2024届高考生物考前冲刺综合限时练素能提升专题7实验与探究含答案

这是一份2024届高考生物考前冲刺综合限时练素能提升专题7实验与探究含答案，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·湖南长沙期末)在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。下列实验操作运用了“加法原理”的是( B )
A.在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射放射性3H标记的亮氨酸
B.把萎缩的胰腺提取液注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上
C.在待测组织样液中先后注入双缩脲试剂A液和双缩脲试剂B液
D.在肺炎链球菌转化实验中对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理
解析:注射放射性3H标记的亮氨酸是进行同位素标记,并没有人为增加某种影响因素;把萎缩的胰腺提取液注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上,与摘除胰腺而患糖尿病的狗相比,人为增加了影响因素,属于加法原理;先后注入双缩脲试剂A液和B液是为了检测蛋白质,不是增加某种影响因素;在肺炎链球菌转化实验中对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理是去除相应的物质,为“减法原理”。
2.(2023·湖南株洲一模)生物学研究中常需对物质和结构进行提取、分离,下表中实验目的与原理或方法的对应关系错误的是( C )
解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,利用这一原理可提取绿叶中的光合色素,分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的在滤纸上扩散得快。
3.下列关于实验方法的叙述,不正确的是( D )
A.人鼠细胞的融合实验和基因在染色体上的定位实验均可采用荧光标记的方法
B.探究酵母菌呼吸方式和探究酶的最适温度都采用了对比实验的探究方法
C.DNA双螺旋结构的发现和种群“J”形增长的研究都采用模型建构的方法
D.光合作用中C的转移途径和证明DNA半保留复制实验的观察指标都是检测同位素放射性
解析:DNA半保留复制实验利用了同位素之间的相对分子质量的不同,与放射性无关。
4.(2023·广东惠州调研)下列有关实验操作或实验结果的描述,正确的是( A )
A.探究酵母菌的呼吸方式不可以用是否产生二氧化碳来确定
B.组织样液中滴加双缩脲试剂显示蓝色说明成分中含有蛋白质
C.在高倍镜下观察叶绿体可看到其是双层膜细胞器
D.在观察牛蛙的脊髓反射现象实验中,环割脚趾皮肤的目的是破坏效应器
解析:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳,所以不能通过观察是否产生二氧化碳来判断酵母菌的呼吸方式;组织样液中滴加双缩脲试剂显示紫色说明成分中含有蛋白质;高倍镜下只能看到叶绿体呈椭球形或球形,不能看到双层膜;在观察牛蛙的脊髓反射现象实验中,环割脚趾皮肤的目的是破坏感受器。
5.科学的发展离不开科学家们的卓越贡献,下列有关说法不正确的是( C )
A.摩尔根运用假说—演绎法,通过果蝇杂交实验将基因定位于染色
体上
B.沃森和克里克研究DNA分子的结构时,运用了建构物理模型的方法
C.温特以燕麦胚芽鞘为实验材料,证明了生长素的化学本质是吲哚
乙酸
D.斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上,勇于向权威观点挑战,发现了促胰液素
解析:温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的“刺激”确实是一种化学物质,并将其命名为生长素,但生长素的化学本质是由其他科学家发
现的。
6.(2023·广东揭阳一模)探索遗传物质及遗传规律的道路艰辛且曲折,该过程中留下了许多的经典实验。下列关于这些实验的说法,错误的是( D )
A.孟德尔成功的原因之一是选用豌豆作为杂交实验的材料
B.萨顿通过观察蝗虫减数分裂过程中染色体的行为提出假说
C.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验是在格里菲思的实验基础上进行的
D.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
解析:探索遗传规律时,选用豌豆作为杂交实验的材料是孟德尔成功的原因之一;萨顿通过观察蝗虫减数分裂过程中染色体的行为,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,从而提出基因在染色体上的假说;艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验是在格里菲思的实验基础上进行的;赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质。
7.(2023·福建漳州二模)下列关于生物学实验的说法正确的是( B )
A.斐林试剂与双缩脲试剂均使用NaOH溶液和CuSO4溶液,但两种试剂的浓度与使用方法完全不同
B.用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动实验及探究植物细胞的吸水和失水实验都可以选用黑藻作为实验材料
C.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验与培养液中酵母菌种群数量的变化实验均设置了对比实验
D.观察根尖细胞有丝分裂与低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中,体积分数为95%的酒精仅为制备解离液
解析:斐林试剂和双缩脲试剂均使用NaOH溶液和CuSO4溶液,二者NaOH溶液的浓度相同;黑藻具有叶绿体,可以用于观察叶绿体和细胞质流动,黑藻细胞具有大液泡,也可以观察到质壁分离及复原现象;探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,有氧呼吸组和无氧呼吸组都为实验组,为对比实验,培养液中酵母菌种群数量的变化实验为自身前后对照,为对照实验;观察根尖细胞有丝分裂的实验与低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验都使用了体积分数为95%的酒精制备解离液,低温诱导植物细胞染色体数目变化实验中体积分数为95%的酒精还用于洗去卡诺氏液。
8.(2023·广东佛山一模)实验中材料和试剂的选择、实验操作和结果分析等都直接关系到实验的成功与否。下列叙述错误的是( B )
A.一般用洋葱鳞片叶外表皮细胞探究植物细胞的失水和吸水
B.斐林试剂甲液和乙液混合后保存在棕色试剂瓶中以备重复使用
C.观察细胞有丝分裂实验中按解离、漂洗、染色、制片、观察顺序制作装片
D.可通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢证明酶具有高效性
解析:洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的中央液泡便于观察,所以一般用洋葱鳞片叶外表皮细胞探究植物细胞的失水和吸水;斐林试剂需要现配现用;观察细胞有丝分裂实验中,需要制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片,制作装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片,最后再用显微镜观察;与加FeCl3试管相比,加肝脏研磨液的试管中过氧化氢分解得更快,证明酶具有高效性。
9.对比实验一般设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,探究某种因素与实验对象的关系,常应用于生物学的实验探究。下列叙述正确的是( B )
A.对比实验属于验证实验,每个实验组的实验结果都是事先已知的
B.探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2属于对比实验
C.对比实验遵循对照原则和单一变量原则,需要设置空白对照组
D.探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水和失水实验属于对比实验
解析:对比实验中每个实验组的实验结果一般都是事先未知的;探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2运用了对比实验的方法;对比实验遵循对照原则和单一变量原则,不同的实验组相互对照,不需要设置空白对照组;探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水和失水实验为自身对照实验,不属于对比实验。
10.(2023·广东茂名二模)为探究影响酶活性的因素,某同学设计了一个实验方案(见下表),下列说法错误的是( A )
A.①的实验条件是37 ℃水浴,pH=8
B.本实验的自变量有温度和pH
C.2、3试管研究的问题中,温度属于无关变量
D.增加胃蛋白酶的用量能缩短反应时间
解析:本实验目的是探究影响酶活性的因素,实验设计应遵循对照与单一变量原则,根据胃蛋白酶的特点,试管1、3的区别应该是酶的有无,①的实验条件是37 ℃水浴,pH=1.5;结合表格可知,试管3、4是一组对照实验,自变量是温度,试管2、3是一组对照实验,自变量是pH,此时温度属于无关变量,应保持一致;增加胃蛋白酶用量,其他条件不变,反应速率会加快,分解相同底物所需的时间缩短。
11.(2023·广东梅州二模)酶分子具有相应底物的活性中心,用于结合并催化底物反应。在37 ℃、适宜pH等条件下,用NaCl和CuSO4溶液,研究Cu2+、Cl-对唾液淀粉酶催化淀粉水解速率的影响,得到实验结果如图所示,已知Na+和SO42-几乎不影响该反应。下列相关分析正确的是( B )
A.实验中自变量是无机盐溶液的种类
B.Q点条件下淀粉完全水解所需的时间较P点的长
C.实验说明Cu2+能与淀粉竞争酶分子上的活性中心
D.若将温度提高至60 ℃,则三条曲线的最高点均上移
解析:根据图示分析可知,无机盐溶液的种类和淀粉溶液浓度是自变量;Q点和P点的淀粉水解速率相同,但Q点对应的淀粉溶液浓度更大,所以Q点条件下淀粉完全水解所需的时间比P点长;淀粉底物充足时,丙组酶促反应速率最小,且不能随底物增加而改善,说明Cu2+可能改变了酶的空间结构导致其活性降低;该实验是在唾液淀粉酶的最适温度37 ℃条件下完成的,若将温度提高至60 ℃,酶活性降低,则三条曲线的最高点均下移。
12.(2023·山东临沂一模)当机体免疫功能下降时,白色念珠菌(一种真菌)菌丝会大量生长,侵入细胞引起疾病。V蛋白具有ATP酶活性,对菌丝形成有重要作用。为研究不同浓度药物D(一种ATP酶抑制剂)对V蛋白的作用,将V蛋白与反应缓冲液混合后,实验组加入用二甲基亚砜(DMSO)溶解的不同浓度的药物D溶液,室温孵育10 min之后向反应体系中加入ATP溶液,室温反应30 min。再向反应体系中加入孔雀绿试剂(可与无机磷反应呈现绿色),定量分析反应体系的绿色深浅,得到结果如图所示。下列叙述错误的是( C )
A.白色念珠菌有细胞壁、核糖体、线粒体等细胞结构
B.实验结果表明,随药物D浓度的增加,对V蛋白活性的抑制作用增强
C.该实验对照组应加入与实验组中所加药物D溶液等量的蒸馏水进行处理
D.V蛋白能将储存在ATP分子中特殊化学键的能量释放出来
解析:白色念珠菌为真菌,是真核生物,有细胞壁、核糖体、线粒体等细胞结构;据图分析,随药物D浓度的增加,V蛋白活性相对值降低,抑制作用增强;对照组和实验组遵循单一变量的原则,对照组应加入等量的DMSO溶液进行处理;V蛋白具有ATP酶活性,能将储存在ATP分子中特殊化学键的能量释放出来。
13.内毒素是革兰氏阴性菌产生的主要致病成分,头孢三嗪是临床上常用的抗菌药物。下表为某医生在体外实验中,测定不同浓度的头孢三嗪单独或联合双黄连处理肺炎克雷伯菌(一种革兰阴性杆菌)时,内毒素释放量的实验结果。下列相关分析正确的是( B )
注:“-”表示无此项实验;双黄连浓度为0.1 mg·mL-1。
A.本实验遵循单一变量原则,添加药物的种类为唯一的自变量
B.甲组为对照组,说明肺炎克雷伯菌可自发地释放内毒素
C.头孢三嗪能抑制肺炎克雷伯菌释放内毒素,且浓度越高抑制效果越明显
D.双黄连能够拮抗头孢三嗪对肺炎克雷伯菌内毒素释放的影响
解析:该实验的自变量有药物种类和药物浓度两种;甲组添加生理盐水,内毒素释放量为 5 298 EU·mL-1,说明肺炎克雷伯菌可以自发地释放内毒素;添加低浓度和中浓度的头孢三嗪,内毒素释放量高于甲组释放量,说明低浓度和中浓度的头孢三嗪会促进肺炎克雷伯菌释放内毒素,高浓度的头孢三嗪抑制肺炎克雷伯菌释放内毒素;与乙组浓度相同的情况下,丙组加入双黄连后,内毒素释放量均低于乙组,说明在低浓度和中浓度下,双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯菌内毒素的释放的促进作用减弱,在高浓度组,双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯菌内毒素的释放的抑制作用增强。
二、非选择题
14.细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的阶段,物质准备阶段又可分为G1期(为DNA复制做准备)、S期(DNA复制期)、G2期(为细胞分裂期做准备),细胞分裂期又叫M期。有丝分裂具有周期性,其连续变化的分子调控机制简化如图,图中细胞周期中的检控点是停止前一阶段事件而启动后一阶段事件的节点,类似于“关卡”,且MPF是通过G2检控点必需的蛋白质复合物。
(1)据图可知,细胞通过G2检控点,由G2期进入M期的分子调控机制是

。
(2)目前在人体细胞中发现并命名的部分CDK和周期蛋白的配对关系如下表:
如果把CDK与周期蛋白看作是“酶的激活剂”与酶的关系,则这里的“激活剂”是 。CDK与周期蛋白的结合具有特异性,但据表可知,每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能,其原因可能是

。
(3)某同学在课外阅读中发现:非洲爪蟾卵细胞的形成过程可划分为6个阶段,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ期,第Ⅳ期的卵母细胞达到一定体积,停止生长,等待完成减数分裂。有科学家发现,此时若有孕酮(孕激素)的刺激作用,第Ⅳ期的卵母细胞会向Ⅴ和Ⅵ期转化,并进入减数分裂Ⅰ直至形成卵细胞。该同学思考提出了一个问题:孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关?
现提供细胞培养的非洲爪蟾Ⅳ期卵母细胞、适宜浓度的孕酮、周期蛋白合成抑制剂等,请你设计实验探究本问题(周期蛋白合成抑制剂的使用方法不要求)。
①实验思路:


。
②预期实验结果:
。
解析:(1)据图可知,当细胞分裂进入G2期后,CDK与周期蛋白特异性结合形成复合物MPF后使细胞周期通过G2检控点,由G2期进入M期。
(2)据图和表中信息可知,CDK是一类酶。如果把CDK与周期蛋白看作是“酶的激活剂”与酶的关系,则周期蛋白为CDK的激活剂。每种CDK可与多种周期蛋白结合并发挥调控功能,其原因可能是不同的周期蛋白具有相同的结合位点(或相同的氨基酸序列),也可能是同一种CDK有多个结合位点。
(3)由题意可知,该实验的目的是探究孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,是否与其调控卵母细胞中周期蛋白的合成有关。自变量是细胞中有无周期蛋白(可通过使用周期蛋白合成抑制剂来加以控制),因变量是有无卵细胞的生成,而其他对实验结果有影响的因素均为无关变量,应控制相同且适宜。
①综上分析,该实验思路:将用孕酮处理的非洲爪蟾第Ⅳ期卵母细胞均分为A、B两组,A组用周期蛋白合成抑制剂处理,B组用等量生理盐水处理,一段时间后观察卵母细胞是否完成减数分裂形成卵细胞。
②因该实验为探究实验,其结论是未知的,在对其实验结果进行预期时,应从可能的情况入手,分别进行讨论。若孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,与其调控卵母细胞中的周期蛋白的合成有关,则A组不能完成减数分裂形成卵细胞,B组能完成。若孕酮能刺激卵母细胞完成减数分裂,与其调控卵母细胞中的周期蛋白的合成无关,则A、B两组均能完成减数分裂形成卵细胞。
答案:(1)CDK与周期蛋白特异性结合形成MPF后,使细胞周期通过G2检控点,进入M期
(2)周期蛋白 不同的周期蛋白具有相同的结合位点(或相同的氨基酸序列)或同一种CDK有多个结合位点
(3)①将用孕酮处理的非洲爪蟾第Ⅳ期卵母细胞均分为A、B两组,A组用周期蛋白合成抑制剂处理,B组用等量生理盐水处理,一段时间后观察卵母细胞是否完成减数分裂形成卵细胞
②若与周期蛋白的合成有关,则A组不能完成减数分裂(形成卵细胞),B组能完成;若与周期蛋白的合成无关,则A、B两组均能完成减数分裂(形成卵细胞)
15.(2023·湖南岳阳联考)冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化,使血管腔狭窄或闭塞,导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病。心肌缺血缺氧引发心前区疼痛,导致心率加快,可通过受体阻断药来治疗。预防冠心病,要注意低脂饮食。
(1)研究发现,高血脂沉积在损伤内皮下形成斑块,斑块长大甚至破裂,使血管完全堵塞导致心梗,产生胸痛感甚至心搏骤停。产生胸痛感的中枢位于 ,舌下含服硝酸甘油可松弛血管平滑肌,使血管 ,改善心脏供血进行临时急救。
(2)心率活动的调节如图所示,属于 调节方式。NE是 (填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。
(3)为证实神经—心肌突触传递的是化学信号,进行如下实验:取蛙保持活性的心脏A和B,并切除心脏B的副交感神经,将两者置于相同的营养液中;刺激心脏A的副交感神经后,其心率变化是 ;取适量心脏A的营养液注入心脏B的营养液中,推测心脏B心率变化是
。
(4)受体阻断药可选择性结合受体,阻止相应信号的作用。现以狗为实验对象,据图选择作用于心肌细胞的受体阻断药(假定给药过程不影响心率),通过检测心率证明:交感神经和副交感神经对心率的调节具有拮抗作用。
实验思路:


。
预期结果: 。
解析:(1)人体的所有感觉中枢都位于大脑皮层。血管平滑肌松弛会导致血管扩张,血流量加大,进而改善心脏的供血。(2)如图所示,交感神经、副交感神经通过ACh、NE这些神经递质的调节方式为神经调节,而肾上腺素(Adr)的调节需要通过体液进行运输,属于体液调节,所以心率活动的调节属于神经—体液调节。(3)据图可知,刺激心脏A的副交感神经会产生ACh,经N1、M3受体依次识别,使心肌收缩减弱,心率减慢。ACh是神经递质,要从突触前膜通过胞吐作用释放到细胞外,所以心脏A的培养液中含有ACh,因此将其注入心脏B后也会导致心脏B心率减慢。(4)验证“交感神经和副交感神经对心率的调节具有拮抗作用”的实验,自变量是分别刺激交感神经和副交感神经,因变量是心率的变化。由于题干要求使用受体阻断药来控制自变量,图中M3受体为副交感神经反射弧中的受体,α和β型受体为交感神经反射弧中的受体,所以用适量M3受体阻断药处理代表阻断副交感神经,用等量α和β型受体阻断药处理代表阻断交感神经,检测心率变化即可。根据图中信息可知,副交感神经导致心率衰减、心肌收缩减弱,交感神经导致心率加快、心肌收缩加强,故可以预测甲组因副交感神经被阻断,导致心率升高,乙组因交感神经被阻断,导致心率降低。
答案:(1)大脑皮层 扩张 (2)神经—体液 兴奋性 (3)减慢 减慢 (4)取甲、乙两组狗,先测定正常安静状态下的心率,然后甲组用适量M3受体阻断药处理,乙组用等量α和β型受体阻断药处理,再分别检测心率进行比较 甲组心率升高,乙组心率降低
16.帕金森病是一种影响中枢神经系统的慢性神经退行性疾病,主要影响运动神经系统。它的症状通常随时间推移而缓慢出现,早期明显的症状为静止性震颤、肌肉僵直、运动迟缓和步态异常,也可能有认知和行为问题。
(1)正常情况下,在突触小体内,多巴胺的储存场所是 。
(2)有一种观点认为,帕金森病的致病机理是脑部多巴胺能神经元的变性死亡,而引起死亡的原因之一是多巴胺能神经元胞外多巴胺的浓度过高。请结合多巴胺图中的两种载体对多巴胺能神经元的这一死亡原因作进一步阐释: 。
(3)传统中药人参中的人参皂苷Rg1可以有效缓解帕金森病。某同学以小鼠作为实验材料,设计了如下方案,最终通过技术手段统计多巴胺能神经元的死亡数目。
注:MPTP能诱导多巴胺能神经元的变性死亡,使患者出现帕金森病症状。科学家常用MPTP诱导帕金森动物模型。
①该实验方案有两处错误,请你加以修正。(简要写出修正思路即可)
修正一:
;
修正二:
。
②本实验的预期实验结果是
。
解析:(1)多巴胺是神经递质,正常情况下,多巴胺储存在突触小泡中。
(2)当体内产生多巴胺时,单胺运载体会将多巴胺运载到突触小泡内,并将其释放到突触间隙,释放到突触间隙的多巴胺经过多巴胺运载体运输回突触前膜内,若多巴胺运载体功能被抑制,则会导致多巴胺能神经元胞外多巴胺浓度过高导致多巴胺能神经元死亡。
(3)该实验是探究人参皂苷Rg1对帕金森病的缓解作用,表格中设置了两组实验,其中模型组是构建出现帕金森病症状的小鼠,然后不进行治疗处理;治疗组应该先构建出现帕金森病症状的小鼠,然后进行注射人参皂苷Rg1进行治疗处理;故其中一个错误修正是人参皂苷Rg1治疗组步骤1应与模型组相同。另外该实验中没有设置空白对照组,即另外一个错误修正是设置一组健康鼠作为对照。预期实验结果是多巴胺能神经元的死亡数目:模型组>人参皂苷Rg1治疗组>对照组。
答案:(1)突触小泡 (2)多巴胺运载体被抑制,单胺运载体功能正常,导致突触间隙多巴胺浓度过高,引起多巴胺能神经元的变性死亡 (3)①设置一组健康鼠作为对照 人参皂苷Rg1治疗组步骤1应与模型组相同 ②多巴胺能神经元的死亡数目:模型组>人参皂苷Rg1治疗组>对照组选项
实验目的
原理或方法
A
DNA分子的粗提取
DNA不溶于酒精,某些蛋白质溶于酒精。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同
B
DNA分子的琼脂糖凝胶电泳鉴定
一定pH下DNA分子可带上正或负电荷,在电场作用下,向着与所带电荷相反的电极移动,迁移速率与凝胶浓度、DNA的大小和构象等有关
C
绿叶中色素的提取
不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢
D
分离细胞中的细胞器
采用逐渐提高离心速率的方法分离不同颗粒大小的细胞器
试管
底物和试剂
实验条件
1
1 cm3瘦肉块+
4 mL蒸馏水
①
2
1 cm3瘦肉块+
4 mL胃蛋白酶
37 ℃水浴,pH=8
3
1 cm3瘦肉块+
4 mL胃蛋白酶
37 ℃水浴,pH=1.5
4
1 cm3瘦肉块+
4 mL胃蛋白酶
0 ℃水浴,pH=1.5
组别
添加药物
不同药物浓度下内毒
素释放量/(EU·mL-1)
低浓度
中浓度
高浓度
甲
生理盐水
5 298
-
-
乙
头孢三嗪
14 024
8 274
3 304
丙
头孢三嗪
+双黄连
11 156
5 746
1 340
CDK种类
可结合的周期蛋白
CDK1
B1,B2,B3
CDK2
D1,D2,D3,E
项目
模型组
人参皂苷Rg1治疗组
步骤1
注射1 mL溶于生理盐水的MPTP,注射4次,每次间隔2小时
注射1 mL生理盐水,注射4次,每次间隔2小时
步骤2
每天注射1 mL生理盐水,连续3天
每天注射1 mL溶于生理盐水的人参皂苷Rg1,连续3天