年全国中学生生物学联赛试题及详细解析

microRNAs reveal the interrelationships of hagfish, lampreys, and gnathostomes and the nature of the ancestral vertebrate, PNAS, 2010, 107, 19379. 35.答案：D

解析：牛肚即牛胃。牛为反刍动物，共有四个胃，前三个胃为牛食道的变异，即瘤胃（rumen, 又称毛肚）、网胃（reticulum, 又称蜂巢胃、麻肚）、瓣胃（omasum, 又称重瓣胃、百叶胃），最后一个为 真胃又称皱胃（abomasum, 又称蘑菇头），这里可以分泌胃蛋白酶和胃酸来消化蛋白质。因此本题选 D，四个胃的位置关系与大小如下左图所示。

瘤胃是食道紧连着的最大仓室，100-300 升，约占四个胃的 80%，其中含有大量微生物（包括原生动物和细菌）。瘤胃中含酶，但是由微生物产生，其本身并不分泌。草料中的纤维质在这些微生物所产生的酶的作用下发酵分解，所形成的低级脂肪酸，大部分即被瘤胃壁所吸收。有许多乳头突起（papillae），有粗有细似毛刷。其内壁肉柱行业俗称“肚领、肚梁、肚仁”；而贲门扩约肌肉厚而韧俗称“肚尖”、“肚头”（用碱水浸泡使之脆嫩，可单独成菜）。应用瘤胃可把牛浆膜撕掉，保留粘膜，生切片涮吃，菜品如“毛肚火锅”、“夫妻肺片”、“尖椒肚丝”。

网胃在瘤胃前方，抵着横隔和肝。内壁有六边形蜂窝状皱纹，呈蜂窝状，或似渔网，与瘤胃乳头一样可增加内壁表面积，将食物分为小的团块，其内同样进行着微生物消化。食物在瘤胃内经过初步微生物消化后，固态密度大的部分沉到胃底部，可以逆呕经食管再返回口中重新咀嚼，这一过程称为反刍（俗称倒嚼）。反刍途径可以是由瘤胃直接逆呕上行至口，也可以从瘤胃陆续进入网胃，再由网胃返回口中。经口腔中颊齿的细致咀嚼后再次咽回瘤胃，这一反刍和咀嚼过程可以再次重复进行，直至彻底嚼碎后，食物再从瘤胃经网胃而入瓣胃。瓣胃近球形，内壁有许多平行的叶片（故俗称百叶）。瓣胃的叶片提供广大的面积，食糜在叶片间受到压挤，使成更细碎的食糜，同时，瓣胃也吸收一部分水和低级脂肪酸。骆驼缺少瓣胃，其瘤胃周围分生出 20-30 个小囊，小囊平时闭锁，用于储存水以适应干旱。皱胃是唯一分泌消化液的部分，相当于其它兽类的胃本体，胃腺的分泌物中含有胃蛋白酶和盐酸。内表面有滑腻的黏膜，似蘑菇表面，因此皱胃与小肠连接处的幽门括约肌又叫“蘑菇头”。网胃的处理与瘤胃类似，瓣胃与皱胃大都切丝用。下右图从左至右，分别是瘤胃（毛肚）、网胃（金钱肚、葫芦）、重瓣胃（百叶、散丹）和皱

胃（蘑菇、蘑菇头）。

36.答案：B

解析：膜只能通透氯离子，则氯离子从 100 mM 高浓度的 A 向 2 mM 低浓度的 B 扩散，产生电位差（A 正 正 B 负）反向阻止氯离子的进一步扩散，当电势与化学势反向等大时达到动态平衡，此时氯离子的浓度仍然是 A 中大于 B，故 A 不对，B 对 C 不对。如果钾离子也通透也将由 A 向B 扩散，D 不对。故本题选 B。

37.答案：C

解析：血浆渗透浓度约300 mOsm/L（等同300 mM），而尿液渗透压成人最大范围40～l400 mmol/L，一般为 600～1000 mmol/L；婴幼儿尿渗透压为 50～600 mmol/L，儿童尿渗透压通常为 500～800mmol/L。髓袢升支粗段本不重吸收水，所以 NaCl 和其它溶质的重吸收使小管液中的渗透浓度减少至 150 mOsm/kg H 2 O（等同 150 mM）以下。由于此时液体相对血浆是稀释的，该段也被称为稀释的肾小管段。如果髓袢升支由于基因突变而对水具有通透性，那么皮质到髓质的渗透压梯度会被破坏，从而影响到最终尿液的浓缩过程。题干描述的情况不是特别严重，一定低于正常值（800 mM）但不至于低于血浆渗透压（300 mM），除非髓袢不透水透盐，但集合管补充吸收水，产生低渗尿，通过排除得本题选 C，产等渗尿。

38.答案：D

解析：格雷夫斯病（Graves 疾病）又称毒性弥漫性甲状腺肿，是由于血中存在一种刺激物兴奋甲状腺而引起，具有高代谢，弥漫性甲状腺肿大和突眼三大特点。

Graves 病的发生发展是 TRAb 等刺激性抗体对甲状腺刺激的结果。TRAb 可直接作用于甲状腺细胞上的 TSH 受体，激化 cAMP 途径，使甲状腺细胞增生，激活甲状腺细胞代谢；同时由于甲状腺激素 T3、T4 水平增高后会产生负反馈抑制作用，降低 TSH 细胞对 TRH 的敏感性，从而使垂体 TSH 分泌减少。其中，T3 是负反馈抑制腺垂体分泌 TSH 最重要的因素。另外，脱碘酶水平也能控制垂体对反馈抑制的敏感性，这是因为进入 TSH 细胞的 T3 的 80%是来自于 T4 脱碘，腺垂体表达高亲和的 2 型脱碘酶，因此血液循环中微小的 T4 水平改变就能导致腺垂体促甲状腺细胞内 T3 水平产生明显变化。因此 Graves 病时 TSH、T3、T4 的变化分别为减少、增多、增多。本题选 D。

39.答案：C

解析：肾上腺素与去甲肾上腺素均可与 α 和 β 两类肾上腺素能受体结合。如下图所示，与肾上腺素相比，去甲肾上腺素主要与 α 受体（包括 α1 和 α2）结合，但对 α 受体的激动作用略弱，对β1 受体的激动作用较弱，对 β2 受体更弱。因此 AB 均正确。去甲肾上腺素可使体内大多数血管收缩，外周阻力增加，血压升高，但其强心作用较肾上腺素为弱。肾上腺素则可与 α、β（β1 和 β2）受体结合。在心脏，肾上腺素与心肌细胞膜上的 β1受体结合，引起心率加快、心肌收缩力和心输出量增加。在血管，肾上腺素作用取决于血管平滑肌上 α 和 β2 受体的分布情况。α 受体在皮肤、肾、胃肠血管上占优势，此时肾上腺素使这些血管收缩；β2 受体则在骨骼肌和肝的血管平滑肌上占优势，小剂量肾上腺素常引起这些血管的舒张。肾上腺素对血管既有收缩作用也有舒张作用，故其主要任务是交接全身各器官的血流分配，而对外周总阻力影响不大。肾上腺素强心作用较强，可用于心脏复苏。静脉注射去甲肾上腺素可使全身血管，尤其是小动脉和小静脉收缩，使动脉血压升高。而血压升高又可使压力感受性反射活动增强，其对心脏的效应超过去甲肾上腺素对心脏的直接效应，故引起心率减慢。又由于强烈的血管收缩

作用，使得外周阻力增高，增加了血液射血的阻力，因此心排出量无明显增加，有时反而有所下降。而静脉注射肾上腺素，则大剂量肾上腺素会大范围兴奋 α 受体，引起体内大多数血管收缩，故血压增高；随后浓度减小，可通过兴奋 β2 受体使血管舒张，压力下降，然后逐渐恢复至正常水平。因此 C 不对 D 对，本题选 C。

40.答案：A

解析：剧烈运动时，交感神经兴奋引起肾入球小动脉强烈收缩，肾血流量减少，肾小球毛细血管血压下降，肾小球滤过率降低，尿量生成减少，因此 A 对。虽然交感神经兴奋同时大量出汗导致的血浆晶体渗透压增高，也可引起血管升压素/抗利尿激素分泌增多（通过血管紧张素 II 的间接刺激作用等）和醛固酮分泌增多，但均不是尿量减少的主要原因，C 不选。刺激抗利尿激素的原因：主要为循环血量的增加和血浆晶体渗透压的改变（大量出汗、呕吐、腹泻等），另外，动脉血压的升高、疼痛、紧张等都可刺激抗利尿激素的分泌。心房钠尿肽抑制其释放，血管紧张素 II 刺激其释放。囊内压升高原因：肾盂或输尿管结石、肿瘤压迫或其他原因引起的输尿管阻塞时可使肾盂内压显著升高，此时囊内压也将升高，使肾小球滤过率减少。本题中 BD 不会改变，因此选 A。 41.答案：B

解析：维生素 A/D/E 都为脂溶性维生素，吸收后不能随尿液排出，容易引起蓄积中毒。而水溶性维生素则不存在这个现象。 42.答案：B

解析：肾小球的主要功能是泌尿作用。一般而言，淡水鱼类的渗透压高于其生存环境，外界的水会通过体表进入体内，因此淡水鱼泌尿量大，需时刻通过肾脏排水，肾小球发达；而海洋鱼类渗透压低于其生存环境，体内水分会通过体表流失，需要保存水分，因此其泌尿量小，肾小球不发达或近乎无。淡水两栖类情况与淡水鱼类相似，而海洋爬行类由于其体表附有鳞片且皮厚，水分不易从体表流失，无需让肾小球消失过度保存水分。而海洋硬骨鱼类是低渗调节者。由于其血液中盐浓度（ mol/L）比周围海水盐浓度（约1 mol/L）低得多，所以它们趋向于损失水分获得盐分。为了补偿水分的损失，它们需要吞饮海水。虽然这一动作把所需要的水分带到体内同时又带入大量不需要的盐分。多余的盐分有两种

处理方法：(1) 主要的海盐离子（钠、氯化物和钾）由血液带到鳃然后由鳃的特殊盐分泌细胞分泌出去；(2) 剩下的离子，大部分是二价离子（镁、硫化物和钙），存于肠内并随大便排出。但是在肠内的这些残余二价盐是重要的小部分，约为全部二价盐的 10-40%，可侵入肠粘膜并进到血液，这些离子由肾排出去。不同于淡水鱼肾这种肾象大多数脊椎动物肾那样由过滤再吸收方法形成尿，海洋鱼的肾通过肾细管分泌排出二价离子。由于过滤液很少使肾小球失去了重要性，并在某些海洋真骨鱼类中完全消失掉。海龙和鮟鱇就是“无肾小球”的海洋鱼类范例。 因此本题选 B。 43.答案：B

解析：动物体内外环境的变化必须满足三方面的条件才能成为刺激，引起细胞或组织的兴奋。这三者是强度、时间和强度的变化率，是刺激的三要素。在测定强度-时间曲线的实验中，一般采用矩形波刺激。因为这种刺激作用时电位由零立即达到最大的强度，作用一定时间后又立即降到零，瞬时变化的梯度大，同一时间电流输出最大，因此容易引发可兴奋组织兴奋，在实验室中最常用到。如果作用于可兴奋组织的刺激强度不是骤然升高到一定数值而是缓慢升高，即使达到用矩形波测出的阈强度也不能引起组织的兴奋。因此选 B。 44.答案：D

解析：等容收缩期：相当于心电图 R 波顶峰时心室开始收缩。心室肌的强有力的收缩使心室内压急剧升高。当超过心房内压时， 左右心室内血液即分别推动左右房室瓣使其关闭。由于乳头肌与腱索拉紧房室瓣，阻止其向上翻入心房，再加房室交界处环行肌收缩，缩小房室交界处的口径，两者都可避免心室血液倒流心房。这时室内压急剧上升，但在未超过主动脉压（舒张期末约为 80 毫米汞柱）和肺动脉压（舒张期末约为 8～10 毫米汞柱）时，半月瓣仍处于关闭状态。在这段短时间内（在人体平均为 秒），房室瓣与半月瓣均关闭，心尖到基底部的长度减小，心室变得较圆，心室肌张力增高，而心室容积不变，故称等容收缩期。

快速射血期：心室肌继续收缩，张力增高，心室内压急剧上升，很快超过主动脉压和肺动脉压，两侧半月瓣被冲开，血液射入主动脉和肺动脉并很快达到最大速率。快速射血期末心室压力达到顶峰（左心室约 120～130 毫米汞柱，右心室约 24～25 毫米汞柱）。此期平均历时 秒，约占心缩期的 1/3 时间，而射出的血量占每搏输出量的 80～85％。

减慢射血期：此期中，心室收缩力量和室内压开始减小，射血速度减慢。此时心室内压略低于主动脉内压（相差几个毫米汞柱），但因心室收缩的总能量（压力能量加动能）仍然高于主动脉中的总能量水平，血液得以继续从心室射出，历时平均 秒。然后进入心室舒张期。

舒张前期：心室开始舒张，射血停止，心室内压急速下降。左心室压原已略低于主动脉压，而右心室压迅速降到低于肺动脉压，此时两侧半月瓣迅速关闭，阻止血液倒流入心室。从心室舒张开始到半月瓣关闭这一段时间，称为舒张前期，历时约 秒。

等容舒张期： 半月瓣关闭时心室内压仍然高于心房内压，房室瓣仍然关闭。当心室内压继续下降到低于心房内压时。房室瓣才开放。从半月瓣关闭到房室瓣开放这段短促时间内，心室内压迅速下降，而心室容积基本保持不变，称为等容舒张期，历时约为 秒。

综上，等容收缩期房室瓣关闭，射血期主动脉瓣开放，等容舒张期主动脉瓣关闭，心室充盈期房室瓣开放。等容收缩期和射血期为心室收缩期，因此房室瓣关闭的时间是心室收缩期和等容舒张期之和，本题选 D。 45.答案：D

解析：散热器官主要是皮肤，另外还有其他排泄器官（如肾）借排泄活动散发少部分热量。散热方式有：辐射、传

导、对流、蒸发（不显性蒸发和发汗）。辐射散热： 指体热以热射线形式传给温度较低的周围环境中的散热方式，机体的有效辐射面积、辐射散热量的多少取决于皮肤与环境的温度差，在高温环境中作业（如舰船、炼钢人员）,因环境温度高于皮肤温度，机体不仅不能辐射散热，反而会吸收周围的热量，故易发生中。

传导散热：指体热直接传给与机体相接触的低温物体的散热方式。与皮肤接触物体的温差传导散热量取决于与皮肤接触面积的大小与皮肤接触物体的导热性，水的导热性好，因此临床上常利用冷水袋或冰袋为高热患者降温；脂肪的导热性差，因而肥胖者炎热的天气易出汗。

对流散热：指体热凭借空气流动交换热量的散热方式。对流散热是传导散热的一种特殊形式，对流散热量主要取决于：气温 、风速。衣服覆盖于体表，不易实现对流；棉、毛纤维间的空气不易流动，因此增加衣着可以保温御寒。若在较密闭的高温环境中（如船舱内）或闷热气候,因空气对流差，易发生中暑。

蒸发散热：分不感蒸发和可感蒸发，指体液的水分在皮肤和粘膜表面由液态转化为气态，同时带走大量热量的散热方式。不感蒸发又称不显汗，指体液的水分直接透出皮肤和粘膜表面，在未聚成明显水滴前蒸发掉的散热形式。不感蒸发是持续进行的，人体不感蒸发量约 1000ml/日（皮肤约占 2/3，肺占 1/3），临床上给病人补液时应考虑到由不感蒸发丢失的体液量。发汗又称可感蒸发，人在安静状态下当环境温度达到 30℃左右时便开始发汗；如果空气湿度大、衣着又多时，气温达 25℃便可发汗；机体活动时由于产热量↑，虽然环境温度低于 20℃亦可发汗，炎 热的气候短时间内发汗量可达 h。发汗散热是通过汗液蒸发吸收体表热量实现的，若将汗液擦掉则不能起到蒸发散热的效果；汗腺缺乏（如烧伤病人）或汗腺分泌障碍者在热环境中就可导致体温升高危及生命。

由上可见，当外界气温＜低于人体表层温度时，人体主要通过辐射、传导和对流方式散热，其散热量约占总量 70%；当外界温度＝接近或＞高于皮肤温度时，机体的散热便只能依靠蒸发方式散热了。本题选 D。 46.答案：B

解析：管胞与导管的区别主要在于细胞的端壁在发育过程中溶解，形成一个或数个大的孔，称为穿孔（perforation），具穿孔的端壁特称穿孔板。在木质部中，许多导管分子纵向地连接成细胞行列，通过穿孔直接沟通，这样的导管分子链就称导管（vessel）。导管长短不一，由几厘米到一米左右，有些藤本植物可长达数米。导管分子的管径一般也比管胞粗大，因此导管比管胞具有较高的输水效率。因此本题选 B，AC 选项并非主要区别，且不绝对，也较难分辨。D 不对，二者都可以看到纹孔。被子植物中除了最原始的类型外，木质部中主要含有导管，而大多数裸子植物和蕨类植物则缺乏导管，但特例小王子买麻藤有。

47.解析：花药由花药壁和花粉囊构成，花粉囊来源于位于花药四角的基本组织内的一群具高度分生能力的大核细胞——孢原细胞。孢原细胞经平周分裂形成内外两层细胞，外层细胞称周缘细胞，内层细胞称造孢细胞。周缘细胞经过多次分裂，自外向内形成药室内壁、中层和绒毡层（可为花粉粒的发育提供营养物质），连同花药的表皮构成花药壁。造孢细胞经过不断分裂形成大量花粉母细胞（小孢子母细胞），花粉母细胞经过减数分裂产生 4 个染色体