2023届高考二轮总复习试题 生物（适用于老高考新教材） 大题分析与表达练 7.实验设计与分析 Word版含解析

7.实验设计与分析

1.(2022辽宁大连模拟)科研人员以萌发的豌豆种子为材料,研究外源H2O2对根生长的影响。

(1)研究发现,植物细胞代谢过程中产生的H2O2可作为信息分子调节植物的生命活动。细胞内的　　　　　　　　可催化分解H2O2,以避免H2O2浓度过高对细胞产生毒害。 

(2)用不同浓度的H2O2处理萌发的豌豆种子,得到下表所示结果。

本实验对照组是用等量　　　　　　　　处理萌发的豌豆种子。实验结果表明,外源H2O2处理的豌豆根均向水平的方向发生了弯曲,且　　　　　　　　　　　　。

(3)研究发现,豌豆根的根冠细胞中存在感受重力作用的淀粉体(内含淀粉),使根向地生长。科研人员测定了外源H2O2处理后各组根细胞中的淀粉含量和α-淀粉酶活性,结果如图1所示。

图1

图2

分析实验结果可知,在外源H2O2的作用下,　　　　　　　　　　　　　　　　　　,使根减弱了对重力的感应。 

(4)为进一步研究根弯曲生长的原因,科研人员将每个处理组的根切下后,迅速地将其弯曲部分纵向切开为弯曲内侧和外侧两部分,测定内侧和外侧赤霉素(GA3)含量,结果如图2所示。分析图2可知,在四种不同H2O2浓度下,弯曲根的GA3含量都是　　　　　　　　　　　　　　,且随着H2O2浓度的提高,GA3含量增加。 

2.(2022福建漳州三模)研究发现H2S可增强植物抵御干旱的能力。科研人员以拟南芥为材料进行下列实验:在正常浇水和干旱条件下,分别施加H2S,检测各组中拟南芥的气孔导度、光合速率和固定CO2的Rubisco酶活性,结果如图1、图2所示。

图1

图2

(1)该实验的自变量是　　　　　　　　　　　　　　。比较图1中的组别　　　　　　　　　　　　　　,说明H2S能缓解干旱胁迫,但并不能使拟南芥的光合速率恢复正常。 

(2)Rubisco酶主要分布于叶肉细胞的　　　　　　　　(具体位置)。据图1、2分析,H2S会导致　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,从而影响拟南芥的光合作用。据此解释在正常浇水情况下,施加H2S导致光合速率下降的原因。 

(3)叶表皮保卫细胞吸水膨胀,气孔打开,这一现象与细胞膜上的K+通道蛋白有关。研究发现植物自身可产生H2S,H2S缺陷突变体K+通道蛋白的含量最高,野生型其次,H2S超表达突变体含量最低。综合以上信息,请简要说明一定浓度的H2S可提高拟南芥抗旱能力的原因:①H2S通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,导致气孔关闭,减少水分散失;②通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,从而增加有机物的合成量。 

3.(2022山东德州三模)针灸是我国传统文化的重要组成部分。电针刺激小鼠后肢的足三里(ST36)穴位,可激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴,在细菌多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥抗炎作用。

(1)迷走神经是从脑干发出的　　　　　　　　　　(填“躯体运动”或“内脏运动”)神经,可参与调节内脏活动。 

(2)科学家以LPS诱发的炎症小鼠为实验对象,用适宜强度电针刺激ST36,对照组不做任何处理,检测血清中去甲肾上腺素(NA)和炎症因子(IL-6)的含量,结果如下图所示。电针刺ST36对抗LPS诱发的炎症的机理可能是:　　　　　　　　　　　　　。 

(3)位于ST36深层的PROKR2神经元可能是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元。科研人员通过遗传学手段获得在PROKR2神经元中特异性表达光敏蛋白C的小鼠,用蓝光刺激ST36可激活PROKR2神经元并产生兴奋。请以LPS诱发的炎症小鼠为材料,设计实验探究PROKR2神经元是不是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元,简要写出实验设计思路并预期实验结果及结论。

实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

预期实验结果及结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

4.(2022湖南二模)褪黑素(MT)主要是由哺乳动物和人类的松果体产生的一种小分子胺类激素,能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间,减少睡眠中觉醒次数,改善睡眠质量。白天松果体分泌MT的功能会受到抑制。下图为松果体分泌MT的调节过程。

暗信号→视网膜下丘脑松果体褪黑素

(1)据图分析,暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于　　　　调节,视网膜在此调节过程中相当于　　　　　　　　。 

(2)睡眠障碍和昼夜节律失调是阿尔茨海默病(AD)患者的先兆症状,临床上给AD患者口服MT,实验表明外源MT并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性,推断其原因最可能是　　　　　　　　　　。 

(3)用发情期成年雄鼠进行实验,证实MT可以导致性腺萎缩。有关MT对性腺发育调节的途径,有两种假说:①MT的靶器官是下丘脑,通过调节促性腺激素释放激素的分泌量调节性腺的发育;②MT的靶器官是性腺,直接调节性腺的发育。请设计实验探究发情期成年雄鼠体内MT调节性腺发育的途径。

实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

实验结果及结论:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

5.(2022山东青岛一模)针灸起源于中国,其治疗疾病的核心机理之一是通过刺激身体特定的部位(穴位)远程调节机体功能。2021年科学家揭示了低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里”(ST36)可以激活迷走神经—肾上腺抗炎通路(如图所示),肾上腺细胞分泌的儿茶酚胺类物质(包括去甲肾上腺素和肾上腺素等)具有抗炎作用。

(1)研究发现,用电针刺激“足三里”位置时,会激活一组PROKR2感觉神经元(主要存在于四肢节段),其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过　　　　传向大脑的特定区域。在针灸治疗过程中,兴奋在神经纤维上的传导是　　　　　　　(填“单向”或“双向”)的。 

(2)已知细胞外Ca2+对Na+存在“膜屏障作用”,试分析临床上患者血钙含量偏高,针灸抗炎疗效甚微的原因。

(3)研究人员利用同等强度的电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴(ST25),并没有引起相同的全身抗炎反应,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,这也为针灸抗炎需要刺激特定“穴位”提供了解释。 

(4)为验证低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,是通过PROKR2神经元进行传导的,请以小鼠为材料设计实验。

实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

实验现象:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

6.(2022福建漳州三模)垂体和下丘脑的病变都可引起甲状腺功能异常。甲、乙两人都表现为甲状腺激素水平低下,通过给两人注射适量的TRH,分别测定每个人注射前30 min和注射后30 min的TSH浓度,来鉴别病变部位是垂体还是下丘脑。测定结果如下表所示。请回答下列问题。

(1)甲的病变部位可能是　　　　,判断依据是:　　　　　　　　　　　　　。 

(2)TRH和TSH的化学组成不同,但是它们的作用方式具有一些共同的特点,如　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等(写出两点)。 

(3)给小白鼠注射TSH,会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺分泌分级调节的认识,对此现象的解释有两种观点:

观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节;

观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。

为证明哪个观点正确,某生物兴趣小组设计并实施了相关实验,请完善以下实验方案并预期实验结果。

①实验方案:

选取生长发育正常的小鼠分为A、B两组,分别测定它们的基础TRH分泌量。A组小鼠摘除垂体,　　　　　　　　　　　　　　,B组小鼠　　　　　　　　　　　　,一段时间后测定A、B两组小鼠的TRH分泌量,并分别与基础TRH分泌量比较。 

②预期实验结果及结论:

若　　　　　　　　　　　　　　,则表明观点1正确。 

若　　　　　　　　　　　　　　,则表明观点2正确。 

若　　　　　　　　　　　　　　,则表明观点1、观点2均正确。 

7.(2022辽宁沈阳四模)可卡因可通过影响人中枢神经系统中多巴胺(一种愉悦性神经递质)的作用,使人产生强烈的愉悦感,因此被毒品吸食者滥用并吸毒成瘾,其成瘾机制如图1所示。

图1

(1)由A图可知,正常情况下多巴胺发挥作用后的去向是:　　　　　　　　　　　　;吸食或注射可卡因后,推测可卡因使人产生强烈愉悦感的原因是:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)依据B图推测,吸食可卡因成瘾的原因是:吸食可卡因后,突触间隙中多巴胺含量上升,长期高浓度多巴胺刺激使突触后膜上　　　　　　　　　　　　　　,突触变得不敏感,吸毒者需要更多的可卡因才能维持兴奋。 

(3)位置偏爱是研究成瘾药物效应的常用动物行为模型。研究人员利用小鼠(具有昼伏夜出的生活习性)进行穿梭盒实验,记录小鼠的活动情况,如图2所示。

图2

①将普通小鼠放置在两盒交界处,让其在盒内自由活动15 min,正常生理情况下,小鼠主要停留在　　　　(填“黑盒”或“白盒”)里面。 

②将上述小鼠随机均分为两组,实验组小鼠分别于第一、三、五、七天注射一定量可卡因溶液后放置白盒训练50 min,第二、四、六、八天注射等量生理盐水后放置黑盒训练50 min;对照组的处理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。第九天将两组小鼠分别放置在两盒交界处,让其自由活动15 min,预期结果为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

8.(2022山东济宁三模)5-羟色胺(简称5-HT)是一种兴奋性神经递质,在神经突触内含量很高并可作为免疫调节物质调节免疫功能,某些淋巴细胞也可以合成和分泌5-HT。

(1)释放5-HT的神经元主要聚集在大脑的中缝核部位,抑郁症患者突触间隙中5-HT的含量下降,为进一步探究突触间隙中的5-HT含量下降的原因,研究人员利用抑郁症模型鼠进行了实验,结果如下表所示。

注:miR-16是一种非编码RNA,可与靶基因mRNA结合,导致mRNA降解;SERT是一种回收突触间隙中5-HT的转运蛋白。

根据表中的结果分析,抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。药物氟西汀可用于治疗抑郁症,推测氟西汀可以　　　　(填“抑制”或“促进”)突触间隙中5-HT的回收。 

(2)适量有氧运动可以治疗抑郁症,请设计实验验证该结论。

实验材料:生理状态相同的抑郁模型鼠若干只、生理状态相同的正常鼠若干只、氟西汀。

实验思路:取生理状态相同的抑郁模型大鼠,随机均等分为三组,处理方式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;另取不做处理的相同数量正常大鼠作为对照,在适宜条件下饲养相同时间,定期检测并计算每组大鼠突触间隙内　　　　　　含量的平均值。 

(3)单胺氧化酶A(Maoa)是5-HT的降解酶。研究发现黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中Maoa基因异常高表达。为探明Maoa基因表达与细胞毒性T细胞活性的关系,进行了如图实验,结果显示:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,说明Maoa基因表达会抑制细胞毒性T细胞的活性,从而减弱免疫系统的　　　　　　　　功能。 

9.(2022湖北荆州模拟)水稻是我国最重要的粮食作物,通常只能在南方和最好的耕地种植。为拓展水稻的种植范围,将水稻与高粱进行杂交获得高粱稻。

(1)水稻和高粱都是两性花。研究者为了让水稻和高粱得以杂交,将水稻和高粱的花粉混合,授给花粉未成熟就进行　　　　　　　　　　　　　　操作的水稻,收获F1种子,种植后同时出现多种变异类型。选择其中表型优良且与母本差异明显的植株,让其自交,收获自交种子,连续自交从中选育出某后代品系——高粱稻RS125。 

(2)RS125呈现出秆特高(2 m)特粗(1 cm)、喜光耐旱的特征,此性状明显与高粱相似。连续三年在不同的地方种植,收获的RS125均呈现同样的特征,这就排除了　　　　因素对基因表达的影响。 

(3)为判断RS125发生变异的原因,取RS125的　　　　　　　　,进行解离、漂洗、染色、制片,显微摄影后,与　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　进行比较,发现RS125并不携带高粱的染色体片段。 

(4)科研人员研究发现:RS125的形成是来自高粱花粉中H基因所在的DNA片段断裂后整合到水稻基因组中的结果。为进一步验证这一发现,研究者将水稻(R)、高粱(S)、高粱稻(RS)的根和叶研磨成匀浆,提取其中的蛋白质进行电泳,结果如下图所示。

①图中实验结果支持上述假设,判断的依据是:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②三组实验结果都有条带Ⅰ和Ⅱ,从进化的角度分析,原因是:

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③若想改用其他方法进一步从分子水平上直接验证上述发现,请写出实验思路,并预期实验果。

实验思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

预期实验结果:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

7.实验设计与分析

1.答案:(1)过氧化氢酶

(2)蒸馏水　弯曲度随H2O2浓度的增大而增加

(3)豌豆根中的α-淀粉酶活性增加,促进了淀粉水解

(4)外侧显著高于内侧

解析:(1)细胞内的过氧化氢酶可催化分解H2O2,以避免H2O2浓度过高对细胞产生毒害。(2)本实验对照组是用等量蒸馏水处理萌发的豌豆种子。实验结果表明,外源H2O2处理的豌豆根均向水平方向发生了弯曲,且弯曲度随H2O2浓度的增大而增加。(3)豌豆根的根冠细胞中存在感受重力作用的淀粉体(内含淀粉),使根向地生长。分析实验结果可知,在外源H2O2的作用下,豌豆根中的α-淀粉酶活性增加,促进了淀粉水解,使根减弱了对重力的感应。(4)结合图1和图2的结果推测,GA3总含量的提高会引起α-淀粉酶活性增加,水解淀粉体内的淀粉,使根丧失对重力的感应,并使外侧细胞生长比内侧快,从而导致根向水平方向弯曲生长。

2.答案:(1)水分条件、是否施加H2S　1组、3组和4组

(2)叶绿体基质　气孔导度下降,Rubisco酶活性升高　H2S导致气孔导度下降,使光合速率下降,Rubisco酶活性升高,使光合速率上升,下降幅度大于上升幅度

(3)降低细胞膜上K+通道蛋白含量,使进入细胞的K+减少,细胞液浓度低,细胞失水　提高Rubisco酶的活性,提高光合速率

解析:(1)为研究H2S能否增强植物抵御干旱的能力,科研人员选取拟南芥为实验材料,在正常浇水和干旱条件下,分别施加H2S,检测不同处理组别中拟南芥的气孔导度、光合速率和Rubisco酶(固定CO2的酶)的活性,实验的自变量有水分条件、是否施加H2S。比较1、3组可看出干旱导致植物的气孔导度和光合速率下降,对比3、4组可看出光合速率有小幅回升,但不能恢复原来的大小,故对比1、3、4说明H2S能缓解干旱胁迫,但并不能使拟南芥的光合速率恢复正常。(2)Rubisco酶的作用是催化CO2的固定,故该酶分布于叶绿体基质;据图1可知,H2S导致气孔导度下降,据图2可知,H2S导致Rubisco酶的活性增强,从而影响拟南芥的光合作用。正常浇水时,H2S导致气孔导度下降,使光合速率下降,Rubisco酶活性升高,使光合速率上升,下降幅度大于上升幅度,故光合速率下降。(3)H2S降低了细胞膜上K+通道蛋白的含量,使进入细胞的K+减少,细胞液浓度低,细胞失水,导致气孔关闭,气孔导度下降,蒸腾作用下降,水分散失减少,从而保证细胞代谢正常进行,以适应干旱环境,另外H2S可提高叶绿体中Rubisco酶活性,使光合作用过程中CO2的固定速度加快,光合速率提高,以适应干旱环境。

3.答案:(1)内脏运动

(2)适宜强度电针刺激ST36可激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴,促进NA的释放,降低IL-6的含量,进而发挥抗炎作用

(3)将小鼠均分为甲、乙两组,甲组去除PROKR2神经元,乙组不去除,两组都用适宜强度的蓝光刺激ST36,相同时间后检测血清中NA和IL-6的含量　若甲组血清中NA含量低于乙组,IL-6含量高于乙组,则PROKR2神经元是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元;若甲组血清中NA和IL-6含量与乙组接近,则PROKR2神经元不是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元

解析:(1)迷走神经是从脑干发出的可参与调节内脏活动的神经,属于神经系统中的外周神经系统。(2)由图可知,实验组小鼠血清中NA的含量多于对照组,而炎症因子(IL-6)的含量少于对照组;可推知电针刺激ST36可激活迷走神经和下丘脑―垂体—肾上腺轴,促进NA的释放,降低IL-6的含量,进而发挥抗炎作用。(3)实验的目的是探究PROKR2神经元是不是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元,可设计一组对照实验,即将小鼠均分为甲、乙两组,甲组去除PROKR2神经元,乙组不去除,两组都用适宜强度的蓝光刺激ST36,相同时间后检测血清中NA和IL-6的含量。若甲组血清中NA含量低于乙组,IL-6含量高于乙组,则PROKR2神经元是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元;若甲组血清中NA和IL-6含量与乙组接近,则PROKR2神经元不是激活迷走神经和下丘脑―垂体—肾上腺轴的关键神经元。

4.答案:(1)神经　感受器

(2)AD患者细胞的MT受体数量减少

(3)将生理状况相同的发情期成年雄鼠,平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的生理盐水;B组摘除下丘脑,灌注等量MT溶液;C组只灌注等量MT溶液。在相同且适宜的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量　若A组=B组>C组,则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺;若A组>B组=C组,则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑;若A组>B组>C组,则性腺和下丘脑都是MT的靶器官

解析:(1)暗信号刺激视网膜,在下丘脑的参与下,会导致褪黑素分泌量的变化,因此暗信号刺激视网膜促进褪黑素分泌的过程属于神经调节,视网膜能接受暗信号刺激,相当于感受器。(2)由题干可知,褪黑素(MT)是一种小分子胺类激素,激素需要与相应受体结合才能发挥作用,褪黑素(MT)能够缩短睡前觉醒时间和入睡时间,减少睡眠中觉醒次数,改善睡眠质量。给AD患者口服外源MT,并未改善AD患者的睡眠质量和昼夜节律性,推断其原因最可能是AD患者细胞的MT受体数量减少,导致褪黑素不能被识别。(3)该实验的目的是探究褪黑素(MT)直接作用于性腺还是通过下丘脑间接作用于性腺,根据实验的对照性原则和单一变量原则可知,本实验自变量为是否摘除下丘脑以及是否灌注褪黑素(MT),由于MT可以导致性腺萎缩,故因变量为性腺质量,根据题干信息可知,白天松果体分泌MT的功能会受到抑制,故该实验需要在白天完成,排除动物自身分泌褪黑素(MT)对实验的影响。实验思路如下:将生理状况相同的发情期成年雄鼠,平均分为A、B、C三组。白天,A组只灌注适量的生理盐水;B组摘除下丘脑,灌注等量MT溶液;C组只灌注等量MT溶液。在相同且适宜的条件下饲养一段时间后,称量并比较三组雄鼠的性腺质量。实验结果及结论如下:①若MT的靶器官是下丘脑而不是性腺,B组摘除下丘脑,MT不能起到作用,A组与B组雄鼠的性腺质量相等,即A组=B组,C组没有摘除下丘脑,C组灌注了等量MT溶液,MT能抑制促性腺激素释放激素的分泌,从而导致垂体分泌的促性腺激素减少,抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,C组雄鼠的性腺质量减小,即A组=B组>C组,故可以得出若A组=B组>C组,则MT的靶器官是下丘脑而不是性腺;②若MT的靶器官是性腺而不是下丘脑,B组与C组雄鼠都保留了性腺,MT会抑制性腺的发育,导致性腺萎缩,故B组与C组雄鼠的性腺质量相等且都会减小,即A组>B组=C组,故可以得出若A组>B组=C组,则MT的靶器官是性腺而不是下丘脑;③若性腺和下丘脑都是MT的靶器官,C组雄鼠保留了下丘脑,MT可以抑制C组雄鼠的下丘脑以及直接抑制性腺的发育,导致性腺质量最小,B组摘除了下丘脑,MT会抑制性腺的发育,导致性腺质量减小,但比C组重,即A组>B组>C组,故可以得出若A组>B组>C组,则性腺和下丘脑都是MT的靶器官。

5.答案:(1)脊髓　单向

(2)血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞的兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低

(3)能够介导迷走神经—肾上腺抗炎通路的PROKR2神经元主要存在于四肢节段

(4)选取若干生理状况相同的小鼠,分为A、B两组;破坏A组小鼠的PROKR2神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠的ST36,观察两组小鼠的抗炎症反应　B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组

解析:(1)据图可知,用电针刺激“足三里”位置时,会激活一组PROKR2感觉神经元,其延伸出去的突起部分可以将后肢的感觉信息通过脊髓传向大脑的特定区域。在体内,兴奋从上一个神经传递到下一个神经,所以是单向的,在体外,在神经纤维上局部电流可以向两边传导,是双向的。针灸治疗过程是在体内进行,因此兴奋在神经纤维上的传导是单向的。(2)据图可知,迷走神经能产生去甲肾上腺素、肾上腺素,去甲肾上腺素和肾上腺素等具有抗炎作用;当某一部位受刺激时,Na+内流,其膜电位变为外负内正,产生兴奋;血钙过高使Na+内流减少,降低了神经细胞的兴奋性,导致迷走神经支配肾上腺细胞分泌抗炎症因子的功能降低,导致针灸抗炎疗效甚微。(3)根据题意可知,PROKR2感觉神经元主要存在于四肢节段,电针刺激位于小鼠腹部的天枢穴(ST25),没有激活介导迷走神经—肾上腺抗炎通路的PROKR2神经元,因此没有引起相同的全身抗炎反应。(4)本实验的目的是验证低强度电针刺激激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,是通过PROKR2神经元进行传导的,自变量为是否具有PROKR2神经元(一组破坏PROKR2神经元,一组不破坏),因变量为是否出现抗炎症反应,其他无关变量要相同且适宜。因此实验思路为:选取若干生理状况相同的小鼠,分为A、B两组;破坏A组小鼠的PROKR2神经元,B组小鼠不做处理;对两组小鼠用细菌脂多糖诱发炎症;分别用低强度电针刺激两组小鼠的ST36,观察两组小鼠的抗炎症反应。B组含有PROKR2神经元,低强度电针刺激可激活迷走神经—肾上腺抗炎通路,起到抗炎作用,因此实验现象为B组小鼠的抗炎症反应明显强于A组。

6.答案:(1)垂体　注射适量TRH后,TSH水平并未明显恢复

(2)微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞(写出两点即可)

(3)注射适量甲状腺激素　摘除甲状腺,注射适量TSH　仅B组TRH分泌量明显减少　仅A组TRH分泌量明显减少　A、B组TRH分泌量均明显减少

解析:(1)由题干信息可以推测,甲注射TRH后,TSH的浓度基本不变,说明甲个体发生病变的部位不是下丘脑,而是垂体。乙注射TRH后,TSH的浓度显著升高,说明乙个体发生病变的部位是分泌TRH的下丘脑。(2)TRH和TSH都是激素,激素调节的特点有微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞。(3)为证明两个观点的正确性,实验设计如下:将健康小白鼠分为A、B两组,测量两组TRH浓度的初始值。A组小鼠摘除垂体,注射适量甲状腺激素,测量TRH浓度;B组小鼠摘除甲状腺,注射适量TSH,测量TRH浓度。若观点1成立,TSH直接对下丘脑进行反馈调节,B组摘除甲状腺对负反馈调节无影响,则其TRH浓度显著小于其初始值,而A组TRH浓度与初始值无显著差异;若观点2成立,TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节,B组摘除甲状腺后没有负反馈调节,TRH浓度与初始值无显著差异,而A组存在负反馈调节,TRH浓度显著小于其初始值。若观点1、观点2均正确,则A、B组TRH分泌量均明显减少。

7.答案:(1)被多巴胺转运蛋白转运回突触前膜　可卡因使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,多巴胺持续作用于突触后膜,使下一个神经元持续兴奋

(2)多巴胺受体的数量减少

(3)①黑盒　②第一天到第八天均注射等量生理盐水　对照组小鼠主要停留在黑盒里面,实验组小鼠主要停留在白盒里面

解析:(1)A图中显示多巴胺发挥作用后会与突触前膜上的转运蛋白结合,然后被突触前膜回收;而吸食或注射可卡因后,由B图可知可卡因使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,减少了多巴胺的回收,使高浓度多巴胺持续作用于突触后膜,使下一个神经元持续兴奋,从而使人产生强烈的愉悦感。(2)可卡因被吸食后,其与多巴胺转运蛋白结合,引起突触间隙中多巴胺含量增高,大量的多巴胺持续作用于突触后膜,将抑制体内多巴胺受体的合成,使突触后膜上多巴胺受体的数量减少,使突触后膜变得不敏感,吸食者必须持续吸食可卡因以减少多巴胺回收来增加多巴胺的浓度,才能维持突触后膜兴奋,从而导致吸食可卡因成瘾。(3)①小鼠具有昼伏夜出的生活习性,因此一般情况,小鼠偏好黑暗环境,故在正常生理情况下小鼠主要停留在黑盒里面。②实验设计要遵循单一变量原则,本实验的自变量是可卡因的有无,故对照组小鼠应第一天到第八天均注射等量生理盐水,其他条件与实验组相同;由于对照组小鼠与正常情况一样,而实验组小鼠注射可卡因成瘾后过度兴奋,故预期结果应为:对照组小鼠主要停留在黑盒里面,实验组小鼠主要停留在白盒里面。

8.答案:(1)抑郁症患者中缝核miR-16含量下降,miR-16与SERT基因转录形成的mRNA结合减少,导致SERT含量上升,从而使5-HT的摄取量增加,造成突触间隙中5-HT含量下降　抑制

(2)一组大鼠不做处理,二组大鼠用适宜剂量的氟西汀处理,三组大鼠给予适量有氧运动干预　5-HT

(3)Maoa基因敲除小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(Maoa基因敲除小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型小鼠慢)　免疫监视

解析:(1)与对照组相比,模型组小鼠的miR-16的相对含量减少,SERT相对含量上升,说明miR-16会抑制SERT基因的表达,推测原因是miR-16与SERT基因转录形成的mRNA结合,引起mRNA降解,从而抑制SERT的合成,也就是中缝核miR-16含量下降会导致SERT含量上升,结合SERT是一种回收突触间隙中5-HT的转运蛋白以及抑郁症患者突触间隙中5-HT的含量下降,推测抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降的原因可能是中缝核miR-16含量下降,导致SERT含量上升,增加了对突触间隙中5-HT的回收,造成突触间隙中5-HT含量的下降。抑郁症患者突触间隙中的5-HT含量下降,药物氟西汀可用于治疗抑郁症,推测氟西汀可以抑制突触间隙中5-HT的回收。(2)结合题意分析,本实验的目的是验证适量有氧运动可以治疗抑郁症,则实验的自变量为适量有氧运动和药物,因变量为大鼠体内5-HT的含量,实验设计应遵循对照原则和单一变量原则,故可设计如下实验:取生理状态相同的抑郁模型大鼠,随机平均分为三组,一组大鼠不做处理(空白对照);二组大鼠用适宜剂量的氟西汀处理;三组大鼠给予适量有氧运动干预;在适宜条件下培养相同时间,定期检测并计算每组大鼠体内5-HT含量的平均值。(3)为探明Maoa基因表达与肿瘤细胞增殖的关系,实验选用了野生型和Maoa基因敲除小鼠,结合图示可知,Maoa基因敲除小鼠的肿瘤体积显著小于野生型小鼠(Maoa基因敲除小鼠的肿瘤体积增长速度比野生型小鼠慢)。黑色素瘤小鼠的细胞毒性T细胞中的Maoa基因异常高表达,说明Maoa基因表达会抑制细胞毒性T细胞的活性。免疫监视可以随时识别和清除体内突变的细胞,防止肿瘤发生,细胞毒性T细胞能清除小鼠体内的黑色素瘤细胞,体现了免疫系统的免疫监视功能。

9.答案:(1)人工去雄、套袋

(2)环境

(3)(根尖)分生区　水稻和高粱的染色体

(4)RS和S都有条带Ⅲ,R没有,表明RS产生了高粱特有的蛋白质,可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因　水稻和高粱有共同的祖先(存在一定的亲缘关系)　提取R、S、RS的DNA,酶切后电泳、变性(不做要求),用带标记的高粱H基因(单链)做探针,对R、S、RS进行DNA分子杂交检测,观察杂交带的出现情况　只有RS和S会出现杂交带,R不出现杂交带

解析:(1)水稻属于两性花,要将高粱的花粉授予到水稻雌蕊的柱头上,应在水稻花粉未成熟时进行人工去雄、套袋处理。(2)连续三年在不同地方种植,RS125均呈现同样的特征,说明RS125的性状受遗传物质的影响,由此排除了环境因素对基因表达的影响。(3)变异的类型包括基因突变、基因重组和染色体变异,染色体数目变异在光学显微镜下可见,观察染色体需要制作临时装片,一般选择根尖分生区细胞为实验材料。具体操作是取RS125的根尖进行解离、漂洗、染色、制片,显微摄影后与水稻和高粱的染色体进行比较,进而可发现RS125并不携带高粱的染色体片段。(4)假设RS125的形成是基因重组的结果,可对基因表达产物蛋白质进行电泳观察,图中结果显示,RS和S都有条带Ⅲ,R没有,表明RS产生了高粱特有的蛋白质,所以可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因;三组实验结果都有条带Ⅰ和Ⅱ,说明水稻和高粱有共同的祖先;若想从分子水平上直接验证RS125的形成是来自高粱花粉中H基因所在的DNA片段断裂后整合到水稻基因组中的结果,可采用DNA分子杂交技术,具体实验思路是提取R、S、RS的DNA,酶切后电泳、变性,用带标记的高粱H基因做探针,对R、S、RS进行DNA分子杂交检测,观察杂交带的出现情况。预期的实验结果是只有RS和S会出现杂交带,R不出现杂交带。