2025年上學(xué)期高一生物設(shè)計思維應(yīng)用測評試題一、選擇題（每題4分，共40分）（在每題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）細胞結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計某研究團隊擬設(shè)計一種“人工細胞”用于降解海洋塑料垃圾，需模擬細胞的物質(zhì)運輸功能。若該“人工細胞”僅允許水分子和特定酶通過，其細胞膜結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)優(yōu)先考慮的特性是（）A.全透性，確保酶快速進入B.選擇透過性，通過載體蛋白控制酶的運輸C.流動性，促進酶與塑料的接觸D.保護性，防止海水對酶的破壞酶催化效率的優(yōu)化設(shè)計為提高加酶洗衣粉中蛋白酶的活性，某學(xué)生設(shè)計了三組實驗：①增加酶濃度，②提高洗滌溫度至80℃，③添加能穩(wěn)定酶空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定劑。下列分析正確的是（）A.①和②可顯著提高酶活性B.②會導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)破壞C.③通過改變底物結(jié)構(gòu)提升反應(yīng)速率D.三組實驗均體現(xiàn)了對“變量控制”原則的應(yīng)用光合作用裝置的創(chuàng)新設(shè)計某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的“雙室光合作用實驗裝置”（左側(cè)為密閉CO?緩沖液室，右側(cè)為水培植物室，兩室通過半透膜分隔）。該裝置能有效探究的問題是（）A.光照強度對ATP合成速率的影響B(tài).氣孔開閉與CO?吸收量的關(guān)系C.葉綠體中色素對不同波長光的吸收D.溫度對暗反應(yīng)中C?還原速率的影響細胞呼吸原理的實踐應(yīng)用為延長水果保鮮期，某果農(nóng)設(shè)計了三種儲存方案：①低氧+低溫+高濕度，②無氧+常溫+低濕度，③高氧+低溫+高濕度。下列評價正確的是（）A.方案①通過抑制有氧呼吸和無氧呼吸延長保鮮期B.方案②因無氧呼吸產(chǎn)生酒精導(dǎo)致果實腐爛C.方案③中高氧促進有氧呼吸，加速有機物消耗D.三種方案均未考慮細胞呼吸的底物種類差異跨膜運輸方式的模型構(gòu)建某同學(xué)用“氣球膜（模擬細胞膜）+玻璃珠（模擬載體蛋白）+蔗糖溶液”構(gòu)建了物質(zhì)跨膜運輸模型，向氣球內(nèi)注入高濃度蔗糖溶液后置于清水中，觀察到氣球膨脹速度先快后慢。該模型無法模擬的運輸方式是（）A.自由擴散（水分子）B.協(xié)助擴散（蔗糖分子）C.主動運輸（需能量供應(yīng)）D.滲透作用（水分子順濃度梯度運輸）實驗變量控制的設(shè)計邏輯在“探究pH對過氧化氫酶活性影響”的實驗中，下列設(shè)計思路符合“單一變量原則”的是（）A.分別向三組試管中加入1mL、2mL、3mL過氧化氫溶液B.三組試管的反應(yīng)溫度分別控制在0℃、37℃、100℃C.用HCl和NaOH調(diào)節(jié)三組試管的pH分別為3、7、11D.用肝臟研磨液、FeCl?溶液、清水作為催化劑類型變量生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的設(shè)計分析某研究團隊設(shè)計了兩個封閉微型生態(tài)瓶：甲瓶（水草+小魚+泥沙+自來水），乙瓶（水草+小魚+泥沙+滅菌自來水）。一段時間后觀察到甲瓶水質(zhì)渾濁、小魚存活時間短，乙瓶水質(zhì)清澈、小魚存活時間長。導(dǎo)致差異的關(guān)鍵設(shè)計因素是（）A.甲瓶未控制生產(chǎn)者數(shù)量B.乙瓶排除了分解者的作用C.甲瓶中存在生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)D.乙瓶缺乏物質(zhì)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的設(shè)計關(guān)聯(lián)胰島素是一種由51個氨基酸組成的蛋白質(zhì)激素，其空間結(jié)構(gòu)中存在3個二硫鍵（-S-S-）。若某藥物能破壞該二硫鍵，推測其對胰島素功能的影響是（）A.氨基酸序列改變，失去調(diào)節(jié)血糖作用B.肽鍵斷裂，無法與靶細胞受體結(jié)合C.空間結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致生物活性喪失D.分子量減小，通過細胞膜的能力增強實驗數(shù)據(jù)的圖表轉(zhuǎn)換設(shè)計某同學(xué)將“不同光照強度下植物O?釋放速率”的實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為曲線圖，橫軸為光照強度（單位：klx），縱軸為O?釋放速率（單位：μmol·m?2·s?1）。下列圖表設(shè)計中最能直觀體現(xiàn)“光飽和點”特征的是（）A.曲線從原點開始持續(xù)上升B.曲線上升后出現(xiàn)水平段C.曲線先下降后上升D.曲線呈現(xiàn)周期性波動生物技術(shù)倫理的設(shè)計評估某公司設(shè)計了一種“基因編輯嬰兒”技術(shù)，旨在通過修改CCR5基因增強新生兒對艾滋病的抵抗力。從社會責(zé)任角度分析，該設(shè)計存在的主要問題是（）A.技術(shù)難度過高，無法實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化B.違反了“尊重生命自主性”的倫理原則C.破壞了人類基因庫的多樣性D.可能導(dǎo)致新生兒出現(xiàn)不可預(yù)測的健康風(fēng)險二、實驗設(shè)計題（共30分）11.基于酶特性的洗滌方案設(shè)計某生物興趣小組擬設(shè)計“家用加酶洗衣粉的最佳使用方案”，請完成以下實驗設(shè)計與分析：（1）問題提出：家庭常用的加酶洗衣粉（含蛋白酶、脂肪酶）在不同溫度和pH條件下的洗滌效果是否存在差異？如何優(yōu)化使用條件以達到最佳去污效果？（2）實驗材料：加酶洗衣粉、雞血漬布（蛋白質(zhì)類污漬）、牛油漬布（脂肪類污漬）、恒溫水浴鍋、pH調(diào)節(jié)液（HCl/NaOH）、白度計（測量污漬殘留度）等。（3）實驗設(shè)計要求：①寫出本實驗的自變量和因變量（4分）；②設(shè)計一個實驗分組表（包含對照組，至少2個自變量，每組3次重復(fù)）（8分）；③預(yù)測實驗結(jié)果并繪制可能的曲線圖（橫軸為溫度，縱軸為去污率，需標(biāo)注不同pH組別）（6分）；④若實驗發(fā)現(xiàn)“60℃時蛋白酶組去污率顯著下降”，分析其原因并提出改進建議（4分）；⑤指出該實驗設(shè)計中可能存在的無關(guān)變量（至少2項）（4分）；⑥結(jié)合實驗結(jié)論，為家庭使用加酶洗衣粉提出2條具體建議（4分）。三、綜合探究題（共30分）12.校園生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與評估某高中擬將校園內(nèi)一塊閑置荒地改造為“生態(tài)實踐基地”，旨在實現(xiàn)“教學(xué)實踐、生物多樣性保護、碳匯功能提升”三大目標(biāo)。請結(jié)合所學(xué)知識完成以下設(shè)計與分析：（1）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計：①寫出該基地應(yīng)包含的基本生物成分（生產(chǎn)者、消費者、分解者），并各舉1例校園常見生物（6分）；②設(shè)計一條包含4個營養(yǎng)級的食物鏈，并標(biāo)注各生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用（4分）。（2）功能優(yōu)化方案：①為提升基地的“碳匯功能”，提出2項具體措施（如植物選擇、種植方式等），并說明科學(xué)依據(jù)（6分）；②若發(fā)現(xiàn)基地中鼠類數(shù)量過多，設(shè)計一個生物防治方案（不使用化學(xué)農(nóng)藥），并解釋其原理（4分）。（3）實踐應(yīng)用與評估：①設(shè)計一個學(xué)生參與的探究活動（如“不同植被對土壤小動物豐富度的影響”），寫出活動的核心步驟（6分）；②從“可持續(xù)發(fā)展”角度，分析該基地建設(shè)對校園生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響（4分）。四、開放性創(chuàng)新題（共20分）13.未來實驗室的生物安全設(shè)計隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，未來高中生物實驗室可能涉及“基因編輯微生物培養(yǎng)”“細胞工程操作”等前沿技術(shù)。請以“生物安全”為核心，設(shè)計一套實驗室安全管理方案，內(nèi)容包括：（1）物理防護設(shè)施（如通風(fēng)系統(tǒng)、廢棄物處理裝置）的設(shè)計要點（6分）；（2）操作流程規(guī)范（如實驗前培訓(xùn)、實驗后消毒）的關(guān)鍵步驟（6分）；（3）應(yīng)急預(yù)案（如微生物泄漏