压轴题06 实验专题
1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
2.具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验，提出或完善实验思路，并能对实验现象和结果进行分析、解释和处理。
3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、调查、实验，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
1.实验目的应包含三要素：实验性质、自变量、因变量
基本句式为：验证/探究/研究＋自变量＋对＋因变量＋的影响或作用
实验原理：指该实验所应用到的生物学知识或原理，一般应包括自变量的作用原理及操作原理、因变量的检测原理两部分。
1. （2022 湖南卷）当内外环境变化使体温波动时，皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢，通过产热和散热反应，维持体温相对稳定。回答下列问题：
（1）炎热环境下，机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式_________。
（2）机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，生理状态下人体调定点为。病原体感染后，机体体温升高并稳定在时，与正常状态相比，调定点_________（填“上移”“下移”或“不变”），机体产热_________。
（3）若下丘脑体温调节中枢损毁，机体体温不能维持稳定。已知药物作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得的结构类似物，为探究是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，将A、分别用生理盐水溶解后，用发热家兔模型进行了以下实验，请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①_________ 发热
② 由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论_____________。
③ 由甲、乙、丙、丁四组实验结果，得出结论_____________。
2. （2022 全国卷）化合物被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株可生产，的产量与菌株培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和产量的影响，结果见表。
碳源 细胞干重（） 产量（）
葡萄糖
淀粉
制糖废液
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有_________（答出点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株生长的最适碳源是_________；用菌株生产的最适碳源是_________。菌株的生长除需要碳源外，还需要_________（答出点即可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株不能生长，其原因是_________。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_________。
（5）利用制糖废液生产可以实现废物利用，其意义是_________（答出点即可）。
3. 为探索杜鹃花属植物叶片对光环境变化的适应及响应机制，科技工作者选用植物甲、乙（均为杜鹃花属），在长期遮阴培养后将其暴露于全光照下一段时间，并进行相关检测，结果如表所示：
参数 植物甲 植物乙
遮阴 全光照 遮阴 全光照
Ⅱ最大光能转化效率
最大光合电子传递效率（）
光饱和点（）
如图为杜鹃花叶片叶绿体部分结构及相关反应示意图，其中Ⅰ（光系统Ⅰ）和Ⅱ（光系统Ⅱ）均为蛋白质复合体，是叶绿体进行光吸收的功能单位。
请回答下列问题：
（1）据上图分析，Ⅰ与Ⅱ分布在_________（填结构名称）上，在该结构中_________，完成的能量转化过程是_________（用文字和箭头表示）。
（2）由上表可知，植物 （填甲或乙）对全光照的适应能力更强，判断依据是 。
（3）Ⅱ吸收光能的分配有三个去路：Ⅱ光化学反应所利用的能量、Ⅱ调节性热耗散等形式的能量耗散和非调节性的能量耗散。值较大表明Ⅱ光化学反应没有发挥作用，值过大将对Ⅱ产生结构破坏。科研人员拟从光能分配角度再次验证第（）小题的结论，请以长期遮阴处理的植物甲、乙为实验材料，设计实验并书写实验思路（检测方法不做要求）：_________________________________。
4. 接种新冠疫苗是阻断新冠病毒流行的主要手段之一。经研究表明，在接种第二针疫苗个月之后，抗体浓度逐渐降低至保护浓度之下，应及时接种加强针。若提早或者延迟接种加强针（如提早或延迟个月），都会降低疫苗的效果。疫苗效果以抗体浓度为指标。为了验证上述观点，请完善实验思路，并进行分析和讨论。实验材料和试剂：若干刚完成第二针疫苗注射的相同日龄和性别的健康大鼠、新冠疫苗加强针。（要求与说明：抗体浓度检测具体方法不做要求；不考虑注射操作对实验结果的影响。）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
① 将刚完成第二针疫苗注射的相同日龄和性别的健康大鼠随机均分为组，分别编号，_________________。
②组为对照组，_________________。
③ 每隔一段时间跟踪测定各组的抗体浓度变化。
④ 对实验数据进行统计分析。
（2）分析与讨论：
过早或者延迟注射加强针对抗体滴度的提升效果都不明显，过早注射可能是由于体内抗体浓度较高，疫苗（抗原）被抗体大量结合，刺激淋巴细胞（或者刺激记忆细胞）的概率会下降。而延迟注射效果不明显的原因可能是___________________________。
（3）年月日，国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案（试行）》，增加新冠抗原自检试剂盒作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法，其原理如下图。样品孔处滴加鼻拭子提取液，结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体，处固定有抗体，抗体和抗体与新冠病毒表面同一抗原蛋白的不同位点发生特异性结合，呈红色。处固定有抗体的抗体，与抗体结合也呈红色。
检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合，若检测结果为阳性，则过程中此特异性结合共发生_________次。若待测样本中不含新冠病毒，显色结果为_________，结果为阴性。
5. 植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
（1）参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与_________________离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和__________________物质的合成；羧化酶将固定为__________________，再进一步被还原为糖类。
（2）科研工作者对烤烟品种施加不同的供氮量处理，实验结果如下：
选项 实验现象 可能原因
观察有丝分裂时装片中有很多未分裂的长方形细胞 分裂间期时间很长
蛋清稀释液中加入双缩脲试剂未显紫色 未进行水浴加热
光合色素分离后滤纸条上未出现明显的色素条带 滤液细线没及层析液
粗提取过程中玻璃棒上未出现明显的絮状物 溶解在酒精中
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量
① 从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是_______________________________________。
② 研究人员推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了_________的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，__________________成为影响光合速率持续升高的限制因素。
（3）植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测，结果如图：
注：叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示：相对于中氮，高氮环境下，氮素从_________________向_________转化，且羧化氮素所占比例降低，影响羧化酶活性，进而影响了光合作用的_________阶段。
（4）综合以上信息，从物质与能量的角度对烤烟种植提出合理建议并说明理由。
6. 膀胱癌是泌尿系统最常见的肿瘤，传统的检测方法存在诸多不足。研究者尝试使用噬菌体展示技术（将外源基因插入到噬菌体上并将表达的蛋白呈现至噬菌体表面的一种技术）获取能与膀胱癌细胞特异性结合的小分子多肽。
（1）与大肠杆菌相比，噬菌体在结构上最主要的特点是__________________。噬菌体侵染大肠杆菌后，以__________________的为模板，利用_________的物质来合成自身的物质。
（2）研究者以膀胱癌细胞特异性表达的蛋白作为靶蛋白，设计出多种基因，将其分别转入不同噬菌体上，并在子代噬菌体表面表达出可与特异性结合的多肽，再根据图、的操作进行筛选。根据题意将正确的选项填在下表① 、② 横线处。
特异性结合 将固定，加入 ①_________混合温育 洗脱 第一次：非特异性洗脱液； 第二次：含单抗的洗脱液。 收集 收集②_________，提取进行测序
．噬菌体
．大肠杆菌
．单抗
．第一次洗脱完的液体
．第二次洗脱完的液体
（3）从筛选出的噬菌体中获得了种相应的多肽，对多肽和的结合力做了进一步检测，结果如图所示。据图分析，① 和② 处应添加的物质分别为_________、_________（无关抗体单抗），由此可知，多肽的结合力____________________________________。
（4）① 研究者分别将人的肺癌细胞、膀胱癌细胞、膀胱上皮细胞，置于细胞培养液中，培养在、含_________的培养箱中。
② 将筛选的多肽进行荧光标记，分别与上述细胞混合温育处理，使用荧光显微镜观察细胞，预期结果是____________________________________，依据是____________________________________。
（5）噬菌体展示技术作为一种新兴的蛋白质研究技术，除了对癌细胞的诊疗，还可以应用在哪些领域？
7. 学习以下材料，回答问题（1）（4）。
去甲肾上腺素荧光分子探针。
去甲肾上腺素（，）是一种重要的神经递质，可参与大脑中感官信息处理、注意力调节等活动。传递受损与各种精神疾病和神经退行性疾病密切相关，包括焦虑、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。目前，微透析和电化学技术只可检测细胞外液中的水平，难以与其他神经递质进行区分。而且采样程序复杂也限制了体内准确测量动态变化的能力。
为解决以上技术难题，我国科研人员开发并优化了一类受体荧光探针，命名为（如图）。科研人员通过对受体特定部位的基因进行改造并使其表达，使受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白。利用可以高特异性、高灵敏性地记录动态变化且不诱导原有下游信号的改变。比如该探针仅能与特异性结合，连甲基化后的肾上腺素都不能识别。
如何在体内检测的动态变化？研究团队以斑马鱼为材料，获得转入基因的斑马鱼，并通过组织特异性启动子让在神经元中表达。当用特定的视觉刺激引发斑马鱼释放时，会发出大量荧光信号；当加入受体抑制剂时，荧光信号无显著变化。这一结果可证明在体内检测释放信号的有效性。
在小鼠的大脑中也成功记录到光刺激引起的水平动态变化。科研人员对小鼠进行强迫游泳和悬尾应激实验，发现下丘脑中的荧光强度均显著增加；而在社交或饮食行为实验中，未发现荧光信号的改变，证明小鼠下丘脑的释放主要发生在应激条件下。以上实验说明能够提供快速、精准的细胞类型特异性检测和体内浓度动态监测。
（1）中枢神经细胞以_________的形式释放的，会与_________的受体结合，传递信息。
（2）①受体是一种跨膜蛋白，需改造后才能获得荧光分子探针。由文章可知，荧光蛋白基因应插入图中的_________位置（选择序号填入）。
② 据图推测荧光分子探针的工作原理是______________________________________________________。
（3）若想证明分子探针具有特异性，以斑马鱼为实验材料，请在下表中完善相关实验内容。其中，是突变的，不能与结合。
表中① 、② 、③ 分别应选择_________、_________、_________（填字母标号）。
受体
受体抑制剂
肾上腺素受体抑制剂
荧光信号强度无变化
荧光信号强度与刺激同步
荧光信号强度增加，但不与刺激同步
实验分组 探针种类 添加物 刺激 结果
无 给与相同的视觉刺激 荧光信号强度与刺激同步
① 荧光信号强度无变化
无 ②
③ 荧光信号强度与刺激同步
（4）请说出该技术在治疗精神疾病和神经退行性疾病方面的优势____________________________________。
8. 同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，如在追踪光合作用中的来源、二氧化碳中的碳是如何转化为有机物中的碳的研究过程中，科学家们都使用了同位素标记法。回答下列问题：
（1）兴趣小组进行“追踪光合作用中的来源”的模拟实验（如图）：用和普通的进行甲组实验，用和普通的进行乙组实验。能否通过检测两组实验收集到的是否具有放射性作为得出结论的依据？_________，原因是___________________________。
（2）科学家曾经进行如下实验：向小球藻悬浮液中通入用同化处理不同的时间用沸腾的酒精处理蒸发浓缩双向纸层析放射自显影。结果如下：
① 用沸腾的酒精处理的目的是___________________________；双向纸层析是第一次层析后，将滤纸旋转进行第二次层析的方法，纸层析法分离不同物质的原理是___________________________。
② 据图（点样处位于图中滤纸的左下角）可知，被固定生成的第一种产物是_________；同化的结果显示，、和磷酸糖在_________（填“垂直”或“水平”）方向层析时溶解度差异显著。
（3）研究者给盆栽植物浇灌，一段时间后，植株周围空气中出现含的物质，请列举种：_________________________________。
9. 科研人员发现中性粒细胞对癌症的预防发挥着重要作用。
（1）细胞中与癌变相关的__________________等基因突变，会引发细胞癌变。与正常细胞相比，癌细胞具有____________________________________等特征（写出一个特征即可）。
（2）研究发现，中性粒细胞除了能吞噬细菌发挥__________________功能外，其分泌的酶通过作用于跨膜蛋白的羧基端（端），诱导癌细胞损伤，杀伤癌细胞。的端位于细胞内，据此推测：酶须进入细胞内才能杀伤癌细胞。为验证该推测，有人用胞吞抑制剂处理癌细胞，检测酶是否入胞，请评价该实验方案。
（3）科研人员在图所示接瘤小鼠的某些肿瘤内注射一定量酶（注射的酶无法运输到非注射瘤），检测肿瘤的生长情况和细胞（一种细胞毒性细胞）相对数量，结果如图。
① 请根据图结果补充酶抑癌的新机制_________________________。
② 从下列表格中选择能证明新机制的实验材料及对应的实验结果。___________________________
实验材料 实验结果
Ⅰ去除细胞的接瘤小鼠 Ⅱ敲低酶胞吞受体的接瘤小鼠 Ⅲ正常接瘤小鼠 A.注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组 B.注射瘤重量差值：实验组小鼠与对照组几乎相同 C.非注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组 D.非注射瘤重量差值：实验组小鼠与对照组几乎相同
10. 流行病学数据显示，夜间光的输入增加患抑郁症的风险。研究者模拟城市照明、手机、电脑等当前社会的不正常照光模式，探索夜间蓝光诱发小鼠抑郁样行为的神经调控机制。
（1）动物视网膜可接受光_________，产生和传导兴奋至_________形成视觉，光也影响瞳孔收缩、睡眠一觉醒循环、情绪等非成像视觉功能。
（2）按图流程处理正常小鼠得到图结果（“强迫游泳”和“糖水偏好”常用作反映抑郁程度的指标）。
以上结果显示____________________________________，表明夜间光的干扰可诱发小鼠抑郁。
（3）为探究致郁的神经调控通路，研究者进行了如下实验。
①细胞是视网膜中的一类光感受器。利用处理细胞缺陷小鼠，发现_________的强迫游泳不动时间和糖水偏好基本一致，说明细胞是致郁的感受器。
② 用转基因技术使光敏感钠离子通道仅表达在胞膜上。激活光敏感钠离子通道使细胞_________，在脑中的区神经元上检测到动作电位，说明___________________________。
③ 与细胞有突触联系的区神经元发出的纤维（）投射到脑内的快乐中枢区，研究者利用转基因小鼠证实了区参与致郁。请用所给出的选项将实验方案及结果补充完整（注：表达药物甲受体的神经元可响应药物甲信号而无法兴奋）。
分组 实验动物 实验条件 实验结果
实验组 纤维表达药物甲受体的转基因小鼠 _________ 游泳不动时间_________；糖水偏好_________
对照组 纤维表达药物甲受体的转基因小鼠 注射缓冲液，处理 游泳不动时间_________；糖水偏好_________
对照组 纤维表达无关受体的转基因小鼠 _________ 游泳不动时间明显上升；糖水偏好明显下降
注射药物甲，处理
注射缓冲液，处理
明显上升
无明显变化
明显下降
④ 进一步研究发现，利用抑制性突触受体阻断剂可阻断区与区的突触联系。综合上述研究概述致郁的神经调控通路：_____________________________________________。
（4）本研究结果对你的健康生活有何启示？_________________________________。
11. 氮对作物的产量至关重要，为提高大麦产量，科研人员开展了相关研究。
（1）农作物根部从土壤中吸收的氮、磷、钾等元素，可参与多种生命活动。其中，氮元素可用于合成_________（至少写出两种）等有机物，参与光合作用。
（2）研究发现编码叶绿体蛋白的基因可能参与调控氮利用率。
① 研究人员用基因编辑技术构建基因表达沉默载体，采用_________法将构建好的载体导入大麦组织细胞中，再通过_________技术检测转基因植株是否表达基因。
② 研究人员分别检测野生型（）和基因沉默突变体（ ）在不同尿素浓度下的根与叶芽重量比和氮利用率，结果如图和图所示。
据图可知，相对于，___________________________；据图结果推测：蛋白表达量降低时可以__________________。
（3）进一步研究基因对大麦产量的影响，在低氮环境下检测籽粒蛋白产量（决定农作物产量）和叶绿素含量，结果如图和图所示。
图结果显示：___________________________。
（4）综合上述图、、的结果分析，在低氮环境中，突变体产量提高的原因。低氮环境中，____________________________________。
（5）当前大量无机氮肥的使用虽然提升了作物产量，但导致环境污染、水体富营养化和温室气体的排放。基于上述研究，对低氮环境中大麦育种提出一条合理性建议：________________________________。
12. 为探究饮食干预对肿瘤细胞的影响及机制，科研人员进行了相关研究。
（1）与正常细胞相比，写出癌细胞具有的两条特征：___________________________。
（2）为探究不同饮食方式对肿瘤的影响，研究人员建立胰腺癌小鼠模型，随机分为对照组（正常饮食），热量限制饮食组（组，通过减少碳水化合物限制热量），及生酮饮食组（组，热量正常，营养组成为脂肪、蛋白质和碳水化合物），并检测肿瘤体积变化，结果如图所示。实验结果表明：____________________________________。
（3）研究发现肿瘤细胞中的酶能催化饱和脂肪酸合成为不饱和脂肪酸，而不饱和脂肪酸缺乏会抑制肿瘤生长，科研人员对组小鼠体内酶表达量进行检测，结果如图。请解释饮食影响肿瘤体积的机制是____________________________________。
（4）进一步进行实验以验证上述机制。供选择的实验材料如下：
．转入空载体的正常小鼠
．转入基因表达载体的正常小鼠
．转入基因表达载体的胰腺癌小鼠
．转入空载体的胰腺癌小鼠
．正常饮食
．饮食
① 请完成表中的实验设计。
组别 小鼠 饮食 检测指标
肿瘤体积
_________ _________
_________ _________
_________ _________
② 实验结果若为__________________，则 说明上述结论成立。
（5）根据本研究结果，对治疗癌症提出一条合理的研究思路。
13. （2022 湖北卷）“端稳中国碗，装满中国粮”，为了育好中国种，科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状，但甜度不高。为了改良品系甲，增加其甜度，育种工作者做了如下实验；
【实验一】遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系，用三个纯合品系进行杂交实验，结果如下表。
杂交组合 表现型 表现型
甲乙 不甜 甜、不甜
甲丙 甜 甜，不甜
乙丙 甜 甜、不甜
【实验二】甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的分析，发现基因与作物的甜度相关。
【实验三】转基因新品系的培育
提取品系乙的，通过基因重组技术，以质粒为表达载体，以品系甲的叶片外植体为受体，培有出转基因的新品系。
根据研究组的实验研究，回答下列问题：
（1）假设不甜植株的基因型为和，则乙、丙杂交的中表现为甜的植株基因型有_________________种。品系乙基因型为_________________。若用乙丙中不甜的植株进行自交，中甜：不甜比例为_________________。
（2）如图中，能解释（）中杂交实验结果的代谢途径有_________________。
（3）如图是基因的和载体的限制性内切核酸酶（限制性核酸内切酶）酶谱。为了成功构建重组表达载体，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用_________________酶切割基因的和载体。
（4）用农杆菌侵染品系甲叶片外植体，其目的是________________________________。
（5）除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外，能获得高甜度品系，同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有________________（答出点即可）。
14. （2022 浙江卷）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：
（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
（1）（一）中，为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用_________制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于的_________中保温一段时间，其目的是___________________________。
（2）（一）中，为提高筛选效率，可将菌种的_________过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用_________显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
（3）（一）中，为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过_________后再筛选获得，或利用转基因、_________等技术获得。
（4）（二）中，在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制_________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度_________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的_________检测。
（5）（二）中，为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的_________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内_________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的_________________，分析染色体组型是否改变进行判断。
（6）（二）中，植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和_________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为_________时全能性表达能力最高。
15. （2022 浙江卷）为研究物质对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物（用生理盐水配制），物质（用生理盐水配制），生理盐水等。
（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
① 适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
② 药物处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物
丙组：_________________________________
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③ 物质处理：
甲组：____________________________________
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组：____________________________________
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
（2）预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
（3）分析与讨论：
已知药物的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物快速建成高血糖模型小鼠，则可通过________________________________________，以确定快速建模所需药物的适宜浓度和给药途径的组合。压轴题06 实验专题
1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
2.具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验，提出或完善实验思路，并能对实验现象和结果进行分析、解释和处理。
3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、调查、实验，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
1.实验目的应包含三要素：实验性质、自变量、因变量
基本句式为：验证/探究/研究＋自变量＋对＋因变量＋的影响或作用
实验原理：指该实验所应用到的生物学知识或原理，一般应包括自变量的作用原理及操作原理、因变量的检测原理两部分。
1. （2022 湖南卷）当内外环境变化使体温波动时，皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢，通过产热和散热反应，维持体温相对稳定。回答下列问题：
（1）炎热环境下，机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式_________。
（2）机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，生理状态下人体调定点为。病原体感染后，机体体温升高并稳定在时，与正常状态相比，调定点_________（填“上移”“下移”或“不变”），机体产热_________。
（3）若下丘脑体温调节中枢损毁，机体体温不能维持稳定。已知药物作用于下丘脑体温调节中枢调控体温。现获得的结构类似物，为探究是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，将A、分别用生理盐水溶解后，用发热家兔模型进行了以下实验，请完善实验方案并写出实验结论。
分组 处理方式 结果
甲 发热家兔模型+生理盐水 发热
乙 发热家兔模型+A溶液 退热
丙 发热家兔模型+M溶液 退热
丁 ①_________ 发热
② 由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论_____________。
③ 由甲、乙、丙、丁四组实验结果，得出结论_____________。
【答案】
【分析】体温恒定调节过程：
（1）【答案】① 汗液蒸发，② 皮肤血管舒张
【解析】炎热环境下，机体通过体温调节增加散热，皮肤增加散热的两种方式：① 汗液蒸发，② 皮肤血管舒张。
（2）【答案】上移；增加
【解析】病原体感染后，机体体温升高并稳定在时，与正常状态相比，调定点上移，机体产热和散热都增加。
（3）【答案】下丘脑破坏发热家兔模型溶液；具有解热作用；具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温
【解析】为探究是否也具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温，试验设计中要遵循单一变量原则，丁组的处理为下丘脑破坏发热家兔模型溶液，由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论具有解热作用，由甲、乙、丙、丁四组实验结果，得出结论具有解热作用并通过影响下丘脑体温调节中枢调控体温。
2. （2022 全国卷）化合物被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株可生产，的产量与菌株培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和产量的影响，结果见表。
碳源 细胞干重（） 产量（）
葡萄糖
淀粉
制糖废液
回答下列问题。
（1）通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有_________（答出点即可）。
（2）由实验结果可知，菌株生长的最适碳源是_________；用菌株生产的最适碳源是_________。菌株的生长除需要碳源外，还需要_________（答出点即可）等营养物质。
（3）由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株不能生长，其原因是_________。
（4）若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_________。
（5）利用制糖废液生产可以实现废物利用，其意义是_________（答出点即可）。
【答案】
（1）【答案】干热灭菌、湿热灭菌（或高压蒸汽灭菌）
【解析】防止杂菌污染是获得纯净的微生物培养物的关键，对所需的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有干热灭菌、湿热灭菌、高压蒸汽灭菌（湿热灭菌中效果最好的方法）。
（2）【答案】葡萄糖；制糖废液；氮源、无机盐、生长因子
【解析】分析题干实验结果，以葡萄糖为碳源时，细胞干重最大，故菌株生长的最适碳源是葡萄糖；以制糖废液为碳源时，产量最高，故用菌株生产的最适碳源是制糖废液。微生物的生长需要水、无机盐、碳源、氮源以及特殊的营养物质，故菌株的生长除需要碳源外，还需要氮源、无机盐、生长因子等营养物质。
（3）【答案】缺少淀粉酶
【解析】由实验结果可知，菌株可以利用葡萄糖，但在以淀粉为碳源时，菌株不能生长，说明菌株无法利用淀粉，分析其原因是菌株不能合成淀粉酶，导致其无法利用淀粉。
（4）【答案】设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株，测定不同浓度制糖废液中产量，寻找产量最大的碳源浓度，确定最适碳源浓度
【解析】以制糖废液作为碳源，进一步确定生产的最适碳源浓度，可以以碳源浓度作为自变量，不同碳源浓度下产量作为因变量，实验思路为：设计一系列不同浓度的制糖废液分别培养菌株，测定不同浓度制糖废液中产量，寻找产量最大的碳源浓度，从而确定最适碳源浓度。
（5）【答案】减少污染、节省原料、降低生产成本
【解析】利用制糖废液生产可以实现废物利用，其意义是减少污染、节省原料、降低生产成本等。
3. 为探索杜鹃花属植物叶片对光环境变化的适应及响应机制，科技工作者选用植物甲、乙（均为杜鹃花属），在长期遮阴培养后将其暴露于全光照下一段时间，并进行相关检测，结果如表所示：
参数 植物甲 植物乙
遮阴 全光照 遮阴 全光照
Ⅱ最大光能转化效率
最大光合电子传递效率（）
光饱和点（）
如图为杜鹃花叶片叶绿体部分结构及相关反应示意图，其中Ⅰ（光系统Ⅰ）和Ⅱ（光系统Ⅱ）均为蛋白质复合体，是叶绿体进行光吸收的功能单位。
请回答下列问题：
（1）据上图分析，Ⅰ与Ⅱ分布在_________（填结构名称）上，在该结构中_________，完成的能量转化过程是_________（用文字和箭头表示）。
（2）由上表可知，植物 （填甲或乙）对全光照的适应能力更强，判断依据是 。
（3）Ⅱ吸收光能的分配有三个去路：Ⅱ光化学反应所利用的能量、Ⅱ调节性热耗散等形式的能量耗散和非调节性的能量耗散。值较大表明Ⅱ光化学反应没有发挥作用，值过大将对Ⅱ产生结构破坏。科研人员拟从光能分配角度再次验证第（）小题的结论，请以长期遮阴处理的植物甲、乙为实验材料，设计实验并书写实验思路（检测方法不做要求）：_________________________________。
【答案】
（1）【答案】叶绿体；类囊体薄膜；光能—电能、中的化学能
【解析】据图分析可知，由图分析可知，Ⅱ中的光合色素吸收光能后，一方面将水分解为氧气和，同时产生的电子经传递，可用于和结合形成。另一方面，在酶的作用下，浓度梯度提供分子势能，促使与反应形成。与属于光反应过程，发生在叶绿体的类囊体薄膜上。
（2）【答案】乙；与植物甲相比，植物乙在全光照下PSI最大光能转化效率、最大光合电子传递效率较遮阴下均有明显升高
【解析】分析表中数据可知，植物甲在全光照条件下光的饱和点、最大光能转化效率、最大光合电子传递效率都比植物乙低，而植物乙在遮阴下均有降低，说明植物乙对全光照的适应能力更强。
（3）【答案】选取长期遮阴处理的植物甲乙，分别测定遮阴条件及全光照条件下植物甲、乙Ⅱ吸收光能的分配去向并进行比较
【解析】由题可知，本题主要探究吸收光能的分配去向，来验证对光照适应能力越强的植物，Ⅱ光能转化效率也越大，根据材料选取长期遮阴处理的植物甲和乙，分别测定遮阴条件及全光照条件下植物甲、乙Ⅱ吸收光能的分配去向并进行比较。
4. 接种新冠疫苗是阻断新冠病毒流行的主要手段之一。经研究表明，在接种第二针疫苗个月之后，抗体浓度逐渐降低至保护浓度之下，应及时接种加强针。若提早或者延迟接种加强针（如提早或延迟个月），都会降低疫苗的效果。疫苗效果以抗体浓度为指标。为了验证上述观点，请完善实验思路，并进行分析和讨论。实验材料和试剂：若干刚完成第二针疫苗注射的相同日龄和性别的健康大鼠、新冠疫苗加强针。（要求与说明：抗体浓度检测具体方法不做要求；不考虑注射操作对实验结果的影响。）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
① 将刚完成第二针疫苗注射的相同日龄和性别的健康大鼠随机均分为组，分别编号，_________________。
②组为对照组，_________________。
③ 每隔一段时间跟踪测定各组的抗体浓度变化。
④ 对实验数据进行统计分析。
（2）分析与讨论：
过早或者延迟注射加强针对抗体滴度的提升效果都不明显，过早注射可能是由于体内抗体浓度较高，疫苗（抗原）被抗体大量结合，刺激淋巴细胞（或者刺激记忆细胞）的概率会下降。而延迟注射效果不明显的原因可能是___________________________。
（3）年月日，国家卫健委印发《新冠病毒抗原检测应用方案（试行）》，增加新冠抗原自检试剂盒作为核酸检测的补充手段。抗原检测采用双抗体夹心法，其原理如下图。样品孔处滴加鼻拭子提取液，结合垫处含有足量的、可移动的、与胶体金结合的抗体，处固定有抗体，抗体和抗体与新冠病毒表面同一抗原蛋白的不同位点发生特异性结合，呈红色。处固定有抗体的抗体，与抗体结合也呈红色。
检测过程中反复进行了抗原—抗体的特异性结合，若检测结果为阳性，则过程中此特异性结合共发生_________次。若待测样本中不含新冠病毒，显色结果为_________，结果为阴性。
【答案】
（1）【答案】测定各组的抗体浓度，取平均值；组个月后注射加强针，组个月后注射加强针，组个月后注射加强针
【解析】本实验的实验目的是验证在接种第二针疫苗个月之后，抗体浓度逐渐降低至保护浓度之下，应及时接种加强针，若提早或者延迟接种加强针，都会降低疫苗的效果。而疫苗效果用抗体浓度为指标。实验思路：① 将完成第二针疫苗注射的相同日龄和性别的健康大鼠随机均分为组，分别编号，测定各组的抗体浓度，取平均值。②组为对照组，、、组要设置不同的注射时间，组个月后注射加强针，组个月后注射加强针（即正常接种），组个月后注射加强针。③ 每隔一段时间跟踪测定各组的抗体浓度变化。④ 对实验数据进行统计分析。
（2）【答案】由于注射的太迟，体内部分记忆淋巴细胞已经凋亡
【解析】若加强针注射的太迟，体内部分记忆淋巴细胞已经凋亡，疫苗效果下降。
（3）【答案】；只有处出现红色
【解析】若检测结果为阳性，则新冠病毒表面抗原蛋白的结合位点会先与结合垫处的可移动抗体结合，随着抗体移动到线处，新冠病毒表面同一抗原蛋白的不同位点在线处与抗体结合，呈红色，结合垫处未于新冠病毒表面抗原蛋白结合的抗体在移动到线处会与抗体的抗体结合，也呈红色。因此抗原与抗体的特异性结合共发生了三次。若待测样本中不含新冠病毒，则线处的抗体不能与新冠病毒表面抗原蛋白结合，不会显示红色，只有结合垫处的抗体与线处的抗体的抗体结合，显示红色。因此若只有处出现红色，则说明结果为阴性。
5. 植物的生长与氮素的吸收、同化、转移等过程密切相关。科研人员对烟草叶片光合作用中的氮素利用进行了相关研究。
（1）参与光合作用的很多分子都含有氮，氮与_________________离子参与组成的叶绿素能够吸收光能用于驱动水的分解和__________________物质的合成；羧化酶将固定为__________________，再进一步被还原为糖类。
（2）科研工作者对烤烟品种施加不同的供氮量处理，实验结果如下：
选项 实验现象 可能原因
观察有丝分裂时装片中有很多未分裂的长方形细胞 分裂间期时间很长
蛋清稀释液中加入双缩脲试剂未显紫色 未进行水浴加热
光合色素分离后滤纸条上未出现明显的色素条带 滤液细线没及层析液
粗提取过程中玻璃棒上未出现明显的絮状物 溶解在酒精中
注：比叶氮表示单位叶面积的氮素的含量
① 从表中数据可知，氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是_______________________________________。
② 研究人员推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了_________的合成，进而影响光合速率；但在高氮情况下，__________________成为影响光合速率持续升高的限制因素。
（3）植物光合系统中的氮素分配受供氮量等因素的影响，研究人员对叶片光合系统中氮素的含量及分配进行了检测，结果如图：
注：叶片氮素可分为光合氮素和非光合氮素；前者包括捕光氮素和羧化氮素
检测结果显示：相对于中氮，高氮环境下，氮素从_________________向_________转化，且羧化氮素所占比例降低，影响羧化酶活性，进而影响了光合作用的_________阶段。
（4）综合以上信息，从物质与能量的角度对烤烟种植提出合理建议并说明理由。
【分析】光合作用的过程：① 光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体薄膜）：水的光解产生与，以及的形成；② 暗反应阶段或碳反应阶段（场所是叶绿体的基质）：被固定形成，在光反应提供的和氢的作用下还原生成和糖类等有机物。
（1）【答案】镁（、镁离子）；、； （三碳化合物）
【解析】氮与镁（）离子参与组成的叶绿素能够吸收光能，从而促进光合作用的光反应阶段、的合成和水的分解；在暗反应阶段，和五碳化合物分子生成 （三碳化合物），在、的作用下再进一步被还原为糖类。
（2）【答案】氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著 （但中氮与高氮的作用无显著差异）；叶绿素；叶绿体浓度
【解析】由表可知，高氮组的净光合速率略小于中氮组，中氮组的净光合速率明显大于低氮组，因此氮素对烤烟叶片净光合速率的影响是：氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著 （但中氮与高氮的作用无显著差异）。根据氮和镁离子参与组成叶绿素，可推测出现该现象的原因可能是：施氮提高了叶绿素的合成，进而影响光合速率；再结合表格可知，低氮组叶绿体浓度明显高于低氮组和高氮组，说明在高氮情况下，叶绿体浓度成为影响光合速率持续升高的限制因素。
（3）【答案】光合氮素 （捕光氮素和羧化氮素羧化氮素）；非光合氮素；暗反应（碳反应）
【解析】据图可知，相对于中氮，高氮环境下，非光合氮素增多，羧化氮素减少，说明高氮环境下，氮素从光合氮素 （捕光氮素和羧化氮素羧化氮素）向非光合氮素转化，且羧化氮素所占比例降低，结合 羧化酶参与二氧化碳的固定，可知进而影响了光合作用的暗反应（碳反应）阶段。
（4）【答案】适量施加氮肥。原因：既能提高光合速率，合成更多的有机物，储存更多能量，又避免物质（氮）的浪费
【解析】根据以上分析可知，氮素可显著提高烤烟叶片的净光合速率，高氮相对于中氮提高作用不显著，且为了避免物质（氮）的浪费，故对烤烟种植提出合理建议是：适量施加氮肥，原因是适量施加氮肥既能提高光合速率，合成更多的有机物，储存更多能量，又避免物质（氮）的浪费。
6. 膀胱癌是泌尿系统最常见的肿瘤，传统的检测方法存在诸多不足。研究者尝试使用噬菌体展示技术（将外源基因插入到噬菌体上并将表达的蛋白呈现至噬菌体表面的一种技术）获取能与膀胱癌细胞特异性结合的小分子多肽。
（1）与大肠杆菌相比，噬菌体在结构上最主要的特点是__________________。噬菌体侵染大肠杆菌后，以__________________的为模板，利用_________的物质来合成自身的物质。
（2）研究者以膀胱癌细胞特异性表达的蛋白作为靶蛋白，设计出多种基因，将其分别转入不同噬菌体上，并在子代噬菌体表面表达出可与特异性结合的多肽，再根据图、的操作进行筛选。根据题意将正确的选项填在下表① 、② 横线处。
特异性结合 将固定，加入 ①_________混合温育 洗脱 第一次：非特异性洗脱液； 第二次：含单抗的洗脱液。 收集 收集②_________，提取进行测序
．噬菌体
．大肠杆菌
．单抗
．第一次洗脱完的液体
．第二次洗脱完的液体
（3）从筛选出的噬菌体中获得了种相应的多肽，对多肽和的结合力做了进一步检测，结果如图所示。据图分析，① 和② 处应添加的物质分别为_________、_________（无关抗体单抗），由此可知，多肽的结合力____________________________________。
（4）① 研究者分别将人的肺癌细胞、膀胱癌细胞、膀胱上皮细胞，置于细胞培养液中，培养在、含_________的培养箱中。
② 将筛选的多肽进行荧光标记，分别与上述细胞混合温育处理，使用荧光显微镜观察细胞，预期结果是____________________________________，依据是____________________________________。
（5）噬菌体展示技术作为一种新兴的蛋白质研究技术，除了对癌细胞的诊疗，还可以应用在哪些领域？
【分析】噬菌体是一类病毒的统称，它们主要的寄生目标是特定的某些细菌，噬菌体的寄生可以导致细菌的破裂，因此顾名思义的被称为噬菌体。单克隆抗体是由单一细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。单抗与的亲和力高，可以作为结合力的条件对照。
（1）【答案】没有细胞结构；噬菌体（自身）；大肠杆菌
【解析】噬菌体是病毒，大肠杆菌是原核生物，噬菌体没有细胞结构；噬菌体的遗传物质是，侵染大肠杆菌后，以噬菌体的为模板合成噬菌体的；原料来自大肠杆菌，合成场所也在大肠杆菌。
（2）【答案】
【解析】多种基因分别转入不同噬菌体上，表达出可与特异性结合的多肽，要检测哪个噬菌体能表达出与特异性结合的多肽，需要将与噬菌体混合，故选；第一次洗脱掉的是不能特异性结合的，第二次是将与单抗结合的洗脱下来，因此收集第二次洗脱液，提取进行测序，即为与特异性结合的多肽对应的基因，故选。
（3）【答案】单抗；无关抗体；略低于接近单抗，远高于无关抗体和无菌水
【解析】判断多肽与的结合力，以与单抗的结合力作为条件对照，为① 中单抗；第二组加入的应是多肽，第三组为无关抗体，第四组为无菌水，因此② 为无关抗体；结合图示可知，多肽的结合力略低于接近单抗，远高于无关抗体和无菌水。
（4）【答案】；只有膀胱癌细胞显示了荧光，其它细胞都不显示荧光；多肽只能和膀胱癌特异性结合，不能与其他细胞特异性结合
【解析】培养箱可以模拟体内环境，常用来培养动物细胞；多肽能与肺癌细胞上的蛋白结合，其它细胞表面没有蛋白，因此多肽使得膀胱癌细胞显示了荧光，其它细胞都不显示荧光。
（5）【答案】筛选酶底物抑制剂等，筛选与结合的蛋白质研究信息传递过程等与蛋白质筛选有关的均可
【解析】噬菌体展示技术作为一种新兴的蛋白质研究技术，是将外源基因插入到噬菌体上并将表达的蛋白呈现至噬菌体表面的一种技术，可以用于筛选酶、底物、抑制剂等，筛选与结合的蛋白质、研究信息传递过程等。
7. 学习以下材料，回答问题（1）（4）。
去甲肾上腺素荧光分子探针。
去甲肾上腺素（，）是一种重要的神经递质，可参与大脑中感官信息处理、注意力调节等活动。传递受损与各种精神疾病和神经退行性疾病密切相关，包括焦虑、抑郁、注意力缺陷和帕金森病。目前，微透析和电化学技术只可检测细胞外液中的水平，难以与其他神经递质进行区分。而且采样程序复杂也限制了体内准确测量动态变化的能力。
为解决以上技术难题，我国科研人员开发并优化了一类受体荧光探针，命名为（如图）。科研人员通过对受体特定部位的基因进行改造并使其表达，使受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白。利用可以高特异性、高灵敏性地记录动态变化且不诱导原有下游信号的改变。比如该探针仅能与特异性结合，连甲基化后的肾上腺素都不能识别。
如何在体内检测的动态变化？研究团队以斑马鱼为材料，获得转入基因的斑马鱼，并通过组织特异性启动子让在神经元中表达。当用特定的视觉刺激引发斑马鱼释放时，会发出大量荧光信号；当加入受体抑制剂时，荧光信号无显著变化。这一结果可证明在体内检测释放信号的有效性。
在小鼠的大脑中也成功记录到光刺激引起的水平动态变化。科研人员对小鼠进行强迫游泳和悬尾应激实验，发现下丘脑中的荧光强度均显著增加；而在社交或饮食行为实验中，未发现荧光信号的改变，证明小鼠下丘脑的释放主要发生在应激条件下。以上实验说明能够提供快速、精准的细胞类型特异性检测和体内浓度动态监测。
（1）中枢神经细胞以_________的形式释放的，会与_________的受体结合，传递信息。
（2）①受体是一种跨膜蛋白，需改造后才能获得荧光分子探针。由文章可知，荧光蛋白基因应插入图中的_________位置（选择序号填入）。
② 据图推测荧光分子探针的工作原理是______________________________________________________。
（3）若想证明分子探针具有特异性，以斑马鱼为实验材料，请在下表中完善相关实验内容。其中，是突变的，不能与结合。
表中① 、② 、③ 分别应选择_________、_________、_________（填字母标号）。
受体
受体抑制剂
肾上腺素受体抑制剂
荧光信号强度无变化
荧光信号强度与刺激同步
荧光信号强度增加，但不与刺激同步
实验分组 探针种类 添加物 刺激 结果
无 给与相同的视觉刺激 荧光信号强度与刺激同步
① 荧光信号强度无变化
无 ②
③ 荧光信号强度与刺激同步
（4）请说出该技术在治疗精神疾病和神经退行性疾病方面的优势____________________________________。
【分析】1、神经递质由突触前膜释放作用于突触后膜。
2、科研人员通过对受体特定部位的基因进行改造并使其表达，使受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白。
3、当用特定的视觉刺激引发斑马鱼释放时，会发出大量荧光信号；当加入受体抑制剂时，荧光信号无显著变化。
（1）【答案】胞吐 突触后膜
【解析】（去甲肾上腺素）是一种重要的神经递质，由突触前膜以胞吐的方式释放到间隙，以扩散方式通过间隙，与突触后膜上的特异性受体结合，传递信息。
（2）【答案】① ；与受体特异性结合改变受体的空间结构，进而使荧光蛋白构象改变并发出荧光可通过检测荧光强度来反应的浓度
【解析】受体是一种跨膜蛋白，需改造后才能获得荧光分子探针，由文章可知，使受体的胞内特定位置嵌入对结构变化敏感的荧光蛋白，所以选取胞内为插入点，故荧光蛋白基因应插入图中的① 位置；据图推测荧光分子探针的工作原理是：与受体特异性结合改变受体的空间结构，进而使荧光蛋白构象改变并发出荧光可通过检测荧光强度来反应的浓度。
（3）【答案】
【解析】由题干信息可知：转入基因的斑马鱼，受到视觉刺激引发斑马鱼释放时，会发出大量荧光信号；当加入受体抑制剂时，荧光信号无显著变化。当探针种类为时，荧光信号强度与刺激同步；当探针种类为时，荧光信号强度无变化，说明添加了受体抑制剂；当探针种类为时，给与相同的视觉刺激，荧光信号强度无变化；当探针种类为时，荧光信号强度与刺激同步，说明添加了肾上腺素受体抑制剂，该探针仅能与特异性结合，甲基化后的肾上腺素都不能识别，所以添加该物没有起作用，故表中① 对应、② 对应、③ 对应。
（4）【答案】特异性强，灵敏度高，可以体内准确测量动态变化，不诱导原有下游信号的改变
【解析】由题干信息可知：以上实验说明能够提供快速、精准的细胞类型特异性检测和体内浓度动态监测，所以该技术在治疗精神疾病和神经退行性疾病方面的优势：特异性强，灵敏度高，可以体内准确测量动态变化，不诱导原有下游信号的改变。
8. 同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，如在追踪光合作用中的来源、二氧化碳中的碳是如何转化为有机物中的碳的研究过程中，科学家们都使用了同位素标记法。回答下列问题：
（1）兴趣小组进行“追踪光合作用中的来源”的模拟实验（如图）：用和普通的进行甲组实验，用和普通的进行乙组实验。能否通过检测两组实验收集到的是否具有放射性作为得出结论的依据？_________，原因是___________________________。
（2）科学家曾经进行如下实验：向小球藻悬浮液中通入用同化处理不同的时间用沸腾的酒精处理蒸发浓缩双向纸层析放射自显影。结果如下：
① 用沸腾的酒精处理的目的是___________________________；双向纸层析是第一次层析后，将滤纸旋转进行第二次层析的方法，纸层析法分离不同物质的原理是___________________________。
② 据图（点样处位于图中滤纸的左下角）可知，被固定生成的第一种产物是_________；同化的结果显示，、和磷酸糖在_________（填“垂直”或“水平”）方向层析时溶解度差异显著。
（3）研究者给盆栽植物浇灌，一段时间后，植株周围空气中出现含的物质，请列举种：_________________________________。
【分析】用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法，同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。
（1）【答案】不能；是稳定同位素，不具有放射性
【解析】同位素包括放射性同位素和稳定同位素，稳定同位素不具有放射性，如O、等。
（2）【答案】① 杀死细胞，提取产生的有机物；溶解度高的物质随层析液在滤纸上扩散快，反之则慢
②；垂直
【解析】沸腾的酒精带来的高温能杀死细胞，使反应“固定”在预定时间；有机物质可以溶解在酒精中，用酒精处理可以提取产生的有机物；纸层析法分离不同物质的原理是溶解度高的物质随层析液在滤纸上扩散快，反之则慢。据图可知，时，只有，因此被固定生成的第一种产物是；同化的结果显示，、和磷酸糖在水平方向上扩散的距离无差异，但在垂直方向上扩散的距离有明显差异，因此它们在垂直方向层析时溶解度差异显著。
（3）【答案】、、
【解析】给盆栽植物浇灌，根系吸收的大部分通过蒸腾作用以水蒸气的形式散失到周围空气；小部分参与光合作用、细胞呼吸等代谢过程，光合作用光反应过程中，分解产生的一部分释放到空气；有氧呼吸过程中，与丙酸一起被分解，产生和，产生的部分为综上所述，一段时间后，植株周围空气中会出现、、。
9. 科研人员发现中性粒细胞对癌症的预防发挥着重要作用。
（1）细胞中与癌变相关的__________________等基因突变，会引发细胞癌变。与正常细胞相比，癌细胞具有____________________________________等特征（写出一个特征即可）。
（2）研究发现，中性粒细胞除了能吞噬细菌发挥__________________功能外，其分泌的酶通过作用于跨膜蛋白的羧基端（端），诱导癌细胞损伤，杀伤癌细胞。的端位于细胞内，据此推测：酶须进入细胞内才能杀伤癌细胞。为验证该推测，有人用胞吞抑制剂处理癌细胞，检测酶是否入胞，请评价该实验方案。
（3）科研人员在图所示接瘤小鼠的某些肿瘤内注射一定量酶（注射的酶无法运输到非注射瘤），检测肿瘤
的生长情况和细胞（一种细胞毒性细胞）相对数量，结果如图。
① 请根据图结果补充酶抑癌的新机制_________________________。
② 从下列表格中选择能证明新机制的实验材料及对应的实验结果。___________________________
实验材料 实验结果
Ⅰ去除细胞的接瘤小鼠 Ⅱ敲低酶胞吞受体的接瘤小鼠 Ⅲ正常接瘤小鼠 A.注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组 B.注射瘤重量差值：实验组小鼠与对照组几乎相同 C.非注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组 D.非注射瘤重量差值：实验组小鼠与对照组几乎相同
【分析】细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。细胞癌变与原癌基因和抑癌基因发生基因突变有关，癌细胞具有的特征有：无限增殖、形态结构发生显著变化细胞膜上的糖蛋白减少、细胞之间的黏着性降低、易在体内分散转移。
（1）【答案】原癌基因和抑癌基因；无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞膜上的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，易在体内分散转移
【解析】根据分析：细胞癌变与原癌基因和抑癌基因发生基因突变有关，癌细胞具有的特征有：无限增殖、形态结构发生显著变化细胞膜上的糖蛋白减少、细胞之间的黏着性降低、易在体内分散转移。
（2）【答案】（非特异性）免疫免疫防御；方案存在两处缺陷。① 应补充一组未用胞吞抑制剂处理的癌细胞作为对照。② 应检测实验组和对照组癌细胞的杀伤率
【解析】中性粒细胞吞噬细菌是发挥免疫功能。该实验是为了验证酶须进入细胞内才能杀伤癌细胞，自变量是酶是否进入细胞，因变量是癌细胞的死亡情况，因此还应补充一组未用胞吞抑制剂处理的癌细胞作为对照，并且还要检测实验组和对照组癌细胞的杀伤率。
（3）【答案】酶通过提高细胞数量，抑制肿瘤生长（或酶通过提高细胞数量，抑制非注射瘤的生长）Ⅰ、Ⅲ和（对应第一个机制）或Ⅰ、Ⅲ和（对应第二个机制）
【解析】分析图和图，该实验的自变量是是否注射酶，因变量是细胞的数量，图的实验结果表明酶抑癌的新机制是：酶通过提高细胞数量，抑制肿瘤生长（抑制注射瘤和非注射瘤生长）；或酶通过提高细胞数量，抑制非注射瘤的生长。分析表格，通过对比实验材料Ⅰ、去除细胞的接瘤小鼠和Ⅲ、正常接瘤小鼠，若出现结果、注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组和、非注射瘤重量差值：实验组小鼠小于对照组，则说明符合第一个机制即酶通过提高细胞数量，抑制肿瘤生长（抑制注射瘤和非注射瘤生长）；或者对比实验材料Ⅰ、Ⅲ若出现结果（对应第二个机制，即酶通过提高细胞数量，抑制非注射瘤的生长）。
10. 流行病学数据显示，夜间光的输入增加患抑郁症的风险。研究者模拟城市照明、手机、电脑等当前社会的不正常照光模式，探索夜间蓝光诱发小鼠抑郁样行为的神经调控机制。
（1）动物视网膜可接受光_________，产生和传导兴奋至_________形成视觉，光也影响瞳孔收缩、睡眠一觉醒循环、情绪等非成像视觉功能。
（2）按图流程处理正常小鼠得到图结果（“强迫游泳”和“糖水偏好”常用作反映抑郁程度的指标）。
以上结果显示____________________________________，表明夜间光的干扰可诱发小鼠抑郁。
（3）为探究致郁的神经调控通路，研究者进行了如下实验。
①细胞是视网膜中的一类光感受器。利用处理细胞缺陷小鼠，发现_________的强迫游泳不动时间和糖水偏好基本一致，说明细胞是致郁的感受器。
② 用转基因技术使光敏感钠离子通道仅表达在胞膜上。激活光敏感钠离子通道使细胞_________，在脑中的区神经元上检测到动作电位，说明___________________________。
③ 与细胞有突触联系的区神经元发出的纤维（）投射到脑内的快乐中枢区，研究者利用转基因小鼠证实了区参与致郁。请用所给出的选项将实验方案及结果补充完整（注：表达药物甲受体的神经元可响应药物甲信号而无法兴奋）。
分组 实验动物 实验条件 实验结果
实验组 纤维表达药物甲受体的转基因小鼠 _________ 游泳不动时间_________；糖水偏好_________
对照组 纤维表达药物甲受体的转基因小鼠 注射缓冲液，处理 游泳不动时间_________；糖水偏好_________
对照组 纤维表达无关受体的转基因小鼠 _________ 游泳不动时间明显上升；糖水偏好明显下降
注射药物甲，处理
注射缓冲液，处理
明显上升
无明显变化
明显下降
④ 进一步研究发现，利用抑制性突触受体阻断剂可阻断区与区的突触联系。综合上述研究概述致郁的神经调控通路：_____________________________________________。
（4）本研究结果对你的健康生活有何启示？_________________________________。
【分析】1、神经调节的基本方式是反射，反射活动的结构基础是反射弧，反射弧包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器，人体在完成一项反射活动时，必须保持反射弧结构的完整，任何一个环节出现障碍，反射活动就不能正常进行。
2、静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变，对钠离子的通透性增大，钠离子大量内流，因此形成内正外负的动作电位。
（1）【答案】刺激（信号） 大脑皮层
【解析】动物的视网膜属于感受器，可接受光刺激；所有的感觉形成部位都是大脑皮层，故视觉是在大脑皮层形成的。
（2）【答案】夜间蓝光（）使小鼠的强迫游泳不动时间提升，消耗糖水占总饮水量的比例下降；而白天蓝光（）处理的小鼠相关指标未发生明显变化
【解析】分析题意，阶段表示前测，是在正常光暗环境下得到的结果，阶段是后测，是在给予蓝光处理后测得的结果。据图可知，夜间蓝光（）使小鼠的强迫游泳不动时间提升，消耗糖水占总饮水量的比例下降；而白天蓝光（）处理的小鼠相关指标未发生明显变化。
（3）【答案】后测与前测；内流；细胞可导致区神经元兴奋；；；；；；；通过细胞，引起脑内区神经元兴奋，进而产生对快乐中枢 区的抑制，从而致郁
【解析】① 分析题意，细胞是视网膜中的一类光感受器，若细胞是致郁的感受器，则利用处理细胞缺陷小鼠，无法感受到光刺激，故后测与前测的强迫游泳不动时间和糖水偏好基本一致。
② 兴奋时钠离子通道开放，钠离子内流；若细胞可导致区神经元兴奋，则可在脑中的区神经元上检测到动作电位。
③ 分析题意可知，与细胞有突触联系的区神经元发出的纤维（）投射到脑内的快乐中枢区，而表达药物甲受体的神经元可响应药物甲信号而无法兴奋，本实验目的是验证区参与致郁，则实验的变量是实验动物的类型和药物甲的有无，因变量是游泳不动时间和糖水偏好，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，对照组种实验条件是注射缓冲液，处理，则实验组和对照组应为注射药物甲，处理，故选、。实验组结果与对照组相反，对照组与对照组结果一致，故分别是、、、。
④ 兴奋在神经元间的传递需要经过突触，由于“利用抑制性突触受体阻断剂可阻断区与区的突触联系”，结合上述研究推测致郁的神经调控通路为：通过细胞，引起脑内区神经元兴奋，进而产生对快乐中枢区的抑制，从而致郁。
（4）【答案】合理作息；减少夜晚电子设备的使用；睡眠时营造黑暗环境
【解析】结合上述研究结果可知，照明手机、电脑等当前社会的不正常照光模式，夜间蓝光会诱发抑郁样行为，故应合理作息；减少夜晚电子设备的使用；睡眠时营造黑暗环境。
11. 氮对作物的产量至关重要，为提高大麦产量，科研人员开展了相关研究。
（1）农作物根部从土壤中吸收的氮、磷、钾等元素，可参与多种生命活动。其中，氮元素可用于合成_________（至少写出两种）等有机物，参与光合作用。
（2）研究发现编码叶绿体蛋白的基因可能参与调控氮利用率。
① 研究人员用基因编辑技术构建基因表达沉默载体，采用_________法将构建好的载体导入大麦组织细胞中，再通过_________技术检测转基因植株是否表达基因。
② 研究人员分别检测野生型（）和基因沉默突变体（ ）在不同尿素浓度下的根与叶芽重量比和氮利用率，结果如图和图所示。
据图可知，相对于，___________________________；据图结果推测：蛋白表达量降低时可以__________________。
（3）进一步研究基因对大麦产量的影响，在低氮环境下检测籽粒蛋白产量（决定农作物产量）和叶绿素含量，结果如图和图所示。
图结果显示：___________________________。
（4）综合上述图、、的结果分析，在低氮环境中，突变体产量提高的原因。低氮环境中，____________________________________。
（5）当前大量无机氮肥的使用虽然提升了作物产量，但导致环境污染、水体富营养化和温室气体的排放。基于上述研究，对低氮环境中大麦育种提出一条合理性建议：________________________________。
【分析】从实验中得到叶绿体蛋白的工作机理。低氮环境中氮的利用率高；叶芽发育更好；叶片中叶绿素含量很高，籽粒蛋白产量更高。
（1）【答案】、酶
【解析】氮元素被植物吸收后参与构成各种细胞结构，从组成有机物的元素出发寻找答案。比如核酸、蛋白质、光合素色素、等，这些物质均可以参与光合作用。
（2）【答案】农杆菌转化；抗原抗体杂交；沉默突变体在低氮环境下，根与叶芽比重更高；提高对氮利用率
【解析】① 基因工程构建基因表达载体，转入受体细胞不同往往采用不同的方法。大麦组织细胞是植物细胞，采用农杆菌转化法导入。鉴定导入外源基因是否表达，检测基因表达终产物，即蛋白质即可。② 由图可知：高氮环境下，野生型和突变型根和叶芽比重相同；低氮环境下，突变型的根叶芽高。由图可知，随着尿素浓度的降低，两者氮利用率均增加，但突变体对氮的利用率更高。
（3）【答案】低氮环境下，籽粒蛋白产量沉默突变体高于野生型
【解析】由图可知，突变体的籽粒蛋白产量更高。
（4）【答案】沉默突变体通过增加叶绿素含量来提高光反应速率，进而增加光合作用速率，从而提高产量
【解析】由图可知，突变体的叶绿色含量明显高于野生型。结合图和图可以推测，突变体可能通过增加叶绿素的含量来提高光反应速率，进而提高光合作用速率，增加产量。
（5）【答案】大麦早期发育时期进行低氮培养
【解析】大麦早期进行低氮培养。
12. 为探究饮食干预对肿瘤细胞的影响及机制，科研人员进行了相关研究。
（1）与正常细胞相比，写出癌细胞具有的两条特征：___________________________。
（2）为探究不同饮食方式对肿瘤的影响，研究人员建立胰腺癌小鼠模型，随机分为对照组（正常饮食），热量限制饮食组（组，通过减少碳水化合物限制热量），及生酮饮食组（组，热量正常，营养组成为脂肪、蛋白质和碳水化合物），并检测肿瘤体积变化，结果如图所示。实验结果表明：____________________________________。
（3）研究发现肿瘤细胞中的酶能催化饱和脂肪酸合成为不饱和脂肪酸，而不饱和脂肪酸缺乏会抑制肿瘤生长，科研人员对组小鼠体内酶表达量进行检测，结果如图。请解释饮食影响肿瘤体积的机制是____________________________________。
（4）进一步进行实验以验证上述机制。供选择的实验材料如下：
．转入空载体的正常小鼠
．转入基因表达载体的正常小鼠
．转入基因表达载体的胰腺癌小鼠
．转入空载体的胰腺癌小鼠
．正常饮食
．饮食
① 请完成表中的实验设计。
组别 小鼠 饮食 检测指标
肿瘤体积
_________ _________
_________ _________
_________ _________
② 实验结果若为__________________，则 说明上述结论成立。
（5）根据本研究结果，对治疗癌症提出一条合理的研究思路。
【分析】探究肿瘤的增长机制。以实验背景为基础进行拓展，考查癌细胞的特点，以及设计并预测实验结果的能力。通过实验设计来验证酶的活性是肿瘤增长的关键点。
（1）【答案】无限增殖；细胞表面糖蛋白减少
【解析】癌细胞是在致癌因子作用下，细胞遗传物质发生变化，变成不受机体控制，连续分裂的恶性增殖细胞。适宜条件下，能够无限增殖；形态发生变化；癌细胞表面糖蛋白减少，细胞间黏着性下降，导致易发生转移和分散。
（2）【答案】热量限制饮食可以减缓肿瘤的增大；生酮饮食组合对照组相比，肿瘤体积改变无明显作用
【解析】由图可知，随着时间的延长，三组肿瘤体积均增加。但是组，增长最缓慢，与对照组相比，可以减缓肿瘤的增长速度。组与对照组肿瘤体积相差不大。
（3）【答案】抑制酶的合成，减少体内不饱和脂肪酸的含量，从而抑制肿瘤的生长
【解析】由图可知，蛋白质结果显示，组中酶含量大大减少。酶催化饱和脂肪酸合成为不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸是肿瘤细胞生长的重要物质。
（4）【答案】①；；；；；
② 第、组中肿瘤大小相差不大。
【解析】① 验证通过抑制酶的合成，降低体内不饱和脂肪酸含量，肿瘤增长会受到抑制。组转入空载体胰腺癌小鼠正常饮食组为对照；组转入空载胰腺癌小鼠饮食，、两组可分析饮食的作用。通过什么样的机理抑制肿瘤生长。通过组转入基因表达的胰腺癌小鼠正常饮食为实验组，、组可验证，正常饮食情况下，当酶基因在癌细胞中表达时，肿瘤体积会增加。组转入转入基因表达的胰腺癌小鼠饮食组，可验证，饮食情况下，当酶在癌细胞中表达会受到抑制，表现为肿瘤体积增加减少。
② 第、组中肿瘤大小相差不大。
（5）【答案】改变饮食结构，每日碳水的摄入可减半
【解析】肿瘤生长不乏有不饱和脂肪酸的帮助，日常肿瘤患者应控制碳水的摄入量，改变饮食结构。
13. （2022 湖北卷）“端稳中国碗，装满中国粮”，为了育好中国种，科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状，但甜度不高。为了改良品系甲，增加其甜度，育种工作者做了如下实验；
【实验一】遗传特性及杂交育种的研究
在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系，用三个纯合品系进行杂交实验，结果如下表。
杂交组合 表现型 表现型
甲乙 不甜 甜、不甜
甲丙 甜 甜，不甜
乙丙 甜 甜、不甜
【实验二】甜度相关基因的筛选
通过对甲、乙、丙三个品系转录的分析，发现基因与作物的甜度相关。
【实验三】转基因新品系的培育
提取品系乙的，通过基因重组技术，以质粒为表达载体，以品系甲的叶片外植体为受体，培有出转基因的新品系。
根据研究组的实验研究，回答下列问题：
（1）假设不甜植株的基因型为和，则乙、丙杂交的中表现为甜的植株基因型有_________________种。品系乙基因型为_________________。若用乙丙中不甜的植株进行自交，中甜：不甜比例为_________________。
（2）如图中，能解释（）中杂交实验结果的代谢途径有_________________。
（3）如图是基因的和载体的限制性内切核酸酶（限制性核酸内切酶）酶谱。为了成功构建重组表达载体，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用_________________酶切割基因的和载体。
（4）用农杆菌侵染品系甲叶片外植体，其目的是________________________________。
（5）除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外，能获得高甜度品系，同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有________________（答出点即可）。
【答案】
【分析】农杆菌转化法：取质粒和目的基因构建基因表达载体、将基因表达载体转入农杆菌、将农杆菌导入植物细胞、将植物细胞培育为新性状植株。
杂交育种：杂交自交选优；诱变育种：物理或化学方法处理生物，诱导突变；单倍体育种：花药离体培养、秋水仙素加倍；多倍体育种：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗；基因工程育种：将一种生物的基因转移到另一种生物体内。
（1）【答案】
【解析】甲为纯合不甜品系，基因型为，根据实验一结果可推得乙基因型为，丙基因型为，乙、丙杂交的基因型有种，假设不甜植株的基因型为和，中表现为甜的植株基因型有种。若用乙丙中不甜的植株进行自交，中不甜比例，中甜：不甜比例为。
（2）【答案】① ③
【解析】不甜植株的基因型为和，只有导致不甜，当与同时存在时，表现为甜，故选① ③ 。
（3）【答案】Ⅰ、Ⅲ
【解析】为了成功构建重组表达载体，不破坏载体关键结构和目的基因，确保目的基因插入载体中方向正确，最好选用Ⅰ、Ⅲ酶切割基因的和载体。
（4）【答案】通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞
【解析】用农杆菌侵染品系甲叶片外植体，可以通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞。
（5）【答案】单倍体育种、诱变育种
【解析】除了题中所示的杂交育种和基因工程育种外，能获得高甜度品系，同时保持甲的其他优良性状的育种方法还有单倍体育种、诱变育种。
14. （2022 浙江卷）回答下列（一）、（二）小题：
（一）回答与产淀粉酶的枯草杆菌育种有关的问题：
（二）回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
（1）（一）中，为快速分离产淀粉酶的枯草杆菌，可将土样用_________制成悬液，再将含有悬液的三角瓶置于的_________中保温一段时间，其目的是___________________________。
（2）（一）中，为提高筛选效率，可将菌种的_________过程与菌种的产酶性能测定一起进行：将上述悬液稀释后涂布于淀粉为唯一碳源的固体培养基上培养，采用_________显色方法，根据透明圈与菌落直径比值的大小，可粗略估计出菌株是否产酶及产酶性能。
（3）（一）中，为了获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用现有菌种，通过_________后再筛选获得，或利用转基因、_________等技术获得。
（4）（二）中，在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制_________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度_________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的_________检测。
（5）（二）中，为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的_________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内_________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的_________________，分析染色体组型是否改变进行判断。
（6）（二）中，植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和_________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为_________时全能性表达能力最高。
【分析】1、选择培养基是根据某种微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基使混合菌样中的劣势菌变成优势菌，从而提高该菌的筛选率；
2、农杆菌中的质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到质粒的上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的上。转化过程：目的基因插入质粒的上农杆菌导入植物细胞目的基因整合到植物细胞染色体上目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
（1）【答案】无菌水；水浴；杀死不耐热微生物
【解析】产生淀粉酶的枯草杆菌的最适温度为，要快速分离枯草杆菌，先将土样加入无菌水制成枯草杆菌悬液，再将含有悬液的三角瓶置于的水浴中保温一段时间，杀死不耐热的微生物。
（2）【答案】分离
【解析】将菌种的分离过程与菌种的产酶性能测定同时进行可以提高筛选效率。用稀释涂布平板法可以分离枯草杆菌，在培养基中添加淀粉作为唯一碳源，并且在培养基中添加，能合成淀粉酶的枯草杆菌因为能利用淀粉而存活，同时淀粉由于被分解在菌落周围会出现透明圈，比较透明圈与菌落直径比值的大小，比值大的说明该菌株产酶性能较高。
（3）【答案】人工诱变 原生质体融合
【解析】要获得高产淀粉酶的枯草杆菌，可利用诱变育种，由于变异的不定向性，人工诱变后还需要再筛选才能获得高产淀粉酶的枯草杆菌。也可以利用转基因、原生质体融合等技术，从其他生物那里获得与高产淀粉酶有关的基因，进而获得相应的高产性状。
（4）【答案】农杆菌 过低 敏感性
【解析】野生的农杆菌没有抗性基因，用于转化植物细胞的农杆菌一般在其中插入一种抗生素抗性基因。抗生素的作用是抑制细菌生长，农杆菌属于细菌，在其侵染植物过程中，可以用另一种抗生素抑制农杆菌的生长，从而达到在后续实验中消除转化植物细胞中农杆菌的作用。具有中抗性基因的细胞能在含有相应抗生素的培养基上存活。当培养基中抗生素浓度过低时，很多没有抗性的细胞也存活下来，因此出现假阳性，故在转基因前要对受体进行抗生素的敏感性检测。
（5）【答案】再生 细胞核 形态特征和数量
【解析】转基因植株要经过植物组织培育，要提高培育转基因植株的成功率，应该选再生能力和遗传稳定性较强的受体，这种受体全能性较高，能保持生物的性状。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞核形态是否改变进行判断，也可以直接在光学显微镜下观察分裂期染色体的形态特征和数量，分析染色体组型是否改变。
（6）【答案】培养时间 受精卵
【解析】植物转基因受体全能性表达程度高低除了与受体基因型、培养环境、继代次数有关外，还与培养时间长短和受体的取材有关，受精卵是没分化的细胞，分裂和分化能力都很强，故受体为受精卵时全能性表达能力最高。
15. （2022 浙江卷）为研究物质对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物（用生理盐水配制），物质（用生理盐水配制），生理盐水等。
（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
① 适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙组。正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
② 药物处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物
丙组：_________________________________
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③ 物质处理：
甲组：____________________________________
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组：____________________________________
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
（2）预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
（3）分析与讨论：
已知药物的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物快速建成高血糖模型小鼠，则可通过______________________________________________________，以确定快速建模所需药物的适宜浓度和给药途径的组合。
【分析】1、实验应遵循平行重复原则、单一变量原则和对照性原则；
2、分析题干信息可知，本次实验的自变量为是否加入物质，因变量为小鼠血糖值；
3、甲组为空白对照组，乙组为模型对照组、丙组为实验组。
（1）【答案】每天每只小鼠腹腔注射一定量药物；每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；每天每只小鼠灌胃一定量物质
【解析】适应性饲养可以让小鼠适应实验环境，正常条件饲养小鼠数天，每天测量小鼠的血糖，甲、乙、丙组小鼠的血糖值均正常。药物处理时甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水，由此可知甲组为对照组。本次实验的目的是研究物质对高血糖症状的缓解作用，自变量为是否加入物质，故需要用药物处理乙组和丙组引起小鼠出现高血糖症状，药物处理时乙组和丙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物。物质处理时乙组为对照组，每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；甲组为空白对照组，每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；丙组为实验组，每天每只小鼠灌胃一定量物质。
（2）【答案】
【解析】本次实验将小鼠随机均分为甲、乙、丙组，在三个不同条件下（适应性饲养、药物处理、物质处理实验）进行实验，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。正常条件饲养小鼠数天，每天测量小鼠的血糖，甲、乙、丙组小鼠的血糖值均正常。甲组为空白对照组，均是注射或灌胃一定量的生理盐水，因此甲组在三个不同条件下所测得的血糖值均正常；药物处理阶段，乙组和丙组小鼠腹腔注射一定量药物，两组的血糖均不断升高到；物质处理阶段，乙组小鼠灌胃一定量生理盐水，高血糖症状没有得到缓解，血糖值依然是；若物质对高血糖症状具有缓解作用，则物质处理阶段，丙组小鼠在灌胃一定量物质后，血糖值不断下降，但高于正常水平。
根据上述内容绘制实验三个不同条件下的小鼠血糖值变化
（3）【答案】设置一系列浓度梯度的药物，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间
【解析】研究使用药物快速建成高血糖模型小鼠，实验的自变量为药物浓度和给药途径，因变量为高血糖模型小鼠的建模所需的时间，即可通过设置一系列浓度梯度的药物，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间，以确定快速建模所需药物的适宜浓度和给药途径的组合。
