题目内容
12．某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于一对黑白瓶中，每瓶10L，剩余的水样测得初始溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶．将它们分别挂回原水层一天后，测的黑瓶氧含量为5.2mg/L，白瓶氧含量为19.6mg/L．白瓶中的水样可看做一个小型生态系统，该生态系统在一天内的能量流动图解如下图所示：
（1）若仅用图中带编号的字母表示，流入该生态系统的总能量可表示为R1+R2+R3+R4+Z1+Z2+Z3+Z4（或者R1+Z1+F1+R2+Z2+F2+R3+Z3+F3），这一天内第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率可表示为$\frac{{R}_{3}{+Z}_{3}+{F}_{3}}{{R}_{3}{+Z}_{3}{+F}_{3}{+R}_{2}{+F}_{2}{+Z}_{2}}$．
（2）若底物为葡萄糖，则有氧呼吸的总反应式为：C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量．若将能量的变化都折算成葡萄糖（C6H12O6）重量的变化，请计算出这一天内该小型生态系统中下列数据（提示：葡萄糖相对分子量为180，氧气相对分子量为32）：
①（Z1+Z2+Z3+Z4）：（R1+R2+R3+R4）=2：1
②Z1+Z2+Z3+Z4=90mg．
分析 黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定．白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用．黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用．在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量．
输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，传递沿食物链、食物网，散失通过呼吸作用以热能形式散失的．每个营养级固定的能量有四个去向：流向下一营养级（最高营养级除外）、分解者分解利用、呼吸作用、未被利用，所以能量流动的特点是逐级递减．能量的传递效率在10%～20%之间．
分析图示，生产者同化的能量为R1+Z1+F1+R2+Z2+F2+R3+Z3+F3，小型浮游动物同化的能量为R2+Z2+F2+R3+Z3+F3，较大浮游动物同化的能量为R3+Z3+F3．
解答 解：（1）输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能，流入该生态系统的总能量可表示为R1+R2+R3+R4+Z1+Z2+Z3+Z4（或者R1+Z1+F1+R2+Z2+F2+R3+Z3+F3）．这一天内第二营养级同化的能量为R2+Z2+F2+R3+Z3+F3，第三营养级同化的能量为R3+Z3+F3第，故第二营养级和第三营养级之间的能量传递效率可表示为$\frac{{R}_{3}{+Z}_{3}+{F}_{3}}{{R}_{3}{+Z}_{3}{+F}_{3}{+R}_{2}{+F}_{2}{+Z}_{2}}$．
（2）若底物为葡萄糖，则有氧呼吸的总反应式为：C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量．
①（Z1+Z2+Z3+Z4）表示生产者表观光合作用量，为（19.6-10）×10=96mg，（R1+R2+R3+R4）为生产者呼吸消耗量，为（10-5.2）×10=48mg．因此（Z1+Z2+Z3+Z4）：（R1+R2+R3+R4）=2：1．
②（Z1+Z2+Z3+Z4）表示生产者表观光合作用量，为（19.6-10）×10=96mg，此为氧气的变化量，根据1C6H12O6～6O2，葡萄糖的变化量为180×96÷（6×32）=90mg，即Z1+Z2+Z3+Z4=90mg．
故答案为：
（1）R1+R2+R3+R4+Z1+Z2+Z3+Z4（或者R1+Z1+F1+R2+Z2+F2+R3+Z3+F3） $\frac{{R}_{3}{+Z}_{3}+{F}_{3}}{{R}_{3}{+Z}_{3}{+F}_{3}{+R}_{2}{+F}_{2}{+Z}_{2}}$
（2）C6H12O6+6H2O+6O2$\stackrel{酶}{→}$6CO2+12H2O+能量
①2：1 ②90mg
点评 本题结合某生态系统中能量传递示意图，考查生态系统的功能，重点考查生态系统的能量流动，要求考生识记生态系统中能量的输入、传递、转化和散失途径，能根据图中数据进行相关计算，属于考纲识记和理解层次的考查．
| A． | 个别碱基对的替换可能不影响蛋白质的结构和功能 | |
| B． | 染色体上部分基因缺失，引起性状的改变，属于基因突变 | |
| C． | 有性生殖产生的后代之间的差异主要是由基因突变引起的 | |
| D． | 基因突变一旦发生，改变的性状就会遗传给后代 |
| A． | 能调控垂体的分泌活动 | B． | 能调节机体的产热和散热 | ||
| C． | 能调节内环境的酸碱度 | D． | 能合成抗利尿激素 |
（1）当血糖浓度上升时，葡萄糖感受器接受刺激产生兴奋，最终由传出神经未梢释放神经递质，与胰岛B细胞膜上相应的受体结合，引起胰岛素分泌增多；由图可知，胰岛B细胞分泌胰岛素还受到血糖浓度、胰高血糖素含量的影响．以上说明胰岛素分泌调节方式属于神经--体液调节．
（2）据图分析，胰岛素与组织细胞膜上的受体结合后，一方面增加细胞内葡萄糖转运蛋白的合成，促进葡萄糖进入细胞；另一方面促进细胞内蛋白质、脂肪、糖原的合成．
（3）糖尿病病因之一是患者血液中存在图中异常抗体．图中因抗体1（抗体1、抗2）引起的糖尿病可以通过注射胰岛素来治疗．从免疫学的角度分析，这两种异常抗体引起的糖尿病都属于自身免疫病．
（4）为研究桑叶提取液对糖尿病大鼠的降血糖效果，某研究小组进行了如下实验．
①实验材料和仪器：生理状况相同的健康大鼠30只、桑叶提取液、蒸馏水，血糖测定仪等．
②实验步骤：
a．随机选取10只大鼠作为甲组，另外20只制备成实验性糖尿病的大鼠随机均分成乙组和丙组．
b．测定各组大鼠的血糖浓度，并进行数据统计．
c．丙组大鼠灌喂桑叶提取液2mL/d，甲组和乙组大鼠灌喂等量蒸馏水，连续灌喂4周．期间各组大鼠均饲喂普通饲料，自由饮食．
d．4周后，测定各组大鼠的血糖浓度，并进行数据统计分析．
③实验结果：
请据表中的实验数据将“组別”栏补充完整，从上到下依次是甲、丙、乙（用甲、乙、丙表示）．
| 组别 | 数量（只） | 实验开始时（mmol/L） | 四周后（mmol/L） |
| 10 | 3.85 | 3.94 | |
| 10 | 18.62 | 10.12 | |
| 10 | 19.46 | 19.00 |
| A． | 酶是活细胞产生的在细胞内外均可起调节作用的微量有机物 | |
| B． | 无氧条件下，无氧呼吸是叶肉细胞产生ATP的唯一来源 | |
| C． | 酶的作用具有专一性，ATP的作用没有专一性 | |
| D． | ATP的合成和分解需要酶的催化，而酶的合成和释放不需要ATP的参与 |
| A． | 细胞核是遗传和代谢的控制中心 | |
| B． | 在淋巴因子的作用下可增殖分化 | |
| C． | 受抗原刺激后核糖体能合成抗体 | |
| D． | 抗体的分泌依次经过高尔基体、内质网和细胞膜 |