必杀04 探究实验必刷20题-备战2024年高考生物考前冲刺必杀题（全国通用）

探究实验必刷20题 一、非选择题 1．ATP作为细胞中的直接能源物质，为细胞生命活动直接提供能量。为了研究ATP合成过程中的能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的ATP合成酶（Ⅱ）构建了ATP体外合成体系，如图所示。请回答下列问题： （1）ATP在供能时，脱离下来的末端 挟能量与其他分子结合。 （2）科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。在植物体内，此过程可发生在 （填细胞器名称）中。 （3）科学家利用人工体系进行了相关实验，如表所示。 组别 人工体系 H+是否通过Ⅰ进行转运 H+是否通过Ⅱ进行转运 是否产生ATP 大豆磷脂构成的囊泡 Ⅰ Ⅱ 1 + + + 是 是 产生 2 + － + 否 否 不产生 3 + + － 是 否 不产生 注：“+”“－”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。 ①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H+进入囊泡。进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H+浓度 （填“大于”或“小于”）囊泡外的H+浓度。 ②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的 的过程，ADP和Pi合成ATP。 2．（2016·全国·高考真题）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离（cm） 20 遮光* 100 80 60 40 20 50min后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题： （1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是 （填“可靠的”或“不可靠的”）。 （2）表中X代表的颜色应为 （填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是 。 （3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 。 3．（2017·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图 回答下列问题： （1）本实验的因变量是 。由图中曲线对比可知，经 处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行 处理以减少叶绿素的损失。 （2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的 。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第 条色素带均明显变窄。 （3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定 ，可得到叶绿素a 的吸收光谱。 4．某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片在相同的条件下进行实验，结果如下图，据图回答： （1）当NaHCO3溶液浓度为1%〜4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶 （填“强”或“弱”）。 有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为了证明这种推测，某同学设计了以下实验： ①用 分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素； ②用 法分离色素； ③观察并比较二者 。 （2）当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象 （填“能”或“不能”）表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由： 。 （3）当NaHC03浓度超过5%，叶圆片不上浮，最可能的原因 。 5．（18·河南周口·期末）某昆虫(XY型，2N=24)生活在环境变化不大的环境中，决定有翅的基因为A，决定残翅的基因为a，从该种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是48、50和2。将抽取的昆虫带到某个经常刮大风的海岛上(岛上无该昆虫)，多年后对岛上该昆虫种群调查，从该岛上种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是5、10和85。 （1）若要对该昆虫的基因组测序，应该测定 条染色体。 （2）在自然选择过程中，直接受选择的是 (填“表现型”或“基因型”)，海岛上充当自然选择手段的因素是 。 （3）基因频率是指 ，多年后岛上该昆虫是否发生了进化? 并说明原因 。 （4） 是物种形成的必要条件。进一步探究海岛上的该昆虫是否成为了一个新的物种，让其与原生活环境的昆虫进行交配实验，若 说明岛上昆虫已经成为了一个新物种。 6．（2017高三上·浙江·专题练习）果蝇的翻翅与正常翅是一对相对性状，受一对等位基因（A、a）控制，且A是纯合致死基因；果蝇的颜色伊红、淡色和乳白色分别由复等位基因e、t和i控制。为探究上述两对性状的遗传规律，用两组果蝇进行了杂交实验，其结果如下表。 杂交组合 亲本 子一代 甲 翻翅乳白眼 翻翅淡色眼 翻翅淡色眼：正常 翅淡色眼为2：l 翻翅乳白眼：正常 翅乳白眼为2：1 乙 翻翅伊红眼 正常翅淡色眼 翻翅伊红眼：翻翅 淡色眼：正常超伊红 眼：正常翅淡色眼为1：1：1：1 翻翅伊红眼：翻翅 淡色眼：正常制伊 红眼：正常翅淡色 眼为1：1：1：1 回答下列问题： （1）控制颜色的基因e、t和i均由野生型突变而来，这说明基因突变具有 特点。 （2）e、t和i之间的显隐关系为 。若只考虑颜色的遗传，果蝇的基因型有 种。 （3）甲杂交组合中亲本雌果蝇的基因型为 ，F1中雄果蝇均为乳白眼的原因是 。乙杂交组合中亲本雄果蝇产生配子的基因型为 。 （4）已知翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交，F1中出现了正常翅乳白眼雄果蝇。若再将F1中的翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交，则F2中正常翅伊红眼雌果蝇的概率为 。 7．（2023·福建·一模）落粒性是作物种子成熟后脱落的现象。对收获种子的作物来说，落粒性大会给农业生产带来不利影响。普通荞麦是非落粒的，但自交不亲和(自交无法产生后代)。进行杂交时，普通荞麦的非落粒性常常会丧失。研究者就荞麦非落粒性的遗传规律进行了杂交实验。 (1)荞麦的自交不亲和性有利于增加种群的 多样性。 (2)选取不同的非落粒品系与落粒品系进行杂交，F1自交得到F2观察并统计F2的表型和比例，结果如下表。 杂交组合 亲本 F2表型及比例 一 非落粒品系1 落粒品系 落粒:非落粒 =47:35(约9:7) 二 非落粒品系2 落粒品系 落粒:非落粒=85:28(约3:1) 三 非落粒品系3 落粒品系 落粒:非落粒=39:59(约 27:37) ①表分析，荞麦的落粒是 (填“显性”或“隐性”)性状。该性状由 对基因控制，作出该判断的理由是 。 ②若用 A/a、B/b……表示落粒与否的控制基因，则杂交组合三所得F2中，纯合落粒个体的基因型为 ，所占比例为 。 (3)为进一步验证控制落粒性状的基因对数，请在（2）的亲本、F1和F2中选择合适的植株，设计测交实验，并预期实验结果。 。 8．（2023·全国·高考真题）某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。 实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的 ①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。 ②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。 ③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。 实验二：确定甲和乙植株的基因型 将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。 回答下列问题。 (1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 （答出3点即可）；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。 (2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是 。 (3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是 ，乙的基因型是 ；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是 。 9．（2024·黑龙江吉林·模拟预测）醛固酮（ALD）是重要的盐皮质激素，具有保钠排钾及维持细胞外液渗透压相对稳定的作用。其保钠的作用机理如图所示。回答下列问题： (1)当细胞外液量减少及血钠含量降低时，醛固酮的分泌量会 （填“增加”或“减少”）。醛固酮对血钠平衡的调节过程存在 （填“正”或“负”）反馈调节。 (2)醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞，原因是 。结合下图，推测醛固酮与相关受体结合后，调控相关基因的表达，促使肾小管上皮细胞膜上的 ，使其对Na+的通透性增强；促进细胞呼吸为 提供更多能量，进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。 (3)醛固酮会引起心肌纤维化（MF）。为探究氧化苦参碱（OMT）对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用，某研究小组选取40只生理状态一致的健康雄鼠并将其均分为4组，每天进行相关处理，连续4周。相关处理和实验结果如下表所示。 组别 对照组 模型组 低剂量（25mg/kg）OMT组 高剂量（50mg/kg）OMT组 处理方案 不作处理 皮下注射含适量ALD的生理盐水，服用高钠盐水 a b 实验结果 心肌纤维正常 心肌纤维排列紊乱，溶解坏死 症状减轻 症状略微减轻 处理方案b是指 。 (4)该研究小组对4周时大鼠心肌细胞中的信号蛋白（Jagged-1和Notch-1）的表达水平进行了检测，结果如下图： 据图推测，OMT缓解心肌纤维化的机理是 。 10．（2024·辽宁大连·三模）科研工作者以某品种春玉米为试验材料，研究氮肥施用量对玉米光合作用关键酶活性、光合速率及产量的影响，部分实验结果如图。回答下列问题： (1)氮是植物需求量较大的矿质元素，它是细胞中 （写出2种生物大分子）的组成元素。农田施肥的同时，往往需要适当浇水的原因是 。 (2)RuBP羧化酶催化CO2固定，其作用的场所是 。灌浆期与蜡熟期的净光合速率对产量起决定性作用，据图分析N2组这两个时期 ，有助于产量的提高。 (3)拔节期和蜡熟期降水量比常年少，土壤含水量降低，研究发现这两个发育时期细胞中可溶性糖含量随施氮量的增加而增加。据此推测，施氮有利于植物适应干旱环境的原因是 。 (4)多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时， 主要促进细胞质的分裂；在果实发育过程中，植物激素含量的变化，体现不同种激素的调节往往出现 。 11．（2024·北京东城·二模）哺乳动物幼崽的母亲依恋行为是生命历程中的第一种社会行为，近期我国科学家揭示了该行为的调控机制。 (1)神经调节的基本方式是 。母亲气味作为刺激，使幼崽的相关感受器产生兴奋，兴奋沿着传入神经向 传导，经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。 (2)基因T表达产物是神经递质5-羟色胺（5-HT）合成必需的酶。为探究5-HT对幼鼠母亲依恋行为的影响，取一对基因T缺失突变杂合小鼠（+/-）进行杂交，利用杂交子代幼鼠进行如下实验。 ①如图1．在测试盒子的两侧分别放置来自幼鼠母亲的巢穴物品（A）和未使用过的巢穴物品（B），幼鼠放置在中间空白处，统计幼鼠在两侧的停留时间，结果如图2所示。实验结果说明 。 ②为进一步证实上述结论，研究人员对①操作进行了改进：将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品，其余处理均相同。所得实验结果支持上述结论。改进的目的是 。 (3)母亲气味可激活幼鼠脑中的5-HT能神经元（释放的神经递质为5-HT）和催产素能神经元（释放的神经递质为催产素）。研究人员提出假设：5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元。利用图1装置进行实验以验证该假设，实验组应选择的幼鼠和试剂分别为 （填字母序号），预期实验结果为 。 a．基因T缺失纯合突变体  b．催产素受体基因缺失纯合突变体   c．5-HT    d．催产素 12．（2024·江苏宿迁·三模）研究发现，睡眠时大脑会释放促睡眠因子（PGD2）。长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌、抗病毒能力下降等，部分机制如图1所示。其中，VLPO神经元通过释放抑制性神经递质诱发睡眠；I表示免疫细胞；IL-6是一种促进炎症反应的细胞因子、IFNA是一种抗病毒的细胞因子；①~⑩表示过程。 (1)据图1及相关信息推测，睡眠状态下，机体内含量增加的物质有 。 (2)据图1及已学知识分析，当“促睡眠”的信息传递至VLPO时，该细胞的质膜上可能发生的变化有Na+-K+泵的活动 ，Na+通道开放程度 。 (3)研究发现，脑中还存在激发觉醒的神经元（TMN）。有学者提出“VLPO-TMN‘跷跷板’模型”，以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。据图1及已学知识推测，与上述调节机制类似的过程有 。 (4)据图1及相关信息，阐述长期睡眠不足的人更容易患病毒性感冒的可能原因是 ，导致多种器官功能异常，进而使机体免疫能力下降，抗病毒能力下降。 (5)研究人员分别检测身体状况良好的志愿者在正常睡眠（睡眠时间为23：00~6：00）与睡眠剥夺（睡眠时间为3：00~6：00）两种情况下，体内IL-6的含量变化，结果如图2所示。为进一步探究睡眠与IL-6含量的关系，以下推断与图2中的数据相吻合的有 。（填编号） ① IL-6的含量变化受昼夜节律的调控② IL-6的含量与白天疲劳程度呈正相关③ 白天IL-6的含量与夜晚睡眠时间呈负相关  ④ 夜晚深度睡眠质量与IL-6的含量成负相关 (6)选择正确的选项填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。 a、正常小鼠  b、正常睡眠  c、免疫缺陷小鼠  d、睡眠剥夺 　 实验材料 实验处理 实验组 ① ② 对照组 ③ ④ 13．（23-24高三下·重庆·阶段练习）1935年加拿大一枝黄花作为观赏植物在我国引种，后入侵到农田等环境中，表现出明显的优势。为探究其快速入侵的原因，研究者进行了一系列实验。 (1)在生态系统营养结构中，加拿大一枝黄花属于 。 (2)为研究加拿大一枝黄花对农作物的化感作用（某种生物释放的化学物质对生态系统中生物生长产生影响），研究者利用其鲜叶没提液处理小麦和绿豆结果如图。由图可知，加拿大一枝黄花产生的化感物质对绿豆的作用特点： 。利用某些植物化感作用的原理抑制杂草的生长属于 防治。 (3)研究者推测化感作用和资源竞争是植物入侵的原因。为比较本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花谁更具有入侵优势，科学家进行了两组实验。实验步骤如下（如图）： ①在不同氮素浓度下，一组用本地具有化感作用的植物和10株小麦共培养；另一组用加拿大一枝黄花和10株小麦共培养。30天后与相同氮素浓度下单独培养的小麦比较干重，分别计算生物干扰率。 ②移出各培养箱中的植物，将培养液调至实验初始时的氮素浓度水平，移入 ，30天后比较干重，计算化感作用干扰率。 资源竞争干扰率这一指标反映本地化感植物、加拿大一枝黄花与小麦竞争氮素资源从而对小麦生长情况产生的影响。用a表示资源竞争干扰率，b表示化感作用干扰率，c表示生物干扰率，则a= 。基于实验结果，加拿大一枝黄花具有入侵优势，理由是 。 14．（2024·四川成都·模拟预测）生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局、能够沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态单元的生态系统空间类型。它能够满足物种的扩散、迁移和交换的需求，是构建“区域山水林田湖草”完整生态系统的重要组成部分。据报道，长三角正协同推进长江水系生态廊道建设，通过生态廊道重要节点打造，到2025年初步实现长三角长江干流生态廊道省级贯通。回答下列问题： (1)飞机草曾是长三角的入侵物种。 ①在长三角某区域存在食物链：飞机草→小型无脊椎动物→雁鸭类候鸟，其中小型无脊椎动物同化量与摄入量的比值明显较低，从它们的食性角度分析，最可能的原因是 。 ②飞机草能产生化感作用（通过向环境释放特定的次生物质，从而对邻近其他植物生长发育产生有益或有害的影响），这些化感物质能对多种植物幼苗的生长发育产生明显抑制作用，且对其他动物也能产生影响。从信息传递的角度分析，飞机草传递的信息是 ，该信息传递的作用是 。 ③化学防治是较快控制飞机草的措施。研究人员探究了几种化学物质（除草剂）对飞机草的抑制作用，结果如图所示。由实验结果可得出，对飞机草控制效果最佳的化学物质及处理浓度是 。若要探究草甘膦、2，4-D和百草枯间的相互作用关系，在该实验的基础上还应增加至少 组实验。 (2)建立长三角鸟类迁徙廊道主要通过直接影响 （填种群的数量特征）改变鸟类的种群密度，还能遏制濒危鸟类的灭绝，其原因是 。 15．（2024·天津南开·模拟预测）2020年，一场罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，毁坏大量草场、农田，对粮食安全造成巨大威胁。某地科学工作者进行了相关研究，发现草场蝗虫密度对牧草产量的影响结果如下图所示（其中牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量）。请回答下列问题： (1)该实验的目的是研究 。 (2)由图可知，当蝗虫密度小于5只/m2时，牧草产量仍可能增加，原因是 ，表明蝗虫种群密度足够大时才会导致危害，其原因是生态系统具有 。 (3)从生态系统能量流动的角度分析，有关国家和机构合作来进行灭蝗减灾的意义是 ，从而缓解可能出现的粮食短缺危机。 (4)造成此次灾害的蝗虫有散居型和群居型两种类型。群居型蝗虫体内会产生对鸟类有毒的氢氰酸，使其被鸟类捕食的概率降低，这一过程说明信息传递在调节 中起着重要作用。粉红椋鸟号称“蝗虫收割机”，主要捕食 型蝗虫。若一只粉红椋鸟每天摄入蝗虫约180只（约含能量2870kJ），假设不同营养级之间能量传递效率为20%，且粪便量很少，则该鸟正常情况下从中获取的能量值 （填“大于”“等于”或“小于”）574kJ。 (5)中科院动物研究所研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会大量释放“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在有感知该种信息的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色可持续防控成为可能。据此研究，下列有关蝗灾防治的设想可行的是（填序号） 。 ①可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态 ②可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，从而阻止蝗虫的聚集 ③可利用基因编辑技术敲除蝶虫的嗅觉受体基因，从而使蝗虫无法集群 ④可使用较高浓度的“集群信息素”代替农药来杀死蝗虫，减少环境污染 16．（2024·福建·模拟预测）蝗灾会对农牧业、经济和环境造成重大威胁。蝗灾发生的生物学基础是蝗虫由散居型向群居型转变，群聚信息素在该过程中发挥重要作用。群聚信息素由个体释放，是一种可招募同种个体聚集到特定区域的物质，吸引的个体无性别差异。回答下列问题： (1)为探明导致蝗虫聚集的群聚信息素的化学本质，科学家分别对散居型和群居型蝗虫释放的关键化合物的相对含量进行了检测，结果如表所示。据表分析PAN（苯乙腈）和4VA（4-乙烯基苯甲醚）可能是群聚信息素的依据是 。 化合物 苯甲醛 苯乙腈 愈创木酚 4—乙烯基苯甲醚 苯乙醛 群居型 34.4 33.1 6.5 1.8 2.8 散居型 41.8 ND 18.8 ND 0.3 注：ND表示未检测到该物质的释放。 (2)为了进一步确定PAN是不是群聚信息素，研究人员设计了以下两个行为实验。 ①蝗虫行为实验：将同一空地划分为两个区域，其中一个区域释放PAN气体，另一个区域作空气对照，发现蝗虫的活动轨迹主要在空气对照组区域，由此得出的结论是 。 ②鸟类行为实验：取同种散居型蝗虫涂抹 后，发现其被鸟类捕食的比率显著降低，据此推测群居型蝗虫释放PAN的作用是 。由此说明信息传递在生态系统中的作用是 。 (3)群聚信息素和性外激素都有招募同种个体聚集的作用。若要进一步确认4VA不是性外激素（由个体释放，吸引异性个体的物质），还需观测的指标是 ，利用4VA防治蝗灾属于 防治。 17．（23-24高三下·广东韶关·阶段练习）习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调，"农业强国是社会主义现代化强国的根基，推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前，资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱，亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年，我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图1、2所示是转抗草甘膦基因—cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:   (1))已知质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示，处理质粒和目的基因时选用的限制酶为 ；构建重组质粒还需要 酶；质粒中的抗性基因可用于 。 (2)若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因，此过程需要用到 酶。连续扩增循环2次，需要的引物数为 个；延伸子链从引物的 端延伸。 (3)将重组质粒导入大豆体细胞常用 法。筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时，在不同时期使用的培养基存在差异，不同培养基最大的区别是 。 (4)写出检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路 。 18．（2024·安徽安庆·三模）巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应，使用两组不同的引物实现对目标DNA片段的扩增。第一组外引物大小为25bp，复性温度较高（68℃），扩增后得到中间产物；第二组内引物大小为17bp，复性温度较低（46℃），内引物的结合部位在中间产物内部。具体过程如图一所示，回答下列问题。 (1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外，还应加入 （答出两点即可）等。 (2)巢式PCR时，复性温度与引物长度成 （填“正相关”或“负相关”）。若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段，则使用内引物进行第二次PCR扩增时，完成配对并扩增的概率会 。由此可知，巢式PCR相较于常规PCR具有的优点是 。 (3)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上雄性决定基因（SRY）和常染色体上的酪蛋白基因（CSN1S1），进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植，获得高产奶牛。 实验目的 方法步骤要点 囊胚样品DNA提取 选取滋养层细胞提取DNA PCR引物的设计和合成 根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计并合成a___________对引物 PCR扩增 预变性→变性→复性→延伸 鉴定分析 采用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，确定胚胎性别 b___________ 对受体奶牛注射前列腺素 胚胎移植 将符合要求的胚胎移植到受体奶牛的子宫内 ①请将上表内容补充完整：a是 ；b是 。 ②巢式PCR产物鉴定结果如图二所示，1～5号为取自不同胚胎的DNA样品，其中符合要求的胚胎是 。 19．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 20．（2024·湖北武汉·二模）沙门氏菌是影响畜产品品质的重要病原菌之一。若使用庆大霉素（GM）等抗生素治疗，会有细菌耐药性和抗生素残留等问题。如使用植物乳杆菌等益生菌（可分泌抗菌物质）替代治疗，可有效解决上述问题。已知MRS培养基常用于培养植物乳杆菌。回答下列问题： (1)为探究LPC（用MRS培养植物乳杆菌后获得的上清液）对沙门氏菌生长的影响，研究人员进行了相关实验，测得不同处理下沙门氏菌的生长曲线如图1所示。需选用物理状态为 （填“液体”或“固体”）的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量。据图1分析，该实验结论为 。若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是 。 (2)为进一步研究LPC对沙门氏菌的作用机制，对实验组的LPC进行了如下处理：NaOH-LPC（加入NaOH调节pH值至近中性）、Heat-LPC（用100℃处理15min），再采用 （方法）接种沙门氏菌进行抑菌圈实验，结果如图2所示。分析设置MRS组的目的是 。根据实验结果分析，LPC的热稳定性 （填“强”或“弱”），LPC对沙门氏菌发挥作用的机制是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 探究实验必刷20题 一、非选择题 1．ATP作为细胞中的直接能源物质，为细胞生命活动直接提供能量。为了研究ATP合成过程中的能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的ATP合成酶（Ⅱ）构建了ATP体外合成体系，如图所示。请回答下列问题： （1）ATP在供能时，脱离下来的末端 挟能量与其他分子结合。 （2）科学家利用人工体系模拟了ATP合成时的能量转换过程。在植物体内，此过程可发生在 （填细胞器名称）中。 （3）科学家利用人工体系进行了相关实验，如表所示。 组别 人工体系 H+是否通过Ⅰ进行转运 H+是否通过Ⅱ进行转运 是否产生ATP 大豆磷脂构成的囊泡 Ⅰ Ⅱ 1 + + + 是 是 产生 2 + － + 否 否 不产生 3 + + － 是 否 不产生 注：“+”“－”分别表示人工体系中组分的“有”“无”。 ①比较第1组和第2组的结果可知，Ⅰ可以转运H+进入囊泡。进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H+浓度 （填“大于”或“小于”）囊泡外的H+浓度。 ②比较第1组和第3组的结果可知，伴随图中的 的过程，ADP和Pi合成ATP。 【答案】 磷酸基团 叶绿体 ①大于 ②H+通过Ⅱ向囊泡外转运 【分析】分析图形：H+进入囊泡通过I过程，需要光，说明该囊泡模拟的是叶绿体的类囊体薄膜；H+通过II出囊泡，形成ATP，说明模拟的是光合作用光反应ATP的合成。 【详解】（1）供能时，ATP中脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合。 （2）分析图形，H+进入囊泡通过I过程，需要光，说明该人工体系模拟的是叶绿体中光合作用产生ATP的过程。 （3）①第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H+浓度大于囊泡外的H+浓度。 ②比较第1组和第3组的结果可知，伴随H+通过Ⅱ向囊泡外转运的过程，ADP和Pi合成ATP。 2．（2016·全国·高考真题）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 水草 无 有 有 有 有 有 有 距日光灯的距离（cm） 20 遮光* 100 80 60 40 20 50min后试管中溶液的颜色 浅绿色 X 浅黄色 黄绿色 浅绿色 浅蓝色 蓝色 *遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。 若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题： （1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由 引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是 （填“可靠的”或“不可靠的”）。 （2）表中X代表的颜色应为 （填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是 。 （3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草 。 【答案】光合作用与呼吸作用    不可靠的   黄色 水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管   光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等 【详解】（1）依题意并结合表中信息可知：距日光灯的距离表示光照的强弱。2号试管遮光，其内的水草不能进行光合作用，但能进行呼吸作用；3～7号试管内的水草在有光的条件下，溶液颜色的变化是光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量的综合反映；1号试管为对照组，其中的NaHCO3可维持CO2浓度的相对稳定，2～7号试管为实验组。综上所述，若50min后，1号试管的溶液是浅绿色，则说明2～7号试管的实验结果是由光合作用与呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，说明2～7号试管的实验结果是不可靠的。 （2）2号试管因遮光，其内的水草不能进行光合作用消耗CO2，但能通过呼吸作用释放CO2，所以试管内CO2浓度最高，X代表的颜色应为黄色。 （3）5号试管中的溶液颜色与对照组1号试管的相同，均为浅绿色，说明在此条件下水草的光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。 3．（2017·浙江·高考真题）为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图 回答下列问题： （1）本实验的因变量是 。由图中曲线对比可知，经 处理的该植物叶片中叶绿素含量下降最为明显，这将直接导致光反应中叶绿素吸收的 光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，除升温方法外，可对植物进行 处理以减少叶绿素的损失。 （2）提取上述四组该植物叶片中的色素时，为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的 。对上述四组色素提取液分别进行纸层析分离，结果发现，第4组得到的色素带中，从上到下的第 条色素带均明显变窄。 （3）若用不同波长的光照射叶绿素a 提取液并测定 ，可得到叶绿素a 的吸收光谱。 【答案】 叶绿素含量 光+0℃ 红光和蓝紫光 遮光 碳酸钙 三、四 吸光率 【分析】色素带在滤纸条上的分布， 从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温和光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。 【详解】（1）根据曲线图分析可知：自变量为光照强度、温度，因变量为叶绿素相对含量。由图中曲线对比可知，4曲线（经低温0℃+光照处理）的植物叶片中叶绿素含量下降最为明显。这将导致叶绿素吸收的蓝紫光和红光减少而降低了光合速率。由此推知，若遇到较低温天气，适度升温或遮光处理均可减少该植物叶片中叶绿素损失。 （2）为防止色素被破坏，研磨时可加入适量的碳酸钙。第4组得到的色素带中，叶绿素含量较少，因此从上到下的第3、4条色素带（叶绿素a、叶绿素b）均明显变窄。 （3）若用不同波长的光照射叶绿素a提取液并测定吸光率，可得到叶绿素a的吸收光谱。 4．某实验小组利用菠菜幼叶和成熟叶的叶圆片在相同的条件下进行实验，结果如下图，据图回答： （1）当NaHCO3溶液浓度为1%〜4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶 （填“强”或“弱”）。 有人推测幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同，为了证明这种推测，某同学设计了以下实验： ①用 分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素； ②用 法分离色素； ③观察并比较二者 。 （2）当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象 （填“能”或“不能”）表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度，请说明理由： 。 （3）当NaHC03浓度超过5%，叶圆片不上浮，最可能的原因 。 【答案】 弱 无水乙醇 纸层析 色素带的宽度与颜色的深浅 不能 叶圆片上浮时间延长，只能表明净光合速率低（或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低） NaHC03浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，细胞死亡后，光合作用也随之停止 【分析】依题意和反映实验结果的柱形图可知，本实验的目的是用真空渗水法验证二氧化碳浓度对光合作用的影响，自变量是不同浓度的NaHCO3溶液，因变量是根据叶圆片上浮所需时间来推测光合作用的速率，而叶圆片的沉浮于取决于光合作用和呼吸作用导致的气体是否在细胞间积累，即表示净光合速率。NaHCO3溶液可为光合作用提供CO２，但NaHCO3溶液过高又会导致细胞失水甚至引起细胞死亡。据此围绕“绿叶中色素的提取和分离、影响光合作用的因素”等相关知识对相关问题进行解答。 【详解】(1) 依题意和图示分析可知：本实验是根据叶圆片上浮所需时间来推测光合作用的速率，上浮所需时间越短，光合速率越大，而NaHCO3溶液可为叶片的光合作用提供CO2。当NaHCO3溶液浓度为1%〜4%时，相同浓度下，幼叶上浮时间均比成熟叶长，表明幼叶的光合作用能力比成熟叶弱。①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因此可用无水乙醇分别提取菠菜幼叶、成熟叶的色素。②分离色素的原理是绿叶中的四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而不同色素分子可以在滤纸上通过扩散而分开。可见，分离色素，可用纸层析法。③绿叶中色素含量较高，则色素带较宽、颜色较深，反之则色素带较窄、颜色较浅。若证明幼叶与成熟叶光合作用能力差异可能是叶片中光合色素的含量不同导致的，可观察并比较二者色素带的宽度与颜色的深浅。 (2)叶圆片的沉浮于取决于光合作用和呼吸作用导致的气体是否在细胞间积累，即表示净光合速率，而净光合速率＝总光合速率－呼吸速率。当NaHCO3浓度为3%时，适当提高溶液温度，第一片叶圆片上浮时间延长，该现象只能表明净光合速率低（或只能表明总光合作用与呼吸作用的差值降低），而说明不能表明提高后的温度已超过总光合作用的最适温度。(3)NaHCO3溶液可为叶片的光合作用提供CO2。 当NaHC03浓度超过5%时，因NaHC03浓度过高，导致细胞渗透失水过多而死亡，细胞死亡后，光合作用也随之停止，所以叶圆片不上浮。 5．（18-19高一下·河南周口·期末）某昆虫(XY型，2N=24)生活在环境变化不大的环境中，决定有翅的基因为A，决定残翅的基因为a，从该种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是48、50和2。将抽取的昆虫带到某个经常刮大风的海岛上(岛上无该昆虫)，多年后对岛上该昆虫种群调查，从该岛上种群中随机抽取100个个体，测得基因型分别为AA、Aa和aa的个体数分别是5、10和85。 （1）若要对该昆虫的基因组测序，应该测定 条染色体。 （2）在自然选择过程中，直接受选择的是 (填“表现型”或“基因型”)，海岛上充当自然选择手段的因素是 。 （3）基因频率是指 ，多年后岛上该昆虫是否发生了进化? 并说明原因 。 （4） 是物种形成的必要条件。进一步探究海岛上的该昆虫是否成为了一个新的物种，让其与原生活环境的昆虫进行交配实验，若 说明岛上昆虫已经成为了一个新物种。 【答案】 13 表现型 大风 在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率 基因频率发生改变，可以判断该昆虫发生了进化 隔离 出现生殖隔离 【分析】1、对于某二倍体生物（2N）来说，如果其没有性染色体，则基因组测序只要测N条，如果含有性染色体(如XY型或ZW型)，则基因组测序要测N+1条。 2、自然选择决定进化方向。进化的实质是基因频率的改变。 3、新物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离，三者关系如图所示： 【详解】（1）该昆虫是XY型，体细胞含有2N=24染色体，若要对该昆虫的基因组测序，应该测定12+1=13条染色体。 （2）在自然选择过程中，直接选择的是表现型，间接选择基因型，海岛上充当自然选择手段的因素是大风。 （3）基因频率是指在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。多年前A%=48%+50%×50%=73%；多年后A%=5%+10%×50%=10%，基因频率发生改变，可以判断该昆虫发生了进化。 （4）隔离是物种形成的必要条件。生殖隔离标志着新物种的形成。 6．（2017高三上·浙江·专题练习）果蝇的翻翅与正常翅是一对相对性状，受一对等位基因（A、a）控制，且A是纯合致死基因；果蝇的颜色伊红、淡色和乳白色分别由复等位基因e、t和i控制。为探究上述两对性状的遗传规律，用两组果蝇进行了杂交实验，其结果如下表。 杂交组合 亲本 子一代 甲 翻翅乳白眼 翻翅淡色眼 翻翅淡色眼：正常 翅淡色眼为2：l 翻翅乳白眼：正常 翅乳白眼为2：1 乙 翻翅伊红眼 正常翅淡色眼 翻翅伊红眼：翻翅 淡色眼：正常超伊红 眼：正常翅淡色眼为1：1：1：1 翻翅伊红眼：翻翅 淡色眼：正常制伊 红眼：正常翅淡色 眼为1：1：1：1 回答下列问题： （1）控制颜色的基因e、t和i均由野生型突变而来，这说明基因突变具有 特点。 （2）e、t和i之间的显隐关系为 。若只考虑颜色的遗传，果蝇的基因型有 种。 （3）甲杂交组合中亲本雌果蝇的基因型为 ，F1中雄果蝇均为乳白眼的原因是 。乙杂交组合中亲本雄果蝇产生配子的基因型为 。 （4）已知翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交，F1中出现了正常翅乳白眼雄果蝇。若再将F1中的翻翅伊红眼雌果蝇与翻翅乳白眼雄果蝇杂交，则F2中正常翅伊红眼雌果蝇的概率为 。 【答案】 多方向性 e对t和i为完全显性，t对i为完全显性 9 AaXiXi 控制眼色的基因位于X染色体上，亲代乳白眼雌果蝇将Xi传递给了F1的雄果蝇 aXt和aY 1/12 【分析】本题考查伴性遗传、自由组合定律，考查对伴性遗传规律、自由组合定律的应用。解答此类题目，应对两对相对性状分别进行分析，然后根据自由组合定律进行综合。 【详解】(1) 野生型基因可以突变为e、t和i，说明基因突变具有多方向性的特点。 (2)根据甲组实验结果，后代雌性全为淡色眼，雄性全为乳白色眼，可推知眼色基因位于X染色体上，且淡色眼对乳白眼为完全显性；根据乙组实验结果，可推知母本眼色基因为杂合子，伊红眼对淡色眼为完全显性，e、t和i之间的显隐关系为e对t和i为完全显性，t对i为完全显性。若只考虑眼色的遗传，雌果蝇有3种纯合子和3中杂合子，雄果蝇有三种基因型，基因型共有9种。 (3) 根据甲组实验结果，翻翅为显性，且显性纯合致死，甲杂交组合中亲本雌果蝇的基因型为AaXiXi，F1中雄果蝇均为乳白眼的原因是控制眼色的基因位于X染色体上，亲代乳白眼雌果蝇将Xi传递给了F1的雄果蝇。乙杂交组合中亲本雄果蝇基因型为aaXtY，产生配子的基因型为aXt和aY。 (4)翻翅伊红眼雌果蝇AaXeX与翻翅乳白眼雄果蝇AaXtY杂交，将F1中的翻翅伊红眼雌果蝇AaXeXt与翻翅乳白眼雄果蝇AaXtY杂交，F2中正常翅伊红眼雌果蝇aaXeXt的概率为（1/3）×（1/4）=1/12。 7．（2023·福建·一模）落粒性是作物种子成熟后脱落的现象。对收获种子的作物来说，落粒性大会给农业生产带来不利影响。普通荞麦是非落粒的，但自交不亲和(自交无法产生后代)。进行杂交时，普通荞麦的非落粒性常常会丧失。研究者就荞麦非落粒性的遗传规律进行了杂交实验。 (1)荞麦的自交不亲和性有利于增加种群的 多样性。 (2)选取不同的非落粒品系与落粒品系进行杂交，F1自交得到F2观察并统计F2的表型和比例，结果如下表。 杂交组合 亲本 F2表型及比例 一 非落粒品系1 落粒品系 落粒:非落粒 =47:35(约9:7) 二 非落粒品系2 落粒品系 落粒:非落粒=85:28(约3:1) 三 非落粒品系3 落粒品系 落粒:非落粒=39:59(约 27:37) ①表分析，荞麦的落粒是 (填“显性”或“隐性”)性状。该性状由 对基因控制，作出该判断的理由是 。 ②若用 A/a、B/b……表示落粒与否的控制基因，则杂交组合三所得F2中，纯合落粒个体的基因型为 ，所占比例为 。 (3)为进一步验证控制落粒性状的基因对数，请在（2）的亲本、F1和F2中选择合适的植株，设计测交实验，并预期实验结果。 。 【答案】(1)遗传/基因 (2) 显性 三 杂交组合三 F2中落粒占全部个体的比例为 27/64=（3/4）3 依据 n 对等位基因自由组合且完全显性时，F2代中显性个体的比例是(3/4)n，可判断这两对杂交组合涉及3对等位基因 AABBCC 1/64 (3)测交方案:取杂交组合三的 F1与非落粒品系 3 测交，观察后代表型及比例。预期结果：测交后代中落粒:非落粒=1:7 【分析】用分离定律解决自由组合问题：（1）基因原理分离定律是自由组合定律的基础。（2）解题思路首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对基因就可以分解为几个分离定律问题。如AaBb×Aabb可分解为：Aa×Aa，Bb×bb。然后按分离定律进行逐一分析。 【详解】（1）自交不亲和性有利于防止自交退化，可以增加种群的遗传多样性（或叫基因多样性）。 （2）①表中杂交组合二分析可知，F1自交得到F2，F2中落粒：非落粒=3:1，进而判断荞麦的落粒是显性。该性状由三对基因控制，理由如下：杂交组合三 F2中落粒占全部个体的比例为 27/64=（3/4）3 依据 n 对等位基因自由组合且完全显性时，F2代中显性个体的比例是(3/4)n，可判断这两对杂交组合涉及3对等位基因。 ②杂交组合三所得F2中，落粒占比27/（27+37）=27/64=（3/4）3，进而判断出A-B-C-为落粒。所以，纯合落粒个体的基因型为AABBCC，所占比例为（1/4）3。 （3）根据题意，杂交组合三所得F2中，落粒占比27/（27+37）=27/64=（3/4）3，进而判断出A-B-C-为落粒，故控制落粒性状的基因对数为3对。进而判断出杂交组合三种的F1落粒品系基因型为AaBbCc，且亲本为AABBCC的落粒品系和aabbcc的非落粒品系3。为了进一步验证，可以设计实验如下：测交方案：取杂交组合三的 F1与非落粒品系 3 测交，观察后代表型及比例。预期结果：测交后代中落粒（AaBbCc=1/2×1/2×1/2=1/8）:非落粒（1-落粒=7/8）=1:7。 8．（2023·全国·高考真题）某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。 实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的 ①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。 ②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。 ③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。 实验二：确定甲和乙植株的基因型 将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。 回答下列问题。 (1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是 （答出3点即可）；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的 。 (2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是 。 (3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是 ，乙的基因型是 ；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是 。 【答案】(1) 高效性、专一性、作用条件温和 空间结构 (2)一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花瓣中含有酶2，两者混合后形成红色色素 (3) AAbb aaBB 白色 【分析】由题干信息可知，甲、乙两个不同的白花纯合子，基因型是AAbb或aaBB。而根据实验一可知，两者基因型不同；根据实验二可知，甲为AAbb，乙为aaBB。 【详解】（1）与无机催化剂相比，酶所具有的特性是高效性、专一性、作用条件温和。 高温破坏了酶的空间结构，导致酶失活而失去催化作用。 （2）根据题干可知白花纯合子的基因型可能是AAbb或aaBB，而甲、乙两者细胞研磨液混合后变成了红色，推测两者基因型不同，一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花瓣中含有酶2，两者混合后形成红色色素。 （3）实验二的结果甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色，可知甲并不是提供酶2的一方，而是提供酶1催化产生的中间产物，因此基因型为AAbb，而乙则是提供酶2的一方，基因型为aaBB。 若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，由于乙中的酶2失活，无法催化红色色素的形成，因此混合液呈现的颜色是白色。 9．（2024·黑龙江吉林·模拟预测）醛固酮（ALD）是重要的盐皮质激素，具有保钠排钾及维持细胞外液渗透压相对稳定的作用。其保钠的作用机理如图所示。回答下列问题： (1)当细胞外液量减少及血钠含量降低时，醛固酮的分泌量会 （填“增加”或“减少”）。醛固酮对血钠平衡的调节过程存在 （填“正”或“负”）反馈调节。 (2)醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞，原因是 。结合下图，推测醛固酮与相关受体结合后，调控相关基因的表达，促使肾小管上皮细胞膜上的 ，使其对Na+的通透性增强；促进细胞呼吸为 提供更多能量，进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。 (3)醛固酮会引起心肌纤维化（MF）。为探究氧化苦参碱（OMT）对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用，某研究小组选取40只生理状态一致的健康雄鼠并将其均分为4组，每天进行相关处理，连续4周。相关处理和实验结果如下表所示。 组别 对照组 模型组 低剂量（25mg/kg）OMT组 高剂量（50mg/kg）OMT组 处理方案 不作处理 皮下注射含适量ALD的生理盐水，服用高钠盐水 a b 实验结果 心肌纤维正常 心肌纤维排列紊乱，溶解坏死 症状减轻 症状略微减轻 处理方案b是指 。 (4)该研究小组对4周时大鼠心肌细胞中的信号蛋白（Jagged-1和Notch-1）的表达水平进行了检测，结果如下图： 据图推测，OMT缓解心肌纤维化的机理是 。 【答案】(1) 增加 负 (2) 肾小管和集合管细胞中有醛固酮的特异性受体 Na+通道蛋白数量增多 钠钾泵 (3)皮下注射含适量 ALD 和 50mg/kg OMT 的生理盐水，服用高钠盐水 (4)降低了心肌细胞中 Jagged-1 和 Notch-1 蛋白的表达水平 【分析】醛固酮是肾上腺分泌的一种盐皮质激素，主要作用在肾脏，增加钠的重吸收，促进钾的排出，是体内维持血容量和电解质平衡的重要激素。激素调节的特点：通过体液进行运输，微量和高效，作用于靶器官、靶细胞，作为信使传递信息，反应速度慢，作用范围广，作用时间长。 【详解】（1）醛固酮由肾上腺皮质分泌，作用是促进肾小管和集合管对钠离子的重吸收、对钾离子的排放。当细胞外液量减少及血钠含量降低时，醛固酮的分泌量会增加；当血钠含量升高时，醛固酮分泌量减少，故醛固酮对血钠平衡的调节过程存在负反馈调节。 （2） 醛固酮一般只能作用于肾小管和集合管细胞，这是因为肾小管和集合管细胞中有醛固酮的特异性受体。结合图可知，醛固酮与相关受体结合后，调控相关基因的表达，促使Na+通道蛋白数量增多、使其对Na+的通透性增大，从而促进它从原尿中重吸收Na+；同时促进其细胞呼吸，产生更多的能量，提高其膜上钠钾泵的活性，进而促进Na+运出肾小管上皮细胞到达细胞外液。 （3）本实验的目的是探究氧化苦参碱（OMT）对醛固酮诱导的大鼠心肌纤维化的作用，因此实验的自变量为是不同浓度的氧化苦参碱处理实验鼠，因此，与模型组相比，a是指皮下注射含适量ALD和25mg/kgOMT的生理盐水，高钠盐饮水，b是指皮下注射含适量 ALD 和 50mg/kgOMT 的生理盐水，高钠盐饮水。 （4）结合表格和柱形图可知，模型组心肌细胞纤维化严重，且Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平上升，而OMT低剂量组症状缓解，Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平下降。由此可见，OMT缓解心肌纤维化的机理是降低了心肌细胞中Jagged-1和Notch-1蛋白的表达水平。 10．（2024·辽宁大连·三模）科研工作者以某品种春玉米为试验材料，研究氮肥施用量对玉米光合作用关键酶活性、光合速率及产量的影响，部分实验结果如图。回答下列问题： (1)氮是植物需求量较大的矿质元素，它是细胞中 （写出2种生物大分子）的组成元素。农田施肥的同时，往往需要适当浇水的原因是 。 (2)RuBP羧化酶催化CO2固定，其作用的场所是 。灌浆期与蜡熟期的净光合速率对产量起决定性作用，据图分析N2组这两个时期 ，有助于产量的提高。 (3)拔节期和蜡熟期降水量比常年少，土壤含水量降低，研究发现这两个发育时期细胞中可溶性糖含量随施氮量的增加而增加。据此推测，施氮有利于植物适应干旱环境的原因是 。 (4)多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时， 主要促进细胞质的分裂；在果实发育过程中，植物激素含量的变化，体现不同种激素的调节往往出现 。 【答案】(1) 氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素 肥料中的矿质元素必须溶解在水中才能被植物从根系吸收(2) 叶绿体基质 RuBP羧化酶活性最高且灌浆期后RuBP羧化酶活性下降速度相对较慢 (3)植物细胞通过积累可溶性糖，细胞液的渗透压升高，有利于植物吸水（保水），适应干旱环境 (4) 细胞分裂素 一定的顺序性 【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和氧气，另一部分光能用于合成ATP，暗反应发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。 【详解】（1）氮元素可参与构成细胞中多种化合物，如氨基酸（元素组成是C、H、O、N等）、蛋白质（元素组成是C、H、O、N等）、核酸（元素组成是C、H、O、N、P）、叶绿素（元素组成是C、H、O、N、Mg）等，农田施肥的同时，往往需要适当浇水的原因是肥料中的矿质元素必须溶解在水中才能被植物从根系吸收。 （2）RuBP羧化酶催化CO2固定是暗反应过程，场所是叶绿体基质。分析题图，与其它组别相比，N2组灌浆期与蜡熟期的RuBP羧化酶活性最高且灌浆期后RuBP羧化酶活性下降速度相对较慢，光合作用相对旺盛，故有助于产量的提高。 （3）分析题意，拔节期和蜡熟期降水量比常年少，土壤含水量降低，而施氮后植物细胞通过积累可溶性糖，细胞液的渗透压升高，有利于植物吸水（保水），适应干旱环境。 （4）多种植物激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。在细胞分裂时，细胞分裂素主要促进细胞质的分裂；在果实发育过程中，植物激素含量的变化，体现不同种激素的调节往往出现一定的顺序性。 11．（2024·北京东城·二模）哺乳动物幼崽的母亲依恋行为是生命历程中的第一种社会行为，近期我国科学家揭示了该行为的调控机制。 (1)神经调节的基本方式是 。母亲气味作为刺激，使幼崽的相关感受器产生兴奋，兴奋沿着传入神经向 传导，经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。 (2)基因T表达产物是神经递质5-羟色胺（5-HT）合成必需的酶。为探究5-HT对幼鼠母亲依恋行为的影响，取一对基因T缺失突变杂合小鼠（+/-）进行杂交，利用杂交子代幼鼠进行如下实验。 ①如图1．在测试盒子的两侧分别放置来自幼鼠母亲的巢穴物品（A）和未使用过的巢穴物品（B），幼鼠放置在中间空白处，统计幼鼠在两侧的停留时间，结果如图2所示。实验结果说明 。 ②为进一步证实上述结论，研究人员对①操作进行了改进：将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品，其余处理均相同。所得实验结果支持上述结论。改进的目的是 。 (3)母亲气味可激活幼鼠脑中的5-HT能神经元（释放的神经递质为5-HT）和催产素能神经元（释放的神经递质为催产素）。研究人员提出假设：5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元。利用图1装置进行实验以验证该假设，实验组应选择的幼鼠和试剂分别为 （填字母序号），预期实验结果为 。 a．基因T缺失纯合突变体  b．催产素受体基因缺失纯合突变体   c．5-HT    d．催产素 【答案】(1) 反射 神经中枢 (2) 5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的 明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应 (3) b，c 幼鼠在A和B的停留时间无显著差异 【分析】神经调节的基本方式是反射，结构基础是反射弧。 【详解】（1）神经调节的基本方式是反射。母亲气味作为刺激，使幼崽的相关感受器产生兴奋，兴奋沿着传入神经向神经中枢传导，经过综合处理最终使幼崽表现出母亲依恋行为。 （2）由图2实验结果可知，基因T缺失突变纯合小鼠在两侧的停留时间无明显差异，有基因T的幼鼠在两侧的停留时间均有明显差异，说明基因T表达产物5-HT是幼鼠产生母亲依恋行为所必需的。 将未使用过的巢穴物品替换为其他雌鼠的巢穴物品，可排除雌性非母亲的气味的影响，明确5-HT影响的是幼鼠对母亲气味的特异性反应。 （3）要验证5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元，实验组可选择催产素受体基因缺失纯合突变体和5-HT，若实验结果为幼鼠在A和B的停留时间无显著差异，说明：5-HT能神经元对幼鼠母亲依恋行为的调控需通过催产素能神经元，无法接受到催产素的信息就无法调控幼鼠母亲依恋行为。 12．（2024·江苏宿迁·三模）研究发现，睡眠时大脑会释放促睡眠因子（PGD2）。长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌、抗病毒能力下降等，部分机制如图1所示。其中，VLPO神经元通过释放抑制性神经递质诱发睡眠；I表示免疫细胞；IL-6是一种促进炎症反应的细胞因子、IFNA是一种抗病毒的细胞因子；①~⑩表示过程。 (1)据图1及相关信息推测，睡眠状态下，机体内含量增加的物质有 。 (2)据图1及已学知识分析，当“促睡眠”的信息传递至VLPO时，该细胞的质膜上可能发生的变化有Na+-K+泵的活动 ，Na+通道开放程度 。 (3)研究发现，脑中还存在激发觉醒的神经元（TMN）。有学者提出“VLPO-TMN‘跷跷板’模型”，以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制。据图1及已学知识推测，与上述调节机制类似的过程有 。 (4)据图1及相关信息，阐述长期睡眠不足的人更容易患病毒性感冒的可能原因是 ，导致多种器官功能异常，进而使机体免疫能力下降，抗病毒能力下降。 (5)研究人员分别检测身体状况良好的志愿者在正常睡眠（睡眠时间为23：00~6：00）与睡眠剥夺（睡眠时间为3：00~6：00）两种情况下，体内IL-6的含量变化，结果如图2所示。为进一步探究睡眠与IL-6含量的关系，以下推断与图2中的数据相吻合的有 。（填编号） ① IL-6的含量变化受昼夜节律的调控② IL-6的含量与白天疲劳程度呈正相关③ 白天IL-6的含量与夜晚睡眠时间呈负相关  ④ 夜晚深度睡眠质量与IL-6的含量成负相关 (6)选择正确的选项填入下表，形成实验方案并预期实验结果，用来证实：睡眠剥夺造成的小鼠死亡是由于免疫系统过度激活引起的。 a、正常小鼠  b、正常睡眠  c、免疫缺陷小鼠  d、睡眠剥夺 　 实验材料 实验处理 实验组 ① ② 对照组 ③ ④ 【答案】(1)腺苷、PGD2、IL-6 (2) 加强 增大 (3)②③④ (4)长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌，而肾上腺糖皮质激素能抑制IFNA基因的表达，同时促进IL-6基因的表达，IL-6分泌量过多 (5)③④ (6) c d c b 【分析】兴奋在神经元之间的传递：兴奋在神经元之间的传递是通过突触完成的，突触包括突触前膜、突触后膜和突触间隙，突触前膜内的突触小泡含有神经递质，神经递质以胞吐的形式分泌到突触间隙，作用于突触后膜上的受体，引起突触后膜所在神经元兴奋或抑制；由于神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜上的受体，因此兴奋在神经元之间的传递是单向的。 【详解】（1）研究发现，睡眠时大脑会释放促睡眠因子（PGD2），同时PGD2能促进IL-6的表达，VLPO神经元通过释放抑制性神经递质诱发睡眠，据此推测，睡眠状态下，机体内含量增加的物质是腺苷、IL-6和PGD2。 （2）题意显示，VLPO神经元通过释放抑制性神经递质诱发睡眠，据此推测，当“促睡眠”的信息传递至VLPO时，该细胞的质膜上可能发生的变化有Na+通道开放程度增大，进而产生动作电位，促进抑制性神经递质的释放，由于离子发生转运，因而Na+-K+泵的活动加强。 （3）研究发现，脑中还存在激发觉醒的神经元（TMN）。有学者提出“VLPO-TMN‘跷跷板’模型”，以解释机体在睡眠与觉醒之间的调节机制，即反馈调节机制。据图1及已学知识推测，与上述调节机制类似的过程有②③④。 （4）长期睡眠不足可能引发PGD2在脑毛细血管中大量积累、肾上腺糖皮质激素过度分泌，而肾上腺糖皮质激素能抑制IFNA基因的表达，同时促进IL-6基因的表达，题中显示IL-6分泌量过大，会导致多种器官功能异常，进而使机体免疫能力下降，抗病毒能力下降，因而更容易患病毒性感冒。 （5）本实验的目的是探究睡眠与IL-6含量的关系，结合实验结果可知，睡眠过程中体内IL-6的含量上升，睡眠时间正常情况下， IL-6含量在清醒状态下含量较低，而在睡眠剥夺情况下，即睡眠时间不足会导致清醒状态下 IL-6的含量再次上升，即表现为③白天IL-6的含量与夜晚睡眠时间呈负相关；④夜晚深度睡眠质量与IL-6的含量成负相关，题中数据并未研究IL-6的含量与昼夜节律以及疲劳程度的关系，即③④正确。 （6）分析题意，本实验目的是验证睡眠剥夺小鼠脑中的高水平PGD，会突破血脑屏障进入循环系统，通过上调L-6等物质的水平，使免疫系统过度激活，诱发炎症风暴，损伤组织器官，造成多器官功能障碍(MODS)，实验的自变量是睡眠情况，因变量可通过观察小鼠的存活情况进行比较，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故表中实验组应选择c免疫缺陷小鼠，并对其进行d睡眠剥夺处理，对照组选择c免疫缺陷小鼠，且进行b正常睡眠，预期结果应是实验组小鼠存活时间长，而对照组存活时间短。 13．（23-24高三下·重庆·阶段练习）1935年加拿大一枝黄花作为观赏植物在我国引种，后入侵到农田等环境中，表现出明显的优势。为探究其快速入侵的原因，研究者进行了一系列实验。 (1)在生态系统营养结构中，加拿大一枝黄花属于 。 (2)为研究加拿大一枝黄花对农作物的化感作用（某种生物释放的化学物质对生态系统中生物生长产生影响），研究者利用其鲜叶没提液处理小麦和绿豆结果如图。由图可知，加拿大一枝黄花产生的化感物质对绿豆的作用特点： 。利用某些植物化感作用的原理抑制杂草的生长属于 防治。 (3)研究者推测化感作用和资源竞争是植物入侵的原因。为比较本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花谁更具有入侵优势，科学家进行了两组实验。实验步骤如下（如图）： ①在不同氮素浓度下，一组用本地具有化感作用的植物和10株小麦共培养；另一组用加拿大一枝黄花和10株小麦共培养。30天后与相同氮素浓度下单独培养的小麦比较干重，分别计算生物干扰率。 ②移出各培养箱中的植物，将培养液调至实验初始时的氮素浓度水平，移入 ，30天后比较干重，计算化感作用干扰率。 资源竞争干扰率这一指标反映本地化感植物、加拿大一枝黄花与小麦竞争氮素资源从而对小麦生长情况产生的影响。用a表示资源竞争干扰率，b表示化感作用干扰率，c表示生物干扰率，则a= 。基于实验结果，加拿大一枝黄花具有入侵优势，理由是 。 【答案】(1)第一营养级 (2) 对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进高浓度抑制（且浓度越高抑制作用越强） 生物 (3) 与①步骤实验初始时生长状况相同的10株小麦 c-b 各种氮素浓度水平下，加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率（或化感作用干扰率以及资源竞争干扰率）高于本地植物 【分析】加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物，属于生产者。根据图观察可知，不同浓度鲜叶浸提液对于小麦和绿豆种子幼根生长抑制率不同。生物干扰中，既包含了种间的资源竞争，又包含了化感作用的影响，故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率。 【详解】（1）加拿大一枝黄花是能进行光合作用的自养型生物，是生产者，在生态系统营养结构中，属于第一营养级。 （2）根据图1可知，对于绿豆来说，在实验范围内，当鲜叶浸提液浓度为0.025g·mL-1时，绿豆种子幼根生长抑制率为负值，说明在此浓度下，鲜叶浸提液对种子根系的生长有促进作用，当浓度大于0.05g·mL-1时，随着鲜叶浸提液浓度的升高，种子的幼根生长抑制率逐渐升高，说明在此范围内，不同浓度的鲜叶浸提液对绿豆种子幼根生长均有抑制作用，且与浓度成正相关，综合来说，鲜叶浸提液对绿豆幼根的生长表现出低浓度促进高浓度抑制（且浓度越高抑制作用越强），利用某些植物化感作用的原理抑制杂草的生长属于生物防治。 （3）①实验研究的是不同氮素条件下，对本地具有化感作用的植物与加拿大一枝黄花对小麦生长状况的影响。自变量是氮素水平和植物类型（对本地具有化感作用的植物和加拿大一枝黄花），因变量是资源竞争干扰率。为保证实验结果的准确性，其余无关变量应保持相同。 ②由①过程已获得相关生物干扰率数据，其中包括资源竞争的影响与化感作用的影响，②过程在获得化感作用干扰率数据时，与①步骤实验初始时生长状况相同的10株小麦移入相应培养环境中，环境中只有化感物质，没有其他植物，故排除了资源竞争的作用，所得结果只体现化感作用的影响。 分析可知，生物干扰中，既包含了种间的资源竞争，又包含了化感作用的影响，故生物干扰率=资源竞争干扰率+化感作用干扰率，故而资源竞争干扰率=生物干扰率-化感作用干扰率=c-b。基于实验结果，根据曲线中数据分析可知，各种氮素浓度水平下，加拿大一枝黄花对小麦的生物干扰率（或化感作用干扰率以及资源竞争干扰率）高于本地植物，说明加拿大一枝黄花具有入侵优势。 14．（2024·四川成都·模拟预测）生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局、能够沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态单元的生态系统空间类型。它能够满足物种的扩散、迁移和交换的需求，是构建“区域山水林田湖草”完整生态系统的重要组成部分。据报道，长三角正协同推进长江水系生态廊道建设，通过生态廊道重要节点打造，到2025年初步实现长三角长江干流生态廊道省级贯通。回答下列问题： (1)飞机草曾是长三角的入侵物种。 ①在长三角某区域存在食物链：飞机草→小型无脊椎动物→雁鸭类候鸟，其中小型无脊椎动物同化量与摄入量的比值明显较低，从它们的食性角度分析，最可能的原因是 。 ②飞机草能产生化感作用（通过向环境释放特定的次生物质，从而对邻近其他植物生长发育产生有益或有害的影响），这些化感物质能对多种植物幼苗的生长发育产生明显抑制作用，且对其他动物也能产生影响。从信息传递的角度分析，飞机草传递的信息是 ，该信息传递的作用是 。 ③化学防治是较快控制飞机草的措施。研究人员探究了几种化学物质（除草剂）对飞机草的抑制作用，结果如图所示。由实验结果可得出，对飞机草控制效果最佳的化学物质及处理浓度是 。若要探究草甘膦、2，4-D和百草枯间的相互作用关系，在该实验的基础上还应增加至少 组实验。 (2)建立长三角鸟类迁徙廊道主要通过直接影响 （填种群的数量特征）改变鸟类的种群密度，还能遏制濒危鸟类的灭绝，其原因是 。 【答案】(1) 小型无脊椎动物摄入的飞机草含大量纤维素，不易消化吸收，随粪便排出比例较大 化学信息 调节种间关系，影响生态平衡 浓度为1%的百草枯 3/三 (2) 迁入率和迁出率 建立迁徙廊道有利于濒危鸟类间的交配，从而增大出生率，遏制濒危鸟类的灭绝 【分析】由题意可知，飞机草通过产生此生代谢产物（属于化学物质）抑制其他植物的生长，所以其传递的为化学信息，该信息可调节种间关系，维持生态系统的相对稳定。 据图可知，浓度为1%的百草枯处理后，飞机草的死亡率最高，说明图中对飞机草控制效果最佳的化学物质及处理浓度是浓度为1%的百草枯。 【详解】（1）①由食物链飞机草→小型无脊椎动物→雁鸭类候鸟可知，可能由于小型无脊椎动物摄入的飞机草含大量纤维素，不易消化吸收，随粪便排出比例较大，导致小型无脊椎动物同化量与摄入量的比值明显较低。 ②由题意可知，飞机草通过产生此生代谢产物（属于化学物质）抑制其他植物的生长，所以其传递的为化学信息，该信息可调节种间关系，维持生态系统的相对稳定。 ③据图可知，浓度为1%的百草枯处理后，飞机草的死亡率最高，说明图中对飞机草控制效果最佳的化学物质及处理浓度是浓度为1%的百草枯。若要探究草甘膦、2，4-D和百草枯间的相互作用关系，在该实验的基础上还应增加至少3组实验，分别为2,4-D组、草甘膦+百草枯组、2,4-D+百草枯组。 （2）由题意可知，生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局、能够沟通连接空间分布上较为孤立和分散的生态单元的生态系统空间类型，所以建立长三角鸟类迁徙廊道主要通过直接影响迁入率和迁出率改变鸟类的种群密度，有利于濒危鸟类间的交配，从而增大出生率，遏制濒危鸟类的灭绝，促进物种间的基因交流，保证基因多样性。 15．（2024·天津南开·模拟预测）2020年，一场罕见的蝗灾席卷东非和亚欧大陆，毁坏大量草场、农田，对粮食安全造成巨大威胁。某地科学工作者进行了相关研究，发现草场蝗虫密度对牧草产量的影响结果如下图所示（其中牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量）。请回答下列问题： (1)该实验的目的是研究 。 (2)由图可知，当蝗虫密度小于5只/m2时，牧草产量仍可能增加，原因是 ，表明蝗虫种群密度足够大时才会导致危害，其原因是生态系统具有 。 (3)从生态系统能量流动的角度分析，有关国家和机构合作来进行灭蝗减灾的意义是 ，从而缓解可能出现的粮食短缺危机。 (4)造成此次灾害的蝗虫有散居型和群居型两种类型。群居型蝗虫体内会产生对鸟类有毒的氢氰酸，使其被鸟类捕食的概率降低，这一过程说明信息传递在调节 中起着重要作用。粉红椋鸟号称“蝗虫收割机”，主要捕食 型蝗虫。若一只粉红椋鸟每天摄入蝗虫约180只（约含能量2870kJ），假设不同营养级之间能量传递效率为20%，且粪便量很少，则该鸟正常情况下从中获取的能量值 （填“大于”“等于”或“小于”）574kJ。 (5)中科院动物研究所研究表明，散居型蝗虫密度增大时，体内会大量释放“集群信息素”，在蝗虫的触角上存在有感知该种信息的嗅觉受体，从而使蝗虫由散居转化为群居，这项研究使绿色可持续防控成为可能。据此研究，下列有关蝗灾防治的设想可行的是（填序号） 。 ①可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态 ②可根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，从而阻止蝗虫的聚集 ③可利用基因编辑技术敲除蝶虫的嗅觉受体基因，从而使蝗虫无法集群 ④可使用较高浓度的“集群信息素”代替农药来杀死蝗虫，减少环境污染 【答案】(1)不同种类蝗虫的种群密度对牧草产量的影响 (2) 牧草补偿量大于蝗虫取食量 一定的自我调节能力（抵抗力稳定性） (3)调整生态系统的能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的部分 (4) 种间关系 散居 大于 (5)①② 【分析】据图分析，图中显示该实验的自变量有蝗虫的种类（四种蝗虫）和蝗虫密度，因变量是牧草产量，因此该实验的目的是研究不同种类蝗虫的种群密度对牧草产量的影响；四条曲线都显示：当蝗虫种群密度到达一定值后，牧草产量都表现为不断降低；牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量，当牧草补偿量大于蝗虫取食量时，牧草产量增加，而牧草补偿量小于蝗虫取食量时，牧草产量较小。 【详解】（1）据图分析，图中显示该实验的自变量有蝗虫的种类（四种蝗虫）和蝗虫密度，因变量是牧草产量，因此该实验的是研究不同种类蝗虫的种群密度对牧草产量的影响。 （2）牧草产量=牧草补偿量-蝗虫取食量，图中当蝗虫密度小于5只/m2时，牧草产量仍可能增加，原因是牧草补偿量大于蝗虫取食量；由曲线图分析可知，当蝗虫种群密度足够大时才会导致危害，说明生态系统具有一定的自我调节能力。 （3）从生态系统能量流动的角度分析，有关国家和机构合作来进行灭蝗减灾的意义是调整生态系统的能量流动关系，使能量更多地流向对人类有益的部分，从而缓解可能出现的粮食短缺危机。 （4）群居型蝗虫体内会产生对鸟类有毒的氢氰酸，使得鸟类不敢捕食它们，进而导致其被鸟类捕食的几率大大降低，说明信息传递可以调整生物的种间关系。蝗虫有散居型和群居型两种类型，粉红椋鸟号称“蝗虫收割机”，食量惊人，能够展开地毯式的搜索方式，吃到各种隐藏方式的蝗虫，其主要捕食的是散居型蝗虫。已知一只粉红椋鸟每天摄入蝗虫约180只（约含能量2870kJ），而同化量=摄入量-粪便量，且粪便量很少，则该鸟正常情况下从中获取的能量值是肯定大于574kJ。 （5）①根据题干信息可知，集群信息素可以使得密度增大的蝗虫种群由散居转化为群居，因此可人工合成“集群信息素”，从而在田间长期监测蝗虫的种群动态，①正确； ②已知集群信息素可以使得密度增大的蝗虫种群由散居转化为群居，因此可以根据“集群信息素”的结构设计拮抗剂，阻止分散的蝗虫聚集在一起，②正确； ③利用基因编辑技术敲除蝗虫的嗅觉受体基因，导致蝗虫不能产生相应的感觉受体，不能感受集群信息素，进而阻止蝗虫聚集，但是通过该技术防止蝗灾是不现实的，总不能将所有蝗虫的基因都敲除吧，还不如将实验用的蝗虫直接杀死，③错误； ④集群信息素可以阻止蝗虫聚集，但是不能杀死蝗虫，④错误。 故选①②。 16．（2024·福建·模拟预测）蝗灾会对农牧业、经济和环境造成重大威胁。蝗灾发生的生物学基础是蝗虫由散居型向群居型转变，群聚信息素在该过程中发挥重要作用。群聚信息素由个体释放，是一种可招募同种个体聚集到特定区域的物质，吸引的个体无性别差异。回答下列问题： (1)为探明导致蝗虫聚集的群聚信息素的化学本质，科学家分别对散居型和群居型蝗虫释放的关键化合物的相对含量进行了检测，结果如表所示。据表分析PAN（苯乙腈）和4VA（4-乙烯基苯甲醚）可能是群聚信息素的依据是 。 化合物 苯甲醛 苯乙腈 愈创木酚 4—乙烯基苯甲醚 苯乙醛 群居型 34.4 33.1 6.5 1.8 2.8 散居型 41.8 ND 18.8 ND 0.3 注：ND表示未检测到该物质的释放。 (2)为了进一步确定PAN是不是群聚信息素，研究人员设计了以下两个行为实验。 ①蝗虫行为实验：将同一空地划分为两个区域，其中一个区域释放PAN气体，另一个区域作空气对照，发现蝗虫的活动轨迹主要在空气对照组区域，由此得出的结论是 。 ②鸟类行为实验：取同种散居型蝗虫涂抹 后，发现其被鸟类捕食的比率显著降低，据此推测群居型蝗虫释放PAN的作用是 。由此说明信息传递在生态系统中的作用是 。 (3)群聚信息素和性外激素都有招募同种个体聚集的作用。若要进一步确认4VA不是性外激素（由个体释放，吸引异性个体的物质），还需观测的指标是 ，利用4VA防治蝗灾属于 防治。 【答案】(1)PAN和4VA只由群居型蝗虫释放或在群居型有释放，在散居型中没有释放 (2) PAN不是一种群聚信息素 PAN 防止（避免）鸟类的捕食 调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡和稳定 (3) 观察4VA吸引个体的性别比例（或性比）或4VA在雌雄群体中作用的差异性 生物 【分析】生态系统的信息传递：⑴信息的种类：物理信息、化学信息、行为信息；⑵作用：①维持生命活动的正常进行；②维持生物种群的繁衍；③调节生物种间关系，维持生态系统的稳定。 【详解】（1）由题表可知，PAN（苯乙腈）和4VA（4-乙烯基苯甲醚）在群居型蝗虫中出现、散居型蝗虫中未检测到该物质的释放，说明PAN（苯乙腈）和4VA（4-乙烯基苯甲醚）可能是导致蝗虫聚集的群聚信息素。 （2）①将同一空地划分为两个区域，其中一个区域释放PAN气体，另一个区域作空气对照，发现蝗虫的活动轨迹主要在空气对照组区域（该区域没有PAN气体），由此推断PAN不是一种群聚信息素； ②取同种散居型蝗虫涂抹PAN后，发现其被鸟类捕食的比率显著降低，据此推测群居型蝗虫释放PAN的作用是防止（避免）鸟类的捕食；上述过程发生在不同生物之间，说明信息传递在生态系统中的作用是调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡和稳定。 （3）若要进一步确认4VA不是性外激素（由个体释放，吸引异性个体的物质），还需观测的指标是观察4VA吸引个体的性别比例（或性比）或4VA在雌雄群体中作用的差异性；利用4VA防治蝗灾属于生物防治。 17．（23-24高三下·广东韶关·阶段练习）习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调，"农业强国是社会主义现代化强国的根基，推进农业现代化是实现高质量发展的必然要求”。目前，资源要素投入对粮食产量提升的驱动力明显减弱，亟须转基因等前沿技术新突破为保障粮食安全注入新动能。2023年，我国转基因大豆、转基因玉米的产业化试点已进一步扩大。如图1、2所示是转抗草甘膦基因—cp4-epsps大豆培育时利用的质粒和目的基因。回答下列问题:   (1))已知质粒与含抗除草剂基因的DNA片段中限制酶的切割位点如图所示，处理质粒和目的基因时选用的限制酶为 ；构建重组质粒还需要 酶；质粒中的抗性基因可用于 。 (2)若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因，此过程需要用到 酶。连续扩增循环2次，需要的引物数为 个；延伸子链从引物的 端延伸。 (3)将重组质粒导入大豆体细胞常用 法。筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时，在不同时期使用的培养基存在差异，不同培养基最大的区别是 。 (4)写出检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路 。 【答案】(1) BamH Ⅰ、Sau3A Ⅰ DNA连接酶 筛选导入重组质粒的受体细胞 (2) 耐高温的DNA聚合酶（或TaqDNA聚合酶） 6 3’ (3) 农杆菌转化法 植物激素的比例和浓度 (4)将转基因大豆和普通大豆植株分别种植在甲、乙两块试验田中；同时对甲、乙两块试验田分别喷洒等量等浓度的除草剂，在相同且适宜条件下培养一段时间；比较甲、乙两块试验田中的大豆生长状况。 【分析】基因工程的工具： （1）限制酶：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂； （2）DNA连接酶：连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键； （3）运载体：常用的运载体：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。 【详解】（1）BamHI、BclI的酶切位点位于抗除草剂基因（目的基因）的一侧，Sau3AI、HindⅢ的酶切位点位于基因的另一侧，必须选用每侧的各一种酶对目的基因进行切割，如果用HindⅢ切割质粒，会缺少启动子或终止子，若用BclI和Sau3AI一起切割，一是会破坏两个标记基因，二是抗除草剂基因可能插至两个BclI切出的切口中，根据图中启动子的转录方向，目的基因将不能被转录，故只能选BamHI、Sau3AI进行切割；构建重组质粒还需要DNA连接酶；质粒中的抗性基因可用于筛选导入重组质粒的受体细胞； （2）若需要用PCR技术扩增抗除草剂基因，此过程需要用到耐高温的DNA聚合酶（或TaqDNA聚合酶)；连续扩增循环n次，需要的引物数为2n+1-2个，连续扩增循环2次，需要的引物数为23-2=6个；延伸子链从引物的3’端延伸； （3）将重组质粒导入大豆体细胞常用农杆菌转化法；筛选出转化成功的细胞后进行植物组织培养时，在不同时期使用的培养基存在差异，不同培养基最大的区别是使用植物激素的比例和浓度，脱分化时生长素和细胞分裂素的比例适中，再分化时生长素和细胞分裂素偏高，利于根的形成，生长素和细胞分裂素偏低，利于芽的形成； （4）检验转基因抗除草剂大豆抗除草剂效果的详细实验思路是：将转基因大豆和普通大豆植株分别种植在甲、乙两块试验田中；同时对甲、乙两块试验田分别喷洒等量等浓度的除草剂，在相同且适宜条件下培养一段时间；比较甲、乙两块试验田中的大豆生长状况。 18．（2024·安徽安庆·三模）巢式PCR是一种特殊的聚合酶链式反应，使用两组不同的引物实现对目标DNA片段的扩增。第一组外引物大小为25bp，复性温度较高（68℃），扩增后得到中间产物；第二组内引物大小为17bp，复性温度较低（46℃），内引物的结合部位在中间产物内部。具体过程如图一所示，回答下列问题。 (1)巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外，还应加入 （答出两点即可）等。 (2)巢式PCR时，复性温度与引物长度成 （填“正相关”或“负相关”）。若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段，则使用内引物进行第二次PCR扩增时，完成配对并扩增的概率会 。由此可知，巢式PCR相较于常规PCR具有的优点是 。 (3)家畜胚胎的性别鉴定技术对畜牧业的发展具有重要意义。科研人员利用多重巢式PCR技术同时扩增奶牛Y染色体上雄性决定基因（SRY）和常染色体上的酪蛋白基因（CSN1S1），进行早期胚胎性别鉴定和胚胎移植，获得高产奶牛。 实验目的 方法步骤要点 囊胚样品DNA提取 选取滋养层细胞提取DNA PCR引物的设计和合成 根据牛的SRY和CSN1S1基因序列设计并合成a___________对引物 PCR扩增 预变性→变性→复性→延伸 鉴定分析 采用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行鉴定，确定胚胎性别 b___________ 对受体奶牛注射前列腺素 胚胎移植 将符合要求的胚胎移植到受体奶牛的子宫内 ①请将上表内容补充完整：a是 ；b是 。 ②巢式PCR产物鉴定结果如图二所示，1～5号为取自不同胚胎的DNA样品，其中符合要求的胚胎是 。 【答案】(1)缓冲液、耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）、4种脱氧核苷酸（或dNTP） (2) 正相关 下降 特异性强、灵敏度高 (3) 4 同期发情 1、2、4 【分析】PCR技术：①概念：PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术；②原理：DNA复制；③条件：模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）；④方式：以指数的方式扩增，即约2n；⑤过程：高温变性、低温复性、中温延伸。 【详解】（1）巢式PCR反应体系中除模板、引物、Mg2+外，还应加入缓冲液、耐高温的DNA聚合酶（或Taq酶）、4种脱氧核苷酸（或dNTP）。 （2）PCR过程包括过程高温变性、低温复性、中温延伸，巢式PCR时，复性温度与引物长度成正相关。巢式PCR时，若使用外引物进行第一次PCR扩增时产生了错误片段，再使用内引物扩增在错误片段上进行引物配对并扩增的概率会下降，因此，相比于常规PCR获得的产物而言，巢式PCR获得的产物特异性强、灵敏度高。 （3）①本实验用巢式PCR技术，用的是两轮PCR，因此扩增一种基因片段则需要设计2对引物，而扩增2种基因片段则需要设计4对引物。在胚胎移植前需要对受体牛进行同期发情处理，便于移植。 ②题中利用多重巢式PCR技术同时扩增Y染色体上雄性决定基因（SRY）和常染色体上的酪蛋白基因（CSNIS1）进行电泳，雌性个体没有SRY，只有一条带，雄性有两条带，因此1、2、4是雌性，3、5是雄性，故符合要求的胚胎是1、2、4。 19．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 【答案】(1) 增多 不定向性 (2) 分离 M83 (3) 阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株。阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株 在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程 【分析】基因突变： ⑴概念：是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变叫基因突变； ⑵特点： ①普遍性：生物界中普遍存在； ②随机性：生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生； ③低频性：突变频率很低； ④有害性：一般是有害的，少数是有利的； ⑤不定向性：可以产生一个以上的等位基因。 【详解】（1）由题意可知，通常糊粉层为单层活细胞，选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了，因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子；将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有不定向性的特点； （2）突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，说明该性状的遗传遵循基因分离定律；根据图2推测突变基因最可能位于发生重组个体数较少的区域附近，即M83附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因； （3）①要通过图3的育种方案（杂交育种），首先是选择亲本杂交获得F1，让F1代与品系N回交获得F2，让F2代自交得到植株2，对植株2进行品质检测，最终挑选出稳定遗传的高营养新品种，育种方案如图所示： ； ②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株；阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株； ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程。 20．（2024·湖北武汉·二模）沙门氏菌是影响畜产品品质的重要病原菌之一。若使用庆大霉素（GM）等抗生素治疗，会有细菌耐药性和抗生素残留等问题。如使用植物乳杆菌等益生菌（可分泌抗菌物质）替代治疗，可有效解决上述问题。已知MRS培养基常用于培养植物乳杆菌。回答下列问题： (1)为探究LPC（用MRS培养植物乳杆菌后获得的上清液）对沙门氏菌生长的影响，研究人员进行了相关实验，测得不同处理下沙门氏菌的生长曲线如图1所示。需选用物理状态为 （填“液体”或“固体”）的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量。据图1分析，该实验结论为 。若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是 。 (2)为进一步研究LPC对沙门氏菌的作用机制，对实验组的LPC进行了如下处理：NaOH-LPC（加入NaOH调节pH值至近中性）、Heat-LPC（用100℃处理15min），再采用 （方法）接种沙门氏菌进行抑菌圈实验，结果如图2所示。分析设置MRS组的目的是 。根据实验结果分析，LPC的热稳定性 （填“强”或“弱”），LPC对沙门氏菌发挥作用的机制是 。 【答案】(1) 液体 LPC抑制沙门氏菌的生长（答出“抑制生长”的意思即可） 种内竞争（加剧） (2) （稀释）涂布平板法 为排除植物乳杆菌培养液（MRS培养基）对实验结果的影响 强 可能是因为LPC中含有酸性物质（pH为酸性），可以起到抑制沙门氏菌生长的作用 【分析】培养基是人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质；根据物理性质分为固体培养基和液体培养基，培养基中一般含有水、碳源、氮源和无机盐。在提供上述几种主要营养物质的基础上，培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物种和氧气的要求。 【详解】（1）需选用物理状态为液体的培养基，才能用抽样检测的方法估算沙门氏菌的种群数量，而且液体培养基有利于菌种与营养物质充分结合，利于其繁殖。据图1分析，与对照组相比，LPC组沙门氏菌的数量显著降低，说明LPC抑制沙门氏菌的生长。若不改变现有条件，沙门氏菌组继续培养72h后，种群数量不再增加，限制其种群增长的生物因素是空间和资源是有限的，种群数量增多，种内竞争加剧。 （2）据图2菌落分布状态可知，采用（稀释）涂布平板法接种沙门氏菌进行抑菌圈实验。设置MRS组的目的是为排除植物乳杆菌培养液（MRS培养基）对实验结果的影响，使实验结果更加准确。根据实验结果分析，Heat—LPC组与LPC组的抑菌圈大小一致，说明LPC的热稳定强，NaOH-LPC组没有出现抑菌圈，说明碱性条件下LPC没有发挥作用，故推测LPC对沙门氏菌发挥作用的机制是可能是因为LPC中含有酸性物质(pH为酸性)，可以起到抑制沙门氏菌生长的作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$