高考生物一轮复习解题方法专项1科学探究

专题三科学探究与思维建模能力1.考查要求《普通高中生物学课程标准》要求着重培养学生的科学探究素养,促使学生具备提出问题、作出假设、设计并实施实验、分析结果得出结论的能力,同时强调思维建模,让学生能运用模型与建模的方法阐释生物学现象与规律。《中国高考评价体系》的“四翼”也融入对这两种能力的考查中。要求学生在掌握基础知识的前提下,综合运用知识解决实际问题,具备创新思维和实践能力。2.设置理由科学探究能力是生物学学科特性的直接体现。生物学作为一门实验科学,依赖探究去发现和理解生命规律。通过考查科学探究能力,能切实检验学生对知识的理解深度和应用能力。思维建模能力则有助于学生将复杂的生物学知识系统化、可视化,加深对知识的理解和记忆。这两种能力的考查,有利于选拔出具有创新思维和实践能力的学生,满足高校人才选拔需求,同时也引导中学教学注重培养学生的核心素养。3.具体内容高考生物学试题常通过创设丰富多样的情境来考查这两种能力。以实验设计题为例,给出特定的实验目的和材料,要求学生设计实验方案,确定变量、设置对照,这考查了科学探究中的实验设计能力;分析实验结果并得出结论的问题,则考查学生对数据的分析和推理能力。在思维建模方面,会要求学生构建概念模型,如梳理生命活动调节过程中的概念关系,或者构建数学模型,像根据种群数量变化数据绘制曲线,以此考查学生对知识的归纳和抽象能力,以及运用模型解决问题的能力。专项1科学探究能力阐释科学探究能力涵盖提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果并得出结论等多个关键环节。作出假设时,需基于已掌握的生物学知识和题目给定的信息,合理推测变量之间的关系,这考验学生知识迁移和逻辑思维能力。设计实验环节,学生必须遵循对照原则、单一变量原则等科学准则,明确自变量、因变量和无关变量,并选择恰当的实验材料与方法,确保实验具备科学性和可操作性。实施实验虽在纸笔测试中多以文字形式呈现,但学生需清晰知晓实验操作的具体流程和关键注意事项。分析结果与得出结论阶段,需要学生具备数据处理和逻辑推理能力,从实验数据或现象中归纳总结规律,判断假设是否成立。考向1调查类实验调查类实验能提升学生的实验动手能力、观察能力以及社会实践能力,同时也能调动学生探究生物学现象的自主性。调查类实验的一般操作流程:(1)明确调查课题;(2)确定调查对象;(3)选择调查方法;(4)确定调查范围;(5)实施调查活动;(6)分析调查结果,得出结论。在此过程中,可以培养学生获取、加工信息以及科学推理和综合分析的能力。调查类实验的一般流程

典型

例题

典例(2024河北,21)我国采取了多种措施对大熊猫实施保护,但在其栖息地一定范围内依旧存在人类活动的干扰。第四次全国大熊猫调查结果如下图所示,大熊猫主要分布于六个山系,各山系的种群间存在地理隔离。回答下列问题。(1)割竹挖笋和放牧使大熊猫食物资源减少,人和家畜属于影响大熊猫种群数量的

因素。采矿和旅游开发等使大熊猫栖息地的部分森林转化为裸岩或草地,生态系统中消费者获得的总能量

。森林面积减少,土壤保持和水源涵养等功能下降,这些功能属于生物多样性的

价值。

(2)调查结果表明,大熊猫种群数量与

和

呈正相关。天然林保护、退耕还林及自然保护区建设使大熊猫栖息地面积扩大,且

资源增多,提高了栖息地对大熊猫的环境容纳量。而旅游开发和路网扩张等使大熊猫栖息地丧失和

导致大熊猫被分为33个局域种群,种群增长受限。

(3)调查结果表明,岷山山系大熊猫栖息地面积和竹林面积最大,秦岭山系的秦岭箭竹等大熊猫主食竹资源最丰富,这些环境特征有利于提高种群的繁殖能力。据此分析,环境资源如何通过改变出生率和死亡率影响大熊猫种群密度:

。

(4)综合分析,除了就地保护,另提出两条保护大熊猫的措施:

。

等措施扩大了大熊猫栖息地面积,使其食物资源增多,提高了栖息地对大熊猫的环境容纳量。旅游开发和路网扩张等人类活动使得大熊猫的栖息地丧失和碎片化,从而导致其种群增长受限。(3)当环境资源充足时,大熊猫种群的出生率升高,死亡率降低,种群密度增大;当环境资源有限时,种内竞争就会加剧,导致大熊猫种群的出生率降低,死亡率升高,种群密度减小。(4)除了就地保护,还可以对大熊猫进行其他保护措施,比如建立大熊猫繁育中心、建立基因库、利用生物技术对大熊猫的基因进行保护等。此外,还可以通过加强立法,如完善保护大熊猫的相关法律法规等保护大熊猫。[答案及评分参考]

本题共11分,除标注外,每空1分。(1)密度制约(或生物)减少间接(2)栖息地面积竹林面积食物碎片化(3)当环境资源充足时,大熊猫种群的出生率升高,死亡率降低,种群密度增大;当环境资源有限时,种内竞争加剧,大熊猫种群的出生率降低,死亡率升高,种群密度减小(2分)(4)建立大熊猫繁育中心、建立基因库、利用生物技术对大熊猫的基因进行保护、完善保护大熊猫的相关法律法规(2分)(任选两条即可)学友聊斋

能力自评(2023全国新课标卷,4)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是(

D

)A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量[能力剖析]

调查课题:调查自然保护区内某些野生哺乳动物资源。调查对象:大型野生哺乳动物。调查方法:利用红外触发相机自动拍摄技术。这是一种新型调查手段,特别适用于对活动隐秘的大中型、珍稀兽类和鸟类的记录,由于相机位置固定、隐蔽,因此可以捕捉动态和静态图像等。分析调查结果,得出结论:当恒温动物靠近相机时,会触发相机自动拍摄照片或视频。经过一段时间,分析这些照片或视频就能确定所调查动物种群的数量。通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物物种数目的多少,即物种丰富度,A项正确。标记重捕法需要捕捉动物并标记放归后一段时间之后再次捕捉,红外触发相机自动拍摄技术不需要,B项正确。采用红外触发相机拍摄技术可得到保护区内东北豹的种群数量和分布情况,C项正确。该技术能调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量,D项错误。考向2验证类实验验证类实验是实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验,主要验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。在解答验证类实验题目时,需要学生具备信息获取和加工、科学推理以及科学探究能力。实验设计的一般流程:明确实验目的→分析实验变量→选择实验材料→确定实验思路→对实验结果进行预测、分析和讨论。实验设计的通常要求:①实验方案切实可行;②实验步骤详细且表述明确;③明确实验变量;④选择合适的实验方法和工具收集信息。实施实验方案的一般要求:①有明确分工,合作进行实验操作;②按照实验步骤有序进行实验操作;③正确使用各种实验器具;④得到正确的实验结果。实验设计的原则:(1)科学性原则。实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。(2)简便性、可操作性原则。(3)单一变量原则。实验中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称作自变量,随着自变量变化而变化的变量称为因变量。除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。在实验过程中,无关变量应保持一致,保证因变量的变化仅是由自变量的变化引起的。(4)等量、适宜原则。无关变量不仅要等量,还要处在适宜条件下。①生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要相同或大致相同。②实验器具要相同:试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。③实验试剂要相同:试剂的成分、浓度、体积要相同,尤其要注意等体积的问题。④处理方法要相同:保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡等都要一致。(5)对照原则。对照是实验控制的手段之一,目的是消除无关变量对实验结果的影响。对照原则是设计和实施实验的准则之一。其中实验组指接受实验变量处理的对象组,对照组指不接受实验变量处理的对象组。常见对照类型如下。①空白对照:对照组不加以实验变量处理。②自身对照:实验在同一研究对象上进行,不另设对照实验,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。③相互对照:不单设对照组,而是几个实验组相互对照。④条件对照:给实验对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响。(6)平行重复原则和随机性原则。①平行重复原则:控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度。在实验中可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。②随机性原则:被研究的样本是从总体中任意抽取的。验证类实验模型建构

典型

例题

典例1(2025北京,5)1958年,Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验,证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是(

)A.因为15N有放射性,所以能够区分DNA的母链和子链B.得到的DNA带的位置有三个,证明了DNA的半保留复制C.将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果D.选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA[答案]

B典例2(2025黑吉辽蒙,21)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。(1)Rubisco在叶绿体的

中催化

与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是

。

(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于

不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是

。胞间CO2浓度为300μmol/mol时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是

。

(3)研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。[答案及评分参考]

本题共9分,除注明外,每空1分。(1)基质C5

ATP和NADPH中活跃的化学能转换为糖类等有机物中稳定的化学能(2)光照强度(或ATP、NADPH)

CO2浓度光照强度大,光反应速率快,为暗反应提供更多的ATP、NADPH,暗反应速率加快,光合速率提高(2分)(3)在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,用14C标记CO2,取等量生长状况相同的S植株和WT植株,在饱和光照和适宜14CO2浓度条件下培养,一段时间后,分别检测两种植株中C3的放射性强度。(2分)典例3(2024全国甲卷,30节选)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理,诱导特异性免疫。不采用荧光素标记蛋白质A,设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中,简要写出实验思路和预期结果:

。

[答案]

实验思路:用放射性同位素标记蛋白质A,加入有吞噬细胞的培养液中,一段时间后采用差速离心法分离溶酶体,并检测其放射性。预期结果:溶酶体有放射性。学友聊斋

能力自评1.(2025云南,18)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位,科研人员进行了一系列杂交实验,结果如表。群体植株总数/株果面有蜡粉株数/株果面无蜡粉株数/株P130300P230030F15235230F2574430144注:F1为P1和P2杂交后代,F2为F1自交后代。

回答下列问题。(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的

分离

定律,依据是

F2中出现3∶1的性状分离比,符合一对等位基因的遗传规律

。

(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的,突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点,可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株,据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为:提取基因组DNA→

PCR扩增

目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,则F2中有蜡粉的植株为

1或3

条条带,限制酶H的切割位点位于

a

(填“A”“a”或“A和a”)上。

(3)用表中材料设计实验,验证(1)中得到的结论,写出所选材料及遗传图解。答案

选用材料:F1植株和P2植株(1分)。遗传图解如下(4分)。

[能力剖析]

实验目的实验变量实验材料实验思路结果预期探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式,并对蜡粉基因进行定位自变量:冬瓜的基因型因变量:果面是否有蜡粉及基因型冬瓜的亲代和子代通过P1×P2获得F1,F1自交获得F2,统计各世代果面蜡粉的表型及比例。对植株基因组DNA进行PCR扩增、酶切及电泳,确定基因型与酶切条带的对应关系符合基因分离定律。限制酶H的切割位点位于a基因上分析结果,得出结论:(1)根据杂交结果可知,果面蜡粉的遗传遵循基因的分离定律,因为F1自交得到的F2中,果面有蜡粉株数与果面无蜡粉株数之比约为3∶1(430∶144≈3∶1),符合基因分离定律中杂合子自交后代性状分离比。(2)要进行植株基因型鉴定,在提取基因组DNA后,需要通过PCR扩增目的DNA片段。P1植株为1条条带,P2植株为2条条带,说明P1为纯合子且其基因不能被限制酶H切割(假设P1基因型为AA),P2为纯合子且其基因能被限制酶H切割(假设P2基因型为aa),限制酶H的切割位点位于a上。F1基因型为Aa,F2中有蜡粉的植株基因型为AA或Aa。AA只有1条条带(不能被切割),Aa会有3条条带(A不能被切割,a被切割为2条),所以F2中有蜡粉的植株为1条或3条条带。(3)验证分离定律,采用测交的方法,所选材料:F1

Aa与P2

aa(测交实验可以验证基因的分离定律)。2.(2024全国新课标卷,32节选)机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。设计实验验证某血液样品中有HIV,简要写出实验思路和预期结果。答案实验思路:从样品中提取RNA,逆转录得DNA,用HIV核酸特异性引物进行PCR,电泳检测PCR产物。预期结果:有目的条带。[能力剖析]实验设计流程分析

实验目的实验变量实验材料实验思路结果预期验证某血液样品中有HIV

血液样品中是否含有HIV

血液样品从样品中提取RNA,逆转录得DNA,用HIV核酸特异性引物进行PCR,电泳检测PCR产物有目的条带考向3探究类实验探究类实验是指在生物学科领域中,以探究生物现象、规律和本质为目标,通过设计和实施实验方案,对提出的问题进行科学研究的活动。它是生物科学研究的重要方法之一,也是培养学生科学思维、创新能力和实践能力的重要途径。探究类实验是指实验者在不知道实验结果的前提下,通过实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。探究能力包括观察能力、提出问题的能力、收集资料和信息的能力、建立假说的能力、进行社会调查的能力、进行科学观察和科学实验的能力、得出结论的能力、合作与交流的能力以及反思与评价的能力。探究类实验按“目的→原理→变量→步骤→结果”顺序逐项分析,对照实验设计原则(单一变量、对照、重复)寻找不合理设计,并用规范语言表述修正方案。生物探究类实验是生物科学研究和教学的重要组成部分,具有重要的意义和价值。通过开展探究类实验,可以培养学生的科学思维、创新能力和实践能力,提高学生的科学素养和综合能力,为生物科学的发展和创新人才的培养做出贡献。探究类实验的常规解题思路

探究类实验解题思路构建

典型

例题

典例1(2025江苏,22)人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题。图1(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有

性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解

直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。

(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制病毒增殖,这种免疫类型为

。

(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过

识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为

。

(4)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进

,与胰岛A细胞分泌的

共同维持血糖稳态。

②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:

。

图2图3③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:

(填字母)。

a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNAb.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNAc.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析d.PCR扩增,测序分析e.确定差异表达基因,进行实验验证胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,具有加速组织细胞对糖的摄取、储存和利用,降低血糖浓度的作用。胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的,具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,可使血糖浓度降低。(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,需要囊泡膜和高尔基体的膜融合,体现囊泡和高尔基体的膜具有一定的流动性。ATP是直接能源物质。故到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解ATP直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。(2)干扰素抗病毒机制属于非特异性免疫。干扰素由宿主细胞分泌后,刺激邻近细胞产生抗病毒蛋白,抑制病毒复制。其作用不针对特定病毒,属于先天性的非特异性免疫。(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过特异性受体识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为细胞免疫。(4)①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞转变为甘油三酯等,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为糖,与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同维持血糖稳态。②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可知,图2中两组的胰岛素基因mRNA含量无变化,图3中高糖处理时正常组胰岛素的相对含量明显高于基因敲除组,可得出结论:STING缺失不影响胰岛素基因的转录,但高糖条件下明显抑制胰岛素基因的翻译。③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。分析实验流程可知,选出3个关键步骤如下:b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA,c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析,e.确定差异表达基因,进行实验验证。[答案及评分参考]

本题共11分,除注明外,每空1分。(1)一定的流动ATP(2)非特异性免疫(3)受体细胞免疫(4)①血糖合成糖原或转化为非糖物质(2分)胰高血糖素②STING缺失不影响胰岛B细胞中胰岛素基因的转录,但会影响高糖信号的转导,使胰岛B细胞对血糖变化不敏感,胰岛素的分泌过程受阻(2分)

③bce学友聊斋

典例2(2025河南,17)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响,将作物分组处理一段时间后,结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。回答下列问题。(1)光对植物生长发育的作用有

和

两个方面。

(2)上述实验需控制变量,为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响,至少应选用上述

组(填组别)进行对比分析,该实验中的无关变量有

(答出2点即可)。

(3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系),④组的总光合速率

(填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率,判断依据是

。

[答案及评分参考]

本题共9分,除注明外,每空1分。(1)为光合作用提供能量作为一种信号调节植物生长发育(2)①②④温度和CO2浓度(2分)(3)始终大于④组细胞呼吸强于③组,但是两组光补偿点相等,所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组(3分)典例3(2023山东,22)研究显示,糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白Tau过度磷酸化,导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。为探究相关机理,以小鼠等为材料进行了以下实验。实验Ⅰ:探究高糖环境和蛋白激酶cPKCγ对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有5mmol/L葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中,A组培养液不处理,B组培养液中加入75mmol/L的X试剂1mL,C组培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液1mL。实验结果见图甲。甲

实验Ⅱ:通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力,连续5天测量4组小鼠的逃避潜伏期,结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关,实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠(TD小鼠)通过注射药物STZ制备。乙(1)人体中血糖的来源有

(答出2个方面的来源即可)。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,据此推测,这种细胞是

。

(2)实验Ⅰ的C组中,在含5mmol/L葡萄糖的培养液中加入75mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压

(填“升高”或“降低”),B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果

(填“有”或“没有”)干扰。图甲中,A组和C组的实验结果说明蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平的影响是

。

(3)图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是

(填标号)。

①正常小鼠②敲除cPKCγ基因的小鼠③TD小鼠④敲除cPKCγ基因的TD小鼠(4)对TD小鼠进行干预后,小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究,写出两种可能的干预思路:

。

(1)人体中血糖的来源有食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、脂肪等非糖物质的转化。已知STZ是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高,可据此推测该细胞具有降血糖的功能,小鼠体内具有降血糖功能的细胞只有胰岛B细胞。(2)实验Ⅰ的C组中,在含5

mmol/L葡萄糖的培养液中加入75

mmol/L葡萄糖溶液后,细胞吸水、体积变大,可判断加入75

mmol/L葡萄糖溶液后外界溶液浓度变低,渗透压降低;图中与A组实验相比,B组实验自噬水平无变化,可判断渗透压的变化对C组结果没有干扰;图甲中,A组正常小鼠的海马神经元和敲除cPKCγ基因小鼠的海马神经元自噬水平相同,而C组不同,说明在葡萄糖浓度正常时,蛋白激酶cPKCγ对海马神经元自噬水平没有影响,而在葡萄糖浓度高时,可提高细胞的自噬水平。(3)由(2)可知,蛋白激酶cPKCγ在葡萄糖浓度正常时,对海马神经元自噬水平没有影响,在葡萄糖浓度高时,可提高细胞的自噬水平。正常小鼠和敲除cPKCγ基因的小鼠逃避潜伏期较短,TD小鼠和敲除cPKCγ基因的TD小鼠逃避潜伏期较长。TD小鼠为糖尿病小鼠,其体内葡萄糖浓度高,记忆力减退,敲除cPKCγ基因后,细胞自噬水平降低,记忆力减退更严重,故对应曲线a,TD小鼠对应曲线b。(4)由题意可知,糖尿病会导致小鼠记忆力减退,所以可通过降低血糖使小鼠记忆力提高,同时还可提高细胞自噬水平,促进过度磷酸化的蛋白Tau降解,从而使小鼠记忆力提高。[答案及评分参考]

本题共11分,除注明外,每空2分。(1)食物中糖类的消化吸收、肝糖原分解、(脂肪等)非糖物质的转化(答出2方面即可)胰岛B细胞(1分)(2)降低(1分)没有(1分)葡萄糖浓度正常时,(蛋白激酶cPKCγ)对自噬水平没有影响;葡萄糖浓度高时,(蛋白激酶cPKCγ)提高细胞的自噬水平(3)④③(4)降低血糖(或使用胰岛素,降低血糖;或抑制胰高血糖素的作用,如抑制胰高血糖素的受体,抑制胰高血糖素的分泌);提高细胞自噬水平学友聊斋

能力自评1.(2025黑吉辽蒙,22)躯干四肢疼痛信息需依次经脊髓背根神经节、脊髓、丘脑三级神经元,传递至大脑躯体感觉皮层产生痛觉(如图1)。回答下列问题。图1(1)局部组织损伤时,会释放致痛物质(缓激肽等),使感受器产生电信号。该信号沿图1所示通路传至大脑躯体感觉皮层产生痛觉的过程

不是

(填“是”或“不是”)反射;该信号传递至下一级神经元时,需经过的信号转换是

电信号→化学信号→电信号

;该信号也可以从传入神经纤维分叉处传向另一末梢分支,引起P物质等的释放,加强感受器活动,通过

正反馈

(填“正反馈”或“负反馈”)调节造成持续疼痛。

(2)电针疗法是用带微弱电流的针灸针刺激特定穴位的镇痛疗法。背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用,为探究电针疗法的镇痛效果及其机制,进行的动物实验处理(表)及结果(图2)如下:动物模型分组治疗处理对照组:在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水A不治疗疼痛模型组:在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛物质诱导剂B不治疗C电针治疗设置A组作为对照组的具体目的是

排除正常大鼠自身生理状态(如正常神经调节等)对实验结果的影响

和

作为空白对照,与疼痛模型组(B、C组)对比,突出疼痛模型及电针治疗的作用

。疼痛阈值与痛觉敏感性呈负相关,由结果推测电针疗法可能通过抑制P2X的表达发挥一定的镇痛作用,依据是

C组疼痛阈值高于B组,但P2X相对表达水平低于B组(3分)

。

(3)镇痛药物通常分为麻醉性(长期或超量使用易成瘾)和非麻醉性。从痛觉传入通路的角度分析,药物镇痛可能的作用机理有

抑制痛觉感受器的兴奋产生

、

阻断痛觉信号的神经传导

和抑制突触信息传递。若某人患有反复发作的中轻度颈肩痛,以上镇痛疗法,不宜选择麻醉性镇痛药。[能力剖析]实验目的自变量实验材料实验思路结果预期探究电针疗法对背根神经节中P2X蛋白表达及痛觉信号传导的影响,以揭示其镇痛效果的分子机制实验的自变量为是否进行电针疗法处理以及背根神经节中P2X蛋白的表达状态(或P2X蛋白相关干预)大鼠将实验动物分组后,对实验组进行电针刺激特定穴位处理,对照组不作电针处理,检测各组背根神经节中P2X蛋白的表达水平及痛觉相关指标,分析电针疗法的镇痛效果与P2X蛋白的关联与对照组相比,电针疗法处理组动物背根神经节中P2X蛋白表达量降低,痛觉阈值升高,说明电针可能通过抑制P2X蛋白介导的痛觉信号传入发挥镇痛作用兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电信号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。(1)反射需要完整反射弧(感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器)。痛觉产生不经过完整反射弧,所以躯体感觉皮层产生痛觉的过程不是反射;神经元间通过突触传递信号,电信号传到突触前膜,引发神经递质释放(化学信号),作用于突触后膜再转为电信号,因此该信号传递至下一级神经元时,需经过的信号转换是电信号→化学信号→电信号;该信号从传入神经纤维分叉处传向另一末梢分支,释放P物质等加强感受器活动,使疼痛持续且加剧,是正反馈调节(正反馈是使生理过程不断加强、偏离原有平衡状态)。(2)实验有正常大鼠(对照组)和疼痛模型大鼠(疼痛模型组),A组(正常大鼠不治疗)一是排除正常大鼠自身生理状态(如正常神经调节等)对实验结果的影响,二是作为空白对照,与疼痛模型组(B、C组)对比,突出疼痛模型及电针治疗的作用。由题意可知,疼痛阈值与痛觉敏感性负相关(疼痛阈值越高,痛觉越不敏感),C组(电针治疗疼痛模型大鼠)与B组(未治疗疼痛模型大鼠)相比,C组疼痛阈值高于B组,但P2X相对表达水平低于B组,说明电针疗法可能通过抑制P2X表达,提高疼痛阈值,发挥镇痛作用。(3)从痛觉传入通路(感受器→传入神经→神经中枢)的角度看,药物镇痛可能的作用机理有抑制痛觉感受器的兴奋产生、阻断痛觉信号的神经传导、抑制突触信息传递;麻醉性镇痛药长期或超量用易成瘾,对于反复发作轻中度肩痛,不宜选择麻醉性镇痛药,避免成瘾风险。2.(2025浙江一模)为了更好地指导蔷薇栽培中的水分管理,科研人员研究土壤逐步失水过程中蔷薇光合作用特性的变化,得到图1、2所示结果(其中羧化酶是CO2固定关键酶)。请据图回答问题。图1图2(1)图1显示,土壤含水量过低时蔷薇净光合速率明显较低,这是因为植株缺水导致叶片中气孔部分关闭,在

叶绿体基质

(场所)中合成C3的速率减慢;同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应为C3还原提供的

ATP和NADPH

减少。

(2)结合图2分析,当土壤含水量过高时,蔷薇植株净光合速率下降的原因是土壤含水量过高,

与光合作用有关的羧化酶效率下降

,光合作用速率减慢。

(3)由图1可知,涝害比干旱对蔷薇的伤害

大

,因此,蔷薇栽培时,土壤中相对含水量保持在

70%

左右时,更有利于蔷薇生长。

(4)土壤中含水量过高会导致蔷薇的净光合速率降低,为探究其净光合速率降低与叶片色素含量的关系,有人进行了相关实验,请完成下表。实验步骤简要操作过程种植蔷薇幼苗选取健壮、长势基本一致的蔷薇幼苗,分别种植在含水量为70%和90%的土壤中;在光照、温度等适宜条件下培养采集叶片样本在栽培的第5、10和15天,每组分别采取植株的相同部位的叶片实验步骤简要操作过程①

提取色素

取采集的叶片各20g,分别在剪碎后置于10mL的丙酮-乙醇(2∶1)混合液中浸泡;各组装置放在4℃、弱光等环境中,目的是②

防止叶绿素被氧化分解

③测定

色素含量

将每组色素提取液利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均值,结果如图3本研究中实验组土壤含水量应为

90%

。实验结论是:对照组的吸光值大于实验组,说明

含水量过高会导致叶片色素含量下降,从而净光合速率下降

。

[能力剖析]实验目的自变量实验材料实验思路结果预期探究土壤逐步失水过程中蔷薇光合作用特性(如平均净光合速率、羧化酶效率等)的变化规律,为蔷薇栽培中的水分管理提供科学依据土壤逐步失水的过程(或土壤含水量的变化)健壮、长势基本一致的蔷薇幼苗在土壤逐步失水过程中,定期测定蔷薇的光合作用相关指标(如平均净光合速率、羧化酶效率等),分析其随土壤含水量变化的规律,以指导蔷薇栽培中的水分管理随着土壤逐步失水(含水量下降),蔷薇的光合速率及羧化酶活性可能呈现先相对稳定后逐渐降低的趋势,且水分胁迫程度越深,光合作用受抑制越明显由图1可知,土壤含水量过低和过高时蔷薇净光合速率都明显较低;由图2可知,土壤含水量过低和过高时羧化酶的效率均较低。(1)植株缺水导致叶片中气孔部分关闭,吸收的CO2减少,在叶绿体基质中合成C3的速率减慢;同时,缺水导致叶绿素分解加快,光反应减弱,合成的ATP、NADPH减少,导致C3还原减弱,故土壤含水量过低时蔷薇净光合速率明显较低。(2)结合图2分析,当土壤含水量过高时,与光合作用有关的羧化酶效率下降,导致固定的CO2减少,所以蔷薇植株净光合速率下降。(3)由图1可知,当土壤含水量过高时,植物净光合速率下降更快,即涝害比干旱对蔷薇的伤害更大,因此,蔷薇栽培土壤中相对含水量保持在70%时,更有利于蔷薇生长。(4)种植蔷薇幼苗:本实验中自变量为土壤含水量,因变量为净光合速率,无关变量为光照、温度等,无关变量在实验中应相同且适宜,因此要在光照、温度适宜等条件下培养。采集叶片样本:在栽培的第5、10和15天,分别摘取等量两组幼苗中上部叶片为样本。提取色素:取采集的叶片各20

g,分别在剪碎后置于10

mL的丙酮-乙醇(2∶1)混合液中浸泡;各组装置放在4

℃、弱光等环境中,目的是防止叶绿素被氧化分解。测定色素含量:将每组色素提取液用乙醇定容到10

mL,利用分光光度计测定各组色素提取液的吸光值,计算平均值。本研究中土壤含水量为70%的一组为对照组,90%的土壤中为实验组。依据图3实验结果可知,相同时间摘取的两组叶片中,90%的土壤中叶片的色素含量均低于含水量为70%,说明土壤中含水量过高会导致叶片色素含量降低,从而导致蔷薇的净光合速率降低。题号选题理由1以玉蜀螺种群为对象,结合生态事件考查进化知识,侧重分析推理,培养科学思维2结合表观遗传实例考查遗传规律,以系谱图设错项,考查科学思维与生态观念3以花鼠与红松关系为对象,考查生态知识,培养科学思维,贴合课标与评价体系4结合图表考查生态调查与反馈调节,研究退耕还林对纤毛虫的影响,落实科学思维与社会责任题号选题理由5该题通过海草群落分布表,考查种群密度调查方法、种间关系、物种丰富度等,综合了科学思维、生态观和探究能力,符合高考基础性与综合性要求,难度适中6依托种群增长模型,考查学生对种间关系等核心概念的掌握情况,考查科学思维与生态观念7命题聚焦方法对比与实际场景,研究中华鲟监测,中等难度,考查科学思维与社会责任8本题设问角度覆盖基础概念辨析、结构特征识别、进化机制分析及定量计算等,难易梯度由浅入深,考查核心素养中的模型建构与社会责任题号选题理由9以貉种群为对象,结合情境考查遗传、种群知识,从基础到应用,符合学科素养与高考评价要求10以轴突运输实验为情境,考查物质运输、蛋白类型等知识,从实验现象设题,考查科学思维11该题全面考查学生实验设计、结果分析及科学思维能力,紧密联系教材实验且具有实践探究价值12本题通过实验设计与结果分析,能有效考查学生的科学探究与知识运用能力题号选题理由13本题考查神经—体液—免疫调节知识,体现知识综合运用与生命观念、科学思维核心素养考查14本题通过实验数据考查遗传规律等知识,可检验学生分析实验结果、解决问题的能力15本题聚焦光合实验,考查生命观念、科学思维与探究实践素养16将草药治疗与水通道蛋白表达量变化相结合进行研究,具有一定的创新性17吗啡临床应用的相关问题,为临床合理使用吗啡提供参考,避免因药物使用不当而影响患者的康复题号选题理由18深入研究McSC在压力条件下的行为变化及其调控机制,对于揭示毛发色素沉着的生理过程以及白发形成的病理机制具有关键作用19了解不同环境条件下银杏净光合速率的变化规律,有助于揭示植物对环境的适应机制20深入研究影响光合作用的因素,有助于更全面地理解植物生命活动的基本规律,完善植物生理学的基础理论知识体系考向1

调查类实验1.(2025安徽,10)粗糙玉蜀螺是一种分布于海岸边的小海螺,其天冬氨酸转氨酶活性受一对等位基因Aat100和Aat120控制。至1987年,这对等位基因的频率在该种群世代间保持相对稳定(低潮带Aat120基因频率为0.4)。1988年,该螺分布区发生了一次有毒藻类爆发增殖,藻类分泌的藻毒素使低潮带个体大量死亡,而高潮带个体受影响较小,此后高潮带个体向低潮带扩散。1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态。Aat120基因频率变化如图所示。下列叙述正确的是(

)注:1988—1989年未统计。

A.1987年,含Aat120基因的个体在低潮带比高潮带具有更强的适应能力B.在自然选择作用下,1993年后低潮带Aat100基因频率将持续上升C.1988—1993年,影响低潮带种群基因频率变化的主要因素是个体迁移D.1993年,含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为84%答案

D

[能力剖析]

调查课题:研究粗糙玉蜀螺种群中Aat120基因频率在有毒藻类爆发前后变化状况。调查对象:分布于海岸边不同潮带的粗糙玉蜀螺种群。调查方法:通过抽样调查获取不同潮带螺样本,进行基因检测计算等位基因频率。分析调查结果,得出结论:分析题图可知,1987—1993年间,低潮带和高潮带的Aat120基因频率均先增加后减少,但低潮带变化趋势更明显。1987年,低潮带的Aat120基因频率低于高潮带,说明含Aat120基因的个体在高潮带比低潮带具有更强的适应能力,A项错误。1993年,种群又恢复到1987年的相对稳定状态,故在自然选择作用下,1993年后低潮带Aat100基因频率不会持续上升,B项错误。1988—1993年,初期高潮带个体向低潮带扩散,低潮带Aat120基因频率上升,其后随环境的自然选择,Aat120基因频率下降直至相对稳定,C项错误。1993年,低潮带中Aat120基因频率为0.4,则Aat100基因频率为0.6,即60%,含Aat100基因的个体有纯合子和杂合子,可计算含Aat100基因的个体在低潮带种群中所占比例为60%×60%+2×60%×40%=84%,D项正确。2.(2025陕晋青宁,16)某常染色体遗传病致病基因为H,在一些个体中可因甲基化而失活(不表达),又会因去甲基化而恢复表达。由于遗传背景的差异,H基因在精子中为甲基化状态,在卵细胞中为去甲基化状态,且都在受精后被子代保留。该病的某系谱图如下,Ⅲ-1的基因型为Hh,不考虑其他表观遗传效应和变异的影响,下列分析错误的是(

B

)A.Ⅰ-1和Ⅰ-2均含有甲基化的H基因B.Ⅱ-1为杂合子的概率是2/3C.Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育子女的患病概率是1/2D.Ⅲ-1的h基因只能来自父亲[能力剖析]

调查课题:某常染色体遗传病中H基因甲基化状态的遗传规律及其对表型的影响。调查对象:遗传病系谱图中的家族成员H基因在不同性细胞中的甲基化状态及子代遗传特征。调查方法:绘制家族系谱图,通过遗传推断法分析不同亲本基因型组合对子女患病概率的影响。分析调查结果,得出结论:根据题干信息分析,子代若获得母亲提供的H基因则患病,否则不患病。Ⅲ-1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ-2,Ⅱ-2不患病,说明其H来自Ⅰ-1,Ⅰ-1不患病,Ⅰ-1含有甲基化的H基因;Ⅱ-1患病,其H基因来自Ⅰ-2,Ⅰ-2不患病,说明Ⅰ-2含有甲基化的H基因,A项正确。Ⅲ-1的基因型为Hh,其H来自Ⅱ-2,Ⅱ-2不患病,其H基因来自Ⅰ-1,Ⅱ-1患病,其H基因来自Ⅰ-2,Ⅰ-1和Ⅰ-2均含有H基因且都不患病,基因型必定都为Hh,为了区分来自Ⅰ-1和Ⅰ-2的H基因,设Ⅰ-1基因型为H1h,Ⅰ-2基因型为H2h,已知Ⅱ-1患病,其H基因来自母亲,因此Ⅱ-1的基因型为H1H2或H2h,杂合子的概率为1/2,B项错误。已知Ⅱ-2基因型为Hh,Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育子女是否患病取决于母亲,因此子代获得H基因就患病,否则就不患病,因此Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育子女的患病概率是1/2,C项正确。Ⅲ-1的基因型为Hh,该个体患病,说明H来自Ⅱ-2,Ⅲ-1的h基因只能来自父亲,D项正确。3.(2025湖北,15)花鼠取食偏好红松球果,且具有分散贮食和遗忘贮藏点的特性。研究人员在2019—2023年间,对某地红松林中花鼠种群数量和红松结实量开展调查,发现2022年红松结实量最高,与其余四年的结实量存在显著差异;其余四年之间的结实量没有显著差异。花鼠种群5年的调查结果如下表。根据上述材料,下列推测合理的是(

)时间2019年2020年2021年2022年2023年性别比例(雌∶雄)0.770.760.781.160.98幼年组1421264737成年组6256605462老年组22353A.花鼠能促进红松种子的传播B.红松结实量受到花鼠种群数量的调控C.花鼠的种群数量波动与其性别比例之间没有关联D.从年龄结构分析,上述花鼠种群属于衰退型种群答案

A

[能力剖析]

调查课题:2019—2023年间某地红松林中花鼠种群数量动态变化及其与红松结实量的关系,同时探究花鼠分散贮食和遗忘贮藏点的特性对红松种子传播的影响。调查对象:花鼠种群和红松结实量。调查方法:采用标记重捕法调查花鼠的种群数量及特征;采用样方法调查红松结实量。分析调查结果,得出结论:种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例,其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄结构预测种群密度变化。花鼠分散贮食并遗忘贮藏点,未被取食的红松种子可能萌发,促进传播,A项正确。红松结实量在2022年异常高,可能受气候等因素影响,而非受到花鼠数量调控,B项错误。2022年性别比例(雌多雄少)与幼年组数量激增相关,说明性别比例变化影响繁殖率,C项错误。老年组个体数较少,且幼年组占比逐年上升,年龄结构为增长型,D项错误。4.(2024湖南,13,多选)土壤中纤毛虫的动态变化可反映生态环境的变化。某地实施退耕还林后,10年内不同恢复阶段土壤中纤毛虫物种数情况如图所示。下列叙述错误的是(

ABD

)A.统计土壤中某种纤毛虫的具体数目可采用目测估计法B.退耕还林期间纤毛虫多样性及各目的种类数不断增加C.调查期间土壤纤毛虫丰富度的变化是一种正反馈调节D.退耕还林提高了纤毛虫的种群密度和生态系统的稳定性[能力剖析

]调查课题:某地实施退耕还林后10年内不同恢复阶段土壤中纤毛虫物种的变化情况。调查对象:土壤中的纤毛虫,包括不同目的纤毛虫种类数以及纤毛虫的物种数等,通过分析这些数据来反映退耕还林后生态环境的变化情况。调查方法:通常对于土壤中纤毛虫的调查可能会采用取样调查的方法,比如用一定规格的取样器采集土壤样本,然后在显微镜下对纤毛虫进行观察和计数等。分析调查结果,得出结论:利用目测估计法只能确定某种纤毛虫的相对数量,A项错误。分析题图可知,退耕还林期间纤毛虫的多样性增加,但某些目的种类数会出现波动,B项错误。土壤纤毛虫丰富度增大,有利于改善生态环境,而生态环境的改善又会进一步增大纤毛虫的丰富度,这是一种正反馈调节,C项正确。仅根据题干信息,无法得知退耕还林对纤毛虫种群密度的影响,D项错误。5.(2023海南,6)海草是一类生长在浅海的单子叶植物,常在不同潮带形成海草床,具有极高的生产力。某海域海草群落的种类及其分布见表。海草种类分布潮带中潮带低潮带潮下带上部潮下带下部海神草+++-齿叶海神草-++-羽叶二药藻++++二药藻++++海菖蒲-++-注:“+”表示存在,“-”表示无。

下列有关叙述错误的是(

D

)A.可用样方法调查某种海草的种群密度B.海草叶片表面附着的藻类与海草的种间关系是竞争C.据表可知,海草群落物种丰富度最高的潮带是低潮带和潮下带上部D.据表可知,生态位最宽的海草是海神草和二药藻[能力剖析]

调查课题:不同海草种类在不同潮带的分布状况。调查方法:样方法,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,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。分析调查结果,得出结论:低潮带和潮下带上部分布的海草种类最多,物种丰富度最高;羽叶二药藻和二药藻分布的范围最广,生态位最宽。植物或活动能力弱、活动范围小的动物都可用样方法调查种群密度,A项正确。海草叶片表面附着的藻类与海草竞争阳光等资源,二者的种间关系是竞争,B项正确。据题表可知,低潮带和潮下带上部分布的海草种类最多,物种丰富度最高,C项正确。据题表可知,羽叶二药藻和二药藻分布的范围最广,生态位最宽,D项错误。6.(2025山西太原二模)甘肃连城国家自然保护区内迁入一群土拨鼠(旱獭),科研人员对其种群数量的动态变化进行了长期跟踪研究,构建模型如下。下列相关叙述错误的是(

)甲乙A.图甲t1时种群的增长最快,防治鼠灾最好在t1之前进行B.若在图甲t2时引入土拨鼠的天敌进行生物防治,会使鼠的环境容纳量降低C.图乙中种群密度为d时种内竞争最激烈,d后种群密度与种群的存活率呈负相关D.密度制约因素会导致土拨鼠种群形成适当的群体规模,这是协同进化的结果答案

C

[能力剖析]

调查课题:甘肃连城国家自然保护区内土拨鼠种群数量的动态变化。调查方法:根据对种群数量动态变化进行长期跟踪研究以及构建模型等信息推测,可能采用了标记重捕法等方法来调查土拨鼠的种群数量,通过定期对土拨鼠进行标记、重捕,统计相关数据,进而构建出种群数量变化的模型。分析调查结果,得出结论:图甲中种群呈“S”形增长,在环境条件不受破坏的情况下,一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值),此时种群个体数量将不再增加或者在K值上下波动;种群增长速率先增后降,K/2时增长速率最快,K时增长速率为0。图乙表示,在土拨鼠种群密度低于d时,存活率会随着种群密度的增加而增加,当土拨鼠种群密度达到d时,存活率最高,当土拨鼠种群密度大于d时,存活率会随着种群密度的增加而降低。图甲t1时,种群数量为K/2,种群的增长最快,防治鼠灾最好在t1之前进行,A项正确。在环境条件不受破坏的情况下,一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值),若在图甲t2时引入土拨鼠的天敌进行生物防治,会使鼠的环境容纳量降低,B项正确。图乙中种群密度为d时,土拨鼠种群的存活率最高,此时种内竞争并不激烈,d后种群密度越大,种内竞争越激烈,土拨鼠的存活率越低,C项错误。密度制约因素如食物、天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度相关。密度制约因素会导致土拨鼠种群形成适当的群体规模,这是协同进化的结果,D项正确。7.(2025湖北武汉一模)每年5月至9月期间,中华鲟能在长江口聚集索饵育肥完成淡海水转换,并逐渐进入海洋环境。由于其独特的生活史特征和洄游习性,使得全面覆盖标记追踪变得困难。eDNA(环境DNA)技术,通过检测生物粪便、黏液、血液、皮肤、尿液等释放出的游离在环境中的DNA分子,来确定该生物是否在调查区域出现,是一种非侵入性和灵敏度高的珍稀濒危生物检测调查方法。研究人员在5月和8月对长江口水域6个站点的水样进行了eDNA分析,通过PCR方法,推断中华鲟的空间分布范围。下列相关叙述错误的是(

)图1

长江口调查站点的中华鲟eDNA含量

图2

5月eDNA样品的琼脂糖凝胶电泳

A.8月eDNA检出率明显低于5月可能是因为中华鲟逐渐迁移到海洋深处生活B.eDNA条带出现拖带可能是因为样品里含有中华鲟近亲或其他物种的DNA片段C.应用eDNA技术可在外来入侵物种还未大量繁殖时实施有效管控D.在珍稀濒危物种监测方面,传统的标记重捕法也可以达到预期效果答案

D

[能力剖析]

调查课题:利用eDNA技术推断5月和8月长江口水域中华鲟的空间分布范围。调查对象:长江口水域中中华鲟释放的游离DNA分子,以此确定中华鲟是否在调查区域出现。调查方法:题目聚焦eDNA技术(非侵入性、高灵敏度检测法)与传统标记重捕法的对比。eDNA技术通过环境DNA片段检测物种存在,适用于洄游难追踪的珍稀物种(如中华鲟);传统标记重捕法因中华鲟生活史特性(洄游、标记覆盖难)难以奏效,试题考查对现代生物技术方法的理解及实际应用能力。分析调查结果,得出结论:由题意可知,eDNA(环境DNA)技术,通过检测生物粪便、黏液、血液、皮肤、尿液等释放出的游离在环境中的DNA分子,来确定该生物是否在调查区域出现,其原理是水生生物不同生命阶段的eDNA检测效率和丰度存在差异。水生生物在繁殖期会向水体释放大量细胞,所以繁殖期eDNA检测易出现峰值。若8月中华鲟逐渐迁移到海洋深处生活,会导致eDNA检出率明显低于5月,A项正确。每个物种的DNA片段长度不一样,eDNA样品里可能含有中华鲟近亲或其他物种的eDNA片段,在琼脂糖凝胶电泳检测中,eDNA条带会有拖带情况,B项正确。应用eDNA技术可在外来入侵物种还未大量繁殖时对其进行监测,从而采取措施对其进行有效管控,C项正确。在珍稀濒危物种(尤其是中华鲟这种种群密度极小的物种)监测方面,传统的标记重捕法难以获取必要的样本进行观察,导致其应用可能无法达到预期效果,D项错误。8.(2024山东,24)研究群落时,不仅要调查群落的物种丰富度,还要比较不同群落的物种组成。β多样性是指某特定时间点,沿某一环境因素梯度,不同群落间物种组成的变化。它可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示。(1)群落甲中冷杉的数量很多,据此

不能(1分)

(填“能”或“不能”)判断冷杉在该群落中是否占据优势。群落甲中冷杉在不同地段的种群密度不同,这体现了群落空间结构中的

水平结构(1分)

。从协同进化的角度分析,冷杉在群落甲中能占据相对稳定生态位的原因是冷杉与群落甲中其他物种之间、冷杉与无机环境之间相互影响,不断进化和发展,达到稳定状态。(2)群落甲、乙的物种丰富度分别为70和80,两群落之间的β多样性为0.4,则两群落的共有物种数为

45

(填数字)。

(3)根据β多样性可以科学合理规划自然保护区以维系物种多样性。群落丙、丁的物种丰富度分别为56和98,若两群落之间的β多样性高,则应该在群落

丙和丁(1分)

(填“丙”“丁”或“丙和丁”)建立自然保护区,理由是

丙和丁之间的共有物种数少,两群落同时建立自然保护区,更有利于维系物种多样性

。

[能力剖析]

调查课题:对群落a和群落b

β多样性的调查。调查对象:群落甲、乙的物种丰富度和两群落之间的β多样性。分析调查结果,得出结论:由题意可知,β多样性可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示,则计算两群落共有物种数,可以使用以下公式:共有物种数=(群落甲物种数+群落乙物种数)×β多样性。(1)判断冷杉是否占据优势,不能仅仅根据数量多少,还需要考虑其他因素,如冷杉在群落中的生态作用、与其他物种的关系等。群落空间结构包括水平结构和垂直结构,冷杉在不同地段的种群密度不同,体现了群落的水平结构。冷杉能在群落甲中占据相对稳定的生态位,是因为它与无机环境以及其他物种之间存在相互影响,通过协同进化,冷杉适应了群落的环境,与其他物种形成了相对稳定的生态关系。(2)由题意可知,β多样性可用群落a和群落b的独有物种数之和与群落a、b各自的物种数之和的比值表示,则计算两群落共有物种数,可以使用以下公式:独有物种数之和=(群落甲物种数+群落乙物种数)×β多样性。将题目中的数据代入公式,得到:独有物种数之和=(70+80)×0.4=60,因此,两群落共有物种数为[70+80-60]/2=45。(3)β多样性高表示两群落之间的物种组成差异较大,群落丙和丁特有的物种多,在这种情况下,在群落丙和丁建立自然保护区可以保护更多的物种。这是因为自然保护区的建立可以保护物种的栖息地和生态环境,减少人类活动对物种的干扰和破坏,从而维系物种的多样性。在群落丙和丁建立自然保护区,可以将两个群落的物种都纳入保护范围,更好地保护生物多样性。9.(2025北京,21)学习以下材料,回答(1)~(4)题。野生动物个体识别的新方法识别野生动物个体有助于野外生态学的研究。近年,人们发现可以从动物粪便中提取该动物的DNA,PCR扩增特定的DNA片段,测定产物的长度或序列,据此可识别个体,在此基础上可以获得野生动物的多种生态学信息。微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段,广泛分布于核基因组中。每个微卫星DNA是一段串联重复序列,每个重复单位长度为2~6bp(碱基对),重复数可以达到几十个(图1)。基因组中有很多个微卫星DNA,分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”,由于重复单位的数目不