2024届高三生物二轮复习同步练习：实验与探究（含解析）

实验与探究练习
一、选择题
1.下列实验中，不经过染色即可在显微镜下清晰观察到的是（　　）
A.人体口腔上皮细胞中的线粒体
B.黑藻细胞的叶绿体及细胞质流动
C.紫色洋葱内表皮细胞的质壁分离与复原
D.大蒜根尖细胞中的染色体
2.哺乳动物成熟红细胞的细胞膜含有丰富的水通道蛋白，硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性。下列叙述错误的是（　　）
A.经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会膨胀
B.经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中不会变小
C.未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会迅速膨胀
D.未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会迅速变小
3.下列与教材实验相关的叙述，错误的是（　　）
A.脂肪检测实验中，加入50%的酒精是为了溶解组织中的油脂
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
4.将新鲜的萝卜切成长度为6 cm、粗细相同的萝卜条，再将它们分别放入四组不同浓度的蔗糖溶液以及一组硝酸钾溶液中，一段时间后测得萝卜条长度如表所示。下列相关叙述错误的是（　　）
组别 蔗糖 溶液a 蔗糖 溶液b 蔗糖 溶液c 蔗糖 溶液d 硝酸 钾溶液
长度 6.1 cm 5.8 cm 5.5 cm 5.5 cm 5.8 cm
A.该萝卜细胞液的渗透压处于a与b之间
B.c溶液中萝卜细胞的细胞液浓度增大，吸水能力增强
C.d溶液中萝卜细胞可能因失水过多而死亡
D.实验结束时，硝酸钾溶液与b溶液中萝卜细胞液的渗透压相同
5.在40 ℃条件下，测得某淀粉酶的活性为a，为了解40 ℃与该淀粉酶最适温度的关系，进行了相关实验，下列叙述不合理的是（　　）
A.若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性大于a，则可判断40 ℃大于该酶的最适温度
B.若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，则可判断40 ℃大于该酶的最适温度
C.若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，则可判断40 ℃小于该酶的最适温度
D.若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性小于a，则可判断40 ℃小于该酶的最适温度
6.在普通光镜下观察北苍术根尖细胞有丝分裂，观察到如图①～⑤的图像。对观察结果的分析，正确的是（　　）
A.制作根尖临时装片的步骤依次是解离—染色—漂洗—制片
B.在细胞①和②中DNA的数目和染色体数目均加倍
C.观察染色体形态、数目的最佳时期为细胞③所处时期
D.联会后同源染色体的相互分离发生在细胞④和⑤中
7.某兴趣小组为探究不同浓度的生长素类似物对植物插条生根数的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列分析错误的是（　　）
A.浓度X、Y、Z之间的大小关系可能为Y＜X＜Z
B.植物插条的生理状况对实验结果也有影响
C.将浓度Z溶液稀释后重复上述实验，其生根数不可能大于浓度Y的生根数
D.实验结果体现了生长素类似物对植物插条生根的作用具有两重性
8.某实验小组做了探究酵母菌种群数量变化的实验，结果如图。下列说法错误的是（　　）
A.若计数室中有气泡，计数的结果必然会偏高
B.ab段酵母菌的增长速率是先增加后降低
C.bc段酵母菌的数量基本不变，此时出生率与死亡率基本相等
D.cd段种群数量的下降可能与营养物质减少、种内竞争加剧有关
9.为研究光合色素提取实验中二氧化硅颗粒大小（目值越大，表示颗粒越细）对叶绿素提取量的影响，某研究小组利用新鲜的菠菜叶片进行了一系列的色素提取与定量测定实验，实验结果如下表。下列有关叙述错误的是（　　）
　　　　二氧化硅 叶绿素种类　　　 颗粒大小（目）
0 20 50 100 200
叶绿素a（mg/g） 0.25 0.53 0.61 0.48 0.47
叶绿素b（mg/g） 0.16 0.08 0.09 0.11 0.12
A.提取色素利用的原理是光合色素易溶于有机溶剂
B.加入二氧化硅对叶绿素a和叶绿素b的提取均有益
C.据表可知，用50目的二氧化硅提取得到的叶绿素总量最多
D.若叶片研磨过程中未加入碳酸钙，则表中数据均减小
10.黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出的365 nm左右的紫外光波是人类不敏感的光，所以叫作黑光灯。大多数趋光性昆虫的视网膜上存在一种色素，对这一波段的光很敏感。色素吸收光之后，刺激视觉神经，最终引发昆虫趋向光源飞行。一盏20 W的黑光灯可管理50亩农作物，一夜的诱杀虫总重数高达4～5 kg。以下说法正确的是（　　）
A.黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度
B.昆虫的趋光性导致了昆虫被诱杀，说明了自然界中趋光性是一种不利的变异
C.用黑光灯诱杀昆虫改变了种群的性别比例，从而降低了昆虫的种群密度
D.用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的化学防治方法
11.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡呈紫色，是观察质壁分离与复原现象的良好材料。如表是某实验小组利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在不同浓度的蔗糖溶液中观察质壁分离和复原现象的结果。据表分析，下列叙述中最不合理的是（　　）
蔗糖溶液质量浓度（g/mL）
0.15 0.20 0.25 0.30 0.40
是否发生质 壁分离现象 － － ＋ ＋＋ ＋＋＋
滴入清水后 是否复原 － － 是 是 －
注：“－”表示不发生，“＋”表示发生，且“＋”越多表示发生程度越大。
A.该细胞的细胞液浓度约相当于0.20～0.25 g/mL的蔗糖溶液浓度
B.质量浓度为0.30 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原现象
C.质壁分离的过程中，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡颜色逐渐变深
D.当蔗糖溶液质量浓度为0.15 g/mL时，细胞内外无水分子的进出
12.下列关于生物学研究项目与需要用到的部分方法的叙述，不正确的是（　　）
A.研究萘乙酸对扦插枝条生根的影响——计数、测量生根状况
B.动物细胞分裂过程的研究——观察染色体的形态、数目等
C.睾丸分泌雄激素的早期研究——进行性腺摘除与移植实验
D.研究高度近视在人群中的发病率——在患者家系中开展调查
二、非选择题
13.回答下列与高中生物实验有关的问题：
（1）在物质鉴定实验中，甘蔗含糖量高且颜色接近无色，但并不适宜作鉴定还原糖的实验材料，原因是　　　　　　　　　　；花生子叶用苏丹Ⅲ染液染色后，需用酒精而不是蒸馏水洗去浮色，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在观察叶绿体实验中，用镊子撕取菠菜叶下表皮时没有带叶肉能否看到叶绿体？　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，常选用质量分数为30%的蔗糖溶液。若选用50%的蔗糖溶液，质壁分离一段时间后，再浸泡在清水中，往往不能发生质壁分离的复原，原因是细胞　　　　　　　　；若改为质量分数为30%的硝酸钾溶液，质壁分离一段时间后，往往会发生质壁分离自动复原现象，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，取材合适且其他操作均规范，若用体积分数为70%的乙醇提取色素，滤纸条上的色素带可能出现的现象是　　　　　　　　。
（5）洋葱根尖是“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的理想材料。实验过程中，若观察到视野中分裂期细胞数目过少，从取材方面分析，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　；若视野中细胞重叠，从解离时间方面分析，可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14.独脚金内酯（　SL　）是具有调控植物分枝发生的一类植物激素，SL合成受阻或SL信息传递缺陷的突变体都会出现顶端优势缺失。现有拟南芥SL突变体1和SL突变体2，其生长素水平正常，但植株缺失顶端优势。为研究SL的调控机理，研究者在幼苗期进行以下嫁接实验，培养后观察植株形态。
第一组：突变体1上部＋野生型根部，植株上部具有顶端优势；
第二组：突变体2上部＋野生型根部，植株上部顶端优势缺失；
第三组：野生型上部＋突变体2根部，植株上部具有顶端优势；
第四组：突变体1上部＋突变体2根部，　　　　。
请根据以上实验，回答下列问题：
（1）植物顶芽产生的生长素，通过　　　　　　运输到侧芽处，使顶芽生长素浓度降低从而　　　其生长，侧芽处生长素浓度过高从而　　　　其生长，这种现象称为顶端优势。
（2）该实验的自变量是　　　　　　　　　　　，因变量是　　　。
（3）分析该嫁接实验，第一组嫁接植株表现出顶端优势，推测独脚金内酯合成部位最可能在　　　　　　　　，其作用为影响侧枝的生长；第二组嫁接结果无顶端优势，可能的原因是突变体2为　　　　　　　　　　　　　　（填“独脚金内酯合成受阻突变体”或“独脚金内酯不敏感突变体”）；第四组的嫁接结果最可能为　　　　　　　　　　　　。
15.为了探究药物W对糖尿病症状的缓解作用，科研人员对六组大鼠（1、2组为正常大鼠，3～6组为糖尿病模型大鼠）连续注射给药21天后，测定其体重和血糖。实验结果如下表所示。据实验结果回答下列问题：
组 别 处理（1次/日） 体重平 均值/g 血糖浓度平均值/ （mg·dL－1）
1 生理盐水 331.25 119.25
2 0.014 mg·kg－1 的药物W 328.40 118.30
3 生理盐水 116.25 589.15
4 0.014 mg·kg－1 的药物W 236.36 299.12
5 0.07 mg·kg－1 的药物W 259.43 265.60
6 0.35 mg·kg－1 的药物W 269.36 231.25
（1）上述实验的因变量是　　　　　　　　　　。第1、2组的实验结果表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）第3组大鼠体重降低的原因是　　　　　　　　　　　　　。
（3）第1、3、4组的结果表明，药物W对糖尿病大鼠的　　　　　　　　　　　　　（参考实验数据）具有缓解作用。
答案：
1. B　人体口腔上皮细胞中的线粒体，需要经过染色才能在显微镜下清晰观察到，A错误；叶绿体含有色素，黑藻细胞的叶绿体及细胞质流动不经过染色即可在显微镜下清晰观察到，B正确；紫色洋葱内表皮细胞不含色素，其质壁分离与复原，不经过染色不能在显微镜下清晰观察到，C错误；大蒜根尖细胞中的染色体，需要经过染色才能在显微镜下清晰观察到，D错误。
2.B　硝酸银（AgNO3）可使水通道蛋白失去活性，从而使水分子不能以协助扩散的方式进出细胞，但能以自由扩散的方式进出细胞，因此经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢吸水而膨胀，而未经AgNO3处理的红细胞在低渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速吸水膨胀，A、C正确；经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过自由扩散缓慢失水而变小，而未经AgNO3处理的红细胞在高渗蔗糖溶液中会通过协助扩散和自由扩散迅速失水变小，B错误，D正确。
3. A　脂肪检测实验中，加入50%的酒精是为了洗去浮色，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将酒精和盐酸混合作为解离液，此外，低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验还需要酒精冲洗卡诺氏液，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。
4. D　根据表格可知，萝卜条在a与b溶液之间正好处于吸水与失水之间，因此萝卜细胞液浓度在a与b之间，A正确；c溶液中的萝卜细胞失水，发生质壁分离，细胞液浓度增大，吸水能力增强，B正确；根据表格可知，d溶液中细胞质壁分离程度与c相同，细胞可能失水过多而死亡，C正确；实验结束时，无法判断硝酸钾溶液中萝卜细胞是正处于失水还是吸水过程，也就无法判断细胞液浓度大小，D错误。
5. D　在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性大于a，说明40 ℃超过了该酶的最适温度，温度降低，酶活性增强，故可判断40 ℃大于该酶的最适温度，A正确；若在小于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，说明最适温度在实验温度和40 ℃之间，故可判断40 ℃大于该酶的最适温度，B正确；若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性等于a，说明最适温度在实验温度和40 ℃之间，且实验温度＞40 ℃，故可判断40 ℃小于该酶的最适温度，C正确；若在大于40 ℃条件下进行实验，酶活性比a小，且超过最适温度后，随着温度的升高，酶活性降低，说明该酶的最适温度低于或等于40 ℃，D错误。
6. C　制作根尖临时装片的步骤依次是解离—漂洗—染色—制片，A错误；在细胞①和②中DNA的数目加倍，染色体数目在④时加倍，B错误；图中③是有丝分裂中期的细胞，是观察染色体形态、数目的最佳时期，C正确；图示表示有丝分裂的过程，减数分裂过程中才有联会与同源染色体的分离，D错误。
7.C　与蒸馏水对照，Z的作用是抑制，浓度为高浓度，X、Y起促进作用，为低浓度，Y浓度促进作用更强，在生长素类调节剂最适浓度的左侧或右侧，则Y大于X或X大于Y，因此可能存在Y＜X＜Z，A正确；植物插条的生理状况属于无关变量，也会对实验结果造成影响，因此实验过程中应保证各组植物插条的生理状况相同，B正确；Z的浓度过高，稀释后可能处于促进生根的最适生长素类似物浓度范围，则稀释后生根数可能大于浓度Y的生根数，C错误；生长素类似物的浓度为X、Y时，插条的生根数大于对照组，为促进作用，当浓度为Z时，插条的生根数低于对照组，即具有抑制作用，体现了生长素类似物对植物插条生根的作用具有两重性，D正确。
8. A　气泡会占据计数室的空间，导致计数室中的菌体数目偏小，最后导致计数结果偏小；计数室内的气泡，可影响菌液的随机分布，使计数产生误差，A错误；ab段曲线的斜率先增加后减小，所以酵母菌的增长速率是先增加后降低，B正确；bc段酵母菌的数量保持动态平衡，此时出生率与死亡率基本相等，C正确；cd段种群数量的下降可能与营养物质减少、代谢物的积累和种内竞争加剧有关，D正确。
9. B　色素提取的原理是光合色素可以溶于有机溶剂，A正确；加入二氧化硅会使叶绿素b的含量减少，故对叶绿素b的提取无益，加入二氧化硅使叶绿素a的含量增加，对叶绿素a的提取有益，B错误；分析数据可知，二氧化硅为20目时，叶绿素总量为0.53＋0.08＝0.61；二氧化硅为50目时，叶绿素总量为0.61＋0.09＝0.70；二氧化硅为100目时，叶绿素总量为0.48＋0.11＝0.59；二氧化硅为200目时，叶绿素总量为0.47＋0.12＝0.59；对比可知二氧化硅为50目时叶绿素总量最高，C正确；碳酸钙可保护叶绿素，防止叶绿素在酸性条件下被分解，因此若叶片在研磨过程中未加入碳酸钙，则提取的叶绿素变少，表中数据均减小，D正确。
10. A　黑光灯诱捕的方法可用于探究农田里趋光性昆虫的种群密度，A正确；趋光性是昆虫长期进化过程中形成的，是一种有利的变异，B错误；用黑光灯诱杀昆虫没有改变种群的性别比例，C错误；用黑光灯诱杀昆虫使用方便、效率高、无污染，是一种有效的生物防治方法，D错误。
11. D　蔗糖溶液浓度为0.20 g/mL，细胞未发生质壁分离，0.25 g/mL时细胞发生质壁分离，则表皮细胞的细胞液渗透压与浓度为0.20～0.25 g/mL的蔗糖溶液的渗透压相当，A正确；浓度为0.30 g/mL的蔗糖溶液，细胞发生质壁分离的程度明显，在清水中也能发生质壁分离的复原，则浓度为0.30 g/mL的蔗糖溶液较适合用于观察质壁分离和复原，B正确；质壁分离的过程中，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞失水，液泡颜色加深，C正确；当蔗糖溶液浓度为0.15 g/mL时，细胞吸水，水分子进细胞大于出细胞，D错误。
12. D　研究萘乙酸对扦插枝条生根的影响的实验中，实验的自变量是萘乙酸的浓度，因变量是生根的数量和长度，因此需要的方法有计数、测量生根状况，A正确；对动物细胞分裂过程的研究，需要根据染色体的行为变化来确定各个时期，因此需要观察染色体的形态、数目等，B正确；在睾丸分泌雄激素的早期研究中运用了性腺摘除与移植实验，此后从性腺中提取出来雄激素，C正确；研究高度近视在人群中的发病率，需要在人群中随机取样调查，而在调查遗传病的致病方式时需要在患者家系中开展调查，D错误。
13.解析：（1）在水浴加热条件下，还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，适用于还原糖鉴定的材料应富含还原糖且本身无色或接近无色，甘蔗颜色接近无色，且含糖量高，但甘蔗富含的是蔗糖，蔗糖属于非还原糖，不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀，故不适宜作鉴定还原糖的实验材料。苏丹Ⅲ染液是有机染料，能溶于酒精等有机溶剂中而不能溶于水，故花生子叶用苏丹Ⅲ染液染色后，需用酒精洗去浮色。（2）叶绿体主要存在于叶肉细胞中，但菠菜叶下表皮的保卫细胞中也含有叶绿体，故用镊子撕取菠菜叶下表皮时没有带叶肉也能看到叶绿体。（3）由题意可知，常选用质量分数为30%的蔗糖溶液进行“探究植物细胞的吸水和失水”实验。若选用50%的蔗糖溶液，半透膜两侧浓度差过大，植物细胞过度失水死亡，故质壁分离后再浸泡在清水中，不能发生质壁分离的复原。硝酸钾溶液中的K＋和N被细胞主动吸收不断进入液泡，使细胞液浓度增大，故若改为质量分数为30%的硝酸钾溶液，植物细胞先发生质壁分离，随着K＋和N不断进入细胞使细胞液浓度增大，当细胞液浓度大于外界溶液浓度后，植物细胞吸水发生自动复原。（4）在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，一般用无水乙醇提取色素，色素在体积分数为70%的乙醇中溶解度小，提取的色素量少，所以会出现色素带颜色较浅的现象。（5）用于“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验的材料为洋葱根尖分生区，若取材时选取的是靠近根尖分生区的伸长区，则导致处于分裂期细胞数目过少，若解离不充分，细胞没有分离开，导致处于分裂期的细胞相互重叠，视野中分裂期细胞数目偏少。
答案：（1）甘蔗中主要是蔗糖，蔗糖属于非还原糖　苏丹Ⅲ染液是有机染料，可溶于酒精等有机溶剂中　（2）能　下表皮细胞的保卫细胞中含有叶绿体　（3）过度失水死亡　K＋和N进入液泡，使细胞液浓度增大　（4）色素带颜色浅　（5）取材靠近根的伸长区　解离不充分，细胞没有分离开
14.解析：（1）植物顶芽产生的生长素，通过主动运输（或极性运输）方式运输到侧芽，使顶芽生长素浓度降低，因此促进顶芽生长，而侧芽处生长素浓度过高，故而侧芽的生长被抑制，这种现象称为顶端优势。（2）对比分析各实验组，可知实验的自变量是不同的嫁接（处理）方式，因变量是是否有顶端优势。（3）根据题干信息“SL合成受阻或SL不敏感突变体（相当于激素的受体不正常）顶端优势消失”，可知SL能够使植株出现顶端优势现象；第一组中突变体1上部＋野生型根部，恢复了顶端优势，说明突变体1的地上部分自身不能产生SL，由于野生型可产生的SL从根运输至地上部分，所以突变体1的地上部分接受了SL，表现出顶端优势，因此对SL敏感，第二组中突变体2上部分＋野生型根部，没有恢复顶端优势，说明突变体2的地上部分对SL不敏感。第四组突变体1上部＋突变体2的根结合，突变体2的根能产生SL，突变体1的地上部分接受了SL，可以表现出顶端优势。
答案：（1）主动运输　促进　抑制　（2）不同的嫁接（处理）方式　是否有顶端优势　（3）（野生型的）根　独脚金内酯不敏感突变体　植株上部有顶端优势
15.解析：（1）从表格上看，自变量是有无药物W及不同浓度的药物W，因变量是鼠体重平均值和血糖浓度平均值。第1、2组的体重平均值以及血糖浓度平均值相差不大，表明药物W对正常大鼠的体重和血糖浓度几乎无影响。（2）第3组与第1组比，体重降低，血糖浓度平均值显著高于第1组，说明组织细胞摄入血糖不足，机体分解蛋白质、脂肪增多。（3）从第1、3、4组的结果来看，第4组的体重低于第1组高于第3组，血糖浓度平均值高于第1组低于第3组，表明药物W对糖尿病大鼠的体重降低和血糖浓度升高具有缓解作用。
答案：（1）大鼠体重平均值和血糖浓度平均值　药物W对正常大鼠的体重和血糖浓度几乎无影响　（2）组织细胞摄入血糖不足，机体分解蛋白质、脂肪增多　（3）体重降低和血糖浓度升高