2026年高考生物真题完全解读(浙江6月卷)
2026-09-16
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精品
摘要:
该高中生物学高考复习资料覆盖分子与细胞、遗传进化等六大核心模块,按知识内在逻辑构建结构化体系,通过考点梳理、图表方法指导、分层真题训练等环节,帮助学生系统突破难点,体现复习教学的系统性和针对性。
资料以情境化真题解读为特色,融合科学思维与探究实践,如通过双因素实验分析细胞质基质ATP来源培养学生推理能力,设置基础巩固与综合应用分层练习,保障复习效果,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供精准指导。
内容正文:
2026年浙江省高考生物真题完全解读
试卷总评·考情分析·复习策略·真题解读
试题分析
本卷由20道选择题和5道非选择题构成,满分100分,考试时间90分钟。按卷面难度标注统计,全卷平均难度系数约0.71,其中选择题平均约0.75、非选择题平均约0.54,本卷的难点几乎全部集中在非选择题——五道综合题的难度系数都在0.62及以下,最低的第22题(苔藓细胞质基质ATP来源的双因素探究)仅0.47,第23题(亚麻与锈菌的双向遗传)为0.50,第25题(坐姿提踵与餐后血糖)为0.55。
选择题呈“两头大、中间小”的分布:第1、2、4题难度系数0.95,第3、5、9、15题为0.85,只需概念定位即可作答;而第6、7、8、10、12、14、16、17、19题集中在0.65~0.70,第20题更跌至全卷最低的0.42。这些题的难点不在知识点生僻,而在每一步都必须回到图上或表里找证据:第10题要同时调用有丝分裂、半保留复制、高等植物无中心体和染色体组计数四项知识,第14题要把限制酶切割与DNA甲基化放进同一张图里比对切割对象,第20题要在常染色体、X染色体、Y染色体三种假设之间逐一验证才能锁定答案。
非选择题把难度压在“新信息+多变量”上:第21题在石蛾能量分配表之外引入升温这一自变量,第22题用“线粒体缺陷”与“光反应阻断”两个变量夹逼出细胞质基质ATP的两条来源,第23题要把两张各含8列的数据表整合为“抗病基因产物与无毒基因产物识别互作”的机制模型,第24题贯通“DNA提取—随机引物PCR—电泳—T-A克隆测序—特异引物重扩增验证”的分子育种全链条,第25题则要求考生自己按单一变量原则补全实验思路,并解释“低强度运动不消耗脂肪却能降血脂”这一反直觉现象。
区分度主要来自图表判读、遗传推理、实验思路补全和规范表达。复习中要特别警惕三类失分:一是基础题被“只由”“不会影响”“持续增长”等绝对化表述带走(第1题的“只由”、第12题的“持续增长”、第19题的“加快”);二是图表题不读图例和坐标就套知识点(第22题图1与图2的横轴自变量完全不同);三是综合题只写结论、不写“原因—过程—结果”的因果链(第21题第(3)问与第22题第(3)问都要求答出完整的机制链)。
试题亮点
1. 情境扎根生态文明与生命健康,四类真实素材交织成网:第3题以“生态承载力”这一支撑可持续发展的核心概念为情境,第9题以保护区随海拔升高依次出现常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林为情境,第12题以高速公路生态廊道连接破碎化生境、使豹猫种群遗传多样性增加为情境,第13题以胚胎干细胞结合微流控装置构建“微型组织”缓解移植供体短缺为情境,第25题以普通人可随时操作的“坐姿提踵”运动改善餐后血糖为情境。生态保护、生态工程、再生医学与大众健康四类素材在同一份卷中交织,价值导向鲜明。
2. 图表从“配图”升级为“必答依据”,不读图几乎无从下手:20道选择题中有第5、6、8、10、13、14、16题共7题离开图无法作答,5道非选择题更是题题有表或图——第21题是石蛾能量分配表,第22题是“黑暗—光照转换”与“光强梯度”两幅曲线图,第23题是锈菌毒性与亚麻抗性两张双向遗传表,第24题是随机引物与特异引物两张电泳图,第25题是血糖与胰岛素两幅曲线图。其中第5题只给两组柱的高低关系,第10题要在甲、乙、丙、丁四张显微图中逐一定位分裂时期,第25题要用两条曲线支撑连续四空作答。
3. 以“机制链”替代“结论记忆”,过程推理贯穿选择与综合:第7题要从“细胞质基质—线粒体”的分工推出组1与组3的ATP差异,第10题要按半保留复制数清³H标记链数,第14题要从图中读出“甲基化只发生在细菌自身DNA上”才敢判断切割对象,第22题要从“线粒体缺陷”与“光反应阻断”两个变量反推细胞质基质ATP的来源,第23题要从毒性/无毒的47∶16∶15∶5反推显隐性并写出aaB_的全部基因型。
4. 实验题下沉到操作细节与评价指标,考的是“做没做过”:第7题要判断“静置能否分离线粒体与细胞质基质”(须用差速离心法)并说清组4空白对照的作用;第17题把取样深度、唯一碳源选择、梯度稀释涂布与菌种鉴定串成完整筛选流程,最后还要用“透明圈直径与菌落直径之比”而非菌落直径本身评价产酸能力;第18题必须把成苗率与脱毒率相乘(约84.4%)才能回答“取几个叶原基最好”;第24题考到Taq酶在3′端多加的A与载体平末端所加的T如何配对(T-A克隆),以及引物5′端与3′端加碱基对扩增产物长度的不同影响,第25题则要求学生按单一变量原则写出对照组的规范处理。
命题趋势
1. 基础概念题“降难不降准”,绝对化表述与概念偷换成为主要陷阱:本卷第1题的“只由C、H、O三种元素组成”、第9题用“垂直结构”偷换“垂直地带性分布”、第11题的“T淋巴细胞在骨髓中发育成熟”、第13题的“利用细胞融合技术构建微型组织”、第19题的“种群数量持续增长”,指向的是同一种能力——识别绝对化限定词与被偷换的概念。
注意:基础题失分往往不是不会,而是没有逐字核对选项中的限定词。
2. 生态类试题由“知识点复述”转向“方向判断与决策判断”:第3题四个选项分别对应四种人类活动对生态承载力“增大还是减小”的影响方向,第12题要求区分“同一物种不同种群”与“不同物种”之间的基因交流,第19题把抗虫棉与害虫抗性进化放在一起追问选择压的方向与强度。
注意:生态题的答案常常只是一个方向词(增大/减小、加快/减慢、上升/下降),必须回到题干条件找依据,不能凭直觉作答。
3. 图表由“单图单变量”走向“多图多变量”,图例与坐标成为解题起点:第22题用两幅图分别承载“黑暗—光照转换”和“光强梯度”两个自变量,两图横轴含义完全不同;第24题图1对应随机引物扩增、图2对应特异引物重扩增,M泳道的含义要先用上;第25题把血糖与胰岛素画成两幅图,横轴都是时间/h,读图时最容易把两条曲线张冠李戴。
注意:读图顺序应先定坐标与图例,再比较处理组与对照组的幅度、峰值时刻和变化趋势,最后回到设问。
4. 综合题答案向“关键词+因果链+定量计算”三合一收敛:第18题要把成苗率与脱毒率相乘得到约84.4%,才能判断取2个叶原基获得的脱毒苗最多;第21题要依次算出同化量750和净次级生产量232两个数值;第23题既要写出回交后代的基因型比例,又要在目标群体内部单独计算杂合子占比;第24题的引物加碱基问题要按“两个引物、双向延伸”判断究竟增加3个还是6个碱基对。
注意:综合题写满不等于得分,要把“先算哪一步、再算哪一步”的过程写清楚。
考点细目表
题号
题型
分值
命题情境
涉及考点
核心素养
1
选择题
2
肌球蛋白参与细胞内物质运输
蛋白质的元素组成、基本组成单位、变性与鉴定
生命观念
2
选择题
2
内环境是体内细胞生存的液体环境
内环境的组成及成分
生命观念
3
选择题
2
生态承载力与人类生产活动
生态承载力、生态足迹、生态农业
社会责任
4
选择题
2
甲状腺球蛋白在细胞中被水解
细胞器的结构与功能、细胞器之间的协调配合
生命观念
5
选择题
2
连续三年监测某植物种群
种群的数量特征、出生率与死亡率
科学思维
6
选择题
2
果蝇卷翅与直翅的染色体变异
基因突变、染色体结构变异、基因重组
科学思维
7
选择题
2
酵母菌细胞呼吸的分组验证实验
有氧呼吸与无氧呼吸、实验对照的设计
科学探究
8
选择题
2
癌细胞膜转运蛋白外排抗癌药物
主动运输、酶降低活化能、生物膜的流动性
科学思维
9
选择题
2
保护区随海拔变化的群落类型
群落的主要类型、垂直结构与地带性分布
生命观念
10
选择题
2
洋葱根尖³H标记与细胞周期
有丝分裂、半保留复制、染色体组与染色单体计数
科学思维
11
选择题
2
老年群体接种灭活流感疫苗
免疫系统的组成、体液免疫、疫苗的作用
社会责任
12
选择题
2
高速公路生态廊道与豹猫种群
隔离与物种形成、基因频率、生态系统稳定性
社会责任
13
选择题
2
胚胎干细胞构建“微型组织”
细胞分化、动物细胞培养、内环境的模拟
科学思维
14
选择题
2
细菌的“限制—修饰”系统
限制酶的作用、DNA甲基化、表观遗传
科学思维
15
选择题
2
提高Na⁺浓度后突触后膜电位变化
动作电位与静息电位的产生机制
科学思维
16
选择题
2
拟南芥幼苗弯钩形成的激素调控
生长素的不均匀分布、乙烯与赤霉素的协同
科学探究
17
选择题
2
从果园土壤中筛选产酸醋酸菌
培养基的类型与功能、微生物的分离与计数
科学探究
18
选择题
2
茎尖大小对甘薯成苗率与脱毒率的影响
植物组织培养、多指标数据的综合权衡
科学探究
19
选择题
2
抗虫棉选择压下害虫抗性的产生
自然选择、基因频率的改变、种间关系
生命观念
20
选择题
2
G基因致雄性不育与H基因的定位
基因在染色体上位置的判定、伴性遗传
科学思维
21
非选择题
12
升温对溪流石蛾—蜻蜓幼虫体系的影响
自然选择、种群密度调查、能量流动计算、信息传递、生态系统稳定性
科学探究
22
非选择题
12
苔藓细胞质基质ATP来源的双因素探究
光反应与暗反应、有氧呼吸、酶促反应的两大限制因素
科学探究
23
非选择题
14
亚麻与锈菌的双向遗传互作
自由组合定律、基因互作、转录与翻译、基因的表达
科学思维
24
非选择题
12
无籽葡萄分子标记的筛选与验证
基因组DNA的提取、PCR原理、电泳鉴定、克隆载体的构建
科学探究
25
非选择题
10
坐姿提踵运动对餐后血糖的影响
血糖调节、交感神经的作用、内环境稳态、实验设计
科学探究
考点模块占比分析
1. 分子与细胞(约26%):涉及第1、4、7、8、10题(各2分,共10分)以及第22题(12分)和第23题第(3)问(约4分),合计约26分。考查内容从蛋白质的元素组成、溶酶体的水解功能这类识记性知识(第1、4题难度均为0.95),逐步推进到细胞呼吸的分阶段验证、主动运输的判定、半保留复制的定量计算以及酶促反应限制因素的分析;第22题以0.47成为全卷最难的一题,把“叶绿体产生的ATP不输出到细胞质基质”“细胞质基质ATP来自细胞呼吸”这两条前提做成了双因素实验,同一模块内难度跨度达0.48。
2. 遗传与进化(约16%):涉及第6、19、20题(各2分,共6分)以及第23题第(1)(2)(4)问(约10分),合计约16分。重点为基因突变与染色体结构变异的区分、选择压方向与基因频率变化速度的关系,以及两对基因独立遗传条件下的显隐性判断、基因型推导和比例计算。第20题需要在三种基因定位假设之间逐一验证,第23题要把毒性遗传与抗性遗传整合为“产物识别互作”模型,两题均属高区分度内容。
3. 稳态与调节(约14%):涉及第2、11、15、16题(各2分,共8分)以及第25题中血糖调节与神经调节部分(约6分),合计约14分。范围覆盖内环境成分的界定、体液免疫中“胸腺—T细胞—细胞因子—B细胞—抗体”的因果链、动作电位幅度与静息电位的离子基础、植物激素的协同与拮抗,以及血糖的神经—体液调节。四道选择题中第2、15题属识记辨析(难度0.95与0.85),第11、16题则要求写出完整的因果链;第25题第②问更把交感神经、胰岛B细胞与组织液三个层面压在同一句设问里,是全卷调节类设问中最细的一处。
4. 生物与环境(约18%):涉及第3、5、9、12题(各2分,共8分)以及第21题第(1)(3)问(约10分),合计约18分。内容包括人类活动对生态承载力影响方向的判断、种群数量变化的数据判读、群落垂直结构与垂直地带性分布的辨析、生态廊道对遗传多样性与生态系统稳定性的作用,以及能量流动的定量计算和信息传递类型的判断。本模块几乎每一题都要求给出方向明确的结论,是仅次于分子与细胞的第二大板块。
5. 生物技术与工程(约16%):涉及第13、14、17、18题(各2分,共8分)以及第24题中的技术原理部分(约8分),合计约16分。涵盖动物细胞培养与组织构建、限制酶与甲基化酶的作用、微生物的选择培养与鉴别、植物组织培养的茎尖脱毒技术,以及PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳和T-A克隆。第17题与第24题是全卷技术细节最密集的两处,分别考到“透明圈直径与菌落直径之比”和“引物5′端加碱基使扩增片段增加6个碱基对”这类只有真正动手做过才能确定的细节。
6. 实验探究(约10%):主要体现在第7题、第18题的实验设计与数据分析(各约1分)、第21题第(2)问的能量计算与原因解释(约2分)、第24题的实验原理演绎(约4分)和第25题的实验思路补全与结果分析(约2分),合计约10分。考查实验对照的规范设置、检测指标与时间点的选取、多指标数据的综合权衡以及实验思路的文字表述,是贯穿选择题与综合题的能力主线。
◆ 1. 回归教材,搭建结构化知识体系
(1)优先吃透核心概念与原理:如蛋白质的元素组成与变性条件、内环境的组成及成分、细胞器的分工、主动运输判定中“耗能”这一决定性证据、有丝分裂与减数分裂的差异、两对基因自由组合的实质、选择压与基因频率、生态承载力与生态足迹、限制酶与DNA甲基化、PCR与电泳、植物组织培养与茎尖脱毒。
(2)按模块梳理知识框架,每个模块都用本卷的题作锚点:细胞代谢抓“物质变化—能量转换—发生部位”三栏(第7题细胞呼吸的分组验证、第10题有丝分裂与半保留复制、第22题细胞质基质ATP的两条来源);遗传抓“基因型—表型—比例”(第20题在常染色体、X、Y三种假设间逐一验证,第23题写全aaB_与回交后代基因型并在目标群体内部算占比);稳态调节抓“信号—受体—效应—反馈”(第11题的胸腺萎缩→T细胞减少→细胞因子减少→抗体减少,第16题用处理组表型反推赤霉素与乙烯是协同还是拮抗);生态抓“结构—功能—稳定性”(第9题辨析垂直结构与垂直地带性,第12题用同一物种不同种群锁定基因交流,第21题从石蛾织网固沙推到溪流抗干扰能力);生物技术抓“工具—流程—鉴定”(第17题的取样层次与唯一碳源、第24题的PCR体系与T-A克隆)。
(3)配套基础题验证理解:对“泪液、尿液、汗液不属于内环境”“葡萄糖不能直接进入线粒体”“高等植物细胞无中心体”“同源染色体配对只发生在减数第一次分裂”“DNA甲基化可以遗传给子代”“叶绿体产生的ATP不输出到细胞质基质”“透明圈直径最大不等于产酸能力最强”等易错概念逐条辨析。
◆ 2. 专项突破图表,掌握通用解题方法
图表题按“看坐标/结构—找趋势/位置—联系原理—形成结论”训练。柱状图要先比较处理组与对照组的柱高并看清纵轴含义,如第5题必须逐年比较“幼苗新增数−植株死亡数”的符号;显微图像题要先按染色体形态、着丝粒位置、细胞板等特征定位分裂时期;曲线题要读出上升幅度、峰值时刻和平台期,如第25题要比较两组血糖的上升幅度与胰岛素峰值的先后;电泳图要先认定M泳道为分子量标准,再比较条带的有无与位置;两张数据表并列时,要先确定每一列对应的处理条件再作横向比较。
◆ 3. 建立生物学思维,规范答题表达
非选择题答案要体现因果链。实验题要写清分组、自变量的施加方式、检测指标和统计分析,第25题这类“补全实验思路”的题必须写出对照组的规范处理(静心端坐、不进行SPU运动);机制题要写清“原因—过程—结果”,如第22题要写出“光照强度高→光反应强→NADPH多→中间产物X多→进入线粒体→产ATP多”的完整链条;计算题要写出分步过程,第21题要先算同化量再算净次级生产量,第23题要先把回交后代的基因型比例写完整,再在“感锈菌Ⅰ且抗锈菌Ⅱ”这一目标群体内部求杂合子占比。
避坑提醒
⚠ ×只背结论不读材料:第13题的“微型组织”是不同类型细胞有序组装而成,并未使用细胞融合技术;第14题的甲基化只发生在细菌自身DNA上,不能想当然地认为细菌会去甲基化噬菌体DNA;第24题的随机引物在葡萄基因组上有若干结合位点,扩增一个片段需要两个引物,因此多1条条带对应多2个结合位点。
⚠ ×忽视图表细节:第5题要逐年比较“幼苗新增数−植株死亡数”的符号,而不是只看单根柱的高低;第22题图1的自变量是处理方式(WT/MT/Z),图2的自变量是光照强度,两图横轴含义完全不同,不能混用结论;第25题图1中的阴影区为正常范围,判断“恢复快慢”要结合阴影来判断曲线回落到正常范围的时间。
⚠ ×混淆相近概念:群落的垂直结构(同一群落内部的分层现象)不同于随海拔更替的地带性分布;“细胞融合”不同于“细胞有序组装”;“透明圈直径最大”不同于“透明圈直径与菌落直径之比最大”;“脱毒率最高”不同于“获得的脱毒苗最多”;静息电位由K⁺外流维持,与细胞外Na⁺浓度无直接关系。
⚠ ×只看结果不建因果链:第7题要写出有氧呼吸三个阶段各自的场所分工,才能解释组1与组3的ATP生成量差异;第11题要写出“胸腺萎缩→成熟T细胞减少→细胞因子减少→B细胞增殖分化减弱→抗体分泌减少”的完整链条;第21题第(3)问要写出“蜻蜓幼虫减少→石蛾被捕食压力下降→死亡率降低→种群密度上升”。
⚠ ×综合题表达不规范:遗传题要写出完整的基因型与比例(如HHRr∶HHrr∶HhRr∶Hhrr=1∶1∶1∶1),不能只答“1∶1∶1∶1”;能量计算题要写出同化量与净次级生产量两级结果;实验思路题要写清对照组的处理方式和测定的时间间隔;引物加碱基类问题要先说明“扩增一个片段需要两个引物、新合成的两条链都会延长”,再给出“增加6个碱基对”的结论。
真题解读
◆ 一、选择题
1. 肌球蛋白的元素组成与变性辨析
肌球蛋白是一种参与细胞内物质运输的蛋白质。下列关于肌球蛋白的叙述,正确的是( )
A. 由C、H、O三种元素组成
B. 基本单位是氨基酸
C. 强酸处理不会影响其功能
D. 用碘液检测显蓝色
🔍 命题透视
►核心考点:蛋白质的元素组成、基本组成单位、变性与鉴定
►链接教材:必修1《分子与细胞》第2章 细胞中的元素和化合物、蛋白质是生命活动的主要承担者
►命题分析:
(1)情境创设:题干只有“参与细胞内物质运输的蛋白质”一句功能描述,不提供任何结构信息,要求学生直接调用蛋白质的元素组成、单体、结构稳定性和鉴定试剂四项基础知识判断,属于典型的“以功能带入结构”的起点题。
(2)问题设计:四个选项分别落在元素组成(A)、基本单位(B)、结构稳定性(C)和鉴定试剂(D)四个互不重叠的维度上,覆盖全面但难度低,真正区分学生的是对“只由”“不会影响”这类绝对化表述的敏感度。
(3)考查目标:考查生命观念中的结构与功能观——肌球蛋白之所以能运输物质,依赖其特定的空间结构,强酸破坏空间结构即丧失功能;同时考查对双缩脲试剂与碘液适用对象的准确区分,属于基础层级。
💡 思路点拨
A.蛋白质的基本组成元素是C、H、O、N,很多种类还含S,不可能“只由”C、H、O三种元素组成,“只由”表述绝对化,❌错误
B.肌球蛋白属于蛋白质,而蛋白质的基本组成单位是氨基酸,✅正确
C.强酸会破坏蛋白质的空间结构使其变性,变性后功能丧失,肌球蛋白的物质运输功能必然受影响,❌错误
D.碘液是检测淀粉的试剂,淀粉遇碘显蓝色;蛋白质应用双缩脲试剂检测并呈现紫色反应,试剂与待测物不匹配,❌错误
结论:选B。
📚 灵活拓展
【易错提醒】蛋白质“元素—单体—结构—鉴定”四维串记:判断蛋白质类题目,按四条线依次核对即可:①元素线——组成元素至少C、H、O、N,多数含S,不能只说C、H、O;②单体线——基本单位是氨基酸,氨基酸通过脱水缩合形成肽键,n个氨基酸形成m条肽链时脱去n−m个水分子;③结构线——氨基酸序列(一级结构)决定空间结构,空间结构决定功能,高温、强酸、强碱、重金属均通过破坏空间结构使蛋白质变性失活,且变性不可逆;④鉴定线——蛋白质用双缩脲试剂(先加A液NaOH、后加B液CuSO₄,不需加热)呈紫色,还原糖用斐林试剂水浴加热呈砖红色,淀粉用碘液呈蓝色,脂肪用苏丹Ⅲ染液呈橘黄色。将四条线做成表格横向对比,可一次性扫清本类试题的所有易错点。
2. 内环境成分的界定
内环境是高等动物体内细胞生存的液体环境。下列属于内环境的是( )
A. 淋巴液
B. 泪液
C. 尿液
D. 汗液
🔍 命题透视
►核心考点:内环境的组成及成分
►链接教材:选择性必修1《稳态与调节》第1章 人体的内环境与稳态
►命题分析:
(1)情境创设:题干先给出内环境的功能定义(“高等动物体内细胞生存的液体环境”),再让考生从淋巴液、泪液、尿液、汗液四种体液中选择,四种液体都与“液体”有关但存在“体内—体外”的本质差别,情境简洁但指向明确。
(2)问题设计:选项设计采用“两两同类”的干扰策略:泪液、尿液、汗液三者都是腺体或排泄器官分泌后直接排出体外或到达体表的液体,只有淋巴液是细胞外液的组分,要求学生依据“是否与细胞直接进行物质交换、是否与外界相通”作出判断。
(3)考查目标:考查生命观念中对内环境概念的准确理解,即内环境是体内细胞直接生活的液体环境,由血浆、组织液和淋巴液构成,与外界相通的管腔液体(消化液、泪液、尿液、汗液)均不属于内环境,属于基础识记与概念辨析层级。
💡 思路点拨
A.淋巴液是细胞外液的重要组分,是淋巴细胞等直接生活的液体环境,属于内环境,✅正确
B.泪液由泪腺分泌后直接排到眼球表面,与外界相通,不属于内环境,❌错误
C.尿液经肾脏形成后由输尿管、膀胱排出体外,已不属于体内液体环境,❌错误
D.汗液由汗腺分泌到皮肤表面,属于外分泌液,不属于内环境,❌错误
结论:选A。
📚 灵活拓展
【核心概念】内环境成分判断的“两看一排除”技巧:判断某液体是否属于内环境,用“两看一排除”:一看该液体是否位于体内并被细胞直接浸浴——血浆、组织液、淋巴液、脑脊液、房水属于内环境;二看是否与外界相通——凡是经导管或管道排到体表、消化道、呼吸道、泌尿生殖道的液体(泪液、唾液、胃液、胰液、尿液、汗液、精液等)都不属于内环境。一排除是排除细胞内液(如细胞质基质、线粒体基质)和细胞内的颗粒成分。另外还要注意,内环境中可以进行的是“物质交换”,而不是“物质消化”:血红蛋白、呼吸酶、解旋酶、载体蛋白均位于细胞内,不属于内环境成分;而血浆蛋白、抗体、激素、氨基酸、O₂、CO₂、尿素、H⁺、Na⁺等属于内环境成分。
3. 人类活动对生态承载力的影响方向
生态承载力是指在维持生态系统相对稳定的前提下,特定区域及特定时期内的环境资源所能支撑的最大人口数量或经济规模。下列叙述正确的是( )
A. 长期过度放牧可增大生态承载力
B. 开发利用可再生能源会减小生态承载力
C. 培育高产作物可增大生态承载力
D. 推广立体种养技术会减小生态承载力
🔍 命题透视
►核心考点:生态承载力、生态足迹与可持续农业
►链接教材:选择性必修2《生物与环境》第1章 人类活动对生态环境的影响、生态农业
►命题分析:
(1)情境创设:题干先给出“生态承载力”的完整定义,再以过度放牧、开发利用可再生能源、培育高产作物、推广立体种养技术四种真实的人类生产活动为选项,要求学生判断每种活动对生态承载力的影响方向,把生态观念落地到具体的生产决策中。
(2)问题设计:四个选项构成“两增两减”的对称结构:A、D人为地写成“增大—减小”的错误对应,B写成方向归因错误。解题的关键不是记住结论,而是抓住“生态承载力=环境资源能支撑的最大人口数量或经济规模”这一本质,逐一判断该活动是增加了可利用资源总量,还是降低了生态系统的产出能力。
(3)考查目标:考查生命观念中的物质与能量观和生态系统的自我调节能力,要求学生把某种人类活动翻译为“资源供给增加或减少”,进而判断承载力的变化方向,同时渗透可持续发展与生态文明的社会责任,属于中低难度。
💡 思路点拨
A.长期过度放牧会导致草场退化、植被生产力下降,环境资源能支撑的牲畜和人口数量减少,生态承载力降低,❌错误
B.开发利用可再生能源增加了可利用的资源总量,能够支撑更大的人口数量或经济规模,应使生态承载力增大,❌错误
C.培育高产作物提高了单位土地面积的粮食产量,同样面积的土地能供养更多人口,可增大生态承载力,✅正确
D.立体种养技术提高了空间、光照等资源的利用率,增加了单位面积的产出量,应使生态承载力增大,❌错误
结论:选C。
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【核心概念】生态承载力与生态足迹的概念辨析:生态承载力与生态足迹是一对方向相反的概念,考试中经常并列设置。生态足迹是“支出”——维持某一人口单位所需的生产资源和吸纳其产生的废弃物所需要的土地及水域面积;生态承载力是“供给”——一定区域内所能提供的生态生产性土地面积。当生态足迹大于生态承载力时,就出现生态赤字(生态超载)。凡是提高资源利用效率、提高单位面积产出、开发新能源、修复退化生态系统的措施,都能提高生态承载力或降低生态足迹;凡是过度放牧、过度开垦、过度捕捞、大量排放污染物的活动,都会增大生态足迹并降低生态承载力。解题时先判断“是收入端还是支出端”,再判断“变大还是变小”,两步即可锁定答案。
4. 水解甲状腺球蛋白的细胞器归属
甲状腺上皮细胞中,含甲状腺球蛋白的囊泡与某种细胞结构融合后,甲状腺球蛋白被水解。该细胞结构是( )
A. 核糖体
B. 溶酶体
C. 线粒体
D. 细胞核
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►核心考点:细胞器的结构与功能、细胞器之间的协调配合
►链接教材:必修1《分子与细胞》第3章 细胞器——系统内的分工合作
►命题分析:
(1)情境创设:以甲状腺上皮细胞中甲状腺球蛋白的水解为情境。甲状腺球蛋白是甲状腺激素合成的前体蛋白,在粗面内质网合成后经高尔基体加工、以囊泡形式储存;当机体需要时,囊泡与某种细胞结构融合完成水解并释放甲状腺激素。情境来自真实的激素合成生理过程,陌生但不难。
(2)问题设计:题干用“囊泡与某种细胞结构融合后,甲状腺球蛋白被水解”给出唯一的功能线索——“水解蛋白质”。四个选项分别是合成蛋白质的场所、含水解酶的细胞器、供能的细胞器和遗传信息库,要求学生把“水解”这一功能精确定位到对应的细胞器。
(3)考查目标:考查生命观念中的结构与功能观和细胞器分工协作,要求学生依据“能水解大分子”这一功能反推结构,而不是机械记忆细胞器的名称,属于基础层级的识记与功能匹配。
💡 思路点拨
A.核糖体是蛋白质合成的场所,功能是把氨基酸脱水缩合为多肽,不具备水解蛋白质的功能,❌错误
B.溶酶体内含多种水解酶,可与囊泡融合并把囊泡内的甲状腺球蛋白等大分子水解,✅正确
C.线粒体是有氧呼吸的主要场所,功能是提供能量(ATP),不含水解蛋白质的水解酶,❌错误
D.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,不承担水解蛋白质的功能,❌错误
结论:选B。
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【知识总结】“水解”类细胞器的分工对照表:题目中出现“水解”“降解”“分解”等动词时,可按底物迅速定位细胞器:水解蛋白质、核酸、脂质、多糖等各类大分子——溶酶体;水解衰老、损伤的细胞器或入侵的病原体——溶酶体(自噬溶酶体)。同时要区分容易混淆的几组分工:合成蛋白质——核糖体;加工、分类、发送蛋白质——内质网和高尔基体;提供能量——线粒体(动物、植物)和叶绿体(植物);合成脂质——光面内质网;分解脂肪酸——过氧化物酶体。另外注意“水解”与“氧化分解”不同:线粒体是把丙酮酸彻底氧化分解并释放能量,而溶酶体是把大分子水解为小分子单体,二者既不等同也不能互换。
5. 依据出生与死亡数据判断种群数量变化
科研人员连续3年对某植物种群进行了调查监测,部分数据如图所示。在N1—N3期间,该种群的数量变化为( )
A. 逐年增加
B. 逐年减少
C. 先增加后减少
D. 先减少后增加
🔍 命题透视
►核心考点:种群的数量特征及种群数量的变化
►链接教材:选择性必修2《生物与环境》第1章 种群的数量特征
►命题分析:
(1)情境创设:以科研人员连续3年监测某植物种群为情境,给出N1、N2、N3三个年份的幼苗新增数与植株死亡数的柱状图。材料来自真实的野外种群监测,但数据被简化为两组柱的相对高低,图小信息少,重点考查“出生率与死亡率共同决定种群数量变化”这一基本模型。
(2)问题设计:选项设置成四选一的单调性判断(逐年增加、逐年减少、先增后减、先减后增),把复杂的种群动态压缩为对两个年份相对大小的比较。学生只要逐年比较“新增数”与“死亡数”的大小关系,即可排除三种错误描述。
(3)考查目标:考查科学思维中的模型与建模以及图文转换能力,要求学生把柱状图中两组柱的高低关系转化为“出生率大于死亡率”的判断,再由“净增加量为正”推出种群数量逐年增加,属于基础层级的图表判读。
💡 思路点拨
A.由图可知,N1、N2、N3三个年份的幼苗新增数均高于同年的植株死亡数,即每年“新增数−死亡数”都大于零,种群净增加量为正值,种群数量逐年增加,✅正确
B.若种群逐年减少,则需要每个年份的死亡数都高于新增数,与图示每年新增数更高不符,❌错误
C.“先增加后减少”需要在某一年出现新增数低于死亡数的转折,图中三年均未出现这种转折,❌错误
D.“先减少后增加”要求第一年新增数低于死亡数而后期反转,图中第一年即为新增数高于死亡数,与图示不符,❌错误
结论:选A。
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【图表分析技巧】种群数量变化柱状图的“三步读图法”:读种群数量柱状图或表格,按三步走:第一步看坐标与图例,明确纵轴表示的是数量还是比率,图中两根柱分别代表什么(出生/新增、死亡/迁出);第二步逐年(或逐段)作差,用“新增数−死亡数(+迁入数−迁出数)”判断当年种群数量是增加还是减少,若结果为正则数量增加,为负则减少;第三步合并各年的方向,只有出现方向反转才可能选出“先增后减”“先减后增”这类描述。特别提醒:决定种群密度的直接因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率,年龄结构只能用来“预测”变化趋势,性别比例通过影响出生率间接影响种群密度,三者不能与“直接决定”混为一谈。
6. 卷翅基因所在染色体变异的类型判断
果蝇的卷翅和直翅是一对相对性状,Q表示卷翅基因,q表示直翅基因。某果蝇一条染色体发生了变异,如图所示。该染色体发生的变异有( )
A. 基因重组和基因突变
B. 基因重组和染色体数目变异
C. 基因突变和染色体结构变异
D. 基因突变和染色体数目变异
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►核心考点:基因突变、基因重组与染色体变异的比较
►链接教材:必修2《遗传与进化》第5章 基因突变及其他变异
►命题分析:
(1)情境创设:以果蝇卷翅和直翅这一对相对性状为背景,给出“正常染色体”与“异常染色体”的对比图。图中不但能看出基因由q变为Q,还能看出基因和片段的排列顺序发生了颠倒,需要学生同时读出两层变异信息。
(2)问题设计:四个选项把三种变异(基因突变、基因重组、染色体结构变异、染色体数目变异)两两组合,形成互斥的四个答案,迫使考生分别判断“有没有基因突变”“有没有染色体结构变异”“有没有数目变异”“有没有基因重组”四个独立问题,避免靠排除法蒙对。
(3)考查目标:考查科学思维中的比较与归纳以及图像信息提取能力,要求学生能从同一幅图中分离出“碱基序列改变”和“片段顺序颠倒”两类证据,并准确匹配到基因突变和染色体结构变异,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.基因重组发生在减数分裂过程中,是控制不同性状的基因重新组合或同源染色体非姐妹染色单体交叉互换,本题只呈现一条染色体的结构变化,不涉及基因重组,❌错误
B.图中染色体的数量没有发生变化,不存在染色体数目变异;同时也没有发生基因重组,❌错误
C.正常染色体上同一位置的q基因变为异常染色体上的等位基因Q,说明基因内部碱基序列发生改变,属于基因突变;对比两条染色体可知片段排列顺序发生颠倒(如某片段倒位),属于染色体结构变异,✅正确
D.图中染色体数目并未增减,不属于染色体数目变异,❌错误
结论:选C。
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【知识总结】变异类型判断的“三看”技巧:判断变异类型按“三看”操作。一看“细胞分裂方式”:减数分裂过程中才可能发生基因重组(自由组合和交叉互换),有丝分裂和减数分裂都可能发生基因突变和染色体变异,看到“非同源染色体自由组合”“交叉互换”的字样优先考虑基因重组。二看“染色体水平和数目”:染色体的数目增减属于染色体数目变异(如三体、单体、多倍体);染色体的某一片段缺失、重复、倒位、易位属于染色体结构变异,其中“倒位”只改变片段顺序不改变基因数量,“易位”涉及非同源染色体之间。三看“基因水平”:显微镜下看不到,若题干给出碱基对替换、增添、缺失或产生新等位基因,则为基因突变。口诀:数目增减看条数,片段进出看顺序,碱基改变是突变,自由组合换组合。
7. 酵母菌细胞呼吸过程的分组验证实验
某兴趣小组拟利用酵母菌验证细胞呼吸的过程,实验分组如表。
组别
处理
1
细胞质基质+葡萄糖溶液
2
线粒体悬液+葡萄糖溶液
3
细胞质基质+线粒体悬液+葡萄糖溶液
4
缓冲液+葡萄糖溶液
注:各种细胞成分均用缓冲液配制。
A. 将酵母菌研磨后制成悬液,经静置分离出线粒体和细胞质基质
B. 设计组4的目的是排除缓冲液成分对实验结果的干扰
C. 若实验为无氧条件,组1、组2和组3均可检测到乙醇
D. 若实验为有氧条件,组1测得的ATP量与组3基本相同
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►核心考点:有氧呼吸与无氧呼吸的过程、细胞呼吸类型判断及相关实验
►链接教材:必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用;必修1实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”
►命题分析:
(1)情境创设:以“验证细胞呼吸过程”的经典实验为情境,用表格给出4个实验组的分组方案,其中组1只含细胞质基质、组2只含线粒体悬液、组3同时含两者、组4为只含缓冲液和葡萄糖的空白对照。这类“拆解式”分组把细胞呼吸各阶段的场所问题直接做成可操作的实验,是理解“呼吸作用分工”的核心模型。
(2)问题设计:四个选项分别考查分离方法(A)、空白对照的作用(B)、无氧呼吸产物与场所的对应(C)和两种条件下ATP产生量的比较(D)。每组数据都要回到“哪一阶段发生在哪个部位”这一根本问题上作答,不存在单纯记忆即可得分的选项。
(3)考查目标:考查科学探究中的实验设计与结果分析能力,要求学生能说明差速离心与静置沉降的区别、空白对照组的排除干扰作用,并能把“有氧呼吸第一阶段在细胞质基质、第二三阶段在线粒体”“无氧呼吸全程在细胞质基质”的过程性知识迁移到分组结果上,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.分离线粒体、细胞质基质等细胞结构需要采用差速离心法,只靠静置无法把密度不同的组分分开,❌错误
B.由于其余各组的细胞成分均用缓冲液配制,组4作为空白对照可以排除缓冲液成分、葡萄糖溶液本身等无关因素对检测结果的干扰,✅正确
C.无氧呼吸把葡萄糖分解为乙醇的全过程都发生在细胞质基质中,线粒体不能直接分解葡萄糖,因此组2不能产生乙醇,❌错误
D.有氧条件下组1只有细胞质基质,只能完成有氧呼吸第一阶段,产生少量ATP;组3既有细胞质基质又有线粒体,可完成有氧呼吸三个阶段,产生大量ATP,两组ATP生成量差异显著,❌错误
结论:选B。
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【知识总结】细胞呼吸探究实验的对照设置与结论边界:本类实验的得分点集中在“对照”和“场所”两处。对照方面:组4属于空白对照,用于排除缓冲液、葡萄糖溶液等非处理因素的干扰;若把组1、组2分别与组3比较,则组3为实验组,组1和组2各自只有部分结构,才能说明“完整过程需要两种结构共同参与”。场所方面:有氧呼吸第一阶段(葡萄糖→丙酮酸和[H])在细胞质基质,第二、三阶段在线粒体;无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质。检测方面:乙醇用酸性重铬酸钾溶液(由橙色变灰绿色)检测,CO₂用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液检测,二者都要设置空白对照排除试剂本身变色的干扰。常见失分是混淆“丙酮酸能否进入线粒体”(能)与“葡萄糖能否进入线粒体”(不能)。
8. 癌细胞膜转运蛋白外排药物的机制辨析
癌细胞膜上存在某种转运蛋白,其转运抗癌药物的过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 该蛋白运输药物的方式为主动运输
B. 该蛋白可升高ATP水解反应的活化能
C. 该蛋白运输药物时会改变磷脂分子的排布
D. 抑制该蛋白的作用能提高药物的疗效
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►核心考点:物质跨膜运输的方式、酶的作用机理、生物膜的流动镶嵌模型
►链接教材:必修1《分子与细胞》第4章 物质的输入和输出、第3章 生物膜的流动镶嵌模型、第5章 酶的本质与作用
►命题分析:
(1)情境创设:以癌细胞膜上某种转运蛋白把抗癌药物泵出细胞外为情境,图中明确标注了“细胞外”“细胞内”“药物”“ADP+Pi”“ATP”等要素,直观呈现“耗能+顺浓度梯度外排”的过程,对应肿瘤耐药这一真实的临床问题。
(2)问题设计:四个选项分别针对运输方式的判定(A)、酶催化本质的辨析(B)、膜的流动性(C)和机制的应用推断(D)。其中B选项偷换了“降低活化能”与“升高活化能”,是典型的因果方向陷阱。
(3)考查目标:考查科学思维中的模型建构与批判性思维,要求学生依据图中“消耗ATP”“药物由低浓度向高浓度运输”两项证据判定主动运输,并能把ATP水解酶“降低活化能”的本质与题干中“升高活化能”的错误表述对照识破,同时理解抑制外排蛋白可提高胞内药物浓度这一应用逻辑,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.该转运蛋白运输药物时需要消耗ATP水解释放的能量,符合主动运输“逆浓度梯度、需载体、耗能”的特征,✅正确
B.该蛋白能催化ATP水解为ADP和Pi,说明它具有ATP水解酶的功能;酶的作用是降低化学反应的活化能,绝不是升高活化能,❌错误
C.转运蛋白镶嵌在磷脂双分子层中,转运药物时自身构象发生改变,会带动周围磷脂分子的排布随之改变,这正体现了生物膜的流动性,✅正确
D.该蛋白把抗癌药物由癌细胞内泵到细胞外,降低了胞内药物浓度;抑制该蛋白可减少药物外排,提高癌细胞内的药物浓度,从而提高疗效,✅正确
结论:选B。
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【易错提醒】主动运输判定的“三要素”与酶的活化能辨析:判定主动运输看三要素:是否需要载体蛋白、是否逆浓度梯度、是否需要消耗ATP。三者中“耗能”是决定性证据,图中只要出现ATP→ADP+Pi就应优先考虑主动运输;而协助扩散同样需要载体但不耗能,自由扩散既不需要载体也不耗能。酶的作用机理必须记牢:酶通过降低化学反应的活化能来加快反应速率,既不改变反应的平衡点,也不为反应提供能量。常见错误表述有“酶提供能量”“酶升高活化能”“酶改变反应方向”“酶反应后本身被消耗”,见到这些表述可直接判错。此外,酶的专一性指一种酶只能催化一种或一类化学反应,高效性指降低活化能的效果远强于无机催化剂,二者不能混答。
9. 海拔梯度上的群落类型与结构辨析
某保护区拥有丰富的植被资源,随着海拔高度的增加,群落类型依次为常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林等。下列叙述错误的是( )
A. 低海拔区域降水充沛,空气湿度较大,有利于常绿阔叶树的生长
B. 较高海拔区域,落叶树在秋冬季可通过落叶、休眠等方式适应环境
C. 不同类型群落的优势种分布在不同海拔高度,主要受温度的影响
D. 不同海拔高度分布的群落类型不同,这体现了群落的垂直结构
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►核心考点:群落的主要类型、群落的结构与群落的季节性
►链接教材:选择性必修2《生物与环境》第2章 群落的主要类型、群落的结构
►命题分析:
(1)情境创设:以某保护区随海拔升高依次出现常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林为情境,呈现了真实山地植被的垂直地带性规律。材料的落点是“群落的垂直结构”与“不同海拔的群落分布”这两个极易混淆的概念。
(2)问题设计:A、B、C三项分别从水热条件、落叶树的适应方式、优势种差异的主导因素三个角度陈述,均可由“海拔升高温度下降”这一主线推出;D项则用一个概念偷换的表述——把“不同群落在地带上的更替”说成“同一群落的垂直结构”,成为唯一的错误项。
(3)考查目标:考查生命观念中的稳态与适应观以及科学思维的辨析能力,要求学生区分群落的垂直结构(同一群落内部的分层现象)与不同海拔地带分布的群落类型(垂直地带性),属于中等难度且概念辨析要求高。
💡 思路点拨
A.低海拔区域水热条件优越,降水充沛、空气湿度大,有利于常绿阔叶树生长,✅正确
B.较高海拔区域温度较低,落叶树在秋冬季通过落叶、休眠减少能量消耗、避免低温冻害,是对寒冷环境的适应,✅正确
C.海拔升高时温度显著下降,不同海拔的群落优势种存在明显差异,其主导因素是温度,✅正确
D.群落的垂直结构指的是同一群落内部不同种群在垂直方向上的分层现象(如森林中的乔木层、灌木层、草本层);题干描述的是不同海拔高度上分布着不同的群落,属于群落随海拔的垂直地带性分布,不是同一群落的垂直结构,❌错误
结论:选D。
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【核心概念】“垂直结构”与“地带性分布”的关键辨析:群落的空间结构分两类。垂直结构:指同一群落内部不同种群在垂直方向上的分层现象,如森林中乔木层、灌木层、草本层对光照的竞争性利用,动物的分层与栖息空间和食物条件有关——判断标志是“同一个群落内部、不同高度”。水平结构:指同一群落在水平方向上因地形、土壤湿度、光照差异而形成的镶嵌分布,判断标志是“同一个群落、不同地段”。垂直地带性:指随海拔升高,温度等条件改变,山体上依次出现不同的群落类型(常绿阔叶林→落叶阔叶林→针阔混交林→针叶林),它描述的是多个群落的空间更替,不属于任何一个群落的结构。类似的还有由赤道到两极的纬度地带性。切记:能“分层”的才叫垂直结构,“依次更替”的只能叫地带性分布。
10. 3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷与细胞周期
洋葱(2n=16)根尖细胞的细胞周期约12h。将根尖培养在含有³H-胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中,12h后制成临时装片,观察结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 甲细胞所处的时期,发生核DNA分子和中心体的复制
B. 乙细胞所处的时期,同源染色体两两配对形成四分体
C. 丙细胞中,每条染色体的DNA分子两条链均含³H
D. 丁细胞中,染色体组数∶染色体数∶染色单体数为1∶8∶16
🔍 命题透视
►核心考点:细胞的有丝分裂、DNA分子的半保留复制、同源染色体与四分体
►链接教材:必修1《分子与细胞》第6章 细胞的生命历程;必修2《遗传与进化》第3章 DNA的复制
►命题分析:
(1)情境创设:以洋葱根尖培养于含³H-胸腺嘧啶脱氧核苷培养液12h后制片观察为情境,图给出甲、乙、丙、丁四个不同时期的分裂图像,要求学生同时调用“有丝分裂各时期特征”“半保留复制”“高等植物无中心体”“染色体组与染色单体计数”四项知识。
(2)问题设计:四个选项各自绑定一个细胞图像:甲考间期(DNA复制,但高等植物无中心体)、乙考与减数分裂的区分(四分体)、丙考半保留复制的标记链数、丁考中期染色体组数与染色单体数的定量计数。四个选项分别对应四张图,考的是“逐图定位、逐项核对”。
(3)考查目标:考查科学思维中的归纳与演绎以及图文信息转换能力,要求学生把显微镜下观察到的四个时期与细胞周期各阶段一一对应,并把半保留复制规律定量应用到标记链数的计算上,属于中等难度,对概念精确度要求高。
💡 思路点拨
A.甲细胞处于分裂间期,确实发生核DNA分子的复制,但洋葱是高等植物细胞,细胞内没有中心体,不存在中心体的复制,❌错误
B.根尖细胞进行的是有丝分裂,同源染色体两两配对形成四分体是减数第一次分裂前期的特征,有丝分裂过程中不会出现该现象,❌错误
C.DNA为半保留复制,初始DNA的两条链均不含³H;在含³H的培养液中完成一次复制后,每个子代DNA分子都是一条链含³H、另一条链不含³H,即每条染色体的DNA分子只有一条链含³H,❌错误
D.丁细胞处于有丝分裂中期,洋葱为二倍体(2n=16),中期细胞中染色体组数为2,染色体数为16,每条染色体含2条染色单体,染色单体数为32,三者之比为2∶16∶32=1∶8∶16,✅正确
结论:选D。
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【答题模板】³H标记类细胞分裂题的解题模板:³H-胸腺嘧啶脱氧核苷只掺入新合成的DNA链,因此标记题的本质是“数新链”。解题模板分三步。第一步定分裂方式:植物根尖、茎尖、分生区细胞进行有丝分裂,动物精原细胞、植物花药中的细胞才可能进行减数分裂;看到“四分体”“同源染色体配对”“联会”只能出现在减数第一次分裂前期。第二步定复制次数:题干给出的培养时间与细胞周期长度的比值就是复制次数,复制一次则每个DNA分子含1条旧链+1条新链,复制两次则有一半DNA分子两条链均是新链。第三步定时期与计数:间期完成DNA复制和蛋白质合成(高等植物无中心体复制);前期染色质螺旋化为染色体;中期染色体着丝粒排列在赤道板上,是观察染色体形态数目的最佳时期;后期着丝粒分裂,染色体数目暂时加倍但染色单体数为0。计数时牢记:染色体数=着丝粒数,染色单体数在着丝粒分裂前为染色体数的2倍,分裂后为0。
11. 胸腺萎缩与灭活流感疫苗的免疫应答
胸腺在青春期后随年龄增长逐渐萎缩,导致老年群体接种灭活流感疫苗后,抗体水平较低,保护期较短。下列叙述正确的是( )
A. 胸腺萎缩影响B淋巴细胞的分化使抗体分泌减少
B. 胸腺萎缩阻碍T淋巴细胞在骨髓中发育成熟
C. 灭活流感疫苗进入体内后可直接激活T淋巴细胞
D. 多次接种同种流感疫苗可有效防御各种病毒
🔍 命题透视
►核心考点:免疫系统的组成、体液免疫与免疫学应用(疫苗)
►链接教材:选择性必修1《稳态与调节》第4章 免疫调节
►命题分析:
(1)情境创设:以老年人胸腺萎缩导致接种灭活流感疫苗后抗体水平低、保护期短这一真实的公共卫生问题为情境,把“胸腺是T细胞发育成熟的场所”“辅助性T细胞通过细胞因子促进B细胞增殖分化”“抗原需经抗原呈递细胞处理后才能激活T细胞”“免疫应答具有特异性”四个考点串成一条因果链。
(2)问题设计:A、B两项围绕同一事实(胸腺萎缩)给出相反的方向判断,考查学生对“胸腺是T细胞而非B细胞发育场所”的准确记忆;C项考查抗原呈递的必要环节;D项用“各种病毒”偷换“同种病毒”,考查免疫特异性。四个选项分别命中四类常见错误。
(3)考查目标:考查生命观念中的结构与功能观以及科学思维的因果推理能力,要求学生由“胸腺萎缩→成熟T细胞减少→细胞因子减少→B细胞分化减弱→抗体减少”完整串联体液免疫过程,同时理解免疫的特异性与记忆性,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.胸腺是T淋巴细胞发育成熟的场所,胸腺萎缩使成熟T细胞数量减少,辅助性T细胞分泌的细胞因子随之减少,而细胞因子是促进B淋巴细胞增殖分化为浆细胞的重要信号,因此抗体分泌减少,✅正确
B.T淋巴细胞在胸腺中发育成熟,而不是在骨髓中,骨髓是造血干细胞产生和B细胞发育成熟的场所,❌错误
C.灭活流感疫苗作为抗原进入体内后,需先经抗原呈递细胞摄取、处理,把抗原信息呈递给T淋巴细胞才能将其激活,不能直接激活,❌错误
D.免疫反应具有特异性,多次接种同种流感疫苗只能增强机体对该种流感病毒的防御能力,不能防御所有种类的病毒,❌错误
结论:选A。
📚 灵活拓展
【知识总结】“胸腺—T细胞—抗体”因果链串记:本题的得分关键在于把体液免疫的链条背成一条因果链而不是孤立的知识点:抗原进入机体→抗原呈递细胞摄取处理并呈递→辅助性T细胞被激活并分泌细胞因子→细胞因子促进B淋巴细胞增殖分化为浆细胞和记忆B细胞→浆细胞分泌抗体→抗体与抗原特异性结合。相关的场所与细胞来源必须分清:造血干细胞来自骨髓,B细胞在骨髓中发育成熟,T细胞在胸腺中发育成熟;胸腺萎缩、老年人免疫机能下降、艾滋病病毒攻击辅助性T细胞,都会顺着同一条链条削弱抗体应答。此外还要记牢三条边界:抗原不能直接激活T细胞,必须经抗原呈递细胞处理;免疫具有特异性,疫苗只对该种病原体有效;二次免疫时记忆细胞迅速增殖分化,抗体产生更快、更多、持续时间更长。
12. 生态廊道对破碎化生境与遗传多样性的作用
为保护豹猫等物种,在某段高速公路建设了生态廊道,以连接人为造成的破碎化生境。调查发现,廊道建成后豹猫种群的遗传多样性增加。下列关于生态廊道功能的叙述,正确的是( )
A. 降低豹猫近亲繁殖概率,加快种群基因频率的变化
B. 增加豹猫的栖息地与食物资源,使其种群数量持续增长
C. 突破地理隔离,促进不同物种间的基因交流,丰富基因库
D. 将破碎化生境连成整体,缓解人为干扰,提高生态系统稳定性
🔍 命题透视
►核心考点:隔离与物种的形成、种群的基因频率与生物进化、生态系统的稳定性
►链接教材:选择性必修2《生物与环境》第4章 生态系统的稳定性、第3章 生态系统的保护;必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化
►命题分析:
(1)情境创设:以高速公路建设造成生境破碎化、通过修建生态廊道连接破碎化生境并使豹猫种群遗传多样性提高这一真实的保护生物学案例为情境,把“遗传多样性—基因交流—地理隔离—生态系统稳定性”串联成一个完整的保护成效评价问题。
(2)问题设计:四个选项分别设置了四类典型偏差:A把“降低近亲繁殖”错误地推出“加快基因频率变化”;B忽略了环境容纳量的限制而写成“持续增长”;C混淆“同一物种不同种群”与“不同物种”;D从结构连通到功能稳定给出正确描述。选项之间区分度高,考查的是推理的严密性。
(3)考查目标:考查生命观念中的进化与适应观和生态观,以及科学思维中对“绝对化表述”“概念偷换”“忽略限制条件”等错误的敏感性;同时渗透生态环境保护的社会责任,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.生态廊道可促进豹猫不同种群间的基因交流,降低近亲繁殖概率,这确实成立;但基因交流会使小种群的基因频率趋于稳定,而不是“加快”基因频率的变化,❌错误
B.生态廊道能扩展豹猫的活动范围、增加栖息地与食物资源,但种群数量最终受环境容纳量(K值)限制,不可能实现“持续增长”,❌错误
C.不同物种之间存在生殖隔离,无法进行基因交流;生态廊道促进的是同一物种不同种群之间的基因交流,“不同物种”属于概念偷换,❌错误
D.生态廊道把破碎化的生境重新连接成整体,缓解高速公路建设等人为干扰,有利于维持物种多样性,使营养结构更复杂、自我调节能力更强,从而提高生态系统的稳定性,✅正确
结论:选D。
📚 灵活拓展
【易错提醒】生态廊道功能与种群增长的两条红线:生态廊道的功能可以概括为“通、保、稳”三个字:通——连通破碎化生境,促进同一物种不同种群间的基因交流,降低小种群的近亲繁殖和遗传漂变,维持遗传多样性;保——扩大动物的觅食与繁殖空间,减少 roadkill 等直接伤亡,保护物种多样性;稳——使生境连成整体,营养结构趋于复杂,自我调节能力增强,抵抗力稳定性提高。答题时必须守住两条红线:一是“同一物种”——生殖隔离决定了不同物种之间不能发生基因交流,凡出现“促进不同物种间基因交流”的表述一律错误;二是“环境容纳量”——任何保护措施都不能使种群数量无限“持续增长”,只能使其接近或维持在K值附近波动。这两条红线也是种群与进化类选择题最常见的失分点。
13. 胚胎干细胞与微流控装置构建“微型组织”
为解决移植供体短缺的问题,科研人员以胚胎干细胞为材料,通过微流控装置提供营养、气体交换及机械刺激等条件,开发了一种新型“微型组织”构建技术,如图所示。
下列叙述错误的是( )
A. 过程①加入不同诱导因子,分别获得3种细胞
B. 过程②需维持培养环境的pH为弱碱性
C. 过程③利用细胞融合技术构建微型组织
D. 微流控装置可模拟内环境,维持微型组织功能稳定
🔍 命题透视
►核心考点:细胞的分化、动物细胞培养、内环境的组成与功能
►链接教材:必修1《分子与细胞》第6章 细胞分化;选择性必修3《生物技术与工程》第2章 动物细胞工程;选择性必修1《稳态与调节》第1章 内环境
►命题分析:
(1)情境创设:以“用胚胎干细胞+微流控装置构建微型组织以缓解移植供体短缺”这一前沿组织工程情境为背景,流程图清晰给出“过程①诱导分化出3种细胞→过程②在微流控装置中培养→过程③组装成血管网络中的微型组织”三个环节,把细胞分化、动物细胞培养条件和内环境模拟三个考点集中在一张图上。
(2)问题设计:四个选项分别对应流程图的三个环节加一个装置功能:A考过程①的诱导分化本质,B考过程②的培养条件(pH弱碱性),C考过程③的技术手段(细胞融合还是有序组装),D考装置对“内环境”的模拟。C项用一个相近技术的名称替换真实过程,是该题最核心的干扰点。
(3)考查目标:考查科学思维中的模型理解与技术辨析能力,要求学生能区分“细胞融合”与“细胞有序组装”这两类完全不同的技术,并能把动物细胞培养的pH条件、胚胎干细胞的多向分化潜能和微流控装置对内环境的模拟准确对位,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.过程①是胚胎干细胞分化为不同功能细胞的过程,加入不同的诱导因子可诱导胚胎干细胞向不同方向分化,从而获得3种功能不同的细胞,✅正确
B.动物细胞培养的适宜pH为7.2~7.4,呈弱碱性,过程②属于动物细胞培养的范畴,需要维持培养环境为弱碱性,✅正确
C.过程③是不同类型细胞有序组装形成具有特定空间结构的微型组织的过程,并没有使用细胞融合技术;细胞融合是指两个或多个细胞合并形成一个杂种细胞的技术,与本过程不符,❌错误
D.题干明确指出微流控装置可提供营养、气体交换及机械刺激等条件,能够模拟内环境的组成与功能,维持微型组织功能稳定,✅正确
结论:选C。
📚 灵活拓展
【核心概念】细胞融合与细胞组装的技术辨析:“做组织”与“造杂种细胞”是两条完全不同的技术路线,考试中常被混用。细胞融合技术:两个(或多个)细胞在诱导剂(如聚乙二醇、灭活的病毒、电激)作用下膜融合、核融合,形成一个杂种细胞,典型应用是制备单克隆抗体时的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合、植物体细胞杂交时的原生质体融合,其标志性表述是“融合”“杂种细胞”“杂交细胞”。细胞组装/组织工程:把已经分化出的不同类型细胞按一定空间顺序排列或与支架材料结合,构建具有特定结构的三维组织或器官,其标志性表述是“有序排列”“构建”“组装”“支架”,过程中不发生细胞融合。区分的抓手是“有没有产生一个新细胞”。此外还要记牢:胚胎干细胞具有发育的全能性,可诱导分化为多种细胞,是组织工程的理想种子细胞;动物细胞培养需无菌无毒、营养充足、温度36.5℃左右、pH 7.2~7.4、气体环境为95%空气+5% CO₂(CO₂用于维持培养液pH)。
14. 细菌“限制—修饰”系统与DNA甲基化
细菌可通过“限制-修饰”系统抵御噬菌体的侵染,该系统存在能识别相同DNA序列的限制酶和甲基化酶,具体过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A. 细菌对噬菌体DNA进行甲基化,以抑制噬菌体基因表达
B. 限制酶和甲基化酶作用于相同底物,体现了酶的专一性
C. 限制酶可特异性切割未被甲基化的噬菌体DNA
D. 细菌中发生的DNA甲基化不能遗传给子代
🔍 命题透视
►核心考点:限制酶的作用特点、酶的专一性、表观遗传
►链接教材:选择性必修3《生物技术与工程》第3章 基因工程的基本工具;必修2《遗传与进化》第4章 表观遗传
►命题分析:
(1)情境创设:以细菌利用“限制—修饰”系统抵御噬菌体侵染这一经典的分子免疫机制为情境,图中同时画出“噬菌体DNA—限制酶切割”和“细菌DNA—甲基化酶甲基化(CH₃)”两条平行路径,把限制酶的特异性切割与DNA甲基化修饰放在同一个模型中呈现。
(2)问题设计:四个选项覆盖“谁被甲基化(A)”“专一性的判据(B)”“切割对象(C)”“表观遗传可遗传性(D)”四个点,其中A、B、D三项都把正确概念做了方向性篡改,只有C项与图示一致,要求学生严格依据图中“噬菌体DNA未被甲基化”这一信息作答。
(3)考查目标:考查科学思维中的模型解读与概念辨析能力,要求学生能从图中读出“甲基化只发生在细菌自身DNA上”“不被甲基化的外源DNA才被切割”两条结论,并能正确区分“酶作用于同一底物”与“酶的专一性”以及“DNA甲基化属于可遗传的表观遗传修饰”,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.由图可知,细菌的甲基化酶只对自身DNA进行甲基化,以避免自身DNA被限制酶切割,细菌并不会对噬菌体DNA进行甲基化,❌错误
B.酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应;限制酶和甲基化酶是两种不同的酶,二者作用于相同底物恰恰说明它们各自有特定的底物,不能体现“一种酶催化多种反应”意义上的专一性,❌错误
C.由图可知,噬菌体DNA未被甲基化,因此可被细菌的限制酶识别并特异性切割,从而破坏噬菌体DNA、抵御侵染,✅正确
D.DNA甲基化属于表观遗传的修饰方式,它不改变碱基序列但可以随DNA复制在细胞分裂中传递给子代,是可遗传的,❌错误
结论:选C。
📚 灵活拓展
【知识总结】限制酶、甲基化酶与表观遗传的技术匹配表:限制酶与甲基化酶常在同一情境中出现,按“识别—作用—结果”三栏对照:限制酶识别双链DNA上特定的核苷酸序列(回文序列),在特定切点上切开磷酸二酯键,产生黏性末端或平末端,用于基因工程中切割目的基因和载体;甲基化酶识别相同的序列,但作用是把甲基(—CH₃)加到特定碱基(多为胞嘧啶)上,不切断DNA,结果是保护自身DNA不被限制酶识别切割。二者识别序列相同而功能相反,这正是细菌“限制—修饰”系统能区分“自我”与“非我”的原因,也是基因工程中“限制酶不切割自身DNA”的分子基础。关于表观遗传要记牢三点:DNA甲基化和组蛋白乙酰化都不改变碱基序列;都能通过细胞分裂传递给子代;都能影响基因的表达(甲基化通常抑制转录),进而引起可遗传的性状改变。
15. 提高细胞外Na⁺浓度对突触后膜电位的影响
将大鼠脑切片标本置于生理溶液中,给予某神经元适宜刺激,突触后膜出现电位变化。适当提高溶液中的Na⁺浓度,再次给予其相同刺激,突触后膜电位变化幅度增大。不考虑神经递质释放量的变化,下列关于该现象的解释,正确的是( )
A. 突触后膜Na⁺内流增多
B. 突触后膜神经递质受体增多
C. 突触后膜静息电位绝对值增大
D. 突触间隙神经递质扩散加快
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►核心考点:兴奋在神经纤维上的传导、动作电位的产生机制、静息电位的维持
►链接教材:选择性必修1《稳态与调节》第2章 神经调节
►命题分析:
(1)情境创设:以离体大鼠脑切片灌流实验为情境,自变量是细胞外Na⁺浓度,因变量是突触后膜电位变化幅度。题干明确“不考虑神经递质释放量的变化”,从而把学生从“递质释放”这一无关方向上排除,聚焦到“Na⁺内流决定动作电位幅度”这一机制上。
(2)问题设计:四个选项分别指向Na⁺内流量(A)、受体数量(B)、静息电位(C)和递质扩散速率(D)。B、D都属于与自变量无关的“虚构机制”,C则混淆了静息电位的维持离子(K⁺)与动作电位的形成离子(Na⁺),三个干扰项各自对应一类典型误判。
(3)考查目标:考查科学思维中基于证据的因果推理,要求学生把“细胞外Na⁺浓度升高”这一自变量,经过“膜内外Na⁺浓度差增大→受刺激时Na⁺内流总量增多→动作电位幅度增大”的推理链,落到正确的因变量解释上,并排除与实验条件无关的选项,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.提高溶液中Na⁺浓度后,突触后膜内外的Na⁺浓度差增大;相同刺激下Na⁺通道开放时Na⁺内流的总量增多,动作电位的幅度因此增大,✅正确
B.题干已明确不考虑神经递质释放量的变化,而仅仅提高溶液中的Na⁺浓度并不会使突触后膜上的神经递质受体数量增多,受体数量属于膜蛋白合成与分布问题,与自变量无关,❌错误
C.静息电位主要由K⁺外流维持,其大小取决于膜内外K⁺浓度差和膜对K⁺的通透性,与细胞外Na⁺浓度无直接关系;提高细胞外Na⁺浓度不会使静息电位绝对值增大,❌错误
D.神经递质在突触间隙的扩散速率取决于递质的浓度梯度和间隙的扩散条件,与Na⁺浓度无关;而且扩散加快也不能解释突触后膜电位变化幅度增大,❌错误
结论:选A。
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【知识总结】动作电位幅度与静息电位的决定因素:神经调节中“什么离子决定什么电位”是高频考点,按四条记牢。静息电位:由K⁺外流维持,表现为外正内负,其绝对值随细胞外K⁺浓度升高而减小、随细胞外K⁺浓度降低而增大,与Na⁺浓度无关。动作电位:由Na⁺内流形成,其峰值幅度取决于膜内外Na⁺浓度差,细胞外Na⁺浓度越高,内流越多,峰值越高;细胞外Na⁺浓度降低则幅度变小甚至不能产生动作电位。恢复静息:依赖钠钾泵(Na⁺—K⁺ ATP酶)消耗ATP把Na⁺泵出、把K⁺泵入。兴奋传导方向:在离体神经纤维上双向传导,在反射弧中单向传递(因为在突触处递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜)。把握住“Na⁺管动作电位、K⁺管静息电位、钠钾泵管恢复”这三句,本类题目基本不会失分。
16. 拟南芥幼苗弯钩形成中的激素调控
幼苗的弯钩有利于保护幼苗穿透土壤。研究表明,弯钩的形成和维持受乙烯等激素调控。现对黑暗中生长的拟南芥幼苗进行不同处理,结果如图所示。
下列叙述错误的是( )
A. 弯钩的形成与生长素的不均匀分布有关
B. 在形成弯钩过程中,赤霉素和乙烯相互拮抗
C. 若外施乙烯合成抑制剂,弯钩弯曲程度会变小
D. 若将对照组转移至自然光照下,弯钩会逐渐伸直
🔍 命题透视
►核心考点:生长素的产生、分布与运输;其他植物激素的产生、分布和功能;不同植物激素对生命活动的调节
►链接教材:选择性必修1《稳态与调节》第5章 植物生命活动的调节
►命题分析:
(1)情境创设:以黑暗中生长的拟南芥幼苗弯钩有利于穿透土壤这一真实的发育现象为情境,图给出对照组、赤霉素合成抑制剂组、乙烯前体组、赤霉素和生长素运输抑制剂组四种处理的结果对比,要求学生从各组弯钩是否消失反推各激素或运输过程的作用。
(2)问题设计:四个选项分别考查弯钩形成的直接原因(生长素分布不均)、激素间的相互关系(协同还是拮抗)、乙烯合成被抑制后的表型预测、以及光照条件下的表型预测。其中B项把两个“都有利于弯钩”的激素说成相互拮抗,是典型的因果关系颠倒。
(3)考查目标:考查科学探究中的实验结果分析与科学思维的逻辑判断能力,要求学生把图中“哪种处理使弯钩消失、哪种处理使弯钩维持”与“该处理减少或增加了哪种物质”建立对应关系,进而判断激素间的协同与拮抗,属于中等难度。
💡 思路点拨
A.弯钩的形成是生长素在幼茎两侧分布不均匀、导致两侧细胞伸长速率不同引起的;图中生长素运输抑制剂处理组弯钩消失,正好证明生长素的不均匀分布是弯钩形成的必要条件,✅正确
B.赤霉素合成抑制剂处理后弯钩消失,说明赤霉素有利于弯钩形成;施加乙烯前体(可转化为乙烯)后弯钩仍维持,说明乙烯有利于弯钩的维持。两者作用效果相同,属于协同关系而非拮抗关系,❌错误
C.乙烯有利于弯钩的维持,外施乙烯合成抑制剂会使乙烯合成量减少,弯钩的维持受到影响,弯曲程度会变小,✅正确
D.黑暗下的对照组转移至自然光照后,光照会改变生长素的分布,同时幼苗出土后已不需要弯钩保护,弯钩会逐渐伸直以利于光合作用的进行,✅正确
结论:选B。
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【知识总结】植物激素间“协同—拮抗”的判断技巧:判断两种激素是协同还是拮抗,不能靠记忆,要用“处理—现象—反推”三步法:先看实验中对某种激素做了“增加”还是“减少”的处理,再看对应的表型是“与对照组相同”还是“相反”,最后反推该激素的实际作用方向。若两种激素被抑制后表型都朝同一方向变化,或被增加后表型都朝同一方向变化,则二者作用效果一致,为协同关系;若一种被抑制与另一种被增加产生相同表型,则为拮抗关系。本卷中赤霉素与乙烯在弯钩形成中属于协同,而经典的拮抗组合有:赤霉素(促进种子萌发、茎伸长)与脱落酸(抑制萌发、促进休眠)、生长素(促进生根、低浓度促进生长)与乙烯(促进果实成熟、促进脱落)。还要记住生长素作用的两重性:低浓度促进生长、高浓度抑制生长,顶端优势、根的向重力性都是两重性的典型例证。
17. 从土壤中筛选产酸能力强的醋酸菌
在含CaCO₃的培养基中,醋酸菌产生的乙酸能与CaCO₃反应,使其菌落周围出现透明圈。拟从果园附近的土壤中筛选产酸能力强的醋酸菌,按照取样、扩大培养、筛选、鉴定等步骤进行实验。下列叙述正确的是( )
A. 采集土壤样本时,取地表以下30cm的深层土
B. 将土样稀释后,接种至以葡萄糖为唯一碳源的液体培养基进行振荡培养
C. 将扩大培养后的菌液进行梯度稀释,涂布于含乙醇及CaCO₃的平板上培养
D. 挑选平板上直径最大的菌落,提取DNA,测序后比对序列进行鉴定
🔍 命题透视
►核心考点:培养基的类型、成分及功能;其他微生物的分离与计数;果酒与果醋的制作原理
►链接教材:选择性必修3《生物技术与工程》第1章 发酵工程、第2章 微生物的培养与应用
►命题分析:
(1)情境创设:以“从果园附近土壤中筛选产酸能力强的醋酸菌”这一完整的微生物筛选流程为情境,题干先给出“乙酸与CaCO₃反应形成透明圈”的鉴别原理,再按“取样—扩大培养—筛选—鉴定”四步设置选项,把选择培养基、鉴别培养基、稀释涂布、菌种鉴定四个技术环节串成一条线。
(2)问题设计:四个选项分别落在四个技术环节上:A考取样位置(好氧微生物的分布层次),B考选择培养基的碳源选择(葡萄糖还是乙醇),C考筛选与鉴别的组合方案,D考产酸能力的判断指标(菌落直径还是透明圈直径与菌落直径之比)。每个选项都是一个真实操作细节的正误判断,实验味道浓。
(3)考查目标:考查科学探究中的实验设计与技术操作能力,要求学生理解“选择培养基靠碳源筛选、鉴别培养基靠显色反应鉴别”的分工,掌握稀释涂布平板法的操作要点,并能用“透明圈直径与菌落直径的比值”这一相对指标评价菌株产酸能力,属于中等偏上难度。
💡 思路点拨
A.醋酸菌是好氧微生物,主要分布在氧气充足的土壤表层;地表以下30cm的深层土氧气含量低,醋酸菌数量很少,取样位置不合适,❌错误
B.筛选醋酸菌应使用以乙醇为唯一碳源的选择培养基;以葡萄糖为唯一碳源的培养基能支持多种异养微生物生长,无法针对性筛选醋酸菌,❌错误
C.将扩大培养后的菌液梯度稀释后涂布于含乙醇及CaCO₃的平板上:乙醇作为唯一碳源起选择作用,CaCO₃与产生的乙酸反应形成透明圈起鉴别作用,既筛又鉴,方案,✅正确
D.产酸能力的判断依据是透明圈直径与菌落直径的比值,比值越大说明单位菌体产酸能力越强;直接挑选菌落直径最大的菌落只能说明该菌落长得大,不能说明产酸能力强,❌错误
结论:选C。
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【知识总结】醋酸菌筛选的“取样—培养—鉴别”操作辨析:本类题目按三个环节逐条核对。取样环节:醋酸菌、硝化细菌等好氧菌应从表层土壤或富含氧的环境中取样;乳酸菌等兼性厌氧菌可从深层或液态发酵物中取样;取样工具和器皿需灭菌,取样后应尽快处理。培养环节:选择培养基通过“唯一碳源”“唯一氮源”或加入特定抑制剂实现定向筛选,筛选醋酸菌用乙醇为唯一碳源,筛选纤维素分解菌用纤维素为唯一碳源,筛选尿素分解菌用尿素为唯一氮源;扩大培养用液体培养基并振荡,目的是增加溶氧并使菌体与营养充分接触。鉴别环节:鉴别培养基靠特征性颜色反应或透明圈区分目标菌,如CaCO₃透明圈鉴别产酸菌、刚果红染色鉴别纤维素分解菌、酚红指示剂鉴别尿素分解菌;定量评价时要用“透明圈直径/菌落直径”这样的相对指标,因为菌落大小受生长速率影响,不能反映产酸能力。鉴定环节:菌种鉴定需提取DNA进行PCR扩增和测序,并与数据库比对。
18. 茎尖大小对甘薯成苗率与脱毒率的影响
为探究茎尖大小对甘薯成苗率和脱毒率的影响,选取保留不同叶原基数的茎尖进行实验,结果如表。
保留叶原基数(个)
茎尖成活率(%)
愈伤组织诱导率(%)
成苗率(%)
脱毒率(%)
0
47.6
100
0
—
1
85.9
73.1
76.8
100
2
94.7
62.7
91.6
92.1
3
97.0
35.0
96.7
79.3
A. 茎尖外植体可不经过愈伤组织直接分化成苗
B. 随着叶原基数增加,茎尖的成活率呈上升趋势
C. 叶原基数越少的成活茎尖,越容易诱导形成愈伤组织
D. 取1个叶原基的茎尖作为外植体,获得的脱毒苗最多
🔍 命题透视
►核心考点:植物组织培养技术、植物细胞工程的实际应用
►链接教材:选择性必修3《生物技术与工程》第2章 植物细胞工程
►命题分析:
(1)情境创设:以甘薯茎尖脱毒这一真实的种苗繁育技术为情境,表格给出保留0、1、2、3个叶原基时茎尖的成活率、愈伤组织诱导率、成苗率和脱毒率四列数据,要求学生从“成活率升高、愈伤组织诱导率下降、脱毒率下降”三条趋势中做出综合权衡,回答“到底取多大茎尖最好”。
(2)问题设计:A项依据“成苗率高于愈伤组织诱导率”这一数据关系考查“是否必须经过愈伤组织”;B、C两项直接对应表中两条明显的单调趋势;D项则要求把“成苗率”与“脱毒率”相乘得到“实际可获得的脱毒苗比例”,是本题唯一需要计算的选项,也是区分度所在。
(3)考查目标:考查科学探究中的数据分析与批判性思维,要求学生不仅能读取单列数据的趋势,还能把两列数据相乘形成新的评价指标,从而判断“脱毒率最高”不等于“获得脱毒苗最多”,渗透植物组织培养在生产实践中的应用价值,属于中等偏上难度。
💡 思路点拨
A.保留1个及以上叶原基时,成苗率均明显高于愈伤组织诱导率,说明相当一部分茎尖外植体可以不经过愈伤组织阶段直接分化成苗(即器官发生途径),✅正确
B.由表格数据可知,保留叶原基数为0、1、2、3时,茎尖成活率依次为47.6%、85.9%、94.7%、97.0%,随叶原基数增加呈明显的上升趋势,✅正确
C.保留叶原基数为0、1、2、3时,愈伤组织诱导率依次为100%、73.1%、62.7%、35.0%,说明叶原基数越少、茎尖越小,越容易脱分化形成愈伤组织,✅正确
D.可获得的脱毒苗比例=成苗率×脱毒率。保留1个叶原基时为76.8%×100%=76.8%;保留2个叶原基时约为91.6%×92.1%≈84.4%,高于保留1个叶原基的结果,因此取2个叶原基的茎尖获得的脱毒苗更多,❌错误
结论:选D。
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【图表分析技巧】茎尖脱毒实验的数据解读与取舍逻辑:茎尖脱毒的原理是:病毒在植物体内运输速度有限,顶端分生组织中病毒浓度极低甚至不含病毒,因此取茎尖进行组织培养可获得脱毒苗。实际生产中茎尖取多大是关键取舍——取0个叶原基时,茎尖成活率低(47.6%)且成苗率为0,虽然愈伤组织诱导率高达100%,但难以成苗;取1个叶原基时脱毒率达100%但成苗率只有76.8%;取3个叶原基时成活率和成苗率最高,但脱毒率降到79.3%。真正的评价指标是成苗率与脱毒率的乘积,即“每接种100个外植体最终能得到多少脱毒苗”,计算可知取2个叶原基时最优。这一思路可迁移到所有“多指标权衡”类实验题:当两列数据呈相反趋势时,必须构造综合指标而不能只看其中一列。同时要记住组织培养的两条途径:器官发生途径(外植体直接分化出芽和根,不经过愈伤组织)和体细胞胚发生途径(先脱分化形成愈伤组织,再分化出胚状体),前者遗传稳定性更好。
19. 抗虫棉选择压下害虫抗性基因频率的变化
抗虫棉田中,某种害虫取食抗虫棉后,基因型ee的个体可正常存活,而EE和Ee的个体只有少量存活。长期种植该抗虫棉会导致害虫种群对其产生抗性。下列叙述错误的是( )
A. 若基因型ee的个体繁殖能力较强,则e基因频率上升的速度加快
B. 若基因型Ee的个体也可正常存活,则e基因频率上升的速度加快
C. 若使抗虫棉表达更多种毒杀原理不同的毒蛋白,可延缓害虫种群产生抗性的速度
D. 若降低抗虫棉毒蛋白的表达量并引入害虫天敌,可延缓害虫种群产生抗性的速度
🔍 命题透视
►核心考点:自然选择与适应的形成、基因频率的改变与生物进化、群落中生物的种间关系
►链接教材:必修2《遗传与进化》第6章 生物的进化;选择性必修2《生物与环境》第1章 群落中的种间关系
►命题分析:
(1)情境创设:以长期种植抗虫棉导致靶标害虫产生抗性这一农业生产中的真实难题为情境。题干先给出选择压的设定——ee个体正常存活而EE、Ee个体只有少量存活,即E基因受到强烈选择淘汰。四个选项都是对“如何影响抗性产生速度”的假设性追问,考查的是对选择压方向与大小的动态把握。
(2)问题设计:A、B两项是一组对照:A通过提高ee的繁殖能力来增大e的选择优势,B则通过让Ee正常存活来削弱对E的选择淘汰,方向相反。C、D两项则从抗性治理的实际措施出发,分别对应“多基因策略”和“降低选择压+生物防治”两条延缓抗性的技术路线。四个选项共同指向同一个核心问题——选择压的方向和强度如何决定基因频率变化的速度。
(3)考查目标:考查科学思维中的模型与建模以及批判性思维,要求学生能根据基因型存活情况判断选择压的方向,再据此推断基因频率变化速度“加快”还是“减慢”,并能从进化角度理解抗性治理措施的原理,属于中等偏上难度。
💡 思路点拨
A.基因型为ee的个体繁殖能力更强,可以产生更多携带e基因的子代,e基因在种群中的传递效率提高,e基因频率上升速度加快,✅正确
B.若Ee个体也可正常存活,原本被大量淘汰的E基因就有相当一部分可以通过杂合子保存下来并传递给后代,E基因的淘汰速率降低,e基因频率上升的速度会减慢而不是加快,❌错误
C.害虫同时突变出针对多种毒杀原理完全不同的毒蛋白的抗性,其概率是各个单抗性概率的乘积,极低,因此让抗虫棉表达多种毒蛋白可延缓害虫种群产生抗性的速度,✅正确
D.降低毒蛋白表达量可以减小对害虫抗药性的选择压,使敏感个体也能存活;引入天敌对不同基因型的害虫捕食无明显偏好,也不会定向富集抗性基因,两者都能延缓抗性产生,✅正确
结论:选B。
📚 灵活拓展
【易错提醒】基因频率变化方向的“选择压”分析法:判断基因频率如何变化,核心是判断选择压的方向和强度。第一步定方向:题干给出的存活情况就是选择压——存活好、繁殖多的基因型所携带的基因是优势基因,其频率上升;被大量淘汰的基因型所携带的基因是劣势基因,其频率下降。第二步看强度:显性纯合、杂合、隐性纯合三种基因型都被淘汰时,劣势基因下降最快;若杂合子能够存活,劣势基因就能“藏”在杂合子中躲过选择,下降明显变慢甚至可能长期维持(这就是镰状细胞贫血基因在疟疾流行区保持高频率的原因)。第三步看干扰因素:突变提供新基因但对基因频率影响极小,种群过小会因遗传漂变使基因频率随机波动,迁入迁出会引入或带出基因,自然选择才是定向改变基因频率的最主要因素。抗性治理的两条思路也正是据此设计的:多基因策略让害虫难以同时突变(降低突变概率),降低选择压、设置庇护所、轮换品种则让敏感个体保留在种群中(保留敏感基因),二者都能延缓抗性进化。
20. G基因致雄性不育与H基因的解除作用定位
果蝇的显性基因G会导致雄性不育,但显性基因H可解除G基因的影响。现有纯合雌果蝇甲、纯合雄果蝇乙和丙。甲×乙得到的雄果蝇不育,而甲×丙得到的雄果蝇丁可育,且丁与甲回交得到的雄果蝇依然可育。若果蝇乙不含G基因,则H基因位于( )
A. 常染色体
B. X染色体
C. Y染色体
D. X或Y染色体
🔍 命题透视
►核心考点:基因在染色体上位置的判定、基因的分离定律、伴性遗传
►链接教材:必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系、第5章 遗传规律的综合应用
►命题分析:
(1)情境创设:以果蝇中“G基因导致雄性不育、H基因可解除其影响”这一陌生而精巧的遗传现象为情境,通过甲×乙、甲×丙两种杂交结果和丁×甲的回交结果,构造出一个必须同时满足全部条件才能成立的基因定位问题。题干特别说明“乙不含G基因”,为推断甲的基因型提供了支点。
(2)问题设计:四个选项给出H基因可能所处的四种位置(常染色体、X染色体、Y染色体、X或Y),属于典型的“假设—验证”型选项。正确解法是对每一种假设分别推导子代基因型与雄蝇育性,看哪一种假设能同时解释“甲×乙的雄蝇不育”“甲×丙的雄蝇丁可育”“丁×甲的回交雄蝇全可育”三个事实,只有一种假设能与全部事实相容。
(3)考查目标:考查科学思维中的演绎推理与假说—演绎法,要求学生在陌生遗传现象中快速抽取“雄性不育”这一表型的基因型条件,逐一假设H基因的位置并检验子代雄蝇是否全部可育,属于难度较高的区分题。
💡 思路点拨
A.若H位于常染色体:由甲×乙的雄蝇不育可知甲为含G且不含H的纯合个体(基因型GGhh)。丙若为HH纯合,则丁为Hh,丁(Hh)×甲(hh)回交,后代雄蝇中会出现1/2的hh个体,这类个体含G却无H,表现为不育,与“回交得到的雄果蝇依然可育”矛盾,❌错误
B.若H位于X染色体:雄性丁的X染色体只能来自母本甲。甲与乙杂交得到的雄蝇(X染色体来自甲)不育,说明甲的X染色体上不含H,因此丁的X染色体上也不含H,丁不可能获得H基因,应表现为不育,与“甲×丙得到的雄果蝇丁可育”矛盾,❌错误
C.若H位于Y染色体:甲×乙得到的雄果蝇不育,说明甲为GG纯合且不含H;甲×丙得到的雄果蝇丁可育,说明丁从父本丙处获得了带H的Y染色体。丁与甲回交时,后代雄蝇的Y染色体全部来自丁,因而全部携带H,所有雄蝇均可育,与题干三个事实完全吻合,✅正确
D.H位于X或Y染色体的说法包含X染色体的可能,而X染色体的假设已被排除,故该表述过宽,❌错误
结论:选C。
📚 灵活拓展
【答题模板】基因定位题的“假设—验证”四步法:基因定位类试题的标准解法是“假设—验证”四步法。第一步列出可能的假设:常染色体、X染色体、Y染色体(必要时加上X和Y的同源区段)。第二步写出亲本基因型:把题干给出的“纯合”“不含某基因”“雄性不育”等信息翻译为具体基因型,尤其要注意“雄性不育”是表型条件,必须转化为“含G且不含H”的基因型条件。第三步按各假设推导子代基因型与表型,重点检查雄性后代的育性是否与题干全部一致。第四步筛出唯一能与全部事实相容的假设。判定性别的关键抓手是:Y染色体只由父亲传给儿子,X染色体在雄性中只来自母亲;因此若某基因必须“父子相传”才能解释结果,则位于Y染色体,若必须“母传子”则位于X染色体。此外要牢记雄性不育基因的常见考查角度——不育个体不能作为父本参与杂交,因此含不育基因的品系只能通过杂合子或相应的保持系来繁殖,这也是杂交育种中利用雄性不育系简化去雄操作的原理。
◆ 二、非选择题
21. 升温对溪流生态系统中石蛾与蜻蜓幼虫关系的影响
石蛾是溪流生态系统的关键物种。石蛾幼虫生活在水中,能吐丝织网,固持泥沙,促进底泥有机物分解,增加生境复杂性和底栖生物的多样性。为研究温度对某溪流生态系统的影响,科研人员设置了对照组和升温组进行长期模拟实验。结果显示,升温打破了石蛾幼虫与其捕食者蜻蜓幼虫之间的平衡。回答下列问题:
(1)蜻蜓的幼虫在水中捕食,成虫在空中捕食,这种适应是长期______的结果。蜻蜓幼虫发育需多次蜕皮,适合用______法估算其种群密度。当蜻蜓幼虫在水中释放的某种微量含氮化合物增加时,石蛾织网频率将减少。该物质传递的信息为______信息,这体现了信息传递能调节______关系。
(2)对照组中,测得石蛾的部分能量分配如表。
摄入量
粪便量
呼吸量
流向分解者
1200
450
518
100
注:表中数值单位为J·m⁻²·a⁻¹。
对照组石蛾的净次级生产量(用于生长、发育和繁殖的能量)为______J·m⁻²·a⁻¹。与对照组相比,升温组石蛾的同化量基本不变,生产效率(净次级生产量/同化量)下降,可能的原因是______。
(3)研究结果表明,短期升温导致的蜻蜓幼虫数量下降,会使石蛾的种群密度上升,原因是______。长期升温导致的石蛾种群密度下降,会使溪流抗干扰能力下降,可能的原因有______(答出2点即可)。
🔍 命题透视
►核心考点:自然选择与适应的形成、种群密度的调查方法、生态系统的能量流动与信息传递、生态系统的稳定性
►链接教材:选择性必修2《生物与环境》第1章 种群及其动态、第2章 群落及其演替、第3章 生态系统及其稳定性
►命题分析:
(1)情境创设:以溪流生态系统中的关键物种石蛾为核心串联整题:石蛾幼虫吐丝织网、固持泥沙、促进底泥有机物分解,是典型的“生态系统工程师”。科研人员通过对照与升温的长期模拟实验,观察升温如何打破石蛾幼虫与捕食者蜻蜓幼虫之间的平衡。材料真实、生态学意涵完整,四空的信息传递与能量计算均落在溪流这一具体情境中。
(2)问题设计:三个小问分别落在“适应与调查—能量核算—稳定性后果”三层:(1)从蜻蜓生活史的适应现象切入,考调查方法的选择与信息类型的判断;(2)给出能量分配表,要求先做同化量和净次级生产量的定量计算,再用计算结论解释升温组生产效率下降的原因;(3)从短期和长期两个时间尺度追问种群密度变化的原因与生态系统稳定性的后果,最后一空要求“答出2点”,考查发散性表达。
(3)考查目标:考查科学探究中的数据计算能力和科学思维中的因果推理能力:第(2)问要求掌握“同化量=摄入量−粪便量”“净次级生产量=同化量−呼吸量”两级计算;第(3)问要求把“捕食者减少→被捕食者增加”“生物多样性下降→营养结构简单→自我调节能力下降”两条因果链完整写出,属于中等偏上难度。
💡 思路点拨
►第(1)问
抓核心材料:题干的关键信息有两条:蜻蜓幼虫在水中、成虫在空中,属于形态结构与生活习性的适应;蜻蜓幼虫活动能力弱、活动范围小;含氮化合物是“微量”且随水传播的化学物质。
分层分析:
1.第一空由“适应”这一落脚点出发,生物对环境的适应都是长期自然选择(进化)的结果,不能写成“用进废退”或“环境影响”。
2.第二空是调查方法的选择题:蜻蜓幼虫生活在水中、活动能力弱、活动范围小,符合样方法的适用条件;标志重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物。
3.第三空由“微量含氮化合物”这一描述即可判定为化学信息——化学信息是指生物产生的可传递信息的化学物质,如性外激素、报警信息素等。
4.第四空由“调节石蛾与蜻蜓之间的关系”可知,信息传递能调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定;不能答成“调节种内关系”或“调节能量流动”。
►第(2)问
抓核心材料:表中的四个数字是解题的全部依据:摄入量1200、粪便量450、呼吸量518、流向分解者100,单位均为J·m⁻²·a⁻¹。题干给出了两个计算公式的分子分母关系。
分层分析:
1.第一空先算同化量:同化量=摄入量−粪便量=1200−450=750 J·m⁻²·a⁻¹。粪便中的能量属于未被消化的部分,不属于本营养级的同化量,这是最常见的失分点。
2.再算净次级生产量:净次级生产量=同化量−呼吸量=750−518=232 J·m⁻²·a⁻¹。注意“流向分解者”的能量已经包含在呼吸量和净次级生产量的去向之中,不能重复扣除,否则会算出错误答案。
3.第二空要抓住“同化量基本不变而生产效率下降”这一对矛盾:生产效率=净次级生产量/同化量,分母不变而比值下降,说明分子(净次级生产量)变小;由净次级生产量=同化量−呼吸量可知,只能是呼吸量变大,其生物学原因是升温使石蛾呼吸速率加快、有机物消耗增多,用于生长、发育和繁殖的能量相应减少。
►第(3)问
抓核心材料:题干为第(3)问明确铺设了两条线索:短期升温导致蜻蜓幼虫数量下降,长期升温导致石蛾种群密度下降。前者考捕食关系,后者考结构与稳定性的关系。
分层分析:
1.第一空从种间关系入手:蜻蜓幼虫是石蛾的捕食者,捕食者数量下降,石蛾被捕食的压力减小、死亡率降低,因此种群密度上升——答案落在“捕食压力下降”这一关键短语上。
2.第二空要求“答出2点”,应从题干给出的石蛾功能逐条反推:石蛾织网数量下降→固持泥沙的水平下降→促进底泥有机物分解的作用减弱、生境复杂程度降低,这是第一点;
3.底栖生物的多样性下降→营养结构(食物链、食物网)变简单→生态系统的自我调节能力减弱、抵抗力稳定性下降,这是第二点。两点分别对应“功能减弱”和“结构简化”,答题时要用“下降—减弱—变简单”等方向明确的词语,不要只写“生态系统被破坏”。
【参考答案】
(1) 自然选择(进化) 样方 化学 种间
(2) 232 升温组石蛾呼吸速率增加,呼吸量增大(有机物消耗量增加)
(3) 捕食压力下降 石蛾织网数量下降,固持泥沙水平下降;底栖群落结构更简单(生物多样性下降,营养结构变简单,自我调节能力减弱)
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【答题模板】能量流动计算的“同化—呼吸—净生产”三步方法总结:能量流动的计算题只需牢记三条基本关系并严格按顺序代入。第一条:同化量=摄入量−粪便量。粪便中的能量属于上一营养级流向分解者的部分,绝不能计入本营养级的同化量,这是选择题和计算题中最常见的陷阱。第二条:同化量的去向=呼吸作用以热能散失+用于生长、发育和繁殖的能量(即净生产量)+流向分解者。因此在给出“呼吸量”和“流向分解者”两列数据时,只减去呼吸量即可得到净次级生产量,流向分解者的能量已经包含在净生产量之中,重复扣除就会算错。第三条:能量传递效率=下一营养级同化量/本营养级同化量×100%,一般在10%~20%之间,注意分子分母都必须是“同化量”而不是摄入量。做题时先画出“摄入—同化—呼吸—净生产”的能量流线图,把表格中的数字对号入座,再计算,可以完全避免公式混用。本卷中“生产效率=净次级生产量/同化量”这一新定义也值得关注:分母不变而比值下降,等价于呼吸量增大,这种“用新定义包装已有关系”的命题方式正在成为常态。
22. 苔藓细胞质基质ATP来源的双因素探究
科研人员以某苔藓植物的野生型(WT组)、线粒体呼吸缺陷突变体(MT组)以及经光反应阻断剂Z处理的野生型(Z处理组)为实验材料,测定在黑暗、光照转换过程中细胞质基质ATP含量的动态变化,实验结果如图1所示。WT组在不同光照强度下细胞质基质ATP含量的动态变化如图2所示。
回答下列问题:
(1)在光照条件下,叶绿体产生NADPH的场所是______。叶绿体产生的ATP通常用于______,而不输出到细胞质基质。
(2)图1中,Z处理组细胞质基质ATP来源于______过程。WT组与Z处理组相比,______促进了细胞质基质ATP的积累。与WT组相比,MT组在光照期间,细胞质基质ATP含量上升幅度较小,原因是______。
(3)研究表明,该植物叶绿体中的NADPH可生成中间产物X,X可离开叶绿体进入细胞质基质,再进入线粒体参与代谢。图2中,在光照初期,曲线②和③的ATP积累速率显著高于①,原因是______。在光照后期,ATP含量均趋于平缓,从酶促反应的角度推测,导致ATP含量不再增加的2个限制因素是______。曲线③ATP含量低于曲线②,推测造成这一现象的可能原因是______(答出1点即可)。
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►核心考点:光反应与暗反应的物质变化和能量变化、有氧呼吸过程、ATP的功能及利用、影响光合作用的因素
►链接教材:必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用(ATP、光合作用、细胞呼吸)
►命题分析:
(1)情境创设:以苔藓植物为材料,设置三种实验材料——野生型WT、线粒体呼吸缺陷突变体MT、光反应阻断剂Z处理的野生型——测定“黑暗—光照”转换过程中“细胞质基质”这一特定部位的ATP含量变化,再叠加图2中三档光照强度的对比。整套设计把“叶绿体产生的ATP不外运”“细胞质基质ATP来自细胞呼吸”“NADPH可转化为中间产物X进入线粒体供能”三条机制串成了一个可测的动态模型。
(2)问题设计:三个小问由表及里:(1)回到叶绿体的基本结构与功能,考NADPH的产生场所和叶绿体ATP的去向,是“叶绿体不出ATP”这一关键前提;(2)通过Z处理组与WT组的对照确定细胞质基质ATP的来源,再通过MT组与WT组的对照说明线粒体缺陷的后果,两个对照各自回答一个子问题;(3)引入中间产物X这一新信息,要求用X解释光照初期不同光强下ATP积累速率的差异,再从酶促反应的角度分析光照后期曲线走平的限制因素,最后解释曲线③低于曲线②的原因,是全卷综合度最高的设问之一。
(3)考查目标:考查科学探究中的多因素实验分析能力与科学思维中的模型推理能力:要求学生能够区分“叶绿体ATP”与“细胞质基质ATP”两个不同部位、区分“光反应”与“细胞呼吸”两条来源,并能用酶促反应的两大限制因素(酶的数量、底物的量)解释曲线的平台期,属于难度较高的综合题。
💡 思路点拨
►第(1)问
抓核心材料:题干限定“在光照条件下”和“叶绿体产生NADPH的场所”,两问都是教材中最基础的定位问题,但第(1)问的第二空为第(2)(3)问埋下了关键前提。
分层分析:
1.第一空:光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,色素和相关的酶都分布在此,NADPH和ATP均在此生成。
2.第二空:叶绿体产生的ATP不运出叶绿体,而是就地用于暗反应(卡尔文循环)中三碳酸的还原;这正是题干强调“不输出到细胞质基质”的原因,也是理解细胞质基质ATP必须另有来源的基础。
►第(2)问
抓核心材料:图1给出的自变量是“处理方式”(WT、MT、Z),因变量是细胞质基质ATP含量;Z处理阻断了光反应,MT是线粒体呼吸缺陷突变体。要注意三个组各自“缺什么”。
分层分析:
1.第一空:Z处理组的光反应被阻断,叶绿体不能产生ATP和NADPH,因此细胞质基质中的ATP只能来自细胞呼吸(呼吸作用)。
2.第二空:WT组与Z处理组相比,唯一差别是WT的光反应能正常进行,而WT的细胞质基质ATP明显更高,说明光合作用(光反应)促进了细胞质基质ATP的积累。注意此处不能写“光合作用产生ATP运到细胞质基质”,因为叶绿体产生的ATP不外运。
3.第三空:MT组是线粒体呼吸缺陷突变体,线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所,线粒体缺陷使细胞呼吸(尤其是有氧呼吸)减弱,产生的ATP减少,因此光照期间细胞质基质ATP的上升幅度比WT组小。
►第(3)问
抓核心材料:第(3)问的关键是题干新给出的那句话:叶绿体中的NADPH可生成中间产物X,X可离开叶绿体进入细胞质基质,再进入线粒体参与代谢。图2中曲线①②③对应三档不同光照强度。
分层分析:
1.第一空:光照初期,曲线②和③对应的光照强度高于①,光反应更强,产生的NADPH更多,生成的中间产物X也更多;X运出叶绿体进入线粒体参与代谢,促进了线粒体合成ATP,因而②③的ATP积累速率显著高于①。答题时必须把“光强高→NADPH多→X多→线粒体产ATP多”这条链写完整。
2.第二空要求从“酶促反应的角度”找限制因素,这是解题的方向性提示:酶促反应的速率受酶的浓度(量)和底物浓度(量)限制。因此两个限制因素是——线粒体中与ATP合成相关酶的数量有限;底物X(反应物)的生成量有限、不再增加。若只写“光照强度有限”则偏离了“酶促反应角度”的限定。
3.第三空:曲线③对应最高光照强度,其ATP含量反而低于曲线②。结合题干“X由NADPH生成”可知,最可能的原因是高光强抑制了光合作用(光抑制),使NADPH和中间产物X的生成量减少,进入线粒体的X减少,合成的ATP随之减少。这一问答案是开放的,只要逻辑自洽即可,例如也可以写“高光强使叶绿体产生的X更多被其他代谢途径消耗”。
【参考答案】
(1) 类囊体膜(类囊体薄膜) 卡尔文循环(碳反应,三碳酸的还原)
(2) 细胞呼吸 光合作用(光反应) 线粒体缺陷导致细胞呼吸产生ATP减少
(3) ②③的光照强度更高,光反应产生的NADPH更多,生成的中间产物X更多,X进入线粒体参与代谢产生的ATP更多 酶的量、底物X的量(反应物的量) 高光强抑制了光合作用(使NADPH和中间产物X的生成量减少,进入线粒体的X减少)
📚 灵活拓展
【知识总结】“叶绿体—细胞质基质—线粒体”能量与物质流机制串记:本题揭示了一条容易被忽视的能量与物质流:叶绿体光反应产生的ATP和NADPH并不外运,ATP全部就地用于卡尔文循环,NADPH除用于三碳酸的还原外,还可转化为中间产物X,经细胞质基质进入线粒体参与代谢,从而间接为细胞质基质和线粒体提供能量支持。把这条路径串起来可以形成完整的能量流图:光能→光反应(类囊体膜)→ATP+NADPH→①ATP就地用于暗反应固定CO₂;②NADPH→X→出叶绿体→进线粒体→促进有氧呼吸→ATP。据此可以归纳四个常考结论:第一,细胞质基质中的ATP来自细胞呼吸(有氧呼吸第一阶段在细胞质基质,第二三阶段在线粒体),黑暗条件下依然产生;第二,阻断光反应(如Z处理)不会使细胞质基质ATP归零,只会使其失去光合作用的额外贡献;第三,线粒体缺陷会削弱细胞呼吸,使细胞质基质ATP的上升幅度变小;第四,光照强度并非越高越好,过高光照会引起光抑制。此外,酶促反应速率的两大限制因素——酶的量与底物的量——是解释一切“曲线走平”类问题的通用钥匙。
23. 亚麻与锈菌双向遗传:毒性、抗性与基因表达
亚麻(2n)是重要的纤维和油料作物。锈病是亚麻的主要病害,由亚麻锈菌引起。表1是锈菌Ⅰ、Ⅱ及其杂交后代对亚麻的毒性遗传结果;表2是亚麻甲、乙及其杂交后代对锈菌的抗性遗传结果。已知锈菌毒性相关的基因为A/a和B/b,其遗传遵循孟德尔定律;亚麻抗锈病相关的基因为H/h和R/r;锈菌Ⅰ含有a基因,亚麻甲含有H基因。回答下列问题:
表1
锈菌Ⅰ
锈菌Ⅱ
F₁
F₂
亚麻甲
有毒
无毒
无毒
无毒
有毒
无毒
有毒
亚麻乙
无毒
有毒
无毒
无毒
无毒
有毒
有毒
锈菌培养物(个)
47
16
15
5
注:表中数值为锈菌F₂的培养物分别接种到亚麻甲和乙后,对亚麻有毒(无毒)的培养物数。
表2
亚麻甲
亚麻乙
F₁
F₂
锈菌Ⅰ
感病
抗病
抗病
抗病
感病
抗病
感病
锈菌Ⅱ
抗病
感病
抗病
抗病
抗病
感病
感病
亚麻植株(株)
85
27
28
9
注:表中数值为亚麻F₂的单株分别被接种锈菌Ⅰ和Ⅱ后,抗病(感病)的植株数。
(1)锈菌有毒对无毒为______性状。表1的F₂中,对亚麻甲有毒而对亚麻乙无毒的锈菌基因型为______。
(2)亚麻乙的基因型是______。若表2中的F₁与亚麻甲回交,得到的子一代中,基因型及其比例是______,感锈菌Ⅰ且抗锈菌Ⅱ的个体中杂合子占比为______。
(3)亚麻抗病基因表达过程中,RNA聚合酶结合到该基因的______区域后,通过______过程合成RNA,再经加工形成成熟的mRNA,并翻译出多肽链,最后多肽链盘曲折叠成具有特定______的蛋白质分子,从而行使其功能。
(4)研究发现,亚麻抗病基因编码的产物需要与锈菌无毒基因编码的产物识别并互作,才能激发亚麻产生特异性______反应,侵染部位出现过敏性坏死,进而表现出抗性。综合上述研究结果,亚麻抗性与锈菌毒性的关系表现是______(A.含a和b基因的锈菌杂合子对亚麻所有基因型均无毒 B.含a和b基因的锈菌纯合子对亚麻所有基因型均有毒 C.含h和r基因的亚麻杂合子对锈菌所有基因型均无抗性 D.含H和R基因的亚麻纯合子对锈菌所有基因型均有抗性)。
🔍 命题透视
►核心考点:基因的自由组合定律、性状的显隐性及基因型与表型的关系、遗传信息的转录与翻译、基因与性状的对应关系(基因—基因互作)
►链接教材:必修2《遗传与进化》第1章 遗传因子的发现、第4章 基因的表达、第5章 基因突变及其他变异
►命题分析:
(1)情境创设:以亚麻锈病这一真实作物病害为情境,构建了一个“双向遗传”的研究框架:表1研究锈菌(病原体)对亚麻的毒性遗传,表2研究亚麻(寄主)对锈菌的抗性遗传,二者共同刻画了寄主与病原体协同进化的分子互作。材料信息量大(两张各含8列的表)、专业术语多(毒性/无毒、抗病/感病、过敏性坏死),是全卷情境最复杂的题目。
(2)问题设计:四个小问分别对应四种能力:(1)由表1的F₂比例反推显隐性并写出符合双重条件的基因型;(2)由表2的交互表型反推甲、乙的亲本基因型,再完成回交后代的基因型比例与杂合子占比计算;(3)回到中心法则,考基因表达的基础流程;(4)把表1、表2的结果整合为“抗病基因产物与无毒基因产物识别互作”这一机制模型,并用四个陈述句考查学生对“基因—基因互作”边界的理解。整题从数据到机制层层上升。
(3)考查目标:考查科学思维中的归纳与演绎、模型与建模能力,以及科学探究中的数据分析能力:要求学生能从47∶16∶15∶5≈9∶3∶3∶1的F₂比例判定两对基因独立遗传并反推显隐性,能从表2的“甲感Ⅰ抗Ⅱ、乙抗Ⅰ感Ⅱ、F₁双抗”确定H控制对锈菌Ⅱ的抗性、R控制对锈菌Ⅰ的抗性,并能用“产物识别互作”的机制解释“缺无毒基因的锈菌对任何亚麻都有毒”,属于难度很高的遗传综合题。
💡 思路点拨
►第(1)问
抓核心材料:表1同时给出锈菌Ⅰ、Ⅱ、F₁对亚麻甲和亚麻乙的毒性表现。判断显隐性的标准套路是“看杂种一代”。
分层分析:
1.先看对亚麻甲这一列:锈菌Ⅰ(对甲有毒)×锈菌Ⅱ(对甲无毒),F₁全部对甲无毒。杂种一代表现出来的性状是显性性状,因此无毒为显性、有毒为隐性。
2.再验证F₂的数量比:47∶16∶15∶5≈9∶3∶3∶1,符合两对等位基因独立遗传的典型比例,说明A/a和B/b位于非同源染色体上。
3.第二空要求同时满足两个条件:对亚麻甲有毒而对亚麻乙无毒。对甲有毒即对甲为隐性表型,基因型为aa__;对乙无毒即对乙为显性表型,需要含B基因,即__B_。两者取交集得aaB_,具体基因型为aaBB和aaBb。(也可由9∶3∶3∶1的分解关系对应写出。)
►第(2)问
抓核心材料:表2给出的是“亚麻×锈菌”的交互表型,判断H、R各自负责哪种锈菌是关键突破口。已知条件“亚麻甲含有H基因”必须用上。
分层分析:
1.第一步定H、R的功能:由表2可知亚麻甲表现为“感锈菌Ⅰ、抗锈菌Ⅱ”,亚麻乙表现为“抗锈菌Ⅰ、感锈菌Ⅱ”,而F₁对两种锈菌均抗病。既然甲含有H基因却对锈菌Ⅰ感病,就说明H基因不是负责抗锈菌Ⅰ的;结合F₁双抗可知,H应控制对锈菌Ⅱ的抗性,R应控制对锈菌Ⅰ的抗性。
2.第二步写基因型:亚麻甲含H基因但对锈菌Ⅰ感病(即rr)、对锈菌Ⅱ抗病(即H_)。由于题干说明甲是纯合体,故甲为HHrr;同理,亚麻乙为hhRR。
3.第三步做回交计算:F₁基因型为HhRr,甲为HHrr,二者回交(HhRr×HHrr)。把两对基因分开计算再组合:Hh×HH→1/2HH、1/2Hh;Rr×rr→1/2Rr、1/2rr。组合后子代基因型及比例为HHRr∶HHrr∶HhRr∶Hhrr=1∶1∶1∶1。
4.第四步算杂合子占比:回交子代中“感锈菌Ⅰ且抗锈菌Ⅱ”的个体需满足感锈菌Ⅰ(rr)且抗锈菌Ⅱ(H_),即HHrr和Hhrr两种基因型,二者各占1/2,其中HHrr为纯合子、Hhrr为杂合子,故杂合子占比为1/2。
►第(3)问
抓核心材料:本问是纯粹的教材基础题,考查基因表达的中心法则流程,三空分别对应“启动子—转录—空间结构”三个环节,属于整道题中的“送分点”。
分层分析:
1.第一空:RNA聚合酶识别并结合到基因的启动子(启动部位)区域,启动转录。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点,位于基因的首端。
2.第二空:以DNA的一条链为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程称为转录。
3.第三空:多肽链经盘曲折叠形成具有特定空间结构的蛋白质分子后才能行使功能。结构决定功能,空间结构被破坏(变性)即功能丧失。
►第(4)问
抓核心材料:第(4)问的关键信息是“抗病基因编码的产物需要与锈菌无毒基因编码的产物识别并互作”,即抗性的产生需要“寄主有相应抗病基因”且“病原体有相应无毒基因”两个条件同时满足,缺一不可。
分层分析:
1.第一空:抗病基因产物与无毒基因产物识别互作后,激发的是亚麻的特异性免疫反应,表现为侵染部位过敏性坏死,从而阻止锈菌扩展。
2.第二空逐个判断四个陈述:A项说含a和b基因的锈菌“杂合子”对所有亚麻都无毒——但含a和b的杂合子仍可能携带A或B(无毒基因),并非都无毒,错误;B项说含a和b基因的锈菌“纯合子”(aabb)对所有亚麻都有毒——由其完全缺失无毒基因A和B,其产物无法被亚麻的抗病基因产物识别,任何基因型的亚麻都无法激发免疫反应,B正确;C项说含h和r的亚麻杂合子对所有锈菌无抗性——过于绝对,若锈菌不含相应的无毒基因则本就无抗性,但该表述把所有情况一概而论,错误;D项说含H和R的亚麻纯合子对所有锈菌都有抗性——对aabb型的锈菌就不具抗性,错误。故答案为B。
【参考答案】
(1) 隐性 aaBB、aaBb
(2) hhRR HHRr∶HHrr∶HhRr∶Hhrr=1∶1∶1∶1 1/2
(3) 启动子(启动部位) 转录 空间结构
(4) 免疫 B
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【答题模板】两对基因互作题的“表型比—基因型”推断模板:遇到两对基因的遗传题,按四步模板推进。第一步定显隐性:找杂种一代,F₁表现的性状即为显性;若题目给出亲本均为纯合且表型不同,则F₁必为杂合子,其表型对应显性。第二步验证自由组合:把F₂的表型数量换算比例,若趋近9∶3∶3∶1则两对基因独立遗传;若出现9∶7、15∶1、9∶6∶1、12∶3∶1等变式,说明存在基因互作,此时总份数仍为16,可按“16份”的思路拆分。第三步拆分配子反推基因型:把两对基因分开单独计算(如Hh×HH→1/2HH、1/2Hh;Rr×rr→1/2Rr、1/2rr),再相乘组合,比直接写棋盘更不易出错。第四步处理“特定条件下的占比”:像本题中“感锈菌Ⅰ且抗锈菌Ⅱ的个体中杂合子占比”,要先按条件筛出目标基因型群体(HHrr和Hhrr),再在该群体内部求比例,而不是在整个子代中求比例,这是最常见的计算陷阱。此外,涉及“寄主—病原体”双向遗传时,要牢记抗性的产生需要寄主的抗病基因产物与病原体的无毒基因产物相互识别,任一方缺失都不会表现抗性,这一“识别—互作—激活免疫”的模型可以解释A、B选项的全部判断。
24. 无籽葡萄分子标记筛选的完整技术链
科研人员取无籽和有籽葡萄植株若干,分别提取单株基因组DNA,取等量混合后,分别构建无籽组和有籽组样本库。利用A、T、G、C随机组合且长度为10个碱基的随机引物,对无籽组和有籽组进行PCR扩增,获得与无籽性状相关的特异性DNA条带,以便于无籽葡萄的快速筛选。已知随机引物在葡萄基因组DNA上有若干结合位点。回答下列问题:
(1)基因组DNA的提取:葡萄叶片用液氮速冻后研磨成粉末状,添加提取液后离心,最后在上清液中加入预冷的乙醇溶液,用于______。在提取中,液氮速冻叶片的作用是使组织脆化以便于研磨,及______以保证DNA的完整性。
(2)PCR扩增:为更准确获得与无籽基因相关的DNA条带,实验中需对无籽组和有籽组的样本库而非单株进行分析,原因是为了消除______的干扰。制备50 μL PCR反应体系时,若试剂总量不足50 μL,需添加______补足。用某一种随机引物进行PCR,电泳结果如图1所示,下列叙述正确的是______。
A.与有籽葡萄相比,无籽葡萄的基因组DNA所含有的碱基对数量更多
B.与有籽葡萄相比,无籽葡萄的基因组DNA上可能多2个该引物的结合位点
C.若在该引物的5′端增加3个碱基,则扩增出的DNA条带会增加3个碱基对
D.若在该引物的3′端增加3个碱基,则扩增出的DNA条带会增加6个碱基对
(3)特异性条带DNA的测序:已知Taq DNA聚合酶会在合成的DNA链3′端非特异性多加1个A。为使PCR扩增出的DNA能与克隆载体连接,克隆载体经限制酶切割产生平末端后,需要______(A.在3′端加1个T B.在5′端加1个T C.在3′端加1个A D.在5′端加1个A)。回收图1箭头所指特异性条带DNA,连接到克隆载体形成______,经克隆后测序。
(4)PCR重扩增:根据测定的DNA两端序列再设计长度为24个碱基的1对引物,对无籽组和有籽组进行PCR重扩增,电泳结果如图2所示。通过与______比对,可推测扩增出的DNA大小。与用随机引物扩增相比,PCR重扩增的特异性显著增强,其原因是提高了退火温度以及______。
🔍 命题透视
►核心考点:DNA的粗提取与鉴定、PCR扩增的原理与过程、电泳鉴定、基因工程的基本操作程序(目的基因的获取与克隆载体的构建)
►链接教材:选择性必修3《生物技术与工程》第3章 基因工程(PCR技术、电泳、载体的构建);必修2《遗传与进化》第3章 DNA的结构与复制
►命题分析:
(1)情境创设:以“用随机引物PCR结合样本库策略筛选无籽葡萄分子标记”这一真实的分子育种流程为情境,完整呈现“提取基因组DNA→构建样本库→随机引物PCR扩增→电泳找特异性条带→测序→设计特异引物重扩增验证”的技术链。题干给出两张电泳图(图1为随机引物扩增,图2为特异引物重扩增),把分子标记筛选的全过程压缩进一道题。
(2)问题设计:四个小问严格对应技术链的四个环节:(1)DNA提取中乙醇和液氮的作用;(2)PCR扩增中“混合样本库”的原因、“补足体积”的试剂选择以及一道由图1推断选项的正误判断;(3)PCR产物与载体的连接,考查Taq酶加A末端与T-A克隆的匹配;(4)特异引物重扩增的鉴定与特异性提高的原因。每一问都要求学生把教材中的技术原理与图示结果对应起来,实验性极强。
(3)考查目标:考查科学探究中的实验原理理解与结果分析能力,以及科学思维中的演绎推理能力:第(2)问的选项C、D要求学生理解“引物5′端加碱基会延长扩增产物、3′端加碱基只改变引物长度不改变产物长度”,第(3)问要求学生由“PCR产物3′端多一个A”推出“载体需在3′端加一个T”,都是典型的原理演绎;第(2)问“为什么用样本库”则要求学生理解个体遗传背景差异对结果判读的干扰,属于难度较高的实验综合题。
💡 思路点拨
►第(1)问
抓核心材料:第(1)问的两空都围绕“DNA的理化性质”展开:DNA不溶于酒精,而低温可以抑制核酸酶的活性。
分层分析:
1.第一空:DNA不溶于预冷的乙醇溶液,在上清液中加入预冷乙醇可以使DNA从溶液中析出(沉淀DNA),这是DNA粗提取中的经典步骤。注意必须用“预冷的”乙醇,室温乙醇沉淀效果差。
2.第二空:液氮的低温一方面使组织迅速脆化便于研磨,另一方面能降低DNA酶(核酸酶)的活性,避免DNA在研磨和提取过程中被降解,从而保证DNA的完整性。两空分别对应“物理作用”和“生物学作用”,不可混淆。
►第(2)问
抓核心材料:第(2)问前半段考实验设计思想与PCR体系配制,后半段要求依据图1判断四个陈述。图1显示无籽组比有籽组多出1条特异性条带。
分层分析:
1.第一空:每一个单株的基因组都存在与无籽/有籽性状无关的随机遗传差异(遗传背景差异),若只比较单株,找到的差异条带可能只是个体差异而非性状相关标记。把多株DNA等量混合建库,可以消除个体遗传背景差异的干扰,使筛到的条带与性状具有普遍关联性。
2.第二空:PCR反应体系需要用无核酸酶的无菌水(双蒸水)补足体积,不能用自来水或缓冲液,以免引入杂质或影响离子浓度和pH。
3.第三空逐一判断:A项,电泳条带是扩增产物片段,反映的是某一段序列的有无,不能代表整个基因组的碱基对总数,错误;B项,扩增一个片段需要两个引物分别结合在两条链上,图1中无籽组比有籽组多出1条特异性条带,说明无籽基因组上可能多了2个该随机引物的结合位点,从而扩增出新增片段,B正确;C项,在引物的5′端增加3个碱基会直接成为扩增产物的一部分,且扩增一个片段需要两个引物、新合成的两条互补链都会相应延长,因此扩增片段实际增加6个碱基对而非3个,C错误;D项,DNA聚合酶从引物的3′端开始连接核苷酸,若在3′端增加3个碱基,只要引物仍能与原位置配对,改变的只是引物本身的长度,扩增出的DNA条带长度不变,D错误。故答案为B。
►第(3)问
抓核心材料:第(3)问的关键是题干给出的“Taq DNA聚合酶会在合成的DNA链3′端非特异性多加1个A”,以及“载体经限制酶切割产生平末端”这两个条件,二者需要匹配成互补的黏性末端。
分层分析:
1.第一空:PCR产物的3′端多出1个A(即A末端),为了实现互补的黏性末端连接,需要把载体的平末端在3′端加上1个T,使载体的3′-T与产物的3′-A互补配对,这就是T-A克隆的原理,故选A。解题时抓住“末端互补”这一原则:产物多A,载体就加T;且碱基必须加在能与对方形成氢键的对应位置上。
2.第二空:回收特异性条带DNA后连接到克隆载体,形成的分子称为重组DNA(重组质粒/重组载体),经导入受体细胞并克隆后即可测序。
►第(4)问
抓核心材料:第(4)问的关键在于“新引物长度由10个碱基提高到24个碱基”这一变化,以及电泳图中M这一泳道的含义。
分层分析:
1.第一空:电泳图中的M是DNA分子量标准(DNA marker/DNA相对分子质量标准物),其各条带的大小已知。通过与marker的条带位置比对,可以推测扩增出的DNA片段的大小。
2.第二空:相比10个碱基的随机引物,新设计的24碱基引物序列更长,与基因组DNA发生非特异性互补结合的概率大幅降低;同时更长的引物允许使用更高的退火温度,进一步减少错配,因而扩增的特异性显著增强。答案落在“引物长度(变长)”上。
【参考答案】
(1) 沉淀DNA 降低DNA酶的活性(防止DNA被降解)
(2) 遗传背景(单株存在个体差异) 无菌水 B
(3) A 重组DNA(重组质粒)
(4) DNA marker(DNA相对分子质量标准物) 引物长度(变长)
📚 灵活拓展
【知识总结】PCR与分子克隆的“工程链串记”:本题把分子标记筛选的完整工程链压缩在一道题中,可按“提取—扩增—鉴定—克隆—验证”五环串记。提取环:材料经液氮速冻(脆化组织+抑制DNA酶)后研磨,加提取液使核蛋白解聚、释放DNA,离心取上清,加预冷乙醇沉淀DNA。扩增环:PCR体系包括模板DNA、一对引物、四种dNTP、Taq DNA聚合酶和含Mg²⁺的缓冲液,体积不足时用无菌水补足;一个片段需要两个引物分别结合在两条链上,因此“N个结合位点”可扩增出的片段数、以及“引物加碱基”对产物长度的影响,都要按“两个引物、双向延伸”来算——5′端加碱基会进入产物使片段变长(两个引物各贡献,故增加量要乘2),3′端加碱基只改变引物自身长度、不改变产物长度。鉴定环:用琼脂糖凝胶电泳,以DNA marker作对照推断片段大小,特异性条带的有无即为分子标记。克隆环:Taq酶在产物3′端非特异加A,载体平末端加T形成互补黏性末端,实现T-A克隆,连接产物称重组DNA。验证环:根据测序得到的两端序列设计更长的特异性引物(延长至20~30个碱基)进行重扩增,靠提高退火温度与增加引物长度双重手段显著提升特异性。五环之中,最常考的两个数量关系是“引物结合位点数与扩增片段数的关系”和“引物加碱基与产物长度的关系”。
25. 坐姿提踵(SPU)运动对餐后血糖调节影响的实验探究
研究发现,坐姿提踵(SPU)能在低强度运动下激活骨骼肌代谢,使餐后血糖更快恢复正常。现开展SPU运动对血糖调节影响的实验,根据提供的材料与用具,完善实验思路,进行分析与讨论。
材料与用具:血糖与胰岛素检测仪、葡萄糖溶液等。
(要求与说明:SPU运动指在静息端坐时保持脚趾着地,节律性提起、放下脚后跟;实验条件适宜。)
(1)完善实验思路
①志愿者分成2组,测定每位志愿者在空腹状态下的血糖和胰岛素浓度,记录数据。
②每位志愿者______开始计时。
③对照组志愿者______,实验组志愿者全程进行SPU运动,持续3 h。
④每隔30 min测定每位志愿者的血糖和胰岛素浓度,记录数据。
⑤将所得数据进行统计与分析。
(2)结果、分析与讨论
实验结果如图所示。
①实验开始时,志愿者需保持空腹的原因是______。由图可知,与对照组相比,实验组血糖浓度上升幅度______,且胰岛素浓度达到峰值的时刻______。对照组在1 h后血糖浓度开始下降,而胰岛素分泌仍在增加,原因是______。
②SPU运动既通过______兴奋,抑制______细胞分泌胰岛素,又可提高骨骼肌对胰岛素的敏感性,从而在较低胰岛素水平下,使血糖浓度更快恢复正常。此外,SPU运动也有助于下肢血液回流,避免因久坐引起的______积累导致水肿。
③后续研究表明,虽然低强度的运动通常不会消耗脂肪,但长期坚持适度的SPU运动仍可有效降低血脂水平,原因是______。
🔍 命题透视
►核心考点:血糖调节(胰岛素与胰高血糖素的作用)、自主神经(交感神经与副交感神经)对内脏活动的调节、血脂代谢及其调节、内环境的组成与稳态、实验设计的变量控制
►链接教材:选择性必修1《稳态与调节》第2章 神经调节、第3章 体液调节(血糖平衡与血脂代谢)
►命题分析:
(1)情境创设:以“坐姿提踵(SPU)”这一低强度、可在静坐状态下完成的运动为情境,研究其对餐后血糖恢复的影响。题干提供了明确的材料与用具(血糖与胰岛素检测仪、葡萄糖溶液)和详细的操作说明,并要求学生补全实验思路、分析双曲线结果、解释神经调节机制,最后延伸到血脂水平的长期效应。情境贴近大众健康需求,设问指向真实的身体活动建议。
(2)问题设计:第(1)问是“补全实验思路”,两空分别考“如何制造餐后血糖升高这一自变量”和“对照组的正确处理方式”,规范性强;第(2)问分为三个小问:①基于两条曲线的对比分析血糖上升幅度、胰岛素峰值时刻和一小时后的机制,②把神经调节(交感神经抑制胰岛B细胞)、胰岛素敏感性和下肢血液回流三条机制串起来,③把低强度运动不消耗脂肪却仍能降血脂这一反直觉现象解释清楚。整题从“写步骤”到“读曲线”再到“讲机制”,考查层次完整。
(3)考查目标:考查科学探究中的实验设计能力与科学思维中的数据分析能力:第(1)问要求学生写出规范的对照处理(静坐、不运动),第(2)问要求学生从曲线中读出“上升幅度变小”“峰值提前”两项差异并用“胰岛素降血糖需要时间”解释交叉现象,并理解交感神经对胰岛B细胞分泌胰岛素的抑制作用,属于中等偏上难度。
💡 思路点拨
►第(1)问
抓核心材料:第(1)问要求补全实验思路。实验目的是“SPU运动对血糖调节的影响”,因此必须让血糖先升高(模拟餐后状态),再比较两组在运动与否条件下的血糖和胰岛素变化。
分层分析:
1.第一空:实验要模拟餐后血糖升高,材料与用具中给出了葡萄糖溶液,因此应让每位志愿者口服(饮用)葡萄糖溶液,并以此为起点开始计时。这一空的关键是“口服”与“开始计时”同时发生,以保证两组的时间基线一致。
2.第二空:实验组全程进行SPU运动,对照组必须保持相同体位但不运动,以排除体位、静坐状态本身对血糖的影响,故应填“静心端坐(静坐),不进行SPU运动”。对照设置要遵循单一变量原则:除是否进行SPU运动外,两组的葡萄糖摄入量、测定时间点、体位等都要保持一致。
►第(2)问①
抓核心材料:题干提供了两幅曲线:图1是血糖浓度随时间的变化(含正常范围阴影),图2是胰岛素浓度随时间的变化。要求比较实验组与对照组的“上升幅度”和“峰值时刻”,并解释对照组1 h后血糖下降而胰岛素仍在增加的原因。
分层分析:
1.第一空:保持空腹是为了排除志愿者此前进食带来的血糖和胰岛素水平波动对实验结果的干扰,确保两组起始状态一致。
2.第二空、第三空由图读出:与对照组相比,实验组血糖浓度上升的幅度明显更小,且胰岛素浓度达到峰值的时间更早(提前)。这说明SPU运动既减少了血糖的升高幅度,又加快了胰岛素的应答速度。
3.第四空:对照组1 h后血糖开始下降,但胰岛素浓度仍在上升,二者并非矛盾——血糖的下降本身就是胰岛素作用的结果,而胰岛素从分泌到发挥降糖效应需要一定时间,且此时血糖浓度仍高于正常范围,机体仍需要分泌更多胰岛素来继续降糖,因此胰岛素分泌持续增加。答题时要写出“血糖仍偏高,需要胰岛素继续降糖”这一层。
►第(2)问②
抓核心材料:本小问的三空分别对应神经调节、内分泌调节和内环境(组织液)三个层面,题干已给出“提高骨骼肌对胰岛素的敏感性”和“下肢血液回流”两个提示。
分层分析:
1.第一空、第二空:运动时交感神经兴奋,交感神经对胰岛B细胞起抑制作用,使胰岛素分泌减少;这与题干中“在较低胰岛素水平下血糖更快恢复”完全对应。注意区分:交感神经抑制胰岛B细胞分泌胰岛素,副交感神经则促进其分泌,二者作用相反。
2.第三空:久坐使下肢静脉血液回流受阻,毛细血管滤过压相对升高,组织液生成增多而回流减少,导致组织液在下肢积累形成水肿。SPU运动通过肌肉的节律性收缩挤压静脉,促进血液回流,从而避免组织液积累。
►第(2)问③
抓核心材料:本小问是一个“反直觉”的追问:低强度运动不消耗脂肪,为什么长期坚持仍能降血脂?解答的落点在于“血糖的去向”,而不是“脂肪的消耗”。
分层分析:
1.关键在于理解血脂(尤其是甘油三酯)与血糖之间的来源关系:血液中的甘油三酯很大一部分是由肝脏利用血糖转化而来的。
2.因此长期坚持SPU运动可以从两端降低血脂:一方面持续促进血糖的消耗,使可供转化为血脂的血糖减少(减少血糖转化成血脂);另一方面降低餐后血糖峰值、减轻胰岛素抵抗,从而间接抑制肝脏的脂质合成。答案写出“促进血糖消耗”“减少血糖转化成血脂”两点即可。
【参考答案】
(1) 口服葡萄糖溶液 静心端坐(静坐),不进行SPU运动
(2) 避免进食使血糖升高影响实验结果 变小 提前 血糖浓度仍较高,需要胰岛素继续发挥作用以降低血糖 交感神经 胰岛B 组织液 促进血糖消耗;减少血糖转化成血脂
📚 灵活拓展
【答题模板】血糖调节类实验设计的答题模板:血糖调节的实验设计题,按“分组—处理—检测—对比—结论”五步模板作答,并守住三条底线。分组:明确实验组与对照组,遵循单一变量原则,除自变量(是否进行某运动、是否注射某药物)外的其他条件(食物摄入量、体位、测量时间点、健康状态)必须一致,样本要随机分组且数量足够。处理:自变量的施加方式要写全——本题是“口服葡萄糖溶液后开始计时”制造餐后状态,对照组则“静坐、不运动”;若涉及药物,则要写清给药途径、剂量和时间。检测:明确检测指标(血糖浓度、胰岛素浓度)和检测时间点(每隔30 min),并说明数据的统计处理方法。对比:把实验组与对照组的曲线叠加比较,重点读三个量——上升(下降)幅度、峰值(谷值)出现的时刻、曲线的变化趋势是否反转。结论:表述要“两段式”,前半句写现象、后半句写机制。此外还要记牢两个常考的机制边界:交感神经兴奋抑制胰岛B细胞分泌胰岛素,副交感神经兴奋促进其分泌;胰岛素是唯一能降血糖的激素,而胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素等均可升血糖。血脂方面,血液中的甘油三酯主要由肝脏利用血糖转化而来,因此一切“促进血糖消耗、减轻胰岛素抵抗”的措施,都能在不直接消耗脂肪的前提下降低血脂。
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