高考生物一轮复习解题方法专项2模型建构

专项2模型建构能力阐释在高考生物学试题中,模型建构能力的考查通常依托真实情境,如日常生活、生产实践和科学研究等,旨在评估学生运用抽象思维、系统思维和形象思维解决复杂生物学问题的能力,实现新高考从“具体问题”到“系统分析”的转变。模型建构能力的核心是通过建构直观、形象的模型来理解和解释复杂的生物学现象或问题。过程包括:识别问题的关键要素→简化和抽象问题→建立模型→进行预测和验证→用模型解释现象或解决问题。模型建构能力的首要任务是能够提炼出问题的核心要素,并建立相应的物理模型、数学模型或概念模型,如食物网模型、遗传概率模型、酶动力学模型等。模型建构能力还要求学生能够在不同情境下应用所建模型,例如在实验设计与预测、理论推导、数据模拟和科学解释等情境中,能够根据实际问题,灵活应用建构的模型,进行分析和推理,提出科学合理的解释或解决方案。这不仅依赖于学生的知识积累,还依赖于他们的抽象思维和系统思维,能够从具体现象中抽象出普遍规律,形成系统化的模型。题型特点:在新高考背景下,高考生物学试题中选择题题干文字信息量较大,要求学生能够快速准确地梳理题干信息的逻辑关系,提升解题效率。在日常学习过程中,可以训练建构模型的能力,即剖析题干信息并用模型表示出来,从而在纷杂的信息中抓住关键词,结合教材及选项准确定位所要考查的知识点,并对知识点进行拓展和发散,积极主动地进行探究并找到答案,避免在处理信息过程中丢三落四。命题方向:生物学模型的分析与建构是课程标准的重要能力要求。近几年的高考生物学试题也充分体现了这一点。几乎每套高考生物学试题都有生物学模型的分析或建构,通过概念图解、生物结构图解、生物过程图解等概念模型或物理模型的分析与建构,能较好地考查学生分析、获取与处理信息的能力。能力要求:学生需领悟假说演绎、建构模型等方法及其在研究中的运用,理解并运用系统分析的科学方法。课程标准中也对高考考查的能力进行了准确界定,如在科学思维素养水平中要求“能够选择文字、图示或模型等方式进行表达并阐明其内涵”。由此可知,建构模型是当前高中生必须掌握的一种科学方法。在高中生物学的课堂中,建构模型不仅能够培养学生透过现象揭示本质的洞察力和严谨、简约的思维,还能使学生自身的科学探究能力、生物科学理解能力得到有效发展,从而使学生实现高效学习。解题方略:模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的、概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的,有的借助具体的、形象化的实物表现,有的则以抽象化的形式表现。它没有包括原型的所有特征,但是能反映原型的本质特征。生物学模型使得生物学事实直观化、简单化,帮助学生理解和建构概念,也为学生认识事物提供新的思路和方法。模型的形式有很多,主要包括物理模型、概念模型和数学模型。模型法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。模型具有三个基本特点:①对实际对象的模仿和抽象;②组成体现认识对象系统中的主要因素;③反映主要因素之间的关系。考向1概念模型建构概念模型是指用文字和符号将有联系的名词或过程连接起来,阐明生命现象和活动规律的一种较为抽象的模型,可使生物概念系统化、条理化,体现知识的网络架构。高考生物学试题的许多题型是以模式图来考查考生对生物学概念的掌握情况的,在必修教材的“复习与提高”中也有画概念图的要求。建构概念模型的一般流程

(1)根据题干信息厘清上、下位概念之间的关系;(2)利用逻辑思维画出初步关系图并建立连接,标明概念内涵;(3)修改和完善。典型

例题

典例1(2025黑吉辽蒙,13)光照、植物激素EBR、脱落酸和赤霉素均参与调节拟南芥种子的萌发,部分作用关系如下图。下列叙述正确的是(

)A.光敏色素是一类含有色素的脂质化合物B.图中激素①是赤霉素,激素②是脱落酸C.EBR和赤霉素是相抗衡的关系D.红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发逻辑推理与论证:光敏色素是一类含有色素的蛋白质(色素—蛋白复合体),A项错误。赤霉素的主要作用是促进种子萌发,脱落酸的主要作用是抑制种子萌发,据题图分析,图中激素①是脱落酸,激素②是赤霉素,B项错误。赤霉素的主要作用是促进种子萌发,分析题图,EBR抑制蛋白2,使得蛋白2对激素①的促进作用减弱,减少激素①对种子的抑制作用,因此EBR和赤霉素是协同的关系,C项错误。红光使光敏色素从无活性到有活性,促进种子萌发,而EBR抑制蛋白2形成,减少激素①对种子的抑制作用,因此红光和EBR均能诱导拟南芥种子萌发,D项正确。[答案]

D典例2(2024江西,7)从炎热的室外进入冷库后,机体可通过分泌糖皮质激素调节代谢(如下图)以适应冷环境。综合激素调节的机制,下列说法正确的是(

)A.垂体的主要功能是分泌促肾上腺皮质激素B.糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活C.促肾上腺皮质激素释放激素也可直接作用于肾上腺D.促肾上腺皮质激素释放激素与促肾上腺皮质激素的分泌都存在分级调节建构模型:下丘脑—垂体—腺体轴。注:(+)表示促进,(-)表示抑制。逻辑推理与论证:分析题图可知,在肾上腺分泌糖皮质激素的过程中,既存在分级调节,也存在负反馈调节。垂体接受下丘脑分泌的激素的调节,从而分泌促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素等,分别调节相应的内分泌腺的分泌活动,垂体分泌的生长激素还能调节生长发育等,A项错误。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,由此可知糖皮质激素在引发体内细胞代谢效应后失活,B项正确。促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,不能直接作用于肾上腺,C项错误。由题图可知,下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促使垂体分泌促肾上腺皮质激素,促肾上腺皮质激素作用于肾上腺,促使肾上腺分泌糖皮质激素,说明糖皮质激素的分泌存在分级调节,D项错误。[答案]

B学友聊斋

能力自评(2024山东,15)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z,trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞,而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上,生长情况如图。据图分析,3种酶在该合成途径中的作用顺序为(

A

)A.X→Y→ZB.Z→Y→XC.Y→X→ZD.Z→X→Y[能力剖析]

信息获取与加工:据题干信息可知,本题考查微生物的培养与菌种保藏、验证性实验与探究性实验建构模型:构建概念模型逻辑推理与论证:由题图可知,接种时,左侧是用trpY突变型菌液划线接种的,右侧是用trpX突变型菌液接种的,下方是用trpZ突变型菌液划线接种的。最终结果是,trpY接种线左下方出现了明显的菌落,trpX接种线两侧出现了明显的菌落,而trpZ接种线没有长出明显的菌落,添加少量色氨酸,突变体菌株可以生长,色氨酸合成途径的中间产物积累后可排出胞外,进入培养基后,通过扩散,从而给其他突变型提供代谢原料,帮助其生长出现明显的菌落。trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体,据题图与建构的概念模型,酶Y与酶2对应,酶X与酶1对应,酶Z与酶3对应,推测3种酶在该合成途径中的作用顺序为X→Y→Z。考向2物理模型建构物理模型是指根据相似原理,以实物或图画的形式把真实事物按比例放大或缩小制成的模型,可直观地表达认识对象的特征,其状态变化和原事物基本相同。在建构物理模型的过程中,将教材中与认识对象相关的间接经验转化为实体模型,并对模型进行多元评价和修正,丰富了学生有关生物学知识的经验,同时锻炼了逻辑推理能力、辩证思维能力和文字表达能力,从而推进高阶思维的发展,达到深度学习的目的。建构物理模型的一般流程

(1)了解建构模型的基本构造;(2)制作模型建构的基本元件(单位);(3)了解各基本元件之间的关系;(4)按照相互关系连接各基本元件;(5)检验与修正。典型

例题

典例1(2025陕晋宁青,8)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是(

)A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高答案

D

典例2(2024浙江1月,19)某精原细胞同源染色体中的一条发生倒位,如图甲。减数分裂过程中,由于染色体倒位,同源染色体联会时会形成倒位环,此时经常伴随同源染色体的互换,如图乙。完成分裂后,若配子中出现染色体片段缺失,染色体上增加某个相同片段,则不能存活,而出现倒位的配子能存活。下列叙述正确的是(

)甲乙A.图甲发生了①至③区段的倒位B.图乙细胞中Ⅱ和Ⅲ发生互换C.该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失D.该精原细胞共产生了3种类型的可育雄配子根据模型推理分析:根据图甲可知,bcd区段发生了倒位,即应该是①④之间区段倒位,A项错误。根据图乙可知,是Ⅱ和Ⅳ发生了互换,B项错误。该精原细胞可以产生四种配子,分别为ABCDE(正常,能存活)、adcbe(倒位携带者,能存活)、ebCDE(增加了e片段,缺少了A片段,不能存活)和adcBA(增加了a片段,缺少E片段)。由题意可知,若配子中出现染色体片段缺失,染色体上增加某个相同片段,则不能存活,而出现倒位的配子能存活,故该精原细胞减数分裂时染色体有片段缺失,该精原细胞共产生了2种类型的可育雄配子,C项正确,D项错误。[答案]

C学友聊斋

能力自评(2024山东,6)某二倍体生物通过无性繁殖获得二倍体子代的机制有3种:①配子中染色体复制1次;②减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂;③减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③子细胞。某个体的1号染色体所含全部基因如图所示,其中A1、A2为显性基因,a1、a2为隐性基因。该个体通过无性繁殖获得了某个二倍体子代,该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数相等。已知发育为该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组。不考虑突变,获得该子代的所有可能机制为(

B

)[能力剖析]

信息获取与加工:由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,发生互换的染色单体上同时含有显性基因和隐性基因。建构模型:构建减数分裂概念模型。逻辑推理与论证:交换后形成Aa的配子,若该细胞为配子中染色体复制1次获得的,加倍后形成AAaa的二倍体符合题目要求,①正确。由题意可知,该子代的细胞在四分体时,1号染色体仅2条非姐妹染色单体发生了1次互换并引起了基因重组,若减数分裂Ⅰ正常,减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离但细胞不分裂,则该子代体细胞中所有1号染色体上的显性基因数与隐性基因数不相等,②错误。减数分裂Ⅰ细胞不分裂,减数分裂Ⅱ时每个四分体形成的4条染色体中任意2条进入1个子细胞,可能就是发生互换后的两条染色体进入该细胞,由该细胞发育的个体符合题意,③正确。综上,①③正确。考向3数学模型建构数学模型是指运用数理逻辑方法和数学语言,以图表、函数、公式及符号等数学形式,真实系统地揭示事物的本质特征、数量关系和变化规律等的模型。借助数学模型解决生物学问题,可以将复杂问题简单化,抓住问题的关键影响因素,获得事物发展的一般规律。建构数学模型的一般流程

(1)观察研究对象,提出问题;(2)提出模型假设;(3)根据实验数据,建构模型;(4)进一步观察,修正模型。典型

例题

典例1(2025山东,16,多选)在低氧条件下,某单细胞藻叶绿体基质中的蛋白F可利用H+和光合作用产生的NADPH生成H2。为研究藻释放H2的培养条件,将大肠杆菌和藻按一定比例混合均匀后分成2等份,1份形成松散菌—藻体,另1份形成致密菌—藻体,在CO2充足的封闭体系中分别培养并测定体系中的气体含量,2种菌—藻体培养体系中的O2含量变化相同,结果如图所示。培养过程中,任意时刻两体系之间的光反应速率无差异。下列说法错误的是(

)A.菌—藻体不能同时产生O2和H2B.菌—藻体的致密程度可影响H2生成量C.H2的产生场所是该藻叶绿体的类囊体薄膜D.培养至72h,致密菌—藻体暗反应产生的有机物多于松散菌—藻体[答案]

ACD典例2(2024黑吉辽,22节选)为了合理开发渔业资源,构建生态学模型,探究岩龙虾种群出生率和死亡率与其数量的动态关系。仅基于模型(下图)分析,对处于B状态的岩龙虾种群进行捕捞时,为持续获得较大的岩龙虾产量,当年捕捞量应为

只;当年最大捕捞量不能超过

只,否则需要采取有效保护措施保证岩龙虾种群的延续,原因是

。

[答案及评分参考]

本题5分,除注明外,每空1分。9

29当种群数量低于A点时,死亡率大于出生率,种群数量将不断下降,无法自行恢复(3分)能力自评(2024湖南,16,多选)为研究CO2、O2和H+对呼吸运动的作用(以肺泡通气为检测指标)及其相互影响。进行了相关实验。动脉血中CO2分压(PCO2)、O2分压(PO2)和H+浓度三个因素中,一个改变而另两个保持正常时的肺泡通气效应如图a,一个改变而另两个不加控制时的肺泡通气效应如图,下列叙述正确的是(

)图a图bA.一定范围内,增加PCO2浓度和PO2均能增强呼吸运动B.pH由7.4下降至7.1的过程中,PCO2逐渐降低C.PO2由60mmHg下降至40mmHg的过程中,PCO2和H+浓度逐渐降低D.CO2作用于相关感受器,通过体液调节对呼吸运动进行调控答案

BC

[能力剖析]

信息获取与加工:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态叫作稳态。稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡,神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:根据图a分析,一定范围内,增加PCO2、H+浓度及降低PO2均能增大肺泡通气,增强呼吸运动,A项错误。pH由7.4下降至7.1时,与图a相比,图b中相应曲线增加幅度减小,应是通过PCO2降低和PO2升高对肺泡通气进行了调节,B项正确。PO2由60

mmHg下降至40

mmHg时,与图a相比,图b中相应曲线增加幅度减小,应是通过PCO2降低和pH升高(H+浓度降低)对肺泡通气进行了调节,C项正确。CO2作用于相关感受器,通过神经调节对呼吸运动进行调控,D项错误。题号选题理由1通过表观遗传情境考查学生对基因表达调控的理解2考查进化证据的概念模型3通过新情境考查DNA复制的特点,具有创新性4通过基于剪接体的情境考查真核基因的结构及转录加工5考查兴奋在突触间传递的过程6考查减数分裂过程互换现象7考查细胞分裂过程中的同源染色体的变化8考查植物液泡中离子的运输机制题号选题理由9考查细胞膜结构模型及其运输功能10考查种群增长数学模型11考查遗传规律中9∶3∶3∶1比例变化的数学模型12通过新情境考查细胞凋亡及细胞周期13考查种间关系中各种群变化曲线14基于尿崩症新情境考查抗利尿激素的变化曲线15综合考查外界因素对种群数量变化的影响16考查光合作用过程中的光饱和和光抑制现象考向1

概念模型建构1.(2025江苏,15)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,引起基因表达效应改变,如图所示。下列相关叙述正确的是(

D

)A.甲基化通过抑制转录过程调控基因表达B.图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上C.蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达D.若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应[能力剖析]

信息获取与加工:具体可知,甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA,进而调控基因的表达过程。建构模型:基因表达的调控概念模型。逻辑推理与论证:据题图可知,甲基化发生在mRNA上,因此可通过影响mRNA的翻译过程来调控基因表达,A项错误。由题图可知,甲基化发生在mRNA上,mRNA的基本组成单位是核糖核苷酸,B项错误。由题图中可知,甲基化的mRNA会降解,而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达,说明蛋白Y可结合甲基化的mRNA并促进表达,C项错误。表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起,若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应,D项正确。2.(2025河南,7)系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图。研究人员结合形态学和分子证据,构建了绿色植物的系统进化关系,示意简图如下。下列推断正确的是(

A

)A.植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果B.基因重组增强了生物变异的多样性,但不影响进化的速度和方向C.绿藻化石首次出现地层的年龄小于苔藓植物化石首次出现地层的年龄D.裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系远[能力剖析]

信息获取与加工:题干描述了植物进化关系,涉及共同祖先、自然选择、现代生物进化理论、基因重组、化石证据等方面。共同祖先学说和自然选择共同塑造了植物进化的关系。基因重组增加变异,但自然选择决定进化方向。被子植物与裸子植物(种子植物)亲缘关系比裸子植物与蕨类植物(孢子植物)更近。因此,题干信息支持被子植物与裸子植物亲缘关系更近的结论。建构模型:建构生物共同祖先学说概念模型。逻辑推理与论证:系统进化树是一种表示物种间亲缘关系的树形图,自然选择决定进化的方向,故植物的系统进化关系是共同由来学说的体现和自然选择的结果,A项正确。基因重组增强了生物变异的多样性,能为进化提供更多的原材料,会影响进化的速度和方向,B项错误。绿藻的出现早于苔藓,故绿藻化石首次出现地层的年龄大于苔藓植物化石首次出现地层的年龄,C项错误。据题图可知,裸子植物与被子植物的亲缘关系比裸子植物与蕨类植物的亲缘关系近,D项错误。3.(2023辽宁,18,多选)DNA在细胞生命过程中会发生多种类型的损伤。如损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA(如图1);如损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复(如图2)。下列叙述正确的是(

)图1图2A.图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因B.图1所示转录产生的mRNA指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变C.图2所示的转录过程是沿着模板链的5'端到3'端进行的D.图2所示的DNA聚合酶催化DNA损伤链的修复,方向是从n到m答案

ABD

[能力剖析]

信息获取与加工:由题意可知,若损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA,所转录出的mRNA较正常的mRNA发生一个碱基的变化;若损伤较大,修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶,“招募”多种修复因子、DNA聚合酶等进行修复,即修复因子Mfd识别、结合滞留的RNA聚合酶在前,多种修复因子、DNA聚合酶等修复损伤在后。建构模型:建构DNA分子转录模型。

逻辑推理与论证:根据DNA的半保留复制可知,图1所示的DNA经复制后有半数子代DNA含该损伤导致的突变基因,A项正确。由题意可知,图1所示为损伤较小,RNA聚合酶经过损伤位点时,腺嘌呤核糖核苷酸会不依赖于模板掺入mRNA,因为密码子存在简并,mRNA掺入腺嘌呤核糖核苷酸之后,指导合成的蛋白质氨基酸序列可能不变,B项正确。转录时mRNA是由5'端到3'端进行合成的,即沿着模板链的3'端到5'端进行的,C项错误。由mRNA的合成方向可知,图2中上侧为模板链,m是3'端,n是5'端,切除片段后DNA聚合酶会以下侧链为模板进行修复,根据DNA聚合酶合成子链的方向可知,修复是从n向m进行,D项正确。4.(2025河北石家庄一模,多选)处于生态平衡状态的生态系统,结构、功能以及生物组成等都保持相对稳定。能量流经某一生态系统中第二营养级的示意图如下,经过检测,该营养级中部分动物尿液中存在少量有机酸、脂肪酸等有机物。下列叙述错误的是(

BD

)A.处于生态平衡状态的生态系统具有结构平衡、功能平衡和收支平衡等特征B.该营养级部分动物尿液中少量有机物所含能量属于A1C.若该营养级在较长时间内维持能量平衡,则这段时间内要求B2几乎为零D.该生态系统的结构包括生物群落、非生物的物质和能量[能力剖析]

信息获取与加工:某一营养级的同化量,一部分通过呼吸作用以热能的形式散失;一部分用于自身的生长、发育和繁殖。用于生长、发育和繁殖的这部分能量,一部分被分解者分解;一部分被下一营养级摄入体内,还有一部分暂时未利用。建构模型:建构概念模型。

逻辑推理与论证:处于生态平衡状态时,生态系统具有的特征包括结构平衡、功能平衡和收支平衡,A项正确。尿液中存在的少量有机酸、脂肪酸等有机物是该营养级中部分动物的代谢产物,是从内环境中排出的,其中的能量属于该营养级流向分解者的能量,即属于B3,B项错误。若该营养级在较长时间维持能量平衡,则要求这段时间内该营养级的能量输入和输出平衡,即用于生长、发育和繁殖的能量(B2)几乎为零,C项正确。生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构,营养结构包括食物链和食物网,组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者四部分。故该生态系统的结构包括生物群落、非生物的物质和能量以及营养结构,D项错误。考向2

物理模型建构5.(2025江苏,10)脂肪细胞分泌的生物活性蛋白Leptin可使兴奋性递质5-羟色胺的合成和释放减少,阻碍神经元之间的兴奋传递,如图所示。下列相关叙述错误的是(

B

)A.脂肪细胞通过释放Leptin使5-羟色胺的合成减少属于体液调节B.Leptin直接影响突触前膜和突触后膜的静息电位C.Leptin与突触前膜受体结合,影响兴奋在突触处的传递D.5-羟色胺与突触后膜受体结合减少,导致Na+内流减少[能力剖析]

信息获取与加工:据图可知,脂肪细胞分泌的Leptin通过体液运输作用于相关细胞的受体,进而影响5-羟色胺的合成,5-羟色胺是一种兴奋性递质。建构模型:建构突触间兴奋传递的物理模型。逻辑推理与论证:脂肪细胞分泌的Leptin通过体液运输作用于靶细胞,使5-羟色胺的合成减少,这种调节方式属于体液调节,A项正确。Leptin与突触前膜上的受体结合,可使兴奋性递质5-羟色胺的合成和释放减少,阻碍神经元之间的兴奋传递,不直接影响突触前膜和突触后膜的静息电位,B项错误,C项正确。5-羟色胺是兴奋性递质,当5-羟色胺与突触后膜受体结合减少,突触后膜对Na+的通透性降低,Na+内流的量相应减少,D项正确。6.(2025安徽,11)某动物初级精母细胞中,一部分细胞的一对同源染色体的两条非姐妹染色单体间发生了片段互换,产生了4种精细胞,如图所示。若该动物产生的精细胞中,精细胞2、3所占的比例均为4%,则减数分裂过程中初级精母细胞发生交换的比例是(

D

)A.2% B.4%C.8% D.16%[能力剖析]

信息获取与加工:据图分析,同源染色体在减数第一次分裂过程中发生了互换。建构模型:建立减数分裂的物理模型。逻辑推理与论证:1个初级精母细胞发生交换,会产生4种精细胞,其中交换型(精细胞2、3)和未交换型(精细胞1、4)各占一半。设发生交换的初级精母细胞比例为x,则产生的交换型精细胞比例为x×1/2(因1个交换的初级精母细胞产生2种交换型精细胞,共4个精细胞)。已知精细胞2、3各占4%,即交换型精细胞总比例为4%+4%=8%,则x×1/2=8%,解得x=16%。7.(2024江苏,17,多选)图示哺乳动物的一个细胞中部分同源染色体及其相关基因。下列相关叙述错误的有(

ABC

)A.有丝分裂或减数分裂前,普通光学显微镜下可见细胞中复制形成的染色单体B.有丝分裂或减数分裂时,丝状染色质在纺锤体作用下螺旋化成染色体C.有丝分裂后期着丝粒分开,导致染色体数目及其3对等位基因数量加倍D.减数分裂Ⅰ完成时,能形成基因型为MmNnTt的细胞[能力剖析]

信息获取与加工:在细胞分裂过程中,染色质会在特定时期螺旋化形成染色体。有丝分裂和减数分裂是细胞分裂的重要方式,涉及染色体的行为和基因的遗传规律。建构模型:建构同源染色体模型。时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂前期

①

②

③①与②中都有同源染色体,主要区别是②中同源染色体发生联会,形成四分体;③中无同源染色体时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂中期

①

②

③①与②的主要区别:①中染色体的着丝粒排列在赤道板上,②中染色体的着丝粒排列在赤道板的两侧;③中无同源染色体,染色体的着丝粒排列在赤道板上时期有丝分裂减数第一次分裂减数第二次分裂后期

①与②比较:①中染色单体分离,②中同源染色体分离;①与③比较:①中有同源染色体,③中无同源染色体;②与①③比较:②中有染色单体,①③中无染色单体逻辑推理与论证:在有丝分裂间期或减数分裂前的间期,染色质进行复制,但此时形成的染色单体在普通光学显微镜下不可见,A项错误。纺锤体的作用是牵引染色体运动,而不使丝状染色质螺旋化成染色体,B项错误。有丝分裂后期着丝粒分开,姐妹染色单体分离,导致染色体数目加倍,但基因数量不变,C项错误。在减数分裂Ⅰ前期,同源染色体的非姐妹染色单体可能会发生互换,增加了配子基因组合的多样性,所以减数分裂Ⅰ完成时能形成基因型为MmNnTt的细胞,D项正确。8.(2025山东济南一模)下图为某植物细胞对蔗糖的运输过程示意图,据图分析,下列说法错误的是(

B

)A.蔗糖由细胞外进入液泡依赖于H+浓度差形成的电化学势能B.该细胞的细胞外和液泡内的pH均高于细胞质基质C.图中各转运蛋白均是载体蛋白,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用D.ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量[能力剖析]

信息获取与加工:(1)物质通过简单的扩散作用通过磷脂双分子层进出细胞,叫作自由扩散;物质借助转运蛋白(载体蛋白或通道蛋白)进出细胞的扩散方式称为协助扩散(也叫易化扩散);二者都是顺浓度梯度进行。(2)物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输;主动运输也可不直接消耗细胞内化学反应所释放的能量,如本题中的蔗糖的运输。建构模型:建构细胞膜物质运输物理模型。逻辑推理与论证:从题图可知,蔗糖由细胞外进入液泡是通过与H+协同转运的方式,依赖于H+浓度差形成的电化学势能,A项正确。由题图可知,H+从细胞质基质进入细胞外和液泡都是逆浓度梯度运输,说明细胞外和液泡内的H+浓度均高于细胞质基质,所以细胞外和液泡内的pH均低于细胞质基质,B项错误。题图中的转运蛋白均为载体蛋白,各种载体蛋白都能运输H+,对于维持细胞质基质中H+浓度的相对稳定起重要作用,C项正确。由题图可知,细胞膜ATP酶和液泡膜ATP酶均能将ATP水解,液泡膜焦磷酸化酶将PPi水解为Pi,这些过程均需要消耗能量,所以ATP酶和液泡膜焦磷酸化酶发挥全部功能的过程需要消耗能量,D项正确。9.(2025山东临沂一模)土壤盐分过高对植物的伤害作用称为盐胁迫。SOS信号转导途径是在拟南芥中发现的介导盐胁迫下细胞外排Na+,维持Na+/K+平衡的重要调节机制。盐胁迫出现后,磷脂分子PA在细胞膜迅速聚集并与能催化底物磷酸化的蛋白激酶SOS2结合,致使SOS2接触激活Na+-H+转运蛋白SOS1,并使钙结合蛋白SCaBP8磷酸化。具体调节机制如下图所示。下列说法错误的是(

)A.SOS1转运Na+和H+不需要细胞内化学反应所释放的能量B.盐胁迫时,植物细胞可能通过降低细胞质基质中的H+浓度来加速Na+的外排C.Na+通过HKT1进入细胞时,不需要与其结合D.盐胁迫下,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,降低了细胞内Na+/K+的值答案

A

[能力剖析]

信息获取与加工:自由扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,不需要转运蛋白协助,不消耗能量;协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的转运蛋白的协助,不消耗能量;主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。建构模型:建构细胞膜结构模型。逻辑推理与论证:根据题图可知,盐胁迫条件下,周围环境中的Na+通过HKT1(Na+通道蛋白)以协助扩散的方式顺浓度梯度大量进入根部细胞,Na+运出细胞为逆浓度梯度运输,所以,SOS1转运Na+和H+需要细胞内化学反应所释放的能量和离子间的转移势能,A项错误。盐胁迫时,植物细胞可能通过降低细胞质基质的pH,增多进入的H+,并增加排出Na+的速度,B项正确。Na+通过HKT1进入细胞时,不需要与其结合,C项正确。盐胁迫下,磷酸化的SCaBP8减缓了对AKT1的抑制作用,使得细胞内K+浓度增加,Na+/K+的值降低,D项正确。考向3

数学模型建构10.(2025黑吉辽蒙,18,多选)某山体公园自然条件下猕猴种群的环境容纳量约为840只。1986年后,游客的投喂和以保护为目的的固定投食,致使猕猴种群数量快速增长,引发了人猴冲突。为减少冲突事件的发生,研究人员做了相关调查,结果如下图。下列叙述正确的是(

)A.调查期间猕猴种群的λ>1,若现有条件不变,种群数量会持续增长B.2013年人猴冲突事件减少,是因为猕猴种群数量接近自然条件下的环境容纳量C.2016年后,猕猴种群数量超过自然条件下环境容纳量的主要原因是人为投食D.为保护猕猴和减少人猴冲突,应适时迁出部分猕猴族群达到人与动物和谐相处答案

CD

[能力剖析]

信息获取与加工:据题图分析,题目考查了贴近生活的公园猕猴种群变化的影响因素和与人猴冲突事件的关系。建构模型:建构种群增长曲线模型。逻辑推理与论证:公园内空间有限,随着猕猴种群密度增大,猴群数量会受到栖息空间的制约,种群数量不会持续增长,A项错误。题目明确指出人猴冲突是因人为投食导致数量快速增长引发的,尽管自然K值下种群稳定时冲突较少,但此时人为投食已存在,实际环境容纳量已被提高,猕猴数量仍在增长并即将超过自然K值,冲突减少更可能是由于种群增长速率放缓,B项错误。根据题干和题图可知,人为投食是突破自然环境限制、导致数量超限的主要原因,C项正确。迁出部分猕猴可降低种群密度,减少对人类食物的依赖和竞争,从而缓解人猴冲突,是保护猕猴与人类和谐共处的合理措施,D项正确。11.(2025安徽,12)一对体色均为灰色的昆虫亲本杂交,子代存活的个体中,灰色雄性∶灰色雌性∶黑色雄性∶黑色雌性=6∶3∶2∶1。假定此杂交结果涉及两对等位基因的遗传,在不考虑相关基因位于性染色体同源区段的情况下,同学们提出了4种解释,其中合理的是(

D

)①体色受常染色体上一对等位基因控制,位于X染色体上的基因有隐性纯合致死效应②体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应③体色受两对等位基因共同控制,其中位于X染色体上的基因还有隐性纯合致死效应④体色受两对等位基因共同控制,其中位于Z染色体上的基因还有隐性纯合致死效应A.①③

B.①④

C.②③ D.②④[能力剖析]

信息获取与加工:分析题意可知,灰色亲本杂交,子代出现黑色,说明灰色为显性性状。XY型性别决定的生物,XX为雌性,XY为雄性;ZW型性别决定的生物,ZW为雌性,ZZ为雄性。考查9∶3∶3∶1比例变式问题。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:一对灰色个体杂交,子代雄、雌的比例为2∶1,子代灰色雄性与黑色雄性的比例为6∶2,子代灰色雌性与黑色雌性的比例为3∶1,由此可知雌性个体中存在致死现象,且灰色雌性和黑色雌性各有50%的死亡率,子代雄性不存在相应的致死现象。假定此杂交结果涉及两对等位基因的遗传,在不考虑相关基因位于性染色体同源区段的情况下,假设这两对等位基因分别为A/a与B/b,在A/a控制体色、B/b位于X或Z染色体上的情况下,若“①体色受常染色体上一对等位基因控制,位于X染色体上的基因有隐性纯合致死效应”成立,即子代中出现基因型为XbXb的雌性个体且具有致死效应,则子代中就会出现基因型为XbY的雄性个体且也应该具有致死效应,这与杂交结果不符合。“②体色受常染色体上一对等位基因控制,位于Z染色体上的基因有隐性纯合致死效应”,这与假设①相近,但ZW为雌性个体,当杂交子代出现基因型为ZbW的雌性纯合个体时,子代中一定不会出现ZbZb的雄性纯合致死个体,这与杂交结果相符合。若两对等位基因A/a、B/b共同控制体色,B/b位于X或Z染色体上的情况下,对假设③与假设①的分析是相同的,对假设④与假设②的分析是相同的,因此D项符合题意。12.(2025广东汕头二模)从石斛提取的毛兰素可抑制癌细胞增殖,促进其凋亡。Bax与Bcl-2是与细胞凋亡相关的蛋白,两者可结合形成二聚体并抑制Bcl-2的作用。研究人员用不同浓度的毛兰素处理食道癌细胞,检测处于不同间期细胞的比例以及Bcl-2、Bax的表达量以探究毛兰素的作用机制。结果见下表。下列分析错误的是(

)毛兰素浓度/(nmol·L-1)04080120不同间期细胞的比例/%G152.2524.3312.185.35S23.8625.1218.6410.82G223.8950.5569.1883.83蛋白的相对表达量Bcl-21.230.980.860.64Bax0.230.320.650.72注:细胞分裂间期先后分为G1期、S期、G2期。

A.毛兰素可将癌细胞阻滞在G2期,阻滞效果与浓度呈正相关B.毛兰素可通过抑制Bcl-2基因的表达而加快癌细胞凋亡C.毛兰素增加Bax的含量,解除Bcl-2对癌细胞凋亡的抑制D.Bcl-2基因属于抑癌基因,与Bax基因调控凋亡的功能相反答案

D

[能力剖析]

信息获取与加工:细胞癌变的原因包括内因和外因,外因又包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子,内因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。癌细胞的特征为:无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞表面发生改变,细胞膜上的糖蛋白减少,细胞膜之间的黏着性降低;失去接触抑制。细胞衰老和凋亡都是基因程序性表达的结果,癌细胞由于无限增殖,故代谢加快,产生蛋白质较多,耗能较多,故线粒体和核糖体数量增多,癌细胞由于表面糖蛋白减少,故容易分散和转移。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:观察题表中不同浓度毛兰素下各时期细胞比例,随着毛兰素浓度从0到120

nmol/L,G2期细胞比例从23.89%逐渐升高到83.83%,G1期和S期细胞比例逐渐降低,这表明毛兰素可将癌细胞阻滞在G2期,且浓度越高,G2期细胞比例越高,即阻滞效果与浓度呈正相关,A项正确。已知Bax与Bcl-2是与细胞凋亡相关的蛋白,两者可结合形成二聚体并抑制Bcl-2的作用。从题表看,随着毛兰素浓度增加,Bcl-2蛋白相对表达量从1.23逐渐降低到0.64,说明毛兰素可抑制Bcl-2相关基因的表达。Bcl-2表达量降低,其对细胞凋亡的抑制作用减弱,从而加快癌细胞凋亡,B项正确。由题表可知,随着毛兰素浓度增加,Bax蛋白相对表达量从0.23逐渐升高到0.72,Bax含量增加,能与更多的Bcl-2结合形成二聚体,从而解除Bcl-2对癌细胞凋亡的抑制,C项正确。Bcl-2蛋白可抑制细胞凋亡,所以Bcl-2相关基因是促进细胞增殖、抑制细胞凋亡的基因,不属于抑癌基因;Bax可促进细胞凋亡,Bcl-2与Bax基因调控凋亡的功能相反,D项错误。13.(2025北京朝阳一模)加拿大北方森林中的猞猁主要捕食雪兔,食物不足时也捕食榛鸡。雪兔冬季的食料主要是杨树嫩枝。上述种群的生物量会发生周期波动,下图为一个周期的示意图。相关推测错误的是(

B

)A.雪兔种群数量下降的原因是食物缺乏和天敌捕食作用强B.第5年后榛鸡种群数量回升的原因是杨树嫩枝生物量增加C.导致猞猁和雪兔种群数量周期波动的因素属于密度制约因素D.杨树嫩枝生物量的动态平衡是生态系统负反馈调节的结果[能力剖析]

信息获取与加工:雪兔以植物为食,猞猁以雪兔为食。猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量,使得植物、雪兔、猞猁之间保持相对稳定,而且由于植物资源比较稳定,进而使得另一些以植物为食的动物数量及其食物链相对稳定,因而整个群落可以处在相对稳定的状态。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:雪兔的天敌是猞猁,食物主要是杨树嫩枝,当杨树嫩枝生物量减少,雪兔食物缺乏,同时猞猁捕食作用强,会导致雪兔种群数量下降,A项正确。榛鸡与杨树嫩枝不存在直接的食物关系,杨树嫩枝生物量增加不是榛鸡种群数量回升的原因,B项错误。密度制约因素是与种群密度相关的因素,猞猁和雪兔存在捕食关系,其种群数量波动受彼此密度影响,属于密度制约因素,C项正确。生态系统通过负反馈调节维持相对稳定,杨树嫩枝生物量的动态平衡是生态系统负反馈调节的体现,D项正确。14.(2025山东济南一模)尿崩症(DI)最显著的症状是多尿和多饮。根据发病机制不同,DI可分为CDI(抗利尿激素缺乏导致)和NDI(肾小管功能缺失导致)两种。DI患者即使长时间禁水也会排出大量水分。禁水后尿液渗透压值的变化是诊断尿崩症的重要依据,配合使用抗利尿激素可以初步区分CDI和NDI。对三名受试者进行禁水配合使用抗利尿激素的实验,定时检测禁水后尿液渗透压的值,结果如下图所示。下列叙述正确的是(

)A.Ⅱ是NDI患者,Ⅲ是CDI患者B.CDI患者和NDI患者对水的重吸收功能均缺失C.DI患者下丘脑频繁产生兴奋并产生渴觉,使患者表现出多饮的临床症状D.CDI患者使用抗利尿激素类药物的同时要注意维持内环境渗透压的相对稳定答案

D

[能力剖析]

信息获取与加工:抗利尿激素由下丘脑合成、垂体释放,能促进肾小管和集合管对水分的重吸收,导致尿液渗透压升高。尿崩症患者尿液渗透压较低。抗利尿激素与受体结合后才能发挥作用,作用后即失活,因此肾性尿崩症的病因是肾脏对抗利尿激素的敏感性较低,相应细胞表面缺乏受体,使抗利尿激素不能发挥作用,患者体内抗利尿激素的含量比正常人多。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:CDI是由于抗利尿激素分泌不足,其尿液渗透压较低,注射抗利尿激素后可缓解,因此Ⅱ是CDI患者;NDI患者对抗利尿激素敏感性缺陷,抗利尿激素不能发挥作用,注射抗利尿激素后尿液渗透压仍较低且基本不变,因此Ⅲ是NDI患者,A项错误。CDI是由于抗利尿激素分泌不足,其尿液渗透压较低,注射抗利尿激素后可缓解,因此CDI患者对水的重吸收功能没有缺失,B项错误。渴觉是在大脑皮层产生的,C项错误。CDI患者使用抗利尿激素类药物后,水的重吸收增加,可能会影响内环境渗透压,所以要注意维持内环境渗透压的相对稳定,D项正确。15.(2024安徽,17)大气中二氧化碳浓度升高会导致全球气候变化。研究人员探究了390μL·L-1(ρ1当前空气中的浓度)和1000μL·L-1(ρ2)两个CO2浓度下,盐生杜氏藻(甲)和米氏凯伦藻(乙)在单独培养及混合培养下的细胞密度变化,实验中确保养分充足,结果如图1。图1回答下列问题。(1)实验中发现,培养液的pH会随着藻细胞密度的增加而升高,原因可能是

藻细胞密度增加,光合作用强度增大,吸收培养液中的CO2增多,从而导致培养液的pH升高(2分)

(答出1点即可)。

(2)与单独培养相比,两种藻混合培养的结果说明

混合培养时,两种藻类之间存在种间竞争,并且甲在竞争中处于劣势,最终两种藻类的K值都下降(2分)

。推行绿色低碳生活更有利于减缓

乙

(填“甲”或“乙”)的种群增长。

(3)为进一步探究混合培养下两种藻生长出现差异的原因,研究人员利用培养过一种藻的过滤液去培养另一种藻,其他培养条件相同且适宜,结果如图2。综合图1和图2,分析混合培养引起甲、乙种群数量变化的原因分别是①

甲生长受到抑制主要是由于乙释放的抑制物所致

;②

混合培养时资源、空间有限,导致乙的种群数量下降(2分)

。

图2(4)一定条件下,藻类等多种微型生物容易在近海水域短期内急剧增殖,引发赤潮,主要原因是

受人类活动等的影响,近海水域中的N、P等矿质元素增多、CO2浓度较高,藻类大量增殖(2分)

。

[能力剖析]

信息获取与加工:分析题图可知,随着培养时间延长,盐生杜氏藻的细胞密度都增多,加了乙滤液(米氏凯伦藻)的实验组的细胞密度低于同等条件下的盐生杜氏藻的细胞密度;随着培养时间延长,米氏凯伦藻的细胞密度都增多,且加了甲滤液(盐生杜氏藻)的实验组细胞密度与同等条件下的米氏凯伦藻的细胞密度接近。建构模型:建构数学模型。逻辑推理与论证:(1)由于藻类能进行光合作用,因此藻细胞密度增加,光合作用强度增大,吸收培养液中的CO2增多,从而导致培养液的pH升高。(2)由图1