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专题20 实验与探究
一、单选题
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
1．A
【分析】本实验的自变量为受伤后时间、小鼠类型以及注射物质种类；因变量为创伤面积相对大小。
【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。
二、综合题
2．（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
2．(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
【分析】1、生态系统的结构包括生态系统的组成成分和营养结构，组成成分又包括非生物的物质和能量，
生产者、消费者和分解者，营养结构就是指食物链和食物网。
2、生态系统中信息的种类：（1）物理信息：生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程
传递的信息，如蜘蛛网的振动频率。（2）化学信息：生物在生命活动中，产生了一些可以传递信息的化
学物质，如植物的生物碱、有机酸，动物的性外激素等。（3）行为信息：动物的特殊行为，对于同种或
异种生物也能够传递某种信息，如孔雀开屏。
【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。
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）___________。
3．(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
【分析】微生物的营养成分主要有碳源、氮源、水和无机盐等。微生物的培养基按其特殊用途可分为选择
性培养基和鉴别培养基，培养基按其物理状态可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基三类。
【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·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PS Ⅱ复合体
（PS Ⅱ）造成损伤，使PS Ⅱ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PS Ⅱ的损伤。已知拟南芥的H 蛋白有2 个功能：①修复
损伤的PS Ⅱ；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PS Ⅱ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PS Ⅱ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__________。
4．(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
【分析】光合作用过程：
（1）光反应场所在叶绿体类囊体薄膜，发生水的光解、ATP 和NADPH 的生成；
（2）暗反应场所在叶绿体的基质，发生CO2的固定和C3的还原，消耗ATP 和NADPH。
【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。
5．（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__________。
5．(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
【分析】兴奋传导和传递的过程：
1、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；受到刺激后，
神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子内流，形成内正外负的动作电位。兴奋部
位和非兴奋部位形成电位差，产生局部电流，兴奋就以电信号的形式传递下去。
2、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，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。
【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。
6．（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）
6．(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
【分析】动物培养的条件：
1、营养：在使用合成培养基时，通常需要加入血清等一些天然成分。
2、无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作:定期更换培养
液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
3、适宜温度、pH 和渗透压：哺乳动物细胞培养的温度多为(36.5±0.5)℃；pH 多为7.2~7.4；动物细胞培养
还需要考虑渗透压。
4、气体环境：O2：细胞代谢所必需的；CO2：维持培养液pH。
【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。
一、综合题
1．（2023·四川成都·树德中学统考模拟预测）我国南方在5 月初到10 月下旬这期间种植早稻和晚稻两季，
其余时间是不种植农作物的冬闲期。科研人员为提高双季稻产量及稻田的经济产出，在冬闲期的稻田
中分别种植紫云英（是一种豆科植物，根系中有大量固氮菌存在）和油菜，紫云英全株翻耕、油菜收
获籽粒后的秸秆切碎方式来还田处理。图1 是在早、晚稻成熟期对土壤取样，并在实验室测得土壤微生
物分解有机碳能力的相对值，图2 是晚稻收获后测得的土壤有机碳总量，表格是不同种植模式下的水稻
产量（单位：kg·hm-2）。请回答：
稻季
早稻
晚稻
紫云英
8230
8160
油菜
8035
7880
对照
7875
7745
(1)从生态系统成分分析土壤微生物可属于_______________。紫云英与固氮菌是互利共生关系，互利共
生是指_______________。
(2)本研究的“对照”组的处理措施是_______________。
(3)图2 结果表明，种植紫云英的比种植油菜的土壤中有机碳积累量高，从微生物分解能力和还田方式
上分析，最可能的原因是_______________。综合上述图表，种植油菜与种植紫云英的土壤中都有
较多的有机碳积累，但冬闲期种植紫云英比种植油菜更有利于水稻增产，从物质循环的角度分析，
原因是_______________。
1．(1)分解者、生产者和消费者 两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利
(2)在冬闲期稻田中不种植任何作物
(3)种植紫云英和油菜的稻田中微生物分解能力相当，紫云英全株还田输入土壤的有机物会更多 种植紫
的云英的模式能为植物提供可以吸收利用的N，有利于光合作用提高产量（或种植油菜的土壤中N 供应不
足）
【分析】根据图1 分析，与对照组相比，在早稻和晚稻田种植油菜和紫云英后，土壤中微生物分解有机碳
的能力都增强了，且在早稻田里种植紫云英比种植油菜增加得更多；
根据图2 分析，与对照组相比，种植紫云英和油菜的土壤中土壤总有机碳都增加了，且种植紫云英的土壤
增加更明显；
根据表格分析，与对照组相比，在种植油菜和紫云英的田里，早稻的产量都增加了，且在种植紫云英的田
里增加更多；在种植紫云英的田里晚稻的产量也增加了，但是在种植油菜的田里，晚稻的产量下降了。
【详解】（1）从生态系统成分分析，大多数土壤微生物营腐生生活，属于分解者；土壤微生物还可能属
于生产者（如硝化细菌）和消费者（如营寄生生活的细菌）。
互利共生是群落水平的种间关系，是指两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
（2）该实验是在冬闲期稻田中种植紫云英和油菜，根据对照性原则，则对照实验应该在冬闲期稻田中不
种植任何作物。
（3）图2 结果表明，种植紫云英的土壤中有机碳积累量比较高，结合图1 分析，微生物对种植紫云英和油
菜的稻田分解能力相当，但还田还方式上，祡云英是“全株”，油菜是收获籽粒后“秸秆”，其最可能的
原因是紫云英全株还田输入土壤的有机物多。
根据图2 和表格可知，种植油菜的土壤中有较多的有机碳积累，但该模式下晚稻增产效果不明显，再结合
题干信息“紫云英是一种豆科植物，根系中有大量固氮菌存在”可知，可能的原因是种植紫云英的模式能
为植物提供可以吸收利用的N，有利于光合作用提高产量。（或种植油菜的土壤中N 供应不足）。
2．（2023·河北沧州·校考模拟预测）某自花传粉、雌雄同株植物野生型和突变型植株内的染色体如图所示。
抗倒伏基因D 位于突变型的4 号染色体上，易染条锈病基因T 位于突变型的8 号染色体上，野生型相应
染色体上分布着隐性基因d、t。将野生型和纯合突变型杂交得到F1，F1}自交获得F2，统计并检测
的
基因型及相应基因型个体数，如下表所示。回答下列问题：
基因型
DD
Dd
dd
TT
Tt
tt
相应基因型数目
507
1028
498
340
1362
1021
(1)为建立该植物的基因组数据库，科学家需完成___________条染色体的DNA 测序。突变体4 号和8 号
染色体上D、T 基因的出现是___________的结果，
(2)研究人员发现易染条锈病基因的遗传结果与理论有差异，又重复做了该实验，发现基因型TT，Tt、tt
的个体数量之比总是与表中数据接近，即TT：Tt：tt≈___________。研究人员从雌雄配子活性的角
度提出一种假说：雌配子活性均正常，含____（填“T”或“t”）基因的雄配子成活率为___________，
含另一等位基因的雄配子活性均正常。
请设计杂交实验验证以上假说，并预测子代的表型及比例。
实验设计：___________；
预测结果：___________
(3)
自交，
中既抗倒伏又抗条锈病的植株所占比例为___________。
2．(1) 12 基因突变
(2) 1：4：3 T 1/3 F1与野生型做正交和反交，统计后代的表型和比例 F1作父本时，子
代中易染条锈病植株：抗条锈病植株=1：3F1作母本时，子代中易染条锈病植株：抗条锈病植株=1：1
(3)9/32
【分析】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。
【详解】（1）由图1 可知，该自花传粉、雌雄同株植物有12 对同源染色体，因此为建立该植物的基因组
数据库，科学家需完成12 条染色体的DNA 测序。等位基因的出现是基因突变的结果。
（2）由表中数量可知：F2中TT：Tt：tt≈1：4：3。野生型（tt）和纯合突变型（TT）杂交得到F1（Tt），
若不考虑配子活性下降，则F1自交获得F2中TT：Tt：tt 应为1：2：1。与实际比值相比，F2中tt 的比例增
大，由此可知含T 基因的配子成活率下降，由“假设雌配子活性均正常”可以推知，F1产生的含T 基因的
雄配子和含t 基因的雄配子之比为1：1，若含T 基因的雄配子成活率为x，含t 基因的雄配子活性均正常，
由配子法和“F2中TT：Tt：tt 1：4：3”可以知，合T 基因的雄配子成活率为1/3。由题可知，实验目的有：
①雌配子活性均正常；②含T 基因的雄配子成活率为1/3，含t 基因的雄配子活性均正常。因此应设计F1与
野生型做正交和反交，统计后代的表型和比例。若F1做父本，则杂交子代中易染条镑病植株与抗条铸病植
株的比例为1：3；若F1做母本，则杂交子代中易染条诱植株与抗条锈病植株的比例为1：1。
（3）由亲代和F2的基因型发相应基因型个体数可知：野生型的基因型为ddtt，纯合突变型的基因型为
DDTT，若F1 自交，F2中既抗倒伏又抗条锈病植株（D_tt）占3/4×3/8=9/32。
3．（2023·安徽合肥·合肥一中校考模拟预测）水稻是我国的主粮之一，对水稻的研究历来备受关注。随着
全球气候变化，极端天气会使水稻大量减产，加剧粮食安全问题。研究水稻适应温度变化的调控机制，
对水稻增产具有重要意义。
(1)研究发现花粉母细胞减数分裂容易受温度影响，由此推测低温冷害导致稻谷减产的原因是
____________________。水的比热容大，可用于调节和改善田间小气候，农业生产上可采取灌
________（填“深水”或“浅水”）帮助水稻防御低温。
(2)高温热害也是限制农作物产量的重要因素。籽粒形成期的水稻遭遇高温，叶绿素含量会显著减少，
光合作用强度下降，____________减少，导致水稻减产。高温还会导致水稻产生大量活性氧，超过
水稻体内抗氧化酶催化活性氧代谢的限度，进而损伤核物质。油菜素内酯能减小活性氧对水稻核物
质的损伤，推测油菜素内酯的作用原理是提高了________________。
(3)请设计实验验证施用油菜素内酶类调节剂能够提高水稻在高温胁迫下的结实率（实粒数占总粒数的
比例），并简要写出实验思路及预期结果。____________
3．(1)低温使水稻成熟花粉粒数量减少，造成水稻受粉减少，产生种子的数量减少 深水
(2)（籽粒）有机物积累量 水稻体内抗氧化酶活性
(3)实验思路：将长势相同的同种水稻分为甲、乙两组，均置于高温下培养，对甲组水稻适时适量施用油菜
素内酯类调节剂。统计两组水稻种子实粒数与总数，计算结实率。预期结果：甲组水稻结实率明显高于乙
组。
【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微
量有机物：
赤霉素合成部位：主要是未成熟的种子、幼根和幼芽。主要作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高，促
进种子萌发和果实发育。
细胞分裂素合成部位：主要是根尖。主要作用：促进细胞分裂。
脱落酸合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。分布：将要脱落的器官和组织中含量多。主要作用：抑制细胞分
裂，促进叶和果实的衰老和脱落。
乙烯合成部位：植物体各个部位。主要作用：促进果实成熟。
油菜素内酯可用于促进细胞的伸长生长和促进细胞分裂。
【详解】（1）研究发现花粉母细胞减数分裂容易受温度影响，由此推测低温冷害导致低温使水稻成熟花
粉粒数量减少，造成水稻受粉减少，产生种子的数量减少。水的比热容大，可用于调节和改善田间小气候，
农业生产上可采取灌“深水”的措施来帮助水稻防御低温，避免减产。
（2）高温热害也是限制农作物产量的重要因素。籽粒形成期的水稻遭遇高温，叶绿素含量会显著减少，
光反应速率下降，进而使得光合作用强度下降，（籽粒）有机物积累量减少，导致水稻减产，另外，高温
还会导致水稻产生大量活性氧，超过水稻体内抗氧化酶催化活性氧代谢的限度，进而损伤核物质，导致影
响细胞正常的代谢水平，导致减产。而油菜素内酯能减小活性氧对水稻核物质的损伤，推测油菜素内酯的
作用原理是提高了水稻体内抗氧化酶活性，进而避免了对细胞核物质造成损伤。
（3）本实验的目的是验证施用油菜素内酶类调节剂能够提高水稻在高温胁迫下的结实率，即本实验中的
自变量为是否使用油菜素内酯，因变量是水稻的结实率，其他无关变量相同且适宜，同时实验设计中需要
制造高温胁迫环境，因此实验设计思路可表述为：将长势相同的同种水稻分为甲、乙两组，均置于高温下
培养，对甲组水稻适时适量施用油菜素内酯类调节剂。统计两组水稻种子实粒数与总数，计算结实率。预
期结果：甲组水稻结实率明显高于乙组。
4．（2023·江苏扬州·扬州中学校考三模）类风湿性关节炎（RA）是因免疫炎症反应引起的关节受损而引起
的一种疾病。TNF-α 等细胞因子有甲、乙两大类，与免疫炎症有关，这两类细胞因子相互作用，共同维
持免疫应答的稳态。研究人员为研究RA 的发生与上述两类细胞因子的关系，分别测定了多例健康志愿
者和RA 患者血清中四种细胞因子的平均含量，结果如下图。请回答：
(1)类风湿性关节炎（RA）是一种慢性_____________病，TNF-α 等细胞因子作为细胞间信号分子，与B
淋巴细胞表面的________结合后调节免疫应答。其中甲类细胞因子促进B 细胞增殖分化为
____________，促进免疫炎症反应；乙类细胞因子则可抑制免疫炎症反应。通过实验结果分析，属
于甲类细胞因子的有____________。
(2)糖皮质激素（GC）属于肾上腺皮质激素，正常机体通过下图所示的途径调节GC 的分泌。GC 具有免
疫抑制作用，是治疗RA 的药物之一。RA 患者长期大剂量使用GC，会导致患者肾上腺皮质分泌功能
_____________，因此最好在治疗过程中间断补充_____________，以防止肾上腺皮质萎缩，引起严
重后果。该过程反应了（GC）分泌调节的方式是______________。
(3)研究人员为探索中药姜黄提取物姜黄素对RA 的干预作用做了如下研究：通过注射弗氏完全佐剂完成
大鼠RA 病动物模型构建，然后进行下表所示的实验。请完成下表：
实验步骤
实验操作
分组
将生理状态相同的RA 病动物模型大鼠随机分成两组。
实验
处理
①实验组：_____________
②对照组：_____________
饲喂
在相同的适宜环境中，给以同样的饲料进行喂养15 天
提取与检测
③_____________
实验结果与分析
若结果为甲类细胞因子水平④_____________，乙类细胞因子结果与之相
反，表明姜黄素具有一定的抗RA 作用。
4．(1)自身免疫 （特异性）受体 浆细胞和记忆细胞 TNF-α 和IL-6
(2)减退 促肾上腺皮质激素（ACTH） 分级调节和负反馈调节
(3)注射适量的姜黄素 注射等量的生理盐水 测定各组大鼠血清中甲、乙两类细胞因子的含量
实验组低于对照组
【分析】1、自身免疫病：是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。举例：
风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
2、在设计实验时需要遵循单一变量和对照性原则。
【详解】（1）类风湿性关节炎（RA）是因免疫炎症反应引起的关节受损而引起的一种疾病，属于自身免
疫病；TNF-α 等细胞因子作为细胞间信号分子，与淋巴细胞表面的特异性受体结合后调节免疫应答；在体
液免疫过程中，B 细胞会增殖分化形成浆细胞和记忆细胞；根据题意可知，甲类细胞因子促进免疫炎症反
应，乙类细胞因子可抑制免疫炎症反应，这两类细胞因子相互作用，共同维持免疫应答的稳态。柱形图测
定了多例健康志愿者和RA 患者血清中四种细胞因子的平均含量，其中健康人的TNF-α 和IL-6 含量较低，
IL-4 和IL-10 的含量较高，而RA 患者刚好相反，说明属于甲类细胞因子的有TNF-α 和IL-6。
（2）根据图示信息可知，RA 患者长期大剂量使用GC，GC 会反过来抑制下丘脑和垂体的作用，会导致患
者肾上腺皮质分泌功能减退，因此最好在治疗过程中间断补充促肾上腺皮质激素（ACTH），以防止肾上腺
皮质萎缩，引起严重后果，该过程反应了（GC）分泌调节具有分级调节和负反馈调节的特点。
（3）实验需要遵循单一变量和对照性原则。实验组注射姜黄素，对照组注射等量的生理盐水。然后进行
喂养，在相同的适宜环境中，给以同样的饲料进行喂养15 天。检测各组大鼠血清中甲、乙两类细胞因子的
含量。结果分析：若结果为甲类细胞因子水平实验组低于对照组，乙类细胞因子结果与之相反，表明姜黄
素具有一定的抗RA 作用。
5．（2023·吉林延边·延边第一中学校考模拟预测）机体对胰岛素作用的敏感性降低会导致胰岛素抵抗从而
产生高血糖，动物摄食会导致胃内分泌细胞分泌的G 蛋白下降，G 蛋白水平下降会降低饥饿感，进而调
节摄食行为。高脂饮食能诱发胰岛素抵抗，对G 蛋白分泌的影响与正常饮食无明显差异。研究发现有
氧运动能缓解高脂饮食诱发的胰岛素抵抗，升高G 蛋白的含量。为了验证上述结论，请根据以下实验
材料完善实验思路，并预测结果及分析。
材料与用具：生长状况相同的正常小鼠若干只。普通饲料、高脂饲料、血糖测定仪、胰岛素分析仪、
胃组织G 蛋白分析仪。
(要求与说明：血糖、胰岛素和胃组织G 蛋白测定的具体操作不作要求。实验条件适宜。)回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①分别测定各实验鼠的空腹血糖、空腹胰岛素、胃组织G 蛋白的含量。
②实验分组与处理：将生长状况相同的实验鼠均分为3 组。
甲组：18 周普通饲料；
乙组：12 周普通饲料+ _______________________________
丙组：_______________________________________________
③在相同且适宜的条件下按上述实验分组培养18 周，每周定时测量各实验鼠的空腹血糖、空腹胰岛
素、胃组织G 蛋白的含量，计算各物质的相对含量。
(2)讨论与分析：
①根据题干分析，甲组小鼠摄入普通饲料后血糖升高时，小鼠机体限制血糖显著升高的机制是
_______________________________________
②从分子水平分析，胰岛素抵抗产生的原因可能是,________________导致机体细胞对胰岛素作用的
敏感性降低，使组织细胞_________________葡萄糖能力下降，引发高血糖。
5．(1) 6 周高脂饲料 12 周普通饲料6 周高脂饲料且有氧运动
(2)血糖升高引起胰岛素分泌增加，降低血糖浓度；摄食引起胃组织G 蛋白水平下降，降低了饥饿感,减少了
摄食量，从而限制血糖进一步升高 细胞膜上胰岛素受体结构改变或胰岛素受体数量减少 摄取和利用
【分析】在血糖平衡的调节过程中，胰岛素具有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成甘油三酯等；抑制肝糖原的分解和非糖物质转变葡萄糖。胰岛素是
人体内唯一降低血糖的激素；胰高血糖素主要是促进血糖的来路，即促进肝糖原的分解和非糖物质转化为
葡萄糖，提高血糖浓度，而具有拮抗作用；肾上腺素在血糖平衡的调节过程中，与胰高血糖素具有协同作
用，而共同作用使血糖升高。
【详解】（1）本实验要验证验证有氧运动能缓解高脂饮食诱发胰岛素抵抗和提高G 蛋白量，自变量为是
否添加高脂饲料和是否进行有氧运动，因变量为胰岛素和胃组织G 蛋白的含量；饲喂普通饲料组为空白对
照组，饲喂高脂饲料组和有氧运动为实验组，无关变量要相同且适宜，
故实验思路如下：
①分别测定各实验鼠的空腹血糖、空腹胰岛素、胃组织G 蛋白的含量。
②实验分组与处理：将生长状况相同的实验鼠均分为3 组。甲组：18 周普通饲料；乙组（培养时间要相
同）：12 周普通饲料+6 周高脂饲料；丙组：12 周普通饲料+6 周高脂饲料且有氧运动。
③在相同且适宜的条件下按上述实验分组培养18 周，每周定时测量各实验鼠的空腹血糖、空腹胰岛素、胃
组织G 蛋白的含量，计算各物质的相对含量；
（2）①动物摄食会导致胃内分泌细胞分泌的G 蛋白下降，G 蛋白水平下降会降低饥饿感，进而调节摄食行
为。甲组小鼠摄入普通饲料后血糖升高时，会引起胰岛素分泌增加，降低血糖浓度，而且摄食会引起胃组
织G 蛋白水平下降，降低了饥饿感，减少了摄食量，从而限制血糖进一步升高；
②胰岛素的功能是胰岛素具有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
细胞和肝细胞转变成甘油三酯等，即促进组织细胞摄取、储存和利用葡萄糖，从而降低血糖浓度。胰岛素
要与靶细胞膜上受体结合才能起作用，从分子水平分析，胰岛素抵抗产生的原因可能是细胞膜上胰岛素受
体结构改变或胰岛素受体数量减少，导致机体细胞对胰岛素作用的敏感性降低，使组织细胞摄取、储存和
利用葡萄糖能力下降，引发高血糖。
6．（2023·海南·统考模拟预测）记忆是人类生存发展的需要，是人类智能的因素、学习的基础，也是完成
各项工作的基本保证。为探究铅中毒对记忆的影响，科学家以大鼠为实验对象进行研究，将大鼠分为
四组，其中一组饮适量的水，其余三组饮等量不同浓度的醋酸铅溶液，60 天后进行检测。
检测a：用下图所示的水迷宫（池水黑色，大鼠无法看到平台）进行实验，大鼠从入水点入水，训练其
寻找水面下隐蔽平台，重复训练4 天后撤去平台，测定大鼠从入水点到达原平台水域的时间。
检测b：测定脑组织匀浆铅含量及乙酰胆碱酯酶（AChE）活性。ACh 活性检测原理：AChE 可将乙酰胆
碱（ACh） 水解为胆碱和乙酸，胆碱会与显色剂反应显色，可根据颜色深浅计算酶活性。检测结果
如下表，请回答下列问题：
组别
醋酸铅溶液浓
度/（g·L-1）
脑组织铅含
量/（g·g prot-
AChE 活
性/（U·mg
到达原平台水
域的时间/s
l）
prot-1）
①
0
0.18
1.56
22.7
②
0.05
0.29
1.37
23.1
③
1.00
0.57
1.08
26.9
④
2.00
1.05
0.76
36.4
(1)表中用于评价大鼠学习记忆能力的指标是____________，通过该指标可知第_______________组大鼠
学习记忆能力最强。
(2)ACh 是与学习记忆有关的神经递质，该神经递质由突触前膜释放，进入________________，与突触后
膜上的_________结合，引发突触后膜电位变化。ACh 发挥效应后在____________酶的催化下水解，
本实验通过_________的生成量，进而计算该酶的活性。
(3)表中结果表明，脑组织铅含量越_________，ACh 水解速度越慢。
(4)水迷宫实验过程中，使短期记忆转化为长期记忆的措施是____________，以此强化____________之
间的联系。
6．(1)到达原平台水域的时间 ①
(2)突触间隙 （特异性）受体 乙酰胆碱酯 检测单位时间内胆碱
(3)高
(4)重复训练 神经元
【分析】分析题意可知，该实验为对照试验，自变量为醋酸铅溶液的浓度，因变量是大鼠的学习记忆能力，
因变量的观测指标为大鼠到达原平台水域时间。
【详解】（1）该实验的自变量为醋酸铅溶液的浓度，因变量是大鼠的学习记忆能力，因变量的观测指标
为大鼠到达原平台水域时间。从表中可以看出用于评价大鼠学习记忆能力的指标是到达原平台水域时间；
结合表格数据，通过该指标可知：①组所用时间最短，表现为学习记忆能力最强。
（2）神经递质Ach 通过胞吐的方式由突触前膜释放到突触间隙，通过扩散作用与突触后膜上的（特异性）
受体结合，引发突触后膜电位的变化；结合题意可知，乙酰胆碱是一种兴奋型的神经递质，发挥作用后，
会被乙酰胆碱酯酶（AchE）水解为胆碱和乙酸，胆碱可与显色剂显色，可通过检测单位时间内胆碱的生成
量，进而计算乙酰胆碱酯酶的活性。
（3）表中结果表明：脑组织铅含量越高，到达原平台水域所需时间越长，学习记忆能力越弱，AchE 活性
越低，即Ach 水解速度越慢。
（4）长期记忆与新突触的建立有关，通过重复训练，强化神经元之间的联系，使神经元之间的新突触增
加，导致短期记忆变为长期记忆。
7．（2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测）研究表明，珍珠粉具有抗炎，抗氧化，皮肤美白的功能。
科研人员探究珍珠粉提取物，珍珠粉蛋白对A375 细胞酪氨酸酶活性和黑色素含量的影响，将A375 细
胞分为四组，每组设五个平行实验。
对照组：细胞无紫外线照射但添加珍珠粉总提取物（珍珠粉蛋白）；
实验组1：细胞进行紫外线照射但不添加珍珠粉总提取物（珍珠粉蛋白）；
实验组2：细胞添加珍珠粉总提取物（珍珠粉蛋白）后再进行紫外线照射；
实验组3：细胞进行紫外线照射后再添加珍珠粉总提取物（珍珠粉蛋白），结果如下表所示。
样品
珍珠粉总提取物
珍珠粉蛋白提取物
组别
酪氨酸酶活性
黑色素含
量
酪氨酸酶活性
黑色素含量
对照组
0.065
0.063
0.065
0.086
实验组1
0.076
0.087
0.079
0.146
实验组2
0.097
0.091
0.081
0.102
实验组3
0.102
0.086
0.082
0.110
回答下列问题：
(1)对于珍珠粉总提取物，经紫外线照射的实验组1、2、3 与对照组相比，细胞内酪氨酸酶活性
________（填“升高”或“降低”），黑色素含量增多；添加珍珠粉蛋白提取物的实验组2、3 与未
添加珍珠粉蛋白提取物的实验组1 相比，酪氨酸酶活性几乎没变化，而黑色素含量________（填
“增加”或“减少”），这说明珍珠粉蛋白提取物________________________________，具有抵抗
紫外线、美白的作用。
(2)酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转化成黑色素，人的白化症状是由酪氨酸
酶基因异常引起的，说明基因的表达与性状的关系是________________________。
7．(1)升高 减少 缓解因为紫外线照射而引起的黑色素含量上升
(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢进而间接控制生物的性状。
【分析】实验设计的一般步骤：分组编号→设置对照实验（给与不同的处理）→观察并记录实验结果（注
意保证无关变量的一致性）→得出结论。
题意分析，根据实验设计可知，本实验的目的是探究珍珠粉总提取物的使用方式对细胞中酪氨酸酶活性和
黑色素产量的影响。
【详解】（1）对于珍珠粉总提取物，结合实验数据可知，经紫外线照射的实验组1、2、3 与对照组相比，
细胞内酪氨酸酶活性“升高”，黑色素含量增多；添加珍珠粉蛋白提取物的实验组2、3 与未添加珍珠粉蛋
白提取物的实验组1 相比，酪氨酸酶活性几乎没变化，而黑色素含量减少，这说明珍珠粉蛋白提取物能缓
解因为紫外线照射而引起的黑色素含量上升，因而推测珍珠粉蛋白提取物具有抵抗紫外线、美白的作用。
（2）酪氨酸酶存在于正常人的皮肤、毛发等处，它能将酪氨酸转化成黑色素，人的白化症状是由酪氨酸
酶基因异常引起的，即酪氨酸酶基因异常导致细胞中酪氨酸酶缺乏，细胞中无法合成黑色素，因而表现为
白化病，该现象说明基因通过控制酶的合成来控制代谢进而间接控制生物的性状。
8．（2023·北京·人大附中校考三模）瘦素是一种由脂肪组织分泌的蛋白质类激素，能够调节机体代谢，促
进能量消耗和减轻体重。
(1)下丘脑特定脑区细胞中酪氨酸激酶JAK2 的激活是瘦素信号转导所必需的，而S 蛋白作为信号分子依
赖其特定的____________与JAK2 结合，增强JAK2 激酶的活性，研究人员对S 在瘦素信号通路中的
调控作用开展研究。
(2)研究人员计划利用Cre 酶（可以特异性识别并切割loxp 序列）获得在所有表达瘦素受体（LepR）的
神经元中特异性敲除S 基因的小鼠.为实现此目的，一方面需要将____________与Cre 酶基因连接获
得第一种转基因小鼠，另一方面需要得到在____________基因两端分别插入loxp 序列的第二种转基
因小鼠.再将两种小鼠杂交后子一代相互交配，再从子二代筛选得到S 基因敲除小鼠（LepR-S-ko 小
鼠），以下结果能说明LepR-S-ko 小鼠构建成功的有：____________。
A．小鼠脑组织提取DNA 经PCR 检测到cre 基因
B．小鼠脑组织中LepR 的mRNA 含量显著下降
C．小鼠脑中应用抗原-抗体杂交技术检测到S 蛋白含量显著降低
D．小鼠的体重显著增加
E.小鼠皮下脂肪细胞体积显著增大
(3)科研人员检测了LepR-S-ko 小鼠和对照小鼠的体温变化情况，图1 结果表明LepR 神经元中的S 蛋白
____________。
研究人员据此推测S 是下丘脑-交感神经-棕色脂肪组织细胞产热轴的关键组分并进行了相关检测，检测
部位及实验结果如下表，请据此补充完成瘦素的体温调节机制：
检测部位
实验结果
下丘脑特定脑区
注：pStat3 代表被磷酸化的Stat3，其含量与神经元的兴奋性正相关
交感神经
______
(4)请根据以上研究，提出一个关于S 蛋白的值得进一步研究的问题：____________。
8．(1)受体
(2)启动子 S DE
(3)能升高体温 兴奋性增强；增强
(4)S 蛋白发挥作用后的去向
【分析】信号分子包括神经递质，激素，细胞因子等，都需要与特定的受体结合才能发挥作用。
【详解】（1）下丘脑特定脑区细胞中酪氨酸激酶JAK2 的激活是瘦素信号转导所必需的，而S 蛋白作为信
号分子依赖其特定的受体与JAK2 结合，增强JAK2 激酶的活性。
（2）利用Cre 酶（可以特异性识别并切割loxp 序列）获得在所有表达瘦素受体（LepR）的神经元中特异性
敲除S 基因的小鼠.为实现此目的，一方面需要将只在神经元中特异性表达的启动子与Cre 酶基因连接获得
第一种转基因小鼠，另一方面需要得到在S 基因两端分别插入loxp 序列（这样才能实现特异性敲除S 基
因）的第二种转基因小鼠，再将两种小鼠杂交后子一代相互交配，再从子二代筛选得到S 基因敲除小鼠
（LepR-S-ko 小鼠），如果LepR-S-ko 小鼠构建成功，该小鼠的脑组织提取DNA 经PCR 检测到cre 基因，说
明该基因已经成功导入，但无法确定能正常表达；小鼠脑组织中LepR 的mRNA 含量显著下降，从转录水平
上可以推测出该基因被敲除；小鼠脑中应用抗原-抗体杂交技术检测到S 蛋白含量显著降低，从翻译水平上
可以推测出该基因被敲除；小鼠的体重显著增加和小鼠皮下脂肪细胞体积显著增大，从个体生物学水平可
以推测出LepR-S-ko 小鼠构建成功，故选DE。
（3）由题图分析可知：无论是夜晚还是白天，LepR-S-ko 小鼠（不能合成S 蛋白）的体温均低于对照组，
说明S 蛋白能够升高体温。
从题图分析可知：瘦素的体温调节机制是：瘦素作用于下丘脑特定的脑区神经元的特异性受体
通过S 蛋
白增强JAK2 活性，使这部分神经元兴奋性增强（对照组小鼠pStat3 含量高，说明神经元兴奋性强）
S 蛋
白的存在增强了交感神经兴奋性（对照组小鼠交感神经兴奋性更强）
促进棕色脂肪组织产热。
（4）还可以研究S 蛋白发挥作用后的去向等，合理即可。
9．（2023·四川遂宁·射洪中学校考模拟预测）枯草芽孢杆菌是畜禽养殖中常用的益生菌之一，能产生多种
酶和抑菌物质，常用作饲料添加剂。研究人员欲从高产奶牛瘤胃液中筛选出能够高效产酶及抑菌的菌
株，结果如下表
菌株编号
产酶活性（U/mL）
抑菌圈直径（mm）
纤维素酶
蛋白酶
淀粉酶
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
伤寒沙门氏菌
AXI-3
12.67
11.82
293.55
11.06
/
14.11
BXI-10
5.53
1.34
156.21
/
14.33
22.00
BXI-12
27.33
137.54
1450.53
13.62
23.21
25.97
注：“/”表示无抑菌圈
回答下列问题。
(1)将培养皿等玻璃器皿放入_____________内灭菌，蛋白胨可以为菌株提供____________________等营
养物质，在提供营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对
________________________________________的要求（答出3 点）。
(2)在饲料中添加枯草芽孢杆菌的目的是：一方面_______________________________，有利于奶牛消化
食物﹔另一方面能够抑制病原菌生长，提高畜禽的抵抗力。
(3)用不含菌株的培养液进行抑菌试验时，制备多个分别涂布了大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门
氏菌的平板，在每个平板上打 4 个 8mm 的小孔，并向 4 个小孔中分别加入等量的去除AXI-3 菌
株的培养液、________________________________。（答出另外 3 个）
(4)据表分析，编号为___________的菌株更符合筛选要求，依据是______________。
9．(1)干热灭菌箱 碳源、氮源和维生素 pH、特殊营养物质和氧气
(2)枯草芽孢杆菌能产生纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶
(3)去除BXI-10 菌株的培养液、去除BXI-12 菌株的培养液、未培养过枯草芽孢杆菌的无菌培养液
(4) BXI-12 BXI-12 的产酶活性更高，抑制病原菌的菌种种类更多，抑菌圈直径更大
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。常用的接种方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
常用的灭菌方法：干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，接
种工具应该进行灼烧灭菌，玻璃器皿等耐高温的、需要干燥的物品，常采用干热灭菌。
根据表格可知，不同的菌株产生的纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶的活性有所不同，产对不同微生物产生的抑
菌圈大小也有所不同。
【详解】（1）培养皿等玻璃器皿可采用干热灭菌，应放入干热灭菌箱内灭菌。蛋白胨是以富含蛋白质的
原料经过蛋白酶分解后形成的富含多肽和氨基酸的混合物，能为微生物提供氨源、碳源、维生素等营养物
质，在提供以上营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质和氧气的要求。
（2）根据表格数据可知，枯草芽孢杆菌一方面可以产生纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等有利于奶牛消化食
物；另一方面，抑制病原菌生长，提高畜禽的抵抗力，故常在饲料中添加枯草芽孢杆菌。
（3）要从高产奶牛瘤胃液中筛选出能够高效产酶及抑菌的菌株，需要研究不同的菌株的产酶活性以及对
不同微生物的抑菌效果，故实验的自变量应该是去除不同菌株的培养液及含不同微生物的平板，故每个平
板上的4 个小孔中应该分别加入等量的去除AXI-3 菌株的培养液、去除BXI-10 菌株的培养液、去除BXI-12
菌株的培养液、未培养过枯草芽孢杆菌的无菌培养液（空白对照组）。
（4）根据表格数据可知，与其他菌株相比，BXI-12 的产酶活性更高，抑制病原菌的菌种种类更多，抑菌圈
直径更大，故BXI-12 更符合要求。
10．（2023·云南曲靖·校考模拟预测）如图是小麦的某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。
请回答下列问题：
(1)该生物膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，转化为______和ATP 中活跃
的化学能。若CO2浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图中电子传递速
率会______（填“加快”或“减慢”）。
(2)除上图生物膜上面附着的光合色素外，植物体还有很多色素—蛋白质复合体，分布在植物的各个部
位，称为______，其在分生组织的细胞内比较丰富，它主要吸收______保证植物的生长发育。上图
中的ATP 合酶具有_____作用。
(3)上述生物膜功能的正常进行与叶绿素密切相关，叶绿素中含有镁元素，植物必须吸收足够的Mg2+才
能保证光合作用的正常进行。若要探究小麦根部吸收Mg2+的方式是主动运输还是协助扩散，请完善
实验思路：
①将______小麦幼苗均分为甲、乙两组，放入适宜浓度的含有Mg2+的溶液中。
②甲组给予正常的呼吸条件，乙组_______（促进/抑制）细胞呼吸。
③一段时间后，测定_______。
10．(1) NADPH 减慢
(2)光敏色素 红光和远红光 运输H+，催化ATP 的生成
(3)生长状态良好且基本相同的同种 抑制 两组植物对Mg2+的吸收速率
【分析】光合作用过程包括光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段发生的场所是类囊体薄膜，包括水的光
解和ATP 的合成；暗反应阶段发生的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，光反
应为暗反应提供的是ATP 和NADPH，暗反应为光反应提供的是ADP 和Pi；影响光合作用的环境要素主要是
温度、二氧化碳浓度、光照强度。
光敏色素是一类蛋白质（色素一蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰
富。光敏色素主要吸收红光和远红光，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会
经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。
协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是
从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、K+等。
【详解】（1）由图可知该结构为类囊体薄膜，且进行了光合作用的光反应阶段。在光反应中，光能转化
为NADPH 中的能量和ATP 中活跃的化学能。若二氧化碳浓度降低，将会影响暗反应的速率，暗反应速率减
慢，导致叶绿体中NADP+减少，根据题可知，NADP+与H+在电子的作用下结合，生成NADPH,若NADP+减少，
则图中电子传递速率减慢。
（2）光敏色素是一类蛋白质（色素一蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内
比较丰富。光敏色素主要吸收红光和远红光，保证植物的生长发育。
据题可知，图中的ATP 合酶可运输H+，催化ATP 的生成。
（3）本实验探究小麦根部吸收Mg2+是主动运输还是协助扩散，两者的区别是有否能量供应，协助扩散不
需要消耗能量，主动运输需要消耗能量，由细胞呼吸为其提供能量，因此自变量为是否给予有氧条件，因
变量为离子的吸收情况，所以甲组应给予正常的呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸，一段时间后测定两组植物
对Mg2+的吸收速率。为了防止无关变量的影响，甲乙两组应使用生长状态良好且基本相同的同种小麦幼苗。
11．（2023·广东·模拟预测）菊花是中国十大名花之一，历史悠久，不仅有极高的观赏价值，还有一定的
药用价值。北方栽培菊花时，常常遭遇低温天气，低温直接影响菊花的生长发育。为探究菊花叶片类
囊体膜脂组分响应低温胁迫的生理机制，某科研小组以菊花品种“唐宇金秋”为实验材料，检测不同
温度处理下类囊体膜中主要的脂肪酸含量（图甲）、脂肪酸去饱和关键酶基因的表达量（图乙）变化
情况。已知不饱和脂肪酸是以饱和脂肪酸为底物被一系列脂肪酸去饱和酶等催化合成的，其中
CmSAD、CmFAD2、CmFAD7 为脂肪酸去饱和途径中3 个关键酶基因。回答下列问题。
(1)脂肪酸可以参与生物膜中________分子的合成。在测定脂肪酸含量时，需在类囊体膜制备液中加入
有机溶剂氯仿、甲醇，推测原因可能是________。
(2)图可知，
℃低温处理时，菊花很可能通过________（填“促进”或“抑制”）脂肪酸去饱和酶基
因的表达，使类囊体膜上的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量分别________，进而导致类囊体膜
________（填结构特性上的变化），降低低温对其光合作用的影响。
(3)低温胁迫下，脂肪酸去饱和途径中这3 个关键酶基因的表达水平与相关脂肪酸含量变化不完全一致，
推测可能原因是________（至少答1 点）。
(4)PS Ⅰ和PS Ⅱ是高等植物类囊体膜上的两个光系统，其中PS Ⅱ与光反应中吸收、传递并转化光能的
过程密切相关。D1 蛋白是PS Ⅱ的核心蛋白，由叶绿体的psbA 基因编码。然而外界不良环境易导致
D1 蛋白损伤而降解。如果该研究小组欲进一步探究低温时D1 蛋白是否损伤降解，请在原实验分组
和处理的基础上完善实验设计。________。若该研究小组的进一步实验结果表明，低温导致D1 蛋
白损伤降解，那么结合所学的基因工程或蛋白质工程技术，提出可能进一步解除低温对D1 蛋白损
伤降解的研究思路：________（至少答1 点）。
11．(1)磷脂（或脂质） 脂肪酸易溶于有机溶剂
(2)促进 降低、升高 流动性增强
(3)这些基因对相关脂肪酸的调控还受翻译水平、修饰作用和相关酶的活性的影响
(4)实验的分组、处理与题中相同，只需增加检测、记录并比较不同分组的水稻植株中D1 蛋白的含量
改造菊花的叶绿体psbA 基因，增大psbA 基因表达量；改造菊花的D1 蛋白降解酶合成相关基因，降低D1
蛋白降解酶活性（或含量），减少D1 蛋白的降解；将菊花的叶绿体psbA 基因，转入其染色体DNA 上，增
加D1 蛋白的来源；将相关耐寒基因导入菊花细胞，增强菊花的耐寒性，减少D1 蛋白降解
【分析】生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，期中脂质主要是磷脂。生物膜的结构特点是具有一定的流动
性。光反应的场所在类囊体薄膜。
【详解】（1）磷脂是构成生物膜的重要成分，磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸等构成。因此，脂肪酸可以参
与生物膜中磷脂（或脂质）分子的合成。测定脂肪酸含量时，需在类囊体膜制备液中加入有机溶剂氯仿、
甲醇，推测原因可能是脂肪酸易溶于有机溶剂。
（2）图甲中，与25℃和4℃相比，－4℃时不饱和脂肪酸含量都有所上升，即－4℃低温处理提高了类囊体
膜上不饱和脂肪酸的含量，这可能有利于增强膜的流动性。由于光反应发生于类囊体膜上，这种生理变化
可能会降低低温对光合作用的不利影响。图乙中，与25℃和4℃相比，－4℃时，脂肪酸去饱和途径中3 个
关键酶基因CmSAD、CmFAD2、CmFAD7 的表达量都有所上升，这有利于维持低温下生物膜的流动性。综合
分析，－4℃低温处理时，菊花很可能通过促进脂肪酸去饱和酶基因的表达，使类囊体膜上的饱和脂肪酸
和不饱和脂肪酸的含量分别降低、升高，进而导致类囊体膜流动性增强，降低低温对其光合作用的影响。
（3）低温胁迫下，脂肪酸去饱和途径中这3 个关键酶基因的表达水平与相关脂肪酸含量变化不完全一致。
这可能是因为这些基因对相关脂肪酸的调控还受翻译水平、修饰作用和相关酶的活性的影响。
（4）实验的分组、处理与题中相同，只需增加检测不同分组的水稻植株中D1 蛋白的含量并进行比较，即
可得出低温时D1 蛋白是否损伤降解。由题意可知，D1 蛋白是由叶绿体基因编码的，若要解除低温导致的
D1 蛋白损伤降解，那么可利用基因工程技术将菊花的叶绿体psbA 基因，转入其染色体DNA 上，增加D1
蛋白的来源；将相关耐寒基因导入菊花细胞，增强菊花的耐寒性，减少D1 蛋白降解。除此之外，还可利
用蛋白质工程技术改造菊花的叶绿体psbA 基因，增大基因表达量；改造菊花的D1 蛋白降解酶合成相关基
因，降低酶的活性（或含量），这都可以在一定程度上解除低温对D1 蛋白的损伤降解。
12．（2023·北京·北京四中校考模拟预测）学习以下材料，回答问题。
PXo 小体的发现
磷酸盐（Pi）是生命必不可少的营养物质。在细菌中，Pi 储存在多磷酸盐颗粒中，而在酵母和植物细胞
中，Pi 主要储存在液泡中。那么，动物细胞中的Pi 是如何代谢、存储的？科研人员在果蝇细胞中发现
了一个储存Pi 的全新细胞器。
研究团队首先给果蝇喂食了膦甲酸（PFA，能抑制肠吸收细胞对磷的吸收），对肠内膜细胞的成像结果
显示，PFA 作用下，肠干细胞加速增殖、导致新生的肠吸收细胞（EC）数量激增。降低了食物中Pi 的水
平也发现了同样的结果。为了找出低Pi 摄入是如何产生这种影响的，科研人员调查了低Pi 水平是否会
影响基因表达。研究发现，一种被称为PXo 的基因能够编码一种Pi 感应蛋白。于是，他们用AlphaFold
预测了果蝇PXo 蛋白及其人类直系同源XPR1 的结构、并做了结构比对，找到了PXo 蛋白上的Pi 感应域。
进一步研究发现，当细胞被剥夺Pi 时，PXo 基因的表达会下调。定位实验显示，PXo 蛋白主要位于肠吸
收细胞中，在其他细胞中很少见。PXo 蛋白集中分布在细胞的一些有多层膜的椭圆形结构中（一种全新
的细胞器，被称作PXo 小体）。Pi 被PXo 蛋白转运进入PXo 小体后，储存起来，可转化为膜的主要成分。
当饮食中的Pi 不足时，PXo 小体中的膜成分将显著减少，最终PXo 小体会被降解并通过下图所示的机制
促使肠干细胞增殖。
之前的研究发现，其他微量元素会储存在果蝇的囊泡中。但在最新研究中，PXo 小体是磷酸盐特有的储
库。此外，虽然这项研究的重点是果蝇，但该发现可能具有深远的意义，它将为医学、营养和健康领
域的更多相关发现奠定基础。
(1)Pi 被PXo 蛋白转运进入PXo 小体后储存起来，也可转化为膜的主要成分__________，Pi 作为营养物质
在细胞内参与__________等大分子物质的合成。
(2)研究人员发现当细胞缺乏磷酸盐时，PXo 基因的表达较弱，同时肠干细胞过度分裂。因此提出“Pi 变
化后通过影响PXo 基因的表达来影响细胞分裂速度”请补充实验证据，并写出实验思路与预期
______。
(3)PXo 小体是磷酸盐特有的储库，线粒体有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用场所，从结构与功能
的角度分析上述细胞器结构特殊性的意义______。
(4)从稳态与平衡、物质与能量角度分析Pxo 小体维持动物Pi 相对稳定的机制及意义_____。
12．(1)磷脂 DNA、RNA/核酸
(2)将PXo 过表达载体导入肠干细胞，缺乏Pi 时，转基因肠干细胞分裂速度慢于对照组非转基因肠干细胞。
或敲除肠干细胞PXo 基因，正常Pi 时，敲除细胞分裂速度快于非敲除组
(3)细胞吸收的Pi 以磷脂形式储存在膜中，PXo 小体具有多层膜结构利于储存足量的Pi；线粒体内膜折叠成
嵴增大膜面积，利于有氧呼吸第三阶段进行；叶绿体类囊体叠加形成基粒扩大类囊体膜面积利于光反应进
行
(4)当饮食中的磷酸盐不足时，一方面，PXo 小体被降解，释放出磷酸盐供细胞使用，（通过补偿机制）维
持细胞中的Pi 水平稳态；另一方面，PXo 小体的降解解除了PXo 小体对Cka 蛋白的抑制作用，并进一步激
活JNK 信号，促使干细胞增殖，形成更多肠吸收细胞，从而尽可能吸收磷酸盐，维持Pi 的相对稳定。增强
了动物对低Pi 环境的适应，利于个体的生存。当饮食中的磷酸盐充足时，PXo 小体抑制肠干细胞增殖，既
满足了储存Pi 的需要又避免了物质和能量的浪费
【分析】细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，含有少量糖类。 其中部分脂质和糖类结合形成糖脂，部分
蛋白质和糖类结合形成糖蛋白。
【详解】（1）膜的主要成分为脂质（磷脂）和蛋白质，磷脂的组成元素为C、H、O、N、P，蛋白质的组
成元素为C、H、O、N 等，故Pi 被PXo 蛋白转运进入PXo 小体后储存起来，也可转化为膜的主要成分磷脂。
细胞内的大分子中，核酸（包括DNA 和RNA）的组成元素为C、H、O、N、P，故Pi 作为营养物质在细胞
内参与DNA、RNA 或核酸等大分子物质的合成。
（2）本实验的自变量为Pi 含量，因变量为肠干细胞的细胞分裂速度，可设计实验为：将PXo 过表达载体
导入肠干细胞，缺乏Pi 时，转基因肠干细胞分裂速度慢于对照组非转基因肠干细胞；或敲除肠干细胞PXo
基因，正常Pi 时，敲除细胞分裂速度快于非敲除组。
（3）结构决定功能，功能与其结构相适应，细胞吸收的Pi 以磷脂形式储存在膜中，PXo 小体具有多层膜结
构利于储存足量的Pi；线粒体内膜折叠成嵴增大膜面积，可为呼吸酶提供附着位点，有利于有氧呼吸第三
阶段进行；叶绿体类囊体叠加形成基粒扩大类囊体膜面积，有利于光反应进行。
（4）结合题干和题图可知，当饮食中的磷酸盐不足时，一方面，PXo 小体被降解，释放出磷酸盐供细胞使
用，（通过补偿机制）维持细胞中的Pi 水平的稳态；另一方面，PXo 小体的降解解除了PXo 小体对Cka 蛋
白的抑制作用，并进一步激活JNK 信号，促使干细胞增殖，形成更多肠吸收细胞，从而尽可能吸收磷酸盐，
维持Pi 水平的相对稳定。通过这两方面的机制，增强了动物对低Pi 环境的适应，有利于个体的生存。当饮
食中的磷酸盐充足时，PXo 小体抑制肠干细胞增殖，既满足了储存Pi 的需要又避免了物质和能量的浪费。
二、实验题
13．（2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测）已知某植物花色由两对基因（A、a 和B、b）控制，A 基因
控制色素合成，该色素随液泡中细胞液pH 降低而变浅，B 基因与细胞液的酸碱性有关。其基因型与表
型的对应关系如下，回答下列问题：
基因型
A_bb
A_Bb
A_BB、aa__
表型
深紫
色
淡紫色
白色
(1)为探究A、a 和B、b 基因位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上。现有淡紫色花色植
株（AaBb）可以用来设计实验。
实验步骤：让淡紫色花色植株（AaBb）植株自交，观察并统计子代植株的花色和比例（不考虑交叉互
换）。
实验结果预测及结论：
①若子代植株花色及比例为____________，则A、a 和B、b 基因分别位于两对同源染色体上。
②若子代植株花色及比例为___________，则A、a 和B、b 基因位于一对同源染色体上，且基因A 和
b 在同一条染色体上。
③若子代植株花色及比例为___________，则A、a 和B、b 基因位于一对同源染色体上，且基因A 和
B 在同一条染色体上。
(2)某实验小组在研究中获得了黄叶植株突变体（野生型为绿叶），已知黄叶性状由一对隐性基因控制。
研究人员利用相关实验和技术，对该植物的叶色基因进行定位。
①绿叶、黄叶基因分别用基因C/c 表示，现用两个纯合植株杂交得F1，F1测交后代的基因型比例为
aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc=1：1：1：1。画出F1体细胞中三对基因在染色体上的位置
（用竖线代表染色体，黑点代表基因在染色体中的位置）__________________。
②当该植物体细胞缺失同源染色体中的一条染色体时，称为单体（核型为2n-1），体细胞增加一对
同源染色体中的一条染色体时，称为三体（核型为2n+1），二者均可以用于基因定位。以野生型
绿叶植株为材料，人工构建的单体系（绿叶）中应有____________种单体。若选择单体以一代杂
交实验定位基因，请写出具体杂交方案及预期实验结论____________。
13．(1)深紫色：淡紫色：白色=3：6：7 深紫色：淡紫色：白色=1：2：1 淡紫色：白色=1：1
(2)
n 实验方案：将黄叶突变体与该植株单体系中的全部单体分别杂交，留种并单独
隔离种植，统计子代表型及比例预期实验结论：当子代出现表型及比例为绿叶：黄叶约为1：1 时，可将黄
叶基因定位于该单体所缺少的染色体上
【分析】基因自由组合定律的实质是：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）为探究A、a 和B、b 基因位于一对同源染色体上，还是位于两对同源染色体上。现有淡紫色
花色植株（AaBb）可以用来设计实验。①若A、a 和B、b 基因分别位于两对同源染色体上，则基因型为
AaBb 个体自交，产生后代的基因型和表型比为：6A_Bb（淡紫色）：3A_bb（深紫色）：7（3A_BB，4aa_
_）白色；②若A、a 和B，b 基因位于一对同源染色体上，且基因A 和b 在同一条染色体上，则基因型为
AaBb 个体自交，产生后代的基因型和表型比为：2AaBb（淡紫色）：1AAbb（深紫色）：1aaBB（白色）。
③若A、a 和B、b 基因位于一对同源染色体上，且基因A 和B 在同一条染色体上，则基因型为AaBb 个体自
交，产生后代的基因型和表型比为：2AaBb（淡紫色）：1AABB（白色）∶1aabb（白色），即淡紫色和白
色的比例为1：1。
（2）某实验小组在研究中获得了黄叶植株突变体（野生型为绿叶），已知黄叶性状由一对隐性基因控制。
研究人员利用相关实验和技术，对该植物的叶色基因进行定位。①绿叶、黄叶基因分别用基因C/c 表示，
现用两个纯合植株杂交得F1，F1测交后代的基因型比例为aabbcc：AaBbCc：aaBbcc：AabbCc=1：1：1：1。
因为测交比例代表F1产生的配子种类和比例，根据上述比例可推测，F1产生的配子比例为abc：ABC：
aBc：AbC=1：1：1：1，该比例的获得说明三对基因中有两对基因是连锁关系，根据配子的基因型可推测
是A 和C 连锁、a 和c 连锁，另外一对等位基因B、b 位于另一对同源染色体上形成的，基因的位置可用下
图表示：
②以野生型绿叶植株为材料，人工构建的单体系（绿叶）中应有n 种单体。若以一代杂交实验定位基因，
可以选择“单体”（三体定位通过一代杂交无法实现），因为单体能产生两种类型的配子，若控制叶色的
基因位于缺失的染色体上，则该单体会产生不含C 基因的配子，当该单体与正常的黄叶个体杂交时，则会
出现黄叶个体；具体杂交方案是将各种绿色单体与正常的黄色个体杂交。实验结果为：当子代出现表型及
比例为黄叶和绿叶比例为1：1 时，可将黄叶基因定位于该单体缺失的染色体上。
14．（2023·山东济宁·统考三模）番茄植株生长发育的适宜温度及光照分别为15～32℃,500～800μmol·m-
²s-¹。山东地区夏季温室栽培过程中常遭遇35℃亚高温并伴有强光辐射的环境，会造成作物减产。图1
为番茄叶肉细胞中光合作用过程示意图，回答下列问题。
(1)PS Ⅱ和PSI 是由______组成的复合物，具有吸收、传递、转化光能的作用。
(2)为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，研究者将番茄植株在不同培养环境下培养5 天后测定相
关指标如下表。
组别
温
度
(C)
光照强度
（μmol·m-2·s-1）
净光合速率
（μmol·m-2·s-1）
气孔导度
(mmol m-2s-1)
胞间CO2浓度
(ppm)
对照组(CK)
25
500
12.1
114.2 ;
308
亚高温高光组(HH)
35
1000
1.8
31.2
448
①据表可知HH 组净光合速率的下降不是气孔导度变化引起的，判断依据是______。
②进一步研究发现HH 组叶绿体中Rubisco 活性下降，导致NADPH 和ATP 在细胞中的含量_________,
进而引起光能的转化效率降低，光能过剩，对植物产生危害。
(3)植物通常会有一定的应对机制来适应逆境。D1 蛋白是PS Ⅱ复合物的组成部分，对维持PS Ⅱ的结构
和功能起重要作用。研究表明在高温高光下，过剩的光能可使D1 蛋白失活。研究者对D1 蛋白与植
物应对亚高温高光逆境的关系进行了如下研究。利用番茄植株进行甲、乙、丙三组实验，甲组为对
照组(CK),在25℃、正常光照强度下培养；
丙组用适量可抑制D1 蛋白合成的SM 处理，在亚高温高光下培养。定期测定各组植株的净光合速率
(Pn)。结果如图2 所示。
①乙组的处理方式是_______。根据实验结果推测番茄缓解亚高温高光抑制光合作用的机制是
_______。
②Deg 蛋白酶负责受损D1 蛋白的降解，抑制Deg 蛋白酶的活性，亚高温高光下番茄光合作用受抑制
的程度加剧，推测其原因可能是______。
14．(1)蛋白质和光合色素
(2)气孔导度下降，但胞间CO₂ 浓度却上升 增加
(3)在亚高温高光下培养 通过合成新的D1 蛋白，维持PSⅡ的结构和功能 Deg 蛋白酶的活性被抑
制后不能把失活的D1 蛋白降解，PSⅡ无法及时修复
【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）光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物，具有吸收、传递和转化光能的作用，
包括光系统I(PSI)和光系统II(PSII)。
（2）①为研究亚高温高光对番茄光合作用的影响，实验的自变量是温度和光照强度，表中数据显示亚高
温高光组与对照组相比，净光合速率、气孔导度、Rubisco 活性都下降，但胞间CO2浓度却上升，说明亚高
温高光条件下净光合速率的下降并不是气孔因素引起的。
②图1 中Rubisco 催化的过程②是CO2固定，发生的反应是CO2+C5→C3，该酶活性下降导致C3的合成减少，
则C3还原需要的光反应产物NADPH 和ATP 减少，而光反应产物NADPH 和ATP 生成不变，所以细胞中
NADPH 和ATP 含量会增加，即光.反应产物在叶绿体中积累，进而引起光能转化率下降（减弱）。
（3）①由图可知，实验的自变量是番茄是否用SM 处理、培养条件是否为亚高温高光，因变量是净光合速
率，甲组是对照组，结合丙组的处理可知乙组的处理：为35℃、光照强度1000μmol·m-2s-1（或亚高温高光
或HH）。丙组用适量的SM（SM 可抑制D1 蛋白合成）处理番茄植株，在亚高温高光（HH）下培养，与乙
组相比，净光合速率下降更明显，说明亚高温高光对番茄植株净光合速率的抑制是因为SM 抑制了D1 蛋白
的合成，所以通过合成新的D1 蛋白，维持PSⅡ的结构和功能，可以缓解亚高温高光对光合作用的抑制。
②由题干信息可知，D1 蛋白是PSII 复合物的组成部分，对维持PSII 的结构和功能起重要作用，失活的D1
蛋白被降解随后由新合成的D1 蛋白质来替换。如果抑制Deg 蛋白酶的活性，失活的D1 蛋白不能降解，新
合成的D1 蛋白无法替换，从而不能修复PSII 的结构和功能，则在亚高温高光下番茄光合作用受抑制程度会
加剧。
15．（2023·江苏扬州·统考三模）高血压是最常见的慢性病，如图为血压调节的部分流程，肾素是一种蛋
白水解酶，能催化血管紧张素原生成血管紧张素 I（AI），继而在血管紧张素转化酶的作用下生成血管
紧张素 II（AII）。请据图回答下列问题。
(1)图示血压的调节方式是______，图中直接导致血管收缩的信号分子有______。在观看比赛时，人的
血压往往会升高，此时图中的 X 神经最可能是______。
(2)醛固酮分泌过多导致血容量升高的机理是_______。
(3)卡托普利是一种降压药，为验证其降压效果并初步研究其作用机制，设计了以下实验，请完善表格：
实验步骤目的
简要操作过程
小鼠分组
将60 只小鼠均分为甲、乙、丙三组，其中甲组为血压正常鼠，乙组为高血压
模型鼠，丙组为①____
初次测定
对三组小鼠称量体重，并测量三组小鼠②_______
③____
按40mgkg-1用生理盐水对甲和乙组小鼠进行灌胃处理，持续四周
实验组处理
④____
再次测量
同初次测定的步骤
实验数据处理并比较
血压：乙组>甲组≈丙组；AI 含量：丙组>乙组>甲组；AII 组：乙组>甲组>丙组
(4)据上表推测卡托普利的作用机制是抑制_______酶的活性，进而使 AII 的含量下降，导致了醛固酮分
泌量降低使血容量下降，血管_______，外周阻力减少，血压下降。
15．(1)神经-体液调节 AII 和神经递质 交感神经
(2)醛固酮分泌过多，肾小管和集合管对 Na+的重吸收过强，进而血浆渗透压升高，促进对水的重吸收，引
起血容量增加
(3)高血压模型鼠 血压、AI 含量 、AII 含量 对照组处理 按40mgkg-1用含卡托普利的生理盐
水对丙组小鼠进行灌胃处理，持续四周
(4)血管紧张素转化酶 舒张
【分析】1、交感神经和副交感神经的关系：自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的
作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠的
蠕动和消化腺的分泌活动减弱；而当人处于安静状态时，副交感神经活动则占据优势，此时，心跳减慢，
但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。交感神经和副交感神经对同
一器官的作用，犹如汽车的油门和刹车，可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环
境的变化。
2、醛固酮的作用：当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，
促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，维持血钠含量的平衡。相反，当血钠含量升高时，则醛固酮的分泌
量减少，其结果也是维持血钠含量的平衡。
【详解】（1）分析题图可知，血压的调节方式是神经-体液调节，直接导致血管收缩的信号分子有AⅡ和
神经递质；当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，血压升高，所以在
观看比赛时，人的血压往往会升高，此时图中的 X 神经最可能是交感神经。
（2）醛固酮分泌过多，肾小管和集合管对 Na+的重吸收过强，血浆渗透压升高，引起血容量增加，进而导
致血压升高。
（3）根据对照实验的一般设计思路和原则，可补充相应的实验步骤：丙组为高血压模型鼠；因为实验数
据处理并比较的内容是血压、AⅠ、AⅡ的含量，所以需要初次测定三组小鼠的血压、AⅠ、AⅡ的含量；
甲乙作为对照组按40mgkg-1用生理盐水对甲和乙组小鼠进行灌胃处理，持续四周，对丙组（实验组）小鼠
按40mgkg-1用含卡托普利的生理盐水进行灌胃处理，持续四周。
（4）由实验结果并结合题干信息，可初步推测：卡托普利具有降血压作用，机理是卡托普利抑制了血管
紧张素转化酶的活性，使 AⅡ的含量降低，进而导致了醛固酮的分泌量降低，使血容量下降，血管舒张
（或者血管收缩性下降），外周阻力减少，血压下降。
16．（2023·山东菏泽·山东省鄄城县第一中学校考三模）果蝇体型小、繁殖系数高、染色体数目少、有许
多易于区分的相对性状，常作为遗传学研究的实验材料。
Ⅰ．在果蝇中，细眼（A）对粗眼（a）为显性，基因位于常染色体；直毛（B）对分叉毛（b）为显性，
基因位于X 染色体。当细眼直毛雌果蝇（AaXBXb）与细眼分叉毛雄果蝇（AaXbY）杂交时（已知某一种
配子致死），后代中细眼：粗眼＝2：1，直毛雌性：分叉毛雌性：直毛雄性：分叉毛雄性＝2：1：2：
1，回答下列问题：
(1)由子代表型及比例推理出基因型为__________配子致死，子代中Xb的基因频率为__________。
(2)若让子代中的粗眼分叉毛雄果蝇与亲本中的细眼直毛雌果蝇进行回交，回交子代雌果蝇中细眼直毛
所占比例为__________。
Ⅱ．果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是
未知的（不考虑XY 同源区段）。某同学用一只灰体雌果蝇与一只黄体雄果蝇杂交，子代中♀灰体：
♀黄体：♂灰体：♂黄体＝1：1：1：1。
(3)黄体性状的遗传方式__________（填“可能”或“不可能”）为伴X 显性遗传，理由是__________。
(4)黄体性状的遗传方式可能为__________。为了进一步探究你的假设，我们可以从子代中选取个体进
行一次杂交实验，应选子代中的多只表型为__________的雄果蝇和__________的雌果蝇进行杂交，
观察并统计子二代的表型及比例，请写出你的预期结果及结论。_________________________
16．(1) AXb 5/9
(2)1/3
(3) 不可能 若为伴X 显性遗传，子代♂灰体∶♀黄体=1 1∶，不会出现♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄
体＝1：1：1：1
(4)常染色体显性、隐性或伴X 染色体隐性 灰体 灰体 若均为灰体，则黄体为常染色体显性；
若为灰体∶黄体=3 1∶，则黄体为常染色体隐性；若雌性均为灰体，雄性灰体∶黄体=1 1∶，则黄体为伴X 染色
体隐性
【分析】伴性遗传是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因
所控制性状的遗传上总是和性别相关的遗传方式就称为伴性遗传。
【详解】（1）后代中细眼（A_）：粗眼（aa）＝2：1，说明AA 致死，因此A 的配子致死；直毛雌性：分
叉毛雌性＝2：1，直毛雄性：分叉毛雄性=2：1，说明Xb的雌配子致死，因此致死的雌配子基因型为AXb；
子代XBXb X∶
bXb X∶
BY X∶
bY=2：1：2：1，Xb的基因频率为Xb÷（XB+Xb）=（2+2+1）÷（4+2+2+1）=5/9。
（2）若让子代中的粗眼分叉毛雄果蝇（aaXbY）与亲本中的细眼直毛雌果蝇（AaXBXb）进行回交，由于AXb
配子致死，则雌配子为AXB aX
∶
B aX
∶
b=1 1 1
∶∶，雄配子为aXb aY=1 1
∶
∶，子代为1AaXBXb、1aaXBXb、1aaXbXb、
1AaXBY、1aaXBY、1aaXbY，子代雌果蝇（1AaXBXb、1aaXBXb、1aaXbXb）中细眼直毛（1AaXBXb）所占比例
1/3。
（3）若黄体为伴X 显性遗传，则一只灰体雌果蝇（XbXb）与一只黄体雄果蝇（XBY）杂交，后代为XBXb、
XbY，♂灰体∶♀黄体=1 1∶，不会出现♀灰体：♀黄体：♂灰体：♂黄体＝1：1：1：1。
（4）黄体性状的遗传方式可能为常染色体显性、常染色体隐性或伴X 染色体隐性遗传，即亲本可能为灰体
雌果蝇（bb）×黄体雄果蝇（Bb）或灰体雌果蝇（Bb）×黄体雄果蝇（bb）或灰体雌果蝇（XBXb）×黄体雄果
蝇（XbY）；可以从子代中选取灰体雌性和多只灰体雄性杂交；若为伴X 隐性，则灰体雌性（XBXb）和灰体
雄性（XBY）杂交，后代雌性均为灰体（XBX_），雄性为黄体（XbY）∶灰体（XBY）=1 1∶；若黄体性状为常染
色体显性，则灰体雌性（bb）和多只灰体雄性（bb）杂交，子代均为灰体；若黄体性状为常染色体隐性，
则灰体雌性（Bb）和多只灰体雄性（Bb）杂交，子代为灰体（B_）∶黄体（bb）=3 1∶。
17．（2023·云南昆明·云南师大附中校考模拟预测）研究表明，鸢尾素（蛋白类激素）可加快脂肪细胞内
葡萄糖和脂肪的氧化分解，还可以提高靶细胞对胰岛素的敏感性。请回答下列相关问题：
(1)激素调节的特点除作用于靶器官、靶细胞外，还有__________（答出1 点）。
(2)在研究鸢尾素生理作用时可采用__________（填“饲喂”或“注射”）外源鸢尾素的方法，不采用
另外一种方法的原因是__________。请你提出一种鸢尾素提高靶细胞对胰岛素敏感性的假说：
__________。
(3)研究人员为验证物质X 可提高2 型糖尿病患者体内靶细胞对胰岛素的敏感性，进行了相关实验。
①请完善下面的实验步骤：
a．取2 型糖尿病模型小鼠40 只，随机均分为两组，标记为甲、乙。
b．甲组灌胃适量的生理盐水配制的物质，乙组灌胃__________，一段时间后再次测量两组小鼠的
鸢尾素含量和PI3K 含量。
②结果如下表：
鸢尾素（相对值）
PT3K（相对值）
甲
0.578
0.586
乙
0.396
0.343
由上表可知，物质X 可通过影响__________来影响靶细胞对胰岛素的敏感性。
17．(1)通过体液运输、作为信使传递信息、微量和高效
(2)注射 鸢尾素是蛋白类激素，在消化道内会被分解失去作用 鸢尾素能促进胰岛素与靶细胞上受体
结合、鸢尾素能促进靶细胞上胰岛素受体的合成、鸢尾素能促进胰岛素与受体结合后靶细胞内信号的转导
(3)等量的生理盐水 鸢尾素含量和PI3K 含量
【分析】1、激素调节的特点：微量高效、通过体液运输、作用于靶细胞或靶器官、作为信使传递信息。
2、胰岛素可以促进组织细胞摄取利用葡萄糖、促进肝糖原和肌糖原的合成、促进葡萄糖转化为脂肪等非
糖物质，从而使血糖水平降低。
【详解】（1）激素调节的特点：微量高效、通过体液运输、作用于靶细胞或靶器官、作为信使传递信息。
（2）鸢尾素属于蛋白类激素，研究鸢尾素生理作用时可采用注射外源鸢尾素的方法，不采用饲喂法的原
因是是鸢尾素是蛋白类激素，在消化道内会被分解失去作用。鸢尾素提高靶细胞对胰岛素敏感性的假说：
鸢尾素能促进胰岛素与靶细胞上受体结合、鸢尾素能促进靶细胞上胰岛素受体的合成、鸢尾素能促进胰岛
素与受体结合后靶细胞内信号的转导。
（3）要验证青物质X 可提高2 型糖尿病患者体内靶细胞对胰岛素的敏感性，自变量是物质X 有无，因变量
是鸢尾素含量和胰岛素的作用效果(观测指标PT3K 的含量)。
实验步骤为：a、取2 型糖尿病模型小鼠40 只，随机均分为两组，标记为甲、乙。
b、甲组灌胃适量的生理盐水配制的物质，乙组灌胃等量的生理盐水，一段时间后再次测量两组小鼠的鸢
尾素含量和PI3K 含量。
甲组鸢尾素（相对值）和PT3K（相对值）的含量均较高，说明物质X 可通过影响鸢尾素含量和PI3K 含量来
影响靶细胞对胰岛素的敏感性。
18．（2023·湖南长沙·雅礼中学校考二模）下图1 表示在持续高血糖刺激下，胰岛B 细胞分泌胰岛素经历了
快速分泌和缓慢分泌两个阶段；图2 表示当血糖浓度升高时，葡萄糖进入胰岛B 细胞能引起胰岛B 细胞
的一系列生理反应。回答下列问题：
(1)图1 显示，在高血糖刺激，前5min 左右胰岛素可以快速分泌，据图分析最可能的原因是
___________。5～15min 血浆中的胰岛素浓度迅速下降，这是因为胰岛素作用于靶细胞后会_____。
(2)据图2 所示，当葡萄糖进入胰岛B 细胞，氧化分解产生ATP 后，ATP 升高引起对ATP 敏感的K⁺通道关
闭，此时膜内外电位差的绝对值_____。（填“增大”“减小”或“不变”）；触发了Ca²⁺内流，使
胰岛B 细胞产生兴奋，进而_____（填“促进”或“抑制”）胰岛素的释放。
(3)研究发现，很多Ⅱ型糖尿病患者体内胰岛素含量并没有减少，但表现为胰岛素抵抗，即靶细胞对胰
岛素作用的敏感性降低。你认为原因可能有_____。
①胰岛素拮抗激素含量增多2 胰岛素受体表达下降③胰岛B 细胞损伤④存在胰岛细胞自身抗体⑤存在胰
岛隐受体的抗体
(4)科研人员发现了一种新型血糖调节因子（FGF1），并利用胰岛素抵抗模型鼠开展了相关研究，以期
为治疗Ⅱ型糖尿病提供新思路，实验结果如下图。
请评价FGF1 是否可用于Ⅱ型糖尿病患者的治疗，并说明理由：________________________。
18．(1)胰岛B 细胞中有储存的胰岛素，受到高血糖刺激后迅速释放 失活
(2)减小 促进
(3)①②⑤
(4)FGF1 可用于Ⅱ型糖尿病患者的治疗，但其发挥降血糖作用时必须依赖胰岛素。理由是FGP1 单独作用时
对高血糖小鼠能发挥降糖作用，但联合使用胰岛素抑制剂后却不能发挥降糖作用
【分析】分析图1 可知，在高血糖刺激，前5min 左右胰岛素可以快速分泌，后迅速降低，然后又缓慢上升。
分析图2 可知，当血糖浓度增加时，葡萄糖进入胰岛B 细胞，引起细胞内ATP 浓度增加，进而导致ATP 敏
感的K+通道关闭，K+外流受阻，进而触发Ca2+大量内流，由此引起胰岛素分泌，胰岛素通过促进靶细胞摄
取、利用和储存葡萄糖，使血糖减低。
【详解】（1）由图2 可以推知，高血糖刺激时，葡萄糖吸收进入胰岛B 细胞，氧化分解产生ATP，引起对
ATP 敏感的K+通道关闭，进而促进L 型Ca2+通道开放，Ca2+内流，促进胰岛素分泌颗粒与细胞膜融合，胰岛
素释放，因此，前5min 左右胰岛素可以快速分泌，可能是因为胰岛B 细胞内有储存的胰岛素，才可以在短
时间内迅速释放。
由于胰岛素作用于靶细胞后会被迅速灭活，因此，血浆中的胰岛素浓度在到达高峰之后迅速回落。
（2）当ATP 升高引起ATP 敏感的K+通道关闭，会阻止K+外流，导致静息电位减小，此时膜内外电位差的绝
对值会减小；K+通道的关闭，触发Ca2+大量内流，使胰岛细胞产生兴奋，会促进胰岛素释放。
（3）①胰岛素拮抗激素含量增多，则身体中胰岛素含量升高，但不能降低血糖，产生糖尿病，①正确；
②如果胰岛素受体表达下降，但胰岛素可以正常分泌，所以身体胰岛素含量升高，但由于不能和受体结合，
因此不能发挥作用，符合Ⅱ型糖尿病特征，②正确；
③如果胰岛B 细胞损伤，则胰岛素含量减少，不符合Ⅱ型糖尿病特征，③错误；
④如果身体存在胰岛细胞自身抗体，则胰岛细胞受损，胰岛素含量减少，不符合Ⅱ型糖尿病特征，④错误；
⑤如果身体存在胰岛素受体的抗体，则胰岛素受体受损，身体中胰岛素不能和受体结合，因此不能发挥作
用，符合Ⅱ型糖尿病特征，⑤正确。
综上所述，③④错误，①②⑤正确。
故选①②⑤。
（4）图中结果显示FGF1 的使用能使血糖水平降低；而FGF1 和胰岛素抑制剂的联合使用，却未能使血糖
水平下降。说明使用FGF1 可使胰岛素抵抗模型鼠的血糖浓度降低，FGF1 发挥降血糖作用时必须依赖胰岛
素。
19．（2023·海南海口·海南华侨中学校考一模）水华是指淡水水体中某些蓝细菌类过度生长所产生的现象。
微囊藻是水华爆发过程中常见的一种蓝细菌，分泌藻毒素，危害渔业生产，科学家对微囊藻的发生和
治理进行了大量的研究，请回答下列问题:
(1)水体富营养化，主要是水体中的__________________元素过多，引起蓝细菌等生物大量繁殖造成的。
(2)微囊藻的发生受到温度的影响较大，下表为某湖泊蓝细菌总量、微囊藻占蓝细菌的比例随温度变化
的统计表。
温度/℃
蓝细菌总量/（×107/mL）
微囊藻占比/%
10
1．5
25
15
3．2
45
20
4．3
60
25
7．4
72
30
16．5
97
①细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物，而蓝细菌是自养生物，原因是
__________________。
②微囊藻危害最严重的季节是__________________，原因是__________________。
(3)溶藻菌的溶藻方式有直接溶藻（在溶藻过程中活菌直接进攻蓝细菌）和间接溶藻（通过分泌某种代
谢产物溶解蓝细菌）两种，为验证“溶藻菌HJC-D1 通过间接方式溶藻”，科学家设计了如下实验，
请完善实验设计表。
实验步骤目的
实验步骤要点
取材与分组
取__________________的微囊藻培养液，均分为A、B、C 三组
实验处理
A 组加入适量含溶藻菌HJC-D1 的培养液;B 组加入等量溶藻菌HJC-D1 培养液
的无菌过滤液;C 组加入___________________
藻类培养
将A、B、C 三组培养液在__________________条件下培养相同时间
测定相关数值
一段时间后，测定A、B、C 三组培养液中___________________
实验结果预测: __________________。
(4)除溶藻菌外，还可以通过在水华多发水域中____________（写出两点）等，达到治理水华的效果。
19．(1)氮、磷（或N、P）
(2)蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，因此蓝细菌为自养生物 夏季 高温时蓝
细菌数量多、微囊藻占蓝细菌比例高
(3)生长状况良好且生理状况相似 等量的无菌培养液（或等量未培养过溶藻菌HJC-D1 的培养液）
相同且适宜 微囊藻的种群密度（或叶绿素含量） A、B 两组微囊藻的种群密度均明显低于C 组的
（答案必须体现出不同组之间的比较）
(4)种植水生植物、投放（滤食性）鱼类
【分析】水体富营养化是由于氮、磷等营养元素在水体浓度上升而导致大量藻类及其它浮游生物滋生的现
象。蓝细菌是原核生物，其细胞内含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用将无机物转化为有机物，为自养
生物。种间竞争：两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。捕食：一
种生物以另一种生物为食的现象。
【详解】（1）水体富营养化是指水体中氮、磷等元素富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，导致水
体溶氧量下降，进而引起水生生物衰亡、水质恶化的现象。
（2）①蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用将无机物转化为有机物，因此蓝细菌为自养
生物。
②由表格可知，相对于其他温度，温度为30℃时蓝细菌数量多、微囊藻占蓝细菌比例高，故微囊藻危害最
严重的季节是夏季。
（3）该实验的目的是验证溶藻菌HJC-D1 通过间接方式溶藻，即溶藻菌HJC-D1 分泌某种代谢产物溶解蓝细
菌，则实验自变量是向微囊藻培养液中加入的液体种类（是否含有该代谢产物），因变量是微囊藻的种群
密度。除自变量外，其余无关变量应当保持相同且适宜，因此分成的三个组中的微囊藻应当生长状况良好
且生理状况相似，然后进行变量处理，A 组加入适量含溶藻菌HJC-D1 的培养液（其中含有溶藻菌HJC-D1 和
其分泌的某种代谢产物）；B 组加入等量溶藻菌HJC-D1 培养液的无菌过滤液（其中只含有溶藻菌HJC-D1 分
泌的某种代谢产物）；C 组作为空白对照组，应当加入的是等量未培养过溶藻菌HJC-D1 的培养液（其中既
不含溶藻菌HJC-D1，也不含溶藻菌HJC-D1 分泌的代谢产物），在相同且适宜的环境下培养一段时间，测定
A、B、C 三组培养液中微囊藻的种群密度，A、B 两组微囊藻的种群密度大致相同，且均明显低于C 组的种
群密度，即可验证溶藻菌HJC-D1 是通过其分泌的某种代谢产物来溶解蓝细菌。
（4）水生植物与蓝细菌等竞争阳光、无机盐等资源，可以抑制蓝细菌等藻类的生长；同时投放取食蓝细
菌等藻类的鱼类，利用其捕食作用也可以达到抑制蓝细菌等藻类增殖的目的，从而治理水华。
20．（2023·江苏盐城·盐城中学校考模拟预测）棉花白色（B）和棕色（b）是一对相对性状，控制该性状
的一对等位基因位于2 号染色体上。为了提高棉花的产量，使棉花具有抗虫特性，某科研小组将抗虫基
因K 导入某杂合的白色棉花细胞内，导入的抗虫基因K 与2 号染色体可能存在如图所示的三种位置关系，
请回答下列有关问题。
(1)基因B 与基因b 的碱基数目相同吗？___________，原因是___________。
(2)请设计实验探究基因K 与2 号染色体的位置关系。
实验设计思路：______________________。
预期结果与结论：
①若子代中白色抗虫：棕色不抗虫＝3：1，说明基因K 与2 号染色体的位置关系如图________所示；
②若子代中___________，说明基因K 与2 号染色体的位置关系如图___________所示；
③若子代中有___________种表型，且比例为___________，说明基因X 与2 号染色体的位置关系如
图3 所示。
(3)若已知基因K 与2 号染色体的位置关系如图1 所示，棉花另有一对长绒（A）与短绒（a）性状，让白
色抗虫长绒棉花与棕色不抗虫短绒棉花杂交，子代表型及比例为白色抗虫长绒：白色抗虫短绒：棕
色不抗虫长绒：棕色不抗虫短绒＝1：1：1：1，则长绒基因（A）与短绒基因（a）是否位于2 号染
色体上？_____________（填“是”或“否”），原因是___________。
20．(1)不一定 基因突变时可能发生了碱基对的增添、缺失或替换
(2)让该白色抗虫棉花自交，观察子代的表型及比例 1 白色不抗虫：白色抗虫：棕色抗虫＝1：2：
1
2 4 9：3：3：1
(3) 否 子代表型及比例说明A/a 基因与B/b 基因的遗传遵循自由组合定律，因此A/a 基因不2 号
染色体上
【分析】题干分析，白色和棕色是一对相对形状，受一对等位基因控制，杂合子表现为白色，则白色对棕
色为显性，导入的抗虫K 基因与B/b 基因可位于同源染色体上，也可位于非同源染色体上，据此答题。
【详解】（1）B 和b 是一对等位基因，由基因突变产生，可能发生了碱基对的增添、缺失或替换，所以碱
基的数目不一定相同。
（2）基因K 与2 号染色体的位置关系存在三种：位于同源染色体时与B 基因连锁；位于同源染色体上时与
b 基因连锁；与B/b 分别位于非同源染色体上。为探究基因K 与2 号染色体的位置关系，可直接将该杂合的
白色抗虫棉花自交，观察子代的表型及比例。
①若基因K 与2 号染色体的位置关系如图1 所示，则雌雄配子都是BK：b=1：1，后代的表现型及比例是白
色抗虫：棕色不抗虫＝3：1。
②若基因K 与2 号染色体的位置关系如图2 所示，则雌雄配子都是B：bK=1：1，后代的表现型及比例是白
色不抗虫：白色抗虫：棕色抗虫＝1：2：1。
③若基因K 与2 号染色体的位置关系如图3 所示，则两对基因遵循自由组合定律，及BbKO 自交后代中白色
（B_）：棕色（bb）=3：1，抗虫（K_）：不抗虫（OO）=3：1，合并起来就是白色抗虫：白色不抗虫：
棕色抗虫：棕色不抗虫=9：3：3：1。
（3）白色抗虫长绒棉花与棕色不抗虫短绒棉花杂交，子代表型及比例为白色抗虫长绒：白色抗虫短绒：
棕色不抗虫长绒：棕色不抗虫短绒＝1：1：1：1，将涉及的性状分开来考虑，白色抗虫：棕色不抗虫=1：
1，长绒：短绒=1：1，由此可见，红色、白色与长绒和短绒这两对等位基因遵循自由组合定律，因此长绒
基因（A）与短绒基因不位于2 号染色体上。
