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专题07 实验设计与分析（大题30 道）
1．2024 年2 月17 日晚八点，中华人民共和国第十四届冬季运动会开幕式在内蒙古冰上运动训练中心举行。
而1 月14 日“十四冬”高山滑雪项目就在北京市延庆赛区的国家高山滑雪中心开赛了。速度滑雪运动有助
于增进身心健康，提高机体心肺功能，增强防寒能力。运动员在训练过程中，机体对外界有一系列适应的
变化，回答下列问题：
(1)速度滑雪开始时，人体受到寒冷刺激后，冷刺激刺激会被皮肤中的 转化为神经信号，并通过传入神
经到达位于 的体温调节中枢，中枢会发出信号通过传出神经到达效应器使皮肤会出现 等现象导致机
体散热减少，同时肌肉和肝脏等产热增多维持体温恒定。
(2)速度滑雪能促进机体代谢增强，大量消耗葡萄糖，导致血糖含量下降，此时，胰岛分泌 增多，以保
证血糖平衡。人体分泌的激素通过体液发挥调节作用，与神经调节相比，体液调节的特点有 （答出两
点即可）。
(3)较长时间生活在冷环境中会使人和动物的产热能力增强，将黑线仓鼠置于冷环境（低于10℃）中驯化一
段时间后，体内甲状腺激素的分泌会发生变化，调节机体产热量。请设计实验，验证冷驯化与血浆甲状腺
激素浓度之间的关系，简要写出实验方案和预期结果 。
2．机体摄入酒精（主要成分是乙醇）可能引发酒精中毒，酒精中毒导致的酒精性肝损伤和脑损伤对机体
健康影响极大。机体摄入的酒精大部分在肝脏细胞中通过氧化代谢而清除，酒精的代谢途径如图所示。回
答以下问题：
(1)酒精经机体摄入后到达肝脏中被氧化代谢，需要经过的内环境有 。
(2)酒精代谢生成的二氧化碳会进入血浆，但血浆的pH 一般能维持相对稳定，原因是 。
(3)一次性服用过量酒精会导致急性酒精中毒。古书籍中记载葛根具有解酒保肝功能。为探究葛根解酒保肝
的作用机制，研究人员设置了三组实验：空白对照组以健康小鼠为实验材料，实验组以急性酒精中毒小鼠
模型为实验材料，并分为模型组和治疗组，治疗组灌胃适量葛根提取液，一段时间后检测相关指标，结果
如图所示。
1
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①空白对照组的处理方法是 ，模型组小鼠走路不稳可能与 功能受影响有关。
②根据实验结果推测葛根提取物解酒保肝的作用机制可能是 。
3．据研究报道，在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可同时产生乙醇和乳酸。这说明一种细胞可以有两种无氧
呼吸的方式。微生物一般只有一种无氧呼吸方式，但是通过转基因的方法可以使微生物出现新的代谢途径。
例如，科学家将乳酸脱氢酶基因导入酵母菌细胞(转基因酵母菌)，从而使其具有两条无氧呼吸途径。请据
此回答下列问题：
(1)无论哪一种细胞呼吸方式，其细胞呼吸的第一阶段的产物都相同，细胞呼吸第一阶段的场所及产物分别
是 、 。
(2)不同的细胞呼吸方式其产物不同的直接原因是 。在涝胁迫条件下玉米幼苗根部可进行无氧呼吸，
玉米幼苗根能否长时间进行无氧呼吸？ 原因是 。
(3)某同学设计实验要证明转基因酵母菌具有两条无氧呼吸途径。他选用普通酵母菌、转基因酵母菌、培养
液等材料，实验如下，请完善该实验设计。
①甲组在无氧条件下培养普通酵母菌，乙组在 下培养
②用酸性重铬酸钾检验培养液中是否含有乙醇，并分别检测培养液的pH
③检验结果：
实验结论：证明转基因酵母菌产生了乙醇和乳酸，说明转基因酵母菌具有两条无氧呼吸途径。
4．茄子营养价值高、适应性强，是我国主要栽培的蔬菜之一。茄子的果形有长形、圆形和卵形，为研究
其遗传机制，育种工作者选用卵形果植株作为亲本进行杂交实验，结果如下表所示。回答下列问题。
亲代组合
F1
F2
卵形果×卵形果
个为长形果
长形果274 株，卵形果186 株，圆形果32 株
(1)茄子的果形至少受 对等位基因控制，遵循基因的 定律，判断依据是 。
(2)F2长形果植株中，测交后代会出现一种表型的植株所占比例为 。
(3)育种工作者通过技术处理使F1产生的配子中，含隐性基因的花粉均一半死亡，则F1自交后代中表型为
圆形果的植株所占比例为 。
2
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(4)低温霜冻影响茄子的栽培范围和栽培时间，因此筛选和培育耐低温茄子品种，是科研和生产面临的紧要
任务。通过诱变育种获得了耐低温的两种单基因隐性突变体甲和乙，两者突变位点不同。请利用突变体甲、
乙，设计实验探究甲、乙的突变基因在染色体上的位置关系（不考虑染色体变异与染色体互换；简要写出
实验思路、预期结果及结论）
实验思路： 。
预期结果及结论：① 。② 。
5．玫瑰精油是制作高级香水的主要成分，胡萝卜素是常用的食品色素，可用于治疗因缺乏维生素A 而引
起的各种疾病。玫瑰精油和胡萝卜素均可从植物中获取，请分析回答：
(1)提取玫瑰精油时，常采用 法，如果实验过程中不进行冷却处理，则精油提取量会减少，原因是
，而胡萝卜素的提取不能用此方法的原因是 。
(2)新鲜胡萝卜中含有大量水分，在胡萝卜素的提取过程中，要对新鲜胡萝卜进行干燥处理，此时要注意控
制 ，在玫瑰精油和胡萝卜素的提取过程中，都要进行过滤，前者过滤的目的是
。
(3)市场上人工合成的胡萝卜素价值不如天然胡萝卜素，因此人们常通过微生物发酵获取。用微生物发酵生
产胡萝卜素时，碳源的种类对β-胡萝卜素的产量有着一定的影响，有关研究结果如下：
碳源
麦芽
糖
蔗糖
淀粉
β-胡萝卜素含量（mg/L）
3.52
4.81
1.68
据表分析，最佳碳源是 。若要进一步探究最佳氮源，请简要写出实验设计思路：
。
6．新生儿型类早衰症（NPS）最显著的特征是极度消瘦和因皮肤下的脂肪层缺失而出现衰老容貌。经研究
表明，NPS 患者体内白脂素水平明显降低。白脂素是由脂肪细胞产生的一种蛋白质类激素，能使血糖浓度
升高，并使食欲增加。除此之外，白脂素还会降低机体对胰岛素的敏感度。回答下列问题：
(1)NPS 患者不能通过口服白脂素的方法治疗疾病，原因是 。
(2)白脂素使食欲增加，产生食欲的部位是 。研究人员发现了白脂素使食欲增加的作用机制，
食欲的控制有两种类型的神经元，一种是刺激食欲的AgRP，另一种是抑制食欲的POCM，白脂素可以使
AgRP （填“激活”或“失效”），同时使POCM （填“激活”或“失效”），
白脂素使食欲增加的调节方式为 。
(3)某校生物兴趣小组想利用以下材料，设计实验探究降低大鼠体内白脂素含量能否提高机体对胰岛素的敏
感度，请帮他们完成下列实验设计。
3
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材料用具：生理状况相同的大鼠若干只、普通饲料、白脂素抗体（可使白脂素失活）、胰岛素溶液、生理
盐水，其他所需条件均满足。
实验步骤：
第一步：选取生长状况基本相同的大鼠若干只，随机平均分为两组，并编号为甲、乙。
第二步：让甲、乙组大鼠禁食一段时间后，在空腹状态下，甲组（实验组）注射一定剂量的 ，
乙组（对照组）注射 ，其他条件相同且适宜。
第三步：甲、乙两组均注射等量的 ，观察两组大鼠出现低血糖症状所需要的时间。
预测实验结果及结论：
若甲组大鼠出现低血糖症状早于乙组，则说明 。
7．植物多糖已被证实具有抗氧化、降血糖等作用。细胞代谢产生的H2O2会使细胞出现氧化应激，长期氧
化应激状态会导致胰岛B 细胞凋亡，抗氧化物质能在一定程度上缓解氧化应激状态。为比较植物多糖与抗
氧化剂NAC 的抗氧化能力，科研人员将胰岛B 细胞均分为4 组进行实验。实验操作如下表（“＋”表示
操作，“－”表示未操作）。
实验操作
第1 组
第2 组
第3 组
第4 组
添加NAC 处理
－
①
＋
－
添加植物多糖处理
－
②
－
＋
加入一定浓度的H2O2溶液处理
－
③
＋
＋
回答下列问题。
(1)胰岛B 细胞的凋亡会影响血糖平衡的调节，其分泌的激素在血糖平衡调节中的作用是 （答出2 点
即可）。
(2)为达到实验目的，对第2 组的实验操作①是 ，②是 ，③是 （填“＋”或“－”）。
(3)科研人员拟从分子水平检测比较4 组胰岛B 细胞内Bax（促凋亡蛋白）基因的表达水平，预期实验结果
有 种可能。若从细胞水平检测，实验结果的观测指标还有 。
(4)由此推测，植物多糖能降血糖的原因可能是 。
8．人体除了有下丘脑视交叉上核（SCN）的主生物钟外，还有存在于肝脏、胰脏等器官的局部生物钟，
它们对调节睡眠等具有重要作用。其中松果体细胞分泌褪黑素的调控机理如下图所示。请回答下列问题：
4
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(1)光周期信号刺激视网膜上的感光细胞，产生兴奋并传递，最终分泌褪黑素，图中含褪黑素受体的器官有
（答出两种）。
(2)图中下丘脑、垂体和靶腺分泌的分级调节系统，可以称为“下丘脑－垂体－靶腺轴”，如人体内的“下
丘脑－垂体－性腺轴”，科学研究发现，褪黑素对下丘脑－垂体－性腺轴的功能活动有抑制作用。现提供
若干只健康的幼年雄性小鼠，请设计实验加以验证，写出实验思路及预期实验结果。
①实验思路： 。
②预期结果： 。
9．胰岛素分泌第一时相是指静脉注射葡萄糖后，13min 内血浆中胰岛素水平急速增加，高峰持续
3~5min，约在10min 内结束，恢复到正常水平，反映的是胰岛B 细胞在葡萄糖刺激后的即时分泌功能。为
探究迷走神经对胰岛素分泌第一时相的影响，用健康比格犬5 只，麻醉后切断其迷走神经，在手术前和手
术后进行静脉葡萄糖耐量试验（IVGTT），分别于葡萄糖输注前空腹和输注后1、2．4、6、10min 各从静
脉取血样检测血糖、胰岛素含量。实验结果如下表：
表1 手术前后IVGTT 的血糖比较
血糖（mmol/L）
空腹
1min
2min
4min
6min
10min
手术前
平均
4.44±0.34
22.58±4.28
17.9±2.37
15.86±1.0
14.24±1.32
12.10±2.19
手术后
平均
4.92±0.74
21.4±3.43
19.32±4.79
16.78±3.76
14.54±2.41
12.08±1.49
表2 手术前后IVGTT 的胰岛素比较
胰岛素（μU/mL）
空腹
1min
2min
4min
6min
10min
手术
前
平均
0.74±0.11
2.41±0.96
3.48±1.12
4.15±1.13
3.63±1.01
2.24±0.76
手术
后
平均
0.80±0.14
1.62±0.44
2.50±0.70*
2.98±0.90
2.48±0.28
1.70±0.33
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(1)餐后血糖升高，胰岛B 细胞受葡萄糖刺激 （填“增强”或“减弱”），胰岛素降血糖的原理是 。
(2)分析表1 和表2 实验结果可知，适量葡萄糖从静脉注入后，可引起血糖和胰岛素 。手术前、后比较，
空腹和葡萄糖输注后1、2、4、6、10min 所测的血糖值 ，而手术前后比较，1、2、4、6min 所测的胰
岛素值 。
(3)研究者进一步实验，通过从颈动脉小剂量注入葡萄糖，使葡萄糖直接进入脑循环，刺激大脑相关神经元，
观察10min 内血浆胰岛素水平的变化。通过反复实验，发现葡萄糖从颈动脉持续输注量最大在
1mg/（kg·min）时，体循环血糖仍可维持基本不变。研究结果还显示，1mg/（kg·min）葡萄糖从颈动脉持
续注入，在2~4min 内引起胰岛素分泌的增加并达到峰值，而迷走神经切断可使该胰岛素分泌明显降低。
这说明 。
10．土地盐渍化是一种全球化现象，严重制约着农业生产的发展。我国育种专家用普通小麦（2N=42）与
耐盐偃麦草（（2N=70）体细胞杂交获得耐盐新品种山融3 号，培育过程如下图所示，图中序号代表过程
或结构。回答下列问题：
(1)细胞①表示 。进行原生质体融合之前需要先去除细胞壁，原因是 。PEG 的作用是
。某愈伤组织在诱导生芽的培养基上未形成芽，但分化出了根，原因可能是 。
(2)用特异性引物对普通小麦和耐盐偃麦草基因组DNA 进行PCR 扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于
杂种植株的鉴定。下图表示用该引物对双亲及再生植株1-6 进行PCR 扩增的结果。据图判断，再生植株1-
6 中确定为杂种植株的有 ，判断依据是 。
注：Ⅰ为普通小麦，Ⅱ为耐盐偃麦草
(3)在植物体细胞杂交中，为保证原生质体在制备过程中的完整性，经常需要将原生质体放入适宜浓度的甘
露醇中以维持原生质体形态。为探究普通小麦原生质体制备中甘露醇溶液的适宜浓度，进行了如下实验。
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实验材料及用具：普通小麦单细胞悬液、浓度为2mol/L 的甘露醇溶液、纤维素酶、蒸馏水、培养瓶、血细
胞计数板、显微镜（具有测距功能）等。
实验思路： ，处理相同且适宜时间后，用血细胞计数板和显微镜对各个培养瓶中的原生质体计
数，测量原生质体的体积并记录。其中原生质体数目最多，且原生质体体积最接近植物细胞体积对应的浓
度即是最适宜的甘露醇溶液浓度。
11．脓毒症是由感染等引起的全身炎症反应综合征，细菌脂多糖是引起全身炎症的主要原因之一。研究发
现，针灸可以激活迷走神经—肾上腺抗炎通路（如下图，迷走神经属于副交感神经），通过一系列调控，
纠正脓毒症引起的机体免疫失衡。请回答下列问题：
(1)某脓毒症患者感觉疼痛但不会缩腿仍坚持针灸治疗，体现了 对低级中枢的调控。针灸产生的电信
号在迷走神经—肾上腺抗炎通路中是单向传导的，原因是 。
(2)迷走神经属于 （填“传入”或“传出”）神经，其在肾上腺接头处属于反射弧中 的组成
部分。
(3)针灸刺激产生的肾上腺素作用于不同组织器官时效果不同，是因为 。结合图示过程，分析针灸
能够纠正脓毒症引起的机体免疫失衡的机理是 。
(4)足三里穴位所在位置，正好是坐骨神经分为腓肠神经、胫神经和腓总神经并向小腿延伸的位置。对足三
里进行低强度电针灸刺激的抗炎作用依赖于腓总神经的深部分支，而不是腓肠神经或胫神经浅表皮支。为
验证这一结论，请设计实验加以验证（以小鼠为实验材料，简要写出实验思路）。 。
12．谚语“五谷丰登，六畜兴旺”反映了我国古代人民对农业生产的期望和对美好生活的向往。马是“六
畜”之一，属于二倍体生物。马的基础毛色可分为骝毛、褐骝毛、黑毛、栗毛。研究发现，马的毛色由位
于两对常染色体上且独立遗传的基因A 和B 控制，A 基因编码黑素细胞皮质激素受体1（MC1R），B 基因
编码MC1R 的拮抗剂——刺鼠信号蛋白（ASIP），二者的相互作用影响马的毛色。若A 基因隐性突变为
a，则产生栗毛马。在MC1R 作用下，若B 基因突变为B'基因则产生褐骝毛马，若B 基因隐性突变为b 则
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产生黑毛马，若B 基因未突变，马的毛色表现为骝色。回答下列问题。
(1)除上述方式以外，基因还能通过控制 ，进而控制生物体的性状。
(2)依据两组基因之间的相互作用机制推断，纯合褐骝毛马的基因型为 ，理论上栗毛马的基因型有
种。
(3)基因型为AaBb 的雌、雄马相互交配，子代（数量足够多）的表型及比例为 。
(4)现有纯合雌性骝毛马、褐骝毛马、黑毛马、栗毛马若干，为鉴定一匹雄性黑毛马是否为纯合子，简要写
出鉴定方案、预期结果并得出结论 。
13．为探究连续红、蓝光照对辣椒幼苗生长及生理特性的影响，某研究小组选择生理状态一致的辣椒幼苗
进行了15d（天）实验。实验结果如图所示（C：光照时间为14h/d，即正常光照时间；T：光照时间为
24h/d，即连续光照；W：白光；B：蓝光；R：红光。如：CW 表示每天用白光处理14 小时、TB 表示每天
用蓝光连续照射24 小时）。回答下列问题：
(1)光质直接影响辣椒光合作用的 阶段，该阶段的场所是叶绿体的 ，通过该阶段，
光能转化为 中的化学能。
(2)依据图所示结果，你能得出的结论是 （答出1 点）。
(3)为探究出现图所示结果的原因，该小组对各组叶片的净光合速率进行了检测，结果如表：
指标（相对
值）
处理组
净光合速
率/（mmol·m-2·s-1）
气孔导
度/（mmol·m-2·s-1）
胞间CO2浓
度/（mmol·mol-1）
CW
380
7.1
4.4
CB
300
3.7
2.9
CR
400
4.2
2.8
TW
420
2.5
0.5
TB
280
2.3
1.5
TR
402
2.4
0.8
8
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不同光处理对辣椒幼苗叶片光合特性的影响
连续红光处理期间，若降低环境中CO2浓度，则短时间内叶肉细胞中C5的含量会 （填“增
加”、“下降”或“不变”），理由是 。
结合表，请推测TW 组辣椒幼苗出现图所示结果的原因是 。
(4)若要为辣椒栽培提供更好的理论基础，可在该研究的基础上继续进行实验。例如： （答出
1 点）。
14．调查显示，夜间过多光源暴露会显著提高患糖尿病等代谢疾病风险。研究发现，视网膜上的感光细胞
ipRGC 在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路，使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅
度高于红光刺激的小鼠。此外，该神经通路还与脂肪细胞的代谢有关，如图1 所示。
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(1)视网膜上的感光细胞ipRGC 能将光刺激转变为电信号，属于反射弧中的 。
(2)科研人员研究光调节葡萄糖代谢与下丘脑SCN 区、SON 区关系的实验及结果如图2 所示（AUC 为血糖
含量曲线与横坐标时间轴围成的面积），实验结果表明 。
(3)有人推断，“光暴露”通过交感神经系统调节棕色脂肪组织的产热过程，为验证这一推断的实验思路是：
将若干只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组；对甲组小鼠给予正常光照条件，乙组
小鼠 ，丙组小鼠 ；将三组小鼠置于其他条件相同且适宜的环境下培养一段时间后，检测并比较三组
小鼠的 。
(4)综合上述信息，尝试说明造成“蓝光让人感觉到凉爽，而红光则无此效应”这一现象的可能机制 。
(5)写出上述研究对现代人健康生活的启示 。
15．下丘脑-垂体-靶腺轴是一个有等级层次的，且具有自动控制力的反馈环路，在激素分泌稳态中具有重
要作用，其调控模式如下图所示。长反馈是指该环路中，终末靶腺分泌的激素对上位腺体（下丘脑和垂
体）活动的反馈影响；短反馈是指垂体分泌的促激素对下丘脑分泌活动的反馈影响。
(1)在激素分泌的调控模式图中，属于长反馈的是 （填图中序号）。
(2)研究发现Ca2+和cAMP 是两种重要的调节神经细胞功能的信号。促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）的
分泌依赖Ca2+内流，细胞质中cAMP 含量升高可提高CRH 基因转录活性。科研人员进一步研究一定浓度的
外源CRH 对下丘脑神经内分泌细胞的细胞质中Ca2+和cAMP 的影响，其结果见下表。
组别
细胞质中的Ca2+浓度（nM）
细胞质中的cAMP 含量（pmoldish）
对照组
154
0.44
实验组
240
3.26
据上述信息推测，CRH 通过路径①对下丘脑神经内分泌细胞分泌CRH 的调节，属于 （填“正”或
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“负”）反馈调节。从细胞内这两种信号作用的角度分析，该反馈调节过程是下丘脑神经内分泌细胞膜上
存在 的受体，当此受体识别相应激素后，引发该细胞中 。
(3)某科研小组发现，给小白鼠注射促肾上腺皮质激素（ACTH），会使下丘脑分泌的CRH 减少。基于对下
丘脑—垂体—靶腺轴的认识，有同学对此现象提出了一种解释：ACTH 通过路径②对下丘脑进行反馈调节，
请设计实验加以验证，简要写出实验思路和预期结果 。
16．外来种福寿螺牧食量大且繁殖速度快，对栖息地水生植物的现存量构成威胁。轮叶黑藻、穗花狐尾藻
常用于浅水富营养化水体治理。为研究福寿螺对上述两种沉水植物的牧食情况，科研人员在栽培轮叶黑藻
和穗花狐尾藻的水槽中放入福寿螺，测得两种植物的生物量变化如图所示。
(1)水体富营养化是由于水体中N、P 等物质富集，引起蓝细菌、绿藻等大量繁殖，导致水质污染。引入轮
叶黑藻、穗花狐尾藻使水体富营养化问题能够得到控制，轮叶黑藻、穗花狐尾藻应具备的条件有
（至少回答出两条）。
(2)福寿螺在水生生态系统中的成分属于 。数据分析，福寿螺偏好取食 ，福寿螺对两种沉水
植物间的竞争关系造成的影响是 。
(3)大蒜种植物区中，福寿螺存在逃逸现象，研究发现大蒜分泌的大蒜素可以有效杀死福寿螺，为进一步研
究大蒜素的作用，科研人员利用不同浓度的大蒜素处理福寿螺，结果如图所示，根据实验得出的结论有
。
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17．人体血糖的平衡可以为细胞正常代谢提供能源物质。
(1)糖尿病有两种类型：一种由胰岛素分泌不足引起，另一种由靶细胞膜上的胰岛素受体受损引起。请设计
最简单的方法判断某糖尿病人的糖尿病类型。 （请写出简单思路）。
(2)IAS 是一种罕见的低血糖症，其致病机制是机体能产生胰岛素抗体，该抗体在胰岛素分泌旺盛时，能和
胰岛素结合，抑制胰岛素的作用；在胰岛素分泌减少时，亲和力降低，抗体和胰岛素分离，胰岛素又能正
常起作用。研究发现，患IAS 的原因是输入了外源胰岛素，在特定的情况下 细胞产生了胰岛素抗
体。从免疫学的角度分析，IAS 属于 病。
(3)IAS 患者在饭后半小时的血糖浓度高于正常人，原因是
(4)我国科学家在1965 年成功完成了人工合成结晶牛胰岛素的科学壮举，摘取了第一顶人工合成蛋白质的
桂冠。某科研小组以牛为实验材料，设计实验来验证人工合成的胰岛素具有与天然胰岛素相同的生物活性，
请简要写出实验思路：
18．小麦是雌雄同花自花授粉植物，是我国第三大粮食作物。普通小麦是单穗头，育种工作者偶然发现了
一株高产的多穗头小麦，命名为品系A。回答下列问题：
(1)若要设计实验研究品系A 的多穗头性状是由遗传物质发生改变引起的，还是仅由环境变化引起，应将多
穗头小麦的种子种植到 环境中，观察后代植株的性状。
(2)若长出的136 株新植株中，有46 株是单穗头，其余为多穗头小麦，且已经证实该小麦品系的多穗头性
状由一对等位基因（A、a）控制，不存在纯合多穗头致死现象，则新植株中表型为多穗头小麦的基因型为
。请对新植株中性状分离比的出现提出一条合理假说 。
(3)若要在上述实验的基础上获得纯合多穗头小麦，最简便的育种方法是 。
(4)另一研究团队也发现了一个多穗头小麦品系B，并证实其多穗头性状由另一对等位基因控制，且多穗头
12
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为显性性状。请设计实验证明品系A 和品系B 控制多穗头性状的基因是否在一对同源染色体上。
实验方案： 。
结果结论之一：若 ，则品系A 和品系B 控制多穗头性状的基因不在一对同源染色体上。
19．植物激素不仅参与调控生长发育，也在响应环境胁迫中发挥着重要作用。我国科研人员以拟南芥为实
验材料，对植物激素独脚金内酯在低温环境中的耐受机制进行了一系列研究。
(1)独脚金内酯作为一种 分子，调节植物体生命活动。
(2)科研人员筛选到两种独脚金内酯相关基因突变体m1和m2，检测了它们与野生型在低温处理后的存活率，
结果如下表。
植株处理
低温处理
低温处理并加入GR24
（独脚金内酯类似物）
野生型
0．71
0．92
m1
0．45
0．87
m2
0．41
0．42
①据表分析，突变体m2为独角金内酯 缺陷突变体（选填“合成”或“受体”），其理由是 。
②综上分析可知，独脚金内酯 。
(3)已有研究表明，独脚金内酯会诱导细胞内X 蛋白表达。科研人员推测X 蛋白能引起W 蛋白与泛素（细
胞中广泛存在的一段特殊肽段）结合，使W 蛋白泛素化，进而诱导W 蛋白被蛋白酶体降解，最终影响植
株耐低温能力。为验证上述推测，科研人员在体外进行如下实验，实验各组加入物质及检测结果如下图。
①据图可知，X 蛋白能诱导W 蛋白结合泛素，其理由是 。
②该实验结果不足以证明推测，请说明原因并完善实验设计思路 。
20．散居的东亚飞蝗多为绿色或棕色，群居的为橙黄色，上面有黑色斑块。大山雀喜欢捕食散居东亚飞蝗，
不喜食群居东亚飞蝗。为此，研究人员进行了相关研究。
(1)研究人员猜测群居东亚飞蝗醒目的体色是造成大山雀不喜食群居东亚飞蝗的原因。研究人员将两组等量
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的群居蝗虫拴在大山雀面前，分别在白天和夜晚让大山雀捕食，统计并分析大山雀对蝗虫的捕食率，最终
否定了上述猜测。实验结果应为 。
(2)研究表明，群居蝗虫会释放高浓度的挥发性有机物——苯乙腈，而散居蝗虫几乎不合成苯乙腈。为探究
苯乙腈是否是导致群居蝗虫难吃的原因，研究人员进行了系列实验。
实验一：首先证明了苯丙氨酸可在群居蝗虫体内合成苯乙腈，受到捕食威胁时，群居蝗虫体内的苯乙腈可
进一步转变为剧毒的氢氰酸。要研究“苯丙氨酸→苯乙腈→氢氰酸”这一合成途径，研究方法是 。
实验二：将散居蝗虫身上涂抹上苯乙腈，大山雀对其的捕食率下降。
实验三：向群居蝗虫体内注射苯乙腈合成酶抑制剂，大山雀对该类型蝗虫的捕食率上升，与对散居蝗虫的
捕食率相近。
实验四：在实验三基础上的进一步实验为 。
上述实验证明：苯乙腈是导致群居蝗虫难吃的原因。苯乙腈作为嗅觉警告信号，对捕食者的提示是
。苯乙腈作为化学信号，在生态系统中的主要作用是
21．苹果是人们经常食用的水果之一，其富含矿物质和维生素。如图表示上午10 时记录的苹果树某枝条上
不同位置叶片的净光合速率。请回答下列问题：
(1)图中限制第5 片叶光合速率的主要环境因素可能是 ，限制第15 片叶光合速率的主要环境
因素可能是 。
(2)图中第10 片叶净积累在叶片中的有机物量少于叶片实际制造的有机物量的原因是：① ；
② 。
(3)科研工作者为探究干旱对苹果幼苗代谢活动的影响进行了相关实验，发现苹果叶肉细胞中的P 蛋白是一
种水通道蛋白，由P 基因编码，在干旱胁迫的条件下，其对水分的吸收具有重要的调节功能。研究过程中，
科研工作者得到P 蛋白超量表达的突变株系M。正常种植条件下，野生型苹果和突变株系M 的气孔（由一
对保卫细胞构成，不属于叶肉细胞）开放程度基本相同，但突变株系M 具有较高的光合效率，推测其叶绿
体膜上超量表达的P 蛋白能促进CO2的吸收。请设计实验来验证上述推测（检测方法不做要求，只写出检
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测指标即可）：
实验思路： 。
预期实验结果： 。
22．巨噬细胞和树突状细胞等广泛表达信号调节蛋白α（SIRPα），SIRPα 是跨膜蛋白CD47 的特异性配体，
二者结合后通过信号途径负向调节巨噬细胞的吞噬功能。某些肿瘤细胞过度表达CD47 蛋白从而获得免疫
逃逸，阻斯或干扰SIRPα 与CD47 的识别和结合，会重新激活巨噬细胞的吞噬功能，有利于促进肿瘤细胞
的清除。制备抗SIRPα 单克隆抗体和验证其对巨噬细胞吞噬功能影响的实验流程如图所示。回答下列问题：
(1)抗SIRPα 单克隆抗体通过竞争性的与 结合，阻断CD47 对巨噬细胞吞噬功能的抑制。制备抗
SIRPα 单克隆抗体时，用 作为抗原免疫小鼠。
(2)过程②往往会加入适量的聚乙二醇（PGE），PGE 的作用是 ，使用HAT 培养基筛选出杂交瘤
细胞，培养过程中 的细胞死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。对经过选择培养的杂交瘤细胞
进行 ，经多次筛选，可获得足够数量的分泌抗SIRPα 单克隆抗体的细胞。
(3)验证抗SIRPα 单克隆抗体的功能时，实验组的处理为 。实验的预期结果为 。
23．研究发现肠道活动与脑之间存在密切的联络，机制如图所示，其中血清素是与人的情绪相关的信号分
子，能够给人带来愉悦感。某些肠道微生物的代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素，脑中的血清素
90%以上来自于肠道。
(1)肠道上皮细胞产生的血清素到达并进入脑部神经元，依次经过的内环境是 。
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(2)血清素与脑部神经元上的 结合，钠离子大量内流，引起 部位产生愉悦感。由题意可推测长
期服用抗生素的危害是 。
(3)人长期处于精神紧张状态时，大脑通过 （填：“交感神经”或“副交感神经”）使肠道蠕动减慢，
肠道不能 ，使人降低了愉悦感，进而加剧焦虑。
(4)通过抗生素灌胃肠获得的肠道无菌动物模型是研究肠道菌群影响宿主生理功能的重要工具。研究表明，
齿双歧杆菌可使血液中神经递质5-羟色胺的含量上升，改善小鼠由于肠道菌群缺失引发的焦虑症状，且这
种对焦虑症状的改善会随迷走神经的切断而消失。为验证齿双歧杆菌能改善焦虑症状且需通过迷走神经发
挥作用，请完善以下内容。
材料及用具：健康小鼠若干只；抗生素；灌胃肠设备；齿双歧杆菌（可口服）等。
实验思路：取健康、发育状况相同的小鼠若干只， ：将上述各组小鼠置于相同且适宜的条件下饲喂
一段时间，分别检测5-羟色胺含量。
预期实验结果： 。
24．如图为哺乳动物血压调节的部分过程。肾素是肾小球旁器细胞释放的一种蛋白水解酶，能催化血管紧
张素原生成血管紧张素Ⅰ（AⅠ），AⅠ继而在血管紧张素转化酶的作用下生成血管紧张素Ⅱ（AⅡ）。肾素
分泌量受肾小动脉压及原尿中的钠量等因素影响。
(1)在测量血压时，部分人群看到医护人员的工作服就出现情绪紧张、血压升高等症状，俗称“白大褂高血
压”，图中的X 神经是 （选填“交感神经”、“副交感神经”）。
(2)肾素 （选填“属于”或“不属于”）动物激素。醛固酮分泌量增加会引起血容量增多的原因是
。
(3)高血压患者服用药物氯沙坦后，2 小时药物在体内浓度达到峰值，18 小时后在体内浓度可以忽略不计，
它是一种血管紧张素Ⅱ受体抗剂，可降低血压的机理是 。中药钩藤碱也具有降血压效果，为验证两
种药物均能治疗高血压，且钩藤碱作用时间比氯沙坦更长久，利用以下实验材料进行了相关实验。生理状
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况一致的健康大鼠若干、高血压模型大鼠若干、饲喂用氯沙坦溶液、饲喂用钩藤碱溶液、生理盐水、动脉
血压检测仪等。写出其实验设计思路： 。
25．阿克苏红富士苹果以其独特的“冰糖心”享誉全国，果实含糖量高、品质好，获得了国家地理标志保
护产品称号。回答下列问题。
(1)花青素、类胡萝卜素和叶绿素共同决定了苹果果皮的颜色。果皮细胞叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素存
在于 上，这些色素的生理功能是 。
(2)随着树龄的增长，树冠不断扩大，出现株间交叉现象，枝叶遮挡愈加严重，苹果产量较往年下降，苹果
产量下降的原因是 。
(3)苹果在成熟过程中会产生大量的乙烯，乙烯能够促进细胞呼吸和果实成熟。为延长阿克苏苹果的采后贮
藏时间，研究人员用不同浓度的臭氧处理阿克苏苹果，探究其对阿克苏苹果贮藏品质的影响，实验结果如
下图所示。
①本实验的自变量是 。
②根据图1 结果，可得出的结论是 。
③10 天后，实验组还原糖含量均高于对照组，可能的原因是 。
26．恶性肿瘤严重危害人类健康，在机体对抗肿瘤细胞的过程中，DC 细胞（具有抗原呈递功能的树突状
细胞）和NK 细胞（自然杀伤细胞）发挥了重要的作用。研究人员针对这两类细胞在杀伤肿瘤细胞中的作
用机制开展了相关研究。
(1)DC 细胞能通过 方式将外来抗原摄入细胞内，将其分解；同时，免疫调节也可对付体内的异常细胞，
后者体现了免疫系统的 功能。正常情况下人体内绝大多数的巨噬细胞仅具有较强的吞噬、处理抗原
的能力。在受到抗原或特定信号刺激时，部分巨噬细胞可 为DC 细胞，将抗原呈递给T 细胞，从而激
活机体的 免丧功能。
(2)正常机体中的NK 细胞能感杀伤肿瘤细胞，使其破裂，释放其内部抗原物质。这种杀伤作用是天然的，
无需特定抗原预先加以致敏。因此，NK 细胞的功能属于免疫系统的第 道防线。
(3)为研究DC 细胞与NK 细胞在杀伤肿瘤细胞过程中的关系，研究人员利用体外培养的DC 细胞、NK 细胞、
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多种肿瘤细胞等进行相关实验。
①研究者先用
51Cr 标记肿瘤细胞，然后与不同处理下的NK 细胞共培养，通过检测 （选择填写“上
清液”或“沉淀”）中的放射性强弱来确定NK 细胞对肿瘤细胞的裂解能力。
②下图所示实验结果说明 。
(4)肿瘤组织中会有大量NK 细胞、DC 细胞和效应T 细胞（细胞毒性T 细胞）聚集，若清除实验动物体内
的NK 细胞可导致肿瘤组织中DC 细胞数量和效应T 细胞（细胞毒性T 细胞）数量大幅下降。请综合（1）
~（3）信息对此实验现象进行解释 。
27．机体与激素有着千丝万缕的联系，可谓牵一发而动全身。如图是人体相关生理活动调节的过程示意图，
A~E 代表结构，a~f 代表物质。分析并回答下列问题：
(1)结构A 是 。在血糖调节方面，激素c 与激素a 的作用效果 （填“协同”或“拮抗”）。可
通过抽血检测激素c 含量的依据是 。空腹体检静脉采血时，血糖的主要来源是 ，以及 。
机体需要源源不断的产生激素a、b、c 来调节血糖，原因是 。
(2)结构A 通过结构D，调节结构E 的激素分泌，三种腺体间的关系属于 调节。结构D 分泌的激素
e，只能作用于其唯一的靶器官结构E，原因是 。
(3)为探究寒冷刺激下动物体甲状腺激素分泌是否受交感神经调控，现以健康小鼠为材料，以血液中甲状腺
激素含量为检测指标设计实验，写出简要实验思路： 。
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28．我国有4000 多年的柑橘栽培历史。研究证实红光和乙烯会影响柑橘果实中类胡萝卜素的含量，进而影
响柑橘的品质。现对柑橘果实做如下四种处理，测得其中类胡萝卜素的相对含量变化如图所示。
回答下列问题：
(1)采摘后的柑橘果实在贮藏过程中果皮颜色由绿色转变为黄色，可能是由细胞中的叶绿素和类胡萝卜素的
比值 （填“上升”或“下降”）造成的。
(2)选取若干长势相同的柑橘植株，分别采摘一定比例的果实，几天后测得各组叶片CO2固定的速率均下降，
原因是 。
(3)据图可知，随着处理天数增加，红光、乙烯利均能提高类胡萝卜素的相对含量，且根据红光和乙烯利共
同作用的结果可进一步得出结论： 。
(4)科学家研究红光提高柑橘果实中类胡萝卜素相对含量的原因，提出如下两种假说。
假说1：红光直接调控类胡萝卜素合成相关基因的表达；
假说2：红光 ，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。
为验证上述假说，以野生型柑橘、乙烯合成缺陷型柑橘为材料设计实验如下，完善表格并写出支持假说2
的预期结果。
分
组
柑橘类型
处理
观测指标
处理前
测
处理后测
甲
野生型
红光处理
类胡萝卜素相对含量
乙
①
②
支持假说2 的预期结果： 。
29．番茄含有丰富的营养，据营养学家研究测定：每人每天食用50~100 克鲜番茄，即可满足人体对几种维
生素和矿物质的需要。为了进一步了解番茄的生理特征，科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时
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CO2产生量和进行光合作用时CO2消耗量的影响，实验结果如图所示。回答下列问题：
(1)光可以被番茄叶片中的色素吸收，分离其绿叶中的色素时，随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素呈现
的颜色是 ，该色素主要吸收的光是 。
(2)本实验的自变量是 ，影响光合作用的内因主要有 （至少答出一种）。
(3)温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在 （填图中的温度），35℃的条件下培养的番茄 （填
“能”或“不能”）生长。
(4)请利用以下实验材料测定番茄幼苗光合作用CO2的消耗速率。（简要写出实验思路）
实验材料：透明的密闭玻璃罩、CO2传感器、番茄幼苗。
实验思路： 。
30．硒（Se）是人体内的微量元素。科研人员尝试通过施用外源硒来提高小白菜硒含量，用不同的土壤硒
浓度处理小白菜，并于小白菜营养生长期后期对整株样品进行相关生物量测量，结果如图：
(1)硒是人体内许多蛋白质的组成成分，缺硒会导致人体重要脏器功能紊乱，是人体不缺少的元素，这体现
无机盐具有 作用。研究发现对比其他绿叶蔬菜，小白菜具有更强的富集硒的能力，从细胞结
构角度分析，推测小白菜富集能力强的原因是 。
(2)科研人员尝试使用茉莉酸（JA）来提高小白菜耐硒性，对T1（6mg/kgSe）、T2（12mg/kgSe）处理的小
白菜喷施100μmol/L 茉莉酸（JA）后发现地上部分的生物量及硒含量显著提高。为探索茉莉酸提高植物耐
硒性的机制，科研人员测量多种数据，其中过氧化氢酶活性（CAT）和电子传递效率（ETR）变化显著，
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如图所示。（注：CK 组不添加外源硒和茉莉酸）
①由图推测，100μmol/L 茉莉酸更能提高 （T1 或T2）组Se 胁迫下CAT 的活性，依据是 。
②结合实验结果推测，茉莉酸提高植物耐硒性的机制包含以下两条途径：通过提高过氧化氢酶活力，清除
，保护细胞内各种执行正常功能的生物分子；另一方面通过提高电子传递效率，使光反应产生的
增多，从而提高暗反应中C3的 速率，提高光合产量。
③从实验的数据初步得出茉莉酸能有效提高小白菜的耐硒能力。为了提高小白菜硒积累能力及产量，请结
合本实验写出进一步研究思路。 。
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