高中生物高考专题21 实验与探究-2020年高考真题和模拟题生物分项汇编（教师版含解析）

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专题21 实验与探究

1．(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( )

实验材料
实验目的
A
大蒜根尖分生区细胞
观察细胞的质壁分离与复原
B
蝗虫的精巢细胞
观察细胞的减数分裂
C
哺乳动物的红细胞
观察细胞的吸水和失水
D
人口腔上皮细胞
观察DNA、RNA在细胞中的分布
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】
【分析】
细胞质壁分离及复原的原理：把成熟的植物细胞放置在某些对细胞无毒害的物质溶液中，当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分子就透过原生质层进入到外界溶液中，使原生质层和细胞壁都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分子就通过原生质层进入到细胞液中，发生质壁分离的细胞的整个原生质层会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
【详解】
A、根尖分生区无成熟的大液泡，不能用于观察细胞的质壁分离与复原，A符合题意；
B、蝗虫的精巢细胞可以发生减数分裂，可以用于观察细胞的减数分裂，B不符合题意；
C、哺乳动物的红细胞吸水会膨胀，失水会皱缩，故可以用于观察细胞的吸水和失水，C不符合题意；
D、人的口腔上皮细胞无色，且含有DNA和RNA，可以用于观察DNA、RNA在细胞中的分布，D不符合题意。
故选A。
2．(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
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查教材上多个观察和验证性实验的相关知识，需要考生掌握相关实验的原理和方法，明确所用实验材料和试剂的特性，然后根据选项描述进行判断。
【详解】
A、健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，A正确；
B、红细胞体积微小，观察其因失水而发生的形态变化需要利用显微镜，B错误；
C、甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，C正确；
D、细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，用两种荧光染料分别标记两种细胞的膜蛋白分子，经过细胞融合后，两种颜色的荧光均匀分布，可以证明细胞膜具有流动性，D正确。
故选B。
3．(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
【答案】C
【解析】
【分析】
黑藻叶片细胞含有较多的叶绿体，可以用于观察植物细胞中的叶绿体，也可以用于叶绿体中色素的提取与分离实验。提取色素的原理：色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水乙醇等提取色素；同时，黑藻叶片细胞是成熟的植物细胞，含有大液泡，可用于观察质壁分离和复原；但黑藻叶片细胞已经高度分化，不再分裂，不能用于观察植物细胞的有丝分裂。
【详解】
A、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；
B、黑藻成熟叶片为高度分化的细胞，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；
C、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；
D、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。
故选C。
【点睛】
本题以黑藻为素材，考查观察植物细胞质壁分离及复原实验、观察细胞有丝分裂实验等，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验材料的选择是否合理等，需要考生在平时的学习中注意积累。
4．(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．
【答案】C
【解析】
【分析】
观察“根尖有丝分裂的实验”中根尖培养的具体操作：洋葱根尖的培养在上实验课之前的3-4天，取洋葱一个，放在广口瓶上。瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面，把这个装置放在温暖的地方培养，待根长约5cm，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
【详解】
A、洋葱底部没有水分，不能正常生长，A错误；
BD、整个洋葱全部放入水中，可能导致根尖缺氧无法正常生长，BD错误；
C、洋葱底部接触水，提供水的同时保证了空气的供应，且石子能固定洋葱为根生长提供空间，C正确。
故选C。
【点睛】
本题需要考生理解根尖生长的条件，水分和空气，结合装置进行解答。
5．(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
【答案】B
【解析】
【分析】
叶绿素的提取和分离实验的原理：无水乙醇能溶解绿叶中的各种光合色素；不同色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上随层析液的扩散速度也有差异。
【详解】
A、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；
B、研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时色素被破坏，B错误；
C、研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；
D、画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。
故选B。
6．(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
【答案】C
【解析】
【分析】
高中生物学中的颜色反应：
1、斐林试剂检测可溶性还原糖：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。
2、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ检测脂肪：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色；苏丹Ⅳ+脂肪→红色
3、双缩脲试剂检测蛋白质：蛋白质+双缩脲试剂→紫色
4、碘液检测淀粉：淀粉+碘液→蓝色
5、DNA的染色与鉴定：DNA+甲基绿→绿色 DNA+二苯胺→蓝色
6、吡罗红使RNA呈现红色：RNA+吡罗红→红色
7、台盼蓝使死细胞染成蓝色
8、线粒体的染色：健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
9、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
10、CO2的检测：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
11、染色体(或染色质)的染色：染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液)染成深色。
【详解】
A、斐林试剂为蓝色而非无色，A错误
B、重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，由橙色变成灰绿色，B错误；
C、DNA溶液中加入二苯胺在沸水浴条件下变为蓝色，C正确；
D、双缩脲试剂检测蛋白质，不能检测氨基酸，D错误。
故选C。
7．(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
【答案】D
【解析】
【分析】
同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
【详解】
A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径，A错误；
B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，B错误；
C、证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法，C错误；
D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D正确。
故选D。
8．(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( )
选项
试验材料
试验现象
A
用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片
子叶细胞中有橘黄色颗粒
B
用0．3g/mL蔗糖溶液处理的紫色洋葱鳞片叶外表皮装片
紫色的液泡逐渐变小，颜色逐渐变深
C
用龙胆紫染液染色的洋葱根尖装片
染色体在细胞中移动并平均分配到两极
D
用台盼蓝染液染色的酵母菌涂片
部分酵母菌被染成蓝色
A．A B．B C．C D．D
【答案】ABD
【解析】
【分析】
高中生物学中的颜色反应：
1、斐林试剂检测可溶性还原糖：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀。
2、苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ检测脂肪：苏丹Ⅲ+脂肪→橘黄色；苏丹Ⅳ+脂肪→红色
3、双缩脲试剂检测蛋白质：蛋白质+双缩脲试剂→紫色
4、碘液检测淀粉：淀粉+碘液→蓝色
5、DNA的染色与鉴定：DNA+甲基绿→绿色 DNA+二苯胺→蓝色
6、吡罗红使RNA呈现红色：RNA+吡罗红→红色
7、台盼蓝使死细胞染成蓝色
8、线粒体的染色：健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。
9、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
10、CO2的检测：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿在变黄。
11、染色体(或染色质)的染色：染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液)染成深色。
【详解】
A、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，A正确；
B、在0．3g/mL蔗糖溶液中的紫色洋葱外表皮细胞会失水，液泡逐渐减小，颜色变深，B正确；
C、观察植物细胞有丝分裂的实验中，制片后细胞已死亡，不能观察到染色体的动态变化，C错误；
D、酵母菌涂片中有部分酵母菌已死亡，故用台盼蓝染色后，部分被染成蓝色，D正确。
故选ABD。
9．(2020届百师联盟高三冲刺)进行实验探究时，为减小误差、增加可信度，常需要进行重复实验。下列有关叙述错误的是( )
选项
研究课题
增加结果可信度的操作
A
比较细胞周期不同时期的时长
多选取几个视野,统计各时期细胞数
B
确定栗色公马(BB/Bb)的基因型
与多匹白马(bb)杂交，统计子代表现型
C
调查高度近视的遗传方式
多选取几个患者家庭，绘制遗传系谱图
D
调查发酵罐中酵母菌种群数量
同一计数板上的菌数多统计几次，取平均数
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】
【分析】
计算细胞周期不同时期的时长，为减小误差，增加结果可信度，可多选取几个视野，统计各时期细胞数；确定某表现型的基因型实验时，应进行多组杂交实验，以避免偶然因素对实验结果的影响；调查某遗传病应选在家系进行，为避免误差，应多选取几个患者家庭，并绘制遗传系谱图便于分析；调查酵母菌种群数量时，应重复实验，取平均值。
【详解】
A、计算细胞周期不同时期的时长，为减小误差，增加结果可信度，可多选取几个视野，统计各时期细胞数，A正确；
B、确定栗色公马(BB/Bb)的基因型时，应与多匹白马(bb)杂交，尽可能地避免偶然性影响实验结果，理论上样本容量越大越接近真实值，B正确；
C、调查某遗传病的遗传方式，应多选取几个患者家系中进行调查，并绘制遗传系谱图进行分析，C正确；
D、调查发酵罐中酵母菌种群数量，应重复实验，而不是重复计数，D错误。
故选D。
10．(北京市海淀区人大附中2019-2020学年高三3月月考)下列关于高中生物实验方法和选材的表述，正确的是( )
A．可用本尼迪特试剂、比色法鉴定橙汁中还原糖的含量
B．稀释涂布法可用于测定土壤中细菌、霉菌的种类和数量
C．哺乳动物血液和菜花都不宜作为材料用于DNA粗提取实验
D．洋葱鳞片叶内表皮没有颜色干扰适宜用于观察染色体数目
【答案】B
【解析】
【分析】
1、本尼迪特试剂是检测还原糖的试剂，它与还原糖反应颜色由蓝色变为红黄色。
2、稀释涂布平板法可用来测定土壤微生物的种类和数量，平板划线法可以用于菌种的纯化和分离。
3、DNA粗提取实验材料，选用DNA含量相对较高的生物组织，成功的可能性更大。
【详解】
A、橙汁的颜色会干扰沉淀量的判断，A错误；
B、稀释涂布法通过菌落的数量来代表活菌数，通过菌落的形态特征来鉴别其种类，B正确；
C、哺乳动物血液中的成熟红细胞没有细胞核和线粒体，而白细胞数量少，均不适宜做提取DNA的材料；菜花是植物细胞含有大量的DNA，可以作提取DNA的植物材料，但在提取前需先去除细胞壁，C错误；
D、洋葱内表皮细胞不分裂，不会形成染色体，D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查课本基础实验的原理和选材，意在考查学生能独立完成教材所列的生物实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。
11．(河北省石家庄市2020高三下学期质量检测)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是
实验标号

实验名称

观察到的实验现象

①

观察植物细胞的质壁分离和复原

镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；
镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致

②

观察多种多样的细胞
菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成；人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体

③

观察细胞的有丝分裂
洋葱根尖伸长区细胞长，液泡大；分生区细胞呈正方形，多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰

④

探究酵母菌种群数量的动态变化

酵母细胞呈球形或椭圆形，细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见

A．实验①
B．实验②
C．实验③
D．实验④
【答案】A
【解析】观察植物细胞的质壁分离和复原时，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中液泡大，占据整个细胞体积的绝大部分，呈紫色，不同细胞的细胞液浓度大小不同，质壁分离的位置、程度并不一致，A项正确；
用光学显微镜观察多种多样的细胞时，不能观察到核糖体，B项错误；
观察细胞有丝分裂时，洋葱根尖伸长区高度分化细胞长，液泡大，分生区细胞分化程度低，呈正方形，染色体经龙胆紫染色后呈紫色，形态清晰，但少数细胞处于分裂期，呈紫色，C项错误；
线粒体需染色后才能观察到清晰的形态，D项错误。
【点睛】
本题以实验的客观事实呈现的形式，考查学生对教材中“生物知识内容表”所列的相关生物实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。理解该实验的目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，是解答此题的关键，这需要学生在平时学习时注意积累，以达到举一反三。
12．(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_____________。
【答案】(1)pH 应与细胞质基质的相同，渗透压应与细胞内的相同
(2)细胞质基质组分和线粒体
(3)有 类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜的功能
【解析】
【分析】
细胞器的种类及功能：
1、细胞器分为：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、中心体。
2、①线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称”动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
②叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
③内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
④高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。
⑤核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的依附在内质网上称为附着核糖体，有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。
⑥溶酶体分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
⑦液泡是调节细胞内的环境，是植物细胞保持坚挺的细胞器。含有色素(花青素)。
⑧中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关。由两个相互垂直的中心粒构成.。
【详解】
(1)将正常叶片置于适量的溶液B中，为防止叶片失水，应保证pH与细胞质基质的相同，渗透压与细胞内的相同。
(2)葡萄糖在有氧呼吸的过程能彻底氧化分解，在真核细胞中场所为细胞质基质和线粒体。
(3)由于类囊体膜是H2O分解释放O2的场所，叶绿体膜破裂不影响类囊体膜功能，故有氧气释放。
【点睛】
本题结合具体实例考查光合作用、呼吸作用和细胞器的相关内容，掌握光合作用和呼吸作用的场所、细胞器的功能是解题的关键。
13．(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：
实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟∶非抗螟约为1∶1
实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株∶非抗螟正常株高约为1∶1
(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_____________。
【答案】(1)甲 雌雄同株
(2)是 AAtsts 抗螟雌雄同株∶抗螟雌株=1∶1
(3)不位于 抗螟性状与性别性状间是自由组合的，因此A基因不位于Ts、ts基因所在的2号染色体上 含A基因的雄配子不育 1/2 1/6
【解析】
【分析】
根据题意可知，基因Ts存在时表现为雌雄同株，当基因突变为ts后表现为雌株，玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，则实验中品系M作为父本，品系甲和乙的基因型为tsts，则作为母本。由于基因A只有一个插入到玉米植株中，因此该玉米相当于杂合子，可以看做为AO，没有插入基因A的植株基因型看做为OO，则分析实验如下：
实验一：品系M(OOTsTs)×甲(AOtsts)→F1AOTsts抗螟雌雄同株1：OOTsts非抗螟雌雄同株1；让F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，若基因A插入到ts所在的一条染色体上，则F1AOTsts抗螟雌雄同株产生的配子为Ats、OTs，那么后代为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，该假设与题意相符合，因此说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上。
实验二：品系M(OOTsTs)×乙(AOtsts)→F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株1：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高1，选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=3:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，说明基因A与基因ts没有插入到同一条染色体上，则基因A与基因ts位于非同源染色体上，符合基因自由组合定律，其中雌雄同株：雌株=3:1，但是抗螟：非抗螟=1:1不符合理论结果3:1，说明有致死情况出现。
【详解】
(1)根据题意和实验结果可知，实验一中玉米雌雄同株M的基因型为TsTs，为雌雄同株，而甲品系的基因型为tsts，为雌株，只能做母本，根据以上分析可知，实验二中F1的OOTsts非抗螟植株基因型为OOTsts，因此为雌雄同株。
(2)根据以上分析可知，实验一的F1AOTsts抗螟雌雄同株自交，后代F2为1AAtsts抗螟雌株：2AOTsts抗螟雌雄同株：1OOTsTs非抗螟雌雄同株，符合基因分离定律的结果，说明实验一中基因A与基因ts插入到同一条染色体上，后代中抗螟雌株的基因型为AAtsts，将F2中AAtsts抗螟雌株与AOTsts抗螟雌雄同株进行杂交，AAtsts抗螟雌株只产生一种配子Ats，AOTsts抗螟雌雄同株作为父本产生两种配子，即Ats、OTs，则后代为AAtsts抗螟雌株：AOTsts抗螟雌雄同株=1:1。
(3)根据以上分析可知，实验二中选取F1AOTsts抗螟雌雄同株矮株自交，后代中出现抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雌雄同株：非抗螟雌株=3：1：3：1，其中雌雄同株：雌株=1:1，抗螟：非抗螟=1:1，说明抗螟性状与性别之间发生了自由组合现象，故乙中基因A不位于基因ts的2号染色体上，且F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，说明A基因除导致植株矮小外，还影响了F1的繁殖，根据实验结果可知，在实验二的F1中，后代AOTsts抗螟雌雄同株矮株：OOTsts非抗螟雌雄同株正常株高=1:1，则说明含A基因的卵细胞发育正常，而F2中抗螟矮株所占比例小于理论值，故推测最可能是F1产生的含基因A的雄配子不育导致后代中雄配子只产生了OTs 和Ots两种，才导致F2中抗螟矮株所占比例小于理论值的现象。根据以上分析可知，实验二的F2中雌雄同株：雌株=3:1，故F2中抗螟矮植株中ts的基因频率不变，仍然为1/2；根据以上分析可知，F2中抗螟矮株的基因型雌雄同株为1/3AOTsTs、2/3AOTsts，雌株基因型为AOtsts，由于F1含基因A的雄配子不育，则1/3AOTsTs、2/3AOTsts产生的雄配子为2/3OTs、1/3Ots，AOtsts产生的雌配子为1/2Ats、1/2Ots，故雌株上收获的籽粒发育成的后代中抗螟矮植株雌株AOtsts所占比例为1/2×1/3=1/6。
【点睛】
本题考查基因分离定律和自由组合定律的知识点，要求学生掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和常见的分离比，能够根据题意和实验结果分析相关个体的基因型及其比例，充分利用题干中的条件和比例推导导致后代比例异常的原因，这是该题考查的难点，能够利用配子法计算相关个体的比例，这是突破该题的重点。
14．(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__________。
【答案】(1)质壁分离
(2)黄 移动速率 吸收光谱
(3)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究
【解析】
【分析】
质壁分离为植物细胞常有的现象，质壁分离是指植物的细胞壁和原生质层(细胞膜、液泡膜及两层膜之间的成分)分开。质壁分离的原理为：①浓度差的存在，引起细胞失水，②细胞壁的伸缩性小于原生质层，因此细胞发生质壁分离。色素是光合作用中吸收和转化光能的重要物质，色素的提取常采用菠菜为原料，光合色素是脂溶性的，因此色素的提取和分离都采用有机溶剂。色素提取和分离的主要步骤为：研磨、过滤、画滤液细线、纸层析分离。分离出来的色素在滤纸条上从上到下的顺序依次为：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
【详解】
(1)活的植物细胞能发生质壁分离，而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离，因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡，质壁分离现象明显，常用于进行质壁分离实验。
(2)碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上(滤液细线)，随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率(扩散速率)而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。
(3)观察细胞中的染色体，需要将细胞分散开来，因此用10%盐酸对根尖进行解离，为了进一步使细胞分散开来，染色后，用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，由于中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究，因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，制作染色体组型图。
【点睛】
本题以实验为基础，从实验材料(洋葱和菠菜)出发，考查学生对质壁分离、光合色素的提取和分离以及有丝分裂实验的理解和掌握，要求学生理解实验原理，合理选择实验材料，在此基础上提升学生设计实验、创新选材的能力。
15．(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。
【答案】(1)将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录。
(2)
(3)①细胞外Na+浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，Na+通过Na+通道内流加快，导致动作电位增大 ②主动转运 减少 ③传入和传出
【解析】
【分析】
静息电位是指细胞膜未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位的形成条件：①细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。(主要是钠-钾泵(每3个Na+流出细胞, 就有2个K+流入细胞内。即:Na+∶K+ =3∶2)的转运)。②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许钾离子通透，而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。
【详解】
(1)本实验的自变量是钾离子和钠离子的浓度，因变量是静息电位和动作电位的影响，因此，本实验需要有前测(如组1)，组2：将神经纤维分别置于钾离子浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录。组3：将神经纤维置于钠离子浓度依次提高的生理溶液d、e中，测动作电位，并记录。
(2)实验结果要求以柱状图的形式呈现。画图要求：注意横纵坐标的标识，横坐标为离子浓度，纵坐标为膜电位(mV)，柱状图应该有图的名称和图例，另外注意标注组别(a、b、c、d、e)。结果分析：溶液中钾离子浓度提高，静息电位的绝对值下降，溶液中钠离子浓度提高，动作电位的峰值上升，结果如图所示。

(3)①组3的结果分析：细胞外钠离子浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，钠离子通过钠离子通道内流加快，导致动作电位增大。
②神经细胞在兴奋时钠离子内流(易化扩散)，能够产生动作电位，因此，神经细胞始终要维持膜外钠离子浓度高、膜内钠离子浓度低的状态，现将放射性24Na+注入静息的神经细胞内，在生理溶液中检测到放射性，因此，这种转运方式属于主动转运。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会抑制细胞中载体蛋白的合成和能量的释放，因此会使24Na+外流量减少。
③刺激蛙的坐骨神经，在反射中枢检测到动作电位，观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有传入神经和传出神经，传至腓肠肌引起肌肉收缩。
【点睛】
本题要求学生在理解静息电位和动作电位产生原理的基础上进行实验设计，要求学生有一定的实验设计能力，并能预测、分析实验结果，意在培养学生严密的科学思维和严谨的科学态度。
16．[陕西省2020届高三五校联考]已知果蝇的灰体与黄体是一对相对性状，受一对等位基因A、a控制，这对基因的位置可能在常染色体上或X染色体上。某同学选用一只灰体雌蝇和一只黄体雄蝇作为亲本进行杂交，子代灰体雌蝇:黄体雌蝇:灰体雄蝇:黄体雄蝇=1:1:1:1。若选用上述杂交产生的子代果蝇为实验材料，用一次杂交实验判断或证明以下两方面的问题，请分析回答。
（1） 判断灰体和黄体这对相对性状的显隐性。
实验方案： ；
预期结果与结论： 。
(2)证明黄体基因位于X染色体上且表现为隐性。
实验方案： ；
预期结果： 。
【答案】(1)实验方案：选子代的灰体雄蝇与灰体雌蝇进行杂交，观察后代的表现型及比例预期结果及结论：若后代灰体：黄体=3:1,说明灰体为显性；若后代全为灰体，说明灰体为隐性。
［或：实验方案：选子代的黄体雄蝇与黄体雌蝇进行杂交，观察后代的表现型及比例预期结果与结论：若后代黄体：灰体=3:1,说明黄体为显性；若后代全为黄体，说明黄体为隐性。
(2)实验方案：选子代的灰体雄蝇与黄体雌蝇进行杂交，观察后代的表现型及比例预期结果：后代雄蝇全为黄体，雌蝇全为灰体。
［或：实验方案：选子代的灰体雄蝇与灰体雌蝇进行杂交，观察后代黄体果蝇的性别
预期结果：后代黄体果蝇全为雄性。］
17．某研究小组在动物实验中发现，如果破坏动物体内与物质输送有关的一种特定的“VNUT蛋白”，就能提高胰岛素效果，降低血糖值。进一步研究发现．VNUT蛋白能将三磷酸腺苷搬运和储存到细胞的囊泡内，三磷酸腺苷分子可使胰岛素的分泌量减少或使胰岛素难以发挥作用；若无VNUT蛋白，则三磷酸腺苷既不会蓄积在囊泡内，也不会释放到细胞外，胰岛素的分泌量不再受到遏制。现有人认为某种药物X可能会影响VNUT蛋白的合成，进而影响胰岛素的产生，最终影响小鼠的血糖浓度，可能是治疗糖尿病的新药。为确定药物X是否有此功能。某人欲进行实验探究。请回答下列问题。
(1)对于人类而言，目前已知的唯一'能降低血糖浓度的激素是__________，其作用机理之一是促进葡萄糖和_____________运进细胞。
(2)若进行实验探究，需要检测的指标有VNUT蛋白含量、____________和____________。
(3)实验过程：将60只_________的小鼠(雌雄各50%)进行适应性饲喂5d后，随机均分为甲、乙两组；甲组注射_____________，乙组注射___________________(作为对照)；在相同且适宜的条件下饲喂一段时间，定期测定并记录实验结果。
(4)若题干所述观点是正确的，则与乙组小鼠相比，甲组小鼠检测到的指标是____________下降，_____________升高，根据该实验结果，可得出_______________的结论。
【答案】(1)胰岛素 氨基酸
(2)胰岛素分泌量 血糖浓度
(3)血糖浓度偏高 适量的药物X 等量的生理盐水
(4)VNUT蛋白含量、血糖浓度下降(写全给分) 胰岛素的分泌量升高 药物X是治疗糖尿病的新药
【解析】
【分析】
本题关键是理清实验原理,VNUT蛋白若正常则使胰岛素难以发挥作用若破坏VNLT蛋白后能提高胰岛素效果降低血糖值药物x可能是治疗糖尿病的新药即注射药物X后可能不利于VNLT蛋白合成从而使胰岛素发挥作用降低血糖值。
【详解】
(1)对于人类而言，目前已知的唯一能降低血糖浓度的激素是胰岛素，其作用的机理之一是促进葡萄糖和氨基酸运进细胞。
(2)由题干中某种药物X可能会影响VNUT蛋白的合成进而影响胰岛素的产生最终影响小鼠的血糖浓度的信息可以确定在进行该实验探究时需要检测的指标有VNUT蛋白含量、胰岛素分泌量、血糖浓度。
(3)该实验要确定药物X是 否能降血糖故实验对象应为血糖浓度偏高的小鼠以检测其降血糖效果实验自变量是药物X的使用与否应分为2组，乙组作为对照注射生理盐水，甲组作为实验组注射适量的药物X。乙组注射生理盐水的量与甲组注射药物X的量应遵循等量原则。
(4)题干所述观点为药物X可能是治疗糖尿病的新药即其能降血糖再结合“破坏动物体内与物质运输有关的一种特定的"VNUT蛋白就能提高胰岛素效果降低血糖值的信息若题干所述观点是正确的即实验结论是药物X是治疗糖尿病的新药则与乙组小鼠相比甲组小鼠检测到的指标应该是VNUT蛋白含量下降、血糖浓度下降，胰岛素的分泌量升高，可得出药物X是治疗糖尿病的新药的结论。
【点睛】
本题以实验为载体，考查血糖调节的相关知识，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。