2021年高考生物全國真題分類匯編18+實驗設(shè)計和實驗分析

2021年高考生物全國真題分類匯編專題18實驗設(shè)計和實驗分析

生物考試

注意事項：

1、填寫答題卡的內(nèi)容用2B鉛筆填寫

2、提前xx分鐘收取答題卡

第II卷主觀題

第II卷的注釋

閱卷人

一、實驗探究題（共28題；共212分）

得分

1.（6分）（2021?湖北）瘧疾是一種由瘧原蟲弓I起的疾病。瘧原蟲為單細(xì)胞生物可在按蚊和人兩類宿

主中繁殖。我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了治療瘧疾的青蒿素。隨著青蒿素類藥物廣泛應(yīng)用逐漸出現(xiàn)了對青蒿素

具有抗藥性的瘧原蟲。

為了研究瘧原蟲對青蒿素的抗藥性機制，將一種青蒿素敏感（S型）的瘧原蟲品種分成兩組：一

組逐漸增加青蒿素的濃度，連續(xù)培養(yǎng)若干代，獲得具有抗藥性（R型）的甲群體，另一組為乙群體

（對照組）。對甲和乙兩群體進行基因組測序，發(fā)現(xiàn)在甲群體中發(fā)生的9個堿基突變在乙群體中均未

發(fā)生，這些突變發(fā)生在9個基因的編碼序列上，其中7個基因編碼的氨基酸序列發(fā)生了改變。

為確定7個突變基因與青蒿素抗藥性的關(guān)聯(lián)性，現(xiàn)從不同病身上獲取若干瘧原蟲樣本，檢測瘧原

蟲對青蒿素的抗藥性（與存活率正相關(guān)）并測序，以S型瘧原蟲為對照，與對照的基因序列相同的

設(shè)為野生型“+”，不同的設(shè)為突變型部分樣本的結(jié)果如表。

瘧原蟲存活率（%）基因1基因2基因3基因4基因5基因6基因7

對照0.04+++++4-+

10.2+++++4--

23.8+++-++-

35.8+++--+-

423.1++++---

527.2++++---

627.3+++-+--

728.9+++----

831.3++++---

958.0+++-+--

回答下列問題：

（1）（1分）連續(xù)培養(yǎng)后瘧原蟲獲得抗藥性的原因

是

________________________________________________,堿基突變但氨基酸序列不發(fā)生改變的原因

是O

（2）（1分）7個基因中與抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的是判斷的依據(jù)

是

（3）（1分）若青蒿素抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的基因突變是導(dǎo)致瘧原蟲抗青蒿素的直接原因，利用現(xiàn)

代分子生物學(xué)手段，將該突變基因恢復(fù)為野生型，而不改變基因組中其他堿基序。經(jīng)這種基因改造

后的瘧原蟲對青蒿素的抗藥性表現(xiàn)為0

（4）（1分）根據(jù)生物學(xué)知識提出一條防控瘧疾的合理化建議：o

【答案】（1）通過基因突變可產(chǎn)生抗青蒿素的個體，連續(xù)培養(yǎng)過程中，在青蒿素的定向選擇作用

下，瘧原蟲種群中抗青蒿素的相關(guān)基因的頻率升高，抗藥性個體數(shù)增多；密碼子具有簡并性

（2）基因6；與對照組相比，在有突變基因6和7的4~9組中，瘧原蟲的存活率都大幅提高，但在

有突變基因7的1、2、3組中，瘧原蟲的存活率提高的幅度不大

（3）S型（對青蒿素敏感）

（4）做好按蚊的防治工作

【解析】【解答】（1）青蒿素“抗藥性”的產(chǎn)生是瘧原蟲基因突變導(dǎo)致的，基因突變產(chǎn)生新基因表現(xiàn)

新，連續(xù)培養(yǎng)過程中，在青蒿素對基因突變產(chǎn)生的新基因進行定向選擇，可以導(dǎo)致瘧原蟲種群中抗

藥性基因的頻率增大，抗藥性個體數(shù)增多；由于密碼子具有簡并性，雖然堿基發(fā)生改變但氨基酸序

列可能也不發(fā)生改變。

故答案為：通過基因突變可產(chǎn)生抗青蒿素的個體，連續(xù)培養(yǎng)過程中，在青蒿素的定向選擇作用下，瘧原

蟲種群中抗青蒿素的相關(guān)基因的頻率升高，抗藥性個體數(shù)增多；密碼子具有簡并性。

（2）由表可知，對照的基因序列設(shè)為野生型"+”，不同的設(shè)為突變型"與對照組相比，在有突變

基因6和7的第4~9組實驗中，瘧原蟲的存活率都大幅提高，但在只有有突變基因7的1、2、3組

實驗中，瘧原蟲的存活率提高的幅度不大，故7個基因中與抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的是基因6。

故答案為：基因6；與對照組相比，在有突變基因6和7的4~9組中，瘧原蟲的存活率都大幅提

高，但在有突變基因7的1、2、3組中，瘧原蟲的存活率提高的幅度不大。

(3)由表可知，7個基因中與抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的是基因6,若青蒿素抗藥性關(guān)聯(lián)度最高的基因突變

是導(dǎo)致瘧原蟲抗青蒿素的直接原因，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段，將該突變基因恢復(fù)為野生型，而不改變

基因組中其他堿基序。經(jīng)這種基因改造后的瘧原蟲對青蒿素的抗藥性表現(xiàn)為S型(對青滿素敏感)。

故答案為：S型(對青蒿素敏感)。

(4)由題意可知，瘧原蟲為單細(xì)胞生物并且可在按蚊和人兩類宿主中繁殖，則做好按蟻的防治工

作，可減少瘧原蟲。

故答案為：做好按蚊的防治工作。

【分析】1、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料：

(1)可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組以及染色體變異，其中染色體變異和基因突變統(tǒng)稱為

突變；

(2)基因突變產(chǎn)生新的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化；

(3)突變的頻率雖然很低，但一個種群往往由許多個體組成，而且每一個個體中的每一個細(xì)胞都含

有成千上萬個基因，所以在種群中每一代都會產(chǎn)生大量的突變；

(4)生物的變異是否有利取決于它們的生存環(huán)境，同樣的變異在不同的生存環(huán)境中可能有利，也可

能有害；

(5)突變是不定向的，基因重組是隨機的，只為進化提供原材料，而不能決定生物進化的方向。

2、自然選擇決定生物進化的方向：

(1)變異是不定向的，自然選擇是定向的；

(2)自然選擇的直接對象是生物的表現(xiàn)型，間接對象是相關(guān)的基因型，根本對象是與變異性狀相對

的基因；

(3)自然選擇的實質(zhì)：種群的基因頻率發(fā)生定向改變；

(4)自然選擇的方向：適應(yīng)自然環(huán)境；

(5)變異是普遍存在的，環(huán)境僅是一個選擇因素，變異在先、選擇在后。

3、密碼子是mRNA上相鄰的3個堿基；種類：64種，其中有3種是終止密碼子，不編碼氨基酸；

特點：(1)密碼子的簡并性，一種密碼子只能編碼一種氨基酸，但一種氨基酸可能由一種或多種密

碼子編碼；(2)密碼子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遺傳密碼。

4、基因突變：

(1)概念：指基因中堿基對的增添、缺失或替換。

（2）時間：基因突變可以發(fā)生在發(fā)育的任何時期，通常發(fā)生在DNA復(fù)制時期，即細(xì)胞分裂間期，

包括有絲分裂間期和減數(shù)分裂間期。

（3）基因突變的類型：自發(fā)突變和人工誘變。

（4）基因突變的特點：①基因突變具有普遍性：生物界中普遍存在；②低頻性：自然情況下突變

頻率很低（10W10-8）；③隨機性：個體發(fā)育的任何時期和部位；④不定向性：突變是不定向的；

⑤多害少利性：多數(shù)對生物有害。

（5）基因突變是點突變，在光學(xué)顯微鏡下觀察不到，在染色體變異在顯微鏡下可以觀察到。

（6）基因突變的意義：基因突變是新基因產(chǎn)生的途徑；基因突變能為生物進化提供原材料；基因突

變是生物變異的根本來源。

2.（6分）（2021?湖北）使酶的活性下降或喪失的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。酶的抑制劑主要有兩種類

型：一類是可逆抑制劑（與酶可逆結(jié)合，酶的活性能恢復(fù)）；另一類是不可逆抑制劑（與酶不可逆結(jié)

合，酶的活性不能恢復(fù)）。已知甲、乙兩種物質(zhì)（能通過透析袋）對酶A的活性有抑制作用。

實驗材料和用具：蒸循水，酶A溶液，甲物質(zhì)溶液，物質(zhì)溶液，透析袋（人工合成半透膜），試

管，燒杯等為了探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，提出以下實驗設(shè)計思路。請完善該實

驗設(shè)計思路，并寫出實驗預(yù)期結(jié)果。

（1）（1分）實驗設(shè)計思路

取支試管（每支試管代表一個組），各加入等量的酶A溶液，再分別加等

量______________________________一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分

別裝入透析袋，放入蒸餛水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測定各自的酶活性。

（2）（1分）實驗預(yù)期結(jié)果與結(jié)論

若出現(xiàn)結(jié)果①：O

結(jié)論①：甲、乙均為可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果（2）:O

結(jié)論②:甲、乙均為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果

③：。

結(jié)論③:甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑。

若出現(xiàn)結(jié)果

④：O

結(jié)論④:甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑。

【答案】(1)2；甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液

(2)透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性高；透析前后，兩組的酶活性均不變；加甲物質(zhì)溶

液組，透析后酶活性比透析前高，加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變；加甲物質(zhì)溶液組，透析

前后酶活性不變，加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高

【解析】【解答】(1)由題意可知，本實驗是探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，則實驗的

自變量時甲、乙物質(zhì)的有無，因變量是酶A的活性。生物實驗設(shè)計需遵循的原則：對照原則、唯一

變量原則和等量原則，設(shè)計實驗如下：取2支試管各加入等量的酶A溶液，再分別加等量甲物質(zhì)溶

液、乙物質(zhì)溶液；一段時間后，測定各試管中酶的活性。然后將各試管中的溶液分別裝入透析袋，

放入蒸儲水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測定各自的酶活性。

故答案為：2；甲物質(zhì)溶液、乙物質(zhì)溶液。

(2)由題意可知，本實驗是探究甲、乙兩種物質(zhì)對酶A的抑制作用類型，然后將各試管中的溶液分

別裝入透析袋，放入蒸鐳水中進行透析處理。透析后從透析袋中取出酶液，再測定各自的酶活性，

可能的情況有：

①若甲、乙均為可逆抑制劑，則酶的活性能恢復(fù)，故透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性

1=)o

②若甲、乙均為不可逆抑制劑，則兩組中酶的活性均不能恢復(fù)，故透析前后，兩組的酶活性均不

變。

③若甲為可逆抑制劑，乙為不可逆抑制劑，則甲組中活性可以恢復(fù)，而乙組不能恢復(fù)，故加甲物質(zhì)

溶液組，透析后酶活性比透析前高，加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變。

④若甲為不可逆抑制劑，乙為可逆抑制劑，則則甲組中活性不能恢復(fù)，而乙組能恢復(fù)，故加甲物質(zhì)

溶液組，透析前后酶活性不變，加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高。

故答案為：透析后，兩組的酶活性均比透析前酶的活性高；透析前后，兩組的酶活性均不變；加

甲物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高，加乙物質(zhì)溶液組，透析前后酶活性不變；加甲物質(zhì)溶液

組，透析前后酶活性不變，加乙物質(zhì)溶液組，透析后酶活性比透析前高。

【分析】1、酶

(1)酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的有機物，其中大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA。

(2)酶催化作用的實質(zhì)：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，在反應(yīng)前后本身性質(zhì)不會發(fā)生改變。

(3)酶的特性：①高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的呼吁倍。②專一性：每一種酶

只能催化一種或者一類化學(xué)反應(yīng)。③酶的作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活

性最高；溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。

（4）酶的變性：過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；低溫使酶活

性明顯下降，但在適宜溫度下其活性可以恢復(fù)。

2、生物實驗設(shè)計需遵循的原則：對照原則、唯一變量原則和等量原則。

3.（7分）（2021?遼寧）水稻為二倍體雌雄同株植物，花為兩性花?，F(xiàn)有四個水稻淺綠葉突變體W、

X、Y、Z,這些突變體的淺綠葉性狀均為單基因隱性突變（顯性基因突變?yōu)殡[性基因）導(dǎo)致?；卮?/p>

下列問題：

（1）（1分）進行水稻雜交實驗時，應(yīng)首先除去________未成熟花的全部并套上紙

袋。若將W與野生型純合綠葉水稻雜交，R自交，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例為o

（2）（1分）為判斷這四個突變體所含的淺綠葉基因之間的位置關(guān)系，育種人員進行了雜交實

驗，雜交組合及R葉色見下表。

實驗分組母本父本Fi葉色

第1組WX淺綠

第2組WY綠

第3組WZ綠

第4組XY綠

第5組XZ綠

第6組YZ綠

實驗結(jié)果表明，W的淺綠葉基因與突變體的淺綠葉基因?qū)儆诜堑任换?。為進一步判

斷X、Y、Z的淺綠葉基因是否在同一對染色體上，育種人員將第4、5、6三組實驗的R自交，觀

察并統(tǒng)計F2的表現(xiàn)型及比例。不考慮基因突變、染色體變異和互換，預(yù)測如下兩種情況將出現(xiàn)的結(jié)

果：

①若突變體X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上，結(jié)果

為。

②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對染色體上，Z的淺綠葉基因在另外一對染色體上，結(jié)果

為o

（3）（1分）葉綠素a加氧酶的功能是催化葉綠素a轉(zhuǎn)化為葉綠素b。研究發(fā)現(xiàn)，突變體W的葉

綠素a加氧酶基因OsCAOl某位點發(fā)生堿基對的替換，造成mRNA上對應(yīng)位點堿基發(fā)生改變，導(dǎo)致

翻譯出的肽鏈變短。據(jù)此推測，與正?；蜣D(zhuǎn)錄出的mRNA相比，突變基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中可能

發(fā)生的變化是O

【答案】(1)母本；雄蕊；綠葉：淺綠葉=3：1

(2)Y、Z；三組均為綠葉：淺綠葉=1：1；第4組綠葉：淺綠葉=1：1；第5組和第6組綠葉：淺

綠葉=9：7

(3)終止密碼提前出現(xiàn)

【解析】【解答］(1)水稻為二倍體雌雄同株植物，花為兩性花，進行水稻雜交實驗時，應(yīng)先除去母

本未成熟花的全部雄蕊，并套袋，防止外來花粉干擾。若將淺綠葉W(隱性純合)與野生型純合綠

葉水稻雜交，B為雜合子，B自交后代F2的表現(xiàn)型及比例為綠葉：淺綠葉=3：lo

故答案為：母本；雄蕊；綠葉：淺綠葉=3：1o

(2)四個水稻淺綠葉突變體W、X、丫、Z均為單基因隱性突變形成的淺綠葉突變體，由表可知，第

1組W、X雜交，B為淺綠葉，則W和X為相同隱性基因控制；第2組W、Y雜交，第3組W、Z

雜交，B均表現(xiàn)綠葉，則W的淺綠葉基因與Y、Z不是同一基因，即非等位基因，當(dāng)任何一對隱性

基因純合時就表現(xiàn)為淺綠葉。

①若突變體X、Y、Z的淺綠葉基因均在同一對染色體上，設(shè)X的淺綠葉基因為a,Y的淺綠葉基因

為b,Z的淺綠葉基因為c,即X基因型為aaBBCC,Y基因型為AAbbCC,Z的基因型為

AABBcc,則第4組為X(aaBBCC)xY(AAbbCC),Fi基因型為AaBbCC,H產(chǎn)生的配子為aBC、

AbC,自交產(chǎn)生F2基因型及比例aaBBCC(淺綠葉)：AAbbCC(淺綠葉)：AaBbCC(綠葉)=1：

1：2,則綠葉：淺綠葉=1：1；同理可得第5組、第6組的結(jié)果也是綠葉：淺綠葉=1：1。

②若突變體X、Y的淺綠葉基因在同一對染色體上，Z的淺綠葉基因在另外一對染色體上,，則第4

組為X(aaBBCC)xY(AAbbCC),Fi基因型為AaBbCC,Fi產(chǎn)生的配子為aBC、AbC,自交產(chǎn)生

F2基因型及比例aaBBCC(淺綠葉)：AAbbCC(淺綠葉)：AaBbCC(綠葉)=1：1：2,則綠葉:淺

綠葉=1：1；第5組：X(aaBBCC)xZ(AABBcc),B基因型為AaBBCc,R產(chǎn)生配子及比例為，

ABC：aBc：ABc：aBC=l：1：1：1,即AB、aB和C、c可以進行自由組合，F(xiàn)i自交后代F?表型及

比例為9：3：3：1,而任何一對隱性基因純合時就表現(xiàn)為淺綠葉，F(xiàn)2的表現(xiàn)型為綠葉：淺綠葉=9:

7；同理可得第6組綠葉：淺綠葉=9：7O

故答案為：丫、Z；三組均為綠葉：淺綠葉=1：1；第4組綠葉：淺綠葉=1:1；第5組和第6組綠

葉：淺綠葉=9:7o

(3)基因突變導(dǎo)致肽鏈變短的原因可能是終止密碼提前出現(xiàn)，導(dǎo)致翻譯出的肽鏈變短。

故答案為：終止密碼提前出現(xiàn)。

【分析】基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì):進行有性生殖的生物在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程

中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立

遺傳給后代，同時位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合，由于自由組合定律同時也遵循

分離定律，因此可以將自由組合問題轉(zhuǎn)化成分離定律問題進行解決。

4.（8分）（2021?遼寧）生物入侵是當(dāng)今世界面臨的主要環(huán)境問題之一。入侵種一般具有較強的適應(yīng)

能力、繁殖能力和擴散能力，而且在入侵地缺乏天敵，因而生長迅速，導(dǎo)致本地物種衰退甚至消

失?；卮鹣铝袉栴}：

（1）（1分）入侵種爆發(fā)時，種群增長曲線往往呈“J”型從環(huán)境因素考慮，其原因有

（至少答出兩點）。入侵種的爆發(fā)通常會使入侵地的物種多樣性群落發(fā)生________演

替。

（2）（1分）三裂葉豚草是遼寧省危害較大的外來入侵植物之一，某銹菌對三裂葉脈草表現(xiàn)為專

一性寄生，可使葉片出現(xiàn)銹斑，對其生長有抑制作用為了驗證該銹菌對三裂葉豚草的專一性寄生，

科研人員進行了侵染實險。

方法：在三裂葉草和多種植物的離體葉片上分別噴一定濃度的銹菌菌液，將葉片靜置于適宜條件

下，觀察和記錄發(fā)病情況。

實驗結(jié)果是：0

（3）（1分）為了有效控制三裂葉豚草，科研人員開展了生物控制試驗，樣地中三裂葉豚草初始

播種量一致，部分試驗結(jié)果見下表。

三裂葉豚草生物量（kg?m-2）

組別

第1年第2年第3年

A：三裂葉豚草8.0712.2412.24

B：三裂葉豚草+銹菌7.656.434.77

C：三裂葉豚草+廣聚螢葉甲8.1012.4312.78

D：三裂葉豚草+野艾蒿4.894.023.12

注：野艾蒿一植物，銹菌一真菌，廣聚螢葉甲一昆蟲

分析表中數(shù)據(jù)可知，除銹菌外，可用于控制三裂葉豚草的生物是判斷依據(jù)

是O

（4）（1分）根據(jù)研究結(jié)果分析，在尚未被三裂葉豚草入侵但入侵風(fēng)險較高的區(qū)域，可以采取的

預(yù)防措施是；在已經(jīng)被三裂葉豚草入侵的區(qū)域，為取得更好的治理效果可以采取的

治理措施是0

【答案】（1）食物充足、空間充裕、沒有敵害等；降低；次生

(2)只有三裂葉草出現(xiàn)銹斑，其他植物葉片正常生長

(3)野艾蒿；D組的三裂葉豚草生物量明顯低于對照組

(4)種植野艾蒿；噴灑銹菌

【解析】【解答】(1)“J”型曲線：指數(shù)增長函數(shù)，描述在食物充足，無限空間，無天敵的理想條件下

生物無限增長的情況。生物入侵會使當(dāng)?shù)匚锓N的生存受到威脅，會降低入侵地的物種多樣性，使群

落發(fā)生次生演替。

故答案為：食物充足、空間充裕、沒有敵害等；降低；次生。

(2)由題意可知，某銹菌對三裂葉脈草表現(xiàn)為專一性寄生，可使葉片出現(xiàn)銹斑，在三裂葉草和多種

植物的離體葉片上分別噴一定濃度的銹菌菌液，將葉片靜置于適宜條件下，結(jié)果是只有三裂葉草出

現(xiàn)銹斑，其他植物葉片正常生長。

故答案為：只有三裂葉草出現(xiàn)銹斑，其他植物葉片正常生長。

(3)由D組和A、B組相比，可知除銹菌外野艾蒿降低了三裂葉豚草生物量。

故答案為：野艾蒿；D組的三裂葉豚草生物量明顯低于對照組。

(4)由題意可知，預(yù)防三裂葉豚草入侵的方法是種植野艾蒿；已經(jīng)被三裂葉豚草入侵了，進行噴灑

銹菌及時治理。

故答案為：種植野艾蒿；噴灑銹菌。

【分析】1、種群數(shù)量增長的兩種曲線：型曲線：指數(shù)增長函數(shù)，描述在食物充足，無限空間，無

天敵的理想條件下生物無限增長的情況?！癝”型曲線：是受限制的指數(shù)增長函數(shù)，描述食物、空間都

有限，有天敵捕食的真實生物數(shù)量增長情況，存在環(huán)境容納的最大值K。

2、群落演替的類型：(1)初生演替：是指一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植

被，但是被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替，初生演替的一般過程是裸巖階段一地衣階段一苔葬階段

一草本植物階段一灌木階段-森林階段。(2)次生演替：原來有的植被雖然已經(jīng)不存在，但是原來

有的土壤基本保留，甚至還保留有植物的種子和其他繁殖體的地方發(fā)生的演替，次生演替的一般過

程是草本植物階段一灌木階段-森林階段。

3、生物入侵是指某種生物從外地自然傳入或人為弓I種后成為野生狀態(tài)，并對本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定

危害的現(xiàn)象。這些生物被叫做外來物種。外來入侵物種具有生態(tài)適應(yīng)能力強，繁殖能力強，傳播能

力強等特點。

4、探究實驗需要遵循的原則：對照原則、唯一變量原則、等量原則。

5.(6分)(2021?山東)過度緊張、焦慮等刺激不僅會導(dǎo)致毛囊細(xì)胞數(shù)量減少引起脫發(fā)，也會導(dǎo)致黑

色素細(xì)胞減少引起頭發(fā)變白。利用黑色小鼠進行研究得出的相關(guān)調(diào)節(jié)機制如圖所示。

（1）（1分）下丘腦通過垂體調(diào)節(jié)腎上腺分泌G的體液調(diào)節(jié)方式為o

（2）（1分）研究發(fā)現(xiàn)，NE主要通過過程②影響MesC,過程①作用很小。兩過程中，NE作

用于Mesc效果不同的原因可能

是、

、o（答出3種原因即可）

（3）（1分）已知長期束縛會引起小鼠過度緊張、焦慮。請設(shè)計實驗驗證上述調(diào)節(jié)機制中長期束

縛及腎上腺對黑毛小鼠體毛的影響。

實驗思

路:___________________________________________________________________________________________

實驗現(xiàn)

象:___________________________________________________________________________________________

【答案】（1）分級調(diào)節(jié)

（2）兩過程NE的作用方式不同（或NE分別作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用）；兩過程NE的濃度不

同；兩過程NE運輸?shù)組eSC的時間不同

（3）取生理狀況相同的黑色小鼠若干只，隨機平均分為A、B、C、D四組，A組不作處理，B組切

除腎上腺，C組束縛，D組切除腎上腺并束縛，其他條件相同且適宜，飼養(yǎng)一段時間后，觀察并記

錄小鼠體毛數(shù)量（生長情況）和顏色的變化。；A組小鼠的體毛無變化，B組小鼠的體毛增多，不變

白，C組小鼠脫毛且變白，D組小鼠毛發(fā)增多（生長旺盛），變白

【解析】【解答】（1）分級調(diào)節(jié)是指激素調(diào)節(jié)的一種方式，像下丘腦、垂體和靶腺體之間存在的分層調(diào)控

就是分級調(diào)節(jié)。由圖可知，下丘腦分泌激素作用于垂體，促進垂體分泌相應(yīng)激素，作用于腎上腺皮質(zhì)，

促進分泌糖皮質(zhì)激素，叫做分級調(diào)節(jié)。

故答案為：分級調(diào)節(jié)。

（2）由圖可知，過程②是通過神經(jīng)調(diào)節(jié)途徑直接產(chǎn)生NE作用與MeSC,過程①是先作用于腎上腺髓

質(zhì)產(chǎn)生分泌NE再作用于MeSC細(xì)胞，過程②的作用效果大于過程①的原因可能為：兩過程NE的作用

方式不同，過程②屬于神經(jīng)調(diào)節(jié)，而過程①屬于體液調(diào)節(jié)，也可能是兩過程NE的濃度不同或兩過程

NE運輸至ijMeSC的時間不同。

故答案為：兩過程NE的作用方式不同（或NE分別作為激素和神經(jīng)遞質(zhì)起作用）；兩過程NE的濃度

不同；兩過程NE運輸?shù)組eSC的時間不同。

（3）由圖可知，過度緊張和焦慮會導(dǎo)致黑色素細(xì)胞減少，引起頭發(fā)變白和導(dǎo)致毛囊細(xì)胞數(shù)量減少，引起

脫發(fā)。為了驗證長期束縛及腎上腺對黑毛小鼠體毛的影響，選擇生理狀況相同的黑色小鼠多只，隨機平

均分為A、B、C、D四組，A組不作處理，B組切除腎上腺，C組束縛，D組切除腎上腺并束縛，其他

條件相同且適宜，飼養(yǎng)一段時間后，觀察并記錄小鼠體毛數(shù)量（生長情況）和顏色的變化。預(yù)期觀察到

的實驗現(xiàn)象：A組小鼠的體毛無變化，B組小鼠的體毛增多，不變白，C組小鼠脫毛且變白，D組小鼠毛

發(fā)增多（生長旺盛），變白。由實驗結(jié)果可知長期束縛會引起小鼠過度緊張、焦慮導(dǎo)致脫發(fā)和白化現(xiàn)象，

切除腎上腺有助于抑制脫毛的現(xiàn)象，但對白化減少影響不大。

故答案為：取生理狀況相同的黑色小鼠若干只，隨機平均分為A、B、C、D四組，A組不作處理，B組

切除腎上腺，C組束縛，D組切除腎上腺并束縛，其他條件相同且適宜，飼養(yǎng)一段時間后，觀察并記錄

小鼠體毛數(shù)量（生長情況）和顏色的變化；A組小鼠的體毛無變化，B組小鼠的體毛增多，不變白，C

組小鼠脫毛且變白，D組小鼠毛發(fā)增多（生長旺盛），變白。

【分析】1、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射，它是指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下，動物或人體對內(nèi)外環(huán)境變

化作出的規(guī)律性應(yīng)答；完成反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧。反射弧是反射活動的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，包括五個部

位：感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器。

2、神經(jīng)調(diào)節(jié)與體液調(diào)節(jié)的比較：

比較項目神經(jīng)調(diào)節(jié)體液調(diào)節(jié)

傳遞方式電信號（神經(jīng)沖動）、化學(xué)信號（遞質(zhì)）激素及其他化學(xué)物質(zhì)

調(diào)節(jié)方式反射激素--特定的組織細(xì)胞

作用途徑反射弧體液運輸

作用對象效應(yīng)器靶細(xì)胞膜上的受體

反應(yīng)速度迅速較緩慢

作用范圍準(zhǔn)確、比較局限較廣泛

作用時間短暫比較長

6.（6分）（2021?天津）為研究降水量影響草原小型嚙齒動物種群密度的機制，科研人員以田鼠幼鼠

為材料進行了一系列實驗。其中，野外實驗在內(nèi)蒙古半干旱草原開展，將相同體重的幼鼠放入不同

樣地中，5個月后測定相關(guān)指標(biāo)，部分結(jié)果見下圖。

I0O

(39B口其他

滯I75口糙隱子草

36■羊草

5O■克氏針茅

c

°半干旱增加降水

半干旱增加降水半干旱增加降水

圖1圖2

（1）（1分）由圖1可知，組田鼠體重增幅更大。田鼠體重增加有利于個體存活、

育齡個體增多，影響田鼠種群的,從而直接導(dǎo)致種群密度增加。

（2）（1分）由圖2可知，增加降水有利于_____生長，其在田鼠食譜中所占比例增加，田鼠

食譜發(fā)生變化。

（3）（1分）隨后在室內(nèi)模擬野外半干旱和增加降水組的食譜，分別對兩組田鼠幼鼠進行飼喂,

一段時間后，比較兩組田鼠體重增幅。該實驗?zāi)康?/p>

為.

（4）（1分）進一步研究發(fā)現(xiàn)，增加降水引起田鼠食譜變化后，田鼠腸道微生物組成也發(fā)生變

化，其中能利用草中的纖維素等物質(zhì)合成并分泌短鏈脂肪酸（田鼠的能量來源之一）的微生物比例

顯著增加。田鼠與這類微生物的種間關(guān)系為o請在圖中用箭頭標(biāo)示腸道微生物三類生

物之間的能量流動方向。

I田鼠I

I腸道微生物?

【答案】（1）增加降水；出生率和死亡率

（2）羊草

（3）檢驗增加降水組田鼠體重增幅大是否由食譜變化引起

（4）互利共生；

【解析】【解答】（1）由圖1可知，增加降水組田鼠體重增幅更大。田鼠體重增加有利于個體存活，

可以降低死亡率，育齡個體增多提高出生率，故影響種群的出生率和死亡率，從而直接導(dǎo)致種群密

度增加。

故答案為：增加降水；出生率和死亡率。

（2）由圖2可知，增加降水組有利于羊草的生長。

故答案為：羊草。

（3）室內(nèi)模擬野外半干旱和增加降水組的食譜進行實驗，可以排除室外其他因素對實驗結(jié)果的影

響，目的是檢驗增加降水組田鼠體重增幅大是否由食譜變化引起。

故答案為：檢驗增加降水組田鼠體重增幅大是否由食譜變化引起。

（4）由題意可知，田鼠食用植物，腸道微生物分泌纖維素物質(zhì)為田鼠提供短鏈脂肪酸，二者的關(guān)系

為互利共生。三類生物之間的能量流動方向如圖：

故答案為：

【分析】1、種群的數(shù)量特征包括①種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)就是種群密

度，種群密度是種群最基本的數(shù)量特征；②出生率和死亡率：在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生（死亡）的個體

數(shù)占該種群個體總數(shù)的比值即出生率（死亡率），出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的重要

因素。直接影響種群大小和種群密度；③遷入率和遷出率：在單位時間一內(nèi)遷入（遷出）的個體數(shù)

占該種群個體總數(shù)的比值即遷入率（遷出率），遷入率和遷出率也決定了種群密度的大小，直接影響

種群大小和種群密度；④年齡組成：指一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例，由增長型、穩(wěn)定型

和衰退型，年齡結(jié)構(gòu)是預(yù)測種群密度變化趨勢的主要依據(jù)；⑤性別比例：指種群中雌雄個體數(shù)目的

比例。

2、生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。生態(tài)系統(tǒng)能量流

動的起點是生產(chǎn)者，因此輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量是生產(chǎn)者光合作用固定的太陽能。能量流動的特點

是單向流動，逐級遞減。

攝入的能量有兩個去向，一是成為糞便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有兩

個去向，一是可以作為呼吸作用消耗掉，二是可以用于生長發(fā)育和繁殖。用于生長發(fā)育繁殖的能量

又可分為：一、死后的遺體（分解者分解），二、次級消費者攝入量（流入下一營養(yǎng)級）。

攝入量=同化量+糞便量；

同化量=用于生長、發(fā)育繁殖的能量+呼吸散失的能；

生長、發(fā)育、繁殖的能量=流入下一營養(yǎng)級能量+流入分解者的能量；

能量流動效率=下一營養(yǎng)級的同化量/上一營養(yǎng)級的同化量xlOO%。

3、種間關(guān)系包括：①互利共生：兩種生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白

蟻與鞭毛蟲等；②捕食：一種生物以另一種生物為食的現(xiàn)象，比如兔和草，狼和羊；③競爭：兩種

或兩種以上生物相互爭奪資源和空間等；④寄生：一種生物寄居于另一種生物的體內(nèi)或體表，攝取

寄主的養(yǎng)分以維持生活。

7.（7分）（2021?天津）阿卡波糖是國外開發(fā)的口服降糖藥，可有效降低餐后血糖高峰。為開發(fā)具有

自主知識產(chǎn)權(quán)的同類型新藥，我國科研人員研究了植物來源的生物堿NB和黃酮CH對餐后血糖的影

響。為此，將溶于生理鹽水的藥物和淀粉同時灌胃小鼠后，在不同時間檢測其血糖水平，實驗設(shè)計

及部分結(jié)果如下表所示。

給藥后不同時間血糖水平（mmol/L）

組別（每組10只）給藥里（mg/kg體重）

0分鐘30分鐘60分鐘120分鐘

生理鹽水-4.3711.037.885.04

阿卡波糖4.04.127.627.575.39

NB4.04.19X]6.825.20

CH4.04.24X27.205.12

NB+CH4.0+4.04.36X35.495.03

（1）（1分）將淀粉灌胃小鼠后，其在小鼠消化道內(nèi)水解的終產(chǎn)物為該物質(zhì)由腸腔經(jīng)

過以下部位形成餐后血糖，請將這些部位按正確路徑排序：（填字母）。

a.組織液b.血漿c.小腸上皮細(xì)胞d.毛細(xì)血管壁細(xì)胞

血糖水平達到高峰后緩慢下降，是由于胰島素促進了血糖合成糖原、、轉(zhuǎn)化為脂肪

和某些氨基酸等。

(2)(1分)本實驗以作對照組，確認(rèn)實驗材料和方法等能有效檢

測藥物療效。

(3)(3分)該研究的結(jié)論為：NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰，且二者共同作用效果更

強。下列對應(yīng)表中XI、X2、X3處的數(shù)據(jù)排列中符合上述結(jié)論的是o

A.7.157.626.37

B.7.607.286.11

C.7.436.267.75

D.6.087.027.54

【答案】(1)葡萄糖；cadb；氧化分解

(2)生理鹽水組與阿卡波糖組

(3)A；B

【解析】【解答】(1)淀粉在小腸內(nèi)最終水解產(chǎn)物為葡萄糖，葡萄糖通過小腸上皮細(xì)胞進入組織液，

然后穿過毛細(xì)血管壁細(xì)胞進入血漿。胰島素的作用：①促進各組織、細(xì)胞對血糖的吸收；②促進葡

萄糖的氧化分解；③促進肝臟、肌肉組織合成糖原；④促進葡萄糖轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)。

故答案為：葡萄糖；cadb；氧化分解。

(2)本實驗以生理鹽水組為空白對照，以阿卡波糖組為標(biāo)準(zhǔn)對照，以確認(rèn)實驗材料和方法等能有效

檢測藥物療效。

故答案為：生理鹽水組與阿卡波糖組。

(3)由于實驗中NB和CH均能有效降低餐后血糖高峰，且二者共同作用效果更強，則xi、X2組血糖

應(yīng)低于生理鹽水組，且與阿卡波糖組相似，X3組血糖應(yīng)低于XI和X2組，故AB項數(shù)據(jù)符合上述結(jié)

論，AB正確。

故答案為：AB0

【分析】1、血糖的來源：食物中的糖類的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；去

向：血糖氧化分解為CO?、氏0和能量、合成肝糖原、肌糖原(肌糖原不能水解為葡萄糖)、血糖轉(zhuǎn)

化為脂肪、某些氨基酸。

2、胰島素的作用：①促進各組織、細(xì)胞對血糖的吸收；②促進葡萄糖的氧化分解；③促進肝臟、

肌肉組織合成糖原；④促進葡萄糖轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)；⑤抑制肝糖原的分解；④抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化

為葡萄糖；胰高血糖素的作用：①促進肝糖原分解；②促進非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖。

3、血糖平衡調(diào)節(jié)過程如下：當(dāng)血糖濃度升高時，血糖會直接刺激胰島B細(xì)胞引起胰島素的合成并釋

放，同時也會引起下丘腦的某區(qū)域的興奮發(fā)出神經(jīng)支配胰島B細(xì)胞的活動，使胰島B細(xì)胞合成并釋

放胰島素，胰島素促進組織細(xì)胞對葡萄糖的攝取、利用和貯存，從而使血糖下降；當(dāng)血糖下降時，

血糖會直接刺激胰島A細(xì)胞引起胰高血糖素的合成和釋放，同時也會引起下丘腦的另一區(qū)域的興奮

發(fā)出神經(jīng)支配胰島A細(xì)胞的活動，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通過促進肝糖原的分解和

非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化從而使血糖上升，并且下丘腦在這種情況下也會發(fā)出神經(jīng)支配腎上腺的活動，使腎

上腺素分泌增強，腎上腺素也能促進血糖上升。

4、探究實驗的遵循的原則：對照原則，唯一變量原則，等量原則。

8.（10分）（2021?北京）胰島素是調(diào)節(jié)血糖的重要激素，研究者研制了一種“智能”胰島素（IA）并對

其展開了系列實驗，以期用于糖尿病的治療。

（1）（1分）正常情況下，人體血糖濃度升高時，細(xì)胞分泌的胰島素增多，經(jīng).

運輸?shù)桨屑?xì)胞，促進其對葡萄糖的攝取和利用，使血糖濃度降低。

（2）（1分）GT是葡萄糖進入細(xì)胞的載體蛋白，IA（見圖1）中的X能夠抑制GT的功能。為測

試葡萄糖對IA與GT結(jié)合的影響，將足量的帶熒光標(biāo)記的IA加入紅細(xì)胞膜懸液中處理30分鐘，使

IA與膜上的胰島素受體、GT充分結(jié)合。之后，分別加入葡萄糖至不同的終濃度，10分鐘后檢測膜

上的熒光強度。圖2結(jié)果顯示：隨著葡萄糖濃度的升高，o研究表明葡萄

糖濃度越高，IA與GT結(jié)合量越低。據(jù)上述信息，推斷IA、葡萄糖、GT三者的關(guān)系

為O

（3）（1分）為評估IA調(diào)節(jié)血糖水平的效果，研究人員給糖尿病小鼠和正常小鼠均分別注射適量

胰島素和IA,測量血糖濃度的變化，結(jié)果如圖3。

犍尿物小儀正常小鼠

?

9?S

)8o

為

封

蛭

設(shè)6g

KS

94o

?

2O

o5525O

102()23

)h

KH時間（h）

該實驗結(jié)果表明IA對血糖水平的調(diào)節(jié)比外源普通胰島素更具優(yōu)勢,體現(xiàn)

（4）（5分）細(xì)胞膜上GT含量呈動態(tài)變化，當(dāng)胰島素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合后，細(xì)胞膜上的GT

增多。若IA作為治療藥物，糖尿病患者用藥后進餐，血糖水平會先上升后下降。請從穩(wěn)態(tài)與平衡的

角度，完善IA調(diào)控血糖的機制圖。（任選一個過程，在方框中以文字和箭頭的形式作答。）

【答案】（1）胰島B/胰島B；體液

（2）膜上的熒光強度降低；葡萄糖與IA競爭結(jié)合GT

（3）IA能響應(yīng)血糖濃度變化發(fā)揮作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的風(fēng)險

血精,_______?葡萄糖與GT細(xì)胞攝取葡留精

上升時工結(jié)合增多的速率升高

（過程1）IA*jGT■上

結(jié)價減少GT增多

'?\IA\i腆島東受體—一

結(jié)合增多

-J

（4）

血第.___Am的第與GTA細(xì)胞攝取簡薊精

下降時二^結(jié)合減少的速率降低

（過程2）IA*jGT膜上

結(jié)合增多GTM少

胰島東受體一一

結(jié)合減少

-J

【解析】【解答】（1）血糖升高，促進胰島B/胰島P細(xì)胞分泌胰島素，經(jīng)體液運輸?shù)桨屑?xì)胞，促進其

對葡萄糖的攝取和利用，使血糖濃度降低。

故答案為：胰島B/胰島0；體液。

（2）由圖2可知，隨著懸液中葡萄糖濃度升高，細(xì)胞膜上的熒光強度降低。GT是葡萄糖進入細(xì)胞

的載體蛋白，IA中的X能夠抑制GT的功能，即X與GT結(jié)合，與葡萄糖競爭結(jié)合位點。

故答案為：膜上的熒光強度降低；葡萄糖與IA競爭結(jié)合GT。

（3）由圖3可知，IA降糖效果更好且可以將血糖維持在正常水平約10個小時，而胰島素只能維持

2小時左右，該實驗結(jié)果表明1A對血糖水平的調(diào)節(jié)比外源普通胰島素更具優(yōu)勢。

故答案為：IA能響應(yīng)血糖濃度變化發(fā)揮作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的風(fēng)險

（4）由題意可知，GT是葡萄糖進入細(xì)胞的載體蛋白，IA中的X能夠抑制GT的功能，即X與GT結(jié)

合，與葡萄糖競爭結(jié)合位點。血糖濃度升高時，GT數(shù)量多有利于降血糖，IA可以與GT或胰島素受

體結(jié)合，與GT結(jié)合會抑制GT的功能。

糖尿病患者用藥后進餐，由于食物的消化吸收，血糖濃度會先升高，葡萄糖與GT結(jié)合增多，則IA

與胰島素受體結(jié)合增多，導(dǎo)致膜上的GT增多，有利于葡萄糖與GT結(jié)合，最終細(xì)胞攝取葡萄糖的速

率升高。血糖下降時，葡萄糖與IA競爭性結(jié)合GT減少，IA與GT結(jié)合增多，與胰島素受體結(jié)合減

少，膜上的GT減少，與葡萄糖結(jié)合的GT也減少，細(xì)胞攝取的葡萄糖的速率降低。

血精,_______A葡萄糖與GT細(xì)胞攝取葡葡糖

1

上升時二結(jié)合增多的速率升高

（過程1）IA*jGT膜上'

結(jié)價被少GT埴%

、4從。胰島素受體一*

結(jié)合增多

故答案為：

血常._____Af的值與GT?細(xì)胞攝取葡薊精

下降時二^結(jié)合減少的速率降低

（過IA'JGT膜上

結(jié)合增多GTM少?

結(jié)合誠少

【分析】1、血糖的來源：食物中的糖類的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；去

向：血糖氧化分解為CO2、氏0和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原不能水解為葡萄糖）、血糖轉(zhuǎn)

化為脂肪、某些氨基酸。

2、血糖平衡調(diào)節(jié)過程如下：當(dāng)血糖濃度升高時，血糖會直接刺激胰島B細(xì)胞引起胰島素的合成并釋

放，同時也會引起下丘腦的某區(qū)域的興奮發(fā)出神經(jīng)支配胰島B細(xì)胞的活動，使胰島B細(xì)胞合成并釋

放胰島素，胰島素促進組織細(xì)胞對葡萄糖的攝取、利用和貯存，從而使血糖下降；當(dāng)血糖下降時，

血糖會直接刺激胰島A細(xì)胞引起胰高血糖素的合成和釋放，同時也會引起下丘腦的另一區(qū)域的興奮

發(fā)出神經(jīng)支配胰島A細(xì)胞的活動，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通過促進肝糖原的分解和

非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化從而使血糖上升，并且下丘腦在這種情況下也會發(fā)出神經(jīng)支配腎上腺的活動，使腎

上腺素分泌增強，腎上腺素也能促進血糖上升。

9.（7分）（2021?北京）學(xué)習(xí)以下材料，回答（1）?