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专题09 实验与探究
一、单选题
1．（2025·安徽马鞍山·二模）科学研究中常设置对照实验来增加实验结果的可信度和说服力。下列有关对
照实验的叙述，正确的是（ ）
A．空白对照组一般不进行特殊处理，所以无需进行任何操作
B．探究酵母菌的细胞呼吸方式时有氧条件为对照组，无氧条件为实验组
C．探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的浓度
D．探究某种抗生素对细菌的选择效果需设置无菌水及已知抗生素阳性对照组
【答案】D
【分析】对照实验指其他条件都相同，只有一个条件不同的实验。 往往好多因素对实验结果都有影响，
对照实验用来证明某种因素对实验结果的确切影响。 通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，
是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对
象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的，这样，从理论上说，由于实验组
与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来
自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。
【详解】A、空白对照组一般不进行特殊处理，但不是无需任何操作，如探究酶的催化作用，空白对照
组加入等量蒸馏水，A 错误；
B、探究酵母菌的细胞呼吸方式时有氧条件和无氧条件均为实验组，采取相互对照原则，B 错误；
C、探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的有无，C 错误；
D、实验中肯定出现预期结果的组，为阳性对照组，探究某种抗生素对细菌的选择效果需设置无菌水及
已知抗生素阳性对照组，D 正确。
故选D。
2．（2025·安徽合肥·二模）科研人员将奶山羊的离体组织剪成1mm3组织块，均分为ABC 三组，分别用表
中的三种方法消化后，分离出细胞并测定其细胞密度和细胞活率（具有生理活性的细胞所占的比例）；
将细胞悬液调至相同密度后，在适宜条件下培养并检测细胞增殖能力。相关检测结果如图所示，下列
分析正确的是（ ）
组别（酶消化法）
酶消化处理
A（胰酶消化法）
胰蛋白酶，30min
B（两步酶消化法）
胶原蛋白酶Ⅳ，30min→培养基清洗5min→
胰蛋白酶，15min
C（两步混合酶消化法）
胶原蛋白酶Ⅳ+透明质酸酶Ⅱ，30min→培养
基清洗5min→胰蛋白酶+DNA 酶I，15min
A．消化之后的操作是：离心后弃上清→加入培养基→滤除组织残留→加入培养基
B．向培养基中添加的动物血清和抗生素等物质，能为细胞的生长提供必需的营养
C．A 组处理效果较差，原因可能是胰蛋白酶破坏了细胞膜蛋白，细胞的损伤较大
D．两步酶消化法兼顾效果及操作简便性，所获细胞在传代培养中遗传稳定性最高
【答案】C
【分析】1、动物细胞培养指从动物机体中分离组织，通过酶解或机械方法分散成单个细胞，在人工合
成培养基中提供营养、生长因子及适宜环境（如温度、pH、气体）的条件下，使细胞体外生长、增殖
的技术
2、原理 ：细胞周期调控：依赖细胞分裂（有丝分裂）实现增殖，需维持间期与分裂期的动态平衡。
贴壁依赖性：多数哺乳动物细胞需附着于基质表面（如培养瓶）才能生长，形成单层结构。
【详解】A、消化之后的操作一般是通过过滤除去组织块，然后离心弃上清，再加入培养液，而不是先
离心弃上清再加培养液然后滤除组织块，A 错误；
B、向培养基中添加动物血清能为细胞生长提供必需的营养物质，但抗生素的作用主要是防止杂菌污染，
而不是为细胞生长提供营养，B 错误；
C、A 组只用胰蛋白酶消化30min，处理效果较差。因为胰蛋白酶作用时间较长可能破坏了细胞膜蛋白
等，使细胞损伤较大，从而导致细胞密度和细胞活率相对较低，C 正确；
D、题干中并没有关于所获细胞在传代培养中遗传稳定性的相关信息，所以不能得出两步酶消化法所获
细胞在传代培养中遗传稳定性最高的结论，D 错误。
故选C。
3．（2025·安徽安庆·二模）林窗是指森林群落中主林层受人为或自然干扰在林地上形成的不连续林中空隙
地。研究人员在塔里木河中游的非洪水和洪水漫溢区各选取一个大小相似的林窗样地，对林窗内不同
方位的空气温度和湿度进行监测，得到结果如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．林窗内植物群落发育的早期以喜阴草本植物为主
B．可采用标记重捕法调查林窗下土壤小动物类群的丰富度
C．非洪水和洪水漫溢区的温度变化趋势存在明显的正相关
D．洪水漫溢区湿度普遍高于非洪水漫溢区与其土壤含水率高有关
【答案】D
【分析】调查土壤中小动物类群的丰富度常用取样器取样法，其中计数小动物种类和数量有记名计数
法和目测估计法。
【详解】A、林窗是林中空隙地，早期光照相对充足，应以喜阳草本植物为主，而不是喜阴草本植物，
A 错误；
B、调查土壤小动物类群丰富度应采用取样器取样法，标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动
物，B 错误；
C、从图中可以看出，Ⅰ曲线代表非洪水漫溢区的温度变化，Ⅱ曲线代表洪水漫溢区的温度变化，非洪
水和洪水漫溢区的温度变化趋势并非明显正相关，在一些时间段变化趋势不同（如11：00-12：00），
C 错误；
D、洪水漫溢区土壤含水率高，水分蒸发会使空气湿度增大，所以洪水漫溢区湿度普遍高于非洪水漫溢
区与其土壤含水率高有关，D 正确。
故选D。
4．（2025·安徽合肥·二模）大肠杆菌有AR 菌和AS 菌两种类型，只有AR 菌对氨卞青霉素（Amp）有抗
性。某兴趣小组用CaCl2处理两种菌后，进行了以下实验。
实验1：将AS 菌与煮沸灭活的AR 菌混合后，接种于含Amp 的固体培养基上，获得了少量培养物
实验2：将具有氨卞青霉素抗性基因的质粒加入AS 菌液，一段时间后接种于含Amp 的固体培养基上，
获得了少量培养物
下列对实验方法或现象的分析，正确的是（ ）
A．实验1 和实验2 都发生了细菌转化现象，其转化因子就是质粒DNA
B．实验2 的AS 获得了可稳定遗传的表型变化，推测质粒具有遗传效应
C．两个实验都需增设仅接种AS 菌的对照组，旨在排除杂菌污染的影响
D．将实验中灭活的AR 菌破碎并加入限制酶，则无法再现实验1 的结果
【答案】B
【分析】1、质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细胞核和拟核的DNA 之外，并具有自我复制能力
的很小的双链环状DNA 分子。携带外源DNA 片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制，
或整合到受体细胞的DNA 上，随受体细胞的DNA 同步复制。
2、用CaCl2处理两种菌后，两种菌的细胞膜通透性发生变化，成为能容许多有外源DNA 的载体分子通
过的感受态细胞。
【详解】A、实验1 中，“煮沸灭活的AR 菌”中的DNA 作为转化因子被AS 菌吸收，让部分AS 菌变
成了能抵抗Amp 的AR 菌；实验2 中，具有氨卞青霉素抗性基因的质粒作为转化因子被AS 菌吸收，让
部分AS 菌发挥了氨卞青霉素抗性基因的作用，在含Amp 的固体培养基上，获得了少量培养物，A 错
误；
B、实验2 中，具有氨卞青霉素抗性基因的质粒被部分AS 菌吸收，使少量AS 菌发挥了氨卞青霉素抗
性基因的作用，获得了可稳定遗传的表型变化，推测质粒具有遗传效应，B 正确；
C、两个实验都需增设仅接种AS 菌的对照组，以验证Amp 对AS 菌生长的真实影响，排除干扰因素，
确保结论的科学性和可靠性，C 错误；
D、将实验中灭活的AR 菌破碎并加入限制酶，若该种限制酶不破坏AR 菌的氨卞青霉素抗性基因，可
能会再现实验1 的结果，D 错误。
故选B。
二、实验题
5．（2025·安徽·三模）胰岛素对维持血糖平衡至关重要，下图展示了胰岛素调节葡萄糖进入脂肪细胞的部
分机制。回答下列问题：
(1)血糖调节中枢位于 ，当血糖含量降低时，神经中枢某区域兴奋，通过 使
胰岛A 细胞分泌胰高血糖素，使血糖含量上升。
(2)TNF－alpha 是一种细胞因子，它与TNF－alpha 受体结合后，通过JNK 发生磷酸化，最终
（填“促进”或“抑制”）Akt 蛋白的激活，该过程可能与 （填“1 型”或“2 型”）糖尿病的发
生相关。
(3)请据图分析，运动能降低血糖浓度的原因是 。
(4)已知某药物X 可缓解因TNF－alpha 导致葡萄糖进入脂肪细胞受阻的情况。为探究该药物X 的作用机
制，某科研小组进行了相关实验，请完善实验思路：
①将生理状况相同的脂肪细胞均分为A、B、C 三组；
A
②
组不做处理，B 组加入一定量的TNF－alpha，C 组加入 。
③在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测并比较三组细胞中 （至少写两个检
测指标）。
(5)请从胰岛素作用的角度分析，当人体处于饥饿状态时，血糖浓度降低，此时胰岛素分泌减少的意义
是 。
【答案】(1) 下丘脑 交感神经
(2) 抑制 2 型
(3)运动能激活AMPK，抑制mTOR，减弱对Akt 蛋白的抑制，AMPK 和Akt 蛋白都能加快含GLUT－4
的囊泡向细胞膜转移，提升葡萄糖转运蛋白数量，帮助葡萄糖进入脂肪细胞，从而降低血糖
(4) 等量的TNF－alpha 和药物X Akt 蛋白的激活程度、GLUT－4 转移到细胞膜的数量、葡萄
糖的摄取速率等
(5)减少组织细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用，使更多的葡萄糖释放到血液中，维持血糖浓度相对稳
定
【分析】胰岛素的作用：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葡萄糖。胰高血
糖素的作用：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。
【详解】（1）下丘脑是血糖的调节中枢，当血糖含量降低时，神经中枢某区域兴奋，通过交感神经使
胰岛A 细胞分泌胰高血糖素，使血糖含量上升。
（2）结合图示分析，IRS-1 可以激活Akt 蛋白，而TNF－alpha 与TNF－alpha 受体结合后，通过JNK
发生磷酸化，抑制IRS-1 发挥作用，最终抑制Akt 蛋白的激活。Akt 蛋白的作用是促进胞吐作用，使更
多的GLUT-4 分布在细胞膜上，促进细胞摄取葡萄糖，从而降低血糖浓度。1 型糖尿病发生的原因是胰
岛素分泌不足，而2 型糖尿病发生的原因是靶细胞对胰岛素不敏感，从而导致靶细胞摄取、利用葡萄
糖能力减弱，因此该过程可能与2 型糖尿病的发生相关。
（3）结合图示分析，运动能降低血糖浓度的原因是运动能激活AMPK，抑制mTOR，减弱对Akt 蛋白
的抑制，AMPK 和Akt 蛋白都能加快含GLUT－4 的囊泡向细胞膜转移，提升葡萄糖转运蛋白数量，帮
助葡萄糖进入脂肪细胞，从而降低血糖。
（4）本实验的目的是探究药物X 缓解因TNF－alpha 导致葡萄糖进入脂肪细胞受阻的作用机制，实验
自变量是药物X 的有无，结合图示的作用机制，分析检测指标是Akt 蛋白的激活程度、GLUT－4 转移
到细胞膜的数量、葡萄糖的摄取速率，因此实验思路是：①将生理状况相同的脂肪细胞均分为A、B、
C 三组；②A 组不做处理，B 组加入一定量的TNF－alpha，C 组加入等量的TNF－alpha 和药物X；③
在相同且适宜的条件下培养一段时间后，检测并比较三组细胞中Akt 蛋白的激活程度、GLUT－4 转移
到细胞膜的数量、葡萄糖的摄取速率等。
（5）当人体处于饥饿状态时，血糖浓度降低，此时胰岛素分泌减少的意义是减少组织细胞对葡萄糖的
摄取、储存和利用，使更多的葡萄糖释放到血液中，维持血糖浓度相对稳定。
6．（2025·安徽·三模）水稻是自花授粉植物，常用三系法制备杂交种。雄性不育系（A）是不能产生花粉
的植物品系；保持系（B）是与不育系杂交，使F1保持雄性不育性的植物品系；恢复系（D）是与不育
系杂交，使F1恢复雄性可育的植物品系。
资料Ⅰ细胞核和细胞质中都有控制雄性可育的基因。细胞核中，可育基因用R 表示，不育基因用r 表示，
R 对r 显性；细胞质中，可育基因用N 表示，不育基因用S 表示。只要含一个雄性可育基因，植株即雄
性可育，下图表示杂交种培育的过程，回答下列问题：
(1)水稻雄性可育的个体理论的基因型共有 种，恢复系D 的基因型有 。
(2)一株基因型为S（rr）的雄性不育系水稻，与基因型为N（Rr）的水稻杂交，F1自交，后代可育个体
的基因型及比例为 。
资料Ⅱ 研究发现水稻2 号染色体上的一对等位基因D、d 与水稻的高矮相关，D 基因控制高茎性状，d
基因控制矮茎性状。水稻至少有一条正常的2 号染色体才能存活。研究人员发现一株2 号染色体异常稻
（体细胞2 号染色体如图所示，形成的配子至少含有一条2 号染色体，且均存活），据图分析回答：
已知植株的基因型为DDd，若要确定d 基因位于正常还是异常的2 号染色体上，请设计最简便实验验
证d 基因的位置（请写出杂交组合预期结果）。
(3)实验步骤： ，观察种子种植后的植株高度。
(4)预测实验结果及结论：若子代 ，d 基因在2 号正常染色体上；若子代 ，d 基因在2
号异常染色体上。
【答案】(1) 5 S（RR）、N（RR）
(2)S（RR）∶S（Rr）＝1 2∶
(3)让该异常植株自交产生种子
(4) 若子代出现高茎和矮茎植株 若子代全为高茎植株
【分析】题意分析，等位基因是指位于一对同源染色体上的相同位置，控制一对相对性状的一对基因。
雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S
（RR）、S（Rr）、S（rr）。
【详解】（1）只要含有一个可育基因(细胞质为N 或核基因含R)即可雄性可育。细胞质为N 时，核基
因可 RR、Rr、rr ，合计3 种；细胞质为S 时，核基因需含R(即RR 或Rr)，合计2 种，雄性可育基因型
共有5 种。恢复系D 要求与不育系杂交后代一定可育，因而其核基因必带显性R，细胞质可为N 或S，
且核基因可为RR 或Rr，恢复系D 的基因型S（RR）、N（RR）。
（2）基因型为S(rr)的不育系与N(Rr)的可育稻杂交，F₁ 中能产生花粉的只有S(Rr)。在只考虑 S(Rr) 植
株自交时，F2核基因型按1 2 1(RR Rr rr)
∶
∶
∶
∶
分离，细胞质统一为S，故可育个体的基因型为S(RR)和
S(Rr)，比例为S（RR）∶S（Rr）＝1 2∶。
（3）要确定d 基因位于正常还是异常2 号染色体的最简便实验：
实验步骤：让该异常植株自交产生种子，收集种子并观察杂交后代的株高。
（4）若子代出现高茎和矮茎植株，d 基因在2 号正常染色体上；
若子代全为高茎植株，d 基因在2 号异常染色体上。
7．（2025·安徽合肥·二模）研究人员对免疫系统和内分泌系统的相互关系进行了相关探索。回答下列问题。
(1)淋巴细胞可分为固有淋巴细胞（ILCs）和适应性淋巴细胞，部分差异如下表所示。ILCs 主要通过分
泌细胞因子，作用于巨噬细胞、适应性淋巴细胞等，参与构成保卫人体的第 道防线，抵御病
原体攻击。
比较项
固有淋巴细胞（ILCs）
适应性淋巴细胞
免疫反应速
度
数小时
数天
组织分布
主要驻留于黏膜组织（皮肤、肠道、肺
等）
主要位于淋巴器官和血
液
细胞类型
ILC1、ILC2、ILC3 等
B 细胞、T 细胞等
(2)研究表明淋巴细胞在血糖稳态的调节中也具有重要作用。研究人员利用同一品系小鼠（WT）分别获
得了缺失适应性淋巴细胞的小鼠（M1）、缺失适应性淋巴细胞和ILCs 的小鼠（M2），进行了相关实
验：
实验一：在禁食16h 后检测了相关指标如图1 所示。
①据检测结果，可对ILCs 和适应性淋巴细胞在血糖调节中的作用做出初步推断：
推断a：在禁食条件下，ILCs 能 。
推断b：在禁食条件下，适应性淋巴细胞 。
为进一步探究胰岛素对实验一中血糖含量差异的影响，科研人员又进行了以下实验。实验二：以稳定
速率向禁食6h 的小鼠静脉输注一定浓度的胰岛素；同时从另一条静脉向小鼠输注20%葡萄糖溶液并实
时监测血糖，不断调整葡萄糖输注速率以维持正常的血糖水平；每隔5 分钟记录一次葡萄糖输注速率，
如图2 所示。
②实验二检测指标可用于评估 ，但该实验结果并不支持推断a。从血糖平衡角度分析，还需
要检测M2 和WT 的 ，才能进一步验证推断a。
(3)研究表明，ILCs 中只有ILC2 具有调节血糖功能，利用动物细胞培养和离心技术，在细胞水平证明
ILC2 有调节血糖作用的实验组设计思路为： 。
【答案】(1)一、二、三
(2) 促进胰岛A 细胞分泌胰高血糖素,进而升高血糖 对血糖调节无明显的作用 机体细胞
对胰岛素的敏感性 非糖物质转化为葡萄糖的速率、肝糖原分解的速率
(3)用糖源不足的培养基培养ILC2 一段时间，离心后将上清液加入胰岛A 细胞的培养基中，一段时间后
检测胰高血糖素的含量
【分析】血糖平衡的调节存在神经调节和体液调节。血糖偏高时，能直接刺激胰岛B 细胞分泌更多胰
岛素，胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖，使血糖降低；同时，高血糖也能刺激下
丘脑的某区域，通过神经控制促进胰岛B 细胞的分泌。血糖偏低时，能直接刺激胰岛A 细胞分泌更多
胰高血糖素，胰高血糖素能促进肝糖原分解，促进一些非糖物质转化为葡萄糖，使血糖水平升高；同
时，低血糖也能刺激下丘脑的另外的区域，通过神经控制促进胰岛A 细胞的分泌。糖尿病存在Ⅰ型糖
尿病，病因是胰岛素分泌不足；也存在Ⅱ型糖尿病，病因是胰岛素靶细胞上的受体不足。
【详解】（1）固有淋巴细胞（ILCs）主要驻留于黏膜组织（皮肤、肠道、肺等）,适应性淋巴细胞主要
位于淋巴器官和血液,第一道防线是由皮肤和黏膜构成的，它们不仅能够阻挡病原体侵入人体，而且它
们的分泌物（如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等）还有杀菌的作用。 第二道防线是体液中的杀菌物质（如
溶菌酶）和吞噬细胞。 第三道防线主要由免疫器官（扁桃体、淋巴结、胸腺、骨髓、和脾脏等）和免
疫细胞（淋巴细胞、吞噬细胞等）借助血液循环和淋巴循环而组成的,所以ILCs 主要通过分泌细胞因子，
作用于巨噬细胞、适应性淋巴细胞等，参与构成保卫人体的第一、二、三道防线。
（2）①从图 1 可知，在禁食条件下， M1 小鼠（缺失适应性淋巴细胞）与WT 小鼠相比，胰高血糖
素素升高，且二者血糖水平相近，而 M2 小鼠（缺失适应性淋巴细胞和 ILCs）血糖水平明显低于
WT 和 M1 小鼠。这说明在禁食条件下，ILCs 促进胰岛A 细胞分泌胰高血糖素,进而升高血糖；适应
性淋巴细胞对禁食条件下血糖水平的维持没有起到关键作用
②实验二中，以稳定速率向禁食 6h 的小鼠静脉输注一定浓度的胰岛素，同时输注 20%葡萄糖溶液并
实时监测血糖，不断调整葡萄糖输注速率以维持正常的血糖水平，通过记录葡萄糖输注速率，这个检
测指标可用于评估胰岛素的敏感性。因为胰岛素敏感性不同，机体对胰岛素的反应不同，维持正常血
糖所需的葡萄糖输注速率就不同，要进一步验证推断 a（在禁食条件下，ILCs 能维持血糖水平），仅
看胰岛素敏感性是不够的。从血糖平衡角度分析，非糖物质转化为葡萄糖的速率、肝糖原分解的速率，
因为只有结合血糖实际水平的变化才能更全面地判断 ILCs 对血糖水平的维持作用。
（3）要证明 ILC2 有调节血糖作用，需要设置对照。用糖源不足的培养基培养ILC2 一段时间，会导
致细胞中血糖下降，离心获取上清液（含有 ILC2 分泌的细胞因子等物质），加入岛A 细胞的培养基
中，一段时间后检测胰高血糖素的含量，看加入前后胰高血糖素是否有差别，若加入后胰高血糖素含
量高于加入前，则有调节血糖的功能，若加入前后变化不大，则无调节血糖的功能，所以设计思路为:
用糖源不足的培养基培养ILC2 一段时间，离心后将上清液加入胰岛A 细胞的培养基中，一段时间后检
测胰高血糖素的含量
8．（2025·安徽马鞍山·二模）某科研小组以玉米幼苗为材料，用聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫，探究NO
对干旱胁迫下玉米幼苗光合作用的影响，实验结果如下表所示。回答下列问题。
项目
气孔导度(mol·m-2·s-1)
根干重(g·plant-1)
光合速率(μmol·m-2·s-1)
①对照组
0.35
3.2
22.9
PEG
②
处理组
0.18
3.6
12.4
PEG+NO
③
处理组
0.25
4.1
18.2
NO
④
处理组
0.45
4.5
22.7
(1)由组①和组④结果表明，未受干旱胁迫时，CO2浓度不是限制玉米幼苗光合速率的主要外界因素，
判断的依据是 。
(2)PEG 是一种高分子聚合物，具有很强的亲水性，它能溶于水形成高浓度溶液。用PEG 处理玉米幼苗
导致根部细胞发生 ，从而模拟出土壤水分亏缺导致的干旱状况。与对照组①相比，组②玉
米幼苗根干重增加的原因是 ，对植物的意义是 。
(3)进一步研究发现NO 有利于稳定类囊体膜的结构，还可调节光合色素的合成和稳定性。科学家测定
发现组①和组②玉米幼苗叶片对光能的吸收率基本相同，说明PEG 处理基本未影响 。推测
PEG 处理使幼苗光能转化效率下降的原因是 。
【答案】(1)气孔导度上升但光合速率基本不变
(2) 渗透失水 光合产物更多地向根部细胞运输 有利于植物吸收土壤中水分，抵抗干旱环
境
(3) 色素含量 破坏类囊体结构(或影响酶的活性、光系统I、光系统Ⅱ，合理即可)
【分析】根据题意结合图示分析可知，该实验的目的是探究外源NO 处理对干旱胁迫下玉米幼苗光合作
用的影响，因此该实验的自变量为是否用外源NO 处理和干旱胁迫处理，由图表可知，因变量量为净光
合速率和气孔导度。
【详解】（1）由组①和组④结果表明，未受干旱胁迫时，气孔导度由0.35 到0.45 变大，二氧化碳吸收
量增加，但是对应的光合速率是22.9 到22.7，气孔导度上升但光合速率基本不变，CO2浓度不是限制玉
米幼苗光合速率的主要外界因素；
（2）PEG 是一种高分子聚合物，具有很强的亲水性，它能溶于水形成高浓度溶液，造成外界溶液浓度
高于细胞内部浓度，用PEG 处理玉米幼苗导致根部细胞发生渗透失水现象，模拟出土壤水分亏缺导致
的干旱状况。与对照组①相比，组②玉米幼苗根干重增加的原因是光合作用制造了淀粉等光合产物，
更多地向根部细胞运输，造成干重增加。对植物的意义是干重增加同时增加了植物细胞内部渗透压，
有利于植物吸收土壤中水分，用来抵抗干旱环境；
（3）NO 有利于稳定类囊体膜的结构，还可调节光合色素的合成和稳定性。组①和组②玉米幼苗叶片
对光能的吸收率基本相同，说明PEG 处理后光合色素的合成和稳定性基本没有变化，所以基本未影响
色素含量。所以推测PEG 处理使幼苗光能转化效率下降的原因是可能破坏类囊体结构，使得类囊体膜
的结构不稳定，或影响了与光合作用有关的酶的活性等，理由合理即可。
9．（2025·安徽·模拟预测）中国是世界第一大西瓜生产国和消费国，西瓜栽培面积和产量均居世界首位。
随着温室效应持续增强，西瓜生产已面临高温胁迫的严峻挑战。为探究施加不同浓度外源SA（水杨
酸）对高温胁迫下西瓜幼苗的生长及生理特性的影响，某科研小组进行了相关实验，结果如表所示。
回答下列问题：
处理组
CK
H0
H0.5
H1.0
H1.5
H2.0
SPAD 值
50.10
43.51
46.11
47.23
48.79
47.50
净光合速率/（mmol·m–2·s–
1）
4.55
1.71
2.61
3.38
4.38
3.93
气孔导度/（mmol·m–2·s–
1）
47.07
25.81
39.41
47.42
99.80
75.20
胞间CO2浓
度/（mmol·mol–1）
240
209
251
284
301
339
注：SPAD 值表示单位叶面积内叶绿素的含量；CK 表示常温下无SA 处理；H 表示高温处理（H0为不
施加SA，H0.5、H1.0、H1.5、H2.0分别为高温处理下施加不同浓度的SA，且SA 浓度逐渐增大）。
(1)利用SPAD 仪测定叶绿素含量时，可先用 （填试剂名称）提取西瓜叶片中的光合色素。
SPAD 仪通过测定叶片对可见光中的 （填“红光”或“蓝紫光”）的吸收量来确定叶绿素的
相对含量，选择该可见光的原因是 。
(2)由表分析可知，在高温胁迫的作用下，气孔导度 （填“是”或“不是”）限制西瓜净光合
速率的因素，依据是 。
(3)实验结果表明，不同浓度的外源SA 处理可以有效增强植物抵御高温胁迫的能力，为确定外源SA 作
用的最适浓度，应在 两个组别间设置浓度梯度进一步实验。
(4)高温胁迫会使植物细胞产生氧自由基，对细胞膜及许多生物大分子产生破坏作用，SOD 可清除氧自
由基。如图为检测各组别植物中SOD 活性结果图。
研究发现高温胁迫下随着外源SA 处理浓度增加，氧自由基含量先略有下降后增加，据图分析，其原因
是 。
【答案】(1) 无水乙醇 红光 叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收蓝紫光，而红光主要被叶绿
素吸收
(2) 是 H0组的气孔导度显著小于CK 组的气孔导度，胞间CO2浓度也明显下降
(3)H1.0、H2.0
(4)高温胁迫下，随着外源SA 处理浓度增加，SOD 活性先升高后降低，清除氧自由基的作用先增强后
减弱
【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应的场所为类囊体薄膜，包括水的光解
生成还原氢和氧气，以及ATP、NADPH 的合成；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和
三碳化合物的还原两个过程。
【详解】（1）提取光合色素的常用试剂是无水乙醇。光合色素分为类胡萝卜素和叶绿素，类胡萝卜素
主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以若要确定叶绿素的含量，应通过测定叶片对红
光的吸收量来进行测定。
（2）依据表格信息可知，H0组的气孔导度小于CK 组的，同时胞间CO2浓度也明显下降，因此，在高
温胁迫的作用下，气孔导度是限制西瓜净光合速率的因素。
（3）分析表格可知，与H0组相比，施加不同浓度的SA 后，净光合速率和气孔导度均先增大后减小，
且净光合速率和气孔导度最大的组为H1.5，故应在H1.0、H2.0两个组别之间设置浓度梯度以探究外源SA
作用的最适浓度。
（4）由图分析可知，高温胁迫下，随着外源SA 处理浓度增加，SOD 活性先升高后降低，清除氧自由
基的作用先增强后减弱，所以氧自由基含量先略有下降后增加。
10．（2025·安徽·模拟预测）仙人掌科植物能在黑暗时开放气孔固定CO2产生苹果酸，光照时苹果酸能脱
羧释放出CO2，其部分过程如图所示。
(1)黑暗时，仙人掌叶肉细胞在 （填场所）固定来源于 的CO2，此时景天科
植物叶肉细胞中无淀粉生成的原因是 。
(2)研究发现催化OAA 生成的PEP 羧化酶的活性具有昼夜差异性，根据图示推测，其在 时活
性更高，其生理意义是 。
(3)有研究表明仙人掌提取物具有降血糖作用，如下为验证实验的部分步骤和预期实验结果，请补充完
整。
①制作仙人掌提取液：将仙人掌全草入药进行提取、除杂质，再用旋转蒸发器蒸干后加蒸馏水配制成
提取液。
②建立糖尿病模型鼠：将 的小鼠随机均分成A、B、C3 组，给A、B 两组小鼠连续4 天腹腔
注射适量四氧嘧啶（能选择性地引起胰岛B 细胞坏死），测量其空腹血糖。
③设置对照组和实验组：A 组小鼠每天每只灌胃适量的仙人掌提取液，B、C 组小鼠 ，
连续处理4 天，在相同且适宜的条件下饲养小鼠，4 天后测定各组小鼠的空腹血糖。
④预期实验结果： 。
【答案】(1) 细胞质基质 外界环境和呼吸作用产生 没有光照，不能为暗反应提供ATP
和NADPH
(2) 黑暗 夜晚PEP 羧化酶活性高有利于固定更多的CO2，白天PEP 羧化酶活性低能减少将
CO2固定为苹果酸，从而保证更多的CO2用于暗反应
(3) 生理状况相似的健康 每天每只灌胃等量蒸馏水 A 组空腹血糖浓度低于B 组，高于
C 组
【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段：场所是类囊体薄膜，包括水的光解和
ATP 的生成；暗反应阶段：场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。
【详解】（1）由图可知，黑暗时，仙人掌叶肉细胞在细胞质基质固定CO2，这些CO2来源于外界环境
和呼吸作用产生。黑暗时，因为没有光照，不能生成ATP 和NADPH，此时植物叶肉细胞中无淀粉生
成。
（2）在黑暗（或夜晚）时PEP 羧化酶的活性更高，这有利于将CO2固定在苹果酸中，以供白天使用；
白天PEP 羧化酶的活性降低，可以保证更多的CO2用于暗反应，而不是被固定在苹果酸中。
（3）分组时，将生理状况相似的健康小鼠随机均分成A、B、C3 组，其中C 组为健康鼠（空白对照
组），A、B 组建立糖尿病模型鼠，A 组为实验组，B 组为实验对照组，A 组灌胃适量仙人掌提取液，
B、C 组小鼠灌胃等量蒸馏水，根据实验目的（验证仙人掌提取物具有降血糖作用），预期实验结果
为A 组空腹血糖浓度低于B 组，高于C 组（或与C 组差不多）。
11．（2025·安徽·模拟预测）糖皮质激素（GC）是由肾上腺分泌的，是机体内极为重要的一类调节分子。
临床上，GC 对很多炎症性、过敏性、免疫性和恶性疾病的治疗十分重要。回答下列问题：
(1)受到寒冷、精神刺激等作用时，下丘脑会分泌CRH 作用于垂体，促使垂体释放ACTH 作用于肾上
腺，进而促使肾上腺释放GC，此过程为 调节。ACTH 只作用于肾上腺的原因是
。
(2)某患者因自身免疫功能过强而患病，医生为其开了GC 类药物，这利用了GC 的 作用。医
生告知该患者长期服用药物治疗好疾病后，在停药前应逐渐减少GC 类药物的用量，试分析原因：
。
(3)突触间隙中的5-HT（5-羟色胺）浓度过低会引发抑郁症。研究发现，性腺分泌的雌二醇可促进5-
HT 合成，GC 可抑制5-HT 合成。
①有实验表明，艾灸小鼠“百会穴”可通过下丘脑—垂体—性腺轴（及肾上腺皮质轴）调节有关激素
的分泌，从而对抑郁症起到良好的改善作用。请设计实验验证上述实验结论，写出实验思路和预期实
验结果（提供抑郁症模型小鼠若干只） 。
②若发现实验中有一部分抑郁症模型小鼠有性腺增生情况，推测小鼠出现性腺增生可能是雌二醇分泌
引起的 调节导致的。
【答案】(1) 分级 肾上腺上存在ACTH 的特异性受体
(2) 抗免疫 长期使用GC 类药物，负反馈调节使自身促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺
皮质激素分泌减少，使自身分泌GC 不足，停药前逐渐减少用药量有利于肾上腺皮质的功能恢复
(3) 实验思路：选取若干只抑郁症模型小鼠，随机均分为甲、乙两组，并在相同且适宜的条件下
培养，培养期间对乙组小鼠进行艾灸“百会穴”，一段时间后测定甲、乙两组小鼠体内的雌二醇和糖
皮质激素的含量及抑郁症程度。预期实验结果：两组小鼠体内的雌二醇含量大小关系为甲组<乙组，
GC 含量大小关系为乙组<甲组，甲组小鼠抑郁症程度比乙组严重。 反馈
【分析】人体体温调节：（1）体温调节中枢：下丘脑；（2）机理：产热和散热保持动态平衡；
（3）寒冷环境下：①增加产热的途径：骨骼肌战栗、甲状腺激素和肾上腺素分泌增加；②减少散热
的途径：立毛肌收缩、皮肤血管收缩等；（4）炎热环境下：主要通过增加散热来维持体温相对稳定，
增加散热的途径主要有汗液分泌增加、皮肤血管舒张。
【详解】（1）受到寒冷、精神刺激等作用时，下丘脑会分泌CRH 作用于垂体，促使垂体释放ACTH
作用于肾上腺，进而促使肾上腺释放糖皮质激素，此过程为分级调节。ACTH 作为激素，只作用于靶
器官和靶细胞的原因是只有靶器官和靶细胞上存在相应的受体。
（2）某患者因自身免疫功能过强而患病，医生为其开了GC 类药物。这是因为GC 具有抗免疫作用，
能够降低机体的免疫反应，从而缓解疾病症状。由于长期使用糖皮质激素类药物，负反馈调节使自身
合成的促肾上腺皮质激素释放激素和促肾上腺皮质激素分泌减少，进而使自身分泌的糖皮质激素减少，
立即停药会导致体内糖皮质激素分泌不足，停药前逐渐减少用药量有利于肾上腺皮质的功能恢复。
（3）①本实验的目的是验证艾灸小鼠“百会穴”可通过下丘脑一垂体一性腺轴(及肾上腺皮质轴)调节
有关激素的分泌，从而对抑郁症起到良好的改善作用。实验的自变量为是否艾灸“百会穴”，因变量
为雌二醇和GC 含量及抑郁症的程度。
实验思路：选取若干只抑郁症模型小鼠，随机均分为甲、乙两组，并在相同且适宜的条件下培养，培
养期间对乙组（实验组）小鼠进行艾灸“百会穴”，甲组不做处理作为对照组。一段时间后测定甲、
乙两组小鼠体内雌二醇和糖皮质激素的含量及抑郁症的程度。
预期实验结果：由于性腺分泌的雌二醇可促进5-HT 合成，GC 可抑制5-HT 合成，故两组小鼠体内的
雌二醇含量大小关系为甲组<乙组，GC 含量大小关系为乙组<甲组，甲组小鼠抑郁症程度比乙组严重。
即可验证艾灸小鼠“百会穴”可通过下丘脑一垂体一性腺轴(及肾上腺皮质轴)调节有关激素的分泌，
从而对抑郁症起到良好的改善作用。
②由题可知，雌二醇可促进5-HT 合成，而抑郁症模型小鼠的突触间隙中5-HT 含量较低，推测小鼠出
现性腺增生可能是抑郁症模型小鼠体内雌二醇含量较低，引起垂体分泌的促性腺激素增多，从而促进
性腺发育，即雌二醇分泌引起的反馈调节导致的。
