专题6 强化练16 与生命活动调节有关的实验设计-【步步高】2024年高考生物大二轮专题复习与增分策略（新高考，浙江专用）

强化练16　与生命活动调节有关的实验设计 1．(2023·金华高三模拟)如图所示为切除甲状腺的大鼠摄入大剂量甲状腺激素后耗氧量的变化，下列叙述错误的是(　　) A．甲状腺激素可加快细胞呼吸提高耗氧量 B．脑细胞的甲状腺激素受体数量可能少于胃黏膜细胞 C．甲状腺激素分泌过多可导致机体耐低氧能力增强 D．对切除甲状腺的大鼠给予等量生理盐水作为对照组 答案　C 解析　甲状腺激素能促进新陈代谢，促进物质的氧化分解，故该激素可加快细胞呼吸提高耗氧量，A正确；由图可知，对切除甲状腺的大鼠给予大剂量甲状腺激素后，脑细胞耗氧量略微上升，而胃黏膜细胞耗氧量快速上升，由此推测脑细胞的甲状腺激素受体数量可能少于胃黏膜细胞，B正确；甲状腺激素的分泌量增加，机体耗氧量增加，导致机体耐低氧能力减弱，C错误。 2．(2023·浙江精诚联盟高三检测)维生素D不直接降血糖，但与胰岛素敏感性有关，胰岛素抵抗是机体组织细胞对胰岛素的反应性和敏感性减弱。欲研究胰岛素联合维生素D治疗妊娠期糖尿病的效果，科研小组进行了相关实验。下列叙述正确的是(　　) A．胰岛素的分泌受下丘脑－垂体－胰岛系统调控 B．胰岛素抵抗的患者可以靠注射胰岛素治愈 C．此实验应该分为五组，实验组联合使用胰岛素和维生素D D．维生素D能有效改善胰岛素抵抗的基础是受试者的维生素D水平相对较低 答案　D 解析　胰岛素的分泌受神经调节或血糖的直接调节，不通过下丘脑－垂体－胰岛系统调控，A错误；胰岛素抵抗的患者机体组织细胞对胰岛素的反应性和敏感性减弱，靠注射胰岛素无法治愈，B错误；此实验应该分为四组，分别是空白对照组、单独使用胰岛素组、单独使用维生素D组、联合使用胰岛素和维生素D组，C错误；维生素D能有效改善胰岛素抵抗的基础是受试者的维生素D水平相对较低，若受试者的维生素D水平较高，则注射维生素D无效，D正确。 3．如图表示研究不同品系小鼠的皮肤移植实验。下列叙述正确的是(　　) A．从发生初次排斥后的B系小鼠1体内提取的某淋巴细胞可能是效应细胞毒性T细胞 B．若给B系小鼠1进行第2次移植A系小鼠的皮肤，则其不会再发生排斥反应 C．因为给B系小鼠2注射的某淋巴细胞产生了抗体，所以其会在移植皮肤后3天就发生排斥反应 D．若给B系小鼠移植皮肤的同时使用免疫抑制药物，则其会更快地发生排斥现象 答案　A 解析　在免疫排斥反应中，效应细胞毒性T细胞将移植的异体细胞当成抗原，引起供体器官细胞受损，故某淋巴细胞可能是效应细胞毒性T细胞，A正确；若给B系小鼠1进行第2次移植A系小鼠的皮肤，由于B系小鼠1体内存在记忆细胞，会快速再发生排斥反应，B错误；对移植器官产生排斥反应的是效应细胞毒性T细胞，所以B系小鼠2移植后3天就发生排斥反应的主要原因是注射的“某淋巴细胞”中存在记忆T细胞，能快速分化成相应的效应细胞毒性T细胞，攻击移植器官，C错误；如果给B系小鼠移植皮肤的同时使用免疫抑制药物，则可能不发生排斥现象，或者免疫排斥较弱，D错误。 (2023·杭州高三联考)阅读下列材料，完成第4、5小题。 生长素促进靶细胞生长是多方面因素共同作用的结果，其机理如图所示。一方面，生长素激活了伸长区细胞膜上的质子泵，可在数分钟内将ATP水解并将H＋大量泵出到细胞膜外，使细胞壁处的pH远低于细胞内，导致细胞壁结构变得松散；另一方面，生长素也会迅速作用于细胞内的基因表达，从而促进细胞的生长。 4．下列关于生长素的叙述，正确的是(　　) A．生长素是一种携带有信息的小分子有机物 B．生长素通常在顶芽、幼叶等部位产生，且在同一部位起作用 C．温特的实验中，生长素以主动转运的方式进入空白琼脂块 D．单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长，体现了生长素作用具有两重性 答案　A 解析　生长素的化学本质是一种称为吲哚乙酸的小分子有机物，能传递信息，A正确；生长素通常在顶芽、幼叶等部位产生，主要运输到生长旺盛的部位起作用，B错误；琼脂块是多糖类物质，没有细胞结构，生长素以扩散的方式进入空白琼脂块，C错误；单侧光引起胚芽鞘向光弯曲生长，只体现了生长素促进生长的作用，D错误。 5．据图可知，下列关于生长素促进靶细胞生长过程的叙述，错误的是(　　) A．图中生长素与受体结合后，不会通过载体蛋白进入靶细胞 B．激活的转录因子可促进RNA聚合酶与起始密码子的结合 C．质子泵具有运输和催化的功能 D．靶细胞接受生长素的信息后，会发生渗透吸水 答案　B 解析　据图可知，生长素与受体结合后，将信息传导至细胞内部，不会通过载体蛋白进入靶细胞，A正确；激活的转录因子可促进转录，促进RNA聚合酶与启动子的结合，B错误；质子泵可在数分钟内将ATP水解并将H＋大量泵出到细胞膜外，具有运输和催化的功能，C正确；靶细胞接受生长素的信息后，导致细胞壁结构变得松散，对细胞膜的压力减小，会发生渗透吸水，D正确。 6．(2023·嘉兴高三调研)免疫记忆是指机体再次遇到初次抗原入侵时，免疫系统出现的二次增强性应答的现象，是疫苗预防疾病的基础。注射卡介苗可预防结核杆菌引发的结核病。回答下列问题： (1)吞噬细胞在抗结核杆菌感染的免疫过程中发挥重要作用。在非特异性反应过程中，吞噬细胞的作用是_______________；在免疫应答过程中，吞噬细胞的作用是____________________和分泌免疫活性物质，从而激活免疫细胞。 (2)通过调查发现注射卡介苗的儿童被其他病原体感染的概率也下降，出现了非特异性免疫增强的现象。为了探明其机制，研究人员对普通小鼠甲注射卡介苗并适应性饲养一段时间，然后取无胸腺的裸鼠分为乙、丙、丁三组，进行如下处理：从小鼠甲的 脾脏中获取__________(填“吞噬细胞”或“淋巴细胞”)，注入乙组小鼠体内；取小鼠甲的血浆，注入丙组小鼠体内；丁组小鼠正常饲养。饲养一段时间后，用__________(填“结核杆菌”或“其他病原体”)感染乙、丙、丁三组小鼠，观察发病情况。 ①若__________组小鼠病情较轻，而____________组小鼠病情较重，则说明卡介苗可促进“吞噬细胞的 非特异性免疫作用”。 ②若__________组小鼠病情较轻，而____________组小鼠病情较重，则说明卡介苗可促进“机体产生非特异性免疫物质”。 答案　(1)吞噬并消化病原体　摄取、处理、呈递抗原　(2)吞噬细胞　其他病原体　①乙　丙和丁　②丙　乙和丁 解析　(2)本实验的目的是探究注射卡介苗的儿童被其他病原体感染的概率下降，并出现非特异性免疫增强的现象的原因，故可设计实验如下：从小鼠甲的脾脏中获取吞噬细胞(吞噬细胞在抗结核杆菌感染的免疫过程中发挥重要作用)，注入乙组小鼠体内；取小鼠甲的血浆，注入丙组小鼠体内；丁组小鼠正常饲养。饲养一段时间后，用其他病原体感染乙、丙、丁三组小鼠，观察发病情况。①若卡介苗可促进“吞噬细胞的非特异性免疫作用”，则注射了小鼠甲吞噬细胞的乙组小鼠病情较轻，而没有注射吞噬细胞的丙组和丁组小鼠病情较重。②若卡介苗可促进“机体产生非特异性免疫物质”，则注射了小鼠甲血浆的丙组小鼠病情较轻，而没有注射的乙组和丁组小鼠病情较重。 7．(2023·浙江talk原创联盟高三月考)为研究处于不同焦虑状态的个体在相同压力下“努力动机”(愿意付出努力的意愿)的变化，进行了如图所示的实验。研究者首先将大鼠按照焦虑状态，分为低焦虑大鼠和高焦虑大鼠两类，随后给予大鼠刺激，使其处于相同的压力状态，并将其放入操作式条件反射箱中，如图1所示，在该箱中动物必须通过自己完成某种操作，才能获得奖励，大鼠获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，实验结果如图2所示。 (1)图2所示实验结果说明________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)有研究表明，在相同压力状态下，高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高，因此有研究者推测不同焦虑状态下的大鼠在相同压力下努力动机的变化可能与CRHR1表达量的差异有关，为证明这一猜测是否正确，研究者将两类大鼠置于相同压力状态下进行了如表所示的实验，请完善该实验。 组号 大鼠类型 处理 检测指标 1 ① ③ ④ 2 低焦虑大鼠 不干扰大鼠脑中CRHR1的表达 3 高焦虑大鼠 使大鼠脑中CRHR1的表达量升高 4 ② 不干扰大鼠脑中CRHR1的表达 Ⅰ：①____________；②____________；③__________________；④__________________。 Ⅱ：若观察到___________________________________________________________________，则可以证明猜测是正确的。 (3)若人类在压力状态下努力动机的变化与大鼠相似，那么这项研究给我们的学习和生活的启示是_________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案　(1)与正常状态相比，相同压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机会提高，而高焦虑大鼠的努力动机会下降　(2)①低焦虑大鼠　②高焦虑大鼠　③使大鼠脑中CRHR1的表达量降低　 ④统计大鼠在操作式条件反射箱中获得奖励的次数　第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠，第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组　(3)在学习和生活中要保持低焦虑的状态，这样在压力下会有更加强烈的努力意愿，不会轻言放弃 解析　(1)从图2中可以看出，低焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数增加，而高焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数减少，说明与正常状态相此，相同压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机会提高，而高焦虑大鼠的努力动机会下降。(2)为证明“不同焦虑状态下的大鼠在相同压力下努力动机的变化可能与CRHR1表达量的差异有关”这一猜测是否正确，则实验的自变量为不同焦虑状态的大鼠和大鼠脑中CRHR1的表达量，因变量为努力动机，即大鼠获得奖励的次数，结合已有的实验，设计实验为：1、2组的大鼠都为低焦虑大鼠，3、4组的大鼠都为高焦虑大鼠，因为在相同压力状态下，高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高，故使1组的低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量降低，3组的高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量升高，2、4组大鼠不干扰其脑中CRHR1的表达，作为对照组。若假设是正确的，即要符合“高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高”，则大鼠脑中CRHR1的表达量越高，大鼠的努力动机越强。故实验结果为第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠，第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组。 8．(2023·福建，11)下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题： (1)下丘脑既是食欲调节中枢，也是__________调节中枢(答出1点即可)。 (2)据图分析，GABA与突触后膜的受体结合后，将引发突触后膜________(填“兴奋”或“抑制”)，理由是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (3)科研人员把小鼠的A神经元剔除，将GABA受体激动剂(可代替GABA直接激活相应受体)注射至小鼠的B神经元区域，能促进摄食。据此可判断B神经元在食欲调节中的功能是______________。 (4)科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现30 mg·kg－1 GABA能有效促进小鼠的食欲，表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。 ①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。 A组：灌胃生理盐水； B组：假手术＋灌胃生理盐水； C组：假手术＋_______________________________________________________________； D组：________________＋_____________________________________________________； (说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后的小鼠均需恢复后再与其他组同时处理。) 连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。 ②预期结果与结论：若__________________________________________________________ ________________________________________________________________，则推测成立。 答案　(1)体温(或水平衡)　(2)抑制　GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl－内流，静息电位的绝对值增大　(3)抑制食欲(或抑制摄食量)　(4)①灌胃30 mg·kg－1GABA　切断迷走神经　灌胃30 mg·kg－1GABA　②A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低 解析　(1)下丘脑既是食欲调节中枢，也是体温调节中枢、血糖调节中枢、水平衡调节中枢。(2)由图可知，GABA与突触后膜上的受体结合后，引起Cl－内流，静息电位的绝对值增大使突触后膜受抑制。(3)由题意可知，(A神经元的)突触前膜释放GABA，突触后膜(B神经元)受抑制；若注射GABA受体激动剂作用于B神经元，B神经元受到抑制，能促进小鼠摄食，说明B神经元在食欲调节中的作用是抑制小鼠食欲。(4)本实验的目的是验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲，因此实验的自变量是信号通路是否被阻断，因变量是食欲变化，据此做出判断：C组与B组对照，单一变量是有无灌胃30 mg·kg－1GABA，验证GABA的作用；D组与C组对照，单一变量为是否切断迷走神经，即验证外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲，对实验结果进行两两比较。若最终A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低，则说明外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。 9．赤霉素是植物体自身能够产生的一种植物激素。为探究赤霉素的生理作用，两个研究性学习小组分别进行如下实验： A组：探究赤霉素对种子萌发的影响。 材料用具：适宜浓度的赤霉素溶液，蒸馏水，表面经过消毒的番茄种子若干，铺有滤纸的培养皿若干，恒温培养箱等。 实验步骤： 第一步：______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________； 第二步：______________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________； 第三步：将经上述处理的实验材料放入恒温箱中，在保证氧气供应的情况下进行催芽； 第四步：培养一段时间后，观察并计数种子萌发数，并记录； 第五步：统计并分析数据。 B组：探究赤霉素的其他生理作用。 该小组进行的实验及结果如图所示。由此能得出的结论是： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 答案　第一步：取等量的两组番茄种子分别放入两个培养皿中，将培养皿编号为a、b　第二步：将适量且等量的蒸馏水和赤霉素溶液分别倒入a、b两个培养皿中　①赤霉素能够促使矮茎植株茎秆明显增高　②赤霉素对植物生长的促进作用主要表现在促进节间的伸长　③赤霉素能够促使矮茎植株开花结实 解析　A组：探究赤霉素对种子萌发的影响。实验的自变量是有无外源赤霉素，因变量是种子萌发率。实验步骤见答案。 学科网（北京）股份有限公司 $$