2025北京高考生物真题官方解析

【官方版】

2025年北京普通高中学业水平等级性考试生物典型试题分析

【试题】

1.2025年，国家持续推进"体重管理年"行动。为践行"健康饮食、科学运动"，应持有的正确认识是

A.饮食中元素种类越多所含能量越高

B.饮食中用糖代替脂肪即可控制体重

C.无氧运动比有氧运动更有利于控制体重

D.在生活中既要均衡饮食又要适量运动

【答案】D

【分析】

本题以国家卫健委等16部门在2024年提出的"体重管理年"行动计划创设情境，以利于在之后几年持续推进全民践行"健康饮食、科学运动"。试题以日常饮食和运动为切入点设置简单任务，考查考生对元素、化合物、细胞呼吸、糖与脂在有氧呼吸和无氧呼吸中的供能比例的理解，进而实现对物质与能量观的考查。

本题创设的情境对考生而言是熟悉的，解答本题需要对元素与化合物、糖类与脂质、有氧呼吸和无氧呼吸、运动与饮食在人体能量消耗与供应中的平衡进行辨认、比较和推理，在给定的4个选项中，完成简单而封闭的任务。A选项中，饮食中的元素来源于有机物、无机物，能量来源于有机物，有机物中能量的多少与元素的种类无关。A不是应选项。B选项中，由于糖类可以转化为脂肪贮存在体内，故摄入过多糖类时，不能达到减重的目的。B不是应选项。C选项中，脂肪分子中氧的占比远远低于糖类，而氢的占比更高，脂肪分解需要消耗大量的氧气，故无氧运动不能达到消耗脂肪、控制体重的目的。C不是应选项。D选项中，控制体重既要考虑到物质和能量的来源，也要考虑到物质和能量的去向，所以需要控制营养物质的摄入，还要适量运动。基于上述分析，D选项正确。

本题针对必修1《分子与细胞》第2章第1节细胞中的元素和化合物、第3节细胞中的糖类和脂质，第5章第2节细胞的能量"货币"ATP、第3节细胞呼吸的原理和应用的相关内容进行考查。对生命观念素养的测评为水平二。此题旨在强化高中教学将教材内容融会贯通；引导考生深入理解基础知识，将所学知识应用于解决生活实际问题，养成健康的生活习惯。

【试题】

2.下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中，细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是

【答案】C

【分析】

本题以模式图的形式呈现了线粒体的亚显微结构，要求考生结合有氧呼吸过程中ATP产生的部位与数量多少的知识，对线粒体中的相关结构及功能进行辨认，测评生命观念中的物质和能量观。

本题创设了学生熟悉的情境，要求考生对有氧呼吸各阶段发生反应的场所进行判断，在给定的4个选项中，完成较简单的任务。根据题目中线粒体亚显微结构模式图判断，部位1是线粒体基质，部位2是线粒体内膜，部位3是线粒体外膜，部位4是细胞质基质。有氧呼吸的第一阶段发生场所是细胞质基质，完成的化学反应是葡萄糖分解为丙酮酸，此过程产生少量ATP；第二阶段发生场所是线粒体基质，完成的化学反应是丙酮酸分解为CO₂，此过程产生少量ATP；第三阶段发生场所是线粒体内膜，此过程产生大量的ATP。线粒体外膜上不发生细胞呼吸过程，没有ATP产生。因此C选项为正确选项。

有氧呼吸是生物体生命活动中能量代谢的核心，考生要能正确识别线粒体的各部分结构，才能辨认有氧呼吸各阶段发生的场所。本题在素养水平这一层次对结构与功能观进行测评，旨在引导考生重视深入理解核心主干知识和主要内容，通过对教材的透彻理解将课标理念落到实处。

【试题】

3.某种加酶洗衣粉包装袋上注有下列信息：本品含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶；洗涤前先浸泡15~20min，特别脏的衣物可减少浸泡用水量；请勿使用60℃以上热水。下列叙述错误的是

A.该洗衣粉含多种酶，不适合洗涤纯棉衣物

B.洗涤前浸泡有利于酶与污渍结合催化其分解

C.减少浸泡衣物的用水量可提高酶的浓度

D.水温过高导致酶活性下降

【答案】A

【分析】

本题以家用加酶洗衣粉使用说明中的信息设置简单任务，考查考生对酶特性的理解，对加酶洗衣粉使用条件的辨认、分析推理能力，测评考生的科学思维以及承担家务劳动的责任意识。

本题是考生熟悉的情境。考生解答本题需要理解酶的专一性、温度对酶活性的影响、酶浓度对催化效率的影响，以及酶的催化作用等知识并进行简单推理，在给定的4个选项中完成简单而封闭的任务。A选项，考查酶的专一性，纯棉衣物的化学本质是纤维素，题目给定信息中的多种酶里没有纤维素酶，故该加酶洗衣粉可以洗涤纯棉衣物。B选项，考查酶的催化作用，浸泡有利于酶对底物的催化，使酶充分发挥作用。C选项，考查酶的浓度与催化效率的关系。对于特别脏的衣物，在浸泡时减少浸泡衣物的用水量就等同于提高了酶的浓度，不仅可以避免浪费洗衣粉，还可以减少向环境中排放洗涤剂。D选项，考查温度对酶活性的影响，当温度过高时酶的空间结构会被破坏，酶失活，就不能发挥分解污物的功能。故A选项是应选项。

本试题素材基于教材必修1《分子与细胞》第5章第1节中酶的特性，且源于日常生活，测评科学思维素养水平二；旨在引导教学重视对概念的理解和应用，关注将生物学知识应用于生活，指导科学、高效劳动，渗透劳动教育。

【试题】

4.科学家对线虫进行诱变，发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活，C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列叙述错误的是

A.C3基因促进细胞凋亡

B.C9基因抑制细胞凋亡

C.细胞凋亡不利于线虫发育

D.细胞凋亡受基因的调控

【答案】C

【分析】

本题以科学家发现凋亡基因的实验为背景，以真实的实验结果为载体，考查考生对细胞凋亡概念本质的理解。通过对实验结果的分析，检测学生辨认和逻辑推理能力，在科学思维和生命观念两个维度测评考生的核心素养。

科学家以线虫为材料，进行了细胞凋亡相关基因功能的研究。本题以此为背景，考查考生对基因与细胞凋亡关系、细胞凋亡与个体发育关系的理解。选项A，基于题干信息"C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活"，反推可知C3基因促进细胞凋亡。A选项正确。选项B，基于题干信息"C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡"，反推可知C9基因抑制细胞凋亡。B选项正确。选项C，线虫是多细胞生物，多细胞生物体内的细胞处于不断更新状态。细胞凋亡对于多细胞生物体的正常发育、维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。故C是错误的。选项D，综合分析题目信息可知个体发育中的细胞凋亡至少受C3和C9基因调控。D选项是正确的。C选项为应选项。

本题以教材必修1《分子与细胞》第6章第3节的"生物科技进展"专栏中介绍的秀丽隐杆线虫与细胞凋亡的研究为背景，意在引导教学注重运用科学史中的经典实验帮助学生构建概念，加深对生物学概念本质的理解，测评的科学思维素养水平为水平二。

【试题】

7.抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病。正常女子与男患者所生子女患该病的概率是

A.男孩100%B.女孩100%C.男孩50%D.女孩50%

【答案】B

【分析】

本题以伴X染色体显性遗传病抗维生素D佝偻病为背景，考查考生依据X染色体上的基因传递规律进行推理的能力，测评以结构与功能观分析生命现象与科学思维的核心素养。

本题对考生而言情境熟悉，任务简单。抗维生素D佝偻病为X染色体上的显性遗传病，正常女子的基因型为XbXb、男性患者的基因型为XBY，所生子女中女孩的基因型为XBXb（患者）、男孩的基因型为XbY（正常），所以正确选项应为B。

本题以必修2《遗传与进化》第2章第3节伴性遗传的内容为题目情境，意在引导教学充分利用教材中的典型案例，引导学生深入理解和迁移应用概念，巩固和提升生命观念素养。

【试题】

8.蝴蝶幼虫取食植物叶片，萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性，从而阻止大部分蝴蝶幼虫取食。斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦。下列叙述错误的是

A.斑蝶类蝴蝶对CA的适应主要源自基因突变和选择

B.斑蝶类蝴蝶取食萝藦可减少与其他蝴蝶竞争食物

C.N酶基因突变导致斑蝶类蝴蝶与其他蝴蝶发生生殖隔离

D.萝藦类植物和斑蝶类蝴蝶的进化是一个协同进化的实例

【答案】C

【分析】

本题讲述了萝藦与大部分蝴蝶以及萝藦与蝴蝶中斑蝶之间的复杂关系，考查考生运用生物进化的有关知识对实际案例进行分析的能力，测评生物进化的观念及科学思维的核心素养。

本题情境来自于一个协同进化的经典案例，从基因突变到生态位竞争，再到生殖隔离，在生物进化的不同层面设置了答案选项，有利于全面考查考生对生物进化理论的理解水平。选项A叙述的是斑蝶对萝藦的适应主要源自基因突变，这与题干中"N酶发生了一个氨基酸替换"的说法相吻合，结合"适应是自然选择的结果"这一基本观点，可以判断选项A的叙述是正确的；选项B叙述的是斑蝶与其他蝴蝶对食物的竞争降低，这与题干中"其他蝴蝶不能取食萝藦而斑蝶可以"的信息相吻合，故可判断选项B的叙述是正确的；选项C叙述斑蝶N酶的基因突变是导致斑蝶与其他蝴蝶出现生殖隔离的原因，但从题干信息可以判断，N酶的基因突变并不会导致生殖隔离的产生，因此可以判断选项C的叙述是错误的。选项D的叙述是对整个案例的概括，"萝藦类植物进化出产生CA的能力，CA抑制动物细胞膜上N酶的活性，对动物产生毒性……斑蝶类蝴蝶因N酶发生了一个氨基酸替换而对CA不敏感，其幼虫可以取食萝藦"。将这两个信息整合，就可以判断选项D的叙述是正确的。

生物进化是生命科学的核心内容之一。正确理解并掌握生物进化的知识对于提升科学思维和生物学核心素养水平具有重要作用。此题意在引导高中教学落实课标的核心理念，引导学生深入理解必修2第6章"生物的进化"的内容。

【试题】

9.油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达，进而促进下胚轴生长。用生长素分别处理野生型和Z基因功能缺失突变体的拟南芥幼苗，结果如图。

综合以上信息，不能得出的是

A.Z蛋白是油菜素内酯信号途径的组成成分

B.生长素和油菜素内酯都能调控下胚轴生长

C.生长素促进下胚轴生长依赖于Z蛋白

D.油菜素内酯促进下胚轴生长依赖于生长素

【答案】D

【分析】

油菜素内酯被称为第六类植物激素。本题以探究油菜素内酯和生长素对植物下胚轴生长的作用机制为情境，考查考生对实验结果的解读、比较、分析推理和论证的能力；测评考生进行科学思维的核心素养水平。

本题对考生而言是在陌生的情境中完成相对复杂的任务。A选项，由题干信息"油菜素内酯可促进Z蛋白进入细胞核调节基因表达，进而促进下胚轴生长"可知Z蛋白是油菜素内酯信号通路中的蛋白，因此A选项正确。B选项，图示中用生长素处理野生型拟南芥和Z基因功能缺失突变体的实验结果表明：与未处理组相比，生长素处理野生型的个体下胚轴更长，说明生长素可促进下胚轴伸长。再将这一判断与题干信息比较，可得出生长素与油菜素内酯具有相同的功能，因此B选项正确。C选项，根据图中数据分析，生长素处理野生型拟南芥，下胚轴有明显伸长，处理Z基因功能缺失突变体则无此作用，说明生长素促进下胚轴伸长是通过Z基因发挥作用的，因此C选项正确。D选项，综合全部信息，虽然油菜素内酯和生长素均通过Z蛋白调控下胚轴生长，但没有证据证明油菜素内酯发挥调节作用依赖于生长素，所以D选项是错误的，是应选项。

油菜素内酯是教材选必1《稳态与调节》第5章第97页介绍的第六类植物激素。本题以此为切入点，结合激素调节的本质设计情境任务，对核心素养中的科学思维水平二、三进行了测评，意在引导教学帮助学生建立证据意识，在分析科学结论的过程中发展学生思维的逻辑性。

【试题】

10.外科医生给足外伤患者缝合伤口时，先在伤口附近注射局部麻醉药，以减轻患者疼痛。局部麻醉药的作用原理是

A.降低伤口处效应器的功能

B.降低脊髓中枢的反射能力

C.阻断相关传出神经纤维的传导

D.阻断相关传入神经纤维的传导

【答案】D

【分析】

本题以临床外科医生做手术时的操作为情境，考查考生结合反射弧的结构对局部麻醉药的作用机制进行分析归因的能力，测评的核心素养为稳态与平衡观、社会责任。

本题情境对考生而言并不十分陌生，设计的任务也比较简单。人体受外伤后，医生给患者缝合伤口时，如果不进行局部麻醉，患者将感到剧烈疼痛。疼痛感的发生过程是：缝合针刺激局部组织痛觉神经末梢，后者兴奋产生动作电位沿着传入神经到达脊髓中初级反射中枢，而后冲动继续在脊髓中沿着特定传导通路进入脑部，最终到达大脑皮层特定感觉区，引起疼痛感；同时脊髓反射中枢的兴奋，还沿着特定传出通路即传出神经到达伤口所在下肢，可引起躲避反应，影响缝合手术正常进行。手术前注射局部麻醉药，可有效阻断伤口部位传向中枢的痛觉传入神经的神经冲动，使痛觉末梢在缝合伤口时不会爆发动作电位，进而阻断传入神经纤维的传导，减轻或消除了患者的疼痛感觉，也最终阻断了相应手术部位的运动反应。因向中枢传送信号的是反射弧的痛觉纤维末梢，故D正确，是应选项。A选项涉及的效应器与痛觉产生无关；B选项中，因为脊髓不是痛觉产生的中枢部位，因而不是应选项；C选项中，传出神经是中枢向效应器传递信号的途径，与痛觉产生也无关，因而也不是应选项。

本题立足教材中的核心主干内容，联系学生的生活实际，围绕临床外科医生缝合伤口时的真实场景，体现白衣天使时时关注患者感受，处处为患者着想，科学用药、及时用药，尽可能减轻或避免病人不必要的痛苦；倡导热爱科学，追求奉献，关注健康的生活方式。

【试题】

11.为了解甲基苯丙胺（MA，俗称冰毒）对心脏功能的影响，研究者比较了吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力，结果如图。下列叙述正确的是

A.滥用MA会导致左心室收缩能力下降

B.左心室功能的显著下降导致吸食MA成瘾

C.MA可以阻断神经对心脏活动的调节

D.MA通过破坏血管影响左心室泵血功能

【答案】A

【分析】

本题以吸食毒品对心脏功能影响的研究结果为背景，考查考生有关健康生活的知识储备，以及对实验结果进行解读、比较的能力，测评核心素养中的社会责任。

试题情境中的甲基苯丙胺（俗称冰毒）取自选必3《稳态与调节》中神经调节的结尾部分，题目以图示的方式呈现了"吸食与不吸食MA人群左心室的泵血能力"的研究结果。要求考生解读并比较图示信息，对毒品给人体造成的危害做出判断。A选项，由图可知吸食冰毒可使左心室泵血功能减低。心脏泵血是心室收缩的结果，泵血功能下降说明心室的收缩能力下降，故A选项是正确的应选项。B选项，毒品成瘾是神经调节中神经递质的回收被阻断，因此吸食毒品可以持续维持突触后神经元的兴奋，形成恶性循环。但毒品成瘾与心脏功能的改变无关，故B选项是错误的，不是应选项。C选项，分析图中实验结果可知吸食毒品可使心脏的功能下降。但心脏正常功能的维持依靠的是交感神经、副交感神经的调节，以及心肌功能的正常。由于实验结果中没有证据证明毒品干扰交感神经或副交感神经作用会导致心脏功能异常，因此C选项是错误的，不是应选项。D选项，与C选项相同的道理，没有证据支持MA破坏血管，从而影响左心室泵血功能。故D选项错误，不是应选项。

本题素材将选必3《稳态与调节》第2章第3节第30页中滥用兴奋剂、吸食毒品危害等内容与科学研究的实验结果相结合，测评核心素养中对社会责任的认知水平，旨在引导学生形成健康的生活观念。

【试题】

12.塞罕坝曾森林茂密，后来由于人类活动破坏而逐渐变成荒原。上世纪60年代以来，林业工人不断努力，种植了华北落叶松等多种树木，如今已将森林覆盖率提高到75%以上，成为人类改善自然环境的典范。下列叙述错误的是

A.塞罕坝造林经验可推广到各类荒原的治理，以提高森林覆盖率

B.植树造林时要尽量种植多种树木，以利于提高生态系统稳定性

C.塞罕坝的变化说明，人类活动可以影响群落演替的进程和方向

D.与上世纪60年代相比，现在塞罕坝生态系统的固碳量大幅增加

【答案】A

【分析】

本题以塞罕坝森林的演变历史创设情境，围绕群落的结构、群落的演替，以及森林的生态功能等基础知识展开设问，测评考生立足于群落和生态系统的宏大视野，用科学的眼光看待塞罕坝生态环境现状与历史，并做出判断的能力。

塞罕坝植树造林是我国重要的生态工程之一，在教材（选必2《生物与环境》第89页）中对塞罕坝生态环境的演变历史有详细的介绍。因此，本题是在熟悉的情境中设置了较为简单的任务。选项A是关于如何推广塞罕坝植树造林经验的设想。某一地区的群落类型是由该地区的自然条件决定的。林木需要生长在适合的地区，所以并不是任何地区都可以植树造林。该设想不可行，选项A是应选项。选项B是在植树造林时对树木种类选择的设想。群落中物种数量的多少与生态系统的稳定性正相关，因此植树造林时要尽量种植多种树木。这一设想是正确的，选项B不是应选项。选项C将塞罕坝的历史变迁与群落的演替方向概括为一个结论。将题干陈述的史实与选项概括的结论对应起来看，选项C的叙述是正确的。选项C不是应选项。选项D叙述的是森林具有固碳的生态功能（选必2《生物与环境》第63页），可以很容易地判断出选项D的叙述是正确的。选项D不是应选项。

有关群落和生态系统的知识是生态学的重要基础，学会在真实的生态场景中运用这些基础知识，对于提升科学思维水平具有重要作用。本题旨在引导高中教学扎实落实教材内容，使学生在深入理解所学内容的基础上，将科学知识与科学思维方法转化为学科素养。

【试题】

13.近年来，北京建设了许多大型湿地公园，对于生态环境的改善产生了积极作用。以下关于湿地公园生态功能的叙述错误的是

A.调蓄洪水，减缓水旱灾害

B.改变温带季风气候

C.自然净化污水

D.为野生动物提供栖息地

【答案】B

【分析】

本题以北京新建的许多湿地公园为引子，针对湿地公园的生态功能展开设问，测评考生对生态学基础知识的理解水平。试题借助北京在改善地区生态环境方面的大型举措，为考生展示自身生物学科学素养的宏大视野搭建了平台。

北京新建许多湿地公园实际上属于湿地生态恢复工程。湿地是一种独特的生态系统，具有蓄洪防旱、调节区域气候、控制土壤侵蚀、自然净化污水、为迁飞的鸟类和其他多种动植物提供栖息地，以及为人们提供休闲娱乐的环境等功能（选必2《生物与环境》第106页）。很显然，本题的4个选项均来自这部分教材内容。不同之处在于将"调节区域气候"改成了"改变温带季风气候"。因为湿地公园的范围有限，只能影响小区域内的气象条件，而不可能改变地理上大尺度的气候。所以B选项的叙述是错误的，是应选项。

湿地具有"地球之肾"的美誉，足见其功能对于地球生态环境意义重大。在真实的生态场景中落实教材中的基础知识，引导学生深入理解生态学的核心所在，对提升学生的科学素养具有重要作用。本题立意于学以致用，选项的设计则凸显出引导教学落实教材内容的导向。

【试题】

14.动物细胞培养基一般呈淡红色。某次实验时，调控pH的CO₂耗尽，培养基转为黄色。由此推断使培养基呈淡红色的是

A.必需氨基酸

B.抗生素

C.酸碱指示剂

D.血清

【答案】C

【分析】

本题以动物细胞培养过程中所用培养基的颜色变化创设情境，测评考生辨认培养基成分，比较培养基颜色的先后变化，将知识与实验过程中颜色变化的事实相结合进行推理的能力；测评考生的核心素养为科学探究和科学思维。

本题在熟悉的情境中设置了看似简单的任务，但如果没有深究过培养基颜色的成因，要完成这一任务并不简单。"动物细胞培养需要满足一定的条件"是选必3《生物技术与工程》（第44页）中的内容。其中"气体环境"一段的内容既不涉及生物学重要概念，也不涉及生物学专业术语，即不是教学中要求学生记忆的内容，但这一段内容与解答本题有直接关系。题干中给出了"调控pH的CO₂耗尽"的信息，意为培养箱中起到调控培养基pH作用的CO₂耗尽；"培养基转为黄色"提示培养基的pH发生了改变，由此推测出维持培养基呈淡红色的物质是酸碱指示剂。选项中的必需氨基酸、抗生素和血清都是培养动物细胞所必需的，但与题目条件下培养基的颜色变化无关。故只有C选项是正确的应选项。

本题取材于教材选必3《生物技术与工程》第2章第2节第44页，测评科学思维和科学探究的核心素养水平。同时意在引导高中教学回归教材、用好教材，把教学重点放在理解教材中实验的基本原理上，把提升学生的科学素养水平真正落到实处。

【试题】

15."探究植物细胞的吸水和失水"实验中，在清水和0.3g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。

以下叙述错误的是

A.图1，水分子通过渗透作用进出细胞

B.图1，细胞壁限制过多的水进入细胞

C.图2，细胞失去的水分子是自由水

D.与图1相比，图2中细胞液浓度小

【答案】D

【分析】

本题以高中生物学实验"探究植物细胞的吸水和失水"为背景，围绕实验结果分析，测评考生对实验原理本质的理解，测评的核心素养主要是科学思维和科学探究能力。

本题以清水和蔗糖溶液中细胞的显微图像创设情境，基于真实的实验结果，设计相对复杂的任务，考查学生对实验结果的分析和水分进出细胞本质的理解。A选项考查渗透作用的概念。水分子是小分子，原生质层相当于半透膜，水分子进出半透膜称为渗透作用。A选项的叙述是正确的。B选项基于图1中细胞在清水中放置一段时间后的状态设问。此时由于细胞壁的伸缩性有限，细胞不能继续吸水膨胀，在细胞壁的压力和细胞液与细胞外液浓度差的共同作用下，水分子处于进出平衡的状态。B选项的叙述是正确的。C选项基于图2处于质壁分离状态的细胞设问。水分子在细胞中有两种存在形式：自由水和结合水。细胞中的结合水与蛋白质、多糖等物质结合不能出细胞，能够出细胞的是自由水。C选项的叙述是正确的。D选项比较两种状态细胞的细胞液浓度。图1细胞是在清水中放置一段时间的结果，细胞吸水，细胞液浓度会降低；图2细胞是在蔗糖溶液中放置一段时间后的结果，细胞失水，细胞液浓度会升高。故图2细胞液浓度大于图1细胞液浓度。故D选项的叙述是错误的。D为应选项。

本题取材于教材必修1《分子与细胞》第4章第62页"探究植物细胞的吸水和失水"的探究实践活动，测评的素养层级为科学探究和科学思维的水平二。"真做实验，做真实验，做懂实验"是北京卷多年来一直坚持的考查理念，教学不但要让学生真正动手做实验，还要注重实验结果与生物学概念间的关系，让实验探究活动服务于生物学概念的构建，抓住一切机会为提升科学素养创造条件。

【试题】

16.某同学因颈前部疼痛，伴有发热、心慌、多汗而就医。医生发现其甲状腺有触痛，血液中甲状腺激素T4水平升高，诊断为亚急性甲状腺炎。该同学查阅有关资料，了解到甲状腺由许多滤泡构成，每个滤泡由一层滤泡上皮细胞围成（图1），T4在滤泡腔中合成并储存；发病之初，甲状腺滤泡上皮细胞受损；多数患者发病后，甲状腺摄碘率和血液中相关激素水平的变化如图2。

（1）在人体各系统中，甲状腺属于________系统。

（2）在滤泡上皮细胞内的碘浓度远高于组织液的情况下，细胞依然能摄取碘，这种吸收方式是________。

（3）发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常的原因是：甲状腺滤泡上皮细胞受损导致________。

（4）发病7个月时，该同学复查结果显示：T4水平恢复正常，但摄碘率高于正常。家长担心摄碘率会居高不下。请根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑。

（5）发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动，表明甲状腺功能恢复正常。由此推测，甲状腺中的________结构已恢复完整。

【参考答案】

（1）内分泌

（2）主动运输

（3）滤泡腔内的T4逸出

（4）T4恢复至正常水平，通过对垂体的反馈调节，会使促甲状腺激素下降，摄碘率会逐渐下降至正常水平

（5）滤泡

【分析】

本题将教材内容与现实生活紧密联系，以亚急性甲状腺炎病程中激素与摄碘率的变化创设情境，考查系统与器官功能、跨细胞膜物质运输、激素的分级调节和反馈调节等有关的概念、原理；考查考生依据基础知识对甲状腺的归属以及细胞吸收碘的方式做出判断的辨认能力，依据题目信息解释病程中T4水平和摄碘率变化原因的论证能力，以及根据现象做出假设的能力。为考生应用相关生理学的基础知识解释相关疾病不同阶段临床现象，解答日常生活中的实际问题等搭建了平台。

本题测评的核心素养包括生命观念和科学思维。第（1）（2）小题属于对生命观念的测评；第（3）（4）小题要求考生解释"发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常的原因"是对科学思维素养高阶水平的测评；第（5）小题要求考生立足结构与功能观，对"发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动"这一现象的成因做出假设，也是对科学思维素养高阶水平的测评。

【解题思维过程】

第（1）小题：本小题以人体的器官、系统组成创设问题情境，设置简单任务，考查对内分泌系统组成等的辨认。教材选必1《稳态与调节》第44页中有"……内分泌腺还有甲状腺、肾上腺等。内分泌腺是内分泌系统的重要组成部分"的明确表述。只要基础知识扎实，解答这一小题并不困难。

第（2）小题：本小题将图示与文字信息结合，提出了判断甲状腺滤泡上皮吸收碘方式的任务，考查考生对教材必修1《分子与细胞》第4章中有关物质输入、输出方式的熟悉程度和对主动运输概念的理解程度。要确定甲状腺滤泡上皮细胞摄取碘的方式需要充分利用本小题题干中的信息，即"在甲状腺滤泡上皮细胞内的碘浓度已远高于组织液的情况下细胞依然能摄取碘"所揭示出的"碘逆着浓度梯度转运"的特征，判断出组织液中的碘输入到上皮细胞内是一个耗能的主动转运过程。

第（3）小题：本小题提出了解释"发病后的2个月内，血液中T4水平高于正常的原因"的任务。要完成这一任务，必须将图1、图2中的信息综合在一起考虑。即"发病后的2个月内，血液中T4水平高"是表面现象，背后的原因是图1所示的甲状腺滤泡结构受损。由大题干可知，甲状腺滤泡是由上皮细胞围成的，滤泡腔中贮存有T4。若"甲状腺滤泡上皮细胞受损"则滤泡腔中的T4在上皮细胞形成的屏障作用丧失后，自然会进入组织液，进而渗入血液，造成"血液中T4水平高于正常"。

第（4）小题：本小题在图2的基础上，提出了"根据T4分泌的调节过程向家长做出解释以打消其顾虑"的任务。要完成此任务，首先要在图2中找到"发病7个月时"这一时间点所对应的"摄碘率高于正常"的数值位置，再结合要解决"家长担心摄碘率会居高不下"的问题，查看图2中7个月之后摄碘率的变化情况并从机制的层面给出解释。完成本小题任务的思维链有二：首先，从碘是合成甲状腺激素的一种原料入手分析，摄碘率高，意味着甲状腺激素的合成旺盛。其次，从甲状腺激素分泌的分级调节分析，甲状腺激素的分泌受垂体和下丘脑分泌激素的调控。从图2中可以看出，在6个月时垂体分泌的促甲状腺激素的量已经从最高点开始下降。根据甲状腺激素分泌的分级调节机制分析，在随后的日子里甲状腺激素的分泌量会由于促甲状腺激素分泌量的下降而进一步下降，甲状腺激素分泌量下降也意味着细胞对碘的需要量下降。根据激素的反馈调节理论向家长做出解释，才能打消家长的担心和顾虑。

第（5）小题：本小题的任务是解释"发病8个月后，T4会在正常范围内上下波动"的原因。解答本小题的思维链是从甲状腺激素水平回归正常→甲状腺功能恢复正常→甲状腺的结构已恢复正常→最终逆向推导出甲状腺的基本功能单位（即甲状腺滤泡）恢复正常结构。本小题考查考生站在结构与功能观的角度，灵活运用基本知识对规律趋势做出正确推断的能力。

【试题特点与教学导向】

本题素材源于生活，紧扣教材，将教材必修1《分子与细胞》第4章第2节与选必1《稳态与调节》第3章第1节的内容整合为一体，在亚急性甲状腺炎病程发展的情境中，考查考生知识框架的完整性并测评思维能力的差异，从不同角度区分考生"学会"和"会学"的素养水平。

当今社会海量信息涌现，人工智能技术快速发展，而学校的课堂学习时数有限，未来要步入社会的新一代年轻人该如何应对此类矛盾冲突？本题在通过自行查阅资料并思考疾病过程中各种客观指标变化的前因后果，展现考生需要终身学习理念的同时给出了解决方案，即学校的课堂教学构建基本的知识框架和底层的素养逻辑，用人工智能搜索应用层面的延伸性知识信息，以此指导人们践行健康生活的理念。本题为高中教学中如何考查"学以致用"，借助信息化技术扩展课内知识解决实际生活中问题的能力提供了一个全新的案例。

【试题】

17.链霉菌A能产生一种抗生素M，可用于防治植物病害，但产量很低。为提高M的产量，科研人员用紫外线和亚硝酸对野生型链霉菌A的孢子悬液进行诱变处理，筛选M产量提高的突变体（M⁺株），以应用于农业生产。

（1）紫外线和亚硝酸均通过改变DNA的________，诱发基因突变。

（2）因基因突变频率低，孢子悬液中突变体占比很低；又因基因突变的________性，M⁺株在全部突变体中的占比低。要获得M⁺株，需进行筛选。

（3）链霉菌A主要进行孢子繁殖。研究者对链霉菌A发酵液进行了粗提浓缩，得到粗提液，测定粗提液对野生型链霉菌A孢子萌发的影响，结果如图。

由图可知，粗提液对野生型孢子萌发有________作用。

（4）随后研究者进行筛选实验。诱变处理后，将适量孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，每个浓度的筛选平板设若干个重复，28℃培养7天。从每个浓度的筛选平板上挑取100个单菌落，再次分别培养后逐一测定M产量，统计结果如下表。

①用图中信息，解释表中IV组M⁺株占比明显高于III组的原因。

②表中III组和V组中M⁺株占比接近，但在筛选平板上形成的菌落有差异。下列叙述正确的有________（多选）。

A.III组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落

B.V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有

C.与III组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制

D.与III组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M⁺株在V组中被抑制

综上所述，用粗提液筛选是获得M⁺株的有效方法。

【参考答案】

（1）碱基序列（碱基结构）

（2）随机（不定向）

（3）抑制

（4）①IV组野生型全部死亡，III组仍有部分野生型存在②ACD

【分析】

筛选出能高产抗生素M的链霉素菌株是贯穿在本题情境中的主线。围绕这一主线，本题考查了对基因突变特点的辨认能力，依据诱发基因突变的基本原理进行推理的能力，解读实验数据的能力以及综合多项实验结果进行分析论证的高阶思维能力。经由一系列精心设计的问题测评考生的生命观念和科学思维的素养水平。

【解题思维过程】

第（1）小题：本小题以诱变剂的诱变原理设置简单任务，考查对必修2《遗传与进化》第5章第1节中有关基因突变以及诱变剂的认知。在教材第83页上对物理、化学诱变剂的诱变机制解释为"例如，紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。亚硝酸盐、碱基类似物等能改变核酸的碱基"。本小题正是对上述诱变原理进行概括的结果。不同的诱变剂诱发基因突变的原理不同，但最终的结果都是改变了DNA的碱基序列。

第（2）小题：本小题是对第（1）小题的延伸，考查的重点从基因突变的原理延伸至基因突变的特点。基因突变具有低频性、随机性和不定向性的特点。这就意味着要快速筛选到高产突变株，需要讲求一定的方法，由此引出第（3）小题。

第（3）小题：本小题考查考生对选必3《生物技术与工程》第1章第2节中微生物菌种筛选的相关知识、方法的辨认，以及解读出野生型孢子的萌发率随培养基中粗提液的浓度升高而受到渐强抑制的能力。这种筛选方法背后的理论依据是代谢产物可能对产物的合成存在反馈抑制（《生物技术与工程》第3章第4节第93页，产物抑制酶活性）。首先，发酵液粗提后，代谢产物会被浓缩；其次，粗提液中的代谢产物对该产物合成的相关酶有抑制作用。如果不存在抑制作用，就不能筛选出高产的菌株。因为不知道涉及产物合成的酶究竟有多少种，也不知道哪种酶与高产直接有关，于是就需要转换思路，用粗提液去检验其能否抑制自身孢子的萌发。如果能抑制孢子萌发，才有可能从不被抑制的菌株中筛选出更高产M的菌株。

第（4）小题：本小题在发酵工程技术的背景下设计了2个任务，考查考生对实验结果的分析解读及论证能力。将经复合诱变的链霉菌A孢子悬液涂布在含有不同浓度粗提液的筛选平板上，培养后在每个浓度的培养平板中挑取100个单菌落，再次分别培养，并逐一测定单株的M产量，可得到M产量提高的菌株（M⁺菌株）在所挑取的100个菌株中的占比。统计结果显示：随着粗提液浓度的增加M⁺菌株的占比上升，在粗提液浓度超过（10mL/100mL）后M⁺菌株的占比下降，即粗提液浓度为10mL/100mL时，M⁺菌株的占比最高。结合第（3）小题中粗提液抑制孢子萌发的实验结果，该浓度也是粗提液完全抑制孢子萌发的浓度。能准确理解第（4）小题的题干信息，才能用图中信息解释表中IV组M⁺株占比明显高于III组的原因，完成本小题的第一个任务。正确解答这一问题的关键点是能正确解读图中在10ml/100mL这个粗提液浓度时，野生型的孢子都不能萌发，即被完全抑制了，IV组中的M⁺株正是生长在这样的浓度条件下。那么IV组中M⁺株占比明显高于III组的原因不是因为M⁺菌株突变率提高了，而是因为在筛选平板上未突变的野生型孢子都不能萌发，只有突变了且能耐受10mL/100mL粗提液浓度的突变体才能萌发。所以正确的答案是野生型孢子的萌发被抑制了，不能在筛选平板上生长，在IV组上形成的菌落都是能耐受10mL/100mL粗提液的突变株，M⁺菌株是从这些耐受突变体中筛选出的，所以M⁺菌株的占比很高。本小题的第二个任务是要从4个供选项中，选出能对"表中III组和V组中M⁺株占比接近，但两组的菌株组成有差异"做出正确解释的全部选项。在4个选项中，A选项的"III组中有野生型菌落，而V组中没有野生型菌落"是正确的解释。这是因为III组是生长在粗提液浓度为8mL/100mL的培养基上，其中仍然有一定比例的野生型孢子萌发而成的菌落，V组是生长在粗提液浓度为12mL/100mL的培养基上，其中已经没有野生型孢子萌发而成的菌落了。B选项的"V组中有M产量未提高的突变体菌落，而III组中没有"是错误的解释。因为突变是随机和不定向的，所以"V组中有M产量未提高的突变体菌落"是有可能的。但若说"III组中没有"M产量未提高的突变体菌落就是错误的，因为"突变是随机和不定向"，所以并不能确定在III组中所有的突变都是朝M产量提高的方向进行。因此不是应选项。C选项的"与III组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的突变体在V组中被抑制"是正确的解释，这是因为粗提液的浓度V组高于III组，会有较多的突变株（孢子）被抑制生长（萌发）。D选项的"与III组相比，诱变处理后的孢子悬液中更多的M⁺株在V组中被抑制"是正确的解释，同样是因为粗提液浓度V组高于III组，相应抑制M⁺株孢子萌发的能力应强于III组。

本小题的设问是在引导考生对一个表面看起来相似的结果进行分析，实际上渗透的是在科学研究中尤为重要的透过现象看本质的分析方法。

【试题特点与教学导向】

链霉菌是产生抗生素种类最多的微生物类群。当人们从自然界中分离到一个能产生抗生素的链霉菌，且发现它产生的抗生素具有应用价值时，往往面临着一个问题，就是这个野生型菌株产生这种抗生素的能力极低。而低产的野生型菌株没有应用的价值，为能将其应用于生产实践，需大幅度提高产量、降低生产成本。因此，诱变并筛选出能高产的菌株就成为亟待完成的任务。

筛选突变株是获得高产突变株的关键。本题介绍的筛选方法与通常的思路不同，因此第（4）小题是对考生的思维能力提出的挑战。但①和②两个问题的设计又给考生提供了思维的路径，这使得不同水平的考生都能得到展示自己水平的机会，也为高中复习阶段的模拟练习提供了以资借鉴的范本。

本题涉及的诱变内容源自必修2《遗传与进化》第5章第1节，微生物的培养与筛选源自选必3《生物技术与工程》第1章第2节。将不同模块的知识内容融合是历年来等级考命题的一贯做法，也是测评考生核心素养水平所必需的。这提示高中教学在复习阶段应更加注重学生知识框架的完整性、思维能力的全面提升以及生命观念、科学思维、科学探究和社会责任融入学生思维底层逻辑的深度，而不仅仅是在试题的形式和事实性内容上进行反复地、低效地重复练习，把核心素养的理念真正落到实处。

【试题】

18.植物的光合作用效率与叶绿体的发育（形态结构建成）密切相关。叶绿体发育受基因的精细调控，以适应环境。科学家对光响应基因BG在此过程中的作用进行了研究。

（1）实验中发现一株叶绿素含量升高的拟南芥突变体。经鉴定，其BG基因功能缺失，命名为bg。图1是使用________观察到的叶绿体亚显微结构。与野生型相比，可见突变体基粒（"["所示）中的________增多。

（2）已知GK蛋白促进叶绿体发育相关基因的转录，BG蛋白可以与GK蛋白结合。研究者构建了GK功能缺失突变体gk（叶绿素含量降低）及双突变体bggk。对三种突变体进行观察，发现双突变体的表型与突变体________相同，由此推测BG通过抑制GK的功能影响叶绿体发育。

（3）为了阐明BG抑制GK功能的机制，将一定浓度的GK蛋白与系列浓度BG蛋白混合后，再加入GK蛋白靶基因CAO的启动子DNA片段，反应一段时间后，经电泳检测DNA所在位置，结果如图2。分析实验结果可得出BG抑制GK功能的机制是________。

（4）基于突变体bg的表型，从进化与适应的角度推测光响应基因BG存在的意义。

【参考答案】

（1）电子显微镜  类囊体

（2）gk

（3）BG（蛋白）抑制GK（蛋白）与靶基因（CAO）启动子的结合

（4）BG响应光照强度变化，调控植物叶绿体发育（叶绿素含量），以实现不同光照条件下光合效率最大化。

【分析】

本题从一株叶绿素含量升高的突变株引入，以对BG基因功能的研究为主线，将必修1《分子与细胞》第5章第4节与选必1《稳态与调节》第5章第2节的内容进行整合，设置了从简单到复杂、从理解到思辨的任务，测评考生将课内知识应用于对新信息的处理过程，通过科学思维和逻辑推理解决问题的多项能力。本题将科学研究的基本思路和方法蕴涵于问题的求解当中，不仅有利于拔尖创新人才的选拔，也有利于提升高中生的科学思维素养和学科素养水平。

BG基因通过抑制GK的功能进而抑制叶绿体发育，从而维持植物在不同光强条件下的最大光合效率。本题经由这一科研实例测评考生结构与功能观、稳态与平衡观、进化与适应观，考生在解答试题的过程中也能充分体会稳态调节对于植物生命活动的重要性。

【解题思维过程】

第（1）小题：本小题围绕叶绿体的结构设置任务，考查考生经过高中阶段的学习是否能辨认出光学显微镜与电子显微镜在用途上的差别，以及解读本小题图示信息的能力。

叶绿体内的精细结构在电子显微镜下才能观察到，在普通光学显微镜下是观察不到的，因此本小题第一空的答案应是"电子显微镜"。叶绿体内类囊体垛叠形成基粒，不同基粒由基质类囊体连接在一起。图中显示突变体的基粒中类囊体膜层数或基粒厚度明显大于野生型，因此本小题的第二空填写"类囊体"或"类囊体数量""类囊体膜层数"均为正确答案。

第（2）小题：检索题目提供的信息，本小题给出了三个已知条件：①GK蛋白是一个促进叶绿体发育相关基因转录的关键蛋白，这给出了GK蛋白的功能；②BG蛋白能与GK蛋白结合，这给出了BG蛋白的可能作用机制；③GK功能缺失突变体gk叶绿素含量降低，这提示GK蛋白与BG蛋白调控叶绿素含量的效果是相反的。反观任务要求：双突变体bggk应是何种表型？研究者提出的假设是，BG基因通过抑制GK基因功能起作用，由此展开的思维逻辑链条是：如果GK基因失活，BG基因则不能再起作用，那么在gk突变体中再敲除BG基因，对gk突变体表型就没有影响，因此双突变体bggk的表型与单突变体gk相同，即表现为叶绿素含量降低，而不是与突变体bg相同。本小题既可以看作是借助演绎推理的科学研究的基本思路，考查考生针对研究者的假设做出严密的逻辑论证能力，也可以认为是对实验设计能力初级水平的考查，本质上是对考生科学思维素养水平的测评。

第（3）小题：本小题依托于选必3《生物技术及工程》第3章第2节"探究·实践"活动中的电泳原理，介绍了一个对BG基因功能的研究实验及其结果，考查考生分析实验结果、推测出BG抑制GK机制的论证能力。

由第（2）小题可知，GK蛋白是转录调控蛋白，促进叶绿体发育相关基因的转录，这就表明GK蛋白会结合到其所调控的基因（靶基因）的启动子DNA片段上，促进其转录，进而促进叶绿体发育。CAO基因是与叶绿素合成有关的一个基因，是GK蛋白的靶基因之一。研究者体外表达GK蛋白和BG蛋白，将一定量GK蛋白和系列浓度的BG蛋白混合，再加入标记的CAO基因启动子DNA片段，以只加入CAO启动子DNA片段的作为对照。电泳后检测启动子DNA片段所在的位置。从电泳结果图上可以看到，左起第一泳道是只加入CAO启动子DNA片段的泳道，DNA移动到电泳胶的前沿；左起第二泳道在加入CAO启动子DNA的同时又加入GK蛋白，DNA由于与GK蛋白结合形成复合物，分子量变大，电泳迁移率变慢，与对照相比DNA的迁移表现出滞后。左起第三、四、五泳道在加入CAO启动子DNA的同时，加入的BG蛋白与GK蛋白浓度比递增，结果是与GK结合的DNA量递减（变少）。此时将第（2）小题的已知条件"BG蛋白可以与GK蛋白结合"应用于对实验结果的分析，说明BG通过与GK结合抑制了GK与CAO启动子DNA片段的结合。该实验不仅明确了BG基因通过抑制GK基因功能起作用，而且阐明了作用机制。因此本题的正确答案是：BG蛋白抑制GK蛋白与靶基因启动子的结合。

本小题通过一个基因表达调控的实例，考查考生应用课内所学的电泳原理分析基因表达调控的机制，对解决实际问题的论证能力进行了测评。

第（4）小题：光合作用在叶绿体中进行，分布于类囊体膜上的叶绿素吸收、传递和转换光能。GK基因促进叶绿素合成和叶绿体发育，是光合作用正常运行所必需的，而BG基因起的作用则与GK基因相反。本小题要求考生从进化与适应的角度解释这样一个基因保存下来的意义。自然界中光照条件是变化的，植物要保证在不同的光环境下有最大的光合效率，就需要精确调节叶绿素含量和叶绿体的发育，使其处于一个与环境光照强度相适应的水平和状态。由题目信息可知，BG基因是光响应基因，也就意味着该基因的表达受光照强度的调节，从bg突变体的表型知道BG的功能是抑制叶绿体发育（叶绿素含量过高）的，那么一种可能性是BG基因在高光强下有高表达，这样就可限制叶绿素含量过高（叶绿体基粒类囊体过多），避免吸收过多光能，超过光合作用需要，对细胞造成伤害；而在低光强下BG基因表达下降，叶绿素含量提高有利于吸收更多光能满足光合作用需要。因此本小题的答案应该是BG响应光照强度变化，调控植物叶绿体发育（叶绿素含量），以实现不同光照条件下光合效率最大化。解答本小题需要考生综合试题中的全部信息，从稳态与平衡观的角度探讨叶绿体（叶绿素）的含量与光合作用功能正常之间的关系，测评考生的综合概括的表述能力和学科素养。

【试题特点与教学导向】

用"高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动"是教材必修1《分子与细胞》中的一个探究实践活动。本题依托这个实践活动引入，紧扣教材必修1《分子与细胞》中光合作用、必修2《遗传与进化》中进化与适应、选必1《稳态与调节》和选必3《生物技术与工程》中基因工程等内容，通过科学家的真实实验创设贴近考生的情境，通过设置不同难度的任务，测评考生的辨认、推理、论证（概括）等不同层次的能力与学科素养。试题设问由浅入深、层层递进，各小题设问之间逻辑关系清晰。试题的文字和图表呈现均为考生常见的形式。本试题延续了北京等级考试卷平和大气的一贯风格，也充分体现了稳中求进的命题思路。

本题以一条主线贯穿了高中教材4个模块的内容，传递了强化基础核心主干知识学习，注重培养科学思维、科学探究和生命观念等核心素养的信息。

【试题】

19.食物过敏在人群中常见、多发，会反复发生，且可能逐渐加重。卵清蛋白（OVA）作为过敏原可激发机体产生特异性抗体（OVA-Ab），引发过敏反应。研究者将野生型小鼠（供体）的脾细胞转移给缺失T、B淋巴细胞的免疫缺陷小鼠（受体），通过系列实验，探究OVA引起过敏反应的机制。

（1）脾脏是________细胞集中分布和特异性免疫发生的场所。

（2）用混有免疫增强剂的OVA给供体鼠灌胃，B细胞受刺激后活化、分裂并________。3个月后，通过静脉注射将供体鼠的脾细胞转移给受体鼠，然后仅用OVA对受体鼠进行灌胃，数天后，检测受体鼠血清中的OVA-Ab水平（图中I组）。IV组供体鼠不经灌胃处理，其他处理同I组。比较I、IV组结果可知，只用OVA不能引起初次免疫，I组受体鼠产生的OVA-Ab是________免疫的结果。

（3）如图所示，脾细胞转移后，II组受体鼠未进行OVA灌胃，III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞，其他处理同I组。在脾细胞转移前，各组供体鼠均检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。分析各组结果，在I组受体鼠快速产生大量OVA-Ab的过程中，三种免疫细胞的关系是________。

（4）某些个体发生食物过敏后，即使很多年没有接触过敏原，再次接触时仍会很快发生过敏。结合文中信息可知，导致长时间后过敏反应复发的________及其特点是________。

【参考答案】

（1）免疫（淋巴细胞/T、B淋巴细胞）

（2）分化（分化为浆细胞）OVA再次激发

（3）在辅助性T细胞辅助下，记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞

（4）记忆B细胞寿命长

【分析】

本题依托高中生物学教材选必1《稳态与调节》第4章的核心内容，以探究过敏反应机制的科学研究过程为主线，考查考生对免疫系统的组成和功能及免疫细胞的活化、增殖分化过程的辨认能力；通过引导考生读取实验方案、比较实验结果以及将体液免疫机制运用于对过敏反应发生机制的分析，考查论证能力。本题重点设问于对免疫学重要概念、核心知识理解和应用能力的考查，借此实现对考生生物学素养水平差异的测评。

【解题思维过程】

第（1）小题：考查免疫系统的组成和功能。免疫器官是免疫调节的物质与结构基础。脾脏是免疫系统的器官之一，是免疫细胞集中分布和免疫应答发生的场所，故正确答案是"免疫"。

第（2）小题：卵清蛋白（OVA）可以激发机体产生特异性抗体（OVA-Ab），引发过敏反应。自本小题开始，以OVA作为过敏原，利用供、受体小鼠进行的实验成为设问的主线。本小题提出了两个任务。第一个任务，考查考生依据体液免疫的机制对供体鼠在初次免疫被触发后，B细胞的变化进行推理的能力。供体鼠被OVA（加免疫增强剂）灌胃后，OVA作为过敏原，刺激B细胞使其活化，分裂和分化形成浆细胞和记忆B细胞。因此，正确答案是分化。第二个任务，考查考生比较I、IV组的处理结果并进行论证的能力。在展开讨论之前，需要明确的一点是：受体鼠是缺乏成熟的T、B淋巴细胞的免疫缺陷鼠，自身缺乏免疫应答能力，在该研究中只相当于实验中的特殊"试管"。要完成此任务，还需要对I组和IV组的实验结果分开讨论。对I组实验结果进行论证的思维链包括：①I组供体鼠被用免疫增强剂+OVA灌胃→在供体鼠体内发生了初次免疫。②I组供体鼠的脾细胞（内含完成初次免疫的免疫细胞）经静脉注射转移给I组受体鼠→接受脾细胞转移的I组受体鼠被用OVA灌胃后，产生了大量抗体。对IV组实验结果进行论证的思维链包括：①IV组供体鼠没有用免疫增强剂+OVA灌胃→未发生初次免疫。②经静脉注射转移给IV组受体鼠的供体鼠脾细胞中，没有经OVA刺激完成初次免疫的免疫细胞→接受脾细胞转移的IV组受体鼠只用OVA灌胃后，抗原（过敏原）没有刺激转移来的免疫细胞产生抗体。

比较图中I、IV组实验结果，可见I组受体鼠血清中OVA-Ab水平很高，IV组受体鼠血清中OVA-Ab水平极低。因此说明，单独OVA不能激活初次免疫，因此也说明I组受体鼠产生的OVA-Ab不是在受体鼠体内由单独OVA诱导的初次免疫获得的，而是OVA再次激发免疫的结果。故正确答案是"OVA再次激发"。

第（3）小题：本小题在第（2）小题的基础上，继续考查考生从图示中读取信息，分析各组实验结果对辅助性T细胞、记忆B细胞、浆细胞三者之间的关系进行论证（概括）的能力，测评考生科学思维的素养水平。

本小题文字量虽不大，但结合图示可解析出的信息量却不小。已知条件包括：a.在脾细胞转移前，各组供体鼠均已检测不到OVA特异的浆细胞和OVA-Ab。b.脾细胞转移后，II组受体鼠未进行OVA灌胃。c.III组供体鼠在脾细胞转移前已清除了辅助性T细胞，其他处理同I组。

根据已知条件，本小题有三种解法。

解法一：解读I组实验结果的过程为：①I组供体鼠被免疫增强剂+OVA灌胃→OVA刺激供体鼠体内的T细胞和B细胞活化、增殖，B细胞分化为记忆B细胞和浆细胞。②根据已知条件a，可知I组供体鼠转移给受体鼠的脾细胞中不含浆细胞。③接受了脾细胞转移的I组受体鼠被用OVA灌胃后，产生了大量抗体。综合以上三点信息，既然转移来的脾细胞中不含浆细胞，那么根据体液免疫的原理，I组受体鼠产生抗体的原因只能是：来自于供体鼠的记忆B细胞在受体鼠体内受到了过敏原的刺激，开始分裂、分化产生浆细胞，后者产生了大量抗体。

对II组实验结果的解读过程为：①、②过程同I组。③接受脾细胞转移的II组受体鼠未被用OVA灌胃，没有再次免疫的过程发生，因此没有抗体产生。

对III组实验结果的解读过程为：①过程与I组相同。②根据已知条件c，可知III组供体鼠转移给受体鼠的脾细胞中不含辅助性T细胞。③接受脾细胞转移的III组受体鼠用OVA灌胃，没有产生抗体。如此看来，辅助性T细胞与再次免疫中大量抗体的产生明显地相关。

综上，I组受体鼠经OVA再次刺激，"在辅助性T细胞辅助下，记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞"，后者快速产生大量OVA-Ab。此种解法从三个不同的处理组逐一展开，可能符合态度认真，脚踏实地一步一步按实验设计意图分析问题的考生的思维习惯。但这种解法可能会耗费较长的时间。

解法二：从第（2）小题已得出，I组受体鼠产生大量抗体是OVA再次激发的结果。那么I组受体鼠接受的脾细胞中就会含有记忆B细胞，在再次免疫的过程中，记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞，后者产生抗体。此时明确了三种免疫细胞之中的记忆B细胞和浆细胞。II组受体鼠没有经OVA灌胃，就没有二次免疫，故没有抗体产生，也从另一角度证实了上述推断。III组的特殊处理是清除了辅助性T细胞，结果也没有抗体产生。说明在二次免疫中，辅助性T细胞发挥了重要作用。此时明确了三种免疫细胞之辅助性T细胞。那么基于体液免疫的机制，这三种细胞的关系应该是"在辅助性T细胞的辅助下，记忆B细胞迅速增殖分化为浆细胞"。

解法三：将I组的处理和结果与已知条件a综合，可推出转移至受体鼠的脾细胞中存在记忆B细胞。后者在再次免疫的过程分裂分化，产生浆细胞，从而产生大量抗体；将I组与III组的处理和结果比较，可知再次免疫的过程中辅助性T细胞的作用不可忽视。综合各组数据表明，I组受体鼠在 OVA 再次刺激下，记忆 B 细胞、浆细胞和辅助性 T 细胞参与了快速产生大量 OVA-Ab 的过程，正确答案是 “辅助性 T 细胞辅助 OVA 特异性记忆 B 细胞迅速增殖并分化为浆细胞”。第（4）小题：延续第（3）小题的逻辑，本小题提出了推测 “导致长时间后过敏反应复发的关键细胞及其特点” 的任务。要完成这一任务，需要考生应用体液免疫机制对长时间后再次接触相同过敏原后，过敏反应仍会复发的原因做出解释，通过考查考生的归因能力，测评考生科学思维的素养水平。

基于体液免疫的原理和第（3）小题的结论可知，由于很多年没有再接触过敏原，浆细胞和 OVA-Ab 由于时间太长的缘故均已自然消退，过敏原再次进入体内仍会很快发生二次免疫应答，这是因为携带 “免疫记忆” 的记忆 B 细胞接触过敏原后迅速增殖分化出浆细胞，后者产生大量针对过敏原的特异性抗体。所以，在长时间后再次发生食物过敏的机制中，免疫记忆的核心是能长久记住过敏原的特异信号，其中记忆 B 细胞是关键细胞。这些细胞一定要具有存活时间长的特点才能在再次接触到过敏原时触发再次免疫反应。所以，正确答案是记忆 B 细胞寿命长。

【试题特点与教学导向】

过敏在人群中常见、多发，是日常生活中熟悉的事件。本题以探究过敏反应机制为线索，依托在供、受体小鼠之间转移脾细胞的一系列实验研究，以科学研究的进程为主线，设置不同难度的考查任务，从多个层次考查考生的辨认、解读和论证的能力。与此同时，依托严谨的实验设计，在相互比较、多重比较的过程中，测评考生多角度运用免疫调节的重要概念，解析实验结果背后科学逻辑的素养水平。引导考生 “像科学家一样思考” 是北京等级考生物试卷一贯的命题理念。本题将现实生活、科研实践与教材中 “特异性免疫” 与 “过敏反应” 有机融合，为在教学中 “讲透教材、用活教材”，为将生物学知识灵活迁移、精准运用到解决实际问题之中提供了又一范例。

【试题】

20. Usher综合征（USH）是一种听力和视力受损的常染色体隐性遗传病，分为α型、β型和γ型。已经发现至少有10个不同基因的突变都可分别导致USH。在小鼠中也存在相同情况。

（1）两个由单基因突变引起的α型USH的家系如图。

①家系1的II-2是携带者的概率为_______。

②家系1的II-1与家系2的II-2之间婚配，所生子女均正常，原因是______。

（2）基因间的相互作用会使表型复杂化。例如，小鼠在单基因G或R突变的情况下，gg表现为α型，rr表现为γ型，而双突变体小鼠ggrr表现为α型。表型正常的GgRr小鼠间杂交，F₁表型及占比为：正常9/16、α型3/8、γ型1/16。F₁的α型个体中杂合子的基因型有______。

（3）r基因编码的R^N蛋白比野生型R蛋白易于降解，导致USH。因此，抑制R^N降解是治疗USH的一种思路。已知R^N通过蛋白酶体降解，但抑制蛋白酶体的功能会导致细胞凋亡，因而用于治疗的药物需在增强R^N稳定性的同时，不抑制蛋白酶体功能。红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与R^N的融合蛋白都通过蛋白酶体降解，研究者制备了同时表达这两种融合蛋白的细胞，在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。如果该药物符合要求，则加药后的检测结果是_______。

（4）将野生型R基因连接到病毒载体上，再导入患者内耳或视网膜细胞，是治疗USH的另一种思路。为避免对患者的潜在伤害，保证治疗的安全性，用作载体的病毒必须满足一些条件。请写出其中两个条件并分别加以解释_______。

【参考答案】

（1）①2/3 ②两个家系发生突变的基因不同（2）ggRr 和 Ggrr（3）红色荧光强度基本不变，绿色荧光强度显著增加（4）a．不能表达病毒基因，避免触发免疫反应；b．不能整合到染色体中，避免潜在的突变风险；c．不能在细胞内增殖，避免伤害细胞；d．不能严重影响细胞的基因表达，避免影响细胞正常功能。

【分析】本题以一种人类遗传病 Usher 综合征（USH）的发病机制创设问题情境，考查考生运用遗传学基本定律对子代表型及基因型进行推理、论证的能力；以研发能缓解该遗传病症状的药物为任务导向，考查考生在实验设计的场景中预期实验结果的能力；在设计病毒载体以求纠正患者症状的情境下，考查考生将所学知识外化为现实生活，测评科学思维水平和社会责任感意识。

【解题思维过程】

第（1）小题：需要考生完成两个任务：①给出 “家系 1 的 Ⅱ-2 是携带者的概率”。这是一项在熟悉情境中的简单任务，测评考生应用孟德尔分离律对家系 1 中 Ⅱ-2 的基因型进行推理的能力。因为 USH 为常染色体隐性遗传病，而 Ⅱ-2 的同胞兄弟 Ⅱ-1 为 USH 患者，可知其父母都是隐性基因携带者。根据孟德尔定律，隐性基因携带者子女的基因型及比例为：显性纯合子：杂合子：隐性纯合子 = 1:2:1，其中显性纯合子和杂合子的表型均为正常，二者的比例为 1:2，由此，杂合子（即携带者）在正常表型个体中所占比例为 2/3。因此，表型正常的 Ⅱ-2 为携带者的比例为 2/3。②考查考生应用孟德尔定律对两个患者家系联姻后夫妻均为患者，子代的表型做出阐释的能力。完成这一任务的思维过程包括：①USH 为隐性遗传病→两个家系中的患病个体均为纯合子→两个纯合子婚配，如果致病基因相同→所生子女均为纯合子→均患病。②但事实上，两个纯合子婚配，所生子女均正常，即子女不可能是同一致病基因的纯合子。③大题干信息：“至少有 10 个不同基因的突变都可分别导致 USH”。④根据孟德尔的遗传学定律，纯合子一定会将两份致病基因中的一份传递给子代。综合以上四个思维结果可以推知，“家系 1 的 Ⅱ-1 与家系 2 的 Ⅱ-2 之间婚配” 所生表型均正常的子女一定是各自致病基因的杂合子，也就是说两个家系的致病基因一定不同。因为得出这一结论的思考链条不止一条，最终的结论是经由多个小结论综合而成的，所以这一考题考查了考生的论证能力。

第（2）小题：本小题开篇给考生做了一个重要提示 “基因间的相互作用会使表型复杂化”，并由此给出了 “双突变体小鼠 ggrr 表现为 α 型（USH）” 的实例。本小题的已知条件包括：①小鼠在单基因 G 突变的情况下，gg 表现为 α 型。②小鼠在单基因 R 突变的情况下，rr 表现为 γ 型。③双突变体小鼠 ggrr 表现为 α 型。④表型正常的 GgRr 小鼠间杂交，F₁表型及占比为：正常 9/16、α 型 3/8、γ 型 1/16。本小题要求根据已知条件推论出 F₁的 α 型个体中杂合子的基因型。解题的已知信息包括：①解答本小题需要用到自由组合定律；②双杂合子间交配后，子代性状分离比与自由组合定律的分离比不完全相同；③基因间的相互作用会使表型复杂化。至此，考生结合文中已经给出的基因型和相应表型的信息，利用棋盘格法，已能得出正确答案，只是比较耗时费力。从上述解题思维过程看，本小题通过考查考生运用遗传学基本规律解释复杂生命现象的论证能力，测评了考生核心素养中科学思维的水平。如果考生已经将自由组合定律熟烂于心，通过思考也能给出答案。双杂合子自交子代共有 4 种表型。其中携带两个显性基因的个体占比 9/16，它们均为野生型，不需要讨论。双突变纯合子 ggrr 个体占比 1/16，它们虽为 α 型，但因不是杂合子也不需要讨论。GGRr 占比为 1/16，但因不是杂合子，且由已知②可推断其表型为 γ 型，不应在讨论之列。ggRR 占比为 1/16，虽表型为 α 型，但因不是杂合子，也不应在讨论之列。需要讨论的只是占比 4/16 的杂合子。由基因分离定律可知，杂合子在子代中占比 50%，它们一定是某种纯合子的两倍数。因此要讨论的只是占比 2/16（即两种）的杂合子：ggRr 和 Ggrr。ggRr 的表型因为有 gg 而成为 α 型，说它是杂合子是因为它的 R 基因是杂合的；对 Ggrr 表型的判断就不能仅因其含 rr 就确定为 γ 型，此时需要叠加本小题开篇给出的提示 “基因间的相互作用会使表型复杂化”，以及 GGRr 已经以 γ 型在子代中占比 1/16，那么 Ggrr 就只可能存在于 6/16 的 α 型之中。即：表型为 α 型的杂合子共有两种，Ggrr 和 ggRr。

如将所有预测为（或确定为）α 型 USH 的基因型相加：ggRR（1/16）+GgRr（2/16）+Ggrr（2/16）+ggrr（1/16）=6/16，与题中给出的比例相同，也可以验证本答案正确。分子遗传学对本小题 “基因间的相互作用会使表型复杂化” 的解析为：由 GgRr 表型正常而 Ggrr 却患病，可推测 G 编码的蛋白与 R 编码的蛋白之间有相互作用。当 G 和 R 均存在时，可以形成有正常活性的蛋白，GgRr 的表型即为正常；当 G 有两份，R 不存在时，表现为 γ 型；但当 G 只有一份，且不存在 R 时，则表现为 α 型。表明 G 基因存在明显的剂量效应。

第（3）小题：本小题开篇以 “r 基因编码的 R 蛋白比野生型 R 蛋白易于降解，导致 USH” 引入。介绍了研究者为筛选出能抑制 R 蛋白降解的药物而设计的实验方案，要求考生对实验结果做出预期。这一任务本质上是对考生实验设计能力的考查，但因为具体的实验方案已经完成，从具体的解题思维过程分析也可以看做是对科学思维之论证能力的测评。本小题给出的已知条件是：①红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白以及绿色荧光蛋白与 R 的融合蛋白都通过蛋白酶体降解。②研究者设计的实验方案是：制备能同时表达这两种融合蛋白的细胞，在不加入和加入某种药物时均分别测定两种荧光强度。解题思维过程包括：①红色荧光蛋白与某蛋白的融合蛋白可定义为对照处理，绿色荧光蛋白与 R 的融合蛋白可定义为实验处理。如果这两种蛋白在同一个细胞中表达后，合成的蛋白与降解的蛋白在细胞中达到平衡，细胞中两种蛋白的量分别达到平衡，即红色荧光和绿色荧光将分别达到稳定的亮度。②当加入药物后：a．若药物不起任何作用，则红色蛋白和绿色蛋白亮度不变；b．若药物抑制蛋白酶体的功能，红色荧光蛋白和绿色荧光蛋白的降解被抑制，而合成速率不变，则两者荧光强度均较未加药时上升；c．若药物仅抑制 R 蛋白的降解，则绿色荧光蛋白的降解被抑制，而合成速率不变，则绿色荧光强度上升，红色蛋白信号不变；d．如果药物促进红色蛋白降解而又不能稳定 R 蛋白，则绿色荧光强度不变，红色蛋白的降解增强，红色荧光信号下降。综上所述，只有当 c 现象出现时，所加入的药物才是符合要求的。

第（4）小题：延续第（3）小题的思路，本小题给出了借助转基因技术纠正 USH 患者症状的另一种思路。以病毒为载体，将特定基因转入人体，除了要考虑技术层面的可操作性问题之外，还涉及所转入的基因进入人体后的安全性问题。本小题借此创设问题情境，意在测评考生对转基因技术的安全性与生物伦理问题的认知，展现考生经由科学思维对可转入基因功能做出取舍判断的社会责任担当。“为避免对患者的潜在伤害，保证治疗的安全性，用作载体的病毒必须满足一些条件” 是考生需要考虑并回答的问题。本小题的任务不仅要求写出条件，还要对所确定的条件做出解释。用于转基因的病毒载体原有的哪些基因可能会给人体细胞带来潜在伤害？这是解题的切入点和思考方向。从 “潜在伤害” 这一点出发，思考病毒有关的知识：病毒是寄生在细胞内，且在细胞内完成增殖的生物；病毒若侵入人体，会触发人体的免疫反应。那么，①病毒若在人体细胞内增殖，会直接危害细胞；②病毒的基因若插入人体细胞的基因组中，会造成突变；③病毒若触发人体免疫反应中的细胞免疫，会导致靶细胞被杀伤。因此，①作为载体的病毒，不能在细胞中增殖，即与病毒增殖有关的基因应被删除；②必须确保载体的病毒基因组不能插入人体细胞的染色体，以避免诱发突变的风险；③载体病毒不能表达自身的基因、合成病毒蛋白，以免诱发细胞免疫，造成对靶细胞的伤害；④当然，作为载体的病毒也不能严重影响细胞的基因表达，以免影响细胞的正常功能。

【试题特点与教学导向】

本题导向将生物学问题与医学实践相结合，训练学生思维的逻辑严谨性、系统性与整体性，引导学生应用课堂知识去解决遗传学实际问题。试题使高中师生都能直观体会到生物学各领域既各自相对独立又有千丝万缕的密切联系，凸显生命科学知识的整体性和造福于民的应用性。试题引导教学，强化与实践的结合，倡导学以致用，强调知行合一。引导教学，让学生经历利用生物学的基本原理来解决问题的过程，认识到任何新的生物学技术，都是在掌握基本生物学原理之后，对原理的应用，充分认识基础科学的作用；引导教学将知识教学与科学实践相结合，通过对实例的分析提升对知识的理解，培养学生的能力与素养。试题需要学生在解题过程中创新性地解决问题，从而引导高中教学真正面向学生能力的提高，而不是机械刷题、盲目训练。

【试题】

21. 学习以下材料，回答（1）~（4）题。

野生动物个体识别的新方法

识别野生动物个体有助于野外生态学的研究。近年，人们发现可以从动物粪便中提取该动物的DNA，PCR扩增特定的DNA片段，测定产物的长度或序列，据此可识别个体，在此基础上可以获得野生动物的多种生态学信息。

微卫星DNA是一种常用于个体识别的DNA片段，广泛分布于核基因组中。每个微卫星DNA是一段串联重复序列，每个重复单位长度为2~6bp（碱基对），重复数可以达到几十个（图1）．基因组中有很多个微卫星DNA，分布在不同位置。每个位置的微卫星DNA可视为一个“基因”，由于重复单位的数目不同，同一位置的微卫星“基因”可以有多个“等位基因”，能组成多种“基因型”．分析多个微卫星“基因”，可得到个体特异的“基因型”组合，由此区分开不同的个体。

依据微卫星“基因”两侧的旁邻序列（图1），设计并合成特异性引物，PCR扩增后，检测扩增片段长度，即可得知所测个体的“等位基因”（以片段长度命名），进而获得该个体的“基因型”。例如，图2是对某种哺乳动物个体A和B的一个微卫星“基因”进行扩增后电泳分析的结果示意图，个体A的“基因型”为177/183。

有一个远离大陆的孤岛，陆生哺乳动物几乎无法到达，人类活动将食肉动物貉带到该岛上。科学家在岛上采集貉的新鲜粪便，提取DNA，扩增并分析了10个微卫星“基因”，结果在30份样品中成功鉴定出个体（如表）。几个月后再次采集貉的新鲜粪便，进行同样的分析，在40份样品中成功鉴定出个体（如表）。据此，科学家估算出该岛上貉的种群数量。

两次采样所鉴定出的貉的个体编号

（2）使用微卫星DNA鉴定个体时，能区分的个体数是由微卫星“基因”的数目和______的数目决定的。

（3）科学家根据表1信息，使用了______法的原理来估算这个岛上貉的种群数量，计算过程及结果为______。

（4）在上述研究基础上，利用现有DNA样品，设计一个实验方案，了解该岛貉种群的性别比例。

【参考答案】

（1）174/174（2）每个微卫星 “基因” 的 “等位基因”（3）标记重捕 32×24÷10=76.8（4）选取 X 和 Y 染色体上长度不同的 DNA 片段，设计貉的特异性引物，对现有 DNA 样品进行扩增。产物中只有 X 片段的为雌性，同时有 X 和 Y 片段的为雄性。计数 46 个个体中的雌、雄数目，可得性别比例。

【分析】

本题沿着采用微卫星 DNA 技术进行动物野外个体识别并进行种群数量估算的主线展开，把经典遗传学、分子生物学技术与生态学调查研究有机融合，让考生在阅读的过程中不断应用必修 2《遗传与进化》、选必 2《生物与环境》和选必 3《生物工程与技术》的知识，既考查了考生应用遗传学基本概念和基本规律进行推理和论证的能力，也通过让考生体验种群密度调查的过程，测评他们对生态学基本概念和基本调查方法的辨认及思维能力；通过设置创新性的任务，为考生搭建了展示核心素养之科学思维水平的舞台。

【解题思维过程】

第（1）小题：本小题要求考生解析图 2 中个体 B 的 “基因型”。这个任务中的关键词是 “基因型”。因为这个 “基因型” 并不是经典遗传学中定义的基因型，而是对这一基本概念进行了扩展。由题目信息可得到已知条件：①核基因组中特定位置的微卫星 DNA 是一段串联重复的短序列，可视为一个 “基因”；②图 2 中对某种哺乳动物个体 A 的一个微卫星 “基因” 进行扩增后，电泳结果显示在 183bp、177bp 两个位置出现了条带。本小题的解题思维过程是：由①、②可知微卫星 DNA 具有基因的属性，对二倍体的野生哺乳动物而言，基因型是由两个等位基因决定的，个体 A 的 “基因型” 为 177/183，表明其包含两个不同的 “等位基因”，即杂合体。图 2 中个体 B 的电泳条带只有 174bp 一条，说明个体 B 具有相同的 “等位基因”，是个纯合体，所以个体 B 的 “基因型” 应为 174/174。

第（2）小题：本小题提出的任务要求是应用经典遗传学理论推论使用微卫星 DNA 技术区分种群中不同个体的原理。根据题目信息可知：①微卫星 DNA 广泛分布于核基因组中；②每个位置的微卫星 DNA 可视为一个 “基因”；③由于微卫星 DNA 重复单位的数目不同，同一位置的微卫星 “基因” 可以有多个 “等位基因”，能组成多种 “基因型”。本小题的解题思维过程是：a．由①、②可推出可鉴定个体数量的一个维度，即核基因组中微卫星 “基因” 的数目；b．由③可推出可鉴定个体数量的另一个维度，即每个位置上 “等位基因” 的数目。因为本小题题干中已经给出了微卫星 “基因” 的数目，那么要求的另一个数目就应该是 “等位基因” 的数目了。换言之，用基因型组合可以对个体进行区分。所使用的基因的数量越多，以及等位基因的数量越多，可区分的个体数就越多。根据对以上解题思路的分析，可以看出要完成本小题的任务，需要从两个角度进行分析。因此，本小题考查的是考生科学思维过程中的论证能力。

第（3）小题：本小题考查考生在全新的场景中，辨认并应用野外动物种群密度调查方法的能力。在教材选必 2《生物与环境》第 1 章第 1 节 “种群的数量特征” 中，用标记重捕法估算野外动物种群数量的知识理解起来并不复杂，但只有通过在实际操作中的应用，才能测查考生科学探究的素养水平。完成本小题的第 1 个任务，辨认出科学家使用了标记重捕法的原理估算岛上貉的种群数量对考生而言相对容易。但依据表 1 中的信息写出计算过程及结果，才是考生需要完成的任务重点，也是本题的关键所在。完成这一任务的解题思路为：表 1 中提供了两次采集、鉴定的结果。其中，第一次鉴定到的个体相当于标记重捕法中第一次捕捉并 “标记” 的个体；第二次鉴定到的个体相当于第二次捕捉到的全部个体。在第二次鉴定到的全部个体中，可见在第一次鉴定中已出现过的编号（个体）。这些个体相当于标记重捕法中第二次捕捉到的带 “标记” 的个体。新增的编号（个体）则是未带标记的首次捕捉到的个体。考生从表 1 信息中辨识出标记重捕法原理的同时，还会发现表格中有些编号多次重复出现（第一次采集的 30 份样品中 8、12、14、18、22、24 各重复了一次。第二次采集的 40 份样品中除第一次已 “标记” 过的 09 重复外，26、30、32、33、44 也有重复）。这是因为采集到了同一个体在不同地点留下的粪便。在使用公式计算时需要将重复的编号（个体）剔除，才能正确估算出种群数量：32（第二次捕获的全部个体：40-8=32）×24（第一次标记的全部个体：30—6=24）÷10（第二次重捕到的带标记的个体数：11-1=10）=76.8。

第（4）小题：本小题在第（3）小题的基础上，提出了新的任务 ——“利用现有 DNA 样品，设计一个实验方案，了解该岛貉种群的性别比例”。要完成这一任务，需要考生在对第（3）小题有透彻理解的基础上，对现有方案进行适当调整，展现考生科学思维的初步创新能力。第（3）小题是一个用微卫星 DNA 区分同一种群不同个体的示例。本小题要求考生设计一个可了解该岛貉种群性别比例的实验方案。与第（3）小题的实验方案不同，本小题实验方案中的关键词是 “性别比例”。因此，只需要将目光聚焦于有性别差异的 X、Y 染色体上的特异性 DNA 片段，就可以对现有 DNA 样品做出区分，得到所需方案。因为，现有 DNA 样品来自两次采样的结果，第 1 次鉴定出 24 只个体，第 2 次鉴定出 22 只新个体，所以通过计数 46 个个体中的雌、雄数目，就可得到该岛貉种群的性别比例。

【试题特点与教学导向】

本题依托选必 2《生物与环境》第 6 页中生物科技进展中有关的内容，通过提供的学习材料为考生展示微卫星 DNA 技术在野外调查种群数量过程中的应用，让考生在阅读的过程中不断应用课内知识进行推理论证，同时也将阅读中的收获应用于对新任务的解答，以展示核心素养中科学思维创新能力的高下。作为材料学习题，本题引导考生提取、分析文中的复杂信息；在复杂情境下，运用所学知识理解、掌握与迁移应用新名词、新方法。试题设问让考生在科学实践中得到思维训练，引导教学聚焦于用课内知识解决科研中的实际问题，启示高中教学真正面向学生能力的提高。

来源于生物领

「学生版五本判断题(1).pdf」

链接：https://pan.quark.cn/s/f04e4b095bb5

「高考生物426个易错点汇总.docx」

链接：https://pan.quark.cn/s/f334b59c5b94

「【高考生物】复习...习30练.pdf」

链接：https://pan.quark.cn/s/108111921900

「【备考资料】高中生物教材科学史.pdf」

链接：https://pan.quark.cn/s/10d8b6bf978b

「默写小条.docx」

链接：https://pan.quark.cn/s/2f2baab5c74c

「高中生物必修一知识填空.docx」

链接：https://pan.quark.cn/s/0225b0d31508