高考生物二轮专题5 实验与探究（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 高考生物二轮专题5 实验与探究（Word版含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 22:46:47 | ||
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文档简介
高考生物二轮专题5
实验与探究
1.根据鉴定、提取和观察类实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)观察活细胞中的线粒体时,可以用健那绿染液进行染色。(2020·全国卷Ⅱ,T3) ( √ )
(2)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察。(2020·全国卷Ⅱ,T3) ( × )
分析:红细胞体积微小,观察其因失水而发生的形态变化需要利用显微镜。
(3)探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液。(2020·山东卷,T3) ( √ )
(4)在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在加热条件下由无色变成砖红色。(2020·江苏卷,T17) ( × )
分析:斐林试剂为蓝色而非无色。
(5)在观察植物根尖有丝分裂实验过程中,装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色。(2019·浙江卷,T18) ( √ )
(6)换高倍镜后常用细准焦螺旋调焦才能观察到清晰的物像。 ( √ )
(7)动物的卵巢或植物的雌蕊是进行观察减数分裂实验的理想材料。 ( × )
分析:动物的卵巢或植物的雌蕊中进行减数分裂的细胞数目较少,不宜用于观察减数分裂。
(8)低温诱导染色体数目加倍实验中,待洋葱长出不定根后,剪取根尖0.5～1 cm置于4 ℃低温诱导培养36 h。 ( × )
分析:低温诱导染色体数目加倍实验中,待洋葱长出约1 cm的不定根时,将整个装置放入冰箱的低温室内(4 ℃),诱导培养36 h。
(9)在观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中,需要大烧杯中保温5 min。 ( √ )
(10)绿叶中的色素能在滤纸条上被分离的依据是其在层析液中的溶解度不同。 ( √ )
(11)可利用洋葱根尖进行观察细胞有丝分裂和减数分裂的实验。 ( × )
分析:洋葱根尖分生区的细胞只能进行有丝分裂,而不能进行减数分裂。
(12)用纸层析法可以分离菠菜中的光合色素。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1 A:检测组织中的蛋白质时,双缩脲试剂A液和B液混合均匀后注入待测样液中。(×)
B:检测组织中的还原糖时,斐林试剂甲液和乙液混合均匀后注入待测样液中。 (√)
易混2 A:观察植物细胞质壁分离实验中,选用洋葱根尖细胞。 (×)
B:用双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验中,不选用血红蛋白作为实验材料。 (√)
易混3 A:“绿叶中色素的提取”和“检测生物组织中的脂肪”实验中,酒精的作用相同。 (×)
B:在观察细胞中的线粒体时,染色之前不需要用盐酸解离细胞。 (√)
2.根据探究类、模拟调查类和设计实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,红叶杨光合速率减小,可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较。(2019·天津卷,T4) ( √ )
(2)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时,可用台盼蓝染液区分菌体死活。(2019·江苏卷Ⅱ,T22) ( √ )
(3)黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度。(2018·全国卷Ⅲ,T6) ( √ )
(4)黑光灯诱捕的方法可用于探究某农田趋光性昆虫的物种数目。(2018·全国卷Ⅲ,T6) ( √ )
(5)探究NAA促进插条生根的最适浓度时,先开展预实验能有效降低实验误差。 ( × )
分析:预实验可以检测实验设计的科学性和可行性,以免浪费,但不能有效控制实验误差。
(6)探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块紫红色深度应不同。 ( × )
分析:探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块紫红色深度一样,琼脂块大小不一样。
(7)“探究温度对酶活性的影响”实验中,应将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度条件下处理。 ( × )
分析:“探究温度对酶活性的影响”实验中,应将淀粉和淀粉酶分别置于不同温度条件下处理一段时间,再将相同温度下的酶和底物混合,以保证酶在设定的温度条件下催化化学反应。
(8)“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中,可用诱虫器采集土壤样品中的小动物。 ( √ )
(9)质壁分离复原实验和探究酵母菌的呼吸方式实验均设置了自身对照。 ( × )
分析:观察植物细胞的质壁分离与复原实验属于前后自身对照实验;在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,有氧和无氧两种条件下均为实验组,是对比实验,属于相互对照。
(10)标志重捕法、样方法、取样器取样法都是针对群落水平的调查方法。 ( × )
分析:标志重捕法是估算种群密度的调查方法,是针对种群水平的调查方法;样方法既可以调查种群密度,也可调查物种丰富度;而用取样器取样法调查样本中小动物的种类和数量来推测该区域土壤动物的丰富度,属于群落水平的调查方法。
(11)探究实验的实验结果总是与预期假设保持一致。 ( × )
分析:探究实验的实验结果是未知的,故未必与预期假设保持一致。
(12)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。 ( × )
分析: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。
【易混对对碰】
易混1 A: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。 (×)
B:探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2属于对比实验。 (√)
易混2 A:植物表皮细胞用蔗糖溶液处理,未发生质壁分离说明细胞没有活性。 (×)
B:可用质壁分离与复原实验探究植物细胞的死活。 (√)
易混3 A:用取样器取样法探究培养液中酵母菌种群数量变化。 (×)
B:可用抽样检测法检测鱼塘水中某种有害微生物的种群密度。 (√)
3.根据教材经典实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(2)赫尔希(A.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(3)梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(4)温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( × )
分析:温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法。
(5)人鼠细胞融合实验用到了同位素标记法。 ( × )
分析:人鼠细胞融合实验用到了荧光标记法。
(6)T2噬菌体侵染肺炎双球菌的实验,证明了DNA是遗传物质。 ( × )
分析:T2噬菌体不能侵染肺炎双球菌,只能专一性侵染大肠杆菌,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质。
(7)自花传粉、闭花受粉的豌豆具有明显的相对性状,可用于研究伴性遗传。 ( × )
分析:伴性遗传是指位于性染色体上的基因在遗传的时候,性状和性别相关联的现象。豌豆是两性花,没有性染色体。
(8)孟德尔以豌豆作为材料发现了遗传规律,他选择山柳菊也可得到一样的规律。 ( × )
分析:山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;花小,难以做人工杂交实验;有时进行有性生殖,有时进行无性生殖,会干扰数据的统计,故孟德尔若选择山柳菊不能得到一样的规律。
【易混对对碰】
易混1 A:萨顿通过假说—演绎法推出基因位于染色体上。 (×)
B:摩尔根等人通过假说—演绎法,证明了基因在染色体上。 (√)
易混2 A:沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型。 (×)
B:证明DNA复制方式为半保留复制时需利用同位素标记法和密度梯度离心技术。 (√)
易混3 A:克里克利用同位素标记法发现了中心法则。 (×)
B:用荧光标记法可研究细胞膜的流动性。 (√)
高频考点一 教材基础实验
1.图解实验中的显色反应:
2.图解盐酸在教材实验中的作用:
3.图解酒精在教材实验中的作用:
【典例】(2021·广东选择考)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 ( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
关键信息 转化成已有知识
保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开 保卫细胞吸水,气孔开放,保卫细胞失水,气孔关闭
题图中保卫细胞的变化过程 细胞滴加溶液①→形态基本不变→滴加溶液②→保卫细胞气孔开度变小→滴加溶液③→保卫细胞气孔开度变大
保卫细胞气孔开度变化与质壁分离的关系 保卫细胞气孔开度变小→保卫细胞失水,可能发生质壁分离;保卫细胞变大→保卫细胞吸水,可能发生质壁分离复原
【解析】选A。本题以用不同浓度的蔗糖溶液处理保卫细胞的实验为载体,主要考查植物细胞失水和吸水原理。根据图示可知蔗糖溶液①处理保卫细胞后,保卫细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后<①处理后,A错误,C正确;蔗糖溶液②处理后,保卫细胞的气孔开度变小,说明保卫细胞失水,可观察到质壁分离现象,B正确;根据以上分析,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故3种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D正确。
滴加蔗糖溶液③后,保卫细胞气孔开度变大是水分子只进入保卫细胞的结果吗 请说明做出判断的理由。
不是。滴加蔗糖溶液③后,水分子既进入保卫细胞,也从保卫细胞进入蔗糖溶液,由于蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度,因此从蔗糖溶液③进入保卫细胞的水分子数多于从保卫细胞进入蔗糖溶液③的水分子数,使保卫细胞气孔开度变大。
1.(2021·长春一模)下列有关教材实验中的分析叙述,正确的是 ( )
A.探究酵母菌的呼吸方式实验中,有无氧气是无关变量
B.盐酸在观察植物细胞有丝分裂实验中的作用是使细胞彼此分离
C.格里菲思以小鼠和肺炎双球菌为实验材料,证明DNA是R型细菌的“转化因子”
D.低温诱导染色体数目加倍实验中,将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理
【解析】选B。探究酵母菌的呼吸方式实验中,有无氧气是自变量,A错误;盐酸在观察细胞有丝分裂过程中的作用是作为解离液的组分,解离的目的是使组织细胞彼此分离开来,便于后续的染色及其他操作,B正确;格里菲思以小鼠和肺炎双球菌为实验材料证明S型细菌中存在某种“转化因子”,但没有证明DNA是R型细菌的“转化因子”,C错误;低温诱导染色体数目加倍实验中,先进行低温处理,再将大蒜根尖制成装片进行观察,先制片会杀死细胞,无法诱导染色体数目加倍,D错误。
【加固训练】
1.显微镜是生物学实验常用的一种仪器,下列相关叙述正确的是 ( )
A.观察植物细胞的质壁分离与复原时,需先在低倍镜下找到物像再换成高倍镜观察
B.低温诱导染色体数目变化实验中,在低倍镜下可判断细胞染色体数目是否发生变化
C.用显微镜对酵母菌进行计数时,应先将酵母菌菌液滴加到计数室再盖上盖玻片观察
D.研究土壤小动物丰富度时,需使用高倍镜观察小动物的特征以统计小动物的种类
【解析】选B。在质壁分离实验中,用低倍镜观察即可,A错误;低温诱导染色体数目进行计数时,先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后,再用高倍镜观察,B正确;用显微镜对酵母菌进行计数时,先盖上盖玻片再滴加酵母菌菌液,C错误;研究土壤中小动物的丰富度时,观察时最好用实体镜,如用普通显微镜,可在4倍的物镜和5倍的目镜下进行观察,D错误。
2.以下高中生物学实验中,操作正确的是 ( )
A.探究温度影响酶活性时,应先将底物和酶分别保温再混合保温
B.提取叶绿体中色素的实验中,为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL无水乙醇研磨效果最好
C.使用高倍显微镜观察时,应先用粗准焦螺旋调节,再用细准焦螺旋调节
D.检测酒精时应加入酸性的重铬酸钾溶液,反应生成灰色
【解析】选A。探究温度对酶活性的影响时,应将酶与底物分别保温后再混合,A正确;由于乙醇易挥发,为了获得10 mL提取液,需要在研磨时加入多于10 mL的无水乙醇,B错误;使用高倍显微镜观察时,不能使用粗准焦螺旋调节,只能用细准焦螺旋调节,C错误;检测酒精时应加入酸性的重铬酸钾溶液,反应出现灰绿色,D错误。
2.(2021·济宁二模)紫色洋葱是常用的生物学实验材料,紫色洋葱的叶分为两种:管状叶伸展于空中,能进行光合作用;鳞片叶层层包裹形成鳞茎,富含营养物质。下列有关叙述正确的是 ( )
A.鳞片叶外表皮细胞含有色素,可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B.取新生根尖制成装片,在显微镜下大部分细胞中能观察到染色体
C.质壁分离复原的过程中,鳞片叶表皮细胞的吸水能力逐渐变小
D.将洋葱管状叶制成装片,在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒
【解析】选C。鳞片叶外表皮细胞含有色素,但不含光合色素,不能作为叶绿体色素的提取和分离实验的材料,A错误;由于间期时间较长,所以大部分新生根尖细胞都处于间期,细胞含染色质,因此大部分新生根尖细胞不能观察到染色体,B错误;质壁分离复原的过程中,细胞不断吸收水分,细胞液浓度变小,所以吸水能力逐渐变小,C正确;叶绿体中的基粒属于亚显微结构,在高倍镜下不能观察到,D错误。
【知识拓展】“一材多用”——洋葱
3.(新情境挑战题)玉米子粒发芽过程中淀粉含量逐渐减少。为了验证上述淀粉减少是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1～4号试管中分别加入相应的不同溶液和淀粉溶液(如图所示),40 ℃温水浴30 min后,分别加入斐林试剂并在60 ℃水浴中加热,观察试管内颜色变化。试管4未出现预期结果,其他试管中结果符合预期。以下分析错误的是 ( )
A.设置试管1作为对照,其主要目的是维持淀粉溶液的pH稳定
B.试管2中应加入的X是发芽前玉米的提取液
C.预测试管3中的颜色变化是蓝色→砖红色
D.试管4未出现预期结果最可能的原因是淀粉酶已失活
【解析】选A。设置试管1作为对照,其主要目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖,A错误;根据单一变量原则,1号试管加的是缓冲液作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液,B正确;3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色,C正确;若4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色,可能是因为淀粉酶已失活,不能催化淀粉水解,D正确。
【加固训练】
(2021·南充三模)某野生葱种子在成熟过程中各物质含量的变化如表所示,请分析表格内容回答下列问题。
时期 含水量/% 可溶性糖/% 淀粉/% 脂肪/%
开始成熟期 69.89 5.04 4.20 22.54
成熟期 51.97 4.90 14.87 28.96
脱落期 8.28 4.44 55.18 32.62
(1)成熟期种子含水量较高,这时细胞代谢较________,种子能够积累大量有机物;脱落期种子大量脱水,这个过程中细胞损失的水主要是__________。
(2)为了验证种子中可溶性糖里含有还原糖,将该批种子磨碎后用清水制成提取液,进行了如下实验:在甲试管中加入2 mL试剂A和1 mL试剂B;在乙试管中加入2 mL种子提取液(无色)和1 mL试剂B,对两支试管进行50～65 ℃水浴加热约2 min,观察比较两支试管的颜色变化。
①试管中加入的试剂B是____________。
②甲试管中加入的试剂A是____________,目的是____________________。
③请预测实验结果:____________________________。
【解析】(1)代谢快(或旺盛)的细胞含水量比较高。种子干燥的过程中损失的主要是自由水。(2)①检测还原糖的试剂B是斐林试剂,斐林试剂包含甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)。在检测还原糖时,在提取液中加入1 mL斐林试剂(甲液和乙液充分等量混合而成,不能分别加入)水浴加热2 min观察溶液颜色变化;②甲试管中加入的试剂A应该是清水,作为对照组,其目的是排除用于提取种子中可溶性糖的清水里含有还原糖;③由于清水中没有还原糖,提取液中含有还原糖。所以预测实验结果:甲试管中未生成砖红色沉淀,乙试管中生成砖红色沉淀。
答案:(1)快(或旺盛) 自由水 (2)①斐林试剂 ②清水 为了排除用于提取种子中可溶性糖的清水里含有还原糖 ③甲试管中未生成砖红色沉淀,乙试管中生成砖红色沉淀
高频考点二 教材经典实验
图解高中生物实验常用的方法技术:
【典例】(2020 浙江1月选考改编)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析正确的是 ( )
A.甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的上清液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的大肠杆菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,但会产生含35S的子代噬菌体
关键信息 转化成已有知识
甲组装置 32P标记的是噬菌体的DNA,甲组离心后,放射性主要在沉淀物中,由于部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌,所以上清液中含有少量放射性,甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA,由于DNA进行半保留复制,可产生不含32P的噬菌体
乙组装置 35S标记的是噬菌体的蛋白质,噬菌体侵染大肠杆菌的时候,蛋白质外壳留在外面,只有DNA注入大肠杆菌中,因此乙组的上清液含大量35S标记的噬菌体蛋白质,不会产生含35S的子代噬菌体
【解析】选B。甲组实验中,噬菌体被32P标记的DNA在大肠杆菌中进行半保留复制,会产生少数含32P的子代噬菌体,A错误。甲组实验中,噬菌体被32P标记的DNA以大肠杆菌中未被标记的脱氧核苷酸为原料进行多次半保留复制,会产生不含32P的子代噬菌体,B正确。由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的上清液含有较多35S标记的噬菌体蛋白。噬菌体以大肠杆菌中未被标记的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳,所以不会产生含35S的子代噬菌体,C、D错误。
在规范操作情况下,离心后上清液和沉淀物中的主要成分分别是什么
上清液中的主要成分是噬菌体蛋白质外壳,沉淀物中的主要成分是大肠杆菌菌体。
1.下列有关实验与探究的叙述,正确的是 ( )
A.建立血糖调节的模型就是构建动态的数学模型
B.在探究pH对酶活性影响的实验中,可以用淀粉为底物,并用斐林试剂检测
C.75%的酒精可用于冲洗卡诺氏液处理过的根尖
D.探究2,4-D促进插条生根的最适浓度时,需要提前做预实验
【解析】选D。建立血糖调节的模型是构建动态的物理模型,A错误;淀粉在酸性条件下,不需要酶即可自动分解,所以不能用淀粉为底物探究pH对酶活性的影响,B错误;应用体积分数95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖,C错误;探究2,4-D促进插条生根的最适浓度时,需要提前做预实验,可以为进一步的实验摸索条件,以免盲目开展实验而造成人力、财力的浪费,D正确。
【加固训练】
1.果蝇是一种体积较小的昆虫,分布广泛、容易饲养、繁殖速度快、相对性状明显,常用于生物学实验。下列说法错误的是 ( )
A.通过培养果蝇研究种群数量增长规律
B.在高倍光学显微镜下观察基因在染色体上
C.利用果蝇相对性状遗传研究遗传基本规律
D.可利用果蝇精巢观察有丝分裂和减数分裂
【解析】选B。果蝇繁殖速度快,生长周期短,子代数量多,故可通过培养果蝇研究种群数量增长规律,A正确;光学显微镜下不能看到基因,B错误;果蝇因具有易于区分的相对性状,故常用于研究遗传基本规律,如可利用红眼和白眼这对性状研究眼色的遗传特点,C正确;精巢中的细胞可同时进行有丝分裂和减数分裂,故可利用果蝇精巢观察有丝分裂和减数分裂,D正确。
2.下列与教材实验相关的叙述,错误的是 ( )
A.紫色洋葱鳞片叶内表皮和黑藻叶均可用于观察线粒体
B.观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需使用酒精
C.人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验,均使用荧光标记法
D.艾弗里证明 DNA 是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同
【解析】选A。观察线粒体需用健那绿染液进行染色,线粒体被染成蓝绿色,故黑藻叶中含有绿色的叶绿体,不适合用于观察线粒体,A错误;观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需使用酒精和盐酸混合作为解离液,B正确;人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验,均使用了荧光标记法,C正确;艾弗里证明 DNA 是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路,均是设法将DNA与蛋白质分开,单独、直接地研究它们各自的作用,D正确。
3.(2021·杭州二模)下列关于生物学实验及其研究方法的叙述,错误的是 ( )
A.探究DNA的复制方式——密度梯度离心
B.探究酵母菌细胞的呼吸方式——相互对照
C.检测目的基因是否翻译成蛋白质——DNA分子杂交技术
D.研究种群数量变化规律——构建数学模型
【解析】选C。探究DNA的复制方式的实验中,用密度梯度离心技术将不同密度的DNA分子分离,最终证实了DNA为半保留复制,A正确;探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中,有氧和无氧条件下均为实验组,两组实验组进行相互对照,B正确;检测目的基因是否翻译成蛋白质,应该采用抗原-抗体杂交技术,C错误;研究种群数量变化规律时,根据实验数据,用适当的数学表达式,对种群数量变化进行表达,构建了数学模型,D正确。
4.下列关于同位素标记法应用的描述,不恰当的是 ( )
A.可用18O探究有氧呼吸的整个过程
B.可用14C探究光合作用中碳的转移途径
C.可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程
D.可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系
【解析】选A。有氧呼吸过程中,反应物都含有氧,每一种反应物都不参与有氧呼吸的全过程,因此不可用18O探究有氧呼吸的整个过程,A错误;可用14C探究光合作用中碳的转移途径,即CO2→C3→有机物,B正确;可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程,C正确;碘是合成甲状腺激素的原料,可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系,D正确。
2.(2021·石家庄一模)下列关于教材实验与其用到的科学研究方法或技术,与实验目的不符合的是 ( )
A.染色法:观察DNA、RNA在细胞中的分布
B.同位素标记法:观察基因在染色体上的位置
C.构建动态物理模型:性状分离比的模拟实验
D.DNA分子杂交技术:判断不同生物亲缘关系远近
【解题指导】同位素标记法与荧光标记法的区别
(1)同位素标记法通常是用某种元素的同位素标记物质中的分子或原子;(2)荧光标记法通常是借助荧光分子来标记某种物质,前者是元素标记,后者是分子标记。
【解析】选B。甲基绿和吡罗红染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿可将DNA染成绿色,吡罗红可将RNA染成红色,可通过显微镜观察细胞中被染色的区域以观察DNA、RNA在细胞中的分布,A正确;观察基因在染色体上的位置采用的是荧光标记法,B错误;用小桶代表雌、雄生殖器官,小桶内的不同颜色的小球代表含有不同基因的配子,以此构建动态物理模型,模拟性状分离比,C正确;亲缘关系越近的生物DNA序列相似性越高,故DNA分子杂交技术可用于判断不同生物亲缘关系的远近,D正确。
3.(新情境挑战题)科学家设计了一个简单有效测定植物叶细胞的细胞液浓度的方法,部分步骤如下:
步骤一:1号和2号试管加入等量0.125 mol/L的蔗糖溶液;
步骤二:植物叶片打洞,取一定量叶圆片放入1号试管30分钟,期间摇动数次,加入一粒极小的亚甲基蓝结晶(它对溶液浓度影响极小,可忽略不计,但溶液浓度变化会引起它定向扩散)轻轻摇动;
步骤三:用毛细滴管吸一滴1号试管的蓝色溶液,然后伸入2号试管中部轻轻放出一滴蓝色溶液,观察蓝色小液滴移动方向并记录。
以下是预期的实验结果和结论。
预期的实验结果 预期的实验结论
第一种 下沉 1号试管中溶液浓度上升
第二种 上浮 1号试管中溶液浓度下降
第三种 蓝色小液滴将均匀扩散 1号试管中溶液浓度不变
(1)在第一种情况中,1号试管中的植物细胞__________(填“有”或“没有”)发生质壁分离。
(2)设计该实验的原理是__________________________________________,可通过____________________________判断溶液浓度的变化情况。实验组是________(填“1”或“2”)号试管。
(3)仅靠以上的一组实验不一定就能确定该植物叶细胞的细胞液浓度,还需要增加一定的操作才能达成“测定该植物叶细胞的细胞液浓度”的目的,请写出相关的操作和结果分析: ______________________________________________。
【解析】(1)在第一种情况中,1号试管溶液浓度上升,说明细胞吸水,植物细胞没有发生质壁分离。(2)该实验的原理是在不同浓度的蔗糖溶液中,植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象。1号试管中加入叶圆片后,外界溶液浓度变化可通过蓝色小液滴的浮沉观察到。实验组是1号试管,植物细胞吸水或失水使溶液浓度改变。(3)要想达成实验目的,应该设置不同浓度梯度下的实验,即替换不同浓度的蔗糖溶液,重复以上实验;当获得第三种预期结果的时候,对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度。
答案:(1)没有 (2)植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象 蓝色小液滴的移动情况 1 (3)替换不同浓度的蔗糖溶液,重复以上实验;当获得第三种预期结果的时候,对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度
高频考点三 实验探究、评价
1.图解实验设计思路:
2.“五看法”分析 、评价实验方案设计:
【典例】(2021·湖南选择考改编)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,实验设计如表所示,A组为对照组。回答下列问题:
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF-1 正常小鼠去垂体后的血清
实验结果预测及分析:
(1)与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是________组。
(2)若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是______________________。
关键信息 转化成已有知识
生长激素对软骨细胞的生长调节过程图 生长激素对软骨细胞生长调节存在分级调节和负反馈调节
验证激素作用 验证性实验,实验结果是可预知的
依据表格判断 A组为对照组,无GH和IGF-1;B组有GH,无IGF-1,细胞无明显生长;C组无GH,有IGF-1,能促进细胞生长;D组无GH和IGF-1,细胞无明显生长
【解析】(1)以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。(2)实验目的为验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1,与D组相比,正常小鼠的血清中含有GH和IGF-1,GH不能发挥作用,但GH可通过促进肝脏分泌IGF-1发挥作用,其作用效果与C组基本相当且明显快于A组。
答案:(1)B、D (2)正常小鼠的血清
1.(2021·南京二模)将燕麦胚芽鞘和大豆下胚轴切段放在含2%蔗糖的培养液中进行实验,一段时间后向培养液中加入等量的10 μmol/L生长素溶液,并定时测定切段的延伸速率,结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.本实验中,1小时之后燕麦胚芽鞘切段长度继续延伸
B.用生长素处理大豆的下胚轴,在0～1小时内伸长效果最好
C.本实验可用30%的蔗糖代替2%的蔗糖以获得更多能量
D.促进大豆下胚轴伸长的生长素溶液最适浓度为10 μmol/L
【解析】选A。本实验中,1小时之后燕麦胚芽鞘切段维持较高的延伸速率,长度继续延伸,A正确;用生长素处理大豆的下胚轴,在1小时附近伸长效果最好,在0～0.5小时内伸长效果较差,在1.5小时之后维持较好的伸长效果,B错误;30%的蔗糖浓度过高,会导致细胞过度失水而死亡,C错误;图中研究的是施加一定量生长素之后不同时间切段延伸速率的变化,无法判断促进大豆下胚轴伸长的生长素溶液最适浓度,D错误。
【加固训练】
研究黄芩苷对胃癌细胞增殖的影响,用不同浓度的黄芩苷分别处理胃癌细胞不同时间后,检测胃癌细胞的增殖程度,结果如图。下列叙述正确的是 ( )
A.该实验的自变量是黄芩苷浓度,胃癌细胞的培养温度属于无关变量
B.正常细胞发生基因突变产生原癌基因和抑癌基因,使细胞发生癌变
C.由图可知,用160 μmol/L的黄芩苷处理胃癌细胞96小时,抑制效果可达最佳
D.该实验结果可直接用于胃癌患者的临床治疗
【解析】选C。该实验的自变量是黄芩苷的浓度和处理时间,因变量是胃癌细胞增殖的程度,胃癌细胞的培养温度属于无关变量,A错误;正常细胞中有原癌基因和抑癌基因,若原癌基因和抑癌基因发生突变,细胞则发生癌变,B错误;据图可知,黄芩苷能抑制胃癌细胞增殖,且在一定范围内浓度越大、处理时间越长抑制作用越明显,图中显示,用160 μmol/L的黄芩苷处理胃癌细胞96小时,抑制效果可达最佳,C正确;该实验结果不可直接用于胃癌患者的临床治疗,还需要进行进一步的模拟动物实验,D错误。
2.(2021·广州一模)内毒素是革兰氏阴性菌的主要致病成分,头孢三嗪是临床上常用的抗菌药物。如表为某医生在体外实验中,测定不同浓度头孢三嗪单独或联合双黄连处理肺炎克雷伯氏菌(一种革兰氏阴性菌)时内毒素释放量的实验结果。下列相关分析正确的是 ( )
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
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,添加药物种类为唯一的自变量
B.甲组为对照组,说明肺炎克雷伯氏菌可自发地释放内毒素
C.头孢三嗪能抑制肺炎克雷伯氏菌释放内毒素,且浓度越高效果越明显
D.双黄连能够拮抗头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素释放的影响
【解析】选B。该实验的自变量有药物种类和药物浓度,A错误;甲组添加低浓度生理盐水,内毒素释放量为5 298 EU·mL-1,说明肺炎克雷伯氏菌可以自发地释放内毒素,B正确;低浓度和中浓度的头孢三嗪下,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氏菌释放内毒素,高浓度的头孢三嗪抑制肺炎克雷伯氏菌释放内毒素,C错误;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,说明双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素的释放的促进作用减弱,D错误。
3.(新情境挑战题)某研究小组为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响,进行了相关实验:取若干株型、长势、叶片均一的水稻植株平均分为两组,每天傍晚分别将蒸馏水、1 mmol·L-1 NaHSO3喷洒在两组水稻叶片上,次日上午测定光合速率,结果如图1所示,研究小组进一步实验,用0.2 μmol·L-1 硫酸甲酯吩嗪(PMS)替代1 mmol·L-1 NaHSO3进行相关实验,结果如图2所示;用0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪和1 mmol·L-1 NaHSO3混合进行相关实验,结果如图3所示,回答下列相关问题:
(1)图1对应实验的自变量是____________________________________,通过图1实验数据可以得出的结论是_______________________。
(2)据图可知,0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol·L-1 NaHSO3对水稻光合作用的效应______(填“相同”或“不同”),两者之间________(填“存在”或“不存在”)累加效应。
(3)从资料中检索到硫酸甲酯吩嗪(PMS)的使用增加了叶片内叶绿体形成 ATP 的能力和光合放氧量,其作用部位是________,其上发生的能量转换是____________________________________。
(4)若要证明NaHSO3的作用机理与硫酸甲酯吩嗪(PMS)相同,至少应检测施用NaHSO3组叶片中的________________________________________________,并与____________________________________________组中相关指标相比较。
【方法指导】实验设计中曲线图的分析方法
(1)确定自变量和因变量,一般用横坐标表示自变量,纵坐标表示因变量。
(2)确定关键点,在相应位置描出曲线的起点、转折点、终点等关键点。
(3)如果坐标图中有2条或2条以上的曲线,要在各条曲线的对应位置标出相应的名称。
【解析】(1)该实验的自变量是NaHSO3的有无和光照强度。通过实验1数据可以得出的结论是:在不同光照强度下,低浓度NaHSO3均可提高水稻的光合速率。(2)据图1、图2、图3分析可知,0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol·L-1 NaHSO3对水稻光合作用的效应相同,且两者之间不存在累加效应。(3)根据题意分析,已知PMS的使用增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量,而这两个过程属于光合作用光反应阶段,所以其作用部位是叶绿体的类囊体薄膜,光反应的过程是将光能转化为ATP中活跃的化学能。(4)由题干信息可知,PMS的使用增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量,若要证明NaHSO3的作用机理与硫酸甲酯吩嗪(PMS)相同,应检测题干提到的“叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量”,即检测施用NaHSO3组叶片中的叶绿体形成ATP的速率和光合放氧量,并和对照组以及施用 0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)组的叶片做对比。
答案:(1)NaHSO3的有无和光照强度 在不同光照强度条件下,低浓度NaHSO3均可提高水稻的光合速率
(2)相同 不存在
(3)类囊体薄膜 光能转化为ATP中活跃的化学能
(4)叶绿体形成ATP的速率和光合放氧量 对照组和施用0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)
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实验与探究
1.根据鉴定、提取和观察类实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)观察活细胞中的线粒体时,可以用健那绿染液进行染色。(2020·全国卷Ⅱ,T3) ( √ )
(2)探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察。(2020·全国卷Ⅱ,T3) ( × )
分析:红细胞体积微小,观察其因失水而发生的形态变化需要利用显微镜。
(3)探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液。(2020·山东卷,T3) ( √ )
(4)在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在加热条件下由无色变成砖红色。(2020·江苏卷,T17) ( × )
分析:斐林试剂为蓝色而非无色。
(5)在观察植物根尖有丝分裂实验过程中,装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色。(2019·浙江卷,T18) ( √ )
(6)换高倍镜后常用细准焦螺旋调焦才能观察到清晰的物像。 ( √ )
(7)动物的卵巢或植物的雌蕊是进行观察减数分裂实验的理想材料。 ( × )
分析:动物的卵巢或植物的雌蕊中进行减数分裂的细胞数目较少,不宜用于观察减数分裂。
(8)低温诱导染色体数目加倍实验中,待洋葱长出不定根后,剪取根尖0.5～1 cm置于4 ℃低温诱导培养36 h。 ( × )
分析:低温诱导染色体数目加倍实验中,待洋葱长出约1 cm的不定根时,将整个装置放入冰箱的低温室内(4 ℃),诱导培养36 h。
(9)在观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中,需要大烧杯中保温5 min。 ( √ )
(10)绿叶中的色素能在滤纸条上被分离的依据是其在层析液中的溶解度不同。 ( √ )
(11)可利用洋葱根尖进行观察细胞有丝分裂和减数分裂的实验。 ( × )
分析:洋葱根尖分生区的细胞只能进行有丝分裂,而不能进行减数分裂。
(12)用纸层析法可以分离菠菜中的光合色素。 ( √ )
【易混对对碰】
易混1 A:检测组织中的蛋白质时,双缩脲试剂A液和B液混合均匀后注入待测样液中。(×)
B:检测组织中的还原糖时,斐林试剂甲液和乙液混合均匀后注入待测样液中。 (√)
易混2 A:观察植物细胞质壁分离实验中,选用洋葱根尖细胞。 (×)
B:用双缩脲试剂鉴定蛋白质的实验中,不选用血红蛋白作为实验材料。 (√)
易混3 A:“绿叶中色素的提取”和“检测生物组织中的脂肪”实验中,酒精的作用相同。 (×)
B:在观察细胞中的线粒体时,染色之前不需要用盐酸解离细胞。 (√)
2.根据探究类、模拟调查类和设计实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,红叶杨光合速率减小,可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较。(2019·天津卷,T4) ( √ )
(2)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时,可用台盼蓝染液区分菌体死活。(2019·江苏卷Ⅱ,T22) ( √ )
(3)黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度。(2018·全国卷Ⅲ,T6) ( √ )
(4)黑光灯诱捕的方法可用于探究某农田趋光性昆虫的物种数目。(2018·全国卷Ⅲ,T6) ( √ )
(5)探究NAA促进插条生根的最适浓度时,先开展预实验能有效降低实验误差。 ( × )
分析:预实验可以检测实验设计的科学性和可行性,以免浪费,但不能有效控制实验误差。
(6)探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块紫红色深度应不同。 ( × )
分析:探究细胞大小与物质运输关系实验中,琼脂块紫红色深度一样,琼脂块大小不一样。
(7)“探究温度对酶活性的影响”实验中,应将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度条件下处理。 ( × )
分析:“探究温度对酶活性的影响”实验中,应将淀粉和淀粉酶分别置于不同温度条件下处理一段时间,再将相同温度下的酶和底物混合,以保证酶在设定的温度条件下催化化学反应。
(8)“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中,可用诱虫器采集土壤样品中的小动物。 ( √ )
(9)质壁分离复原实验和探究酵母菌的呼吸方式实验均设置了自身对照。 ( × )
分析:观察植物细胞的质壁分离与复原实验属于前后自身对照实验;在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,有氧和无氧两种条件下均为实验组,是对比实验,属于相互对照。
(10)标志重捕法、样方法、取样器取样法都是针对群落水平的调查方法。 ( × )
分析:标志重捕法是估算种群密度的调查方法,是针对种群水平的调查方法;样方法既可以调查种群密度,也可调查物种丰富度;而用取样器取样法调查样本中小动物的种类和数量来推测该区域土壤动物的丰富度,属于群落水平的调查方法。
(11)探究实验的实验结果总是与预期假设保持一致。 ( × )
分析:探究实验的实验结果是未知的,故未必与预期假设保持一致。
(12)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。 ( × )
分析: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。
【易混对对碰】
易混1 A: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。 (×)
B:探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2属于对比实验。 (√)
易混2 A:植物表皮细胞用蔗糖溶液处理,未发生质壁分离说明细胞没有活性。 (×)
B:可用质壁分离与复原实验探究植物细胞的死活。 (√)
易混3 A:用取样器取样法探究培养液中酵母菌种群数量变化。 (×)
B:可用抽样检测法检测鱼塘水中某种有害微生物的种群密度。 (√)
3.根据教材经典实验的相关知识,判断下列叙述的正误:
【易错点点通】
(1)卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(2)赫尔希(A.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(3)梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( √ )
(4)温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质采用了同位素标记法。(2020·江苏卷,T20) ( × )
分析:温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法。
(5)人鼠细胞融合实验用到了同位素标记法。 ( × )
分析:人鼠细胞融合实验用到了荧光标记法。
(6)T2噬菌体侵染肺炎双球菌的实验,证明了DNA是遗传物质。 ( × )
分析:T2噬菌体不能侵染肺炎双球菌,只能专一性侵染大肠杆菌,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明了DNA是遗传物质。
(7)自花传粉、闭花受粉的豌豆具有明显的相对性状,可用于研究伴性遗传。 ( × )
分析:伴性遗传是指位于性染色体上的基因在遗传的时候,性状和性别相关联的现象。豌豆是两性花,没有性染色体。
(8)孟德尔以豌豆作为材料发现了遗传规律,他选择山柳菊也可得到一样的规律。 ( × )
分析:山柳菊没有既容易区分又可以连续观察的相对性状;花小,难以做人工杂交实验;有时进行有性生殖,有时进行无性生殖,会干扰数据的统计,故孟德尔若选择山柳菊不能得到一样的规律。
【易混对对碰】
易混1 A:萨顿通过假说—演绎法推出基因位于染色体上。 (×)
B:摩尔根等人通过假说—演绎法,证明了基因在染色体上。 (√)
易混2 A:沃森和克里克根据DNA的半保留复制过程提出了双螺旋结构模型。 (×)
B:证明DNA复制方式为半保留复制时需利用同位素标记法和密度梯度离心技术。 (√)
易混3 A:克里克利用同位素标记法发现了中心法则。 (×)
B:用荧光标记法可研究细胞膜的流动性。 (√)
高频考点一 教材基础实验
1.图解实验中的显色反应:
2.图解盐酸在教材实验中的作用:
3.图解酒精在教材实验中的作用:
【典例】(2021·广东选择考)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,如图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是 ( )
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
关键信息 转化成已有知识
保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开 保卫细胞吸水,气孔开放,保卫细胞失水,气孔关闭
题图中保卫细胞的变化过程 细胞滴加溶液①→形态基本不变→滴加溶液②→保卫细胞气孔开度变小→滴加溶液③→保卫细胞气孔开度变大
保卫细胞气孔开度变化与质壁分离的关系 保卫细胞气孔开度变小→保卫细胞失水,可能发生质壁分离;保卫细胞变大→保卫细胞吸水,可能发生质壁分离复原
【解析】选A。本题以用不同浓度的蔗糖溶液处理保卫细胞的实验为载体,主要考查植物细胞失水和吸水原理。根据图示可知蔗糖溶液①处理保卫细胞后,保卫细胞的气孔开度变化不大,说明蔗糖溶液①的浓度与保卫细胞的细胞液浓度接近,保卫细胞由初始状态经过蔗糖溶液③处理后,气孔开度变大,说明细胞吸水,保卫细胞的细胞液浓度下降,因此③处理后<①处理后,A错误,C正确;蔗糖溶液②处理后,保卫细胞的气孔开度变小,说明保卫细胞失水,可观察到质壁分离现象,B正确;根据以上分析,蔗糖溶液①可以近似为保卫细胞的等渗溶液,蔗糖溶液②为保卫细胞的高渗溶液,蔗糖溶液③则为保卫细胞的低渗溶液,故3种蔗糖溶液的浓度高低为②>①>③,D正确。
滴加蔗糖溶液③后,保卫细胞气孔开度变大是水分子只进入保卫细胞的结果吗 请说明做出判断的理由。
不是。滴加蔗糖溶液③后,水分子既进入保卫细胞,也从保卫细胞进入蔗糖溶液,由于蔗糖溶液③的浓度低于保卫细胞的细胞液浓度,因此从蔗糖溶液③进入保卫细胞的水分子数多于从保卫细胞进入蔗糖溶液③的水分子数,使保卫细胞气孔开度变大。
1.(2021·长春一模)下列有关教材实验中的分析叙述,正确的是 ( )
A.探究酵母菌的呼吸方式实验中,有无氧气是无关变量
B.盐酸在观察植物细胞有丝分裂实验中的作用是使细胞彼此分离
C.格里菲思以小鼠和肺炎双球菌为实验材料,证明DNA是R型细菌的“转化因子”
D.低温诱导染色体数目加倍实验中,将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理
【解析】选B。探究酵母菌的呼吸方式实验中,有无氧气是自变量,A错误;盐酸在观察细胞有丝分裂过程中的作用是作为解离液的组分,解离的目的是使组织细胞彼此分离开来,便于后续的染色及其他操作,B正确;格里菲思以小鼠和肺炎双球菌为实验材料证明S型细菌中存在某种“转化因子”,但没有证明DNA是R型细菌的“转化因子”,C错误;低温诱导染色体数目加倍实验中,先进行低温处理,再将大蒜根尖制成装片进行观察,先制片会杀死细胞,无法诱导染色体数目加倍,D错误。
【加固训练】
1.显微镜是生物学实验常用的一种仪器,下列相关叙述正确的是 ( )
A.观察植物细胞的质壁分离与复原时,需先在低倍镜下找到物像再换成高倍镜观察
B.低温诱导染色体数目变化实验中,在低倍镜下可判断细胞染色体数目是否发生变化
C.用显微镜对酵母菌进行计数时,应先将酵母菌菌液滴加到计数室再盖上盖玻片观察
D.研究土壤小动物丰富度时,需使用高倍镜观察小动物的特征以统计小动物的种类
【解析】选B。在质壁分离实验中,用低倍镜观察即可,A错误;低温诱导染色体数目进行计数时,先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后,再用高倍镜观察,B正确;用显微镜对酵母菌进行计数时,先盖上盖玻片再滴加酵母菌菌液,C错误;研究土壤中小动物的丰富度时,观察时最好用实体镜,如用普通显微镜,可在4倍的物镜和5倍的目镜下进行观察,D错误。
2.以下高中生物学实验中,操作正确的是 ( )
A.探究温度影响酶活性时,应先将底物和酶分别保温再混合保温
B.提取叶绿体中色素的实验中,为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL无水乙醇研磨效果最好
C.使用高倍显微镜观察时,应先用粗准焦螺旋调节,再用细准焦螺旋调节
D.检测酒精时应加入酸性的重铬酸钾溶液,反应生成灰色
【解析】选A。探究温度对酶活性的影响时,应将酶与底物分别保温后再混合,A正确;由于乙醇易挥发,为了获得10 mL提取液,需要在研磨时加入多于10 mL的无水乙醇,B错误;使用高倍显微镜观察时,不能使用粗准焦螺旋调节,只能用细准焦螺旋调节,C错误;检测酒精时应加入酸性的重铬酸钾溶液,反应出现灰绿色,D错误。
2.(2021·济宁二模)紫色洋葱是常用的生物学实验材料,紫色洋葱的叶分为两种:管状叶伸展于空中,能进行光合作用;鳞片叶层层包裹形成鳞茎,富含营养物质。下列有关叙述正确的是 ( )
A.鳞片叶外表皮细胞含有色素,可用于叶绿体色素的提取和分离实验
B.取新生根尖制成装片,在显微镜下大部分细胞中能观察到染色体
C.质壁分离复原的过程中,鳞片叶表皮细胞的吸水能力逐渐变小
D.将洋葱管状叶制成装片,在高倍镜下可观察到叶绿体中的基粒
【解析】选C。鳞片叶外表皮细胞含有色素,但不含光合色素,不能作为叶绿体色素的提取和分离实验的材料,A错误;由于间期时间较长,所以大部分新生根尖细胞都处于间期,细胞含染色质,因此大部分新生根尖细胞不能观察到染色体,B错误;质壁分离复原的过程中,细胞不断吸收水分,细胞液浓度变小,所以吸水能力逐渐变小,C正确;叶绿体中的基粒属于亚显微结构,在高倍镜下不能观察到,D错误。
【知识拓展】“一材多用”——洋葱
3.(新情境挑战题)玉米子粒发芽过程中淀粉含量逐渐减少。为了验证上述淀粉减少是淀粉酶作用的结果,设计了如下实验:在1～4号试管中分别加入相应的不同溶液和淀粉溶液(如图所示),40 ℃温水浴30 min后,分别加入斐林试剂并在60 ℃水浴中加热,观察试管内颜色变化。试管4未出现预期结果,其他试管中结果符合预期。以下分析错误的是 ( )
A.设置试管1作为对照,其主要目的是维持淀粉溶液的pH稳定
B.试管2中应加入的X是发芽前玉米的提取液
C.预测试管3中的颜色变化是蓝色→砖红色
D.试管4未出现预期结果最可能的原因是淀粉酶已失活
【解析】选A。设置试管1作为对照,其主要目的是排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖,A错误;根据单一变量原则,1号试管加的是缓冲液作为对照,3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液,则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液,B正确;3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶,催化淀粉水解产生了还原糖,因此其颜色由蓝色变成了砖红色,C正确;若4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色,可能是因为淀粉酶已失活,不能催化淀粉水解,D正确。
【加固训练】
(2021·南充三模)某野生葱种子在成熟过程中各物质含量的变化如表所示,请分析表格内容回答下列问题。
时期 含水量/% 可溶性糖/% 淀粉/% 脂肪/%
开始成熟期 69.89 5.04 4.20 22.54
成熟期 51.97 4.90 14.87 28.96
脱落期 8.28 4.44 55.18 32.62
(1)成熟期种子含水量较高,这时细胞代谢较________,种子能够积累大量有机物;脱落期种子大量脱水,这个过程中细胞损失的水主要是__________。
(2)为了验证种子中可溶性糖里含有还原糖,将该批种子磨碎后用清水制成提取液,进行了如下实验:在甲试管中加入2 mL试剂A和1 mL试剂B;在乙试管中加入2 mL种子提取液(无色)和1 mL试剂B,对两支试管进行50～65 ℃水浴加热约2 min,观察比较两支试管的颜色变化。
①试管中加入的试剂B是____________。
②甲试管中加入的试剂A是____________,目的是____________________。
③请预测实验结果:____________________________。
【解析】(1)代谢快(或旺盛)的细胞含水量比较高。种子干燥的过程中损失的主要是自由水。(2)①检测还原糖的试剂B是斐林试剂,斐林试剂包含甲液(0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(0.05 g/mL的CuSO4溶液)。在检测还原糖时,在提取液中加入1 mL斐林试剂(甲液和乙液充分等量混合而成,不能分别加入)水浴加热2 min观察溶液颜色变化;②甲试管中加入的试剂A应该是清水,作为对照组,其目的是排除用于提取种子中可溶性糖的清水里含有还原糖;③由于清水中没有还原糖,提取液中含有还原糖。所以预测实验结果:甲试管中未生成砖红色沉淀,乙试管中生成砖红色沉淀。
答案:(1)快(或旺盛) 自由水 (2)①斐林试剂 ②清水 为了排除用于提取种子中可溶性糖的清水里含有还原糖 ③甲试管中未生成砖红色沉淀,乙试管中生成砖红色沉淀
高频考点二 教材经典实验
图解高中生物实验常用的方法技术:
【典例】(2020 浙江1月选考改编)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析正确的是 ( )
A.甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的上清液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的大肠杆菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,但会产生含35S的子代噬菌体
关键信息 转化成已有知识
甲组装置 32P标记的是噬菌体的DNA,甲组离心后,放射性主要在沉淀物中,由于部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌,所以上清液中含有少量放射性,甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA,由于DNA进行半保留复制,可产生不含32P的噬菌体
乙组装置 35S标记的是噬菌体的蛋白质,噬菌体侵染大肠杆菌的时候,蛋白质外壳留在外面,只有DNA注入大肠杆菌中,因此乙组的上清液含大量35S标记的噬菌体蛋白质,不会产生含35S的子代噬菌体
【解析】选B。甲组实验中,噬菌体被32P标记的DNA在大肠杆菌中进行半保留复制,会产生少数含32P的子代噬菌体,A错误。甲组实验中,噬菌体被32P标记的DNA以大肠杆菌中未被标记的脱氧核苷酸为原料进行多次半保留复制,会产生不含32P的子代噬菌体,B正确。由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的上清液含有较多35S标记的噬菌体蛋白。噬菌体以大肠杆菌中未被标记的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳,所以不会产生含35S的子代噬菌体,C、D错误。
在规范操作情况下,离心后上清液和沉淀物中的主要成分分别是什么
上清液中的主要成分是噬菌体蛋白质外壳,沉淀物中的主要成分是大肠杆菌菌体。
1.下列有关实验与探究的叙述,正确的是 ( )
A.建立血糖调节的模型就是构建动态的数学模型
B.在探究pH对酶活性影响的实验中,可以用淀粉为底物,并用斐林试剂检测
C.75%的酒精可用于冲洗卡诺氏液处理过的根尖
D.探究2,4-D促进插条生根的最适浓度时,需要提前做预实验
【解析】选D。建立血糖调节的模型是构建动态的物理模型,A错误;淀粉在酸性条件下,不需要酶即可自动分解,所以不能用淀粉为底物探究pH对酶活性的影响,B错误;应用体积分数95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖,C错误;探究2,4-D促进插条生根的最适浓度时,需要提前做预实验,可以为进一步的实验摸索条件,以免盲目开展实验而造成人力、财力的浪费,D正确。
【加固训练】
1.果蝇是一种体积较小的昆虫,分布广泛、容易饲养、繁殖速度快、相对性状明显,常用于生物学实验。下列说法错误的是 ( )
A.通过培养果蝇研究种群数量增长规律
B.在高倍光学显微镜下观察基因在染色体上
C.利用果蝇相对性状遗传研究遗传基本规律
D.可利用果蝇精巢观察有丝分裂和减数分裂
【解析】选B。果蝇繁殖速度快,生长周期短,子代数量多,故可通过培养果蝇研究种群数量增长规律,A正确;光学显微镜下不能看到基因,B错误;果蝇因具有易于区分的相对性状,故常用于研究遗传基本规律,如可利用红眼和白眼这对性状研究眼色的遗传特点,C正确;精巢中的细胞可同时进行有丝分裂和减数分裂,故可利用果蝇精巢观察有丝分裂和减数分裂,D正确。
2.下列与教材实验相关的叙述,错误的是 ( )
A.紫色洋葱鳞片叶内表皮和黑藻叶均可用于观察线粒体
B.观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需使用酒精
C.人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验,均使用荧光标记法
D.艾弗里证明 DNA 是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同
【解析】选A。观察线粒体需用健那绿染液进行染色,线粒体被染成蓝绿色,故黑藻叶中含有绿色的叶绿体,不适合用于观察线粒体,A错误;观察植物细胞有丝分裂和低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验均需使用酒精和盐酸混合作为解离液,B正确;人鼠细胞融合和现代分子生物学将基因定位在染色体上的实验,均使用了荧光标记法,C正确;艾弗里证明 DNA 是遗传物质和噬菌体侵染细菌实验的设计思路,均是设法将DNA与蛋白质分开,单独、直接地研究它们各自的作用,D正确。
3.(2021·杭州二模)下列关于生物学实验及其研究方法的叙述,错误的是 ( )
A.探究DNA的复制方式——密度梯度离心
B.探究酵母菌细胞的呼吸方式——相互对照
C.检测目的基因是否翻译成蛋白质——DNA分子杂交技术
D.研究种群数量变化规律——构建数学模型
【解析】选C。探究DNA的复制方式的实验中,用密度梯度离心技术将不同密度的DNA分子分离,最终证实了DNA为半保留复制,A正确;探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中,有氧和无氧条件下均为实验组,两组实验组进行相互对照,B正确;检测目的基因是否翻译成蛋白质,应该采用抗原-抗体杂交技术,C错误;研究种群数量变化规律时,根据实验数据,用适当的数学表达式,对种群数量变化进行表达,构建了数学模型,D正确。
4.下列关于同位素标记法应用的描述,不恰当的是 ( )
A.可用18O探究有氧呼吸的整个过程
B.可用14C探究光合作用中碳的转移途径
C.可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程
D.可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系
【解析】选A。有氧呼吸过程中,反应物都含有氧,每一种反应物都不参与有氧呼吸的全过程,因此不可用18O探究有氧呼吸的整个过程,A错误;可用14C探究光合作用中碳的转移途径,即CO2→C3→有机物,B正确;可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和分泌过程,C正确;碘是合成甲状腺激素的原料,可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系,D正确。
2.(2021·石家庄一模)下列关于教材实验与其用到的科学研究方法或技术,与实验目的不符合的是 ( )
A.染色法:观察DNA、RNA在细胞中的分布
B.同位素标记法:观察基因在染色体上的位置
C.构建动态物理模型:性状分离比的模拟实验
D.DNA分子杂交技术:判断不同生物亲缘关系远近
【解题指导】同位素标记法与荧光标记法的区别
(1)同位素标记法通常是用某种元素的同位素标记物质中的分子或原子;(2)荧光标记法通常是借助荧光分子来标记某种物质,前者是元素标记,后者是分子标记。
【解析】选B。甲基绿和吡罗红染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿可将DNA染成绿色,吡罗红可将RNA染成红色,可通过显微镜观察细胞中被染色的区域以观察DNA、RNA在细胞中的分布,A正确;观察基因在染色体上的位置采用的是荧光标记法,B错误;用小桶代表雌、雄生殖器官,小桶内的不同颜色的小球代表含有不同基因的配子,以此构建动态物理模型,模拟性状分离比,C正确;亲缘关系越近的生物DNA序列相似性越高,故DNA分子杂交技术可用于判断不同生物亲缘关系的远近,D正确。
3.(新情境挑战题)科学家设计了一个简单有效测定植物叶细胞的细胞液浓度的方法,部分步骤如下:
步骤一:1号和2号试管加入等量0.125 mol/L的蔗糖溶液;
步骤二:植物叶片打洞,取一定量叶圆片放入1号试管30分钟,期间摇动数次,加入一粒极小的亚甲基蓝结晶(它对溶液浓度影响极小,可忽略不计,但溶液浓度变化会引起它定向扩散)轻轻摇动;
步骤三:用毛细滴管吸一滴1号试管的蓝色溶液,然后伸入2号试管中部轻轻放出一滴蓝色溶液,观察蓝色小液滴移动方向并记录。
以下是预期的实验结果和结论。
预期的实验结果 预期的实验结论
第一种 下沉 1号试管中溶液浓度上升
第二种 上浮 1号试管中溶液浓度下降
第三种 蓝色小液滴将均匀扩散 1号试管中溶液浓度不变
(1)在第一种情况中,1号试管中的植物细胞__________(填“有”或“没有”)发生质壁分离。
(2)设计该实验的原理是__________________________________________,可通过____________________________判断溶液浓度的变化情况。实验组是________(填“1”或“2”)号试管。
(3)仅靠以上的一组实验不一定就能确定该植物叶细胞的细胞液浓度,还需要增加一定的操作才能达成“测定该植物叶细胞的细胞液浓度”的目的,请写出相关的操作和结果分析: ______________________________________________。
【解析】(1)在第一种情况中,1号试管溶液浓度上升,说明细胞吸水,植物细胞没有发生质壁分离。(2)该实验的原理是在不同浓度的蔗糖溶液中,植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象。1号试管中加入叶圆片后,外界溶液浓度变化可通过蓝色小液滴的浮沉观察到。实验组是1号试管,植物细胞吸水或失水使溶液浓度改变。(3)要想达成实验目的,应该设置不同浓度梯度下的实验,即替换不同浓度的蔗糖溶液,重复以上实验;当获得第三种预期结果的时候,对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度。
答案:(1)没有 (2)植物细胞细胞液与外界溶液存在浓度差时会发生渗透吸水或失水现象 蓝色小液滴的移动情况 1 (3)替换不同浓度的蔗糖溶液,重复以上实验;当获得第三种预期结果的时候,对应的蔗糖溶液浓度即为该植物叶细胞的细胞液浓度
高频考点三 实验探究、评价
1.图解实验设计思路:
2.“五看法”分析 、评价实验方案设计:
【典例】(2021·湖南选择考改编)生长激素对软骨细胞生长有促进作用,调节过程如图所示。研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养,验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,实验设计如表所示,A组为对照组。回答下列问题:
组别 A B C D E
培养液中添加物质 无 GH IGF-1 正常小鼠去垂体后的血清
实验结果预测及分析:
(1)与A组比较,在B、C和D组中,软骨细胞生长无明显变化的是________组。
(2)若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,结合本实验目的,推测E组培养液中添加物质是______________________。
关键信息 转化成已有知识
生长激素对软骨细胞的生长调节过程图 生长激素对软骨细胞生长调节存在分级调节和负反馈调节
验证激素作用 验证性实验,实验结果是可预知的
依据表格判断 A组为对照组,无GH和IGF-1;B组有GH,无IGF-1,细胞无明显生长;C组无GH,有IGF-1,能促进细胞生长;D组无GH和IGF-1,细胞无明显生长
【解析】(1)以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料,则B组培养液中添加GH,不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后,血清中不含GH,则也不含有肝脏细胞分泌的IGF-1,软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF-1,可促进软骨细胞生长。综上可知,与A组比较,软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。(2)实验目的为验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长,若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快,推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF-1,与D组相比,正常小鼠的血清中含有GH和IGF-1,GH不能发挥作用,但GH可通过促进肝脏分泌IGF-1发挥作用,其作用效果与C组基本相当且明显快于A组。
答案:(1)B、D (2)正常小鼠的血清
1.(2021·南京二模)将燕麦胚芽鞘和大豆下胚轴切段放在含2%蔗糖的培养液中进行实验,一段时间后向培养液中加入等量的10 μmol/L生长素溶液,并定时测定切段的延伸速率,结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.本实验中,1小时之后燕麦胚芽鞘切段长度继续延伸
B.用生长素处理大豆的下胚轴,在0～1小时内伸长效果最好
C.本实验可用30%的蔗糖代替2%的蔗糖以获得更多能量
D.促进大豆下胚轴伸长的生长素溶液最适浓度为10 μmol/L
【解析】选A。本实验中,1小时之后燕麦胚芽鞘切段维持较高的延伸速率,长度继续延伸,A正确;用生长素处理大豆的下胚轴,在1小时附近伸长效果最好,在0～0.5小时内伸长效果较差,在1.5小时之后维持较好的伸长效果,B错误;30%的蔗糖浓度过高,会导致细胞过度失水而死亡,C错误;图中研究的是施加一定量生长素之后不同时间切段延伸速率的变化,无法判断促进大豆下胚轴伸长的生长素溶液最适浓度,D错误。
【加固训练】
研究黄芩苷对胃癌细胞增殖的影响,用不同浓度的黄芩苷分别处理胃癌细胞不同时间后,检测胃癌细胞的增殖程度,结果如图。下列叙述正确的是 ( )
A.该实验的自变量是黄芩苷浓度,胃癌细胞的培养温度属于无关变量
B.正常细胞发生基因突变产生原癌基因和抑癌基因,使细胞发生癌变
C.由图可知,用160 μmol/L的黄芩苷处理胃癌细胞96小时,抑制效果可达最佳
D.该实验结果可直接用于胃癌患者的临床治疗
【解析】选C。该实验的自变量是黄芩苷的浓度和处理时间,因变量是胃癌细胞增殖的程度,胃癌细胞的培养温度属于无关变量,A错误;正常细胞中有原癌基因和抑癌基因,若原癌基因和抑癌基因发生突变,细胞则发生癌变,B错误;据图可知,黄芩苷能抑制胃癌细胞增殖,且在一定范围内浓度越大、处理时间越长抑制作用越明显,图中显示,用160 μmol/L的黄芩苷处理胃癌细胞96小时,抑制效果可达最佳,C正确;该实验结果不可直接用于胃癌患者的临床治疗,还需要进行进一步的模拟动物实验,D错误。
2.(2021·广州一模)内毒素是革兰氏阴性菌的主要致病成分,头孢三嗪是临床上常用的抗菌药物。如表为某医生在体外实验中,测定不同浓度头孢三嗪单独或联合双黄连处理肺炎克雷伯氏菌(一种革兰氏阴性菌)时内毒素释放量的实验结果。下列相关分析正确的是 ( )
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
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,添加药物种类为唯一的自变量
B.甲组为对照组,说明肺炎克雷伯氏菌可自发地释放内毒素
C.头孢三嗪能抑制肺炎克雷伯氏菌释放内毒素,且浓度越高效果越明显
D.双黄连能够拮抗头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素释放的影响
【解析】选B。该实验的自变量有药物种类和药物浓度,A错误;甲组添加低浓度生理盐水,内毒素释放量为5 298 EU·mL-1,说明肺炎克雷伯氏菌可以自发地释放内毒素,B正确;低浓度和中浓度的头孢三嗪下,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氏菌释放内毒素,高浓度的头孢三嗪抑制肺炎克雷伯氏菌释放内毒素,C错误;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,说明双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素的释放的促进作用减弱,D错误。
3.(新情境挑战题)某研究小组为探究低浓度NaHSO3溶液对水稻光合速率的影响,进行了相关实验:取若干株型、长势、叶片均一的水稻植株平均分为两组,每天傍晚分别将蒸馏水、1 mmol·L-1 NaHSO3喷洒在两组水稻叶片上,次日上午测定光合速率,结果如图1所示,研究小组进一步实验,用0.2 μmol·L-1 硫酸甲酯吩嗪(PMS)替代1 mmol·L-1 NaHSO3进行相关实验,结果如图2所示;用0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪和1 mmol·L-1 NaHSO3混合进行相关实验,结果如图3所示,回答下列相关问题:
(1)图1对应实验的自变量是____________________________________,通过图1实验数据可以得出的结论是_______________________。
(2)据图可知,0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol·L-1 NaHSO3对水稻光合作用的效应______(填“相同”或“不同”),两者之间________(填“存在”或“不存在”)累加效应。
(3)从资料中检索到硫酸甲酯吩嗪(PMS)的使用增加了叶片内叶绿体形成 ATP 的能力和光合放氧量,其作用部位是________,其上发生的能量转换是____________________________________。
(4)若要证明NaHSO3的作用机理与硫酸甲酯吩嗪(PMS)相同,至少应检测施用NaHSO3组叶片中的________________________________________________,并与____________________________________________组中相关指标相比较。
【方法指导】实验设计中曲线图的分析方法
(1)确定自变量和因变量,一般用横坐标表示自变量,纵坐标表示因变量。
(2)确定关键点,在相应位置描出曲线的起点、转折点、终点等关键点。
(3)如果坐标图中有2条或2条以上的曲线,要在各条曲线的对应位置标出相应的名称。
【解析】(1)该实验的自变量是NaHSO3的有无和光照强度。通过实验1数据可以得出的结论是:在不同光照强度下,低浓度NaHSO3均可提高水稻的光合速率。(2)据图1、图2、图3分析可知,0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol·L-1 NaHSO3对水稻光合作用的效应相同,且两者之间不存在累加效应。(3)根据题意分析,已知PMS的使用增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量,而这两个过程属于光合作用光反应阶段,所以其作用部位是叶绿体的类囊体薄膜,光反应的过程是将光能转化为ATP中活跃的化学能。(4)由题干信息可知,PMS的使用增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量,若要证明NaHSO3的作用机理与硫酸甲酯吩嗪(PMS)相同,应检测题干提到的“叶绿体形成ATP的能力和光合放氧量”,即检测施用NaHSO3组叶片中的叶绿体形成ATP的速率和光合放氧量,并和对照组以及施用 0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)组的叶片做对比。
答案:(1)NaHSO3的有无和光照强度 在不同光照强度条件下,低浓度NaHSO3均可提高水稻的光合速率
(2)相同 不存在
(3)类囊体薄膜 光能转化为ATP中活跃的化学能
(4)叶绿体形成ATP的速率和光合放氧量 对照组和施用0.2 μmol·L-1硫酸甲酯吩嗪(PMS)
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