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专题六 实验设计能力培养及答题技巧
【题型01 实验设计类 】
【题型01-1 细胞代谢 】
【题型01-2 遗传 】
【题型01-3 稳态与调节 】
一、熟核心 知体系
实验设计类是高考中要求能力比较高的一类题目，难度较大，学生的得分率
也不高，但是这类题目是有模板可依，是有方法可循的。
第一，明确实验目的，确认实验类型。
准确分析实验目的，确认是探究性实验还是验证性实验。
第二，分析实验“三量”，支起实验框架。
从分析实验的“三量”入手，明确实验的自变量如何控制，因变量如何检测，
找到相应的无关变量保持相同且适宜。
第三，根据已知理论，找准实验原理，完善实验步骤，得出实验结果与分析。
具体内容如下：
（一）、正确写出实验目的
实验目的——要探究或验证的某一事实或者做了该实验后,要解决什么问题。
(1)实验目的的书写与表达:实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变
量)和作用于对象的因素(自变量),格式为“探究(验证)×××(自变量)对
×××(因变量)的影响”或“探究(验证)×××(自变量)与×××(因变量)的关
系”等。
(2)实验目的的确认方法
①根据题目信息,直接写出实验目的。
1
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②根据实验装置或实验现象,推断实验目的。
③根据实验步骤反推实验目的。
（二）、分析实验“三量”
变量
定义及表示
自变量(实验变
量)
研究者主动操纵实验所探究的条件和因子,是
作用于实验对象的刺激变量;坐标轴中横轴标识一
般为自变量
因变量(反应变
量)
随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,
应具有可测性和客观性;坐标轴中纵轴标识一般为
因变量
无关变量(干扰
变量、控制变量)
与研究目标无关,但却影响研究结果的变量;实
验时一般需控制无关变量相同且适宜
（三）、准确写出实验原理
实验原理就是进行实验的理论依据,包括选择实验材料的依据、作出实验假设
的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。
(1)实验原理一般由三部分组成:自变量和因变量的关系+因变量的观测指标
+实验过程描述。
(2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考。有些题目要求
对实验结果进行分析,考查的是实验原理,所以对实验结果进行分析时合理套用实
验原理即可。
（四）、完整写出实验思路与实验步骤
(1)应牢记实验步骤的“四部曲”,即取材(共性处理)→处理(变量处理)→(培
养)观察记录→预测结果(得出结论)。有时有实验材料的预处理。
(2)实验设计中应使用恰当的语言表述。
（五）、实验结果与结论的预测与分析
(1)探究性实验结果的预测对应假设,常需分类讨论。实验结论要根据可能的
实验结果进行分析,相应的结果与结论有多种情况。
(2)验证性实验的结果与相应结论只需考虑一种情况。一般只有一个结果和一
个相应的结论,且结论就在题目中,如“验证……”“证明……”等。若实验结论
对应实验目的,则应得出肯定结论。
二、知真题 明考向
【题型01-1 细胞代谢 】
1.（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，
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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）。
2.（2023·全国·统考高考真题）某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该
叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器
分离，可以采用的方法是 （答出1 种即可）。叶绿体中光合色素分布 上，其中
类胡萝卜素主要吸收 （填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能
产生糖，原因是 。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简
要写出实验思路和预期结果。
【题型01-2 遗传 】
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1.（2023·河北·统考高考真题）某家禽等位基因M/m 控制黑色素的合成（MM 与Mm 的效
应相同），并与等位基因T/t 共同控制喙色，与等位基因R/r 共同控制羽色。研究者利用纯
合品系P1（黑喙黑羽）、P2（黑喙白羽）和P3（黄喙白羽）进行相关杂交实验，并统计F1
和F2的部分性状，结果见表。
实验
亲本
F1
F2
1
P1×P3
黑喙
9/16 黑喙，3/16 花喙（黑黄相间），4/16 黄
喙
2
P2×P3
灰羽
3/16 黑羽，6/16 灰羽，7/16 白羽
回答下列问题：
(1)由实验1 可判断该家禽喙色的遗传遵循 定律，F2的花喙个体中纯合体占比为 。
(2)为探究M/m 基因的分子作用机制，研究者对P1和P3的M/m 基因位点进行PCR 扩增后电
泳检测，并对其调控的下游基因表达量进行测定，结果见图1 和图2。由此推测M 基因发
生了碱基的 而突变为m，导致其调控的下游基因表达量 ，最终使黑色素无法合成。
(3)实验2 中F1灰羽个体的基因型为 ，F2中白羽个体的基因型有 种。若F2的黑羽个体
间随机交配，所得后代中白羽个体占比为 ，黄喙黑羽个体占比为 。
(4)利用现有的实验材料设计调查方案，判断基因T/t 和R/r 在染色体上的位置关系（不考虑
染色体交换）。
调查方案： 。
结果分析：若 （写出表型和比例），则T/t 和R/r 位于同一对染色体上；否则，T/t 和
R/r 位于两对染色体上。
2.（2023·辽宁·统考高考真题）萝卜是雌雄同花植物，其贮藏根（萝卜）红色、紫色和白色
由一对等位基因W、w 控制，长形、椭圆形和圆形由另一对等位基因R、r 控制。一株表型
为紫色椭圆形萝卜的植株自交，F₁ 的表型及其比例如下表所示。回答下列问题：
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F1表型
红色
长形
红色
椭圆形
红色
圆形
紫
色
长
形
紫色
椭圆形
紫色
圆形
白色
长形
白色
椭圆形
白色
圆形
比例
1
2
1
2
4
2
1
2
1
注：假设不同基因型植株个体及配子的存活率相同
(1)控制萝卜颜色和形状的两对基因的遗传 （填“遵循”或“不遵循”）孟德尔第二
定律。
(2)为验证上述结论，以F1为实验材料，设计实验进行验证：
①选择萝卜表型为 和红色长形的植株作亲本进行杂交实验。
②若子代表型及其比例为 ，则上述结论得到验证。
(3)表中F1植株纯合子所占比例是 ；若表中F1随机传粉，F2植株中表型为紫色椭圆形
萝卜的植株所占比例是 。
(4)食品工艺加工需大量使用紫色萝卜，为满足其需要，可在短时间内大量培育紫色萝卜种
苗的技术是 。
3.（2023·海南·高考真题）家鸡（2n=78）的性别决定方式为ZW 型。慢羽和快羽是家鸡的
一对相对性状，且慢羽（D）对快羽（d）为显性。正常情况下，快羽公鸡与慢羽母鸡杂交，
子一代的公鸡均为慢羽，母鸡均为快羽；子二代的公鸡和母鸡中，慢羽与快羽的比例均为
1 1∶．回答下列问题。
(1)正常情况下，公鸡体细胞中含有 个染色体组，精子中含有 条W 染色体。
(2)等位基因D/d 位于 染色体上，判断依据是 。
(3)子二代随机交配得到的子三代中，慢羽公鸡所占的比例是 。
(4)家鸡羽毛的有色（A）对白色（a）为显性，这对等位基因位于常染色体上。正常情况下，
1 只有色快羽公鸡和若干只白色慢羽母鸡杂交，产生的子一代公鸡存在 种表型。
(5)母鸡具有发育正常的卵巢和退化的精巢，产蛋后由于某种原因导致卵巢退化，精巢重新
发育，出现公鸡性征并且产生正常精子。某鸡群中有1 只白色慢羽公鸡和若干只杂合有色
快羽母鸡，设计杂交实验探究这只白色慢羽公鸡的基因型。简要写出实验思路、预期结果
及结论（已知WW 基因型致死）。
【题型01-3 稳态与调节 】
1.（2023·江苏·统考高考真题）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
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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： 。
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(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
。
2．（2022·福建·统考高考真题）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。
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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。
3.（2023·北京·统考高考真题）细胞膜的选择透过性与细胞膜的静息电位密切相关。科学家
以哺乳动物骨骼肌细胞为材料，研究了静息电位形成的机制。
(1)骨骼肌细胞膜的主要成分是 ，膜的基本支架是 。
(2)假设初始状态下，膜两侧正负电荷均相等，且膜内K+浓度高于膜外。在静息电位形成过
程中，当膜仅对K+具有通透性时，K+顺浓度梯度向膜外流动，膜外正电荷和膜内负电荷数
量逐步增加，对K+进一步外流起阻碍作用，最终K+跨膜流动达到平衡，形成稳定的跨膜静
电场，此时膜两侧的电位表现是 。K+静电场强度只能通过公式“K+静电场强度
（mV）
”计算得出。
(3)骨骼肌细胞处于静息状态时，实验测得膜的静息电位为-90mV，膜内、外K+浓度依次为
155mmoL/L 和4mmoL/L（
），此时没有K+跨膜净流动。
①静息状态下，K+静电场强度为 mV，与静息电位实测值接近，推测K+外流形
成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
②为证明①中的推测，研究者梯度增加细胞外K+浓度并测量静息电位。如果所测静息电位
的值 ，则可验证此假设。
4．（2023·湖北·统考高考真题）乙烯（C2H4）是一种植物激素，对植物的生长发育起重要
作用。为研究乙烯作用机制，进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2 小时后，发现该植物基因组中有2689 个基因的表达水平升
高，2374 个基因的表达水平下降。
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【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲，失去了对乙烯作用的响应（乙烯不敏感型）。
将该突变体与野生型植株杂交，F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中，乙烯
不敏感型与敏感型的植株比例为9：7．
【实验三】科学家发现基因A 与植物对乙烯的响应有关，该基因编码一种膜蛋白，推测该
蛋白能与乙烯结合。为验证该推测，研究者先构建含基因A 的表达载体，将其转入到酵母
菌中，筛选出成功表达蛋白A 的酵母菌，用放射性同位素
14C 标记乙烯（
14C2H4），再分为
对照组和实验组进行实验，其中实验组是用不同浓度的
14C2H4与表达有蛋白A 的酵母菌混
合6 小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合
14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题：
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的 （填“DNA”或
“mRNA”）含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9：7 的原因是 。
(3)实验三的对照组为：用不同浓度的
14C2H4与 混合6 小时，通过离心分离酵母菌，
再检测酵母菌结合
14C2H4的量。
(4)实验三中随着
14C2H4相对浓度升高，实验组曲线上升趋势变缓的原因是 。
(5)实验三的结论是 。
三、专题专练 能力提升
【题型01-1 细胞代谢 】
1. 光抑制是指当植物吸收的光能超过其所需而导致光合速率下降的现象。光合复合体Ⅱ是
光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所，D1 是其核心蛋白。在光能过剩时活性氧
（ROS）的大量积累可直接破坏D1 蛋白且抑制其合成，被破坏的D1 降解后，空出相应的
位置，新合成的D1 占据相应位置，光系统Ⅱ得以修复。为探究高温胁迫对植物光合速率的
影响机理，研究者进行了如下实验：
实验一：以野生型番茄植株为实验材料进行探究，在实验第3 天时测定相关实验数据，如
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表所示（R 酶参与碳反应）
组
别
温度
气孔导度
（mol·m²·s¹）
O₂ 释放速率
（μmol·m²·s¹）
胞间CO₂ 浓度
（μmol·mol-¹）
R 酶活性
（U·ml-¹）
甲
25℃
99．2
11．8
282
172
乙
40℃
30．8
1．1
403
51
(1)光合复合体Ⅱ位于叶绿体的 ，该复合体由蛋白质、电子传递体和 组成，其吸
收的能量用于光反应阶段。
(2)叶肉细胞吸收的CO₂，在 被固定形成三碳酸，接受 释放的能量，经过一系列
的反应转化为糖类，并进一步合成淀粉。
(3)由表中数据可知，CO₂ 浓度 （是/不是）限制乙组番茄植株光合速率的重要因素，
理由是 。
(4)高温胁迫下番茄植株光反应速率减慢，分析其原因可能是：
①
②
实验二：已知叶绿素酶（CLH）能促进被破坏的D1 降解。研究者以野生型番茄植株和CLH
基因缺失的突变体植株为实验材料进行相关实验，测得实验结果如下图曲线所示（注：第
1 天之前为25℃，第1~3 天为40℃，第4~5 天为25℃）。
(5)结合实验二曲线图，从D1 蛋白的角度分析，突变型植株光合速率较低的原因是 。
(6)研究者补充设计以 的突变型番茄植株为实验材料重复实验二，实验结果为上述结
论提供支持证据。
2． 炎热的夏天中午，某些植物(如植物A)有午休的现象。这类植物白天大部分时间净光合
速率和光照强度与温度呈正相关，但在中午光强和温度最高的时间段，净光合速率会出现
一个低谷。回答下列问题：
(1)有些植物的午休现象，是由于中午气孔开度下降，导致胞间二氧化碳浓度降低抑制了净
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光合作用，且抑制作用大于较高的温度和 对净光合带来的促进作用。这种午休的
原因叫“气孔因素限制”。
(2)有些植物中午气孔开度并没有下降但是因为其它因素导致午体现象，这种午休的原因统
称“非气孔因素限制”。比如，可能由于温度较高，导致 大于光合速率增加量。
(3)请设计实验验证：植物甲的午休是气孔因素限制的，并且导致中午气孔开度下降的原因
是高温而非强光照。
实验步骤：
①取生理状况相同的植物A 若干，平均分成甲、乙、丙三组。
②甲组在正常的温度和光照强度下培养，乙组在 下培养，丙组在 下培养。
其它培养条件相同且适宜。
③一段时间后分别检测每组植物的气孔开度和净光合速率。
预期结果： 。
3． 图1 为某种拟南芥的气孔保卫细胞细胞膜中存在的一种特殊的K+载体蛋白（BLINK1）
它可调控气孔快速开启与关闭。保卫细胞的内外壁厚度不一样，当植物体内水分较多，保
卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁就会伸长，细胞向外弯曲，于是气孔就张开；当植物体内
水分较少，保卫细胞失水时，较厚的内壁被拉直，气孔就关闭了。图2 为某同学绘制的物
质跨膜运输相关的一个不完整的模型，回答下列问题：
(1)图1 中保卫细胞吸收K+的方式为 。结合图示分析BLINK1 调控气孔快速开启的原因
可能是 。
(2)若图2 中X 轴表示保卫细胞外K+浓度，Y 轴表示保卫细胞对K+的吸收速率，则限制B 点
以后K+的吸收速率的因素可能是 。（写一点即可）随着保卫细胞对K+的吸收越来越多，
保卫细胞吸水的速率将 。
(3)图3 中X 轴表示拟南芥根细胞外氧气的浓度，Y 轴表示拟南芥根细胞吸收氧气的速率，
请在图3 中画出拟南芥根细胞吸收氧气的速率随细胞外氧气浓度变化的曲线 。
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(4)现想确定拟南芥幼苗根细胞对某物质的吸收方式是主动运输，还是协助扩散，请从设计
实验进行探究，写出实验思路 。
4． NO3
-和NH4
+是植物利用的主要无机氮源，为探究2 种氮形态对水稻光合特性的影响，
研究人员将长势相同的幼苗移植到3 组不同氮处理的营养液中培养21 天，测定相关数据如
表所示。
组别
A（NH4
+）
B（NO3
-）
C（NH4
++ NO3
-）
平均干量（mg/株）
110
60
130
根冠比
0．26
0．32
0．31
氮含量（μg/mg）
0．03
0．025
0．029
叶绿素含量（mg/g）
2．9
1
2．8
净光合速率
（μmolCO2/（m2·s））
2．5
0．5
3
气孔导度（mol/（m2·s））
0．07
0．02
0．09
胞间CO2浓度（μmol/mol）
320
350
300
注：各组总氮量相同；根冠比反映植物地下部分（根系）与地上部分（茎、叶等）生物量
的相对比例。
(1)干重的测定：取整株，清洗、 并不断称重，直至恒重。据表可知：A 组每株平均氮
含量为 μg；叶绿素含量的测定：取叶片剪碎后用丙酮与乙醇混合液在 （“光亮
处”或“暗处”）提取，直至叶片完全褪色，取上清液在特定波长下测定吸光值，计算叶
绿素含量；本实验以单位时间单位叶面积 作为净光合速率的检测指标。
(2)据表分析， （填氮形态）对根系有诱导作用，可促进侧根发生，提高根冠比。在相
同施氮量的前提下，B 组氮含量低影响了叶绿素及光反应产物 的合成，后者直接影响
碳反应中 过程，因而净光合速率明显小于A、C 组。综上分析，B 组根冠比更高的原因
是 。
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(3)C 组胞间CO2浓度最低，最可能的原因是 。不合理施用氮肥会造成生产成本增加和
产量损失，还会带来水体 等环境污染问题。
5． 探究昼夜温差对番茄幼苗光合速率的影响。进行实验时，昼夜的平均温度控制一致。
上午10 点从总叶绿素含量、气孔开度、胞间CO2浓度和幼苗释放氧气速率等方面测定指标，
各项实验结果见下图。请回答下列问题。
(1)欲测定总叶绿素含量，可用 试剂对其进行提取。上述实验过程中测得的氧气释放
速率与叶绿体产生氧气速率的数量关系是 。
(2)在夏季晴朗白天的中午，大田种植的番茄常常在上午10 点-12 点左右出现光合速率短暂
下降的现象。从上述实验测定指标的角度，分析该现象出现的原因： 。
(3)据图数据分析，与昼夜温差0（20
/20
℃
℃）组相比，6（23
/17
℃
℃）组和12（26
/
℃
4℃）组的总叶绿素含量增加， 增加，导致气孔内外CO2交换增强，但胞间CO2浓度
不升反降，请解析原因： 。
(4)以番茄作为实验材料，分别进行两种不同实验处理，甲组提供大气CO2浓度，乙组先在
CO2浓度倍增的环境中培养60d，测定前一周恢复为大气CO2浓度。整个生长过程保证充足
的水分供应，选择晴天上午测定各组的光合作用速率。测定的实验结果是乙组的光合作用
速率比甲组低。请写出导致该结果出现的可能因素是 。
6． 水分和氮肥是农业生产中的核心要素，合理施肥利用水氮互作效应既能提高农作物产
量又能减少氮肥的浪费。利用不同水分和氮肥条件处理燕麦，试验处理后第8 天开始每天
相同时间测量燕麦叶片的相应数据，连续测量60 天并计算平均值如下图。气孔导度表示的
是气孔张开的程度，水分利用率指农田蒸散消耗单位重量水所制造的干物质量。请回答下
列问题：
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(1)水分和氮肥通过影响光合作用的 （填“光反应”、“暗反应”或“光反
应和暗反应”）过程来影响光合作用速率。除此以外，影响光合作用速率的环境因素还有
等。（写出两项即可）
(2)高氮处理条件下，与充分灌溉相比，中度水分胁迫燕麦平均净光合速率基本不变，据图
分析可能的原因是： 。
(3)按照本实验的研究结果，选用 的水肥条件，最有利于提高燕麦叶片的净
光合速率。
(4)苜蓿（豆科植物）-小麦轮作能够显著提高小麦的光合作用速率，减少小麦种植时对化学
氮肥的依赖。农业生产中，可采用同时增水和施氮肥显著提高苜蓿-小麦轮作中小麦的光合
作用速率，请设计实验验证以上结论，简要写出实验思路。（其他实验条件适宜，光合作
用速率测量方法不做要求） 。
7． 某科研团队设计实验探究干旱预处理后高温对冬小麦光合作用的影响，结果如下表。
回答下列问题：
实验处理
净光合速率/（μmol·m-2·s-1）
气孔导
度
相对叶绿素含量/（mg·g-1）
正常
18.42
0.53
2.07
高温
10.06
0.20
0.37
干旱后高
温
16.53
0.42
1.98
(1)小麦体内能吸收红光的色素有 。据表分析，高温使叶片中叶绿素作相对含量下降，
导致光反应产生的 减少，直接影响暗反应，最终影响（CH2O）的生成量，同时，
增强，进而导致小麦的净光合速率下降。
(2)与高温组相比，干旱后高温处理组的小麦净光合速率较高，据表分析，可能的调节机制
是 。
(3)研究者认为，与其他两组相比，高温处理组处理叶绿素含量显著减少、净光合速率下降
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的原因之一是高温导致类囊体断裂甚至解体。请设计一个最简单观察实验进行证明（写出
实验思路即可）： 。
【题型01-2 遗传 】
1． DNA 分子的研究过程中，常用
32P 来标记DNA 分子。用α、β 和γ 表示dATP（d 表示脱
氧）上三个磷酸基团所处的位置（dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题：
(1)若用带有
32P 标记的dATP 作为DNA 生物合成的原料，将
32P 标记到新合成的DNA 分子上，
则带有
32P 的磷酸基团应在dATP 的 （填“α”、“β”或“γ”）位上。
(2)若将T2 噬菌体DNA 分子的两条链都用
32P 进行标记，请简要叙述操作步骤：
。
(3)科研人员研发了一种新的抗肿瘤药物X，为探究药物X 能否抑制肿瘤细胞内DNA 分子的
复制，科研人员将小鼠的肿瘤细胞随机均分为甲、乙两组，两组的处理方式如下（不考虑
用量）：
甲组：小鼠的肿瘤细胞+培养液+32P 标记的dATP+生理盐水
乙组：小鼠的肿瘤细胞十培养液+32P 标记的dATP+_______。
①根据以上信息分析，乙组中应添加的条件是 。
②科研人员将甲、乙两组细胞置于适宜条件下培养一段时间后，分别提取DNA 并检测
。
③若 ，则说明药物X 不能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制；若 ，
则说明药物X 能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制。
2. 鸡羽毛的颜色芦花和非芦花受一对等位基因控制，芦花基因B 对非芦花基因b 为显性
位于Z 染色体上，而W 染色体上无相应的等位基因。回答下列问题：
(1)芦花雌鸡与非芦花雄鸡杂交，统计子代表型及性别发现：芦花鸡均为 性，非芦花
鸡均为 性。
(2)鸡的豁眼和正常眼由另一对等位基因（A/a）控制。现有一只正常眼芦花雄鸡与一只豁眼
非芦花雌鸡杂交，F1的表型及比例为豁眼芦花雄：正常眼非芦花雄：豁眼芦花雌：正常眼
非芦花雌=1：1：1：1。
①鸡的豁眼性状是由位于 （填“常”）或染色体上的 （填“显”或“隐”）性
基因控制。
②利用F1中的正常眼雄鸡为父本，从F1中选择母本进行杂交实验，对①作出的判断进行验
证，写出杂交组合并预期结果。
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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，F1自交产生的F2中，黄粒：白粒=3：5。双亲的基因型可能是
。
(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） 。
4． 已知某昆虫的性别决定方式为XY 型，该昆虫的灰体和黑体、红眼和朱红眼分别由基因
A（a）和B（b）控制，两对基因均不位于Y 染色体上。现有4 只该昆虫，甲表型为灰体红
眼雌性，乙表型为黑体朱红眼雄性，丙表型为灰体朱红眼雌性，丁表型为黑体红眼雄性，
为研究其遗传机制，利用这4 只昆虫进行了2 组杂交实验，杂交方式和结果见下表。
编号
杂交方式
F₁ 表型及比例
I
甲×乙
灰体红眼♂：灰体红眼♀=1：1
Ⅱ
丙×丁
灰体朱红眼♂：灰体红眼♀：黑体朱红眼♂：黑体红眼♀=1：1：1：1
回答下列问题：
(1)灰体和黑体中属于隐性性状的是 ，控制眼色的基因位于 染色体上。
(2)为确定两对基因在染色体上的位置关系，取杂交组合ⅡF1中的灰体红眼进行测交实验，
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若子代表型及比例为 ，则两对基因都位于X 染色体上，杂交组合IF₁ 中的灰体红眼雌
性有 种基因型。
(3)若两对基因位于非同源染色体上，杂交组合ⅡF₁ 个体自由交配，F₂ 有 种表型，F2
灰体雌性个体中，纯合子占 ，其基因型为 。
(4)射线处理可诱发染色体结构变异中的重复，b 基因重复表现为剂量效应，即随着细胞内
b 基因数增加，b 基因表现程度随之增加，2 个b 基因会掩盖B 基因的表现。经射线处理后
的某个体，b 基因在性染色体上重复了一次，表型为朱红眼雌性，为确定其基因型，让其
与基因型为 的个体交配，观察后代表型。
①若后代雌性为红眼和朱红眼，雄性为朱红眼，则该个体的基因型为 。
②若后代雌性为红眼，雄性为红眼和朱红眼，则该个体的基因型为 。
③若后代雌性为红眼和朱红眼，雄性为红眼和朱红眼，则该个体的基因型为 。
5． 仓鼠的繁殖能力非常强，它的皮毛颜色由常染色体上的两对基因控制，其中A/a 控制
黑色物质合成，B/b 控制灰色物质合成。两对基因控制有色物质合成的关系如图：
(1)选取三只不同颜色的纯合仓鼠（甲-灰鼠，乙-白鼠，丙一黑鼠）进行杂交，结果如表：
亲本组合
F1
F2
实验
一
甲×乙
全为灰鼠
9 灰鼠∶3 黑鼠∶4 白鼠
实验
二
乙×丙
全为黑鼠
3 黑鼠∶1 白鼠
请根据以上材料及实验结果分析，回答下列问题：
①A/a 和B/b 这两对基因位于 对同源染色体上；图中有色物质1 代表 色物质。
②在实验一的F2中，灰鼠共有 种基因型；F2中黑鼠与F1中灰鼠进行回交，后代中出现
黑鼠的概率为 。
(2)在纯合灰鼠群体的后代中偶然发现一只金黄色雄鼠（丁），让丁与纯合黑鼠杂交，结果
如表：
亲本组合
F1
F2
实验
三
丁×纯合黑鼠
1 金黄鼠∶1 灰鼠
a 组：F1金黄鼠随机交配∶3 黄鼠∶1 黑鼠
b 组：F1灰鼠随机交配∶3 灰鼠∶1 黑鼠
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①据此推测：小鼠丁的金黄色性状是由基因 突变产生的，该突变属于 性突变。
②为验证上述推测，可用实验三F1代的金黄鼠与灰鼠杂交。若后代的表型及比例为 ，
则上述推测正确。
③金黄色仓鼠很受人们喜爱，某宠物繁育基地希望选择纯种金仓鼠作为“种仓鼠”（用于
繁殖的仓鼠），请以实验三中的仓鼠为材料，设计实验，选育出理想的“种仓鼠”，实验
思路是： 。
6． 某昆虫为XY 型性别决定，其眼色受两对等位基因A/a 和B/b 共同控制，两对基因有且
仅有一对基因在X 染色体上，且均不在Y 染色体上。两对基因与眼色的关系如下图。研究
人员用一只红眼雌昆虫与褐眼雄昆虫杂交，F1全为红眼昆虫，F1相互交配获得F2，F2中雌昆
虫全为红眼，雄昆虫中红眼：褐眼：白眼=16：7：9．
(1)基因与昆虫眼色性状的关系图说明基因可以通过控制 进而控制生物性状。根据杂交
结果判断，等位基因B、b 基因位于 染色体上，基因B 和b 的本质区别在于 。
(2)亲本的基因型是 。若将F2中的红眼个体进行随机交配，则F3中的白眼个体的概率为
。
(3)F2中发现一只纯合XXY 的红眼昆虫，该个体具有异常染色体的具体原因是 。
(4)假设某隐性致死突变基因位于X 染色体上，有纯合致死效应（胚胎致死）。为探究某只
偶发突变的雄昆虫X 染色体上是否发生隐性纯合致死突变，请设计杂交实验并预测最终实
验结果。实验步骤：将这只雄昆虫与 杂交， 。实验结果分析：若观察的子代中
，则没有发生隐性致死突变；若观察的子代中 ，则发生了隐性致死突变。
7. 某生物兴趣小组调查发现，种植同一玉米品种的甲、乙两个相邻地块中，与乙地块的玉
米植株相比，甲地块的玉米植株茎秆粗壮、叶片肥厚且颜色浓绿有光泽。甲、乙两地块的
水、肥等环境因素基本相同，二者的差异主要是由甲地块玉米喷洒BEM（一种发酵产品）
所致。该小组成员认为此变异可能由以下三种情况引起：①BEM 诱发了玉米基因（显性）
突变；②BEM 仅仅影响了基因的表达，并没有引起遗传物质的改变；③BEM 诱导了玉米
染色体数目加倍。为判断这些假设的合理性，小组成员根据所学知识展开讨论并确定了实
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验探究方案，请根据题意回答下列问题：
(1)小组成员认为假设①不成立，从基因突变的特点角度分析原因是 。
(2)小组成员认为假设②可以成立，因为生物的性状是基因和环境共同作用的结果。为判定
该假设是否正确，最简单可行的方法是 。
(3)小组成员认为假设③也可以成立，因为多倍体植株具有 的特点。为判定该假设是
否正确，可用两种简单的方法鉴定：
方法一： ；
方法二：用杂交法，请写出实验方案： 。
【题型01-3 稳态与调节 】
1． 制备灭活或减毒疫苗需要使用化学物质或热处理等方法对病毒进行处理，以降低其毒
性，使其可以安全地注射到人体中。这些疫苗制作方法不仅周期长，而且可能会影响病毒
的结构和活性，进而影响疫苗的效果。回答下列问题：
(1)我国科学家利用复合水凝胶（Vax），研发出直接使用活病毒制备疫苗的方法。Vax 中含
有许多带正电荷的小孔，可固定带负电荷的活病毒。Vax 还有独特的通道结构和特殊化学
物质，可以吸引大量的免疫细胞进入，在材料内部快速杀灭病毒。其中 细胞
进入Vax 中提取病毒信息，转移到淋巴结等中，使个体在体液免疫和 方面均
形成免疫防御能力。哺乳动物皮下注射Vax 后，Vax 经体温的作用转变为凝胶状态，该凝胶
导致的肿块在数天后消失，不留痕迹。
(2)已知寨卡病毒会导致小鼠发病甚至可能死亡。研究组设计实验并记录结果如表。
组别
处理
28 天后接种寨卡
病毒，统计小鼠
存活率
52 天后检测注射
部分和主要器官是
否存在病毒
实验组
用 Vax 固定寨卡病毒并注射到
小鼠皮下。把注射后的小鼠平
均分为两个小组
组Ⅰ
100%
组Ⅱ
否
对照组
（甲
组）
用Vax 固定灭活的寨卡病毒并注射到
小鼠皮下
85%
对照组
（乙
组）
将等量的缓冲液注射到小鼠皮下
32%
对照组
（丙
将等量的寨卡病毒注射到小鼠皮下
是
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组）
注：表格中的斜线表示不进行对应的实验操作或检测。
①28 天后接种寨卡病毒，实验组Ⅰ的存活率高于甲组，原因可能是Vax 技术接种疫苗后实
验组小鼠形成的 细胞数量较多。
②实验组Ⅰ与甲、乙组对比可以说明 ② ；实验组Ⅱ与丙组对比则有助于说明 ③ 。
(3)近年来出现不少新型传染病，相关疫苗开发滞后问题显得尤为紧迫。Vax 技术作为一种
新兴的疫苗制备方法，在应对新型传染病方面最明显的优势是 。
2. 尿酸是人和猿类嘌呤代谢的最终产物，具有抗氧化功能。人体内的嘌呤80%来源于自身
代谢产生，还有20%来源于食物，嘌呤在肝脏中被代谢转化为尿酸进入内环境。尿酸主要
通过肾脏排泄，其次是通过消化道排出。当人体尿酸生成过多，肾脏排出尿酸出现障碍，
可导致高尿酸血症。回答下列问题：
(1)高尿酸血症患者应减少 的摄入，以控制尿酸来源。
(2)已知在其他哺乳动物（除人和猿类外）体内，尿酸可在尿酸酶的催化下生成更容易排出
体外的尿囊素。请利用以下实验材料，设计实验验证此结论。完成实验设计思路并完成其
它问题。
实验材料：生理状态良好且相同的大鼠若干只，溶解在羧甲基纤维素钠溶液的氧嗪酸（抑
制尿酸酶活性的一种氨基酸）等。
实验思路：①取生理状态良好且相同的大鼠若干只随机均分为两组。
②将其中一组大鼠灌胃 作为实验组，另一组大鼠灌胃 作为对照组。
③适宜条件下饲养一段时间后，检测两组大鼠尿液中尿酸的含量。
④预期实验结果：若 ，则可验证此结论。
⑤此实验体现的最主要的实验思想是 ，运用这一实验思想设计实验时应特别
注意 。
⑥高尿酸血症可导致尿酸盐结晶沉积于肾脏，甚至导致肾功能衰竭；或者结晶沉积于关节
引起“痛风”，请你根据题意为“痛风”病人设想开发一种新药，该药的功能是
。
3.阿尔茨海默病（AD）又称老年痴呆。是一种神经系统退行性疾病，主要表现为渐进性记
忆力衰退、认知能力下降、语言障碍等。其病理特征表现之一是神经元之间存在β 淀粉样
蛋白斑块。淀粉样蛋白聚积后对神经元具有很强的毒性作用，出现组织坏死，神经元减少
等情况。最新研究发现一定频率的光刺激能减少小鼠大脑中β 淀粉样蛋白数量，改善小鼠
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记忆能力和认知功能。回答下列问题：
(1)β 淀粉样蛋白是由相关前体物质在细胞内合成后经 等（细胞器）加工运输后
分泌至组织间，并经水解酶作用转化为多肽聚积。部分AD 患者不能说出完整句子可初步
判断大脑皮层 区受损，患者大脑皮层弥漫性萎缩，神经元大量减少将直接引起
下列哪几项
A．基本排尿反射丧失 B．痛觉减弱 C．心率减缓 D．肢体僵硬
(2)某研究团队为探究光刺激频率对AD 小鼠大脑海马组织中β 淀粉样蛋白数量影响，设计
了如下实验。
a.实验动物分组：将生理状况相同的 小鼠随机均分为光刺激组（PS 组）和
组（NS 组）。相同数量的野生型小鼠作为 组。
b.实验动物处理：PS 组小鼠每日接受40Hz（频率）强度为300 勒克斯（光强）LED 闪烁光
刺激，持续四周。NS 组和野生型小鼠的处理为 ，其余条件相同且适宜。
c.小鼠大脑海马组织中β 淀粉样蛋白数量测定：4 周光刺激后，随机从各组中选取5 只小鼠，
麻醉后断头取脑，将海马组织分离，提取 ，检测β 淀粉样蛋白含量。
d.实验结果及结论分析：实验结果表明光刺激能逆转AD 小鼠海马组织中β 淀粉样蛋白，减
轻对实验动物神经的毒性作用，请用柱形图表示该实验结果 （提示：正常小鼠
海马组织中也能表达少量β 淀粉样蛋白）。
(3)神经末梢内部有许多 ，其内含有的化学物质称为神经递质。递质通过
方式释放到突触间隙中，并扩散到突触后膜处与后膜上特异性受体结合，引起后膜去极化，
产生动作电位。已知脑内乙酰胆碱含量与记忆密切相关，老年痴呆病人脑内乙酰胆碱量减
少，某团队研发了某种改善老年痴呆症状药物，你觉得可能的药物机理是 。
4. 脊髓灰质炎（俗称小儿麻痹症）是由脊髓灰质炎病毒引起的急性传染病。脊髓灰质炎病
毒主要侵染脊髓中的运动神经元，患者主要症状为发热，全身不适，严重时肌肉萎缩甚至
瘫痪等。与脊髓灰质炎相关的神经联系如图所示，其中①~④表示反射弧相应的结构。回
答下列问题：
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(1)脊髓灰质炎病毒主要侵染图中的结构 （填“②”或“③”）。若在患者的①处给
予适宜的刺激，则②处膜外的电位变化情况是 患者对刺激 （填“有”或
“无”）感觉。
(2)人体感染脊髓灰质炎病毒后出现发热症状，从体温调节的角度解释发热的直接原因是
。患者严重时肌肉萎缩，请从反射弧角度解释其机制： 。
(3)给小孩口服小儿麻痹症活疫苗糖丸可有效预防脊髓灰质炎，该糖丸是 。（A．减活
的微生物B．灭活的微生物C．分离的微生物成分或其产物）。该糖丸的服用有特定的要求，
小孩7 岁前要间隔一定的时间服用3 次，多次服用该糖丸的主要原因是 。这种免疫方
式称为 （填“主动免疫”或“被动免疫”）。
(4)某实验动物被脊髓灰质炎病毒感染后出现肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍
是由脊髓灰质炎所致，还是由骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，简要写出
实验思路、预期实验结果及结论。 。
5.某种昆虫将幼虫产在某种动物（寄主）的身体内，科研人员发现该昆虫幼虫羽化成功率
与寄主肠道是否存在A、B、C 三类菌群有关。为进一步研究两者之间的关系，利用下列材
料和试剂进行了实验。
材料和试剂：寄生有相同数量昆虫幼虫的模型寄主动物（体内不存在A、B、C 三类菌群）
若干；A、B、C 三类菌种，培养容器等。（注：三类菌群接种至寄主动物肠道的方式不做
要求）回答下列问题：
(1)实验步骤：
①将模型寄主动物随机均等分为8 组。
②实验分组：请以实验表格的形式列出实验处理及组别 。
③过一段时间后测定各组的羽化成功率。
(2)分析与讨论；
①寄生是调节种群数量波动的 因素。
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②该昆虫会分泌一种小分子A，该物质积累至一定浓度会引发神经冲动传至下丘脑食欲调
节中枢，抑制肠胃蠕动，该过程 （填“属于”或“不属于”）反射。兴奋在相邻神
经元间传递需要通过的结构是 。
③研究发现该昆虫的存在会导致寄主积累脂质，原因是多方面的：其一是该昆虫会分泌一
种类似于人体内胰岛素作用物质，该物质可以促进 转化为脂质；其二可能是
。
23
