单元9 实验与探究 关键突破--2026高考生物学的二轮专题巩固练（含答案）

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2026高考生物学的二轮专题
层级二　关键突破提升练
突破点　探究实验的设计、分析及评价
1.下丘脑—垂体—靶腺轴在激素分泌稳态中具有重要作用。长环反馈是指调节环路中终末靶腺或组织分泌的激素对上位腺体活动的反馈影响。短反馈是指垂体分泌的激素对下丘脑分泌活动的反馈影响。而超短反馈则为下丘脑神经元活动受其自身分泌的调节肽的影响,如下丘脑神经元可调节自身受体的数量等。据图回答问题。
(1)图中D过程属于上述3种反馈类型中的　　　　　　。
(2)由图可知,三种反馈类型都可以影响下丘脑细胞,则下丘脑细胞接受信号分子的受体位置可位于　　　　　　　　　;当靶腺体为性腺且其分泌的性激素减少时,会使得C和D反馈调节作用　　　(填“增强”或“减弱”)。
(3)某同学利用正常小白鼠和病鼠分成若干小组完成了下表的一系列实验。
组别 处理方式 测量的激素类型
激素y(注射前) 激素y(注射后)
正常鼠1 注射激素x 6 mU/L 16 mU/L
病鼠甲 注射激素x 2 mU/L 14 mU/L
病鼠乙 注射激素x 1 mU/L 2 mU/L
正常鼠2 不注射激素 TRH
正常鼠3 (摘除垂体) 注射较高 浓度的A TRH
正常鼠4 (摘除甲状腺) 注射较高 浓度的TSH TRH
已知垂体和下丘脑的病变都可以引起肾上腺皮质功能异常。本实验中甲和乙两病鼠都表现为肾上腺皮质激素水平低下,通过注射适量的激素x,然后分别测定注射前后30 min的激素y浓度变化来鉴定病变部位,分析表格数据可知甲的病变部位为　　　,激素y为　　　　　　　　　。给小白鼠注射TSH以后,会使得下丘脑的TRH分泌减少。有人认为TSH通过短反馈过程进行负反馈调节,有人认为TSH促进分泌TH(甲状腺激素)后通过长环反馈进行负反馈调节。某同学利用正常鼠进行了2、3、4组实验来确认哪种观点正确。表格中的“A”处应该是　　　　　　。
2.睡眠是一种减少运动和感觉反应的体内平衡调节的状态。人体的生物钟调节中枢位于下丘脑视交叉上核(SCN),它对调节激素水平、睡眠需求等具有重要作用。血清素(5-HT)是褪黑素的前体物质,褪黑素具有夜晚分泌量多,而白天分泌量少的特点,它能使人入睡时间明显缩短,睡眠持续时间延长,从而起到调整睡眠的作用。褪黑素的分泌机制如图所示。回答下列问题。
(1)当人感到疲倦时,通过睡眠精力可以得到快速的恢复。但是,有人常常在疲劳状态下听着轻音乐而睡着,长此以往,轻音乐响起时自然犯困,形成了　　　　　　反射,该反射的神经中枢位于　　　　　　　。
(2)由图中信息可知,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是　。
熬夜玩手机游戏会使生物钟紊乱,严重影响睡眠质量,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。长期睡眠不足还会导致体液NO含量增加,进而影响树突状细胞和辅助性T细胞分泌免疫活性物质,使机体　　　　　　　　　　　(填“体液免疫”“细胞免疫”或“体液免疫和细胞免疫”)能力下降。
(3)非眼球快速运动睡眠(NREM)中因有深睡期,可使人的呼吸变缓、心率变慢、全身肌肉放松,大脑皮层得到充分休息。科学家经研究推测:5-HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM。请根据所给实验材料设计实验验证上述推测。
实验材料:健康状况相同的小鼠若干、直流电探针(可损毁神经细胞)、5-HT注射液。
实验思路: 　。
预期结果: 　。
3.甲状腺分泌的甲状腺激素包括四碘甲状腺原氨酸(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3),对高等哺乳动物应激状态下(例如惊吓)相关活动的形成有重要调节作用,图1为受到惊吓时甲状腺分泌活动的调控示意图。图2表示小鼠在受到惊吓刺激时,血液中甲状腺激素含量的实时变化。结合所学知识回答以下问题。
图1
图2
(1)为实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化,研究小组可利用　　　　　的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器即可实时监测小鼠血液中放射性强度。
(2)根据图1可推测图2中引起t1、t2时刻甲状腺激素含量上升的信号分子分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)请在已有实验基础上增加甲、乙两组实验,利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,并在下图坐标轴上画出预测的实验现象。
①实验方案: 　。
②结果预测:如图3所示。
甲
乙
图3
4.黄粉虫,俗称面包虫,原是粮仓中常见的害虫,其幼虫含粗蛋白51%、脂肪28.5%,营养价值较高,常有人工饲养。中学生物实验中可用黄粉虫探究非生物因素的影响,生态学家常常用黄粉虫进行各种种群生态学实验。回答下列问题。
(1)如果往饲养黄粉虫的容器里放一片面包,它们会聚集在面包片下面吃面包;如果把面包片翻过来,暴露在明处的黄粉虫会很快爬到面包片的下面。该实验控制的自变量是　　　　　,可以初步得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)生态学家将黄粉虫置于装有面粉的容器中进行实验,如图是两种具有捕食习性的黄粉虫在不同环境下的生长情况(图1表示甲、乙黄粉虫生活在装有面粉的容器内;图2表示在甲、乙黄粉虫生活的面粉中加入一些细玻璃管)。
图1
图2
①上述实验中,黄粉虫的卵、幼虫、蛹和成虫都生活在面粉里,由上图可知两种黄粉虫之间的关系是　　　　　。已知乙黄粉虫比甲黄粉虫小,在加入细玻璃管的情况下,甲、乙的种间关系的结果发生了变化,两种黄粉虫可以共存,请从生态位的角度予以解释:　 　。
②甲黄粉虫和乙黄粉虫放一起在装有面粉的容器内的时候,不论异种还是同种产下的卵,都会遭到成虫的捕食。斜吻棘头虫是一种寄生在这两种黄粉虫上的原生生物。图3是在没有寄生虫与有寄生虫的状况下,两种黄粉虫在共同饲养一段时间后的数量相对值。
图3
由图3可知,斜吻棘头虫对　　　　　(填“甲”或“乙”)黄粉虫的抑制作用更强,斜吻棘头虫在生态系统中的成分是　　　　　。综合图1、2、3可知,环境条件改变对生物种群数量变化有很大的影响,寄生对宿主种群数量变化的作用属于　　　　　　　(填“密度制约”或“非密度制约”)因素。
5.人乳头瘤病毒(HPV)是环状双链DNA病毒,其具有嗜上皮性,主要引起人类皮肤、黏膜的增生性病变,目前已分离出100多种亚型,不同的亚型引起不同的临床表现。宫颈癌主要由高危型HPV持续感染所致,下图为HPV入侵机体后,机体作出的部分免疫应答示意图。回答下列问题。
(1)图中的穿孔素和颗粒酶属于免疫系统组成成分中的　　　　　　　　。图示过程为特异性免疫的　　　　过程。
(2)细胞甲是　　　　,其功能是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)HPV 2价疫苗能预防2种高危型HPV(16、18)的感染,为检测其能否预防低危型HPV(6、11)的感染,以大鼠为实验材料,请完善下列实验步骤:
①将健康大鼠平均分为4组,分别标记A、B、C、D。
②A、B组接种不含疫苗的生理盐水,其他各组分别接种等量的　　　　　　　　　　　。
③分别在各组中接种HPV病毒,各组操作是A组接种低危型HPV(6),　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,D组接种低危型HPV(11)。
④一段时间后统计各组的发病率。
(4)预期的结果和结论:若实验结果为A、C两组发病率相同,B、D两组发病率相同,则说明 　。
6.垂体和下丘脑发生病变都可引起甲状腺功能异常。现有甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,通过给两人注射适量的TRH分别测定每个人注射前30 min和注射后30 min的血液中TSH浓度来鉴别病变的部位是垂体还是下丘脑。测定结果如下表。
组别 TSH浓度(mU/L)
注射前30 min 注射后30 min
健康人 9 30
甲 2 29
乙 1 2
(1)临床上常常通过测定血液中激素含量来检测疾病的原因是 　。
(2)据上述结果可以推测甲、乙发生病变的部位分别是　　　　,判断的依据是　 　。
(3)下丘脑分泌的促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)能促进垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),ACTH主要作用于肾上腺皮质促进糖皮质激素(GC)的分泌。
实验发现,给健康鼠注射ACTH,会使下丘脑的CRH分泌减少。对此现象的解释有两种观点,观点1认为ACTH直接对下丘脑进行反馈调节;观点2认为ACTH通过促进肾上腺皮质分泌GC对下丘脑进行反馈调节。为了探究上述观点是否正确,请补充完善实验方案,并对实验结果做出预测。
第一步,选取生长发育正常的小鼠均分为A、B两组,分别测定CRH分泌量。
第二步,对A、B两组小鼠做表中处理,一段时间后,测定二者的CRH分泌量。
组别 切除部位 注射物质
A组 垂体 a
B组 b ACTH
①请补充完善实验方案:
A组注射的物质a是　　　　,B组切除的部位b是　　　　　　。
②预测实验结果并作出相应的解释。
若观点1正确,预测出现的结果是　　　　组CRH分泌量明显减少。若实验结果为A、B两组CRH的分泌量均明显减少,则给健康鼠注射ACTH,CRH分泌减少的原因可描述为　 　。
(4)下丘脑、垂体和甲状腺(肾上腺皮质)之间存在分级调节,分级调节的意义是 　(答出一点即可)。
参考答案
突破点　探究实验的设计、分析及评价
1.答案 (1)长环反馈
(2)细胞膜上或细胞内　减弱
(3)下丘脑　促肾上腺皮质激素　甲状腺激素
解析 (1)根据题意可知,长环反馈是指调节环路中终末靶腺或组织分泌的激素对上位腺体活动的反馈影响。图中D过程表示终末靶腺分泌的激素对腺垂体的反馈作用,属于长环反馈。
(2)由图可知,三种反馈类型都可以影响下丘脑细胞,则下丘脑细胞接受信号分子的受体位置可位于细胞膜上或细胞内;当靶腺体为性腺且其分泌的性激素减少时,会使得C和D反馈调节作用减弱。
(3)已知垂体和下丘脑的病变都可以引起肾上腺皮质功能异常。本实验中甲和乙两病鼠都表现为肾上腺皮质激素水平低下,通过注射适量的激素x,然后分别测定注射前和注射后30 min的激素y浓度变化来鉴定病变部位,从表格中可以看出,正常鼠1注射激素x后,激素y的浓度从6 mU/L增加到16 mU/L,说明激素x能刺激激素y的分泌。病鼠甲注射激素x后,激素y的浓度从2 mU/L增加到14 mU/L,说明病鼠甲的病变部位在下丘脑。由此可知,激素x由下丘脑分泌,为促肾上腺皮质激素释放激素,激素y由垂体分泌,为促肾上腺皮质激素。根据题意:有两种观点,①认为TSH通过短反馈过程进行负反馈调节;②认为TSH促进分泌TH(甲状腺激素)后通过长环反馈进行负反馈调节。在表格中,正常鼠2不注射激素,正常鼠3摘除垂体后注射较高浓度的A,正常鼠4(摘除甲状腺)后注射较高浓度的TSH,最后检测TRH的水平检验其反馈调节,因此正常鼠3摘除垂体后注射的较高浓度的A应该是甲状腺激素。
2.答案 (1)条件　大脑皮层
(2)传出神经末梢及其支配的松果体　手机发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠　体液免疫和细胞免疫
(3)将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况　甲组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5-HT后,NREM可以完全恢复;乙组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5-HT后无变化;丙组小鼠正常睡眠
解析 (1)轻音乐响起时自然犯困是后天形成的,属于条件反射,条件反射的神经中枢位于大脑皮层。(2)效应器由传出神经末梢及其支配的肌肉或腺体组成,光周期信号影响褪黑素的分泌,该反射弧的效应器是传出神经末梢及其支配的松果体。熬夜玩手机游戏会使生物钟紊乱,手机发出的光线使夜间褪黑素分泌减少,入睡时间明显延长,睡眠持续时间缩短,睡眠质量下降甚至失眠。树突状细胞和辅助性T细胞参与体液免疫和细胞免疫,因此长期睡眠不足会导致体液NO含量增加,影响体液免疫和细胞免疫。(3)要证明5-HT是由大脑中缝核神经细胞产生的,并通过作用于中脑网状结构诱导产生NREM,可将健康状况相同的小鼠平均分为甲、乙、丙三组,甲组用直流电探针损毁小鼠大脑中缝核神经细胞,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;乙组用直流电探针损毁小鼠中脑网状结构,一段时间后,向小鼠脑中注射5-HT;丙组不做处理。监测三组小鼠各项处理后的睡眠状况。甲组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5-HT后,NREM可以完全恢复。乙组小鼠损毁处理后不产生NREM,注射5-HT后无变化。丙组小鼠正常睡眠。
3.答案 (1)碘
(2)神经递质和促甲状腺激素
(3)①取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测血液中甲状腺激素含量的变化
②
甲
乙
解析 (1)碘是合成甲状腺激素的必需元素,故可利用碘的放射性同位素标记甲状腺激素,进而通过相关仪器监测血液中放射性强度,即可实时监测小鼠血液中甲状腺激素含量的变化。
(2)分析题图,t1时受到惊吓,机体会通过神经调节释放神经递质作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素;t2时主要是下丘脑产生促甲状腺激素释放激素作用于垂体,垂体产生促甲状腺激素作用于甲状腺,使甲状腺分泌甲状腺激素。
(3)①为利用自变量控制的减法原理来验证(2)中假说,可以取同种生理状态相似的小鼠均分为甲、乙两组,手术切除甲组小鼠通向甲状腺的传出神经,手术切除乙组小鼠的垂体,手术恢复后分别给予甲、乙两组小鼠惊吓刺激并实时监测其血液中甲状腺激素含量的变化。②甲组实验只能通过分级调节产生甲状腺激素,故t2时刻甲状腺激素的量才开始增加,乙组实验通过神经调节产生甲状腺激素,故t1时刻开始产生甲状腺激素,相关的预测结果图见答案。
4.答案 (1)光　黄粉虫喜欢生活在阴暗的环境
(2)①种间竞争　玻璃管为乙面包虫提供了隐蔽场所,甲、乙的生态位发生分化(重叠程度变小)　②甲　消费者　密度制约
解析 (1)根据题干信息:如果往饲养黄粉虫的容器里放一片面包,它们会聚集在面包片下面吃面包;如果把面包片翻过来,暴露在明处的黄粉虫会很快爬到面包片的下面,可知该实验控制的自变量是光,可得到初步的实验结论是黄粉虫喜欢生活在阴暗的环境。(2)①图1表示甲、乙面包虫生活在装有面粉的容器内,甲面包虫的数量明显增多,而乙面包虫的数量没有增加,说明两种面包虫之间的关系是种间竞争关系;在不改变外界环境的情况下甲面包虫占优势。由于乙面包虫比甲面包虫小,在加入细玻璃管的情况下,乙面包虫可以爬进细玻璃管中,两种面包虫可以共存,说明玻璃管为乙面包虫提供了隐蔽场所,使得甲、乙的生态位发生了分化。②根据题意和图示分析可知:在有寄生生物的状况下,乙面包虫的数量多,处于优势地位,甲黄粉虫的数量少,斜吻棘头虫对甲黄粉虫的抑制作用更强。由于斜吻棘头虫是一种寄生在这两种黄粉虫上的原生生物,所以在生态系统中属于消费者。寄主等天敌属于生物因素对种群数量的作用强度,与该种群的密度是相关的,所以寄生对宿主种群数量变化的作用属于密度制约因素。
5.答案 (1)免疫活性物质　细胞免疫　(2)细胞毒性T细胞　识别并与靶细胞接触,使其裂解死亡　(3)HPV 2价疫苗　B组接种低危型HPV(11),C组接种低危型HPV(6)　(4)HPV 2价疫苗不能预防低危型HPV(6、11)的感染
解析 (1)图中的穿孔素和颗粒酶属于免疫系统组成成分中的免疫活性物质,甲细胞是细胞毒性T细胞,图示过程为特异性免疫的细胞免疫过程。(2)题图是HPV入侵机体后,机体作出的部分免疫应答示意图,甲细胞是细胞毒性T细胞,其功能是识别并与靶细胞接触,使其裂解死亡。(3)本实验的目的是检测HPV 2价疫苗能否预防低危型HPV(6、11)的感染,①将健康大鼠平均分为4组,分别标记A、B、C、D。②A、B组接种不含疫苗的生理盐水,其他各组分别接种等量HPV 2价疫苗。③分别在各组中接种HPV病毒,各组操作是A组接种低危型HPV(6),B组接种低危型HPV(11),C组接种低危型HPV(6),D组接种低危型HPV(11)。④一段时间后统计各组的发病率。(4)预期的结果和结论:若实验结果为A、C两组发病率相同,B、D两组发病率相同,则说明HPV 2价疫苗不能预防低危型HPV(6、11)的感染。
6.答案 (1)激素微量、高效,随血液流到全身,一旦激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能　(2)下丘脑、垂体　甲注射TRH后,垂体分泌的TSH水平恢复至接近正常,表明垂体是正常的,发生病变的部位是下丘脑;乙注射TRH后,TSH的浓度基本不变,说明乙个体发生病变的部位是垂体　(3)GC　肾上腺皮质　B　ACTH可通过直接对下丘脑进行反馈调节,也可以通过促进肾上腺皮质分泌GC对下丘脑进行反馈调节,使下丘脑的CRH分泌减少　(4)可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态
解析 (1)内分泌腺没有导管,内分泌细胞产生的激素弥散到血液中,随血液流到全身,传递着各种信息。因此,临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平。激素是动物体内微量、高效的生物活性物质。因此,一旦体内激素含量偏离了生理范围,就会严重影响机体机能,这也是临床上常常通过测定血液中激素含量来检测疾病的原因。(2)由上述结果可以推测,甲注射TRH后,垂体分泌的TSH水平恢复至接近正常,表明垂体是正常的,发生病变的部位是下丘脑;乙注射TRH后,TSH的浓度基本不变,说明乙个体发生病变的部位是垂体。(3)为了探究CRH分泌量的减少,是ACTH直接导致,还是通过引起GC分泌增加,间接导致的,故该实验的因变量是CRH的分泌量,所以第一步:选取生长发育正常的小鼠均分为A、B两组,分别测定CRH分泌量,以确定初始状态的CRH分泌量。第二步:对A、B两组小鼠做表中处理,一段时间后,测定二者的CRH分泌量。A、B两组互为对照,A组摘除垂体,注射GC排除垂体分泌的ACTH导致内源GC分泌量增加造成干扰,B组注射ACTH,为避免GC的影响,需要摘除分泌GC的肾上腺皮质。若观点1正确,即并非由GC分泌增加抑制下丘脑导致,则A组由于只增加了GC,并不会抑制下丘脑的作用,故仅B组CRH分泌量明显减少。若实验结果为A、B两组CRH的分泌量均明显减少,即不管是GC,还是ACTH增多,都可以抑制下丘脑分泌CRH,则说明ACTH抑制下丘脑分泌CRH有两种途径,即ACTH可通过直接对下丘脑进行反馈调节,也可以通过促进肾上腺皮质分泌GC对下丘脑进行反馈调节,使下丘脑的CRH分泌减少。(4)分级调节的意义是可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
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