猜押10 实验与探究-2025年高考生物冲刺抢押秘籍（广东专用）

猜押10 实验与探究 猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据 实验与探究 2024广东年T13、 T15、T17、T19,2023年广东 T4、T19,2022 广东T20、T22。 实验探究能力是生物学作为自然科学的一大鲜明特色。根据《普通高中生物学课程标准》、中学教学实际及高中学生的认知水平，学生需具备实验探究能力，即在对所学实验的实践和学习后，能对相关生物学问题进行科学探究。这包括分析问题、设计实验、预测结果并得出结论或作出解释，掌握科学探究的完整流程。实验探究类试题可分为三类。一是考查教材实验的试题：主要考查实验的原理、方法步骤及实验方案的修订能力。二是以实验为背景的试题：主要考查相关知识、科学思维及对实验现象的分析能力。三是相关实验设计的试题：主要考查实验设计的思路、实验结果的预测及实验结果的分析和评价。 科学实验和探究情境包括教材实验的整合、以实验为背景的相关问题分析及实验验证、探究某些问题的实验设计与分析等。这类情境能够涵盖绝大多数的生物学必备知识，通过实验和探究情境的训练与考查，可以有效培养学生的科学精神和科学品质。 题型1 验证性和探究性实验 一、单选题 1．（2025·广东深圳·一模）为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析正确的是（ ） 注：“－”表示未添加，“+”表示添加，指示探针的浓度很低 A．条带1越宽说明O2蛋白与待测物的结合越强 B．显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合 C．M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 D．M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 2．（2025·广东江门·一模）水稻细胞中存在一种膜转运蛋白OsSTP15。为探究其特性，科研人员将OsSTP15基因导入六碳糖摄取缺陷酵母突变株中，构建能表达OsSTP15的模型酵母M。把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖（三种糖分子式均为C6H12O6）分别与等量13C标记的葡萄糖混合，分别培养酵母M一段时间后测定13C相对转运速率，结果如图。下列分析错误的是（ ） A．成功构建的酵母M能在以六碳糖为碳源的培养基上生长 B．对照组仅含13C标记的葡萄糖，不加入任何无标记六碳糖 C．推测OsSTP15转运六碳糖的亲和力为果糖>甘露糖>葡萄糖 D．若增加蔗糖组，推测实验结果可能与对照组大致相近 3．（2025·广东茂名·一模）种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达，含量均直接影响种子成熟程度。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如下图。S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是（ ） A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、抑制 D．抑制、促进 4．（2025·广东肇庆·二模）线粒体正常的形态和数量与其融合、裂变相关，该过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控。衰老过程中，肌肉细胞线粒体碎片化增加。下图是研究运动对衰老线虫肌肉细胞线粒体影响的结果。下列有关说法错误的是（ ） 注：颜色越深代表细胞中的线粒体碎片化程度越高，drp-1、fzo-1代表相关基因突变体。 A．衰老细胞的细胞核体积变大、染色质染色加深 B．运动可减缓野生型线虫衰老引起的线粒体碎片化 C．运动对野生型线虫的作用效果比突变体明显 D．DRP-1和FZO-1基因都会抑制线粒体碎片化 5．（2025·广东肇庆·二模）逆境响应是指植物应对不良环境的系列反应。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。用野生型（WT）和TS基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A．研究者的实验设计遵循“加法原理” B．图1表明TS基因编码的蛋白质抑制IAA的合成 C．据图2推测，长期干旱条件下，TS基因功能会消失 D．植物通过减少全部激素的含量来协调实现逆境响应 二、非选择题 6．（2025·广东深圳·二模）肠道菌群能通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响，人脑也能通过调节影响肠道菌群，部分机制如下图。请回答下列问题。 (1)致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5-HT，5-HT引起神经产生兴奋，进而产生呕吐，同时兴奋传递到感觉中枢产生痛觉。受毒素刺激产生痛觉是非条件反射吗？ （填“是”或“不是”）。 (2)图中内环境稳态调节的机制是 。肠嗜铬细胞分泌的5-HT、细胞Ⅱ分泌的细胞因子都在内环境中吗 ？ A．都是 B．都不是 C．前者是后者不是 D．后者是前者不是 (3)图中细胞I属于抗原呈递细胞，在免疫反应中的作用是 ，从而使细胞Ⅱ表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，最终使B细胞分裂、分化为 。 (4)研究发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关。研究人员检测发现，抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。他们对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明肠道移植了B菌能产生HVA到达脑部，依据是 。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。结合题目信息，提出一个治疗抑郁症的方法： 。 7．（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会 花生结瘤，R处理可 。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而 ，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有 。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由： 。 8．（2025·广东深圳·一模）为研究睡眠缺失致死机制，研究人员以小鼠为研究对象，通过睡眠剥夺处理，进行了一系列实验，回答下列问题： (1)长时间睡眠剥夺后，小鼠会出现多器官衰竭。临床上，多器官衰竭往往伴随着免疫系统功能异常，研究人员对睡眠剥夺小鼠的血清细胞因子进行检测，结果如图。据图推测的结论是：由免疫细胞分泌的细胞因子会随着 ，细胞因子具有 的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节，导致免疫系统 ，引发多器官衰竭。 (2)PGD2是一种主要存在于中枢神经系统的内源性促睡眠因子，研究人员对循环系统中PGD2进行检测，得到如图结果。根据图并给合前述研究，推测睡眠缺失与致死之间最有可能的联系是 。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为验证上述联系，研究人员设计的实验思路是 。 (3)研究发现DP1与DP2部是PGD2作用的受体，为了确定引起免疫反应的信号通路，进行下表4组实验。若实验结果为 ，表明可支持PGD2-DP1是免疫反应信号的通路。 组别 处理 1 睡眠剥夺小鼠 2 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂 3 睡眠剥夺小鼠+DP2激动剂 4 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂+DP2激动剂 注：DP1激动剂只与DP1结合，DP2激动剂只与DP2结合，两种激动剂与PGD2的作用效果类似 (4)根据以上信息，为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，试提出一个潜在的干预思路 （答出1点即可）。 9．（2025·广东·一模）从某些植物的下胚轴中可提取出有效成分用于治疗疾病。科研人员以拟南芥为材料，通过实验发现：萌发拟南芥下胚轴的伸长量和乙烯、HY5蛋白（光形态建成关键蛋白）密切相关，且在黑暗中的伸长量显著高于正常光照条件下；与野生型相比，无论光照或黑暗条件下，乙烯过量生成突变体和HY5基因缺失突变体均表现出下胚轴明显伸长的表型，如图甲。 回答下列问题： (1)光照下野生型拟南芥幼苗下胚轴明显缩短，从光调控植物生长发育的反应机制角度来看，可能的原因是 。乙烯和HY5蛋白均参与拟南芥幼苗下胚轴生长的调控，它们对下胚轴的伸长分别起 、 作用。 (2)为探究乙烯和HY5蛋白对下胚轴生长中的调控关系，科研人员利用野生型拟南芥野生型（WT）和HY5基因缺失突变体（hy5）进行实验，提出三种假设并设计以下实验方案。请将表中①②处的内容补充完整。 假设 假设内容 实验植株 实验步骤 预期结果 甲 乙烯和HY5基因通过独立途径分别参与下胚轴生长的调控 WT Ⅰ.使用适宜浓度乙烯处理植株 Ⅱ.测量植株下胚轴长度和测定HY5蛋白含量 乙烯处理后，HY5蛋白含量未发生变化 下胚轴伸长 乙 乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长 ② 下胚轴伸长 丙 ① WT、hy5 测量植株下胚轴长度和测定乙烯含量 hy5体内乙烯含量较WT低 hy5下胚轴较WT长 (3)科研人员检测三种植株HY5基因的表达水平，得到如图乙的实验结果（图A数据在统计学上没有明显差异）。 本实验结果表明乙烯与HY5基因、HY5蛋白的关系是 ，这一结果支撑（2）中的假设 （填“甲”“乙”或“丙”）。 (4)根据以上信息，除了添加乙烯处理以外，试从分子水平提出促进植物下胚轴伸长的两个新思路： 。 10．（2025·广东广州·一模）肥胖相关的代谢性疾病严重危害人类健康。研究发现棕色脂肪组织（BAT）可增加耗能产热，而BAT功能障碍则减少耗能导致肥胖。解偶联蛋白1（UCP1）在BAT中特异性表达，能引起线粒体释放的能量和ATP的生成解偶联，更多的能量以热能形式散失。UCP1的表达受到多种因素调节，如，盐皮质激素受体（MR）激活可引起UCP1表达上调，BAT功能增强。寒冷刺激和高脂饮食也会影响BAT的功能，如图甲所示。 回答下列问题： (1)寒冷刺激引起去甲肾上腺素（NE）释放，激活BAT的细胞膜上的受体，信号传递后引起UCP1基因表达量 （填“上调”或“下调”），增加细胞产热。该调节过程属于 （填“神经调节”或“体液调节”或“神经—体液调节”）。 (2)高脂饮食引发肥胖的原因之一是：长期高脂饮食引起下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴功能紊乱，下丘脑产生的 激素减少，肾上腺皮质分泌的醛固酮减少，MR的激活减少，BAT功能下调，热量消耗减少，引发肥胖。 (3)禁食会引发行为、生理和代谢反应，激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴，增加了血液中糖皮质激素的水平，据图分析禁食对BAT细胞产热的影响是 。 (4)许多物质可通过作用于MR调节脂肪细胞的代谢。科研人员探究MR对小鼠原代棕色脂肪细胞功能的影响，进行了相关实验，分别给予螺内酯（MR拮抗剂）、可的松（糖皮质激素类药物）或联合处理，测定UCP1基因表达的变化。图乙示螺内酯、可的松及其联合处理时棕色脂肪组织UCP1 mRNA的相对表达水平。 据图乙分析，螺内酯、可的松可能引起BAT功能减弱引发肥胖，临床使用应避免长时间联合用药，原因是 。 11．（2025·广东江门·一模）甲型流感病毒（IAV）是单链RNA病毒，主要利用鸡细胞的ANP32A蛋白进行病毒复制。IAV因传染性强而易导致禽流感疫情的发生，有研究人员使用CRISPR/Cas9技术对鸡的ANP32A基因进行编辑，获得世界首批抗禽流感鸡（GE），过程见图。 (1)在编辑鸡的ANP32A基因时，需加入Cas9蛋白，该蛋白可催化 键水解，剪切特定DNA片段。图中②过程进行细胞培养的培养基中添加了青霉素和链霉素，作用是 。图中③过程筛选得到的GE均为纯合子，与宿主鸡相比，GE具有的特点是 。 (2)由上述过程孵出的基因编辑鸡（GE）与野生型鸡（WT）在生长、外观、行为等方面均无差别。为探究不同感染方式下，GE对IAV的抗感染能力及IAV在鸡群中的传播能力，以GE和WT（均未感染IAV）为实验对象，采用两种感染方式：人工接种（通过鼻内滴注直接接种IAV）和自然接触感染（通过与携带IAV的鸡自然接触感染病毒），步骤及结果如表所示。 分组 A组（GE） B组（GE） C组（WT） D组（WT） 人工接种 接种IAV 不接种 接种IAV 不接种 培养方式 适宜条件下 ？ 培养一周 与A、B组的操作相同 病毒斑块测定 10%个体出现斑块脱落 结果（B1） 100%个体出现斑块脱落 结果（D1） 体内病毒含量测定（PFU/ml） 极少 结果（B2） 很多 结果（D2） 特异性抗体测定 17%个体呈阳性 少或无 100%个体呈阳性 多 注：病毒斑块测定：IAV在鸡的呼吸道中复制会形成斑块。斑块脱落后，斑块中的病毒可进入自身体内，也可在鸡群中传播。 ①据A、C组结果分析，与WT相比，GE体内病毒含量及特异性抗体更少，却可反映出GE有更强的抗感染能力，原因是 。 ②根据上述完整实验还可得出结论：GE和WT均可通过自然接触而感染并传播IAV，但GE的抗感染能力更强、IAV在鸡群中的传播能力更弱，则表2“培养方式”中的“？”应设置为： ；比较实验结果：Bl Dl（填“>”或“<”或“=”）。 (3)对GE的后续跟踪观察中发现：原来无感染的GE后来有部分也会感染IAV，其原因可能是： 。（列出两点即可） (4)尽管对GE的研究已取得了一定可喜成果，要想将GE上市推广前仍需进行安全性方面的评估，例如 。（列出一点即可） 12．（2025·广东肇庆·二模）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种牙龈组织异常增生的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。 (1)为了确定遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）的致病机理，科学家在患者家系中进行调查，发现该病与7号染色体上的Z基因有关，现对相关个体的Z基因片段进行测序，结果如图。 由图可知，患者的Z基因发生了 （填“显性”或“隐性”）突变。 (2)为研究Z基因的功能，科学家又进行了以下实验： ①构建实验模型：以正常细胞为基础，构建了Z基因低表达细胞（SH）和Z基因高表达细胞（OE）。 ②将上述3组细胞在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测细胞凋亡和增殖情况，结果如图1、图2.据图分析，HGF的致病机理是 。 ③据图3可知，B基因可以 （填“促进”或“抑制”）细胞凋亡，依据是 。 (3)经进一步研究，研究人员推测Z基因通过抑制B基因的表达来促进细胞凋亡。若在已有实验的基础上增加1个实验组进行验证，该实验组的选材为 的细胞（提示：以SH组或OE组的细胞为基础；可通过转基因技术获得相应基因过表达和低表达的细胞）。 (4)根据以上信息，试提出一个可精准治疗HGF的方法： （答出1点即可）。 由图分析可知，患者的Z基因发生了显性突变。 细胞类型 Z基因表达情况 B基因表达情况 细胞凋亡情况 正常细胞 正常 正常 介于OE组和SH组之间 OE组细胞 上升 下降 最多 SH组细胞 下降 上升 最少 通过已有研究已经可以确定，Z基因促进细胞凋亡，即Z基因细胞凋亡；B基因抑制细胞凋亡，即B基因细胞凋亡；且二者存在负相关关系（如图3），即存在Z基因B基因或B基因Z基因2种可能。所以要验证“Z基因通过抑制B基因的表达，进而促进细胞凋亡”，就是要验证二者的上下游关系，故可在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞（Z基因高表达B基因高表达组），或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞（Z基因低表达B基因低表达组），观测细胞凋亡和Z或B基因表达情况的变化，从而确定二者的上下游关系。 13．（2025·广东深圳·一模）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。如图表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程，回答下列问题： (1)大肠杆菌会优先利用葡萄糖，同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌，早期大肠杆菌主要是利用 （填“①”或“②”）途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完，大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢，此时乳糖作为 为大肠杆菌提供营养，阻遏蛋白主要与 结合，从而调控结构基因表达。 (2)研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造，利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构，如图1。用蓝光照射时，GFP基因的表达情况是 。根据该原理，研究人员构建了如图2基因表达载体，除未标出终止子外，该表达载体缺少的结构是 。 (3)为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果，研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG（诱导物）、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验，请完成以下表格中4组实验的设置情况，表格里填“－”和“+”分别表示不处理和处理。 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG 蓝光 (4)为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果，将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上，蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基（如图），适宜温度下培养一段时间后，描述紫外灯下培养基的实验现象 。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是 。 培养基遮光示意图（黑色区域为退光区） 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG － + － － 蓝光 － － + － 14．（2025·广东深圳·一模）苦草是一种适应能力强的沉水植物，可以有效修复受多环芳烃（PAHs）污染的沉积物，回答下列问题： (1)苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，推测内生菌与苦草之间的种间关系是 ，二者相互作用并不断演化的过程称为 。 (2)为研究苦草分解PAHs的机制，研究人员开展了如下实验。 ①选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的 （填部位），避免采集过程的影响。 ②将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，根据整个实验分析，推断表格中a和b的处理分别是 。 处理组 苦草根表面 沉积物 Ⅰ 不灭菌 灭菌 Ⅱ 灭菌 不灭菌 Ⅲ a b ③在三种处理条件下分别进行PAHs分解的模拟实验，15天后所测得结果如图，据图分析， （填“苦草根表面”或“沉积物”）的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。根据实验结果，从种间关系的角度提出进一步研究的假说 。 (3)综合上述分析，从生态学的角度就增强PAHs污染修复效果提出合理方案 。 15．（2025·广东深圳·一模）为选育适应弱光环境的优质水稻品种，研究人员通过γ射线诱变籼稻获得1株早熟䬺绿突变体水稻pe-1，并对水稻弱光胁迫的响应机制进行一系列研究。回答下列问题： (1)为了进行后续研究，研究人员通过 获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 (2)在水稻生长关键期，对野生型和pe-1水稻进行25％遮光处理7天，定期采集等量叶片浸泡在 （试剂）中浸提光合色素，直至叶片的颜色变成 ，再进行后续操作。 (3)经测定，野生型和pc-1叶绿素含量如图。据图分析，弱光胁迫后pe-1水稻叶片的黄化程度比野生型 （填“低”或“高”），依据是 。 (4)除光照外，CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，该过程是在细胞内的 发生，被称作 。在水稻大田种植过程中，试提出提高CO2供应量的一种具体措施 。 16．（2025·广东佛山·二模）人体很多疾病会引起急性或慢性疼痛，慢性疼痛具有反复发作、迁延不愈、病因不明、病情进行性发展等特点，患者通常长期服用镇痛药。引起疼痛的原因很多，如一些物理或化学损伤会使传入神经末梢上一些特定的受体或离子通道发生变化，引发细胞膜兴奋性增强，从而提高人体对疼痛的敏感程度。回答下列问题： (1)“辣”其实是一种疼痛，这种感觉形成的部位是 。感受器中传入神经末梢细胞外浓度为细胞内的15000倍以上，辣椒素受体（TRPV1）是细胞膜上的非选择性阳离子通道蛋白，辣椒素可将其激活，诱发以 方式进入神经细胞，这触发细胞膜上通道蛋白的开放导致 ，从而产生电位变化，细胞膜内侧电位变化是 。 (2)糖皮质激素类药物能缓解疼痛，但长期使用可能会导致肾上腺萎缩，原因是 。 (3)高乌甲素也具有很好的镇痛作用，与成瘾性镇痛药物一起使用时可以有效控制药物成瘾。为探究高乌甲素的镇痛机理，科研人员将大鼠平均分为6组（模型组和实验组大鼠在实验处理前进行L5/L6脊神经结扎手术以形成神经病理性疼痛模型），运用机械测痛仪检测PWT（动物在受到机械刺激时足底反应的阈值，通常用于评估动物的疼痛阈值），如表所示。 组别 实验处理 PWT（实验处理后4小时内数值） 0 0．5h 1h 2h 4h 对照组 ？________，注射10μL生理盐水 24 24 24 24 24 模型组 注射10μL生理盐水 8 8 8 8 8 实验组 注射0.3μg高乌甲素，体积为10μL 8 11 13 10 8 注射1μg高乌甲素，体积为10μL 8 15 18 9 8 注射3μg高乌甲素，体积为10μL 8 22 23 15 8 注射10μg高乌甲素，体积为10μL 8 25 28 18 8 对照组“？”的处理是 。实验设置模型组的目的是 。分析实验结果可知，高乌甲素的镇痛机理是 。 17．（2025·广东汕头·一模）阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病，其诱因是β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑中沉积。AD患者常伴有肠道菌群失衡现象，为探究肠道微生物与AD病理之间的关系，研究人员用AD模型鼠(5xFAD)和野生型小鼠(WT)做了相关实验，部分结果见图。 回答下列问题： (1)5xFAD小鼠在行为学测试中表现出学习能力下降、易焦虑等症状，说明Aβ沉积损伤了 的细胞。据图a推测，该现象可能与5xFAD小鼠肠道微生物群落的优势种变为 有关。 (2)摄入较多含磷脂酰胆碱(PC)的食物能有效改善AD的症状。但静脉注射PC溶液并未降低5xFAD小鼠的Aβ沉积量。为探究其原因，研究人员做了实验一、结合图a分析，“X菌”应为 。 (3)PC水解可得到LPC．研究人员认为，X菌的PLA2酶在PC代谢中发挥关键作用。为验证该推测，将X菌编码PLA2酶的基因导入到大肠杆菌中得到Ecoli-PLA2，然后对5xFAD小鼠进行 操作，实验期间提供含PC的饮食。一段时间后检测到血浆中的 含量升高，脑中Aβ沉积量减少。 (4)神经元铁死亡是由脂质过氧化诱导的细胞程序性死亡方式。该途径的激活会导致Aβ沉积。用5xFAD小鼠的脑神经元进行体外实验，相关处理后实验结果如图。综上推测，X菌改善5xFAD小鼠AD病理的具体机制为： 。基于X菌作用的角度，提出研制AD药物的新思路： 。 18．（2025·广东肇庆·二模）我国草原处于不同程度的退化状态，草原保护修复任务十分艰巨。近年来，我国加大草原保护建设投入力度，采取建立牧草种子基地、围栏封育期人工投放优质牧草种子、土壤培肥等措施，已取得较好成果。请回答以下问题： (1)草原中的牧草和羊分别通过 （填方式）获取碳元素。多数牧草根系发达，可防风固沙、保持水土，这体现了生物多样性的 价值。 (2)研究人员对放牧区草原生态系统的能量流动进行研究时发现，从草到羊的能量传递效率远远小于10%，原因是 。为提高草原中从草到羊的能量传递效率，以下措施可行的是 。 A．将羊进行圈养，减少活动范围 B．选择消化吸收能力强的优良羊 C．利用微生物对收割的草进行发酵 D．缩短食物链 (3)围栏封育是指利用围栏将草地封存，禁止使用，以确保草地得到休养，但长期围栏封育并不利于沙化土地的恢复，可能的原因是 （从捕食者在进化和生态系统中的作用两个角度作答）。 (4)为研究不同培肥模式对沙化草地土壤改良与植被恢复的影响，研究人员进行了实验，实验分组如下：不施肥（CK）、无机肥（N）、有机肥（0）、无机肥+有机肥（NO），对土壤pH、土壤有机质、植被覆盖度和地上生物量的影响如图所示。 结果表明：①施用无机肥能提高 ，但会导致土壤 ，配施有机肥有减缓作用；②据图丙分析，施 （填“无机肥”或“有机肥”）更利于沙化草地的恢复，原因可能是 。基于以上实验结果，为进一步优化培肥模式，提高沙化草地生态修复效率，可进一步研究的方向是 。 19．（2025·广东珠海·一模）为探究全球气候变暖背景下，不同物种在资源捕获和环境适应能力上的差异，某研究团队选取两种危害严重的入侵植物白花鬼针草和假臭草作为实验材料，同时选取本地植物一点红作为对照，设置不同的昼夜增温处理，对三种植物单独种植时的生长状况、生物量分配等开展了相关研究，部分结果见下图。 回答下列问题： (1)增温属于 （填“密度制约因素”或“非密度制约因素”），会影响不同植物的种群数量。 (2)植物生长状况取决于体内积累的总生物量。由图1可知，白天增温可以提高 的总生物量。 (3)生物量分配能够反映植物应对环境变化的资源分配策略。由图2可知，全天增温条件下白花鬼针草的 分配增加，从而有利于 ，使其竞争能力更强。 (4)有人认为增温条件下入侵植物根系产生的化学信息可能通过地下传递给邻近植物，从而抑制本地植物的生长，并设计了一个实验来探究这一假说，完成下列表格。 实验设计方案 设计图示 实验材料 选取5株盆栽植物等距排列，待幼苗3cm高时进行实验处理。入侵植物： （填序号）本地植物： （填序号） 实验处理 对照组： 实验组：增温处理（红外辐射器，2000W，增温幅度1.5-2℃） 控制条件 处理一周时间，每天定时给所有植物浇水，确保存活 测量指标 本地植物的生物量 预期结果 若对照组中本地植物的生物量基本相同，实验组中 ，则假说成立。 20．（2025·广东惠州·三模）文献资料表明：水杨酸（SA）和硫化氢（H2S）作为信号分子在调控不良环境胁迫下植物的生长发育中均起着非常重要的作用。研究人员以黄瓜幼苗为材料，用SA、硫氢化钠（NaHS，H2S外源供体）、PAC（SA抑制剂）、HT（NaHS和H2S清除剂）等试剂开展相关实验，探究低温弱光胁迫下，SA和H2S两者之间的互作关系及对黄瓜幼苗光合作用影响。 注：CK组为喷洒H2O进行预处理后转入适宜温、光条件培养48小时；其它组均为喷洒对应的试剂（见图）预处理后转入低温、弱光条件培养48小时。 (1)植物内源性H2S是一种脂溶性的小分子化合物，主要由半胱氨酸经酶催化产生。H2S进入植物细胞的方式为 ，从氨基酸结构通式推测，H2S中的S来源于 。 (2)由实验1可以得出结论：低温弱光 （选用“可以/不可以”作答）诱导内源性H2S的产生、SA （选用“可以/不可以”作答）促进内源性H2S的产生。 (3)由实验2可以得出结论：低温弱光 （选用“可以/不可以”作答）诱导内源性SA的产生、外源性硫氢化钠对内源性SA产生的影响 （选用“不明显/明显”作答）。综合实验1和实验2推测：H2S可能作为SA的 （选用“上游/下游”作答）信号参与低温弱光胁迫下黄瓜幼苗的生理活动调控。 (4)如果上述推测正确，请补充完整实验3中HT+SA组和PAC+NaHS组的光合速率柱状图 。 21．（2025·广东珠海·一模）糖尿病是危害全球人类健康的常见疾病，长期以来主要靠注射外源胰岛素进行治疗，严重影响患者的生活质量。我国科学家首次利用化学重编程多能干细胞（CiPSCs）分化而来的胰岛细胞自体移植到一名1型糖尿病（T1DM）患者体内，具体流程如图1所示。在一年跟踪随访中，该病例成功摆脱胰岛素依赖，各项诊断指标恢复至正常水平。 回答下列问题： (1)T1DM主要是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞导致胰岛素分泌不足，引发高血糖症，因此属于 ，CiPSCs能够被诱导形成胰岛细胞依据的原理是 。 (2)研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经 分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。在诱导形成CiPSCs的过程中，需精确控制培养基的各种成分，与普通动物细胞培养基相比，不能添加 等天然成分，以免影响细胞分化进程。 (3)利用CiPSCs制备胰岛细胞后，研究人员将糖尿病模型小鼠分为A、B组，A组进行手术但不移植胰岛细胞，B组体内移植胰岛细胞，然后两组均进行腹腔注射葡萄糖实验，结果如图2所示，该实验的目的是 。经过长时间科学论证后，研究人员将胰岛细胞移植回患者体内，一年内定期进行口服耐糖检测（见图3），结果表明患者能摆脱胰岛素依赖，依据是 。（糖尿病的诊断阈值为血糖水平等于或高于200mg/dL）。 (4)传统诱导多能干细胞（iPSCs）常利用病毒等载体将4种转录因子的基因导入体细胞，其中的C-myc和Klf4是原癌基因。据此分析，化学分子诱导CiPSCs的优势是 。 1 / 22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜押10 实验与探究 猜押考点 3年真题 考情分析 押题依据 实验与探究 2024广东年T13、 T15、T17、T19,2023年广东 T4、T19,2022 广东T20、T22。 实验探究能力是生物学作为自然科学的一大鲜明特色。根据《普通高中生物学课程标准》、中学教学实际及高中学生的认知水平，学生需具备实验探究能力，即在对所学实验的实践和学习后，能对相关生物学问题进行科学探究。这包括分析问题、设计实验、预测结果并得出结论或作出解释，掌握科学探究的完整流程。实验探究类试题可分为三类。一是考查教材实验的试题：主要考查实验的原理、方法步骤及实验方案的修订能力。二是以实验为背景的试题：主要考查相关知识、科学思维及对实验现象的分析能力。三是相关实验设计的试题：主要考查实验设计的思路、实验结果的预测及实验结果的分析和评价。 科学实验和探究情境包括教材实验的整合、以实验为背景的相关问题分析及实验验证、探究某些问题的实验设计与分析等。这类情境能够涵盖绝大多数的生物学必备知识，通过实验和探究情境的训练与考查，可以有效培养学生的科学精神和科学品质。 题型1 验证性和探究性实验 一、单选题 1．（2025·广东深圳·一模）为探究DNA片段P与O2蛋白结合的关键位点，研究者获得片段P不同位点的突变体M1、M2和M3，用O2蛋白进行结合试验，并用指示探针（带荧光的片段P）等进行检测，结果如图。下列分析正确的是（ ） 注：“－”表示未添加，“+”表示添加，指示探针的浓度很低 A．条带1越宽说明O2蛋白与待测物的结合越强 B．显示条带2就说明O2蛋白与P无法结合 C．M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合 D．M2和M3与O2蛋白的结合强度相同 【答案】C 【分析】探针：是指经过同位素或荧光标记的DNA分子。 【详解】AB、泳道2与泳道1相比较，条带2变窄，条带1变宽，说明O2蛋白与指示探针结合，二者结合的越多，条带1就会越宽，条带2就会越窄，由于无荧光标记的P和突变体（M1、M2、M3）会竞争指示探针与O2蛋白结合，从而使条带2变宽，条带1变窄，且与O2蛋白的结合能力越强，条带1会越窄，条带2越宽，条带1越宽说明O2蛋白与指示探针的结合越强，探针与待测物的结合越弱，所以显示条带2说明全部或部分探针未结合O2蛋白，即说明O2蛋白与P可以结合，AB错误； C、M1的电泳条带与片段P的电泳条带大体一致，说明了M1的突变位点几乎不影响O2蛋白的结合，C正确； D、M2和M3的电泳条带不同，说明其与O2蛋白的结合强度不同，D错误。 故选C。 2．（2025·广东江门·一模）水稻细胞中存在一种膜转运蛋白OsSTP15。为探究其特性，科研人员将OsSTP15基因导入六碳糖摄取缺陷酵母突变株中，构建能表达OsSTP15的模型酵母M。把相同浓度的无标记葡萄糖、果糖和甘露糖（三种糖分子式均为C6H12O6）分别与等量13C标记的葡萄糖混合，分别培养酵母M一段时间后测定13C相对转运速率，结果如图。下列分析错误的是（ ） A．成功构建的酵母M能在以六碳糖为碳源的培养基上生长 B．对照组仅含13C标记的葡萄糖，不加入任何无标记六碳糖 C．推测OsSTP15转运六碳糖的亲和力为果糖>甘露糖>葡萄糖 D．若增加蔗糖组，推测实验结果可能与对照组大致相近 【答案】C 【分析】糖类包括：单糖、二糖、多糖。单糖中包括五碳糖和六碳糖，其中五碳糖中的核糖是RNA的组成部分，脱氧核糖是DNA的组成部分，而六碳糖中的葡萄糖被形容为“生命的燃料”；二糖包括麦芽糖、蔗糖和乳糖，其中麦芽糖和蔗糖是植物细胞中特有的，乳糖是动物体内特有的；多糖包括淀粉、纤维素和糖原，其中淀粉和纤维素是植物细胞特有的，糖原是动物细胞特有的。 【详解】A、该酵母菌为六碳糖摄取缺陷酵母突变株，无标记葡萄糖、果糖和甘露糖分别与等量13C标记的葡萄糖混合，结果显示13C相对转运速率不同，说明转运蛋白OsSTP15可协助六碳糖运输，因此成功构建的酵母M能在以六碳糖为碳源的培养基上生长，A正确； B、由题意可知，对照组摄取13C标记的葡萄糖的速率最快，由于无标记葡萄糖、果糖和甘露糖都能与OsSTP15结合从而降低运输13C标记的葡萄糖的速率，故对照组仅含13C标记的葡萄糖，不加入任何无标记六碳糖，B正确； C、从图中可见，当加入无标记葡萄糖时，¹³C 标记葡萄糖的转运速率下降最显著，说明该转运蛋白对葡萄糖的竞争（亲和力）最强；甘露糖次之，果糖影响相对最小。由此可推断该蛋白对六碳糖的亲和力顺序应是葡萄糖 > 甘露糖 > 果糖，C错误； D、模型酵母M是表达OsSTP15的六碳糖摄取缺陷酵母突变株，探究的是酵母菌对六碳糖的吸收，蔗糖属于二糖不是六碳糖，OsSTP15不转运蔗糖，因此若增加蔗糖组，推测实验结果可能与对照组大致相近，D正确。 故选C。 3．（2025·广东茂名·一模）种子成熟阶段S蛋白和J蛋白均有表达，含量均直接影响种子成熟程度。研究者检测了不同拟南芥种子的成熟程度，结果如下图。S蛋白和J蛋白对种子成熟的调控作用分别是（ ） A．促进、促进 B．促进、抑制 C．抑制、抑制 D．抑制、促进 【答案】B 【分析】由图可知，S蛋白缺失，J蛋白过表达，种子成熟度较野生型低。 【详解】S蛋白缺失，种子成熟程度低，因此S蛋白促进种子成熟，而J蛋白过表达植株种子成熟度低，因此J蛋白抑制种子成熟，ACD错误，B正确。 故选B。 4．（2025·广东肇庆·二模）线粒体正常的形态和数量与其融合、裂变相关，该过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控。衰老过程中，肌肉细胞线粒体碎片化增加。下图是研究运动对衰老线虫肌肉细胞线粒体影响的结果。下列有关说法错误的是（ ） 注：颜色越深代表细胞中的线粒体碎片化程度越高，drp-1、fzo-1代表相关基因突变体。 A．衰老细胞的细胞核体积变大、染色质染色加深 B．运动可减缓野生型线虫衰老引起的线粒体碎片化 C．运动对野生型线虫的作用效果比突变体明显 D．DRP-1和FZO-1基因都会抑制线粒体碎片化 【答案】D 【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。无氧呼吸只在细胞质基质中进行，有氧呼吸释放的能量远远多于无氧呼吸。 【详解】A、衰老细胞的特征之一是细胞核体积变大、染色质染色加深，A正确； B、通过与野生型对照组比较，可发现运动会使线粒体碎片化程度降低，B正确； C、对比10日龄的野生型线虫与突变体的对照组和运动组，可发现运动对突变体衰老引起的线粒体碎片化程度影响不大，而对野生型的作用效果较明显，C正确； D、由题意可知，野生型线虫线粒体的变化过程受DRP-1和FZO-1等基因的调控，drp-1的对照组与野生型对照组相比较，线粒体碎片化程度降低，说明DRP-1基因突变为drp-1基因后，新基因能抑制线粒体碎片化，故DRP-1基因并不会抑制线粒体碎片化；同理，可得FZO-1基因能抑制线粒体碎片化，D错误。 故选D。 5．（2025·广东肇庆·二模）逆境响应是指植物应对不良环境的系列反应。研究发现，拟南芥受到干旱胁迫时，TS基因表达下降，生长减缓。用野生型（WT）和TS基因功能缺失突变株（ts）进行实验，结果如图。下列叙述正确的是（ ） A．研究者的实验设计遵循“加法原理” B．图1表明TS基因编码的蛋白质抑制IAA的合成 C．据图2推测，长期干旱条件下，TS基因功能会消失 D．植物通过减少全部激素的含量来协调实现逆境响应 【答案】C 【分析】植物激素是由植物体内产生，并从产生部位运输到作用部位，对植物的生长发育具有显著影响的微量有机物。 【详解】A、由图1可知，TS基因缺失会导致IAA含量降低，植株生长减缓，由图2可知，在干旱条件下，TS基因功能缺失突变株（ts）的生存率比野生型植株生存率高。TS基因功能缺失突变株（ts）是去除该基因功能，因此研究者的实验设计遵循的是“减法原理”，A错误； B、TS基因缺失会导致IAA含量降低，推测TS基因编码的蛋白质促进IAA的合成，B错误； C、根据图2，在干旱条件下，突变株的生存率更高，而野生型生存率显著降低，因此推测长期干旱条件下，ts数量会逐渐增多，野生型数量会逐渐减少甚至消失，所以野生型的TS基因功能也会随之消失，C正确； D、植物是通过协调激素含量与逆境响应的关系来维持正常生长的，激素都是相互协调起作用，因此植物响应逆境并不是通过减少或者增加全部激素的含量来实现的，D错误。 故选C。 二、非选择题 6．（2025·广东深圳·二模）肠道菌群能通过菌体自身或其代谢产物对人脑产生影响，人脑也能通过调节影响肠道菌群，部分机制如下图。请回答下列问题。 (1)致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5-HT，5-HT引起神经产生兴奋，进而产生呕吐，同时兴奋传递到感觉中枢产生痛觉。受毒素刺激产生痛觉是非条件反射吗？ （填“是”或“不是”）。 (2)图中内环境稳态调节的机制是 。肠嗜铬细胞分泌的5-HT、细胞Ⅱ分泌的细胞因子都在内环境中吗 ？ A．都是 B．都不是 C．前者是后者不是 D．后者是前者不是 (3)图中细胞I属于抗原呈递细胞，在免疫反应中的作用是 ，从而使细胞Ⅱ表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，最终使B细胞分裂、分化为 。 (4)研究发现某些肠道微生物产生的代谢物高香草酸（HVA）与抑郁症的发生有关。研究人员检测发现，抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平显著低于对照组健康小鼠，且肠道菌群中缺乏能产生HVA的B菌。他们对抑郁症模型小鼠进行HVA给药或肠道移植B菌，获得图1、图2所示实验结果。 ①图1结果表明肠道移植了B菌能产生HVA到达脑部，依据是 。 ②将小鼠在无法逃离的水槽中放置5min，小鼠放弃挣扎、漂浮不动的总时长是评估抑郁症状的重要指标。结合题目信息，提出一个治疗抑郁症的方法： 。 【答案】(1)不是 (2) 神经-体液-免疫调节 A (3) 摄取（吞噬）、处理、呈递抗原 浆细胞和记忆B细胞 (4) 移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平高于抑郁症模型组小鼠 移植B菌（或HVA给药） 【分析】细胞Ⅰ摄取肠道菌将抗原处理后呈递在细胞表面，然后传递给细胞Ⅱ，根据其能释放细胞因子，可知细胞Ⅱ为辅助性T细胞。 【详解】（1）受毒素刺激产生痛觉不是非条件反射，产生痛觉是在大脑皮层神经中枢，没有经过完整的反射弧，不是反射活动。 （2）内环境稳态调节的机制是神经-体液-免疫调节网络，肠嗜铬细胞分泌的5－HT、细胞Ⅱ分泌的细胞因子都是在内环境中，致病菌产生的毒素可刺激肠嗜铬细胞分泌5－HT，5－HT与迷走神经元上的特异性受体结合，引起迷走神经产生兴奋，5－HT可存在于组织液中，细胞Ⅱ为辅助性T细胞，其释放的细胞因子可存在于血浆中。 故选A。 （3）细胞Ⅰ属于抗原呈递细胞，又叫APC，包括B细胞等，在免疫反应中的作用是摄取（吞噬）、处理、呈递抗原；体液免疫中B细胞的变化是能分裂、分化为浆细胞和记忆B细胞，浆细胞产生抗体。 （4） 图1结果表明肠道移植了B菌能产生HVA到达脑部，图1中的抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平与抑郁症模型组小鼠相比明显要高，所以可以表明移植B菌产生的HVA到达脑部，使抑郁症模型组+B菌的而小鼠脑组织中HVA水平升高，所以依据就是根据题干移植B菌的抑郁症模型小鼠脑组织中HVA水平高于抑郁症模型组小鼠；图2中的抑郁症模型组+B菌的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显要低很多，抑郁症模型组+HVA的小鼠漂浮不动时长与抑郁症模型组小鼠相比明显也低很多，这说明移植B菌或HVA给药都能促进抑郁症状改善。 7．（2025·广东江门·一模）花生生长所需的氮素除来源于土壤和肥料外，还包括根瘤固氮。氮素供应对花生产量具有重要影响。为优化花生的施氮策略，探索绿色有效的增产途径，科研人员研究不同氮肥施用量（N0、N45、N75、N105、N135、N165，数值代表施氮量，单位：kg/hm2）和不同拌种处理（蒸馏水拌种W、根瘤菌剂拌种R）对花生产量的影响，部分研究结果见图。 回答下列问题： (1)实验发现，在各施氮水平下，R处理的花生植株氮素积累量均高于W处理。据图a分析原因是：施氮会 花生结瘤，R处理可 。 (2)分析图7b、c、d可知，一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成，从而 ，供暗反应阶段利用；施氮量超过N135时，限制净光合速率上升的原因有 。 (3)花生在W和R处理下，配合适宜的施氮量均能获得高产。从绿色有效的角度综合选择最优的施氮策略并说明理由： 。 【答案】(1) 抑制 增强根瘤固氮能力 (2) 生成更多的NADPH和ATP 叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，光合作用速率降低 (3)选择N105kg/hm2与R处理。理由是：施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境 【分析】光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。 【详解】（1）从图7a可以看出，随着施氮量的增加，花生结瘤数呈现先减少增加的趋势。所以在一定范围内，施氮会减少花生结瘤。已知在各施氮水平下，R处理（根瘤菌剂拌种）的花生植株氮素积累量均高于W处理（蒸馏水拌种）。因为根瘤菌能与花生共生形成根瘤进行固氮，所以R处理可增强根瘤固氮能力 （2）图7b、c、d表明在一定范围内提高施氮水平有利于叶绿素合成。叶绿素主要吸收光能，将光能转化为活跃的化学能，所以叶绿素增多能为光反应提供更多的色素，从而吸收更多的光能，光反应阶段生成更多的NADPH和ATP，供暗反应阶段利用，净光合速率 = 总光合速率 - 呼吸速率。从图中可以看出，施氮量超过N135时，叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降，总光合速率下降，所以限制了净光合速率上升的原因是叶绿素含量下降，Rubisco酶的活性下降。 （3）从绿色有效的角度考虑，既要保证高产又要减少资源浪费和环境污染。从图中可以看出，施氮肥浓度为N105kg/hm2时，花生单株产量最高，且能减少氮肥的使用量从而节约肥料和减少氮肥污染环境。 8．（2025·广东深圳·一模）为研究睡眠缺失致死机制，研究人员以小鼠为研究对象，通过睡眠剥夺处理，进行了一系列实验，回答下列问题： (1)长时间睡眠剥夺后，小鼠会出现多器官衰竭。临床上，多器官衰竭往往伴随着免疫系统功能异常，研究人员对睡眠剥夺小鼠的血清细胞因子进行检测，结果如图。据图推测的结论是：由免疫细胞分泌的细胞因子会随着 ，细胞因子具有 的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节，导致免疫系统 ，引发多器官衰竭。 (2)PGD2是一种主要存在于中枢神经系统的内源性促睡眠因子，研究人员对循环系统中PGD2进行检测，得到如图结果。根据图并给合前述研究，推测睡眠缺失与致死之间最有可能的联系是 。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为验证上述联系，研究人员设计的实验思路是 。 (3)研究发现DP1与DP2部是PGD2作用的受体，为了确定引起免疫反应的信号通路，进行下表4组实验。若实验结果为 ，表明可支持PGD2-DP1是免疫反应信号的通路。 组别 处理 1 睡眠剥夺小鼠 2 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂 3 睡眠剥夺小鼠+DP2激动剂 4 睡眠剥夺小鼠+DP1激动剂+DP2激动剂 注：DP1激动剂只与DP1结合，DP2激动剂只与DP2结合，两种激动剂与PGD2的作用效果类似 (4)根据以上信息，为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，试提出一个潜在的干预思路 （答出1点即可）。 【答案】(1) 睡眠剥夺时间的增加而增加 促进免疫反应 攻击自身的组织和细胞 (2) 睡眠缺失会引发中枢神经系统PGD2的增加，从而导致血浆中的PGD2增加进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡 用ABCC转运蛋白抑制剂处理睡眠剥夺小鼠，检测细胞因子的含量，与未用ABCC转运蛋白抑制剂的睡眠剥夺小鼠比较（或者用敲除ABCC基因的方法也可以） (3)DP1激动剂处理组与DP1和DP2激动剂混合处理组的细胞因子含量明显增加 (4)抑制PGD2的合成、抑制PGD2转运到循环系统、抑制PGD2与DP1的结合、抑制免疫反应 【分析】细胞因子是由免疫细胞分泌的能够发挥免疫作用的物质。 【详解】（1）据图可知，随着睡眠剥夺时间的延长，血清细胞因子的分泌量逐渐增加，细胞因子具有促进免疫反应的作用，并且这种作用会表现出正反馈调节。在此过程中，引发的器官衰竭，是由于在正反馈过程中，免疫系统攻击自身的组织和细胞。 （2）据图可知，睡眠剥夺24h，血清中PGD2的含量增加，结合小问1，可推知，睡眠缺失与致死之间的关系可能是睡眠缺失会引发中枢神经系统P分泌的GD2增加，从而导致血浆中的PGD2增加，进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡。ABCC转运蛋白是将PGD2转运到循环系统的关键载体蛋白，为了验证上述联系，可以ABCC转运蛋白是否正常作为自变量，细胞因子的含量作为因变量，实验组可用ABCC抑制剂处理模型小鼠（睡眠剥夺小鼠），检测细胞因子的含量；对照组可用未用ABCC转运蛋白抑制剂的睡眠剥夺小鼠，检测细胞因子的含量。 （3）若PGD1-DP1是免疫反应信号的通路，则2组DP1激动剂处理组和4组DP1和DP2激动剂混合处理组的细胞因子含量明显增加，而1组睡眠剥夺小鼠和3组DP2激动剂处理组的细胞因子含量无明显变化。 （4）结合1、2、3问可知，睡眠剥夺和死亡的关系为，睡眠缺失会引发中枢神经系统PGD2的增加，从而导致血浆中的PGD2增加进而引发免疫反应异常，攻击自身细胞导致死亡，PGD2的作用，需要与DP1结合，所以为了减少睡眠缺失导致的小鼠死亡，可以从以下方面入手，进行干预：①抑制PGD2的合成；②抑制PGD2转运到循环系统；③抑制PGD2与DP1的结合；④抑制免疫反应。 9．（2025·广东·一模）从某些植物的下胚轴中可提取出有效成分用于治疗疾病。科研人员以拟南芥为材料，通过实验发现：萌发拟南芥下胚轴的伸长量和乙烯、HY5蛋白（光形态建成关键蛋白）密切相关，且在黑暗中的伸长量显著高于正常光照条件下；与野生型相比，无论光照或黑暗条件下，乙烯过量生成突变体和HY5基因缺失突变体均表现出下胚轴明显伸长的表型，如图甲。 回答下列问题： (1)光照下野生型拟南芥幼苗下胚轴明显缩短，从光调控植物生长发育的反应机制角度来看，可能的原因是 。乙烯和HY5蛋白均参与拟南芥幼苗下胚轴生长的调控，它们对下胚轴的伸长分别起 、 作用。 (2)为探究乙烯和HY5蛋白对下胚轴生长中的调控关系，科研人员利用野生型拟南芥野生型（WT）和HY5基因缺失突变体（hy5）进行实验，提出三种假设并设计以下实验方案。请将表中①②处的内容补充完整。 假设 假设内容 实验植株 实验步骤 预期结果 甲 乙烯和HY5基因通过独立途径分别参与下胚轴生长的调控 WT Ⅰ.使用适宜浓度乙烯处理植株 Ⅱ.测量植株下胚轴长度和测定HY5蛋白含量 乙烯处理后，HY5蛋白含量未发生变化 下胚轴伸长 乙 乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长 ② 下胚轴伸长 丙 ① WT、hy5 测量植株下胚轴长度和测定乙烯含量 hy5体内乙烯含量较WT低 hy5下胚轴较WT长 (3)科研人员检测三种植株HY5基因的表达水平，得到如图乙的实验结果（图A数据在统计学上没有明显差异）。 本实验结果表明乙烯与HY5基因、HY5蛋白的关系是 ，这一结果支撑（2）中的假设 （填“甲”“乙”或“丙”）。 (4)根据以上信息，除了添加乙烯处理以外，试从分子水平提出促进植物下胚轴伸长的两个新思路： 。 【答案】(1) 光敏色素在光照射时被激活，结构发生变化后诱导HY5基因表达 促进 抑制 (2) 乙烯处理后，HY5蛋白的含量发生显著变化 HY5蛋白通过调节乙烯的含量从而调控下胚轴的生长 (3) 乙烯不影响H5基因的表达，但促进HY5蛋白的降解 乙 (4)敲除HY5基因、抑制 HY5 基因表达、添加 HY5 蛋白酶、添加 HY5 蛋白抑制剂 【分析】1、高等植物是由很多细胞组成的高度复杂的有机体，它的正常生长发育需要各个器官、组织、细胞之间的协调和配合。植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。对于多细胞植物体来说，细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调，需要通过激素传递信息。激素作为信息分子，会影响细胞的基因表达，从而起到调节作用。同时，激素的产生和分布是基因表达调控的结果，也受到环境因素的影响。 2、光敏色素是一类蛋白质，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。 【详解】（1）由题意可知，与野生型相比，无论光照或黑暗条件下，乙烯过量生成突变体和HY5基因缺失突变体均表现出下胚轴明显伸长的表型，可说明乙烯可促进下胚轴伸长，HY5蛋白可抑制下胚轴伸长。光敏色素在光照射时被激活，结构发生变化后诱导HY5基因表达，从而抑制下胚轴伸长，导致光照下野生型拟南芥幼苗下胚轴明显缩短。 （2）本实验探究乙烯和HY5蛋白对下胚轴生长中的调控关系，因此可推测乙烯和HY5基因之间的关系有乙烯和HY5基因通过独立途径分别参与下胚轴生长的调控、乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长，HY5蛋白通过调节乙烯的含量从而调控下胚轴的生长；若乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长，先使用适宜浓度乙烯处理植株，植物体内HY5蛋白的含量会发生显著变化。 （3）通过图A可知，在不同条件下HY5基因的mRNA的相对含量没有明显差异，说明乙烯不影响H5基因的表达，图B中随着乙烯浓度的增加和作用时间的延长HY5蛋白含量逐渐减少，说明乙烯可促进HY5蛋白的降解。两者之间的关系为乙烯通过调控HY5蛋白的含量从而调控下胚轴的生长，即支持（2）中假设乙。 （4）有题意可知，乙烯可促进下胚轴伸长，HY5蛋白可抑制下胚轴伸长。若想促进植物下胚轴伸长可敲除HY5基因、抑制 HY5 基因表达、添加 HY5 蛋白酶、添加 HY5 蛋白抑制剂等措施降低HY5蛋白含量。 10．（2025·广东广州·一模）肥胖相关的代谢性疾病严重危害人类健康。研究发现棕色脂肪组织（BAT）可增加耗能产热，而BAT功能障碍则减少耗能导致肥胖。解偶联蛋白1（UCP1）在BAT中特异性表达，能引起线粒体释放的能量和ATP的生成解偶联，更多的能量以热能形式散失。UCP1的表达受到多种因素调节，如，盐皮质激素受体（MR）激活可引起UCP1表达上调，BAT功能增强。寒冷刺激和高脂饮食也会影响BAT的功能，如图甲所示。 回答下列问题： (1)寒冷刺激引起去甲肾上腺素（NE）释放，激活BAT的细胞膜上的受体，信号传递后引起UCP1基因表达量 （填“上调”或“下调”），增加细胞产热。该调节过程属于 （填“神经调节”或“体液调节”或“神经—体液调节”）。 (2)高脂饮食引发肥胖的原因之一是：长期高脂饮食引起下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴功能紊乱，下丘脑产生的 激素减少，肾上腺皮质分泌的醛固酮减少，MR的激活减少，BAT功能下调，热量消耗减少，引发肥胖。 (3)禁食会引发行为、生理和代谢反应，激活下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴，增加了血液中糖皮质激素的水平，据图分析禁食对BAT细胞产热的影响是 。 (4)许多物质可通过作用于MR调节脂肪细胞的代谢。科研人员探究MR对小鼠原代棕色脂肪细胞功能的影响，进行了相关实验，分别给予螺内酯（MR拮抗剂）、可的松（糖皮质激素类药物）或联合处理，测定UCP1基因表达的变化。图乙示螺内酯、可的松及其联合处理时棕色脂肪组织UCP1 mRNA的相对表达水平。 据图乙分析，螺内酯、可的松可能引起BAT功能减弱引发肥胖，临床使用应避免长时间联合用药，原因是 。 【答案】(1) 上调 神经调节 (2)促肾上腺皮质激素释放 (3)血液中糖皮质激素水平升高，抑制MR的激活，使UCP1表达下调，减少BAT细胞产热 (4)长时间联合用药引起UCP I mRNA的相对表达水平显著降低，BAT功能减弱引发肥胖 【分析】人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控，称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调控，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。 【详解】（1）据图，寒冷刺激引起去甲肾上腺素（NE）释放，激活BAT的细胞膜上的受体，信号传递后引起UCP1基因表达量上调，促进线粒体的活动，增加产热。该调节过程的作用途径是反射弧，所以属于神经调节。 （2）高脂饮食引发肥胖的原因之一是：长期高脂饮食引起下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴功能紊乱，下丘脑产生的促肾上腺皮质激素释放激素减少，垂体产生的促肾上腺皮质激素减少，肾上腺皮质分泌的醛固酮减少，MR的激活减少，BAT功能下调，热量消耗减少，引发肥胖。 （3）依据图甲可知，当血浆中糖皮质激素含量升高时，会抑制MR的激活，使UCP1表达水平下调，进而减少BAT细胞产热。 （4）依据图乙所示，螺内酯、可的松联合处理组与对照组、螺内酯组、可的松组相比较，UCP1 mRNA的相对表达水平显著降低，BAT的功能下调，热量消耗减少，引发肥胖。 11．（2025·广东江门·一模）甲型流感病毒（IAV）是单链RNA病毒，主要利用鸡细胞的ANP32A蛋白进行病毒复制。IAV因传染性强而易导致禽流感疫情的发生，有研究人员使用CRISPR/Cas9技术对鸡的ANP32A基因进行编辑，获得世界首批抗禽流感鸡（GE），过程见图。 (1)在编辑鸡的ANP32A基因时，需加入Cas9蛋白，该蛋白可催化 键水解，剪切特定DNA片段。图中②过程进行细胞培养的培养基中添加了青霉素和链霉素，作用是 。图中③过程筛选得到的GE均为纯合子，与宿主鸡相比，GE具有的特点是 。 (2)由上述过程孵出的基因编辑鸡（GE）与野生型鸡（WT）在生长、外观、行为等方面均无差别。为探究不同感染方式下，GE对IAV的抗感染能力及IAV在鸡群中的传播能力，以GE和WT（均未感染IAV）为实验对象，采用两种感染方式：人工接种（通过鼻内滴注直接接种IAV）和自然接触感染（通过与携带IAV的鸡自然接触感染病毒），步骤及结果如表所示。 分组 A组（GE） B组（GE） C组（WT） D组（WT） 人工接种 接种IAV 不接种 接种IAV 不接种 培养方式 适宜条件下 ？ 培养一周 与A、B组的操作相同 病毒斑块测定 10%个体出现斑块脱落 结果（B1） 100%个体出现斑块脱落 结果（D1） 体内病毒含量测定（PFU/ml） 极少 结果（B2） 很多 结果（D2） 特异性抗体测定 17%个体呈阳性 少或无 100%个体呈阳性 多 注：病毒斑块测定：IAV在鸡的呼吸道中复制会形成斑块。斑块脱落后，斑块中的病毒可进入自身体内，也可在鸡群中传播。 ①据A、C组结果分析，与WT相比，GE体内病毒含量及特异性抗体更少，却可反映出GE有更强的抗感染能力，原因是 。 ②根据上述完整实验还可得出结论：GE和WT均可通过自然接触而感染并传播IAV，但GE的抗感染能力更强、IAV在鸡群中的传播能力更弱，则表2“培养方式”中的“？”应设置为： ；比较实验结果：Bl Dl（填“>”或“<”或“=”）。 (3)对GE的后续跟踪观察中发现：原来无感染的GE后来有部分也会感染IAV，其原因可能是： 。（列出两点即可） (4)尽管对GE的研究已取得了一定可喜成果，要想将GE上市推广前仍需进行安全性方面的评估，例如 。（列出一点即可） 【答案】(1) 磷酸二酯 防止杂菌的污染 个体的每个细胞均不含正常ANP32A基因、能稳定遗传 (2) GE体内没有正常的ANP32A蛋白，导致IAV含量过少不足以诱导免疫反应发生 A、B两组混合 ＜ (3)IAV的遗传物质是单链RNA，容易发生变异；GE中还有其它基因发挥作用，未能完全阻断病毒复制、传播途径；饲养环境中的高病毒载量或长时间暴露，导致病毒突破了GE的抗性；部分GE可能存在免疫系统缺陷，无法有效抵抗病毒；突变了的ANP32A 重新突变，合成蛋白 ANP32A (4)抗禽流感鸡对其它生物及环境的影响；抗禽流感鸡经编辑过的基因对人的安全性影响；基因编辑有可能脱靶，存在一定脱靶概率 【分析】1、免疫系统由免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质组成。 2、人体免疫包括非特异性免疫和特异性免疫，非特异性免疫包括第一、二道防线，第一道防线由皮肤和黏膜组成，第二道防线由体液中的杀菌物质和吞噬细胞组成；特异性免疫是人体的第三道防线，由免疫器官、免疫细胞借助于血液循环和淋巴循环组成，包括细胞免疫和体液免疫两种方式。 【详解】（1）在编辑鸡的ANP32A基因时，加入Cas9蛋白可以剪切特定的DNA片段，说明Cas9蛋白可以催化磷酸二酯键水解。图中②过程进行细胞培养的培养基中添加了青霉素和链霉素，目的是防止杂菌的污染。结合图示可知，GE是成功导入抗禽流感胚胎细胞的鸡，与宿主鸡相比，GE具有的特点是个体的每个细胞均不含正常ANP32A基因、能稳定遗传。 （2）①IAV在鸡的呼吸道中复制会形成斑块。斑块脱落后，斑块中的病毒可进入自身体内，也可在鸡群中传播。与WT相比，GE体内病毒含量及特异性抗体更少，却可反映出GE有更强的抗感染能力，原因是GE体内没有正常的ANP32A蛋白，导致IAV含量过少不足以诱导免疫反应发生。 ②实验结论是GE和WT均可通过自然接触而感染并传播IAV，但GE的抗感染能力更强、IAV在鸡群中的传播能力更弱，说明培养方式为A、B两组混合；由于GE的抗感染能力更强，因此GE出现斑块脱落的个体比例小，即B1＜D1。 （3）原来无感染的GE后来有部分也会感染IAV，其原因可能是：IAV的遗传物质是单链RNA，容易发生变异；GE中还有其它基因发挥作用，未能完全阻断病毒复制、传播途径；饲养环境中的高病毒载量或长时间暴露，导致病毒突破了GE的抗性；部分GE可能存在免疫系统缺陷，无法有效抵抗病毒；突变了的ANP32A 重新突变，合成蛋白 ANP32A。 （4）将GE上市推广前仍需进行安全性方面的评估，如抗禽流感鸡对其它生物及环境的影响；抗禽流感鸡经编辑过的基因对人的安全性影响等。 12．（2025·广东肇庆·二模）遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）是一种牙龈组织异常增生的口腔遗传病，严重影响咀嚼、语音、美观及心理健康。 (1)为了确定遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）的致病机理，科学家在患者家系中进行调查，发现该病与7号染色体上的Z基因有关，现对相关个体的Z基因片段进行测序，结果如图。 由图可知，患者的Z基因发生了 （填“显性”或“隐性”）突变。 (2)为研究Z基因的功能，科学家又进行了以下实验： ①构建实验模型：以正常细胞为基础，构建了Z基因低表达细胞（SH）和Z基因高表达细胞（OE）。 ②将上述3组细胞在相同且适宜条件下培养一段时间后，检测细胞凋亡和增殖情况，结果如图1、图2.据图分析，HGF的致病机理是 。 ③据图3可知，B基因可以 （填“促进”或“抑制”）细胞凋亡，依据是 。 (3)经进一步研究，研究人员推测Z基因通过抑制B基因的表达来促进细胞凋亡。若在已有实验的基础上增加1个实验组进行验证，该实验组的选材为 的细胞（提示：以SH组或OE组的细胞为基础；可通过转基因技术获得相应基因过表达和低表达的细胞）。 (4)根据以上信息，试提出一个可精准治疗HGF的方法： （答出1点即可）。 【答案】(1)显性 (2) HGF患者的Z基因发生基因突变，失去了促进细胞凋亡和抑制细胞分裂的功能 抑制 与对照组相比，OE组B基因表达下降，SH组B基因表达上升，但细胞凋亡情况相反，OE组增加，SH组减少 (3)在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞 (4)提高Z基因表达水平或降低B基因表达水平 【分析】图1中OE组细胞凋亡百分比明显比对照组高，且SH组比对照组和OE组都低，说明Z基因能促进细胞凋亡。 图2中与对照组相比，G1期细胞占比：OE组在升高，SH组明显降低；S期细胞占比：SH组在升高；G2/M其占比，OE组和SH组都降低。 图3中,与对照组相比，OE组B基因表达下降，SH组B基因表达上升. 【详解】（1）为了确定遗传性牙龈纤维瘤病（HGF）的致病机理，科学家在患者家系中进行调查并对相关个体的Z基因片段进行测序，结果如图。 由图分析可知，患者的Z基因发生了显性突变。 （2）②图1中OE组细胞凋亡百分比明显比对照组高，且SH组比对照组和OE组都低，说明Z基因能促进细胞凋亡；图2中与对照组相比，G1期细胞占比：OE组在升高，SH组明显降低，即OE组细胞无法进入S期完成DNA复制，进而完成细胞分裂；S期细胞占比：SH组在升高，即Z基因低表达有利于细胞分裂。故HGF患者Z基因发生基因突变，失去了促进细胞凋亡和抑制细胞分裂的功能。 ③与对照组相比，图3中OE组B基因表达下降，SH组B基因表达上升，结合图1，与对照组相比，OE组细胞凋亡增加，SH组细胞凋亡减少，推出B基因表达情况与细胞凋亡呈负相关，即B基因抑制细胞凋亡。 （3）已有实验的处理分析如下表。 细胞类型 Z基因表达情况 B基因表达情况 细胞凋亡情况 正常细胞 正常 正常 介于OE组和SH组之间 OE组细胞 上升 下降 最多 SH组细胞 下降 上升 最少 通过已有研究已经可以确定，Z基因促进细胞凋亡，即Z基因细胞凋亡；B基因抑制细胞凋亡，即B基因细胞凋亡；且二者存在负相关关系（如图3），即存在Z基因B基因或B基因Z基因2种可能。所以要验证“Z基因通过抑制B基因的表达，进而促进细胞凋亡”，就是要验证二者的上下游关系，故可在OE组细胞的基础上构建B基因高表达细胞（Z基因高表达B基因高表达组），或在SH组细胞的基础上构建B基因低表达细胞（Z基因低表达B基因低表达组），观测细胞凋亡和Z或B基因表达情况的变化，从而确定二者的上下游关系。 （4）通过以上信息可知，HGF患者Z基因突变以致B基因高表达而患病，故可以通过基因治疗的手段，提高Z基因表达水平（导入正常Z基因）或降低B基因表达水平（合成能与B基因mRNA互补配对的miRNA实现转录后水平的调控）来实现精准治疗的目的。 13．（2025·广东深圳·一模）乳糖操纵子是大肠杆菌中一个经典的基因表达调控系统，该系统在生物工程和分子生物学中有广泛应用。如图表示乳糖操纵子调控结构基因表达的过程，回答下列问题： (1)大肠杆菌会优先利用葡萄糖，同时添加葡萄糖和乳糖的培养基培养大肠杆菌，早期大肠杆菌主要是利用 （填“①”或“②”）途径调控结构基因。当培养基中的葡萄糖消耗完，大肠杆菌开始利用乳糖进行自身代谢，此时乳糖作为 为大肠杆菌提供营养，阻遏蛋白主要与 结合，从而调控结构基因表达。 (2)研究人员对传统乳糖操纵子的阻遏蛋白进行分子内的光控化改造，利用蓝光可以改变阻遏蛋白的结构，如图1。用蓝光照射时，GFP基因的表达情况是 。根据该原理，研究人员构建了如图2基因表达载体，除未标出终止子外，该表达载体缺少的结构是 。 (3)为验证阻遏蛋白光控化改造后的调控效果，研究人员用野生型大肠杆菌、IPTG（诱导物）、光控化改造后的大肠杆菌进行验证实验，请完成以下表格中4组实验的设置情况，表格里填“－”和“+”分别表示不处理和处理。 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG 蓝光 (4)为验证阻遏蛋白光控化改造后的空间控制效果，将光控化改造后的大肠杆菌涂布在培养基上，蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基（如图），适宜温度下培养一段时间后，描述紫外灯下培养基的实验现象 。若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是 。 培养基遮光示意图（黑色区域为退光区） 【答案】(1) ① 碳源 诱导物（乳糖、别乳糖） (2) GFP基因不表达 光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因） (3) 处理 组别 1 2 3 4 野生型大肠杆菌 光控化改造后的大肠杆菌 IPTG － + － － 蓝光 － － + － (4) 显示三角形的荧光区域 用相应图案的遮光板遮盖培养基并用蓝光照射 【分析】转录过程中，需要以DNA的一条链为模板合成mRNA；翻译过程中，需要以mRNA为模板，tRNA运送氨基酸，从而合成多肽链，多肽链经盘曲折叠变成具有一定空间结构的蛋白质。 【详解】（1）根据图示，①途径中调节基因表达的阻遏蛋白阻断了乳糖代谢相关基因的表达。大肠杆菌会优先利用葡萄糖，在同时添加葡萄糖和乳糖的培养基中，早期由于有葡萄糖存在，大肠杆菌主要利用①途径调控结构基因，从而抑制结构基因的表达，优先利用葡萄糖。而利用乳糖需要阻遏蛋白失活等一系列过程（即②途径），在葡萄糖存在时会受到一定抑制。所以早期主要是利用①途径调控结构基因。 当葡萄糖消耗完后，乳糖作为碳源为大肠杆菌提供营养。 阻遏蛋白主要与操纵序列（O序列）结合，当阻遏蛋白结合在O序列上时，会阻碍RNA聚合酶与启动子（P序列）结合，从而抑制结构基因的转录。当有乳糖存在时，乳糖的代谢产物别乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象改变，从O序列上解离下来，结构基因得以表达。 （2）由图1可知，用蓝光照射时，表达受阻，使GFP基因不表达，一个完整的基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。图中除未标出终止子外，还缺少光控化改造后的调节基因（表达光控化改造后的阻遏蛋白的基因）。 （3）对于野生型大肠杆菌，只有在有IPTG诱导时才会大量表达相关基因（因为野生型乳糖操纵子需要IPTG等诱导物解除阻遏蛋白对结构基因的抑制），所以在野生型大肠杆菌对应的IPTG列填“+”，蓝光列填“ - ”。 对于光控化改造后的大肠杆菌，在有蓝光照射时，阻遏蛋白构象改变，结构基因可表达，所以蓝光列填“+”；IPTG对其不是必需的，这里可以不处理，即IPTG列填“ - ”。整理如下：用蓝光照射光控化改造后的大肠杆菌，在蓝光环境下用三角形遮光板遮挡培养基，那么被遮光的部分（三角形内部）没有蓝光照射，阻遏蛋白正常结合操纵序列，结构基因不表达；未被遮光的部分有蓝光照射，阻遏蛋白构象改变，结构基因表达产生荧光蛋白。所以在紫外灯下培养基上会出现三角形亮斑（未遮光处有荧光），周围无荧光的实验现象。 若用成功转化后的大肠杆菌构建其他形状的荧光图案，需要进行的调控是根据所需图案设计相应的遮光装置，通过控制蓝光的照射区域来实现对不同部位大肠杆菌基因表达的调控，从而使大肠杆菌在不同区域按预期表达荧光蛋白形成特定形状。 14．（2025·广东深圳·一模）苦草是一种适应能力强的沉水植物，可以有效修复受多环芳烃（PAHs）污染的沉积物，回答下列问题： (1)苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，推测内生菌与苦草之间的种间关系是 ，二者相互作用并不断演化的过程称为 。 (2)为研究苦草分解PAHs的机制，研究人员开展了如下实验。 ①选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的 （填部位），避免采集过程的影响。 ②将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，根据整个实验分析，推断表格中a和b的处理分别是 。 处理组 苦草根表面 沉积物 Ⅰ 不灭菌 灭菌 Ⅱ 灭菌 不灭菌 Ⅲ a b ③在三种处理条件下分别进行PAHs分解的模拟实验，15天后所测得结果如图，据图分析， （填“苦草根表面”或“沉积物”）的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。根据实验结果，从种间关系的角度提出进一步研究的假说 。 (3)综合上述分析，从生态学的角度就增强PAHs污染修复效果提出合理方案 。 【答案】(1) 互利共生 协同进化 (2) 根部 灭菌、灭菌 苦草根表面 苦草（根表面）能够改善沉积物中PAHs分解菌的生长环境，或促进沉积物中PAHs分解菌的生长 (3)适当增加苦草的种群数量；改善沉积物中PAHs分解菌的生存环境（合理即可） 【分析】种间关系主要有：原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。 【详解】（1）依据题干信息，苦草富集的内生菌能促进PAHs的分解，降低PAHs对苦草的毒害，而苦草可以向内生菌提供养料，可知，内生菌与苦草之间的种间关系是互利共生，二者相互作用并不断演化的过程，称为协同进化。 （2）①结合实验过程可知，应选取多株长势优良的苦草，并重点检查苦草的根部，避免采集过程的影响。 ②枯草根部的内生菌能促进PAHs的分解，将处理后的苦草分成三组，对苦草根表面和沉积物进行下表中的处理，结合Ⅰ组、Ⅱ组的实验处理，可知对Ⅲ组中的a和b的处理均应为灭菌处理。 ③据图可知，Ⅰ组处理组的多环芳烃含量最低，说明改组的分解能力最强，Ⅰ组的苦草根表面没有进行灭菌，进而说明苦草根表面的微生物在PAHs降解过程中发挥着更大的作用。从种间关系的角度来看，可以进一步提出如下假说：苦草（根表面）能够改善沉积物中PAHs分解菌的生长环境，或者说，苦草（根表面）能够促进沉积物中PAHs分解菌的生长。 （3）结合小问2，可知，PAHs的降解与枯草、PAHs分解菌有关，所以从生态学角度来看，适当增加枯草的种群数量；改善沉积物中PAHs分解菌的生存环境，可以增强PAHs的污染修复效果。 15．（2025·广东深圳·一模）为选育适应弱光环境的优质水稻品种，研究人员通过γ射线诱变籼稻获得1株早熟䬺绿突变体水稻pe-1，并对水稻弱光胁迫的响应机制进行一系列研究。回答下列问题： (1)为了进行后续研究，研究人员通过 获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 (2)在水稻生长关键期，对野生型和pe-1水稻进行25％遮光处理7天，定期采集等量叶片浸泡在 （试剂）中浸提光合色素，直至叶片的颜色变成 ，再进行后续操作。 (3)经测定，野生型和pc-1叶绿素含量如图。据图分析，弱光胁迫后pe-1水稻叶片的黄化程度比野生型 （填“低”或“高”），依据是 。 (4)除光照外，CO2浓度也是影响光合作用的重要因素。绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，该过程是在细胞内的 发生，被称作 。在水稻大田种植过程中，试提出提高CO2供应量的一种具体措施 。 【答案】(1)连续自交或单倍体育种 (2) 无水乙醇 白色 (3) 低 pe-1叶片中叶绿素含量随着天数的增加而变多，而野生型的却减少 (4) 叶绿体基质 二氧化碳的固定 施用农家肥（有机肥） 【分析】提取光合色素常用的试剂是无水乙醇，因为光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 【详解】（1）为了进行后续研究，研究人员通过连续自交或单倍体育种获得更多能稳定遗传的pe-1水稻。 （2）提取光合色素常用的试剂是无水乙醇，因为光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 当叶片中的色素被充分提取到无水乙醇中后，叶片的颜色会变成白色，再进行后续操作。 （3）从图中可以看出，在弱光胁迫下，野生型水稻叶绿素含量下降幅度比pe - 1水稻大。 叶绿素含量高叶片颜色深，黄化程度低；叶绿素含量低叶片颜色浅，黄化程度高。pe-1叶片中叶绿素含量随着天数的增加而变多，而野生型的却减少，由于野生型水稻叶绿素含量下降幅度大，所以其叶片黄化程度高，即弱光胁迫后pe - 1水稻叶片的黄化程度比野生型低。 （4）绿叶吸收的CO2，在Robixco催化下，与C5结合，为光合作用的暗反应阶段，场所在叶绿体基质，该过程被称为二氧化碳的固定，在水稻大田种植过程中，可以通过增施有机肥来提高CO2 供应量。因为有机肥在分解过程中会产生大量的二氧化碳，从而增加田间二氧化碳浓度。 16．（2025·广东佛山·二模）人体很多疾病会引起急性或慢性疼痛，慢性疼痛具有反复发作、迁延不愈、病因不明、病情进行性发展等特点，患者通常长期服用镇痛药。引起疼痛的原因很多，如一些物理或化学损伤会使传入神经末梢上一些特定的受体或离子通道发生变化，引发细胞膜兴奋性增强，从而提高人体对疼痛的敏感程度。回答下列问题： (1)“辣”其实是一种疼痛，这种感觉形成的部位是 。感受器中传入神经末梢细胞外浓度为细胞内的15000倍以上，辣椒素受体（TRPV1）是细胞膜上的非选择性阳离子通道蛋白，辣椒素可将其激活，诱发以 方式进入神经细胞，这触发细胞膜上通道蛋白的开放导致 ，从而产生电位变化，细胞膜内侧电位变化是 。 (2)糖皮质激素类药物能缓解疼痛，但长期使用可能会导致肾上腺萎缩，原因是 。 (3)高乌甲素也具有很好的镇痛作用，与成瘾性镇痛药物一起使用时可以有效控制药物成瘾。为探究高乌甲素的镇痛机理，科研人员将大鼠平均分为6组（模型组和实验组大鼠在实验处理前进行L5/L6脊神经结扎手术以形成神经病理性疼痛模型），运用机械测痛仪检测PWT（动物在受到机械刺激时足底反应的阈值，通常用于评估动物的疼痛阈值），如表所示。 组别 实验处理 PWT（实验处理后4小时内数值） 0 0．5h 1h 2h 4h 对照组 ？________，注射10μL生理盐水 24 24 24 24 24 模型组 注射10μL生理盐水 8 8 8 8 8 实验组 注射0.3μg高乌甲素，体积为10μL 8 11 13 10 8 注射1μg高乌甲素，体积为10μL 8 15 18 9 8 注射3μg高乌甲素，体积为10μL 8 22 23 15 8 注射10μg高乌甲素，体积为10μL 8 25 28 18 8 对照组“？”的处理是 。实验设置模型组的目的是 。分析实验结果可知，高乌甲素的镇痛机理是 。 【答案】(1) 大脑皮层 协助扩散 Na+内流 由负变正 (2)糖皮质激素是由肾上腺皮质分泌的，长期使用的糖皮质激素类药物在“下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴”的分级调节系统中发挥负反馈调节作用，抑制促肾上腺皮质激素的分泌，从而使肾上腺(皮质)萎缩 (3) 手术但不结扎(L5/L6脊神经) 判断神经病理性疼痛模型构建是否成功，充当实验组的对照组，评估高乌甲素的作用等 高乌甲素能够使疼痛的阈值升高，降低对疼痛的敏感程度，从而发挥镇痛作用 【分析】兴奋在神经纤维上的传导：①传导方式：局部电流或电信号或神经冲动。②传导特点：双向传导。反射发生时，感受器接受刺激并产生兴奋，然后兴奋由传入神经传至神经中枢，神经中枢对信息进行分析综合后，再将指令经由传出神经传至效应器，引起效应器反应。兴奋在神经元之间的传递：①突触：包括突触前膜、突触间隙、突触后膜。②突触小泡释放的递质：乙酰胆碱、单胺类物质等。③信号转换：电信号→化学信号→电信号。④兴奋传递特点：单向性（神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜）。⑤神经递质作用效果有两种：兴奋或抑制。 【详解】（1）产生感觉的部位在大脑皮层。神经末梢细胞外 Ca2+浓度为细胞内的15000倍以上，则Ca2+进入细胞为顺浓度的协助扩散。细胞膜上 Na+通道蛋白的开放会导致Na+内流，从而产生电位变化，使细胞膜内侧电位变化由负变正。 （2）糖皮质激素的分泌存在“下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴”的分级调节和反馈调节，当长期使用糖皮质激素类药物，使糖皮质激素含量升高通过反馈调节作用，抑制促肾上腺皮质激素的分泌，从而使肾上腺(皮质)萎缩。 （3）对照组为假手术组，则对照组的处理方式是手术但不结扎(L5/L6脊神经)。模型组即是对照组的实验组，也是实验组中的对照组，因此其作用具有判断神经病理性疼痛模型构建是否成功，充当实验组的对照组，同时评估高乌甲素的作用等。由表格数据可知，注射高乌甲素后，PWT值升高，说明高乌甲素能够使疼痛的阈值升高，降低对疼痛的敏感程度，从而发挥镇痛作用。 17．（2025·广东汕头·一模）阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病，其诱因是β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑中沉积。AD患者常伴有肠道菌群失衡现象，为探究肠道微生物与AD病理之间的关系，研究人员用AD模型鼠(5xFAD)和野生型小鼠(WT)做了相关实验，部分结果见图。 回答下列问题： (1)5xFAD小鼠在行为学测试中表现出学习能力下降、易焦虑等症状，说明Aβ沉积损伤了 的细胞。据图a推测，该现象可能与5xFAD小鼠肠道微生物群落的优势种变为 有关。 (2)摄入较多含磷脂酰胆碱(PC)的食物能有效改善AD的症状。但静脉注射PC溶液并未降低5xFAD小鼠的Aβ沉积量。为探究其原因，研究人员做了实验一、结合图a分析，“X菌”应为 。 (3)PC水解可得到LPC．研究人员认为，X菌的PLA2酶在PC代谢中发挥关键作用。为验证该推测，将X菌编码PLA2酶的基因导入到大肠杆菌中得到Ecoli-PLA2，然后对5xFAD小鼠进行 操作，实验期间提供含PC的饮食。一段时间后检测到血浆中的 含量升高，脑中Aβ沉积量减少。 (4)神经元铁死亡是由脂质过氧化诱导的细胞程序性死亡方式。该途径的激活会导致Aβ沉积。用5xFAD小鼠的脑神经元进行体外实验，相关处理后实验结果如图。综上推测，X菌改善5xFAD小鼠AD病理的具体机制为： 。基于X菌作用的角度，提出研制AD药物的新思路： 。 【答案】(1) 大脑皮层 梭状芽孢杆菌 (2)拟杆菌 (3) 抗生素溶液灌胃(两周)后，灌胃E．coli-PLA2溶液 LPC (4) 拟杆菌(X菌)表达PLA2酶催化PC水解为LPC，血浆中LPC含量上升进而降低5xFAD小鼠脑神经元的脂质过氧化水平，抑制神经元铁死亡途径，减少Aβ沉积 研制拟杆菌类药物/LPC类药物/PLA2酶类药物等 【分析】阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病，其诱因是β-淀粉样蛋白(Aβ)在脑中沉积，拟杆菌类药物、LPC类药物、PLA2酶类药物等可用于AD的治疗。 【详解】（1）5xFAD小鼠在行为学测试中表现出学习能力下降、易焦虑等症状，而学习、记忆、情绪等属于神经系统的高级功能，说明Aβ沉积损伤了大脑皮层的细胞。对比WT组和5xFAD组，梭状芽孢杆菌占比提高明显，说明该现象可能与5xFAD小鼠肠道微生物群落的优势种变为梭状芽孢杆菌有关。 （2）图a分析，与AD模型鼠(5xFAD)对比，野生型小鼠(WT)肠道微生物中拟杆菌占比较多，AD模型鼠的Aβ较多，野生型相对较少。实验一中用X菌处理后Aβ含量减少，综合a和b结果可推测，“X菌”应为拟杆菌。 （3）已知PC水解可得到LPC，而X菌的PLA2酶在PC代谢中发挥关键作用，因此可将X菌编码PLA2酶的基因导入到大肠杆菌中得到Ecoli-PLA2，然后对5xFAD小鼠进行抗生素溶液灌胃(两周)后，灌胃E．coli-PLA2溶液，实验期间提供含PC的饮食。一段时间后检测到血浆中的LPC含量，检测脑中Aβ沉积量。若血浆中的LPC含量增大，说明X菌的PLA2酶在PC代谢中发挥关键作用，若脑中Aβ沉积量减少，说明X菌能有效改善AD的症状。 （4）已知神经元铁死亡途径的激活会导致Aβ沉积，与不加LPC和铁死亡抑制剂相比，加LPC和铁死亡抑制剂会导致脑神经元脂质过氧化水平降低，综上推测，X菌改善5xFAD小鼠AD病理的具体机制为拟杆菌(X菌)表达PLA2酶催化PC水解为LPC，血浆中LPC含量上升进而降低5xFAD小鼠脑神经元的脂质过氧化水平，抑制神经元铁死亡途径，减少Aβ沉积。结合上述信息，可通过研制拟杆菌类药物/LPC类药物/PLA2酶类药物等来治疗阿尔茨海默病(AD)。 18．（2025·广东肇庆·二模）我国草原处于不同程度的退化状态，草原保护修复任务十分艰巨。近年来，我国加大草原保护建设投入力度，采取建立牧草种子基地、围栏封育期人工投放优质牧草种子、土壤培肥等措施，已取得较好成果。请回答以下问题： (1)草原中的牧草和羊分别通过 （填方式）获取碳元素。多数牧草根系发达，可防风固沙、保持水土，这体现了生物多样性的 价值。 (2)研究人员对放牧区草原生态系统的能量流动进行研究时发现，从草到羊的能量传递效率远远小于10%，原因是 。为提高草原中从草到羊的能量传递效率，以下措施可行的是 。 A．将羊进行圈养，减少活动范围 B．选择消化吸收能力强的优良羊 C．利用微生物对收割的草进行发酵 D．缩短食物链 (3)围栏封育是指利用围栏将草地封存，禁止使用，以确保草地得到休养，但长期围栏封育并不利于沙化土地的恢复，可能的原因是 （从捕食者在进化和生态系统中的作用两个角度作答）。 (4)为研究不同培肥模式对沙化草地土壤改良与植被恢复的影响，研究人员进行了实验，实验分组如下：不施肥（CK）、无机肥（N）、有机肥（0）、无机肥+有机肥（NO），对土壤pH、土壤有机质、植被覆盖度和地上生物量的影响如图所示。 结果表明：①施用无机肥能提高 ，但会导致土壤 ，配施有机肥有减缓作用；②据图丙分析，施 （填“无机肥”或“有机肥”）更利于沙化草地的恢复，原因可能是 。基于以上实验结果，为进一步优化培肥模式，提高沙化草地生态修复效率，可进一步研究的方向是 。 【答案】(1) 光合作用、摄食 间接 (2) 还有部分草被其他食草动物所食 B、C (3)长期围栏封育会打破家畜与草原原有动植物的混居关系，使少数物种处于绝对优势，不利于生物多样性的增加；家畜的粪便分解后可为植物生长提供所需的矿质元素，长期围栏封育会导致这些营养物质无法及时补充，影响物质循环和能量流动 (4) 土壤有机质含量、植被覆盖度和地上生物量 酸化 无机肥 沙化草地中微生物对有机肥的分解作用下降，使有机肥的可利用性降低 研究无机肥、有机肥的种类或配比对沙化草地生态修复的作用 【分析】植物通过光合作用将碳元素合成有机物，从而获取碳元素。能量传递效率=下一营养级同化的能量/上一营养级同化的能量。 【详解】（1）牧草通过光合作用将CO2固定为含碳有机物来获取碳元素，羊通过摄食牧草获取碳元素。牧草根系发达，可防风固沙、保持水土，这体现了生物多样性的间接价值。 （2）两个营养级之间的能量传递效率约为10%~20%，营养级是处于食物链某一环节上的全部生物的总和，因此草和羊之间的能量传递效率会远小于10%，因为还有部分草被其他食草动物所食。能量传递效率高低一般取决于3个环节：上一营养级生物同化的总能量有多少用于自身呼吸消耗；净生产量中有多少可以被下一营养级生物食用；被下一营养级生物食用的部分又有多少能够被消化和吸收。因此选择消化吸收能力强的优良羊、利用微生物对收割的草进行发酵可提高草原中从草到羊的能量传递效率，BC正确，AD错误。 故选BC。 （3）围栏封育有利于被破坏的草原生态系统的恢复，但围栏封育的时间并不是越长越好，首先长期围栏封育会打破家畜与草原原有动植物的混居关系，使少数物种处于绝对优势，所以不利于生物多样性的增加；同时家畜的粪便分解后可为植物生长提供所需的矿质元素，长期围栏封育会导致这些营养物质无法及时补充，影响物质循环和能量流动。 （4）根据实验结果可知，施用无机肥能提高土壤有机质含量、植被覆盖度和地上生物量，但会导致土壤酸化（或pH降低），进而影响植被的生长，配施有机肥有减缓作用；由图丙可知，无机肥组植被覆盖度更高，更利于沙化草地的恢复，原因可能是沙化草地中微生物对有机肥的分解作用下降，使肥料的可利用性降低。基于以上实验结果可知，无机肥和有机肥混合使用效果更好；为进一步优化培肥模式，提高沙化草地生态修复效率，可进一步研究的方向是无机肥、有机肥的种类或配比对沙化草地生态修复的作用。 19．（2025·广东珠海·一模）为探究全球气候变暖背景下，不同物种在资源捕获和环境适应能力上的差异，某研究团队选取两种危害严重的入侵植物白花鬼针草和假臭草作为实验材料，同时选取本地植物一点红作为对照，设置不同的昼夜增温处理，对三种植物单独种植时的生长状况、生物量分配等开展了相关研究，部分结果见下图。 回答下列问题： (1)增温属于 （填“密度制约因素”或“非密度制约因素”），会影响不同植物的种群数量。 (2)植物生长状况取决于体内积累的总生物量。由图1可知，白天增温可以提高 的总生物量。 (3)生物量分配能够反映植物应对环境变化的资源分配策略。由图2可知，全天增温条件下白花鬼针草的 分配增加，从而有利于 ，使其竞争能力更强。 (4)有人认为增温条件下入侵植物根系产生的化学信息可能通过地下传递给邻近植物，从而抑制本地植物的生长，并设计了一个实验来探究这一假说，完成下列表格。 实验设计方案 设计图示 实验材料 选取5株盆栽植物等距排列，待幼苗3cm高时进行实验处理。入侵植物： （填序号）本地植物： （填序号） 实验处理 对照组： 实验组：增温处理（红外辐射器，2000W，增温幅度1.5-2℃） 控制条件 处理一周时间，每天定时给所有植物浇水，确保存活 测量指标 本地植物的生物量 预期结果 若对照组中本地植物的生物量基本相同，实验组中 ，则假说成立。 【答案】(1)非密度制约因素 (2)白花鬼针草和假臭草 (3) 地下生物量（或根生物量） 更好地吸收水分和无机盐 (4) 3 1245 室温/常温处理 本地植物12生物量等于对照组，本地植物45生物量低于12(或低于对照组) 【分析】1、生物入侵是指由于人类有意或无意地把某种生物带入适宜它栖息和繁衍的地区后，其种群不断扩大，分布区域稳定扩展的现象。 2、生物入侵会导致生物多样性降低。 3、生态系统的组成成分越多，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越高。 【详解】（1）一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强 度与该种群的密度是相关的。例如，同样是缺少食物，种群 密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大，因此，这些因 素称为密度制约因素。而气温和干旱等气候因素以及地震、 火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关， 因此被称为非密度制约因素。增温属于非密度制约因素，会影响不同植物的种群数量。 （2）由图1可知，白天增温可以提高白花鬼针草和假臭草的总生物量。 （3）生物量是指生物在某一特定时刻，单位面积或单位体积内实际存在的有机物质 （包括生物体内所存的食物） 的鲜重或干重总量，常以干重表示；由图2可知，全天增温条件下白花鬼针草的地下生物量（或根生物量）分配增加，从而有利于更好地吸收水分和无机盐，使其竞争能力更强。 （4）实验应该遵循对照原则、单一变量原则和控制无关变量原则等，实验目的是探究增温条件下入侵植物根系产生的化学信息是否通过地下传递给邻近植物，从而抑制本地植物的生长。由设计图可知，3为入侵植物，1245为本地植物；对照组室温/常温处理，实验组：增温处理（红外辐射器，2000W，增温幅度1.5-2℃）；预期结果：若对照组中本地植物的生物量基本相同，实验组中本地植物12生物量等于对照组，本地植物45生物量低于12（或低于对照组，则假说成立。 20．（2025·广东惠州·三模）文献资料表明：水杨酸（SA）和硫化氢（H2S）作为信号分子在调控不良环境胁迫下植物的生长发育中均起着非常重要的作用。研究人员以黄瓜幼苗为材料，用SA、硫氢化钠（NaHS，H2S外源供体）、PAC（SA抑制剂）、HT（NaHS和H2S清除剂）等试剂开展相关实验，探究低温弱光胁迫下，SA和H2S两者之间的互作关系及对黄瓜幼苗光合作用影响。 注：CK组为喷洒H2O进行预处理后转入适宜温、光条件培养48小时；其它组均为喷洒对应的试剂（见图）预处理后转入低温、弱光条件培养48小时。 (1)植物内源性H2S是一种脂溶性的小分子化合物，主要由半胱氨酸经酶催化产生。H2S进入植物细胞的方式为 ，从氨基酸结构通式推测，H2S中的S来源于 。 (2)由实验1可以得出结论：低温弱光 （选用“可以/不可以”作答）诱导内源性H2S的产生、SA （选用“可以/不可以”作答）促进内源性H2S的产生。 (3)由实验2可以得出结论：低温弱光 （选用“可以/不可以”作答）诱导内源性SA的产生、外源性硫氢化钠对内源性SA产生的影响 （选用“不明显/明显”作答）。综合实验1和实验2推测：H2S可能作为SA的 （选用“上游/下游”作答）信号参与低温弱光胁迫下黄瓜幼苗的生理活动调控。 (4)如果上述推测正确，请补充完整实验3中HT+SA组和PAC+NaHS组的光合速率柱状图 。 【答案】(1) 自由扩散 （半胱氨酸的）R基 (2) 可以 可以 (3) 可以 不明显 下游 (4) 【分析】由实验1可知，与H2O这一组对比，H2S含量高于CK组，可说明低温弱光可以有到内源性H2S的产生，H2O这一组与SA这一组对比，H2S含量均高于H2O组，说明SA可以促进内源性H2S的产生。由实验2可知，与H2O这一组对比，SA含量高于CK组，说明低温弱光可以诱导内源性SA的产生，NaHS这一组与H2O这一组对比，SA相差不大，说明外源性硫氢化钠对内源性SA产生的影响不明显。 【详解】（1）由题意可知，植物内源性H2S是一种脂溶性的小分子化合物，根据相似相溶原理可知，其进入植物细胞的方式为自由扩散。H2S主要由半胱氨酸经酶催化产生，氨基酸的S位于R基上，说明H2S中的S来源于半胱氨酸的R基。 （2）CK组为喷洒H2O进行预处理后转入适宜温、光条件培养48小时；其它组均为喷洒对应的试剂（预处理后转入低温、弱光条件培养48小时，由实验1可知，与H2O这一组对比，H2S含量高于CK组，可说明低温弱光可以有到内源性H2S的产生，H2O这一组与SA这一组对比，H2S含量均高于H2O组，说明SA可以促进内源性H2S的产生。 （3）由实验2可知，与H2O这一组对比，SA含量高于CK组，说明低温弱光可以诱导内源性SA的产生，NaHS这一组与H2O这一组对比，SA相差不大，说明外源性硫氢化钠对内源性SA产生的影响不明显。综合实验1和实验2可知，SA可影响H2S的含量，而NaHS对SA含量的影响不明显，说明H2S可能作为SA的下游信号参与低温弱光胁迫下黄瓜幼苗的生理活动调控。 （4）若H2S作为SA的下游信号参与低温弱光胁迫下黄瓜幼苗的生理活动调控，则实验3中PAC+NaHS组（抑制SA的作用，而保证H2S的作用）与NaHS组柱高几乎一致，HT+SA组（清除NaHS和H2S，保证SA的作用）柱高在H2O组与SA组之间，图形补充如下： 21．（2025·广东珠海·一模）糖尿病是危害全球人类健康的常见疾病，长期以来主要靠注射外源胰岛素进行治疗，严重影响患者的生活质量。我国科学家首次利用化学重编程多能干细胞（CiPSCs）分化而来的胰岛细胞自体移植到一名1型糖尿病（T1DM）患者体内，具体流程如图1所示。在一年跟踪随访中，该病例成功摆脱胰岛素依赖，各项诊断指标恢复至正常水平。 回答下列问题： (1)T1DM主要是由于免疫系统攻击并破坏胰岛B细胞导致胰岛素分泌不足，引发高血糖症，因此属于 ，CiPSCs能够被诱导形成胰岛细胞依据的原理是 。 (2)研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经 分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。在诱导形成CiPSCs的过程中，需精确控制培养基的各种成分，与普通动物细胞培养基相比，不能添加 等天然成分，以免影响细胞分化进程。 (3)利用CiPSCs制备胰岛细胞后，研究人员将糖尿病模型小鼠分为A、B组，A组进行手术但不移植胰岛细胞，B组体内移植胰岛细胞，然后两组均进行腹腔注射葡萄糖实验，结果如图2所示，该实验的目的是 。经过长时间科学论证后，研究人员将胰岛细胞移植回患者体内，一年内定期进行口服耐糖检测（见图3），结果表明患者能摆脱胰岛素依赖，依据是 。（糖尿病的诊断阈值为血糖水平等于或高于200mg/dL）。 (4)传统诱导多能干细胞（iPSCs）常利用病毒等载体将4种转录因子的基因导入体细胞，其中的C-myc和Klf4是原癌基因。据此分析，化学分子诱导CiPSCs的优势是 。 【答案】(1) 自身免疫病 基因的选择性表达 (2) 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 动物血清/血清 (3) 探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平 移植75天后患者血糖调节恢复正常水平 (4)不会导致细胞异常分裂（避免致癌风险） 【分析】1、人体内有多种激素参与调节 血糖浓度，如糖皮质激素、肾上 腺素、甲状腺激素等，它们通过 调节有机物的代谢或影响胰岛素 的分泌和作用，直接或间接地提 高血糖浓度。胰岛素是唯一能够 降低血糖浓度的激素。 2、人体的免疫系统具有分辨“自己”和“非己”成分的 能力，一般不会对自身成分发生免疫反应。但是，在某些 特殊情况下，免疫系统也会对自身成分发生反应。如果自 身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为 自身免疫病。 【详解】（1）自身免疫病是指自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，TIMD就是免疫系统攻击了胰岛B细胞，引起其损伤导致胰岛素分泌不足，故属于自身免疫病。CiPSCs能够诱导形成胰岛细胞说明发生了细胞分化，实质是特定基因的表达（基因的选择性表达）。 （2）动物细胞间隙有蛋白质起黏着作用，故需要用蛋白酶将其水解以达到将细胞分散的目的，而胰蛋白酶和胶原蛋白酶的适宜pH与脂肪组织细胞相近，故研究人员从患者体内抽取脂肪组织，经胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制备成细胞悬液，然后进行细胞培养分离出脂肪干细胞。一般普通的动物细胞培养会加入动物血清这样的天然成分来确保各种营养成分全面，同时还考虑到一些我们所不清楚的生长因子的作用，而为了避免生长因子可能起到诱导分化的作用就不添加动物血清。 （3）分析题干可知，自变量是是否移植胰岛细胞，题图图2可知，自变量用血糖浓度变化表示，可知实验目的为探究移植胰岛细胞能否降低糖尿病小鼠的血糖水平；分析图3可知，移植75天后患者血糖调节恢复正常水平，表明了患者能摆脱胰岛素依赖。 （4）传统制备法采用逆转录病毒为载体，将转录因子导入体细胞时，会发生随机整合，会有基因突变的风险，进而癌变；化学分子诱导CiPSCs的优势是不会导致细胞异常分裂（避免致癌风险）。 1 / 36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$