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抢分13 探究实验冲刺篇
【实验中的变量分析之真题篇】
1．（2022·福建·高考真题）高浓度NH4NO3会毒害野生型拟南芥幼苗，诱导幼苗根毛畸形分叉。为研究高
浓度NH4NO3下乙烯和生长素（IAA）在调节拟南芥幼苗根毛发育中的相互作用机制，科研人员进行了相关实
验，部分结果如下图。
注：甲是蛋白M 缺失的IAA 不敏感型突变体，乙是蛋白N 缺失的IAA 不敏感型突变体；ACC 是乙烯合成的前
体；分叉根毛比率=分叉根毛数/总根毛数×100%。
下列叙述正确的是（ ）
A．实验自变量是不同类型的拟南芥突变体、乙烯或IAA
B．实验结果表明，IAA 对根毛分叉的调节作用具有两重性
C．高浓度 NH4NO3下，外源IAA 对甲的根系保护效果比乙的好
D．高浓度 NH4NO3下，蛋白M 在乙烯和IAA 抑制根毛分叉中发挥作用
【答案】D
【解析】分析题意可知，本实验目的是研究高浓度NH4NO3下乙烯和生长素（IAA）在调节拟南芥幼苗根毛发
育中的相互作用机制，结合题图可知，实验的自变量是拟南芥植株的类型、添加的试剂类型，A 错误；两
内容预览
一、实验中的变量分析
二、实验思路的书写
三、实验步骤的完善
四、实验结果与结论
五、实验方案评价
1
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重性是指高浓度促进，低浓度抑制，据图可知，在高浓度NH4NO3下，三组实验的添加IAA 与不添加激素组
相比，IAA 调节三种类型的拟南芥幼苗根毛分叉的作用为抑制或不影响，没有促进作用，不能体现两重性，
B 错误；分析题图可知，乙组的抑制根毛分叉的效果更明显，甲组几乎不起作用，故高浓度NH4NO3下，外
源IAA 对乙的根系保护效果比甲的好，C 错误；对比甲乙可知，高浓度下蛋白M 缺失，乙烯和IAA 完全不能
抵抗高浓度NH4NO2对拟南芥幼苗的毒害作用，说明蛋白M 在乙烯和IAA 抑制根毛分叉中发挥作用，D 正确。
2．（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实
验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【答案】C
【解析】酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A 错误；氧气的有无是自变量，B 错误；有氧呼吸不产生酒
精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C 正确；
等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精
中，释放能量少，D 错误。
3．（2022·海南·高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，将四组等量菠菜叶圆片
排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中，从烧杯底部给予适宜光照，记录叶圆片上浮
所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．本实验中，温度、NaHCO3浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
2
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【答案】B
【解析】本实验是探究适宜温度下CO2对光合作用的影响，自变量为CO2浓度（NaHCO3溶液浓度），温度和
光照为无关变量，A 错误；当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮
所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B 正确；四组实验中，0.5％NaHCO3溶液中叶圆片上
浮需要的时间最长，光合速率最小，C 错误；若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净
光合速率可能降低，故各组叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D 错误。
4．（2022·广东·高考真题）某同学对蛋白酶TSS 的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析
错误的是（ ）
组
别
pH
CaCl
2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
【答案】C
【解析】分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于CaCl2，A 正确；
分析①②变量可知，pH 均为9，都添加了CaCl2，温度分别为90℃、70℃，故自变量为温度，B 正确；
②组酶的活性最高，此时pH 为9，温度为70℃，但由于温度梯度、pH 梯度较大，不能说明最适温度为
70℃，最适pH 为9，C 错误；该实验的反应物为Ⅰ型胶原蛋白，要确定该酶能否水解其他反应物还需补充
实验，D 正确。
3
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5．（2021·海南·高考真题）某课题组为了研究脱落酸（ABA）在植物抗旱中的作用，将刚萌发的玉米种
子分成4 组进行处理，一段时间后观察主根长度和侧根数量，实验处理方法及结果如图所示。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．与第1 组相比，第2 组结果说明干旱处理促进侧根生长
B．与第2 组相比，第3 组结果说明缺少ABA 时主根生长加快
C．本实验中自变量为干旱和ABA 合成抑制剂
D．设置第4 组的目的是验证在干旱条件下ABA 对主根生长有促进作用
【答案】D
【解析】A、ABA 是脱落酸，ABA 合成抑制剂可以抑制ABA 的合成，据图可知，第2 组不加入ABA 合成抑制
剂，则两组的自变量为蒸馏水的有无（是否干旱），第2 组玉米主根的长度大于第1 组，但侧根数量少于
第1 组，说明在干旱处理可以促进主根长度增加，但抑制侧根生长，A 错误；
B、第2 组不加ABA 合成抑制剂，第3 组加入ABA 合成抑制剂（ABA 不能正常合成），两组的自变量为ABA
的有无，实验结果是第3 组的主根长度小于第二组，说明缺少ABA 时主根生长变慢，B 错误；
C、结合分析可知，本实验目的是研究脱落酸（ABA）在植物抗旱中的作用，则实验的自变量是脱落酸的有
无，C 错误；
D、第4 组是同时添加ABA 合成抑制剂和ABA，可以与第3 组形成对照，实验结果是该组的主根长度大于第
3 组，说明ABA 对主根生长有促进作用，D 正确。
【实验中的变量分析之模考题篇】
6．（2024·江苏南通·二模）下图表示两种生境下捕食者蝾螈对池塘中霍氏蛙、灰树蛙、蟾蜍种群数量
的影响。下列分析正确的是（ ）
4
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A．本实验的自变量是捕食者蝾螈的有无
B．本实验仅证明种群数量变化受生物因素影响
C．自然界中捕食者的捕食作用有利于增加物种多样性
D．决定该群落垂直分层现象的非生物因素主要是温度和含氧量
【答案】C
【解析】A、本实验的自变量是有无蝾螈、池塘水位，设置了四种生存条件，即池塘水位维持+无蝾螈、池
塘水位维持+有蝾螈、池塘自然干燥+无蝾螈、池塘自然干燥+有蝾螈，A 错误；
B、实验中反应出霍氏蛙种群数量既受蝾螈捕食（生物因素）的影响，也受池塘水位（非生物因素）的影
响，B 错误；
C、结合图示可知，池塘自然干燥情况下，无蝾螈时灰树蛙种群消失，有蝾螈时有灰树蛙种群，因此自然
界中捕食者的捕食作用有利于增加物种多样性，C 正确；
D、动物的分层现象主要与食物、栖息空间有关，还与阳光、温度、水分等非生物因素有关，D 错误。
故选C。
7．（2024·河北·二模）某研究小组剪取菟丝子茎顶端2.5cm 长的切段若干，置于培养液中无菌培养一周
后，开展生长素（IAA）和赤霉素（GA3）对茎切段伸长的影响及生长素（IAA）对茎切段中乙烯含量的影响
的研究，实验结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
5
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A．本实验的自变量为植物激素种类和浓度，培养时间是无关变量
B．GA3促进菟丝子茎切段伸长的最适浓度在10～250μmol·L-1范围内
C．空白对照组中茎切段缓慢生长是因为存在少量内源激素
D．据图可知，生长素通过促进乙烯的合成来促进植物的生长
【答案】D
【解析】A、本实验的目的是探究生长素（IAA）和赤霉素（GA3）对茎切段伸长的影响及生长素（IAA）对
茎切段中乙烯产量的影响，所以实验的自变量有两个：不同浓度的外源生长素（IAA）和赤霉素（GA3），
即植物激素种类和浓度，培养时间是无关变量，A 正确；
B、由图可知，GA3浓度为50μmol·L-1时，茎切断伸长量最大，GA3促进菟丝子茎切段伸长的最适浓度在10
～250μmol·L-1范围内，B 正确；
C、由图可知，生长素浓度和GA3浓度为0 时为空白对照组，此时茎切段缓慢生长是因为存在少量内源激素，
C 正确；
D、由图可知，当生长素的浓度增高到一定值后，才会促进乙烯的产生，但并不能得出生长素通过促进乙
烯的合成来促进植物的生长，D 错误。
故选D。
8．（2024·河北·二模）褐变会导致果蔬的色泽加深、风味改变及营养物质流失，而多酚氧化酶是引起
果蔬褐变的关键酶。科研人员探究了其他条件相同且适宜的情况下，pH 对两种梨中多酚氧化酶活性的影响
（OD398值越大，酶活性越强），结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．该实验的自变量是pH，因变量是多酚氧化酶的活性
B．若探究pH 对淀粉酶活性的影响，也可得到趋势如图所示的曲线
C．由图可知，pH 为6 时，两种梨中皇冠梨更容易褐变
D．若在pH 为5 时改变反应体系中的温度，则A 点将上移
6
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【答案】C
【解析】A、本实验的自变量为pH 和梨的品种，因变量为OD398值，A 错误；
B、若探究pH 对淀粉酶活性的影响，强酸、强碱可以使淀粉酶的空间结构发生改变，使酶完全失去活性，
不能得到趋势如图所示的曲线，B 错误；
C、由曲线可知，在pH 为6 左右时，两种梨中皇冠梨OD398值最高，OD398值越大，多酚氧化酶活性越强，这
说明pH 为6 时，两种梨中皇冠梨更容易褐变，C 正确；
D、该实验是在温度适宜的情况下进行的，若在pH 为5 时改变反应体系中的温度，酶活性会降低，则A 点
将下移，D 错误。
9．（2024·广东揭阳·二模）下列有关高中生物学实验的叙述，错误的是（ ）
A．调查草地中某双子叶杂草的密度时，要随机取样
B．探究酶的专一性时，自变量可以是底物的种类
C．家庭制作泡菜时，使用的食盐量不能太多
D．进行DNA 的粗提取与鉴定时，体积分数为95%的酒精用来消毒
【答案】D
【解析】A、调查草地中某双子叶杂草的密度时，要随机取样，不掺人主观因素，A 正确；
B、探究酶的专一性时，可以用同种底物和不同酶进行实验，也可以用不同底物和同种酶进行实验，因此
自变量可以是酶的种类，也可以是不同的底物，B 正确；
C、家庭制作泡菜时，使用的食盐量不能太多，否则乳酸菌会被杀死，导致制作的泡菜咸而不酸，C 正确；
D、DNA 不溶于体积分数为95%的冷酒精，95%的冷酒精用于析出DNA 分子，D 错误。
故选D。
10．（2024·黑龙江大庆·三模）卡铂为广谱抗肿瘤药，通过抑制DNA 复制而起效。卡铂溶于水，溶液中
的Cl-会促进其分解。相关实验的设计思路如下图所示，下列说法正确的是（ ）
注：卡铂试剂、DNA 复制抑制剂、卡铂试剂+DNA 复制抑制剂均由5%葡萄糖溶液配置而成。
A．本实验的自变量是卡铂试剂有无、DNA 复制抑制剂的有无
7
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B．本实验可用生理盐水代替5%葡萄糖溶液来配制卡铂试剂
C．本实验预期结果为①与④组数据接近，②与③组数据接近
D．宫颈癌细胞培养时的气体环境是95%的氧气和5%二氧化碳
【答案】A
【解析】A、由分析可知，本实验的自变量是卡铂、DNA 复制抑制剂的有无，A 正确；
B、由题意可知，溶液中的Cl－会促进卡铂分解，而生理盐水中的含Cl－，会促进卡铂的分解，失去疗效，
因此不可用生理盐水代替5%葡萄糖溶液来配制卡铂试剂，B 错误；
C、①组不会抑制DNA 的复制，④组会抑制DNA 的复制，所以预期实验结果不相近，C 错误；
D、宫颈癌细胞培养时的气体环境是95%的空气和5%二氧化碳，D 错误。
【实验思路的书写之真题篇】
1．（2023·重庆·高考真题）科学家在基因型为mm 的普通玉米（2n=20）群体中发现了杂合雄性不育突变
体，并从中克隆了控制不育性状的显性基因M（编码蛋白质M）。研究发现，突变体玉米雄性不育与花粉母
细胞减数分裂异常密切相关（图1）：进一步研究发现，减数分裂细胞中影响染色体联会的R 蛋白量与M
蛋白质有关（图2）。
注：M-Del：敲除M 基因的突变体；①~⑤为依次发生的减数分裂Ⅰ或Ⅱ某时期：⑥为减数分裂Ⅱ结束后形
成的子细胞；⑦为花粉及可育率
(1)图1 中③所示的时期为 ，⑥中单个正常细胞内染色体数目为 。玉米减数分裂细胞中R 蛋白量
减少，植株的花粉可育率将 。推测玉米突变体中M 蛋白质影响减数分裂的机制为 。
(2)欲利用现有植株通过杂交方式获得种子用于M 基因的后续研究，杂交亲本的基因型分别应为 。
(3)M 基因与m 基因DNA 序列相比，非模板链上第1072 和1094 位的两个碱基突变为A，致使M 蛋白质的第
358 和365 位氨基酸分别变为x 和y（图3）；按5＇-3＇的方向，转运x（第358 位）的tRNA 上反密码子
8
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第 位碱基必为U。如需用定点突变方法分析M 基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，可采取
的分析思路为 。
【答案】(1) 减数分裂Ⅰ中期（M Ⅰ中，减Ⅰ中） 10 条/十条 降低 M 蛋白使减数分裂
细胞中R 蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常
(2)母本（♀）：Mm 父本（♂）mm
(3) 3/三 分别研究M 基因两个突变位点A 突变为G 和两个A 分别突变为G 后，对花粉发育率的影响
【解析】（1）图1 表示减数分裂，③细胞未分裂，染色体分布在赤道板的两侧，说明处于减数分裂Ⅰ中期；
⑥为减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞，染色体数目减半，细胞中染色体数目是10 条；图2 中mm、M-Del 以
及突变体中R 蛋白含量依次降低，图1 中三者花粉可育率依次降低，说明玉米减数分裂细胞中R 蛋白量减
少，植株的花粉可育率将降低；根据图2 分析：显性基因M 可编码蛋白质M，突变体是杂合子，基因型是
Mm，mm 不含M 基因，不能合成M 蛋白；根据图1 分析，突变体植株图2 异常，即联会过程异常，故可推测
M 蛋白使减数分裂细胞中R 蛋白减少，影响染色体联会，造成同源染色体分离异常。
（2）现有植株通过杂交方式获得种子用于M 基因的后续研究，含有M 的个体雄性不育，只能做母本，且不
存在MM 个体，故选择的杂交组合为：母本（♀）Mm 和父本（♂）mm。
（3）M 基因与m 基因DNA 序列相比，非模板链序列，对应了mRNA 的序列，由于x 氨基酸是第358 位氨基酸，
mRNA 中每三个碱基决定一个氨基酸，358×3=1074，说明1072、1073、1074 共同决定了x 氨基酸，即1072
位是是x 氨基酸在mRNA 的5'端第一个位置，对应按5＇-3＇的方向tRNA 上反密码子第3 位碱基为U。如需
用定点突变方法分析M 基因的两个突变位点对玉米花粉可育率的影响，则应该研究单独一个位点突变及两
个位点同时突变的影响，即分别研究M 基因两个突变位点A 突变为G 和两个A 分别突变为G 后，对花粉发
育率的影响。
2．（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日
照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研
究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。
9
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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
【解析】（1）火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是叶绿素a 和叶绿素b，二者统称为叶绿素。
用纸层析法分离叶绿体色素获得的4 条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素
的色素带位于第一条和第二条。
（2）根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光+蓝光，因为在不同补光时间条件下，红光+蓝光组平
均花朵数都最多，该光源的补光时间是6 小时/天时，平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6 小时/天。
（3）本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，
所以将生长状况相同的火龙果分三组，成花诱导完成后，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实成熟
时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光线对应最适光线强度。
3．（2023·湖北·高考真题）我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗，为消灭脊髓灰质炎作出了重
要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后，其血清抗体浓度相对值变化如图所示。
10
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回答下列问题：
(1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的 。
(2)据图判断，该疫苗成功诱导了机体的 免疫反应，理由是 。
(3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍
是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，实验思路是 ，
预期实验结果和结论是 。
(4)若排除了脊髓灰质炎病毒对该动物骨骼肌的直接侵染作用，确定病毒只侵染了脊髓灰质前角（图中部
位①）。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器，与未感染动物相比，感染动物的神经纤维②
上的信息传导变化是： ，神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是： 。
【答案】(1)抗原性
(2)体液 血清中相关抗体浓度增多了
(3) 用适宜大小的电刺激该动物的效应器（骨骼肌）部位，观察该动物的肢体运动情况（或骨骼肌是
否收缩） 若骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤；若
骨骼肌收缩（或肢体运动正常），则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
(4)电信号传导受阻 不能产生化学信号
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【解析】（1）脊髓灰质炎减毒活疫苗保留了该病毒的抗原性，能引起机体产生特异性免疫。
（2）据图判断，该疫苗成功诱导了机体的体液免疫反应，理由是儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的
糖丸一段时间后，血清中相关抗体浓度增多了。
（3）实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为了判断该动物的肢体运动障碍是否为
脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，若骨骼肌功能损伤，则用电刺激骨骼肌（效应器），则
骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），否则收缩（或肢体运动正常）。因此实验思路是用适宜大小的电刺激
该动物的肢体效应器（骨骼肌）部位，观察该动物的肢体运动情况（或骨骼肌是否收缩）。若骨骼肌不收
缩（或肢体运动障碍），则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤；若骨骼肌收缩（或肢体运动正
常），则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。
（4）脊髓灰质炎病毒只侵染了脊髓灰质前角，即运动神经元功能损伤，失去传递电信号以及产生神经递
质的功能。刺激感染和未感染脊髓灰质炎病毒的动物的感受器，与未感染动物相比，感染动物的神经纤维
②受到损伤，不能接受上一个神经元释放的神经递质（化学信号的刺激），从而导致神经纤维②不能传递
电信号（或神经冲动），故感染动物的神经纤维②上的信息传导变化是电信号传导受阻。正常情况下，神
经-肌肉接头部位③相当于一个突触，会发生电信号-化学信号-电信号的转变，感染感染脊髓灰质炎病毒
的动物的神经纤维②功能受损，不能释放神经递质，故神经-肌肉接头部位③处的信息传递变化是不能产
生化学信号。
4．（2023·广东·高考真题）神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构，其形成机制见图。神经
末梢释放的蛋白A 与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物，该复合物与膜蛋白M 结合触发肌细胞内信号转导，
使神经递质乙酰胆碱（ACh）的受体（AChR）在突触后膜成簇组装，最终形成成熟的神经肌肉接头。
回答下列问题：
(1)兴奋传至神经末梢，神经肌肉接头突触前膜 内流，随后Ca2+内流使神经递质ACh 以
的方式释放，ACh 结合AChR 使骨骼肌细胞兴奋，产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病，研究者采用抗原抗体结合方法检测患者
12
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AChR 抗体，大部分呈阳性，少部分呈阴性。为何AChR 抗体阴性者仍表现出肌无力症状？为探究该问题，
研究者作出假设并进行探究。
①假设一：此类型患者AChR 基因突变，不能产生 ，使神经肌肉接头功能丧失，导致肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，检测患者AChR 基因，结果显示基因未突变，在此基础上作出假设二。
②假设二：此类型患者存在 的抗体，造成 ，从而不能形成成熟的神经肌肉接头，导致
肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，对此类型患者进行抗体检测，抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制，你的研究思路是 。
【答案】(1) Na+ 胞吐
(2) AChR 蛋白质A、I 或M（任意一种即可） 使AChR 不能在突触后膜成簇组装 给实验
动物注射蛋白A、I 或M 的抗体，观察是否发生肌无力
【分析】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，其具
体的传递过程为：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。由于递质只能由突触前
膜释放，作用于突触后膜，因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
第（2）②的第1 空，答案应为“蛋白质A、I 或M（任意一种即可）”。因为这3 种蛋白质任意一种都会影
响AchR 的成簇组装，结果一样，故任意一种、两种或三种都可。 第2 空，标准答案只要求写出“AchR 不
能在突触后膜成簇组装”，前面的的叙述对应第1 空所写蛋白质的抗体即可，不作判分要求。 第（2）的
答案是“给实验动物注射蛋白A、I 或M 的抗体，观察是否发生肌无力”。注射的抗体能对应②的分析。原
答案注射的是蛋白A、I 或M，这些物质注射后不一定引起体内产生抗体，而产生了相应抗体也不一定致病，
不符合题意。
【解析】（1）兴奋是以电信号传至神经末梢的，因此神经肌肉接头突触前膜钠离子内流，随后Ca2+内流使
神经递质ACh 以胞吐的形式释放至突触间隙，与突触后膜上的AChR 结合使骨骼肌细胞兴奋，产生收缩效应。
（2）①若患者AChR 基因突变，不能合成AChR，也就不能在突触后膜成簇组装，使神经肌肉接头功能丧失，
导致肌无力。
②若患者AChR 基因未突变，即能合成AChR，但又不能形成成熟的神经肌肉接头，很可能是存在蛋白质A、
I 或M 抗体，造成AChR 不能在突触后膜成簇组装。
③该实验目的是验证此类型患者存在A、I 或M 的抗体，可设计实验思路如下：给实验动物注射蛋白A、I
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或M 的抗体，观察是否发生肌无力。
5．（2023·广东·高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。
一项新的研究表明，circRNA 可以通过miRNA 调控P 基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见图。miRNA 是
细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA 靶向结合并使其降解。circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA，可靶
向结合miRNA 使其不能与mRNA 结合，从而提高mRNA 的翻译水平。
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
(2)前体mRNA 是通过 酶以DNA 的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA 等多种RNA。circRNA
和mRNA 在细胞质中通过对 的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA 表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是 。
(4)根据以上信息，除了减少miRNA 的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路 。
【答案】(1)自由基
(2)RNA 聚合 miRNA
(3)P 蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA 表达量升高，与P 基因的mRNA 结合并将其降解的概率上升，导致合成的
P 蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA 的含量，靶向结合miRNA 使其不能与P 基因的mRNA 结合，从而提高P 基因
的表达量，抑制细胞凋亡
【分析】结合题意分析题图可知，miRNA 能与mRNA 结合，使其降解，降低mRNA 的翻译水平。当miRNA 与
circRNA 结合时，就不能与mRNA 结合，从而提高mRNA 的翻译水平。
【解析】（1）放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。
（2）RNA 聚合酶能催化转录过程，以DNA 的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前体mRNA。由图可
知，miRNA 既能与mRNA 结合，降低mRNA 的翻译水平，又能与circRNA 结合，提高mRNA 的翻译水平，故
circRNA 和mRNA 在细胞质中通过对miRNA 的竞争性结合，调节基因表达。
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（3）P 蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA 表达量升高时，大量的miRNA 与P 基因的mRNA 结合，并将P 基因的
mRNA 降解，导致合成的P 蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。
（4）根据以上信息，除了减少miRNA 的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA 的含量，靶向结合
miRNA，使其不能与P 基因的mRNA 结合，从而提高P 基因的表达量，抑制细胞凋亡。
【实验思路的书写之模考题篇】
6．（2024·河北·二模）果蝇的性别决定方式为XY 型，研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无
斑纹雄蝇杂交，F 雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，
₁
F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅
腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄
蝇=4：2：2：2：1：1。设控制翅型的基因为A/a，控制腿部斑纹的基因为B/b，不考虑X 和Y 染色体的同
源区段、交换、突变以及雌雄配子均致死的情况。回答下列问题：
(1)果蝇作为遗传学的研究材料，其优点是 （答出两点）。上述两对相对性状中显性性状是 。
(2)A/a 基因与B/b 基因位于 对同源染色体上，判断的依据是 （从两个角度进行说明）。
(3)上述杂交实验中，F2中果蝇的翅型性状偏离正常的分离比，可能的原因是 。
请设计实验进行探究，写出简要实验思路和预期结果与结论。
实验思路： 。
预期结果与结论： 。
【答案】(1) 果蝇个体小、易饲养、繁殖快、有易于区分的相对性状、染色体数目少 长翅和腿
部有斑纹
(2) 两 研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有斑
纹，F1雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅
腿部有斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1，是9：3：3：1 的变形，
其中有部分配子致死，符合基因的自由组合定律，A/a 基因与B/b 基因位于两对同源染色体上；F2中长翅：
残翅=2：1 且不分雌雄，说明该对基因位于常染色体上，腿部有斑纹：腿部无斑纹=3：1，且腿部无斑纹全
为雄性，与性别相关联，说明该对基因位于X 染色体上，所以A/a 基因与B/b 基因位于位于两对同源染色
体上
(3) AA 基因纯合致死 可选择F1中的多只长翅腿部有斑纹雌（AaXBXb）与F2中的多只长翅腿部无斑纹
雄（AaXbY）相互交配，观察后代的表现型及比例， 预期结果为后代无论雌雄都是长翅腿部有斑纹：
长翅腿部无斑纹：残翅腿部有斑纹：残翅腿部无斑纹=2：2：1：1。实验结论为AA 基因纯合致死。
【解析】（1）果蝇个体小、易饲养、繁殖快、有易于区分的相对性状、染色体数目少，故常作为遗传学
的实验材料。研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有
斑纹，所以两对相对性状中显性性状是长翅和腿部有斑纹。
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（2）研究人员利用长翅腿部有斑纹雌蝇与残翅腿部无斑纹雄蝇杂交，F1雌雄果蝇均为长翅腿部有斑纹，F1
雌雄果蝇随机交配，F2中长翅腿部有斑纹雌蝇：长翅腿部有斑纹雄蝇：长翅腿部无斑纹雄蝇：残翅腿部有
斑纹雌蝇：残翅腿部有斑纹雄蝇：残翅腿部无斑纹雄蝇=4：2：2：2：1：1，是9：3：3：1 的变形，其中
有部分配子致死，符合基因的自由组合定律，A/a 基因与B/b 基因位于两对同源染色体上；F2中长翅：残
翅=2：1 且不分雌雄，说明该对基因位于常染色体上，腿部有斑纹：腿部无斑纹=3：1，且腿部无斑纹全为
雄性，与性别相关联，说明该对基因位于X 染色体上，所以A/a 基因与B/b 基因位于位于两对同源染色体
上。
（3）统计F2的表型发现，长翅：残翅=2：1，偏离了3：1 的正常分离比，可能的原因是AA 纯合致死。欲
进行实验探究，可选择F1中的多只长翅腿部有斑纹雌（AaXBXb）与F2中的多只长翅腿部无斑纹雄（AaXbY）
相互交配，观察后代的表现型及比例，预期的结果为后代无论雌雄都是长翅腿部有斑纹：长翅腿部无斑纹：
残翅腿部有斑纹：残翅腿部无斑纹=2：2：1：1。则实验结论为AA 基因纯合致死。
7．（2024·广东广州·二模）葡萄的生长发育受水和氮素的影响。研究人员探究荒漠区滴灌条件下，不
同施氮量对光合特性及葡萄品质的影响。部分研究结果见下表。
施氮量/（kg·hm-2）
0
150
300
45
0
600
可溶性
糖/（mg·g-1）
23
5
253
273
23
3
229
回答下列问题：
(1)尿素施入土壤后，会被土壤中的某些细菌分解成NH3，NH3再转化为NO3
-和NH4
+，通常以 方式进入植
物根细胞。松土能促进植物对氮肥的吸收，原因是 。
(2)研究结果表明，施氮肥后叶片的光合作用明显增强，从植物光反应的角度分析，可能的原因是 。
(3)据表分析，可知施氮量在 时葡萄可溶性糖的积累最多。若要进一步探究葡萄可溶性糖积累的最适
施氮量，请简要写出实验设计思路 。
【答案】(1) 主动运输 松土能提高土壤中的氧气含量促进植物根细胞的有氧呼吸，为主动运输
提供更多能量（从而促进植物对氮肥的吸收）
(2)氮肥施用提高了叶片叶绿素含量及光反应相关蛋白质等物质的含量
(3) 300kg.hm-2 在施氮量150～450kg.hm-2范围内设置一系列浓度梯度组实验，其他条件相同且
适宜，收获后测定葡萄可溶性糖含量
【分析】1、物质跨膜运输方式：(1)、被动运输：简单来说就是小分子物质从高浓度运输到低浓度，是最
简单的跨膜运输方式，不需能量。被动运输又分为自由扩散和协助扩散：(2)、主动运输：小分子物质从
低浓度运输到高浓度，如：离子，小分子等，需要能量和载体蛋白：(3)、胞吞胞吐：一般是大分子物质
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进出细胞的方式，且需能量。
【解析】（1）NO3
-和NH4
+属于无机盐离子，通过主动运输的方式进入细胞；经常中耕松土能改善土壤板结，
增加土壤氧气含量，促进根部细胞的有氧呼吸，为主动运输提供更多能量，从而促进植物对氮肥的吸收。
（2）N 是构成生物体的主要元素，能产于细胞中很多重要化合物的形成，如与光反应有关的叶绿素，以及
蛋白质中均含有N 元素，因此，施氮后可通过促进叶片叶绿素以及相关蛋白质的合成而增加其含量，促进
光反应，促进光合作用。
（3）由实验结果可知，当施氮量为300kg.hm-2时，葡萄中可溶性糖含量最高；若要进一步探究葡萄可溶性
糖积累的最适施氮量，根据表格数据可知，最适施氮量在150~450kg.hm-2之间，实验自变量为不同施氮量，
因变量为检测葡萄中可溶性糖的积累量，因此思路为：在施氮量150～450kg.hm-2范围内设置一系列浓度梯
度组实验，其他条件相同且适宜，收获后测定葡萄可溶性糖含量。
8．（2024·青海·二模）肌萎缩侧索硬化，又称渐冻症，是运动神经元（属于传出神经元）病的一种，
可导致运动神经元及其支配的躯干、四肢和头面部肌肉逐渐无力或萎缩。“谷氨酸毒性学说”是解释渐冻
症病因的一种重要学说，该学说对应的部分过程如图所示，其中AMPA 和NMDA 是相关受体，“+”代表促进。
回答下列问题：
(1)谷氨酸运出突触前神经元的方式是 。图中AMPA 的生理活动体现了蛋白质的 功能。
(2)NO 调节谷氨酸的分泌是一种 （填“正反馈”或“负反馈”）调节过程。渐冻症患者的突触
神经元多涨破坏死，由图分析，其机制为 。
(3)某机构欲开发缓解渐冻症症状的药物，请从药物的作用机制角度，根据上图提出两种思路：
．
【答案】(1) 胞吐 识别、运输
(2) 正反馈 谷氨酸持续释放，使Na+、Ca2+过多进入突触后神经元，导致其渗透压升高
(3)抑制谷氨酸释放、抑制谷氨酸与AMPA 的结合、抑制NMDA 的活性、抑制NO 合酶的活性
【分析】兴奋在突触间传递的过程，当电信号传到突触小体时，突触小泡向突触前膜移动并发生融合进而
其中的神经递质通过胞吐方式释放，神经递质与突触后膜上的特异性受体结合，引起突触后膜离子通透性
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改变，钠离子内流，进而使得突触后膜产生动作电位，产生兴奋。可见兴奋在突触间传递的过程中经过了
电信号→化学信号→电信号的转变过程。
【解析】（1）谷氨酸为神经递质，神经递质运出突触前神经元的方式是胞吐。AMPA 是相关的受体，具有
识别作用，同时可以运输Na+。
（2）由图可知，NO 可以促进谷氨酸的释放，谷氨酸作用于突触后膜，使Na+内流，Na+内流促进Ca2+内流，
进而是精氨酸在NO 合酶的催化作用下形成NO，NO 作用于突触前膜所在神经元，使谷氨酸持续释放，故NO
调节谷氨酸的分泌是一种正反馈调节机制。渐冻症患者的突触神经元多涨破坏死，是因为谷氨酸持续释放，
使Na+、Ca2+过多进入突触后神经元，导致其渗透压升高，细胞吸水导致。
（3）渐冻症的发病原理是因为突触间隙中谷氨酸过多，持续作用于突触后膜，引起Na＋、Ca2+过度内流，
神经细胞渗透压升高，细胞吸水涨破导致细胞死亡。因此若开发缓解渐冻症症状的药物，抑制谷氨酸释放、
抑制谷氨酸与AMPA 的结合、抑制NMDA 的活性、抑制NO 合酶的活性等。
9．（2024·广东江门·二模）肥胖会导致动物产生各种各样的健康问题。科学家认为肥胖是一种与脑部
食欲控制功能失调有关的疾病。为探究引起肥胖的原因，科学家将两种肥胖小鼠D 品系、O 品系分别与正
常品系小鼠的个体进行连体手术，效果见图请回答下列问题：
(1)科学家在手术前提出假说1：肥胖者可能是血浆中缺少某种抑制食欲的物质（简称为L）而导致肥胖。
通过手术将两只鼠的皮肤缝合在一起并连通两只鼠的毛细血管循环，目的是为了让两只小鼠的 成分
相同。两只小鼠需要具备近乎完全相同的遗传背景，从而保证细胞表面有相同的组织相容性抗原以避免
现象。
(2)连体鼠处理与结果如表：
组别
实验处理
实验结果
1
D 鼠与正常鼠连体
D 鼠摄食量变化不大:正常鼠摄食量减少，最终饿死
2
O 鼠与正常鼠连体
O 鼠摄食量减少，直至正常鼠水平:正常鼠摄食量变化不大
对于两组连体鼠的实验结果，科学家认为：组 （填序号）的实验结果可以直接支持其假说1.而另一
组的实验结果则可以用假说2 解释：相应品系的肥胖鼠体内能与物质L 结合的 （结构）缺失或损坏，
导致L 无法发挥作用。科学家利用上述的小鼠品系作为实验材料，通过实验验证了假说2，请写出该实验
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的实验思路和实验结果：
①实验思路： ；
②实验结果： 。
(3)其他科学家进一步研究发现相关机理，进食会导致人体脂肪储存，引起脂肪细胞分泌物质L，L 可以抑
制脑部产生食欲使动物减少进食。人们用物质 L 作为药物来治疗人类肥胖，但该药在临床试验中的效果却
因个体不同而不同，请分析原因 。
【答案】(1) 内环境（血浆） 免疫排斥（异体排斥）
(2) 2 受体 ①实验思路：将小鼠 D 与小鼠O 连体，观察小鼠D 与小鼠O 摄食量的变化。
实验结果：若肥胖鼠O 摄食量减小，肥胖鼠D 鼠摄食量变化不大
(3)肥胖由不同原因引起，该药只能治疗体内缺少L 的患者，对L 受体功能异常的患者没有效果，对其他原
因导致的肥胖也没有效果。
【分析】分析表格正常小鼠与D 鼠连体共生，正常饲喂一段时间后，正常小鼠摄食量明显减少，说明D 小
鼠肥胖的原因可能是不能识别抑制食欲的物质；正常小鼠与O 小鼠连体共生，正常饲喂一段时间后，正常
小鼠无变化，O 小鼠摄食量减少，说明O 小鼠肥胖的原因可能是抑制食欲的物质分泌不足引起的。
【解析】（1）通过手术将两只鼠的皮肤缝合在一起并连通两只鼠的毛细血管循环，目的是为了让两只小
鼠的内环境（血浆）成分相同。两只小鼠需要具备近乎完全相同的遗传背景，从而保证细胞表面有相同的
组织相容性抗原以避免免疫排斥现象。
（2）据表格分析可知，2 组实验结果为O 鼠摄食量减少，直至正常鼠水平，是因为O 鼠与正常鼠连体，两
只鼠的皮肤缝合在一起并连通两只鼠的毛细血管循环，正常鼠体内抑制食欲的物质（简称为L）通过血液
运输到O 鼠，所以O 鼠摄食量减少，最后恢复正常鼠水平，故组2 的实验结果可以直接支持其假说1。而1
组D 鼠与正常鼠连体，D 鼠摄食量变化不大，说明正常鼠中的抑制食欲的物质（简称为L）运输给D 鼠无
法发挥作用，可能是D 鼠体内能与物质L 结合的受体缺失或损坏，导致L 无法发挥作用。要进行实验验证
假说2，实验思路：将小鼠 D 与小鼠O 连体，观察小鼠D 与小鼠O 摄食量的变化。实验结果：若肥胖鼠O
摄食量减小，肥胖鼠D 鼠摄食量变化不大。
（3）肥胖由不同原因引起，该药只能治疗体内缺少L 的患者，对L 受体功能异常的患者没有效果，对其他
原因导致的肥胖也没有效果，故人们用物质 L 作为药物来治疗人类肥胖，该药在临床试验中的效果却因个
体不同而不同。
10．（2024·安徽·二模）RDX 是某种军用弹药使用后残留的危险污染物。研究人员将源于细菌的RDX 降
解酶基因XplA 和XplB 插入柳枝稷草染色体中，让转基因植物修复因军用炸药RDX 污染的土壤。基因XplA
和XplB 与引物结合位点及模板链分布情况如图1 所示。图2 为筛选含融合基因表达载体的农杆菌的示意图。
回答下列问题：
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(1)若要构建图2 中的融合基因，应选择图1 的引物组合 ，以便通过PCR 检测其中的XplA
和XplB 基因的插入位置是否准确。
(2)将融合基因与农杆菌的T-DNA 重组，构建重组载体。此过程中，常用双酶切割质粒和目的基因，其目的
是 。用Ca2+溶液处理农杆菌后使其处于 的状态，将其与基因表达载体混合
完成转化后，在添加 的培养基中，经筛选得到含基因表达载体的农杆菌。
(3)用上述农杆菌侵染柳枝稷草愈伤组织，经组织培养获得植株，但成功导入融合基因的植株不一定能降
解RDX 物质，原因是 。在将导入融合基因的细胞（外植体）进行组织培养时，所用培养
基中需要添加植物激素。若要探究生长素和细胞分裂素的比例（比值为1、比值大于1、比值小于1）对培
养结果产生的影响。实验思路为 。
【答案】(1)引物1+引物3
(2) 防止融合基因（载体）的自身环化，防止融合基因和载体反向连接，保证目的基因转录方向正确
能吸收周围环境中DNA 分 潮霉素
(3) 导入的融合基因不一定能够成功表达 取4 组已灭菌的装有培养基的锥形瓶，编号A、B、C、
D；A 组不添加任何植物激素，B 组、C 组、D 组生长素用量与细胞分裂素用量的比值分别为1、大于1、小
于1；其他条件相同且适宜，培养一段时间后，观察各组中外植体的生长发育情况
【解析】（1）检测所获融合基因中是否含有正确插入的XplA 和XplB 基因，应该是扩增包括XplA 和XplB
基因和两侧部分DNA 序列片段。若使用引物1+引物4，引物1 可以扩增出XplB 基因加部分左侧DNA 片段，
引物4 可以扩增出XplA 基因加部分右侧DNA 片段，但是无法确定XplA 和XplB 基因插入位置是否正确；若
使用引物2+引物3，可以扩增出XplA、XplB 基因，证明两者同时存在，无法确定其是否插入到DNA 上；若
使用引物2+引物4，引物2 可以扩增出XplB 基因加部分XplA 基因片段，引物4 可以扩增出XplA 基因加部
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分右侧DNA 基因片段，但是无法确定XplA 和XplB 的正确插入顺序；若使用引物1+引物3，引物1 以XplB
的模板链为模板可以扩增出XplB 基因加部分左侧DNA 片段，引物3 可以扩增出XplA 基因和XplB 基因片段，
从而可以正确判断XplA 和XplB 基因插入顺序。综上，使用引物1+引物3 进行扩增。
（2）为了防止融合基因（载体）的自身环化，防止融合基因和载体反向连接，保证目的基因转录方向正
确，构建表达载体时，常用双酶切割质粒和目的基因。表达载体导入农杆菌时，首先用Ca2+处理细胞，使
细胞成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA 分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进
感受态细胞吸收DNA 分子，完成转化过程。若农杆菌得到含目的基因的表达载体，则也同时含有潮霉素抗
性基因，因此可以用加有潮霉素的选择培养基把它筛选出来。
（3）农杆菌侵染植物之后，需要T-DNA 携带融合基因整合到植物细胞的染色体上，在整合过程中，不一定
正确整合，导致导入的融合基因不一定能够成功表达。分析题意，本实验目的是探究生长素和细胞分裂素
的比例（比值为1、比值大于1、比值小于1）对培养结果产生的影响，则实验的自变量是两种激素的比例，
因变量是培养结果，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取4 组已灭菌的装有MS 培
养基的锥形瓶，不同组别培养基的差异为不添加任何植物激素，生长素用量与细胞分裂素用量的比值为
1，比值大于1 以及比值小于1，其他条件相同且适宜，观察外植体的生长发育情况。
【实验步骤的完善之真题篇】
1．（2022·北京·高考真题）人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C，从而免于被吞
噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C 为靶点，构建了可感应群体
密度而裂解的细菌菌株，拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。
(1)引起群体感应的信号分子A 是一种脂质小分子，通常以 的方式进出细胞。细胞内外的A 随细菌
密度的增加而增加，A 积累至一定浓度时才与胞内受体结合，调控特定基因表达，表现出细菌的群体响应。
(2)研究者将A 分子合成酶基因、A 受体基因及可使细菌裂解的L 蛋白基因同时转入大肠杆菌，制成AL 菌株。
培养的AL 菌密度变化如图1。其中，AL 菌密度骤降的原因是：AL 菌密度增加引起A 积累至临界浓度并与受
体结合， 。
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(3)蛋白K 能与蛋白C 特异性结合并阻断其功能。研究者将K 基因转入AL 菌，制成ALK 菌株，以期用于肿
瘤治疗。为验证ALK 菌能产生蛋白K，应以 菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选
取所需材料与试剂的序号，完善实验组的方案。
实验材料与试剂：①ALK 菌裂解的上清液②带荧光标记的K 的抗体③带荧光标记的C 的抗体④肿瘤细胞
实验步骤：先加入 保温后漂洗，再加入 保温后漂洗，检测荧光强度。
(4)研究者向下图2 所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK 菌后，发现ALK 菌只存在于该侧肿瘤内，两周内即观察到
双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向肿瘤内单独注射蛋白K 或AL 菌，对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫
学原理解释“智能炸弹”ALK 菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因 。
【答案】(1)自由扩散
(2)启动L 蛋白表达引起AL 菌短时间内大量裂解
(3) AL ①④ ②/③
(4)注入瘤内的ALK 菌群体裂解后释放的蛋白K 与蛋白C 结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强
了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，
因此有效抑制对侧肿瘤生长。
【分析】1、免疫系统对病原体的识别：在人体所有细胞膜的表面，有一组作为分子标签来起作用的蛋白
质，它们能被自身的免疫细胞所识别。病毒、细菌等病原体也带有各自的身份标签，当它们侵入人体后，
能被免疫细胞识别出来。免疫细胞是靠细胞表面的受体来辨认它们的。
2、体液免疫与细胞免疫的关系：B 细胞和细胞毒性T 细胞的活化离不开辅助性T 细胞的辅助；体液免疫中
产生的抗体，能消灭细胞外液中的病原体；而消灭侵入细胞内的病原体，要依靠细胞免疫将靶细胞裂解，
使病原体失去藏身之所，此时体液免疫又能发挥作用了。
【详解】（1）引起群体感应的信号分子A 是一种脂质小分子，脂溶性的小分子物质通常以自由扩散的方式
进出细胞。
（2）由图可知，AL 菌密度达到相应的值后会骤降，而L 蛋白可使细菌裂解。可推测AL 菌密度骤降的原因
是，AL 菌密度增加引起A 积累至临界浓度并与受体结合，启动L 蛋白表达引起AL 菌短时间内大量裂解。
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（3）AL 菌株不含K 基因，ALK 菌株含K 基因，因此，为验证ALK 菌能产生蛋白K，应以AL 菌株裂解的上清
液为对照进行实验。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C，蛋白K 能与蛋白C 特异性结合并阻断其功能，为
验证ALK 菌能产生蛋白K，可用带荧光标记的K 的抗体，如果有K 蛋白生成，则K 蛋白与K 的抗体结合，可
发出荧光；由于蛋白K 能与蛋白C 特异性结合，因此也可用带荧光标记的C 的抗体，如果有蛋白K 生成，
对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为，先加入①ALK 菌裂解的上清液和④肿瘤细胞，保
温后漂洗，再加入②带荧光标记的K 的抗体或加入③带荧光标记的C 的抗体，保温后漂洗，检测荧光强度。
（4）“智能炸弹”ALK 菌能有效抑制对侧肿瘤生长是因为注入瘤内的ALK 菌群体裂解后释放的蛋白K 与蛋
白C 结合，且释放的细菌产物激活巨噬细胞，从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用，巨噬细胞加工
呈递肿瘤抗原，激活细胞免疫，肿瘤细胞被特异性杀伤，因此有效抑制对侧肿瘤生长。而单独注射蛋白K
不能有效激活细胞免疫，单独注射AL 菌也无法阻断蛋白C 的功能。
2．（2021·河北·高考真题）葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要用
作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者
菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌 。（简要写出实验步
骤和预期结果）
【答案】 实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小
预期结果：若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明
圈不再扩大，则为醋酸菌菌落
【详解】（4）醋酸菌为好氧菌，与兼性厌氧型的乳酸菌菌落形态相似，且二者产生的代谢产物均可使碳
酸钙分解，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌，可将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明
圈大小。若菌落继续生长，且透明圈增大，则为兼性厌氧型的乳酸菌菌落，若菌落不能继续生长，透明圈
不再扩大，则为醋酸菌菌落。
3．（2020·全国·高考真题）为研制抗病毒A 的单克隆抗体，某同学以小鼠甲为实验材料设计了以下实验
流程。
回答下列问题：（1）上述实验前必须给小鼠甲注射病毒A，该处理的目的是 。
（2）写出以小鼠甲的脾脏为材料制备单细胞悬液的主要实验步骤： 。
【答案】 取小鼠甲脾脏剪碎，用胰蛋白酶处理使其分散成单个细胞，加入培养液制成单细胞悬液
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选择培养基
【详解】（2）取小鼠的脾脏，剪碎组织，用胰蛋白酶处理获得单个细胞，加入培养液可以制成单细胞悬
液。
【实验步骤的完善之模考题篇】
4．（2024·河北承德·二模）瘦素是脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，与血糖调节有一定的关系，它
的功能主要表现在对脂肪及体重的调控。下图是下丘脑的相关神经元调节摄食行为的部分机理，据图分析
回答下列问题：
(3)瘦素还能够促进脂肪细胞中脂肪的分解，为验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分
解”，某科研人员利用小鼠进行实验操作步骤Ⅰ和步骤Ⅱ后，检测小鼠体内脂肪组织体积的变化量。请补
充表中相关实验步骤（可选试剂包括：生理盐水、瘦素、抑制交感神经的药物）。
组
别
步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
A 组
注射生理盐水
注射生理盐水
B 组
注射生理盐水
①
C 组
②
注射瘦素
③预期实验结果为 。
【答案】
(3)注射瘦素 注射抑制交感神经的药物 A 组和C 组小鼠体内脂肪组织体积的减少（或分解）量均
明显低于B 组
【详解】（3）本实验目的是验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解”，自变量为是
否注射瘦素，以及是否交感神经发挥作用，因变量为小鼠体内脂肪组织体积的变化量，根据表格可知，A
组是对照组，步骤I 和步骤Ⅱ都注射生理盐水，与A 组相比，B 组应该先注射生理盐水，然后注射瘦素，
观察瘦素的作用结果，在A 和B 组的基础上，C 组应该先注射抑制交感神经的药物，交感神经不能发挥作
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用，后再注射瘦素，观察小鼠体内脂肪组织是否分解，进一步证明瘦素是通过激活支配脂肪组织的交感神
经促进脂肪分解，因此①是注射瘦素，②是注射抑制交感神经的药物；A 组没有注射瘦素，C 组交感神经不
能发挥作用，因此脂肪分解量较少，B 组注射瘦素，能激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解，脂肪
的分解量较多，因此预期实验结果为A 组和C 组小鼠体内脂肪组织体积的减少(或分解)量均明显低于B 组。
5．（2024·浙江金华·二模）根据国际糖尿病联盟的数据，中国成人糖尿病患者正在逐渐增加。胰岛素
是人体内唯一降低血糖浓度的激素，胰岛β 细胞分泌胰岛素的机制如下所示。请回答下列问题：
(1)胰岛素降低血糖浓度的主要机理是 ，胰岛素的分泌取决于 。
(2)图中葡萄糖经GLUT2 转运体以易化扩散的方式进入胰岛β 细胞后，会马上被GK（葡萄糖激酶）磷酸化
为葡萄糖-6-磷酸，而这一过程对丙酮酸形成的影响不显著。据此推测，这一转化过程的意义是 。图
中细胞膜去极化的机理是 ，导致膜内电位 。图中胰岛素分泌颗粒由 断裂产生。
(3)某研究小组为探究某植物提取液对患糖尿病小鼠是否具有降血糖效果，进行了实验。
①实验步骤：
第一步：选取生理状况相同的健康小鼠若干，随机均分为甲、乙、丙、丁四组，甲、乙两组不作处理，丙
丁两组制备成 。
第二步： 。
第三步：对各组小鼠进行处理：
甲组：健康小鼠+灌胃清水
乙组：健康小鼠+灌胃植物提取液
丙组：
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丁组：
第四步：每隔7 天，测定各组小鼠的血糖含量并计算平均值，测定3 次。对所得的数据进行统计和分析。
②请设计记录实验结果记录表： 。
③分析讨论：乙组小鼠处理的目的是 。
【答案】(1) 通过调节细胞代谢促进细胞对血糖的利用 血糖浓度
(2) 保持细胞膜内外葡萄糖的浓度差，利于葡萄糖持续进入 ATP 敏感钾通道关闭 升高 高尔基
体
(3)糖尿病模型鼠 测定各组小鼠的血糖含量并计算平均值 模型鼠+灌胃清水 模型鼠+灌胃植
物提取液
组
别
第0 天血糖浓度
第7 天血糖浓度
第14 天血糖浓度
第21 天血糖浓度
甲
乙
丙
丁
探究植物提取液是否会影响正常小鼠血糖浓度
【分析】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的转化。
【详解】（1）胰岛素主要通过调节细胞代谢促进细胞对血糖的利用，从而降低血糖浓度；血糖浓度降低
时，会刺激胰岛β 细胞分泌胰岛素，即胰岛素的分泌取决于血糖浓度。
（2）图中葡萄糖经GLUT2 转运体以易化扩散的方式进入胰岛β 细胞后，会马上被GK（葡萄糖激酶）磷酸
化为葡萄糖-6-磷酸，而这一过程对丙酮酸形成的影响不显著，这样可以降低胰岛β 细胞中葡萄糖的浓度，
从而保持细胞膜内外葡萄糖的浓度差，利于葡萄糖持续进入。分析题图，图中细胞膜去极化的机理是ATP
敏感钾通道关闭，抑制钾离子外流，从而导致膜内电位升高。胰岛素属于分泌蛋白，其先在核糖体上合成
肽链，再经过内质网和高尔基体加工形成成熟的蛋白质，由此可知，图中胰岛素分泌颗粒由高尔基体断裂
产生。
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（3）为探究某植物提取液对患糖尿病小鼠是否具有降血糖效果，自变量为是否灌胃植物提取液，通过检
测小鼠的血糖浓度来反映植物提取液的降血糖效果，相关的实验步骤为选取生理状况相同的健康小鼠若干，
随机均分为甲、乙、丙、丁四组，甲、乙两组不作处理，丙丁两组制备成糖尿病模型鼠，然后测定各组小
鼠的血糖含量并计算平均值，接着甲组健康小鼠灌胃清水，乙组健康小鼠灌胃植物提取液，丙组模型鼠灌
胃清水，模型鼠灌胃植物提取液，每隔7 天，测定各组小鼠的血糖含量并计算平均值，测定3 次。对所得
的数据进行统计和分析，相关表格为
组
别
第0 天血糖浓度
第7 天血糖浓度
第14 天血糖浓度
第21 天血糖浓度
甲
乙
丙
丁
；乙组小鼠处理的目的是探究植物提取液是否会影响正常小鼠血糖浓度。
6．（2024·黑龙江·一模）大鼠在受到伤害刺激（如寒冷）的状态下，会出现应对并适应环境突变而确
保生存的保护性反应。回答下列问题：
(1)大鼠在受到寒冷刺激时，交感神经兴奋，肾上腺髓质分泌 等激素增多，表现出警觉性提
高等保护性反应。在该过程中，交感神经属于反射弧中的 。
(2)受到寒冷刺激后的大鼠血浆中糖皮质激素的含量增加。糖皮质激素分泌的调节是通过 轴
进行的。
(3)皮质激素的变化能调节大鼠对寒冷刺激的耐受能力。为验证肾上腺皮质通过产生糖皮质激素来增强大
鼠对寒冷刺激的耐受能力，某兴趣小组用肾上腺皮质摘除法进行实验。在实验过程中，选择大鼠为实验材
料，以大鼠在水中游泳的平均时间作为对寒冷刺激的耐受能力的监测指标。
请完善下面的实验步骤：
第一
步
将若干只生理状况相同的大鼠随机均分为A、B 两组后进行处理，A 组的处理是 ，B 组
（对照组）的处理是 。
第二
步
将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养一星期，待手术恢复。
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第三
步
将两组大鼠同时投入盛有冰水的面盆中，记录各组大鼠在水中的游泳时间，各鼠开始下沉时立即
捞出，并计算平均时间。
第四
步
捞出大鼠后，立即进行第二次实验：对A 组大鼠注射 ，B 组注射等量生理盐水，重复
步骤②③。
第五
步
对所得数据进行统计处理与分析。
预期实验结果为：
①第一次实验A 组大鼠在水中游泳的平均时间 B 组，第二次实验A 组大鼠在水中游泳的平均
时间 B 组；
② 。
【答案】(1) 肾上腺素 传出神经
(2)下丘脑-垂体-肾上腺皮质
(3) 摘除肾上腺皮质 进行手术，不摘除肾上腺皮质 （适量的）糖皮质激素 小于
等于 A 组大鼠在水中游泳的平均时间第二次实验大于第一次实验，B 组大鼠在水中游泳的平均时间两
次相比，无明显变化。
【详解】（1）寒冷引起交感神经兴奋，肾上腺髓质分泌的肾上腺素等激素增多，而肾上腺能促进物质代
谢，也能提高神经系统的兴奋性，提高应激能力，因而大鼠表现出警觉性提高等保护性反应。在该过程中，
交感神经属于反射弧中的传出神经，该神经末梢及其支配的肾上腺髓质属于该反射弧的效应器。
（2）受到寒冷刺激后的大鼠血浆中糖皮质激素的含量增加。糖皮质激素的分泌存在分级调节过程，即糖
皮质激素的分泌受下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴之间存在的分层调控。
（3）本实验的目的是验证肾上腺皮质通过产生糖皮质激素来增强大鼠对寒冷刺激的耐受能力，因此该实
验的自变量为肾上腺皮质的有无，因变量是大鼠在水中游泳的平均时间，自变量的控制是通过肾上腺皮质
摘除法实现的。实验设计步骤如下：
第一步：分组、编号：将若干只生理状况相同的大鼠随机均分为A、B 两组后进行处理，A 组（实验组）的
处理是摘除肾上腺皮质，B 组（对照组）的处理是进行手术，不摘除肾上腺皮质，其目的是排除手术本身
的影响。
第二步：将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养一星期，待手术恢复。
第三步：将两组大鼠同时投入盛有冰水的面盆中（寒冷刺激），记录各组大鼠在水中的游泳时间，各鼠开
始下沉时立即捞出，并计算平均时间（该数据为因变量的相关指标，作为对照的数据）。
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第四步：捞出大鼠后，立即进行第二次实验：对A 组大鼠注射（适量的）糖皮质激素，B 组注射等量生理
盐水，重复步骤②③。
由于本实验为验证性实验，则支持上述验证结论的实验结果为：
①第一次实验A 组大鼠在水中游泳的平均时间小于B 组（说明糖皮质激素缺乏对寒冷刺激的耐受力下降，
因此A 组大鼠表现出游泳平均时间短于对照组 ），第二次实验A 组大鼠在水中游泳的平均时间等于B 组；
②A 组大鼠在水中游泳的平均时间第二次实验大于第一次实验（A 组补充糖皮质激素后，大鼠在水中游泳
的平均时间有所延长），B 组大鼠在水中游泳的平均时间两次相比，无明显变化。
【实验结果与结论之真题篇】
1．（2023·江苏·高考真题）糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛素抵抗（IR）
状态下，脂肪组织释放的外泌囊泡（AT-EV）中有高含量的miR-9-3p（一种miRNA），使神经细胞结构功能
改变，导致认知水平降低。图1 示IR 鼠脂肪组织与大脑信息交流机制。请回答下列问题：
(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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【答案】(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
【详解】（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
2．（2022·湖北·高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随光照强度的增
加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，研究证实高浓度臭氧（O3）对
植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75 天，在第55 天、65 天、75 天分别测
定植物净光合速率，结果如图1、图2 和图3 所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(3)从图3 分析可得到两个结论：①O3处理75 天后，甲、乙两种植物的 ，表明长时间
高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，表明
。
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【答案】(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生
的抑制效果有差异
【详解】（3）据图3 可见，O3处理75 天后，曲线3 净光合速率小于曲线1、曲线4 净光合速率小于曲线
2，即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用
产生明显抑制；曲线4 净光合速率比曲线3 下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物，表
明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
3．（2022·湖南·高考真题）当内外环境变化使体温波动时，皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入
体温调节中枢，通过产热和散热反应，维持体温相对稳定。回答下列问题:
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁，机体体温不能维持稳定。已知药物A 作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。
现获得A 的结构类似物M，为探究M 是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，将A、
M 分别用生理盐水溶解后，用发热家兔模型进行了以下实验，请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型+生理盐
水
发热
乙
发热家兔模型+A 溶液
退热
丙
发热家兔模型+M 溶液
退热
丁
①
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论 。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果，得出结论 。
【答案】
(3) 损毁下丘脑的发热家兔模型+M 溶液 M 与药物A 一样也具有解热作用 M 与药物A 一样具有解热
作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【详解】（3）由表格中信息可知，甲组为空白对照，发热家兔模型会出现发热的症状；乙组是加了等量
用生理盐水溶解的A 溶液，已知药物A 作用于下丘脑体温调节中枢调控体温，因此发热家兔模型会退热；
丙组是加了等量生理盐水溶解的M 溶液，也出现退热现象，说明M 与药物A 一样也具有解热作用；丁组小
鼠出现发热症状，由于要探究M 通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，实验需要遵循单一变量原则，与
丙组相比，丁组的处理是①损毁下丘脑的发热家兔模型+M 溶液，损毁了下丘脑体温调节中枢后，M 不能起
到调控体温的作用。②由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论：M 与药物A 一样也具有解热作用。③由甲、
乙、丙、丁四组实验结果，得出结论：M 与药物A 一样具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控
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体温。
【实验中的结果与结论之模考题篇】
4．（2024·四川·一模）糖尿病患者需每日检测血糖浓度和注射胰岛素，研究者研制了一种会随血糖浓
度变化智能控释的“智能”胰岛素（IA）。有望改变糖尿病的治疗现状。为评估IA 调节血糖水平的效果。
研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA。测量血糖浓度的变化，结果如下图。请回
答：
(3)本实验的结论是 ，得出这一结论的依据是 .
【答案】(3) 对机体血糖调节更具有优势的是IA IA 降血糖的效果更久，且能避免引发低血糖的风险
【详解】（3）分析题图，给正常小鼠注射胰岛素后，会将血糖降至60mg.dL-1左 右(低血糖) ，给正常小
鼠注射IA 后，能将血糖降至100mg.dL-1左右。给糖尿病小鼠注射IA 后血糖维持在正常水平的时间大于给
糖尿病小鼠注射胰岛素后血糖维持在正常水平的时间，故该实验结果表明IA 对机体血糖调节比普通胰岛素
更具优势，体现在IA 降血糖的效果更久，且能避免引发低血糖的风险。
5．（2024·山西吕梁·二模）抑胃肽（GIP）是动物体内一种重要的激素，由小肠黏膜分泌，能促进胰岛
素分泌。口服葡萄糖后，机体的部分血糖调节过程如图所示。请回答下列问题：
(3)为验证GIP 能促进胰岛素分泌，请以若干只正常大鼠、GIP 抗血清（含GIP 的特异性抗体）、生理盐水、
葡萄糖溶液、注射器等为实验材料和用具设计实验，写出实验思路和预期结果及结论。
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实验思路： ；预期结果及结论： 。
【答案】(3) 取正常大鼠随机分成甲、乙两组，甲组注射GIP 抗血清，乙组注射等量生理盐水，两组饲喂
葡萄糖溶液培养一段时间后测量大鼠血清中胰岛素浓度 甲组胰岛素浓度低于乙组，说明GIP 能促进胰
岛素分泌
【详解】
（3）①为验证GIP 能够促进胰岛素分泌，该实验自变量为有无GIP，因变量为胰岛素浓度，本实验中通过
注射GIP 抗血清来获取无GIP 实验组；实验设计思路为：取正常大鼠随机分成甲、乙两组，甲组注射GIP
抗血清，乙组注射等量生理盐水，两组饲喂葡萄糖溶液培养一段时间后测量大鼠血清中胰岛素浓度；
②预期结果为甲组大鼠胰岛素浓度低于乙组大鼠，说明GIP 能促进胰岛素分泌
6．（2024·宁夏银川·二模）大花美人蕉枝叶繁茂、花朵艳丽、花期长，具有很高的观赏价值。它还能
吸收硫、氯、氟、汞等有害物质，具有净化空气、保护环境的作用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切
地下根茎的方法，繁殖率低，而且连续营养繁殖会被病毒感染。研究人员拟利用植物组织培养的方式对其
进行繁殖，并进行相关研究。
(2)NAA、2，4-D 具有生长素效应，6-BA、TDZ 具有细胞分裂素效应。美人蕉芽诱导分化较难，以MS 为基本
培养基，附加不同浓度的以上物质，以筛选出适宜美人蕉芽诱导分化的配方，实验结果如下
编号
植物生长调节剂(mg/L)
芽分化率(%)
生根率(%)
NA
A
2，4-D
6-
BA
TDZ
1
9
33.33
2
5
23.33
3
3
6.67
4
8
0.03
63.33
5
0.5
5
0.03
50.00
6
0.5
0.1
3.33
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7
1
0.1
6.67
8
0.
1
0.2
23.33
9
0.2
0
10
1
2
60.00
11
0.
5
2
56.67
12
0.
2
2
0
分析上述实验结果可知，第1--9 组未统计 率，所用培养基的目的为促进 分化，此
类培养基的特点为 。该实验的实验结论为 。
【答案】(2) 生根 芽 细胞分裂素类植物生长调节剂比例较高 6-BA 与TDZ 配合使
用，且6-BA 浓度为8mg/L、TDZ 浓度为0．03mg/L 时效果好
【详解】（2）分析上述实验结果可知，第1--9 组未统计生根率，但统计了芽的分化率，故所用培养基的
目的为促进芽分化，此类培养基的特点为细胞分裂素类植物生长调节剂比例较高。根据表格中数据可知，
第4 组的芽分化率最大，由此推测6-BA 与TDZ 配合使用，且6-BA 浓度为8mg/L、TDZ 浓度为0.03mg/L 时效
果好。
【实验方案评价之真题篇】
3．（2022·北京·高考真题）生态文明建设已成为我国的基本国策。水中雌激素类物质（E 物质）污染会
导致鱼类雌性化等异常，并通过食物链影响人体健康和生态安全。原产南亚的斑马鱼，其肌细胞、生殖细
胞等存在E 物质受体，且幼体透明。科学家将绿色荧光蛋白（GFP）等基因转入斑马鱼，建立了一种经济且
快速的水体E 物质监测方法。
(1)将表达载体导入斑马鱼受精卵的最佳方式是 。
(2)为监测E 物质，研究者设计了下图所示的两种方案制备转基因斑马鱼，其中ERE 和酵母来源的UAS 是两
种诱导型启动子，分别被E 物质-受体复合物和酵母来源的Gal4 蛋白特异性激活，启动下游基因表达。与
方案1 相比，方案2 的主要优势是 ，因而被用于制备监测鱼（MO）。
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(3)现拟制备一种不育的监测鱼SM，用于实际监测。SM 需经MO 和另一亲本（X）杂交获得。欲获得X，需
从以下选项中选择启动子和基因，构建表达载体并转入野生型斑马鱼受精卵，经培育后进行筛选。请将选
项的序号填入相应的方框中。
Ⅰ.启动子： 。
①ERE ②UAS ③使基因仅在生殖细胞表达的启动子（P 生）④使基因仅在肌细胞表达的启动子（P 肌）
Ⅱ.基因：
A．GFP B．Gal4 C．雌激素受体基因（ER） D．仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）
(4)SM 不育的原因是：成体SM 自身产生雌激素，与受体结合后 造成不育。
(5)使拟用于实际监测的SM 不育的目的是 。
【答案】(1)显微注射
(2)监测灵敏度更高
(3) ② D
(4)激活ERE 诱导Gal4 表达，Gal4 结合UAS 诱导dg 表达，生殖细胞凋亡
【详解】（1）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法，所以将表达载体导入斑马鱼受精卵
的最佳方式是显微注射法。
（2）由图可知，方案1E 物质-受体复合物激活ERE，使GFP 基因表达，方案2 E 物质-受体复合物先激活
ERE 获得Gal4 蛋白，然后Gal4 蛋白激活UAS 启动子，使GFP 基因表达，方案2GFP 蛋白表达量大，更灵敏。
（3）MO 和另一亲本（X）杂交获得SM，MO 是方案2 获得，所以亲本X 启动子选择UAS。要获得SM 是不育
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个体，MO 是可育的所以X 必须有仅导致生殖细胞凋亡的基因（dg）。
（4）成体SM 自身产生雌激素，与受体结合后形成复合物，激活ERE 诱导Gal4 表达，Gal4 与UAS 启动子结
合诱导dg 表达，使生殖细胞凋亡。
（5）监测鱼属于转基因生物，目前安全性不确定，为了避免转基因斑马鱼逃逸带来生物安全问题，需要
SM 不育。
2．（2017·北京·高考真题）学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实
验，发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区（H 区）密切相关。
（1）在小鼠H 区的传入纤维上施加单次强刺激， 传入纤维末梢释放的 作用于突触后膜
的相关受体，突触后膜出现一个膜电位变化。
（2）如果在H 区的传入纤维上施加100 次/秒、持续1 秒的强刺激（HFS），在刺激后几小时之内，只要再
施加单次强刺激突触后膜的电位变化都会比未受过HFS 处理时高2~3 倍，研究者认为是HFS 使H 区神经细
胞产生了“记忆”，下图为这一现象可能的机制。
如图所示，突触后膜上的N 受体被激活后，Ca2+会以 方式进入胞内，Ca2+与
共同作用，使C 酶的 发生改变，C 酶被激活。
（3）为验证图中所示机制，研究者开展了大量工作，如：
①对小鼠H 区传入纤维施加HFS，休息30 分钟后，检测到H 区神经细胞的A 受体总量无明显变化，而细胞
膜上的A 受体数量明显增加，该结果为图中的 （填图中序号）过程提供了实验证据。
②图中A 受体胞内肽段（T）被C 酶磷酸化后，A 受体活性增强，为证实A 受体的磷酸化位点位于T 上，需
将一种短肽导入H 区神经细胞内，以干预C 酶对T 的磷酸化，其中，实验组和对照组所用短肽分别应与T
的氨基酸
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A．数目不同序列不同 B．数目相同序列相反 C．数目相同序列相同
③为验证T 的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，将T 的磷酸化位点发生突变的一组小鼠，
用HFS 处理H 区传入纤维，30 分钟后检测H 区神经细胞突触后膜A 受体能否磷酸化，请评价该实验方案并
加以完善 。
（4）图中内容从 水平揭示学习、记忆的一种可能机制，为后续研究提供了理论基础。
【答案】 神经递质 易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构 Ⅱ C、B 该
实验方案存在两处缺陷：第一，应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二，应补充施加HFS 后
检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验 细胞和分子
【详解】（1）在小鼠H 区的传入纤维上施加单次强刺激，传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的
相关受体，突触后膜出现一个膜电位变化。
（2）从图中可以看出，Ca2+通过N 受体进入细胞的过程是从高浓度向低浓度运输，需要载体，不消耗
ATP，属于协助扩散或易化扩散。Ca2+进入细胞后与钙调蛋白结合，激活C 酶；蛋白质的功能取决于其空间
结构，酶的活性改变的直接原因是其空间结构发生了改变。
（3）①由图示信息，根据“细胞膜上的A 受体数量明显增加”可推出有比较多的A 受体胞内肽段转变成了
A 受体，该过程就是过程Ⅱ。②实验的自变量为短肽，要验证磷酸化位点位于T 上，导入实验组的短肽含
有磷酸化位点，导入对照组的短肽不含有磷酸化位点，则实验组所用短肽应与T 的氨基酸数目相同序列相
同，对照组所用短肽应与T 的氨基酸数目相同序列相反。③为了验证T 的磷酸化能增强神经细胞对刺激的
“记忆”这一假设，将T 的磷酸化位点发生突变的一组小鼠，用HFS 处理H 区传入纤维，30 分钟后检测H
区神经细胞突触后膜A 受体能否磷酸化，还应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验；检测的实验结
果应可操作，膜A 受体是否磷酸化不易检测，应补充施加HFS 后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位
变化的实验。
（4）图中所研究的机制涉及受体（糖蛋白）、酶及物质的运输，所以是在分子和细胞水平上揭示学习和
记忆的一种可能机制。
3．（2009·四川·高考真题）回答下列Ⅰ、Ⅱ两个小题。
Ⅱ．夏季晴朗无云的某天，某种C3植物光合作用强度变化曲线如图所示。请回答下列问题：
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（1）该植物一天中有机物积累最多的时刻是 。
（2）在12：00 左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多。请比较图中
B、C 两个点对应的时刻， 时刻叶肉细胞之间的CO2浓度相对较高， 时刻叶肉细胞叶绿体中
C5化合物的含量相对较大。
（3）研究发现，在其他环境因子相对稳定时，植物根系部位土壤相对皑水是导致气孔关闭的主要因素。
请据此推测图中C、D 两个点对应的时刻中， 时刻根系部位土壤溶液的浓度较高。
（4）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成X 运输到叶片，
能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3 片叶，分别将叶柄下
部浸在不同浓度X 的培养液中。一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大。气孔开
启程度越大）
测量指标
分组
培养液中X 的浓度/mol·m-3
5×10-5
5×10-4
5×10-3
叶片中X 的浓度/mol·g-1（鲜重）
2.47
2.97
9.28
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叶片中的气孔导度/mol·m-2·a-1
0.54
0.43
0.27
①以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。
②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X 的浓度增大，叶片蒸腾作用强度
。
【答案】(4)19:30（或E 点） B 点（或10：00） C 点（或12：00） C 点（或12：00）
a．样本量太小。应“取叶片若干，等分为三组”。b．缺乏空白对照。增加1 组，将叶片的叶柄下浸在不
含X 的培养液中。 降低
【详解】Ⅱ、（1）图中19：30（或E 点）之后，植物不再进行有机物的积累，故19：30（或E 点）是该
植物一天中有机物积累最多的时刻。
（2）10：00（或B 点）光合作用吸收二氧化碳的速率最快，故10：00（或B 点）是光合作用最强的时刻。
在12：00（C 点）左右出现光合作用强度“低谷”，此时叶片气孔处于关闭状态的数量增多，CO2不能进入
细胞，所以此时CO2浓度相对较低，即B 点（或10：00）的CO2浓度相对较高，C 点（或12：00）时刻由于
二氧化碳浓度较低，因此二氧化碳固定减少，导致叶肉细胞叶绿体中C5化合物的含量相对较大。
（3）根据题意，C 点时刻和D 点比较，C 点气孔关闭，可知此时植物根系部位土壤相对缺水，即根系部位
土壤溶液的浓度较高。
（4）①据表格分析可知，以上方案有两个不完善的地方：a．样本量太小。应“取叶片若干，等分为三
组”。 b．缺乏空白对照。增加1 组，将叶片的叶柄下浸在不含X 的培养液中。
②若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，随着培养液中X 的浓度增大，叶片的气孔导度越小，
气孔开启程度越小，故叶片蒸腾作用程度降低。
【实验方案评价之模考题篇】
4．（2024·山东·二模）国家“863”计划在现代农业技术领域设置了多个具有重要价值的主题项目，其
中“动植物生物反应器”课题组建立了植物油体、胚乳、悬浮细胞及动物乳腺生物反应器等几大技术平台、
(1)悬浮细胞生物反应器是指将脱分化的愈伤组织在液体培养基中繁殖以提取产物。该生物反应器用到细
胞工程中的 技术，该技术的主要优点有 （至少答出两条）。
(2)叶绿体生物反应器是指通过特定的技术手段使外源基因能够进入到叶绿体中，与植物叶绿体基因组进
行同源片段重组，在叶绿体中进行转录、翻译的技术体系。该技术可能存在的缺点是 。
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(3)科学家利用水稻胚乳反应器表达重组HN 蛋白生产新城疫（一种急性、致死性禽类传染病）疫苗，部分
过程如下：
①利用双酶切法将HN 基因成功连接到了植物载体上，重组载体中HN 基因应该正确连接到 序列
之间。为保证HN 基因只在水稻胚乳细胞中正确表达，需要 。
②利用 法，将重组载体转入水稻愈伤组织。经过暗培养、愈伤筛选、分化、生根和移栽，4
个月后获得转基因水稻种子。为证明HN 基因在水稻胚乳中已经转录，将待测胚乳细胞制成匀浆，采用逆转
录PCR 法进行检测。请你评价能否达成目的，并简要说明理由
。
【答案】(1) 植物细胞培养 不占用土地；不受季节、天气等的限制
(2)叶绿体有双层膜结构，蛋白质产物分离（提取）不易；叶绿体中只有核糖体，没有内质网和高尔基体，
蛋白质没有经过正确加工（没有活性）
(3) 启动子和终止子 所用启动子只在水稻胚乳细胞中启动转录过程 农杆菌转化法 不
能；细胞匀浆中有DNA，其中的目的基因会对检测造成干扰；也可能有RNA 酶能将待测RNA 水解掉而检测
不到
【详解】（1）植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生
成根、芽，最终形成植物体。悬浮细胞生物反应器是指将脱分化的愈伤组织在液体培养基中繁殖以提取产
物，用到了植物细胞培养技术，植物细胞培养技术具有不占用土地；不受季节、天气等的限制等优点。
（2）叶绿体生物反应器是指通过特定的技术手段使外源基因能够进入到叶绿体中，与植物叶绿体基因组
进行同源片段重组，在叶绿体中进行转录、翻译的技术体系，但由于叶绿体中只有核糖体，没有内质网和
高尔基体，蛋白质没有经过正确加工，所生产出的蛋白质没有生物活性；且叶绿体有双层膜结构，蛋白质
产物分离提取不易，这都是该技术所存在的问题。
（3）①启动子是驱动基因转录的元件，而终止子是指示转录终止的位置，重组载体中HN 基因（目的基
因）应该正确连接到启动子和终止子序列之间。图中构建基因表达载体时，需将HN 基因与水稻胚乳蛋白基
因的启动子等调控组件重组在一起，从而实现HN 基因在水稻胚乳细胞中表达。
②将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法。为证明HN 基因在水稻胚乳中已经转录，将
待测胚乳细胞制成匀浆，采用逆转录PCR 法进行检测，由于细胞匀浆中有DNA，其中的目的基因会对检测
造成干扰；也可能有RNA 酶能将待测RNA 水解掉而检测不到，因此该方案不能达到目的。
5．（2024·安徽合肥·二模）如图所示，动物胰液分泌受神经和体液双重调节。在进入胃前，食物的形
状和气味对视、嗅觉等感受器的刺激，动物对食物的咀嚼和吞咽，均可引起胰液的分泌，肠道中的酸性食
物糜团也可刺激胰液分泌。回答下列问题。
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(1)看见喜爱的食物，动物会反射性地分泌胰液，迷走神经属于该反射弧的 。若长期不食用该食物，
该反射可能会消退，此过程中神经中枢把原先引起兴奋性效应的信号转化为抑制性效应的信号，是一个新
的学习过程，需要 的参与。
(2)胃泌素和乙酰胆碱（ACh）均可刺激胰液分泌，据图分析，二者在发挥作用时的共同特点有 （列举
两点）。
(3)当食物糜团从胃排入十二指肠后，酸性物质刺激肠黏膜细胞释放促胰液素，从而促进胰液大量分泌
（主要成分是水和HCO3
-），胰液又会间接 （填“促进”或“抑制”）促胰液素的进一步分泌。该调节
过程的生理意义是 。
(4)某同学推测：酸性物质对肠黏膜的刺激能通过相关神经传入神经中枢，再经迷走神经调节胰液分泌，
并提出以下实验探究思路：手术切断某只狗支配胰腺的迷走神经，比较在饲喂等量食物的条件下，手术前
后狗的胰液分泌量。据图评价，该思路无法达成目的可能原因是 （答出一点即可）。
【答案】(1) 传出神经 大脑皮层
(2)与特异性受体结合(作用于靶器官或靶细胞)、通过体液运输、作用后会被灭活
(3) 抑制 既能及时中和胃酸，又能防止胰液过度分泌，维持肠腔pH 稳定
(4)不能采用饲喂方式刺激，饲喂引起的吞咽、咀嚼能通过迷走神经调节胰液分泌，干扰实验结果；对照
设置不合理，使用同一对象进行实验，无法排除手术创伤对实验结果的影响，应单独设置假手术的对照组
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【分析】结合图示可知，在该反射弧中迷走神经属于传出神经。激素调节具有微量高效、通过体液运输、
作用于靶细胞和靶器官、作用后被灭火的特点。
【详解】（1）结合图示，在该反射弧中迷走神经属于传出神经，学习过程需要大脑皮层的参与。
（2）胃泌素（激素）和乙酰胆碱（神经递质）均需与响应的特异性受体结合才能发挥作用，发挥作用后
均会被灭活，结合图示可知，二者均通过体液运输。
（3）激素的调节存在负反馈调节，所以胰液大量分泌会间接抑制促胰液素的进一步分泌，从而保证既能
及时中和胃酸，又能防止胰液过度分泌，维持肠腔pH 稳定。
（4）由图可知，吞咽、咀嚼能通过迷走神经调节胰液分泌，所以不能采用饲喂方式刺激，饲喂引起的吞
咽、咀嚼能通过迷走神经调节胰液分泌，干扰实验结果。且该实验中采用同一只狗进行实验，不能排除手
术创伤对实验结果的影响，即设置对照不合理，应单独设置假手术的对照组。
6．（2024·北京西城·一模）BAT（褐色脂肪组织）细胞含有大量线粒体，具有分解脂肪和产热的功能，
其数量及代谢异常与肥胖、衰老等现象相关。
(1)图1 示有氧呼吸第三阶段，H+通过复合体I、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并顺浓度梯度通过 （细
胞结构）上的ATP 合酶，生成大量ATP。
(2)图2 为BAT 细胞在寒冷刺激下增加产热的机制：产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度→促进有氧呼吸第二
阶段（三羧酸循环）→提高H+跨膜浓度梯度→ → 、产热增加。
(3)产热复合体包含E、M 和UCP1 三种蛋白质。为研究三者的互作情况，构建了三种质粒，分别表达UCPI-
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HA 融合蛋白、E-FLAG 融合蛋白、M-FLAG 融合蛋白，并获得了转入不同质粒组合的细胞。先利用抗HA 抗体
偶联磁珠对各组总蛋白进行收集，将收集的蛋白电泳，再分别用抗FLAG 抗体与抗HA 抗体进行检测，结果
如图3。分析图2 产热复合体中的A、B 分别为 蛋白。
(4)BAT 细胞在凋亡过程中会释放肌苷，与相关细胞膜上受体结合发挥作用。用肌苷处理健康BAT 和WAT
（白色脂肪细胞，主要储存脂肪），发现二者UCPI 基因的表达量均显著提高。阐释BAT 凋亡时释放肌苷的
意义。
(5)ENT1 是肌苷转运蛋白，在BAT 细胞高表达。研究表明，抑制ENT1 可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产
热能力。有人提出可通过抑制ENT1 治疗肥胖，从稳态与平衡的角度评价该方案并说明理由。
【答案】(1)线粒体内膜
(2) UCPl 将H+运至线粒体基质，减小了膜两侧H+的跨膜浓度梯度 ATP 合成比例减少
(3)M、E
(4)BAT 细胞凋亡时释放肌苷，可促进健康的BAT 和WAT 细胞UCPl 基因表达而增加产热，从而维持机体的体
温平衡
(5)有一定的合理性。抑制ENTl 可提高胞外肌苷水平，促进BAT 和WAT 细胞有机物分解，增加产热，达到
减重的效果。然而ENTl 通过调节胞外肌苷水平，维持体温相对稳定，抑制ENTl 可能破坏机体体温平衡的
稳态
【详解】（1）由图1 可知，H+通过复合体I、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并顺浓度梯度通过线粒体内膜
（细胞结构）上的ATP 合酶，完成有氧呼吸第三阶段的反应，生成大量ATP；
（2）由图2 可知，产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度，促进有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环），提高H+跨
膜浓度梯度，促使UCPl 将H+运至线粒体基质，减小了膜两侧H+的浓度梯度，使ATP 合成比例减少、产热增
加；
（3）由图3 可知，分别用抗FLAG 抗体与抗HA 抗体进行检测后，电泳图显示几乎不含UCPI-HA 融合蛋白，
由此可推断产热复合体中的A、B 分别为M、E 蛋白；
（4）由题意可知，BAT 细胞在凋亡过程中会释放肌苷，可促进健康的BAT 和WAT 细胞UCPl 基因表达而增加
产热，从而维持机体的体温平衡；
（5）由于ENT1 是肌苷转运蛋白，在BAT 细胞高表达。如果抑制ENT1 可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产
热能力，因此通过抑制ENT1 治疗肥胖有一定的合理性。因为抑制ENTl 可提高胞外肌苷水平，促进BAT 和
WAT 细胞有机物分解，增加产热，达到减重的效果。然而ENTl 通过调节胞外肌苷水平，维持体温相对稳定，
抑制ENTl 可能破坏机体体温平衡的稳态。
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