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2021年高考生物全国真题分类汇编专题18 实验设计和实验分析
一、实验探究题
1．（2021·湖北）疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制，将一种青蒿素敏感（S型）的疟原虫品种分成两组：一组逐渐增加青蒿素的浓度，连续培养若干代，获得具有抗药性（R型）的甲群体，另一组为乙群体（对照组）。对甲和乙两群体进行基因组测序，发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生，这些突变发生在9个基因的编码序列上，其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性，现从不同病身上获取若干疟原虫样本，检测疟原虫对青蒿素的抗药性（与存活率正相关）并测序，以S型疟原虫为对照，与对照的基因序列相同的设为野生型“+”，不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率（%） 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题：
（1）连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是　 　，碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是　 　。
（2）7个基因中与抗药性关联度最高的是　 　，判断的依据是　 　。
（3）若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为　 　。
（4）根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议：　 　。
【答案】（1）通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多；密码子具有简并性
（2）基因6；与对照组相比，在有突变基因6和7的4~9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大
（3）S型（对青蒿素敏感）
（4）做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义；现代生物进化理论的主要内容；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的，基因突变产生新基因表现新，连续培养过程中，在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择，可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大，抗药性个体数增多；由于密码子具有简并性，虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为： 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多 ； 密码子具有简并性 。
（2）由表可知，对照的基因序列设为野生型"+”，不同的设为突变型”-”，与对照组相比，在有突变基因6和7的第4~9组实验中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中，疟原虫的存活率提高的幅度不大，故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为： 基因6 ； 与对照组相比，在有突变基因6和7的4~9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
（3）由表可知，7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6， 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型（对青满素敏感）。
故答案为： S型（对青蒿素敏感） 。
（4）由题意可知，疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖，则做好按蚁的防治工作，可减少疟原虫。
故答案为： 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料：
（1）可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异，其中染色体变异和基因突变统称为突变；
（2）基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化；
（3）突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变；
（4）生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害；
（5）突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向：
（1）变异是不定向的，自然选择是定向的；
（2）自然选择的直接对象是生物的表现型，间接对象是相关的基因型，根本对象是与变异性状相对的基因；
（3）自然选择的实质：种群的基因频率发生定向改变；
（4）自然选择的方向：适应自然环境；
（5）变异是普遍存在的，环境仅是一个选择因素，变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基；种类：64种，其中有3种是终止密码子，不编码氨基酸；特点：（1）密码子的简并性，一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；（2）密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变：
（1）概念：指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
（2）时间：基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。
（4）基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。
（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
2．（2021·湖北）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
（1）实验设计思路
取　 　支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量　 　，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论
若出现结果①：　 　。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：　 　。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：　 　。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：　 　。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
【答案】（1）2；甲物质溶液、乙物质溶液
（2）透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高；透析前后，两组的酶活性均不变；加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变；加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】（1）由题意可知，本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量时甲、乙物质的有无，因变量是酶A的活性。生物实验设计需遵循的原则：对照原则、唯一变量原则和等量原则，设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
故答案为： 2 ； 甲物质溶液、乙物质溶液 。
（2）由题意可知，本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性，可能的情况有：
①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
故答案为： 透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 ； 透析前后，两组的酶活性均不变 ； 加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 ； 加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 。
【分析】1、酶
（1）酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、生物实验设计需遵循的原则：对照原则、唯一变量原则和等量原则。
3．（2021·辽宁）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变（显性基因突变为隐性基因）导致。回答下列问题：
（1）进行水稻杂交实验时，应首先除去　 　未成熟花的全部　 　，并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表现型及比例为　 　。
（2）为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体　 　的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预测如下两种情况将出现的结果：
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为　 　。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为　 　。
（3）叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现，突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换，造成mRNA上对应位点碱基发生改变，导致翻译出的肽链变短。据此推测，与正常基因转录出的mRNA相比，突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是　 　。
【答案】（1）母本；雄蕊；绿叶：浅绿叶=3：1
（2）Y、Z；三组均为绿叶：浅绿叶=1：1；第4组绿叶：浅绿叶=1：1；第5组和第6组绿叶：浅绿叶=9：7
（3）终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花， 进行水稻杂交实验时， 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊，并套袋，防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W（隐性纯合）与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1为杂合子，F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶：浅绿叶=3：1。
故答案为： 母本 ； 雄蕊 ； 绿叶：浅绿叶=3：1 。
（2） 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体，由表可知，第1组W、X杂交，F1为浅绿叶，则W和X为相同隐性基因控制；第2组W、Y杂交，第3组W、Z杂交，F1均表现绿叶，则W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因，即非等位基因，当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，设X的浅绿叶基因为a，Y的浅绿叶基因为b，Z的浅绿叶基因为c，即X基因型为aaBBCC，Y基因型为AAbbCC，Z的基因型为AABBcc，则第4组为X（aaBBCC）xY（AAbbCC)，F1基因型为AaBbCC，F1产生的配子为aBC、AbC，自交产生F2基因型及比例aaBBCC（浅绿叶）：AAbbCC（浅绿叶）：AaBbCC（绿叶）=1：1：2，则绿叶：浅绿叶=1：1；同理可得第5组、第6组的结果也是绿叶：浅绿叶=1：1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，则第4组为X（aaBBCC）xY（AAbbCC)，F1基因型为AaBbCC，F1产生的配子为aBC、AbC，自交产生F2基因型及比例aaBBCC（浅绿叶）：AAbbCC（浅绿叶）：AaBbCC（绿叶）=1：1：2，则绿叶：浅绿叶=1：1；第5组：X（aaBBCC）×Z（AABBcc），F1基因型为AaBBCc，F1产生配子及比例为，ABC：aBc：ABc：aBC=1：1：1：1，即AB、aB和C、c可以进行自由组合，F1自交后代F2表型及比例为9：3：3：1，而任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶，F2的表现型为绿叶：浅绿叶=9：7；同理可得第6组绿叶：浅绿叶=9：7。
故答案为： Y、Z ； 三组均为绿叶：浅绿叶=1：1 ； 第4组绿叶：浅绿叶=1：1；第5组和第6组绿叶：浅绿叶=9：7 。
（3）基因突变导致肽链变短的原因可能是终止密码提前出现，导致翻译出的肽链变短。
故答案为： 终止密码提前出现 。
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4．（2021·辽宁）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵种一般具有较强的适应能力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地物种衰退甚至消失。回答下列问题：
（1）入侵种爆发时，种群增长曲线往往呈“J”型从环境因素考虑，其原因有　 　（至少答出两点）。入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性　 　，群落发生　 　演替。
（2）三裂叶豚草是辽宁省危害较大的外来入侵植物之一，某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片出现锈斑，对其生长有抑制作用为了验证该锈菌对三裂叶豚草的专一性寄生，科研人员进行了侵染实验。
方法：在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，将叶片静置于适宜条件下，观察和记录发病情况。
实验结果是：　 　。
（3）为了有效控制三裂叶豚草，科研人员开展了生物控制试验，样地中三裂叶豚草初始播种量一致，部分试验结果见下表。
组别 三裂叶豚草生物量（kg·m-2）
第1年 第2年 第3年
A：三裂叶豚草 8.07 12.24 12.24
B：三裂叶豚草+锈菌 7.65 6.43 4.77
C：三裂叶豚草+广聚萤叶甲 8.10 12.43 12.78
D：三裂叶豚草+野艾蒿 4.89 4.02 3.12
注：野艾蒿一植物，锈菌一真菌，广聚萤叶甲一昆虫
分析表中数据可知，除锈菌外，可用于控制三裂叶豚草的生物是　 　，判断依据是　 　。
（4）根据研究结果分析，在尚未被三裂叶豚草入侵但入侵风险较高的区域，可以采取的预防措施是　 　；在已经被三裂叶豚草入侵的区域，为取得更好的治理效果可以采取的治理措施是　 　。
【答案】（1）食物充足、空间充裕、没有敌害等；降低；次生
（2）只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长
（3）野艾蒿；D组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组
（4）种植野艾蒿；喷洒锈菌
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的演替；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。生物入侵会使当地物种的生存受到威胁，会降低入侵地的物种多样性，使群落发生次生演替。
故答案为： 食物充足、空间充裕、没有敌害等 ； 降低 ； 次生 。
（2）由题意可知，某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片出现锈斑，在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液， 将叶片静置于适宜条件下， 结果是只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长。
故答案为： 只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长。
（3）由D组和A、B组相比，可知除锈菌外野艾蒿降低了三裂叶豚草生物量。
故答案为：野艾蒿；D组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组 。
（4）由题意可知，预防三裂叶豚草入侵的方法是种植野艾蒿；已经被三裂叶豚草入侵了，进行喷洒锈菌及时治理。
故答案为： 种植野艾蒿 ； 喷洒锈菌 。
【分析】1、种群数量增长的两种曲线：“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。“S“型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K。
2、群落演替的类型：（1）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，初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。（2）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，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
3、生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点。
4、探究实验需要遵循的原则：对照原则、唯一变量原则、等量原则。
5．（2021·山东）过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
（1）下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌 G 的体液调节方式为　 　。
（2）研究发现，NE 主要通过过程②影响 MesC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于 Mesc 效果不同的原因可能是　 　、　 　、　 　。（答出 3 种原因即可）
（3）已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：　 　。
实验现象：　 　。
【答案】（1）分级调节
（2）两过程NE的作用方式不同（或NE分别作为激素和神经递质起作用）；两过程NE的浓度不同；两过程NE运输到MeSC的时间不同
（3）取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化。；A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白
【知识点】反射弧各部分组成及功能；神经、体液调节在维持稳态中的作用；激素调节的特点；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】（1）分级调节是指激素调节的一种方式，像下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控就是分级调节。由图可知，下丘脑分泌激素作用于垂体，促进垂体分泌相应激素，作用于肾上腺皮质，促进分泌糖皮质激素，叫做分级调节。
故答案为：分级调节 。
（2）由图可知，过程②是通过神经调节途径直接产生NE作用与MeSC，过程①是先作用于肾上腺髓质产生分泌NE再作用于MeSC细胞，过程②的作用效果大于过程①的原因可能为：两过程NE的作用方式不同，过程②属于神经调节，而过程①属于体液调节，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同。
故答案为：两过程NE的作用方式不同（或NE分别作为激素和神经递质起作用） ； 两过程NE的浓度不同 ； 两过程NE运输到MeSC的时间不同 。
（3）由图可知，过度紧张和焦虑会导致黑色素细胞减少，引起头发变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱发。为了验证长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，选择生理状况相同的黑色小鼠多只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化。预期观察到的实验现象：A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白。由实验结果可知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑导致脱发和白化现象，切除肾上腺有助于抑制脱毛的现象，但对白化减少影响不大。
故答案为：取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化 ； A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白 。
【分析】1、神经调节的基本方式是反射，它是指在中枢神经系统参与下，动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答；完成反射的结构基础是反射弧。反射弧是反射活动的结构基础，包括五个部位︰感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
2、神经调节与体液调节的比较：
比较项目 神经调节 体液调节
传递方式 电信号（神经冲动）、化学信号（递质） 激素及其他化学物质
调节方式 反射 激素﹣﹣特定的组织细胞
作用途径 反射弧 体液运输
作用对象 效应器 靶细胞膜上的受体
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
6．（2021·天津）为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地中，5个月后测定相关指标，部分结果见下图。
（1）由图1可知，　 　组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活、育龄个体增多，影响田鼠种群的　 　，从而直接导致种群密度增加。
（2）由图2可知，增加降水有利于　 　生长，其在田鼠食谱中所占比例增加，田鼠食谱发生变化。
（3）随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时间后，比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为　 　.
（4）进一步研究发现，增加降水引起田鼠食谱变化后，田鼠肠道微生物组成也发生变化，其中能利用草中的纤维素等物质合成并分泌短链脂肪酸（田鼠的能量来源之一）的微生物比例显著增加。田鼠与这类微生物的种间关系为　 　。请在图中用箭头标示肠道微生物三类生物之间的能量流动方向。　 　
【答案】（1）增加降水；出生率和死亡率
（2）羊草
（3）检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起
（4）互利共生；
【知识点】种群的特征；种间关系；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）由图1可知，增加降水组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活，可以降低死亡率，育龄个体增多提高出生率，故影响种群的出生率和死亡率，从而直接导致种群密度增加。
故答案为：增加降水；出生率和死亡率。
（2）由图2可知，增加降水组有利于羊草的生长。
故答案为： 羊草 。
（3）室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱进行实验，可以排除室外其他因素对实验结果的影响，目的是检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起。
故答案为： 检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起 。
（4）由题意可知，田鼠食用植物，肠道微生物分泌纤维素物质为田鼠提供短链脂肪酸，二者的关系为互利共生。三类生物之间的能量流动方向如图：
故答案为： 互利共生 ；。
【分析】1、种群的数量特征包括①种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，种群密度是种群最基本的数量特征；②出生率和死亡率：在单位时间内新产生（死亡）的个体数占该种群个体总数的比值即出生率（死亡率），出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度；③迁入率和迁出率：在单位时间_内迁入（迁出）的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率（迁出率），迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小，直接影响种群大小和种群密度；④年龄组成：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，由增长型、稳定型和衰退型，年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据；⑤性别比例：指种群中雌雄个体数目的比例。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
3、种间关系包括：①互利共生：两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等；②捕食：一种生物以另一种生物为食的现象，比如兔和草，狼和羊；③竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等；④寄生：一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
7．（2021·天津）阿卡波糖是国外开发的口服降糖药，可有效降低餐后血糖高峰。为开发具有自主知识产权的同类型新药，我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响。为此，将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后，在不同时间检测其血糖水平，实验设计及部分结果如下表所示。
组别（每组10只） 给药量（mg/kg体重） 给药后不同时间血糖水平（mmol/L）
0分钟 30分钟 60分钟 120分钟
生理盐水 - 4.37 11.03 7.88 5.04
阿卡波糖 4.0 4.12 7.62 7.57 5.39
NB 4.0 4.19 x1 6.82 5.20
CH 4.0 4.24 x2 7.20 5.12
NB+CH 4.0+4.0 4.36 x3 5.49 5.03
（1）将淀粉灌胃小鼠后，其在小鼠消化道内水解的终产物为　 　，该物质由肠腔经过以下部位形成餐后血糖，请将这些部位按正确路径排序：　 　（填字母）。
a.组织液b.血浆c.小肠上皮细胞d.毛细血管壁细胞
血糖水平达到高峰后缓慢下降，是由于胰岛素促进了血糖合成糖原、　 　、转化为脂肪和某些氨基酸等。
（2）本实验以　 　作对照组，确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
（3）该研究的结论为：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强。下列对应表中x1、x2、x3处的数据排列中符合上述结论的是___________。
A．7.15 7.62 6.37
B．7.60 7.28 6.11
C．7.43 6.26 7.75
D．6.08 7.02 7.54
【答案】（1）葡萄糖；cadb；氧化分解
（2）生理盐水组与阿卡波糖组
（3）A；B
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1）淀粉在小肠内最终水解产物为葡萄糖，葡萄糖通过小肠上皮细胞进入组织液，然后穿过毛细血管壁细胞进入血浆。胰岛素的作用：①促进各组织、细胞对血糖的吸收；②促进葡萄糖的氧化分解；③促进肝脏、肌肉组织合成糖原；④促进葡萄糖转化为非糖物质。
故答案为： 葡萄糖 ； cadb ； 氧化分解 。
（2）本实验以生理盐水组为空白对照，以阿卡波糖组为标准对照，以确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
故答案为：生理盐水组与阿卡波糖组。
（3）由于实验中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强，则x1、x2组血糖应低于生理盐水组，且与阿卡波糖组相似，x3组血糖应低于x1和x2组，故AB项数据符合上述结论，AB正确。
故答案为：AB。
【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原不能水解为葡萄糖）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。
2、胰岛素的作用：①促进各组织、细胞对血糖的吸收；②促进葡萄糖的氧化分解；③促进肝脏、肌肉组织合成糖原；④促进葡萄糖转化为非糖物质；⑤抑制肝糖原的分解；④抑制非糖物质转化为葡萄糖；胰高血糖素的作用：①促进肝糖原分解；②促进非糖物质转化为葡萄糖。
3、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
4、探究实验的遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
8．（2021·北京）胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA）并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。
（1）正常情况下，人体血糖浓度升高时，　 　细胞分泌的胰岛素增多，经　 　运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。
（2）GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，　 　。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为　 　。
（3）为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在　 　。
（4）细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图。（任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答。）
【答案】（1）胰岛B/胰岛β；体液
（2）膜上的荧光强度降低；葡萄糖与IA竞争结合GT
（3）IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险
（4）
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1）血糖升高，促进胰岛B/胰岛β细胞分泌胰岛素，经体液运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。
故答案为： 胰岛B/胰岛β ； 体液 。
（2）由图2可知，随着悬液中葡萄糖浓度升高，细胞膜上的荧光强度降低。 GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA中的X能够抑制GT的功能，即X与GT结合，与葡萄糖竞争结合位点。
故答案为： 膜上的荧光强度降低 ； 葡萄糖与IA竞争结合GT 。
（3）由图3可知，IA降糖效果更好且可以将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持2小时左右，该实验结果表明lA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势。
故答案为： IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险
（4）由题意可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA中的X能够抑制GT的功能，即X与GT结合，与葡萄糖竞争结合位点。血糖浓度升高时，GT数量多有利于降血糖，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。
糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与GT结合增多，则IA与胰岛素受体结合增多，导致膜上的GT增多，有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时，葡萄糖与IA竞争性结合GT减少，IA与GT结合增多，与胰岛素受体结合减少，膜上的GT减少，与葡萄糖结合的GT也减少，细胞摄取的葡萄糖的速率降低。
故答案为：
【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原不能水解为葡萄糖）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。
2、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
9．（2021·北京）学习以下材料，回答（1）~（4）题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输，其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管-伴胞复合体（SE-CC），再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中，叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中，蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输（图1）可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中；③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中，如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”（SU载体），SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，在此形成较高的H+浓度，SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物，筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现，叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高，叶片中SU载体减少，反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制，对于了解光合产物在植物体内的分配规律，进一步提高作物产量具有重要意义。
（1）在乙方式中，蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于　 　。由H+泵形成的　 　有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
（2）与乙方式比，甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过　 　这一结构完成的。
（3）下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A．叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B．用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低
C．将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光
D．与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
（4）除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外，本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量，体现了蔗糖的　 　功能。
【答案】（1）协助扩散/易化扩散；（跨膜）H+浓度差
（2）胞间连丝
（3）A；B；D
（4）信息传递
【知识点】细胞膜的功能；被动运输；主动运输
【解析】【解答】（1）由题意可知，乙方式中韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中，属于协助扩散的方式；胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，形成H+浓度差，SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。
故答案为： 协助扩散/易化扩散 ； （跨膜）H+浓度差 。
（2）由题意可知，甲方式中蔗糖的运输是通过胞间连丝实现的。
故答案为： 胞间连丝 。
（3）A、叶片吸收14CO2的细胞是叶肉细胞，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中，则蔗糖从叶肉细胞到SE-CC的运输的路径，与乙方式相符，A正确；
B、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低，蔗糖进入SE-CC存在需要协助蛋白的跨膜运输方式，与乙方式相符，B正确；
C、将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光，蔗糖进入SE-CC可能不需要协助蛋白的跨膜运输方式，与甲方式相符，C错误；
D、与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉，即SU与蔗糖的运输有关，与乙方式相符，D正确。
故答案为：ABD。
（4） 蔗糖调节SU载体的含量，体现了蔗糖的传递信息的功能。
故答案为：信息传递 。
【分析】1、细胞膜的功能：
（1）将细胞与外界环境分开；
（2）控制物质进出细胞；营养物质可以进入细胞，细胞不需要或者对细胞有害的物质不易进入细胞；抗体、激素等物质可从细胞中运出，细胞内的核酸等重要组成成分不能出细胞。
（3）进行细胞间的信息交流；细胞间的信息交流主要有三种方式：①通过化学物质来传递信息；②通过细胞膜直接接触传递信息；③通过细胞通道来传递信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
2、物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输：
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 实例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类（因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油）
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
10．（2021·北京）北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入，目前已在该水域广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了系列实验。
（1）从生态系统的组成成分划分，柏桉藻属于　 　。
（2）用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克，用纱网分区（见图1）；三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重，结果如图2，同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用，作出判断的依据是：与没有水虱相比，在有水虱的水箱中，　 　。
②水虱分布情况记录结果显示，在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱对所栖息的海藻种类具有　 　。
（3）为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料，一段时间后检测，结果如图3（甲、乙、丙为上述本地藻）。
该实验的对照组放入的有　 　。
（4）研究发现，柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出。请综合上述研究结果，阐明柏桉藻成功入侵的原因　 　。
【答案】（1）生产者
（2）柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反；选择性/偏好性
（3）隆头鱼和水虱
（4）因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【知识点】生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，柏核藻能进行光合作用，是植物为生产者。
故答案为： 生产者 。
（2）①由图2可知，与没有水虱相比，有水虱的本地藻重量增加值比柏核藻重量增加量少，丙重量减少。
②在有水虱的两组中，大部分水附着在柏核藻上，说明水更喜爱柏核藻，体现了水虱对所栖息的海藻种类具有偏好性。
故答案为： 柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反 ； 选择性/偏好性 。
（3）本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，自变量为海藻的种类，因变量为水虱的生存率，实验设置对照组应不放海藻，只放入隆头鱼和水虱，统计水虱的生存率。
故答案为： 隆头鱼和水虱 。
（4）水虱偏好食用本地藻，使得柏桉藻入侵后的食物、空间资源充足，物种之间竞争弱， 并且柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出，故天敌少，柏桉藻具有竞争优势，入侵成功。
故答案为： 因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（1）组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源，主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播，主要指动物，分解者将有机物分解为无机物，归还无机环境，指营腐生生活的微生物和动物。
（2）营养结构是指食物链和食物网。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
3、食物链和食物网中的数量变化分析：
（1）若处于食物链中第一营养级的生物（生产者）数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少。
（2）天敌“一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后趋于稳定。
（3）若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据
11．（2021·北京）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在　 　中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物 T6P 海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　 　，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　 　对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U-R基因 ②U-S基因 ③野生型植株④U-P植株 ⑤突变体r植株
【答案】（1）叶绿体基质
（2）低
（3）在其他器官（过量）表达
（4）②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩 ①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒 ②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）三碳糖在暗反应过程中产生，暗反应的场所在叶绿体基质中。
故答案为： 叶绿体基质 。
（2）由题意可知，P酶基因与启动子U结合后，P基因在种子中表达量增多，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，则种子中T6P含量比野生型植株低。
故答案为：低
（3）由题意可知， 启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）可以排除目的基因在其他器言（过量）中的表达对种子发育产生的间接影响。
故答案为： 在其他器官（过量）表达 。
（4）由题意可知， U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降 。 为验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累 ，可设计实验如下：
②（U-S基因，S酶可以较高表达）⑤（R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U-S基因，S酶可以较高表达）④（U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
故答案为： ②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【分析】1、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
2、基因是由成千上万个核苷酸对组成。组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用不同。任何一个基因都包括非编码区和编码区。能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质）的区段叫做编码区。不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱。虽然不能编码蛋白质，但对遗传信息的表达是不可缺少的，因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子、终止子属于非编码区。因为回文序列的特殊排列，大多都位于非编码区。真核细胞的基因中编码区特点：间隔的、不连续的。包括：外显子和内含子（位于编码区中的非编码序列）。 3、探究实验遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
12．（2021·北京）玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
（1）玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的　 　定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为　 　。
（2）为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”　 　。
实验方案 预期结果
I.转基因玉米×野生型玉米 II.转基因玉米×甲品系 III.转基因玉米自交 IV.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1 ②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1 ③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1 ④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1
（3）现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为　 　。
（4）为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。
统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。
【答案】（1）分离；2/3
（2）III ④/II ③
（3）Aa
（4）基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；基因突变的特点及意义；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1）由题意可知， 甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4，即甲品系自交后代出现性状分离，且分离比为3：1，则籽粒正常和干意这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。由孟德尔分离定律可知，甲品系后代中正常籽粒中2/3为杂合子，自交后代会出现性状分离。
故答案为： 分离 ； 2/3 。
（2）由题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则插入基因A与原有Aa基因的遗传遵循自由组合定律，则甲品系玉米基因型为--Aa（未转基因），野生型玉米的基因型为AA（未转基因），转基因甲品系玉米的基因型为A-Aa，要验证A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，可选择方案III转基因玉米自交，由自由组合定律可知子代表型及比例为正常籽粒③（9A-A-、3A-aa、3--A-）：干瘪籽粒（1--aa）=15：1；也可选择方案II转基因玉米A-Aa和甲品系--Aa杂交，子代表型及比例为④正常籽粒（3A-A-、1A-aa、3--A-）：干瘪籽粒（--aa）=7：1。
故答案为： III ④/II ③ 。
（3）由题意可知，已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，甲品系表现正常籽粒含有A基因，由于引物1在插入片段（a）中，若用图1中的引物1、2进行PCR扩增，出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。
故答案为： Aa 。
（4）由题意可知，P的基因型为AAmm，与基因型为MM的甲品系（即基因型为AaMM）杂交得F1，则F1基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因遵循自由组合定律，类型3的数量应该与类型1的数量同样多，实验发现 类型1最多、类型2较少、类型3极少，原因可能是：由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干意籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。
故答案为： 基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因突变：
（1）概念：指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
（2）时间：基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。
（4）基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。
（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
3、减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期∶同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
13．（2021·浙江）为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。
实验材料：蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1% 、0.2%和 1%酒精，去甲肾上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。
（要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3 种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和 PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜）
实验过程与结果或结论：
　 过程 结果或结论
实验1 ①取蟾蜍坐骨神经-胖肠肌标本，分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力；②以1%酒精连续滴加标本5min 后，再分别检测上述指标。 结果： 结论：________________________。
实验2 ①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长，然后用任氏液清洗后肢和间脑断面；②分别用含有50 μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面，每次处理后重复①。 结果的记录表格：________________。 结论：酒精会显著延长屈反射时长，其数值随酒精浓度升高而变大。
为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理，选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。
实验3 ①取5组间脑蟾蜍，用任氏液、NA、PT 和酒精等处理；②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长 结论：NA 与其受体结合，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长；酒精通过NA受体参与的途径，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。
回答下列问题：
（1）实验1结果可得出的结论是　 　。
（2）设计用于记录实验2 结果的表格：
（3）依据实验2、3 的结论，实验3 的分组应为；
A组：任氏液；
B组：　 　；
C组：　 　；
D组：　 　；
E组：　 　。
（4）酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是　 　。
【答案】（1）离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响
（2）表 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响：
　 处理因素
　 空白对照 任氏液 0.1%酒精 0.2%酒精 1%酒精
屈反射时长 　 　 　 　 　
（3）NA；PT；NA +PT；酒精＋ PT
（4）酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；神经系统的基本结构
【解析】【解答】（1）由实验1的柱状图可知，离体条件下，施用1%酒精后， 因变量没有任何变化。
故答案为：离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。
（2）根据实验2的处理和实验检测结果，设计记录表格如下：
表 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响：
　 处理因素
　 空白对照 任氏液 0.1%酒精 0.2%酒精 1%酒精
屈反射时长 　 　 　 　 　
（3） 依据实验2、3 的结论，实验3 的分组应为；
A组：任氏液；B组： NA1；C组： PT；D组： NA +PT；E组： 酒精＋PT。
故答案为：任氏液；NA1；PT；NA +PT；酒精＋PT。
（4） 由图中数据可知，酒精显著延长屈反射时长，导致司机反应迟钝。
故答案为：酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝。
【分析】该题的自变量为：是否存在酒精、因变量为动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力。实验中应该遵循的原则：对照、单一变量原则、平行重复原则。
单一变量原则：即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等）和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。
对照原则：对照实验是除了一个因素之外，其他因素都保持不变的实验，通常分为实验组和对照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组。
平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
14．（2021·湖南）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
（1）图b表示图a中的　 　结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为　 　和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会　 　（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以　 　（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是　 　。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于　 　，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释　 　。
【答案】（1）类囊体；NADPH；减慢
（2）Fecy；实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；类囊体上的色素吸收光能；ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答】（1）根据图b可知水分子发生了光解，属于光合作用的光反应阶段，光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，即图b表示图a的类囊体膜，光反应过程中，色素吸收的光能最终转化为ATP和NADPH中活跃的化学能，若二氧化碳浓度降低，暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中的电子去路受阻，电子传递速率会减慢。
（2）①根据表格内的数据可知，实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异，说明叶绿体的双层膜对以Fecy为电子受体的光反应有明显阻碍作用。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，通过比较叶绿体A、B、C的实验结果可知在无双层膜阻碍、类囊体松散的条件下，更有利于类囊体上的色素吸收光能，从而提高光反应速率。
③根据图b可知，ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低。
故答案为：（1） 类囊体 ；NADPH； 减慢 （2） Fecy ； 实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异 ； 类囊体上的色素吸收光能 ； ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
【分析】本题解体的关键是理解题干和熟练掌握光合作用的过程。
光合作用的过程
15．（2021·湖南）油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。
回答下列问题：
（1）根据F2表现型及数据分析，油菜半矮杆突变体S的遗传机制是　 　，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有　 　种结合方式，且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是　 　。
（2）将杂交组合①的F2所有高轩植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，分为三种类型，全为高轩的记为F3-Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为　 　。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为　 　（用A、a；B、b；C、c……表示基因）。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？　 　。
【答案】（1）由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制；16；F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合
（2）7∶4∶4；Aabb、aaBb；不能
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】（1）根据分析可推测，半矮秆突变体S是双隐性纯合子，其遗传机制是由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制。杂交组合①的F1为双杂合子，减数分裂可以产生雌雄配子各4种，且比例相等，雌雄配子结合的方式有4×4=16种。F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（2）杂交组合①的F2所有高秆植株基因型及比例分别为1AABB：2AABb：2AaBB：4AaBb：1AAbb：2Aabb：1aaBB：2aaBb，所有高秆植株自交，其中含有一对纯合显性基因的高杆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB，占高杆植株的比例为7/15，其后代全为高秆，记为F3-Ⅰ；AaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例≈15∶1 ，和杂交组合①、②的F2基本一致，记为F3-Ⅱ；2Aabb、2aaBb占高杆植株的比例为4/15，自交后代高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致，记为 F3-Ⅲ，产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，不论两对基因位于一对同源染色体上，还是两对同源染色体上，亲本均产生两种数量相等的雌雄配子，子代均出现高杆∶半矮杆=3∶1，因此不能验证基因的自由组合定律。
故答案为：（1） 由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制 ； 16 ； F1减数分裂产生配子时，位于同源染色体上的等位基因分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合 （2） 7∶4∶4 ； Aabb、aaBb ； 不能
【分析】根据实验①和②，正交反交结果相同，说明控制高杆和半矮杆的基因不在性染色体上。又根据实验①②中F2出现高杆∶半矮杆≈15∶1，可知该性状受两对等位基因控制，且两对等位基因不连锁，且半矮杆占F2植株的1/16，应该是双隐性纯合子。
16．（2021·湖南）生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。回答下列问题
（1）根据示意图，可以确定软骨细胞具有　 　（填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”）。
（2）研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后，检测体内GH水平。据图预测，IGF-1基因缺失小鼠体内GH水平应　 　（填“低于”“等于”或“高于”）正常小鼠，理由是　 　。
（3）研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组为对照组。
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF-1 正常小鼠去垂体后的血清 ？
实验结果预测及分析：
①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是　 　组。
②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是　 　。
【答案】（1）GH受体和IGF-1受体
（2）高于；IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1，不能抑制垂体分泌GH
（3）B、D；正常小鼠的血清
【知识点】动物激素的调节
【解析】【解答】（1）据图可知，生长激素（GH）和胰岛素样生长因子1（IGF-1）均可作用于软骨细胞，可知软骨细胞表面具有GH受体和IGF-1受体。
（2）据图可知，垂体分泌的GH可促进肝脏细胞分泌IGF-1，IGF-1过多时又会抑制垂体分泌生长激素，IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1，不能抑制垂体分泌GH，所以IGF-1基因缺失小鼠体内GH含量高于正常小鼠。
（3）以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长，实验的自变量应为GH的有无以及IGF-1的有无。
①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，A组培养液中无添加物，不能促进软骨细胞生长，B组培养液中添加GH，因为所用软骨细胞无GH受体，不能促进软骨细胞生长。C组培养液中添加IGF-1，能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后，血清中不含GH，则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1，软骨细胞也不能生长。所以，与A组比较，软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。
②本实验的目的是验证生长素可通过IGF-1促进软骨细胞生长，E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1，再结合D组可知，添加的物质是正常小鼠的血清，通过B、C、D、E组对照，说明没有垂体分泌的GH或GH不能发挥作用，均不能促进软骨细胞生长，有了IGF-1，软骨细胞才能生长，可验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。
故答案为：（1） GH受体和IGF-1受体 （2） 高于 ； IGF-1基因缺失小鼠不能产生IGF-1，不能抑制垂体分泌GH （3） B、D ； 正常小鼠的血清
【分析】解答本题的关键是理解调节过程图。根据图示可知垂体可以分泌生长激素，生长激素可以直接作用于软骨细胞，促进软骨细胞生长，还可以作用于肝脏使肝脏产生胰岛素样生长因子1，胰岛素样生长因子1作用于软骨细胞，促进软骨细胞生长。当胰岛素样生长因子1含量过高会抑制垂体分泌生长激素，进行反馈调节。
17．（2021·湖南）[选修1：生物技术实践]
大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：
（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即　 　。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以　 　为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于　 　培养基。
（2）配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是　 　。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是　 　。
（3）简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路　 　。
（4）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株　 　，理由是　 　。
菌株 秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重（%） 纤维素降解率（%）
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
【答案】（1）C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶；纤维素；选择
（2）为了杀死培养基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子）；不接种培养（或空白培养 ）
（3）将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1mL涂布到若干个平板（每个稀释度至少涂布三个平板），对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测 大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数
（4）C；接种C菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大
【知识点】纤维素分解菌的分离
【解析】【解答】（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。在用纤维素作为唯一碳源的培养基中，纤维素分解菌能够很好地生长，其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养；该培养基通过加入特殊的营养物质纤维素，使纤维素分解菌可以生存，其他微生物不能生存，故该培养基从功能上分类属于选择培养基。
（2）配制培养基的常用高压蒸汽灭菌，目的是为了杀死培养基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子）。为检测灭菌效果可将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间，若在适宜条件下培养无菌落出现，说明培养基灭菌彻底，否则说明培养基灭菌不彻底。
（3）测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数，常采用稀释涂布平板法，即将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1mL涂布到若干个平板（每个稀释度至少涂布三个平板），对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。
（4）测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格可知，在适宜的条件下，C菌株在相同的温度和时间下，秸秆失重最多，纤维素降解率最大，说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。
故答案为：（1） C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶 ； 纤维素；选择 （2） 为了杀死培养基中的所有微生物（微生物和芽孢、孢子） ； 不接种培养（或空白培养 ） （3） 将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后，取0.1mL涂布到若干个平板（每个稀释度至少涂布三个平板），对菌落数在30～300的平板进行计数，则可根据公式推测 大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数 （4） C ； 接种C菌株后秸秆失重最多，纤维素降解率最大
【分析】1.纤维素酶：纤维素分解菌可产生纤维素酶，纤维素酶是复合酶，包括C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。C1酶、Cx酶将纤维素分解为纤维二糖，葡萄糖苷酶将纤维二糖分解为葡萄糖。
2.微生物培养计数方法：
（1）直接计数法：显微镜下用特定细菌计数板或血细胞计数板计数，不能区分细菌的死活。
（2）间接计数法：稀释涂布平板法。
3.培养基的制作是否符合：将未接种的培养基在恒温箱中保温1~2d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。
4.纤维素分解菌的分离流程：取样→选择培养→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落。透明圈越大说明纤维素酶的活力越高。
18．（2021·河北）我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐缺氮基因TD），L7的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因SD），两个品系的其他染色体均来自于H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测，检测结果以带型表示（图2）。
回答下列问题：
（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻　 　条染色体的DNA测序。
（2）实验一F2中基因型TDTD对应的是带型　 　。理论上，F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为　 　。
（3）实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F2群体的基因型比例偏离　 　定律。进一步研究发现，F1的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有　 　（填“SD”或“SH”）基因。
（4）以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实验步骤包括：①　 　；②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型　 　的植株即为目的植株。
（5）利用X和H杂交得到F1，若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F2中与X基因型相同的个体所占比例为　 　。
【答案】（1）12
（2）Ⅲ；1∶2∶1
（3）（基因）分离；SD
（4）将L7和L12杂交，获得F1后自交；α和Ⅲ
（5）1/80
【知识点】基因的分离规律的实质及应用；基因的自由组合规律的实质及应用
【解析】【解答】（1）据题图可知，水稻为雌雄同株的植物，含有12对同源染色体，故需要对水稻的12条染色体的DNA进行基因测序。
故答案为：12。
（2）实验一：亲本为L12（基因型TDTD）与H（基因型THTH）杂交，故F1的基因型为TDTH，F2的基因型分别为TDTD∶TDTH∶THTH=1∶2∶1，TDTD与亲本L12对应的条带相同，即条带Ⅲ，理论上，F2中产生带型Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ的个体数量比为1∶2∶1。
故答案为：Ⅲ；1∶2∶1。
（3）实验二：亲本为L7（基因型SDSD）与H（基因型SHSH）杂交，故F1的基因型为SDSH，F2的基因型分别为SDSD∶SDSH∶SHSH=1∶2∶1，理论上，F2中产生带型α：β：γ的个体数量比为1∶2∶1。实际上F2中产生带型α、β、γ的个体数量分别为12、120和108，约为1∶10∶9，带型α即SDSD的个体数量很少，结合题干，可推测无活性的花粉带有SD基因。
故答案为：（基因）分离；SD。
（4）TD/TH、SD/SH分别位于7号和12号染色体上，遵循自由组合定律，故可以设计以下实验：将L7（SDSDTHTH）和L12（SHSHTDTD）杂交，获得F1（SDSHTDTH）后自交，对最终获得的所有F2植株进行分子检测，同时具有带型α和Ⅲ的植株即为目的植株。
故答案为：将L7和L12杂交，获得F1后自交；α和Ⅲ。
（5）实验二中SDSD∶SDSH∶SHSH=12∶120∶108=1∶10∶9，可知花粉中可存活SD=1/9，利用X（基因型为SDSDTDTD）和H（基因型为SHSHTHTH）杂交得到F1，基因型为SDSHTDTH，若F1产生的SD花粉无活性，所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，F1得到F2，利用棋盘法：
　 SDTD SDTH SHTD SHTD
1/9SDTD 1/9 1/9 1/9 1/9
1/9SDTH 1/9 1/9 1/9 1/9
SHTD 1 1 1 1
SHTD 1 1 1 1
F2中基因型为SDSDTDTD的个体所占比例为1/9÷（1/9×8+1×8）=1/80。
故答案为：1/80。
【分析】1、在可存活配子比例计算时，可利用棋盘法，实验二中SDSD∶SDSH∶SHSH=12∶120∶108=1∶10∶9，计算花粉中可存活SD=x，
　 SD SH
xSD x x
SH 1 1
则：存在x/2x+2=1/20，计算得到x=1/9，可知花粉中可存活SD=1/9。
2、等位基因遵循分离定律，非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律，L12的12号染色体上含有耐缺氮基因TD，L7的7号染色体上含有基因SD，SD/SH与TD/TH遵循基因自由组合定律。
19．（2021·河北）[选修1：生物技术实践]
葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
（1）皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是　 　，萃取效率主要取决于萃取剂的　 　。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷　 　。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是　 　。
（2）为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为　 　个。
（3）皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至　 　性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是　 　。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为　 　。
（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。（简要写出实验步骤和预期结果）
【答案】（1）利于萃取剂溶解花色苷、使原料与萃取剂充分接触；性质和使用量；分解；纤维素酶、果胶酶可破坏细胞壁，有利于提高花色苷的提取率
（2）8.8×106
（3）中性或偏碱；使培养基不透明，从而使醋酸菌菌落周围出现透明圈；碳源
（4）实验步骤：将平板置于无氧环境下继续培养，观察菌落形态和透明圈大小 。
预期结2021年高考生物全国真题分类汇编专题18 实验设计和实验分析
一、实验探究题
1．（2021·湖北）疟疾是一种由疟原虫引起的疾病。疟原虫为单细胞生物可在按蚊和人两类宿主中繁殖。我国科学家发现了治疗疟疾的青蒿素。随着青蒿素类药物广泛应用逐渐出现了对青蒿素具有抗药性的疟原虫。
为了研究疟原虫对青蒿素的抗药性机制，将一种青蒿素敏感（S型）的疟原虫品种分成两组：一组逐渐增加青蒿素的浓度，连续培养若干代，获得具有抗药性（R型）的甲群体，另一组为乙群体（对照组）。对甲和乙两群体进行基因组测序，发现在甲群体中发生的9个碱基突变在乙群体中均未发生，这些突变发生在9个基因的编码序列上，其中7个基因编码的氨基酸序列发生了改变。
为确定7个突变基因与青蒿素抗药性的关联性，现从不同病身上获取若干疟原虫样本，检测疟原虫对青蒿素的抗药性（与存活率正相关）并测序，以S型疟原虫为对照，与对照的基因序列相同的设为野生型“+”，不同的设为突变型“-”。部分样本的结果如表。
疟原虫 存活率（%） 基因1 基因2 基因3 基因4 基因5 基因6 基因7
对照 0.04 + + + + + + +
1 0.2 + + + + + + -
2 3.8 + + + - + + -
3 5.8 + + + - - + -
4 23. 1 + + + + - - -
5 27.2 + + + + - - -
6 27.3 + + + - + - -
7 28.9 + + + - - - -
8 31.3 + + + + - - -
9 58.0 + + + - + - -
回答下列问题：
（1）连续培养后疟原虫获得抗药性的原因是　 　，碱基突变但氨基酸序列不发生改变的原因是　 　。
（2）7个基因中与抗药性关联度最高的是　 　，判断的依据是　 　。
（3）若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为　 　。
（4）根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议：　 　。
2．（2021·湖北）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，物质溶液，透析袋（人工合成半透膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
（1）实验设计思路
取　 　支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别加等量　 　，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）实验预期结果与结论
若出现结果①：　 　。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②：　 　。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③：　 　。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④：　 　。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
3．（2021·辽宁）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花。现有四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z，这些突变体的浅绿叶性状均为单基因隐性突变（显性基因突变为隐性基因）导致。回答下列问题：
（1）进行水稻杂交实验时，应首先除去　 　未成熟花的全部　 　，并套上纸袋。若将W与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1自交，F2的表现型及比例为　 　。
（2）为判断这四个突变体所含的浅绿叶基因之间的位置关系，育种人员进行了杂交实验，杂交组合及F1叶色见下表。
实验分组 母本 父本 F1叶色
第1组 W X 浅绿
第2组 W Y 绿
第3组 W Z 绿
第4组 X Y 绿
第5组 X Z 绿
第6组 Y Z 绿
实验结果表明，W的浅绿叶基因与突变体　 　的浅绿叶基因属于非等位基因。为进一步判断X、Y、Z的浅绿叶基因是否在同一对染色体上，育种人员将第4、5、6三组实验的F1自交，观察并统计F2的表现型及比例。不考虑基因突变、染色体变异和互换，预测如下两种情况将出现的结果：
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，结果为　 　。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，结果为　 　。
（3）叶绿素a加氧酶的功能是催化叶绿素a转化为叶绿素b。研究发现，突变体W的叶绿素a加氧酶基因OsCAO1某位点发生碱基对的替换，造成mRNA上对应位点碱基发生改变，导致翻译出的肽链变短。据此推测，与正常基因转录出的mRNA相比，突变基因转录出的mRNA中可能发生的变化是　 　。
4．（2021·辽宁）生物入侵是当今世界面临的主要环境问题之一。入侵种一般具有较强的适应能力、繁殖能力和扩散能力，而且在入侵地缺乏天敌，因而生长迅速，导致本地物种衰退甚至消失。回答下列问题：
（1）入侵种爆发时，种群增长曲线往往呈“J”型从环境因素考虑，其原因有　 　（至少答出两点）。入侵种的爆发通常会使入侵地的物种多样性　 　，群落发生　 　演替。
（2）三裂叶豚草是辽宁省危害较大的外来入侵植物之一，某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片出现锈斑，对其生长有抑制作用为了验证该锈菌对三裂叶豚草的专一性寄生，科研人员进行了侵染实验。
方法：在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液，将叶片静置于适宜条件下，观察和记录发病情况。
实验结果是：　 　。
（3）为了有效控制三裂叶豚草，科研人员开展了生物控制试验，样地中三裂叶豚草初始播种量一致，部分试验结果见下表。
组别 三裂叶豚草生物量（kg·m-2）
第1年 第2年 第3年
A：三裂叶豚草 8.07 12.24 12.24
B：三裂叶豚草+锈菌 7.65 6.43 4.77
C：三裂叶豚草+广聚萤叶甲 8.10 12.43 12.78
D：三裂叶豚草+野艾蒿 4.89 4.02 3.12
注：野艾蒿一植物，锈菌一真菌，广聚萤叶甲一昆虫
分析表中数据可知，除锈菌外，可用于控制三裂叶豚草的生物是　 　，判断依据是　 　。
（4）根据研究结果分析，在尚未被三裂叶豚草入侵但入侵风险较高的区域，可以采取的预防措施是　 　；在已经被三裂叶豚草入侵的区域，为取得更好的治理效果可以采取的治理措施是　 　。
5．（2021·山东）过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
（1）下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌 G 的体液调节方式为　 　。
（2）研究发现，NE 主要通过过程②影响 MesC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于 Mesc 效果不同的原因可能是　 　、　 　、　 　。（答出 3 种原因即可）
（3）已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：　 　。
实验现象：　 　。
6．（2021·天津）为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地中，5个月后测定相关指标，部分结果见下图。
（1）由图1可知，　 　组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活、育龄个体增多，影响田鼠种群的　 　，从而直接导致种群密度增加。
（2）由图2可知，增加降水有利于　 　生长，其在田鼠食谱中所占比例增加，田鼠食谱发生变化。
（3）随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时间后，比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为　 　.
（4）进一步研究发现，增加降水引起田鼠食谱变化后，田鼠肠道微生物组成也发生变化，其中能利用草中的纤维素等物质合成并分泌短链脂肪酸（田鼠的能量来源之一）的微生物比例显著增加。田鼠与这类微生物的种间关系为　 　。请在图中用箭头标示肠道微生物三类生物之间的能量流动方向。　 　
7．（2021·天津）阿卡波糖是国外开发的口服降糖药，可有效降低餐后血糖高峰。为开发具有自主知识产权的同类型新药，我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响。为此，将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后，在不同时间检测其血糖水平，实验设计及部分结果如下表所示。
组别（每组10只） 给药量（mg/kg体重） 给药后不同时间血糖水平（mmol/L）
0分钟 30分钟 60分钟 120分钟
生理盐水 - 4.37 11.03 7.88 5.04
阿卡波糖 4.0 4.12 7.62 7.57 5.39
NB 4.0 4.19 x1 6.82 5.20
CH 4.0 4.24 x2 7.20 5.12
NB+CH 4.0+4.0 4.36 x3 5.49 5.03
（1）将淀粉灌胃小鼠后，其在小鼠消化道内水解的终产物为　 　，该物质由肠腔经过以下部位形成餐后血糖，请将这些部位按正确路径排序：　 　（填字母）。
a.组织液b.血浆c.小肠上皮细胞d.毛细血管壁细胞
血糖水平达到高峰后缓慢下降，是由于胰岛素促进了血糖合成糖原、　 　、转化为脂肪和某些氨基酸等。
（2）本实验以　 　作对照组，确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
（3）该研究的结论为：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强。下列对应表中x1、x2、x3处的数据排列中符合上述结论的是___________。
A．7.15 7.62 6.37
B．7.60 7.28 6.11
C．7.43 6.26 7.75
D．6.08 7.02 7.54
8．（2021·北京）胰岛素是调节血糖的重要激素，研究者研制了一种“智能”胰岛素（IA）并对其展开了系列实验，以期用于糖尿病的治疗。
（1）正常情况下，人体血糖浓度升高时，　 　细胞分泌的胰岛素增多，经　 　运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。
（2）GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA（见图1）中的X能够抑制GT的功能。为测试葡萄糖对IA与GT结合的影响，将足量的带荧光标记的IA加入红细胞膜悬液中处理30分钟，使IA与膜上的胰岛素受体、GT充分结合。之后，分别加入葡萄糖至不同的终浓度，10分钟后检测膜上的荧光强度。图2结果显示：随着葡萄糖浓度的升高，　 　。研究表明葡萄糖浓度越高，IA与GT结合量越低。据上述信息，推断IA、葡萄糖、GT三者的关系为　 　。
（3）为评估IA调节血糖水平的效果，研究人员给糖尿病小鼠和正常小鼠均分别注射适量胰岛素和IA，测量血糖浓度的变化，结果如图3。
该实验结果表明IA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势，体现在　 　。
（4）细胞膜上GT含量呈动态变化，当胰岛素与靶细胞上的受体结合后，细胞膜上的GT增多。若IA作为治疗药物，糖尿病患者用药后进餐，血糖水平会先上升后下降。请从稳态与平衡的角度，完善IA调控血糖的机制图。（任选一个过程，在方框中以文字和箭头的形式作答。）
9．（2021·北京）学习以下材料，回答（1）~（4）题。
光合产物如何进入叶脉中的筛管
高等植物体内的维管束负责物质的长距离运输，其中的韧皮部包括韧皮薄壁细胞、筛管及其伴胞等。筛管是光合产物的运输通道。光合产物以蔗糖的形式从叶肉细胞的细胞质移动到邻近的小叶脉，进入其中的筛管-伴胞复合体（SE-CC），再逐步汇入主叶脉运输到植物体其他部位。
蔗糖进入SE-CC有甲、乙两种方式。在甲方式中，叶肉细胞中的蔗糖通过不同细胞间的胞间连丝即可进入SE-CC。胞间连丝是相邻细胞间穿过细胞壁的细胞质通道。在乙方式中，蔗糖自叶肉细胞至SE-CC的运输（图1）可以分为3个阶段：①叶肉细胞中的蔗糖通过胞间连丝运输到韧皮薄壁细胞；②韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中；③蔗糖从细胞外空间进入SE-CC中，如图2所示。SE-CC的质膜上有“蔗糖-H+共运输载体”（SU载体），SU载体与H+泵相伴存在。胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，在此形成较高的H+浓度，SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。采用乙方式的植物，筛管中的蔗糖浓度远高于叶肉细胞。
研究发现，叶片中SU载体含量受昼夜节律、蔗糖浓度等因素的影响，呈动态变化。随着蔗糖浓度的提高，叶片中SU载体减少，反之则增加。研究SU载体含量的动态变化及调控机制，对于了解光合产物在植物体内的分配规律，进一步提高作物产量具有重要意义。
（1）在乙方式中，蔗糖经W载体由韧皮薄壁细胞运输到细胞外空间的方式属于　 　。由H+泵形成的　 　有助于将蔗糖从细胞外空间转运进SE-CC中。
（2）与乙方式比，甲方式中蔗糖运输到SE-CC的过程都是通过　 　这一结构完成的。
（3）下列实验结果支持某种植物存在乙运输方式的有_________。
A．叶片吸收14CO2后，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中
B．用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低
C．将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光
D．与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉
（4）除了具有为生物合成提供原料、为生命活动供能等作用之外，本文还介绍了蔗糖能调节SU载体的含量，体现了蔗糖的　 　功能。
10．（2021·北京）北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末被引入，目前已在该水域广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了系列实验。
（1）从生态系统的组成成分划分，柏桉藻属于　 　。
（2）用三组水箱模拟该水域的环境。水箱中均放入柏桉藻和甲、乙、丙3种本地藻各0.5克，用纱网分区（见图1）；三组水箱中分别放入0、4、8只水虱/箱。10天后对海藻称重，结果如图2，同时记录水虱的分布。
①图2结果说明水虱对本地藻有更强的取食作用，作出判断的依据是：与没有水虱相比，在有水虱的水箱中，　 　。
②水虱分布情况记录结果显示，在有水虱的两组中，大部分水虱附着在柏桉藻上，说明水虱对所栖息的海藻种类具有　 　。
（3）为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，在盛有等量海水的水箱中分别放入相应的实验材料，一段时间后检测，结果如图3（甲、乙、丙为上述本地藻）。
该实验的对照组放入的有　 　。
（4）研究发现，柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出。请综合上述研究结果，阐明柏桉藻成功入侵的原因　 　。
11．（2021·北京）近年来发现海藻糖-6-磷酸（T6P）是一种信号分子，在植物生长发育过程中起重要调节作用。研究者以豌豆为材料研究了T6P在种子发育过程中的作用。
（1）豌豆叶肉细胞通过光合作用在　 　中合成三碳糖，在细胞质基质中转化为蔗糖后运输到发育的种子中转化为淀粉贮存。
（2）细胞内T6P的合成与转化途径如下：
底物 T6P 海藻糖
将P酶基因与启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）连接，获得U-P基因，导入野生型豌豆中获得U-P纯合转基因植株，预期U-P植株种子中T6P含量比野生型植株　 　，检测结果证实了预期，同时发现U-P植株种子中淀粉含量降低，表现为皱粒。用同样方法获得U-S纯合转基因植株，检测发现植株种子中淀粉含量增加。
（3）本实验使用的启动子U可以排除由于目的基因　 　对种子发育产生的间接影响。
（4）在进一步探讨T6P对种子发育的调控机制时，发现U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①~⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。
①U-R基因 ②U-S基因 ③野生型植株④U-P植株 ⑤突变体r植株
12．（2021·北京）玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。
（1）玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的　 　定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为　 　。
（2）为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”　 　。
实验方案 预期结果
I.转基因玉米×野生型玉米 II.转基因玉米×甲品系 III.转基因玉米自交 IV.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒：干瘪籽粒≈1：1 ②正常籽粒：干瘪籽粒≈3：1 ③正常籽粒：干瘪籽粒≈7：1 ④正常籽粒：干瘪籽粒≈15：1
（3）现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA（见图1），使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为　 　。
（4）为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒（F2）胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。
统计干瘪籽粒（F2）的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。
13．（2021·浙江）为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。
实验材料：蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1% 、0.2%和 1%酒精，去甲肾上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。
（要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3 种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和 PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜）
实验过程与结果或结论：
　 过程 结果或结论
实验1 ①取蟾蜍坐骨神经-胖肠肌标本，分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力；②以1%酒精连续滴加标本5min 后，再分别检测上述指标。 结果： 结论：________________________。
实验2 ①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长，然后用任氏液清洗后肢和间脑断面；②分别用含有50 μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面，每次处理后重复①。 结果的记录表格：________________。 结论：酒精会显著延长屈反射时长，其数值随酒精浓度升高而变大。
为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理，选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。
实验3 ①取5组间脑蟾蜍，用任氏液、NA、PT 和酒精等处理；②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长 结论：NA 与其受体结合，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长；酒精通过NA受体参与的途径，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。
回答下列问题：
（1）实验1结果可得出的结论是　 　。
（2）设计用于记录实验2 结果的表格：
（3）依据实验2、3 的结论，实验3 的分组应为；
A组：任氏液；
B组：　 　；
C组：　 　；
D组：　 　；
E组：　 　。
（4）酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是　 　。
14．（2021·湖南）图a为叶绿体的结构示意图，图b为叶绿体中某种生物膜的部分结构及光反应过程的简化示意图。回答下列问题：
（1）图b表示图a中的　 　结构，膜上发生的光反应过程将水分解成O2、H+和e-，光能转化成电能，最终转化为　 　和ATP中活跃的化学能。若CO2浓度降低．暗反应速率减慢，叶绿体中电子受体NADP+减少，则图b中电子传递速率会　 　（填“加快”或“减慢”）。
（2）为研究叶绿体的完整性与光反应的关系，研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体，在离体条件下进行实验，用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体，以相对放氧量表示光反应速率，实验结果如表所示。
叶绿体A：双层膜结构完整 叶绿体B：双层膜局部受损，类囊体略有损伤 叶绿体C：双层膜瓦解，类囊体松散但未断裂 叶绿体D：所有膜结构解体破裂成颗粒或片段
实验一：以Fecy为电子受体时的放氧量 100 167.0 425.1 281.3
实验二：以DCIP为电子受体时的放氧量 100 106.7 471.1 109.6
注：Fecy具有亲水性，DCIP具有亲脂性。
据此分析：
①叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明，叶绿体双层膜对以　 　（填“Fecy”或“DCIP”）为电子受体的光反应有明显阻碍作用，得出该结论的推理过程是　 　。
②该实验中，光反应速率最高的是叶绿体C，表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下，更有利于　 　，从而提高光反应速率。
③以DCIP为电子受体进行实验，发现叶绿体A、B、C和D的ATP产生效率的相对值分别为1、0.66、0.58和0.41。结合图b对实验结果进行解释　 　。
15．（2021·湖南）油菜是我国重要的油料作物，油菜株高适当的降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z，通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制，研究人员进行了相关试验，如图所示。
回答下列问题：
（1）根据F2表现型及数据分析，油菜半矮杆突变体S的遗传机制是　 　，杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等，自交时雌雄配子有　 　种结合方式，且每种结合方式机率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是　 　。
（2）将杂交组合①的F2所有高轩植株自交，分别统计单株自交后代的表现型及比例，分为三种类型，全为高轩的记为F3-Ⅰ，高秆与半矮秆比例和杂交组合①、②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ，高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为　 　。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为　 　（用A、a；B、b；C、c……表示基因）。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交试验，能否验证自由组合定律？　 　。
16．（2021·湖南）生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。回答下列问题
（1）根据示意图，可以确定软骨细胞具有　 　（填“GH受体”“IGF-1受体”或“GH受体和IGF-1受体”）。
（2）研究人员将正常小鼠和IGF-1基因缺失小鼠分组饲养后，检测体内GH水平。据图预测，IGF-1基因缺失小鼠体内GH水平应　 　（填“低于”“等于”或“高于”）正常小鼠，理由是　 　。
（3）研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组为对照组。
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF-1 正常小鼠去垂体后的血清 ？
实验结果预测及分析：
①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是　 　组。
②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是　 　。
17．（2021·湖南）[选修1：生物技术实践]
大熊猫是我国特有的珍稀野生动物，每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题：
（1）纤维素酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，即　 　。为筛选纤维素分解菌，将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以　 　为唯一碳源的固体培养基上进行培养，该培养基从功能上分类属于　 　培养基。
（2）配制的培养基必须进行灭菌处理，目的是　 　。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是　 　。
（3）简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路　 　。
（4）为高效降解农业秸秆废弃物，研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌，在37℃条件下进行玉米秸秆降解实验，结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株　 　，理由是　 　。
菌株 秸秆总重(g) 秸秆残重(g) 秸秆失重（%） 纤维素降解率（%）
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
18．（2021·河北）我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L12和L7两个水稻新品系。L12的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐缺氮基因TD），L7的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因SD），两个品系的其他染色体均来自于H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因TH和SH。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F2的TD/TH基因进行检测，对实验二亲本及部分F2的SD/SH基因进行检测，检测结果以带型表示（图2）。
回答下列问题：
（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻　 　条染色体的DNA测序。
（2）实验一F2中基因型TDTD对应的是带型　 　。理论上，F2中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为　 　。
（3）实验二F2中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F2群体的基因型比例偏离　 　定律。进一步研究发现，F1的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有　 　（填“SD”或“SH”）基因。
（4）以L7和L12为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实验步骤包括：①　 　；②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型　 　的植株即为目的植株。
（5）利用X和H杂交得到F1，若F1产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F2中与X基因型相同的个体所占比例为　 　。
19．（2021·河北）[选修1：生物技术实践]
葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣（皮渣）。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料，同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。
回答下列问题：
（1）皮渣中含有较多的天然食用色素花色苷，可用萃取法提取。萃取前将原料干燥、粉碎的目的分别是　 　，萃取效率主要取决于萃取剂的　 　。萃取过程需要在适宜温度下进行，温度过高会导致花色苷　 　。研究发现，萃取时辅以纤维素酶、果胶酶处理可提高花色苷的提取率，原因是　 　。
（2）为了解皮渣中微生物的数量，取10g皮渣加入90mL无菌水，混匀、静置后取上清液，用稀释涂布平板法将0.1mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的三个平板中菌落数量分别为78、91和95，则每克皮渣中微生物数量为　 　个。
（3）皮渣堆积会积累醋酸菌，可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时，需要将培养基的pH调至　 　性，灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板，加入碳酸钙的目的是　 　。培养筛选得到的醋酸菌时，在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为　 　。
（4）皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时，乳酸菌有可能混入其中，且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验，区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。（简要写出实验步骤和预期结果）
20．（2021·广东）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URATL和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见下图。
回答下列问题：
（1）与分泌蛋白相似，URATI和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要　 　及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与，肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐。体现了细胞膜具有　 　的功能特性，原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有　 　。
（2）URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（下图示意图），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是　 　。
（3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是　 　，与其它两组比较，设置模型组的目的是　 　。
（4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是　 　，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为　 　。
21．（2021·全国甲）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。
回答下列问题：
（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是　 　。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是　 　。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA　 　。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是　 　。
22．（2021·全国甲）植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表（实验②中F1自交得F2）。
实验 亲本 F1 F2
① 甲×乙 1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮 1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮 /
② 丙×丁 缺刻叶齿皮 9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮 3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮
回答下列问题：
（1）根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是　 　。根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是　 　。
（2）甲乙丙丁中属于杂合体的是　 　。
（3）实验②的F2中纯合体所占的比例为　 　。
（4）假如实验②的F2中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是　 　，判断的依据是　 　。
23．（2021·全国甲）[生物——选修1：生物技术实践]
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。
　 加酶洗衣粉A 加酶洗衣粉B 加酶洗衣粉C 无酶洗衣粉(对照)
血渍 +++ + +++ +
油渍 + +++ +++ +
根据实验结果回答下列问题：
（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是　 　；加酶洗衣粉B中添加的酶是　 　；加酶洗衣粉C中添加的酶是　 　。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有　 　，原因是　 　。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是　 　。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指　 　。固定化酶在生产实践中应用的优点是　 　（答出1点即可）。
24．（2021·全国乙卷）在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：
（1）竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是　 　。该实验中需要将两种草履虫放在资源　 　(填“有限的“或“无限的“)环境中混合培养。当实验出现　 　的结果时即可证实竞争排斥原理。
（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的　 　(答出1点即可)不同而共存。
（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是　 　。
25．（2021·全国乙卷）生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有　 　。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和　 　释放的CO2。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止　 　，又能保证　 　正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
26．（2021·全国乙卷）果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制：长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题：
（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。(要求：用遗传图解表示杂交过程。)
（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇(XAYBB)作为亲本杂交得到F1，F1相互交配得F2，则F2中灰体长翅：灰体残翅：黄体长翅：黄体残翅=　 　, F2中灰体长翅雌蝇出现的概率为　 　。
27．（2021·浙江）回答下列（1）、（2）小题：
（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或　 　法，两种方法均能在固体培养基上形成　 　。对分离的菌株进行诱变、　 　和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。
Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除　 　；③检验固定化菌株的　 　。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是　 　。
Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是　 　。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的　 　多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用　 　技术，实现了三叶青的林下种植。
Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成　 　和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成　 　，再分化形成毛状根。
Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次　 　培养，培养基中添加抗生素的主要目的是　 　。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的　 　和温度，调节培养基成分中的　 　，获得大量毛状根，用于提取药用成分。
28．（2021·浙江） 1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成
回答下列问题：
（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是：　 　；　 　。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、　 　。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用　 　试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是　 　。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是　 　，以确保酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）　 　
答案解析部分
1．【答案】（1）通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多；密码子具有简并性
（2）基因6；与对照组相比，在有突变基因6和7的4~9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大
（3）S型（对青蒿素敏感）
（4）做好按蚊的防治工作
【知识点】基因突变的特点及意义；现代生物进化理论的主要内容；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）青蒿素“抗药性”的产生是疟原虫基因突变导致的，基因突变产生新基因表现新，连续培养过程中，在青蒿素对基因突变产生的新基因进行定向选择，可以导致疟原虫种群中抗药性基因的频率增大，抗药性个体数增多；由于密码子具有简并性，虽然碱基发生改变但氨基酸序列可能也不发生改变。
故答案为： 通过基因突变可产生抗青蒿素的个体，连续培养过程中，在青蒿素的定向选择作用下，疟原虫种群中抗青蒿素的相关基因的频率升高，抗药性个体数增多 ； 密码子具有简并性 。
（2）由表可知，对照的基因序列设为野生型"+”，不同的设为突变型”-”，与对照组相比，在有突变基因6和7的第4~9组实验中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在只有有突变基因7的1、2、3组实验中，疟原虫的存活率提高的幅度不大，故7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6。
故答案为： 基因6 ； 与对照组相比，在有突变基因6和7的4~9组中，疟原虫的存活率都大幅提高，但在有突变基因7的1、2、3组中，疟原虫的存活率提高的幅度不大 。
（3）由表可知，7个基因中与抗药性关联度最高的是基因6， 若青蒿素抗药性关联度最高的基因突变是导致疟原虫抗青蒿素的直接原因，利用现代分子生物学手段，将该突变基因恢复为野生型，而不改变基因组中其他碱基序。经这种基因改造后的疟原虫对青蒿素的抗药性表现为S型（对青满素敏感）。
故答案为： S型（对青蒿素敏感） 。
（4）由题意可知，疟原虫为单细胞生物并且可在按蚊和人两类宿主中繁殖，则做好按蚁的防治工作，可减少疟原虫。
故答案为： 做好按蚊的防治工作 。
【分析】1、突变和基因重组产生进化的原材料：
（1）可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异，其中染色体变异和基因突变统称为突变；
（2）基因突变产生新的等位基因，这就可能使种群的基因频率发生变化；
（3）突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变；
（4）生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害；
（5）突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。
2、自然选择决定生物进化的方向：
（1）变异是不定向的，自然选择是定向的；
（2）自然选择的直接对象是生物的表现型，间接对象是相关的基因型，根本对象是与变异性状相对的基因；
（3）自然选择的实质：种群的基因频率发生定向改变；
（4）自然选择的方向：适应自然环境；
（5）变异是普遍存在的，环境仅是一个选择因素，变异在先、选择在后。
3、密码子是mRNA上相邻的3个碱基；种类：64种，其中有3种是终止密码子，不编码氨基酸；特点：（1）密码子的简并性，一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；（2）密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。
4、基因突变：
（1）概念：指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
（2）时间：基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。
（4）基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。
（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
2．【答案】（1）2；甲物质溶液、乙物质溶液
（2）透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高；透析前后，两组的酶活性均不变；加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变；加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
【知识点】酶的相关综合
【解析】【解答】（1）由题意可知，本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，则实验的自变量时甲、乙物质的有无，因变量是酶A的活性。生物实验设计需遵循的原则：对照原则、唯一变量原则和等量原则，设计实验如下：取2支试管各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
故答案为： 2 ； 甲物质溶液、乙物质溶液 。
（2）由题意可知，本实验是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性，可能的情况有：
①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性均不变。
③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
故答案为： 透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 ； 透析前后，两组的酶活性均不变 ； 加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 ； 加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高 。
【分析】1、酶
（1）酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
（2）酶催化作用的实质：降低化学反应的活化能，在反应前后本身性质不会发生改变。
（3）酶的特性：①高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍。②专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。③酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高；温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
（4）酶的变性：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；低温使酶活性明显下降，但在适宜温度下其活性可以恢复。
2、生物实验设计需遵循的原则：对照原则、唯一变量原则和等量原则。
3．【答案】（1）母本；雄蕊；绿叶：浅绿叶=3：1
（2）Y、Z；三组均为绿叶：浅绿叶=1：1；第4组绿叶：浅绿叶=1：1；第5组和第6组绿叶：浅绿叶=9：7
（3）终止密码提前出现
【知识点】基因的自由组合规律的实质及应用；遗传信息的转录；遗传信息的翻译
【解析】【解答】（1）水稻为二倍体雌雄同株植物，花为两性花， 进行水稻杂交实验时， 应先除去母本未成熟花的全部雄蕊，并套袋，防止外来花粉干扰。若将浅绿叶W（隐性纯合）与野生型纯合绿叶水稻杂交，F1为杂合子，F1自交后代F2的表现型及比例为绿叶：浅绿叶=3：1。
故答案为： 母本 ； 雄蕊 ； 绿叶：浅绿叶=3：1 。
（2） 四个水稻浅绿叶突变体W、X、Y、Z均为单基因隐性突变形成的浅绿叶突变体，由表可知，第1组W、X杂交，F1为浅绿叶，则W和X为相同隐性基因控制；第2组W、Y杂交，第3组W、Z杂交，F1均表现绿叶，则W的浅绿叶基因与Y、Z不是同一基因，即非等位基因，当任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶。
①若突变体X、Y、Z的浅绿叶基因均在同一对染色体上，设X的浅绿叶基因为a，Y的浅绿叶基因为b，Z的浅绿叶基因为c，即X基因型为aaBBCC，Y基因型为AAbbCC，Z的基因型为AABBcc，则第4组为X（aaBBCC）xY（AAbbCC)，F1基因型为AaBbCC，F1产生的配子为aBC、AbC，自交产生F2基因型及比例aaBBCC（浅绿叶）：AAbbCC（浅绿叶）：AaBbCC（绿叶）=1：1：2，则绿叶：浅绿叶=1：1；同理可得第5组、第6组的结果也是绿叶：浅绿叶=1：1。
②若突变体X、Y的浅绿叶基因在同一对染色体上，Z的浅绿叶基因在另外一对染色体上，则第4组为X（aaBBCC）xY（AAbbCC)，F1基因型为AaBbCC，F1产生的配子为aBC、AbC，自交产生F2基因型及比例aaBBCC（浅绿叶）：AAbbCC（浅绿叶）：AaBbCC（绿叶）=1：1：2，则绿叶：浅绿叶=1：1；第5组：X（aaBBCC）×Z（AABBcc），F1基因型为AaBBCc，F1产生配子及比例为，ABC：aBc：ABc：aBC=1：1：1：1，即AB、aB和C、c可以进行自由组合，F1自交后代F2表型及比例为9：3：3：1，而任何一对隐性基因纯合时就表现为浅绿叶，F2的表现型为绿叶：浅绿叶=9：7；同理可得第6组绿叶：浅绿叶=9：7。
故答案为： Y、Z ； 三组均为绿叶：浅绿叶=1：1 ； 第4组绿叶：浅绿叶=1：1；第5组和第6组绿叶：浅绿叶=9：7 。
（3）基因突变导致肽链变短的原因可能是终止密码提前出现，导致翻译出的肽链变短。
故答案为： 终止密码提前出现 。
【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题进行解决。
4．【答案】（1）食物充足、空间充裕、没有敌害等；降低；次生
（2）只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长
（3）野艾蒿；D组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组
（4）种植野艾蒿；喷洒锈菌
【知识点】种群数量的变化曲线；群落的演替；生物多样性的保护措施
【解析】【解答】（1）“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。生物入侵会使当地物种的生存受到威胁，会降低入侵地的物种多样性，使群落发生次生演替。
故答案为： 食物充足、空间充裕、没有敌害等 ； 降低 ； 次生 。
（2）由题意可知，某锈菌对三裂叶脉草表现为专一性寄生，可使叶片出现锈斑，在三裂叶草和多种植物的离体叶片上分别喷一定浓度的锈菌菌液， 将叶片静置于适宜条件下， 结果是只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长。
故答案为： 只有三裂叶草出现锈斑，其他植物叶片正常生长。
（3）由D组和A、B组相比，可知除锈菌外野艾蒿降低了三裂叶豚草生物量。
故答案为：野艾蒿；D组的三裂叶豚草生物量明显低于对照组 。
（4）由题意可知，预防三裂叶豚草入侵的方法是种植野艾蒿；已经被三裂叶豚草入侵了，进行喷洒锈菌及时治理。
故答案为： 种植野艾蒿 ； 喷洒锈菌 。
【分析】1、种群数量增长的两种曲线：“J”型曲线：指数增长函数，描述在食物充足，无限空间，无天敌的理想条件下生物无限增长的情况。“S“型曲线：是受限制的指数增长函数，描述食物、空间都有限，有天敌捕食的真实生物数量增长情况，存在环境容纳的最大值K。
2、群落演替的类型：（1）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，初生演替的一般过程是裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。（2）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，次生演替的一般过程是草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。
3、生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。这些生物被叫做外来物种。外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点。
4、探究实验需要遵循的原则：对照原则、唯一变量原则、等量原则。
5．【答案】（1）分级调节
（2）两过程NE的作用方式不同（或NE分别作为激素和神经递质起作用）；两过程NE的浓度不同；两过程NE运输到MeSC的时间不同
（3）取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化。；A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白
【知识点】反射弧各部分组成及功能；神经、体液调节在维持稳态中的作用；激素调节的特点；激素分泌的分级调节
【解析】【解答】（1）分级调节是指激素调节的一种方式，像下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的分层调控就是分级调节。由图可知，下丘脑分泌激素作用于垂体，促进垂体分泌相应激素，作用于肾上腺皮质，促进分泌糖皮质激素，叫做分级调节。
故答案为：分级调节 。
（2）由图可知，过程②是通过神经调节途径直接产生NE作用与MeSC，过程①是先作用于肾上腺髓质产生分泌NE再作用于MeSC细胞，过程②的作用效果大于过程①的原因可能为：两过程NE的作用方式不同，过程②属于神经调节，而过程①属于体液调节，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同。
故答案为：两过程NE的作用方式不同（或NE分别作为激素和神经递质起作用） ； 两过程NE的浓度不同 ； 两过程NE运输到MeSC的时间不同 。
（3）由图可知，过度紧张和焦虑会导致黑色素细胞减少，引起头发变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱发。为了验证长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，选择生理状况相同的黑色小鼠多只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化。预期观察到的实验现象：A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白。由实验结果可知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑导致脱发和白化现象，切除肾上腺有助于抑制脱毛的现象，但对白化减少影响不大。
故答案为：取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化 ； A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白 。
【分析】1、神经调节的基本方式是反射，它是指在中枢神经系统参与下，动物或人体对内外环境变化作出的规律性应答；完成反射的结构基础是反射弧。反射弧是反射活动的结构基础，包括五个部位︰感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。
2、神经调节与体液调节的比较：
比较项目 神经调节 体液调节
传递方式 电信号（神经冲动）、化学信号（递质） 激素及其他化学物质
调节方式 反射 激素﹣﹣特定的组织细胞
作用途径 反射弧 体液运输
作用对象 效应器 靶细胞膜上的受体
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
6．【答案】（1）增加降水；出生率和死亡率
（2）羊草
（3）检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起
（4）互利共生；
【知识点】种群的特征；种间关系；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）由图1可知，增加降水组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活，可以降低死亡率，育龄个体增多提高出生率，故影响种群的出生率和死亡率，从而直接导致种群密度增加。
故答案为：增加降水；出生率和死亡率。
（2）由图2可知，增加降水组有利于羊草的生长。
故答案为： 羊草 。
（3）室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱进行实验，可以排除室外其他因素对实验结果的影响，目的是检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起。
故答案为： 检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起 。
（4）由题意可知，田鼠食用植物，肠道微生物分泌纤维素物质为田鼠提供短链脂肪酸，二者的关系为互利共生。三类生物之间的能量流动方向如图：
故答案为： 互利共生 ；。
【分析】1、种群的数量特征包括①种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，种群密度是种群最基本的数量特征；②出生率和死亡率：在单位时间内新产生（死亡）的个体数占该种群个体总数的比值即出生率（死亡率），出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度；③迁入率和迁出率：在单位时间_内迁入（迁出）的个体数占该种群个体总数的比值即迁入率（迁出率），迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小，直接影响种群大小和种群密度；④年龄组成：指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，由增长型、稳定型和衰退型，年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据；⑤性别比例：指种群中雌雄个体数目的比例。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
3、种间关系包括：①互利共生：两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存，如地衣、根瘤、白蚁与鞭毛虫等；②捕食：一种生物以另一种生物为食的现象，比如兔和草，狼和羊；③竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等；④寄生：一种生物寄居于另一种生物的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
7．【答案】（1）葡萄糖；cadb；氧化分解
（2）生理盐水组与阿卡波糖组
（3）A；B
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1）淀粉在小肠内最终水解产物为葡萄糖，葡萄糖通过小肠上皮细胞进入组织液，然后穿过毛细血管壁细胞进入血浆。胰岛素的作用：①促进各组织、细胞对血糖的吸收；②促进葡萄糖的氧化分解；③促进肝脏、肌肉组织合成糖原；④促进葡萄糖转化为非糖物质。
故答案为： 葡萄糖 ； cadb ； 氧化分解 。
（2）本实验以生理盐水组为空白对照，以阿卡波糖组为标准对照，以确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。
故答案为：生理盐水组与阿卡波糖组。
（3）由于实验中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强，则x1、x2组血糖应低于生理盐水组，且与阿卡波糖组相似，x3组血糖应低于x1和x2组，故AB项数据符合上述结论，AB正确。
故答案为：AB。
【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原不能水解为葡萄糖）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。
2、胰岛素的作用：①促进各组织、细胞对血糖的吸收；②促进葡萄糖的氧化分解；③促进肝脏、肌肉组织合成糖原；④促进葡萄糖转化为非糖物质；⑤抑制肝糖原的分解；④抑制非糖物质转化为葡萄糖；胰高血糖素的作用：①促进肝糖原分解；②促进非糖物质转化为葡萄糖。
3、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
4、探究实验的遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
8．【答案】（1）胰岛B/胰岛β；体液
（2）膜上的荧光强度降低；葡萄糖与IA竞争结合GT
（3）IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险
（4）
【知识点】血糖平衡调节
【解析】【解答】（1）血糖升高，促进胰岛B/胰岛β细胞分泌胰岛素，经体液运输到靶细胞，促进其对葡萄糖的摄取和利用，使血糖浓度降低。
故答案为： 胰岛B/胰岛β ； 体液 。
（2）由图2可知，随着悬液中葡萄糖浓度升高，细胞膜上的荧光强度降低。 GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA中的X能够抑制GT的功能，即X与GT结合，与葡萄糖竞争结合位点。
故答案为： 膜上的荧光强度降低 ； 葡萄糖与IA竞争结合GT 。
（3）由图3可知，IA降糖效果更好且可以将血糖维持在正常水平约10个小时，而胰岛素只能维持2小时左右，该实验结果表明lA对血糖水平的调节比外源普通胰岛素更具优势。
故答案为： IA能响应血糖浓度变化发挥作用/IA降血糖的效果更久且能避免低血糖的风险
（4）由题意可知，GT是葡萄糖进入细胞的载体蛋白，IA中的X能够抑制GT的功能，即X与GT结合，与葡萄糖竞争结合位点。血糖浓度升高时，GT数量多有利于降血糖，IA可以与GT或胰岛素受体结合，与GT结合会抑制GT的功能。
糖尿病患者用药后进餐，由于食物的消化吸收，血糖浓度会先升高，葡萄糖与GT结合增多，则IA与胰岛素受体结合增多，导致膜上的GT增多，有利于葡萄糖与GT结合，最终细胞摄取葡萄糖的速率升高。血糖下降时，葡萄糖与IA竞争性结合GT减少，IA与GT结合增多，与胰岛素受体结合减少，膜上的GT减少，与葡萄糖结合的GT也减少，细胞摄取的葡萄糖的速率降低。
故答案为：
【分析】1、血糖的来源：食物中的糖类的消化吸收、肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化；去向：血糖氧化分解为CO2、H2O和能量、合成肝糖原、肌糖原（肌糖原不能水解为葡萄糖）、血糖转化为脂肪、某些氨基酸。
2、血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。
9．【答案】（1）协助扩散/易化扩散；（跨膜）H+浓度差
（2）胞间连丝
（3）A；B；D
（4）信息传递
【知识点】细胞膜的功能；被动运输；主动运输
【解析】【解答】（1）由题意可知，乙方式中韧皮薄壁细胞中的蔗糖由膜上的单向载体W顺浓度梯度转运到SE-CC附近的细胞外空间（包括细胞壁）中，属于协助扩散的方式；胞内H+通过H+泵运输到细胞外空间，形成H+浓度差，SU载体将H+和蔗糖同向转运进SE-CC中。
故答案为： 协助扩散/易化扩散 ； （跨膜）H+浓度差 。
（2）由题意可知，甲方式中蔗糖的运输是通过胞间连丝实现的。
故答案为： 胞间连丝 。
（3）A、叶片吸收14CO2的细胞是叶肉细胞，放射性蔗糖很快出现在SE-CC附近的细胞外空间中，则蔗糖从叶肉细胞到SE-CC的运输的路径，与乙方式相符，A正确；
B、用蔗糖跨膜运输抑制剂处理叶片，蔗糖进入SE-CC的速率降低，蔗糖进入SE-CC存在需要协助蛋白的跨膜运输方式，与乙方式相符，B正确；
C、将不能通过细胞膜的荧光物质注射到叶肉细胞，SE-CC中出现荧光，蔗糖进入SE-CC可能不需要协助蛋白的跨膜运输方式，与甲方式相符，C错误；
D、与野生型相比，SU功能缺陷突变体的叶肉细胞中积累更多的蔗糖和淀粉，即SU与蔗糖的运输有关，与乙方式相符，D正确。
故答案为：ABD。
（4） 蔗糖调节SU载体的含量，体现了蔗糖的传递信息的功能。
故答案为：信息传递 。
【分析】1、细胞膜的功能：
（1）将细胞与外界环境分开；
（2）控制物质进出细胞；营养物质可以进入细胞，细胞不需要或者对细胞有害的物质不易进入细胞；抗体、激素等物质可从细胞中运出，细胞内的核酸等重要组成成分不能出细胞。
（3）进行细胞间的信息交流；细胞间的信息交流主要有三种方式：①通过化学物质来传递信息；②通过细胞膜直接接触传递信息；③通过细胞通道来传递信息，如高等植物细胞之间通过胞间连丝。
2、物质跨膜运输的方式包括：自由扩散、协助扩散、主动运输：
运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 实例
自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类（因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油）
协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等
10．【答案】（1）生产者
（2）柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反；选择性/偏好性
（3）隆头鱼和水虱
（4）因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【知识点】生态系统的结构；生态系统的能量流动
【解析】【解答】（1）生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，柏核藻能进行光合作用，是植物为生产者。
故答案为： 生产者 。
（2）①由图2可知，与没有水虱相比，有水虱的本地藻重量增加值比柏核藻重量增加量少，丙重量减少。
②在有水虱的两组中，大部分水附着在柏核藻上，说明水更喜爱柏核藻，体现了水虱对所栖息的海藻种类具有偏好性。
故答案为： 柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻的变化则相反 ； 选择性/偏好性 。
（3）本实验研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，自变量为海藻的种类，因变量为水虱的生存率，实验设置对照组应不放海藻，只放入隆头鱼和水虱，统计水虱的生存率。
故答案为： 隆头鱼和水虱 。
（4）水虱偏好食用本地藻，使得柏桉藻入侵后的食物、空间资源充足，物种之间竞争弱， 并且柏桉藻含有一种引起动物不适的化学物质，若隆头鱼吞食水虱时误吞柏桉藻，会将两者吐出，故天敌少，柏桉藻具有竞争优势，入侵成功。
故答案为： 因柏桉藻含有令动物不适的化学物质，能为水虱提供庇护场所，有利于水虱种群扩大。水虱偏好取食本地藻，有助于柏桉藻获得竞争优势，因此柏桉藻能够成功入侵。
【分析】1、生态系统的结构是指生态系统的组成成分和营养结构（食物链和食物网）。
（1）组成成分又包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。生产者能将无机物合成有机物，是其他生物物质、能量的来源，主要指绿色植物和化能合成作用的生物，消费者加快生态系统的物质循环，有利于生产者的传粉或种子的传播，主要指动物，分解者将有机物分解为无机物，归还无机环境，指营腐生生活的微生物和动物。
（2）营养结构是指食物链和食物网。
2、生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。生态系统能量流动的起点是生产者，因此输入生态系统的总能量是生产者光合作用固定的太阳能。能量流动的特点是单向流动，逐级递减。
摄入的能量有两个去向，一是成为粪便被分解者利用，二是同化的能量；其中，同化的能量又有两个去向，一是可以作为呼吸作用消耗掉，二是可以用于生长发育和繁殖。用于生长发育繁殖的能量又可分为：一、死后的遗体（分解者分解），二、次级消费者摄入量（流入下一营养级）。
摄入量=同化量+粪便量；
同化量=用于生长、发育繁殖的能量+呼吸散失的能；
生长、发育、繁殖的能量=流入下一营养级能量+流入分解者的能量；
能量流动效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
3、食物链和食物网中的数量变化分析：
（1）若处于食物链中第一营养级的生物（生产者）数量减少，整个食物链中的其他生物都会减少。
（2）天敌“一方减少，短时间内被捕食者数量会增加，但从长时间来看，会先增加后趋于稳定。
（3）若处于中间营养级的生物数量减少，则这种生物数量的变化视具体食物链而定：“中间生物被捕杀，不同情况要分家”。①生产者数量相对稳定原则，即消费者某一种群数量发生变化时，一般不考虑生产者数量的增加或减少。②最高营养级的生物种群数量相对稳定原则，即当处于最高营养级的生物种群其食物有多种来源时，若其中一条食物链中某种生物减少，该种群的数量不会发生较大变化。③在食物网中，当某种生物因某种原因而数量减少时，对另一种生物数量的影响，沿不同的食物链分析结果不同时，应以中间环节少的为分析依据
11．【答案】（1）叶绿体基质
（2）低
（3）在其他器官（过量）表达
（4）②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩 ①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒 ②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒
【知识点】光合作用的过程和意义；基因工程的操作程序（详细）
【解析】【解答】（1）三碳糖在暗反应过程中产生，暗反应的场所在叶绿体基质中。
故答案为： 叶绿体基质 。
（2）由题意可知，P酶基因与启动子U结合后，P基因在种子中表达量增多，P酶增多，T6P更多转化为海藻糖，则种子中T6P含量比野生型植株低。
故答案为：低
（3）由题意可知， 启动子U（启动与之连接的基因仅在种子中表达）可以排除目的基因在其他器言（过量）中的表达对种子发育产生的间接影响。
故答案为： 在其他器官（过量）表达 。
（4）由题意可知， U-P植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U-S植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降 。 为验证T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累 ，可设计实验如下：
②（U-S基因，S酶可以较高表达）⑤（R基因功能缺失突变体），与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①（U-R基因，R基因表达较高）④ （U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②（U-S基因，S酶可以较高表达）④（U-P植株，P基因表达较高），与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
故答案为： ②⑤ 与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，仍皱缩；
①④ 与U-P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，为圆粒；
②④ 与U-P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，为圆粒。
【分析】1、光合作用的反应阶段：
①光反应阶段：场所是类囊体薄膜
a．水的光解：2H2O 4[H]+O2
b．ATP的生成：ADP+Pi ATP
②暗反应阶段：场所是叶绿体基质
a．CO2的固定：CO2+C5 2C3
b．C3的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。
2、基因是由成千上万个核苷酸对组成。组成基因的核苷酸序列可以分为不同区段。在基因表达的过程中，不同区段所起的作用不同。任何一个基因都包括非编码区和编码区。能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质合成(也就是能编码蛋白质）的区段叫做编码区。不能转录为信使RNA、不能编码蛋白质的区段叫做非编码区非编码区位于编码区前后，同属于一个基因，控制基因的表达和强弱。虽然不能编码蛋白质，但对遗传信息的表达是不可缺少的，因为在它上面由调控遗传信息表达的核苷酸序列，该序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。启动子、终止子属于非编码区。因为回文序列的特殊排列，大多都位于非编码区。真核细胞的基因中编码区特点：间隔的、不连续的。包括：外显子和内含子（位于编码区中的非编码序列）。 3、探究实验遵循的原则：对照原则，唯一变量原则，等量原则。
12．【答案】（1）分离；2/3
（2）III ④/II ③
（3）Aa
（4）基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。
【知识点】减数第一、二次分裂过程中染色体的行为变化；基因的分离规律的实质及应用；基因突变的特点及意义；PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】（1）由题意可知， 甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4，即甲品系自交后代出现性状分离，且分离比为3：1，则籽粒正常和干意这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。由孟德尔分离定律可知，甲品系后代中正常籽粒中2/3为杂合子，自交后代会出现性状分离。
故答案为： 分离 ； 2/3 。
（2）由题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则插入基因A与原有Aa基因的遗传遵循自由组合定律，则甲品系玉米基因型为--Aa（未转基因），野生型玉米的基因型为AA（未转基因），转基因甲品系玉米的基因型为A-Aa，要验证A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，可选择方案III转基因玉米自交，由自由组合定律可知子代表型及比例为正常籽粒③（9A-A-、3A-aa、3--A-）：干瘪籽粒（1--aa）=15：1；也可选择方案II转基因玉米A-Aa和甲品系--Aa杂交，子代表型及比例为④正常籽粒（3A-A-、1A-aa、3--A-）：干瘪籽粒（--aa）=7：1。
故答案为： III ④/II ③ 。
（3）由题意可知，已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，甲品系表现正常籽粒含有A基因，由于引物1在插入片段（a）中，若用图1中的引物1、2进行PCR扩增，出现目标扩增条带则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。
故答案为： Aa 。
（4）由题意可知，P的基因型为AAmm，与基因型为MM的甲品系（即基因型为AaMM）杂交得F1，则F1基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒F2胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因遵循自由组合定律，类型3的数量应该与类型1的数量同样多，实验发现 类型1最多、类型2较少、类型3极少，原因可能是：由于基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干意籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。
故答案为： 基因Aa与Mm在一对同源染色体上（且距离近），其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。
【分析】1、基因的分离定律的实质∶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，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
2、基因突变：
（1）概念：指基因中碱基对的增添、缺失或替换。
（2）时间：基因突变可以发生在发育的任何时期，通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期。
（3）基因突变的类型：自发突变和人工诱变。
（4）基因突变的特点：①基因突变具有普遍性：生物界中普遍存在；②低频性：自然情况下突变频率很低（10-5-10-8）；③随机性：个体发育的任何时期和部位；④不定向性：突变是不定向的；⑤多害少利性：多数对生物有害。
（5）基因突变是点突变，在光学显微镜下观察不到，在染色体变异在显微镜下可以观察到。
（6）基因突变的意义：基因突变是新基因产生的途径；基因突变能为生物进化提供原材料；基因突变是生物变异的根本来源。
3、减数分裂过程：（1）减数分裂Ⅰ前的间期：染色体的复制。（2）减数分裂Ⅰ：①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排列在赤道板上；③后期∶同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。（3）减数分裂Ⅱ过程∶①前期∶核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：染色体形态固定、数目清晰；③后期∶着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均匀地移向两极；④末期∶核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
13．【答案】（1）离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响
（2）表 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响：
　 处理因素
　 空白对照 任氏液 0.1%酒精 0.2%酒精 1%酒精
屈反射时长 　 　 　 　 　
（3）NA；PT；NA +PT；酒精＋ PT
（4）酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝
【知识点】反射弧各部分组成及功能；反射的过程；神经系统的基本结构
【解析】【解答】（1）由实验1的柱状图可知，离体条件下，施用1%酒精后， 因变量没有任何变化。
故答案为：离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。
（2）根据实验2的处理和实验检测结果，设计记录表格如下：
表 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响：
　 处理因素
　 空白对照 任氏液 0.1%酒精 0.2%酒精 1%酒精
屈反射时长 　 　 　 　 　
（3） 依据实验2、3 的结论，实验3 的分组应为；
A组：任氏液；B组： NA1；C组： PT；D组： NA +PT；E组： 酒精＋PT。
故答案为：任氏液；NA1；PT；NA +PT；酒精＋PT。
（4） 由图中数据可知，酒精显著延长屈反射时长，导致司机反应迟钝。
故答案为：酒精显著延长屈反射时长，酒后驾车导致司机反应迟钝。
【分析】该题的自变量为：是否存在酒精、因变量为动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力。实验中应该遵循的原则：对照、单一变量原则、平行重复原则。
单一变量原则：即除自变量（实验变量）以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同（大小、生理状况、年龄、性别等）、实验器具相同（型号、洁净程度等）、实验试剂相同（用量、浓度、使用方法等）和条件相同（保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等）。
对照原则：对照实验是除了一个因素之外，其他因素都保持不变的实验，通常分为实验组和对照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组。
平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。
14．【答案】（1）类囊体；NADPH；减慢
（2）Fecy；实验一中叶绿体B双层膜局部受损时，以Fecy为电子受体的放氧量明显大于双层膜完整时，实验二中叶绿体B双层膜局部受损时，以DCIP为电子受体的放氧量与双层膜完整时无明显差异；类囊体上的色素吸收光能；ATP的合成依赖于氢离子顺浓度类通过囊体薄膜上的ATP合酶，叶绿体A、B、C、D类囊体薄膜的受损程度依次增大，因此ATP的产生效率逐渐降低
【知识点】光合作用的过程和意义
【解析】【解答

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