2025年高考二轮复习生物大单元9实验与探究层级二关键突破提升练

层级二关键突破提升练学生用书P217

突破点探究实验的设计、分析及评价1.(2024·广东佛山二模)(10分)甲型流感病毒(IAV)导致的肺炎严重威胁人类健康,婴幼儿感染IAV后易发展为重症。回答下列问题。(1)在IAV感染引发的体液免疫中,激活B细胞的信号是

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在IAV感染引发的特异性免疫过程中,辅助性T细胞产生的细胞因子的作用是

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(2)婴幼儿感染IAV后易发生强烈的应激反应,出现炎症细胞因子风暴,这是其发展为重症的原因之一。磷酸奥司他韦是目前针对上述疾病的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物K的治疗效果进行了研究,实验如下。a.取健康小鼠120只,随机分为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组和K组。b.除正常组外,其余组均用等量IAV滴鼻感染。感染当天开始灌胃给药,连续给药四天。c.第5天每组取10只小鼠并解剖,检测并统计肺组织的病毒量和炎症细胞因子含量。d.在相同且适宜条件下,观察并统计感染后2周内动物的死亡情况。结果如下表所示。序号组别病毒量/(个·mL1)IL6/(pg·mL1)TNFα/(pg·mL1)死亡率/%1正常组01800022002模型组2.0×10821000530903磷酸奥司他韦组1.1×10817500210154K组1.3×1081200031035注:IL6和TNFα是两种典型的炎症细胞因子。①实验中的对照组是(填序号)。步骤b中正常组和模型组的灌胃处理是:。

②本实验的结论是

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③炎症细胞因子可通过NFKB等信号通路实现免疫调节功能。NFKB蛋白和TAK1蛋白磷酸化水平提高是NFKB信号通路活化的标志。研究表明,与磷酸奥司他韦相比,化合物K能通过影响NFKB信号通路发挥治疗作用。请设计实验证明这一结论,写出实验方案。

(备选材料:健康小鼠和肺炎模型小鼠)。答案(1)甲型流感病毒与B细胞直接接触,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合促进淋巴细胞的分裂、分化(2)①1、2、3灌胃等量的生理盐水②天然化合物K对甲型流感导致的炎症细胞因子风暴有治疗效果,但是不如磷酸奥司他韦明显③将肺炎模型小鼠分为三组,以健康小鼠为对照组,分别灌胃等量生理盐水、磷酸奥司他韦、化合物K、生理盐水。收集小鼠血液和肺组织样本,检测NFKB和TAK1蛋白磷酸化水平,分析数据,比较各组小鼠的蛋白磷酸化水平变化和病情改善情况解析(1)一部分病原体可以与B细胞直接接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一部分病原体经过抗原呈递细胞摄取、处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。因此在IAV感染引发的体液免疫中,激活B细胞的信号是甲型流感病毒与B细胞直接接触,辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合。在IAV感染引发的特异性免疫过程中,辅助性T细胞产生的细胞因子的作用是促进淋巴细胞的分裂与分化。(2)①本实验的目的是研究天然化合物K的治疗效果,对照组为正常组、模型组、磷酸奥司他韦组,即1、2、3组;为保证单一变量,步骤b中正常组和模型组灌胃等量的生理盐水。②由表格信息可知,天然化合物K对甲型流感导致的炎症细胞因子风暴有治疗效果,但是不如磷酸奥司他韦明显。③NFKB蛋白和TAK1蛋白磷酸化水平提高是NFKB信号通路活化的标志,化合物K能通过影响NFKB信号通路发挥治疗作用,可通过检测NFKB和TAK1蛋白磷酸化水平来判断化合物K影响NFKB信号通路的情况。实验方案为:将肺炎模型小鼠分为三组,以健康小鼠为对照组,分别灌胃等量的生理盐水、磷酸奥司他韦、化合物K、生理盐水,一段时间后收集小鼠血液和肺组织样本,检测NFKB和TAK1蛋白磷酸化水平,分析数据,比较各组小鼠的蛋白磷酸化水平变化和病情改善情况。若实验结果相较于磷酸奥司他韦组,化合物K组NFKB和TAK1蛋白磷酸化水平更低,病情改善较好,可证明与磷酸奥司他韦相比,化合物K能通过影响NFKB信号通路发挥治疗作用。2.(2024·福建漳州一模)(12分)某荒山系中度水土流失区域,以丝茅、芒萁骨等植被为主。研究人员欲将该地建设为杨梅生态园。(1)将荒山改造为杨梅生态园属于演替。建设杨梅生态园时需充分运用生态规律、考虑社会和经济系统的影响力,遵循生态工程的原理。

(2)为进一步改善水土流失问题,研究人员在A~D四块样地将杨梅分别与黄栀子、宽叶雀稗、百喜草、杭白菊进行套种,E为对照样地,结果如下图。①套种提高了杨梅林的稳定性,从能量流动的角度分析,套种的优点有

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②实验结果表明套种上述植物均能改善水土流失,判断依据是

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(3)研究表明,弗兰克氏菌可与杨梅共生,形成固氮根瘤;AM菌可产生众多活性物质,促进植物根系生长。为研究弗兰克氏菌和AM菌对杨梅树生长发育的影响,进行相关实验,过程及结果如下表。组别接种处理实验结果结瘤数/(个·株1)侧根数/根植株鲜重/(g·株1)甲无08.390.34乙Ⅰ018.0100.34丙Ⅱ29.713.3120.02丁弗兰克氏菌和AM菌4821150.41完善表格:接种Ⅰ;接种Ⅱ。

(4)研究表明,杨梅生态园可以改良土壤,缓解水土流失,体现了生物多样性的价值。结合上述实验结果,请提出一条杨梅生态园种植的最佳方案:

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答案(1)次生整体(2)①抵抗力将植物在空间上进行合理配置,增大了流入杨梅林的总能量,提高了光能利用率②A~D样地含水率均高于E样地,泥沙流失量和径流流失量均低于E样地(3)AM菌弗兰克氏菌(4)间接杨梅幼苗混合接种弗兰克氏菌和AM菌后种植于杨梅林中,并套种黄栀子解析(1)次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。因此,将荒山改造为杨梅生态园属于次生演替。人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中,进行杨梅生态园建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,还要考虑经济和社会等系统的影响力,即要遵循生态工程的整体原理。(2)①与单独种植相比,套种的种植方式提高了杨梅林的生物多样性,从而提高了杨梅林的抵抗力稳定性。从能量流动的角度分析,套种的种植方式将植物在空间上进行合理配置,增大了流入杨梅林的总能量,提高了光能利用率。②据图中数据可知,A~D样地含水率均高于E样地,泥沙流失量和径流流失量均低于E样地,说明套种上述植物均能改善水土流失。(3)由题意可知,弗兰克氏菌可与杨梅共生,形成固氮根瘤。据表中数据可知,接种Ⅱ时杨梅根系会结瘤,说明菌种Ⅱ是弗兰克氏菌,则菌种Ⅰ为AM菌。(4)生物多样性的间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面,杨梅生态园可以改良土壤,缓解水土流失,维持生态系统稳定,体现了生物多样性的间接价值。结合以上信息,套种可以提高生态系统的稳定性,充分利用光能,且与黄栀子套种效果最好;杨梅与弗兰克氏菌共生可形成固氮根瘤,增强对空气中氮的利用,AM菌可产生众多活性物质,促进植物根系生长。因此,建设杨梅生态园时,可将杨梅幼苗混合接种弗兰克氏菌和AM菌后种植于杨梅林中,并套种黄栀子。3.(2024·广东汕头二模)(12分)肠促胰岛素GLP1是在人进食后由小肠中的L细胞分泌的一种多肽类激素。研究发现人脑存在不同脑区NTS、DMH、DMV,其中NTS内的神经元也能产生GLP1,DMH中存在葡萄糖敏感的神经元GLP1R,其与GLP1结合后被激活,最终通过副交感神经将信号传递至胰腺,促进胰岛素的分泌,使血糖水平降低(如图a)。若机体中胰岛素含量过多,则会出现低血糖症状。回答下列问题。图a图b(1)分析可知,GLP1R神经元存在GLP1和受体(填受体名称),脑内GLP1调节血糖代谢的反射弧中的效应器是副交感神经末梢及其支配的。

(2)为研究脑内GLP1诱导的胰岛素释放是否依赖血糖水平,科研人员给生理状态相同的两组小鼠分别注射5mL的缓冲液PBS(不含葡萄糖)和等体积2g/kg葡萄糖溶液,用GLP1R激动剂Exn4处理DMH30min后观察血糖变化情况,结果如图b。实验结果说明

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基于该发现,人们认为开发GLP1类似物作为降糖药更优于传统降糖药(胰岛素类似物),其优点是。

(3)研究表明肠GLP1通过激素调节能促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌。某兴趣小组为探究肠GLP1和脑内GLP1对胰腺作用效果是否相同,设计如下实验。步骤1:将血糖代谢正常小鼠随机分为甲、乙两组;步骤2:分别向甲组鼠胰腺血管和乙组鼠脑内DMH注射等量GLP1,30min后测量各组血液中的胰岛素浓度;步骤3:比较两组胰岛素浓度,若相等,则作用效果相同;反之则不同。上述实验操作不足以验证结论,需要完善的操作有:

(请写出2点)。(说明:其他无关变量相同且适宜,手术操作不影响小鼠的生理指标)答案(1)葡萄糖胰岛B细胞(2)脑内GLP1诱导的胰岛素释放依赖血糖水平,在血糖较低的状态下几乎不起降糖作用,在高血糖状态下具有较高的降糖能力可避免因剂量问题引发低血糖症状或血糖较低的状态下不起降糖作用(3)应分别测量胰岛素和胰高血糖素的浓度,不能只测量胰岛素浓度;实验前需测量小鼠血液中的胰岛素、胰高血糖素的初始浓度;不能直接比较测量值,应先计算GLP1处理前后激素浓度的差值,再进行比较解析(1)由题意可知,GLP1R神经元属于葡萄糖敏感的神经元,与GLP1结合后被激活,因此GLP1R神经元存在GLP1和葡萄糖受体,GLP1R神经元与GLP1结合后被激活,通过副交感神经将信号传递至胰腺,促进胰岛素的分泌,所以该反射弧中的效应器是副交感神经末梢及其支配的胰岛B细胞。(2)由图b可知,用GLP1R激动剂Exn4处理DMH30min后,血糖变化是2g/kg葡萄糖溶液条件下血糖浓度