2026届高三生物二轮专题复习课件第2部分3核心素养之科学探究

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三、核心素养之科学探究
“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力；在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。
1．(2024·湖北卷)芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖(图1)，出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A．芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽B．基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命C．成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同D．该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路【答案】　A
【解析】　细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，由题干“出芽与核DNA复制同时开始”可知，芽殖酵母在细胞分裂间期开始出芽；A错误；由题图2可知，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，而溶液丙可降低芽殖酵母的最大分裂次数，而一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，因此基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命，B正确；芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖，无性繁殖不会改变染色体的数目，C正确；一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡，基因甲和基因乙可提高芽殖酵母的最大分裂次数，因此，该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路，D正确。故选A。
2．(2025·湖南卷)在常温(20 ℃)、长日照条件下栽培某油菜品种，幼苗生长至4～5叶时，将部分植株置于低温(5 ℃)处理6周后，立即进行嫁接。然后将所有植株常温栽培。不同处理植株茎尖中赤霉素含量(ng·g－1鲜重)及开花情况如表所示。下列叙述正确的是(　　)
A．除赤霉素外，低温处理诱导油菜开花不需要其他物质参与B．赤霉素直接参与油菜开花生理代谢反应的浓度需达到某临界值C．将油菜幼苗的成熟叶片置于低温下，其余部位置于常温，不能诱导开花D．若外源赤霉素代替低温也能促进油菜开花，则两者诱导开花的代谢途径相同【答案】　C
【解析】　低温处理可能通过诱导赤霉素合成及其他信号物质(如开花素)共同促进开花，仅赤霉素不足以说明无需其他物质，A错误；赤霉素作为植物激素，通过调节基因表达等传递信息，而非直接参与代谢反应，B错误；春化作用通常作用于分生组织(如茎尖)，成熟叶片低温处理无法传递开花信号至茎尖，故不能诱导开花，C正确；外源赤霉素作为植物生长调节剂诱导油菜开花，而低温是通过诱导内源激素的合成从而诱导开花，两者代谢途径不相同，D错误。
3．(2025·湖南卷)顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种，都以移动、停滞反复交替的方式(移动时速度无差异)向轴突末梢运输物质。用带标记的某氨基酸(合成蛋白A和B所必需)分析蛋白A和B的轴突运输方式，实验如图。下列叙述正确的是(　　)
A．氨基酸通过自由扩散进入细胞B．蛋白A是一种细胞骨架蛋白C．轴突运输中，胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L的运输方向不同D．在单位时间内，运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A【答案】　D
【解析】　氨基酸是小分子物质，且是极性分子，一般通过主动运输的方式进入细胞，而非自由扩散，A错误；已知顺向轴突运输分快速轴突运输(主要运输跨膜蛋白L)和慢速轴突运输(主要运输细胞骨架蛋白)两种，在注射带标记的氨基酸后，3小时就检测到带标记的A,5天才检测到带标记的B，说明蛋白A的运输速度快，属于快速轴突运输，所以蛋白A不是细胞骨架蛋白(细胞骨架蛋白是慢速轴突运输)，B错误；轴突运输中，胞体中形成的突触小泡与跨膜蛋白L都是向轴突末梢运输，运输方向相同，C错误；由于蛋白A是快速轴突运输，蛋白B是慢速轴突运输，且二者移动时速度无差异，那么慢速轴突运输在单位时间内移动得少，是因为停滞时间长，所以在单位时间内，运输蛋白B时的停滞时间长于蛋白A，D正确。
4．(2025·河南卷)饥饿可以通过肾上腺影响毛发生长。研究人员进行了相关实验，小鼠分组处理情况和实验结果如表所示。下列叙述错误的是(　　)
A．断食处理可通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化B．通过甲乙组对比分析不能证明毛发的生长受肾上腺的调节C．丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”D．根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过皮质醇调节毛发生长【答案】　B
【解析】　断食处理可影响内环境中的营养物质含量，通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化，A正确；甲乙组的自变量为是否断食，两组的皮质醇水平不同，故可以对比分析，证明毛发的生长受肾上腺的调节，B错误；在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”，C正确；根据甲乙丙组实验可以证明饥饿通过调节肾上腺分泌皮质醇来调节毛发生长，D正确。
5．(2024·辽宁卷)为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因，研究者检测了高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析，下列推测错误的是(　　)
A．砷处理6 h，根中细胞分裂素的含量会减少B．砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关C．增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用D．抑制根生长后，植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长【答案】　A
【解析】　分析题图1可知，砷处理6 h，细胞分裂素水解酶基因相对表达量远低于细胞分裂素合成酶基因相对表达量，根中细胞分裂素的含量会增加，A错误；结合图2、3推测，与空白对照组相比，砷处理组生长素含量高但是根长度短，砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关，B正确；结合图1，随着砷处理时间的延长，LOG2基因相对表达量减少，推测增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用，C正确；根可吸收水和无机盐，抑制根生长后，植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长，D正确。故选A。
6．(2025·河南卷)光质和土壤中的盐含量是影响作物生理状态的重要因素。为探究不同光质对高盐含量(盐胁迫)下某作物生长的影响，将作物分组处理一段时间后，结果如图所示(光补偿点指当总光合速率等于呼吸速率时的光照强度)。
回答下列问题：(1)光对植物生长发育的作用有__________________和__________________________________两个方面。(2)上述实验需控制变量，为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述________组(填组别)进行对比分析，该实验中的无关变量有______________________________________(答出2点即可)。
(3)在光照强度达到光补偿点之前(CO2消耗量与光照强度视为正比关系)，④组的总光合速率________(填“始终大于”“始终小于”“先大于后等于”或“先小于后等于”)③组的总光合速率，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)为光合作用提供能量　作为一种信号调节植物生长发育 (2)①③④　温度和二氧化碳浓度 (3)始终大于　④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同，也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率也大于③组
【解析】　(1)光可以为植物光合作用提供光能；同时光可以作为一种信号调节植物生长发育，故光对植物生长发育的作用有为光合作用提供能量和作为一种信号调节植物生长发育两个方面。(2)为探究实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响，至少应选用上述盐胁迫组(③)和盐胁迫加光处理组(④)进行对比分析。①③比较可知盐胁迫对作物生长的影响，①③④比较可判断实验光处理是否完全抵消了盐胁迫对该作物生长的影响。实验中除了自变量和因变量，其余变量称为无关变量，该实验中的无关变量有温度和二氧化碳浓度等。(3)由于④组呼吸作用强于③组，但是两组光补偿点相同也就是呼吸速率等于总光合速率时的光照强度相等，所以④组达到光补偿点之前的总光合速率始终大于③组。
7．(2025·甘肃卷)糖尿病严重危害人类的健康。受环境和生活方式变化的影响，糖尿病的发病率近年来呈上升趋势。科学家研究发现，其发病机理与血糖调节直接相关，而胰岛素是调节血糖最重要的激素之一。回答下列问题。(1)胰岛素能________肌细胞和肝细胞的糖原合成，________非糖物质转化成葡萄糖。
(2)血糖水平是调节胰岛B细胞分泌胰岛素的最主要因素，机制如图所示，其中膜去极化的原因是ATP/ADP比例的升高使钾离子通道的开放概率________。图中呈现的物质跨膜运输方式共有________种。(3)科学家在早期的研究中将胰脏研磨并制备提取物，注射到由胰腺受损诱发糖尿病的实验狗体内，血糖没有明显下降，最可能的原因是___________________________________________。(4)胰岛素受体功能异常也可以影响血糖的调节。利用基因工程方法制备的MKR小鼠的胰岛素受体功能受损，导致胰岛素靶细胞对胰岛素敏感性下降。某研究小组拟通过实验探究胰岛素受体功能在血糖调节中的作用，部分实验步骤和结果如下。完善实验步骤并预测结果。
①实验分两组，A组：MKR小鼠5只，B组：正常小鼠5只；②两组小鼠均禁食10小时，取少量血液，测定__________和__________，结果表明，两组间没有显著差异；③分别给两组小鼠静脉注射葡萄糖溶液，30分钟后取少量血液，测定以上两项指标，预期实验结果为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)促进　抑制(2)降低　2(3)胰岛素被胰蛋白酶分解(4)血糖浓度　胰岛素浓度　A组血糖浓度高于B组，胰岛素浓度也高于B组
【解析】　(1)胰岛素促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝脏、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。(2)葡萄糖进入细胞氧化分解后使ATP/ADP比例上升，ATP敏感钾离子通道开放概率降低，钾离子外流减少，细胞膜去极化。葡萄糖进入细胞的方式为协助扩散、K＋排出细胞的方式是协助扩散、Ca2＋进入细胞的方式为协助扩散、胰岛素排出细胞的方式是胞吐，图中呈现的物质跨膜运输方式共有2种。(3)胰脏研磨液中含胰蛋白酶，会分解胰岛素，胰岛素失去作用，注射到实验狗体内，血糖没有明显下降。
(4)本实验是为了探究胰岛素受体功能对血糖调节的作用，因此两组小鼠均禁食10小时后，测定血液中血糖浓度和胰岛素浓度。向两组小鼠注射葡萄糖后，胰岛B细胞会分泌胰岛素，由于A组小鼠胰岛素受体功能受损，胰岛素不能有效发挥作用，因此血糖浓度较高，较高的血糖浓度会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，胰岛素浓度也较高。B组正常小鼠，胰岛素能正常发挥作用，血糖浓度较低，同时反过来影响胰岛素的分泌，胰岛素浓度降低；因此A组血糖浓度高于B组，胰岛素浓度也高于B组。
8．(2025·湖南卷)对硝基苯酚可用于生产某些农药和染料，其化学性质稳定。研究发现，某细菌不能在无氧条件下生长，在适宜条件下能降解和利用对硝基苯酚，并释放CO2。在Burk无机培养基和光照条件下，培养某栅藻(真核生物)的过程中，对硝基苯酚含量与栅藻光合放氧量的关系如图a。为进一步分析栅藻与细菌共培养条件下对硝基苯酚(40 mg·L－1)的降解情况，开展了Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组对比实验，结果如图b。回答下列问题：
(1)栅藻的光合放氧反应部位是________(填细胞器名称)。图a结果表明，对硝基苯酚________栅藻的光合放氧反应。(2)细菌在利用对硝基苯酚时，限制因子是________。(3)若Ⅰ中对硝基苯酚含量为20 mg·L－1，培养10 min后，推测该培养液pH会________，培养液中对硝基苯酚相对含量________。(4)细菌与栅藻通过原始合作，可净化被对硝基苯酚污染的水体，理由是_____________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)叶绿体　抑制(2)氧气(3)升高　基本不变 (4)栅藻进行光合放氧为细菌的生长提供有氧环境，细菌降解水体中的对硝基苯酚，并将产生的CO2提供给栅藻进行光合作用【解析】　(1)栅藻是真核生物， 进行光合作用的细胞器是叶绿体。图a结果表明，对硝基苯酚可抑制栅藻光合放氧反应，且在一定范围内，随着对硝基苯酚浓度增加，栅藻的光合放氧量逐渐下降，对光合放氧的抑制作用增强。
(2)由题意知，该细菌不能在无氧条件下生长，栅藻在光照下会产生氧气，分析图b可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三组对比，Ⅰ组有氧气，Ⅱ、Ⅲ组有细菌＋氧气，Ⅱ、Ⅲ组对硝基苯酚相对含量下降趋势基本一致，Ⅰ组基本不变，则细菌在有氧条件下可降解对硝基苯酚，可推知细菌利用对硝基苯酚的限制因子是氧气。(3)图b中，Ⅰ组为“栅藻＋光照”，对硝基苯酚含量为40 mg·L－1；分析图a可知，对硝基苯酚含量为20 mg·L－1时，栅藻进行光合放氧量较高，而光合作用会消耗培养液中的CO2，故培养液的pH会升高；结合图b的Ⅰ组可知，对硝基苯酚相对含量不变，栅藻不能吸收利用对硝基苯酚，所以培养液中对硝基苯酚相对含量基本不变。
(4)结合题意和图b的Ⅲ组可知，在光照条件下栅藻进行光合放氧为细菌提供有氧环境，而细菌在有氧环境下可降解对硝基苯酚，并为栅藻提供CO2，故二者可通过原始合作净化被对硝基苯酚污染的水体。
9．(2025·云南卷)冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因(用“A”“a”表示)进行定位，科研人员进行了一系列杂交实验，结果如表。注：F1为P1和P2杂交后代，F2为F1自交后代。
回答下列问题：(1)根据杂交结果可知，果面蜡粉的遗传遵循基因的________定律，依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的，突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点，可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株，据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为：提取基因组DNA→____________目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带，P2植株为2条条带，则F2中有蜡粉的植株为________条条带，限制酶H的切割位点位于________(填“A”“a”或“A和a”)上。(3)用表中材料设计实验，验证(1)中得到的结论，写出所选材料及遗传图解。
【答案】　(1)分离　F1自交后代F2中出现3∶1的性状分离比，符合一对等位基因的遗传规律(2)PCR扩增　1或3　a(3)选用材料：F1植株和P2植株　遗传图解见解析
【解析】　(1)根据杂交结果可知，果面蜡粉的遗传遵循基因的分离定律，因为F1自交得到的F2中，果面有蜡粉株数与果面无蜡粉株数之比约为3∶1(430∶144≈3∶1)，符合基因分离定律中杂合子自交后代性状分离比3∶1的比值。(2)要进行植株基因型鉴定，在提取基因组DNA后，需要通过PCR扩增目的DNA片段。P1植株为1条条带，P2植株为2条条带，说明P1为纯合子且其基因不能被限制酶H切割(假设P1基因型为AA)，P2为纯合子且其基因能被限制酶H切割(假设P2基因型为aa)，限制酶H的切割位点位于a上。F1基因型为Aa，F2中有蜡粉的植株基因型为AA或Aa。AA只有1条条带(不能被切割)，Aa会有3条条带(A不能被切割为1条，a被切割为2条)，所以F2中有蜡粉的植株为1条或3条条带。
(3)验证分离定律，采用测交的方法，所选材料：F1(Aa)与P2(aa)(测交实验可以验证基因的分离定律)。遗传图解如下图。
10．(2025·北京卷)食物过敏在人群中常见、多发，会反复发生，且可能逐渐加重。卵清蛋白(OVA)作为过敏原可激发机体产生特异性抗体(OVA-Ab)，引发过敏反应。研究者将野生型小鼠(供体)的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠(受体)，通过系列实验，探究OVA引起过敏反应的机制。
(1)脾脏是________细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。(2)用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃，B细胞受刺激后活化、分裂并________________________________。3个月后，通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠，然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃，数天后，检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平(图中Ⅰ组)。Ⅳ组供体鼠不经灌胃处理，其他处理同Ⅰ组。比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知，只用OVA不能引起初次免疫，Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是________免疫的结果。
(3)如图所示，脾细胞转移后，Ⅱ组受体鼠未进行OVA灌胃，Ⅲ组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞，其他处理同Ⅰ组。在脾细胞转移前，各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果，在Ⅰ组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中，三种免疫细胞的关系是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)某些个体发生食物过敏后，即使很多年没有接触过敏原，再次接触时仍会很快发生过敏。结合文中信息可知，导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】　(1)淋巴(2) 分化为浆细胞和记忆B细胞　二次 (3)辅助性T细胞识别抗原并分泌细胞因子，B细胞增殖分化为浆细胞，浆细胞分泌OVA-Ab (4)记忆B细胞；记忆B细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化分新的记忆B细胞和浆细胞，浆细胞会快速产生大量抗体
【解析】　(1)脾脏属于免疫器官，呈椭圆形，在胃的左侧，内含大量淋巴细胞，即脾脏是淋巴细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。(2)体液免疫过程，B细胞受刺激后活化、分裂并分化为浆细胞和记忆B细胞，其中浆细胞可产生抗体；分析题图可知，Ⅰ组受体鼠的OVA-Ab水平高，且比较Ⅰ、Ⅳ组结果可知，只用OVA不能引起初次免疫，故Ⅰ组受体鼠产生的OVA-Ab是由于体内已存在针对OVA的记忆B细胞(由供体鼠转移而来)，再次接触OVA时发生快速二次免疫应答。(3)分析题意，脾细胞转移后，Ⅱ组受体鼠未进行OVA灌胃，Ⅲ组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞，其他处理同Ⅰ组，据图可知，清除辅助性T细胞的Ⅲ组OVA-Ab水平极低(对比Ⅰ组)，说明辅助性T细胞对B细胞活化不可或缺，而抗体是由浆细胞分泌的，故据此推测，三种免疫细胞的关系是：辅助性T细胞识别抗原并分泌细胞因子，B细胞增殖分化为浆细胞，浆细胞分泌OVA-Ab。
(4)过敏反应是指已免疫的机体在再次接受相同物质的刺激时所发生的反应，某些个体发生食物过敏后，即使很多年没有接触过敏原，再次接触时仍会很快发生过敏，导致长时间后过敏反应复发的关键细胞是记忆B细胞，其特点是记忆细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年，当再接触这种抗原时，能迅速增殖分化分新的记忆B细胞和浆细胞，浆细胞能快速产生大量抗体，这些抗体吸附在皮肤等位置，当相同过敏原再次进入机体后，就会与吸附在细胞表面的抗体结合，使这些细胞释放出组胺等物质，引发过敏反应。