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2014年全国中学生生物学联赛试题解析精讲


一、细胞生物学、生物化学、微生物学 (18 题 22 分)
1. 【解析】 :兼性异染色质(facultative heterochromatin) 又称功能性异染色质,在特定细胞或在特 定发育阶段呈凝缩状态而失去功能,在另一发育阶段时又呈松散状态而恢复功能,如 X 染色质。它在 松散的时候是可以转录的,所以答案为 B。 2.【解析】 :亨廷顿氏舞蹈症病也叫舞蹈病,是多

聚谷氨酰胺疾病的一类,主要是家族遗传或者基 因受到外部刺激(携带伯尔诺病毒的犬类)而发生突变。患者第四对染色体内 DNA 内的 CAG 三核甘酸 重复序列过度扩张, 造成脑部神经细胞持续退化, 机体细胞错误地制造一种名为“亨廷顿蛋白质”的有害 物质。这些异常蛋白质积聚成块,损坏部分脑细胞,特别是那些与肌肉控制有关的细胞,导致患者神 经系统逐渐退化,神经冲动弥散,动作失调,出现不可控制的颤搐,并能发展成痴呆,甚至死亡。答 案:C 3.【解析】 :癌细胞核酸合成增强,细胞快速分裂,虽然部分蛋白如粘连蛋白糖蛋白合成减弱但分裂相 关的蛋白合成却是离不开的,所以 ABC 不对。至于糖酵解,正常情况下 p53 蛋白可以与磷酸戊糖途径 上的第一步反应的关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase, G6PD)相结合, 并且 抑制它的活性,细胞中的葡萄糖因此被主要用于进行酵解和三羧酸循环;在 p53 发生突变或缺失的肿 瘤细胞中,由于 p53 的突变使它失去与 G6PD 结合的能力和对 G6PD 的抑制,细胞中利用葡萄糖的另 一代谢途径即磷酸戊糖途径因此加速进行,大量消耗葡萄糖。这一发现部分解释了自 19 世纪 20 年代 末科学家所提出的 Warburg 现象(Warburg effect) 。另外,由于磷酸戊糖途径的加速,产生大量 NAPDH 及戊糖(DNA 的组份原料) ,可以满足肿瘤细胞快速生长所需要的大量的 DNA 复制。答案:D

4. 【解析】 : 细胞程序死亡 (programmed cell death, PCD
or apoptosis)也常常被称为细胞凋亡,是生物体发育过 程中普遍存在的, 是一个由基因决定的细胞主主动的有 序的死亡方式。 具体指细胞遇到内、 外环境因子刺激时, 受基因调控启动的自杀保护措施, 包括一些分子机制的 诱导激活和基因编程, 通过这种方式去除体内非必需细 胞或即将发生特化的细胞。 而细胞发生程序性死亡时就 像树叶或花的自然凋落一样, 凋亡细胞散在于正常组织 细胞中,无炎症反应,不遗留瘢痕。死亡的细胞碎片很 快被巨噬细胞或邻近细胞清除, 不影响其它细胞的正常 功能。 程序性细胞坏死(Necroptosis, Nec)则是一种由激酶的 激活而引发的细胞死亡方式。它在 2005 年由哈佛大学 医学系细胞生物学的华裔教授袁均英先生提出,是除凋亡及坏死之外的第三种细胞死亡通路。该学说 提出被认为是细胞死亡机制理论的一个巨大突破,在学术界引起很大轰动,袁钧英教授也因此获 2005 年美国 NIH 颁发的主任先驱奖。北生所的王晓东教授及其团队在此基础之上做了大量的工作。他们发 现死亡受体(例如 TNFR1)的激活最终可以诱发程序性细胞坏死,而起动细胞坏死的信号转导主要依 赖于激酶 RIP1 和 RIP3 的调控。细胞坏死发生之后,RIP1 与 RIP3 相结合并激活了 RIP3 的激酶活性, 然后 RIP3 发生自身磷酸化,使其可以特异性的和底物 MLKL 相结合,MLKL 进而被 RIP3 磷酸化。 MLKL 的 磷 酸 化 使 其 从 单 体 状 态 向 多 聚 体 状 态 的 转 化 。 多 聚 化 的 MLKL 可 以 结 合 磷 酸 肌 醇 (phosphoinositides)和心肌磷脂(cardiolipn),从而由细胞质转移到细胞膜和细胞器膜上;并在这些 膜结构中形成通透性孔道,从而破坏膜的完整性,引起细胞坏死。他们多篇论文发表在 Cell、Nature
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与 Molecular Cell 上, 其中下左图这副梵高风格的封面 (我很喜欢) 便是 MLKL 分子破坏细胞膜的机理, 下右图为详细过程。 在这里值得注意的是,程序性坏死不是凋亡,也不是普通的坏死。它有着与通常的细胞坏死类似 的形态学特征,但却受到特别的死亡信号通路调控。凋亡有两条信号通路,即由细胞膜上的死亡受体 介导的线粒体非依赖性途径和由线粒体释放细胞色素 c 启动的线粒体依赖性途径, 两条途径均需 caspase 的活化及其诱发的级联反应。程序性坏死与凋亡是由死亡受体介导的两种不同的细胞死亡方式,它不 依赖于 caspase,也不需线粒体释放细胞色素 c。两者之间也存在联系,一般情况下,细胞在 caspase 活 性被抑制而不能发生凋亡的情况下会启动程序性坏死。

本题中,AD 均是凋亡与坏死的表象区别,同样也是程序坏死与程序凋亡的区别。至于信号传导与蛋白 合成的选项,与凋亡相同,程序性坏死同样具有信号传导和蛋白合成,所以本题答案为 AD。如果对该 过程有兴趣的同学可进一步参考相关文献,如百度“程序性坏死研究进展”,或 google“Necroptosis”。

5. 【解析】:胆固醇仅存在真核细胞膜上,含量一般不超过膜脂的1/3, 植物细胞膜中含量较少,细菌等原核生物的细胞膜中不含有胆固醇, 在真核的酵母中替代胆固醇的是麦角固醇。胆固醇是脂筏的基本成分 之一,其功能是提高脂双层的力学稳定性,调节脂双层流动性,降低 水溶性物质的通透性所以C选项不对,D选项对。 胆固醇分子的翻转活动是经常发生的,它们经常在两个脂质单层之间 进行着快速再分布(如右图) 。故在质膜内外均有,A 选项对 B 不对。 答案为 AD。 6. 【解析】 :显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的,而物镜的分辨力又是由它的数值 孔径和照明光线的波长决定的。当用普通的中央照明法(使光线均匀地透过标本的明视照明法)时, 显微镜的分辨距离为 d=0.61λ/NA;式中 d——物镜的分辨距离,单位 nm。λ——照明光线波长,单位 nm。NA ——物镜的数值孔径。例如油浸物镜的数值孔径为 1.25,可见光波长范围为 400—700nm , 取其平均波长 550 nm,则 d=270 nm,约等于照明光线波长一半。一般地,用可见光照明的显微镜分辨
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力的极限是 0.2μm。AB 错误。答案:CD

7. 【解析】 :ABC 为溶酶体的常见功能。本题的争议之处在于胞吐算不算功能,溶酶体的确有胞 吐作用。如铜可以通过溶酶体的胞吐作用或 ATP 酶的铜转移作用而进入胆汁内,胆汁中的铜也可 以是肝细胞溶酶体对存在于胆汁中铜结合蛋白分解的结果。所以严格来说 D 也是溶酶体作用,不 过一般意义下把胞吐算作细胞的功能。最终本题修改了标答,选 ABC 或 ABCD 都可以。 8. 【解析】 :高中内容,流动镶嵌模型,此略。答案为 D。 9. 【解析】 :内质网?高尔基体?溶酶体?分泌泡内蛋白由结合核糖体合成,叶绿体、线粒体及细 胞核由游离核糖体合成。答案:D 10. 【解析】:化学渗透假说。此处需要注意的是有同学对 C 有异议,因为 TCA 产生的是 GTP。事实 上哺乳动物产 GTP,植物微生物直接产 ATP(一说除了哺乳类所有高等生物都 ATP) ,且 GTP 最终也 会转化为 ATP,所以根据出题人意图,A 选项应无异议。GTP 对蛋白合成、信号传导有特殊意义(原 理不清) ,但一般情况下功能主要靠 ATP。与 A 碱基在化学进化中可能形成最早最简单有关。答案:A 11. 【解析】 :内质网腔中的钙离子浓度是细胞中最高的,因为内质网膜上含有主动运输钙离子的 Ca-ATP 酶, Ca2+是细胞内重要的离子形态信号分子, 而因此内质网在细胞信号处理过程中起着重要 作用。细胞内钙离子泵有两类:其一是 P 型离子泵,其原理与钠钾泵相似,每分解一个 ATP 分子,泵 出 2 个 Ca2+。位于肌质网(sarcoplasmic reticulum)上的钙离子泵是了解最多的一类 P 型离子泵,占肌 质网膜蛋白质的 90%。 另一类叫做钠钙交换器 (Na+-Ca2+ exchanger) , 属于反向协同运输体系 (antiporter) , 通过钠钙交换来转运钙离子。它的主要功能是利用钠泵活动建立的膜两侧钠离子浓度梯度势能,将细 胞内的钙离子排出细胞,以维持细胞内低的游离钙离子浓度。例如,心肌细胞在兴奋-收缩偶联过程中 流入细胞的钙离子,大多数是由钠钙交换体排出细胞的,少部分由肌膜上的钙泵排除细胞。如果用哇 巴因抑制钠泵的活动,将减低钠离子的跨膜浓度梯度,从而减小钠钙交换的速率,造成细胞内钙离子 浓度升高。关于细胞钙转运机制详细的分类与解释见第 40 题。此处 A 不对,C 里的钙通道是内质网向 外释放 Ca2+的通道,D 中的交换器主要在细胞质膜上。故答案为 B。 12. 答案:B 13. 癌细胞与正常细胞的不同之处在于 (单选 l 分) A. 癌细胞不能合成 DNA B. 癌细胞被锁定在细胞周期中的 S 期 C. 癌细胞不受细胞周期检验点的控制 D. 癌细胞始终处于细胞周期中的分裂期 【解析】:癌细胞也有细胞周期,也需要间期合成必须的物质,只不过这样的细胞周期不再有检验点 限制。哪怕是受精卵都有细胞间期,只不过比较短。所以答案为 C。本题有两个 C 选项后来作废了。 14. 【解析】 :拟南芥是蓼型单孢子型胚囊。营养细胞单倍体 5 条,珠被是母体细胞 10 条,胚乳三倍体 15 条。胚囊七细胞八核怎么算都不是 10 条。关于不同类型的胚囊发育详见第 21 题。答案:B 15. 【解析】 :小鼠线粒体有环状 DNA 但 E.coli 没有线状 DNA;二者均有核糖体但 E.coli 没细胞 核。答案:C 16. 【解析】 :略。答案:C 17. 【解析】 :这题考前刚好讲过,不过只举了绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌两个例子,如下图所示。 在这里粘红酵母和金黄色葡萄球菌产的都是类胡萝卜素类色素,脂溶性,这个最好理解;黑曲霉产黑 色素,黑色素(melanin) 是一类由细菌、真菌及动植物产生的棕黑色色素(跟香蕉变黑、皮肤变黑的黑 色素是一大家子) ,具有复杂的结构,属非均质的类多酚聚合体,通常不溶于水、酸溶液和普通有机溶 剂,这个也好说。天蓝色链霉菌产可溶色素,呈暗蓝色,成分复杂,根据碳源和其它培养条件的不同 产生不同类别的色素,包括淀粉蓝素、花青糖苷、天蓝菌素、放线紫素等等,有些水溶有些脂溶,结 构就不一一放了。另外:红曲色素中 70%~80%为脂溶性色素,其它常见色素如下文档所示。答案:C
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18. 【解析】 :红曲霉属于散囊菌目,是一种子囊菌曲霉科真菌。所以 TCA 就是正常真核细胞的节
奏,当然,正如部分同学指出,其琥珀酸脱氢酶还是在内膜上的。但基于这是个单选题,所以答案选 最为主要的场所 B。答案:B

二、植物和动物的解剖、生理、组织和器官

(22 题 30 分)

19. 【解析】 :根冠细胞不具有分裂能力,新细胞来自分生区。其余的选项都是正确的。答案为 D。 20. 筛管分子和筛胞都是输导有机物的细胞,下列哪一句描述不符合两种细胞的发育与结构特 点? (单选 l 分) A. 执行功能时是生活细胞 B. 成熟时细胞中缺乏细胞核 C. 具有来源于同一原始细胞的伴胞 D. 细胞之间通过联络索沟通 【解析】:CD 都是对的。因此原来答案给的 C,后来就作废了。答案:CD(删除) 21. 【解析】 :同第 14 题,小麦也是蓼型(Polygonum-type,单孢子型)的胚囊。AD 选项正确很 容易判断,B 选项最终在胡适宜老先生的《被子植物胚胎学》上找到了出处:单孢子型大孢子母减数 分裂前有胼胝质生成,四孢子型则没有(见 p77-78) 。所以 ABD 选项都没有问题。C 选项中由于蓼型 3 个大孢子退化,只有一个发育成雌配子体,所以 C 错。本题答案为 C。 22. 【解析】 :这个是系统学基本功~答案是 C。部分同学是在《普通动物学》上看的,刘凌云老师 把“种加词”写做“种本名”,这可能是给大家造成困惑的原因。其实这只是翻译问题,二者一个意思,原 文都是 specific epithet。答案:C 23. 【解析】 :苔藓植物初步适应陆生生活条件的特征: (1)植物体表面具一层角质层,可以减 少蒸腾。 (2)产生了假根,具有固着作用和一定的吸收能力。 (3)大多有了一定的拟茎叶分化和一定 的组织分化,即使植物直立在陆地上,枝叶能在空中伸展,扩大光合作用的面积。 (4)性器官外围有 不育性的细胞为之保护。 (5)合子不离开母体,吸收母体营养发育为胚,并受到母体的保护。 (6)孢 子无鞭毛而有细胞壁,能耐干燥,孢子细小,散布不借水而借助于空气,而且孢子囊高举,产生弹丝 或萌齿有助于孢子的散布。水生生活特征: (1)植物体组织分化程度不高,体内无维管组织,输导 能力不强。 (2)没有真根,水分和无机盐常靠叶片来直接吸收。 (3)精子具鞭毛,借水作用才能与卵 结合。这些特征限制了苔藓植物向陆生生活发展,仅能生长于潮湿地方。本题为植物学经典原题。由 上可见,ABC 均是脱离不了水环境限制的表现,D 反而是适应陆生的表现。答案:ABC 24. 【解析】 :地钱的胞芽来自其叶状体(配子体) ,行营养生殖,故生成的新植株仍是配子体。A 错误, 其余均正确。答案:A 25. 【解析】 :每年春季,当松树的雄、雌球花各自发育成熟后,花粉粒从花粉囊内逸出,带着翅膀的 花粉粒很轻,可随风飘向很远的地方。同时雌球花上的胚珠分泌出无色的传粉滴,盖住珠孔,等待花 粉粒的到来。它的作用是把落在传粉滴上的花粉粒粘住,并带进珠孔,进入贮粉室,这个过程叫传粉, 花粉将在贮粉室萌发。另外请教了一下北师大植物学的老师,松的传粉受精过程中间有两次长暂停, 传粉后有一次,受精后有一次。松的秋花从传粉到成熟大概要 10-12 个月,所以还可能有会问松树上能 看到几年的球果——应该是 3 年的:前年的球果,种子脱落,去年的球果,刚成熟,今年的球果,刚 传粉。这种现象的适应意义我们都还没认有细想过,但应该是有的。答案:B 26. 【解析】 :ABA 可促进气孔关闭,缺失受体,则对 ABA 欠敏感,关闭调节受阻,植物更不耐旱。 答案:BD 27.【解析】 :吸虫为适应寄生环境,其运动机能退化,体表无纤毛、无杆状体,也无一般的上皮细胞, 而大部分种类发展有具小刺(有棘,但不叫棘钳)的皮层。一些概念如下~ 微绒毛:单殖吸虫的表面 大都具有短的、分散的微绒毛。有的种类则不具微绒毛,但有浅的小窝。还有的种类则有一种十分特
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别的现象:虫体的某部位没有皮层,大块大块的皮层仅松散地与表面相连,基层就是虫体的外被。所 以 A 不是吸虫的共有特征。 成杆状体细胞: 涡虫上皮细胞内散布有一些垂直于体表的杆状体 (rhabdoid) , 它是由实质中的成杆状体细胞所形成,而后贮存于表皮细胞之内的。当涡虫类遇到敌害或强烈刺激时, 大量的杆状体由细胞内排出,杆状体到外界遇水后形成粘液。涡虫用粘液包围起身体或用粘液攻击敌 人,所以杆状体有防卫及攻击能力。有人认为杆状体与腔肠动物的刺细胞有某种进化联系。扁形动物 的上皮细胞之间有腺细胞或腺细胞的细胞体深陷于实质中,而以腺管穿过上皮细胞层开口到体外。吸 虫没有,B 对。合胞体:体壁组织吸虫成虫体表有皱褶、凸起、陷窝、体棘、感觉乳突等,其形态、 数量、分布等因不同虫种、不同部位而异。体壁由体被(tegument)与肌肉层构成。中间为实质组织 (parenchymal tissue) ,消化、生殖、排泄、神经系统等分布于其中,缺体腔。体被曾被认为是无活力 的,只是保护作用的“角皮”(cuticle) 。实际上,它是具有代谢活力的合胞体(syncytium) 棘钳:棘皮 动物体表具长短粗细不等的棘状突起,称之为棘。有的棘的上端分叉呈钳状,由三块小骨片组成,能通 过闭合运动清除体表的污物,又称棘钳称为叉棘或棘钳。C 不对。最后,吸虫仍存在肌肉层,由外环 肌(circularmuscle)与内纵肌(longitudinalmuscle)组成。总结如下图。答案:B

28. 【解析】 :在缨尾目和蜉蝣目中,腹部第十一腹节上一对尾须之间还有一根与尾须相似的、由末端 腹节背板向后延伸而成的细长分节的外突物,称中尾丝(caudal filiament) 。中尾丝与尾丝不同,不是 附肢。其余均是,故答案为 C。 29. 【解析】 :两栖类呼吸器官有四种,其中囊状肺为主要呼吸器官,皮肤和某些种类的口咽腔黏膜为 辅助器官,而幼体和某些成体以鳃作为呼吸器官。肺的进化顺序为无足目--有尾目---无尾目。呼吸方式 为吞咽式呼吸,出现声带发声,呼吸道短,出现内鼻孔。但 C 是鼻咽腔所以错误。 值得注意的是,爬行类的水生乌龟也发展出了具渗透性的皮肤,某些爬行动物甚至可用泄殖腔来增加 气体交换的面积(Orenstein, 2001)。即使具有这些构造,它们仍需要肺脏来完成呼吸作用。 在各个主要的爬行动物种类之间,完成肺部换气的方式并不相同。鳄鱼其实拥有和哺乳类动物相似的 有肌肉横隔膜。不同的是,鳄鱼的横隔膜将耻骨拉回(部分的骨盆,在鳄鱼中能移动) ,从而使肝下降, 以腾出空间使肺能胀大。这种横隔膜式的机制被称作“肝活塞”。乌龟还可以用肛门呼吸。如澳大利亚的 费兹洛河龟,屁股那里有两个大滑囊,能够帮助舒张泄殖腔从水中获取氧气,以此来延长它们的潜水 时间。其实许多啮龟也都能用泄殖腔来获取水中的氧气。2002 年,Toni E. Priest 和 Craig E. Franklin 在 对费兹洛河龟的进一步研究中发现,它把用屁股吸氧的能力提升到了一个令龟无法企及的境界。普通 啮龟通过泄殖腔所吸收的氧气含量只占其总氧气摄入量的 4%,而费兹洛河龟就显得有点出类拔萃了, 它的泄殖腔吸氧量占总量的 41%,也就是说它获取的近一半的氧气来自于屁股! (龟因具有厚壳的特 殊生理构造,所以肺部并不像常规动物可以通过胸廓的缩放来完成呼吸操作,而是藉由一条连接肺部 与前脚的肌肉来拉动达到扩张肺部的动作,接着另一条拉动内部器官的肌肉推挤肺部,完成呼吸作用。 细心的饲主,可能曾经发现龟在睡眠时也会发生无意识的四肢抽动现象,那正是它的呼吸动作。 ) 本 题答案为 C。 30. 【解析】 :A 是对的不解释。 无脊椎动物的循环系统结构复杂的程度往往与动物的呼吸形式以及与呼吸器官的结构有关系。当动物 的呼吸器官比较集中,比如具有发达的鳃呼吸的动物,它们的循环系统就相对复杂。同是节肢动物, 像甲壳虫纲动物对虾的鳃就集中在头胸部,它的循环系统也就比呼吸器官分散在全身的、用气管呼吸 的昆虫复杂得多。至于有些身体微小、生活在水中的小型甲克动物则完全用体表呼吸,它们的循环系
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统也就退化成或只有心脏没有血管,如枝角类;或完全消失了,如一些桡足类。无论何种方式,都是 适应动物生活方式的结果,最终目的是保证生命活动的进行。所以B对。无脊椎动物的血液具有吞噬并 清除异物或体内衰老细胞、代谢废物,运送营养物质,修复被损坏组织的功能,有的吞噬细胞有储存 脂肪和糖原的作用。附带总结几种呼吸色素类型: 1、呼吸色素存在于血浆,不存在于血细胞。原始 海产无脊椎动物的血液可能只是一种和海水相同的液体,因为溶于海水中的氧气已能满足他们的要求。 2、有些软体动物(血蛤) 、环节动物和昆虫血浆含血红蛋白,大部分的软体动物、甲壳类血蓝蛋白。 血蓝蛋白是一种含铜离子的蛋白质,也有与氧结合的性能,但结合能力较血红蛋白低。血蓝蛋白的血 素使血液呈淡蓝色,血蓝蛋白是无色的,和空气接触变为蓝色。一些血色素和相应的金属离子:血红 蛋白、血褐蛋白、血绿蛋白三种呼吸色素是含铁的呼吸色素;血钒蛋白是含钒的呼吸色素,血锰蛋白 是含锰的呼吸色素。 3、少数软体动物的血液中发现有红血细胞,为椭圆形,也可发生溶血现象(如 魁蚶血细胞可分为 3 大类:红细胞、白细胞和血栓细胞) 。大多数软体动物没有红血细胞,白血细胞分为 有颗粒型和无颗粒型两种,大多数能做变性运动。血液无明显的凝血现象、无纤维蛋白原,但血细胞 有凝集现象。4、甲壳类的血细胞全是无色的白血细胞。其它具有血红素的无脊椎动物:环纹背睾纽虫 和纽虫的红细胞内存在血红蛋白,摇蚊幼虫也有。由上可见,血细胞还是各种有的~所以 C 不对。脊索 动物门有无真正的淋巴管,尚有争议。到无颌类,血管系统已有相当大的进化。心脏和大血管壁的基 膜外有相当厚的肌层。但是否有淋巴系统,仍不明确。不过到硬骨鱼类及更高级的动物时,微血管已 与哺乳类基本相似,内皮细胞的连接十分紧密,血管系统再不能取代淋巴管的功能,随之建立了一个 独立的淋巴系统。所以一般认为,在硬骨鱼之后才出现独立的淋巴系统,所以说 D 也是对的。答案: ABD

31. A. 全浆分泌 B. 局部分泌 C. 融合分泌 D. 无损分泌 【解析】:外分泌腺的腺细胞有几种分泌方式: 1)透出分泌:分泌物以分子的方式透出细胞膜,例 如胃壁细胞盐酸的分泌。2)局部分泌:也叫胞吐分泌。所形成的带包膜的分泌颗粒逐渐移到细胞的游 离面并与质膜融合,将内容物胞吐出去,细胞膜本身不受损伤。唾液腺和胰腺外分泌部都是此种分泌 方式。3)顶浆分泌:胞质中形成的分泌物移到游离面质膜下后,顶着质膜向外突出,最后自突出部位 与细胞折离,损伤的质膜很快修复。乳腺和汗腺细胞都为顶浆分泌。4)全浆分泌:当胞质内充满分泌 物后,细胞发生死亡性变化,最后整个细胞解体,连同分泌物一起排除,由邻近的腺细胞补充。皮脂 腺细胞属于全浆分泌型。 根据以上信息,题干描述的应该是胞吐类型的局部分泌。融合分泌的概念没有找到,从字面意思来看, 局部分泌倒是有融合的过程,而其他几类分泌均没有。至于无损分泌,可以看到,透出与局部分泌都 是无损的,因此答案选 B。

32. 【解析】 :网状组织属于结缔组织的一类,由中胚层发育而来。答案为 B。 33. 【解析】 :胶质细胞在中枢神经系统中包括星形胶质细胞,少突胶质细胞和无突胶质细胞;在 周围神经系统中为施万细胞和卫星细胞。胶质细胞具有支持和引导神经元的迁移,参与神经系统的修
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复和再生,参与免疫应答,形成髓鞘以及血脑屏障,物质代谢和营养的作用以及参与神经细胞外的钾 离子浓度的维持等作用。星形胶质细胞还具有营养作用,协助神经元的代谢,星形胶质细胞通过血管 周足和突起连接毛细血管与神经元,对神经元起到运输营养物质和排除代谢产物的作用。 施万细胞(Schwann cell )也叫神经膜细胞(neurolemmal cell) 是分布于脊椎动物外周神经系统中包 绕轴突形成髓鞘的胶质细胞。起绝缘、支持、营养等作用。 根据以上信息,除了 A 意外都对,答案为 BCD。

34. 【解析】 :次生腭由前颌骨、上颌骨、腭骨等骨的腭突共同形成。翼骨(pterygoid bone)在副 蝶骨的两侧,呈“八”字形,前端与一组长的腭骨相关节,后端向后方与方骨相关节。这没啥好说的。 。 。 答案:B 35. 【解析】 :蛇是较为特化的一支爬行动物,适于以腹部擦地爬行。体呈圆筒形,无四肢和胸骨, 腰带可能存在,但一定无肩带(如蟒蛇就保留有退化的腰带和残余的后肢) 。不能形成胸廓,所以可吞 噬比体形大的食物,A 是其特征。 大多数现代爬行类(蜥蜴、蛇、鳄)和鸟类 属于双颞窝类,头骨每侧有 2 个颞窝;但 在进化过程中发生了变异: 蜥蜴类失去颞 下弓,仅保留颞上窝;蛇类的颞上弓和颞 下弓全失去,因之也不存在颞窝了。故 B 也是对的。其脊柱由多枚脊椎骨组成,分 区不明显,仅分化为尾椎及尾前椎两部 分。脊椎骨属于前凹型,即椎体前方呈凹 形,后方呈凸形,因此前后两个椎体就构 成一个关节, 身体也较灵活, C 是其特征。 蛇的左肺通常退化(蟒科特殊,有成对的肺) ,无膀胱。因受体形的限制,成对的肾脏和生殖腺,从左 右相对排列而变为前后位置,因此 D 不对。综上,答案为 D。 36. 【解析】 : 血糖升高时胰岛素分泌增加,胰高血糖素通过升高血糖便可以间接促进胰岛素分泌; 迷走神经兴奋时促进胰岛素分泌,交感神经兴奋时则抑制胰岛素分泌;蛋白质和碳水化合物同时摄入 对血浆胰岛素浓度有协同刺激作用,输注游离氨基酸可引起血浆胰岛素浓度显著升高;抑胃肽:空肠 中浓度最高,在十二指肠及回肠中也有一定量的分泌。它的生理作用为:抑制胃酸分泌;抑制胃蛋白 酶分泌;刺激胰岛素释放;抑制胃的蠕动和排空;刺激小肠液的分泌;刺激胰高血糖素的分泌。综合 以上信息,CD 说反了,故答案为 CD。 37. 【解析】 :内因子(intrinsic factor) ,一种由胃粘膜壁细胞分泌的糖蛋白。与维生素 B12 结合, 是 B12 肠道吸收的必需因子。答案为 E。 38. 【解析】:盲鳗一个(后),七鳃鳗两个(前、后,无水平),从鱼开始都是三个。答案为 B。 39. 【解析】 :氧的化学结合形式是氧合血红蛋白,所以 A 对。BD 描述的也是正确的现象,这样 氧气便能在 pH 较低、温度较高的机体组织中释放出来。CO2 的运输中,溶解的 CO2 约占总运输量的 5%,结合的占 95%(碳酸氢盐形式的占 88%,氨基甲酸血红蛋白形式占 7%) 。答案:C 40. 【解析】:总结一下细胞上的钙通道钙泵如下: 1. PMCA pump (plasma membrane calcium pump):Ca2+-ATP酶(质膜钙泵)——初级主动运输 PMCA 是存在于所有已知真核细胞细胞质膜上的一种P型ATPase,它具有高亲和力与低容量的特点, 主要负责精细调控Ca2+由胞内向胞外的转运,在调节胞内Ca2+稳态上起微调作用。突触体膜(SPMs)上的 PMCA在维持Ca2+的低稳态水平中有重要作用。如其功能发生改变,则可影响神经的兴奋、传导和递质
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释放。 老龄化小鼠中神经元质膜失去PMCA, 导致脑功能衰退。 另外它的作用还有参与NOS信号通路等, 以下简单介绍: 2001年,Neyses 小组发现质膜Ca2+-ATPase (plasma membrane Ca2+-ATPase,PMCA) 的4b 亚型可以与nNOS 发生蛋白质-蛋白质相互作用。在神经细胞、平滑肌细胞和心肌细胞中,都存在 着这类PMCA4b和nNOS 之间的相互作用。 在nNOS活化过程中, 兴奋性氨基酸通过NMDA受体(NMDA receptor, NMDA-R)偶联的钙离子门控通道 引发钙离子内流,在胞浆中形成钙离子浓度较高的微区;nNOS通过其PDZ结构域与PSD-95及NMDA-R 等形成蛋白质复合体,在该微区中较高浓度钙离子的作用下,nNOS与钙调蛋白结合并活化,产生一氧 化氮。而在nNOS的去活化过程中,已活化的nNOS通过其PDZ结构域与质膜钙ATP酶(PMCA)发生蛋白 质相互作用,继而被募集到质膜内侧;PMCA通过转运钙离子,在胞浆中形成钙离子浓度较低的微区; 钙离子浓度低于某一特定阈值后,nNOS与钙调蛋白的结合被解除,nNOS回复为非激活状态,同时, 较低的钙离子浓度解除了nNOS与PMCA的蛋白质相互作用,nNOS脱离与质膜的拴系。通过这一机制, 神经细胞可以在短时间内将钙信号转化为一氧化氮信号以发挥其信号分子功能,同时可有效避免由 nNOS过度活化而引起的细胞毒性。质膜Ca2+泵的调控机制: ① CaM 的激活: Ca2+↑→Ca2+-CaM→与钙泵C端结合→活化② PIP2水解的双重效应 ③ 有限水解:胰蛋白酶切去钙泵C 端的抑制肽。 ④ PKC和PKA的磷酸化 2. NCX:钠钙交换体——次级主动运输 利用Na+的电化学梯度从胞内排出Ca2+。钠钙交换是神经元、心肌或平滑肌细胞中促使Ca2+浓度迅速回 落的主要机制之一, 其低亲和力与高容量在调节胞内Ca2+稳态上起主导作用。主要用于兴奋性细胞受到 刺激后从胞内除去大量的Ca2+。 a) 前向型(forward mode):将钠离子转入细胞内,将钙离子转出细胞。在心肌细胞,这种功能对于 舒张期钙离子及时排出细胞很重要 b) 反向型(reverse mode):将钙离子转入细胞内,将钠离子转出细胞。在一些病理状态下,比如缺血 再灌注,强心苷中毒时,可以导致反向钠钙交换体激活,造成细胞内钙超载。 3. Ca2+ channel:钙离子通道a) Gated by voltage:电压门控钙离子通道 根据钙通道传导性和对电压敏感性的不同,又进一步分为L、T、N三种亚型。不同VDC开放所需的膜 电位不同,经各亚型内流钙离子的所介导的细胞效应也有不同。 i. L型钙通道 (long-lasting calcium channel) 是目前最具药理学意义的一类钙通道。 其激活电位为-10mV, 激活需要较强的除极;通道被激活后,开放时间长,失活慢,是细胞兴奋过程中外钙离子内流的主要 途径。L型钙通道广泛存在于各种细胞中,尤其是心肌和心血管平滑肌细胞,功能上与兴奋-收缩偶联、 兴奋-分泌偶联有密切关系。 ii. T型钙通道(transient calcium channel)激活电位为-70mV,激活不需要较强的除极;激活后开放持续 时间短,失活快。主要存在于心肌、神经元及血管平滑肌细胞中,参加心肌窦房结与神经元的起搏活 动和重复发放,维持细胞自律性,并与低膜电位(接近静息膜电位)时钙通道钙的跨膜运动有关,调 节细胞的生长与增殖。 iii. N型钙通道(neuronal calcium channel)强除极时可激活,失活速度中等。目前仅发现存在于神经组织 中,主要触发递质的释放。 iv. 此外,神经元细胞上还存在一种P-型钙通道,需要较强电压激活,失活也慢。b) Gated by ligands: 配体门控钙离子通道or离子通道型受体 配体结合于受体后激活。如:NMDA受体是Ca2+进入神经细胞的通道;ATP受体调节Ca2+通道,是Ca2+
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进入平滑肌的通道。 c) Gated by the emptying of Ca2+ stores:钙池操纵的钙离子通道 在非兴奋性细胞中,钙池调控钙离子通道(SOC)是钙离子进入细胞的最主要方式之一。当细胞内质网的 钙离子排出后,便会开启细胞膜上钙离子通道,让细胞外的钙离子进入细胞。而这个细胞现象被美国 国家卫生研究院科学家 Putney J 称之为:填充式钙离子涌入理论(capacitative calcium influx),也就是现 在常称的钙池调控钙离子通道理论(store-operated channels)。生理意义:调节发炎与免疫。钙离子可以 经由钙池调控钙离子通道(SOC)进入细胞,进而活化 T 细胞产生免疫反应;可以参与调节细胞发炎物质 ——白三烯素 C4(Leukotrienes C4,简称:LTC4)的分泌与花生四烯酸(arachidonic acid)的释放。 d) 机械操纵型Ca2+通道: 对机械牵张敏感。主要与血管内皮细胞感受血液压力、分泌相关因子以影响血管紧张状态有关。 4. SERCA pump:心肌细胞肌浆网Ca2+-ATP酶 在心肌细胞钙稳态的调节中其重要作用。消耗ATP,逆浓度梯度将Ca2+由胞浆排入肌浆网内。简单说: 通道Ca入,钙泵(含交换体)Ca出;初级主动运输容量小微调,次级容量大维稳。 根据以上信息,ABCD 均是钙跨过神经元细胞膜的方式,G 蛋白耦合受体作用是传递信号,虽然它能 够通过激活下游信号开放钙离子通道, 但本质上跨膜靠的还是通道而不是 G 蛋白, 故本题答案为 ABCD。

三、动物行为学、生态学 (17 题 22 分) 41. 【解析】 :草食是广义捕食的一种类型,其特点是: 1)被食者只有部分机体受损害,通常捕食者 只采食植物的某一部分,留下的部分能够再生。2)植物本身没有逃脱食草动物的能力。绿色植物没有 被动物吃尽的原因: 1)食食草动物在进化中发展了自我调节机制,防止作为其食物的植物都毁灭掉。 2)植物在进化过程中发展了防卫机制。需要注意的是:植物的确可以通过一些方式调节动物的行为实 现趋避。比如上表皮类脂化合物各组分都刺激或阻止昆虫产卵,活动和取食,影响昆虫附着,改变光 的反射等等。植物上表皮类脂化合物对昆虫行为的影响。这一系列结果将减少捕食者的捕食,行为调 节的确是存在的~详见 Annu. Rev. Entomol., 1995.40, pl71~194。植物次生物质对昆虫的影响是一个非常 复杂的过程。其在植食性昆虫寄主植物的选择过程中起着重要的作用。可以调节昆虫的取食、产卵、 交配等行为。另外有同学指出植物有拟态昆虫虫卵防止昆虫产卵其上的现象,也是很好的例子(抱歉 我是在没找到尚老师原图的出处! ) 。不过出于普遍性情况的考虑,还是选 D 最为有把握。答案:D 42. 【解析】:Whittaker(1972)提出了以下三种多样性,并定义为: α多样性,是指同一地点或群落中种的多 样性,是由种间生态位的分异造成的,或 者说它是反映群落内部物种和种相对多 度的一个统一的指标,是一个仅具数量而 无方向的特征。α多样性主要关注局域均 匀生境下的物种数目,因此也被称为栖息 地或群落内部的多样性(within-habitat diversity)。 β多样性,指在不同地点或群落中物种的更替或转换,是由于各个种对一系列生境的不同反应造成的, 或者说它是物种与种相对多度沿着群落内或群落间,在一个梯度上从一个生境到另一个生境变化的速 率或范围,它是研究群落之间的种多度关系,属于栖息地之间的多样性。在植被生态学中,β多样性受 到较多学者的重视。 γ多样性,是指在相距更远地点或群落中种类的不同,即在一个地理区域内(例如一个岛屿)一系列生
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境中种的多样性,或者说:景观尺度的多样性。γ多样性是用各种生境的α多样性和生境之间的β多样性 结合起来表示的。它们三者的关系可以表示为:γ=α*β,其中α和β多样性多可以用纯量来表示,而γ 多 样性不仅有大小,同时还有方向变化,因此是一个矢量。其中α多样性指数包括: 1.种的丰富度(species richness) 指一个群落或生境中物种数目的多少; 2.种的均匀度(species evenness 或 equitability) 指一个 群落或生境中个体数在各物种间分配的均匀程度(各个种的数量比例) 在某种程度上,均匀度反映了 异质性,而多度和丰度也是一个意思,所以选项中概括得最好的是答案 B。答案:B

43. 【解析】 :全球气候变暖影响了动植物种群的地理分布,种群大小的变化,物候(植物花期提 前,动物的繁殖期提前等) ,动物行为等。如全球变暖导致加拿大红松鼠的繁殖期提前,这使得它们能 够更早地开始采食松果。而由于毛虫发育过程的提前,导致大量欧洲山雀正面临着不小的压力。为此, 这些主要以毛虫为食的山雀可能也会将产卵的时间相应提前。又如全球变暖会导致鸟类产卵提前,迁 徙时间变化,分布扩展等。据统计分析研究表明,中国近 20 年来共有 120 种鸟类在全球气候变暖背景 下,分布范围向北或向西扩展,种类数约占分布于中国鸟类(1 332 种)的 9.0%,隶属于 11 目 39 科。但 是由于气候变暖对于南北半球影响不同,不是都会向北扩展(中国就有一部分向东向南扩展的) ,因此 C 选项不准确。而 A 选项虽然是正确的结论,但不符合“最明显”题这一干要素。B 选项暂未找到支持 证据。总之,全球气候变化的趋势下,温度变化对昆虫影响最大。因为昆虫是动物界中最大的一个类 群,无论是个体数量、生物数量、种类、分布区域与基因数,它们在生物多样性中都占有十分重要的 地位,气候变化对于它们的影响也是最直接而显著的。全球变暖对昆虫的影响有: 1、气候变暖拓宽了昆虫的适生区域,导致昆虫地理分布扩大。2、气候变暖加快昆虫的生长发育,导 致昆虫发生期提前。3、气候变暖下物种适热性差异,导致昆虫与寄主植物同步性改变。4、气候变暖 影响昆虫发育繁殖,导致昆虫种群数量发生变化。因此本题答案为 D。 44. 【解析】 :生物间的信息传递往往是双向的,行为信息是三大信息类型之一(物理、化学、行
为) 。其余选项不解释。答案 ACD。

45. 【解析】 :近年热炒转基因居然考题都出了!本题中 A 是与转基因直接相关的风险。记得中学 读科幻世界的时候就有一篇说美国为了防止被其它国际窃取其技术,在出口的转基因作物中植入了自 杀基因,结果通过土壤农杆菌感染了中国本土作物,导致作物全灭颗粒无收。 。 。还挺靠谱! B 现象也 是存在的:转基因抗虫棉困扰棉农的另一个问题就是枯黄萎病加重。转基因抗虫棉对枯黄萎病的抗性 不强,近年来连续出现阴雨天气,导致近几年种植区域内枯黄萎病暴发成灾。C 选项的情况有可能存 在,但实际种植中在棉铃虫被基本抵抗之后,原本危害次于棉铃虫的盲椿象、烟粉虱、红蜘蛛、蚜虫 等刺吸式小害虫会集中大暴发,更是成为了近几年棉花生产的主要问题之一。这个问题与转基因抗虫 棉发育特点有一定关系,但也是在种植制度、气候条件综合作用下的结果,如果不种转基因抗虫棉, 棉铃虫很快就会回升,防治难度更大。 D 选项里所述的 F2 代,目前报道有两种结论,其一是 F2 具有杂种优势,可以结合高产母本和抗虫父 本的优势于一体;另一种则认为 F2 代棉种性状肯定比 F1 代种子差,而且也不是所有的 F2 代棉种都有 杂种优势,有些 F2 代种子性状甚至不如亲本。但总而言之抗虫性是稳定的可遗传的变异,即使 F2 代 性状的确比 F1 有所下降,但也并非一定不具抗虫性。因为 D 的描述不够准确,本题答案为 ABC。 (BD 感觉都不是生态风险的样子啊! 46. 【解析】 :集群现象普遍存在于自然种群当中,按持续时间长短,可分为临时性和永久性的集 群。同一种生物的不同个体,或多或少都会在一定的时期内生活在一起,从而保证种群的生存和正常 繁殖。因此,种群是一种重要的适应性特征。生物产生集群的原因复杂多样,这些原因包括: (1) 对栖息地实物、 光照、 温度、 水等生态因子的共同需要;(2) 对昼夜天气或季节气候的共同反应;(3) 繁殖的结果; (4)被动运送的结果; (5)由于个体间社会吸引力相互吸引的结果。集群效应:同
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一种生物在一起生活所产生的有利作用, 成为集群效应。 集群的生态学意义, 主要有以下几方面:(1) 集群有利于提高捕食效率; (2)集群可以共同防御敌害; (3)集群有利于改变小生境; (4)集 群有利于某些动物种类提高学习效率; (5)集群能够促进繁殖。由于多数动物两性生殖,集群有利 于求偶、交配、产仔、育幼等一系列生殖行为的同步发生和顺利完成。另外,群体生活还可以分工以 提高工作效率等。拥挤效应:随群体中个数的增加,密度过高时,由于食物和空间等资源的缺乏、排 泄物的毒害以及心理和生理反应,则会对群体带来不利影响。成为拥挤效应。另外,集群会有利于流 行病暴发,D 不对,其余都是它的有利之处。答案为 ABC。

47. 【解析】 :Lincoln 指数法 1. 标记重捕法用于估计在一个有比较明显界限的区域内的动物种群 数量大小。其原理为标记动物在第二次抽样样品所占的比例与所有标记动物在整个种群中所占的比例 相同。2. 假设条件:种群总数/最初标记数=取样总数/样本中标记个体数(p/a=n/r) 3. 假设条件成立 的前提: ? 标记方法不能影响个体的正常活动? 标记保留时间不能短于实验时间? 取样前标记个体的 混合要充分? 个体间相等的被捕概率? 种群是相对封闭的? 实验期间没有出生和死亡(也没有迁入迁 出) 另外当然也不能让标记掉了。所以综上不需要种群在调查区域内是均匀分布的,应当选 A。答案: A 48.生态系统的复杂性和稳定性之间的关系,具体可以表述为(单选.1 分) A.生态系统越复杂,稳定性越强 B.生态系统越简单,稳定性越强 C.生态系统过于简单或复杂,都会造成稳定性的降低 D.生态系统的复杂性和稳定性之间的关系不明确 【解析】:关于抵抗力稳定性、恢复力稳定性和总稳定 性之间的关系, 可以用下图来表示。 图中两条虚线之间 的部分表示生态系统功能正常的作用范围, 当一个扰动 偏离这个范围时, 偏离的大小可以作为抵抗力稳定性的 定量指标, 而恢复到原状所需要的时间可以作为恢复力 大小的定量指标。 曲线与正常范围之间所夹的面积则可 以作为总稳定性的定量指标(TS),这一面积越大,说明 这个生态系统的总稳定性越低。 最优复杂性假说: 生态系统的复杂性是增加还是降低该 生态系统的稳定性, 与生态系统中物种间相互作用的性 质特征有关。 生态系统处于高度有序的内稳定状态, 这 种状态是通过两类反馈机制来调节的。 负反馈机制能够 提高内稳定的程度,正反馈机制则能够破坏内稳定状 态。生态系统的稳定程度决定于这两类性质完全不同的反馈机制的平衡。物种数量、关联度、相互作 用强度是形成反馈机制的基础,如果这些因素的增加导致更多的负反馈机制的产生,稳定性就会随着 复杂性的增加而增加如果这些因素的增加导致更多的正反馈机制的产生,稳定性就会随着复杂性的增 加而降低。 一般来说,生态系统的抵抗力稳定性随复杂性增加而增加,恢复力稳定性随复杂性增加而降低,因此, 生态系统的总稳定性在某一范围内可能随复杂性增加而增加,也可能随复杂性增加而降低。显然,生 态系统的稳定性既不会总是随着复杂性增加而线性增加,也不会总是随着复杂性增加而线性减少,而 是会存在一个最优点,使得稳定性达到最高,这一理论称为最优复杂性假说。因此,过简单过复杂稳 定型都降低,比如苔原,抵抗、恢复力都低。这个假说是高中教参上就有的,老师们应该都知道,所
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以 C 是对的。但可能还是考虑到抵抗力稳定性和恢复力稳定性的问题,本题最终被删了。答案:C

49. 【解析】 :A 应该是宽度表示年龄组个体所占比例,B 描述的是稳定型,D 描述的才是增长型,
所以只有 C 是对的。答案:C

50. 【解析】 :陆地上的磷主要储存在天然磷矿里,大部分施肥的磷酸盐都变成了不溶性的盐而被固结在土 壤或水体沉积物中;通过浮游植物不足以维持磷循环,所以沉积下去到深海的磷比增加到陆地和淡水 生态系统中的多,故而磷是不完全循环。当然,海鸟返回量少不是不完全循环主因。贝壳钙盐不怎么 含磷(碳酸钙为主) ,倒是一些磷酸盐可与 SiO2 凝结在一起而转变成硅藻的结皮沉积层,这些沉积层组 成了巨大的磷酸盐矿床。总之本题只有 A 是对的。答案:A 51. 【解析】 :1.同化效率(assimilation efficiency )指植物吸收的日光能中被光合作用所固定的能 量比例,或被动物摄食的能量中被同化了的能量比例。 同化效率=被植物固定的能量/植物吸收的日光 能 或=被动物消化吸收的能量/动物摄食的能量 2. 生产效率(production efficiency)指形成新生物量的生 产能量占同化能量的百分比。 生产效率=n 营养级的净生产量/n 营养级的同化能量 有时人们还分别使 用组织生长效率(即前面所指的生长效率)和生态生长效率,则 生态生长效率=n 营养级的净生产量/n 营养级的摄入能量 3. 消费效率(consumption efficiency)指 n+1 营养级消费(即摄食)能量占 n 营养 级净生产能量的比例。 消费效率=n+1 营养级的消费能量/n 营养级的净生产量 4. 生态效率:所谓林德 曼效率(Lindemans efficiency)是指 n+1 营养级所获得的能量占 n 营养级获得能量之比,相当于同化效 率、生长效率与消费效率的乘积。但也有学者把营养级间的同化能量之比值视为林德曼效率。由上可 见,C 是不对的。答案:C 52. 【解析】 :黑白瓶法:取三个玻璃瓶,一个用黑胶布包上,并包以铅箔。从待测的水体深度取
水,保留一瓶(初始量 IB)以测定水中原来的溶氧量。将另一对黑白瓶沉入取水深度,经过 24 小时或 其他时间,将其取出,并进行溶氧量的测定。根据初始瓶(IB)白瓶(LB)黑瓶(DB)的溶氧量;即 可求: LB-IB=净初级生产量 IB-DB=呼吸量 LB-DB=总初级生产量因此本题选 AC。答案:AC

53. 【解析】 :方差=均数,随机分布;方差>均数,集群分布;方差<均数,均匀分布。随机分布 抽样满足泊松分布;集群分布抽样很容易出现很少个体和很多个体,不符合正态分布(具体分布与集 群方式有关,而正态分布特点是两级少中间多) 。关于种群空间分布的概念详见第 109 题。答案:B 54. 【解析】 :雨林地面光线不充足,其余都是对的,所以选 C。答案:C 55. 【解析】 :一大波概念来袭~ 原生演替:在原生裸地或者原生荒原上进行的演替称为原生演替 (primary succession) ,又称为初生演替。原生演替在水体环境中和陆地环境都可能发生。次生演替: 原来的植物群落由于火灾、洪水、崖崩、风灾、人类活动等原因大部消失后所发生的演替。由其他地 方进入或残存的根系、种子等重新生长而发生的。可认为它是原生演替系列发展途中而出现的。这种 逐渐发生的演替系列称为后成演替系列(subsere) 。简单的说,原生演替就是从没有生命体的一片空地 上植被类群的演替, 而次生演替是在具有一定植物体的空地上进行的植被演替。 外因性演替 (exogenetic succession) ,又名外因动态演替,是由于外界环境因素的作用所引起的群落变化。如:⑴气候性演替, 是气候变化而引起的演替,其中,气候的干湿度变化是主要的演替动力。⑵土壤性演替,是由于土壤 条件向一定方向改变而引起的群落演替。⑶动物性演替,是由于动物的作用而引起的群落演。例如, 原来以禾本科植物为优势的草原,植株较高种类较多,在经常放牧或过渡放牧之后,即变成以细叶莎 草为优势成分的低矮草原。⑷火成演替,是指由于火灾的发生引起的群落演替。⑸人为因素演替,是 指在人为因素干扰之下,引起的群落演替。在所有外因性动态演替中,人类活动对自然界的作用而引 起的群落演替,占有特别显著和特别重要的地位。内因性演替:其一个显著特点是群落中生物的生命
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活动结果首先使它的生境发生改变,然后被改造了的生境又反作用于群落本身,如此相互促进,使演 替不断向前发展。一切源于外因的演替最终都是通过内因生态演替来实现,因此可以说,内因生态演 替是群落演替的最基本和最普遍的形式。地质演替:指随地质年代的推移生物群落的演替。自从地球 上生命诞生以来,随着地球上环境的变化,包括种的进化在内的生物群的演替,是在漫长的地质年代 中发生的。 生态演替:是指随着时间的推移,一种生态系统类型(或阶段)被另一种生态系统类型(或阶段)替 代的顺序过程。自养和异养演替:根据生态系统的发展程度不同,可分为幼年期和成熟期。在幼年期 生态系统中 P/R>1,而成熟期生态系统中 P/R 接近于 1。在发展早期,如果 R 大于 P,被称为异养演替 或称分解者演替;相反,如果早期的 P 大于 R,也就称为自养演替。P/R 比率随着演替发展而接近于 1。 例:细菌分解有机物的过程中,P/R<1,为异养演替;而其他大多数生态系统如森林、湖泊等属于自养 演替。由上可见,次生演替相比原生确实要快,但内因性演替也会对外界环境造成影响,外界气候不 会完全不变(如此绝对的表述一般都是错误的选项) ,CD 亦均是正确的表述,答案为 ACD。

56. 【解析】 :r-对策者繁殖快、个体弱小(但往往集群而变得很可观) ,K-对策者繁殖慢、个体能 力强(能够适应更多种环境、甚至改造环境,比如人) 。r-对策者相对优势在于,它是不易灭绝的(尤 其在环境恶劣的时候) ;K-对策者相对优势在于,它的支配能力(尤其在环境优越的时候) 。所以 K-对 策体型大,r-对策繁殖时间早,BC 不对,其余都没问题。答案为 BC。 57. 【解析】 :求偶过程一般不会置对手于死地,B 不对,其余均是可采用的策略。求偶场没见过? 你们感受一下非诚勿扰~ 答案为 ACD。 四、遗传学与进化生物学、生物系统学(24 题 29 分) 58. 【解析】 :多数病患为女性,男患者女性后代均患病,这些是伴 X 显性遗传的特征,所以选 C。 59.
【解析】 :1 的母亲为正常个体,故 1 位杂合体,9 正常,因此其儿子的正常可能为 1/2,选 C。

60. 【解析】 :4 号也是正常男性,所以 1 号和四号生的女儿正常可能性也是 1/2,选 C。 61. 【解析】 :8 号女性,X 显正常个体一定纯和,不可能为携带者,选 A。 62. 【解析】 :2 和 8 均为正常个体,后代不可能为病患,答案为 A。 63. 【解析】 : 2 号是正常个体, 3 号母亲正常所以为杂合子, 因此二者后代儿子为病患的可能性为 1/2 选 C。 64-66 题: 氰酸是野生型三叶草天然产生的一种自我保护的化学物质。用两个无法产生氰酸的品 系(突变株 1 和突变株 2)及野生型三叶草进行杂交实验,得到如下结果: 杂交 F1 表型 F2 表型 突变株 1×野生型 有氰酸 780 有氰酸,240 无氰酸 突变株 2×野生型 无氰酸 1324 无氰酸,452 有氰酸 突变椽 1 X 突变株 2 无氰酸 1220 无氰酸,280 有氰酸 , 64. 【解析】 :突变 1 与野生型杂交后 F1 表型全为可产氰酸,F2 代 780:240=3.25:1(有:无) ;突变 2 与野生 型杂交后 F1 表型全为不产氰酸,F2 代 1324:452=2.93:1(无:有) ,二者皆与 3:1 接近,但结果却反过来 了。两个突变株杂交后代分离非经典 9:3:3:1 模式,据此可推测存在两对基因相互作用。按 16 等份分所
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有 F2,(1220+280)/16=93.75,得突变 1:突变 2=13:3。这个比例符合抑制基因的特点。抑制作用: (1) 在两对独立基因中,其中一对显性基因,本身并不控制性状的表现,但对另一对基因的表现有抑制作 用,称为抑制基因; (2) 9A_B_、3A_bb 和 1aabb 表现一种性状;3aaB_表现另一种性状; (3) F2 性状分离比:13:3。因此本题选 B,至少存在两对等位基因,存在基因的抑制作用。答案:B

65. 【解析】 :同上可知,突变 1 相当于 bb,是合成氰酸的基因发生了隐性突变,因此 F1 后代全 都可以产氰酸。故本题选 A。 66. 【解析】 :突变 2 相当于 AA,是抑制基因发生了显性突变,因此 F1 后代全都不可产氰酸,但是这个基 因本身与氰酸合成无关,所以无论怎么看,本题都有两个合理的答案 AD。答案:A 或 D 67.野生型的后代与其野生型亲本相比: (单选 l 分) A.基因型相同 B.有一个基因座上等位基因位置发生改变 C.有 2 个基因座上等位基因位置发生改变 D.无法确定基因型是否相同或不同 【解析】 :摸不着头脑,是不是漏了题干。 。 。 68.如果该昆虫为果蝇,与上述亲本雌性个体的基因型相同的雄果蝇与三隐性雌果蝇杂交,在其 后代中(单选 l 分) A.仍然有 6 种表型,但比例有所不同 B.仍然有 6 种表型,比例也相似 C.只有纹身和黑体一玻璃眼两种表型 D.只有黑体和纹身一玻璃眼两种表型 【解析】 :摸不着头脑,是不是漏了题干。 。 。 69-73 题: 在玉米中, 等位基因 b 使籽粒胚乳颜色为白色, b+手为野生型紫色; 另外一个基因 wx(waxy) + 使籽粒胚乳为蜡质,wx 为野生型淀粉质;第三个基因 cn 使子叶为粉红,cn+为野生型黄色子叶。 这三个基因的杂合子雌性进行测交,得到的 1000 个籽粒表型及其数量如下: 5 个野生型;6 个白色、蜡质胚乳和粉红子叶;69 个蜡质胚乳,粉红子叶 67 个白色胚乳; 382 个粉红子叶;379 个白色、蜡质胚乳;48 个蜡质胚乳;44 个白色、粉红子叶。子代的表型 中,除提及外均为野生型。 69.三个基因的中,位于中间构基因是(单选 l 分) A. b B.cn C.wx D.无法确定 【解析】 :整理题干信息如下表:

可见亲本是 b+ wx+ cn 与 b wx cn+,双交换类型为 b+ wx+ cn+与 b wx cn。所以中间的基因为双交换中 变化的基因 cn,基因顺序为 b cn wx 答案为 B。

70. 【解析】 :b 和 cn 之间的图距是(48+44+5+6)/1000*100=10.3,答案选 B。 71. 【解析】 :wx 和 cn 之间的图距是(69+67+5+6)/1000*100=14.7,答案选 D。 72. 【解析】 :wx 和 b 之间的图距是(48+44+69+67)/1000*100=22.8,答案为 E。
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73. 【解析】 :并发系数为 1.1%/(10.3%*14.7%)=72.6%,故干涉为 1-72.6%=27.4% 答案:D 74. 【解析】 :A 是二者的共同观点,B 和 C 是拉马克不同于达尔文的观点,D 是达尔文不同于拉 马克的观点,因此答案为 D。 75. 【解析】 :奠基者效应(founder effect)是遗传漂变的一种形式,指由带有亲代群体中部分等位 基因的少数个体重新建立新的群体,这个群体后来的数量虽然会增加,但因未与其它生物群体交配繁 殖,彼此之间基因的差异性甚小。这种情形一般发生于对外隔绝的海岛,或较为封闭的新开辟村落等。 遗传学上的“瓶颈效应”是指:由于环境的激烈变化使群体的个体数急剧减少,甚至面临灭绝,此时群体 的等位基因频率发生急剧改变,类似于群体通过瓶颈,这种由于群体数量的消长而对遗传组成所造成 的影响称为瓶颈效应。其余两个概念是打酱油的,根据岛屿的信息点,本题答案为 D。 76. 【解析】 :Evolution 在生物学中是指种群里的遗传性状在世代之间的变化,因此答案为 C。B 选项过于主观,BD 选项描述的是进化的结果而不是本质。答案:C 77. 【解析】 :选择的基本类型包括:稳定性选择(stabilizing selection) ;单向性选择(定向选择) ;
分裂性选择(间断选择 disruptive selection)以及平衡性选择(含杂种优势与频率依赖型选择) 。具体的 概念介绍详见第 118 题,简单图示如下。本题所描述的为典型的定向选择,故答案为 A。

78. 【解析】 :定义不解释,答案为 D。 79. 【解析】 :概念见 75 题,猎豹分布极大缩小,很可能经历了环境剧变,只有少量的等位基因通过了 瓶颈,故而变异率低于其它哺乳动物种群,最接近的答案为 B。答案:B 80. 【解析】 :物种形成过程大致分为三个步骤: 1、地理隔离:由于地理屏障引起,将两个种群 彼此隔开,阻碍了种群间个体交换,从而使基因交流受阻。2、独立进化:两个地理上和生殖上的隔离 的种群各自独立地进化,适应于各自的特殊环境。3、生殖隔离机制建立:假如地理隔离屏障消失,两 个种群的个体可以再次相遇和接触,但由于建立了生殖隔离机制,基因交流已不可能,因而成为两个 种,物种形成过程完成。形成生殖隔离的机制如下: (1)交配前或合子前隔离机制 a.生态或生境隔 离:相关种群生活在相同综合地域的不同生境中。b.季节或时间隔离:交配或花期发生在不同时间。c. 性隔离:不同种间性的相互吸引力很弱或缺乏。d.机制隔离:生殖器或花的物理性不响应阻止了交配或 花粉转移 e.不同传粉者隔离:在开花植物中,相关性可能特化吸引不同的传粉者。f.配子隔离:在体外 受精的生物中,雌雄配子可能不相互吸引。 (2)交配后或合子隔离机制降低染合体的生存力或繁殖力 g. 杂种不存活:杂合体存活力降代或不能存活。h.杂种不育:杂种 F1 代的一种性别或两种性别不能生产 功能性配子。i:杂种受损:F2 代或回交杂种后体存活力或繁殖力降低。因此本题中杂种不育是合子后隔 离,答案为 ABCD。 81. 【解析】 :人类和现代类人猿尽管有共同的原始祖先——森林古猿,但两者在漫长的进化过程 中有了区别。现代类人猿与人类的根本区别主要在于: (1)首先是运动方式不同,现代类人猿主要是 臂行;人类则是直立行走。正是直立行走使得前肢获得了进化的机会。 (2)制造工具的能力不同。现 代类人猿可以使用自然工具,但是不会制造工具;人类双手解放,可以制造并使用各种简单和复杂的
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工具。 (3)脑发育程度不同。前肢解放也促进了脑和感官的发展。现代类人猿脑的容量约为 400 毫升, 没有语言文字能力;人类脑的容量约为 1200 毫升,具有很强的思维能力和语言表达能力。这三点中, 直立行走是最初分化的开始,本题答案为 C。估计政治老师会选 B。

2014 年全国中学生生物学联赛试题(电子试卷) 一、细胞生物学、生物化学、微生物学 (12 题 l6 分) 82. 【解析】 :真核生物中三种 RNA 聚合酶。 RNA 聚合酶I:合成核糖体 RNA (rRNA)前体 45S,当成熟后会成为 28S、18S 及 5,8S 核糖为 RNA, 是将来核糖体的主要 RNA 部份。RNA 聚合酶I合成核糖体 RNA (rRNA)前体 45S,当成熟后会成 为 28S、18S 及 5,8S 核糖体 RNA ,是将来核糖体的主要 RNA 部份。 RNA 聚合酶Ⅱ:合成信使 RNA (mRNA)的前体及大部份小核 RNA (snRNA)以及微型 RNA (microRNA) 。RNA 聚合酶Ⅱ合成信 使 RNA (mRNA)的前体及大部份小核 RNA (snRNA)以及微型 RNA (microRNA) 。因为它在转 录过程中需要多种转录因子才能与启动子結合,所以这是现时最多研究的种类。因为它在转录过程中 需要多种转录因子才能与启动子结合,所以这是现时最多研究的种类。RNA 聚合酶Ⅲ:合成转运 RNA (tRNAs) 、 rRNA 5S 及其他可以在细胞胞核及原生质找到的細小的 RNA。 RNA 聚合酶Ⅲ合成转运 RNA (tRNAs) 、rRNA 5S 及其他可以在细胞核及原生质找到的细小的 RNA。三种 RNA 聚合酶的比较: 答案:C

83. 【解析】 :核膜可以认为是粗面内质网的延伸,其外有核糖体附着,故答案为 A。 84. 【解析】 :ABC 的主要参与者均是微丝,轴突中 既有微丝也有微管,其作用是作为轴突和和胞体之间 的一条“传送带”, 负责在为轴突提供各种“战备物资”, 同时把“伤员”运回后方。本题选 D。 85.
【解析】:颗粒酶是外源性的丝氨酸蛋白酶,来自细 胞毒淋巴细胞(CTLs)和自然杀伤细胞(NK)释放的 细胞浆颗粒。 这些颗粒含有颗粒酶原及其它蛋白酶原, 包括穿孔蛋白。 由于CTL细胞与靶细胞结合 (经靶细胞 表面的CTL受体和MHC分子的抗原结合),颗粒的内容 物释放,颗粒酶进入了靶细胞,穿孔蛋白进入了靶细 胞通过在细胞膜的聚合形成了靶细胞膜的小孔,使细 胞膜穿孔,最后穿孔蛋白使颗粒酶的膜穿孔引起颗粒 酶的释放。 在细胞浆内, 颗粒酶B能通过三种不同的途 径激起细胞的凋亡,具体细节略,详图如右。因此答案为C。
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86. 【解析】 :12 年考过一次类似的微管微丝均有极性,中等纤维由于四个单体两个 N 端两个 C 端 对着配在一起(如图所示) ,故消除了极性。而高尔基体有顺面反面,也是有极性的(图略) 。 本题答案为 ABD。

87. 【解析】 :残余体(residual body)又称后溶 酶体或三级溶酶体,属于单层膜结构。自噬 体 (autophagosome) : 由 Ashford 和 Porter 在 1962 年发现细胞内有“ 自己吃自己”的现象 后提出。 指从粗面内质网的无核糖体附着区 脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降 解的细胞器、蛋白质等成分形成的结构。能 与溶酶体融合形成自噬溶酶体, 降解其所包 裹的内容物, 以实现细胞本身的代谢需要和 某些细胞器的更新。 突触囊泡和微体是单层 膜。综上,本题选 ACD。 88. 【解析】 :ABC 均为微管结构,D 为微丝肌动蛋白。答案:ABC 89. 【解析】 :原核细胞没有膜细胞器,但有核糖体,答案为 B。 90. 【解析】 :一般来说,细胞中线粒体数量取决于该细胞的代谢水平,代谢活动越旺盛的细胞线 粒体越多。肌肉一般活动都较为旺盛(德国生理学家华尔柏研究的线粒体数目列表如下) 。而 与其它肌细胞相比,心肌细胞所含线粒体就更为丰富,体积约占心肌细胞总体积的 40%。心肌 细胞线粒体生成非常活跃,特别是当心肌细胞能量需求出现增加或原有线粒体出现损伤时,线 粒体生成将显得尤为重要。因此本题答案为 B。

91. 【解析】 :自然界最小的细胞是支原体,大小大小介于细菌和病毒之间,为 0.2~0.3um,是目 前发现的最小的最简单的原核生物。当然病毒更小,但没有细胞结构。这也是为何文特尔选择 支原体构建人工细胞的原因。答案为 A。 92. 【解析】 :线粒体叶绿体内都有独立的核糖体,细胞质内有游离核糖体,粗面内质网上附着有 结合核糖体。答案为 BCDE。
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93 二、植物和动物的解剖、生理、组织和器官 (14 题 16 分) 94. 【解析】 :根中由于有中柱鞘和内皮层的存在决定了根不存在髓射线。它的维管射线是次生木 质部和次生韧皮部内沿径向方向排列的薄壁细胞, 分别称为木射线和韧皮射线, 总称维管射线, 来源是维管形成层。因此答案为 D。 95. 答案:C 96. 【解析】 :3-吲哚乙酸在植物体内生物合成的前体是色氨酸,故答案选 D。 97. 【解析】 :矿质元素的吸收是逆浓度主动运输,需要载体和能量但与水势梯度无关。答案:BCD 98. 【解析】 :这是一道原题,高温胁迫导致活性氧清除能力的降低,使得叶片活性氧大量产生, 加剧叶片细胞的质膜过氧化程度,加快叶片衰老进程,而在不发生低温伤害的条件下,适度的 低温一般延迟叶片的衰老。参考文献: 《作物杂志》 , 2010,4,p4 既然都说适度了,出题人 意图一定是让选抑制的。所以本题答案为 B。 99. 【解析】 :轮虫的轮盘为轮虫的运动和摄食器官,咽内有一个几丁质的咀嚼器。答案为 C。 100. 【解析】 :内环境也即细胞外液中约 3/4 分布于细胞间隙,称为组织间液或组织液;其余约 1/4 则在血管中不断循环流动,即为血浆。此外,还有少量的淋巴和脑脊液,但精液不是。严格意 义上内环境是血浆而不是血液,故 A 略有异议。答案:A 或 B 101. 【解析】 :尿囊 allantois allantoic membrane,脊椎动物羊膜类肛膜的一种。是胚体腹侧的内脏层(内胚 层内脏中胚层)膨出而生,迅速扩大,扩展在浆膜与羊膜之间的胚外体腔中以具有薄膜壁的囊而形成 尿囊,以细柄(尿囊柄)与胚体的消化管相连。开始时起排泄器官作用,但是以后到鸟类和爬行类则 与浆膜结合扩展至卵壳下方,血管发达起呼吸作用。在哺乳类,尿囊的血管进入绒毛膜的绒毛中,参 与胎盘的形成。故答案为 C。 102. 【解析】 :本题为一道本科期末考试原题。各类脊索动物的循环系统。文昌鱼:具有脊椎动物的基本模 式;闭管式;无心脏,但有可搏动的动脉;腹大动脉-入鳃动脉-背大动脉,H 型静脉(前、后主静 脉各 1 对-总主静脉-静脉窦) ,肝门静脉;血液无色,无血细胞,无呼吸色素;鱼类:单循环;1 心 房 1 心室,动脉圆锥(动脉球) ,静脉窦;腹大动脉-入鳃动脉-出鳃动脉-背大动脉,H 型静脉(前、 后主静脉各 1 对,汇入总主静脉) ,肝门静脉,肾门静脉;血液有血细胞,血红蛋白; 两栖类:不完 全双循环;2 心房 1 心室,动脉圆锥,静脉窦;颈动脉,体动脉,肺皮动脉,Y 型静脉(前大静脉 1 对, 后大静脉 1 条) ,肝门静脉,肾门静脉发达; 爬行类:不完全双循环;2 心房 1 心室(出现分隔) ,退 化的静脉窦,动脉圆锥消失;血管系统同两栖类,肾门静脉开始退化; 鸟类:完全双循环;2 心房 2 心室,心脏大;左体动脉弓退化,右体动脉弓保留,肾门静脉退化明显; 哺乳类:完全双循环;2 心 房 2 心室;右体动脉弓退化,左体动脉弓保留,多数只有右前大静脉,肾门静脉完全消失;红细胞无 核;淋巴系统发达。由上可见,肾门静脉从爬行类开始不完全退化,到哺乳类只在胎儿期存在肾门静 脉系统,以后便退化、消失。哺乳类腔静脉在股部分为 2 支进入腿部。在此之上分支进入左右 2 肾, 回流心脏的血液由下腔静脉负责,所以肾门消失不会造成影响。肺静脉在肺出现之前是不存在的,自 两栖类才开始出现;文昌鱼与鱼类为 H 型静脉,具有前、后主静脉各 1 对,从两栖类开始出现 Y 型静 脉,前、后大静脉代替了鱼类的前、后主静脉(前大静脉 1 对,后大静脉 1 条) ,所以两栖类以前也没 有后大(腔)静脉。只有肝门静脉是一直都有的,因此本题答案为 B。

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103.
【解析】 :大量饮清水后,血浆晶体渗透压下降,导致对下丘脑视上核及其周围的渗透压感受器刺激减 弱,抗利尿激素释放减少,远曲小管和集合管对水的重吸收减少,尿量增多。这种现象称为水利尿。 这也是一道原题,答案为 C。

104. 【解析】 :本题仍是一道原题,耦联的关键在于将质膜的电冲动转化为胞内信号从而导致横桥运动,而 这一步是钙离子浓度的升高和降低实现的,所以最关键的因素是答案 E。 105. 【解析】 :如下图,可见滋养体核外有一层疟原虫细胞膜,再外边包了一层红细胞膜;如果要与红细胞 外的环境沟通,还需要再通过一层红细胞的细胞膜。因此一共隔了两层红细胞膜,答案为 B。

106. 【解析】 :乙酰胆碱两类受体:N 型和 M 型,分别介绍如下。M 型分布:副交感神经节后纤维支配的 效应器细胞膜上作用:ACh 与 M 型受体结合后产生一系列副交感神经兴奋的效应,包括心脏活动的抑 制、支气管平滑肌收缩、胃肠平滑肌收缩、膀胱逼尿肌收缩、瞳孔括约肌收缩以及消化腺分泌增加激 动剂: 毒蕈碱 (muscarine) 、 毛果芸香碱 (pilocarpine)阻断剂: 阿托品 (atropine) 、 东莨菪碱 (scopolamine) 、 山莨菪碱(anisodamine) M 型分布:自主性神经节神经元突触后膜和神经- 肌肉接头终板膜上作用: ACh 与 N 型受体结合后使自主性神经节节后神经元和骨骼肌细胞兴奋激动剂:烟碱(nicotine) 阻断 剂:氯琥珀胆碱(suxamethanium chloride) 、氯筒箭毒碱(tubocurarine chloride) 本题答案为 ABC。至
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于血压升高主要是肾上腺素α受体的兴奋作用(血管收缩) 。答案:ABC

107.
【解析】:蛙科(Ranidae)是两栖类中最大的一科,该科在全世界有 36 属 500 余种,分布于除澳 洲和南极以外的地球各大陆。上颌具牙齿、且有犁齿。所以答案为 A。

三、动物行为学、生态学 (7 题 8 分) 108. 【解析】 :Malthus 增长模型:Malthus (1766-1834) 根据百余年的人口统计资料,于 1798 提出了著名的 人口指数增长模型。这个模型的基本假设是人口的增长率是常数,或者说单位时间内人口的增长量与 当时的人口数量成正比。这是不具有密度制约效应的指数增长模型。Logistic 增长模型:如果当种群数 量较少时(相对于资源而言)种群增长可以近似地看成常数,当种群增加到一定数量后,增长率就会 随种群数量的继续增加而逐渐减小。为了使模型更好地符合实际情况,必须修改指数增长模型关于种 群增长率是常数的假设。根据种内竞争原理或密度制约效应,与无密度效应的种群连续增长模型相比, 密度依赖的连续增长模型需要增加两点假设: (1 ) 存在环境容纳量 (carrying capaticy) (通常以 K 表示) ; (2)增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。按上述两点假设,密度制约导致 r 随着密度的增加 而降低,这与保持不变的非密度制约的情况相反,种群增长将不再是 J 形,而是 S 形。S 形曲线有两 个特点: (1)渐近于 K 值,即平衡密度; (2)曲线上升是平滑的。产生 S 形曲线的最简单数学模型是 在前述指数增长方程即 Malthus 模型上增加一个密度制约因子,就得到生物学上著名的 Logistic 方程。 Allee 模型:即考虑了阿利效应(Allee effect)的增长模型。阿利效应也称为负竞争效应、稀疏效应,内容 是:群聚有利于种群的增长和存活,过分稀疏和过分拥挤都可阻止生长,并对生殖发射副作用,每种 生物都有自己的最适密度。在 Logistic 模型中引入 Allee 效应的方式很多,基本是以引入 N/(N+a)的形 式为主(a 为效应常数,a 越大,Allee 效应越明显) 。Levins 模型:Levins 在 1969 年提出的异质种群 模型,是一个占据模型。Levins 所强调的是一个异质种群随着时间的变化所表现出的行为,如同在经 典种群生态学中将种群定义为在一个有限时间内具有相互作用的同种个体的集合一样,一个异质种群 也可以被看作是一个在有限时间内具有相互作用的局部种群的集合。在这里所谓有限时间是指因为每 一局部种群都有可能随机灭绝,因而特定局部种群之间的相互作用或联系,在时间上总是有限的异质 种群动态的概念应当与局部种群的灭绝和建立相联系,异质种群动态的研究从根本上讲也就是研究这 两个过程之间的平衡条件以及影响因素,异质种群动态的问题在异质种群理论中占有十分重要的地位。 该模型的数学表达式中有侵占(c)与灭绝(e)参数存在。方程有两个平衡点,一个集合种群灭绝的非 稳定平衡点和一个集合种群续存的稳定平衡点。所有的具体解析方程图示详见生态学教材。综上所述, 本题答案为 A。 109. 某种群在一个地区均匀分布,一般可以推断出 (单选 l 分) A. 该种群个体依照资源的均匀分布而分布; B. 该种群中个体之间不存在影响: C. 该种群中个体之间相互吸引; D. 该种群中个体之间相互排斥。 【解析】 :考查关于种群空间分布的概念,同 53 题。 随机分布(random distribution)指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的, 并且某一个体的存在不影响其他个体的分布。随机分布比较少见,只有在环境资源分布均匀一致、种 群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生。例如,森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫 的分布,以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布。 均匀分布(uniform distribution)的特征是,种群的个体是等距分布,或个体间保持一定的均匀的 间距。均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争。例如,森林中植物为竞争阳光(树冠) 和土壤中营养(根际) ,沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时也可造成种
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群个体的均匀分布。地形或土壤物理性状呈均匀分布等客观因素或人为的作用,都能导致种群的均匀 分布。均匀分布在自然种群中极其罕见,而人工栽培的种群(如农田、人工林) ,由于人为保持其株距 和行距一定则常呈均匀分布。 集群分布(clumped distribution)的特征是,种群个体的分布很不均匀,常成群、成簇、成块或成 斑块地密集分布,各群的大小、群间的距离、群内个体的密度等都不相等,但各群大都是随机分布。 其形成原因是:①环境资源分布不均匀,丰富与贫乏镶嵌;②植物传播种子的方式使其以母株为扩散 中心;③动物的社会行为使其结合成群。集群分布是最广泛存在的一种分布格局,在大多数自然情况 下,种群个体常是成群分布,如放牧中的羊群,培养基上微生物菌落的分布,另外,人类的分布也符 合这一特性。 由上可见,资源均一个体相互无影响时应该为随机分布,个体相互吸引应该为集群分布;只有种 内竞争激烈,个体相互排斥是才表现为均匀分布,D 是对的。虽然它们的环境相对均质,但是领域现 象才是本质的原因。可能是因为对答案 A 的异议,本题最后删除了。答案:D(删除)

110. 答案:B 111. 【解析】 :自养型生物的两大类群:光能自养、化能自养。在深海虽有极端嗜热嗜酸菌,但也属于化能 自养细菌。极端嗜热嗜酸菌属于古细菌,自养生活将硫化氢氧化成硫,再将硫氧化成硫酸(2H2S+O2 →2H2O+2S+能量,2S+3O2+2H2O→2H2SO4+能量) 。极端嗜热嗜酸菌就是利用上述物质氧化时释放出来 的能量为自身制造有机物的。因此它虽然嗜热,却不是利用地热作为基本能量来源(仍是化学能) 。本 题有一个小问题,就是势能其实是一个广泛的概念,只要不是动能就是势能,比如化学能是化学势, 光能也是核势能,所以这里的势能只能作为狭义的机械势能理解,不然就包含 BC 了。本题答案为 BC。 112.

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【解析】 :昆虫寻找植物的行为过程有一个固定的顺序,一个接着一个,直至接受某一植物。一旦发现 某植物(或植物某一部分)不适合其取食或产卵,昆虫就会返回到先前的某个行为,再按顺序进行行 为过程,直到找到合适的食物或产卵场所。这叫做“反应行为链”(reaction chain) (Atkins 1980) 。先前 的经验可能缩短某个行为的时间或改变偏好性,但顺序保持不变,整个过程包括 3 个主要阶段(见下 图) :第一阶段是寻找寄主阶段,即定向,该阶段终止于“找到”;第二阶段是降落(landing)在寄主所 在的位置; 第三阶段 是接触寄 主阶段,该 阶段终止 于“拒绝” 或“接受”。 “接受”是 非常关键 的行为,因 为这个行 为的结果 是在选择 的植物上 取食或产 卵,一旦失 误,有可能 导致不利的后果。在这些行为过程中,昆虫利用视觉、嗅觉、触觉和味觉不断收集来自植物的信息(见 下图) 。在每一步中,昆虫都有可能在接触植物之前或之后选择离开。当昆虫到达植物生长的场所时, 它可能对某种植物的不同个体(或不同种的植物)反复重复同样的过程。答案 A 是正确答案。

113. 【解析】 :领域行为发生在同一物种之内,故属于种内资源竞争,答案为 C。 114. 【解析】 : 具有亲缘选择的利他行为可以用广义适合度进行解释。广义适合度由两个部分组成:一个 是直接的、个体的成分,它是通过自身的保存和繁殖后代而产生;另一个是间接的、社会成分,是通 过照顾亲属的利他行为所获得的。在广义适合度的基础上,汉密尔顿提出了后来以他的名字命名的汉 密尔顿法则(Hamilton's Rule)。确切地说,广义适合度虽然为利他行为的存在和进化提供理论上的可能 性,但在自然界的现实中,利他行为必须使利他者在进化竞争过程中能够与利己者相抗衡才能得以存 在、传播和进化。汉密尔顿法则:汉密尔顿重点研究了社会性昆虫的利他行为,发现膜翅目中的蜜蜂 和蚂蚁等昆虫的性别遗传非常独特,这种性别遗传系统中的雄性均由母体孤雌生殖而来,即均为单倍 体, 雌性则为双亲配子受精而来, 为双倍体。 因此, 这种性别遗传系统被称为单—双倍体(haplodiploidy)。 这种奇特的单-双倍体的性别遗传系统,使膜翅目社会性昆虫群体呈现出一种独特的不对称的亲缘关 系结构。由于雄虫均为孤雌生殖而来的单倍体,而雌虫为双亲受精而来的双倍体,因此首先出现了亲 子亲缘关系的不对称性。女儿是双倍体,具有父亲的全部基因,因此父亲体内某一特定基因存在于女 儿体内的概率为 100%,父亲与女儿的亲缘关系是 1;而父亲与女儿只有一半基因相同,女儿体内某一 特定基因存在于父亲体内的概率为 50%,女儿与父亲的亲缘关系是 1/2。基于相似的理由,母亲与儿子
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的亲缘关系是 1/2,而儿子与母亲的亲缘关系是 1。这种亲子亲缘关系的不对称性使工蜂或工蚁同姐妹 的关系(共有来自父亲的全部基因和来自母亲的一半基因,即:r=1/2×1+1/2×1/2=3/4)比同兄弟的关 系(仅共有来自母亲的一半基因,相当于半同胞,即:r=1/2×0+1/2×1/2=1/4)更为亲密,因此它们会 给姐妹更多的食物和更好的照顾,表现为利他行为。由于蚂蚁、蜜蜂和黄蜂等膜翅目社会性昆虫遗传 方面的原因,以及它们所面临的环境选择压力,进化出了包括不育雌虫在内的严格的社会等级,以及 在此基础上采取的亲缘利他生存策略,使之更能适应自然选择的压力。因此本题答案为 A。

四、遗传学与进化生物学、生物系统学 115. 答案:B

(6 题 9 分)

116. 红绿色盲是由 X-连锁隐性单基因造成的,若假设 50000 人中有 320 个女性是红绿色盲,同时 假设随机婚配,请预测该人群中男性红绿色盲的概率是多少? (单选 2 分) A. 0. 02 B. 0.04 C. 0.06 D. 0.08 【解析】 :本题存在争议,答案为 D。出题者按照 320/50000 得出 XbXb 的基因型频率为 0.64%,故 Xb 的基因频率为 8%,在此条件下算出男性红绿色盲概率为 0.08。由于一开始没交代 50000 是女性,所以 实际 XbXb 的基因型频率为 0.32%,算出来答案应该在 0.057 左右,反而更接近 C。所以本题作废。答 案:D(删除) 117. 在一个环境条件不变的人种群中,下列哪些因素会改变种群世代之间的基因频率? (多选 2 分) A. 基因突变 B. 个体迁徙 C. 遗传漂变 D. 选择性交配 E. 随机交配 【解析】:基因频率不变的哈代·温伯格平衡是一个理想状态,在自然界这样的群体是不存在的。实际 上自然界各种生物的种群只能有相对稳定的基因频率,它们都可能会受到突变、选择、迁移和遗传漂 变的影响。影响基因频率的各因素: 突变:突变是基因的一个重要属性,基因突变对于群体遗传组成 的改变表现在两个方面:第一,它提供自然选择的原始材料,如果没有突变,选择就无法发生作用; 第二,突变本身就是影响基因频率的一种力量。例如,一对等位基因,当基因A变为a时,群体中A的频 率逐渐减小,a的基因频率逐渐增大,假如长时间发生A→a连续发生,没有其他因素的影响,最后这个 群体的A被a完全替代,这就是突变产生的突变压。在一个群体中如果正反突变压相等,就成平衡状态。 在自然群体中因为突变率低,所以短时间内对基因频率的影响是很不明显的。选择:选择对基因频率 的改变有很重要的作用。在自然界一个具有低活力基因的个体,就比正常个体产生的后代要少些,它 的频率自然也会逐渐减少。某种基因型个体跟其它基因型个体相比时,能够存活并留下子代的相对能 力称之为适应值,也叫适合度,记作W,最高的适合度W=1。那么在选择的作用下降低适合度即为选 择系数,用S表示。在数值上S=1-W,SU所以选择系数越大,说明适应性越差。在考虑自然选择对群体 遗传组成影响是,常以适合度和选择系数作为定量的指标之一。基因频率接近0.50时,选择最有效。当 频率小于0.50时,选择作用逐渐降低。隐性基因频率很小时,选择的有效度非常低,因为这时的隐性基 因几乎完全存在于杂合体中得到保护。选择对显性基因的作用比对隐性基因更加有效,因为杂合子中 的显性等位基因会像在纯合子中一样表现出来,如果显性基因是致死或不育的(S=1),只要经过一代 便可淘汰干净。选择引起群体基因频率的改变具有定向性,我们课本提到的英国曼彻斯特的桦尺蛾随 工业发展的黑色化现象,就是典型例子。迁移:繁育个体迁入一个群体或从一个群体迁出都称为迁移。 假如有一个大的群体,每一代中有一部分是新的迁入者,其比率为m,原有个体比例为1-m。设迁入个 体中的某一个体基因频率是qm, 则原有个体同一基因频率是q0, 则在混合群体内基因频率q1将是: Q1 = mqm + (1-m)q0 = m(qm-q0)+q0 迁入一代引起的基因频率的改变为:△q = q1–q0 = m(qm–q0) 由式子可知, 在一个有个体迁入的群体里,基因频率的改变明显的取决于迁入率及迁入个体与原群体之间的基因频 率差异。遗传漂变:哈代·温伯格定律,是以无限大的群体为前提的,而实际的生物群体中,个体数目
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是有限的。在小群体中,既是选择,突变和迁移不发生作用,基因频率也会由某一代群体基因库中抽 样形成下一代个体配子时产生误差。由此引起的基因频率的变化称为遗传漂变或随机漂变。例如黑腹 果蝇棕眼基因的实验结果,是小群体基因频率随机漂变的很好例子。从具有bw(棕色眼基因)与bw75基 因杂合体出发,若每代雌雄个保持8只,那么200多个这类小群体,经过19代后,既有全部为bw75的小 群体,也有全部为bw的小群体,还有为bw75和bw各占不同基因频率的小群体,只有很少一部分同实验 开始时bw75和bw频率均为0.50的小群体,这就是随机漂变的结果。本题争议较大,首先确定的选项 是A一定是对的,E一定不对,因为E是哈代·温伯格平衡的条件,基因频率不会改变。至于BCD均存在 异议。相比突变、选择与迁移,一般认为遗传漂变更多针对的是较小的群体(详见戴灼华p494)。因 此根据“环境条件不变的大种群”这一题干信息,C不对而B对(多数争议在于大家认为BC都收种群大小 影响,应该一起对或者一起都不对)。 另外一个争议在于选型交配。 按照戴书的定义, 选型交配分两类, 一类是正选型交配 (Positive assortative mating)即当带有相似表型的个体优先交配。在自然群体中这种情况较为普遍。例如人类的选择性就很 高。高个子女人和高个子男人婚配,矮个女人与矮男人婚配都比较常见,比随机频率要高。负选型交 配(negative assortative mating)是不相同表型的个体交配的概率要大于随机交配。情况和上面的例子 相反。正选型交配和负选型交配的类型都不会影响群体的基因频率,但他们可能会影响基因型频率。 同样按照 Principles of Genetics, 7th ed.权威教材的内容(如下图,原书 p560),选型交配也不会改变基 因频率。 我们可以举个例子简单计算一下,假设高富帅和穷挫矮的等位基因分别为 A 与 a,如果原始的基 因型比例为 AA:Aa:aa=1:2:1,基因频率为 1:1。如果正选型交配,即高富帅值和高富帅交,穷挫矮只和 穷挫矮交,一代之后,基因型频率变为:7/24:10/24:7/24,但基因频率仍为 1:1。这中间的问题在于, 不管如何非随机交配,只要所有基因型产生后代的数目及后代的存活率都相同,那么基因频率就不会 改变。但事实是大部分情况下选型往往与选择共同存在,某些基因型后代的适应度与其它类型是不同 的,这就造成了普遍的基因频率改变。通俗讲,如果高富帅四处留情,而穷挫矮孤独一生,那么基因 频率就会变;但如果高富帅和高富帅幸福一生,穷挫矮与穷挫矮凑合一辈子,大家传递下去同样的后 代,那么基因频率就是不会变。本题出题人考虑到的概念是大种群,选型存在选择的情况,所以答案 才会给 ABD,最终由于答案异议太多,本题作废,但大家要理解其中的原因。

118. 【解析】:选择的基本类型: 稳定性选择(stabilizing selection):即把趋于极端的变异淘汰掉而保留 那些中间型的个体,使生物类型具有相对的稳定性。这类选择多见于环境相对稳定的群体中。选择的 结果将使性状的变异范围不断缩小,群体的基因型组成更趋于纯合。例如,在美国的一次大风暴后, 邦帕斯(Bumpus,1899)搜集了136只受伤的麻雀(Passer montanus saturatus)。他把它们饲养起来, 结果活下来的有72只,死去的有64只。在这64只中,大部分是个体比较大的、重的、变异类型比较特 殊的。这表明离开常态型的变异个体容易受到淘汰。又如,托尔(Tower)在马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)中发现,能够过冬的是那些比较属于常态型的个体,而变异较大的个体都容易在过冬中 死亡。据报道,人类新生儿的体重为平均体重者,其死亡率最低。过轻或过重者死亡率均较高。在对 伦敦出生的13700个婴儿体重的调查统计表明,新生儿体重略高于8磅的比率最高。随访结果:全部婴 儿的存活率为95.5%,而新生婴儿体重略高于8磅的存活率为98.2%。单向性选择(定向选择):把趋 于某一极端的变异保留下来,淘汰掉另一极端的变异,使生物类型朝向某一变异方向发展,这类选择 称单向性选择(directional selection)。这种选择的结果也会使变异的范围逐渐趋于缩小,群体基因型 组成趋向于纯合。单向性选择多见于环境条件逐渐发生变化的群体中,人工选择大多属于这种类型, 即定向选择。尺蛾黑化即属这种选择。在单向性选择作用下,随着时间推移,一个物种就可能转化为
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新的物种。在古生物学上就有这方面的材料,如马的祖先就朝向体躯增大的方向进化,以致逐渐形成 体躯高大的现代马。 分裂性选择(间断选择 disruptive selection):即指把一个群体中的极端变异个体按不同方向保留下来, 而中间常态型则大为减少的选择。这种类型也是在环境发生变化的群体里进行的。原先较为一致的生 态环境分隔为若干次一级的环境,或群体向几种不同地区扩展,都会出现分裂性选择。上述关于马德 拉、克格伦岛上的甲虫,正是向不同的方向进化,才逐渐形成残翅、无翅或翅膀特别发达这样两种类 型,而具有一般飞行能力的逐渐被淘汰了。美国卡兹基尔山有轻巧型和粗壮型两类狼,也是分裂性选 择的结果。上述三种选择是最基本的类型。平衡性选择:自然界中普遍存在基因的多型性以及相应的 表型多型性即多态现象。例如人的血型,眼和发肤的颜色,某些昆虫的颜色等。能使二个或几个不同 质量性状在群体中的比例在若干代中保持平衡的现象称平衡性选择(balancing selection) 。平衡性选择 也即是保留不同等位基因的选择。这类选择主要有以下两种情况: 1.对杂合体有利的选择:即杂种 优势。杂种优势又名超显性(overdominance) 。在超显性情况下,二个成对的等位基因中,杂合体 Aa 的适合度大于二种纯合体 AA 和 aa。设 AA 与 aa 的选择系数分别为 s1 与 s2,则一代以后的选择效应 见。在选择过程中,由于保留下的 Aa 在繁殖时一定继续分离为 A 与 a,后代中必会出现 AA 与 aa 的 纯合基因型。因此,在杂种优势的特定情况下,AA 与 aa 就不易被选掉,而在群体中继续保存。一定 时期后,不同基因型按一定频率的比例达到平衡状态。2.依赖于频率的选择:即随频率变动的选择。 除杂种优势的选择外,依赖于频率的选择(frequency-dependent selection)也可导致遗传的多态平衡。 当基因型的适合度随它们的频率而变化时,选择就依赖于频率。这种选择模式与上述讨论的其他模式 不同,它的适合度不是恒定的,而与基因型的频率有关。例如在复杂的环境中,当一种基因型很稀少 时就可能有很高的适合度,因为适合于它的环境条件较优越。相反,当这种基因型获得充分增殖后, 它的适合度便骤然下降。其原因是它适合的环境达到了饱和,已难以找到进一步发展的余地。举个例 子来说,如果食肉动物在捕食过程中,总是更容易捕捉到某一种猎物,而不是同时捕食两种或更多的 猎物,那么,这些食肉动物就会形成一种以最容易获得的猎物为食的捕食模式。如果这些食肉动物捕 食所有猎物的能力都一样,那么就会对被捕食的猎物种群造成频率依赖性选择效应 (frequency-dependent selection) 。稀有基因型(雄性个体的奇异颜色)在孔雀鱼的自然种群中有明显生 存优势。这也许是迄今为止证明频率依赖型选择可以是维持自然种群遗传多样性的一个有效机制的最 好的实验证据。随机选择应该指的是漂变,相关概念参见 117 题,在此不详细介绍。答案为 C。

119. 【解析】 : 古生物学家辛普孙 〔G· G· Simpson) 在其 《进化的速度与方式》 (Tempo and Mode inEvolution, Columbia University Press,1944〕一书中重新定义小进化与大进化:小进化是指种内的个体和种群层次 上的进化改变,大进化是指种和种以上分类群的进化。生物学家以现生的生物种群和个体为对象,研 究其短时间内的进化改变,是为小进化。生物学家和古生物学家以现代生物和古生物资料为依据,研 究物种和物种以上的高级分类群在长时间(地质时间)内的进化现象,是为大进化。小进化的基本单 位是无性繁殖系和种群(李难《进化生物学》p182) 。因此本题答案为 D。 120. 【解析】 :露西,古人类化石,被称 为人类的祖母。1974 年,美国科学 家唐纳德·约翰逊等领导的一个考 古小组在埃塞发现了“露西”,遗骸 化石具有大约 40% 的完整性。 “ 露 西”属于南方古猿阿法种, 被看作是
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人类起源研究领域里程碑式的发现。当时为庆祝这一伟大发现播放了甲壳虫乐队的歌曲《露西在缀满 钻石的天空》 , 因此化石被取名为“露西”。 总结一下关于人类进化出现在历年考题中的主要时间节点: (1) 最早直立行走的是南方古猿; (2) 直立行走的姿态与现代人相同的是直立人、智人; (3) 最早使用天 然火的是直立人; (4) 最早进行人工取火的是智人; (5) 不能制造工具的是南方古猿; (6) 出现语言 的是能人; (7) 脑容量达到现代人大小的是智人。 结合第 81 题, 南方古猿也是最早直立行走的古人类。 本题答案为 B。人类进化历程如下图所示,注意各人科动物时间发生有交叠,且研究仍存在争议(如 腊玛古猿到底和西瓦古猿是同类异性还是不同类别等) ,故请大家以书本归类为准。答案:B

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