文档文本内容
第 19 讲 实验与探究
目 录
核心考向提炼
一、考情分析
重要考向探究
二、知识建构
三、考点突破
题型01 人和动物生命活动调节
考点01 细胞代谢的实验探究
题型02 植物生命活动调节
考点03 遗传变异的实验探究
核心考向提炼
重要考向探究
核心考向提炼
重要考向探究
题型01 酶
题型02 细胞呼吸
题型03 光合作用 题型01 遗传规律
题型02 变异与进化
考点02 生命调节的实验探究
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考题统计 考情分析
考点要求
2023海南卷（8分） 【命题规律】
生物学是一门以实验为载体的自然科
2023湖南卷（2分）
细胞代谢的实验 学,生物学的理论学习与实验探究是密
2023山东卷（6分）
探究 切相关的。高考试题命制中尤为重视
2023重庆卷（8分） 实验探究的考查，近些年，无论是分
值还是题型都比较稳定，考查点主要
2023辽宁卷（8分）
集中在“细胞的观察和测量”“探究
生命调节的实验 2023辽宁卷（4分） 酶的高效性”“酵母菌的呼吸方式(演示实验)”“植物物种多样性的调查”
和“微生物相关的实验”“光合呼吸
2023天津卷（7分）
为主的细胞代谢”“遗传的基本规
探究 2023北京卷（2分） 律”。
2023湖南卷（6分） 【命题预测】
实验相关课程的学习在落实学科核心
2022天津卷（8分）
素养中的科学思维和科学探究中发挥
2023河北卷（14分） 着重要作用。今后的高考生物试题依
然会在选择题和非选择题中大比例分
遗传变异的实验 2023重庆卷（12分）
布，关于生命活动的调节、细胞代
探究
2023海南卷（14分） 谢、遗传规律的应用探究，仍会重点
考察。
2023山东卷（16分）
考点01 细胞代谢的实验探究
核心考向提炼 重要考向探究
1.测定光合速率与呼吸速率
解读：
（1）测定呼吸速率(装置甲)
a．装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO 。
2
b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。
c．置于适宜温度环境中。
d．红色液滴向左移动(装置甲单位时间内向左移动距离代表呼吸速率)。
（2）测定净光合速率(装置乙)
a．装置乙烧杯中放入适宜浓度的 CO 缓冲液，用于保证容器内 CO 浓度恒定，满足光合作用
2 2
需求。
b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。
c．红色液滴向右移动(装置乙单位时间内向右移动距离代表净光合速率)。
（3）根据“总(真正)光合速率＝呼吸速率＋净光合速率”可计算得到总(真正)光合速率。
物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2.酶的特性及相关探究实验
1．（2023·湖北高考真题）为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的
污染物A溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是（ ）
A物质浓度（μg·L-1）
0 10 50 100
指标
25． 12． 12． 11．
① 肝脏糖原含量（mg·g-1）
0±0．6 1±0．7 0±0．7 1±0．2
23． 17． 15． 8．8±0．
② 肝脏丙酮酸含量（nmol·g-1）
6±0．7 5±0．2 7±0．2 4
血液中胰高血糖素含量 43． 87． 109． 120．
③
（mIU·mg·prot-1） 6±1．7 2±1．8 1±3．0 0±2．1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
【答案】D
【详解】A、有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生丙酮酸，故无法判断有氧呼吸和
无氧呼吸快慢，A错误；
B、由①可知，随着A物质浓度增大，肝脏糖原含量逐渐减小，葡萄糖转化为糖原的速率减慢，
B错误；C、①中肝糖原含量减小，②中丙酮酸减少，细胞呼吸减弱，葡萄糖分解为丙酮酸减少，C错
误；
D、③中血液中胰高血糖素含量增多，通过增加肝糖原分解等使血糖浓度持续升高，D正确。
故选D。
2．（2023·海南高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，
冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，
提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，
结果如图。
回答下列问题。
(1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是 ；用纸层析法分离叶
绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色
素带位于第 条。
(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是 ，该光源的最佳补光时间是 小
时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是 。
(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成
后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
【答案】(1) 叶绿素（或叶绿素a和叶绿素b） 一和二
(2) 红光+蓝光 6 不同的补光时间条件下，红光+蓝光光源组平均花朵数均最多
(3)三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实
成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光线对应最适
光线强度
【分析】1、光合色素的提取和分离实验中，用纸层析法分离叶绿体色素的原理为，不同的色
素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，分离后获
得4条色素带，由下到上分别为叶绿素b（黄绿色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色），其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素，主要吸收蓝紫光和红光，胡
萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2、分析题图，补光时间为6小时/天，且红光+蓝光组平均花朵数最多，即在此条件下最有利
于火龙果成花。
【详解】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a和叶绿素b，二者统
称为叶绿素。用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中，以滤液细线为基准，按照自
下而上的次序，该光合色素的色素带位于第一条和第二条。
（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红
光+蓝光组平均花朵数都最多，该光源的补光时间是6小时/天时，平均花朵数最多，所以最
佳补光时间是6小时/天。
（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最
适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，成花诱导完成后，经不同光照强度的白
光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最
高的组的光线对应最适光线强度。
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）。
(2)根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活
性强弱，理由是 。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 （填“多”或“少”）。若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是
。
【答案】(1) 光、H蛋白 CO 浓度、温度
2
(2) 不能 突变体PSⅡ系统光损伤小但不能修复，野生型光PSⅡ系统损伤大但能修
复
(3) 少
突变体PNQ高，PSⅡ系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PSⅡ活性高，光反应产物
多
【详解】（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
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对
PSⅡ复合体造成损伤。但是野生型含有H蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强
光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向
光合作用的能量减少；突变体的NPQ强度大，能够减少强光对PSII的损伤且减少作用大于野
生型H蛋白的修复作用，这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH和
ATP促进暗反应进行，因此突变体的暗反应强度高于野生型。
4．（2022·湖北高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照
强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证
实高浓度臭氧（O ）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O 连续处理甲、乙两种植物75
3 3
天，在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O 处理期间，若适当增加环境中的CO 浓度，甲、乙植物的光饱和点会
3 2（填“减小”、“不变”或“增大”）。
(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明 。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O 处理75天后，甲、乙两种植物的 ，
3
表明长时间高浓度的O 对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O 对乙植物的影响
3 3
大于甲植物，表明 。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植物
对O 耐受力的关系，使乙植物中A基因过量表达，并用高浓度O 处理75天。若实验现象为
3 3
，则说明A基因的功能与乙植物对O 耐受力无关。
3
【答案】(1)增大
(2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
(3) 实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合
作用产生的抑制效果有差异
(4)A基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【详解】（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO 浓度，图1中，在高浓度O 处理期间，
2 3
当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境
中的CO 浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。
2
（2）据图可见，用某一高浓度O 连续处理甲植物不同时间，与图3相比，图2中甲的实验组
3
与对照组的净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的
影响越小。
（3）据图3可见，O 处理75天后，曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲
3
线2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O
3
对植物光合作用产生明显抑制；曲线4净光合速率比曲线3下降更大，即长时间高浓度O 对
3
乙植物的影响大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果
有差异。
（4）实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定A基因功能与植
物对O 耐受力的关系，自变量是A基因功能，因此可以使乙植物中A基因过量表达，并用高
3
浓度O 处理75天，比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物
3
的净光合速率相同，则说明A基因的功能与乙植物对O 耐受力无关。
3
5．（2023·辽宁高考真题）（不定项）基质金属蛋白酶MMP2和MMP9是癌细胞转移的关键酶。
MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。据下图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．SDS可以提高MMP2和MMP9活性
B．10℃保温降低了MMP2和MMP9活性
C．缓冲液用于维持MMP2和MMP9活性
D．MMP2和MMP9降解明胶不具有专一性
【答案】BC
【分析】分析题干，MMP2和MMP9可以降解明胶，明胶可被某染液染成蓝色，MMP2和MMP9活
性越高，明胶被分解的越多，蓝色颜色越淡或蓝色消失。
【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2
和MMP9条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因
此，SDS可降低MMP2和MMP9活性，A错误；
B、与30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2和MMP9条带周围的透明带面积更小，
说明明胶被降解的更少，故MMP2和MMP9活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2和MMP9活性，
B正确；
C、缓冲液可以维持pH条件的稳定，从而维持MMP2和MMP9活性，C正确；
D、MMP2和MMP9都属于酶，酶具有专一性，D错误。故选BC。
本考点在高考中所占分值很高，尤其是对光合作用相关影响因素探究或是利用光合作
用原理解决实际问题的实验探究，主要考查学生是否理解实验原理和具备分析实验结果的
能力，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。题型01 酶
1．（2023·河北邢台三模）验证酶的专一性实验中，在一定量淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加
入等量淀粉酶，再用斐林试剂进行检测。下列叙述错误的是（ ）
A．实验结果为一组出现砖红色、另一组无色
B．该实验不能用碘液来进行检测
C．淀粉酶可降低所催化反应需要的活化能
D．该实验中淀粉酶含量、温度等属于无关变量
【答案】A
【详解】A、淀粉酶能分解淀粉生成麦芽糖，与斐林试剂反应生成砖红色，而淀粉酶不能分解
蔗糖，蔗糖是非还原糖，和斐林试剂不发生反应，呈现蓝色，A错误；
B、碘可以检测淀粉是否水解，但不能检测蔗糖是否水解，也不能检测还原糖的有无，不能用
碘液检测，B正确；
C、酶通过降低化学反应的活化能而起到催化作用，C正确；
D、该实验中淀粉和蔗糖是自变量，淀粉酶含量、温度等属于无关变量，D正确。故选A。
2．某科研人员在酶量一定且适宜的条件下，检测加入了一定量的某种抑制剂（图甲为两种抑
制剂的作用机理）对酶促反应速率的影响，结果如图乙。下列叙述正确的是（ ）
A．底物与酶活性部位结构互补时，酶能为化学反应提供能量
B．据图乙曲线可知，科研人员在实验中加入的是抑制剂B
C．若适当提高温度，图乙曲线中的C点将向左下方移动
D．抑制剂A与酶活性部位的位点结合，降低了酶促反应速率
【答案】C
【分析】分析图甲可知，抑制剂A与酶活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底
物不能与酶结合，抑制剂B竞争性结合酶与底物的结合位点；分析图乙可知，加入抑制剂后，酶促反应速率不再随底物浓度的升高而加快。
【详解】A、分析图甲可知，底物只有与酶活性部位结构互补时才能结合并发挥作用，但是酶
不能为化学反应提供能量，A错误；
B、分析图乙可知，加入抑制剂后，酶促反应速率不再随底物浓度的升高而加快，抑制剂A与
酶活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底物不能与酶结合，抑制剂B竞争性结
合酶与底物的结合位点，故若加入抑制剂B，则随底物浓度升高，酶促反应速率升高，B错误；
C、因该反应是在环境适宜条件下测得的，故适当提高温度后，酶促反应速率下降，C点向左
下方移动，C正确；
D、抑制剂A与酶活性部位以外的位点结合，使酶的结构发生改变，底物不能与酶结合，降低
了酶促反应速率，D错误。故选C。
3．下图1表示在最适温度及 pH为b时，α-淀粉酶催化淀粉水解产生麦芽糖的积累量随时间
的变化；图2表示 pH对α-淀粉酶活性的影响；图 3 表示用某种纤维素酶催化纤维素水解
的实验来探究温度对酶活性的影响。下列相关预期正确的是（ ）
A．在探究 pH 对酶活性的影响时，盐酸可用于调节溶液的 pH，属于自变量
B．若将温度升高 15 ℃，则d点右移，e点上移
C．纤维素酶催化纤维素水解的产物中加入斐林试剂产生砖红色沉淀
D．若在 t 时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在 t 时，丙组
₂ ₃
产物总量增加
【答案】A
【分析】1、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的
升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温
度（pH）的升高，酶活性降低。另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶
变性失活。
2、分析题图：图甲是酶活性受pH影响的曲线，其中b点是酶的最适pH，在b点之前，随pH
升高，酶活性上升，超过b点，随pH上升，酶活性降低，直到失活；图乙中d点表示达到化学反应平衡所需时间，e点表示化学反应的平衡点。
3、纤维素酶能够催化纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原性糖，可与斐林试剂在加热时生成
砖红色沉淀。
【详解】A、在探究 pH 对酶活性的影响时，pH属于自变量，盐酸可用于调节溶液的 pH，A
正确；
B、若将温度升高15℃，酶活性会下降，则d点右移、e点不变，C错误；
C、纤维素酶能够催化纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原性糖，可与斐林试剂在加热时生成
砖红色沉淀，C错误；
D、丙组的实验温度是70℃，分析图3可知，此时纤维素酶已失活，所以，在 t 时向丙组反
2
应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，t 时，丙组产物总量不会增加，D错误；故选
3
A。
题型02 细胞呼吸
4．为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用具按如图所方安装好。下列善于
该实验的说法，错误的是（ ）
A．甲、乙两组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式
B．甲组加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO
2
C．将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中，颜色变成灰绿色，证明有酒精产生
D．乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是耗尽B瓶中的O 以形成无氧环境
2
【答案】C
【详解】A、由于甲组左侧连接气泵，不断通人氧气，酵母菌进行有氧呼吸，可用于探究酵母
菌的有氧呼吸；乙组没有氧气通人，可用于探究酵母菌的无氧呼吸，A正确；
B、由于空气中有CO ，所以加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO ，避免对
2 2
实验的干扰，B正确；
C、将橙色的酸性重铬酸钾溶液滴入B瓶中，若颜色变为灰绿色，则可证明酵母菌无氧呼吸会产生酒精，C错误；
D、由于B瓶中的空气内含有少量氧气，所以乙组B瓶应封口放置一段时间，消耗掉瓶中的氧
气，以形成无氧的环境，然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，D正确。故选C。
5．（2023·广东实验一模）研究表明，电子设备中的蓝光会对线粒体造成损伤影响有氧呼吸
过程，进而对机体产生一定的伤害。
(1)图1表示有氧呼吸第三阶段ATP合成的过程，呼吸链复合物1、2、3、4分布在
上。来自NADH的电子沿电子传递链传递时，释放出的能量驱动图中 转运H+从
到膜间隙，驱动H+通过ATP合成酶，进而合成ATP。
(2)科研人员用LED灯模拟手机和平板电脑等设备发出的蓝光照射果蝇，检测其ATP、线粒体
和呼吸链复合物的相对含量，结果如下表。
ATP含 线粒体含 呼吸链复合 呼吸链复合 呼吸链复合 呼吸链复合
检测指标
量 量 物1 物2 物3 物4
相对含量
减少 减少 减少 明显减少 无明显变化 无明显变化
变化
结合图1及上述结果，分析蓝光导致果蝇体内ATP减少的机制是 。
(3)进一步研究发现，蓝光还会影响果蝇的存活率。科研人员选取同日龄果蝇，分组后分别培
养，其中1～4组分别进行2天、20天、40天、60天暗培养，然后再转入蓝光条件下培养10
天（每日12小时蓝光照射，12小时黑暗），统计果蝇存活率，结果如图2。实验结果表明
。第5组果蝇的培养条件是 。【答案】(1) 线粒体内膜 I、Ⅲ、IV 线粒体基质
(2)蓝光一方面会导致果蝇细胞内线粒体减少；另一方面会使线粒体中呼吸链复合物1、2含
量减少，导致电子传递减少，膜两侧H+的浓度差减小，从膜间隙顺浓度梯度进入线粒体基质
的H+减少，ATP合成量降低
(3) 蓝光照射导致果蝇存活率降低，越早（日龄越小）接触蓝光影响越大 完全黑暗
【详解】（1）由图1可知，来自NADH的电子沿电子传递链传递时，释放出的能量驱动图中
I、Ⅲ、IV（逆浓度梯度）转运H+从线粒体基质到膜间隙，以形成H+浓度差（或浓度梯度、电
势差），驱动H+顺浓度梯度通过ATP合成酶运输，利用H+顺浓度梯度运输形成的化学势能合
成ATP。
（2）结合图1及上述结果可知，蓝光一方面会导致果蝇细胞内线粒体减少，另一方面会使线
粒体中呼吸链复合物1、2含量减少，导致电子传递减少，膜两侧H+的浓度差减小，从膜间隙
顺浓度梯度进入线粒体基质的H+减少，ATP合成量降低，因此蓝光可以导致果蝇体内ATP减少。
（3）由图2可知，暗培养时间越短存活率越低，蓝光照射导致果蝇存活率降低，越早（日龄
越小）接触蓝光影响越大；第5组果蝇存活率最高，说明其培养条件是完全黑暗。
题型03 光合作用
6．科研人员发现植物的细胞呼吸除具有与动物细胞相同的途径外，还有另一条借助交替氧化
酶（AOX）的途径，进一步研究表明，AOX途径还与光合作用有关。研究人员进行了相关实验，
其处理方式和实验结果如表所示。请回答下列相关问题。
组
处理方式 实验结果
别
A 叶片+正常光照+AOX途径抑制剂
B 叶片+正常光照
C 叶片+高光+AOX途径抑制剂
D 叶片+高光
(1)实验中的自变量是 。根据实验结果分析，AOX途径能
（填“提高”或“降低”）光合色素的光能捕获效率。一段时间稳定后，A组与B组相比，A
组叶片细胞中三碳酸的含量较B组叶片细胞 。
(2)提取绿叶中的光合色素常使用 提取，原因是 。光合色素吸收的光能用于驱动水的分解和 物质的合成，进一步为三碳酸的还原提供能
量。
(3)AOX能参与催化有氧呼吸第三阶段的反应，AOX分布在植物细胞的 上，在
寒冷的早春，某些植物的花细胞中的AOX基因表达增加，从而提高花序温度，以吸引昆虫传
粉，其提高花序温度的机理是 。
(4)与正常光照条件下相比，高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大，判断
依据是 （用计算式表示）。
【答案】(1) 是否高光（光照强度）和是否添加AOX途径抑制剂 提高 少
（低）
(2) 95%酒精 光合色素是一类脂溶性物质，可利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出
来 ATP、NADPH
(3) 线粒体内膜 促进有氧呼吸第三阶段的进行，释放大量热量
(4)（d-c）＞（b-a）
【详解】（1）实验中的自变量是是否高光（光照强度）和是否有AOX途径抑制剂，因变量为
光合色素光能捕获料率，据图分析可知，比较叶片+正常光照+AOX途径抑制剂（A组）和叶片
+正常光照（B组）可知，A组AOX的表达被抑制，其叶片左侧光和色素光能捕获效率比B组
低，同理比较C组和D组结果均类似，说明AOX途径能提高光合色素的光能捕获效率。一段
时间稳定后，A组与B组相比，A组叶片细胞中三碳酸的含量较B组叶片细胞少。
（2）光合色素是一类脂溶性物质，可利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，所以可用95%
酒精提取色素。光合色素吸收的光能用于驱动水的分解和ATP、NADPH物质的合成，进一步为
三碳酸的还原提供能量。
（3）有氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜，由题意可知，AOX能参与催化有氧呼吸第三阶
段的反应，所以AOX分布在植物细胞的线粒体内膜。由题意可知，AOX能参与有氧呼吸，所以
AOX基因表达增加，使AOX含量增加，促进有氧呼吸第三阶段的进行，释放更多热能，从而提
高花序温度。
（4）与正常光照条件下相比，高光条件下AOX途径对光合色素光能捕获效率的影响较大，因
为C、D组（高光）的光合色素光能捕获效率的差值（d-c）明显大于A、B组（正常关照）的
光合色素光能捕获效率的差值（b-a）。
7．（2023·四川德阳一模）在光合作用的研究中，植物光合产物产生的部位称为“源”，比
如叶；光合产物消耗和储存的部位称为“库”，比如果实。某实验小组以油茶为实验材料，探究了不同的“库源比”对植物光合作用的影响，实验结果（相对值）如表所示。已知叶绿
体中淀粉的堆积会破坏类囊体薄膜的结构，保卫细胞中淀粉的积累会降低气孔的开放程度。
回答下列问题。
项目 甲组 乙组 丙组
植株（库源类型） 1果2叶 1果4叶 1果6叶
净光合速率 9．57 8．26 8．05
叶绿素含量（平均
79．5 71．3 62．5
值）
(1)叶肉细胞进行光合作用首先需要光合色素捕获光能，与类胡萝卜素主要吸收的光相比，叶
绿素还能吸收 光，这些光合色素位于叶绿体的 上。
(2)由实验结果可知，当“库源比”减小时，叶绿素平均含量的相对值 （填“升高”、
“降低”或“不变”），结合所给信息分析，其原因是 。
(3)气孔的开放程度主要影响光合作用过程中 的供应。当“库源比”增大时，短时间内
叶绿体基质中C 的含量会 （填“升高”、“降低”或“不变”）。
3
【答案】(1) 红 类囊体（薄）膜
(2) 降低 叶绿素分布在类囊体薄膜上，“库源比”减小会阻碍叶肉细胞中淀粉的输
出，淀粉在叶绿体中积累会破坏类囊体薄膜的结构，使叶绿素含量下降
(3) CO （或二氧化碳） 升高
2
【详解】（1）叶肉细胞进行光合作用首先需要光合色素捕获光能，叶绿素主要吸收红光和蓝
紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故与类胡萝卜素主要吸收的光相比，叶绿素还能吸收红
光，这些光合色素位于叶绿体的类囊体（薄）膜上。
（2）根据表格中的实验结果可知，当库源比减小，即果实数量不变，叶片数量增多时，叶绿
素的相对含量降低。结合题意分析，其原因可能是“库源比”减小会阻碍叶肉细胞中淀粉的
输出，淀粉在叶绿体中积累会破坏类囊体薄膜的结构，而叶绿素分布在类囊体薄膜上。
（3）气孔的开放程度主要影响光合作用中CO 的供应。根据实验结果可知，当“库源比”增
2
大时，即适当减“源”，果实数量不变，减少叶片数量，会增大叶片的净光合速率，原因可
能是适当减“源”会促进叶片中淀粉的输出，从而防止保卫细胞内淀粉积累，使气孔的开放
程度增大，从而可吸收更多的CO 供光合作用的暗反应利用，短时间内叶绿体基质中C 的含
2 3
量会升高。
8．（2024·四川绵阳一模）为研究高温条件下不同干旱水平对大豆光合作用的影响。研究人员选取发育进程与长势基本一致的转基因大豆幼苗，在38℃高温条件下设置正常（CK）、中
度干旱（L）和重度干旱（M）三组来进行一系列实验，结果如下图所示。回答下列问题：
(1)大豆叶绿体类囊体薄膜的基本支架是 。
(2)分析图中数据可知，第2-4d大豆净光合速率下降的主要原因是 。
由结果可以推断，第4-6d大豆净光合速率下降主要是由非气孔因素导致的，依据是
。
(3)请设计实验，探究导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱（写出实验设计思
路）。 。
【答案】(1)磷脂双分子层
(2) 气孔导度下降，胞间 CO 含量降低 气孔导度下降，胞间CO 含量反而升高
2 2
(3)将生长状况良好的大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组在温度和土壤湿度均适宜的
条件下培养，乙组在高温、土壤湿度适宜的条件下培养，丙组在温度适宜、土壤干旱条件下
培养，将乙、丙两组的净光合速率分别与甲组进行比较
【详解】（1）大豆叶绿体类囊体薄膜属于生物膜，生物膜的基本支架是磷脂双分子层。
（2）植物叶片通过气孔从外界吸收CO ，当CO 含量下降将会导致光合速率下降，进而导致净
2 2
光合速率下降，据图中数据可知，第2-4d植物净光合速率下降的主要原因是气孔导度下降，
胞间CO 含量降低；第4-6d气孔导度下降，胞间CO 含量反而升高，说明大豆净光合速率下降
2 2
主要是由非气孔因素造成的。
（3）分析题意，本实验目的是探究导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱，故
实验自变量为大豆生长的条件是高温还是干旱，因变量为净光合速率的大小，其它无关变量
应相同且适宜，故实验思路为：将生长状况良好的大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲
组在温度和湿度均适宜的条件下培养，乙组在高温、湿度适宜的条件下培养，丙组在适宜温
度、干旱条件下培养，将乙、丙两组的净光合速率分别与甲组进行比较。实验类题目解题思路：
第一步：审准目的、原理和要求
(1)明确实验目的，弄清实验类型是验证类还是探究类。
(2)明确实验原理，理解实验依据。
(3)明确实验中的问题要求和实验变量。
第二步：确定和处理三种变量
确定处理自变量(实验变量)、因变量(反应变量)、无关变量。
第三步：明确步骤，预测结果与结论
(1)步骤：①首先分组编号；②其次材料处理——不施加实验变量设为对照组，施加实验变量设为实验组，
控制无关变量；③观察或测量并记录实验结果。
(2)预测结果与结论：表述方式因实验类型不同有所区别。
考点02 生命调节的实验探究
核心考向提炼 重要考向探究
1.探究兴奋在神经纤维上的传导
2.探究兴奋在神经元之间的传递
3.下丘脑的功能：
（1）感受：渗透压感受器感受渗透压升降，维持水分代谢平衡。
（2）传导：可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层，使之产生渴觉。
（3）分泌：分泌促激素释放激素，作用于垂体，使之分泌相应的促激素。在外界环境温度低
时分泌促甲状腺激素释放激素，在细胞外波渗透压升高时促使垂体分泌抗利尿激素。
（4）调节，下丘脑中有体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。
4.动物激素相关的实验一般思路
1．（2023·辽宁高考真题）尾悬吊（后肢悬空）的大鼠常被用作骨骼肌萎缩研究的实验模型。
将实验大鼠随机均分为3组：甲组不悬吊；乙组悬吊；丙组悬吊+电针插入骨骼肌刺激。4周
后结果显示：与甲组相比，乙组大鼠后肢小腿骨骼肌出现重量降低、肌纤维横截面积减小等
肌萎缩症状；丙组的肌萎缩症状比乙组有一定程度的减轻。据此分析，下列叙述错误的是（
）A．尾悬吊使大鼠骨骼肌的肌蛋白降解速度大于合成速度
B．乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经—肌肉突触传递减弱有关
C．对丙组大鼠施加的电刺激信号经反射弧调控骨骼肌收缩
D．长期卧床病人通过适当的电刺激可能缓解骨骼肌萎缩
【答案】C
【详解】A、尾悬吊小鼠后肢小腿骨骼肌出现重量降低、肌纤维横截面积减小等肌萎缩症状，
因此尾悬吊使大鼠骨骼肌的肌蛋白降解速度大于合成速度，A正确；
B、乙组大鼠后肢骨骼肌萎缩与神经对肌肉失去了支配或者是支配的能力减弱，因此乙组大鼠
后肢骨骼肌萎缩与神经—肌肉突触传递减弱有关，B正确；
C、对丙组大鼠施加的电刺激信号调控骨骼肌收缩没有经过完整的反射弧，C错误；
D、据题干分析，丙组悬吊+电针插入骨骼肌刺激，丙组的肌萎缩症状比乙组有一定程度的减
轻，因此长期卧床病人通过适当的电刺激可能缓解骨骼肌萎缩，D正确。故选C。
2．（2023·江苏高考真题）糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛素抵
抗（IR）状态下，脂肪组织释放的外泌囊泡（AT-EV）中有高含量的miR-9-3p（一种
miRNA），使神经细胞结构功能改变，导致认知水平降低。图1示IR鼠脂肪组织与大脑信息
交流机制。请回答下列问题：
(1)当神经冲动传导至①时，轴突末梢内的 移至突触前膜处释放神经递质，与突触后
膜的受体结合，使 打开，突触后膜电位升高。若突触间隙K+浓度升高，则突触后膜静
息电位绝对值 。
(2)脂肪组织参与体内血糖调节，在胰岛素调控作用下可以通过 降低血糖浓度，IR状
态下由于脂肪细胞的胰岛素受体 ，降血糖作用被削弱。图1中由②释放的③经体液运
输至脑部，miR-9-3p进入神经细胞，抑制细胞内 。
(3)为研究miR-9-3p对突触的影响，采集正常鼠和IR鼠的AT-EV置于缓冲液中，分别注入b、c组实验鼠，a组的处理是 。2周后检测实验鼠海马突触数量，结果如图2．分析
图中数据并给出结论： 。
(4)为研究抑制miR-9-3p可否改善IR引起的认知障碍症状，运用腺病毒载体将miR-9-3p抑
制剂导入实验鼠。导入该抑制剂后，需测定对照和实验组miR-9-3p含量，还需通过实验检测
。
【答案】(1) 突触小泡 钠离子通道 变小
(2) 葡萄糖转化为甘油三酯
数量减少，结构异常 相关基因表达
(3) 注入等量的缓冲液 图像分析：b组与a组相比，正常鼠AT-EV不影响突触数量；
c组与b组相比，IR鼠的AT-EV会使突触数量减少。结论：IR鼠的miR-9-3P能使突触数量减
少
(4)突触数量，认知水平
【详解】（1）当神经冲动传导至①时，轴突末梢内的突触小泡移至突触前膜处释放神经递质，
与突触后膜的受体结合，引发钠离子通道开放，钠离子内流，突触后膜电位升高；神经细胞
膜内的钾离子浓度高于细胞膜外，静息时钾离子外流，若突触间隙K+浓度升高，则细胞内外
钾离子浓度差变小，钾离子外流减少，突触后膜静息电位绝对值变小。
（2）胰岛素是机体中唯一降低血糖的激素，该过程中脂肪组织参与体内血糖调节，在胰岛素
调控作用下可以通过葡萄糖转化为甘油三酯降低血糖浓度；胰岛素属于激素，需要与相应受
体结合后发挥作用，分析题意，胰岛素抵抗（IR）状态下，使神经细胞结构功能改变，导致
认知水平降低，胰岛素受体的数量减少，结构异常，导致胰岛素无法与其结合而发挥作用，
降血糖作用被削弱；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，miR-9-3p是一种miRNA，能够
与mRNA结合导致mRNA不能作为模板起翻译作用，从而抑制相关基因的表达。
（3）分析题意，本实验目的是研究miR-9-3p对突触的影响，则实验的自变量是小鼠类型及
miR-9-3p的有无，实验设计应遵循对照与单一变量原则，据图可知，图中的a是对照组，b、c组是注射溶于缓冲液的AT-EV，则a对照组应是注射等量的缓冲液；据图可知：b组与a组
相比，正常鼠AT-EV不影响突触数量；c组与b组相比，IR鼠的AT-EV会使突触数量减少。说
明IR鼠的miR-9-3P能使突触数量减少
（4）结合（3）可知，IR状态下突触数量等均会改变，故为研究抑制miR-9-3p可否改善IR
引起的认知障碍症状，需测定对照和实验组miR-9-3p含量，还需通过实验检测对照和实验组
突触数量、认知水平。
3．（2022·福建高考真题）下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，
是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分
泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题：
(1)下丘脑既是食欲调节中枢，也是 调节中枢（答出1点即可）。
(2)据图分析，GABA与突触后膜的受体结合后，将引发突触后膜 （填“兴奋”或“抑
制”），理由是 。
(3)科研人员把小鼠的A神经元剔除，将GABA受体激动剂（可代替GABA直接激活相应受体）
注射至小鼠的B神经元区域，能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是 。
(4)科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲，
表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神
经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。
①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。
A组：灌胃生理盐水；
B组：假手术 ＋ 灌胃生理盐水；
C组：假手术 ＋ ；
D组： ＋ ；
（说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处
理。）
连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。②预期结果与结论：若 ，则推测成立。
【答案】(1)体温/水平衡
(2) 抑制 GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl-内流，静息电位的绝对值增
大
(3)抑制食欲/抑制摄食量
(4) ①灌胃30mg•kg-1GABA 切断迷走神经 灌胃30mg•kg-1GABA A组小鼠的
摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低
【详解】（1）下丘脑既是食欲调节中枢，也是体温调节中枢、血糖调节中枢、水平衡调节中
枢。
（2）由图可知，GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl-内流，静息电位的绝对值增大，
更难兴奋，所以使突触后膜受抑制。
（3）由题意可知，（A神经元的）突触前膜释放GABA，突触后膜（B神经元）受抑制；若注
射GABA受体激动剂作用于B神经元，B神经元被激活且受到抑制，能促进小鼠摄食，说明B
神经元在食欲调节中的作用是抑制小鼠食欲。
（4）本实验的目的是验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠
的食欲，因此实验的自变量是信号通路是否被阻断，因变量是食欲变化，据此做出判断：C
组与B组对照，单一变量是有无灌胃30mg•kg-1GABA，验证GABA的作用；D组与C组对照，单
一变量为是否切断迷走神经，即验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而
调节小鼠的食欲，对实验结果进行两两比较。若最终A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C
组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低，则说明外源 GABA 信号是通过肠道的
迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。
4．（2023·湖北高考真题）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。
回答下列问题：
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。(2)据图判断，该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应，理由是 。
(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 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用，确定病毒只侵染了脊髓灰质前
角（图中部位①）。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器，与未感染动物相比，
感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是： ，神经-肌肉接头部位③处的信息传递
变化是： 。
【答案】(1)抗原性
(2) 体液 血清中相关抗体浓度增多了
(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。
(4) 电信号传导受阻 不能产生化学信号
【详解】（1）脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性，能引起机体产生特异性免疫。
（2）据图判断，该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应，理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减
毒活疫苗的糖丸一段时间后，血清中相关抗体浓度增多了。
（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。
（4）脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角，即运动神经元功能损伤，失去传递电信号以及产生神经递质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器，与未感染动物相
比，感染动物的神经纤维②受到损伤，不能接受上一个神经元释放的神经递质（化学信号的
刺激），从而导致神经纤维②不能传递电信号（或神经冲动），故感染动物的神经纤维②上
的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下，神经-肌肉接头部位③相当于一个突触，会
发生电信号-化学信号-电信号的转变，感染感染脊髓灰质炎病毒的动物的神经纤维②功能受
损，不能释放神经递质，故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产生化学信号。
人和动物的生命活动调节，是各地高考命题的主要考点，重点内容不回避，涉及神经调节、
激素调节的探究实验，突出考查学生实验探究能力、推理能力、分析问题和解决问题的能
力，要求考生运用所学知识，遵循实验的基本原则，根据具体的实验目的，能够独立设计
实验，从而完成题目中的问题。
题型01 人和动物生命活动调节
1．已知物质X可以诱导运动神经中枢中的多巴胺神经元损伤或死亡，从而导致帕金森病的发
生，研究者还发现，机体效应T细胞表面存在A受体时，会导致帕金森病情加重，而在对照
组中无此现象。欲验证以上结论，请根据实验材料，设计实验。
实验材料：正常小鼠、A受体基因敲除小鼠、生理盐水配制的X溶液、生理盐水、注射器
（要求与说明：多巴胺神经元细胞损伤或死亡后，导致血液多巴胺含量下降，具体测定方法
不作要求，无需前测）
(1)请设计实验思路。
(2)将实验结果绘制成柱形图。
(3)实验分析
①研究还表明，注射物质X可激发正常小鼠的 免疫，使之产生了抗多巴胺神经元表面
蛋白的抗体，进一步导致帕金森病情加重。综上所述，帕金森病与神经调节及 异常有
关。
②除题干描述外，请你根据材料推测帕金森病的个体症状为： 。【答案】(1)①取生长状况相同的正常小鼠随机均分为A、B两组，等量的生长状况相同的A
受体基因敲除小鼠也随机均分为C、D两组。
②A、C组每天定时注射生理盐水，B、D组每天定时注射等量物质X。
③一段时间后，分别测定4组小鼠神经元多巴胺含量。
④分析统计实验数据；
(2)
(3) 体液 免疫调节 肌无力
【详解】（1）该实验需要验证的结论包括：
①物质X可以诱导运动神经中枢中的多巴胺神经元损伤或死亡，从而导致帕金森病的发生；
②机体效应T细胞表面存在A受体时，会导致帕金森病情加重，而在对照组中无此现象。
因此该实验涉及两个自变量，小鼠的生长状况和注射液体量为无关变量，应保持相同且适宜。
应设计四组实验，分别是：①取生长状况相同的正常小鼠随机均分为A、B两组，等量的生长
状况相同的A受体基因敲除小鼠也随机均分为C、D两组。②A、C组每天定时注射生理盐水，
B、D组每天定时注射等量物质X。③一段时间后，分别测定4组小鼠神经元多巴胺含量。④
分析统计实验数据是否与实验预期吻合。
（2）根据实验结果绘制柱形图：体现①物质X可以诱导运动神经中枢中的多巴胺神经元损伤
或死亡，从而导致帕金森病的发生；②机体效应T细胞表面存在A受体时，会导致帕金森病
情加重，而在对照组中无此现象。将实验结果绘制成柱形图如图：
。
（3）①注射物质X使之产生了抗多巴胺神经元表面蛋白的抗体，说明激发了小鼠的体液免疫。综上所述，帕金森病与神经调节及免疫调节异常有关。
②运动神经中枢中的多巴胺神经元损伤或死亡，从而导致帕金森病的发生，多巴胺不能正常
发挥作用，推测帕金森病的个体症状为肌无力。
2．阿尔茨海默症（AD）是一种神经系统退行性疾病，其发病的主要诱因是β—淀粉样蛋白
（Aβ）在脑组织液中沉积，影响了神经小胶质细胞（MC细胞）的功能，发病机制如图1．请
回答下列问题：
(1)据图可知AD发病的原因是：MC细胞接收到Aβ沉积的信号后，K酶发生磷酸化， ，
从而诱发炎症，最终导致神经系统的功能障碍。
(2)为探明药物X治疗AD的机理，科研人员利用正常的MC细胞进行了相关实验，获得实验结
果如图2。由图2结果可知，药物X能够抑制Aβ的作用，判断的依据是 。已知药物X
对NF蛋白无显著影响，综合图1和图2，药物X治疗AD的机理最可能是药物X抑制了IL-1的
（填“转录”或“翻译”）过程。
(3)研究发现，增强体育锻炼可以改善AD的症状。人体在运动时机体产热会增加，调节体温
的中枢位于 ，此时机体的散热途径主要有 。
【答案】(1)从而促进IK磷酸化， 磷酸化的IK与NF分离，NF影响IL-1基因的表达
(2) 随着药物X浓度的增大，IL-1的相对表达量递减 翻译
(3) 下丘脑 通过汗液的蒸发和皮肤毛细血管的散热
【分析】分析题图可知，β—淀粉样蛋白（Aβ）沉淀能使K酶磷酸化，磷酸化的K酶能促进IK磷酸化，导致IK与NF分离，NF进入细胞核中，促进IL－1基因表达，合成IL-1，诱发炎
症，导致神经系统功能障碍。
在炎热的环境中时，皮肤中的热觉感受器兴奋，经传入神经传递至下丘脑的体温调节中枢，
进而通过自主神经系统的调节和肾上腺等腺体的分泌，最终使皮肤的血管舒张，皮肤血流量
增多，也使汗液的分泌增多等，从而增加散热。
（1）由分析可知，AD发病的原因是，MC细胞接收到Aβ沉积的信号后，K酶发生磷酸化，磷
酸化的K酶能促进IK磷酸化，导致IK与NF分离，NF进入细胞核中，促进IL－1基因表达，
合成IL-1，从而诱发炎症，最终导致神经系统的功能障碍。
（2）分析题图可知，1组为对照组，2组施加10nmol/L药物X但用Aβ处理，3组用Aβ处
理未施加药物，4组用Aβ处理并施加1nmol/L药物X，5组用Aβ处理试施加10nmol/L药物
X，6组用Aβ处理并施加100nmol/L药物X，对比1、2组可知，未受Aβ处理时，单独施加
药物X，IL－1含量无变化；对比3、4、5、6结果可知，用Aβ处理后，随着施加药物X浓度
的增大，IL－1含量渐减降低。由于药物X对NF蛋白无显著影响，说明药物不影响IL－1基
因的转录，其治疗AD的机理最可能是药物X抑制了IL－1的翻译过程。
（3）由分析可知中，人体体温中枢位于下丘脑，当人剧烈运动时，机体产热增加，通过相关
神经和腺体调节散热以维持体温相对稳定，此时机体散热途径主通过汗液的蒸发和皮肤毛细
血管的散热。
3．陈皮为芸香科植物橘及其栽培变种的干燥成熟果皮，主要含有挥发油、黄酮类、多糖类、
生物碱及部分微量元素。有研究表明，陈皮中的陈皮多糖TPPS可以通过上调CAT、SOD等抗
氧化酶，下调MDA等氧化产物的生成，促进机体防御氧化应激的能力，减轻氧化损伤，保护
并修护胰岛β细胞，改善患者的糖尿病病情。为验证陈皮多糖TPPS具有降血糖作用，完善
实验思路并预测实验结果。
实验材料及用具：正常小鼠，高血糖小鼠，生理盐水，陈皮多糖TPPS，盐酸二甲双胍生理盐
水溶液（具有降血糖的作用），相应灌胃器材等。
(1)实验思路
组别 实验分组 实验处理和结果检测
A组（空
①
白对照） 每组均灌胃1次/天，连续28天，实验期间每周对各组
小鼠的空腹血糖进行一次测量和记录，记录其血糖值变
B组、模 化。
②
型对照）高血糖小鼠+灌胃盐酸
C组（阳
二甲双胍生理盐水溶
性对照）
液
D组（实
③
验组）
上表中应分别填入：
① ；
② ；
③ ；
(2)预测结果：请绘制曲线图表示实验结果 。
(3)分析与讨论：
①通过实验期间对小鼠日常生长状况观察可知，与A组小鼠相比， 组小鼠饮食量和饮
水量增多最明显，垫料湿度大且日渐消瘦。其中垫料湿度大的原因是 。
②正常小鼠的血糖浓度在体液调节和神经调节的共同作用下维持相对稳定。血糖浓度升高时，
胰岛β细胞可直接接受 和 （填信息分子）的刺激，分泌胰岛素。此外，神经系
统还通过控制 （境内分泌腺）的分泌活动来调节血糖含量。
(4)为了进一步探究不同剂量TPPS降血糖的效果，应该怎样设计实验，请写出实验思路。
。
【答案】(1) 正常小鼠+灌胃等量且适量的生理盐水 高血糖小鼠+灌胃等量且适量的
生理盐水 高血糖小鼠+灌胃等量且适量的陈皮多糖TPPS
(2)
(3) B 糖尿病模型鼠血糖浓度高，原尿中葡萄糖浓度高，肾小管集合管重吸收水分
少，一部分水随葡萄糖排出，导致有多尿症状 葡萄糖 神经递质 肾上腺髓质
(4)1．选取发育正常年龄、和体重等相当的高血糖小鼠若干，随机平均分成四组，并编号甲、
乙、丙、丁四组，分别在适宜条件下饲养。2．甲组每天灌胃适量生理盐水，乙组每天灌胃等量且适量低剂量的TPPS，丙组每天灌胃等
量且适量的中剂量的TPPS，丙组每天灌胃等量且适量的高剂量的TPPS（甲-丙组分别灌胃等
量且适量的生理盐水、低、中、高剂量的TPPS）
3．在相同适宜条件下培养一定时间后，用血糖测定仪分别测量各组小鼠空腹血糖浓度，记录
并进行统计处理。
（或者是3分成两步：先是用血糖测定仪分别测量各组每只小鼠空腹血糖浓度，求平均值，
再统计并处理分析数据，得出实验结论）
【详解】（1）根据题目可知，实验目的是验证陈皮多糖TPPS具有降血糖作用，根据所提供
的实验材料可推测实验思路为：A组处理为正常小鼠+灌胃等量且适量的生理盐水，作为空白
对照组；B组处理为高血糖小鼠+灌胃等量且适量的生理盐水，为模型对照；C组为高血糖小
鼠+灌胃盐酸二甲双胍生理盐水溶液，阳性对照；D组为高血糖小鼠+灌胃等量且适量的陈皮
多糖TPPS，为实验组，每组均灌胃1次/天，连续28天，实验期间每周对各组小鼠的空腹血
糖进行一次测量和记录，记录其血糖值变化。
（2）预测实验结果：陈皮多糖TPPS具有降血糖作用。如下图所示：
（3）①通过实验期间对小鼠日常生长状况观察可知，与A组小鼠相比，B组小鼠饮食量和饮
水量增多最明显，垫料湿度大且日渐消瘦。其中垫料湿度大的原因是糖尿病模型鼠血糖浓度
高，原尿中葡萄糖浓度高，肾小管集合管重吸收水分少，一部分水随葡萄糖排出，导致有多
尿症状。
②正常小鼠的血糖浓度在体液调节和神经调节的共同作用下维持相对稳定。血糖浓度升高时，
胰岛β细胞可直接接受葡萄糖和神经递质的刺激，分泌胰岛素。此外，神经系统还通过控制肾上腺髓质分泌肾上腺素来调节血糖含量。
（4）1、选取发育正常年龄、和体重等相当的高血糖小鼠若干，随机平均分成四组，并编号
甲、乙、丙、丁四组，分别在适宜条件下饲养。
2、甲组每天灌胃适量生理盐水，乙组每天灌胃等量且适量低剂量的TPPS，丙组每天灌胃等
量且适量的中剂量的TPPS，丙组每天灌胃等量且适量的高剂量的TPPS（甲-丙组分别灌胃等
量且适量的生理盐水、低、中、高剂量的TPPS）
3、在相同适宜条件下培养一定时间后，用血糖测定仪分别测量各组小鼠空腹血糖浓度，记录
并进行统计处理。
4．小鼠在摄入受肠毒素污染的食物后，会引发包括恶心、呕吐在内的一系列防御反应。研究
小组给小鼠饲喂糖精溶液后，随即在肠道内注射肠毒素多次重复后，小鼠出现回避反应（即
饮用糖精溶液的次数和用量显著减少）。回答下列问题：
(1)小鼠产生回避反应属于 反射，在该反射的建立过程中，糖精溶液由 刺激转化为
刺激。
(2)有同学推测肠毒素信号是通过肠道的迷走神经上传到相关神经中枢，继而使小鼠出现“恶
心”行为。请完成下列实验，验证该推测。
①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。
A组：注射适量生理盐水；
B组：假手术+注射等量生理盐水；
C组：假手术+ ；
D组： ；
（说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合，手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处
理。）连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠是否表现出“恶心”行为。
②预期结果与结论：若A、B组小鼠无“恶心”行为， ，则推测成立。
【答案】(1) 条件 无关 条件
(2) 注射等量肠毒素 切断迷走神经+注射等量肠毒素 C组小鼠表现出“恶心”
行为，D组小鼠没有表现出“恶心”行为
【详解】（1）小鼠产生回避反应是在后天形成的，属于条件反射；糖精溶液在最开始不会引
起小鼠产生回避反应，属于无关刺激，一段时间后糖精溶液会使小鼠产生回避反应，变成条
件刺激。
（2）本实验的目的是验证肠毒素信号是通过肠道的迷走神经上传到相关神经中枢，继而使小鼠出现“恶心”行为，因此实验的自变量是迷走神经是否被阻断，因变量为是否出现“恶
心”行为，据此做出判断：C组与B组对照，单一变量是是否注射肠毒素，因此C组为假手术
＋注射等量肠毒素，验证肠毒素的作用；D组与C组对照，单一变量为是否切断迷走神经，因
此D组为切断迷走神经+ 注射等量肠毒素，即验证肠毒素信号是否是通过肠道的迷走神经上
传到相关神经中枢，继而使小鼠出现“恶心”行为，对实验结果进行两两比较。若最终若
A、B、D组小鼠无“恶心”行为，C组小鼠表现出“恶心”行为，则推测成立。
5．深度睡眠既能提高机体免疫力，也有利于青少年的生长发育。骨生长的部分调节机制如图
所示，其中GHRH表示生长激素释放激素，GH表示生长激素，IGF-1表示胰岛素样生长因子
1。请据图回答下列问题：
(1)深度睡眠状态下，神经递质刺激下丘脑分泌GHRH，经过血液运输作用于[A]
，促进其分泌GH。
(2)GH可促进肝脏合成分泌IGF-1。研究表明，GH能促进软（成）骨细胞增殖，IGF-1能促进
软（成）骨细胞分化，这说明GH与IGF-1在促进个体生长方面具有 作用。
(3)研究发现，某人骨折后，体内GH含量会应激性上升，其生理意义是 。
(4)欲验证“柴胡提取物能改善动物睡眠质量，促进动物生长”，并进行了实验研究（已知药
物X能促进动物深度睡眠，且能促进动物生长）。如下表所示，请完善实验设计思路并预测
实验结果。
实验操作
简单操作过程
的目的动物的选 选择25日龄的健康状况等相同的小鼠30只，在适宜温度、湿度等条件下饲养1
择和驯养 周;将小鼠随机均分为A、B、C三组，① 。
配制溶液 用纯净水配制柴胡提取物溶液和用纯净水配制药物X溶液。
取A组小鼠，每天按体重用一定量的用纯净水配制的柴胡提取物溶液灌胃
对照组处
理
小鼠，连续20d，并在适宜条件下饲养。
实验组处
② 。
理
在灌胃后的第10d和第20d，分别测量各组小鼠平均深度睡眠时长、血清中GH浓
结果检测
度和体长增加量并记录。
预期结果，请用柱形图表示： （注：仅需表示第20d的平均深度睡眠时长和
GH浓度）
(5)研究表明，胸腺细胞表面存在IGF-1受体，通过胸腺提高免疫力。为验证IGF-1通过胸腺
提高免疫力，自变量为胸腺细胞表面是否存在IGF-1受体。请写出实验中能够反映因变量且
易测量的观测指标 。（答出两点即可）
【答案】(1)腺垂体（细胞）
(2)协同
(3)GH分泌增多，促进IGF-1分泌增加，GH能促进软（成）骨细胞分裂，IGF-1能促进软
（成）骨细胞分化，有利于骨的愈合
(4) 分别测量各组小鼠的平均深度睡眠时长、血清中GH浓度和体长并记录 用等量
的纯净水和等量的用纯净水配制的药物X溶液分别灌胃B、C组小鼠，实验时间及饲养条件与
实验组的相同
(5)T淋巴细胞浓度、淋巴因子浓度、抗体浓度。【详解】（1）据图分析可知，深度睡眠状态下，神经递质刺激下丘脑分泌GHRH，经过血液
运输作用于垂体，促进垂体分泌GH。
（2）由题图可知，GH可作用于肝脏，促进肝脏合成分泌IGF-1。研究表明，GH能促进软
（成）骨细胞增殖，IGF-1能促进软（成）骨细胞分化，这说明GH与IGF-1在功能上具有协
同作用。
（3）某人骨折后，GH分泌增多，促进IGF-1分泌增加，GH能促进软（成）骨细胞分裂，
IGF-1能促进软（成）骨细胞分化，有利于骨的愈合。
（4）本实验目的是探究柴胡提取物能改善动物睡眠质量，促进动物生长，所以给小鼠灌胃不
同的物质是自变量。以纯净水组作为空白对照，用纯净水配制的药物X溶液是确定能促进动
物深度睡眠和生长的，也作为对照，所以应用等量的纯净水和等量的用纯净水配制的药物X
溶液分别灌胃B、C组小鼠，实验组用纯净水配制柴胡提取物溶液灌胃A组小鼠。实验时间及
饲养条件等无关变量与实验组的相同。实验检测指标包括小鼠平均深度睡眠时长、血清中GH
浓度和体长增加量，实验前、后均需测量。
本实验实验目的是验证柴胡提取物能改善动物睡眠质量，促进动物生长，因此柴胡和已知药
物X均能改善动物睡眠质量，促进动物生长，所以A、C组鼠平均深度睡眠时长、血清中GH
浓度均大于B组，具体如图： 。
（5）本实验的自变量是胸腺细胞表面是否存在IGF-1受体，存在受体时免疫力高，免疫能力
的强弱可以通过T淋巴细胞浓度、淋巴因子浓度、抗体浓度反应。
题型02 植物生命活动调节
6．兴趣小组为探究植物生长调节剂（NAA）对绿豆芽生长的影响，用不同浓度的NAA溶液和
清水分别处理相同的绿豆芽。一段时间后，测量胚轴长度、统计不定根数量。以（NAA处理
组数据）-（清水处理组数据）=差值绘制曲线如图。下列分析错误的是（ ）A．该实验的清水处理是对照组，不同浓度的NAA处理为实验组
B．由实验结果可得结论：NAA对绿豆芽的生长作用表现出低浓度促进，高浓度抑制
C．当NAA浓度为10-10g/ml时，对不定根生长数量仍然具有促进作用
D．当NAA浓度大于10-8g/ml时，对胚轴生长的效应是抑制作用
【答案】D
【详解】A、本实验探究植物生长调节剂萘乙酸（NAA）对绿豆芽生长的影响，自变量为NAA
浓度，需要设置清水处理组作为该实验的对照组，不同浓度的NAA处理为实验组，A正确；
B、据图可知，NAA处理组减去清水组的差值有正值也有负值，差值为正值说明低浓度的NAA
具有促进作用，差值为负值说明高浓度的NAA有抑制作用，B正确；
C、据图可知，NAA浓度为10-10g/mL ，NAA处理组减去清水组的差值为大于零，说明此浓度
NAA促进了不定根的生根数量，C正确；
D、当NAA浓度大于10-8g/ml时，胚轴生长的效应虽然在下降，但是胚轴长度差值依然大于零，
说明此浓度下的NAA依然对胚轴生长的效应是促进作用，D错误。故选D。
7．用适宜浓度的生长素（IAA）、赤霉素（GA）及植物激素抑制剂S处理水仙茎切段，48小
时后测得水仙茎切段的伸长率如图所示，该实验数据不能支持的结论是（ ）
A．不添加IAA和GA时茎段仍能生长 B．IAA和GA均能促进茎段伸长，IAA的作用效果更好
C．IAA和GA在促进茎段伸长时具有协同作用D．植物激素抑制剂S能抑制IAA和GA的作用
【答案】D
【详解】A、据图分析，组①为空白对照组，在不添加植物激素的情况下，茎的伸长率为
20%，说明茎仍能生长，A正确；
B、组②、组④分别添加IAA和GA，组②伸长率>组④伸长率，即IAA的作用效果更好，B正
确；
C、组③添加IAA和GA，茎的伸长率比组②、组④的伸长率大，说明IAA和GA在促进茎伸长
时具有协同作用，C正确；
D、组②与组⑤对比，两组的伸长率相同，说明植物激素抑制剂S对IAA的作用没有影响，组
④与组⑥对比，可得出植物激素抑制剂S能抑制GA的作用，D错误。故选D。
8．羊草是草甸草原的优势种之一，具有重要的生态价值和经济价值。在种植过程中人们发现
羊草有性繁殖能力低，种子休眠严重，发芽率低，科学家利用外源赤霉素（GA ）和某种外源
3
油菜素内酯（EBR）对此进行了一系列研究，处理方法和结果如图所示。下列有关说法错误的
是（ ）
A．羊草种子自身可能存在较高浓度的脱落酸（ABA）
B．EBR对羊草种子萌发率的影响表现为低浓度促进，高浓度抑制
C．空白对照组种子萌发率虽然不高，但仍受EBR和GA 的影响
3
D．与空白对照比，混合喷洒0.10μg·g-1EBR和200μg·g-1GA 可使种子萌发率提高近70%
3
【答案】B
【分析】对比图表中无外源激素的一组和另外三组可知：不同外源激素在同一浓度下对羊草
种子萌发的影响可能不同；对比图表中无外源激素的一组和另外三组可知：外源油菜素内酯
（EBR）和外源赤霉素（GA ）均能促进羊草种子的萌发。
3【详解】A、图中在没有任何外源性激素的影响下，种子的萌发率只有10%，说明羊草种子自
身可能存在较高浓度的脱落酸（ABA），脱落酸可以抑制种子萌发，A正确；
B、图中可以看出，在EBR在各浓度下和对照组相比，均是促进作用，因此不能提现两重性，
即高浓度抑制，低浓度促进，B错误；
C、空白对照组萌发率低，受内源性EBR和GA 的影响，C正确；
3
D、图中空白对照萌发率10%，混合喷洒0.10μg·g-1EBR和200μg·g-1GA 的萌发率为80%，
3
提高近70%，D正确。故选B。
9．研究人员进行了多种植物激素对豌豆植株侧芽生长影响的实验，结果如图所示。下列叙述
错误的是（ ）
A．比较曲线a与b可知，赤霉素能促进侧芽生长
B．比较曲线b和d可知，生长素能促进侧芽生长
C．比较曲线b和e可知，顶芽对侧芽生长有抑制作用
D．比较曲线c和e可知，细胞分裂素能解除顶端优势
【答案】B
【详解】A、分析曲线a、b可知自变量为切口是否涂抹赤霉素，切口涂抹赤霉素侧芽长度平
均值大于不涂抹，说明赤霉素能明显的促进侧芽的生长，A正确；
B、分析曲线b、d可知自变量为切口是否涂抹生长素，切口涂抹生长素侧芽长度平均值小于
不涂抹，说明生长素能明显的抑制侧芽的生长，B错误；
C、分析曲线b、e可知自变量为是否保留顶芽，保留顶芽，侧芽长度最短，去顶芽侧芽长度
长于保留顶芽，说明顶芽对侧芽的生长有抑制作用，C正确；
D、分析曲线c、e可知自变量为侧芽上是否涂抹细胞分裂素，侧芽上涂抹细胞分裂素侧芽长
度平均值大于不涂抹，说明细胞分裂素可解除顶端优势，D正确。故选B。
10．科学家用红光和红外光依次照射的办法，对一批莴苣种子（对红光的反应远比红外光敏
感）进行处理，然后置于暗处。一段时间后，这些莴苣种子的发芽情况如下表所示。组别 光照处理方法 发芽情况
对照
无光照 不发芽
组
1组 红光 发芽
2组 红光→红外光 不发芽
3组 红光→红外光→红光 发芽
4组 红光→红外光→红光→红外光 不发芽
下列有关叙述错误的是（ ）
A．将莴苣种子置于自然光下不会发芽
B．光敏色素和叶绿素均可吸收红光
C．红光会使光敏色素空间结构改变
D．红外光会抑制莴苣种子的发芽
【答案】A
【详解】A、据图表可知，红光促进莴苣种子发芽，红外光照射下莴苣种子不发芽，自然光包
含红光和红外光，莴苣种子对红光的反应远比远红光敏感，将组2处理的种子置于自然光下，
种子会发芽，A错误；
BD、分析表格可知，1组和3组均发芽，2组和4组不发芽，可推测莴苣种子发芽与否，与最
后一次照射的是红光还是红外光密切相关，最后一次是红光则会发芽，最会一次是红外光，
则不发芽，能接收光信号的物质有光敏色素，所以光敏色素吸收红光，叶绿素主要吸收红光
和蓝紫光，BD正确；
C、光敏色素吸收红光，光敏色素被激活，空间结构发生变化，C正确。故选A。
11．某生物兴趣小组为研究某植物生长发育过程中植物激素间的共同作用，进行了相关实验。
下图为去掉其顶芽前后，侧芽部位生长素和细胞分裂素的浓度变化及侧芽长度变化坐标曲线
图，据图分析：(1)激素甲代表的是 。高浓度的生长素和细胞分裂素对侧芽萌动分别起的作用是 、
。（填抑制、促进、没有影响）
(2)为研究根的向地生长与生长素和乙烯的关系，该兴趣小组又做了这样的实验：将该植物的
根尖放在含不同浓度的生长素的培养液中，并加入少量蔗糖做能源。发现在这些培养液中出
现了乙烯，且生长素浓度越高，乙烯的浓度也越高，根尖生长所受的抑制也越强。
①据此实验结果可推知水平放置的植物根向重力生长的原因是： 。
②该实验的因变量可以是 、 。
【答案】(1) 生长素 抑制 促进
(2) 根的近地侧生长素浓度高，促进乙烯的合成，从而抑制根的生长 乙烯浓度
根的生长情况
【详解】（1）①去掉顶芽后，侧芽部位的生长素浓度会逐渐下降，因此激素甲代表生长素。
②图中显示，在高浓度的生长素作用下，侧芽处于休眠状态，当侧芽处生长素浓度下降到一
定程度后侧芽开始萌动并不断生长，这说明高浓度的生长素会抑制侧芽生长。激素乙表示细
胞分裂素，随着细胞分裂素浓度升高，侧芽萌动和生长，这说明细胞分裂素会促进侧芽萌动
和生长。
（2）①实验中的自变量是不同浓度的生长素，培养液中加入生长素后出现了乙烯，这说明乙
烯含量是因变量；培养液中加入生长素后，根尖的生长受到抑制，这说明根尖的生长情况也
是因变量。②实验还应设置对照组，将等量的根尖放在含等量蔗糖但不含生长素的培养液中，
从而研究生长素浓度与乙烯产生及根生长之间的关系。③近地侧生长素浓度高，促进乙烯合
成，从而抑制根的生长。
12．大豆是重要的经济作物，不定根有利于大豆吸收营养。为探究生长素浓度对大豆不定根
数量的影响，课题组以带有芽、幼叶的大豆下胚轴插条为材料进行实验，结果如下表。请回
答：外源IAA的浓度（umol·L-1） 0 10 50 100 300
14. 32.
不定根数量的平均值 21.4 28.5 12.7
3 2
(1)生长素是以 为原料合成的，在大豆植株中生长素极性运输的方向为 。
(2)上表中外源IAA的浓度为0时，插条长出一定数量的不定根，其原因是 ，本实验结果
表明 。
(3)生产上常利用植物生长调节剂ABT对大豆拌种，使用ABT时需要关注的因素有 （至少
答出2点）。
【答案】(1) 色氨酸 从形态学上端到形态学下端
(2) 大豆的芽和幼叶等部位可以合成生长素，促进插条生根 较低浓度的生长素（或
IAA）促进大豆生根，较高浓度的生长素抑制大豆生根；外源生长素浓度在50umol.L-1时促进
效果较好
(3)施用浓度（用量、方法、时间、部位）、药物毒性等
【详解】（1）生长素的原料为色氨酸，在大豆植株中生长素的极性运输是从形态学上端到形
态学下端，不能反过来运输。
（2）外源IAA溶液浓度为0时，插条幼叶可产生内源IAA促进生根。
从表格中可以看出，当外源IAA的浓度较低时，随着浓度的升高，不定根数量的平均值，但
是IAA浓度继续升高，不定根数量平均值将会下降，如果浓度过高，不定根数量的平均值将
会比不加外源IAA组别更低，所以该实验表明较低浓度的生长素（或IAA）促进大豆生根，较
高浓度的生长素抑制大豆生根；
（3）ABT属于植物生长调节剂，不是植物所产生的，所以使用它调节植物生命活动时，需要
关注ABT的施用浓度（用量、方法、时间、部位）、药物毒性等。动物个体生命活动调节相关探究实验成功关键：
①根据激素的化学本质，选择不同的实验方法：下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为多肽类或
蛋白质类，多肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解，故一般采用注射法，不宜口服。雄激素、雌
激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素既可以口服，也可以注
射。
②动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生长状况相似的动物平均分组，每组要有数
量相等的多只动物。
③实验设计时要注意设置对照实验，控制变量个数，保证单一变量。
④进行注射实验时空白对照组应注射生理盐水(不可用蒸馏水)，进行饲喂实验时，空白对照组
可使用蒸馏水。
考点03 遗传变异的实验探究
核心考向提炼
重要考向探究
1.显隐性的判断基本方法
(1)根据子代性状分离比判断
①具有相对性状的两个亲本杂交，后代只有一种表现型，这个就是显性性状。具有相同性状的亲本杂交→子代性状分离比为3∶1→分离比为3的性状为显性性状。②具有两对相对性状
的亲本杂交→子代性状分离比为9∶3∶3∶1→分离比为9的两种性状都为显性性状。
(2)依据调查结果判断：若人群中发病率高，且具有代代相传现象，通常是显性遗传病；若人
群中发病率较低，且具有隔代遗传现象，通常为隐性遗传病。
2.基因位置的判定
（1）在常染色体上还是在性染色体上的实验判断
方法主要是通过杂交，观察后代的性状分离是否和性别有关联。和性别相关，说明相关基因
在性染色体上；与性别无关联，最有可能在常染色体上。
（2）是否存在连锁的判定（在一对染色体上还是在两对染色体上的判定）
两对基因是在一对染色体上还是分别在两对染色体上，可以通过杂交，观察后代的性状分离
比，如果呈现的比例为3:1或是变式，说明遵循分离定律，在一对染色体上；如果后代为
9:3：3:1或其变式，则说明在两对染色体上，遵循自由组合定律。
3.验证遗传两大定律的四种常用方法
1．（2023·江苏高考真题）科学家在果蝇遗传学研究中得到一些突变体。为了研究其遗传特
点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题：
(1)下列实验中控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，杂交实验及结果如下：
P 灰体长刚毛♀ ×
测交 F 灰体长刚毛
黑檀体短刚毛 1
× 黑檀体短刚毛♀
↓
↓
F 灰
1 测交后代 灰体长刚毛
体长刚毛黑檀体短刚毛
1 ： 1
据此分析，F 雄果蝇产生 种配子，这两对等位基因在染色体上的位置关系为 。
1
(2)果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系（突变基因位于Ⅱ号染色体上）。为了
研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如下：
P A1×A2 P A2×A3 P A1×A3
↓ ↓ ↓
F 野生 F 突变 F 野生
1 1 1
型 型 型
据此分析A1、A2、A3和突变型F 四种突变体的基因型，在图中标注它们的突变型基因与野生
1
型基因之间的相对位置 （A1、A2、A3隐性突变基因分别用a1、a2、a3表示，野生型基因
用“+”表示）。
(3)果蝇的正常刚毛（B）对截刚毛（b）为显性，这一对等位基因位于性染色体上；常染色体
上的隐性基因t纯合时，会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体。杂交实验及结
果如下：
P 截刚毛♀ × 正常刚毛
↓
F 截刚毛♀ 截刚毛 正常刚毛
1
3 ： 1 ： 4
据此分析，亲本的基因型分别为 ，F 中雄性个体的基因型有 种；若F 自由交配产
1 1
生F ，其中截刚毛雄性个体所占比例为 ，F 雌性个体中纯合子的比例为 。
2 2
【答案】(1) 2 两对等位基因在同一对同源染色体上
(2)
(3) TtXbXb、TtXbYB 4 1/12 2/5
【详解】（1）控制果蝇体色和刚毛长度的基因位于常染色体上，亲本灰体长刚毛与黑檀体短刚毛杂交，F 全为灰体长刚毛，说明灰体与长刚毛均为显性性状，且F 为双杂合子，由F 测
1 1 1
交结果灰体长刚毛： 黑檀体短刚毛=1 ： 1可知，F 灰体长刚毛仅产生2种配子，说明控制
1
灰体与长刚毛、黑檀体与短刚毛的基因连锁，不遵循自由组合定律，故这两对等位基因在染
色体上的位置关系为两对等位基因在同一对同源染色体上。
（2）由题干信息可知，果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系且突变基因位于Ⅱ
号染色体上，则A1的基因型为a1a1、A2的基因型为a2a2、A3的基因型为a3a3、野生型的基
因型为++，A1和A2杂交，后代都是野生型，说明a1和a2两个基因位于Ⅱ染色体的不同位置，
a1和a2基因与野生型基因之间的相对位置图示为： ；A2和A3杂交，后代
都是突变型，说明a2和a3两个基因位于Ⅱ染色体的相同位置，a2和a3基因与野生型基因之
间的相对位置图示为： ，故突变型F 的基因型为a2a3，图示为： ；
1
A1和A3杂交，后代都是野生型，说明a1和a3两个基因位于Ⅱ染色体的不同位置，a1和a3
基因与野生型基因之间的相对位置图示为： ，故A1、A2、A3和突变型F 四种突
1
变体的基因型的图示为：
。
（3）由题干信息可知，果蝇的正常刚毛（B）对截刚毛（b）为显性，这一对等位基因位于性
染色体上；常染色体上的隐性基因t纯合时，会使性染色体组成为XX的个体成为不育的雄性个体，截刚毛♀和正常刚毛♂杂交，截刚毛♀：截刚毛♂（tt引起的XX个体成为不育雄性个
体）：正常刚毛♂=3：1：4，即不考虑tt影响的情况下，雌性全截毛、雄性全正常刚毛，则
B和b基因位于X和Y的同源区段，且亲本基因型为XbXb、XbYB，截毛♀：截毛♂=3：1，说明
子代中，T_：tt=3：1，则亲代相关基因型组合为Tt、Tt。综上所述，亲本基因型为TtXbXb、
TtXbYB；F 中雄性个体的基因型有4种，分别为ttXbXb（不育）、TTXbYB、TtXbYB、ttXbYB，可
1
育雄性个体的比例为1：2：1；F1中雌性个体的基因型有2种，TTXbXb：TtXbXb=1：2，故F 中
1
雄性个体的精子类型及比例为TXb：tXb：TYB：tYB=1：1：1：1，F 中雌性个体的卵细胞的基
1
因型及比例为TXb：tXb=2：1，若自由交配产生F ，其中截刚毛雄性个体（ttXbXb）所占比例
2
为1/4×1//3＝1/12；F 雌性个体的基因型及比例为TTXbXb：TtXbXb=2：3，纯合子的比例为
2
2/5。
2．（2023·全国卷）某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素
种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2
步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不
同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细
胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。
实验二：确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 （答出3
点即可）；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。
(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是 。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是 ，乙的基因型是 ；若只将乙的细
胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是 。
【答案】(1) 高效性、专一性、作用条件温和 空间结构
(2)一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花瓣中含有酶2，两者混合后形成红色
色素(3) AAbb aaBB 白色
【分析】由题干信息可知，甲、乙两个不同的白花纯合子，基因型是AAbb或aaBB。而根据实
验一可知，两者基因型不同；根据实验二可知，甲为AAbb，乙为aaBB。
【详解】（1）与无机催化剂相比，酶所具有的特性是高效性、专一性、作用条件温和。
高温破坏了酶的空间结构，导致酶失活而失去催化作用。
（2）根据题干可知白花纯合子的基因型可能是AAbb或aaBB，而甲、乙两者细胞研磨液混合
后变成了红色，推测两者基因型不同，一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花
瓣中含有酶2，两者混合后形成红色色素。
（3）实验二的结果甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了
红色，可知甲并不是提供酶2的一方，而是提供酶1催化产生的中间产物，因此基因型为
AAbb，而乙则是提供酶2的一方，基因型为aaBB。
若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，由于乙中的酶2失活，无法催
化红色色素的形成，因此混合液呈现的颜色是白色。
3．（2022·河北高考真题）蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将
胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获
得了转基因植株。回答下列问题：
(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是 。
(2) 是实施基因工程的核心。
(3)利用农杆菌转化法时，必须将目的基因插入到质粒的 上，此方法的不足之处是
。
(4)为检测目的基因在受体细胞基因组中的整合及其转录和翻译，可采用的检测技术有
（写出两点即可）。
(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的 以鉴定其抗性程度。
下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析 （填
“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是
。(6)基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生
。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。提此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，
某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是 （写出两点即可）。
【答案】(1)调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的
(2)#基因表达载体的构建/表达载体的构建#
(3) T-DNA 该方法不适用与单子叶植物
(4)基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分子杂交技术、抗原-抗体杂交技术
(5) 效果 NaPI＋StPinlA
饲喂NaPI＋StPinlA转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多
(6) 定向改变 由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频
率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不
能编码处胰蛋白酶抑制剂
【详解】（1）蛋白酶抑制剂的抗虫机制是调节害虫胰蛋白酶活性，从而使害虫不能正常消化
食物达到抗虫的目的。
（2）基因工程的核心是基因表达载体的构建。
（3）农杆菌转化法的原理：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到
受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA
上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。其不足
之处是该方法不适用与单子叶植物。
（4）目的基因是否整合的检测，在分子水平上可通过检测转基因生物染色体的DNA是否插入
目的基因、是否能转录处目的基因对应的mRNA、是否能合成目的基因所控制合成的蛋白质等；
在个体水平可检测抗虫性、抗病性、活性等。即可利用基因--DNA分子杂交技术、mRNA--分
子杂交技术、抗原-抗体杂交技术等。
（5）抗虫鉴定：确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的效果以鉴定其抗性程度。由图可知，NaPI＋StPinlA转基因棉花的抗虫效果最佳，因为饲喂NaPI＋StPinlA
转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多。
（6）在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝一定方向不断进化。
由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升
了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码处胰蛋白酶抑制
剂。
4．某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，请回答：
（1）该种群中a基因的频率为 。
（2）如果该种群满足四个基本条件，即种群 、不发生 、不发生 、没有迁入
迁出，且种群中个体间随机交配，则理论上该种群的子一代中aa的基因型频率为 ；如果
该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率 （会、不会）发生改变。
（3）假定该动物种群满足上述四个基本条件，但不发生随机交配，只在相同基因型之间进行
交配，则理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的基因型频率分别为 、 和 ；
如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后代中AA、Aa和aa的基因型频率
（会、不会）发生改变。
【答案】 0.5 足够大 基因突变（或突变） 选择 0.25 不会
0.4 0.2 0.4 会
【详解】（1）由题意可知，AA=0.3，Aa=0.4，aa=0.3，该种群中a基因的频率为；
a=0.3+0.4×=0.5=50%．
（2）如果该种群足够大、不发生突变、不发生选择、没有迁入迁出，且种群中个体间随机交
配，该种群的遗传符合哈代-温伯格平衡公式，该种群的子一代中aa的基因型频率是
aa=0.52=0.25，如果继续随机交配，其后代中aa的基因型频率不发生改变．
（3）只在相同基因型之间进行交配，相当于自交，则0.3AA子代还是0.3AA，0.4Aa子代为
0.1AA、0.2Aa、0.1aa，0.3aa子代是0.3aa，因此理论上该种群的子一代中AA、Aa和aa的
基因型频率分别为0.4、0.2、0.4，如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，其后
代中AA、Aa和aa的基因型频率会发生改变。建立在实验探究基础上的遗传规律考查，是多地生物卷每年必考内容，并且分值高，区分
度大，对利用假说演绎推理解决问题的能力要求较高，生物性状中，显隐形的判断、基因
位置的确定、基因与性状的关系以及遗传规律的探寻，是重点中的重点。
题型01 遗传规律
1．果蝇是遗传学实验的良好实验材料。下图是某雄果蝇的体细胞模式图以及细胞中染色体及
部分基因位置的示意图，用A、a分别代表灰身、黑身基因，用W、w分别代表红眼、白眼基
因。请据图回答问题：
(1)摩尔根利用果蝇为实验材料，采用 法（填研究方法）证明了基因在染色体上。如果
对果蝇进行基因组测序，需要测定 条染色体上DNA的碱基序列。
(2)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所
致，则该变异类型是 。
(3)若该果蝇与另一只黑身白眼果蝇交配，在后代雄果蝇中红眼灰身果蝇占 。根据红眼、
白眼基因所在的位置可知，红眼基因的遗传有两个特点：其一为红眼性状的雄性数量
雌性（填“多于”“少于”或“等于”）；其二可作为设计实验的依据，只需一次杂交即可
根据子代眼色区别雌雄，为实验带来便利。实验步骤为：选择 （表型）的亲本杂交，
子代性状为
【答案】(1) 假说-演绎 5
(2)基因突变
(3) 0 少于 白眼雌性、红眼雄性 雌性均为红眼、雄性均为白眼【分析】1、基因的分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，
具有一定的独立性，在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，
分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、 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。
【详解】（1）摩尔根利用果蝇为实验材料，采用假说-演绎法证明了基因在染色体上。如果
对果蝇进行基因组测序，需要测定3条常染色体和2条性染色体共5条染色体上的基因。
（2）基因中间缺失一段较大的DNA片段相当于基因碱基的缺失，是基因突变。
（3）根据图片分析可知，该果蝇的基因型为AaXWY，与另一只黑身白眼果蝇（aaXwXw）交配，
后代雄果蝇的基因型为AaXwY和aaXwY，表型为白眼灰身果蝇和白眼黑身果蝇，因此，在后代
雄果蝇中红眼灰身果蝇（AaXWY）占0，由于红眼基因在X染色体上，雄性只有一条X染色体，
雌性有2条X染色体，红眼性状的雄性数量少于雌性；只需一次杂交即可根据子代眼色区别
雌雄，应选择白眼雌性（XwXw）、红眼雄性（XWY），子代的基因型为XWXw和XwY，雌性均为红
眼、雄性均为白眼。
2．遗传病是威胁人类健康的重要因素，对人类遗传病进行调查、分析、监测和预防是优生学
的重要任务。回答下列有关问题：
(1)遗传病可以表现为先天性疾病，也可以表现为后天性疾病，但先天性疾病和后天性疾病并
不都是遗传病，判断某种先天性疾病或后天性疾病不是遗传病的依据是 。
(2)红绿色盲的主要发病特点是 。某学习小组在本地区人群中随机调查了1000个男性红
绿色盲的患病情况，发现患病男性为80个，据此推测，该地区人群中红绿色盲基因b的频率
约为 ，本地区人群中女性红绿色盲患者的比例约为 。
(3)学习小组还发现本班一位女同学患有视网膜色素变性遗传病（一种单基因遗传病），其父
亲也患有此病，母亲、妹妹和弟弟都正常，进一步调查显示，该女同学的祖母患有此病，祖
父、外祖母和外祖父表现正常。后对该女同学母亲进行了基因检测，发现其母亲没有携带视
网膜色素变性遗传病致病基因，则可判断视网膜色素变性为 遗传病。
(4)科研人员发现一种新的遗传病（FSHD），其与4号染色体上的D基因、18号染色体上S基
因的表达水平相关，如图所示①研究发现：FSHD的致病条件是D基因表达。则据图分析：表型 个体是正常个体，其体
内的基因表达状况是 （假定该个体是纯合子，请用诸如G+G+的形式表示相关基因的表达
状况，其中G代表相关基因，“+”表示表达，“–”表示不表达或表达量不足）
②研究发现18号染色体上还存在与Pitt-Hopkins综合征相关的T基因。基因S/s和T/t遗传
时不遵循基因自由组合定律，理由是 。
【答案】(1)该先天性疾病或后天性疾病患者的遗传物质没有发生改变
(2) 男性患者的基因只能从母亲传来，后只能传给女儿（或写成交叉隔代遗传）；男性
患者多于女性患者 8% 0.32%
(3)常染色体显性
(4) 1 D-D-S+S+ S/s和T/t基因位于同一对同源染色体上
【详解】（1）遗传病是指由于遗传物质改变而引起的疾病。先天性疾病是指出生前已形成的
畸形或疾病。后天性疾病是指出生后才产生的疾病。先天性疾病和后天性疾病并不都是遗传
病，判断某种先天性疾病或后天性疾病不是遗传病的依据是遗传物质没有发生改变。
（2）红绿色盲属于伴X隐性遗传病，其主要发病特点是男性患者的基因只能从母亲传来，后
只能传给女儿、男性患者多于女性患者；1000个男性红绿色盲的患病情况，发现患病男性为
80个，据此推测XbY的概率=80/1000，为8%，所以该地区人群中红绿色盲基因b的频率约为
8%，故女性中红绿色盲患者的比0.08×0.08×100%=0.64%，故在本地区人群中（包括男性和
女性，男女比例差不多）女性红绿色盲患者的比例为0.64%÷2=0.32%。
（3）依据题意，家族中代代都有，患者的父亲、祖母均患病，且其母亲没有携带视网膜色素
变性遗传病致病基因推断为常染色体显性遗传。
（4）①研究发现：I型FSHD的致病条件是D基因表达，则据图2分析：表型1D基因不表达，
S基因表达；表型2恰好相反，所以表型1个体是正常个体；根据题意，该个体是纯合子，故
基因型DDSS，结合括号提示的表达情况的表示方式：其体内的基因表达状况是D-D-S+S+。
②根据题干信息：18号染色体上存在S基因，研究发现18号染色体上还存在I基因。基因
S/s和T/t是同一对同源染色体上的基因，遗传时不遵循基因自由组合定律。3．果蝇（2N=8）染色体Ⅰ~Ⅳ号，Ⅰ号为性染色体（不考虑性染色体的同源区段）。A/a、
B/b、R/r三对等位基因分别控制灰体与黑檀体、长翅与残翅、红眼与白眼三对相对性状。研
究人员用灰体长翅红眼雌果蝇与灰体长翅红眼雄果蝇交配，F 表型及比例如下表。回答下列
1
问题：
灰体∶黑檀
F 长翅∶残翅 红眼∶白眼
1 体
1/2雌性 3∶1 3∶1 2∶0
1/2雄性 3∶1 3∶1 1∶1
(1)根据上述杂交结果分析，亲本雌雄果蝇的基因型分别为 。
(2)如果要确定控制翅型基因和控制体色基因的遗传是否遵循自由组合定律，还应该统计
。如果 ，则遵循自由组合定律。
(3)将F 中所有的灰体红眼果蝇选择出来让其自由交配，理论上F 中灰体红眼果蝇所占的比
1 2
例为 。
(4)果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每
一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成
的基因命名为红眼基因，此事例说明基因与性状的关系是： （答出两点）。
【答案】(1)AaBbXRXr、AaBbXRY
(2) F 中灰体长翅、灰体残翅、黑檀体长翅、黑檀体残翅四种表现型的比例 F 中灰
1 1
体长翅：灰体残翅：黑檀体长翅、黑檀体残翅＝9：3：3：1
(3)7/9
(4)果蝇的红眼基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制红眼性状；基因与性状的关
系并不都是简单的一一对应关系，果蝇的眼色这一对相对性状由多对基因控制的
【详解】（1）分析题目信息，子代雌雄个体中，灰体：黑檀体、长翅：残翅都是3：1，说
明控制这两对性状的基因位于常染色体上，且灰体和长翅是显性；红眼：白眼总数也是3：
1，但雌雄表现不同，说明控制眼色的基因在X染色体上，研究人员用灰体长翅红眼雌果蝇与
灰体长翅红眼雄果蝇交配得到F ，故亲本雌雄果蝇的基因型分别为AaBbXRXr、AaBbXRY。
1
（2）如果要确定控制翅型基因和控制体色基因的遗传是否遵循自由组合定律，还应该统计F
1
中灰体长翅、灰体残翅、黑檀体长翅、黑檀体残翅四种表现型的比例，如果F 中灰体长翅：
1
灰体残翅：黑檀体长翅、黑檀体残翅＝9：3：3：1，则遵循自由组合定律。
（3）亲本雌雄果蝇的基因型分别为AaBbXRXr、AaBbXRY，将F 中所有的灰体红眼果蝇选择出
1来让其自由交配，即A XRXR、A XRXr、A XRY，可采用配子法，且A、a与R、r遵循自由组合定
律可分开计算后再相乘，即F 中AA为1/3，Aa为2/3，故F 的雌雄个体产生的A、a的配子概
1 1
率均分别为2/3、1/3，雌配子中XR概率为3/4，Xr概率为1/4，雄配子中XR概率为1/2，Y概
率为1/2，故理论上F 中灰体红眼果蝇（A XRXR、A XRXr A XRY）所占的比例为8/9×1/2＋
2 、
8/9×3/8＝7/9。
（4）分析所给信息可知，红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶
都与相应的基因有关，果蝇的红眼基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制红眼性
状；基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系，果蝇的眼色这一对相对性状由多对基
因控制的。
题型02 变异与进化
1．（不定项）F值是种群中基因型实际频率偏离遗传平衡理论频率差值的绝对值。野兔的体
毛深色（D）对浅色（d）为完全显性，毛色与环境差异大则易被天敌捕食，现将处于遗传平
衡的家兔种群（D和d的初始基因频率均为0.5）随机平均分成3份，分别放在不同区域，70
年后调查不同区域中野兔的深色表型频率并计算基因频率，结果如下图所示，下列说法错误
的是（ ）
A．深色熔岩床区中浅色野兔的F值比浅色岩P区的大
B．与浅色岩P区相比，深色熔岩床区野兔的杂合体频率低
C．与浅色岩Q区相比，浅色岩P区野兔的隐性纯合体频率高
D．野兔体色的差异是种群内不同个体之间及生物与环境间协同进化的结果
【答案】BD
【详解】A、根据题图信息可知：深色熔岩床区浅色野兔的实际基因型频率（1-0.95）
=0.05，d的基因频率为（1-0.7）=0.3，浅色野兔理论基因型频率是（0.3）2=0.09，根据“F
值=种群中基因型实际频率偏离遗传平衡理论频率差值的绝对值”可得出深色熔岩床区的F值
是0.04；同理浅色岩P区浅色野兔的实际基因型频率（1-0.18）=0.82，d的基因频率为（1-
0.1）=0.9，理论基因型频率是（0.9）2=0．81，F值是0.01，所以深色熔岩床区中浅色野兔的F值比浅色岩P区的大，A正确；
B、浅色岩P区中，D的基因频率DD+1/2Dd=0.1，根据深色表型频率可知，DD+Dd=0.18，计算
可知，Dd=0.16；深色熔岩床区中，D的基因频率=DD+1/2Dd=0.7，DD+Dd=0.95，计算可知，
Dd=0.5，所以与浅色岩P区相比，深色熔岩床区家兔的杂合体频率高，B错误；
C、浅色岩Q区中，隐性纯合体的频率=1-0.5=0.5；浅色岩P区中，隐性纯合体频率=1-
0.18=0.82，因此，与浅色岩Q区相比，浅色岩P区家兔的隐性纯合体频率高，C正确；
D、协同进化是不同物种之间、生物与环境之间，而不是种群内不同个体之间，D错误。
故选BD。
2．某种植物（2n）的性别决定方式为 XY 型，阔叶（B）对细叶（b）为显性，基因 B/b位
于X染色体上。让细叶雄株与阔叶雌株多次杂交，子代植株中阔叶∶细叶＝2∶1，且雌株均
表现为阔叶。为了解叶形的遗传机制，某小组进行了杂交实验，实验及结果如表所示。回答
下列问题：
亲
阔叶雄株×阔叶雌株
本
F 阔叶雌株∶阔叶雄株∶细叶雄株＝2∶1∶1
1
F ?
2
(1)细叶雄株与阔叶雌株杂交所得子代植株中阔叶∶细叶＝2∶1，且雌株均表现为阔叶。据此
推测，基因型为 的受精卵不能发育。
(2)上表所示的实验中，亲本的基因型是 。F 的雌、雄植株相互杂交，根
1
据以上推测，F 的表型及比例是 。理论上，F 植株中 b基因的频率为 。
2 2
(3)为验证以上推测，从 F 中选取全部的 相互杂交，预测子代的表现型及比例为
1
。
【答案】(1)XbXb
(2) XBY、XBXb 阔叶雌株∶阔叶雄株∶细叶雄株＝7∶6∶2 3/11
(3) 阔叶雌株、细叶雄株 阔叶雌株∶阔叶雄株∶细叶雄株＝3∶3∶1
【分析】分析题文描述可知：某种植物的阔叶和细叶的遗传与性别相关联，表现为伴性遗传。
细叶雄株的基因型为XbY，阔叶雌株的基因型为XBXB或XBXb。让细叶雄株与阔叶雌株多次杂交，
子代植株中阔叶∶细叶＝2∶1，且雌株均表现为阔叶，说明亲本阔叶雌株的基因型为XBXb，
且基因型为XbXb的受精卵不能发育。【详解】（1）由题意可知：细叶雄株（XbY）与阔叶雌株（XBXB或XBXb）多次杂交，子代出现
了细叶植株，说明亲本阔叶雌株的基因型为XBXb，理论上，子代的基因型及其比例为
XBXb∶XbXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，子代的表型及其比例为阔叶∶细叶＝1∶1，且阔叶植株
在雌株与雄株中均存在，但实际上子代的表型及其比例为阔叶∶细叶＝2∶1，且雌株均表现
为阔叶，据此可推知：基因型为XbXb的受精卵不能发育。
（2）表中显示：阔叶雄株与阔叶雌株杂交，子代出现了细叶雄株，说明亲本阔叶雄株的基因
型为XBY，亲本阔叶雌株的基因型为XBXb；F 雄植株的基因型为1/2 XBY、1/2 XbY，产生的精
1
子的基因型为1/4 XB、1/4Xb、1/2 Y；F 雌植株的基因型为1/2 XBXB、1/2XBXb，产生的卵细胞
1
的基因型为3/4XB、1/4Xb。F 的雌、雄植株相互杂交，理论上，F 的基因型及其比例为
1 2
XBXB∶XBXb∶XbXb（受精卵不能发育）∶XBY∶XbY＝3∶4∶1∶6∶2，F 的表型及比例是阔叶雌
2
株∶阔叶雄株∶细叶雄株＝7∶6∶2。理论上，F 植株中 b基因的频率为（4＋2）÷（7×2
2
＋6＋2）＝3/11。
（3）为验证“基因型为XbXb的受精卵不能发育”这一推测，则应该从 F 中选取全部的阔叶
1
雌株（1/2 XBXB、1/2XBXb）、细叶雄株（XbY）相互杂交，理论上子代的基因型及其比例为
XBXb∶XbXb（受精卵不能发育）∶XBY∶XbY＝3∶1∶3∶1，子代的表型及比例为阔叶雌株∶阔
叶雄株∶细叶雄株＝3∶3∶1。
3．如图玉米是雌雄同株异花的一年生粮食作物，也是良好的遗传学研究材料。已知籽粒黄色
（A）对白色（a）显性，花粉粒长形（B）对圆形（b）显性，非糯性（C）对糯性（c）显性，
非糯性花粉（C）遇碘液变蓝色，糯性（c）花粉遇碘液呈棕色。请回答下列问题：
(1)玉米作为遗传学研究材料的优点有 。（答出2点即可）
(2)若两株玉米杂交，F 自交产生的F 中，黄粒：白粒=3：5。双亲的基因型可能是
1 2
。
(3)要在基因型BbCc的自交后代中，筛选出基因型为BBCC的植株用于杂交实验。请给出最快
捷的检测方法是 。(4)传统的杂交育种，只能是同种生物性状的优化组合，不可能将优良性状在不同种生物之间
转移，这是因为 。
(5)现有各种已知基因型的玉米植株，请设计实验证明Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不
同的同源染色体上。（要求：只写实验思路，但要包括亲本的基因型，实验预期结果、结
论） 。
【答案】(1)相对性状多（品种多）；相对性状差异显著；繁殖周期短；繁殖能力强（后代数
量多）；雌雄异花
(2)Aa、aa
(3)花粉鉴定法（待开花后，取花粉以碘液染色，显微镜观察并统计记录花粉的形状和颜色 ，
花粉均长形且都被染成蓝色的即为BBCC植株）
(4)生殖隔离
(5)选择基因型AaCc为亲本自交 ，统计记录后代各表现型的数量 。若后代4种表现型之比
为9：3：3：1，则Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上 ；若后代的表现
型之比不是9：3：3：1，则Aa、Cc两对等位基因不是分别位于两对不同的同源染色体上
或选择基因型AaCc和aacc为亲本测交 ，统计记录后代各表现型的数量 。若后代4种表现
型之比为1：1：1：1，则Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上 ；若后代
的表现型之比不是1：1：1：1，则Aa、Cc两对等位基因不是分别位于两对不同的同源染色体
上
【分析】1、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，
具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开
而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因自由组合定律：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。
【详解】（1）玉米具有相对性状多（品种多）；相对性状差异显著；繁殖周期短；繁殖能力
强（后代数量多）；雌雄异花等有关，故常作为遗传学研究材料。
（2）由题可知，玉米黄粒和白粒是一对相对性状，且籽粒黄色（A）对白色（a）显性，两株
玉米杂交获得F ，F 自交获得F ，且F 中黄粒（A-）：白粒（aa）=3：5，子代中隐形性状白
1 1 2 2
色多于显性性状黄色，推测双亲的基因型可能是Aa、aa。（3）分析题意，非糯性花粉（C）遇碘液变蓝色，糯性（c）花粉遇碘液呈棕色，故若要在基
因型BbCc的自交后代中，筛选出基因型为BBCC的植株用于杂交实验，可用花粉鉴定法进行
鉴定：待开花后，取花粉以碘液染色，显微镜观察并统计记录花粉的形状和颜色 ，花粉均长
形且都被染成蓝色的即为BBCC植株。
（4）传统的杂交育种，只能是同种生物性状的优化组合，不可能将优良性状在不同种生物之
间转移，这是因为存在生殖隔离，即两个物种不能在自然状态下相互交配，或者交配后也无
法得到可育后代。
（5）设计实验证明Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上，可选择基因型
AaCc为亲本自交 ，统计记录后代各表现型的数量 。若后代4种表现型之比为9：3：3：1，
则Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上 ；若后代的表现型之比不是9：
3：3：1，则Aa、Cc两对等位基因不是分别位于两对不同的同源染色体上。
或选择基因型AaCc和aacc为亲本测交 ，统计记录后代各表现型的数量 。若后代4种表现
型之比为1：1：1：1，则Aa、Cc两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上 ；若后代
的表现型之比不是1：1：1：1，则Aa、Cc两对等位基因不是分别位于两对不同的同源染色体
上。
遗传题表述类方法：
善于运用假说演绎法解决遗传问题。假说—演绎法是在观察和分析的基础上提出问题
以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演
绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符合，就证明假说正确，反之，则说明假说错
误。
“假说－演绎”策略的解题思路为当没有坐标图和规律作为依据时，需先结合题干找
出待解决的问题，再列举出各种合理假说，接着通过演绎推理得出预期结果，最后将检验
结果是否符合题目要求作为作答依据。突破此类题目要从根本上掌握相关的基本规律和技
巧，包括：显隐性的判断方法、基因型和表型的推导、基因位置的推断、基因传递规律的
判断等。
