2017 年全国中学生生物学联赛试题及详细解析 - 图文

61.答案：BCD

解析：双重呼吸在质心生物联赛历年真题详解中详细配图介绍过，此处不再赘述。鸟类无论是在吸气还是在呼气时均有新鲜空气进入肺部进行交换，这种呼吸方式称为双重呼吸。吸气时，大部分空气经中支气管直接进入后气囊（未经气体交换）还有一部分空气进入次级支气管，再进入副支气管，在此处的微支气管处进行气体交换。吸气时，前气囊也扩张，但不接受吸进来的气体，而是接受从肺来的气体。呼气时，后气囊中的气体（含氧丰富）排入肺内，经次级支气管入副支气管，在微支气管处进行气体交换，交换后的气体人前气囊。呼气时，前气囊中的气体排出，经次级支气管人中支气管排出体外。因此本题 BCD 正确。

62.答案：ABD

解析：局部电位的特点：①等级性。指局部电位的幅度与刺激强度正相关，而与膜两侧离子浓度差无关，因为离子通道仅部分开放无法达到该离子的电平衡电位，因而不是“全或无”式的。②可以总和。局部电位没有不应期，一次阈下刺激引起一个局部反应虽然不能引发动作电位，但多个阈下刺激引起的多个局部反应如果在时间上（多个刺激在同一部位连续给予）或空间上（多个刺激在相邻部位同时给予）叠加起来（分别称为时间总和或空间总和），就有可能导致膜去极化到阈电位，从而爆发动作电位。③衰减性：不能在膜上做远距离的传播，随扩布距离的增加而迅速衰减和消失。局部电位只能沿着膜向临近做短距离的扩布，并随着扩布距离的增加而迅速衰减乃至消失，这种方式称为电紧张性扩布。因此选 BCD。 63.答案：AC

解析：第一心音是心室收缩期各种机械振动形成的，这一时期从房室瓣关闭到半月瓣关闭之前。其中心肌收缩、瓣膜启闭，血流对血管壁的加压和减压作用都引起机械振动，从而参与心音的形成。但各种活动产生的振动大小不同，以瓣膜的关闭作用最明显，因此第一心音中主要成分是房室瓣关闭。此时心室压力大于心房，故选 AC。

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正确区分第一心音和第二心音，才能正确判断收缩期和舒张期，确定额外心音或杂音出现时期以及与第一、第二心音问的时间关系。因此，辨别第一心音和第二心音具有重要的临床意义。辨别要点有： ① 第一心音较长而音调较低，第二心音则较短而音调较高。

② 第一心音与第二心音的间距较短，而第二心音与第一心音间的时间较长，即舒张期较收缩期长。

③ 第一心音与心尖搏动同时出现，与颈动脉搏动几乎同时出现。不宜用桡动脉搏动来辨别第一心音，因为自心室排出血液的波动传至桡动脉需一段时间，所以桡动脉搏动晚于第一心音。

④ 心尖部第一心音较强，而第二心音在心底部较强。一般情况下第一心音和第二心音的辨别并不困难，但在某些病理情况下，如心率加快，心脏的舒张期缩短，心音间的间隔差别不明显，同时音调也不易区别，则需利用心尖搏动或颈动脉搏动帮助辨别。如仍有困难，心底部尤其是肺动脉瓣区清晰的第二心音则有助于区分第二心音和第一心音，并进而确定收缩期和舒张期。 64.答案：ACD

解析：肺组织纤维化会降低肺的顺应性，增加肺的弹性阻力，引起吸气困难。动脉血氧分压 PO 2的高低，主要取决于吸入气体的氧分压和外呼吸的功能状态，正常参考值为 12.6~13.3 kPa（95~100mmHg）。二氧化碳分压 PCO 2 指物理溶解的二氧化碳所产生的张力，正常参考值为4.67~6.0 kPa（35~45 mmHg）。血浆 pH 参考值 7.35~7.45，平均 7.40。

外周化学感受器是指经颈动脉体和主动脉体，其血液供应极为丰富，能比较及时和直接感受到动脉血中 CO 2 、O 2 及 H + 变化。当 PO 2 降低，PCO 2 升高、pH 降低时，对其是兴奋刺激。 中枢化学感受器对 CO 2 或 H + 变化比较敏感，尤其对 H + 变化更敏感，但中枢化学感受器对缺氧刺激不敏感，甚至缺氧可造成呼吸中枢的抑制。因此，外周化学感受器主要感受血中缺氧及 H + 变化，因为 H + 不能通过血脑屏障，故中枢化学感受器主要感受血中 PCO 2 升高，CO 2 可以自由通过血脑屏障，通过水合产生 H + ，使中枢化学感受器细胞外液（脑脊液）中 H + 浓度升高，从而刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢。由于脑脊液碳酸酐酶含量很少，水合很慢，所以即使是对 CO 2中枢化学感受器也有一定时间的反应延迟。

具体到本题，患者血液 PO 2 很低，PCO 2 也偏低，而 pH 稍稍偏高，表现为严重缺氧。当 PO 2下降至 10.64 kPa（80 mmHg）以下时，主要刺激外周颈动脉体化学感受器，冲动经窦神经传至延髓呼吸中枢使其兴奋加强，从而使呼吸加深加快，动脉 PO 2 升高。如前述，中枢化学感受器对缺氧刺激不敏感，低氧对中枢感受器的直接作用是抑制，因此主要是通过刺激外周化学感受器而兴奋呼吸中枢，在一定程度上对抗低氧对呼吸中枢的直接抑制作用。如果严重低氧时，这种兴奋作用已不能对抗低氧对呼吸中枢的直接抑制作用，终将出现呼吸障碍。然而呼吸加深加快又过多的呼出了 CO 2 导致 PCO 2 下降，血 pH 升高。至于血液 pH 的变化，则主要是通过外周化学感受器作用，对中枢化学感受器作用较小，也更缓慢。因此本题 A、C 正确，B 不对，最终答案选了 ACD，其中 D 里中枢作用远小于外周。 65.答案：AB

解析： 土中生长的幼苗会形 成顶端弯钩（apical hook），顶端弯钩是一种至关重要的结构，可在植物通过土壤突出时，保护其子叶和顶端分生组织免受机械损伤，而顶端弯钩形成缺陷突变体难以从致密的土壤中出土见光生长，因此对顶端弯钩形成机制的研究有助于提高植物成功出土的概率，保证幼苗正常生长，进而提高作物产量。因此 A 正确。双子叶植物如大豆、棉花以及各种瓜类的无胚乳种子，在萌发时，胚根首先伸入土中形成主根，接着 下胚轴伸长，将子叶和胚芽推出土面，这种幼苗的子叶是出土的。幼苗在子叶下的一部分主轴是由下胚轴伸长而成的；子叶以上和第一真叶之间的主轴是由上胚轴形成的。子叶出土后通常变为绿色，可以暂时进行光合作用，以后胚芽发育形成地上的茎和真叶。子叶内营养物质耗尽即枯萎脱落。

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双子叶植物无胚乳种子如豌豆、荔枝、柑桔和有胚乳种子如三叶橡胶的种子，以及单子叶植物的水稻、小麦、玉米等有胚乳种子萌发时，下胚轴并不伸长，子叶留在土中。上胚轴或中胚轴和胚芽伸出土面。上述都是子叶留土的幼苗。

花生种子的萌发，兼有子叶出土和子叶留土的特点。它的上胚轴和胚芽生长较快，同时下胚轴也相应生长。所以，播种较深时，则不见子叶出土；播种较浅时，则可见子叶露出土面。可见，不是所有的幼苗出土都需要下胚轴伸长，但出土前幼苗主要使用种子内的营养物质，长根和营养元素尚不如土埋深度对其影响大，所以作为多选题只好再选上 B。 参考文献：

Jasmonate-activated MYC2 represses ETHYLENE INSENSITIVE3 activity to antagonize ethylene- promoted apical hook formation in Arabidopsis, Plant Cell, 2014, 26, 1105.

66.答案：ABCDE

解析：高等植物的生长发育是由分生组织不断分裂、分化所成。植株在早期胚形成后，上下顶端生长点开始有了保持分生能力的细胞群，称之为顶端分生组织，随着种胚萌发生长，形成地上茎尖分生组织（shoot spical meristem, SAM）和地下根尖分生组织（root spical meristem,RAM）。其中，茎尖分生组织分化为初生分生组织，并逐渐形成植物地上部分如茎、叶和花等。 生长素是调控植物茎尖分生组织发育和植物次生结构形成的重要植物激素之一，其梯度分布及极性运输（polar auxin traspot, PAT）在茎尖分生组织的分化过程中起着重要作用，因此 A正确。

低浓度下生长素能正向调控茎尖分生组织的分化。通过突变体和化学处理等手段减少生长素极性运输会导致叶原基形成受到抑制；随后对其施加外源生长素，茎尖分生组织分化活性重新恢复，并在处理位点有新叶形成。生长素浓度过高时，新叶也无法形成；然而随着茎区生长素浓度逐渐降低，当浓度低于最适浓度时，抑制作用失效，新叶开始萌发。除此以外，细胞分裂素亦可正向调控茎尖分生组织的细胞分化，并能控制分生组织的大小。事实上，植物激素调控茎尖分生组织的分化是一个复杂的信号调控网络。许多研究表明，各激素信号及其协同互作在茎

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尖分生组织分化调控中具有重要作用，如细胞分裂素和赤霉素、乙烯，生长素和脱落酸等等。近期有研究表明，多肽激素作为信号分子在细胞与细胞之间短距离的信号传导中起着关键作用，同时也影响着茎尖分生组织的分化过程。此外，独脚金内酯在分生组织中也可以通过影响生长素流出载体 PIN1 来调控生长素极性运输，从而控制茎尖分生组织的分化过程。

转录水平调控是真核生物基因表达调控的重要环节，可根据周边环境或自身发育需要通过转录因子在特定条件下对基因转录活性进行调控，进而影响茎尖分生组织的分化活动。转录因子是一群能与基因 5’端上游特异性结合，进而促使目的基因以特定的强度在特定的时间和空间表达的蛋白质分子。有关茎尖分生组织分化活动的转录调控研究大多与植物激素相关。如 I 型KNOX 基因家族在茎尖分生组织中表达且与 KNOTTID1 序列相似，主要功能是维持茎尖分生组织的特征，且能与激素相互作用共同调控茎尖分生组织的分化活动。研究发现，I 型 KNOX 基因家族与 CTK/GA 之间的表达水平存在密切关系。随着遗传学研究的不断发展，越来越多参与干细胞功能调控的分子机制被发现， 维持茎尖分生组织特征的基因主要有 WUS 、CLV1 、CLV3和 和 STM 等，其中研究较为深入的机制是 WUS 和 CLV3 的反馈调节环。因此，E 是正确的。研究表明，茎尖分生组织中存在一个位于中央母细胞区和肋状分生组织区交界处，由 干细胞库组成的组织中心区。除茎尖分生组织分布 有大量未分化的干细胞，根尖分生组织也含有大量干细胞，主要分化形成植物地下部分。虽然这两者都属于分生组织且均含有干细胞，但由于他们的结构和功能有明显的不同，所以在对干细胞活性及分化功能的分子调控机制上具有显著差别 WUS 在茎尖分生组织的组织中心区特异性表达，有利于维持干细胞未分化的特性，且 WUS梯度的维持也有利于调控茎尖分生组织中干细胞的数量。 当 WUS 活性丧失时，分生组织中的细胞会开始不断分裂分化，最终因其结构原因停止膨胀，且只有少量叶片萌发。1996 年，Laux 等利用 EMS 诱变，根据萌发后真叶出现的早晚在拟南芥中分离得到两个隐性等位基因突变体 wus-1 和 wus-2。由于突变体顶端优势的丧失造成种子萌发一周后仍 没有真叶出现，以后的生长缓慢、缺乏主茎而有多个分枝，每个分枝点都会重复莲座叶那样的发育模式。在花分生组织中，WUS 和 LFY（LEAFY）共同激活 AG

（AGAMOUS）基因的表达，WUS 受 AG 的反馈抑制。由 WUS 建立的信号体系还参与胚珠的发育。当 WUS蛋白和生长素共存时，可以高效启动体细胞胚的发生。细胞对 WUS 信号的感应性与细胞所处的微环境有关，WUS 在不同环境条件下可以启动不同的下游基因表达。被诱导表达的 WUS 还可以在根尖促进体细胞胚的形成。在根尖表

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