文档文本内容
专题23 实验与探究
考点
五年考情（2021-2025）
命题趋势
考点1 实验与
探究
（5 年5 考）
2025 四川、河南、甘肃、黑吉辽蒙
2024 重庆、北京
2023 北京、天津、山东、海南、湖南
2022 辽宁、福建、重庆、北京、湖北、湖南、
天津、浙江
2021 北京、全国
从近五年全国各地的高考试
题来看，实验与探究专题主要考
查教材基础实验、生物科学史以
及探究性实验。探究实验结合新
情境、图表等内容综合进行考
查。此部分内容在选择题和非选
择题部分都有考察。
考点01 动物细胞工程
2025 年高考真题
1．（2025·四川·高考真题）生长素（IAA）和H2O2都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴、
将其培养在含有不同外源物质的培养液中，一段时间后测定中胚轴长度，结果如下图（DPI 可以抑制植物
中H2O2的生成）。下列叙述错误的是（ ）
A．本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B．切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C．IAA 通过细胞中H2O2 含量的增加促进中胚轴生长
D．若另设IAA 抑制剂+H2O2 组，中胚轴长度应与④相近
【答案】D
【分析】在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某
种影响因素的称为 “加法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”
【详解】A、在实验中，向培养液中添加IAA、H2O2 等物质运用了加法原理，切去芽减少内源生长素的干
扰运用了减法原理，A 正确；
B、芽能产生生长素，切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响，从而更准确地探究外源物质对中
胚轴生长的调节作用，B 正确；
C、对比②和④组，④组加入DPI 抑制H2O2 生成后中胚轴长度比②组短，再结合②和③组，可推测IAA
通过细胞中H2O2 含量的增加促进中胚轴生长，C 正确；
D、IAA 抑制剂会抑制IAA 的作用，而H2O2 能促进中胚轴生长，与④组（IAA 作用被抑制，H2O2 生成被
抑制）相比，IAA 抑制剂+H2O2 组中胚轴长度应比④组长，D 错误。
故选D。
2．（2025·四川·高考真题）为模拟大脑控制骨骼肌运动的生理过程，科学家将人干细胞诱导分化成三种细
胞（图甲），并分别培养成具有相应功能的细胞团，再将不同细胞团组合培养一段时间后，观察骨骼肌细
胞团（简称肌）的收缩频率（图乙）。下列推断最合理的是（ ）
注：谷氨酸和乙酰胆碱为两种神经元释放的神经递质
A．若在③培养液中加入谷氨酸，肌收缩频率不会发生变化
B．若将④中乙酰胆碱受体阻断，刺激X 会增加肌收缩频率
C．分析②③④可知，X 需要通过Y 与肌发生功能上的联系
D．由实验结果可知，肌与神经元共培养时收缩频率均增加
【答案】C
【分析】神经元之间通过突触传递信息的过程：兴奋到达突触前膜所在的神经元的轴突末梢，引起突触小
泡向突触前膜移动并释放神经递质；神经递质通过突触间隙扩散到突触后膜的受体附近；神经递质与突触
后膜上的受体结合；突触后膜上的离子通道发生变化，引发电位变化；神经递质被降解或回收。
【详解】A、由图甲可知，运动神经元Y 释放乙酰胆碱，运动神经元X 释放谷氨酸，③培养液中是Y+肌，
若在③培养液中加入谷氨酸，由3 和4 可以判断，谷氨酸是X 释放的神经递质，可通过Y 影响肌细胞，所
以肌收缩频率会发生变化，A 错误；
B、由图乙可知，②培养液中是X+肌，肌收缩频率较低，而④培养液是X+Y+肌，肌收缩频率较高，所以
将④中乙酰胆碱受体阻断，刺激X，因为乙酰胆碱受体被阻断，Y 释放的乙酰胆碱无法发挥作用，仅靠X
释放的谷氨酸会使肌收缩频率降低，B 错误；
C、②中是X+肌，④中是X+Y+肌，②中肌有一定收缩频率，与①组基因频率相同，说明X 单独不能起作
用，需要通过Y 与肌发生功能上的联系，C 正确；
D、从图乙可知，②中X+肌的收缩频率和①中肌单独培养时的收缩频率相近，并没有明显增加，所以并不
是肌与神经元共培养时收缩频率均增加，D 错误。
故选C。
3．（2025·河南·高考真题）饥饿可以通过肾上腺影响毛发生长。研究人员进行了相关实验，小鼠分组处理
情况和实验结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
分组
处理
实验结果
皮质醇水平
毛发
甲
正常饮食
正常
正常
乙
断食
升高
减少
丙
断食+切除肾上腺
无
正常
A．断食处理可通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化
B．通过甲乙组对比分析不能证明毛发的生长受肾上腺的调节
C．丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”
D．根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过皮质醇调节毛发生长
【答案】B
【分析】肾上腺内层为髓质，外层为皮质，皮质分泌糖皮质激素（皮质醇）、醛固酮。髓质分泌肾上腺素
和去甲肾上腺素。
【详解】A、分析三组实验，推测断食通过肾上腺影响毛发生长，肾上腺分泌的激素通过体液调节使靶细
胞发生一系列的代谢变化，A 正确；
B、甲乙组的自变量为是否断食，两组的皮质醇水平不同，故可以对比分析，证明毛发的生长受肾上腺的
调节，B 错误；
C、在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响
因素的称为“减 法原理”。丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”，C 正确；
D、根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过调节肾上腺分泌皮质醇来调节毛发生长，D 正确。
故选B。
4．（2025·甘肃·高考真题）糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响，糖尿病的发病率
近年来呈上升趋势。科学家研究发现，其发病机理与血糖调节直接相关，而胰岛素是调节血糖最重要的激
素之一。回答下列问题。
(1)胰岛素能 肌细胞和肝细胞的糖原合成， 非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B 细胞分泌胰岛素的最主要因素，机制如下图所示，其中膜去极化的原因是ATP/
ADP 比例的升高使钾离子通道的开放概率 。图中呈现的物质跨膜运输方式共有 种。
(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物，注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内，血糖没
有明显下降，最可能的原因是 。
(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR 小鼠的胰岛素受体功能受
损，导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的
作用，部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组，A 组：MKR 小鼠5 只，B 组：正常小鼠5 只；
②两组小鼠均禁食10 小时，取少量血液，测定 和 ，结果表明，两组间没有显著差
异；
③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液，30 分钟后取少量血液，测定以上两项指标，预期实验结果为
。
【答案】(1) 促进 抑制
(2) 降低 2/二
(3)胰岛素被胰蛋白酶分解
(4) 血糖浓度 胰岛素浓度 A 组血糖浓度高于B 组，胰岛素浓度也高于B 组
【分析】胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素，体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞
进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等；另一方面又能抑制
肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖浓度恢
复到正常水平。
【详解】（1）胰岛素是唯一降血糖的激素，作用是促进肌细胞、肝细胞合成糖原，抑制非糖物质（如氨
基酸、脂肪 ）转化为葡萄糖从而降低血糖浓度。
（2）血糖升高→葡萄糖进入细胞→ 氧化分解使ATP/ADP 比例上升→钾离子通道关闭（开放概率降低→
K+外流减少→细胞膜去极化。葡萄糖（协助扩散 ）、K+（协助扩散 ）、Ca2+（协助扩散 ）、胰岛素
（胞吐）→ 跨膜方式为协助扩散和胞吐，共2 种。
（3）胰腺受损（如切除）的实验狗，注射胰腺研磨提取物（含胰岛素）但血糖未降→ 原因是研磨液中胰
岛素被胰蛋白酶分解（胰腺含胰蛋白酶，会分解胰岛素 ）。
（4）实验目的：探究胰岛素受体功能对血糖调节的影响（MKR 小鼠受体功能受损 ）。步骤②：禁食后
测血糖浓度和胰岛素浓度→ 验证基础状态下两组小鼠无差异。步骤③：注射葡萄糖后，预期结果：A 组
（MKR 小鼠，受体功能受损）→ 胰岛素不能有效发挥作用→ 血糖浓度较高，胰岛素浓度也较高（因血
糖高刺激胰岛B 细胞分泌，但受体不敏感，血糖难降）。B 组（正常小鼠 ）→胰岛素正常作用→血糖浓
度较低，胰岛素浓度正常→ 预期：A 组血糖浓度高于B 组，胰岛素浓度也高于B 组。
5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）Rubisco 是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco 基因转入某
作物的野生型（WT）获得该酶含量增加的转基因品系（S），并做了相关研究。实验结果表明，这一改良
提高了该作物的光合速率（如下图）和产量潜力。回答下列问题。
(1)Rubisco 在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成（CH2O），这一
过程中能量转换是 。
(2)据图分析，当胞间CO2浓度高于B 点时，曲线②与③重合是由于 不足。A 点之前曲线①和②重
合的最主要限制因素是 。胞间CO2浓度为300μmol·mol-1时，曲线①比②的光合速率高的具体原因
是 。
(3)研究发现，在饱和光照和适宜CO2浓度条件下，S 植株固定CO2生成C3的速率比WT 更快。使用同位素标
记的方法设计实验直接加以验证，简要写出实验思路。
【答案】(1) 基质 C5 ATP 和NADPH 中活跃的化学能转化为有机物（CH2O）中稳定的化学
能
(2) 光照强度 CO2 浓度 曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP 和NADPH，
使暗反应速率加快，光合速率高。
(3)用14C 标记CO2，分别将S 植株与WT 植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2 浓度条件下，定时检测
C3 放射性强度，比较S 植株与WT 的C3 生成速率。
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、
传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH 和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反
应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳
化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH 和ATP 被还原。
【详解】（1）Rubisco 是光合作用暗反应中的关键酶，暗反应的场所是叶绿体基质，因此Rubisco 在叶绿
体基质中催化C5 与CO2 结合生成C3。在C3 的还原过程中需要ATP 和NADPH 提供能量，部分产物经过
一系列反应形成（CH2O），这一过程中能量转换是ATP 和NADPH 中活跃的化学能转化为有机物
（CH2O）中稳定的化学能。
（2）①②曲线的自变量是有无补光（光照强度），②③曲线的自变量是有无转入Rubisco 基因（Rubisco
的含量）。据图分析，当胞间CO2 浓度低于B 点时，曲线②高于③，是因为②中Rubisco 的含量多，固定
CO2 的能力强，当胞间CO2 浓度高于于B 点时，曲线②与③重合，说明Rubisco 的量已经不是限制光合速
率的因素，而曲线①的光合速率高于曲线②③，曲线①的有较高的光照强度，因此曲线②与③重合是由于
光照强度不足。曲线①的光照强度高于②，但是A 点之前曲线①和②重合，光照强度不是限制因素，此时
最主要限制因素是CO2 浓度。胞间CO2 浓度为300μmol·mol-1 时，曲线①比②的光合速率高的具体原因是
曲线①光照强度高，光反应速率快，产生更多的ATP 和NADPH，使暗反应速率加快，光合速率高。
（3）研究发现，在饱和光照和适宜CO2 浓度条件下，S 植株固定CO2 生成C3 的速率比WT 更快。要验证
此结论，实验思路为：用14C 标记CO2，分别将S 植株与WT 植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2 浓度
条件下，定时检测C3 放射性强度，比较S 植株与WT 的C3 生成速率。
2024 年高考真题
1．（2024·重庆·高考真题）科研小组以某种硬骨鱼为材料在鱼鳍（由不同组织构成）“开窗”研究组织再
生的方向性和机制（题图所示），下列叙述不合理的是（ ）
A．“窗口”愈合过程中，细胞之间的接触会影响细胞增殖
B．对照组“窗口”远端，细胞不具有增殖和分化的潜能
C．“窗口”再生的方向与两端H 酶的活性高低有关，F 可抑制远端H 酶活性
D．若要比较尾鳍近、远端的再生能力，则需沿鳍近、远端各开“窗口”观察
【答案】B
【分析】题图分析，该实验研究的是组织再生的方向和机制，由图可知，组织再生的方向为由H 酶活性低
向H 酶活性高方向延伸，添加F 后，能抑制远端H 酶的活性，组织延伸方向为两端向中间延伸，据此答题。
【详解】A、“窗口”愈合过程中存在细胞增殖以增加细胞的数量，正常细胞增殖过程中存在接触抑制，
即细胞之间的接触会影响细胞增殖，A 正确；
B、处理组与对照组比较发现，添加F 后，“窗口”远端的细胞继续增殖和分化，说明对照组“窗口”远
端的细胞保留了增殖分化的能力，B 错误；
C、由图可知，“窗口”再生的方向与两端H 酶的活性高低有关，由活性低的向活性高的方向再生，添加
F 后可抑制远端H 酶活性，使组织再生的方向往中间延伸，C 正确；
D、图中的近端和远端为同一个“窗口”，只能判断出再生的方向，若要判断出再生的能力，则需沿鳍近、
远端各开“窗口”分别观察，D 正确。
故选B。
2．（2024·重庆·高考真题）胰岛素作用于肝细胞调节血糖平衡。为探究雌激素是否对胰岛素的作用产生影
响，研究者进行了相关实验。
(1)卵细胞产生的雌激素通过 运输到肝细胞，作用于雌激素受体（ER），ER 激活肝细胞内的下游
信号。
(2)研究者构建雌激素激活肝细胞模型鼠，将肝细胞置于不含葡萄糖的培养液中，分别处理一段时间后测定
培养液中葡萄糖的含量。如图1。为提高葡萄糖含量以便检测，添加了胰高血糖素进行处理，胰高血糖素
提高血糖的原因是 （答一点）。如图1 处理，Ⅱ组用胰高血糖素处理，除验证胰高血糖素升高
血糖的作用外，还有什么作用？ 。由实验可以得出，在降低血糖上，雌激素和胰岛素的相
互作用是 。
(3)为进一步验证上述结论，实验者进行体内实验，有人认为实验设计不合理，即使不考虑其他激素对血糖
水平的影响，也无法得出雌激素与胰岛素之间的相互关系，你认为的原因可能是 。
【答案】(1)血液/体液/血浆
(2) 促进肝糖原分解/促进非糖物质转化 排除胰高血糖素对Ⅲ组实验结果的影响/证明胰高血糖素
对雌激素的作用无影响 协同/雌激素促进胰岛素的降糖功能
(3)没有排除内源胰岛素的影响
【分析】①血糖平衡的调节，是通过调节血糖的来源和去向，使其处于平衡状态。当血糖浓度升高到一定
程度时，胰岛B 细胞分泌胰岛素增加，胰岛素一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉
并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯，另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成糖，
这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖浓度恢复到正常水平；当血糖浓度降低时，胰岛
A 细胞分泌胰高血糖素增加，胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物
质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中，要注意设计对照实验，遵循单一变量原则（常用摘除法、植入
法、饲喂法、注射法等），排除无关变量的影响，使实验结论更加科学。
【详解】（1）内分泌腺分泌的激素可以直接进入腺体内的毛细血管，并随血液循环输送到全身各处，激
素等化学物质，是通过体液传送的方式对生命活动进行调节，因此，卵细胞产生的雌激素可通过血液/体
液/血浆运输到干细胞。
（2）①胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖
浓度回升到正常水平；
②根据题目信息可知，为提高葡萄糖含量，添加了胰高血糖素进行处理，但本实验是探究雌激素是否对胰
岛素的作用产生影响，因此为控制单一变量，Ⅱ组单用胰高血糖素处理，可排除胰高血糖素对III 组实验
结果的影响/证明胰高血糖素对雌激素的作用无影响；
③对比图1 中Ⅱ组与Ⅲ组的数据信息可以发现，Ⅲ组激活组血糖下降幅度明显大于对照组，由此可推测，
雌激素能够促进胰岛素的降糖作用（或者是协同作用）。
（3）实验动物体本身的胰岛B 细胞也能合成分泌胰岛素，本实验没有排除内源胰岛素对实验结果的影响。
3．（2024·北京·高考真题）花葵的花是两性花，在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小
岛上，研究者选择花葵集中分布的区域，在整个花期进行持续观察。
(1)小岛上的生物与非生物环境共同构成一个 。
(2)观察发现：有20 种昆虫会进入花葵的花中，有3 种鸟会将喙伸入花中，这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发
生了接触（访花），其中鸟类访花频次明显多于昆虫；鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取
若干健康生长的花葵花蕾分为两组，一组保持自然状态，一组用疏网屏蔽鸟类访花，统计相对传粉率（如
图）。
结果说明 由此可知，鸟和花葵的种间关系最可能是 。
A．原始合作 B．互利共生 C．种间竞争 D．寄生
(3)研究者增加了一组实验，将花葵花蕾进行套袋处理并统计传粉率。该实验的目的是探究 。
(4)该研究之所以能够揭示一些不常见的种间相互作用，是因为“小岛”在生态学研究中具有独特优势。
“小岛”在进化研究中也有独特优势，正如达尔文在日记中写道：“……加拉帕戈斯群岛上物种的特征一
直深深地触动影响着我。这些事实勾起了我所有的想法。”请写出“小岛”在进化研究中的主要优势
。
【答案】(1)生态系统
(2) 鸟类参与花葵的传粉，其作用与昆虫相当 A
(3)无昆虫和鸟类传粉，花葵能否完成自花传粉，及花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率更高
(4)小岛的自然环境与陆地不同，对生物的选择作用不同，生物能够进化出与陆地生物不同的物种特征；岛
屿环境资源有限，物种之间竞争激烈，为了更好地适应环境，生物的进化速度更快
【分析】原始合作指两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活，如海葵与
寄居蟹。
互利共生指两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利，如豆科植物和根瘤菌。
【详解】（1）生态系统属于生命系统结构层次，即在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作
用而形成的统一整体，故小岛上的生物与非生物环境共同构成一个生态系统。
（2）自然状态下，昆虫和鸟类都可以访花，图中的结果表明，疏网屏蔽鸟类访花组与自然状态组相比，
相对传粉率显著降低，这说明用疏网屏蔽鸟类访花后，鸟类无法对花葵进行传粉，花葵只能依赖能通过网
孔的昆虫进行传粉，减少了花葵与花葵之间的传粉过程，导致相对传粉率与自然状态组相比显著降低，即
鸟类也可以参与花葵的传粉过程并发挥重要作用。本题中的鸟类可以帮助花葵传粉，花葵能为鸟类提供花
粉或花蜜作为补充食物，鸟和花葵分开后，各自也能独立生活，不影响生存，所以两者是原始合作关系，
故选A。
（3）将花葵花蕾进行套袋处理后花葵无法进行异花传粉，因此该实验的目的是探究没有昆虫和鸟类传粉
时，花葵能否完成自花传粉，并通过计算自花传粉的传粉率来比较花葵自花传粉与异花传粉哪个传粉效率
更高。
（4）与陆地相比，小岛的自然环境不同，则对生物的选择作用不同，生物能够进化出与陆地生物不同的
物种特征，这是“小岛”在进化研究中的主要优势之一；此外，岛屿环境资源有限，不同物种之间竞争激
烈，生物为了更好地适应环境，进化速度更快。
4．（2024·北京·高考真题）啤酒经酵母菌发酵酿制而成。生产中，需从密闭的发酵罐中采集酵母菌用于再
发酵，而直接开罐采集的传统方式会损失一些占比很低的独特菌种。研究者探究了不同氧气含量下酵母菌
的生长繁殖及相关调控，以优化采集条件。
(1)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度
明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
(2)本实验中，采集是指取样并培养4 天。在不同的气体条件下从发酵罐中采集酵母菌，统计菌落数（图
甲）。由结果可知，有利于保留占比很低菌种的采集条件是 。
(3)根据上述实验结果可知，采集酵母菌时O2浓度的陡然变化会导致部分菌体死亡。研究者推测，酵母菌
接触O2的最初阶段，细胞产生的过氧化氢（H2O2）浓度会持续上升，使酵母菌受损。已知H2O2能扩散进
出细胞。研究者在无氧条件下从发酵罐中取出酵母菌，分别接种至含不同浓度H2O2的培养基上，无氧培养
后得到如图乙所示结果。请判断该实验能否完全证实上述推测，并说明理由 。
(4)上述推测经证实后，研究者在有氧条件下从发酵罐中取样并分为两组，A 组菌液直接滴加到H2O2溶液
中，无气泡产生；B 组菌液有氧培养4 天后，取与A 组活菌数相同的菌液，滴加到H2O2溶液中，出现明显
气泡。结果说明，酵母菌可通过产生 以抵抗H2O2的伤害。
【答案】(1) 酒精/C2H5OH 能量
(2)无氧/无氧
(3)不能，该实验只能证明随着H2O2 浓度的持续上升，酵母菌存活率下降(酵母菌受损程度加深)，但不能
证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2 浓度会持续上升；该实验在无氧条件下从发酵罐中取出
酵母菌，接种到培养基上无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化的条件
(4)过氧化氢酶/H2O2 酶
【分析】（1）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖；
（2）在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
【详解】（1）酵母菌在密闭发酵罐中进行无氧呼吸，会产生酒精（C2H5OH）和CO2。有氧培养时，酵母
菌进行有氧呼吸，有机物被彻底氧化分解，产生大量能量，而无氧呼吸中有机物不能彻底分解，只产生少
量能量，故有氧培养时酵母菌增殖速度明显快于无氧培养。
（2）由图甲结果可知，无氧/无氧条件下，菌落数最多，因此有利于保留占比很低菌种的采集条件是无
氧/无氧。
（3）依据图乙结果可知，随着H2O2浓度的持续上升，酵母菌存活率下降（酵母菌受损程度加深），但不
能证明酵母菌接触O2的最初阶段，细胞产生的H2O2浓度会持续上升；由题意可知，该实验在无氧条件下
从发酵罐中取出酵母菌，接种到含不同浓度H2O2的培养基上进行无氧培养，并没有创造O2浓度陡然变化
的条件，所以不能完全证实上述推测。
（4）过氧化氢酶能催化H2O2分解出现明显气泡，因此实验结果说明，酵母菌可通过产生过氧化氢酶以抵
抗H2O2的伤害。
2023 年高考真题
1．（2023·北京·统考高考真题）研究者检测了长期注射吗啡的小鼠和注射生理盐水的小鼠伤口愈合情况，
结果如图。由图可以得出的结论是（ ）
A．吗啡减缓伤口愈合
B．阿片受体促进伤口愈合
C．生理条件下体内也有吗啡产生
D．阿片受体与吗啡成瘾有关
【答案】A
【详解】A、通过野生型鼠注射生理盐水组和注射吗啡组对比，发现注射吗啡组创伤面积相对大小愈合较
慢，故得出吗啡减缓伤口愈合的结论，A 符合题意；
B、通过野生型鼠注射生理盐水组和阿片受体缺失鼠注射生理盐水组对比，阿片受体缺失鼠与正常鼠创伤
面积相对大小愈合相比，阿片受体缺失鼠愈合更快一些，因此阿片受体不能促进伤口愈合，B 不符合题意；
C、生理条件下体内没有吗啡产生，C 不符合题意；
D、通过阿片受体鼠注射吗啡和阿片受体缺失鼠注射吗啡组对比，阿片受体缺失鼠注射吗啡创伤愈合较快，
但不能得出阿片受体与吗啡成瘾有关，D 不符合题意。
故选A。
2．（2023·天津·统考高考真题）某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里，研究人员发现幼虫羽化成功
率与寄主肠道菌群有关，得到如下表结论
菌种
1
2
3
4
5
6
醋酸杆菌A
+
-
+
+
+
+
芽孢杆菌B
+
-
-
+
-
-
菌C
+
-
-
-
+
-
菌D
+
-
-
-
-
+
注：+代表存在这种菌，-代表不存在这种菌
(1)根据第 列，在有菌A 的情况下，菌 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
(2)研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。
（i）研究发现幼蜂会分泌一种物质，类似于人体内胰岛素的作用，则其作用可以是促进 物质转化为
脂质。
（ii）研究还发现，幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低，这是通过 的方式使寄主积累脂质。
（iii）研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响，结合以上实验结果，请设计实验探究：
【答案】(1) 1、3、4、5、6 B
(2) 糖类
减少脂肪的分解 将生长状况相同的寄主动物随机分为两组，一组让幼蜂寄生，一组不做处理，
并分别检测脂质含量；一段时间后，检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化
【详解】（1）结合题意可知，菌A 是醋酸杆菌，表中第1、 3、 4、 5 和6 列中均有A 存在，与第3 列
对比，结合羽化率数据可知，在有菌A 的情况下，菌B 会进一步促进提高幼蜂羽化率。
（2）（i）研究发现幼蜂会分泌一种物质，类似于人体内胰岛素的作用，由于胰岛素具有降血糖作用，则
其作用可以是促进糖类物质转化为脂质。
（ii）研究还发现，幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低，这是通过减少脂肪的分解的方式使寄主
积累脂质。
（iii）研究幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响，自变量应为是否有幼蜂寄生，因变量为寄主体内脂质
含量变化，可将生长状况相同的寄主动物随机分为两组，一组让幼蜂寄生，一组不做处理，并分别检测脂
质含量；一段时间后，检测、比较两组寄主动物处理前后脂质含量的变化。
3．（2023·北京·统考高考真题）自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性，
能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。科学家试图从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌。
(1)用于分离细菌的固体培养基包含水、葡萄糖、蛋白胨和琼脂等成分，其中蛋白胨主要为细菌提供
和维生素等。
(2)A 菌通常被用做溶菌对象。研究者将含有一定浓度A 菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成
薄层。培养一段时间后，薄层变浑浊（如图），表明 。
(3)为分离出具有溶菌作用的细菌，需要合适的菌落密度，因此应将含菌量较高的湖泊水样 后，
依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A 菌的菌落周围会出现 。采用
这种方法，研究者分离、培养并鉴定出P 菌。
(4)为探究P 菌溶解破坏A 菌的方式，请提出一个假设，该假设能用以下材料和设备加以验证（主要实验材
料和设备：P 菌、A 菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱） 。
【答案】(1)氮源、碳源
(2)A 菌能在培养平板中生长繁殖
(3) 稀释 溶菌圈
(4)假设P 菌通过分泌某种化学物质使A 菌溶解破裂
【详解】（1）蛋白胨主要为细菌提供氮源、碳源和维生素等。
（2）将含有一定浓度A 菌的少量培养基倾倒在固体培养平板上，凝固形成薄层。培养一段时间后，薄层
变浑浊，表明A 菌能在培养平板中生长繁殖。
（3）将含菌量较高的湖泊水样稀释后，依次分别涂布于不同的浑浊薄层上。培养一段时间后，能溶解A
菌的菌落周围会出现溶菌圈。
（4）根据实验实验材料和设备，圆形滤纸小片可用于吸收某种物质，离心机可用于分离菌体和细菌分泌
物，为探究P 菌溶解破坏A 菌的方式，可假设P 菌通过分泌某种化学物质使A 菌溶解破裂。
4．（2023·北京·统考高考真题）为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进
行了延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳
定）。实验持续15 天：1～5 天，无人工光照；6～10 天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；
11～15 天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食
性将其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），
结果如图。
(1)动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据
是：与1～5、11～15 天相比， 。
(2)光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为 对节肢动物产生影响，
从而在生态系统中发挥作用。
(3)增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源
导致 加剧；群落空间结构在 两个维度发生改变。
(4)有人认为本实验只需进行10 天研究即可，没有必要收集11～15 天的数据。相比于10 天方案，15 天方
案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是 。
(5)城市是人类构筑的大型聚集地，在进行城市小型绿地生态景观设计时应__________。
A．不仅满足市民的审美需求，还需考虑对其他生物的影响
B．设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散
C．以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展
D．选择长时间景观照明光源时，以有利于植物生长作为唯一标准
【答案】(1)6-10 天肉食动物和腐食动物的平均捕获量显著增加，植食动物平均捕获量明显减少
(2)信息（或信号）
(3) 种间竞争 垂直和水平
(4)排除人工光照以外的无关变量的影响（或用于分析人工光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响）
(5)AC
【详解】（1）分析题意可知，本实验中动物的活跃程度是通过动物捕获量进行测定的，结合图示可知，
与1～5、11～15 天相比，6-10 天肉食动物和腐食动物的平均捕获量显著增加，植食动物平均捕获量明显
减少，据此推测人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度。
（2）生态系统的组成包括非生物的物质和能量，该研究中人工光照最可能作为信息（物理信息）对节肢
动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。
（3）不同生物生活在一定的空间中，由于环境资源有限会形成种间竞争，故肉食动物在黄昏前活动加强，
有限的食物资源导致种间竞争加剧；群落的空间结构包括垂直结构和水平结构，光照的改变可能通过影响
生物的分布而影响两个维度。
（4）分析题意可知，1～5 天无人工光照，6～10 天每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间，11～
15 天无人工光照，该实验中的光照条件改变可形成前后对照，故相比于10 天方案，15 天方案除了增加对
照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是排除人工光照以外的无关变量的影响，用于分析人工
光照是否会对节肢动物群落产生不可逆影响：通过观察去除光照因素后的分布情况进行比较。
（5）A、进行城市小型绿地生态景观设计时应充分考虑人与自然的协调关系，故不仅满足市民的审美需求，
还需考虑对其他生物的影响，A 正确；
B、若设置严密围栏，防止动物进入和植物扩散，可能会影响生态系统间正常的物质交换和信息交流，B
错误；
C、进行城市小型绿地生态景观设计时应以整体和平衡的观点进行设计，追求生态系统的可持续发展，而
不应仅满足短期发展，C 正确；
D、选择长时间景观照明光源时，除有利于植物生长外，还应考虑对于其他生物的影响及美观性,D 错误。
故选AC。
5．（2023·山东·高考真题）当植物吸收的光能过多时，过剩的光能会对光反应阶段的PSⅡ复合体（PSⅡ）
造成损伤，使PSⅡ活性降低，进而导致光合作用强度减弱。细胞可通过非光化学淬灭（NPQ）将过剩的光
能耗散，减少多余光能对PSⅡ的损伤。已知拟南芥的H 蛋白有2 个功能：①修复损伤的PSⅡ；②参与NPQ
的调节。科研人员以拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，结果如图所示。实验中
强光照射时对野生型和突变体光照的强度相同，且强光对二者的PSⅡ均造成了损伤。
(1)该实验的自变量为 。该实验的无关变量中，影响光合作用强度的主要环境因素有 （答
出2 个因素即可）。
(2)根据本实验， （填“能”或“不能”）比较出强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，理由是
。
(3)据图分析，与野生型相比，强光照射下突变体中流向光合作用的能量 （填“多”或“少”）。
若测得突变体的暗反应强度高于野生型，根据本实验推测，原因是 。
【答案】(1) 光、H 蛋白 CO2浓度、温度
(2) 不能 突变体PS11 系统光损伤小但不能修复，野生型光PS11 系统损伤大但能修复
(3) 少
突变体PNQ 高，PS11 系统损伤小，虽然损伤不能修复，但是PS11 活性高，光反应产物多
【详解】（1）据题意拟南芥的野生型和H 基因缺失突变体为材料进行了相关实验，实验中强光照射时对
野生型和突变体光照的强度相同，结合题图分析实验的自变量有光照、H 蛋白；影响光合作用强度的主要
环境因素有CO2浓度、温度、水分等。
（2）据图分析，强光照射下突变体的NPQ/相对值比野生型的NPQ/相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体
造成损伤。但是野生型含有H 蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型
的PSⅡ活性强弱。
（3）据图分析，强光照射下突变体中NPQ/相对值，而NPQ 能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的
能量减少；突变体的NPQ 强度大，能够减少强光对PSII 的损伤且减少作用大于野生型H 蛋白的修复作用，
这样导致突变体的PSⅡ活性高，能为暗反应提供较多的NADPH 和ATP 促进暗反应进行，因此突变体的暗
反应强度高于野生型。
6．（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。
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)将生长状况相同的火龙果分三组，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，
其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数
【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，分别用三种不同光照强度的白色光源对火龙果进行夜间补光6 小时，
其他条件相同且适宜，一段时间后观察记录每组平均花朵数。
7．（2023·湖南·统考高考真题）某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答
下列问题：
(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和 。
(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽
对 的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在 μg·mL-1浓度
区间进一步实验。
测试菌
抗菌肽浓度/（µg•mL-1）
55.20
27.60
13.80
6.90
3.45
1.73
0.86
金黄色葡萄球
菌
-
-
-
-
-
+
+
枯草芽孢杆菌
-
-
-
-
-
+
+
禾谷镰孢菌
-
+
+
+
+
+
+
假丝酵母
-
+
+
+
+
+
+
注：“+”表示长菌，“-”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H 的淀粉酶编码基因M 构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建
基因工程菌A。在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再
产生淀粉酶M。分析可能的原因是 （答出两点即可）。
(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。
肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及 （答出两点）等基本条件。肺类装配
体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术 （填“是”或“否”）。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA 感染肺
类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽是否对MRSA 引起的肺炎有治疗潜力。以下实验
材料中必备的是 。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体 ②MRSA 感染的肺类装配体 ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽 ④生理
盐水 ⑤青霉素（抗金黄色葡萄球菌的药物） ⑥万古霉素（抗MRSA 的药物）
【答案】(1)无机盐、淀粉
(2) 金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌 1.73~3.45
(3)淀粉酶编码基因M 发生突变；重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失
(4) 无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境 否
(5)②③④⑥
【详解】（1）由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根
际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。
（2）由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45-55.20 μg·mL-1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生
长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为1.73μg·mL-1时，它们均能生长，所以要确
定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73~3.45 μg·mL-1的浓度区间进一步实验。
（3）在利用A 菌株发酵生产淀粉酶M 过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉
酶M，可能的原因是淀粉酶编码基因M 发生突变；或者是重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失。
（4）肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH 以及无菌、无毒环境，含95%空气和
5%CO2的气体环境等基本条件；由图示可知，肺类装配体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉
及了细胞的分裂和分化等内容。
（5）科研人员拟用MRSA 感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽是否对MRSA
引起的肺炎有治疗潜力，必备实验材料为：②MRSA 感染的肺类装配体、 ③解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽、
④生理盐水（设置对照实验使用）、 ⑥万古霉素（抗MRSA 的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H 抗菌肽的疗
效），故选②③④⑥。
8．（2023·湖南·统考高考真题）长时程增强（LTP）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且
能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP 产生机制示意图，回答下
列问题：
(1)依据以上机制示意图，LTP 的发生属于 （填“正”或“负”）反馈调节。
(2)若阻断NMDA 受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象。据图推断，
该电现象与 内流有关。
(3)为了探讨L 蛋白的自身磷酸化位点（图中α 位和β 位）对L 蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种
突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：
正常
小鼠
甲
乙
丙
丁
α 位突变为缬氨
酸，该位点不发生
自身磷酸化
α 位突变为天冬氨酸，阻
断Ca2+/钙调蛋白复合体
与L 蛋白结合
β 位突变为丙氨
酸，该位点不发生
自身磷酸化
L 蛋白编
码基因确
缺失
L 蛋白活性
+
++++
++++
+
-
高频刺激
有
LTP
有LTP
?
无LTP
无LTP
注：“+”多少表示活性强弱，“-”表示无活性。
据此分析：
①小鼠乙在高频刺激后 （填“有”或“无”）LTP 现象，原因是 ;
②α 位的自身磷酸化可能对L 蛋白活性具有 作用。
③在甲、乙和丁实验组中，无L 蛋白β 位自身磷酸化的组是 。
【答案】(1)正
(2)Na+
(3) 无 小鼠乙L 蛋白突变后阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L 蛋白结合，则无法促进NO 合成酶生
成NO，进而无法形成LTP 抑制 丁
【详解】（1）由题图可以看出，突触前膜释放谷氨酸后，经过一系列的信号变化，会促进NO 合成酶生成
NO，进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸，该过程属于正反馈调节。
（2）阻断NMDA 受体的作用，不能促进Ca2+内流，从而不能形成Ca2+/钙调蛋白复合体，不能促进NO 合
成酶合成NO，从而不能产生LTP，但是谷氨酸还可以与AMPA 受体结合，促进Na+内流，从而引发电位
变化。
（3）①由题表数据可以看出，小鼠乙L 蛋白突变后，阻断了Ca2+/钙调蛋白复合体与L 蛋白结合，则无法
促进NO 合成酶生成NO，进而无法形成LTP。
②小鼠甲L 蛋白的α 位突变为缬氨酸以后，该位点不能发生自身磷酸化，与正常小鼠相比（α 位可以发生
自身磷酸化），L 蛋白活性增强，说明α 位发生自身磷酸化可能会对L 蛋白的活性起到抑制作用。
③丁组小鼠L 蛋白编码基因缺失，则不能形成L 蛋白，无法发生L 蛋白β 位自身磷酸化。
2022 年高考真题
1．（2022·辽宁·统考高考真题）为研究中医名方—柴胡疏肝散对功能性消化不良大鼠胃排空（胃内容物进
入小肠）的作用，科研人员设置4 组实验，测得大鼠胃排空率见下表。下列叙述错误的是（ ）
组别
状态
胃排空率（%）
正常组
健康大鼠
55.80
模型组
患病大鼠未给药
38.65
柴胡疏肝散
组
患病大鼠+柴胡疏肝散
51.12
药物A 组
患病大鼠+药物A
49.92
注：药物A 为治疗功能性消化不良的常用药物
A．与正常组相比，模型组大鼠胃排空率明显降低
B．正常组能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度
C．与正常组相比，柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用
D．柴胡疏肝散与药物A 对患病大鼠促进胃排空的效果相似
【答案】C
【详解】A、由表可知，正常组胃排空率为55.80%，模型组胃排空率为38.65%，与正常组相比，模型组大
鼠胃排空率明显降低，A 正确；
B、正常组为对照组，将给药之后的胃排空率和正常组比较，能反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度，B
正确；
C、由表可知，正常组胃排空率为55.80%，柴胡疏肝散组胃排空率为51.12%，正常组胃排空率更高，所以
与正常组相比不能表明柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用，C 错误；
D、由表可知，柴胡疏肝散组与药物A 组的胃排空率相似，且均比模型组胃排空率高，柴胡疏肝散与药物
A 对患病大鼠促进胃排空的效果相似，D 正确。
故选C。
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
【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．（2022·重庆·统考高考真题）研究发现柑橘精油可抑制大肠杆菌的生长。某兴趣小组采用水蒸气蒸馏法
和压榨法提取了某种橘皮的精油（分别简称为HDO 和CPO），并研究其抑菌效果的差异。
(1)为便于精油的提取，压榨前需用 浸泡橘皮一段时间。在两种方法收集的油水混合物中均加入
NaCl，其作用是 ；为除去油层中的水分，需加入 。
(2)无菌条件下，该小组制备了两个大肠杆菌平板，用两片大小相同的无菌滤纸分别蘸取HDO 和CPO 贴于
含菌平板上，37℃培养24h，抑菌效果见如图。有同学提出该实验存在明显不足：①未设置对照，设置本
实验对照的做法是 ，其作用是 ；②不足之处还有 （答两点）。
(3)若HDO 的抑菌效果低于CPO，从提取方法的角度分析，主要原因是 。
【答案】(1) 石灰水 增加盐的浓度，利于水油分层 无水硫酸钠
(2) 用一片大小相同的无菌滤纸蘸取等量的蒸馏水贴于含菌平板上 排除无关变量对实验结果的影
响，增强实验结果的可信度 违背平行重复原则，每个实验组中的样本太少；实验组精油的含量没有
遵循等量原则
(3)橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解
【详解】（1）新鲜柑橘皮中含有大量的果蜡、果胶和水分，如果直接压榨，出油率较低，为了提高出油
率，需要将柑橘皮干燥去水，并用石灰水浸泡。为了将水油分层，只需加入氯化钠，增加盐浓度，就会出
现明显的分层，再用分液漏斗将这两层分开。分离的油层还会含有一定的水分，一般可以加入一些无水硫
酸钠吸水。
（2）本实验缺乏对照组，无法排除其他无关变量对实验结果的影响，可用一片大小相同的无菌滤纸蘸取
等量的蒸馏水贴于含菌平板上作为对照组。另外，每个实验组中只利用了一张无菌滤纸，样本太少，容易
出现偶然性误差；而且两个实验组蘸取的精油没有遵循等量原则。
（3）橘皮精油的有效成分在用水蒸气蒸馏时会发生部分水解，所以HDO 的抑菌效果低于CPO。
4．（2022·北京·统考高考真题）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， 。
(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 菌只存在于该侧瘤内，两周内即观察到
双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白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。
【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。
（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。
5．（2022·湖北·统考高考真题）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：
(1)图1 中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会 （填“减
小”、“不变”或“增大”）。
(2)与图3 相比，图2 中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明 。
(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
。
(4)实验发现，处理75 天后甲、乙植物中的基因A 表达量都下降，为确定A 基因功能与植物对O3耐受力的
关系，使乙植物中A 基因过量表达，并用高浓度O3处理75 天。若实验现象为 ，则说明A 基因
的功能与乙植物对O3耐受力无关。
【答案】(1)增大
(2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
(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
(4)A 基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相同
【详解】（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1 中，在高浓度O3处理期间，当光照强度
增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植
物的光饱和点会增大。
（2）据图可见，用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间，与图3 相比，图2 中甲的实验组与对照组的
净光合速率差异较小，表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。
（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。
（4）实验发现，处理75 天后甲、乙植物中的基因A 表达量都下降，为确定A 基因功能与植物对O3耐受
力的关系，自变量是A 基因功能，因此可以使乙植物中A 基因过量表达，并用高浓度O3处理75 天，比较
A 基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件下乙植物的净光合速率相同，则说明A 基因的
功能与乙植物对O3耐受力无关。
6．（2022·湖南·高考真题）水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，
具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题:
(1)蛋白质工程流程如图所示，物质a 是 ，物质b 是 。在生产过程中，物质b 可能不同，合
成的蛋白质空间构象却相同，原因是 。
(2)蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 和利
用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 。
(3)将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所
示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填“种类”或“含量”）有关，导致
其活性不同的原因是 。
(4)若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写
出实验设计思路 。
【答案】(1) 氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子的简并性
(2) 从基因文库中获取目的基因 通过DNA 合成仪用化学方法直接人工合成 DNA 双链复制
(3) 种类 提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程
度破坏
(4)取3 支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒
精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入1、2、3 号三支试管中，静置相
同时间，统计三支试管中血液凝固时间
【详解】（1）据分析可知，物质a 是氨基酸序列多肽链，物质b 是mRNA。在生产过程中，物质b 可能不
同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。
（2）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、
通过DNA 合成仪用化学方法直接人工合成和利用 PCR 技术扩增。PCR 技术遵循的基本原理是 DNA 双
链复制。
（3）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延
长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血
活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后
的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理
后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间
和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。
（4）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，实
验设计思路为：取3 支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然
水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入1、2、3 号三支试
管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。
7．（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:
(1)炎热环境下，机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式 。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后，机
体体温升高并稳定在38.5℃时，与正常状态相比，调定点 （填“上移”“下移”或“不变”），机体
产热 。
(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】(1)汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张
(2) 上移 增加
(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】（1）在炎热的环境中时，皮肤中的热觉感受器受到刺激后，将兴奋传递至下丘脑的体温调节中
枢，通过中枢的调节，使皮肤中的毛细血管舒张，皮肤血流量增多，同时也使汗液的分泌增多等，从而增
加散热。
（2）机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，此时产热量和散热量相等，生理状态下人体调定
点为37℃。病原体感染后，机体体温升高并稳定在38.5℃时，与正常状态相比，调定点上移，但机体产热
量和散热量仍然相等，因此，产热量和散热量均增加。
（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体温。
8．（2022·天津·高考真题）为研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系，进行如下试验：
(1)建立糖脂代谢紊乱大鼠模型
将20 只大鼠随机平分为2 组，分别饲喂高脂饲料（HFD 组）和普通饲料（ND 组）16 周。
①检测空腹血相关生理指标，结果如下表。
组别
总胆固醇（mmol∕L）
甘油三酯（mmol∕L）
血糖（mmol∕L）
胰岛素（mmol∕L）
ND 组
1.56
0.63
5.58
10.02
HFD 组
2.59
1.65
7.28
15.11
与ND 组相比，HFD 组 偏高，说明脂代谢紊乱，其他数据说明糖代谢紊乱，提示造
模成功。
②检测粪便中4 种典型细菌的含量，结果如下图。
HFD 组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量 （增加∕减少）。
(2)探究肠道菌群对糖脂代谢的影响另取20 只大鼠，喂以含 的饮用水杀灭肠道中原有细菌，
建立肠道无菌大鼠模型。分别收集（1）试验结束时HFD 组和ND 组粪便，制备成粪菌液，分别移植到无
菌大鼠体内，建立移植HFD 肠菌组和移植ND 肠菌组，均饲喂高脂饲料8 周。检测空腹血相关生理指标，
结果如下表。
组别
总胆固醇（mmol∕L）
甘油三酯（mmol∕L）
血糖（mmol∕L）
胰岛素（mmol∕L）
移植ND 肠菌组
1.86
0.96
6.48
11.54
移植HFD 肠菌组
2.21
1.28
6.94
13.68
该试验的自变量为 ，结果显示两组均发生糖脂代谢紊乱，组间差异说明高脂饮食大鼠的
肠道菌群可 （加剧∕缓解）高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
(3)基于本研究的结果，为了缓解糖脂代谢紊乱，请说明可以采取的策略。 。
【答案】(1) 总胆固醇、甘油三酯 减少
(2) 抗生素 移植的肠道菌群 加剧
(3)避免高脂饮食或者设法增加肠道乳杆菌、双歧杆菌含量
【详解】（1）①脂质包括磷脂、脂肪和固醇类，固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D，总胆固醇和甘
油三酯都属于脂类，与ND 组相比，HFD 组总胆固醇、甘油三酯偏高，说明脂代谢紊乱。
②据图可知，与ND 组相比，HFD 组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少，大肠杆菌和肠球菌相对含量
增加。
（2）抗生素主要是通过干扰病原微生物的生理功能及生化代谢而产生抗菌作用，因此要想建立肠道无菌
大鼠模型，需喂以含抗生素的饮用水杀灭肠道中原有细菌。据题意可知，本实验是探究肠道菌群对糖脂代
谢的影响，自变量为移植的肠道菌群（移植ND 肠菌组和移植HFD 肠菌组），因变量为总胆固醇、甘油三
酯、血糖、胰岛素的含量，据表格可知，与移植ND 肠菌组相比，移植HFD 肠菌组中总胆固醇、甘油三酯、
血糖、胰岛素的含量均较高，说明高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
（3）据题意可知，高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱，高脂饮食大鼠的肠
道菌群中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少，因此可以通过避免高脂饮食或者设法增加肠道乳杆菌、双歧杆
菌含量来缓解糖脂代谢紊乱。
9．（2022·浙江·高考真题）为研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，
预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），物质X（用生理盐水配
制），生理盐水等。（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值>11.1mmol/L，定为高
血糖模型小鼠。饲养条件适宜）
回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3 组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计
算平均值。
②药物S 处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S
丙组：
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X 处理：
甲组：
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组：
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
(2)预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
(3)分析与讨论：
已知药物S 的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物S 的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。
若要研究使用药物S 快速建成高血糖模型小鼠，则可通过 ，以确定快速建模所需药物S 的适
宜浓度和给药途径的组合。
【答案】(1) 每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水 每天
每只小鼠灌胃一定量物质X
(2)
组
别
实验阶段
适应性饲养
药物S 处理
物质X 处理
甲
组
正常
正常
正常
乙
组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙
组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降，但高于正常水平
(3)设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间
【详解】（1）适应性饲养使小鼠适应实验环境，正常饲养小鼠数天，甲乙丙三组的血糖值正常。药物S
处理时甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水，则甲组作为对照组。该实验的目的是研究物质X 对
高血糖症状的缓解作用，需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血糖症状，因此药物S 处理时乙组和丙组：
每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X 处理时乙组作为对照组，丙组作为实验组，一组给物质
X，一组没有物质X，以探究物质X 对高血糖症状的缓解作用。物质X 处理时，遵循实验单一变量，乙组
给药途径是灌胃，则甲组作为空白对照，甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；乙组：每天每只小鼠灌
胃一定量生理盐水；丙组：每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
（2）该实验将小鼠分为甲、乙、丙3 组，进行三个阶段实验，即适应性饲养阶段、药物S 处理、物质X
处理，记录血糖值变化。正常饲养数天，甲乙丙三组的血糖值正常。甲组作为对照组，均是生理盐水处理，
因此甲组在药物S 处理和物质X 处理时所测得的血糖值正常；小鼠血糖值>11.1mmol/L，定为高血糖模型
小鼠，药物S 处理阶段，乙组小鼠腹腔注射一定量药物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1mmol/L；物质
X 处理阶段乙组小鼠灌胃一定量生理盐水，不会缓解高血糖症状，血糖值依然>11.1mmol/L；药物S 处理阶
段，丙组小鼠腹腔注射一定量药物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1mmol/L；如果物质X 对高血糖症状
的缓解作用，则物质X 处理阶段丙组小鼠在血糖值逐渐下降，但高于正常水平。实验各阶段的预期实验结
果如表所示：
实验各阶段的小鼠血糖值变化
组
别
实验阶段
适应性饲养
药物S 处理
物质X 处理
甲
组
正常
正常
正常
乙
组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙
组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降，但高于正常水平
（3）要使用药物S 快速建成高血糖模型小鼠，需要明确建模成功所需的时间快时的药物S 浓度，同时也
需要确定哪种给药途径建模成功所需的时间快，因此将具体的药物S 浓度和给药途径组合起来以确定建模
成功所需的时间，可通过设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建
模成功所需的时间，以确定快速建模所需药物S 的适宜浓度和给药途径的组合。
2021 年高考真题
1．（2021·北京·统考高考真题）北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱
的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入，目前已在该水域广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为
探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了系列实验。
(1)从生态系统的组成成分划分，柏桉藻属于 。
(2)用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3 种本地藻各0．5 克，用纱网分区
（见图1）；三组水箱中分别放入0、4、8 只水虱/箱。10 天后对海藻称重，结果如图2，同时记录水虱的
分布。
①图2 结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用，作出判断的依据是：与没有水虱相比，在有水虱的水箱
中， 。
②水虱分布情况记录结果显示，在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱对所栖息的海
藻种类具有 。
(3)为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料，一段时
间后检测，结果如图3（甲、乙、丙为上述本地藻）。
该实验的对照组放入的有 。
(4)研究发现，柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出。
请综合上述研究结果，阐明柏桉藻成功入侵的原因 。
【答案】(1)生产者
(2) 柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反 选择性/偏好性
(3)隆头鱼和水虱
(4)因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本
地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【详解】（1）生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，柏桉藻属于植
物，能进行光合作用，故其为生产者。
（2）①由图2 可知，与没有水虱相比，有水虱的本地藻甲、乙重量增加值比柏桉藻重量增加值要低，甚
至本地藻丙重量增加值为负值，说明本地藻丙不但没有增加，反而减少了，故与没有水虱相比，在有水虱
的水箱中，柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反。
②在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱更喜爱柏桉藻，体现了水虱对所栖息的海藻
种类具有偏好性。
（3）本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，实验的自变量为海藻的种类，因变量为水虱的生存
率，故实验的对照组应不放海藻，直接放入隆头鱼和水虱，观察统计水虱的生存率。
（4）物种成功入侵的原因可大致归为食物、空间资源充足，天敌少，物种之间竞争弱。由于柏桉藻含有
一种引起动物不适的化学物质，则隆头鱼对附着在柏桉藻上的水虱捕食少，导致水虱数量增多。又因为水
虱更喜欢取食本地藻，导致本地藻的数量减少，从而为柏桉藻获得了竞争优势，最终柏桉藻入侵成功。
2．（2021·全国·高考真题）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物
晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸
脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP 的场所有 。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和
释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止 ，
又能保证 正常进行。
（3）若以pH 作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。
（简要写出实验思路和预期结果）
【答案】 细胞质基质、线粒体、叶绿体（类囊体薄膜） 细胞呼吸 蒸腾作用丢失大量水分
光合作用（暗反应） 实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B 两组并于夜晚测定其
细胞液pH 值。将A 组置于干旱条件下培养，B 组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。
一段时间后，分别测定A、B 两组植物夜晚细胞液的pH 值并记录。
预期结果：A 组pH 值小于B 组，且B 组pH 值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊
的CO2固定方式。
【详解】（1）白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利
用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP 中，
有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP 的场所有细胞质基质、线粒体（线粒体
基质和线粒体内膜）、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸（呼
吸作用）产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼
吸（或呼吸作用）释放的CO2。
（2）由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白
天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作
用等生命活动的正常进行。
（3）该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储
存在液泡中，导致液泡pH 降低，故可通过检测液泡的pH 验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标
是液泡中的pH 值。
实验思路：取若干生理状态相同的植物甲，平均分为A、B 两组并于夜晚测定其细胞液pH 值。将A 组置
于干旱条件下培养，B 组置于水分充足的条件下培养，其它条件保持相同且适宜。一段时间后，分别测定
A、B 两组植物夜晚细胞液的pH 值并记录。
预期结果：A 组pH 值小于B 组，且B 组pH 值实验前后变化不大，说明植物甲在干旱环境中存在这种特殊
的CO2固定方式。
