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题型01 探究实验的设计、分析及评价
1．能独立完成“课程标准”中所列的生物学实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相
关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
2．具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处
理。
3．具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与
系统分析等科学研究方法。
4．能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。
高中生物实验设计主要考查学生对生物学知识的理解和实验探究能力，以下从实验设计的关键要素等
方面进行分析解读：
1、实验目的
（1）明确研究方向：是实验的核心和出发点，通常题干会直接或间接给出，如“探究XX 对XX 的影
响”，明确目的才能确定实验的变量和大致思路。
（2）限定实验范围：决定了实验中要观察和测量的内容，以及需要控制的因素，避免实验设计过于
宽泛或偏离主题。
2、实验变量
（1）自变量：是实验中人为控制改变的因素，如探究温度对酶活性的影响，温度就是自变量，一般
只有一个，以便清晰地研究其对实验结果的影响。
（2）因变量：是随自变量变化而变化的变量，通常是实验观察和测量的对象，如上述实验中酶的活性
就是因变量，可通过检测底物的分解速率等指标来体现。
（3）无关变量：指除自变量外可能影响实验结果的其他因素，如实验中的试剂用量、反应时间等，
需保持一致且适宜，以排除其对实验结果的干扰。
3、实验原理
（1）理论依据：是实验设计的科学基础，基于生物学的概念、规律等，如验证光合作用需要叶绿体，
其原理是叶绿体是光合作用的场所，含有光合色素和相关酶。
（2）方法基础：为实验方法的选择提供依据，如利用淀粉遇碘变蓝的原理来检测光合作用是否产生
淀粉。
4、实验步骤
（1）材料准备：选择合适的实验材料，确保其数量、生理状态等符合实验要求，如探究植物细胞的质
壁分离和复原，选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。
1
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（2）分组处理：合理设置实验组和对照组，对实验组施加自变量处理，对照组不施加或施加等量的
无关变量，如探究某种激素对植物生长的影响，实验组添加激素，对照组添加等量的溶剂。
（3）观察记录：确定观察指标和记录方法，如观察细胞有丝分裂，可通过显微镜观察不同时期细胞的
形态变化并记录各时期细胞数目。
5、实验结果与结论
（1）结果预测：根据实验目的和原理，推测可能出现的实验现象和数据，一般有多种情况，如验证性
实验结果唯一，探究性实验结果有多种可能。
（2）得出结论：根据实验结果进行分析、归纳，得出与实验目的相关的结论，结论要与实验目的一
致，语言简洁准确，如实验结果是在不同温度下酶活性不同，结论可表述为“温度对酶活性有影响”。
胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种多肽类激素，正常人进食后会刺激肠道L 细胞分泌该激素，它对相
关生理活动的调节机制如图所示，GLP-1 及相关药物被广泛应用于治疗2 型糖尿病，并在1 型糖尿病的
辅助型治疗中也有探索性应用。请回答下列问题：
注：“+”表示促进作用，“-”表示抑制作用
(1)GLP-1 的受体位于靶细胞的 。在血糖调节方面，人体内与胰高血糖素具有相同生理效
应的激素有 （答出2 点即可）。
(2)通过图形分析，GLP-1 降低血糖浓度主要通过两个途径：
途径一：GLP-1 分泌后，作用于胰岛 。
途径二：GLP-1 分泌后，可以 ,进而抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而参与调节血糖平衡。
(3)经研究发现，口服葡萄糖后胰岛素的分泌量大于静脉注射等量葡萄糖后胰岛素的分泌量。据图分析，
其原因是 。
(4)研究团队将正常大鼠随机均分为五组，正常对照组：腹腔给予含1%牛血清蛋白的生理盐水；葡萄糖
对照组：腹腔给予等量含1%牛血清蛋白的生理盐水+50%葡萄糖；GLP 低、中、高组：分别注射等剂量
GLP20μg/kg、40μg/kg、80μg/kg,且各组同时 每隔10min 检测血糖浓度。本实验的
目的是 。
(5)为了探究GLP-1 对1 型糖尿病是否具有治疗效果。请简述实验过程 。
【答案】(1) 细胞膜上/质膜上 肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等
(2) 促进胰岛素分泌和抑制胰高血糖素分泌 促进肝细胞分泌FGF21
2
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(3)口服葡萄糖可以通过升高血糖和刺激肠道L 细胞产生GLP-1 两种途径促进胰岛B 细胞释放胰岛素 ，
而静脉注射葡萄糖只会通过升高血糖来促进胰岛素分泌
(4) 腹腔给予等量含1%牛血清蛋白的生理盐水+50%葡萄糖 探究不同浓度的GLP 降低血糖的效
果
(5)将1 型糖尿病模型鼠均分为两组，实验前测定血糖浓度及胰岛素浓度 ，实验组注射一定量的
GLP-1,对照组注射等量生理盐水，一段时间后分别检测两组小鼠的血糖浓度及胰岛素浓度
【知识点】血糖调节、验证性实验与探究性实验
【分析】分析题意和题图可知：正常人进食后会刺激肠道L 细胞分泌GLP-1，GLP-1 作用于胰岛B 细胞
促进其分泌胰岛素，作用于胰岛A 细胞抑制其分泌胰高血糖素，从而降低血糖浓度；GLP-1 作用于肝脏
细胞，能够促进其分泌FGF21，进而抑制非糖物质转化为葡萄糖，降低血糖浓度。
【详解】（1）由题意可知：GLP-1 为多肽类激素，其受体位于细胞膜上。能够升高血糖的激素除胰高
血糖素外，还有肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素等。
（2）分析图形，GLP-1 作用于胰岛B 细胞促进其分泌胰岛素，作用于胰岛A 细胞抑制其分泌胰高血糖
素，从而降低血糖浓度；GLP-1 作用于肝脏细胞，能够促进其分泌FGF21，进而抑制非糖物质转化为葡
萄糖，降低血糖浓度。
（3）分析题意和题图可知：口服葡萄糖可以通过升高血糖和刺激肠道L 细胞产生GLP-1 两种途径促进
胰岛B 细胞释放胰岛素，而静脉注射葡萄糖只会通过升高血糖来促进胰岛素分泌，因此口服葡萄糖后
胰岛素的分泌量大于静脉注射等量葡萄糖后胰岛素的分泌量。
（4）分析实验的各组情况，正常对照组腹腔给予的是含1%牛血清蛋白的生理盐水，葡萄糖对照组腹腔
给予的是含1%牛血清蛋白的生理盐水+50%葡萄糖，说明建立的是高血糖的大鼠，其他三组应该给高血
糖的大鼠分别注射不同浓度的GLP，因此其处理是除了注射GLP 外，还需腹腔给予等量含1%牛血清蛋白
的生理盐水+50%葡萄糖。可见，实验目的是探究不同浓度的GLP 降低血糖浓度的效果。
（5）为了探究GLP-1 对1 型糖尿病是否具有治疗效果，自变量为是否注射GLP-1，因变量是1 型糖尿
病模型小鼠的血糖浓度及胰岛素浓度，对实验结果有影响的无关变量应相同且适宜，因此实验过程为：
将1 型糖尿病模型鼠均分为两组，实验前测定血糖浓度及胰岛素浓度，实验组注射一定量的GLP-1，对
照组注射等量生理盐水，一段时间后分别检测两组小鼠的血糖浓度及胰岛素浓度。
一、单选题
1．杜鹃种类丰富，杜鹃种子萌发条件是引种工作的关键。科研工作者研究3 种杜鹃种子萌发情况的实验
结果（GA 为赤霉素）见下表。下列叙述错误的是（ ）
杜鹃种类
发芽率（%）
黑
暗
光照
黑暗+GA
光照+GA
3
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宽钟杜鹃
0
78
77
82
泡泡叶杜鹃
0
84
73
73
红棕杜鹃
0
10
11
66
A．实验自变量有杜鹃种类、光照条件、外源赤霉素
B．3 种杜鹃种子萌发都受光信号的调控，但对光的敏感程度不同
C．赤霉素主要由幼芽、幼根和未成熟的种子合成，可促进种子萌发
D．对于3 种杜鹃种子的萌发，光照和赤霉素混合使用有显著的增效作用
【答案】D
【知识点】参与调节植物生命活动的其他环境因素、其他植物激素的产生、分布和功能、验证性实验
与探究性实验
【分析】赤霉素的合成：幼芽、幼根和未成熟的种子。
赤霉素的作用：促进细胞伸长，促进植株增高和果实发育、种子萌发。
【详解】A、依据表格信息可知，实验自变量有杜鹃种类、光照条件、外源赤霉素，因变量是种子的萌
发率，A 正确；
B、依据表格信息可知，光照组与黑暗组相比较，光照组的萌发率明显高于黑暗组，说明3 种杜鹃种子
萌发都受光信号的调控，光照组中，种子的萌发率泡泡叶杜鹃
宽钟杜鹃
红棕杜鹃，说明3 种杜鹃种
子萌发对光的敏感程度不同，B 正确；
C、赤霉素主要由幼芽、幼根和未成熟的种子合成，可促进种子萌发，C 正确；
D、对于泡泡叶杜鹃而言，光照+GA 组与光照组相比较，种子的萌发率不仅没有提高，还出现了下降，
说明对于泡泡叶杜鹃种子的萌发，光照和赤霉素混合使用没有显著的增效作用，D 错误。
故选D。
2．某研究人员探究了Cu2+和Mg2+对蔗糖酶活性的影响，实验结果如下图所示，其中CK 组为对照组。下列
有关说法错误的是（ ）
A．一分子蔗糖经过蔗糖酶的作用可以被水解为两分子单糖
B．该实验的自变量为离子的种类和剂量，因变量为蔗糖酶活性
C．CK 组的处理为Cu2+和Mg2+剂量均为0，其他条件与实验组相同
D．Cu2+和Mg2+的剂量为Ⅲ时，蔗糖酶的空间结构遭到破坏，酶活性降低
【答案】D
【知识点】酶的特性、酶促反应的因素及实验、验证性实验与探究性实验、糖类的种类及分布
4
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【分析】实验过程中的变化因素称为变量，其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，
因自变量改变而变化的变量叫作因变量，除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的
可变因素，叫作无关变量。除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进
行比较的实验叫作对照实验。
【详解】A、酶具有专一性，蔗糖是二糖，一分子蔗糖经过蔗糖酶的作用可以被水解为两分子单糖，A
正确；
B、据图可知，各级实验的区别在离子的种类和剂量，故实验的自变量为离子的种类和剂量。图示纵坐
标为实验的因变量，纵坐标是蔗糖酶活性相对值，故实验的因变量是蔗糖酶活性，B 正确；
C、CK 组为对照组，根据实验的对照原则和单一变量原则，CK 组的处理为Cu2+和Mg2+剂量均为0，其他
条件与实验组相同，C 正确；
D、Mg2+的剂量为Ⅲ时，蔗糖酶活性比CK 组高，说明此剂量下，酶的空间结构未遭到破坏，D 错误。
故选D。
3．毁坏下丘脑则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进而调控体温。现获得A
的结构类似物M，为探究M 是否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，如表所示。下列叙述错误的是（ ）
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
？
发热
A．药物A 具有解热作用，服用该药物后皮肤汗腺分泌活动可能增强
B．丁组的处理是损毁下丘脑的发热家兔模型+M 溶液
C．本实验证明M 具有解热作用，但不能通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
D．机体产热和散热达到平衡时的温度为体温调定点，发热家兔的体温调定点升高
【答案】C
【知识点】体温调节、验证性实验与探究性实验
【分析】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。
【详解】A、比较甲组和乙组可知，药物A 具有解热作用，解热的原理是增加散热过程，皮肤汗腺的分
泌是散热的主要方式，所以可推测服用药物A 后汗腺的分泌活动可能会增强，A 正确；
BC、要探究M 是否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，丁组家兔出现发热
症状，M 不能起到调控体温的作用，说明M 通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，B 正确、C 错误；
D、机体产热和散热达到平衡时的温度即为体温调定点，发热家兔的体温调定点升高，D 正确。
故选C。
5
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4．逆境响应是指植物应对不良环境的系列反应。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS 基因表达下降，
生长减缓。用野生型（WT）和TS 基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图。下列叙述正确的是
（ ）
A．研究者的实验设计遵循“加法原理”
B．图1 表明TS 基因编码的蛋白质抑制IAA 的合成
C．据图2 推测，长期干旱条件下，TS 基因功能会消失
D．植物通过减少全部激素的含量来协调实现逆境响应
【答案】C
【知识点】遗传信息的翻译、其他植物激素的产生、分布和功能、验证性实验与探究性实验
【分析】植物激素是由植物体内产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影
响的微量有机物。
【详解】A、由图1 可知，TS 基因缺失会导致IAA 含量降低，植株生长减缓，由图2 可知，在干旱条件
下，TS 基因功能缺失突变株（ts）的生存率比野生型植株生存率高。TS 基因功能缺失突变株（ts）是
去除该基因功能，因此研究者的实验设计遵循的是“减法原理”，A 错误；
B、TS 基因缺失会导致IAA 含量降低，推测TS 基因编码的蛋白质促进IAA 的合成，B 错误；
C、根据图2，在干旱条件下，突变株的生存率更高，而野生型生存率显著降低，因此推测长期干旱条
件下，ts 数量会逐渐增多，野生型数量会逐渐减少甚至消失，所以野生型的TS 基因功能也会随之消失，
C 正确；
D、植物是通过协调激素含量与逆境响应的关系来维持正常生长的，激素都是相互协调起作用，因此植
物响应逆境并不是通过减少或者增加全部激素的含量来实现的，D 错误。
故选C。
5．甜瓜不耐储藏，容易软化、腐烂。实验人员用物质L 处理甜瓜后，检测甜瓜果实中的乙烯含量，结果
如图所示。下列分析正确的是（ ）
6
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A．该实验探究的是不同浓度的物质L 对甜瓜果实储藏的影响
B．本实验中两组的温度、湿度、储藏时间和氧气含量相同，均是无关变量
C．物质L 能够抑制甜瓜乙烯的合成，从而使得甜瓜不会成熟腐烂
D．在第3~6 天，对照组甜瓜的成熟度迅速增加，第6 天后可能容易软化、腐烂
【答案】D
【知识点】其他植物激素的产生、分布和功能、验证性实验与探究性实验
【分析】乙烯是植物内源激素，能够促进果实的成熟。在果实成熟过程中，乙烯的含量增加，进一步
促进有机物质的转化，加速成熟过程。乙烯能够促进叶片和果实的脱落，解除休眠状态。例如，乙烯
处理可以解除种子的休眠状态，促进萌芽。
【详解】A、分析题图可知，自变量是是否用物质L 处理、不同储藏时间，因变量是乙烯相对含量，故
该实验探究的是与不采用物质L 处理相比，不同储藏时间下，采用物质L 处理对甜瓜果实储藏的影响，
A 错误；
B、储藏时间设置了5 个梯度时间，是自变量，B 错误；
C、根据图表，物质L 的作用是处理甜瓜以降低乙烯含量，不能确定是抑制甜瓜乙烯的合成，从而延缓
成熟和腐烂，C 错误；
D、在第3～6 天，对照组甜瓜的乙烯相对含量迅速增加，根据乙烯的作用，果实在成熟过程中会逐渐
软化，特别是在储藏的后期，第6 天后可能容易软化、腐烂，D 正确。
故选D。
6．兴趣小组为比较A、B 两款洗手液的消毒效果，检测了用洗手液洗手前、后手部细菌的含量。用洗手液
洗手前的检测流程如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．用稀释涂布平板法统计洗手前、后的手部细菌数量
B．配制平板培养基时要加入水、无机盐、氮源、碳源和琼脂等成分
C．使用A 款洗手液后要彻底洗手，再使用B 款洗手液进行上述实验
D．该实验中洗手前的实验为对照组，用两款洗手液洗手后的实验为实验组
7
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【答案】C
【知识点】培养基的成分及其功能、其他微生物的分离与计数、验证性实验与探究性实验
【分析】微生物培养基的基本成分包括水、无机盐、碳源、氮源及特殊生长因子。培养基按物理性质
分为固体、半固体、液体培养基；按用途分为选择培养基和鉴别培养基。
微生物的接种：微生物接种的方法很多，最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法，常用来统计样品
活菌数目的方法是稀释涂布平板法。
【详解】A、稀释涂布平板法用于活菌计数的原理是当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个
菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就可以推测出样品中大约含有多
少活菌，用稀释涂布平板法统计洗手前、后的手部细菌数量，A 正确；
B、固体培养基的配方中应该包含碳源、氮源、水、无机盐及琼脂等成分，B 正确；
C、使用A 款洗手液后要彻底洗手，再使用B 款洗手液进行上述实验，就无法判断单独使用每款洗手液
的效果，C 错误；
D、洗手前的实验视为对照组，而使用洗手液后的实验结果则构成实验组，从而比较A、B 两款洗手液
的消毒效果，D 正确。
故选C。
7．为研究叶面喷施不同浓度赤霉素(GA3)、褪黑素(MT)、萘乙酸(NAA)和乙烯利(ETH)对盐碱胁迫下紫花苜
蓿的影响，设计实验，结果如图所示。每个调节剂设置 T1、T2、T3、T4四个浓度，以蒸馏水为对照
(CK)，丙二醛(MDA)的积累量与细胞膜结构和功能的破坏程度呈正相关。下列叙述错误的是（
）
A．该实验设计遵循了实验自变量控制中的“加法原理”
B．该实验的自变量为植物生长调节剂的种类和不同浓度，因变量为MDA 的含量
C．根据实验结果应选择GA 的
₃
T1组为最适合植物生长的调节剂及最适浓度
D．植物生长调节剂的分子结构不都与植物激素类似，但生理效应与植物激素类似
【答案】C
【知识点】植物生长调节剂及应用、验证性实验与探究性实验
【分析】植物生长调节剂主要分为两大类。一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸等
1。而另一类分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应，例如NAA（萘乙酸）、
矮壮素等。这说明，并非所有植物生长调节剂的分子结构都与植物激素相似。
【详解】A、加法原理是指在实验设计中，通过给研究对象施加自变量进行干预，探求某一变量会产生
什么结果，从而使研究对象在某些因素的作用下反映出某些特征，该实验设计喷施不同浓度赤霉素
8
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(GA3)、褪黑素(MT)、萘乙酸(NAA)和乙烯利(ETH)，每个调节剂设置 T1、T2、T3、T4 四个浓度，遵循
了实验自变量控制中的“加法原理”，A 正确；
B、该实验的自变量为不同种类和不同浓度的植物生长调节剂，因变量为MDA 的含量，因为丙二醛
(MDA)的积累量与细胞膜结构和功能的破坏程度呈正相关，B 正确；
C、根据实验结果，MT 的T2组MDA 的含量比蒸馏水为空白对照的CK 组还低，所以应选择MT 的T2组为最
适合植物生长的调节剂及最适浓度，C 错误；
D、尽管分子结构存在差异，但植物生长调节剂在生理效应上却与植物激素有着相似之处。它们都是人
工合成的化学物质，旨在调控植物的生长和发育过程，D 正确。
故选C。
8．茉莉酸甲酯（MeJA）是广泛存在于植物体内的一种植物激素，对植物生长发育有重要的调节作用。干
旱胁迫下，植物体内会产生活性氧，可引发脂质过氧化反应，丙二醛（MDA）是脂膜过氧化的主要分解
产物。为探究干旱胁迫下不同浓度MeJA 喷施处理对油茶幼苗的影响，某团队部分实验结果如图，其中
超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物歧化酶（POD）可以清除活性氧。下列相关叙述错误的是（ ）
A．为确定SOD 活性最高时外施MeJA 的浓度，应在0-300μmol/L 之间进一步实验
B．适当浓度MeJA 处理能有效保护类囊体薄膜，减少对植物光合作用的影响
C．推测干旱胁迫下植物体内MDA 含量升高，施用适宜浓度MeJA 对MDA 含量的稳定有积极作用
D．干旱胁迫下植物分泌脱落酸增加，通过体液运输作用于特定靶细胞，与MeJA 共同抵抗逆境
【答案】D
【知识点】其他植物激素的产生、分布和功能、验证性实验与探究性实验
【分析】植物激素对植物生长发育起到调节的作用，例如生长素能促进细胞生长，促进发芽等；细胞
分裂素能促进细胞分裂；脱落酸能抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落等。植物激素之间相互
作用共同调节植物的生长发育和适应环境变化的过程。
【详解】A、由图可知，在MeJA 浓度为0-300μmol/L 之间，SOD 活性先升高后降低，且在100μmol/L
时SOD 活性最高，所以为确定SOD 活性最高时外施MeJA 的浓度，应在0-300μmol/L 之间进一步实验，
A 正确；
B、因为SOD 和POD 可以清除活性氧，而活性氧可引发脂质过氧化反应，类囊体薄膜属于生物膜，适当
浓度MeJA 处理能使SOD 和POD 活性较高，从而有效清除活性氧，减少脂质过氧化反应，进而能有效保
护类囊体薄膜，减少对植物光合作用的影响，B 正确；
9
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C、干旱胁迫下，植物体内会产生活性氧，可引发脂质过氧化反应，MDA 是脂膜过氧化的主要分解产物，
所以推测干旱胁迫下植物体内MDA 含量升高，而施用适宜浓度MeJA 能使SOD 和POD 活性较高，从而对
MDA 含量的稳定有积极作用，C 正确；
D、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，脱落酸是通过极性运输等方式运输，且作用于特定靶细胞，与MeJA 共同抵抗逆境，D 错误。
故选D。
9．在一磷限制型水库设3 组实验围隔，进行不同处理：①营养盐加富组：添加磷酸二氢钾，使其浓度达
到先前总磷浓度的2 倍，此后不再添加；②加鱼组：投放一定量的罗非鱼；③对照组：不作任何处理。
定期采样，测定水体中的浮游植物的丰度和生物量。下图为不同处理后水体中浮游植物丰度和生物量
变化曲线图。下列分析不合理的是（ ）
A．营养盐加富组在采样期间优势种发生变化，说明该组发生了演替
B．图中浮游植物的丰度增加，说明水体群落中浮游植物种类增多
C．加鱼组中初始阶段生物量明显增多可能是罗非鱼捕食其他浮游动物
D．本实验中，磷是影响某些浮游植物种群数量变化的密度制约因素
【答案】B
【知识点】验证性实验与探究性实验、群落的演替及其影响因素、群落中生物的种间关系、影响种群
数量变化的因素
【分析】初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了
的地方发生的演替，如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。
次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁
殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替，如在火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上
进行的演替。
【详解】A、营养盐加富组在采样期间优势种发生变化，群落的优势种发生改变是群落演替的一个重要
特征，所以该组发生了演替，A 正确；
B、丰度是指单位体积中的生物个体数量，浮游植物的丰度增加，只能说明浮游植物个体数量增多，不
能说明水体群落中浮游植物种类增多，B 错误；
C、加鱼组中初始阶段生物量明显增多，可能是因为罗非鱼捕食了其他浮游动物，使得浮游植物被捕食
的压力减小，从而生物量增多，C 正确；
D、本实验中，营养盐加富组添加了磷后浮游植物的丰度和生物量发生了变化，说明磷是影响某些浮游
植物种群数量变化的密度制约因素，D 正确。
10
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故选B。
10．油菜素内酯（BL）已经被正式认定为第六类植物激素。下图表示科研工作者在探究油菜素内酯和光照
对小麦根生长情况的影响的实验结果，下列分析错误的是（ ）
A．在种子萌发方面，油菜素内酯与与脱落酸相抗衡
B．该实验中的对照组是光照+蒸馏水组和黑暗+蒸馏水组
C．该实验中油菜素内酯浓度、光照强度属于无关变量
D．实验说明光照和BL 都能促进根不对称生长，但BL 的促进作用更强
【答案】B
【知识点】其他植物激素的产生、分布和功能、不同的植物激素对植物生命活动的调节、验证性实验
与探究性实验
【分析】植物激素是由植物体内产生，能从产生部位运输到作用部位，对植物生长发育有显著影响的
微量有机物。
【详解】A、油菜素内酯（BL）能促进芽、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等，而
脱落酸能维持种子休眠，所以二者在种子萌发方面作用相抗衡，A 正确；
B、本实验自变量是油菜素内酯和光照，所以对照组是黑暗+蒸馏水组，而光照+蒸馏水组是实验组，B
错误；
C、本实验中用于处理小麦根的油菜素内酯浓度、光照强度需相同，属于无关变量，C 正确；
D、以黑暗+蒸馏水处理组为参考，与光照+蒸馏水处理相比，黑暗+BL 处理组根的不对称生长率更高，
因此BL 促进的作用更强，D 正确。
故选B。
二、多选题
11．褪黑素（由色氨酸经酶催化形成）和茉莉酸甲酯参与调节植物的生长发育和低温耐受。如图是不同处
理方式下水稻体内脯氨酸（A）和可溶性蛋白（B）的含量（单位μg/g），下列相关叙述错误的有（
）
A．褪黑素是植物体内的一种生长调节剂
11
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B．茉莉酸甲酯可催化植物体内脯氨酸的合成
C．外施褪黑素和茉莉酸甲酯可显著提高可溶性蛋白含量
D．植物可通过诱导脯氨酸和可溶性蛋白在体内积累以应对低温胁迫
【答案】ABC
【知识点】其他植物激素的产生、分布和功能、植物生长调节剂及应用、验证性实验与探究性实验
【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。植物激素作为信息分子，几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
【详解】A、由文本内容可知，褪黑素（由色氨酸经酶催化形成）和茉莉酸甲酯参与调节植物的生长
发育和低温耐受，生长调节剂是人工合成的对植物生长发育有调节作用的化学物质，褪黑素是植物体
内自身产生的，不是人工合成的，A 错误；
B、茉莉酸甲酯是参与调节植物的生长发育等，酶才具有催化作用，茉莉酸甲酯不是酶，不能催化脯
氨酸的合成，B 错误；
C、对比图中不同处理方式下水稻体内可溶性蛋白（B）的含量，与常温（N）相比，低温（L）处理下
可溶性蛋白含量显著提高，但在相同温度下，外施褪黑素和茉莉酸甲酯后，可溶性蛋白含量并未显著
提高，所以不能得出外施褪黑素和茉莉酸甲酯可显著提高可溶性蛋白含量的结论，C 错误；
D、从图中可以看出，低温（L）处理下脯氨酸（A）和可溶性蛋白（B）的含量均比常温（N）高，说
明植物可通过诱导脯氨酸和可溶性蛋白在体内积累以应对低温胁迫，D 正确。
故选ABC。
三、非选择题
12．美尼尔氏综合症（MD）是一种内耳疾病，其主要特征是内耳膜迷路（内耳的主要部分）积水，患者常
表现出反复发作的眩晕、听力下降等症状。
(1)MD 患者表现出的内耳膜迷路积水主要由该部位发生淋巴管阻塞造成，淋巴管阻塞导致内耳膜迷路
积水的原因是 。
(2)MD 患者内耳膜迷路积水会引发内耳中听毛细胞周边内环境稳态失衡进而导致听力下降。正常情况
下，声音传至内耳中引起听毛细胞纤毛膜上的K+通道打开，K+内流产生兴奋，此时兴奋部位纤毛膜外
电荷的移动方向是 。兴奋沿听觉神经纤维传递最终到达大脑皮层产生听觉，听觉的产生过程
（填“属于”或“不属于”）反射，理由是 。
(3)MD 患者体内抗利尿激素（ADH）含量明显高于健康人，减少ADH 的含量可明显缓解MD 患者的症状。
研究发现，夜晚规律且持续的睡眠能使MD 患者静脉回心血量增多，心肺感受器接受的刺激增强，经
迷走神经传入至 的冲动增加，使其分泌ADH 的量减少。临床实验发现，MD 患者在服用药物的同
时保证充足的水分摄入，眩晕发作率明显比只服用药物时降低。从水盐调节的角度分析，该比例降低
的原因是 。
(4)研究发现，糖皮质激素能够诱导内耳细胞中水通道蛋白（AQP3）基因的表达从而使MD 患者的眩晕
发作率降低、听力恢复。请设计实验验证上述结论。实验材料：MD 模型鼠若干只；地塞米松（糖皮质
激素）注射剂；生理盐水；注射器；RT-PCR 检测仪（可检测特定基因的表达情况）。简要写出实验思
路： ；预期实验结果： 。
【答案】(1)淋巴管阻塞导致组织液无法进入淋巴管，组织液积累增多
(2) 从未兴奋部位到兴奋部位 不属于 反射需要经过完整的反射弧，该过程缺少传出神
12
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经和效应器，不能构成反射
(3) 下丘脑 充足饮水后，细胞外液渗透压降低，对渗透压感受器的刺激减少，ADH 的分泌和
释放减少，可明显缓解MD 患者的眩晕症状
(4) 实验思路：将若干只MD 模型鼠均分为两组，一组注射生理盐水，另一组注射等量地塞米松
注射剂。一段时间后，用RT-PCR 检测仪检测两组鼠内耳细胞中水通道蛋白 与注射生理盐水的MD
模型鼠相比，注射地塞米松的MD 模型鼠内耳细胞中水通道蛋白（AQP3）的数量增加、眩晕发作率降
低、听力得到改善。
【知识点】反射与反射弧、水盐平衡调节、内环境的组成及成分、验证性实验与探究性实验
【分析】饮水不足、体内失水过多或吃的食物过咸时，会导致细胞外液渗透压升高，细胞外液渗透压
会升高，下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激。这个刺激一方面传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接
调节水的摄入量；另一方面促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加，从而促进肾小管和集合管
对水分的重吸收，减少了尿量的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。
【详解】（1）内环境主要由血浆、组织液和淋巴液构成，组织液与血浆之间可以相互渗透，一些组
织液可渗入毛细淋巴管形成淋巴液，淋巴液通过淋巴循环返回血浆。MD 患者的内耳膜迷路部位发生淋
巴管阻塞，导致组织液无法进入淋巴管，组织液积累增多，进而导致内耳膜迷路积水。
（2）神经纤维处于静息状态时，未兴奋部位膜两侧的电位表现为外正内负；受到刺激产生兴奋（动
作电位）时，兴奋部位膜两侧的电位表现为外负内正，兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在
而发生电荷的移动，形成局部电流，而电荷的移动方向是从正电位到负电位。据此可推知：正常情况
下，声音传至内耳中引起听毛细胞纤毛膜上的K+通道打开，K+内流产生兴奋时，兴奋部位纤毛膜外电
荷的移动方向是从未兴奋部位到兴奋部位。兴奋沿听觉神经纤维传递最终到达大脑皮层产生听觉，听
觉的产生过程不属于反射，这是因为反射需要经过完整的反射弧，而听觉的产生过程缺少传出神经和
效应器，没有完整的反射弧参与，所以不能构成反射。
（3）抗利尿激素（ADH）是由下丘脑分泌、垂体释放的。夜晚规律且持续的睡眠能使MD 患者静脉回
心血量增多，心肺感受器接受的刺激增强，经迷走神经传入至下丘脑的冲动增加，使其分泌ADH 的量
减少。MD 患者在服用药物的同时保证充足的水分摄入，充足饮水后，细胞外液渗透压降低，对下丘脑
中的渗透压感受器的刺激减少，ADH 的分泌和释放减少，因此可明显缓解MD 患者的眩晕症状。
（4）研究发现，糖皮质激素能够诱导内耳细胞中水通道蛋白（AQP3）基因的表达从而使MD 患者的眩
晕发作率降低、听力恢复。若设计实验验证上述结论，则自变量为糖皮质激素的有无，因变量是内耳
细胞中水通道蛋白的数量、MD 患者的眩晕发作率、听力，对实验结果有影响的因变量应控制相同且适
宜，据此依据实验设计遵循的单一变量原则、对照原则可知其实验思路为：将若干只MD 模型鼠均分
为两组，一组（对照组）注射生理盐水，另一组（实验组）注射等量地塞米松（糖皮质激素）注射剂。
一段时间后，用RT-PCR 检测仪检测两组鼠内耳细胞中水通道蛋白。因该实验是验证性实验，其结论
是已知的，即糖皮质激素能够诱导内耳细胞中水通道蛋白（AQP3）基因的表达从而使MD 患者的眩晕
发作率降低、听力恢复，所以预期的实验结果为：与注射生理盐水的MD 模型鼠相比，注射地塞米松
的MD 模型鼠内耳细胞中水通道蛋白（AQP3）的数量增加、眩晕发作率降低、听力得到改善。
13．反复社交挫败的小鼠血液中单核细胞（一类白细胞）增多，单核细胞被募集到脑组织中，分泌细胞因
子，作用于神经元，导致小鼠长期焦虑、社交退缩和认知障碍。下图表示反复社交挫败导致单核细胞
增多的部分机理，请回答下列问题。
13
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(1)反复社交挫败导致下丘脑合成和分泌 （填CRH 的名称）增加，CRH 与 细胞的受体
结合，促进合成分泌ACTH，ACTH 通过 运输到肾上腺，促进肾上腺皮质细胞合成分泌糖皮
质激素。
(2)④、⑤过程分泌的儿茶酚胺分别属于 （填信息分子类型），能作用于骨髓。
(3)糖皮质激素和儿茶酚胺共同作用于骨髓中的 细胞，使其分裂、分化为单核细胞。激活的单
核细胞能吞噬并杀伤病原体，也能摄取、处理并呈递抗原，这分别属于人体免疫的第 道防线。
(4)为验证药物X 对反复社交挫败小鼠的治疗效果，研究人员进行如下实验：
步骤一 制备社交挫败模型鼠将实验小鼠每天置于？小鼠笼中10 分钟，然后用透明板隔开，持
续多日，直至检测发现实验小鼠进入旷场中心所用的时间增加，停留旷场中心的时间缩短，认定实验
小鼠造模成功。
步骤二 实验处理用等量的药物Ⅹ和生理盐水处理模型鼠和正常鼠。
步骤三 实验结果检测一段时间后，对两组小鼠进行旷场实验，检测结果。
①步骤一中“？”处小鼠具有的特征是 。
a、体型较大，具攻击性
b、体型相当，无攻击性
c、体型较小，性格温顺
②若药物X 有显著疗效，图是正常鼠的预期实验结果。请在答题卡相应位置绘制模型鼠的预期实验结
果示意图。 。
14
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【答案】(1) 促肾上腺皮质激素释放激素 垂体 体液
(2)激素、神经递质
(3) 造血干 二、三
(4) a
【知识点】兴奋在神经元之间的传递、激素分泌的分级调节、非特异性免疫与特异性免疫、验证性实
验与探究性实验
【分析】肾上腺皮质激素的调节过程：下丘脑→促肾上腺皮质激素释放激素→垂体→促肾上腺皮质激
素→肾上腺→肾上腺皮质激素，同时肾上腺皮质激素还能对下丘脑和垂体进行负反馈调节。
【详解】（1）反复社交挫败导致下丘脑合成和分泌促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）增加。这种激
素随后与垂体细胞的受体结合，促进垂体合成并分泌促肾上腺皮质激素（ACTH）。ACTH 通过体液运输
（具体是血液循环）到达肾上腺，进一步促进肾上腺皮质细胞合成并分泌糖皮质激素。
（2）据题图分析可知，④过程是通过交感神经作用于肾上腺髓质产生的激素，⑤过程通过交感神经
产生的神经递质。这两种信息分子都能作用于骨髓，对骨髓中的细胞产生影响。
（3）据题图分析可知，糖皮质激素和儿茶酚胺共同作用于骨髓中的造血干细胞，刺激这些细胞分裂、
分化为单核细胞。单核细胞在免疫系统中具有重要作用，它们既能吞噬并杀伤病原体（这属于人体免
疫的第二道防线），也能摄取、处理并呈递抗原（这是人体免疫的第三道防线，即特异性免疫的启动
阶段）。
（4）①在步骤一中，为了制备社交挫败模型鼠，需要将实验小鼠每天置于具有特定特征的小鼠笼中。
根据实验目的和常识，这些特征应该是体型较大且具有攻击性，这样实验小鼠在与这些小鼠的互动中
才会感受到社交挫败，a 正确，bc 错误。
15
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故选a。
②若药物X 有显著疗效，那么它应该能够改善反复社交挫败小鼠的焦虑、社交退缩和认知障碍等症状。
在旷场实验中，正常鼠会表现出较短的进入中心时间和较长的停留中心时间，因为它们没有经历社交
挫败，行为较为正常。而模型鼠（即未经药物治疗的反复社交挫败小鼠）则会表现出较长的进入中心
时间和较短的停留中心时间，显示出焦虑、社交退缩等症状。但是，如果药物X 有效，那么模型鼠经
过药物治疗后，这些症状应该会得到缓解，即进入中心时间缩短，停留中心时间延长。故可用下图表
示：
。
14．血液激肽-1（HK-1）是近几年新发现的一种速激肽。相关研究表明HK-1 对抓挠等神经性反应及某些
炎症具有调节作用。请回答相关问题。
(1)HK-1 对炎症的调节过程如图所示，可知机体分泌HK-1 的过程的调节方式是 ，SP 和HK-1 在
调节炎症a 调节细胞的活性方面，表现为 关系。
(2)已知在一般情况下，小鼠体内的HK-1 含量与肾上腺素的含量呈正相关，则阻断健康小鼠下丘脑与
垂体之间的联系一段时间之后，小鼠体内HK-1 含量的变化趋势为 （填“升高”“降低”或
“基本不变”），原因是 。
(3)科学家发现SP 可通过促进HK-1 的分泌来促进炎症a 调节细胞的生长。某实验人员以无NKIR-S
（SP 的特异性受体）的小鼠炎症a 调节细胞为材料，在细胞培养液中额外添加不同物质分组培养，欲
验证该结论。实验设计如下表。
组
额外添加物质
炎症a 调节细胞生长状
16
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号
况
A
无
无明显生长变化
B
HK-1
较A 组生长明显加快
C
SP
无明显生长变化
D
腺体a 缺失小鼠的血
清
①
E
②
较A 组生长明显加快
实验结果分析：
I．C 组的设计意图是 。请填写① 。
Ⅱ．请结合本实验目的，尝试填写② ，使结果如表所示。
【答案】(1) 神经—体液调节 协同（或协同作用）
(2) 基本不变 肾上腺素的分泌不受垂体的调控/肾上腺素的分泌直接受神经系统调节
(3) 排除SP 能直接促进炎症a 调节细胞的生长的干扰 无明显生长变化 腺体a 缺失小鼠
注射过SP 的血清
【知识点】兴奋在神经元之间的传递、激素分泌的分级调节、体液免疫、验证性实验与探究性实验
【分析】神经调节作用途径是反射弧，反应速度迅速，作用范围准确、比较局限，作用时间短暂；体
液调节作用途径是体液运输，反应速度较缓慢，作用范围较广泛，作用时间比较长。神经调节与体液
调节之间的关系可以概括为以下两个方面：一方面，体内大多数内分泌腺活动都受中枢神经系统的控
制；另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
【详解】（1）从感受器接受刺激到腺体a 分泌SP，属于神经调节；再到分泌HK-1，属于体液调节，
所以说腺体a 分泌SP 是通过神经冲动引起的，SP 促进淋巴细胞分泌HK-1，这种通过神经影响激素的
分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式，为神经-体液调节；从图中可知，SP 和HK-1 都促进炎症
a 调节细胞的活性，属于协同作用；
（2）因为肾上腺素的分泌不受垂体的调控/肾上腺素的分泌直接受神经系统调节，所以切断下丘脑与
垂体之间的联系后，肾上腺素的含量基本不变，因HK-1 和肾上腺素含量呈正相关，故HK-1 的含量也
基本不变；
（3）因为肾上腺素的分泌不受垂体的调控/肾上腺素的分泌直接受神经系统调节，所以切断下丘脑与
垂体之间的联系后，肾上腺素的含量基本不变，因HK-1 和肾上腺素含量呈正相关，故HK-1 的含量也
基本不变。 （3）实验小鼠无NKIR-S（SP 的特异性受体），据图可知实验小鼠的淋巴细胞和炎症a 调
节细胞上均无SP 的受体。C 组添加SP，炎症a 调节细胞无明显生长，排除SP 能直接促进炎症a 调节
细胞的生长的干扰；腺体a 缺失小鼠无法分泌SP，其淋巴细胞和炎症a 调节细胞上虽有SP 受体，但
无SP，则培养液中既无SP 也无HK-1，则炎症a 调节细胞无明显生长变化；E 组生长加快，可知必有
HK-1 起了调节作用。D 组引入了腺体a 缺失小鼠的血清，表示有这种小鼠可利用，其淋巴细胞和炎症
a 调节细胞上有SP 受体．只是无SP，如果将SP 注入腺体a 缺失小鼠，则小鼠体内的淋巴细胞会接收
到SP 的刺激，从而产生HK-1，故E 组可加入腺体a 缺失小鼠注射过SP 的血清。（注：E 组不可加入
正常小鼠的血清，因其成分极复杂，不能说明是什么物质导致了实验结果。而加入腺体a 缺失小鼠注
射过SP 的血清，D 与E 组作相互对照，可确定是SP 通过促进HK-1 起作用。）
17
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15．随着工业的发展，镉污染对环境和人类健康造成了极大的威胁。研究表明，镉对香樟幼苗光合作用具
有抑制作用。为研究吲哚乙酸对镉胁迫下香樟幼苗光合作用的影响，某研究小组进行了相关实验，结
果见下表。
组
别
实验处理
叶绿素含量mg/g
镉浓度mg/kg
吲哚乙酸浓度mg/kg
甲
0
0
1.846
乙
20
0
1.337
丙
20
5
1.585
丁
20
10
2.141
戊
20
40
1.756
回答下列问题。
(1)香樟叶片中的叶绿素吸收的光能有以下两方面用途： 。为提取香樟叶片中的叶绿素，应在
研钵中加入剪碎的香樟叶片和 ，经快速研磨、过滤后收集滤液。
(2)与甲组相比，乙组的实验结果说明 。
(3)据表分析，吲哚乙酸可 （填“加剧”或“缓解”）镉对香樟幼苗光合作用的抑制。为进一
步探究吲哚乙酸作用的最适浓度，请写出简要的实验思路 。
【答案】(1) 一方面将水分解为氧和
，另一方面是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP
与Pi 反应形成ATP 无水乙醇、碳酸钙和二氧化硅
(2)镉胁迫下香樟叶片的叶绿素含量降低，从而使光合作用受抑制
(3) 缓解 在浓度为5-40mg/kg 范围内缩小浓度梯度，配置系列浓度的吲哚乙酸溶液重复上
述实验，一段时间后检测香樟幼苗叶片中的叶绿素含量
【知识点】绿叶中色素的提取和分离实验、光反应、暗（碳）反应的物质变化和能量变化、不同的植
物激素对植物生命活动的调节、验证性实验与探究性实验
【分析】实验目的是研究吲哚乙酸对镉胁迫下香樟幼苗光合作用的影响，自变量是吲哚乙酸的浓度，
镉浓度是无关变量，保持相同，因变量是叶绿素含量。
【详解】（1）叶绿素吸收的光能有以下两个方面的用途：一是将水分解为氧和 H + ，二是在
有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP 与Pi 反应形成ATP。提取叶绿素，应在研钵中加入剪碎的香
樟叶片和无水乙醇（溶解色素）、碳酸钙（防止色素遭到破坏）和二氧化硅（为了研磨的充分），经
快速研磨、过滤后收集滤液。
（2）甲组是对照组，乙组是镉胁迫组，乙组的叶绿素含量低于甲组，说明了在镉胁迫下香樟叶片的
叶绿素含量降低，从而使光合作用受抑制。
（3）乙组为镉胁迫组，丙、丁、戊组给予了不同浓度的吲哚乙酸处理，与乙组相比较，丙、丁、戊
组的叶绿素含量均高于乙组，说明了吲哚乙酸可环节镉对香樟幼苗光合作用的抑制。若要进一步探究
吲哚乙酸作用的最适浓度，可在5-40mg/kg 的浓度范围内缩小浓度梯度，配置系列浓度的吲哚乙酸溶
液重复上述实验，一段时间后检测香樟幼苗叶片中的叶绿素含量即可。
16．为探究全球气候变暖背景下，不同物种在资源捕获和环境适应能力上的差异，某研究团队选取两种危
18
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害严重的入侵植物白花鬼针草和假臭草作为实验材料，同时选取本地植物一点红作为对照，设置不同
的昼夜增温处理，对三种植物单独种植时的生长状况、生物量分配等开展了相关研究，部分结果见下
图。
回答下列问题：
(1)增温属于 （填“密度制约因素”或“非密度制约因素”），会影响不同植物的种群数量。
(2)植物生长状况取决于体内积累的总生物量。由图1 可知，白天增温可以提高 的总生物量。
(3)生物量分配能够反映植物应对环境变化的资源分配策略。由图2 可知，全天增温条件下白花鬼针
草的 分配增加，从而有利于 ，使其竞争能力更强。
(4)有人认为增温条件下入侵植物根系产生的化学信息可能通过地下传递给邻近植物，从而抑制本地
植物的生长，并设计了一个实验来探究这一假说，完成下列表格。
实验设计方案
设计图
示
实验材
料
选取5 株盆栽植物等距排列，待幼苗3cm 高时进行实验处理。入侵植物：
（填序号）本地植物： （填序号）
实验处
理
对照组：
实验组：增温处理（红外辐射器，2000W，增温幅度1.5-2℃）
控制条
件
处理一周时间，每天定时给所有植物浇水，确保存活
测量指
标
本地植物的生物量
预期结
果
若对照组中本地植物的生物量基本相同，实验组中 ，则假说成立。
【答案】(1)非密度制约因素
(2)白花鬼针草和假臭草
(3) 地下生物量（或根生物量） 更好地吸收水分和无机盐
(4) 3 1245 室温/常温处理 本地植物12 生物量等于对照组，本地植物45 生物量低
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于12(或低于对照组)
【知识点】影响光合作用的因素、影响种群数量变化的因素、生态系统的生产量和生物量、验证性实
验与探究性实验
【分析】1、生物入侵是指由于人类有意或无意地把某种生物带入适宜它栖息和繁衍的地区后，其种
群不断扩大，分布区域稳定扩展的现象。
2、生物入侵会导致生物多样性降低。
3、生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高。
【详解】（1）一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强 度与该种群的密度是相关的。
例如，同样是缺少食物，种群 密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因 素称为密
度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、 火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的
密度无关， 因此被称为非密度制约因素。增温属于非密度制约因素，会影响不同植物的种群数量。
（2）由图1 可知，白天增温可以提高白花鬼针草和假臭草的总生物量。
（3）生物量是指生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质 （包括生物体内
所存的食物） 的鲜重或干重总量，常以干重表示；由图2 可知，全天增温条件下白花鬼针草的地下
生物量（或根生物量）分配增加，从而有利于更好地吸收水分和无机盐，使其竞争能力更强。
（4）实验应该遵循对照原则、单一变量原则和控制无关变量原则等，实验目的是探究增温条件下入
侵植物根系产生的化学信息是否通过地下传递给邻近植物，从而抑制本地植物的生长。由设计图可知，
3 为入侵植物，1245 为本地植物；对照组室温/常温处理，实验组：增温处理（红外辐射器，2000W，
增温幅度1.5-2℃）；预期结果：若对照组中本地植物的生物量基本相同，实验组中本地植物12 生物
量等于对照组，本地植物45 生物量低于12（或低于对照组，则假说成立。
17．海马区是大脑中的一个区域，可通过尖波涟漪（SPW-Rs）等多种形式的电信号调节认知活动，同时它
也参与机体内分泌调节。回答下列问题：
(1)海马区神经元由静息电位转化为动作电位时，其膜电位的变化是 。
(2)研究人员研究了SPW-Rs 的产生与组织间隙中葡萄糖浓度波动之间的关系。通过对大鼠组织间隙葡
萄糖浓度和海马区电信号的连续监测后，分析二者的相关性，结果如图所示。
由图可知该实验的结果是 。上述实验结果不能证明SPW-Rs 是调节葡萄糖浓度的直接因
素，理由是存在的相关性只是说明二者可能同时发生，但不能说明两者具 关系。
(3)为进一步证明“SPW-Rs 参与葡萄糖浓度调节”，请基于下列材料设计实验，并预期实验结果，进
行验证。
20
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材料和设备：大鼠，植入式电极（可诱导所在区域产生SPW-Rs），葡萄糖浓度传感器。
实验组： ，
对照组： 。
预期结果： 。
(4)大多数的SPW-Rs 发生在睡眠期间。大量调查表明，长期睡眠规律的人群患糖尿病的风险显著降低，
请结合该研究对此现象做出解释 。
【答案】(1)由内负外正转化为内正外负（或由外正内负转化为外负内正）
(2) 单位时间内SPW-Rs 发生次数越多，葡萄糖浓度越低(呈负相关) 因果
(3) 给大鼠海马区植入电极，在组织间隙中放置葡萄糖浓度传感器 假手术，在同种组织(相
同位置)放置传感器 实验组葡萄糖浓度低于对照组
(4)本研究显示SPW-Rs 可降血糖，故充足的睡眠可保证海马区发生足够多的 SPW-Rs，进而起到降血
糖的效果，有利于预防糖尿病
【知识点】兴奋在神经纤维上的传导、血糖调节、验证性实验与探究性实验
【分析】1、当神经纤维某一部位受到刺激时，细胞膜对Na+的通透性增加，Na+内流，这个部位的膜两
侧出现暂时性的电位变化，表现为内正外负的兴奋状态，此时的膜电位称为动作电位，而邻近的未兴
奋部位仍然是内负外正。在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形
成了局部电流。
2、糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖。糖尿病分为1、2 两种类型。1
型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病。2 型糖尿病的发病率与遗
传、环境、生活方式等密切相关。
【详解】（1）神经细胞处于静息状态时，细胞膜内外侧电荷分布为外正内负；神经细胞处于兴奋状
时，细胞膜内外侧电荷分布为外负内正。因此，海马区神经元由静息电位转化为动作电位时，其膜电
位的变化是由内负外正转化为内正外负（或由外正内负转化为外负内正）。
（2）据图可知，该实验的结果是随着单位时间内SPW-Rs 发生次数越多，葡萄糖浓度越低(呈负相关)。
但该结果只能说明葡萄糖浓度大小与SPW-Rs 发生次数相关，并不能说明单位时间内SPW-Rs 发生次数
直接导致葡萄糖浓度改变，即无法说明两者具有因果关系。
（3）依题意，实验的目的是证明“SPW-Rs 参与葡萄糖浓度调节”，则为达到实验目的，实验的自变
量应设为是否产生SPW-Rs，因变量为组织间隙的葡萄糖浓度。故实验组的设置为：给大鼠海马区植入
电极，在组织间隙中放置葡萄糖浓度传感器；对照组的设置为：假手术，在同种组织(相同位置)放置
传感器。实验的结果为实验组葡萄糖浓度低于对照组葡萄糖浓度，则证明了SPW-Rs 参与葡萄糖浓度
调节。
（4）依题意，大多数的SPW-Rs 发生在睡眠期间，结合以上实验结果，若充足的睡眠可保证海马区发
生足够多的 SPW-Rs，进而起到降血糖的效果，有利于预防糖尿病。因此，长期睡眠规律的人群患糖
尿病的风险显著降低。
18．植物通过改变激素水平在自身生长与适应环境胁迫之间取得平衡、研究发现，水稻受到干旱胁迫时，
GA20 氧化酶基因（NA 基因）表达下降，生长减缓但抗旱性增强。为了研究该过程中的相关机制，科
研人员以三种水稻为材料进行相关实验：野生型水稻组（WT）、NA 基因功能缺失突变株组（na）、NA
基因过表达植株组（OE），实验结果如下图所示（ABA：脱落酸；GA：赤霉素）。请回答下列问题：
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(1)ABA 主要在植物的 等部位合成，它在植物体中的作用是 （至少答两点）。
(2)实验一、二结果表明，NA 基因编码的蛋白可 GA 的合成，可 ABA 的合成（填“促进”
或“抑制”）。
(3)研究发现na 植株生长缓慢但抗逆性增强，根据三组实验结果，推测出现这种现象的机制是 。
【答案】(1) 根冠、萎蔫的叶片 促进气孔关闭，促进叶和果实的衰老和脱落，维持种子休
眠等
(2) 促进 抑制
(3)导致减少水分散失，提高抗旱性。同时，由于GA 含量低，生长受到抑制，导致植株生长缓慢。
【知识点】其他植物激素的产生、分布和功能、不同的植物激素对植物生命活动的调节、验证性实验
与探究性实验
【分析】植物激素是由植物体内产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影
响的微量有机物。由人工合成的调节植物生长发育的化学物质被称为植物生长调节剂。脱落酸是一种
有机物（ABA），是一种抑制生长的植物激素，因能促使叶子脱落而得名，除促使叶子脱落外，还有
使芽进入休眠状态、促使马铃薯形成块茎等作用。
【详解】（1）脱落酸在根冠、萎蔫的叶片等部位合成，具有抑制细胞分裂，促进气孔关闭，促进叶
和果实的衰老和脱落，维持种子休眠的作用；
（2）从实验一结果可以看出，NA 基因突变的植株（na）GA 的含量比野生型（WT）明显降低，因此可
得知NA 基因编码的蛋白促进GA 的合成。实验二结果显示，NA 基因突变的植株（na）ABA 的含量显著
高于野生型（WT）和过表达植株（OE），因此可以推断NA 基因编码的蛋白抑制ABA 的合成；
（3）根据实验三，NA 基因突变的植株（na）在干旱条件下的气孔关闭比例显著高于WT 和OE 植株，
因此这种机制导致减少水分散失，提高抗旱性。同时，由于GA 含量低，生长受到抑制，导致植株生
长缓慢。
19．渐冻症（ALS）是一种严重的运动神经元损伤疾病。患者病变部位的相关生理变化过程如图所示，其
大脑、脑干和脊髓中运动神经细胞受到损伤后，肌肉逐渐萎缩无力，直至瘫痪，而大脑始终保持清醒，
因此患者常会焦虑和抑郁。
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(1)早期患者无尿意但能有意识地控制排尿，原因是 。晚期患者因 （填“交感”或“副
交感”）神经兴奋，使膀胱缩小，出现尿不尽现象。
(2)经检测，ALS 患者突触间隙的谷氨酸含量比正常人高，其持续作用能引起 ，突触后神经细胞
渗透压升高，最终水肿破裂。目前，临床上常用药物利鲁唑来缓解ALS 患者的症状，据上图分析，其
作用机理可能是 。在对患者注射某些神经类药物进行治疗时，病人能感觉到疼痛，其原因是
。
(3)研究发现，中药在止痛和抗抑郁方面有显著疗效。为探究五味子对抑郁症模型小鼠社交障碍的影
响，科研人员设计并进行实验，结果如下图，据图分析可得出结论： 。
【答案】(1) 高级中枢对低级中枢有调控作用 副交感
(2) Na+过度内流 抑制NMDA 的活性，进而抑制Na+内流 患者运动神经元受到损伤，而感
觉神经元没有受到损伤（完好），因此对患者注射神经类药物进行治疗时，病人有感觉
(3)低浓度（5-10 单位）的五味子有助于缓解抑郁症模型小鼠的社交障碍，高浓度的五味子（20 单
位）不仅不能缓解，还可能加重社交障碍
【知识点】兴奋在神经元之间的传递、验证性实验与探究性实验、神经系统对内脏活动的分级调节
【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。
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【详解】（1）排尿中枢在脊髓，由于大脑皮层高级中枢对低级中枢脊髓有调控作用，早期患者基本
可以有意识地控制排尿。晚期患者脊髓通过副交感神经兴奋，会使膀胱缩小，出现尿不尽现象。
（2）ALS 患者突触间隙的谷氨酸含量比正常人高，持续作用引起Na+过度内流，突触后神经细胞渗透
压升高，最终水肿破裂，从而导致运动神经细胞受损，进而表现患病。据图，临床上常用药物利鲁唑
来缓解ALS 患者的症状，其机理可能是通过抑制NMDA 的活性，进而抑制Na+内流，来缓解症状。在对
患者注射某些神经类药物进行治疗时，病人之所以能感觉到疼痛，是由于ALS 运动神经元受损，感觉
神经元完好，因此患者注射某些神经类药物进行治疗时，病人能感觉到疼痛。
（3）实验目的是探究五味子对抑郁症模型小鼠社交障碍的影响，自变量是五味子的浓度，因变量是
社交偏好率，生理盐水组，模型鼠的社交偏好率低于对照组，说明社交偏好率越高，社交能力越强。
模型组中，5 单位五味子组，社交偏好率升高，10 单位五味子组，社交偏好率也升高，但升高不明显，
20 单位五味子组，社交偏好率下降，说明在一定的浓度范围内（低浓度的）五味子有助于缓解抑郁症
模型小鼠的社交障碍，超过一定范围的（高浓度的）五味子（20 单位）不仅不能缓解，还可能加重社
交障碍。
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