1．“限制因素”的内涵、特征及常呈现的章节与相关知识
1．1 “限制因素”的内涵及一般特征
“限制因素”常指对生物的生命活动、生态系统及其相关因子的变化等起限制或主要决定作用的内在或外在的因素。内在因素主要体现在载体、细胞内的酶等；外在因素主要体现在物质的量、温度、pH、光照、CO2浓度、O2浓度、食物、空间等等。
“限制因素”常与其他因素共存，其典型特征大致有以下几个方面：①隐蔽性②可变性(即可随某些条件的改变而改变)③作用效果的直接性。
1．2常呈现的章节及知识
与“限制因素”相关的知识主要体现在“生物的新陈代谢”、“微生物与发酵工程”、“生物与环境”这三个内容中，其知识范畴多涉及“细胞和生物体的结构”、“物质的吸收”、“生化反应”、“种群、群落的变化”、“生物圈的稳态”等方面。
2．涉及“限制因素”的常见习题及解析
2．1 以“细胞和生物体结构”知识为基础的“限制因素”问题这种类型的“限制因素”均为内在的。
例1：真核细胞的直径一般在10um～100um之间。生物体细胞体积趋于最小的主要原因是 ( )
A．受细胞所能容纳的物质制约
B．相对表面积小，有利于物质的迅速转运和交换
C．受细胞核所能控制的范围制约
D．相对表面积大，有利于物质的迅速转运和交换
解析：由于细胞体积越大，其相对表面积越小；细胞的物质运输效率就越低，反之，细胞体积越小，其相对表面积越大，有利于物质的迅速转运和交换，这是主要原因；同时，细胞核是细胞代谢和遗控制中心，细胞体积大小还受核物质制约，这是次要原因。故本题选择D项。
例2：右图是胡萝根在不同氧农度情况下从溶液中吸收Mg2+和Ca2+的坐标曲线，请据图回答：
(1)Mg2+ 和Ca2+进入细胞的方式是什么?与其相关的“内在因素与外在因素”分别有哪些?
(2)氧从0升到20.8％时，Mg2+和Ca2+的吸收速率增至100，但氧从20.8％增至43.4％时，Mg2+和Ca2+只分别增加17和16，则限制这种增加的主要因素是 。
解析：吸收矿质离子是根成熟区细胞的重要生理功能，其结构基础是细胞的完整性和膜上的载体。因而分析解答如下：
(1)植物吸收矿质离子的方式是主动运输，与其紧密相关的内在因素主要是细胞内的ATP和膜上的载体，外在因素有温度、pH、氧气量等。
(2)由图可见，氧气量是不断增加的，因而通过呼吸作用产生的ATP是充足的，故对“氧从20.8％增至43.4％时，Mg2+和Ca2+只分别增加17和16”起限制作用的因素主要是内在的，即根细胞膜上载体的数量。
2．2 以“新陈代谢”知识为背景的“限制因素”问题
由于新陈代谢是细胞内全部有序化学变化的总称，故影响化学变化的一切因素都可成为新陈代谢的限制因素。纵观“新陈代谢”的知识体系，此因素包括内在和外在限制因素二类，主要体现在“光合作用”、‘‘呼吸作用”、“三大营养物质的代谢”等与酶促反应有关的生理过程中，下面分别举例说明。
2．2．1 与“新陈代谢”有关的内在限制因素
这种限制因素主要包括：叶绿体色素的种类和量，酶的种类、活性和量，ATP的量等等。
例3：右图为夏天某晴天棉花叶片的光合作用强度的变化过程曲线图，请据图回答：
(1)限制AB段、BC段光合作用强度的主要外界因素分别是什么?
(2)上午10时时，限制B点光合作用强度继续增加的主要内在因素是什么?
解析：由图解及实际情况可知，上午6~10时光照强度及温度都在增加，10～14时，温度过高，蒸腾作用较强，导致气孔关闭，CO2供应不足，故可知：
(1)限制AB段、BC段光合作用强度的主要外界因素分别是光照强度、CO2浓度。
(2)上午10时时光照强度、CO2及温度等外在因素都较适宜或充足，光合强度达最大值B点，故从内在因素角度考虑，则限制此强度继续增加的主要是叶绿体内酶的量和活性。
2．2．2 与“新陈代谢”有关的外在限制因素
这种限制因素主要包括：反应物、水、CO2、O2的量和浓度，阳光、温度、必需的矿质离子等。
例4：下图是影响光合作用的诸多外在因素的归类图解，试据图回答下列问题：
(1)图A、B、C、D、E、F说明了影响光合作用的因素有哪些?
(2)各图中的“OP'’段说明限制光合作用速率的主要“外在限制因素”是什么?
(3)各曲线的“PQ'’段(即：PQl、PQ2、PQ3)说明限制光合作用速率的主要“外在限制因素”有哪些?(注；图C、D的“Q1、Q2、Q3”都低于酶的最适温度。)
(4)各图中“Q”点之后限制光合作用速率的主要“外在限制因素”分别是什么?
解析：据图可知：
(1)图A、B、C、D、E、F说明了影响光合作用的因素有：光照强度、温度、CO2浓度。
(2)各图中的“OP'’段，体现了横坐标所表示的因素是限制光合作用速率的因素，其中A、B图是光照强度，C、D图是温度，E、F图是CO2浓度。
(3)各图中各曲线的“PQ'’段说明了限制光合作用速率的外在因素既有横坐标所表示的因素，又有非横坐标表示的因素，即“光照强度、温度、CO2浓度”三者都有。
(4)“Q”点之后限制光合作用速率的主要“外在限制因素”不再有横坐标所表示的因素了，其分别是：A、B图——温度和CO2浓度，C、D图——光照强度和CO2浓度，E、F图——温度和光照强度。
例5：下图中A、B、C依次表示酶浓度一定时，反应速度和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：
(1)从图中可见影响酶促反应速度的因素有 。
(2)图A中限制“OP”段变化的因素是 ，P点之后起限制作用的因素主要是 ，此图可看出 。
解析：由图可见：
(1)影响酶促反应速度的因素有：反应物浓度、温度、pH。
(2)酶浓度一定时，限制“OP”段反应速度变化的因素是反应物浓度。P点之后反应速度不再随反应物浓度变化而变化，故限制因素是酶的活性和量，因此可知，酶促反应的速度既受到内在因素的限制，又受到外在因素的限制。
2．3 以“生态学”知识为背景的“限制因素”问题
例6：右图是一个鼠群迁入一个新的生态系统后的生长曲线图。试分析在曲线中哪段表示食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素?( )
A．EF段 B．DE段 C．BD段 D．CB段
解析：在一个有限的环境里，种群的发展一般符合“S”曲线，因为其受到食物、空间等因素的制约，在曲线EF段，鼠的增长趋于缓慢，接近了最大值，此时食物最可能成为鼠群繁殖速度的限制因素，故答案选A项。
例7：限制生物在海洋中分布，但不限制生物在陆地分布的非生物因素有( )
A．矿质养料 B．光 C．温度 D．氧
解析：本题考查的是非生物因素对生物的影响，陆地上各处生物所接受的光和氧基本上能满足生存需要。而在海洋中随深度增加，光照将不断减弱，这样就限制了植物的分布，由此又导致了溶氧量降低，这样又进一步限制了以植物为食物的海洋生物的分布。故本题选B、D项。
2．4 以“生物工程”知识为背景的“限制因素”问题
“生物工程”知识中的“限制因素”问题主要体现在“微生物与发酵工程”中，具体表现之一是对微生物的生长规律用发酵过程等进行研究。
例8：右图是某细菌的生长曲线，请据图回答：
(1)图中a、b、c、d分别表示什么期?
(2)从生态学的角度考虑，限制c、d期细菌数量发展的生态因素分别是什么?
(3)在生产中，为了获得较多的次级代谢产物，应延长什么期?做法是什么?
解析：本题以细菌发酵为背景，运用了“新陈代谢”和“生态学”的相关原理，考查了学生在新情境下运用知识的能力。分析得：
(1)图中a、b、c、d表示的时期分别是：调整期、对数期、稳定期、衰亡期。
(2)从生态学的角度看，①c处于稳定期，即生物数量处于动态平衡之中，因而限制其数目发展的因素包数量处于动态平衡之中，因而限制其数目发展的因素包括生物因素和非生物因素二类。具体是：非生物因素——pH、代谢产物、空间、营养物质；生物因素——不断加剧的种内斗争。②d处于衰亡期，限制其数量变化的主要因素是：pH、营养物质及有害代谢产物。
(3)细菌的次级代谢产物在“稳定期”产生，故应延长“c”；具体做法是采用“连续培养法”，不断调节发酵罐中的pH，补充营养物质，排出代谢产物等。
3．必须正确理解的三个“关系”
3．1“影响因素”与“限制因素”的关系
生物的生命活动等现象，有许许多多的因素影响，在这些诸多因素中，“限制因素”是特定条件下起着最直接、决定性作用的影响因素，它可以是“影响因素”的全部或绝大多数，如“例4中的第(3)问”，也可以是某几个，如“例4中的第(4)问”，更可以是某一个，如“例4的第(2)问”。由此可见，“限制因素”包含于“影响因素”之中，二者体现着从属关系。
3．2“限制因素”与被限制的“生物学现象”间的关系
“限制因素”与被限制的“生物学现象”间的逻辑关系一般表现为“此变”导致“彼变”的关系。如“载体”作为“限制因素”时，其逻辑关系图解是：载体的种类和量→主动运输→运输物质的种类和量；又如“O2”作为“限制因素”时，其逻辑关系图解常是：O2量→有氧呼吸强度→ATP量→物质的运输量、合成速率等。因此，在学习时必须牢固掌握这种关系，进而学会运用这种关系在纷繁复杂的“影响因素”中辨析出“限制因素”。
3．3“内在限制因素”与“外在限制因素”的关系
“内在限制因素”与“外在限制因素”在生物的生命活动历程及生态系统的演变过程等生物现象中共同起着作用，只是在特定的情况下，二者的影响有主次之分而已。在各种外界条件都满足的情况下，生物的生命活动变化的限制因素表现为“内在限制因素”，如“例3中第(2)问”；反之，“内在限制因素”未充分利用或各种外界条件未达到最佳时，生物的生命活动变化就常表现为某些“外在限制因素”的影响，如“例3中第(1)问”。所以在分析“限制因素”问题时，不能将二种“限制因素”割裂开来，而一定要用联系的观点，从“内在和外在”二个方面考虑问题，这样才能保证答题的准确性和完整性。
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