2025年下學(xué)期高一生物開放性試題測試一、細(xì)胞的分子基礎(chǔ)與代謝調(diào)控（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析某研究小組探究不同溫度對淀粉酶活性的影響，實(shí)驗(yàn)材料包括：新鮮唾液淀粉酶溶液（最適溫度約37℃）、1%淀粉溶液、碘液、恒溫水浴鍋等。請回答以下問題：變量控制：若要驗(yàn)證“溫度通過影響酶活性進(jìn)而改變反應(yīng)速率”，需設(shè)置哪些溫度梯度？并說明選擇這些梯度的依據(jù)。結(jié)果預(yù)測：繪制實(shí)驗(yàn)中“溫度-淀粉剩余量”的關(guān)系曲線，并解釋曲線在低溫段（0~10℃）和高溫段（70~100℃）的變化趨勢差異。實(shí)際應(yīng)用：某食品加工廠需優(yōu)化淀粉水解工藝，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)結(jié)論，提出兩種提高生產(chǎn)效率的具體方案（提示：可從溫度控制、酶制劑改良等角度分析）。（二）概念辨析與拓展細(xì)胞呼吸過程中，葡萄糖氧化分解的中間產(chǎn)物丙酮酸在不同條件下會進(jìn)入不同代謝途徑：有氧條件：丙酮酸進(jìn)入線粒體徹底氧化分解為CO?和H?O，釋放大量能量；無氧條件：丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為乳酸（動物細(xì)胞）或酒精和CO?（植物細(xì)胞），釋放少量能量。請結(jié)合上述信息回答：能量轉(zhuǎn)化效率：為什么有氧呼吸釋放的能量遠(yuǎn)多于無氧呼吸？從物質(zhì)氧化程度和電子傳遞鏈功能角度分析。進(jìn)化視角：推測原始地球環(huán)境中生物優(yōu)先選擇無氧呼吸的原因，并說明有氧呼吸在生物進(jìn)化中的意義。生活聯(lián)系：劇烈運(yùn)動后肌肉酸痛是乳酸積累導(dǎo)致的，請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“熱敷可加速乳酸分解”（寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果）。二、遺傳與進(jìn)化的實(shí)踐應(yīng)用（一）遺傳規(guī)律與人類健康囊性纖維化是一種常染色體隱性遺傳病，由CFTR基因（用A/a表示）突變引起。下圖為某患者家系圖（Ⅱ-3為患者，Ⅰ-1、Ⅰ-2表現(xiàn)正常）：Ⅰ-1Ⅰ-2↓Ⅱ-1Ⅱ-2Ⅱ-3（患者）基因型推斷：Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分別是什么？Ⅱ-2是攜帶者的概率為多少？優(yōu)生建議：Ⅱ-2與一正常男性（其父母均正常，但妹妹為患者）結(jié)婚，若想生育健康孩子，可采取哪些產(chǎn)前診斷措施？并說明每種措施的檢測原理。倫理討論：基因編輯技術(shù)（如CRISPR）可修復(fù)胚胎中的CFTR突變基因，但該技術(shù)可能導(dǎo)致“設(shè)計(jì)嬰兒”爭議。請從技術(shù)安全性、社會公平性兩個角度，提出支持或反對該技術(shù)臨床應(yīng)用的理由。（二）生物進(jìn)化與適應(yīng)性某島嶼上存在兩種翅型的蝗蟲：長翅（A）和短翅（a）。長翅蝗蟲飛行能力強(qiáng)，但耗能高；短翅蝗蟲飛行能力弱，但耐饑餓。近年來，該島嶼頻繁遭受臺風(fēng)襲擊，導(dǎo)致高大植物減少，低矮草叢成為主要植被。下表為臺風(fēng)前后蝗蟲種群的基因頻率變化：時間長翅基因（A）頻率短翅基因（a）頻率臺風(fēng)前（2010年）0.70.3臺風(fēng)后（2025年）0.30.7進(jìn)化機(jī)制：用自然選擇學(xué)說解釋臺風(fēng)后短翅基因頻率上升的原因。種群動態(tài)：若臺風(fēng)停止后，島嶼植被逐漸恢復(fù)為高大植物，預(yù)測未來50年內(nèi)A基因頻率的變化趨勢，并說明理由。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：設(shè)計(jì)一個野外調(diào)查方案，驗(yàn)證“短翅蝗蟲在低矮草叢中存活率更高”（寫出調(diào)查指標(biāo)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法）。三、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境的系統(tǒng)分析（一）內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)人體血糖濃度的穩(wěn)定依賴于神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，其中胰島素和胰高血糖素是關(guān)鍵激素：胰島素：促進(jìn)組織細(xì)胞攝取、利用和儲存葡萄糖，降低血糖；胰高血糖素：促進(jìn)肝糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，升高血糖。請回答：調(diào)節(jié)過程：繪制“進(jìn)食后血糖濃度升高→胰島素分泌增加→血糖降低”的完整反射弧，并標(biāo)注其中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控部位。疾病模型：糖尿病患者因胰島素分泌不足或靶細(xì)胞敏感性下降導(dǎo)致血糖升高，分析長期高血糖對腎臟的損傷機(jī)制（提示：從滲透壓、腎小管重吸收角度說明）。健康管理：為糖尿病患者設(shè)計(jì)一份一日三餐的飲食方案，要求包含主食、蛋白質(zhì)、脂肪的具體種類和比例，并解釋設(shè)計(jì)依據(jù)。（二）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能某濕地生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)簡圖如下：水生植物→浮游動物→小魚→猛禽↓↓底棲動物→大魚→猛禽能量流動：若水生植物固定的太陽能總量為1000kJ，計(jì)算猛禽最多能獲得的能量值（寫出計(jì)算過程，能量傳遞效率按20%計(jì)算）。穩(wěn)定性分析：若人類大量捕撈大魚，預(yù)測該生態(tài)系統(tǒng)中浮游動物的數(shù)量變化趨勢，并說明理由（提示：考慮中間營養(yǎng)級的連鎖反應(yīng)）。保護(hù)策略：近年來該濕地面臨圍湖造田和農(nóng)藥污染的威脅，從生物多樣性保護(hù)角度提出兩項(xiàng)具體措施，并說明其生態(tài)學(xué)原理。四、生物技術(shù)與社會議題（一）基因工程的應(yīng)用與風(fēng)險科學(xué)家利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將抗蟲基因（Bt基因）導(dǎo)入棉花細(xì)胞，培育出抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花。請回答：技術(shù)流程：簡述從“Bt基因獲取”到“轉(zhuǎn)基因棉花植株培育”的主要步驟（至少寫出4個關(guān)鍵環(huán)節(jié)）。環(huán)境影響：有人擔(dān)憂轉(zhuǎn)基因棉花可能導(dǎo)致“超級害蟲”出現(xiàn)，分析該風(fēng)險產(chǎn)生的原因，并提出預(yù)防措施（如種植refuge區(qū)——非轉(zhuǎn)基因棉花帶）。倫理辯論：若將Bt基因?qū)胨疽耘嘤瓜x水稻，你是否支持這一做法？從糧食安全、生物多樣性、人體健康三個角度闡述觀點(diǎn)。（二）干細(xì)胞技術(shù)的倫理思考干細(xì)胞具有自我更新和分化為多種細(xì)胞的能力，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景（如器官移植、疾病治療）。但該技術(shù)也引發(fā)了關(guān)于“胚胎權(quán)利”的爭議。請結(jié)合所學(xué)知識和社會價值觀，完成以下任務(wù)：技術(shù)優(yōu)勢：舉例說明干細(xì)胞技術(shù)在治療帕金森?。ㄉ窠?jīng)細(xì)胞損傷）中的具體應(yīng)用原理。倫理困境：為什么利用胚胎干細(xì)胞研究可能引發(fā)爭議？對比成體干細(xì)胞（如造血干細(xì)胞）的優(yōu)勢，說明如何平衡技術(shù)發(fā)展與倫理約束。未來展望：除醫(yī)學(xué)領(lǐng)域外，干細(xì)胞技術(shù)在再生農(nóng)業(yè)（如人造肉培養(yǎng)）中也有應(yīng)用，預(yù)測該技術(shù)對環(huán)境和人類生活方式的潛在影響。五、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新思維（一）自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)惩瑢W(xué)發(fā)現(xiàn)：夏季雨后，校園里的苔蘚在背陰處生長茂盛，而在向陽處數(shù)量較少。為探究“光照強(qiáng)度對苔蘚生長的影響”，請完善實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)假設(shè)：________________________（例：光照強(qiáng)度過高會抑制苔蘚生長）。材料用具：生長狀況一致的苔蘚幼苗若干、培養(yǎng)皿、遮陽網(wǎng)（不同透光率）、光照計(jì)、直尺等。實(shí)驗(yàn)步驟：①分組：將苔蘚幼苗隨機(jī)分為4組，每組10株，分別置于光照強(qiáng)度為______、、、的環(huán)境中（設(shè)置梯度）；②培養(yǎng)：在（相同/不同）的溫度、濕度條件下培養(yǎng)2周，定期澆水；③觀測：測量并記錄每組苔蘚的______（至少2個觀測指標(biāo)，如株高、鮮重）。結(jié)果分析：若實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持假設(shè)，繪制“光照強(qiáng)度-苔蘚生長量”的關(guān)系曲線，并標(biāo)注最適光照范圍。（二）科學(xué)史與批判性思維1953年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該發(fā)現(xiàn)基于以下關(guān)鍵證據(jù)：X射線衍射數(shù)據(jù)（富蘭克林提供）：DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)，直徑約2nm；堿基配對規(guī)律（查哥夫發(fā)現(xiàn)）：腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）的數(shù)量相等，鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）的數(shù)量相等。請回答：模型構(gòu)建：解釋“堿基互補(bǔ)配對”如何保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性，并舉例說明復(fù)制錯誤可能導(dǎo)致的生物學(xué)后果（如基因突變）?？茖W(xué)方法：分析沃森和克里克采用的“模型建構(gòu)法”在科學(xué)研究中的優(yōu)勢，以及該方法可能存在的局限性（提示：與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法對比）。女性科學(xué)家貢獻(xiàn)：