题型04 实验设计与分析（4大类别）（题型专练）2026年高考生物二轮复习讲练测

题型 04 实验设计与分析 目录 第一部分 题型解读 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 题型破译 微观解剖，精细教学 典例分析 解题秘籍 变式应用 类别一 实验设计类 类别二 实验分析类 类别三 结果处理与结论推导类 类别四 遗传实验类 第三部分 题型通关 整合应用，综合提升 题型特点 →题干特点：题干以实验情境为核心，背景紧扣教材核心实验（如酶活性探究、遗传杂交）或拓展实验（结合热点情境），信息呈现逻辑清晰。常明确实验目的、材料试剂、分组设计或部分步骤，部分题干会给出实验数据（表格 / 曲线）或异常结果。题干设计侧重 “实验逻辑完整性”，要么要求补充实验设计（步骤、变量控制），要么要求分析现有实验的缺陷、误差或结果原因。兼具基础性与综合性，既考查实验原则（单一变量、对照）的应用，也涉及多知识点的整合，核心考查实验设计与逻辑推理能力。 →选项/问题特点：选项 / 问题围绕实验核心逻辑设计，针对性强。问题多以 “完善步骤”“分析缺陷”“推导结论”“解释异常” 等形式呈现，覆盖实验设计、结果分析、误差判断等层面；选项兼具迷惑性与严谨性，正确答案精准匹配实验原则、教材原理与题干信息（如变量控制、结论推导），错误选项常通过违背对照原则、混淆变量关系、忽略无关变量影响、曲解实验结果等方式设置陷阱。需结合实验逻辑链逐一验证，侧重考查实验思维与知识应用的精准性。 命题规律 该题型紧扣教材核心实验与学科素养要求，聚焦 “实验逻辑 — 原理应用 — 探究能力” 三大维度，覆盖代谢调节、遗传规律、免疫调节、生态探究等高频考点。命题以实验情境为载体，常结合经典实验拓展或热点背景（如生物技术、健康医疗），呈现 “目的 — 材料 — 步骤 — 结果” 的完整逻辑链或缺失环节。命题注重对实验原则（单一变量、对照、重复）、变量控制、步骤设计、结果分析的综合考查，既涉及基础实验细节识记，也强调实验思维与创新应用。题型兼具基础性与综合性，选项 / 问题多围绕实验缺陷分析、结论推导、异常结果解释等设计，陷阱常聚焦变量混淆、原则违背等，贴合高考 “素养导向” 与 “探究性” 命题趋势。 解题策略/技巧 解题核心遵循 “明目的→析变量→扣原则→推逻辑” 四步法。第一步明确实验目的（探究 / 验证），定位核心考点；第二步拆分变量（自变量→处理方式、因变量→观测指标、无关变量→控制条件），确保单一变量；第三步紧扣对照、重复原则，完善实验步骤（取材→分组→处理→培养→观测），确保可操作性；第四步分析结果时，结合教材原理推导因果关系，解释异常结果（如变量控制不当、环境干扰）。同时规避陷阱：避免步骤逻辑断层、观测指标模糊、结论超出实验范围，确保答案贴合实验逻辑与生物学本质，提升解题严谨性。 破译类别一 实验设计类 【典例分析】（新科技） （新情境）（2025·安徽·高考真题）稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。 (1)采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用 （填方法）将研磨液接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是 。 (2)经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R-U和下游片段R-D；然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。 采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现基因片段的 。R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落 （填序号），出现菌落④的可能原因是 。 (3)内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路 。 【解题秘籍】一、基础层：明目的，定变量 明确实验核心（探究 / 验证），拆分三大变量：自变量（人为控制）、因变量（观测指标）、无关变量（等同控制）。锁定实验原理，搭建 “目的→变量→原理” 的基础框架。 二、进阶层：搭框架，补细节 按 “取材分组→变量处理→条件培养→观测记录” 设计步骤，确保遵循对照（空白 / 相互对照）、单一变量、重复原则。细化操作细节（如 “等量且适宜”“随机分组”），保证实验可操作性。 三、拔高层：验逻辑，避误区 排查 “变量控制不当”“指标模糊”“步骤断层” 等误区，验证步骤与目的、原理的一致性。预设实验结果（如 “若 A 组优于 B 组，则支持假设”），确保逻辑闭环，符合科学探究规范。 【变式应用1】（材料信息） （2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。 【变式应用2】（新情境·糖尿病）2型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，是一种慢性代谢疾病，严重危害人类健康。现代医学证明苦瓜提取物的主要成分——苦瓜总皂苷（BME），具有改善2型糖尿病的作用。某科研小组以大鼠为材料探究苦瓜提取物对2型糖尿病的治疗效果，结果如下表所示。请回答： 组别 空腹血糖/（mmol/L） 空腹胰岛素/（μIU/mL） 葡萄糖转运载体表达相对值 肝糖原相对值 ①正常大鼠组 4.9 10.6 1.1 0.7 ②2型糖尿病大鼠组 16.6 15.9 0.4 0.4 ③二甲双胍组 7.2 11.9 1.2 0.4 ④低剂量BME组 10.2 14.4 1 0.4 ⑤中剂量BME组 8.1 13 1.4 0.5 ⑥高剂量BME组 7.3 12 1.8 0.7 注：二甲双胍组是指2型糖尿病大鼠服用二甲双胍，二甲双胍是口服降血糖药物。 (1)本实验中对照组是 （填序号）。 (2)正常大鼠饥饿时，血液流经胰岛，血糖浓度 ，2型糖尿病大鼠组表现为胰岛素的分泌量比正常对照组偏高，但血糖含量却高于对照组，可能的原因是胰岛素受体 ，降血糖作用被削弱。 (3)据表分析，苦瓜提取物组中 组与二甲双胍组治疗效果基本相当，推测其作用机制是 。 (4)根据实验数据分析，可得出结论： 。 (5)已知白细胞介素-6（IL-6）可促进T细胞增殖。而二甲双胍能够减少衰老T细胞的数量。研究人员据此提出一种二甲双胍治疗2型糖尿病的新机制：二甲双胍通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而治疗2型糖尿病。请设计实验验证该机制并预期实验结果。 材料用具：2型糖尿病模型小鼠若干只，二甲双胍溶液、IL-6特异性抗体（不直接影响T细胞数量及IL-6的合成）、IL-6含量检测仪、T细胞数量检测仪等。 实验思路：将2型糖尿病模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理， ，一段时间后检测三组小鼠血浆中（游离的）IL-6含量及T细胞数量。 预期实验结果：用柱形图表示 。 【变式应用3】甘薯是我国重要的粮食作物，干旱胁迫会导致其产量下降。某科研小组以甘薯幼苗为实验材料，设计正常供水、干旱、干旱+植物生长调节剂6-BA三组实验，探究了干旱胁迫下喷施6-BA对甘薯光合作用的影响，结果如下表所示。回答下列问题： 处理 叶绿素荧光参数 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 净光合速率/（mmol·m-2·s-1） Fv/Fm PI 正常供水 0.72 2.37 499.2 21.67 干旱 0.53 1.23 296.84 14.18 干旱+6-BA 0.72 2.64 384.75 18.43 注：叶绿素荧光参数中，Fv/Fm和PI均反映光能利用效率，数值越高，代表光能利用效率越高。 (1)与光合作用有关的色素分布在叶肉细胞的 （填具体部位）上，在光反应阶段将光能转化成化学能储存在 中。可利用 试剂对绿叶中的色素进行提取，分离色素时位于滤纸条最上端的色素主要吸收 光。 (2)干旱胁迫时，推测气孔导度会 （填“增大”或“缩小”），进而直接影响光合作用的 反应阶段来影响光合作用。据表分析，干旱条件下施用6-BA可使甘薯净光合速率上升的原因有 （答出两点）。 (3)研究发现，喷施6-BA能提高植物体内IAA的含量，科研人员由此推测：在干旱条件下，6-BA通过提高IAA的含量进而提高净光合速率，并设计了以下实验验证上述推测。 实验组一：干旱处理甘薯幼苗，检测植物内IAA含量（m1）和净光合速率（n1）。 实验组二：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施6-BA，检测植物体内IAA含量（m2）和净光合速率（n2）。 请以干旱处理的甘薯幼苗为实验材料，依次利用6-BA、IAA合成抑制剂和IAA类似物，参照实验组一和实验组二的书写格式，完善实验方案中的实验组三、四并预期实验结果。 实验方案： ； 预期实验结果： 。 破译类别二 实验分析类 【典例分析】（2025·全国二卷·高考真题）自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效率。科研人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。 (1)类囊体膜上的蛋白复合物PSⅡ催化水在光下分解，变化的光强会影响这一过程，从而影响光反应产生 ，最终影响暗反应过程有机物的合成。 (2)PSⅡ复合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PSⅡ的组装。为此，利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的 会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。 (3)科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B，该突变体表现为缺乏PSⅡ复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图1。 ①据图分析，本实验的自变量是 。 ②依据实验结果推测，PSⅡ复合物的功能是 对变化光强的适应。 (4)进一步将b组植株的叶肉细胞置于电镜下观察，结果如图2。 基于本实验结果推断，B基因参与PSⅡ复合物的组装，PSⅡ复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结果能否证实该推断作出判断，并阐明理由 。 【解题秘籍】一、基础层：审题干，抓核心 明确实验目的、分组设计与观测指标，定位核心考查点（如误差分析、结果解读）。提取关键条件（如变量处理、无关变量控制），搭建 “目的 — 设计 — 结果” 的分析框架。 二、进阶层：析逻辑，找问题 对照实验原则（单一变量、对照、重复），排查设计缺陷（如变量混淆、缺乏对照）。解读结果与现象，推导因果关系（如异常结果→变量控制不当），建立 “设计→结果→原因” 逻辑链。 三、拔高层：避陷阱，验结论 警惕 “结论超范围”“因果颠倒”“忽略无关变量影响” 陷阱，结合教材原理验证推导。确保分析既贴合实验设计细节，又符合生物学本质，结论与实验数据高度匹配。 【变式应用1】随着生活水平提高，糖尿病发病率逐年增长，研究显示，我国糖尿病发病率跃居全球第一，可能与我国饮食文化中主食多以碳水化合物为主有关。下表是市场上几种糖尿病药物及作用机理，回答下列问题： 药物 作用机理 格列本脲 刺激相关胰岛细胞分泌胰岛素 二甲双胍 抑制肝糖原分解，同时增强相关细胞胰岛素受体的敏感性 曲格列酮 通过增加细胞内葡萄糖转运体的生成，提高细胞 摄取葡萄糖的效率，但会增加心脑血管疾病的发生概率 阿卡波糖 通过延缓小肠对碳水化合物的吸收来降 低餐后血糖峰值并且降低血糖波动 (1)人体血糖的主要来源有 、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化这三条途径。 (2)根据表中信息可知，格列本脲作用的受体细胞是 ，二甲双胍和曲格列酮不适合用于治疗 （填“1”或“2”）型糖尿病。 (3)某研究小组推测阿卡波糖的降糖效果强于二甲双胍，并设计了以下实验来验证此推测，请完善实验方案，并预期实验结果。 材料：生理状况相同的健康雄性小鼠若干，生理盐水，升血糖药物X，药物二甲双胍，药物阿卡波糖。药物均用生理盐水配制。 ①实验方案： Ⅰ.将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，每天每只小鼠注射 ，使它们成为高血糖模型小鼠，在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均值。 Ⅱ.A组每天每只小鼠服用 ； B组每天每只小鼠服用等量的二甲双胍药物；C组作为对照组，每天每只小鼠服用 。在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均值。 Ⅲ.比较各组小鼠血糖变化的平均值。 ②预期实验结果： 。 【变式应用2】5-氨基乙酰丙酸盐酸盐（）为白色或淡黄色粉末或结晶，易溶于水，对热和光比较敏感，遇热和光照条件下易分解。科研人员为了探究一定浓度的盐胁迫下，不同浓度的对番茄幼苗生长特性的影响，进行了相关实验，实验结果如下表所示。回答下列问题： 处理 根体积 叶表面积 总叶绿素 （对照） 0.25 252 3.72 0.17 170 2.85 0.43 326 4.22 0.32 254 3.68 (1)实验前，如何保存？ 。 (2)该实验的自变量有 。 (3)据表分析，对番茄幼苗的影响有 。 (4)为了得到在胁迫下，对番茄幼苗生长的最适宜浓度，则该科研人员已做的实验，可以称为 实验。请写出正式实验操作思路： 。 (5)丙二醛是植物细胞在逆境条件下发生膜脂过氧化作用的产物，其含量可以反映细胞的损伤程度。若要对各组番茄幼苗体内的丙二醛进行测量，测量结果为 ，可以得出能消除盐胁迫对番茄细胞造成的氧化损伤的结论。 【变式应用3】（2025·全国二卷·高考真题）母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险。科学家用小鼠进行实验，研究孕前高脂饮食对子代代谢调节的影响。 (1)从孕前4周开始，实验组雌鼠给予高脂饮食，对照组雌鼠给予正常饮食，食物不限量。测定妊娠第20天两组孕鼠相关代谢指标，结果如下表。 分组 体重（g） 胰岛素抵抗指数 脂肪含量（mg/dL） 瘦素含量（ng/dL） 脂联素含量（μg/dL） 对照组 38.8 3.44 252 3.7 10.7 实验组 49.1 4.89 344 6.9 5.6 ①正常情况下，体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多，瘦素经 运输作用于下丘脑饱中枢，抑制食欲，减少脂肪合成，该机制为 调节。表中结果显示，实验组孕鼠瘦素含量 ，但瘦素并没有发挥相应作用，这种现象称为“瘦素抵抗”。 ②脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽激素，能增加细胞对胰岛素的敏感性。据此推测实验组孕鼠出现胰岛素抵抗的原因是 。 (2)24周龄时，给两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素，检测结果如图1。 图1结果显示，与对照组相比， ，推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗”。 (3)研究发现，幼鼠脂肪组织的瘦素和脂联素含量与各自母鼠均呈正相关。测定幼鼠脂联素基因和瘦素基因的表达量、基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，结果如图2。 ①结果显示，实验组通过 脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，从而 ，影响脂联素的合成，使组织细胞对胰岛素的敏感性降低。 ②瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈 相关。但由于血脂过高会抑制瘦素向脑内运输，导致瘦素抵抗，引起肥胖。 (4)根据该项研究结果，对备孕或孕期女性提出合理建议： （写出两点）。 破译类别三 结果处理与结论推导类 【典例分析】基因工程菌在癌症的免疫治疗领域应用前景广阔。本研究探讨了基因工程菌对肿瘤生长的作用及机制。 (1)肿瘤细胞主要由 细胞识别并裂解，色氨酸是该免疫细胞的重要营养物质。 (2)用 处理色氨酸合成酶基因（Trp）和质粒，构建重组质粒，并导入酪酸梭菌（CB）中，获得基因工程菌（L-TrpCB）。从L-TrpCB中获取质粒酶切后电泳。图1结果表明，L-TrpCB构建 （成功/失败）。 (3)CFSE是一种细胞膜渗透性荧光染料，CFSE荧光信号在细胞分裂时均分至子代细胞。依据表1的实验方案，处理48h后利用流式细胞仪测定每个细胞的荧光强度。图2结果说明，L-TrpCB代谢物显著促进了细胞毒性T细胞的增殖，请说明理由 。 表1 处理 组别 初始细胞毒性T细胞 细胞代谢物 CFSE标记 预激活 CB代谢物 L-TrpCB代谢物 1 + + + 2 + + + － 3 + + － 4 + + 注：“+”“-”分别表示处理和不处理或添加和不添加 (4)研究者推测L-TrpCB代谢物通过激活mTOR信号通路促进细胞毒性T细胞的增殖。请基于上述研究，完善表2的实验设计，以验证推测的正确性，并预期实验结果 。 表2 组别 预处理 处理方式 检测指标 甲 初始细胞毒性T细胞，用CFSE标记，并做预激活 培养基+DMSO ③ 乙 ① 丙 ② 丁 雷帕霉素溶液 a.含CB代谢物的培养基        b.含L-TrpCB代谢物的培养基 c.雷帕霉素溶液（溶于DMSO）    d.DMSO（溶剂） e.单个细胞荧光强度        f.总荧光强度 注：雷帕霉素溶液是mTOR信号通路抑制剂 【解题秘籍】一、基础层：理数据，明形式 整理实验结果（数据 / 现象），明确呈现形式（表格→曲线 / 柱状图）。标注结果对应的实验分组与变量，排除无效数据，建立 “变量 — 结果” 的直接关联。 二、进阶层：析结果，找关联 对比不同组间结果差异，结合实验原理分析差异成因（如变量影响→结果不同）。区分 “直接结果” 与 “间接结论”，避免将现象直接等同于结论，构建 “结果→机制→结论” 逻辑链。 三、拔高层：慎推导，避误区 警惕 “结论超变量范围”“因果倒置”“忽略误差” 等误区，确保结论与实验目的、变量控制一致。用规范术语表述，做到 “结果支持结论”，不夸大、不遗漏，符合科学探究的严谨性。 【变式应用1】机体通过反馈调节机制调控线粒体的正常运转，以维持细胞的正常生理状态。 (1)人体内细胞呼吸的主要方式是 ；无氧呼吸时丙酮酸在 中可代谢产生乳酸。 (2)某疾病是由细胞代谢异常导致的，患者的相关检测指标如下表： 检测项目 结果 参考值 乳酸（mmol/L） 15 ≤1.1 丙酮酸（mmol/L 0.1 0.09±0.02 FGF21（pg/mL） 617.4 ≤90 注：FOF21是调节细胞呼吸的关键因子 据此推测该病是细胞水平上 的功能异常导致的。 (3)为研究FGF21的作用机制，研究者体外培养成肌细胞，用FGF21刺激后检测ATP含量和细胞呼吸路径中的相关蛋白的含量变化，结果如下图。 由此可知FGF21 。 (4)有研究表明 FGF21可以通过P-T蛋白促进Y蛋白表达。研究者抑制Y基因表达后，检测有氧呼吸第二阶段关键基因IDH、第三阶段关键基因 ATP合酶基因的表达量，发现两者均较对照组低。综合上述信息，完善FGF21调控细胞呼吸的路径图 。请在方框中选填“Y基因”、“ATP合酶基因”、“P-T蛋白”、“IDH基因”，并在箭头上选标“+”、“-”（+表示促进，-表示抑制）。 【变式应用2】心脏肥大会增加心力衰竭风险，线粒体功能障碍是心脏肥大的关键因素之一，E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用，为探究蛋白对心脏肥大的作用及机制，科研人员开展相关研究。 (1)线粒体是细胞进行 的主要场所，丙酮酸在此彻底氧化分解，产生 ，释放能量，生成大量ATP，为细胞生命活动供能。 (2)E蛋白主要位于成年小鼠心脏线粒体中，在心脏肥大诱导的小鼠心脏中表达量降低。为研究E蛋白对心脏肥大的作用，科研人员对小鼠进行不同处理并测量各组小鼠心脏体积，结果如下图。结果表明 。 (3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析，发现E蛋白可能与S蛋白相互作用，科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白，显微镜下观察该小鼠心肌细胞，发现 ，支持上述推测。 (4)进一步实验发现E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能，请在下表中完善实验处理（填字母），并写出相应的结果（“+”越多代表含量越多）。 A．过表达E蛋白    B．E蛋白抑制剂    C．过表达S蛋白    D．S蛋白抑制剂 组别 材料 处理 ATP含量 线粒体活性氧水平 ① 心肌细胞 缓冲液处理 ++++ + ② 心肌肥大诱导 + ++++ ③ 心肌肥大诱导，Ⅰ Ⅲ Ⅳ ④ 心肌肥大诱导，Ⅱ + ++++ (5)结合上述研究成果，提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景 。 【变式应用3】血糖稳态对于维持机体正常生理功能至关重要。研究者对血糖调节中神经、免疫和内分泌系统之间的相互作用进行了探索。 (1)人体内有多种激素参与调节血糖浓度。在禁食或高强度运动时，胰高血糖素通过 来升高血糖，维持血糖正常水平。 (2)研究者构建了缺乏免疫细胞ILC2的突变体小鼠，检测其与野生型小鼠禁食6h后的相关指标，结果如图1。结果显示 。该实验的目的是 。 (3)为了证明ILC2细胞通过分泌细胞因子促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素。研究者使用细胞因子IL-5、IL-13刺激离体培养的胰岛A细胞，并检测培养液中胰高血糖素的含量。实验结果表明IL-13的作用效果强于IL-5，且二者具有协同效应。请在图2中补充乙、丙、丁组的实验处理（用“+”或“-”表示），并绘出丁组实验结果，以证明上述结论 。 (4)进一步研究发现，禁食后小鼠肠道中的ILC2细胞迁移到了胰腺中。为探究其原因，请提出一个假设，该假设能用以下实验加以验证： 对照组：小鼠禁食并保留肠道神经元； 实验组：小鼠禁食并剔除肠道神经元。 检测两组小鼠肠道中神经递质NE的含量和胰腺中ILC2细胞的数量。 破译类别四 遗传实验类 【典例分析】（2025·广西·高考真题）某植物（XY型）的花色受2对等位基因（E/e和R/r）控制，遵循自由组合定律。已知E/e基因位于常染色体上，该植物花色产生机制见图（不考虑XY同源区段、染色体交换情况）。回答下列问题： (1)将红花雌、雄株杂交，子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，据此不能确定R/r基因位于常染色体上，理由是 。对子一代的雌株作进一步分析：若 ，则说明R/r基因位于X染色体上；若 ，则说明R/r基因位于常染色体上。 (2)实验分析确定E/e与R/r基因都位于常染色体上。在某红花雌、雄株繁殖的子代群体中，红花占比显著降低。经初步研究确定是常染色体上的g基因发生显性突变，产生了抑制作用，被抑制的基因不能表达，但未知被抑制的是E还是R基因。 ①生物兴趣小组选取基因型EERRgg与eerrGg为亲本，探究G基因的抑制对象。写出实验思路、预期结果和结论 。 ②再选用基因型EeRrGg的雌、雄株为亲本进行杂交，子一代的表型及比例为红花：黄花：白花=3：9：4.请在答题卡作图区画出EeRrGg个体的基因在染色体上可能的位置关系图（用“○”表示细胞，用“‖”表示1对同源染色体），并用文字说明基因间的抑制关系及位置情况 。 【解题秘籍】一、基础层：明目的，定方向 明确实验核心诉求（如判断显隐、基因定位、验证定律），锁定研究性状与亲本类型。依据遗传规律确定实验思路（如杂交 / 测交 / 自交），搭建 “目的 — 方法” 基础框架。 二、进阶层：设方案，控变量 设计杂交组合（如正反交判断伴性遗传），严格控制无关变量（如亲本纯度、繁殖条件）。规范实验步骤（杂交→培养→观察→统计），明确观测指标（子代表型及比例），确保实验可重复。 三、拔高层：析结果，推结论 对比子代表型比例与预期，结合遗传定律推导结论（如 3:1→符合分离定律）。警惕 “显隐颠倒”“忽略致死” 陷阱，用数据支撑判断，确保结论与实验目的、结果逻辑一致，表述严谨。 【变式应用1】（2025·山东·高考真题）某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质，无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示，不考虑其他突变和染色体互换；各配子和个体活力相同。 组别 亲本杂交组合 F1 F2 实验一 甲（白花植株）×乙（白花植株） 全为蓝花植株 蓝花植株：白花植株=10:6 实验二 AaBb（诱变）（♂）×aabb（♀） 发现1株三体蓝花植株，该三体仅基因A或a所在染色体多了1条 (1)据实验一分析，等位基因A、a和B、b的遗传 （填“符合”或“不符合”）自由组合定律。实验一的F2中，蓝花植株纯合体的占比为 。 (2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、 。请通过1次杂交实验，探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时，任意2条同源染色体可正常联会并分离，另1条同源染色体随机移向细胞任一极。 实验方案： （填标号），统计子代表型及比例。 ①三体蓝花植株自交    ②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交 预期结果：若 ，则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ；否则，发生在减数分裂Ⅱ。 (3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致，且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型，依据基因B所在染色体的DNA序列，设计了如图所示的引物，并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株（丙）的叶片DNA为模板进行了PCR，同1对引物的扩增产物长度相同，结果如图所示，据图分析，该结构变异的类型是 。丙的基因型可能为 ；若要通过PCR确定丙的基因型，还需选用的1对引物是 。 【变式应用2】某种植物的性别决定方式为XY型，已知控制叶形的基因B/b不位于Y染色体上，研究人员将窄叶植株与宽叶植株进行正反交实验，F1均为宽叶。研究人员在F1中发现一株“奇特”的雌株（甲株），让甲株与F1正常雄株杂交，F2雌雄均为宽叶：窄叶=11：1，对此研究人员提出了两种假说：①出现上述比例是因为甲株是三体植株，甲株的基因型为BBb（三体植株是指某同源染色体多一条的植株。减数分裂时，三体染色体任意2条正常配对并分离，另1条随机移向一极）；②甲株的“奇特”是环境引起的，出现上述比例是因为含b的雄配子只有20%有活性。回答下列问题： (1)由杂交实验结果可知，窄叶对宽叶为 性，控制叶形的基因B/b位于 染色体上，判断依据是 。 (2)若假说①成立，请设计一个最简便的实验加以验证（写出简要的实验思路） 。若假说①成立，则F2宽叶植株中三体植株所占的比例是 。 (3)若假说②成立，则用F1宽叶雄株与窄叶雌株杂交，观察子代的表型及比例，子代中宽叶：窄叶的比例为： 。 【变式应用3】水稻是自花传粉的植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“杂交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系来培养杂交水稻，过程如下图所示。图中恢复系与不育系杂交产生的杂交稻F1正常可育，且具有杂种优势。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因（N、S）和细胞核基因（R、r）共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因，仅含有S和r基因的水稻S（rr）表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。 回答下列问题： (1)上述与水稻雄性育性有关的基因中，遵循孟德尔遗传规律的是 。在培育杂交水稻时，选育雄性不育植株的目的是 （答2点）。 (2)据图分析，连续制备雄性不育系A，应该选择的父本和母本分别依次是 （写出性别和基因型）。 (3)现有3个品系的纯合高秆水稻（DD），其中恢复系高秆水稻发生隐性突变产生了恢复系矮秆水稻（dd）。已知控制秆高的基因与控制育性的核基因位于非同源染色体上，请写出实验验证思路 ，预期结果为 。 1．（2025·山东·二模）玉米茎腐病的主要致病菌是禾谷镰孢菌。科学家通过实验筛选抑制禾谷镰孢菌的真菌用来防治玉米茎腐病，实验流程如下：①取土样配制成土壤悬浮液，分离纯化得到真菌菌落；②在距离培养皿边缘1cm处呈正三角形取3点，在三角形中心取1点，将禾谷镰孢菌接种在中心点上，分离纯化的真菌接种在另外3点上，培养观察；③选取菌落长势快的真菌菌株制备复筛发酵液；④过滤得到无菌发酵液；⑤将发酵液与基本培养基混合制成培养基M；⑥用打孔器打取直径为8mm的禾谷镰孢菌菌饼，接种在培养基M上；⑦培养一段时间后与对照组做对比，计算抑菌率。下列说法错误的是（    ） 真菌类型 菌落直径/mm 抑菌率/% 处理组 对照组 M-48 45 75 44.78 M-43 22 75 79.10 M-6 42 75 49.25 M-104 37 75 56.71 M-34 57 75 26.87 A．步骤①中可以用稀释涂布平板法分离纯化菌种 B．抑菌率计算公式为：（对照组菌落直径-处理组菌落直径）/对照组菌落直径 C．对照组是将直径为8mm的禾谷镰孢菌菌饼接种在不含真菌发酵液的基本培养基 D．由表可知M-43可以作为禾谷镰孢菌的优选抑制菌株 2．（2025·浙江温州·二模）为探究pH对酶活性的影响，将H2O2溶液加入漏斗（①）中，pH缓冲液加入烧瓶（②）中，猪肝研磨液加入某仪器中，2min后打开止水夹b，打开漏斗盖和阀门a，H2O2溶液全部进入②后迅速关闭a；1min后关闭b，读取记录注射器（③）中气体体积，实验记录表如下。 组别 1 2 3 4 5 H2O2溶液 + + + + + 猪肝研磨液 + + + + + 不同的pH缓冲液 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 气体体积（mL） 13.2 14.3 15.2 14.8 12.8 注：实验在适宜环境中进行：“+”表示添加适量的相应物质。 下列叙述正确的是（    ） A．注射器（③）中加入猪肝研磨液 B．pH7.0是肝脏中H2O2酶作用的最适pH C．若提早打开a，则各组收集到的气体体积的量均会减少 D．若反应完全结束后关闭b，则各组收集到的气体体积基本相等 3．（2024·湖北黄冈·一模）苯丙酮尿症患者早期确诊后，可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究，下表为研究过程中患者体内几种矿质元素含量的检测结果。下列分析正确的是（    ） 组别 锌（μmol/L） 铁（μmol/L） 钙（mmol/L） 镁（mmol/L） 铜（μmo/L） 实验组 70.58±1.53 7.38±1.20 1.68±0.17 1.65±0.17 21.77±3.97 对照组 78.61±0.90 7.75±0.95 1.72±0.17 1.48±0.20 20.04±5.29 A．表中检测的5种元素均为微量元素 B．实验组不限制高蛋白食物摄入，对照组限制高蛋白食物摄入 C．表中结果说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量 D．人体血液中必须含有一定量的Ca2+，但Ca2+的含量过高会引起抽搐 4．（2025·广西南宁·一模）为探究乙烯对水稻根系生长的影响，以野生型水稻和突变型水稻（乙烯受体缺失）等作为材料进行实验研究，结果如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 实验组别 植物体内生长素含量 根系长度 ① 野生型水稻 +++ +++ ② 突变型水稻 + + ③ 突变型水稻+NAA + +++ ④ 乙烯受体功能恢复型水稻 +++ +++ 注：+越多表示相关指标的量越大 A．通过诱变育种，可使突变型水稻定向突变为第④组中的水稻 B．第②组与第③组形成对比说明乙烯对根系生长有促进作用 C．第③组与第④组之间通过“加法原理”控制单一变量形成对照 D．第①、②和④组说明乙烯可能影响生长素的合成并调控根系生长 5．（2025·湖南永州·一模）科研人员对黑果小檗种子的传播与坡度、母株距离的关系开展了调查，结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．处于6°坡度的黑果小檗种子主要集中在距离母株基部2m处 B．黑果小檗种子的扩散距离随其所处坡度的增加而逐渐减小 C．有的种子散落在母株周围，有的传播较远，体现了群落的水平结构 D．研究该植物的生态位，通常要研究它在区域内的出现频率、种群密度等特征 6．（2025·安徽蚌埠·三模）现有新发现的一种病毒，科研人员设计了如表所示的两种实验方法来探究该病毒的遗传物质。下列叙述错误的是（    ） 实验方法 实验过程 检测 I 将该病毒核酸提取物分为两组，一组用适量DNA酶处理（a组），另一组用等量RNA酶处理（b组），然后分别侵染宿主细胞 检测是否有子代病毒产生 II 将宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸（c组）和胸腺嘧啶脱氧核苷酸（d组）的培养基上，一段时间后再用病毒侵染被标记的宿主细胞 检测子代病毒是否具有放射性 A．I是采用“减法原理”设计的对比实验 B．II中c、d组都能用15N标记尿嘧啶和胸腺嘧啶 C．a组可作出“该病毒的遗传物质是DNA”的假设 D．a组有病毒产生且c组病毒有放射性说明其遗传物质是RNA 7．（2025·辽宁盘锦·三模）为从甲、乙两个黄瓜品种中选出一种能在高海拔较好生长的品种，科研人员开展了低氧胁迫对细胞呼吸的影响实验，结果如图。下列叙述正确的是（    ） A．除自变量外，每组的无关变量应相同且与高海拔一致 B．实验结果表明，品种甲黄瓜较适合在高海拔地区种植 C．对照组黄瓜细胞内消耗NADH的场所只有线粒体内膜 D．低氧下，品种甲对应组为实验组，品种乙对应组为对照组 8．（2025·重庆·三模）表皮生长因子（EGF）可与非小细胞肺癌细胞（A594）的表皮生长因子受体（EGFR）结合，通过胞内一系列信号转导促进其增殖。漆黄素是来源于植物细胞的抗肿瘤活性物质。为探究漆黄素的抗肿瘤机制，科研人员以A594细胞为实验材料，在不同处理后的第45小时测定各期细胞占比和细胞凋亡率，相关实验设计和结果如表所示。下列说法不正确的是（　　） 组别 处理 细胞周期（%） 凋亡率（%） G1期 S期 G2和M期 甲 不做处理 82 13 5 9 乙 EGF 74 20 6 5 丙 漆黄素和EGF 81 14 5 12 丁 吉非替尼和EGF 83 13 4 14 注:吉非替尼为EFGR活性抑制剂，G1期:DNA合成前期，S期:DNA合成期，G2:分裂准备期 A．G1期会发生DNA聚合酶基因的选择性表达 B．在G2期结束时的细胞中存在倍增后的两个中心体 C．漆黄素可能通过促进抑癌基因表达从而促进癌细胞凋亡 D．漆黄素通过抑制EGFR活性进而抑制G1期细胞进入S期 9．（2025·河北·二模）为了研究植物生长调节剂对三叶青扦插生根的影响，科学家进行了扦插实验，结果如表所示。下列叙述正确的是（　　） 不同基质、植物生长调节剂对三叶青老枝扦插生根的影响 植物生长调节剂 浓度mg/L 生根率(%) 黄壤 黑壤 IBA 300 51 50 500 67 64 1000 94 92 NAA 300 47 50 500 71 69 1000 91 90 CK 52 50 A．CK组所加溶液为等量清水 B．该实验的自变量为植物生长调节剂的种类和浓度 C．用300mg/L植物生长调节剂处理枝条的时间应长于500mg/L处理的时间 D．据结果可知IBA、NAA对三叶青老枝生根率的影响无明显差异 10．（2025·河北沧州·三模）自然杀伤细胞（NK细胞）分泌的干扰素-γ（INF-Y）能杀伤肿瘤细胞，CD107a的表达与NK细胞的活化显著相关。抗GM1抗体（Anti-GM1）与一些免疫疾病有关，研究人员探究了静脉注射Anti-GM1对小鼠NK细胞的影响，部分结果如表所示。下列分析正确的是（　　） 处理 脾脏中NK细胞的比例/% CD107a的相对表达量 INF-γ的分泌量/（pg·mL-1） Anti-GM1组 12.3 0.8 530 对照组 16.5 1.5 670 A．NK细胞参与免疫系统发挥免疫监视功能 B．CD107a的高表达能提高NK细胞的活化率 C．Anti-GM1削弱了NK细胞的杀伤能力 D．Anti-GM1激活NK细胞会产生自身免疫病 11．（2025·湖南·一模）科研人员研究了外源生长素（NAA）、生长素合成抑制剂（PPBO）、生长素极性运输抑制剂（TIBA）对荔枝雄花量、雌花量、坐果量、单果质量的影响，实验药剂的浓度和实验结果见下表。相关叙述正确的是（    ） 药剂浓度/mg·L-1 雄花量/个 雌花量/个 坐果/个·穗-1 单果质量/g CK 清水 1661 189 15 16.12 NAA 100 1549 72 2.5 18.81 PPBO 10 1082 123 28 20.38 100 1325 189 26.5 18.82 TIBA 10 788 189 23.5 17.93 100 909 361 59.17 19.8 A．NAA处理坐果量较低的原因主要是雌花数量少 B．PPBO作用的原理是抑制赖氨酸转变为生长素的关键酶活性 C．TIBA作用的原理可能是抑制IAA载体活性导致IAA从形态学上端往下端运输受阻 D．结果表明用浓度约为100mg·L-1的TIBA对荔枝进行处理有利于果实产量的提高 12．（2025·山东临沂·三模）多种多样的植物在生态系统中各自发挥着不同的功能，构成不同的功能群，同一功能群中的植物具有相似的结构或功能。为研究某生态系统的本地植物功能群对空心莲子草入侵的影响，将一个圆形样地划分为A区、B区和C1~C5区，除A区外，其余各区大小相同。种植情况如图1，其中C3~C5区中植物功能群数目相同但物种数目分别为4、8、16，在第3、7、13天测定B、C区空心莲子草入侵状况，得图2。下列说法错误的是（　　） A．实验的自变量是植物功能群的数目及物种数目，因变量是入侵程度相对值 B．各区种植植物的先后顺序是先种植A区（空心莲子草），再同时种植C1~C5区 C．本地植物与空心莲子草存在种间竞争，能减缓空心莲子草的入侵 D．植物功能群丰富的群落不易被入侵，功能群数相同时物种数变化对入侵程度有显著影响 13．（2025·广东广州·一模）针灸是我国传承千年的治疗疾病的手段，以外源性刺激作用于身体特定的部位（穴位）引发系列生理学调节效应。有研究发现电针疗法有一定的镇痛效果。脊髓背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用，为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，动物实验处理（表）及结果（图）如下所示，请回答下列问题 动物模型 分组 治疗处理 对照组：_____ A 不治疗 疼痛模型组：_____ B _____ C _____ 可供选择的实验材料有：正常大鼠、痛觉敏感小鼠、蒸馏水、生理盐水、致痛诱导剂 (1)请据图分析并完善实验方案：对照组： ，疼痛模型组： ，B组处理： ，C组处理： 。 (2)设置A组作为对照组的具体目的是 和 。 (3)本实验的结论是 。 14．（2025·广东肇庆·一模）黄曲霉毒素B1（AFB1）是黄曲霉产生的剧毒次生代谢物，严重危害粮食安全。O-甲基转移酶基因AFLA_105170在黄曲霉生长和AFB1合成过程中起重要作用。研究人员构建该基因缺失菌株后，检测了正常菌株与该基因缺失菌株中AFB1含量和与AFB1合成相关基因（如afIJ、afIW、afIS、afIM）的相对表达量，结果如图所示。 (1)从图的结果可知，O-甲基转移酶可能通过甲基化 （填“促进”或“抑制”）AFB1合成基因的转录，进而对黄曲霉表型产生影响，该现象称为 。从基因表达产物与性状的关系角度，分析AFLA_105170基因缺失组中AFB1含量减少的原因： 。 (2)研究人员发现AFLA_105170基因缺失后，黄曲霉菌细胞膜完整性受损，若选用“能与细胞膜破损处结合并显色的试剂Y”进行验证实验，请写出实验思路和预期结果： 。 (3)基于本研究，请提出一种在实际农业生产中减少黄曲霉毒素污染的可能途径： 。 15．（2025·广西南宁·一模）石漠化是我国西南岩溶地区主要的生态问题，封山育林是修复岩溶生态系统的重要手段。科研人员以广西典型岩溶地区为对象，采用空间代替时间的方法，选取不同封育年限的植被为样本，探究封山育林和植被进行演替过程中植物群落组成与土壤肥力特征的变化，为西南岩溶地区生态重建提供理论依据。请结合图表及相关知识回答问题： 封育年限（年） 土壤有机质含量（g·kg-1） 土壤pH 5 49 7.6 15 62 7.3 25 156 7.0 35 99 7.2 55 80 6.6 (1)岩溶植被群落随封育年限变化而发生的演替类型是 。据图分析，当封育年限从15年到55年，图中所占比例先增加后减少的植物类型是 ，推测其比例减少的主要原因是 。 (2)随着封育期延长，岩溶生态系统中的草本层优势种呈现阳性杂草→阳性禾草→阴生性蕨类植物的有序替代，体现了环境对不同草本植物种群的筛选，这是 作用的结果。 (3)土壤pH和土壤有机质含量与微生物的分解产酸作用和群落植被凋落物密切相关，且群落植被凋落物随着封育期延长而逐渐增多。与封育25年相比，推测封育55年的生态系统中分解者的分解作用更强，依据是 。 (4)石漠化岩溶生态系统通过实施退耕还林、封山育林等生态修复措施，可以显著提升物种丰富度、优化群落结构复杂性并改善土壤肥力，这说明人类活动能改变演替的 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型 04 实验设计与分析 目录 第一部分 题型解读 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 题型破译 微观解剖，精细教学 典例分析 解题秘籍 变式应用 类别一 实验设计类 类别二 实验分析类 类别三 结果处理与结论推导类 类别四 遗传实验类 第三部分 题型通关 整合应用，综合提升 题型特点 →题干特点：题干以实验情境为核心，背景紧扣教材核心实验（如酶活性探究、遗传杂交）或拓展实验（结合热点情境），信息呈现逻辑清晰。常明确实验目的、材料试剂、分组设计或部分步骤，部分题干会给出实验数据（表格 / 曲线）或异常结果。题干设计侧重 “实验逻辑完整性”，要么要求补充实验设计（步骤、变量控制），要么要求分析现有实验的缺陷、误差或结果原因。兼具基础性与综合性，既考查实验原则（单一变量、对照）的应用，也涉及多知识点的整合，核心考查实验设计与逻辑推理能力。 →选项/问题特点：选项 / 问题围绕实验核心逻辑设计，针对性强。问题多以 “完善步骤”“分析缺陷”“推导结论”“解释异常” 等形式呈现，覆盖实验设计、结果分析、误差判断等层面；选项兼具迷惑性与严谨性，正确答案精准匹配实验原则、教材原理与题干信息（如变量控制、结论推导），错误选项常通过违背对照原则、混淆变量关系、忽略无关变量影响、曲解实验结果等方式设置陷阱。需结合实验逻辑链逐一验证，侧重考查实验思维与知识应用的精准性。 命题规律 该题型紧扣教材核心实验与学科素养要求，聚焦 “实验逻辑 — 原理应用 — 探究能力” 三大维度，覆盖代谢调节、遗传规律、免疫调节、生态探究等高频考点。命题以实验情境为载体，常结合经典实验拓展或热点背景（如生物技术、健康医疗），呈现 “目的 — 材料 — 步骤 — 结果” 的完整逻辑链或缺失环节。命题注重对实验原则（单一变量、对照、重复）、变量控制、步骤设计、结果分析的综合考查，既涉及基础实验细节识记，也强调实验思维与创新应用。题型兼具基础性与综合性，选项 / 问题多围绕实验缺陷分析、结论推导、异常结果解释等设计，陷阱常聚焦变量混淆、原则违背等，贴合高考 “素养导向” 与 “探究性” 命题趋势。 解题策略/技巧 解题核心遵循 “明目的→析变量→扣原则→推逻辑” 四步法。第一步明确实验目的（探究 / 验证），定位核心考点；第二步拆分变量（自变量→处理方式、因变量→观测指标、无关变量→控制条件），确保单一变量；第三步紧扣对照、重复原则，完善实验步骤（取材→分组→处理→培养→观测），确保可操作性；第四步分析结果时，结合教材原理推导因果关系，解释异常结果（如变量控制不当、环境干扰）。同时规避陷阱：避免步骤逻辑断层、观测指标模糊、结论超出实验范围，确保答案贴合实验逻辑与生物学本质，提升解题严谨性。 破译类别一 实验设计类 【典例分析】（新科技） （新情境）（2025·安徽·高考真题）稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。 (1)采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用 （填方法）将研磨液接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是 。 (2)经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R-U和下游片段R-D；然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。 采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现基因片段的 。R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落 （填序号），出现菌落④的可能原因是 。 (3)内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路 。 【答案】(1) 稀释涂布平板法 分离不同条件下生长的内生放线菌 (2) 指数级扩增 ② 重组质粒通过（单交换）同源重组整合到了内生放线菌的基因组中 (3) 设置两组培养实验：对照组在低（或常规）铁浓度的培养基上进行，实验组在高铁浓度的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。若高铁组的抑制效果明显弱于低铁组，则支持该推测。 【分析】基因敲除主要是应用DNA同源重组原理，用同源DNA片段替代靶基因片段，从而达到基因敲除的目的，由此可见，基因敲除可定向改变生物体的某一基因。基因敲除既可以是用突变基因或其它基因敲除相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因。 【详解】（1） 从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌落，并接种到选择培养基中常用的接种方法是稀释涂布平板法。使用选择培养基和不同的温度条件，目的是为了抑制其他杂菌的生长，分离不同条件下生长的内生放线菌。 （2）PCR技术的核心原理是通过多次循环（变性、复性、延伸），使目标DNA片段的数量以指数形式快速增加，实现体外扩增。PCR鉴定是利用引物1和引物2进行的。 在野生型菌株中，引物1和引物2之间的DNA片段长度为 R-U (500bp) + R基因 (2000bp) + R-D (500bp) = 3000 bp。对应图2中的菌落①和③。 在成功发生双交换的R基因敲除株中，R基因(2000bp)被替换，引物1和引物2之间的DNA片段长度为 R-U (500bp) + R-D (500bp) = 1000 bp。对应图2中的菌落②。 菌落④的PCR产物大小约为7000 bp。这个大小可以通过以下方式解释：发生了单交换同源重组事件。整个重组质粒（大小为3000bp质粒骨架 + 500bp R-U + 500bp R-D = 4000bp）整合到了基因组中。整合后，引物1和引物2之间的区域长度变为原来的长度(3000bp)加上整个质粒的长度(4000bp)，即 3000 + 4000 = 7000 bp。因此，这是单交换同源重组整合的结果。 （3）设置两组培养实验：一组为对照组，在常规（或低铁）浓度的培养基上进行；另一组为实验组，在添加了足量铁离子的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。预期结果与结论： 如果实验组（高铁培养基）中内生放线菌对稻瘟病致病菌的抑制作用明显减弱或消失，而对照组（低铁培养基）中抑制作用明显，则说明该内生放线菌是通过竞争铁离子来抑制稻瘟病致病菌生长的。 【解题秘籍】一、基础层：明目的，定变量 明确实验核心（探究 / 验证），拆分三大变量：自变量（人为控制）、因变量（观测指标）、无关变量（等同控制）。锁定实验原理，搭建 “目的→变量→原理” 的基础框架。 二、进阶层：搭框架，补细节 按 “取材分组→变量处理→条件培养→观测记录” 设计步骤，确保遵循对照（空白 / 相互对照）、单一变量、重复原则。细化操作细节（如 “等量且适宜”“随机分组”），保证实验可操作性。 三、拔高层：验逻辑，避误区 排查 “变量控制不当”“指标模糊”“步骤断层” 等误区，验证步骤与目的、原理的一致性。预设实验结果（如 “若 A 组优于 B 组，则支持假设”），确保逻辑闭环，符合科学探究规范。 【变式应用1】（材料信息） （2025·陕晋青宁卷·高考真题）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，实验结果如图（b）。回答下列问题。 (1)R酶催化CO2固定的场所是叶绿体的 ，产物C3在光反应生成的 参与下合成糖类等有机物。 (2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图（a）（b）可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，叶片的净光合速率高于植株W，原因是 。 (3)保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率 （填“增大”或“减小”）；相较于植株W，植株S的净光合速率变化幅度 （填“大”“小”或“无法判断”）。 (4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结果： 。 【答案】(1) 基质 ATP、NADPH (2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快 (3) 减小 小 (4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。 预期结果：植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W 【分析】光合作用的过程（1）光反应阶段：在类囊体的薄膜上进行。光合色素吸收光能的用途，一是将水分解为O2和H+，H+与氧化性辅酶NADP+结合，形成还原型辅酶NADPH。二是在有关酶的催化作用下，提供能量促使ADP和Pi反应形成ATP。（2）暗反应阶段：在叶绿体基质中进行。绿叶吸收的CO2，在特定酶的作用下与C5结合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，另一部分C3被还原为C5。 【详解】（1）叶绿体中R酶催化CO2固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为还原剂并提供能量。 （2）结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于植株W。 （3）叶绿体中R酶既能催化CO2固定，也能催化C5与O2反应，CO2和O2两种底物竞争R酶同一活性位点，保持环境中CO2浓度不变，当O2浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W，植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。 （4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S，还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为T），实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的净光合速率。根据上述分析，G酶有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株W，植株S净光合速率大于植株W。 【变式应用2】（新情境·糖尿病）2型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，是一种慢性代谢疾病，严重危害人类健康。现代医学证明苦瓜提取物的主要成分——苦瓜总皂苷（BME），具有改善2型糖尿病的作用。某科研小组以大鼠为材料探究苦瓜提取物对2型糖尿病的治疗效果，结果如下表所示。请回答： 组别 空腹血糖/（mmol/L） 空腹胰岛素/（μIU/mL） 葡萄糖转运载体表达相对值 肝糖原相对值 ①正常大鼠组 4.9 10.6 1.1 0.7 ②2型糖尿病大鼠组 16.6 15.9 0.4 0.4 ③二甲双胍组 7.2 11.9 1.2 0.4 ④低剂量BME组 10.2 14.4 1 0.4 ⑤中剂量BME组 8.1 13 1.4 0.5 ⑥高剂量BME组 7.3 12 1.8 0.7 注：二甲双胍组是指2型糖尿病大鼠服用二甲双胍，二甲双胍是口服降血糖药物。 (1)本实验中对照组是 （填序号）。 (2)正常大鼠饥饿时，血液流经胰岛，血糖浓度 ，2型糖尿病大鼠组表现为胰岛素的分泌量比正常对照组偏高，但血糖含量却高于对照组，可能的原因是胰岛素受体 ，降血糖作用被削弱。 (3)据表分析，苦瓜提取物组中 组与二甲双胍组治疗效果基本相当，推测其作用机制是 。 (4)根据实验数据分析，可得出结论： 。 (5)已知白细胞介素-6（IL-6）可促进T细胞增殖。而二甲双胍能够减少衰老T细胞的数量。研究人员据此提出一种二甲双胍治疗2型糖尿病的新机制：二甲双胍通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而治疗2型糖尿病。请设计实验验证该机制并预期实验结果。 材料用具：2型糖尿病模型小鼠若干只，二甲双胍溶液、IL-6特异性抗体（不直接影响T细胞数量及IL-6的合成）、IL-6含量检测仪、T细胞数量检测仪等。 实验思路：将2型糖尿病模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理， ，一段时间后检测三组小鼠血浆中（游离的）IL-6含量及T细胞数量。 预期实验结果：用柱形图表示 。 【答案】(1)①②③ (2) 降低 数量减少或结构改变 (3) 高剂量BME 通过提高葡萄糖转运载体表达，促进葡萄糖的摄取，进而促进肝糖原的合成，血糖下降 (4)苦瓜总皂苷治疗糖尿病有效果，在一定范围内，苦瓜总皂苷的治疗效果与剂量正相关 (5) 乙组注射适量二甲双胍溶液，丙组注射等量二甲双胍溶液和IL-6特异性抗体 【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。 【详解】（1）分析题意，本实验目的是以大鼠为材料探究苦瓜提取物对2型糖尿病的治疗效果，实验的自变量是小鼠类型及不同处理方式，因变量是治疗效果，结合表格可知，可通过胰岛素含量等进行比较，表中的①对照组是正常大鼠组（正常对照组）、②2型糖尿病大鼠组（糖尿病对照组）、③二甲双胍组（糖尿病药物治疗组）。 （2）正常大鼠饥饿时，血糖消耗，所以血液流经胰岛时，血糖浓度降低，2型糖尿病大鼠组胰岛素分泌量比正常对照组偏高，但血糖含量却高于对照组，是因为胰岛素受体数量减少或结构改变，导致胰岛素不能正常发挥作用，降血糖作用被削弱。 （3） 从表中数据看，高剂量BME组的空腹血糖值7.3 mmol/L、空腹胰岛素值12μFU/mL等指标与二甲双胍组（空腹血糖7.2mmol/L、空腹胰岛素11.9μFU/mL等）基本相当，所以苦瓜提取物组中高剂量BME组与二甲双胍组治疗效果基本相当。推测其作用机制是通过提高葡萄糖转运载体表达相对值，促进细胞摄取葡萄糖，从而降低血糖，同时还通过促进肝糖原合成等途径降低血糖。 （4）从实验数据可知，与2型糖尿病大鼠组相比，各剂量的苦瓜提取物组都能在一定程度上降低空腹血糖，提高葡萄糖转运载体表达相对值等，所以可得出结论：苦瓜总皂苷治疗糖尿病有效果，在一定范围内，苦瓜总皂苷的治疗效果与剂量正相关。 （5）本实验的目的是探究二甲双胍通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而治疗2型糖尿病，自变量为注射药物的种类。 实验思路：将2型糖尿病模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理，乙组注射适量二甲双胍溶液，丙组注射等量二甲双胍溶液和IL-6特异性抗体。 预期实验结果：由于白细胞介素-6（IL-6）可促进T细胞增殖，二甲双胍能够减少衰老T细胞的数量，而乙组注射二甲双胍，T细胞数量相对值增加，IL-6含量相对值升高，二甲双胍是通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而治疗2型糖尿病，而丙组因为注射了IL-6特异性抗体，IL-6被抗体结合，不能发挥作用，所以导致游离IL-6含量相对值和T细胞数量相对值与对照组基本相等，实验结果如图： 【变式应用3】甘薯是我国重要的粮食作物，干旱胁迫会导致其产量下降。某科研小组以甘薯幼苗为实验材料，设计正常供水、干旱、干旱+植物生长调节剂6-BA三组实验，探究了干旱胁迫下喷施6-BA对甘薯光合作用的影响，结果如下表所示。回答下列问题： 处理 叶绿素荧光参数 气孔导度/（mmol·m-2·s-1） 净光合速率/（mmol·m-2·s-1） Fv/Fm PI 正常供水 0.72 2.37 499.2 21.67 干旱 0.53 1.23 296.84 14.18 干旱+6-BA 0.72 2.64 384.75 18.43 注：叶绿素荧光参数中，Fv/Fm和PI均反映光能利用效率，数值越高，代表光能利用效率越高。 (1)与光合作用有关的色素分布在叶肉细胞的 （填具体部位）上，在光反应阶段将光能转化成化学能储存在 中。可利用 试剂对绿叶中的色素进行提取，分离色素时位于滤纸条最上端的色素主要吸收 光。 (2)干旱胁迫时，推测气孔导度会 （填“增大”或“缩小”），进而直接影响光合作用的 反应阶段来影响光合作用。据表分析，干旱条件下施用6-BA可使甘薯净光合速率上升的原因有 （答出两点）。 (3)研究发现，喷施6-BA能提高植物体内IAA的含量，科研人员由此推测：在干旱条件下，6-BA通过提高IAA的含量进而提高净光合速率，并设计了以下实验验证上述推测。 实验组一：干旱处理甘薯幼苗，检测植物内IAA含量（m1）和净光合速率（n1）。 实验组二：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施6-BA，检测植物体内IAA含量（m2）和净光合速率（n2）。 请以干旱处理的甘薯幼苗为实验材料，依次利用6-BA、IAA合成抑制剂和IAA类似物，参照实验组一和实验组二的书写格式，完善实验方案中的实验组三、四并预期实验结果。 实验方案： ； 预期实验结果： 。 【答案】(1) （叶绿体）类囊体薄膜 ATP、NADPH 无水乙醇 蓝紫 (2) 缩小 暗/碳 施用6-BA，一方面提高光合作用的光能利用效率，使光反应加快；另一方面，增大气孔导度，使暗反应固定的CO2量增加，净光合速率加快 (3) 实验方案：实验组三：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施6-BA和IAA合成抑制剂，检测植物净光合速率（n3）；实验组四：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施IAA类似物，检测植物净光合速率（n4） 预期实验结果：植物内IAA含量m1＜m2；净光合速率n1=n3＜n2=n4 【分析】光合作用： （1）光反应阶段：水光解产生[H]和氧气，ADP和Pi 结合形成ATP。 （2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下，还原成五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。 【详解】（1）与光合作用有关的色素分布在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，在光反应阶段将光能转化成化学能储存在ATP、NADPH中。可利用无水乙醇提取绿叶中的色素，分离色素时位于滤纸条最上端的色素为胡萝卜素，其主要吸收蓝紫光。 （2）依据表格信息可知，干旱胁迫时，推测气孔导度会缩小，气孔导度的大小主要影响光合作用的暗反应阶段CO2被利用。根据表格中数据可知，干旱条件下施用6-BA可使甘薯净光合速率上升的原因是一方面提高光合作用的光能利用效率，使光反应加快；另一方面，增大气孔导度，使暗反应固定的CO2量增加，净光合速率加快。 （3）参照实验组一和实验组二的书写格式，则实验组三为干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施6-BA和IAA合成抑制剂，检测植物净光合速率（n3），实验组四为干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施IAA类似物，检测植物净光合速率（n4）。预期结果为植物内IAA含量m1<m2；净光合速率n1=n3＜n2=n4. 破译类别二 实验分析类 【典例分析】（2025·全国二卷·高考真题）自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效率。科研人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。 (1)类囊体膜上的蛋白复合物PSⅡ催化水在光下分解，变化的光强会影响这一过程，从而影响光反应产生 ，最终影响暗反应过程有机物的合成。 (2)PSⅡ复合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PSⅡ的组装。为此，利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的 会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。 (3)科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B，该突变体表现为缺乏PSⅡ复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图1。 ①据图分析，本实验的自变量是 。 ②依据实验结果推测，PSⅡ复合物的功能是 对变化光强的适应。 (4)进一步将b组植株的叶肉细胞置于电镜下观察，结果如图2。 基于本实验结果推断，B基因参与PSⅡ复合物的组装，PSⅡ复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结果能否证实该推断作出判断，并阐明理由 。 【答案】(1)ATP和NADPH (2)T-DNA (3) ①变化的光强；光强变化的规律性；缺乏PSⅡ复合物 提高 (4)不能证实。观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少；无法证实B蛋白参与PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强 【分析】光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应的场所为类囊体薄膜，包括水的光解生成还原氢和氧气，以及ATP、NADPH的合成；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原两个过程。 【详解】（1）光反应产生ATP和NADPH，影响暗反应有机物的合成。 （2）农杆菌侵染植物细胞，其Ti质粒上的T-DNA会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。 （3）由图可知，光照强度及其变化规律属于自变量；突变体表现为缺乏PSⅡ复合物，从而导致bcd三组生长状况变差，a组光强下无论突变生长状况均一致，说明PSⅡ复合物可提高植物对变化光强的适应。 （4）由图可知，观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少；无法证实B蛋白参与PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强。 【解题秘籍】一、基础层：审题干，抓核心 明确实验目的、分组设计与观测指标，定位核心考查点（如误差分析、结果解读）。提取关键条件（如变量处理、无关变量控制），搭建 “目的 — 设计 — 结果” 的分析框架。 二、进阶层：析逻辑，找问题 对照实验原则（单一变量、对照、重复），排查设计缺陷（如变量混淆、缺乏对照）。解读结果与现象，推导因果关系（如异常结果→变量控制不当），建立 “设计→结果→原因” 逻辑链。 三、拔高层：避陷阱，验结论 警惕 “结论超范围”“因果颠倒”“忽略无关变量影响” 陷阱，结合教材原理验证推导。确保分析既贴合实验设计细节，又符合生物学本质，结论与实验数据高度匹配。 【变式应用1】随着生活水平提高，糖尿病发病率逐年增长，研究显示，我国糖尿病发病率跃居全球第一，可能与我国饮食文化中主食多以碳水化合物为主有关。下表是市场上几种糖尿病药物及作用机理，回答下列问题： 药物 作用机理 格列本脲 刺激相关胰岛细胞分泌胰岛素 二甲双胍 抑制肝糖原分解，同时增强相关细胞胰岛素受体的敏感性 曲格列酮 通过增加细胞内葡萄糖转运体的生成，提高细胞 摄取葡萄糖的效率，但会增加心脑血管疾病的发生概率 阿卡波糖 通过延缓小肠对碳水化合物的吸收来降 低餐后血糖峰值并且降低血糖波动 (1)人体血糖的主要来源有 、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化这三条途径。 (2)根据表中信息可知，格列本脲作用的受体细胞是 ，二甲双胍和曲格列酮不适合用于治疗 （填“1”或“2”）型糖尿病。 (3)某研究小组推测阿卡波糖的降糖效果强于二甲双胍，并设计了以下实验来验证此推测，请完善实验方案，并预期实验结果。 材料：生理状况相同的健康雄性小鼠若干，生理盐水，升血糖药物X，药物二甲双胍，药物阿卡波糖。药物均用生理盐水配制。 ①实验方案： Ⅰ.将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，每天每只小鼠注射 ，使它们成为高血糖模型小鼠，在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均值。 Ⅱ.A组每天每只小鼠服用 ； B组每天每只小鼠服用等量的二甲双胍药物；C组作为对照组，每天每只小鼠服用 。在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均值。 Ⅲ.比较各组小鼠血糖变化的平均值。 ②预期实验结果： 。 【答案】(1)食物中的糖类消化、吸收 (2) 胰岛B细胞 1 (3) 适量升糖药物X 适量阿卡波糖药物 等量的生理盐水 A组小鼠血糖降低的平均值明显大于B组，C组小鼠的血糖含量无明显变化 【分析】当血糖浓度升高到一定程度时，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素的分泌量明显增加。体内胰岛素水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等；另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的去向，又减少了血糖的来源，使血糖浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。胰岛素和胰高血糖素共同维持血糖含量的稳定，血糖的平衡还受到神经系统的调节。例如，当血糖含量降低时，下丘脑的某个区域兴奋，通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素，使得血糖含量上升。另外，神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。 【详解】（1）人体血糖的主要来源有食物中的糖类消化、吸收、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化。 （2）根据题目信息，能够分泌胰岛素的是胰岛B细胞，而格列本脲促进胰岛素分泌，说明其作用的受体细胞是胰岛B细胞。1型糖尿病是指胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致胰岛素缺乏，此种糖尿病可通过注射胰岛素治疗。2型糖尿病是指机体组织细胞对胰岛素的敏感性降低，导致胰岛素不能正常发挥作用。二甲双胍能增强相关细胞胰岛素受体的敏感性，曲格列酮能增加细胞内葡萄糖转运体的生成，提高细胞摄取葡萄糖的效率，因此二甲双胍和曲格列酮不适合用于治疗2型糖尿病。 （3）Ⅰ.实验材料提供的小鼠为健康小鼠，但实验目的是验证阿卡波糖的降糖效果强于二甲双胍，因此需要先将所有小鼠通过药物X变成高血糖模型小鼠，故将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，每天每只小鼠注射适量升糖药物X，使它们成为高血糖模型小鼠。 Ⅱ.将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，对照组（C组）服用生理盐水，实验组分别服用阿卡波糖药物（A组）和二甲双胍药物（B组）。通过比较注射药物前后血糖变化来判断降糖的情况。 Ⅲ.若阿卡波糖的降糖效果强于二甲双胍，则A组小鼠血糖降低的平均值明显大于B组，C组小鼠的血糖含量无明显变化。 【变式应用2】5-氨基乙酰丙酸盐酸盐（）为白色或淡黄色粉末或结晶，易溶于水，对热和光比较敏感，遇热和光照条件下易分解。科研人员为了探究一定浓度的盐胁迫下，不同浓度的对番茄幼苗生长特性的影响，进行了相关实验，实验结果如下表所示。回答下列问题： 处理 根体积 叶表面积 总叶绿素 （对照） 0.25 252 3.72 0.17 170 2.85 0.43 326 4.22 0.32 254 3.68 (1)实验前，如何保存？ 。 (2)该实验的自变量有 。 (3)据表分析，对番茄幼苗的影响有 。 (4)为了得到在胁迫下，对番茄幼苗生长的最适宜浓度，则该科研人员已做的实验，可以称为 实验。请写出正式实验操作思路： 。 (5)丙二醛是植物细胞在逆境条件下发生膜脂过氧化作用的产物，其含量可以反映细胞的损伤程度。若要对各组番茄幼苗体内的丙二醛进行测量，测量结果为 ，可以得出能消除盐胁迫对番茄细胞造成的氧化损伤的结论。 【答案】(1)在低温、避光条件下保存 (2)NaCl 的有无、5-ALA的浓度 (3)抑制番茄幼苗根体积增大、叶表面积扩大、总叶绿素含量增加 (4) 预实验 在100mmol・L⁻¹NaCl 胁迫下，设置一系列5-ALA 的浓度梯度，测定番茄幼苗生长指标，确定最适浓度 (5)CK组丙二醛含量<加5-ALA 组丙二醛含量 < 100mmol・L⁻¹NaCl组丙二醛含量 【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）5-ALA对热和光比较敏感，遇热和光照易分解，所以保存需避免热和光 ，低温可降低化学反应速率，避光可防止光分解，故需在低温、避光条件下保存。 （2）实验中，一组是不加NaCl（CK 组）、加100mmol・L⁻¹NaCl组，另一变量是5-ALA的浓度（0、0.25、0.50mg・L⁻¹），这两个因素是自变量。 （3）对比CK组（无 NaCl）和100mmol・L⁻¹NaCl组，NaCl处理后根体积（0.25→0.17）、叶表面积（252→170）、总叶绿素（3.72→2.85）均下降，说明NaCl抑制根、叶生长及叶绿素合成。 （4）已做的实验可确定 5-ALA 有作用及大致有效范围，属于预实验；正式实验需在有效范围内设置更精细的 5-ALA 浓度梯度，所以应该在100mmol・L⁻¹NaCl 胁迫下，设置一系列5-ALA 的浓度梯度，测定番茄幼苗生长指标，确定最适浓度。 （5）5-ALA 能消除氧化损伤，则盐胁迫（NaCl 组）会使膜过氧化增强，丙二醛最多；加 5-ALA后损伤减轻，丙二醛减少；CK 组无盐胁迫，丙二醛最少。故测量结果需体现CK组丙二醛含量<加5-ALA 组丙二醛含量 < 100mmol・L⁻¹NaCl组丙二醛含量。 【变式应用3】（2025·全国二卷·高考真题）母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险。科学家用小鼠进行实验，研究孕前高脂饮食对子代代谢调节的影响。 (1)从孕前4周开始，实验组雌鼠给予高脂饮食，对照组雌鼠给予正常饮食，食物不限量。测定妊娠第20天两组孕鼠相关代谢指标，结果如下表。 分组 体重（g） 胰岛素抵抗指数 脂肪含量（mg/dL） 瘦素含量（ng/dL） 脂联素含量（μg/dL） 对照组 38.8 3.44 252 3.7 10.7 实验组 49.1 4.89 344 6.9 5.6 ①正常情况下，体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多，瘦素经 运输作用于下丘脑饱中枢，抑制食欲，减少脂肪合成，该机制为 调节。表中结果显示，实验组孕鼠瘦素含量 ，但瘦素并没有发挥相应作用，这种现象称为“瘦素抵抗”。 ②脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽激素，能增加细胞对胰岛素的敏感性。据此推测实验组孕鼠出现胰岛素抵抗的原因是 。 (2)24周龄时，给两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素，检测结果如图1。 图1结果显示，与对照组相比， ，推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗”。 (3)研究发现，幼鼠脂肪组织的瘦素和脂联素含量与各自母鼠均呈正相关。测定幼鼠脂联素基因和瘦素基因的表达量、基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，结果如图2。 ①结果显示，实验组通过 脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，从而 ，影响脂联素的合成，使组织细胞对胰岛素的敏感性降低。 ②瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈 相关。但由于血脂过高会抑制瘦素向脑内运输，导致瘦素抵抗，引起肥胖。 (4)根据该项研究结果，对备孕或孕期女性提出合理建议： （写出两点）。 【答案】(1) 体液（血液） （负）反馈 增加 实验组孕鼠脂联素含量低，造成机体细胞对胰岛素信号不敏感 (2)实验组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度始终较高，注射胰岛素后血糖浓度下降幅度较低（下降不明显） (3) 提高 抑制基因的转录（表达） 正 (4)减少脂类的摄入（合理饮食）、坚持锻炼、控制体重，维持正常血脂水平 【分析】1、分析表格：实验组与对照组比较：高脂饮食的实验组体重、胰岛素抵抗指数、脂肪含量、瘦素含量都升高，只有脂联素含量下降。 2、分析图1：注射葡萄糖之后实验组血糖明显高于对照组，注射胰岛素之后，实验组的血糖仍然高于对照组。 3、分析图2：脂联素相关基因数据表明，实验组的组蛋白甲基化水平高于对照组，而基因表达量小于对照组；瘦素基因相关数据表明，无论是组蛋白甲基化水平还是基因表达量实验组都高。 【详解】（1）①脂肪细胞产生的瘦素类似于动物激素，体液运输作用于下丘脑饱中枢，抑制食欲，减少脂肪合成，该机制为负反馈调节。由表格可知，实验组孕鼠瘦素含量比对照组增加，瘦素并没有发挥相应作用，这种现象称为“瘦素抵抗”。 ②脂联素能增加细胞对胰岛素的敏感性，实验组含量比对照组低，所以可以推测是由于实验组孕鼠脂联素含量低，造成机体细胞对胰岛素信号不敏感。 （2）图1结果从左图显示实验组小鼠比对照组注射葡萄糖后血糖浓度始终较高，而右图显示注射胰岛素后血糖浓度下降幅度较低，推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗”。 （3）①从图2看出实验组提高脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，而相关基因表达的水平降低，所以抑制基因的转录（表达），影响脂联素的合成。 ②从图2右图看出实验组提高了瘦素基因组蛋白的甲基化水平，而瘦素基因表达水平升高，说明瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈正相关。 （4）根据该项研究结果，对备孕或孕期女性提出合理建议：减少脂类的摄入（合理饮食）、坚持锻炼、控制体重，维持正常血脂水平。 破译类别三 结果处理与结论推导类 【典例分析】基因工程菌在癌症的免疫治疗领域应用前景广阔。本研究探讨了基因工程菌对肿瘤生长的作用及机制。 (1)肿瘤细胞主要由 细胞识别并裂解，色氨酸是该免疫细胞的重要营养物质。 (2)用 处理色氨酸合成酶基因（Trp）和质粒，构建重组质粒，并导入酪酸梭菌（CB）中，获得基因工程菌（L-TrpCB）。从L-TrpCB中获取质粒酶切后电泳。图1结果表明，L-TrpCB构建 （成功/失败）。 (3)CFSE是一种细胞膜渗透性荧光染料，CFSE荧光信号在细胞分裂时均分至子代细胞。依据表1的实验方案，处理48h后利用流式细胞仪测定每个细胞的荧光强度。图2结果说明，L-TrpCB代谢物显著促进了细胞毒性T细胞的增殖，请说明理由 。 表1 处理 组别 初始细胞毒性T细胞 细胞代谢物 CFSE标记 预激活 CB代谢物 L-TrpCB代谢物 1 + + + 2 + + + － 3 + + － 4 + + 注：“+”“-”分别表示处理和不处理或添加和不添加 (4)研究者推测L-TrpCB代谢物通过激活mTOR信号通路促进细胞毒性T细胞的增殖。请基于上述研究，完善表2的实验设计，以验证推测的正确性，并预期实验结果 。 表2 组别 预处理 处理方式 检测指标 甲 初始细胞毒性T细胞，用CFSE标记，并做预激活 培养基+DMSO ③ 乙 ① 丙 ② 丁 雷帕霉素溶液 a.含CB代谢物的培养基        b.含L-TrpCB代谢物的培养基 c.雷帕霉素溶液（溶于DMSO）    d.DMSO（溶剂） e.单个细胞荧光强度        f.总荧光强度 注：雷帕霉素溶液是mTOR信号通路抑制剂 【答案】(1)细胞毒性T (2) 限制酶、DNA连接酶 成功 (3)由于CFSE荧光信号在细胞分裂时均分至子代细胞，第一组加L-TrpCB代谢物的荧光强度最低，说明分裂速度最快，L-TrpCB代谢物显著促进了细胞毒性T细胞的增殖 (4) （实验结果）甲组单个细胞荧光强度降低，乙组单个细胞荧光强度高于甲组 （检测指标）e （乙组）b （丙组）b+c 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）肿瘤细胞主要是细胞免疫，由细胞毒性T细胞识别并裂解。 （2）重组质粒的构建需要限制酶、DNA连接酶，故要用限制酶、DNA连接酶处理色氨酸合成酶基因（Trp）和质粒。构建后的重组质粒既包括Trp片段、又包括质粒片段，所以构建成功。 （3）与CB代谢物处理组相比，L-Trp CB代谢物处理组中细胞荧光强度降低更明显，说明细胞分裂次更多，即L-TrpCB代谢物显著促进了细胞毒性T细胞的增殖。 （4）本实验是验证性实验，结论是L-TrpCB代谢物通过激活mTOR信号通路促进细胞毒性T细胞的增殖，由于CFSE荧光信号在细胞分裂时均分至子代细胞，故实验结果应该测单个细胞荧光强度（e），根据实验的对照原则和单一变量原则，处理方式为：乙组为 b（含L-TrpCB代谢物的培养基），丙组为： b（含L-TrpCB代谢物的培养基）+c（雷帕霉素溶液（溶于DMSO））。由于L-Trp CB代谢物处理组中细胞荧光强度降低更明显，故结果是含L-TrpCB代谢物的培养基的组单个细胞荧光强度最低（即甲组单个细胞荧光强度降低），而含L-TrpCB代谢物的培养基加入雷帕霉素溶液后细胞荧光强度明显增高（即乙组单个细胞荧光强度高于甲组） 【解题秘籍】一、基础层：理数据，明形式 整理实验结果（数据 / 现象），明确呈现形式（表格→曲线 / 柱状图）。标注结果对应的实验分组与变量，排除无效数据，建立 “变量 — 结果” 的直接关联。 二、进阶层：析结果，找关联 对比不同组间结果差异，结合实验原理分析差异成因（如变量影响→结果不同）。区分 “直接结果” 与 “间接结论”，避免将现象直接等同于结论，构建 “结果→机制→结论” 逻辑链。 三、拔高层：慎推导，避误区 警惕 “结论超变量范围”“因果倒置”“忽略误差” 等误区，确保结论与实验目的、变量控制一致。用规范术语表述，做到 “结果支持结论”，不夸大、不遗漏，符合科学探究的严谨性。 【变式应用1】机体通过反馈调节机制调控线粒体的正常运转，以维持细胞的正常生理状态。 (1)人体内细胞呼吸的主要方式是 ；无氧呼吸时丙酮酸在 中可代谢产生乳酸。 (2)某疾病是由细胞代谢异常导致的，患者的相关检测指标如下表： 检测项目 结果 参考值 乳酸（mmol/L） 15 ≤1.1 丙酮酸（mmol/L 0.1 0.09±0.02 FGF21（pg/mL） 617.4 ≤90 注：FOF21是调节细胞呼吸的关键因子 据此推测该病是细胞水平上 的功能异常导致的。 (3)为研究FGF21的作用机制，研究者体外培养成肌细胞，用FGF21刺激后检测ATP含量和细胞呼吸路径中的相关蛋白的含量变化，结果如下图。 由此可知FGF21 。 (4)有研究表明 FGF21可以通过P-T蛋白促进Y蛋白表达。研究者抑制Y基因表达后，检测有氧呼吸第二阶段关键基因IDH、第三阶段关键基因 ATP合酶基因的表达量，发现两者均较对照组低。综合上述信息，完善FGF21调控细胞呼吸的路径图 。请在方框中选填“Y基因”、“ATP合酶基因”、“P-T蛋白”、“IDH基因”，并在箭头上选标“+”、“-”（+表示促进，-表示抑制）。 【答案】(1) 有氧呼吸 细胞质基质 (2)线粒体 (3)通过提高Y蛋白、P-T蛋白含量，促进细胞呼吸 (4)   【分析】有氧呼吸是细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体内膜上。 【详解】（1）人体细胞在有氧气供应时，主要进行有氧呼吸，它能彻底分解有机物，释放大量能量，满足生命活动需求；人体细胞无氧呼吸的场所是细胞质基质，在无氧条件下，丙酮酸在细胞质基质中被还原为乳酸 。 （2）从表格数据看，患者乳酸含量远超参考值，丙酮酸含量正常，FGF21 含量大幅升高。FGF21 是调节细胞呼吸关键因子，且线粒体是有氧呼吸主要场所，当线粒体功能异常时，有氧呼吸受阻，细胞会通过无氧呼吸供能，导致乳酸积累，所以推测该病是线粒体功能异常导致。 （3）由图 1 可知，经 FGF21 刺激后，ATP 含量比对照组高；由图 2 可知，FGF21 刺激后，P - T 蛋白、Y 蛋白含量比对照组高，说明 FGF21 能促进相关蛋白合成（增加其含量），进而促进细胞呼吸，使 ATP 生成量增加。 （4）已知 FGF21 可通过 P - T 蛋白促进 Y 蛋白表达，抑制 Y 基因表达后，有氧呼吸第二阶段关键基因 IDH、第三阶段关键基因 ATP 合酶基因的表达量均较对照组低。所以 FGF21 先作用于 P - T 蛋白（促进作用） ，P - T 蛋白再作用于 Y 基因（促进作用） ，Y 基因分别促进 IDH 基因（有氧呼吸第二阶段关键基因）和 ATP 合酶基因（有氧呼吸第三阶段关键基因）的表达。具体如图： 【变式应用2】心脏肥大会增加心力衰竭风险，线粒体功能障碍是心脏肥大的关键因素之一，E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用，为探究蛋白对心脏肥大的作用及机制，科研人员开展相关研究。 (1)线粒体是细胞进行 的主要场所，丙酮酸在此彻底氧化分解，产生 ，释放能量，生成大量ATP，为细胞生命活动供能。 (2)E蛋白主要位于成年小鼠心脏线粒体中，在心脏肥大诱导的小鼠心脏中表达量降低。为研究E蛋白对心脏肥大的作用，科研人员对小鼠进行不同处理并测量各组小鼠心脏体积，结果如下图。结果表明 。 (3)科研人员对线粒体中的蛋白进行分析，发现E蛋白可能与S蛋白相互作用，科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白，显微镜下观察该小鼠心肌细胞，发现 ，支持上述推测。 (4)进一步实验发现E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能，请在下表中完善实验处理（填字母），并写出相应的结果（“+”越多代表含量越多）。 A．过表达E蛋白    B．E蛋白抑制剂    C．过表达S蛋白    D．S蛋白抑制剂 组别 材料 处理 ATP含量 线粒体活性氧水平 ① 心肌细胞 缓冲液处理 ++++ + ② 心肌肥大诱导 + ++++ ③ 心肌肥大诱导，Ⅰ Ⅲ Ⅳ ④ 心肌肥大诱导，Ⅱ + ++++ (5)结合上述研究成果，提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景 。 【答案】(1) 有氧呼吸 CO2和水 (2)E蛋白能缓解心脏肥大 (3)红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中重叠 (4) A +++ ++ AD (5)诊断：检测蛋白的表达水平，治疗：开发增强蛋白活性或促进蛋白表达的药物 【分析】线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段，在第二阶段中，可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH，释放少量的能量，而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水，释放大量的能量，因此线粒体与细胞中能量的供应有很大关系。 【详解】（1）线粒体是有氧呼吸的主要场所，其内部可以进行有氧呼吸的第二、三阶段，在第二阶段中，可以在线粒体基质将丙酮酸分解为二氧化碳和NADH，释放少量的能量，而在第三阶段可以由前两个阶段的NADH与氧气结合生成水，释放大量的能量； （2）结果如图所示，1组是正常形态，2组只进行心脏肥大诱导，心脏明显变大，3组只进行过表达E蛋白处理，心脏体积小于1组，4组既进行心脏肥大诱导，又进行过表达E蛋白处理，心脏体积小于2组，得出结论E蛋白能缓解心脏肥大； （3）科研人员对线粒体中的蛋白进行分析，发现E蛋白可能与S蛋白相互作用，科研人员利用红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白分别标记小鼠的E蛋白和S蛋白，显微镜下观察该小鼠心肌细胞，如果发现红色荧光和绿色荧光在心肌细胞线粒体中出现重叠现象，说明E蛋白与S蛋白相互作用，互相影响； （4）实验要遵循等量原则和对照原则，处理组①和②都是对照组，结合题意E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能，所以处理组③心肌肥大诱导，填空①填写A.过表达E蛋白，与处理组④心肌肥大诱导，填空④填写A.过表达E蛋白和 D.S蛋白抑制剂，二者形成相互对照，处理组③中过表达E蛋白正常发挥作用，ATP含量比处理组②高，同时抑制线粒体活性氧的增加，所以线粒体活性氧水平应该低于处理组④； （5）结合上述研究成果，提出一条在心脏肥大诊断或治疗方面的应用前景，E蛋白在线粒体功能中发挥关键作用，结合第2问，E蛋白可以缓解心脏肥大，结合第4问E蛋白通过S蛋白提高ATP含量并抑制线粒体活性氧的增加进而调节线粒体功能，因此可以诊断检测  E / S  蛋白的表达水平，在治疗方面开发增强  E / S  蛋白活性或促进  E / S  蛋白表达的注射剂类等药物。 【变式应用3】血糖稳态对于维持机体正常生理功能至关重要。研究者对血糖调节中神经、免疫和内分泌系统之间的相互作用进行了探索。 (1)人体内有多种激素参与调节血糖浓度。在禁食或高强度运动时，胰高血糖素通过 来升高血糖，维持血糖正常水平。 (2)研究者构建了缺乏免疫细胞ILC2的突变体小鼠，检测其与野生型小鼠禁食6h后的相关指标，结果如图1。结果显示 。该实验的目的是 。 (3)为了证明ILC2细胞通过分泌细胞因子促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素。研究者使用细胞因子IL-5、IL-13刺激离体培养的胰岛A细胞，并检测培养液中胰高血糖素的含量。实验结果表明IL-13的作用效果强于IL-5，且二者具有协同效应。请在图2中补充乙、丙、丁组的实验处理（用“+”或“-”表示），并绘出丁组实验结果，以证明上述结论 。 (4)进一步研究发现，禁食后小鼠肠道中的ILC2细胞迁移到了胰腺中。为探究其原因，请提出一个假设，该假设能用以下实验加以验证： 对照组：小鼠禁食并保留肠道神经元； 实验组：小鼠禁食并剔除肠道神经元。 检测两组小鼠肠道中神经递质NE的含量和胰腺中ILC2细胞的数量。 【答案】(1)促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖 (2) 突变体小鼠的血糖浓度和胰高血糖素含量均低于野生型小鼠，但肝糖原含量高于野生型小鼠 探究免疫细胞ILC2对血糖调节的影响 (3)   (4)假设：禁食后小鼠肠道神经元释放神经递质NE，吸引肠道中的ILC2细胞迁移到胰腺 【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素。胰岛素是机体内唯一能够降低血糖浓度的激素。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝脏，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。 【详解】（1）胰高血糖素能促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，并促进非糖物质转变成葡萄糖，使血糖浓度回升到正常水平。 （2）分析图1可知：突变体小鼠的血糖浓度和胰高血糖素含量均低于野生型小鼠，但肝糖原含量高于野生型小鼠。突变体小鼠缺乏免疫细胞ILC2，野生型小鼠具有免疫细胞ILC2，因此该实验的目的是探究免疫细胞ILC2对血糖调节的影响。 （3）由题意可知：为了证明ILC2细胞通过分泌细胞因子促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素，自变量为细胞因子的有无以及细胞因子的种类，因变量为胰高血糖素的分泌量。根据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和图2显示的对甲组和戊组的处理可推知，对乙组的处理是只加适量的IL-5，对丙组的处理只加适量的IL-13，对丁组的处理是同时加适量的IL-13和IL-5。乙、丙、丁组都有细胞因子，因此胰岛A细胞都可分泌胰高血糖素，由题意“实验结果表明IL-13的作用效果强于IL-5，且二者具有协同效应”可推知：丁组的胰高血糖素浓度高于丙组。补充后的图2如下：    （4）神经元通过分泌相应的神经递质在细胞间传递信号。由题意可知：禁食后小鼠肠道中的ILC2细胞迁移到了胰腺中，为探究其原因，所进行的实验的自变量为是否保留肠道神经元，因变量为小鼠肠道中神经递质NE的含量和胰腺中ILC2细胞的数量。因此能够用该实验加以验证的假设为：禁食后小鼠肠道神经元释放神经递质NE，吸引肠道中的ILC2细胞迁移到胰腺。 破译类别四 遗传实验类 【典例分析】（2025·广西·高考真题）某植物（XY型）的花色受2对等位基因（E/e和R/r）控制，遵循自由组合定律。已知E/e基因位于常染色体上，该植物花色产生机制见图（不考虑XY同源区段、染色体交换情况）。回答下列问题： (1)将红花雌、雄株杂交，子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，据此不能确定R/r基因位于常染色体上，理由是 。对子一代的雌株作进一步分析：若 ，则说明R/r基因位于X染色体上；若 ，则说明R/r基因位于常染色体上。 (2)实验分析确定E/e与R/r基因都位于常染色体上。在某红花雌、雄株繁殖的子代群体中，红花占比显著降低。经初步研究确定是常染色体上的g基因发生显性突变，产生了抑制作用，被抑制的基因不能表达，但未知被抑制的是E还是R基因。 ①生物兴趣小组选取基因型EERRgg与eerrGg为亲本，探究G基因的抑制对象。写出实验思路、预期结果和结论 。 ②再选用基因型EeRrGg的雌、雄株为亲本进行杂交，子一代的表型及比例为红花：黄花：白花=3：9：4.请在答题卡作图区画出EeRrGg个体的基因在染色体上可能的位置关系图（用“○”表示细胞，用“‖”表示1对同源染色体），并用文字说明基因间的抑制关系及位置情况 。 【答案】(1) 未统计子一代不同性别的表型比例，无法确定基因位置 红花：白花=3：1 红花：黄花：白花=9：3：4 (2) 将亲本杂交，统计子代表型及比例。若子代中红花：白花=1：1，则G基因抑制E基因的表达；若子代中红花：黄花=1：1，则G基因抑制R基因的表达 G基因抑制R基因的表达。E和g，e和G分别位于一对同源染色体的两条染色体上，R/r位于另一对染色体上，或R和g，r和G分别位于一对同源染色体的两条染色体上，E/e位于另一对染色体上 或 【分析】根据图中信息可知，当该植物内同时存在E、R基因时表现为红花，只有E基因时表现为黄花，无E基因时表现为白花。 【详解】（1）根据子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，可知R/r和E/e位于两对染色体上，已知E/e位于常染色体，则R/r可以位于其他常染色体或性染色体上，未统计不同子一代不同性别的表型比例，无法确定基因位置。根据子一代表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4，可以知道亲本两对基因均为杂合子。若R/r基因位于X染色体上，则亲本基因型为EeXRXr×EeXRY，子一代雌株中E_：ee=3：1，XRXR：XRXr=1：1，则表型及比例为红花：白花=3：1。若R/r基因位于常染色体上，则亲本基因型为EeRr×EeRr，则子一代雌株表型及比例为红花：黄花：白花=9：3：4（雌雄均为该比例）。 （2）①将亲本EERRgg与eerrGg杂交，统计子代表型及比例，可以根据结果判断G基因的抑制对象。由于子代基因型为EeRrGg：EeRrgg=1：1，其中EeRrgg总表现为红花；当G基因抑制E基因的表达时，EeRrGg表现为白花；当G基因抑制R基因的表达时，EeRrGg表现为黄花。即若子代中红花：白花=1：1，则G基因抑制E基因的表达；若子代中红花：黄花=1：1，则G基因抑制R基因的表达。 ②根据基因型EeRrGg的雌、雄株为亲本进行杂交，子一代的表型及比例为红花：黄花：白花=3：9：4，可以判断：其中两对基因存在连锁关系，且根据红花变少的比例变成黄花，可知G基因抑制的是R基因的表达。由前文已知E/e和R/r独立遗传，则只考虑这两对基因子一代基因型及比例为：E_R_：E_rr：eeR_：eerr=9：3：3：1，结合现有表现红花：黄花：白花=3：9：4，可以推测E_R_的9份中有6份由于G的抑制表现为黄花。E_R_中的基因型有4EeRr、2EERr、2EeRR、1EERR，要使其中6份含有G基因，可以使G基因与e或r连锁。因此E和g，e和G分别位于一对同源染色体的两条染色体上，R/r位于另一对染色体上，或R和g，r和G分别位于一对同源染色体的两条染色体上，E/e位于另一对染色体上。基因的位置如下图：   或  。 【解题秘籍】一、基础层：明目的，定方向 明确实验核心诉求（如判断显隐、基因定位、验证定律），锁定研究性状与亲本类型。依据遗传规律确定实验思路（如杂交 / 测交 / 自交），搭建 “目的 — 方法” 基础框架。 二、进阶层：设方案，控变量 设计杂交组合（如正反交判断伴性遗传），严格控制无关变量（如亲本纯度、繁殖条件）。规范实验步骤（杂交→培养→观察→统计），明确观测指标（子代表型及比例），确保实验可重复。 三、拔高层：析结果，推结论 对比子代表型比例与预期，结合遗传定律推导结论（如 3:1→符合分离定律）。警惕 “显隐颠倒”“忽略致死” 陷阱，用数据支撑判断，确保结论与实验目的、结果逻辑一致，表述严谨。 【变式应用1】（2025·山东·高考真题）某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质，无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示，不考虑其他突变和染色体互换；各配子和个体活力相同。 组别 亲本杂交组合 F1 F2 实验一 甲（白花植株）×乙（白花植株） 全为蓝花植株 蓝花植株：白花植株=10:6 实验二 AaBb（诱变）（♂）×aabb（♀） 发现1株三体蓝花植株，该三体仅基因A或a所在染色体多了1条 (1)据实验一分析，等位基因A、a和B、b的遗传 （填“符合”或“不符合”）自由组合定律。实验一的F2中，蓝花植株纯合体的占比为 。 (2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、 。请通过1次杂交实验，探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时，任意2条同源染色体可正常联会并分离，另1条同源染色体随机移向细胞任一极。 实验方案： （填标号），统计子代表型及比例。 ①三体蓝花植株自交    ②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交 预期结果：若 ，则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ；否则，发生在减数分裂Ⅱ。 (3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致，且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型，依据基因B所在染色体的DNA序列，设计了如图所示的引物，并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株（丙）的叶片DNA为模板进行了PCR，同1对引物的扩增产物长度相同，结果如图所示，据图分析，该结构变异的类型是 。丙的基因型可能为 ；若要通过PCR确定丙的基因型，还需选用的1对引物是 。 【答案】(1) 符合 1/8 (2) AaaBb、aaabb ① 子代蓝花：白花=5:3 (3) 倒位 aaBB或aaBb F1F2或R1R2 【分析】题干信息分析，基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，贝要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素，说明A-B-和aabb表现为蓝花，A-bb和aaB-表现为白花。 【详解】（1）实验一，亲本甲白花植株和乙白花植株杂交，子一代均为蓝花植株，蓝花植株自交子二代蓝花植株：白花植株=10:6，为9:3:3:1的变式，满足自由组合定律，且已知某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，因此等位基因A、a和B、b的遗传符合自由组合定律。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素，说明A-B-和aabb表现为蓝花，A-bb和aaB-表现为白花，蓝花纯合子为AABB和aabb，分别占1/16，因此蓝花植株纯合体的占比为2/16=1/8。 （2）已知该三体蓝花植株仅基因A或a所在染色体多了1条，且被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离，同时含A、B个体或同时不含A、B个体表现为蓝花，可能的原因是减数第一次分裂含A和a的同源染色体未分离，产生AaB的配子，与母本产生的ab配子结合形成AaaBb蓝花个体；也可能是减数第一次分裂正常，减数第二次分裂含A的姐妹染色单体分离后移向同一极，从而产生AAB的配子，与母本产生的ab配子结合形成AAaBb的蓝花个体；也可能是减数第二次分裂后期，含a的姐妹染色单体分离后移向同一极，产生aab的配子，与母本产生的ab配子结合形成aaabb的蓝花个体。 减数第一次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AaaBb，减数第二次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AAaBb或aaabb，无论自交还是测交，若子代都只有蓝花，则该蓝花植株基因型为aaabb，因此需要区分蓝花植株基因型为AaaBb还是AAaBb。若进行测交，AaaBb个体进行测交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，Aaa可以产生的配子种类及比例为A：a：Aa：aa=1:2:2:1，测交后代含A的个体和不含A的个体比值为1:1，再考虑B、b基因，测交的结果是Bb：bb=1:1，因此子代蓝花：白花=1:1；AAaBb个体进行测交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，AAa可以产生的配子种类及比例为A：a：AA：Aa=2:1:1:2，测交后代含A的个体和不含A的个体比值为5:1，再考虑B、b基因，测交的结果是Bb：bb=1:1，因此子代蓝花：白花=1:1，两种基因型的个体测交结果相同，无法进行判断。若进行自交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，Aaa可以产生的配子种类及比例为A：a：Aa：aa=1:2:2:1，含A的配子：不含A配子=1:1，自交后代含A的个体和不含A的个体比值为3:1，再考虑B、b基因，自交的结果是BB：Bb：bb=1:2：1，因此子代蓝花：白花=5:3；AAaBb个体进行自交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，AAa可以产生的配子种类及比例为A：a：AA：Aa=2:1:1:2，含A的配子：不含A配子=5:1，自交后代含A的个体和不含A的个体比值为35:1，再考虑B、b基因，自交的结果是BB：Bb：bb=1:2：1，因此子代蓝花：白花=（35×3+1）：（35+3）=53:19，两种三体蓝花植株自交子代表型及比例不同，可以判断染色体分离异常发生的时期。 （3）染色体结构变异包括了染色体片段的缺失、重复、倒位和易位，已知同一对引物的扩增产物长度相同，若为易位、缺失和重复则导致b基因和B基因碱基长度不同，因此用同一对引物扩增产生的片段长度不同，因此判断该结构变异为倒位。甲、乙基因型为aaBB、AAbb，结合电泳结果可知，甲无论用哪一对引物扩增均能扩增出产物，引物是根据B基因的碱基序列设计的，因此判断甲的基因型为aaBB，乙的基因型为AAbb，F2白花的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb，丙用F2R1扩增结果与甲相同，与乙不同，说明丙含有B基因，因此丙的基因型为aaBB或aaBb。根据电泳结果判断是F2和R2对应的DNA片段发生了倒位，使得基因B突变为b，倒位后获得的b基因，F1R2引物对应的是同一条单链，F2R1引物对应的是同一条单链，因此用F2R1扩增，乙植物无法扩增出产物。为了确定丙的基因型，即确定是否含有b基因，可以选择引物F1F2或R1R2,由于B基因F1F2引物对应的是同一条单链，R1R2对应的另一条单链，因此无法扩增，而由于倒位，b基因可以正常扩增。 【变式应用2】某种植物的性别决定方式为XY型，已知控制叶形的基因B/b不位于Y染色体上，研究人员将窄叶植株与宽叶植株进行正反交实验，F1均为宽叶。研究人员在F1中发现一株“奇特”的雌株（甲株），让甲株与F1正常雄株杂交，F2雌雄均为宽叶：窄叶=11：1，对此研究人员提出了两种假说：①出现上述比例是因为甲株是三体植株，甲株的基因型为BBb（三体植株是指某同源染色体多一条的植株。减数分裂时，三体染色体任意2条正常配对并分离，另1条随机移向一极）；②甲株的“奇特”是环境引起的，出现上述比例是因为含b的雄配子只有20%有活性。回答下列问题： (1)由杂交实验结果可知，窄叶对宽叶为 性，控制叶形的基因B/b位于 染色体上，判断依据是 。 (2)若假说①成立，请设计一个最简便的实验加以验证（写出简要的实验思路） 。若假说①成立，则F2宽叶植株中三体植株所占的比例是 。 (3)若假说②成立，则用F1宽叶雄株与窄叶雌株杂交，观察子代的表型及比例，子代中宽叶：窄叶的比例为： 。 【答案】(1) 隐性 常 亲本窄叶和宽叶植株正反交结果相同，F1均为宽叶 (2) 取甲植株分裂旺盛部位的细胞制片，在显微镜下观察细胞中染色体的形态和数目 6/11 (3)5：1 【分析】基因的分离定律的实质是：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】（1）由题意可知，控制叶形的基因B/b不位于Y染色体上，且窄叶植株与宽叶植株进行正反交实验，F1均为宽叶，说明B/b位于常染色体上，且宽叶为显性。 （2）可通取甲植株分裂旺盛部位的细胞制片，在显微镜下观察细胞中染色体的形态和数目来判断假说①是否正确。若假说①成立，则甲株（可产生配子B：BB：Bb：b=2：1：2：1）与F1正常雄株（可产生配子B：b=1：1）杂交，F2宽叶植株（1-bb）中三体植株（BBB、BBb、Bbb）所占的比例是（1/6×1/2+1/6×1/2+2/6×1/2+2/6×1/2）/（1-1/6×1/2）=6/11。 （3）若假说②成立，含b的雄配子只有20%有活性，则用F1宽叶雄株（可产生配子B：b=5：1）与窄叶雌株（可产生配子b）杂交，子代中宽叶（Bb）：窄叶（bb）的比例为5：1。 【变式应用3】水稻是自花传粉的植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“杂交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系来培养杂交水稻，过程如下图所示。图中恢复系与不育系杂交产生的杂交稻F1正常可育，且具有杂种优势。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因（N、S）和细胞核基因（R、r）共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因，仅含有S和r基因的水稻S（rr）表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。 回答下列问题： (1)上述与水稻雄性育性有关的基因中，遵循孟德尔遗传规律的是 。在培育杂交水稻时，选育雄性不育植株的目的是 （答2点）。 (2)据图分析，连续制备雄性不育系A，应该选择的父本和母本分别依次是 （写出性别和基因型）。 (3)现有3个品系的纯合高秆水稻（DD），其中恢复系高秆水稻发生隐性突变产生了恢复系矮秆水稻（dd）。已知控制秆高的基因与控制育性的核基因位于非同源染色体上，请写出实验验证思路 ，预期结果为 。 【答案】(1) R/r 在培育杂交水稻时，为省去人工去雄（降低人工成本，提高种子质量），杂交水稻的培育工作中需要选育雄性不育品系 (2)父本N（rr）和母本S(rr) (3) 基因型为N(RRdd)或S(RRdd)为父本，雄性不育系S(rrDD)为母本，杂交得F1，F1自交得F2，统计F2的表型及比例 预期结果：可育高秆：可育矮秆：不育高秆：不育矮秆=9：3：3：1 【分析】雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)，由于基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育，因此只有S(rr)表现雄性不育，其它均为可育。 【详解】（1）孟德尔遗传定律的适用条件为有性生殖的真核生物、细胞核遗传，R、r 基因位于有性生殖的水稻细胞细胞核中的染色体上，遵循孟德尔遗传规律。在培育杂交水稻时，为省去人工去雄（降低人工成本，提高种子质量），杂交水稻的培育工作中需要选育雄性不育品系。 （2）雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)、S(rr)，由于基因R能够抑制基因S的表达，当细胞质中有基因N时，植株都表现为雄性可育，因此只有S(rr)表现雄性不育，其它均为可育，为了持续获得雄性不育系水稻，应使用父本N(rr)和母本S(rr)进行杂交。 （3）若控制高秆的基因与控制育性的核基因位于非同源染色体上，则两对基因遵循自由组合定律，恢复系高秆水稻发生隐性突变产生了恢复系矮秆水稻（dd），基因型为N(RRdd)或S(RRdd)为父本，雄性不育系S(rrDD)为母本，杂交得F1，F1自交得F2，统计F2的表型及比例。预期结果：可育高秆：可育矮秆：不育高秆：不育矮秆=9：3：3：1。 1．（2025·山东·二模）玉米茎腐病的主要致病菌是禾谷镰孢菌。科学家通过实验筛选抑制禾谷镰孢菌的真菌用来防治玉米茎腐病，实验流程如下：①取土样配制成土壤悬浮液，分离纯化得到真菌菌落；②在距离培养皿边缘1cm处呈正三角形取3点，在三角形中心取1点，将禾谷镰孢菌接种在中心点上，分离纯化的真菌接种在另外3点上，培养观察；③选取菌落长势快的真菌菌株制备复筛发酵液；④过滤得到无菌发酵液；⑤将发酵液与基本培养基混合制成培养基M；⑥用打孔器打取直径为8mm的禾谷镰孢菌菌饼，接种在培养基M上；⑦培养一段时间后与对照组做对比，计算抑菌率。下列说法错误的是（    ） 真菌类型 菌落直径/mm 抑菌率/% 处理组 对照组 M-48 45 75 44.78 M-43 22 75 79.10 M-6 42 75 49.25 M-104 37 75 56.71 M-34 57 75 26.87 A．步骤①中可以用稀释涂布平板法分离纯化菌种 B．抑菌率计算公式为：（对照组菌落直径-处理组菌落直径）/对照组菌落直径 C．对照组是将直径为8mm的禾谷镰孢菌菌饼接种在不含真菌发酵液的基本培养基 D．由表可知M-43可以作为禾谷镰孢菌的优选抑制菌株 【答案】B 【分析】选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率。 【详解】A、稀释涂布平板法可用于分离和纯化菌种，步骤①中采用该方法分离纯化从土壤悬浮液得到的真菌菌落，在实验操作上是合理的，A正确； B、按公式（对照组菌落直径 - 处理组菌落直径）/ 对照组菌落直径计算，如 M - 43：(75−22)÷75≈70.67%，与表格中 79.10% 不符，说明公式错误，B错误； C、为了准确对比实验组中真菌发酵液对禾谷镰孢菌的抑制效果，对照组应将直径为8mm的禾谷镰孢菌菌饼接种在不含真菌发酵液的基本培养基上，这样能排除其他因素干扰，C正确； D、从表中数据能看出，M - 43的抑菌率为79.10%，在各菌株中抑菌率最高，也就意味着它对禾谷镰孢菌的抑制效果最好，可以作为优先选择的抑制菌株，D正确。 故选B。 2．（2025·浙江温州·二模）为探究pH对酶活性的影响，将H2O2溶液加入漏斗（①）中，pH缓冲液加入烧瓶（②）中，猪肝研磨液加入某仪器中，2min后打开止水夹b，打开漏斗盖和阀门a，H2O2溶液全部进入②后迅速关闭a；1min后关闭b，读取记录注射器（③）中气体体积，实验记录表如下。 组别 1 2 3 4 5 H2O2溶液 + + + + + 猪肝研磨液 + + + + + 不同的pH缓冲液 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 气体体积（mL） 13.2 14.3 15.2 14.8 12.8 注：实验在适宜环境中进行：“+”表示添加适量的相应物质。 下列叙述正确的是（    ） A．注射器（③）中加入猪肝研磨液 B．pH7.0是肝脏中H2O2酶作用的最适pH C．若提早打开a，则各组收集到的气体体积的量均会减少 D．若反应完全结束后关闭b，则各组收集到的气体体积基本相等 【答案】D 【分析】本实验的目的是探究pH对过氧化氢酶的影响，因此自变量是pH，因变量是酶促反应速率（用产生的气体体积表示），过氧化氢酶催化H2O2分解为H2O和O2。 【详解】A、实验装置图中注射器(③)的作用是收集生成的气体，pH缓冲液加入烧瓶（②）中，用于处于酶，故猪肝研磨液应放在烧瓶(②)中，A错误； B、据表格数据可知，pH为7.0时，气体体积最大，但pH在6-7或7-8之间可能会有更适宜的pH，故肝脏中H2O2酶作用的最适pH应在6-8的范围内，B错误； C、若提早打开a，烧瓶中酶还未充分达到相应的pH。若pH缓冲液会提高酶活性的组收集的体积的量会减少。若pH缓冲液会降低酶活性的组收集的气体体积的量会增加，C错误； D、该实验H2O2溶液的量和浓度为无关变量，每组实验中H2O2溶液的量和浓度都相同。由于各实验组中底物量相同，若反应完全结束后关闭b，各实验组产生的产物量也相同，则各组收集到的气体体积基本相等，D正确。 故选D。 3．（2024·湖北黄冈·一模）苯丙酮尿症患者早期确诊后，可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗。为验证该策略的有效性进行了相关研究，下表为研究过程中患者体内几种矿质元素含量的检测结果。下列分析正确的是（    ） 组别 锌（μmol/L） 铁（μmol/L） 钙（mmol/L） 镁（mmol/L） 铜（μmo/L） 实验组 70.58±1.53 7.38±1.20 1.68±0.17 1.65±0.17 21.77±3.97 对照组 78.61±0.90 7.75±0.95 1.72±0.17 1.48±0.20 20.04±5.29 A．表中检测的5种元素均为微量元素 B．实验组不限制高蛋白食物摄入，对照组限制高蛋白食物摄入 C．表中结果说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量 D．人体血液中必须含有一定量的Ca2+，但Ca2+的含量过高会引起抽搐 【答案】C 【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。 【详解】A、钙、镁是大量元素，不是微量元素，A错误； B、据题干信息“苯丙酮尿症患者早期确诊后，可及时采取严格限制高蛋白食物摄入的饮食策略辅助治疗”可知，实验组限制高蛋白食物摄入，B错误； C、表中数据显示实验组与对照组矿质元素的含量不同，说明高蛋白食物的摄入会影响患者体内矿质元素的含量，C正确； D、哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，但是Ca2+的含量太低会引起抽搐，D错误。 故选C。 4．（2025·广西南宁·一模）为探究乙烯对水稻根系生长的影响，以野生型水稻和突变型水稻（乙烯受体缺失）等作为材料进行实验研究，结果如下表所示。下列叙述正确的是（    ） 实验组别 植物体内生长素含量 根系长度 ① 野生型水稻 +++ +++ ② 突变型水稻 + + ③ 突变型水稻+NAA + +++ ④ 乙烯受体功能恢复型水稻 +++ +++ 注：+越多表示相关指标的量越大 A．通过诱变育种，可使突变型水稻定向突变为第④组中的水稻 B．第②组与第③组形成对比说明乙烯对根系生长有促进作用 C．第③组与第④组之间通过“加法原理”控制单一变量形成对照 D．第①、②和④组说明乙烯可能影响生长素的合成并调控根系生长 【答案】D 【详解】A、诱变育种的变异具有不定向性，无法通过诱变定向获得乙烯受体功能恢复的水稻即第④组中的水稻，A错误； B、第②组（突变型）与第③组（突变型+NAA）的差异是外源NAA的作用，而非乙烯（因突变型乙烯受体缺失）的作用，故第②组与第③组形成对比不能说明乙烯对根系生长有促进作用，B错误； C、第③组（突变型+NAA）与第④组（受体恢复型）的变量包括乙烯受体状态和NAA处理，不符合“加法原理”的单一变量对照，C错误； D、第①组（野生型）和第④组（受体恢复型）生长素含量高且根系更长，而第②组（突变型）生长素含量低且根系短，说明乙烯受体正常时生长素合成增加，进而调控根系生长，D正确。 故选D。 5．（2025·湖南永州·一模）科研人员对黑果小檗种子的传播与坡度、母株距离的关系开展了调查，结果如下图所示。下列叙述正确的是（    ） A．处于6°坡度的黑果小檗种子主要集中在距离母株基部2m处 B．黑果小檗种子的扩散距离随其所处坡度的增加而逐渐减小 C．有的种子散落在母株周围，有的传播较远，体现了群落的水平结构 D．研究该植物的生态位，通常要研究它在区域内的出现频率、种群密度等特征 【答案】D 【详解】A、由图可知：6°坡度且距离母株基部1m处的种子库密度最大，说明处于6°坡度的黑果小檗种子主要集中在距离母株基部1m处，A错误； B、由图可知：在距离母株基部1m、2m、3m处，种子库密度分别随其所处坡度的增加而减小、先增加后减小、逐渐增大，据此不能说明黑果小檗种子的扩散距离随其所处坡度的增加而逐渐减小，B错误； C、黑果小檗种子为同一物种，有的种子散落在母株周围，有的传播较远，不能体现群落的水平结构，C错误； D、研究该植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等，D正确。 故选D。 6．（2025·安徽蚌埠·三模）现有新发现的一种病毒，科研人员设计了如表所示的两种实验方法来探究该病毒的遗传物质。下列叙述错误的是（    ） 实验方法 实验过程 检测 I 将该病毒核酸提取物分为两组，一组用适量DNA酶处理（a组），另一组用等量RNA酶处理（b组），然后分别侵染宿主细胞 检测是否有子代病毒产生 II 将宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸（c组）和胸腺嘧啶脱氧核苷酸（d组）的培养基上，一段时间后再用病毒侵染被标记的宿主细胞 检测子代病毒是否具有放射性 A．I是采用“减法原理”设计的对比实验 B．II中c、d组都能用15N标记尿嘧啶和胸腺嘧啶 C．a组可作出“该病毒的遗传物质是DNA”的假设 D．a组有病毒产生且c组病毒有放射性说明其遗传物质是RNA 【答案】B 【分析】1、生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。 2、鉴定病毒的遗传物质的方法：（1）成分分析法：分析新病毒核酸中的含氨碱基种类或五碳糖种类进而确定核酸类型；（2）酶解检测法：分别用DNA酶和RNA酶处理两组新病毒的核酸，然后将处理过的核酸注入宿主细胞，观察能否产生子代病毒；（3）标记宿主法：用放射性同位素分别标记一组宿主细胞内的T和另一组宿主细胞内的U，而后用新病毒分别侵染两组做过标记的宿主细胞。 【详解】A、Ⅰ中采用的方法是酶解法，向a、b两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了减法原理，A正确； B、尿嘧啶和胸腺嘧啶分别是RNA和DNA特有的碱基，不能都用15N标记，因为组中无法判断到底是DNA还是RNA，B错误； C、由于该病毒的遗传物质可能是DNA，也可能是RNA，因此a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设，再进一步通过实验来验证该假设的正确性，C正确； D、b组用RNA酶（RNA被分解）来处理，结果b组有病毒产生，酶具有专一性，说明该病毒的遗传物质是DNA；d组加有胸腺嘧啶核苷酸（合成DNA的原料），结果子代病毒有放射性，说明该病毒可以利用胸腺嘧啶核苷酸，则该病毒的遗传物质是DNA，D正确。 故选B。 7．（2025·辽宁盘锦·三模）为从甲、乙两个黄瓜品种中选出一种能在高海拔较好生长的品种，科研人员开展了低氧胁迫对细胞呼吸的影响实验，结果如图。下列叙述正确的是（    ） A．除自变量外，每组的无关变量应相同且与高海拔一致 B．实验结果表明，品种甲黄瓜较适合在高海拔地区种植 C．对照组黄瓜细胞内消耗NADH的场所只有线粒体内膜 D．低氧下，品种甲对应组为实验组，品种乙对应组为对照组 【答案】A 【分析】无氧呼吸过程：全过程发生在细胞质基质中，第一阶段和有氧呼吸相同，第二阶段丙酮酸被还原生成乳酸或酒精和CO2。 【详解】A、由于实验的目的是模拟低氧胁迫对两个黄瓜品种的细胞呼吸影响，并从甲、乙两个品种的黄瓜中选出一种能在高海拔较好生长的品种，所以除了自变量（黄瓜品种、通气情况）以外，每组的无关变量应相同且与高海拔一致，A正确； B、该实验的结果是低氧均会导致黄瓜体内酒精含量升高，其中品种甲升高更快，酒精不利于黄瓜的生长，即实验结果表明，品种甲黄瓜不适合在高海拔地区种植，B错误； C、正常通气组属于对照组，该对照组的黄瓜植株体内有酒精产生，说明部分细胞也能进行无氧呼吸，而无氧呼吸消耗NADH的场所是细胞质基质，C错误； D、低氧下为相互对照，品种甲和品种乙都是实验组，D错误。 故选A。 8．（2025·重庆·三模）表皮生长因子（EGF）可与非小细胞肺癌细胞（A594）的表皮生长因子受体（EGFR）结合，通过胞内一系列信号转导促进其增殖。漆黄素是来源于植物细胞的抗肿瘤活性物质。为探究漆黄素的抗肿瘤机制，科研人员以A594细胞为实验材料，在不同处理后的第45小时测定各期细胞占比和细胞凋亡率，相关实验设计和结果如表所示。下列说法不正确的是（　　） 组别 处理 细胞周期（%） 凋亡率（%） G1期 S期 G2和M期 甲 不做处理 82 13 5 9 乙 EGF 74 20 6 5 丙 漆黄素和EGF 81 14 5 12 丁 吉非替尼和EGF 83 13 4 14 注:吉非替尼为EFGR活性抑制剂，G1期:DNA合成前期，S期:DNA合成期，G2:分裂准备期 A．G1期会发生DNA聚合酶基因的选择性表达 B．在G2期结束时的细胞中存在倍增后的两个中心体 C．漆黄素可能通过促进抑癌基因表达从而促进癌细胞凋亡 D．漆黄素通过抑制EGFR活性进而抑制G1期细胞进入S期 【答案】D 【分析】细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。包括分裂前的间期和分裂期，其中间期包括G1、S、G2期。 【详解】A、在G1期为DNA合成前期，会进行DNA复制所需的酶（如DNA聚合酶）等蛋白质的合成，所以会发生DNA聚合酶基因的选择性表达，A正确； B、中心体在G1期开始复制，到G2期结束时完成复制，此时细胞中存在倍增后的两个中心体，B正确； C、与乙组（只加EGF）相比，丙组（漆黄素和EGF）细胞凋亡率升高，漆黄素是抗肿瘤活性物质，可能通过促进抑癌基因表达从而促进癌细胞凋亡，C正确； D、若漆黄素通过抑制EGFR活性进而抑制G1期细胞进入S期，那么丙组（漆黄素和EGF）与丁组（吉非替尼和EGF，吉非替尼为EGFR活性抑制剂）的实验结果应该相似，但从表格数据看，两组细胞周期各期占比和凋亡率有差异，所以漆黄素不是通过抑制EGFR活性来抑制G1期细胞进入S期的，D错误。 故选D。 9．（2025·河北·二模）为了研究植物生长调节剂对三叶青扦插生根的影响，科学家进行了扦插实验，结果如表所示。下列叙述正确的是（　　） 不同基质、植物生长调节剂对三叶青老枝扦插生根的影响 植物生长调节剂 浓度mg/L 生根率(%) 黄壤 黑壤 IBA 300 51 50 500 67 64 1000 94 92 NAA 300 47 50 500 71 69 1000 91 90 CK 52 50 A．CK组所加溶液为等量清水 B．该实验的自变量为植物生长调节剂的种类和浓度 C．用300mg/L植物生长调节剂处理枝条的时间应长于500mg/L处理的时间 D．据结果可知IBA、NAA对三叶青老枝生根率的影响无明显差异 【答案】AD 【分析】植物生长调节剂：（1）概念：由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质。具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。（2）分类：①分子结构和生理效应与植物激素类似如吲哚丁酸②分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应如a-萘乙酸和矮壮素。（3）对于植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件，都会影响施用效果。 【详解】A、该实验目的是研究植物生长调节剂对三叶青扦插生根的影响，CK组为空白对照组，所加溶液为等量清水，A正确； B、该实验的自变量为基质、植物生长调节剂的种类和浓度，因变量为三叶青的生根率，B错误； C、处理枝条的时间为该实验中的无关变量，应保持相同且适宜，故用300mg/L植物生长调节剂处理枝条的时间应等于500mg/L处理的时间，C错误； D、据结果可知，基质相同的情况下，相同浓度IBA和NAA处理，三叶青老枝生根率相差不大，说明IBA、NAA对三叶青老枝生根率的影响无明显差异，D正确。 故选AD。 10．（2025·河北沧州·三模）自然杀伤细胞（NK细胞）分泌的干扰素-γ（INF-Y）能杀伤肿瘤细胞，CD107a的表达与NK细胞的活化显著相关。抗GM1抗体（Anti-GM1）与一些免疫疾病有关，研究人员探究了静脉注射Anti-GM1对小鼠NK细胞的影响，部分结果如表所示。下列分析正确的是（　　） 处理 脾脏中NK细胞的比例/% CD107a的相对表达量 INF-γ的分泌量/（pg·mL-1） Anti-GM1组 12.3 0.8 530 对照组 16.5 1.5 670 A．NK细胞参与免疫系统发挥免疫监视功能 B．CD107a的高表达能提高NK细胞的活化率 C．Anti-GM1削弱了NK细胞的杀伤能力 D．Anti-GM1激活NK细胞会产生自身免疫病 【答案】ABC 【分析】免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用，这是免疫系统最基本的功能。免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞，进行自身调节，维持内环境稳态的功能。免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。 【详解】A、免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。自然杀伤细胞（NK细胞）分泌的INF-γ能杀伤肿瘤细胞，说明NK细胞参与免疫系统发挥免疫监视功能，A正确； B、CD107a的高表达能提高NK细胞的活化率，B正确； C、Anti-GM1组脾脏中NK细胞的比例、CD107a的相对表达量、INF-γ的分泌量均低于对照组，说明Anti-GM1削弱了NK细胞的杀伤能力，C正确； D、Anti-GM1抑制NK细胞可能会产生免疫缺陷病，D错误。 故选ABC。 11．（2025·湖南·一模）科研人员研究了外源生长素（NAA）、生长素合成抑制剂（PPBO）、生长素极性运输抑制剂（TIBA）对荔枝雄花量、雌花量、坐果量、单果质量的影响，实验药剂的浓度和实验结果见下表。相关叙述正确的是（    ） 药剂浓度/mg·L-1 雄花量/个 雌花量/个 坐果/个·穗-1 单果质量/g CK 清水 1661 189 15 16.12 NAA 100 1549 72 2.5 18.81 PPBO 10 1082 123 28 20.38 100 1325 189 26.5 18.82 TIBA 10 788 189 23.5 17.93 100 909 361 59.17 19.8 A．NAA处理坐果量较低的原因主要是雌花数量少 B．PPBO作用的原理是抑制赖氨酸转变为生长素的关键酶活性 C．TIBA作用的原理可能是抑制IAA载体活性导致IAA从形态学上端往下端运输受阻 D．结果表明用浓度约为100mg·L-1的TIBA对荔枝进行处理有利于果实产量的提高 【答案】ACD 【分析】生长素的作用表现为两重性：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。生长素所发挥的作用，因为浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。不同植物对生长素的敏感程度不同，双子叶植物>单子叶植物，同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同，敏感程度表现为根>芽>茎。 【详解】A、依据表中信息可知，NAA组雌花量最少，故NAA处理坐果量较低的原因主要是雌花数量少，A正确； B、PPBO为生长素合成抑制剂，PPBO作用的原理是抑制色氨酸转变为生长素的关键酶活性，B错误； C、生长素极性运输是从形态学上端到形态学下端，TIBA作用的原理是抑制IAA载体活性导致IAA从形态学上端往下端运输受阻，C正确； D、依据表中信息可知，TIBA浓度为10mg/L时坐果/个·穗-1为23.5，单果质量17.93g，当TIBA浓度为100mg/L时坐果/个·穗-1为59.17，单果质量19.8g，说明用浓度约为100mg·L-1的TIBA对荔枝进行处理有利于果实产量的提高，D正确。 故选ACD。 12．（2025·山东临沂·三模）多种多样的植物在生态系统中各自发挥着不同的功能，构成不同的功能群，同一功能群中的植物具有相似的结构或功能。为研究某生态系统的本地植物功能群对空心莲子草入侵的影响，将一个圆形样地划分为A区、B区和C1~C5区，除A区外，其余各区大小相同。种植情况如图1，其中C3~C5区中植物功能群数目相同但物种数目分别为4、8、16，在第3、7、13天测定B、C区空心莲子草入侵状况，得图2。下列说法错误的是（　　） A．实验的自变量是植物功能群的数目及物种数目，因变量是入侵程度相对值 B．各区种植植物的先后顺序是先种植A区（空心莲子草），再同时种植C1~C5区 C．本地植物与空心莲子草存在种间竞争，能减缓空心莲子草的入侵 D．植物功能群丰富的群落不易被入侵，功能群数相同时物种数变化对入侵程度有显著影响 【答案】BD 【分析】对比分析C1～C5区的入侵程度可知，植物功能越丰富的群落不易被入侵；功能群数目相同时物种数目变化对入侵没有显著影响。 【详解】A、分析题意和题图可知，C1~C5的功能群数目和物种数目不同（如C1有1个功能群，C2有2个功能群，C3~C5功能群数目相同但物种数目分别为4、8、16），因此自变量是功能群数目和物种数目，因变量是入侵程度相对值，A正确； B、若先种植 A 区（空心莲子草），其生长可能会对后续种植的 C1 - C5 区植物产生影响，干扰实验结果。为了研究本地植物功能群对空心莲子草入侵的影响，应先同时种植 C1 - C5 区植物，构建本地植物群落，再种植 A 区空心莲子草，B错误； C、图2显示，B区（不种植本地植物）的入侵程度最高，而C1~C5区（种植本地植物）的入侵程度较低，说明本地植物确实减缓了空心莲子草的入侵，这种减缓作用可能是由于种间竞争（如争夺资源），C正确； D、图2中，C1区（1个功能群）的入侵程度高于C2区（2个功能群），说明功能群越多，入侵程度越低，对于C3~C5区（功能群数相同，物种数不同），图2中三者的入侵程度差异不大，说明物种数变化对入侵程度影响较小，因此，功能群丰富度是主要影响因素， 物种数影响较小，D错误。 故选BD。 13．（2025·广东广州·一模）针灸是我国传承千年的治疗疾病的手段，以外源性刺激作用于身体特定的部位（穴位）引发系列生理学调节效应。有研究发现电针疗法有一定的镇痛效果。脊髓背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用，为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，动物实验处理（表）及结果（图）如下所示，请回答下列问题 动物模型 分组 治疗处理 对照组：_____ A 不治疗 疼痛模型组：_____ B _____ C _____ 可供选择的实验材料有：正常大鼠、痛觉敏感小鼠、蒸馏水、生理盐水、致痛诱导剂 (1)请据图分析并完善实验方案：对照组： ，疼痛模型组： ，B组处理： ，C组处理： 。 (2)设置A组作为对照组的具体目的是 和 。 (3)本实验的结论是 。 【答案】(1) 在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水 在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛诱导剂 不治疗 电针治疗 (2) 排除生理盐水的浓度、体积等对实验结果的干扰 给出正常大鼠的疼痛阈值和P2X相对表达水平 (3)电针疗法可能通过抑制P2X的表达发挥一定的镇痛作用 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电信号的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。 【详解】（1）为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，对照组：在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水；疼痛模型组：在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛诱导剂。据图可判断B组为不治疗、C组为电针治疗。 （2）设置A组的具体目的是作为对照，排除生理盐水的浓度、体积等对实验结果的干扰以及给出正常大鼠的疼痛阈值和P2X相对表达水平。 （3）与B组（疼痛模型不治疗组）相比，C组P2X相对表达水平低于B组且与A组接近，但C组疼痛阈值高于B组，而疼痛阈值与痛觉敏感性呈负相关（疼痛阈值越高，痛觉敏感性越低），因此推测电针疗法可能通过抑制P2X的表达，降低痛觉敏感性，从而发挥镇痛作用。 14．（2025·广东肇庆·一模）黄曲霉毒素B1（AFB1）是黄曲霉产生的剧毒次生代谢物，严重危害粮食安全。O-甲基转移酶基因AFLA_105170在黄曲霉生长和AFB1合成过程中起重要作用。研究人员构建该基因缺失菌株后，检测了正常菌株与该基因缺失菌株中AFB1含量和与AFB1合成相关基因（如afIJ、afIW、afIS、afIM）的相对表达量，结果如图所示。 (1)从图的结果可知，O-甲基转移酶可能通过甲基化 （填“促进”或“抑制”）AFB1合成基因的转录，进而对黄曲霉表型产生影响，该现象称为 。从基因表达产物与性状的关系角度，分析AFLA_105170基因缺失组中AFB1含量减少的原因： 。 (2)研究人员发现AFLA_105170基因缺失后，黄曲霉菌细胞膜完整性受损，若选用“能与细胞膜破损处结合并显色的试剂Y”进行验证实验，请写出实验思路和预期结果： 。 (3)基于本研究，请提出一种在实际农业生产中减少黄曲霉毒素污染的可能途径： 。 【答案】(1) 促进 表观遗传 与AFB1合成相关的基因的转录受阻，其编码的相关酶合成减少，使得AFB1合成途径受阻，含量降低 (2)实验思路：取等量对照组和基因缺失组黄曲霉菌体，分别用等量显色试剂Y处理一段时间后，在显微镜下观察菌体显色情况（或通过流式细胞仪定量检测显色菌体比例）。预期结果：基因缺失组菌体的显色强度显著高于对照组（或基因缺失组菌体显色比例更高） (3)利用基因编辑技术靶向敲除黄曲霉中的AFLA_105170基因；选育低毒黄曲霉菌种；开发O-甲基转移酶抑制剂用于生物防治 【分析】分析题图可知AFLA_105170基因缺失后，与AFB1合成相关基因的表达水平下调，同时AFB1含量降低，这表明AFLA_105170基因正常表达时，对AFB1合成相关基因起促进作用。 【详解】（1）根据图的结果，AFLA_105170基因缺失后，与AFB1合成相关基因的表达水平下调，同时AFB1含量降低，这表明AFLA_105170基因正常表达时，对AFB1合成相关基因起促进作用。O-甲基转移酶是一种催化甲基化反应的酶，可能通过甲基化修饰（如组蛋白甲基化）促进AFB1合成基因的转录，从而上调这些基因的表达。这种通过化学修饰（而非改变DNA序列）来调控基因表达的现象属于表观遗传。与AFB1合成相关的基因（如aflJ、afIW、afIS、afIM）的表达产物是AFB1合成途径中的关键酶。这些基因表达下调后，酶数量降低，AFB1合成减少，直接导致含量变化。这体现了基因通过控制酶合成来影响代谢过程，进而控制生物体的性状。 （2）验证AFLA_105170基因缺失后，黄曲霉菌细胞膜完整性受损的实验思路为取等量对照组（野生型）和基因缺失组黄曲霉菌体，分别加入等量显色试剂Y，培养一段时间后在显微镜下观察菌体显色情况，或使用流式细胞仪定量检测显色菌体比例。预期结果：基因缺失组菌体的显色强度（或比例）显著高于对照组。对照组菌体由于细胞膜完整，显色较浅或无显色；基因缺失组菌体细胞膜破损，细胞显色明显。这表明AFLA_105170基因缺失确实会导致细胞膜完整性受损。 （3）在实际农业生产中，减少黄曲霉毒素污染的途径有：①利用基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）靶向敲除黄曲霉中的AFLA_105170基因，敲除该基因后，AFB1合成相关基因表达下调，毒素合成减少；同时，菌株细胞膜完整性受损，生长能力减弱，在自然环境中竞争力下降。②选育低毒菌株用于生物竞争，将低毒菌株施用于农作物（如玉米、花生），可占据生态位，抑制野生有毒黄曲霉的生长，从而从源头上减少AFB1污染。③开发O-甲基转移酶抑制剂，抑制O-甲基转移酶基因表达，可持续抑制AFB1合成相关基因的转录，从源头上减少毒素积累。 15．（2025·广西南宁·一模）石漠化是我国西南岩溶地区主要的生态问题，封山育林是修复岩溶生态系统的重要手段。科研人员以广西典型岩溶地区为对象，采用空间代替时间的方法，选取不同封育年限的植被为样本，探究封山育林和植被进行演替过程中植物群落组成与土壤肥力特征的变化，为西南岩溶地区生态重建提供理论依据。请结合图表及相关知识回答问题： 封育年限（年） 土壤有机质含量（g·kg-1） 土壤pH 5 49 7.6 15 62 7.3 25 156 7.0 35 99 7.2 55 80 6.6 (1)岩溶植被群落随封育年限变化而发生的演替类型是 。据图分析，当封育年限从15年到55年，图中所占比例先增加后减少的植物类型是 ，推测其比例减少的主要原因是 。 (2)随着封育期延长，岩溶生态系统中的草本层优势种呈现阳性杂草→阳性禾草→阴生性蕨类植物的有序替代，体现了环境对不同草本植物种群的筛选，这是 作用的结果。 (3)土壤pH和土壤有机质含量与微生物的分解产酸作用和群落植被凋落物密切相关，且群落植被凋落物随着封育期延长而逐渐增多。与封育25年相比，推测封育55年的生态系统中分解者的分解作用更强，依据是 。 (4)石漠化岩溶生态系统通过实施退耕还林、封山育林等生态修复措施，可以显著提升物种丰富度、优化群落结构复杂性并改善土壤肥力，这说明人类活动能改变演替的 。 【答案】(1) 次生演替 灌木 乔木生长形成林冠层，导致灌木因光照不足而比例下降 (2)自然选择 (3)封育55年的土壤有机质含量比封育25年的少，说明有机质分解更充分；封育55年的土壤pH低于封育25年，说明分解者分解凋落物产酸更多 (4)速度和方向 【分析】群落演替包括初生演替和次生演替。初生演替：是指一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但是被彻底消灭了的地方发生的演替；次生演替：原来有的植被虽然已经不存在，但是原来有的土壤基本保留，甚至还保留有植物 的种子和其他繁殖体的地方发生的演替。 【详解】（1）岩溶植被群落随封育年限变化而发生的演替类型是次生演替。据图分析，当封育年限从15年到55年，图中所占比例先增加后减少的植物类型是灌木，其比例减少的主要原因是乔木生长形成林冠层，导致灌木因光照不足而比例下降。 （2）随着封育期延长，岩溶生态系统中的草本层优势种呈现阳性杂草→阳性禾草→阴生性蕨类植物的有序替代，这是自然选择作用的结果。 （3）与封育25年相比，封育55年的土壤有机质含量比封育25年的少，说明有机质分解更充分；封育55年的土壤pH低于封育25年，说明分解者分解凋落物产酸量更多，则封育55年的生态系统中分解者的分解作用更强。 （4）石漠化岩溶生态系统通过实施退耕还林、封山育林等生态修复措施，可以显著提升物种丰富度、优化群落结构复杂性并改善土壤肥力，这说明人类活动能改变演替的速度和方向。 / 学科网（北京）股份有限公司 $