高中生物实验题

气孔对植物的气体交换和水分代谢至关重要，气孔运动具有复杂的调控机制。图1所示为叶片气孔保卫细胞和相邻叶肉细胞中部分的结构和物质代谢途径。①～④表示场所。请回答下列问题：

（1）光照下，光驱动产生的 $NADPH$主要出现在＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）； $NADPH$可用于 $C{O}_2$固定产物的还原，其场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。液泡中与气孔开闭相关的主要成分有 $H_{2}O$、＿＿＿＿＿＿（填写2种）等。

（2）研究证实气孔运动需要 $ATP$，产生 $ATP$的场所有＿＿＿＿＿＿（从①～④中选填）。保卫细胞中的糖分解为 $PEP$， $PEP$再转化为＿＿＿＿＿＿进入线粒体，经过 $TCA$循环产生的＿＿＿＿＿＿最终通过电子传递链氧化产生 $ATP$。

（3）蓝光可刺激气孔张开，其机理是蓝光激活质膜上的 $AHA$，消耗 $ATP$将 $H^{+}$泵出膜外，形成跨膜的＿＿＿＿＿＿，驱动细胞吸收 $K^{+}$等离子。

（4）细胞中的 $PEP$可以在酶作用下合成四碳酸 $OAA$，并进一步转化成 $Mal$，使细胞内水势下降（溶质浓度提高），导致保卫细胞＿＿＿＿＿＿，促进气孔张开。

（5）保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中 $ATP$的关系，对拟南芥野生型 $WT$和 $NTT$突变 $nttl$（叶绿体失去运入 $ATP$的能力）保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如图2。下列相关叙述合理的有＿＿＿＿＿＿。

A．	淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供 $ATP$
B．	光照诱导 $WT$气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C．	光照条件下突变体 $nttl$几乎不能进行光合作用
D．	长时间光照可使 $WT$叶绿体积累较多的淀粉

某种蜂将幼虫生产在某种寄主动物的身体里，研究人员发现幼虫羽化成功率与寄主肠道菌群有关，得到如下表结论：

菌种	1	2	3	4	5	6
醋酸杆菌A	+	﹣	+	+	+	+
芽孢杆菌B	+	﹣	﹣	+	﹣	﹣
菌C	+	﹣	﹣	﹣	+	﹣
菌D	+	﹣	﹣	﹣	﹣	+

注：+代表存在这种菌，﹣代表不存在这种菌

（1）根据第＿＿＿＿＿列，在有菌A的情况下，菌＿＿＿＿＿会进一步促进提高幼蜂羽化率。

（2）研究人员对幼蜂寄生可能造成的影响进行研究。

（i）研究发现幼蜂会分泌一种物质，类似于人体内胰岛素的作用，则其作用可以是促进＿＿＿＿＿物质转化为脂质。

（ii）研究还发现，幼蜂的存在会导致寄主体内脂肪酶活性降低，这是通过＿＿＿＿＿的方式使寄主积累脂质。

（iii）研究还需要知道幼蜂是否对寄主体内脂质合成量有影响，结合以上实验结果，请设计实验探究：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭。保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收 $K^{+}$。有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的 $60\%$左右，回答下列问题。

（1）气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）等生理过程。

（2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收 $K^{+}$。请推测该研究小组得出这一结论的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔＿＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）维持一定的开度。

如图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的 $Rubisco$酶对 $C{O}_2$的 $K_m$为 $450\mu mol•L^{﹣1}$（ $K_m$越小，酶对底物的亲和力越大），该酶既可催化 $RuBP$与 $C{O}_2$反应，进行卡尔文循环，又可催化 $RuBP$与 $O_2$反应，进行光呼吸（绿色植物在光照下消耗 $O_2$并释放 $C{O}_2$的反应）。该酶的酶促反应方向受 $C{O}_2$和 $O_2$相对浓度的影响。与水稻相比，玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与 $ATP$生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用 $PEPC$酶（ $PEPC$对 $C{O}_2$的 $K_m$为 $7\mu mol•L^{﹣1}$）催化磷酸烯醇式丙酮酸（ $PEP$）与 $C{O}_2$反应生成 $C_4$，固定产物 $C_4$转运到维管束鞘细胞后释放 $C{O}_2$，再进行卡尔文循环。回答下列问题：

（1）玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是＿＿＿＿＿＿（填具体名称），该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成＿＿＿＿＿＿（填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”）后，再通过＿＿＿＿＿＿长距离运输到其他组织器官。

（2）在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度＿＿＿＿＿＿（填“高于”或“低于”）水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。

（3）某研究将蓝细菌的 $C{O}_2$浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中 $C{O}_2$浓度大幅提升，其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出三点即可）。

乙烯是植物果实成熟所需的激素，阻断乙烯的合成可使果实不能正常成熟，这一特点可以用于解决果实不耐储存的问题，以达到增加经济效益的目的。现有某种植物的3个纯合子（甲、乙、丙），其中甲和乙表现为果实不能正常成熟（不成熟），丙表现为果实能正常成熟（成熟），用这3个纯合子进行杂交实验，F₁自交得F₂，结果见下表。

实验	杂交组合	F1	F2
①	甲×丙	不成熟	不成熟：成熟＝3：1
②	乙×丙	成熟	成熟：不成熟＝3：1
③	甲×乙	不成熟	不成熟：成熟＝13：3

回答下列问题。

（1）利用物理、化学等因素处理生物，可以使生物发生基因突变，从而获得新的品种。通常，基因突变是指 　 　。

（2）从实验①和②的结果可知，甲和乙的基因型不同，判断的依据是 　 。

（3）已知丙的基因型为aaBB，且B基因控制合成的酶能够催化乙烯的合成，则甲、乙的基因型分别是 　 　；实验③中，F₂成熟个体的基因型是 　 　，F₂不成熟个体中纯合子所占的比例为 　　 。

某研究小组以某种哺乳动物（动物甲）为对象研究水盐平衡调节，发现动物达到一定程度时，尿量明显减少并出现主动饮水行为；而大量饮用清水后，尿量增加。回答下列问题。

（1）哺乳动物水盐平衡的调节中枢位于 　 　。

（2）动物甲大量失水后，其单位体积细胞外液中溶质微粒的数目会 　 　，信息被机体内的某种感受器感受后，动物甲便会产生一种感觉即 　 　，进而主动饮水。

（3）请从水盐平衡调节的角度分析，动物甲大量饮水后尿量增加的原因是 　 。

某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。

（1）叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是 　 　（答出1种即可）。叶绿体中光合色素分布 　 　上，其中类胡萝卜素主要吸收 　 　（填“蓝紫光”“红光”或“绿光”）。

（2）将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是 　 　。

（3）叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。

　 　。

某植物四号染色体上面的 $A$基因可以指导植酸合成，不能合成植酸的该种植物会死亡。现有 $A^{3﹣}$和 $A{25}^{﹣}$两种分别由 $A$基因缺失 $3$个和 $25$个碱基对产生的基因，已知前者不影响植酸合成，后者效果未知。

（1）现有基因型为 $A{A}^{25﹣}$的植物，这两个基因是＿＿＿＿＿基因。该植物自交后代进行 $PCR$，正向引物与 $A{25}^{﹣}$缺失的碱基配对，反向引物在其下游 $0.5kb$处， $PCR$后进行电泳，发现植物全部后代 $PCR$产物电泳结果均具有明亮条带，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中明亮条带分为较明亮和较暗两种，其中较明亮条带代表基因型为＿＿＿＿＿的植物，比例为＿＿＿＿＿。

（2）将一个 $A$基因导入基因型为 $A^{3﹣}{A}^{25﹣}$的植物的6号染色体，构成基因型为 $A^{3﹣}{A}^{25﹣}A$的植物、该植物自交子代中含有 $A^{25﹣}{A}^{25﹣}$的比例是＿＿＿＿＿。

（3）在某逆境中，基因型为 $A^{3﹣}{A}^{3﹣}$的植物生存具有优势，现有某基因型为 $A^{3﹣}A$的植物，若该种植物严格自交，且基因型为 $A^{3﹣}{A}^{3﹣}$的植物每代数量增加 $10\%$，补齐表格中，子一代基因频率数据（保留一位小数）：

代	亲代	子一代	子二代
A基因频率	50%	＿＿＿＿＿%	46.9%
A^3^﹣基因频率	50%	＿＿＿＿＿%	53.1%

基因频率改变，是＿＿＿＿＿的结果。

[生物——选修3：现代生物科技专题]

GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以 $GFP$基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。

（1）构建突变基因文库。科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出 $GFP$基因的突变基因文库。通常，基因文库是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的 $GFP$突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为＿＿＿＿＿＿＿，②为＿＿＿＿＿＿＿，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是＿＿＿＿＿＿＿（答出1点即可）。

（4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的 $GFP$突变基因进行测序，发现其碱基序列与 $GFP$基因的不同，将该 $GFP$突变基因命名为 $YFP$基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究 $YFP$基因能否在真核细胞中表达，实验思路是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

研究群落中植物类群的丰富度时；不仅要统计物种数，还要统计物种在群落中的相对数量。群落中某一种植物的个体数占该群落所有植物个体数的百分比可用相对多度表示。在某退耕农田自然演替过程中，植物物种甲、乙和丙分别在不同阶段占据优势，它们的相对多度与演替时间的关系如图所示。

（1）该群落演替与在火山岩上进行的群落演替相比，除了演替起点的不同，区别还在于该群落演替类型＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（答出2点区别即可）

（2）在研究该群落植物类群丰富度的过程中，统计丙的相对数量采用了记名计算法。根据记名计算法适用对象的特点分析，丙的特点是＿＿＿＿＿＿。

（3）据图分析，第 $30$年至第 $50$年乙种群密度的变化是＿＿＿＿＿＿（填“增大”“减小”或“不能确定”），原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）该农田退耕前后的变化，说明人类活动对群落演替的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。

回答下列问题。

（1）光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是＿＿＿＿＿；用纸层析法分离叶绿体色素获得的 $4$条色素带中，以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第＿＿＿＿＿条。

（2）本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是＿＿＿＿＿，该光源的最佳补光时间是＿＿＿＿＿小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

单个精子的 $DNA$提取技术可解决人类遗传学研究中因家系规模小而难以收集足够数据的问题。为研究 $4$对等位基因在染色体上的相对位置关系，以某志愿者的若干精子为材料，用以上 $4$对等位基因的引物，以单个精子的 $DNA$为模板进行PCR后，检测产物中的相关基因，检测结果如表所示。已知表中该志愿者 $12$个精子的基因组成种类和比例与该志愿者理论上产生的配子的基因组成种类和比例相同；本研究中不存在致死现象，所有个体的染色体均正常，各种配子活力相同。

等位基因		A	a	B	b	D	d	E	e
单个精子编号	1		+	+			+
	2		+	+			+		+
	3		+	+			+
	4		+	+			+		+
	5		+	+		+
	6		+	+		+			+
	7	+			+		+
	8	+			+		+		+
	9	+			+	+
	10	+			+	+			+
	11	+			+	+
	12	+			+	+			+

注：“+”表示有，空白表示无

（1）表中等位基因 $A、a$和 $B、b$的遗传＿＿＿＿＿＿（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，依据是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。据表分析，＿＿＿＿＿＿（填“能”或“不能”）排除等位基因 $A、a$位于 $X、Y$染色体同源区段上。

（2）已知人类个体中，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换而形成的重组型配子的比例小于非重组型配子的比例。某遗传病受等位基因 $B、b$和 $D、d$控制，且只要有 $1$个显性基因就不患该病。该志愿者与某女性婚配，预期生一个正常孩子的概率为 $\frac{17}{18}$，据此画出该女性的这 $2$对等位基因在染色体上的相对位置关系图：＿＿＿＿＿＿。（注：用“”形式表示，其中横线表示染色体，圆点表示基因在染色体上的位置）。

（3）本研究中，另有一个精子的检测结果是：基因 $A、a，B、b$和 $D、d$都能检测到。已知在该精子形成过程中，未发生非姐妹染色单体互换和染色体结构变异。从配子形成过程分析，导致该精子中同时含有上述 $6$个基因的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）据表推断，该志愿者的基因e位于＿＿＿＿＿＿染色体上。现有男、女志愿者的精子和卵细胞各一个可供选用，请用本研究的实验方法及基因E和e的引物，设计实验探究你的推断。

①应选用的配子为：＿＿＿＿＿＿；

②实验过程：略；

③预期结果及结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

[生物——选修1：生物技术实践]

某研究小组设计了一个利用作物秸秆生产燃料乙醇的小型实验。其主要步骤是：先将粉碎的作物秸秆堆放在底部有小孔的托盘中，喷水浸润、接种菌 $T$，培养一段时间后，再用清水淋洗秸秆堆（清水淋洗时菌 $T$不会流失），在装有淋洗液的瓶中接种酵母菌，进行乙醇发酵（酒精发酵）。实验流程如图所示。

回答下列问题。

（1）在粉碎的秸秆中接种菌 $T$，培养一段时间后发现菌T能够将秸秆中的纤维素大量分解，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）采用液体培养基培养酵母菌，可以用淋洗液为原料制备培养基，培养基中还需要加入氮源等营养成分，氮源的主要作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出1点即可）。通常，可采用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。在使用该方法时，为了达到良好的灭菌效果，需要注意的事项有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2点即可）。

（3）将酵母菌接种到灭菌后的培养基中，拧紧瓶盖，置于适宜温度下培养、发酵。拧紧瓶盖的主要目的是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。但是在酵母菌发酵过程中，还需适时拧松瓶盖，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。发酵液中的乙醇可用＿＿＿＿＿＿＿溶液检测。

（4）本实验收集的淋洗液中的＿＿＿＿＿＿＿可以作为酵母菌生产乙醇的原料。与以粮食为原料发酵生产乙醇相比，本实验中乙醇生产方式的优点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

研究显示，糖尿病患者由于大脑海马神经元中蛋白 $Tau$过度磷酸化，导致记忆力减退。细胞自噬能促进过度磷酸化的蛋白 $Tau$降解，该过程受蛋白激酶cPKCγ的调控。

为探究相关机理，以小鼠等为材料进行了以下实验。

实验Ⅰ：探究高糖环境和蛋白激酶 $cPKC\gamma$对离体小鼠海马神经元自噬的影响。配制含有 $5mmol/L$葡萄糖的培养液模拟正常小鼠的体液环境。将各组细胞分别置于等量培养液中，A组培养液不处理，B组培养液中加入 $75mmol/L$的 $X$试剂 $1mL$，C组培养液中加入 $75mmol/L$葡萄糖溶液 $1mL$。实验结果见图甲。

实验Ⅱ：通过水迷宫实验检测小鼠的记忆能力，连续 $5$天测量 $4$组小鼠的逃避潜伏期，结果见图乙。逃避潜伏期与记忆能力呈负相关，实验中的糖尿病记忆力减退模型小鼠（ $TD$小鼠）通过注射药物STZ制备。

（1）人体中血糖的来源有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（答出2个方面的来源即可）。已知 $STZ$是通过破坏某种细胞引起了小鼠血糖升高，据此推测，这种细胞是＿＿＿＿＿＿。

（2）实验Ⅰ的C组中，在含 $5mmol/L$葡萄糖的培养液中加入 $75mmol/L$葡萄糖溶液后，细胞吸水、体积变大，说明加入该浓度葡萄糖溶液后培养液的渗透压＿＿＿＿＿＿（填“升高”或“降低”），B组实验结果可说明渗透压的变化对C组结果＿＿＿＿＿＿（填“有”或“没有”）干扰。图甲中，A组和C组的实验结果说明蛋白激酶 $cPKC\gamma$对海马神经元自噬水平的影响是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）图乙中a、b两条曲线所对应的实验动物分别是＿＿＿＿＿＿（填标号）。

①正常小鼠

②敲除 $cPKC\gamma$基因的小鼠

③ $TD$小鼠

④敲除 $cPKC\gamma$基因的 $TD$小鼠

（4）对 $TD$小鼠进行干预后，小鼠的记忆能力得到显著提高。基于本研究，写出2种可能的干预思路：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致原本时间上匹配关系发生改变，称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实，可引起粮食减产，甚至发生生态安全问题。生产上为了减轻物候错配造成的影响，常通过人工授粉提高产量。回答下列问题:

（1）光和温度属于生态系统信息传递中的____________信息。

（2）延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索提前开花起始时间统计结实率（如图），测数据延胡索开花起始时间并统计结实率（如图），监测数据表明__________。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原因是__________。

（3）为进一步验证物候错配会影响延胡索的传粉和结实。科研人员在物候错配的区域设置同等条件的A和B两个样地。其中，A样地中的延胡索保持自然状态生长；B样地中的延胡索则进行__________，分别统计两样地延胡索的结实率。支持"物候错配会造成延胡索自然结实率降低"观点的实验结果为__________。