高考生物二轮复习限时集训：16 实验分析（含解析）

高考生物二轮复习限时集训
16　实验分析、设计与评价
[时间:20min]
1.某兴趣小组选用茉莉枝条为实验材料,研究不同浓度的生长素(IAA)对扦插枝条生根数目的影响,实验结果见下表。下列分析正确的是 (　)
IAA浓度 (mol/L) 0 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6
第一组 8 23 29 38 35 12 3 4
第二组 9 20 32 34 31 12 10 5
第三组 13 23 28 36 30 15 8 3
平均 生根数 10 22 30 36 32 13 7 4
A.该实验的自变量是IAA的浓度和不同的实验组别
B.该实验结果可证明IAA具有低浓度促进、高浓度抑制的特点
C.分成三组进行实验的目的是检验实验设计的科学性和可行性
D.实验中每组的生根数和平均生根数属于实验的无关变量
2.某科研小组通过实验研究了两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响,对实验的结果进行分析并绘图,如图所示,下列叙述正确的是 (　)
A.该实验的自变量是底物浓度,无关变量有温度和pH等
B.该实验过程要先加底物和酶混合,然后再加抑制剂来观察反应结果
C.在S2点之后,限制曲线①酶促反应速率的因素不再是底物浓度
D.由实验结果得出该实验的结论是酶的抑制剂能降低酶的活性
3.研究表明,从植物中提取的生物碱NB和黄酮CH有一定的降血糖作用,为了探究它们的降血糖效果,某研究小组利用小鼠进行了相关实验,结果如下表所示(表中NB和CH均用生理盐水配制,各组小鼠均饲喂等量的淀粉):
组别 (每组 10只) 给药量 (mg/kg 体重) 餐后血糖水平(mmol/L)
0分钟 30分钟 60分钟 120分钟
生理盐水 - 4.37 11.03 7.88 5.04
NB 4.0 4.19 7.15 6.82 5.20
CH 4.0 4.24 7.62 7.20 5.12
NB+CH 2.0+2.0 4.36 6.37 5.89 5.03
据表分析,下列有关叙述正确的是 (　)
A.每组设置10只小鼠遵循的是实验设计的对照原则
B.30分钟时生理盐水组小鼠血糖水平较高,与淀粉在细胞内转化为葡萄糖有关
C.NB和CH在降血糖方面表现为协同作用,作用时间越长二者降血糖效果越好
D.NB和CH可能通过促进葡萄糖进入组织细胞来发挥降血糖作用
4.研究发现,与野生型拟南芥相比,突变体(Bud1基因过量表达)不具有顶端优势现象,原因可能是Bud1会抑制生长素的极性运输。某小组通过如图所示的实验进行了相关探究。下列有关叙述正确的是 (　)
A.顶端优势通常是指顶芽优先生长而侧芽生长相对较慢的现象
B.该实验运用了同位素标记法进行研究,实验组为野生型组
C.该实验的因变量检测指标是4 h后下胚轴放射性生长素的含量
D.图乙的结果是野生型植株的生长素相对运输速率比突变体植株的高
5.科研工作者在进行水稻育种时得到了一种突变型水稻。研究发现,在适宜光照下,与正常水稻相比,突变型水稻的光合速率明显下降,有人推测是其光反应速率下降所致。某生物兴趣小组利用正常水稻和突变型水稻的类囊体悬浮液、光源等实验材料提出了以下实验思路,来探究突变型水稻的光合速率下降是否与其光反应速率下降有关。请完善该实验设计,并预期实验结果。
(1)实验设计思路:
取　　　　的　　　　　分别置于A、B两组试管中,给予　　　　的光照,检测两组的　　　　　　。
(2)实验预期结果与结论:
若出现结果①:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论①:突变型水稻的光合速率下降与其光反应速率下降有关。
若出现结果②:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
结论②:突变型水稻的光合速率下降与其光反应速率下降无关。
6.[2023·重庆万州区模拟] 某生物兴趣小组以质量分数为1%的α-淀粉酶溶液(最适温度为50~60 ℃之间)、1%的蔗糖酶溶液(最适温度为45~50 ℃之间)、1%的淀粉溶液、1%的蔗糖溶液、斐林试剂、试管、试管架、恒温水浴锅等为材料和用具对酶的相关特性进行了实验探究,实验操作及结果如下表所示。回答下列问题:
试管 1 2 3 4 5 6 7 8
1%淀粉 溶液 3 mL 3 mL 3 mL
1%蔗糖 溶液 3 mL 3 mL 3 mL
1%淀粉 酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL
1%蔗糖 酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL
斐林 试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
实验 结果 - - - - + - - +
注:“-”表示无颜色变化,“+”表示有颜色变化。
(1)该实验过程中的温度应设置为　　　　℃为宜。请对5号试管的实验结果作出解释:　　　　　　。
(2)实验中设置1~4号4个试管的作用是排除　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。要得出淀粉只能被淀粉酶水解而不能被蔗糖酶水解这一结论,应将5号试管与　　　　号试管进行综合分析。
(3)若实验过程中将温度提高10 ℃,则对实验结果影响最明显的是　　　　号试管,请分析可能出现的现象及原因:　　　　　　　　　　　　　　。
7.葡萄籽原花青素提取物(GSPE)是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。为探究GSPE对糖尿病小鼠血糖的影响,某科研小组进行了如下实验:
处理Ⅰ:将60只健康小鼠随机分为甲、乙两组。甲组(50只)注射一定浓度的四氧嘧啶(ALX),获得糖尿病模型小鼠,乙组(10只)不做处理。
处理Ⅱ:实验过程及实验结果如下表所示。
处理及 结果 甲组(随机均分为5组) 乙组
A B C D E F
给小鼠分别 灌胃等量 的不同种 溶液 50 mg/ kg GSPE 100 mg/ kg GSPE 150 mg/ kg GSPE 50 mg/ kg 格列 本脲 生理 盐水 生理 盐水
4周后采血,测空腹血糖和胰岛素含量
空腹血糖 的测量值 (mmol/L) 23.31 21.68 20.71 23.81 27.18 6.97
胰岛素含 量(mu/L) 32.8 35.4 36.9 31.7 21.3 40.2
注:格列本脲为临床使用的降血糖药物。
请回答下列问题:
(1)ALX通过特异性识别并破坏小鼠的　　　　　细胞,使胰岛素的分泌大量减少,血糖升高,从而使模型小鼠患糖尿病。
(2)上述处理Ⅱ中的对照组有　　　　(填字母)。处理Ⅱ中需控制的无关变量有　　　 (答两点)。
(3)该实验结果表明:
①GSPE可以降低糖尿病小鼠的血糖含量;
②在一定浓度范围内,GSPE降低血糖的效果与药物剂量呈　　　　　　(填“正相关”或“负相关”);
③　　　　　　　　　　　　　,具有医学实践上的意义。
限时集训(十六)
1.B　[解析] 该实验的目的为研究不同浓度的生长素(IAA)对扦插枝条生根数目的影响,则实验的自变量只有一个,即IAA的浓度,A错误;当IAA浓度低于10-8mol/L时促进扦插枝条生根,高于10-7mol/L时抑制扦插枝条生根,因此该实验结果可证明IAA具有低浓度促进、高浓度抑制的特点,B正确;分成三组进行实验的目的是提高实验的准确性和避免实验中出现偶然误差,C错误;实验中每组的生根数和平均生根数属于实验的因变量,D错误。
2.C　[解析] 该实验的自变量是底物浓度以及有无抑制剂和抑制剂种类,A错误;该实验过程要先加底物和抑制剂混合,然后再加酶来观察反应结果,B错误;在S2点之前,限制曲线①酶促反应速率的因素是底物浓度,在S2点之后,限制曲线①酶促反应速率的因素是酶浓度等,C正确;由实验结果得出该实验的结论是在较低的底物浓度条件下,酶的抑制剂能降低酶的活性,而随着底物浓度升高,抑制剂Ⅰ对酶活性的抑制能力下降,D错误。
3.D　[解析] 每组设置10只小鼠遵循的是实验设计的平行重复原则,设置生理盐水组遵循的是对照原则,A错误;淀粉不能进入细胞,其需要在消化道中被淀粉酶分解,进入细胞的是葡萄糖,B错误;由题表信息可知,NB和CH在降血糖方面表现为协同作用,但并未表现出作用时间越长,降血糖的效果越好,C错误;NB和CH可能通过促进葡萄糖进入组织细胞来发挥降血糖作用,D正确。
4.D　[解析] 顶端优势是指植物顶芽优先生长,侧芽生长受抑制的现象,A错误;该实验运用了同位素标记法进行研究,实验组为突变体拟南芥植株组,B错误;该实验因变量检测指标是4 h后下胚轴(形态学下端)放射性的大小,C错误;图乙的结果是野生型植株的生长素相对运输速率比突变体植株的高,D正确。
5.(1)等量　正常水稻和突变型水稻的类囊体悬浮液　相同且适宜　氧气释放速率
(2)A组的氧气释放速率明显大于B组的氧气释放速率　A组的氧气释放速率与B组的氧气释放速率无显著差异(或基本相等)
[解析] (1)利用正常水稻和突变型水稻的类囊体悬浮液、光源等实验材料,来探究突变型水稻的光合速率下降是否与其光反应速率下降有关。实验设计遵循对照原则和单一变量原则。自变量是正常水稻和突变型水稻的类囊体悬浮液,因变量是光反应的速率,可用氧气释放速率来表示,光照强度、悬浮液的体积(用量)等是无关变量,需要严格控制,相同且适宜。设计思路:取等量的正常水稻和突变型水稻的类囊体悬浮液分别置于A、B两组试管中,给予相同且适宜的光照,检测两组的氧气释放速率。(2)若突变型水稻的光合速率下降与其光反应速率下降有关,那么A组的氧气释放速率明显大于B组的氧气释放速率;若突变型水稻的光合速率下降与其光反应速率下降无关,那么A组的氧气释放速率与B组的氧气释放速率无显著差异(或基本相等)。
6.(1)50　淀粉酶将淀粉水解,生成麦芽糖,麦芽糖是还原糖,可以与斐林试剂发生反应,生成砖红色沉淀
(2)试管中混杂有还原糖的可能性　7
(3)8　现象:砖红色颜色变浅;原因:蔗糖酶溶液的最适温度为45~50 ℃之间,若将实验过程中的温度提高10 ℃,使得蔗糖酶的活性降低,蔗糖水解量变少,导致砖红色颜色变浅
[解析] (1)温度是该实验的无关变量,要相同且适宜,α-淀粉酶溶液的最适温度为50~60 ℃之间、蔗糖酶溶液的最适温度为45~50 ℃之间,50 ℃是α-淀粉酶和蔗糖酶的适宜温度,因此应设置酶促反应温度为50 ℃为宜。淀粉酶将淀粉水解生成麦芽糖,麦芽糖是还原糖,可以与斐林试剂发生反应生成砖红色沉淀。(2)若要证明酶的作用,首先需要排除实验所用的淀粉、蔗糖、淀粉酶和蔗糖酶本身不含还原糖,然后才能说明有酶和底物的试管中出现砖红色沉淀是酶将底物分解产生了还原糖,因此实验中设置1~4号4个试管的作用是排除试管中混杂有还原糖的可能性。要得出淀粉只能被淀粉酶水解而不能被蔗糖酶水解这一结论,自变量是酶的种类,5号试管加入淀粉和淀粉酶,应该和加入淀粉和蔗糖酶的试管对比分析,其他条件均相同且适宜,所以应将5号试管与7号试管进行综合分析。(3)蔗糖酶溶液的最适温度为45~50 ℃之间,若将实验过程中的温度提高10 ℃,则对实验结果影响最明显的是8号试管,温度升高使得蔗糖酶的活性降低,蔗糖水解量变少,导致砖红色颜色变浅。
7.(1)胰岛B
(2)D、E、F　灌胃溶液的体积、采血时间和采血量等
(3)正相关　适宜浓度的GSPE可作为降糖药代替格列本脲
[解析] (1)题中显示,注射一定浓度的四氧嘧啶(ALX),可获得糖尿病模型小鼠,而糖尿病是胰岛素含量减少引起的,胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的,据此可推测,ALX可特异性识别并破坏小鼠的胰岛B细胞,使胰岛素分泌大量减少,血糖升高,从而使模型小鼠患糖尿病。(2)处理Ⅱ中的D、E、F均为对照组,其中D组是对糖尿病治疗效果的对照,E组是对糖尿病无治疗措施的空白对照,F组是正常小鼠健康指标的对照。处理Ⅱ中,灌胃溶液的体积、采血时间和采血量等均属于无关变量,无关变量在实验中的处理要求是相同且适宜。(3)该实验结果表明:①与E组小鼠(无药物处理的糖尿病组)相比,GSPE可以降低糖尿病小鼠血糖;②随着灌胃GSPE浓度的升高,血糖浓度降低效果越明显,说明在一定浓度范围内随着使用浓度的增加,GSPE降血糖效果越好,即二者呈正相关的关系;③A、B、C组的降血糖效果均好于D组,说明适宜浓度的GSPE可作为降糖药代替格列本脲。