2021年高考生物全国真题分类汇编18+实验设计和实验分析

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

生物考试

注意事项：

1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写

2、提前xx分钟收取答题卡

第II卷主观题

第II卷的注释

阅卷人

一、实验探究题（共28题；共212分）

得分

1.（6分）（2021•湖北）疟疾是一种由疟原虫弓I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+++++4-+

10.2+++++4--

23.8+++-++-

35.8+++--+-

423.1++++---

527.2++++---

627.3+++-+--

728.9+++----

831.3++++---

958.0+++-+--

回答下列问题：

（1）（1分）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O

（2）（1分）7个基因中与抗药性关联度最高的是判断的依据

是

（3）（1分）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0

（4）（1分）根据生物学知识提出一条防控疟疾的合理化建议：o

【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

【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（10W10-8）；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.（6分）（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：蒸循水，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）（1分）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，放入蒸馄水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。

（2）（1分）实验预期结果与结论

若出现结果①：O

结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。

若出现结果（2）:O

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：O

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

【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，

放入蒸储水中进行透析处理。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，放入蒸镭水中进行透析处理。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

1=)o

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呼吁倍。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.（7分）（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）（1分）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，R自交，F2的表现型及比例为o

（2）（1分）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R叶色见下表。

实验分组母本父本Fi叶色

第1组WX浅绿

第2组WY绿

第3组WZ绿

第4组XY绿

第5组XZ绿

第6组YZ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R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o

（3）（1分）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OsCAOl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O

【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

【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，B为杂合子，B自交后代F2的表现型及比例为绿叶：浅绿叶=3：lo

故答案为：母本；雄蕊；绿叶：浅绿叶=3：1o

(2)四个水稻浅绿叶突变体W、X、丫、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，B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，B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),Fi基因型为AaBbCC,H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),Fi基因型为AaBbCC,Fi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)xZ(AABBcc),B基因型为AaBBCc,R产生配子及比例为，

ABC：aBc：ABc：aBC=l：1：1：1,即AB、aB和C、c可以进行自由组合，Fi自交后代F?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=9：7O

故答案为：丫、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=9:7o

(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.（8分）（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）（1分）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）（1分）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险。

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：0

（3）（1分）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。

三裂叶豚草生物量（kg・m-2）

组别

第1年第2年第3年

A：三裂叶豚草8.0712.2412.24

B：三裂叶豚草+锈菌7.656.434.77

C：三裂叶豚草+广聚萤叶甲8.1012.4312.78

D：三裂叶豚草+野艾蒿4.894.023.12

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O

（4）（1分）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0

【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

【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：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一地衣阶段一苔葬阶段

一草本植物阶段一灌木阶段-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

程是草本植物阶段一灌木阶段-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弓I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.(6分)(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）（1分）下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为o

（2）（1分）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、

、o（答出3种原因即可）

（3）（1分）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

【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运输至ijMeSC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.（6分）（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。

I0O

(39B口其他

滞I75口糙隐子草

36■羊草

5O■克氏针茅

c

°半干旱增加降水

半干旱增加降水半干旱增加降水

图1图2

（1）（1分）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）（1分）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）（1分）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）（1分）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o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。

I田鼠I

I肠道微生物।

【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；

【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：

【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：在单位时间一内迁入（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xlOO%。

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.（7分）（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。

给药后不同时间血糖水平（mmol/L）

组别（每组10只）给药里（mg/kg体重）

0分钟30分钟60分钟120分钟

生理盐水-4.3711.037.885.04

阿卡波糖4.04.127.627.575.39

NB4.04.19X]6.825.20

CH4.04.24X27.205.12

NB+CH4.0+4.04.36X35.495.03

（1）（1分）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)(1分)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)(3分)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XI、X2、X3处的数据排列中符合上述结论的是o

A.7.157.626.37

B.7.607.286.11

C.7.436.267.75

D.6.087.027.54

【答案】(1)葡萄糖；cadb；氧化分解

(2)生理盐水组与阿卡波糖组

(3)A；B

【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xi、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XI和X2组，故AB项数据符合上述结

论，AB正确。

故答案为：AB0

【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CO?、氏0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.（10分）（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）（1分）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）（1分）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，o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O

（3）（1分）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。

犍尿物小仪正常小鼠

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蛭

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KH时间（h）

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

（4）（5分）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B；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

血精,_______»葡萄糖与GT细胞摄取葡留精

上升时工结合增多的速率升高

（过程1）IA*jGT■上

结价减少GT增多

'〜\IA\i腆岛东受体—一

结合增多

-J

（4）

血第.___Am的第与GTA细胞摄取简蓟精

下降时二^结合减少的速率降低

（过程2）IA*jGT膜上

结合增多GTM少

胰岛东受体一一

结合减少

-J

【解析】【解答】（1）血糖升高，促进胰岛B/胰岛P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0；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1A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。

血精,_______A葡萄糖与GT细胞摄取葡葡糖

1

上升时二结合增多的速率升高

（过程1）IA*jGT膜上'

结价被少GT埴%

、4从。胰岛素受体一*

结合增多

故答案为：

血常._____Af的值与GT»细胞摄取葡蓟精

下降时二^结合减少的速率降低

（过IA'JGT膜上

结合增多GTM少।

结合诚少

【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、氏0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.（7分）（2021•北京）学习以下材料，回答（1）〜