高考生物二轮专题强化训练14　实验与探究（含解析）

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高考生物二轮专题强化训练
训练14　实验与探究
一、选择题
1．(2022·江苏南通高三一模)下列有关生物学实验的叙述，正确的是(　　)
A．使用双缩脲试剂检测蛋白质时，需进行水浴加热
B．提取新鲜菠菜叶片中的色素时，加入Ca(OH)2保护叶绿素
C．观察口腔上皮细胞的细胞核，需将显微镜视野调得暗一点
D．配制细菌培养基时，先进行高压蒸汽灭菌，再调节pH
2．模拟实验和模型建构是生物学研究的常用科学方法，下列有关叙述错误的是(　　)
A．“性状分离比的模拟实验”中，每个小桶内的两种颜色小球数量必须相等
B．“细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH进入琼脂块的深度基本一致
C．“建立减数分裂中染色体变化的模型”中，颜色不同的两条染色体代表同源染色体
D．“设计制作生态缸”实验中，要充分考虑系统内组分和营养级生物之间的合适比例
3．(2022·扬州高三模拟)在生物学实验中如实记录并分析实验现象是十分重要的。相关叙述错误的是(　　)
A．验证酵母菌无氧呼吸产物实验中，加入酸性重铬酸钾后溶液呈灰绿色，最可能是葡萄糖未耗尽
B．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验中，视野中出现无色细胞，可能是细胞被破坏
C．蛋白质鉴定实验中，加入双缩脲试剂后溶液呈蓝色，可能是加入的CuSO4溶液过量引起的
D．DNA鉴定实验中，向溶有丝状物的NaCl溶液中加入二苯胺试剂未变蓝色，可能是未沸水浴
4．同位素标记技术在生物科学研究中得到广泛运用。以下运用不恰当的是(　　)
A．用15N标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质是否为DNA
B．用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中DNA的复制方式
C．用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
D．用18O标记H2O、14C标记CO2，分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径
5．(2022·山东淄博高三一模)生物学实验常用对照原则，通过设置对照实验，可增加实验结果的可信度和说服力。下列说法错误的是(　　)
A．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验，也叫相互对照实验
B．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，实验组中添加肝脏研磨液体现“加法原理”
C．“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的正式实验，必须设置空白对照
D．“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照
6．下列关于生物学实验的叙述错误的是(　　)
A．通过预实验可以摸索实验条件，检验实验设计的科学性
B．同一稀释度下的3个平板菌落数求平均值可以对微生物进行准确计数
C．赫尔希和蔡斯噬菌体侵染大肠杆菌的实验中存在相互对照
D．切除某内分泌腺探究该腺体作用的实验中运用了减法原理
7．(2022·江苏高三二模)下列关于生物学实验的叙述，不正确的是(　　)
A．绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇量过多导致
B．低温诱导大蒜根尖时间过短，可能难以得到染色体加倍的体细胞
C．植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体灭菌不彻底
D．粗提取获得的DNA含量较少，可能是来回反复过快搅拌导致
8．如图是高中生物学探究性实验设计的示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中①处应为“演绎推理”，比如孟德尔所做的测交实验就属于此过程
B．图中②处应为“无关变量”，比如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，有无氧气就是此变量
C．图中③处应为“因变量”，比如“探究光照强度对光合作用的影响”实验中，有机物产生量就是此变量
D．图中④处应为“干扰因素”，比如“检测生物组织中的还原糖”实验中，不能用叶肉细胞
9．(2022·海南高三一模)酒精是高中生物学实验中常用的一种试剂，下列有关实验中使用的酒精的体积分数及其作用的搭配，完全正确的一项是(　　)
选项 实验 酒精的体积分数 作用
A 花生子叶中脂肪的检测和观察 75% 洗去浮色
B 绿叶中色素的提取和分离 100% 分离各种色素
C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 95% 配制解离液
D 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 95% 固定细胞的形态
10.在生物学实验研究中，常常涉及“分离”。下列有关叙述正确的是(　　)
选项 实验课题 “分离”的叙述
A 绿叶中色素的提取和分离 依据吸收光谱的差异，对绿叶中的色素进行纸层析分离
B T2噬菌体侵染细菌实验 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离
C 土壤中高效塑料分解菌种的获取 仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法，就能很容易实现高效塑料分解菌的分离
D DNA的粗提取与鉴定 DNA溶于酒精，但某些蛋白质不溶于酒精，可以初步分离DNA与蛋白质
11.实验材料和试剂的正确选择是实验成功的关键，下列高中生物学实验中，有关改进措施的叙述不合理的是(　　)
实验材料和试剂 实验现象 改进措施
A 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液，物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01 mol/L的氢氧化钠溶液，蒸馏水，碘液 加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝 将碘液换成斐林试剂
B 新鲜菠菜绿叶，体积分数为95%的乙醇，二氧化硅和碳酸钙 色素提取液颜色偏浅 在体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠
C 从新鲜洋葱中粗提取的DNA，蒸馏水，二苯胺试剂 蓝色偏淡 将蒸馏水换成2 mol/L的氯化钠溶液
D 小白鼠卵巢、固定液、显微镜 观察不到减数分裂各个时期 换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料
12.(2022·江苏连云港高三二模)为探究长日照植物在太空微重力环境下的开花情况，科学家预先将拟南芥的开花基因用绿色荧光蛋白基因标记并将其种子送入“天宫实验室”，进行跟踪观察。下列说法正确的是(　　)
A．该实验的自变量是日照长短和微重力环境，需要地面同步实验作对照
B．通过实时荧光图像技术能够在分子水平检测开花基因在微重力下的表达动态
C．拟南芥是双子叶植物，可以用农杆菌转化法将荧光蛋白导入其种子细胞
D．太空微重力环境下拟南芥中的生长素不能极性运输，根失去向地生长特性
二、非选择题
13．(2021·浙江1月选考，30)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
请回答下列问题：
(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是：____________________________________；__________________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、____________________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用____________________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是___________
______________________________________________________________________________。
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是________
________________________________________________________________________，以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理) ___________
______________________________________________________________________________。
14．(2022·福建厦门高三二模)甘薯以收获块根为主，其产量大，适应性强，是我国脱贫攻坚产业推广的一种农作物。干旱胁迫是限制甘薯产量提高的主要因素，研究表明喷外源植物激素可增强甘薯的抗旱性。科研人员以甘薯为材料，探究喷施NAA和6－BA(细胞分裂素类物质)对甘薯抗旱性的影响，实验结果如下表所示。
处理 净光合速率/ (mmol·m－2·s－1) 气孔导度/ (mmol·m－2·s－1) 胞间CO2浓度/(μmol·mol－1)
CK 21.67 499.20 288.67
LD 14.18 296.84 182.67
LD＋NAA 17.99 369.63 228.11
LD＋6－BA 18.43 384.75 237.44
注：CK表示对照组，LD表示轻度干旱。
请回答下列问题：
(1)干旱胁迫下甘薯细胞内的渗透调节物质脯氨酸含量明显升高，其生物学意义是_________
_______________________________________________________________________________。
(2)实验中对CK组的处理是______________。
(3)干旱胁迫会导致甘薯产量下降，喷施外源激素能缓解这一现象，据表分析其可能的机理是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
根据实验结果可知，喷施____________对于缓解干旱对甘薯胁迫的效果更佳。
(4)研究表明，在轻度干旱条件下喷施6－BA不仅可提高甘薯的净光合速率，还可促进光合产物由源(叶片)向库(块根)转移。请设计实验方案加以验证，简要写出实验思路和预期结果：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
训练14　实验与探究（参考答案）
1．C　[用双缩脲试剂检测蛋白质时，不需要水浴加热，A错误；提取新鲜菠菜叶片中的色素时，加入CaCO3保护叶绿素，B错误；观察口腔上皮细胞的细胞核，需将显微镜视野调得暗一点，需要选用的是小光圈，平面镜，C正确；用来培养微生物的培养基在配制时需先调节pH后灭菌，D错误。]
2．C
3．A　[酒精与酸性重铬酸钾溶液反应呈灰绿色，酵母菌在无氧条件下培养一段时间后，将酸性重铬酸钾溶液注入培养液中，呈灰绿色，说明酵母菌无氧呼吸会产生酒精，A错误；观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验中，视野中出现无色细胞，可能是细胞被破坏，液泡中的色素被释放出来，细胞无色，B正确；蛋白质鉴定实验中，若加入的CuSO4过多，溶液会呈现蓝色，C正确；DNA鉴定实验中，向溶有丝状物的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，需要沸水浴才能呈现蓝色，D正确。]
4．A　[蛋白质和DNA成分中都含有N元素，用15N标记的噬菌体不能将蛋白质和DNA区分开，侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质时，不能说明遗传物质为DNA，A错误；胸腺嘧啶脱氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可研究有丝分裂过程中DNA的复制方式，B正确；用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，带标记的亮氨酸能参与蛋白质的合成，故能研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程，C正确；H2O和CO2是光合作用的原料，用18O标记H2O、14C标记CO2，能分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径，D正确。]
5．C　[“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组中添加肝脏研磨液，体现了“加法原理”，B正确；“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”，预实验需要设置空白对照，以初步确定促进或抑制的生长素浓度范围，正式实验时不需设置空白对照，C错误；“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照，D正确。]
6．B
7．C　[绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇过多，相当于将提取到的含色素的滤液进行了稀释，A正确；低温诱导大蒜根尖时间过短，未起到抑制纺锤体的形成的作用，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞，B正确；植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体消毒不彻底，外植体不能进行灭菌处理，C错误。]
8．D　[图中①处应为提出假说，A错误；图中②处应为因变量，B错误；图中③处应为无关变量，C错误；图中④处应为“干扰因素”，比如“检测生物组织中的还原糖”实验中，不能用叶肉细胞，因为其有颜色，存在颜色干扰，D正确。]
9．C　[花生子叶中脂肪的检测和观察实验中，洗去浮色应该使用体积分数为50%的酒精溶液，A错误；绿叶中色素的提取和分离实验中，绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇中，使用无水乙醇的目的是提取色素，分离色素需要使用层析液，B错误；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，使用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制解离液，使组织中的细胞相互分离开来，C正确；低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中，体积分数为95%的酒精可用于配制解离液和洗去卡诺氏液，卡诺氏液的作用是固定细胞的形态，D错误。]
10．B　[纸层析法根据不同色素在层析液中的溶解度不同导致在滤纸条上的扩散速度不同，从而达到分离的目的，A错误；T2噬菌体侵染细菌时，其外壳吸附在细菌表面，搅拌的目的是使噬菌体外壳与细菌分离，B正确；高效塑料分解菌种的获取，需在培养基中加入塑料成分，不断筛选，不容易实现，C错误。]
11．A　[在探究pH对淀粉酶活性影响时，加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝，可能是先将淀粉和淀粉酶混合，再加入氢氧化钠溶液，淀粉被分解，不能通过将碘液换成斐林试剂改进来解决这个问题，A不合理；叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，因此可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用体积分数为95%的乙醇提取时，提取不充分，色素提取液颜色偏浅，可以用体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠(吸水)得到无水乙醇来改进，B合理；卵巢中的卵原细胞减数分裂过程并不完整，因此不能观察到减数分裂各个时期，可换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料来改进，D合理。]
12．B　[该实验的自变量是微重力环境，日照长短是无关变量，在“天宫实验室”和地面实验室里，除了微重力这个自变量之外，其他条件如果相同且适宜，则可以在地面同步实验作对照，A错误；农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入受体细胞的一种方法，适用于大多数双子叶植物和裸子植物。农杆菌转化法的过程是：目的基因的获取→作为载体的农杆菌转化→农杆菌与植株共培养→转化植株的筛选→转化植株的鉴定。农杆菌转化法是将目的基因导入受体细胞的一种方法，因此不能用农杆菌转化法将荧光蛋白导入其种子细胞，C错误；生长素的极性运输不受重力的影响，太空微重力环境下，拟南芥中的生长素可以进行极性运输；在太空的微重力条件下，根失去向地生长特性，是因为在太空的微重力条件下，生长素不能横向运输，当根横放时，近地侧和远地侧的生长素含量基本一致，根不会向地生长，D错误。]
13．(1)葡萄糖溶液＋酵母汁　葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液　酵母汁和B溶液　(2)双缩脲　葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液　(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH　(4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
解析　(1)由题干分析可知：为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶)＋B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，离子M存在于B溶液中，故为验证离子M对乙醇发酵是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液。若有乙醇生成，则证明离子M不是必需的，若无乙醇生成，则证明离子M是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性：若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖：一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
14．(1)脯氨酸含量升高，可提高细胞内渗透压，增强甘薯在干旱条件下的吸水能力　(2)正常供水　(3)干旱条件下，喷施外源激素可以提高甘薯叶片的气孔导度，促进CO2的吸收，进而提高甘薯的净光合速率　6－BA　(4)实验思路：取轻度干旱条件下长势相同的甘薯植株，均分为A、B两组，A组喷施适宜浓度的6－BA，B组喷施等量清水，一段时间后测定并比较两组植株的净光合速率及块根和叶片的干重。
预期结果：A组的净光合速率及块根和叶片的干重值均大于B组