高考生物大二轮专题复习 专题10 实验与探究

J',专题十

实验与探究

［考纲要求］1.能独立完成《考试大纲》列出的生物实验，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，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，学会运用

观察、实验与调查、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

真题探究

修全国卷视野

1.（2021.全国乙卷）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实

验所用试剂的叙述，错误的是（）

A.鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色

B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色

C.观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性

D.观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮

答案A

解析代谢旺盛的细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能将代谢旺盛的

细胞染成蓝色。

2.（2018・全国卷I）已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X

的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养

液中培养，培养过程中进行不同的处理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定

各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是（）

A.乙组加入了药物X后再进行培养

B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养

C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养

D.若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构

答案C

解析根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于

甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙

组为加入药物X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的

作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D,因此乙组加入了药物X,丙组

先加入药物X,后加入药物D,A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物

D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失

去活性，D正确。

3.（2018•全国卷m）下列研究工作中由我国科学家完成的是（）

A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验

B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验

C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验

D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成

答案D

解析以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成

的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成

的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里

完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在

1965年完成的，D正确。

4.（2019•全国卷HI）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作

物的产量。回答下列问题。

（I）植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是_______,在细胞核中合成

的含氮有机物是_______,叶绿体中含氮的光合色素是O

（2）农作物吸收氮元素的主要形式有镀态氮（NHj）和硝态氮（NCX）。已知作物

甲对同一种营养液（以硝酸铁为唯一氮源）中NH3和NO彳的吸收具有偏好性（NH3

和NO,同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好

性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。

答案（1）蛋白质核酸叶绿素

（2）实验思路：配制营养液（以硝酸铁为唯一氮源），用该营养液培养作物甲，

一段时间后，检测营养液中NHj和NOW剩余量。

预期结果和结论：若营养液中NO彳剩余量小小NH『剩余量，则说明作物甲

偏好吸收N05；若营养液中NH『剩余量小于NOM剩余量，则说明作物甲偏好吸

收NHL

解析（1）在植物细胞中，核糖体是生产蛋白质的机器，蜜白质是一种含氮的

有机物；在细胞核中能够通过DNA的复制和转录合成的含氮有机物是核酸（DNA

和RNA）;叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素。

（2）由于农作物对两种离子的吸收量不同，且硝酸镀溶液中NHJ和NO彳的比

例为1：1,所以用该培养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中N（X和NHJ

的剩余量即可判断作物甲对NH『和NOW吸收的偏好性。预期结果和结论：若营

养液中NOW的剩余量小于NH才的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO"若营养

液中NHJ的剩余量小于NOW的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NHL

5.（2017・全国卷I）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和

DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出

现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的

方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简

要写出⑴实验思路；（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证

的甲、乙两个组）

答案（1）思路

甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘴碇的培养基中，之后接种新病

毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺喀嚏的培养基中，之后接种新

病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

（2）结果及结论

若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。

解析该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA,要求使

用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、

N、E,因此只标记化学兀素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在十含氮

碱基和五碳糖不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺喑咤和含

有放射性标记的尿嘴嚏，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘴口定来合

成DNA,还是利用含有放射性标记的尿喀咤来合成RNA。

■新高考视角

6.（2021.广东选择性考试）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇

的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究

其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（）

薛母菌肖汉嚼香

培养液/丁\

甲乙

A.培养开始时向甲瓶中加入重铭酸钾以便检测乙醇生成

B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2

C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分在

D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量

答案D

解析检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管

中加入0.5mL溶有0.1g重铭酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中

溶液颜色的变化，A错误；C6可以使溟麝香草酚蓝水溶液闩蓝变绿再变黄，因

此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性奥线粒体的活细胞染

料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液

染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖

的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此实验中增加曰瓶的酵母菌数量不

能提高乙醇最大产量，D正确。

7.（2020•山东等级考）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、

易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（）

A.在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构

B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片

C.质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小

D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液

答案C

解析黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察,

A正确；黑藻成熟叶的细胞为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观

察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体

积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C

错误；叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素

时，可用无水乙醇作提取液，D正确。

8.（2021.山东等级考）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。

并常增

殖分化MeS（:耗竭.

力愉f神经色素细胞减少

注：HESC：毛囊细危干细胞G：糖皮质激素

M“SC：黑色素细胞干细胞NE：去甲讣上膑素

-----促进.....•抑制

（D~②：调节过程

（1）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）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：_______________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

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（或其他合理答案如：

MeSC上受体分布不同、两过程NE的活性不同等。以上三人空的答案顺序可颠

倒）

（3）取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组

不处理；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。饲养一定时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化A

组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多（生长旺盛）、不变白；C组小鼠脱

毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多（生长旺盛）、变白（注：上述处理中A组做假手

术处理，C组做假手术并束缚也可)

解析题图分析，过度紧张焦虑刺激下丘脑分泌相应激素作用于垂体，垂体

分泌相应激素作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素抑制成纤维细胞，通过一

系列途径最终分化出的毛囊细胞减少。与此同时，过度紧张焦虑会刺激脑和脊髓

通过传出神经作用于肾上腺髓质分泌NE或传出神经分泌NE作用于MeSC,使其

异常增殖分化，最终黑色素细胞减少，据此答题。

(1)由图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相

应激素，再通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，该过程体现

了激素分泌的分级调节。

(2)过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSC细胞，过程①是传出神经先

作用十肾上腺髓质使其分泌NE冉作用十MeSC细胞，这两种方式中过程②的作

用效果大于过程①，其可能原因有两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作

为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，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，过程②中NE运输时间短，过程①中

NE运输时间长。

(3)该实验的实验目的为验证题中所述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛

小鼠体毛的影响，实验自变量为是否对小鼠进行长期束缚以及是否切除肾上腺，

因变量为黑毛小鼠体毛的变化。由图可知，过度紧张和焦虑会导致黑色素细胞减

少，引起体毛变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱毛，因此以黑毛小鼠体毛是

否变白以及是否脱毛作为因变量观察指标。为了验证长期束缚及肾上腺对黑毛小

鼠体毛的影响，可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。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

此可见，长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑导致脱毛和白化现象，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。

9.（2020♦天津等级考）鬼箭锦鸡儿（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸系统的常

见植物C科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响C研究结

果见下图。

□CJ,：常态CO2浓度+常温,GT2：常态co：浓度+高温

□C;T.：eCO?浓度+常温囱C42：而C。?浓度+高温

z5

z0

相L5

对

生L0

物

s

fit

O.o

注：相对生物量=单株干重/对照组（GTD单株干重。

据图回答：

（1）CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转

变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统

和中的重要作用。

（2）本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为

,仅温度升高对两种植物的影响分别为o

（3）两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影

响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一

高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实

验。请给出简单的实验设计思路：________________________________________

。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落

的速度与方向。

答案（1）物质循环能量流动

（2）促进两种植物生长抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长

（3）将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变

化演替

解析（1）生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物

通过光合作用将大气中C02转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能,

体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用C

(2)据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物

量都提高，故仅CO2浓度的升高，可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在

鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实

验中，相同条件下高温组的相对生物量都高于常温组，因此，仅提高温度，会抑

制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。

(3)根据题意，在群落水平上，温室效应加剧可能导致生活在同一高寒草甸中

的鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的比例发生变化，即导致群落发生了演替。若要验证该推

测，则可将鬼箭锦鸡儿和紫羊茅种植在一起，比较温室效应加剧前后该区域两种

植物的相对生物量的变化。若推测成立，说明温室效应加剧匚J能会对群落演替的

速度和方向产生影响。

念考情分析

考点全国I卷5年考情分析

20172018201920202021热度

教材基T2T4T2★

础实验[6分][6分][6分]★

教材科学T2

★

史、方法等[6分]

T4

[6分]

T6★

拓展实T29[6分]T29★

验探究[10分]T3I[8分★

[8分]★

T32⑵

[6分]

每年本专题16分26分14分6分6分五年

考查的分值均分

13.6

分

全国I1卷5年考情分析

考点

20172018201920202021热度

教材基

★

础实验

教材科学T3

★

史、方法等[6分]

★

拓展实T30T?9⑶T37(3)(4)T30

★

验探究[9分][8分][U分][9分]

★

五年

每年本专题

9分8分11分6分9分均分

考查的分值

8.6分

全国山卷5年考情分析

考点

20162017201820192020热度

教材基

T5

★

础实验[6分]

教材科学T2Ti★

史、方法等[6分][6分]★

T31T29(2)

拓展实[10分][6分]★

验探究T32T32(2)★

[12分][8分]

每年本专题6分28分6分14分五年

考查的分值均分

10.8

分

◎素养提升

1.淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶，在代谢中起到重要作用。为了探究

不同物质对胰淀粉酶的活性的影响，研究人员进行如下实验。实验流程如下:

步骤甲组乙组丙组丁组

1mL淀粉酶溶

液；

1mL淀粉酶溶1mL淀粉酶溶液；

1mL2.5%茶花

液；1mL2.5%茶花粉

1mL淀粉酶溶粉提取液；

11mL2.5%茶花提取液；

液；_1_1mL5%芦丁

粉提取液；1mL5%VC溶液;

溶液；

2mL磷酸缓冲液1mL磷酸缓冲液

1mL磷酸缓冲

液

续表

步骤甲组乙组丙组丁组

2混匀后放入37℃恒温水浴锅中保温10min

3各加入2mL预热至37℃的1%可溶性淀粉溶液

4

5沸水浴5min后加入4mLDNS显色剂，混匀后继续沸水浴8min

观察各组试管颜色变化,并通过仪器测量，转化的实捡结果：

的活性相对值出

6

0甲乙丙丁组别

注：DNS显色剂与还原糖在沸水浴条件下显棕红色。

请分析回答：

(1)胰淀粉酶能将淀粉水解成,进而再水解为葡萄糖被人体吸

收C

(2)第1步中I处应加入该组作为空白对照的目的是测

定________________________________________________________________

(3)II处的操作步骤是o第5步加入DNS显色剂前、

后沸水浴的作用分别是______________________、o

(4)实验结果说明茶花粉提取物对淀粉酶的活性具有作用，推测服用

茶花粉提取物可在_______(填“升血糖”或“降血糖”)方面有一定的辅助治疗

作用，当与富含________(填“芦丁”或“VC”)的食物共同服用时可增强疗效。

答案(1)麦芽糖

(2)3mL磷酸缓冲液酶在适宜条件下的活性

(3)混匀后在37℃条件下，呆温相同时间高温使酶失活，终止反应使DNS

显色剂在高温条件下与还原糖反应显色

(4)抑制降血糖芦丁

解析(1)淀粉在淀粉酶的催化作用下先被水解成麦芽糖，进而再被水解成葡

萄糖。

(2)分析甲、乙两组，自变量为是否加入1mL2.5%茶花粉提取液，依据等量

原则，第1步中I处应加入3mL磷酸缓冲液；甲组为空白对照组，作用是测定

酶在磷酸缓冲液中的活性，即酶在适宜条件下的活性。

(3)步骤3将预热至37°C的底物加入甲、乙、丙、丁不同物质环境条件下，

为了让酶与底物充分反应，II处的操作步骤是混匀后在37℃条件下保温相同时

间；为了使各组反应时间相同，故加入DNS显色剂前进行沸水浴，作用为高温

使酶失活，终止反应的进行；根据DNS显色剂与还原糖显色条件知，加入DNS

显色剂后沸水浴的作用是使DNS显色剂在高温条件下与还原糖反应显色。

(4)分析甲、乙两组实验条件及实验结果(柱形图)可知，茶花粉提取物对淀粉

酶的活性具有抑制作用，推测服用茶花粉提取物可在降低血糖方面有一定的辅助

治疗作用；分析甲、乙、丙、丁四组实验条件，与实验结果柱形图可推测，茶花

粉提取物与富含芦丁的食物共同服用可增强降低血糖的效果C

2.造血干细胞(HSC)在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当

受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动

员。收集外周血中的HSC,可用于干细胞移植及血液疾病治疗。

(1)图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子(G—CSF)刺

激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的

融合，释放神经肽(CGRP),CGRP作为一种

可作用于HSC_______上的受体，促进HSC迁移至血管中。

(2)研究人员用RTX药剂使小鼠的伤害性感受神经元失活，未处理的小鼠为

对照组，实验处理及检测结果如下表所示。

外周血中

组别注射物质CGRP相对量

HSC的相对量

RTX组溶剂I3

RTX组CGRPII10

V

对照组溶剂III10

对照组CGRPIV20

表中实验结果支持了图1中的过程，请完善表格，V处为注射刺激

小鼠，I〜W处数据依次为___________(选填数字“0、6、15、6”)。

(3)R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，

研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检

测结果如图2和图3所示。

每3o

近口野生型口敲除组

外

周2o

血X

中O

=，)1o

3

数O

n

未注射G-CSF注射C-CSF

图2

单w

位口野生型口破除组

体e

积30

处Jtx20

惭110

'|='5

3

未注射C・CSF注射G-CSF

图3

①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的，依据是

②图3结果说明o

③综合图2和图3实验数据可知，G—CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总

量明显高于敲除组，推测原因是

(4)辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否

增强由G—CSF刺激引起的造血干细胞动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含

辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP含量。请补充完

善上述实验方案__________________________________________________

________________________________________________________________________________________O

答案(1)突触小泡与突触前膜神经递质(或信号分子)细胞膜

(2)G—CSF0、6、6、15

⑶①注射G-CSF刺激后，敲除组外周血中HSC数量显著低于野生型

②HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响③HSC迁移至外周血导致骨髓中

HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加

(4)需补充两点：①实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠

分别注射G-CSF。②检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量

解析⑴根据图示可以看出G—CSF刺激突触前膜后，引起了神经纤维末梢

中的突触小泡与突触前膜融合，释放神经肽，因此可判定CGRP为一种神经递质

(或信号分子)，可作用于HSC细胞膜上的受体，促进HSC迁移至血管中。

(2)题干描述该实验的结果支持图1的过程，而图1中的过程需要G—CSF刺

激突触前膜，引起前膜释放CGRP,作用于HSC,而单纯用RTX药剂会让伤害性

感受神经元失活，所以RTX组和对照组相比，自变量为伤害性感受神经感受元是

否有活性，需要有G-CSF刺激，因此可确定V为注射G-CSF刺激小鼠；根据

该机制的过程,RTX组伤害性感受神经元失活，用G—CSF刺激也不会引起CGRP

释放，I组对应的组别中注射的为溶剂，因此I为0,因此外周血中HSC的相对

量也最低；II和m对应的组别中，一个是被RTX处理且注射物质为CGRP,另一

个是被G—CSF刺激且注射物质为溶剂，两组外周血中HSC的相对量相同，因此

可推测两组的CGRP相对量都为6；而IV的神经元正常，被G-CSF刺激且加入

CGRP,其外周血中HSC的相对量也最高，因此确定IV的值为15。

(3)①图2中注射G—CSF后，对照组(野生型)可以引起外周血中HSC的相对

量升高，与之相比，敲除了R基因的敲除组外周血中HSC的相对量较少，可确

定R基因表达的R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的。②图3中可以看出无论

是否注射G-CSF,以及是否有R基因的表达产物，单位体积骨髓中HSC存储数

量基本不变，因此可确定HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响。③综合图2

和图3实验数据可知，G—CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除

组，可以推测该机制可能是受G-CSF刺激后，HSC迁移至外周血导致骨髓中

HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加。

(4)该实验的实验目的为探究辣椒素能否增强由G-CSF刺激引起的造血干细

胞动员，因此自变量为是否喂食辣椒素，因变量为造血干细胞动员程度，但该过

程需要由G—CSF刺激，因此需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别

注射G—CSF,而因变量需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量，题中实验方案

需补充完善两点：①实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分

别注射G—CSF。②检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量。

3.在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生

部分交换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研小组将小

鼠置于密闭小室内，每日两次香烟烟雾染毒30分钟，分别在第9、18、27天采集

小鼠骨髓细胞，镜检观察SCE率，结果如下表：

不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响

组别染毒时间/天SCE率/%

96.89

染毒组187.77

278.29

95.87

对照组185.92

275.87

⑴本实验的自变量是__________________________,表中数据表明：

⑵为镜检小鼠骨髓细胞的SCE,需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射

BrdU,BrdU与胸腺喀咤脱氧核昔酸(TdR)结构类似。细胞增殖时，BrdU可取代

TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色，双链都掺入BrdU的DNA

分子所形成的姐妹染色单体着色较浅；而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两

条链都不掺入BrdU,所形成的姐妹染色单体着色深。

两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，如下图。

若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第

个细胞周期期的细胞。

(3)通常SCE并不改变遗传物质的组成，原因是____________________o

但SCE是染色体发生断裂和重接而产生的，可能造成的损伤，因此SCE

率可作为检测诱变剂致畸变的指标o

(4)综上所述，请提出远离二手烟的理由

答案(1)染毒时间和是否染毒染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高随

着时间延长，SCE率增加

⑵二中

(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA序列相同DNA

(4)二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起

细胞畸变

解析(1)表中数据是实验组和对照组不同时间的SCE率，则本实验的自变量

为是否染毒和染毒时间，表中数据表明：染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，

且随着时间延长，SCE率增加。

(2)细胞分裂中期的染色体形态固定，数目清晰，适于观察染色体。根据半保

留复制的特点，向小鼠注射BrdU,第一次分裂过程中DNA复制后，两条姐妹染

色单体所含的DNA均有一条链含有BrdU,着色较深；第二次分裂过程中DNA

复制后，两条姐妹染色单体中，一条姐妹染色单体所含的DNA中只有一条链含

有BrdU,着色较深，另一条姐妹染色单体所含的DNA两条链均含有BrdU,着

色较浅，两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，所以观察某个染色体

的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第二个细胞周期中期的细胞进

行对比观察。

(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来的，DNA的碱基序列相同，

所以通常SCE并不改变遗传物质的组成；但SCE是染色体发生断裂和重接产生

的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。

4.为利用某种病毒的减毒株(MV)治疗胰腺癌，科研人员进行了相关研究。

(1)细胞生命活动过程中产生衰老、受损的细胞器或功能丧失的蛋白复合物

时,B蛋白在细胞内招募L-II蛋白(由细胞质基质中的L-I蛋白转变而来)等蛋白，

启动自噬过程，形成自噬体，自噬体最终融入中降解，这有利于保持细

胞结构和功能的o

⑵科研人员用MV、CQ(自噬抑制剂)和RAPA(自噬诱导剂)处理胰腺癌细胞,

96h后测定细胞内B蛋白、L・H蛋白、L・I蛋白含量，并以细胞内恒定表达的

快actin蛋白含量作为参照，得到下表所示结果°

变量控制电泳结果L-H蛋白/细胞存

组别

MVCQRAPAB蛋白p-actinL-1蛋白活率(％)

1———1.54100

1

——

2+11.51121.13

1

3—+—10.1236.17

1

4+——9.5848.89

①本实验中，作为对照组的是_______组。

②L-H蛋白是定位在自噬体膜上的蛋白，在自噬过程结束时会重新转变成

L-I蛋白，因而“L-H蛋白/L-I蛋白”可作为的一个观测指

标。

③比较1、2、3组结果，推测自噬过程(选填“促进”或“抑制”)

癌细胞增殖，从物质与能量的角度分析，其原因是________________________

(3)综合上述研究，请写出MV影响胰腺癌细胞增殖的机制：

—oMV虽有抗胰腺癌的应用前景，但目前研究结果在很多方面尚不足以支持

临床医学应用，请阐述理由：____________________________________________

答案(1)溶酶体相对稳定

(2)①1、2、3②自噬过程③促进通过自噬降解细胞内衰老或受损的细

胞器，获得代谢所需的物质和能量，有利于细胞增殖

(3)MV抑制B蛋白生成，降低其招募功能，降低癌细胞自噬，使其增殖所需

物质和能量不足(或MV阻断自噬体与溶酶体的融合过程，降低癌细胞自噬，使其

增殖所需物质和能量不足)还需要进行动物实验和临床医学实验(或胰腺癌种类

多样，不知是否对其他类型同样有效；细胞内分子调控通路复杂，MV是否影响

其他通路，还需进一步探究；MV是否影响正常细胞的自噬尚不清楚；MV是否

引起其他致病风险尚不清楚)

解析(1)细胞自噬和细胞器溶酶体有关，溶酶体内含有多种水解酶，能水解

衰老、损伤的细胞器，因此自噬体最终与溶酶体融合，进入溶酶体中降解，这有

利于保持细胞结构和功能的相对稳定。

(2)①本实验研究的是MV对胰腺癌的影响，1是空白对照组，2、3是条件对

照组，因此1、2、3均是对照组。

②根据题干信息“L-H蛋白是定位在自噬体膜上的蛋白，在自噬过程结束时

会重新转变成L-I蛋白”，因此“L-II蛋白/L-I蛋白”可作为自噬过程的一个

观测指标。

③1组和2组细胞均能自噬，3组细胞自噬受到抑制，1、2组癌细胞存活率

高，3组癌细胞存活率低，由此可知自噬过程促进癌细胞增殖，可能原因是细胞

通过自噬降解细胞内衰老或受损的细胞器，获得代谢所需的物质和能量，有利于

细胞增殖。

(3)依据题干信息“B蛋白在细胞内招募L-H蛋白(由细胞质基质中的L-I蛋

白转变而来)等蛋白，启动自噬过程”，从表中可以看出，MV处理后，B蛋白生

成量少，LJ1蛋白/L・I蛋白比值较高，癌细胞的存活率较低，由此可推出MV治

疗胰腺癌的机理可能是MV抑制B蛋白生成，降低其招募功能，降低癌细胞自噬,

使其增殖所需物质和能量不足。要使MV在临床医学上进行推广，还需要进行动

物实验和临床医学实验。

5.睡眠是动物界普遍存在的现象。腺昔是一种重要的促眠物质。

(1)图1为腺昔合成及转运示意图。由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过

方式转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去____个磷酸

产生腺苦。

腺背、飞

毅

外保■绿色荧

光蛋白

图2

(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠一觉醒周期中基底前脑(BF)胞外

腺昔水平的变化，研究者设计了一种腺昔传感器(图2),并使之表达在BF区细胞

膜上。

①传感器的工作原理是____________________________________________

②满足实验要求的传感器应具备的条件包括o

A.对腺甘白高荧光响应，对ATP等腺甘衍生物无反应

B.传感器数量随着睡眠一觉醒周期而变化

C.对正常睡眠一觉醒周期无明显影响

D.腺昔与传感器的结合是不可逆的

(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表

明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苜。为进一步检验该结

论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的

实验结果应是______________________________________________________o

(4)研究发现，腺昔与觉醒神经元细胞膜上的Ai受体结合，可(选填

“促进”或“抑制”)K+通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺昔还可以通过A2

受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。

(5)基于以上信息，请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。

答案⑴胞吐3

⑵①腺苔与受体结合改变受体空间结构,进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在

被激发后)发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苔浓度②AC

(3)两实验组的腺苔浓度(荧光强度)均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓

度更低

(4)促进

(5)利用AK活性抑制剂来增加脑中腺昔浓度；使用Ai激动剂抑制觉醒神经

元；使用A2激动剂来激活睡眠相关神经元。(合理即可)

解析(2)②要使传感器满足实验要求，必须使其对腺昔有高荧光响应，而对

ATP等腺菩衍生物不反应，这样可以避免其他物质对实验结昊的影响；传感器还

应对正常睡眠一觉醒周期无明显影响，因为实验在探究腺昔在睡眠过程中的水平

变化，如果实验仪器对睡眠过程有影响会导致实验有较大误差；传感器只是检测

腺昔浓度，其数量与睡眠一觉醒周期尢关；腺昔与传感器的结合应是可逆的，因

此B、D错误，A、C正确。

(3)激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元的检测结具表明：在睡眠调节

中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺昔。那么去除BF区胆碱能神经元和谷

氨酸能神经元后，仍支持上述结论的实验结果应是两实验组的腺昔浓度(荧光强度)

均低于对照组，去除谷氨酸能神经元的组浓度更低。

(5)根据本题所有信息，腺昔是一种重要的促眠物质，而AK可以促进腺昔转

变成AMP,利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苗浓度可以改善失眠；另外，腺苗

与Ai受体结合可以抑制觉醒神经元的兴奋，故使用Ai激动剂抑制觉醒神经元也

可以改善失眠；腺昔还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠，故可用

A2激动剂来激活睡眠相关神经元。

核心考点Exr.T重点睚点全突破

考点1教材中涉及的实验

1观察类实验

(D观察类实验的操作流程归纳

汽接观察类应选有.颜色的材料

染色观察类应选无色的材料

1「滴加水或染液一取材一盖片

他少一L斛离一漂洗一染色一制片（观察细胞分裂）

1厂先低倍说观察,再四倍镜观察

华LL观察质壁分离。复原时始终用低倍镜

@）—依据实验原理和观察到的实验现象,得出正确的结论

提示：鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中

酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。

（2）观察类实验汇总

实验名称观察方式观察对象细胞状态染色剂常用实验材料

人的口