2025年上学期高一生物纵向思维能力测评试题

2025年上学期高一生物纵向思维能力测评试题一、综合应用题（共3题，每题20分，共60分）（一）细胞代谢与稳态调节的综合应用背景资料：人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞会通过无氧呼吸产生大量乳酸，导致肌肉酸痛。研究发现，乳酸可通过血液运输至肝脏，在肝细胞中经糖异生途径转化为葡萄糖，重新补充血糖（如图1所示）。问题：物质转化与能量流动：（1）写出骨骼肌细胞无氧呼吸的总反应式，并说明该过程中葡萄糖中的能量是如何分配的（5分）。（2）肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程需要消耗ATP，简述这些ATP的来源（至少答出2种生理过程）（5分）。稳态调节机制：（1）剧烈运动后，血液中乳酸含量升高会刺激机体通过调节维持pH稳定。写出参与该调节的主要物质及其作用（4分）。（2）若肝脏功能受损，乳酸代谢受阻，可能导致血液pH持续下降。从内环境稳态的角度分析其对神经细胞兴奋性的影响（6分）。（二）遗传规律与进化的综合应用背景资料：某种昆虫的体色由常染色体上的两对等位基因（A/a、B/b）控制，其中基因A控制黑色素合成，基因B抑制黑色素在体表的积累。纯合黑色个体与纯合白色个体杂交，F₁全为白色；F₁自交得F₂，F₂中白色:黑色=13:3。问题：遗传规律分析：（1）写出亲本及F₁的基因型，并解释F₂中白色:黑色=13:3的原因（6分）。（2）若F₂中黑色个体自由交配，后代中黑色个体所占比例为多少？（4分）进化与适应：（1）在工业污染区，树皮被熏黑，黑色个体因不易被天敌发现而存活率提高。从现代生物进化理论角度，分析该种群基因频率的变化趋势（5分）。（2）若该昆虫迁入无工业污染的新环境，白色个体比例逐渐上升。用数学模型（如坐标曲线）表示A基因频率随时间的变化，并解释曲线趋势（5分）。（三）生态系统与分子基础的综合应用背景资料：某湿地生态系统中，芦苇（生产者）通过光合作用固定CO₂，为初级消费者（如昆虫）提供有机物。研究发现，芦苇细胞的叶绿体中存在一种Rubisco酶，既能催化CO₂与C₅结合（卡尔文循环），也能催化O₂与C₅结合（光呼吸），导致光合效率下降。问题：物质循环与能量流动：（1）写出芦苇进行卡尔文循环的场所及主要产物，并计算1分子CO₂被固定后，至少需要多少分子ATP和NADPH参与反应（5分）。（2）若湿地中昆虫数量突然增加，分析短期内芦苇光合作用强度的变化及原因（5分）。分子机制与进化适应：（1）Rubisco酶的功能体现了酶的什么特性？从结构与功能的角度分析，为何该酶能同时结合CO₂和O₂（4分）。（2）在高温干旱环境中，植物气孔关闭导致CO₂吸收减少，光呼吸增强。从进化角度推测，长期生活在高温环境中的芦苇种群，其Rubisco酶基因可能发生怎样的突变？（6分）二、实验探究题（共2题，每题20分，共40分）（一）探究环境因素对酶活性的影响背景资料：唾液淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖。某兴趣小组欲探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验方案：试管编号1%淀粉溶液（mL）唾液淀粉酶溶液（mL）不同pH缓冲液（mL）反应温度（℃）加碘液后颜色121pH=337？221pH=737？321pH=1137？问题：实验设计评价：（1）指出该方案的两处缺陷，并提出改进措施（6分）。（2）若用斐林试剂检测还原糖生成量作为因变量，需对实验步骤进行怎样的调整？（4分）结果分析与延伸：（1）预测实验中加碘液后的颜色变化，并绘制唾液淀粉酶活性随pH变化的曲线（4分）。（2）若在pH=7的试管中加入一定量的重金属离子，再次检测发现颜色不变蓝。从分子水平解释其原因（6分）。（二）探究生长素对根生长的影响背景资料：某同学为验证“生长素对根生长的作用具有两重性”，设计实验如下：①取生长状况相同的洋葱根尖，切取等长的根段若干；②将根段随机分为5组，分别置于浓度为0、10⁻⁸、10⁻⁶、10⁻⁴、10⁻²mol/L的生长素溶液中；③培养48小时后，测量并计算根段平均伸长量。问题：实验变量控制：（1）该实验的自变量和无关变量分别是什么？写出至少2项无关变量的控制措施（6分）。（2）若实验结果显示，高浓度生长素组根段长度略长于对照组，可能的原因是什么？（4分）数据处理与结论推导：（1）用坐标图表示预期实验结果（横轴为生长素浓度，纵轴为根段伸长量）（4分）。（2）若要进一步探究生长素作用的最适浓度，应如何调整实验设计？（6分）三、开放探究题（共1题，40分）背景资料**：糖尿病是一种因胰岛素分泌不足或作用缺陷导致的代谢紊乱疾病。研究发现，某些植物提取物（如黄连素）可能具有降血糖作用。某研究小组欲设计实验验证黄连素对糖尿病模型小鼠的治疗效果。要求**：实验设计：（1）写出实验目的、实验材料（至少包括3组小鼠）及实验步骤（15分）。（2）设计一个可量化的检测指标，并说明选择该指标的理由（5分）。结果分析与讨论：（1）预测实验可能的结果（用表格形式呈现）（10分）。（2）若实验结果显示黄连素能降低血糖，但对胰岛素水平无显著影响，推测其作用机制（至少答出2种）（10分）。参考答案及评分标准（简要说明）一、综合应用题（一）（1）反应式：C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃+少量能量（2分）；能量分配：大部分储存在乳酸中，少量转移至ATP（3分）。（2）来源：有氧呼吸、脂肪酸氧化分解（每点2.5分，共5分）。（1）HCO₃⁻/H₂CO₃缓冲对，乳酸与HCO₃⁻反应生成CO₂和H₂O（4分）。（2）pH下降导致神经细胞外液中H⁺浓度升高，抑制Na⁺内流，降低神经细胞兴奋性（6分）。（二）（1）亲本：AAbb（黑色）×aaBB（白色），F₁：AaBb（白色）；F₂中A_B_（白色）:A_bb（黑色）:aaB_（白色）:aabb（白色）=9:3:3:1，即白色:黑色=13:3（6分）。（2）8/9（4分）。（1）A基因频率上升，a基因频率下降（5分）。（2）曲线：A基因频率逐渐下降至稳定（5分）。（三）（1）场所：叶绿体基质；产物：葡萄糖（或有机物）；消耗3分子ATP和2分子NADPH（5分）。（2）昆虫增加导致芦苇被取食，叶片面积减少，光合作用强度下降（5分）。（1）专一性；CO₂和O₂结构相似，可与酶活性中心结合（4分）。（2）Rubisco酶基因突变为更易结合CO₂、不易结合O₂的类型（6分）。二、实验探究题（一）（1）缺陷：缺少空白对照、淀粉溶液和酶溶液未预热；改进：增设不加酶的对照组，反应前将各溶液预热至37℃（6分）。（2）调整：反应结束后加入斐林试剂并水浴加热（4分）。（二）（1）自变量：生长素浓度；无关变量：温度、根段初始长度；控制措施：各组置于相同温度下培养，选择长度相同的根段（6分）。三、开放探究题实验设计示例：实验目的：探究黄连素对糖尿病模型小鼠血糖的影响（5分）。实验材料：正