专题22 实验与探究-【十年高考】备战2025年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

第九单元　实验与探究　　　 专题二十二　实验与探究 考点 2015-2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 合计 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 全国卷 地方卷 68.实验与探究 0 4 2 2 1 7 1 11 1 5 0 3 5 32 命题分析与备考建议 (1)命题热度:本专题相对其他各专题考查较火( )。 (2)考查方向:一是考查教材基础实验的材料、原理及相关操作等,二是结合代谢、遗传、调节等相关知识考查实验的有关分析等。 (3)考情前瞻:一是教材基本实验通过选择题的形式考查试剂、原理、显色反应等,二是可以设置新的问题背景考查实验原理的判断、变量的确认以及结果结论的预测分析等。 考点68实验与探究　 1.(2024·山东,15,2分,难度★★★★)酵母菌在合成色氨酸时需要3种酶X、Y和Z,trpX、trpY和trpZ分别为相应酶的编码基因突变的色氨酸依赖型突变体。已知3种酶均不能进出细胞,而色氨酸合成途径的中间产物积累到一定程度时可分泌到胞外。将这3种突变体均匀划线接种到含有少量色氨酸的培养基上,生长情况如图。据图分析,3种酶在该合成途径中的作用顺序为 (A) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.X→Y→Z B.Z→Y→X C.Y→X→Z D.Z→X→Y 解析 可用图解法破解。先列出代谢过程:前体物中间产物A中间产物B色氨酸,1、2、3代表相关基因表达的酶及作用顺序。若菌体为3突变,则可以合成1、2,2突变则可合成1、3,1突变可以合成2、3。突变体3可以为培养基提供中间产物A、B,供突变体1、2利用合成色氨酸,突变体1可利用A合成色氨酸,突变体2可利用B合成色氨酸,两者竞争B,其结果为各突变体得到的色氨酸的量不同,其中突变体3>1>2,反映到菌落生长情况,突变体3优于1,1优于2,故A项符合题意。 2.(2024·吉林,13,2分,难度★★★★)为研究土壤中重金属砷抑制拟南芥生长的原因,研究者检测了高浓度砷酸盐处理后拟南芥根的部分指标。据图分析,下列推测错误的是 (A) 图1 图2 图3 A.砷处理6 h,根中细胞分裂素的含量会减少 B.砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关 C.增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用 D.抑制根生长后,植物因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长 解析 由图1可知,砷处理6 h,细胞分裂素水解酶基因相对表达量远低于细胞分裂素合成酶基因相对表达量,因此根中细胞分裂素的含量会增加,A项错误。由图2、图3可知,与空白对照组相比,砷处理组生长素含量高,但是根的长度较短,推测砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关,B项正确。由图1可知,随着砷处理时间的延长,LOG2基因相对表达量减少,推测增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用,C项正确。植物主要通过根吸收水和无机盐,抑制根生长后,植物会因吸收水和无机盐的能力下降而影响生长,D项正确。 3.(2024·湖北,4,2分,难度★★★)植物甲的花产量、品质(与叶黄素含量呈正相关)与光照长短密切相关。研究人员用不同光照处理植物甲幼苗,实验结果如下表所示。下列叙述正确的是 (C) 组 别 光照 处理 首次开 花时间 茎粗/ mm 花的叶黄 鲜花累计 ① 光照8 h/ 黑暗16 h 7月 4日 9.5 2.3 13 000 ② 光照12 h/ 黑暗12 h 7月 18日 10.6 4.4 21 800 ③ 光照16 h/ 黑暗8 h 7月 26日 11.5 2.4 22 500 A.第①组处理有利于诱导植物甲提前开花,且产量最高 B.植物甲花的品质与光照处理中的黑暗时长呈负相关 C.综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理 D.植物甲花的叶黄素含量与花的产量呈正相关 解析 第①组处理开花时间最早,说明有利于诱导植物甲提前开花,但产量比第②③组低,A项错误;由题干可知,植物甲的花品质与叶黄素含量呈正相关,第②组植物甲花的叶黄素含量最高,其黑暗时间比第③组长、比第①组短,所以与光照处理中的黑暗时长不呈负相关,B项错误;第②组植物甲花的叶黄素含量最高,产量与第③组比较接近,明显高于第①组,所以综合考虑花的产量和品质,应该选择第②组处理,C项正确;第②组植物甲花的叶黄素含量最高,但产量不如第③组,说明植物甲花的叶黄素含量与花的产量不呈正相关,D项错误。 4.(2023·全国乙,1,6分,难度★★)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键,以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。 单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂 葡萄糖 — ① — ② ③ 蛋白质 ④ ⑤ — 核酸 ⑥ 根据表中信息,下列叙述错误的是 (B) A.①可以是淀粉或糖原 B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基 C.②和⑤都含有C、H、O、N元素 D.④可以是双缩脲试剂,⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂 解析 淀粉、糖原和纤维素是由葡萄糖聚合形成的生物大分子,A项正确。氨基酸通过肽键连接成多肽,一条或多条多肽链折叠、盘绕形成具有一定空间结构的蛋白质,核酸的单体是核苷酸,B项错误。氨基酸和核苷酸的组成元素都有C、H、O、N,C项正确。双缩脲试剂与蛋白质中的肽键反应生成紫色络合物,甲基绿、吡罗红混合染色剂能分别将DNA和RNA染成绿色和红色,D项正确。 5.(2023·广东,5,2分,难度★★)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是 (B) A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正 B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正 C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充 D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充 解析 维尔肖对细胞学说的修正:细胞通过分裂产生新细胞,A项正确。达尔文的生物进化论主要包括共同由来学说和自然选择学说,共同由来学说为自然选择学说提供了基础,B项错误。逆转录现象和RNA的自我复制现象是对中心法则的补充,C项正确。在发现RNA具有催化作用之前,人们认为酶都是蛋白质,所以发现RNA具有催化功能是对酶的化学本质认识的补充,D项正确。 6.(2023·北京,13,2分,难度★★)高中生物学实验中,下列实验操作能达成所述目标的是 (A) A.用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离 B.向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境 C.在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度 D.对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染 解析 成熟的植物细胞有中央大液泡,用高浓度蔗糖溶液处理细胞会因渗透失水而发生质壁分离,A符合题意;向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境,不能创造无菌环境,B不符合题意;样方法调查种群密度的关键之一是要做到随机取样,若在目标个体集中分布的区域取样调查,则会使调查结果偏高,C不符合题意;对外植体进行消毒可以减少外植体携带的微生物,但不能杜绝接种过程中的微生物污染,因为消毒只能杀死部分微生物,D不符合题意。 7.(2023·北京,14,2分,难度★★)研究者检测了长期注射吗啡的小鼠和注射生理盐水的小鼠伤口愈合情况,结果如图。由图可以得出的结论是 (A) A.吗啡减缓伤口愈合 B.阿片受体促进伤口愈合 C.生理条件下体内也有吗啡产生 D.阿片受体与吗啡成瘾有关 解析 本实验的自变量为受伤后时间、小鼠类型以及注射物质种类;因变量为创伤面积相对大小。由题图分析可知,野生型鼠注射生理盐水组与注射吗啡组相比,注射吗啡组创面相对较大,说明愈合较慢,故可推测吗啡能减缓伤口愈合,A符合题意;与野生型鼠注射生理盐水组相比,阿片受体缺失鼠注射生理盐水组创面相对较小,即阿片受体缺失鼠愈合更快,因此阿片受体抑制伤口愈合,B不符合题意;生理条件下的小鼠体内应没有吗啡产生,C不符合题意;对比野生型鼠注射吗啡组和阿片受体缺失鼠注射吗啡组,发现阿片受体缺失鼠注射吗啡组伤口愈合较快,但不能得出阿片受体与吗啡成瘾有关的结论,D不符合题意。 8.(2023·江苏,9,2分,难度★★★)某生物社团利用洋葱进行实验。下列相关叙述正确的是 (A) A.洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性 B.洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,溶液即呈砖红色 C.制作根尖有丝分裂装片时,解离、漂洗、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开 D.粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后显蓝色 解析 洋葱鳞片叶内表皮的原生质层具有选择透过性,可代替半透膜探究质膜的透性,A正确。洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,需要水浴加热才可能呈砖红色,B错误。制作根尖有丝分裂装片时,解离、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开,C错误。粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后,在沸水浴加热的条件下显蓝色,D错误。 9.(2023·天津,5,4分,难度★★★)下列生物实验探究中运用的原理,前后不一致的是 (B) A.建立物理模型研究DNA结构——研究减数分裂染色体变化 B.运用同位素标记法研究卡尔文循环——研究酵母菌呼吸方式 C.运用减法原理研究遗传物质——研究抗生素对细菌的选择作用 D.孟德尔用假说—演绎法验证分离定律——摩尔根研究伴性遗传 解析 研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型,研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建,A正确;卡尔文循环用14C进行同位素标记探究,探究酵母菌呼吸方式时用的是对比实验法,分别设置有氧组和无氧组进行探究,未运用同位素标记法,B错误;在探究DNA是遗传物质的肺炎链球菌的体外转化实验中,用对应的酶设法去除相应物质,观察其作用,用到了减法原理,研究抗生素对细菌的选择作用时,也可通过去除抗生素后进行观察,属于减法原理,C正确;孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说—演绎法,D正确。 10.(2022·全国乙,4,6分,难度★★)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件,某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。 实验组 ① ② ③ ④ ⑤ 底物 + + + + + RNA组分 + + - + - 蛋白质组分 + - + - + 低浓度Mg2+ + + + - - 高浓度Mg2+ - - - + + 产物 + - - + - 根据实验结果可以得出的结论是 (C) A.酶P必须在高浓度Mg2+条件下才具有催化活性 B.蛋白质组分的催化活性随Mg2+浓度升高而升高 C.在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性 D.在高浓度Mg2+条件下蛋白质组分具有催化活性 解析 根据实验组①在没有高浓度Mg2+条件下仍能获得产物可知,酶P在低浓度Mg2+条件下也具有催化活性,A项错误;③和⑤组实验在低浓度和高浓度Mg2+条件下均未获得产物,说明单独的蛋白质组分没有催化活性,B、D两项错误;②和④组实验对比,④组实验获得了产物,②组实验未获得产物,说明在高浓度Mg2+条件下RNA组分具有催化活性,C项正确。 11.(2022·北京,13,2分,难度★★)下列高中生物学实验中,对实验结果不要求精确定量的是 (B) A.探究光照强度对光合作用强度的影响 B.DNA的粗提取与鉴定 C.探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 D.模拟生物体维持pH的稳定 解析 在探究光照强度对光合作用强度的影响时,测定不同光照强度下的光合作用强度,需要精确定量,A项不符合题意;DNA的粗提取与鉴定属于物质提取与鉴定类的实验,只需观察是否出现特定现象,不需要定量分析,故对实验结果不要求精确定量,B项符合题意;探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度,需要明确不同生长素类调节剂浓度下根的生长情况,需要精确定量,C项不符合题意;模拟生物体维持pH的稳定,需要用pH计或pH试纸测定溶液pH,需要精确定量,D项不符合题意。 12.(2022·江苏,13,2分,难度★★)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是 (B) A.还原糖——斐林试剂——砖红色 B.DNA——台盼蓝染液——蓝色 C.脂肪——苏丹Ⅲ染液——橘黄色 D.淀粉——碘液——蓝色 解析 还原糖与斐林试剂在水浴加热(50~65 ℃)的条件下产生砖红色沉淀,A项正确;在沸水浴条件下,DNA与二苯胺试剂反应呈蓝色,B项错误;苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色,C项正确;淀粉遇碘变蓝,D项正确。 (1)斐林试剂可用于鉴定还原糖,在水浴加热的条件下,溶液的颜色变为砖红色(沉淀)。(2)蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。(3)脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定,呈橘黄色(或红色)。(4)淀粉遇碘液变蓝。(5)在酸性条件下,酒精可使重铬酸钾溶液呈灰绿色。(6)DNA可以用二苯胺试剂鉴定,呈蓝色。(7)染色体可以被碱性染料染成深色。(8)台盼蓝染液可用于鉴别细胞死活,死细胞被染成蓝色。 13.(2022·辽宁,4,2分,难度★)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是 (B) 选项 实验材料 生物学研究 A 小球藻 卡尔文循环 B 肺炎链球菌 DNA半保留复制 C 枪乌贼 动作电位原理 D T2噬菌体 DNA是遗传物质 解析 小球藻含有叶绿体,能进行光合作用,所以可用小球藻研究卡尔文循环,A项正确;肺炎链球菌可用于格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验研究生物的遗传物质,而研究DNA半保留复制一般用大肠杆菌,B项错误;科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料,研究动作电位原理,C项正确;赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法分别用35S或32P标记的T2噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验,证明DNA是遗传物质,D项正确。 14.(2022·辽宁,6,2分,难度★)为研究中医名方—柴胡疏肝散对功能性消化不良大鼠胃排空(胃内容物进入小肠)的作用,科研人员设置4组实验,测得大鼠胃排空率见下表。下列叙述错误的是(C) 组别 状态 胃排空率/% 正常组 健康大鼠 55.80 模型组 患病大鼠未给药 38.65 柴胡疏肝散组 患病大鼠+柴胡疏肝散 51.12 药物A组 患病大鼠+药物A 49.92 注:药物A为治疗功能性消化不良的常用药物 A.与正常组相比,模型组大鼠胃排空率明显降低 B.正常组能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度 C.与正常组相比,柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用 D.柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似 解析 由表中数据可知,与正常组相比,模型组大鼠胃排空率明显降低,A项正确;正常组作为空白对照,能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度,B项正确;柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用,是对比柴胡疏肝散组和模型组得出的结论,C项错误;由表可知,柴胡疏肝散组与药物A组的胃排空率相似,且均比模型组胃排空率高,柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似,D项正确。 15.(2022·浙江,11,2分,难度★★)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,用显微镜观察到的结果如下图所示。 下列叙述正确的是 (A) A.由实验结果推知,甲细胞是有活性的 B.与甲细胞相比,乙细胞的细胞液浓度较低 C.丙细胞的体积将持续增大,最终涨破 D.若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显 解析 由题图可知,甲→乙→丙的过程分别是质壁分离和质壁分离复原。能发生质壁分离,说明原生质层具有选择透过性,进而说明甲细胞是有活性的,A项正确;发生质壁分离的原因是外界溶液浓度高于细胞液浓度,导致细胞失水,所以,与甲细胞相比,乙细胞的细胞液浓度较高,B项错误;由于有细胞壁的保护,丙细胞不会涨破,C项错误;根尖分生区细胞没有大液泡,质壁分离现象不明显,D项错误。 16.(2022·广东,5,2分,难度★)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是 (D) A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 解析 孟德尔用统计学方法分析杂合子自交后代的表型及比例,发现了遗传规律,A项正确;摩尔根等根据果蝇眼色与性别的关系证明了基因在染色体上,B项正确;赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C项正确;沃森和克里克以DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA呈螺旋结构,D项错误。 17.(2022·重庆,12,2分,难度★★)从下图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸的方式,正确的组合是 (B) 酵母菌培 养液① 酵母菌培 养液② 澄清的石 灰水③ 酵母菌培 养液④ 酵母菌培 养液⑤ 酵母菌培 养液⑥ 澄清的石 灰水⑦ 质量分数为10% 的NaOH溶液⑧ 注:箭头表示气流方向。 A.⑤→⑧→⑦和⑥→③ B.⑧→①→③和②→③ C.⑤→⑧→③和④→⑦ D.⑧→⑤→③和⑥→⑦ 解析 酵母菌属于异养兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时,先用NaOH去除空气中的CO2,以保证通入酵母菌培养液的气体中不含CO2,然后连接澄清石灰水检测CO2的浓度,即可证明CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的,通气体的管子应该长进短出,装置组合是⑧→①→③;无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连,装酵母菌溶液的瓶子不能太满,以免溢出,装置组合是②→③,B项正确。 18.(2021·北京,13,2分,难度★★)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,下列叙述错误的是 (C) A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提取DNA C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 解析 肝脏细胞中含有过氧化氢酶,因此研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液,A项正确;DNA不溶于酒精,而细胞中的某些蛋白质可溶于酒精,因此可利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提取DNA,B项正确;依据光合色素在层析液中溶解度的差异对光合色素进行纸层析分离,C项错误;蛋白质可以与双缩脲试剂发生紫色反应,因此可利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质,D项正确。 19.(2021·海南,4,2分,难度★)孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个经典实验。下列有关这两个实验的叙述,错误的是 (A) A.均将基因和染色体行为进行类比推理,得出相关的遗传学定律 B.均采用统计学方法分析实验结果 C.对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证 D.均采用测交实验来验证假说 解析 孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验都是采用假说—演绎法得出相关的遗传学定律,都采用了统计学方法分析实验数据,A项错误,B项正确;孟德尔豌豆杂交实验成功的原因之一是选择了豌豆作为实验材料,摩尔根的果蝇杂交实验成功的原因之一是选择了果蝇作为实验材料,同时也从果蝇的众多性状当中选择了易于区分的白红眼性状进行研究,C项正确;两个实验都采用测交实验来验证假说,D项正确。 20.(2021·江苏,10,2分,难度★★)分析黑斑蛙的核型,需制备染色体标本,流程如下,下列相关叙述正确的是 (D) 采集骨髓细胞→培养细胞并用秋水仙素处理→低渗处理细胞并固定→滴片、染色与镜检 A.可用蛙红细胞替代骨髓细胞制备染色体标本 B.秋水仙素处理的目的是为了诱导染色体数加倍 C.低渗处理的目的是为了防止细胞过度失水而死亡 D.染色时常选用易使染色体着色的碱性染料 解析 蛙红细胞只能进行无丝分裂,因此不能用蛙红细胞替代骨髓细胞制备染色体标本,A项错误;秋水仙素处理的目的是为了固定细胞,不是诱导染色体数目加倍,B项错误;等渗溶液是为了防止细胞过度失水而死亡,低渗处理的目的是使组织细胞充分吸水膨胀,染色体分散,C项错误;染色时常选用易使染色体着色的碱性染料,D项正确。 21.(2021·江苏,19,3分,难度★★)(多选)数据统计和分析是许多实验的重要环节,下列实验中获取数据的方法合理的是 (ABC) 编号 实验内容 获取数据的方法 ① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标记重捕法,尽量不影响标记动物正常活动,个体标记后即释放 ② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物,适当稀释,用台盼蓝染色,血细胞计数板计数 ③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查 ④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验,记录实验数据 A.实验①　B.实验②　C.实验③　D.实验④ 解析 灰喜鹊属于活动范围广、活动能力强的动物,应使用标记重捕法调查灰喜鹊的种群密度,且标记尽量不影响标记动物正常活动,个体标记后即释放,A项正确;探究培养液中酵母菌种群数量的变化时,摇匀后抽取少量培养物,适当稀释,用台盼蓝染液染色,血细胞计数板计数,被染成蓝色的酵母菌为死细胞,在观察计数时只计不被染成蓝色的酵母菌,B项正确;调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率,应在群体中抽样调查,选取的样本要足够的多,且要随机取样,C项正确;探究唾液淀粉酶活性的最适温度时,应围绕37.0 ℃在梯度为0.5 ℃的不同温度下进行实验,若设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验,不能说明唾液淀粉酶的最适温度是37.0 ℃,D项错误。 22.(2021·辽宁,5,2分,难度★★)下列有关中学生物学实验中观察指标的描述,正确的是 (B) 选项 实验名称 观察指标 A 探究植物细胞的吸水和失水 细胞壁的位置变化 B 绿叶中色素的提取和分离 滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌培养液的浑浊程度 D 观察根尖分生组织细胞有丝分裂 纺锤丝牵引染色体的运动 解析 在植物细胞质壁分离和复原的实验中,中央液泡大小、原生质层的位置和细胞大小都应该作为观察对象,A项错误;绿叶中色素的提取和分离,观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄,B项正确;探究酵母菌细胞呼吸的方式,观察指标是培养液的滤液能否使重铬酸钾在酸性条件下呈灰绿色,C项错误;观察根尖分生组织细胞有丝分裂,细胞在解离的时候已经死亡,看不到纺锤丝牵引染色体的运动,D项错误。 23.(2021·湖南,2,2分,难度★★)以下生物学实验的部分操作过程,正确的是 (D) 选项 实验名称 实验操作 A 检测生物组织中的还原糖 在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液 B 观察细胞中DNA和RNA的分布 先加甲基绿染色,再加吡罗红染色 C 观察细胞中的线粒体 先用盐酸水解,再用健那绿染色 D 探究酵母菌种群数量变化 先将盖玻片放在计数室上,再在盖玻片边缘滴加培养液 解析 生物组织中的还原糖的检测试剂为斐林试剂,斐林试剂使用时NaOH溶液和CuSO4溶液混合均匀后加入,A项错误;观察细胞中DNA和RNA的分布的实验,利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色,B项错误;观察细胞中的线粒体,用健那绿染液染色,不需用盐酸水解,C项错误;探究酵母菌种群数量变化的实验中,先将盖玻片放在计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,D项正确。 24.(2020·全国1,4,6分,难度★)为达到实验目的,需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应,不合理的是 (A) 选项 实验材料 实验目的 A 大蒜根尖分生区细胞 观察细胞的质壁分离与复原 B 蝗虫的精巢细胞 观察细胞的减数分裂 C 哺乳动物的红细胞 观察细胞的吸水和失水 D 人口腔上皮细胞 观察DNA、RNA在细胞中的分布 解析 根尖分生区细胞是未成熟的细胞,不含有中央大液泡,因此不能用于观察细胞的质壁分离与复原,A项不合理。蝗虫的细胞中染色体较大,数目较少,且在同一染色体玻片标本上可以观察到减数分裂的各个时期,因此常用作观察细胞减数分裂的材料,B项合理。当外界溶液的浓度大于细胞质的浓度时,哺乳动物的成熟红细胞会失水皱缩,当外界溶液的浓度小于细胞质的浓度时,哺乳动物的成熟红细胞会吸水膨胀,甚至涨破,因此,哺乳动物的红细胞可用作观察细胞的吸水和失水的实验材料,C项合理。人的口腔上皮细胞中含有DNA和RNA,且无色,因此用吡罗红甲基绿染色剂对细胞进行染色后,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布,D项合理。 25.(2020·全国2,3,6分,难度★★)下列关于生物学实验的叙述,错误的是 (B) A.观察活细胞中的线粒体时,可以用健那绿染液进行染色 B.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察 C.观察细胞中RNA和DNA的分布时,可用吡罗红甲基绿染色剂染色 D.用细胞融合的方法探究细胞膜的流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白 解析 观察活细胞中的线粒体一般用健那绿染液进行染色,A项正确。细胞体积很小,需要借助显微镜才能观察到,故探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,需借助显微镜来观察,B项错误;观察细胞中DNA和RNA的分布时,可用吡罗红、甲基绿染色剂染色,C项正确。可用红色荧光染料和绿色荧光染料标记膜蛋白,以探究细胞膜的流动性,D项正确。 26.(2020·北京,14,2分,难度★★)下列高中生物学实验中,用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是(C) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.观察叶绿体和细胞质流动 B.提取和分离叶绿素 C.观察细胞质壁分离及复原 D.观察细胞的有丝分裂 解析 紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体,不能作为观察叶绿体的实验材料,黑藻叶片中含有大量叶绿体,细胞质颜色比较深,易于观察叶绿体和细胞质流动,A项错误;洋葱的管状叶呈绿色,可用于提取和分离叶绿体中的色素,而紫色洋葱鳞片叶细胞不含叶绿体色素,不能用于提取和分离叶绿素,B项错误;洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡,色素含量较多,可作为观察细胞质壁分离和复原的材料,黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于细胞质壁分离及复原实验现象的观察,C项正确;洋葱鳞片叶、黑藻叶片都不能发生有丝分裂,而洋葱根尖分生区可作为观察有丝分裂的材料,色浅,无其他色素干扰,D项错误。 27.(2018·北京,4,6分,难度★★)以下高中生物学实验中,操作不正确的是 (A) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置 B.鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴 C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒) D.用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体 解析 制作果酒时,应留有大约1/3的空间,有利于酵母菌数量的增加并防止发酵液溢出,A项错误;DNA与二苯胺在水浴加热条件下呈现蓝色,B项正确;鉴定脂肪可用苏丹Ⅲ染液进行染色,C项正确;染色体易被碱性染料龙胆紫溶液或醋酸洋红液染成深色,D项正确。 28.(2018·江苏,24,3分,难度★★★)(多选)下列中学实验均使用光学显微镜进行观察,有关实验操作或现象描述错误的是 (ACD) 编号 实验名称 实验材料 实验操作或现象 ① 观察植物细胞的质壁分离 紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等 原生质层呈紫色,各组成部分结构清晰 ② 检测生物组织中的脂肪 花生子叶、苏丹Ⅲ染液等 在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴 ③ 观察细胞有丝分裂 洋葱根尖、龙胆紫溶液等 在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密 ④ 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌、血细胞计数板等 在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数 A.实验①　B.实验②　C.实验③　D.实验④ 解析 用紫色洋葱外表皮进行实验时,液泡里的细胞液呈紫色,原生质层无色,且在光学显微镜下不能观察原生质层的组成部分,①错误;苏丹Ⅲ将脂肪染成橘黄色,在光学显微镜下可观察到,②正确;用光学显微镜观察细胞有丝分裂,在一个视野中一般不能看到各时期的细胞,③错误;对培养液中酵母菌进行计数时,应对血细胞计数板中四个或五个中方格进行计数,不能对整个计数室计数,④错误。 29.(2022·北京,20,12分,难度★★★★)人体细胞因表面有可被巨噬细胞识别的“自体”标志蛋白C,从而免于被吞噬。某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,更易逃脱吞噬作用。研究者以蛋白C为靶点,构建了可感应群体密度而裂解的细菌菌株,拟用于制备治疗癌症的“智能炸弹”。 (1)引起群体感应的信号分子A是一种脂质小分子,通常以　　　　的方式进出细胞。细胞内外的A随细菌密度的增加而增加,A积累至一定浓度时才与胞内受体结合,调控特定基因表达,表现出细菌的群体响应。  (2)研究者将A分子合成酶基因、A受体基因及可使细菌裂解的L蛋白基因同时转入大肠杆菌,制成AL菌株。培养的AL菌密度变化如图1。其中,AL菌密度骤降的原因是:AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合,　　　　。  图1 (3)蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能。研究者将K基因转入AL菌,制成ALK菌株,以期用于肿瘤治疗。为验证ALK菌能产生蛋白K,应以　　　　菌株裂解的上清液为对照进行实验。请从下列选项中选取所需材料与试剂的序号,完善实验组的方案。  实验材料与试剂:①ALK菌裂解的上清液 ②带荧光标记的K的抗体　③带荧光标记的C的抗体　④肿瘤细胞 实验步骤:先加入　　　　保温后漂洗,再加入　　　　保温后漂洗,检测荧光强度。  (4)研究者向下图2所示小鼠左侧肿瘤内注射ALK菌后,发现ALK菌只存在于该侧瘤内,两周内即观察到双侧肿瘤生长均受到明显抑制。而向瘤内单独注射蛋白K或AL菌,对肿瘤无明显抑制作用。请应用免疫学原理解释“智能炸弹”ALK菌能有效抑制对侧肿瘤生长的原因。       　。  图2 答案 (1)自由扩散　(2)启动L蛋白表达,引起AL菌短时间内大量裂解　(3)AL　①④　②或③　(4)注入肿瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合,且释放的细菌产物激活巨噬细胞,从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原,激活细胞免疫,肿瘤细胞被特异性杀伤,因此有效抑制对侧肿瘤生长 解析 (1)由题意可知,信号分子A是一种脂质小分子,脂质通常以自由扩散的方式进出细胞。(2)由题图可知,AL菌密度达到相应的值后会骤降,而L蛋白可使细菌裂解。可推测AL菌密度增加引起A积累至临界浓度并与受体结合,启动L蛋白表达,引起AL菌短时间内大量裂解。(3)AL菌株不含K基因,ALK菌株含K基因,因此,为验证ALK菌能产生蛋白K,应以AL菌株裂解的上清液为对照进行实验。由题意可知,某些癌细胞表面存在大量的蛋白C,蛋白K能与蛋白C特异性结合并阻断其功能,为验证ALK菌能产生蛋白K,可用带荧光标记的K的抗体,如果有K蛋白生成,则K蛋白与K的抗体结合,可发出荧光;由于蛋白K能与蛋白C特异性结合,因此也可用带荧光标记的C的抗体,如果有蛋白K生成,对照组与实验组荧光强度会有差异。具体的实验步骤为,先加入①ALK菌裂解的上清液和④肿瘤细胞,保温后漂洗,再加入②带荧光标记的K的抗体或加入③带荧光标记的C的抗体,保温后漂洗,检测荧光强度。(4)由题意推知,注入瘤内的ALK菌群体裂解后释放的蛋白K与蛋白C结合,且释放的细菌产物激活巨噬细胞,从而增强了巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,巨噬细胞加工呈递肿瘤抗原,激活细胞免疫,肿瘤细胞被特异性杀伤,因此有效抑制对侧肿瘤生长。单独注射蛋白K不能有效激活细胞免疫,单独注射AL菌也无法阻断蛋白C的功能。 30.(2022·天津,14,10分,难度★★★)为研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系,进行如下实验: (1)建立糖脂代谢紊乱大鼠模型 将20只大鼠随机平分为2组,分别饲喂高脂饲料(HFD组)和普通饲料(ND组)16周。 ①检测空腹血相关生理指标,结果如下表。 组别 ND组 1.56 0.63 5.58 10.02 HFD组 2.59 1.65 7.28 15.11 与ND组相比,HFD组　　　　　　　　　偏高,说明脂代谢紊乱,其他数据说明糖代谢紊乱,提示造模成功。  ②检测粪便中4种典型细菌的含量,结果如下图。 HFD组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量　　　　　(填“增加”或“减少”)。  (2)探究肠道菌群对糖脂代谢的影响 另取20只大鼠,喂以含　　　　的饮用水杀灭肠道中原有细菌,建立肠道无菌大鼠模型。分别收集(1)实验结束时HFD组和ND组粪便,制备成粪菌液,分别移植到无菌大鼠体内,建立移植HFD肠菌组和移植ND肠菌组,均饲喂高脂饲料8周。检测空腹血相关生理指标,结果如下表。  组别 移植 ND肠 菌组 1.86 0.96 6.48 11.54 移植 HFD肠 菌组 2.21 1.28 6.94 13.68 　该实验的自变量为　　　　,结果显示两组均发生糖脂代谢紊乱,组间差异说明高脂饮食大鼠的肠道菌群可　　　　(填“加剧”或“缓解”)高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。  (3)基于本研究的结果,为了缓解糖脂代谢紊乱,请说明可以采取的策略:  　　　　　　　　　。  答案 (1)总胆固醇、甘油三酯　减少　(2)抗生素　移植的肠道菌群　加剧　(3)避免高脂饮食或设法增加肠道乳杆菌、双歧杆菌含量 解析 (1)脂质包括磷脂、脂肪和固醇,固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。由表中数据可知,与ND组相比,HFD组总胆固醇、甘油三酯的含量偏高,说明脂代谢紊乱。与ND组相比,图中HFD组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少,大肠杆菌和肠球菌相对含量增加。(2)要想建立肠道无菌大鼠模型,需杀灭肠道中的原有细菌,抗生素具有抗菌作用,故喂以含抗生素的饮用水杀灭肠道中原有细菌。由题意可知,本实验是研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系,自变量为移植的肠道菌群,因变量为总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量。由表中数据可知,与移植ND肠菌组相比,移植HFD肠菌组中总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量均较高,说明高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。(3)由题分析可知,高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱,其肠道菌群中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少,因此可以通过避免高脂饮食或设法增加肠道乳杆菌、双歧杆菌含量来缓解糖脂代谢紊乱。 31.(2022·河北,21,10分,难度★★★)皮肤上的痒觉、触觉、痛觉感受器均能将刺激引发的信号经背根神经节(DRG)的感觉神经元传入脊髓,整合、上传,产生相应感觉。组胺刺激使小鼠产生痒觉,引起抓挠行为。研究发现,小鼠DRG神经元中的PTEN蛋白参与痒觉信号传递。为探究PTEN蛋白的作用,研究者进行了相关实验。 回答下列问题。 (1)机体在　　　　产生痒觉的过程　　　　(填“属于”或“不属于”)反射。兴奋在神经纤维上以　　　　的形式双向传导。兴奋在神经元间单向传递的原因是　  　　　　　　　　　。  (2)抓挠引起皮肤上的触觉、痛觉感受器　　　　,有效　　　　痒觉信号的上传,因此痒觉减弱。  (3)用组胺刺激正常小鼠和PTEN基因敲除小鼠的皮肤,结果如下图。据图推测PTEN蛋白的作用是　　　　机体对外源致痒剂的敏感性。已知PTEN基因敲除后,小鼠DRG中的TRPV1蛋白表达显著增加。用组胺刺激PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠,据图中结果推测TRPV1蛋白对痒觉的影响是　  　。  答案 (1)大脑皮层　不属于　电信号(神经冲动)　神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜　(2)兴奋　抑制　(3)减弱　促进痒觉的产生 解析 (1)人体感觉形成的部位是大脑皮层,故机体在大脑皮层产生痒觉。反射的完成需要完整的反射弧和相应的刺激,机体产生痒觉没有经过完整的反射弧,不属于反射。兴奋在神经纤维上以电信号(神经冲动)的形式进行双向传导。神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,故兴奋在神经元之间只能单向传递。(2)抓挠行为会引起皮肤上的触觉、痛觉感受器兴奋,有效抑制痒觉信号的上传,因此抓挠行为会使痒觉减弱。(3)本实验的自变量是PTEN基因和TRPV1基因的有无,因变量是30分钟内的抓挠次数。据图可知,与正常小鼠相比,PTEN基因敲除小鼠的抓挠次数明显增加,说明PTEN基因缺失会增加小鼠的抓挠次数,即增加小鼠对痒觉的敏感性,据此推测PTEN基因控制合成的PTEN蛋白可减弱机体对外源致痒剂的敏感性,进而抑制小鼠的痒觉。PTEN基因和TRPV1基因双敲除的小鼠与正常小鼠差异不大,说明TRPV1基因缺失可减弱PTEN基因缺失的效果,即TRPV1基因缺失会抑制小鼠痒觉的产生,故TRPV1基因控制合成的TRPV1蛋白可促进痒觉的产生。 32.(2022·浙江,30,10分,难度★★★)为研究物质X对高血糖症状的缓解作用,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。 实验材料:适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只,药物S(用生理盐水配制),物质X(用生理盐水配制),生理盐水等。 (要求与说明:实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值>11.1 mmol/L,定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜) 回答下列问题: (1)完善实验思路: ①适应性饲养:选取小鼠若干只,随机均分成甲、乙、丙3组。正常饲养数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。 ②药物S处理: 甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水。 乙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。 丙组:　　　　　　　　　　　　　　　。  连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值,直至建成高血糖模型小鼠。 ③物质X处理: 甲组:　　　　　　　　　　　　　　　。  乙组:每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水。 丙组:　　　　　　　　　　　　　　　。  连续处理若干天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。 (2)预测实验结果: 设计一张表格,并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。 (3)分析与讨论: 已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等,药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物S快速建成高血糖模型小鼠,则可通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,以确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合。  答案 (1)②每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S ③每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水　每天每只小鼠灌胃一定量物质X　(2)实验各阶段的小鼠血糖值变化 组别 实验阶段 适应性 饲养 药物S 处理 物质X 处理 甲组 正常 正常 正常 乙组 正常 逐渐升高至>11.1 mmol/L >11.1 mmol/L 丙组 正常 逐渐升高至>11.1 mmol/L 逐渐下降,但高于正常水平 (3)设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度采用不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间 解析 (1)根据实验的单一变量原则作答。(2)该实验将小鼠分为甲、乙、丙3组,进行三个阶段的实验,即适应性饲养阶段、药物S处理阶段、物质X处理阶段,记录血糖值的变化。正常饲养数天,甲、乙、丙三组的血糖值正常。甲组作为对照组,均用生理盐水处理,因此甲组在药物S处理和物质X处理时所测得的血糖值正常;小鼠血糖值>11.1 mmol/L,定为高血糖模型小鼠,药物S处理阶段,乙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1 mmol/L;物质X处理阶段乙组小鼠灌胃一定量生理盐水,不会缓解高血糖症状,血糖值依然>11.1 mmol/L;药物S处理阶段,丙组小鼠腹腔注射一定量药物S,会使血糖升高,逐渐升高至>11.1 mmol/L;如果物质X对高血糖症状有缓解作用,则物质X处理阶段丙组小鼠血糖值逐渐下降,但高于正常水平。(3)已知药物S的给药途径有腹腔注射和灌胃等,药物S的浓度和给药途径都会影响高血糖模型小鼠的建模。所以要确定快速建模所需药物S的适宜浓度和给药途径的组合,需要设置一系列浓度梯度的药物S,每个浓度采用不同的给药途径,比较不同组合建模成功所需的时间。 33.(2021·全国乙,29,11分,难度★★★)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题: (1)白天叶肉细胞产生 ATP的场所有　　　　　　　　。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和　　　　　　　释放的CO2。  (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止　　　　　　　　　　　　　　,又能保证　　　　　　正常进行。  (3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果) 答案 (1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体的)类囊体薄膜　呼吸作用　(2)植物蒸腾作用过强而导致失水过多　光合作用　(3)实验思路:植物甲在干旱的环境条件下(其他条件适宜)培养一段时间;分别在白天和晚上测定植物甲液泡内的pH;统计分析实验数据。　预期结果:晚上液泡内的pH明显低于白天。 解析 (1)白天叶肉细胞可以进行呼吸作用,产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体;也可以进行光合作用,产生ATP的场所为叶绿体的类囊体薄膜。苹果酸脱羧和呼吸作用释放的CO2可作为光合作用的原料。(2)植物蒸腾作用散失水分和光合作用吸收二氧化碳都离不开气孔。干旱条件下,气孔白天关闭,晚上打开,既可防止白天因蒸腾作用过强使植物过度失水,又可保证植物光合作用的正常进行。(3)欲设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式,可选取植物甲在干旱条件下进行培养,检测白天和晚上液泡内的pH;晚上液泡内的pH低于白天液泡内的pH,即可验证该实验。 34.(2021·浙江,30,10分,难度★★)为探究酒精对动物行为的影响,某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。 实验材料:蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,间脑蟾蜍,小滤纸片,任氏液,0.1%、0.2%和1%酒精,去甲肾上腺素(noradrenaline,NA),酚妥拉明(phentolamine,PT),1%硫酸溶液等。(要求与说明:间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍;任氏液为两栖类的生理盐水;3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和PT均用任氏液配制;NA是一种神经递质;PT是NA受体的抑制剂。 实验条件适宜)实验过程与结果或结论: 组别 过程 结果或结论 实验1 ①取蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力;②以1%酒精连续滴加标本5 min后,再分别检测上述指标。 结果: 结论:　　　　　。  实验2 ①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端,测定屈反射时长,然后用任氏液清洗后肢和间脑断面;②分别用含有50 μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面,每次处理后重复①。 结果的记录表格:　　　　。  结论:酒精会显著延长屈反射时长,其数值随酒精浓度升高而变大。 续表 组别 过程 结果或结论 为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理,选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。 实验3 ①取5组间脑蟾蜍,用任氏液、NA、PT和酒精等处理;②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端,测定屈反射时长。 结论:NA与其受体结合,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长;酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。 回答下列问题: (1)实验1结果可得出的结论是　。  (2)设计用于记录实验2结果的表格: (3)依据实验2、3的结论,实验3的分组应为: A组:任氏液;　B组:　　　　　;  C组:　　　　　;　D组:　　　　　;  E组:　　　　　。  (4)酒后驾车属于危险的驾驶行为,由本实验结果推测其可能的生物学机理是  　。  答案 (1)离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响 (2)不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响 　 项目 空白 对照 任氏液 处理因素 0.1%酒精 0.2%酒精 1%酒精 屈反射时长 (3)NA　PT　NA+PT　酒精+PT (4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝 解析 (1)实验1的实验结果是用1%的酒精处理前后结果一致,说明在离体条件下,滴加1%的酒精对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有影响。(2)实验2的自变量是不同浓度的酒精,故实验分为四组,分别是任氏液、0.1%酒精、0.2%酒精、1%酒精处理的各组,因变量是屈反射时长。(3)从实验3的结论知,该实验探究了NA发挥作用是与受体结合,故在滴加NA的条件下,实验需设置有受体(无PT)和无受体(用PT抑制受体活性)两个实验,且需有施加PT无NA的对照;酒精的作用是通过NA受体参与的途径来完成的,需要有滴加酒精的实验组。为了实验科学,还需设置空白对照组,即只加任氏液的对照组。故A组:任氏液;B组:NA;C组:PT;D组:NA+PT;E组:酒精+PT。(4)结合该实验的结论,推测酒驾危险的机理是酒精显著延长了屈反射的时长,导致司机反应迟钝。 实验探究题的解题的关键是能够根据实验目的和实验材料,合理设置实验组和对照组,做好无关变量的控制(除自变量不同外,其他完全相同);实验数据记录的表格设计,要反映自变量和因变量;分析实验数据归纳结论时,要找到自变量的变化引起因变量发生怎样的变化,找出二者存在的因果关系。 35.(2020·浙江1月选考,30,10分,难度★★★★)欲研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率,某同学提出了下面的实验思路。请以皮肤存活率为指标,预测实验结果并进行分析。 (要求与说明:A、B系大鼠即为A、B品系大鼠。实验条件适宜。皮肤存活率是指移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。排斥反应指移植物作为“非己”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应) 实验思路: (1)实验分组与处理: 组1:取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位。 组2:取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠。 组3:取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞,注射到未处理的B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠。 (2)将上述各组若干只处理后的大鼠进行饲养,每隔一定时间观测皮肤片的存活状况并记录,计算皮肤存活率。 回答下列问题: (1)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果,其中横坐标为皮肤移植后时间):     　。  (2)分析与讨论: ①上述实验思路中,移植皮肤的受体大鼠是　　　　　　　　　　。  ②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞,在实验思路的分组和处理中,若设置组4,其处理是给予大鼠免疫抑制剂,再移植皮肤片,用免疫抑制剂处理的理由是　　　　　　　　　　,还可设置组5,其处理是　　　　　,理由是　  　。  ③效应T细胞的生物学功能有  　。  答案 (1) 移植后皮肤存活率示意图 (2)①A、B系大鼠　②抑制T细胞的增殖及功能,延长移植皮肤的存活时间　切除大鼠的胸腺,再移植皮肤　切除胸腺后,T细胞数量减少,延长移植皮肤的存活时间　③对抗被病原体感染的细胞和癌细胞,对抗移植器官的异体细胞 解析 (1)分析实验分组和处理可知,组1的皮肤移植属于自体移植,所以不会发生免疫排斥反应,皮肤存活率最高,随时间延长存活率不变;组2将A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠是异体移植,会发生免疫排斥反应,皮肤存活率随时间延长而下降;组3,由于已免疫的T淋巴细胞注射到B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠,免疫排斥反应增强,所以组3皮肤存活率比组2低,且出现免疫排斥的时间更短。绘制曲线如下图: 移植后皮肤存活率示意图 (2)①A、B系大鼠的细胞表面含有不同的MHC,若进行两者间的皮肤移植时,会发生免疫排斥反应。②抑制T细胞的增殖及功能,延长移植皮肤的存活时间。需要切除大鼠的胸腺,再移植皮肤,切除胸腺后,T细胞数量减少,可延长移植皮肤的存活时间。③细胞毒性T细胞(效应T细胞)能够对抗被病原体感染的细胞和癌细胞,对抗移植器官的异体细胞。 实验设计的基本思路 (1)探究实验的一般解题思路: 第一,明确实验目的、分析实验原理; 第二,依据实验目的及相关信息明确自变量、因变量以及自变量和因变量间的关系; 第三,明确如何实现自变量、如何观测因变量; 第四,明确实验结果与结论。 (2)实验步骤中遵循的主要原则:单一变量原则、对照原则。 单一变量原则:实验步骤的设计中应确保实验组、对照组间只有自变量不同,其他的无关变量应该“等量且适量”或“相同且适宜”。 　　(3)实验步骤的书写: 第一步:描述实验材料的选择、分组、编号; 第二步:描述如何实现自变量; 第三步:描述实验进行条件,如在适宜温度(适宜条件)培养一段时间; 第四步:描述如何得到因变量; 第五步:记录实验结果、实验结论。 36.(2019·海南,27,10分,难度★★)在适宜条件下,测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题。 (1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是      　。  (2)实验结果表明:当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是      　。  (3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输,李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 答案 (1)物质通过简单的扩散方式进出细胞　(2)载体数量饱和 (3)思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。 解析 (1)物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散,该过程不需要载体和能量,受细胞内外浓度差的影响。(2)由图可知,b可能是协助扩散或主动运输,b需要载体协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,载体数目饱和,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多,无氧呼吸产生的能量较少,故实验设计的自变量是有无氧气,因变量是细胞对b的吸收速率。设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。思路:将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论:若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。 37.(2017·北京,29,16分,难度★★★★)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。 (1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的　　　　　　　　作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。  (2)如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。下图为这一现象可能的机制。 如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以　　　　　方式进入胞内。Ca2+与　　　　　　共同作用,使C酶的　　　　　　发生改变,C酶被激活。  (3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如: ①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的　　　(填图中序号)过程提供了实验证据。  ②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸　　　　　　　。  A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反 C.数目相同序列相同 ③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善      　。  (4)图中内容从　　　　　　　　水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。  答案 (1)神经递质　(2)协助扩散　钙调蛋白　空间结构　(3)①Ⅱ　②C、B　③该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验　(4)细胞和分子 解析 (1)神经元接受刺激,产生兴奋,兴奋以电信号形式传至轴突末端的突触小体,突触前膜以胞吐方式释放神经递质,将信息传递给下一个神经元。(2)据图信息可知,Ca2+进入细胞是从高浓度到低浓度,且需要载体协助,故其跨膜运输的方式为协助扩散。Ca2+进入细胞后与钙调蛋白结合,诱导C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。(3)①据图信息可知,A受体可以由细胞内转移到细胞膜上,故“检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加”,该结果为图中的转移Ⅱ过程提供了实验证据。②为证实A受体的磷酸化位点位于胞内肽段(T)上,则实验组H区神经细胞内应导入与T的氨基酸数目和序列都相同的短肽,以干预C酶对T的磷酸化,对照组导入的短肽与T的氨基酸数目相同序列相反。③实验只对一组突变小鼠进行处理,缺少对照实验,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验;突触后膜A受体能否磷酸化的表现是膜电位变化,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验来验证这一假设。(4)图中涉及神经细胞膜电位变化以及受体分子的相关活动,故本实验从细胞和分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。 学科网（北京）股份有限公司 $$