内容正文:
实验与探究
专题九
课时 实验与探究
实验探究与分析
重难突破2
重难突破3
重难突破1
内容索引
NEIRONGSUOYIN
教材基础实验
教材隐性实验方法与技术
教材基础实验
重难突破1
核心整合 要点分析
1.实验中五种颜色反应的归纳
核心整合 要点分析
2.与“洗”有关的实验操作
核心整合 要点分析
3.教材实验中的“一材多用”——洋葱
核心整合 要点分析
4.特别关注选择性必修3中的两个实验
(1)DNA的粗提取与鉴定
核心整合 要点分析
(2)DNA片段的扩增及电泳鉴定
真题历练 感悟考情
1.(2025·安徽卷,4)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是( )
A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴,加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合,通过吸附作用显示紫色
C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合,通过化学反应形成橘黄色
D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应,变成灰绿色
D
解析:蔗糖为非还原糖,蔗糖溶液与淀粉酶混合后不能生成还原糖,温水浴加入斐林试剂不能生成砖红色沉淀,A错误;双缩脲试剂与豆浆中的蛋白质反应形成紫色络合物,该过程属于化学反应,而非通过吸附作用显色,B错误;脂肪与苏丹Ⅲ反应的原理是苏丹Ⅲ作为脂溶性染色剂,通过亲脂性结合溶解于脂肪并显色,使脂肪呈现橘黄色颗粒,该过程属于物理性脂溶作用和吸附作用,而非化学反应,C错误;酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应,变成灰绿色,D正确。
2.(2025·黑吉辽蒙卷,11)下列关于实验操作和现象的叙述,错误的是( )
A.观察叶绿体的形态和分布,需先用低倍镜找到叶绿体,再换用高倍镜
B.用斐林试剂检测梨汁中的还原糖时,需要加热后才能呈现砖红色
C.将染色后的洋葱根尖置于载玻片上,滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体
D.分离菠菜叶中的色素时,因层析液有挥发性,需在通风好的条件下进行
C
解析:观察叶绿体时,先用低倍镜找到细胞中的叶绿体,再换高倍镜观察形态和分布,A正确;温水浴(50~65 ℃)条件下,还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,B正确;制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的关键步骤包括解离、漂洗、染色和制片,制片时需将根尖弄碎并压片,使细胞分散,若直接盖上盖玻片且不压片,细胞会堆积,无法清晰观察染色体,C错误;层析液(如石油醚、丙酮等)易挥发且可能有毒,实验需在通风良好的环境中进行(如通风橱),防止吸入有害气体,D正确。
【命题延伸 典题重组】
3.判正误
(1)(2024·北京卷)观察根尖细胞有丝分裂时,所有细胞应均为长方形且处于未分裂状态。( )
(2)(2024·河北卷)利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后,应在紫外灯下观察结果。( )
(3)(2023·北京卷)对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染。( )
×
√
×
(4)(2023·江苏卷)某生物社团利用洋葱进行实验。
①洋葱鳞片叶内表皮可代替半透膜探究质膜的透性。( )
②洋葱匀浆中加入新配制的斐林试剂,溶液即呈砖红色。( )
③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。( )
√
×
×
4.练表达
(2020·浙江7月卷)切取洋葱根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时,通常选用处于有丝分裂中期细胞的染色体,原因是_______________________
。
有丝分裂中期细胞的染色体缩短到最小的程度,最便于观察和研究
题组递进 素能提升
题组1 教材基础实验的判断
1.(2025·安徽卷,2)关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,下列叙述错误的是( )
A.用打孔器打出叶圆片时,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以进行对比实验
C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化,可计算出实际光合作用强度
D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,可能与其接受的光照强度不同有关
C
解析:用打孔器打出叶圆片的目的是使其进行光合作用产生氧气,叶脉部位叶绿体含量少,依据单一变量原则,为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉,A正确;调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离,以模拟不同的光照强度,进行对比实验,B正确;实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,用化学传感器监测光照时O2浓度变化,只可计算出净光合作用强度,呼吸作用强度未知,故无法计算出实际光合作用强度,C错误;同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同,说明光合作用强度不同,可能与其接受的光照强度不同有关,D正确。
2.(多选)(2025·河北石家庄二模)洋葱是高中生物实验中常用的材料,酒精是高中生物实验中常用的试剂,以下表格中相关实验的表述,错误的是( )
选项 实验名称 洋葱选材部位 酒精使用情况
A 绿叶中色素的提取和分离 洋葱管状叶 用无水酒精,不能用95%的酒精加其他的物质来代替
B 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 洋葱根尖 体积分数95%的酒精与质量分数15%的盐酸1∶1混合
C 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 洋葱根尖 95%的酒精有两方面的用途
D DNA的粗提取与鉴定 洋葱鳞片叶 70%的酒精溶解蛋白质,析出DNA
AD
解析:可以用体积分数为95%的酒精加入无水碳酸钠代替无水乙醇提取光合色素,A错误;观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂,需用体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸1∶1混合进行解离,B正确;低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中,两次用到了同一浓度(体积分数为95%)的酒精,但是作用不同,一次用来冲洗卡诺氏液,一次与盐酸混合进行解离,C正确;DNA粗提取实验中可以利用预冷的体积分数为95%的酒精析出DNA,溶解杂质蛋白,D错误。
题组2 教材选择性必修3实验的考查
3.(2024·安徽卷,14)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是( )
A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低
B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA
C.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物
D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
D
解析:研磨液有利于DNA的溶解,如果换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低,A正确;DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,可初步分离DNA与蛋白质,B正确;DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变,因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取,C正确;在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,二苯胺试剂可以用于鉴定DNA,D错误。
4.(2024·辽宁卷,7)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验,下列叙述正确的是( )
A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小
B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置
C.在同一电场作用下,DNA片段越长,向负极迁移的速率越快
D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来
A
解析:琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率,琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的,对于较大的DNA片段,比如基因组DNA或质粒DNA,通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶;而对于较小的DNA片段,比如PCR产物或酶切片段,则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶,以获得更好的分辨率和分离效果,A正确。凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料,可以作为电泳进度的指示分子,待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时,停止电泳,B错误。在琼脂糖凝胶电泳中,DNA分子带负电,当电场作用时,DNA片段向正极迁移,而不是向负极迁移。同时,DNA片段的迁移速率与其大小成反比,即DNA片段越长,迁移速率越慢,C错误。琼脂糖凝胶中的DNA分子染色后,可在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,D错误。
教材隐性实验方法与技术
重难突破2
核心整合 要点分析
1.生物学实验常用的方法与技术
核心整合 要点分析
2.两类实验方法的辨析
(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、实验和分析的基础上提出问题,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,就证明假说是正确的;反之,则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种方法
核心整合 要点分析
(2)提出假说与建构模型
①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。
②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。
③提出假说可通过建构模型来表达。
核心整合 要点分析
3.两类实验技术的辨析
(1)差速离心法与密度梯度离心法
①差速离心法是用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分级分离,密度梯度离心中单一样品组分的分离是借助于混合样品穿过密度梯度层的沉降或上浮来达到的。
②差速离心用两个甚至更多的转速,而密度梯度离心只用一个离心转速。
③差速离心适用于混合样品中各沉降系数差别较大的组分,而密度梯度离心的物质是密度有一定差异的。
核心整合 要点分析
(2)荧光标记法与同位素标记法
①同位素标记法是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。
核心整合 要点分析
②荧光标记法是指把生物材料荧光标记,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。
③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;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;两者均可用相关仪器检测追踪。
真题历练 感悟考情
1.(2025·广东卷,3)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
D
解析:化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性,该结论在罗伯特森用电镜观察之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
2.(2023·天津卷,5)科学发现中蕴含着值得后人借鉴的方法或原理。下列探究实践与科学发现运用的方法或原理不一致的是( )
选项 科学发现 探究实践
A 沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构 建立减数分裂中染色体变化的模型
B 鲁宾和卡门用对比实验证明光合作用中氧气的来源是水 探究酵母菌细胞呼吸的方式
C 艾弗里用减法原理证明DNA是肺炎链球菌的转化因子 探究抗生素对细菌的选择作用
D 孟德尔用统计分析法研究豌豆遗传规律 调查人群中的遗传病
C
解析:“沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构”和“建立减数分裂中染色体变化的模型”均是运用模型建构的方法探究和揭示生物学现象和规律,A不符合题意。鲁宾和卡门采用同位素标记法,通过对比实验证明了光合作用中氧气的来源;探究酵母菌细胞呼吸的方式时,对比分析了酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的异同,二者均利用了对比实验,B不符合题意。艾弗里的肺炎链球菌转化实验,通过去除相应物质证明DNA是肺炎链球菌的转化因子,利用的是减法原理;“探究抗生素对细菌的选择作用”实验是利用含抗生素的滤纸片反复筛选获得耐药细菌,利用的是加法原理,C符合题意。“孟德尔研究豌豆遗传规律”和“调查人群中的遗传病”均是利用统计分析的方法,D不符合题意。
【命题延伸 典题重组】
3.判正误
(1)(2021·福建卷)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证明了细胞膜具有流动性。( )
(2)(2022·河北卷)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。( )
(3)(2022·海南卷)鉴定细菌种类时,除形态学鉴定外,还可借助生物化学的方法。( )
√
√
√
4.练表达
(2023·全国甲卷)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是 (答出1点即可)。
差速离心法
题组递进 素能提升
题组1 考查隐含在教材中的科学理论与方法
1.(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:细胞学说主要由施莱登和施旺建立,魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的修正和补充,A正确。共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的;自然选择学说揭示了生物进化的机制,揭示了适应的形成和物种形成的原因,共同由来学说为自然选择学说提供了基础,B错误。中心法则最初的内容是遗传信息可以从DNA流向DNA,也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,随着研究的不断深入,科学家发现一些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),对中心法则进行了补充,C正确。最早是美国科学家萨姆纳证明了酶是蛋白质,在20世纪80年代,美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA也具有催化功能,这一发现对酶化学本质的认识进行了补充,D正确。
2.(2023·福建卷,3)生物学研究常运用特定的科学方法来阐释生命现象及规律。下列科学方法与对应的应用不相符的是( )
选项 科学方法 应用
A 完全归纳法 细胞学说的建立
B 假说—演绎法 孟德尔两大遗传定律的发现
C 建构模型 研究种群数量的变化规律
D 预实验 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
A
解析:细胞学说的建立运用了不完全归纳法,A符合题意;孟德尔遗传定律的发现运用了假说—演绎法,B不符合题意;研究种群数量的变化规律运用了建构数学模型的方法,C不符合题意;在探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度的实验中,通过开展预实验摸索实验条件,D不符合题意。
题组2 考查渗透在教材中的实验技术及应用
3.(2025·福建漳州二模)层析、离心和电泳等技术均为分离物质或结构的常用方法,下列叙述正确的是( )
A.因各种光合色素分子量不同,可以用纸层析法分离
B.因各种细胞器颗粒大小不同,可以用密度梯度离心法分离
C.可以用差速离心法分离15N/15N-DNA和14N/14N-DNA
D.电泳技术可以分离分子量大小不同的DNA分子
D
解析:分离光合色素的原理是不同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,并不是因各种光合色素分子量不同,A错误;分离细胞器的方法是差速离心法,B错误;15N/15N-DNA(重链)和14N/14N-DNA(轻链)的分离需通过密度梯度离心法,C错误;DNA凝胶电泳是分子生物学中分离DNA的常用技术,D正确。
4.(多选)(2025·江西宜春三模)在生物学研究中,“荧光标记法”和“同位素标记法”都可以用于追踪物质的运行和变化规律。下列相关说法正确的是( )
A.荧光标记法常通过目标蛋白,利用转基因技术跟踪和判断生物细胞的分子变化
B.研究细胞分裂与端粒的关系时,可将染色体两端的端粒用荧光染料进行标记
C.用单克隆抗体诊断肿瘤等疾病时可以用荧光标记法或同位素标记法
D.同位素标记和荧光标记作用类似,但前者标记多为分子水平,后者多为原子水平
ABC
解析:荧光标记法常通过基因工程手段将荧光蛋白基因和目标蛋白基因融合表达,进而跟踪和判断生物细胞的分子变化,A正确;端粒是染色体末端的一种特殊结构,在研究细胞分裂与端粒的关系时,可将染色体两端的端粒用荧光染料进行标记,B正确;用单克隆抗体诊断肿瘤等疾病时可以用荧光标记法或同位素标记法,便于检测和观察,C正确;同位素标记法是利用某种元素的同位素作为标记,多为原子水平的标记,荧光标记法是利用荧光蛋白等荧光物质作为标记,多为分子水平的标记,D错误。
实验探究与分析
重难突破3
1.实验设计的程序
核心整合 要点分析
2.实验思路与实验步骤书写技巧的不同
核心整合 要点分析
3.实验结果与结论的分析与归纳
实验结果是指通过观察或测量得到的实验现象,是实验实际出现的情况。实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般思路:
(1)通过实验目的或步骤(根据单一因素不同)找出实验变量,将实验分为多个对照组。
(2)由因找果,分析实验变量与结果间的逻辑关系,先得出正确结论(分结论)。
(3)再根据各对照组中得出的“分结论”,综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中,如果实验目的已知,可直接作为正确结论,但全面性要因对照组而定。
核心整合 要点分析
4.“五看法”评价实验设计
核心整合 要点分析
1.(2025·河南卷,16)饥饿可以通过肾上腺影响毛发生长。研究人员进行了相关实验,小鼠分组处理情况和实验结果如表所示。下列叙述错误的是( )
分组 处理 实验结果
皮质醇水平 毛发
甲 正常饮食 正常 正常
乙 断食 升高 减少
丙 断食+切除肾上腺 无 正常
真题历练 感悟考情
A.断食处理可以通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化
B.通过甲、乙组对比分析不能证明毛发的生长受肾上腺的调节
C.丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”
D.根据甲、乙、丙组实验可以证明饥饿通过皮质醇调节毛发生长
答案:B
解析:断食处理可影响内环境中的营养物质含量,通过体液调节使靶细胞发生一系列的代谢变化,A正确;甲、乙组的自变量为是否断食,两组的皮质醇水平不同,故可以对比分析,证明毛发的生长受肾上腺的调节,B错误;在对照实验中,与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,丙组切除肾上腺处理是采用了自变量控制中的“减法原理”,C正确;根据甲、乙、丙组实验可以证明饥饿通过调节肾上腺分泌皮质醇来调节毛发生长,D正确。
2.(2025·黑吉辽蒙卷,21)Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶。科研人员将Rubisco基因转入某作物的野生型(WT)获得该酶含量增加的转基因品系(S),并做了相关研究。实验结果表明,这一改良提高了该作物的光合速率(如图)和产量潜力。回答下列问题。
(1)Rubisco在叶绿体的 中催化 与CO2结合。部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是_________________
。
解析: Rubisco是光合作用暗反应中的关键酶,暗反应的场所是叶绿体基质,因此Rubisco在叶绿体基质中催化C5与CO2结合生成C3。在C3的还原过程中需要ATP和NADPH提供能量,部分产物经过一系列反应形成(CH2O),这一过程中能量转换是ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能。
基质
C5
ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物(CH2O)中稳定的化学能
(2)据图分析,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合是由于
不足。A点之前曲线①和②重合的最主要限制因素是
。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是____________________________________________
。
光照强度
胞间CO2浓度
曲线①光照强度高,光反应速率快,产生更多的ATP和NADPH,使暗反应速率加快,光合速率高
解析:①②曲线的自变量是有无补光(光照强度),②③曲线的自变量是有无转入Rubisco基因(Rubisco的含量)。据图分析,当胞间CO2浓度低于B点时,曲线②高于③,是因为②中Rubisco的含量多,固定CO2的能力强,当胞间CO2浓度高于B点时,曲线②与③重合,说明Rubisco的量已经不是限制光合速率的因素,而曲线①的光合速率高于曲线②③,曲线①有较高的光照强度,因此曲线②与③重合是由于光照强度不足。曲线①的光照强度高于②,但是A点之前曲线①和②重合,光照强度不是限制因素,此时最主要限制因素是胞间CO2浓度。胞间CO2浓度为300 μmol·mol-1时,曲线①比②的光合速率高的具体原因是曲线①光照强度高,光反应速率快,产生更多的ATP和NADPH,使暗反应速率加快,光合速率高。
(3)研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。使用同位素标记的方法设计实验直接加以验证,简要写出实验思路。
答案:用14C标记CO2,分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下,定时检测C3放射性强度,比较S植株与WT的C3生成速率。
解析:研究发现,在饱和光照和适宜CO2浓度条件下,S植株固定CO2生成C3的速率比WT更快。要验证此结论,实验思路为用14C标记CO2,分别将S植株与WT植株置于相同的饱和光照和适宜14CO2浓度条件下,定时检测C3放射性强度,比较S植株与WT的C3生成速率。
【命题延伸 典题重组】
3.判正误
(2024·辽宁卷)为研究土壤中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。据图判断正误。
(1)砷处理6 h,根中细胞分裂素的含量会减少。( )
(2)砷处理抑制根的生长可能与生长素含量过高有关。( )
(3)增强LOG2蛋白活性可能缓解砷对根的毒害作用。( )
×
√
√
4.练表达
(2023·广东卷)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。
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,使AChR不能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,实验动物的蛋白A抗体是否出现阳性
题组1 变量法分析实验设计题
1.(2025·辽宁抚顺二模)高浓度NH4NO3会毒害野生型拟南芥幼苗,诱导幼苗根毛畸形分叉。为研究高浓度NH4NO3下乙烯合成前体(ACC)和生长素(IAA)在调节拟南芥幼苗根毛发育中的作用机制,科研人员进行了相关实验,部分结果如图所示。下列叙述正确的是( )
注:植株甲、乙分别是蛋白M缺失和蛋白N缺失的IAA不敏感型突变体。
题组递进 素能提升
A.实验因变量是甲、乙拟南芥突变体类型及分叉根毛比率
B.高浓度NH4NO3下,蛋白N是否缺失对ACC抑制根毛分叉没有影响
C.实验结果表明,IAA对根毛分叉的调节具有低浓度促进、高浓度抑制的作用
D.高浓度NH4NO3下,外源IAA对甲的根系保护效果比乙的好
答案:B
解析:分析题图可知,本实验的自变量是拟南芥植株的类型、添加的试剂类型,分叉根毛比率是因变量,A错误;比较野生型和乙植株(蛋白N缺失),在高浓度NH4NO3下,添加ACC时,两者的分叉根毛比率几乎相同,说明高浓度NH4NO3下,蛋白N是否缺失对ACC抑制根毛分叉没有影响,B正确;在高浓度NH4NO3下,比较三组中添加IAA与不添加激素组,IAA调节三种类型的拟南芥幼苗根毛分叉的作用为抑制或不影响,没有促进作用,不能体现低浓度促进生长,高浓度抑制生长,C错误;分析题图可知,外源IAA对乙抑制根毛分叉的效果更明显,对甲几乎不起作
用,故高浓度NH4NO3下,外源IAA对乙的根系
保护效果比甲的好,D错误。
题组2 实验设计题的分析与完善
2.(2025·湖北宜昌模拟)肺炎链球菌分为S型菌和R型菌,加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。如图为肺炎链球菌转化实验的实质,据图分析并回答下列问题。
(1)在该实验中控制自变量采用的实验原理是 ,据图推测S基因的作用是 。
解析:艾弗里的实验中通过相关酶去除对应物质,属于减法原理,两种肺炎链球菌的区别在于有无荚膜,据题图可知,S基因可使R型菌转化为S型菌,说明S基因的作用是控制荚膜形成。
减法原理
控制荚膜形成
(2)已知S型菌分为SⅠ、SⅡ、SⅢ类型,R型菌分为RⅠ、RⅡ、RⅢ类型。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌;R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。现有SⅠ、RⅠ、RⅡ三种类型的肺炎链球菌,从中选择合适的肺炎链球菌,设计实验通过观察细菌类型,探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变。
实验思路:_____________________________________________________
。
实验结果及结论:
若 ,则说明只发生了转化;
若 ,则说明只发生了回复突变;
若 ,则说明发生了转化和回复突变。
选取SⅠ型菌加热杀死后和RⅡ型菌混合培养,一段时间后观察细菌类型
培养基中出现SⅠ型菌
培养基中出现SⅡ型菌
培养基中出现SⅠ、SⅡ型菌
解析:分析题意,本实验目的是通过观察细菌类型,探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变,由于R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌,R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,故可选取SⅠ型菌加热杀死后和RⅡ型菌混合培养,一段时间后观察细菌类型。实验结果及结论:若只发生了转化,即S型菌的S基因使R型菌转化成相应的S型菌,则培养基中出现SⅠ型菌;若发生了回复突变,则R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌,则培养基中出现SⅡ型菌;若发生了转化和回复突变,则会出现两种S型菌,即SⅠ、SⅡ型菌。
$