2.解题策略 科学表述能力（高考预测）-【第一梯队】2026年高考生物二轮专项突破教用word

2026年高考预测 解题策略　科学表述能力 考点1　依据说明+现象归因 作答流程 一、明确作答要求 1.要区分清楚题目的要求,是要答实验结果,还是结果分析,还是实验结论 ·实验结果是实验中直接观察到的现象或测量得到的数据。 例如,在验证光合作用需要光的实验中,实验结果可能是:在光照条件下,脱色后的叶片被碘液染成蓝色,而在黑暗条件下,脱色后的叶片没有被碘液染成蓝色。 ·实验结果的分析是对这些现象或数据的解释和推理。 例如,分析实验结果时,我们会思考:为什么光照条件下的脱色后的叶片会被碘液染成蓝色,而黑暗条件下的不会?这是因为在光照条件下叶片进行了光合作用,产生了淀粉,淀粉遇到碘液会变蓝;而在黑暗条件下,叶片没有进行光合作用,没有淀粉生成,所以不会变蓝。 ·实验结论是基于实验结果和分析得出的最终判断。 例如,光是光合作用的必要条件。只有在光照条件下,植物才能进行光合作用并产生淀粉。 如何区分实验结果和对实验结果的分析? ·当实验结果的测量数据可以直接反映因变量时,实验结果与实验结果分析是一回事,语言表述无区别。 例如,下述实验比较了在自然状态下和屏蔽鸟类的状态下对花葵传粉率的影响。实验结果的检测指标直接反映了因变量,因此,实验结果与实验结果的分析在语言描述上就是一致的,可表述为:屏蔽鸟类比自然状态下花葵的相对传粉率低。由此,可得出的结论即为鸟类可以帮助花葵传粉。 ·当实验结果的测量数据是间接反映因变量时,实验结果为对被测指标的描述,实验结果分析为被测指标所对应的因变量的含义。 例如,科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用(PSMA×CD28为一种双特异性抗体)。检测各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如图。 这个题目的测量值为IL-2的含量,用IL-2的含量来体现不同抗体对T细胞活化的作用,而非直接测试了T细胞的活性,所以IL-2是一个间接的指标。因此,实验结果或依据表述为IL-2含量的多少,而实验结果分析则为T细胞活化作用的强弱。 2.针对不同设问的作答要求 2.1问法:判断依据是……证据是…… 作答要求:客观描述实验结果,即实验中检测的因变量的值(通常为纵坐标),如上升/增加、下降/减少、不变/无影响、(显著)高于、(显著)低于、无明显差异。 注意:题目中的因变量表现为“某物质的含量增多”,不要写成“某物质的分泌量/产生量/合成量增多”,因为“含量=来源-去路”,含量增多,可能是产生量增加,也可能是降解量减少,不要随意推测。 例1　干旱可诱导植物体内脱落酸(ABA)增加,以减少失水,但干旱促进ABA合成的机制尚不明确。研究者发现一种分泌型短肽(C)在此过程中起重要作用。分别用微量(0.1 μmol·L-1)的C或ABA处理拟南芥根部后,检测叶片气孔开度,结果如图1。 据图1可知,C和ABA均能够降低气孔开度,从而减少失水。已知N是催化ABA生物合成的关键酶。研究表明C可能通过促进N基因表达,进而促进ABA合成。图2中支持这一结论的证据是,经干旱处理后C基因缺失突变体中的N基因表达量和ABA含量均显著低于野生型。 2.2问法:结果显示…… 作答要求:客观描述实验结果,如上升/增加、下降/减少、不变/无影响。 例2　植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。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。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图。 图中结果显示,TS基因功能缺失导致IAA含量下降,在干旱条件下ts的生存率高于WT。 2.3问法:结果可知…… 作答要求:a.若题目给出了结论,就只需要写出实验结果。 例3　癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行的系列实验如下: 免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周; 空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。 实验:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见表。 细胞与抗体的结合率(%) 细胞 iPSC DB7 MEF 血清 免疫组 77 82 8 空白组 10 8 9 比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显高于空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。 b.若题目没有给出结论,就需要写出实验结果+小结论。 例4　癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。研究人员进行的系列实验如下: 免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周; 空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。 实验:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见下表。 细胞与抗体的结合率(%) 细胞 iPSC DB7 MEF 血清 免疫组 77 82 8 空白组 10 8 9 比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显高于空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。 2.4问法:据此推测……原因是/理由是…… 作答要求:描述实验结果,并进行结果分析,有理有据地推测产生原因。 说明:推测题目一般有“黑箱”,“黑箱”需要在题目已知信息之间建立起逻辑连接,有如下三种情况: 例5　科研人员对水稻的光合作用途径进行改造,突变G基因后获得植株G。种植后发现,植株G的结实率低于预期。为探究其原因,科研人员将WT与植株G进行正反交,结果如图1;观察WT与植株G花粉内部情况,结果如图2。 　　 依据图1、图2结果推测,植株G结实率低的原因是花粉中淀粉粒减少(图2结果),柱头上花粉的萌发受抑制/花粉败育/导致花粉不育/导致花粉形成受抑制/导致花粉结构异常/缺乏能量支持(推测“黑箱”),导致萌发的花粉数目减少(图1结果)。 2.5问法:结果说明…… 作答要求:写出针对此实验的小结论,如促进/增强、抑制/减弱、解除抑制、缓解、无影响、阻断等。 注意事项:若要求答出结论,就不能描述结果,如写增加、减小等。 例6　花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。 结果说明鸟类可以帮助花葵传粉。 例7　科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用(PSMA×CD28为一种双特异性抗体)。检测各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如图。结果说明PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能显著增强T细胞的活性,且随着抗体浓度增加,激活作用增强,单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗均不能显著激活T细胞的活性。 二、判断得分要点 答题纸上也蕴含着丰富的答题信息,要仔细阅读答题纸。 以2024年高考答题纸(回忆版)为例,根据答案卡信息,可以看出,在高考中,大概有三种类型的答题空: 1.类型Ⅰ:  半长空表述,通常是写词语或者短句。 考点:通常是课本黑体字或重要的关键词、关键语句,以及联系题目情境写出的相关性词句。 2.类型Ⅱ:  长空表述,通常写一句话。 考点:通常在答案的一句话中,包含至少2个采分点。“判断依据”“结果显示”“结果可知”“结果说明”等题目均属于此类型。 3.类型Ⅲ: 论述题目,通常是写一段话。 考点:论证类、评价类和设计类题目属于这种类型,需要学生整理清楚一道题目的逻辑关系,并清晰地呈现出来。 三、完成规范作答 分题型思考答题要点,并结合答题纸信息,进行精确作答。 1.折线图 高中阶段学过的部分折线图示例: 【折线图做题方法论】 1.1针对一条曲线:以点划线分趋势 (1)看坐标:理解坐标图中横纵坐标、图例的含义,分析自变量、因变量。 (2)关键点:起点、转折点、终点、交点等代表的生物学意义。 (3)看趋势: ①以点划线分别描述曲线的趋势; ②两条以上的曲线还要分别比较曲线的相同点和不同点。 此类题型比较简单,但它是训练多条曲线比较的基础。 课本原型示例1:在如图的曲线中,明确横坐标为温度,纵坐标为酶促反应速率,因此,这是一条代表温度影响酶活性的曲线。找出其起点、顶点(最适温度)和与横坐标轴交点(失活温度),然后分析这三个点连成的曲线,可以分两段来进行描述,因此,正确的表述如下: (1)在最适温度之前,酶活性随着温度的升高而增强; (2)超过最适温度后,酶活性开始下降,甚至失活。 课本原型示例2:在如图的曲线中,明确横坐标为生长素浓度,纵坐标为促进生长或抑制生长。找出其起点F、顶点(A,最佳浓度)和交点(C),然后分析这三个点连成的曲线,可以分三段来进行描述,因此,正确的表述如下: (1)F→A:在10-12~10-10 mol·L-1的浓度范围内,随着生长素浓度增加,促进作用增强; (2)A→C:在10-10~10-8 mol·L-1的浓度范围内,随着生长素浓度增加,促进作用减弱; (3)C→D:浓度超过10-8 mol·L-1后,随着生长素浓度增加,抑制作用增加。 例8　芽殖酵母属于单细胞真核生物。为寻找调控蛋白分泌的相关基因,科学家以酸性磷酸酶(P酶)为指标,筛选酵母蛋白分泌突变株并进行了研究。用化学诱变剂处理,在酵母中筛选出蛋白分泌异常的突变株(sec1)。无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌,分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。将酵母置于无磷酸盐培养液中,对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如图。 据图可知,24 ℃时,sec1和野生型胞外P酶随时间而增加。转入37 ℃后,sec1胞外P酶呈现先上升,后下降的趋势,表现出分泌缺陷表型,表明sec1是一种温度敏感型突变株;由37 ℃转回24 ℃并加入蛋白合成抑制剂后,sec1胞外P酶重新增加。 分析　此题根据不同的处理分成三段,第一段是24 ℃培养,第二段是转入37 ℃培养,第三段是由37 ℃转回24 ℃培养并加入蛋白合成抑制剂。题目重点关注sec1胞外P酶的变化,第一段sec1胞外P酶随时间而增加;第二段sec1胞外P酶先上升、后下降;第三段sec1胞外P酶重新增加。可以利用“看标、识点、明线”方法来判断此题。 1.2针对多条曲线:抓住答题要点 (1)相互对照:各组别在处理前后均发生了变化。 ①答题要点: a.比较各组别变化的相同点,如变化趋势、影响效果等; b.比较各组别变化的不同点,如最适范围、变化趋势等。 ②举例说明:请分析生长素对于根、芽、茎三个不同部位生长的影响。 答题要点如下: a.相同点:随着生长素浓度增加,3条曲线都呈现先上升后下降的趋势,其作用都是先促进生长后抑制生长; b.不同点:根、芽、茎对生长素的最适浓度不同,体现出它们对生长素的敏感程度不同。 例9　用不同光照条件持续处理拟南芥种子1~7天,培养一段时间后统计萌发率,如图。据图推测,光照能够诱导种子休眠,且白光的作用效果比红光强,在一定范围内,处理天数越长,诱导休眠效果越强。 答题思路分析: 典型错误答案: (1)答结果而非结论:随处理时间增加,种子萌发率下降。 (2)过度推断:白光促进抑制种子萌发物质的合成能力比红光强。 (3)漏答少答:白光诱导休眠效果优于红光。 对应练习 1.间作是指在同一田地上于同一生育期内,分行相间种植两种或两种以上作物的种植方式。为研究旱作水稻与西瓜间作对西瓜枯萎病的影响,研究者将相邻种植的旱作水稻和西瓜之间的土壤分三组进行处理,相关处理及实验结果如图。据图可知,与其他两组相比,尼龙网组发病率15~21天高于不分隔组且低于塑料膜组,21天后与塑料膜组相等且高于不分隔组。 注:水分、养分、微生物可通过尼龙网,根系则不能通过 2.葡萄糖是人体细胞的主要供能物质。研究葡萄糖的代谢过程,对于预防和治疗糖尿病等疾病具有重要意义。正常人口服或静脉注射葡萄糖溶液后,血浆中葡萄糖和胰岛素浓度的变化情况如图所示。 　 (1)由图1可知,注射与口服葡萄糖对血浆葡萄糖浓度的影响基本相同/无显著性差异。 (2)由图2分析,葡萄糖进入体内的两种不同方式对血浆中不同时间段胰岛素浓度变化影响是口服或静脉注射葡萄糖溶液后,血液中胰岛素浓度均在60 min前后达到最高,在约180 min时均下降至原浓度,但是口服葡萄糖使胰岛素浓度上升的速度更快,浓度更高。  (2)实验组—对照组对照:对照组实验前后未发生明显变化,而实验组较对照组有显著性差异。 ①答题要点: a.说明实验组较对照组发生显著变化; b.描述实验组的变化趋势; c.说明对照组没有发生显著变化。 注意:针对实验组—对照组对照的曲线图,通常答这三点就足以说明全部的信息。但并非每个题目中都需要把这三个点答满,还要结合题目情境、答题纸信息等,可能选择其中的两个答题要点就可以了。 ②举例说明:科研人员观察小鼠的T细胞和巨噬细胞对于细菌X的杀伤力,结果如图所示。请分析下图,说明能有效杀伤细菌X的是活化的巨噬细胞。 题目“能有效杀伤细菌X的是活化的巨噬细胞”是实验结论,要说明这一结论正确,需要分析图中的实验结果,根据上述三个答题要点,可以写出如下三点: a.活化的巨噬细胞对细菌X的杀伤力强于活化的T细胞和未活化的巨噬细胞; b.活化的巨噬细胞对细菌X的杀伤力随加入细胞数增多呈现先迅速上升后趋于平缓的趋势; c.活化的T细胞和未活化的巨噬细胞对细菌X的杀伤力无显著性差异。 例10　科研人员将癌细胞和T细胞共同培养,加入不同抗体,比较不同抗体对T细胞活化的作用(PSMA×CD28为一种双特异性抗体)。检测各组由活化T细胞产生的细胞因子IL-2含量如图,结果说明PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用能显著增强T细胞的活性;随着抗体浓度增加,激活作用增强;单独使用PSMA×CD28或PD-1单抗均不能显著激活T细胞的活性。 答题思路分析: 典型错误答案: (1)写结果而非结论:PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用使得IL-2含量上升。 (2)过度推断:PSMA×CD28和PD-1单抗联合使用促进了IL-2的分泌(结果是含量增加,但含量增加不一定是由于分泌量增加导致的)。 (3)漏答少答:只答了其中的一点或者两点。 对应练习 3.光不但为植物光合作用提供能量,而且还是植物整个生命周期中许多生长发育过程的调节信号,如种子萌发、植物生长、开花诱导和器官衰老等。在拟南芥中,赤霉素与细胞内的赤霉素受体结合形成复合物,该复合物与R蛋白结合使R蛋白降解,从而抑制相关基因的表达,引起细胞伸长、植株增高。用赤霉素处理野生型和蓝光受体缺失突变体拟南芥后,用蓝光照射,分别检测R蛋白的含量,结果如图。实验结果显示随着处理时间的增加,R蛋白的含量均下降;比起黑暗处理野生型和蓝光处理突变体组,蓝光处理野生型组中R蛋白相对含量的下降幅度较小;黑暗处理野生型组和蓝光处理突变体组中R蛋白相对含量下降水平相似,实验结果表明蓝光处理使得蓝光受体激活,抑制R蛋白的降解。 2.柱状图 【柱状图做题方法论】 (1)看横纵坐标和图例,分析其自变量和因变量。 (2)组内比较: ①保持单一变量原则进行分析; ②分别进行组内比较,分析实验组和对照组是否具有显著性差异。 (3)组间比较: ①比较作用效果和变化趋势; ②比较作用程度的区别。 说明: a.柱状图与折线图的分析方法类似,区别只是在于折线图是连续的,柱状图是离散的。 b.并非所有的柱状图都需要组内比较、组间比较,要看具体题目给出的数据情况,是只有组内数据、还是只有组间数据、还是组间组内都有。 例11　花葵的花是两性花,在大陆上观察到只有昆虫为它传粉。在某个远离大陆的小岛上,研究者选择花葵集中分布的区域,在整个花期进行持续观察。观察发现:有20种昆虫会进入花葵的花中,有3种鸟会将喙伸入花中,这些昆虫和鸟都与雌、雄蕊发生了接触(访花),其中鸟类访花频次明显多于昆虫;鸟类以花粉或花蜜作为补充食物。研究者随机选取若干健康生长的花葵花蕾分为两组,一组保持自然状态,一组用疏网屏蔽鸟类访花,统计相对传粉率(如图)。 结果说明鸟类可帮助花葵传粉。由此可知,鸟和花葵的种间关系最可能是A(单选)。 A.原始合作　 B.互利共生　 C.种间竞争　 D.寄生 答题思路分析: 与自然状态组相比,疏网屏蔽鸟类访花组因缺少鸟类参与传粉,只依赖昆虫传粉,导致相对传粉率低,即鸟类也可以参与花葵的传粉并发挥重要作用,具体分析如图。 例12　植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应(应对不良环境的系列反应)的关系,研究者对其分子机制进行了探索。TS基因编码的蛋白(TS)促进IAA的合成。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。研究者用野生型(WT)和TS基因功能缺失突变株(ts)进行实验,结果如图。 图中结果显示,TS基因功能缺失导致IAA含量下降,在干旱处理下ts的生存率高于WT。 分析 即题目问的是“结果显示”,意味着要答实验结果。图中左图显示,ts植株中IAA含量比WT低。图中右图的组内比较可知:正常条件下,ts的生存率与WT相同;干旱处理下ts的生存率比WT高。组间比较可知,其相同点为干旱处理时,WT和ts的生存率均低于正常条件;其不同点为,与正常条件相比,干旱处理下ts生存率下降程度显著低于WT。但这样答显然要点太多了,翻阅答题纸知道这只是一个长空表述(而非论述题),只需要在右图的结果中挑选一个最契合本题问法的要点即可。 对应练习 4.研究者以拟南芥根段作为组织培养材料,探讨了激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。 在愈伤组织生芽过程中,细胞分裂素(CK)通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系,将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高CK)培养基中诱导生芽,在此过程中测定W基因的表达量。图中,野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是随着高CK诱导时间的增加而增加。分析图中结果可得出的结论是:在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为:与野生型相比,经高CK诱导后,突变体a中W基因表达量明显低。 5.北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。 用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布。 (1)图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用,作出判断的依据是:与没有水虱相比,在有水虱的水箱中,柏桉藻重量增加值明显提高,而本地藻的变化则相反。 (2)水虱分布情况记录结果显示,在有水虱的两组中,大部分水虱附着在柏桉藻上,说明水虱对所栖息的海藻种类具有选择性/偏好性。 6.为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响,研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验(此实验中人工光源对植物的影响可以忽略;实验期间,天气等环境因素基本稳定)。实验持续15天:1~5天,无人工光照;6~10天,每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间;11~15天,无人工光照。在此期间,每日黄昏前特定时间段,通过多个调查点的装置捕获节肢动物,按食性将其归入三种生态功能团,即植食动物(如蛾类幼虫)、肉食动物(如蜘蛛)和腐食动物(如蚂蚁),结果如图。 动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度,依据是:与1~5、11~15天相比,6~10天肉食动物和腐食动物平均捕获量较多,植食动物的平均捕获量较少。 3.文字类/看图说话类 3.1确保重点关键词的准确性 例13　在个体发育中,来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化,分化是基因选择性表达的结果。 评析　此种类型题目考查教材黑体字内容,要求学生必须能够准确书写。 例14　兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中,兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是突触,去甲肾上腺素作用于T细胞的原因是T细胞膜上有去甲肾上腺素受体。 评析　后一空只答“受体”不得分。 例15　如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以协助扩散方式进入胞内,Ca2+与钙调蛋白共同作用,使C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。 评析　第二个空要与题图上的字一致,其他字不得分; 最后一空要写“空间结构”,只答“结构”不得分。 对应练习 7.科研人员用如图所示的质粒为载体,应选用BamHⅠ和DNA连接酶将该质粒与融合基因构建为重组质粒。 评析　不能把BamHⅠ写成限制酶;不要忘记写DNA连接酶。3.2关注设问限定条件 (1)限定类型:如对照、时间、原因、影响等; (2)限定程度:如根本、直接、最终、一定、最好、最简便、最多、最少、最可能等; (3)限定对象:如是自身前后对照,还是与空白对照相比,是原核细胞还是真核细胞; (4)限定过程:如是基因的转录过程还是翻译过程。 例16　DNA在水解酶作用下水解的产物是脱氧核糖核苷酸,DNA彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 评析　注意“水解”和“彻底水解”。 例17　北极圈附近的A群岛由众多生态环境相似的岛屿组成,是许多海鸟的栖息地。一百多年以前,北极狐被引入一些岛屿上定居。几十年后发现,无北极狐岛(W岛)的植物群落无明显变化,而有北极狐岛(Y岛)上较高的草本植物明显减少,苔藓增加。为分析北极狐的引入是否导致植物群落的变化,生态学家进行了相关研究,发现Y岛上的海鸟密度比W岛低。进一步调查发现,Y岛上单位面积的植物干重及土壤氮、磷含量均低于W岛。研究者选择Y岛上的若干代表性地块,通过施肥实验证明了Y岛植物干重较低是由土壤肥力低所致。支持此结论的实验结果应为施肥地块(实验组)的植物干重高于未施肥地块(对照组)。 答案　 评析　注意题目要求是“选择Y岛上的若干代表性地块”,因此,只能是Y岛上的施肥组和Y岛上的未施肥组进行比较。典型错误答案是把Y岛与W岛的地块进行比较,这就是由没有关注题目中的限定对象引起的审题错误。 例18　在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘(幼苗)伸长影响的实验中,将取得的切段浸入蒸馏水中1小时后,再分别转入5种用5%的磷酸盐缓冲液配制的不同浓度A溶液中(实验组)。在23 ℃的条件下,避光振荡培养24小时后,逐一测量切段长度(取每组平均值),实验进行两次。本实验的对照组是用等量的5%的磷酸盐缓冲液(填液体)处理。 评析　不能写生理盐水、蒸馏水、清水等。 3.3关注题目描述和答案之间的逻辑关系 (1)“递进式”呈现因果逻辑链条 因为A→导致B→于是C→所以D【正向推断:从原因推理结果】; D→由于C→由于B→由于A【逆向推断:从结果推理原因】; 其中,A是抄题目中的已知信息,D是抄题目中的结果,B和C分别代表两个有递进关系的原因,通常B和C是两个采分点。 例19　为探究不同因素对尿量的影响,某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验,实验内容如下: a.记录实验兔的尿量(单位:滴/分钟)。 b.耳缘静脉注射垂体提取液0.5 mL,记录尿量。 c.待尿量恢复后,耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15 mL,记录尿量。取尿液做尿糖定性实验。 该同学发现,与a相比,b处理后实验兔尿量减少,其主要原因是注射垂体提取液,导致抗利尿激素增加,促进了肾小管和集合管重吸收水,所以尿量减少。 分析　根据上述答题结构,运用因果关系连接词,先把题干中“注射垂体提取液(A)”抄下来,然后找出要解释的结果“尿量减少(D)”,已知垂体可以释放抗利尿激素,而抗利尿激素的作用是促进肾小管和集合管对水的重吸收,因此,此题的答题结构可以表述为,因为注射垂体提取液(A)→导致抗利尿激素增加(B)→于是促进了肾小管和集合管重吸收水(C)→所以尿量减少(D)。 例20　PD-1是表达在多种活化T细胞表面的一种受体,PD-L1是一种能够与之结合的蛋白质,PD-1和PD-L1结合会抑制T细胞的活化、增殖。研究发现,肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多。目前已研发出针对PD-L1的单克隆抗体(mAb),推测mAb能够治疗肿瘤是因为使用mAb时,mAb与肿瘤细胞表面的PD-L1结合,解除了PD-L1对T细胞的抑制,使细胞毒性T细胞能够裂解癌细胞,从而发挥有效的杀伤作用。 评析　这是一个递进式的因果关系,共四小句话,第一句和最后一句抄题干,采分点为第二句和第三句,表明“解除抑制”和“T细胞裂解”这两个点才能得全部分数。 对应练习 8.将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会降低,出现这种变化的主要原因是ABA含量增加,导致叶片气孔开度减小,使得二氧化碳吸收量减少,光合作用速率降低。 (2)“并列式”呈现因果逻辑链条 例21　实验:给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量,发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相应的调节作用。根据实验推测,乙组和丙组甲状腺激素的合成量不相同(填“相同”或“不相同”),原因是乙组注射外源甲状腺激素,使得甲状腺激素合成量减少;丙组注射促甲状腺激素,会促进甲状腺激素的合成。 分析　这是一道典型的并列式推理归因类题目,属于正向推断。题目给定“乙组注射外源甲状腺激素(原因A)”和“丙组注射促甲状腺激素(原因C)”,根据“反馈调节”和“分级调节”的知识点,推断出乙组中甲状腺激素合成量减少和丙组中甲状腺激素的合成量增加,因此得到乙组和丙组不相同的结论,具体模型如下: 例22　甲、乙两种植物净光合速率随光照强度的变化趋势如图所示。甲、乙两种植物单独种植时,如果种植密度过大,那么净光合速率下降幅度较大的植物是甲,判断的依据是光照强度降低导致甲植物净光合速率降低的幅度比乙大,种植密度过大,植株接受的光照强度减弱,导致甲植物净光合速率下降幅度比乙大。 分析　因为种植密度过大,会导致植株接受的光照强度减弱,但分析到这里并不能得出净光合速率下降幅度较大的是甲的结论,还需要结合图中曲线给出的信息进行综合分析,由图可知,“光照强度减弱甲植物净光合速率下降的幅度比乙大”,综合两者才能得出结论。 (3)“比较式”呈现因果逻辑链条 题目设问为某物质的含量升高或降低,或者维持稳态,一定要从来源和去路两个方面作答,课本中涉及来源与去路比较的方面有: ·呼吸作用和光合作用中氧气与二氧化碳的含量; ·血糖平衡调节、水盐平衡调节; ·生态系统能量流动中每个营养级能量的“一来”和“四去”的平衡。 例23　将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是适宜条件下照光培养,光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,密闭小室中CO2浓度降低,两种植物的光合速率都降低。 分析　在涉及“光合作用速率”“呼吸速率”等题目的时候,通常要从“O2/CO2来源”和“O2/CO2去路”两个方面回答,因为影响任何一个速率的因素都不是单一的,需要比较来源和去路来进行综合考量。光合作用的原料CO2可以来源于外界空气,也可以来源于呼吸作用释放的CO2;而呼吸作用所用的O2可以来源于外界空气,也可以来源于植物光合作用产生的O2,在分析时要考虑全面。针对此题,重点是分析光合作用的主要原料CO2,从来源即呼吸作用释放CO2和去路即光合作用吸收CO2两个方面分析CO2浓度降低的原因,属于逆向推断,具体模型如下: 对应练习 9.若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是甲种植物在光下光合作用释放的O2量大于呼吸作用消耗的O2量,使得密闭小室中O2增加,有氧呼吸增加。 例24　已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解,会造成环境污染。某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。 Ⅰ号培养基:在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。 Ⅱ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(15 g/L)。 Ⅲ号培养基:氯化钠(5 g/L),硝酸铵(3 g/L),其他无机盐(适量),X(45 g/L)。 回答下列问题。 若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中,培养一段时间后,不能降解X的细菌比例会下降,其原因是缺乏碳源导致不能降解X的细菌不能增殖,而能降解X的细菌能够增殖,所以不能降解X的细菌比例会下降。 分析　,从数学角度岀发,比例变化的原因需要从分子和分母两方面去分析。因为该比例由不能降解X的细菌数量和能降解X的细菌数量共同决定,所以两种细菌的数量变化都要回答。从分子角度分析,缺乏碳源导致不能降解X的细菌减少;从分母角度分析,不能降解X的细菌减少,能降解X的细菌能够增殖,分母的变化小于分子,不能降解X的细菌比例下降。要谨防只回答“不能降解X的细菌减少”,这就少答了一个采分点。 考点2　论证成因+概括结论 　　论证是指在给定情境中,综合运用生物学知识或通过对信息进行分析与综合,得出结果或结论,阐明思维过程。 问法:概括原因、发生机制、通路、模型…… 作答要求:写实验大结论(总结论),整理逻辑链条,写出针对整个实验的机制概况。 答题纸形式:在答题卡上论证题目通常以一个大方框的形式出现。 　　作答结构: 　　通常来说,答题结构一般用“总分式”(或者“分总式”)展开论证,先给出总的结论,然后再用几个分论点分别支撑结论。这类题目的答题逻辑可以表述如下:因为…使得……,又因为……导致……,所以(落在结果或结论上)……。 例1　高原鼢鼠是青藏高原优势鼠种之一,营地下生活,主要采食植物根系。它在挖掘过程中向地表推出土丘,覆盖植物造成植物死亡。为更好地保护和利用高寒草甸,研究了高原鼢鼠对草甸的影响。根据鼢鼠土丘的分布密度,将样地分为轻度干扰、中度干扰和重度干扰三个水平,研究干扰强度对高寒草甸植物群落的影响,结果如表。 表　干扰强度对高寒草甸植物群落的影响 干扰 水平 植物物 种数 优势种 优势种生物量占植物 群落生物量的比例 轻度 干扰 21 早熟禾,细叶苔草,垂穗披碱草 60% 中度 干扰 32 银莲花,甘肃蒿草,细叶苔草,垂穗披碱草 45% 重度 干扰 15 火绒草,甘肃蒿草,鹅绒委陵菜 50% 上表结果表明,在中度干扰下植物群落的物种丰度最高。试分析在该水平干扰下植物群落物种丰度最高的可能原因。 答案　鼢鼠的造丘活动使草地土壤的异质性增加,优势种的生长受到抑制,进而为不同类型的植物共存创造了条件,使群落的物种多样性增加;重度干扰时,鼢鼠的造丘活动及取食对植被破坏过度,导致物种丰度下降;在轻度干扰时,群落为少数优势种所占据,导致物种多样性也不高 分析　这个题目的结论是在中度干扰下植物群落的物种丰度最高。题目要求分析为什么在中度干扰下植物群落的物种丰度最高,此题关键在“最”字,因此需要解释为什么中度会高,也需要解释为什么在重度和轻度下不够高,这样才能体现“最高”,答题结构如下。 例2　阅读以下材料,回答问题。 创建D1合成新途径,提高植物光合效率 植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所,高温或强光常抑制光合作用过程,导致作物严重减产。光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所,D1是PSⅡ的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧(ROS)的大量累积。相对于组成PSⅡ的其他蛋白,D1对ROS尤为敏感,极易受到破坏。损伤的D1可不断被新合成的D1取代,使PSⅡ得以修复。因此,D1在叶绿体中的合成效率直接影响PSⅡ的修复,进而影响光合效率。叶绿体为半自主性的细胞器,具有自身的基因组和遗传信息表达系统。叶绿体中的蛋白一部分由叶绿体基因编码,一部分由核基因编码。核基因编码的叶绿体蛋白在N端的转运肽引导下进入叶绿体。编码D1的基因psbA位于叶绿体基因组,叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程,导致PSⅡ修复效率降低。如何提高高温或强光下PSⅡ的修复效率,进而提高作物的光合效率和产量,是长期困扰这一领域科学家的问题。 运用文中信息解释高温导致D1不足的原因。 高温会造成叶绿体内ROS的积累,ROS既破坏D1蛋白,又抑制psbA mRNA的翻译。 分析　要从文中找到高温→ROS→D1这条线索,首先明确说明高温会造成ROS的积累。其次,要表明ROS对于D1的作用,一方面,ROS直接破坏D1蛋白;另外一方面,ROS还会抑制编码D1的基因psbA mRNA的翻译过程。答案共三个采分点,要归纳总结完善。 例3　在细胞的氧化还原反应过程中会有活性氧产生,活性氧可以调控细胞代谢,并与细胞凋亡有关。我国科学家发现一个拟南芥突变体m(M基因突变为m基因),在受到长时间连续光照时,植株会出现因细胞凋亡而引起的叶片黄斑等表型。M基因编码叶绿体中催化脂肪酸合成的M酶。与野生型相比,突变体m中M酶活性下降,脂肪酸含量显著降低。为探究M基因突变导致细胞凋亡的原因,研究人员以诱变剂处理突变体m,筛选不表现细胞凋亡,但仍保留m基因的突变株。通过对所获一系列突变体的详细解析,发现叶绿体中pMDH酶、线粒体中mMDH酶和线粒体内膜复合物Ⅰ(催化有氧呼吸第三阶段的酶)等均参与细胞凋亡过程。由此揭示出一条活性氧产生的新途径(如图):A酸作为叶绿体中氧化还原平衡的调节物质,从叶绿体经细胞质基质进入线粒体中,在mMDH酶的作用下产生NADH([H])和B酸,NADH被氧化会产生活性氧。活性氧超过一定水平后引发细胞凋亡。 结合文中图示分析,M基因突变为m后,植株在长时间光照条件下出现细胞凋亡的原因是:M酶活性下降使脂肪酸合成受阻,NADH消耗减少,同时长时间光照促进产生NADH,NADH含量升高,导致A酸合成过多,A酸转运到线粒体,最终导致产生过量活性氧并诱发细胞凋亡。 分析　这道题目要进行逆向推导,A酸会运到线粒体,说明A酸含量增多,而A酸含量增多是由于在叶绿体NADH的还原作用下,B酸转化为A酸。因此,此题的关键在于分析NADH增多的原因。从图上可以看出,NADH的增多,一方面是由于长时间光照,促进其产生;另外一方面,是由于M酶活性下降使脂肪酸合成受阻,NADH消耗减少。具体分析如图所示。 例4　北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱,以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入,目前已在该水域广泛分布,数量巨大,表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因,研究者进行了系列实验。用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克,用纱网分区(见图1);三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重,结果如图2,同时记录水虱的分布,发现大部分水虱附着在柏桉藻上。为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响,在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料,一段时间后检测,结果如图3(甲、乙、丙为上述本地藻)。 研究发现,柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质,若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻,会将两者吐出。请综合上述研究结果,阐明柏桉藻成功入侵的原因。 答案　因柏桉藻含有令动物不适的化学物质,能为水虱提供庇护场所,有利于水虱种群扩大;水虱偏好取食本地藻,有助于柏桉藻获得竞争优势。因此柏桉藻能够成功入侵。 分析　分步骤思考过程如下: (1)从图2可以看出,水虱更喜欢捕食本地藻。 (2)由题干信息“大部分水虱附着在柏桉藻上”说明柏桉藻为其提供了栖息地。 (3)由图3可知,柏桉藻有利于水虱躲避隆头鱼的捕食。 (4)由题干信息“柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质”。 (5)综合整个题目,构建完善的种间关系如图所示。 对应练习 10.人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C,从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点,构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株,拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。 引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子,细胞内外的A随细菌密度的增加而增加,A积累至一定浓度时才与胞内受体结合,调控特定基因表达,表现出细菌的群体响应。研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌,制成AL菌株。蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌,制成ALK菌株,以期用于肿瘤治疗。研究者向如图所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后,发现ALK菌只存在于该侧瘤内,两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白K或AL菌,对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。 答案　注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合,且释放的细菌产物激活巨噬细胞,从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原,激活细胞免疫,肿瘤细胞被特异性杀伤,因此有效抑制对侧肿瘤生长。 11.细菌侵入宿主体内生长繁殖引起感染。铜绿假单胞菌(Pa)导致的感染多见于烧伤、创伤等受损部位。在Pa感染部位常可检出大量丝状噬菌体(f)。 实验研究表明,f能加重Pa引起的伤口感染。研究者利用f的表面蛋白S进一步展开实验,主要流程及结果见图。 (1)Ⅰ~Ⅲ处理所需的实验材料应分别选用E、A、A。(填选项前字母) A.Pf　B.P　C.灭活的f　D.S　E.生理盐水 (2)另有研究发现,f能抑制吞噬细胞的功能。试从分子与细胞水平解释实验组的感染率低于对照组的原因。 答案　S刺激小鼠产生抗S抗体,抗体与f表面的S特异性结合,减弱了f对吞噬细胞的抑制,更多的Pf被吞噬,感染减轻,故实验组的感染率低于对照组。 考点3　比较优劣+补充完善 做题方法 1.明确实验目的,识别实验中的自变量和因变量; 2.检查题目中对照组设置是不是完善; 3.检查题目中因变量的检测对象是不是正确、是不是完善。 例1　学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2—3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,如图为这一现象可能的机制。 对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,且图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化,请评价该实验方案并加以完善该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应给两组补充施加单次强刺激,然后检测以上两组小鼠刺激前后突触后膜的电位变化。。 分析　此题要紧紧抓住实验目的进行分析,实验目的是:为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”,这是典型的A→Y1→Y2的逻辑,拆解如下: (1)本题中只做了实验组(磷酸化位点突变小鼠)的处理,没有设置对照组;(2)本题有两个因变量,都需要检测:一是磷酸化位点突变后,要检测A受体磷酸化是否还能发生;二是A受体不能发生磷酸化后,突触后膜的电位变化情况,以及与野生型相比的情况。而题目中只检测了A受体是否发生磷酸化,却没有检测“是否增强神经细胞对刺激的记忆”这一变量。因此,需要补充对照组,同时补充第二个因变量的检测。 例2　在突触部位胞内的钙离子主要来自胞外。为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量,提出可供实验的两套备选方案。 方案一:施加钙离子通道阻断剂,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。 方案二:适度增加细胞外液中的钙离子浓度,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量。 比较上述两个方案的优劣,并陈述理由。 方案二优于方案一。理由:方案一施加钙离子通道阻断剂,然后刺激突触前神经细胞,检测神经递质的释放量,能够反映细胞内钙离子浓度较低时对神经递质释放的影响。而在钙离子通道阻断剂存在的 条件下,增加细胞外液的钙离子浓度无法改变细胞内的钙离子浓度,不能反映细胞内钙离子浓度较高时对神经递质释放的影响。因此实验方案有缺陷。方案二能反映细胞内钙离子浓度较高和较低时分别对神经递质释放的影响。实验方案设计较全面,实验结果较明确。 评析　满分3分。仅叙述方案二优于方案一,未陈述理由不得分。或叙述方案二优于方案一,写出方案一和二均缺少不加阻断剂也不增加胞外钙离子浓度的对照组(空白对照组),只能得1分。作出方案二优于方案一的判断,从方案一、方案二两个方面阐述优缺点,但不够明确只能得2分,例如,方案一用同一组材料进行实验,两组互相干扰(影响),方案二分别用两组材料进行实验,胞内钙离子浓度增加和减少时的结果比较明确,互相没有干扰。 考点4　识别问题+作出假设 　　任何一个实验探究都是始于一个科学问题,即实验目的。理解背景信息后,识别出关键科学问题,根据题目要求的实验材料、实验要求(尤其是实验组和对照组处理的差别)提出假设。 例1　自然界中不同微生物之间存在着复杂的相互作用。有些细菌具有溶菌特性,能够破坏其他细菌的结构使细胞内容物释出。A菌通常被用做溶菌对象,利用A菌,研究者通过梯度稀释涂平板的方法从某湖泊水样中分离出有溶菌特性的细菌(P菌)。为探究P菌溶解破坏A菌的方式,请提出一个假设,该假设能用以下材料和设备加以验证。 主要实验材料和设备:P菌、A菌、培养基、圆形滤纸小片、离心机和细菌培养箱。 答案　P菌释放可溶性物质溶解A菌。 分析 (1)理解背景信息:了解P菌和A菌的相互作用,以及P菌的溶菌特性。 (2)识别关键问题:确定实验需要解决的问题,P菌是如何溶解破坏A菌的,其实就是P细胞是如何与A细胞相互作用的。 (3)思考溶菌机制:联想课本知识,根据细胞间信息交流的三种方式,思考可能的溶菌机制。 如: ①内分泌细胞释放某种激素,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合。 根据这种方式,可提出假设:P菌释放某可溶性物质(例如酶、毒素等)将A菌溶解。 ②相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另外一个细胞。例如,细胞毒性T细胞与靶细胞结合后被激活,释放多种物质(如穿孔素等),裂解靶细胞。 根据这种方式,可提出假设:P菌与A菌直接接触后,释放可溶性物质溶解A菌。 ③相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如,植物的胞间连丝。 根据这种方式,可提出假设:P菌与A菌形成了菌丝通道或者细胞质桥进行直接联通,P菌的溶菌物质通过通道进入A菌。 (4)分析实验提供的设备和材料的用途: 培养基:为P菌和A菌提供生长环境。 离心机:分离P菌培养后的上清液,以提取可溶性物质。 圆形滤纸小片:用于将P菌释放的物质与A菌直接接触。 细菌培养箱:为细菌提供适宜的生长条件。 (5)根据实验材料和设备,提出可以用此材料和设备验证的假说:由于存在离心机,可以分离P菌释放的可溶性物质;由于存在圆形滤纸小片,可以验证此可溶性物质是否对A产生影响,据此便可写出合适的实验假设。 例2　小鼠在寒冷条件下,交感神经兴奋释放β3肾上腺素激活棕色脂肪组织(BAT)的产热功能。研究者发现利用毒素特异性去除脂肪组织的产热细胞后,交感神经连接BAT的神经末梢长度变短。为探究该现象的机制,请提出一个假设,该假设能用以下材料和设备加以验证。 主要实验材料和设备:离体的交感神经元、离体BAT细胞、β3肾上腺素、β3肾上腺素受体阻断剂、细胞培养体系、离心机、交感神经末梢长度检测装置。 答案　激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度。 分析 (1)理解背景信息,文字比较复杂,先把文字梳理形成逻辑链条,如下: (2)识别关键问题:确定实验需要解决的问题,即探究“利用毒素特异性去除脂肪组织的产热细胞后,交感神经连接BAT的神经末梢长度变短”的机制。 (3)思考可能的机制: ①激活的BAT细胞与交感神经直接接触,维持交感神经的末梢长度; ②激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度。 注意:这里容易误答成“激活的BAT细胞具有维持交感神经的末梢长度的作用”,这句话相当于是把题目中的“利用毒素特异性去除脂肪组织的产热细胞后,交感神经连接BAT的神经末梢长度变短”的信息翻译一遍,并没提出该现象机制的假设。题目中是用减法原理证明“去除产热细胞,神经末梢变短”,这个答案说明的是“有产热细胞存在时,神经末梢长度不变”,而题目要求的是提出机制,所以仅仅答出“激活的BAT细胞具有维持交感神经的末梢长度的作用”是得不到分数的。 (4)分析实验提供的设备和材料:看到题目中有离心机,就意味着要把BAT细胞和其培养液分离,可验证BAT细胞分泌的物质对神经末梢长度的作用。所以,提出的假设为“激活的BAT细胞分泌某种物质维持交感神经的末梢长度”。 注意:此处给的实验材料不能验证是否是直接接触,如果是直接接触,本质上就是一个细胞膜上的信息分子与另一个细胞膜上的受体的结合,要用pull-down、酵母双杂交或者免疫共沉淀(Co-IP)等技术去验证(详见解题策略——生物技术)。 对应练习 12.糖尿病治疗药物二甲双胍(Met)与抗PD-1抗体(αPD-1)均具有一定的抗肿瘤作用,科研人员对两者联合用药的作用及机制开展下列研究。 (1)科研人员对肿瘤模型小鼠单独、联合使用Met与αPD-1,分别检测肿瘤体积和肿瘤中细胞毒性T细胞数量,结果如图1、图2。 据图2结果推测图1的可能原因是:Met与αPD-1联合用药可以显著提高肿瘤中细胞毒性T细胞数量,活化的细胞毒性T细胞识别并裂解肿瘤细胞。这说明在抗肿瘤方面,二者具有协同作用。 (2)为进一步研究相关机理,科研人员查到如下资料。请学习短文,并完善实验思路。 肿瘤内血管结构的完整性对免疫细胞正常迁移有重要意义,血管内皮细胞会表达钙黏蛋白以维持它们之间的紧密连接。结构不健全的血管会阻碍免疫细胞向肿瘤的迁移,医学上常用大分子量的70 kDa葡聚糖的渗漏程度评估血管完整性——血管越不健全,渗漏程度越高。此外,到达肿瘤血管处的细胞毒性T细胞等免疫细胞,需要识别血管内皮细胞上的VCAM-1蛋白,进而粘附、穿过血管,进入局部组织中发挥作用。 依据上述资料,科研人员提出需要检测ce这2个指标,以确定联合用药所起的作用。 a.血管内皮细胞的数量 b.催化合成70 kDa葡聚糖的酶含量 c.70 kDa葡聚糖的渗漏程度 d.血管内皮细胞VCAM-1基因的序列 e.血管内皮细胞VCAM-1蛋白含量 (3)由细胞毒性T细胞等多种免疫细胞分泌的Ⅱ型干扰素(IFNγ)对肿瘤血管正常化有重要促进作用。据此,科研人员提出两个假设,以解释Met与αPD-1联用的作用机制。 假设1:Met与αPD-1联用可促进多种免疫细胞分泌IFNγ,进而改善血管结构。 假设2:Met与αPD-1联用只能通过促进细胞毒性T细胞分泌IFNγ,进而改善血管结构。 13.双子叶植物种子在萌发时,顶端形成弯钩保护植物在出土过程中子叶与顶端分生组织不受土壤机械摩擦的损害。科研人员对顶端弯钩形成的机制进行研究。 (1)在顶端弯钩形成过程中,生长素起到调节作用。从图1分析,顶端弯钩处细胞水平的变化是凸侧细胞伸长生长快于凹侧细胞。 (2)蛋白T是贯穿细胞膜的一种生长素受体。科研人员发现在生长素作用下,凹侧细胞的细胞质基质中可检测到游离的蛋白T的胞内特定片段(T-c),故推测蛋白T结合生长素后,其胞内部分被水解而产生T-c。 (3)科研人员进一步研究T-c在凹侧细胞内的作用。研究表明,T-c与P34(细胞内传递生长素信号的一种蛋白质)、P34与ARF(一种专门激活细胞伸长相关基因的蛋白质)之间均有相互作用,从而明确了在凹侧细胞内生长素信号传递的路径。 ①根据生长素对顶端弯钩凹侧细胞的作用,科研人员提出了2种关于机制的假设: 假设1:T-c通过结合P34,维持P34稳定并促进其结合ARF,并抑制ARF发挥功能。 假设2:T-c通过结合P34,促进P34分解(或抑制P34活性),ARF作用减弱。 ②为确定T-c与P34相互作用的结果,科研人员利用电泳将不同蛋白质分开后,通过带有显色标记的对应抗体,检测了野生型和敲除蛋白T基因的突变体中P34的含量变化(图2)。 实验结果表明假设1是正确的,理由是生长素处理后,随时间的延长,蛋白T突变体的P34含量减少,而野生型P34含量增加,说明有T-c时,P34才能维持稳定。 (4)综上所述,解释顶端弯钩形成的机制是(请用文字与箭头作答): 过量的生长素→被生长素结合的凹侧细胞膜上的蛋白T增多→蛋白T的胞内片段被水解产生游离的T-c增多→T-c结合P34,维持P34稳定→P34结合ARF并抑制ARF发挥功能→细胞伸长相关基因表达降低→凹侧细胞伸长生长被抑制(或减慢)。 考点5　实验思路+预期结果 写出实验思路和预期结果题目的答题模板 1.取材分组:取若干初始状态相同的实验对象,平均分成实验组和对照组【体现随机性原则和对照原则】,每组至少做三个重复【体现重复性原则】。 2.实验处理:对实验组和对照组分别施加“等量”处理(有的对照组不处理、有的对照组要做假手术),要保持其他条件相同且适宜【体现单一变量原则】,注意在实验前是否需要预处理(例如饥饿处理、同位素标记等)。 3.培养或处理一段时间后,观察记录实验结果。 4.预期实验结果: (1)如果是验证性的实验,则写出能/不能证明该结论; (2)如果是探究性的实验,则要用“如果……则……;如果……则……”的格式进行表述。同时,要注意区分实验结果和实验结论。 实验结果 实验结论 区别 实验过程中观察到的实验现象或收集到的数据 通过对实验结果的分析得出的定性表述 验证性 实验 要么是,要么不是 根据实验结果作出肯定或否定的结论,即结论是唯一的 探究性 实验 需要分情况讨论:如果出现结果①,会……;如果出现结果②或③,又会…… 根据可能出现的结果,作出不同的推论,即结论不是唯一的 例1　某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。 答案　实验思路:(1)将若干生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组,两组植物应均进行饥饿处理(置于黑暗中一段时间消耗有机物)。(2)甲组放置在光照条件下,乙组放置在其他环境相同的黑暗条件下。(3)一段时间后,用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体,脱绿后制作成匀浆,分别加入碘液后观察。 预期结果:甲组匀浆出现蓝色,有淀粉产生;乙组匀浆无蓝色出现,无淀粉产生。 例2　生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果) 答案　实验思路:白天和夜间每隔一定时间取干旱条件下生长的植物甲的叶片,测定叶肉细胞的pH;预期结果:植物甲叶肉细胞pH在夜间逐渐降低、白天逐渐升高。 对应练习 14.吗啡是镇痛剂,但滥用会导致成瘾。为探究吗啡成瘾机制,科研人员开展下列实验。 (1)将小鼠放在图1装置的中间处,小鼠可随机进入左侧明箱或右侧暗箱中。小鼠进入明箱时,即刻被注射吗啡,重复训练5天,记录单位时间内小鼠分别在两箱的停留时长。与前测相比,若后测时小鼠表现为在明箱停留时长增加,则说明小鼠通过奖赏性学习行为而成瘾。从反射类型看,这种学习行为属于条件反射。 (2)已知神经胶质细胞(OPC)围绕轴突形成髓鞘,促进兴奋的传导,且表达吗啡受体。为探究成瘾过程中吗啡对奖赏性学习行为相关的脑区——V区和N区的影响,科研人员用未经训练的野生型小鼠(WT)和突变体小鼠(特异性敲除OPC的吗啡受体)进行图2和下表实验。 组别 实验 小鼠 处理 检测脑区的生理变化 V区 OPC数量 N区 OPC数量 1 WT 注射生理盐水 - - 2 注射吗啡 +++ - 3 仅刺激V区 +++ - 4 仅刺激N区 - - 5 突变体 注射生理盐水 - - 6 注射吗啡 +++ - 注:“+”表示增加,数量越多,效果越显著;“-”表示无明显变化。 上述结果说明,吗啡通过激活V区促进V区OPC增殖,对N区的OPC无明显作用;该过程不依赖于吗啡受体。 (3)与第1组相比,第2组小鼠的N区兴奋性在成瘾后会增强。综合上述信息,请提出一种吗啡诱导成瘾机制的假说,写出使用以下材料和设备验证该假说的实验方案并预期结果。 材料和设备:WT小鼠、OPC增殖阻断剂、吗啡、生理盐水、植入式多巴胺含量传感器。 假说:吗啡促进V区OPC增殖,使N区的多巴胺释放量增加。实验方案:a.取若干生长状况相同且适宜的小鼠分成两组;b.对照组用吗啡和生理盐水处理WT小鼠,实验组用等量的吗啡和OPC增殖阻断剂处理WT小鼠;c.用植入式多巴胺含量传感器分别测定两组小鼠N区的多巴胺释放量。预期结果:实验组小鼠N区的多巴胺释放量明显低于对照组。 考点6　提出建议(生态主题+医疗主题+农业主题) 一、生态主题 在高中生物课程中,生态学原理是核心内容,利用生态学原理,学生需要提出相应的解决方案,包括生态修复的措施、资源利用的建议、生物入侵的注意事项、生物多样性的启示以及污染防治的对策等。常考点包括:种群方面,合理捕捞的措施,生物防治害虫的措施、过程;群落方面,防治生物入侵的措施,毁林开荒、围湖造田的危害和解决方案;生态系统方面,可持续发展的措施,提高生物多样性的措施,提高生态系统稳定性的措施,温室效应、水体污染(如水华)、大气污染等的产生原因和解决措施;生态工程方面,结合生态学原理论述桑基鱼塘如何实现能量的多级利用等等。 知识主题 生物与环境　生态学原理 应用主题 生态修复　资源利用　生物入侵　污染防治 设问方式 措施　建议　注意　启示　对策 解题思路先分析题目,找出题目中所对应的生态学原理,再根据题目情境和要求,写出答案,例如: ·生态修复类:过度放牧→生态系统营养结构改变→多样性决定稳定性→调查载畜量,适度放牧;补种与当地气候条件相适宜的本地物种。 ·资源利用类:鱼类捕捞→种群“S”形曲线→调查资源量,确定捕捞量。 ·生物入侵类:外来物种→种群“J”形曲线→多样性下降→不随意引入外来物种,合理放生。 ·污染防治类:垃圾污染→物质再生循环→减少产生、有序排放、生物降解 例1　21世纪之前,由于生活污水的排放,凉水河生态环境遭到破坏。2003年开始,先后经过建立污水处理厂、束窄河道提高流速等措施,凉水河生态环境得以修复。要维护洋桥河段新建的人工生态系统,从社会环境因素考虑应避免排污、钓鱼、随意放生(举两例)等行为发生;在不改变该河段群落中物种组成的前提条件下应采取及时清除生长过多的水生植物、清理植物残体,枯枝落叶(举一例)等措施,以避免该生态系统水体的水质再次遭到破坏。 评析　其他合理措施也可得分,但要注意答空泛内容不得分,要指向具体的措施或行动,例如:人为控制种群密度;减少水生动植物数量等。 例2　鲢鱼和鳙鱼是人们日常食用的鱼类。为继续将投放鲢、鳙的方法综合应用,在保持良好水质的同时增加渔业产量,以实现生态效益和经济效益的双赢,请提出两条具体措施:定期适度捕捞鲢、鳙;定期合理投放鲢、鳙;控制性捕杀鲢、鳙的捕食者;减少人类活动(工业、农业、旅游等)对该水库生态环境的负面影响。 评析　不要写K/2!因为在渔业生产中,渔民们是买一批鱼苗,待其生长成熟后全部捕捞,然后再投入新的鱼苗;若在海洋中捕鱼,又不可能知道K值。所以K/2是自然生存状态下科研人员估算种群密度的一种方式,一般生产应用中的捕捞就是中等强度或适度捕捞即可,不要写到K/2,否则会扣分。 对应练习 15.南极磷虾广泛分布在南极海域,它们主要摄食海水表层的浮游植物,同时也是部分鱼类、企鹅、海鸟、鲸、海豹等生物的饵料,在南极生态系统中扮演着至关重要的角色。虽然南极磷虾资源蕴藏量巨大,但人类开发利用仍然需要十分谨慎。若想达到生态效益与经济效益双赢,应采取怎样的措施? 答案　调查资源量,确定捕捞量。 16.红耳龟原产于美洲,作为宠物引入我国。为了防控红耳龟的生态入侵,请为当地生态部门提出合理的建议。 答案　监管放生行为;对群众进行宣传教育。 17.研究生态系统能量流动采取措施的意义。 (1)合理配置型:间种套作、蔬菜大棚多层育苗、稻—萍—蛙等立体农业生产方式。 答案　帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入生态系统的总能量。 (2)变废为宝型:利用秸秆培养食用菌、利用粪便生产沼气等。 答案　实现能量的多级利用,提高能量利用率。 (3)除害虫型:农田除虫、合理放牧、除草等。 答案　调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 18.提高生态系统的稳定性的措施。 答案　控制对生态系统的干扰强度:封山育林、休牧育草、围栏封育;给予相应的物质、能量投入:人工造林、人工种草、鼠虫害治理。 二、医疗主题 高中阶段涉及的与疾病治疗、医学实践相关的问题包括:癌症的成因、预防和治疗措施;传染性疾病(如艾滋病)的传播途径和预防手段;遗传病的检测和治疗;代谢性疾病(如糖尿病)的预防、诊断和治疗。在高中阶段,与制药相关的药物种类通常分为化学类药物和生物类药物。化学类药物主要是小分子抑制剂,可竞争性结合底物;生物类药物主要是疫苗、抗体。此外,还有基因治疗(通过对细胞内基因进行改造对相关疾病进行治疗)。 知识主题 生物技术与工程　人和动物生命活动的调节 应用主题 医学实践　生活实践 设问方式 技术流程　药物研发或疾病治疗的思路/方案　评价　理性解释 解题思路 厘清问题的实质,结合已学知识找到解决问题的思路。 技术流程:明确使用哪种技术,熟悉技术流程; 研发思路/方案:理清致病机理,找准阻断疾病发生的关键点; 评价:找准思考的角度,全面回答; 理性解释:利用生物学知识,辨别科学与伪科学 例3　癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病。研究人员利用与癌细胞在某些方面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究。 (1)癌细胞具有无限分裂/增殖的特点。当体内出现癌细胞时,可激发机体的免疫系统发挥清除作用。 (2)研究人员进行的系列实验如下: 免疫组小鼠:每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液,连续4周; 空白组小鼠:每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液,连续4周。 实验一:取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合,检测三种细胞与血清中抗体的结合率,结果见表。 细胞与抗体的结合率(%) 细胞 iPSC DB7 MEF 血清 免疫组 77 82 8 空白组 10 8 9 ①比较表中iPSC与两组小鼠血清作用的结果可知,免疫组的数值明显高于空白组的数值,说明iPSC刺激小鼠产生了特异性抗体。 ②表中DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异,说明DB7有可以与抗iPSC的抗体结合的抗原。 ③综合表中全部数据,实验结果表明抗iPSC的抗体可以与DB7上的抗原特异性结合,而不能与MEF上的抗原结合/iPSC与DB7有共同的抗原,与MEF无共同的抗原。 实验二:给免疫组和空白组小鼠皮下注射DB7,一周后皮下形成肿瘤。随后空白组小鼠肿瘤体积逐渐增大,免疫组小鼠肿瘤体积逐渐缩小。由此推测:iPSC还能刺激机体产生特异性抗肿瘤的细胞免疫。 (3)研究人员另取小鼠进行实验,验证了上述推测。下图为实验组的实验过程及结果示意图。请在下图中选择A或B填入④处,从C~F中选择字母填入①~③处。 答案　①F　②D　③C　④B (4)该系列研究潜在的应用前景是iPSC可以用于预防和治疗癌症。 例4　流行性感冒(流感)由流感病毒引起,传播速度快、波及范围广,严重时可致人死亡。 (1)流感病毒必须在活细胞内增殖,当侵染人呼吸道上皮细胞时,会经过吸附、穿入、脱壳、生物合成和成熟释放等几个阶段。 (2)流感病毒的抗原刺激人体免疫系统,使B细胞增殖分化为记忆B细胞和浆细胞,后者能产生特异性抗体。 (3)HA和NA是流感病毒表面的两种糖蛋白,甲型流感病毒的HA、NA氨基酸序列的变异频率非常高,导致每年流行的病毒毒株可能不同。每年要根据流行预测进行预防接种的免疫学原理是当HA、NA出现变异的流感病毒入侵机体时,已有的特异性免疫功能难以发挥有效的保护作用,故需每年接种疫苗。 (4)研究者通过实验观察NA抗体对病毒侵染细胞的抑制作用。主要实验材料包括:感染流感病毒后63天、21天的两位康复者的NA抗体(分别为D63、D21)、对照抗体、流感病毒和易感细胞。 ①实验的主要步骤依次是:培养易感细胞、a、c、e(选择并排序)等。 a.将抗体分别与流感病毒混合 b.将各混合物加入同一细胞培养瓶 c.将各混合物分别加入不同细胞培养瓶 d.检测NA抗体与易感细胞的结合率 e.检测培养物中病毒的增殖量 f.检测细胞对病毒的损伤程度 ②图中实验结果表明,这两位康复者均产生了抗NA的抗体,其中对流感病毒抑制效果较好的抗体是D63。选用的对照抗体应不能与流感病毒特异性结合。 ③依据本实验结果提出疫苗研制的思路。 答案　可选用NA制备流感疫苗 (5)若你已被确诊为流感患者,请例举具体的应对措施。 答案　包括遵医嘱治疗和避免病毒传播两个方面(合理即可)。 三、农业主题 　　农业主题包括:影响农作物产量的因素和增产的措施;杂交育种、单倍体育种、多倍体育种等育种技术;植物激素在农业生产中的应用;利用基因工程技术和植物组织培养技术培育转基因植物;发酵工程中果酒、果醋等的生产分析。 知识主题 遗传、变异与进化　光合作用　植物生命活动的调节　基因工程　植物细胞工程 应用主题 育种　植物疾病防治 设问方式 建议　措施　方案设计 解题思路 厘清问题的实质,把几个模块内容综合联系在一起,结合已学知识找到解决问题的思路 例5　水稻是我国最重要的粮食作物。稻瘟病是由稻瘟病菌(Mp)侵染水稻引起的病害,严重危害我国粮食生产安全。与使用农药相比,抗稻瘟病基因的利用是控制稻瘟病更加有效、安全和经济的措施。 (1)水稻对Mp表现出的抗病与感病为一对相对性状。为判断某抗病水稻是否为纯合子,可通过观察自交子代性状是否分离来确定。 (2)现有甲(R1R1r2r2r3r3)、乙(r1r1R2R2r3r3)、丙(r1r1r2r2R3R3)三个水稻抗病品种,抗病(R)对感病(r)为显性,三对抗病基因位于不同染色体上。根据基因的DNA序列设计特异性引物,用PCR方法可将样本中的R1、r1、R2、r2、R3、r3区分开。这种方法可用于抗病品种选育中基因型的鉴定。 ①甲品种与感病品种杂交后,对F2不同植株的R1、r1进行PCR扩增。已知R1比r1片段短。从扩增结果(如图)推测可抗病的植株有1和3。 ②为了在较短时间内将甲、乙、丙三个品种中的抗病基因整合,选育新的纯合抗病植株,下列育种步骤的正确排序是a、c、d、b。 a.甲×乙,得到F1 b.用PCR方法选出R1R1R2R2R3R3植株 c.R1r1R2r2r3r3植株×丙,得到不同基因型的子代 d.用PCR方法选出R1r1R2r2R3r3植株,然后自交得到不同基因型的子代 (3)研究发现,水稻的抗病表现不仅需要自身抗病基因(R1、R2、R3等)编码的蛋白,也需要Mp基因(A1、A2、A3等)编码的蛋白。只有R蛋白与相应的A蛋白结合,抗病反应才能被激活。若基因型为R1R1r2r2R3R3和r1r1R2R2R3R3的水稻,被基因型为a1a1A2A2a3a3的Mp侵染,推测这两种水稻的抗病性表现依次为感病、抗病。 (4)研究人员每年用Mp(A1A1a2a2a3a3)人工接种水稻品种甲(R1R1r2r2r3r3),几年后甲品种丧失了抗病性,检测水稻的基因未发现变异。推测甲品种抗病性丧失的原因是Mp的A1基因发生了突变。 (5)水稻种植区的Mp是由不同基因型组成的群体。大面积连续种植某个含单一抗病基因的水稻品种,将会引起Mp种群(A类)基因(型)频率改变,使该品种抗病性逐渐减弱直至丧失,无法在生产中继续使用。 (6)根据本题所述水稻与Mp的关系,为避免水稻品种抗病性丧失过快,请从种植和育种两个方面给出建议将含有不同抗病基因的品种轮换/间隔种植;将多个不同抗病基因通过杂交整合到一个品种中。 对应练习 19.生物通过长期自然选择,形成的周期性生理节奏称为生物钟。Rubisco是光合作用过程中的一种关键酶,Rubisco活化酶(RCA)可以调节Rubisco活性。科研人员研究了水稻叶片中RCA基因在不同光—暗体系中的表达情况。 (1)Rubisco催化CO2与C5结合生成C3(三碳化合物),该产物被光反应产生的NADPH还原形成糖。 (2)将生长在每天12 h自然光照条件下的5叶期水稻随机分成三组,实验组1连续黑暗处理两个昼夜(48小时);实验组2连续光照处理两个昼夜;对照组的处理为:12 h光照/12 h黑暗处理两个昼夜(自然光照条件下两个昼夜)。从开始处理每隔3 h取样一次,24 h后每4 h取样一次,共取15个时间点。定时剪取展开叶用液氮速冻,-80 ℃低温保存,提取总RNA和酶蛋白备用。  (3)运用分子杂交测定RCA的mRNA含量,结果如图1。 ①杂交条带的深浅代表(RCA)mRNA的含量。 ②实验结果显示:在三种处理下,RCA的mRNA含量均有周期性(接近24小时的节奏)变化,但连续黑暗或连续光照处理下,在第一个昼夜周期中RCA的mRNA含量(明显)大于第二个周期。据此推测RCA基因的转录过程受到生物钟和外界光照条件的共同影响。 (4)提取并测定RCA蛋白质的含量,结果如图2。 根据图2结果,研究者认为RCA基因的翻译过程主要受光照条件影响。请陈述做出此判断的理由:光照条件改变,RCA蛋白的含量周期性变化消失(或者具体描述:对照组RCA蛋白含量呈周期性变化,而实验组无周期性变化)。 (5)请写出研究植物生物钟在农业生产领域的意义:通过改变外界条件,调整植物生物钟,提高作物产量;通过研究植物生物钟对提高农作物的产量具有重要意义。 考点7　生命观念类 题型:请运用物质与能量/稳态与平衡/进化与适应/结构与功能的观点来解释某某现象。 结构与功能观 1.结构观:结构是有序的、有层次的、有联系的、可动态变化的; 2.功能观:认识某层次结构的功能要从整体或生命基本特征的角度进行分析; 3.结构与功能的关系:功能的实现需要相应结构的配合,结构与功能相适应【常考】。 物质与能量观 1.物质观:生命是物质特殊的组织形式和运动形式; 2.能量观:生命的存在与发展需要能量来驱动,遵循热力学第二定律; 3.物质与能量的关系:物质的变化伴随着能量的变化(有机物分解,释放能量;有机物合成,吸收能量);能量的传递和利用需要以物质为载体; 4.生命体倾向于以最节约物质和能量的方式维持生存【常考】。 稳态与平衡观 1.稳态:生命系统维持自身相对稳定状态的特性和能力,包括物质、温度、pH、渗透压、氧化还原状态(简称氧还态)等【常考】; 2.平衡:生命系统处于一种动态平衡状态,在一定的范围内波动; 3.稳态通过生命系统内部的自我调节机制来实现。 进化与适应观 1.现存的所有生物都是由共同祖先进化而来的; 2.遗传变异为生物进化提供原材料,其中突变是根本来源,基因重组能增加遗传多样性【常考】; 3.自然选择是生物进化的动力; 4.变异是不定向的,进化的方向就是自然选择的方向; 5.进化的结果是种群对环境的适应性增强; 6.进化的本质是基因频率的定向改变。 例1　胰岛素是调节血糖的重要激素,研究者研制了一种“智能”胰岛素(IA)并对其展开了系列实验,以期用于糖尿病的治疗。 (1)GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白,IA(见图1)中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响,将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟,使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后,分别加入葡萄糖至不同的终浓度,10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示:随着葡萄糖浓度的升高,膜上的荧光强度降低。研究表明葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低。据上述信息,推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为葡萄糖与IA竞争结合GT。 图1 图2 (2)为评估IA调节血糖水平的效果,研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA,测量血糖浓度的变化,结果如图3。 图3 该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势,体现在IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险。 (3)细胞膜上GT含量呈动态变化,当胰岛素与靶细胞上的受体结合后,细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物,糖尿病患者用药后进餐,血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度,完善IA调控血糖的机制图。(任选一个过程,在方框中以文字和箭头的形式作答。) 答案　(答出一个过程即可) 分析　(1)分析题意可知,IA由胰岛素和X两部分组成,可分别与细胞膜上的胰岛素受体和葡萄糖载体蛋白(GT)结合,当IA与GT结合时,X会抑制细胞对葡萄糖的吸收。由图2可知,随着悬液中葡萄糖浓度的上升,膜上荧光强度降低;结合题干“葡萄糖浓度越高,IA与GT结合量越低”分析,葡萄糖的浓度越高,与GT的结合量越多,IA与GT的结合量越少,即葡萄糖与IA竞争结合GT。(2)通过图3可以看出,相比胰岛素,注射IA可使患病小鼠降低血糖的时间更长久,而且能防止正常小鼠出现低血糖。(3)当血糖浓度上升时,葡萄糖与GT结合增多,IA与GT结合减少,使IA与胰岛素受体结合增多,从而使细胞膜上GT数量也增加,进一步促进GT与葡萄糖结合并提高细胞摄取葡萄糖的速率。当血糖浓度下降时,葡萄糖与GT结合减少,IA与GT结合增多,使IA与胰岛素受体结合减少,从而使细胞膜上GT数量也减少,进一步抑制GT与葡萄糖结合并降低细胞摄取葡萄糖的速率。 例2　植物细胞中叶绿体是进行光合作用的场所,高温或强光常抑制光合作用过程,导致作物严重减产。光合复合体PSⅡ是光反应中吸收、传递并转化光能的一个重要场所,D1是PSⅡ的核心蛋白。高温或强光会造成叶绿体内活性氧(ROS)的大量累积。相对于组成PSⅡ的其他蛋白,D1对ROS尤为敏感,极易受到破坏。编码D1的基因psbA位于叶绿体基因组,叶绿体中积累的ROS也会显著抑制psbA mRNA的翻译过程,导致PSⅡ修复效率降低。近期我国科学家克隆了拟南芥叶绿体中的基因psbA,并将psbA与编码转运肽的DNA片段连接,构建融合基因,再与高温响应的启动子连接,导入拟南芥和水稻细胞的核基因组中。检测表明,与野生型相比,转基因植物中D1的mRNA和蛋白在常温下有所增加,高温下大幅增加;在高温下,PSⅡ的光能利用能力也显著提高。 若从物质和能量的角度分析,选用高温响应的启动子驱动psbA基因表达的优点是:高温时,高温响应的启动子驱动psbA基因高水平表达,补充高温造成的D1不足,修复PSⅡ,提高光能利用率;非高温时低水平表达,避免不必要的物质和能量消耗。 分析　从文中可以得到如下信息:高温条件下,PSⅡ的核心成分D1受损,需要及时修复。通过高温响应启动子驱动psbA基因高效表达,能快速合成D1蛋白,修复PSⅡ,提高光能利用率。高温启动子既可在高温下维持高水平表达,又可避免非高温条件下过量表达导致的物质和能量消耗,从而实现精准调控。 学科网（北京）股份有限公司 $