2025年上學期高一生物情景應用題測試一、分子與細胞模塊情景一：植物工廠的光合作用優(yōu)化某生物科技公司設(shè)計了一套密閉式植物工廠系統(tǒng)，利用LED光源（可調(diào)節(jié)紅光/藍光比例）和CO?富集裝置栽培生菜。下表是不同光照處理對生菜生長的影響數(shù)據(jù)：組別紅光:藍光比例CO?濃度（μmol/mol）葉綠素a含量（mg/g）凈光合速率（μmol/m2·s）A5:14001.812.5B3:18002.318.2C1:18002.116.7D3:112002.420.5問題：結(jié)合光反應和暗反應的物質(zhì)變化，分析B組比A組凈光合速率提高的原因。若將D組的CO?濃度繼續(xù)提高到1500μmol/mol，凈光合速率可能不再增加，從酶促反應角度解釋其限制因素。某同學提出“藍光比例過高會抑制葉綠素合成”的假說，請設(shè)計實驗驗證該假說（寫出實驗思路和預期結(jié)果）。參考答案：B組通過提高CO?濃度促進暗反應中CO?的固定，生成更多C?化合物；同時紅光比例適中（3:1）有利于葉綠素吸收光能，光反應產(chǎn)生的ATP和NADPH增多，加速C?的還原，從而提高凈光合速率。暗反應中CO?固定相關(guān)酶（如Rubisco）的數(shù)量有限，當CO?濃度超過酶的飽和點后，即使繼續(xù)增加CO?，酶促反應速率不再提高，導致凈光合速率穩(wěn)定。實驗思路：設(shè)置紅光:藍光比例為5:1（對照組）、3:1、1:1、1:3的四組實驗，在相同CO?濃度和溫度下培養(yǎng)生菜，測定葉綠素a含量。預期結(jié)果：隨著藍光比例升高（1:3組），葉綠素a含量顯著低于對照組。情景二：極端環(huán)境下的微生物適應機制科學家在深海熱泉口發(fā)現(xiàn)一種極端嗜熱古菌Pyrococcusfuriosus，其最適生長溫度為100℃。研究發(fā)現(xiàn)，該古菌的細胞膜脂類由特殊的植烷甘油醚組成，而不是普通細菌的脂肪酸甘油酯；同時其DNA中G-C堿基對比例高達65%（普通細菌約50%）。問題：從細胞膜結(jié)構(gòu)與功能角度，分析植烷甘油醚如何幫助古菌適應高溫環(huán)境。解釋高G-C含量的DNA在高溫下更穩(wěn)定的分子機制。若將該古菌的DNA聚合酶基因?qū)氪竽c桿菌，在37℃培養(yǎng)時，重組大腸桿菌的DNA復制效率是否會提高？為什么？參考答案：植烷甘油醚具有分支鏈結(jié)構(gòu)和醚鍵連接，比脂肪酸甘油酯的直鏈結(jié)構(gòu)更難被高溫破壞，能減少高溫下細胞膜的流動性，維持膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。G-C堿基對通過三個氫鍵連接（A-T為兩個），高G-C含量增加了DNA雙鏈間的氫鍵總數(shù)，使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在高溫下更難解旋，提高穩(wěn)定性。不會提高。該DNA聚合酶的最適溫度為100℃，在37℃時酶活性顯著降低，反而會抑制大腸桿菌的DNA復制。二、遺傳與進化模塊情景三：單基因遺傳病的遺傳分析下圖是某家族甲?。ㄔO(shè)基因為A/a）和乙?。ㄔO(shè)基因為B/b）的系譜圖，其中甲病在人群中的發(fā)病率為1/10000。婚，生育Ⅲ-1（女，患乙?。┖廷?2（男，正常）”）問題：判斷甲病和乙病的遺傳方式（顯性/隱性，常染色體/X染色體），并寫出Ⅱ-2的基因型。若Ⅲ-2與人群中無甲病家族史的女性結(jié)婚，生育患甲病孩子的概率是多少？從優(yōu)生角度，為該家族成員提出兩種遺傳咨詢建議。參考答案：甲病為常染色體隱性遺傳（Ⅱ-1患病而父母正常），乙病為常染色體隱性遺傳（Ⅱ-2和Ⅱ-3正常而Ⅲ-1患?。?；Ⅱ-2的基因型為AaBb或AaBB。人群中a基因頻率=1/100，Aa概率=2×(99/100)×(1/100)=198/10000≈1/50；Ⅲ-2為Aa的概率是2/3（因父母為Aa），則生育甲病孩子的概率=2/3×1/50×1/4=1/300。建議：①對Ⅲ-1進行基因檢測，確定乙病致病基因攜帶者；②懷孕后進行羊水穿刺，檢測胎兒是否攜帶甲病或乙病致病基因。情景四：抗生素濫用與細菌耐藥性進化某醫(yī)院對2015-2025年臨床分離的金黃色葡萄球菌進行耐藥性監(jiān)測，結(jié)果顯示：青霉素耐藥率從35%升至82%，甲氧西林耐藥率從12%升至45%。研究發(fā)現(xiàn)，耐藥菌通過質(zhì)粒攜帶耐藥基因（如bla基因編碼β-內(nèi)酰胺酶分解青霉素），并可通過conjugation（接合）在細菌間轉(zhuǎn)移。問題：從進化角度解釋耐藥菌比例上升的原因。若在培養(yǎng)基中同時添加青霉素和甲氧西林，能否篩選出對兩種抗生素都耐藥的菌株？為什么？結(jié)合生物進化理論，提出兩種減少耐藥菌傳播的措施。參考答案：抗生素對細菌進行定向選擇：敏感菌被殺死，耐藥菌因攜帶耐藥基因存活并繁殖，導致耐藥基因頻率在種群中上升。能。若細菌同時攜帶分解青霉素的bla基因和抗甲氧西林的mecA基因（位于同一質(zhì)?；虿煌|(zhì)粒），在雙重抗生素壓力下，只有雙耐藥菌株能存活。措施：①嚴格控制抗生素處方，避免不必要使用；②對患者使用過的醫(yī)療器械進行高溫滅菌，阻斷耐藥菌的傳播鏈。三、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊情景五：血糖調(diào)節(jié)的異常與干預某研究團隊對2型糖尿病患者進行臨床試驗，比較兩種干預方案的效果：方案①采用二甲雙胍（抑制肝糖原分解）聯(lián)合運動；方案②采用胰島素注射治療。部分結(jié)果如下表：指標正常對照組糖尿病組（治療前）方案①（治療后）方案②（治療后）空腹血糖（mmol/L）5.29.86.55.8胰島素敏感性指數(shù)4.82.13.92.3問題：從血糖來源和去路分析，二甲雙胍為何能降低空腹血糖？解釋方案①比方案②胰島素敏感性指數(shù)更高的原因。若患者在注射胰島素后出現(xiàn)頭暈、心慌，簡述其體內(nèi)血糖調(diào)節(jié)的應急機制。參考答案：空腹時血糖主要來自肝糖原分解，二甲雙胍抑制該過程，減少血糖來源；同時不影響外周組織對葡萄糖的攝取利用，從而降低血糖。運動能增加肌肉細胞中胰島素受體的數(shù)量和活性，提高細胞對胰島素的敏感性；而胰島素注射可能反饋抑制自身胰島素分泌，導致敏感性降低。低血糖刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素，促進肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖；同時腎上腺髓質(zhì)分泌腎上腺素，加速糖原分解，使血糖快速回升。情景六：生態(tài)修復中的群落演替某礦區(qū)廢棄地經(jīng)過20年自然恢復，依次出現(xiàn)以下群落階段：①裸巖→②地衣苔蘚群落→③草本植物群落（主要為狗尾草）→④灌木群落（主要為沙棘）→⑤喬木群落（主要為楊樹）。問題：從物質(zhì)循環(huán)角度，分析地衣階段如何為草本植物群落創(chuàng)造生存條件。比較灌木階段和喬木階段的動物類群差異，并解釋原因。若在喬木階段引入外來物種桉樹（速生、耗水量大），預測對當?shù)厣锒鄻有缘挠绊?。參考答案：地衣分泌有機酸加速巖石風化，釋放礦質(zhì)元素；同時通過光合作用固定CO?，積累有機物，為草本植物提供養(yǎng)分和土壤基質(zhì)。灌木階段動物以植食性昆蟲和鳥類為主，喬木階段出現(xiàn)樹棲動物（如松鼠）和肉食性動物（如鷹）。原因：喬木群落垂直結(jié)構(gòu)更復雜，提供更多的食物和棲息空間。桉樹會大量消耗水分和土壤養(yǎng)分，擠占本土植物的生存資源，導致群落豐富度降低；同時依賴本土植物的動物失去食物來源，生物多樣性下降。四、科學探究與實驗設(shè)計模塊情景七：酶活性的影響因素探究某學生為探究pH對唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計實驗如下：①取5支試管，分別加入2mL淀粉溶液（1%），并編號1-5；②向各試管加入0.5mL唾液淀粉酶（稀釋10倍），搖勻；③用HCl或NaOH調(diào)節(jié)各試管pH分別為3、5、7、9、11；④37℃水浴保溫10分鐘后，加入斐林試劑，沸水浴2分鐘，觀察顏色變化。問題：指出實驗設(shè)計中的兩處錯誤，并說明修正方法。若修正后實驗中，pH=3和pH=11的試管均未出現(xiàn)磚紅色沉淀，從酶結(jié)構(gòu)角度分析原因。若要進一步探究該酶的最適溫度，寫出實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量（各舉一例）。參考答案：錯誤①：步驟②中先加酶后調(diào)pH，可能導致酶在不適pH下失活。修正：先調(diào)節(jié)淀粉溶液pH，再加酶。錯誤②：斐林試劑檢測時未中和pH，強酸強堿會破壞斐林試劑。修正：保溫后先加入NaOH中和，再加入斐林試劑。pH=3（強酸）和pH=11（強堿）會破壞唾液淀粉酶的空間結(jié)構(gòu)，導致酶永久失活，無法催化淀粉水解，因此無還原糖生成。自變量：溫度（如20℃、30℃、37℃、45℃）；因變量：還原糖生成量（用磚紅色沉淀顏色深淺表示）；無關(guān)變量：pH（維持在7）。情景八：種群數(shù)量變化的數(shù)學模型某島嶼引入野兔后，其種群數(shù)量變化如下表（單位：只）：年份2015201620172018201920202021數(shù)量50120280450580620610問題：繪制野兔種群數(shù)量增長的曲線圖，并判斷其增長類型。計算2017-2018年的種群增長率（保留兩位小數(shù)），并分析2020年后數(shù)量下