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专题九　实验与探究
专题九　实验与探究　专项练习
一、选择题
1.(2021·深圳一模)下列关于紫色洋葱鳞片叶细胞的叙述,正确的是 (　　)
A.细胞质基质的色素导致其呈现紫色
B.DNA 存在于细胞内双层膜结构中
C.紫色的深浅不会因失水而发生改变
D.不适合观察原生质层的伸缩性
【答案】 B
【解析】 A.紫色洋葱鳞片叶细胞的液泡中含有花青素,使其呈紫色,A错误;B.细胞中的DNA主要位于细胞核中,细胞核具有双层膜结构,B正确;C.紫色的深浅会因失水而发生改变,当细胞失水时紫色会变深,C错误;D.紫色洋葱鳞片叶细胞为成熟的植物细胞,且液泡呈紫色,适合观察原生质层的伸缩性,D错误。
2.(2021·广东省一模)下图为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行失水或吸水的实验图像,叙述错误的是 (　　)
A.结构①上存在胞间连丝,可进行细胞间信息交流
B.图中②所指部位是细胞质基质
C.随着细胞逐渐失水,结构③紫色加深
D.图中细胞内的渗透压较未质壁分离时高
【答案】 B
【解析】 A.结构①表示细胞壁,紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞壁存在胞间连丝,相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞,以完成细胞间的信息交流,A正确;B.图中②是指细胞壁与原生质层之间的空隙,不是细胞质基质,B错误; C.随着细胞逐渐失水,细胞液的浓度越来越大,则结构③原生质层的颜色会越来越深,C正确;D.图中细胞已经发生质壁分离,则细胞失水,细胞内的渗透压比未质壁分离时高,D正确。
3.(2021·深圳二模)在适宜条件下对黄瓜施以不同氮含量的肥料,测定同发育期叶片中叶绿素含量,结果如下表所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.叶绿素含量随着发育期的推进呈现先增加后下降的趋势
B.营养生长和生殖生长时期植株对氮肥的需求量有所不同
C.氮肥对苗期叶绿素含量影响不大是因为苗期不吸收氮肥
D.盛果期叶绿素含量较高可能与有机物在果实中积累有关
氮含量(kg/hm2) 叶绿素含量(mg/g)
苗期 开花坐果期 盛果期 末果期
0 3.38 7.30 9.52 7.12
180 3.38 7.53 11.37 7.88
360 3.48 8.06 12.31 8.34
【答案】 C
【解析】 A.从表中数据可以得出,叶绿素含量在苗期、开花坐果期、盛果期逐渐增加,但是末果期反而减少,可知叶绿素含量随着发育期的推进呈先增加后降低的趋势,A正确;B.分析表格可知,苗期、开花坐果期、盛果期和末果期需要的氮肥不同,即营养生长和生殖生长时期植株对氮肥的需求量有所不同,B正确;C.苗期也吸收氮肥,氮肥对苗期叶绿素含量影响不大是因为苗期对氮肥需求量不大,C 错误;D.盛果期叶绿素含量较高,叶片光合作用强度高,有机物在果实中积累增多,D 正确。故选 C。
4.(2021·深圳一模)下列有关实验所用的材料和方法的组合,合理的一项是 (　　)
选项 实验名称 实验选材 实验方法
A 各种细胞器的分离 猪的成熟红细胞 差速离心
B 检测还原糖 去皮的葡萄匀浆 水浴加热与显色反应
C 观察质壁分离 根尖分生区细胞 显微镜观察
D 绿叶中色素的提取 新鲜菠菜叶片 纸层析
【答案】 B
【解析】 A.哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器,不能分离各种细胞器,A错误;B.去皮的葡萄糖匀浆没有颜色且含有丰富的还原糖,可以用于还原糖的检测,B正确;C.根尖分生区的细胞没有中央大液泡,不适宜观察质壁分离,C错误;D.色素的提取用菠菜叶片,方法是用无水乙醇提取,用纸层析法进行分离,D错误。故选B。
5.(2021·广州一模)在弱光照条件下黄瓜叶片的颜色更浓绿。研究小组提取并分离正常光照和弱光照条件下黄瓜叶片中的色素。下列叙述错误的是 (　　)
A.弱光照条件下,叶绿素含量的增加是黄瓜对光的适应
B.提取色素时,加入CaCO3的目的是使研磨充分
C.色素分离的原因是不同色素在滤纸条上的扩散速度不同
D.滤纸条上的黄绿色条带是由叶绿素b扩散形成的
【答案】 B
【解析】 弱光照条件下,黄瓜为了进行正常的光合作用,叶绿素含量的增加吸收更多的光照,是对光的适应性,A正确;加入CaCO3的目的是防止色素被破坏,加入二氧化硅才是使研磨充分,B错误;色素分离的原因是各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素;溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢,C正确;滤纸条上的色素带从上到下分别是胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b(黄绿色),D正确。
6.(2021·广东省一模)内毒素是革兰氏阴性菌的主要致病成分,头孢三嗪是临床上常用的抗菌药物。下表为某医生在体外实验中,测定不同浓度头孢三嗪单独或联合双黄连处理肺炎克雷伯氏菌(一种革兰氏阴性菌)时内毒素释放量的实验结果。相关分析正确的是 (　　)
注:“—”表示无此项实验;双黄连浓度为0.1 mg/mL。
组别 添加药物 不同药物浓度下内毒素释放量/(EU·mL-1)
低浓度 中浓度 高浓度
甲 生理盐水 5298 — —
乙 头孢三嗪 14024 8274 3304
丙 头孢三嗪+双黄连 11156 5746 1340
A.本实验遵循单一变量原则,添加药物种类为唯一的自变量
B.甲组为对照组,说明肺炎克雷伯氏菌可自发地释放内毒素
C.头孢三嗪能抑制肺炎克雷伯氏菌释放内毒素,且浓度越高效果越明显
D.双黄连能够拮抗头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素释放的影响
【答案】 B
【解析】 A.该试验的自变量有药物种类和药物浓度两种,A错误; B.甲组添加低浓度生理盐水,内毒素释放量为5298 EU/mL,说明肺炎克雷伯氏菌可以自发的释放毒素,B正确;C.低浓度和中浓度的头孢三嗪,内毒素释放量高于甲组释放量,说明低浓度和中浓度的头孢三嗪会促进肺炎克雷伯氏菌释放毒素,高浓度的头孢三嗪抑制肺炎克雷伯氏菌释放毒素,C错误;D.与乙组浓度相同的情况下,丙组加入双黄连后,内毒素释放量均低于乙组,说明在低浓度和中浓度下,双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素的释放的促进作用减弱,在高浓度组,双黄连使头孢三嗪对肺炎克雷伯氏菌内毒素的释放的抑制作用增强,D错误。
7.(2022·广东省一模)下列关于高中生物学实验的叙述,正确的是 (　　)
A.在梨汁中加入斐林试剂,充分摇匀后,液体即变为砖红色
B.观察洋葱鳞片叶内表皮细胞质壁分离实验过程中,原生质层的紫色逐渐加深
C.H2O2溶液充足的情况下,提高过氧化氢酶浓度能提高酶的活性,释放更多O2
D.用纸层析法分离绿叶中的色素,最下端的色素带是叶绿素b,呈黄绿色
【答案】 D
【解析】 A.在梨汁中加入斐林试剂,充分摇匀后,50~65 ℃水浴加热才能变为砖红色,A错误;B.观察质壁分离及复原实验用的是洋葱鳞片叶外表皮细胞,内表皮细胞的液泡是无色透明的,B错误;C.H2O2溶液充足的情况下,提高过氧化氢酶浓度不能提高酶的活性,影响酶活性的因素有温度和pH等,C错误;D.用纸层析法分离绿叶中的色素,最下端的色素带是叶绿素b,呈黄绿色,D正确。
8.(2021·珠海一中)用某种酶进行有关实验的结果如图所示。下列说法错误的是 (　　)
图1 图2
图3 图4
A.图1说明酶的最适温度为30 ℃左右
B.图2说明该酶一定不是胃蛋白酶
C.图3说明离子可以破坏蛋白质的肽键
D.图4可用于证明酶具有专一性
【答案】 C
【解析】 A.由图1分析可知,在实验中的三种温度条件下,30 ℃时酶活性最大,A正确;B.由图2分析可知,曲线中酶的最适pH为7,而胃蛋白酶的最适宜pH是2左右,故该酶不是胃蛋白酶,B正确;C.由图3分析可知,加入Cl-后酶活性增强,这说明Cl-是酶的激活剂,但离子不会破坏肽键,可能会改变酶的空间结构,C错误;D.由图4分析可知,图中麦芽糖含量降低,但蔗糖含量不变,说明了酶可以分解麦芽糖,而不能分解蔗糖,故说明酶具有专一性,D正确。故选C。
9.(2022·深圳二模)下列相关实验中,涉及“分离”的叙述正确的是 (　　)
选项 实验 有关“分离”的叙述
A 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 质量分数为15%的盐酸作用是使DNA和蛋白质分离
B 植物细胞的吸水和失水 滴加清水后用显微镜观察容易看到原生质层与细胞壁分离
C 绿叶中色素的提取和分离 用纸层析法分离出溶解度最高的色素是胡萝卜素
D 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验 离心的目的是使吸附在细菌上的蛋白质外壳与细菌分离
【答案】 C
【解析】 A.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,用质量分数为15%的盐酸溶液和体积分数为95%的酒精溶液(解离)1∶1作为解离液,用药液使组织中的细胞相互分离开来,A错误;B.在“植物细胞的吸水和失水”实验中,滴加清水后细胞吸水,用显微镜观察观察不到原生质层与细胞壁分离,B错误;C.在“绿叶中色素的提取和分离”的实验中,4种色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸条上的扩散速度不同,因而可以分离开,胡萝卜素溶解度最高,扩散速度最快,C正确;D.在“赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验”中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体及噬菌体蛋白质外壳与细菌分离;离心的目的是使上清液中析出噬菌体的蛋白质外壳,大肠杆菌分布在沉淀物中,D错误。
10.(2021·华南师大附中三模)将甲乙两个植物细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中,两种溶液均比细胞液的浓度高,在显微镜下连续观察,可发现 (　　)
A.甲乙两细胞均发生质壁分离,随后均不发生质壁分离复原
B.甲乙两细胞均发生质壁分离,乙细胞随后发生质壁分离的复原
C.甲乙两细胞均发生质壁分离,随后均发生质壁分离的复原
D.甲乙两细胞均不发生质壁分离,也均不发生质壁分离的复原
【答案】 B
【解析】 由于蔗糖溶液和甘油溶液浓度均比细胞液的浓度高,所以甲、乙两细胞都能发生质壁分离。又蔗糖分子不能透过膜,甘油分子可以较快地透过膜,所以放入蔗糖溶液中的细胞不发生质壁分离复原现象,而放入甘油溶液中的细胞质壁分离后又发生质壁分离复原现象。故选B。
11.(2021·东华中学二模)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式的实验的叙述,错误的是 (　　)
A.通入空气组和未通入空气组之间形成相互对照
B.可用乳酸菌替代酵母菌来探究细胞的两种呼吸方式
C.可用溴麝香草酚蓝水溶液变黄时间的长短来判断CO2生成的快慢
D.根据放出的气体能否使澄清的石灰水变混浊,无法确定酵母菌的呼吸方式
【答案】 B
【解析】 A.探究酵母菌细胞呼吸方式实验的自变量是是否有氧气,所以通入空气组和未通入空气组之间形成相互对照,A正确;B.乳酸菌是厌氧菌,只能进行无氧呼吸,且产物只有乳酸,因此不能替代酵母菌探究细胞的两种呼吸方式,B错误;C.由于有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸快而多,所以实验过程中可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短,来判断CO2生成的快慢,C正确;D.澄清石灰水检测CO2时,溶液会变混浊,而有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,所以根据放出的气体能否使澄清石灰水变混浊,仍无法确定酵母菌的呼吸方式,D正确。故选B。
12.(2022·广东省二模)下列关于生物科学研究方法和相关实验的叙述,正确的是 (　　)
A.差速离心法:证明光合作用释放的O2全部来自H2O
B.荧光蛋白标记法:分泌蛋白的合成与运输途径的研究
C.构建模型法:探究酵母菌种群数量变化的实验
D.假说—演绎法:萨顿提出基因在染色体上的假说
【答案】 C
【解析】 A.鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的O2全部来自H2O,A错误;B.分泌蛋白的合成与运输途径的研究采用放射性同位素标记法,即用3H标记亮氨酸,B错误;C.探究酵母菌种群数量变化的实验采用了构建数学模型的方法,C正确;D.萨顿提出基因在染色体上的假说采用了类比—推理的方法,D错误。
13.(2021·华南师大附中三模)为达到实验目的,有关操作合理的是 (　　)
选项 实验目的 实验方法
A 检测生物组织中蛋白质 加入斐林试剂,水浴加热
B 叶绿体色素的分离 将画有滤液细线的滤纸条没入层析液中层析
C 用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的特性 用碘液对实验结果进行检测
D 调查土壤小动物的丰富度 用取样器取样的方法,取样调查
【答案】 D
【解析】 A.检测生物组织中还原糖,需加入斐林试剂,并水浴加热,A错误;B.叶绿体色素的分离实验中,不能将画有滤液细线的滤纸条没入层析液中,B错误;C.用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的特性,应该用斐林试剂进行鉴定,不能用碘液,C错误;D.常用取样器取样的方法调查土壤小动物的丰富度,D正确。故选D。
14.(2022·深圳一模)多倍体植物常出现在高寒地区。某生物兴趣小组探究低温对洋葱根尖细胞染色体数目加倍的影响,图2是显微镜下观察的两个视野照片。下列相关叙述正确的是 (　　)
图2
A.使用卡诺氏液是对细胞中的染色体进行染色
B.统计发现处于有丝分裂中期的细胞数目最多
C.a细胞是较典型的染色体数加倍的细胞图像
D.b细胞的形成是低温处理在纺锤体形成之前
【答案】 C
【解析】 A.使用卡诺氏液是对细胞进行固定,A错误;B.由于间期时间最长,因此视野中处于有丝分裂间期的细胞数目最多,B错误;C.a细胞中着丝点已经分裂,细胞中没有纺锤体,说明低温抑制了纺锤体的形成,是较典型的染色体数加倍的细胞图像,C正确;D.低温可抑制纺锤体的形成,b细胞内含有纺锤体,说明b细胞是低温处理在纺锤体形成之后进行的,D错误。
二、非选择题
15.(2021·广东省一模)中药多糖是现代药物开发的热点。为研究金银花多糖对肿瘤的影响,科研人员选取50只生理状况一致的肿瘤模型小鼠进行了为期10天的实验,结果如下表。请回答:
注:脾脏指数=小鼠的脾重(mg)/小鼠的体重(g)。
组别 腹腔注射溶液 体重增加量/g 脾脏指数
/(mg·g-1) 肿瘤重量/g 肿瘤抑制率/%
A 生理盐水 4.31 8.61 2.47 —
B 环磷酰胺(抗肿瘤药) 0.87 6.31 1.22 50.71
C 低剂量金银花多糖 3.86 8.05 2.12 14.24
D 中剂量金银花多糖 4.07 8.93 1.88 23.95
E 高剂量金银花多糖 4.28 11.16 1.73 30.02
(1)实验小鼠需随机分组,且每组10只而不是1只,原因是 .
　　　　　　 。因此,每组实验数据的处理方法是 。　　　　　　　　　　
(2)体内出现肿瘤往往是体内免疫系统的防卫及___________功能下降所导致的。从免疫系统的组成来看,脾脏属于________。　　　　　　　　　　　　　据表分析,金银花多糖能有效抑制肿瘤的机理可能是__________　
。
(3)环磷酰胺的肿瘤抑制率虽然较高,但与金银花多糖相比存在明显的副作用,主要表现在 。
为进一步探索提升肿瘤的综合治疗效果,科研人员可在本实验的基础上增设F组,向小鼠腹腔注射 .
　　　　　 ,观察并记录相关数据。
避免偶然性(减小误差)
求平均值
监控与清除
免疫器官
提升脾脏指数,生成和成熟更多的免疫细胞,增强监控和清除功能
体重增加量少、脾脏指数低
环磷酰胺和金银花多糖混合液(或更高剂量的金银花多糖)
【详解】　
(1)在实验过程中,挑选样本时,为了避免偶然性,需要选取数量适宜的样本;同时对实验数据进行平均处理,求平均值,减小误差。
(2)免疫系统有监控、防卫、清除功能,防卫一般针对外来抗原,监控和清除一般针对体内衰老或破坏的细胞以及癌变的细胞,因此体内出现肿瘤往往是体内免疫系统监控与清除功能下降所导致的;从免疫系统的组成来看,脾脏属于免疫器官;由表中数据可知,随着金银花多糖剂量的升高,脾脏指数升高,肿瘤重量下降,可以推出,金银花多糖能提升脾脏指数,生成和成熟更多的免疫细胞,增强监控和清除功能。
(3)由表可知,环磷酰胺处理的小鼠体重增加量少,脾脏指数低;为了进一步探索提升肿瘤的综合治疗效果可使用环磷酰胺和金银花多糖混合液处理小鼠,可向小鼠腹腔注射环磷酰胺和金银花多糖混合液,观察并记录相关数据。
16.(2020·广东柘林中学一模)如图1是某课题组的实验结果 (注:A酶和B酶分别是两种微生物分泌的纤维素酶)。请回答下列问题:
图1　　　　 图2
(1)据图1可知,本实验研究的课题是 .
　 。
(2)据图1,在40 ℃至60 ℃范围内,热稳定性较好的酶是 。　　　高温条件下,酶容易失活,其原因是　 。
(3)下表是图1所示实验结果统计表,由图1可知表中③处应是
,⑧处应是　　　。
探究(研究)温度对A酶和B酶活性的影响
A酶
高温使酶的空间结构破坏
40 5.0
温度/℃ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
A酶活性/(mmol·s-1) 3.1 3.8 5.8 6.3 5.4 2.9 0.9
B酶活性/(mmol·s-1) 1.1 2.2 3.9 ⑧ 3.4 1.9 0
(4)图2表示30 ℃时B酶催化下的反应物浓度随时间变化的曲线,其他条件相同,在图2上画出A酶(浓度与B酶相同)催化下的反应物浓度随时间变化的大致曲线。
(5)适宜条件下,取一支试管加入A酶和蛋白酶溶液并摇匀,一段时间后加入纤维素,几分钟后加入新制斐林试剂并水浴加热,结果试管中没有产生砖红色沉淀,原因是 .
。
(注:起点一致,终点提前)
A酶(纤维素酶)已被蛋白酶催化分解
【详解】　
(1)根据图1的横坐标和纵坐标的含义。可知本实验的探究课题是探究(研究)温度对A酶和B酶活性的影响。
(2)图1结果显示,在40 ℃至60 ℃范围内,热稳定性较好的酶是A酶,高温条件下,酶容易失活,其原因是高温使酶的空间结构破坏。
(3)根据图1曲线可知,该实验温度梯度设置是10 ℃,故③处应是40,看图可知⑧处应是温度为40 ℃,B酶的活性为5.0。
(4)30 ℃时A酶活性大于B酶,故反应物的浓度下降速率大于B酶。曲线如上图。
(5)适宜条件下,取一支试管加入A酶和蛋白酶溶液并摇匀,一段时间后加入纤维素,几分钟后加入新制斐林试剂并水浴加热,结果试管中没有产生砖红色沉淀,原因是A酶(纤维素酶)已被蛋白酶催化分解。

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