内容正文:
第一部分 专题复习
专题八 课本实验与实验设计
第1讲 课本实验
二、新高考教材中的经典实验
1.(2024·广东,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.差速离心法的应用促进对细胞器的认识
B.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
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
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解析:利用差速离心法可分离出不同细胞器,促进了对细胞器的认识,A正确;光学显微镜的发明促进细胞学说的提出,B错误;人工控制花期的主要途径有温度处理(通过调控温度促进或抑制花芽发育等)、光照处理(控制光照时间长短)、植物生长调节剂处理及栽培措施处理等,花期控制与光合作用的解析无关,C错误;耐高温的DNA聚合酶的发现促进PCR技术的成熟,D错误。
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2.(2022·浙江6月,22)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
解析:实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质,A错误;实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离,B错误;大肠杆菌的质量大于噬菌体,离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C正确;该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
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3.(2022·河北,8,改编)关于遗传物质DNA的经典实验,叙述错误的是( )
A.摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B.孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术
D.双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA分子具有稳定的直径
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解析:萨顿首次推理出基因位于染色体上,摩尔根运用“假说—演绎法”,依据果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上,A错误;孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”的化学本质都是DNA,B正确;肺炎链球菌体外转化实验利用蛋白酶和DNA酶处理细胞提取物,从而将DNA和蛋白质区分开,噬菌体侵染细菌实验利用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质,从而探究二者在遗传中的作用,C正确;DNA两条链上的碱基A与T之间、G与C之间通过氢键形成碱基对,使DNA分子具有稳定的直径,D正确。
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4.(2022·海南,13)某团队从下表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③
材料及标记
实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
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解析:T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳仍留在细胞外,沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌,故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中、③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质、④组的放射性物质主要分布在上清液中;15N为稳定同位素,①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④,C正确。
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5.(2021·福建高考改编)生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的叙述是( )
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 用铃声与食物多次结合,使狗建立条件反射 条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
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6.(2022·湖北,23,节选)胃酸由胃壁细胞分泌。已知胃液中的H+浓度大约为150 mmol/L,远高于胃壁细胞中H+浓度,胃液中的Cl-浓度是胃壁细胞中的10倍。
回答下列问题:
假饲是指让动物进食后,食物从食管瘘口流出而不能进入胃。常用假饲实验来观察胃液的分泌。假饲动物进食后,用与胃瘘口相连的引流瓶来收集胃液,如图所示。科学家观察到假饲动物进食后,引流瓶收集到了较多的胃液,且在愉悦环境下给假饲动物喂食时,动物分泌的胃液量明显增加。根据该实验结果,能够推测出胃液分泌的调节方式为_______________。为证实这一推测,下一步实验操作应为____________________________,预期实验现象是________________________________。
神经调节
切除通向胃壁细胞的神经
无胃液分泌(收集不到胃液等)
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解析:根据题图及题中信息分析,“假饲动物进食后,引流瓶收集到了较多的胃液”,说明胃壁细胞分泌胃液并非是食物直接刺激的结果,而是由食物刺激口腔的某些感受器产生的兴奋引起的,且愉悦环境下,胃液分泌增多,因此能够推测出胃液分泌的调节方式为神经调节。为证实这一推测,下一步实验操作应为切除通向胃壁细胞的神经,再让动物如题图所示进食,预期实验现象应是无胃液分泌。
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(重点实验用★标注)
编号 名称 编号 名称
1 对细胞膜成分的探索 10 DNA结构模型的构建
2 细胞器的分离 11 ★证明DNA半保留复制的实验
3 ★分泌蛋白的合成和运输 12 遗传密码的破译
4 细胞核功能的实验 13 条件反射的建立过程
5 酶本质的探索 14 ★促胰液素的发现
6 ★探索光合作用原理的部分实验 15 ★研究激素的方法
7 ★孟德尔发现分离定律和自由组合定律 16 ★生长素的发现过程
8 ★基因位于染色体相关实验(萨顿、摩尔根) 17 种群的增长曲线
9 ★对遗传物质本质的探索 18 ★生态系统的能量流动
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1.如图1、2、3所示为光合作用探索历程中的经典实验的分析及拓展(图1中叶片黄白色部分不含叶绿体),据图分析下列叙述错误的是( )
A.图1中b和c、a和b可分别构成相互对照
B.图2所示实验的自变量是否加入CO2
C.图3所示实验用好氧细菌可以确定释放氧气的部位
D.图3所示实验的对照组为黑暗处的叶绿体
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解析:图1中b和c部位都是绿色叶片,都含有叶绿体,二者的区别在于有无光照,通过相互对照可以说明光合作用需要光照,a和b部位都有光照,二者的区别在于有无叶绿体,通过相互对照可以说明光合作用需要叶绿体,A正确;图2所示实验的自变量是18O标记的物质,B错误;图3实验选择水绵和好氧细菌为实验材料,在黑暗条件下用极细光束照射水绵,细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中,用好氧细菌可以确定释放氧气的部位,C正确;图3实验组为极细光束照射部位的叶绿体,对照组为黑暗处的叶绿体,D正确。
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2.(2024·山西大同模拟)山柳菊为异花传粉植物,具有发达的根系,易从根系上再生出新植株。孟德尔最初使用山柳菊研究遗传,结果不理想,后改用豌豆终获成功,可见实验材料的选择非常关键。下列相关叙述错误的是( )
A.山柳菊植株不能闭花传粉,无法保证显性个体一定为纯合子
B.山柳菊能够进行无性繁殖,会对子代表型的统计造成干扰
C.萨顿以豌豆染色体与基因类比,提出基因位于染色体上的假说
D.利用彩球模拟分离定律实验,甲、乙两小桶中彩球总数可以不同
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解析:山柳菊为异花传粉植物,显性个体中可能存在杂合子,无法保证显性个体一定为纯合子,A正确;由题干信息可知,山柳菊易从根系上再生出新植株,即山柳菊能够进行无性繁殖,从而对子代表型的统计造成干扰,B正确;萨顿利用蝗虫作为实验材料,运用类比推理方法提出基因在染色体上的假说,C错误;利用彩球模拟分离定律实验,甲、乙小桶分别代表雌、雄生殖器官,故甲、乙两小桶中彩球总数可不相同,D正确。
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3.(2024·山东新泰模拟)如图甲是加热致死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是T2噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述错误的是( )
A.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化后增殖而来的
B.图甲中,AB对应时间段内,小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌的抗体
C.图乙经离心的试管中,沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性
D.图乙若用32P标记亲代噬菌体,则子代噬菌体中只有少部分具有放射性
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解析:由于是将加热致死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内的,所以图甲中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的,之后大量增殖,A正确;小鼠产生抗体需要经过体液免疫,需要一定的时间,而且图甲中AB对应时间段之后一定时间,R型细菌数量仍在上升,故AB对应时间段内小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌的抗体,B正确;图乙中被标记的是噬菌体的蛋白质外壳,蛋白质外壳不进入细菌,所以新形成的子代噬菌体没有放射性,C错误;DNA进行半保留复制,所以用32P标记亲代噬菌体,子代噬菌体中少部分具有放射性,D正确。
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4.(多选)(2024·福建漳州一中模拟)科学家在探究DNA的复制方式是全保留还是半保留实验中,利用了密度梯度离心技术。将亲代大肠杆菌(DNA两条链均被15N标记)置于氮源为14NH4Cl的普通培养基中,连接繁殖两代,提取子二代DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA分子的位置。下列叙述错误的是( )
A.正式实验前需要进行预实验,以确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长
B.子二代DNA分子分布的实际位置比理论位置偏低,原因可能是细胞中原来的15N标记的脱氧核苷酸加入新合成的子链中
C.若处理提取的DNA分子,将其解螺旋为单链,再进行密度梯度离心,也可以达到实验目的
D.若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NH4Cl的培养基中再培养一代,半保留复制得到的子代中DNA分子组成类型为15N/14NDNA的比例为1/2
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解析:因为需要使亲代大肠杆菌繁殖两代后,再提取DNA进行密度梯度离心,所以需要进行预实验来确定大肠杆菌在特定条件下的分裂时长,A正确;DNA进行半保留复制,子二代DNA分子的分布有两条DNA带,一条带是中带(15N/14NDNA),另一条带是轻带(14N/14NDNA),其实际位置比理论位置偏低,原因可能是细胞中原来少部分15N标记的脱氧核苷酸加入新合成的子链中,B正确;若将提取的DNA的双链解螺旋为单链后再离心,无论是全保留复制还是半保留复制,子二代DNA分子的脱氧核苷酸链的类型及比例均相同:含15N的脱氧核苷酸链占1/4,含14N的脱氧核苷酸链占3/4,C错误;若将子二代大肠杆菌转移到氮源为15NH4Cl的培养基中再培养一代,若为半保留复制,假设亲代大肠杆菌DNA分子为n个,则有8n个子代DNA分子,其中有2n个DNA分子(15N/15NDNA)的两条链都被15N标记,有6n个DNA分子(15N/14NDNA)的两条链中只有一条链被15N标记,即此时得到的子代DNA分子中15N/14NDNA的类型占3/4,D错误。
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5.(多选)(2024·北京海淀区模拟)科研人员完成如图所示实验,一段时间后,检测到琼脂块B中含有生长素。据图分析,下列相关叙述正确的是( )
A.本实验证实茎段中的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端
B.用放射性同位素标记琼脂块A中的生长素,以确认其是否会被运输到琼脂块B中
C.清水浸泡一段时间可去除茎段内源生长素,减少对实验的干扰
D.本实验应增加一组顶端在下、基端在上的实验组,作为对比实验
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解析:本实验只有顶端在上、基端在下的实验组,能证实茎段中的生长素可从形态学上端运输到形态学下端,应增加一组顶端在下、基端在上的实验组,作为对比实验,从而证实茎段中的生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,A错误,D正确;用放射性同位素标记琼脂块A中的生长素,可追踪生长素的去向,通过检测B处的放射性,以确认其是否会被运输到琼脂块B中,B正确;切取的茎段内含有内源生长素,清水浸泡一段时间可去除茎段内源生长素,从而减少对实验的干扰,C正确。
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