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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，
2
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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）。
【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
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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。
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。
【答案】(1) 差速离心 类囊体（薄）膜 蓝紫光
(2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，
暗反应没有光反应提供的原料ATP 和NADPH，所以无法形成糖类。
(3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处理
（置于黑暗中一段时间消耗有机物），甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同
的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，
分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉
产生。
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【分析】叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素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。
【详解】（1）植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体
膜上，光合色素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。
（2）光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反
应提供原料ATP 和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生成。
（3）要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此
将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。
之后甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差
速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需要脱绿处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。
预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
【题型01-2 遗传 】
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。
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(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。
【答案】(1) 自由组合（或“孟德尔第二”） 1/3
(2) 增添 下降
(3) MmRr（或"MmRrTt”） 5 1/9 0
(4) 对实验2 中F2 个体的喙色和羽色进行调查统计 F2 中黑喙灰羽：花喙黑羽：黑
喙白羽：黄喙白羽=6：3：3：4
【分析】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）由题干信息可知，该家禽喙色由M/m 和T/t 共同控制，实验1 的F2 中喙色
表型有三种，比例为9：3：4，是9：3：3：1 的变式，表明F1 产生的雌雄配子各有4 种，
且比例相同，受精时雌雄配子结合方式有16 种。因此，家禽喙色的遗传遵循自由组合规律。
F2 中花喙个体（有黑色素合成）的基因型有两种，分别为MMtt（1/16）和Mmtt
（2/16），其中纯合体MMtt 占比为1/3。
（2）由实验1 结果可知，针对M/m 基因位点，P1 基因型为MM，P3 基因型为mm，对P1
的M 基因PCR 扩增后产物大小约为1200bp，而P3 的m 基因大小约为7800bp，推测M 基
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因发生了碱基的增添而突变为m。当M 基因突变为m 后，其调控的下游基因表达量明显下
降，最终影响了黑色素的合成。
（3）由题干信息可知，该家禽羽色由M/m 和R/r 共同控制，实验2 的F2 中羽色表型有三
种，比例为3：6：7，是9：3：3：1 的特殊分离比，因此F1 灰羽个体基因型为MmRr。F2
的黑羽和灰羽个体共占9/16，基因型为M_R_。白羽占7/16，基因型共5 种，分别为
mmRR（1/16）、mmRr（2/16）、MMrr（1/16）、Mmrr（2/16）和mmrr（1/16）。F2 中
基因型为M_R_的黑羽和灰羽的比例为3：6，因此，F2 黑羽个体在基因型为M_R_的个体中
占比为1/3。由于MM 和Mm 的表型效应相同，黑羽个体中两种基因型及其占比为MMRR
（1/3）和MmRR（2/3）。黑羽个体随机交配所得后代中，白羽个体（mmRR）的占比为
1/9。由实验1 和实验2 结果可知，黄喙个体基因型为mmT_和mmtt，黑羽的基因型为
M_RR，因此不存在黄喙黑羽的个体，即黄喙黑羽个体占比为0。
（4）综合实验1 和实验2 的结果可知，P1 的基因型为MMTTRR，P2 的基因型为MMTTrr，
P3 的基因型为mmttRR。利用现有材料进行调查实验，判断T/t 和R/r 在染色体上的位置关
系，需要选择对TtRr 双杂合个体随机交配的子代进行统计分析。实验2 中的F1 基因型为
MmTtRr，因此应对实验2 的F2 个体喙色和羽色进行调查统计。如果T/t 和R/r 在同一对染
色体上，由亲本的基因型可知F1 个体中三对基因在染色体上的位置关系如下图
。不考虑染色体互换，F1 可产生等比例的四种雌雄配子
MTr、MtR、mTr、mtR。雌雄配子随机结合，产生的F2 表型及比例为灰羽黑喙：黑羽花喙：
白羽黑喙：白羽黄喙=6：3：3：4。
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 。
【答案】(1)遵循
(2) 紫色椭圆形 紫色椭圆形：紫色长形：红色椭圆形：红色长形=l：1：1：1
(3) 1/4 1/4
(4)植物组织培养
【分析】根据题表分析：F1 中红色：紫色：白色=1:2:1，长形：椭圆形：圆形=1:2:1，紫色
和椭圆形均为杂合子。F1 中红色长形：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=1：2：1：2：4：2：1：2：1，比例为
9:3:3:1 的变形，两对性状遵循自由组合定律。
【详解】（1）F1 中红色长形：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=1：2：1：2：4：2：1：2：1，比例为9:3:3:1 的变
形，两对性状遵循自由组合定律，即遵循孟德尔第二定律。
（2）F1 中红色：紫色：白色=1:2:1，长形：椭圆形：圆形=1:2:1，红色、白色、长形、圆
形均是纯合子，紫色和椭圆形均为杂合子，则紫色椭圆形萝卜基因型为WwRr。一株表型
为紫色椭圆形萝卜的植株自交，得到F1，以F1 为实验材料，验证（1）中的结论，可选择
萝卜表型为紫色椭圆形和红色长形的植株作亲本进行杂交实验，得F2，若表型及其比例为
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紫色椭圆形：紫色长形：红色椭圆形：红色长形=l：1：1：1，则上述结论得到验证。
（3）紫色椭圆形萝卜（WwRr）的植株自交，得到F1，表中F1 植株纯合子为WWRR、
WWrr、wwRR、wwrr，所占比例是1/4。若表中F1 随机传粉，就颜色而言，F1 中有
1/4WW、1/2Ww、1/4ww，产生配子为1/2W、1/2w，雌雄配子随机结合，子代中紫色
（Ww）占1/2；就形状而言，F1 中有1/4RR、1/2Rr、1/4rr，产生配子为1/2R、1/2r，雌雄
配子随机结合，子代中椭圆形（Rr）占1/2，因此，F2 植株中表型为紫色椭圆形萝卜的植
株所占比例是1/2×1/2=1/4。
（4）想要在短时间内大量培育紫色萝卜种苗可以采用植物组织培养技术。
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）。
【答案】(1) 2 0
(2) Z 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，出现
性别差异
(3)5/16
(4)1 或2
(5)将这只白色慢羽公鸡与多只杂合有色快羽母鸡进行杂交，观察后代的表现型及比例。若
后代公鸡：母鸡=1：1，且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽：白色慢羽=1：1，则这只白色
慢羽公鸡的基因型是aaZDZD；若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论公鸡还是母鸡都是有色慢
羽：有色快羽：白色慢羽：白色快羽=1：1：1：1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是
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aaZDZd；若后代公鸡：母鸡=1:2，公鸡全为慢羽，母鸡慢羽：快羽=1：1，则这只白色慢羽
公鸡的基因型是aaZDW。
【分析】家鸡的性别决定方式为ZW 型，雄性是ZZ，雌性是ZW，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，体现了性别差异，说明控制快羽和慢羽的基因位
于Z 染色体上，据此答题。
【详解】（1）家鸡为二倍体，正常情况下，公鸡体细胞中含有2 个染色体组，公鸡的性染
色体组成为ZZ，产生的精子不含有W 染色体。
（2）题干分析，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，体现
了性别差异，说明控制慢羽和快羽的基因位于Z 染色体上，亲本的基因型是ZdZd、ZDW。
（3）由第二问可知，子一代为ZDZd、ZdW，子二代为ZDZd：ZdZd：ZDW：ZdW=1：1：
1：1，子二代随机交配采用配子法，雄性产生的配子为1/4ZD、3/4Zd，雌性产生的配子为
1/4ZD、1/4Zd、1/2W，则子三代中慢羽公鸡（ZDZ_）所占的比例为
1/4×1/4+1/4×1/4+3/4×1/4=5/16。
（4）有色快羽公鸡的基因型是AAZdZd 或AaZdZd，白色慢羽母鸡的基因型是aaZDW，当
AAZdZd 与aaZDW 杂交时，产生的公鸡只有1 种表现型，当AaZdZd 与aaZDW 杂交时，产生
的公鸡有2 种表现型。
（5）母鸡的性染色组成为ZW，这只白色慢羽公鸡的基因型可能是aaZDZD、aaZDZd 或
aaZDW，欲判断这只白色慢羽公鸡的基因型，可将其与多只杂合有色快羽母鸡（AaZdW）
杂交，观察后代的表现型及其比例，若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论雌雄都是有色慢羽：
白色慢羽=1:1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD；若后代公鸡：母鸡=1：1，且无
论无论雌雄都是有色慢羽：有色快羽：白色慢羽：白色快羽=1：1：1：1，则这只白色慢羽
公鸡的基因型是aaZDZd；若后代公鸡：母鸡=1:2，公鸡全为慢羽，母鸡为慢羽：快羽
=1:1，则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDW。
【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
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：
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(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
。
【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
【分析】 静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静
息电位；兴奋时，钠离子大量内流，因此形成内正外负的动作电位。
【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
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组突触数量、认知水平。
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。
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
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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
【分析】1.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。
2.兴奋在神经纤维上的传导形式是电信号，兴奋在神经元之间的传递是电信号-化学信号-电
信号；兴奋在神经纤维上的传导是双向的，在神经元之间的传递是单向的
【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。
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
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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。
【答案】(1) 蛋白质和脂质 磷脂双分子层
(2)外正内负
(3) -95.4 梯度减小
【分析】1、静息电位产生的原因：细胞处于安静状态下，存在于细胞膜两侧的电位差称为
静息电位，表现为内负外正。原因是细胞膜对K+的通透性增大，K+外流，表现为外正内负。
2、动作电位产生的原因：细胞膜对Na+的通透性增大，Na+内流，表现为内正外负。
【详解】（1）肌细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。
（2）静息状态下，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外正内负。
（3）①静息状态下，K+静电场强度为-95.4mV，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梯度增加细胞外K+浓度，此时钾离子外流梯度减小，如果所测静息电位的值梯度减小，
则可验证K+外流形成的静电场可能是构成静息电位的主要因素。
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
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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。
【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 。
【答案】(1)mRNA
(2)控制对乙烯敏感度的基因有两对，这两对基因遵循自由组合定律
(3)不表达蛋白A 的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A 基因控制合成的蛋白A 数量有限
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(5)基因A 与植物对乙烯的响应有关
【分析】乙烯是一种植物激素，具有催熟作用。
【详解】（1）基因表达包含转录和翻译两个过程，转录的产物是mRNA，mRNA 也是翻译
的模板，所以分析叶肉细胞中的mRNA 含量可知道实验一中基因表达水平的变化。
（2）将突变体甲与野生型植株杂交，得到F1，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，是9:3:3:1 的变式，说明控制乙烯敏感度的基因有两对，并且这
两对基因符合自由组合定律。
（3）该实验目的是通过基因A 控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A 与植物对乙烯的相
应有关，自变量是有无蛋白A，实验组是表达有蛋白A 的酵母菌，对照组则是不表达蛋白A
的酵母菌。
（4）分析曲线，横坐标是14C2H4 浓度的相对值，纵坐标是酵母菌结合14C2H4 的量，酵
母菌是通过合成蛋白A 与14C2H4 结合的，故实验组的曲线上升趋势变慢，可能是因为导
入了基因A 的酵母菌能合成的蛋白A 数量有限。
（5）本实验是通过基因A 控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A 与植物对乙烯的相应有
关，故实验结论是基因A 与植物对乙烯的相应有关。
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
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
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(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。
【答案】(1) 类囊体薄膜 叶绿素（叶绿素a）
(2) 叶绿体基质 NADPH、ATP
(3) 不是 气孔导度降低，但胞间CO2 浓度却升高
(4) R 酶活性下降，暗反应速率下降，光反应速率下降 活性氧的大量积累，进而
破坏光系统Ⅱ（D1 蛋白）且抑制其修复（合成）
(5)突变型植株无法降解被破坏的D1，光系统Ⅱ难以修复
(6)CLH 基因过量表达
【分析】光合作用的过程十分复杂，它包括一系列化学反应。根据是否需要光能，这些化
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学反应可以分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段必须有光才能进行，这个阶段是在
类囊体的薄膜上进行的，叶绿体中光合色素吸收的光能有两方面用途：一是将水分解为氧
和H+，氧直接以氧分子的形式释放出去，H+与NADP+结合生成NADPH，NADPH 作为活泼
还原剂，参与暗反应阶段的化学反应，同时也储存部分能量供暗反应阶段利用；二是在有
关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP，这样光能转化为储存在ATP 中
的化学能。暗反应阶段有光无光都能进行，这一阶段是在叶绿体的基质中进行的，CO2 被
利用，经过一系列反应后生成糖类。
【详解】（1）由题意光合复合体Ⅱ是光反应中一个重要场所，光反应场所为类囊体薄膜。
由题意光合复合体Ⅱ能吸收光能，而光能吸收需要叶绿素，所以该复合体由蛋白质、电子
传递体和叶绿素组成。
（2）叶肉细胞吸收的CO2 固定形成三碳酸是光合作用的暗反应，场所为叶绿体基质。暗
反应接受光放应提供的NADPH、ATP 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）CO2 浓度不是限制乙组番茄植株光合速率的重要因素，因为气孔导度降低，但胞间
CO2 浓度却升高了。
（4）表中数据显示，高温胁迫下番茄植株R 酶活性下降，暗反应速率下降，光反应产生的
ATP 和NADPH 的剩余量增加，抑制光反应；又因为光能过剩时活性氧的大量累积破坏光系
统Ⅱ（D1 蛋白），且抑制其修复，故高温胁迫下番茄植株光反应速率减慢。
（5）表中数据显示，高温胁迫下番茄植株R 酶活性下降，暗反应速率下降，光反应产生的
ATP 和NADPH 的剩余量增加，抑制光反应；同时光能过剩活性氧的大量累积破坏光系统Ⅱ
（D1 蛋白），且抑制其修复，故高温胁迫下番茄植株光反应速率减慢。
（6）实验二用CLH 基因缺失的突变体植株为实验材料，为了找到更多证据可以用CLH 基因
过量表达的突变型番茄植株为实验材料重复实验二。
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
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
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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： 。
【答案】(1)光照强度
(2)呼吸速率增加量
(3) 高温、正常光强（或正常温度、高光强） 正常温度、高光强（或高温、正常
光强） 甲组和丙组的净光合速率和气孔开度大致相同，乙组的气孔开度和净光合速率
均明显低于甲组和丙组（或甲组和乙组的净光合速率和气孔开度大致相同，丙组的气孔开
度和净光合速率均明显低于甲组和乙组）
【分析】1、影响光合作用的主要环境因素：①温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的
活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，
当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。②二氧化碳浓度对光合作用的
影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强。当二氧化碳浓度增加
到一定的值，光合作用强度不再增强。③光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光
合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增
强。
2、影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气浓度、水分等。。
【详解】（1）影响光合作用的因素有温度、光照强度、二氧化碳浓度等。有些植物具有
“光合午休”现象，是由于中午温度过高，植物为避免水分过度蒸腾作用而散失，气孔开
度下降，导致胞间二氧化碳浓度降低而抑制了净光合作用，且抑制作用大于较高的温度和
光照强度对净光合带来的促进作用，从而导致净光合速率下降。
（2）结合净光合速率=光合速率-呼吸速率，可知有些植物中午气孔开度并没有下降，但是
也会出现午休现象，其原因可能是温度较高，与光合作用和呼吸作用相关的酶的活性都发
生变化，导致呼吸速率增加量大于光合速率增加量。
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（3）分析题意可知，本实验的自变量为温度和光照强度，因变量为气孔开度和净光合速率，
且设计实验时要遵循单一变量原则和对照原则，故可设计实验步骤如下：将该植物分为甲、
乙、丙三组，甲组在正常的温度和光照强度下培养作为对照，乙组在高温和正常光照强度
下培养，丙组在正常温度和高光照强度培养。其它培养条件相同且适宜。一段时间后，分
别检测三组的气孔开度和净光合速率。因为是验证性实验，要符合假设：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，因此甲组和丙组
的净光合速率和气孔开度大致相同，乙组的气孔开度和净光合速率均明显低于甲组和丙组。
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 。
(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 。
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【答案】(1) 主动运输 钾离子进入细胞后，细胞内浓度升高，细胞吸水
(2) K+载体蛋白数量有限或能量有限 越快
(3)
(4)将长势相同的拟南芥幼苗随机平均分成2 组，甲组无氧气，乙组有氧气，放在黑暗环境，
其他条件相同且适宜，培养一段时间后，比较两组幼苗根细胞对该物质的吸收速率。
【分析】在光照条件下，钾离子通过钾载体蛋白（BLINKI）进入气孔细胞内，需要消耗能
量，属于主动运输。由于钾离子通过钾载体蛋白（BLINKI）进入气孔细胞内，提高了胞内
渗透压，保卫细胞吸水膨胀。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。
【详解】（1）分析图1，在光照条件下，钾离子通过钾载体蛋白（BLINK1）进入气孔细胞
内，需要消耗能量，属于主动运输；由于钾离子通过载体蛋白（BLINK1）进入气孔细胞内，
钾离子进入细胞后，细胞内浓度升高，细胞吸水，保卫细胞吸水膨胀，气孔快速开启；
（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。K+进入气
孔细胞的方式属于主动运输，制约B 点以后增加的原因是载体蛋白的数量或能量；随着保
卫细胞对K+的吸收越来越多，提高了胞内渗透压，保卫细胞吸水的速率将越快；
（3）氧气运输方式为自由扩散，顺浓度梯度，不消耗能量，不需要转运蛋白的协助，影响
因素为氧气浓度差，氧气浓度越高，吸收氧气的速率越高，如图：
22
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；
（4）若要确定拟南芥幼苗根细胞对该物质的吸收方式是主动运输，还是协助扩散，最关键
是看是否消耗能量。故在实验设计时，应将一组幼苗根细胞放在有氧条件下，另组放在无
氧条件下，然后将两组根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，根据溶液中剩余
的该物质的浓度，比较两组幼苗根细胞对该物质的吸收速率。若有氧条件下根细胞对该物
质的吸收速率大于无氧条件下的，则说明物质的跨膜运输方式为主动运输；若两细胞对该
物质的吸收速率大致相同，则说明该物质的跨膜运输方式为协助扩散。
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。
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(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 。
(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。
【答案】(1) 烘干 3．3 暗处 吸收的CO2 的量/CO2 吸收量
(2) NO3- ATP、NADPH 三碳酸（C3）的还原/三碳酸的还原和五碳糖的再生
植物吸收硝态氮的能力弱/硝态氮的转运蛋白数量不足，需长出更多的根
(3) 净光合速率与CO2 扩散速率差值最大 富营养化
【分析】1、总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率；
2、影响光合作用的因素；
3、外因：阳光，氧气和二氧化碳浓度，水分，温度等都会影响；
4、内因：主要有植物体体内的氧气和二氧化碳浓度，水分，叶绿素和酶的作用能力等。
【详解】（1）干重的测定：取整株，清洗、烘干并不断称重，直至恒重；据表可知：A 组
每株平均干量110（mg/株），氮含量0.03（μg/mg），则平均氮含量为110×0.03＝3.3μg；
叶绿素含量的测定：取叶片剪碎后用丙酮与乙醇混合液在暗处提取，防止实验中叶片进行
光合作用影响实验结果；本实验以单位时间单位叶面积吸收的CO2 的量/CO2 吸收量作为净
光合速率的检测指标。
（2）据表分析，B、C 组和A 组对比，含有NO3-时根冠比值较大，NO3-对根系有诱导作用，
可促进侧根发生，提高根冠比；氮含量低影响了叶绿素及光反应产生的ATP、NADPH 的量，
ATP、NADPH 被暗反应利用，用于三碳酸（C3）的还原和五碳糖的再生；综上分析，B 组根
冠比更高的原因是植物吸收硝态氮的能力弱，硝态氮的转运蛋白数量不足，需长出更多的
根。
（3）C 组胞间CO2 浓度最低，最可能的原因是净光合速率与CO2 扩散速率差值最大，CO2
被更多的被光合作用利用；不合理施用氮肥会造成生产成本增加和产量损失，导致水中的
氮元素含量过高，出现水体富营养化。
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，
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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 。
【答案】(1) 无水乙醇（或95%酒精加适量无水碳酸钠） 叶绿体产生氧气的速率
等于氧气释放速率与呼吸消耗氧气速率之和
(2)此时气孔开度减小，胞间CO2 浓度降低
(3) 气孔开度 释放氧气速率增强，说明光合速率增加，消耗CO2 加快
(4)CO2 倍增时，酶活性（或数量）下降，恢复到大气CO2 浓度后，酶活性（或数量）未恢
复
【分析】影响光合作用强度的外界因素:空气中二氧化碳的浓度，土壤中水分的多少，光照
的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。光合作
用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成的数量来定量地表示。
【详解】（1）叶绿素易溶于有机溶剂中，所以可以使用无水乙醇（或95%酒精加适量无水
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碳酸钠）来提取。真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，上述实验过程中测得的氧气释
放速率表示表观光合速率，叶绿体产生氧气速率表示真正光合速率，因此叶绿体产生氧气
的速率等于氧气释放速率与呼吸消耗氧气速率之和。
（2）据图可知，上述实验测定指标有总叶绿素含量、气孔开度、胞间CO2 浓度和幼苗释
放氧气速率等，在夏季晴朗白天的中午，温度过高，此时气孔开度减小，胞间CO2 浓度降
低，引起吸收空气中的二氧化碳含量减少，从而影响光合作用的暗反应阶段，导致光合作
用速率降低。
（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，气孔开度增加，气孔是植物叶片上的小孔，主要作
用是进行气体交换，气孔开度增加，导致气孔内外CO2 交换增强，释放氧气速率增强，说
明光合速率增加，消耗CO2 加快，胞间CO2 浓度不升反降。
（4）乙组在CO2 浓度倍增环境中培养了60d，测定前一周恢复为大气CO2 浓度，但是其光
合速率低于甲组（提供的是大气CO2 浓度），可能的原因是长期处于CO2 浓度倍增环境使
得作物固定CO2 的酶的活性下降或酶的含量降低，当恢复大气CO2 浓度后，已降低的酶活
性未能恢复，又失去了高浓度CO2 的优势，因此会表现出比大气CO2 浓度下更低的光合速
率。
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：
(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）
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(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） 。
【答案】(1) 光反应和暗反应 光照强度、温度、CO2 的浓度等
(2)与充分灌溉相比，中度水分胁迫虽然气孔导度低，CO2 供应不足，但水分利用率高
(3)轻度水分胁迫，中氮处理
(4)实验思路：在苜蓿-小麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随机均分为
甲、乙、丙、丁四组，分别进行如下处理。甲组为对照组，不做处理；乙组增水，丙组施
氮肥，丁组增水+施氮肥。适宜条件下种植，测量并记录各组小麦的光合作用速率
【分析】1、光合作用的过程：
（1）光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生NADPH 与O2，以及ATP
的形成；
（2）暗反应阶段（场所是叶绿体的基质）：CO2 被C5 固定形成C3，C3 在光反应提供的
ATP 和NADPH 的作用下还原生成糖类等有机物。
2、影响光合作用速率的环境因素：水、光照强度、温度、CO2 的浓度等。
【详解】（1）水分主要参与光合作用的光反应阶段，水分通过影响光合作用的光反应过程
来影响光合作用速率，氮是组成叶绿素、NADP+和酶的重要元素，通过影响光合作用的光
反应和暗反应过程来影响光合作用速率，故水分和氮肥通过影响光合作用的光反应和暗反
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光照强度、温
度、CO2 的浓度等。
（2）据图可知，与充分灌溉相比，虽然中度水分胁迫组叶片的气孔导度低，CO2 供应不足，
但是水分的利用率高，因此高氮处理条件下，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。
（3）由图可知，中氮处理下的轻度水分胁迫组的平均净光合速率最大，因此选用轻度水分
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胁迫，中氮处理的水肥条件，最有利于提高燕麦叶片的净光合速率。
（4）分析题意可知本实验目的是验证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，则实验的自变量是水、氮肥的使用情况，实验设计应遵循对照与单一变量
原则。所以实验思路：在苜蓿-小麦轮作系统中，取若干长势良好且生理状态相同的小麦随
机均分为甲、乙、丙、丁四组，分别进行如下处理：甲组为对照组，不做处理；乙组增水，
丙组施氮肥，丁组增水+施氮肥。适宜条件下种植，测量并记录各组小麦的光合作用速率。
由于水和氮肥均可提高光合速率，且同时增水和施氮肥显著提高光合速率，预期结果为：
小麦光合作用速率提高比例的大小顺序为：丁组＞乙组＞丙组＞甲组。
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
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）： 。
【答案】(1) 叶绿素a 和叶绿素b NADPH 和ATP 呼吸速率
(2)干旱预处理一方面使叶绿素含量接近正常水平，光能利用率高，光反应加快，另一方面
减弱了高温对气孔导度的抑制作用，二氧化碳吸收量增加，暗反应加快，光合速率快
(3)制备正常处理组、高温处理组、干旱后高温处理组三组小麦叶片叶肉细胞的临时装片，
在电镜下观察并比较
【分析】光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶
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段，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在
叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生
需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，
光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。
【详解】（1）小麦体内能吸收红光的色素有叶绿素a 和叶绿素b。高温使叶片中叶绿素的
相对含量下降，导致光反应产生的NADPH 和ATP 减少，直接影响暗反应中三碳化合物的还
原，最终影响（CH2O）的生成量。一般情况下，呼吸作用的最适宜温度较高，温度升高，
呼吸速率会加强，进而导致净光合速率下降。
（2）表中数据显示，干旱后高温组比高温组的叶绿素含量高、气孔开度大且净光合速率高，
因此可推测干旱预处理一方面使叶绿素含量接近正常水平，光能利用率高，光反应加快，
另一方面干旱预处理减弱了高温对气孔导度的抑制作用，二氧化碳吸收量增加，暗反应加
快，光合速率快。
（3）研究者认为，与其他两组相比，高温处理组叶绿素含量减少、净光合速率下降的原因
之一，是高温导致类囊体断裂甚至解体，因此可对正常条件下、高温处理条件下、干旱后
高温处理条件下的叶肉细胞制作装片，直接电镜观察比较类囊体断裂情况即可证明，因此
实验思路为：制备正常处理组、高温处理组、干旱后高温处理组三组小麦叶片叶肉细胞的
临时装片，在电镜下观察并比较。
【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 。
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②科研人员将甲、乙两组细胞置于适宜条件下培养一段时间后，分别提取DNA 并检测
。
③若 ，则说明药物X 不能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制；若 ，
则说明药物X 能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制。
【答案】(1)α
(2)用含有放射性同位素32P 的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2 噬菌体
(3) 用生理盐水配制的药物X 两组DNA 的放射性强度 甲、乙两组DNA 的放
射性强度接近 乙组DNA 的放射性强度明显低于甲组DNA 的
【分析】DNA 复制过程：
（1）解旋：需要细胞提供能量，在解旋酶的作用下，两条螺旋的双链解开；
（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA 聚合酶等酶的作用下，利用游离的4
种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成与母链互补的子链；
（3）形成子代DNA 分子：延伸子链，母链和相应子链盘绕成双螺旋结构。
【详解】（1）dATP 中两个特殊化学键断裂后为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，为DNA 的原料之
一，因此若用带有32P 标记的dATP 作为DNA 生物合成的原料，将32P 标记到新合成的
DNA 分子上，则带有32P 的磷酸基团应在dATP 的α 位上。
（2）若将T2 噬菌体DNA 分子的两条链都用32P 进行标记，可以先用含32P 的培养基培养
大肠杆菌，获得被32P 标记的大肠杆菌，再用被32P 标记的大肠杆菌培养T2 噬菌体，得到
DNA 两条链都被32P 标记的T2 噬菌体。
（3）由题干信息“探究药物X 能否抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制”可知，该实验的自
变量为是否添加抗肿瘤药物X，因变量为DNA 分子的复制情况。甲组添加生理盐水，乙组
应添加抗肿瘤药物X 的生理盐水。由于肿瘤细胞可利用32P 标记的dATP 进行DNA 的复制，
所以观测指标为适宜条件下培养一段时间后DNA 分子的放射性强度。若甲、乙两组DNA 的
放射性强度接近，则说明药物X 不能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制；若乙组DNA 的放射
性强度明显低于甲组DNA 的，则说明药物X 能抑制肿瘤细胞内DNA 分子的复制。
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
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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。
【答案】(1) 雄 雌
(2) Z 隐 杂交组合：正常眼雄鸡×正常眼雌鸡；预期结果：子代表型及比例
为正常眼雄鸡：正常眼雌鸡：豁眼雌鸡=2：1：1。
【分析】题意分析：鸡的性别决定方式属于ZW 型，雌鸡的性染色体组成是ZW，雄鸡的性
染色体组成是ZZ。
【详解】（1）芦花雌鸡（ZBW）与非芦花雄鸡（ZbZb）杂交，后代基因型（表型）分别为
ZBZb（芦花雄性）和ZbW（非芦花雌性）。
（2）①由“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”可知，正常眼（豁
眼）这对性状与芦花（非芦花）这一性状没有自由组合，因为豁眼与芦花绑定，正常眼与
非芦花绑定，所以豁眼和正常眼这对相对性状位于Z 染色体上，且后代雌雄都有正常眼和
豁眼，所以雄性为ZAZa，雌性为ZaW，即豁眼性状为隐性性状。
②要验证豁眼性状为Z 染色体上的隐性性状，可用F1 的正常眼雄鸡（ZAZa）为父本，正常
眼雌鸡（ZAW）为母本，统计后代的表型以及比例。
预期结果：子代表型及比例为正常眼雄鸡：正常眼雌鸡：豁眼雌鸡=2：1：1。
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：
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(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） 。
【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
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【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F1，F1 自交获得F2，且F2 中黄粒（A-）：白粒（aa）=3：5，子代中隐
形性状白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。
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，
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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，
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 。
【答案】(1) 黑体 X
(2) 灰体朱红眼♀：灰体朱红眼♂：黑体红眼♀：黑体红眼♂=1：1：1：1 1
(3) 8 1/14 AAXbXb
(4) XBY XbbXb XBbXb XBXbb
【分析】相对性状显隐性的判断：
1、具有相对性状的两个纯合亲本进行杂交，后代只出现一种表现型，该性状为显性性状；
2、相同性状的亲本自交，若子代出现性状分离，则亲本为显性性状。
【详解】（1）根据杂交组合I，甲灰体红眼雌性与乙黑体朱红眼雄性杂交，F1 中无论雌雄
均表现为灰体红眼，可知灰体相对于黑体为显性，红眼相对于朱红眼为显性，根据杂交组
合Ⅱ，丙灰体朱红眼雌性与丁黑体红眼雄性杂交，F1 中雌性均为红眼，雄性红眼：朱红眼
=1:1，可知红/朱红这一对相对性状有性别差异，位于X 染色体上。
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（2）若两对基因都位于X 染色体上，则根据题干信息和第（1）问判断相对显隐性关系，
可以推知，丙灰体朱红眼雌性的基因型为XAbXab，丁黑体红眼雄性的基因型为XaBY，杂交
得F1 中的灰体红眼的基因型为XAbXaB，进行测交，需与黑体朱红眼雄性XabY 杂交，
XAb
XaB
Xab
XAbXab（灰体朱红眼♀）
XaBXab（黑体红眼♀）
Y
XAbY（灰体朱红眼♂）
XaBY（黑体红眼♂）
即灰体朱红眼♀：灰体朱红眼♂：黑体红眼♀：黑体红眼♂=1：1：1：1；
同理，在基于相同的条件下，甲灰体红眼雌性的基因型为XABXAB，乙黑体朱红眼雄性的基
因为XabY，子代中灰体红眼雌性的基因只有XABXab1 种。
（3）若两对基因位于非同源染色体上，则根据题干信息和第（1）问判断相对显隐性关系，
可以推知，丙灰体朱红眼雌性的基因型为AaXbXb，丁黑体红眼雄性的基因型为aaXBY，F₁
个体的基因型分别为：AaXbY，aaXbY,AaXBXb，aaXBXb，上述个体进行自由交配，使用配子
法和拆分法，可知F₂ 中有2 4=8 种表型，上述个体中Aa、aa 进行自由交配，亲代的配子
有1/4A、3/4a，构建棋盘，可以求得子代中有1/16AA、6/16Aa、9/16aa，故灰体中纯合个
体为1/7，XbY 与XBXb 交配，雌性个体只有XbXb、XBXb 两种基因型，纯合个体占1/2，故
F2 灰体雌性个体纯合子为AAXbXb，所占的比例为1/7 1/2=1/14。
（4）根据题干信息，利用后代的表现型确定亲代基因型，应该利用隐性的雌性个体与显性
的雄性个体杂交的实验思路，即朱红眼雌性应与红眼雄性XBY 杂交，观察后代的表现型。
根据题干信息，射线处理可诱发染色体结构变异中的重复，2 个b 基因会掩盖B 基因的表
现，所以朱红眼雌性的基因型可能为：XbbXb、XBbXb、XBXbb：
当朱红眼雌性的基因型为XbbXb 时，则后代雌性为红眼和朱红眼，雄性为朱红眼；
当朱红眼雌性的基因型为XBbXb 时，则后代雌性为红眼，雄性为红眼和朱红眼；
当朱红眼雌性的基因型为XBXbb 时，则后代雌性为红眼和朱红眼，雄性为红眼和朱红眼。
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
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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
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： 。
【答案】(1) 两/二/2 黑 4/四 5/12
(2) B 显 金黄鼠∶灰鼠∶黑鼠＝2 1 1
∶∶
方法一：选择a 组中的金黄仓鼠分
别与多只a（或b）组中黑鼠杂交，若后代均为金黄仓鼠，则所选金黄仓鼠即可为“种仓
鼠”。
方法二：选择a 组中的雄性金黄仓鼠与亲本中的纯合黑鼠杂交，若后代均为金黄仓鼠，则
所选雄性金黄仓鼠即可为“种仓鼠”。
【分析】实验一F2 代9 灰鼠∶3 黑鼠∶4 白鼠，其比例为9 3 3 1
∶∶∶的变式，说明两对基因
（A/a 和B/b）位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。根据9 灰鼠∶3 黑鼠∶4
白鼠分离比可判断A_B_为灰鼠，实验一的F1 基因型为AaBb，亲本甲为灰鼠，乙为白鼠，
可推断甲的基因型为AABB，乙的基因型为aabb，结合两对基因控制有色物质形成的关系
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图可知，含有A 和B 的为灰鼠，即有色物质2 为灰色，则有色物质1 为黑色，即基因I 为
A，基因Ⅱ为B，则丙的基因型为AAbb，实验二的子一代基因型为Aabb。
【详解】（1）①实验一F2 代的性状分离比（9 灰鼠∶3 黑鼠∶4 白鼠）为9 3 3 1
∶∶∶的变式比
例，可推测F1 代灰鼠个体基因型为AaBb，并且这两对等位基因位于两对同源染色体上，
遵循自由组合定律；结合两对基因控制有色物质形成的关系图可知，含有A 和B 的为灰鼠，
即有色物质2 为灰色，则有色物质1 为黑色。
②根据（1）可知，含有A 和B 的为灰鼠，即有色物质2 为灰色，则有色物质1 为黑色，即
基因I 为A，基因Ⅱ为B，实验一F1 代灰鼠个体基因型为AaBb，则F2 代中灰鼠为A_B_，共
有2×2=4 种基因型，F2 中黑鼠（1/3AAbb，2/3Aabb）与F1 中灰鼠（AaBb）进行回交，后
代中出现黑鼠（A_bb）的概率为（1-2/3×1/4aa）×1/2bb=5/12。
（2）①实验三中丁与纯合黑鼠（AAbb）杂交，后代有两种性状，说明丁为杂合子，且杂
交后代中有灰色个体，说明新基因相对于B 为显性（本解析中用B1 表示），即小鼠丁的黄
色性状是由基因B 突变产生的，该突变属于显性突变。
②结合F2 未出现白鼠以及分离比为3 1∶可知，F1 中金黄鼠与灰鼠均只含一对等位基因，即
丁不含a 基因，其基因型为AAB1B。若①中推论正确，则F1 中金黄鼠基因型为AAB1b，灰
鼠为AABb，杂交后代基因型及比例为AAB1B：AAB1b：AABb：AAbb=1 1 1 1
∶∶∶，表型及其比
例为金黄∶灰∶黑=2 1 1
∶∶。
③欲选择纯种金仓鼠AAB1B1 作为“种仓鼠”，可选择a 组中的金黄仓鼠分别与多只a（或
b）组中黑鼠AAbb 杂交，若后代均为金黄仓鼠AAB1b，即不出现性状比，说明亲本为纯合
子，则所选金黄仓鼠即可为“种仓鼠”。
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
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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。
【答案】(1) 酶的合成 X 碱基（对）的排列顺序/脱氧核苷酸的排列顺序/碱
基序列
(2) AaXbY×aaXBXB 9/128
(3)父方MⅠ过程中XY 同源染色体未分离或母方MⅡ过程中X 姐妹染色单体未分离/父方减
数第一次分裂后期XY 染色体进入同一极；母方减数第二次分裂后期两条X 染色体进入同一
极
(4) 正常雌昆虫/野生型雌昆虫 F1 雌雄昆虫相互交配，观察统计F2 中雌雄昆虫
雌：雄=1：1/雌雄数量相等/雌/雄=1 雌：雄=2：1/雌雄数量不相等/雌/雄=2
【分析】基因对性状的控制：
1、基因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、基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
根据题干和遗传图解可得（不考虑基因在染色体上的位置）：红色：aaB-、A-B-、褐色的基
因型为A-bb、白色的基因为aabb。
【详解】（1）依据题干信息可知，基因和昆虫眼色性状的关系说明基因通过控制酶的合成
来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。依据题干两对基因有且仅有一对基因位于X 染
色体上，所以，假定A/a 位于常染色体上，B/b 位于X 染色体上，则亲本昆虫的基因型为：
红眼雌昆虫为：aaXBX-、A-XBX-，褐眼雄昆虫为：A-XbY，F1 全为红眼昆虫，且F2 中雌昆虫
全为红眼，可知亲本的基因型为AaXbY×aaXBXB，假定A/a 位于X 染色体上，B/b 位于常染
色体上，带入杂交过程与结果不符，所以等位基因B、b 基因位于X 染色体上。基因B 和b
的本质区别在于碱基（对）的排列顺序/脱氧核苷酸的排列顺序不同。
（2）根据第一问的推导，可知亲本的基因型为AaXbY×aaXBXB，推导过程如下：
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AaXbY×aaXBXB
AaXBXb、AaXBY、aaXBXb、aaXBY 随机交配
红眼个体的基因型为--
XBX-，--XBY,利用分离定律的思想，利用配子法计算得：F3 中的白眼个体：9/16aa 1/4
1/2XbY=9/128。
（3）F2 中发现一只纯合XXY 的红眼昆虫，根据减数分裂的特点，可知父方MⅠ过程中XY
同源染色体未分离或母方MⅡ过程中X 姐妹染色单体未分离；父方减数第一次分裂后期XY
染色体进入同一极；母方减数第二次分裂后期两条X 染色体进入同一极。
（4）若雄昆虫X 染色体上是否发生隐性纯合致死突变，则此X 染色体会随着交配的进行，
不会影响F1 的表现型，但是会将此条可能存在的致死基因传给F2，影响F2 的性状分离比。
所以，实验步骤应为：将这只雄昆虫与正常昆虫杂交，F1 雌雄昆虫相互交配，观察统计F2
中雌雄昆虫的性状分离比。若子代中雌：雄=1:1，则没有发生隐性致死突变；若子代中子
代中雌：雄=2:1，则说明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
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： 。
【答案】(1)基因突变具有不定向性和低频性，喷洒BEM 后，所有玉米不会发生同样的变异
(2)让甲地块玉米自交得到F1，种植F1 后不喷洒BEM，观察并记录F1 植株的性状
(3) 茎秆粗壮、叶片和果实较大 镜检法，取茎尖等分生组织制成装片，观察细胞
染色体数目是否加倍 让甲、乙两地块玉米杂交得到F1，判断F1 是否高度不育
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【分析】根据题干信息，①BEM 诱发了玉米基因突变（显性突变），将甲地玉米的种子再
种植下去，观察子代玉米是否“茎秆粗壮，叶片肥厚且颜色浓绿有光泽”；②BEM 仅仅影
响了基因的表达，并没有引起遗传物质的改变；可将甲地产生的玉米种子再在甲地种植，
但是不喷洒BEM，然后观察玉米的表现型，如果不出现“茎秆粗壮，叶片肥厚且颜色浓绿
有光泽”，说明观点正确；③BEM 诱发了玉米染色体数目加倍，可采用染色体观察法，即
观察有丝分裂中期染色体数目是否加倍。
【详解】（1）假设①（BEM 诱发了玉米基因突变）不成立，原因是基因突变具有不定向
性和低频性，喷洒BEM 后，所有玉米不会发生同样的变异，因此不可能出现普遍优良性状。
（2）假设②（BEM 仅仅影响了基因的表达，并没有引起遗传物质的改变）可以成立，因
为生物的形状是基因和环境条件共同作用的结果的结果，为确定该假设是否正确，简单的
方法是将甲地产生的玉米种子再在甲地种植，让其自交得到F1，种植F1 后不喷洒BEM，
观察并记录F1 植株的性状，如果不出现“茎秆粗壮，叶片肥厚且颜色浓绿有光泽”，说明
观点正确。
（3）假设③（BEM 诱发了玉米染色体数目加倍）也可以成立，因为多倍体植株具有茎秆
粗壮，叶片和果实都比较大的特点。为确定该假设是否正确，可用两种简单的方法鉴定：
方法一：镜检法，取茎尖等分生组织制成装片，观察细胞染色体数目是否加倍，如果加倍，
则观点正确；
方法二：杂交法，让甲、乙两地块玉米杂交得到F1，判断F1 是否高度不育，如果不可育，
则观点正确。
【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。
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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
组）
将等量的寨卡病毒注射到小鼠皮下
是
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 。
【答案】(1) 抗原呈递细胞 细胞免疫
(2) 记忆 Vax 活病毒作为疫苗的效果更好 Vax 对于抑制病毒的扩散具有作用
(3)抗原性高，能够激发机体良好免疫反应，且能降低疫苗的副作用
【分析】疫苗接种，是将疫苗制剂接种到人或动物体内的技术，使接受方获得抵抗某一特
定或与疫苗相似病原的免疫力，借由免疫系统对外来物的辨认，进行抗体的筛选和制造，
以产生对抗该病原或相似病原的抗体，进而使受注射者对该疾病具有较强的抵抗能力。
【详解】（1）在特异性免疫过程中，抗原呈递细胞能够摄取、处理并呈递抗原，故抗原呈
递细胞进入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细胞免疫方面
均形成免疫防御能力。
（2）①据表分析，实验组Ⅰ用 Vax 固定寨卡病毒并注射到小鼠皮下，而对照组（甲组）
用Vax 固定灭活的寨卡病毒并注射到小鼠皮下，两组实验的自变量是寨卡病毒灭活与否，
实验结果表明实验组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
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成的记忆细胞数量较多，在接种寨卡病毒后能迅速增殖分化为浆细胞等，较好的发挥免疫
功能。
②实验组Ⅰ与甲、乙组对比可以说明用 Vax 固定寨卡病毒后存活率高，说活病毒作为疫苗
效果更好；实验组Ⅱ不能检测到病毒，与丙组（检测到病毒）对比则有助于说明Vax 对于
抑制病毒的扩散具有作用。
（3）分析题意，传统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，结合上述实验可知，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：抗原性高，能够激发机体良好免疫反应，且能降低疫苗的副作用。
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
。
【答案】(1)高嘌呤食物
(2) ②适量溶解在羧甲基纤维素钠溶液的氧嗪酸 等量的羧甲基纤维素钠溶液
实验组大鼠尿液中尿酸含量高于对照组 设计对照实验 遵循单一变量原则（或等
量原则或平行重复原则等，答对一种即可） 促进肾脏对尿酸的排泄（或促进尿酸分解
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等其它合理也给分，但一定不能答为增强尿酸酶活性）
【分析】正常机体通过调节作用，使各个器官、系统调节活动，共同维持内环境的相对稳
定状态叫做内环境稳态。内环境的相对稳定包括内环境的化学成分及理化性质的相对稳定，
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
【详解】（1）据题意，人体内的嘌呤有20%来源于食物，当人体尿酸生成过多或通过肾脏
排出尿酸出现障碍，可导致高尿酸血症，因此高尿酸患者应减少高嘌呤食物摄入，同时多
喝水促进尿酸通过肾脏排出。
（2）根据实验目的可知，实验的自变量为尿酸酶的有无，因变量为尿酸的含量，结合实验
材料，遵循实验中的对照原则、单一变量原则和等量原则。
设计实验思路如下：①取生理状态相同的大鼠若干只，随机均分为两组；
②将其中一组大鼠灌胃适量溶解在羧甲基纤维素钠溶液的氧嗪酸作为实验组，另一组大鼠
灌胃等量的羧甲基纤维素钠溶液作为对照组，以排除羧甲基纤维素钠溶液对实验造成的干
扰。
③两组大鼠在相同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。因为实
验组中的氧嗪酸会抑制尿酸酶活性；
④预期的实验结果为：若实验组大鼠尿液中尿酸含量高于对照组，则可验证此结论。
⑥“痛风”是由于尿酸盐结晶沉积在关节引起的，所以治疗痛风的药物的功能应是：促进
肾脏对尿酸的排泄或促进尿酸分解等。
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
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。
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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 。
【答案】(1) 内质网、高尔基体 布罗卡/S 区 BD
(2) AD 未刺激 对照 不接受额外光刺激/自然光照 海马组织总蛋
白/组织液
(3) 突触小泡 胞吐 促进乙酰胆碱合成/抑制乙酰胆碱酯酶活性/增强乙酰胆碱
受体敏感性
【分析】1 人脑的言语区包括W 区为书写性语言中枢；V 区为视性语言中枢；S 区为运动性
语言中枢；H 区为听性语言中枢。运动性失语症：运动性语言中枢S 区受损伤患者可以看
懂文字，听懂别人的谈话，但自己却不会讲话，不能用词语表思想。
【详解】（1）分泌蛋白β 淀粉样蛋白由相关前体物质在细胞内合成后经内质网、高尔基体
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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S 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痛觉减弱和肢体僵硬，这大脑皮层直接相关，BC 正确，AD 错
误，故选BC。
（2）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
实验动物分组：将生理状况相同的AD 小鼠随机均分为光刺激组（PS 组）和未刺激组（NS
组）。相同数量的野生型小鼠作为对照组
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不接受额外光刺激/自然光照，检测β 淀粉样
蛋白含量。
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，正常小鼠海马组织中也能表达少量β 淀粉样蛋白
故图示为
（3）神经末梢内部有许多突触小泡，其内含有的化学物质称为神经递质。递质通过胞吐方
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促进乙酰胆碱合成/抑制乙酰胆碱
酯酶活性/增强乙酰胆碱受体敏感性。
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。 。
【答案】(1) ③ 正电位转变为负电位 有
(2) 机体的产热量大于散热量 脊髓灰质炎病毒侵犯反射弧中的运动神经（传出神
经），反射弧不完整，导致肌肉长期不能收缩，从而引起肌肉萎缩
(3) A 增强机体的特异性免疫，使机体产生更多效应细胞和记忆细胞 主动免
疫
(4)用适宜大小的电刺激该动物的骨骼肌，观察该动物的骨骼肌是否收缩，若骨骼肌不收缩，
则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤；若骨骼肌收缩，则脊髓灰质炎病毒没有引起
骨骼肌功能损伤
【分析】1、神经调节的基本方式是反射，其结构基础是反射弧，由感受器、传入神经、神
经中枢、传出神经、效应器五部分构成。
2、灭活疫苗，即人们在获得病毒以后，通过对其进行一定的处理，使病毒完全丧失活性，
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从而得到被杀死的病原微生物，进而制成灭活疫苗。它其实就是一种被杀死的病毒，将其
输入人体，既不会使人染病，又可以促使人体产生抗体，抵御病毒的入侵。如百日咳疫苗、
流脑疫苗等。减毒疫苗是将病原微生物（细菌和病毒）在人工条件下使其丧失致病性，但
仍保留其繁衍能力和免疫原性，以此制成减毒活疫苗。将减毒品活疫苗接种于人体后，使
人体产生一次亚临床感染，类似一次轻型的人工自然感染过程，从而引起与疾病类似的免
疫反应，既不会发病，又可以获得抵御这种疾病的免疫力。它在体内的作用时间长，往往
只需要接种一次，即可产生稳固的免疫力，这类疫苗有脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。
【详解】（1）脊髓灰质炎病毒主要侵染脊髓中的运动神经元，图中的结构③运动神经元，
结构②为感觉神经元，故脊髓灰质炎病毒主要侵染图中的结构③。
①为感受器，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由正电位变
为负电位，由于脊髓灰质炎病毒主要侵染脊髓中的运动神经元，而传入神经元及神经中枢
未受到侵染，说明传入神经元及神经中枢未受到侵染，所以刺激能传到中枢处理，对刺激
有感觉。
（2）发热的直接原因是机体的产热量大于散热量；
感染脊髓灰质炎病毒的人，由于脊髓灰质炎病毒侵犯反射弧中的运动神经（传出神经），
反射弧不完整，导致肌肉长期不能收缩，因此导致肌肉萎缩。
（3）糖丸是减活的微生物，故选A。从免疫学的角度看，“糖丸”中的活病毒相当于抗原，
多次服用该糖丸的主要原因是增强机体的特异性免疫，使机体产生更多效应细胞和记忆细
胞；这种免疫方式称为主动免疫。
（4）本实验目的是为了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，故直接判断骨骼肌功能即可，题干要求“以电刺激的方法设计实验”，可设
计实验为：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，则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功
能损伤；若骨骼肌收缩，则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
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：
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(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。
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
。
【答案】【小题1】实验组别及处理
组别
菌种
1
2
3
4
5
6
7
8
A
-
+
+
-
-
+
+
-
B
-
+
-
+
-
+
-
+
C
-
+
-
-
+
-
+
+
注：+代表接种这种菌，-代表不接种这种菌 【小题2】 外源性
属于
突触 糖类物质 抑制寄主体内脂肪酶活性，减少脂肪的分解（写出一种可
能）
【分析】分析题意，本实验目的是探究幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群的关系，实验的自
变量是菌种种类，因变量是羽化率。
【详解】（1）是探究幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群的关系，需考虑寄主肠道菌群种类的
不同，据此可设计表格如下：
组别
菌种
1
2
3
4
5
6
7
8
A
-
+
+
-
-
+
+
-
B
-
+
-
+
-
+
-
+
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C
-
+
-
-
+
-
+
+
注：+代表存在这种菌，-代表不存在这种菌
（2）①寄生是调节种群数量波动的外源性因素，因为不是种群自身引起的。
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，该过程属于反射，因为经过了完整的反射弧，并且产生了效应，
兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是突触。
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，该物质可以促进糖类转化为脂质；其二可能是抑制寄主
体内脂肪酶活性，减少脂肪的分解。
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