专题十五 实验与探究-【优化探究】2025年高考生物二轮专题复习配套PPT课件（广东专版）

实验与探究 第一部分 大概念十一 专题十五　实验与探究 [课标范围]　1.能独立完成“课程标准”中所列的生物学实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。2.具备验证简单生物学事实的能力,能对实验现象和结果进行分析、解释,并能对收集到的数据进行处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 微专题二　教材中涉及的科学史、研究方法和技术 微专题一　教材基础实验 微专题三　实验分析的技巧与实验设计 专题提能练 教材基础实验 微专题一 核心要点整合 1.观察类实验 (1)四个观察类实验的比较 实验名称 观察对象 细胞状态 染色剂 常用实 验材料 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 染色体形态、分布、数目等 　　　  　　　溶液 (或醋酸洋红液)  _________ 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 染色体数目 死细胞 甲紫溶液 洋葱根尖 死细胞 甲紫 洋葱根尖 实验名称 观察 对象 细胞状态 染色剂 常用实 验材料 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 叶绿体 　　　  无 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮、藓类的小叶 观察植物细胞的质壁分离与复原 紫色 大液泡 　　　  成熟植物细胞,如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞 活细胞 活细胞 (2)一般操作流程 2.鉴定和提取类实验 (1)依据颜色归纳10种鉴定和提取类实验 颜色 原理 红 ①还原糖+　　　　  砖红色沉淀; ②染色体(质)+　　　　　　→红色  黄 ①脂肪+　　　　　　→橘黄色;  ②叶绿体中色素分离的滤纸条中:　　　　　→橙黄色,　　　　→黄色;  ③CO2+　　　　　　　　　→由蓝变绿再变黄  斐林试剂 醋酸洋红液 苏丹Ⅲ染液 胡萝卜素 叶黄素 溴麝香草酚蓝溶液 颜色 原理 绿 ①酒精+　　　　　　　　　  灰绿色; ②叶绿体中色素分离的滤纸条中:　　　　　→黄绿色, 　　　　 　→蓝绿色  蓝 ①淀粉+　　　→蓝色;  ②DNA+　　　　 　  蓝色 紫 ①染色体(质)+　　　　　→紫色;  ②蛋白质+双缩脲试剂→紫色 橙色的重铬酸钾溶液 叶绿素b 叶绿素a 碘液 二苯胺试剂 甲紫溶液 (2)一般操作流程 提醒:①在显色实验(如物质检测)中,材料最好不带颜色或颜色较浅,或实验时对有色材料进行脱色处理。 ②物质检测实验一般不设置对照实验,若需设置对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。 ③可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料,因为它们所含的糖类主要是蔗糖,为非还原糖。 ④颜色深浅与所检测的物质的含量有关,含量越多,颜色越深。 3.调查类实验 (1)四个调查类实验的比较 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 调查种群密度 活动能力强、活动范围大的动物 ____________ = 植物或活动能力弱、活动范围小的动物 _________ 种群密度= 标记重捕法 样方法 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 调查人群中的遗传病 人类某种遗传病 汇总法 发病率=× 100% 研究土壤中小动物类群的丰富度 土壤中的小动物 _________ ________ 记名计算法、 　　　　　  调查当地某生态系统的能量流动情况 当地的生态系统 (如稻田生态系统) 实地调查、访谈调查 调查统计,数据分析 取样器取 样法 目测估计法 (2)调查类实验的操作流程 4.分析9个探究类实验的自变量、因变量及无关变量 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究植物细胞的吸水和失水 ____________ 植物细胞的状态(中央液泡的大小、原生质层的位置及细胞大小) 植物细胞的种类、发育程度、温度等 探究温度对淀粉酶活性的影响 ____________ 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 外界溶液浓度 不同温度 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 ___________ 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 不同pH 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究酵母菌细胞呼吸的方式 ___________ CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短);酒精的产生(用酸性重铬酸钾溶液检测) 葡萄糖溶液的量和浓度、澄清石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等 氧气的有无 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究光照强度对光合作用强度的影响  _____________________________ 相同时间内各烧杯中圆形小叶片浮起的数量 圆形小叶片的种类、大小、数量、温度、烧杯大小、烧杯中水的体积等 探究抗生素对细菌的选择作用 ____________________ 抑菌圈的直径 培养基的成分、初始细菌数量与种类、圆形滤纸片的大小、培养时间等 光照强度(烧杯与光源的距离) 抗生素的 有无 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 __________________________ 插条的生根数量或长度 实验材料的一致性、处理时间的一致性等 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 _________ 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等 生长素类调节剂的浓度 时间 21 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 ______________________ 淀粉溶液加碘液、斐林试剂后的颜色变化 淀粉溶液的体积、反应体系的体积、反应的时间等 土壤微生物的有无 5.从选材、药品、操作等方面整合教材实验 (1)教材实验中的“一材多用”——洋葱 (2)实验药品的作用 ①盐酸在教材实验中的作用 ②酒精在教材实验中的作用 酒精浓度 用途 体积分数为50% 在脂肪的检测中用于洗去浮色 体积分数为70% 杀死、固定土壤小动物 在菊花组织培养中用于对外植体和操作台消毒 酒精浓度 用途 体积分数为95% 与质量分数为15%的盐酸1∶1混合,用于观察植物细胞有丝分裂实验中的解离 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中,用于冲洗卡诺氏液及解离液的制备 DNA的粗提取与鉴定实验中,粗提取DNA的过程要用体积分数为95%的冷酒精,以析出DNA 绿叶中色素的提取和分离实验中,95%的酒精加入适量无水碳酸钠可代替无水乙醇提取色素 无水乙醇 绿叶中色素的提取和分离实验中,用于提取绿叶中的色素 (3)与“洗”有关的实验操作 真题体验感悟 1.(2024·广东卷,3)银杏是我国特有的珍稀植物,其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,下列实验操作正确的是(　　) A.选择新鲜程度不同的叶片混合研磨 B.研磨时用水补充损失的提取液 C.将两组滤纸条置于同一烧杯中层析 D.用过的层析液直接倒入下水道 C 解析:本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别,应选择新鲜程度不同的叶片分开研磨,A错误;色素溶于有机溶剂不溶于水,提取液为无水乙醇,应选择无水乙醇补充损失的提取液,B错误;由于滤纸条不会相互影响,层析液成分相同,两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析,C正确;用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯,不能直接倒入下水道,D错误。 2.(2023·广东卷,11)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程是裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(　　) A.裂解:使细胞破裂释放出DNA等物质 B.分离:可去除混合物中的多糖、蛋白质等 C.沉淀:可反复多次以提高DNA的纯度 D.鉴定:加入二苯胺试剂后即呈现蓝色 D 解析:裂解的目的是使细胞破裂(动物细胞加蒸馏水让细胞吸水涨破,植物细胞加研磨液研磨),释放出DNA等物质,A正确;DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,能溶于2 mol/L的NaCl溶液,将溶液过滤,即可将混合物中的多糖、蛋白质等与DNA分离,B正确;DNA不溶于酒精,而某些蛋白质溶于酒精,可以反复多次用酒精溶液沉淀析出DNA,提高DNA纯度,C正确;加入二苯胺试剂后,还需沸水浴处理才能出现蓝色,D错误。 3.(2022·广东卷,4)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(　　) A.根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色,以防解离过度 B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检 C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 C 解析:洋葱根尖临时装片的制作流程:解离→漂洗→染色→制片。根尖解离后需放入盛有清水的玻璃皿中漂洗后才能染色,A错误;染色后进行制片,将根尖放在载玻片上,加一滴清水,并用镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片,用拇指轻轻按压盖玻片后观察,B错误;先用低倍镜观察,找到分生区细胞,再换成高倍镜,使用细准焦螺旋调焦,C正确;图中分裂中期的细胞在左上方,要将其移至视野中央,需将装片向左上方移动,D错误。 【思维拓展·长句表达】 1.(概念表述类)酶活性是指__________________________。可用_____ ____________________________________表示。  2.(原因分析类)不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察的原因是_____ ____________________________________________________________。  酶催化特定化学反应的能力　 定条件下酶所催化某一化学反应的速率 在一 解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是细胞死亡前瞬间的一个特定时期 3.(目的措施类)探究培养液中酵母菌种群数量变化与时间的关系,在吸取培养液计数前,要轻轻振荡几次试管,目的是___________________。如果一个小方格内酵母菌数量过多,难以数清,应当采取的措施是_______________________。  4.(原理确定类)PCR的产物一般通过________________来鉴定。在凝胶中DNA分子的迁移速率与__________________________________等 有关。  使酵母菌分布均匀 稀释含有酵母菌的培养液 琼脂糖凝胶电泳 凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象 命题精准预测 1.(2024·佛山市质量检测)选择合适的材料和试剂有助于实验目的的达成。下列材料或试剂的选择,合理的是(　　) A.选用洋葱鳞片叶提取叶绿体色素 B.选用大蒜根尖分生区观察细胞的质壁分离 C.选用H2O2作为底物探究酶的最适温度 D.选用甲紫溶液对细胞中的染色体染色 D 解析:洋葱鳞片叶没有叶绿体,不含叶绿体色素,A错误;大蒜根尖分生区细胞没有中央大液泡,不能进行质壁分离,B错误;H2O2的分解速率本身也会受到温度的影响,其不能作为底物探究酶的最适温度,C错误;染色体可以被碱性染料染色,可选用甲紫溶液进行染色,D正确。 2.(2024·深圳市四校联考)下列关于生物学实验的叙述正确的是 (　　) A.取带叶肉的黑藻的表皮细胞观察细胞质的流动 B.用卡诺氏液处理后的洋葱根尖需先用95%酒精冲洗两次后再进行解离操作 C.用含15N的培养液培养大肠杆菌,追踪检测放射性来研究DNA的半保留复制 D.可以用溴麝香草酚蓝溶液鉴定酵母菌是否产生酒精 B 解析:黑藻叶片为单层细胞,叶绿体清楚,可取整个小叶直接制片观察细胞质的流动,A错误;用卡诺氏液处理后的洋葱根尖需先用95%的酒精冲洗两次再进行解离操作,B正确;15N为稳定同位素,不具有放射性,C错误;可以用酸性重铬酸钾鉴定酵母菌是否产生酒精,D错误。 3.在模拟孟德尔杂交实验中,甲同学分别从图中①②所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合;乙同学分别从图中①③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原烧杯后,重复100次。下列叙述正确的是(　　) A.甲同学的实验模拟F1产生配子和受精作用过程 B.乙同学的实验模拟遗传定律中等位基因的自由组合 C.乙同学抓取小球的雌配子组合类型中,DR约占1/2 D.从四个小桶中均随机抓取1个小球,得到的字母组合共有16种 A 解析:据题图可知,①②烧杯中的小球均为D、d,因此甲同学的实验模拟F1产生配子和受精作用过程,A正确;乙同学分别从①③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合,涉及两对等位基因,模拟非等位基因自由组合,B错误;乙同学抓取小球的雌配子组合类型中,DR约占1/2×1/2=1/4,C错误;从四个小桶中均随机抓取1个小球,得到的字母组合共有9种,D错误。 4.下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验操作,正确的是(　　) A.从静置的培养液中取适量上清液计数 B.先向血细胞计数板的计数室滴加培养液再放盖玻片 C.预实验中完成滴加培养液的操作后立即开始计数 D.若一个小方格内酵母菌过多,可增大稀释倍数再计数 D 解析:从试管中吸取培养液之前应将试管振荡几次使酵母菌混合均匀,以减小实验误差,A错误;使用血细胞计数板计数时,先将盖玻片放在计数室上,再用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘让其自行渗入,B错误;完成滴加培养液的操作后稍等片刻,待菌体全部沉降到计数室底部再计数,C错误;若一个小方格内酵母菌过多,可增大稀释倍数再计数,D正确。 教材中涉及的科学史、研究方法和技术 微专题二　 核心要点整合 1.聚焦科学史,体验生命科学的探究历程 (1)“细胞学说”的建立过程 ①罗伯特·胡克——细胞的发现者和命名者。 ②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。 ③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。 ④　　　　——总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。  魏尔肖 (2)流动镶嵌模型的建立过程 ①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验,推测细胞膜是由　　　组成的。  ②罗伯特森——在电镜下观察到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,将细胞膜描述为静态的统一结构。 ③辛格和尼科尔森——提出　　　　　　　　　 　　。  脂质 细胞膜的流动镶嵌模型 (3)酶的发现过程 ①巴斯德——酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致。 ②毕希纳——将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 ③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是　　　　。  ④切赫和奥尔特曼——发现　　　　　　　　　　　 　　　。  蛋白质 少数RNA也具有生物催化功能 (4)光合作用的发现过程 ①恩格尔曼——用　　　　　　　　证明光合作用释放O2的是叶绿体及光合作用需要光照。  ②鲁宾和卡门——用18O分别标记H2O和CO2,证明了 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③卡尔文——用14C标记CO2,探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径,即卡尔文循环:14CO2→14C3→(14CH2O)。 水绵和需氧细菌 光合作用释放的氧气中的氧元素来自水 (5)遗传规律的发现史 ①孟德尔——用豌豆作为遗传实验材料,利用假说—演绎法提出遗传的两条基本规律,即分离定律和自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。 ②萨顿——发现　　　　　　　存在明显的平行关系提出基因在染色体上的假说(推论)。  ③摩尔根——用　　　　　　　证明基因位于染色体上(用果蝇作为遗传实验材料)。  基因与染色体 假说—演绎法 (6)遗传物质的发现史 ①格里菲思——证明了已经加热致死的S型细菌中含有某种“　　　　 　”。  ②艾弗里——证明了肺炎链球菌的遗传物质是　　　　。  ③赫尔希和蔡斯——用　 法(32P、 35S)分别标记T2噬菌体,证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA。 ④威尔金斯和富兰克林——获得了高质量的　　　　 　　　。  转化因子 DNA 放射性同位素标记 DNA衍射图谱 ⑤查哥夫——腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量,胞嘧啶(C)的量=鸟嘌呤(G)的量。 ⑥沃森和克里克——构建　　　　　　　　 　　(克里克还提出中心法则)。  ⑦梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术,证明了 　 　　　　　　　　　　。  DNA双螺旋结构模型 DNA分子的半保留复制 (7)生物进化的发现史 ①　　　　——第一个提出比较完整的进化学说(中心思想:用进废退、获得性遗传)。  ②　　　　——自然选择学说(四个要点:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。  拉马克 达尔文 (8)动物生命活动调节机制的发现史 ①贝尔纳——提出内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件,内环境保持稳定主要是依赖　　　　　　　　。  ②坎农——提出稳态的概念,提出内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的。 ③沃泰默——胰液的分泌只受神经调节。 ④斯他林和贝利斯——胰液的分泌存在“　　　　　　　”。  ⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说,但对失去　　　　　的发现深表遗憾。  神经系统的调节 化学调节 促胰液素 (9)植物生长素的发现过程 ①达尔文——植物向光性实验,验证金丝雀 草胚芽鞘感光部位在尖端,尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快。 ②　　　　　　——胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。  ③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长,是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 ④温特——进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把这种物质命名为　　　　。  鲍森·詹森 生长素 (10)生态学的发现史 ①高斯——证明大小两个物种的草履虫间存在着　　　　　关系。  ②林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,发现能量流动的两个明显的特点:　　　　 　　　　　　。  种间竞争 单向流动,逐级递减 2.教材常用的技术与科学方法 样方 色素 差速离心 3.重点比较三类科学方法 (1)归纳法与假说—演绎法 类型 思维方法 结论 归纳法 由一系列具体事实推出一般结论 由不完全归纳得出的结论很可能是可信的,因此可以用来预测和判断,不过,也需要注意存在例外的可能 假说— 演绎法 在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验 如果实验结果与预测相符,可以认为假说是正确的,反之,则认为假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种方法 (2)提出假说与建构模型 提出假说 建构模型 科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。其类型可分为概念模型、物理模型和数学模型等 提出假说可通过建构模型来表达 (3)同位素标记法与荧光标记法 ①同位素标记法:指用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向。同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物,可以弄清楚化学反应的详细过程。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。同位素标记技术,标记的是元素,可出现在不同化合物中,不会消失。 ②荧光标记法:指把生物材料用荧光标记,使这种生物材料可以发出荧光,可以用它与另外一种物质结合在一起,根据荧光出现的位置和亮度反映另外一种物质所在的位置或者含量多少。荧光标记技术一般标记的是某种特定生物大分子,该分子分解则无荧光显现。 真题体验感悟 1.(2024·广东卷,4)关于技术进步与科学发现之间的促进关系,下列叙述正确的是(　　) A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 B 解析:电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后,细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究,A错误;差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来,促进对细胞器的认识,B正确;光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究,而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识,光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大,C错误;PCR技术的发明并非直接由于RNA聚合酶的发现,PCR技术的关键在于耐高温的DNA聚合酶的应用,D错误。 2.(2023·广东卷,5)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(　　) 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 B 解析:新细胞是由老细胞分裂产生的,新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正,A正确。达尔文的生物进化论主要由共同由来学说和自然选择学说组成,前者解释了地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的,后者解释了生物进化的机制、适应的形成和物种形成的原因,B错误。1957年提出的中心法则认为遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译,随着研究的不断深入,科学家对中心法则作出了补充:少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录),C正确。一般来说,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶的化学本质是蛋白质,少数酶的化学本质是RNA,具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充,D正确。 【思维拓展·长句表达】 1.(概念表述类)电泳是指_____ ______________________ _________________________________ __________ _____________________________________。  2.(方法应用类)摩尔根通过白眼这一异常性状,采用假说—演绎法发现了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上。在研究过程中,他提出的问题是_____________________ __________?  DNA分子具有可解离的基团,在一定的pH下,这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下,这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动 为什么白眼性状的遗传总是与性别相关联 命题精准预测 1.(2024·汕头市模拟考试)科学史蕴含科学家的思维和智慧,科学家常设计巧妙实验排除干扰,下列叙述错误的是(　　) A.拜尔设置黑暗的条件以排除光对生长素合成的干扰 B.恩格尔曼设置无空气环境以减少O2对好氧细菌的干扰 C.班廷等结扎健康狗的胰腺以排除胰腺中消化液的干扰 D.斯他林等剪断小肠并将黏膜磨碎以排除神经调节的干扰 A 解析:拜尔设置黑暗的条件以排除光对生长素分布的干扰,A错误;恩格尔曼设置无空气环境以减少O2对好氧细菌的干扰,从而判断出O2的产生部位是叶绿体,B正确;班廷等结扎健康狗的胰管使胰腺萎缩,以排除胰腺中胰蛋白酶的干扰,C正确;斯他林等剪断小肠并将黏膜磨碎,将研磨提取液注入狗的静脉,该过程排除了神经调节的干扰,D正确。 2.(2024·茂名市综合测试)沃森和克里克根据碱基特异性配对方式预测了DNA的半保留复制机制。下列研究成果中,最能够为DNA半保留复制提供依据的是(　　) A.摩尔根用不同眼色果蝇的杂交实验证明基因在染色体上 B.格里菲斯用肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在 C.富兰克林等用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱 D.查哥夫用纸层析等方法发现DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量 D 解析:摩尔根的不同眼色果蝇的杂交实验证明基因在染色体上,为遗传规律的研究奠定基础,A不符合题意;格里菲斯的肺炎链球菌转化实验证明了转化因子的存在,为DNA是主要的遗传物质提供依据,B不符合题意;富兰克林利用X射线衍射技术获得高质量的DNA衍射图谱,为DNA是双螺旋结构提供依据,C不符合题意;查哥夫用纸层析等方法发现DNA中嘌呤含量等于嘧啶含量,为碱基特异性配对方式和DNA半保留复制提供了依据,D符合题意。 3.(2024·深圳市调研考试)科学精神的本质就是求真,科学方法的训练使人拥有严密的逻辑和批判性的思维。下列关于科学方法的表述正确的是(　　) A.施莱登和施旺用“完全归纳法”修正细胞学说 B.细胞膜结构模型的探索过程反映了“提出假说”的作用 C.卡尔文用“同位素标记法”追踪了CO2中氧的去向 D.沃森和克里克用“概念模型”揭示DNA双螺旋结构 B 解析:施莱登和施旺用“不完全归纳法”修正细胞学说,A错误;细胞膜结构模型的探索过程反映了“提出假说”的作用,B正确;卡尔文用“同位素标记法”追踪了CO2中碳的去向,C错误;沃森和克里克用“物理模型”揭示DNA双螺旋结构,D错误。 4.下列实验中,不能通过检测放射性而进行的是 (　　) A.分泌蛋白的合成与运输过程:3H B.CO2中的碳在暗反应中的转移途径:14C C.证明DNA的半保留复制:15N D.噬菌体侵染细菌的实验:35S或32P C 解析:可以利用3H标记氨基酸,通过检测放射性出现的场所和顺序,研究蛋白质的合成与运输过程,A不符合题意;可以利用放射性14C标记CO2,研究CO2中的碳在暗反应中的转移途径,B不符合题意;15N没有放射性,不能检测到放射性,C符合题意;可以用32P和35S分别标记DNA和蛋白质,来研究噬菌体的遗传物质,二者均具有放射性,可通过检测放射性的分布达到实验目的,D不符合题意。 实验分析的技巧与实验设计 微专题三 核心要点整合 1.实验设计的程序 2.实验设计的各个环节突破方法 (1)探究环节1——确定实验目的 ①由实验的自变量和因变量决定。 ②书写格式:格式为“探究(验证)×××(自变量)对×××(因变量)的影响”或“探究(验证)×××(自变量)与×××(因变量)的关系”等。 (2)探究环节2——作出假设 ①假设是指用来说明某种现象,但未经证实的论题,是对研究结果的预测,是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想。 ②探究性实验假设包括各种可能的情况。 (3)探究环节3——实验原理的确认与书写 ①实验原理的确认 实验原理就是进行实验的理论依据,包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据。 ②实验原理的书写 a.自变量作用的科学依据。 b.因变量的获得。 c.因变量的检测指标。 (4)探究环节4——实验思路确定的三个关键 (5)探究环节5——实验步骤 注:实验思路不同于实验步骤,实验步骤是实验思路的具体实施,更加具体,重视操作。 (6)探究环节6——实验结果与结论 ①实验结果的呈现方式 a.利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从自变量和因变量上展开。 b.利用统计图(曲线图、柱状图等)呈现实验结果。以统计图的形式呈现时,通常横坐标表示自变量,纵坐标表示因变量,并在坐标轴上标注单位或符号,如果是两个或多个自变量,要在图例中注明。 ②实验结果的分析方式 a.对于验证性实验:结果和结论是唯一的,依据自变量与因变量的关系,可用逆推法,由结论推出相应的结果。 b.对于探究性实验:结果和结论是不确定的,应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到,然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。 3.“五看法”把握评价、修订或完善实验设计 真题体验感悟 1.(2024·湖北卷,6)研究人员以野生型水稻和突变型水稻(乙烯受体缺失)等作为材料,探究乙烯对水稻根系生长的影响,结果如表所示。下列叙述正确的是(　　) 实验组别 植物体内生长素含量 根系长度 ① 野生型水稻 +++ +++ ② 突变型水稻 + + ③ 突变型水稻+NAA + +++ ④ 乙烯受体功能恢复型水稻 +++ +++ 注:+越多表示相关指标的量越大 A.第④组中的水稻只能通过转基因技术获得 B.第②组与第③组对比说明乙烯对根系生长有促进作用 C.第③组与第④组对比说明NAA对根系生长有促进作用 D.实验结果说明乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长 答案:D 解析:突变型水稻缺失乙烯受体,导致乙烯不能正常发挥作用,第④组中的乙烯受体功能恢复型水稻可通过基因突变或基因工程实现,A错误;第②组和第③组的区别是有无NAA,实验结果表明NAA对根系生长有促进作用,不能说明乙烯对根系生长有促进作用,第③组和第④组变量不唯一,对比不能说明NAA对根系生长有促进作用,B、C错误;对比实验结果可知,乙烯可能影响生长素的合成,进而调控根系的生长,D正确。 2.(2023·广东卷,19)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白I结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。 回答下列问题。 (1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜　　 内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以　　 的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。  Na+ 胞吐 解析:(1)兴奋是以电信号传至神经末梢的,因此神经肌肉接头突触前膜Na+内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。 (2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。 ①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生　　　 ,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。  为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。 AChR ②假设二:此类型患者存在　　　 的抗体,造成___________ ____ _ ,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。  为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。 ③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是_______________________________ ____ ___________________________________________________。  蛋白A 蛋白A不能与肌细胞 膜蛋白I结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转 导,不能使AChR在突触后膜成簇组装 给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原抗体结合方法检测,观察实验动物的蛋白A抗体是否出现阳性 解析: (2)①若患者AChR基因突变,不能产生AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。 ②若患者AChR基因未突变,即能产生AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在蛋白A抗体,造成蛋白A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,不能使AChR在突触后膜成簇组装。 ③该实验目的是验证此类型患者存在蛋白A的抗体,可设计实验思路如下:给健康的实验动物及患病的实验动物注射等量的蛋白A,采用抗原抗体结合方法检测,观察患病动物的蛋白A抗体是否出现阳性。 【思维拓展·长句表达】 1.(变量分析类)某课外活动小组用唾液淀粉酶探究pH对酶活性的影响,得到如图所示的实验结果。思考回答下列问题。 (1)该实验的自变量是　　,以　　　　　 　　作为检测因变量的指标,为排除无关变量对实验的影响,无关变量应该保持　　　　　　。  (2)如图所示的实验结果与预期不符,查阅资料后发现,盐酸能催化淀粉水解。因此推测:__________________　 　　　　　　　　　　　。pH为3条件下的酶活性　　　(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性,判断的依据是____________________________________________ ______________________________________________________________ ________________________。  pH 1 h后淀粉剩余量 相同且适宜 该实验中淀粉可能是在淀粉酶和盐酸的共同作用下分解的 小于 pH为3和pH为9条件下1 h后淀粉剩余量相等,但由于pH为3的条件下,有盐酸催化淀粉分解干扰实验结果,因此pH为9时,酶促进淀粉分解的作用更强 2.(实验探究类)在细胞质内合成后,进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质,称为亲核蛋白。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中,一段时间进行放射自显影检测,放射性出现在细胞核中(如图所示)。研究发现,亲核蛋白一般都含有核定位序列(NLS),NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。 请利用放射性同位素标记方法,设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部(写出实验思路并预期实验的结果和结论)。 提示:实验思路:将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中,标记为甲组;将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中,标记为乙组;一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位。 预期实验结果和结论:若甲组放射性出现在细胞核中,则A蛋白的NLS位于其头部;若乙组放射性出现在细胞核中,则A蛋白的NLS位于其尾部。 96 命题精准预测 角度1　变量法分析实验设计题 1.恩施玉露是中国传统蒸青绿茶,含有大量 的儿茶素。儿茶素一直被认为是一种抗氧 化剂,通过中和或防止由自由基(ROS)引起 的氧化应激反应来发挥抗衰老的作用。为 验证以上观点的准确性,某研究员以秀丽隐杆线虫为实验材料,将其随机分为4组,利用BHA(常用的抗氧化剂)和EGCG(一种儿茶素)进行相关实验,定期检测秀丽隐杆线虫的生存率,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.细胞代谢产生的自由基会攻击细胞膜的蛋白质,产生更多的自由基导致细胞衰老 B.实验对照组培养在不含BHA和EGCG的培养基中 C.实验自变量是处理时间和培养基中添加的物质,因变量是秀丽隐杆线虫的生存率 D.据图推测,EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用 答案:A 解析:细胞代谢会产生自由基,自由基会攻击 膜上的磷脂分子,这个过程又会产生更多的 自由基导致细胞衰老,自由基攻击蛋白质会 使蛋白质活性下降,导致细胞衰老,A错误;该 实验探究儿茶素的抗衰老原理,对照组需培 养在不含BHA和EGCG的培养基中,B正确;实验的自变量是处理时间和培养基中添加的物质,因变量是秀丽隐杆线虫的生存率,C正确;已知BHA是常用的抗氧化剂,分析题图可知,BHA组和EGCG组的作用效果不同,且同时添加BHA和EGCG后,效果与对照组相似,所以推测EGCG不是通过抗氧化的方式来发挥抗衰老的作用,D正确。 2.科研人员以国家Ⅲ级保护植物香水月季的枝条为供试材料,研究了不同浓度的吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)和α-萘乙酸(NAA)对其根系生长的影响。据图判断,下列叙述正确的是(　　) A.实验中的对照组没有做任何处理 B.生产上也可以优先选用500 mg/L的IAA溶液处理百合的插条 C.插条生根是植物生长调节剂与植物内源激素共同作用的结果 D.本实验均体现了IAA、IBA和NAA的“低浓度促进,高浓度抑制”的特点 答案:C 解析:根据实验的单一变量原则,该实验的对 照组是用等量的蒸馏水处理,A错误;由图可 知,用500 mg/L的IAA溶液处理香水月季的枝 条,平均生根率最高,但是不同植物根系对生 长素的敏感度不同,因此不能优先选用500 mg/L的IAA溶液处理百合的插条促进百合生根,B错误;本实验中,嫩枝上的幼叶或芽可以产生生长素,插条生根是植物生长调节剂与植物内源激素共同作用的结果,C正确;分析题图可知,只有NAA体现了低浓度促进根的生长、高浓度抑制根的生长的特点,而IAA对枝条根系生长只起到促进作用,IBA对枝条的生长只起到抑制作用,D错误。 角度2　实验设计的重要环节的考查 3.(2024·大湾区模拟考试)肥胖会导致动物产生各种各样的健康问题。科学家认为肥胖是一种与脑部食欲控制功能失调有关的疾病。为探究引起肥胖的原因,科学家将两种肥胖小鼠D品系、O品系分别与正常品系小鼠的个体进行连体手术,效果见图。请回答下列问题。 (1)科学家在手术前提出假说1:肥胖者可能是血浆中缺少某种抑制食欲的物质(简称为L)而导致肥胖。通过手术将两只鼠的皮肤缝合在一起并连通两只鼠的毛细血管循环,目的是让两只小鼠的　　　　 成分相同。两只小鼠需要具备近乎完全相同的遗传背景,从而保证细胞表面有相同的组织相容性抗原以避免　　 　　现象。  内环境(或血浆) 免疫排斥(或异体排斥) 解析:(1)通过手术将两只鼠的皮肤缝合在一起并连通两只鼠的毛细血管循环,目的是让两只小鼠的内环境成分相同;两只小鼠需要具备近乎完全相同的遗传背景,从而保证细胞表面有相同的组织相容性抗原以避免免疫排斥现象。 (2)连体鼠处理与结果如表: 组别 实验处理 实验结果 1 D鼠与正常鼠连体 D鼠摄食量变化不大;正常鼠摄食量减少,最终饿死 2 O鼠与正常鼠连体 O鼠摄食量减少,直至正常鼠水平;正常鼠摄食量变化不大 对于两组连体鼠的实验结果,科学家认为组　　(填序号)的实验结果可以直接支持其假说1。而另一组的实验结果则可以用假说2解释:相应品系的肥胖鼠体内能与物质L结合的　　　(填结构)缺失或损坏,导致L无法发挥作用。科学家利用上述的小鼠品系作为实验材料,通过实验验证了假说2,请写出该实验的实验思路和实验结果:  ①实验思路:_______________ _________ __ _________;  ②实验结果: ____ ____________________。  2 受体 将小鼠D与小鼠O连体,观察小鼠D与小鼠O摄食量的变化 肥胖鼠O摄食量减小,肥胖鼠D摄食量变化不大 解析: (2)D鼠与正常鼠连体,实验结果为D鼠摄食量变化不大,正常小鼠摄食量明显减少,说明D鼠肥胖的原因可能是不能识别抑制食欲的物质;O鼠与正常鼠连体共生,实验结果为O鼠摄食量减少至正常鼠水平,正常鼠摄食量变化不大,说明O鼠肥胖的原因可能是抑制食欲物质分泌不足,组2可以支持假说1。实验目的为验证相应品系的肥胖鼠体内能与物质L结合的受体缺失或损坏,导致L无法发挥作用,自变量为该受体的状态,因变量为肥胖情况,检测指标为摄食量。①实验思路为将小鼠D与小鼠O连体,观察小鼠D与小鼠O摄食量的变化。②实验结果为若肥胖鼠O摄食量减小,肥胖鼠D摄食量变化不大,则该假说正确。 (3)其他科学家进一步研究发现相关机理,进食会导致人体脂肪储存,引起脂肪细胞分泌物质L,L可以抑制脑部产生食欲进而减少进食。人们用物质L作为药物来治疗人类肥胖,但该药在临床试验中的效果却因个体不同而不同,请分析原因:____ ___________________________ _ _________ _________________________。  肥胖由不同原因引起,该药只能治疗体内缺少物质L的患者,对物质L受体功能异常的患者没有效果,对其他原因导致的肥胖也没有效果 解析: (3)药物L只能用于治疗体内缺少L的肥胖患者,其他原因引起的肥胖则不能治疗,如L受体功能异常的患者等。 专题提能练(十五)　 实验与探究 2 3 5 6 7 8 9 1 4 一、选择题 1.(2024·深圳市调研考试)某兴趣小组合作完成“绿叶中色素的提取和分离”实验,主要步骤包括:色素的提取→滤纸条制备→画滤液细线→色素的分离。下列叙述正确的是(　　) A.色素的提取:用无水乙醇和层析液进行色素提取 B.滤纸条制备:滤纸条一端剪去两角并在另一端底部画细线 C.画滤液细线:防止滤液细线过粗一般只画一次 D.色素的分离:离滤液细线最远的是橙黄色的条带 D 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:绿叶中的色素能溶解于无水乙醇中,所以色素的提取用无水乙醇,而层析液用于色素的分离,A错误;滤纸条制备过程是将滤纸条一端剪去两角并在距这一端底部1 cm处用铅笔画一条细的横线,B错误;画滤液细线时,用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线,待滤液干后,再重画一到两次,C错误;色素分离的原理是绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因胡萝卜素在层析液中的溶解度最大,而且该色素呈橙黄色,所以离滤液细线最远的是橙黄色的条带,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 2.“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中,装片的制作流程为解离→漂洗→染色→制片。下列叙述错误的是(　　) A.解离:用药液使DNA和蛋白质分离开 B.漂洗:用清水进行漂洗防止解离过度 C.染色:用醋酸洋红液能使染色体着色 D.制片:用拇指按压盖玻片使细胞分散 A 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:使用1∶1的盐酸和酒精混合液进行解离,作用是使组织中的细胞相互分离开来,A错误;漂洗时使用清水洗去药液,防止解离过度,B正确;使用碱性染料甲紫溶液或醋酸洋红溶液使染色体着色,C正确;制片时,盖上盖玻片后,用拇指轻轻按压盖玻片,目的是使细胞分散开,有利于观察,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 3.生物学是一门建立在实验基础上的自然科学。表中对实验的相关表述,最合理的是(　　) 选项 实验目的 实验对象 实验现象(或观测指标) A 探究pH对酶活性的影响 蛋白酶等 与双缩脲试剂混合是否产生紫色反应 B 观察叶绿体和细胞质的流动 藓类小叶或菠菜叶稍带叶肉的上表皮 叶绿体的形态、分布和运动 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 选项 实验目的 实验对象 实验现象(或观测指标) C 调查某遗传病的发病率 某校患青少年型糖尿病学生和正常学生 该校患青少年型糖尿病学生数/ 该校学生总数 D 观察植物细胞的吸水和失水 新鲜红杜鹃花的花瓣 中央液泡大小、原生质层的位置、细胞大小 答案:D 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:蛋白酶的化学本质是蛋白质,pH过高或过低可导致蛋白酶变性,但是变性后的蛋白酶仍能与双缩脲试剂反应呈现紫色,A不合理;B项所述实验应选择菠菜叶稍带叶肉的下表皮,该部位细胞中的叶绿体较大,易于观察,B不合理;调查某遗传病的发病率时应在一个较大的群体中调查,而不是只在一个学校调查,且青少年型糖尿病是多基因遗传病,调查某遗传病发病率时,尽量不选多基因遗传病,C不合理;新鲜红杜鹃花的花瓣中的液泡呈红色,可以作为观察植物细胞的吸水和失水实验的材料,D合理。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 4.(2024·汕头市调研测试)某兴趣小组取去除淀粉的某植物叶片打成大小相等的圆片,将相同数量的叶圆片分别放入A~D四组烧杯中,在25 ℃环境中进行实验,实验内容与结果如表所示。 组别 烧杯中液体成分 处理条件 检测结果 A 富含CO2的水 光照 + B 富含CO2的水 黑暗 - C ① 光照 ++ D 富含CO2的葡萄糖溶液 黑暗 + 注:“+”表示检出淀粉,“++”表示检出淀粉含量较高,“-”表示未检出淀粉。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 根据上述信息分析,错误的是(　　) A.本实验的自变量是有无光照和葡萄糖溶液 B.①中的液体成分是富含CO2的葡萄糖溶液 C.A、C和D组可将CO2作为光合作用原料 D.叶圆片中的细胞可以利用葡萄糖合成淀粉 C 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:对比四组实验可知,实验的自变量为光照的有无、葡萄糖溶液的有无,A正确;对比表格中C、D两组,得知①的液体为富含CO2的葡萄糖溶液,B正确;D组无法进行光合作用,但能合成淀粉,推测叶肉细胞可以利用溶液中的葡萄糖合成淀粉,C错误,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 5.(2024·广东省联合考试)下列有关科学实验及其研究方法的叙述,错误的是(　　) A.NaOH在检测生物组织中的蛋白质实验和探究pH对酶活性影响实验中的作用相同 B.分泌蛋白的合成和运输途径的研究和人鼠细胞的融合实验均采用荧光标记的方法 C.探究酶的最适温度和探究酵母菌呼吸方式都采用了对比实验的探究方法 D.DNA双螺旋结构的发现和种群“J”形增长的研究都采用模型建构的方法 B 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:NaOH在检测生物组织中的蛋白质实验和探究pH对酶活性影响实验中的作用相同,均是调节pH,A正确;分泌蛋白的合成和运输途径的研究运用同位素标记法,人鼠细胞的融合实验采用荧光标记法,B错误;探究酶的最适温度和探究酵母菌呼吸方式都采用了对比实验的探究方法,C正确; DNA双螺旋结构的发现采用构建物理模型的方法,研究种群“J”形增长采用构建数学模型的方法,都采用了模型建构的方法,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 6.实证在科学研究中具有重要作用。下列叙述错误的是(　　) A.伞藻的核移植实验为DNA是主要遗传物质提供证据 B.摩尔根的果蝇杂交实验为证明基因在染色体上提供了实证 C.DNA衍射图谱为DNA双螺旋结构模型的建构提供了实证 D.结扎胰腺导管使胰腺萎缩但胰岛正常为证明胰岛素由胰岛分泌提供实证 A 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:伞藻的核移植实验说明了细胞核控制着伞帽的形态,不能为DNA是主要遗传物质提供证据,A错误;萨顿提出了基因在染色体上的假说,摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染色体上,B正确;DNA衍射图谱为DNA分子双螺旋结构模型的建构提供了实证,C正确;结扎胰腺导管使胰腺萎缩但胰岛正常,从中获得的提取物起到了降血糖的作用,为证明胰岛素由胰岛分泌提供实证,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 7.(2024·东莞市质量检查)科研人员将生活在滨海盐渍土上的野生大豆的根瘤研磨,将研磨液置于酵母甘露醇肉汤(YMB)培养液中培养,获得耐盐固氮菌株。取普通大豆幼苗若干,甲组用菌株悬液接种,乙组不接种,用150 mmol/L NaCl处理两组幼苗,观察比较两组大豆生长状况。下列相关叙述错误的是(　　) 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 培养基 成分及含量/(g/L) pH 酵母甘露 醇肉汤 (YMB) 酵母提取物20.0、 甘露醇5.0、 K2HPO45.0、 MgSO4 0.5、 NaCl 0.186、 CaCO3 1.2 6.8~7.2 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 A.YMB培养基高压蒸汽灭菌完成后需要调节pH B.YMB培养基的作用是筛选和富集耐盐固氮菌 C.本实验目的是研究耐盐固氮菌能否改善盐胁迫下普通大豆的生长状况 D.若甲组大豆生长状况明显优于乙组,则耐盐固氮菌可用于提高盐碱地的利用率 答案:A 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:培养基的配制应该先调节好pH再进行高压蒸汽灭菌,A错误;本实验利用YMB培养液对耐盐固氮菌进行筛选和富集培养,分为甲、乙两组,甲组用菌株悬液接种,乙组不接种,自变量为是否接种耐盐固氮菌株,因变量为大豆植株在盐胁迫下的生长状况,两组大豆植株都放在高盐和pH6.8~ 7.2的环境下培育(属于无关变量,必须相同且适宜),可以看出该实验的目的是研究耐盐固氮菌能否改善盐胁迫下普通大豆的生长状况,若甲组大豆生长状况明显优于乙组,说明耐盐固氮菌能够改善盐胁迫下普通大豆的生长状况,则耐盐固氮菌可用于提高盐碱地的利用率,B、C、D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 8.滴灌是干旱缺水地区最有效的节水灌溉方式。为制定珍稀中药龙脑香樟的施肥方案,研究者设置3个实验组(T1~T3,滴灌)和对照组(CK,传统施肥方式),按表中施肥量对龙脑香樟林中生长状况基本一致的个体施肥,培养一段时间后测得相关指标如表。据表分析错误的是(　　) 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 处理 施肥量 /(mg/ kg) 呼吸速率 /(μmol·m-2·s-1) 最大净光合速率/ (μmol·m-2·s-1) 光补偿点/ (μmol·m-2·s-1) 光饱和点/ (μmol·m-2·s-1) T1 35.0 2.74 13.74 84 1 340 T2 45.5 2.47 16.96 61 1 516 T3 56.0 2.32 15.33 61 1 494 CK 35.0 3.13 11.59 102 1 157 注:光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合作用过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 A.光照强度为100 μmol·m-2·s-1时,实验组比对照组积累更多有机物 B.光照强度为1 600 μmol·m-2·s-1时,实验组的光合速率比对照组更高 C.实验结果不能说明滴灌能够提高水肥利用效率 D.各处理中T2的施肥方案最有利于龙脑香樟生长 答案:C 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:当光照强度为100 μmol·m-2·s-1时,实验组都超过光补偿点,而对照组还未达到光补偿点,因此实验组的净光合速率都大于对照组,说明实验组比对照组积累更多的有机物,A正确;当光照强度为1 600 μmol·m-2·s-1时,各组都达到光饱和点,且实验组的呼吸速率都小于对照组,实验组的最大净光合速率均大于对照组,光合速率=呼吸速率+净光合速率,由此得出实验组的光合速率都大于对照组,B正确;当各组光照强度都达到光饱和点时,实验组的光合速率都大于对照组,说明滴灌能提高水肥利用效率,C错误;T2处理组的最大净光合速率最大,植物积累的有机物最多,最有利于龙脑香樟的生长,D正确。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 二、非选择题 9.某研究性学习小组利用新鲜的菠菜叶打出若干个圆形小叶片,经处理后在适宜的光照条件下将其分别放在实验室提供的质量分数为0.5%、1.5%、2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液中,观察叶片上浮情况,实验结果如表。 碳酸氢钠质量分数/% 0.5 1.5 2.5 3.5 单位时间内叶片上浮片数/片 4 18 20 8 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 回答下列问题。 (1)绿叶通过______ (填叶片结构)从外界吸收的CO2,最终在叶绿体基质中与C5结合形成C3,接受能量后,被________ 还原,最终转化为糖类和C5。这样,暗反应阶段就形成从C5到C3再到C5的循环,可以源源不断地进行下去,因此暗反应过程也称作　　　　　 。  气孔 NADPH 卡尔文循环 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (2)沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的条件下一段时间会上浮,小圆叶片上浮的原因是__________________________________________ ___________________________________________。  叶片在适宜条件下光合作用速率大于呼吸作用速率,释放氧气,氧气充满细胞间隙,使叶片上浮 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:(2)圆形小叶片经处理后沉降到烧杯底部,说明此时叶片细胞间隙充满了水。沉降到烧杯底部的圆形小叶片在适宜的光照条件下一段时间会上浮,说明在叶片细胞间隙中又充满了气体,气体为光合作用产生的氧气。综上所述,圆形小叶片上浮的原因是叶片在适宜的条件下,光合作用速率大于呼吸作用速率,释放氧气,氧气充满细胞间隙,使叶片上浮。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (3)碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后圆形小叶片的光合作用强度反而下降。为探究该问题,小组成员作出假设并进行探究。 ①假设:较高质量分数的碳酸氢钠溶液中,保卫细胞______ _______ _____________ _,致使光合作用减弱。 ②为验证该假设,设置两组实验,对该植物的气孔开度做检测,检测结果符合预期。 ③若用上述实验中的菠菜叶为材料,验证该假设提出的光合作用减弱原因,你的研究思路是_____________ _ __________________________________________________________。  通过渗透作用失水气孔开度变小,导致二氧化碳供应不足 撕取菠菜叶的下表皮制作临时装片,分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理,观察气孔开度的变化情况 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析: (3)①碳酸氢钠溶液浓度大小会影响保卫细胞的吸水和失水,因此碳酸氢钠溶液浓度超过一定数值后,圆形小叶片的光合作用强度反而下降的原因可能是在较高质量分数的碳酸氢钠溶液中,保卫细胞通过渗透作用失水,气孔开度变小,导致二氧化碳供应不足,致使光合作用减弱。③要验证该假设,该实验的自变量是碳酸氢钠溶液浓度,因变量是气孔开度。根据生物学实验的对照原则和控制单一变量原则,该实验设置两组,对照组的碳酸氢钠溶液浓度为适宜浓度,由表中数据可知,该浓度为2.5%。实验组的碳酸氢钠溶液浓度应高于对照组,且与对照组相比,光合速率降低,该浓度为3.5%。若用题中所述实验中的菠菜叶为材料,研究思路是撕取菠菜叶的下表皮制作临时装片,分别用质量分数为2.5%、3.5%的碳酸氢钠溶液处理,观察气孔开度的变化情况。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 10.肠促胰岛素GLP-1是在人进食后由小肠中的L细胞分泌的一种多肽类激素。研究发现人脑存在不同脑区NTS、DMH、DMV,其中NTS内的神经元也能产生GLP-1,DMH中存在葡萄糖敏感的神经元GLP-1R,其与GLP-1结合后被激活,最终通过副交感神经将信号传递至胰腺,促进胰岛素的分泌,使血糖水平降低(如图a)。若机体中胰岛素含量过多,则会出现低血糖症状。回答下列问题。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (1)分析可知GLP-1R神经元存在GLP-1和　　　　(填物质名称)受体,脑内GLP-1调节血糖代谢的反射弧中效应器是副交感神经末梢及其支配的　　　 　。  葡萄糖 胰岛B细胞(答案唯一) 解析:(1)由题意可知,神经元GLP-1R属于葡萄糖敏感的神经元,能与GLP-1结合并被激活,因此神经元GLP-1R存在GLP-1和葡萄糖受体,神经元GLP-1R与GLP-1结合后被激活,通过副交感神经将信号传递至胰岛,促进胰岛素的分泌,所以该反射弧中效应器是副交感神经末梢及其支配的胰岛B细胞。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (2)为研究脑内GLP-1诱导的胰岛素释放是否依赖血糖水平,科研人员给生理状态相同的两组小鼠分别注射5 mL的缓冲液PBS(不含葡萄糖)和等体积2 g/kg葡萄糖溶液,用GLP-1R激动剂Exn4处理DMH 30 min后观察血糖变化情况,结果如图b。实验结果说明_____ _________ ______________________________ ______ ______ _。  基于该发现,人们认为开发GLP-1类似物作为降糖药优于传统降糖药(胰岛素类似物),其优点是___ 。  脑内GLP-1诱导的胰岛素释放依赖血糖水平,在血糖浓度较低的状态下几乎不起降血糖作用,在高血糖状态下具有较高的降血糖能力 可避免因剂量问题引发低血糖症状 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析: (2)由图b可知,PBS组血糖浓度均显著低于2 g/kg葡萄糖溶液组,且与Enx4处理前相比,Enx4处理后PBS组血糖浓度下降不明显,2 g/kg葡萄糖溶液组血糖浓度显著下降,由此说明脑内GLP-1诱导的胰岛素释放依赖血糖水平,在血糖浓度较低的状态下几乎不起降血糖作用,在高血糖状态下具有较高的降血糖能力。因此开发GLP-1类似物作为降糖药更优于传统降糖药(胰岛素类似物),其优点是可避免因剂量问题引发低血糖症状。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (3)研究表明肠GLP-1通过激素调节能促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌。某兴趣小组为探究肠GLP-1和脑内GLP-1对胰腺作用效果是否相同,设计如下实验: 步骤1:将血糖代谢正常小鼠随机均分为甲、乙两组; 步骤2:分别向甲组小鼠胰腺血管和乙组小鼠脑内DMH注射等量GLP-1,30 min后测量各组小鼠血液中胰岛素浓度; 步骤3:比较两组小鼠血液中胰岛素浓度,若相等则作用效果相同,反之则不同。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 上述实验操作不足以得出正确结论,需要完善的操作有:___ ____ _________________________________________________________________________________________________________________________ _______________(请写出2点)。(说明:其他无关变量相同且适宜,手术操作不影响小鼠的生理指标) 应分别测量胰岛素和胰高血糖素的浓度,不能只测量胰岛素的浓度;实验前需测量小鼠血液中的胰岛素、胰高血糖素的初始浓度;不能直接比较测量值,应先计算GLP-1处理前后激素浓度的差值,再进行比较 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析: (3)此实验的目的是探究肠GLP-1和脑内GLP-1对胰腺作用效果是否相同,因此应在注射GLP-1前、后分别测量甲、乙两组小鼠胰岛素、胰高血糖素的浓度,不能只测胰岛素的浓度;不能直接比较测量值,应先计算GLP-1处理前、后激素浓度的差值,再进行比较。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 11.学校实验小组在某种株高正常的野生型水稻(2n=24)中获得了一株矮生型突变体(为单基因发生突变引起)。将该植株与野生型(正常株高)纯合子杂交后,F1全为野生型,F1自交,F2中野生型∶矮生型=3∶1。请回答下列问题。 (1)由上遗传实验可知:该矮生突变体植株的形成是野生型基因发生了__ __　(填“显性”或“隐性”)突变的结果。矮生型突变体可分为激素缺陷型(赤霉素合成缺陷但赤霉素受体正常)和激素不敏感型(赤霉素合成正常但赤霉素受体缺失)两类,如何验证某矮生型突变体植株为缺陷型突变体?写出简单的思路和预测结果及结论:___ ____________________ ____ _________________________________。  隐性 向该矮生型突变体植株喷施一定浓度的赤霉素,若 株高恢复正常则其为缺陷型突变体 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析:(1)分析题意,矮生型突变体植株与野生型纯合子杂交,F1全为野生型,说明矮生型属于隐性性状,因此该矮生植株的形成是野生型基因发生了隐性突变的结果;赤霉素属于激素,激素需要与受体结合后起作用,要验证某矮生型突变体植株为缺陷型突变体,可向该矮生型突变体植株喷施一定浓度的赤霉素,若株高恢复正常则其为缺陷型突变体。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (2)当体细胞缺失一对同源染色体中的一条染色体时,称为单体(染色体数为2n-1),这种变异属于　　　 　变异。单体能存活并可育,减数分裂Ⅰ时不能联会的那条染色体随机分配到子细胞中,减数分裂Ⅱ正常进行,所以水稻单体(染色体数为2n-1)形成的配子有　　　　条染色体。  染色体(数目) n或n-1 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析: (2)当体细胞缺失一对同源染色体中的一条染色体(染色体数目减少),该变异为染色体数目变异;若染色体数目为2n,则可形成数目为n的子细胞,但水稻单体(染色体数为2n-1)减数分裂Ⅰ时不能联会的那条染色体随机分配到子细胞中,减数分裂Ⅱ正常进行,形成的配子有n或n-1条。 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (3)单体可用于判断基因在染色体上的定位,比如将F2中矮生型植株(正常二倍体)与纯合正常株高但1号染色体缺失1条的单体进行杂交,根据子代的表型及比例可探究矮生基因是否位于1号染色体上。预期结果及结论: ①若子代的表型及比例为　　　 　,则矮生基因不位于1号染色体上;  ②若子代的表型及比例为　 　　　,则矮生基因位于1号染色体上。  全为野生型(正常株高) 野生型(正常株高)∶矮生型=1∶1 11 10 2 3 5 6 7 8 9 1 4 解析: (3)要利用题干中F2植株进一步探究矮生基因(隐性基因)是否位于1号染色体上,可以利用F2中矮生型植株与正常株1号单体进行杂交(假设相关基因为A和a),观察子代的表型及比例。 ①若矮生基因不位于1号染色体上,F2中矮生型植株(aa)与正常株1号单体(AA)进行杂交,后代基因型为Aa,则子代全为正常株高; ②若矮生基因位于1号染色体上,则F2中矮生型植株(aa)与正常株1号单体(AO)进行杂交,后代基因型为Aa∶aO=1∶1,即子代为野生型∶矮生型=1∶1。 11 10 $$