专题21实验与探究-三年（2019-2021）高考生物真题分项汇编（原卷版）

专题21  实验与探究

1．（2021·湖南高考真题）以下生物学实验的部分操作过程，正确的是（    ）

A．A B．B C．C D．D

2．（2021·湖南高考真题）质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是（    ）

A．施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关

B．质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁

C．质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低

D．1mol/L NaCl溶液和1mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等

3．（2021·1月浙江选考）下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是（　　）

A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上

B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律

C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质

D．肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

4．（2021·全国乙卷高考真题）选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述，错误的是（    ）

A．鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色

B．观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体，可用龙胆紫溶液使其着色

C．观察RNA在细胞中分布的实验中，盐酸处理可改变细胞膜的通透性

D．观察植物细胞吸水和失水时，可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮

5．（2021·广东高考真题）秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料，生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（    ）

A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成

B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2

C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布

D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量

6．（2021·河北高考真题）关于生物学实验的叙述，错误的是（    ）

A．NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同

B．染色质中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基绿着色

C．纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液

D．利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量，推测土壤动物的丰富度

7．（2021·1月浙江选考）1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。

材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。

实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。

注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成

回答下列问题：

（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是：___________；__________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、___________。

（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用___________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是___________。

（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是___________，以确保酶的活性。

（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）_____________________

8．（2021·全国甲卷高考真题）用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-Pα~Pβ~Pγ，)等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。

回答下列问题：

（1）该研究人员在制备32p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32p，原因是_______。

（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是_______。

（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA_______。

（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是_______。

9. （2021·6浙江月选考）（10 分）为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。

实验材料：蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1% 、0.2%和 1%酒精，去甲肾上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。

（要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3 种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和 PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜）

实验过程与结果或讨论：

回答下列问题：

（1）实验1结果可得出的结论是____________________________________。

（2）设计用于记录实验2 结果的表格：____________________________________

（3）依据实验2、3 的结论，实验3 的分组应为;

A组：任氏液；    

B组：____________________________________；    

C组：____________________________________；

E组：____________________________________；   

D组：____________________________________。

《4）酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是

__________________________________________________________________________________。

10．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅰ)·4）为达到实验目的，需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应，不合理的是（    ）

A．A B．B C．C D．D

11．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·3）下列关于生物学实验的叙述，错误的是（    ）

A．观察活细胞中的线粒体时，可以用健那绿染液进行染色

B．探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时，可用肉眼直接观察

C．观察细胞中RNA和DNA的分布时，可用吡罗红甲基绿染色剂染色

D．用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白

12．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·3）黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法错误的是（    ）

A．在高倍光学显微镜下，观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构

B．观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片

C．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小

D．探究黑藻叶片中光合色素的种类时，可用无水乙醇作提取液

13．（2020年天津高考生物试卷·4）某同学居家学习期间，准备洋葱根尖有丝分裂实验材料。在下列方法中（每天换一次水），根尖生长状况最好的是（    ）

A． B．

C． D．

14．（2020年江苏省高考生物试卷·6）采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是（    ）

A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂

B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏

C．研磨时添加石英砂有助于色素提取

D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散

15．（2020年江苏省高考生物试卷·17）生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是（    ）

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．在厌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到，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色

D．在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色

16．（2020年江苏省高考生物试卷·20）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（    ）

A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径

B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质

C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA进行半保留复制

D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质

17．（2020年江苏省高考生物试卷·25）某同学用光学显微镜对4种实验材料进行观察并记录，下表实验现象合理的是（    ）

A．A B．B C．C D．D

18．（2019江苏卷·17）如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是

A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素

B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液

C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作

D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b

19．（2019北京卷·1）玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。

对此图像的观察与分析，错误的是

A．先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范

B．可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁

C．在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞

D．细胞不同结构成分与该染料结合能力不同

20．（2019北京卷·2）为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响，研究者将实验动物分为运动组和对照组，运动组每天进行适量的有氧运动（跑步/游泳）。数周后，研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了1.5倍，靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出

A．有氧运动不利于海马脑区的发育

B．规律且适量的运动促进学习记忆

C．有氧运动会减少神经元间的联系

D．不运动利于海马脑区神经元兴奋

21．（2019天津卷·4）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是

A．红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别

B．两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察

C．两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较

D．红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定

22．（2019江苏卷·12）下列关于微生物实验操作的叙述，错误的是

A．培养微生物的试剂和器具都要进行高压蒸汽灭菌

B．接种前后，接种环都要在酒精灯火焰上进行灼烧

C．接种后的培养皿要倒置，以防培养污染

D．菌种分离和菌落计数都可以使用固体培养基

23．（2019江苏卷·22）有些实验可以通过染色改进实验效果，下列叙述合理的是

A．观察菠菜叶肉细胞时，用甲基绿染色后叶绿体的结构更清晰

B．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离

C．检测花生子叶中脂肪时，可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色

D．探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，可用台盼蓝染液区分菌体死活

24．（2019浙江4月选考·10）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：

据此分析，下列叙述错误的是

A．实验的可变因素是催化剂的种类

B．可用产生气泡的速率作检测指标

C．该实验能说明酶的作用具有高效性

D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验

25．（2019浙江4月选考·18）在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：

下列叙述错误的是

A．装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色

B．观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜

C．图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成

D．图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍

26．（2019浙江4月选考·20）为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：

下列叙述正确的是

A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性

B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质

C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA

D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA

27．（2020年全国统一高考生物试卷（新课标Ⅱ)·30）为了研究细胞器的功能，某同学将正常叶片置于适量的溶液B中，用组织捣碎机破碎细胞，再用差速离心法分离细胞器。回答下列问题：

（1）该实验所用溶液B应满足的条件是_____________（答出2点即可）。

（2）离心沉淀出细胞核后，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底分解，原因是此上清液中含有_____________。

（3）将分离得到的叶绿体悬浮在适宜溶液中，照光后有氧气释放；如果在该适宜溶液中将叶绿体外表的双层膜破裂后再照光，_____________（填“有”或“没有”）氧气释放，原因是_____________。

28．（2020年山东省高考生物试卷（新高考)·23）玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：

（1）实验一中作为母本的是______________，实验二的F1中非抗螟植株的性别表现为__________ （填：雌雄同株、雌株或雌雄同株和雌株）。

（2）选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株∶抗螟雌株∶非抗螟雌雄同株约为2∶1∶1。由此可知，甲中转入的A基因与ts基因_____________ （填：是或不是）位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是_____________。若将F2中抗螟雌雄同株与抗螟雌株杂交，子代的表现型及比例为_____________。

（3）选取实验二的F1抗螟矮株自交，F2中抗螟矮株雌雄同株∶抗螟矮株雌株∶非抗螟正常株高雌雄同株∶非抗螟正常株高雌株约为3∶1∶3∶1，由此可知，乙中转入的A基因_____________ （填：位于或不位于）2号染色体上，理由是_____________。 F2中抗螟矮株所占比例低于预期值，说明A基因除导致植株矮小外，还对F1的繁殖造成影响，结合实验二的结果推断这一影响最可能是_____________。F2抗螟矮株中ts基因的频率为_____________，为了保存抗螟矮株雌株用于研究，种植F2抗螟矮株使其随机受粉，并仅在雌株上收获籽粒，籽粒种植后发育形成的植株中抗螟矮株雌株所占的比例为_____________。

29．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·27）以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题：

（1）欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0．3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生__________现象来判断。

（2）取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏__________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的__________不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的__________。

（3）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__________。

30．（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)）欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。

（要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV，兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜）

回答下列问题：

（1）完善实验思路：

组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。

组2：__________。

组3：将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺激后的动作电位，并记录。

对上述所得的实验数据进行分析与处理。

（2）预测实验结果____（设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果）：

（3）分析与讨论

①简要解释组3的实验结果：____。

②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性，24Na+的这种转运方式属于__________。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使24Na+外流量__________。

③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有__________神经。

31．（2019全国卷Ⅰ·29）

将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。

（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。

（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主要原因是_______________________。

（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。

32．（2019全国卷III·29）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。

（1）植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是___________，在细胞核中合成的含氮有机物是___________，叶绿体中含氮的光合色素是______________。

（2）农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4﹢）和硝态氮（NO3﹣）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4﹢和NO3﹣的吸收具有偏好性（NH4﹢和NO3﹣同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。

33．（2019江苏卷·30）为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：

（1）为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质（肽类）含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入__________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有__________（填序号）。

①试管     ②滴管    ③量筒    ④酒精灯    ⑤显微镜

（2）为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加__________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是__________。

（3）为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验；在1~4号试管中分别加入相应的提取液和溶液（如下图所示），40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。

请继续以下分析：

①设置试管1作为对照，其主要目的是_________。

②试管2中应加入的X是__________的提取液。

③预测试管3中的颜色变化是_________。若试管4未出现预期结果（其他试管中结果符合预期），则最可能的原因是__________。

34．（2019浙江4月选考·33）欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。

材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。

（要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求，实验条件适宜）

（1）实验思路：

①

（2）预测实验结果（设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果）_______：

（3）分析与讨论

①正常人尿液中检测不到葡萄糖，其原因是______。

②当机体血糖水平升高时，胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是______。此时，机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面______。