内容正文:
课时训练19 掌握科学探究的基本思路和方法,提高实践能力
(时间:40分钟 满分:40分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-6题每小题3分,共18分)
保分点一 教材实验
1.(2025·湖南邵阳模拟)下列相关实验操作正确的是( )
A.探究温度对酶活性的影响时,先将酶与底物混合,然后在不同温度下水浴处理
B.观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋
C.用不同浓度的植物生长调节剂处理扦插枝条,也可能获得相同的生根数
D.用乳酸菌发酵制作泡菜时,盐水不宜完全淹没菜料
答案:C
解析:探究温度对酶活性的影响时,应先将酶和底物分别在不同温度下处理,然后再混合,由于酶具有高效性,若先将酶与底物混合,再在不同温度下水浴处理,会在达到设定温度前就发生反应影响实验结果,A错误;高倍镜下只能调节细准焦螺旋,B错误;根据生长素作用特点,存在不同浓度的生长素具有相同的生理作用,因此用不同浓度的生长调节剂处理扦插枝条,也可能获得相同的生根数,C正确;泡菜的制作所使用的微生物是乳酸菌,代谢类型是异养厌氧型,制作泡菜的菜料应该完全淹没在煮沸后冷却的盐水中,创造无氧环境,D错误。
2.(2025·江西名校大联考)下列关于教材中的实验操作、材料、条件等方面描述正确的是( )
A.在证明DNA半保留复制的实验中,进行密度梯度离心操作后根据放射性大小可将14N-DNA和15N-DNA进行分离
B.在探究“土壤微生物的分解作用”实验中,对照组落叶分解现象比实验组更明显
C.制作生态缸时,为维持生态系统的正常运行,应按时向生态缸中补充所需物质
D.植物细胞的质壁分离实验中,“质”包含两层磷脂分子
答案:B
解析:15N为稳定性同位素,没有放射性,由于含15N和含14N的DNA密度不同进行密度梯度离心,A错误;在探究“土壤微生物的分解作用”实验中,实验组进行了灭菌处理,不存在微生物,故对照组落叶分解现象比实验组更明显,B正确;制作生态缸时,生态缸应该是密封的,要让其在相对封闭的环境中自我维持,C错误;植物细胞的质壁分离实验中,“质”指原生质层,原生质层是指细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质,所以“质”包含两层膜,共有四层磷脂分子,D错误。
3.(2025·云南昆明模拟)下列关于实验“探究土壤微生物的分解作用”的叙述,错误的是( )
A.探究土壤微生物对落叶的分解作用时,运用了自变量控制中的“加法原理”
B.探究土壤微生物对落叶的分解作用时,若适当提高土壤的湿度和温度,落叶达到相同腐烂程度的时间可能会缩短
C.探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,实验组和对照组中分别加入等量的土壤浸出液和蒸馏水
D.探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,可利用碘液或斐林试剂进行检测进而推知淀粉的分解情况
答案:A
解析:探究土壤微生物对落叶的分解作用时,运用的是自变量控制中的“减法原理”,即通过去除土壤中的微生物来研究其对落叶分解的影响,“加法原理”是指与常态比较,人为增加某种影响因素,A错误;适当提高土壤的湿度和温度,有利于土壤微生物的代谢活动,可加快落叶的分解,所以落叶达到相同腐烂程度的时间可能会缩短,B正确;探究土壤微生物对淀粉的分解作用时,实验组加入等量的土壤浸出液(含有土壤微生物),对照组加入等量的蒸馏水,以形成对照,C正确;碘液可检测淀粉,斐林试剂可检测淀粉分解产生的还原糖,所以可利用碘液或斐林试剂进行检测进而推知淀粉的分解情况,D正确。
保分点二 科学史和常用技术
4.(2025·山东烟台模拟)对艾弗里的肺炎链球菌转化实验进一步研究发现,在转化过程中某种酶使S型细菌DNA片段双链打开,并将其中一条链降解,剩下的一条链可以替换R型细菌相应同源区段的单链片段,形成一个杂合DNA区段。下列说法错误的是( )
A.艾弗里的转化实验证明了DNA可以改变生物的遗传性状
B.转化过程中的某种酶发挥作用的部位是DNA分子中的氢键
C.杂合DNA区段形成后,DNA分子上的嘌呤碱基总比例可能保持不变
D.刚转化形成的S型细菌分裂一次产生R型和S型两种细菌
答案:B
解析:艾弗里的肺炎链球菌转化实验通过加入不同的酶,水解相应的物质来观察各自物质的作用,采用了“减法原理”控制了自变量,该实验结果说明DNA可以改变生物的遗传性状,即DNA才是转化因子,A正确;题意显示,转化过程中“某种酶”的作用包括将S型细菌的DNA片段双链打开、水解DNA单链,分别与解旋酶(作用于氢键)、DNA酶(作用于磷酸二酯键)的作用相同,故转化中的“某种酶”的作用部位是氢键和磷酸二酯键,B错误;S型细菌的单链DNA替换R型细菌相应同源区段的单链片段,形成杂合DNA区段,DNA中嘌呤碱基总比例可能保持不变,C正确;由题干分析可知,杂合DNA是由一条R型细菌的DNA和一条S型细菌的DNA合成的,所以含杂合区的细菌分裂一次产生R型和S型两种细菌,D正确。
5.(2025·湖南湘潭模拟)生物知识的发现和验证离不开实验探究。下列有关高中生物学中实验探究的叙述正确的是( )
A.在人鼠细胞融合实验中利用了放射性同位素标记法证明了细胞膜具有一定的流动性
B.在模拟建立果蝇减数分裂染色体变化模型的实验中,用两种颜色的橡皮泥制作染色体
C.“性状分离比的模拟实验”中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子
D.将配制的酵母菌培养基煮沸并冷却后,在酒精灯火焰旁倒平板
答案:B
解析:人鼠细胞融合实验利用了荧光分子标记法,该实验直接证明了蛋白质分子在细胞膜上是运动的,揭示了细胞膜具有一定的流动性,A错误;在模拟减数分裂过程中同源染色体分离、非同源染色体自由组合的实验中,不管几对同源染色体,只需要用两种颜色区分来自父方和来自母方的染色体即可,B正确;绿豆和黄豆在大小、形状、重量以及质地和滚动性等方面存在差异,这些差异会影响模拟实验的准确性和可靠性,因此一般不用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子,C错误;酵母菌培养基应该用湿热灭菌的方法进行灭菌处理,而不是煮沸消毒,D错误。
6.(2025·河南新乡模拟)下列关于实验方法或实验原理的对应关系,错误的是( )
选项
实验
实验方法或原理
A
鲁宾和卡门探究O2中氧原子的来源
对比实验法
B
蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染大肠杆菌实验
同位素标记法
C
探究土壤中分解者的作用
“加法原理”
D
摩尔根研究果蝇白眼基因的位置
假说—演绎法
答案:C
解析:鲁宾和卡门探究O2中氧原子来源的实验中,两组实验均为实验组,该实验属于对比实验,A正确;蔡斯和赫尔希的噬菌体侵染大肠杆菌实验中,利用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA,使用了同位素标记法,B正确;探究土壤中分解者的作用实验中,实验组要进行灭菌处理,尽可能排除土壤微生物的作用,对照组的土壤不进行任何处理,该实验利用了“减法原理”,C错误;摩尔根探究果蝇白眼基因的位置实验中使用了假说—演绎法,D正确。
(7-8题每小题5分,共10分)
7.(2025·北京丰台二模)研究表明,卵巢激素水平下降会导致抑郁,也会影响肠道菌群。肠道菌群可通过“菌群—肠—脑”影响大脑功能和机体行为。以大鼠为实验材料探究小檗碱(BBR)能否改善抑郁,结果如图。相关叙述错误的是( )
A.高兴、抑郁等情绪是大脑的高级功能之一
B.去卵巢大鼠可通过注射雌激素维持正常激素水平
C.小檗碱改善雌鼠的抑郁行为可能依赖肠道菌群
D.为进一步证实结论,可将①组大鼠的粪菌移植给⑥组大鼠
答案:D
解析:大脑的高级功能有语言、学习、情绪等,高兴、抑郁等情绪均属于大脑的高级功能,A正确;卵巢分泌雌激素,去卵巢大鼠可通过注射雌激素维持正常激素水平,B正确;对比②③可知,BBR能有效缓解正常大鼠的抑郁情况,对比⑤⑥可知,BBR不能有效缓解无菌大鼠的抑郁情况,由此可以推测BBR改善雌鼠的抑郁行为有可能依赖肠道菌群,C正确;为进一步证实结论,可将③组大鼠的粪菌移植给⑥组大鼠,D错误。
8.(2025·山东泰安二模)根据国家标准每毫升合格的巴氏杀菌乳中细菌总数不得超过50 000个。某兴趣小组进行了新鲜牛奶最合适的消毒温度和时间的探究。相关实验操作合理的是( )
A.统计培养基上全部菌落数,以菌落数最少组的处理温度作为最适消毒温度
B.将等量的新鲜牛奶分别置于60 ℃、80 ℃、100 ℃恒温水浴锅中处理相同的时间
C.对处理后的牛奶利用平板划线法进行接种后,在37 ℃下培养24 h,然后计数
D.通常要用同一稀释度下的牛奶至少接种3个平板进行重复计数,然后求取平均值
答案:D
解析:考虑消毒效果的同时,还应考虑牛奶的营养物质流失,故统计培养基上全部菌落数,菌落数最少组的处理温度不一定作为最适消毒温度,A错误;探究新鲜牛奶最合适的消毒温度和时间,应设置一系列温度梯度,仅设置60 ℃、80 ℃、100 ℃三组,可能无法准确找到最合适的消毒温度,B错误;平板划线法不能用于计数,应该用稀释涂布平板法对处理后的牛奶进行接种计数,C错误;通常要用同一稀释度下的牛奶至少接种3个平板进行重复计数,然后求取平均值,这样可以减小误差,使实验结果更准确,D正确。
9.(12分)(2025·广东揭阳模拟)随着工作、生活和社会压力的攀升,抑郁症逐步走进人们的视线。某科研团队探究百合多糖(LLP)与黄芪多糖(APS)抗抑郁的作用及机理,进行如下实验。
[实验过程] 将60只小鼠随机均分为6组,除空白组外其余各组均接受56 d随机性温和刺激诱导成抑郁小鼠模型,观察各组小鼠行为学指标;造模成功后,治疗组按下表相应剂量灌服药物,空白组和模型组小鼠给予相应的生理盐水,治疗28 d。
[检测指标] 结果如下表:
组别
空白
组
模型
组
治疗组
盐酸氟
西汀组
LLP组
APS组
LLP+APS组
剂量/ (mg·kg-1)
-
-
8
200
200
100+100
行为学指标观察结果
运动范围占比/%
27.65
7.75
28.61
12.96
17.63
26.21
悬尾实验后不动时间/s
56.96
87.14
64.12
77.08
77.78
63.51
糖水偏爱率/%
79.44
43.44
67.89
50.89
56.44
63.11
内分泌指标检测结果
ACTH/ (ng·L-1)
10.99
32.28
14.76
24.56
20.88
17.25
CORT/ (μg·L-1)
12.00
29.15
12.15
18.30
19.74
16.87
5-HT/ (ng·L-1)
49.65
25.70
40.52
36.10
32.07
41.95
注:盐酸氟西汀是一种抗抑郁药。ACTH为促肾上腺皮质激素,CORT为皮质酮,5-HT为5-羟色胺(神经递质)。
回答下列问题:
(1)据上表可知,从行为学角度看,抑郁症患者会表现出____________________的症状。
(2)根据本实验的目的及上表所测结果,可得出的结论有:①LLP具有抗抑郁作用;②___________________________;③________________________________。
(3)5-HT是海马区产生的一种重要的神经递质,其分泌调节机制为“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴(HPA轴)”(如图)。检查发现,抑郁小鼠的海马区神经元细胞受损严重。
①激素甲的名称是________________________。
②5-HT可使人体产生________(填“愉悦”或“抑郁”)的情绪。请结合上表和图分析,抑郁小鼠的HPA轴反馈调节失衡的原因可能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
③基于以上分析,你认为LLP与APS能抗抑郁的机理可能是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________(写一条)。
答案:(1)活动范围小、不爱运动、不喜甜 (2)②APS具有抗抑郁作用 ③LLP和APS联用后抗抑郁效果显著增强 (3)①促肾上腺皮质激素释放激素 ②愉悦 海马区神经元细胞受损,导致5-HT分泌减少,反馈作用减弱使ACTH和CORT升高 ③LLP与APS能降解炎症因子;LLP与APS能修复海马区神经元受损细胞
解析:(1)实验的因变量包括活动范围、糖水偏爱率、内分泌水平等等,表格数据显示模型组的活动范围占比少,不运动时间长,糖水偏爱率低等,从行为学角度看,抑郁症患者会表现出活动范围小、不爱运动、不喜甜的特点。(2)实验目的是探究百合多糖(LLP)与黄芪多糖(APS)抗抑郁的作用及机理,结合表格数据可知,与模型组相比,LLP组、APS组和LLP+APS组的活动范围占比升高,不活动时间减少,则可得出的结论有:①LLP具有抗抑郁作用;②APS具有抗抑郁作用;③LLP和APS联用后抗抑郁效果显著增强。(3)①激素甲是由下丘脑分泌的,参与调节肾上腺皮质激素的释放,故是促肾上腺皮质激素释放激素。②结合表格可知,模型组小鼠的5-HT含量明显降低,推测5-HT是一种兴奋性神经递质,可使人体产生愉悦的情绪;结合上表和图分析,抑郁小鼠的HPA轴反馈调节失衡的原因可能是海马区神经元细胞受损,导致5-HT分泌减少,反馈调节作用减弱使ACTH和CORT升高。③抑郁小鼠的海马区神经元细胞受损严重,则据此推测LLP与APS能抗抑郁的机理可能是LLP与APS能修复海马区神经元受损细胞。由题表可知,与空白组相比,模型组的ACTH和CORT含量增加,再结合题图可知,随机温和刺激会使机体产生炎症因子,进而使ACTH和CORT含量增加,据此推测,LLP与APS抗抑郁的机理可能是LLP与APS能促进炎症因子的降解。
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