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
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
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）___________。
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__________。
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__________。
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）
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_______________。
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___________。
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。____________
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。
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。
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-l）
AChE活性/（U·mg prot-1）
到达原平台水域的时间/s
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。
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________________________。
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：____________。
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______________。
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_______。
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)PSⅠ和PSⅡ是高等植物类囊体膜上的两个光系统，其中PSⅡ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PSⅡ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）。
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_____。
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____________。
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)PSⅡ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PSⅡ复合物的组成部分，对维持PSⅡ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______。
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。
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。_________________________
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。
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：________________________。
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。
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___________。
