2023届高考生物一轮复习实验与探究单元测试含答案

这是一份2023届高考生物一轮复习实验与探究单元测试含答案，共15页。试卷主要包含了单项选择题，选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题强化训练(八)　实验与探究
(分值：100分)
一、单项选择题：本题共15小题，每小题2分，共30分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．(2020·山东卷)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
解析　C　要想观察到黑藻叶绿体的双层膜结构，需要借助电子显微镜，A正确；黑藻成熟叶片的细胞属于高度分化的细胞，不再进行有丝分裂，B正确；质壁分离过程中，由于叶绿体存在于原生质层中且细胞失水，所以黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强，C错误；光合色素可以溶解在有机溶剂中，故常用无水乙醇作提取液，D正确。
2．(2022·南通模拟)下列关于生物学实验和技术的叙述中，正确的是(　　)
①检测生物组织中的还原糖　②用高倍显微镜观察叶绿体　③肺炎链球菌的体外转化　④果酒和果醋的制作　⑤DNA的粗提取与鉴定　⑥单克隆抗体的制备
A．①⑤均需使用酒精溶液
B．②⑥均可体现细胞膜流动性
C．③④均需制备固体培养基
D．③⑥均需利用无菌操作技术
解析　D　检测生物组织中的还原糖不需要酒精，DNA的粗提取与鉴定需要用冷却的酒精，因为DNA不溶于酒精，蛋白质则溶于酒精，加酒精可以使DNA析出，与蛋白质分离，A错误；高倍显微镜观察叶绿体的运动，不能体现膜的流动性，单克隆抗体的制备需要骨髓瘤细胞与B淋巴细胞进行细胞融合，能体现膜的流动性，B错误；肺炎链球菌的体外转化用的是固体培养基，而果酒和果醋的制作不需要制备固体培养基，C错误；③⑥均需利用无菌操作技术，防止杂菌污染，D正确。
3．(2022·辽宁联考)下列实验中，有关注意事项错误的是(　　)
选项
实验名称
注意事项
A
观察藓类叶片细胞的叶绿体
装片中的叶片随时保持有水状态
B
比较过氧化氢在不同条件下的分解
使用新鲜肝脏的研磨液
C
绿叶中色素的提取与分离
研磨应充分而迅速
D
探究酵母菌种群数量的变化
从静置试管的中部吸取培养液
解析　D　用高倍镜观察藓类叶片的叶绿体时，临时装片要随时保持有水状态，以保持细胞活性，A正确；新鲜的肝脏中过氧化氢酶的数量较多，故应使用新鲜肝脏的研磨液，B正确；在提取绿叶中的色素时，需要用到无水乙醇，无水乙醇具有挥发性，故研磨的要迅速；充分研磨可以增加提取液中的色素含量，使实验结果更明显，C正确；在探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验中，取样前应振荡试管，使酵母菌分布均匀后再吸取培养液，D错误。
4．(2022·昆明质检)证明DNA是遗传物质的经典实验包括肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验等。如图为蔡斯和赫尔希的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的离心结果示意图。下列有关说法正确的是(　　)

A．实验二中，产生的子代噬菌体多数有放射性
B．格里菲思通过肺炎链球菌的转化实验证明DNA是转化因子
C．实验一中保温时间长短对离心后放射性检测的结果影响不大
D．实验二中侵染大肠杆菌的T2噬菌体的蛋白质外壳用35S标记，DNA中的P为31P
解析　C　一个T2噬菌体侵入到大肠杆菌后能释放出多个子代噬菌体，根据DNA半保留复制特点可知，其中只有少数子代噬菌体具有放射性，A错误；格里菲思通过肺炎链球菌的转化实验证明转化因子的存在，未证明DNA是转化因子，B错误；实验一中T2噬菌体的蛋白质外壳用35S标记，DNA中的P为31P，保温时间长短对离心后放射性检测的结果影响不大，C正确；实验二中侵染大肠杆菌的T2噬菌体的蛋白质外壳中的S为32S，DNA用32P标记，D错误。
5．为研究酵母菌的发酵产物，某研究小组设计了如下图甲所示的装置，并将有关检测结果绘制成图乙。①号、②号试管中均加入3 mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是(　　)


A．发酵产物酒精在①号试管中
B．设②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰
C．图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化
D．图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律
解析　C　根据分析可知，酒精不存在于①号试管中，酒精应该在含酵母菌的葡萄糖溶液中，A错误；①②号试管中加入的是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液，②号试管的设置是为了排除空气中二氧化碳的干扰，B错误；随着培养时间的延长，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累等因素，导致酵母菌的数量先增加后减少，①号试管内玻璃管口的气泡释放速率先增加后下降，曲线b符合该变化，C正确；随着培养时间的延长，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累等因素，导致酵母菌的数量先增加后减少，曲线a不符合该变化，D错误。
6．为了证明胰岛素能够通过下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌，某科研所研究人员进行了如下操作：在大鼠下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液。下列对本实验操作进一步完善或预期结果的叙述中，错误的是(　　)
A．需要以等量生理盐水代替胰岛素进行对照实验
B．实验中需要测定加试剂前后大鼠血液中胰高血糖素的含量
C．预期本实验结果是胰岛素处理组大鼠血液中胰高血糖素浓度下降明显
D．本实验过程中最好使大鼠血糖维持在比正常浓度较高的水平
解析　D　该实验的自变量是胰岛素的有无，因此需要以等量生理盐水代替胰岛素进行对照实验，A正确；该实验的因变量是胰高血糖素的含量，因此实验中需要测定加试剂前后大鼠血液中胰高血糖素的含量，B正确；该实验的目的是证明胰岛素能够通过下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌，因此用胰岛素处理的实验组的大鼠血液中的胰高血糖素的含量应该明显降低，C正确；在血糖浓度较低时，胰高血糖素分泌增多，为使实验结果更明显，实验过程中应将大鼠血糖维持在比正常浓度稍低的水平，D错误。
7．(2022·茂名联考)种群密度是种群数量的主要特征，不同的种群采用不同的方法调查其种群密度。下列相关叙述中错误的是(　　)
A．正常情况下，通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高
B．降低样方的面积便于统计个体数量，所以能降低调查的误差
C．植物种群一般采用样方法进行调查，动物一般采用标记重捕法进行调查
D．调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用等距取样法进行取样
解析　B　由于第一次捕捉并标记过的动物第二次被捕捉时难度增大，所以正常情况下通过标记重捕法获得的结果要比实际数值高，A正确；样方法中样方的大小要根据被调查的对象确定，降低样方的面积不一定就能降低调查的误差，B错误；植物适合采用样方法调查其种群密度，动物大多活动能力强、活动范围大，所以适合采用标记重捕法调查其种群密度，C正确；由于高速公路两侧的绿化树呈直线分布，所以取样时适合用等距取样法进行取样，D正确。
8．(2022·衡水中学检测)某兴趣小组用不同浓度的蔗糖溶液处理了同一批萝卜条，一定时间后测定萝卜条的质量变化如下表所示。下列叙述正确的是(　　)
组别
1
2
3
4
5
6
7
蔗糖溶液浓度/(mol/L)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
浸泡前萝卜条质量/g
4.430
4.361
4.355
4.416
4.474
4.392
4.350
浸泡后萝卜条质量/g
5.279
5.083
4.812
4.773
4.678
4.242
3.991
萝卜条的
质量变化百分比/%
21.64
16.56
10.49
8.08
4.56
－3.42
－8.25
A.每组实验中萝卜条浸泡时间属于自变量
B．实验后第1～7组萝卜细胞液浓度依次降低
C．萝卜细胞液的浓度介于0.4～0.5 mol/L之间
D．实验后第1～7组萝卜细胞的吸水能力依次降低
解析　C　萝卜条的浸泡时间属于无关变量，A项错误；实验后第1～7组萝卜细胞液浓度依次增大，吸水能力依次增强，B项和D项错误；使细胞刚好不吸水也不失水的浓度接近细胞液浓度，C项正确。
9．(2021·山东卷)含硫蛋白质在某些微生物的作用下产生硫化氢导致生活污水发臭。硫化氢可以与硫酸亚铁铵结合形成黑色沉淀。为探究发臭水体中甲、乙菌是否产生硫化氢及两种菌的运动能力，用穿刺接种的方法，分别将两种菌接种在含有硫酸亚铁铵的培养基上进行培养，如图所示。若两种菌繁殖速度相等，下列说法错误的是(　　)
A．乙菌的运动能力比甲菌强
B．为不影响菌的运动需选用液体培养基
C．该实验不能比较出两种菌产生硫化氢的量
D．穿刺接种等接种技术的核心是防止杂菌的污染
解析　B　从图中可以看出甲菌在试管中分布范围小于乙菌，说明了乙菌的运动能力比甲菌强，A正确；为不影响菌的运动需选用半固体培养基，B错误；该实验可以根据黑色沉淀的多少初步比较细菌产生硫化氢的能力，但不能测定产生硫化氢的量，C正确；微生物接种技术的核心是防止杂菌的污染，D正确。
10．丝瓜果肉中邻苯二酚等酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的催化下形成褐色物质，褐色物质在410 nm可见光下有较高的吸光值(OD值)，且褐色物质越多，OD值越高。经测定PPO的最适pH为5.5。科学家利用丝瓜果肉的PPO粗提液、邻苯二酚、必需的仪器等探究温度对PPO活性的影响，实验结果如图。下列说法正确的是(　　)

A．实验过程中应将酶和底物混合后在相应温度下保温
B．应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液
C．丝瓜果肉PPO粗提液的制备和保存应在35 ℃条件下进行
D．可在35～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度
解析　B　本实验应该将酶和底物先放在不同的温度条件下保温一段时间，再将相同温度下的酶和底物混合，A错误；探究温度对酶活性的影响，其他条件要保持相同且适宜，因此应使用pH为5.5的缓冲液配制PPO提取液和邻苯二酚溶液，B正确；丝瓜果肉PPO粗提液的保存应在酶活性最低条件下进行，温度为35 ℃时酶活性较高，C错误；可在30～40 ℃间设置温度梯度实验以更精确测定PPO的最适温度，D错误。
11．在一定范围内，胚芽鞘切段的伸长与生长素浓度呈正相关。为探究“萌发的小麦种子中生长素的含量”，取胚芽鞘尖端下部的切段(4 mm)，分别浸入6种浓度的生长素溶液和萌发种子提取液(待测样液)中，在适宜条件下培养24小时后，测量切段长度，结果如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．由实验结果可知，促进小麦种子萌发的最适生长素浓度范围在0.1～10 mg/L之间
B．由实验结果可知，生长素浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是抑制生长
C．为确定待测样液中的生长素浓度是0.1 mg/L还是10 mg/L，可将待测样液适当稀释，重复上述实验
D．本实验中温度、处理时间等属于无关变量，对实验结果无影响
解析　C　图中可以看出促进切段生长的最适浓度范围应在0.1～10 mg/L之间，而不是促进种子萌发的最适浓度，A错误；生长素浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是促进生长，只是促进作用减弱，B错误；为确定待测样液中的生长素浓度是0.1 mg/L还是10 mg/L，可以将待测样液适当稀释，重复上述实验，若切段长度小于10 mm(切段比原来的短)，则待测样液中生长素的浓度为0.1 mg/L，反之为10 mg/L，C正确；无关变量对实验结果有影响，D错误。
12．(2022·南通检测)花青素是一类天然色素，能抑制多种癌细胞增殖。用不同浓度的蓝莓花青素处理人口腔癌(KB)细胞，得到结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．蓝莓花青素可抑制KB细胞的DNA复制
B．蓝莓花青素可能使KB细胞停留在G2或M期
C．随蓝莓花青素浓度增加，G1期细胞所占比例不断降低
D．蓝莓花青素抑制KB细胞增殖的最适浓度是200 μg/mL
解析　B　蓝莓花青素不抑制KB细胞的DNA复制，A错误；由图中可以看出，蓝莓花青素可使KB细胞的G2与M比例增加，因此蓝莓花青素可能使KB细胞停留在G2或M期，B正确；随蓝莓花青素浓度增加，G1期细胞所占比例不断降低，但超过150 μg/mL后，不再降低，C错误；蓝莓花青素抑制KB细胞增殖的最适浓度可能是150 μg/mL，D错误。
13．(2022·西城区检测)以拟南芥叶片为材料进行实验，结果表明：H2S在H2O2下游参与乙烯诱导的拟南芥气孔关闭过程。下图为部分实验结果(乙烯利溶液可释放出乙烯)，乙组的实验材料、处理和检测指标应为(　　)

A．野生型，H2S清除剂处理，H2O2含量
B．野生型，H2O2合成抑制剂处理，H2S含量
C．H2O2合成缺陷突变体，不处理，气孔导度
D．H2S合成缺陷突变体，不处理，H2O2含量
解析　B　H2S在H2O2下游参与乙烯诱导的拟南芥气孔关闭过程的意思是乙烯诱导H2O2合成，H2O2诱导H2S的产生，H2S诱导气孔关闭。根据实验研究的变量和对照原则，乙组应是野生型，用H2O2合成抑制剂处理，检测H2S含量。
14．(2022·德州一模)香蕉粉富含抗性淀粉、可溶性膳食纤维等多种活性营养成分，具有较好的降血糖物质基础。科研人员利用糖尿病模型动物对香蕉粉的作用效果进行了研究，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　)


A．机体需不断合成胰岛素以维持其含量的稳定
B．通过注射胰岛素可有效降低该模型动物的血糖
C．香蕉粉可能使机体细胞膜上的胰岛素受体数量增加
D．长时间患病会导致该模型动物胰岛B细胞功能受损
解析　B　激素与受体结合后会被灭活，因此机体需不断合成胰岛素以维持其含量的稳定，A项正确；根据实验结果判断糖尿病模型动物不是胰岛素分泌减少，而是受体细胞对胰岛素的敏感性降低，因此注射胰岛素不能有效降低模型动物的血糖，B项错误；香蕉粉增加了模型动物的胰岛素敏感指数，因此可能是使机体细胞膜上的胰岛素受体数量增加，C项正确；模型动物的胰岛素浓度高，血糖浓度高，长时间患病会导致该模型动物胰岛B细胞功能受损，D项正确。
15．(2022·沈阳育才中学检测)某种细菌能分泌胞外酶将有机磷杀虫剂乐果降解，某研究小组进行了该细菌对某水稻田泥土中残留乐果的分解能力的研究，结果如图所示。下列相关分析正确的是(　　)

A．本实验中的自变量有泥土含水量、温度、处理时间
B．本实验采用的对照方法有空白对照和相互对照
C．本实验需要测定泥土中乐果初始含量和3天后的含量
D．该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20 ℃、泥土含水量20%～40%
解析　C　本实验的自变量有泥土含水量、温度，处理时间属于无关变量，A错误；本实验设置的对照有不同温度的相互对照，不同泥土含量的相互对照，没有设置空白对照，B错误；由图可知本实验需要测定乐果在泥土中的初始含量以及3天后的含量，C正确；由图可知，20 ℃的情况下3天后泥土中的乐果减少量最大，可知该细菌分解泥土中乐果效果最好的条件是20 ℃左右，但是由于缺少泥土含水量低于20%和高于80%的实验数据，无法确认何种情况下效果最好，D错误。
二、选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题有一个或多个选项符合题目要求。
16．生命科学是一门实验科学，选择适当的实验材料和采用合适的方法是实验成功的关键。下列实验中，选择材料和实验方法都合适的是(　　)
A．观察叶绿体形态和分布及细胞质的流动：用高倍镜观察黑藻嫩叶的临时装片
B．探究碳元素在光合作用中的转移途径：检测14CO2中14C在含碳物质中出现的顺序
C．探究植物细胞的吸水和失水：用引流法改变紫色洋葱鳞片叶外表皮的液体环境
D．探究温度对酶活性影响：观察不同温度条件下过氧化氢酶分解过氧化氢产生气泡的量
解析　ABC　黑藻的幼嫩叶片中细胞质丰富、流动性更强，且黑藻的幼嫩叶片中含有大的叶绿体，用高倍镜可以看到叶绿体的形态和分布及细胞质流动，A符合题意；CO2是暗反应的原料，检测14CO2中14C在暗反应含碳物质出现的顺序，可以推测碳元素在光合作用中的转移途径，B符合题意；紫色洋葱鳞片叶的外表皮有大型紫色液泡，适合做探究植物细胞吸水和失水的材料，引流法可以改变紫色洋葱鳞片叶外表皮的液体环境，C符合题意；过氧化氢的分解本身受温度影响，探究温度对酶活性影响时不能用过氧化氢酶，D不符合题意。
17．(2021·浙江1月选考，改编)在进行“观察叶绿体”的活动中，先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，然后进行观察。下列叙述不正确的是(　　)
A．制作临时装片时，实验材料不需要染色
B．黑藻是一种单细胞藻类，制作临时装片时不需切片
C．预处理可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察
D．在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒由类囊体堆叠而成
解析　BCD　叶绿体呈现绿色，用显微镜可以直接观察到，因此制作临时装片时，实验材料不需要染色，A正确；黑藻是一种多细胞藻类，其叶片是由单层细胞组成，可以直接用叶片制作成临时装片，B错误；先将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，有利于叶绿体进行光合作用，保持细胞的活性，更有利于观察叶绿体的形态，C错误；叶绿体中的基粒和类囊体，属于亚显微结构，只有在电子显微镜下才能观察到，光学显微镜下观察不到，D错误。
18．(2022·湖南六校联考)下列与实验有关的叙述中，正确的是(　　)
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，可用丙酮提取鸡红细胞中的脂质
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
解析　BD　样方法调查种群密度时直接对样方中的个体进行计数，不需要标记，A错误；黑光灯诱捕法可用于探究农田趋光性昆虫的丰富度，B正确；鸡的红细胞有核膜和其他细胞器膜，会对结果造成干扰，C错误；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。
19．(2022·烟台检测)如果将植物培养在只含一种盐分的溶液中，植物不久将会呈现不正常状态，最后死亡，这种现象即为单盐毒害。下表是利用0.12 mol/L NaCl、0.12 mol/L CaCl2、0.12 mol/L KCl溶液进行实验时，小麦根的生长情况：
溶液
NaCl
CaCl2
NaCl＋CaCl2
NaCl＋CaCl2＋KCl
根的总长度/cm
59
70
254
324
下列说法错误的是(　　)
A．单盐毒害现象发生在含有非必需元素的盐溶液中
B．单盐毒害现象可能与外界盐溶液浓度太高导致植物细胞渗透失水有关
C．据图分析，在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，会减弱或消除毒害现象
D．将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，不会发生单盐毒害
解析　ABD　单盐毒害现象发生在只含一种盐分的溶液中，而不是发生在含有非必需元素的盐溶液中，A错误；据表分析，将植物培养在浓度不变的NaCl、CaCl2和KCl的混合溶液中时，单盐毒害现象减弱，说明单盐毒害现象与外界盐溶液浓度太高导致植物渗透失水无关，B错误；据表分析，在发生单盐毒害的溶液中加入含其他盐分的溶液时，根的总长度变长，所以会减弱或消除毒害现象，C正确；将海藻放在和海水NaCl浓度相同的NaCl溶液中，由于海水中有很多种盐，而NaCl溶液只有一种NaCl盐，所以放在NaCl溶液中仍会发生单盐毒害，D错误。
20．(2022·山东联考)法国微生物学家巴斯德在十九世纪研制出了狂犬疫苗，下表是他所做的实验。
组别
实验处理
实验现象
1
用新鲜的已感染狂犬病毒的兔脊髓提取物注射正常兔
兔发病
2
用干燥了几天的已感染狂犬病毒的脊髓提取物注射正常兔
兔发病程度减轻
3
用干燥了14天的已感染狂犬病毒的脊髓提取物注射正常兔
兔不发病
4
实验3完成后再注射新鲜的已感染狂犬病毒的脊髓提取物
兔不发病
下列说法正确的是(　　)
A．实验1说明新鲜的已感染狂犬病毒的兔脊髓提取物能够引发家兔发生免疫反应
B．巴斯德实验中的兔脊髓提取物，随着干燥处理时间的延长，致病性越来越弱
C．干燥了几天的已感染狂犬病毒的脊髓提取物可以作为疫苗进行免疫预防
D．实验4中的兔发生的免疫反应比实验3中的更强更快
解析　ABD　实验1说明新鲜的已感染狂犬病毒的兔脊髓提取物中有抗原(狂犬病毒)，能够引发家兔发生免疫反应，A正确；由实验2可知，实验中的兔脊髓提取物，随着干燥处理时间的延长，致病性越来越弱，B正确；对比实验1、2、3可知，干燥了14天的已感染狂犬病毒的脊髓提取物可以作为疫苗进行免疫预防，C错误；实验3完成后产生了记忆细胞，再注射同种抗原，实验4中的兔发生的免疫反应比实验3中的更强更快，D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
21．(10分)(2022·开封一模)下列是某实验的实验步骤，请回答下列有关问题：
取3支试管编号1、2、3。分别向各试管中加入0.5 mL稀释的新鲜唾液，然后往1号试管加入0.5 mL 1%的CuSO4溶液，往2号试管加入0.5 mL 1%的Na2SO4溶液，往3号试管加入0.5 mL蒸馏水，最后往每支试管中分别加入1.5 mL 0.1%淀粉溶液。置于37 ℃恒温水浴中保温5 min，然后分别加入2滴碘液，观察实验现象。
(1)该实验的目的是_________________________________________________________。
(2)该实验通过____________的重要途径来提高实验结果的可靠性。
(3)3号试管的作用是_______________________________________________________。
(4)3支试管实验时恒温水浴均保持在37 ℃，且保温时间须保持一致。此操作的目的是____________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。
答案　(1)探究Na＋和Cu2＋对淀粉酶活性的影响
(2)设置对照、控制单一变量　(3)排除无关变量对实验结果的影响　(4)唾液淀粉酶的最适温度为37 ℃左右，恒温水浴保持在37 ℃，有利于酶发挥最大的催化活性。排除3支试管因实验保温时间不同而对实验结果造成的影响
22．(10分)(2022·广东华南师大附中三模)在无土栽培生产实践中，氧不足已成为困扰无土栽培技术大规模应用于生产的限制因子，科研人员拟从优化无土栽培营养液配方入手进行改进。钾是植物光合作用必需的矿质元素，他们以南瓜植株为实验材料，采用营养液水培法进行了实验研究，结果如下表所示。请回答下列相关问题：
处理
净光合速率
[μmol/(m2·s)]
光补偿点
[μmol/(m2·s)]
气孔导度
[mol/(m2·s)]
胞间 CO2浓度
(μmol/mol)
通气对照
19.58
20.9
0.34
266
低氧胁迫
13.17
25.3
0.29
248
低氧缺钾
8.96
28.7
0.24
226
低氧高钾
19.06
22.5
0.37
270
(1)在无土栽培生产中，植物根系主要以________的方式吸收矿质元素，低氧主要抑制了根系的________(生理过程)，导致矿质元素吸收降低，而矿质元素如Mg参与________形成，导致光合作用受到抑制。
(2)根据实验结果，在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡，需要的光照强度________(填“较高”或“较低”)。与其他组对比分析，低氧缺钾组南瓜植株净光合速率下降的主要原因是____________。据此研究可采取________措施来缓解低氧胁迫造成的影响。
(3)研究表明，K＋还能促进叶肉细胞中光合产物的运出，说明光合产物积累也是低氧缺钾组净光合速率的限制因素。为验证光合产物积累会导致净光合速率下降，某兴趣小组同学查阅文献得知蔗糖是光合作用的主要末端产物，而基因M能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。据此小组拟定实验设计思路：将生理状态相同南瓜幼苗均分成两组，对照组不做处理，实验组做________处理，在适宜的条件下培养一段时间后测定并比较________。
解析　(1)由题意分析可知，低氧抑制了植株根系的有氧呼吸，产生的能量减少，导致矿质元素吸收降低，故植物根系主要以主动运输的方式吸收矿质元素。Mg参与叶绿素的合成，缺少Mg会导致光反应速率下降，光合作用受到抑制。(2)光补偿点为光合速率与呼吸速率相等时所对应的光照强度，由题表可知，在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡，需要的光照强度较高。与其他组对比分析，低氧缺钾组南瓜植株气孔导度降低，胞间CO2浓度降低，使得暗反应速率降低，净光合速率降低。据此研究可在营养液中适当增加K＋的浓度来缓解低氧胁迫造成的影响。(3)根据单一变量原则设计实验，为验证光合产物积累会导致净光合速率下降，对照组不做处理，实验组敲除M基因，其余无关变量均相同，在适宜的条件下培养一段时间后测定并比较两组植物的光合速率。
答案　(1)主动运输　呼吸作用(有氧呼吸)　叶绿素
(2)较高　气孔导度下降，胞间CO2浓度降低　在营养液中适当增加K＋的浓度
(3)敲除M基因(或抑制M基因表达)　植株的光合速率(CO2的吸收速率/O2的释放速率)
23．(12分)(2022·湖南师大附中三模)研究人员研究糖尿病小鼠对流感病毒的易感性及灭活疫苗诱导的免疫反应，进行了相关实验。根据下列实验材料补充完善实验思路并分析实验结果。
实验材料：SPF小鼠(无特定的微生物和寄生虫存在的小鼠)、H5N1流感病毒毒株悬液、H5N1流感病毒灭活疫苗、柠檬酸缓冲液溶解的STZ(一种特异性破坏胰岛B细胞的药物)等。
(1)实验思路：
实验一　制备糖尿病小鼠：随机取________的SPF小鼠空腹至少12h后，注射经灭菌处理的柠檬酸缓冲液溶解的STZ,2周后，取血测定血糖浓度。若小鼠血糖浓度稳定在20 mmol/L以上，并且小鼠尿液与斐林试剂反应出现________，则成功建立糖尿病小鼠模型。
实验二　病毒感染性实验：取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，分别接种等量的________，3 d后，将小鼠麻醉，取肺洗液测肺部病毒量。
实验三　免疫实验：________，28 d后，从尾部采血测血液中抗体浓度。
(2)实验中用SPF小鼠做实验材料的目的是____________________________________ ______________________________________________________________________________。
(3)研究发现糖尿病患者免疫功能受损，其更容易感染病毒且产生抗体的能力也较弱。请将实验二与实验三的预测结果以柱形图的形式绘制在下图中。

小鼠对病毒易感性及疫苗诱导的免疫反应实验结果预测图
(4)在流感季节，可采用________方法提升糖尿病患者对流感的免疫力。
解析　(1)实验一　要制备糖尿病小鼠，为了排除无关变量的影响，应随机取生长状况相同且健康的小鼠进行实验，STZ是一种特异性破坏胰岛B细胞的药物，注射经灭菌处理的柠檬酸缓冲液溶解的STZ后的小鼠血糖浓度偏高，尿液中也会含较多葡萄糖。实验二　病毒感染性实验：该实验是要用糖尿病小鼠和正常小鼠比较对流感病毒的易感程度，故应该要取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，分别接种等量的H5N1病毒毒株悬液。实验三　免疫实验：该实验还要比较糖尿病小鼠和正常小鼠对灭活疫苗诱导的免疫反应，故取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，分别注入等量H5N1流感病毒灭活疫苗，28 d后，从尾部采血测血液中抗体浓度。(2)SPF是无特定的微生物和寄生虫存在的动物，实验中用SPF小鼠做实验材料的目的是排除其他病原体对实验结果的影响。(3)研究发现糖尿病患者免疫功能受损，其更容易感染病毒且产生抗体的能力也较弱，故与健康小鼠比较，糖尿病小鼠肺部病毒数更多，血清中抗体浓度更少，故实验二与实验三的预测结果如图(见答案)。(4)在流感季节，可采用注射疫苗或注射含相应抗体的血清或使用免疫增强剂方法提升糖尿病患者对流感的免疫力。
答案　(1)生长状况相同且健康　砖红色沉淀　H5N1病毒毒株悬液　取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，分别注射等量的H5N1流感病毒灭活疫苗
(2)排除其他病原体对实验结果的影响
(3)

小鼠对病毒易感性及疫苗诱导的免疫反应实验结果预测图
(4)注射疫苗或注射含相应抗体的血清或使用免疫增强剂
24．(11分)(2022·太原调研)植物的生长发育受到多种植物激素的共同调节，如一定浓度的生长素和赤霉素均可促进茎秆伸长。回答下列问题：
(1)赤霉素促进茎秆伸长是通过促进________实现的。
(2)科学家研究了生长素的含量对赤霉素合成的影响，实验结果如图。根据下图，甲同学得出了“植物顶端产生的生长素可促进赤霉素合成”的结论，乙同学则得出“植物顶端可合成赤霉素，与生长素无关”的结论，你认为哪位同学的推断合理并说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(3)科学家获得了株高低于野生型的水稻矮化突变体品系(品系是指同一祖先、性状相同的一群个体)。请设计实验探究该矮化突变体是赤霉素合成缺陷型还是赤霉素不敏感型。简要写出实验思路和对应的预期结果：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)赤霉素的主要作用是促进细胞伸长，从而引起植株增高，因此赤霉素促进茎秆伸长是通过促进细胞伸长实现的。(2)据图比较去顶组、去顶后在顶端施加生长素组与不做处理(保留顶端)组的赤霉素含量，去顶组的赤霉素含量明显较少，而去顶后在顶端施加生长素组的赤霉素含量较高，由此说明施加生长素可恢复甚至提高植株的赤霉素含量，进一步说明顶端产生的生长素可促进赤霉素的合成，甲同学的推断合理。(3)本实验的目的是探究该矮化突变体是赤霉素合成缺陷型还是赤霉素不敏感型，实验自变量为是否用赤霉素溶液处理该矮化突变体，检测指标是植株的高度，实验设计思路：将生长状态相似的突变体随机均分为两组，一组用赤霉素溶液处理，另一组用等量清水处理作为对照，将两组植株放置在相同且适宜的环境中生长一段时间，然后分别测定两组植株的株高，统计并计算平均值，若赤霉素组平均株高明显高于清水组，则该矮化突变体为赤霉素合成缺陷型，若两组株高平均值无明显差异，则该矮化突变体为赤霉素不敏感型。
答案　(1)细胞伸长
(2)甲合理，由图可知，去顶后在顶端施加生长素可恢复甚至提高植株的赤霉素含量
(3)实验思路：将生长状态相似的突变体随机均分为两组，一组用赤霉素溶液处理，另一组用等量清水处理，将两组植株放置在相同且适宜的环境中生长一段时间，然后分别测定两组植株的株高，统计并计算平均值。
预期结果：如果赤霉素组平均株高明显高于清水组，则为赤霉素合成缺陷型。如果两组株高平均值无明显差异，则为赤霉素不敏感型
25．(12分)(2022·聊城二模)研究胰岛素分泌的调节机制，有助于了解其在维持稳态中的作用。葡萄糖摄入方式对小鼠血浆中葡萄糖和胰岛素浓度影响的实验结果如下图所示。


(1)临床上可通过抽取血样检测胰岛素浓度来评价胰岛功能，原因是________________________________________________________________________；
调节胰岛素分泌的信号分子有_________________________________________________
________________________________________________________________________(至少答两种)。
(2)科学家桑格用不同的方法把胰岛素分子随机切断成大小不一的几段，再用荧光染料特异性地把断片一端的氨基酸染成黄色并确定其种类。这样每次“打断—染色”就可以知道胰岛素中某几个断点处氨基酸的种类，经多次重复就可以获得_________________________ _______________________________________________________________________________。
(3)由图1可知不同的葡萄糖摄入方式对小鼠血糖浓度无明显影响；图2中不同的葡萄糖摄入方式对小鼠胰岛素浓度的影响是___________________________________________。
(4)研究发现，引起图2结果的原因是口服葡萄糖会刺激小肠黏膜分泌肠促胰岛素肽(GIP)，GIP是一种葡萄糖依赖性信号分子，在高血糖水平下可显著促进胰岛素的分泌，在低血糖水平下不能促进胰岛素分泌。请用以下实验材料验证GIP的作用，简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具：GIP溶液、饥饿的健康小鼠若干、进食不久的健康小鼠若干、高浓度葡萄糖溶液、必需的检测设备。
实验设计思路：_____________________________________________________________。
预期实验结果：_____________________________________________________________。
解析　(1)胰岛素由胰岛B细胞分泌，弥散到体液中，随血液运输到全身，故临床上可通过抽取血样检测胰岛素浓度来评价胰岛功能。在血糖平衡调节过程中，机体通过神经—体液调节的方式维持血糖的相对稳定，胰岛B细胞分泌胰岛素可受血糖浓度上升的直接刺激，也受下丘脑相关神经的支配，还受到胰高血糖素分泌的促进，故胰岛素的分泌会受到葡萄糖、神经递质、胰高血糖素等信号分子的影响。(2)用不同的方法把胰岛素分子随机切断成大小不一的几段，再用荧光染料特异性地把断片一端的氨基酸染成黄色并确定其种类，当重复次数足够多时，所有氨基酸的种类均可以确定，因此经多次重复“打断—染色”就可以获得组成胰岛素多肽链的氨基酸序列。(3)分析图2，口服葡萄糖组引起的胰岛素浓度峰值明显高于静脉注射组，故口服葡萄糖引起的胰岛素浓度升高显著高于静脉注射。(4)根据题干中提供的信息“GIP是一种葡萄糖依赖性信号分子，在高血糖水平下可显著促进胰岛素的分泌，在低血糖水平下不能促进胰岛素分泌”，可以通过设计对照实验证明GIP的作用，自变量为GIP溶液和高浓度葡萄糖的有无，因变量为胰岛素的浓度，其具体实验思路及实验结果预期见答案。
答案　(1)胰岛分泌的胰岛素弥散在体液中，随血液运输到全身　葡萄糖和神经递质(或葡萄糖、神经递质和胰高血糖素)　(2)组成胰岛素多肽链的氨基酸序列　(3)口服葡萄糖引起的胰岛素浓度升高显著高于静脉注射　(4)取饥饿的健康小鼠若干均分为3组，编号为甲、乙、丙，分别测定胰岛素浓度并作记录；甲组静脉注射适量GIP溶液，乙组静脉注射等量高浓度葡萄糖溶液，丙组静脉注射等量高浓度葡萄糖溶液和GIP溶液；一段时间后，分别测定甲、乙、丙组小鼠的胰岛素浓度并计算平均值　丙组胰岛素浓度最高，甲组最低