高考生物解题模型训练：(7)实验探究类（课件版共39张PPT)

(共39张PPT)
(七)
实验探究类
高考生物解题模型训练
模板概述
常见的有两类，一类是教材实验的基本原理、流程、结果的分析，另一类是给出一个全新的实验，要求完善、补充实验步骤进行结果分析或者误差分析等。此类题需要依据单一变量原则设计对照实验，明确探究性实验与验证性实验中不同的思路方法，分析自变量、因变量与无关变量的关系及对实验结果的不同影响，主要考查考生的实验探究能力。其解题思维模板如下：
1.在研究酶特性的实验中，以体积分数为3%的过氧化氢溶液为底物的一组实验记录如下表所示：
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对应训练
组别 实验过程 实验现象
① 常温下自然分解 气泡少而小
② 常温下加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液 气泡稍多而小
③ 常温下加入2滴鲜肝研磨液 气泡极多而大
④ 加入2滴煮沸后冷却的鲜肝研磨液 气泡少而小
据表分析，不能得出的结论是
A.从催化反应条件看，酶的作用条件温和
B.从催化反应物种类看，酶具有专一性
C.从催化反应效率看，酶具有高效性
D.从实验变量看，肝脏研磨液属于自变量
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组别 实验过程 实验现象
① 常温下自然分解 气泡少而小
② 常温下加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液 气泡稍多而小
③ 常温下加入2滴鲜肝研磨液 气泡极多而大
④ 加入2滴煮沸后冷却的鲜肝研磨液 气泡少而小
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③④两组比较，说明酶在高温煮沸后失活，即从催化反应条件看，酶的作用条件温和，A项不符合题意；
酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应，表中实验不能说明酶具有专一性，B项符合题意；
②③两组比较，说明跟化学催化剂相比，酶具有高效性，C项不符合题意；
该实验的自变量是有无催化剂和催化剂的种类，肝脏研磨液属于自变量，D项不符合题意。
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2.在光合作用的探究历程中，科学家恩格尔曼利用水绵和好氧细菌等做了如下实验。甲组：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在无空气的黑暗环境中，再用极细光束照射水绵；乙组：将载有水绵和好氧细菌的临时装片完全暴露在光下；丙组：用透过三棱镜的光照射载有水绵和好氧细菌的临时装片。下列关于上述实验的分析，不正确的是
A.选择水绵和好氧细菌做实验材料的好处是便于观察和确定放出氧气的部位
B.临时装片置于黑暗和没有空气的环境中，其目的是消耗水绵中的有机物
C.丙组的实验结果可以证明光合作用的有效光是红光和蓝紫光
D.设置乙组实验的目的是进一步对甲组实验结果进行验证
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临时装片置于黑暗和没有空气的环境中，目的是排除光和氧气对实验的干扰，B错误。
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3.(2022·四川成都高三模拟)研究发现雌激素与甜味感知密切相关，为探究女性在孕期雌激素水平较高易发生肥胖的原因，研究者采用雌激素(E2)对体外培养的味觉感受器细胞(STC－1)进行实验处理，并用一定的方法检测了甜味受体TIR2基因的表达量，结果如图所示。下列分析正确的是
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A.雌激素的化学本质是脂质，在生物体内可
为细胞供能，也可对生命活动起调节作用
B.雌激素浓度10 nM是对甜味受体基因转录
促进作用的最显著浓度
C.女性孕期雌激素水平显著升高，对甜味的
感知能力先增强后减弱
D.雌激素与味觉感受器细胞相关受体结合后可增强甜味受体TIR2基因的
转录
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雌激素的本质是固醇，属于脂质，对生命活动起调节作用，但不能为细胞供能，A错误；
图中三组实验数据相比，雌激素浓度为10 nM时对甜味受体基因表达的促进作
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用最显著，但不能就此说明雌激素浓度为10 nM是对甜味受体基因转录促进作用的最显著浓度，还需要继续缩小浓度范围进行实验，B错误；
题干没有提供孕期雌激素水平的具体情况，故无法确定其对甜味的感知能力的变化规律，C错误；
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激素对细胞的生命活动有调节作用，由图中曲线变化可推测，雌激素与味觉感受器细胞相关受体结合后可增强甜味受体TIR2基因的表达，D正确。
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4.已知小鼠的腹肌由卫星细胞增殖分化形成，年轻小鼠的腹肌重量高于年老小鼠。利用“异种共生”实验手段可制成并体结合小鼠(A、B)，两只小鼠可共享血液循环(图1)，手术4周后取出小鼠B的腹肌，比较卫星细胞的数目，结果如图2所示。下列叙述不正确的是
A.应选择两只免疫排斥小或无免疫排
斥的小鼠进行异种共生实验
B.推测年老B鼠血液中的物质可调控年
轻A鼠卫星细胞分裂
C.实验需检测小鼠A和B是否实现血液共享
D.推测可以利用“异种共生”实验手段研究某种激素的作用
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共享血液循环必须保证两者不会发生免疫排斥反应，为避免免疫排斥对实验结果造成影响，应选择两只免疫排斥小或无免疫排斥的小鼠进行异种共生实验，A正确；
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年轻A和年老B制成的“并体结合小鼠”腹肌中卫星细胞数量大于年老A和年老B制成的“并体结合小鼠”腹肌中卫星细胞数量，推测年轻A鼠血液中的物质可调控年老B鼠卫星细胞分裂，B错误；
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因本实验是“利用异种共生实验手段制成并体结合小鼠(A、B)，两只小鼠可共享血液循环”，故只有检测A和B是否实现血液共享，才能继续进行实验，C正确；
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激素是通过血液传送的，可以利用“异种共生”实验手段研究某种激素的作用，D正确。
5.神经递质作用于突触后膜，会引起突触后膜产生局部的电位变化，称为突触后电位。科学家为了探究突触后电位的特点，做了如下实验，图甲中a、b、c为不同神经元的轴突，图乙中字母及箭头分别代表轴突类型及刺激时间点，阈值代表引发动作电位的最小膜电位。下列叙述错误的是
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A.连续两个刺激的间隔越短，小电
位叠加效应越明显
B.不同来源的神经递质对突触后神
经元的效果可以叠加
C.单个轴突引发的突触后电位，其
大小和持续时间是相对恒定的
D.突触数量越多，越有利于神经细
胞之间的信息联系，越易引发突触后膜的动作电位
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实验1和实验2结果说明，连续两个刺激的间隔越短，小电位叠加效应越明显，A正确；
实验3说明不同来源的神经递质对突触后神经元的效果可以叠加，B正确；
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由实验1结果可知，单个轴突引发的突触后电位，其大小和持续时间是相对恒定的，C正确；
突触数量越多，越有利于神经细胞之间的信息联系，但引发突触后膜的动作电位与突触的数量无关，D错误。
6.某生物兴趣小组利用玉米胚芽鞘做了如下图所示的实验。下列对该实验的相关叙述中，正确的是
A.实验结果表明胚芽鞘尖端产生了某种物质能促进尖端以下部分的生长
B.引起③④弯曲生长的原理与根的背地生长的原理完全相同
C.实验结果证明了尖端产生的某种物质具有极性运输的特点
D.该实验在黑暗中完成，是为防止单侧光照射引起生长素向背光一侧运输
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本实验说明胚芽鞘尖端确实能产生影响生长的物质，并且影响生长的物质能由尖端向下运输到尖端下面的伸长区，促进胚芽鞘的生长，故A正确；
③④弯曲生长的原理是由于生长素在琼脂块下端分布不均匀，生长素浓度高的一侧生长速度快，浓度低的一侧生长速度慢，根向地生长是由于在重力作用下近地侧生长素浓度高于远地侧，根对生长素敏感，近地侧生长素浓度高生长被抑制，生长慢，根向下生长，故B错误；
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要证明生长素的极性运输，需要有形态学上下端对调的对照实验，故C错误；
该实验在黑暗中完成，是为了防止单侧光的影响，在琼脂块上不存在横向运输的问题，故D错误。
7.理解实验原理是顺利完成实验的前提。下列有关实验原理的叙述中，错误的是
A.检测组织中的还原糖：葡萄糖与双缩脲试剂发生作用，产生砖红色沉淀
B.探究酶的专一性：一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应
C.叶绿体中色素的提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中
D.检测组织中的脂肪：脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色
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葡萄糖与斐林试剂水浴加热，生成砖红色沉淀，A错误；
一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，称为酶的专一性，B正确；
色素为有机物，根据相似相溶原理，容易溶解在有机溶剂，故可用有机溶剂无水乙醇提取色素，C正确；
脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色，或被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，D正确。
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8.选择30只生理状况大致相同的健康成年小白鼠，测定小白鼠单位时间耗氧量的平均值，以代表鼠的物质代谢强度，将其随机分为甲、乙组，做如下处理：
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组别 实验处理方法 实验结果
甲 切除小白鼠体内的甲状腺 切除10天后，测得其物质代谢强度大大下降
乙 切除小白鼠体内的甲状腺，5天后，连续给小白鼠注射一定量溶于某种溶剂中的甲状腺激素 切除10天后，测得其物质代谢强度没有下降
出此可以推测：甲状腺激素能增强小白鼠的物质代谢能力。为了证明这一推论，要增加下列哪项作为对照实验
A.切除甲状腺，注射生理盐水
B.既不切除甲状腺，又不注射甲状腺激素
C.从切除甲状腺后的第5天开始，注射用于该实验的溶剂
D.从切除甲状腺后的第5天开始，注射溶解于另一种溶剂的甲状腺激素
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要证明甲状腺激素的生理作用，需要以甲状腺激素为自变量设置对照实验，因为乙组注射物中有激素和溶剂，故需要设置注射同种溶剂组以排除溶剂对实验结果的影响。从乙组中看出，该实验从第5天开始进行，为了排除用来溶解甲状腺激素的溶剂对小鼠生长的影响，所以在第5天开始，用只注射溶剂的处理作为对照组，故选C。
9.现代生物学技术能用荧光物质来标记染色体上的某一基因，使之显现出特定颜色，使用荧光显微镜观察时，可看到细胞中荧光点的分布。研究人员使用某种单细胞生物进行了如图所示的实验(图中只画出每个细胞中有关染色体和荧光有无的情况)。
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第一次分裂后马上观察子细胞中荧光分布的情况，最大可能(概率)看到的图像是
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由题干信息可知，形成的合子中绿色荧光标记的A基因所在的染色体与红色荧光标记的A基因所在的染色体为同源染色体，在减数第一次分裂时同源染色体分离，故减数第一次分裂后马上观察子细胞中荧光分布的情况，最大可能(概率)看到的是一个细胞中带有绿色荧光，另一个细胞中含有红色荧光，由于此时姐妹染色单体还未分离，故每条染色体上含有2个DNA分子，故每个细胞有2个荧光，且应非常靠近，C符合题意。
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10.为探究光照和CO2对光合作用的影响，某实验小组将生理状况相同的黑藻置于不同的培养液中，给予不同的光照时间后，测定黑藻产生气泡的速率，以及实验后各组脱色后的叶片与碘反应后的颜色，实验结果如表所示。下列分析正确的是
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培养液 组别 光照时间/min 现象(气泡排出情况和与碘反应后叶片的颜色)
对照 1 0 气泡排出的速率较快，叶片呈黄白色
自来水 2 30 气泡排出的速率慢，叶片呈黄白色
3 60 气泡排出的速率慢，叶片呈浅蓝色
NaHCO3缓冲液 4 30 气泡排出的速率较快，叶片呈浅蓝色
5 60 气泡排出的速率较快，叶片呈蓝色
A.实验前要将黑藻置于黑暗环境中处理以消耗其自身的淀粉
B.自来水中光照30 min后，叶片中未检测到淀粉，说明黑藻没有进行光合作用
C.该实验的自变量是培养液类型和光照时间，排出的气体都是CO2
D.第5组叶片的颜色比第4组的深，说明第5组的光合速率比第4组的快
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培养液 组别 光照时间/min 现象(气泡排出情况和与碘反应后叶片的颜色)
对照 1 0 气泡排出的速率较快，叶片呈黄白色
自来水 2 30 气泡排出的速率慢，叶片呈黄白色
3 60 气泡排出的速率慢，叶片呈浅蓝色
NaHCO3缓冲液 4 30 气泡排出的速率较快，叶片呈浅蓝色
5 60 气泡排出的速率较快，叶片呈蓝色
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自来水中光照30 min后，叶片中未检测到淀粉的原因可能是产生的量少，或者产生的淀粉被细胞呼吸消耗，不能说明没有进行光合作用，B错误；
组1、组2中排出的气体是CO2，组3、组4、组5中排出的气体是O2，C错误；
第5组叶片的颜色比第4组的深，原因是第5组的光合作用时间长，光合作用产生的淀粉较多，不能说明光合速率快，D错误。
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11.欲研究生理溶液中K＋浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na＋浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
(要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为－70 mV，兴奋时动作电位为＋30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K＋、Na＋浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)
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回答下列问题：
(1)完善实验思路：
组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。
组2：__________________________________________________________
_________________。
组3：将神经纤维分别置于Na＋浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺激后的动作电位，并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。
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将神经纤维分别置于K＋浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录
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为研究K＋浓度和Na＋浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位和动作电位的影响，设计实验时要注意控制实验的自变量和遵循对照实验原则，先设计空白对照组，然后再设计实验组，题目中组3是探究提高Na＋浓度对神经纤维动作电位影响的实验组，所以组2应是探究提高K＋浓度对神经纤维静息电位影响的实验组，故应将神经纤维分别置于K＋浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录。
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(2)预测实验结果(设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)。
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答案　如图所示
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K＋外流形成静息电位，所以提高细胞外生理溶液K＋的浓度，会导致静息电位减小；Na＋内流形成动作电位，所以提高细胞外生理溶液的Na＋浓度，会导致动作电位增大。因此设计坐标时，横坐标为离子浓度，纵坐标为膜电位，具体如答案所示。
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(3)分析与讨论：
①简要解释组3的实验结果：______________________________________
_______________________________________________________。
②用放射性同位素24Na＋注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性，24Na＋的这种运输方式属于_________。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使24Na＋外流量______。
③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有____________神经。
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细胞外Na＋浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，Na＋通过Na＋通道内流加快，导致动作电位增大
主动运输
减少
传入和传出
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①Na＋被动运输内流形成动作电位，所以细胞外Na＋浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，Na＋通过Na＋通道内流加快，导致动作电位增大；
②正常情况下，神经细胞外Na＋浓度高于细胞内，故24Na＋出细胞为逆浓度运输，运输方式为主动运输，抑制酶的活性会抑制细胞的细胞呼吸，从而减少ATP的供应，抑制主动运输，使24Na＋外流量减少。
③刺激坐骨神经，在反射中枢测量到动作电位，说明坐骨神经中含有传入神经；腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有传出神经。
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