专题(十四)　实验与探究（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练

这是一份专题(十四)　实验与探究（含解析）-2024年高考生物二轮复习强化练，共8页。
1．(2022·江苏，13)下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是( )
A．还原糖－斐林试剂－砖红色
B．DNA－台盼蓝染液－蓝色
C．脂肪－苏丹Ⅲ染液－橘黄色
D．淀粉－碘液－蓝色
2．(2023·苏州高三调研)使用显微镜观察是生物学研究的重要方法。下列有关叙述正确的是( )
A．观察叶绿体时，需撕取黑藻小叶稍带叶肉细胞的下表皮制成装片
B．用高倍镜观察红细胞时，需要在载玻片上先滴加适量生理盐水
C．质壁分离实验时，可观察到视野中的细胞同步发生质壁分离
D．有丝分裂实验时，可观察到长方形细胞大多处于分裂间期
3．(2023·镇江高三模拟)酒精是生物实验常用试剂，下列关于酒精的叙述，错误的是( )
A．“绿叶中色素的提取和分离”实验中，用无水乙醇可以分离叶绿体中的色素
B．“观察花生子叶细胞中脂肪分布”的实验中，可用体积分数50%的酒精洗去浮色
C．在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，95%的冷酒精可提取出含杂质较少的DNA分子
D．在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，需要用体积分数95%的酒精洗去卡诺氏液
4．(2023·江苏姜堰中学高三模拟)关于对照实验的设置，下列叙述正确的是( )
A．验证促甲状腺激素的作用时，需设置保留甲状腺和去除甲状腺的两组
B．探索NAA对插条生根的最适浓度的预实验中，需要设置空白对照
C．以过氧化氢为实验材料探究酶的高效性时，需设置分别加过氧化氢酶和清水的两组
D．验证茎的感光部位是茎尖时，需设置保留茎尖和去除茎尖的两组
5．(2023·宿迁高三联考)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是( )
A．孟德尔利用假说—演绎法证明基因在染色体上
B．艾弗里及其同事证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA而非蛋白质
C．查哥夫发现DNA分子中嘌呤和嘧啶间的数量关系
D．梅塞尔森和斯塔尔证明DNA半保留复制时利用了同位素标记、离心技术等
6．同位素标记技术在生物科学研究中得到广泛运用。以下运用不恰当的是( )
A．用15N标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质是否为DNA
B．用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中DNA的复制方式
C．用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
D．用18O标记H2O、14C标记CO2，分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径
7．(多选)实验材料和试剂的正确选择是实验成功的关键，下列高中生物学实验中，有关改进措施的叙述合理的是( )
8.(2021·浙江1月选考，30)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表。
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
请回答下列问题：
(1)除表中4组外，其他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)____________
_______________________________________________________________________________。
9．(2023·江苏苏锡常镇高三调研)我国科研工作者成功地将改造的菠菜类囊体导入动物软骨细胞，实现了其在哺乳动物骨关节炎疾病治疗上有价值的探索。如图1为叶绿体的局部电镜照片，图2为导入过程示意图。请回答下列问题：
(1)图1中，结构________(填图中标号)是类囊体。类囊体薄膜中的ATP合酶在降低质子电化学梯度的同时合成的ATP，用于②中多个反应，类囊体上反应的终产物除ATP外还有______________。
(2)如果直接将菠菜的类囊体移植到人体内或细胞内，人体内的____________(填细胞名称)会将其视作异物清理，细胞内的____________(填细胞器名称)也会将其降解。
(3)据图2分析，菠菜类囊体进入动物细胞，实现类囊体跨种“移植”的原理是_____________，NTU(纳米类囊体单位)在软骨细胞内能发挥作用，说明NTU保留了类囊体表面的__________
____________。
(4)骨关节炎的本质是软骨细胞的退变、老化，它源于软骨细胞内部的合成代谢不足。研究发现，NTU进入退化软骨细胞后，线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加，从而改善了软骨细胞的合成代谢。在软骨细胞内合成的NADPH中的能量，最终在线粒体____________(填场所)转移到ATP中。
(5)为了观察、评估软骨细胞膜(CM)协助NTU进入细胞的效果，研究团队完成了以下实验：
注：LNP为非细胞膜结构脂质体。
①实验设置LNP－NTU组的目的是________________________________________________。
②根据实验一分析，相比NTU直接进入巨噬细胞，用CM包裹的优点是___________________
____________。
③实验二的结果表明：_____________________________________________________________
________________________。
10．(2023·淮安高三期末)促性腺激素抑制激素(GnIH) 能够抑制促性腺激素的分泌，其调节机制如图所示。请分析并回答下列问题：
(1)图中信号分子X可能是________________，其作用与GnIH相反，但二者均能与__________(填器官名称)的细胞膜上相应受体结合从而影响酶A的活性。
(2)由图可知，cAMP最直接的生理作用是______________，其来源于______________(填物质中文名称)的水解。当GnIH发挥作用时，cAMP 的生成量______，进而抑制促性腺激素的合成。
(3)为了探究慢性腹腔注射GnIH对小鼠血糖稳态的影响，科研人员开展了相关实验研究。
实验材料：小白鼠若干只，20 μg/100 μL的GnIH，葡萄糖、胰岛素、无菌注射器、蒸馏水、生理盐水等。
实验操作：
实验结果如图所示。
①检测期间，每次注射前都需要测量小鼠的血糖含量，目的是___________________________。
②分析图1、图2可知，GnIH能够起到________血糖的作用。研究者在GnIH起作用后注射等量胰岛素后，发现实验组降血糖效果明显不如对照组，可能的原因是__________________
_______________________________________________________________________________。
③结合图3、图4综合分析上述实验结果，慢性腹腔注射GnIH引起小鼠机体血糖紊乱的机理可能是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
专题(十四) 实验与探究
1．B [还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀，A正确；在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色，B错误；苏丹Ⅲ染液将脂肪染成橘黄色，C正确；淀粉遇碘变蓝，D正确。]
2．B [黑藻叶片比较薄，可用镊子从新鲜枝上取下幼嫩小叶直接制成临时装片观察叶绿体，A错误；用高倍镜观察红细胞时，需要在载玻片上先滴加适量生理盐水，以维持红细胞的正常形态，B正确；由于不同细胞的细胞液浓度有所不同，故质壁分离实验时，视野中的细胞并不是同步发生质壁分离，C错误；观察植物细胞的有丝分裂实验中，应取根尖分生区作为实验材料，分生区的细胞排列紧密、呈正方形，观察到的细胞大多处于细胞分裂间期，D错误。]
3．A [绿叶中色素的提取和分离实验中，无水乙醇的作用是提取绿叶中的色素，分离色素需要使用层析液，A错误。]
4．B [促甲状腺激素由垂体分泌，验证促甲状腺激素的作用时，自变量为有无促甲状腺激素，需设置保留垂体和去除垂体的两组，A错误；以过氧化氢为实验材料探究酶的高效性时，自变量为催化剂的种类(酶或无机催化剂)，需设置分别加过氧化氢酶和无机催化剂的两组，C错误；验证茎的感光部位是茎尖时，自变量为感光部位，需设置茎尖能够接受光照和茎尖不能接受光照(遮挡茎尖)的两组，D错误。]
5．A [摩尔根利用假说—演绎法对果蝇眼色性状进行实验研究，证明了基因在染色体上，A错误；艾弗里及其同事通过肺炎链球菌体外转化实验，证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA而非蛋白质，B正确；查哥夫发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量，C正确；梅塞尔森和斯塔尔将15N标记的大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养，收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心，根据子代DNA在试管中的位置确定DNA的复制方式为半保留复制，D正确。]
6．A [蛋白质和DNA成分中都含有N元素，用15N标记的噬菌体不能将蛋白质和DNA区分开，故用15N标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，不能判断遗传物质是否为DNA，A符合题意；胸腺嘧啶脱氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可研究有丝分裂过程中DNA的复制方式，B不符合题意；用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，带标记的亮氨酸能参与蛋白质的合成，故能研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程，C不符合题意；H2O和CO2是光合作用的原料，用18O标记H2O、14C标记CO2，能分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径，D不符合题意。]
7．BCD [在探究pH对淀粉酶活性的影响时，加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝，可能是先将淀粉和淀粉酶混合，再加入氢氧化钠溶液，淀粉被分解，不能通过将碘液换成斐林试剂来解决这个问题，A不合理；叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，用体积分数为95%的酒精提取时，提取不充分，色素提取液颜色偏浅，可以在体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠(吸水)得到无水乙醇，B合理；卵巢中进行减数分裂的细胞较少，且卵原细胞形成卵细胞的减数分裂过程并不完整，因此很难观察到减数分裂各个时期，可换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料，D合理。]
8．(1)葡萄糖溶液＋酵母汁 葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液 酵母汁和B溶液 (2)双缩脲 葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液 (3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH (4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
解析 (1)由题干信息分析可知，为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶)＋B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，离子M存在于B溶液中，故为验证离子M对乙醇发酵是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液。若有乙醇生成，则证明离子M不是必需的，若无乙醇生成，则证明离子M是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，其原理是细胞膜具有选择透过性：若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，其原理是酵母菌可以繁殖：一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
9．(1)①③ NADPH和氧 (2)巨噬细胞 溶酶体 (3)细胞膜融合(或细胞膜的流动性) (光合作用所需的)光合色素和蛋白质(酶) (4)内膜(上) (5)①作为对照
②可以减少巨噬细胞对NTU的吞噬 ③CM－NTU能更有效地被软骨细胞内化(吸收)
解析 (4)NTU进入退化的软骨细胞后，线粒体中与代谢相关的基因表达量显著增加，说明NTU中类囊体产生的NADPH可以参与线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段，NADPH与氧气结合生成水，同时产生大量能量，形成ATP，NADPH中的能量转移到ATP中。(5)该实验的目的是观察、评估软骨细胞膜(CM)协助NTU进入细胞的效果，实验一和实验二均设置了3组实验，其中设置LNP－NTU组的目的是作为对照，以保证细胞中荧光平均强度的变化是由CM引起的。实验一中CM－NTU组的细胞中荧光平均强度较弱，而另2组则较强，可见用CM包裹NTU协助其进入细胞可减少巨噬细胞对NTU的吞噬。实验二中，CM－NTU组的细胞中荧光平均强度均明显高于另2组，说明软骨细胞膜(CM)能有效地协助NTU进入细胞内，即CM－NTU能更有效地被软骨细胞内化(吸收)。
10．(1)促性腺激素释放激素 垂体 (2)使酶P活化(使R与酶P分离) 腺苷三磷酸 减少 (3)体重及日龄相近，健康的(或生理状况相近) 腹腔注射等量20 μg/100 μL GnIH,100 μL/(次·只) ①获取血糖浓度初始值，与注射后的数据作对照 ②升高 实验组小鼠机体对胰岛素敏感性下降(或实验组小鼠产生了胰岛素抵抗) ③使胰岛素分泌下降，胰高血糖素分泌增加，诱导机体产生胰岛素抵抗
解析 (1)分析题图，信号分子X与S1蛋白结合后，经过一系列过程，最终能促进促性腺激素的合成，据此推测信号分子X可能是促性腺激素释放激素；信号分子X和GnIH作用的靶器官相同，均是垂体，都需要与垂体细胞膜上相应受体结合从而影响酶A的活性。(2)据图可知，cAMP最直接的生理作用是使R与酶P分离，从而使酶P活化；据图可知，cAMP来源于ATP的水解，ATP的中文名称是腺苷三磷酸；当GnIH发挥作用时，cAMP 的生成量减少，进而抑制促性腺激素的合成。(3)本实验的目的是探究慢性腹腔注射GnIH对小鼠血糖稳态的影响，则实验的自变量为是否慢性腹腔注射GnIH，因变量是小鼠的血糖情况，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计实验。①本实验的因变量之一是血糖浓度，故为获取血糖浓度初始值，与注射后的数据作对照，检测期间，每次注射前都需要测量小鼠的血糖含量。②分析题图1、图2，与对照组相比，实验组的血糖含量升高，说明GnIH能够起到升高血糖的作用；胰岛素能够降低血糖浓度，但需要与受体结合后起作用，在GnIH起作用后注射等量胰岛素后，发现实验组降血糖效果明显不如对照组，可能的原因是实验组小鼠机体对胰岛素敏感性下降(或实验组小鼠产生了胰岛素抵抗)，导致胰岛素不能正常发挥作用。③分析图3、图4，与对照组相比，实验组的Gcg基因mRNA相对表达量升高，而Ins基因mRNA的相对表达量降低，据此推测慢性腹腔注射GnIH引起小鼠机体血糖紊乱的机理可能是使胰岛素分泌下降，胰高血糖素分泌增加，诱导机体产生胰岛素抵抗。
选项
实验材料和试剂
实验现象
改进措施
A
质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液，物质的量浓度为0.01 ml/L的盐酸，物质的量浓度为0.01 ml/L的氢氧化钠溶液，蒸馏水，碘液
加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝
将碘液换成斐林试剂
B
新鲜菠菜绿叶，体积分数为95%的酒精，二氧化硅和碳酸钙
色素提取液颜色偏浅
在体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠
C
从新鲜洋葱中粗提取的DNA，蒸馏水，二苯胺试剂
蓝色偏淡
将蒸馏水换成2 ml/L的氯化钠溶液
D
小白鼠卵巢、固定液、显微镜
观察不到减数分裂各个时期
换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料
组别
实验处理
实验结果
①
葡萄糖溶液＋无菌水
－
②
葡萄糖溶液＋酵母菌
＋
③
葡萄糖溶液＋A溶液
－
④
葡萄糖溶液＋B溶液
－
实验及组别
培养组合
细胞中荧光平均强度
实验一
1
蓝色荧光标记的巨噬细胞＋NTU(红色荧光标记)
强
2
蓝色荧光标记的巨噬细胞＋CM－NTU(红色荧光标记)
弱
3
蓝色荧光标记的巨噬细胞＋LNP－NTU(红色荧光标记)
强
实验二
1
蓝色荧光标记的软骨细胞＋NTU(红色荧光标记)
0.002
2
蓝色荧光标记的软骨细胞＋CM－NTU(红色荧光标记)
0.27
3
蓝色荧光标记的软骨细胞＋LNP－NTU(红色荧光标记)
0.005
对照组
实验组
选取______________的雄性小鼠20 只，适应性饲养1周后随机均分为2组，分别设为对照组和实验组
腹腔注射生理盐水，100 μL/ (次·只)
连续注射，注射期间对小鼠分别进行空腹血糖值、注射胰岛素后的血糖值(胰岛素耐量)、胰高血糖素(Gcg)和胰岛素(Ins) 基因表达量指标进行检测