H+出细胞需要消耗能量,是主动运输,说明膜外的H+浓度高于膜内,IAA-借助AUX载体,利用H+顺浓度梯度运输产生的势能进入细胞,IAAH具有较强的亲脂性,可直接通过自由扩散的方式进入细胞,因此生长素进入细胞的方式是主动运输和自由扩散。
(2)由图可知,H+出细胞需要消耗能量,是主动运输,说明膜外的H+浓度高于膜内,因此细胞中pH高于细胞外。细胞膜上的质子泵主动运输将H+运出细胞,意义是维持膜内外H+的浓度差,为生长素的运输提供电化学势能。
(3)据图分析三价铝离子进入细胞会促进乙烯的合成,乙烯可以抑制细胞核中AUX基因和PIN基因的表达,AUX和PIN的合成减少,进而引起生长素运输受阻,生长素在根部积累,最终导致植物根的生长受到抑制。
(4)由第(3)问可知,三价铝离子通过抑制生长素的运输使根的生长受到抑制。在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NAA,会在根部积累更多的生长素,抑制现象明显,在一定浓度的AlCl3胁迫下外施NPA,使生长素不能运输,加重了铝离子会根生长的抑制作用,在一定浓度的AlCl3胁迫下外施yucasin,根合成生长素减少,铝胁迫诱导的根生长抑制现象得以明显缓解,C、D、E组的实验结果如下图:。
(5)A、对照组虽未人工施加外源铝离子,但是植物可能从外界环境中摄取铝离子,A错误;
B、由B、C两组的颜色可知,外源生长素不能减少铝离子在根尖的积累,B错误;
C、由B、D两组的颜色可知,生长素运输抑制剂增加铝离子在根尖的积累,C正确;
D、由B、E两组的颜色可知,外源生长素合成抑制剂可以减少铝离子在根尖的积累,D正确。
故选CD。
16.(24-25高二上·广西玉林·期末)植物在受到干旱胁迫时体内脱落酸(ABA)含量会上升,进一步调控气孔关闭、影响植物代谢、调控渗透压,以增强植物对干旱的耐受性。拟南芥产生的脱落酸调控气孔关闭机制的过程如图所示,回答下列问题:
(1)脱落酸的合成部位有 、萎蔫的叶片等,其主要作用除了调控气孔关闭、影响植物代谢、调控渗透压之外,还可以 (答出1点即可)。
(2)在干旱条件刺激下,脱落酸含量增加,ABA与 结合后,促进蛋白P的合成,将保卫细胞液泡中的溶质转运到胞外,使保卫细胞的渗透压降低,保卫细胞 (选填“吸水”或“失水”),导致气孔关闭。干旱条件下,与正常拟南芥相比,蛋白P基因缺失突变体拟南芥失水 (“更少”、“更多”或“基本一样”)。
(3)为了探究细胞内是否存在ABA受体,研究人员设计了两种防止被细胞降解的“笼化ABA”,光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA,非光解性“笼化ABA”则不能。请在下表中完善实验的实验方案。
A组
B组
步骤一
培养叶片下表皮组织
培养叶片下表皮组织
步骤二
将I 显微注射入保卫细胞内
将II 显微注射入保卫细胞内
步骤三
用III 照射保卫细胞30s
用III 照射保卫细胞30s
步骤四
检测气孔开放程度
检测气孔开放程度
实验结果
气孔关闭
气孔不关闭
【答案】(1) 根冠 抑制细胞分裂/促进叶和果实的衰老和脱落/维持种子休眠
(2) ABA 受体 失水 更多
(3) 光解性“笼化ABA” 非光解性笼化ABA 紫外线 紫外线
【详解】(1)脱落酸主要在根冠、萎蔫叶片合成;脱落酸的作用还包括抑制细胞分裂、促进叶和果实衰老脱落等。
(2)激素发挥作用需与受体结合,ABA与保卫细胞的 ABA 受体结合后启动信号通路;溶质运出使保卫细胞渗透压降低,失水导致气孔关闭;蛋白 P 基因缺失突变体无法合成蛋白 P,气孔难关闭,所以干旱时失水更多。
(3)实验目的是探究细胞内是否有 ABA 受体,自变量是 “笼化 ABA 能否释放活性 ABA”。因此设计了两种笼化ABA,一种可以在紫外线的照射下分解,而另一种不能,A 组需用光解性 “笼化 ABA” (能释放活性 ABA ),B 组用等量非光解性笼化 ABA(不能释放 );两组均用紫外线照射(保证单一变量,激活光解性笼化 ABA),通过气孔是否关闭判断受体是否存在。
17.(24-25高二上·河北承德·期末)植物主茎的顶端生长较快,侧芽生长较慢或潜伏不生长的现象被称为顶端优势。顶端优势的形成与生长素的生理作用和运输方式有关。回答下列问题:
(1)在植物体内,生长素主要的合成部位是芽、 。顶芽合成的生长素向侧芽进行 运输。顶端优势体现出的生长素的作用特点是 。
(2)研究发现,生长素、细胞分裂素和独脚金内酯(SL)这三种植物激素共同参与调控顶端优势的形成。SL调控侧芽生长的生理机制如图所示。结合所学知识并分析图示可知,细胞分裂素与SL在维持顶端优势方面的作用相 。
(3)SL合成受阻或SL不敏感突变都可能引起植株的顶端优势缺失。SL不敏感突变体的生长素水平正常,但顶端优势缺失。已知植株地上部分和地下部分均能合成SL,地下部分合成的SL可往地上部分运输,SL起作用的部位为地上部分。现利用野生型植株和该突变体的地上部分和地下部分,在幼苗期进行嫁接实验,实验处理及实验现象如表所示。进行该实验的目的是 ,可以得出的结论是 。
组别
1
2
3
4
处理
地上:野生型;地下:野生型
地上:突变体;地下:突变体
地上:突变体;地下:野生型
地上:野生型;地下:突变体
现象
顶端优势
顶端优势缺失
顶端优势缺失
顶端优势
【答案】(1) 幼嫩的叶和发育中的种子 极性 低浓度促进生长,高浓度抑制生长
(2)抗衡
(3) 探究该突变体顶端优势缺失的机制是SL合成受阻还是SL不敏感突变 该突变体对SL不敏感导致顶端优势缺失
【详解】(1)在植物体内,生长素主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。顶芽合成的生长素向侧芽进行极性运输,进而导致侧芽生长素含量高,因而侧芽生长受到抑制,表现为顶芽生长占优势的现象,出现顶端优势,即顶端优势体现出的生长素的作用特点是低浓度促进生长,高浓度抑制生长,即具有两重性。
(2)研究发现,生长素、细胞分裂素和独脚金内酯(SL)这三种植物激素共同参与调控顶端优势的形成。细胞分裂素能打破顶端优势,结合图示SL调控侧芽生长的生理机制(即SL和生长素在促进顶端优势方面表现 协同关系)可知,细胞分裂素与SL在维持顶端优势方面的作用表现为相抗衡。
(3)实验组1(地上:野生型,地下:野生型)有顶端优势,实验组2(地上:突变体,地下:突变体)顶端优势缺失,实验组3(地上:突变体,地下:野生型)顶端优势缺失,实验组4(地上:野生型,地下:突变体)有顶端优势。 从实验设计可以看出,本实验的目的是探究该突变体顶端优势缺失的 类型,是SL合成受阻还是SL不敏感突变,题意显示,植株地上部分和地下部分均能合成SL,地下部分合成的SL可往地上部分运输,SL起作用的部位为地上部分;根据实验1和3组实验结果可知,野生型产生的SL可以运输到地上部分,但第三组却表现为顶端优势缺失,因而可知该突变体对SL不敏感导致顶端优势缺失。实验2和4的实验结果说明该突变体能合成SL进而运输到地上部分表现为顶端优势,综合分析可确定,该突变体对SL不敏感导致顶端优势缺失。
18.(24-25高二上·广东东莞·期末)植物抗干旱的过程与脱落酸(ABA)、TS蛋白、BG蛋白等有关。BG蛋白是催化脱落酸合成的关键酶,能与TS蛋白直接结合。为探究抗干旱相关的分子机制,研究者以野生型拟南芥和TS基因(能表达TS蛋白)缺陷型拟南芥为材料,进行干旱处理,测定结果如图1。再提纯TS蛋白与BG蛋白,体外测定BG蛋白活性,结果如图2。请回答问题:
(1)在植物体内,脱落酸的合成部位是 ,主要作用是 。(答2点)
(2)由图1可知,在干旱条件下TS蛋白能 (填“升高”或“降低”)野生型拟南芥的存活率。由图2可知,TS蛋白与BG蛋白的结合能降低BG蛋白的活性,依据是在0~2μg的浓度范围内, 。根据以上结论,研究者提出假说:在干旱条件下,TS蛋白通过降低BG活性来 脱落酸含量,从而影响野生型拟南芥的存活率。
(3)若要验证上述假说,研究者需要以野生型、TS基因缺陷型、 型拟南芥为材料,在干旱条件下处理一段时间后检测脱落酸含量。预期结果脱落酸含量最高的是 型。
【答案】(1) 根冠、萎蔫的叶片 抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落
(2) 降低 随着TS蛋白浓度的升高, BG蛋白活性逐渐降低 降低
(3) BG基因缺陷 TS基因缺陷
【详解】(1)在植物体内,脱落酸的主要合成部位是根冠、萎蔫的叶片,能够抑制细胞的分裂和种子的萌发,还有促进叶和果实的衰老和脱落等。
(2)TS基因缺陷型不能合成TS蛋白,由图1可知,干旱条件下,野生型的存活率低于TS基因缺陷型,因此可知在干旱条件下TS蛋白能降低野生型拟南芥的存活率。由图2可知,在0~2μg的浓度范围内,随着TS蛋白浓度的升高, BG蛋白活性逐渐降低,因此可证明TS蛋白与BG蛋白的结合能降低BG蛋白的活性。已知BG蛋白是催化脱落酸合成的关键酶,因此BG活性降低会导致脱落酸含量降低,因此可推测在干旱条件下,TS蛋白通过降低BG活性来降低脱落酸含量,从而影响野生型拟南芥的存活率。
(3)若要证明TS蛋白通过降低BG活性来抵抗干旱,除野生型、TS基因缺陷型拟南芥,还需要BG基因缺陷型拟南芥为材料,由于TS蛋白通过降低BG活性来降低脱落酸含量,从而影响野生型拟南芥的存活率,因此缺少TS基因的组,由于不能抑制BG蛋白活性,因此脱落酸含量最高,而野生型、BG基因缺陷型拟南芥均能合成BG蛋白,可催化脱落酸合成的关键酶,因此能合成较多的脱落酸。
19.(24-25高二上·北京大兴区·期末)植物激素和环境因素共同调控植物的生长发育,光对于植物形态建成、开花等都有影响。
(1)光是植物进行光合作用的 来源。除此之外,光也可以作为一种 激活光受体,调控植物的生长发育。
(2)科研人员利用图1的方法进行大豆嫁接实验,研究光诱导与根瘤形成的关系。不同嫁接模式对光诱导后植株上根瘤数目的影响结果如图2。
注:WT为野生型,GmCRY1s—CR为蓝光受体(感受光刺激)缺失突变株
由结果可知,接穗上的蓝光受体对光诱导根瘤的形成至关重要。请在图2“( )”处补充第四组实验的嫁接模式,并在图中相应位置绘出能证明上述结论的结果 。
(3)植物开花受开花激素的影响,图3为日照长短诱导大豆开花激素的产生以及影响开花的实验。图中去掉了大豆植株顶端的全部叶子,A、D植株分别接受长日照、短日照;B、C植株方框内受短日照处理,其他部位受长日照处理。
①由实验结果可知,大豆在 条件下才能诱导花芽分化并开花。
②对比 两植株的结果,推测大豆感受光刺激并产生开花激素的部位是叶,作用部位是 。
(4)为验证B株的叶确实产生开花激素使大豆开花,科研人员设计如下实验。
步骤一:切取一小段B株带叶枝条放置在琼脂块上,几小时后,移去枝条,将琼脂块切成小块;
步骤二:实验组,将A株条件下的大豆枝条切口,再将处理过的琼脂块放在切口上;
步骤三:对照组, ;
预期实验结果为 ,则证明B株叶产生的开花激素可使大豆开花。
【答案】(1) 能量 信号
(2)
(3) 短日照 B和C 顶端花芽
(4) 将另一A株条件下的大豆枝条切口,再将未处理过的琼脂块放在切口上 实验组开花,对照组不开花
【详解】(1)光合作用利用的能量是光能。光除了提供能量,还可以作为信号调控植物的生长发育。
(2)根据图2前两组可知,接穗是野生型,无论砧木是野生型还是蓝光受体缺失突变体,均可以诱导产生较多的根瘤;当蓝光受体缺失突变体作为接穗时,无法感受蓝光刺激,产生的根瘤较少,第四组接穗和砧木均为蓝光受体缺失突变体,无法感受光刺激,产生的根瘤也较少,如图所示:。
(3)①根据图示结果可知,大豆植株在受到短日照下才能开花,说明大豆为短日照植物。
②B和C的自变量是接受短日照的部位不同,只有B组开花,说明大豆感受光刺激并产生开花激素的部位是叶。开花激素作用的部位是顶端花芽,会促进开花。
(4)要验证B株的叶确实产生开花激素使大豆开花,实验的自变量应该是琼脂块是否被开花植株的枝条处理过,实验组可以用经B株枝条处理过的琼脂快处理切口,对照组可以用未经处理的琼脂块处理,即将另一A株条件下的大豆枝条切口,再将未处理过的琼脂块放在切口上。若B株叶产生的开花激素可使大豆开花,则对照组不开花,实验组开花。
20.(24-25高二上·江西·期末)珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木,为制定针对性的保护方案,科研人员调查了某留坝槭天然种群,发现少量留坝槭个体散生在总面积约17000m²的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。
回答下列问题:
(1)为准确掌握该地留坝槭的种群数量,采用的调查方法是 。
(2)该留坝槭面临的主要生存压力来自 (填"种内竞争"或"种间竞争"),依据是 。
(3)据图分析,该留坝槭种群的年龄结构为 ,但是由于该植物的种子存在败育率高、萌发率低等问题,导致其出生率 (填"低"或者"高"),同时胸径为 的成树死亡率较高(高于50%),导致该种群处于衰退状态。
(4)为了验证留坝槭幼苗生长过程中,其他植物遮阴作用会影响留坝槭植株长势这一结论,请你利用若干人工繁育的留坝槭幼苗设计实验进行验证: 。
【答案】(1)逐个计数法
(2) 种间竞争 留坝槭种群密度小,种内竞争弱;受其他植物遮阴影响,在种间竞争中处于劣势
(3) 增长型 低 12.5-17.5
(4)选取生长状况相同的人工繁育的留坝槭幼苗随机分为甲、乙两组,甲组存在其他植物遮阴,乙组没有其他植物遮阴,在相同且适宜的条件下培育一段时间,观察两组留坝槭植株长势(株高),乙组留坝槭幼苗的长势(株高)高于甲组
【详解】(1)针对范围小、个体较大的种群采用的种群数量调查方法是逐个计数法,故为准确掌握该地留坝槭(落叶乔木)的种群数量,采用的调查方法是逐个计数法。
(2)由题意可知,留坝槭种群密度小,因此种内竞争弱;少量留坝槭个体散生在总面积约17000m2的落叶阔叶林中,受其他植物遮阴的影响,成树长势不佳,仅7株成树可正常开花结果,且种子存在败育率高、萌发率低等问题,由此可见,留坝槭种群受其他植物遮阴影响,在种间竞争中处于劣势。因此可判断该地留坝槭面临的主要生存压力来自种间竞争而非种内竞争。
(3)从图中可以看出,幼苗和幼树的个体数量相对较多,成树数量较少,这种年龄结构属于增长型。种群衰退的原因从种群数量特征角度分析,虽然年龄结构为增长型,但成树数量少且只有7株成树可正常开花结果,种子还存在败育率高、萌发率低等问题,这会导致出生率低,幼树向成树过渡阶段的死亡率高,同时由图可知胸径为12.5-17.5的成树死亡率较高(高于50%),从而使种群处于衰退状态。
(4)本实验的目的是验证留坝槭幼苗生长过程中,其他植物遮阴作用会影响留坝槭植株长势,则自变量为是否有其他植物遮阴,因变量为留坝槭植株的长势情况,因此可设计两组实验,选取生长状况相同的人工繁育的留坝槭幼苗随机分为甲、乙两组,甲组存在其他植物遮阴,乙组没有其他植物遮阴,在相同且适宜的条件下培育一段时间,观察两组留坝槭植株长势(株高)。已知其他植物遮阴作用会影响留坝槭植株长势,因此可知乙组留坝槭幼苗的长势(株高)高于甲组。
21.(24-25高二上·广东东莞·期末)加拿大一枝黄花是外来入侵物种。在某区域可见河岸边主要分布有禺毛茛、天胡荽等湿生植物,岸上主要分布有加拿大一枝黄花、野老鹳草、白茅等旱生植物。研究者以此区域为研究对象,探究加拿大一枝黄花对本土优势种生长的影响。
(1)上述植物的分布体现了群落的 结构,其形成主要与 因素有关。
(2)研究者找到无加拿大一枝黄花分布的相似生境后,测算了两区域本土优势种的生态位宽度,结果如图1,该结果显示生态位变窄的物种是 ;研究者预测加拿大一枝黄花的入侵会降低该区域物种丰富度,理由是 。(植物名称可用图中序号表示)
(3)为探究加拿大一枝黄花造成该现象的原因,研究者分别使用等浓度(10mmol/L)的两种氮素(和)培养等量的不同植物,一段时间后检测培养液中剩余浓度,结果如下图所示,分析得出部分本土植物的生态位变窄的原因是 。(植物名称可用图中序号表示)
(4)研究者认为选择与入侵植物无机氮素利用差异较大的本土物种可增强防控效果。结合上述研究结果,可通过引入对 (填“”或“”)利用能力较强的本土植物抑制加拿大一枝黄花的入侵。
【答案】(1) 水平 水分(或土壤湿度)
(2) ①④/④① 加拿大一枝黄花的入侵会导致②③的生态位增加,与①和④的竞争能力增加,同时加拿大一枝黄花也与①和④竞争资源
(3)加拿大一枝黄花偏好吸收NH4+,而①和④也偏好吸收NH4+,加拿大一枝黄花与①和④在吸收NH4+的竞争过程中占优势
(4)NH4+
【详解】(1)水平结构由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,它们呈镶嵌分布,根据题意可知,在某区域可见河岸边主要分布有禺毛茛、天胡荽等湿生植物,岸上主要分布有加拿大一枝黄花、野老鹳草、白茅等旱生植物。这属于水平方向上的分布,属于水平结构,这种分布主要是受水分条件影响的结果。
(2)据图可知,与无入侵地相比,入侵地中①野老鹳草和④白茅的生态位变窄。由于加拿大一枝黄花的入侵会导致②和③的生态位变宽,竞争优势增加,同时加拿大一枝黄花也与①和④竞争资源,使①和④在种间竞争中逐渐被淘汰,因此会导致入侵地的物种丰富度降低。
(3)实验结果是培养液中离子的剩余浓度,由图可知,⑤加拿大一枝黄花更偏好吸收NH4+,而①和④也偏好吸收NH4+,⑤和①、④在竞争NH4+中占有优势,导致①④吸收氮元素减少,影响其生长,因此会导致其生态位变窄。而⑤吸收NO3-少,与②③的竞争中不占优势,因此不会导致②③的生态位变窄。
(4)据图可知,⑤的培养液中NH4+剩余少,NO3-剩余多,因此可知⑤偏好吸收NH4+,因此引入物对NH4+利用能力较强的本土植物抑制加拿大一枝黄花的入侵。
22.(24-25高二上·陕西铜川·期末)为探究外来物种入侵的原因,研究者在加拿大一枝黄花(SC)入侵地以入侵不同阶段的植物群落为研究对象,对本土植物物种常见优势种的生态位变化进行了定量分析,如表所示,请回答下列问题:
本土植物种
SC入侵梯度 (株数/m2)
0
5 - 7
11 - 13
>18
①野老鹳草
0.6753
0.4864
0.3955
0.1991
②马毛莨
0.2000
0.3827
0.3997
0.4894
③天胡荽
0.2982
0.3476
0.3816
0.4503
④蛇含委陵菜
0.3875
0.4727
0.4869
0.5878
⑤细柄草
0.6979
0.6864
0.7885
0.8715
⑥白茅
0.7695
0.5438
0.4660
0.3839
⑦雀稗
0.8876
0.4648
0.2810
0.1993
(1)区别不同群落的重要特征是 ,可用丰富度反映其数量。要研究某物种在群落中的生态位,通常要研究其所处的空间位置、占用资源的情况以及 等。
(2)由表中数据可得,随SC入侵密度逐渐增加, (填表中序号)的生态位宽度明显减少,这说明 。
(3)研究者测量了上述几种植物体内氮元素的含量,发现SC体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的植物,据此可初步推测SC能成功入侵的原因是 。
(4)为进一步验证该推测,科研人员探究了氮元素(用不同浓度铵态氮处理,单位: mmol·L-1)对SC地下部分和地上部分生物量的影响,部分结果如图(对照组用10 mmol·L-1铵态氮处理)所示。
实验结果表明,SC能成功入侵的机制是: ,从而提高自身的环境适应能力。
【答案】(1) 物种组成 种间关系
(2) ①⑥⑦ 入侵种与①⑥⑦生态位重叠度大,种间竞争激烈
(3)SC的根系发达,氮元素的积累能力强
(4)在低氮环境中,促进地下部分生长扩大吸收氮的面积,在高氮环境中,促进地上部分生长来增加光合面积
【详解】(1)物种组成是区分不同群落的重要特征,也是决定群落性质最重要的因素;生态位是指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。
(2)根据表格数据可知,随着SC入侵梯度增加,①⑥⑦数量逐渐减少,说明其生态位宽度明显减少,说明①⑥⑦与SC的生态位有较大重叠,SC与它们之间的种间竞争强烈。
(3)植物体通过根系吸收氮素,根据题意SC体内氮元素含量远高于生态位宽度明显减少的植物,可能是SC(的根系发达)氮元素的积累能力强,使其在竞争中占有优势,使其数量增加,生态位扩大。
(4)据图可知,在低氮条件下,地下生物量大于对照组,说明可促进地下部分的生长来扩大其吸收氮的面积;在高氮条件下,地上生物量增加,推测其通过促进地上部分来增加光照面积,从而提高自身的环境适应能力。
23.(24-25高二上·北京通州区·期末)萧太后河是发源于北京城的东南护城河,在通州张家湾汇入凉水河。科研人员对萧太后河水体中重金属对微生物群落的影响展开了研究。
(1)大部分微生物是生态系统组成成分中的 ,对于水体污染的响应敏感。生物从周围环境吸收重金属物质,使其在体内浓度超过环境浓度的现象,称作 。
(2)选取萧太后河的不同采样点进行取样调查,对水体重金属铬(Cr)和铅(Pb)的含量进行测量,并分析微生物的多样性,结果如下表。
项目
Cr
Pb
朝阳段
最小值/(mg/kg)
0.12
0.067
最大值/(mg/kg)
0.80
2.71
平均值/(mg/kg)
0.35
0.56
微生物丰富度指数(S)
605.96
通州段
最小值/(mg/kg)
0.16
0.06
最大值/(mg/kg)
0.60
4.55
平均值/(mg/kg)
0.45
0.97
微生物丰富度指数(S)
557.83
①结果说明通州段重金属污染情况较朝阳段严重,判断依据为 。
②实验结果说明重金属污染会 该生态系统抵抗力稳定性。
(3)科学家在萧太后河中投放不同植物治理水体Cr污染,结果如下表。
植物名称
单独种植植物吸
附Cr量/(mg/kg)
组合种植时
每种植物吸附Cr量/(mg/kg)
1#
2#
1#
2#
1#
2#
组合种植1
蔺草
凤眼莲
129.9±2.46
53.4±2.03
168.6±1.11
93.1±1.49
组合种植2
凤眼莲
慈姑
53.4±2.03
155.6±3.99
45.8±3.46
128.6±1.87
注:“1#”“2#”表示在相对应的实验条件下水生植物的代号。
①在治理Cr污染时应选取的植物种类及方法是 。
②不同的植物组合种植时,一种植物的根系分泌所释放出的物质会受到另一者影响,水生植物更容易吸收CrO42-,水体中存在2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O的动态平衡,结合①的研究,下列推测正确的是 。
A.慈姑根系分泌的物质促进凤眼莲吸收CrO42-
B.凤眼莲释放的物质对蔺草和慈姑作用相同
C.凤眼莲可释放有机酸,使水体中Cr2O72-增多
D.蔺草根系可分泌碱性物质,增强CrO42-的吸收
【答案】(1) 分解者 生物富集
(2) 通州段的Cr和Pb的平均值均高于朝阳段 降低
(3) 组合种植1 CD
【详解】(1)大部分微生物在生态系统中扮演分解者的角色,它们能将动植物遗体和动物的排遗物等分解成无机物。生物从周围环境吸收重金属物质,使其在体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。
(2)①判断通州段重金属污染情况较朝阳段严重的依据是:从表格数据可以看出,通州段重金属铬(Cr)的平均值(0.45mg/kg)大于朝阳段(0.35mg/kg),铅(Pb)的平均值(0.97mg/kg)也大于朝阳段(0.56mg/kg),且通州段微生物丰富度指数(557.83)低于朝阳段(605.96),说明通州段重金属污染程度更高,对微生物群落的影响更大,导致微生物丰富度降低。
②抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。由于重金属污染使得微生物丰富度降低,而生态系统中生物种类越多,营养结构越复杂,抵抗力稳定性越强,所以重金属污染会降低该生态系统抵抗力稳定性。
(3)①从表格数据来看,组合种植1中,蔺草和凤眼莲组合种植时,蔺草吸附Cr量为168.6±1.11mg/kg,高于蔺草单独种植时的129.9±2.46mg/kg;凤眼莲组合种植时吸附量为93.1±1.49mg/kg,高于单独种植时的53.4±2.03mg/kg。组合种植2中,凤眼莲和慈姑组合种植时,凤眼莲吸附量为45.8±3.46mg/kg,低于单独种植时,慈姑组合种植时吸附量为128.6±1.87mg/kg,低于单独种植时的155.6±3.99mg/kg。综合比较,组合种植1中整体吸附Cr的效果较好,所以在治理 Cr污染时应选取的植物种类及方法是组合种植 1(蔺草和凤眼莲组合种植)。
②
A、从表格数据可知,组合种植2中,凤眼莲和慈姑组合时,凤眼莲吸附量降低,说明慈姑根系分泌的物质并没有促进凤眼莲吸收CrO42- ,A错误;
B、由组合种植1和组合种植2中凤眼莲与蔺草、慈姑组合时的吸附量变化不同,可知凤眼莲释放的物质对蔺草和慈姑作用不相同,B错误;
C、水体中存在2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O的动态平衡,若凤眼莲释放有机酸,会使溶液中H+浓度增大,平衡正向移动,Cr2O72-增多,C正确;
D、因为组合种植1中蔺草组合种植时吸附Cr量增多,若蔺草根系可分泌碱性物质,会消耗H+,使CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O平衡逆向移动,CrO42-浓度增大,从而增强CrO42-的吸收,D正确。
故选CD。
24.(24-25高二上·江苏徐州第七中学·期末)研究人员利用人工温室模拟地球气候变暖,以大、小两种蜘蛛作为研究对象,发现捕食者的捕食发生了相关变化。请回答下列问题:
(1)两种蜘蛛的分布主要与群落不同层次提供的 有关,若要预测两种蜘蛛种群数量的变化趋势,需对两种蜘蛛的 进行调查。
(2)蜘蛛是一种肉食性节肢动物,它与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系可以形成 ,是生态系统 的渠道。
(3)实验在两个温室中进行,其中一个温度适宜且恒定,另一个温度较高以模拟气候变暖,每个温室中有大、小两种蜘蛛及其猎物。猎物中的大型昆虫多为肉食性,中型昆虫多为杂食性,小型昆虫多取食禾本科植物。研究人员统计了不同年份数据,结果见图1和图2。
①科研人员研究两种蜘蛛在群落中所处的空间位置、资源占用情况,以及与其他物种的关系等,属于对两种蜘蛛 的研究。据图1可知,模拟气候变暖导致大蜘蛛所结蛛网网孔面积 。
②据图2分析,高温环境下,因 导致大蜘蛛网网孔大小发生以上变化,以获得足够的猎物。
③气候变暖,禾本科植物占优势,小蜘蛛网网孔 ,是因为 增多,且结网吐丝量越低,越能减少结网捕食的能量代价,有利于生存。
(4)据以上信息,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有 (选填字母)。
a.植食性昆虫数量改变
b.大型昆虫具生存优势
c.捕食者食物的比例发生变化
d.大、小蜘蛛的生态位重叠加
【答案】(1) 食物和栖息空间 年龄结构
(2) 食物链 能量流动、物质循环
(3) 生态位 变小 中、小型昆虫增加,大型昆虫减少 变大 取食禾本科植物的小型昆虫增多,中型昆虫也增多
(4)acd
【详解】(1)动物的分层分布与植物提供的食物和栖息空间有关,因此两种蜘蛛的分布主要与群落不同层次提供的食物和栖息空间有关,若要预测两种蜘蛛种群数量的变化趋势,需对两种蜘蛛种群的年龄结构进行调查。
(2)蜘蛛与杂食性、植食性昆虫以及植物通过捕食关系形成食物链,成为生态系统行使能量流动、物质循环的渠道。
(3)①研究两种蜘蛛在群落中所处的空间位置、资源占用情况,以及与其他物种的关系等,属于对两种蜘蛛生态位的研究。与恒温组比较,变暖导致大蜘蛛所结蛛网网孔尺寸变小,蛛网网孔面积小。
②结合图2结果,推测高温环境下,中、小型昆虫增加,大型昆虫减少,因而大蜘蛛蛛网网孔大小发生相应变化,以获得足够的猎物。
③环境温度变暖,禾本科植物占优势,取食禾本科植物的小型昆虫增多,中型昆虫也增多,蛛网网孔变大、结网吐丝量减小的情况下,小蜘蛛猎物依旧充足,减少结网捕食的能量代价,利于生存;另一方面,中型昆虫营养丰富,口感更佳,也获得了小蜘蛛的偏爱,小蜘蛛的蛛网网孔大小随环境变暖所增大。
(4)环境温度变暖,禾本科植物占优势,取食禾本科植物的小型昆虫增加,推测全球气候变暖对生物造成的影响可能有生产者的优势种、植食性昆虫数量改变、小型昆虫具有生存优势、捕食者食物的种类及比例发生变化,大蜘蛛的猎物大型昆虫生物量减少,中型昆虫、小型昆虫生物量增加,大、小蜘蛛的生态位重叠加剧,故选acd。
25.(24-25高二上·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期末)端稳“中国饭碗”守好“大国粮仓”。水稻是我国重要的粮食作物,镉是造成土壤污染的主要重金属之一,在生物体内易积累不易排出,从而影响水稻的生长发育。回答下列问题:
(1)为研究水稻的生态位,可调查水稻在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置, 等。
(2)土壤中的镉被水稻根系吸收后,会通过食物链转移到人体内,危害健康,这种现象 被称为 。
(3)为了降低镉元素在水稻中的含量,提高受污染耕地的安全利用率,我国科研团队在中度镉污染水稻田中对两种低积累量水稻品种 (甬优1540、甬优9)开展了相关实验,实验结果如下表所示:
pH
稻谷中镉的质量(mg. kg-1)
产量(kg.亩-1)
甬优 1540
对照组
6.0
0.066
469.37
实验组
6.3
0.046
524.60
甬优9
对照组
6.0
0.058
528.77
实验组
6.3
0.043
414.71
该实验的自变量为 。实验结果表明土壤 pH 的提升有利于 (填“促进”或“抑制”)水稻对重金属的吸收。据表分析,该耕地最适宜种植的水稻品种为 ,依据是 。
(4)若某植物具有很强吸收土壤中镉的能力,但在中度镉污染的水稻田中一般不会将其与水稻同时种植,请从种间关系的角度解释其原因: 。
【答案】(1)占用资源的情况,以及与其他物种的关系
(2)生物富集
(3) 水稻品种、pH值 抑制 甬优1540 在pH提升后,甬优1540稻谷中镉的质量降低幅度较大,且产量显著增加
(4)该植物在中度镉污染的水稻田中比水稻更具有生长优势,会与水稻竞争土壤中的养分和水分、光照等资源
【详解】(1)为研究水稻的生态位,可调查水稻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。
(2)土壤中的镉被水稻根系吸收后,通过食物链转移到人体内,危害健康,这种现象被称为生物富集。
(3) 据表可知,该实验的自变量为水稻品种、pH值;据表可知,不管是甬优1540还是甬优9,pH为6.3(pH 的提升)的条件下,稻谷中镉的质量均小于对照组(pH为6.0),说明土壤pH的提升有利于抑制水稻对重金属的吸收;据表分析,该耕地最适宜种植的水稻品种为甬优1540,依据是在pH提升后,甬优1540稻谷中镉的质量降低幅度较大,且产量显著增加。
(4)由于某植物具有很强吸收土壤中镉的能力,在中度镉污染的水稻田中比水稻更具有生长优势,可能会与水稻竞争土壤中的养分和水分、光照等资源,不利于水稻生长,故一般不会将其与水稻同时种植。
26.(24-25高二上·江苏泰州·期末)上海市崇明东滩鸟类国家级自然保护区位于长江入海口,是重要的水鸟越冬区。研究团队以4种占优势的水鸟为研究对象,调查了它们的种群数量、在不同觅食生境出现的概率、主要的食物种类等,结果如下表1。请回答:
表1 4种占优势的水鸟种群数量、不同生境出现概率、主要的食物种类
物种
观察数量/只
觅食生境出现率/%
鸟胃中主要的食物种类/%
生境1
生境2
生境3
小坚果
茎类
草屑
螺类
贝壳沙砾
甲壳类
其他
绿翅鸭
2120
67
0
33
52.8
16.7
0
12.0
13.0
0
5.5
绿头鸭
1513
98
1
1
78.3
0.8
0
7.1
5.6
1.1
7.1
鹤鹬
1678
64
0
36
0
0
50.0
25.0
25.0
0
0
青脚鹬
1517
29
28
43
0
0
33.3
33.3
0
33.3
0.1
注:生境1为低潮盐沼—光滩带;生境2为海三棱藨草带;生境3为海堤内鱼塘—芦苇区。
(1)据表1,从食物角度分析,与绿头鸭存在明显种间竞争关系的是 。4种水鸟中觅食生境范围比较宽的是 ,觅食生境基本相同的是 。觅食过程中水鸟通过观察鱼类游动,感知甲壳类动物散发的特殊气味,从而利于捕食,这说明信息传递的功能是 。
(2)在研究水鸟生态位时发现,觅食生境基本相同的两种水鸟的生态位并不一定相同,从生态位研究的内容分析,其原因有 。这些水鸟等各种生物都占据相对稳定的生态位,有利于 ,这是物种之间及生物与环境之间 的结果。
(3)保护区面临着互花米草的入侵,压缩了当地植物的生长空间,造成了严重的生态危害。为此研究人员采用了3种互花米草治理技术,治理情况如下表2。带水刈割是通过刈割清除,再通过水淹进行灭除;粉碎发酵是通过切割粉碎,再用酵素菌发酵加速须根腐烂;药剂施用是利用药剂进行灭除。
表2 3种互花米草治理技术比较
治理技术
现场条件
适用范围
治理效果
治理成本
带水刈割
较低
大面积
良好
较低
药剂施用
低
局部
一般
较低
粉碎发酵
高
局部
良好
较高
根据表2分析, 治理技术有一定推广价值。粉碎发酵技术防治有害生物属于 防治。建立东滩鸟类国家级自然保护区,该保护措施属于 。经过互花米草治理后,保护区恢复生机,发挥湿地调节气候、涵养水源等功能,也吸引众多游客旅游观光,这体现了生物多样性的 价值。
【答案】(1) 绿翅鸭 青脚鹬 绿翅鸭和鹤鹬 调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定
(2) 食物种类、种间关系等存在差异 不同生物充分利用环境资源 共同进化(协同进化)
(3) 带水刈割 生物 就地保护 间接价值和直接
【详解】(1)种间竞争是指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。从表中食物种类来看,绿头鸭和绿翅鸭的食物中都有小坚果、茎类等,食物来源有较大重叠,所以与绿头鸭存在明显种间竞争关系的是绿翅鸭。青脚鹬在三种觅食生境中均有出现,绿翅鸭和鹤鹬主要出现在生境1和生境3,绿头鸭主要出现在生境1,故4种水鸟中觅食生境范围比较宽的是青脚鹬,觅食生境基本相同的是绿翅鸭和鹤鹬。觅食过程中水鸟通过观察鱼类游动,感知甲壳类动物散发的特殊气味,从而利于捕食,这说明信息传递能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定;
(2)生态位研究的内容包括物种在群落中的地位、作用和重要性,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。觅食生境基本相同的两种水鸟的生态位不一定相同,可能是因为它们的食物种类、种间关系等其他生态位研究内容存在差异。这些水鸟等各种生物都占据相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源,因为每个物种在其特定的生态位上发挥作用,使得资源能够被更高效地利用,避免了过度竞争。这是物种之间及生物与环境之间共同进化(协同进化)的结果,在长期的进化过程中,物种与物种之间以及生物与环境之间相互影响、相互适应,逐渐形成了相对稳定的生态位;
(3)从表2可以看出,带水刈割技术在现场条件要求较低,适用范围是大面积,治理效果良好且治理成本较低,综合这些因素,带水刈割治理技术有一定推广价值;粉碎发酵是通过切割粉碎,再用酵素菌发酵加速须根腐烂,这种利用生物手段来防治有害生物的方法属于生物防治;建立东滩鸟类国家级自然保护区,是将包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来,进行特殊保护和管理,该保护措施属于就地保护;经过互花米草治理后,保护区恢复生机,发挥湿地调节气候、涵养水源等功能,这体现了生物多样性的间接价值,同时吸引众多游客旅游观光,这又体现了生物多样性的直接价值。
27.(24-25高二上·福建福州仓山区福建师范大学附属中学·期末)为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制,科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中,野外实验在内蒙古半干旱草原开展,将相同体重的幼鼠放入不同样地中,5个月后测定相关指标,部分结果见下图。
(1)由图1可知, 组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活、育龄个体增多,影响田鼠种群的出生率和死亡率,从而导致种群最基本的数量特征 增加。
(2)由图2可知,增加降水有利于 生长,其在田鼠食谱中所占比例增加,田鼠食谱发生变化。
(3)随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱,分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂,一段时间后,比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为 。
(4)当草原返青时,“绿色”为田鼠提供采食信息;田鼠通过植物的气味来辨别和摄取食物,体现信息传递具有 作用。
(5)增加降水引起田鼠食谱变化后,田鼠肠道微生物组成也发生变化,其中能利用草中的纤维素等物质合成并分泌短链脂肪酸(田鼠的能量来源之一)的微生物比例显著增加。请在图中用箭头标示三类生物之间的能量流动方向 。
【答案】(1) 增加降水 种群密度
(2)羊草
(3)检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引
(4)调节种间关系,维持生态系统的相对稳定
(5)
【详解】(1)分析图1可知,增加降水组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活,可以降低死亡率,育龄个体增多可以提高出生率,即通过影响种群的出生率和死亡率,从而直接导致种群密度增加。
(2)分析图2可知,增加降水组羊草的相对生物量明显增加,即有利于羊草的生长。
(3)室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱进行实验,可以排除食谱外其他因素对实验结果的影响,目的是检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起。
(4)“绿色”为田鼠提供采食信息;田鼠通过植物的气味来辨别和摄取食物,体现信息传递具有调节种间关系,维持生态系统的相对稳定的作用。
(5)分析题意可知,田鼠肠道微生物可以为田鼠提供短链脂肪酸,则田鼠与这类微生物的种间关系为互利共生,同时田鼠和肠道微生物可获取草中相应的能量。三类生物之间的能量流动方向如图: 。
28.(24-25高二上·山东东营·期末)北方某湖泊镉、汞污染严重且常有水华发生。科学家将美人蕉(根具有泌氧功能)、风车草、浮萍等水生植物与水生动物加以组合,探究组合式生态浮床的水质净化效果及其对藻类生长的影响。组合式生态浮床的结构如图1所示。回答下列问题。
(1)污染初期,湖泊仍然能保持生态平衡的原因是 。污染后期,严重的水华会首先导致沉水植物大量死亡,主要原因是 。
(2)构建组合式生态浮床时需要有效选择生物组分并合理布设,这体现了生态工程的基本原理是 。与传统生态浮床相比,组合式生态浮床人工投放了滤食性鱼类一消费者,消费者在生态系统中的作用是 。
(3)引入组合式生态浮床后,用 方法对湖泊中蓝细菌数量进行统计分析,发现蓝细菌数量明显减少,水华得到有效控制。与风车草相比美人蕉根系周围蓝细菌数量明显偏低,联系种间关系,据图1分析,出现此结果的原因是 。对不同季节水质指标分析后,实验结果如图2所示。该地区夏季使用生态浮床净化效果较好,而秋季反而加剧水体富营养化,联系生物自身生长特点,分析原因可能是 。
(4)根据上述结果,有人提议应及时收获浮床中的美人蕉等制成家畜饲料投入市场,以提高该系统的经济效益,请对该建议进行可行性分析 。
【答案】(1) 生态系统具有一定的自我调节能力 严重水华会隔绝阳光和空气,使沉水植物不能获取足够的阳光、足够的O2而死亡
(2) 自生 加快生态系统的物质循环
(3) 抽样检测 美人蕉根部可泌氧,为藻类捕食者提供O2,增加浮游动物(捕食者)的数量,可捕食更多蓝细菌。 夏季气温高,有利于植物的生长,植物对N、P吸收增加:而秋季植物落叶或死亡(其他生物死亡),残枝败叶(尸体)腐烂增加了水体中的N、P
(4)不可行,美人蕉会吸收水体中镉、汞等重金属,难以被机体代谢出去。有害物质会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害
【详解】(1)污染初期,湖泊仍然能保持生态平衡的原因是生态系统具有一定的自我调节能力。污染后期,严重的水华会首先导致沉水植物大量死亡,主要原因是严重水华会隔绝阳光和空气,使沉水植物不能获取足够的阳光、足够的O2而死亡。
(2)由于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需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设,体现了生态工程的自生原理。消费者在生态系统中的作用是加快生态系统的物质循环。
(3)引入组合式生态浮床后,可用抽样检测法对湖泊中蓝细菌数量进行统计分析。据图1分析,美人蕉根部可泌氧,为藻类捕食者提供O2,增加浮游动物(捕食者)的数量,可捕食更多蓝细菌,因此,与风车草相比美人蕉根系周围蓝细菌数量明显偏低。据图2可知,夏季生态浮床对磷、氨氮、亚硝酸盐的去除率较高,秋季磷、氨氮、亚硝酸盐的含量反而升高,说明该地区夏季使用生态浮床净化效果较好,而秋季反而加剧水体富营养化,原因可能是:夏季气温高,有利于植物的生长,植物对N、P吸收增加:而秋季植物落叶或死亡(其他生物死亡),残枝败叶(尸体)腐烂增加了水体中的N、P。
(4)美人蕉会吸收水体中镉、汞等重金属,难以被机体代谢出去,有害物质会沿食物链富集,对家畜和人的健康产生危害。因此,将浮床中的美人蕉等制成家畜饲料投入市场不可行。
29.(24-25高二上·广东茂名信宜·期末)某地采煤区曾经塌陷严重,水质恶化。科研人员对其进行生态修复,建成了风光秀美的湿地公园。回答下列问题:
(1)该地区在煤矿开采之前也曾绿树如荫,经过多年煤矿开采后山体、土壤和植被均遭到严重破坏,采矿前后该地区经历了群落的 演替,经过治理后又恢复了绿水青山,这说明人类活动对演替的影响是 。
(2)湿地生态系统具有蓄洪防旱、净化水质等功能,这体现了生物多样性的 价值。湿地中的各种生物共同构成一个 ;植物分布高低错落有致,体现了群落的 结构,为鸟类和小动物们创造了多种多样的 。
(3)优美的环境吸引了大量的鸟类,白鹭是一种比较常见的鸟类,在其求偶时常常会有起舞、伴飞、送食、炫耀等行为,这个过程称为“展示”。“展示”属于生态系统信息中的 ,此信息有利于 。调查白鹭的种群密度不宜采用样方法,原因是 。无人机拍摄技术的运用有助于人们更好地了解的白鹭数量,用无人机拍摄调查白鹭种群密度与标记重捕法相比,其优点是 (答出一点即可)。
(4)采煤塌陷区的水中所含的镉偏离正常范围,为筛选适宜修复镉污染的沉水植物,研究人员用该水体中的底泥和水培养沉水植物黑藻和菹草。测定两种植物的生长率和镉迁移系数(镉迁移系数可反映植物由根系向地上部分迁移镉的能力),结果如图。
据图可知,更适宜修复镉污染水体的物种是 ,判断依据是 。富集镉的沉水植物必须及时收割并进行无害化处理,因为镉等重金属能够通过
逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集;还有通过微生物的分解作用,使 而造成水体的二次污染。
【答案】(1) 次生 改变群落演替的方向和速度
(2) 间接 群落 垂直 栖息空间和食物条件
(3) 行为信息 种群的繁殖 活动能力强、活动范围广 不会对调查对象造成干扰(干扰小)、调查周期短、操作简便(或精确度高、效率高、安全性高)等
(4) 黑藻 黑藻的生长率大于菹草且镉迁移系数更高 食物链(和食物网) 镉等重金属又回到水体
【详解】(1)该地区从煤矿开采前的良好状态,到开采后遭到严重破坏,这不是在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,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,而是在原有条件几乎完全被破坏的基础上进行的,所以经历的是次生演替。经过治理后又恢复了绿水青山,说明人类活动可以改变群落演替的速度和方向。
(2)湿地生态系统具有蓄洪防旱、净化水质等功能,这些功能对生态系统起到重要调节作用,体现了生物多样性的间接价值。湿地中的各种生物共同构成一个生物群落。植物分布高低错落有致,这是在垂直方向上的分层现象,体现了群落的垂直结构。植物的垂直结构为鸟类和小动物们创造了多种多样的栖息空间和食物条件。
(3)白鹭求偶时的起舞、伴飞、送食、炫耀等行为,通过动物的特殊行为传递信息,属于生态系统信息中的行为信息,此信息有利于生物种群的繁衍。调查白鹭的种群密度不宜采用样方法,原因是白鹭活动能力强、活动范围大,样方法适用于调查植物或活动能力弱、活动范围小的动物。无人机拍摄技术与标记重捕法相比,优点是不会对调查对象造成干扰(干扰小)、调查周期短、操作简便(或精确度高、效率高、安全性高)等。
(4)从给出的曲线图可以看出,黑藻的生长率大于菹草,并且黑藻镉迁移系数更高;在生态系统中,镉等重金属能够通过食物链(和食物网)逐级积累和浓缩,在高营养级生物体内富集;同时,植物体和动物死亡腐烂后,通过微生物的分解作用,镉等重金属又会回到水体,从而造成对水体的二次污染。
30.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·期末)北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。
(1)外来物种入侵可能会降低当地生物多样性,从而导致该生态系统的 稳定性降低。为了恢复被破坏的生态环境,可进行生态工程建设,建设生态工程时需要考虑这些生物各自的生态位差异,通过合理的人工设计,使这些物种形成互利共存的关系,这主要遵循了生态工程的 原理。
(2)为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中, 。
②水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有 。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。
该实验的对照组放入的有 。
(4)研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因 。
【答案】(1) 抵抗力 自生
(2) 柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反 选择性/偏好性
(3)隆头鱼和水虱
(4)因柏桉藻含有令动物不适的化学物质,能为水虱提供庇护场所,有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻,有助于柏桉藻获得竞争优势,因此柏桉藻能够成功入侵
【详解】(1)外来物种入侵可能会降低当地生物多样性,使得生态系统的营养结构变得简单,从而导致该生态系统的抵抗力稳定性降低;建设生态工程时需要考虑这些生物各自的生态位差异,通过合理的人工设计,使这些物种形成互利共存的关系,使得该生态系统之间通过各种相互作用进行自组织,实现生态系统结构和功能的协调,形成有序的整体,这主要遵循了生态工程的自生原理。
(2) ①由图2可知,与没有水虱相比,有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低,甚至本地藻丙重量增加值为负值,说明本地藻丙不但没有增加,反而减少了,故与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反。
②在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱更喜爱柏桉藻,体现了水虱对所栖息的海藻种类具有偏好性
(3)本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,实验的自变量为海藻的种类,因变量为水虱的生存率,故实验的对照组应不放海藻,直接放入隆头鱼和水虱,观察统计水虱的生存率。
(4)物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足,天敌少,物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少,导致水虱数量增多。又因为水虱更喜欢取食本地藻,导致本地藻的数量减少,从而为柏桉藻获得了竞争优势,最终柏桉藻入侵成功。
试卷第1页,共3页
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