优化探究新课标高考生物一轮复习 实验专题2 实验探究与设计随堂训练 新人教版.docx
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优化探究新课标高考生物一轮复习实验专题2实验探究与设计随堂训练新人教版
实验专题2实验探究与设计
题组、实验设计类
1.(2014年高考四川卷)下列有关实验方法或检测试剂的叙述,正确的是( )
A.用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化
B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
C.用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品
D.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度
解析:
改良的苯酚品红染液,在生物学上常用作观察细胞分裂时染色体形态与数目的染色剂,A项正确;用甲基绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布,B项错误;用纸层析法分离菠菜绿叶中的色素,C项错误;用标志重捕法调查田鼠的种群密度,用取样器取样法调查农田土壤小动物的丰富度,D项错误。
答案:
A
2.(2014年高考天津卷)MRSA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MRSA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
MRSA菌
1
100μg/mL蛋白质H
生长正常
2
20μg/mL青霉素
生长正常
3
2μg/mL青霉素+100μg/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的
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MRSA菌
C.实验还需设计用2μg/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
解析:
细菌属于原核生物,无细胞核,A错误;第2组与第3组对比,由于存在青霉素浓度和蛋白质H两个实验变量,所以无法确定低浓度的青霉素是否可杀死MRSA菌,B错误;要想证明低浓度的青霉素对MRSA菌的影响,还需设计一组用2μg/mL青霉素做处理的对照组,C正确;由组1可知蛋白质H无杀菌作用,D错误。
答案:
C
3.(2013年高考福建卷)下列为减少实验误差而采取的措施,错误的是( )
选项
实验内容
减少实验误差采取的措施
A
对培养液中酵母菌数量进行计数
多次计数取平均值
B
探索2,4D促进插条生根的最适浓度
预实验确定浓度范围
C
调查人群中红绿色盲发生率
调查足够大的群体,随机取样并统计
D
比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短
观察多个装片、多个视野的细胞并统计
解析:
在实验中统计次数越少误差就越大,故可以通过增加统计的次数和组数减少误差,A、D两项正确;探究最适浓度应提高各组间浓度梯度的精度,预实验的目的是为进一步的实验摸索条件和检验实验设计的可行性,避免人力、物力及财力的浪费,B项错误;调查发病率时,应随机抽样调查,并调查足够大的群体,C项正确。
答案:
B
4.(2014年高考福建卷)氢是一种清洁能源。
莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2,[H]可参与暗反应,低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高,使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的________。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产氢。
已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。
为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响,设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组),在特定条件下培养莱茵衣藻,一定时间后检测产氢总量。
实验结果:
B组>A组,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,则需增设两实验组,其培养液为________________________和________________________。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良,请从光合作用物质转化的角度分析其原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在自然条件下,莱茵衣藻几乎不产氢的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
解析:
(1)捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上,所以莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的类囊体薄膜。
(2)若缺硫培养液中产氢总量多于完全培养液中的产氢总量,说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用;要探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系,应增设培养液为添加CCCP的完全培养液、添加CCCP的缺硫培养液的两组实验。
(3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,使有机物的生成量减少,进而生长不良。
(4)在自然条件下,氧气浓度比较高,产氢酶的活性降低,[H]不能转变为氢气。
答案:
(1)类囊体薄膜
(2)促进 添加CCCP的完全培养被 添加CCCP的缺硫培养液 (3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2,参与暗反应的[H]减少,有机物生成量减少 (4)氧气抑制产氢酶的活性
一、选择题
1.下列对有关实验的变量的叙述,正确的是( )
A.在探究温度对酶活性影响的实验中,温度和pH是自变量
B.各种实验中都必须设置空白对照组,确保单一变量
C.探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中,CO2浓度、温度、植物种类等是无关变量
D.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,酒精是否产生是无关变量
解析:
自变量为实验中唯一可变的变量,探究温度对酶活性的影响时,自变量是温度;为确保单一变量实验需要设计对照实验,对照实验有多种,空白对照只是其中一种,此外还有自身对照、相互对照和条件对照等;探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,酒精的产生为因变量,是随自变量变化而变化的。
答案:
C
2.研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛B细胞的药物——链脲佐菌素(STZ)进行血糖调节研究,为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛B细胞,应( )
①在兔饱足状态下 ②在兔空腹状态下 ③测定血糖含量 ④测定尿液是否含糖 ⑤测定血液胰岛素含量
A.①③④ B.①③⑤
C.②③⑤D.②③④
解析:
此题考查实验设计和分析能力。
胰岛B细胞产生的胰岛素具有降低血糖的功能,因此要检测饱足状态下兔子体内血糖的含量,而血糖含量升高并不一定是胰岛素不足引起的,因此可以通过测定血液中胰岛素的含量来确定胰岛B细胞有没有被破坏。
答案:
B
3.(2012年高考天津卷)下列实验操作能达到预期结果的是( )
A.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例,能比较细胞周期各时期的时间长短
B.在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中,计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比,能反映NaOH进入琼脂块的速率
C.在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中,培养期内共三次取样测定密度,即可准确绘制酵母菌种群增长曲线
D.在“探究α萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中,用高浓度组的α萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后,观察生根情况以确定最适浓度
解析:
NaOH进入琼脂块的速率是相同的,与琼脂块的大小无关,红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比表示的是运输效率,而不是运输速率,B项错误;要准确绘制出酵母菌种群增长曲线,应在培养期的不同时间点内多次取样,并且每个时间点取样要取多次,以求平均值,C项错误;应用不同浓度梯度组的α萘乙酸溶液浸泡插条基部几个小时至一天,观察生根情况来确定最适浓度,D项错误。
答案:
A
4.(2015年南通模拟)为了检测“苏丹红”对人体细胞的毒害作用,研究人员以哺乳动物组织块为实验材料开展有关研究,得到下表结果。
下列相关叙述,不正确的是( )
培养瓶编号
1
2
3
4
5
添加剂中苏丹红浓度(mg/L)
10
50
100
300
900
变异细胞比例
0
1/106
1/106
2/106
8/106
A.该实验开始时先制备细胞悬液
B.该实验还需设置一个空白对照组
C.该实验控制的最适温度为25℃左右
D.该实验结果表明较低浓度的苏丹红毒性较小
解析:
表中信息可见,随苏丹红浓度的升高,变异细胞数目增多,即浓度越高对细胞的变异影响越大。
但表格信息没有表明温度对变异的影响。
答案:
C
5.下列对有关鉴定性实验、观察类实验、探究性实验以及调查类实验的叙述,正确的是( )
A.鉴定组织中还原糖实验时,可依次向待测样液中加入甲液和乙液
B.观察有丝分裂实验时,不能辨别视野中哪条染色体携带突变基因
C.设计探究实验时,自变量的设置应考虑周全,而无关变量可忽略不计
D.调查某荒地内蒲公英的种群密度时,所选择的样方不影响调查结果
解析:
鉴定组织中还原糖的斐林试剂的甲液和乙液均匀混合使用,A错误;设计探究实验时,除考虑自变量的设置外,还需严格控制无关变量,C错误;调查某荒地内蒲公英的种群密度时,应随机取样,D错误。
答案:
B
6.某同学将十根大麦幼苗尖端等距离放置于一块8cm×8cm×2cm的琼脂块上半天,然后切取一小块,放在一株切去尖端的大麦苗切口中间,给予适宜的条件培养,几天后发现大麦苗直立生长,他认为这就证明了大麦幼苗尖端能产生生长素。
老师认为该实验不科学,其原因与下面无关的是( )
A.只用一株麦苗做实验偶然性太大
B.缺少空白对照组,不能排除琼脂块本身的作用
C.没有单侧光作用,不能出现弯曲生长
D.没有设置两大组,将处理过的琼脂块分别放在切去尖端的幼苗切口左右两侧
解析:
为了避免偶然性,一般选择的实验材料不能太少;没有设置对照实验,不能排除琼脂块本身对实验结果的干扰;由于该大麦苗没有感受单侧光的尖端,有无单侧光对实验结果没有影响;该实验还应设置两大组不对称放置处理过的琼脂块的实验组,这样可排除内源激素对实验结果的干扰。
答案:
C
7.将若干健壮的生理状态相同的去除尖端的燕麦胚芽鞘(简称胚芽鞘)随机均分成两组,在0时(横坐标中负值表示处理前)将两组胚芽鞘分别放入等量的10-5mol·L-1的IAA(生长素)溶液(甲组)和柠檬酸缓冲液(pH=3.0)(乙组)中进行短期培养。
测量两组胚芽鞘的生长情况,结果如图1所示;同时测量甲组溶液中pH的变化,如图2所示。
根据实验结果,下列说法错误的是( )
A.两组同时处理40min后,两组胚芽鞘的伸长速率基本相等
B.IAA所引起伸长的滞后期比柠檬酸所引起伸长的滞后期长
C.IAA处理胚芽鞘后,使溶液中的H+被运输到细胞内
D.由图1可推知,在酸性条件下,细胞壁的伸缩性变大
解析:
由图1可知,两组同时处理40min后,两组胚芽鞘的伸长速率(可用曲线的斜率表示)基本相等,A项正确;由图1可知,IAA所引起伸长的滞后期比柠檬酸所引起伸长的滞后期长,B项正确;由图2可知,经IAA处理后,溶液的pH下降,说明细胞中的H+被运输到细胞外,C项错误;在酸性条件下,胚芽鞘伸长,说明此时细胞生长,细胞壁的伸缩性变大,D项正确。
答案:
C
8.某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子,它们对植物的生长都有影响。
下表列出的5种培养液中,甲、乙、丙3种离子的浓度(单位:
mmol/L)不同。
为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,进行实验时可以选用的两种培养液是( )
培养液编号
①
②
③
④
⑤
甲离子
20
30
50
30
40
乙离子
55
45
60
45
55
丙离子
10
15
20
25
25
A.①⑤B.②③
C.②④D.③⑤
解析:
研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响,变量只能是丙离子的浓度,甲离子和乙离子的浓度不应发生变化,所以进行实验时可以选用的两种培养液是②④。
答案:
C
9.某研究小组对“紫外线辐射对酵母菌生长的影响”这一课题进行了初步的探究,结果如下表:
培养皿编号
紫外线辐射剂量(J/m2)
实验后的酵母菌数量(个/mL)
1
0.2
27×106
2
0.8
26×106
3
X
14×106
4
2.0
10×106
5
2.6
6×106
下列有关分析正确的是( )
A.表中X的值应为1.4,各实验组的紫外线辐射剂量应保持相同的剂量梯度
B.该实验中没有对照组,还需增设一个辐射剂量为0J/m2的培养皿
C.在实验过程中需严格控制的无关变量有紫外线辐射剂量、紫外线辐射时间等
D.分析实验结果可知,紫外线主要是通过诱发基因突变,导致酵母菌数量减少的
解析:
该实验通过相同剂量梯度的紫外线处理实现了相互对照,A项正确,B项错误;紫外线辐射剂量是自变量;本实验没有说明酵母菌是否发生了基因突变,故通过本实验不能获得“紫外线是通过诱发基因突变,导致酵母菌数量减少的”这一结论。
答案:
A
10.在生态学研究中,下列方法与研究目的不相符的是( )
A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群密度
D.用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度
解析:
给海龟安装示踪器可调查其洄游的路线,故A项符合。
给大雁佩戴标志环可调查其迁徙的路线,故B项符合。
岩礁上的贝类活动能力比较弱,可用样方法调查其种群密度,故C项符合。
丰富度是指群落中物种数目的多少,即有多少种生物。
物种越多,丰富度越大。
标志重捕法只能调查达乌尔黄鼠一种生物的种群密度,不能调查丰富度,故D项不相符。
答案:
D
二、非选择题
11.(2015年温州十校联考)小白鼠是恒温动物,当环境温度明显降低时,其体温仍能保持相对恒定。
为了探究调节体温的中枢是否为下丘脑,某校生物兴趣小组制订了以下实验方案。
实验假设:
下丘脑是调节体温的中枢。
材料用具:
略。
实验步骤:
①取两只健康状况良好且相同的成年小白鼠,并标记为甲、乙。
②用一定的方法破坏甲鼠的下丘脑,乙鼠不做处理作为对照,并分别测量初始体温。
③把甲鼠置于0℃环境中,把乙鼠置于25℃环境中作为对照,在相对安静的条件下观察24h,每隔4h分别测量一次体温,并做好记录。
预期结果与结论:
甲鼠体温发生明显改变,乙鼠体温保持相对恒定,说明下丘脑是调节体温的中枢。
(1)该兴趣小组设计的实验方案有哪些不妥之处?
请提出相应的改进意见:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)若没有破坏甲鼠的下丘脑,将甲鼠置于0℃的环境中,则甲鼠维持体温恒定的调节方式是________,请写出导致战栗的反射弧:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)寒冷环境下,小白鼠的耗氧量会________,导致这个变化的主要激素是________。
(4)将乙鼠从25℃移入40℃的环境中,产生炎热感觉的结构是________。
解析:
一般情况下,用活体做实验时,为避免因个体死亡或个体差异等情况而导致实验不能正常进行,常选取多个相同状况的个体进行研究。
除对下丘脑的处理方式不同外,其他的无关变量均应该相同。
实验目的为“探究调节体温的中枢是否为下丘脑”,而最后结论的表述并没有“扣题”,而是按验证性实验处理,这是明显的错误。
低温环境下,机体可通过神经调节使皮肤血流量减少、骨骼肌战栗产热等,同时低温刺激还可以引起机体甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,因此,寒冷条件下体温调节既有神经调节,又有激素调节。
所有的感觉都在大脑皮层形成。
答案:
(1)①取材不当,应取若干只健康状况良好且体重相同的成年小白鼠 ②不符合单一变量原则,应将两组小白鼠均置于0℃环境中 ③实验结果与结论描述有误,应按探究性实验书写预测实验结果和结论
(2)神经和激素调节 冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌 (3)增加 甲状腺激素 (4)大脑皮层
12.(2013年高考重庆卷)研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用,而对正常细胞无影响。
进一步研究发现,发挥作用的物质是L天冬酰胺酶,它能将L天冬酰胺分解,而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸,增殖被抑制。
(1)为验证该酶对两种细胞的影响,某兴趣小组进行了以下实验。
实验材料:
正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基(含细胞生长所需的物质)、L天冬酰胺酶
实验步骤:
a.分组
实验组:
培养基+L天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞
对照组:
培养基+__________________________________________________________。
b.适宜条件下培养后,观察细胞生长状态、检测L天冬酰胺含量。
实验结果(如下表):
实验分组
生长状态
L天冬酰胺含量
培养液
细胞内
实验组
①
缺乏
缺乏
对照组
正常
缺乏
正常
结果分析:
该实验利用了酶的________特性;表中①应为
________________________________________________________________________;
对照组细胞内L天冬酰胺含量正常的原因是________
________________________________________________________________________。
(2)患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低,是因为发生了________反应;该酶口服无效,原因是________。
(3)根据实验结果,你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)由实验目的可知,该实验的自变量是细胞的种类,所以应用正常细胞与淋巴瘤细胞进行对照。
由题意可知,L天冬酰胺酶能分解培养基中的L天冬酰胺,由于淋巴瘤细胞自身不能合成L天冬酰胺,所以在添加了L天冬酰胺酶的培养基上不能正常生长,而正常细胞自身能够合成L天冬酰胺,所以在添加了L天冬酰胺酶的培养基上可以正常生长。
(2)静脉注射该外源性酶,酶在患者体内会被识别为抗原,多次注射后,患者体内相应的抗体产生的速度更快、数量更多,使该酶快速失去活性,故疗效降低。
由于酶是大分子物质,不能被直接吸收,在消化道中会被消化分解,故口服无效。
(3)抗肿瘤药物应能杀死肿瘤细胞,但是不应杀死正常细胞,所以理想的抗肿瘤药物应对肿瘤细胞有专一的杀伤作用。
答案:
(1)L天冬酰胺酶+正常细胞 专一性 抑制 能合成L天冬酰胺(有合成L天冬酰胺的酶)
(2)免疫(拮抗) 酶被分解失活 (3)对肿瘤细胞有专一性杀伤作用,对正常细胞无影响
13.利用给出的材料和用具设计实验,请回答问题:
高温能使唾液淀粉酶失活,那么高温能否使甲状腺激素失活呢?
(1)实验材料和用具:
发育状况相同的蝌蚪15只,饲料甲——普通饲料,饲料乙——含适量甲状腺激素的饲料,饲料丙——含适量经100℃热水处理过的甲状腺激素的饲料,池塘水,大小和其他条件相同的玻璃缸三只。
(2)实验目的:
______________________________________________________________。
(3)实验原理:
甲状腺激素促进蝌蚪的变态发育。
(4)实验步骤:
①取三只玻璃缸,编号为1、2、3,分别加入等量且适量的池塘水。
②将15只蝌蚪分成三等份,分别放入1、2、3号玻璃缸中,把三只玻璃缸放在相同且适宜条件下培养。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
(5)预期实验结果:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
依题意,目前不知高温对甲状腺激素有何影响,因此,实验目的就是要探究这一问题。
实验步骤中要注意控制变量,严格遵循单一变量原则和对照原则。
答案:
(2)探究高温能否使甲状腺激素失活 (4)③每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入等量的饲料甲、乙、丙 ④观察三只玻璃缸中蝌蚪的发育状况 (5)2号玻璃缸内蝌蚪发育最快,而1、3号玻璃缸内蝌蚪发育状况相同;2号玻璃缸内蝌蚪发育快,3号与2号发育相同或慢于2号快于1号
14.肝细胞能将甲醛转化成甲酸而具有解除甲醛毒害的功能,研究人员为验证肝脏的这种解毒功能而进行了相关实验,实验分组设计如下(“”表示还没完成的实验步骤)。
组别
培养环境
肝脏小块(数目相同)
A组
含1.0mmol/L甲醛的肝脏培养液
有
B组
含1.0mmol/L甲醛的肝脏培养液
*
C组
不含甲醛的肝脏培养液
*
(1)表中,除A组外,还需放置肝脏小块的是__________组。
(2)如图中曲线________是C组实验的结果,说明肝细胞在代谢过程中会
________________________________________________________________________。
(3)如图中曲线乙是________组实验的结果,这说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)研究发现一定浓度的甲醛可诱发染色体断裂,为进一步验证肝脏的解毒功能,研究人员同时进行了如下实验。
方法步骤如下:
①取新培养的具有分裂能力的正常淋巴细胞悬液3等份,备用。
②按上表的实验设计培养肝脏15分钟后,取三组装置中的__
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