内容正文:
高中生物实验题组训练
核心考点突破——————自变量的上下游关系判定及方法归纳
1.7.2013
大家好,欢迎来到本次生物实验题组训练解析。本次内容将围绕一系列精选的高考真题和模拟题展开,深入剖析植物激素调节、神经调节、光合作用以及基因表达调控等核心知识点。希望通过这次讲解,能帮助大家巩固基础,提升解题能力。
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目录
第1题:基因S与种子萌发的关系 (2024·山东·高考真题)
归纳:减法原理常见实验现象对应实验结论的书写方法
第2题:生长素与H₂O₂对中胚轴生长的调节
归纳:X通过M影响Y题型内涵及一般解法
第3题:模拟大脑控制骨骼肌运动
第4题: R基因可以启动防御反应并促进再生
第5题:蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用
归纳:气孔开闭原理
拟南芥的基因S与种子萌发有关。对野生型(WT)和基因S过表达株系(OX)的种子分别进行不同处理,处理方式及种子萌发率(%)如下表所示,其中MS为基本培养基,PAC为赤霉素合成抑制剂。下列说法错误的是 ( )
A.MS组是为了排除内源脱落酸和赤霉素的影响
B.基因S通过增加赤霉素的活性促进种子萌发
C.基因S过表达减缓脱落酸对种子萌发的抑制
D.脱落酸和赤霉素在拟南芥种子的萌发过程中相互拮抗
第1题:基因S与种子萌发的关系 (2024·山东·高考真题)
培养时间 MS (基本) MS + 脱落酸 MS + PAC MS + PAC + 赤霉素
WT OX WT OX WT OX WT OX
24 h 0 80 0 36 0 0 0 0
36 h 31 90 5 72 3 3 18 18
B (错误项)
错误原因解析:基因S的作用是依赖赤霉素的合成,而非“增加赤霉素的活性”。PAC抑制赤霉素合成后,基因S的过表达优势消失,证明了这一点。
💡 Tip: 赤霉素促进萌发,
脱落酸抑制萌发,二者为拮抗作用。
💡 分步解题思路
▌ 第一步:分析实验数据
• MS组:OX萌发率远高于WT → S过表达促进萌发。
• MS+ABA组:OX萌发率仍高 → S过表达缓解ABA抑制。
• MS+PAC组:两者萌发率无差 → S的作用依赖赤霉素合成。
▌ 第二步:逐一辨析选项
通过对比各组数据差异,结合激素作用机理,排除干扰项。
💡 方法归纳
消除X,Y增加→ X对Y是抑制作用
消除X,Y减少→ X对Y是促进作用
第2题:生长素与H₂O₂对中胚轴生长的调节
(2025·四川·高考真题)生长素(IAA)和 H₂O₂ 都参与中胚轴生长的调节。有人切取玉米幼苗的中胚轴,将其培养在含有不同外源物质的培养液中,一段时间后测定中胚轴长度,结果如下图(DPI可以抑制植物中 H₂O₂ 的生成)。下列叙述错误的是 ( )
A.本实验运用了实验设计的加法原理和减法原理
B.切去芽可以减少内源生长素对本实验结果的影响
C.IAA通过细胞中H2O2含量的增加促进中胚轴生长
D.若另设IAA抑制剂+H2O2组,中胚轴长度应与④相近
解析A(正确)本实验运用了实验设计的加法原理(加IAA、H₂O₂)和减法原理(加DPI抑制H₂O₂)。
D
B (正确):芽是植物体内生长素(IAA)的主要合成部位,切除芽可以有效排除内源IAA对实验结果的干扰。
C (正确):对比IAA组与IAA+DPI组,抑制H₂O₂生成后IAA失效,直接证明了IAA通过增加H₂O₂含量来促进生长。
D (错误):“IAA抑制剂+H₂O₂”组仍有H₂O₂促进生长,其长度应显著长于IAA+DPI组,而非“相近”。
1.7.2013
接下来是第二题,这道题考察了生长素和信号分子H₂O₂对植物生长的共同调节作用。题目给出了一个柱状图,显示了不同处理组对玉米中胚轴长度的影响。请大家结合图表和所学知识,判断哪个叙述是错误的。
我们来分析一下:
选项A正确,实验中加入IAA、H₂O₂体现了加法原理,加入DPI抑制H₂O₂体现了减法原理。
选项B正确,切去芽可以去除内源生长素的主要来源,排除干扰。
选项C错误,这是本题的答案。从图中可以看到,IAA处理组生长快,而IAA+DPI(抑制H₂O₂)组生长依然快于对照组,说明IAA促进生长并不依赖于增加H₂O₂的含量。
选项D正确,IAA抑制剂会抵消生长素的作用,因此IAA抑制剂+H₂O₂组的生长情况应与对照组(④)相近。
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【题型归纳】
实验题:X→M→Y
1、理解题目内涵:X通过M影响Y,X是上游自变量,M是下游自变量。
2、验证此关系的一般方法:消除+回补法
例:
①组,空白对照,出现Y;
②组,消除X,
③组,消除M,
④组,消除X,回补M,
⑤组,消除M,回补X,
无Y/ Y减退;
无Y/ Y减退;
出现Y(即:Y被恢复);
无Y(即:Y无法被恢复);
规律1:消除上游或者下游自变量均影响Y。
规律2:消除上游,回补下游,Y可被恢复。
规律3:消除下游,回补上游,Y无法恢复。
第3题:模拟大脑控制骨骼肌运动
(2025·四川·高考真题)为模拟大脑控制骨骼肌运动的生理过程,科学家将人干细胞诱导分化成三种细胞(图甲),并分别培养成具有相应功能的细胞团,再将不同细胞团组合培养一段时间后,观察骨骼肌细胞团(简称肌)的收缩频率(图乙)。下列推断最合理的是( )
注:谷氨酸和乙酰胆碱为两种神经元释放的神经递质
A.若在③培养液中加入谷氨酸,肌收缩频率不会发生变化
B.若将④中乙酰胆碱受体阻断,刺激X会增加肌收缩频率
C.分析②③④可知,X需要通过Y与肌发生功能上的联系 D.由实验结果可知,肌与神经元共培养时收缩频率均增加
C
解析:A(错):谷氨酸(X递质)作用于Y,理论上应增强效果,而非抑制。
B(错):阻断Y的受体后,Y无法作用于肌,此时刺激X也无效,收缩频率应降低。D(错):②组(X+肌)实验结果显示收缩频率并未增加,与“X直接作用”矛盾。
1.7.2013
第三题模拟了神经调节的过程。图甲展示了细胞分化和神经递质类型,图乙展示了不同细胞组合对肌肉收缩频率的影响。我们需要根据实验结果,推断出神经元之间以及神经元与肌肉之间的功能联系。
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(2025·北京海淀·二模)研究者对植物遭受机械损伤后的防御和再生机制开展了下列研究。
(1)番茄遭受机械损伤后会启动与防御相关的基因的表达,以避免病虫侵害;同时,伤口处细胞经脱分化形成________,以完成组织修复与器官再生。
(2)野生型番茄(WT)的R基因编码R肽,突变型番茄(r)的R基因缺失。研究者分别检测茎切除后WT、r和外施R肽的r三者茎的再生能力,结果如图1。结合图1,若补充检测上述3种番茄植株茎切除后的细胞中________,则可得出“R基因可以启动防御反应并促进再生”这一结论。
第4题: R基因可以启动防御反应并促进再生
答案:(1)愈伤组织
(2)与防御反应相关基因的mRNA含量(或“表达产物含量”)
第4题: R基因可以启动防御反应并促进再生
组别 番茄 处理 再生能力
1 WT 蒸馏水 ++
2 ⅰ.________ ++++
3 ⅱ.________ 蒸馏水 ⅲ.________
4 同i ⅳ.________
(3)跨膜蛋白P可催化胞内蛋白磷酸化过程,且能结合R肽。研究者开展如下实验,证实了P蛋白是R肽的受体。请完善下表实验方案,并预期相应结果(ⅰ、ⅱ处选填字母序号,ⅲ、ⅳ处填适合数量的“+”)。
注:“+”的多少代表再生能力的强弱。
A.WT
B.突变体r
C.P基因缺失突变体
D.蒸馏水
E.外源P蛋白
F.外源R肽
答案:(3) F C + +
规律应用:因为消除上游,回补下游,Y可被恢复。消除下游,回补上游,Y无法恢复。所以在证明“X通过M影响Y”的实验中必须设计一组实验,是消除下游且恢复上游组,预期结果是Y不恢复。
第4题: R基因可以启动防御反应并促进再生
(4)受到机械损伤或外施R肽时,番茄相应部位的细胞中W基因的表达均显著增加。为确认W基因的作用,研究者分别检测茎切除后WT、W基因缺失突变体(w)、外施R肽的w三者的再生情况,如图2。进一步研究发现,W蛋白可以结合R基因的启动子;切除茎后,突变体w损伤处细胞中的R基因mRNA含量显著低于WT。
综上所述,研究者提出番茄受机械损伤后启动修复与再生的调控模型,如图3。请利用上述研究结果评述该模型,若认为正确,请基于上述研究提供支持①~④的证据;若认为错误,请指出错误序号并基于上述研究证据进行改正_______。
①②④正确,③错误
现象:消除W后,回补R无效,说明R必须通过W才能实现Y.
(24-25高三上·四川成都·月考)气孔是由一对保卫细胞围成的孔隙。保卫细胞含有叶绿体。大多数植物的气孔白天打开,晚上则保持很小的开度。但在干旱条件下,气孔会以数十分钟为周期进行周期性的开放和闭合,称为“气孔振荡”。
(1)关于气孔开闭的假说之一是:在适宜光照下,保卫细胞由于______,导致______(填“胞内”或“胞间”)CO₂浓度______(填“上升”或“下降”),引起pH升高,促进酶促反应淀粉转化为葡萄糖,细胞中葡萄糖浓度上升,保卫细胞______(填“吸水”或“失水”)导致气孔开放。黑暗时,保卫细胞里葡萄糖浓度低,气孔关闭。
第5题:蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用
【答案】(1) 光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量 胞内 下降 吸水
(2)气孔开闭的调节是一个十分复杂的过程,研究者利用拟南芥展开了相关研究。研究员欲研究蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用及作用机理,以光照12h/黑暗12h为光照周期进行实验,结果如下图1、图2所示:
本实验利用______(填“加法”或“减法”)原理控制实验变量。结合图1、图2所示的结果,可得出TOR激酶在气孔开闭调节中的作用原理是______。
(3)“气孔振荡”是植物对干旱条件的一种适应性反应,有利于植物生理活动的正常进行。这种适应性体现在:植物面临干旱条件时,______。
第5题:蛋白质TOR激酶在气孔开闭中的作用
答案:(2) 减法 TOR激酶促进光照下保卫细胞中淀粉的迅速降解,使气孔打开
(3)既能降低蒸腾作用,避免失水过多,又能保证CO2供应,使光合作用正常进行
【归纳】气孔的开闭原理
张开
关闭
(2)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片,气孔开度可进一步增大,因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是_______________________________________________________________
_______________________。
(3)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应,用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_____(填“能”或“不能”)维持一定的开度。
饱和红光照射使叶片的光合速率已达到最大,排除了光合作用产物对气孔开度进一步增大的影响
能
例、(2023·全国乙,29节选)植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞含有叶绿体,在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。有研究发现,用饱和红光(只用红光照射时,植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时,气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题:
(1)红光可通过光合作用促进气孔开放,其原因是____________________
_______________________________________________________________。
红光下,光合作用合成有机物使保卫细胞溶质浓度增大,保卫细胞吸水体积膨大,气孔打开
保卫细胞渗透压的调节有光合作用产生有机物的因素,还有非光合作用因素——蓝光照射引起钾离子的吸收,所以当光合作用被阻断,钾离子在蓝光的调节下仍可以进入细胞,提高细胞的渗透压,引起细胞吸水,气孔维持一定开度。
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