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题型突破六 跨学科与模型制作
初中生物所学的跨学科与模型作答这部分分为跨学科（将生物与物理、化学、英语、语
文等学科知识结合起来进行考查）、模型制作（将抽象的生物学知识用模型表示出来，使之
形象化、具体化）。
解题方法：
解答跨学科题目时，要抓关键内容，快速定位到要考查的生物学知识；
解答模型制作题目时，要观察模型，与所学知识进行联系，分析出模型的每一个部分所
代表的什么结构，以及各个结构之间的关系。
考向一．跨学科学习
1．（2022•阳泉）[识图作答]
聚焦马铃薯
小林同学在读一本英文科普书时了解到，世界“第四大主粮”——马铃薯是全世界 120多个国家13亿
人的主粮，因此其安全、品质和产量事关重大。
如图是该书中的一幅马铃薯图片：
请结合所学知识回答问题（[]内填图中标号）：
（1）A过程所示的生殖方式属于 无性生殖 。
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（2）该马铃薯植株的生殖器官有[ ④ ]、[ ⑤ ]、[ ⑥ ]（前三空可换位）。图中所示的
“Seed”来源于“Flower”中的 胚珠 （选填：子房壁；胚珠）。
（3）2021年6月24日《细胞（Cell）》杂志报道，我国科学家黄三文团队培育出一种用种子繁殖的杂
交马铃薯新品种——“优薯1号”。用种子繁殖与A过程所示生殖方式相比，优势之一是，后代 具
有双亲的遗传特性 （选填：能保持母体的优良特性；具有双亲的遗传特性），因而适应复杂环境的能
力较强。
（4）马铃薯晚疫病是由一种叫做“致病疫霉”的真菌寄生引起的，可导致马铃薯大幅减产。由此可推
测，这种真菌是靠 马铃薯体内的有机物 （选填：自己制造的有机物；马铃薯体内的有机物）生活
的。
（5）除了培育新品种和防治晚疫病外，请你再提出一种有利于马铃薯增产的措施： 合理密植 。
（任答其中一种即可，其他合理亦可）（提示：可联系光合作用、呼吸作用以及田间管理等方面的知
识）
【分析】（1）有性生殖有精子和卵细胞的结合，无性生殖无精子和卵细胞的结合。
（2）图中的①Root的中文是根，②Stem的中文是茎，③Leaf的中文是叶，④Flower的中文是花，
⑤Fruit的中文是果实，⑥Seed的中文是种子。
【解答】解：（1）A过程是用马铃薯的茎来繁殖，没有精卵的结合，属于无性生殖。
（2）图中④Flower是花，⑤Fruit是果实，⑥Seed是种子，花、果实、种子有植物的生殖有关，是
植物的生殖器官。“Seed”（种子）是由“Flower”（花）中胚珠发育而来，子房壁发育成果皮。
（3）杂交育种的原理是将父母本杂交杂交，形成不同的遗传多样性，再通过对杂交后代的筛选，获得
具有父母本优良性状，且不带有父母本中不良性状的新品种的育种方式。后代具有双亲的遗传特性，因
而适应复杂环境的能力较强。
（4）真菌细胞内没有叶绿体，靠马铃薯体内的有机物来生活，属于异养。即这种真菌是靠马铃薯体内
的有机物生活的。
（5）除了培育新品种和防治晚疫病外，有利于马铃薯增产的措施还有：合理密植；合理灌溉；合理施
肥；开花季节在田间放飞蜜蜂，帮助花传粉；进行人工辅助授粉；适时松土。
故答案为：（1）无性生殖；（2）④；⑤；⑥；胚珠；（3）具有双亲的遗传特性；（4）马铃薯体内
的有机物；（5）合理密植等（合理即可）。
2．（2023•云南）为探究眼球的结构和成像原理，某生物学兴趣小组设计并制作了模型。图甲为眼球结
构示意图，图乙为该模型装置，光源位置固定不变，注射器注水可使水透镜的曲度（凸度）增大。此时，
图乙中光源发出的光线经过水透镜折射，在光屏上形成了清晰的物像。下列说法正确的是（ ）
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A．图乙中光屏模拟的是图甲中③，③是视觉形成的部位
B．配戴凹透镜可矫正近视是因为改变了图甲中④的曲度（凸度）
C．若光源形状为“p”，则光屏上形成的物像应为“p”
D．若向水透镜内注水，物像应向靠近水透镜方向移动
【分析】（1）图中的①巩膜、②脉络膜、③视网膜、④晶状体、⑤玻璃体。
（2）外界物体反射来的光线，依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体，并经过晶状体等的折射，最终
在视网膜上形成一个倒立的物像。视网膜上的感光细胞受物像的刺激，产生神经冲动，然后通过视神经
传递到大脑皮层的视觉中枢，形成视觉。
【解答】解：A、图乙中光屏模拟的是图甲中③视网膜，大脑皮层的视觉中枢是视觉形成的部位。A错
误。
B、配戴凹透镜可矫正近视，是因为调节外界物像反射的光线投影在视网膜上。B错误。
C、若光源形状为“p”，则光屏上形成的物像应为“d”。C错误。
D、若向水透镜内注水，使水透镜的曲度变大，物像应向靠近水透镜方向移动，才能投影在光屏上。D
正确。
故选：D。
3．（2023•广西）6月6日为“全国爱眼日”，为了理解眼卫生保健知识，老师组织同学们依据物理成
像原理制作了一个可调节的眼球结构成像模型。用注射器控制水透镜中水的含量，调节水透镜的曲度
（向内推注射器加水，水透镜曲度变大，向外拉则变小），改变成像的焦距。如图表示正常眼球的成像。
下列叙述正确的是（ ）
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A．光屏模拟视觉形成的神经中枢
B．注射器模拟睫状体对晶状体的调节作用
C．模拟看近处时的晶状体变化，向外拉注射器
D．模拟课间远眺时的晶状体变化，向内推注射器
【分析】（1）眼球的结构：眼球由眼球壁和内容物组成，眼球壁包括外膜、中膜和内膜，外膜由无色
透明的角膜和白色坚韧的巩膜组成；中膜由虹膜、睫状体和脉络膜组成；内膜是含有感光细胞的视网膜；
内容物由房水、晶状体、玻璃体组成。
（2）图中模拟眼球成像实验：光屏相当于视网膜，中间的水透镜相当于眼球的晶状体，T光源相当于
我们看的外界物体。
【解答】解：A、光屏模拟视网膜，是形成物像的地方，A错误；
B、注射器模拟睫状体对晶状体的调节作用，向内推注射器，水透镜曲度变大，向外拉则反之。B正确；
C、看近处时的晶状体曲度变大，因此模拟看近处时的晶状体变化，向内推注射器，C错误；
D、课间远眺时，晶状体曲度变小，因此模拟课间远眺时的晶状体变化，向外拉注射器，D错误。
故选：B。
考向二．生物模型制作
4．（2022•遂宁）物理模型能以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。如图是某课外兴趣小组构建
的植物细胞模型，该模型还需补充的细胞结构是（ ）
A．细胞壁 B．细胞膜 C．细胞核 D．大液泡
【分析】植物细胞的结构如图：
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【解答】解：植物细胞的基本结构是细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、叶绿体和液泡，可见
该模型还需补充的细胞结构是细胞核。
故选：C。
5．（2023•河南）如图所示装置可以模拟肺与外界的气体交换，气球模拟肺，橡皮膜模拟膈。此装置还
可以反映胸廓内压力的变化情况。下列相关说法正确的是（ ）
A．向下拉橡皮膜，模拟膈肌收缩，液面A上升
B．向上推橡皮膜，模拟呼气过程，液面A下降
C．向上推橡皮膜，胸廓容积增大，液面B下降
D．向下拉橡皮膜，肺内气压减小，液面B上升
【分析】当膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，膈肌顶部下降，胸廓的容积扩大，
肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，完成吸气。呼气时，膈肌与肋
间肌舒张，引起胸腔前后、左右及上下径均缩小，膈肌顶部上升，胸廓的容积缩小，肺随之缩小，造成
肺内气压增大，大于外界大气压，肺内气体呼出肺，完成呼气。
【解答】解：AD、向下拉橡皮膜，模拟吸气过程，吸气时，膈肌收缩，胸廓的容积扩大，肺随之扩张，
造成肺内气压减小，小于外界大气压，液面A下降，液面B上升，故A错误，D正确；
BC、向上推橡皮膜，模拟呼气过程，呼气时，胸廓的容积缩小，肺随之缩小，造成肺内气压增大，大
于外界大气压，液面A上升，液面B下降，故B、C错误。
故选：D。
6．（2023•东营）生活处处有探究，简简单单做实验。生物兴趣小组的同学利用气球作为材料做了如下
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趣味横生的生物实验。
（1）图 1是同学们制作的膈肌运动引起胸廓容积改变的模型。甲表示 吸气 过程，此时“膈肌”
处于 收缩 状态。
（2）图2是同学们设计的观察酵母菌发酵现象的装置。一段时间后，挤瘪的气球渐渐鼓起来的原因是
酵母菌进行呼吸作用（发酵）分解葡萄糖产生了二氧化碳 。
（3）图3是同学们利用气球等废旧材料制作的眼球结构模型。若要模拟看近处物体时眼球的状态，应
使模拟睫状体的弹簧 收缩 ，此时气球 A （“A”或“B”）模拟的晶状体曲度变大，物像正
好落在 黄色 色铁丝模拟的视网膜上。
（4）借助气球大致测量肺的容积。
方法一：用圆气球、软尺测量肺的容积
尽力吸气后，向圆气球内尽力呼气，直到不能呼出为止，扎紧气球。用软尺测量圆气球的最大周长为C
厘米，根据数学公式计算出圆气球的体积为 （毫升）。需要说明的是，即使尽力呼气，还
会有 1500 毫升的气体存留在肺中不能排出。
根据以上提示，计算出肺的容积为 毫升。
方法二：用排水法测量肺的容积
材料器具：大烧杯、大气球、软管、脸盆、量筒、沙子；请水。
方法步骤：
①将适量沙子装入大气球，连接上软管后，放入大烧杯内。
②将大烧杯放入脸盆内，并且将大烧杯注满水，注意水不能流到脸盆中。
②吸一口气，然后对着软管向大气球内尽力呼气，直到不能呼出为止。
④ 将从烧杯中溢出的水取出，用量筒测量其体积 。
⑤计算出测试者肺的容积。
【分析】（1）呼吸肌的收缩和舒张而造成胸腔有规律的扩大与缩小，叫呼吸运动，包括吸气和呼气两
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个过程。呼吸运动的基本意义是实现了肺的通气，即肺内气体与外界气体进行交换，有效地提供机体代
谢所需的氧气，排出体内产生的二氧化碳。参加呼吸运动的肌肉主要有膈肌、肋间肌等呼吸肌。
（2）酵母菌分解葡萄糖产生二氧化碳和水。
（3）外界物体反射来的光线，经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，再经过晶状体和玻璃体的折射
作用，在视网膜上能形成清晰的物像，物像刺激了视网膜上的感光细胞，这些感光细胞产生的神经冲动，
沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢，就形成视觉。
【解答】解：（1）图1中甲肺扩张，膈肌与肋间肌收缩，表示吸气。图1中乙肺缩小，膈肌和肋间外
肌舒张，表示呼气。
（2）酵母菌在温度适宜、有氧时，能把葡萄糖被彻底分解为二氧化碳、水、大量能量（蒸馒头、面包
的原理）。所以有气泡产生。
（3）看近处物体时，必须通过睫状肌的收缩作用，使A晶状体的凸度增加，使近处的物体像能够落在
视网膜（黄色）上，才能看的清楚。
（4）方法一：用圆气球、软尺测量肺的容积：肺的容积＝圆气球体积+肺内存留气体＝
方法二：用排水法测量肺的容积：④将从烧杯中溢出的水取出，用量筒测量其体积。
故答案为：（1）吸气；收缩；（2）酵母菌进行呼吸作用（发酵）分解葡萄糖产生了二氧化碳；（3）
收缩；A；黄色；（4） ；④将从烧杯中溢出的水取出，用量筒测量其体
积。
7．（2023•黑龙江）如图模拟的是呼吸时膈肌的运动情况，请据图回答问题：
（1）呼吸运动包括吸气和呼气两个过程，图乙表示 吸气 过程，此时膈肌处于 收缩 状态，胸
腔容积 扩大 （选填扩大或缩小），肺内气压 下降 （选填上升或下降）。
（2）人体呼出的气体中， 二氧化碳 的含量增多，能使澄清的石水变浑浊。
【分析】（1）上图所示为模拟膈肌运动的示意图，图中气球代表肺，橡皮膜代表膈肌，玻璃管代表气
管、钟罩模拟人体的胸廓；甲表示呼气，乙表示吸气。
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（2）吸气时，膈肌与肋间肌收缩，引起胸腔前后左右及上下径均增大，膈肌顶部下降，胸廓的容积扩
大，肺随之扩张，造成肺内气压减小，小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气运动；
（3）呼气时，当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位，膈肌顶部升高，结果
胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体排出肺，形成被动的呼气运动。
【解答】解：（1）吸气时：肋骨间的肌肉和膈肌肌收缩→肋骨向上向外移动（膈肌顶部下降）→胸廓
扩大、胸廓容积增大→肺随着扩张→肺内气压小于外界大气压力→气体入肺。（呼气时：肋骨间的肌肉、
膈肌舒张→肋骨下降，膈肌顶部回升→胸廓容积缩小→肺便收缩→导致肺内气压大于外界气压→气体出
肺。）因此如图乙所示，用手下拉橡皮膜时气球会胀大，这表示吸气的过程。在此过程中，膈肌处于收
缩状态，膈顶部下降，胸廓的上下径增大，使得胸腔容积扩大，肺便扩张，肺内的气体压力相应下降，
于是气体就被吸入。
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，这是二氧化碳的特性。人体呼出的气体比吸入的气体中含量
明显增多的气体是二氧化碳，因而使澄清的石灰水变浑浊。
故答案为：（1）吸气；收缩；扩大；下降；（2）二氧化碳。
8．（2023•孝感）“鹰击长空，鱼翔浅底。”动物运动方式多种多样。如图为某生物学习小组利用硬纸
板（代表骨）、适当长度的松紧带（代表肌肉）和工字钉（代表关节）制作的模型，用来模拟肌肉牵动
骨运动的过程。下列相关叙述正确的是（ ）
A．用工字钉将①和②相连，模拟运动系统中的一块骨
B．若用该模型模拟屈肘运动，则③④都舒张
C．运动系统主要是由骨、关节和肌肉组成
D．只要运动系统完好，动物就能正常运动
【分析】运动系统由骨、骨连结和骨骼肌组成，或者说运动系统主要由骨、关节和肌肉三部分组成。
图中：①和②两块木板代表两块骨，③和④代表骨骼肌，两条松紧带的两端都是分别连在①和②上，
这表示骨骼肌两端的肌腱附着在不同的骨上。
【解答】解：A、图中的①和②两块木板相当于运动系统中的两块骨，而不是一块骨，A错误。
B、若用该模型模拟屈肘运动，则③模拟的肱二头肌会收缩，④模拟的肱三头肌舒张，B错误。
C、运动系统主要是由骨、关节和肌肉组成，C正确。
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D、运动并不是仅靠运动系统来完成，它需要神经系统的控制和调节，需要能量的供应，因此还需要消
化系统、呼吸系统、循环系统等系统的配合，D错误。
故选：C。
9．（2023•吉林）图甲是某同学利用木板、橡皮筋、螺丝等材料制作的一个肌肉牵拉骨运动的模型，图
乙是屈肘动作示意图。图甲中的螺丝相当于图乙中的（ ）
A．① B．② C．③ D．④
【分析】人体任何一个动作的完成，都是在神经系统的支配下，有骨、骨骼肌、关节的共同参与，多组
肌肉的协调作用，才能完成。图中①肱二头肌、②肱三头肌、③骨、④关节。
【解答】解：骨骼肌有受刺激而收缩的特性。当骨骼肌受神经传来的刺激收缩时，就会牵动骨绕关节活
动，于是躯体就会产生运动。但骨骼肌只能收缩牵拉骨而不能推开骨，因此与骨相连的肌肉总是由两组
肌肉相互配合活动的。故木板、橡皮筋、螺丝分别代表运动中的：骨、骨骼肌（肌肉）、关节。图甲中
的螺丝相当于图乙中的④关节。
故选：D。
10．（2023•张家界）模型构建是学习生物学的方法之一，它能够让复杂抽象的生物学知识简单化、直
观化。如图是某同学利用相关材料制作的几种生物模型。请回答下列问题：
（1）图一可以用来模拟鸟的呼吸，图中小气球模拟的器官的作用是 辅助呼吸 。
（2）图二是植物气孔模型，图中气球相当于 保卫细胞 ；从充气口充入空气使气球围成的“空腔”
变大，此时，植物的蒸腾作用 增强 （填“增强”或“减弱”）。
（3）图三是某同学利用橡皮管、漏斗、水、不同大小的塑料颗粒、注射器等材料制作的肾单位模型，
用不同大小的塑料颗粒模拟血液中的成分，不能进入肾小囊的成分是 血细胞和大分子的蛋白质 。
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“肾单位模型”评价表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理，有创意，结构 结构完整 结构不完整，有1处以上
完整 缺失
指标二 能模拟肾单位的作用，效 能模拟肾单位作用，但效 不能模拟肾单位的作用
果明显 果不明显
（4）评价小组根据肾单位模型的科学性设计了评价表并对其进行了评价，该模型“指标一”被评为
“优秀”，“指标二”被评为“待改进”（如上表）。请你指出“指标二”被评为“待改进”的具体原
因： 不能模拟肾小球和肾小囊内壁的滤过作用和肾小管的重吸收作用（橡皮管无法过滤和重吸收） 。
【分析】（1）鸟类有气囊，具有贮存空气的功能，与肺相通，鸟类的肺是气体交换的场所。
（2）当气孔张开时，叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中。
（3）图三中①模拟肾小球、②模拟肾小管处的毛细胞血管网、③模拟肾小管。
【解答】解：（1）鸟类有气囊，具有贮存空气的功能，与肺相通，鸟类的肺是气体交换的场所。图 1
可以用来模拟鸟的呼吸，那么图中的小气球相当于气囊，能辅助呼吸；大气球表面缠绕着红蓝细线，说
明大气球模拟的器官是肺，能够进行气体交换。
（2）图2是植物气孔模型，气孔是由保卫细胞围成的空腔。图中气球相当于保卫细胞；当气孔张开时，
叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中，植物的蒸腾作用增强，能够提高大气湿
度，增加降雨，促进生物圈的水循环。
（3）当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外。其余一切水溶性物质（如血浆中的一部
分水、无机盐、葡萄糖和尿素等）都可以过滤到肾小囊的腔内，形成原尿，因此原尿中没有血细胞和和
大分子的蛋白质。因此不能进入肾小囊的成分是血细胞和和大分子的蛋白质。
（4）根据评价表，指标二待改进的意见是不能模拟肾单位的作用，故待改进的原因是不能模拟肾小球
和肾小囊内壁的滤过作用和肾小管的重吸收作用（橡皮管无法过滤和重吸收）。
故答案为：
（1）辅助呼吸。
（2）保卫细胞；增强。
（3）血细胞和大分子的蛋白质
（4）不能模拟肾小球和肾小囊内壁的滤过作用和肾小管的重吸收作用（橡皮管无法过滤和重吸收）。
1．（2024•邵东市一模）某学习小组利用光具座、可变焦的水透镜等器材，模拟人眼球成像原理。（说
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明：注射器向水透镜内注水，曲度变大；向外抽水，曲度变小）“F光源”此时在光屏上呈现清晰的物
像，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．水透镜和光屏分别模拟眼球的晶状体和视网膜
B．模拟看远处物体时，“F光源”适当左移，用注射器向内注水，可在光屏上呈现清晰物像
C．此模型还不够完善，应在“F光源”和水透镜之间安装一个废弃的显微镜光圈，来模拟眼球的瞳孔
D．通过该实验可知：在人眼球的视网膜上形成倒立的物像
【分析】眼球的结构包括外膜（角膜和巩膜）、中膜（虹膜、睫状体和脉络膜）和内膜（视网膜）。
【解答】解：A、水透镜有折射作用，在光屏上形成图像，因此，水透镜和光屏分别模拟眼球的晶状体
和视网膜，A正确。
B、人能看清远近不同的物体主要是通过睫状体调节晶状体的曲度完成的。人看近物时，睫状体收缩，
晶状体曲度变大；看远物时，正好相反。因此，将“F光源”向左移动，是模拟看远处的物体，此时应
拉注射器，使水透镜曲度变小，才能在光屏上出现清晰物像，B错误。
C、眼球虹膜中央的孔叫做瞳孔，瞳孔可以调节进入眼内光线的多少；显微镜遮光器上的光圈可以调节
光线的强弱。因此为进一步完善实验，可在F光源和水透镜之间安装一个废弃的显微镜光圈，来模拟眼
球的瞳孔，C正确。
D、通过该实验可知：在人眼球的视网膜上形成倒立的物像，D正确。
故选：B。
2．（2023秋•栾城区期末）李清照《如梦令》词：试问卷帘人，却道海棠依旧。知否？知否？应是绿
肥红瘦！这里的“绿”和“红”分别形容叶和花，相对应的色素分别存在于细胞的（ ）
A．液泡和叶绿体 B．线粒体和液泡
C．叶绿体和细胞质 D．叶绿体和液泡
【分析】植物细胞中含有色素的细胞器有叶绿体和液泡，叶绿体中含有与光合作用有关的色素，液泡中
主要含有花青素等。
【解答】解：根据题意可知，“绿”形容叶，这是叶肉细胞中的叶绿体中含有叶绿素的原因；“红”形
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容花，这是由于花瓣细胞中含有液泡，液泡含有花青素的原因。
故选：D。
3．（2024•驿城区二模）如图是小秦同学设计的一个生态瓶。关于此生态瓶说法中错误的是（ ）
A．不属于一个完整的生态系统
B．小鱼是该生态系统的消费者
C．应该放置在有阳光照射的地方
D．若河水被铅污染，最终小鱼体内铅含量最高
【分析】1.一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，非生物部分包括阳光、空气、水、温度等，
生物部分包括生产者（主要是绿色植物）、消费者（绝大多数动物）和分解者（主要是细菌和真菌）。
2.在生态系统中，有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着营养级别的升高而逐步增
加，这种现象叫生物富集。
【解答】解：A．一个完整的生态系统包括生物部分和非生物部分，非生物部分包括阳光、空气、水、
温度等，生物部分包括生产者（主要是绿色植物）、消费者（绝大多数动物）和分解者（主要是细菌和
真菌）。生态瓶中有生产者、消费者、分解者、阳光、空气、水、温度等，属于—个完整的生态系统，
错误；
B．小鱼不能进行光合作用制造有机物，必须利用现成的有机物为生，属于生态系统成分中的消费者，
正确；
C．应该放置在有阳光照射的地方，植物能进行光合作用制造氧气，产生有机物，正确；
D．在生态系统中，有害物质可以通过食物链在生物体内不断积累，其浓度随着营养级别的升高而逐步
增加，小鱼是此生态系统中最高级的消费者，若河水被铅污染，最终小鱼体内铅含量最高，正确。
故选：A。
4．（2024•任城区一模）为了验证生态系统成分的重要性，某生物课外小组在老师的指导下设计了如下
实验装置。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ）
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A．图中能构成完整的生态系统、设计最科学合理的是③
B．正常情况下，生态瓶中小鱼死亡最快的是④
C．②和③形成对照，可探究分解者在生态系统中的作用
D．若要探究光照对生态系统的影响，应选择②④两组作对照
【分析】（1）在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一整体叫做生态系统。
（2）生态系统的组成包括生物部分和非生物部分，其中生物部分是指生产者、消费者和分解者，非生
物部分是指阳光、空气和水等。
（3）对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件
都相同的实验。
【解答】解：A、①缺少生产者（水草），②缺少分解者（河泥中微生物），④缺少非生物因素（光
照），而③具有生产者（水草）、消费者（小鱼）、分解者（河泥中微生物）和非生物部分（光照），
因此图中能构成完整的生态系统、设计最科学合理的是③，A正确；
B、在黑暗的环境中，水草无法进行光合作用制造氧气，却同时和小鱼一起进行呼吸作用，消耗氧气，
因此正常情况下，生态瓶中小鱼死亡最快的是④，B正确；
C、②内没有分解者（没有河泥），③内有分解者（有河泥），其他条件相同且适宜，因此②和③形
成以分解者为变量的对照实验，可探究分解者在生态系统中的作用，C正确；
D、探究光照对生态系统的影响实验的变量为光照，③和④唯一不同的条件是光照，因此可以选择
③④两组探究光照对生态系统的影响，D错误。
故选：D。
5．（2024春•楚雄州期中）如图是模拟膈肌运动的实验装置，据图回答下列问题。
（1）图一所示的实验装置中，标号 ④ 模拟人体的膈，标号 ② 模拟人体的胸廓。
（2）图二模拟的是人体在 吸气 （填“吸气”或“呼气”）时膈肌所处的运动状态，此时膈肌
收缩 （填“收缩”或“舒张”）。
（3）若用此实验装置探究人体吸气和呼气的原理，则此实验装置还存在不足，因为它无法模拟胸廓前
后径和 左右 径的变化。
【分析】该图是模拟膈肌运动的实验装置及实验过程。图一表示呼气、图二表示吸气；①模拟气管、
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②模拟胸廓、③模拟肺、④模拟膈。
【解答】解：（1）图一所示的实验装置中，②模拟胸廓、④模拟膈。
（2）平静吸气时，呼吸肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓容积增大，肺随之扩张，
造成肺内气压小于外界气压，外界气体进入肺，形成主动的吸气运动；当膈肌和肋间外肌舒张时，肋骨
与胸骨因本身重力而回位，结果胸廓容积缩小，肺也随之回缩，造成肺内气压大于外界气压，肺内气体
排出肺，形成被动的呼气运动。图二模拟的是人体在吸气时膈肌所处的运动状态，此时膈肌收缩。
（3）则此实验装置还存在不足，因为该装置中的胸廓不能运动，它无法模拟胸廓前后径和左右径的变
化。
故答案为：（1）④；②；（2）吸气；收缩；（3）左右。
6．（2024春•长沙期中）在学习了“泌尿系统”相关内容后，同学们在老师的指导下制作“肾单位模
型”，以模拟肾小球的过滤作用，同时针对该模型的科学性设计了评价表。
“肾单位模型”评价表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理，有创意，结构完整 结构完整 结构不完整，有1处以上缺失
指标二 能模拟肾小球中不同成分的过滤作 能模拟肾小球的过 不能模拟肾小球的过滤作用
用，效果明显 滤作用，但效果不
明显
某同学利用橡皮管、漏斗、水、相同的塑料颗粒、注射器等材料制作了如图所示的模型。
（1）部位①模拟肾单位中的 肾小球 ，部位③模拟肾单位中的 肾小管 。
（2）用塑料颗粒模拟血液中不能进入肾小囊的成分，写出其中一种成分： 血细胞（大分子蛋白质）
。
（3）若该模型能模拟肾单位功能，则形成的“尿液”将从部位 ③ 中流出。（填序号）
（4）根据评价表，该模型“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“待改进”。为使该模型的
“指标二”达到优秀水平，请你对该模型提出合理的改进建议： 使用不同大小颗粒模拟不同成分，并
在部位 ① 处戳出若干小孔，使代表尿素等物质的小颗粒能过滤，代表大分子蛋白质等物质的大颗粒不
能过滤 。
（5）人体还可通过其他途径排出废物，如尿素可以通过 皮肤 中的汗腺排出体外。
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【分析】图中①模拟肾小球、②模拟肾小管处的毛细血管网、③模拟肾小管。
【解答】解：（1）观图可知：部位①模拟肾单位中的肾小球，部位③模拟肾单位中的肾小管。
（2）当血液流经肾小球时，除了血细胞和大分子的蛋白质外。其余一切水溶性物质（如血浆中的一部
分水、无机盐、葡萄糖和尿素等）都可以过滤到肾小囊的腔内，形成原尿。用塑料颗粒模拟血液中的血
细胞、大分子蛋白质不能进入肾小囊的成分。
（3）当原尿流经肾小管时，其中对人体有用的物质，如全部的葡萄糖、大部分的水和部分无机盐被肾
小管壁的上皮细胞重吸收进入包绕在肾小管外面的毛细血管中，送回到血液里，而没有被重吸收的物质
如一部分水、无机盐和尿素等则形成了尿液。若该模型能模拟肾单位功能，则形成的“尿液”将从部位
③肾小管中流出。
（4）根据评价表，该模型“指标一”被评为“优秀”，“指标二”被评为“待改进”。为使该模型的
“指标二”达到优秀水平，改进建议：使用不同大小颗粒模拟不同成分，并在部位①处戳出若干小孔，
使代表尿素等物质的小颗粒能过滤，代表大分子蛋白质等物质的大颗粒不能过滤。
（5）排泄的途径主要有三条：呼吸系统呼出气体、泌尿系统排出尿液、皮肤排出汗液。人体还可通过
其他途径排出废物，如尿素可以通过皮肤中的汗腺排出体外。
故答案为：（1）肾小球；肾小管；（2）血细胞（大分子蛋白质）；（3）③；（4）使用不同大小颗
粒模拟不同成分，并在部位①处戳出若干小孔，使代表尿素等物质的小颗粒能过滤，代表大分子蛋白
质等物质的大颗粒不能过滤；（5）皮肤。
7．（2024•郸城县模拟）在学校科技节模型设计比赛中，“未来发明家”团队展示了他们的“缩手反射
模型”设计作品（如图）。并对该装置进行了简要说明：
①两块轻质铝材用轴承相连，既牢固又灵活；
②“气动人工肌肉”通入高压空气可实现收缩；
③触碰感应装置后，控制系统能控制相应气动人工肌肉的收缩和舒张。下列有关该装置的叙述错误的
是（ ）
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A．轻质铝材相当于运动系统中的骨
B．轴承相当于运动系统中的关节
C．控制系统相当于动物的神经系统
D．触碰感应装置后，控制系统控制气动人工肌肉A舒张
【分析】人体完成一个运动都要有神经系统的调节，骨、骨骼肌、关节的共同参与，多组肌肉的协调作
用，才能完成。图中气动人工肌肉A相当于肱二头肌，气动人工肌肉B相当于肱三头肌。
【解答】解：AB、该设计图中，轻质铝材相当于运动系统中的骨，轴承相当于运动系统中的关节，A
正确，B正确。
C、触碰感应装置后，控制系统能控制相应气动人工肌肉的收缩和舒张，控制系统相当于动物的神经系
统，C正确。
D、触碰感应装置后，相当于屈肘动作，控制系统控制气动人工肌肉A处于收缩状态，D错误。
故选：D。
8．（2024•沅江市一模）某课外活动小组为探究哺乳动物的运动原理，制作了一个肌肉牵动骨运动的模
型，如图所示，下面说法正确的是（ ）
A．起动力作用的是①和②
B．③和④松紧带模拟了关节囊
C．一个动作的完成除了如图代表的所有组成参与外，还应有多个系统的配合才能完成
D．若⑤为肘关节，图中展示的状态为伸肘
【分析】运动系统的功能：运动、支持、保护。在运动中，神经系统起调节作用，骨起杠杆的作用，关
节起支点作用，骨骼肌起动力作用。人体完成一个运动都要有神经系统的调节，由骨、骨骼肌、关节的
共同参与，多组肌肉的协调作用，才能完成。
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【解答】解：骨骼肌包括中间较粗的肌腹和两端较细的肌腱，一组肌肉的两端分别附着在不同骨上。骨
骼肌受神经刺激后有收缩的特性。由图可知：图中①、②相当于骨，③、④相当于骨骼肌，⑤相当
于关节。图中③、④两条松紧带的两端都是分别连在①、②两块木板上，这表示骨骼肌两端的肌腱
绕过关节附着在不同的骨上。一个动作的完成除了如图代表的所有组成参与外，还应有多个系统的配合
才能完成，故选项C正确。
故选：C。
9．（2023•青岛）某同学用长木板（①②）、橡皮筋（③④）和螺丝钉（⑤）分别代表骨、肌肉和
关节，制作了肌肉牵拉骨运动的模型，如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．④两端的肌腱要绕过⑤分别连在①和②上
B．若⑤表示肘关节，虚线表示④收缩，则完成伸肘
C．①和②在结构层次上都属于组织
D．在运动中，③和④相当于杠杆，⑤相当于支点
【分析】骨骼肌有受刺激而收缩的特性，当骨骼肌受神经传来的刺激收缩时，就会牵动着它所附着的骨，
绕着关节活动，于是躯体就产生了运动。但骨骼肌只能收缩牵拉骨而不能将骨推开，因此一个动作的完
成总是由至少两组肌肉相互配合活动，共同完成的。
【解答】解：A、骨骼肌是一种附着在骨骼上的肌肉，骨骼肌包括肌腱和肌腹两部分。肌腱由结缔组织
构成，能跨关节附在不同的骨上，有固定作用。可见，④肌肉的肌腱要绕过⑤关节分别连在①和②
上，A正确；
B、屈肘时，肱二头肌收缩，肱三头肌舒张；伸肘时，肱三头肌收缩，肱二头肌舒张。若⑤表示肘关节，
虚线表示④肱二头肌收缩，则完成伸肘，B错误；
C、骨包括骨髓（结缔组织）、骨膜（结缔组织）、神经（神经组织）、血管（肌肉组织）和软骨（结
缔组织）。可见，骨是多种组织组成的一种器官。因此，①和②在结构层次上都属于器官，C错误；
D、人体能产生运动，是因为骨骼肌受到神经传来的刺激而收缩，再牵动骨绕着关节活动，骨起杠杆作
用，关节起支点作用，骨骼肌收缩产生动力。结合题图可知，在运动中，①和②相当于杠杆，⑤相当
于支点，③和④提供了动力，D错误。
故选：A。
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10．（2023•包头）为模拟观察香烟烟雾对气管的危害，某同学用如图装置模拟吸烟动作进行如下实验：
打开止水夹，用洗耳球抽取排水管中的空气使空气泵中的液面下降，烟雾就会持续进入烟雾收集器的培
养液中。使用显微镜观察发现草履虫运动明显变慢，进一步观察发现其纤毛被香烟烟雾中的焦油黏结。
关于该实验下列叙述错误的是（ ）
A．该过程模拟了人的呼吸运动
B．实验结果表明香烟烟雾影响草履虫纤毛摆动
C．草履虫的纤毛模拟了气管中的纤毛
D．根据实验结果可推测香烟烟雾对气管有危害
【分析】烟草中含有尼古丁、咖啡因等成分，不同烟草的成分含量不同，对水蚤的心率的影响也不相同。
【解答】解：A、如图的装置，点燃烟雾收集玻璃瓶上的一支香烟，打开止水夹，用洗耳球将排水管内
的空气吸出，塑料桶中的清水就会沿着排水管流出，塑料桶内产生吸力，使玻璃瓶内的气体沿抽气管抽
出，这时可以看到玻璃瓶中的胶管内微气泡进入草履虫培养液内。当烟燃尽后，再用止水夹夹紧排水管，
故上述实验装置所模拟的吸烟过程类似于人体呼吸运动中的吸气过程，而人的呼吸运动包括吸气和呼吸
两个过程，A错误；
BD、可推测香烟烟雾对气管有危害，观察发现其纤毛被香烟烟雾中的焦油黏结，故实验结果表明香烟
烟雾影响草履虫纤毛摆动，可推测香烟烟雾对气管有危害，BD正确；
C、草履虫的纤毛模拟了气管中的纤毛，当被香烟烟雾中的焦油黏结后就不能再起作用，C正确；
故选：A。
11．（2023春•盐都区期末）吸烟的危害越来越受到公众的关注，香烟含有焦油、尼古丁等多种有害物
质。其中，焦油容易损伤呼吸道黏膜，是诱发癌变的重要因素；尼古丁不仅会引起血管收缩，导致血压
升高，还能使人“上瘾”，造成神经系统损伤。某生物兴趣小组为了探究香烟中焦油对呼吸道黏膜的影
响，从网上购买了草履虫培养液，用相关材料和装置，设计如下实验：
玻璃管䓍履虫培养液针头注射器抽气处橡皮塞香烟
①取一滴草履虫培养液，制作成临时装片。用显微镜观察正常生活状态下的草履虫及其运动状态，特
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别注意观察纤毛的摆动情况。
②用注射器不停地抽取瓶中空气，使香烟燃烧产生的烟雾迅速通入到䓍履虫培养液中（如图）。
③等香烟燃尽后，取瓶中的培养液进行显微镜观察，可以看到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢，
其纤毛粘连而不能自由摆动。
请回答相关问题：
（1）上述步骤②模拟的是人的 吸气 （选填“吸气”或“呼气”）。
（2）由步骤③可以推测香烟烟雾中的焦油能 阻碍 （选填“阻碍”或“促进”）吸烟者气管中纤
毛的摆动。
（3）步骤①和③的作用是形成 对照 ，实验变量是 香烟燃烧产生的烟雾 。
（4）为了进一步探究香烟中尼古丁对人的循环系统的影响，该小组使用同样的实验装置，用水蚤代替
草履虫进行实验，是因为水蚤身体透明，便于观察到其心脏的跳动。记录其在单位时间内心脏跳动的
次数 ，并分析得出，香烟中的尼古丁能使人的心跳加快，血压升高。
【分析】对照实验就是为了防止其他因素的影响，再设置一组对照实验，使它除了原实验本身改变的条
件外，其他条件保持相同，最后与原实验所得结果进行对照，观察异同，对照实验用来证明某种因素对
实验结果的确切影响。
【解答】解：（1）人体吸气时，肋间肌与膈肌收缩，引起胸腔前后、左右及上下径均增大，胸廓容积
增大，肺随之扩大，造成肺内气压小于外界大气压，外界气体进入肺内，形成主动的吸气过程。步骤
②用注射器不停地抽取瓶中空气，造成瓶内气压小于外界大气压，使香烟燃烧产生的烟雾迅速通入到
草履虫培养液中，故模拟的是人的吸气。
（2）香烟燃尽后，观察到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢，其纤毛粘连而不能自由摆动，可以
推测香烟烟雾中的焦油能阻碍吸烟者气管中纤毛的摆动。
（3）步骤①用显微镜观察正常生活状态下的草履虫及其运动状态，步骤③把香烟燃烧产生的烟雾通
入到䓍履虫培养液中，直到香烟燃尽，用显微镜观察草履虫的运动状态，根据对照实验原则，步骤①
和③形成对照实验，变量是香烟燃烧产生的烟雾。
（4）该小组使用同样的实验装置，用水蚤代替草履虫进行实验，观察水蚤心脏的跳动，记录其在单位
时间内心脏跳动得的次数，分析得出香烟中尼古丁对水蚤的心率具有加速作用，血压升高。
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故答案为：（1）吸气；（2）阻碍；（3）对照；香烟燃烧产生的烟雾；（4）次数。
12．模型构建能够让复杂抽象的生物学知识简单化直观化。如图是某同学利用相关材料制作的几种生物
模型。请回答下列问题：
（1）模型一是血液循环模型。单向阀模拟心脏中瓣膜，软管模拟血管，橡皮球模拟心脏的左右两部分
则甲烧杯表示的器官是 肺 。老师指出该模型中的心脏结构不完整，可进一步完善，模型中缺少的
心脏结构是： 心房 。
（2）模型二是小肠内壁模型。将一张白纸卷成圆筒状，做为小肠外壁，另一张白纸折成扇状，放在圆
筒状白纸内，做为小肠内壁。请你说出这个模型表示的小肠内壁结构特点，及该结构特点与对应功能的
适应关系 小肠内壁有环形皱襞，增大了消化和吸收营养物质的面积 。
（3）模型三是利用橡皮管、漏斗、水、不同大小的塑料颗粒、注射器等材料制作的肾单位模型。用不
同大小的塑料颗粒模拟血液中的成分，不能进入肾小囊的成分是 血细胞和大分子蛋白质 。
【分析】血液循环途径如图：
【解答】解：（1）心脏由肌肉组织组成，具有收缩和舒张的功能。模型中的橡皮球弹性较大，能很好
地模拟心脏的收缩和舒张过程。血液由右心室泵入肺动脉，流经肺部毛细血管网，再通过肺静脉流回左
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心房，这一循环路线就是肺循环。在肺循环中，血液流经肺部毛细血管网时，与肺泡进行气体交换，血
液中的二氧化碳进入肺泡，肺泡中的氧气进入血液。这样，静脉血就变成了动脉血。则甲烧杯表示的器
官是肺；该模型中的心脏结构不完整，缺少心房，应添加在蓝色软管和单向阀A、红色软管和单向阀A
之间。
（2）这个模型表示的是小肠内壁结构特点，小肠内壁有环形皱襞，增大了吸收营养物质的面积，体现
了结构与功能的适应。
（3）当血液通过入球小动脉到达肾小球的毛细血管网时，由于肾小球和肾小囊内壁的滤过作用，除血
细胞和大分子的蛋白质以外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖、尿素等物质都可以滤过到肾小囊腔，
形成原尿。
故答案为：（1）肺；心房；（2）小肠内壁有环形皱襞，功能增大了吸收营养物质的面积；（3）血细
胞和大分子的蛋白质。
13．（2024•商水县一模）模型构建是学习生物学的方法之一，它能够让复杂抽象的生物学知识简单化、
直观化。如图是某同学利用气球等材料制作的几种生物模型。请回答下列问题。
（1）图1可以用来模拟鸟的呼吸，图中的大气球表面缠绕着红蓝细线，小气球模拟的结构是 气囊 。
（2）图2是植物气孔模型，图中气球相当于 保卫 细胞，当气孔张开时，植物的蒸腾作用 增强
（填“增强”或“减弱”），能够提高大气湿度，增加降雨，促进生物圈的水循环。
（3）图3可以用来模拟人的呼吸运动，此时图中玻璃罩容积 变大 （填“变大”或“变小”），模
拟的是 吸气 过程，气球相当于 肺 。
【分析】（1）鸟类有气囊，具有贮存空气的功能，与肺相通，鸟类的肺是气体交换的场所。
（2）当气孔张开时，叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中。
（3）肺的通气是通过呼吸运动实现的，呼吸运动包括呼气和吸气两个过程，是肋间肌和膈肌收缩和舒
张的结果。
【解答】解：（1）鸟类有气囊，具有贮存空气的功能，与肺相通，鸟类的肺是气体交换的场所。图 1
可以用来模拟鸟的呼吸，那么图中的小气球相当于气囊；大气球表面缠绕着红蓝细线，说明大气球模拟
的器官是肺，能够进行气体交换。
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（2）图2是植物气孔模型，气孔是由保卫细胞围成的空腔。图中气球相当于保卫细胞；当气孔张开时，
叶片内的水分吸收热量变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中，植物的蒸腾作用增强，能够提高大气湿
度，增加降雨，促进生物圈的水循环。
（3）图3可以用来模拟人的呼吸运动，此时图中膈肌下降，胸廓容积变大，肺扩张，所以气球相当于
肺，完成吸气过程。
故答案为：（1）气囊；（2）保卫；增强；（3）变大；吸气；肺。
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