實驗與探究一、單項選擇題1.下列關(guān)于生物學實驗取材和實驗方法的敘述,正確的是()A.脂肪鑒定時,用蘇丹Ⅲ染液染色后,需用蒸餾水洗去浮色B.以淀粉和蔗糖為實驗材料探究淀粉酶的專一性時,可用碘液作指示劑C.觀察植物質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗,只需要低倍鏡觀察即可看到實驗現(xiàn)象D.用紙層析法分離菠菜綠葉中的色素時,橙黃色的色素帶距離濾液細線最近2.(2021山東名校聯(lián)盟聯(lián)考)洋蔥被譽為“蔬菜皇后”,對癌癥、心血管等疾病有預(yù)防作用。洋蔥也是一種多用途的生物學實驗的材料。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.洋蔥的綠色葉片可作為色素提取和分離的實驗材料B.洋蔥的鱗片葉可作為觀察葉綠體的實驗材料C.洋蔥的鱗片葉外表皮可作為觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原的實驗材料D.洋蔥的根尖可作為觀察有絲分裂的實驗材料3.(2021安徽馬鞍山一模)下列有關(guān)實驗試劑的用法,敘述錯誤的是()A.低溫誘導(dǎo)染色體加倍實驗中,卡諾氏液的作用是固定細胞形態(tài)B.綠葉中色素的提取和分離實驗中,無水乙醇的作用是提取和分離色素C.脂肪檢測和顯微觀察的實驗中,體積分數(shù)為50%的酒精溶液的作用是洗去浮色D.觀察植物根尖細胞有絲分裂的實驗中,解離液的作用是使組織細胞相互分離開來4.(2021福建漳州模擬)下面是一些學生在實驗中遇到的問題,下列敘述正確的是()①用滴管在花生子葉薄片上滴加蘇丹Ⅲ染液,發(fā)現(xiàn)滿視野都呈現(xiàn)橘黃色,于是滴1~2滴質(zhì)量分數(shù)為50%的鹽酸洗去浮色②在梨汁中加入斐林試劑,充分搖勻后液體即變?yōu)榇u紅色③在觀察低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實驗中,也可用醋酸洋紅染色④鹽酸解離根尖的同時也為龍膽紫染色創(chuàng)造酸性環(huán)境⑤測定綠色植物的呼吸作用時在暗處進行,可避免光合作用對實驗結(jié)果的影響A.①③ B.③⑤C.①②④ D.①③⑤5.(2021廣西桂林第一次聯(lián)考)甲、乙兩圖為兩個不同實驗的結(jié)果圖,下列有關(guān)敘述正確的是()A.圖甲的條帶Ⅰ、Ⅱ中鎂的含量豐富B.收獲后的水稻葉片中,甲中的條帶Ⅲ會變寬C.利用洋蔥的不同部位可獲得甲、乙兩圖的實驗結(jié)果D.將圖乙中的細胞置于清水中,一定會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原6.(2021福建漳州質(zhì)檢)下列有關(guān)生物學實驗操作、實驗結(jié)果、實驗現(xiàn)象及原理的描述,正確的是()A.分離光合色素時,胡蘿卜素的色素帶最窄,在層析液中溶解度最低B.脂肪鑒定和觀察植物細胞有絲分裂實驗中都需要用酒精洗去浮色C.設(shè)置一系列等梯度的溫度,探究溫度對過氧化氫酶活性的影響D.探究光照強度對光合作用影響時,可通過調(diào)整光源的距離改變光照強度二、不定項選擇題7.(2021江蘇常州二模)科研人員以菊花的花蕾為外植體,探究不同時間的微波處理對愈傷組織和再生苗的影響,結(jié)果見下表。下列敘述錯誤的是()微波處理/s接種外植體個數(shù)/個存活數(shù)存活率出苗率愈傷組織再生頻率/%0503570351005502550156010755573.35090.915755066.7408020502550156025500000A.菊花外植體消毒可用體積分數(shù)為70%的酒精配合使用一定濃度的次氯酸鈉溶液B.微波處理5s的實驗組中,可能有部分外植體和愈傷組織在培養(yǎng)過程中受到污染C.根據(jù)實驗結(jié)果,從誘變育種角度考慮,微波處理10s是最理想的處理時間D.微波處理10s組比處理15s組產(chǎn)生的再生植株中,染色體變異的新植株類型更多8.(2021山東濟南月考)糖尿病病人夜間長時間空腹往往被能量供應(yīng)不足困擾。為保證糖尿病病人夜間的能量需求,以一日三餐為基礎(chǔ),某研究機構(gòu)進行了睡前1h加餐的一日四餐方案研究,在實驗開始前和實驗一段時間后采樣檢測獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。下列對就餐方案研究的敘述,正確的是()A.將一定數(shù)量的糖尿病的患者隨機等分為三餐組和四餐組B.三餐組采用一日三餐就餐方案,兩組均定時、定量用餐C.四餐組前三餐總能量與三餐組相同,但食物種類不同,睡前1h額外增加一餐D.四餐組前三餐各減少10%淀粉類食物,其余相同,減下的總和作為睡前1h的加餐三、非選擇題9.(2021湖南長沙月考)科研人員利用細胞體外培養(yǎng)方法以乳腺癌細胞MCF-7為材料進行實驗,發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的無限增殖和抗藥性的產(chǎn)生與核DNA有關(guān)。某種新型的抗腫瘤藥物可通過作用于核DNA抑制腫瘤細胞的惡性增殖,逆轉(zhuǎn)腫瘤細胞的耐藥性。該藥物分子進入細胞核的過程如下圖。請回答下列問題。(1)腫瘤細胞核內(nèi)儲存著,是細胞遺傳和代謝的控制中心。核膜將細胞質(zhì)和細胞核分隔開來,承擔著核質(zhì)間物質(zhì)交換和的功能。

(2)上圖顯示,藥物分子依賴于細胞膜進入細胞,有的在被直接降解,有的則在中被降解。未被降解的藥物分子通過核孔進入細胞核,積累后發(fā)揮作用。因此,可以推測藥物分子在細胞質(zhì)中的停留時間與降解概率及細胞核對藥物吸收速率之間的關(guān)系為。

(3)綜合上述研究,請你設(shè)計一個提高該新型抗腫瘤藥物作用效果的研發(fā)思路:。

(4)科研人員還利用細胞體外培養(yǎng)方法驗證胰高血糖素能促進胰島素的分泌,為了驗證這一觀點,具體實驗方案如下:第一步,用高糖的動物細胞培養(yǎng)液來培養(yǎng)胰島A細胞,一段時間后,過濾得到細胞和濾液;第二步,取第一步得到的適量濾液作為培養(yǎng)液來培養(yǎng)胰島B細胞,一段時間后,測定培養(yǎng)液中胰島素的含量。請指出該實驗方案的錯誤之處:第一處,;

第二處,。

10.膠原蛋白是動物體內(nèi)的一種生物大分子物質(zhì),具有維持皮膚彈性、保持水分的作用。下圖是人體皮膚中的膠原蛋白隨年齡變化的情況,有研究認為,紫外線照射、作息不規(guī)律、生活壓力大等均會導(dǎo)致人體膠原蛋白流失。請回答下列有關(guān)問題。(1)根據(jù)圖示可得出的結(jié)論是。

(2)某研究小組欲驗證紫外線照射會引起小鼠皮膚中膠原蛋白的流失,其實驗方案為:①取的小鼠若干,隨機均分為兩組,分別記為甲、乙;

②將甲組小鼠每天用一定量的紫外線照射一定時間,作為,乙組不進行處理,作為;

③給兩組小鼠飼喂等量且適量的相同飼料,每隔一定時間檢測兩組小鼠皮膚中膠原蛋白的含量并記錄,分析實驗結(jié)果。若實驗順利進行,則實驗結(jié)果為:。

(3)有些商家宣傳敷膠原蛋白面膜可以補充皮膚中膠原蛋白,有人認為該宣傳話語不具有科學性,請根據(jù)所學知識分析,后者的理由可能是。

11.(2021山東煙臺模擬)為探究新型冠狀病毒入侵時間對肺細胞活力的影響,請根據(jù)提供的實驗材料和儀器完善實驗思路,并回答相關(guān)問題。(1)材料與用具:人體正常肺細胞、新分離的新型冠狀病毒株、動物細胞培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶、相關(guān)檢測儀器等。(要求與說明:檢測時間間隔12h,細胞培養(yǎng)條件適宜,實驗儀器、試劑等操作不作要求)(2)補充完善實驗思路:①在動物細胞培養(yǎng)液中加入適量人體正常肺細胞進行培養(yǎng)至細胞處于快速增長期時,制取細胞懸液備用。②;

③;

④;

⑤;

(3)繪制實驗記錄表。(4)分析與討論①新型冠狀病毒能感染肺細胞,是由于肺細胞表面有識別病毒的,該結(jié)構(gòu)的本質(zhì)是。

②基于ATP的細胞活力檢測法是一種敏感而可靠的檢測細胞活力的方法,其原理是ATP是細胞中普遍使用的,活細胞在有氧和ATP的條件下,熒光酶催化熒光素發(fā)出熒光,強度與ATP含量呈正相關(guān),故所測得可間接反映出存活細胞量。

12.(2020山東卷,22)科研人員在轉(zhuǎn)入光敏蛋白基因的小鼠下丘腦中埋置光纖,通過特定的光刺激下丘腦CRH神經(jīng)元,在脾神經(jīng)纖維上記錄到相應(yīng)的電信號,從而發(fā)現(xiàn)下丘腦CRH神經(jīng)元與脾臟之間存在神經(jīng)聯(lián)系,即腦-脾神經(jīng)通路。該腦-脾神經(jīng)通路可調(diào)節(jié)體液免疫,調(diào)節(jié)過程如圖1所示,圖2為該小鼠CRH神經(jīng)元細胞膜相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。(1)圖1中,興奮由下丘腦CRH神經(jīng)元傳遞到脾神經(jīng)元的過程中,興奮在相鄰神經(jīng)元間傳遞需要通過的結(jié)構(gòu)是,去甲腎上腺素能作用于T細胞的原因是T細胞膜上有。

(2)在體液免疫中,T細胞可分泌作用于B細胞。B細胞可增殖分化為。

(3)據(jù)圖2寫出光刺激使CRH神經(jīng)元產(chǎn)生興奮的過程:。

(4)已知切斷脾神經(jīng)可以破壞腦-脾神經(jīng)通路,請利用以下實驗材料及用具,設(shè)計實驗驗證破壞腦-脾神經(jīng)通路可降低小鼠的體液免疫能力。簡要寫出實驗設(shè)計思路并預(yù)期實驗結(jié)果。實驗材料及用具:生理狀態(tài)相同的小鼠若干只,N抗原,注射器,抗體定量檢測儀器等。實驗設(shè)計思路:。預(yù)期實驗結(jié)果:

。

13(2021山東德州模擬)腎上腺糖皮質(zhì)激素(GC)是腎上腺皮質(zhì)分泌的類固醇激素,可抑制淋巴細胞增殖、促進淋巴細胞凋亡,用于治療過敏、類風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病,但長期大劑量使用會導(dǎo)致下丘腦—垂體—腎上腺軸功能減退。(1)細胞中合成GC的場所是。正常情況下,GC能不斷合成,但內(nèi)環(huán)境中GC的含量卻能保持相對穩(wěn)定,主要原因是。

(2)器官移植時,可使用適量GC以提高成功率,其原理是。(3)GC不能直接促進平滑肌收縮,但它的存在可增強去甲腎上腺素(NE)促進平滑肌收縮的作用,這種現(xiàn)象稱為允許作用。請利用下列實驗材料及試劑,設(shè)計實驗驗證GC與NE存在允許作用(簡要寫出實驗思路、預(yù)期實驗結(jié)果;提供的實驗材料及試劑:若干離體的生長狀況良好且一致的小腸平滑肌、GC溶液、NE溶液、GC和NE混合溶液、生理鹽水等)。

參考答案1.C解析脂肪鑒定時,用蘇丹Ⅲ染液染色后,需用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色,A項錯誤;以淀粉和蔗糖為實驗材料探究淀粉酶的專一性時,可用斐林試劑作指示劑,不能用碘液作指示劑,蔗糖在分解前后均不能與碘液反應(yīng),故碘液無法檢測蔗糖的分解,B項錯誤;觀察植物質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗,由于液泡較大,只需要低倍鏡觀察即可看到實驗現(xiàn)象,C項正確;用紙層析法分離菠菜綠葉中的色素時,橙黃色的色素即胡蘿卜素溶解度最大,擴散速度最快,距離濾液細線最遠,D項錯誤。2.B解析洋蔥的葉分為管狀葉和鱗片葉,管狀葉是綠色的,含有葉綠體,可以作為色素提取和分離的實驗材料,A項正確;洋蔥的鱗片葉不含葉綠體,不能作為觀察葉綠體的實驗材料,B項錯誤;洋蔥的鱗片葉外表皮為紫色,而且紫色物質(zhì)在液泡內(nèi),當發(fā)生質(zhì)壁分離時,會發(fā)現(xiàn)紫色越來越深,質(zhì)壁分離復(fù)原時,紫色越來越淺,可作為觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原的實驗材料,C項正確;洋蔥的根尖分生區(qū)有分生組織,可作為觀察有絲分裂的實驗材料,D項正確。3.B解析低溫誘導(dǎo)植物染色體加倍實驗中,使用卡諾氏液固定細胞形態(tài),A項正確;在綠葉中色素的提取和分離實驗中,無水乙醇的作用是提取綠葉中的色素,分離色素用到的是層析液,B項錯誤;觀察花生子葉細胞中脂肪分布的實驗中,蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ易溶于有機溶劑,因此用體積分數(shù)為50%的酒精溶液洗去浮色,C項正確;觀察植物根尖細胞有絲分裂的實驗中,解離的目的是用酒精和鹽酸組成的解離液使組織細胞相互分離開來,D項正確。4.B解析在脂肪鑒定的實驗中,應(yīng)該用體積分數(shù)為50%的酒精溶液洗去浮色,①錯誤;用梨汁鑒定還原糖的實驗中,加入斐林試劑后需要水浴加熱才能出現(xiàn)磚紅色沉淀,②錯誤;在觀察低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化的實驗中,改良苯酚品紅、醋酸洋紅或龍膽紫等堿性溶液都可以將染色體染成深色,③正確;龍膽紫屬于堿性染料,因此鹽酸解離根尖后需要用清水漂洗,以防止影響染色的效果,④錯誤;測定綠色植物的呼吸作用時在暗處進行,可避免光合作用對實驗結(jié)果的影響,⑤正確。5.C解析甲中的條帶Ⅰ、Ⅱ分別為胡蘿卜素和葉黃素,它們不含有鎂元素,A項錯誤;條帶Ⅲ為葉綠素a,收獲后的水稻葉片中葉綠素很少或沒有,甲中的條帶Ⅲ會變窄或沒有,B項錯誤;利用洋蔥的葉和鱗片葉外表皮細胞為材料,可以分別獲得甲、乙兩圖的實驗結(jié)果,C項正確;若圖乙中的細胞過度失水,已失去活性,則不會在清水中發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原,D項錯誤。6.D解析分離光合色素時,胡蘿卜素的色素帶距離最遠,代表在層析液中溶解度最高,A項錯誤;脂肪鑒定實驗中需要用酒精洗去浮色,觀察植物細胞有絲分裂實驗中酒精用來配制解離液,B項錯誤;由于高溫會使過氧化氫分解,探究溫度對酶活性的影響,不能用過氧化氫酶,C項錯誤;探究光照強度對光合作用影響時,光照強度為自變量,可通過調(diào)整光源的距離改變光照強度,D項正確。7.CD解析對外植體的消毒可用體積分數(shù)為70%的酒精配合使用體積分數(shù)為20%的次氯酸鈉溶液,A項正確;從實驗數(shù)據(jù)中可以看出,微波處理5s的實驗組,外植體的存活率、出苗率和愈傷組織再生頻率明顯低于10s組,所以可能有部分外植體和愈傷組織在培養(yǎng)過程中受到污染,B項正確;微波處理10s組,雖然外植體的存活率、出苗率和愈傷組織再生頻率均最高,但無法體現(xiàn)其發(fā)生了遺傳物質(zhì)改變,即誘變育種時,無法判斷微波處理10s是最理想的處理時間,C項錯誤;本實驗探究不同時間的微波處理對愈傷組織和再生苗的影響,實驗檢測對象無法體現(xiàn)微波處理導(dǎo)致菊花外植體發(fā)生染色體變異,D項錯誤。8.ABD解析對就餐方案的研究應(yīng)遵循單一變量原則和對照原則,因此,應(yīng)將一定數(shù)量的糖尿病的患者隨機等分為三餐組和四餐組,A項正確;研究方案應(yīng)遵循單一變量原則,三餐組采用一日三餐就餐方案,兩組均定時、定量用餐,B項正確;四餐組前三餐總能量與三餐組相同,但食物種類不同,睡前1h額外增加一餐,這樣的實驗設(shè)計不符合單一變量原則,C項錯誤;四餐組前三餐各減少10%淀粉類食物,其余相同,減下量的總和作為睡前1h的加餐,該設(shè)計符合單一變量原則,即自變量只是餐數(shù)的不同,D項正確。9.答案(1)遺傳信息信息交流(傳遞)(2)細胞質(zhì)基質(zhì)溶酶體藥物分子在細胞質(zhì)中停留時間越長,被降解概率就越大,細胞核對藥物的吸收速率也越低(3)將抗腫瘤藥物與親核物質(zhì)組合(或與容易穿過核孔的物質(zhì)結(jié)合),促進藥物分子快速入核(4)用高糖的動物細胞培養(yǎng)液來培養(yǎng)胰島A細胞缺少對照組解析(1)腫瘤細胞核內(nèi)儲存著遺傳信息,是細胞的控制中心,核膜承擔著核質(zhì)間物質(zhì)交換和信息交流的功能。(2)題圖顯示,藥物分子依賴于細胞膜進入細胞,有的在細胞質(zhì)基質(zhì)被直接降解,有的則在溶酶體中被降解。未被降解的藥物分子通過核孔進入細胞核,積累后發(fā)揮作用?？梢酝茰y出藥物分子在細胞質(zhì)中停留時間越長,被降解概率就越大,細胞核對藥物的吸收效率也越低。(3)綜合上述研究,提高該新型腫瘤藥物作用的研發(fā)思路:將抗腫瘤藥物與親核物質(zhì)組合(或與容易穿過核孔的物質(zhì)結(jié)合),促進藥物分子快速入核。(4)實驗設(shè)計中注意單一變量原則、等量原則和對照原則,由于低血糖時可刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素,所以為了獲得較多的胰高血糖素需要用低糖的動物細胞培養(yǎng)液來培養(yǎng)胰島A細胞,同時需要設(shè)置不含胰高血糖素的動物細胞培養(yǎng)液培養(yǎng)的胰島B細胞組作為對照,一段時間后檢測兩組培養(yǎng)液中胰島素的含量。該實驗方案的錯誤之處為:第一處,實驗中用了高糖的動物細胞培養(yǎng)液來培養(yǎng)胰島A細胞;第二處,缺少對照組。10.答案(1)隨著年齡的增長,皮膚中膠原蛋白呈降低趨勢,25歲后膠原蛋白開始劇烈流失(答案合理即可)(2)①健康的、生理狀況相近②實驗組對照組③甲組小鼠皮膚中的膠原蛋白含量呈下降趨勢,且甲組小鼠皮膚中膠原蛋白含量整體低于乙組小鼠(3)膠原蛋白的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì),難以通過外敷方式被皮膚吸收(答案合理即可)解析(1)分析圖示可知,隨著年齡增長,皮膚中膠原蛋白的含量呈降低趨勢,25歲后膠原蛋白開始劇烈流失。(2)欲驗證紫外線照射會降低小鼠皮膚中膠原蛋白的含量,設(shè)計實驗時,應(yīng)遵循對照原則、單一變量原則和重復(fù)性原則等,所選小鼠應(yīng)健康且生理狀況相近,用紫外線處理小鼠的為實驗組,另一組小鼠不進行處理,為對照組;培養(yǎng)過程中,給兩組小鼠飼喂的飼料應(yīng)相同且適量和等量,還要注意應(yīng)每隔一定時間檢測小鼠皮膚中膠原蛋白的含量并記錄,最后分析結(jié)果。對于驗證性實驗,正常情況下其實驗結(jié)果是唯一的,即甲組小鼠皮膚中膠原蛋白的含量呈下降趨勢,并且甲組小鼠皮膚中膠原蛋白的含量整體低于乙組小鼠。(3)膠原蛋白的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì),難以通過外敷方式被皮膚吸收,故敷膠原蛋白面膜能夠補充皮膚中的膠原蛋白的宣傳話語不合理。11.答案(2)②將細胞懸液均分為兩等份,加入培養(yǎng)瓶甲和乙,檢測細胞活力,并記錄③甲組用新分離的新型冠狀病毒感染肺細胞,乙組不作處理④在適宜條件下培養(yǎng),分別在培養(yǎng)至12、24、36h檢測細胞活力,并記錄⑤處理分析實驗數(shù)據(jù)(3)探究新型冠狀病毒入侵時間對肺細胞活力的影響實驗記錄表組別甲組乙組測定時間12h24h36h12h24h36h細胞活力(4)①特異性受體糖蛋白②能量載體熒光強度解析(2)實驗思路:本實驗的實驗?zāi)康氖翘骄啃滦凸跔畈《救肭謺r間對肺細胞活力的影響,自變量是新型冠狀病毒及其入侵時間。根據(jù)實驗設(shè)計原則,將細胞懸浮培養(yǎng)液均分為兩等份,加入培養(yǎng)瓶甲和乙,并檢測細胞活力,并記錄。甲中用新分離的新型冠狀病毒感染肺細胞,乙組不作處理。在適宜條件下培養(yǎng),分別在培養(yǎng)至12、24、36h檢測細胞活力,并記錄。最后處理分析實驗數(shù)據(jù)。(3)實驗記錄表要表示出自變量時間變化和因變量細胞活力,表格見答案。(4)分析與討論:①受體是細胞標志物,受體作用是識別進入細胞的物質(zhì)或細胞、病毒。受體的本質(zhì)是糖蛋白,具有特異性。②細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的。ATP是能量的載體?；罴毎谟醒鹾虯TP的條件下,熒光酶催化熒光素發(fā)出熒光,強度與ATP含量呈正相關(guān),測得熒光強度可間接反映出存活細胞