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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 。
【答案】(1) 冷觉感受器 下丘脑 血管收缩
(2) 胰高血糖素 作用范围广、作用时间长
(3)实验方案：将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙、丙三组，置于冷环境中温度分别为10℃、
0℃、-10℃，一段时间后，测定各组仓鼠血浆中甲状腺激素浓度，并求平均值作为实验结果。
预期结果：血浆中甲状腺激素浓度甲＜乙＜丙
【分析】寒冷环境→冷觉感受器（皮肤中）→下丘脑体温调节中枢→皮肤血管收缩、汗液分泌减少（减少
散热）、骨骼肌紧张性增强、肾上腺分泌肾上腺激素增加、甲状腺分泌甲状腺激素增加（增加产热）→体
温维持相对恒定；炎热环境→温觉感受器（皮肤中）→下丘脑体温调节中枢→皮肤血管舒张、汗液分泌增
多（增加散热）→体温维持相对恒定。胰岛素是人体内唯一降低血糖含量的激素，可以促进组织细胞加速
对血糖的吸收、利用和储存。
【详解】（1）速度滑雪开始时，冷刺激会被皮肤中的冷觉感受器，通过传入神经传递至下丘脑体温调节
中枢，神经中枢对传入的信息进行分析和综合，通过传出神经到达效应器使皮肤会出现血管收缩，从而减
少散热，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A 细胞分泌胰高
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血糖素增多，胰高血糖素具有促进肝糖原分解，非糖物质转化为葡萄糖的功能，以保证血糖平衡。与神经
调节相比，体液调节的特点有作用范围广、作用时间长。
（3）分析题干信息知，该实验的实验目的是探究冷驯化与血浆甲状腺激素浓度之间的关系，则该实验的
自变量是温度，因变量是血浆中甲状腺激素浓度，实验设计应遵循单一变量原则和对照原则，故可设计实
验如下，实验方案：将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙、丙三组，置于冷环境中温度分别为
10℃、0℃、-10℃，一段时间后，测定各组仓鼠血浆中甲状腺激素浓度，并求平均值作为实验结果；预期
结果：血浆中甲状腺激素浓度甲<乙<丙。
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 。
【答案】(1)血浆、组织液
(2)血浆中含有HCO3-、H2CO3 等缓冲物质
(3) 灌胃等量生理盐水 小脑 葛根提取物可提高小鼠肝脏中ADH 酶和ALDH 酶的相对活性
（或葛根提取物可缓解酒精对ADH 酶和ALDH 酶活性的抑制，使两种酶相对活性升高），促进酒精代谢，
减少酒精对肝脏的毒害
2
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【分析】体液是由细胞内液和细胞外液组成，细胞内液是指细胞内的液体，而细胞外液即细胞的生存环境，
它包括血浆、组织液、淋巴等，也称为内环境。
【详解】（1）酒精经机体摄入后进入血浆，然后经毛细血管壁进入组织液，然后到达肝脏细胞中被氧化
代谢，故需要经过的内环境有血浆、组织液。
（2）二氧化碳溶于水呈酸性，但血浆中含有HCO3-、H2CO3 等呈碱性的缓冲物质，故酒精代谢生成的二
氧化碳会进入血浆，但血浆的pH 一般能维持相对稳定。
（3）①实验要遵循等量原则，故空白对照组的处理方法是灌胃等量生理盐水。小脑是维持身体平衡的中
枢，故模型组小鼠走路不稳可能与小脑功能受影响有关。②据表可知，治疗组的ADH 酶和ALDH 酶的相
对活性比模型组高（且低于空白对照组），推测葛根提取物解酒保肝的作用机制可能是葛根提取物可提高
小鼠肝脏中ADH 酶和ALDH 酶的相对活性（或葛根提取物可缓解酒精对ADH 酶和ALDH 酶活性的抑制，
使两种酶相对活性升高），促进酒精代谢，减少酒精对肝脏的毒害。
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。
【答案】(1) 细胞质基质 丙酮酸和[H]
(2) 酶的种类不同 不能 无氧呼吸产生的乳酸和酒精会破坏细胞组织
(3) 无氧条件 转基因酵母菌 两组培养液均可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，且乙组pH 小
于甲组
3
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【分析】（1）细胞呼吸第一阶段场所是细胞质基质，发生的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，并释
放少量能量；
（2）不同细胞呼吸方式产物不同的直接原因是细胞内与呼吸作用有关的酶的种类不同，根本原因是含有
合成相关酶的基因不同。
【详解】（1）细胞呼吸第一阶段场所是细胞质基质，发生的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，并释
放少量能量。
（2）①不同细胞呼吸方式产物不同的直接原因是细胞内与呼吸作用有关的酶的种类不同，根本原因是含
有合成相关酶的基因不同；
②玉米幼苗若长时间进行无氧呼吸，会造成呼吸产物酒精和乳酸堆积而损伤细胞结构，因此其不能长时间
进行无氧呼吸。
（3）①甲、乙两组为对照实验，需要乙组在无氧条件下培养转基因酵母菌；
②若转基因酵母菌能同时具有两种无氧呼吸途径，其培养液中会同时存在乙醇和乳酸，因此乙组检验结果
为既能使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色，溶液的pH 还会比甲组更低。
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 。
(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 。
【答案】(1) 两/2 自由组合 F2 中长形果：卵形果：圆形果=9：6：1，是9：3：3：1 的变式
(2)1/9
4
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(3)1/20
(4) 利用突变体甲、乙杂交，再利用F1 自交得F2，统计F2 的表型及比例 若F2 表型及比例为耐
低温：不耐低温=7：9，则突变基因位于两对同源染色体上 若F2 表型及比例为耐低温：不耐低温
=1：1，则突变基因位于一对同源染色体上
【分析】根据题意，F2 中长形果：卵形果：圆形果=9：6：1，控制果形的两对基因位于两对同源染色体上。
【详解】（1）统计表格数据，F2 中长形果：卵形果：圆形果=9：6：1，是9：3：3：1 的变式，茄子的果
形至少受两对等位基因控制，且这两对基因遵循基因的自由组合定律。
（2）F2 中长形果：卵形果：圆形果=9：6：1，假设控制果形基因用A/a、B/b 来表示，则F1 基因型为
AaBb,表型为长形果，F2 长形果植株中，测交后代会出现一种表型的植株基因型为AABB，所占比例为
1/9。
（3）若含隐性基因的花粉均一半死亡，则F1 自交时，雌配子基因型及比例为1/4AB,1/4Ab,1/4aB,1/4ab,雄
配子基因型及比例为2/5AB，1/5Ab,1/5aB,1/5ab,圆形果的植株（aabb）所占比例为1/4×1/5=1/20。
（4）突变体甲和乙，两者突变位点不同，突变基因（用C/c 和D/d 来表示）可能位于两对同源染色体，也
可能位于同一对同源染色体，故可以利用突变体甲、乙杂交，再利用F1 自交得F2，统计F2 的表型及比例
来判断突变基因的位置。当突变基因位于两对同源染色体上时，F1 是双杂合子CcDd，F1 自交F2 将出现
耐低温(C_ dd，ccD_，ccdd)：不耐低温(C_ D_)=7：9，当突变基因位于一对同源染色体上时，F1 基因形为
CcDd，F1 自交F2 将出现耐低温(CCdd，ccDD)：不耐低温(CcDd)=1：1，故预期结果为若F2 表型及比例为
耐低温：不耐低温=7：9，则突变基因位于两对同源染色体上，若F2 表型及比例为耐低温：不耐低温=1：
1，则突变基因位于一对同源染色体上。
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
蔗糖
淀粉
5
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糖
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：
。
【答案】(1) 水蒸气蒸馏 部分精油会随水蒸气挥发而流失 胡萝卜素为非挥发性物质，不能
随水蒸气蒸馏出
(2) 温度和时间 除去玫瑰精油中的固体硫酸钠
(3) 蔗糖 以蔗糖为唯一碳源，分别用不同氮源的完全培养基进行实验，检测并比较β—胡萝卜素
含量
【分析】植物色素的提取：1、胡萝卜素、叶绿素、叶黄素、番茄红素和辣椒红素都是脂溶性植物色素，
一般不溶于水，易溶于酒精、乙醚和氯仿等有机溶剂。故常用有机溶剂萃取胡萝卜素。
2、胡萝卜素的提取：（1）胡萝卜素的性质：胡萝卜素是橘黄色结晶，化学性质比较稳定，不溶于水，微
溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。（2）胡萝卜素的提取来源提取天然胡萝卜素的方法主要有：一是
从植物中提取；二是从大面积养殖的岩藻中获得；三是利用微生物的发酵生产。（3）萃取剂：最适宜作
胡萝卜素萃取剂的是石油醚。（4）实验流程胡萝卜→粉碎→干燥→萃取（石油醚）→过滤_→浓缩→胡萝
卜素→鉴定（纸层析法）。
【详解】（1）提取玫瑰精油时，常采用水蒸气蒸馏法，胡萝卜素的提取则常采用萃取法。水蒸气蒸馏法
实验过程中如果不进行冷却处理，则精油提取量会减少，原因是部分精油会随水蒸气挥发而流失，而胡萝
卜素的提取不能用此方法的原因是胡萝卜素为非挥发性物质，不能随水蒸气蒸馏出。
（2）在对新鲜胡萝卜进行干燥时，要注意控制温度和时间，否则可能会导致胡萝卜素的分解。在玫瑰精
油和胡萝卜素的提取过程中，都要进行过滤，前者过滤的目的是除去玫瑰精油中的固体硫酸钠。
（3）据表分析，添加蔗糖作为碳源时，β-胡萝卜素含量最高，因此利用红酵母生产β—胡萝卜素时的最佳
碳源是蔗糖。若要进一步探究最佳氮源，可以以蔗糖为碳源，分别用不同氮源进行实验，检测并比较β-胡
萝卜素含量。
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，
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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。
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 。
【答案】(1)白脂素的化学本质为蛋白质，口服将会被蛋白酶水解而失去作用
(2) 大脑皮层 激活 失效 体液 神经调节
(3) 白脂素抗体 等量的生理盐水 胰岛素溶液 降低大鼠体内白脂素含量，能提高其机体
对胰岛素的敏感度
【分析】机体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B 细胞引起胰岛素的合
成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B 细胞的活动，使胰岛B 细胞合成并释
放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会
直接刺激胰岛A 细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配
胰岛A 细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而
使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素
也能促进血糖上升。
【详解】（1）白脂素的化学本质是蛋白质，口服将会被蛋白酶水解而失去作用，因此不能通过口服治疗
疾病。
（2）产生食欲的部位是大脑皮层。白脂素使食欲增加的调节方式是神经-体液调节，控制食欲的神经元中，
增加食欲时，应该是激活刺激食欲的神经元，同时使抑制食欲的神经元失活。
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（3）设计实验时，应注意遵循实验的等量原则、控制单一变量、合理设置对照等。因此实验步骤为：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）注射一定剂量的白脂素抗体，乙组（对照组）注射
等量的生理盐水，其他条件相同且适宜。第三步：甲、乙两组均注射等量的胰岛素溶液，观察两组大鼠出
现低血糖症状所需要的时间。若甲组大鼠出现低血糖症状早于乙组，则说明降低大鼠体内白脂素含量，能
提高其机体对胰岛素的敏感度。
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 。
【答案】(1)促进血糖进入组织细胞进行氧化分解；抑制肝糖原的分解
(2) - - +
(3) 3/三 每组细胞的凋亡率
(4)植物多糖具有抗氧化作用，可抑制胰岛B 细胞凋亡，有更多的胰岛B 细胞分泌胰岛素，从而使血糖浓度
降低
【分析】胰岛A 细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和
非糖类物质转化；胰岛B 细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化
分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
8
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【详解】（1）胰岛B 细胞能够分泌胰岛素，胰岛素是降低血糖的激素，其作用是促进血糖进入组织细胞
进行氧化分解；抑制肝糖原的分解。
（2）分析题意，本实验目的是比较植物多糖与抗氧化剂NAC 的抗氧化能力，则实验的自变量是NAC 与
多糖的有无，因变量是抗氧化能力。第3 组添加NAC 和一定浓度的H2O2 溶液，第4 组添加植物多糖和一
定浓度的H2O2 溶液，故为达到实验目的，实验设计应遵循对照与单一变量原则，对第2 组的实验操作①
是-、②是-，③是+。
（3）本实验目的比较植物多糖与抗氧化剂NAC 的抗氧化能力，则预期结果有多糖抗氧化能力＞NAC、多
糖抗氧化能力＞NAC、多糖抗氧化能力与NAC 抗氧化能力相当，共3 种可能；由于期氧化应激状态会导
致胰岛B 细胞凋亡，故若从细胞水平检测，实验结果的观测指标还有每组细胞的凋亡率。
（4）结合实验数据推测，植物多糖能降血糖的原因可能是：植物多糖具有抗氧化作用，可抑制胰岛B 细
胞凋亡，有更多的胰岛B 细胞分泌胰岛素，从而使血糖浓度降低。
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：
(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： 。
【答案】(1)下丘脑、垂体、睾丸
(2) 将若干只健康的幼年雄性小鼠均分为两组，实验组切除松果体，对照组假手术处理，将实验组和
对照组的小鼠都放在适宜且相同的环境下饲养一段时间，测定各组的血浆中褪黑素含量和睾丸重量
褪黑素含量实验组低于对照组，睾丸重量实验组大于对照组（或雄性激素含量升高或促雄性激素释放激素
的含量升高或促雄性激素的含量升高）
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【分析】据图可知，光周期信号刺激视网膜上的感受器，使之产生兴奋，兴奋传至下丘脑视交叉上核，再
通过传出神经支配松果体分泌褪黑素，褪黑素可调节下丘脑、垂体和睾丸的分泌，也可抑制下丘脑视交叉
上核的作用。
【详解】（1）分析题图可知，褪黑素可作用于下丘脑、垂体和睾丸，故图中含褪黑素受体的器官有下丘
脑、垂体和睾丸。
（2）研究褪黑素对下丘脑-垂体-性腺轴的功能活动有抑制作用，实验的自变量是有无褪黑素，而褪黑素是
松果体分泌的，故实验组切除松果体，对照组假手术处理，即只做手术不切除松果体，故实验思路为：将
若干只健康的幼年雄性小鼠均分为两组，实验组切除松果体，对照组假手术处理，将实验组和对照组的小
鼠都放在适宜且相同的环境下饲养一段时间，测定各组的血浆中褪黑素含量和睾丸重量。预期的实验结果
为：褪黑素含量实验组低于对照组，睾丸重量实验组大于对照组（或雄性激素含量升高或促雄性激素释放
激素的含量升高或促雄性激素的含量升高）。
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
10
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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 。
【答案】(1) 增强 促进组织细胞加速摄取、储存和利用葡萄糖，抑制非糖物质转化成葡萄糖
(2) 增加 无显著差异（无明显变化） 有显著差异（变化明显、有所降低）
(3)该胰岛素分泌增加可能与中枢神经系统调节有关，而且是通过迷走神经介导发挥作用
【分析】1、胰岛素能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解、合成肝糖原、肌糖原、转化成脂肪和某些氨
基酸等，抑制肝糖原分解和非糖物质转化成血糖。
2、实验目的是探究迷走神经对胰岛素分泌第一时相的影响，自变量是是否切断迷走神经，检测指标是空
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。
【详解】（1）餐后血糖升高，胰岛B 细胞受葡萄糖刺激增强，胰岛素分泌增加，降低血糖能力增强，胰
岛素降血糖的原理是促进组织细胞加速摄取、储存和利用葡萄糖，抑制非糖物质转化成葡萄糖。
（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均增加。手术前、后
比较，空腹和葡萄糖输注后1、2、4、6、10min 所测的血糖值无显著差异（无明显变化），而手术前后比
较，1、2、4、6min 所测的胰岛素值有显著差异（变化明显、有所降低）。
（3）由于未切断迷走神经时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，因此可说明该胰岛素分泌增加可能与中枢神
经系统调节有关，而且是通过迷走神经介导发挥作用。
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：
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(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。
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。
【答案】(1) 杂种细胞 细胞壁会阻碍细胞间的杂交 诱导原生质体融合 生长素与细胞分
裂素用量的比值高
(2) 5 和6 只有5 和6 含有这两种植物的所有电泳条带
(3)用蒸馏水将浓度为2 mol/L 的甘露醇溶液稀释为等浓度梯度的溶液，用相应数量的培养瓶编号，加入相
同且适量的植物单细胞悬液，再加入相同的细胞壁水解酶，然后将等浓度梯度的甘露醇溶液分别加入各个
培养瓶中
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【分析】植物体细胞杂交技术：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞
培育成新的植物体的技术。
【详解】（1）图中细胞①是普通小麦哈耐盐偃麦草原生质体融合后再生出细胞壁形成的，所以这是杂种
细胞；细胞壁有保护和支撑的作用，会阻碍细胞间的杂交，所以需要先除去细胞壁。PEG 可以诱导原生质
体融合成杂种细胞。愈伤组织在诱导生根的培养基上未形成芽，但分化出了根，原因可能是培养基中生长
素与细胞分裂素用量的比值高。
（2）Ⅰ为普通小麦，Ⅱ为耐盐偃麦草，图中只有5 和6 含有这两种植物的所有条带，所以5 和6 为杂种植
株。
（3）探究普通小麦原生质体制备中甘露醇溶液的适宜浓度，可用蒸馏水将浓度为2 mol/L 的甘露醇溶液稀
释为等浓度梯度的溶液，用相应数量的培养瓶编号，加入相同且适量的植物单细胞悬液，再加入相同的细
胞壁水解酶，然后将等浓度梯度的甘露醇溶液分别加入各个培养瓶中，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，并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 。
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(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）。 。
【答案】(1) 高级中枢 针灸是从感受器一端刺激，保证了电信号从末梢开始单向传递；该结构存
在突触且神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上，保证了信号在神
经元之间是单向传递的
(2) 传出 效应器
(3) 不同组织器官细胞上肾上腺素受体类型不同 针灸产生的电信号通过迷走神经—肾上腺抗炎通
路调控肾上腺细胞分泌去甲肾上腺素和肾上腺素等物质，该类物质具有抑制细菌脂多糖引发机体产生炎症
的作用
(4)选取生理状态相同的正常小鼠分为A、B、C、D 四组，A 组不做处理，B 组切断腓肠神经，C 组切断胫
神经，D 组切断腓总神经；对四组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症；分别用低强度电针灸刺激小鼠足三里穴位，
观察四组小鼠的抗炎反应
【分析】据图可知，低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”可以激活迷走神经一肾上腺抗炎通路机理是：
在电针刺激“足三里”位置时，会激活一组Prokr2 感觉神经元，其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉
信息通过脊髓传向大脑的特定区域，通过迷走神经作用到肾上腺，肾上腺细胞分泌的儿茶酚胺类物质（包
括去甲肾上腺素和肾上腺素等）具有抗炎作用，导致针灸抗炎。
【详解】（1）患者感觉疼痛但坚持针灸治疗的过程体现的是高级中枢（或大脑皮层）对低级中枢的调控。
由于针灸是从感受器一端刺激，而且在突触处神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，所以
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。
（2）由题干信息可知，迷走神经属于副交感神经，副交感神经属于传出神经。效应器是指传出神经末梢
及其所支配的肌肉或腺体，所以迷走神经在肾上腺接头处属于反射弧中效应器的组成部分。
（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，是因为不同组织器官细胞上肾上腺素受
体类型不同。据图分析，针灸能够纠正脓毒症引起的机体免疫失衡的机理是针灸产生的电信号通过迷走神
经—肾上腺抗炎通路调控肾上腺细胞分泌去甲肾上腺素和肾上腺素等物质，该类物质具有抑制细菌脂多糖
引发机体产生炎症的作用。
（4）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，实验思路为：选取生理状态相同的正常小鼠分为A、B、C、D 四组，A 组不
做处理，B 组切断腓肠神经，C 组切断胫神经，D 组切断腓总神经；对四组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症；
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分别用低强度电针灸刺激小鼠足三里穴位，观察四组小鼠的抗炎反应。
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
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 。
【答案】(1)酶的合成来控制代谢过程
(2) AAB’B’ 6/六
(3)骝毛：栗毛：黑毛=9：4：3
(4)选择多匹纯合雌性栗毛马和该雄性黑毛马杂交，观察和统计子代的表型。若子代出现栗毛马，则该黑毛
马为杂合子，否则为纯合子
【分析】根据题意可知，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，因此这两对基因
的遗传遵循自由组合定律。
【详解】（1）基因能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；还能够通过控制酶的合成来控制代
谢过程，进而控制生物体的性状。
（2）根据题意可知，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），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 则产生黑毛马，若B 基因未突变，马的毛色表现为骝色，由此可
知纯合褐骝毛马的基因型为AAB'B'；若A 基因隐性突变为a，则产生栗毛马，理论上栗毛马的基因型有6
种，分别为aabb、aaBB、aaB'B'、aaBB'、aaBb、aaB'b。
（3）根据题意可知，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，其遵循基因的自由
组合定律，根据题意推测基因型A-B-为骝毛马，基因型aa--为栗毛马，基因型A-bb 为黑毛马，由此可知：
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基因型为AaBb 的雌、雄马相互交配，子代（数量足够多）的表型及比例为骝毛：栗毛：黑毛=9：4：3。
（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，可
以选择多匹纯合雌性栗毛马和该雄性黑毛马杂交，观察和统计子代的表型。若子代出现栗毛马，则该黑毛
马为杂合子，否则为纯合子。
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
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 。
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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）。
【答案】(1) 光反应 类囊体薄膜（基粒） NADPH 和ATP
(2)a．不同的光环境（光照时间和光质）处理，对辣椒幼苗生长的影响存在差异；b．红光处理能促进辣椒
幼苗生长，而连续的蓝光照射对辣椒幼苗生长有明显的抑制作用（答出1 点即可，其他类似合理答案均
可）
(3) 增加 降低CO2 浓度，CO2 的固定减慢，C5 的消耗减少，C3 还原生成C5 的反应仍在进行
在TW 组辣椒幼苗通过光合作用积累的有机物中，转移到根系的有机物的比例高
(4)a．改变光质（红光和蓝光）的配比进行连续光照；b．光照和黑暗交替进行；c．连续红光（蓝光）处
理时，适当补充蓝光（红光）（答出1 点，其他答案合理均可）
【分析】光合作用的过程图解：
【详解】（1）光合作用包括光反应阶段和暗反应阶段。光照强度、光质等直接影响光合作用的光反应阶
段，该阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜。光反应阶段光能转化为NADPH 和ATP 中的化学能。
（2）本实验的目的是探究连续红、蓝光照对辣椒幼苗生长及生理特性的影响，据图可知，与对照组相比，
用红光处理后辣椒幼苗生长显著，而连续的蓝光照射对辣椒幼苗生长有明显的抑制作用，即：不同的光环
境（光照时间和光质）处理，对辣椒幼苗生长的影响存在差异。
（3）若降低环境中CO2 浓度，则短时间内CO2 的固定减慢，C5 的消耗减少，由于C3 还原生成C5 的反
应仍在进行，故叶肉细胞中C5 的含量会增加。TW 组辣椒幼苗的净光合速率最高，但其地上部分生长发育
情况一般，这说明在TW 组辣椒幼苗通过光合作用积累的有机物中，转移到根系的有机物的比例高。
（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：改变光质（红光
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和蓝光）的配比进行连续光照；光照和黑暗交替进行；连续红光（蓝光）处理时，适当补充蓝光（红光）
等。
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。
(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：
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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 。
【答案】(1)感受器
(2)光调节葡萄糖代谢与下丘脑SON 区关系密切
(3) 光暴露 切断交感神经并进行光暴露 棕色脂肪细胞产热量
(4)蓝光能激活ipRGC，通过神经调节减弱棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取，使产热减少
(5)夜晚睡觉时关灯，白天强光时拉好窗帘、黑暗环境中避免看手机、电视等电子屏等
【分析】当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B 细胞的活动增强，胰岛素分泌量明显增加。体内胰岛素水
平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉合成糖原，进入脂肪组织细胞转变
为甘油三酯；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。当血糖浓度降低时，胰岛A 细胞的
活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液，促
进非糖物质转变为糖，使血糖浓度回升正常水平。
【详解】（1）完整的反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢和传出神经，视网膜上的感光细胞ipRGC
能将光刺激转变为电信号，属于反射弧中的感受器。
（2）图2 中损伤了SCN 的小鼠在光照条件下AUC 明显高于损伤了SON 的小鼠AUC，以及题干信息
ipRGC 对下丘脑的发出密集的神经纤维，可判断：ipRGC 介导的光调节糖代谢功能与下丘脑的SON 区有
关。
（3）为验证“光暴露”通过交感神经调节棕色脂肪组织的产热过程，该实验的自变量为对小鼠是否进行
“光暴露”处理、对小鼠是否进行切断交感神经的处理，因变量为小鼠的棕色脂肪组织（细胞）产热量，
故实验步骤为：将生理状态相似的健康（空腹）小鼠均分为三组，甲组小鼠给予正常光照条件，乙组小鼠
进行“光暴露”处理，丙组小鼠给予切断支配棕色脂肪组织的交感神经并进行“光暴露”处理。为排除无
关变量的影响，应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
棕色脂肪组织产热量。
（4）“蓝光让人感觉到凉爽”，蓝光可以激活相应的感光细胞ipRGC，通过神经调节减弱了棕色脂肪细
胞对葡萄糖的摄取，进而使产热减少，让人感觉凉爽。
（5）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，故述研究对现代人健康生活的
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启示为夜晚睡觉时关灯，白天强光时拉好窗帘、黑暗环境中避免看手机、电视等电子屏等。
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
“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 。
【答案】(1)③④
(2) 正 CRH cAMP 含量升高，促进CRH 基因表达，CRH 合成增多，同时 Ca2+内流增加，
促进 CRH 分泌
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(3)实验思路：选取生长发育状况相同的健康小白鼠若干，测定血液中CRH 的含量，手术破坏小白鼠肾上
腺皮质，注射适量ACTH，一段时间后测定血液中CRH 的含量，预期结果: 与手术前相比，若小白鼠血液
中的CRH 含量明显减少，则说明解释正确；若小白鼠血液中的CRH 含量无明显变化，则说明解释错误
【分析】分级调节是一种分层控制的方式，比如下丘脑能够控制垂体，再由垂体控制相关腺体。反馈调节
是一种系统自我调节的方式，指的是系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。反馈调
节是生命系统中非常普遍的调节机制，有正反馈和负反馈调节两种方式。
【详解】（1）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，
在激素分泌的调控模式图中，属于长反馈的是③④。
（2）一定浓度的外源CRH 会促进下丘脑神经内分泌细胞内Ca2+和cAMP 均升高，据此推测，CRH 通过
路径①对下丘脑神经内分泌细胞分泌CRH 的调节属于正反馈调节。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CRH 的受体，当此受体识别相应激素后，cAMP 含量升
高，促进CRH 基因表达，CRH 合成增多，同时 Ca2+内流增加，促进 CRH 分泌。
（3）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，则实验需要破坏肾上腺皮质的影响，故欲验证上述推测，实验思路及预期结果如下：选取
生长发育状况相同的健康小白鼠若干，测定血液中CRH 的含量，手术破坏小白鼠肾上腺皮质，注射适量
ACTH，一段时间后测定血液中CRH 的含量，预期结果: 与手术前相比，若小白鼠血液中的CRH 含量明显
减少，则说明解释正确；若小白鼠血液中的CRH 含量无明显变化，则说明解释错误。
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。
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(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
。
【答案】(1)吸收N、P 元素能力强，对当地生态环境不会造成影响；与本地植物生态位存在差异能够共存。
(2) 消费者 轮叶黑藻 福寿螺引入之前轮叶黑藻占优势，福寿螺引入后穗花狐尾藻会占优势
(3)大蒜素可有效杀死福寿螺，且随着大蒜素浓度增加，福寿螺死亡加快
【分析】①生物群落的种间关系包括原始合作、互利共生、捕食、种间竞争、寄生等。②一个物种在群落
中的地位或角色，称为这个物种的生态位。
【详解】（1）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，引入的轮叶黑藻、穗花狐
尾藻的吸收N、P 元素能力强，对当地生态环境不会造成影响，与本地植物生态位存在差异能够共存，才
能起到控制水体富营养化问题，同时不破坏当地的生态系统。
（2）福寿螺在水生生态系统中的成分属于消费者。加入福寿螺以后，轮叶黑藻的生物量明显下降，但是
穗花弧尾藻的生物量下降不明显，说明福寿螺偏好取食轮叶黑藻。福寿螺引入之前轮叶黑藻占优势，福寿
螺引入后轮叶黑藻明显下降，稳花狐尾藻的生物量超过轮叶黑藻，导致穗花狐尾藻会占优势。
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（3）由图可知，实验的自变量为大蒜素的浓度和处理时间，因变量为福寿螺的死亡率。据图分析，与蒸
馏水组（对照组）相比，大蒜素可有效杀死福寿螺，且大蒜素的浓度越大，福寿螺的死亡率越大。
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：
【答案】(1)抽血检测患者体内胰岛素含量
(2) 浆 自身免疫
(3)此时胰岛素分泌旺盛，但胰岛素和抗体结合后无法发挥降血糖作用
(4)实验思路：①将生理状况基本相同的牛分为甲、乙、丙三组，测定其血糖浓度；②给甲组注射适宜浓度
的天然胰岛素，乙组注射等量相同浓度的人工合成的胰岛素，丙组注射等量的生理盐水；③一段时间后，
测定三组牛的血糖浓度并进行比较
【分析】在血糖平衡的调节过程中，胰岛素具有促进细胞摄取、利用、储存和转化葡萄糖的作用，是人体
内唯一降低血糖的激素，胰高血糖素主要是促进血糖的来路，即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为葡萄
糖，提高血糖浓度；肾上腺素在血糖平衡的调节过程中，与胰高血糖素具有协同作用，能使血糖升高。
【详解】（1）根据糖尿病的两种类型的不同，可以通过抽血检测患者体内胰岛素的含量，如果胰岛素低
于正常值，则说明该糖尿病是由于缺乏胰岛素引起的；如果胰岛素的量正常或高于正常值，则说明该糖尿
病是由于靶细胞膜上的胰岛素受体受损引起的。
（2）由患者体内产生胰岛素抗体的信息可知患者可能是输入了外源胰岛素，在特定的情况下刺激机体的B
淋巴细胞增殖分化为浆细胞，浆细胞产生了能与胰岛素发生特异性结合的胰岛素抗体，进而导致了低血糖，
从免疫学的角度分析，IAS 属于自身免疫病。
（3）IAS 患者在饭后半小时由于消化吸收，所以体内血糖浓度上升，血糖浓度升高会直接刺激胰岛B 细胞
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分泌胰岛素，此时胰岛素分泌增加，患者体内的胰岛素抗体会与胰岛素发生特异性结合，无法发挥降血糖
作用，这样就会导致分泌的胰岛素无法起到降血糖的作用，因此IAS 患者的血糖浓度高于正常人。
（4）本实验的实验目的是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，实验自变量是胰岛
素种类，实验检测指标是血糖浓度，因此实验思路：①将生理状况基本相同的牛分为甲、乙、丙三组，测
定其血糖浓度；②给甲组注射适宜浓度的天然胰岛素，乙组注射等量相同浓度的人工合成的胰岛素，丙组
注射等量的生理盐水；③一段时间后，测定三组牛的血糖浓度并进行比较
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
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。
【答案】(1)正常（或普通、水肥条件正常，合理即可）
(2) AA 或Aa 基因型为Aa 的植株产生的部分含A 的花粉(卵细胞）1/2 不育或含A 花粉（卵细
胞）在可育花粉(卵细胞)中占1/3（假说合理，能解释2：1 的性状分离比即可)
(3)将多穗头小麦连续自交，直到不发生性状分离为止
(4) 实验方案：让品系A 和品系B 的纯合多穗头小麦杂交得到F1，F1 自交获得F2，观察并统计F2 的
性状（或比例) 实验结论：F2 中出现单穗头（F2 中单穗头占1/16，答案合理即可)
【分析】基因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自由组合是互不干扰的；
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）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，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
的种子种植到正常环境中，观察后代植株的性状。
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（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，小麦是雌雄同花自花授粉植物，多穗头
自交后代出现了单穗头，多穗头为显性，单穗头为隐性，则新植株中表型为多穗头小麦的基因型为AA 或
Aa。多穗头自交后代多穗头：单穗头=90:46=2:1，基因型为Aa 的植株产生的部分含A 的花粉(卵细胞）1/2
不育或含A 花粉（卵细胞）在可育花粉(卵细胞)中占1/3 时都可能出现如此性状分离比。
（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将多穗头小麦连续自交，直到
不发生性状分离为止。
（4）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，且多穗头为显性性状。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，若不位于一对同源染色体上，则遵循
基因的自由组合定律故实验方案为让品系A 和品系B 的纯合多穗头小麦杂交得到F1，F1 自交获得F2，观
察并统计F2 的性状（或比例)，若F2 中出现单穗头且比例为1/16，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。
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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 。
【答案】(1)信息
(2) 受体 m2 突变体低温处理并加入GR24 组存活率与只进行低温处理组存活率相近，说明突变体
m2 无法响应独脚金内酯信号 通过与受体结合，提高拟南芥植株耐低温能力
(3) 泛素、X 蛋白和W 蛋白同时加入后，泛素与W 结合后，分子量会增大，所以出现分子量较高的电
泳条带 该实验未证明W 蛋白结合泛素后会被降解。体内实验，表达X 蛋白后，检测发现细胞内W 蛋
白含量比对照组降低；或体外实验，加入蛋白酶体后，检测发现W 蛋白含量比对照组降低。
【分析】题表分析：据表中数据分析可知，野生型植株和突变体相比，野生型植株更耐低温；经低温处理
并加入GR24（独脚金内酯类似物）后，突变体m2 存活率几乎不变，野生型植株和突变体m1 植株存活率
提高，说明在野生型植株和突变体m1 植株中GR24（独脚金内酯类似物）能缓解低温的伤害。
【详解】（1）依题意，独脚金内酯是一种植物激素，因此独脚金内酯作为一种信息分子，调节植物体生
命活动。
（2）①据表中数据分析，突变体m2 在低温处理与低温处理并加入GR24（独脚金内酯类似物）后丙种实
验条件下，植株存活率相差无几，而野生型植株和突变体m1 在两种实验条件下存活率显著提高，因此说
明突变体m2 没有接受GR24（独脚金内酯类似物）的受体，没有接受到GR24（独脚金内酯类似物）传递
的信息。
②综上分析可知，独脚金内酯是一种植物激素，通过与受体结合起传递信息的作用，从而提高拟南芥植株
耐低温能力。
（3）①据图可知，与只加泛素和X 蛋白、只加泛素和W 蛋白的两组实验相比，同时加入泛素、X 蛋白和
W 蛋白的实验组，出现分子量较高的电泳条带，说明泛素、X 蛋白和W 蛋白同时加入后，泛素会与W 结
合，从而出现分子量较高的电泳条带，因此说明X 蛋白能诱导W 蛋白结合泛素。
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②依题意，该实验的推测是：X 蛋白能引起W 蛋白与泛素结合，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。图示实验只证明了W 蛋白能与泛素结合，未证明W 蛋白结合泛
素后会被降解。因此，可增设体内实验：诱导细胞表达X 蛋白后，检测细胞内W 蛋白含量，若发现细胞
内W 蛋白含量比对照组降低，则可证明推测；也可增设体外实验：加入蛋白酶体后，检测W 蛋白含量，
若发现W 蛋白含量比对照组降低，也可证明推测。
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
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
【答案】(1)白天和夜晚大山雀对群居蝗虫的捕食率相同
(2) 用放射性物质标记苯丙氨酸 （对群居蝗虫）再涂抹上苯乙腈，大山雀又对其捕食率下降
捕食群居蝗虫有中毒风险 调节种间关系（维持生态系统平衡与稳定）
【分析】1、种间关系：（1）捕食：一种生物以另一种生物为食。（2）竞争：两种或两种以上生物相互
争夺资源和空间等，使得一种数量增多，另一种生物大量减少或死亡。(3）互利共生：两种生物共同生活
在一起，相互依赖，彼此有利；发展到彼此不能离开而独立生存的程度。(4）寄生：一种生物寄居于另一
种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
2、信息传递是生态系统的功能之一，可分为物理信息、化学信息和行为信息，物理信息是指通过物理过
程传递的信息，化学信息是指通过化学物质来传递的信息，行为信息是指通过动物的动作行为来传递的信
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息。生态系统中信息传递的作用：（1）有利于正常生命活动的进行；(2）有利于生物种群的繁衍;(3）调节
生物的种间关系，以维持生态系统的平衡与稳定。
【详解】（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，如果猜
测成立，那么大山雀对蝗虫的捕食率白天大于晚上。最终否定了上述猜测。实验结果应为白天和夜晚大山
雀对群居蝗虫的捕食率相同。
（2）实验目的是探究苯乙腈是否是导致群居蝗虫难吃的原因，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，要追踪苯丙氨酸如何转化成氢氰酸，研究方法是用放射性物质标
记苯丙氨酸。
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，推测苯乙腈导致蝗虫难吃，
从而使大山雀对蝗虫的捕食率下降，实验四就需要在实验三的基础上的进一步实验为（对群居蝗虫）再涂
抹上苯乙腈，大山雀又对其捕食率下降。
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，对捕食者的提示是食群居
蝗虫有中毒风险。苯乙腈作为化学信号，在生态系统中的主要作用是调节种间关系（维持生态系统平衡与
稳定）。
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
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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
测指标即可）：
实验思路： 。
预期实验结果： 。
【答案】(1) 光照强度 CO2 的浓度
(2) 叶片自身的呼吸作用消耗一部分有机物 一部分有机物输出到其他部位
(3) 选择若干生长健壮的、长势一致的突变株系M 和野生型苹果植株，在相同且适宜的条件下种植一
定时间，检测两种类型植株的胞间CO2 浓度，并比较分析。 与野生型苹果相比较，突变株系M 苹果
的胞间CO2 浓度低，净光合速率高
【分析】分析题图呈现的信息可知：叶片1～15，接受的光照强度越来越强。叶片1～9 的光合速率逐渐增
大，说明限制第1～9 片叶光合速率的主要环境因素是光照强度；叶片11～15 的光合速率逐渐减小，说明
限制第11～15 片叶光合速率的主要环境因素是CO2 的浓度（光照较强，叶片的气孔关闭，导致CO2 吸收
减少）。
【详解】（1）由图可知，第5 片叶位于枝条的下端，光照强度不足，导致其光合速率较低。第15 片位于
枝条的上端，接受的光照较强，可能该叶片的气孔关闭导致CO2 吸收减少，进而导致叶光合速率较低。可
见，图中限制第5 片、第15 片叶光合速率的主要环境因素可能分别是光照强度和CO2 的浓度。
（2）叶肉细胞内光合作用制造的有机物，一部分用于自身呼吸消耗，一部分转移到不进行光合作用的部
位，其余积累在细胞内，因此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叶片
自身的呼吸作用消耗一部分有机物；②一部分有机物输出到其他部位。
（3）由题意可知，正常种植条件下，野生型苹果和突变株系M 的气孔开放程度基本相同，但突变株系M
具有较高的光合效率，究其原因可能是突变株系M 的叶绿体膜上超量表达的P 蛋白能促进CO2 的吸收，
为了设计实验来验证上述推测，其实验的自变量是苹果植株的类型不同；因变量是光合效率的高低，可以
通过检测胞间CO2 浓度来加以体现。可见，实验思路是：选择若干生长健壮的、长势一致的突变株系M
和野生型苹果植株，在相同且适宜的条件下种植一定时间，检测两种类型植株的胞间CO2 浓度，并比较分
析。因该实验是验证性实验，其结论是已知的，即突变株系M 的叶绿体膜上超量表达的P 蛋白能促进CO2
的吸收，所以预期的实验结果为：与野生型苹果相比较，突变株系M 苹果的胞间CO2 浓度低，净光合速
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率高。
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 。
【答案】(1) SIRPa 健康、发育良好的小鼠
(2) 诱导动物细胞融合 未融合 克隆化培养
(3) 加入抗SIRPα 单克隆抗体 实验组的吞噬指数显著高
【分析】1、单克隆抗体：由单个B 淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异
性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高，并可能大量制备的特点。
2、单克隆抗体制备流程：先给小鼠注射特定抗原使之发生免疫反应，之后从小鼠脾脏中获取已经免疫的B
淋巴细胞；诱导B 细胞和骨髓瘤细胞融合，利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞；进行抗体检测，筛选出能
产生特定抗体的杂交瘤细胞；进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养；最后从培养液或
小鼠腹水中获取单克隆抗体。
3、单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：（最广泛的用途）具有准确、高效、简易、快速的优点；②用
于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症，可制成“生物导弹”。
【详解】（1）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，抗SIRPα 单克隆抗体通过竞争性的与SIRPa 结合可以阻断CD47 对巨噬细胞吞噬功能的抑制；根据
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选用的骨髓瘤细胞来源选择免疫用鼠系，一般选择健康、发育良好的小鼠作为抗原免疫小鼠。
（2）聚乙二醇（PGE）或灭活的病毒可以诱导动物细胞融合；未融合的细胞不能合成核酸，所以会死亡；
对经过选择培养的杂交瘤细胞进行克隆化培养，即用培养基培养和注入小鼠腹腔中培养，可获得足够数量
的分泌抗SIRPα 单克隆抗体的细胞。
（3）实验组应在巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系中加入单克隆抗体，预期的结果为实验组的吞噬指数显著
高于对照组的。
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 。
(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： 。
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【答案】(1)组织液、血浆、组织液
(2) 血清素受体 大脑皮层 肠内菌群数量减少，血清素产生量减少，影响人体情绪
(3) 交感神经 产生足够的血清素传递给大脑
(4) 实验思路：先采用抗生素灌胃肠获得肠道无菌小鼠模型，再随机均分为甲、乙、丙三组，甲组小
鼠不作处理，乙组小鼠口服齿双歧杆菌，丙组小鼠用手术器材切断迷走神经后口服齿双歧杆菌。 预
期实验结果：乙组的5-羟色胺含量多于甲、丙。（对甲丙含量多少比较不做要求）
【分析】1、兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。
兴奋在神经元之间的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），
递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。
2、人体内的液体都叫体液，可以分成细胞内液和细胞外液，其中细胞外液是人体细胞直接生存的环境，
又叫内环境。内环境主要由血浆、组织液和淋巴液组成。内环境的作用是：细胞与外界环境进行物质交换
的媒介。
【详解】（1）血清素是与人的情绪相关的信号分子，肠道上皮细胞分泌血清素进入组织液，进过血浆运
输，通过组织液作用于进入脑部神经元，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
内环境是组织液、血浆、组织液。
（2）信息分子会与受体特异性结合，血清素与脑部神经元上的血清素受体结合，钠离子大量内流，引起
大脑皮层部位产生愉悦感。肠道微生物的代谢产物会促进肠道上皮细胞分泌血清素，长期服用抗生素肠内
菌群数量减少，血清素产生量减少，影响人体情绪。
（3）人长期处于精神紧张状态时，交感神经兴奋使肠道蠕动减慢，肠道不能产生足够的血清素传递给大
脑使人降低了愉悦感，进而加剧焦虑。
（4）本实验的目的是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，因此实验的自变量为
是否利用齿双歧杆菌处理小鼠以及是否切断迷走神经，因此实验思路：取健康、发育状况相同的小鼠若干
只，先采用抗生素灌胃肠获得肠道无菌小鼠模型，再随机均分为甲、乙、丙三组，甲组小鼠不作处理，乙
组小鼠口服齿双歧杆菌，丙组小鼠用手术器材切断迷走神经后口服齿双歧杆菌。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：乙组的5-羟色胺含量多于甲、丙。（对甲丙含量多少比较不做要求）
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。
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(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
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： 。
【答案】(1)交感神经
(2) 不属于 醛固酮分泌增加，促进了Na+的重吸收，使血浆渗透压升高，导致水的重吸收增多，
血容量增加
(3) 血管紧张素Ⅱ不能与受体结合，减少醛固酮分泌、使血管舒张，进而降低血压 取一组健康大
鼠和三组模型大鼠，健康大鼠组和一组模型鼠饲喂生理盐水，其余两组模型鼠分别饲喂适量钩藤碱和氯沙
坦溶液，饲喂18 小时内多次间隔相同时间测量并比较各组大鼠血压
【分析】由图分析可知，血压的调节方式为神经-体液调节。醛固酮具有促进肾小管、集合管细胞对钠离子
的重吸收作用。
【详解】（1）图中的X 神经的作用效果会导致血压升高，故X 神经是交感神经。
（2）肾素是肾小球旁器细胞释放的一种蛋白水解酶，肾素不属于动物激素。由图分析可知，醛固酮分泌
量增加，促进了Na+的重吸收，使血浆渗透压升高，导致水的重吸收增多，从而使血容量增加。
（3）药物氯沙坦是一种血管紧张素Ⅱ受体抗剂，服用氯沙坦后，血管紧张素Ⅱ不能与受体结合，减少醛
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固酮分泌、使血管舒张，进而降低血压。由“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”可知，实验自变量为降血压药物的种类，因变量为降压效果，为了验证上述结论，实验设计思
路如下：取一组健康大鼠和三组模型大鼠，健康大鼠组和一组模型鼠饲喂生理盐水，其余两组模型鼠分别
饲喂适量钩藤碱和氯沙坦溶液，饲喂18 小时内多次间隔相同时间测量并比较各组大鼠血压。
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 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 吸收、传递和转化光能（吸收光能，用于光合作用）
(2)当枝叶遮挡超过一定程度后，单位叶面积光照强度减弱，植物光合作用强度下降，此时果树呼吸作用强
度还在增大，使净光合作用强度下降，导致果实中糖分积累减少
(3) 贮藏时间、臭氧浓度 臭氧处理可以抑制乙烯释放；在实验范围内，随臭氧浓度升高，臭氧的
抑制作用增强 臭氧处理降低了乙烯的释放速率，呼吸作用强度减弱，还原糖的消耗量减少
【分析】1、光合色素分布在类囊体薄膜上。
2、由图分析可知，横坐标是时间，图中不同曲线代表不同的臭氧浓度，故实验自变量为时间和臭氧浓度。
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【详解】（1）果皮细胞叶绿体中的叶绿素和类胡萝卜素存在于类囊体薄膜。这些色素具有吸收、传递和
转化光能（吸收光能，用于光合作用）的作用。
（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，部分叶片无法接受光照，
只进行呼吸作用而不进行光合作用，导致净光合速率下降。苹果产量较往年下降，苹果产量下降的原因是
当枝叶遮挡超过一定程度后，单位叶面积光照强度减弱，植物光合作用强度下降，此时果树呼吸作用强度
还在增大，使净光合作用强度下降，导致果实中糖分积累减少。
（3）①由图分析可知：横坐标是时间，不同曲线代表不同臭氧浓度，本实验的自变量是贮藏时间、臭氧
浓度。
②根据图1 结果，可得出的结论是臭氧处理可以抑制乙烯释放；在实验范围内，随臭氧浓度升高，臭氧的
抑制作用增强。
③10 天后，实验组还原糖含量均高于对照组，可能的原因是臭氧处理降低了乙烯的释放速率，呼吸作用强
度减弱，还原糖的消耗量减少。
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、
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 。
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(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 。
【答案】(1) 胞吞 监控和清除 分化 特异性
(2)二
(3) 上清液 DC 细胞可以增强（促进）区细胞对肿瘤的杀伤作用
(4)NK 细胞裂解肿瘤细胞，释放出的抗原能促进巨噬细胞活化为DC 细胞；缺乏NK 细胞时，DC 细胞数量
减少，无法将抗原呈递给T 细胞，导致效应T 细胞（细胞毒性T 细胞）数量减少
【分析】分析题干与题图可知，实验目的为探究DC 细胞与NK 细胞杀伤肿瘤细胞过程中的关系，自变量
为肿瘤细胞的种类和不同处理的NK 细胞，因变量为细胞裂解的比例。
【详解】（1）DC 细胞将外来抗原摄入细胞内的方式为胞吞；免疫调节对付体内的异常细胞，体现了免疫
系统的监控和清除功能；由题意可知，在受到抗原或特定信号刺激时，部分巨噬细胞可分化为DC 细胞，
将抗原呈递给T 细胞，从而激活机体的特异性免疫功能。
（2）由题意可知，NK 细胞杀伤肿瘤细胞的能力是天然的，无需特定抗原预先加以致敏，为非特异性免疫，
归于免疫系统第二道防线。
（3）①由题意可知，用51Cr 标记肿瘤细胞，在与NK 细胞共同培养时，NK 细胞会裂解肿瘤细胞，从而使
51Cr 进入到培养液，在离心后分布在上清液中。②由题图可知，添加了DC 细胞的NK 细胞对肿瘤细胞杀
伤作用更强，说明DC 细胞可以增强（促进）区细胞对肿瘤的杀伤作用。
（4）由（1）~（3）的信息可知，NK 细胞裂解肿瘤细胞，释放出的抗原能促进巨噬细胞分化为DC 细胞，
缺乏NK 细胞时，DC 细胞数量减少，无法将抗原呈递给T 细胞，导致效应T 细胞（细胞毒性T 细胞）数
量减少。
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：
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(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： 。
【答案】(1) 下丘脑 拮抗 激素c 随血液运输到全身各处 肝糖原分解 脂肪等非糖
物质转化 激素与受体结合并起作用后就被灭活了
(2) 分级 只有结构E（甲状腺）细胞膜表面有激素e（促甲状腺激素）的受体
(3)低温下检测健康小鼠血液中甲状腺激素含量；而后剪断支配甲状腺的交感神经，在低温下再次检测健康
小鼠血液中甲状腺激素含量，比较前后两次检测的甲状腺激素含量的变化情况
【分析】下丘脑是内分泌活动的枢纽，下丘脑具有体温调节中枢、血糖平衡调节中枢、渗透压调节中枢等。
图中A 是下丘脑。甲状腺激素的分泌受下丘脑和垂体的分级调节，图中D 是垂体，E 是甲状腺，B 是胰岛，
C 是肾上腺。碘是合成甲状腺激素的原料。肾上腺（髓质）分泌的肾上腺素具有促进细胞代谢增强，产热
增加、促进肝糖原分解成葡萄糖，使血糖升高的作用。
【详解】（1）下丘脑具有体温调节中枢、血糖平衡调节中枢、渗透压调节中枢等，分析题图可知，A 是下
丘脑；胰岛素是唯一能降血糖的激素，所以激素a 是胰岛素。激素b 是胰高血糖素，可以使血糖浓度升高，
激素c 是肾上腺素，可以使血糖浓度升高，故激素c 与激素a 具有拮抗作用；由于激素c 随血液运输到全身
各处，因此可通过抽血检测激素c 含量；空腹时，不能从食物中吸收葡萄糖，故此时该病人体内血糖的主
要来源是肝糖原的分解和非糖物质转化。由于激素与受体结合并起作用后就被灭活了，为了维持体内激素
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含量的相对稳定，因此需要机体源源不断的产生激素a、b、c 来调节血糖。
（2）结构A（下丘脑）通过结构D（垂体）调节结构E（甲状腺）的激素分泌，三者之间属于分级调节。
D 垂体分泌的激素e（促甲状腺激素）只能作用于其唯一的靶器官E 甲状腺，是因为只有甲状腺细胞膜表
面有促甲状腺激素的受体。
（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，则自变量应为是否存在交感神经支
配，因变量为甲状腺激素的分泌，故实验思路为：低温下检测健康小鼠血液中甲状腺激素含量；而后剪断
支配甲状腺的交感神经，在低温下再次检测健康小鼠血液中甲状腺激素含量，比较前后两次检测的甲状腺
激素含量的变化情况。
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。
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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： 。
【答案】(1)下降
(2)摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累（必须提到叶肉细胞中有机物积累），从而抑制光合作
用的进行（或光合作用速率下降），导致CO2 的固定速率下降
(3)红光和乙烯利共同作用的效果大于两者单独使用的效果。（或红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量上
具有协同作用）
(4) 促进乙烯的合成 乙烯合成缺陷型 红光处理 红光处理后，甲组类胡萝卜素相对含量
提高，乙组类胡萝卜素相对含量几乎不变。（或甲组类胡萝卜素相对含量的增加幅度高于乙组）
【分析】光合色素的种类：包括叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素占色素总量的3/4，包括叶绿素a
（蓝绿色）和叶绿素b （黄绿色），主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素占色素总量的1/4，包括胡萝卜
素（橙黄色）和叶黄素（黄色），主要吸收蓝紫光。
【详解】（1）光合色素包含叶绿素和类胡萝卜素两类。其中叶绿素占色素总量的3/4，包括叶绿素a （蓝
绿色）和叶绿素b （黄绿色）；类胡萝卜素占色素总量的1/4，包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄
色），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
下降造成的。
（2）摘除果实使叶肉细胞中有机物的输出减少而积累，从而抑制光合作用的进行（或光合作用速率下
降），导致CO2 的固定速率下降，因此采摘一定比例的果实后各组叶片CO2 固定的速率下降。
（3）红光和乙烯利共同作用类胡萝卜素的相对含量大于红光、乙烯利单独使用的类胡萝卜素的相对含量，
这说明红光和乙烯利共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即红光和乙烯利在提高类胡萝卜素的含量
上具有协同作用。
（4）由（3）可知，红光和乙烯利共同作用的效果大于两者单独使用的效果，即可以提出假说，红光促进
乙烯的合成，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达。为验证该假设，该实验的自变量为柑橘类型，因
变量为类胡萝卜素相对含量，其他为无关变量，应保持相同且适宜。甲为对照组，柑橘类型为野生型，乙
为实验组，柑橘类型为乙烯合成缺陷型，甲乙都用红光处理，观察处理前后类胡萝卜素相对含量。如果假
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说2 成立，即红光促进乙烯的合成，进而促进类胡萝卜素合成相关基因的表达，则红光处理后，甲组类胡
萝卜素相对含量提高，乙组类胡萝卜素相对含量几乎不变。
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
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： 。
【答案】(1) 黄绿色 蓝紫光和红光
(2) 不同的温度 光合色素的含量、酶的数量和活性
(3) 25℃ 不能
(4)实验思路为：测定密闭装置内的初始CO2 浓度和在光照条件下培养1 小时后的CO2 浓度；测定的CO2
含量变化即为净光合速率，同时设置另外一组实验，其余条件均相同，但是做遮光处理，测定初始CO2 浓
度和在光照遮光条件下培养1 小时后的CO2 浓度；测定的CO2 含量变化即为呼吸速率，二者之为即为
CO2 的消耗速率。
【分析】影响光合作用的因素：
1、光照强度：光照会影响光反应，从而影响光合作用，因此，当光照强度低于光饱和点时，光合速率随
光照强度的增加而增加，但达到光饱和点后，光合作用不再随光照强度增加而增加。
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2、CO2 浓度：CO2 是光合作用暗反应的原料，在一定范围内当CO2 浓度增加时，光合速率会随CO2 浓度
的增高而增高。
3、温度：温度对光合作用的影响主要是影响酶的活性。
【详解】（1）随层析液在滤纸上扩散速度最慢的色素是叶绿素b，呈现的颜色是黄绿色，该色素主要吸收
的光是蓝紫光和红光。
（2）科研人员研究了温度变化对番茄进行呼吸作用时CO2 产生量和进行光合作用时CO2 消耗量的影响，
所以本实验的自变量是不同的温度，影响光合作用的内因主要有光合色素的含量，以及与光合作用有关的
酶的数量和活性。
（3）温室栽培该种蔬菜时温度最好控制在25℃，此时光合作用的消耗量-呼吸用的产生量的值最大，即净
光合速率最高，有机物的积累量最高，同理35℃下，净光合速率为0，番茄不能生长。
（4）CO2 的消耗速率及总光合速率，所以需要测定净光合速率，以及呼吸速率，二者之和即为CO2 的消
耗速率，故实验思路为:测定密闭装置内的初始CO2 浓度和在光照条件下培养1 小时后的CO2 浓度;测定的
CO2 含量变化即为净光合速率，同时设置另外一组实验，其余条件均相同，但是做遮光处理，测定初始
CO2 浓度和在光照遮光条件下培养1 小时后的CO2 浓度;测定的CO2 含量变化即为呼吸速率，二者之为即
为CO2 的消耗速率。
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，
如图所示。（注：CK 组不添加外源硒和茉莉酸）
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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。 。
【答案】(1) 维持生物正常生命活动 （小白菜根）细胞膜上具有更多的硒转运蛋白
(2) T2 T2 组加入JA 后，CAT 活性上升的幅度高于T1 组 自由基（H2O2） ATP、
NADPH 还原 探究茉莉酸发挥效果的最适浓度
【分析】大多数无机盐以离子的形式存在，有些无机盐是某些复杂化合物的组成成分，如镁是叶绿素的组
成成分，铁是血红蛋白的组成成分，许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，有的无
机盐对于维持酸碱平衡和渗透压具有重要作用。
【详解】（1）缺硒会导致人体重要脏器功能紊乱，体现了无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作
用。无机盐离子进入细胞的方式为主动运输,需要载体蛋白和消耗能量，小白菜具有更强的富集硒的能力，
从细胞结构角度分析，可能是因为小白菜根细胞膜上具有更多的硒转运蛋白，使得小白菜富集能力强。
（2）①由图推测，T2 组加入JA 后，CAT 活性上升的幅度高于T1 组，说明100μmol/L 茉莉酸更能提高T2
组Se 胁迫下CAT 的活性。
②过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解成氧和水，通过提高过氧化氢酶活力，清除过氧化氢，保护细胞内各
种执行正常功能的生物分子；水在光反应阶段分解释放氧气,同时生成ATP 和NADPH，通过提高电子传递
效率，使光反应产生的ATP 和NADPH 增多，从而提高暗反应中C3 的还原速率，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，还需
要确定茉莉酸的最适浓度，使得小白菜硒积累能力及产量达到最高，即探究茉莉酸发挥效果的最适浓度。
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