2023届高考生物二轮复习解读实验设计难点学案

这是一份2023届高考生物二轮复习解读实验设计难点学案，共22页。学案主要包含了p106，p108，p262等内容，欢迎下载使用。

第二讲　解读实验设计难点
　【p106】
实验探究类试题是高考生物的常考点，对这类试题的考查往往从分析原因依据、补充实验步骤、设计实验思路等角度进行，通过掌握各类解题模型，才能快速解题。
模型1　完善实验步骤的一般流程如下图所示：
―→题干问题“验证(探究)……对……的影响”或“验证……是……的原因”等为实验目的

　　　


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―→根据因变量选择合适的检测指标；如果题干给出实验结果或结论，则需根据实验结果或结论来选择检测指标
按照流程，缺少第3、4、5步中的哪步，则补充哪步。
模型2　分析评价实验方案：
―→看实验是否设置了对照。如果有对照，看对照设计是否合理，是否符合单一变量原则；看变量处理是否合理


　　　

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模型3　设计实验方案：
实验思路是较为“粗线条”的思考过程，而实验步骤是更为“细节化”的操作流程。实验思路的书写模式一般为“分组＋施加自变量＋检测因变量”，无关变量可写可不写。
―→―→
　【p106】
　　　　　　　　　　　　　　　

　　(2021·江苏)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图表示叶肉细胞中部分代谢途径，虚线框内示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”，请据图回答下列问题。

(1)叶绿体在____________________上将光能转变成化学能，参与这一过程的两类色素是________________________________________________________________________。
(2)光合作用时，CO2与C5结合产生三碳酸，继而还原成三碳糖(C3)，为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3必须用于再生________；运到细胞质基质中的C3可合成蔗糖，运出细胞。每运出一分子蔗糖相当于固定了________个CO2分子。
(3)在光照过强时，细胞必须耗散掉叶绿体吸收的过多光能，避免细胞损伤。草酸乙酸/苹果酸穿梭可有效地将光照产生的________中的化学能(还原能)输出叶绿体，并经线粒体转化为________中的化学能。
(4)为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：取培养10～14 d大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物进入叶片。光照培养后，测定，计算光合放氧速率(单位为μmolO2·mg－1chl·h－1，chl为叶绿素)。请完成下表。

实验步骤的目的
简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液
寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组
①__________________________
②__________
对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
光合放氧测定
用氧电极测定叶片放氧
③____________
称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定
　　【解析】(1)光合作用光反应场所为类囊体薄膜，将光能转变成化学能，参与该反应的光合色素是叶绿素、类胡萝卜素。
(2)据题意在暗反应过程中为维持光合作用持续进行，部分新合成的C3可以转化为C5继续被利用；一分子蔗糖含12个碳原子，C5含有5个碳原子，据图固定1个CO2合成1个C3，因为还要再生出C5，故需要12个CO2合成一分子蔗糖。
(3)NADPH起还原剂的作用，含有还原能，呼吸作用过程中能量释放用于合成ATP中的化学能和热能。
(4)设计实验遵循单一变量原则，对照原则，等量原则，对照组为在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮溶液。对照组和各实验组均测定多个大麦叶片的原因是减少叶片差异造成的误差。称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上清液测定其中叶绿素的含量。
【答案】(1)类囊体薄膜　叶绿素、类胡萝卜素
(2)C5　12
(3)NADPH　ATP
(4)①在水中加入相同体积不含寡霉素的丙酮　②减少叶片差异造成的误差　③叶绿素定量测定(或测定叶绿素含量)
(2021·湖北)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取__________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量______________________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
【解析】(1)分析题意可知，实验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液(单一变量和无关变量一致原则)；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)据题意可知，物质甲和物质乙对酶A的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，可能的情况有：①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
【答案】(1)2　甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高　透析前后，两组的酶活性均不变　加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变　加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
(2021·山东)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如下图所示。

(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为____________。
(2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSc，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSc效果不同的原因可能是________________、________________、________________。(答出3种原因即可)
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
预测实验现象：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】(1)由图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相应激素，在通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，这过程体现了激素分泌的分级调节。
(2)过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSc细胞，过程①是传出神经先作用于肾上腺髓质使其分泌NE再作用于MeSc细胞，这两种方式中过程②的作用效果大于过程①，这可能原因有两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSc的时间不同，过程②中NE作用时间快，过程①中NE作用时间慢。
(3)观察黑色小鼠的体毛即观察是否变白以及是否脱发，由图可知，过度紧张和焦虑会导致黑色素细胞减少，引起头发变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱发。为了验证长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，可取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。预期观察到的实验现象：A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多(生长旺盛)，变白。由此可见，长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑导致脱发和白化现象，切除肾上腺有助于抑制脱毛的现象，但对白化减少影响不大。
【答案】(1)分级调节
(2)两过程NE的作用方式不同(或NE分别作为激素和神经递质起作用)　两过程NE的浓度不同　两过程NE运输到MeSc的时间不同
(3)取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化　A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多(生长旺盛)，变白
　【p108】
考查实验设计，可与传统文化、生活实际、生产实践、人体健康、生态环保与科技前沿等情境密切相关，全方面多角度考查社会责任。
　　　　　　　　　　　　　　　

　【p262】
A组(选择题为单选)
1．(2022·北京八十中模拟预测)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果发现，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低。为验证上述实验结果，某同学设计如下方案：
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
根据上述方案分析，该方案(　　)
A．设计完善，无不足
B．缺少对照实验
C．未能控制单一变量
D．样本数量过少且未重复实验
【答案】D
【解析】该同学取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，样本数量过少且未重复实验，可能因为个体差异具有偶然性，降低实验的可信度，A错误，D正确；该同学的实验方案设置不同温度处理的甲和乙两组，为相互对照实验，B错误；该实验方案中，除自变量温度的差异以外，其他变量如果实成熟度、大小和容积等均为无关变量，都控制为相同，所以该实验方案是控制了单一变量的，C错误。
2．(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化物歧化酶(SOD，该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验：T1(昼夜15～10 ℃)，T2(昼夜10～5 ℃)和CK(昼夜25～15 ℃)。低温锻炼十天后，将三组幼苗同时进行冷胁迫处理，测定各项生化指标，结果如下图。下列相关分析不正确的是(　　)

A．低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解
B．在冷胁迫下，经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降，但仍高于未经低温锻炼的CK组
C．幼苗经过低温锻炼后可能使清除自由基的机制起作用，增强其对冷胁迫环境下的适应能力
D．未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
【答案】D
【解析】在冷胁迫下，T1和T2组甜瓜幼苗细胞中叶绿素含量均低于CK组，说明低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解，A正确；据图可知，在冷胁迫下，经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降，但仍高于未经低温锻炼的CK组，B正确；由题干可知，SOD能减缓植株的衰老，幼苗经过低温锻炼后，SOD活性提高，故低温锻炼可能使清除自由基的机制起作用，增强其对冷胁迫环境下的适应能力，C正确；低温会使酶的活性降低，但空间结构不改变，故未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低，不是其空间结构发生改变导致的，D错误。
3．(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)广谱抗肿瘤药阿霉素可嵌入DNA而抑制核酸的合成，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用，但有可能诱发心肌细胞凋亡导致心律失常。药物福达平对老年人心脏健康有很好的保健作用。科研人员提出一种假设：福达平对心肌细胞凋亡具有抑制作用，并进行了如下实验：
第1组：心肌细胞＋适宜培养液
第2组：心肌细胞＋适宜培养液＋阿霉素
第3组：心肌细胞＋适宜培养液＋阿霉素＋福达平
第4组：心肌细胞＋适宜培养液＋福达平
相同且适宜条件培养一段时间后，统计心肌细胞凋亡率。下列分析错误的是(　　)
A．第1组和第2组对照可验证阿霉素是否可以诱导心肌细胞凋亡
B．第2组和第3组对照可验证福达平是否能抑制阿霉素诱导凋亡的作用
C．第1组和第4组对照可以验证福达平是否可抑制心肌细胞凋亡
D．若心肌细胞凋亡率第2组>第3组>第4组>第1组，则假设成立
【答案】D
【解析】本实验的自变量为是否添加阿霉素和福达平，因变量是心肌细胞的凋亡情况。第1组和第2组对比，自变量为是否添加阿霉素，两组对照可验证阿霉素是否可以诱导心肌细胞凋亡，A正确；第2组和第3组对比，两组均添加了阿霉素，自变量为是否添加福达平，两组对照可验证福达平是否能抑制阿霉素诱导凋亡的作用，B正确；第1组和第4组，自变量为是否添加福达平，两组对照可以验证福达平是否可抑制心肌细胞凋亡，C正确；若心肌细胞凋亡率第2组>第3组>第1组>第4组，则假设成立，D错误。
4．(2022·广东茂名·二模)众所周知，饮酒后会出现大脑功能和行为障碍，但是尚不清楚酒精代谢的核心机制的整体情况。目前有科研团队研究表明ALDH2催化脑中酒精生成的乙酸盐引起脑内神经胶质细胞神经递质变化是主要原因。ALDH2在脑不同区域的表达情况不同，在小脑中最为丰富，而在人脑前额叶皮层(PFC)中最少。研究人员构建了肝脏实验模型，结果显示，在这种模型中乙酸和GABA(一种重要的抑制性神经递质)并未增加。进一步分析发现，乙酸本身足以提高小鼠脑组织中GABA水平。根据材料分析下列叙述错误的是(　　)
A．ALDH2是一种特殊的酶，ALDH2基因的表达具有选择性
B．肝脏代谢产生的乙酸通过血液循环引起GABA增加而引起大脑功能异常
C．本实验还应该建立敲除ALDH2基因的神经胶质细胞模型以设置对照试验
D．小脑中过量的GABA会影响小脑中维持身体平衡的神经中枢的功能
【答案】B
【解析】题干信息可知，ALDH2起催化作用，故ALDH2是一种特殊的酶；ALDH2在脑不同区域的表达情况不同，故ALDH2基因的表达具有选择性，A正确；根据题干信息“研究人员构建了肝脏实验模型，结果显示，在这种模型中乙酸和GABA并未增加”，以及“ALDH2催化脑中酒精生成的乙酸盐引起脑内神经胶质细胞神经递质变化”，说明乙酸是在脑细胞中产生的，而不是肝脏，B错误；为了实验结果更具严密性，本实验还应该建立敲除ALDH2基因的神经胶质细胞模型以设置对照试验，C正确；小脑具有维持身体平衡的功能，小脑中过量的GABA会影响小脑中维持身体平衡的神经中枢的功能，D正确。
5．(2022·江苏常州·模拟预测)科研人员对NH影响侧根分支的机理进行了研究，将三组某植物幼苗(如图1)分别培养在不同培养基中，处理及结果如图2所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．NPA可能通过抑制细胞膜上生长素载体的活性来抑制运输
B．比较Ⅰ、Ⅱ组结果，说明NH能促进该植物幼苗侧根分支生长
C．比较Ⅱ、Ⅲ组结果，说明在有NH时，NPA能抑制侧根分支生长
D．本实验可以证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根
【答案】D
【解析】Ⅱ、Ⅲ组的自变量为是否进行NPA处理，接受NPA处理后侧根数减少，根据生长素能促进根的生长可推测，NPA处理可能通过抑制细胞膜上生长素载体的活性来抑制运输，因而侧根生长受到抑制，A正确；Ⅰ、Ⅱ组的自变量为是否有NH的处理，根据Ⅱ组的侧根数量明显多于Ⅰ组可知，NH能促进该植物幼苗侧根分支生长，B正确；比较Ⅱ、Ⅲ组的结果可知Ⅲ组接受NPA处理侧根数目明显减少，说明在有NH时，NPA处理能抑制侧根分支生长，C正确；根据自变量的设置可知，本实验的目的是研究NH影响侧根分支的情况，并未探究生长素的运输，因此，本实验不能证明主根尖端产生的生长素能通过极性运输运至侧根，D错误。
6．(2022·山东·一模)为研究气候变暖对农田生态系统的影响，研究者对某区域甲、乙农田进行实验，乙组保持环境温度，甲组增温，检测田间增温对下表各因素的影响。与对照组相比，增温组相关指标如下表所示。下列说法错误的是(　　)

区域
小麦生物量(干重)
麦长管蚜发生量
禾谷缢管蚜发生量
瓢虫数量
甲
＋
＋＋
＋＋
－
乙
＋
＋＋
NS
NS
　　(注：＋表示相对值增加，－表示相对值减少，NS表示无显著差异。)
A．增温有利于小麦生物量的积累，可能抵消麦蚜种群增加导致的小麦减产
B．气候变暖背景下，该区域农田可适当增加农药的使用，以减少麦蚜发生量
C．甲地增温降低了天敌对麦蚜的控制力是造成麦蚜发生量上升的原因之一
D．为维持该农田生态系统的稳定性，麦蚜同化的能量不超过小麦同化量的20%即可
【答案】D
【解析】据表可知，增温使麦长管蚜发生量增加，从而导致小麦减产，而增温使得小麦干重增加，可能抵消麦蚜种群增加导致的小麦减产，A正确；据表可知，气温变暖背景下，瓢虫数量减少了，则可以适当增加农药的使用，以减少麦蚜发生量，B正确；据表可知，甲地增温使麦蚜的天敌瓢虫的数量减少，造成麦蚜发生量上升，即甲地增温降低了天敌对麦蚜的控制力是造成麦蚜发生量上升的原因之一，C正确；该农田生态系统中的每个营养级可能都包含了多种生物，无法得出“为维持该农田生态系统的稳定性，麦蚜同化的能量不超过小麦同化量的20%即可”这个结论，D错误。
7．(2022·广东·汕头市第一中学高三阶段练习)葡萄籽原花青素提取物(GSPE)是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。为探究GSPE对糖尿病小鼠血糖的影响，某科研小组进行了如下实验：
处理Ⅰ：将60只健康小鼠随机分为甲、乙两组。甲组(50只)注射一定浓度的四氧嘧啶(ALX)，获得糖尿病模型小鼠，乙组(10只)不作处理。
处理Ⅱ：实验过程及实验结果如下表

组别
甲组(随机均分为5组)
乙组




处理及结果
A
B
C
D
E
F
给小鼠分别灌胃等量的不同种溶液
20 mg/kg
GSPE
100 mg/kg
GSPE
150 mg/kg
GSPE
20 mg/kg
格列本脲
生理
盐水
生理
盐水
4周后采血，测空腹血糖和胰岛素含量






空腹血糖的测量值(mmol/L)
23.31
21.68
20.71
23.81
27.18
6.97
胰岛素含量(mu/L)
32.8
35.4
36.9
31.7
21.3
40.2
　　(注：格列苯脲为临床使用的降血糖药物。)
请回答下列问题：
(1)ALX通过特异性识别并破坏小鼠的__________细胞，使胰岛素分泌大量减少，血糖升高，从而获得糖尿病模型小鼠。
(2)上述处理Ⅱ的对照组有__________(填字母)。处理Ⅱ中需控制的无关变量有______________________________(答两点)。
(3)该实验结果表明：
①GSPE可以降低糖尿病小鼠血糖；
②在一定浓度范围内________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
③____________________________，具有医学实践上的意义。
(4)根据以上实验推测GSPE的作用机制是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)胰岛B
(2)D、E、F　灌胃溶液的体积、采血时间和采血量等
(3)GSPE降低血糖的效果与药物剂量成正相关(或随着灌胃GAPE浓度的升高，血糖浓度降低)　适宜浓度的GSPE可作为降糖药代替格列苯脲
(4)GSPE降糖作用机制可能与修复受损胰岛B细胞，提高胰岛素水平有关
【解析】(1)题中显示，注射一定浓度的四氧嘧啶(ALX)，获得糖尿病模型小鼠，而糖尿病的原因是胰岛素含量减少引起的，胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的，据此可推测，ALX通过特异性识别并破坏小鼠的胰岛B细胞，使胰岛素分泌大量减少，血糖升高，从而获得糖尿病模型小鼠。
(2)上述处理Ⅱ中的D、E、F均为对照组，其中D是对糖尿病治疗效果的对照，E组是糖尿病无治疗措施的空白对照，F组是正常小鼠健康指标的对照。处理Ⅱ中灌胃溶液的体积、采血时间和采血量等均属于无关变量，无关变量在实验中的处理要求是相同且适宜。
(3)该实验结果表明：①与E组小鼠(无药物处理的糖尿病组)相比，GSPE可以降低糖尿病小鼠血糖；②随着灌胃GAPE浓度的升高，血糖浓度降低效果越明显，说明在一定浓度范围内随着使用浓度的增加，GAPE降血糖效果越好；③A、B、C组的降血糖效果均好于D组，说明适宜浓度的GSPE可作为降糖药代替格列苯脲。
(4)实验结果显示，A、B、C组的胰岛素浓度均高于E组，且与格列苯脲一样能够使胰岛素含量上升，但均低于F组，而胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，据此可推测GSPE之所以能够降血糖可能是通过修复受损胰岛B细胞或增强胰岛B细胞合成并分泌胰岛素的能力实现的，因而胰岛素水平上升，进而起到了治疗糖尿病的作用。
B组(选择题为不定项)
1．(2022·重庆一中模拟预测)已知植物合成叶绿素和Rubisco酶(暗反应中催化CO2固定的关键酶)都需要消耗氮元素。某植物突变体中叶绿素含量仅为野生型的49%，研究人员探究了不同氮肥水平对该植物野生型和突变体叶片中Rubisco酶含量影响，结果如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．相比野生型，突变体更倾向于将氮元素用于合成Rubisco酶
B．本实验的自变量是不同氮肥水平，因变量是类囊体薄膜上Rubisco酶的含量
C．对野生型和突变型光合色素分别提取与分离，滤纸条上色素带的宽度与位置存在差异
D．Rubisco酶在植物细胞内仅起催化作用，能利用ATP与NADPH提供能量将CO2固定为C3
【答案】BCD
【解析】由图可知，在每一个氮浓度下，突变体的Rubisco酶含量均高于野生型，A正确；本实验的自变量是不同氮肥水平和植物种类，因变量是叶绿体基质中Rubisco酶的含量，B错误；色素带的宽度与色素含量有关，滤纸条上仅色素带的宽度存在差异，色素带的位置不存在差异，C错误；Rubisco酶催化C5固定CO2不需要利用ATP和NADPH，D错误。
2．(2022·全国·高三专题练习)细胞周期分为分裂间期和分裂期(即M期)，前者又可分为三个阶段：G1期(DNA复制前期)、S期(DNA复制期)、G2期(DNA复制后期)。细胞周期同步化是指自然发生或人工造成的使细胞群体处于同一细胞周期同一阶段的过程。胸腺嘧啶核苷(TdR)双阻断法是常用的同步方法，TdR是一种DNA合成可逆抑制剂，选择性阻断S期，去除后S期可继续进行，从而实现细胞周期同步化。下图为科研人员利用TdR双阻断法使宫颈癌细胞群细胞周期同步化的过程，①、②、③分别表示三次处理。下列说法错误的是(　　)

A．①处理的时间不能短于G1期、G2期和M期的时长总和
B．②处理的时间不能短于S期时长，不能长于G1期、G2期和M期的时长总和
C．③处理的时间不能短于G1期、G2期和M期的时长总和
D．三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的S/G2期交界处
【答案】D
【解析】①处理目的是使所有处于S期的细胞立即被抑制，从而使未受TdR影响的细胞继续进行细胞周期，使其他未受影响的细胞均停滞在G1/S交界实现同步化，培养时长至少要G1＋G2＋M，A正确；②处理要保证刚进入S期的细胞离开S期，时间不能短于S期时长，同时刚完成S期的细胞不能再次进入S期，时间不能长于G1期、G2期和M期的时长总和，B正确；③处理的时间如果短于G1＋G2＋M，则可能有部分细胞达不到G1和S的交界处，无法实现同步化，C正确；上述分析可知三次处理后，所有细胞都应停滞在细胞周期的G1/S期交界处，D错误。
3．图中神经元A、B与痛觉传入有关，当反射弧中的痛觉感受器受到刺激时，产生的神经冲动沿A神经元传至轴突末梢，释放P物质与B神经元上的P物质受体结合，引发B神经元产生神经冲动并传至痛觉中枢，产生痛觉。神经元C能释放内啡肽，内啡肽是一种抑制疼痛的神经递质。吗啡是一种阿片类毒品，也是麻醉中常用的镇痛药，下列说法正确的是(　　)

A．内啡肽可能是通过抑制A神经元释放P物质，导致B神经元不能产生动作电位，阻止痛觉产生
B．痛觉中枢兴奋后，会导致C神经元释放内啡肽，从而抑制疼痛，这属于负反馈调节
C．据图推测，吗啡可与P物质受体结合，进而影响B神经元的功能，发挥镇痛作用
D．长期使用吗啡会成瘾，一旦停止使用吗啡则P物质的释放量会迅速增加，出现强烈的痛觉
【答案】ABD
【解析】内啡肽的作用机理是与A神经元上的特异性受体结合，作用可能是抑制A神经元轴突末梢释放P物质，导致B神经元不能产生动作电位，阻止痛觉产生，A正确；在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节，反馈信息与控制信息作用性质相反的反馈称为负反馈。痛觉中枢兴奋后，会导致C神经元释放内啡肽，从而抑制疼痛，这属于负反馈调节，B正确；据图推测，吗啡可与A神经元上的受体结合，抑制A神经元释放P物质，进而影响B神经元的功能，发挥镇痛作用，C错误；根据吗啡也是一种镇痛药可知，吗啡与内啡肽竞争阿片受体(与A神经元上的阿片受体结合)，进而抑制神经元A的兴奋，从而抑制A神经元轴突末梢释放P物质。停止使用吗啡，P物质的释放增加，会出现更强烈的痛觉，D正确。
4．(2022·江西鹰潭·二模)某实验室发现了A、B两类肥胖小鼠。研究人员发现肥胖小鼠体内缺乏某种食欲抑制因子或该因子的受体。以A、B肥胖小鼠和正常小鼠进行实验，通过手术使两种小鼠的血液循环贯通，形成连体小鼠，结果如下表所示。据此分析，下列说法错误的是(　　)

分组
处理
结果
1
正常小鼠与正常小鼠连体
正常小鼠都无变化
2
正常小鼠与A小鼠连体
正常小鼠无变化，A小鼠摄食量减少
3
正常小鼠与B小鼠连体
B小鼠无变化，正常小鼠摄食量减少
4
A小鼠与B小鼠连体
？
A.组别1的实验结果说明手术对实验结果没有干扰
B．A小鼠缺乏食欲抑制因子，但该因子的受体正常；B小鼠可合成食欲抑制因子，但缺乏该因子的受体
C．组别4的实验结果为A小鼠摄食量增加，B小鼠摄食量减少
D．连体前B组小鼠体内的食欲抑制因子含量比正常鼠低
【答案】CD
【解析】组别1作为对照实验，其实验结果说明手术本身对实验结果没有干扰，A正确；分析可知，A小鼠缺乏食欲抑制因子，且该因子的受体正常，B小鼠可合成食欲抑制因子，但缺乏该因子的受体，B正确；A小鼠不能合成食欲抑制因子，但其与食欲抑制因子结合的受体正常，而B小鼠能合成食欲抑制因子，但与食欲抑制因子结合的受体异常，因此组别4中A小鼠的受体由于接受了来自B小鼠的食欲抑制因子的作用，而表现为摄食量减少，而B小鼠摄食量无变化，C错误；根据第1组和第3组的结果可推测，连体前B组小鼠体内的食欲抑制因子含量比正常鼠高，D错误。
5．(2022·湖北·华中师大一附中模拟预测)在水稻的生长过程中，首先出现的是初生根，其生长时间很短，一般会在水稻发芽后一到两周内死亡，主要作用是固定幼苗，吸收营养物质供给幼苗早期生长发育，对幼苗的存活和形态建成至关重要，有研究者对其生长的调控机制进行了研究，得到了下图所示的实验结果，下列有关实验结果的分析和判断正确的是(　　)

(注：ET表示乙烯，GA表示赤霉素，EIN2和EIL1是乙烯信号通路中的不同蛋白)
A．在调节初生根的生长方面，赤霉素和乙烯作用效果相反
B．赤霉素和乙烯在代谢水平上可能存在相互作用
C．乙烯对初生根生长的调控是通过抑制赤霉素的含量来实现的
D．赤霉素能够通过抑制乙烯的信号转导促进初生根的生长
【答案】ABC
【解析】从上图中可以看出，乙烯处理，初生根长度小于对照组，赤霉素处理，初生根长度大于对照组，二者的作用效果相反，A正确；从上图可以发现，乙烯信号通路中的关键组分过表达，赤霉素含量会降低，关键组分发生突变，赤霉素含量升高，因此可以推测乙烯可能会调控赤霉素的代谢，乙烯通过降低赤霉素的含量来抑制初生根的生长，B、C正确；赤霉素是否会抑制乙烯的信号转导过程，从图中数据无法作出判断，D错误。
6．(2022·全国·高三专题练习)“精准灌溉”是在全球水资源短缺的大背景下，我国实现农业现代化的重要措施之一。为节约灌溉用水，研究人员在晴朗的夏日，探究了低水分灌溉(土壤含水量为35%～45%)条件下，增施不同浓度CO2对大棚种植番茄的影响，实验数据如下表：

增施CO2浓度(μmol·mol－1)
最大净光合速率(μmol·m－2·s－1)
光补偿点(μmol·m－2·s－1)
叶片丙二醛含量(mmol·g－1)
不增施
6.9
11.1
9.8
700
8.0
7.2
9.5
1 000
8.4
5.1
8.7
1 300
9.4
4.8
8.3
光补偿点：植物光合作用制造有机物与呼吸作用消耗有机物相等时的光照强度。
丙二醛：是膜结构被自由基氧化伤害的终产物之一，其含量高低可反映膜结构受损程度。
请回答下列问题：
(1)在光反应阶段，水在叶绿体的________被光解，为暗反应提供____________。在暗反应阶段中，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化形成________；另一些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化又形成__________，从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。
(2)由上表可知，低水分灌溉时，增施CO2能显著提高最大净光合速率，其原因可能是________________________________________________________________。(假设实验过程中呼吸速率不变，写出一点即可)
(3)有人认为，低水分灌溉时，增施CO2能显著降低番茄叶片丙二醛含量是因为CO2浓度升高导致气孔导度下降，使蒸腾作用降低所致。请设计实验进行验证。(写出实验思路即可)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)类囊体薄膜　NADPH和ATP　糖类[或写成(CH2O)]　C5(五碳化合物)
(2)增施CO2降低了丙二醛含量，说明自由基对类囊体薄膜等膜结构的损伤减小，光反应增强，进而使光合速率显著提高或增施CO2降低了光补偿点，暗反应增强，在相同光照强度下植物积累的有机物更多
(3)取生长状况相似的番茄植株随机均分成甲乙两组，在低水分灌溉条件下，分别测定两组叶片气孔导度；甲组不增施CO2，乙组增施一定浓度的CO2；一段时间后，再次测定两组叶片的气孔导度，并比较其变化量
【解析】(1)光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，在此阶段，水被光解，同时生成NADPH和ATP，为暗反应C3的还原提供NADPH和ATP。在暗反应阶段中，一些接受能量并被还原的C3经过一系列变化，形成糖类，另一些接受能量并被还原的C3则经过一系列的化学变化，又形成C5，从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。
(2)分析表格可知，在低水分灌溉条件下，与对照组相比，增施CO2浓度时，最大净光合速率增大，同时光补偿点和叶片丙二醛含量都下降，推测低水分灌溉时，增施CO2能显著提高最大净光合速率，有可能是因为增施CO2降低了光补偿点，暗反应增强，在相同光照强度下植物积累的有机物更多；降低了丙二醛含量，说明自由基对类囊体薄膜等膜结构的损伤减小，光反应增强，进而使光合速率显著提高。
(3)有人认为，低水分灌溉时，增施CO2能显著降低番茄叶片丙二醛含量是因为CO2浓度升高导致气孔导度下降，使蒸腾作用降低所致。该问题归根结底是探究CO2浓度能否影响气孔导度，自变量是CO2浓度，因变量是气孔导度。因此实验思路为：取生长状况相似的番茄植株随机均分成甲、乙两组，在低水分灌溉条件下分别测定叶片气孔导度；甲组不增施CO2，乙组增施一定浓度CO2，一段时间后再次测定甲、乙两组叶片的气孔导度，并比较其变化量。
7．(2021·广东茂名·高三阶段练习)长期有规律的运动能提高学习记忆能力，该现象与额叶组织中脑源性神经营养因子(BDNF)表达有关，BDNF能促进神经元发育。为研究有氧运动对衰老大鼠空间学习记忆能力及脑额叶BDNF表达的影响，研究者通过向大鼠腹腔注射D半乳糖6周的方式构建了衰老模型，并开展相关研究。将45只健康雄性大鼠随机分成5组，进行水迷宫实验，实验结果如下图。

(1)进行有氧运动时，机体会出现大量排汗、面色发红等现象，这是由于汗腺分泌增加和________________________________促进散热；而大量排汗后尿液会减少，其调节机理是________________________________________________________。运动过程中血糖浓度降低，会导致胰岛A细胞分泌的胰高血糖素增多，经______________运输到靶细胞，促进__________________________，使血糖升高。
(2)对照组的实验处理是________________________________________________。每组要取多只大鼠，目的是__________________________________________。
(3)衰老中有氧运动能有效保护和改善大鼠的学习记忆能力。据图1分析，支持该结论的依据是______________________________________________________。
(4)根据实验结果，有氧运动增强衰老大鼠的学习记忆能力的原因可能是______________________________。
【答案】(1)皮肤血管舒张　细胞外液渗透压升高，抗利尿激素的释放增加，促进肾小管和集合管对水的重吸收，尿液减少　体液　肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
(2)向大鼠腹腔注射等量生理盐水6周，其他处理与衰老模型组相同　减少偶然性误差，使实验结果更准确
(3)与衰老模型组比较，衰老中运动组大鼠原站台穿越次数和游泳路程占总路程比例均上升，且结果与对照组相近
(4)提高BDNF mRNA和BDNF蛋白表达的水平
【解析】(1)进行有氧运动时，体温升高，通过体温调节，机体会出现大量排汗、面色发红等现象，这是由于汗腺分泌增加和皮肤血管舒张，促进散热；而大量排汗后，由于细胞外液渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器，使得下丘脑分泌经过垂体后叶释放的抗利尿激素增加，作用于肾小管和集合管，促进肾小管和集合管对水的重吸收，尿液减少。胰岛A细胞分泌的胰高血糖素经过体液运输，作用于靶器官、靶细胞，促进肝糖原分解和非糖物质转化，从而使血糖浓度升高。
(2)根据题意可知，该实验的目的是研究有氧运动对衰老大鼠空间学习记忆能力，及脑额叶BDNF表达的影响。研究者通过向大鼠腹腔注射D半乳糖6周的方式构建了衰老模型，根据实验的对照性原则和等量原则，那么结合图示可知，对照组的处理为向大鼠腹腔注射等量生理盐水6周，其他处理与衰老模型组相同；每组要取多只大鼠，目的是减少偶然性误差，使实验结果更准确。
(3)据图分析可知，图1中与衰老模型组比较，衰老中运动组大鼠原站台穿越次数和游泳路程占总路程比例均上升，且该组结果与对照组相近，因此衰老中有氧运动能有效保护和改善大鼠的学习记忆能力。
(4)分析图2可知，通过与对照组和衰老模型组相比，有氧运动提高BDNF mRNA和BDNF蛋白表达的水平，有助于增强衰老大鼠的学习记忆能力。