2025届高考生物二轮专题复习与测试板块七实验专题十五实验与探究

这是一份2025届高考生物二轮专题复习与测试板块七实验专题十五实验与探究，共27页。

考点1 教材基础和经典实验
[学生用书P]
1．教材实验中的“一材多用”——洋葱
2．盐酸在教材实验中的作用
3．酒精在教材实验中的作用
4．与“洗”有关的实验操作
5．有关颜色反应类实验
答案： eq \(□,\s\up1(1)) 旺盛 eq \(□,\s\up1(2)) 空间结构 eq \(□,\s\up1(3)) 相互分离开来 eq \(□,\s\up1(4)) 无水乙醇 eq \(□,\s\up1(5)) 70% eq \(□,\s\up1(6)) 50% eq \(□,\s\up1(7)) 95% eq \(□,\s\up1(8)) 橙色的重铬酸钾
eq \(□,\s\up1(9)) 二苯胺
6．生物学实验常用的方法技术
【真题研读】
1．(2024·广东选择考)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是( C )
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
解析：本实验的目的是用层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，应选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素提取液为无水乙醇，研磨时不能用水补充损失的提取液，B错误；由于滤纸条不会相互影响，层析液的成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。
2．(2024·广东选择考)关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是( B )
A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
解析：电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于借助光学显微镜进行的观察和研究，A错误；差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确；光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C错误；PCR技术的关键在于热稳定的DNA聚合酶的应用，D错误。
3．(2023·广东选择考)“DNA的粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是( D )
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
解析：DNA的粗提取与鉴定实验的基本过程是裂解→分离→沉淀→鉴定。裂解的目的是使细胞破裂，释放出DNA等物质，A正确。DNA分离过程中混合物中的多糖、蛋白质等可被去除，B正确。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质，可反复多次以提高DNA的纯度，C正确。进行DNA鉴定时可以使用二苯胺试剂，但要进行沸水浴加热后才能观察到颜色变化，D错误。
[命题延伸]——判断与填空
(1)采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验中，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。( )
(2)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。
四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍。( )
(3)琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来。( )
(4)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。
步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果。( )
(5)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液。( )
(6)观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。( )
(7)在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果如下图所示。各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液。( )
(8)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，________________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂________期细胞的染色体，原因是
__________________________________________。
提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到了最小的程度，最便于观察和研究
【对点突破】
题点1 教材基础实验分析与评价
1．实验中材料和试剂的选择、实验操作和结果分析等都直接关系到实验的成功与否。下列叙述错误的是( B )
A．一般用洋葱鳞片叶外表皮细胞探究细胞的失水和吸水
B．斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中以备重复使用
C．观察细胞有丝分裂实验中按解离、漂洗、染色、制片顺序制作装片
D．可通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢证明酶具有高效性
解析：洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色便于观察，所以一般用洋葱鳞片叶外表皮细胞探究细胞的失水和吸水，A正确；斐林试剂甲液和乙液混合后应立即使用，同时斐林试剂应现用现配，B错误；观察细胞有丝分裂实验中，需要制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片，制作装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，最后用显微镜观察，C正确；与加FeCl3的试管相比，加肝脏研磨液的试管中过氧化氢分解得更快，证明酶具有高效性，D正确。
2．下表为高中生物学实验中涉及的部分操作流程，其中不合理的是( C )
续表
解析：绿叶中色素的分离：制备滤纸条→画滤液细线→用层析液分离色素→观察与记录，A合理。果酒的制作：采摘新鲜葡萄→冲洗葡萄，去除枝梗→发酵瓶消毒，葡萄榨汁→葡萄汁装入发酵瓶→发酵酿造葡萄酒(盖上瓶盖→定时排气)，B合理。观察植物细胞的有丝分裂时，其装片的制作过程为解离、漂洗、染色和制片。在制片时，先将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，再盖上盖玻片，C不合理。验证酶的专一性实验需要鉴定淀粉和蔗糖是否被淀粉酶分解，实验过程：分别加入等量的蔗糖和淀粉溶液→均加入等量淀粉酶溶液→均加入等量斐林试剂→加热→观察，D合理。
题点2 教材经典实验分析与评价
3．(2022·广东选择考)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是( D )
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
解析：沃森和克里克结合查哥夫的实验结果构建了DNA双螺旋结构模型，得出了碱基配对方式，D错误。
4．下列对生物科学研究方法和相关实验的说法，错误的是( B )
A．模型构建：研究种群数量的变化规律和DNA双螺旋结构的发现
B．加法原理：艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验
C．对比实验：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式
D．假说—演绎法：摩尔根的果蝇杂交实验证明基因在染色体上
解析：研究种群数量变化规律和DNA双螺旋结构的发现都采用模型构建法，而种群数量的变化规律是数学模型，DNA双螺旋的结构属于物理模型，A正确；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物体现了减法原理，B错误；探究酵母菌在不同氧气条件下的细胞呼吸方式，两组实验均需要控制实验条件，实验属于相互对照，即对比实验，C正确；摩尔根利用果蝇进行杂交实验，运用假说—演绎法证明基因在染色体上，D正确。
考点2 实验设计、分析与评价
[学生用书P]
1．掌握分析实验设计题的程序
2．描述实验设计步骤的“四步曲”
在书写实验步骤时应注意以下几点：
(1)步骤设计一般不宜连续描述，而是分段叙述，并加以编号。
(2)为使叙述更简洁，对试管、烧杯等实验器材一般要加以分组、编号，如A、B或甲、乙等。
(3)叙述中尽量用规范的实验术语，不能使用含糊的口语，如“等量”不宜说成“一样多”等。
(4)一般在时间、温度、物质的量上难以做到准确的量化表达，尽可能用“相同”“适宜”或“适量”等“定性”的语言表达。
(5)实验设计中适时出现“其他培养条件相同”或“培养相同一段时间后”等都是很好的得分点。
(6)题目给出的实验材料和试剂一般应充分利用，除非题目条件允许，否则不能自己随意增减实验材料和试剂。
答案： eq \(□,\s\up1(1)) 等量 eq \(□,\s\up1(2)) 随机性 eq \(□,\s\up1(3)) 单一 eq \(□,\s\up1(4)) 相同
3．“五看法”评价实验设计
【真题研读】
1．(2024·高考全国卷甲)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于____________________。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是______________________。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果。
解析：(1)B细胞活化后增殖、分化产生的浆细胞可以产生并分泌抗体，而抗体存在于体液中，所以病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于体液免疫。(2)蛋白酶水解蛋白质切断的化学键是肽键。(3)不采用荧光素标记蛋白质A，则可采用放射性同位素标记法。蛋白质的组成元素有C、H、O、N等，可用含3H标记的氨基酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带放射性标记的病原体注入健康小鼠体内，定期取小鼠的吞噬细胞，检测其中溶酶体的放射性情况。预期结果：小鼠吞噬细胞的溶酶体中出现放射性。
答案：(1)体液免疫 (2)肽键 (3)实验思路：用含3H标记的氨基酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带放射性标记的病原体注入健康小鼠体内，定期取小鼠的吞噬细胞，检测其中溶酶体的放射性情况。预期结果：小鼠吞噬细胞的溶酶体中出现放射性。
2．(2024·浙江6月选考)内蒙古草原是我国重要的天然牧场，在畜牧业生产中占有重要的地位。回答下列问题：
(1)调查发现某草原群落中贝加尔针茅生活力强、个体数量多和生物量________，据此判定贝加尔针茅是该群落中占优势的物种，影响其他物种的生存和繁殖，对群落的________和功能起决定性的作用。
(2)为探究草原放牧强度和氮素施加量对草原群落的影响，进行了相应实验。
①思路：设置不同水平的氮素添加组，每个氮素水平都设置________处理，一段时间后对群落的物种丰富度、功能特征等指标进行检测。其中植物物种丰富度的调查常采用___________________________________________________________法。
②结果：植物的物种丰富度结果如图所示。
③分析：结果表明，不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度________。过度放牧会导致植物的物种丰富度________，引起这种变化的原因是过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食，使其与适口性________的植物竞争资源时容易处于劣势。
(3)秉承可持续发展理念，既要保护草场资源，又要肉、奶高产，保证牧民经济效益，根据“S”形增长)原理，牧民应将家畜种群数量维持在________水平。
解析：(1)群落中的物种组成不是固定不变的。随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势。贝加尔针茅是该群落中占优势的物种，应该具有生活力强、个体数量多和生物量大以及对群落的结构和功能起决定性的作用等特征。(2)①本实验的自变量是放牧强度和氮素施加量，因变量为物种丰富度。据图可知，本实验设置了不同水平的氮素添加组，每个氮素水平都设置不同放牧强度处理。常采用样方法调查植物物种丰富度。③据图可知，不同水平的氮素添加组之间植物的物种丰富度基本相同，高放牧强度组物种丰富度相对值远小于不放牧对照组，说明过度放牧会导致植物的物种丰富度降低。过度放牧使适口性好的植物先被家畜采食，使其与适口性差的植物竞争资源时容易处于劣势。(3)根据“S”形增长规律，牧民应将家畜种群数量维持在接近且不超过K值水平。
答案：(1)大 结构 (2)①不同放牧强度 样方 ③无明显差异 降低 差 (3)接近且不超过K值
【对点突破】
1．长期高血糖会引起脑部认知功能障碍，引发糖尿病脑病。为探究姜黄素对糖尿病脑病的影响，科研人员对四组大鼠进行持续12周灌胃处理，24周后测定实验结果如下图所示(其中“水迷宫逃避潜伏期”可反映脑部认知功能)。回答下列问题：
(1)人体内能够降低血糖浓度的激素是____________，该激素分泌正常的人也有可能患糖尿病，最可能的原因是________________。
(2)该实验设置甲、乙两组的目的是________________。比较丙、丁两组实验结果，可以得出的结论是
_______________________________________________。
(3)进一步研究发现，糖尿病脑病大鼠脑部神经细胞凋亡率与IGF-1(胰岛素样生长因子)的含量呈负相关，而灌胃姜黄素会影响IGF-1的含量，请推测姜黄素治疗糖尿病脑病的机理：___________________________________________________________。
解析：(1)胰岛素是人体中唯一能够降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖物质等；抑制肝糖原的分解和非糖物质转化。胰岛素属于激素，需要与受体结合后才能起作用，故胰岛素分泌正常的人也可能患糖尿病，最可能的原因是胰岛素的受体出现问题，如受体敏感性降低等。(2)分析题意可知，本实验的目的是探究姜黄素对糖尿病脑病的影响，实验组应为糖尿病脑病大鼠，故据此分析，设置甲、乙组的目的是作为对照，验证生理盐水和姜黄素的安全性(或无副作用)；分析题图可知，比较丙组(糖尿病脑病大鼠＋生理盐水)、丁组(糖尿病脑病大鼠＋姜黄素)的体重平均值、血糖浓度平均值和水迷宫逃避潜伏期，可以得出的结论是丙组的血糖浓度和水迷宫逃避潜伏期大于丁组，而体重平均值小于丁组，说明姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用，能改善脑部的认知功能障碍。(3)分析题意可知，糖尿病脑病大鼠脑部神经细胞凋亡率与IGF-1的含量呈负相关，而姜黄素可改善脑部认知功能，故据此推测姜黄素治疗糖尿病脑病的机理为姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF-1)的含量，从而抑制神经细胞的凋亡，改善神经系统的功能，提高学习记忆能力。
答案：(1)胰岛素 胰岛素受体敏感性降低
(2)作为对照，验证生理盐水和姜黄素的安全性(或无副作用) 姜黄素对糖尿病脑病引起的体重减轻和血糖浓度升高具有缓解作用，能改善脑部的认知功能障碍
(3)姜黄素通过增加脑部神经细胞中胰岛素样生长因子(IGF-1)的含量，从而抑制神经细胞的凋亡
2．春夏季蛇类活动频繁，蛇毒成分因毒蛇种类不同而复杂多样，主要是具有酶活性的蛋白质或多肽。CTX是眼镜蛇蛇毒的主要毒性成分之一，会导致细胞凋亡、脏器受损。回答下列问题。
(1)人遇到蛇时，会因惊恐引起心跳加快、呼吸急促，控制这种生理现象产生的是___________________________
神经系统，同时肾上腺素分泌增多，警觉性提高，反应灵敏，以上现象体现了神经调节和体液调节之间的关系是________________________________________。
(2)CTX可以与癌细胞结合，促使其发生细胞凋亡。为验证CTX对癌细胞数量增殖具有抑制作用，科研人员设计了以下实验，步骤如下。
①实验分组，请完善表格中第3组所需实验材料(用“－”代表未选择该实验材料，“＋”代表选择该实验材料，“＋”的数量代表所选材料的添加量)。其中相互之间可以形成对照的有____________。
②将上述各组混合物放在相同且适宜的条件下培养，每隔一段时间计数并记录。
③根据每组记录的细胞数，绘制曲线图，下图中c曲线代表的是①步骤中的第________________________组。
(3)科学家已研发出腺病毒载体重组CTX基因的抗癌药物，可诱导癌细胞产生CTX，从而加速其细胞凋亡，如果接种者之前感染过腺病毒，则抑癌效果可能会________(填“减弱”“增强”或“不变”)。
解析：(1)题干中“人遇到蛇时，会因惊恐引起心跳加快、呼吸急促”，这种生理现象是不受意识支配的，控制它产生的是自主神经系统；“同时肾上腺素分泌增多，警觉性提高，反应灵敏”体现的是体液调节，两种现象一起发生体现了神经调节和体液调节之间的关系是一方面内分泌腺受中枢神经系统的调节，另一方面内分泌腺分泌的激素也会影响神经系统的功能。(2)实验分组要符合单一变量和等量原则以及形成相互对照，首先三组都要加入等量的癌细胞，其次CTX、生理盐水、抗CTX血清三者的总量要相同，所以第1组加了2份(假设1个“＋”表示1份)的生理盐水，第2组加了CTX和生理盐水各1份，第3组则是加入CTX和抗CTX血清各1份。第1组和第2组对照观察CTX对癌细胞数量增殖是否具有抑制作用，第2组和第3组对照为加抗CTX血清后对癌细胞的抑制作用是否存在，所以其中相互之间可以形成对照的有第1组和第2组，第2组和第3组。因为CTX可以与癌细胞结合，促使其发生细胞凋亡，而加了抗CTX血清会减少CTX，所以根据曲线图可知，c曲线代表的是①步骤中的第2组，b曲线为①步骤中的第3组，a曲线则表示的是步骤①中的第1组。(3)如果接种者之前感染过腺病毒，体内存在相应的记忆细胞和抗体，选择腺病毒载体制成抗癌药物会影响药物效果，则抑癌效果可能会减弱。
答案：(1)自主 一方面内分泌腺受中枢神经系统的调节，另一方面内分泌腺分泌的激素也会影响神经系统的功能
(2)①
第1组和第2组，第2组和第3组 ③2
(3)减弱
3．研究人员发现，在鱼饲料中添加一定浓度的肉碱，肉碱进入鱼体后可提高鱼类对脂肪的利用率，有效减少养殖鱼类的脂肪过度沉积，使鱼类健康生长。回答下列问题。
(1)脂肪的水解产物如甘油、长链脂肪酸等都能作为细胞呼吸的底物。下图为相关的代谢过程。
①有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环。柠檬酸循环发生的场所是____________。过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是____________________的枢纽。
②图示过程中，长链脂酰CA需通过肉碱实现转运，该过程主要受酶1活性的制约。胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性。据此分析，当鱼体内的血糖浓度下降时，会因为________________________，使体内的长链脂肪酸的利用率有所________________(填“提高”或“下降”)。
(2)为探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，研究人员利用幼鱼进行实验。完成下表并回答问题。
③若实验结果显示________________________，
则说明外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关。
解析：(1)①分析题意可知，有氧呼吸的过程中，丙酮酸和长链脂酰CA转化为乙酰CA，再进入柠檬酸循环，丙酮酸的进一步分解发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质；过多的柠檬酸被运到其他场所后可用于合成脂质或氨基酸等，这说明细胞呼吸除能为鱼体提供能量外，还是有机物相互转化的枢纽。②胰高血糖素是能够升高血糖的激素，而酶1的活性能够制约长链脂酰CA通过肉碱的转运，胰高血糖素能激活某种蛋白激酶而提高酶1的活性，则当鱼体内的血糖浓度下降时，会因胰高血糖素含量升高，激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性，从而使体内的长链脂肪酸的利用率有所提高。(2)分析题意，本实验目的是探究外源性肉碱浓度与酶1活性的相关性，则实验的自变量是外源性肉碱的有无及浓度，因变量是酶1的活性，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故设计实验如下：分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天，以提高幼鱼体内的脂肪含量→注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内，设置多个实验组(单一变量及重复实验)→注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内，设置对照组(空白对照)→将各组置于相同且适宜条件下饲养，控制无关变量(无关变量应等量且适宜)→检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性。若实验结果显示肉碱浓度越高，酶1活性越高，则说明外源性肉碱浓度与酶1的活性呈正相关。
答案：(1)①线粒体基质 有机物相互转化 ②胰高血糖素升高激活某种蛋白激酶活性，提高酶1的活性 提高 (2)①注射适量、等量不同浓度的肉碱溶液到相应实验组的幼鱼体内 ②控制无关变量 ③肉碱浓度越高，酶1活性越高
4．神经细胞外的Ca2＋能竞争性结合Na＋载体，对Na＋内流具有抑制作用，称为膜屏障作用。适宜的血钙浓度对保持神经系统的正常兴奋性发挥着重要作用，当血钙浓度低于2.25 mml/L时，机体会发生抽搐或肌肉痉挛(俗称抽筋)；当高于2.75 mml/L 时会患高钙血症，患者表现出肌无力等症状。
(1)在血钙浓度过低时，肌肉发生抽筋的原因是
_________________________________________；
高钙血症患者表现出肌无力的原因是___________________________________。
由此可见，维持内环境稳态的意义是__________________________________。
(2)为验证膜屏障作用，请简要写出实验思路，并预测实验结果。
实验材料及试剂：正常Ca2＋浓度任氏液(含有Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－等)浸润中的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，生物信号采集仪(能记录电极处的电位变化)等。可根据实验需要对任氏液中相关离子浓度进行调整。
实验思路：_________________________________________。
实验结果(绘制膜电位变化的大致曲线图)。
(3)为使实验结果更可靠、更准确，实验中还需测定____________________进一步验证。
答案：(1)血钙浓度过低时，对Na＋内流的抑制作用减弱，神经细胞容易产生兴奋而使肌肉持续收缩表现出抽筋 血钙浓度过高时，对Na＋内流的抑制作用增强，神经细胞不易产生兴奋，无法完成肌肉的正常收缩 保证机体进行正常的生命活动 (2)连接正常Ca2＋浓度任氏液中的神经纤维与生物信号采集仪，对坐骨神经施加一定刺激，记录采集仪所显示的电位变化；然后降低任氏液中Ca2＋浓度，其他条件不变，重复实验(合理即可) 实验结果：
(3)膜内外Na＋含量的变化
一、选择题
1．(2024·佛山高三一模)选择合适的材料和试剂有助于实验目的的达成。下列材料或试剂的选择合理的是( D )
A．选用洋葱鳞片叶提取叶绿体色素
B．选用大蒜根尖分生区观察细胞的质壁分离
C．选用H2O2作为底物探究酶的最适温度
D．选用甲紫溶液对细胞中的染色体染色
解析：洋葱鳞片叶没有叶绿体，A不合理；大蒜根尖分生区细胞没有中央大液泡，不能用于观察质壁分离，B不合理；H2O2的分解速率本身受到温度影响，因此H2O2不能作为底物探究酶的最适温度，C不合理；染色体可以被碱性染料染色，故可选用甲紫溶液对其进行染色，D合理。
2．(2024·茂名高三二模)生物学的发展离不开技术的支持，下列叙述错误的是( A )
A．放射性同位素标记技术可用于证明光合作用释放的氧气来自水
B．DNA分子杂交技术可用于两种生物亲缘关系的判断
C．PCR可用于目的基因分子水平的检测
D．离心技术可用于证明DNA的半保留复制
解析：证明光合作用释放的氧气来自水利用了18O同位素标记技术，但18O同位素没有放射性，A错误；DNA分子杂交技术可用于判断生物亲缘关系的远近，形成杂合双链区的部位越多说明物种间的亲缘关系越近，B正确；通过PCR等技术可检测受体细胞染色体DNA上是否插入了目的基因或目的基因是否转录出mRNA，即PCR可用于目的基因分子水平的检测，C正确；科学家运用同位素标记和离心技术证明了DNA的半保留复制，D正确。
3．以下是生物学实验的部分操作过程，其中正确的是( D )
解析：检测生物组织中的还原糖时，NaOH溶液和CuSO4 溶液应先混合均匀再使用，A错误；进行绿叶中色素的提取和分离时，应用无水乙醇提取色素或用体积分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠代替，B错误；探究植物细胞的吸水和失水时，应将表皮细胞先置于蔗糖溶液中观察其失水，再置于清水中观察吸水，C错误；用高倍显微镜观察细胞时，应先用低倍镜观察清楚后，移至视野中央再换高倍镜观察，D正确。4.生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中有关颜色变化的叙述，正确的是( C )
A．在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色
B．在无氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色
C.在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色
D．刚果红染液能与纤维二糖、葡萄糖等糖类物质结合形成红色复合物
解析：斐林试剂的颜色为蓝色，在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由蓝色变成砖红色，A错误；无氧发酵产生酒精，在酸性条件下，重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应，颜色由橙色变为灰绿色，B错误；二苯胺可以作为鉴定DNA的试剂，在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色，C正确；刚果红染液能与纤维素等多糖类物质结合形成红色复合物，并不能与纤维二糖、葡萄糖等发生化学反应，D错误。
5．下表为某兴趣小组设计的实验及实验结果，该实验结果可以证明( C )
注：“√”表示加入该成分，“－”表示未加入该成分。
A．酶具有高效性
B．酶发挥催化作用需要温和的条件
C．酶具有专一性
D．多数酶是蛋白质，少数酶是RNA
解析：根据1、2号试管实验结果可知，淀粉能被淀粉酶水解，不能被蛋白酶水解，说明酶具有专一性；3、4号试管中淀粉酶、蛋白酶的本质都是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂反应呈紫色，C符合题意。
6.
以新鲜菠菜叶为材料进行绿叶中色素的提取和分离实验，某小组得到右图所示结果。下列关于该结果的分析，正确的是( B )
A．是正确操作后得到的理想结果
B．可能研磨时未加入CaCO3导致
C．可能研磨时未加入SiO2导致
D．可能提取时加入过量的无水乙醇
解析：题图中滤纸条上距离点样处由近到远的条带分别代表叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，绿叶中叶绿素含量高于类胡萝卜素含量，但题图中显示类胡萝卜素含量高于叶绿素含量，不是操作后得到的理想结果，可能是研磨时未加入CaCO3 导致叶绿素被分解，A错误，B正确；若研磨时未加入SiO2导致研磨不充分，则各种色素含量均下降，但叶绿素含量应始终高于类胡萝卜素含量，与题图不符，C错误；若提取时加入过量的无水乙醇使色素浓度下降，但叶绿素含量应始终高于类胡萝卜素含量，与题图不符，D错误。
7．(2024·肇庆高三二模)目前医学水平尚无法治愈糖尿病，但可以通过食用富含膳食纤维的食物来改善血糖水平。为验证富含膳食纤维的食物可辅助治疗糖尿病，某科研小组将100位糖尿病患者随机均分为甲、乙两组进行实验，具体操作步骤：甲组先口服降糖药物A，再进行常规膳食；乙组先①，再②。下列相关说法正确的是( D )
A．该实验使用了空白对照的方法
B．降糖药物A的作用效果只与胰高血糖素的作用效果相抗衡
C．乙组中的①是口服降糖药物A的溶剂，②是常规膳食
D．该实验操作步骤中缺少检测甲、乙两组处理前后患者血糖水平
解析：该实验使用了相互对照的方法，A错误；降糖药物A的作用效果与胰高血糖素、肾上腺素等的作用效果相抗衡，B错误；乙组中的①是口服降糖药物A，②是食用富含膳食纤维的食物，C错误；该实验操作步骤中缺少检测甲、乙两组处理前后患者血糖水平，无法获得数据，D正确。
8．为研究毒品海洛因的危害，将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验，结果如下。
下列分析不合理的是( C )
A．低剂量海洛因即可影响胚胎的正常发育
B．Bax基因的表达水平受环境因素的影响
C.对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡
D．结果说明孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险
解析：据题表分析可知，低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数为33%，与对照组相比明显升高，故低剂量海洛因即可影响胚胎的正常发育，A合理；Bax为脑中促凋亡蛋白，分析题表数据可知，与对照组相比，海洛因处理组的Bax含量升高，故海洛因会促进Bax含量升高导致脑细胞凋亡，说明Bax基因的表达水平受环境因素的影响，B合理；细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡，是一种正常的生理现象，对照组的Bax含量为6.7 μg·L－1，故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡，C不合理；据题表数据可知，海洛因处理组的活胚胎数降低，脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升高，故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险，D合理。
9．为寻找调控蛋白分泌的相关基因，科学家用化学诱变剂处理芽殖酵母，以酸性磷酸酶(P酶)为指标，在酵母中筛选出突变株(sec1)并进行了研究：将酵母置于无磷酸盐培养液中，对sec1和野生型的胞外P酶检测结果如下图所示。下列说法错误的是( D )
注：无磷酸盐培养液可促进酵母P酶的分泌，分泌到胞外的P酶活性可反映P酶的量。
A．酵母细胞中合成的分泌蛋白通过胞吐作用分泌到细胞膜外
B．数据表明，在37 ℃时突变株(sec1)P酶的分泌受到抑制
C．与野生型相比，突变株(sec1)是一种温度敏感型突变体
D．与24 ℃时相比，在37 ℃时野生型P酶的合成与分泌均受到抑制
解析：大分子、颗粒性物质跨膜运输的方式是胞吞或胞吐，分泌蛋白属于大分子，分泌蛋白一般通过胞吐作用分泌到细胞膜外，A正确；由题图分析可知，在37 ℃时突变株(sec1)P酶活性在2.5 h左右时下降，说明其分泌受到抑制，B正确；据题图可知，转入37 ℃后，突变株(sec1)胞外P酶活性先增强后减弱，野生型的一直在增强，因此与野生型相比，突变株(sec1)是一种温度敏感型突变体，C正确；与24 ℃时相比，在37 ℃时野生型P酶活性随时间延长而增强，说明其合成与分泌没有受到抑制，D错误。
10．结肠癌是指起源于结肠黏膜上皮的恶性肿瘤，药物奥沙利铂可抑制肿瘤生长。香砂六君子汤出自《古今名医方论》，具有益气化痰、理气畅中的功效。为探究香砂六君子汤对患有结肠癌小鼠的调控作用，将小鼠结肠癌细胞经传代培养后，于裸鼠(无胸腺)颈部背侧皮下接种，构建肿瘤模型。建模成功后，将其随机均等分成5组，即模型组、阳性组(化疗药物奥沙利铂，1 mg·kg－1)及香砂六君子汤低、中、高剂量组(5.4 g·kg－1、10.8 g·kg－1、21.6 g·kg－1) 。一段时间后，检测相关指标，部分结果见下表。下列相关叙述正确的是( B )
A.模型组作为对照组，为其他实验组提供了抑制肿瘤效果的参照标准
B．裸鼠作为实验对象，避免了自身免疫系统杀伤癌细胞干扰实验结果
C．香砂六君子汤中剂量组结果表明，香砂六君子汤与奥沙利铂抑制肿瘤的机理相同
D．香砂六君子汤高剂量组结果表明，香砂六君子汤抑制肿瘤的最适浓度为21.6 g·kg－1
解析：模型组作为空白对照组，阳性组为其他实验组提供了抑制肿瘤效果的参照标准，A错误；裸鼠无胸腺，即T淋巴细胞无发育场所，无T淋巴细胞不能进行特异性免疫，避免了自身免疫系统杀伤癌细胞干扰实验结果，B正确；香砂六君子汤中剂量组抑瘤率为53.16%，奥沙利铂抑瘤率为52.53%，表明中剂量香砂六君子汤与奥沙利铂抑制肿瘤的效果接近，但它们抑制肿瘤的机理未知，C错误；实验剂量未设置多组梯度，就题表组数不能得知香砂六君子汤抑制肿瘤的最适浓度，D错误。
二、非选择题
11．将绵羊红细胞多次注射到家兔体内，可诱导家兔产生免疫反应，绵羊红细胞被破坏溶解(溶血反应)。研究发现，同时存在溶血素(抗红细胞抗体)及补体可使红细胞发生溶血反应，使红细胞悬液从浑浊变为红色透明。为验证上述观点，某研究小组利用下列材料和试剂进行了实验。请完善实验思路，预测实验结果并分析。
实验材料及试剂：红细胞悬液、溶血素溶液、补体溶液、生理盐水等。
(1)完善实验思路：
实验组1：向试管中加入红细胞悬液0.25 mL＋溶血素溶液0.25 mL＋补体溶液0.25 mL＋生理盐水0.25 mL；
实验组2：向试管中加入红细胞悬液0.25 mL＋溶血素溶液0.25 mL＋生理盐水0.5 mL；
实验组3：向试管中加入红细胞悬液0.25 mL＋___________________________________________________________________；
对照组：向试管中加入红细胞悬液0.25 mL＋___________________________________________________________________；
各试管中溶液混合均匀，20分钟后观察并记录各组试管中的实验现象。
(2)预测实验结果：
试管中液体变为红色透明的组别是________。除直接观察试管中的实验现象外，写出另一种检测溶血反应是否发生的方法：_____________________________________________
_____________________________(简述操作过程)。
(3)分析与讨论：
①红细胞悬液、溶血素溶液和补体溶液都需使用生理盐水配制，可防止红细胞因__________被破坏溶解，以防对实验结果造成干扰。
②研究发现，补体不能直接与红细胞结合，溶血素可与红细胞表面的抗原结合形成抗原—抗体复合物，补体结合到该复合物上后才会引起红细胞溶血反应。为验证该结论，研究小组对实验组2和实验组3试管中溶液进行离心，弃去______，再向实验组2和实验组3试管中分别加入适量的________和________，20分钟后观察两组试管中的实验现象。若实验现象为_______________________________________________
___________________________________________，则支持上述结论。
③溶血素由浆细胞分泌，B细胞在接受抗原和活化的辅助性T细胞等信号刺激后，在辅助性T细胞分泌的________的作用下分裂、分化，大部分分化为浆细胞。
答案：(1)补体溶液0.25 mL＋生理盐水0.5 mL 生理盐水0.75 mL (2)实验组1 将试管中液体制成临时装片，在光学显微镜下观察红细胞是否被破坏 (3)①渗透吸水(或渗透作用) ②上清液 补体溶液 溶血素溶液 仅实验组2试管中液体从浑浊变为红色透明(或实验组2试管中液体从浑浊变为红色透明，实验组3试管中液体浑浊) ③细胞因子
12．不同温度条件下，植物对光的需求存在差异，图1是温度和其他条件适宜时光照强度与番茄净光合速率的关系，图中A点为光补偿点，B点为光饱和点；图2是番茄光补偿点和光饱和点的高低与温度变化的关系。回答下列问题：
(1)由图1可知，光补偿点的含义为当____________________时的光照强度。
(2)由图2可以看出，在5～10 ℃时，光补偿点较低，该状态下，温度对光合速率及呼吸速率的影响效果分别为____________；超过35 ℃，光饱和点不升反降，可能的原因是____________________________________________
_____________________________(写出两点即可)。
(3)光补偿点和光饱和点的高低不仅受温度影响，还受CO2浓度的影响。若降低CO2浓度，图1中A点和B点将分别向______和______移动。在采用人工光源提高番茄产量时，对光照强度的控制应考虑到
__________________________(写出两点即可)等多个方面。
(4)若要得到番茄的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定番茄呼吸速率的实验思路为_____________________________________________。
答案：(1)净光合速率为0(或光合速率等于呼吸速率)
(2)促进、促进 温度升高，影响与光合作用有关酶的活性(或酶活性降低)；光合色素分解增多，含量减少
(3)右 左 番茄所处环境的温度以及CO2浓度
(4)其他条件保持相同且一致，将番茄放置于黑暗条件下，测定其呼吸速率(或单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量)
13．埃可病毒30型(E30)是一种肠道病毒。科学家研究发现当DDX3(一种酶)表达量增多时，E30的量也增多。RK-33是一种能够抑制DDX3合成的小分子化合物。研究人员用RK-33对E30的增殖影响进行实验，结果如下图所示。回答下列问题。
(1)E30侵入人体后，__________受到两个信号的刺激，同时需要细胞因子的作用，开始分裂、分化，大部分分化为浆细胞，浆细胞产生________。同时被病原体感染的宿主细胞膜表面的某些分子发生变化，____________识别变化信号，并在细胞因子的作用下，加速分裂分化，裂解靶细胞。由此可见____________细胞在体液免疫和细胞免疫中都起着关键的作用。
(2)相对于3组，设置1组和2组的目的分别是
_____________________________________________。
(3)从基因表达角度分析，推测RK-33可能作用于DDX3合成的____________过程，从而使DDX3合成减少，DDX3应该是病毒_________________________________________
过程中的一种关键酶。
解析：(1)E30侵入人体后，会引发体液免疫和细胞免疫，B细胞的活化需要两个信号的刺激，即病毒与B细胞的直接接触和辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合，还需要辅助性T细胞产生的细胞因子的作用。当B细胞活化后，就开始增殖、分化，大部分分化为浆细胞，浆细胞产生抗体，小部分分化为记忆B细胞。同时被病原体感染的宿主细胞膜表面的某些分子发生变化，成为靶细胞被细胞毒性T细胞识别，并在辅助性T细胞产生的细胞因子的作用下，加速分裂分化，裂解靶细胞。由此可见，辅助性T细胞在体液免疫和细胞免疫中都起着关键的作用。(2)本实验的研究目的是探究RK-33对E30的增殖影响，相对于3组，1组只添加了E30，是作为空白对照，和3组对比的单一变量为是否添加RK-33，证明RK-33物质对病毒的作用效果，2组和3组对比可以排除溶解 RK-33 的溶剂对实验的影响，以确保3组的效果是由RK-33造成的。(3)基因的表达包括转录和翻译两个过程，DDX3是一种酶，RK-33可能作用于DDX3合成的转录或翻译过程，从而使DDX3合成减少。由于DDX3表达量增多时，E30的量也增多，当DDX3合成减少后，病毒的数量也减少，推测DDX3应该是病毒增殖过程中的一种关键酶。
答案：(1)B细胞 抗体 细胞毒性T细胞 辅助性T
(2)设置1组是作为空白对照，证明RK-33物质对病毒的效果，设置2组是为了排除溶解RK-33的溶剂对实验的影响 (3)转录或翻译 复制(或增殖)
14．镍是一种重金属，由于在工业上被大量使用及废料的大量排放而对环境产生了严重的污染。科研人员发现重组质粒pSUNI含有nixA基因，该基因编码一种高特异性的Ni2＋转运蛋白，重组质粒pGPMT3带有编码金属硫蛋白的基因(tmG)，金属硫蛋白(TM)可高容量地结合重金属离子，又可在细胞内消除重金属离子对细胞本身的毒害作用。科学家利用基因工程培育出能够富集Ni2＋的“超级细菌”——大肠杆菌JM109，用来净化工业废水，治理环境污染。回答下列问题：
(1)构建重组质粒pSUNI、pGPMT3所需要的两种酶是________________，培育“超级细菌”——大肠杆菌JM109所需的目的基因是_________________________________。
(2)科研人员用____________处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境DNA的生理状态，再将重组质粒导入受体细胞。在大肠杆菌JM109细胞内，nixA基因表达产物分布在大肠杆菌的____________上。
(3)科研人员为检测大肠杆菌JM109富集Ni2＋的效果，在适宜的条件下培养原JM109、JM109＋pSUNI、JM109＋PSUNI＋pGPMT3，在含有一定浓度Ni2＋的培养液中培养，检测大肠杆菌菌体的数量和菌体中Ni2＋的含量，实验结果如下图所示。
该实验原JM109组的作用是______________________，
JM109＋pSUNI组的大肠杆菌数量最少的原因是
___________________________________________。
(4)简要写出实验思路，探究大肠杆菌JM109富集Ni2＋受废水pH的影响。实验思路：
________________________________________。
解析：(1)构建重组质粒需要使用限制酶对含目的基因的DNA片段和载体DNA分子进行切割，得到互补的末端，然后再利用DNA连接酶连接起来；根据题干信息可知，nixA基因编码一种高特异性的Ni2＋转运蛋白，金属硫蛋白(TM)可高容量地结合重金属离子，又可在细胞内消除重金属离子对细胞本身的毒害作用，科学家利用基因工程培育出能够富集Ni2＋的“超级细菌”——大肠杆菌JM109，培育“超级细菌”——大肠杆菌JM109所需的目的基因是nixA、tmG。(2)将目的基因导入大肠杆菌细胞采用Ca2＋处理法，使细胞处于一种能吸收周围环境DNA的生理状态；在大肠杆菌JM109细胞内，nixA基因表达产物是Ni2＋转运蛋白，分布在大肠杆菌的细胞膜上。(3)重组质粒pSUNI含有nixA基因，pGPMT3带有编码金属硫蛋白的基因(tmG)，该实验原JM109组没有导入任何质粒(即不做任何处理)，作为对照组；JM109＋pSUNI组的大肠杆菌数量最少的原因是高特异性的Ni2＋转运蛋白将较多Ni2＋转入细胞，但没有金属硫蛋白(TM)消除Ni2＋对细胞本身的毒害作用。(4)探究大肠杆菌JM109富集Ni2＋受废水pH的影响，该实验的自变量是pH的变化，因变量是大肠杆菌JM109富集Ni2＋含量的变化，可以通过测量不同pH培养液中Ni2＋含量的变化来探究。因此实验思路是配制一系列含等量Ni2＋的不同pH培养液培养大肠杆菌JM109，一段时间后检测各组培养液中Ni2＋含量的变化。
答案：(1)限制酶、DNA连接酶 nixA、tmG (2)Ca2＋ 细胞膜 (3)作为对照 高特异性的Ni2＋转运蛋白将较多Ni2＋转入细胞，但没有金属硫蛋白(TM)消除Ni2＋对细胞本身的毒害作用 (4)配制一系列含等量Ni2＋的不同pH培养液培养大肠杆菌JM109，一段时间后检测各组培养液中Ni2＋含量的变化
选项
实验课题
操作流程
A
绿叶中色素的分离
制备滤纸条→画滤液细线→层析法分离色素→观察与记录
B
果酒的制作
取新鲜葡萄→清水冲洗→去掉枝梗→榨汁并装入发酵瓶→盖上瓶盖→定时排气
C
观察植物细胞的有丝分裂
载玻片上滴一滴清水→根尖放在水滴中漂洗→将根尖弄碎→染色→盖上盖玻片
选项
实验课题
操作流程
D
验证酶的专一性
分别加入等量的蔗糖和淀粉溶液→均加入等量淀粉酶溶液→均加入等量斐林试剂→加热→观察
项目
第1组
第2组
第3组
部分实验材料选择
CTX
－
＋
生理盐水
＋＋
＋
抗CTX血清
－
－
癌细胞
＋
＋
项目
第1组
第2组
第3组
部分实验材料选择
CTX
－
＋
＋
生理盐水
＋＋
＋
－
抗CTX血清
－
－
＋
癌细胞
＋
＋
＋
简要操作过程
操作目的
分组前使用高脂肪饲料喂养幼鱼7天
提高幼鱼体内的脂肪含量
①________________________________________________
设置多个实验组
注射等量的溶剂到对照组的幼鱼体内
设置对照组
将各组置于相同且适宜条件下饲养
②_______________________________________________
检测肌肉和肝脏等组织细胞中酶1的活性
—
选项
实验名称
实验操作
A
检测生物组织中的还原糖
向待测液中选加入NaOH溶液，再加CuSO4溶液，水浴加热
B
绿叶中色素的提取和分离
先用95%的乙醇提取色素，再用层析液分离色素
C
探究植物细胞的吸水和失水
将表皮细胞先置于清水中观察吸水，再置于蔗糖溶液中观察失水
D
使用高倍显微镜观察几种细胞
在低倍镜下观察清楚物像后，先移至视野中央，再换成高倍镜观察
试管
淀粉溶液2 mL
蒸馏水2 mL
淀粉酶
蛋白酶
碘液
双缩脲试剂
结果
1
√
－
－
√
√
－
变蓝
2
√
－
√
－
√
－
不变蓝
3
－
√
√
－
－
√
变紫色
4
－
√
－
√
－
√
变紫色
处理检查项目
对照组
连续9天给予海洛因
低剂量组
中剂量组
高剂量组
活胚胎数/胚胎总数(%)
100
76
65
55
脑畸形胚胎数/活胚胎数(%)
0
33
55
79
脑中促凋亡蛋白Bax含量(μg·L－1)
6.7
7.5
10.0
12.5
序号
组别
肿瘤质量/ mg
抑瘤率/%
1
模型组
1.58
0
2
阳性组
0.75
52.53
3
香砂六君子汤低剂量组
1.02
35.44
4
香砂六君子汤中剂量组
0.74
53.16
5
香砂六君子汤高剂量组
0.5
68.35