专业简介
1.生物科学
生物科学是研究自然界所有生命现象及其生命活动规律的一门科学,从分子、细胞、机体乃至生态系统等不同层次研究生命现象的本质、生物的起源进化、遗传变异、生长发育等。如,生命的起源和本质是什么?生命的发展、演化、衰亡的规律是怎样的?所涉及的内容包罗万象。大千世界,芸芸众生,飞禽走兽,蠹动生灵,小到生物体的分子、细胞、组织和器官,大到生物体、种群(部落)乃至生态系统,都是生物科学的研究对象。本专业旨在培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学及管理工作的生物科学高级专门人才。主要课程开设动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等。毕业生能够在科研机构、高等院校及企事业单位从事科学研究、教育教学及管理工作等,也可在农、林、牧、副、渔、医、药以及有关的企业与事业单位从事教学、科学研究或其他与生物学有关的技术工作。
报考本专业需要注意以下两点:
第一,生物科学是一门以实验为基础的学科,课程繁重,要求学生要有较高的数理化基础和较强的逻辑思维能力,报考者对其要有强烈的兴趣和很强的动手能力。
第二,全国开设本专业的高校多达180多所,不同的学校所设专业也不一样,不同专业的研究方向也相差很大。将来的就业前景也不一样,因此报考时要慎重选择。
第三,色盲、色弱及其他有视力疾病、患嗅觉迟钝或丧失者,不要报考。
2.生物技术
本专业能适应生物技术及相关领域的理论及应用性研究,具有创新能力和实践能力的高级专门技术人才。
就业去向:主要到科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作或在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作。
生物学科“双一流”建设高校:
北京大学、清华大学、中国农业大学、北京协和医学院、内蒙古大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学、浙江大学、中国科学技术大学、厦门大学、河南大学、武汉大学、华中农业大学、中山大学、西南大学
备考提示
1.自主招生专业考试对生物的知识要求更高。
①难度和广度高于高考,低于学科竞赛;
②知识考查的侧重点不同于高考,需要拓展高中知识:生态、分子细胞、神经科学与人工智能、生物医学与医药、航天生理、免疫与健康等;
③注重新知识、新信息的整合。
2.总体要求。
必修和选修并重;对教材知识适当拓展;挖掘教材知识与现实生活的联系点。
推荐书籍
1.《陈阅增普通生物学》第四版,高等教育出版社。
全书共分7篇39章,涉及细胞、动物的形态与功能、植物的形态与功能、遗传与变异、生物进化、生物多样性的进化、生态学与动物行为等内容。本书具有较好的广度和深度,深入浅出,可读性强,可作为生命科学类各专业本科生的基础课教材,也可供中学生物学教师及相关科研人员参考。建议考生选学与高中生物教材相关的章节。
2.《基础生命科学》第二版,高等教育出版社。
相关知识及拓展
基础知识部分,由于高三的深入学习,应该问题不大。重点说明高中生物知识的拓展。
1.生命的基本特征
①自我复制。
②自我突变。
③自我更新:生命是开放系统远离平衡态时出现的有序的耗散结构,时刻进行着内部及外部的物质、能量和信息交换。新陈代谢的本质是吸收负熵。吃饭就是吃秩序、吃负熵。
④自我调控。
2.病毒
①只有在电镜下才能观察到。
②不完整的生命体:仅由核酸、蛋白质构成,寄生在活细胞内。
③仅有一类核酸——DNA或RNA。
④非细胞的生命体:既不是原核生物,也不是真核生物。
⑤繁殖方式:复制。既没有有性生殖,也没有无性生殖。
⑥类病毒只有核酸,没有蛋白质,故不属于真正的病毒。
⑦朊病毒只有蛋白质,没有核酸,故不属于真正的病毒。如疯牛症、海绵脑症、羊痒症等。
3.构成生命的重要元素
①最基本元素——C:碳架作为分子的基本骨架,组成线性、分支、环状等形式,在连接上各种特定的官能团,从而组成各种有机物。
②基本元素——C、H、O、N:摩尔数最多的是H,质量百分比最多的是O。
④生命元素——P:构成核酸、ATP、磷脂、辅酶、维生素等,参与物质运输。
4.为什么生命离不开水?
详见科学素养类。
5.酶促反应的高效性
①酶降低反应活化能:ES使价键状态发生张力形变或极化,使分子间的反应变为分子内反应,利于跨越的“能障”(图1)。
图1 催化剂对化学反应的影响
图2 过渡态理论
②过渡态理论:过渡态处于自由能的高点,分子内的化学键很容易断开或结合,行将发生反应,故极不稳定(图2)。
③中间产物学说:E(酶)+S(底物)→ES(相对稳定的中间产物)→E+P(产物)。酶既是反应物又是产物,ES浓度决定反应速度。ES利于进入过渡态。
6.细胞决定与细胞记忆
①细胞决定:细胞在发生可识别的形态变化前,内部已发生变化,已确定了未来的发育命运和特定方向分化。如,受精卵细胞质不均一性导致未来的不等卵裂;细胞内的调控蛋白因子对基因或染色体的长期或短期修饰,导致细胞命运的定向。
②细胞记忆:细胞将调控蛋白的分化信号长时间地储存起来,通过正反馈途径而引起级联放大效应,或者通过调控蛋白或非编码RNA通过染色体或基因加以修饰过产生表观遗传。
7.“Hayflick”界限
①正常细胞不是不死的,是有一定的寿命的。
②增殖能力、分裂次数有一定的限度。
③体外培养细胞的传代数与其来源个体的年龄呈反比关系,与来源物种的寿命正相关。
④端粒酶活性下降,端粒变短。
8.细胞的全能性
①含义:细胞分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性。
②原因:细胞在分裂和分化中,基因没有增减,都含有本物种的整套染色体。
③进化地位低、分化程度低的细胞,全能性越强,容易克隆。
④脊椎动物细胞越分化,其分化潜能越狭窄。
⑤动物细胞核移植证明细胞核仍具有全能性。如Dolly羊的诞生。
9.干细胞
①含义:有分裂能力和一定分化潜能的动物细胞。
②全能干细胞:受精卵和8细胞桑椹胚。
③多能干细胞:有多种分化潜力,但不能克隆动物体。如造血干细胞。
④单能干细胞:终末分化出一种类型,不能克隆动物体。如表皮生发层。
10.胚胎干细胞(ES)
①含义:从早期胚胎(如内细胞团)中分离出来的体外培养细胞,具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。
②获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。再生医学和克隆性治疗的必由之路。一个颇具争议的领域。
③哺乳动物有滋养层和内细胞团两部分。内细胞团可发育为未来的任何组织(但体外培养时只能形成ES,不会成为新个体)。
④人囊胚14日开始着床定植,具备生物学上的个体性,按规定不能再作为实验材料(图)。
11.诱导性多能干细胞(iPS)
①细胞来源:成体中高度分化的细胞。
②处理:转入少数几个基因或转录因子。
③结果:培养出了类似ES的干细胞。
④意义:打破了人们对干细胞能分化为体细胞这一过程不可逆的偏见,而为将来获取干细胞新增了一个途径。
⑤日本京都大学教授山中伸弥和英国发育生物学家约翰·戈登因此获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。
12.中心法则
①内容:遗传信息的流动方向是由DNA经RNA到蛋白质,不能由蛋白质到蛋白质,或由蛋白质到核酸。
中心法则示意图
②本质:遗传信息的流动方向是单向的。
③前提:一级结构的遗传信息。
④空间遗传信息:可以由一级结构信息决定,但也可以由蛋白质流向蛋白质(即由周围环境决定)。
⑤中心法则到目前为止,仍然正确。
⑥朊病毒的发现是对中心法则的补充和发展。
13.中心法则的发展
RNA替代DNA:某些RNA病毒不存在DNA,靠RNA复制酶进行RNA的复制和转录。
1970年,特明、巴尔的摩发现逆转录酶,遗传信息可以从RNA流向DNA。
核酶:1981年,切赫发现rRNA的自催化作用。1983年,奥耳特曼发现核糖核酸酶的催化活性取决于RNA。这说明RNA可替代蛋白质,可以直接体现表型。
断裂基因和RNA编辑现象说明遗传信息流动中会有所改变,核苷酸序列与氨基酸并非都有共线性。
1995年,王身立等发现DNA有酶活性。
朊病毒的发现:朊病毒一级结构的产生仍符合中心法则,但空间信息可以由蛋白质流向蛋白质。
14.表观遗传
①含义:DNA一级结构信息不变,但表型改变,这些表型甚至可以直接遗传。
②原因分析:DNA或染色体受到长期的标记修饰,其空间信息(构象和活性)受到影响,即基因的表达模式发生编程或重编程,并通过有丝分裂或减数分裂而传递。因此,不一定都可遗传。
③意义:这是对孟德尔、达尔文理论以及中心法则的挑战和补充,但又是细胞分化、个体发育和后基因组学的重要研究内容。
15.对基因的认识
A.经典基因理论的确立
孟德尔:1866年。分离定律和自由组合定律——遗传因子是独立的遗传单位。
约翰逊:1909年。创造“基因”一词。但只是抽象符号。
摩尔根:1910年,伴性遗传、连锁和交换定律。基因在染色体上,线性排列并占据特定的座位。基因不再是抽象符号,而是实体。
比德尔和塔特姆:1941年。红色链孢霉实验,提出“一个基因一个酶”学说。
艾弗里:1944年。肺炎球双菌转化。DNA是遗传物质。
赫尔希和蔡斯:1952年。噬菌体侵染细菌。DNA是遗传物质。
克里克:1958年。中心法则。DNA→RNA→蛋白质。
尼伦伯格、霍拉纳:1961年。破译遗传密码。
B.经典基因理论的挑战与发展
缪勒:1926年。X射线导致基因的人工诱变。
麦克林托克:1951年。发现跳跃基因和转座现象。
本兹:1955年。噬菌体杂交。基因内部的不同位点间可以发生交换、重组和突变——基因在结构上的可分性。
雅各布和莫诺:1961年。操纵子模型。基因在功能上的可分性、基因之间存在相互协调和调控,也开启了基因表达调控的研究。
桑格:1977年。DNA测序。发现重叠基因。
C.基因理论的进一步发展
基因工程:1970年,史密斯等发现限制性内切酶;1972年,伯格等首次在体外进行DNA重组;1973年,科恩等利用四环素抗性转化菌落,基因工程元年。1985年,穆利斯的PCR技术;不断更新的测序技术。
人类基因组计划:1990年启动,中、美、日、德、法、英六国参与。2001年,完成工作草图。2003年,完成了完整图。
后基因组计划:研究全基因组的基因功能、基因之间相互关系和调控机制。如,基因治疗、基因打靶、RNA干扰、定点诱变、基因组进化、干细胞研究、表观遗传、人造生命(2010年)。
16.稳态
生物控制自身的体内环境持相对稳定,减少对外界的依赖性。
稳态是生物存续的前提条件。
稳态维持的机制:反馈。包括负反馈和正反馈。
稳态维持的方式:结构适应、生理适应和行为适应。
17.人体的重要激素
升糖:糖皮质激素、生长激素、胰高血糖素、肾上腺素。
降糖:胰岛素。
既升糖也降糖:甲状腺素。
合成蛋白质:生长激素、甲状腺素、胰岛素、睾酮、雌激素。
分解蛋白质:甲状腺素、胰高血糖素、糖皮质激素。
分解脂肪:生长激素、甲状腺素、胰高血糖素、糖皮质激素。
合成脂肪:胰岛素、雌激素。
升压:生长激素、抗利尿激素、甲状腺素、胰高血糖素、糖皮质激素、醛固酮、肾上腺素、去甲肾上腺素。
加强心脏收缩力:胰高血糖素、甲状腺素、儿茶酚胺激素。
骨骼生长:睾酮、雌激素、生长激素、降钙素。
兴奋神经系统和心肌:甲状腺素、糖皮质激素。
升体温:孕激素、甲状腺素、肾上腺素。
保钠:醛固酮、糖皮质激素、性激素。
保水:醛固酮、抗利尿激素、性激素。
利钠利水:心钠素。
18.神经系统
①人体神经系统组成
②概念辨析
灰质:中枢神经系统内,神经元胞体集中之处,色泽灰暗。如脊髓中央灰质、大脑皮层灰质、大脑神经核等。
白质:中枢神经系统,许多神经纤维在集中之处,色泽白亮。
皮质:在大脑半球和小脑半球,部分灰质集中于半球表层。如大脑皮质。
髓质:在大脑半球和小脑半球皮质的内部,由皮质神经细胞体发出的神经纤维组成。如大脑髓质。
神经核:在中枢神经系统中,除皮质以外的其他处的灰质块。如红核。
③脑的各部分的基本功能
大脑:最高级中枢。皮层功能的一侧优势。特有语言中枢。
间脑:丘脑——感觉信息汇集与整合,投射到大脑皮层形成感觉。松果体(内分泌腺)——与生物钟和光照节律有关。下丘脑——内脏和植物神经的高级协调中枢,关键是维持内环境稳定。
小脑:调节平衡、协调运动。
脑干:延髓——呼吸、心血管等“活命中枢”。网状系统——调节睡眠、觉醒、注意力,协调肌紧张。
19.生态因子
指环境要素中对生物有着直接或间接影响的环境要素,如温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。
20.生态因子的作用规律
①综合作用:各生态因子相互影响、相互制约。例如,我国由南向北,太阳辐射总量、平均气温、降水量递减,日照长度递增,年度内的变幅递增。
②主导因子:各生态因子有主次之分。
③最小因子法则:低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。
④限制因子定律:当某种生态因子不足或过量都会限制生物的生存和发展。水体中O2常成为限制因子;陆地上水分常成为限制因子;食物是鹿群在冬季的限制因子。
21.生物对环境变化的适应性调整
①形态适应:形态适应需要很长时间的自然选择,涉及基因改变。
②生理适应——驯化:在实验条件下诱发的生理补偿机制。短时间即可完成。
③行为适应。
22.两类环境问题
①环境污染:人为排放的有害有毒物质、破坏生态平衡、生产和生活环境恶化。
②生态环境的破坏:对自然资源的不合理开发利用,突出表现在植被破坏、水土流失、土壤侵蚀和沙漠化、地面沉降等方面,造成生态失调,生物生产量急剧下降。
发达国家以环境污染问题为主,发展中国家更多的是对生态环境的破坏。
23.气候变化
悬浮粒子和二氧化碳是决定地球温度乃至气候的关键因素。
悬浮粒子的增加来自异常火山的活动和大规模战争,使地球平均温度下降。人们观察到变冷趋势只存在于北半球,原因是悬浮粒子消减了温室效应。
24.全球性水温变化问题
厄尔尼诺:东太平洋在赤道处的海水偶尔变暖现象。导致太平洋东岸的台风和洪涝频繁,太平洋西岸严重干旱。2008年以来,我国的西南干旱和南方雪灾与此有关。
拉尼娜:东太平洋在赤道附近的海水偶尔变冷的现象。导致太平洋西岸的台风和洪涝频繁,太平洋东岸严重干旱。1998年发生大洪水。
南方涛动:发生在赤道附近,横跨东太平洋与印度洋之间的海面气压的周期性变动。东南太平洋气压偏高时印度洋及印尼地区气压偏低,反之亦然。
25.臭氧层的破坏
①地面的臭氧是污染物,来自尾气中的氮氧化物。
②平流层的臭氧阻挡紫外线。
③人为排放的氯氟烃(如氟利昂、四氯化碳)、超音速飞机、汽车尾气以及氮肥生产中产生的氮氧化物都能分解出臭氧。
④危害:引起基因突变,如皮肤癌。
⑤国际公约:1977年的保护臭氧层行动的世界计划。1985年的《保护臭氧层维也纳公约》。1987年的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。
26.其他污染事件
①烟雾事件:排放尾气(氧化氮、一氧化碳、碳氢化合物、铅尘)形成烟雾。在强太阳光作用下生成的二次污染物,称为光化学氧化剂。如洛杉矶、墨西哥、伦敦、多诺拉等著名的烟雾事件。
②酸雨:燃煤产生二氧化硫导致硫酸型酸雨,尾气产生一氧化氮导致硝酸型酸雨。
③富营养化:氮,尤其是磷等无机营养物过剩,导致某些藻类大量繁殖,产生毒素使鱼虾等死亡或生态系统衰退。(www.xing528.com)
④生物放大:元素或难分解的化合物的浓度在食物链上逐级增大。日本水俣病是甲基汞慢性中毒。痛痛病是镉慢性中毒。农药称为“环境激素”,导致动物生长、发育和繁殖异常。“污染鸡事件”是致癌剂二噁英的积累。
典题精析
类型一 当代科技进展的话题
与生命科学相关的重大科技进展是自主招生考试中经常涉及的考试内容。主要考查考生对生命科学的关注程度、理解程度以及对新知识、新信息的整合能力。要求考生立足于高中生物教材(包括选修本),但不能拘泥于高中教材,需要适当拓展。重点关注诺贝尔奖、世界十大科技成就、中国十大科技成就、生命科学或健康、环境等方面的热点话题。考生回答时,没必要非常专业地描述具体的微观机制,可以把重点放在是什么、怎么样、前景展望、与人类生活的关系等方面。
例1 你听说过“基因编辑”吗?请谈谈你的认识或看法。(2017清华大学)
【参考答案】
基因编辑是指能够让人类对目标基因进行“编辑”,实现对特定DNA片段的敲除、加入等。目前的热点技术是CRISPR/Cas9,即第三代“基因组定点编辑技术”:Cas9是一类特殊的核酸酶,可以对DNA定点切割,是细菌和古细菌的一种适应性免疫防御,可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR是一些具有特殊重复序列的RNA,能与Cas9结合并引导Cas9发挥作用。CRISPR连接上人工合成的RNA,则CRISPR/Cas9就可以找到与人工RNA互补配对的目标DNA,从而实现对目标DNA的改造。该技术操作简便、效率更高,成为当下炙手可热的新技术(图)。
例2 谈谈你对2016年诺贝尔化学奖或生理学或医学奖的了解。(2017武汉大学)
【参考答案】
化学奖:授予Jean-Pierre Sauvage,J.Fraser Stoddart,Bernard L.Feringa。发明了行动可控、在给予能源后可执行任务的分子机器。
定子或轨道多是链状蛋白质,转子或齿轮是环状、球状蛋白质,组装的分子机器部件,包括分子开关、分子棘轮、分子马达、分子连杆、分子环和分子推进器等,给予ATP能量或改变pH,产生纳米级的定向运动。
在未来的新材料、传感器、储能系统等领域大显身手。
生理及医学奖:授予大隅良典,以奖励他在阐明细胞自噬(自体吞噬)的分子机制和生理功能上的开拓性研究。
自噬,就是细胞降解回收自己零部件的过程。能快速提供能量和材料用于应急,能用来对抗病原体、清除受损结构。
通过基因工程方法,构建缺失液泡降解酶类的酵母突变体,发现了自体吞噬基因,阐明了自体吞噬的分子机制。
自噬机制的受损与帕金森病、2型糖尿病等老年疾病密切相关。自噬基因的突变往往也会引发遗传性疾病的发生,干扰自体吞噬过程或许会诱发机体癌症发生。可用于开发新型靶向作用自噬作用的疗法来治疗多种类型的疾病。
例3 屠呦呦研制青蒿素获得诺贝尔生理学或医学奖,谈谈你了解的知识,从中受到哪些感悟?(2016南京农业大学)
【参考答案】
青蒿素是从一种菊科植物青蒿中提取的天然生物医药,用于治疗疟疾,以前提取金鸡纳霜(奎宁)导致疟原虫产生了抗药性。
屠呦呦从中国医药典籍中获得启发,经过反复试验,终于成功提取青蒿素,并可以批量生产,挽救了无数生命(特别是经济欠发达地区)。
启发:中华文化是长期实践的结晶;另辟蹊径找灵感;坚守与执着是科研工作者的必由之路;使命感;团队合作;……
【相关链接】
中国科协生命科学学会联合体公布了2017年中国生命科学十大进展:
1)水稻新型广谱抗病遗传基础发现与机制解析。
2)人Piwi基因突变致男性不育。
3)m6A甲基化修饰调控脊椎动物造血干细胞命运决定。
4)化疗药物通过caspase-3诱导细胞焦亡而产生毒副作用。
5)细胞感应葡萄糖水平并调控代谢的分子机制。
6)基于单细胞测序的肝癌免疫图谱。
7)水稻广谱持久抗病与产量平衡的遗传与表观调控机制。
8)超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统。
9)痒觉信息传递的神经环路机制。
10)首次建立基因编辑瑞特综合征猴模型。
类型二 社会热点相关的健康话题
随着衣食住行等物质条件的不断改善,人们对于健康的重视程度必然越来越多。在初中、高中生物教材中,关于健康的问题很多。考生需要在平时的学习中,理论联系实际,与实际生活紧密联系,还要关注现实生活中的生活习惯、生活方式等。在自主招生考试中,这类考题很常见,考生重点回答是什么、为什么、怎么办等。
例1 你对“打针防癌”怎么看?(2016北京大学)
【参考答案】
①癌细胞是不受调控的无限分裂的体细胞。
②致癌内因:自身原癌基因和抑癌基因的突变和失衡。关键是内环境的长期不稳定和不洁净,抽烟、饮食、情绪、免疫力等都相关。
③致癌外因:物理因素、化学试剂、致癌病毒。
④免疫监视可以清除自身癌细胞,故,部分增强免疫力(非全部)的生物制剂可以通过注射而有一定的防癌效果。
⑤“打针防癌”很容易被误导和歪曲,成为以盈利为目的的不法分子的“噱头”。
⑥再生医学和细胞工程角度:将自身的抗癌、抑癌细胞进行体外克隆,然后注入自身,这是未来对付癌症的手段之一。
⑦黄帝内经:“正气存内,邪不可干”。关键在于自身的自我修复。珍惜生命、健康生活、科学锻炼才是根本。
……
例2 有人说癌从口入,你怎么看?
【参考答案】
有一定的道理,但不是全部。
致癌有三种外界因素:物理因素(如射线等)、化学因素(如各种致癌化学物质进入食品、烧烤以及抽烟等)、生物因素(如黄曲霉素、致癌病毒等)。
致癌的内因在于内环境的长期不稳定。这也与饮食有关,更与生活方式、生活习惯、不良情绪有关。
结论:癌从口入,癌由心生。
例3 正在长身体的青少年,为什么容易出现抽筋?在剧烈运动后也容易抽筋,为什么?怎么办?(2017东南大学)
【参考答案】
骨骼生长使血钙容易降低,血钙降低使血钠水平提高,导致肌肉兴奋性增强。
剧烈运动时神经兴奋性加强、肌肉兴奋性加强。但是,局部肌肉供血不足,局部缺钙。
补充维生素D,加强户外活动,紫外线可以增加维生素D的合成。
例4 禽流感的病毒是从哪里来的?
【参考答案】
禽流感本来是在迁徙性的鸟类中携带并传播,这是自然现象。野生鸟类体内没有此类病毒的受体,因而一般不会导致野生鸟类患病。
由于迁徙鸟类的栖息地被破坏,以及被大量捕杀,增加了与家禽的接触机会,便开始在家禽之间传播。
在某种特定的环境下,病毒发生了变异,能够识别人体细胞膜上的特定蛋白,该蛋白变成了病毒的受体,于是出现了人类与家禽之间感染,甚至人与人之间感染。
从根本上看,迁徙鸟类与人出现了活动重叠。
例5 美容和化妆品中常涉及一种有名的毒素,它是什么?你知道它的作用吗?有哪些副作用?(2017中山大学)
【参考答案】
肉毒杆菌毒素,一种分解蛋白质的酶,极少量即可发挥极大作用。
阻断神经末梢释放一种神经递质—乙酰胆碱,造成骨骼肌无法收缩。
面部注射后,眼肌、表情肌甚至咀嚼肌不能收缩,可防止皮肤显现出皱褶,但过量则会导致二目无神、表情呆板,甚至口腔无法运动,还会抑制汗腺,造成皮肤代谢失常而加速皮肤老化。
例6 有人喜欢晨练,有人喜欢晚上在健身房活动,从生物学角度看,哪种方式更好?(2016厦门大学)
【参考答案】
①从生物钟和中医角度:晨练较好。
②从肌肉记忆类型角度:因人而异。
③从环境角度:因地制宜。
④从年龄角度:中老年人更适合晨练。
⑤晨练者注意:不要空腹、血液是否黏稠、环境适合度等。
⑥晚练者注意:不要饱腹、血压问题等。
⑦从体育文化角度:健身、养心。不可过分剧烈运动,不可过分强调竞技。
类型三 环境问题
随着我国经济发展的转型,环境问题成为政府关注的重大课题。环境问题是关系到国家可持续发展的千秋大事,也是老百姓关注的热点问题。高中教材中涉及的环境问题已经很多,但考生还需要进一步联系当下的经济生活和健康生活,进一步拓展知识,关注新闻报道,联系现实生活,能够进行全方位的分析,并需要思考应对策略。
环境问题不仅涉及生物学科,也与地理、政治、经济、历史等学科关系紧密,因此需要多学科知识的综合分析。
例1 巴黎协定为什么受到全球关注?(2017浙江大学)
【参考答案】
2016年4月22日,超过150个国家元首和国家代表将在纽约联合国总部正式签署《巴黎协定》。
签约仪式反映了全球对于气候变化行动的共识。首日签署的国家可能有150个之多,标志着应对气候变化的全球性承诺,也发出了需要迅速向低碳和气候适应型经济转型的强有力信号。这是第一个有法律约束力的全球应对气候变化的文件。在协议生效的前三年中,任何缔约国都不能自行终止或退出协定。生效时间为2017—2018年。
例2 何为碳汇?谈谈你对碳排放权交易的看法。(2016哈尔滨工业大学)
【参考答案】
碳汇:一般是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。主要是指森林吸收并储存二氧化碳的多少,或者说是森林吸收并储存二氧化碳的能力。
碳汇交易:将多余的碳排放指标转卖给需要的国家,以抵销这些国家的减排任务。
碳排放权交易:政府通过总量控制,向企业发放碳排放权配额,对超出配额的排放设立罚则。企业可以从市场购买配额抵销超额排放量。企业可根据自身成本,选择通过调整战略、改善经营模式、开发低碳技术。
通过市场机制减少排放或者吸收二氧化碳,控制排或减少放总量。
例3 转基因食品安全吗?(2017华中科技大学)
【参考答案】
优点:解决粮食短缺。减少农药使用。节省生产成本。增加食物营养,提升食物品质。
缺点:对食物链的影响(特别是传粉动物、天敌等);对竞争物种及物种多样性的影响;可能产生超级物种、超级害虫等。
例4 有人认为全球变暖是人为破坏环境的结果,也有人认为是气候周期性变化的反映,请谈谈你的看法。(2017北京大学)
【参考答案】
①既有人为因素,也有气候周期因素(太阳活动、地质周期、火山或地震周期等)。
②全球变暖是一个不争的事实,关键问题是评估其后果,采取弥补或减缓甚至是防止措施。
③人为破坏环境肯定存在,而且破坏性越来越大。
④破坏环境比保护环境容易得多。
⑤保护环境和地球,人类需要承担起责任。
例5 2013年以来,“雾霾”总是成为年度关键词。成因是什么?有哪些危害?我国有哪些地区把雾霾作为灾害性天气预警?如何应对?(2016山东大学)
【参考答案】
成因:特定地形和气候条件(无风、逆温、潮湿);高密度人口;生活和工业活动排放颗粒物如PM2.5。
易发地区:华北平原、东北松辽平原、四川盆地等。
危害:直径小于等于2.5微米的颗粒物能较长时间悬浮于空气中,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等)。伤害呼吸系统、视觉;污染食品、衣物,进而伤害消化系统和皮肤;有毒物质和微生物使伤害面进一步扩大,甚至致癌;若形成化学烟雾则造成二次伤害;增加水结核的数量,可能发生暴雨。
应对:从政府和社会层面:首要任务是控制PM2.5,要从压减燃煤、严格控车、调整产业、强化管理、联防联控、依法治理等方面采取重大举措,聚焦重点领域,严格指标考核,加强环境执法监管与舆论监督,认真进行责任追究。增加植被面积,科学规划城市发展和人口容量,合理分流和设置人口布局与工业布局。
例6 某电视台报道一对新人购买5 000元的金鱼、巴西龟等在该市著名景点放生。每逢重大节日,许多城市都有爱心人士进行放生行动,而且规模越来越大。市场上迅速催生出一条买卖水生动物的产业链。对此,不少人大加赞赏,但也有人表示担忧。你怎么看?
【参考答案】
①放生是生物多样性保护的有效途径之一。
②这反映了民众的环保意识、生命意识、扶弱向善的美好愿望,爱心行动有引领和示范效应。
③科学放生。
④评估生态入侵的危害。
⑤评估放生地点、种群大小与放生效果。
⑥评估传染病的扩散和优质品种的衰退。
⑦警惕黑色产业链:违规敛财、坑蒙拐骗、伤害爱心行为。
⑧捕猎、圈养、买卖、运输、宰杀国家保护动物或珍稀动物是违法的。
⑨涉及公众、道德和市场健康发展,政府不能无视,不能任由单纯市场化发展,应该制定地方法规,加以规范和引导。
⑩政府、环保团体、学校等应该加大宣传力度,好事一定要办好。
类型四 生物现象分析
在自主招生考试中,时常会提到一些人们常见的现象,让考生从生物等学科的理论知识出发进行分析或判断,主要考查的是理论联系实际、学以致用、活学活用的能力。解决这种类型的试题,需要考生具有扎实的基础知识,以及在平时的思考感悟的能力。
例1 在一个无风的秋季,“无边落木萧萧下”。请问,落叶一般是背面朝上还是正面朝上?(2017西北农林科技大学)
【参考答案】
背面朝上。因为海绵组织在背面。
例2 树干为什么会是圆柱状的?(2017西北农林科技大学)
【参考答案】
从细胞分裂的角度:纵向分裂包括切向分裂和径向分裂,使树干均匀向四周加粗。
从生长的角度:形成层是环状的。
从功能的角度:圆柱状减少了表面积与体积比,增强了抗折断能力。利于树干的支撑作用,降低风、水等横向剪切力。
从生活方式的角度:只有主动运动的生物才有背腹、左右之分,即两侧对称的体型;固着生活的最好体型是辐射对称。
例3 鱼鳔是负责鱼身体沉浮的器官,你知道它的工作原理吗?是不是与潜水艇的沉浮原理完全一样?鱼类都有鱼鳔吗?(2016西安交通大学)
【参考答案】
与潜水艇的沉浮原理不完全一样。鱼的身体若要长时间悬停于某一特定的水层,必须依靠鱼鳔。
鱼上升或下降靠的是鱼鳍而不是鱼鳔。
上升时,排出鱼鳔中的气体;下降时,向鱼鳔内充气。
不是所有的鱼类都有鱼鳔,快速运动的鱼类、几乎不运动的鱼类没有鱼鳔。
例4 从生物学角度看,林黛玉和薛宝钗,哪个与贾宝玉更属于近亲结婚?(2017浙江大学)
【参考答案】
近亲是双方含有共同祖先的相同的基因。
从伴性遗传的角度看,姨表兄妹比姑表兄妹更近亲。如图所示。
所以,薛宝钗与贾宝玉更亲,更不能结婚了。
当然,从常染色体遗传的角度看,他们的亲缘关系相同。
例5 高山和平原上生长的植物,在外形上有明显不同,你能列举有哪些不同吗?原因何在?(2017郑州大学)
【参考答案】
高山上生长的植物颜色更鲜艳,花青素等含量高,吸收紫外线和热量,抗冻。
植株更矮,生长缓慢+自然选择,抗冻抗风。
表面绒毛较多,防止空气对流散热,抗风抗冷。
叶片较厚较小,防止水分蒸发,抗冻。
垫状簇生,抗冻保温。
根系更发达,保水抗风。等等。
例6 哺乳动物(如人)在深度潜水时,容易出现“潜水症”,鲸也是哺乳动物,为什么不会出现此症状?(2017湖南大学)
【参考答案】
深潜时,由于水压快速增加,肺泡中的氮气溶解在血液中,等到上浮时,氮气快速从溶解状态变为气体,呈现血液“沸腾”,一旦血液中有气体,血流立即中断,容易出现生命危急。
鲸的肌肉中红肌含量极高,可以贮存氧气,满足下潜时的耗氧。但下潜时,随着深度增加,肺被压扁,将肺泡中的气体全部排出。
例7 从仿生的角度看,你可以根据跳蚤研发出什么产品?(2017西安电子科技大学)
【参考答案】
①航母舰载机的跳跃式起飞。
②制造弓箭的箭弦。
③新型安全带的生产,安全护栏的生产。
④新型防弹衣的生产。
⑤宇宙飞船安全降落时,充当降落伞和缓冲垫。
……
例8 神舟十一号飞船上有哪些生物学实验?(2016北京航空航天大学)
【参考答案】
“太空养蚕”:由香港中学生设计。观察蚕在太空失重环境下是否能够吐丝,以及吐丝行为是否与重力有关。
太空育种:核桃枝条、乌天麻、睡莲、甜杏等物种。太空微重力、高真空、弱地磁场、宇宙射线等特殊环境,对物种产生诱变,从而培育出更优良的新品种。
太空种植:生菜。观察植物发育的影响。
航天生理学实验:为人类长期驻留太空提供依据。
太空中采集的尿液、唾液等样本,离轨前采集的大气微生物样本,也要带回地面来分析。
例9 从生物学角度解读“男人也是水做的”。(2016西南大学)
【思路点拨】
答题角度:①XY染色体。②物质组成。
真题链接
1.如何在海水里种植水稻?(2017中南大学)
2.大树生长有什么生物知识?你觉得阳光这一个因素重要吗?(2017中南大学)
3.对于生物与资源环境之间的关系,你有什么认识?(2017中山大学)
4.你认为生物入侵有必要严格控制吗?(2017东北师范大学)
5.你对克隆动物有什么认识?人与动物的关系有哪些?(2017南京农业大学)
6.婴儿为什么不可以喝可乐?(2017四川大学)
(生物学科撰稿:宋世见)
经验分享
2017北京林业大学(林学)
2017华东师范大学(生物)
2017南京农业大学(草叶科学)
2017哈尔滨工业大学(生命科学与技术)
2017陕西师范大学(生物科学)
2016中国地质大学(生命科学)
2017华中农业大学(动物医学)
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