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基礎生物學高考備考教案
第十二章 實驗與探究（訓練題）
過關
一、選擇題
1. [2023瑞金模擬]以小麥為實驗材料進行實驗，下列相關敘述正確的是( D )
A. 可以利用小麥根尖分生區細胞進行質壁分離和復原實驗
B. 用顯微鏡觀察染色后的小麥根尖成熟區細胞，可觀察到染色體
C. 將發芽的種子研磨液置于試管內，加入斐林試劑后，立即呈現磚紅色
D. 在分離新鮮小麥綠葉中的色素時，若各條色素帶均較窄，可能是研磨時未加
[解析] 小麥根尖分生區細胞沒有大液泡，不能發生質壁分離和復原，A錯誤；小麥根尖成熟區細胞屬于高度分化的細胞，不再進行細胞分裂，故不能觀察到染色體，B錯誤；將發芽的種子研磨液置于試管內，加入斐林試劑后，水浴加熱反應一段時間后，才會出現磚紅色沉淀，C錯誤；研磨時未加 會使研磨不充分，色素釋放得少，導致層析后各色素帶均變窄，D正確。
2. [2022梅州二模]鹽酸和氫氧化鈉溶液是生物實驗中常用的酸堿溶液，因其具有一定的腐蝕性，使用時務必注意安全。下列關于鹽酸或氫氧化鈉溶液在實驗中的作用，敘述錯誤的是( D )
選項 實驗名稱 試劑 作用
影響酶活性的條件 鹽酸 控制自變量—— ，為酶的作用提供酸性條件
探究酵母菌細胞呼吸的方式 氫氧化鈉溶液 吸收空氣中的 ，保證通入酵母菌培養液中的空氣不含
低溫誘導植物細胞染色體數目的變化 鹽酸 與酒精等體積混合，使植物組織中的細胞相互分離
模擬生物體維持 的穩定 氫氧化鈉溶液 與 、 等溶液混合配制成 的緩沖液
[解析] 在利用鹽酸探究“影響酶活性的條件”時， 是自變量，鹽酸的作用是為實驗提供酸性條件，A正確;在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，用質量分數為 的 溶液吸收空氣中的 ，保證通入酵母菌培養液中的空氣不含 ，以確保實驗結果的準確性，B正確;在“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗中，將質量分數為 的鹽酸與體積分數為 的酒精等體積混合作為解離液，使植物組織中的細胞相互分離，C正確;在“模擬生物體維持 的穩定”實驗中， 的緩沖液由 、 等配制而成，而 的 溶液在該實驗中是用來檢測是否會引起溶液 變化的，D錯誤。
3. [2023內江二測]已知煙草花葉病毒 和車前草病毒 都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質和RNA組成。如圖是探索 的遺傳物質是蛋白質還是RNA的操作流程圖。據圖分析下列說法錯誤的是( A )
A. 本實驗為對比實驗，不遵循實驗設計的對照原則
B. 實驗過程中，重組病毒的后代是
C. 該實驗能說明 的遺傳物質是RNA
D. 若運用同位素標記法，不能選擇 標記
[解析] 本實驗中 五組間可相互對照，所以遵循實驗設計的對照原則，A錯誤；將 的蛋白質外殼和 的RNA進行重組，獲得重組病毒，其后代是 ，B正確；該實驗用 的RNA、 的蛋白質外殼及重組獲得的病毒侵染煙草葉片，能證明 的遺傳物質是RNA，C正確；病毒的蛋白質外殼和RNA均含有 ，故無法用 將蛋白質外殼和RNA區分開，因此，不能選擇 標記，D正確。
4. [2023河南創新聯盟第一次聯考]某小組為研究甲狀腺和甲狀腺激素的生理作用，對若干生理狀況良好且一致的幼年小鼠進行了分組實驗，處理方法及實驗時間如表所示。下列分析錯誤的是( D )
組別 處理方法 實驗時間
甲組 切除甲狀腺 14天
乙組 手術但不切除甲狀腺 天
A. 按照對照實驗的單一變量原則，乙組中的 應為14
B. 甲組小鼠的生長發育的速度可能明顯慢于乙組小鼠
C. 可將各組小鼠在單位時間內的平均耗氧量作為因變量來記錄實驗數據
D. 可設置丙組實驗進一步驗證實驗結論，對小鼠灌胃適量的甲狀腺激素，其他實驗條件同甲、乙兩組
[解析] 由表格可知，甲、乙兩組涉及的自變量是有無甲狀腺，乙組是對照組，設置乙組的目的是排除手術的影響，控制無關變量，兩組中的實驗時間是無關變量，兩組應相同，因此乙組中的 應為14，A正確；甲狀腺分泌的甲狀腺激素能促進幼小動物的發育，甲組小鼠不能產生甲狀腺激素，而乙組小鼠可以產生甲狀腺激素，因此甲組小鼠的生長發育的速度可能明顯慢于乙組小鼠，B正確；本實驗的目的是研究甲狀腺和甲狀腺激素的作用，甲狀腺激素能促進物質氧化分解，甲狀腺激素含量增加會導致耗氧量增加，所以可以用測定耗氧量的方法來分析其生理作用，故可將各組小鼠在單位時間內的平均耗氧量作為因變量來記錄實驗數據，C正確；可設置丙組實驗，切除小鼠甲狀腺，并對小鼠灌胃適量的甲狀腺激素，其他實驗條件同甲、乙兩組，以證明甲組小鼠的變化不同于乙組小鼠是甲狀腺分泌的甲狀腺激素的作用，D錯誤。
5. 有關下列各項實驗所利用原理的敘述，正確的是( D )
A. “綠葉中色素的提取和分離”實驗中，提取與分離色素的原理相同
B. “觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”和“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗中，鹽酸的作用原理不同
C. “檢測生物組織中的糖類”和“檢測生物組織中的蛋白質”實驗中， 的作用原理相同
D. “探究植物細胞的吸水和失水”實驗中利用了滲透作用原理
[解析] “綠葉中色素的提取和分離”實驗中，提取與分離色素的原理不同，提取色素的原理是色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，分離色素的原理是不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，A錯誤。“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”和“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗中，鹽酸的作用原理相同，都是與酒精按照 的比例配制成混合液處理根尖，使根尖組織中的細胞相互分離開，B錯誤。 在“檢測生物組織中的糖類”實驗中的作用原理是與 反應生成 ， 與還原糖的醛基發生反應生成磚紅色沉淀，而 在“檢測生物組織中的蛋白質”實驗中的作用原理是在堿性環境中 與多肽（或蛋白質）反應形成紫色絡合物，故這兩個實驗中 的作用原理不同，C錯誤。
二、非選擇題
6. [2023南通調研，12分]有人做過這樣的實驗：將水稻和番茄分別放在含 、 、和 的培養液中培養，一段時間后，測定相應離子濃度占起始濃度的百分比，結果如下圖所示。請回答下列問題：
（1） 該實驗的目的有兩個：探究不同植物對離子的吸收情況和探究同一種植物對不同離子的吸收情況（兩空順序可顛倒）。該實驗的自變量是植物種類、離子種類。
[解析] 根據題意和題圖可推測本實驗的目的是探究不同植物對離子的吸收情況，也可探究同一種植物對不同離子的吸收情況。根據題意分析可知，本實驗的自變量是植物種類、離子種類。
（2） 實驗過程中，每天都需要向培養液中通氧，否則根細胞將進行無氧呼吸，易造成爛根，影響根對礦質元素的吸收。
[解析] 實驗過程中，每天都需要向培養液中通氧，避免植物因無氧呼吸產生酒精而爛根。
（3） 水稻吸收 和 的量是很大的，但是水稻培養液中的 和 濃度是升高的，原因是水稻吸收水分的相對速率大于吸收 和 的相對速率。
[解析] 水稻吸收水分的相對速率大于吸收 和 的相對速率，導致培養水稻的培養液中 和 濃度升高。
（4） 本實驗中對培養水稻和番茄的實驗組的環境溫度的要求是相同且適宜。
[解析] 實驗過程中要控制好無關變量，本實驗的環境溫度屬于無關變量，各組應保證相同且適宜。
（5） 實驗結論是植物吸收離子具有選擇性。根據所學知識分析，出現這種結果的原因是不同植物的根細胞膜上運輸同一種離子的載體蛋白的數量不同；同一種植物細胞膜上運輸不同離子的載體蛋白數量不同。
[解析] 根據題意和題圖分析可知，番茄吸收了 和 ，幾乎不吸收 ，而水稻正好相反，說明植物吸收離子具有選擇性，其原因是不同植物的根細胞膜上運輸同一種離子的載體蛋白數量不同，同一種植物細胞膜上運輸不同離子的載體蛋白數量也不同。
7. [10分]某高中生物研究小組的同學在查閱資料時發現,在蛙未受精的卵細胞的細胞質中,儲存有大量的mRNA。蛙受精卵早期分裂過程中（ 內）,蛋白質合成所需要的mRNA是來源于卵細胞中原本就存在的mRNA還是卵細胞受精后新合成的mRNA 已知物質甲能抑制mRNA的合成。請幫助該小組的同學完成探究性實驗（以蛋白質合成量為檢測指標）。
（1）實驗材料:蛙受精卵（剛完成受精）、物質甲溶液（溶于生理鹽水中）、生理鹽水等必備實驗用品。
（2） 實驗假設:蛙受精卵早期分裂過程中（ 內）,蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞中原本就存在的mRNA[或蛙受精卵早期分裂過程中（ 內）,蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞受精后新合成的 。
[解析] 由題意可知，該實驗的目的是探究蛙受精卵早期分裂過程中（ 內），蛋白質合成所需要的mRNA是來源于卵細胞中原本就存在的mRNA，還是卵細胞受精后新合成的mRNA,因此實驗的假設是蛙受精卵早期分裂過程中（ 內），蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞中原本就存在的mRNA，或蛙受精卵早期分裂過程中，蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞受精后新合成的mRNA。
（3） 實驗步驟:①取蛙的受精卵均分為 、 兩組；
② 組加入適量的物質甲溶液, 組加入等量的生理鹽水；
③將以上裝置放到適宜的條件下培養 ;
④分別檢測以上裝置早期胚胎中蛋白質的合成量,并進行比較。
[解析] 已知物質甲能抑制mRNA的合成，根據實驗目的和實驗設計的對照原則和等量原則等確定實驗步驟，即取蛙的受精卵平均分為 、 兩組， 組加入適量的物質甲溶液， 組加入等量的生理鹽水，經過培養之后分別檢測裝置中早期胚胎中蛋白質的合成量，并進行比較。
（4） 實驗結果和實驗結論:①若 、 兩組蛋白質的合成量基本相同,則蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞中原本就存在的mRNA;
②若 組蛋白質的合成量小于 組,則蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞受精后新合成的mRNA。
[解析] 根據實驗步驟預測實驗結果:①若 、 兩組蛋白質的合成量基本相同，說明蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞中原本就存在的mRNA；②若 組蛋白質的合成量小于 組，說明蛋白質合成所需要的mRNA來源于卵細胞受精后新合成的mRNA。
8. [2023長沙雅禮中學二測，12分]研究小組研究了油菜種子成熟過程中糖類和脂肪的相互關系，實驗結果如圖1所示。將種子置于 、恒溫、無菌、無光照密閉溫室條件下萌發，然后測定在不同時間種子和幼苗中相關物質的含量及溫室中氧氣濃度的變化情況，實驗結果如圖2、圖3所示，回答下列問題：
（1） 油菜種子內儲存能量的主要物質是脂肪。播種時，該類種子適合淺播，原因是油菜種子中含脂肪較多，種子萌發時消耗的氧氣量相對較大。圖1、圖2曲線中有機物含量變化可以說明脂肪和糖類可以相互轉化。
[解析] 油菜中儲存能量的主要物質是脂肪。由于油菜種子中含脂肪較多，而脂肪含氫量比糖類高，種子萌發時消耗的氧氣量相對較大，故該類種子適合淺播。圖1表明糖類可轉化為脂肪，圖2表明脂肪可轉化為糖類，因此圖1、圖2曲線中有機物含量變化可以說明脂肪和糖類可以相互轉化。
（2） 據圖3分析，該類種子長出幼葉的時間早于（填“早于”“等于”或“晚于”）第10天，判斷依據是第10天氧氣量開始上升，光合作用已經強于呼吸作用，說明在此之前幼葉已經長出并能進行光合作用。種子萌發17天以后，限制溫室內氧氣濃度增加的外界環境因素主要是二氧化碳濃度。
[解析] 據圖3分析，第10天后溫室內氧氣量開始上升，說明光合速率已經強于呼吸速率，第10天時溫室內氧氣濃度最低，此時幼苗的光合速率等于呼吸速率，所以在此之前幼葉已經長出并能進行光合作用，即幼苗光合作用開始時間早于第10天。第10天后由于光合速率大于呼吸速率，幼苗從溫室中吸收二氧化碳，使二氧化碳濃度不斷降低，限制了光合作用的進行，在種子萌發第17天左右溫室內的光合速率又等于呼吸速率，此時，影響光合作用的主要因素是二氧化碳濃度。
（3） 研究小組采用培養皿濾紙發芽法，欲探究不同濃度的 單鹽脅迫對油菜種子萌發的影響及高鹽脅迫后種子是否能恢復萌發，以期為油菜抗鹽育種和豐產栽培提供理論依據。請寫出簡單的實驗設計思路：將多組等量且大小均勻、健康飽滿的油菜種子進行一系列不同濃度 溶液（等量）處理，另設一組種子用等量的蒸餾水處理，在相同且適宜的條件下培養一段時間，統計各組萌發率；然后用清水洗去高濃度 溶液處理后的未萌發的種子上的 溶液，在相同且適宜條件下培養，統計各組萌發率。
[解析] 本實驗的目的是探究不同濃度 單鹽脅迫對油菜種子萌發率的影響及高濃度鹽脅迫后種子是否能恢復萌發，故實驗設計思路為設置一系列濃度 溶液（等量）處理每組種子，對照組用等量蒸餾水處理，每組放置在相同且適宜的條件下培養一段時間，統計各組萌發率；用清水洗去高濃度鹽溶液處理后未萌發的種子上的 溶液，在相同且適宜條件下培養，統計各組萌發率。
9. [2023懷化第一次聯考，9分]某同學為驗證蔗糖酶和唾液淀粉酶的專一性，設計了實驗方案，實驗步驟如下：
試管 蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液 唾液淀粉酶溶液
1 —
2 —
①取兩支潔凈的試管，編號1和2，按照上表所示加入相關溶液。
②將兩支試管振蕩搖勻， 。
③取出試管，分別加入 斐林試劑，搖勻，再將兩支試管放在恒溫水浴鍋中加熱 ，觀察試管內溶液顏色變化。
回答下列問題：
（1） 酶的基本組成單位是氨基酸或核苷酸，酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應。
[解析] 酶的化學本質是蛋白質或RNA，蛋白質的基本單位是氨基酸，RNA的基本單位是核苷酸。酶都有專一性，酶的專一性表現在一種酶只能催化一種或一類化學反應。
（2） 請將步驟②填寫完整：置于 左右熱水（恒溫水浴鍋）中保溫一段時間 。
[解析] 唾液淀粉酶的最適溫度是 ，所以將試管置于 左右熱水（恒溫水浴鍋）中保溫一段時間 。
（3） 有同學指出該實驗方案只能驗證唾液淀粉酶的專一性，而不能驗證蔗糖酶的專一性。請改進實驗方案：在原實驗的基礎上另取兩支潔凈的試管，編號3和4，先分別加入 蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液，再分別加入 蔗糖酶溶液，重復原實驗步驟②和③。
[解析] 在原實驗的基礎上另取兩支潔凈的試管，編號為3和4，先分別加入 蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液，再分別加入 蔗糖酶溶液，重復原實驗步驟②和③，如果試管3出現磚紅色沉淀，說明蔗糖被分解，若試管4不出現磚紅色沉淀，則可溶性淀粉沒有被分解。
（4） 不能（填“能”或“不能”）將實驗步驟③中的斐林試劑換成碘液，理由是碘液只能鑒定溶液中是否有淀粉或淀粉含量變化，而不能鑒定蔗糖是否水解。
[解析] 淀粉遇碘液會變藍，淀粉水解后的產物不與碘液發生顏色反應。而蔗糖和蔗糖的水解產物均不能與碘液發生相應的顏色反應，若利用碘液進行驗證，則無法得知試管1中的蔗糖是否水解，故不能將斐林試劑換為碘液。
10. [2023深圳光明區模擬，11分]玉米 是重要的糧食作物之一。已知等位基因 分別控制高稈、矮稈，等位基因 分別控制抗病、感病。將純種高稈抗病與純種矮稈感病玉米雜交，得到 ， 自交得 ， 出現的高稈抗病、高稈感病、矮稈抗病、矮稈感病依次為1 003株、600株、601株、198株。假設該植物致死的情況為：①合子致死型，即具有某種基因型的個體在胚胎期或成體階段致死的現象；②配子致死型，即具有某種基因型的配子不能存活的現象。回答下列問題：
（1） 為建立玉米基因組數據庫，科學家需要對玉米細胞中10條染色體的DNA進行測序。
[解析] 玉米為雌雄同株異花植株，玉米細胞中共含有20條染色體，10對同源染色體，因此為建立玉米基因組數據庫，科學家需要對玉米細胞中10條染色體的DNA進行測序。
（2） 與高稈相比，矮稈是隱性性狀。等位基因 與 的遺傳遵循（填“遵循”或“不遵循”）自由組合定律，依據是 基因型為 ，而 表型及其數量比為高稈抗病：高稈感病：矮稈抗病：矮稈感病 ，為9：3：3：1的“致死型”變式。
[解析] 由 表型及其數量比為高稈：矮稈 可知，高稈為顯性性狀，矮稈為隱性性狀。由親子代表型可知， 基因型為 ，而 表型及其數量比為高稈抗病：高稈感病：矮稈抗病：矮稈感病 ，是9：3：3：1的部分個體致死后得到的，因此等位基因 與 的遺傳遵循自由組合定律。
（3） 甲同學認為 結果的出現屬于合子致死型，則致死個體的基因型為 和 。
[解析] 根據自由組合定律，理論上 中高稈抗病的基因型及其數量比應為 ，親代純種高稈抗病的基因型為 ， 基因型為 ，因此當致死型的基因型為 和 時才與親代、 、 的事實相符。
（4） 若僅為一種基因型的配子致死，則乙同學認為 結果出現的原因是 個體產生的 雌配子或雄配子完全致死，而其他基因型的雌雄配子正常。利用各種已知基因型的玉米植株，設計兩個雜交方案驗證乙同學的假說。方案 與矮稈感病植株進行正交和反交，觀察并記錄子代的表型及其數量比。方案 與基因型為 （或基因型為 ）的植株進行正交和反交，觀察并記錄子代的表型及其數量比。
[解析] 產生的雌雄配子的基因型及其數量比為 ，若基因型為 的個體產生的基因型為 的雌配子或雄配子完全致死，可得出題干實驗中的 表型及其數量比。依據分析可確定雜交實驗方案或實驗流程，一般實驗思路的操作流程為：
能力提升
一、選擇題
11. [2023長沙雅禮中學二測]科學家研究了小尾寒羊中的肌聯蛋白，發現肌聯蛋白的去磷酸化和鈣離子濃度增加會促進肌聯蛋白的降解。已知蛋白激酶 促進肌聯蛋白磷酸化，堿性磷酸酶可以促進磷酸化的肌聯蛋白去磷酸化。他們的實驗結果如下圖所示，肌聯蛋白T1是未降解的蛋白，圖中在肌聯蛋白T1對應條帶下方的條帶對應蛋白的分子量均小于肌聯蛋白T1，是降解后的蛋白。甲、乙兩組反應體系中只有一個條件不同。下列有關分析錯誤的是( C )
A. 該實驗的自變量是肌聯蛋白磷酸化程度和反應體系中鈣離子濃度
B. 甲、乙兩組反應體系中的溫度和肌聯蛋白的濃度應相同
C. 甲組反應體系中的鈣離子濃度比乙組高
D. 甲組中蛋白激酶 組、對照組和堿性磷酸酶組的反應體系中鈣離子的濃度相同
[解析] 該實驗的目的是研究肌聯蛋白的磷酸化和鈣離子濃度對肌聯蛋白降解的影響，自變量為肌聯蛋白是否磷酸化和鈣離子濃度，因變量為肌聯蛋白的降解程度，觀察指標為肌聯蛋白T1對應條帶下方的條帶的深淺度和數量，A正確；甲、乙兩組反應體系中的溫度和肌聯蛋白的濃度屬于無關變量，應相同，B正確；鈣離子濃度增加會促進肌聯蛋白的降解，乙組相比于甲組，肌聯蛋白T1對應條帶下方的條帶明顯變多，說明T1降解后得到的小分子物質較多，可推知乙組鈣離子的濃度更高，C錯誤；研究肌聯蛋白的磷酸化對其降解的影響時，鈣離子濃度為無關變量，甲組中蛋白激酶 組、對照組和堿性磷酸酶組的反應體系中鈣離子的濃度應相同，D正確。
12. [2023大同調研]某課題組為了研究脫落酸 在植物抗旱中的作用，將剛萌發的玉米種子平均分成4組進行處理，一段時間后觀察主根長度和側根數量，實驗處理方法及結果如圖所示。
下列有關敘述正確的是( C )
A. 與第1組相比，第2組結果說明干旱處理促進側根生長
B. 與第2組相比，第3組結果說明缺少 時主根生長加快
C. 本實驗中自變量為是否干旱處理、是否有 、是否有 合成抑制劑
D. 設置第4組的目的是驗證在干旱條件下ABA對主根生長有抑制作用
[解析] ABA是脫落酸， 合成抑制劑可以抑制 的合成。據圖可知，第2組不補加蒸餾水、不加 合成抑制劑，則 、 兩組的不同之處為是否干旱處理，第2組玉米主根的長度大于第1組，但側根數量少于第1組，說明干旱處理可以促進主根生長，但抑制側根生長，A錯誤；第2組不加 合成抑制劑，第3組加入 合成抑制劑（ 不能正常合成），這兩組均不補加蒸餾水，則自變量為 的有無，實驗結果是第3組的主根長度小于第2組，說明缺少 時主根生長變慢，B錯誤；本實驗的目的是研究脫落酸 在植物抗旱中的作用，自變量為是否干旱處理、是否有 、是否有 合成抑制劑，C正確；第4組是同時添加 合成抑制劑和 ，可以與第2組和第3組形成對照，實驗結果是該組的主根長度小于第2組、大于第3組，說明 合成抑制劑可以減緩 在干旱條件下促進主根生長的作用，D錯誤。
13. 下列實驗中，有關操作時間的長短對實驗現象或結果影響的敘述，正確的是( A )
A. 在 標記的噬菌體侵染細菌的實驗中，保溫時間過長或過短時均會檢測到上清液的放射性偏高
B. 用一定濃度的 溶液浸泡紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，雖然處理時間不同，但在顯微鏡下觀察到的實驗現象相同
C. 在“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”實驗中，解離時間的長短對實驗現象的影響相同
D. 用標記重捕法調查種群密度時，兩次捕獲間隔時間的長短對調查結果的影響相同
[解析] 在 標記的噬菌體侵染細菌實驗中，若保溫時間過長，含 標記的子代噬菌體從細菌細胞中釋放出來，離心后上清液的放射性升高；若保溫時間過短，部分含 標記的噬菌體DNA沒有侵入細菌細胞，離心后上清液放射性偏高，A正確。用一定濃度的 溶液浸泡紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞，若處理時間長短不同，則細胞處于質壁分離及復原過程中的狀態可能不同，在顯微鏡下觀察到的實驗現象也可能不同，B錯誤。在“觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂”實驗中，若解離時間太短，組織中的細胞沒有相互分離開來；若解離時間過長，細胞結構被破壞，故兩者對實驗現象的影響不同，C錯誤。用標記重捕法調查種群密度時，兩次捕獲間隔時間的長短對調查結果的影響不相同，間隔時間過短時，被標記個體還未與未被標記個體充分混勻，使重捕中被標記個體數目偏差過大，而間隔時間較長時，可能會因標記物脫落等,重捕中被標記個體數目偏少，最終導致估算值偏大，D錯誤。
14. 科研人員以光損傷小鼠為模型，分別用低、中、高三種劑量的枸杞子提取物對模型小鼠進行干預，之后對小鼠肝組織進行丙二醛含量和過氧化氫酶活力檢測。結果如下（ 表示正常組； 、 、 、 分別表示枸杞子零、低、中、高劑量組）：
根據實驗結果進行分析判斷，下列選項不合理的是( D )
A. 要把光損傷小鼠隨機均分為四個小組進行實驗
B. 丙二醛的含量可作為判斷肝組織損傷程度的指標
C. 光損傷會引起肝組織中過氧化氫酶活力明顯降低
D. 建議長期使用高劑量枸杞子提取物以緩解人肝損傷
[解析] 應把光損傷小鼠隨機均分為四個小組進行實驗，才能用零、低、中、高四種劑量枸杞子提取物分別進行處理， 合理。各組模型鼠的丙二醛含量均顯著高于正常鼠，且枸杞子提取物劑量越高，模型鼠的丙二醛含量越低，說明肝組織損傷會引起丙二醛含量升高，枸杞子提取物能在一定程度上降低丙二醛含量，故丙二醛的含量可作為判斷肝組織損傷程度的指標， 合理。各組模型鼠的過氧化氫酶活力都顯著低于正常鼠，且隨著枸杞子提取物劑量的增加，模型鼠的過氧化氫酶活力上升，說明光損傷會引起肝組織中過氧化氫酶活力明顯降低，枸杞子提取物可在一定程度上提高過氧化氫酶活力， 合理。上述實驗中，高劑量的枸杞子提取物能降低丙二醛的含量和提高過氧化氫酶的活力，但高劑量與中劑量的作用差別不大，枸杞子還可能存在其他毒副作用，因此，僅憑上述實驗不能建議長期使用高劑量枸杞子提取物緩解人肝損傷， 不合理。
二、非選擇題
15. [2022鄭州四中模擬，8分]1897年德國科學家畢希納發現，利用無細胞的酵母汁可以進行乙醇發酵；還有研究發現，參與乙醇發酵的酶發揮催化作用需要小分子和離子輔助。某研究小組為驗證上述結論，利用下列材料和試劑進行了實驗。
材料和試劑：酵母菌、酵母汁、 溶液（含有酵母汁中的各類生物大分子）、 溶液（含有酵母汁中的各類小分子和離子）、葡萄糖溶液、無菌水。
實驗共分6組，其中4組的實驗處理和結果如下表。
組別 實驗處理 實驗結果
① 葡萄糖溶液+無菌水 -
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液 溶液 －
④ 葡萄糖溶液 溶液 －
注：“+”表示有乙醇生成，“－”表示無乙醇生成。
回答下列問題：
（1） 除表中4組外，其他2組的實驗處理分別是葡萄糖溶液 酵母汁、葡萄糖溶液 溶液 溶液。
[解析]
（2） 若為了研究 溶液中離子 對乙醇發酵是不是必需的，可增加一組實驗，該組的處理是葡萄糖溶液 溶液 去除了離子 的 溶液。
[解析] 據題干信息可知，離子 存在于 溶液中，故為驗證離子 對乙醇發酵是不是必需的，應加設一組實驗，即葡萄糖溶液 溶液+去除了離子 的 溶液。若有乙醇生成，則證明離子 對乙醇發酵不是必需的；若無乙醇生成，則證明離子 對乙醇發酵是必需的。
（3） 如何檢測酵母汁中是否含有活細胞？臺盼藍染色后鏡檢，原理是細胞膜具有選擇透過性；酵母汁接種培養觀察菌落，原理是活酵母菌可以繁殖。（寫出2項原理不同的方法及相應實驗原理）
[解析] 檢測酵母汁中是否含有活細胞的方法有以下兩種。方法一：臺盼藍染色后鏡檢。實驗原理是細胞膜具有選擇透過性，若為死細胞，則細胞會被染色，若為活細胞，則細胞不被染色。方法二：酵母汁接種培養觀察。實驗原理是活酵母菌可以繁殖，一段時間后若有酵母菌菌落產生，則酵母汁中含有活細胞；一段時間后若無酵母菌菌落，則說明酵母汁中不含活細胞。
16. [2023河北省級聯測，12分]番茄的抗病和易感病為一對相對性狀，由等位基因 、 控制。某研究團隊利用番茄抗病品系甲，培育出兩種純合突變體，突變體1和突變體2表型均為易感病。研究人員用品系甲、突變體1和突變體2進行了雜交實驗。
雜交實驗1：品系甲×突變體 ， 中除1株為易感病外，其余均為抗病。 中抗病植株自交得到的 中抗病：易感病 。
雜交實驗2：品系甲×突變體 ， 均為抗病。 自交得到的 中抗病：易感病 。
回答下列問題：
（1） 若只研究品系甲與突變體2，抗病與易感病的遺傳符合基因的分離定律，依據是 自交得到的 中抗病：易感病 。
[解析] 品系甲（抗病）×突變體2（易感病）， 均為抗病，說明抗病對易感病為顯性。該 自交得到的 中抗病 易感病 ，說明抗病與易感病的遺傳符合基因的分離定律。
（2） 品系甲與突變體1雜交， 中出現1株易感病的原因可能有基因突變產生 ； 所在的染色體缺失或 所在染色體片段缺失（答出2點即可）。
[解析] 品系甲（抗病）×突變體1（易感病）， 中除1株為易感病外，其余均為抗病； 中抗病植株自交得到的 中抗病 易感病 ，則雜交實驗1中 基因型應該為 （抗病）。若1株為易感病，可能是基因突變產生 或 所在的染色體缺失或 所在染色體片段缺失。
（3） 為進一步研究突變體1和突變體2是否為同一基因發生突變導致的。研究人員的研究方案是：突變體 突變體2，所得 自交，觀察并記錄 的表型及其數量比（不考慮互換）。
① 若均為易感病，說明發生突變的基因為同一基因；
② 若抗病：易感病 ，說明發生突變的基因是非同源染色體上的非等位基因；
③ 若抗病：易感病 ，說明發生突變的基因是同源染色體上的非等位基因。
[解析] 為進一步研究突變體1和突變體2是否為同一基因發生突變導致的，常采用假說—演繹法進行推理分析，一般步驟如下：
17. [2023郴州一測，12分]編碼某病毒表面 蛋白的基因疫苗，被小鼠骨骼肌細胞吸收后可表達出 蛋白。 蛋白（抗原）引發一系列的體液免疫和細胞免疫。圖甲中①~⑦代表細胞， 、 代表生理過程，細胞⑦可誘導細胞裂解。炎癥發生時，疼痛是一種防御性的保護反應。研究發現，炎癥因子 能夠促進痛覺的形成，其作用機制如圖乙所示。但過量的炎癥因子會造成免疫過強，使自身器官受到損傷。
（1） 圖甲中細胞①是輔助性 細胞，樹突狀細胞的作用是攝取和加工處理抗原，并將抗原信息暴露在細胞表面，將抗原呈遞給輔助性 細胞。
[解析] 圖甲中，細胞①是輔助性 細胞。樹突狀細胞屬于抗原呈遞細胞，其作用是攝取和加工處理抗原，并將抗原信息暴露在細胞表面，將抗原呈遞給輔助性 細胞。
（2） 細胞的活化需要細胞因子的作用，還需要兩個信號的刺激，信號一是一些病原體和 細胞接觸，信號二是輔助性 細胞表面的特定分子發生變化并與 細胞結合。
[解析] 細胞的活化需要細胞因子的作用和兩個信號的刺激，信號一是一些病原體和 細胞接觸；信號二是輔助性 細胞表面的特定分子發生變化并與 細胞結合。
（3） 在研究過程中發現，炎癥因子 能通過系列信號通路促使 內流增加，據圖乙分析炎癥因子使 內流增加的原因是促進 通道蛋白的合成，促進 通道蛋白向細胞膜轉移并與細胞膜結合。
[解析] 分析題意，炎癥因子 能通過系列信號通路促使 內流增加，據圖乙分析炎癥因子使 內流增加的原因是促進 通道蛋白的合成，促進 通道蛋白向細胞膜轉移并與細胞膜結合。
（4） 若使用 阻滯劑抑制神經細胞膜 通道的開放，則能減緩炎癥因子引起的疼痛。為探究 的作用機制，進行了如下實驗。
對照組：對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。
實驗組：向突觸小體施加適量的 通道阻滯劑，對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。其結果是實驗組神經遞質的釋放量小于對照組。由實驗結果能得出的結論是 能促進神經遞質的釋放。為進一步驗證上述結論，請再補充一個實驗組：向突觸小體施加適量的 ，對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。
[解析] 分析題意，本實驗的目的是探究 的作用機制，則實驗的自變量是鈣離子的有無，實驗設計應遵循對照原則與單一變量原則，故可設計如下實驗。對照組：對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。實驗組：向突觸小體施加適量的 通道阻滯劑，對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。若結果是實驗組神經遞質的釋放量小于對照組，則能得出的結論是 能促進神經遞質的釋放。為進一步驗證上述結論，可再補充一個實驗組：向突觸小體施加適量的 ，對突觸前神經纖維施加適宜電刺激，檢測神經遞質的釋放量。
18. [2022深圳六校聯考，11分]扶他林（主要成分是雙氯芬酸鈉）是一種臨床上常用的非甾體抗炎藥。服用該藥物后，該藥物可在體內水解出有效成分雙氯芬酸，其作用于機體能起到鎮痛、消炎、解熱的作用，作用機制如圖所示：
請回答下列問題：
（1） 前列腺素誘導白細胞產生多種炎癥因子促進機體發熱，從免疫系統的組成來看，這些炎癥因子屬于免疫活性物質，同時炎癥因子持續刺激痛覺神經末梢，并在大腦皮層（部位）形成痛覺。機體在炎癥反應過程中往往還伴隨著組織水腫，會進一步壓迫痛覺神經，因此臨床上還可通過靜脈注射高濃度（填“低濃度”或“高濃度”）甘露醇輔助止痛。
[解析] 從免疫系統的組成來看，白細胞產生的多種炎癥因子屬于免疫活性物質，炎癥因子持續刺激痛覺神經末梢，最終可在大腦皮層產生痛覺。臨床上靜脈注射高濃度甘露醇可適當提高血漿滲透壓，使較多的組織液進入血漿，從而緩解組織水腫對痛覺神經的壓迫，起到輔助止痛作用。
（2） 長期服用雙氯芬酸鈉可誘發高鈉血癥，導致患者出現一定的神經系統癥狀，包括易怒及肌肉抽搐等，因此，臨床上建議服用雙氯芬酸鈉期間大量飲水以緩解上述癥狀。從水鹽平衡及神經調節的角度分析，大量飲水以緩解神經系統癥狀的原理可能是大量飲水促進人體排尿增多，血液中的鈉離子隨尿液排出，血液中鈉離子濃度降低，進而緩解高鈉血癥引發的神經系統癥狀（合理即可）。
[解析] 長期服用雙氯芬酸鈉可誘發高鈉血癥，導致患者出現一定的神經系統癥狀，而服用雙氯芬酸鈉期間大量飲水，可使機體尿量增多，血液中的鈉離子隨尿液排出，鈉離子濃度降低，進而緩解高鈉血癥引發的神經系統癥狀。
（3） 實驗室中常通過抽取小鼠血液來檢測其前列腺素水平，原因是前列腺素由內分泌腺產生，隨體液（血液）運往全身。
現有生理狀況相近的炎癥模型小鼠若干，某濃度的雙氯芬酸鈉溶液及生理鹽水等材料，以小鼠前列腺素水平作為痛覺程度指標，請設計實驗驗證雙氯芬酸鈉能有效止痛。
實驗思路：將生理狀況相近的炎癥模型小鼠隨機均分為兩組，一組注射適量的某濃度雙氯芬酸鈉溶液，另一組注射等量的生理鹽水，在相同且適宜條件下培養一段時間，檢測血液中前列腺素含量。
預期結果及結論：注射雙氯芬酸鈉的小鼠前列腺素含量低于注射生理鹽水的小鼠，證明雙氯芬酸鈉能有效止痛。
[解析] 前列腺素由內分泌腺產生，內分泌腺沒有導管，分泌的激素彌散到體液中，隨血液運輸到全身，因此可通過抽取小鼠血液來檢測其前列腺素水平。驗證雙氯芬酸鈉能有效止痛，相關實驗設計如下。
19. [2022日照檢測，10分]植物細胞內含有過氧化氫酶，可將細胞代謝產生的 分解（本實驗中不考慮常溫下無催化劑時 的分解量）。焦性沒食子酸被 氧化后呈現深褐色；雙縮脲試劑與蛋白質可發生紫色反應，并且蛋白質的濃度越高，紫色越深。某生物興趣小組為探究黃瓜細胞中是否含有過氧化氫酶，設計了如下實驗：
試管編號 焦性沒食子酸 緩沖液 黃瓜提取液 煮沸冷卻后的黃瓜提取液
1 2 2 2 - -
2 2 2 - 2 -
3 2 2 - - 2
（1） 過氧化氫酶能促進 分解的作用機理是降低化學反應所需的活化能。
[解析] 酶的作用機理是降低化學反應所需的活化能，所以過氧化氫酶能促進 分解的作用機理是降低化學反應所需的活化能。
（2） 設置1號試管的目的是作為對照。2號試管顯深褐色，但并不能據此證明黃瓜細胞中存在過氧化氫酶。為了增強實驗的說服力，需要增設一組實驗，簡述實驗設計思路：把1號試管中的緩沖液換成過氧化氫酶溶液，其他條件與1號試管相同（合理即可）。
[解析] 結合題干信息分析實驗：
根據上述分析可知，設置1號試管的目的是作為對照。為了增強實驗的說服力，需要增設一組實驗（第②組），實驗設計思路是把第①組實驗中的緩沖液換成過氧化氫酶溶液，其他條件與1號試管相同。3號試管內加入的是 煮沸冷卻后的黃瓜提取液，高溫使黃瓜提取液中的酶變性失活，所以3號試管不顯深褐色。
（3） 3號試管不顯深褐色，推測其最可能的原因是高溫使黃瓜提取液中的酶變性失活。
[解析] 見（2）題解析
（4） 下面是比較黃瓜和白菜細胞內過氧化氫酶含量的實驗方案：將等量的黃瓜和白菜提取液分別放入兩個試管中，分別向兩個試管中加入等量雙縮脲試劑，觀察紫色的深淺，紫色深的一組過氧化氫酶的含量高。
請判斷上述實驗方案是否合理，并說明判斷理由：不合理，兩種植物提取液中不僅含過氧化氫酶，還含有其他蛋白質。
[解析] 兩種植物提取液中不僅含過氧化氫酶，還含有其他蛋白質，所以題述的實驗方案不合理。
創新應用
20. [2022遼寧模擬，9分][新圖像]乳腺癌是一種嚴重危害人類健康的疾病。為了探究運動對乳腺癌的影響，研究人員開展了系列研究，結果如圖。請回答下列問題：
（1） 研究人員將患乳腺癌的小鼠隨機均分為兩組，一組讓它們每天在紡車中進行適量的運動，另一組保持不運動狀態，實驗結果如圖所示。該實驗結果說明運動能顯著延緩腫瘤的生長并增加小鼠存活率。
[解析] 首先，明確實驗目的：研究運動對乳腺癌的影響；其次，確定自變量和因變量：自變量為運動與否，因變量為乳腺癌小鼠的病情發展情況。由題圖可知，與不運動小鼠相比，運動小鼠的腫瘤體積隨著天數增加變化不大，而存活率顯著高于不運動小鼠，由此可知運動可以顯著延緩腫瘤的生長，并增加小鼠的存活率。
（2） 研究發現，運動小鼠的腫瘤組織中 細胞數目顯著增多， 細胞作為 細胞的一種，在胸腺中發育成熟后，激活機體的特異性（填“特異性”或“非特異性”）免疫功能。
[解析] 細胞和 細胞都來源于造血干細胞， 細胞作為 細胞的一種，由造血干細胞分化而來，且在胸腺中發育成熟； 細胞可參與特異性免疫中的體液免疫和細胞免疫過程，故 細胞激活機體的特異性免疫功能。
（3） 為了確定 細胞在小鼠運動中對腫瘤生長產生的影響，研究人員對（1）中的兩組患癌小鼠分別注射抗 抗體來消耗 細胞。若實驗結果是運動組和不運動組小鼠的腫瘤體積和存活時間基本相同，則表明運動抑制腫瘤生長的作用依賴于 細胞。
[解析] 注射抗 抗體來消耗 細胞后，若實驗結果是運動小鼠和不運動小鼠的腫瘤體積和存活時間基本相同，則表明運動抑制腫瘤生長的作用依賴于 細胞。
（4） 運動會導致機體乳酸的增加，據此有人提出假說：不同濃度的乳酸促進 細胞增殖，從而抑制腫瘤生長。為驗證上述假說，請完善實驗步驟并預期實驗結果。（參考實驗材料與試劑：正常小鼠、患癌小鼠、生理鹽水、不同濃度的乳酸等）
實驗步驟：研究人員將患乳腺癌的小鼠隨機均分為兩組，實驗組注射不同濃度的乳酸，對照組注射等量的生理鹽水，一段時間后檢測 細胞數目和腫瘤體積大小。
預期實驗結果： 細胞數目實驗組比對照組多，且一定濃度范圍內隨乳酸濃度增加而增加；腫瘤體積實驗組比對照組小，且一定濃度范圍內隨乳酸濃度增加而減小。
[解析] 描述實驗思路并預期實驗結果及結論類試題，解題時一般從以下角度進行分析。
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