实验题08新情境实验（原卷版）

实验题08新情境实验考点考点考题统计考情分析01发酵工程2023·全国乙卷·37T2023·新课标·35T命题规律：与历年相比2023年实验题数量逐渐上升，主旨在考查学生的科学思维能力，以具体实验为考查载体，通过实验进行选拔考试。因实验更能考查学生的科学思维和科学探究能力。命题预测：最新发展科学方面为情境。02人工生态系统2023·海南卷·19T2023·北京卷·18T03稳态与平衡2023·湖南卷·3T2023·海南卷·6T2023·海南卷·17T04基因工程2023·山东卷·25T2023·海南卷·20T考点01发酵工程1、（2023·全国乙卷·37T）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_______。2．（2023·新课标·35T）根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗（生根试管苗）；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。（1）从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是__________。（2）取豆科植物的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是：外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是__________，②表示的过程是__________。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指__________。（3）研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入__________的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明____________________。（4）若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是__________（答出2点即可）。考点02人工生态系统3．（2023·海南卷·19T）海洋牧场是一种海洋人工生态系统，通过在特定海域投放人工鱼礁等措施，构建或修复海洋生物生长、繁殖、索饵或避敌所需的场所，以实现海洋生态保护和渔业资源持续高效产出，是海洋低碳经济的典型代表。回答下列问题。（1）海洋牧场改善了海洋生物的生存环境，可使某些经济鱼类种群的环境容纳量_____；海洋牧场实现了渔业资源持续高效产出，这体现了生物多样性的_____价值。（2）人工渔礁投放海底一段时间后，礁体表面会附着大量的藻类等生物。藻类在生态系统组成成分中属于_____，能有效降低大气中CO2含量，其主要原因是_____。（3）在同一片海域中，投放人工鱼礁的区域和未投放人工鱼礁的区域出现环境差异，从而引起海洋生物呈现镶嵌分布，这体现出海洋生物群落的_____结构。（4）三亚蜈支洲岛海洋牧场是海南省首个国家级海洋牧场示范区。该牧场某年度重要经济鱼类（A鱼和B鱼）资源量的三次调查结果如图。据图分析，12月没有调查到A鱼的原因可能与其_____的生活习性有关，4月、8月和12月B鱼的平均资源量密度呈_____趋势。

（5）三亚蜈支洲岛海洋牧场与邻近海域主要消费者的群落结构指标见表。与邻近海域相比，该牧场的生态系统稳定性较高，据表分析其原因是_____。营养级长度（NR）摄食来源多样性水平（CR）平均营养级多样性（CD）三亚蜈支洲岛7．606．361．92南海中西部4．913．491．20陵水湾4．664．451．49南沙群岛西南部4．303．401．004.（2023·北京卷·18T）为了研究城市人工光照对节肢动物群落的影响，研究者在城市森林边缘进行了延长光照时间的实验（此实验中人工光源对植物的影响可以忽略；实验期间，天气等环境因素基本稳定）。实验持续15天：1～5天，无人工光照；6～10天，每日黄昏后和次日太阳升起前人为增加光照时间；11～15天，无人工光照。在此期间，每日黄昏前特定时间段，通过多个调查点的装置捕获节肢动物，按食性将其归入三种生态功能团，即植食动物（如蛾类幼虫）、肉食动物（如蜘蛛）和腐食动物（如蚂蚁），结果如图。（1）动物捕获量直接反映动物的活跃程度。本研究说明人为增加光照时间会影响节肢动物的活跃程度，依据是：与1～5、11～15天相比，______________。（2）光是生态系统中的非生物成分。在本研究中，人工光照最可能作为___________对节肢动物产生影响，从而在生态系统中发挥作用。（3）增加人工光照会对生物群落结构产生多方面的影响，如：肉食动物在黄昏前活动加强，有限的食物资源导致___________加剧；群落空间结构在___________两个维度发生改变。（4）有人认为本实验只需进行10天研究即可，没有必要收集11～15天的数据。相比于10天方案，15天方案除了增加对照组数量以降低随机因素影响外，另一个主要优点是________________。（5）城市是人考点03稳态与平衡5.（2023·湖南卷·3T）酗酒危害人类健康。乙醇在人体内先转化为乙醛，在乙醛脱氢酶2（ALDH2）作用下再转化为乙酸，最终转化成CO2和水。头孢类药物能抑制ALDH2的活性。ALDH2基因某突变导致ALDH2活性下降或丧失。在高加索人群中该突变的基因频率不足5%而东亚人群中高达30%下列叙述错误的是（）

A.相对于高加索人群，东亚人群饮酒后面临的风险更高B.患者在服用头孢类药物期间应避免摄入含酒精的药物或食物C.ALDH2基因突变人群对酒精耐受性下降，表明基因通过蛋白质控制生物性状D.饮酒前口服ALDH2酶制剂可催化乙醛转化成乙酸，从而预防酒精中毒6.（2023·湖南卷·6T）甲状旁腺激素（PTH）和降钙素（CT）可通过调节骨细胞活动以维持血钙稳态，如图所示。下列叙述错误的是（）

A.CT可促进成骨细胞活动，降低血钙B.甲状旁腺功能亢进时，可引起骨质疏松C.破骨细胞活动异常增强，将引起CT分泌增加D.长时间的高血钙可导致甲状旁腺增生7．（2023·海南卷·17T）甲状腺分泌的甲状腺激素（TH）可调节人体多种生命活动。双酚A（BPA）是一种有机化合物，若进入人体可导致甲状腺等内分泌腺功能紊乱。下丘脑—垂体—甲状腺（HPT）轴及BPA作用位点如图。回答下列问题。

（1）据图可知，在TH分泌的过程中，过程①②③属于_____调节，过程④⑤⑥属于_____调节。(2)TH是亲脂性激素，可穿过特定细胞的质膜并进入细胞核内，与核内的TH受体特异性结合。这一过程体现激素调节的特点是_____。（3）垂体分泌的生长激素可促进胸腺分泌胸腺素。胸腺素刺激B细胞增殖分化形成浆细胞，产生抗体。这说明垂体除参与体液调节外，还参与_____。（4）甲状腺过氧化物酶（TPO）是合成TH所必需的酶，且能促进甲状腺上促甲状腺激素（TSH）受体基因的表达。研究发现，进入人体的BPA能抑制TPO活性，可导致血液中TH含量_____，其原因是_____。（5）有研究表明，BPA也能促进皮质醇分泌，抑制睾酮分泌，说明BPA除影响HPT轴外，还可直接或间接影响人体其他内分泌轴的功能。这些内分泌轴包括_____。考点04基因工程8.（2023·山东卷·25T）科研人员构建了可表达JV5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。

（1）与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有________________（答出2个结构即可）。（2）构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物___________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的_____________（填“a链”或“b链”）相应部分的序列相同。（3）重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了__________，条带2所检出的蛋白______________（填“是”或“不是”）由重组质粒上的J基因表达的。9．（2023·海南卷·20T）基因递送是植物遗传改良的重要技术之一，我国多个实验室合作开发了一种新型基因递送系统（切—浸—生芽CutDipBudding，简称CDB法）。图1与图2分别是利用常规转化法和CDB法在某植物中递送基因的示意图。

回答下列问题。（1）图1中，从外植体转变成愈伤组织的过程属于_____；从愈伤组织到幼苗的培养过程需要的激素有生长素和_____，该过程还需要光照，其作用是_____。（2）图1中的愈伤组织，若不经过共培养环节，直接诱导培养得到的植株可以保持植株A的_____。图1中，含有外源基因的转化植株A若用于生产种子，其包装需标注_____。（3）图1与图2中，农杆菌侵染植物细胞时，可将外源基因递送到植物细胞中的原因是_____。（4）已知某酶（PDS）缺失会导致植株白化。某团队构建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因编辑载体（含有绿色荧光蛋白标记基因），利用图2中的CDB法将该重组载体导入植株B，长出毛状根，成功获得转化植株B．据此分析，从毛状根中获得阳性毛状根段的方法是_____，图2中，鉴定导入幼苗中的基因编辑载体是否成功发挥作用的方法是_____，依据是_____。（5）与常规转化法相比，采用CDB法进行基因递送的优点是_____（答出2点即可）。1.影响侧枝生长。为研究独脚金内酯的作用机理，研究者利用拟南芥进行了一定浓度GR24（独脚金内酯类似物）和NAA（生长素类似物）对侧枝生长影响的实验，实验过程如图1，实验结果如图2。下列说法错误的是（）A．该实验的自变量是不同种类的激素和培养时间B．NAA和CR24应分别加在图1琼脂块A、B中C．实验前应测定相关物质影响侧枝生长的适宜浓度D．GR24可通过抑制NAA的作用进而促进侧枝生长2．近年来，减肥产品种类呈现井喷式的增长，其中天然的白芸豆提取物是许多人所青睐的产品。白芸豆提取物可影响α淀粉酶活性进而影响人体对糖类的吸收。为研究白芸豆提取物对α淀粉酶活性的影响，科研人员进行了一系列实验，请据图回答下列问题：（1）酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其本质绝大多数是，酶的催化作用机理是。（2）为研究白芸豆提取物的作用及机制，在酶量一定且环境适宜的条件下，科研人员检测了加入白芸豆提取物对α淀粉酶酶促反应速率的影响，结果如上图甲。①图甲曲线中的酶促反应速率，可通过测量单位时间（指标）来体现。②据图甲分析，白芸豆提取物对α淀粉酶活性具有作用（填“促进”或“抑制”）。淀粉浓度到一定程度后酶促反应速率不再增加的原因是。（3）为研究不同pH和温度条件下，白芸豆提取物中的有效成分对α淀粉酶活性的影响，科研人员进行了相关实验，部分结果如图乙、丙所示，请回答：①由图乙可知，白芸豆提取物对α淀粉酶作用最佳的pH值应在的范围内，在pH不同的各组实验中，加入的白芸豆提取物的浓度和α淀粉酶的浓度为变量。②由图丙可知，在用温开水冲泡白芸豆提取物时，水温最好不超过℃。3．泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶活力（酶催化化学反应的效率）的影响，以指导泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题：（1）从酸碱度和温度角度考虑，实验过程中提取的消化酶应置于条件下保存。（2）分析上述实验结果可知，饲养泥鳅时提高其产量，可以多投放（填“蛋白”“淀粉”或“脂肪”）类饲料；若要进一步探究泥鳅肠道淀粉酶的最适温度，需要在（填温度）范围内进一步缩小温度梯度。（3）泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请你以淀粉酶为例，设计实验来验证Cd2+会使淀粉酶的活性降低。实验材料：淀粉、泥鳅体内提取的淀粉酶溶液、含Cd2+的溶液、碘液、清水。实验步骤：①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的淀粉酶溶液，然后往A试管中加入一定量的含Cd2+的溶液，B试管中加入，处理一段时间。②再往A、B试管中加入，一段时间后向两支试管中滴加等量的碘液。实验结果：。4．我国古书早有“旱极而蝗”的记载。有着“牧草王国”之称的呼伦贝尔大草原是我国面积最大的草原。由于过度放牧及高温干旱等异常气候，自2016年入夏以来，呼伦贝尔大草原多地蝗虫数量呈爆发式增长，蝗虫密集区域最高达到62只·m2.受灾区域牧草被啃食得非常严重。回答下列问题：（1）根据资料所给的信息，请你推测2016年夏季呼伦贝尔大草原多地爆发蝗灾的非生物因素有（答出1点）。这些非生物因素以及地震、火灾等自然灾害是影响种群数量的（填“密度制约因素”或“非密度制约因素”）。（2）研究发现，蝗虫喜欢在坚实的土地上产卵，且在坚实土壤中卵的孵化率较高。若在蝗虫繁殖期人为疏松土壤，可影响蝗虫的（填种群的数量特征），从而降低其种群密度。（3）蝗虫的数量变化与其食物来源密切相关，蝗虫喜食禾本科植物（包括小麦、玉米等），不喜食大豆、油菜等。科研人员对蝗虫感受气味信息的部位进行了初步研究，实验处理及结果如图所示：图中①处可选择提取物。该实验结果说明。5．苍耳是一种短日植物，含有4片完全展开的叶片的苍耳才有接受光周期（一天24h中白天与黑夜的相对时长）的能力。为探究苍耳的开花调控与光周期的关系，研究人员对其进行了以下两个实验，图中光周期处理的L表示连续光照处理，D表示连续黑暗处理，除特殊说明外，均为整株处理。请回答下列问题：（1）植物的开花受到各种内外因素的调节，除了本实验所探讨的因素，可能还有等（列举1个即可）。（2）实验一中②③④组均不开花，据此可推测，苍耳开花需要的光周期为，且感受光周期的部位是。科研人员进一步深入研究发现，若提供合适的光诱导周期，但在连续黑暗的时段中间，施加足够强度的闪光间断，苍耳则不能开花，这说明，苍耳的开花调控是由的时长所决定的。（3）已知植物接受光周期刺激后能产生成花素（开花刺激物），实验二中4株苍耳通过嫁接连在一起，经过图中所示的光周期处理后均能开花，并且即使进行嫁接的是对光周期需求不同的植物，也能诱导开花，这说明。6．梭梭是防风固沙能力极强的绿化树种，在我国西北地区被广泛栽植。研究人员为研究梭梭光合特性对水盐胁迫的响应机制，进行了相关实验，实验结果如下表，请根据实验结果，回答以下问题：表不同水、盐处理条件下梭梭幼苗光合特性相关参数实验处理叶绿素a（mg/g）叶绿素b（mg/g）净光合速率（μmol·m2·s1）气孔导度（mmol·m2·s1）对照组（正常灌水）1.270.447.6922.91干旱胁迫（60%灌水）0.950.34m20.34盐胁迫（正常灌水＋盐溶液）1.140.32n21.66（1）光合作用是细胞中重要的酶促反应，而酶活性能受到各种内外因素的影响，在进行以上研究的过程中，应控制、等环境因素保持一致，以免干扰实验结果。（2）已知干旱胁迫与盐胁迫时其净光合作用速率均降低，根据所测数据推测，下降幅度更大的是（填字母），判断依据是：。（3）通过进一步研究发现，梭梭在盐胁迫下丙二醛（MAD）含量增多。已知MAD为膜脂过氧化产物，其含量越高，生物膜受损程度越大。请据此推测，盐胁迫导致梭梭净光合速率下降的原因可能是：。（4）褪黑素是一种植物生长调节剂，有提高植物抗逆性等功能。有研究表明，喷施褪黑素可通过提高梭梭的抗盐胁迫能力来提升其光合效应。为验证这一结论，可在上述实验的基础上增设两组实验，请简述相应实验处理：①；②。7．板蓝根为十字花科植物菘蓝的干燥根，有清热解毒、凉血利咽功能。多糖为板蓝根的主要活性成分，某研究小组检测板蓝根中的IPⅢ、IPⅣ两种多糖对小鼠脾淋巴细胞增殖作用的影响，结果见下表。多糖种类药物浓度（mg·ml1）空白0.06250.1250.250.51IPⅢ0.0830.0860.0810.0810.0620.051IPⅣ0.0650.0840.0820.0790.0760.058【说明】数值越大，则细胞相应增殖能力越强请回答：（1）实验中常用脾脏的相关指数作为免疫系统功能的检测指标，是因为脾脏是（填免疫系统的组成），脾脏中的T淋巴细胞参与的免疫反应包括。（2）据表分析，实验的自变量是，可得出的结论是：。（3）细胞因子风暴，是指人体内因剧烈刺激（如感染、药物等）所引起的体液中多种细胞因子迅速大量产生的现象。细胞因子风暴会造成细胞的过度损伤并死亡。细胞因子主要是由分泌的物质，其作用是。板蓝根中的木脂素能控制细胞因子风暴的发生，降低流感患者的死亡率，作用机制可能是：。8．科研人员在室内建构水族箱，以研究低光照强度对浮游甲壳动物群落结构的影响。（1）自然光照条件下，每个水族箱中放入2个塑料盘，每盘填充湖区底泥8～10cm，移植3棵沉水植物苦草（为浮游甲壳动物创造栖息空间和食物条件），加入湖水至70cm深。通过处理建立4个不同光照强度梯度（L1~L4）。整个水族箱构成一个。（2）定期测量各组光照强度、浮游甲壳动物种类和数量，结果如图1。结果显示，光照梯度对浮游甲壳动物多样性指数平均值的影响是。（3）定期测量各组溶氧量、浮游甲壳动物和苦草生物量，结果如图2。人类活动会导致的水体富营养化可引起浮游甲壳动物生物量降低，结合图2分析，其原因是。9．人们普遍认为，地球上最早的生命孕育在海洋中，生命从一开始就离不开水，当然也离不开水中所溶解的某些无机盐。回答下列问题：（1）自由水与结合水的比例影响着细胞的代谢水平，刚收获的水稻等粮食需要通过晾晒除去大部分，使其代谢水平降低，便于储存。沙漠中的仙人掌含有丰富的，使其有很强的抗旱能力。（填“自由水”或“结合水”）（2）细胞中大多数无机盐以的形式存在，铁是血红蛋白的主要成分，这说明无机盐的生理作用是。（3）哺乳动物的血液中Ca2+含量过低会出现抽搐症状。某生物兴趣小组想要验证上述结论，请完善以下实验步骤：实验材料：健康的小鼠，含钙的饲料，不含钙的饲料实验步骤：①选择生长发育状况相同的健康小鼠若干只，随机均分成甲、乙两组。②。③。预测结果及结论：若甲组小鼠，且乙组小鼠出现抽搐症状，则说明上述结论正确。10．为研究苹果幼果期去果实后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有300个幼果的植株，去除不同比例幼果，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图1、图2。回答问题：（1）本实验还需设置对照组，设置对照组的目的是。（2）实验中淀粉含量可用比色法（比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法）进行测定，其原理是：叶片光合作用产生的蔗糖可以进入，再通过韧皮部运输到植株各处。（3）出现图1和图2实验结果的可能原因是。（4）研究者发现根系也能够从环境中吸收葡萄糖。将苹果树根系分别置于葡萄糖溶液和清水中，检测发现，葡萄糖溶液组根系的X基因表达量和葡萄糖含量均显著高于清水组，研究者利用同位素标记技术进行实验，处理及结果如表，依据实验结果推测：苹果树根系置于含有13C标记的葡萄糖培养液中用13C标记的CO2处理苹果叶片根系13C含量（mg）非根系13C含量（mg）根系13C含量占比（%）非根系13C含量占比（%）野生型4.7含量极低44.2455.76X基因过表达6.230.8969.11X基因低表达3.646.7953.21①X蛋白的功能是