生物高考大題命制規律分析

田奇林　李子軍　劉雪艷　聶小葵

高考大題的命題強調用系統和結構化知識考查模塊內容，系統化的知識才能考查考生對知識的理解和應用能力。生物試題多為學科內多個知識點之間的綜合，表現為跨章節、跨模塊、跨必修課程與選修課程之間的綜合，很少出現對零散知識的考查。復習時要加強對諸如細胞結構與功能、細胞代謝、遺傳的基本定律、生命活動的調節、生態系統的結構與功能等考點的命題規律的研究。現就生物高考大題命制的重要的知識模塊、相應的關鍵詞、知識來源及命題熱點規律舉例說明。

一、生物體結構與功能相適應

1.關鍵詞：葉綠體、線粒體。

2.知識來源：組成生物體的化合物、細胞主要的亞顯微結構與功能、細胞分裂。

3.命題熱點：細胞的生物膜系統、細胞結構特點和細胞分裂分化相關綜合知識與細胞增殖機理。

【例1】如圖為小腸上皮細胞亞顯結構示意圖，分析回答：（括號中填數字編號，橫線上填文字）

（1）該圖中構成生物膜系統的結構有 ? ? ? ? ? （填數字）。膜蛋白A在執行相應功能時需要消耗ATP，產生ATP的結構主要是[ ? ? ] ? ? ? ? 。

（2）該細胞面向腸腔的一側形成很多突起即微絨毛，該微絨毛的基本骨架是 ? ? ? ? 。微絨毛不僅可以增加膜面積，還可以增加細胞膜上 ? ? ? ? ?數量，有利于吸收腸腔中的葡萄糖等物質。

（3）細胞膜表面還存在水解雙糖的膜蛋白D，說明膜蛋白還具有 ? ? ? ?功能。圖中的四種膜蛋白功能不同、結構有差異，其根本原因是 ? ? ? ? ?。

（4）新生兒小腸上皮細胞吸收母乳中的免疫球蛋白方式是 ? ? ? ? ，體現了細胞膜的結構特點是 ? ? ? ? ?。

【答案】（1）②③④⑤⑥ ? [6] 線粒體 （2）磷脂雙分子層 ? 載體蛋白（膜蛋白A） （3）生物催化（或催化） ? 控制四種膜蛋白合成的基因（或DNA）不同（或基因選擇性表達不同） ? （4）胞吞 流動性

【解析】（1）①是核糖體、②是高爾基體、③是內質網、④是細胞膜、⑤是細胞核、⑥是線粒體，除①核糖體外，其余結構都具有膜;⑥線粒體是形成ATP的主要場所。（2）該微絨毛的基本骨架是指該細胞膜的基本骨架——磷脂雙分子層;小腸上皮細胞吸收腸腔中的葡萄糖需要膜蛋白A（一種載體蛋白）的轉運。（3）膜蛋白D能將雙糖水解，是一種酶，故膜蛋白D具有生物催化作用;基因控制蛋白質的合成，四種膜蛋白功能不同、結構有差異，其根本原因是控制四種膜蛋白合成的基因（或DNA）不同。（4）免疫球蛋白是生物大分子，大分子物質和顆粒性物質主要通過胞吞（內吞）作用進入細胞，該作用體現了細胞膜的流動性。

【規律總結】細胞的結構和功能是高考命題的重點，主要考查不同類型原核生物和真核生物結構與功能的特點，真核生物膜系統的結構與功能之間的關系，如對分泌蛋白的合成、加工與分泌。特別注重對病毒與免疫進行綜合考查。細胞的生命歷程與人體健康關系密切，命題者往往以近年的科研成果或熱點話題為材料，綜合考查分化、衰老、癌變與凋亡的特征、機理、免疫、細胞全能性、植物的組織培養及胚胎干細胞等知識。

復習時，要重視原核生物、真核生物和病毒的特殊性的辨析，樹立結構與功能相適應的觀點、熟記各細胞的結構與功能，弄清細胞癌變、細胞凋亡、細胞分化、細胞壞死和細胞全能性等概念的本質區別。

二、新陳代謝的綜合問題

1.關鍵詞：光合作用與呼吸作用之間的關系。

2.知識來源：酶的性質、ATP在能量代謝中的作用、光合作用及其重要作用和細胞呼吸。

3.命題熱點：內環境的穩態與物質代謝表現，光合作用和呼吸作用原理、過程及影響因素。

【例2】鹽脅迫是指在高鹽度環境中，植物生長受到影響。當今，世界上約20%的耕地和50%的灌溉地正在受鹽分的影響，低濃度的鹽脅迫能刺激植物產生應激反應，通過提高一些生理生化的代謝過程抵抗鹽脅迫。亞精胺（Spd），是一類含有氨基的化合物，能增強植物的抗逆性。某課題組研究了外源亞精胺對不同濃度 NaCl脅迫下黃瓜的緩解效應。

實驗步驟：將生長狀況一致的黃瓜幼苗隨機均分為10組，1～5組分別用質量分數為0、20 mmol/L、60 mmol/L、100 mmol/L、140 mmol/L的 NaCl處理，另外5組在不同濃度的NaCl處理的基礎上再噴施等量的0.1 mmol/L Spd。五天后用氧電極法測定植物組織的光合速率與呼吸速率（用氧氣的釋放量和吸收量表示）。實驗結果記錄如下表。回答下列問題：

實驗處理 0 20 60 100 140

凈光合速率

（μmol/㎡·s） NaCl 11.21 11.82 9.82 5.35 0

NaCl+Spd 11.22 11.96 10.63 5.85 1.29

呼吸速率

（μmol/㎡·s） NaCl 4.52 4.61 3.36 1.08 0.91

NaCl+Spd 4.53 4.63 3.98 1.39 0.98

葉綠素

（mg/g） NaCl 5.11 5.13 4.23 3.67 2.01

NaCl+Spd 5.13 5.17 4.51 3.71 2.05

鮮重（g） NaCl 23.02 23.98 18.98 10.29 7.71

NaCl+Spd 23.12 24.05 20.03 11.01 7.73

干重（g） NaCl 9.81 9.92 8.97 6.89 4.56

NaCl+Spd 9.83 10.2 9.02 6.91 4.49

（1）該實驗的自變量有 和 。在NaCl濃度為0時，對照組氧氣產生的速率是 μmol/㎡·s。

（2）隨著NaCl濃度的增加，黃瓜幼苗的呼吸作用速率變化趨勢是 。條件都適宜，用100 mmol/L NaCl處理的黃瓜幼苗在每天光照12小時情況下，能否正常生長？ 。

（3）課題小組成員從用高濃度的NaCl處理的黃瓜幼苗中，分離出一株抗鹽脅迫較強的植株。高濃度的NaCl對該植株的形成起了 作用。

（4）從表中數據分析，在高鹽脅迫下，導致植物細胞液濃度低于外界溶液濃度，植物因缺水而引起部分氣孔關閉，導致 ，從而使黃瓜幼苗暗反應明顯減弱。同時由于 的分解加快，影響植物光反應階段中光能的吸收和轉換。

（5）氧電極法是科研單位測定植物組織的光合速率與呼吸速率較常用的方法，在測定凈光合速率時，需將實驗裝置于適宜的光照下;在測定呼吸速率時，需將實驗裝置進行 處理。該條件下，植物細胞產生二氧化碳的部位是 。

（6）實驗結論： 。

【答案】（1）不同濃度的NaCl溶液 ? 是否噴施0.1 mmol/L Spd ? 15.73 ? ?（2）先增加后降低（其他答案不給分） ? ? 能（正常生長） ? ? （3）選擇 ? ?（4）CO2吸收（固定）量減少（答CO2濃度減少不給分） ? ? 葉綠素 ? ? （5）遮光（或黑暗） ? ? 線粒體基質 ? ? （6）亞精胺能緩解鹽脅迫

【解析】（1）分析表格中實驗的處理方法可知，1～5組分別用質量分數為0、20mmol/L、60mmol/L、100mmol/L、140mmol/L的NaCl處理，另外5組在不同濃度的NaCl處理的基礎上再噴施等量的0.1mmol/L Spd，因此實驗的自變量是不同濃度的NaCl溶液、是否噴施0.1 mmol/L Spd;由表格中信息可知，在NaCl濃度為0時，凈光合作用強度是11.21μmol/m2·s，呼吸作用的強度是4.52μmol/m2·s，因此實際光合作用速率是15.73μmol/m2·s。（2）分析題干信息，NaCl濃度分別為0、20mmol/L、60mmol/L、100mmol/L、140mmol/L時，呼吸作用強度分別是4.52、4.61、3.36、1.08、0.91μmol/m2·s，因此隨著NaCl濃度的增加，黃瓜幼苗的呼吸作用速率變化趨勢是先增加后降低;由表格信息可知，100mmol/L NaCl處理的黃瓜幼苗的凈光合速率是5.35μmol/m2·s，呼吸速率是1.08μmol/m2·s，因此用100mmol/L NaCl處理的黃瓜幼苗在每天光照12小時情況下，一晝夜中有機物積累大于0，植物能正常生長。（3）由于高濃度的NaCl不利于植物的光合作用和呼吸作用，因此抗鹽脅迫較弱的植株會死亡，抗鹽脅迫較強的植株更容易存活。（4）氣孔是二氧化碳進出的門戶，氣孔關閉，進入葉肉細胞間隙的二氧化碳少，二氧化碳固定量減少，進而影響光合作用中暗反應速率，同時在高鹽脅迫下，葉綠素的分解加快，影響植物光反應階段中光能的吸收和轉換。（5）為了消除光合作用對細胞呼吸的影響，在測定植物呼吸作用時，需將實驗裝置進行遮光或黑暗處理;有氧呼吸過程中二氧化碳產生的場所是線粒體基質。（6）分析題圖可知，在相同的NaCl溶液濃度下，加入亞精胺的實驗組凈光合作用和呼吸作用速率增大，這說明亞精胺具有緩解鹽脅迫的作用。

【規律總結】光合作用與呼吸作用之間關系是高考的必考內容，概念判斷、曲線表格的分析是該考點命題的常見命題形式。命題突出對光合作用與呼吸作用的概念、原理、過程、物質能量的變化和影響因素的綜合性考查（包括對數據的分析處理能力、實驗設計能力、提取信息能力）。值得注意的是：無論是一種生命過程，還是一個實驗流程，其結果都可以用表格的形式表示。

表格信息就是相關試題中最重要的信息，分析結果時，首先要弄清表格的由來，然后根據生命過程的原理或實驗的目的和原理，正確分析題中的設問。在解答材料表格題時，必須通過閱讀表格，理解表格中所表達的生物學內涵，轉化有效信息為可利用的信息，并將其遷移到新情景中去解答問題。

三、調節與免疫

1.關鍵詞：激素調節、抗原和抗體。

2.知識來源：植物生長素的生理作用及其應用、體液調節、神經調節、內環境的穩態表現、 細胞免疫和體液免疫。

3.命題熱點：生長素在農業生產中的應用、神經調節結構基礎與功能、興奮的傳導、內分泌器官功能與相應激素的調節作用（負反饋調節）、特異性免疫。

【例3】草魚病毒性出血病是由草魚呼腸弧病毒（GCRV）引起的，草魚患病后死亡率非常高，目前尚未找到防治藥物，該問題一直是草魚養殖的“瓶頸”，科學家嘗試制備核酸疫苗打破該“瓶頸”，下圖是通過基因工程方法將PV7雙基因草魚呼腸弧病毒遺傳物質與某質粒連接，并通過草魚攻毒實驗檢測免疫保護效果過程示意圖。

注：1.圖中P10和PH為啟動子，箭頭表示轉錄方向;2.PV71和PV72為草魚呼腸弧病毒外殼蛋白基因（DNA片段）。

草魚病毒性出血病核酸疫苗實驗魚的死亡率和免疫保護率記錄表

組別 疫苗注射量 實驗魚數 死亡魚數 死亡率 免疫保護率

1 10ug 20尾 0尾 0 100%

2 30ug 20尾 0尾 0 100%

3 60ug 20尾 1尾 5% 95%

空載體 30ug 20尾 6尾 30% 70%

對照 0 20尾 20尾 100% 0

（1）GCRV的遺傳物質是雙鏈RNA，可通過設計一對引物，通過 ? ? ? 技術獲取大量的PV7基因。

（2）制備草魚病毒性出血病核酸疫苗時需將PV7雙基因與質粒進行連接，將兩個PV7基因先后連接到質粒上時切割質粒使用的限制酶 ? ?（填“相同”或“不同”），這樣做有利于 ? ? ? ?。

（3）攻毒實驗檢測是指將不同濃度的核酸疫苗導入草魚體內，通過轉錄和翻譯產生草魚呼腸弧病毒外殼蛋白，使草魚生成抗體和 ? ? ? ?細胞，同時給各組草魚注入相同濃度的GCRV，統計草魚免疫保護率，實驗結果說明 ，導入空載體（普通質粒）的草魚免疫保護率達到70%，但草魚體內并未檢測到抗體水平的明顯增加，可能的原因是 。

（4）核酸疫苗注射入草魚 后，科學家發現PV7基因在啟動子的驅動下持續表達，至第49天核酸疫苗仍沒有被降解，仍能檢測到PV7基因的轉錄，綜上所述，與常規的基因工程生產的蛋白質疫苗相比，核酸疫苗所具備的優點 。

【答案】（1）PCR （2）不同 提高核酸疫苗構建的成功率 （3）記憶 核酸疫苗起到了保護草魚、預防草魚病毒性出血病的作用 導入草魚體內的空載體（普通質粒）能提高草魚的非特異性免疫能力 （4）內環境 ? 抗原性強、保護時間長、安全性好、制備和運輸方便

【解析】（1）獲取大量的PV7基因一般使用PCR技術。（2）切割質粒使用不同的限制酶可防止任意連接，從而提高核酸疫苗構建的成功率。（3）核酸疫苗導入草魚體內，導致草魚因特異性免疫而生成抗體和記憶細胞;注射核酸疫苗后，同時給各組草魚注入相同濃度的GCRV，草魚免疫保護率明顯上升，說明核酸疫苗起到了保護草魚、預防草魚病毒性出血病的作用;導入空載體（普通質粒）的草魚免疫保護率達到70%，但草魚體內并未檢測到抗體水平的明顯增加，很可能與不產生抗體的非特異性免疫能力有關。（4）核酸疫苗注射一定是進入草魚內環境中。核酸疫苗具有抗原性強、保護時間長、安全性好、制備和運輸方便等優點。

【規律總結】細胞免疫與體液免疫的機理、艾滋病毒的作用機理、預防接種機理是近年各地高考命題的熱點內容。試題往往結合示意圖考查。新情境與新流行病發病機理和疾病預防等社會熱點之間的結合以及器官移植等科技熱點也成為高考命題的亮點，常以實驗題型呈現。

解題時要注意特異性免疫與非特異性免疫的特點與區別、細胞免疫與體液免疫過程的分析比較、與免疫相關的幾種細胞的來源與作用、被動免疫與主動免疫、免疫異常引起的幾種疾病的特點。第一步，確定考查對象，是特異性免疫還是非特異性免疫，從消滅抗原的方式判斷免疫方式;第二步，聯系教材，弄清解題所運用的理論依據;第三步，結合問題進行推理并確定答案。

四、遺傳變異及育種

1.關鍵詞：基因。

2.知識來源：減數分裂和配子的形成、基因的分離定律、基因的自由組合定律、性別決定與伴性遺傳及遺傳的物質基礎。

3.命題熱點：減數分裂與遺傳定律的實質、遺傳物質變化分析;經典遺傳學實驗分析、遺傳方式的判斷、遺傳系譜圖的分析、遺傳圖解的書寫;有關提高糧食和畜牧業產量的育種（雜種優勢在育種中的應用）;遺傳的物質基礎（基因表達）。

【例4】鼠類動物是生物學研究中常用的實驗材料，下面是與鼠有關的遺傳問題。

（1）生物興趣小組在研究性學習中發現：飼養的某種小白鼠群體中（有雌雄正常尾和短尾多只），一對正常尾的雙親鼠生了一只短尾雄鼠。這只短尾雄鼠是基因突變的直接結果，還是由它的雙親攜帶的隱性短尾基因造成的？興趣小組做了如下探究（只考慮常染色體遺傳和一個配種季節）。

提出假設：

假設1：雙親都是隱性短尾基因的攜帶者;假設2：短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為顯性純合子;假設3：短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為雜合子。

設計并完成實驗：用這對正常尾雙親中的雌鼠與該短尾雄鼠交配，觀察并記錄子代尾的表現型。

實驗結果：子代出現正常尾小白鼠和短尾小白鼠。

實驗結論：雙親都是隱性短尾基因的攜帶者，即假設1成立。

實驗分析討論：有人認為該實驗過程及結果不足以完成相應的探究，請進行有關內容的改進：

①用 交配，觀察并記錄子代尾的表現型及比例。

②預測實驗結果及結論：若子代 ，則證明該短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為純合子;若子代 ? ? ? ，則證明短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為雜合子;若子代 ，則證明雙親都是隱性短尾基因的攜帶者。

（2）在小家鼠中有一突變基因使尾巴彎曲（用A和a表示有關基因）。現有一系列雜交實驗結果如下：

組別 親代 子代

雌（♀） 雄（♂） 雌（♀） 雄（♂）

1 彎曲 不彎曲 50%彎曲，

50%不彎曲 50%彎曲，

50%不彎曲

2 彎曲 不彎曲 全部彎曲 全部彎曲

3 不彎曲 不彎曲 全部不彎曲 全部不彎曲

4 彎曲 彎曲 全部彎曲 全部彎曲

5 彎曲 彎曲 全部彎曲 50%彎曲，

50%不彎曲

請分析回答：

①只依據第 組的雜交結果，即可判斷小家鼠尾巴形狀的突變基因的遺傳方式;該遺傳方式的主要特點是 。在各雜交組別中，不能直接判斷性狀顯隱關系的是第 組。

②有人發現，小家鼠中短尾（B）對長尾（b）為顯性，基因位于常染色體上，基因B純合會導致個體在胚胎期死亡。若讓第2組后代中的一只短尾雌鼠和一只短尾雄鼠交配，則理論上子代中成活個體的表現型（不計性別）及比例為 ;產生的彎曲短尾雌鼠中，雜合子占 。

【答案】（1）①該短尾雄鼠與多只正常尾雌鼠 ②全為短尾鼠 ? 出現正常尾鼠及短尾鼠，且比例為1∶1 ? 出現正常尾鼠及短尾鼠，且比例不為1∶1 ?（2）① 5 交叉遺傳 1、3、4 ②彎曲短尾∶彎曲長尾∶不彎曲短尾∶不彎曲長尾=6∶3∶2∶1 100%

【解析】只有子代數量足夠多時，才會出現典型的性狀分離比，因而實驗中應將該短尾雄鼠與多只正常尾雌鼠交配，觀察并記錄子代尾的表現型及比例。若子代全為短尾鼠，則證明該短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為純合子。若子代出現正常尾鼠及短尾鼠，且比例為1∶1，則證明短尾雄鼠為顯性突變，且短尾雄鼠為雜合子。若子代出現正常尾鼠及短尾鼠，且比例不為1∶1，則證明雙親都是隱性短尾基因的攜帶者。由表中的雜交組合5可知，子代雌雄個體的表現型不同，有性別差異，因而可判斷小家鼠尾巴形狀的突變基因的遺傳方式為伴X遺傳，特點是交叉遺傳;通過第2、5組可判斷顯性性狀是彎曲，不彎曲為隱性性狀;第1、3、4組不能直接判斷顯隱性;第2組后代中的短尾雌鼠的基因型為BbXAXa，短尾雄鼠的基因型為BbXAY，理論上子代中成活個體的表現型（不計性別）及比例為彎曲短尾∶彎曲長尾∶不彎曲短尾∶不彎曲長尾=6∶3∶2∶1，彎曲短尾雌鼠全為雜合子。

【規律總結】遺傳判斷實驗設計是高考試題命制的難點和熱點，也是高考試題的壓軸之作。考查的方向主要有：細胞質遺傳與細胞核遺傳判斷性實驗、相對性狀中的顯性與隱性判斷性實驗、非等位基因存在位置的判斷性實驗、等位基因位于染色體類型的判斷性實驗、顯性突變與隱性突變的判斷性實驗、環境因素影響與基因控制性狀的判斷性實驗、染色體基因缺失與基因突變的判斷性實驗、純合子與雜合子判斷性實驗、根據性狀判斷生物性別的判斷性實驗等。

解題時往往先從結論推知結果，回答問題時再通過結果推知結論。復習過程中要通過題型訓練總結建構相應的思維模板。如建構顯性突變與隱性突變的判斷性實驗設計模板：

（1）顯性突變是由隱性基因突變成顯性基因，突變一旦完成，則立即表現出顯性性狀，選取具有突變性狀的親本進行雜交，子代會表現出原有性狀。

（2）隱性突變是由顯性基因突變成隱性基因，性狀往往不會立即表現，直到出現隱性純合子為止。若選取具有突變性狀的親本進行雜交，則后代只表現出突變性狀。

五、生態系統的結構與功能

1.關鍵詞：種群。

2.知識來源：生態因素、種群及其數量的變化、生態系統的結構、生態系統的能量流動和物質循環、生態系統的穩定性 。

3.命題熱點：種群數量變化規律、生態系統碳循環及綜合分析、農業生態系統群落的結構和功能。

【例5】圖甲表示草原生態系統的能量流和部分物質流，圖乙表示某種群遷入該生態系統一段時間內，λ值和時間的關系。請據圖回答：

（1）由圖甲分析，無機環境中的物質和能量主要是通過 進入生物群落，圖中“”表示 ;生態系統能量不能循環流動的原因是 ;物質可以反復利用的主要原因是生態系統組成成分中的 經過呼吸作用將有機物分解為無機物，無機物可被生物群落重新利用。

（2）由圖乙可知，該種群在第 年時，達到種群的環境容納量（K值）。當種群在第10～30年時期內，種內斗爭的變化趨勢是 。

（3）若此草原向森林群落演替，在這一演替過程中，顯著提高了群落利用 的能力，同時也使生態系統的抵抗力穩定性逐漸增強。

【答案】（1）生產者的光合作用 能量流（動方向） ? 生物代謝產生的熱能不能被生物體用于合成有機物（或散失的熱能不能被生物再利用，合理給分） 生產者、消費者和分解者 （2）40 逐漸增強 （3）陽光等環境資源

【解析】（1）無機環境中的物質和能量主要是通過生產者的光合作用合成的有機物進入生物群落， 圖中“”表示能量流動方向，生態系統能量不能循環流動的原因是生物代謝產生的熱能不能被生物體用于合成有機物（或散失的熱能不能被生物再利用），物質可以反復利用的主要原因是生態系統組成成分中的生產者、消費者和分解者經過呼吸作用將有機物分解為無機物，無機物可被生物群落重新利用。（2）據圖乙可知，種群密度在第40年時，種群增長速率為0，種群數量達到K值。若要使該種群的K值增大，可通過增加食物，改善環境條件、減少天敵等。種群密度在第10～30年時期內，種群數量一直在增加，種內斗爭變化趨勢是逐漸增強。（3）若此草原向森林群落演替，在這一演替過程中，生產者更為強大，光合作用更強，對光、二氧化碳、無機鹽等環境資源利用加強，而且由于環境較適宜，生物種類和數量增加，群落營養結構更復雜，抵抗力穩定性逐漸增強。

【規律總結】生態學綜合分析題從考查的內容看，種群的基本特征、種群數量的增長規律、種間關系與群落演替、生態系統的物質循環和能量流動的特點及其運用是高考的命題熱點。命題的角度有：以種群增長的數學模型結合現實生活中的實例進行分析;通過曲線圖表等信息綜合考查;通過曲線分析群落的種間關系;聯系新情境考查群落的演替;結合生態系統的結構具體分析不同生態系統的功能;運用生態系統的原理解決生態系統中存在的相關問題。

生態學多以曲線、示意圖的形式出現，解題時首先要仔細審題，從曲線和示意圖中提煉信息，如影響種群數量變化的因素、涉及的食物鏈;再聯系教材知識，分析引起曲線變化的原因，解釋示意圖說明的問題;最后對問題進行判斷，按要求進行規范作答。

六、生物技術實踐與現代生物科技

1.關鍵詞：生物工程與生物技術。

2.知識來源：微生物的利用和生物技術在食品加工中的應用，基因工程、細胞工程、胚胎工程、生態工程的原理及應用。

3.命題熱點：微生物的分離、培養和數目測定的方法，選擇培養基對微生物的選擇作用，克隆技術與細胞的全能性，胚胎工程與減數分裂和遺傳，基因工程與基因的表達，單克隆抗體與免疫。

【例6】植物秸稈中的纖維素可被某些微生物分解。回答下列相關問題：

（1）分解秸稈中纖維素的微生物能分泌纖維素酶，該酶是由3種組分形成的復合酶，其中的葡萄糖苷酶可將 ? ? ? ? 分解成 ? ? ? ? 。

（2）在含纖維素的培養基中加入剛果紅（CR）染料時，CR可與纖維素形成 ? ? ? ?色復合物。用含有CR的該種培養基培養纖維素分解菌時，培養基上會出現以該菌的菌落為中心的 ? ? ? ? ?。

（3）為從富含纖維素的土壤中分離獲得纖維素分解菌的單菌落并加以鑒定，某同學設計了甲、乙兩種培養基：

酵母膏 無機鹽 淀粉 纖維素粉 瓊脂 CR溶液 水

培養基甲 + + + + - + +

培養基乙 + + + - + + +

（注：“+”表示“有”，“-”表示“無”）

據表判斷，培養基甲 （填“能”或“不能”）用于分離纖維素分解菌，原因是 ;培養基乙 ? （填“能”或“不能”）用于鑒定纖維素分解菌，原因是 。

【答案】（1）纖維二糖 葡萄糖 （2）紅 透明圈 （3）不能 液體培養基不能分離單菌落 不能 培養基中沒有纖維素（不能形成CR-纖維素紅色復合物）

【解析】（1）葡萄糖苷酶可將纖維二糖分解成葡萄糖。（2）剛果紅與纖維素形成紅色復合物，當纖維素被纖維素酶分解后，紅色復合物無法形成，出現以纖維素分解菌為中心的透明圈，可以通過是否產生透明圈來篩選纖維素分解菌。（3）纖維素分解菌分離和鑒別培養基屬于固體培養基，而培養基甲中沒有瓊脂，是液體培養基;要分離和鑒別纖維素分解菌，需要以纖維素為主要碳源的培養基，培養基乙不具有選擇的作用。

【規律總結】微生物的培養與運用、生物樣品中成分的提取、生物技術在食品加工中的運用等是高頻考點。試題通過實例，考查有關生物技術的原理、實驗設計的思想方法與思路和實驗操作等，同時還會與必修部分的有關內容進行綜合考查。命題時常呈現輪考特點，且常以簡單的記憶內容為主。

復習時要加強對教材中知識的深層理解，加強自身搜集信息能力、知識遷移運用能力、分析問題能力、審題識圖能力、規范表達能力的培養。解題時要認真審題，聯系教材知識，重視運用專業術語作答。

【例7】 2014年10月19日，國際頂尖學術期刊《自然》在線發表了中科院上海生命科學研究院國家重點實驗室曾藝研究團隊領銜完成的研究成果，宣布首次發現了乳腺中的多能干細胞，“刷新”了由國外科學家在2011年發表在《自然》上的乳腺干細胞只存在單潛能性的理論，并以此為切入點，為靶向治療乳腺癌提供新思路，奠定了乳腺癌干細胞治療應用的基礎。請依據上述材料及教材相關知識，回答下列問題：

（1）成年人體內存在的組織干細胞可根據其發育潛能分為全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞三種類型，其中全能干細胞是 ，在形態上具有 等特點，來源于胚胎培養中的 期 （填胚胎結構），也可從胎兒的 細胞中提取。

（2）乳腺中的多能干細胞能分化形成各種類型的細胞，該變化過程的實質是 ，引起細胞之間功能差異的直接原因是 （填物質）不同，根本原因是 （填物質）不同。多能干細胞的獲得，不使用胚胎細胞或卵細胞，也不誘導發育成個體，因此，不會像生殖性克隆一樣引發 問題。

（3）乳腺癌是乳腺細胞在 的作用下基因發生了突變，可通過形態上的變化來進行判斷。進一步研究發現，這些乳腺干細胞的特異標記——蛋白C受體是一種細胞膜表面受體，將來針對它而設計的藥物 （填“需要”或“不需要”）進入細胞內起效，因而是理想的藥物靶點。

（4）目前對于細胞的研究較為廣泛，如可將干細胞用于檢測有毒物質是否引起了基因突變，此應用在分子水平上需要采用 技術。

【答案】（1）胚胎干細胞 ? ?體積小、細胞核大、核仁明顯 ? 囊胚 ? 內細胞團 ? 原始性腺 （2）基因的選擇性表達 ? 蛋白質 ? mRNA 倫理 （3）致癌因子 ? 不需要 （4）DNA分子雜交

【解析】（1）全能干細胞即是胚胎干細胞，來源于胚胎發育的囊胚時期的內細胞團細胞，這個時期的細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等特點，另外胚胎干細胞也可來自胎兒的原始性腺細胞。（2）多能干細胞發育成不同類型細胞的過程實質是細胞分化，即基因的選擇性表達;蛋白質是細胞功能的體現者，所以細胞之間功能差異的直接原因是蛋白質不同，而蛋白質的表達受mRNA控制，即根本原因是mRNA不同。（3）乳腺細胞在致癌因子的作用下會發生突變導致癌變，由于乳腺細胞膜表面有受體蛋白，因此不需要進入細胞內。（4）用干細胞來檢測是否發生突變的常用方法是DNA分子雜交。

【規律總結】基因工程、植物細胞雜交、單克隆抗體制備、胚胎培養、胚胎移植、胚胎分割、胚胎發育是高考命題的熱點。胚胎工程往往與基因工程、細胞工程綜合考查，生態工程多與生物學知識相結合。“從具體成果中提驗知識，結合圖像、文字信息考查基因工程”“借助圖像表格展示信息，考查細胞工程”“借助示意圖，考查胚胎發育及胚胎工程的若干技術”是高考命題的基本形式。

復習時要按照新的課程標準加強對生物學專業術語、基本概念和基本知識的識記，要在理解的基礎上，準確記憶專業術語和基本概念。解題時要規范漢字的書寫和加強語言表達，做到審題迅速，獲取信息正確，分析到位，書寫語言嚴謹、規范。

七、 實驗設計

1.關鍵詞：實驗設計。

2.知識來源：實驗方案和實驗步驟的設計、實驗現象的觀察和結論的預測。

3.命題熱點：證明某種激素的生理功能、酶的催化特性與發揮作用的條件、遺傳學實驗設計及綜合分析、探究光合作用和呼吸作用影響因素。

【例8】 有研究者宣稱：山核桃的外果皮提取物中富含多種生物活性成分，具有抗氧化損傷作用，能有效防護動物輻射損傷。某小組同學對此提出了質疑。通過咨詢專家，他們了解到動物血液中超氧化物歧化酶（簡稱SOD，是O22-的天然消除劑）的活性可作為確定防護輻射損傷作用的效果指標之一。大劑量輻射會降低酶的活性，從而影響機體對輻射的防護功能。

該小組準備利用動物進行實驗探究。基本思路是：給實驗動物注射山核桃外果皮提取物→讓動物接受輻射→檢測實驗動物血液中SOD的活性。

指導老師給該小組提供了如下材料用具：未受過輻射的健康小鼠若干只（不考慮性別影響），生理鹽水，蒸餾水，注射器，不同濃度（15g/mL、9g/mL、3g/mL）的山核桃外果皮提取液，SOD活性測定儀器。

請回答下列問題：

（1）下面是小組同學設計的實驗方法步驟。請指出其中的三處錯誤，并做相應的改正。

①取未接受過輻射的生長發育狀態相似的健康5只小鼠，隨機分裝在5個鼠籠中，分別標記為甲、乙、丙、丁、戊;②甲、乙、丙三組每天分別注射15g/mL、9g/mL、3g/mL三種不同濃度的山核桃外果皮提取物10ml，丁、戊兩組每天分別注射蒸餾水10ml;③在相同的適宜條件下飼養15天后，對5組小鼠均用相同的大劑量60Coγ射線輻射處理相同時間;④輻射后第5天，分別提取各小鼠的血液，用SOD活性測定儀器測定各小鼠血液中SOD的活性，記下各組實驗數據，并計算甲、乙、丙三組平均值。

錯誤一： ;修正一： 。

錯誤二： ;修正二： 。

錯誤三： ;修正三： 。

（2）請依據你修正的實驗方案，預測兩種可能的實驗結果，并推導相應的實驗結論。

（3）針對（2）中的一種結果和結論，提出進一步研究的問題。

【答案】（1）每組的實驗動物數量太少 每組動物至少要用3只，避免因偶然性而造成誤差或失敗 丁、戊不應注射蒸餾水 丁、戊兩組每天應該分別注射10mL生理鹽水 缺乏60Coγ射線輻射的對照組 丁組或戊組不用60Coγ射線輻射處理，作為對照組

（2）可能答案一：SOD活性測定值為甲=乙=丙，且三組的平均值明顯高于對照組。說明山核桃外果皮提取液具有防護輻射損傷的作用，但與濃度無關。

可能答案二：SOD活性測定值為甲<乙<丙，且三組的平均值明顯低于對照組。說明山核桃外果皮提取液會破壞動物防護輻射損傷的功能，且與濃度相關。

可能答案三：五組小鼠的SOD的活性差別不明顯。由此可推導出的實驗結論是，山核桃的外果皮提取物不能有效防護動物輻射損傷。

可能答案四：SOD活性測定值為甲>乙>丙，且三組的平均值明顯高于對照組。說明山核桃外果皮提取液具有防護輻射損傷的作用，且濃度越大效果越好。

（3）如實驗中60Coγ射線輻射量應用多大合適？山核桃外果皮提取液的濃度多少適宜？實驗結果與性別有關嗎？山核桃外果皮提取液的提取方法是否科學，是否在提取過程中影響了其效用？

【規律總結】高考實驗與探究能力的主要考向有：“對教材中的經典實驗進行拓展和加深”“設計完善過程，驗證探究生物現象”“呈現實驗方案，考查實驗評價與改進”“結合曲線表格圖像，考查實驗結果分析與歸納”“融合遺傳變異，考查推理與驗證能力”“釋放思維空間，考查實驗創新能力”“設置目標，考查統籌規劃與設計能力”。

設計實驗時，要綜合分析、步步為營。第一步，審準目的原理、要求，明確實驗目的（驗證還是探究），明確實驗原理，理解實驗依據，弄清實驗中的問題要求和各種變量。第二步，確定和處理實驗變量（自變量、因變量和無關變量）。第三步，寫出實驗步驟（分組編號、自變量處理、觀察測量并記錄結果）。評價實驗時，要重點分析：是否違反實驗設計原則（對照原則、單因變量原則、可重復性原則），無關變量的控制是否遵循等量適量原則。

值得注意的是：高考命題不回避重點，強調對核心內容的綜合考查，主要包括對重要概念、原理、理論的理解和解釋。高考大題命制往往通過創設新的情景，提出新的問題，考查考生分析、綜合應用和實驗探究的能力。