文档内容
专题 13 实验设计与分析类
目 录
一、题型解读
二、热点题型归纳
【题型1】实验目的的确定
【题型2】实验原理的书写
【题型3】实验变量的分析
【题型4】实验预期与结论
【题型5】实验步骤的完善
【题型6】实验的评价与修正
三、最新模考题组练
生物学科高考除了核心的知识遗传变异、生命活动调节、细胞代谢（光合
作用和呼吸作用）、细胞的结构与功能与生命，以及生态环境等的考查；科学
实验探究能力、高阶思维（批判思维和创新思维）能力和科学表达能力等关键
能力的考查尤为重要。运用这些核心知识和关键能力，解决试题创设的新情境
下问题的方法策略掌握为制胜法宝。批判性思维包括分析、推理、论证、评价，
用证据为自己的观点辩护，支持自己的观点。高考生物常见的实验题型有：①
提出科学假设： 在对生物学现象或已有研究结果进行分析与综合的基础上，结
合所学科学知识，提出科学问题或作出科学假设。②设计研究方案：提出或完
善用于回答科学问题或检验科学假设的研究方案（能提出或设计新方案），预期研究结果；提出解决实际问题的合理设想。
【题型1】实验目的的确定
【典例分析1】（2021·天津·统考高考真题）为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密
度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱
草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地中，5个月后测定相关指标，部分结果见下图。
(3)随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时
间后，比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为 ．
【答案】(3)检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起
【解析】（3）室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱进行实验，可以排除食谱外其他因素
对实验结果的影响，目的是检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起。
【提分秘籍】实验目的的确定：
1、实验目的书写模板：探究/验证+自变量对因变量的作用或影响。
2、实验目的的确认方法：
（1）根据题目信息，直接写出实验目的；
（2）根据实验结果或实验现象，推断实验目的；
（3）根据实验步骤反推实验目的。
【变式演练】（2011·浙江·高考真题）为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实
验思路：（1）实验分组：
甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水
乙组：培养液+Y细胞3H-TdR+X（用生理盐水配制）
每组设置若干个重复样品。
（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。
(3)将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。
（要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TDR表示相关名词：Y细胞是能增殖的高等动物体细
胞）请回答：
（1）实验目的： 。
（2）预测实验结果及结论： 。
(3) 实验中采用3H-TDR的原因是： 。
【答案】探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响 如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y
细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合
成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用 3H
－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况
【解析】（1）根据题意，本实验的目的是探究X对Y细胞中的DNA的复制和细胞增殖的影响，
实验的自变量为是否加入物质X，因变量是细胞内的放射性强度，即CRD，故实验目的是探究
X对Y细胞增殖的影响。
（2）如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用；如果乙组CRD
与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明
X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。
（3）由于3H－TdR只能存在于DNA分子中，是DNA合成的原料之一，所以可以根据CRD变化
来判断细胞增殖和DNA复制情况。
【题型2】实验原理的书写
【典例分析2】（2008·海南·高考真题）回到下列I、II题：
I．为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实
验步骤并回答问题：
实验材料：距2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度
的赤霉素溶液、喷壶等。
（4）该实验原理是： 。
II．在观察洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原现象时发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。请据此拟定一个相关研究的课题。要求写出课题名称及相关研究中的自变量和因变
量 。
【答案】赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用，用赤霉素处理植株后，可以显著增加植
株的高度，据此可以验证该大豆品种的矮化特征与赤霉素的含量有关 探索蔗糖溶液浓度
对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离和复原的影响；自变量：蔗糖溶液浓度；因变量：细胞质壁
分离和复原
【解析】（4）赤霉素有促进细胞伸长，使植株增高的作用，用赤霉素处理植株后，可以显著
增加植株的高度，据此可以验证该大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关。
II、蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，发生质壁分离，然后置于清水中，发生质壁分离的细胞
吸水复原。若蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。所以可探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶
表皮细胞质壁分离和复原的影响。该实验的自变量是蔗糖溶液浓度，因变量是细胞质壁分离
和复原。
【提分秘籍】实验原理的书写模板：自变量和因变量关系+因变量的观测指标+实验过程描
述
【变式演练】（2008·重庆·高考真题）I.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋
白质的相互关系，某研究小组在25 C、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不
同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：
Ⅱ.在上述定量测定之前,进行了蛋白质含量变化的预测实验,请填充实验原理,判断实验步骤
上划线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。
（1）实验原理:蛋白质 ，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
【答案】 与双缩脲试剂作用产生紫色反应
【解析】（1）蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色反应，其颜色深浅与蛋白质含量成正比。
【题型3】实验变量的分析
【典例分析3】（2023·山东·高考真题）当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反
应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。
细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟
南芥的H蛋白有2个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ的调节。科研人员以拟南芥的野
生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中强光照射时对野生
型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有
（答出2个因素即可）。
【答案】(1) 光、H蛋白 CO 浓度、温度
2
【解析】（1）据题意拟南芥的野生型和H基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强
光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H蛋白；
影响光合作用强度的主要环境因素有CO 浓度、温度、水分等。
2
【提分秘籍】实验变量的分析：
1、自变量：又称实验变量，是研究者主动操纵的条件和因子，坐标中的横轴一般为自变量。
2、因变量：又称反应变量，是随着自变量变化而产生反应或发生变化的变量，坐标中的纵轴
一般为因变量。
3、无关变量：又称干扰变量、控制变量。
【变式演练】（2022·天津·高考真题）为研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系，进
行如下试验：
(2)探究肠道菌群对糖脂代谢的影响另取20只大鼠，喂以含 的饮用水杀灭肠
道中原有细菌，建立肠道无菌大鼠模型。分别收集（1）试验结束时HFD组和ND组粪便，制
备成粪菌液，分别移植到无菌大鼠体内，建立移植HFD肠菌组和移植ND肠菌组，均饲喂高脂
饲料8周。检测空腹血相关生理指标，结果如下表。
总胆固醇 甘油三酯 血糖 胰岛素
组别
（mmol∕L） （mmol∕L） （mmol∕L） （mmol∕L）
移植ND肠菌
1.86 0.96 6.48 11.54
组
移植HFD肠菌
2.21 1.28 6.94 13.68
组
该试验的自变量为 ，结果显示两组均发生糖脂代谢紊乱，组间差异说明高脂饮食大鼠的肠道菌群可 （加剧∕缓解）高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
【答案】(2) 抗生素 移植的肠道菌群 加剧
【解析】（2）抗生素主要是通过干扰病原微生物的生理功能及生化代谢而产生抗菌作用，因
此要想建立肠道无菌大鼠模型，需喂以含抗生素的饮用水杀灭肠道中原有细菌。据题意可知，
本实验是探究肠道菌群对糖脂代谢的影响，自变量为移植的肠道菌群（移植ND肠菌组和移植
HFD肠菌组），因变量为总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量，据表格可知，与移植
ND肠菌组相比，移植HFD肠菌组中总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量均较高，说明
高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
【题型4】实验预期与结论
【典例分析4】（2023·海南·高考真题）家鸡（2n=78）的性别决定方式为ZW型。慢羽和快
羽是家鸡的一对相对性状，且慢羽（D）对快羽（d）为显性。正常情况下，快羽公鸡与慢羽
母鸡杂交，子一代的公鸡均为慢羽，母鸡均为快羽；子二代的公鸡和母鸡中，慢羽与快羽的
比例均为1∶1．回答下列问题。
(5)母鸡具有发育正常的卵巢和退化的精巢，产蛋后由于某种原因导致卵巢退化，精巢重新发
育，出现公鸡性征并且产生正常精子。某鸡群中有1只白色慢羽公鸡和若干只杂合有色快羽
母鸡，设计杂交实验探究这只白色慢羽公鸡的基因型。简要写出实验思路、预期结果及结论
（已知WW基因型致死）。
【答案】(5)将这只白色慢羽公鸡与多只杂合有色快羽母鸡进行杂交，观察后代的表现型及比
例。若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽：白色慢羽=1：1，则这只
白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD；若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论公鸡还是母鸡都是有色慢
羽：有色快羽：白色慢羽：白色快羽=1：1：1：1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZd；
若后代公鸡：母鸡=1:2，公鸡全为慢羽，母鸡慢羽：快羽=1：1，则这只白色慢羽公鸡的基因
型是aaZDW。
【解析】（5）母鸡的性染色组成为ZW，这只白色慢羽公鸡的基因型可能是aaZDZD、aaZDZd或
aaZDW，欲判断这只白色慢羽公鸡的基因型，可将其与多只杂合有色快羽母鸡（AaZdW）杂交，
观察后代的表现型及其比例，若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论雌雄都是有色慢羽：白色慢羽
=1:1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD；若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论无论雌雄都
是有色慢羽：有色快羽：白色慢羽：白色快羽=1：1：1：1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是
aaZDZd；若后代公鸡：母鸡=1:2，公鸡全为慢羽，母鸡为慢羽：快羽=1:1，则这只白色慢羽公
鸡的基因型是aaZDW。【提分秘籍】实验预期与结论：一般来自题干，可以照抄实验结果是通过观察或测量得到
的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关
系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳
实验结论的一般方法：
(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出
正确结论。
(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要
验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对
应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
【变式演练】（2023·湖北·统考高考真题）我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗，
为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后，其血
清抗体浓度相对值变化如图所示。
(3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢
体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实
验，实验思路是 ，预期实验结果和结论是 。
【答案】(3)用适宜大小的电刺激该动物的效应器（骨骼肌）部位，观察该动物的肢体运动情
况（或骨骼肌是否收缩） 若骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），则脊髓灰质炎病毒直接
引起的骨骼肌功能损伤；若骨骼肌收缩（或肢体运动正常），则脊髓灰质炎病毒没有引起骨
骼肌功能损伤。
【解析】（3）实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的
肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，若骨骼肌功能损伤，
则用电刺激骨骼肌（效应器），则骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），否则收缩（或肢体运动正常）。因此实验思路是用适宜大小的电刺激该动物的肢体效应器（骨骼肌）部位，观察
该动物的肢体运动情况（或骨骼肌是否收缩）。若骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），则脊
髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤；若骨骼肌收缩（或肢体运动正常），则脊髓灰质
炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
【题型5】实验步骤的完善
【典例分析5】（2023·北京·统考高考真题）二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是
重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品
种意义重大。
(2)科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，
导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点（如图乙）。据此，检测F 基因型的实验步
2
骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→ →电泳。F 中杂合子电泳条带数目
2
应为 条。
【答案】(2)用限制酶B处理 3
【解析】（2）检测F 基因型的实验步骤为：：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→用限
2
制酶B处理→电泳。野生型基因电泳结果有一条带，叶黄化的基因电泳结果有两条带，则F
2
中杂合子电泳条带数目应为3条。
【提分秘籍】实验步骤的完善：
根据实验目的和提出的假设，确定实验的基本思路，确定选材、装置及实验对照等。并且设
计实验的具体方法和步骤，按照设计的方案进行操作。
1、共性处理实验材料：取材、分组、编号
比如：取若干生长状况相似的材料均分为若干组，并编号为A、B、C或者甲、乙、丙……
大家可根据具体实验灵活的进行语言描述。比如：植物“选择长势相同、大小相似的同种植
物（或者同种植物的相同部位）随机等量分组，分别编号为 A、B、C……”；动物“选择生理状况相似，健康的某种动物随机等量分组，分别编号为 A、B、C……”；溶液“取三支试
管，分别编号为A、B、C……，各加入等量的某溶液”。
2、单一变量原则，对照处理各组材料。
对照组：不施加实验变量；实验组：施加实验变量。除此之外，大家注意要控制无关变量，
保证其他条件相同且适宜，试剂等量且适量。
3、相同条件培养相同时间
4、观察记录实验结果
比如：将某某放在相同且适宜的环境中培养一段时间后，观察（颜色变化、沉淀反应、形态
结构、生理特征变化等）或测定（生长发育速度、生化反应速度等）……记录数据并进行相
关处理。
【变式演练】（2022·北京·统考高考真题）人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自
体”标志蛋白C，从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，更易逃脱吞噬作用。
研究者以蛋白C为靶点，构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株，拟用于制备治疗癌症的
“智能炸弹”。
(3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌，制成ALK菌株，
以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K，应以 菌株裂解的上清液为对照进行
实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号，完善实验组的方案。
实验材料与试剂：①ALK菌裂解的上清液②带荧光标记的K的抗体③带荧光标记的C的抗体
④肿瘤细胞
实验步骤：先加入 保温后漂洗，再加入 保温后漂洗，检测荧光强度。
【答案】(3) AL ①④ ②/③
【解析】（3）AL菌株不含K基因，ALK菌株含K基因，因此，为验证ALK菌能产生蛋白K，
应以AL菌株裂解的上清液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，蛋白K能与
蛋白C特异性结合并阻断其功能，为验证ALK菌能产生蛋白K，可用带荧光标记的K的抗体，
如果有K蛋白生成，则K蛋白与K的抗体结合，可发出荧光；由于蛋白K能与蛋白C特异性结
合，因此也可用带荧光标记的C的抗体，如果有蛋白K生成，对照组与实验组荧光强度会有
差异。具体的实验步骤为，先加入①ALK菌裂解的上清液和④肿瘤细胞，保温后漂洗，再加
入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体，保温后漂洗，检测荧光强度。【题型6】实验的评价与修正
【典例分析6】（2021·广东·统考高考真题）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代
谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上
具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导
致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为
研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿
酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相
等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见
图。
回答下列问题：
（3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是 。
与其它两组比较，设置模型组的目的是 。
（4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是
，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为
。
【答案】 和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗的效果如何
F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达 高尿酸血症大鼠灌服E
【解析】（3）模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂，与空白对照组灌服生理盐水的正常实验大鼠
（有尿酸氧化酶）相比，模型组的自变量是有无尿酸氧化酶抑制剂，和对照组相比，确定模
型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗的效果如何。
（4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂后转运蛋白增加，灌服F
的治疗组转运蛋白和空白组相同，可推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F
可能抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达，减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用
效果，本实验需要增设对照组，将高尿酸血症大鼠灌服E与F进行对比，得出两者降尿酸的作用效果。
【提分秘籍】实验的评价与修正：
1、一看对照：是否进行了编号与标记，是否遵循单一变量原则和等量原则
2、二看材料用具：生物材料选择是否得当，实验器材选择是否合理，药剂选择、使用和用量
是否准确。
3、三看条件：是否需要加热、搅拌等。实验所需的温度、光照等条件是否合理。
4、四看步骤：顺序是否合理，步骤是否完整，操作是否违反生物学原理。
5、五看结果：目的与结果是否对应，探究性实验的结果讨论是否全面
【变式演练】（2022·重庆·统考高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某
兴趣小组采用水蒸气蒸馏法和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO和CPO），并研
究其抑菌效果的差异。
(2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO
和CPO贴于含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：
①未设置对照，设置本实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有
（答两点）。
【答案】(2)用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上 排除无关变
量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度 违背平行重复原则，每个实验组中的样本
太少；实验组精油的含量没有遵循等量原则
【解析】（2）本实验缺乏对照组，无法排除其他无关变量对实验结果的影响，可用一片大小
相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上作为对照组。另外，每个实验组中只利用
了一张无菌滤纸，样本太少，容易出现偶然性误差；而且两个实验组蘸取的精油没有遵循等
量原则。
1．高血压是中风、心梗、心衰竭及外周动脉疾病的主要危险因素。下图为肾性高血压发生的
部分机制示意图。缬沙坦是一种血管紧张素Ⅱ受体的拮抗剂，可用于肾性高血压的治疗。(1)由图可知，能够引起外周血管收缩的信息分子是 。
(2)实验发现，注射抗利尿激素会导致高血压加重，原因是 。
(3)临床研究表明，高血压患者过量服用降压药缬沙坦后，会出现高血钾的症状，原因是
。
(4)部分高血压患者在服用缬沙坦后，血压仍不能有效降低，进一步研究发现肾交感神经过度
兴奋通过途径2升高血压。为此，科研人员设计实验进行了验证，大致过程如下：首先制备
能在肾交感神经特异性表达膜通道蛋白ChR2的转基因老鼠，当蓝色激光照射ChR2时，该膜
离子通道打开，Na＋大量内流，引起交感神经兴奋。进行分组实验并得到了下图所示结果。
请根据实验目的和结果完善实验设计（写出各组的实验处理） 。
【答案】(1)神经递质、血管紧张素Ⅱ
(2)抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分进行重吸收，使血容量上升，导致高血压加重
(3)服用缬沙坦后，阻碍了血管紧张素Ⅱ与肾上腺皮质细胞受体的结合，醛固酮分泌量下降，
使其保钠排钾的作用下降，血钾浓度上升
(4)A组不用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦； B组用蓝色激光照射转基因小鼠，不
注射缬沙坦； C组不用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦； D组用蓝色激光照射转基因
小鼠，注射缬沙坦。
【分析】肾脏病变后，肾血流量减少，肾素分泌增加，血管紧张素增加，血管收缩，最终导
致出现肾性高血压。【详解】（1）由图可知，图中直接使外周血管收缩的信号分子有交感神经系统通过途径2分
泌的神经递质、血管紧张素Ⅱ。
（2）下丘脑合成的抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水的重吸收，尿量减少，高血压患
者若注射抗利尿激素，血容量增多，会使高血压症状加重，故注射抗利尿激素会导致高血压
加重。
（3）缬沙坦是血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂，能阻滞血管紧张素Ⅱ与受体结合，一方面能使外周
血管舒张，使血压下降；另一方面能减少肾上腺皮质分泌醛固酮，醛固酮激素具有保钠排钾
的作用，醛固酮分泌减少，所以血钾浓度会上升。
（4）交感神经兴奋时，细胞膜对Na+的通透性增大，Na+内流。根据题意，实验的目的是验证
肾交感神经可以通过途径2升高血压。结合题表，实验的自变量是有无蓝色激光持续照射实
验小鼠肾交感神经，实验小鼠有无注射缬沙坦，因变量是血压相对值大小。根据实验的单一
变量原则，实验设计如下：
A组不用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦； B组用蓝色激光照射转基因小鼠，不注
射缬沙坦； C组不用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦； D组用蓝色激光照射转基因小
鼠，注射缬沙坦。
2．渤海是我国最北的近海，人类活动排放的CO 引起海水中CO 浓度上升、pH下降，导致
2 2
“海洋酸化”，造成海洋生物多样性锐减。为研究其原因及合理开发利用海洋资源，研究者
做了以下研究。
(1)藻类在海洋生态系统中的作用是 。
(2)CO 浓度增加能促进藻类光合作用，有利于其生长。研究者进行了四组实验，测定某种单
2
细胞藻的增长率，得到如图1所示结果。
①本实验的实验目的 。
②该实验结果说明：CO 浓度升高对该藻增长的促进作用 海水pH下降对其增长的
2抑制作用。（大于或小于）
③对该藻类用 方法进行数量调查，用图2所示血细胞计数板计数（计数室体积为
0．1mm3），若将培养液稀释了100倍，经过一系列操作，检测四角上中方格的该藻类数量分
别为22、26、24、28，则估算出的种群密度约为 /mL。
(3)研究表明，浮游动物能排泄出HCO -等缓冲物质，浮游动物分布与海洋环境密切相关。人
3
工鱼礁是人们在预定水域放置的构造物，研究者调查了四个区域浮游动物的总丰富度，结果
如表
海带养殖
对照区 牡蛎养殖区 人工鱼礁区
区
总丰富度
20.35 20.95 12.11 47.54
（ind/m3）
综合（2）（3）研究 区域有助于提高海洋生态系统的稳定性，原因 。
(4)研究者提出“多营养层次”生态养殖模式，即在水的上层，挂绳养殖海带等藻类；在水的
中层，挂笼养殖滤食性贝类或网箱养殖投饵性鱼类；而在底层，则投放了人工鱼礁，并养殖
海参等底栖杂食动物。这种养殖模式提升了群落 结构的复杂程度；主要体现了生
态工程 原理。
【答案】(1)将太阳能转变成化学能，储存在制造的有机物中
(2) 探究CO 浓度和pH对某种单细胞藻的增长的影响 小于 血细胞计数板计数
2
4×108个
(3) 人工鱼礁区 人工鱼礁区浮游动物的总丰富度最高，能排泄出HCO -等缓冲物质，
3
促进藻类增长，有助于提高海洋生态系统的稳定性。
(4) 垂直 整体
【分析】生态系统的结构包括两部分：生态系统的成分和营养结构，前者包括非生物的物质
和能量、生产者、消费者、分解者；生态系统的营养结构包括食物链和食物网。
【详解】（1）藻类在海洋生态系统中属于生产者，将太阳能转变成化学能，储存在制造的有
机物中。
（2）图中的自变量是CO 浓度和pH，因变量是单细胞藻的增长率，因此本实验的实验目的探
2
究CO 浓度和pH对某种单细胞藻的增长的影响。
2
对比CO 浓度800ppm、pH7.8组，CO 浓度400ppm、pH8.1组与CO 浓度400ppm、pH7.8组，可
2 2 2
知CO 浓度升高对该藻增长的促进作用小于海水pH下降对其增长的抑制作用。
2
由图可知使用的是血细胞计数板计数；根据图2可知该血细胞计数板的规格为16×25，即血细胞计数板有16个中方格、400个小方
格，对应的种群密度(22+26+24+28)÷4×16×104×100=4×108个/mL。
（3）由表格信息可知人工鱼礁区浮游动物的总丰富度最高，能排泄出HCO -等缓冲物质，促
3
进藻类增长，有助于提高海洋生态系统的稳定性。
（4）根据题干描述，属于群落的垂直结构。
这种养殖模式具有多组分、复杂结构及综合功能的系统，这样的复杂系统建设必须以整体观
为指导，体现了生态工程整体原理。
3．2022年北京冬奥会吉祥物冰墩墩是以我国国宝熊猫为原型设计的，其憨态可掬的形象给
世人留下美好的印象。某生物兴趣小组的同学设计下表所示的培养基配方来分离熊猫消化道
中的微生物。回答下列问题：
KH PO Na2HPO ·7H MgSO ·7H 酵母
2 KCL 4 2 NaNO 4 2 水解酪素 纤维素粉
O 3 O 膏
4
0．
0．9g 1．2 g 1．0 g 0．5g 0．5g 0．5g 5．0g
5g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1000mL。
(1)该培养基属于 （填“液体”“固体”或“半固体”）培养基，水解酪素又称水解酪
蛋白，它能为微生物提供 。（答两点）
(2)生物兴趣小组的同学想分离出的微生物是 ，若要鉴定是否分离出该种微生物，实验设
计的思路是 ，依据的实验原理是 。
(3)用稀释涂布平板法分离纯化该微生物时，用的接种器材是 。接种后发现培养基上
的菌落连成一片，为避免此种现象的产生，采取的措施是
【答案】(1) 液体 氮源、碳源
(2) 纤维素分解菌或能产生（或分泌）纤维素酶的微生物 实验思路：在富含纤维素
的培养基上培养出菌落后，加入刚果红进行颜色反应，观察是否产生透明圈。 实验原理：
刚果红与培养基中的纤维素形成红色复合物，纤维素分解菌分解纤维素后，红色复合物消失
产生透明圈。
(3) 涂布器 对菌液进行梯度稀释
【分析】分解纤维素的微生物分离的实验原理：
①土壤中存在着大量纤维素分解菌，包括真菌、细菌和放线菌等，它们可以产生纤维素酶。
纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C 酶、C 酶和葡萄糖苷酶，前两
1 X种酶使纤维素分解成纤维二糖，第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。故在用纤维素作为唯一
碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。
②在培养基中加入刚果红，可与培养基中的纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，红
色复合物不能形成，培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，从而可筛选纤维素分
解菌。
【详解】（1）该培养基中没有加入琼脂，因而属于液体培养基，水解酪素又称水解酪蛋白，
其中含有C、H、O、N等元素，因而它能为微生物提供碳源和氮源。
（2）由培养基成分表分析可知，该培养基中含有大量的纤维素粉，据此推测该同学想从中分
离出的微生物是纤维素分解菌。若要鉴定是否分离出该种微生物，设计思路为：在富含纤维
素的选择培养基上培养出菌落后，再加入刚果红，观察是否产生透明圈；该操作依据的原理
是刚果红与纤维素会形成红色复合物，纤维素分解菌分解纤维素后，红色复合物则会消失，
出现透明圈，据此来判断是否分离出目的菌株。
（3）用稀释涂布平板法分离纯化该微生物时，需要用涂布器进行操作，采用的灭菌方法为灼
烧灭菌法。接种后发现培养基上的菌落连成一片，说明稀释倍数太小，为避免此种现象的产
生，应该对菌液继续进行梯度稀释。
4．甲状腺激素在人体内有极为重要的作用。甲状腺疾病高发与人类生活中的甲状腺激素干扰
物（一类通过影响甲状腺激素的合成、运输、分解等，从而改变甲状腺激素的功能和稳态的
化学物质）密切相关。
I．为验证甲状腺激素对代谢的影响，某生物兴趣小组设计了如下实验，请补充实验内容：
（1）实验原理： 。应用甲状腺激素制剂的动物放入密闭容器时，对缺氧敏感性提高，
容易因缺氧窒息而死亡。
（2）材料和用具：小白鼠若干只，灌胃管，1000mL广口瓶，甲状腺激素制剂，生理盐水。
（3）方法步骤：
①将健康小白鼠按性别、体重随机分为对照组和实验组，每组10只。
②实验组动物灌胃给甲状腺激素制剂，每天5mg，连续用药两周。对照组动物灌胃给
。
③将每只小白鼠分别放在1000ml，的广口瓶中，把瓶口密封后，立即观察其活动，并记录其
存活时间。最后汇总全组动物的实验结果，计算 ，并将实验组与对照组进行比较。
（4）预测实验结果及结论： 。
II．在众多的甲状腺激素干扰物中，农药所占比例最大，噻枯唑是一种常用农药杀菌剂。试用下列实验材料探究噻枯唑对甲状腺功能的干扰作用，写出简要实验思路 。
实验材料：小白鼠若干只，灌胃管，噻枯唑，色拉油（作为溶解噻枯唑的有机溶剂），其他
实验仪器均满足。
【答案】 甲状腺激素能提高细胞代谢速率，使机体需氧量增多 等量的生理盐水，
连续用药两周 平均存活时间 实验组的平均存活时间小于对照组的，说明甲状腺激
素能提高细胞代谢速率 将小白鼠随机均分为两组，分别用适量且等量的噻枯唑溶液和色
拉油灌胃，在相同且适宜条件下进行培养，观察并记录小白鼠的精神状态、活动等情况（或
抽血检测甲状腺激素含量）
【分析】科学探究要控制变量唯一，并要设置对照实验，甲状腺激素是由甲状腺分泌的，它
的主要作用是促进新陈代谢、促进生长发育、提高神经系统的兴奋性等。要验证甲状腺激素
对代谢的影响，应以甲状腺激素为变量设置对照实验。
【详解】I．（1）甲状腺激素具有调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经的兴
奋性等作用。根据实验目的和后续的实验操作，该实验原理应为甲状腺激素能提高细胞代谢
速率，使机体需氧量增多；
（3）本实验的自变量为甲状腺激素，实验组和对照组的差别就在于是否给与甲状腺激素制剂，
所以对照组动物的处理方法为灌胃等量的生理盐水，连续用药两周；本实验的因变量为小白
鼠的活动情况及存活时间，最后要汇总全组动物的实验结果，计算平均存活时间，并将实验
组与对照组进行比较；
（4）实验组小鼠灌胃甲状腺激素制剂后，新陈代谢加快，耗氧量增加，在密闭的广口瓶中容
易因缺氧窒息而死亡，因此实验组的平均存活时间应小于对照组的；
II．要探究噻枯唑对甲状腺功能的干扰作用，需要设置对照实验。实验组灌胃适量的噻枯唑
溶液，对照组灌胃等量的色拉油，在相同且适宜条件下进行培养，观察并记录小白鼠的精神
状态、活动等情况。
5．为研究甲醛胁迫对落葵光合作用的影响，科研人员将生理状况良好且相同的若干落葵幼苗
均分为a，b两组。a组培养在经活性炭过滤的空气中，b组培养在含有一定浓度甲醛的空气
中，其他培养条件相同且适宜。一段时间后测定，发现a组的光合产物合成量、光合放氧速
率和光合色素含量均高于b组。回答下列问题。
(1)本实验的自变量为 ，因变量为 。实验中 组为对照组，
设置对照组的目的是 。
(2)根据实验结果，从光合作用过程的角度分析，甲醛使落葵光合产物合成量减少的原因是。
(3)实验中测得的光合放氧速率数据不能代表落葵的实际光合速率，原因是 。
【答案】(1) 是否有甲醛胁迫 光合产物合成量﹑光合放氧速率和光合色素含量
a 排除甲醛以外的因素对实验结果的干扰，以保证本实验的结果是由甲醛胁迫引起的
(2)甲醛胁迫使光合色素含量降低，使得ATP和NADPH生成量减少，进而影响暗反应中三碳化
合物（C ）的还原，使光合产物合成量减少
3
(3)落葵实际光合作用产生的O 应包括落葵释放的O 和细胞呼吸消耗的O 两部分，而测得的
2 2 2
数据未包括细胞呼吸消耗的O ，故实验中测得的光合放氧速率数据不是落葵的实际光合速率
2
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，
色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光
能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，然后发生三
碳化合物的还原。
【详解】（1）分析题意可知，本实验目的是研究甲醛胁迫对落葵光合作用的影响，则实验的
自变量是是否有甲醛胁迫，因变量是落葵光合作用，可通过光合产物合成量﹑光合放氧速率
和光合色素含量进行测定；实验中a培养在经活性炭过滤的空气中，属于对照组，设置对照
组的目的是排除甲醛以外的因素对实验结果的干扰，以保证本实验的结果是由甲醛胁迫引起
的。
（2）光合作用的光反应和暗反应过程相互影响，光反应阶段需要色素的参与，而甲醛胁迫使
光合色素含量降低，使得ATP和NADPH生成量减少，进而影响暗反应中三碳化合物（C ）的还
3
原，使光合产物合成量减少。
（3）实际光合速率（氧气的产生量）=净光合速率（氧气的释放量）＋呼吸速率（呼吸作用
消耗的氧气量），落葵实际光合作用产生的O 应包括落葵释放的O 和细胞呼吸消耗的O 两部
2 2 2
分，而测得的数据未包括细胞呼吸消耗的O ，故实验中测得的光合放氧速率数据不是落葵的
2
实际光合速率。
6．茶叶有降压、提神和保健等功效。某科研人员在晴朗夏季的一天中探究茶树净光合速率和
胞间CO 浓度的日变化规律，结果如下图。请据图回答下列问题：
2(1)叶肉细胞的胞间CO 至少需要跨 层膜才能到达CO 被固定的场所。从胞间CO 浓
2 2 2
度分析，与12点相比，14点时叶肉细胞中C 含量较 （填“高’或”低”）。
3
(2)茶树中午时分出现光合“午休”现象。从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为
减少水分散失，气孔 （填“部分关闭”或“全部关闭”）导致胞间CO 浓度降低，茶
2
树光合“午休”期间，叶肉细胞内合成ATP的场所是 。
(3)由于茶树光合“午休”影响产量，为减缓光合“午休”，该科研人员打算间种高茎玉米。
请设计实验进行探究。
①该实验的目的是 。
②该实验的自变量是 。
③检测净光合速率与胞间CO 浓度，若 ，则说明间种高茎玉米能减缓光合“午休”。
2
【答案】(1) 3 低
(2) 部分关闭 细胞质基质、线粒体、叶绿体
(3) 茶树间种玉米对茶树产量影响 是否间种玉米 都降低
【分析】1、光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧
气，以及ATP的形成。
2、光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：二氧化碳被五碳化合物固定形成三碳
化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物。
【详解】（1）CO 被固定的场所是叶绿体基质，细胞间CO 需通过细胞膜（一层）与叶绿体膜
2 2
（两层），共3层才能被固定。与12点相比，14点时叶肉细胞间CO 浓度下降，CO 与C 结合
2 2 5
形成C 减少。
3
（2）中午时分气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致胞间CO 浓度降低，光
2
合速率下降，此时仍进行光合作用与呼吸作用，叶肉细胞内合成ATP的场所是细胞质基质、
线粒体、叶绿体。（3）该实验的目的是间种玉米对茶树产量影响。该实验的自变量是茶树林是否间种玉米，所
以实验组（B组）茶树间种适量的玉米，对照组（A组）不做任何处理。检测净光合速率与胞
间CO 浓度，若都升高，则说明间种高茎玉米能减缓光合“午休”。
2
7．棉红铃虫是常见的鳞翅目昆虫，其性别决定类型为ZW型。棉红铃虫的体色横带黑褐色和
白色由基因A、a控制，短缘毛和长缘毛由基因B、b控制。现让一横带黑褐色短缘毛（♂）
与横带白色长缘毛（♀）杂交，F 表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带黑褐色短缘毛
1
=1:1，让F 相互杂交，F 表型及比例为横带黑褐色长缘毛：横带白色长缘毛：横带黑褐色短
1 2
缘毛：横带白色短缘毛=21:7:27:9，且横带白色全为雌性个体，其余各表型雌雄均有，回答
下列问题：
(1)基因A/a位于 （填“常”“Z”或“W”）染色体上。短缘毛和长缘毛中显性性状是
．理由是 。
(2)亲本基因型是 ，F2横带黑褐色长缘毛（♀）个体中产生含基因AB配子的概率是 。
(3)现有一横带黑褐色短缘毛（♂）个体，欲判断其基因型，请设计实验进行探究。
实验方案： 。
预期实验结果及结论： 。
【答案】(1) Z 长缘毛 F 中长缘毛：短缘毛=7：9，若短缘毛为显性，则F 中
2 2
应该出现短缘毛：长缘毛=7：9，与题意不符（表述合理即可）
(2) bbZAZA、BbZaW 2/7
(3) 实验方案：让该横带黑褐色短缘毛（♂）与横带白色短缘毛（♀）个体杂交，观察
并统计子代表型及比例 预期实验结果及结论：若子代全为横带黑褐色短缘毛个体，则该
横带黑褐色短缘毛（♂）个体基因型为bbZAZA；若子代为横带黑褐色短缘毛：横带白色短缘
毛=1：1，则该横带黑褐色短缘毛（♂）个体基因型为bbZAZa[或让该横带黑褐色短缘毛
（♂）与横带黑褐色短缘毛（♀）个体杂交，观察并统计子代表型及比例；预期实验结果及
结论：若子代全为横带黑褐色短缘毛个体，则该横带黑褐色短缘毛（♂）个体基因型为
bbZAZA；若子代为横带黑褐色短缘毛：横带白色短缘毛=3：1，则该横带黑褐色短缘毛（♂）
个体基因型为bbZAZa]（其他合理答案也可）
【分析】决定性别的基因位于性染色体上，但性染色体上的基因不都决定性别，性染色体上
的遗传方式都与性别相关联，称为伴性遗传。
【详解】（1）F 中横带白色全为雌性个体，可判断基因A/a位于Z染色体上。F 中长缘毛:短
2 1
缘毛=1:1，则意味着F 中有两种基因型Bb和bb，且比例为1:1，产生的配子的比例为
1B:b=1:3，随机交配，结果为1BB、3Bb、3Bb、9bb，故(BB+Bb):bb=7:9，F 中长缘毛:短缘毛
2
=7:9，所以长缘毛是显性性状。
（2）体色中横带黑褐色是显性，且子一代全为横带黑褐色，所以亲代中的横带黑褐色短缘毛
雄性个体的基因型为bbZAZA F 中长缘毛:短缘毛=1:1，所以亲本中的横带白色长缘毛雌性个
， 1
体的基因型为BbZaW；结合(1)的解析，F 横带黑褐色长缘毛雌性个体的基因型为
2
BBZAW:BbZAW=1:6，所以产生的含AB配子（1/7）×（1/2）+（6/7）×（1/4）=2/7。
（3）欲判断某动物个体的基因型，应选择测交所以让该个体与横带白色短缘毛雌性bbZaW个
体进行交配，观察子代是否发生性状分离，若子代无性状分离，则说明该个体为纯合子，基
因型为bbZAZA；若子代发生性状分离，则说明该个体为杂合子，基因型为bbZAZa
。
8．鸡是一种常见的家禽，因营养丰富深受人们喜爱。生产中可以利用鸡冠的形状进行优良品
种的选育。鸡冠的形状（胡桃冠、单冠、玫瑰冠、豆冠）由R、r和P、p两对等位基因控制，
科学家利用纯合的胡桃冠鸡和纯合的单冠鸡作为亲本进行杂交，得到的子一代都是胡桃冠，
在子二代中，公鸡和母鸡都出现了胡桃冠：玫瑰冠：豆冠：单冠=9：3：3：1的性状表现。
回答下列问题。
(1)R、r和P、p基因位于 （填“常”或“Z”或“W”）染色体上，两对基因符合
定律。
(2)科研人员用胡桃冠鸡和单冠鸡进行杂交，子代出现了4种鸡冠且数量相似，已知玫瑰冠个
体含有R基因，请用遗传图解说明子代性状出现的原因 。（要求写出配子）
(3)玫瑰冠鸡的肉质肥嫩，最受市场欢迎。请设计实验判断一只玫瑰冠公鸡是否为纯合子，写
出实验思路、预期结果及结论 。
(4)在进行优良品种的选育过程中发现，少数母鸡的卵细胞不与精子结合，而与某一极体结合
形成二倍体，并能发育成正常个体。若这种情况下产生的后代总是雄性，则与卵细胞结合的
极体来自 。（注：染色体组成为WW的胚胎致死）
【答案】(1) 常 自由组合
(2)(3)实验思路：让该只公鸡与多只单冠母鸡进行杂交，观察子代表型（统计子代表型及比例）
预期结果及结论：如果子代均为玫瑰冠鸡，则该公鸡为纯合子
如果子代出现单冠鸡（或玫瑰冠鸡：单冠鸡=1：1或不全为玫瑰冠鸡），则该公鸡不为纯合
子
(4)同一次级卵母细胞
【分析】1、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合
是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色
体上的非等位基因自由组合。
2、伴性遗传是指决定生物性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联的现象。
【详解】（1）科学家利用纯合的胡桃冠鸡和纯合的单冠鸡作为亲本进行杂交，得到的子一代
和子二代中，鸡冠的形状及比例在雌雄个体中相同，所以R、r和P、p基因位于常染色体上，
由F 代表型及比例可知，R、r和P、p基因位于非同源染色体上，满足自由组合定律。
2
（2）由题中“子二代中胡桃冠：玫瑰冠：豆冠：单冠=9：3：3：1”和“玫瑰冠个体含有R
基因”，可推知胡桃冠基因型为R_P_、玫瑰冠基因型为R_pp、豆冠基因型为rrP_、单冠基因
型为rrpp。科研人员用胡桃冠鸡R_P_和单冠鸡rrpp进行杂交，子代出现了4种鸡冠且数量
相似，说明所用胡桃冠鸡的基因型为RrPp，其和单冠鸡杂交的遗传图解如下：
（3）玫瑰冠鸡基因型为R_pp或rrP_，若要判断一只玫瑰冠公鸡是否为纯合子，可以让该只
公鸡与多只单冠母鸡（基因型为rrpp）进行杂交，观察子代表型（统计子代表型及比例），
如果子代均为玫瑰冠鸡，则该公鸡为纯合子，如果子代出现单冠鸡（或玫瑰冠鸡：单冠鸡
=1：1或不全为玫瑰冠鸡），则该公鸡不为纯合子。
（4）母鸡的性染色体组成为ZW，公鸡的性染色体组成为ZZ。少数母鸡的卵细胞与某一极体
结合形成二倍体，且产生的后代总是雄性，说明是含有Z染色体的卵细胞和含有Z染色体的
极体结合，由于该卵细胞中的性染色体和该极体中的性染色体组成相同，所以两者是由同一次级卵母细胞不均等分裂得来的。
9．DNA分子的研究过程中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示dATP（d表示脱
氧）上三个磷酸基团所处的位置（dA—P ～P ～P ）。回答下列问题：
α β γ
(1)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，
则带有32P的磷酸基团应在dATP的 （填“α”、“β”或“γ”）位上。
(2)若将T2噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，请简要叙述操作步骤： 。
(3)科研人员研发了一种新的抗肿瘤药物X，为探究药物X能否抑制肿瘤细胞内DNA分子的复
制，科研人员将小鼠的肿瘤细胞随机均分为甲、乙两组，两组的处理方式如下（不考虑用
量）：
甲组：小鼠的肿瘤细胞+培养液+32P标记的dATP+生理盐水
乙组：小鼠的肿瘤细胞十培养液+32P标记的dATP+_______。
①根据以上信息分析，乙组中应添加的条件是 。
②科研人员将甲、乙两组细胞置于适宜条件下培养一段时间后，分别提取DNA并检测
。
③若 ，则说明药物X不能抑制肿瘤细胞内DNA分子的复制；若 ，则
说明药物X能抑制肿瘤细胞内DNA分子的复制。
【答案】(1)α
(2)用含有放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
(3) 用生理盐水配制的药物X 两组DNA的放射性强度 甲、乙两组DNA的放射性
强度接近 乙组DNA的放射性强度明显低于甲组DNA的
【分析】DNA复制过程：
（1）解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开；
（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用游离的4种
脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链；
（3）形成子代DNA分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】（1）dATP中两个特殊化学键断裂后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，为DNA的原料之一，
因此若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，
则带有32P的磷酸基团应在dATP的α位上。
（2）若将T2噬菌体DNA分子的两条链都用32P进行标记，可以先用含32P的培养基培养大肠
杆菌，获得被32P标记的大肠杆菌，再用被32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA两条链都被32P标记的T2噬菌体。
（3）由题干信息“探究药物X能否抑制肿瘤细胞内DNA分子的复制”可知，该实验的自变量
为是否添加抗肿瘤药物X，因变量为DNA分子的复制情况。甲组添加生理盐水，乙组应添加抗
肿瘤药物X的生理盐水。由于肿瘤细胞可利用32P标记的dATP进行DNA的复制，所以观测指
标为适宜条件下培养一段时间后DNA分子的放射性强度。若甲、乙两组DNA的放射性强度接
近，则说明药物X不能抑制肿瘤细胞内DNA分子的复制；若乙组DNA的放射性强度明显低于
甲组DNA的，则说明药物X能抑制肿瘤细胞内DNA分子的复制。
10．暴饮暴食、过量饮酒都不利于健康。结合所学知识回答以下问题：
(1)当正常机体中血糖浓度过高时，可直接刺激胰岛B细胞，促进其分泌胰岛素，胰岛素能
，从而使血糖浓度下降，恢复正常浓度范围。正常人即使不摄入脂肪，但饮食中含有过量糖
分也会使人发胖，原因是 。
(2)研究表明，人体在摄入250毫升的某酒精饮料后会排出800毫升至1000毫升的水，排出
的水分相当于摄入饮料的4倍，从而导致机体脱水，其可能原因是血浆中过高浓度的酒精会
抑制下丘脑合成和分泌 激素，据此推测人体过量饮酒后尿量会 （填“增加”“减
少”或“不变”）。为验证乙醇是通过抑制该激素的释放来影响尿量，研究小组将若干实验
大鼠随机均分成两组，甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液，乙组大鼠灌胃等量蒸馏水，半小时后检
测并比较两组大鼠的尿量差异。请评价该实验方案是否合理并说明理由 。
【答案】(1) 加速组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖 体内的糖分会转化成脂肪
(2) 抗利尿 增加 不合理，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异的同时，
还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量
【分析】抗利尿激素（又称血管升压素）是由下丘脑的视上核和室旁核的神经细胞分泌的9
肽激素，经下丘脑—垂体束到达神经垂体后叶后释放出来。其主要作用是提高集合管对水的
通透性，促进水的吸收，是尿液浓缩和稀释的关键性调节激素。此外，该激素还能增强内髓
部集合管对尿素的通透性。
【详解】（1）胰岛素是唯一能降低血糖的激素，与相应的受体结合，能加速组织细胞摄取、
利用和储存葡萄糖，从而降低血糖；体内的糖分会转化成脂肪，
（2）血浆中过高浓度的酒精要排出的同时需要排出更多的水，抗利尿激素能提高集合管对水
的通透性，促进水的重吸收，因此抗利尿激素减少，尿量增多；半小时后检测并比较两组大
鼠的尿量差异的同时，还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量，因此该方案不合理。
11．灵宝苹果是河南省三门峡市特产，全国农产品地理标志。某学校实验小组的同学利用灵宝苹果进行苹果酒的酿制，所用酵母菌培养基的配方为：葡萄糖2g/L、蛋白胨10g/L、酵母
提取物5g/L、氯化钠10g/L、氯化钾0.05g/L、硫酸亚铁0.001g/L。回答下列问题：
(1)在实验室培养微生物时，常用的灭菌方法有 （答出2种即可）。酒精发酵过
程在酵母菌细胞的 中进行，其产物乙醇与 溶液反应呈现灰绿色，利
用这一反应可检验酒精。
(2)在筛选优质酵母菌酿造苹果酒时，培养基中的碳源应该换成 。培养基中氯化
钠的作用是 。培养酵母菌后可通过稀释涂布平板法进行计数，涂布培养前需要梯
度稀释，其目的是 。
(3)在统计实验结果时，甲同学在稀释105倍下涂布了1个平板，统计的菌落数为34；乙同学
在稀释105倍下涂布了4个平板，统计的菌落数分别为124、112、39、321，然后取其平均值
149作为统计结果。请评价这两位同学的实验结果是否有效，并说明理由。
。
【答案】(1) 高压蒸汽灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌 细胞质（基质） 酸性重铬酸钾
(2) 苹果汁 为酵母菌的生长提供Na+、Cl-，维持培养基的渗透压 将聚在一起
的微生物分散成单个细胞，从而在培养基上形成单个菌落
(3)甲同学的结果无效，没有设置重复实验，结果不具有说服力；乙同学的结果无效，其统计
出的平板计数结果相差悬殊，结果的重复性差
【分析】参与果酒制作的微生物是酵母菌，其新陈代谢类型为异养兼性厌氧型。
果酒制作的原理：
（1）在有氧条件下，反应式如下：C H O +6H O+6O 6CO +12H O+能量。
6 12 6 2 2 2 2
（2）在无氧条件下，反应式如下：C H O 2CO +2C H OH+能量。
6 12 6 2 2 5
【详解】（1）在实验室培养微生物时，常用的灭菌方法有干热灭菌、高压蒸汽灭菌和灼烧灭
菌等。酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，无氧呼吸在细胞质基质中进行，检测酒精
用酸性重铬酸钾溶液，反应呈灰绿色。
（2）由于要用苹果作为发酵的原材料酿酒，所以在筛选优质酵母菌时，培养基中的碳源应该
换成苹果汁。培养基中氯化钠的作用是为酵母菌的生长提供Na+、Cl-，维持培养基的渗透压。
涂布培养前需要梯度稀释，其目的是将聚在一起的微生物分散成单个细胞，从而在培养基上
形成单个菌落。
（3）甲同学涂布了1个平板，统计的菌落数为34；由于没有设置重复实验，结果不具有说服力，所以实验结果无效。乙同学涂布了4个平板，但统计的菌落数相差悬殊，结果的重复性
差，所以实验结果无效。
12．草甘膦是一种灭生性除草剂，对所有植物都有毒性，长期使用会严重污染环境，草甘膦
在固体培养基中被分解后会形成黄色分解圈。某研究小组欲从农田土壤中分离出能高效降解
草甘膦的菌株，修复被草甘膦污染的农田，实验流程如图所示。回答下列相关问题：
(1)步骤①是土壤取样，可在 中取样，也可 ，一段时间后再从已腐烂的草甘膦
上筛选草甘膦分解菌。
(2)步骤②是 ，具体操作是将1 mL菌液加入到9 mL的 中；挑选菌落时应选
择 的菌落，即为能高效降解草甘膦的菌株。
(3)获得纯净草甘膦分解菌的关键是 ，因此，整个实验操作应在 附近进行。
【答案】(1) 农田土壤 将草甘膦放置于潮湿的地方
(2) 样品稀释 培养基 黄色分解圈较大
(3) 防止杂菌污染 酒精灯火焰
【分析】1、培养基的营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。
2、培养基的分类：
①按物理性质分，分为液体培养基和固体培养基，固体培养基中含有凝固剂，一般是琼脂。
②按化学成分分，分为天然培养基和合成培养。两者的区别是天然培养基成分不确定，合成
培养基成分的含量是确定的。
③按用途分，分为选择培养基和鉴别培养基。选择培养基主要是培养、分离特定的微生物，
培养酵母菌可在培养基中加入青霉素；鉴别培养基可以鉴定不同的微生物，比如鉴别饮用水
中是否含有大肠杆菌，可以用伊红-美蓝培养基，如果菌落呈深紫色，并带有金属光泽，说明
有大肠杆菌。
【详解】（1）欲从农田土壤中分离出能高效降解草甘膦的菌株，①是土壤取样，由于土壤是
微生物的天然培养基，土壤中含有大量的微生物，可以从农田土壤中筛选分解草甘膦的微生
物；也可以将草甘膦放在潮湿的地方，一段时间后再从已腐烂的草甘膦上筛选草甘膦分解菌。
（2）从土壤中筛选分解草甘膦的微生物一般步骤为：土壤取样→样品稀释→培养、挑选能生
长的菌落，因此步骤2是样品稀释，具体操作是将1 mL菌液加入到9 mL的培养基中，由于草甘膦在固体培养基中被分解后会形成黄色分解圈，分解圈越大，分解能力越强，挑选菌落
时应选择黄色分解圈较大的菌落。
（3）获得纯净草甘膦分解菌的关键是防止杂菌的污染，因此，整个实验操作应在酒精灯附近
进行。
