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2021届高考生物二轮复习 专题十四 实验与探究作业

2021届高考生物二轮复习 专题十四 实验与探究作业

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专题十四 实验与探究
1．下列实验不能用紫色洋葱鳞片叶(外或内)表皮细胞作为实验材料的是(　　)
A．观察植物细胞的质壁分离和复原实验
B．观察DNA和RNA在细胞中的分布实验
C．用高倍镜观察细胞中的线粒体实验
D．观察植物细胞的有丝分裂实验
解析：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的中央液泡，可用于观察植物细胞的质壁分离和复原实验，A不符合题意；紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞不含色素，但含有DNA和RNA，因此可用于观察DNA和RNA在细胞中的分布，B不符合题意；紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞不含色素，可作为用高倍镜观察细胞中的线粒体的实验材料，C不符合题意；紫色洋葱鳞片叶表皮细胞没有分裂能力，不能用于观察植物细胞的有丝分裂，D符合题意。
答案：D
2．下列关于“可溶性还原糖、蛋白质和脂肪鉴定”实验的叙述，正确的是(　　)
A．常用红番茄、苹果等作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料
B．蛋白质鉴定实验中，加入的NaOH溶液可为颜色反应提供碱性环境
C．脂肪鉴定实验中，加入50%的酒精是为了溶解组织中的油脂
D．脂肪鉴定实验中，花生子叶细胞间不可能观察到橘黄色小颗粒
解析：鉴定植物组织内还原糖的原理是还原糖与斐林试剂反应，产生砖红色沉淀，要求实验材料必须无色或浅色且富含还原糖。红番茄本身呈红色，会干扰实验结果的观察，A错误；蛋白质鉴定的原理是在碱性条件下，蛋白质中的肽键与铜离子反应形成紫色的复杂化合物，B正确；脂肪鉴定实验中，加入50%的酒精是为了洗去玻片标本上的染色液浮色，C错误；脂肪鉴定实验中需要对花生子叶进行切片、染色，某些细胞被破坏后，能够造成子叶细胞间存在脂肪微粒，可能观察到橘黄色小颗粒，D错误。
答案：B
3．调查法是生物学研究常用的方法之一，下列关于调查实验的说法错误的是(　　)
A．在土壤小动物类群丰富度的调查中，可采用取样器取样进行调查
B．调查农田生态系统的能量流动情况，不需调查该生态系统生产者的主体和种类
C．若调查人类红绿色盲的发病率，需要在人群中随机取样
D．调查昆虫卵和跳蝻的种群密度，可以用样方法
解析：许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查。在进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集、调查，A正确；生态系统的能量流动指能量的输入、传递、转化和散失的过程，生产者通过光合作用，把太阳能固定在有机物中，太阳能转化成化学能，从而可以被生物所利用，故调查农田生态系统的能量流动情况，需调查该生态系统生产者的主体和种类，B错误；若调查人类红绿色盲的发病率，需要在人群中随机取样，C正确；昆虫卵和跳蝻活动能力弱，调查其种群密度可以用样方法，D正确。
答案：B
4．下列对有关实验中变量的叙述，正确的是(　　)
A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH 是自变量
B．在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，生长调节剂浓度是因变量
C．在验证酶的专一性实验中，对自变量的操作既可以是酶的种类不同，也可以是底物种类不同
D．在探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，酒精是无关变量
解析：在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量，pH是无关变量，A错误；在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是自变量，B错误；在验证酶的专一性实验中，可以设置同一种底物，不同的酶；也可设置不同的底物，同一种酶，C正确；探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，自变量是时间，因变量是种群数量，本实验的无关变量是培养液的量、酵母菌的接种量、环境温度等，酒精不属于本实验的无关变量，D错误。
答案：C
5．下列有关实验的叙述，不正确的是(　　)
A．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验不需要设置蒸馏水培养的对照组
B．“探究2,4­D对插条生根的最适浓度”的预实验需设置蒸馏水培养的对照组
C．“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验需设置蒸馏水培养的对照组
D．“同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性”的实验需设置蒸馏水处理的对照组
解析：“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中不通入空气的装置和通入空气的装置都属于实验组，属于对比实验，不需要另外设置蒸馏水培养的对照组，A正确；“探究2,4­D对插条生根的最适浓度”的预实验中为明确不同2,4­D浓度对生根的影响是促进还是抑制，实验中应设置用等量的蒸馏水处理枝条的对照组，B正确；“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验不需要设置蒸馏水培养的对照组，因为该实验在时间上形成了前后自身对照，C错误；过氧化氢酶的催化作用是加过氧化氢酶的组与不加催化剂的组进行比较得出的结论，其高效性是加过氧化氢酶的组与加无机催化剂的组进行比较得出的结论，故“同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性”的实验需设置蒸馏水处理的对照组，D正确。
答案：C
6．下列关于科学研究方法和相关实验的叙述，不正确的是(　　)
A．模型构建：研究种群数量变化规律和DNA双螺旋结构的发现
B．差速离心法：细胞中各种细胞器的分离和叶绿体中色素的分离
C．同位素标记法：DNA复制方式的研究和噬菌体侵染细菌实验
D．对比实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式和光合作用释放的O2中氧的来源
解析：DNA双螺旋结构的发现采用了物理模型构建法，种群数量增长的曲线采用了数学模型构建法，A正确；分离各种细胞器常用差速离心法，而分离叶绿体中的色素采用的是纸层析法，B错误；研究DNA的复制方式利用15N标记，而噬菌体侵染细菌的实验利用了32P和35S标记，两者都使用了同位素标记的方法，C正确；探究酵母菌细胞呼吸的方式和光合作用释放的O2中氧的来源都采用了对比实验法，D正确。
答案：B
7．下列有关实验设计的叙述中错误的是(　　)
A．实验温度、时间及实验材料的数量都可能是实验的变量
B．各种实验中都必须设置空白对照组，确保单一变量
C．数据测量应力求精确，因而需要多次测量求平均值
D．探究实验设计中，实验结果有可能与提出的假设不一致
解析：实验温度、时间及实验材料的数量都可能是实验的变量，A项正确；相互对照实验不需要设置空白对照组，B项错误；多次测量求平均值，可以使数据尽可能准确，C项正确；探究实验探究的是未知的内容，实验结果有可能与提出的假设不一致，D项正确。
答案：B
8．北京地区的蛙生殖季节是4～6月，在一年中的其他月份，为促进蛙卵的成熟和排放，可用人工方法，向已怀卵雌蛙腹腔内注射蛙垂体悬浮液。表中列出了不同月份，制备注射到每只青蛙体内的雌蛙垂体悬浮液所需的垂体个数。关于这个实验的设计与结论分析错误的是(　　)
月份
9～12月
1～2月
3月
4月
垂体个数
5
4
3
2
A.表中数据显示：越接近繁殖季节，所需垂体个数越少
B．据此数据可推测：越接近繁殖季节，垂体产生的促性腺激素越少
C．据此数据可推测：越接近繁殖季节，蛙卵的成熟程度越高
D．若换用雄蛙的垂体，可以获得同样的实验结论
解析：由题干可知，北京地区的蛙生殖季节是4～6月，表中数据显示各月份中4月所需垂体数量最少，因此越接近繁殖季节，所需垂体个数越少，A正确；垂体分泌促性腺激素促进卵细胞成熟，越接近繁殖季节所需要的垂体数量越少，是由垂体分泌促性腺激素更多，卵更接近成熟，所需激素更少两方面原因共同作用的，B错误；越接近繁殖季节，所需激素越少，说明蛙卵的成熟程度越高，C正确；雄蛙的垂体也能分泌促性腺激素，可以获得和雌蛙同样的实验结论，D正确。
答案：B
9．用同种小鼠为材料，分别进行4个与某种胞内寄生菌有关的免疫学实验，下列叙述正确的是(　　)
A．给切除胸腺和未切除胸腺的两组小鼠，分别接种该菌，预测未切除组小鼠易感染该菌
B．给注射和未注射抗T细胞抗体的两组小鼠，分别接种该菌，预测注射组小鼠易感染该菌
C．给注射和未注射感染过该菌小鼠的血清的两组小鼠，分别接种该菌，预测注射组小鼠易感染该菌
D．给注射和未注射感染过该菌小鼠的T细胞的两组小鼠，分别接种该菌，预测注射组小鼠易感染该菌
解析：切除胸腺，小鼠免疫力下降，更容易感染细菌，A错误；抗T细胞抗体阻碍T细胞的功能，所以注射该抗体的小鼠更容易被感染，B正确；感染过该病毒的小鼠血清中含有该病菌的抗体，所以注射该血清的小鼠不易被该病菌感染，C错误；小鼠的T细胞有助于小鼠的免疫，所以注射该细胞的小鼠不易被该病菌感染，D错误。
答案：B
10．青霉素能通过抑制细菌细胞壁的形成来杀死细菌，某研究小组探究了物质M(实验中该物质的浓度不变)和不同浓度的青霉素对某种细菌死亡率的影响，处理方法和结果如图所示。下列说法合理的是(　　)

A．青霉素对酵母菌的抑制作用原理和对细菌的抑制作用相似
B．物质M会减弱不同浓度的青霉素对细菌细胞壁形成的抑制作用
C．该实验中的因变量为不同浓度的青霉素和加入的物质种类
D．青霉素对细菌的抑制作用随着青霉素浓度的增大而增强，但物质M对细菌没有抑制作用
解析：根据题干信息可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的形成来杀死细菌，但是并没有提及青霉素对酵母菌(真菌)的作用情况，A错误；据图分析，在青霉素浓度较低时，只加青霉素的曲线与同时加入青霉素和物质M的曲线重叠，说明物质M不能减弱低浓度的青霉素对细菌细胞壁形成的抑制作用，B错误；该实验中的自变量为不同浓度的青霉素和加入的物质种类，因变量是细菌死亡率，C错误；据图分析可知，随着青霉素浓度的增加，细菌死亡率增加，而只加物质M的细菌死亡率变化不大，说明青霉素对细菌的抑制作用随着青霉素浓度的增大而增强，但物质M对细菌没有抑制作用，D正确。
答案：D
11．在验证生长素类似物对小麦胚芽鞘伸长影响的实验中，将材料浸入蒸馏水中1小时后，再分别转入5种用含糖的磷酸盐缓冲液配制成的不同浓度的A溶液中(实验组)。在23 ℃的条件下，避光振荡培养24 h后，逐一测量切段长度(取每组平均值)，实验进行两次，以下有关实验的叙述，正确的是(　　)
A．本实验应选用胚芽鞘尖端，因为该处细胞分裂旺盛
B．本实验应设6组，其中用蒸馏水组作为对照组
C．振荡培养液的目的是增加溶液的溶氧量以满足细胞呼吸需要
D．若某一实验数据与其他差异较大，在进行原始记录时应舍去
解析：验证生长素类似物对小麦胚芽鞘伸长的影响，该实验的自变量应是生长素类似物的不同浓度，胚芽鞘尖端可以产生生长素，影响自变量的控制，A项错误；对照组应用含糖但不含生长素类似物的磷酸盐缓冲液，B项错误；振荡培养液可以增加溶液的溶氧量，以满足细胞有氧呼吸需要，C项正确；即使某一实验数据与其他差异较大，在进行原始记录时也应记录，D项错误。
答案：C
12．外泌体是细胞分泌的一种微小囊泡，其中可含有蛋白质和mRNA等生物活性物质。科研人员对外泌体在乳腺癌细胞间耐药信息的传递进行了相关研究。
(1)获得乳腺癌细胞阿霉素耐药株MA，提取其外泌体AE，将AE与乳腺癌细胞阿霉素敏感株M共培养12 h，测定阿霉素对乳腺癌细胞增殖的影响，实验结果如图所示。

①可利用____________技术示踪AE的去向。
②AE可被M细胞摄取，发生微小囊泡与细胞膜的融合过程，此过程依赖于____________。
③比较三组细胞对阿霉素的耐药性，可看出AE在一定程度上____________(填“提高”或“降低”)M细胞对阿霉素的耐药性，由此初步说明AE可以____________。
(2)研究发现多药耐药基因(MDR)表达产物是P­gp，检测发现M＋AE共培养后的乳腺癌细胞阿霉素敏感株M的P­gp表达量提高。为探究其原因进行相关研究，结果如图2和图3所示。已知P­gp半衰期(降解50%所需要的时间)约为14～17 h。
实验结果否定了外泌体仅通过携带P­gp的方式传递耐药信息，判断依据是P­gp半衰期为14～17 h，72 h 时AE携带的P­gp几乎完全降解，但M＋AE组的P­gp仍显著高于________组。推测最可能的其他传递耐药信息的方式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)请推测，外泌体在医药领域的应用前景：__________________________(写出一项)。
解析：(1)①外泌体AE是细胞分泌的一种微小囊泡，能在乳腺癌细胞间传递信息，所以可利用荧光标记或同位素示踪技术示踪AE的去向。②AE可以被M细胞摄取，发生了微小囊泡与细胞膜的融合过程，此过程依赖于细胞膜的流动性。③根据题意和图示曲线分析可知，将AE与乳腺癌细胞阿霉素敏感株M共培养12 h，抑制率比乳腺癌细胞阿霉素敏感株M单独培养要低，比乳腺癌细胞阿霉素耐药株MA单独培养要高，说明AE可向M传递耐药信息，一定程度上提高了M细胞对阿霉素的耐药性。(2)由题意可知， P­gp半衰期为14～17 h,72 h时AE携带的P­gp几乎完全降解，但图3中M＋AE组的P­gp仍显著高于M组，否定了外泌体仅通过携带P­gp的方式传递耐药信息。由图2可知，M＋AE组的MDR的mRNA相对量显著高于M组，说明外泌体不仅通过携带P­gp的方式传递耐药信息，还能通过携带MDR的mRNA的方式传递耐药信息。(3)外泌体在医药领域的应用前景有肿瘤诊断：不同器官的外泌体中的RNA可以辨别癌症信息，可以作为肿瘤诊断的分子标记。靶向疫苗：将外泌体制作成肿瘤疫苗。定向药物释放：通过外泌体将化疗药物及其他大分子物质融入细胞进行肿瘤靶向治疗。
答案：(1)①荧光标记(同位素示踪)　②细胞膜的流动性　③提高　向M传递耐药信息　(2)M　外泌体通过携带MDR的mRNA的方式传递耐药信息　(3)肿瘤的早期诊断及病情监测(作为药物载体，进行靶向治疗；制备具有特定靶向的肿瘤疫苗)
13．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)设计一个表格用以记录实验数据。
(3)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不同组自变量的处理，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水溶液能抑制mRNA的合成，因此A组加入适量且等量的放线菌素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)实验应分为A、B两组，为了减少实验误差，实验中蛋白质含量的检测需要多次，取平均值。(3)①如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中的，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，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适量且等量的放线菌素D溶液，等量的刚受精的卵细胞　等量的生理盐水，等量的刚受精的卵细胞　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)探究卵细胞受精后5小时内蛋白质合成模板(mRNA)来源实验记录表
组别
A组
B组
1
2
3
…
平均
1
2
3
…
平均
蛋白质合成量

(3)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
14．为研究桑叶提取液对糖尿病大鼠的降血糖效果，某研究小组进行了如下实验。
①实验材料和仪器：
同种大小、生理状况相同的健康大鼠3只、桑叶提取液、蒸馏水，血糖测定仪等。
②实验步骤：
a．随机选取1只大鼠作为甲组，另外2只制备成实验性糖尿病的大鼠随机分成乙组和丙组。
b．________________，并进行数据统计。
c．丙组大鼠灌喂桑叶提取液2 mL/d，甲组和乙组大鼠灌喂等量蒸馏水，连续灌喂4周。期间各组大鼠均饲喂普通饲料，自由饮食。
d．4周后，测定各组大鼠的血糖浓度，并进行数据统计分析。
③实验结果：
组别
数量(只)
实验开始时(mmol/L)
4周后(mmol/L)

1
3.85
3.94

1
18.62
10.12

1
19.46
19.00
④得出实验结论。
请回答下列相关问题：
(1)实验中有一错误，请改正________________________________________________。
(2)糖尿病大鼠血糖的特点是________________________________________________。
(3)请补充步骤b___________________________________________________________。
(4)请据上表中的数据将“组别”栏补充完整，从上到下依次是____________(用甲、乙、丙表示)。
解析：(1)实验时为避免偶然误差，选材时数量应足够大，故大鼠3只应改为若干只。(2)因血糖调节机制出现问题，故糖尿病大鼠血糖的特点是血糖含量持续居高不下。(3)实验后应观察因变量，故步骤b应为测定各组大鼠的血糖浓度。(4)由题意分析可知：甲组为对照组、乙和丙为实验组，而桑叶提取液具有降低血糖的作用，所以据题表分析，①②③分别对应甲、丙、乙。
答案：(1)将大鼠3只改为若干只　(2)血糖含量持续居高不下　(3)测定各组大鼠的血糖浓度　(4)甲、丙、乙