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2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题7实验与探究微专题突破练2实验设计分析与评价
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这是一份2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题7实验与探究微专题突破练2实验设计分析与评价，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·广东汕头模拟)如图是高中生物探究性实验设计的示意图,下列叙述正确的是( D )
A.图中①处应为“演绎推理”,比如“探究植物细胞的吸水和失水”实验,将质壁分离的洋葱细胞浸润在清水中就属于此过程
B.图中②处应为“因变量”,比如“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验,温度就是此变量
C.图中③处应为“无关变量”,比如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,二氧化碳的产生量就是此变量
D.图中④处应为“干扰因素”,比如“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,需抽去圆形小叶片中的气体
解析:①处应为“作出假设”,“探究植物细胞的吸水和失水”实验,将质壁分离的洋葱细胞浸润在清水中属于实验验证;“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验,温度是自变量;“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,二氧化碳的产生量属于因变量;图中④处应为“干扰因素”,比如“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,需抽去圆形小叶片中的气体,以排除细胞中原有气体对实验造成的影响。
2.(2023·广东揭阳一模)新鲜菠萝直接食用会“蜇嘴”,而菠萝咕咾肉吃起来不会,这与菠萝蛋白酶的活性有关。某生物兴趣小组通过实验探究温度对菠萝蛋白酶活性的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( A )
A.菠萝蛋白酶的活性随温度升高而增大
B.不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同
C.沸水浸泡过的菠萝吃起来不会“蜇嘴”
D.应在40 ℃左右研究pH对菠萝蛋白酶活性的影响
解析:由图可知,温度超过40 ℃时,菠萝蛋白酶的活性随温度升高而减小;据图可知,在20 ℃和60 ℃左右时,菠萝蛋白酶的活性相同,即不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同;由图可知,沸水处理后菠萝蛋白酶的活性几乎为0,所以吃起来不会“蜇嘴”;研究pH对酶活性的影响时,无关变量需要相同且适宜,温度对这个实验来说是无关变量,即应在温度为40 ℃左右进行实验。
3.(2023·广东四校联考)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”和“白片”。原理如下:胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色),有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时,将一定量的待测蔬菜剪碎,放入瓶中,加入适量纯净水;用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上;一段时间后,将速测卡对折(如图所示),用手捏住,使“红片”与“白片”叠合,根据“白片”的颜色变化判读结果。以下叙述错误的是( A )
A.速测卡“红片”部分含有靛酚乙酸酯和胆碱酯酶
B.“白片”呈现的蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少
C.若环境温度较低,“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长
D.每批测定应设滴加等量纯净水到“白片”上的空白对照卡
解析:据题干分析,靛酚乙酸酯为红色,其为“红片”,速测卡在使用时将“红片”与“白片”对折并捏住,由此可知“白片”部分含有胆碱酯酶;由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用,蔬菜表面残留的有机磷农药越多,“白片”部分胆碱酯酶的活性越低,而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色),因此,有机磷农药越多蓝色会越浅,相反蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少;若环境温度较低,“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低,适当延长叠合时间能更好地判读颜色变化结果;每批测定应设加等量纯净水的空白对照卡,排除实验中非测试因素对实验结果的影响。
4.(2023·江苏南京一模)已知α淀粉酶的最适温度是55 ℃左右。下表是某同学为此进行的验证实验,但因各组结果相同而不能达到实验目的。下列改进措施中合理的是( B )
A.5 min后进行碘液检测
B.将淀粉溶液体积改为5 mL
C.将碘液改为斐林试剂
D.将α淀粉酶溶液浓度改为2%
解析:三组实验的温度不同,但1 min后滴加碘液溶液都呈棕黄色,说明三组实验中淀粉都被反应完,而5 min后再进行碘液检测,不会改变实验结果;将淀粉溶液体积改为5 mL,可确保在不同温度条件下,因酶活性不同而使淀粉剩余量不同,用碘液检测会出现不同的结果;三组不同温度的实验中淀粉全部分解成还原糖,用斐林试剂检测三组结果仍相同且斐林试剂进行检测时需要加热,会对实验结果造成影响;表格中在淀粉酶溶液浓度为1%时、1 min后已经将淀粉分解完,若将
α淀粉酶溶液浓度改为2%,反应速率加快,1 min后实验结果不变。
5.(2023·四川名校联考)生物学实验常用对照原则,通过设置对照实验,可增加实验结果的可信度和说服力。下列说法错误的是( B )
A.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验,也叫相互对照实验
B.“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中不存在对照
C.“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的预实验,需设置空白对照
D.“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,在时间上形成了自身前后对照
解析:“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验,也叫相互对照实验;“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中存在自身前后对照;“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”,预实验需要设置空白对照,以初步确定起促进或抑制作用的生长素浓度范围,正式实验时不需设置空白对照;“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,在时间上形成了自身前后对照。
6.(2023·福建莆田模拟)某生物兴趣小组以秋菊切花为材料,探究KT(一种细胞分裂素)对鲜切花进行保鲜的最适浓度,处理方法及结果如下表(“+”越多说明切花新鲜程度越高)。下列有关叙述错误的是( D )
A.实验前,各组切花的大小应一致
B.保鲜效果T5比T0差,原因是KT浓度过高起抑制作用
C.切花新鲜度可用相同时间内每组脱落的花瓣数衡量
D.应在10 mg/L～20 mg/L之间设置更小浓度梯度,进一步探究切花保鲜的最适KT浓度
解析:切花的大小属于无关变量,实验中各组应一致;T5组的KT浓度较高,其保鲜效果比对照组差,可能是KT浓度过高起抑制作用;因变量是切花新鲜度,可用相同时间内每组脱落的花瓣数衡量;应在
5 mg/L～20 mg/L之间设置更小浓度梯度,进一步探究切花保鲜的最适KT浓度。
7.某同学为了研究马铃薯中过氧化氢酶的作用,设计了如下实验,观察并比较单位时间内各试管中气泡产生的情况。下列叙述正确的是( B )
A.实验的自变量是催化剂的种类
B.实验的因变量是过氧化氢的分解量
C.实验现象最相近的两支试管是1和2
D.试管1中催化剂提供的活化能比试管3中多
解析:该实验的自变量是催化剂的种类及催化剂的有无;实验的因变量是过氧化氢的分解量或者分解速率(氧气的产生量);试管2中的过氧化氢酶失去活性,几乎不产生气泡,与试管4现象最相近;催化剂不能提供活化能,只能降低活化能。
8.为研究2 mL/支的三合激素使用量(每mL含丙酸睾丸酮25 mg、黄体酮12.5 mg、苯甲酸雌二醇1.5 mg,三者均为性激素)对乏情奶牛(乏情是指家畜在预定发情的时间内不出现发情的一种异常现象)发情率的影响,研究人员进行了相关实验,结果如下表。下列说法正确的是( D )
A.由表格数据分析可知,三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进,高用量抑制的特点
B.此实验需选择乏情奶牛作为实验对象,表格中的五组实验严格遵循了单一变量原则
C.三合激素只可注射不可口服,注射后可随血液运输至全身各处
D.性激素进入细胞后既不组成细胞结构,也不直接参与细胞代谢
解析:表中没有空白对照组,不能得出三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进,高用量抑制的特点;表中五组实验没有严格的遵循单一变量原则,变量有两个,一个是三合激素的使用量,还有一个是处理奶牛的数量;三合激素的化学本质是性激素,不会被肠道中的消化酶分解,可以口服;激素既不组成细胞结构,也不直接参与细胞代谢,只起调节作用。
9.(2023·广东佛山一模)为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中的作用,科学家进行了如下实验:在家兔(性别决定为XY型)胚胎生殖系统分化前,摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后,观察其外生殖器表现,结果如表所示。下列叙述错误的是( C )
A.甲组幼兔的性染色体组成为XY,乙组幼兔的性染色体组成为XX
B.手术摘除未成熟的组织依据了实验变量控制中的“减法原理”
C.实验结果验证了发育出雌性器官需要来自组织提供的激素信号
D.若摘除甲组组织的同时给予适量睾酮刺激,则会发育出雄性外生殖器官
解析:不做摘除手术甲组表现为雄性,则性染色体组成为XY,乙组表现为雌性,性染色体组成为XX;与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,手术摘除未成熟的组织依据了实验变量控制中的“减法原理”;实验结果验证了发育出雄性器官需要来自组织提供的激素信号;据实验结果可知,发育出雄性器官需要雄激素的刺激,所以若摘除甲组组织的同时给予适量睾酮刺激,则会发育出雄性外生殖器官。
10.(2023·河北邯郸一模)诱导契合学说认为,酶和底物结合前,酶的结合部位不完全与底物互补,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构,继而完成酶促反应且互补结构不可恢复。酶sub既能催化CTH的水解,又能催化CU水解,实验小组以酶sub、底物CTH和CU为实验材料,设计下表实验,已知CTH和CU的结构不同。由该实验可知,支持诱导契合学说的实验结果应为( C )
A.甲组的水解速率和乙组的无显著差别,丙组的水解速率和丁组的也无显著差别
B.甲组的水解速率显著大于乙组的,丙组的水解速率和丁组的无显著差别
C.甲组的水解速率和乙组的无显著差别,丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率
D.甲组的水解速率显著大于乙组的,丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率
解析:根据诱导契合学说可知,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构,因此酶sub催化CTH水解的过程中,CTH会诱导酶sub的构象改变,改变构象后的酶sub能和CTH结合,无法和CU结合。因此再次加入CTH后,酶sub的催化速率基本不变,因此甲组和乙组的水解速率无差别,但丁组再加入CU,酶促反应速率显著下降,因此丙组的水解速率显著大于丁组的。
11.(2023·广东广州一模)为制备圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌微生物菌剂,以降解厨余垃圾废液中淀粉、蛋白质、脂肪等物质,研究人员为探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的最佳接种量比,将两种菌液进行了不同配比的分组处理,如下表所示。下列叙述错误的是( C )
A.微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的相关物质
B.实验过程中,需将上述菌液分别接种于相同体积的厨余垃圾废液中进行培养
C.本实验还需设置对照组,具体处理是将适量R2组的菌液接种到等量无菌水中
D.可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量,以确定适宜的配比
解析:酶具有专一性,微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的淀粉、蛋白质、脂肪等物质;实验过程中,厨余垃圾废液的作用类似于培养基,其体积是无关变量,应该保持相同;向无菌水中接种菌液没有意义,本实验的空白对照组是向相同体积厨余垃圾废液中加入与接种量体积相等的无菌水;可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量,以确定适宜的配比,减少量大的配比最
适宜。
12.(2023·福建福州二模)人工磷脂膜渗透系统现已广泛用于模拟药物跨膜的研究。实验装置如图所示,将上层板套入下层板,一段时间后进行药物转移速率的检测。下列叙述错误的是( B )
A.测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算药物转移速率
B.该实验装置适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定
C.调整磷脂种类及比例、缓冲液等,可模拟不同组织对药物的吸收
D.在该模拟实验之后,还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验
解析:通过测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算药物的转移速率,这是该实验的原理所在;该实验装置不适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定,因为水溶性小分子无法穿过磷脂膜,大分子需要通过胞吞和胞吐的方式进出细胞;药物的吸收与人工磷脂膜中磷脂的种类和比例以及缓冲液有关,因此,调整磷脂种类及比例、缓冲液等,可模拟不同组织对药物的吸收;在该模拟实验之后,为了探究实验的应用价值,还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验。
13.现有2只成年狗出现了行动呆笨迟缓、精神萎靡、食欲不振等症状,为探究出现这些症状的原因,科研人员抽血检测这两只狗的激素浓度,结果如下表所示。下列分析错误的是( D )
A.给甲、乙饲喂甲状腺激素后,只有甲的上述各激素含量都可恢复
正常
B.甲的病因可能是甲状腺损伤或缺碘,乙的病因最可能是垂体病变
C.除上述症状外,甲、乙的体温还低于正常值
D.给甲、乙注射促甲状腺激素,二者的耗氧量均增加
解析:甲狗是因为甲状腺分泌甲状腺激素不足造成的,而垂体是正常的,且甲状腺激素不会被消化道分解,因此喂甲状腺激素后,促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都会恢复正常,而乙狗是因为垂体出现问题,喂甲状腺激素后促甲状腺激素的含量仍然不会恢复正常;甲狗是甲状腺出现损伤或者缺乏合成甲状腺激素的碘元素造成的,而乙狗甲状腺激素和促甲状腺激素含量都很低,是垂体出现病变引起促甲状腺激素分泌不足造成的;甲状腺激素可以促进新陈代谢促进机体产热,甲狗和乙狗由于甲状腺激素分泌不足,产热不足,体温低于正常值;甲狗甲状腺病变或缺碘,即使注射促甲状腺激素,依然不能合成甲状腺激素,不能促进新陈代谢增加耗氧量,而乙狗是垂体分泌促甲状腺激素不足造成的,注射促甲状腺激素可以促进甲状腺合成甲状腺激素,可以促进新陈代谢增加耗氧量。
二、非选择题
14.生长抑素(SS)是一种含14个氨基酸的环状多肽,由下丘脑合成释放,可直接影响促甲状腺激素(TSH)的分泌。
(1)合成1分子SS可产生 分子H2O;下丘脑分泌的SS经
的运输到达靶器官。
(2)急性高血糖和药物A均可促进SS的分泌,进而影响TSH的分泌。有人对健康志愿者进行不同处理,测定其血浆中TSH水平,结果如图所示(注:TRH为促甲状腺激素释放激素)。
①给予受试者葡萄糖处理造成急性高血糖后,受试者胰岛A细胞分泌的 将减少。
②用TRH处理后,受试者体内 分泌的TSH含量升高,导致机体
激素分泌增多,细胞代谢速率加快,产热增加。
③由实验结果可知:与对照组相比,处理组TSH的增加量较 ,说明SS对TSH的分泌具有 作用。从总体趋势看,与药物A相比,急性高血糖对SS分泌的促进作用更 。
④设置处理组3的目的是探究
。
解析:(1)生长抑素(SS)是一种含14个氨基酸的环状多肽,因此合成1分子SS可产生14分子H2O;下丘脑分泌的SS可影响促甲状腺激素的分泌,该过程属于体液调节,故SS经体液的运输到达靶器官。
(2)①葡萄糖处理造成急性高血糖之后,受试者胰岛A细胞分泌的胰高血糖素将减少。②用TRH处理后,受试者体内垂体分泌的TSH含量升高,导致机体甲状腺分泌的甲状腺激素增多,甲状腺激素可促进细胞代谢,使产热增加。③分析曲线,与对照组(TRH处理)相比,3个处理组TSH的增加量较少,说明急性高血糖和药物A可使TSH的分泌量降低,而急性高血糖与药物A可促进SS的分泌,SS可直接影响TSH的分泌,综上可知SS对TSH的分泌具有抑制作用。从总体趋势看,与药物A处理相比,急性高血糖时TSH的分泌少,说明急性高血糖对TSH分泌的抑制作用更强,对SS分泌的促进作用更强。④急性高血糖和药物A同时作用于机体,可探究两者共同作用对SS分泌的影响。
答案:(1)14 体液 (2)①胰高血糖素 ②垂体 甲状腺 ③少 抑制 强 ④急性高血糖与药物A共同作用对SS分泌的影响
15.为探究赤霉素对植物生长的影响,某科学家以野生型豌豆(α型)植株为材料进行诱变得到矮化突变体的新品种(β型)。现对β型品种的矮化原因进行实验研究,科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足。请回答下列问题。
(1)科学家作出上述推测的依据是赤霉素具有
的作用。
(2)为检验上述推测是否正确,所需试剂有赤霉素、降解赤霉素的酶溶液、溶解赤霉素的溶剂A等,已知溶剂A对豌豆植株生长无影响。实验操作如下:
①选取生长状况相似的 (填“α型”或“β型”)品种豌豆幼苗若干随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用适量可降解赤霉素的酶溶液处理;乙组用
;丙组用等量的溶剂A处理。在相同且适宜条件下培养一段时间后测定三组豌豆幼苗的株高,并计算各组的平均值。
②如果
,可证明上述推测正确。在技术条件允许的情况下,还可用直接测定 豌豆植株体内的赤霉素含量,来检验该推测。
解析:(1)科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足,提出该推测的依据是赤霉素具有促进细胞伸长,从而引起植株增高的作用。(2)要对β型品种的矮化原因进行实验研究,实验材料应选取生长状况相似的β型品种豌豆幼苗。根据实验材料并结合①可知,甲组用适量可降解赤霉素的酶溶液处理,乙组用等量且浓度适宜的用溶剂A溶解的赤霉素溶液处理,丙组用等量的溶剂A处理。如果乙组的豌豆幼苗平均株高高于丙组,丙组的平均株高高于或等于甲组,则β型品种的矮化原因是诱变后导致植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足。在技术条件允许的情况下,还可通过直接测定α型和β型豌豆植株体内的赤霉素含量,来检验该推测。
答案:(1)促进细胞伸长,从而引起植株增高
(2)①β型 等量且浓度适宜的用溶剂A溶解的赤霉素溶液处理 ②乙组的平均株高高于丙组,丙组的平均株高高于或等于甲组 α型和β型
16.研究发现,海胆卵细胞受精后的5小时内蛋白质合成量迅速增加,而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成。请完成下面的探究实验。
实验目的:探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。
实验材料:刚受精的卵细胞(若干)、放线菌素D溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不做要求)。
(1)实验思路:
①取等量的两组卡氏瓶,分别编号为A、B,往A、B组卡氏瓶中加入适量且等量的细胞培养液;
②A组加入
,
B组加入
;
③ ,每隔相同时间
,并对实验所得数据进行处理分析。
(2)结果预期及分析:
①若A、B两组蛋白质合成量大致相等,则说明合成蛋白质的模板来源是 ;
②若A组比B组蛋白质合成量明显减少,则说明合成蛋白质的模板来源是 ;
③若A组 ,而B组蛋白质合成量增加,则说明合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的。
解析:(1)②本实验的目的是探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质模板(mRNA)的来源,而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成,因此A组加入适量的放线菌素D溶液,B组加入等量的生理盐水,再分别加入适量且等量的刚受精的卵细胞。③动物细胞的培养应放入二氧化碳恒温培养箱中。实验中要对因变量进行观察、测量和记录,然后分析实验结果,即每间隔相同时间对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的含量,并对实验所得数据进行处理分析。(2)①如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中,则A、B两组蛋白质合成量大致相等;②如果合成蛋白质的模板既有原来就存在于受精的卵细胞中的,也有DNA新转录合成的,则A组比B组蛋白质合成量明显减少;③如果合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的,则A组蛋白质合成量始终不变,而B组蛋白质合成量增加。
答案:(1)②适量的放线菌素D溶液和刚受精的卵细胞 等量的生理盐水和刚受精的卵细胞
③在二氧化碳恒温培养箱中培养 对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的合成量
(2)①受精卵中原本就存在的mRNA ②既有受精卵中原本就存在的mRNA,也有DNA新转录合成的mRNA ③蛋白质合成量始终不变组别
实验
温度
3%淀
粉溶液
1%α淀粉
酶溶液
1 min后碘液
(棕黄色)检测
1
50 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
2
55 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
3
60 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
组别
T0
T1
T2
T3
T4
T5
KT浓度
(mg/L)
0
5
10
20
40
80
结果
++
+++
+++++
++++
+
+
操作项目
试管1
试管2
试管3
试管4
体积分数2%的
H2O2溶液(mL)
3
3
3
3
新鲜的马铃薯
研磨液(滴)
2
—
—
—
煮熟后冷却的马
铃薯研磨液(滴)
—
2
—
—
质量分数3.5%的
FeCl3溶液(滴)
—
—
2
—
蒸馏水(滴)
—
—
—
2
剂量
1支
2支
3支
4支
5支
处理牛(头)
17
50
42
17
12
发情牛(头)
5
36
30
8
3
发情率(%)
29.4
72.0
71.4
47.1
25.0
组别
不做摘除手术
进行摘除手术
甲组
雄性
雌性
乙组
雌性
雌性
组别
实验操作
甲组
用酶sub直接催化CTH的水解
乙组
酶sub和CTH反应完成后,过滤去除
产物和剩余底物,再催化CTH水解
丙组
用酶sub直接催化CU的水解
丁组
酶sub和CTH反应完成后,过滤去除产物和剩余底物,再催化CU水解
编号
R0
R1
R2
R3
圆褐固氮菌∶
巨大芽孢杆菌
1∶0
2∶1
1∶1
0∶1
项目
促甲状腺激素
释放激素含量
促甲状腺
激素含量
甲状腺
激素含量
患病狗甲
偏高
偏高
偏低
患病狗乙
偏高
偏低
偏低
1.(2023·广东汕头模拟)如图是高中生物探究性实验设计的示意图,下列叙述正确的是( D )
A.图中①处应为“演绎推理”,比如“探究植物细胞的吸水和失水”实验,将质壁分离的洋葱细胞浸润在清水中就属于此过程
B.图中②处应为“因变量”,比如“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验,温度就是此变量
C.图中③处应为“无关变量”,比如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,二氧化碳的产生量就是此变量
D.图中④处应为“干扰因素”,比如“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,需抽去圆形小叶片中的气体
解析:①处应为“作出假设”,“探究植物细胞的吸水和失水”实验,将质壁分离的洋葱细胞浸润在清水中属于实验验证;“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验,温度是自变量;“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验,二氧化碳的产生量属于因变量;图中④处应为“干扰因素”,比如“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验,需抽去圆形小叶片中的气体,以排除细胞中原有气体对实验造成的影响。
2.(2023·广东揭阳一模)新鲜菠萝直接食用会“蜇嘴”,而菠萝咕咾肉吃起来不会,这与菠萝蛋白酶的活性有关。某生物兴趣小组通过实验探究温度对菠萝蛋白酶活性的影响,结果如图所示。下列说法错误的是( A )
A.菠萝蛋白酶的活性随温度升高而增大
B.不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同
C.沸水浸泡过的菠萝吃起来不会“蜇嘴”
D.应在40 ℃左右研究pH对菠萝蛋白酶活性的影响
解析:由图可知,温度超过40 ℃时,菠萝蛋白酶的活性随温度升高而减小;据图可知,在20 ℃和60 ℃左右时,菠萝蛋白酶的活性相同,即不同温度下菠萝蛋白酶活性可能相同;由图可知,沸水处理后菠萝蛋白酶的活性几乎为0,所以吃起来不会“蜇嘴”;研究pH对酶活性的影响时,无关变量需要相同且适宜,温度对这个实验来说是无关变量,即应在温度为40 ℃左右进行实验。
3.(2023·广东四校联考)农药残留速测卡可以快速、简便地检测蔬菜、水果表面的有机磷农药。速测卡有“红片”和“白片”。原理如下:胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯(红色)水解为乙酸与靛酚(蓝色),有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用。检测时,将一定量的待测蔬菜剪碎,放入瓶中,加入适量纯净水;用滴管吸取适量液体滴加到速测卡“白片”上;一段时间后,将速测卡对折(如图所示),用手捏住,使“红片”与“白片”叠合,根据“白片”的颜色变化判读结果。以下叙述错误的是( A )
A.速测卡“红片”部分含有靛酚乙酸酯和胆碱酯酶
B.“白片”呈现的蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少
C.若环境温度较低,“红片”与“白片”叠合后的时间应适当延长
D.每批测定应设滴加等量纯净水到“白片”上的空白对照卡
解析:据题干分析,靛酚乙酸酯为红色,其为“红片”,速测卡在使用时将“红片”与“白片”对折并捏住,由此可知“白片”部分含有胆碱酯酶;由于有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用,蔬菜表面残留的有机磷农药越多,“白片”部分胆碱酯酶的活性越低,而“红片”中靛酚乙酸酯可被胆碱酯酶催化为乙酸与靛酚(蓝色),因此,有机磷农药越多蓝色会越浅,相反蓝色越深,说明蔬菜表面残留的有机磷农药越少;若环境温度较低,“白片”部分含有的胆碱酯酶活性会降低,适当延长叠合时间能更好地判读颜色变化结果;每批测定应设加等量纯净水的空白对照卡,排除实验中非测试因素对实验结果的影响。
4.(2023·江苏南京一模)已知α淀粉酶的最适温度是55 ℃左右。下表是某同学为此进行的验证实验,但因各组结果相同而不能达到实验目的。下列改进措施中合理的是( B )
A.5 min后进行碘液检测
B.将淀粉溶液体积改为5 mL
C.将碘液改为斐林试剂
D.将α淀粉酶溶液浓度改为2%
解析:三组实验的温度不同,但1 min后滴加碘液溶液都呈棕黄色,说明三组实验中淀粉都被反应完,而5 min后再进行碘液检测,不会改变实验结果;将淀粉溶液体积改为5 mL,可确保在不同温度条件下,因酶活性不同而使淀粉剩余量不同,用碘液检测会出现不同的结果;三组不同温度的实验中淀粉全部分解成还原糖,用斐林试剂检测三组结果仍相同且斐林试剂进行检测时需要加热,会对实验结果造成影响;表格中在淀粉酶溶液浓度为1%时、1 min后已经将淀粉分解完,若将
α淀粉酶溶液浓度改为2%,反应速率加快,1 min后实验结果不变。
5.(2023·四川名校联考)生物学实验常用对照原则,通过设置对照实验,可增加实验结果的可信度和说服力。下列说法错误的是( B )
A.“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验,也叫相互对照实验
B.“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中不存在对照
C.“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的预实验,需设置空白对照
D.“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,在时间上形成了自身前后对照
解析:“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验,也叫相互对照实验;“探究植物细胞的吸水和失水”的实验中存在自身前后对照;“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”,预实验需要设置空白对照,以初步确定起促进或抑制作用的生长素浓度范围,正式实验时不需设置空白对照;“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,在时间上形成了自身前后对照。
6.(2023·福建莆田模拟)某生物兴趣小组以秋菊切花为材料,探究KT(一种细胞分裂素)对鲜切花进行保鲜的最适浓度,处理方法及结果如下表(“+”越多说明切花新鲜程度越高)。下列有关叙述错误的是( D )
A.实验前,各组切花的大小应一致
B.保鲜效果T5比T0差,原因是KT浓度过高起抑制作用
C.切花新鲜度可用相同时间内每组脱落的花瓣数衡量
D.应在10 mg/L～20 mg/L之间设置更小浓度梯度,进一步探究切花保鲜的最适KT浓度
解析:切花的大小属于无关变量,实验中各组应一致;T5组的KT浓度较高,其保鲜效果比对照组差,可能是KT浓度过高起抑制作用;因变量是切花新鲜度,可用相同时间内每组脱落的花瓣数衡量;应在
5 mg/L～20 mg/L之间设置更小浓度梯度,进一步探究切花保鲜的最适KT浓度。
7.某同学为了研究马铃薯中过氧化氢酶的作用,设计了如下实验,观察并比较单位时间内各试管中气泡产生的情况。下列叙述正确的是( B )
A.实验的自变量是催化剂的种类
B.实验的因变量是过氧化氢的分解量
C.实验现象最相近的两支试管是1和2
D.试管1中催化剂提供的活化能比试管3中多
解析:该实验的自变量是催化剂的种类及催化剂的有无;实验的因变量是过氧化氢的分解量或者分解速率(氧气的产生量);试管2中的过氧化氢酶失去活性,几乎不产生气泡,与试管4现象最相近;催化剂不能提供活化能,只能降低活化能。
8.为研究2 mL/支的三合激素使用量(每mL含丙酸睾丸酮25 mg、黄体酮12.5 mg、苯甲酸雌二醇1.5 mg,三者均为性激素)对乏情奶牛(乏情是指家畜在预定发情的时间内不出现发情的一种异常现象)发情率的影响,研究人员进行了相关实验,结果如下表。下列说法正确的是( D )
A.由表格数据分析可知,三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进,高用量抑制的特点
B.此实验需选择乏情奶牛作为实验对象,表格中的五组实验严格遵循了单一变量原则
C.三合激素只可注射不可口服,注射后可随血液运输至全身各处
D.性激素进入细胞后既不组成细胞结构,也不直接参与细胞代谢
解析:表中没有空白对照组,不能得出三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进,高用量抑制的特点;表中五组实验没有严格的遵循单一变量原则,变量有两个,一个是三合激素的使用量,还有一个是处理奶牛的数量;三合激素的化学本质是性激素,不会被肠道中的消化酶分解,可以口服;激素既不组成细胞结构,也不直接参与细胞代谢,只起调节作用。
9.(2023·广东佛山一模)为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中的作用,科学家进行了如下实验:在家兔(性别决定为XY型)胚胎生殖系统分化前,摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后,观察其外生殖器表现,结果如表所示。下列叙述错误的是( C )
A.甲组幼兔的性染色体组成为XY,乙组幼兔的性染色体组成为XX
B.手术摘除未成熟的组织依据了实验变量控制中的“减法原理”
C.实验结果验证了发育出雌性器官需要来自组织提供的激素信号
D.若摘除甲组组织的同时给予适量睾酮刺激,则会发育出雄性外生殖器官
解析:不做摘除手术甲组表现为雄性,则性染色体组成为XY,乙组表现为雌性,性染色体组成为XX;与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,手术摘除未成熟的组织依据了实验变量控制中的“减法原理”;实验结果验证了发育出雄性器官需要来自组织提供的激素信号;据实验结果可知,发育出雄性器官需要雄激素的刺激,所以若摘除甲组组织的同时给予适量睾酮刺激,则会发育出雄性外生殖器官。
10.(2023·河北邯郸一模)诱导契合学说认为,酶和底物结合前,酶的结合部位不完全与底物互补,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构,继而完成酶促反应且互补结构不可恢复。酶sub既能催化CTH的水解,又能催化CU水解,实验小组以酶sub、底物CTH和CU为实验材料,设计下表实验,已知CTH和CU的结构不同。由该实验可知,支持诱导契合学说的实验结果应为( C )
A.甲组的水解速率和乙组的无显著差别,丙组的水解速率和丁组的也无显著差别
B.甲组的水解速率显著大于乙组的,丙组的水解速率和丁组的无显著差别
C.甲组的水解速率和乙组的无显著差别,丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率
D.甲组的水解速率显著大于乙组的,丙组的水解速率显著大于丁组的水解速率
解析:根据诱导契合学说可知,在底物的作用下,酶会出现和底物结合的互补结构,因此酶sub催化CTH水解的过程中,CTH会诱导酶sub的构象改变,改变构象后的酶sub能和CTH结合,无法和CU结合。因此再次加入CTH后,酶sub的催化速率基本不变,因此甲组和乙组的水解速率无差别,但丁组再加入CU,酶促反应速率显著下降,因此丙组的水解速率显著大于丁组的。
11.(2023·广东广州一模)为制备圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌微生物菌剂,以降解厨余垃圾废液中淀粉、蛋白质、脂肪等物质,研究人员为探究圆褐固氮菌和巨大芽孢杆菌处理某厨余垃圾废液的最佳接种量比,将两种菌液进行了不同配比的分组处理,如下表所示。下列叙述错误的是( C )
A.微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的相关物质
B.实验过程中,需将上述菌液分别接种于相同体积的厨余垃圾废液中进行培养
C.本实验还需设置对照组,具体处理是将适量R2组的菌液接种到等量无菌水中
D.可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量,以确定适宜的配比
解析:酶具有专一性,微生物利用其合成分泌的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等分解废液中的淀粉、蛋白质、脂肪等物质;实验过程中,厨余垃圾废液的作用类似于培养基,其体积是无关变量,应该保持相同;向无菌水中接种菌液没有意义,本实验的空白对照组是向相同体积厨余垃圾废液中加入与接种量体积相等的无菌水;可通过检测实验前后废液中淀粉、蛋白质、脂肪的含量,以确定适宜的配比,减少量大的配比最
适宜。
12.(2023·福建福州二模)人工磷脂膜渗透系统现已广泛用于模拟药物跨膜的研究。实验装置如图所示,将上层板套入下层板,一段时间后进行药物转移速率的检测。下列叙述错误的是( B )
A.测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算药物转移速率
B.该实验装置适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定
C.调整磷脂种类及比例、缓冲液等,可模拟不同组织对药物的吸收
D.在该模拟实验之后,还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验
解析:通过测定上下层板的对应小管溶液浓度变化可计算药物的转移速率,这是该实验的原理所在;该实验装置不适用于水溶性及大分子药物转移速率的测定,因为水溶性小分子无法穿过磷脂膜,大分子需要通过胞吞和胞吐的方式进出细胞;药物的吸收与人工磷脂膜中磷脂的种类和比例以及缓冲液有关,因此,调整磷脂种类及比例、缓冲液等,可模拟不同组织对药物的吸收;在该模拟实验之后,为了探究实验的应用价值,还需进一步在细胞水平和个体水平开展实验。
13.现有2只成年狗出现了行动呆笨迟缓、精神萎靡、食欲不振等症状,为探究出现这些症状的原因,科研人员抽血检测这两只狗的激素浓度,结果如下表所示。下列分析错误的是( D )
A.给甲、乙饲喂甲状腺激素后,只有甲的上述各激素含量都可恢复
正常
B.甲的病因可能是甲状腺损伤或缺碘,乙的病因最可能是垂体病变
C.除上述症状外,甲、乙的体温还低于正常值
D.给甲、乙注射促甲状腺激素,二者的耗氧量均增加
解析:甲狗是因为甲状腺分泌甲状腺激素不足造成的,而垂体是正常的,且甲状腺激素不会被消化道分解,因此喂甲状腺激素后,促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素都会恢复正常,而乙狗是因为垂体出现问题,喂甲状腺激素后促甲状腺激素的含量仍然不会恢复正常;甲狗是甲状腺出现损伤或者缺乏合成甲状腺激素的碘元素造成的,而乙狗甲状腺激素和促甲状腺激素含量都很低,是垂体出现病变引起促甲状腺激素分泌不足造成的;甲状腺激素可以促进新陈代谢促进机体产热,甲狗和乙狗由于甲状腺激素分泌不足,产热不足,体温低于正常值;甲狗甲状腺病变或缺碘,即使注射促甲状腺激素,依然不能合成甲状腺激素,不能促进新陈代谢增加耗氧量,而乙狗是垂体分泌促甲状腺激素不足造成的,注射促甲状腺激素可以促进甲状腺合成甲状腺激素,可以促进新陈代谢增加耗氧量。
二、非选择题
14.生长抑素(SS)是一种含14个氨基酸的环状多肽,由下丘脑合成释放,可直接影响促甲状腺激素(TSH)的分泌。
(1)合成1分子SS可产生 分子H2O;下丘脑分泌的SS经
的运输到达靶器官。
(2)急性高血糖和药物A均可促进SS的分泌,进而影响TSH的分泌。有人对健康志愿者进行不同处理,测定其血浆中TSH水平,结果如图所示(注:TRH为促甲状腺激素释放激素)。
①给予受试者葡萄糖处理造成急性高血糖后,受试者胰岛A细胞分泌的 将减少。
②用TRH处理后,受试者体内 分泌的TSH含量升高,导致机体
激素分泌增多,细胞代谢速率加快,产热增加。
③由实验结果可知:与对照组相比,处理组TSH的增加量较 ,说明SS对TSH的分泌具有 作用。从总体趋势看,与药物A相比,急性高血糖对SS分泌的促进作用更 。
④设置处理组3的目的是探究
。
解析:(1)生长抑素(SS)是一种含14个氨基酸的环状多肽,因此合成1分子SS可产生14分子H2O;下丘脑分泌的SS可影响促甲状腺激素的分泌,该过程属于体液调节,故SS经体液的运输到达靶器官。
(2)①葡萄糖处理造成急性高血糖之后,受试者胰岛A细胞分泌的胰高血糖素将减少。②用TRH处理后,受试者体内垂体分泌的TSH含量升高,导致机体甲状腺分泌的甲状腺激素增多,甲状腺激素可促进细胞代谢,使产热增加。③分析曲线,与对照组(TRH处理)相比,3个处理组TSH的增加量较少,说明急性高血糖和药物A可使TSH的分泌量降低,而急性高血糖与药物A可促进SS的分泌,SS可直接影响TSH的分泌,综上可知SS对TSH的分泌具有抑制作用。从总体趋势看,与药物A处理相比,急性高血糖时TSH的分泌少,说明急性高血糖对TSH分泌的抑制作用更强,对SS分泌的促进作用更强。④急性高血糖和药物A同时作用于机体,可探究两者共同作用对SS分泌的影响。
答案:(1)14 体液 (2)①胰高血糖素 ②垂体 甲状腺 ③少 抑制 强 ④急性高血糖与药物A共同作用对SS分泌的影响
15.为探究赤霉素对植物生长的影响,某科学家以野生型豌豆(α型)植株为材料进行诱变得到矮化突变体的新品种(β型)。现对β型品种的矮化原因进行实验研究,科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足。请回答下列问题。
(1)科学家作出上述推测的依据是赤霉素具有
的作用。
(2)为检验上述推测是否正确,所需试剂有赤霉素、降解赤霉素的酶溶液、溶解赤霉素的溶剂A等,已知溶剂A对豌豆植株生长无影响。实验操作如下:
①选取生长状况相似的 (填“α型”或“β型”)品种豌豆幼苗若干随机均分为甲、乙、丙三组,甲组用适量可降解赤霉素的酶溶液处理;乙组用
;丙组用等量的溶剂A处理。在相同且适宜条件下培养一段时间后测定三组豌豆幼苗的株高,并计算各组的平均值。
②如果
,可证明上述推测正确。在技术条件允许的情况下,还可用直接测定 豌豆植株体内的赤霉素含量,来检验该推测。
解析:(1)科学家推测β型品种的矮化原因可能是诱变后植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足,提出该推测的依据是赤霉素具有促进细胞伸长,从而引起植株增高的作用。(2)要对β型品种的矮化原因进行实验研究,实验材料应选取生长状况相似的β型品种豌豆幼苗。根据实验材料并结合①可知,甲组用适量可降解赤霉素的酶溶液处理,乙组用等量且浓度适宜的用溶剂A溶解的赤霉素溶液处理,丙组用等量的溶剂A处理。如果乙组的豌豆幼苗平均株高高于丙组,丙组的平均株高高于或等于甲组,则β型品种的矮化原因是诱变后导致植株缺乏赤霉素或合成赤霉素不足。在技术条件允许的情况下,还可通过直接测定α型和β型豌豆植株体内的赤霉素含量,来检验该推测。
答案:(1)促进细胞伸长,从而引起植株增高
(2)①β型 等量且浓度适宜的用溶剂A溶解的赤霉素溶液处理 ②乙组的平均株高高于丙组,丙组的平均株高高于或等于甲组 α型和β型
16.研究发现,海胆卵细胞受精后的5小时内蛋白质合成量迅速增加,而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成。请完成下面的探究实验。
实验目的:探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。
实验材料:刚受精的卵细胞(若干)、放线菌素D溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不做要求)。
(1)实验思路:
①取等量的两组卡氏瓶,分别编号为A、B,往A、B组卡氏瓶中加入适量且等量的细胞培养液;
②A组加入
,
B组加入
;
③ ,每隔相同时间
,并对实验所得数据进行处理分析。
(2)结果预期及分析:
①若A、B两组蛋白质合成量大致相等,则说明合成蛋白质的模板来源是 ;
②若A组比B组蛋白质合成量明显减少,则说明合成蛋白质的模板来源是 ;
③若A组 ,而B组蛋白质合成量增加,则说明合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的。
解析:(1)②本实验的目的是探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质模板(mRNA)的来源,而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成,因此A组加入适量的放线菌素D溶液,B组加入等量的生理盐水,再分别加入适量且等量的刚受精的卵细胞。③动物细胞的培养应放入二氧化碳恒温培养箱中。实验中要对因变量进行观察、测量和记录,然后分析实验结果,即每间隔相同时间对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的含量,并对实验所得数据进行处理分析。(2)①如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中,则A、B两组蛋白质合成量大致相等;②如果合成蛋白质的模板既有原来就存在于受精的卵细胞中的,也有DNA新转录合成的,则A组比B组蛋白质合成量明显减少;③如果合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的,则A组蛋白质合成量始终不变,而B组蛋白质合成量增加。
答案:(1)②适量的放线菌素D溶液和刚受精的卵细胞 等量的生理盐水和刚受精的卵细胞
③在二氧化碳恒温培养箱中培养 对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的合成量
(2)①受精卵中原本就存在的mRNA ②既有受精卵中原本就存在的mRNA,也有DNA新转录合成的mRNA ③蛋白质合成量始终不变组别
实验
温度
3%淀
粉溶液
1%α淀粉
酶溶液
1 min后碘液
(棕黄色)检测
1
50 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
2
55 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
3
60 ℃
2 mL
1 mL
溶液呈棕黄色
组别
T0
T1
T2
T3
T4
T5
KT浓度
(mg/L)
0
5
10
20
40
80
结果
++
+++
+++++
++++
+
+
操作项目
试管1
试管2
试管3
试管4
体积分数2%的
H2O2溶液(mL)
3
3
3
3
新鲜的马铃薯
研磨液(滴)
2
—
—
—
煮熟后冷却的马
铃薯研磨液(滴)
—
2
—
—
质量分数3.5%的
FeCl3溶液(滴)
—
—
2
—
蒸馏水(滴)
—
—
—
2
剂量
1支
2支
3支
4支
5支
处理牛(头)
17
50
42
17
12
发情牛(头)
5
36
30
8
3
发情率(%)
29.4
72.0
71.4
47.1
25.0
组别
不做摘除手术
进行摘除手术
甲组
雄性
雌性
乙组
雌性
雌性
组别
实验操作
甲组
用酶sub直接催化CTH的水解
乙组
酶sub和CTH反应完成后,过滤去除
产物和剩余底物,再催化CTH水解
丙组
用酶sub直接催化CU的水解
丁组
酶sub和CTH反应完成后,过滤去除产物和剩余底物,再催化CU水解
编号
R0
R1
R2
R3
圆褐固氮菌∶
巨大芽孢杆菌
1∶0
2∶1
1∶1
0∶1
项目
促甲状腺激素
释放激素含量
促甲状腺
激素含量
甲状腺
激素含量
患病狗甲
偏高
偏高
偏低
患病狗乙
偏高
偏低
偏低
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