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第一章 植物生命活动的调节一、植物生长素的发现及作用
1.生长素的发现
(1)达尔文父子的实验:
①实验处理及实验结果:不生长直立生长向光弯曲向光弯曲②实验结论:
a.对比A、B,可以推出:_____________________。
b.对比A、C、D、E,可以推出:_______是感光部位。苗尖端与生长弯曲有关苗尖端(2)波森·詹森的实验:
①实验处理及实验结果:
②实验结论:有一种_________由苗尖端向下传递。向光弯曲化学物质(3)温特的实验:
①实验处理及实验结果:
②实验结论:苗尖中确实存在一种_____________的化学物质。
(4)生长素的本质:
小分子有机物——_________,在细胞内由_______合成。向对侧弯曲生长向对侧弯曲生长能够促进生长吲哚乙酸色氨酸2.生长素的作用特点
低浓度起_____作用,高浓度起_____作用。促进抑制二、其他植物激素
1.其他植物激素的种类和作用(连线)2.植物激素的作用特点
大多数情况下,不是单独一种激素起作用,而是_______________
_________控制着植物的生长和发育。多种激素的平衡协调作用三、植物激素的应用
1.植物生长调节剂
是天然的植物激素和_______________________的合称,又叫植
物生长物质。
2.化学调控人工合成的类似化学物质种子萌发无籽果实果实的催熟除草剂四、探究2,4-D对插枝生根的作用
1.实验原理
适宜浓度的2,4-D溶液能促进插枝_____。在不同浓度的2,4-D
溶液中,插枝生根的_________。生根效果不同2.实验步骤取杯编号:取3只烧杯，分别编成1、2、3号分装液体 1、2号烧杯内分别装不同浓度的2，4?D溶液
3号烧杯内装_______扦插枝条:将3组从同一植株上剪下的_________的枝条，分
别插入3只烧杯中测量总长:每天测量这些枝条上___________(将几条根的长
度加在一起)记录数据:列表记录测量数据依数绘线:根据数据，绘出1、2、3号烧杯中各插枝上根的
生长曲线 蒸馏水长势相同根的总长度1.(2012江苏T7C)喷施生长素类似物可以保花保果但不能疏花
疏果。( )
【分析】生长素的作用具有两重性,既能防止落花落果,也能疏
花疏果。
2.(2011山东T1A)草莓果实自然发育成熟与激素作用无关。
( )
【分析】草莓果实自然发育成熟是幼嫩的种子产生生长素作用
的结果。××3.(2011山东T1C)自然生长的雪松树冠呈塔形与激素作用无
关。( )
【分析】该现象是生长素作用的两重性中的顶端优势原理的体
现。
4.幼苗的背光侧比向光侧生长得快,是因为背光侧生长素浓度
高,细胞伸长得快。( )
【分析】背光侧生长素浓度高,细胞伸长得快,幼苗向光弯曲生
长。×√5.促进茎生长的生长素浓度也会促进根的生长。( )
【分析】生长素对于根和茎的生长,其作用表现出两重性,
都是低浓度促进生长,高浓度抑制生长。由于根和茎对生长素
浓度的敏感性不同,所以能促进茎生长的生长素浓度可能会抑
制根的生长。
6.乙烯具有促进果实发育、成熟的作用。( )
【分析】乙烯只有促进果实成熟的作用,没有促进果实发育的
作用,促进果实发育的是生长素和赤霉素。××7.在所有农作物种植中,都可使用2,4-D除草剂除去杂草。
( )
【分析】2,4-D除草剂用于除去种植单子叶植物的农田中的双
子叶杂草。×考点 一 生长素发现过程中实验方法归类
1.锡箔纸遮盖类
(1)实验现象:
①直立生长;②向光弯曲生长。
(2)现象分析:感光部位在苗尖端。2.云母片插入类
(1)实验现象:
①直立生长;②不生长;③向光弯曲生长;④向右弯曲生长。(2)现象分析:云母片既不能透水,也不能透生长素。
①中的云母片插入苗尖端正中间,尽管接受左侧单侧光照射,但生长素无法横向运输,苗尖端左右两侧生长素含量相等。
②中的云母片插入整个苗尖端,阻断苗尖端的生长素向下运输,导致幼苗无法生长。
③中的云母片插入苗尖端下面一段的正中央,不影响生长素在苗尖端的横向运输。
④中的云母片插入苗尖端右侧,阻断右侧的生长素向下运输,但左侧的生长素仍能正常运输,故左侧的生长素含量高,幼苗向右弯曲生长。3.切割移植类
(1)实验现象:①直立生长;②向左弯曲生长;③向左弯曲生长;④向左弯曲生长,但弯曲度比③小。(2)现象分析:生长素能透过琼脂块,①②中琼脂块放置过苗尖端,含有一定量的生长素。
(i)①中的琼脂块置于去掉尖端的幼苗正上方,苗尖端下面一段左右两侧生长素含量相等,故表现为直立生长;
(ii)②中的琼脂块置于去掉尖端的幼苗右上方,由于缺乏苗尖端,尽管此时接受单侧光照,但其不影响生长素分布,所以苗尖端下面一段右侧生长素含量高,左侧无生长素,幼苗向左弯曲生长。
(iii)a、b两块琼脂块置于苗尖端下方,由于尖端接受右侧单侧光照射,尖端中的生长素表现为横向运输,故琼脂块中的生长素含量a>b,a、b置于去掉尖端的幼苗右上方,因此③④均向左侧弯曲生长,但③的弯曲度大于④。【高考警示】
针对苗尖端的系列实验应明确下列结论
(1)生长素的产生部位——苗尖端。
(2)发挥作用的部位——尖端下面一段。
(3)感光部位——苗尖端。
(4)生长素的作用——促进生长。
(5)弯曲生长的原因——生长素分布不均匀,导致生长不均匀。
(6)引起生长素分布不均匀的原因——单侧光照、地心引力等。【典例1】用燕麦胚芽鞘及幼苗⑦⑧进行如图所示的实验,一段时间后,会引起弯曲现象的是(箭头表示单侧光)( )
A.②⑤⑦ B.①②③⑤⑧
C.①③④⑥⑦ D.②⑤⑧【解析】选D。【互动探究】(1)实验④中云母片换成琼脂片,对实验结果是否
有影响?
提示:有影响。生长素能透过琼脂片,不能透过云母片,换成琼
脂片之后,④图左侧生长素浓度高,胚芽鞘向右弯曲生长。
(2)如果请你继续设计实验,证明生长素的横向运输发生在胚芽
鞘尖端而不是尖端下面的一段,应当怎样进行设计?
提示:设计云母片位置不同的两组进行实验,一个云母片竖插在
尖端,一个云母片竖插在尖端下部,用单侧光照射。插在尖端,
胚芽鞘直立生长,插在尖端下部,胚芽鞘弯向光源生长,说明生
长素的横向运输发生在尖端。【变式训练】如图所示,用燕麦胚芽鞘做实验,可使其发生向右弯曲生长的是( )【解析】选B。A中插入的琼脂块属无效插入,胚芽鞘直立生长;B中左侧玻璃片属无效插入,因为分生组织分布在胚芽鞘尖端下部的一段,右侧玻璃片插在胚芽鞘尖端稍下,阻断了生长素向下运输,故胚芽鞘尖端下部左侧有生长素,右侧无生长素,胚芽鞘向右弯曲生长;C中云母片属无效插入,在单侧光刺激下,生长素由向光侧向背光侧运输,使背光侧生长素分布多,胚芽鞘向光弯曲生长;D中插入云母片阻断生长素向左的横向运输,生长素均匀向下极性运输,胚芽鞘直立生长。考点 二 生长素的生理作用?
1.根、茎、芽对生长素的敏感程度曲线解读
(1)不同浓度的生长素作用于同一器官上,引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)。
(2)同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度不同。(3)曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果,而且A、B、C三点分别代表对根、芽和茎的最佳促进效果点。
(4)“高浓度”生长素是指分别大于A′、B′、C′点对应的浓度,“低浓度”是指分别小于A′、B′、C′点对应的浓度,高和低是相对而言的。
(5)不要将AA′、BB′、CC′段理解为抑制阶段,这些阶段仍体现生长素的促进作用,只是促进作用逐渐降低。
(6)A′、B′、C′点对应的浓度既不促进生长,也不抑制生长。2.生长素作用两重性的实例
(1)顶端优势:
顶芽——生长素浓度低——生长迅速促进顶芽生长
侧芽——生长素浓度高——生长缓慢抑制侧芽生长
两者体现了生长素作用的两重性。
(2)根的向地性:
①生长素浓度:D点生长素浓度高,C点生长素浓度低;
②原因:重力作用→近地侧(D点)生长素浓度高,远地侧(C点)生长素浓度低→由于根对生长素敏感,D点细胞伸长生长受抑制,C点细胞伸长生长被促进→D点生长慢,C点生长快→根向地弯曲生长。3.单子叶、双子叶植物对生长素的敏感程度曲线解读
如图说明不同种类的植物对生长素的敏感程度不同,双子叶植物较单子叶植物敏感,故可用较高浓度的生长素类似物来杀死单子叶作物农田里的双子叶杂草。【思维拓展】
体现生长素作用具有两重性的实例辨析
(1)体现生长素作用两重性的常见实例:顶端优势、根的向地性和除去单子叶作物农田中的双子叶杂草。
(2)不能体现生长素作用两重性的实例:茎的背地性和茎的向光性,因为这两种情况下生长素都只表现了促进作用。考查角度 1 生长素作用曲线的分析
【典例2】下列有关植物激素研究的叙述,正确的是( )A.图1中生长素(IAA)和赤霉素(GA)同时存在对茎段细胞分裂有增效作用
B.图2中生长素对不同植物的影响有差异,可作为小麦田中的双子叶杂草除草剂
C.图3中幼根a侧生长素浓度若在曲线B点,则b侧生长素浓度一定在F点
D.图4中侧芽b和顶芽a所含生长素的浓度依次为A和D【解析】选B。生长素(IAA)和赤霉素(GA)都是通过促进细胞伸长来促进生长的,A错误;图3中幼根a侧生长素浓度若在曲线B点,则b侧生长素浓度应高于B点,且处于抑制状态,因此b侧的生长素浓度应高于E点,C错误;根据顶端优势现象,侧芽b因生长素浓度过高而受抑制,因此侧芽b的生长素浓度应大于C点,而顶芽a的生长素浓度小于C点,D错误。【变式训练】取相同长度、去除尖端的小麦胚芽鞘切段,分别用不同浓度的生长素溶液处理并培养一段时间后,逐一测量其长度,实验进行两次,结果如图所示。以下叙述正确的是( )A.浓度大于10 mg·L-1,会抑制胚芽鞘的伸长
B.浓度大于0.001 mg·L-1,都能促进胚芽鞘伸长
C.促进胚芽鞘伸长的最适浓度在0.1 mg·L-1 ～ 10 mg·L-1之间
D.浓度为0.1 mg·L-1时,两个实验偏差较大,在做原始记录时该数据应舍弃【解析】选C。据图可知,生长素溶液浓度为0的即为对照组,切段的平均长度是7 mm,与7 mm比较,浓度为0.001 mg·L-1～
10 mg·L-1的生长素溶液对胚芽鞘切段的伸长都有促进作用,但是10 mg·L-1之后的浓度,由于没有进行实验,无法判断其是否起促进作用,所以选项A和B错误。从实验组可以看出
1 mg·L-1的溶液对胚芽鞘切段的伸长促进作用最强,由于
0.1 mg·L-1 ～1 mg·L-1、1 mg·L-1 ～10 mg·L-1的溶液对胚芽鞘切段的伸长作用未知,所以促进胚芽鞘伸长的最适浓度在0.1 mg·L-1 ～ 10 mg·L-1之间。实验得到的数据要如实填写,误差大的可以重复实验。考查角度 2 生长素作用的实验探究
【典例3】从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽),将茎段自顶端向下对称纵切至约3/4处后,浸没在不同浓度的生长素溶液中,一段时间后,茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(a)如图甲,a与生长素浓度的关系如图乙。请据图回答:(1)从图乙可知,在两个不同浓度的生长素溶液中,茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同,请根据生长素作用的特性,解释产生这种结果的原因,原因是___________________________。
(2)将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中,测得其半边茎的弯曲角度a1,从图乙中可查到与a1对应的两个生长素浓度,即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度,有人将待测溶液稀释至原浓度的80%,另取切割后的茎段浸没在其中,一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到a2,请预测a2与a1相比较的可能结果,并得出相应的结论:?
____________________________________________________。【解析】(1)生长素的生理作用具有两重性,低浓度促进植物生长,高浓度抑制植物生长,甚至杀死植物。对任何一种植物来讲,都有促进生长的最适生长素浓度,在最适浓度两侧可能会出现作用效果相同而浓度不同的两个点。
(2)低浓度(A)溶液和高浓度(B)溶液都能促进茎段的生长。将待测溶液进行稀释后,若其浓度为A,则促进作用会小于原来浓度的促进作用,即a2
a1。答案:(1)生长素的生理作用具有两重性,最适生长素浓度产生最大弯曲角度,在最适生长素浓度的两侧,即高于最适浓度与低于最适浓度可能对茎产生相同的作用效果,因此有可能出现半边茎弯曲角度相同的促进作用,从而产生相同的弯曲角度a
(2)若a2a1,则该生长素溶液的浓度为B考点 三 植物激素间的相互作用
1.相互促进方面
(1)促进果实成熟:乙烯、脱落酸;
(2)促进种子发芽:细胞分裂素、赤霉素;
(3)促进植物生长:细胞分裂素、生长素;
(4)诱导愈伤组织分化成根或芽:生长素、细胞分裂素;
(5)延缓叶片衰老:生长素、细胞分裂素;
(6)促进果实坐果和生长:生长素、细胞分裂素、赤霉素。2.相互拮抗方面
(1)顶端优势:生长素促进顶芽生长,细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。
(2)防止器官脱落:生长素抑制花朵脱落,脱落酸促进叶、花、果的脱落。
(3)种子发芽:赤霉素、细胞分裂素促进,脱落酸抑制。
(4)叶子衰老:生长素、细胞分裂素抑制,脱落酸促进。【高考警示】
有关植物激素作用的两点提醒
(1)促进果实的发育和成熟的激素是不同的:果实发育主要是生长素的作用,果实成熟主要是乙烯的作用。
(2)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的:生长素促进细胞伸长,即体积增大,细胞分裂素促进细胞分裂,即细胞数目增多,二者共同促进植株生长。【典例4】为了探究生长素和乙烯对植物生长的影响及这两种激素的相互作用,科学家用某种植物进行了一系列实验,结果如图所示,由此可初步推测(多选)( )A.浓度高于10-6mol·L-1的生长素会抑制该植物茎段的生长
B.该植物茎中生长素含量达到M值时,植物开始合成乙烯
C.该植物茎中乙烯含量的增加会促进生长素的合成
D.该植物茎中生长素和乙烯的含量达到峰值是不同步的
【解析】选B、D。从图中看出浓度高于10-6mol·L-1时也是促进生长的,只是促进作用减弱了,A项错误;从曲线看出,生长素含量达到M值时,植物开始合成乙烯,B项正确;从曲线看出,乙烯一旦产生,生长素量的增加减缓,乙烯增加到一定程度,则生长素含量降低,所以乙烯不能促进生长素的产生,二者含量达到峰值是不同步的,C项错误,D项正确。【变式训练】某植物种子成熟后需经低温贮藏才能萌发,为探究其原因,检测了该种子中的两种植物激素在低温贮藏过程中的含量变化,结果如图。根据激素的作用特点,推测图中a、b依次为( )A.赤霉素、脱落酸
B.细胞分裂素、生长素
C.脱落酸、细胞分裂素
D.赤霉素、乙烯
【解析】选A。脱落酸可保持种子休眠,随低温贮藏时间的延长,种子中脱落酸含量有所下降;赤霉素作用则与脱落酸相反,可解除种子休眠,促其萌发,故a曲线应代表赤霉素。【拓展延伸】
温度及光的周期对植物的影响
(1)春化作用:冬小麦需经过一段时期的低温,次年才能抽穗结果的现象。有些树木的种子,必须经过一段时期的低温处理,才能顺利发芽。
(2)光周期现象:生物体内有使它们响应24小时周期内光、暗长度变化的机制,称为光周期现象。很多植物的开花有光周期现象。①植物类型:
a.长日植物:只有当白昼的时间超过一定的小时数后才能开花,如萝卜、白菜、冬小麦等是长日植物。
b.短日植物:只有白昼短于一定小时数若干天后,才能开花的植物,如菊花、大豆等。
c.日中性植物:只要温度合适,成熟了就能开花,与日照长短无关的植物,如黄瓜、四季豆等。
②原理:控制植物开花和植物产生其他光周期效应的是暗期的长度而不是光期长度。实验表明,打断光期对长日植物开花毫无影响,但用照光打断暗期就能阻止短日植物开花。③感受部位及原因:叶子细胞中的光敏素能感受光周期中黑暗的长度。
④应用:利用光周期的知识,可以人为地控制植物的花期。判定植物生长和弯曲现象的方法
【典例】如图中左侧是对燕麦胚芽鞘所进行的处理,那么一段时间后,右侧①②③在图示位置时,其生长情况依次是( )A.向B侧弯曲 向A侧弯曲 向A侧弯曲
B.向B侧弯曲 向B侧弯曲 向B侧弯曲
C.向A侧弯曲 直立生长 向A侧弯曲
D.向B侧弯曲 直立生长 向B侧弯曲
【解析】选B。由图示可知,由于单侧光的作用,A的生长素浓度高于B,A侧生长快,所以①应向B侧生长,而②③的旋转和单侧光对A、B的生长素分布无影响,所以②③仍都向B侧弯曲生长。【方法归纳】植物生长和弯曲现象与生长素的含量和分布有关,可以从两个方面判断:
(1)从引起生长素分布不均匀的因素判断:(2)“两看”胚芽鞘尖端判断法:
①看胚芽鞘尖端以下的部分能否获得生长素:能,则生长;不能,则既不生长也不弯曲。
②看胚芽鞘尖端以下部分生长素的分布是否均匀:若均匀,则直立生长;若不均匀,则弯曲生长。【易错提醒】(1)正确理解生长素作用的两重性中的“高浓度”和“低浓度”是解答这类问题的关键。
(2)注意胚芽鞘能够感受光刺激,引起生长素分布不均匀,但是琼脂块不能感受光刺激。【变式训练】将一玉米幼苗固定在支架上,支架固定在温度、湿度适宜且底部有一透光孔的暗室内,从如图所示状态开始,光源随暗室同步缓慢匀速旋转,几天后停止于起始位置。此时幼苗的生长情况( )A.根水平生长,茎向上弯曲
B.根水平生长,茎向下弯曲
C.根向下弯曲,茎向上弯曲
D.根向下弯曲,茎向下弯曲【解析】选B。结合文字和图形可知,玉米幼苗固定在支架上,而光源随暗室同步缓慢匀速旋转。表面上是一个均匀光照,而实际上光源随暗室同步缓慢匀速旋转则是一个单侧光;表面上植物的茎要受重力影响,而实际上因缓慢匀速旋转各方向受重力影响相同。所以,植物的茎只受单侧光的影响而不受重力影响,生长素向背光侧横向运输,此时背光侧和向光侧的生长素的浓度都是促进生长的,背光侧的生长素浓度更有利于植物细胞的纵向伸长,故茎向光(下方)弯曲生长。同理,植物的根不受重力的影响而水平生长。综上所述,选项B正确。1.下列关于植物激素的叙述,正确的是( )
①在植物体内含量极少
②在植物体内含量很多
③产生部位也是作用部位
④对植物体的生命活动有显著的调节作用
⑤化学本质是蛋白质
⑥化学本质是有机物A.①④⑥ B.①③④⑤
C.②④⑤ D.②③④⑥
【解析】选A。植物激素往往是在植物体的某一部位产生,然后运输到另一部位起作用,含量很少,是具有显著调节作用的有机物。2.如图为温特幼苗实验的示意图,下列说法合理的是( )A.甲植株不能作为空白对照
B.切割的苗尖端中的生长素经主动转运进入琼脂块
C.幼苗丙弯向琼脂块的对侧,体现了生长素的两重性
D.生长素从琼脂块进入丙后,直接参与了细胞代谢
【解析】选A。A项中,应把没有放置过苗尖端的琼脂块放在切去尖端的幼苗上作为空白对照。B项中,琼脂块没有细胞结构,生长素不能经主动转运进入琼脂块。C项中,生长素作用的两重性表现为低浓度促进生长,高浓度抑制生长,丙中不存在高浓度抑制生长,因此不能说明生长素作用的两重性。D项中,激素不直接参与细胞代谢。3.为了验证苗尖端确实能产生某种促进生长的物质,用幼苗和琼脂块等材料进行实验时,对照实验的设计思路是( )
A.完整幼苗分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B.苗尖端和未处理的琼脂块分别置于幼苗切面的同一侧
C.未放过苗尖端的琼脂块和放过苗尖端的琼脂块分别置于幼苗切面的同一侧
D.苗尖端和放过苗尖端一段时间后的琼脂块分别置于幼苗切面的同一侧【解析】选C。本题考查生长素的发现过程的实验设计思路。实验的目的是验证苗尖端确定能产生某种促进生长的物质,因而实验的设计思路应是将未放过苗尖端的琼脂块和放过苗尖端的琼脂块分别置于切去尖端的幼苗切面的同一侧,观察幼苗的生长状况。4.目前植物生长调节剂在蔬菜、水果等的种植中已有较多应用,下列说法肯定错误的是( )
A.用高浓度的生长素类似物在适当的时期处理桃可提高产量
B.一定浓度的2,4-D可促进插条生根
C.在芦苇生长期用一定浓度的赤霉素溶液处理可使其纤维长度明显增加
D.用乙烯催熟香蕉不会明显影响香蕉品质
【解析】选A。一定浓度的生长素类似物可促进果实发育,但高浓度生长素类似物却抑制果实发育;一定浓度的赤霉素可促进细胞伸长,从而引起植株增高;乙烯可促进果实成熟,但不影响果实的品质。5.如图表示生长素浓度对植物根、芽和茎生长的影响,此图没有提供的信息是( )A.生长素对3种器官的作用都具有两重性,即低浓度促进生长、高浓度抑制生长
B.A、B、C点对应的浓度分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度
C.D点对应的浓度促进芽、茎的生长,抑制根的生长
D.幼嫩细胞对生长素的反应敏感,成熟细胞对生长素的反应不敏感【解析】选D。从图中曲线可以看出,不同浓度生长素对同种器官生长的影响不同,低浓度促进生长,高浓度抑制生长;其中A、B、C三点分别是促进根、芽、茎生长的最适宜浓度,D点对应的浓度对芽和茎的生长起促进作用,对根的生长起抑制作用。但图中没反映出幼嫩细胞和成熟细胞对生长素的反应的敏感程度。6.番茄果实成熟过程中,乙烯释放量、果实色素积累及细胞壁松弛酶活性变化规律如图。从该图可得出乙烯能促进( )①细胞壁松弛酶活性升高
②果实色素积累
③番茄果实发育
④番茄果实成熟
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
【解析】选B。从图中可以看出,乙烯增多时,细胞壁松弛酶活性升高,果实色素积累,果实由绿色逐渐转向红色,逐渐成熟。乙烯不能促进果实的发育。7.生长素具有促进植物生长的作用,乙烯有抑制植物生长的作用。如图是盆栽植物平放时,根与茎的生长情况。现已知,近地侧生长素(IAA)浓度高于背地侧;根对IAA的敏感性高于茎。
有人做了如下实验:将某种开花植物的根尖放在含不同浓度IAA的培养液中,加入少量蔗糖作为能源,同时设置了空白对照组。他发现在有生长素的培养液中出现了乙烯,且生长素浓度越高,培养液中乙烯浓度也越高,根尖的生长所受的抑制作用也越强。(1)此人设置的空白对照组是______________________。
(2)本实验的自变量是 ,因变量是____________。
(3)据此实验结果,可推知图中根向地生长的原因是________
____________________________________________________。
(4)请用表格形式呈现本实验的设计思路。【解析】(1)本实验的目的是探究不同浓度IAA对根生长的影响,因此空白对照组应是将等量根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中。
(2)本实验的自变量是IAA浓度,因变量应是培养液中乙烯浓度和根尖生长情况。
(3)根据实验结果,可以推测根向地生长的原因是高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯,乙烯抑制了根近地侧的生长。
(4)表格中应体现自变量(生长素的有无及浓度大小)和两个因变量。答案:(1)将等量根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中
(2)生长素浓度 乙烯浓度和根尖生长情况
(3)高浓度生长素诱导根细胞合成了乙烯,乙烯抑制了根近地侧的生长
(4)8.(2012·浙江高考)不同浓度的生长素影响某植物乙烯生成和
成熟叶片脱落的实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是
( )A.乙烯浓度越高脱落率越高
B.脱落率随生长素和乙烯浓度增加而不断提高
C.生长素和乙烯对叶片脱落的作用是相互对抗的
D.生产上可喷施较高浓度生长素类似物降低脱落率
【解题指南】解答本题的关键是通过图示明确随生长素浓度增加,乙烯浓度不断增加,但脱落率先增加后降低。【解析】选D。A项错误,从图中可知随乙烯浓度增加,脱落率先增加后降低;B项错误,随生长素浓度增加,乙烯浓度不断增加,但脱落率先增加后降低;C项错误,在一定浓度范围内,生长素和乙烯是促进脱落的,并不是完全相互对抗的;D项正确,从图中可知在高生长素浓度下,脱落率很低,所以生产上可喷施较高浓度的生长素类似物降低脱落率。9.(2011·浙江高考)研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽影响的实验,结果如图。请回答:
(1)比较曲线1、2、3与4,可知 对侧芽的生长有抑制作用,其中起作用的主要激素是 ,而且 (激素)能解除这种激素的抑制作用。在保留顶芽的情况下,除了曲线3所采用的措施外,还可通过喷施 的化合物促进侧芽生长。
(2)比较曲线4与5,可知赤霉素能明显促进 。而在完整豌豆植株的顶芽中,赤霉素产生于 组织。
(3)分析图,推测侧芽生长速度不同的原因是侧芽内 浓度或比例的改变。【解析】本题综合考查植物激素相关内容。
(1)图中曲线1保留顶芽,侧芽几乎不生长,曲线4去掉顶芽,侧芽快速生长,两者比较知,顶芽对侧芽的生长有抑制作用;曲线2去掉顶芽涂抹生长素,侧芽长得很慢,与曲线4比较可知起抑制作用的主要激素是生长素;曲线3保留顶芽但涂抹细胞分裂素,侧芽长得较快,与曲线1比较知细胞分裂素能解除生长素的抑制作用;生长素抑制侧芽的生长,在保留顶芽的情况下不用细胞分裂素解除,可以喷施对抗生长素的化合物促进侧芽生长。(2)曲线4去掉顶芽,侧芽快速生长。曲线5去掉顶芽涂抹赤霉素后侧芽的生长更迅速,可见赤霉素能明显促进侧芽的伸长;在完整豌豆植株的顶芽中,赤霉素产生于分生组织。
(3)分析图可知侧芽生长速度受生长素、细胞分裂素和赤霉素等多种植物激素的影响。
答案:(1)顶芽 生长素 细胞分裂素 对抗生长素
(2)侧芽的伸长 分生 (3)植物激素10.(2009·浙江高考)请回答下列有关赤霉素的问题:
(1)赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞,其细胞周期的 期明显变短,此时期分子水平上所发生的变化主要是 和 。
(2)植物体内赤霉素的合成主要在未成熟的种子、幼根和幼芽等 的部位。用赤霉素多次喷洒水稻植株后,引起其生长速度过快,将导致稻谷产量 。(3)赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长速率影响的实验,结果如图所示。由图分析可知,一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起 作用;加入赤霉素溶液的时间在图中的_____(A点、B点、C点)。根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的原因可能是______________________________________________。【解析】本题考查有关赤霉素的知识。(1)因为赤霉素能促进细胞分裂,用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞,其细胞周期的分裂间期明显变短,此时期分子水平上所发生的变化主要是DNA的复制和蛋白质的合成。(2)植物体内赤霉素的合成主要在未成熟的种子、幼根和幼芽等生长旺盛的部位。用赤霉素多次喷洒水稻植株后,引起其生长速度过快,从而导致稻谷产量降低。(3)由图分析可知,使用CaCl2后生长速率将下降,因此,一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起抑制作用;加入赤霉素溶液的时间在图中的B点。根据上述实验分析,赤霉素促进茎伸长的原因可能是赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度。答案:(1)分裂间 DNA复制 有关蛋白质的合成
(2)生长旺盛 降低
(3)抑制 B点 赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度课件64张PPT。第七章 人类与环境一、生物圈
1.含义
地球有生物存在的部分,包括_____________________。
2.分布
(1)最高:___________。
(2)最低:可达到地下植物最深的根际处和_________________。
(3)实质是地球表面不连续的_________。
3.功能
(1)为人类_________、_________、处理废物。
(2)维持其他所有生物的生存。所有生物及其生存环境副生物圈带深海地壳的热裂口一个薄层制造氧气生产食物二、全球人口动态
1.人口增长
(1)过程
(2)原因:出生率大于死亡率。
(3)当前发展:据乐观预测,世界人口在达到大约______时才会
稳定下来。
(4)限制因素:地球___________的生产是有限的。
(5)后果:资源匮乏,环境污染严重。
2.采取措施
设法降低出生率,做到_________,最终使全球人口保持在一个
稳定的水平上。 古代:处于很低水平
近代:类似于_________指数增长110亿资源、食物自我控制三、人类对全球环境的影响CO2变暖氟利昂皮肤癌氟利昂硫和氮的氧化物生态平衡SO2和NO大量污染物生物多样性1.生物圈是指有生物存在的地方。( )
【分析】生物圈是指地球上有生物存在的地方,包括所有生物
及其生存环境。
2.(2010北京T5A)生物多样性的丰富程度与自然选择无关。
( )
【分析】生物多样性的形成是生物共同进化的结果,生物多样
性的丰富程度与自然选择有关。√×3.(2010北京T5D)遗传多样性较低的种群适应环境能力强。
( )
【分析】遗传多样性较低的种群适应环境的能力弱,因为遗传
多样性低,自然选择的对象就少,适应环境的能力就降低。
4.大规模围湖造田,开垦草原以扩大耕地,可以增加粮食产量,
解决人口增长造成的粮食压力。( )
【分析】大规模围湖造田在一定程度上可以增加粮食产量,但
造成的环境破坏更大。
5.环境污染虽不可避免,但一定要“先污染,后治理”。( )
【分析】“先污染,后治理”模式的治理成本过高,在环境污染
方面应走平衡发展道路,实现可持续发展。×××6.环境问题尽管重要,但发展到后工业化阶段会自然解决,必须
在发展经济的同时,解决带来的环境问题。( )
【分析】环境问题不会随经济的发展而自然解决,必须在发展
经济的同时,解决带来的环境问题。×考点 一 人口增长对环境的影响
1.我国的人口现状与前景
(1)我国的人口特点:人口基数大,仍将在较长时期内持续增长。
(2)控制人口增长过快采取的措施:我国将计划生育确定为一项基本国策。2.人口增长对生态环境的压力
3.解决人口增长对环境影响的措施
(1)控制人口增长,保持人口、经济、环境协调发展,走可持续发展道路。
(2)开发多种可利用资源,满足人类对资源的需求。【高考警示】
人口增长规律与其他生物种群增长规律并不完全相同
(1)人是生物界中的一员,所以生物种群增长规律有适用于人口增长情况的一面。
(2)人不同于一般的生物:人类可以通过计划生育调控人口增长,使人口增长规律不同于一般生物,有其独有的特点。【典例1】下列有关人口增长与环境关系的叙述,正确的是( )
A.目前人口数量已经超出了地球环境容纳量
B.生物种群消长规律完全适用于人口增长情况
C.科技进步能解决因人口增长过快导致的资源短缺问题
D.人口过度增长与自然灾害频繁发生有密切联系
【解析】选D。A项中,人口数量还没有超出地球环境容纳量。B
项中,人不等同于动物,生物种群消长规律并不完全适用于人口
增长情况。C项中,科技进步能在一定程度上缓解因人口增长过
快导致的资源短缺问题,但不能完全解决。D项中,人口过度增长
造成资源短缺和环境污染,由于资源短缺,人类就会盲目地开发
和无休止地破坏自然环境,进而使自然灾害频繁发生。【互动探究】(1)人口增长引发环境问题的实质是什么?
提示:人类的活动超出了环境的承受能力,对人类自身赖以生存的生态系统的结构和功能造成了破坏。
(2)控制人口增长的最终目标是什么?
提示:实现人与经济、社会、环境和资源的协调发展。【变式训练】预计到2050年,我国人口达到16.4亿,耕地下降到7 300万公顷,按人均年消费粮食600 kg计算,中国共需粮食9.84亿吨,需要每公顷产粮13.5吨,也就是说,到2050年中国粮食单产同现在相比需要提高2.7倍才行。这个事实说明( )
A.达到这些指标是相当困难的
B.控制人口和保护耕地,对中国人民的生存和发展具有十分重要的意义
C.2050年中国粮食单产将会同步提高
D.2050年中国粮食需要大量进口
【解析】选B。本题主要考查人口增长产生粮食危机。中国粮食单产要同步提高是很困难的,关键是控制人口。考点 二 全球性的环境问题
1.环境污染来源及后果2.全球性生态环境问题归纳环境
问题 人类与环
境的关系 环境为人类社会提供物质和能量
人类通过各种活动利用环境表现 环境污染
生态破坏
生物多样性锐减分布
特点 城市:主要表现为环境污染
乡村:主要表现为生态破坏
发达国家:环境问题已经得到治理和缓解
发展中国家:环境问题比较严重产生
原因 人口压力
资源的不合理利用
片面追求经济的增长【高考警示】
(1)人口增长过快可能会造成环境污染,但不能说造成环境污染的主要原因是人口数量的增加。
(2)富养化在海洋和湖泊中的表现并不相同。在海洋中为赤潮,在湖泊等淡水流域中为水华。考查角度 1 列举各种污染因素考查环境污染的危害性
【典例2】下列有关全球生态环境问题的说法中错误的是( )
A.含氮、磷化合物的生活污水大量排放可造成水体富养化
B.各国工业大量排放二氧化硫是全球气候变暖的主要原因
C.劣质装修材料中的甲醛、苯、氡气等对人体有害
D.废旧电池中的汞、镉、铅等重金属盐对土壤和水源会造成污染【解析】选B。生活污水中含有很多N、P等植物必需的矿质元素,这些植物必需的矿质元素大量地排放到池塘和湖泊中,会使池塘和湖泊的水质恶化,从而出现富养化现象。二氧化碳等温室气体的大量排放,引起全球气候变暖,导致极地的冰雪和高山冰川融化、海平面上升等。二氧化硫是形成酸雨的主要原因。【互动探究】(1)上题C选项所述的为哪种类型的全球生态环境问题?
提示:大气污染。
(2)上题中所涉及的生态环境问题有几种?分别是什么?
提示:3种。水污染、大气污染和土壤污染。【变式训练】下列关于硫循环和酸雨问题的叙述中正确的是
( )
A.与水结合形成硫酸和硫酸盐而被植物吸收,是大气中的SO2进入
植物体的唯一途径
B.酸雨能使水体酸化,影响鱼类的生殖和发育
C.酸雨能通过伤害植物的茎而间接伤害植物的芽和叶
D.动物体内的硫能直接通过细胞呼吸或分解者的分解作用进入
大气中【解析】选B。硫元素主要以硫酸盐的形式被植物的根主动吸收,有些植物可以直接吸收空气中的SO2;动植物体内的硫只能通过分解者的分解作用进入大气,细胞呼吸不产生SO2;酸雨能使水体酸化,影响鱼类的生殖和发育,也能直接伤害植物的芽和叶。考查角度 2 以表格数据信息考查破坏碳平衡造成的污染
【典例3】(2010·广东高考)气候变化与生态系统的碳循环密切相关。下表为A、B两个不同时期陆地生态系统与大气环境的碳交换情况。(1)生态系统碳的吸收主要是通过 作用实现的,碳的释放主要是通过 作用实现的。
(2)表中 时期的生态系统处于稳定状态,原因是
____________________________________________________。
(3)由于过度的人工碳排放,破坏了生态系统的_____________,
导致大气中 增加并引起全球气候变化。
(4)人们正在积极开发新能源以减少碳排放。如“叶绿素太阳能电池”是模仿类囊体吸收光能的特征而制造的,类囊体吸收光能的过程发生在光合作用的__________阶段;又如经改造的蓝细菌能在细胞内将光合作用产生的 直接发酵转化为燃料乙醇。【解析】(1)生态系统主要通过生产者的光合作用吸收大气中的CO2,再通过呼吸作用释放CO2。
(2)分析表可知,该生态系统A时期的碳吸收量与碳释放量相等,而B时期的碳吸收量小于碳释放量,即B时期该生态系统会导致环境中CO2含量不断增多,而A时期该生态系统的碳能维持相对稳定。
(3)当碳过度排放到环境中时,会破坏生态系统的碳平衡,从而导致大气中CO2增多,形成温室效应。
(4)类囊体吸收光能发生在光合作用的光反应阶段,光合作用产生的有机物经发酵可转化为乙醇。答案:(1)光合 呼吸 (2)A 碳吸收量等于碳释放量
(3)碳平衡 CO2 (4)光反应 葡萄糖【互动探究】(1)上表中B内释放的CO2增多的主要原因是什么?
提示:化学燃料的燃烧。
(2)碳元素在生物群落中主要是以什么形式传递的?
提示:有机物。【变式训练】如图是1000年～2000年地球大气中的CO2含量(ppm)和每平方米热量(W/m2)的关系图,CO2含量从1860年第二次工业革命前后开始迅速上升,至1950年前后,上升曲线已几乎成直线态势。下列有关叙述中正确的是( )A.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以CO2和有机物的形式进行的
B.从图中可以看出,温室效应与工业革命以后CO2浓度的升高有直接关系
C.CO2含量迅速上升的主要原因是伐木毁林,光合作用吸收CO2的量减少引起的
D.通过转基因技术培育速生林是保持大气中CO2含量稳定的唯一措施【解析】选B。A项中,碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以CO2的形式进行。B项中,CO2浓度升高是造成温室效应的重要因素。C项中,CO2含量迅速上升的主要原因是化学燃料的燃烧。D项中,保持大气中CO2含量稳定既可以通过增加CO2的吸收量,又可以通过减少CO2的释放量,比如开发新能源,提高能源利用率等。考点 三 保护生物多样性
1.生物多样性的内容
生态系统、物种及生物的全部基因。
2.多样性原因分析3.生物多样性减少的原因
(1)栖息地的丧失。
(2)人们的乱捕滥猎和过度开发。
(3)外来物种的入侵。
(4)环境污染。4.生物多样性的保护
(1)保护生物多样性关键是协调好人类与生态环境的关系:①控
制人口增长;②合理利用资源;③防治环境污染。
(2)坚持“可持续发展”和“合理利用”是最好的保护。
5.意义
生物多样性 自我调节能力 生物圈的稳定性。决定决定【高考警示】
关于生物多样性的两点提醒
(1)生物多样性的最根本原因不是在于物种的多样性,而是在于遗传多样性,不同生物基因库之间的差异造成了丰富多彩的物种。
(2)并不是只有物种的多样性就构成生态系统的多样性,而是不同的物种和多样的环境共同构成了生态系统的多样性。【典例4】关于我国生物多样性保护的说法,错误的是( )
①要协调好人与人之间的关系
②禁止利用就是最好的保护
③要反对盲目地、掠夺式地开发利用
④主要有就地保护和易地保护两大类
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【解析】选A。保护生物多样性关键要协调好人与生态环境的关系,反对盲目地、掠夺式地开发利用,而不是禁止开发和利用。我国生物多样性的保护可概括为就地保护和易地保护两大类。【变式训练】中国已在北京建成了全球最大的“畜禽遗传资
源体细胞库”。到目前为止,已成功保存了牛、羊、猪、马、鸡、鸭等43个重要濒危畜禽品种和6种野生动物的体细胞共计
21 417份,实现了濒危畜禽种质资源的长期保存。下列说法错误的是( )A.建立“畜禽遗传资源体细胞库”是从细胞水平上保护生物多样性
B.因为体细胞中含有本物种的全部遗传信息,所以保存细胞相当于保存物种
C.生存环境的改变和破坏是我国生物多样性受破坏的主要原因
D.地球上所有动物、植物和微生物以及它们所拥有的全部基因共同组成生物多样性【解析】选D。建立“畜禽遗传资源体细胞库”是从细胞水平上保护生物多样性,建立“基因库”是从分子水平上保护生物多样性;生物体细胞中含有本物种的全部遗传信息,通过核移植技术可发育为一个完整的生物个体,因此保存细胞就相当于保存物种;人类活动对生存环境的改变和破坏是我国生物多样性受破坏的主要原因;地球上的所有生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统分别构成生物多样性的物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性。1.下列有关生物多样性的说法正确的是( )
A.为了增加当地物种的多样性,可以大量引进外来物种
B.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性
C.对于濒危物种,应当禁止采伐或捕杀
D.易地保护是对生物多样性最有效的保护
【解析】选C。新的物种引入到一个生态系统中,可能由于缺乏天敌而迅速繁殖,从而使生态系统的稳定性遭到破坏;生物多样性包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性;就地保护是对生物多样性最有效的保护。2.近年来,赤潮在我国时有发生,当赤潮发生时,海水中某些微小浮游生物大量繁殖,使水体呈红、紫等颜色,并对海洋生物造成危害。下列说法不正确的是( )
A.赤潮是水体富养化的结果
B.含磷洗涤剂的广泛使用与排放是发生赤潮的原因之一
C.在封闭的海湾更易发生赤潮
D.生物全部死亡【解析】选D。生活污水和含有N、P的工业废水流入海洋,会使水体“富养化”,在海洋中形成赤潮,在淡水中形成水华。发生赤潮的海水中某些藻类的过度生长,使水面形成绿色藻层;藻类释放的毒素能毒杀鱼虾和贝类等,并使水体产生恶臭。封闭的海湾内,由于污染物不能稀释,更容易发生赤潮。赤潮的水体内有大量的浮游藻类以及分解者,不是生物全部死亡。3.下列关于温室效应的说法中不正确的是( )
A.如果没有温室效应,地球上的生物将不能正常生活
B.温室效应只是由大气中的二氧化碳引起的
C.温室效应可使冰川融化,海平面上升
D.温室效应可加速植物的光合作用
【解析】选B。温室效应是指大气中CO2、甲烷和各种氮的氧化物等气体,强烈地阻挡地球表面释放的红外线,致使地球表面温度升高。如果没有温室气体,地球上的温度就会降低,亿万年来,地球一直受益于温室效应,因为温室效应创造了一个适宜生物栖息的生活环境。但温室气体含量过高,会引起气候严重变暖。4.下列有关生态学问题的叙述不正确的是( )
A.大力植树造林、改善能源结构是缓解温室效应的有效途径
B.生物圈有多层次的自我调节能力,其基础是生物的多样性
C.负反馈调节是维持生态系统自我调节能力的基础
D.生态农业的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
【解析】选D。大力植树造林增大CO2吸收量,改善能源结构,减少CO2排放量,都能缓解温室效应;负反馈调节是维持生态系统自我调节能力的基础;生态农业的建立,使能量多级利用,提高了能量利用率,但不能提高能量传递效率。5.如图是PPE怪圈,它是指“生活贫困—人口增长—环境恶化”的恶性循环。它表明( )
A.贫困、人口与环境之间没有必然的因果关系
B.贫困、人口与环境之间相互影响、相互作用
C.部分的性能状态制约着整体的性能状态
D.质变是量变的必然结果
【解析】选B。PPE怪圈表明了生活贫困、人口增长、环境恶化三者能形成一种恶性循环,但也能通过协调发展形成良性循环。6.目前公认,二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的排放是造成以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因。为此我国政府决定,到2020年中国单位国内生产总值CO2的排放量比2005年下降40%～45%。结合图甲和图乙回答与生物圈碳循环相关的问题。(1)图甲中成分A在碳循环中的主要作用是________________。图甲中缺少的过程: (用图中物质、字母和箭头表示)。
(2)图乙反映了我国北方某地20年间CO2浓度的变化。分析图发现:每年的冬季CO2浓度变化,从碳循环角度分析主要原因是图甲中 ;每年夏季CO2浓度与前一年冬季相比
____________;而每年的CO2浓度的平均值却逐年增加,原因是__________________________________________________。(3)下列做法中符合“低碳经济”理念的是(填序号) 。
①改造或淘汰高能耗、高污染的产业
②大力发展火力发电
③研制和开发新能源替代传统能源
④优化建筑结构,增强室内自然采光,减少照明用电【解析】(1)由图甲可知,A是生产者,C、D均是消费者,B是分解者。生产者可以通过光合作用或化能合成作用,固定大气中的CO2;生产者除了能通过光合作用固定大气中的CO2外,也可以通过呼吸作用向环境中释放CO2。
(2)冬季,绿色植物的光合作用强度降低,同时煤、石油等化学燃料的大量燃烧,使大气中CO2浓度升高。由于人类的生产活动导致每年CO2的排放量大于生产者对CO2的吸收量,所以CO2浓度的平均值呈逐年增加的趋势。
(3)减缓温室效应的措施主要有开发新能源、减少化学燃料的燃烧、植树造林等。答案:(1)吸收大气中的CO2 A→CO2
(2)①过程大大减少,并且⑥过程增加 下降 每年CO2的排放量都大于CO2的吸收量
(3)①③④7.(2012·江苏高考改编)全球范围内生物多样性有降低的趋势,对此所作的分析不正确的是( )
A.栖息地总量减少和栖息地多样性降低是重要原因
B.栖息地破碎化造成小种群有利于维持生物多样性
C.这种变化是由于新物种产生量少于现有物种灭绝量
D.过度的人为干扰导致生物多样性降低【解析】选B。人为因素是生物多样性锐减的主要外在原因,包括乱捕滥猎、栖息地的破坏和丧失、外来物种的入侵、环境污染、自然灾害等,因此A、D正确。栖息地破碎化容易导致小种群的灭绝,不利于维持生物多样性,所以B错误。新物种产生量少于现有物种灭绝量,也是导致全球范围内生物多样性降低的原因之一,因此C正确。8.(2011·重庆高考改编)2008年,在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的“盲鱼”。下列有关叙述,正确的是( )
A.盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果
B.种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素
C.洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值
D.盲鱼作为进化研究的材料只研究物种多样性【解析】选C。A项,盲鱼眼睛的退化是黑暗环境定向选择的结果,是由自然选择决定的;B项,题干中提示盲鱼的数量较少,因而种群密度不是限制盲鱼种群增长的关键生态因素;C项,环境容纳量会随着环境的改变而变化,盲鱼是需氧型生物,水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值;D项,盲鱼作为进化研究的材料除了研究物种多样性外,还研究遗传多样性和生态系统多样性。9.(2011·江苏高考)下列关于江苏省境内发生的几个生态事件的叙述,错误的是( )
A.互花米草原产美洲,引入到江苏沿海等地种植后,迅速扩散并改变了滩涂生物多样性,属于生物入侵
B.克氏原螯虾(小龙虾)原产美洲,经由日本引入南京地区后迅速扩散,对农田有一定危害,但成为餐桌上的美味,不属于生物入侵
C.麋鹿原产我国,但后来在国内绝迹,从欧洲引入并在大丰境内建立自然保护区,实行易地保护
D.丹顶鹤在我国东北等地繁殖,迁徙到江苏沿海滩涂越冬,在盐城建立自然保护区,实行就地保护【解题指南】(1)知识储备:①不同生态事件的本质内涵;②生物入侵与保护生物多样性措施的区别。
(2)解题关键:从具体的生态事件入手,明确生物入侵的内涵,区分生物多样性保护措施的差异。
【解析】选B。人类有意或无意地把某种生物带进新的地区,倘若当地适于其生存和繁衍,它的种群数量便开始增加,分布区也会逐渐扩大,这就是生物入侵。生物入侵会严重破坏生物的多样性,破坏生态平衡,加速其他物种的灭绝。B项内容符合生物入侵的概念。10.(2012·天津高考)夏初,在某河口多地点采集并测定水样,结果表明,各采样点无机氮浓度相近,而无机磷浓度差异较大。按无机磷浓度由低到高的顺序,绘制各采样点对应的浮游植物和浮游动物的密度曲线,结果如图。据图回答:
(1)磷元素进入浮游植物细胞后,以 分子的形式成为细胞膜支架的成分;在细胞内,磷元素通过参与___________(写反应式)反应,保持细胞内ATP含量的相对稳定。
(2)分析发现,P1、P2采样点浮游植物种类差别非常明显,从进化角度分析,这是 的结果。(3)无机磷浓度高于P1的采样点,浮游动物的密度反而比P1采样点低,下列有关其原因的分析,不可能的是 (单选)。
A.可被浮游动物取食的浮游植物种类较少
B.水体溶解氧较高
C.浮游动物的捕食者数量较多
D.水体有害物质浓度较高
(4)请用箭头补充完成该河口生物群落中氮元素的流向图。【解析】(1)细胞膜支架中磷的存在形式是磷脂,保证细胞内ATP含量相对稳定的反应是ATP与ADP之间的相互转化。
(2)从进化角度看,生物种类的差别是自然选择的结果。
(3)水体溶解氧较高会导致动物数量增多,而不是动物数量减少。
(4)在生物群落内部物质是沿食物链、食物网单向传递的。
答案:(1)磷脂 ADP+Pi+能量 ATP
(2)自然选择 (3)B
(4)酶1酶2课件76张PPT。第三章 免疫系统与免疫功能一、免疫
1.免疫的概念
一般说来,免疫是指身体对抗_______引起的疾病的能力。两种
免疫类型分为_____________和___________。
2.非特异性防卫
(1)第一道防线:即体表屏障,包括_________和化学防御。
(2)第二道防线:体内的_____________,如巨噬细胞吞噬侵入机
体的细菌等。病原体非特异性防卫特异性反应物理屏障非特异性反应3.特异性反应(免疫应答)
(1)第三道防线:是指针对___________发生的特异性反应,即___
_______。
(2)淋巴细胞的起源与分化:特定病原体免疫应答淋巴干细胞记忆B细胞淋巴干细胞胸腺效应细胞毒性T细胞(3)抗原的识别:
_________吞噬病原体→抗原分子降解成肽→肽与___________
________结合→抗原—MHC复合体。
(4)细胞免疫:巨噬细胞巨噬细胞的MHC蛋白记忆细胞毒性T细胞辅助性T淋巴细胞已被感染的体细胞(5)体液免疫:辅助性T细胞效应B细胞二、免疫系统的功能异常
1.过度反应
(1)概念:一些人对_________产生的强烈的免疫应答。
(2)类型:_______过敏反应、_______过敏反应。
2.功能减退
(1)先天性的免疫缺乏病:
①特点:_________。
②病因:缺乏_____________________。某种物质速发型迟发型与生俱来B淋巴细胞或T淋巴细胞(2)后天获得的免疫缺乏病——艾滋病:
①致病病毒:____。
②传播途径
③特点:
a.经过很长的_______(8～10年)才发病。
b.其他病原体感染是引发艾滋病病症的直接原因。
④致病机理:大量的________________被HIV破坏,严重削弱免疫
功能。性接触
_________
母婴传播HIV血液传播潜伏期辅助性T淋巴细胞⑤防治措施:
a.治疗:至今无法治愈。
b.预防措施_________，避免不正当的性关系
输血要严格检查，严格消毒
_________
对已感染HIV的孕妇应用药物控制，实施剖
腹产和人工哺乳 洁身自爱远离毒品三、免疫学的应用
1.主动免疫
是指免疫接种或_________,用于接种的疫苗有灭活的微生物、
分离的微生物成分或其_____和_____________。
2.被动免疫
是指通过接种_____________________而获得免疫力。预防接种产物减毒的微生物针对某种病原体的抗体1.人体皮肤大面积烧伤后容易发生感染,是由于非特异性防卫
能力丧失。( )
【分析】人体皮肤大面积烧伤后,非特异性防卫的第一道防线
被破坏,第二道防线仍起作用。
2.T淋巴细胞只与细胞免疫有关,B淋巴细胞只与体液免疫有
关。( )
【分析】辅助性T细胞参与体液免疫。××3.T细胞均可分化为记忆T细胞和效应T细胞。( )
【分析】辅助性T细胞接受抗原刺激产生白细胞介素-2,促进B
细胞和细胞毒性T细胞的克隆分化。细胞毒性T细胞可分化为记
忆T细胞和效应细胞毒性T细胞。
4.致敏原对所有人来说均为抗原。( )
【分析】致敏原对敏感人群来说是抗原,并不是对所有人来说
都是抗原。
5.与艾滋病人握手、共同进餐会传染艾滋病。( )
【分析】艾滋病不通过一般的身体接触传播,艾滋病主要通过
血液、性接触、母婴等途径传播。×××6.一些人第一次接触到某种植物的花粉就会表现出过敏症状。
( )
【分析】过敏是指机体再次接触某种物质后产生的强烈的免疫
应答,首次接触某种物质后不会产生过敏反应。
7.(2010全国卷ⅡT2B)T淋巴细胞可以产生多种抗体。( )
【分析】所有抗体都是由效应B细胞产生的。
8.(2010全国卷ⅡT2D)一个效应B细胞只能产生一种抗体。( )
【分析】效应B细胞具有特异性,一个效应B细胞只能产生一种
抗体,消灭相应病原体。××√考点 一 免疫细胞的起源与功能?
1.淋巴细胞的起源2.免疫细胞的来源和功能【高考警示】
免疫细胞都参与特异性免疫反应,但不是所有细胞均能特异性识别抗原
(1)参与特异性免疫的细胞:表格内的免疫细胞均可参与特异性免疫,但要注意巨噬细胞也参与非特异性免疫。
(2)能特异性识别抗原的细胞:表格内的免疫细胞除效应B细胞外均有识别作用,但效应B细胞产生的抗体具有识别作用,巨噬细胞的识别作用无特异性。【典例1】如图为人体体液免疫的部分过程,下列相关叙述中错误的是( )
A.M细胞被同种抗原再次刺激时分化形成E细胞
B.图中的“某物质”最可能是白细胞介素-2
C.人乳头瘤病毒侵入人体后,也需要体液免疫对其发挥作用
D.E细胞接触被抗原入侵的靶细胞,导致靶细胞裂解【解析】选D。由图中细胞间的关系可推断M细胞为记忆B细胞,E细胞为效应B细胞。参与体液免疫的辅助性T细胞能产生白细胞介素-2,以促进致敏B淋巴细胞分裂;人乳头瘤病毒在进入寄主细胞前和在靶细胞裂解后被释放到体液中,都需要抗体对其发挥作用;只有效应细胞毒性T细胞才能与靶细胞紧密接触,导致靶细胞裂解后释放出抗原。【互动探究】(1)E细胞与B细胞相比,细胞结构上有什么变化?
提示:E细胞为效应B细胞,可以产生抗体,与B细胞相比,其细胞内的核糖体、内质网、高尔基体等细胞器数量较多。
(2)图中可以特异性识别抗原的细胞有哪些?
提示:效应B细胞没有识别能力,巨噬细胞能识别抗原,但无特异性。所以只有辅助性T细胞、B细胞和记忆B细胞(M细胞)能特异性识别抗原。【变式训练】图示为人体免疫反应的某些过程,对a、b、c、d四种细胞的判断,正确的是( )
A.a细胞具有识别特定抗原的能力
B.细胞的裂解死亡属于非特异性免疫
C.b细胞接受抗原刺激后能增殖分化
D.d细胞通过产生抗体消灭抗原【解析】选C。据图分析可知a细胞为巨噬细胞(没有识别特定抗原的能力),其作用是对抗原进行吞噬、处理,并呈递给相应的淋巴细胞(具有识别特定抗原的能力)。细胞毒性T细胞(d)在受到抗原刺激后能分裂和分化形成效应细胞毒性T细胞,其作用是杀死被抗原侵染的靶细胞(c),这属于特异性免疫中的细胞免疫。考点 二 体液免疫和细胞免疫?
1.体液免疫和细胞免疫的比较2.记忆细胞与二次免疫反应
(1)记忆细胞的特点:寿命长,对抗原十分敏感,能“记住”入侵的抗原。某些抗原诱发产生的记忆细胞可对该抗原记忆终生,从而使动物或人体对该抗原具有终生免疫能力,如天花、麻疹、伤寒等,患者痊愈后终生具有抵抗力。
(2)二次免疫反应:相同抗原再次入侵时,记忆细胞很快地作出反应,迅速克隆分化出大量的效应细胞,发挥免疫作用。(3)二次免疫特点:比初次反应快,也比初次反应强烈,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭。
3.免疫接种【思维拓展】
探究特异性免疫中免疫细胞的作用考查角度 1 根据免疫反应流程图,综合考查细胞免疫和体液
免疫
【典例2】如图是人体特异性免疫的过程示意图(序号表示过程,字母表示细胞)。请据图回答:(1)图中B细胞和C细胞都起源于骨髓中的[A] ,但这两类细胞成熟的部位不同,其中B细胞是在 中发育成熟的。
(2)E和F都是 细胞,发生③过程后,分别分裂分化产生[D] 和[G] 。
(3)细胞免疫与体液免疫的主要区别是:细胞免疫中,机体活化的D细胞可以识别嵌有 的细胞(已被感染的体细胞)并消灭它。而体液免疫中,抗体免疫的主要目标是______。
(4)C细胞的增殖分化不仅需要抗原的刺激,还需要_________细胞分泌的白细胞介素-2等多种蛋白质的刺激。【解析】(1)由图示分析知:B为细胞毒性T淋巴细胞,C为B淋巴细胞,两者均起源于骨髓中的淋巴干细胞。一部分淋巴干细胞在胸腺中发育成熟形成T淋巴细胞。
(2)图中E和F均为记忆细胞,增殖分化会产生效应细胞毒性T细胞和效应B细胞。
(3)在细胞免疫中,效应细胞毒性T淋巴细胞识别嵌有抗原—MHC复合体的细胞并消灭之。而体液免疫中的抗体主要是对抗细胞外的病原体和毒素。
(4)体液免疫过程中,B淋巴细胞的增殖分化不仅需要抗原刺激,还需要活化的辅助性T细胞分泌的白细胞介素-2的刺激。答案:(1)淋巴干细胞 胸腺
(2)记忆 效应细胞毒性T细胞(或活化细胞毒性T细胞) 效应B细胞
(3)抗原—MHC复合体 细胞外的病原体和毒素
(4)活化的辅助性T【变式训练】如图为人体体液免疫过程的示意图。当机体再次接触相同抗原时,a、b、c、d四种免疫细胞中,能迅速增殖分化的是( )
A.a B.b C.c D.d
【解析】选D。体液免疫中,机体再次接触相同抗原时,记忆B细胞能迅速增殖分化为效应B细胞产生大量抗体,并产生新的记忆B细胞。考查角度 2 根据免疫反应中免疫物质的变化分析特异性免疫
【典例3】如图中的曲线显示了两种使人体获得免疫力的方法。据此判断下列说法正确的是( )
A.当一个人被疯狗咬伤时采用方法②进行免疫比较好
B.采用方法①可以使人获得比方法②更持久的免疫力
C.采用方法②使人体获得抗体的过程叫细胞免疫
D.医学上一般采用方法②进行免疫预防【解析】选D。人被疯狗咬伤后,需要抗体尽快与抗原结合,方法②进行免疫产生抗体需要一段时间,故用方法①较好。方法②是通过注射抗原刺激机体自身产生抗体和记忆细胞,会获得比方法①更持久的免疫力。产生抗体属于体液免疫。【互动探究】(1)题图中的两种免疫方法,哪种是主动免疫,哪种是被动免疫?
提示:方法①是被动免疫,方法②是主动免疫。被动免疫是接种针对某种病原体的抗体而获得免疫力;主动免疫是通过接种疫苗而使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞。(2)若在第21天再次侵入相同抗原,试在上题图中画出抗体水平-时间曲线。
提示:
主动免疫能刺激机体产生更多的效应细胞和记忆细胞,当再次接触同种抗原时,记忆细胞能迅速克隆分化产生大量抗体。【变式训练】预防传染病的疫苗家族中增加了第三代疫苗——DNA疫苗,它们是由病原微生物中的一段表达抗原的基因制成,这段基因编码的产物仅仅引起机体的免疫反应。关于DNA疫苗的叙述不正确的是( )
A.DNA疫苗导入人体能够产生特异性免疫
B.导入人体的DNA疫苗在体内直接产生抗体,起到免疫作用
C.DNA疫苗的接种可以达到预防特定微生物感染的目的
D.DNA疫苗接种后引起人体产生的抗体是由效应B细胞合成的
【解析】选B。导入人体的DNA疫苗在体内表达出抗原引起机体的反应而产生抗体,起到免疫作用。考点 三 免疫失调与人体健康
1.免疫失调
(1)免疫缺乏病:由于机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病,包括先天性的免疫缺乏病和后天获得的免疫缺乏病,如艾滋病。
(2)过敏反应:已产生免疫的机体,当再次接触相同的致敏原时所发生的强烈的免疫应答。2.过敏反应与体液免疫比较3.艾滋病
(1)艾滋病病毒(HIV):
遗传物质:RNA。
(2)信息表达:
此过程需要逆转录酶的催化,翻译合成蛋白质的场所是辅助性T淋巴细胞的核糖体。
(3)变异类型多,突变频率高:RNA是单链结构、不稳定、易变异。(4)HIV的传播:①性接触;②血液传播;③母婴传播。
(5)发病机理:HIV能够攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入辅助性T淋巴细胞,使辅助性T淋巴细胞大量死亡,导致患者免疫功能严重衰退,各种传染病乘虚而入。【高考警示】
抗原和致敏原引起的反应不同
(1)抗原和致敏原都能引起体液免疫,产生抗体。但是致敏原具有个体差异性,而抗原不具有个体差异性。
(2)抗原第一次侵入机体就可以产生体液免疫,而致敏反应要再次接触致敏原才可以发生过敏反应。【典例4】体液免疫反应中的抗体和过敏反应中的抗体的区别表现在( )
①作用的机理和方式 ②分布位置
③作用的结果 ④化学性质
⑤所产生的细胞 ⑥作用对象
A.①③⑤ B.②④⑥
C.②③⑥ D.①②⑤【解析】选C。体液免疫中产生的抗体分布在血清、组织液和外分泌液,作用对象是抗原,结果是消灭抗原;过敏反应中产生的抗体吸附在皮肤、消化道、黏膜和某些细胞表面,作用对象是致敏原,结果是引发过敏反应。两者都是由效应B细胞产生的,化学本质都是球蛋白,它们的作用机理和方式也相同,都是与相应物质发生特异性结合进而引起免疫反应。【变式训练】以下关于艾滋病(AIDS)的叙述,错误的是( )
①AIDS患者出现病症的直接原因是其他病原体感染
②HIV攻击人体免疫系统,特别是B淋巴细胞
③HIV侵入人体后只能破坏辅助性T淋巴细胞,不会侵染其他细胞
④一旦感染HIV就会发病,应尽快治疗
⑤目前还没有根治AIDS的特效药
A.②③⑤ B.①④⑤
C.②③④ D.①②③【解析】选C。HIV主要攻击的是辅助性T淋巴细胞而不是B淋巴细胞;HIV除侵染辅助性T淋巴细胞外,还会感染脑细胞、巨噬细胞等;HIV侵入人体后一般不会立即致病,而存在8～10年的潜伏期。综上所述,②③④是错误的。 判断免疫类型的方法
【典例】图示为某病毒侵入机体后被杀伤的过程,相关说明正确的是( )A.①是第二道防线中的杀菌物质——抗体
B.此过程为细胞免疫,①是效应细胞毒性T细胞
C.可提高①杀伤力的多种蛋白质来源于记忆细胞
D.靶细胞裂解的同时病毒被溶解消灭
【解析】选B。从图示可看出靶细胞裂解并释放其中隐藏的抗原,则一定发生了细胞免疫。当病毒感染寄主细胞后,成为靶细胞,效应细胞毒性T细胞与靶细胞结合,使靶细胞裂解释放抗原,体液中的抗体与抗原结合使之被消灭。所以①应为效应细胞毒性T细胞,可提高①杀伤力的多种蛋白质来自于活化的辅助性T细胞。【方法归纳】对于免疫类型的判断,重点从以下三个着眼点进行分析:
(1)一看抗原经巨噬细胞处理后的去向。如果抗原经巨噬细胞处理后,直接被消灭,则属于非特异性免疫。如果抗原经巨噬细胞处理后,呈递给了下一个细胞,并由其分泌某种物质刺激相关细胞,则为体液免疫。如果抗原直接刺激相关细胞而不用另一种细胞呈递,则为细胞免疫。
(2)二看免疫的结果。如果免疫引起靶细胞裂解并释放其中隐藏的抗原,则为细胞免疫。如果两种成分结合,被其中和失效或被巨噬细胞吞噬,则为体液免疫。(3)三看抗原的种类。不同抗原物质的免疫类型不同。①存在于内环境中的抗原引发的是体液免疫,如蛇毒或致敏原引起的免疫属于体液免疫。②胞内寄生菌、自身肿瘤、移植器官等引发的是细胞免疫。③病毒感染先引发体液免疫,再引发细胞免疫。【易错提醒】(1)体液免疫和细胞免疫虽然都有辅助性T细胞参与,但其产生的物质不完全相同。
(2)体液免疫和细胞免疫虽然都有免疫活性物质参与,但是起作用的时间和结果不同。抗体消灭抗原,但是活化的辅助性T细胞分泌的多种蛋白质是促进淋巴细胞的增殖和分化,增强免疫力。【变式训练】如图表示人体的特异性免疫过程,请据图判断下列说法正确的是( )
A.⑤⑥两种免疫依次表示体液免疫和细胞免疫
B.能特异性识别抗原的细胞有a、b、c、d、f
C.HIV侵入人体对⑤⑥均有破坏作用
D.细胞e→细胞d→③作用的过程发生在机体首次接触抗原时【解析】选C。根据细胞d直接发挥作用,而细胞f通过分泌物质起作用,可推知⑤⑥两种免疫依次表示细胞免疫和体液免疫。能特异性识别抗原的细胞有b(T细胞)、c(B细胞)、d(效应细胞毒性T细胞)、e(记忆T细胞)、g(记忆B细胞),而a(巨噬细胞)和f(效应B细胞)不具有特异性识别能力。HIV侵入人体主要破坏辅助性T细胞,破坏体液免疫与细胞免疫。细胞e→细胞d→③作用的过程是二次免疫。1.以下免疫过程属于非特异性免疫的是( )
A.巨噬细胞的吞噬作用
B.皮下注射狂犬疫苗
C.胎儿通过胎盘从母体获得抗体
D.静脉注射抗狂犬抗体
【解析】选A。在第二道防线中,巨噬细胞对外来病原体的吞噬作用没有特异性,属于非特异性免疫。2.在临床治疗上已证实,将感染SARS病毒且治愈后的患者(甲)的血清,注射到另一SARS患者(乙)体内能够提高治疗效果。甲的血清中具有治疗作用的物质是( )
A.疫苗 B.外毒素 C.抗原 D.抗体
【解析】选D。本题考查人体的体液免疫。SARS病毒是一种抗原,人体感染后产生相应的抗体清除这种抗原,所以患者甲的血清中必定存在清除SARS病毒的抗体。疫苗通常用于预防接种,外毒素是一种抗原,抗毒素是抗体。3.如图是细胞免疫中X细胞与嵌有抗原—MHC复合体的细胞密切接触后的杀伤作用过程示意图,其中X细胞是指( )
A.B淋巴细胞
B.T淋巴细胞
C.效应B细胞
D.活化的细胞毒性T淋巴细胞
【解析】选D。图示为X细胞使靶细胞裂解的过程,在细胞免疫中,能使靶细胞裂解的是活化的细胞毒性T淋巴细胞,故选D。4.在制备抗蛇毒毒素血清时,需将减毒的蛇毒注入马的体内,引起特异性免疫应答,蛇毒的作用和引发的细胞效应是( )
A.抗原;激活淋巴细胞使之产生抗体
B.抗体;被巨噬细胞吞噬并消化
C.抗体;参与特异性免疫反应,抵御不减毒蛇毒的攻击
D.抗原;激活淋巴细胞使之增大、增殖、分化
【解析】选D。蛇毒能引起特异性免疫反应,说明其是抗原;抗原能激活特异性免疫应答,使淋巴细胞受到刺激,开始增大,并反复分裂,形成巨大的数量,同时分化成不同的群体。5.有的人吃了某种海鲜会腹痛、腹泻、呕吐,有的人吸入某种花粉便会打喷嚏、鼻塞等,这些都是过敏反应症状。下列有关过敏反应的叙述,正确的是( )
A.过敏反应没有淋巴细胞参与
B.过敏反应疾病是免疫系统功能的正常反应
C.过敏反应中产生抗体的细胞来源于骨髓中的淋巴干细胞
D.机体首次接触致敏原即产生适应性免疫应答以保护自身
【解析】选C。过敏反应中产生抗体的细胞为效应B细胞,它由B淋巴细胞增殖分化而来,而B淋巴细胞最初来源于骨髓中的淋巴干细胞。6.某种病菌感染人体并侵入细胞后,机体可以对该细胞产生免疫反应,其中有( )
A.效应B细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被白细胞介素-2消灭
B.效应B细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被抗体-2消灭
C.效应细胞毒性T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被外毒素消灭
D.效应细胞毒性T细胞接触靶细胞,导致靶细胞裂解,从而使病菌抗原被抗体消灭【解析】选D。进入机体细胞内的病菌会引起机体的细胞免疫,即效应细胞毒性T细胞识别靶细胞,使其破裂后,再由抗体消灭。7.当抗原刺激机体产生细胞免疫反应时,效应细胞毒性T细胞发挥的作用是( )
A.产生抗体使靶细胞裂解
B.识别靶细胞使靶细胞裂解
C.产生组织胺增强B淋巴细胞的功能
D.促进B淋巴细胞产生多种蛋白质
【解析】选B。效应细胞毒性T细胞在细胞免疫的效应阶段发挥作用,与靶细胞密切接触,最终导致靶细胞裂解死亡。细胞免疫中,活化的辅助性T淋巴细胞能分泌多种蛋白质。抗体是由效应B细胞产生的。8.如图表示人体内特异性免疫的过程,图中数字分别代表相应的生理活动。试回答下列问题:(1)图中虚线所表示的箭头是 。
(2)图中的“某物质”指的是 。
(3)下列细胞中,能处理并呈递抗原的是 ,不能识别抗原的是 ,具有特异性识别能力的是_______。(填下列代号)
A.巨噬细胞 B.T淋巴细胞
C.B淋巴细胞 D.记忆细胞
E.效应B细胞 F.效应细胞毒性T细胞(4)效应细胞毒性T细胞的作用是与靶细胞密切接触,最终导致____________________________________________________。
(5)效应B细胞产生的免疫物质主要存在于 中,在多数情况下,该物质的作用是与 结合,形成沉淀或细胞集团,进而被 吞噬消化。
(6)当SARS病毒侵入人体细胞后,首先通过 免疫的作用限制SARS病毒的移动,然后通过 免疫将SARS病毒彻底消灭。【解析】(1)图中虚线箭头指的是同一种抗原再次进入机体。(2)T淋巴细胞中的辅助性T淋巴细胞受刺激后可以分泌白细胞介素-2。(3)巨噬细胞可以处理并呈递抗原;效应B细胞能分泌抗体,但不能识别抗原。(4)在细胞免疫过程中,效应细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触,导致靶细胞裂解死亡。(5)在体液免疫过程中,效应B细胞产生的抗体主要存在于血清中,也存在于组织液和细胞外分泌液中,它能与抗原特异性地结合,最后通过巨噬细胞把结合物吞噬掉。(6)病毒侵入人体后,首先通过体液免疫抑制其在体内的移动,然后通过细胞免疫把其消灭。答案:(1)同一种抗原再次进入机体
(2)白细胞介素-2
(3)A E B、C、D、F(答不全不可)
(4)靶细胞裂解死亡
(5)血清(或血浆) 抗原 巨噬细胞
(6)体液 细胞9.(2012·江苏高考)下列关于免疫调节的叙述,错误的是( )
A.神经调节和体液调节都与机体免疫有关
B.浆(效应B)细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞
C.HIV主要攻击(辅助性)T细胞导致免疫功能严重缺陷
D.大规模饲养家畜时合理使用动物激素可提高免疫力【解析】选B。特异性免疫中的体液免疫产生的抗体主要分布于血浆和组织液中,随体液进行运输,所以与体液调节有关,而体液调节受神经调节的控制,因此A正确。B细胞和T细胞能增殖分化成具有分裂能力的记忆细胞,但浆(效应B)细胞是已经高度分化的细胞,不能再增殖和分化,所以B错误。HIV入侵人体后,特异性地攻击(辅助性)T淋巴细胞,受感染的(辅助性)T细胞发生溶解坏死,导致免疫调节障碍,最终导致全面的免疫功能受损,故C正确。如胸腺素可使由骨髓产生的淋巴干细胞转变成T细胞,因而有增强细胞免疫功能的作用,因此D正确。
【易错提醒】效应B细胞是高度分化的细胞,失去分裂能力,做题时要注意把效应B细胞和B细胞区分开。10.(2011·浙江高考)与被动免疫相比,下列关于主动免疫的叙述,正确的是( )
A.免疫作用在受体(接受者)内维持时间较长
B.受体(接受者)接受的是抗体或致敏淋巴细胞
C.可使受体(接受者)迅速产生抗原抗体反应
D.主要用于治疗或紧急预防感染【解析】选A。A项,主动免疫是注射或口服疫苗产生初次免疫应答,再次接种引发二次免疫应答,产生更多的效应细胞和记忆细胞。因此在受体(接受者)内维持时间较长;B项,主动免疫是注射或口服疫苗,不是接受抗体或致敏淋巴细胞;C、D项,主动免疫是注射或口服疫苗产生相应抗体和记忆细胞,需要一段时间,不可能迅速产生抗原抗体反应,也不能用于治疗或紧急预防感染。11.(2011·新课标全国卷改编)为了研究小鼠在接受大肠杆菌碱性磷酸酶(AKP)的刺激后其体内抗体水平的变化,提取大肠杆菌AKP,注射到小白鼠腹腔内,进行第一次免疫。一段时间后,检测到抗体水平达到峰值。在这个过程中, 细胞在白细胞介素-2的作用下增殖、分化形成的 细胞可以产生抗体。经过一段时间后,再用大肠杆菌AKP进行第二次免疫, 可以快速增殖、分化并产生大量抗体。上述免疫属于 (特异性、非特异性)免疫。【解析】抗体的产生属于体液免疫,此过程中B淋巴细胞在白细胞介素-2的作用下增殖、分化成记忆细胞和效应B细胞,并产生抗体;当抗原再次进入机体时,记忆细胞快速、大量地增殖、分化成效应B细胞,产生抗体。
答案:B 效应B 记忆细胞 特异性课件3张PPT。第二章 动物生命活动的调节课件89张PPT。第一、二节 内环境与稳态 神经系统的结构与功能一、内环境与稳态
1.填写下列体液组成示意图细胞内液细胞外液组织液血浆淋巴内环境2.内环境稳态的维持
稳态是一种_________的状态,是通过_____系统和_______系统
调节维持的。
3.稳态的作用
内环境的相对稳定是_____________的必要条件。相对稳定神经内分泌细胞正常生存二、神经调节的结构基础和调节过程
1.构成神经系统的基本单位:_______
2.神经元的结构
3.神经元的基本特性
受到刺激后会产生_________并沿_____传送出去。树突胞体轴突神经元神经冲动轴突三、神经冲动的产生、传导与传递
1.神经冲动的产生、传导
(1)静息电位(极化状态):
①图中处于极化状态的是_____点。
②电位情况:_________。
③机理:由_______外流引起。← →A、C外正内负钾离子(2)动作电位(反极化状态):
①图中处于反极化状态的是__点。
②电位情况:_________。
③机理:由_______内流引起。
(3)在图中下方的方框内标出兴奋传导(传递)的方向。
(4)传导特点:双向性、不衰减性、_______。B内正外负钠离子绝缘性2.神经冲动的传递
(1)补充图中突触的各部分结构:
①_____;②_______;③_________;
④_________;⑤_________;⑥_________。轴突线粒体突触小泡突触前膜突触间隙突触后膜(2)信号传递过程:
(3)写出兴奋在突触处传递的特点和原因:
①特点:_________。
原因:化学递质只能由_____________,作用于_________。
②特点:_______的总和。
原因:一个小电位不能传播。突触前膜突触后膜单向传递突触前膜释放突触后膜小电位四、大脑皮层的功能五、体温调节内脏肌肉皮肤辐射蒸发脑传导对流1.汗液、尿液、消化液、泪液等液体属于内环境。( )
【分析】汗液、尿液、消化液、泪液等液体虽来自于内环境,
但不是细胞赖以生存的细胞外液,被分泌后可以与外界直接接
触,不属于内环境。
2.(2011四川T3B)人在剧烈运动时大量乳酸进入血液,血浆由弱
碱性变为弱酸性。( )
【分析】血液中有缓冲物质,血浆pH保持相对稳定,因此不会变
为弱酸性。××3.内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所。( )
【分析】机体中细胞代谢的场所主要是细胞溶胶和细胞器,不
是内环境。
4.没有感觉产生,一定是传入神经元受损。( )
【分析】感受器、传入神经元、反射中枢中的任一环节受损,
都可能导致感觉不能产生。
5.化学递质与突触后膜上的受体结合后,引起下一个神经元的
兴奋。( )
【分析】化学递质与突触后膜上的受体结合后,可能引起下一
个神经元的兴奋,也可能引起下一个神经元的抑制。×××6.受到低温刺激时,下丘脑产生冷的感觉。( )
【分析】体觉区(躯体感觉中枢)位于大脑皮层中央后回,下丘
脑是体温调节中枢。
7.(2011广东T4A)短跑运动员听到发令枪声后迅速起跑,起跑动
作的产生是非条件反射的结果。( )
【分析】听到枪声后的起跑动作是后天经过长期的训练形成的,
为条件反射。××考点 一 内环境与稳态
1.内环境的成分
(1)营养成分:O2、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等。
(2)调节成分:激素、维生素、抗体、组织胺、化学递质等。
(3)代谢废物:CO2、尿素等。2.内环境稳态的调节
(1)内环境稳态的调节通过神经系统和内分泌系统的活动来完成。
(2)稳态的调节能力是有一定限度的,当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身调节能力出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏。【高考警示】
存在于人体内但不属于内环境的物质
这类物质一般指存在于细胞内的物质和分泌到消化道等特殊外环境中的物质。可分为以下几类:
(1)细胞合成的结构蛋白,如血红蛋白、载体蛋白等。
(2)胞内酶,如DNA聚合酶、RNA聚合酶、呼吸酶(或者除消化酶之外的其他酶类)。
(3)由于消化道属于人体的外部环境,存在于消化道中的食物及分泌到消化道内的消化酶不存在于内环境中。
(4)其他特殊外部环境中的成分也不属于内环境,如尿液和泪液等。【典例1】下列关于人体内环境的叙述,错误的是( )
A.抗原与抗体的特异性结合发生在内环境中
B.内环境成分中含有CO2、尿素、化学递质等
C.组织液渗回血浆和渗入淋巴的量相差较大
D.血浆的成分稳定时,机体达到稳态
【解析】选D。在人体内环境中组织液渗回血浆的量远远大于渗入淋巴的量;CO2、尿素、化学递质都属于内环境的成分。机体的稳态指内环境的组成成分及理化性质的相对稳定,仅血浆的成分稳定,机体不一定达到稳态,故D错误。【变式训练】如图表示人体细胞与外界环境之间进行物质交换
的过程。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示能直接与内环境进行物质交换的
4种系统或器官,①②是有关的生理过程。下列说法不正确的是
( )A.内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁
B.Ⅱ内的葡萄糖通过①进入血浆和淋巴
C.②表示重吸收作用
D.Ⅳ表示的器官是皮肤
【解析】选B。Ⅰ与体外之间的物质能出能进,并能为内环境提供O2和排出CO2,这说明Ⅰ是呼吸系统,内环境与Ⅰ交换气体必须通过肺泡壁和毛细血管壁;Ⅱ为消化系统,Ⅱ内的葡萄糖通过①只能进入血浆;Ⅲ是泌尿系统,②表示重吸收作用;皮肤有保护的作用,皮肤中的汗腺通过分泌汗液排出代谢废物,Ⅳ表示的器官为皮肤。考点 二 反射和反射弧
1.膝反射和缩手反射经典反射弧图示解读(1)两个反射弧都包括五部分基本结构。
(2)传入神经元都有神经节结构。
(3)两者中枢都在脊髓,属低级中枢,都受高级中枢调控。
(4)缩手反射由3个神经元组成反射弧,内有2个突触结构,而膝反射只有2个神经元,反射弧内有1个突触结构。2.反射弧的结构及其功能分析【高考警示】
(1)完成反射必须有完整的反射弧,反射弧中任一环节中断,反射都不能完成。
(2)人为刺激反射弧上除感受器外的部分,效应器也可以作出反应,但这一过程不称为反射。【典例2】如图①～④表示麻醉剂阻断神经冲动传导的可能位置。如果病人有感觉,但手不能动,那么阻断的位置是( )
A.① B.② C.③ D.④
【解析】选C。病人有感觉,说明传入神经元、反射中枢正常;但手不能动,说明神经冲动不能传至效应器,故阻断的位置是
③传出神经元。【互动探究】(1)如②被阻断,有没有感觉?手能动吗?
提示:没有感觉,手不能动。感觉的形成过程是:感受器→传入神经元→反射中枢→大脑皮层。由于传入神经元被阻断,大脑皮层不能形成感觉;传入神经元被阻断,兴奋不能传到效应器,手不能动。
(2)针刺③部位时,手是否会动?这是否是一个反射?
提示:会动,但不是一个反射。反射必须通过完整的反射弧来实现。针刺③时,兴奋没有经过完整的反射弧。【变式训练】如图是反射弧的模式图(a、b、c、d、e表示反射弧的组成部分,Ⅰ、Ⅱ表示突触的组成部分),有关说法正确的是( )
A.正常机体内兴奋在反射弧中的传导是单向的
B.切断d、刺激b,不会引起效应器收缩
C.兴奋在结构c和结构b的传导速度相同
D.Ⅱ处发生的信号变化是电信号→化学信号→电信号【解析】选A。正常机体内,兴奋从感受器向效应器方向单向传导;由图示知d为传入神经元,b为传出神经元,切断d,刺激b,会引起效应器收缩;兴奋在突触(即结构c)处的传递速度慢于神经纤维(即结构b)上的传导速度;Ⅱ为突触后膜,发生的信号变化是化学信号→电信号。考点 三 神经冲动的传导与传递
1.神经冲动在神经纤维上的传导——电信号传导
(1)传导过程:
①生理基础:
极化状态:K+外流;反极化状态:Na+内流。
②传导形式:局部电流。神经冲动的传导方向与神经纤维膜内的局部电流方向相同,与膜外局部电流方向相反。(2)传导特点:双向传导,即刺激神经纤维上的任何一点,所产生的神经冲动可沿神经纤维向两侧同时传导。
(3)膜电位变化曲线解读:
①图示:离体神经纤维某一部位受刺激前后膜两侧的电位差变化。②解读:o～a和d～e:极化状态,外正内负,此时K+通道开放。
a～b:去极化状态,Na+通道开放。
b～c:反极化状态,内正外负,Na+继续内流。
c～d:恢复K+外流,逐渐恢复极化状态。
③电位测量:
灵敏电流计都连接在神经纤维膜外(或内)侧(如下图),刺激a点,可观察到指针发生两次方向相反的偏转。2.神经冲动在神经元间的传递——化学递质传递
(1)突触类型:一般情况下每一神经元的轴突末梢与其他神经元的胞体或树突形成接点,由此可分为以下几类:
A.轴突—胞体型,表示为:
B.轴突—树突型,表示为:
C.轴突—肌细胞型,表示为:
另外,一个神经元的轴突末梢也可以和另一个神经元的轴突形成突触结构。(2)传递过程:
①突触小泡释放的化学递质:如乙酰胆碱、去甲肾上腺素等。
②化学递质移动方向:突触小泡→突触前膜→突触间隙→突触后膜。
③信号转换:电信号→化学信号→电信号。
④传递特点:单向传递,只能由突触前膜所在神经元传递给突触后膜所在神经元。【高考警示】
神经冲动传递的三个易混知识提醒
(1)化学递质的释放方式为胞吐,由突触后膜上的受体(糖蛋白)识别,其作用效果有两种:促进或抑制。
(2)同一神经元的末梢只能释放一种化学递质,或者是兴奋性的,或者是抑制性的。
(3)化学递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移走而迅速停止作用。考查角度 1 电位变化中的曲线分析
【典例3】在离体实验条件下单条神经纤维的动作电位示意图如下,下列叙述正确的是( )
A.a～b段的Na+内流是需要消耗能量的
B.b～c段的Na+外流是不需要消耗能量的
C.c～d段的K+外流是不需要消耗能量的
D.d～e段的K+内流是不需要消耗能量的【解析】选C。神经纤维受到刺激后,刺激处的Na+通道开放,Na+顺浓度梯度内流,这是被动转运的结果,不需要消耗能量;d～e段电位的变化是K+外流形成的。【变式训练】试判断一个神经细胞的静息电位在添加具有生物活性的化合物——河豚毒素(Na+-离子转运载体抑制剂)后,是如何变化的( )
【解析】选A。在静息状态下,神经细胞中K+外流,出现膜外正电荷较多,膜内负电荷较多(即外正内负),从而在膜的内外形成电位差,产生静息电位。K+的外流与Na+-离子转运载体无关,故A项正确。考查角度 2 神经冲动电位测量方法的应用
【典例4】据图回答下列问题。
(1)若刺激图甲中的A点和图乙中的a处,电表指针偏转的情况如何? ________________________________________________
____________________________________________________。(2)图乙中a、b分别是放置在传出神经元和骨骼肌上的电极,用于刺激神经和骨骼肌;c是放置在传出神经元上的电表,用于记录神经兴奋电位;d为神经与肌细胞接头部位,是一种突触。若刺激骨骼肌b处,能否在c处记录到电位? 。
【解析】根据题中的两幅图示,刺激图甲中A点或图乙中a处,电表均可出现两次方向相反的偏转。在图乙中,若刺激b处,则电表不发生偏转现象,原因是连接骨骼肌的是传出神经元,d是一种突触,传出神经元末梢属于突触前膜,骨骼肌细胞膜属于突触后膜,而兴奋在突触处(接头部位)的传递只能是单方向的,即只能从突触前膜传递到突触后膜,而不能倒过来传递。
答案:(1)均出现两次方向相反的偏转 (2)不能考点 四 体温调节?
1.人体体温恒定原因2.体温调节过程图解
3.体温调节的意义
维持机体内环境的稳态,保证新陈代谢等生命活动的正常进行。【高考警示】
体温调节的几点深入分析
(1)在寒冷环境中体温调节为神经—体液调节,而在温热环境中维持体温恒定的调节方式只有神经调节。
(2)图示中的体温调节只是生理调节过程,即安静状态下的调节。除此之外,人们还可以通过行为调节体温,如寒冷时的运动、穿衣等。
(3)体温调节中枢在下丘脑,但冷、热感觉中枢在大脑皮层。【典例5】科学家对多种恒温动物进行实验,证明调节体温的主要中枢位于下丘脑,下丘脑包括下丘脑前部和下丘脑后部。为研究下丘脑前部、后部在体温调节中的作用,科学家做了以下实验。
实验一:对下丘脑前部局部加温,机体出现血管舒张,散热量增加;对下丘脑前部局部冷却,机体出现战栗,产热量增加。
实验二:用实验一的方法处理下丘脑后部,机体不出现散热和产热效应;用电刺激下丘脑后部,机体出现战栗,增加产热。请分析实验结果并回答:
(1)以上实验表明:下丘脑对温度刺激敏感的部位主要集中在 。
(2)温度刺激下丘脑前部和后部以及温度刺激和电刺激下丘脑后部产生的效应不同,说明信息传递的方向最可能是从下丘脑
________传至 ,进而调节恒温动物的 过程,维持体温相对稳定。
(3)猪的体温调节与人类相似。在18℃～20℃的条件下,体重为60 kg的猪增重最快。试运用体温调节相关知识解释当环境温度过低(5℃)或过高(35℃)时猪的体重都会下降的原因。___
____________________________________________________。【解析】(1)对下丘脑前部局部加温,机体出现血管舒张,散热量增加;对下丘脑前部局部冷却,机体出现战栗,产热量增加;用实验一的方法处理下丘脑后部,机体不出现散热和产热效应,说明下丘脑对温度刺激敏感的部位主要集中在下丘脑前部。
(2)温度刺激和电刺激下丘脑后部产生的效应不同,说明信息传递的方向最可能是从下丘脑前部传至后部,进而调节恒温动物的产热和散热过程,维持体温相对稳定。
(3)环境温度过低,猪需要消耗更多的能量用于产热,以维持体温的相对稳定,有机物的消耗增加;环境温度过高,猪要消耗更多的能量增加散热,以维持体温的相对稳定,有机物的消耗增加。答案:(1)下丘脑前部
(2)前部 后部 产热和散热
(3)当环境温度过低(5℃)或过高(35℃)时,猪都要消耗较多的有机物,以提供能量维持体温的恒定【变式训练】如图为人体体温调节示意图。请据图回答:
(1)示意图中字母表示的结构名称:
A ,B ,C 。
(2)人体主要的散热器官是 。当人体处在35℃的外界环境中时,主要的散热方式是 。(3)人体受到寒冷刺激时,甲状腺分泌活动加强。完成这一反射活动的反射弧是 。这种反射属于 反射。
(4)甲状腺能参与体温调节是因为_______________________。
(5)当传入神经元与传出神经元兴奋时,神经细胞膜外的_____大量内流而形成 电位。【解析】体温调节是人体稳态的重要调节过程之一。(1)体温调节中枢在下丘脑,其代谢除了题中提到的外,还有骨骼肌的不自主战栗和肾上腺素的分泌。(2)人体最大的器官是皮肤,也是人体最主要的散热器官,当气温达到35℃以上时,汗液蒸发带走热量是人体的主要散热途径。(3)从感受器到腺体,可很容易写出包括五部分的反射弧结构,这一反射属于非条件反射。(4)甲状腺参与体温调节,主要是分泌甲状腺激素。甲状腺激素的作用是:提高神经系统的兴奋性,加速体内物质氧化分解,促进动物的发育,促进新陈代谢。(5)神经冲动产生的机理主要是Na+的内流,形成可传导的动作电位。答案:(1)下丘脑体温调节中枢 骨骼肌 肾上腺
(2)皮肤 汗液蒸发
(3)温度感受器→传入神经元→体温调节中枢→传出神经元→甲状腺 非条件
(4)甲状腺能分泌甲状腺激素,促进新陈代谢
(5)Na+ 动作神经冲动传导与电流表指针的偏转判断方法
【典例】如图是反射弧的局部结构示意图,刺激a点(a点为两接
线端之间的中点),检测各位点电位变化。下列说法错误的是
( )A.若检测到b、d点有电位变化,说明兴奋在同一神经元上是双向传导的
B.兴奋由c传导到e时,发生电信号→化学信号→电信号的转换
C.若c处检测不到电位变化,可能是由于突触前膜释放的是抑制性递质
D.电流表①不偏转,电流表②可能偏转两次【解析】选A。在第一个神经元上的a点给予适宜的刺激,兴奋将从a点传到b点,再传到d点,不能说明兴奋在同一神经元上是双向传导的,故A项错误;兴奋由c传导到e时需要经过突触,在突触中发生电信号→化学信号→电信号的转换,故B项正确;若c处测不到电位变化,可能由于突触前膜释放的递质是抑制性的,故C项正确;由于a点位于电流表①两极的中央,兴奋同时传到两极,无电势差,故电流表不偏转,而传递到电流表②的两极所用时间不同,可发生两次偏转,故D项正确。【方法归纳】神经冲动的传导方向与电流表指针的偏转方向之间存在一定关系,从以下两个方面进行归纳:
(1)在神经纤维上的判断:
①刺激a点,b点先产生神经冲动,d点后产生神经冲动,电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时产生神经冲动,电流表指针不发生偏转。(2)在神经元之间的判断:
①刺激b点,由于神经冲动在突触间的传递速度小于在神经纤维上的传导速度,a点先产生神经冲动,d点后产生神经冲动,电流表指针发生两次方向相反的偏转。
②刺激c点,神经冲动不能传至a点,a点不产生神经冲动,d点可产生神经冲动,电流表指针只发生一次偏转。【易错提醒】(1)在膜外,神经冲动传导方向与局部电流方向相反。
(2)在膜内,神经冲动传导方向与局部电流方向相同。
(3)在一个神经元内有一处受到刺激产生神经冲动,迅速传至整个神经元,即在该神经元的任何部位均可测到生物电位变化。
(4)离体实验中,兴奋在神经纤维上的传导是双向的。而在生物体内,神经纤维上的神经冲动只能来自感受器,因此在反射弧内,兴奋在神经纤维上的传导仍是单向的。【变式训练】将灵敏电表的两极(如图所示)分别置于膝反射反射弧中的a处外表面和b处内表面,若在c、d两点同时对神经细胞给以能产生神经冲动的刺激,则刺激后电表指针的偏转情况是(注意:ac=db)( )A.先左后右,再向右
B.先右后左,再向左
C.先左后右,再向左再向右
D.先右后左,再向右再向左
【解析】选C。未对神经细胞实施刺激时的电表指针偏转情况为:电表指针偏向负极一侧。同时对c、d给以刺激后,a、b两点同时产生神经冲动,即a处膜外为负,b处膜内为正,故电表指针由右偏向左,随后两点恢复静息状态,指针又偏向右。刺激c处产生的兴奋经突触结构传至b点时,b点再次产生神经冲动,电表指针又一次向左随后向右偏转。1.下列属于人体内环境组成成分的是( )
①血浆、组织液和淋巴
②血红蛋白、O2和葡萄糖
③葡萄糖、CO2和胰岛素
④激素、递质小泡和氨基酸
A.①③ B.③④ C.①② D.②④【解析】选A。人体的细胞外液(血浆、淋巴、组织液)构成了人体的内环境,凡是血浆、淋巴、组织液的成分,都是内环境的成分。在题目给出的选项中,血红蛋白存在于红细胞内,递质小泡存在于神经细胞内,不属于内环境的成分。2.正常情况下,当人体局部组织活动增强时,代谢产物增加,此时该组织中的( )
A.组织液增加、淋巴增加 B.组织液减少、淋巴增加
C.组织液增加、淋巴减少 D.组织液减少、淋巴减少
【解析】选A。当人体局部组织活动增强,代谢产物增加时,就使组织液渗透压增大,使生成组织液的有效滤过压增大,促进组织液的生成增加。由于淋巴是组织液渗透到毛细淋巴管内形成的,且单向汇入血液循环,所以随组织液的增加,淋巴也增加。3.下列关于人体内环境的叙述中,正确的是( )
A.毛细血管壁细胞的具体内环境是血浆和淋巴
B.甲状腺激素、葡萄糖、氧均可以存在于内环境中
C.血浆中的蛋白质都可以透过毛细血管壁到达组织液中
D.体内细胞只通过内环境就可以与外界环境进行物质交换【解析】选B。本题考查人体的内环境与稳态的相关知识。毛细血管内流动着血浆,外面流淌着组织液,而毛细血管壁细胞只有一层上皮细胞,故其内环境为血浆和组织液。激素分泌后直接进入血浆,血浆中也存在葡萄糖和氧气等物质,故它们均可存在于内环境中。血浆中的蛋白质一般不能通过毛细血管壁进入组织液,它可以维持血浆的胶体渗透压。人体内的细胞只有通过内环境,才能与外界进行物质交换,但还需要其他器官、系统的参与。4.下列有关突触的叙述,正确的是( )
A.神经元之间通过突触联系
B.一个神经元只有一个突触
C.突触由突触前膜和突触后膜构成
D.化学递质能透过突触后膜
【解析】选A。一个神经元的轴突末梢经过多次分支,与下一个神经元的树突、胞体形成突触;突触是由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分构成的;释放到突触间隙里的化学递质作用于突触后膜,使后一个神经元产生兴奋或者抑制,并在作用完成后很快被分解或移走。5.如图为突触结构示意图,下列哪项叙述是正确的( )
A.若于S处给予刺激,则在A处可测到电位差的变化
B.若于S处给予刺激,则形成的电流在膜外由兴奋部位流向未兴奋部位
C.若兴奋由E传导到A,则兴奋在两个神经元之间是通过递质形式传递的
D.D→B的传导速度大于D→E的传导速度【解析】选C。兴奋在突触间只能单向传递,刺激S处,在A处不能测得电位变化;兴奋在神经纤维上是以局部电流形式传导的,局部电流的方向在膜外由未兴奋部位流向兴奋部位;兴奋在神经纤维上的传导速度是相同的;兴奋在突触间是通过递质的形式传递的,此过程传递较神经纤维上的传导要慢。6.刺激某一个神经元会引起后一个神经元兴奋。当给予某种药物后,再刺激同一个神经元,发现神经冲动的传递被阻断,但检测到突触间隙中化学递质的量与给予药物之前相同。这是由于该药物( )
A.抑制了突触小体中递质的合成
B.抑制了突触后膜的功能
C.与递质的化学结构完全相同
D.抑制了突触前膜递质的释放【解析】选B。神经元之间的突触对神经冲动传递非常重要,几乎所有作用在神经系统的药物对某一类神经的兴奋或抑制都是作用在突触后膜的化学递质受体上的。针对不同的化学递质或化学递质的受体,开发出各种不同类型的抑制剂或激动剂,这些药物可以模拟或抑制神经的兴奋或抑制所造成的生理反应。从题中条件化学递质的量没变,可推导出该药物作用于突触后膜的递质受体,从而抑制了突触后膜的功能。7.如图表示某人的体温变化曲线,导致ab段和bc段体温变化的事件最有可能是( )
A.发热和战栗 B.提高环境温度和战栗
C.战栗和出汗减少 D.剧烈运动和出汗增加【解析】选D。从图中可读出,60分钟前,人的体温维持在37℃左右,60～80分钟时,体温上升,80～100分钟时,体温恢复正常。四个选项中可能导致体温上升的事件有发热、提高环境温度、剧烈运动,可能导致体温下降的事件有出汗增加。寒冷刺激下战栗能增加产热,但一般不会导致体温高于正常值,因此只有D项正确。8.如图甲是缩手反射的相关结构,图乙是图甲中某一结构的亚显微结构模式图,图丙表示三个神经元及其联系。据图回答下列问题:(1)图甲中f表示的结构是 ,图乙是图甲中 (填字母)的亚显微结构放大模式图,图乙中的B是下一个神经元的 。
(2)缩手反射时,兴奋从A传到B的信号物质是______________。
兴奋不能由B传到A的原因是____________________________。
(3)图丙中若①代表小腿上的感受器,⑤代表神经支配的小腿肌肉,则③称为 。若刺激图丙中b点,图中 点可产生兴奋。图丙中共有突触 个。(4)图乙中化学递质由A细胞合成,经过 包装加工,形成突触小泡,突触小泡再与 融合,通过A细胞的________作用,进入突触间隙。
(5)突触后膜上的“受体”与相应化学递质结合,引起B细胞产生 ,使突触后膜的电位发生变化。【解析】在反射弧中有神经节的为传入神经元,与其相连接的为感受器。递质的释放是由突触小泡与突触前膜融合,以胞吐方式分泌到突触间隙,然后作用于突触后膜,引起下一个神经元兴奋或抑制。
答案:(1)感受器 d 胞体膜或树突膜
(2)递质 递质只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜
(3)神经中枢 a、c、d、e 3
(4)高尔基体 突触前膜 胞吐
(5)兴奋或抑制9.(2012·江苏高考)下列关于人体内环境稳态失调的叙述,错误的是( )
A.淋巴管阻塞引起下肢水肿
B.血液中钙盐过多引起肌无力
C.再次接触同种过敏原(致敏原)引起过敏反应
D.腹泻引起体液中水和蛋白质大量丢失【解析】选D。毛细淋巴管中的物质均来自组织液,其作用是将由毛细血管渗入组织液中的少量蛋白质和水分等输送回血浆,若毛细淋巴管阻塞,会使组织液中的蛋白质增多,引起渗透压升高,从而使血浆中水分及细胞内液水分更多地渗透到组织液,引起组织水肿,故A正确。当乙酰胆碱受体受到的刺激传导到肌肉细胞内质网中时,内质网中的钙离子便释放到肌肉细胞质中,帮助肌丝完成收缩。如果肌肉细胞质内的钙离子本来就非常多,那么,乙酰胆碱受体的这种信号作用就被削弱了,从而导致肌丝收缩无力,所以B正确。过敏原(致敏原)再次进入机体会引起过敏反应,因此C正确。腹泻引起体液中水和无机盐大量丢失,但不会导致体液中蛋白质的丢失,所以D错误。10.(2012·浙江高考)下列关于神经肌肉(肌肉指骨骼肌)接点及其相关结构和功能的叙述,正确的是( )
A.一个骨骼肌细胞中只有一个细胞核
B.神经肌肉接点的突触间隙中有组织液
C.突触后膜的表面积与突触前膜的相同
D.一个乙酰胆碱分子可使突触后膜产生动作电位
【解题指南】解答本题的关键应明确两点:
(1)考查实质:考查神经调节。
(2)掌握突触的结构、突触间隙的液体为组织液及引起突触后膜产生动作电位需要刺激达到一定阈值。【解析】选B。A项错误,一个骨骼肌细胞内不止一个细胞核;B项正确,神经肌肉接点的突触间隙中的液体为组织液;C项错误,突触前膜为轴突膜,突触后膜为胞体膜或树突膜,表面积大于突触前膜;D项错误,要引起突触后膜产生动作电位需要刺激达到一定阈值,而不是一个乙酰胆碱分子。11.(2010·浙江高考)如图①～⑤依次表示蛙坐骨神经受到刺激后的电位变化过程。下列分析正确的是( )
A.图①表示甲乙两个电极处的膜电位的大小与极性不同
B.图②表示甲电极处的膜处于去极化过程,乙电极处的膜处于极化状态
C.图④表示甲电极处的膜处于去极化过程,乙电极处的膜处于反极化状态
D.图⑤表示甲乙两个电极处的膜均处于极化状态【解题指南】本题通过图示展示了蛙坐骨神经受到刺激后由静息电位转变成动作电位的过程,考查学生如何根据电流表的偏转情况判断膜电位状况。
本题的解题关键应注意分析思路如下:分析电流表 偏转情况→判断甲、乙两 侧的膜电位判断特定部位 膜内外电位状态→【解析】选D。图①中电流表不偏转,所以处于静息状态,甲、乙两处膜电位均表现为外正内负,所以两侧的膜外电位的大小与极性相同,A错;图②中电流表偏向乙侧,所以甲侧膜电位为外正内负,为极化状态,乙侧的膜电位为外负内正,为去极化状态,B错;图④中电流表偏向甲侧,所以甲侧膜电位为外负内正,为去极化状态,乙侧已经恢复为静息状态,膜电位为外正内负且为极化状态,C错;图⑤中的电流表不偏转,说明两侧均已恢复为静息电位,膜电位均为外正内负,均处于极化状态,D正确。12.(2012·新课标全国卷)肺牵张反射是调节呼吸的反射之一,图(a)为肺牵张反射示意图。该反射的感受器位于肺中。深吸气后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经传入神经元传入脑干,抑制吸气,引起呼气。回答下列问题:
(1)图(a)中a、b、c、d是反射弧的组成部分,a是__________,
b是 ,c是 ,d是 。
(2)人体要屏住呼吸必须受到图(a)中 的调控。
(3)图(a)中神经元①和②之间形成的突触[放大后的突触如图(b)所示]中,突触小体是神经元①的 (填“轴突”
“树突”或“胞体”)末端膨大形成的。突触后膜位于神经元②的 (填“轴突”“树突”或“胞体”)。【解题指南】解答本题需注意以下三点:
(1)识图分析反射弧的组成。
(2)熟记突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。
(3)知道突触的类型有轴突—树突型和轴突—胞体型。【解析】(1)结合题干观察图形,题干中给出深吸气后肺扩张,感受器兴奋,神经冲动经过传入神经传入脑干,所以可以判断出b为传入神经元,a为神经中枢,c为传出神经元,d为对应的效应器。
(2)屏住呼吸属于条件反射,所以其调控中枢为图中的大脑皮层。
(3)观察图(a),我们可以看到神经元①的胞体在大脑皮层,所以突触小体是由该神经元的轴突末端膨大形成的;而观察图(b)我们可以看到突触小体是与神经元②的胞体直接接触的,所以突触后膜位于该神经元的胞体上。答案:(1)神经中枢 传入神经元 传出神经元
效应器 (2)大脑皮层 (3)轴突 胞体课件71张PPT。第三节 高等动物的内分泌系统与体液调节一、人体的内分泌系统
1.内分泌系统
(1)内分泌腺(无导管):
①_____;②甲状腺;③甲状旁腺;④肾上腺;⑤_____。
(2)细胞:
①下丘脑的_________(兼有内分泌作用)。
②胃、肠中的内分泌细胞(比较分散)。垂体性腺神经细胞2.激素
内分泌系统的腺体或细胞在一定的刺激作用下分泌到_____中,
作用于_________,发挥调节作用的某种特异性物质。
3.体液调节
(1)概念:激素等物质通过___________而发挥作用的调节。
(2)特点:反应比较_____,作用持续的时间_______,作用的范围
_________。体液特定器官体液的传送缓慢比较长比较广泛二、下丘脑与垂体
1.垂体
(1)位置:_________。
(2)结构:分为_______和_________。
(3)作用:分泌多种激素,对其他内分泌腺具有调节作用。
2.下丘脑
分泌多种下丘脑调节激素,经___________到达腺垂体,调节、
控制_________________。
3.下丘脑和垂体的关系(实例)脑的下部腺垂体神经垂体垂体的门脉腺垂体的激素分泌促甲状腺激素释放促甲状腺三、甲状腺调节发育与代谢
1.甲状腺激素的两种类型
(1)_________(T4);
(2)三碘甲腺原氨酸(__)。
2.作用
(1)促进物质代谢与能量转换，促进_________。
(2)促进骨骼成熟。
(3)促进_____________正常发育。
3.分泌异常
(1)不足:发生在婴幼儿时期易患_______。
(2)过量:发生在成年时期易患_____。 甲状腺素T3生长发育中枢神经系统呆小病甲亢四、调节血糖浓度的激素
1.腺泡组织
分泌_______。
2.胰岛组织
(1)胰岛β细胞:分泌_______(作用:_____血糖浓度)。
(2)胰岛α细胞:分泌___________(作用:_____血糖浓度)。消化酶胰岛素降低胰高血糖素升高五、性腺
1.睾丸
分泌雄激素,主要成分是_____,作用是促进雄性_________的发
育和精子发生,激发并维持雄性的第二性征。
2.卵巢
(1)雌激素:促进卵巢中_____成熟和卵泡生长,促进雌性生殖器
官发育,支持青春期的突发性快速增长,引发女性第二性征和正
常性周期。
(2)孕激素:妊娠时抑制_____的运动,并刺激乳房准备哺乳。睾酮生殖器官卵子子宫1.体液调节就是指激素调节。( )
【分析】体液调节主要指激素调节,也包括二氧化碳、组织胺
等化学物质对生命活动的调节。
2.垂体分泌的生长素,其化学本质为蛋白质。( )
【分析】生长素是植物激素,其化学本质为吲哚乙酸,生长激素
由垂体分泌。
3.(2011山东T1B)人舌尖触到蔗糖时感觉甜与激素作用无关。
( )
【分析】感觉的产生属于反射,是人体神经调节的结果,与激素
作用无关。××√4.(2010海南T10A)血液中甲状腺激素增加时会促进垂体分泌促
甲状腺激素。( )
【分析】血液中甲状腺激素增加时,会抑制促甲状腺激素的分
泌。
5.(2010海南T10C)内分泌腺分泌的激素释放到内环境中,然后
作用于靶细胞。( )
【分析】内分泌腺分泌的激素先释放于内环境中,然后经血液
循环运输,最终作用于靶细胞。×√6.幼年时缺乏甲状腺激素,可通过口服甲状腺激素制剂避免呆
小病的出现。( )
【分析】甲状腺激素的化学本质为含碘的氨基酸衍生物,可以
口服。
7.(2011山东T1D)饥饿时人体血糖仍维持正常水平与激素作用
无关。( )
【分析】饥饿时人体血糖仍维持正常水平是人体内胰高血糖素
和肾上腺素作用的结果。√×8.如果某人尿液中出现葡萄糖,则其一定是糖尿病患者。( )
【分析】某人尿液中出现葡萄糖,除了可能患糖尿病外,还可能
是肾小管病变,使原尿中的葡萄糖不能被重吸收;也可能是一次
性吃糖过多,超过了肾小管的重吸收能力。
9.(2011新课标全国卷T5C)人在恐惧、紧张时,在内脏神经的支
配下,肾上腺髓质释放的肾上腺素增多,该激素可作用于心脏,
使心率加快。该肾上腺素通过神经纤维运输到心脏。( )
【分析】激素是通过血液循环到达靶器官、靶细胞的。××考点 一 动物激素的种类及功能 【高考警示】
关于激素化学成分的两点提醒
(1)激素的化学本质并非都是蛋白质:
下丘脑、垂体、胰岛分泌的激素化学本质为多肽或蛋白质,甲状腺分泌的甲状腺激素化学本质为氨基酸衍生物,性腺分泌的激素化学本质为固醇类。
(2)并非所有的激素都能口服:
蛋白质类、多肽类激素只能注射不能口服,因其进入消化道后能被消化酶降解而失去作用;氨基酸衍生物类、固醇类激素可以口服。【典例1】如图为激素与靶细胞发生作用的示意图,下列有关叙述错误的是( )
A.图中的结构②的化学成分是糖蛋白
B.如果①表示的激素是促性腺激素释放激素,则靶细胞为垂体
C.如果①是胰岛素,靶细胞为骨骼肌细胞,则该激素能促进骨骼肌细胞中的糖元分解为葡萄糖
D.激素①与靶细胞上的受体②结合,激活细胞的特殊功能,体现了细胞膜的信息交流功能【解析】选C。图中①表示激素,②表示靶细胞上的受体,其化学成分是糖蛋白;促性腺激素释放激素的作用部位是垂体;胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和贮存葡萄糖,特别是促进肝细胞和肌细胞合成糖元,从而使血糖水平降低。【变式训练】下列关于人体激素的阐述,不正确的是( )
A.是有机分子
B.使靶细胞发生生理变化后自己被灭活
C.是信息分子
D.只运输给相应的靶器官、靶细胞
【解析】选D。人体激素经体液运输到全身,但只作用于靶器官、靶细胞,故D项错误。考点 二 下丘脑与激素调节
1.调节图示及解读
(1)调节图示:(2)解读(以甲状腺激素分泌调节为例):
①寒冷或过度紧张时,下丘脑会接受刺激而分泌促甲状腺激素释放激素作用于腺垂体,使腺垂体分泌促甲状腺激素作用于甲状腺,促使甲状腺合成和分泌甲状腺激素。
②当体内甲状腺激素增多时,会刺激下丘脑和腺垂体,减少促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌。2.下丘脑的地位和功能
(1)地位:下丘脑是内分泌系统的总枢纽。下丘脑的部分细胞既有传导神经冲动的功能,又有分泌激素的功能。
(2)主要作用:
①感受。
②传导。
③分泌:分泌多种激素进而作用于其他内分泌器官或细胞,如促性腺激素释放激素、促甲状腺激素释放激素。
④调节中枢:体温调节中枢、血糖调节中枢。【高考警示】
下丘脑和腺垂体对甲状腺激素的分泌调控作用不同
(1)腺垂体直接调节甲状腺激素的分泌,通过分泌促甲状腺激素的量来实现。
(2)而下丘脑间接调节甲状腺激素的分泌,通过分泌促甲状腺激素释放激素调节腺垂体分泌促甲状腺激素的量来实现。【典例2】如图表示人体内生命活动调节的途径,下列说法不正确的是( )
A.当血糖含量变化时,下丘脑不能通过腺垂体调控胰岛的分泌活动
B.寒冷环境中,体温调节没有⑦⑧的参与
C.若血液中甲状腺激素⑥的量明显增加,则③和④的量可能会减少
D.感受器→①→下丘脑→⑦→内分泌腺可构成一个反射弧【解析】选B。当血糖含量变化时,下丘脑可通过传出神经调控胰岛的分泌活动;寒冷时,下丘脑会促进肾上腺分泌肾上腺素,加快新陈代谢,下丘脑还会通过植物性神经调节,使骨骼肌战栗,增加产热,以维持体温恒定;当血液中甲状腺激素的量明显增加时,下丘脑产生的促甲状腺激素释放激素和腺垂体产生的促甲状腺激素的分泌量都会减少,这属于负反馈调节过程;感受器→①→下丘脑→⑦→内分泌腺可构成一个完整的反射弧。【变式训练】如果饮用水被一种雌激素类似物污染,可能会导致下列哪种结果( )
A.雌性个体的促性腺激素含量上升
B.雌性个体的促性腺激素释放激素的含量上升
C.雌性个体分泌雌激素的量上升
D.对雌性个体卵子形成过程的促进作用增强
【解析】选D。雌激素及其类似物的量增加,根据性激素分泌的分级调节机制必然引起促性腺激素、促性腺激素释放激素及雌激素的分泌量减少。但由于生物个体内雌激素及其类似物总量增多,所以对体内卵子的形成有促进作用。考点 三 血糖平衡的调节
1.血糖的平衡? 2.血糖平衡的调节机制【高考警示】
关于血糖来源和去路的两个误区
(1)在血糖的三个来源中,摄入食物的短时间内,血糖的主要来源是消化道的吸收;摄入食物较长时间后,血糖的主要来源是肝糖元的分解。
(2)在血糖的三条去路中,血糖的主要去路为氧化分解、释放能量。【典例3】激素作为一种化学信使,能把某种调节的信息由内分泌细胞携带至靶细胞。如图表示影响血糖调节的因素及激素发挥作用的过程,下列有关叙述中不正确的是( )A.影响胰岛α细胞分泌的刺激X最可能是血糖含量降低
B.若靶细胞受体缺损,会导致血糖含量升高
C.靶细胞的“受体”是糖蛋白
D.靶细胞接受激素的刺激后,促进肝糖元分解及非糖物质的转化,血糖浓度上升
【解析】选B。胰岛α细胞分泌的激素是胰高血糖素,其主要靶细胞是肝细胞,与靶细胞细胞膜表面的受体(糖蛋白)结合,促进肝糖元的分解,使血糖恢复正常水平。引起胰岛α细胞分泌胰高血糖素最可能的刺激是血糖浓度降低,该刺激可以直接刺激胰岛α细胞。【变式训练】下列各项中,可能导致糖尿产生的因素有( )
①肾小管病变,对葡萄糖的重吸收能力下降
②一次性大量进食糖类
③病毒感染并破坏胰岛β细胞
④胰岛α细胞分泌旺盛,胰高血糖素含量过高
⑤肥胖引发肌肉组织减少
⑥长期心理压力大,精神紧张
A.①②④⑤ B.①②③⑤⑥
C.①②④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥【解析】选D。肾小管病变,对葡萄糖的重吸收能力下降,会导致部分葡萄糖随尿液排出体外;一次性大量进食糖类导致暂时性的高血糖,也会使部分葡萄糖随尿液排出体外;胰岛β细胞被破坏,则不能分泌胰岛素,从而使血糖浓度高于正常值,也可使部分葡萄糖随尿液排出体外;胰岛α细胞分泌旺盛,胰高血糖素含量过高,会引起血糖浓度高于正常值,也可使部分葡萄糖随尿液排出体外;肌肉组织减少,使合成的肌糖元减少,也会引起血糖浓度高于正常值,可使部分葡萄糖随尿液排出体外;长期心理压力大,精神紧张,会导致神经调节紊乱,影响下丘脑对血糖的神经调节,从而可能使部分葡萄糖随尿液排出体外。考点 四 模拟尿糖的检测
1.实验原理
(1)葡萄糖试纸是一种酶试纸,由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的。
(2)当尿液滴加到酶试纸上时,尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢,过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和氧,氧可以将滤纸上无色的化合物氧化成有色的化合物,使试纸呈现特定的颜色,再与标准比色卡相比对,即可知道尿液中葡萄糖的含量。 2.实验流程准备:将5个分别装有水、葡萄糖溶液、蛋白质溶液、 两份
待测尿液的滴瓶和5条葡萄糖试纸分别对应做好标记，
并在记录本上设计好记录表格检测:分别用滴管从5个滴瓶中吸取溶液，在对应的葡萄糖试
纸上各滴加2滴观察:观察试纸的颜色变化并与标准比色卡对比，判断出“尿
糖”的含量 记录:将实验结果记在记录表中分析:分析结果、得出结论【高考警示】
(1)取液过程中滴管不能混用。
(2)尿液中含有糖并不一定就患糖尿病。不能仅凭一份尿液样本就断定某人是否患糖尿病,因为在一次性大量食用糖之后,也会使尿中含有少量的糖。在判断是否患糖尿病时,要根据尿糖检测结果结合病人的饮食来综合判断。【典例4】尿液检查是诊断泌尿系统疾病的重要依据,对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病,如糖尿病、血液病、肝胆病等的诊断也有重要的参考价值。尿糖检测的原理如图所示:下列有关叙述正确的是( )
A.过程④为比色,若试纸呈深棕色,说明形成了较多的氧化亚铜沉淀,可推出此人尿液中含较多的葡萄糖
B.刚采集的尿液与双缩脲试剂反应后若呈紫色,说明尿中含有蛋白质
C.某人经尿糖检测后有有色物质生成,可确定患有糖尿病
D.为确诊患有糖尿病,还应检测血液中胰岛素浓度【解析】选D。若试纸呈深棕色,可推出尿液中含较多的葡萄糖,但不是形成了较多的氧化亚铜;双缩脲试剂用于鉴定蛋白质,是由于蛋白质含有肽键,可以与双缩脲试剂反应产生紫色的络合物,尿液中的尿素含有类似肽键的结构,也能与双缩脲试剂反应呈紫色;尿中含糖并不等于其患糖尿病。【变式训练】研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛β细胞的药物——链脲佐菌素(STZ)进行血糖调节研究。为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛β细胞,应( )
①在家兔饱食状态下 ②在家兔空腹状态下
③测定血糖含量 ④测定尿液是否含糖
⑤测定血液胰岛素含量
A.①③④ B.①③⑤
C.②③⑤ D.②③④【解析】选B。空腹状态下的家兔血糖含量会较低,不宜采用,应采用饱食状态下的家兔,其相对血糖含量较高;通过直接测定血液中的胰岛素含量可以观察药物的作用,也可以通过一段时间后测定血糖含量是否下降来间接观察药物的作用。验证激素功能常见的实验方法
【典例】选择30只生理状况大致相同的健康成年小白鼠,测定小白鼠单位时间耗氧量的平均值,以代表小白鼠的物质代谢强度。将其随机分为甲、乙两组,做如下处理:由此可以推测:甲状腺激素能增强小白鼠的物质代谢能力。为了证明这一推论,要增加下列哪项作为对照实验( )
A.切除甲状腺,注射生理盐水
B.既不切除甲状腺,又不注射甲状腺激素
C.从切除甲状腺后的第5天后,开始注射用于该实验的溶剂
D.从切除甲状腺后的第5天后,开始注射溶解于另一种溶剂的甲状腺激素
【解析】选C。要证明甲状腺激素的生理作用,需要以甲状腺激素为自变量设置对照实验,因乙组注射物中有激素和溶剂,故需要设置注射同种溶剂组,以排除溶剂对实验结果的影响。【方法归纳】验证动物激素的生理功能,通常采用以下六种方法:
(1)切除法:在实验动物身上,观察某种内分泌腺被切除后的生理变化,从而推断该腺体的正常功能。例如,①摘除公鸡的睾丸,观察第二性征的变化;②摘除小狗的甲状腺,观察发育情况;
③摘除成年狗的甲状腺,观察代谢及神经活动情况。
(2)移植法:摘除某内分泌腺,一段时间后,再植入该腺体组织。例如,给阉割的公鸡移植睾丸,观察第二性征的变化。
(3)注射法:摘除某内分泌腺,再注射该腺体的提取物。例如,给甲状腺功能低下的或已摘除甲状腺的实验狗注射甲状腺激素,观察出现的变化。(4)饲喂法:摘除某内分泌腺,再在饲料中加入该腺体的提取物。例如,用含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪,观察其变态发育为青蛙的情况。
(5)临床观察法:在临床上观察某内分泌腺功能过盛和低下的患者,研究相关激素的生理功能。
(6)同位素标记法:用放射性同位素标记所要研究的腺体或激素,再加以跟踪。例如,应用放射性同位素131I研究甲状腺的功能。【易错提醒】(1)研究激素生理作用时,都要设置对照组。
(2)蛋白质类、多肽类激素不能口服,只能注射,因其进入消化道内后,会被消化酶水解而失去活性,氨基酸衍生物类、固醇类激素既可以口服,也可以注射。【变式训练】有三只生存状况一致的小狗,分别摘除它们的下丘脑、甲状腺、垂体,然后检测促甲状腺激素释放激素、促甲状腺激素和甲状腺激素的含量变化,结果如下表所示:
注:“+”代表增加,“-”代表减少
则甲、乙、丙三只小狗被摘除的器官分别是( )A.垂体、下丘脑、甲状腺
B.垂体、甲状腺、下丘脑
C.甲状腺、垂体、下丘脑
D.下丘脑、垂体、甲状腺
【解析】选D。根据三种内分泌腺分泌的激素之间的关系,可以判断三种激素都减少的小狗被摘除了下丘脑;促甲状腺激素和甲状腺激素都减少而促甲状腺激素释放激素增加的小狗,被摘除的是垂体;只有甲状腺激素减少的小狗是被摘除了甲状腺。1.下列各组分泌腺产生的分泌物,均直接排放到内环境的是
( )
A.唾液腺、垂体、肠腺 B.肾上腺、甲状腺、胰岛
C.睾丸、汗腺、皮脂腺 D.卵巢、胃腺、肝脏
【解析】选B。人体的腺体分为内分泌腺和外分泌腺。外分泌腺
分泌的物质通过管道排到外环境,如各种消化腺分泌的消化酶分
泌到消化道中发挥催化作用,而消化道属于人体的外环境;内分
泌腺分泌的物质叫激素,激素合成后直接进入人体的毛细血管,
毛细血管内有血浆,即进入人体的内环境。2.如图表示人体内化学物质传输信息的3种方式。化学递质和性激素的传输方式依次是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.②①
【解析】选D。①图所示有血液循环参与,为激素的传输方式,包括性激素;②图所示是细胞与细胞之间通过中介物传输,化学递质的传输符合这一方式;③图所示细胞产生的物质作用于自身,化学递质和性激素都不符合。3.据图判断下列说法错误的是( )
A.垂体可分泌促甲状腺激素释放激素,直接调节甲状腺分泌激素
B.垂体可分泌促甲状腺激素,调节甲状腺分泌激素
C.下丘脑可调节垂体的活动
D.血液中一定含量的甲状腺激素对垂体、下丘脑有抑制作用【解析】选A。本题主要考查激素分泌的调节及下丘脑、垂体、甲状腺等腺体的相关知识。下丘脑是内分泌腺的枢纽,分泌多种激素,促甲状腺激素释放激素是其中一种。垂体是最重要的内分泌腺,分泌多种激素,有的直接调节生命活动,有的管理其他内分泌腺,如促甲状腺激素调节甲状腺合成和分泌甲状腺激素,从而调节相关的生命活动。4.下列关于人体血糖平衡调节的叙述中,正确的是( )
A.胰岛细胞产生的激素均能降低血糖含量
B.胰岛α细胞和β细胞共同参与调节血糖平衡
C.细胞内葡萄糖的氧化利用发生障碍,可导致血糖持续升高
D.糖尿病是由于经常摄入过量的糖所引起的【解析】选B。人体血糖浓度相对稳定在80～120 mg/dL,受到多种激素的调节,但以胰岛α细胞分泌的胰高血糖素(升高血糖)和胰岛β细胞分泌的胰岛素(降低血糖)作用为主。血糖在人体内的主要功能是经氧化分解供能,所以当人体内葡萄糖的利用发生障碍时,可导致血糖浓度的升高,但不会是持续的。经常摄入过量的糖,不是引起糖尿病的原因,因为糖尿病的病因是人体内胰岛素分泌不足。5.下列有关胰岛素和胰高血糖素的叙述正确的是( )
A.胰高血糖素通过增加糖的来源和抑制糖的所有去路提高血糖浓度
B.胰岛素可通过抑制糖的来源和增加糖的去路降低血糖浓度
C.胰岛素分泌和胰高血糖素分泌相互抑制
D.胰岛素分泌和胰高血糖素分泌相互促进【解析】选B。胰岛素和胰高血糖素的作用及这两种激素分泌的调节是本节的重点和难点。胰岛素降低血糖时可抑制血糖来源和促进血糖去路,但胰高血糖素升高血糖时不能抑制糖的氧化分解,否则会影响细胞正常的新陈代谢。两种激素的分泌受多种机制的作用,但两者间关系是胰岛素分泌抑制胰高血糖素的分泌,而胰高血糖素的分泌促进胰岛素分泌。6.下图所示的调节过程是人体稳态的重要组成部分。其中,甲图中①②③分别代表下丘脑、垂体及甲状腺进行的生理活动过程,a、b、c分别代表图中所示的三种内分泌腺所分泌的激素。乙图表示垂体所分泌的TSH(促甲状腺激素)作用于甲状腺细胞的示意图。请据图回答下列问题:(1)当受到寒冷刺激时,正常人体会立刻感觉到冷,这时位于皮肤和内脏的 兴奋,在 产生冷觉。
(2)当人突然进入寒冷环境中,过程 产生的激素增加,可作用于肝细胞和骨骼肌细胞等,使其代谢产热量增加。
(3)图中正常人体血液中a的含量变化对①②过程起调节作用,此种调节机制属于 调节。
(4)如果用激素a饲喂小白鼠,再放入密闭容器中,小白鼠对缺氧的敏感性将 。(5)某疾病的病因是体内产生了大量TSH受体的抗体,该抗体可以结合TSH受体而充当TSH的作用,从而引起甲状腺功能_____,这类疾病在免疫学上称为 病。
(6)图中的胰岛可分泌胰岛素和胰高血糖素。若胰岛β细胞受损,人会得糖尿病,这主要是因为________________________。【解析】(1)受到寒冷刺激,皮肤和内脏的感受器兴奋,而在大脑皮层产生冷觉。(2)当人突然进入寒冷环境中,过程①②③产生的激素都增加,但只有过程③产生的甲状腺激素才作用于肝细胞和骨骼肌细胞等。(3)激素a为甲状腺激素,对于①②过程的调节为负反馈调节。(4)甲状腺激素能促进代谢,所以甲状腺激素增加,对氧的需求也加大,因而对缺氧的敏感性随之也增加。(5)抗体可以结合TSH受体,从而限制了甲状腺激素的作用,会使下丘脑和垂体分泌的促激素增加,而引起甲状腺功能亢进。该病是机体对自身组织细胞发生免疫反应而导致自身组织损害,所以为自身免疫病。(6)见答案。答案:(1)冷感受器(或者感受器) 大脑皮层 (2)③
(3)负反馈(或反馈) (4)增大 (5)亢进 自身免疫
(6)胰岛β细胞受损,胰岛素分泌减少,促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖的能力减弱,从而使血糖水平升高7.(2010·福建高考)研究发现,胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合,才能调节血糖平衡。如果人体组织的细胞膜缺乏该受体,则可能导致( )
A.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过高
B.细胞减缓摄取血糖,血糖水平过低
C.细胞加速摄取血糖,血糖水平过高
D.细胞加速摄取血糖,血糖水平过低
【解题指南】本题考查了血糖平衡调节中胰岛素降血糖的具体原理以及学生的问题分析能力。解答本题的关键在于理清胰岛素降血糖的原理。【解析】选A。胰岛素能够与细胞膜上的胰岛素受体结合,从而通过促使血糖进入细胞,并将血糖氧化分解、合成糖元和转化成非糖物质而降低血糖,所以当组织的细胞膜缺乏该受体时,细胞减缓摄取血糖,同时血糖不能被氧化分解、合成糖元、转化成非糖物质,从而使血糖水平升高。8.(2010·天津高考)根据下列实验结果回答问题。
实验一:选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只,实施切除手术,一段时间后随机等分成四组,分别注射激素及生理盐水30天,结果如图1。(1)该实验的目的是探究_______________________________。
(2)手术应切除 。每次注射各激素的量应按照___
_________来计算。
(3)图1表明胰岛素具有 的作用,胰岛素与生长激素共同作用的效应 (小于/等于/大于)它们单独作用之和。实验二:选取健康大鼠,持续电刺激支配其胰岛的副交感神经,测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度,结果如图2。(4)开始刺激后,血糖浓度将 ,原因是_____
____________________________________________________。
(5)图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛α细胞的分泌。若要证实该结论,可在胰岛组织中注射____
__________,通过检测注射前后其周围血液中_______的浓度变化来确定。
【解析】(1)图1的横坐标为注射生理盐水、胰岛素和生长激素的天数,纵坐标为体重,可以判断该实验的目的是探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响。(2)为了排除体内胰岛素和生长激素的影响,应手术切除大鼠的垂体和胰腺,在动物实验中,每次注射试剂的量应按照单位体重注射量乘以体重来计算。
(3)注射胰岛素的大鼠体重大于注射生理盐水的大鼠的体重,说明胰岛素具有促进大鼠生长的作用。根据图中显示的数据,同时注射胰岛素和生长激素的大鼠体重大于只注射胰岛素的大鼠的体重,也大于只注射生长激素的大鼠的体重,说明胰岛素与生长激素共同作用的效应大于它们的单独作用之和。
(4)根据图2的显示,开始刺激后,大鼠身体内的胰岛素含量上升,胰高血糖素下降,根据两种激素的生理作用,大鼠体内的血糖浓度将下降。(5)若要证实胰岛素直接抑制胰岛α细胞的分泌,可在胰岛组织中注射胰岛素,再检测注射前后周围血液中胰高血糖素的浓度变化,胰高血糖素浓度下降了,即可证明。
答案:(1)胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响
(2)垂体和胰腺 单位体重注射量乘以体重
(3)促进大鼠生长(及加强生长激素的促生长作用) 大于
(4)降低 胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低,促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存,抑制了糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖
(5)胰岛素 胰高血糖素课件47张PPT。第五章 群 落一、群落结构
1.垂直结构
(1)特点:具有明显的_________。
(2)决定因素:
①植物分层:_____。
②动物分层:_________和食物条件。
③水生群落分层:光的穿透性、_____________________。分层现象光照栖息空间温度和氧气的垂直分布2.水平结构
(1)概念:群落中的生物在水平方向上的配置状况。
(2)特性:斑块性、镶嵌性。
(3)造成因素:_____、水分、土壤、小地形、_______等。
3.时间结构
(1)类型:
①群落物种组成的昼夜变化。
②群落的_____变化。
(2)特性:周期性。营养风和火季节二、群落的主要类型(连线)三、群落演替
1.常见类型
___________________。
2.判断下列演替的类型(连线)原生演替和次生演替3.总结演替的特点
(1)原生演替:经历的时间_______。
(2)次生演替:基质和环境条件比较好,经历的时间_______。
4.顶极群落
(1)含义:一个群落经过长期的演替,最终所达到的与_________
___和_________处于_____的状态。
(2)决定因素:平均温度和_________。
(3)地球上现存的群落大都处于_________。比较长比较短当地的气候土壤条件平衡年降雨量顶极状态1.一个池塘中所有的鱼类组成一个群落。( )
【分析】群落是一定空间内所有生物种群的集合体,一个池塘
中的所有鱼类属于多个种群。
2.一般来说,根据植被的分层结构可以预测鸟类的多样性。
( )
【分析】一般来说,群落中植被的层次性越明显,分层越多,群
落中的动物种类也越多。×√3.北方针叶林是地球上最大的森林带,也是地球上最丰富的生
物基因库。( )
【分析】热带雨林中生物种类最多,是地球上最丰富的基因
库。
4.进行次生演替时,群落中还有一些生物或其繁殖体存在。
( )
【分析】原有的群落被毁灭后总会留下大量的有机质和有生存
力的种子或孢子,此后发生的演替属于次生演替。×√5.没有外力干扰时,顶极群落将永远保持原状。( )
【分析】顶极群落是群落演替所达到的最终平衡状态,此时群
落结构最复杂也最稳定,在没有外力干扰时,它将永远保持原
状。
6.(2011全国卷T4D)草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动
物具有分层现象。( )
【分析】任何群落中的动物都具有分层现象。
7.(2011安徽T6A)某岛屿上植被茂盛、风景优美,该岛屿不同地
段物种组成上的差异是群落水平结构的体现。( )
【分析】群落的水平结构表现在不同地段往往分布着不同的种
群,同一地段上种群密度也有差别。√×√考点 一 群落的结构
1.群落概念的理解
(1)群落是一定空间内所有生物种群的集合体。
(2)群落中不同物种的个体间存在着各种种间关系,从而将各种生物组成一个有机整体。
(3)群落是经过长期的自然选择和进化形成的有机整体。
2.垂直结构
(1)植物的垂直结构:
①具体表现为植物群落垂直方向上的分层;②影响因素主要与光照强度有关。群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱(如图所示)。
(2)动物的垂直结构:主要原因是植物为动物创造了栖息空间和食物条件。3.水平结构
在水平方向上由于光照强度、地形、明暗和湿度等因素的影响,不同地段上分布着不同的生物种群。
4.群落结构形成的原因和意义
(1)原因:群落结构与环境中生态因素有关,群落结构的具体表现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。
(2)意义:生物在垂直方向及水平方向上的配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。【思维拓展】
由群落可联系的知识
(1)联系种群:在一定自然区域的所有种群构成群落。
(2)联系生态系统:群落是生态系统中的生物成分,生态系统还包括群落中的生物所处的生存环境。
(3)联系种群密度:种群密度是衡量种群大小的标准,主要采用标志重捕法来调查。【典例1】(2012·全国高考)下列关于森林群落垂直结构的叙述,错误的是( )
A.群落中的植物具有垂直分层现象
B.群落中的动物具有垂直分层现象
C.动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关
D.乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构
【解析】选D。生物群落的垂直结构表现为垂直方向上的分层现象,即群落中的植物和动物都有其垂直结构(分层现象),所以A、B正确;植物直接或间接为动物提供栖息场所和食物,所以动物的垂直结构与植物的分层有关,因此C正确;乔木层的疏密程度影响下层的光照强度,从而影响草本层的水平结构,故D错误。【互动探究】(1)B选项中的生物有此现象的原因与A选项中的生物有什么关系?
提示:A选项中的生物为B选项中的生物提供了栖息场所和食物。
(2)D选项中乔木层和草本层之间体现了群落的什么结构?
提示:垂直结构。考点 二 群落的演替
1.群落演替的原因
(1)环境不断变化,为群落中某些物种提供有利的繁殖条件,而对另一些物种的生存产生不利影响。
(2)生物本身不断进行繁殖、迁徙。
(3)群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
(4)种内和种间关系不断发生变化。
(5)人类活动的干扰。2.演替类型比较3.演替的结果——顶极群落
(1)特点:
①是一种稳定的、自我维持的、成熟的生物群落;
②其物种组成和数量比例相对稳定,群落结构复杂,层次较多,各物种都占据着不同的空间,能最充分、最有效地利用周围的资源;
③一般与当地的气候条件相适应,能反映气候条件的特点。
(2)形成原因:出现顶极群落的原因是群落的演替。
(3)表现:
①各主要种群的出生率和死亡率达到平衡;
②能量的输入与输出及产生量和消耗量达到平衡。【高考警示】
演替问题分析的关键点
(1)在群落演替的过程中,物种的取代是一种优势取代,而不是完全取代。
(2)决定群落演替的根本原因存在于群落内部,即内因是群落演替的决定因素。
(3)人类活动也会影响群落的演替。人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。例如:治理沙漠、建立人工群落等。【典例2】下列有关原生演替和次生演替的叙述中,正确的是
( )
A.沙丘、火山岩上进行的演替是原生演替,冰川泥、弃耕的农
田上进行的演替是次生演替
B.原生演替形成的群落内无竞争现象,次生演替形成的群落内
竞争明显
C.原生演替所需时间较长,次生演替所需时间较短
D.原生演替能形成森林,次生演替很难形成森林【解析】选C。次生演替时虽然原有的植被已不存在,但原有土壤条件基本保留,因此演替所需的时间短。在冰川泥上进行的演替是原生演替,而不是次生演替。原生演替形成的群落内也存在竞争现象,但不明显。次生演替比原生演替容易形成森林。【变式训练】如图为某地云杉林的形成过程。下列相关叙述,正确的是( )A.该群落的演替属于原生演替,群落结构越来越复杂
B.在人为干扰下,可能发生⑤→①的动态变化,但不属于群落演替
C.该群落演替是群落内部因素和外界环境因素综合作用的结果
D.在⑤云杉林群落中有明显的垂直结构,没有水平结构
【解析】选C。本题考查生物群落的演替。理解群落演替的本质是正确解答该题的关键。由图示可以看出,该演替的起点是采伐迹地,原有土壤条件还保存,应是次生演替;⑤→①的动态变化也属于群落的演替,只是人为活动改变了演替的方向和速度;⑤云杉林群落中有明显的垂直结构,同时也有水平结构。【拓展延伸】
群落的种间关系1.在一个发育良好的森林里,从树冠到地面可划分为树冠层、下木层、灌木层、草本层和地表层,同时林下透光度不同的地点,植物种类也有所区别,这表明群落有一定的( )
A.垂直结构和水平结构
B.彼此间有直接或间接的营养关系
C.对群落产生重大影响的优势种
D.物种组成及比例【解析】选A。森林从树冠到地面呈现一定层次性,林下不同地点随透光度的不同植物种类的分布呈现斑块性和镶嵌性,说明群落有一定的垂直结构和水平结构。2.猿猴和鹦鹉科鸟类是哪种群落的特有动物( )
A.北方针叶林
B.温带落叶阔叶林
C.热带雨林
D.温带草原
【解析】选C。在热带雨林中生活着90%的非人灵长类动物,如各种猴类、长臂猿、黑猩猩和大猩猩;鹦鹉科鸟类和猿猴一样,也是热带雨林的特有动物。 3.下列有关顶极群落的说法,正确的是( )
A.极度缺水的环境不能形成顶极群落
B.苔原植被结构简单,种类稀少,不是顶极群落
C.北温带的落叶阔叶林,虽然一年四季季相不同,但它是顶极群落
D.弃耕的农田第一年长出许多杂草,是顶极群落
【解析】选C。极度缺水的环境也可以形成顶极群落,如沙漠;苔原植被的形成是长期自然选择的结果,都与当地环境条件相适应,是顶极群落;弃耕农田的演替要经过禾草、灌木、乔木、森林的阶段,最终演变成顶极群落;地球上现存的群落大都为顶极群落,如落叶阔叶林。4.南方某农田弃耕后,很快就会长满一年生的杂草,后来又出现灌木。图中曲线b、c表示该群落中植物物种数或个体数的变化。下列说法正确的是( )
A.曲线a可表示该群落所含能量的变化,曲线b表示植物物种数
B.从草本阶段演替到灌木阶段,食物链基本不会发生变化
C.在人为干扰情况下,将来不可能演替至森林阶段
D.草本阶段最易遭受外来物种的入侵而使占优势的物种发生变化【解析】选D。从草本阶段演替到灌木阶段,植物物种数(曲线c)及群落所含能量(曲线a)增多,但个体数(曲线b)减少。演替过程中植物种类发生变化,会使相应的食物链发生改变。如果人为地植树造林,可能会加快群落的演替,更早地演替至森林阶段。草本阶段抵抗力较弱,容易受到外来物种的入侵。5.如图表示云杉林被采伐开垦为农田,农田退耕后的演替过程。下列分析正确的是( )A.人类活动对自然环境中的生态关系起着促进、抑制、改造和重建的作用
B.图中的演替类型既有原生演替又有次生演替
C.演替过程中生态系统的稳定性下降
D.在该群落演替过程中,群落结构逐渐消失
【解析】选A。农田弃耕后的演替是次生演替,B错误;演替过程中,群落结构越来越复杂,生态系统的稳定性越来越强,C错误;演替过程中,群落垂直结构和水平结构更加明显,D错误。6.(2012·海南高考)关于群落演替的叙述,错误的是( )
A.人类活动可以影响演替的方向和速度
B.森林阶段动物的分层比灌木阶段的简单
C.原生演替可发生在从来没有植被分布的地带
D.森林阶段对太阳光的利用比灌木阶段更充分
【解题指南】本题考查了群落演替类型及定义、人类活动对群落演替的影响、不同群落的结构特点及其对光能的利用情况等,同时考查识记能力和理解能力,难度不大。【解析】选B。人类活动往往使群落按照不同于自然演替的速度和方向进行,A正确;森林阶段比灌木阶段复杂而稳定,动物的分层比灌木阶段复杂,B错误;原生演替是指在一个从来没有被植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替,C正确;森林阶段叶面积指数比灌木阶段大,对太阳光的利用比灌木阶段更充分,故D项正确。7.(2011·安徽高考)某岛屿由海底火山喷发形成,现已成为旅游胜地,岛上植被茂盛,风景优美。下列叙述不正确的是( )
A.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现
B.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替
C.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行
D.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程【解析】选B。本题考查群落的演替以及人类活动对群落演替的影响。B选项不正确,发生于火山、冰川泥以及沙丘上的演替是原生演替。此演替已到了森林阶段,所以一定经历了很长时间。人类的活动会使演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。不同地段上的差异属于水平结构,空间上的垂直分布属于垂直结构。8.(2011·新课标全国卷)某校园有一片草坪和一片树林,下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述,正确的是( )
A.草坪和树林中的动物都具有分层现象
B.草坪和树林中的动物都没有分层现象
C.只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象
D.草坪中的动物没有分层现象,而树林中的动物具有分层现象
【解析】选A。草坪中有的动物生活在地面上的草丛中,有的动物营穴居生活,生活在土壤中,有分层现象。树林中有的动物生活在树冠上,有的动物生活在树的中层,还有的动物生活在土壤中,也有分层现象。9.(2012·全国高考)某草原上生活着鹿、兔、狼和狐等生物,雄鹿有角、雌鹿无角,通常情况下这种鹿的雌雄个体分群活动(生殖季节除外)。有人提出“鹿角效应”假说解释这种同性聚群现象,即一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者,降低被捕食的风险,回答下列问题:
(1)该草原上的雌鹿群和雄鹿群属于 (填“不同”或“同一”)种群。
(2)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成了一个________(填“种群”“群落”或“生态系统”)。(3)为探究“鹿角效应”假说是否成立,某同学用狗(能将抛入流水池中的漂浮物叼回来)、项圈和棍棒做了如下三组实验,甲组同时向流水池中抛出两个相同项圈,乙组同时抛出两个相同棍棒,丙组则同时抛出一个项圈和一个棍棒,记录每次抛出后狗叼回第一个漂浮物的时间。若丙组平均时间 (填“大于”“等于”或“小于”)其他两组,则实验结果支持该假说。测试时要求甲、乙、丙三组抛出项圈或棍棒的距离_______(填“相同”或“不同”),本实验中项圈或棍棒相当于该草原上的____________。【解析】(1)种群是指在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体,所以雌鹿和雄鹿是同一种群。
(2)生物群落是指在一定生活环境中的所有生物种群的总和,草原中草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物构成了群落。
(3)根据鹿角效应:一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者,降低被捕食的风险,所以项圈和棍棒相当于草原上的食草动物,丙组的平均时间比较短。抛出的项圈和棍棒的距离在此实验中属于无关变量,所以要保持一致。
答案:(1)同一 (2)群落
(3)小于 相同 雌鹿或雄鹿课件3张PPT。第六章 生态系统课件77张PPT。第一、二节 生态系统的营养结构
生态系统中的生产量和生物量一、生态系统的营养结构1.图中有__条食物链。
2.写出最长的食物链:_______________。
3.总结食物链的组成成分:_______________。
4.如果该地被污染,体内污染物含量最高的生物是___。5草→鼠→蛇→鹰生产者、消费者鹰二、营养级和生态金字塔
1.营养级
(1)概念:处于食物链同一环节上的_________的总和。
(2)营养级与消费者级别的关系:全部生物次级消费者第二营养级第四营养级2.生态金字塔
(1)一定呈正金字塔形:_____金字塔。
(2)可能呈倒金字塔形:生物量金字塔和_____金字塔。能量数量三、生态系统中的生产量和生物量
1.生态系统的生产量有___________和次级生产量。
2.总初级生产量(GP)、净初级生产量(NP)和呼吸消耗量(R)之
间的关系是________。
3.净初级生产量和生物量的关系
(1)NP>0时,生物量_____。
(2)NP=0时,生物量_____。
(3)NP<0时,生物量_____。初级生产量GP=NP+R增加不变减少1.细菌都是分解者,但分解者并不都是细菌。( )
【分析】细菌不都是分解者,如硝化细菌是自养型生物,属于生
产者;分解者主要是腐生的细菌和真菌,还有腐生动物。
2.鹰捕食兔后,能量就从第一营养级流入第二营养级。( )
【分析】捕食食物链中生产者是第一营养级,兔为食草动物属
于第二营养级,鹰属于第三营养级。
3.在一些生态系统中,能量金字塔呈现倒金字塔。( )
【分析】生态系统中,生物数量金字塔或生物量金字塔可能呈
倒金字塔,但能量金字塔一定呈正金字塔。×××4.海洋的初级生产量低于陆地初级生产量,但其次级生产量却
高于陆地次级生产量。( )
【分析】海洋生态系统中,植食动物利用藻类的效率高于陆地
动物利用植物的效率,因而海洋次级生产量高于陆地次级生产
量。
5.(2009江苏T17A)虎等大型肉食动物容易成为濒危物种。( )
【分析】生态系统的能量流动逐级递减,营养级越高可获得的
能量越少。虎等大型肉食动物处于很高的营养级,获得的能量
少,所以容易成为濒危物种。√√6.顶极群落的初级生产量不如演替中的群落高。( )
【分析】和演替中的群落相比,顶极群落的初级生产者多,初级
生产量高。×考点 一 生态系统的组成成分
1.组成成分的比较2.组成成分的联系【高考警示】
生态系统各成分的易错分析
(1)植物不全是生产者,如菟丝子属于消费者。
(2)动物不全是消费者,如蚯蚓、蜣螂、秃鹫等属于分解者。
(3)微生物不一定是分解者,如硝化细菌、光合细菌等属于生产者。【典例1】下列关于生态系统的成分的叙述,正确的是( )
A.动物都属于消费者,其中植食性动物属于第二营养级
B.细菌都属于分解者,其异化作用类型有需氧型和厌氧型两类
C.生产者属于自养型生物,是生态系统中最基本的生物成分
D.一种生物只能属于生态系统中的一种生物成分【解析】选C。A项错误,消费者中多数是动物,但并非所有动物都属于消费者,如营腐生生活的一些动物(蚯蚓、秃鹫等)为分解者。植物一般属于第一营养级,则植食性动物属于第二营养级。B项错误,营腐生生活的细菌和真菌为分解者,营寄生生活的细菌、真菌属于消费者。C项正确,生产者是生态系统中生物群落的能量开端,是生态系统中最基本的生物成分。D项错误,一般情况下一种生物在生态系统中只属于一种成分,但个别生物或部分生物在特殊情况下可能会属于两种成分,如捕蝇草既可作为生产者,也可作为消费者。【变式训练】关于生态系统组成成分的叙述,正确的是( )
①凡是细菌、真菌都是分解者
②凡是自养型生物都是生产者
③植物都是生产者
④动物都是消费者
⑤异养型生物都是消费者
A.② B.②③ C.①④ D.②⑤
【解析】选A。细菌中硝化细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者;植物中菟丝子属于消费者;动物中蚯蚓、蜣螂属于分解者;异养型生物有的是消费者,有的是分解者;自养型生物一定是生产者,生产者也一定是自养型生物。考点 二 生态系统的营养结构与生态金字塔
1.食物链(捕食食物链)
(1)组成:生产者、消费者。
(2)表现形式:起点是生产者,终点是不被其他动物捕食的动物。
(3)数量变动:各营养级的数量始终处于一种动态变化之中。
(4)方向:单方向,因为食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的,不能倒转。
(5)箭头指向:指向下一营养级。2.食物网
(1)对食物网中某一动物而言,其营养级是不固定的,视具体食物链而定。
(2)食物网中两种生物之间最常见的是捕食关系,但也可能出现竞争关系。
(3)生物种类越多,食物链越多,食物网越复杂。
(4)多条食物链相互交错的原因:
①一种绿色植物可以被多种植食性动物取食;
②一种植食性动物,可吃多种植物,也可成为多种肉食性动物的捕食对象。3.生态金字塔【高考警示】
(1)食物链和食物网中只包含生态系统组成成分中的生产者和消费者,无分解者与非生物的物质和能量。
(2)食物链(捕食链)的第一营养级一定是生产者(一般为绿色植物),植食性动物为第二营养级,动物的营养级别并非一成不变。
(3)食物链中某一营养级中的生物表示该营养级的所有生物,不是代表某一种群或个体。
(4)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类,并非取决于生物的数量。(5)能量金字塔不可倒置;数量金字塔、生物量金字塔可倒置。例如,夏季温带森林中,每0.1公顷约有树木200株,而植食动物却有150 000个之多(主要是昆虫)。考查角度 1 以生态系统食物网简图为载体考查生态系统的营
养结构
【典例2】(2011·四川高考)图A为小岛生态系统食物网简图。有人向小岛引入一定数量的卷尾鬣蜥(主要以沙氏变色蜥和较大的地面节肢动物为食),跟踪调查该生态系统及其对照组的变化,发现沙氏变色蜥和网蜘蛛的数量变化较大(见图B),而其他生物数量变化相对较小。请回答下列问题:(1)沙氏变色蜥处于第 营养级,其与卷尾鬣蜥的种间关系是 。
(2)引入卷尾鬣蜥后,沙氏变色蜥的主要活动范围从树基部向上转移,而网蜘蛛的织网位置略有下降,此现象表明生态因素的改变,可使生物群落的 发生改变。
(3)引入卷尾鬣蜥后,网蜘蛛的数量变化趋势是____________。结合其他生物的数量变化信息可以看出,小岛生态系统的结构和功能能够保持相对稳定,表明生态系统内部具有___________能力。【解析】(1)据食物网可知,沙氏变色蜥处于第三、第四营养级。卷尾鬣蜥捕食沙氏变色蜥,同时卷尾鬣蜥与沙氏变色蜥都捕食较大的地面节肢动物,因此二者是捕食与竞争关系。
(2)沙氏变色蜥向上转移、网蜘蛛活动区域下降,说明群落的垂直结构发生了变化。
(3)由坐标图可知,引入卷尾鬣蜥后,网蜘蛛的数量先增多,后减少,最终达到平衡。生态系统的结构和功能保持相对稳定,说明生态系统具有一定的自我调节能力。
答案:(1)三或四 竞争和捕食
(2)垂直结构
(3)先增多,后减少,最终达到平衡 一定的自我调节【互动探究】(1)图A中共有几条食物链?处于第三营养级的生物有哪些?
提示:6条。沙氏变色蜥、网蜘蛛、其他地面捕食者和较大的地面节肢动物。
(2)为什么引入卷尾鬣蜥后网蜘蛛的数量增多?
提示:网蜘蛛的天敌减少,网蜘蛛的出生率大于死亡率。【变式训练】如图所示是温带草原生态系统食物网的一部分图解,请据图分析回答。
(1)该食物网含 条食物链,猫头鹰占有的营养级是 ,属于 级消费者。
(2)兔与鼠的关系是 ,蟾蜍与蜘蛛的关系是
_________________。
(3)由于某种原因鼠突然死亡,短期内蛇和蟾蜍的数量变化情况依次是 。【解析】(1)该食物网共有7条食物链。由于食物网中的猫头鹰以多个营养级的生物为食,导致了其所占营养级的级别和消费者的级别有多个。从植物开始为第一营养级,由此推知,猫头鹰可以是第三、四、五、六营养级。从植食动物开始为初级消费者,由此推知,猫头鹰可以是次级、三级、四级、五级消费者。
(2)兔与鼠均为第二营养级,均以草为食,属于竞争关系。蟾蜍与蜘蛛有两层关系,一是蟾蜍以蜘蛛为食,属于捕食关系;二是同时以食草昆虫为食,属于竞争关系。
(3)鼠突然死亡,猫头鹰因捕食种类较多,数量影响不大,但蛇因食物来源减少而出现下降。蟾蜍成为蛇的唯一食物,其数量因蛇的过度捕食逐渐下降,蟾蜍下降也导致了蛇数量的下降。答案:(1)7 三、四、五、六 次、三、四、五
(2)竞争 竞争和捕食
(3)下降、下降考查角度 2 以生态金字塔为信息载体考查生态系统的营养结构
【典例3】如图为某一生态系统的能量金字塔,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级,E1、E2代表能量的形式。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅳ是实现物质循环的关键生态成分
B.该图所示的食物网只有1条食物链:Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
C.E1表示主要通过光合作用固定的能量
D.能量可在食物链中循环利用【解析】选C。能量金字塔中Ⅰ表示生产者,Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示消费者,分别代表第二、三、四营养级。A错误,生态系统中生产者和分解者是实现物质循环的关键因素;B错误,图示的食物网可能有多条食物链;C正确,生态系统中生产者主要是绿色植物,故E1表示主要通过光合作用固定的能量。D错误,能量在食物链中只能单向传递。【变式训练】一片树林中,树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如图所示。下列选项能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是(选项方框面积表示能量的大小)( )【解析】选C。题中已给出了树、昆虫、鸟三者间的数量“金字塔”,旨在考查生态系统的数量金字塔与能量金字塔的关系。由图可知,依照个体数量统计,树的数量最少,而昆虫的数量最多,但是若按能量流动关系分析,三者间能构成的食物链是:树→昆虫→鸟。根据能量流动的特点,若用方框的大小表示能量,框的大小应沿食物链由大到小排列,出现了与数量金字塔不同的形状。考点 三 生产量和生物量
1.总初级生产量和次级生产量2.生物量
(1)来源:一段时间内净生产量的积累量。
(2)意义:推测各类生物在生态系统中的相对重要性。【高考警示】
顶极群落的生产量并非比演替中的群落多
生产与呼吸消耗平衡时达到稳定状态,即所谓顶极群落的状态,如果生产量大于呼吸量,还可以继续演替,群落的丰度还能继续上升。换句话说顶极群落中的生产量等于呼吸量,初级生产者生产的能量基本全部沿食物链被各个营养级消耗,因此净生产量很低或为0。【典例4】(2012·江苏高考)江苏某小型天然湖泊原有少量鱼类,后改造为人工鱼塘,投饵养殖植食性鱼类和肉食性鱼类,两类鱼均无滤食浮游生物的能力。养殖前后生态调查的数据见下表,请回答下列问题:(1)改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的 结构发生了显著变化。
(2)从种间关系的角度分析,水生高等植物明显减少的直接原因是 、_______________。
(3)从表中可以推测,与2007年相比,2010年湖水中生物体内所含的总能量显著增加,其主要原因是____________________。
(4)虾、贝等小型动物能摄食鱼饵料。如果肉食性鱼类只摄食虾、贝等小型动物,可以推测在相同饲养条件下2010年肉食性鱼类的总量将会 ,植食性鱼类的总量将会_________。(5)若对该湖泊进行生态恢复,除停止养鱼外,还需恢复水生高等植物,以抑制浮游藻类生长。在这一过程中水生高等植物的直接作用是 、_____________。
【解析】(1)(2)从表格中看:改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的水生高等植物数量显著减少,导致减少的原因是植食性鱼类的捕食,由此可知,改为人工鱼塘后,该湖泊生物群落的食物链结构发生了显著变化。
(3)从表中看,2010年湖水中生物体内所含的总能量显著多于2007年,其主要原因是人工投饵输入大量能量。(4)由于能量每经过一个营养级都会有大量的损失,因此肉食性鱼类通过摄食虾、贝等小型动物获得饵料中的能量显著少于直接获取饵料所摄入的能量,因此导致其总量下降。虾、贝等小型动物的数量减少,导致植物的数量相对增加,所以植食性鱼类的食物来源多,数量增加。
(5)水生高等植物和浮游藻类是竞争关系,会与浮游藻类争夺营养物质和光照。答案:(1)食物链
(2)捕食者(植食性鱼类)增加
竞争者(浮游藻类)大量繁殖
(3)投饵输入大量能量
(4)减少 增加
(5)吸收营养物质 竞争光照【互动探究】(1)根据表中生物种类,分别指出植食性鱼类和藻类、植食性鱼类和虾的种间关系。
提示:植食性鱼类以藻类为食,是捕食关系;植食性鱼类和虾都以藻类为食,争夺藻类,是竞争关系。
(2)根据表中藻类、水生高等植物、虾、植食性鱼类和肉食性鱼类的生物关系,画出食物网简图。
提示:【变式训练】深海区可以分为上下两个层:上层有初级生产量,下层没有初级生产量。产生这一区别的关键因素是( )
A.上层水域水较暖,以致藻类比以藻类为食的初级消费者生长得更快
B.上层水域有足够的光照可以积累由光合作用产生的有机物
C.上层水域有较多的鱼,可将浮游动物控制在较低密度,使得藻类密度较高
D.上层水域海水表面的波浪运动可使水中的氧溶解量提高,满足光合作用对氧的需要【解析】选B。影响初级生产量的环境因素有光照、温度、CO2、水分、矿质营养等,深海区上下两层中最主要的区别是光照不同,下层没有初级生产量是因为下层缺乏光照。食物链和食物网中生物数量变化的分析方法
【典例】非洲某草原生态系统有如下食物网:
(1)这个食物网包括 条食物链。
(2)狮子在这个食物网中占据哪几个营养级? ,狮子和野狗的关系是 。
(3)食物网中的一种生物减少,其他的生物都减少,这种生物是 。若蛇的数量减少,狮子的数量变化是 。【解析】(1)从草开始,到狮子结束,共5条食物链。(2)草→羚羊→狮子,这条食物链中,狮子是第三营养级;草→羚羊→野狗→狮子,这条食物链中,狮子是第四营养级;草→鼠→蛇→食蛇动物→狮子,这条食物链中,狮子是第五营养级。(3)草是生态系统的基石,草减少,其他生物都减少。由于狮子的食物来源较广泛,蛇的数量减少不会明显影响到狮子数量的变化。
答案:(1)5 (2)三、四、五 捕食和竞争
(3)草 没有明显变化【方法归纳】在食物链和食物网中,某种生物数量增加或减少,会影响到其他生物,从以下三个方面分析:
(1)食物链中生物数量的变化分析:
①食物链中第一营养级的生物减少对其他物种变动的影响:食物链中若处于第一营养级的生物减少,直接以其为食物的第二营养级生物因食物缺乏而数量减少,又会引起连锁反应,致使第三、第四营养级生物依次减少。
②“天敌”一方减少,对被捕食者数量变动的影响:一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者的数量变化是先增加后减少,最后趋于稳定。 (2)复杂食物网中生物数量的变化分析:
①以中间环节少的作为分析依据,考虑方向和顺序为:从高营养级依次到低营养级。
②生产者相对稳定,即生产者比消费者稳定得多,所以当某一种群数量发生变化时,一般不需考虑生产者数量的增加或减少。
③处于最高营养级的种群有多种食物来源时,若其中一条食物链中断,则该种群可通过多食其他食物而维持其数量基本不变。(3)同时占有两个营养级生物数量的变化分析:
①a种群的数量变化导致b种群的营养级降低时,则b种群的数量将增加;
②a种群的数量变化导致b种群的营养级升高时,则b种群的数量将减少。【易错提醒】(1)数食物链的规则:生产者→最高营养级,不中断、不漏掉。
(2)寄生、腐生生物及非生物物质中的能量不在捕食食物链(网)中。
(3)数量波动变化应以就近原则,且以捕食关系进行判断,如草→蝗虫→蛙,蛙数量增加,蝗虫数量会减少。【变式训练】如图所示为草原生态系统中的一个食物网。下列叙述正确的是( )
A.图中共有3条食物链
B.在该食物网中,鹰处于4个不同的营养级
C.蛇和鹰既是捕食关系,又是竞争关系
D.若兔大量减少,鹰也会大量减少【解析】选C。图中应有4条食物链。鹰在这4条食物链中可处于第三、第四、第五营养级,即鹰共处于3个不同的营养级。蛇和鹰因都捕食相思鸟而存在竞争关系,又因鹰捕食蛇而存在捕食关系。若兔大量减少,鹰可以更多地以相思鸟和蛇为食物,所以鹰不会大量减少。1.在下列实例中,不属于初级生产量的是( )
A.绿藻的生产量 B.草的生产量
C.硝化细菌的生产量 D.蚕茧的生产量
【解析】选D。初级生产量来源于生产者,绿藻、草、硝化细菌属于生态系统的生产者,它们的生产量属于初级生产量,蚕茧是蚕的分泌物,属于次级生产量。2.生态系统中,各种生物之间通过捕食与被捕食关系构成食物
链。多条食物链彼此交织成食物网。如图食物网中的食物链有
( )
A.4条 B.5条 C.6条 D.7条
【解析】选C。该食物网中a、b是生产者,共有6条食物链。分
别是:①a→c→d→e;②a→f→g→e;③a→f→h→i;④b→c→d
→e;⑤b→e;⑥b→g→e。3.关于生态系统中分解者的叙述,正确的是( )
A.专门营腐生生活的细菌也不一定是分解者,而有可能是生产者或消费者
B.分解者将动植物遗体中的蛋白质分解成氨、CO2和水,可以供固氮微生物再利用
C.分解者分解动植物遗体释放出来的能量,可供绿色植物同化作用再利用
D.分解者不一定都是微生物,微生物也不一定都是分解者【解析】选D。营腐生生活的细菌一定是分解者;固氮微生物只能利用大气中的N2,不能利用氨;分解者分解动植物遗体释放出来的能量,被自己利用或以热能的形式散失,不能供绿色植物同化作用再利用;蚯蚓不是微生物,但属于分解者,硝化细菌属于微生物,但不是分解者,而是生产者。4.影响生态系统次级生产量变化的主要因素是( )
A.初级生产量 B.生物量
C.生物多样性 D.次级生产量
【解析】选A。生态系统的生产量有初级生产量和次级生产量,由于次级生产量来源于初级生产量,所以初级生产量是影响次级生产量的主要因素。5.在草原上,狼捕食鹿,下列有关叙述错误的是( )
A.狼捕食了鹿,能量由第二营养级流向了第三营养级
B.在草原上由草→鹿→狼构成一条食物链
C.如果把狼杀尽,鹿的数量将会持续上升
D.狼捕食鹿,能量由初级消费者流向次级消费者
【解析】选C。在草原上由草→鹿→狼构成一条食物链,如果把狼杀尽,在较短的时间内鹿的数量会大量增加,草的数量则会减少,此时则由于食物缺乏,种内斗争加剧,鹿的数量又会下降,逐渐达到稳定。6.如图是处于平衡状态的简单淡水生态系
统的一部分,请回答:
(1)此生态系统中共有 条食物链。
(2)此生态系统中属于第三营养级的动物
是 ,淡水虾与小鱼的关系是 ,大鱼与小鱼的关系是 。
(3)此生态系统中的分解者是 。
A.水鸟 B.水绵
C.水藻 D.腐生细菌、真菌(4)若所有水鸟迁徙到别处,则大鱼数目______,水藻数目_____,淡水虾数目 。
(5)若此生态系统中的水绵大量减少,则下列 会随着发生。
A.水藻大量增多 B.小鱼的数目增多
C.水鸟的数目减少 D.甲壳类动物的数目增加
(6)此生态系统中各种生物的总和,在生态学上称为________
________________________________。【解析】(1)该生态系统中共有三条食物链:
①水藻→甲壳类动物→水鸟;
②水绵→水蚤→小鱼→大鱼→水鸟;
③水绵→水蚤→淡水虾→大鱼→水鸟。
(2)属于第三营养级的动物有水鸟、小鱼、淡水虾,淡水虾和小鱼的关系是竞争,大鱼和小鱼的关系是捕食。
(3)生态系统的分解者是营腐生的细菌、真菌,在捕食食物链中不出现。(4)水鸟迁徙到别处,大鱼和甲壳类动物因天敌减少而数量增多,导致淡水虾和水藻数量减少。
(5)水绵大量减少,导致水蚤减少,小鱼和淡水虾减少,大鱼减少,水鸟为了获得足够的能量,多食甲壳类动物,导致甲壳类动物数量减少,水藻大量增多。
(6)生态系统中各种生物的总和称为群落。
答案:(1)3 (2)水鸟、小鱼、淡水虾 竞争 捕食
(3)D (4)增多 减少 减少
(5)A (6)群落7.(2011·海南高考)某地区常年栖息着30万只鸟类,其中灰椋鸟占了最大优势,数量达10万只之多。灰椋鸟是农林害虫的天敌,喜好群体活动,常集结成庞大的鸟群在天空盘旋,形成壮观的风景。该地区为打造灰椋鸟品牌,计划在林区大规模清除其他树种,并改种灰椋鸟喜居的树种,欲招引20万只以上灰椋鸟。该计划的实施将使该地区( )
A.灰椋鸟种内竞争必然减弱
B.鸟的种类必然增加
C.农林害虫数量必然大幅度上升
D.生态系统的结构必然发生变化【解析】选D。A项错误,种植了大量灰椋鸟喜居的树种,使灰椋鸟的数量增加,种内竞争会加剧,而不是减弱;B项错误,清除其他树种,其他鸟类生活受到影响,鸟的种类必然减少;C项错误,灰椋鸟是害虫的天敌,灰椋鸟的数量增加,害虫的数量必然减少;D项正确,清除其他树种,改种灰椋鸟喜居的树种,使植物的种类发生改变,同时使鸟的种类和数量发生改变,因此改变了生态系统的物种组成,生态系统的结构发生改变。8.(2010·海南高考)有一种生态农业模式是在水稻田中养鸭,利用鸭控制稻田中的杂草和害虫,鸭粪用作肥料。下列关于该模式的叙述中,错误的是( )
A.杂草和水稻是生产者
B.鸭与害虫的种间关系为捕食关系
C.杂草和水稻的种间关系为竞争关系
D.水稻、鸭、害虫和杂草组成了一个农田生态系统【解题指南】(1)考查实质:主要考查生态系统和群落概念的区别和对四大种间关系的理解。
(2)解题关键:
①杂草和水稻均为第一营养级。
②鸭可以控制杂草和害虫。
③生态系统由生物群落和非生物环境组成。
【解析】选D。该生态系统中杂草和水稻是能够进行光合作用合成有机物的生产者;鸭可以捕食害虫以控制害虫的数量;杂草和水稻会竞争稻田中的养料和生存空间;生态系统是由生物群落和非生物环境组成的,水稻、鸭、害虫和杂草等各种生物不能组成生态系统。9.(2009·浙江高考)经调查,某生态系统中Y、X、Z分别为第一、第二和第三营养级,每个营养级不同物种的个体数量如图甲所示(图中每一柱条代表一个物种)。一段时间后个体数量发生变化,结果如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.X营养级的生物被捕食的压力明显增加
B.Z营养级生物个体数量的增加是由捕食对象专一引起的
C.Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果
D.X营养级的生物之间存在明显的竞争关系,且其中某种生物处于竞争劣势【解析】选A。根据个体数量可以确定Y、X、Z分别为生态系统中第一、第二和第三营养级。从图乙可以看出,一段时间后,X营养级的生物数量减少,被捕食的压力明显增加;Z营养级生物个体数量的增加是由于前一段时间食物充足引起的。从图中不能看出Y营养级生物个体数量的变化是由于捕食者对捕食对象有选择的结果;该图解中没有反映出各生物之间的食物关系,因此不能确定X营养级的生物之间是否存在竞争关系。10.(2011·新课标全国卷)某岛屿栖息着狐和野兔,生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐,狐也捕食羊羔。第5年,岛上狐濒临灭绝,但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第6年,野兔种群暴发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫,其数量骤减。回答问题:
(1)人和狐的种间关系是 ,兔瘟热病毒与野兔的种间关系是 。
(2)画出由人、羊、狐、野兔和牧草组成的食物网。
(3)人登岛后的第5年,与登岛前相比,野兔种内竞争强度_________(增强、减弱、不变)。(4)一般情况下,被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而 (增强、减弱、不变)。【解析】本题考查的是生物群落的种间关系和生态系统的相关内容。
(1)通过题干所给的信息——人捕食狐体现人和狐是捕食关系,人捕食野兔、狐捕食野兔体现人和狐是竞争关系,病毒和野兔之间是寄生关系。
(2)绘制食物网注意把各种生物间的捕食关系弄清楚,不要遗漏。
(3)第5年与登岛前相比,野兔的数量增加,种内竞争加剧。
(4)捕食者对被捕食者进行选择,免疫力强的适应环境生存下来,体弱的被淘汰,因此传染病的流行程度减弱。答案:(1)竞争和捕食 寄生
(2)
(3)增强 (4)减弱课件87张PPT。第三、四节 能量流动和物质循环
生态系统的稳态及其调节一、生态系统中的能量流动
1.能量流动过程
(1)能量流动的起点:___________(或光能)。
(2)能量流动的渠道:_______________。太阳辐射能食物链或食物网(3)植食动物的能量去向:
①被自身细胞_____消耗;
②被_______分解;
③被_________取食并同化;
④未利用。呼吸分解者肉食动物2.能量流动特点
(1)_________,不可逆的。
(2)_________,传递效率一般只有约10%。
3.从能量流动过程可以推知
(1)植食动物比肉食动物___。
(2)高营养级生物数量___、生物量___、能量少、价值高。
(3)一个生态系统必须不断地从外界_________才能维持其正常
功能。 单方向的逐级递减多少小输入能量二、生态系统中的物质循环——碳循环
1.碳循环的路线
大气圈→___________ →分解者→ _______。
2.碳循环的特点
(1)反复利用,_________。
(2)具有_______。
3.大气圈中的CO2变化特点
有着明显的昼夜变化和_________。植物和动物大气圈往复循环全球性季节变化三、生态系统的稳态及其调节
1.调节方式:_________
2.调节类型反馈调节抑制和减弱保持稳定远离稳态3.稳态的标志
生态系统达到最稳定的_________状态。
4.稳态的原因
生态系统具有_____________。动态平衡自我调节功能1.生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量。( )
【分析】生态系统的能量流动包括能量的输入、传递、转化和
散失,各营养级的呼吸量即为能量的散失。
2.食物链中初级消费者越多,次级消费者获得的能量越少。
( )
【分析】能量由初级消费者流向次级消费者,食物链中初级消
费者越多,次级消费者获得能量的可能性就越大,但一般只能获
得初级消费者能量的10%左右。××3.(2010全国卷ⅠT5C)沼渣、沼液作为肥料还田使能量能够循
环利用。( )
【分析】能量只能单向流动,不能循环利用。
4.(2009江苏T17C)饲养牛、羊等动物,成本低、产量高。( )
【分析】生态系统中的能量在流动过程中逐级递减,营养级越
高可获得的能量越少。饲养的牛、羊等动物以植物作为食物,
为第二营养级,故饲养成本低、产量高。
5.在生态系统中能量流动的渠道由生产者、消费者和分解者组
成。( )
【分析】食物链和食物网是生态系统中能量流动的渠道,食物
链、食物网由生产者、消费者组成,不包括分解者。×√×6.(2009福建T2B)生态系统内部结构与功能的协调,可以提高生
态系统稳定性。( )
【分析】生态系统的一个重要特点就是它常常趋向于稳态,使
系统内部的所有成分彼此相互协调,保持稳定。√考点 一 生态系统的能量流动
1.能量流动过程输入:生产者固定的太阳能(不是照射到生态系统的总能量)传递:沿食物链(网)由上一营养级传递给下一营养级转化:太阳能→有机物中化学能→热能散失:最终以热能形式散失2.各营养级的能量
流入一个营养级的能量是指被这个营养级的生物同化的全部能量。能量的来源与去路有:(1)来源 (2)去路:一个营养级同化的总能量 ①生产者:主要来自太阳能——总初级生产量
②各营养级:来自上一营养级所同化的能量①自身呼吸消耗
②流入下一营养级
③被分解者利用
④未被利用3.能量传递效率
能量传递效率=4.能量流动特点的原因分析
(1)单向流动:
①能量流动是沿食物链进行的,食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果,是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用,因此能量流动无法循环。
(2)逐级递减:
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者。
③各营养级的能量都有未被利用的部分。【高考警示】
摄入量≠同化量
(1)原因分析:消费者摄入的食物大部分经消化吸收后被同化,未被吸收的食物残渣以粪便形式排出体外,这些粪便中含有的能量未流入本营养级,不属于本营养级同化的能量,它实际与上一营养级的遗体、残骸一样,属于被分解者分解的那一部分。
(2)二者关系:同化量=摄入量-粪便量。考查角度 1 根据表格数据信息考查生态系统的能量流动
【典例1】某草原生态系统一条食物链A→B→C中,各种群对能量
的同化、利用、传递等的部分数量关系如下表。已知该草原生
态系统受到的太阳辐射为150 000.0百万千焦,但其中149 875.0
百万千焦的能量未被生产者固定。下列有关计算不正确的是
( )(单位:百万千焦)A.流经该生态系统的总能量为125.0百万千焦
B.A净生产量为59.5百万千焦
C.B呼吸消耗的能量为19.0百万千焦
D.能量从B到C的传递效率约为14.3%
【解析】选C。流经该生态系统的总能量为150 000.0-
149 875.0=125.0(百万千焦),即A的同化量,A的净生产量=同化量-呼吸消耗量=125.0-65.5=59.5(百万千焦)。B呼吸消耗的能量为14.0-5.0=9.0(百万千焦);能量从B到C的传递效率为2.0÷14.0×100%≈14.3%。【互动探究】(1)B排出的粪便中的能量实际应包含在表中的哪一能量中?
提示:A的同化量和A传递给分解者的能量中。
(2)C的净生产量为多少?
提示:C的净生产量=C的同化量-C的呼吸消耗量=2.0-1.4=0.6(百万千焦)。【变式训练】如图为生态系统中能量流动图解的部分示意图,
①②③④⑤各代表一定的能量值。下列各项中正确的是( )
A.第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为[(③+④)/②]
×100%
B.图中④包含了次级消费者粪便中的能量
C.在人工饲养的高密度鱼塘中初级消费者获得的总能量往往大
于①
D.食物链中的各营养级获得能量的方式及能量的用途完全相同【解析】选C。第三营养级流向第四营养级的能量传递效率为(③/②)×100%;粪便不属于次级消费者自身的同化量;在食物链中各营养级获得能量的方式及能量的用途不完全相同,如第一营养级与各消费者同化能量的方式不同;在人工饲养的高密度鱼塘中,鱼所获得的能量不只是来自生产者,而可能更多地来自人工投放的饲料。考查角度 2 以生态系统的能量金字塔为载体考查生态系统的
能量流动
【典例2】如图表示某生态系统的能量金字塔,P为生产者,Q1为初级消费者,Q2为次级消费者。对图中的各营养级所含有的能量进行分类剖析。其中分析不正确的是( )
(注:图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量)A.b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量
B.c1表示初级消费者中被次级消费者同化的能量
C.b和d之一可代表生产者传递给分解者的能量
D.初级消费者产生的粪便中所含的能量包含在c中【解析】选D。结合题干及图示可知:图中a、a1、a2表示上一年留下来的能量,e、e1、e2表示呼吸消耗量。则c、c1分别是生产者流入初级消费者、初级消费者流入次级消费者的能量。b和d(b1和d1、b2和d2)之一可代表粪便、残枝败叶、遗体等传递给分解者的能量,另一个表示未被利用的会保留至下一年的能量。因此b+c+d+e为本年度流入该生态系统的总能量。c1代表初级消费者流入次级消费者的能量,即被次级消费者同化的能量。初级消费者产生的粪便中所含的能量属于生产者同化的能量,应在b或d中,所以D项不正确。【互动探究】(1)如果此生态系统每年的能量金字塔都与B图一样,预测这个生态系统的生物量变化趋势。
提示:增加。B图中,每个营养级都有上年剩余的能量以及本年度未利用的能量,按照这个趋势,这个生态系统的生物量会增加。
(2)这一年,P和Q1之间的能量传递效率如何计算?
提示:P本年的同化量是b+c+d+e,Q1本年的同化量是c,则能量传递效率是c/(b+c+d+e)×100%。【变式训练】如图表示A、B两个特殊生态系统的能量金字塔。有关解释正确的是( )
A.一个吃玉米的人所获得的能量一定比一个吃牛肉的人获得的能量多
B.能量沿食物链单向流动,沿食物网可以循环利用
C.若A和B中玉米的数量相同,已知A最少能养活10 000人,则B最少能养活1 000人
D.若土壤中含相同浓度的难降解污染物,则A中的人和B中的人体内污染物浓度相等【解析】选C。作为一个个体,吃玉米获得的能量与吃牛肉获得的能量的多少与吃的量的多少有关;能量只能提高利用率,不能循环利用;由于能量的传递效率一般只有约10%,所以A中养活的人是B中养活的人的10倍;由于食物链有生物放大作用,食物链越长,最高营养级中有毒物质的含量越高。考点 二 生态系统的物质循环
1.物质循环
(1)概念解读:
①物质:指组成生物体的C、H、O、N等基本元素。
②循环范围:指在生态系统内的生物群落和无机环境之间所形成的反复的循环运动。
(2)特点:
①全球性:地球上最大的生态系统是生物圈,所以物质循环带有全球性。
②循环利用:物质在生物群落和无机环境之间反复循环。2.碳循环
(1)过程,如图所示。
(2)过程解读:
①碳的存在形式:无机环境:CO2和碳酸盐
生物群落:含碳有机物②碳循环形式:
③实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键环节是生产者和分解者。
④目前由于大气中CO2含量持续增加,碳循环平衡被打破,形成温室效应。3.能量流动和物质循环的关系【思维拓展】
与碳循环有关的生理过程
(1)光合作用:碳元素进入生物群落的方式,CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的,主要是绿色植物的光合作用。
(2)呼吸作用:生产者、消费者的呼吸作用,包括需氧呼吸和厌氧呼吸,通过细胞呼吸产生二氧化碳释放到大气中。
(3)分解作用:生产者和消费者的遗体被分解者分解利用,所产生的二氧化碳返回到大气中。【典例3】2012年世界环境日的主题主要凸显绿色经济,如今低碳生活、绿色经济已成为人类共同的目标。如图是碳循环的部分过程,有关分析不正确的是( )
A.碳循环的过程①②伴随着生态系统的能量流动
B.植树造林有助于增强过程②而减少大气CO2含量
C.减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施
D.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡【解析】选A。据图可知,大气中CO2的来源有①生产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用和③化石燃料的燃烧,但降低大气中CO2的含量主要是通过②生产者的光合作用来实现的,而③是引起大气中CO2含量增加的主要原因,故植树造林有助于增强过程②而减少大气CO2含量,减少对过程③的依赖是缓解温室效应的重要措施。伴随过程②,能量流入生物群落,而过程①不伴随着生态系统的能量流动,故A项错误。【变式训练】如图是生态系统中某元素循环的模式图,该图可以说明( )
①该图主要体现的是碳元素的循环
②A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分
③图中的生理过程②全在线粒体中进行
④该物质循环带有全球性A.①④ B.②④
C.①② D.①③
【解析】选A。图示为碳循环示意图,具有全球性和循环性特点。A是生产者,B是初级消费者,C是次级消费者,D是分解者,其中A、D是生态系统不可缺少的。图中生理过程②的场所是细胞溶胶和线粒体。考点 三 生态系统的稳态及其调节
1.稳定性的前提条件
只有当生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全,能量的输入保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。2.稳定性表现
(1)结构相对稳定:生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化,一般相关种群数量呈周期性变化,可用如图曲线表示:
(2)功能相对稳定:生物群落的能量输入与输出相对平衡,物质的输入与输出保持相对平衡。3.生态系统反馈调节类型
(1)负反馈调节:
①图示:
②结果分析:
抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化,使生态系统保持稳定。(2)正反馈调节:
①图示:
②结果分析:加速最初发生变化的那种成分所发生的变化,使生态系统远离稳态。【高考警示】
(1)生态系统的稳态是一种相对稳定状态,不是绝对不变的。
(2)负反馈调节是生态系统自我调节能力的基础。
(3)生态系统中并非生物数量越多,生态系统越稳定,而是生态系统中的食物关系越复杂,生态系统越稳定。【典例4】如图所示,图A和图B分别为草原和湖泊生态系统中的反馈调节示意图,图A的甲、乙、丙中有一种为生产者,请据图回答下列问题:(1)作为一个完整的生态系统,除了图A中所示的成分外,还应该
包括 和______________。
(2)甲、乙、丙三者之间的食物关系是____________________;
该生态系统的 是沿着这条渠道进行的。
(3)图B所示的某种调节活动导致的最终结果是______________
______。此结果产生的原因是 。
(4)图A和图B这两种反馈调节是否相同?为什么? ____________________________________________________
____________________________________________________。【解析】(1)图A中甲、乙、丙的数量关系表示它们之间存在食物关系,能构成食物链,在此基础上如果再补充上分解者和非生物环境即可表示完整的生态系统。
(2)由图A中甲、乙、丙的数量变化可判断它们的食物关系为乙→甲→丙,这条食物链是能量流动的渠道。
(3)图B的调节方式为正反馈调节,由于调节过程中鱼类数量减少,导致生物种类减少,生态系统的自我调节能力降低,加速生态系统原有的稳态被破坏。
(4)图A为负反馈调节,与图B的调节方式不同。答案:(1)分解者 非生物环境
(2)乙→甲→丙 能量流动
(3)加速生态系统原有的稳态被破坏
生物种类减少,生态系统自我调节能力降低
(4)不同。图A为负反馈调节,图B为正反馈调节【变式训练】图中甲为某清洁水体在遭受一次性有机物轻度污染后,污染物含量的变化。则水体中好氧性微生物数量变化的曲线最可能接近于图乙中的哪一条曲线( )
【解析】选D。解答本题时要注意是“一次性有机物污染”,而不是连续污染。有机物的分解主要靠好氧性微生物,因为开始污染物含量较多,所以微生物的数量在一定时期内逐渐增加,但随着微生物的分解作用,污染物逐渐减少,导致微生物的斗争加剧,出生率下降、死亡率增大,微生物数量减少。【拓展延伸】
个体、种群、群落、生态系统的内涵及相互关系
1.四者的比较2.四者的关系个体 同种个体总和
同一时间、空间内 种群 不同种群的总和
同一时间、空间内 群落 群落与非生物环境同一时间、空间内 生态系统 最大 生物圈 【备选典例】以下关于种群、群落和生态系统的叙述,正确的是( )
A.种群中的个体是生物进化的基本单位
B.亚热带生长的常绿阔叶林组成了一个种群
C.马尾松林地中所有树木构成了生物群落
D.生态系统的营养结构是食物链和食物网【解析】选D。在一定的时间和空间内同种生物所有个体的总和构成种群;在一定区域内所有种群(所有生物)的总和构成群落;群落及其生活的无机环境共同构成生态系统。生态系统的成分有非生物环境和生物群落;营养结构包括食物链和食物网。生态系统的功能包括能量流动和物质循环。生物进化和繁殖的基本单位是种群,而非个体。【变式训练】如图表示个体、种群、群落和生态系统间的关系,有关表述正确的是( )
A.图中a表示生态系统,b表示群落,c表示种群,d表示个体
B.一片鱼塘中所有的动植物可用c表示
C.b的未来发展趋势可通过年龄结构来预测
D.d的成分是生产者、消费者和分解者【解析】选C。生态系统、群落、种群和个体是逐级包含的关系,图中a表示个体、b表示种群、c表示群落、d表示生态系统;种群的未来发展趋势可通过年龄结构来预测;一片鱼塘中所有的动植物既不是种群也不是群落,不能用c表示;生态系统的成分是生产者、消费者、分解者和非生物环境。生态系统中能量流动的计算方法
【典例】如图是某人工鱼塘生态系统能量流动过程中部分环节涉及的能量相对值。试回答下列有关问题。(1)图中①代表的生理过程是 ,图中②代表的能量主要以 的形式贮存。
(2)该生态系统的总能量是 固定的。
(3)能量从该生态系统的第二营养级到第三营养级传递的效率约为 。
(4)试分析图中植食动物、肉食动物和顶位肉食动物随营养级的升高需要的有机物输入越来越多的原因是______________
____________________________________________________。【解析】①代表生物的呼吸作用,②为动植物体中有机物含有的化学能,这些能量都来自生产者光合作用固定的太阳能。第三营养级生物(肉食动物)从第二营养级生物(植食动物)获得的能量为2.1+5.1+0.05+0.25-5=2.5,第二营养级生物同化的总能量为4+9+0.5+2.5=16,生产者固定的太阳能总量为23+70+3+16-2=110,能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为2.5/16×
100%≈15.6%。能量流动是逐级递减的,要维持高营养级生物较高的能量输出,就需要为各营养级提供更多的物质和能量。答案:(1)呼吸作用 (有机物中)稳定的化学能
(2)生产者 (3)15.6%
(4)能量流动逐级递减以及维持各营养级较高的能量输出量【方法归纳】关于能量在营养级之间传递的计算,一般从食物链和食物网两个方面分析:
(1)能量在食物链中传递的计算:
①在一条食物链中,若某一营养级的总能量为n,则传到下一营养级的能量为n×10%(即0.1n);
②在一条食物链中,某一营养级的能量为n,则上一营养级的能量为n÷10%=10n。(2)能量在食物网中传递的计算:
①若一食物网中,已知最高营养级增重为N,要求最多消耗第一营养级多少能量时,应按最长食物链计算;
②若一食物网中,已知第一营养级能量为M,要求最高营养级最少获得多少能量时,应按最长食物链计算。【易错提醒】(1)已知较低营养级的能量(生物量),计算较高营养级获得的能量(生物量),要乘以每两个相邻营养级的能量传递效率。
(2)若没有说明传递效率是多少,则一般按传递效率为10%计算。【变式训练】如图为某生态系统中食物链所反映出的能量流动情况,箭头为能量流动的方向(单位是kcal·m-2·a-1)。下列说法正确的是( )
A.在入射的太阳能中,生产者只利用了其中的1%左右
B.流经该生态系统的总能量是(16 000+13 200)kcal·m-2·a-1
C.分解者可利用各营养级同化的全部能量
D.研究生态系统的功能,可帮助人们合理地调整物质和能量循环流动关系【解析】选A。生产者同化的能量为流入生态系统的总能量,即
为16 000 kcal·m-2·a-1,B选项错误;生产者同化的能量占入
射太阳能比例为 ×100%≈1.07%,A选项正确;各营养级通
过呼吸作用散失的能量,分解者不能利用,C选项错误;在生态系
统中能量只能沿食物链或食物网流动而不能循环,D选项错误。1.采取下列措施,能提高一个生态系统的稳定性的是( )
A.减少捕食者和寄生者的数量
B.使生产者和消费者的数量保持平衡
C.增加适宜的物种数目
D.限制一个演替系列的演替过程【解析】选C。生态系统的成分越复杂,营养结构越复杂,生态系统的抵抗力稳定性就越强。减少捕食者和寄生者的数量不仅减少了生态系统中物种的数目,而且还有可能影响甚至破坏原有的生态平衡;使生产者和消费者的数量保持平衡,只能保持原有状态,不会使生态系统的稳定性进一步提高;限制一个演替系列的演替过程,只能干扰生态系统的演替规律,反而降低了稳定性;只有适当增加物种的数目,使生态系统的食物链增多,食物网更加复杂化,才能使生态系统的自我调节能力增强,从而提高生态系统的抵抗力稳定性。2.如图表示生态系统能量流动金字塔,营养级②比营养级③能量少的原因不包括( )
A.一部分能量由营养级③流向分解者
B.一部分能量被营养级③呼吸消耗掉
C.一部分能量用于营养级③的生长发育和繁殖
D.一部分能量用于营养级②的生长发育和繁殖
【解析】选D。生态系统中每个营养级的能量都有一部分流向分解者,自身的呼吸作用及生长发育和繁殖等需要消耗一部分,使得能量传递是逐级递减的,导致营养级②比营养级③能量少。3.某一生态系统中,已知一只鹰增重2 kg要吃10 kg小鸟,小鸟
增重0.25 kg要吃2 kg昆虫,而昆虫增重100 kg要吃1 000 kg绿
色植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为
( )
A.0.05% B.0.5%
C.0.25% D.0.025%
【解析】选C。据该生态系统的能量传递效率可知,鹰增重1 kg
需要小鸟5 kg,需要昆虫5/0.25×2=40 kg,最终需要绿色植物
400 kg,因此鹰对绿色植物的能量利用百分率为1/400×100%
=0.25%。4.某池塘中,早期藻类大量繁殖,食藻浮游动物(水蚤)大量繁殖,藻类减少,接着又引起水蚤减少。后期排入污水,引起部分水蚤死亡,加重了污染,导致更多水蚤死亡。关于上述过程的叙述,正确的是( )
A.早期不属于负反馈,后期属于负反馈
B.早期属于负反馈,后期不属于负反馈
C.早期、后期均属于负反馈
D.早期、后期均不属于负反馈
【解析】选B。食藻浮游动物和藻类构成捕食关系,藻类减少,导致浮游动物减少,可构成负反馈;当排入污水后,水蚤死亡,加剧了污染,又导致更多的水蚤死亡,这属于正反馈。5.如图为一个生态系统的模式图,相关叙述正确的是( )
A.若用此图表示该生态系统的碳循环,则丁为微生物
B.若用此图表示该生态系统的碳循环,则丙处于最高营养级
C.若丁为沼气池,沼渣、沼液作为甲的肥料,使能量循环利用
D.若乙为初级消费者,则乙种群同化的有机物总量比甲的小【解析】选D。本题综合考查了生态系统的物质循环和能量流动。若此图表示该生态系统的碳循环,则甲为生产者,乙为消费者,丙为分解者,丁为非生物环境,丙作为分解者,不出现在捕食食物链中;若丁为沼气池,沼渣、沼液作为甲的肥料,使物质循环利用;若乙为初级消费者,甲为生产者,初级消费者同化的有机物总量比生产者的小。6.根据生态系统的结构和功能,下列叙述中错误的是( )
A.“桑基鱼塘”生态系统与普通水稻生态系统相比实现了能量多级利用
B.碳循环的关键环节是生产者的光合作用和分解者的分解作用
C.水产养殖业,为充分利用生产者所固定的能量,应以食物链长的鱼类为养殖对象
D.营养级越高的生物种群体内积累的有毒物质越多,所获得的能量越少【解析】选C。“桑基鱼塘”生态系统的营养结构远比水稻生态系统复杂,能实现能量的多级利用;生产者的光合作用使碳由无机环境进入生物群落,分解者的分解作用是生物群落中的碳返回无机环境的重要方式,二者是碳循环的关键环节;水产养殖业中食物链越长,能量传递过程中能量耗损越多,鱼类固定的能量越少;由于生物放大作用,营养级越高的生物种群体内有毒物质积累得越多。7.图甲表示某湖泊中一种经济鱼类的种群特征;图乙为该湖泊生态系统能量流动图解,其中A、B、C代表3个营养级,数字均为实际测得的能量数,单位为百万千焦。请据图回答问题。(1)为获得持续较高的经济效益,在渔业捕捞时最好把种群密度控制在图甲中的 点。若测得图甲中B点时的该鱼种群数量为1 000条,则湖泊中其种群的K值为 条,D点时该鱼种群的年龄结构属于 型。
(2)图乙表明,流经该生态系统的总能量是 百万千焦,能量流动特点是 ,从B到C的能量传递效率为_______。【解析】(1)在渔业捕捞时最好把种群密度控制在图甲中的B(K/2)点,此时种群出生率和死亡率差值最大,种群增长速率最大;B点时种群数量为K/2值,若鱼种群数量为1 000条,则湖泊中其种群的K值为2 000条;D点时种群的出生率等于死亡率,种群达到最大值,此时种群的年龄结构为稳定型。
(2)图乙中流经该生态系统的总能量为(3.5+20+43.5+52.5)
=119.5,能量流动特点是单向流动、逐级递减,从B到C的能量传递效率是4.0/20.0×100%=20%。
答案:(1)B 2 000 稳定
(2)119.5 单向流动、逐级递减 20%8.(2011·海南高考改编)关于生态系统的叙述,正确的是( )
A.生态系统中生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量
B.生态系统中的最高营养级所获得的能量最多
C.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越大
D.生态系统的食物链中营养级越高的生物,其体型必然越小
【解题指南】(1)考查实质:本题考查生态系统中能量传递的特点,特别考查能量传递的特例。
(2)解题关键:理解生态系统中能量传递的过程,同时能够准确利用逆向思维找出能量传递的特例。【解析】选A。A项,生态系统中能量传递的效率约为10%,因此生产者得到的能量必然大于消费者得到的能量;B项,能量沿着食物链流动时是逐级递减的,所以最高营养级获得的能量最少;C、D项,生态系统的食物链中,动物的体型与营养级的高低关系不大,如大象比狮子体型大,但是它的营养级比狮子低。9.(2010·江苏高考)有人发起“多吃素食、少吃肉食”的运动,以支援粮食短缺地区的灾民。运用生态学知识对此的合理解释是( )
A.多吃肉食会增加心血管病的发病率
B.直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更多的能量
C.多吃肉食比多吃素食消耗的粮食总量更多
D.节省的肉食可以帮助灾民提高营养水平【解析】选C。多吃肉食会增加心血管病的发病率,与支援粮食短缺地区的灾民无关;根据生态系统中能量流动规律(单向流动、逐级递减),直接以低营养级的生物为食将消耗生态系统更少的能量;根据生态系统中能量流动规律(单向流动、逐级递减),多吃肉食(高营养级)比多吃素食(低营养级)消耗的粮食总量更多,则少吃肉食可减少粮食消耗;节省肉食的目的是减少粮食的消耗,而不是捐献肉食。10.(2010·全国高考)下列关于生态系统的叙述,错误的是( )
A.草原生态系统比农田生态系统的群落结构复杂
B.环境条件分布不均匀是形成群落水平结构的原因之一
C.我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱
D.植物可通过呼吸作用和光合作用参与生态系统的碳循环【解析】选C。农田生态系统是人工建立的生态系统,人们种植的各种农作物是这一生态系统的主要成员,农田中的动植物种类较少,群落的结构单一;相比之下,草原生态系统的动植物种类多,群落结构也复杂,A项正确。群落在水平方向上具有一定结构的主要原因为地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等,即环境条件分布不均匀,B项正确。我国南方气温较北方高,南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的强,C项错误。生态系统的碳循环主要以二氧化碳的形式进行,大气中的碳进入生物群落需通过植物的光合作用,而植物通过呼吸作用释放的二氧化碳又可重新回归大气,D项正确。11.(2012·安徽高考)某弃耕地的主要食物链由植物→田鼠→鼬构成。生态学家对此食物链能量流动进行了研究,结果如下表,单位是J/(hm2·a)。(1)能量从田鼠传递到鼬的效率是_________________。
(2)在研究能量流动时,可通过标志重捕法调查田鼠种群密度。在1 hm2范围内,第一次捕获并标记40只田鼠,第二次捕获30只,其中有标记的15只。该种群密度是 只/hm2。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则会导致种群密度估算结果_______。
(3)田鼠和鼬都是恒温动物,同化的能量中只有3%～5%用于___
___________________,其余在呼吸作用中以热能的形式散失。(4)鼬能够依据田鼠留下的气味去猎捕后者,田鼠同样也能够依据鼬的气味或行为躲避猎捕。可见,信息能够______________,维持生态系统的稳定。【解析】(1)摄入量=同化量+粪便量,能量的传递效率=该营养级同化能量/上一营养级同化能量×100%,即能量从田鼠传递到鼬的效率是(2.25×107)/(7.50×108)×100%=3%。
(2)该种群密度是40×30÷15=80(只/hm2)。若标记的田鼠有部分被鼬捕食,会导致第二次捕获的标记的田鼠减少,从而使种群密度估算结果偏高。
(3)在每一营养级中,同化的能量绝大部分在呼吸中以热能的形式散失,只有少部分用于生物的生长、发育、繁殖等生命活动。
(4)生态系统中信息传递是双向的,能够调节种间关系,维持生态系统的相对稳定。答案:(1)3% (2)80 偏高
(3)生长、发育、繁殖等生命活动
(4)调节生物的种间关系课件3张PPT。第四章 种 群课件49张PPT。第一节 种群的特征一、出生率和死亡率
某地区总人口数为1 000人,2011年出生5人,死亡2人。请写出
该地区出生率和死亡率的通用公式:
1.出生率=________________________=5‰
2.死亡率=________________________=2‰
3.出生率减去死亡率是种群的___________
4.该种群中出生率_____死亡率,表现为种群数量增加出生个体数/种群总个体数死亡个体数/种群总个体数自然增长率大于二、年龄结构和性比率
1.年龄结构
是指各个年龄组_________在种群中所占的比例关系。常用___
_________图形来表示。
2.年龄金字塔个体数量年龄金字塔(1)年龄金字塔的含义:
①底部代表_______________,顶部代表_____________。
②宽度代表该年龄组个体数量在_________中所占的比例。
③中线把每一个年龄组都分为左右两半,左边代表_____,右边
代表_____。
(2)写出图中三种年龄结构的类型及种群数量的变化:
A:_______,预示着种群数量有一个很大的发展。
B:_______,预示着种群数量保持零增长。
C:_______,预示着种群数量衰减。最年轻的年龄组最老的年龄组整个种群雄性雌性增长型稳定型衰退型3.性比率
指种群内_____________的相对比例,人类性比率基本保持
_____。两性个体数量1∶1三、种群密度及调查方法
1.种群密度
指某个种群在_______________内的个体数量。
2.常用方法
对动物种群密度的调查常采用___________。
3.计算公式
_________(N表示种群总个体数,M表示标志个体数,n表示重捕
个体数,m表示重捕中被标记的个体数)。单位空间或面积标志重捕法N=M·n/m1.种群是占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体,种群
特征可以代表种群内任一个体的特征。( )
【分析】尽管种群是指一定空间和时间的同种生物个体的集合
体,但种群特征是对种群内个体特征的统计值,是种群所特有
的。
2.年龄结构为稳定型的种群,种群数量一定保持稳定。( )
【分析】种群的出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还与
气候、食物、天敌等有关。××3.出生率大的种群,其种群内个体数量将逐渐增多。( )
【分析】种群的数量变化由出生率和死亡率共同决定,当种群
的出生率大于死亡率时,种群数量才会增多。
4.种群密度是种群最基本的数量特征。( )
【分析】种群密度是某个种群在单位面积或单位体积中的个体
数,种群其他特征的变化都会影响种群密度。
5.动物种群密度调查必须用标志重捕法。( )
【分析】标志重捕法主要适用于活动能力强、分布广的动物,
对于活动能力弱、活动范围小的动物,如蚜虫等不可以用标志
重捕法。×√×考点 一 种群的概念
1.种群概念的理解
种群具有两个要素,满足两个条件,包含两个方面。
(1)两个要素:“同一物种”和“集合体”。
①同一物种:种群内的个体均属同一物种,不存在生殖隔离和地理障碍,个体间能进行自由交配。
②集合体:指一个群体,即该物种的全部个体,包括各个年龄段的个体。(2)两个条件:空间和时间。
种群必须有一定的空间和时间限制,不同空间和时间的两个同种个体存在着地理和时间障碍,即处于不同空间和时间的同种生物不是一个种群。
(3)两个方面:内涵和外延。
①内涵:种群是个集合体,具有一系列自身特征,如种群密度、出生率和死亡率、年龄结构、性比率等。
②外延:种群内个体间有复杂的种内关系,如种内斗争、种内互助等。2.种群的特点
种群不是个体的简单累加,而是物种的具体存在、繁殖和进化的单位,是有发展、自我展示、动态稳定的集合体。
3.判断种群的依据
同一时空、同一物种、所有个体。 【高考警示】
(1)种群≠个体简单相加:种群并不是生物个体的简单相加,而是个体有机组合的统一体。
(2)种群≠物种:种群是指一定区域内同种个体总和;物种是能够在自然状态下相互交配,并且产生可育后代的一群生物。通常一个物种包括很多种群,种群之间长期隔离会导致亚种和新物种的形成。【典例1】下列有关种群的叙述,不正确的是( )
A.种群是生物进化和繁殖的基本单位
B.种群中全部个体的基因组成了这个种群的基因库
C.种群中各年龄期的个体数目比例适中,则该种群的种群密度在一定时间内会明显变大
D.种群增长速率在种群的“S”形增长曲线的各阶段是不同的
【解析】选C。种群中各年龄期的个体数目比例适中,则该种群的年龄结构属于稳定型。种群密度会在一段时间内保持稳定,不会明显变大。【互动探究】(1)一个公园中生长着的各种各样的草是一个种群吗?
提示:不是。草有不同的物种种类,可以分为不同种群。
(2)饲养厂中所有的蛋鸡是一个种群吗?
提示:不是。能够下蛋的鸡种类很多,如高山鸡、平原鸡等。考点 二 种群的特征及其相互关系
1.种群密度
(1)特征:
①不同的种群在相同时空条件下,种群密度不同。
②同一种群的种群密度也受时空条件的限制,如季节、水、食物、天敌、隐藏物等都会影响种群密度。
(2)调查方法:标志重捕法。
①调查对象:活动能力强、活动范围大的动物种群。②实施过程:
a.第一次捕获,统计数量并做好标记,原地释放被捕获动物。
b.一段时间后在同一地点第二次捕获该种动物,统计捕获数量和被标记数。
c.估计种群数量或种群密度。
③注意事项:
a.标记物不能过分醒目,以防改变与捕食者之间的关系。
b.标记物和标记方法不会对动物产生影响和伤害。
c.标记物不易脱落。
d.调查期间没有大规模的迁入和迁出,没有外界强烈的干扰。(3)调查意义:
①决定生物的益或害、狩猎或禁猎、防治或不防治。
②检查保护效果和防治效果,进行害虫预测,研究动物种群。2.年龄结构3.种群特征间的相互关系【高考警示】
预测种群数量变化趋势的方法
可以依据性比率和年龄结构预测种群数量的变化趋势。
(1)性比率不能改变种群的死亡率,但能影响雌性个体交配,进而影响出生率。
(2)年龄结构不直接决定种群密度,但能影响种群的出生率和死亡率。【典例2】如图曲线表示a、b两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是( )
A.曲线a代表的种群个体一般体型较大,营养级较高
B.依据曲线b,人工养蜂时种群密度中等最好
C.对大型动物迁地保护,迁移的种群密度不宜过大
D.种群密度为d时,曲线b代表的种群个体间斗争最剧烈【解析】选D。本题通过数学曲线图的形式反映了种群密度和存活率之间的关系。依据曲线b,种群密度中等时存活率最高,故B正确。分析曲线可知a表示的是大型动物,种群密度越大存活率越低,故而对大型动物迁地保护,迁移的种群密度不宜过大,所以A、C正确。D项中种群密度越大,种群个体间斗争越剧烈,故d点不是个体间斗争最剧烈的点。【互动探究】(1)种群密度为d时,b种群的死亡率有什么特点?
提示:死亡率最低。种群密度为d时存活率最高,种群死亡率最低。
(2)d点与K值时对应的种群密度相同吗?
提示:不相同。【变式训练】如图表示蝌蚪的生长、发育速率随种群密度增加的变化情况(在同样的空间里,个数由5增加到160),图中曲线可以说明( )
A.食物短缺降低了蝌蚪的存活率
B.种群密度越大,形成小青蛙的数量越少
C.在一定范围内,蝌蚪的生长速率与种群密度呈正相关
D.高种群密度下,能够变态为青蛙的可能性减小【解析】选D。根据图中的信息,随种群密度的增大,蝌蚪的生长速率减小,达到变态的最小质量所需时间逐渐加长,而发育成青蛙的可能性也逐渐变小;但图中没有反映食物与蝌蚪存活率之间的关系。1.下列可以称为种群密度的是( )
A.农田里一平方米内的植物个体数
B.一个教室里所有的学生数
C.一块棉田中所有的棉铃虫总数
D.某市五万育龄妇女【解析】选C。种群密度指种群在单位空间或面积内的个体数量。A项,“农田里一平方米内的植物个体数”中植物种类一般不单一,故不能称为种群密度。B项,“一个教室里所有的学生数”虽为同一物种,但这个集合只是同种个体的机械累加,不符合种群的定义,故此项不能称为种群密度。D项,“五万育龄妇女”只是种群中部分个体,不符合种群的概念,故此项不能称为种群密度。C项“一块”是范围,“所有的棉铃虫”是一个种群,所以C项可称为种群密度。种群密度的概念有两个要点:①有一定的范围;②范围内生物为一个种群。2.如图是某地区某种植物的种群年龄结构调查结果,其种群发展趋势( )
A.总能量将增加 B.环境阻力不变
C.种群密度下降 D.保持稳定型增长
【解析】选C。根据坐标中种群年龄结构直方图可知,该种群中生殖前期个体少、生殖后期个体多,属于衰退型种群,由此可预测该种植物的种群密度会逐渐下降。3.利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,破坏了种群正常的性比率,该害虫的种群密度将( )
A.明显增大 B.明显减小
C.先减后增 D.相对稳定
【解析】选B。本题考查种群的性比率。性比率在一定程度上影响种群密度。用性引诱剂能够诱杀害虫的雄性个体,破坏了害虫正常的性比率,使很多雌性个体不能完成交配,从而使种群密度明显减小。4.种群密度直接反映了种群数量的大小,有关种群密度的说法中正确的是( )
A.年龄结构对种群密度的影响是通过出生率和死亡率来实现的
B.种群的性比率对种群密度基本没有影响
C.出生率和死亡率是反映种群密度的晴雨表,出生率越高,种群密度越大
D.标志重捕法是调查种群密度的常用方法,适用于各种动物种群密度的调查【解析】选A。根据种群的年龄结构可以预测种群的出生率和死亡率,从而进一步预测种群的未来数量动态变化;种群中个体的性比率通过影响出生率进而对种群密度有较大影响;种群密度(种群数量)的变化受出生率和死亡率共同影响,当出生率大于死亡率时,种群密度(种群数量)增大,当出生率小于死亡率时,种群密度(种群数量)减小;标志重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物。5.(2013·温州模拟)如图表示的是四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例,其中种群密度可能会越来越小的是( )
【解析】选A。根据坐标直方图分析,A中生殖后期个体数最多,其次是生殖期个体,而生殖前期个体数最少,此种群是衰退型,种群密度会越来越小;B图表示的是增长型种群,种群密度会越来越大;C、D表示的可能属于稳定型种群,种群密度可能不变。6.如图为三个种群的年龄结构曲线图,请据图回答:
(1)A、B、C三个种群年龄结构的类型依次是 。
(2)据统计,20世纪70年代初,我国人口年龄结构与图A相似,所以在这以后一段时间内的发展趋势是 。因此我们要认真执行人口的 政策。
(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,最终使害虫种群年龄结构变为三图中的 类型。(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降,现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”,一段时间后,年龄结构会变成图____ 所示类型。
【解析】A曲线表示生殖前期个体多而生殖后期个体少,为增长型。我国20世纪70年代时人口就属于A型,表现为人口大幅度增长;B曲线表示各年龄段的个体数比例相当,属于稳定型;C曲线中生殖后期个体相对较多,属于衰退型。在渔业生产中只有通过合理的政策使种群的数量稳定,才能实现可持续捕捞。用性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,使幼虫数量锐减,害虫年龄结构将成为衰退型。在渔场中采用“抓大放小”的措施,会使生殖前期个体所占比例上升,年龄结构将成为增长型。答案:(1)增长型、稳定型、衰退型
(2)人口密度越来越大 计划生育
(3)C (4)A7.(2012·新课标全国卷)某岛屿上生活着一种动物,其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。如图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述,错误的是
( )A.该种群10月份的出生率可能为零
B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
【解题指南】解答本题的关键是:
(1)分析坐标图,得出年龄结构的周期性变化规律。
(2)熟悉种群特征和各特征间的关系。
(3)明确影响种群密度的因素。【解析】选D。由图所给信息可以直接看出,6～10月份个体逐渐发育到性成熟,而且12月份没有未成熟个体,表明在10月份内可能没有新的个体出生,该月份种群的出生率可能为0,A正确。天敌会捕食该种群中年幼或弱小的个体,影响种群的年龄结构,B正确。在不同的月份中,各年龄组的个体数会有变化,表明种群的年龄结构会随着季节更替而变化,C正确。大量诱杀雄性个体,种群的出生率会降低,种群的密度也将降低,D错误。8.(2011·北京高考改编)在生态学研究中,下列方法与研究目的不相符的是( )
A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C.研究固着在岩礁上贝类的种群密度不能用标志重捕法
D.用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰(富)度【解析】选D。A项,要探究海龟的洄游路线,可以给海龟安装示踪器,以确定它的行程;B项,大雁活动范围大,要调查大雁迁徙路线需要给大雁佩戴标志环;C项,固着在岩礁上的贝类活动范围小,不可以用标志重捕法研究它们的种群密度;D项,达乌尔黄鼠属于同一种生物,即为一个种群的动物,可用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的种群密度,丰(富)度的调查针对的是群落中的不同种生物。9.(2010·山东高考)如图表示出生率、死亡率和种群密度的关系,据此分析得出的正确表述是( )A.在K/2时控制有害动物最有效
B.图示规律可作为控制人口增长的依据
C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量
D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量【解题指南】本题以种群密度与出生率或死亡率的关系图示为素材,体现考纲中的“识图能力”的要求,主要考查对种群的特征中的出生率、死亡率和种群密度的关系的理解。具体思路如下:识别K的含义有关种群密度和出生
率、死亡率的基础知识判断各
项正误【解析】选C。从图示的横坐标看出,K表示种群密度,不是环境容纳量。作为控制人口增长的依据应是种群密度、年龄结构等。从图中看出,K/2时净补充量最大,显然,此时不是控制有害动物的最有效时期。控制有害动物的最有效时期应在有害动物种群密度较小的时候。10.(2010·海南高考)甲、乙、丙是同一物种的三个种群,其年龄结构见表。三个种群年龄结构的类型为( )A.甲是增长型,乙是稳定型,丙是衰退型
B.甲是稳定型,乙是增长型,丙是衰退型
C.甲是增长型,乙是增长型,丙是衰退型
D.甲、乙、丙三个种群都是稳定型
【解题指南】本题以表格的形式展示了甲、乙、丙三个种群中各年龄阶段的个体数,考查对年龄结构类型的判断。主要抓住关键点:根据种群中各年龄阶段的个体数来判断年龄结构的类型。
【解析】选A。分析表格可知,甲中处于幼年期的个体较多,所以年龄结构属于增长型,乙中各个年龄期的个体数差不多,为稳定型,丙中处于老年期的个体数较多,为衰退型。课件51张PPT。第二、三节 种群的增长方式
种群的数量波动及调节一、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
1.计数方法:用_____________进行计数
2.计数顺序:_____→右上→_____→左下
3.测培养液浑浊度的仪器:_______(或比色计)
二、种群的增长方式血细胞计数板左上右下比浊计1.两图表示_______________的关系
2.结合图示完成下表种群数量和时间指数增长“S”形增长资源和空间受到其他生物制约增长很慢一定百分数或倍数K/2K值3.a点是指K值,其含义是___________环境容纳量三、种群的数量波动及调节
1.种群数量波动类型及变化原因
(1)波动类型:___________。
变化原因:气候变化。
(2)波动类型:_________。
变化原因:食料植物、_________和_________三者之间的数量
互动关系。
2.对种群数量波动起调节作用的因素
(1)外源性因素:主要指气候、_____、疾病、寄生和捕食等。
(2)内源性因素:主要有_____调节和_______调节。非周期波动周期波动植食动物肉食动物食物行为内分泌1.“J”形增长是在理想条件下的种群增长,自然界中不存在这
种增长。( )
【分析】在实验室条件下可呈“J”形增长。
2.当一个种群数量超过了其生存地域的环境容纳量时,种群数
量会下降。( )
【分析】K值是种群在一定环境中的稳定平衡密度,当种群数量
高于K值时就会下降。√√3.种群数量达到K/2时增长最快,超过K/2便开始减速增长,此时
种群的出生率小于死亡率。( )
【分析】种群数量超过K/2时,种群增长减慢,但出生率仍大于
死亡率。
4.种群数量达到K值后将稳定不变。( )
【分析】种群数量达到K值后将保持相对稳定,并非稳定不变。
5.(2012浙江T5B)生物的种群数量在各自的K值上下波动。( )
【分析】在相对稳定的生态系统中,各生物之间的关系相对稳
定,生物的种群数量会在各自的K值上下波动。××√考点 一 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化?
1.探究目的
(1)探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律。
(2)学习使用血细胞计数板。
(3)初步尝试建立数学模型。2.探究过程问题:培养液中酵母菌种群数量的变化是如何随时间变化的假设:开始时,酵母菌数量呈“J”形增长;随着时间推移,酵
母菌数量呈“S”形增长方法步骤 (1)取样:取2支有螺旋盖的试管编号为A、B，两试管均加入10 mL无菌葡萄糖溶液；再在试管A中加入0.1 mL酵母菌贮用培养液，试管B中不加
(2)摇匀:拧紧试管盖将试管A倒转数次，使酵母细胞分布均匀
(3)计数:用滴管分别从两试管中取1滴培养液到血细胞计数板的方格区，盖上盖玻片。在高倍显微镜下镜检计数记录结果： 画坐标曲线——在坐标纸上画出酵母菌数量曲线3.注意事项
(1)计数方法:
①压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞数。
②酵母细胞若有粘连,要数出团块中的每一个细胞。
③出芽酵母的芽体体积若超过细胞体积的1/2,则算独立个体。
④计数总数不少于300个细胞。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需拧紧试管盖将试管倒转几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。
(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。【高考警示】
计数酵母菌时不能直接从静置的培养液中取样
培养液中酵母菌分布不均匀,且培养后期的样液中酵母菌浓度高,因此不能直接从静置的培养瓶中取培养原液计数,而应摇匀培养液后再取样,培养后期的样液稀释后再计数,以便减小误差。【典例1】有关“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验,正确的叙述是( )
A.改变培养液的pH不影响K值(环境容纳量)大小
B.用标志重捕法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化
C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数
D.营养条件并非是影响酵母菌种群数量变化的唯一因素
【解析】选D。A项中,养分、空间、温度和有毒排泄物等都是影响种群数量持续增长的限制因素,pH变化影响微生物的生长;B项中,标志重捕法是调查个体较大、活动能力较强的动物种群密度的方法;C项中,对酵母菌计数时先用滴管吸取培养液,滴于血细胞计数板的方格区,盖上盖玻片,用显微镜观察并计数。【变式训练】某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时,同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见下表),均获得了“S”形增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的是( )
A.4支试管内的种群初始阶段都经历了“J”形增长
B.4支试管内的种群同时达到K值
C.试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D.试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降【解析】选B。Ⅰ和Ⅲ试管中培养液多,营养物质多,其内种群的K值大于试管Ⅱ和Ⅳ的K值。4支试管内种群的起始阶段因空间和食物等比较充裕,属于“J”形增长。接种量不同,种群的增长速率不同,不能同时达到K值,接种量大的先达到稳定期继而先进入衰亡期。考点 二 种群数量的变化曲线?
1.曲线比较2.解读坐标图的变化曲线
(1)种群数量的变化曲线:(2)种群增长率与增长速率的比较:
①概念:
a.增长率:是指单位时间内种群数量变化率,即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。
增长率=(现有个体数-原有个体数)/(增长时间×原有个体数)=出生率-死亡率=(出生数-死亡数)/(单位时间×单位数量)。
b.增长速率:是指单位时间种群增长数量。
增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/单位时间。②曲线:(3)出生率和死亡率与种群数量的变化曲线:
解读:出生率-死亡率=增长率,在B点时差值最大,为K/2值;D点时差值等于0,为K值。3.生产应用
(1)在濒危动植物的保护方面,由于环境污染、人类破坏等,造成环境对于此种生物的K值变小,通过建立自然保护区等措施提高环境容纳量,是保护这些生物的根本措施。
(2)在野生生物资源合理开发利用方面,要保证捕捞或利用后,生物种群数量在K/2左右,这样既可获得最大利用量,又可保持种群的高速增长。
(3)在一次性利用生物资源方面,当种群数量达到K值时开始利用,所以应尽量提高环境容纳量,增大K值。【高考警示】
种群数量增长曲线的几点辨析
(1)“J”形曲线数量增长的两种情况:一是在理想状态下;二是在一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时。
(2)“J”形曲线反映的种群增长率是一定的,而“S”形曲线所反映的种群增长率是变化的。
(3)“S”形曲线特点:
a.“S”形曲线上有一个渐近线(K值),即“S”形增长曲线渐近K值,而不会超过K值。
b.曲线的变化是渐平的、平滑的,而不是骤然的。(4)“J”形曲线和“S”形曲线是研究种群数量增长而形成的两条曲线,并不是种群数量变化的全部。种群数量变化的内容包括种群数量的增长、下降、波动等。【典例2】种群在理想环境中呈“J”形曲线增长(如图曲线甲);在有环境阻力条件下,呈“S”形曲线增长(如图曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述,正确的是( )
A.若该图表示草履虫种群增长曲线,当种群数量达到e点后,增长速率为0
B.种群中出现环境阻力是在d点之后
C.若该图表示蝗虫种群增长曲线,则对害虫的防治应在c点之后
D.K值是环境的最大容纳量,不随环境的变化而改变【解析】选A。对害虫的防治应在害虫个体数较少的b点以前进行,故C错误。环境的最大容纳量随环境变化而变化,故D错误。种群数量达到环境所允许的最大数量的一半时,增长速率最快,但是种群所需要的资源(食物、空间等)是有限的,随着资源的枯竭,环境阻力将随着种群的增长而增加,种群增长速率逐渐下降,直到停止增长,种群中出现环境阻力是在b点之后,故B错误。当种群数量达到最大值时,基本稳定,此时增长速率为0,故A正确。【互动探究】(1)图中表示种群的两种增长方式,哪种增长方式的种内斗争更激烈?
提示:乙。甲是在理想条件下进行的,不存在种内斗争,乙是在自然环境中进行的,随着种群数量的增多,种内斗争逐渐加剧。
(2)图中两条曲线所夹的阴影部分有什么含义?
提示:环境阻力(或生存斗争中被淘汰的个体数)。两条曲线所夹的阴影部分既可代表环境阻力,又可表示由于环境阻力的存在,在生存斗争中被淘汰的个体数。1.种群的个体数量呈现指数增长的环境条件往往是( )
A.充足的食物和充分的空间
B.没有天敌和与之竞争的生物
C.无污染,且种群基因库很稳定
D.人工控制的理想实验室条件
【解析】选D。本题考查种群数量变化的条件。呈指数增长即呈“J”形曲线增长,“J”形曲线是一种理想化的增长曲线,往往只有在人工控制的理想实验室条件下才能得到。2.如图所示为在理想状态下和在自然环境中某生物的种群数量变化曲线。下列对阴影部分的解释正确的是( )
①环境中影响种群增长的阻力
②环境中允许种群增长的最大值
③其数量表示种群内迁出的个体数
④其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【解析】选C。本题考查的知识是有关生物种群增长的两种曲线。“J”形曲线是在环境中空间、食物等资源无限的理想状态下的种群增长曲线;而“S”形曲线是在环境中空间、食物等资源有限状态下的种群实际增长曲线。因此阴影部分就表示了环境中影响种群增长的阻力,其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数。3.自然界中生物种群增长曲线常表现为“S”形增长曲线,下列有关种群“S”形增长的正确说法是( )
A.“S”形增长曲线表示了种群数量和食物的关系
B.“S”形增长曲线表示了种群数量与时间无关
C.种群增长在各阶段是不相同的
D.种群增长不受种群密度制约【解析】选C。种群的“S”形增长曲线是指种群在一个有限环境中由于空间、食物和其他生活条件影响,随种群密度的增加,种内斗争和种间竞争加剧而出现的增长曲线。由于种群数量受环境条件的影响,在不同时间有所不同,因而其种群增长在不同阶段各不相同。4.如图所示为有限环境中某一种群增长
的曲线,下列有关叙述正确的是( )
A.K值是环境条件所允许达到的种群数
量最大值
B.在K值时,种群的增长速率最大
C.如果考虑迁入、迁出等其他因素,在K值时出生率等于死亡率
D.假设这是鱼的种群,当种群达到K值时开始捕捞,可持续获得最高产量【解析】选A。在K值时,种群的增长速率为零,不考虑其他因素,出生率等于死亡率。由于种群数量为K/2时能够持续提供较大产量,所以捕捞结束后应该保持种群数量在K/2左右,如果过度捕捞,种群数量会降到K/2以下,种群增长速率会减小;如果在K值时捕捞,种内斗争剧烈,鱼类为了争夺食物消耗的能量加大,导致个体重量较小,能量大量浪费,不能更多地流向人类。5.某海滩黄泥螺种群现存量约3 000吨,正常状况下,该种群每年最多可增加300吨,为充分利用黄泥螺资源,又不影响可持续发展,理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为( )
A.3 000吨 B.1 650吨
C.1 500吨 D.不超过300吨
【解析】选D。题干已经说明“最多可增加300吨”,说明这个时候正好是种群数量为K/2的时候,捕捞量不能使种群数量减少到K/2以下,所以捕捞量最多应该为300吨。就是说为了持续获得最大产量,捕捞量不应超过最大增加量。6.在某一片小麦田中,长有许多杂草,还有食草昆虫、青蛙、蛇等动物活动。某研究小组对该农田生态系统进行研究,根据所学的知识回答有关问题:
(1)此农田中新迁入了一种食草昆虫,如图甲是与这种昆虫种群数量相关的出生率和死亡率的变化曲线。请说出种群在B点后死亡率明显增加的原因: 。(答两点)(2)请根据图甲在图乙坐标系中画出种群数量的变化曲线(将A、D标在纵坐标的合适位置上)。【解析】种群死亡率增加的主要原因是生存斗争加剧,包括食物、空间不足和天敌增多。在绘图时一定要注意按照要求将A、D标在纵坐标的合适位置上,由于A点种群数量不为零,所以曲线的起点不能为零。当种群数量为D时,出生率等于死亡率,此时种群数量达到K值(环境容纳量),所以D点对应种群数量最大值。答案:(1)生活资源和空间有限,天敌增多(其他合理答案也可)
(2)如图(要求:画成“S”形曲线;纵坐标上A点对应起点,D点对应K值)7.(2012·浙江高考)如图是某相对稳定的生态系统中旅鼠的天
敌、植物、旅鼠之间数量变化关系的示意图(图中不同阴影的
面积表示不同比例尺下的个体数量)。下列有关叙述错误的是
( )A.图中所含的食物链为捕食食物链
B.这些生物的种群数量在各自的K值上下波动
C.旅鼠的种群数量主要是由外源性因素调节的
D.旅鼠的天敌、植物、旅鼠之间的数量变化是一种正反馈调节
【解题指南】解答本题的关键应明确两点:
(1)题干中的关键信息:相对稳定的生态系统。
(2)根据图示信息判断三种生物之间的数量变化关系。【解析】选D。从图中可以看出旅鼠多时草减少,旅鼠的天敌增加,所以三种生物构成捕食食物链;该生态系统为相对稳定的生态系统,所以这些生物的种群数量在K值上下波动;旅鼠的种群数量相对稳定主要靠外源性因素调节;旅鼠多时草减少,旅鼠的天敌增加后旅鼠减少为一种负反馈调节。8.(2010·浙江高考)某生态系统中生活着多种植食性动物,其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出,下列关于该种群个体数量变化的叙述,错误的是( )A.若a点时环境因素发生变化,但食物量不变,则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B.若该种群出生率提高,个体数量的增加也不会大幅超过b点
C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降,下降趋势与b～c段相似
D.年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动,波动趋势与c～d段相似【解析】选A。从图中个体数量在K值附近波动可以看出,该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统。若a点环境因素变化,虽然食物量不变,但增长的过程可能会有所波动,仍按“S”形增长(即逻辑斯谛增长),只是斜率有所增大或减小而已;虽然种群出生率提高,但是还有其他诸如年龄结构、性比率以及环境、食物、天敌等因素影响种群的数量,所以种群数量会在K值附近波动,不会大幅超过b点;天敌捕食会影响种群的数量,导致该种群个体数量下降,如b～c段;年龄结构为增长型和衰退型时分别会导致种群数量的增加和减少,所以年龄结构变动会导致该种群个体数量发生类似c～d段的波动。9.(2012·四川高考)为防治农田鼠害,研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田,在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩,为肉食性猛禽提供栖息场所。设桩一段时间后,测得大豆田中田鼠种群密度的变化如图所示。请回答下列问题:(1)该农田生态系统的主要成分是 ,猛禽与田鼠的种间关系是 。
(2)该生态系统中田鼠的种群密度是由____________________决定的;b点以后田鼠种群密度大幅上升,从田鼠生存环境变化的角度分析,其原因是_________________________________。
(3)与曲线Ⅱ相比,曲线Ⅰ所示环境中猛禽的密度__________。若在农田周围合理植树可控制鼠害,从而帮助人们合理地调整该生态系统中的 关系,使人们从中更多获益。【解析】本题主要考查种群数量变化的特点和生态系统的结构。
(1)该农田生态系统的主要成分是大豆;猛禽以田鼠为食,所以两者为捕食关系。(2)决定该生态系统中种群密度变化的直接因素是出生率和死亡率、迁入与迁出。由于农田中食物增多提供了生活保障,株冠形成提供了合适的生存环境,所以B点以后田鼠种群密度会增加。(3)与曲线Ⅱ相比较,曲线Ⅰ田鼠的种群密度较小,则猛禽的种群密度较大。若在农田周围合理控制鼠害,则可以使能量更多地流向农作物,从而得到高效利用。答案:(1)大豆 捕食
(2)出生率和死亡率、迁入和迁出
株冠形成有利于躲避天敌,食物增加
(3)更大 能量流动