【最新版】23届生物新高考二轮专题复习之专题10　实验与探究


[考纲要求]　1.能独立完成《考试大纲》列出的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用　2.具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行分析、解释和处理　3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，学会运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法　4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订


　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．(2021·全国乙卷)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
答案　A
解析　代谢旺盛的细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能将代谢旺盛的细胞染成蓝色。
2.(2018·全国卷Ⅰ)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是(　　)

A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
答案　C
解析　根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，因此乙组加入了药物X，丙组先加入药物X，后加入药物D，A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。
3．(2018·全国卷Ⅲ)下列研究工作中由我国科学家完成的是(　　)
A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
答案　D
解析　以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的，D正确。
4．(2019·全国卷Ⅲ)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(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO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。
答案　(1)蛋白质　核酸　叶绿素
(2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。
预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
解析　(1)在植物细胞中，核糖体是生产蛋白质的机器，蛋白质是一种含氮的有机物；在细胞核中能够通过DNA的复制和转录合成的含氮有机物是核酸(DNA和RNA)；叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素。
(2)由于农作物对两种离子的吸收量不同，且硝酸铵溶液中NH和NO的比例为1∶1，所以用该培养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NO和NH的剩余量即可判断作物甲对NH和NO吸收的偏好性。预期结果和结论：若营养液中NO的剩余量小于NH的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH的剩余量小于NO的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
5．(2017·全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案　(1)思路
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
解析　该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基和五碳糖不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。

6.(2021·广东选择性考试)秸秆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)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(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
答案　D
解析　检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
7．(2020·山东等级考)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
答案　C
解析　黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构，需要用电子显微镜来观察，A正确；黑藻成熟叶的细胞为高度分化的细胞，不具有分裂能力，故不能用来观察植物细胞的有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，植物细胞失水，原生质层体积变小，绿色会加深，而随着不断失水，细胞液的浓度增大，吸水能力增强，C错误；叶绿体中的色素易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂，提取黑藻叶片中光合色素时，可用无水乙醇作提取液，D正确。
8．(2021·山东等级考)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。

(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺分泌G的体液调节方式为 。
(2)研究发现，NE主要通过过程②影响MeSC，过程①作用很小。两过程中，NE作用于MeSC效果不同的原因可能是 、
、 。(答出3种原因即可)
(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：
。
实验现象：
。
答案　(1)分级调节
(2)两过程NE的作用方式不同(或：NE分别作为激素和神经递质起作用)　两过程NE的浓度不同　两过程NE运输到MeSC的时间不同(或其他合理答案如：MeSC上受体分布不同、两过程NE的活性不同等。以上三个空的答案顺序可颠倒)
(3)取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不处理；B组切除肾上腺；C组束缚；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜。饲养一定时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化　A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)、不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)、变白(注：上述处理中A组做假手术处理，C组做假手术并束缚也可)
解析　题图分析，过度紧张焦虑刺激下丘脑分泌相应激素作用于垂体，垂体分泌相应激素作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素抑制成纤维细胞，通过一系列途径最终分化出的毛囊细胞减少。与此同时，过度紧张焦虑会刺激脑和脊髓通过传出神经作用于肾上腺髓质分泌NE或传出神经分泌NE作用于MeSC，使其异常增殖分化，最终黑色素细胞减少，据此答题。
(1)由图可知，下丘脑分泌相应激素通过体液运输作用于垂体，使垂体分泌相应激素，再通过体液运输作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素，该过程体现了激素分泌的分级调节。
(2)过程②为传出神经直接分泌NE作用于MeSC细胞，过程①是传出神经先作用于肾上腺髓质使其分泌NE再作用于MeSC细胞，这两种方式中过程②的作用效果大于过程①，其可能原因有两过程NE的作用方式不同，过程②中NE作为神经递质起作用，而过程①NE作为激素起作用，也可能是两过程NE的浓度不同或两过程NE运输到MeSC的时间不同，过程②中NE运输时间短，过程①中NE运输时间长。
(3)该实验的实验目的为验证题中所述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，实验自变量为是否对小鼠进行长期束缚以及是否切除肾上腺，因变量为黑毛小鼠体毛的变化。由图可知，过度紧张和焦虑会导致黑色素细胞减少，引起体毛变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱毛，因此以黑毛小鼠体毛是否变白以及是否脱毛作为因变量观察指标。为了验证长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，可取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。预期观察到的实验现象：A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多(生长旺盛)，变白。由此可见，长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑导致脱毛和白化现象，切除肾上腺有助于抑制脱毛的现象，但对白化减少影响不大。
9．(2020·天津等级考)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。

注：相对生物量＝单株干重/对照组(C1T1)单株干重。
据图回答：
(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统 和 中的重要作用。
(2)本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为
，仅温度升高对两种植物的影响分别为 。
(3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：
。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落 的速度与方向。
答案　(1)物质循环　能量流动
(2)促进两种植物生长　抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长
(3)将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化　演替
解析　(1)生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物通过光合作用将大气中CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。
(2)据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物量都提高，故仅CO2浓度的升高，可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实验中，相同条件下高温组的相对生物量都高于常温组，因此，仅提高温度，会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。
(3)根据题意，在群落水平上，温室效应加剧可能导致生活在同一高寒草甸中的鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的比例发生变化，即导致群落发生了演替。若要验证该推测，则可将鬼箭锦鸡儿和紫羊茅种植在一起，比较温室效应加剧前后该区域两种植物的相对生物量的变化。若推测成立，说明温室效应加剧可能会对群落演替的速度和方向产生影响。

考点
全国Ⅰ卷5年考情分析
热度
2017
2018
2019
2020
2021
教材基
础实验
T2
[6分]


T4
[6分]
T2
[6分]
★★
教材科学
史、方法等


T2
[6分]


★
拓展实
验探究
T29
[10分]
T4
[6分]
T6
[6分]
T31
[8分]
T32(2)
[6分]
T29(3)
[8分]


★★
★★
每年本专题
考查的分值
16分
26分
14分
6分
6分
五年均分
13．6分

考点
全国Ⅱ卷5年考情分析
热度
2017
2018
2019
2020
2021
教材基
础实验





★
教材科学
史、方法等



T3
[6分]

★
拓展实
验探究
T30
[9分]
T29
[8分]
T37(3)(4)
[11分]

T30
[9分]
★
★
★
每年本专题
考查的分值
9分
8分
11分
6分
9分
五年均分
8．6分

考点
全国Ⅲ卷5年考情分析
热度
2016
2017
2018
2019
2020
教材基
础实验

T5
[6分]



★
教材科学
史、方法等
T2
[6分]

T1
[6分]


★★
拓展实
验探究

T31
[10分]
T32
[12分]

T29(2)
[6分]
T32(2)
[8分]

★
★
每年本专题
考查的分值
6分
28分
6分
14分

五年均分
10．8分

1．淀粉酶是人体消化液中重要的消化酶，在代谢中起到重要作用。为了探究不同物质对胰淀粉酶的活性的影响，研究人员进行如下实验。实验流程如下：
步骤
甲组
乙组
丙组
丁组
1
1 mL淀粉酶溶液； Ⅰ
1 mL淀粉酶溶液；
1 mL 2.5%茶花粉提取液；
2 mL磷酸缓冲液
1 mL淀粉酶溶液；
1 mL 2.5%茶花粉提取液；
1 mL 5%芦丁溶液；
1 mL磷酸缓冲液
1 mL淀粉酶溶液；
1 mL 2.5%茶花粉提取液；
1 mL 5% VC溶液；
1 mL磷酸缓冲液
2
混匀后放入37 ℃恒温水浴锅中保温10 min
3
各加入2 mL预热至37 ℃的1%可溶性淀粉溶液
4
Ⅱ
5
沸水浴5 min后加入4 mL DNS显色剂，混匀后继续沸水浴8 min
6
观察各组试管颜色变化，并通过仪器测量，转化的实验结果：

注：DNS显色剂与还原糖在沸水浴条件下显棕红色。
请分析回答：
(1)胰淀粉酶能将淀粉水解成 ，进而再水解为葡萄糖被人体吸收。
(2)第1步中Ⅰ处应加入 ，该组作为空白对照的目的是测定 。
(3)Ⅱ处的操作步骤是 。第5步加入DNS显色剂前、后沸水浴的作用分别是 、 。
(4)实验结果说明茶花粉提取物对淀粉酶的活性具有 作用，推测服用茶花粉提取物可在 (填“升血糖”或“降血糖”)方面有一定的辅助治疗作用，当与富含 (填“芦丁”或“VC”)的食物共同服用时可增强疗效。
答案　(1)麦芽糖
(2)3 mL磷酸缓冲液　酶在适宜条件下的活性
(3)混匀后在37 ℃条件下保温相同时间　高温使酶失活，终止反应　使DNS显色剂在高温条件下与还原糖反应显色
(4)抑制　降血糖　芦丁
解析　(1)淀粉在淀粉酶的催化作用下先被水解成麦芽糖，进而再被水解成葡萄糖。
(2)分析甲、乙两组，自变量为是否加入1 mL 2.5%茶花粉提取液，依据等量原则，第1步中Ⅰ处应加入3 mL磷酸缓冲液；甲组为空白对照组，作用是测定酶在磷酸缓冲液中的活性，即酶在适宜条件下的活性。
(3)步骤3将预热至37 ℃的底物加入甲、乙、丙、丁不同物质环境条件下，为了让酶与底物充分反应，Ⅱ处的操作步骤是混匀后在37 ℃条件下保温相同时间；为了使各组反应时间相同，故加入DNS显色剂前进行沸水浴，作用为高温使酶失活，终止反应的进行；根据DNS显色剂与还原糖显色条件知，加入DNS显色剂后沸水浴的作用是使DNS显色剂在高温条件下与还原糖反应显色。
(4)分析甲、乙两组实验条件及实验结果(柱形图)可知，茶花粉提取物对淀粉酶的活性具有抑制作用，推测服用茶花粉提取物可在降低血糖方面有一定的辅助治疗作用；分析甲、乙、丙、丁四组实验条件，与实验结果柱形图可推测，茶花粉提取物与富含芦丁的食物共同服用可增强降低血糖的效果。
2．造血干细胞(HSC)在骨髓中产生，可分化和发育为血细胞和免疫细胞。当受到某些细胞因子刺激后，骨髓中的HSC释放到外周血中，此过程称为HSC动员。收集外周血中的HSC，可用于干细胞移植及血液疾病治疗。
(1)图1表示HSC动员的机制。由图可知，粒细胞集落刺激因子(G—CSF)刺激骨髓中的伤害性感受神经元，促进神经纤维末梢中的 融合，释放神经肽(CGRP)，CGRP作为一种 可作用于HSC 上的受体，促进HSC迁移至血管中。

(2)研究人员用RTX药剂使小鼠的伤害性感受神经元失活，未处理的小鼠为对照组，实验处理及检测结果如下表所示。
组别
注射物质
CGRP相对量
外周血中
HSC的相对量
RTX组
溶剂
Ⅴ
Ⅰ
3
RTX组
CGRP
Ⅱ
10
对照组
溶剂
Ⅲ
10
对照组
CGRP
Ⅳ
20
表中实验结果支持了图1中的过程，请完善表格，Ⅴ处为注射 刺激小鼠，Ⅰ～Ⅳ处数据依次为 (选填数字“0、6、15、6”)。
(3)R蛋白是HSC上受体的组分之一。为研究HSC动员对骨髓造血的影响，研究人员以野生型小鼠及敲除编码R蛋白基因的小鼠为实验材料，实验处理及检测结果如图2和图3所示。

①图2结果表明R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的，依据是 。
②图3结果说明 。
③综合图2和图3实验数据可知，G—CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，推测原因是
。
(4)辣椒中富含辣椒素，辣椒素也可作用于伤害性感受神经元。为探究其能否增强由G—CSF刺激引起的造血干细胞动员，研究人员给野生型小鼠分别喂食含辣椒素的辛辣食物及普通食物，检测并比较两组小鼠体内CGRP含量。请补充完善上述实验方案
。
答案　(1)突触小泡与突触前膜　神经递质(或信号分子)　细胞膜　(2)G—CSF　0、6、6、15
(3)①注射G—CSF刺激后，敲除组外周血中HSC数量显著低于野生型　②HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响　③HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加
(4)需补充两点：①实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G—CSF。②检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量
解析　(1)根据图示可以看出G—CSF刺激突触前膜后，引起了神经纤维末梢中的突触小泡与突触前膜融合，释放神经肽，因此可判定CGRP为一种神经递质(或信号分子)，可作用于HSC细胞膜上的受体，促进HSC迁移至血管中。
(2)题干描述该实验的结果支持图1的过程，而图1中的过程需要G—CSF刺激突触前膜，引起前膜释放CGRP，作用于HSC，而单纯用RTX药剂会让伤害性感受神经元失活，所以RTX组和对照组相比，自变量为伤害性感受神经感受元是否有活性，需要有G—CSF刺激，因此可确定Ⅴ为注射G—CSF刺激小鼠；根据该机制的过程，RTX组伤害性感受神经元失活，用G—CSF刺激也不会引起CGRP释放，Ⅰ组对应的组别中注射的为溶剂，因此Ⅰ为0，因此外周血中HSC的相对量也最低；Ⅱ和Ⅲ对应的组别中，一个是被RTX处理且注射物质为CGRP，另一个是被G—CSF刺激且注射物质为溶剂，两组外周血中HSC的相对量相同，因此可推测两组的CGRP相对量都为6；而Ⅳ的神经元正常，被G—CSF刺激且加入CGRP，其外周血中HSC的相对量也最高，因此确定Ⅳ的值为15。
(3)①图2中注射G—CSF后，对照组(野生型)可以引起外周血中HSC的相对量升高，与之相比，敲除了R基因的敲除组外周血中HSC的相对量较少，可确定R基因表达的R蛋白是受体响应CGRP信号所必需的。②图3中可以看出无论是否注射G—CSF，以及是否有R基因的表达产物，单位体积骨髓中HSC存储数量基本不变，因此可确定HSC动员对骨髓中HSC的存储量无影响。③综合图2和图3实验数据可知，G—CSF刺激后，野生型小鼠体内HSC总量明显高于敲除组，可以推测该机制可能是受G—CSF刺激后，HSC迁移至外周血导致骨髓中HSC增殖，维持骨髓中HSC的储存量，从而使体内HSC总量增加。
(4)该实验的实验目的为探究辣椒素能否增强由G—CSF刺激引起的造血干细胞动员，因此自变量为是否喂食辣椒素，因变量为造血干细胞动员程度，但该过程需要由G—CSF刺激，因此需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G—CSF，而因变量需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量，题中实验方案需补充完善两点：①实验处理：需要对喂食辛辣食物与普通食物的野生型小鼠分别注射G—CSF。②检测指标：需要检测两组小鼠外周血中HSC的数量。
3．在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生部分交换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研小组将小鼠置于密闭小室内，每日两次香烟烟雾染毒30分钟，分别在第9、18、27天采集小鼠骨髓细胞，镜检观察SCE率，结果如下表：
不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响
组别
染毒时间/天
SCE率/%
染毒组
9
6.89
18
7.77
27
8.29
对照组
9
5.87
18
5.92
27
5.87
(1)本实验的自变量是 ，表中数据表明： 、 。
(2)为镜检小鼠骨髓细胞的SCE，需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射BrdU，BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸(TdR)结构类似。细胞增殖时，BrdU可取代TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色，双链都掺入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色单体着色较浅；而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两条链都不掺入BrdU，所形成的姐妹染色单体着色深。
两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，如下图。

若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第 个细胞周期 期的细胞。
(3)通常SCE并不改变遗传物质的组成，原因是 。但SCE是染色体发生断裂和重接而产生的，可能造成 的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。
(4)综上所述，请提出远离二手烟的理由
。
答案　(1)染毒时间和是否染毒　染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高　随着时间延长，SCE率增加
(2)二　中
(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA序列相同　DNA
(4)二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变
解析　(1)表中数据是实验组和对照组不同时间的SCE率，则本实验的自变量为是否染毒和染毒时间，表中数据表明：染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，且随着时间延长，SCE率增加。
(2)细胞分裂中期的染色体形态固定，数目清晰，适于观察染色体。根据半保留复制的特点，向小鼠注射BrdU，第一次分裂过程中DNA复制后，两条姐妹染色单体所含的DNA均有一条链含有BrdU，着色较深；第二次分裂过程中DNA复制后，两条姐妹染色单体中，一条姐妹染色单体所含的DNA中只有一条链含有BrdU，着色较深，另一条姐妹染色单体所含的DNA两条链均含有BrdU，着色较浅，两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，所以观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第二个细胞周期中期的细胞进行对比观察。
(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来的，DNA的碱基序列相同，所以通常SCE并不改变遗传物质的组成；但SCE是染色体发生断裂和重接产生的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。
4．为利用某种病毒的减毒株(MV)治疗胰腺癌，科研人员进行了相关研究。
(1)细胞生命活动过程中产生衰老、受损的细胞器或功能丧失的蛋白复合物时，B蛋白在细胞内招募L­Ⅱ蛋白(由细胞质基质中的L­Ⅰ蛋白转变而来)等蛋白，启动自噬过程，形成自噬体，自噬体最终融入 中降解，这有利于保持细胞结构和功能的 。
(2)科研人员用MV、CQ(自噬抑制剂)和RAPA(自噬诱导剂)处理胰腺癌细胞，96 h后测定细胞内B蛋白、L­Ⅱ蛋白、L­Ⅰ蛋白含量，并以细胞内恒定表达的β­actin蛋白含量作为参照，得到下表所示结果。
组别
变量控制
电泳结果
L­Ⅱ蛋白/
L­Ⅰ蛋白
细胞存
活率(%)
MV
CQ
RAPA
B蛋白
β­actin
1
－
－
－


1.54
100
2
－
－
＋
1.51
121.13
3
－
＋
－
10.12
36.17
4
＋
－
－
9.58
48.89
①本实验中，作为对照组的是 组。
②L­Ⅱ蛋白是定位在自噬体膜上的蛋白，在自噬过程结束时会重新转变成L­Ⅰ蛋白，因而“L­Ⅱ蛋白/L­Ⅰ蛋白”可作为 的一个观测指标。
③比较1、2、3组结果，推测自噬过程 (选填“促进”或“抑制”)癌细胞增殖，从物质与能量的角度分析，其原因是_________________________
____________________________________________________________________。
(3)综合上述研究，请写出MV影响胰腺癌细胞增殖的机制：
。MV虽有抗胰腺癌的应用前景，但目前研究结果在很多方面尚不足以支持临床医学应用，请阐述理由：_____________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)溶酶体　相对稳定
(2)①1、2、3　②自噬过程　③促进　通过自噬降解细胞内衰老或受损的细胞器，获得代谢所需的物质和能量，有利于细胞增殖
(3)MV抑制B蛋白生成，降低其招募功能，降低癌细胞自噬，使其增殖所需物质和能量不足(或MV阻断自噬体与溶酶体的融合过程，降低癌细胞自噬，使其增殖所需物质和能量不足)　还需要进行动物实验和临床医学实验(或胰腺癌种类多样，不知是否对其他类型同样有效；细胞内分子调控通路复杂，MV是否影响其他通路，还需进一步探究；MV是否影响正常细胞的自噬尚不清楚；MV是否引起其他致病风险尚不清楚)
解析　(1)细胞自噬和细胞器溶酶体有关，溶酶体内含有多种水解酶，能水解衰老、损伤的细胞器，因此自噬体最终与溶酶体融合，进入溶酶体中降解，这有利于保持细胞结构和功能的相对稳定。
(2)①本实验研究的是MV对胰腺癌的影响，1是空白对照组，2、3是条件对照组，因此1、2、3均是对照组。
②根据题干信息“L­Ⅱ蛋白是定位在自噬体膜上的蛋白，在自噬过程结束时会重新转变成L－Ⅰ蛋白”，因此“L­Ⅱ蛋白/L­Ⅰ蛋白”可作为自噬过程的一个观测指标。
③1组和2组细胞均能自噬，3组细胞自噬受到抑制，1、2组癌细胞存活率高，3组癌细胞存活率低，由此可知自噬过程促进癌细胞增殖，可能原因是细胞通过自噬降解细胞内衰老或受损的细胞器，获得代谢所需的物质和能量，有利于细胞增殖。
(3)依据题干信息“B蛋白在细胞内招募L­Ⅱ蛋白(由细胞质基质中的L­Ⅰ蛋白转变而来)等蛋白，启动自噬过程”，从表中可以看出，MV处理后，B蛋白生成量少，L­Ⅱ蛋白/L­Ⅰ蛋白比值较高，癌细胞的存活率较低，由此可推出MV治疗胰腺癌的机理可能是MV抑制B蛋白生成，降低其招募功能，降低癌细胞自噬，使其增殖所需物质和能量不足。要使MV在临床医学上进行推广，还需要进行动物实验和临床医学实验。
5．睡眠是动物界普遍存在的现象。腺苷是一种重要的促眠物质。
(1)图1为腺苷合成及转运示意图。由图1可知，储存在囊泡中的ATP通过 方式转运至胞外后，可被膜上的核酸磷酸酶分解，脱去 个磷酸产生腺苷。

(2)为了高特异性、高灵敏度地记录正常睡眠—觉醒周期中基底前脑(BF)胞外腺苷水平的变化，研究者设计了一种腺苷传感器(图2)，并使之表达在BF区细胞膜上。
①传感器的工作原理是
。
②满足实验要求的传感器应具备的条件包括 。
A．对腺苷有高荧光响应，对ATP等腺苷衍生物无反应
B．传感器数量随着睡眠—觉醒周期而变化
C．对正常睡眠—觉醒周期无明显影响
D．腺苷与传感器的结合是不可逆的
(3)用适宜刺激分别激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元，检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。为进一步检验该结论，研究者分别去除小鼠BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元。支持此结论的实验结果应是 。
(4)研究发现，腺苷与觉醒神经元细胞膜上的A1受体结合，可 (选填“促进”或“抑制”)K＋通道开放而抑制觉醒神经元的兴奋；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠。
(5)基于以上信息，请提出改善失眠症患者睡眠的两项措施。



答案　(1)胞吐　3
(2)①腺苷与受体结合改变受体空间结构，进而使绿色荧光蛋白构象改变并(在被激发后)发出荧光，因此可通过检测荧光强度来指示腺苷浓度　②AC
(3)两实验组的腺苷浓度(荧光强度)均低于对照组，去除谷氨酸能神经元组浓度更低
(4)促进
(5)利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度；使用A1激动剂抑制觉醒神经元；使用A2激动剂来激活睡眠相关神经元。(合理即可)
解析　(2)②要使传感器满足实验要求，必须使其对腺苷有高荧光响应，而对ATP等腺苷衍生物不反应，这样可以避免其他物质对实验结果的影响；传感器还应对正常睡眠—觉醒周期无明显影响，因为实验在探究腺苷在睡眠过程中的水平变化，如果实验仪器对睡眠过程有影响会导致实验有较大误差；传感器只是检测腺苷浓度，其数量与睡眠—觉醒周期无关；腺苷与传感器的结合应是可逆的，因此B、D错误，A、C正确。
(3)激活BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元的检测结果表明：在睡眠调节中，小鼠主要依靠谷氨酸能神经元释放腺苷。那么去除BF区胆碱能神经元和谷氨酸能神经元后，仍支持上述结论的实验结果应是两实验组的腺苷浓度(荧光强度)均低于对照组，去除谷氨酸能神经元的组浓度更低。
(5)根据本题所有信息，腺苷是一种重要的促眠物质，而AK可以促进腺苷转变成AMP，利用AK活性抑制剂来增加脑中腺苷浓度可以改善失眠；另外，腺苷与A1受体结合可以抑制觉醒神经元的兴奋，故使用A1激动剂抑制觉醒神经元也可以改善失眠；腺苷还可以通过A2受体激活睡眠相关神经元来促进睡眠，故可用A2激动剂来激活睡眠相关神经元。



考点1　教材中涉及的实验
1　观察类实验
(1)观察类实验的操作流程归纳

提示：鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。
(2)观察类实验汇总
实验名称
观察方式
观察对象
细胞状态
染色剂
常用实验材料
观察DNA和RNA在细胞中的分布
染色观察
核酸
死
吡罗红甲基绿染色剂
人的口腔上皮细胞或洋葱鳞片叶的内表皮细胞
观察线粒体
线粒体
活
健那绿染液
人的口腔上皮细胞
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
染色体
死
龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)
洋葱根尖
低温诱导植物染色体数目变化　　　
染色体
死
改良苯酚品红染液
洋葱根尖
观察叶绿体
直接观察
叶绿体
活
不需要
新鲜的菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶、黑藻叶
观察植物细胞的质壁分离和复原
紫色大液泡、原生质层
活
成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片
染色体
死
蝗虫精母细胞减数分裂固定装片

酒精和盐酸在实验中的应用

试剂浓度
实验名称
用途
酒精
体积分数为50%
检测生物组织中的脂肪
洗去浮色
体积分数为70%
土壤小动物类群丰富度的调查
杀死并保存小动物
微生物的实验室培养
消毒
体积分数为95%
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
与质量分数为15%的盐酸混合用于根尖细胞的解离
低温诱导植物染色体数目的变化
用于冲洗卡诺氏液；与质量分数为15%的盐酸混合用于解离
无水乙醇
绿叶中色素的提取和分离
用于绿叶中色素的提取
盐酸
质量分数为8%
观察DNA和RNA
在细胞中的分布
①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；
②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合
质量分数为15%
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂；低温诱导植物染色体数目的变化
与体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
2　鉴定提取类实验
(1)鉴定类实验的操作流程归纳

(2)鉴定提取类实验汇总
实验名称
试剂
颜色
生物材料
备注
淀粉的鉴定
碘液
蓝色
脱色的叶片等
若材料有颜色，需先脱色
还原糖的鉴定
斐林试剂
砖红色沉淀
苹果或梨匀浆等
现配现用、水浴加热
脂肪的鉴定
苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液
橘黄(或红)色
花生种子切片(或匀浆)
需用显微镜观察(匀浆不需用显微镜观察)
蛋白质的鉴定
双缩脲试剂
紫色
豆浆、稀蛋清溶液等
先加A液，摇匀，后加B液，再摇匀
绿叶中色素的提取和分离
提取液：无水乙醇；
分离液：层析液
①胡萝卜素：橙黄色；
②叶黄素：黄色；
③叶绿素a：蓝绿色；
④叶绿素b：黄绿色
新鲜的绿叶(如菠菜叶)
加入二氧化硅是为了研磨得更充分；碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏
DNA的粗提取和鉴定
二苯胺试剂
蓝色
鸡血细胞等
沸水浴加热5 min

关注物质检测类实验中的四个问题
(1)在显色实验(如物质检测)中，材料最好不带颜色或颜色较浅，或实验时对有色材料进行脱色处理。
(2)物质检测实验一般不设置对照实验，若需设置对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(3)可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因为它们所含的糖类主要是蔗糖，为非还原性糖。
(4)颜色深浅与所检测的物质的含量有关，含量越多，颜色越深。
3　探究类实验
(1)探究设计类实验操作流程归纳

(2)探究类实验汇总
实验名称
自变量
因变量及检测指标
无关变量
探究温度对淀粉酶活性的影响
温度
因变量：酶的活性
检测指标：加碘液后溶液颜色的变化
底物量、酶量、pH、反应时间、试管的洁净程度、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
pH
因变量：酶的活性
检测指标：气泡的数量或带火星的卫生香的复燃情况
底物量、酶量、温度、反应时间、试管的洁净程度、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式
氧的有无
因变量：CO2生成量
检测指标：澄清石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短
因变量：酒精产生量
检测指标：重铬酸钾溶液变色情况
葡萄糖溶液的浓度、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
通过模拟实验探究细胞大小与物质运输的关系
琼脂块体积的大小
因变量：物质运输的效率
检测指标：NaOH扩散体积与整个琼脂块的体积之比
NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
不同浓度的生长素类似物
因变量：扦插枝条的生根数量或长度
实验材料的生长状况、处理时间等
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
时间
因变量：酵母菌种群数量
培养条件、培养液的成分、空间等
探究水族箱中的群落演替　
时间
因变量：群落的演替情况
水族箱中的培养条件和环境等
4　调查类实验
(1)调查类实验一般操作流程归纳

(2)调查类实验汇总
①丰富度的调查与种群密度调查的比较
实习、研究
性课题
调查对象
方法
计算公式/统计方法
种群密度的取样调查
活动能力强的动物
标志重捕法
＝
植物或活动能力弱的动物
样方法
计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值
土壤中小动物类群丰富度的研究
土壤中的小动物　
取样器取样法
记名计算法、目测估计法
②遗传病发病率与遗传方式的调查的比较
项目
内容
调查对象
注意事项
结果计算及分析
遗传病发病率
自然人群
最好选择发病率较高的单基因遗传病，随机抽样，群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传病遗传方式
患者家系
最好选择发病率较高的单基因遗传病
分析致病基因的显隐性及所在的染色体类型
5　科学思想方法类实验
(1)类比推理
①萨顿假说：根据基因和染色体之间存在着明显平行关系，提出假说：基因位于染色体上。
②细胞学说的建立：施莱登首先提出细胞是构成植物体的基本单位，并把研究结果告诉了施旺，施旺通过类比提出，动物体的基本单位也是细胞。
注意：类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。
(2)假说—演绎法
①孟德尔遗传定律的发现过程
孟德尔通过豌豆杂交实验发现性状分离现象和自由组合现象后作出假说，演绎推理后通过测交实验证明假说是正确的，是“假说—演绎法”的经典应用。
②证明基因位于染色体上的历程
摩尔根通过果蝇杂交实验发现F2中白眼果蝇均为雄性，提出了“控制白眼性状的基因位于X染色体上”的假说，演绎推理后通过测交实验证明假说是正确的，也是“假说—演绎法”的经典应用。
③DNA复制方式的提出与证实。
(3)同位素标记法
①常用的示踪元素：如3H、14C、15N、18O、32P、35S(蛋白质的特征元素)等。
②教材应用
分泌蛋白的合成和运输
利用放射性同位素3H标记的亮氨酸研究蛋白质的合成与分泌过程：核糖体→内质网→高尔基体→细胞外
光合作用的探究历程
鲁宾和卡门利用同位素18O分别标记H2O和CO2，然后通过对比实验，证明了光合作用释放的氧气来自水
卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，最终探明了碳在光合作用过程中的转移途径为CO2→C3→(CH2O)，这一途径称为卡尔文循环
噬菌体侵染细菌的实验
赫尔希和蔡斯分别用同位素32P和35S标记噬菌体，通过实验证明了DNA是遗传物质
探究DNA的复制方式
用15N标记大肠杆菌的DNA使之变成“重”分子，然后将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中，在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再结合密度梯度离心，证明了DNA是半保留复制
③荧光标记法
a．是与同位素标记法类似的另一种方法。
b．教材应用：
Ⅰ.细胞融合实验：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定流动性。
Ⅱ.基因在染色体上的实验证据：运用荧光标记的手段，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。

1．(2021·重庆学业水平选择性考试高三第二次联考)下列关于生物学实验的相关叙述，正确的是(　　)
A．伞藻嫁接实验可证明细胞核能够控制伞藻帽的形状
B．利用同位素标记技术进行人鼠细胞融合实验来研究细胞膜的特性
C．运用同位素标记和差速离心等技术研究DNA是否为半保留复制
D．研究生态系统的反馈调节可以采用构建概念模型的方法
答案　D
解析　伞藻嫁接实验只能证明伞藻帽的形状由假根决定，进一步进行的伞藻核移植实验才能证明是细胞核的作用，A错误；人鼠细胞融合实验研究细胞膜的特性，采用的是荧光标记技术，B错误；运用同位素标记和密度梯度离心等技术手段研究DNA是否为半保留复制，C错误。
2．(2021·湖南郴州高三第三次教学质量监测)在生物学实验中，选择合适的实验材料等对实验结果至关重要。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．检测生物组织中的还原糖，可选择颜色较浅的苹果或梨的匀浆
B．观察DNA和RNA在细胞中的分布，可选择洋葱鳞片叶的无色内表皮细胞
C．观察植物细胞的减数分裂过程，一般选择开花期的豌豆的花药
D．选择洋葱根尖分生区细胞，可用于低温诱导染色体数目变化的实验观察
答案　C
解析　豌豆是雌雄同花、闭花受粉植物。开花期的花粉(配子)已经成熟，无法观察到减数分裂过程，因此不能利用开花期的豌豆花药作材料观察减数分裂过程，C错误。
3．(2018·江苏高考改编)下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述正确的是(　　)
编号
实验名称
实验材料
实验操作或现象
①
观察植物细胞的质壁分离
紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等
原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰
②
检测生物组织中的脂肪
花生子叶、苏丹Ⅲ染液等
在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴
③
观察细胞有丝分裂
洋葱根尖、龙胆紫溶液等
在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密
④
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
酵母菌、血细胞计数板等
在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数
A．实验① B.实验②
C.实验③ D.实验④
答案　B
解析　①在观察植物细胞的质壁分离实验中，利用洋葱外表皮细胞、蔗糖溶液作为实验材料，细胞液呈现紫色，实验中可以清晰的看见细胞壁、细胞膜等，但是不能看清楚各个组成部分的结构，A错误；②在检测生物组织中的脂肪的实验中，苏丹Ⅲ染液可以将脂肪染成橘黄色，B正确；③观察细胞有丝分裂时，在高倍镜一个视野中，不一定同时出现各个时期的细胞，C错误；④在利用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，应该在10×目镜、40×物镜下计数一个小方格中酵母菌的数量，D错误。
4．科学家利用模式生物进行科学研究，常见的模式生物有大肠杆菌、爪蟾、果蝇和小鼠等。下列关于模式生物的叙述不正确的是(　　)
A．具有该类生物典型的生理特征
B．仅用于遗传学领域内的科学研究
C．繁殖能力强后代数量相对较多
D．适合在实验室内进行培养和研究
答案　B
解析　模式生物的生理特征能够代表生物界的某一大类群，有利于回答研究者关注的问题，A正确；模式生物不仅仅适用于遗传学领域内的科学研究，如酵母菌和大肠杆菌适用于现代分子生物学和基因工程技术领域，B错误；模式生物应世代短、子代多，易于在实验室内饲养繁殖，遗传背景清楚，C正确；模式生物应容易进行实验操作，特别是遗传操作以及表现型分析，D正确。
5．(2021·湖南高三六校联考)下列与实验有关的叙述中，错误的是(　　)
A．样方法调查种群密度时需对样方内的个体进行标记后再计数
B．黑光灯诱捕法可用于探究农田趋光性昆虫的丰富度
C．验证细胞膜磷脂分子为双层，可用丙酮提取哺乳动物成熟红细胞中的脂质
D．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验不需要另设对照组
答案　A
解析　样方法调查种群密度直接对样方中的个体进行计数，不需要标记，A错误；哺乳动物成熟红细胞只含有细胞膜一种膜结构，可用于验证细胞膜磷脂分子为双层，C正确；观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原实验中存在自身前后对照，不需要另设对照组，D正确。
6．(多选)下列关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述，正确的是(　　)
A．探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比实验，无对照
B．比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率实验中，自变量为催化剂种类，因变量只能为气泡的释放量
C．观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，原生质层的形态和位置变化为因变量
D．探究温度对植物光合作用的影响实验中，温度为自变量，光照强度为无关变量，无空白对照
答案　CD
解析　探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比实验，通入空气组和无氧组相互对照，A错误；比较过氧化氢酶和Fe3＋催化效率实验中，自变量为催化剂种类，因变量为过氧化氢的分解情况，检测指标为气泡的释放量或带火星的卫生香的复燃情况，B错误；观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中，原生质层的形态和位置变化为因变量，C正确；探究温度对植物光合作用的影响实验中，温度为自变量，光照强度、二氧化碳浓度等为无关变量，应该保持一致，无空白对照，D正确。
7．(多选)调查法是生态学常用的研究方法，下列相关叙述正确的是(　　)
A．用标志重捕法调查种群密度时，部分被标记个体的标记物脱落，将会导致调查结果较实际值偏小
B．调查培养液中酵母菌种群数量变化时，将样液滴入血细胞计数板后盖上盖玻片，显微镜下用高倍镜观察
C．调查土壤中小动物类群丰富度时，用取样器取样法，样品中肉眼难以分辨类群的小动物也要做统计
D．用样方法调查种群密度时，处在样方边线上的个体，只计数相邻两边及其夹角上的个体
答案　CD
解析　用标志重捕法调查种群密度时，部分被标记个体的标记物脱落，将会导致调查结果较实际值偏大，A错误；调查培养液中酵母菌种群数量变化时，先盖上盖玻片，后将样液滴入盖玻片边缘，让其自行渗入，显微镜下用高倍镜观察，B错误；调查土壤中小动物类群丰富度时，用取样器取样法，样品中肉眼难以分辨类群的小动物可以借助于放大镜或低倍显微镜进行统计，C正确。
8．(多选)下列相关实验中涉及“分离”的叙述错误的是(　　)
A．植物细胞质壁分离实验中，滴加0.3 g/mL蔗糖溶液的目的是使原生质层与细胞壁分离
B．T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，离心的目的是将T2噬菌体中DNA与蛋白质分离
C．观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验中，可以观察到同源染色体彼此分离现象
D．绿叶中色素提取和分离实验中，分离色素的原理是不同色素在无水乙醇中溶解度不同
答案　BCD
解析　植物细胞质壁分离实验中，滴加蔗糖溶液的作用是使原生质层与细胞壁分离，A正确；T2噬菌体侵染细菌实验，离心的目的让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，B错误；根尖分生组织细胞有丝分裂过程中，没有同源染色体的分离，同源染色体的分离发生在减数分裂过程中，C错误；分离色素原理是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，从而分离色素，D错误。
9．为探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，某研究小组制定了以下实验方案。
实验方案：
①取3支试管，分别加入2 mL质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，然后加入1 mL的缓冲液，再将它们分别置于温度为0 ℃、37 ℃、100 ℃的大烧杯中水浴保温。
②向3支试管中加入已分别保温的1 mL质量分数为2%的唾液淀粉酶溶液，摇匀。
③将3支试管继续水浴保温。
④5 min后分别滴加2滴试剂A，观察试管中颜色变化。
请回答下列问题：
(1)④中的试剂A应是 。
(2)该实验的无关变量是 (答出两点)。
(3)研究小组将以上实验记为实验一。同时还做了如下实验：将加入试管中的唾液淀粉酶溶液的量减半，重复上述实验，记为实验二。在相同时间内，分别测得两次实验中淀粉相对含量变化并绘制成如图所示的曲线。

曲线 是实验二的结果，原因是 。
(4)100 ℃时唾液淀粉酶失活的原因是 。
答案　(1)碘液
(2)pH、淀粉酶的浓度、淀粉溶液的浓度等
(3)甲　甲与乙所用时间相同，但甲分解的淀粉量较少，说明甲中所含酶的量较少(合理即可)
(4)高温破坏酶分子的结构
解析　(1)唾液淀粉酶能催化淀粉水解，检测水解反应是否发生可以检测反应物或产物，但是斐林试剂在使用时需要水浴加热，会改变设定的温度从而影响酶的活性，因此该实验只能用碘液检测淀粉是否分解。
(2)探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，实验的自变量是温度，因变量是酶的活性，无关变量是pH、淀粉酶的浓度、淀粉溶液的浓度等。
(3)若将实验中所加的唾液淀粉酶溶液的量减半，则相同时间内淀粉的分解量会减少，淀粉剩余量多，因此曲线甲是实验二的结果。
(4)唾液淀粉酶化学本质是蛋白质，高温条件下蛋白质的空间结构被破坏，会变性失活，故100 ℃时唾液淀粉酶会失活。
考点2　实验设计与分析

一、实验目的的考查
　为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：
(1)实验分组：
甲组：培养液＋Y细胞＋3H­TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水。
乙组：培养液＋Y细胞＋3H­TdR＋X(用生理盐水配制)。每组设置若干个重复样品。
(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
(3)将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
(要求与说明：答题时用X、CRD、3H­TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。)
请回答：
实验目的：_____________________________________________________ 。
答案　探究X对Y细胞增殖的影响
解析　分析实验分组可知，自变量为是否加入X物质，检测指标为CRD的大小，且3H­TdR是合成DNA的原料，DNA的合成主要在细胞分裂的过程中发生，由此可以判断本实验的目的是探究X对Y细胞增殖的影响。

变量法寻找实验目的
(1)根据题目信息，直接写出实验目的。
此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即该实验的目的。
(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。
此类试题首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。通常写法有：探究××(自变量)的作用、探究××(自变量)对××(因变量)的影响、探究××(自变量)与××(因变量)的关系等。
[练1]　下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。

写出该实验目的的推导过程： 。
答案　

[练2]　选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，称重。实验结果如下图曲线。

该实验的目的是 。
答案　探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响
解析　根据图中曲线可以判断该题的自变量为是否加入生长激素、胰岛素，检测指标为大鼠的平均体重，则该实验的目的是探究胰岛素、生长激素对大鼠生长的影响。
二、实验假设的考查
　用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16)，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。针对以上的问题，你作出的假设是
。你提出此假设的依据是
。
答案　用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体数目加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂
解析　假设的提出应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中也应具有一定的指向性。因此针对题干问题，作出的假设是：用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体数目加倍。依据是低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂。

实验假设的确定方法
对探究性实验来说，假设是对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，提出可能的实验原理。
[练]　将植物细胞置于外界溶液中可以发生渗透失水和吸水现象，针对这一现象回答下列问题：
(1)水分子进出植物细胞要经过原生质层，原生质层是选择透过性膜，那么原生质层是否相当于半透膜？请针对这个问题作出假设：__________________
________________________________。
(2)某小组用紫色洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水为实验材料，观察植物细胞质壁分离及复原实验。回答下列问题：
①如果成功完成这个实验，所观察到的结果能否支持该小组提出的假设？
②如果不能支持，请解释原因；如果能支持，阐述得出“原生质层相当于一层半透膜”的合理推理。(可以结合教材的相关知识)
答案　(1)原生质层相当于半透膜
(2)①能支持。
②渗透作用发生的两个条件：一是有半透膜，二是半透膜两侧存在浓度差。水分子可以自由透过半透膜，当半透膜两侧有浓度差时，水分子会从低浓度溶液流向高浓度溶液，即表现出渗透作用。成熟植物细胞大部分被液泡占据，水分子进出需要经过原生质层，如果原生质层相当于半透膜，将植物细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中，植物细胞会失水，原生质层会与细胞壁分离，当质壁分离的细胞又浸润到清水中，细胞吸水，发生质壁分离的复原。那么反推，当看到质壁分离及复原现象，说明植物细胞在发生渗透作用，植物细胞水分进出需要经过原生质层，即原生质层就相当于一层半透膜。
解析　“观察植物细胞质壁分离及复原实验”说明成熟的植物细胞是一个渗透系统，可以证明原生质层相当于一层半透膜。论证的逻辑前提有两方面，一是细胞吸水和失水需要经过原生质层，如果原生质层是半透膜，同时原生质层两侧有浓度差，就可以发生渗透作用。二是植物细胞发生渗透作用失水，原生质层就会收缩，而细胞壁收缩性小，这样就可以观察到质壁分离现象，而将质壁分离的细胞放在清水中时，又可观察到植物细胞质壁分离的复原。因此，如果看到质壁分离及复原现象就可以证明发生了渗透作用，即原生质层相当于一层半透膜。
三、实验原理的考查
　库尔勒香梨果实中存在游离态和结合态两大类呈香物质。结合态呈香物质大部分以糖苷形式存在，本身没有香气，但在β－D－葡萄糖苷酶的作用下能分解释放出具有挥发性的游离态呈香物质。若香梨在贮藏期间上述转变过程迅速，会导致部分香气成分丧失，影响果实的风味和品质。科研人员进行了相关实验，并对β­D­葡萄糖苷酶的含量进行检测(实验结果如图所示)，请分析回答：

(1)本实验的目的是 。
(2)本实验的原理
对硝基苯­β­D－葡萄糖苷(pNPG)对硝基苯酚
①对硝基苯­β­D－葡萄糖苷(pNPG)与香梨中的 分子结构相似，能在β­D－葡萄糖苷酶作用下生成对硝基苯酚，对硝基苯酚在碱性条件下显黄色。
②由于不同香梨中的 不同，以上反应完成后，在碱性条件呈现的黄色深浅不同，在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定的吸光值也不同。与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的 进行比较，确定 含量，然后推算出 。
(3)实验步骤
提取样液：定期称取不同贮藏条件下的香梨10.0 g，立即在液氮下研磨成粉末，加入适量经预冷的pH＝6.0的缓冲液，在冰浴下研磨成匀浆，于4 ℃条件下离心获得的上清液即为β­D－葡萄糖苷酶粗提取液，用pH＝6.0的缓冲液定容至10 mL，置于4 ℃条件下保存备用。
检测样液：在10 mL试管中依次加入0.6 mL缓冲液、1.0 mL酶粗提取液和0.2 mL 10 mmol/L对硝基苯­β­D－葡萄糖苷混合均匀，迅速盖上试管塞后立即放到37 ℃条件下反应60 min后，加入Na2CO3终止反应，反应后有对硝基苯酚生成，且对硝基苯酚在碱性环境下显黄色。然后在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定其吸光值。
①提取样液过程必须在低温条件下进行的原因是 。
②检测样液时，酶促反应需控制在pH＝6.0、37 ℃条件下完成，其最可能的原因是 。
(4)实验结论：在四种不同条件下贮藏的香梨中游离态呈香物质均在贮藏 天时相对较多，在 贮藏时，香梨的风味和品质最佳。
答案　(1)研究不同贮藏条件下β­D－葡萄糖苷酶含量的变化规律(或探究不同贮藏条件对β­D－葡萄糖苷酶含量的影响)
(2)①结合态呈香物质　②β­D－葡萄糖苷酶的含量　颜色(或吸光值)　对硝基苯酚　β­D－葡萄糖苷酶的含量
(3)①保持β­D－葡萄糖苷酶含量(或防止β­D－葡萄糖苷酶失活，排除温度对酶活性的影响)　②此条件下酶的活性最高(或pH＝6.0是β­D－葡萄糖苷酶的最适pH，37 ℃是β­D－葡萄糖苷酶的最适温度)
(4)40　1%涂膜
解析　(1)该实验的自变量是库尔勒香梨果实的贮藏条件，因变量是β­D－葡萄糖苷酶含量变化，因此，此实验的目的是研究不同贮藏条件下β­D－葡萄糖苷酶含量的变化规律或探究不同贮藏条件对β­D－葡萄糖苷酶含量的影响。
(2)①β­D­葡萄糖苷酶既可以催化香梨中的结合态呈香物质的分解也可以催化对硝基苯­β­D­葡萄糖苷在一定条件下生成对硝基苯酚，说明对硝基苯­β­D－葡萄糖苷(pNPG)与香梨中的结合态呈香物质的分子结构相似。②由于不同香梨中的β­D－葡萄糖苷酶的含量不同，以上反应完成后，在碱性条件下呈现的黄色深浅不同，在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定的吸光值也不同，与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的颜色进行比较，确定对硝基苯酚含量，然后推算出β­D－葡萄糖苷酶的含量。
(4)根据曲线变化规律可知，在四种不同条件下贮藏的香梨中，游离态呈香物质均约在贮藏40天时相对较多，在1%涂膜贮藏时，游离态呈香物质含量最低，香气成分丧失最少，香梨的风味和品质最佳。

掌握实验原理确定方法
(1)实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据(或原因)、确定观测指标的依据(或原因)。因此，要熟知教材实验中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程，进而确定实验原理。
(2)实验原理可以从三个方面来书写
①自变量作用的科学依据。实验中涉及的科学依据必须是经证明的科学理论，往往来源于教材，如胰岛素能降低血糖浓度，还原糖与斐林试剂水浴加热时产生砖红色沉淀等。
②因变量的获得。因变量是实验现象与结果出现的原因，如在验证甲状腺激素具有促进动物新陈代谢的作用时，甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，从而使耗氧量和活动量加大。
③因变量检测指标，如观察特异性颜色变化、溶液混浊度等，观察形态结构、生理特征变化等，测量生长发育速度、生化反应速度等。
实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程概括。在表述时一般使用陈述句而不用疑问句，用肯定句而不用否定句。
[练]　为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：
①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。
③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。
请回答：
该实验的原理：
。
答案　胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解
解析　该实验的原理由实验目的“验证胰岛素具有降低血糖的作用”得出，即胰岛素能够降低血糖。
四、实验思路、实验步骤、预期实验结果的考查　(2019·全国卷Ⅰ)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。
答案　(1)增强
(2)降低　气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析　(1)经干旱处理后，该植物根细胞中溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子的吸引力增大，则该植物根细胞的吸水能力增强。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，从而影响光合作用所需的CO2的供应，暗反应减弱，其光合速率降低。
(3)欲设计实验验证“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”，则自变量为是否干旱处理、ABA的有无，该实验选用的材料是该种植物的ABA缺失突变体植株，在干旱处理前后都测定叶片的气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下进行对照实验，一组用ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
　一对相对性状可受多对等位基因控制，如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。
回答下列问题：
(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为 ；上述5个白花品系之一的基因型可能为 (写出其中一种基因型即可)。
(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：
①该实验的思路：
；
②预期实验结果和结论：
。
答案　(1)AABBCCDDEEFFGGHH
aaBBCCDDEEFFGGHH(或8对等位基因中任意1对等位基因为隐性纯合，且其他等位基因为显性纯合)
(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色　②在5个杂交组合中，如果子代全部为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变造成的；在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代全为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一
解析　(1)植株的紫花和白花是由8对等位基因控制的，紫花为显性性状，且5种已知白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异，据此可推断该紫花品系为8对等位基因的显性纯合子，上述5种白花品系都是只有一对基因为隐性纯合，另外7对等位基因为显性纯合，如aaBBCCDDEEFFGGHH、AAbbCCDDEEFFGGHH等。
(2)该紫花品系的后代中出现了1株能稳定遗传的白花植株，且与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若已知5种白花品系中隐性纯合的那对基因分别为aa、bb、cc、dd、ee，则该突变白花植株的基因型可能与上述5种白花品系之一相同，也可能出现隐性纯合基因是ff或gg或hh的新突变。判断这两种情况的方法是让该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，若为新等位基因突变，则5种杂交组合中的子代应全为紫花；若该白花植株为上述5个白花品系之一，则和与之基因型相同的一组杂交子代全为白花，其余4组杂交子代均为紫花。由此可判断该突变白花植株的类型。

1.实验思路确定方法
实验思路不同于实验步骤，实验步骤是详细的可操作性较强的实验过程(填写实验步骤要求学生对实验的选材、分组、处理等均要写出具体要求及详细内容)，而实验思路不需要写出具体的可直接操作的步骤，只需要有一个大致的实验设计过程即可。实验思路一般用一句话表述为：用某方法处理某材料，观察其对某方面的影响效果。描述实验思路的要点是答出自变量、因变量、对照思想、检测指标，而不是具体可操作性的设计。在控制无关变量时，实验思路中只要提到“相同且适宜”即可，具体操作时不同的实验可以采用不同的方法去控制。
2．实验结果预期的确定方法
(1)探究性实验的结果及结论是不唯一的，解题时要把各种可能的结果全部列出。探究性实验结果的预测对应假设，需分类讨论，可以先分析可能的结论，进而根据各种结论逆推出各种预期结果，最后再将预期结果和结论的顺序理清，语言组织好，按照“若出现……(实验结果)，则说明……(实验结论)”的模式来书写即可。具体分析流程如下：
→→→
(2)验证性实验的结果与相应结论只需考虑一种情况。一般只有一个结果和一个相应的结论，且结论就在题目中，如“验证……”“证明……”等。因此，只要依据此结论，结合实验过程推测出应有的结果，最后正向表述为“出现某结果，则某结论成立。”
具体分析流程如下：
→→→
[练1]　酶是活细胞产生的一类有机物，在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题：
(1)真核细胞内酶的合成场所有 ，细胞内酶的合成 (填“能”或“不能”)影响生物的性状。
(2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜(只允许水分子通过)；长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理，选用一套装置以及实验材料设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。

。
答案　(1)细胞核、核糖体　能
(2)实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的麦芽糖溶液，再在两侧各加等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下一段时间后，观察两侧液面的变化。
实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性)
解析　(1)酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，因此真核细胞内酶的合成场所有细胞核和核糖体，酶具有催化作用，细胞内酶的合成能影响细胞内的化学反应，从而影响生物的性状。
(2)根据题目要求及材料用具，等体积的质量分数相同的蔗糖溶液和麦芽糖溶液中溶质微粒数目相同，多于等体积同质量分数的淀粉溶液，实验中应将等体积的质量分数为10%的蔗糖溶液和麦芽糖溶液置于U形管半透膜的两侧，根据都加入等量蔗糖酶溶液保温一段时间后液面的变化判断酶的催化作用。因为酶的催化具有专一性，1分子的蔗糖被蔗糖酶分解为1分子的葡萄糖和1分子的果糖，溶质数量多，溶液浓度高，水分子会由麦芽糖溶液一侧进入到蔗糖溶液一侧，导致蔗糖溶液一侧液面升高。
[练2]　在寒冷环境中，人的体温调节机理如图所示。请据图回答下列问题：

(1)图中激素b指的是 。图中①②③分别为 、 、 (填“＋”或“－”，其中“＋”表示促进，“－”表示抑制)。
(2)当血液中激素c的含量增加到一定程度时，机体会通过相应的调节，使该激素的含量不至于过高。请用箭头及“＋”或“－”表示激素c对相应器官的调节。(用图中文字和字母表示) 。
(3)为验证小白鼠体温调节中枢是器官A而不是脊髓，某同学用生理状况相同的小白鼠若干，随机均分为甲、乙、丙三组，并测量三组小白鼠的体温，请帮他完善实验思路并预测实验结果。
。
答案　(1)促甲状腺激素　＋　＋　＋
(2)激素c器官A　激素c器官B
(3)实验思路：甲组不做处理，乙组破坏器官A(下丘脑)，丙组破坏脊髓；将三组小白鼠放在相同的寒冷环境中，一段时间后，测量三组小白鼠的体温并比较体温是否变化。
预测实验结果：甲组小白鼠体温不变化，乙组小白鼠体温变化，丙组小白鼠体温不变化
解析　(1)由图可知，器官A为下丘脑、器官B为垂体，激素a为促甲状腺激素释放激素、激素b为促甲状腺激素、激素c为甲状腺激素。激素a促进器官B合成并分泌促甲状腺激素，激素b促进甲状腺合成并分泌甲状腺激素，激素c促进机体产热。
(2)机体通过负反馈调节的方式来维持机体内甲状腺激素的相对稳定。当体内甲状腺激素含量增加到一定程度时会抑制下丘脑和垂体合成并释放促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素。
(3)根据实验目的“验证小白鼠体温调节中枢是器官A而不是脊髓”，设置对照组与实验组，甲组为空白对照，即不做处理，乙、丙两组分别破坏下丘脑与脊髓。三组小白鼠应置于相同的寒冷环境中，比较体温的变化情况。下丘脑是体温调节中枢，所以甲组和丙组小白鼠体温应不变化，而乙组小白鼠体温应发生变化。
[练3]　某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，红花(R)对白花(r)为显性(基因M、m与基因R、r在2号染色体上)。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)

实验步骤：①
。
②观察、统计后代表现型及比例。
结果预测：①若 ，则为图甲所示的基因组成。
②若 ，则为图乙所示的基因组成。
③若 ，则为图丙所示的基因组成。
答案　方案一实验步骤：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交
结果预测：①宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1
②宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1
③宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1
方案二实验步骤：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交
结果预测：①宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1
②后代全部为宽叶红花植株
③宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1
解析　根据实验目的，确定该突变体的基因组成即探究该突变体的基因型，而且用于杂交的实验材料只有各种缺失一条染色体的植株。因探究的基因均位于2号染色体上，因此若选择一种缺失2号染色体以外的染色体与该突变体杂交，则不能区分三种情况，应选择缺失一条2号染色体的窄叶白花或窄叶红花植株与该突变体杂交。若选择一种缺失一条2号染色体的宽叶白花或宽叶红花植株与该突变体杂交，则不能区分三种情况。方案一：现以选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mOrO)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、Mmrr、MOrO，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRO与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、MmrO、MOOO(幼胚死亡)，后代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；若为图丙所示的基因组成，即MORO与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、mOrO、OOOO(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。
方案二：选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mORO)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、MmRr、MOrO，宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRO与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、MmRO、MOOO(幼胚死亡)，后代全部为宽叶红花；若为图丙所示的基因组成，即MORO与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、mORO、OOOO(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1。
[练4]　(2021·湖南长郡中学月考)胰高血糖素受体的抗体可以与胰高血糖素受体特异性结合，使其无法与胰高血糖素结合，从而阻断胰高血糖素的作用。科研人员探究了这种抗体的降血糖功能。回答下列问题：
(1)为制备胰高血糖素受体的单克隆抗体(N19)，科研人员以胰高血糖素受体作为 处理小鼠，使小鼠免疫。取小鼠的脾脏细胞与 细胞，用化学试剂 诱导融合，经筛选获得杂交瘤细胞，从而获得N19。
(2)为探究N19降血糖的作用，科研人员做了研究，结果如图所示。

本实验的观测指标是 。由数据分析，N19可以作为治疗糖尿病的一种候选药物，判断依据是 。
(3)高血糖患者通常血液中酮体(脂肪酸代谢中间产物的统称)含量升高，而高含量的酮体会引起脱水、意识障碍等病症。科研人员推测N19能有效降低酮体含量。请设计实验验证这一推测，写出实验思路和预期结果。
实验思路：
。
预期结果：
。
答案　(1)抗原　骨髓瘤　PEG
(2)血糖浓度　高血糖小鼠血糖浓度在加入N19后降低至与正常小鼠相似，显著低于高血糖小鼠组
(3)实验思路：将高血糖小鼠分为两组，一组用N19处理，一组不做处理。一段时间后，检测小鼠血浆中酮体含量
预期结果：N19处理组小鼠酮体含量小于不做处理组
　研究证实，多巴可以在人体内转化形成多巴胺；药物利血平可完全消耗神经末梢中的多巴胺。为验证“多巴胺缺乏是引起运动震颤的原因”，请依据所给材料和用品补充实验步骤。
(1)主要实验材料和用品：小鼠、生理盐水、用生理盐水配制的一定浓度的利血平溶液、用生理盐水配制的一定浓度的多巴溶液等。
(2)实验步骤
①把 的同性别健康小鼠随机分为数量相等的A、B两组。
②A组注射一定浓度的利血平溶液，B组注射 。随后在相同的条件下饲养，观察并记录小鼠的运动状况。
③继续实验：A组 ，B组 ，继续饲养，观察并记录小鼠的运动状况。
答案　(2)①生长发育状况相同　②等量的生理盐水　③注射适量一定浓度的多巴溶液　注射等量的生理盐水
解析　(2)①该实验的自变量是多巴胺的有无，据题意要先完全消除多巴胺，观察小鼠症状，而后恢复多巴胺的水平，观察小鼠症状有无变化，同时将该组小鼠与另一组体内多巴胺水平始终保持稳定的小鼠对照。在实验过程中要体现单一变量原则和对照原则等，故分组时要将生长发育状况相同的同性别健康小鼠均等分组；②A组(实验组)注射一定浓度的利血平溶液，B组作为对照组要注射等量的生理盐水；③观察记录小鼠运动情况后，要恢复多巴胺水平，进一步验证结论，所以，A组注射适量一定浓度的多巴溶液，B组注射等量的生理盐水，继续观察小鼠运动情况。
　植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于试管中，在试管中加入适当的“氢受体”，如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP)，那么照光后便会使水分解并放出氧气，这个反应被称为“希尔反应”。反应的过程如下(注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色)
DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIP－H2(无色)＋O2
为验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，现提供如下材料和用品：试管若干、离体叶绿体、0.5 mol/L蔗糖溶液、1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、离心机。
请依据“希尔反应”涉及的实验原理，把下面的实验设计补充完整，并回答有关问题：
(1)方法步骤
第一步：离体叶绿体溶解于0.5 mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液。
第二步：选取3支试管，编上1号、2号和3号。
第三步：
①向1号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL，给予光照处理。
②向2号试管中加入 ， 处理。
③向3号试管中加入 ， 处理。
第四步：将上述试管放置在温度等其他条件相同且适宜的环境中一段时间。
第五步：一段时间后，对各试管用离心机离心5分钟，观察试管内上清液的颜色。
(2)实验结果及相应的结论
观察结果：离心后1～3三支试管内上层清液的颜色依次为： ；为什么不直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色？ 。
实验结论：“希尔反应”需要光能和叶绿体。
答案　(1)②1% DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL　用锡箔纸遮光(或黑暗)
③1% DCPIP溶液0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL　给予光照
(2)1号无色，2号、3号蓝色　排除叶绿体颜色的干扰
解析　本实验的目的是验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，所以实验的自变量分别是是否有光照和叶绿体，通过观察二氯酚吲哚酚是否褪色来确定“希尔反应”是否发生。
(1)1号试管为对照组(处于正常状态下)，根据单一变量原则和对照原则可推知，应向2号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和叶绿体悬浮液5 mL，用锡箔纸遮光(或黑暗)处理；应向3号试管中加入1% DCPIP溶液0.5 mL和0.5 mol/L蔗糖溶液5 mL，给予光照处理。
(2)根据三支试管中加入的物质和条件可以判断1号试管进行了“希尔反应”，2号试管、3号试管不能进行“希尔反应”。1号试管由于可以进行“希尔反应”导致二氯酚吲哚酚褪色，所以1号试管无色；2号试管和3号试管由于不能进行“希尔反应”，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色。叶绿体本身为绿色，为排除叶绿体颜色的干扰，不能直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色。

1.实验过程设计
(1)取材、分组、编号——共性处理
[方法]　将若干生长状况、大小等相同的材料均分为若干组，并用A、B、C……或甲、乙、丙……进行标号；
[语言描述]　①若实验材料为植物，可描述为“选择长势相同、大小相似的某种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C……”；
②若实验材料为动物，可描述为“选择年龄、体重、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3……”；
③若实验材料为溶液，可描述为“取两支(或多支)试管，分别编号为甲、乙(或甲、乙、丙……)，各加入等量的某溶液”。
(2)相同处理和不同处理——变量控制
[方法]　第一，不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)的设为对照组；施加实验变量的设为实验组(或是相互对照组)。第二，控制无关变量，即其他条件相同且适宜，试剂等量且适量；
[语言描述]　可通过“适量”和“等量”表达出来，如“在A、B两组均加入等量的(或相同的)……”；A组加适量的……(实验处理)，B组加等量的……(对照处理)；其他条件相同且适宜(实验组进行处理——主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”)。
(3)检测、观察、统计、比较——结果处理
[方法]　反应(生化鉴定类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(颜色变化、沉淀反应、形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)并记录数据；
[语言描述]　将两套(或多套)装置放在相同且适宜的环境中培养(或用相应方法处理，如振荡、加热等)一段时间后，观察(或测定)……记录数据并进行相关处理(求平均值等)。实验结果处理——主要描述因变量，如：A组中出现了……现象，B组中出现了……现象。
2.实验过程图解

[练1]　为了研究脱落酸对植物叶柄的脱落效应，某同学利用某植物茎段(如图)进行了相关实验探究，其中不同浓度的脱落酸是用蒸馏水配制的。请回答下列问题：

(1)请补充对脱落酸浓度的设置：10 μg/mL、1 μg/mL、 、0.01 μg/mL、0 μg/mL。
(2)选择生长状况相同的该植物茎段若干，将其叶片切去，仅剩叶柄，这样做的目的是 。然后用脱脂棉将切口包好。
(3)实验步骤：将切去叶片的植物茎段均分为五组，分别放在盛有等量蒸馏水的小烧杯中，记为甲、乙、丙、丁、戊，分别在甲、乙、丙、丁叶柄脱脂棉上滴加 ，戊的叶柄滴加等量的蒸馏水。
(4)用玻璃棒轻触叶柄，以 为观察指标，每天定时观察。请设计一个记录实验结果的表格。
答案　(1)0.1 μg/mL
(2)防止自身产生的脱落酸对实验结果产生影响
(3)适量且等量的不同浓度的脱落酸溶液
(4)叶柄脱落时间　如表
脱落酸浓度(μg/mL)
0
0.01
0.1
1
10
叶柄脱落时间
　
　
　
　
　
解析　(1)根据已经给出的浓度可以推出，空缺的浓度为0.1 μg/mL。
(2)脱落酸的合成部位是根冠、萎蔫的叶片等，实验过程中应排除无关变量对实验结果的干扰，故去除叶片是为了防止自身产生的脱落酸对实验结果产生影响。
(3)实验应遵循单一变量原则和对照原则，本实验的自变量是脱落酸浓度，故对实验组的处理应是在脱脂棉上滴加适量且等量的不同浓度的脱落酸溶液，对照组应滴加等量的蒸馏水。
(4)经分析可知，本实验应以叶柄脱落的时间为观察指标，在设计记录实验结果的表格时，应注意将自变量与实验结果(观察指标)体现出来，具体见答案。
[练2]　(2021·东北三省三校高三第二次联考)研究发现：莴苣的种子在有光条件下才能萌发。红光促进萌发，红外光抑制萌发；红光的促进作用可被红外光逆转，反之红外光的抑制作用亦可被红光逆转，即萌发情况以最后一次曝光的光波长为准。
(1)请同学们完成实验设计，验证上述结论。
Ⅰ.材料用具：莴苣种子、红光单色光源、红外光单色光源、其他必要材料和设备。(实验单色光源波长适宜，处理时间不要求。)
Ⅱ.实验步骤：
①选择饱满完整的莴苣种子，放置于温度、湿度适宜的条件下，使其萌动。
②将上述种子随机均分为5组。a组在黑暗条件下处理；b组用红光处理；c组用红外光处理；d组 处理；e组 处理。
③将5组莴苣种子置于相同且适宜的黑暗条件下，处理相同时间。
④统计莴苣种子的 。
Ⅲ.预测结果：
。
(2)研究发现，萌发需要光的种子一般较小，储藏营养物质较少，根据这类植物种子的生理特性，种子播种时应该 (填“深埋”“浅埋”或“表层播种”)。
答案　(1)②红外光→红光　红光→红外光　④萌发率(发芽率或萌发情况)　Ⅲ.a组不萌发，c组与e组的萌发率接近并且较低，b组与d组的萌发率接近并且高于其余组别(d、e处理方式可以互换，预测结果与对应组别处理方式吻合即可)
(2)表层播种
解析　(1)②要验证红光促进萌发；红外光抑制萌发；红光的促进作用可被红外光逆转，反之红外光的抑制作用亦可被红光逆转，d组应该先用红外光处理，再用红光处理(最后一次曝光为红光)，e组先用红光处理，再用红外光处理(最后一次曝光为红外光)；④经过相同时间处理后，统计各组种子的萌发率。
Ⅲ.红光可以使莴苣种子萌发，而红外光抑制，则a组不萌发，b组萌发，d组萌发率和b组接近，c组萌发率较低，e组萌发率和c组接近且低于b、d组。
(2)萌发需要光的种子一般较小，储藏营养物质较少，则其需要尽早进行光合作用产生有机物，其播种时应表层播种。
[练3]　大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。
(1)查询资料得知，18 ℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下。三种蛋白酶催化效率最高的是
。

(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18 ℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18 ℃之间。他们设置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是 ，可用 试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在 。
③为了控制实验温度，装有酶底物的试管应 以保持恒温。单位时间内 可以表示蛋白酶催化效率的高低。
④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？ 。理由是 。
(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低。所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低 的比例，以减少对海洋的污染。
答案　(1)幽门盲囊蛋白酶
(2)①蛋白质　双缩脲　②2和8　③水浴　底物消耗量(或产物生成量)　④不能　据图可知酶活性随温度提高逐步升高，酶活性峰值未出现
(3)淀粉、脂肪
解析　(1)由坐标图中三种酶的活性可知，在最适pH时，幽门盲囊蛋白酶的活性最高，因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率最高。
(2)①本实验是探究蛋白酶的最适温度，因此实验需要的底物为蛋白质，鉴定蛋白质可用双缩脲试剂，该试剂可与蛋白质发生紫色反应。②pH为无关变量，应设置为最适pH，由图1可知，胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH分别是2和8。③蛋白酶催化效率的高低可用单位时间内底物消耗量或产物生成量表示。④由图2可以看出，温度从15～18 ℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，没有出现下降的变化，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18 ℃之间。
五、实验方案的评价与修订
　两位同学围绕酶的特性进行了如下探究实验，请你运用所学知识，指出两位同学在实验中存在的问题，并提出修正方案。
(1)同学甲验证酶具有高效性，取2支试管，均加入2 mL H2O2 溶液，再分别加入2滴蒸馏水和2滴新鲜土豆研磨液，观察到加新鲜土豆研磨液的试管有大量气泡产生，用带火星的卫生香检测，卫生香猛烈燃烧，证明酶具有高效性。
存在问题：
。
修正方案：
。
(2)同学乙探究温度对酶活性的影响：①取6支试管，编号为A、A1、B、B1、C、C1。在试管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液。在试管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。
②将试管A、A1放入60 ℃水中，将试管B、B1放入100 ℃水中，将试管C、C1放入冰水中，维持5 min。
③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，在相应温度下维持5 min。
④取出试管，用斐林试剂检测实验结果。
存在问题：
。
修正方案：
。
答案　(1)对照组设置不对　应将加入“2滴蒸馏水”改为加入“2滴FeCl3溶液”，其余条件都相同
(2)④检测结果的试剂不合适　应该是取出试管，各加入等量的碘液
解析　(1)验证酶具有高效性，自变量是催化剂的种类，要用酶和无机催化剂对比，同学甲的对照组设置不对，应滴加2滴FeCl3溶液，其余条件相同。
(2)利用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，不宜用斐林试剂作检测试剂，因为斐林试剂在使用过程中需要水浴加热，会影响反应温度，应该使用碘液作检测试剂。

“五看法”评价实验设计

[练1]　保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：
材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干、保水剂、氮肥等。
方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60 kg·hm－2)、氮肥(255 kg·hm－2)、保水剂(60 kg·hm－2)＋氮肥(255 kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00～11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表：
组号
CO2吸收量/μmol·m－2·s－1
　叶绿素含量/mg·g－1
A
10.66
3.07
B
13.04
3.02
C
15.91
3.05
实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。
(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：
步骤① ；
步骤② 。
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是 。
(3)实验测得的CO2吸收量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是
。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定 释放量计算。
答案　(1)①没有对照组，应另设不施保水剂和氮肥的一组作为对照　②取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位
(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性
(3)小于　实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差　O2
解析　(1)实验中要遵循对照原则和单一变量原则，所以步骤①应该增加正常生长，不做特殊处理的对照组；步骤②要保证无关变量相同，所以取相同部位的叶片。
(2)影响光合作用的内在因素有色素和酶。根据题目表格信息，叶绿素含量几乎没有差别，所以保水剂和氮肥配施可能影响酶的数量和活性。
(3)实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2消耗量与呼吸作用CO2释放量之差，因此实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2实际消耗量。根据光合作用的化学反应式，光合作用强度可以用单位时间内反应物CO2的消耗量或生成物O2的释放量来表示。
[练2]　如表所示为某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题：
操作步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢溶液
2 mL
2 mL
2
加质量分数为5%的盐酸
1 mL
—
3
加质量分数为5%的氢氧化钠溶液
—
1 mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨液
2滴
2滴
5
观察
较少气泡
较多气泡
(1)本实验的自变量是 ，因变量是 ，可观测的指标是 。
(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：
。
(3)为了将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行 (填“高温”或“冷藏”)处理。
(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越 (填“高”或“低”)。
答案　(1)pH　过氧化氢分解速率　相同时间内气泡的产生量
(2)①应将步骤1与4交换顺序；②增设试管丙，将加盐酸或氢氧化钠溶液的步骤换为加入1 mL蒸馏水，其他步骤与试管甲、乙相同
(3)冷藏　(4)低
解析　(1)由题干可知，本实验的实验目的是探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响，故实验的自变量为pH，结合表中信息可知，因变量是过氧化氢分解速率，可观测的指标是(相同时间内)试管中产生气泡的数量。
(2)本实验应将步骤1与4交换顺序并增加试管丙，将加盐酸或氢氧化钠溶液的步骤换为加1 mL蒸馏水，其他步骤与试管甲、乙相同。
(3)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在高温下，会变性失活，而低温下，只是酶活性受到抑制，在适宜条件下，其活性仍能恢复，因此可将猪肝研磨液进行冷藏处理。
(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需时间越长，说明酶促反应速率越慢，即酶的活性越低。



[基础测试]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．(2021·河南高三适应性测试)下列关于生物学实验的叙述，错误的是(　　)
A．质壁分离过程中，黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强
B．在酵母菌厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后溶液由蓝变绿再变黄
C．探究低温诱导植物染色体数目的变化实验中，待洋葱长出不定根后，进行低温处理
D．探究酵母菌种群数量变化的实验中，不需要设置空白对照来排除无关变量干扰
答案　B
解析　质壁分离过程中，细胞失水，细胞质的浓度增加，黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，A正确；厌氧发酵的果汁中含有酒精，加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由橙色变成灰绿色，B错误；“低温诱导植物染色体数目变化”实验中，首先将洋葱置于广口瓶上，让洋葱的底部接触瓶中的水面，25 ℃恒温箱培养，当洋葱长出约1 cm左右的不定根时将整个装置放入冰箱的低温室内(4 ℃)，低温诱导培养36 h，C正确；探究培养液中酵母菌种群数量变化时，由于有前后的自身对照，因此可不设置空白对照实验，D正确。
2．已知赤霉素(GA)能调节α－淀粉酶基因的表达。研究人员用GA处理大麦糊粉层细胞并检测发现细胞中SLN1蛋白在5 min后开始减少，而GAMYB基因和α－淀粉酶基因的mRNA则分别在1 h和3 h后开始增加。据此，为进一步确定SLN1基因、GAMYB基因在GA调节α－淀粉酶基因表达过程中是否发挥作用及相互关系，研究人员用GA处理相应的大麦糊粉层细胞材料后，检测SLN1基因、GAMYB基因、α－淀粉酶基因的mRNA含量变化。则实验中不需要的材料是(　　)
A．仅敲除SLN1基因的大麦糊粉层细胞
B．仅敲除GAMYB基因的大麦糊粉层细胞
C．敲除SLN1基因和GAMYB基因的大麦糊粉层细胞
D．敲除SLN1基因、GAMYB基因和α－淀粉酶基因的大麦糊粉层细胞
答案　D
解析　题中是为了进一步确定SLN1基因、GAMYB基因在GA调节α－淀粉酶基因表达过程中是否发挥作用及相互关系，故要通过设计分组实验加以证明。实验中的自变量是SLN1基因、GAMYB基因的有无，因此实验有三组：仅敲除SLN1基因的大麦糊粉层细胞和GA、仅敲除GAMYB基因的大麦糊粉层细胞和GA、敲除SLN1基因和GAMYB基因的大麦糊粉层细胞与GA，三组实验中α－淀粉酶基因都存在，是为了证明GA处理大麦糊粉层细胞对α－淀粉酶基因表达的影响，D错误。
3．某科研小组为探究月季茎段侧芽生长量与生长素类似物浓度的关系，用A、B、C三个不同浓度的生长素类似物处理月季茎段侧芽，结果如图所示。据图分析下列叙述正确的是(　　)

A．A浓度为促进月季茎段侧芽生长的最适浓度
B．不同浓度的生长素类似物均提高了月季茎段侧芽生长量
C．由实验结果可知，该生长素类似物的作用具有两重性
D．比较A、B浓度下月季茎段侧芽生长量可知，A浓度＞B浓度
答案　C
解析　要想找到促进月季茎段侧芽生长的最适浓度，需要设置更多实验组进行实验，A错误；与空白对照相比，C浓度抑制了月季茎段侧芽的生长，B错误；与对照组相比，A、B两浓度促进生长，C浓度抑制生长，故本实验能体现生长素类似物作用两重性的特点，C正确；由于生长素类似物的作用具有两重性，比较A、B浓度下月季茎段侧芽生长量，不能判断出A浓度与B浓度的大小，D错误。
4．为探究pH对叶绿素稳定性的影响，某科研小组进行了如下实验。下列叙述错误的是(　　)
组号
叶绿素溶液(相对含量)
pH值
处理时间/min
溶液颜色
①
3.0
8.0
10
绿色
②
3.0
7.0
10
绿色
③
3.0
6.0
10
黄绿色
④
3.0
5.0
10
黄褐色
A．叶绿素可用无水乙醇提取
B．该实验设置了四个实验组，是一个对比实验
C．该实验说明叶绿素在酸性条件下不稳定，在碱性条件下稳定
D．由该实验结果推测，酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力下降
答案　C
解析　该实验有四组实验，自变量是pH，四组实验之间形成相互对照，所以四组实验均为实验组，是一个对比实验，B正确；该实验结果显示出叶绿素在酸性条件下被破坏，但由于pH不够高，不能说明叶绿素在碱性条件下是稳定的，C错误；由于叶绿素在弱酸性条件下即可被部分破坏，而酸雨的pH要低于5.6，所以酸雨可能会造成藻类植物光合作用能力的下降，D正确。
5．(2021·湖南高三第三次联考)在自然界中，水蚤与三刺鱼、三刺鱼与翠鸟之间存在捕食关系。科研小组利用有不同密度水蚤的人工水域和悬挂在水域上的翠鸟模型，研究了饥饿状态下的三刺鱼的取食行为，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．水蚤密度、有无翠鸟模型都属于自变量
B．实验过程中，三刺鱼是处于最高营养级的捕食者
C．实验过程中，翠鸟模型传递给三刺鱼的是行为信息
D．有“危险”时，三刺鱼的进攻次数会随水蚤密度的增大而减少
答案　C
解析　题中的自变量为水蚤密度、有无翠鸟模型，A正确；实验过程中，翠鸟只是一个模型，不捕食三刺鱼，因此在实验过程中，三刺鱼是处于最高营养级的捕食者，B正确；实验过程中，翠鸟模型传递给三刺鱼的是物理信息，C错误；由题图可知，在有翠鸟时，三刺鱼的进攻次数会随水蚤密度的增大而减少，D正确。
6．M菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对M菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是(　　)
组别
培养基中的添加物
M菌
1
100 μg/mL蛋白质H
生长正常
2
20 μg/mL青霉素
生长正常
3
2 μg/mL青霉素＋100 μg/mL蛋白质H
死亡
A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定
B．第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死M菌
C．实验还需设计有2 μg/mL青霉素做处理的对照组
D．蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素
答案　C
解析　细菌没有细胞核，细菌死亡与否无法通过显微镜直接观察，A错误；第2组和第3组不符合单一变量的原则，所以无法确定导致M菌死亡与青霉素浓度有关，B错误；该实验研究的是蛋白质H与青霉素组合使用对M菌生长的影响，所以自变量是培养基添加物的种类，且无关变量要一致，还需要给第3组设置一个对照实验，即在培养基中加入2 μg/mL青霉素，C正确；由第1组实验结果可知，单独使用蛋白质H不能杀死M菌，因此不能说蛋白质H是一种新型抗生素，D错误。
7．疫苗研制必须遵循严格程序，包含病原体分离确认、动物和人体试验等过程，下列说法正确的是(　　)
A．研究该病原体的核酸序列和蛋白质组成，有利于确定抗原的成分及结构
B．对照组接种病原体、实验组接种疫苗，实验组血清检测到淋巴因子说明疫苗研制成功
C．对照组不接种疫苗、实验组接种疫苗，实验组血清检测到相应的抗原说明疫苗研制成功
D．若疫苗研制成功，接种后人体依靠产生相应的效应T细胞吞噬分解抗原
答案　A
解析　对照组不接种疫苗、实验组接种疫苗，实验组血清检测到抗体说明疫苗研制成功，B、C错误；若疫苗研制成功，接种后人体依靠产生相应的记忆细胞能够识别再次入侵的抗原，再增殖分化出浆细胞产生抗体，抗体与抗原结合成抗原—抗体复合物，最终由吞噬细胞吞噬分解抗原—抗体复合物，D错误。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
8．苯并芘是一种具有明显致癌作用的有机化合物。一些高脂肪、高胆固醇的食物在高温烤制时，会产生苯并芘，长期食用会让患癌的几率增高。为探究烤制时间和烤制温度对烤鸡翅中苯并芘含量的影响，某科研人员进行了相关实验。实验结果如下表：
组别
烤制温度
烤制时间(min)
苯并芘含量(μg/kg)
1组
180 ℃电烤
10
未检出
2组
20
1.2
3组
30
3.6
4组
230 ℃电烤
10
未检出
5组
20
2
6组
30
5.4
7组
生鸡翅
0
未检出
下列叙述不合理的是(　　)
A．分析实验结果可知，烤制温度的升高会导致烧烤食品中的苯并芘含量降低
B．分析实验结果可知，烤制时间的延长会导致食物中苯并芘含量增加
C．苯并芘属于化学致癌因子，可导致细胞中原癌基因和抑癌基因的突变
D．细胞癌变和细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，前者是异常表达，后者是正常表达
答案　AD
解析　7组相当于空白对照组，分析实验结果可知，烤制温度的升高会导致烧烤食品中的苯并芘含量增加，烤制时间的延长会导致食物中苯并芘含量增加，A错误，B正确；苯并芘属于化学致癌因子，可导致细胞中原癌基因和抑癌基因的突变，从而增大患癌的概率，C正确；细胞凋亡是基因选择性表达的结果，细胞癌变是基因突变的结果，而不是基因选择性表达的结果，D错误。
9．某研究性学习小组在进行“调查环境污染对生物的影响”课题研究时，确定了“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”子课题，并制订了研究方案。下列说法正确的是(　　)
A．该项研究要包括汽车尾气对树木的生长的影响
B．通过该项研究学会调查研究环境污染对植物影响的基本方法
C．该项研究中要了解小吃店的废水、废气和废弃物对路边树木生长的不利影响
D．该研究方案的内容包括研究目的、研究方法、完成时间、结果预测、结论、报告形式等
答案　BCD
解析　根据研究课题为“路边小吃店的污染物对周围树木生长的影响”可知，该项研究中不需要研究汽车尾气对树木的生长的影响，A错误。
三、非选择题
10．有资料显示，进入生殖发育期后，身高不会明显增加。为研究雄性家兔体内睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)，请补充完成研究方案并回答问题。
研究课题：雄性家兔ST含量对GH含量的影响
(1)根据题中信息，最可能提出的实验假设为： 。
(2)实验步骤：
①将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只。测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。
②甲组兔切除性腺，乙组兔 。
③在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录
。
(3)预测结果：

ST浓度(μg/mL)
GH浓度(μg/mL)
测定时间
甲组
乙组
甲组
乙组
实验前
m1
m1
n1
n1
实验后
＜m2
m2
＞n2
n2
(4)分析与讨论：
①要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射 ，乙组家兔注射 ，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，并求各组的平均值。
②与实验后测得的结果比较，进一步实验处理后甲组GH浓度 ，乙组GH浓度不变。
答案　(1)ST含量的增加能使GH含量下降
(2)②做手术，但不切除性腺　③每只家兔血液中ST和GH的浓度
(4)①适量ST溶液　等量生理盐水　②下降
解析　(1)本实验研究的课题为：雄性家兔ST含量对GH含量的影响，根据资料中“进入生殖发育期后，身高不会明显增加”以及生长激素主要促进动物体的生长，可提出“ST含量的增加能使GH含量下降”的假设。
(2)实验的自变量为是否有性腺分泌的雄性激素，故甲组兔切除性腺，乙组兔应做手术，但不切除性腺。在相同且适宜的条件下饲养1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。
(4)①要使实验更严谨，可再给甲组家兔注射适量ST溶液，乙组家兔注射等量生理盐水，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，求各组的平均值。②由(3)数据可知，切除性腺的甲组GH浓度大于不切除性腺的一组，可推测性腺分泌的雄性激素可抑制GH的分泌，由此可得进一步实验处理后的结果：甲组GH浓度下降，乙组GH浓度不变。
11．阿尔茨海默症(AD，俗称“老年痴呆”)主要表现为记忆力减退甚至丧失。研究表明，神经细胞分泌的β－淀粉样蛋白(Aβ)在细胞外沉积，使NO大量产生，会引起细胞受损，从而诱发该病发生。请回答下列问题：
(1)β－淀粉样蛋白通过 的方式从神经细胞分泌后，使大脑皮层下海马区的神经细胞病变，导致记忆力减退。
(2)研究人员发现某种药物对该病具有较好的治疗效果，为探究其作用机理，进行了如下实验：
步骤一：将50只雄性大鼠适应性饲养1周后，随机选取其中40只改造成患AD的模型鼠，其余10只为正常对照组。
步骤二：将正常鼠和模型鼠逐只放入大鼠跳台箱中，使大鼠学习逃避被电击，24 h后进行记忆测试，测定大鼠潜伏期(距离首次出错的时间)和5 min内出错次数。
步骤三：将大鼠脑组织进行离心后测定各组鼠脑组织内NO的含量，结果如表所示。
组别
动物数(n)
潜伏期(s)
5 min内错误次数
NO含量(μmol/L)
正常组
10
223.1
0.92
127.40
零剂量组
10
29.0
2.08
225.34
小剂量组
10
87.9
2.08
195.00
中剂量组
10
122.3
1.17
156.00
大剂量组
10
149.6
0.99
109.20
①将40只模型鼠随机分为零剂量、小剂量、中剂量和高剂量组，分别注射5 mL不同浓度的该药物，正常对照组的处理是 。
②与正常鼠比较，模型鼠的错误次数 ，首次出现错误的时间明显 ，表明模型鼠已经出现记忆衰退的现象。
③已知该药物对NO没有直接作用，推测该药物是通过
，从而达到一定的治疗效果的。
答案　(1)胞吐
(2)①注射5 mL的生理盐水　②增多　缩短
③分解β－淀粉样蛋白，使NO含量降低
解析　(1)β－淀粉样蛋白属于大分子，不能穿膜运输，只能通过胞吐的形式分泌到细胞外。
(2)①本实验是对照实验，药物的注射剂量为自变量，其余均为无关变量，无关变量各组都相同，正常组作为空白对照组不用注射该种药物，正确的处理方法是注射5 mL的生理盐水，保持注射的溶液的总体积相同。②通过表中数据显示，与正常鼠相比，模型鼠的错误次数明显增多，距离首次出现错误的时间明显缩短，表明模型鼠已经出现记忆衰退的现象。③已知该药物对NO没有直接作用，但题中信息提示，β－淀粉样蛋白在细胞外沉积，使NO大量产生，据此，该药物的作用机理可能是通过分解β－淀粉样蛋白，从而使NO含量降低，从而达到一定的治疗效果。
[能力提升]
一、单项选择题(在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)
1．为研究冬虫夏草提取物和鬼臼类木脂素的抗癌机理，科研小组做了大量实验，结果如下表。研究发现Bcl­2蛋白是一种调控细胞凋亡的蛋白。下列叙述错误的是(　　)
组别
培养液中物质的相对量
肝腹水癌
细胞数目
细胞中Bcl­2蛋白相对量
胸腺嘧啶
尿嘧啶
葡萄糖
A冬虫夏草
提取物溶液
＋＋
＋＋
＋＋＋
＋＋
＋
＋
B鬼臼类木
脂素溶液
＋＋＋
＋＋
＋＋＋
＋＋
＋＋
＋
＋
C生理盐水
＋
＋
＋
＋＋＋
＋＋
＋＋＋
＋＋
注：＋的数量越多，表示物质的相对量越大。
A．据实验结果分析，Bcl­2蛋白是一种促进细胞凋亡的蛋白
B．设置C组的目的是对照，三组培养液中葡萄糖的相对量是因变量
C．冬虫夏草提取物的作用机理是抑制葡萄糖进入癌细胞，导致癌细胞死亡
D．鬼臼类木脂素的作用机理是抑制癌细胞对T、U的摄取，从而抑制DNA和RNA合成
答案　A
解析　分析表格中信息可知，A组、B组实验癌细胞数目少，细胞中Bcl­2蛋白相对量少，C组癌细胞数量多，细胞中Bcl­2蛋白相对量多，这说明Bcl­2蛋白是一种抗细胞凋亡的蛋白质，A错误；C组加入等量的生理盐水，作为空白对照，三组培养液中葡萄糖等物质的相对量属于因变量，B正确；分析表格中信息可知，三组实验中，A组实验培养液中葡萄糖含量最高，说明冬虫夏草提取物是通过抑制癌细胞吸收葡萄糖，导致癌细胞能源物质供应不足而死亡，C正确；B组培养液中的胸腺嘧啶和尿嘧啶含量最高，说明鬼臼类木脂素是通过抑制癌细胞吸收胸腺嘧啶和尿嘧啶，影响DNA和RNA的合成进而抑制癌细胞增殖，D正确。
2．某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为癌症的一种化疗药物。他们对二氯二乙胺作用于癌细胞的适宜浓度进行了探究。下列是兴趣小组同学们的实验设计思路，其中正确的是(　　)
A．取小鼠肝脏的肿瘤细胞为实验组，正常肝脏细胞为对照组
B．将实验组细胞放在含有不同浓度二氯二乙胺的生理盐水中进行培养
C．在进行细胞培养时应放在25 ℃恒温箱中培养，并保证氧气浓度正常
D．实验开始时和实验结束后都要用抽样调查的方法对每组细胞进行计数并记录
答案　D
解析　根据题干信息“对二氯二乙胺作用于癌细胞的适宜浓度进行了探究”可知，自变量为二氯二乙胺的浓度，故实验组是含有不同二氯二乙胺浓度的培养液培养的癌细胞，对照组是不含有二氯二乙胺的培养液培养的癌细胞，A、B错误；在进行细胞培养时应放在37 ℃恒温箱中培养，并保证氧气浓度正常，C错误；实验开始时和实验结束后都要用抽样调查的方法对每组细胞进行计数并记录，以测定二氯二乙胺抑制癌细胞的增殖的适宜浓度，D正确。
3．现有世代连续的两试管果蝇，甲管中全部是长翅果蝇，乙管中既有长翅(V)果蝇又有残翅(v)果蝇。确定两试管果蝇的世代关系，可用一次交配鉴别，最佳交配组合是(　　)
A．甲管中长翅果蝇自交繁殖
B．乙管中长翅果蝇与残翅果蝇交配
C．乙管中全部残翅果蝇互交
D．甲管中长翅与乙管中长翅交配
答案　B
解析　假设乙管的果蝇是亲本，则乙管长翅果蝇全为纯合子，甲管中的长翅果蝇全为杂合子。所以让乙管中长翅果蝇与残翅果蝇交配观察子代有无残翅果蝇，若乙管中长翅果蝇与残翅果蝇杂交若后代出现残翅果蝇，则乙管中的长翅果蝇有Vv的个体，乙是甲的子代；若后代无残翅果蝇出现，则乙管中的长翅果蝇为VV，乙是甲的亲代。综上所述，A、C、D不符合题意，B符合题意。
4．(2021·北京西城一模)化感作用指植物通过向外分泌化学物质对其他植物产生的影响。制备入侵植物薇甘菊及近邻种葛藤和鸡矢藤的叶水提液(供体)，分别处理三种植物幼苗(受体)，60天后测定植株干重并计算化感作用效应指数(R＝处理值/对照值－1)，相关叙述错误的是(　　)

A．化感作用存在于植物种间和种内
B．在薇甘菊种内存在化感促进作用
C．鸡矢藤对其他种生长均表现为抑制
D．化感作用影响植物群落的种类组成
答案　C
解析　从最后一组实验结果可知，鸡矢藤叶水提液均降低3种幼苗的化感作用效应指数，说明化感作用存在于植物种间和种内，A正确；从第一组实验可知，当受体为薇甘菊时，Mm组的化感作用效应指数约为0.6，说明薇甘菊叶水提液对薇甘菊的化感作用有促进效果，B正确；对比前两组实验，鸡矢藤对薇甘菊生长表现为抑制，对葛藤生长表现为促进，C错误；从实验可以观察到，化感作用对不同生物的影响不同。因此，化感作用影响植物群落的种类组成，D正确。
二、多项选择题(在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求)
5．细菌会产生内毒素，高浓度的内毒素进入人体会引发广泛的炎症反应和内毒素血症。研究者测定了不同温度下药物单独或联合处理细菌时内毒素的释放量。下列相关分析或推理正确的是(　　)
分组
温度
内毒素浓度(μg/mL)
对照组
溶菌酶A
抗生素B
溶菌酶A＋抗生素B
37 ℃
5.4
5.1
22.4
8.2
40 ℃
5.0
1.5
16.8
2.3
A．对照组的处理是培养细菌但不添加药物，结果说明细菌可自发地释放内毒素
B．在两种温度下，抗生素B在杀菌的同时均可引起较多的内毒素释放到细菌细胞外
C．与单独使用抗生素B相比较，溶菌酶A与其联合处理时可显著降低内毒素的释放量
D．若因细菌感染引起高烧，单独使用溶菌酶A进行治疗对缓解内毒素血症的效果最好
答案　ABCD
解析　对照组的设置是为了和施加药物后的实验组作比较得出施加药物后的作用效果，所以对照组在不加任何药物的条件下培养细菌，让细菌在自然条件下释放内毒素，A正确；通过表中数据显示，抗生素B虽然能够杀菌，但它的加入会使培养液中的内毒素含量增加，说明抗生素B在杀菌的同时促进了细菌内毒素的释放，B正确；表中数据显示的结果表明与单独使用抗生素B相比，溶菌酶A的单独使用及与抗生素B联合使用能有效地减少内毒素的释放量，C正确；通过表中数据的比较，单独使用溶菌酶A治疗细菌感染对缓解内毒素的释放效果是最好的，D正确。
6．多叶棘豆是一种珍贵的药用植物，其种子萌发率极低。为研究外源IAA能否促进多叶棘豆种子的萌发，科研人员用蒸馏水配制不同浓度的IAA溶液，分别浸泡种子14小时(甲组)、21小时(乙组)和28小时(丙组)。将浸泡后的种子置于培养皿中，在适宜的萌发条件下培养。观察萌发情况，结果如图所示。

下列叙述错误的是(　　)
A．分析可知，外源IAA能减轻28小时蒸馏水浸泡对种子萌发的抑制
B．本实验结果中，外源IAA促进种子萌发的最佳浸泡时间为14小时
C．乙组可在5～20 mg·L－1范围内进一步探究外源IAA促进种子萌发的最佳浓度
D．甲组10 mg·L－1的萌发率大于20 mg·L－1，说明20 mg·L－1外源IAA能抑制种子萌发
答案　BD
解析　单独分析丙组种子，未施加外源IAA时，浸泡28小时蒸馏水种子几乎没有萌发，而施加外源IAA后，与未施加外源IAA时相比，种子萌发率均有所升高，说明外源IAA能减轻28小时蒸馏水浸泡对种子萌发的抑制，A正确；本实验结果中，生长素浓度相同时，乙组的萌发率最高，故外源IAA促进种子萌发的最佳浸泡时间为21小时，B错误；分析实验结果可知，乙组种子萌发率在生长素浓度为10 mg·L－1时高于其浓度为5 mg·L－1和20 mg·L－1时，因此可在5～20 mg·L－1范围内进一步探究外源IAA促进种子萌发的最佳浓度，C正确；甲组10 mg·L－1的萌发率大于20 mg·L－1，但与不加外源IAA组相比，20 mg·L－1外源IAA仍然促进了种子萌发，D错误。
三、非选择题
7．(2021·北京海淀一模)水稻穗上的颖果可分为初级颖果和次级颖果(图1所示)。与初级颖果相比，次级颖果存在开花时期晚、营养积累差等特点。为研究两者差异产生的原因，研究人员进行了相关实验。
(1)研究人员发现A基因与颖果发育有关，A基因缺失突变体的初级颖果与次级颖果发育一致。检测A基因缺失突变体与野生型水稻授粉后不同时间两种颖果中IAA的含量，结果如图2所示。

①据图2可知，野生型水稻初级颖果与次级颖果发育存在差异的原因是 。比较野生型与A基因缺失突变体中两种颖果的IAA含量，推测A基因能 。
②研究人员检测了野生型中IAA合成酶基因(T基因)的转录量，结果如图3。综合图2、3结果，推测野生型中初级颖果发育优于次级颖果的原因是 。进一步研究发现，A基因突变体中两种颖果的T基因转录量一致，且显著低于野生型，导致突变体的初级、次级颖果发育差异消失，推测A基因可 T基因的转录。
(2)研究显示，A基因编码的A蛋白可与F蛋白结合，F蛋白可与T基因启动子(RNA聚合酶结合位点)结合。研究人员将T基因启动子与β－葡萄糖苷酸酶基因(GUS基因)连接构建表达载体，导入野生型水稻叶片制备的原生质体，加入反应底物，检测GUS酶活性，实验处理及结果如图4。结果说明
，从而确保IAA的生物合成。

(3)进一步研究发现，在野生型次级颖果中，当IAA含量达到一定水平，可解除A蛋白与F蛋白的结合，从而抑制IAA合成，这种调节方式称为 调节。而在初级颖果中无此机制，因而初级、次级颖果发育出现差异。
答案　(1)①初级颖果的IAA含量高，次级颖果IAA含量低，且授粉后初级颖果的IAA含量显著增加　提高IAA含量　②授粉3天至5天后初级颖果中T基因转录量大于次级颖果，IAA合成量多，发育早发育快　促进
(2)A蛋白与F蛋白结合，解除了F蛋白对T基因转录的抑制
(3)(负)反馈
解析　(1)①分析图2结果可知，野生型水稻初级颖果与次级颖果发育存在差异的原因是初级颖果的IAA含量高，次级颖果IAA含量低，且授粉后初级颖果的IAA含量显著增加。比较野生型与A基因缺失突变体中两种颖果的IAA含量，推测A基因能提高IAA含量。
②分析图3可知，在初级颖果发育的第5天，T基因的转录量明显高于次级颖果，综合图2、3结果，推测野生型中初级颖果发育优于次级颖果的原因是授粉3天至5天后初级颖果中T基因转录量大于次级颖果，IAA合成量多，发育早发育快。进一步研究发现，A基因突变体中两种颖果的T基因转录量一致，且显著低于野生型，导致突变体的初级、次级颖果发育差异消失，推测A基因可促进T基因的转录。
(2)分析图4可知，该研究的自变量是加入底物的种类，分析结果可知，只有F蛋白时，GUS酶活性极低，说明F蛋白与T基因启动子结合后抑制该基因的正常表达，只加入A蛋白，GUS酶活性高于不加底物组和只加入F蛋白组，但同时加入F蛋白和A蛋白的那一组中，GUS酶活性明显增高，进一步说明A蛋白与F蛋白结合，解除了F蛋白对T基因转录的抑制，从而确保IAA的生物合成。
8．猪丹毒是丹毒杆菌引起的危害养殖业的烈性传染病之一。为探究免疫转移因子(TF)对猪丹毒A抗原免疫效果的影响是否具有特异性，科研人员进行了如下实验：
实验材料：生理状况相似的健康小鼠若干、A抗原、注射器及其他必需设备。
(要求与说明：提取TF、抽血检测抗体的具体方法不作要求；实验条件适宜)
第一步：制备普通TF和经A抗原免疫小鼠的特异性TF。随机选取10只健康小鼠，每次注射适量且等量的A抗原，经3次免疫后，制备特异性TF；另取 制备普通TF。
第二步：对提取的TF进行无菌化处理。
第三步：随机选取20只小鼠，将其随机均分成4组，进行如下表处理：
分组
小鼠处理
甲
①
24小时后
②
④
乙
接种普通TF
24小时后
③
丙
/
免疫接种A抗原
丁
/
未免疫接种A抗原
第四步：对所得数据进行处理和分析。
第五步：实验结果如下图：

注：光密度值(OD值)越大表明抗体的含量越多。
请回答下列问题：
(1)将第一步中的步骤补充完整。 。制备特异性TF需用A抗原免疫小鼠3次，目的是
。
(2)TF的无菌化处理应选用过滤灭菌的方法，需进行无菌化处理的原因是 。
(3)请将表格中的处理①②③④补充完整。
① ；
② ；
③ ；
④ 。
(4)该实验结果说明： ；
。
答案　(1)10只健康小鼠注射等量生理盐水　抗原多次刺激可产生更多淋巴细胞进而产生更多的免疫转移因子
(2)避免微生物刺激机体免疫系统影响实验结果
(3)①接种小鼠特异性TF　②免疫接种A抗原　③免疫接种A抗原　④在12 d、21 d、30 d分别抽血检测抗体OD值
(4)TF可增强免疫效果(或TF可促进抗体的产生)　TF对A抗原的免疫效果无特异性(或普通TF和特异性TF的免疫效果相似或TF的免疫增强效果与TF的特异性关联性不大)
解析　(1)依据步骤一的目的是制备普通的TF和经A抗原免疫小鼠的特异性TF，两组之间构成对照，所以一组注射A抗原获得特异性的TF，则另一组注射等量的生理盐水获得普通的TF。多次注射抗原的目的是刺激机体产生更多的淋巴细胞进而产生更多的免疫转移因子。
(3)本实验的目的是探究TF对猪丹毒A抗原免疫效果的影响是否具有特异性，因此甲组和乙组的区别是一个接种普通的TF，一个接种特异性的TF，然后都要接种A抗原。通过图形可知四组都在12 d、21 d、30 d分别抽血检测抗体OD值，因此①是接种小鼠特异性TF，②是免疫接种A抗原，③是免疫接种A抗原，④是在12 d、21 d、30 d分别抽血检测抗体OD值。
(4)根据实验的目的以及接种普通的TF与接种特异性的TF检测抗体的量无太大差别，由此可说明TF对A抗原的免疫效果无特异性，同时甲组和乙组与丙组、丁组比较可得TF可增强免疫效果。