适用于新高考新教材2024版高考生物二轮复习专题突破练9实验与探究（附解析）

专题九　实验与探究A组　基础对点练考点1　教材基础实验和基本方法1.下列有关科学实验的叙述,正确的是(　　)A.用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌培养液呈灰绿色,说明酵母菌无氧呼吸产生酒精B.用32P标记的噬菌体侵染细菌实验中,搅拌不充分导致上清液存在少量放射性C.分离叶绿体中色素的实验中,需将带滤液细线的滤纸条放置在密闭装置中D.在探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度时,预实验可以检测实验设计的科学性和可行性,同时减小实验误差2.(2023·陕西西安二模)实验小组将某洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的外界溶液中,测量“细胞液浓度/外界溶液浓度”的值(P值)随时间的变化曲线,结果如图所示,下列说法错误的是(　　)A.0~T1时段,细胞的吸水能力逐渐增强B.T2时刻,细胞可能处于质壁分离状态C.图中T1、T3时刻,水分子进出细胞的方向不同D.改变外界溶液的浓度,图示曲线的变化趋势可能不变3.(2023·广东佛山二模)小明同学对“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验进行了改进,装置如下图所示。下列叙述不恰当的是(　　)装置1 装置2A.装置1中土豆片含过氧化氢酶,可以持续不断地提供O2B.装置2应静置一段时间后再将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中C.装置1和装置2中溴麝香草酚蓝溶液都会由蓝变绿再变黄D.在实验过程中还要注意对温度等其他条件的控制4.(2023·吉林长春三模)羽衣甘蓝因其耐寒性和叶色丰富多变的特点,成为冬季重要的观叶植物。将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样,先后置于层析液和蒸馏水中进行层析,过程及结果如下图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是(　　)A.色素1在层析液中的溶解度最大B.色素1、2、3、4难溶于蒸馏水C.色素5可能存在于植物的液泡中D.缺Mg会影响色素1和2的含量5.同位素标记法是生物学实验中常用的方法,下列各项表示利用该方法进行物质转移路径的探究,下列相关叙述正确的是(　　)A.用14C标记CO2,卡尔文循环中14C的转移路径为14CO2→14C3→14C5→(14CH2O)B.给浆细胞提供15N标记的氨基酸,15N的转移路径为细胞核→核糖体→内质网→高尔基体→核糖体C.在含15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸的培养液中培养洋葱根尖,15N的转移路径可为细胞质→细胞核→核糖体D.用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,35S的传递路径是亲代T2噬菌体→子代T2噬菌体6.下列相关实验中,涉及“分离”的叙述,错误的是(　　)A.研究细胞内各种细胞器的功能时,常用差速离心法将细胞器分离开来分别研究B.由于不同种色素在无水乙醇中的溶解度不同,从而使色素随着无水乙醇在滤纸上扩散而分离开C.植物细胞质壁分离的实验中,滴加蔗糖溶液的目的是使原生质层与细胞壁分离D.证明DNA分子进行半保留复制的实验中,可利用离心技术将试管中含15N的DNA和含14N的DNA进行分离考点2　探究实验的设计、分析及评价7.(2023·辽宁鞍山二模)某生物实验小组探究温度对淀粉酶活性的影响。已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖,加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列有关变量及部分操作的叙述,正确的是(　　) A.本实验中,温度和反应时间都是自变量B.检测淀粉水解情况前需先终止反应C.终止反应的具体操作方法是迅速升温使酶变性D.比较各组最终的溶液颜色无法确定酶活性的强弱8.(2023·山东模拟)红茶制作过程中,茶叶中的PPO酶催化分解黄酮醇苷可减少涩味。研究者欲确定PPO酶灭活的时长,进行了实验:将实验组溶液(茶叶提取物、含PPO酶的缓冲液)、对照组溶液均置于40℃恒温下反应一段时间,然后将混合液置于100℃条件下灭活,分别于不同时刻取样检测黄酮醇苷含量。将所取样品分别静置10小时后,再次检测黄酮醇苷含量,结果如图。下列分析错误的是(　　)A.对照组为茶叶提取物和缓冲液的混合液B.b、c曲线分别表示实验组静置前、静置后C.制备茶叶提取物前,需对茶叶进行高温处理D.实验结果表明PPO酶灭活的最短时长是12min9.(2023·湖南邵阳三模)位于哺乳动物脑干的蓝斑(LC)核团参与调节麻醉过程,LC神经元释放的神经递质主要是去甲肾上腺素(NE),使用减少NE释放的药物可以显著降低麻醉药的用量,但是如果使用药物只增加周围神经系统的NE,则不会改变麻醉药的用量。研究人员做了相关实验,数据如下表所示,下列说法错误的是(　　)项目未处理施加全麻药丙泊酚先加GABAA受体阻断剂,再加等量全麻药丙泊酚静息电位/mV-70-90-70A.中枢神经系统释放的NE可能参与了麻醉状态的调节B.加入全麻药丙泊酚后可能引起Na+内流量增大C.GABAA可能与丙泊酚竞争同一受体而使麻醉效果减弱D.NE可能作用于大脑皮层细胞10.(2023·湖北模拟)糖尿病心肌病是由高血糖、胰岛素抵抗等对心肌细胞的直接毒性而引起的一系列反应所致。科研人员利用PCR等技术对糖尿病大鼠心肌DNA损伤及DNA修复酶OGG1、APE1的蛋白质表达量进行了研究,部分结果如下图所示。下列说法错误的是(　　) 图1　核DNA与线粒体DNA相对扩增图2　心肌组织OGG1和APE1的蛋白表达A.在糖尿病大鼠的心肌细胞中,线粒体DNA受损程度较核DNA受损程度高B.线粒体DNA损伤累积到一定程度时,可能会导致心肌能量供应不足C.与糖尿病大鼠相比,对照组大鼠心肌细胞中OGG1和APE1的基因数较少D.对照组大鼠的年龄、体重、性别与糖尿病大鼠的保持一致,且不患糖尿病11.(2023·贵州贵阳二模)宫颈癌是由人乳头瘤病毒(HPV)感染引起的。某实验小组为了检测牛痘重组病毒疫苗(ta-HPV)对宫颈癌的预防效果,将若干健康小鼠均分为三组:①甲组小鼠注射ta-HPV,适宜条件下饲养15天,小鼠正常,然后注射HPV继续饲养15天,小鼠仍正常;②乙组小鼠不处理,相同且适宜条件下饲养15天,小鼠正常,然后注射HPV继续饲养15天,小鼠全患宫颈癌;③将甲组已免疫小鼠的血清注射到丙组小鼠体内后再注射HPV,相同且适宜条件下饲养30天,小鼠未患宫颈癌。下列有关分析错误的是(　　)A.注射HPV后,甲组小鼠体内的抗体浓度峰值大于乙组B.注射HPV后,乙组小鼠体内的抗体浓度峰值的出现时间早于甲组C.甲、乙两组的实验结果说明二次免疫反应强于初次免疫D.丙组的实验结果说明甲组已免疫小鼠的血清中有抗体B组　能力提升练1.科学家作了如图相关实验,从胰腺中提取胰岛素,应用于糖尿病的治疗。下列有关叙述不正确的是(　　) A.结扎胰腺导管,胰腺萎缩,可通过注射萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病B.胰岛素是由胰岛A细胞分泌的、由51个氨基酸脱水缩合而成的肽链C.从胰腺中提取胰岛素时,容易与胰液混杂在一起,因而不易成功提取D.胰岛素能提高多种细胞,特别是肌细胞和脂肪细胞摄取、利用、储存葡萄糖的能力2.(2023·湖南邵阳三模改编)为了研究不同植物激素对种子萌发的影响,科学家做了如下实验:分别用生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)浸泡某植物的种子,然后在清水中培养一段时间后测量平均根长,依据不同药物浓度下的平均根长绘制出下图。下列相关叙述错误的是(　　)A.浓度相同时,GA3对根生长的促进作用都比IAA强B.GA3和IAA在调节根生长方面作用效果有差别C.若继续提高ABA的浓度,推测该种子可能不会生根D.该实验说明IAA在低浓度下促进根的生长,在高浓度下抑制根的生长3.(2023·河南一模)海洋硅藻固碳量可以达到海洋初级生产力的40%。研究表明,海洋浮游植物细胞内氮、磷元素的比例通常约为16∶1。污染物排入海洋会改变海水中氮、磷浓度,而水体的氮、磷比会影响海洋浮游植物的光合作用,进而影响其生长。某同学以三角褐指藻为材料,在不同氮、磷比的人工海水中进行培养,探究了三角褐指藻调控代谢适应不同营养环境的机制。回答下列问题。(1)该同学配制的不同人工海水中无机氮、磷浓度及氮∶磷值如下表所示。组别氮浓度(μmol·L-1)磷浓度(μmol·L-1)氮∶磷值①2.52.51∶1②102.54∶1③402.516∶1 ④400.62564∶1⑤40XY实验组①②模拟的是　　　的环境;表中的数值X和Y分别为　　　　、　　　　。(2)用上述人工海水分别培养三角褐指藻一段时间后,测定其叶绿素含量,结果如图所示:Ⅰ.测定叶绿素含量时,需先提取三角褐指藻的光合色素,研磨三角褐指藻时需加入的试剂有　　　　　　　　　　(答三种)。 Ⅱ.根据实验结果,缺乏氮、磷营养时,叶绿素的合成会　　　　　。第⑤组叶绿素含量最少,可能原因是　  　(答一种即可)。 答案：【A组　基础对点练】1.C　解析用酸性重铬酸钾溶液检测酒精时会变成灰绿色,可能是无氧呼吸产生酒精,也可能是酸性重铬酸钾与葡萄糖反应的结果,A项错误;用32P标记的噬菌体侵染细菌实验中,32P主要标记噬菌体的DNA,上清液中存在少量放射性可能是培养时间过长,少部分细菌裂解释放子代噬菌体,或培养时间过短,部分噬菌体还没有侵入细菌,而搅拌不充分使得噬菌体的蛋白质外壳没有与细菌分离,一起离心沉淀,不会使上清液中出现放射性,B项错误;为防止色素挥发及被氧化,分离绿叶中色素时需将带滤液细线的滤纸条放置在密闭装置中,C项正确;预实验是在正式实验之前,用标准物质或只用少量样品进行实验,以便摸索出最佳的实验条件,为正式实验打下基础,并不能减小实验误差,D项错误。2.C　解析0~T1时段,P值<1,说明细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞失水,细胞液浓度变大,吸水能力逐渐增强,A项正确;T2时刻,P值=1,说明细胞液浓度=外界溶液浓度,水分进出平衡,细胞可能处于质壁分离状态,B项正确;图中T1、T3时刻,水分子进出细胞的方向均是双向的,C项错误;改变外界溶液的浓度,细胞可能会依然出现先失水发生质壁分离,后吸水发生复原现象,因此,图示曲线可能不变,D项正确。3.A　解析分析装置1:新鲜土豆片中含有过氧化氢酶,可以促进H2O2溶液的分解,产生O2,但是H2O2溶液和土豆片的量是有限的,不会持续不断地提供O2,A项错误;分析装置2:营造无氧环境,酵母菌进行无氧呼吸,由于装置内存在一部分空间,含有O2,故装置2应静置一段时间后(耗尽装置中的O2, 确保检测产物来自无氧呼吸)再将软管插入溴麝香草酚蓝溶液中,避免酵母菌有氧呼吸的产物对无氧呼吸的产物的检测造成干扰,B项正确;酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸的产物为CO2和H2O,无氧呼吸的产物为CO2和酒精,CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,C项正确;本实验的自变量是O2的有无,温度等其他无关变量需要保持适宜且一致,D项正确。4.D　解析根据层析的结果可知,色素1距离起点最远,说明其在层析液中的溶解度最大,A项正确;根据在蒸馏水中的层析结果可知,色素1、2、3、4难溶于蒸馏水,因此在滤纸上不进行扩散,B项正确;根据在蒸馏水中的层析结果可知,色素5可以溶解在蒸馏水中,推测其可能存在于植物的液泡中,C项正确;1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度,推测是光合色素,因此它们依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。Mg只参与构成叶绿素,故缺Mg会影响色素3和4的含量,D项错误。5.C　解析卡尔文循环中14C的转移路径为14CO2→14C3→(14CH2O),A项错误;浆细胞中含15N的氨基酸的转移路径为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,B项错误;15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸可参与转录过程,培养液中15N标记的尿嘧啶核糖核苷酸可先进入细胞质,再进入细胞核中参与转录,转录生成的mRNA与核糖体结合作为翻译的模板,C项正确;在T2噬菌体亲、子代之间传递的物质是DNA,35S标记的是T2噬菌体的蛋白质,子代T2噬菌体中不含35S,D项错误。6.B　解析利用细胞内各细胞器的比重不同,在分离时常用差速离心法将细胞器分离开来,A项正确;绿叶中色素的提取和分离实验中,色素分离是因不同色素在层析液中溶解度不同,导致其随层析液在滤纸上扩散而分离开,B项错误;观察植物细胞质壁分离实验中,蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度,细胞失水,导致原生质层与细胞壁分离,C项正确;证明DNA分子进行半保留复制的实验中,由于含15N的DNA比含14N的DNA重,所以可利用密度梯度离心技术将试管中只含15N的DNA、含15N与14N的DNA和只含14N的DNA进行分离,D项正确。7.B　解析分析题意可知,本实验目的是探究温度对淀粉酶活性的影响,则实验中温度是自变量,反应时间应属于无关变量,A项错误;由于淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应,产生的物质加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色,故为保证实验结果准确,检测淀粉水解情况前需先终止反应,B项正确;温度属于本实验的自变量,迅速升温会对自变量产生干扰,C项错误;酶活性是指酶催化一定化学反应的能力,其大小可以通过检测单位时间内产物的生成量来测定,本实验中通过比较相同时间内各组最终的溶液颜色可推断酶活性的强弱,D项错误。8.D　解析该实验是探究PPO酶对黄酮醇苷的催化效率,为了控制单一变量,实验组为茶叶提取物和含PPO酶的缓冲液的混合液,对照组为茶叶提取物和缓冲液的混合液,A项正确;b曲线为实验组静置前黄酮醇苷的含量,c曲线表示实验组静置后黄酮醇苷的含量,B项正确;为了除去茶叶中的PPO酶,排除对实验结果的影响,制备茶叶提取物前,需对茶叶进行高温处理,C项正确;7min后,实验组静置前后黄酮醇苷保留率维持不变,可知PPO酶已彻底失活,则PPO酶灭活的最短时长是7min,D项错误。 9.B　解析脑干属于人体中枢神经系统,由题干可知,LC神经元释放去甲肾上腺素(NE),使用减少NE释放的药物可以显著降低麻醉药的用量,说明中枢神经系统释放的NE可以参与麻醉状态的调节,A项正确;由表可知,与未处理组对比,施加全麻药丙泊酚后,静息电位增大,说明全麻药丙泊酚可能促进K+外流,而不是促进Na+内流,B项错误;由表可知,先加GABAA受体阻断剂(可以阻断GABAA受体的作用),再加等量全麻药丙泊酚,静息电位与未处理组相同,说明在该实验过程中全麻药丙泊酚没有起作用,因此可推测,全麻药丙泊酚通过与GABAA受体结合发挥麻醉作用,那么,GABAA可通过与全麻药丙泊酚竞争同一种受体而使麻醉效果减弱,C项正确;由题干可知,LC神经元释放的NE如果减少,要达到相同的麻醉效果,可以降低麻醉药的使用量,由此可推测,LC神经元释放的NE为兴奋性递质,可促进痛觉的产生,同时,如果改变周围神经系统的NE含量,不会改变麻醉药的使用量,说明LC神经元释放的NE是通过作用于中枢神经系统的大脑皮层使其产生痛觉的,D项正确。10.C　解析分析图1可知,与对照组相比,糖尿病大鼠的核DNA和线粒体DNA均减少,且线粒体DNA减少得多,即在糖尿病大鼠的心肌细胞中,线粒体DNA受损程度较核DNA受损程度高,A项正确;线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间,故线粒体DNA损伤累积到一定程度时,可能会导致心肌能量供应不足,B项正确;据图2可知,与糖尿病大鼠相比,对照组大鼠心肌组织OGG1和APE1的蛋白质表达量均相对较低,但不能得出OGG1和APE1的基因数较少的结论,可能是糖尿病大鼠的相关基因表达过度所致,C项错误;本实验的目的是测定糖尿病大鼠心肌DNA损伤及DNA修复酶OGG1、APE1的蛋白质表达量,实验设计应遵循对照原则与单一变量原则,故对照组大鼠的年龄、体重、性别与糖尿病大鼠的保持一致,且不患糖尿病,D项正确。11.B　解析甲组小鼠在注射HPV之前,已经注射了牛痘重组病毒疫苗ta-HPV,该疫苗引起小鼠发生特异性免疫,产生针对HPV的抗体和记忆细胞,注射HPV相当于二次免疫,而乙组没有接种牛痘重组病毒疫苗ta-HPV,因此注射HPV相当于初次免疫,相对于初次免疫,二次免疫时,记忆细胞能迅速分化为浆细胞产生抗体,抗体产生较快且水平较高,因此甲组小鼠体内的抗体浓度峰值大于乙组,乙组小鼠体内的抗体浓度峰值的出现时间晚于甲组,A项正确,B项错误;由A、B项的分析可知,甲组注射HPV引起的二次免疫比乙组注射HPV引起的初次免疫速度更快,反应更强,抗体水平更高,C项正确;由题干可知,注射了甲组小鼠血清的丙组小鼠,在注射了HPV之后,并未患宫颈癌,说明甲组小鼠血清(不含任何细胞)中含有针对HPV的抗体,抗体与相应抗原结合后,被吞噬细胞吞噬,避免了宫颈癌的发生,D项正确。【B组　能力提升练】1.B　解析结扎胰腺导管,胰腺外分泌部不能分泌胰液,所以胰腺提取液中含有胰岛素,故可以通过注射萎缩的胰腺提取液来治疗糖尿病,A项正确;胰岛素是由胰岛B细胞分泌的,B项错误;胰腺中有胰液,胰岛素与胰液混合在一起会被胰蛋白酶分解,所以不易提取,C项正确;胰岛素可以促进组织细胞加速摄取、利用与储存葡萄糖,提高组织细胞对葡萄糖的利用,D项正确。 2.A　解析由题图可知,在药物浓度高于2μmol·L-1时,GA3对根生长的促进作用都比IAA强,A项错误;GA3在调节根生长方面表现为促进根生长,而IAA在低浓度下促进根生长,在高浓度下抑制根生长,可见二者在调节根生长方面表现出的效果有差别,B、D两项正确;实验结果显示,ABA对根生长表现为抑制作用,据此可推测,若继续提高ABA的浓度,则该种子可能不会生根,C项正确。3.答案(1)氮含量相对较低　0.156　256∶1(2)无水乙醇、CaCO3、SiO2　减少(受阻)　磷元素参与合成叶绿体的类囊体薄膜,缺磷使叶绿体的类囊体薄膜面积减小,叶绿素分布减少;磷参与有关酶的合成,缺磷使相关酶的合成减少,叶绿素合成减少解析(1)海洋浮游植物细胞内氮、磷元素的比例通常约为16∶1,实验组①②的氮∶磷值分别为1∶1和4∶1,模拟的是氮含量相对较低的环境;根据各组的关系推测,实验组⑤的氮∶磷值=256∶1,因此磷浓度为40÷256=0.156(μmol·L-1)。(2)提取光合色素,研磨时需加入无水乙醇(溶解色素)、CaCO3(保护叶绿素)、SiO2(有助于研磨充分);对比各组叶绿素含量可知,缺乏氮、磷营养时,叶绿素的合成会减少(受阻);第⑤组叶绿素含量最少,磷含量低,可能原因是磷元素参与合成叶绿体的类囊体薄膜,缺磷使叶绿体的类囊体薄膜面积减小,叶绿素分布减少;磷参与有关酶的合成,缺磷使相关酶的合成减少,叶绿素合成减少。