专题强化训练
一、选择题
1．(2024·广东佛山高三一模)选择合适的材料和试剂有助于实验目的的达成。下列材料或试剂的选择，合理的是( )
A．选用洋葱鳞片叶提取叶绿体色素
B．选用大蒜根尖分生区观察细胞的质壁分离
C．选用H2O2作为底物探究酶的最适温度
D．选用甲紫溶液对细胞中的染色体染色
解析：选D。洋葱鳞片叶没有叶绿体，也没有叶绿体色素，A不合理；大蒜根尖分生区细胞没有中央大液泡，不能进行质壁分离，B不合理；H2O2的分解速率会受到温度影响，不能作为底物探究酶的最适温度，C不合理；染色体可以被碱性染料染色，故可选用甲紫溶液进行染色，D合理。
2．(2024·河北唐山高三一模)下列关于生物学实验的叙述，错误的是( )
A．DNA片段扩增和土壤中某种细菌纯培养都使用了无菌水
B．艾弗里的肺炎链球菌转化实验中利用了“减法原理”
C．可用蛋白质、胰蛋白酶和双缩脲试剂探究pH对酶活性的影响
D．可以利用动物的粪便、声音等特征作为调查某些环境中动物种群数量的依据
解析：选C。DNA片段扩增和土壤中某种细菌纯培养均需要在无菌条件下进行，所以需要使用无菌水，A正确；艾弗里进行的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性去除一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了“减法原理”，B正确；酸能催化蛋白质水解，所以不可用蛋白质、胰蛋白酶和双缩脲试剂探究pH对酶活性的影响，C错误；对于大熊猫可以利用动物粪便调查其种群数量，对于鲸、长臂猿等哺乳动物可以通过声音调查其种群数量，D正确。
3．(2024·湖南长沙高三模拟)在实验研究中，实验结果的解释与分析是至关重要的一步，必要时需要对实验数据和结果进行统计和处理。下列数据无法用求平均值的方法获取的是( )
A．观察有丝分裂时比较细胞周期中不同时期的时间长短
B．研究土壤中小动物类群的丰富度时统计动物物种数目
C．调查外来物种加拿大一支黄花在某公园内的种群密度
D．性状分离比的模拟实验中计算不同组合类型的数量比
解析：选B。观察有丝分裂时比较细胞周期中处于不同时期的细胞数目而后求得平均值，进而可获取细胞周期中不同时期的时间长短，A不符合题意；研究土壤中小动物类群的丰富度时统计动物物种数目时不用求得平均值，而是统计出多少就是多少，B符合题意；调查外来物种加拿大一支黄花在某公园内的种群密度通常采用样方法，调查时注意随机取样，而后统计出各个样方中的种群密度进而求得平均值，C不符合题意；性状分离比的模拟实验中计算不同组合类型的数量比，该数据的获取可通过统计所有小组的结果获取平均值，D不符合题意。
4．(2024·河北部分学校高三联考)进行生态研究时，经常需要通过调查的方式获得重要数据。下列叙述错误的是( )
A．调查植物种群密度时，先观察地形以及调查对象的分布状况，再确定取样的方法
B．用抽样检测法调查培养液中酵母菌种群数量时，先计数一个计数室内酵母菌的数量，再依此估算试管中酵母菌的数量
C．观察土壤中的小动物时，最好用普通光学显微镜，并可用目测估计法统计小动物的种类数
D．调查农田生态系统的能量流动过程时，需要分析农民对作物秸秆的处理
解析：选C。调查植物种群密度时，应先观察地形以及调查对象的分布状况，根据地形以及调查对象的分布确定取样的方法，A正确；调查培养液中酵母菌种群数量时应用抽样检测法，且应先计数一个计数室内酵母菌的数量，再依此估算试管中酵母菌的数量，B正确；观察土壤中的小动物时，最好用体视显微镜，且目测估计法用来统计的是某物种在群落中的相对数量，C错误；调查农田生态系统的能量流动时，需要分析农民对作物秸秆是如何处理的，以了解生产者体内能量的去向，D正确。
5．(2024·山东等级考)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是( )
A．整个提取过程中可以不使用离心机
B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中
C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
解析：选A。研磨后，可以将研磨液过滤到烧杯中，在4 ℃冰箱中放置几分钟后，再取上清液，可以不使用离心机，A正确，B错误；鉴定过程中的沸水浴加热可使DNA双螺旋结构发生改变，C错误；该实验中，为排除二苯胺加热后可能变蓝对实验结果造成干扰，设置加二苯胺不加DNA的一个对照组即可，D错误。
6．(2024·广东梅州高三二模)科学方法是科学思维训练的主要内容，下列有关科学方法的叙述，正确的是( )
A．为了减小实验误差，在正式实验前一般都要先进行预实验
B．实验过程中对实验结果不会造成影响的可变因素叫作无关变量
C．细胞膜结构的探索过程中体现了“提出假说”这一科学方法
D．建构模型中模型的形式很多，包括物理模型、数学模型、生物模型等
解析：选C。预实验可为进一步实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性等，但不能减小实验误差，A错误；除自变量外，实验过程中对实验结果会造成影响的可变因素叫作无关变量，B错误；细胞膜结构模型的探索过程中，科学家在实验观察的基础上提出假说，再通过观察和实验进一步验证和修正假说，C正确；模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，建构模型中模型的形式很多，包括物理模型、数学模型、概念模型等，D错误。
7．(2024·山东青岛高三一模)“DNA粗提取与鉴定”的实验步骤：研磨→去杂质→析出→鉴定。某研究小组欲探究不同的去杂质方法对实验结果的影响，实验结果见下表。下列说法错误的是( )
去杂质方法 沉淀质量/g DNA浓度/(ng/μL) OD260/OD280 二苯胺鉴定
离心 0.068 81.5 1.53 蓝色
4 ℃冰箱静置 0.102 8 336.4 1.41
注：OD260与OD280的比值可检查DNA纯度。纯DNA的OD260/OD280为1.8，当存在蛋白质污染时，这一比值会明显降低。
A．猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料
B．对研磨液进行离心是为了加速DNA的沉淀
C．离心法可以获得更高纯度的DNA
D．析出时的离心转速明显高于去杂质时
解析：选B。DNA粗提取与鉴定的实验中，应选择富含DNA的材料，猪肝和菜花均可作为提取DNA的材料，A正确；离心研磨液的目的是加速沉淀，离心能够加速细胞膜、细胞器、一些较大杂质的沉淀，离心法可以获得更高纯度的DNA，B错误，C正确；据题表可知，离心时OD260/OD280比4 ℃冰箱静置时的值大，说明离心比4 ℃冰箱静置得到的DNA纯度高，因此要获得较高纯度的DNA，析出时的离心转速应明显高于去杂质时，D正确。
8．(2024·山东济宁高三模拟)淋巴细胞可产生多种能清除肿瘤的细胞因子。研究者进行了下列实验：实验一，将编码细胞因子的mRNA与编码荧光素酶的mRNA连接，然后将重组mRNA注射到肿瘤模型鼠的实体瘤中，肿瘤中仅产生少量细胞因子；实验二，将上述mRNA改造修饰后，重复实验一，发现肿瘤荧光强度更高并且其他部位检测不到荧光；实验三，用修饰后的mRNA对肿瘤模型鼠注射治疗30天后，其肿瘤得到有效控制，再移植同种肿瘤至原部位，肿瘤体积快速减小。下列说法正确的是( )
A．推测实验一模型鼠体内的部分重组mRNA可能被清除
B．实验二结果表明修饰后的mRNA指导合成了少量细胞因子
C．实验三结果表明原部位产生的攻击肿瘤细胞的抗体依然有效
D．肿瘤细胞清除过程中，细胞因子主要促进B细胞的增殖、分化
解析：选A。部分编码细胞因子的mRNA被小鼠的免疫系统清除，则翻译的模板减少，产生的细胞因子数量下降，A正确；编码细胞因子的mRNA与编码荧光素酶的mRNA连接，翻译荧光素酶的同时会翻译细胞因子，故可通过荧光强度反映mRNA在肿瘤内的翻译情况，mRNA改造修饰后，发现肿瘤荧光强度更高，表明修饰后的mRNA指导合成了大量细胞因子，B错误；实验三肿瘤体积快速减小的原因是之前机体产生了记忆细胞，C错误；肿瘤细胞清除过程中主要是细胞免疫发挥作用，细胞因子主要促进细胞毒性T细胞的增殖、分化，D错误。
9．(2024·广东江门高三一模)药厂生产土霉素(一种常用抗生素)会产生大量含有残留土霉素、未代谢的有机物的菌渣(TMD)。把菌渣和玉米秸秆(CS) 混合进行好氧堆肥，堆肥过程中产生的高温可促进微生物吸收、氧化和分解菌渣，实现废物无害化。为提高好氧堆肥降解土霉素的效果，研究人员研发复合微生物菌剂(CMI)并进行相关实验，实验结果如下图所示。下列分析错误的是( )
A．用菌渣直接作为肥料会对人类和其他生物的健康造成威胁
B．好氧微生物氧化分解有机物释放的能量大部分转化为热能
C．复合微生物菌剂应具备自养、嗜热、相互不影响生长等特点
D．好氧堆肥的堆体温度变化并不是影响土霉素降解的主要因素
解析：选C。由于菌渣中含有残留土霉素，用菌渣直接作为肥料会对人类和其他生物的健康造成威胁，A正确；好氧微生物进行有氧呼吸，有氧呼吸氧化分解有机物释放的能量大部分会转化为热能，B正确；堆肥过程中产生的高温可促进微生物吸收、氧化和分解菌渣，实现废物无害化，复合微生物菌剂需要氧化和分解菌渣，因此应具备异养、嗜热、相互不影响生长等特点，C错误；Ⅲ组实验的装置是插入Ⅰ组堆肥堆体中，其堆体的温度和Ⅰ组相同，但是两组实验土霉素的降解率有显著差异，说明温度变化不是影响土霉素降解的主要因素，D正确。
10．(2024·湖南张家界高三二模)为探究骨髓基质细胞(M，一种干细胞)的线粒体对缺氧导致损伤的脑神经细胞(N)的影响，某科研小组进行了相关实验，结果表明M的线粒体会进入N中发挥作用。下图为各组细胞的ATP产生水平。下列有关叙述或推测中错误的是( )
A．M与N形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达
B．理论上可诱导M增殖、分化为多种细胞
C．M的线粒体进入N中不需要消耗ATP
D．M的线粒体有利于N供能机制的修复
解析：选C。不同种类细胞形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达，A正确；干细胞是指动物和人体内少数保留分裂和分化能力的细胞，理论上可诱导M增殖、分化为多种细胞，B正确；线粒体进入细胞要依赖膜的流动性，需要消耗能量，C错误；据题图可知，“M的线粒体＋N”组细胞产生更多ATP，这表明M的线粒体有利于N供能机制的修复，D正确。
二、非选择题
11．洋葱(2n＝16)是我国的主要蔬菜之一，也是常用的实验材料。请回答下列问题：
(1)洋葱外表皮细胞可用于观察质壁分离及复原的原因是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________；
若观察到如右图所示状态，此时细胞液浓度和外界溶液浓度的关系可能是________(填字母)。
a．细胞液浓度大于外界溶液浓度
b．细胞液浓度小于外界溶液浓度
c．细胞液浓度等于外界溶液浓度
(2)使用洋葱管状叶进行色素的提取和分离实验时，除向研钵中加入SiO2外，还需加入的试剂有____________________；分离后的最宽色素带呈________色。
(3)探究植物细胞是否含有脂肪的实验中，宜选取洋葱鳞片叶的____________。
(4)利用洋葱观察植物根尖细胞有丝分裂的实验中，制片的流程为________________________(用文字和箭头表示)。如图为高倍镜下观察到的图像，乙细胞中染色体的数目为__________________________________条。
(5)下表为研究黑洋葱多糖对1型糖尿病大鼠降血糖作用的部分实验步骤，请完成表格。
实验目的 方法步骤要点
制备黑洋葱多糖溶液 将纯化后的黑洋葱多糖配制成浓度为13.5 g/L的溶液
建立模型鼠 取40只生理状态相近的健康大鼠，腹腔注射适量四氧嘧啶溶液，72 h后将大鼠禁食不禁水12 h，选取空腹血糖浓度大于7.0 mmol/L的大鼠作为模型鼠
①________ 取模型鼠20只，随机均分为组1和组2；另取10只健康大鼠作为组3
灌胃给药 组1：按照200 mg/kg的标准，用生理盐水灌胃；组2：②____________灌胃；组3：③____________灌胃；每天灌胃1次，持续灌胃4周
④________ 每周使用血糖仪测定一次
答案：(1)原生质层具有选择透过性，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 abc (2)无水乙醇和CaCO3 蓝绿
(3)内表皮 (4)解离→漂洗→染色→制片 32
(5)①(动物、实验)分组 ②按照200 mg/kg的标准，用黑洋葱多糖溶液 ③按照200 mg/kg的标准，用生理盐水 ④测定空腹血糖浓度
12．(2024·广东揭阳高三二模)胰岛素抵抗(IR)是胰岛靶组织对胰岛素敏感性降低，引起患者血糖和胰岛素水平均升高的现象。二甲双胍能增强周围组织对胰岛素的敏感性，增强胰岛素介导的葡萄糖利用过程，为目前治疗IR的首选药物。石斛多糖(DOP)是从铁皮石斛中提取的一种可以降血糖的活性多糖，为研究其在缓解IR中的作用效果，请根据以下实验材料与用具，完善实验思路并预测实验结果。
材料与用具：正常小鼠和IR高血糖模型小鼠若干只、一定浓度的DOP溶液、一定浓度的二甲双胍溶液、生理盐水、普通饲料、灌胃器、血糖浓度测定仪。(要求与说明：空腹测定血糖的方法、胰岛素浓度不做要求，药物的具体用量不做要求。)
(1)实验思路：
①将同龄同性别且体重相近的IR高血糖模型小鼠随机平均分为乙、丙、丁、戊四组，甲组为______________________，作为对照组。
②__________________________________________________________。
③每天同一时间，丙组每只小鼠灌胃一定量的二甲双胍溶液，丁组每只小鼠灌胃______________________，戊组每只小鼠灌胃等量的二甲双胍和DOP的混合溶液，给甲组和乙组每只小鼠灌胃__________________，连续灌胃21天。
④各组小鼠置于相同且适宜的条件下培养，每天饲喂等量普通饲料和清水，21天后用血糖测定仪测定各组小鼠的空腹血糖浓度，求平均值并记录。结果见下表。
组别 给药前空腹血糖浓度/(mmol·L－1) 给药21天后空腹血糖浓度/(mmol·L－1)
甲 4.68 4.52
乙 13.25 13.34
丙 13.24 6.54
丁 13.27 6.58
戊 13.25 5.23
(2)分析以上实验数据，可以得出的结论是______________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析：(1)①以甲组正常小鼠空腹血糖浓度作为空白对照，判断DOP溶液是否有效果。②本实验的检测指标是空腹血糖浓度，因此实验前需要用血糖测定仪测定各组小鼠的空腹血糖浓度，求平均值并记录作为比较的指标。③每天同一时间给甲组每只小鼠灌胃等量的生理盐水(空白对照)，乙组用IR高血糖模型小鼠作为对照，灌胃等量的生理盐水，丙组每只小鼠灌胃一定量的二甲双胍溶液，丁组每只小鼠灌胃等量的DOP溶液，戊组每只小鼠灌胃等量的二甲双胍和DOP的混合溶液。(2)分析题表数据，甲组是正常小鼠，血糖为正常血糖，乙组是模型小鼠，血糖较高，丙组灌胃二甲双胍溶液，二甲双胍能增强周围组织对胰岛素的敏感性，增强胰岛素介导的葡萄糖利用过程，血糖下降，丁组灌胃DOP溶液，血糖降低程度与丙组相近，戊组灌胃二甲双胍和DOP的混合溶液，血糖比丙、丁组下降得多，效果更好。经分析总结，DOP溶液缓解IR的作用效果与二甲双胍相近，且二者混合使用效果更好。
答案：(1)①正常小鼠 ②用血糖测定仪测定各组小鼠的空腹血糖浓度，求平均值并记录 ③等量的DOP溶液 等量的生理盐水 (2)DOP溶液缓解IR的作用效果与二甲双胍相近，且二者混合使用效果更好
13．为探究甲状腺激素的作用，某同学用麻醉后的实验兔在相同的环境条件下进行实验。实验内容如下：
a．分别测量并记录甲、乙单位时间内呼吸释放CO2的量。
b．静脉注射适量的甲状腺激素，记录呼吸释放CO2的量。
c．待呼吸恢复后，静脉注射适量的促甲状腺激素(TSH)，记录呼吸释放CO2的量。
回答下列问题：
(1)实验发现，与a相比，b处理后实验兔呼吸释放CO2的量增大，原因是_______________________________________________________；b处理后的一段时间内，实验兔体内促甲状腺激素的分泌量____________(填“增多”“减少”或“保持不变”)，原因是__________________________________________
_________________________________________________________。
(2)c处理后实验兔呼吸释放CO2的量也会增大，但在相同的一段时间内，其效果没有b处理明显，对此现象的合理解释是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)实验发现，血液中甲状腺激素浓度的升高对下丘脑细胞具有多方面的效应，这些效应包括___________________________________________________
_______________________________________________(写出1点即可)。
解析：(1)甲状腺激素能提高细胞代谢的速率，加速体内物质的氧化分解，所以静脉注射适量的甲状腺激素，实验兔呼吸释放CO2的量增大；调节甲状腺激素分泌的方式有分级调节和反馈调节，当内环境中甲状腺激素含量高时，甲状腺激素作为信号分子作用于下丘脑和垂体，通过抑制TRH、TSH的分泌，使甲状腺激素分泌量减少，进而使内环境中甲状腺激素含量保持相对稳定，因此b处理后的一段时间内，实验兔体内促甲状腺激素的分泌量减少。(2)激素调节作用范围广、反应速度慢，注射的TSH不能直接促进物质的氧化分解，其通过促进甲状腺激素的分泌而起作用，因而在相同的时间内，注射TSH没有直接注射甲状腺激素的效果明显。(3)甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性，当甲状腺激素含量过高时通过反馈调节会抑制TRH和TSH的分泌，所以血液中甲状腺激素浓度升高时，对下丘脑细胞的效应可能有抑制下丘脑某些细胞分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)、提高下丘脑中神经细胞的兴奋性等。
答案：(1)甲状腺激素能促进代谢，加速体内物质的氧化分解 减少 注射甲状腺激素后，体内甲状腺激素浓度暂时升高，暂时抑制了促甲状腺激素释放激素(TRH)、促甲状腺激素(TSH)的分泌 (2)TSH不能直接促进物质的氧化分解，其通过促进甲状腺激素的分泌而起作用，该过程属于体液调节，见效较慢 (3)抑制下丘脑某些细胞分泌促甲状腺激素释放激素(TRH)、提高下丘脑中神经细胞的兴奋性等(写出1点即可)
14．(2023·湖北等级考)乙烯(C2H4)是一种植物激素，对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制，进行了如下三个实验。
[实验一] 乙烯处理植物叶片2小时后，发现该植物基因组中有2 689个基因的表达水平升高，2 374个基因的表达水平下降。
[实验二] 某一稳定遗传的植物突变体甲，失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交，F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中，乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。
[实验三] 科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关，该基因编码一种膜蛋白，推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测，研究者先构建含基因A的表达载体，将其转入到酵母菌中，筛选出成功表达蛋白A的酵母菌，用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4)，再分为对照组和实验组进行实验，其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题：
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的________(填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9∶7的原因是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)实验三的对照组为：用不同浓度的14C2H4与______________________________混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高，实验组曲线上升趋势变缓的原因是________________________________________________________。
(5)实验三的结论是_______________________________________________
___________________________________________________________。
解析：(1)基因表达包括转录和翻译过程；mRNA是转录的产物，多肽链是翻译的产物，基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中mRNA含量得出。(2)实验二中出现的9∶7为9∶3∶3∶1的变式，由此可以推出乙烯不敏感突变体中存在两种显性基因，且它们的遗传遵循自由组合定律，这两对基因位于两对同源染色体上。(3)由实验结果可以看出，对照组中，随着14C2H4浓度的升高，酵母菌结合14C2H4的量一直为0，再结合实验目的以及实验组的设置可知，对照组是用不同浓度的14C2H4与含不含基因A的表达载体(或不能表达蛋白A)的酵母菌混合。(4)影响酵母菌结合14C2H4的量的因素有两个：①14C2H4的浓度；②酵母菌中蛋白A的表达量。实验组中，在曲线上升趋势变缓阶段，14C2H4的浓度一直在增加，推测导致实验组曲线上升趋势变缓的原因是酵母菌中蛋白A的表达量有限。(5)由实验结果可以直接看出，在不同浓度(一定范围)的14C2H4条件下，随着14C2H4浓度的升高，成功表达蛋白A的酵母菌结合14C2H4的量增加，含不含基因A的表达载体(或不能表达蛋白A)的酵母菌结合14C2H4的量一直为0，再结合实验目的可推知该实验的结论是基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合。
答案：(1)mRNA (2)乙烯不敏感型由两种显性基因控制且这两对基因位于两对同源染色体上 (3)含不含基因A的表达载体(或不能表达蛋白A)的酵母菌 (4)蛋白A的表达量有限 (5)基因A表达产生的膜蛋白能与乙烯结合
15．(2024·广东惠州高三模拟)长期以来，吸烟被认为与注意力缺陷、多动障碍等多种精神疾病相关。多种表观遗传学现象如DNA甲基化修饰、miRNA等均参与到多种精神疾病的发展过程中。为探究尼古丁引发父系跨世代表观遗传学效应的分子机制，研究人员进行了如下实验：
(1)将40只6周龄雄性C57BL/6J品系小鼠随机均分为实验组和对照组。实验组腹腔注射尼古丁(剂量为0.2 mg/100 g/day)，对照组腹腔注射________________。处理五周后，分别与正常的雌性C57BL/6J小鼠合笼。所得F1小鼠分别标记为F1-nic组 和F1-con组。F1小鼠________(填“注射”或“不注射”)尼古丁。
(2)对F1-nic组和F1-con组小鼠进行游泳实验，记录其在水中总静止时间。结果表明，F1-nic组小鼠的总静止时间显著低于F1-con组。研究人员认为是以下调节机制所致[GSK3蛋白的活性可以被其中丝氨酸(Serine)磷酸化修饰抑制]：
尼古丁处理可以造成小鼠精子中miR-15b基因启动子附近DNA高甲基化，这一表观遗传学修饰随着受精作用传递到下一代，造成在F1小鼠脑组织中miR-15b含量偏________，WNT4蛋白含量偏________，最终导致F1小鼠多动，并使小鼠抑郁程度________。
(3)为进一步验证上述机制，请恰当选用以下所给材料进行实验：
①F1-con组小鼠 ②F1-nic组小鼠 ③空白病毒载体 ④过量表达WNT4的病毒载体 ⑤过量表达miR-15b的病毒载体
项目 实验组 对照组
选择小鼠 ② X
选择载体 Y ③
侵染丘脑组织，2周后进行游泳实验
上表中X处为________，Y处为________(选用“①～⑤”作答)。
解析：(1)该实验的目的是探究尼古丁引发父系跨世代表观遗传学效应的分子机制，因此该实验的自变量是尼古丁的有无，实验组腹腔注射尼古丁(剂量为0.2 mg/100 g/day)，对照组腹腔注射等量的生理盐水。处理五周后，分别与正常的雌性C57BL/6J小鼠合笼。所得F1小鼠不注射尼古丁。(2)分析可知，尼古丁处理可以造成小鼠精子中miR-15b基因启动子附近DNA高甲基化，这一表观遗传学修饰随着受精作用传递到下一代，造成在F1小鼠脑组织中miR-15b含量偏低，WNT4蛋白含量偏高，最终导致F1小鼠多动，并使小鼠抑郁程度下降。(3)为进一步验证miR-15b基因启动子附近DNA高甲基化的机制，实验的自变量为miR-15b的有无，因此对照组与实验组小鼠应相同，均为F1-nic组小鼠；对照组使用的是空白病毒载体，则实验组应选择过量表达miR-15b的病毒载体，即X处为②，Y处为⑤。
答案：(1)等量的生理盐水 不注射 (2)低 高 下降 (3)② ⑤INCLUDEPICTURE "生物版块六lll.TIF" INCLUDEPICTURE "生物版块六lll.TIF" \* MERGEFORMAT
专题十五 实验与探究
INCLUDEPICTURE "课程标准lll.TIF" INCLUDEPICTURE "课程标准lll.TIF" \* MERGEFORMAT 1.能够恰当选用并熟练运用工具展开观察。 2.针对日常生活的真实情境提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或可达成的工程学需求。 3.基于对相关资料的查阅，设计并实施恰当可行的方案。 4.运用多种方法如实记录，并创造性地运用数学方法分析实验结果。 5.能够在团队中起组织和引领作用，运用科学术语精确阐明实验结果，并展开交流。
INCLUDEPICTURE "生物表15lll.TIF" INCLUDEPICTURE "生物表15lll.TIF" \* MERGEFORMAT
命题点1 教材基础和经典实验
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1．教材实验中的“一材多用”——洋葱
2．盐酸在教材实验中的作用
3．酒精在教材实验中的作用
4．与“洗”有关的实验操作
5．有关颜色反应类实验
6．生物学实验常用的方法技术
[答案自填] 旺盛 空间结构 相互分离开来 无水乙醇 70% 50% 95% 橙色的重铬酸钾 二苯胺
INCLUDEPICTURE "教材易漏排查lll.TIF" INCLUDEPICTURE "教材易漏排查lll.TIF" \* MERGEFORMAT
1．(必修1 P50探究·实践)藓类的叶片可直接制作装片，因为叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞；用菠菜作实验材料时，取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，这是因为叶肉细胞中才有叶绿体。
2．(必修1 P51科学方法)同位素标记法中常用的同位素有的具有放射性，如14C、32P、3H、35S等；有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O等。
3．(必修2 P54思考·讨论)15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，两者的相对原子质量不同。证明DNA半保留复制的实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置区分亲代与子代的DNA。
4．(必修2 P115探究·实践)探究抗生素对细菌的选择作用实验中，在连续培养几代后，抑菌圈的直径缩小，说明抗生素对细菌产生了选择作用。从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，原因是这个地方的细菌具有一定的耐药性。
5．(选择性必修1 P46思考·讨论1)在班廷之前，大多数实验都集中于制备胰腺提取物，但胰腺中含有胰蛋白酶，会将其中的胰岛素分解，所以收效甚微。
6．(选择性必修1 P103探究·实践)温度要一致；设置重复组，每组不能少于 3个枝条；设置对照组，清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组进行对比，目的是探究2，4-D或NAA等促进扦插枝条生根的最适浓度。
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【最新考情】
1．(2024·浙江1月选考)观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时，某同学在显微镜下找到①～④不同时期的细胞，如图。关于这些细胞所处时期及主要特征的叙述，正确的是( )
A．细胞①处于间期，细胞核内主要进行DNA复制和蛋白质合成
B．细胞②处于中期，染色体数： 染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2
C．细胞③处于后期，同源染色体分离并向细胞两极移动
D．细胞④处于末期，细胞膜向内凹陷将细胞一分为二
解析：选B。细胞①处于分裂间期，细胞内主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，但蛋白质在核糖体上合成，A错误；细胞②处于中期，染色体已在分裂间期复制完成，但染色体数目没有改变，一条染色体上有两条染色单体、两个核DNA分子，则染色体数∶染色单体数∶核DNA分子数＝1∶2∶2，B正确；细胞③处于后期，有丝分裂过程中不会出现同源染色体分离的情况，C错误；细胞④处于末期，题图是植物细胞，植物细胞末期由细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁，最后将细胞一分为二，D错误。
2．(2024·黑吉辽选择考)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是( )
A．琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小
B．凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置
C．在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快
D．琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来
解析：选A。琼脂糖凝胶的浓度、待测样品中DNA分子的大小和构象等都会影响DNA分子在凝胶中的迁移速率，故琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小，A正确；在电泳过程中，凝胶载样缓冲液中的指示剂不会与DNA结合，而是随着电流的通过而移动，可用于确定样品的迁移方向和距离，但不能指示DNA分子的具体位置，B错误；在同一电场作用下，DNA片段越长，即DNA相对分子质量越大，迁移速率越慢，C错误；琼脂糖凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，紫光灯下不可以，D错误。
[把脉高考] 该知识点为高考的热点。针对不同的实验目的，需要设计不同的实验装置，而这些精巧的设计往往是教材中经典实验装置的变形。近几年高考对该部分的考查主要从实验事实方面展开，强调实验如何选材、实验步骤如何优化、如何正确科学地得出结论，需要考生明确掌握实验的科学原理和方法等。
【历年考情】
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(1)(2023·广东T11)可反复多次利用冷却的酒精进行沉淀以提高DNA的纯度。( )
(2)(2022·江苏T7)培养获得二倍体和四倍体洋葱根尖后，分别制作有丝分裂装片，镜检、观察。下图为二倍体根尖细胞的照片。
四倍体中期细胞中的染色体数与①的相等，是②的4倍，③的2倍。( )
(3)(2022·山东T13)在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色。( )
(4)(2022·浙江1月T20)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。
步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果。( )
(5)(2021·江苏T12)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液。( )
(6)(2020·山东T3)观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。( )
(7)(2021·重庆T20)在相同条件下，分别用不同浓度的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞，观察其质壁分离，再用清水处理后观察其质壁分离复原，实验结果如图。各组蔗糖溶液中，水分子不能从蔗糖溶液进入细胞液。( )
INCLUDEPICTURE "练表达lll.TIF" INCLUDEPICTURE "练表达lll.TIF" \* MERGEFORMAT
(8)(2020·浙江7月T27节选)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，________________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂________期细胞的染色体，原因是______________________________________________________
_________________________________________________________。
提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究
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突破1 教材基础实验分析与评价
1．(2024·河北石家庄高三二模)下列关于实验操作的叙述，正确的是( )
A．“绿叶中色素的提取和分离”实验中，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画线，需不间隔重复画线2～3次
B．“探究土壤微生物的分解作用”实验中，实验组土壤应放在60 ℃恒温箱中处理1 h
C．“噬菌体侵染细菌”实验中，32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，经长时间保温后搅拌、离心再检测上清液和沉淀物的放射性
D．“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，先将培养液滴在血细胞计数板上，再盖上盖玻片以防止气泡产生
解析：选B。“绿叶中色素的提取和分离”实验中，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画线，需间隔重复画线2～3次，A错误；“探究土壤微生物的分解作用”实验中，实验组土壤应放在60 ℃恒温箱中处理1 h，对照组土壤不做处理(自然状态)，B正确；“噬菌体侵染细菌”实验中，32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，经适当时间保温后搅拌、离心再检测上清液和沉淀物的放射性，C错误；“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，先盖上盖玻片，再将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，D错误。
2．(2024·广东惠州高三一模)一切实验结论的得出，需合理选择实验材料和试剂，并经严谨的实验操作、科学的观察和逻辑推理过程。下列叙述正确的是( )
A．合理使用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水，也能够用于鉴定蛋白质实验
B．选用豌豆的叶肉细胞，能够观察到处于有丝分裂中期的染色体形态
C．在鸡蛋清中加入食盐能析出絮状物，是因为破坏了蛋白质分子的空间结构
D．观察菠菜叶片临时装片时，发现叶绿体带动细胞液呈逆时针流动
解析：选A。斐林试剂甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂A液、B液相同，只是斐林试剂乙液的质量浓度比双缩脲试剂B液的质量浓度大，因此将斐林试剂的乙液用蒸馏水稀释后可以检测蛋白质，A正确；豌豆的叶肉细胞已经高度分化，不分裂，因此用其作材料观察不到处于有丝分裂中期的染色体形态，B错误；在鸡蛋清中加入食盐后析出絮状物，是由加入食盐后蛋白质的溶解度降低引起的，加水稀释后絮状物会消失，这是一种可逆的盐析现象，蛋白质的空间结构并没有被破坏，C错误；叶绿体移动是由于细胞质基质发生逆时针的流动，D错误。
突破2 教材经典实验分析与评价
3．(2024·广东佛山高三二模)生物学研究领域常用到各种不同的科学方法。下列有关叙述错误的是( )
A．运用放射性同位素标记法和差速离心法可证明“DNA的半保留复制”
B．通过不完全归纳法可得出“DNA是主要的遗传物质”的结论
C．“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中构建的是物理模型
D．摩尔根在研究果蝇眼色遗传现象时运用了“假说—演绎法”
解析：选A。证明DNA半保留复制的实验使用了密度梯度离心法和稳定性同位素标记法，A错误；通过不完全归纳法可得出“DNA是主要的遗传物质”的结论，B正确；物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中构建的是物理模型，C正确；摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说—演绎法证明了基因在染色体上，D正确。
4．(2024·河南信阳高三质检)下表是生物科学史上一些经典实验的叙述，表中“方法与结果”和“结论或观点”相匹配的是( )
选项 方法与结果 结论或观点
A 观察到植物通过细胞分裂产生新细胞，观察到动物受精卵分裂产生新细胞 细胞都能通过分裂产生子细胞
B 用斐林试剂检测梨匀浆，混合溶液经水浴加热后出现砖红色沉淀 梨匀浆中含有葡萄糖
C 将载有水绵和需氧细菌的装片置于黑暗且缺氧的环境中，用极细光束照射后，细菌集中于叶绿体被光照射的部位 叶绿体在光下能产生氧气
D 将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠体内出现S型活细菌 DNA是遗传物质
解析：选C。观察到植物通过细胞分裂产生新细胞，观察到动物受精卵分裂产生新细胞，但不能由此说明所有细胞都能通过分裂产生子细胞，如有些高度分化的细胞不再进行分裂，A不符合题意；用斐林试剂检测梨匀浆，混合溶液经水浴加热后出现砖红色沉淀，说明梨匀浆中含有还原糖，但不一定是葡萄糖，B不符合题意；恩格尔曼采用水绵和需氧细菌进行实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧， C符合题意；格里菲思的体内转化实验证明 S 型细菌中存在某种转化因子，能将 R 型活细菌转化为 S 型活细菌， 但并未证明转化因子的本质，D不符合题意。
命题点2 实验设计、分析与评价
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1．掌握分析实验设计题的程序
2．描述实验设计步骤的“四步曲”
在书写实验步骤时应注意以下几点：
(1)步骤设计一般不宜连续描述，而是分段叙述，并加以编号。
(2)为使叙述更简洁，对试管、烧杯等实验器材一般要加以分组、编号，如A、B或甲、乙等。
(3)叙述中尽量用规范的实验术语，不能使用含糊的口语，如“等量”不宜说成“一样多”等。
(4)一般在时间、温度、物质的量上难以做到准确的量化表达，尽可能用“相同”“适宜”或“适量”等“定性”的语言表达。
(5)实验设计中适时出现“其他培养条件相同”或“培养相同一段时间后”等都是很好的得分点。
(6)题目给出的实验材料和试剂一般应充分利用，除非题目条件允许，否则不能自己随意增减实验材料和试剂。
3．“五看法”评价实验设计
[答案自填] 等量 随机性 单一 相同
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【最新考情】
1．(2024·高考全国卷甲)某种病原体的蛋白质A可被吞噬细胞摄入和处理，诱导特异性免疫。回答下列问题。
(1)病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于____________________。
(2)溶酶体中的蛋白酶可将蛋白质A的一条肽链水解成多个片段，蛋白酶切断的化学键是_________________________________________________。
(3)不采用荧光素标记蛋白质A，设计实验验证蛋白质A的片段可出现在吞噬细胞的溶酶体中，简要写出实验思路和预期结果。
解析：(1)B细胞活化后增殖、分化产生的浆细胞可以产生并分泌抗体，而抗体存在于体液中，所以病原体感染诱导产生浆细胞的特异性免疫方式属于体液免疫。(2)蛋白酶水解蛋白质切断的化学键是肽键。(3)不采用荧光素标记蛋白质A，则可采用放射性同位素标记法。蛋白质的组成元素有C、H、O、N等，可用含3H标记的氨基酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带放射性标记的病原体注入健康小鼠体内，定期取小鼠的吞噬细胞，检测其中溶酶体的放射性情况。预期结果：小鼠吞噬细胞的溶酶体中出现放射性。
答案：(1)体液免疫 (2)肽键 (3)实验思路：用含3H标记的氨基酸的培养基或细胞培养该病原体，让其蛋白质A带上放射性标记；将蛋白质A带放射性标记的病原体注入健康小鼠体内，定期取小鼠的吞噬细胞，检测其中溶酶体的放射性情况。预期结果：小鼠吞噬细胞的溶酶体中出现放射性。
2．(2024·广东选择考)乙烯参与水稻幼苗根生长发育过程的调控。为研究其机理，我国科学家用乙烯处理萌发的水稻种子3天，观察到野生型(WT)幼苗根的伸长受到抑制，同时发现突变体m2，其根伸长不受乙烯影响；推测植物激素X参与乙烯抑制水稻幼苗根伸长的调控，设计并开展相关实验，其中K试剂抑制激素X的合成，A试剂抑制激素X受体的功能，部分结果见图。
回答下列问题：
(1)为验证该推测进行了实验一，结果表明，乙烯抑制WT根伸长需要植物激素X，推测X可能是__________。
(2)为进一步探究X如何参与乙烯对根伸长的调控，设计并开展了实验二、三和四。
①实验二的目的是检测m2的突变基因是否与____________________有关。
②实验三中使用了可自由扩散进入细胞的NAA，目的是利用NAA的生理效应，初步判断乙烯抑制根伸长是否与____________________有关。若要进一步验证该结论并检验m2的突变基因是否与此有关，可检测________________________的表达情况。
③实验四中有3组空气处理组，其中设置★所示组的目的是________________________________________________________。
(3)分析上述结果，推测乙烯对水稻幼苗根伸长的抑制可能是通过影响____________实现的。
答案：(1)生长素 (2)①生长素合成 ②生长素运输 生长素载体蛋白基因 ③作为实验组检测A试剂和NAA是否影响根伸长，作为乙烯处理的对照组 (3)生长素信号转导(或生长素受体功能)
[把脉高考] 该知识点为高频考点，难度较大。试题背景大多来自教材经典实验的拓展、生物学理论、与人体健康生活实践相关的知识及科研材料等，通过验证或探究或补充完善或分析实验现象及结果，考查考生的科学思维和科学探究能力。
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1．(2024·重庆高三模拟)草本、木本植物体内含有大量的纤维素，耐高温纤维素酶可以加速催化纤维素的水解，为酵母菌进行酒精发酵提供大量廉价原料。某研究小组将纤维素分解菌通过诱变和高温处理获得新菌株(甲)，制作出菌株甲培养基的滤液，进行了下列实验：
试管 A B
步骤1 加入适量缓冲液 加入用____①____配制的菌株甲滤液
步骤2 在80 ℃条件下水浴保温30 min
步骤3 加入适量的____②____，80 ℃水浴保温10 min
步骤4 加入适量的____③____，60 ℃热水浴加热2 min，观察溶液颜色
实验预期 预期实验结果及结论：____④____
回答下列问题：
(1)该实验小组的实验目的是________________________________________
___________________________________________________________。
(2)该实验步骤1～4中，①②③处加入的物质分别是________________、________________、________________。
(3)对该实验结果及结论作出预期：若________________________，则表明该纤维素酶能耐受80 ℃高温；若________________________________，则表明该纤维素酶不能耐受80 ℃高温。
(4)食草动物不能分泌纤维素酶，却能吸收大量糖类，主要原因是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
答案：(1)探究菌株甲分泌的纤维素酶能否耐受80 ℃高温
(2)等量的缓冲液 纤维素液 斐林试剂 (3)试管A中呈蓝色，试管B中出现砖红色沉淀 试管A和试管B中均呈蓝色 (4)食草动物肠道内的微生物分泌纤维素酶，能将食物中的纤维素分解成可被食草动物吸收的小分子糖类
2．(2024·山西太原高三一模)非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者的肝细胞内脂肪过度沉积，会使肝细胞受损，导致血液中转氨酶水平由轻至中度增高，辛伐他汀是治疗NAFLD的常用药物，但对肝脏存在一定的副作用。黄芪多糖是中药材黄芪的主要有效成分，具有调节血脂、保护肝细胞等作用。为了深入研究黄芪多糖对NAFLD的作用效果，某研究小组以生理状况相同的健康大鼠40只、黄芪多糖提取液、辛伐他汀溶液、生理盐水等为材料开展了如下实验。
(1)实验步骤：
a．将40只健康大鼠随机均分为甲、乙、丙、丁四组，每组10只，其中甲组饲喂普通饲料，连续饲喂6周；乙、丙、丁组饲喂高脂饲料，连续饲喂6周以获得NAFLD大鼠。
b．甲、乙组大鼠各灌胃生理盐水5 mL/d；丙组大鼠灌胃____________________，作为对照组；丁组大鼠灌胃________________________。
四组大鼠连续灌胃4周。
c．在7、8、9和10周各测一次血脂浓度(mmol/L)和血液中转氨酶浓度(U/L)，统计并分析数据。
(2)实验数据显示，丙、丁两组的血脂浓度明显低于乙组，说明________________________________；乙、丙两组血液中转氨酶浓度差异不大，且都明显高于丁组，说明_____________________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)若要将黄芪多糖用于NAFLD的临床治疗，则还需进一步探究黄芪多糖对NAFLD治疗效果的最佳用量，实验过程中，需用______________________________________________________________________
____________________________________________分别处理NAFLD大鼠。
(4)研究表明：适度运动疗法能减轻NAFLD患者肝脏变性的程度，请结合该研究结果尝试提出一个相关的研究课题名称：______________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案：(1)辛伐他汀溶液5 mL/d 黄芪多糖提取液5 mL/d
(2)辛伐他汀和黄芪多糖均能降低血脂浓度 辛伐他汀在降低血液中转氨酶浓度方面效果不明显，而黄芪多糖能明显降低血液中转氨酶浓度，对肝组织可能有一定的保护作用 (3)一系列等浓度梯度的黄芪多糖提取液 (4)适度运动影响非酒精性脂肪肝的机制；适度运动疗法减缓非酒精性脂肪肝患病程度的大小；减轻NAFLD患者肝脏变性的运动类型(最佳运动强度或运动时长)(合理即可)
3．(2024·湖南永州高三二模)为探究BA(细胞分裂素)对苹果丛状苗生根的影响进行了相关实验，实验组分别选取用“MS培养基＋NAA”培养了0 h、24 h、48 h、72 h、96 h、120 h的丛状苗，用“MS培养基＋NAA＋BA”各处理24 h后，再转入“MS培养基＋NAA”继续培养。各组都在丛状苗培养的第14 d和第28 d观察并统计生根率，NAA和BA的浓度均为1 μmol·L－1，实验结果如下图所示。回答下列问题。
(1)该实验对照组的处理方法是__________________________________
____________________________________________________________。
(2)由实验结果可知，在实验组培养第72 h用BA处理对丛状苗的生根起____________作用，不同实验组丛状苗的生根率随培养时间延长而________。该实验________(填“能”或“不能”)说明BA和NAA共同促进生根。
(3)某同学为了确定NAA促进扦插枝条生根的适宜浓度，用两种浓度的NAA分别处理扦插枝条作为两个实验组，用蒸馏水处理作为对照组进行实验，结果发现三组扦插枝条生根无差异。参考该同学的实验，在下一步实验中应该如何改进，才能达到本实验的目的？请说明理论依据。
改进方法：_______________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________；
理论依据：___________________________________________________
__________________________________________________________。
答案：(1)丛状苗持续培养在“MS培养基＋NAA”中 (2)抑制 提高 不能 (3)在该同学使用的两种NAA浓度的基础上，分别在低于低浓度的范围设置一组浓度梯度、高于高浓度的范围设置一组浓度梯度，以及两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验，从而找到促进枝条生根的适宜浓度 生长素促进枝条生根的浓度范围是一定的，生长素浓度过高或过低都不能促进生根
4．(2024·山东青岛高三三模)神经细胞外的Ca2＋能竞争性结合Na＋载体，对Na＋内流具有抑制作用，称为膜屏障作用。适宜的血钙浓度对保持神经系统的正常兴奋性发挥着重要作用，当血钙浓度低于2.25 mmol/L时，机体会发生抽搐或肌肉痉挛(俗称抽筋)；当高于2.75 mmol/L时会患高钙血症，患者表现出肌无力等症状。回答下列问题。
(1)在血钙浓度过低时，肌肉发生抽筋的原因是______________________________________________________________________
__________________________________________________________；
高钙血症患者表现出肌无力的原因是______________________________________________________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
由此可见，维持内环境稳态的意义是______________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)为验证膜屏障作用，请简要写出实验思路，并预测实验结果。
实验材料及试剂：浸润在正常Ca2＋浓度任氏液(含有Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－等)中的蛙坐骨神经—腓肠肌标本，生物信号采集仪(能记录电极处的电位变化)等。可根据实验需要对任氏液中相关离子浓度进行调整。
实验思路：____________________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
实验结果(绘制膜电位变化的大致曲线图)。
(3)为使实验结果更可靠、更准确，实验中还需测定_____________________________________________进一步验证。
答案：(1)血钙浓度过低，对Na＋内流的抑制作用减弱，神经细胞容易产生兴奋而使肌肉持续收缩表现出抽筋症状 血钙浓度过高，对Na＋内流的抑制作用增强，神经细胞不易产生兴奋，无法完成肌肉的正常收缩 保证机体生命活动的正常进行 (2)将生物信号采集仪连接在浸润在正常Ca2＋浓度任氏液中的神经纤维上，对坐骨神经施加一定刺激，记录采集仪所显示的电位变化；然后降低任氏液中Ca2＋浓度，其他条件不变，重复实验(合理即可)
(合理即可) (3)膜内外Na＋含量的变化
