前置专题 第三讲 内化实验常考的三种题型-【新高考方案】2026年高考生物二轮复习专题增分方略教师用书word（Ⅱ）

第三讲　内化实验常考的三种题型 　　核心素养视域下的生物学高考,常将实验设计分析题作为压轴题。学生作答时经常会出现审题不准、思维不清、表达不当等现象,其中失分最严重的就是语言表达欠规范。规范的实验方案内容应包括实验目的、作出假设、实验原理、实验思路、预期实验结果和得出结论等。下面我们从三个方面重点探讨实验方案中规范性叙写的方法技巧。 题型(一)　正确书写实验思路与实验步骤 　　[典例]　(2025·黑吉辽蒙高考节选)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如下图)和产量潜力。回答下列问题。 注:光照强度在曲线②和③中为n,在曲线①中为n×120%。 (1)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于　　　　不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是　　　　。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  (2)研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。 　　[解析]　(1)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②(S)与③(WT)重合是光照强度不足导致的。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是胞间CO2浓度。A点之后,随胞间CO2浓度逐渐增加,由于①额外补充光照,所以其光合速率比②高。因此,胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是①额外补充了光照,单位时间内光反应能产生更多的ATP和NADPH用于暗反应中C3的还原。 (2)分析题意可知,该实验的目的是验证在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快,自变量为植株类型,因变量可为CO2消耗速率或C3生成速率,其他无关变量需保证相同且适宜,要求用同位素标记的方法,故可用14C标记的14CO2进行实验,实验思路见答案。 [答案]　(1)光照(或光照强度)　胞间CO2浓度　①额外补充了光照,单位时间内光反应产生更多的ATP和NADPH用于暗反应中C3的还原　(2)取生理状态、长势相同的S植株和WT植株,在相同的饱和光照条件下,给两组植物提供适宜且相同浓度的14CO2,其他条件相同且适宜,培养相同时间后,分别测定S植株和WT的14CO2消耗速率或14C3生成速率。 [思维建模] 1.厘清实验设计的思路 2.描述实验设计步骤的“三步曲” 3.实验思路与实验步骤书写技巧的比较 [应用体验] 1.(2025·郑州模拟节选)给正常成年实验兔注射甲药物后,使其血糖升高,注射乙药物可使高血糖症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用,请根据以下提供的实验材料与用具,设计实验步骤。 材料与用具:一组正常成年实验兔、血糖测量仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。(要求:答题时对该组实验兔不再分组;对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不作要求) 答案:①用血糖测量仪对该组每只实验兔每隔一定时间测定血糖浓度,计算平均值作为对照。②给该组每只实验兔注射等量的甲药物,用血糖测量仪对每只实验兔每隔一定时间测量血糖浓度,计算平均值。③当该组实验兔出现高血糖症状后,给每只实验兔注射等量的乙药物,用血糖测量仪对每只实验兔每隔一定时间测量血糖浓度,计算平均值。④对所得数据进行统计分析。 2.(2023·全国甲卷)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有糖产生。回答下列问题。 (1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是　　　　　(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布　　　　　上,其中类胡萝卜素主要吸收　　　　(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。  (2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)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。 解析:(1)一般采用差速离心法分离细胞器。叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜(或光合膜)上。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 (2)糖是在光合作用的碳反应阶段产生的,碳反应的进行需要光反应提供ATP和NADPH。将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖的原因是黑暗条件下,光反应不能正常合成NADPH和ATP,由于缺少NADPH和ATP,碳反应也不能正常合成糖。 (3)淀粉遇碘显蓝色。叶绿体呈绿色,要证明叶绿体中有淀粉存在,需要将叶绿体进行脱色处理,之后用碘液进行检测,实验思路及预期结果见答案。 答案:(1)差速离心法　类囊体薄膜(或光合膜)　蓝紫光　(2)黑暗条件下不能产生还原三碳酸所需要的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和ATP　(3)实验思路:将照光和黑暗处理的叶绿体悬浮液离心得到叶绿体,分别记为A组和B组,之后将得到的叶绿体进行脱色处理。向经脱色处理的叶绿体滴加碘液,观察颜色变化。预期结果:A组叶绿体变为蓝色,B组叶绿体不变色。 题型(二)　准确表述实验结果和实验结论 　　[典例]　(2025·河南高考节选)生物体的所有活细胞都具有静息电位,而动作电位仅见于神经元、肌细胞和部分腺细胞。回答下列问题: (1)最新研究发现,某种肿瘤细胞也可产生动作电位。如图1所示,刺激肿瘤细胞,记录该细胞的膜电位和细胞内Ca2+浓度变化。结果显示随着刺激强度的增大,动作电位幅度、细胞内Ca2+浓度的变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,使该细胞膜两侧的电位表现为　　　　　　　,进而抑制其增殖生长。根据以上机制,若降低培养液中的K+浓度,可　　　　(填“促进”或“抑制”)该肿瘤细胞的生长。  (2)若细胞间有突触结构,突触前细胞兴奋,突触后细胞可记录到相应的膜电位变化,细胞内Ca2+浓度变化可作为判断肿瘤细胞间信息交流的指标。研究证实这种肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流。为验证上述研究结论,应选择图2中组　　　(填“一”“二”或“三”)的细胞为研究对象设计实验,简要写出实验思路及预期结果。  　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　  　　[解析]　(1)据题图1分析,随着刺激强度的增大,动作电位幅度不变,而细胞内Ca2+浓度逐渐增加。动作电位产生与Na+内流有关,在体外培养条件下,用Na+通道阻断剂TTX处理该细胞,则Na+内流减少,导致动作电位产生受阻,使该细胞膜两侧的电位维持外正内负的静息状态。静息电位的产生与K+外流有关,若降低培养液中的K+浓度,会增大细胞内外的K+浓度差,导致静息电位的绝对值增加,细胞不易兴奋,从而抑制肿瘤细胞增殖。 (2)分析题意,本实验目的是验证肿瘤细胞间无突触结构,通过体液调节方式实现信息交流。实验思路及预期结果见答案。 　　[答案]　(1)动作电位幅度不变、细胞内Ca2+浓度逐渐增加　外正内负　抑制　(2)三　实验思路:先刺激组三中细胞1(或细胞2),检测细胞2(或细胞1)的膜电位变化;再刺激组三中细胞3,检测细胞1(或细胞2)内Ca2+浓度变化。预期结果:刺激细胞1(或细胞2)后,细胞2(或细胞1)的膜电位不发生变化;刺激细胞3后,细胞1(或细胞2)内Ca2+浓度显著增加。 [思维建模] 1.实验结果与结论的叙写 (1)实验结果的呈现方式 ①利用文字直接呈现实验结果。应做到简洁、客观。 ②利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从自变量和因变量上展开。 ③利用统计图(曲线图、柱状图等)呈现实验结果。以统计图的形式呈现时,通常横坐标表示自变量,纵坐标表示因变量,并在坐标轴上标注单位或符号,如果是两个或多个自变量,要在图例中注明。 (2)实验结果和结论的分析方式 ①对于验证性实验:结果和结论是唯一的,依据自变量与因变量的关系,可用逆推法,由结论推出相应的结果。 ②对于探究性实验:结果和结论是不确定的,应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到,然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。 2.探究性实验的实验结果与结论叙写模型 若“因变量的检测结果……”,则“自变量”对“因变量”有促进作用;若“因变量的检测结果……”,则“自变量”对“因变量”有抑制作用;若“因变量的检测结果……”,则“自变量”对“因变量”无影响。 [应用体验] 1.(2025·重庆二模节选)水稻是一种重要的农作物,研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。水稻稻穗的大小会影响水稻产量。研究人员获得了稻穗为大穗的单基因纯合突变体1和突变体2,其稻穗显著大于野生型(其稻穗为小穗)。将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同。请回答下列问题。 欲探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,请设计一种实验方案并预期实验结果和结论(不考虑互换)。 实验方案:　　　　　　 　　　　　　　。  预期实验结果和结论: ①若　　　　　　　,  则突变体1、2的突变基因为等位基因; ②若　　　　　　　,  则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因; ③若　　　　　　　,  则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。 解析:将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交,获得的F1的稻穗大小与野生型相同,说明小穗为显性,大穗为隐性。探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系,可将突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例。若F1、F2中都为大穗(突变体),则突变体1、2的突变基因为等位基因;若F2中小穗(野生型)∶大穗(突变体)=9∶7,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;若F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=1∶1,则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。 答案:突变体1和突变体2杂交得F1,F1自交,观察F2表型及比例　F1、F2中都为大穗(突变体)　F2中小穗(野生型)∶大穗(突变体)=9∶7　F2中大穗(突变体)∶小穗(野生型)=1∶1 2.(2025·晋城二模节选)咖啡由于其独特的风味和提神功能,成为很多人日常必需的饮品。与此同时,咖啡对人体健康的影响也受到广泛关注,且富有争议。研究者从不同角度对咖啡进行了探索分析。回答下列问题: (1)如图为咖啡因的一种作用方式,推测腺苷(具有抑制觉醒神经元的作用)与受体结合后会促进觉醒神经元　　　　(填“Na+”或“Cl-”)通道开放。据图分析咖啡提神的原理是　　　　　　　　　　　　,因而喝咖啡能够消除困倦。  (2)咖啡在提神方面的效果因人而异,在分析了3 000名咖啡爱好者的基因组后,发现携带PDSS2基因突变的研究对象日均咖啡消费量更低。有人认为,PDSS2基因突变会降低动物体分解咖啡因的能力,让咖啡因在体内存留时间更长。请以野生型小鼠为材料,运用基因修饰等技术,设计实验检验这一观点,写出实验思路、预期实验结果及结论。 解析:(1)据题干信息分析可知,腺苷具有抑制觉醒神经元的作用,即抑制动作电位的形成,因此当腺苷与受体结合后,会促进突触后神经元Cl-通道的开放,进而抑制神经元的兴奋。据图分析,咖啡因能够与腺苷竞争腺苷受体A1的结合位点,使腺苷无法发挥抑制作用,从而保持觉醒神经元兴奋,因而喝咖啡能够消除困倦。 (2)有人认为,PDSS2基因突变会降低动物体分解咖啡因的能力,让咖啡因在体内存留时间更长。要设计实验检验这一观点,则实验是为了探究PDSS2基因突变对动物体分解咖啡因的能力的影响。因此实验的自变量为PDSS2基因是否突变(是否进行基因修饰),因变量为小鼠血液中咖啡因浓度的变化,无关变量应保证相同且适宜。实验思路、预期实验结果及结论参见答案。 答案:(1)Cl-　咖啡因能够与腺苷竞争腺苷受体A1的结合位点,使腺苷无法发挥抑制作用,从而保持觉醒神经元兴奋　(2)实验思路:取生理状况基本相同的野生型小鼠若干,随机均分为两组,实验组利用基因修饰等技术使其PDSS2基因发生突变,并注射适量咖啡因,对照组只注射同等剂量的咖啡因,不进行基因修饰处理,检测此时小鼠血液中的咖啡因浓度并记录;在相同且适宜的条件下培养两组小鼠,并间隔相同时间多次检测并比较两组小鼠血液中咖啡因浓度的变化。预期实验结果及结论:若相同时间间隔内实验组小鼠血液中咖啡因浓度下降量显著小于对照组,则PDSS2基因突变会降低动物分解咖啡因的能力,让咖啡因在体内存留时间更长;若差异不显著,则PDSS2基因突变不能降低动物分解咖啡因的能力,不能让咖啡因在体内存留时间更长。 题型(三)　正确分析评价实验设计方案 　　[典例]　(2025·衡水模拟)为研究寨卡病毒流行与登革热病毒的关系,科研人员进行了实验。 (1)登革热病毒与寨卡病毒结构相似。为探究登革热病毒抗体是否可以特异性结合寨卡病毒,科研人员用血清与病毒进行抗原—抗体杂交实验,实验处理及结果如图所示。 ①请阐述b组和c组在本实验中的作用。 b组:排除　　　　　　对实验结果的影响。c组:作为　　　　　　　　　　　　　的参照。  ②与对照组分别比较,实验组抗原—抗体反应强度　　　　　　　　　　　　　　　　　,可得出　　　　　　　　　　　　的结论。  (2)科研人员假设:人感染过登革热病毒后,体内存留的登革热病毒抗体与寨卡病毒结合,结合了病毒的抗体再与宿主细胞表面蛋白结合,从而帮助寨卡病毒进入宿主细胞,即存在抗体依赖性增强(简称ADE)。为验证该假设,有人利用下列备选材料设计了实验方案。 备选材料:正常人血清,登革热康复者血清,寨卡病毒,登革热病毒,细胞系U(发生ADE时,对寨卡病毒的感染率很低),细胞系W(不发生ADE时,对寨卡病毒的感染率很高)。 实验方案: 组别 实验处理 预期结果 实验组 将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系W的培养体系中 分别检测实验组和对照组细胞系对寨卡病毒的感染率 对照组 将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系U的培养体系中 ①请指出本实验方案存在的缺陷:　　　　　　 　　　　　　　。  ②请改进本实验方案(写出实验组和对照组处理):　　　　　　 　　　　　　　。  　　[解析]　(1)①在本实验中,b组可排除无关抗体(血清中的其他抗体)对实验结果的影响;c组可作为抗原—抗体阳性反应结果的参照。②据图可知,与对照组分别比较,实验组抗原—抗体反应强度明显高于b组,稍低于c组,由此可得出登革热病毒抗体能够与寨卡病毒特异性结合的结论。 (2)①由于细胞系W在不发生ADE时,对寨卡病毒的感染率很高,因此本实验方案存在的缺陷是实验组细胞系选用不合理;对照组血清选用不合理且对照组不足。②实验组:将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系U的培养体系中。对照组1:将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系U的培养体系中。对照组2:将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系W的培养体系中。 [答案]　(1)①无关抗体(血清中的其他抗体)　抗原—抗体阳性反应结果　②明显高于b组,稍低于c组　登革热病毒抗体能够与寨卡病毒特异性结合　(2)①实验组细胞系选用不合理;对照组血清选用不合理且对照组不足　②实验组:将登革热康复者血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系U的培养体系中。对照组1:将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系U的培养体系中。对照组2:将正常人血清与寨卡病毒共同温育一段时间后,加入细胞系W的培养体系中 [思维建模] “五看法”科学分析与评价实验方案 　　科学分析与评价实验方案时,要认真分析实验材料、对照设计、相关条件、实验步骤、实验结果等是否合理。一般解题规律: [应用体验] 1.(2025·常州模拟)某同学为验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性,设计了如下实验方案,实验步骤如下: ①取两支洁净的试管,编号1和2,按照表中所示加入相关溶液。 试管 蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液 唾液淀粉酶溶液 1 3 mL — 1 mL 2 — 3 mL 1 mL ②将两支试管振荡摇匀,　　　　　　　。  ③取出试管,分别加入2 mL斐林试剂,摇匀,再将两支试管放在恒温水浴锅中加热2 min,观察试管内溶液颜色变化。 (1)酶的基本组成单位是　　　　　　　,酶的专一性是指　　　　　　　 　　　　　　　。  (2)请将步骤②填写完整:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  (3)有同学指出该实验方案只能验证唾液淀粉酶的专一性不能验证蔗糖酶的专一性,请帮助该同学改进实验方案:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  (4)　　　　　(填“能”或“不能”)将实验步骤③中的斐林试剂换成碘液。  解析:(1)酶的本质是蛋白质或RNA,蛋白质的基本单位是氨基酸,RNA的基本单位是核糖核苷酸。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 (2)唾液淀粉酶最适温度是37 ℃左右,所以将试管置于37 ℃左右热水(恒温水浴锅)中保温一段时间。 (3)在原实验的基础上另取两支洁净的试管,编号3和4,先分别加入3 mL蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液,再向两支试管中加入1 mL蔗糖酶溶液,重复上述实验步骤②和③。如果3号试管出现砖红色沉淀,而4号试管不出现砖红色沉淀,则可验证蔗糖酶的专一性。 (4)淀粉遇碘液会变蓝,若淀粉被水解为还原糖后,还原糖不能与碘液产生颜色反应,但蔗糖和蔗糖的水解产物都不能与碘液发生相应的颜色反应,故不能将实验步骤③中的斐林试剂换为碘液。 答案:(1)氨基酸或核糖核苷酸　每一种酶只能催化一种或一类化学反应　(2)将试管置于37 ℃左右热水(恒温水浴锅)中保温一段时间　(3)在原实验的基础上另取两支洁净的试管,编号3和4,先分别加入3 mL蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液,再向两支试管中加入1 mL蔗糖酶溶液,重复上述实验步骤②和③　(4)不能 2.(2025·邢台模拟)研究者以小鼠为实验材料,探讨动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。回答下列问题: (1)向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体,指导合成的蛋白会被光激活,进而激活氯离子通道蛋白,使氯离子流入细胞内。 ①当向VMN区神经元照光后,VMN区神经元　　　　　(填“不兴奋”或“兴奋”)。  ②研究者用胰岛素处理小鼠,创设低血糖条件,照光一段时间,检测小鼠的血糖含量,发现VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复。 (2)进一步研究VMN区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠),指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋。以S鼠为实验材料,验证正常血糖浓度下,若VMN区神经元兴奋,则机体血糖含量会升高这一推测。 ①实验方案:对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间;实验组用血糖含量正常的S鼠,适宜的光照VMN区神经元一段时间。随时间推移检测两组鼠的血糖含量。 请指出实验方案不当之处,并作修正:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  ②支持推测的结果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)①不兴奋　(2)①该实验方案的对照组设置不对,应用血糖含量正常的S鼠,VMN区神经元不照光　②两组鼠初始血糖含量相同,一段时间后,与初始血糖含量相比,对照组无明显差异,实验组显著升高 [课时训练]　　　　　　　　　　　　　　　　 1.神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体,对Na+内流具有抑制作用,称为膜屏障作用。适宜的血钙浓度对保持神经系统的正常兴奋性发挥着重要作用,当血钙浓度低于2.25 mmol/L时,机体会发生抽搐或肌肉痉挛(俗称抽筋);当高于2.75 mmol/L时会患高钙血症,患者表现出肌无力等症状。 (1)在血钙浓度过低时,肌肉发生抽筋的病理原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  高钙血症患者表现出肌无力的原因是　　　　　　 　　　　　　　。  由此可见,维持内环境稳态的意义是　　　　　　 　　　　　　　。  (2)为验证膜屏障作用,请简要写出实验思路。 实验材料及试剂:正常Ca2+浓度任氏液(含有Na+、K+、Ca2+、Cl-等)浸润中的蛙坐骨神经—腓肠肌标本,生物信号采集仪(能记录电极处的电位变化)等。可根据实验需要对任氏液中相关离子浓度进行调整。 解析:(1)血钙浓度过低,肌肉发生抽筋的原因是Ca2+较少,对Na+内流的抑制作用减弱,神经细胞的兴奋性过强,很容易产生兴奋而使肌肉持续收缩;高钙血症患者表现出肌无力的原因是神经细胞不易产生兴奋,无法完成肌肉正常收缩;由此可见,维持内环境稳态的意义是保证机体进行正常的生命活动。 (2)动作电位的产生主要是Na+内流的结果,分析题意可知,膜屏障是指神经细胞外的Ca2+能竞争性结合Na+载体,对Na+内流具有抑制作用,为验证膜屏障作用,则实验的自变量是细胞外Ca2+浓度,因变量是膜电位情况,可通过膜电位情况进行测定,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故可设计实验如下:连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪,对坐骨神经施加一定刺激记录采集仪所显示的电位变化,然后降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验。 答案:(1)Ca2+对Na+内流的抑制减弱,神经细胞容易产生兴奋而使肌肉持续收缩表现出抽筋　神经细胞不易产生兴奋,无法完成肌肉正常收缩　保证机体进行正常的生命活动　(2)实验思路:连接正常Ca2+浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪,对坐骨神经施加一定刺激,记录采集仪所显示的电位变化;然后降低任氏液中Ca2+浓度,其他条件不变,重复实验(说明:设计升高任氏液中Ca2+浓度也可) 2.(2025·安康模拟)人体体温的相对恒定对于维持人体正常的生命活动至关重要。如图表示在寒冷环境下人体维持体温相对恒定的调节过程,其中A、B表示人体组织或器官,①②③表示相关的激素。回答下列问题: (1)据图分析,人体维持体温相对恒定的调节方式是　　　　　　　　。人体在寒冷的环境中,在A　　　　　　中产生冷觉。  (2)图中B代表　　　　,②代表　　　　　　　。  (3)图中③的分泌存在反馈调节机制。请用健康的实验鼠为实验材料,设计实验证明③的分泌存在反馈调节机制。简要写出实验思路和预期结果。 实验思路:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  预期结果:　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　。  解析:(1)人体维持体温相对恒定的调节方式为神经—体液调节。产生冷觉的中枢在大脑皮层(A)。 (2)分析图示可知,A为大脑皮层,B为垂体,①为促甲状腺激素释放激素,②为促甲状腺激素,③为甲状腺激素。 (3)甲状腺激素的分泌存在反馈调节,当甲状腺激素增加到一定程度时,会反过来抑制垂体和下丘脑分泌相应激素,使得甲状腺激素维持在相对稳定的水平。设计实验时,先测定健康小鼠的①促甲状腺激素释放激素和②促甲状腺激素的初始含量,然后注射甲状腺激素(即模拟甲状腺激素过量的情况),再检测①促甲状腺激素释放激素和②促甲状腺激素的含量变化。预期结果:注射后实验鼠血液中①和②的含量比注射前的含量少。 答案:(1)神经—体液调节　大脑皮层　(2)垂体　促甲状腺激素(或TSH)　(3)先测定健康的实验鼠血液中①和②的含量,再对实验鼠静脉注射适量的③,一段时间后,检测实验鼠血液中①和②的含量　注射后实验鼠血液中①和②的含量比注射前的含量少 3.(2025·南昌模拟节选)褪黑素(MT)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种小分子胺类激素,能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间,减少睡眠中觉醒次数,改善睡眠质量。白天松果体分泌MT的功能会受到抑制。下图为松果体分泌MT的调节过程。 暗信号→视网膜下丘脑松果体褪黑素 用发情期成年雄鼠进行实验,证实MT可以导致性腺萎缩。有关MT对性腺发育调节的途径,有两种假说:①MT的靶器官是下丘脑,通过调节促性腺激素释放激素的分泌量调节性腺的发育;②MT的靶器官是性腺,直接调节性腺的发育。设计实验探究发情期成年雄鼠体内MT调节性腺发育的途径,将实验思路、实验结果及结论补充完整。 实验思路:将生理状况相同的发情期成年雄鼠,平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的　　　　　　;B组只灌注　　　　　　　;C组　　　　　　　　　　　　　　　　　。在相同的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量。  实验结果及结论:若A组=C组>B组,则MT的靶器官是　　　　　;若A组>C组=B组,则MT的靶器官是　　　　。  解析:该实验的目的是探究褪黑素(MT)的靶器官是下丘脑还是性腺,根据实验的对照原则和单一变量原则可知,本实验自变量为是否摘除下丘脑以及是否灌注褪黑素(MT);由于MT可以导致性腺萎缩,故因变量为性腺质量。由题干信息可知,白天松果体分泌MT的功能会受到抑制,故该实验需要白天完成,排除动物自身分泌的褪黑素(MT)对实验结果的影响。实验思路如下:将生理状况相同的发情期成年雄鼠,平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的生理盐水;B组灌注等量MT溶液;C组摘除下丘脑,灌注等量MT溶液。在相同的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量。实验结果及结论如下:若MT的靶器官是下丘脑而不是性腺,C组摘除下丘脑,MT不能起到作用,A组与C组雄鼠的性腺质量相等,即A组=C组;B组没有摘除下丘脑并灌注了等量MT溶液,MT能抑制促性腺激素释放激素的分泌,从而导致垂体分泌的促性腺激素减少,抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,B组雄鼠的性腺质量减小,即A组=C组>B组。若MT的靶器官是性腺而不是下丘脑,B组与C组雄鼠都保留了性腺,MT会抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,故B组与C组雄鼠的性腺质量相等且都会减小,即A组>B组=C组。 答案:生理盐水　等量MT溶液　摘除下丘脑,灌注等量MT溶液　下丘脑　性腺 4.(2025·武汉模拟节选)某科研小组进行了不同碘摄入水平对Wistar大鼠(生物医学研究中应用广泛的实验动物)甲状腺功能影响的实验,步骤如下: 第一步:取Wistar大鼠,随机分为六组,即低碘组,正常碘组,5倍、10倍、50倍、100倍高碘组; 第二步:低碘组饲喂低碘饲料,正常碘组饲喂等量正常饲料,后四组饲喂等量饲料且饲料中碘含量分别为正常组的5倍、10倍、50倍、100倍; 第三步:将六组Wistar大鼠在适宜条件下饲养6、12个月后分别测定各组大鼠的甲状腺激素含量并记录。 改正实验步骤中的两处不妥当之处:①　　　　　　 　　　　　　　;  ②　　　　　　 　　　　　　　。  答案:①取性别、年龄、体重和生理状况相同的Wistar大鼠　②饲养3个月,每周测定各组Wistar大鼠的甲状腺激素含量,记录并计算平均值 5.(2025·信阳模拟)临床发现,某些糖尿病患者机体会积极地维持高水平的血糖。研究人员以小鼠开展实验,发现这与下丘脑中的P神经元有关。回答以下问题: (1)小鼠腹腔推注葡萄糖溶液后,血糖浓度迅速上升,随后血糖的下降主要受　　　　　　　　细胞分泌的胰岛素调节。胰岛素能够促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,且能抑制　　　　　　　　　　　　　　　　,从而降低血糖。  (2)已知改造的乙酰胆碱受体hM3D不能与乙酰胆碱结合,但药物CNO能与之结合,使神经元兴奋。研究者构造了在P神经元中特异性表达hM3D的转基因小鼠,开展如下实验。 实验Ⅰ.探究P神经元的兴奋对胰岛分泌功能的影响。 以hM3D小鼠、野生型小鼠为材料进行分组实验,实验结果如图1。 ①完善实验分组: 甲组:hM3D小鼠+生理盐水, 乙组:　　　　　　 　　　　　　　,  丙组:　　　　　　　。  实验Ⅱ.探究血糖浓度刺激P神经元的途径。 小鼠腹腔推注葡萄糖溶液后,检测到血糖浓度在2~3分钟内达到峰值,P神经元兴奋性在2分钟内快速降低,下丘脑组织液葡萄糖浓度在10分钟后升高,在20~30分钟后达到峰值。 ②依据实验结果,完善图2中P神经元感知、调控血糖浓度的途径。在箭头上的括号内填“+”或“-”,其中“+”代表激活或促进,“-”代表抑制;在方框中选填字母(不同字母的含义:A表示胰岛素,B表示胰高血糖素)。 ③糖尿病患者机体会维持血糖处于高水平,这降低了糖尿病治疗的效果,根据上述研究,试提出一个解决思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)胰岛B细胞分泌的胰岛素具有降低血糖的作用。胰岛素能够促进组织细胞摄取、利用和储存葡萄糖,且能抑制肝糖原和非糖物质转化为葡萄糖,从而降低血糖。 (2)①根据图1数据,丙组胰岛素相对含量小于甲组和乙组,说明乙组为野生型小鼠+CNO,丙组为hM3D小鼠+CNO。实验结果说明,P神经元兴奋会抑制胰岛素的分泌,对胰高血糖素的分泌无影响。②由题意结合以上分析可知,血糖浓度降低刺激血糖感受器,促进下丘脑中的P神经元兴奋,进而抑制A(胰岛素)的分泌。③糖尿病患者机体会维持血糖处于高水平,这降低了糖尿病治疗的效果,解决思路为降糖治疗时,用药物抑制下丘脑中P神经元的兴奋性。 答案:(1)胰岛B　肝糖原分解和非糖物质转变成葡萄糖　(2)①野生型小鼠+CNO　hM3D小鼠+CNO　②+　-　A　③降糖治疗时,用药物抑制下丘脑中P神经元的兴奋性 6.瑞香狼毒是一种主根粗长、根系发达的多年生草本植物,曾一直被视为草原退化的标志,但近年来有研究发现其在退化草原生态系统的恢复过程中具有积极作用。某研究团队就瑞香狼毒对松嫩草原生态系统中羊草等植物的影响展开了一系列研究。回答下列问题: (1)在松嫩草原,羊草通常占有显著优势,调查羊草种群密度选择的方法是　　　　　　。过度放牧导致草原退化,羊草种群的优势地位逐渐被瑞香狼毒取代,此过程发生了群落的　　　　　演替。  (2)有些植物可以释放“化感物质”对邻近植物产生影响。为研究瑞香狼毒“化感物质”对羊草生长的影响,该研究团队在松嫩草原野外天然种群中选取大小均一的羊草幼苗,移栽到若干装有等量取样地土壤的花盆中,适宜条件下培养15天后进行相关处理,部分实验结果如下表: 组别 羊草分株数 羊草根冠比 水分 充足 干旱 胁迫 水分 充足 干旱 胁迫 对照组 11 6 1.1 1.4 瑞香狼毒根 系水浸液组 17 8 0.6 0.8 注:羊草根冠比指植物地下鲜重与地上鲜重的比值。 ①对照组添加的是　　　　　　　　　　。  ②施加瑞香狼毒根系水浸液后,瑞香狼毒“化感物质”　　　　(填“促进”或“抑制”)羊草的分株。与水分充足时相比,干旱胁迫下瑞香狼毒“化感物质”对羊草分株的影响是　　　　　　　　　　　　　　　。瑞香狼毒“化感物质”使羊草的生长更倾向于　　　　　(填“地上部分”或“地下部分”)。  ③瑞香狼毒“化感物质”属于生态系统的　　　　信息,其能对羊草发挥相应作用,说明羊草根系细胞有能接收该信息的　　　　　　　　。  (3)有研究报道,瑞香狼毒“化感物质”对食草动物有致毒作用。该研究团队经野外实验发现,在退化草原群落中,随着瑞香狼毒密度的增加,其周围植物多样性指数升高,从种间关系角度推测可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)羊草属于植物,一般采用样方法调查其种群密度。过度放牧导致草原退化,羊草种群的优势地位逐渐被瑞香狼毒取代,即发生了优势种的取代,说明此过程发生了次生演替。 (2)①该实验是为了研究瑞香狼毒“化感物质”对羊草生长的影响,自变量为是否含有瑞香狼毒“化感物质”,则对照组应添加等量(不含瑞香狼毒根系水浸液的)清水。②根据表格信息,实验组的羊草分株数在水分充足或者干旱胁迫下均高于对照组,说明瑞香狼毒“化感物质”促进了羊草的分株。对比水分充足的情况,干旱胁迫分株数仅从6增加到8,说明瑞香狼毒“化感物质”促进羊草分株的作用减弱。分析题表数据,瑞香狼毒“化感物质”使羊草的生长更倾向于地上部分。③瑞香狼毒“化感物质”属于化学物质,属于生态系统的化学信息,该化学物质能对羊草发挥相应作用,说明羊草根系细胞有能接收该信息的受体。 (3)根据题意,瑞香狼毒“化感物质”对食草动物有致毒作用,说明瑞香狼毒“化感物质”对食草动物的致毒作用提高了动物的采食难度,从而减少了对瑞香狼毒周围植物的采食量,增加了瑞香狼毒周围群落植物的物种多样性。 答案:(1)样方法　次生　(2)①等量(不含瑞香狼毒根系水浸液的)清水　②促进　促进羊草分株的作用减弱　地上部分　③化学　受体　(3)瑞香狼毒“化感物质”对食草动物的致毒作用提高了动物的采食难度,从而减少了对瑞香狼毒周围植物的采食量,增加了瑞香狼毒周围群落植物的物种多样性 学科网（北京）股份有限公司 $