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基础生物学高考备考教案
第十二章 实验与探究（训练题）
过关
一、选择题
1. [2023瑞金模拟]以小麦为实验材料进行实验，下列相关叙述正确的是( D )
A. 可以利用小麦根尖分生区细胞进行质壁分离和复原实验
B. 用显微镜观察染色后的小麦根尖成熟区细胞，可观察到染色体
C. 将发芽的种子研磨液置于试管内，加入斐林试剂后，立即呈现砖红色
D. 在分离新鲜小麦绿叶中的色素时，若各条色素带均较窄，可能是研磨时未加
[解析] 小麦根尖分生区细胞没有大液泡，不能发生质壁分离和复原，A错误；小麦根尖成熟区细胞属于高度分化的细胞，不再进行细胞分裂，故不能观察到染色体，B错误；将发芽的种子研磨液置于试管内，加入斐林试剂后，水浴加热反应一段时间后，才会出现砖红色沉淀，C错误；研磨时未加 会使研磨不充分，色素释放得少，导致层析后各色素带均变窄，D正确。
2. [2022梅州二模]盐酸和氢氧化钠溶液是生物实验中常用的酸碱溶液，因其具有一定的腐蚀性，使用时务必注意安全。下列关于盐酸或氢氧化钠溶液在实验中的作用，叙述错误的是( D )
选项 实验名称 试剂 作用
影响酶活性的条件 盐酸 控制自变量—— ，为酶的作用提供酸性条件
探究酵母菌细胞呼吸的方式 氢氧化钠溶液 吸收空气中的 ，保证通入酵母菌培养液中的空气不含
低温诱导植物细胞染色体数目的变化 盐酸 与酒精等体积混合，使植物组织中的细胞相互分离
模拟生物体维持 的稳定 氢氧化钠溶液 与 、 等溶液混合配制成 的缓冲液
[解析] 在利用盐酸探究“影响酶活性的条件”时， 是自变量，盐酸的作用是为实验提供酸性条件，A正确;在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用质量分数为 的 溶液吸收空气中的 ，保证通入酵母菌培养液中的空气不含 ，以确保实验结果的准确性，B正确;在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，将质量分数为 的盐酸与体积分数为 的酒精等体积混合作为解离液，使植物组织中的细胞相互分离，C正确;在“模拟生物体维持 的稳定”实验中， 的缓冲液由 、 等配制而成，而 的 溶液在该实验中是用来检测是否会引起溶液 变化的，D错误。
3. [2023内江二测]已知烟草花叶病毒 和车前草病毒 都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成。如图是探索 的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。据图分析下列说法错误的是( A )
A. 本实验为对比实验，不遵循实验设计的对照原则
B. 实验过程中，重组病毒的后代是
C. 该实验能说明 的遗传物质是RNA
D. 若运用同位素标记法，不能选择 标记
[解析] 本实验中 五组间可相互对照，所以遵循实验设计的对照原则，A错误；将 的蛋白质外壳和 的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是 ，B正确；该实验用 的RNA、 的蛋白质外壳及重组获得的病毒侵染烟草叶片，能证明 的遗传物质是RNA，C正确；病毒的蛋白质外壳和RNA均含有 ，故无法用 将蛋白质外壳和RNA区分开，因此，不能选择 标记，D正确。
4. [2023河南创新联盟第一次联考]某小组为研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，对若干生理状况良好且一致的幼年小鼠进行了分组实验，处理方法及实验时间如表所示。下列分析错误的是( D )
组别 处理方法 实验时间
甲组 切除甲状腺 14天
乙组 手术但不切除甲状腺 天
A. 按照对照实验的单一变量原则，乙组中的 应为14
B. 甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠
C. 可将各组小鼠在单位时间内的平均耗氧量作为因变量来记录实验数据
D. 可设置丙组实验进一步验证实验结论，对小鼠灌胃适量的甲状腺激素，其他实验条件同甲、乙两组
[解析] 由表格可知，甲、乙两组涉及的自变量是有无甲状腺，乙组是对照组，设置乙组的目的是排除手术的影响，控制无关变量，两组中的实验时间是无关变量，两组应相同，因此乙组中的 应为14，A正确；甲状腺分泌的甲状腺激素能促进幼小动物的发育，甲组小鼠不能产生甲状腺激素，而乙组小鼠可以产生甲状腺激素，因此甲组小鼠的生长发育的速度可能明显慢于乙组小鼠，B正确；本实验的目的是研究甲状腺和甲状腺激素的作用，甲状腺激素能促进物质氧化分解，甲状腺激素含量增加会导致耗氧量增加，所以可以用测定耗氧量的方法来分析其生理作用，故可将各组小鼠在单位时间内的平均耗氧量作为因变量来记录实验数据，C正确；可设置丙组实验，切除小鼠甲状腺，并对小鼠灌胃适量的甲状腺激素，其他实验条件同甲、乙两组，以证明甲组小鼠的变化不同于乙组小鼠是甲状腺分泌的甲状腺激素的作用，D错误。
5. 有关下列各项实验所利用原理的叙述，正确的是( D )
A. “绿叶中色素的提取和分离”实验中，提取与分离色素的原理相同
B. “观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸的作用原理不同
C. “检测生物组织中的糖类”和“检测生物组织中的蛋白质”实验中， 的作用原理相同
D. “探究植物细胞的吸水和失水”实验中利用了渗透作用原理
[解析] “绿叶中色素的提取和分离”实验中，提取与分离色素的原理不同，提取色素的原理是色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，A错误。“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”和“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸的作用原理相同，都是与酒精按照 的比例配制成混合液处理根尖，使根尖组织中的细胞相互分离开，B错误。 在“检测生物组织中的糖类”实验中的作用原理是与 反应生成 ， 与还原糖的醛基发生反应生成砖红色沉淀，而 在“检测生物组织中的蛋白质”实验中的作用原理是在碱性环境中 与多肽（或蛋白质）反应形成紫色络合物，故这两个实验中 的作用原理不同，C错误。
二、非选择题
6. [2023南通调研，12分]有人做过这样的实验：将水稻和番茄分别放在含 、 、和 的培养液中培养，一段时间后，测定相应离子浓度占起始浓度的百分比，结果如下图所示。请回答下列问题：
（1） 该实验的目的有两个：探究不同植物对离子的吸收情况和探究同一种植物对不同离子的吸收情况（两空顺序可颠倒）。该实验的自变量是植物种类、离子种类。
[解析] 根据题意和题图可推测本实验的目的是探究不同植物对离子的吸收情况，也可探究同一种植物对不同离子的吸收情况。根据题意分析可知，本实验的自变量是植物种类、离子种类。
（2） 实验过程中，每天都需要向培养液中通氧，否则根细胞将进行无氧呼吸，易造成烂根，影响根对矿质元素的吸收。
[解析] 实验过程中，每天都需要向培养液中通氧，避免植物因无氧呼吸产生酒精而烂根。
（3） 水稻吸收 和 的量是很大的，但是水稻培养液中的 和 浓度是升高的，原因是水稻吸收水分的相对速率大于吸收 和 的相对速率。
[解析] 水稻吸收水分的相对速率大于吸收 和 的相对速率，导致培养水稻的培养液中 和 浓度升高。
（4） 本实验中对培养水稻和番茄的实验组的环境温度的要求是相同且适宜。
[解析] 实验过程中要控制好无关变量，本实验的环境温度属于无关变量，各组应保证相同且适宜。
（5） 实验结论是植物吸收离子具有选择性。根据所学知识分析，出现这种结果的原因是不同植物的根细胞膜上运输同一种离子的载体蛋白的数量不同；同一种植物细胞膜上运输不同离子的载体蛋白数量不同。
[解析] 根据题意和题图分析可知，番茄吸收了 和 ，几乎不吸收 ，而水稻正好相反，说明植物吸收离子具有选择性，其原因是不同植物的根细胞膜上运输同一种离子的载体蛋白数量不同，同一种植物细胞膜上运输不同离子的载体蛋白数量也不同。
7. [10分]某高中生物研究小组的同学在查阅资料时发现,在蛙未受精的卵细胞的细胞质中,储存有大量的mRNA。蛙受精卵早期分裂过程中（ 内）,蛋白质合成所需要的mRNA是来源于卵细胞中原本就存在的mRNA还是卵细胞受精后新合成的mRNA 已知物质甲能抑制mRNA的合成。请帮助该小组的同学完成探究性实验（以蛋白质合成量为检测指标）。
（1）实验材料:蛙受精卵（刚完成受精）、物质甲溶液（溶于生理盐水中）、生理盐水等必备实验用品。
（2） 实验假设:蛙受精卵早期分裂过程中（ 内）,蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就存在的mRNA[或蛙受精卵早期分裂过程中（ 内）,蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞受精后新合成的 。
[解析] 由题意可知，该实验的目的是探究蛙受精卵早期分裂过程中（ 内），蛋白质合成所需要的mRNA是来源于卵细胞中原本就存在的mRNA，还是卵细胞受精后新合成的mRNA,因此实验的假设是蛙受精卵早期分裂过程中（ 内），蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就存在的mRNA，或蛙受精卵早期分裂过程中，蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞受精后新合成的mRNA。
（3） 实验步骤:①取蛙的受精卵均分为 、 两组；
② 组加入适量的物质甲溶液, 组加入等量的生理盐水；
③将以上装置放到适宜的条件下培养 ;
④分别检测以上装置早期胚胎中蛋白质的合成量,并进行比较。
[解析] 已知物质甲能抑制mRNA的合成，根据实验目的和实验设计的对照原则和等量原则等确定实验步骤，即取蛙的受精卵平均分为 、 两组， 组加入适量的物质甲溶液， 组加入等量的生理盐水，经过培养之后分别检测装置中早期胚胎中蛋白质的合成量，并进行比较。
（4） 实验结果和实验结论:①若 、 两组蛋白质的合成量基本相同,则蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就存在的mRNA;
②若 组蛋白质的合成量小于 组,则蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞受精后新合成的mRNA。
[解析] 根据实验步骤预测实验结果:①若 、 两组蛋白质的合成量基本相同，说明蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞中原本就存在的mRNA；②若 组蛋白质的合成量小于 组，说明蛋白质合成所需要的mRNA来源于卵细胞受精后新合成的mRNA。
8. [2023长沙雅礼中学二测，12分]研究小组研究了油菜种子成熟过程中糖类和脂肪的相互关系，实验结果如图1所示。将种子置于 、恒温、无菌、无光照密闭温室条件下萌发，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量及温室中氧气浓度的变化情况，实验结果如图2、图3所示，回答下列问题：
（1） 油菜种子内储存能量的主要物质是脂肪。播种时，该类种子适合浅播，原因是油菜种子中含脂肪较多，种子萌发时消耗的氧气量相对较大。图1、图2曲线中有机物含量变化可以说明脂肪和糖类可以相互转化。
[解析] 油菜中储存能量的主要物质是脂肪。由于油菜种子中含脂肪较多，而脂肪含氢量比糖类高，种子萌发时消耗的氧气量相对较大，故该类种子适合浅播。图1表明糖类可转化为脂肪，图2表明脂肪可转化为糖类，因此图1、图2曲线中有机物含量变化可以说明脂肪和糖类可以相互转化。
（2） 据图3分析，该类种子长出幼叶的时间早于（填“早于”“等于”或“晚于”）第10天，判断依据是第10天氧气量开始上升，光合作用已经强于呼吸作用，说明在此之前幼叶已经长出并能进行光合作用。种子萌发17天以后，限制温室内氧气浓度增加的外界环境因素主要是二氧化碳浓度。
[解析] 据图3分析，第10天后温室内氧气量开始上升，说明光合速率已经强于呼吸速率，第10天时温室内氧气浓度最低，此时幼苗的光合速率等于呼吸速率，所以在此之前幼叶已经长出并能进行光合作用，即幼苗光合作用开始时间早于第10天。第10天后由于光合速率大于呼吸速率，幼苗从温室中吸收二氧化碳，使二氧化碳浓度不断降低，限制了光合作用的进行，在种子萌发第17天左右温室内的光合速率又等于呼吸速率，此时，影响光合作用的主要因素是二氧化碳浓度。
（3） 研究小组采用培养皿滤纸发芽法，欲探究不同浓度的 单盐胁迫对油菜种子萌发的影响及高盐胁迫后种子是否能恢复萌发，以期为油菜抗盐育种和丰产栽培提供理论依据。请写出简单的实验设计思路：将多组等量且大小均匀、健康饱满的油菜种子进行一系列不同浓度 溶液（等量）处理，另设一组种子用等量的蒸馏水处理，在相同且适宜的条件下培养一段时间，统计各组萌发率；然后用清水洗去高浓度 溶液处理后的未萌发的种子上的 溶液，在相同且适宜条件下培养，统计各组萌发率。
[解析] 本实验的目的是探究不同浓度 单盐胁迫对油菜种子萌发率的影响及高浓度盐胁迫后种子是否能恢复萌发，故实验设计思路为设置一系列浓度 溶液（等量）处理每组种子，对照组用等量蒸馏水处理，每组放置在相同且适宜的条件下培养一段时间，统计各组萌发率；用清水洗去高浓度盐溶液处理后未萌发的种子上的 溶液，在相同且适宜条件下培养，统计各组萌发率。
9. [2023怀化第一次联考，9分]某同学为验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性，设计了实验方案，实验步骤如下：
试管 蔗糖溶液 可溶性淀粉溶液 唾液淀粉酶溶液
1 —
2 —
①取两支洁净的试管，编号1和2，按照上表所示加入相关溶液。
②将两支试管振荡摇匀， 。
③取出试管，分别加入 斐林试剂，摇匀，再将两支试管放在恒温水浴锅中加热 ，观察试管内溶液颜色变化。
回答下列问题：
（1） 酶的基本组成单位是氨基酸或核苷酸，酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。
[解析] 酶的化学本质是蛋白质或RNA，蛋白质的基本单位是氨基酸，RNA的基本单位是核苷酸。酶都有专一性，酶的专一性表现在一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（2） 请将步骤②填写完整：置于 左右热水（恒温水浴锅）中保温一段时间 。
[解析] 唾液淀粉酶的最适温度是 ，所以将试管置于 左右热水（恒温水浴锅）中保温一段时间 。
（3） 有同学指出该实验方案只能验证唾液淀粉酶的专一性，而不能验证蔗糖酶的专一性。请改进实验方案：在原实验的基础上另取两支洁净的试管，编号3和4，先分别加入 蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液，再分别加入 蔗糖酶溶液，重复原实验步骤②和③。
[解析] 在原实验的基础上另取两支洁净的试管，编号为3和4，先分别加入 蔗糖溶液和可溶性淀粉溶液，再分别加入 蔗糖酶溶液，重复原实验步骤②和③，如果试管3出现砖红色沉淀，说明蔗糖被分解，若试管4不出现砖红色沉淀，则可溶性淀粉没有被分解。
（4） 不能（填“能”或“不能”）将实验步骤③中的斐林试剂换成碘液，理由是碘液只能鉴定溶液中是否有淀粉或淀粉含量变化，而不能鉴定蔗糖是否水解。
[解析] 淀粉遇碘液会变蓝，淀粉水解后的产物不与碘液发生颜色反应。而蔗糖和蔗糖的水解产物均不能与碘液发生相应的颜色反应，若利用碘液进行验证，则无法得知试管1中的蔗糖是否水解，故不能将斐林试剂换为碘液。
10. [2023深圳光明区模拟，11分]玉米 是重要的粮食作物之一。已知等位基因 分别控制高秆、矮秆，等位基因 分别控制抗病、感病。将纯种高秆抗病与纯种矮秆感病玉米杂交，得到 ， 自交得 ， 出现的高秆抗病、高秆感病、矮秆抗病、矮秆感病依次为1 003株、600株、601株、198株。假设该植物致死的情况为：①合子致死型，即具有某种基因型的个体在胚胎期或成体阶段致死的现象；②配子致死型，即具有某种基因型的配子不能存活的现象。回答下列问题：
（1） 为建立玉米基因组数据库，科学家需要对玉米细胞中10条染色体的DNA进行测序。
[解析] 玉米为雌雄同株异花植株，玉米细胞中共含有20条染色体，10对同源染色体，因此为建立玉米基因组数据库，科学家需要对玉米细胞中10条染色体的DNA进行测序。
（2） 与高秆相比，矮秆是隐性性状。等位基因 与 的遗传遵循（填“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，依据是 基因型为 ，而 表型及其数量比为高秆抗病：高秆感病：矮秆抗病：矮秆感病 ，为9：3：3：1的“致死型”变式。
[解析] 由 表型及其数量比为高秆：矮秆 可知，高秆为显性性状，矮秆为隐性性状。由亲子代表型可知， 基因型为 ，而 表型及其数量比为高秆抗病：高秆感病：矮秆抗病：矮秆感病 ，是9：3：3：1的部分个体致死后得到的，因此等位基因 与 的遗传遵循自由组合定律。
（3） 甲同学认为 结果的出现属于合子致死型，则致死个体的基因型为 和 。
[解析] 根据自由组合定律，理论上 中高秆抗病的基因型及其数量比应为 ，亲代纯种高秆抗病的基因型为 ， 基因型为 ，因此当致死型的基因型为 和 时才与亲代、 、 的事实相符。
（4） 若仅为一种基因型的配子致死，则乙同学认为 结果出现的原因是 个体产生的 雌配子或雄配子完全致死，而其他基因型的雌雄配子正常。利用各种已知基因型的玉米植株，设计两个杂交方案验证乙同学的假说。方案 与矮秆感病植株进行正交和反交，观察并记录子代的表型及其数量比。方案 与基因型为 （或基因型为 ）的植株进行正交和反交，观察并记录子代的表型及其数量比。
[解析] 产生的雌雄配子的基因型及其数量比为 ，若基因型为 的个体产生的基因型为 的雌配子或雄配子完全致死，可得出题干实验中的 表型及其数量比。依据分析可确定杂交实验方案或实验流程，一般实验思路的操作流程为：
能力提升
一、选择题
11. [2023长沙雅礼中学二测]科学家研究了小尾寒羊中的肌联蛋白，发现肌联蛋白的去磷酸化和钙离子浓度增加会促进肌联蛋白的降解。已知蛋白激酶 促进肌联蛋白磷酸化，碱性磷酸酶可以促进磷酸化的肌联蛋白去磷酸化。他们的实验结果如下图所示，肌联蛋白T1是未降解的蛋白，图中在肌联蛋白T1对应条带下方的条带对应蛋白的分子量均小于肌联蛋白T1，是降解后的蛋白。甲、乙两组反应体系中只有一个条件不同。下列有关分析错误的是( C )
A. 该实验的自变量是肌联蛋白磷酸化程度和反应体系中钙离子浓度
B. 甲、乙两组反应体系中的温度和肌联蛋白的浓度应相同
C. 甲组反应体系中的钙离子浓度比乙组高
D. 甲组中蛋白激酶 组、对照组和碱性磷酸酶组的反应体系中钙离子的浓度相同
[解析] 该实验的目的是研究肌联蛋白的磷酸化和钙离子浓度对肌联蛋白降解的影响，自变量为肌联蛋白是否磷酸化和钙离子浓度，因变量为肌联蛋白的降解程度，观察指标为肌联蛋白T1对应条带下方的条带的深浅度和数量，A正确；甲、乙两组反应体系中的温度和肌联蛋白的浓度属于无关变量，应相同，B正确；钙离子浓度增加会促进肌联蛋白的降解，乙组相比于甲组，肌联蛋白T1对应条带下方的条带明显变多，说明T1降解后得到的小分子物质较多，可推知乙组钙离子的浓度更高，C错误；研究肌联蛋白的磷酸化对其降解的影响时，钙离子浓度为无关变量，甲组中蛋白激酶 组、对照组和碱性磷酸酶组的反应体系中钙离子的浓度应相同，D正确。
12. [2023大同调研]某课题组为了研究脱落酸 在植物抗旱中的作用，将刚萌发的玉米种子平均分成4组进行处理，一段时间后观察主根长度和侧根数量，实验处理方法及结果如图所示。
下列有关叙述正确的是( C )
A. 与第1组相比，第2组结果说明干旱处理促进侧根生长
B. 与第2组相比，第3组结果说明缺少 时主根生长加快
C. 本实验中自变量为是否干旱处理、是否有 、是否有 合成抑制剂
D. 设置第4组的目的是验证在干旱条件下ABA对主根生长有抑制作用
[解析] ABA是脱落酸， 合成抑制剂可以抑制 的合成。据图可知，第2组不补加蒸馏水、不加 合成抑制剂，则 、 两组的不同之处为是否干旱处理，第2组玉米主根的长度大于第1组，但侧根数量少于第1组，说明干旱处理可以促进主根生长，但抑制侧根生长，A错误；第2组不加 合成抑制剂，第3组加入 合成抑制剂（ 不能正常合成），这两组均不补加蒸馏水，则自变量为 的有无，实验结果是第3组的主根长度小于第2组，说明缺少 时主根生长变慢，B错误；本实验的目的是研究脱落酸 在植物抗旱中的作用，自变量为是否干旱处理、是否有 、是否有 合成抑制剂，C正确；第4组是同时添加 合成抑制剂和 ，可以与第2组和第3组形成对照，实验结果是该组的主根长度小于第2组、大于第3组，说明 合成抑制剂可以减缓 在干旱条件下促进主根生长的作用，D错误。
13. 下列实验中，有关操作时间的长短对实验现象或结果影响的叙述，正确的是( A )
A. 在 标记的噬菌体侵染细菌的实验中，保温时间过长或过短时均会检测到上清液的放射性偏高
B. 用一定浓度的 溶液浸泡紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，虽然处理时间不同，但在显微镜下观察到的实验现象相同
C. 在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，解离时间的长短对实验现象的影响相同
D. 用标记重捕法调查种群密度时，两次捕获间隔时间的长短对调查结果的影响相同
[解析] 在 标记的噬菌体侵染细菌实验中，若保温时间过长，含 标记的子代噬菌体从细菌细胞中释放出来，离心后上清液的放射性升高；若保温时间过短，部分含 标记的噬菌体DNA没有侵入细菌细胞，离心后上清液放射性偏高，A正确。用一定浓度的 溶液浸泡紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，若处理时间长短不同，则细胞处于质壁分离及复原过程中的状态可能不同，在显微镜下观察到的实验现象也可能不同，B错误。在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，若解离时间太短，组织中的细胞没有相互分离开来；若解离时间过长，细胞结构被破坏，故两者对实验现象的影响不同，C错误。用标记重捕法调查种群密度时，两次捕获间隔时间的长短对调查结果的影响不相同，间隔时间过短时，被标记个体还未与未被标记个体充分混匀，使重捕中被标记个体数目偏差过大，而间隔时间较长时，可能会因标记物脱落等,重捕中被标记个体数目偏少，最终导致估算值偏大，D错误。
14. 科研人员以光损伤小鼠为模型，分别用低、中、高三种剂量的枸杞子提取物对模型小鼠进行干预，之后对小鼠肝组织进行丙二醛含量和过氧化氢酶活力检测。结果如下（ 表示正常组； 、 、 、 分别表示枸杞子零、低、中、高剂量组）：
根据实验结果进行分析判断，下列选项不合理的是( D )
A. 要把光损伤小鼠随机均分为四个小组进行实验
B. 丙二醛的含量可作为判断肝组织损伤程度的指标
C. 光损伤会引起肝组织中过氧化氢酶活力明显降低
D. 建议长期使用高剂量枸杞子提取物以缓解人肝损伤
[解析] 应把光损伤小鼠随机均分为四个小组进行实验，才能用零、低、中、高四种剂量枸杞子提取物分别进行处理， 合理。各组模型鼠的丙二醛含量均显著高于正常鼠，且枸杞子提取物剂量越高，模型鼠的丙二醛含量越低，说明肝组织损伤会引起丙二醛含量升高，枸杞子提取物能在一定程度上降低丙二醛含量，故丙二醛的含量可作为判断肝组织损伤程度的指标， 合理。各组模型鼠的过氧化氢酶活力都显著低于正常鼠，且随着枸杞子提取物剂量的增加，模型鼠的过氧化氢酶活力上升，说明光损伤会引起肝组织中过氧化氢酶活力明显降低，枸杞子提取物可在一定程度上提高过氧化氢酶活力， 合理。上述实验中，高剂量的枸杞子提取物能降低丙二醛的含量和提高过氧化氢酶的活力，但高剂量与中剂量的作用差别不大，枸杞子还可能存在其他毒副作用，因此，仅凭上述实验不能建议长期使用高剂量枸杞子提取物缓解人肝损伤， 不合理。
二、非选择题
15. [2022郑州四中模拟，8分]1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，参与乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、 溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、 溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液+无菌水 -
② 葡萄糖溶液+酵母菌 +
③ 葡萄糖溶液 溶液 －
④ 葡萄糖溶液 溶液 －
注：“+”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。
回答下列问题：
（1） 除表中4组外，其他2组的实验处理分别是葡萄糖溶液 酵母汁、葡萄糖溶液 溶液 溶液。
[解析]
（2） 若为了研究 溶液中离子 对乙醇发酵是不是必需的，可增加一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液 溶液 去除了离子 的 溶液。
[解析] 据题干信息可知，离子 存在于 溶液中，故为验证离子 对乙醇发酵是不是必需的，应加设一组实验，即葡萄糖溶液 溶液+去除了离子 的 溶液。若有乙醇生成，则证明离子 对乙醇发酵不是必需的；若无乙醇生成，则证明离子 对乙醇发酵是必需的。
（3） 如何检测酵母汁中是否含有活细胞？台盼蓝染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察菌落，原理是活酵母菌可以繁殖。（写出2项原理不同的方法及相应实验原理）
[解析] 检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有以下两种。方法一：台盼蓝染色后镜检。实验原理是细胞膜具有选择透过性，若为死细胞，则细胞会被染色，若为活细胞，则细胞不被染色。方法二：酵母汁接种培养观察。实验原理是活酵母菌可以繁殖，一段时间后若有酵母菌菌落产生，则酵母汁中含有活细胞；一段时间后若无酵母菌菌落，则说明酵母汁中不含活细胞。
16. [2023河北省级联测，12分]番茄的抗病和易感病为一对相对性状，由等位基因 、 控制。某研究团队利用番茄抗病品系甲，培育出两种纯合突变体，突变体1和突变体2表型均为易感病。研究人员用品系甲、突变体1和突变体2进行了杂交实验。
杂交实验1：品系甲×突变体 ， 中除1株为易感病外，其余均为抗病。 中抗病植株自交得到的 中抗病：易感病 。
杂交实验2：品系甲×突变体 ， 均为抗病。 自交得到的 中抗病：易感病 。
回答下列问题：
（1） 若只研究品系甲与突变体2，抗病与易感病的遗传符合基因的分离定律，依据是 自交得到的 中抗病：易感病 。
[解析] 品系甲（抗病）×突变体2（易感病）， 均为抗病，说明抗病对易感病为显性。该 自交得到的 中抗病 易感病 ，说明抗病与易感病的遗传符合基因的分离定律。
（2） 品系甲与突变体1杂交， 中出现1株易感病的原因可能有基因突变产生 ； 所在的染色体缺失或 所在染色体片段缺失（答出2点即可）。
[解析] 品系甲（抗病）×突变体1（易感病）， 中除1株为易感病外，其余均为抗病； 中抗病植株自交得到的 中抗病 易感病 ，则杂交实验1中 基因型应该为 （抗病）。若1株为易感病，可能是基因突变产生 或 所在的染色体缺失或 所在染色体片段缺失。
（3） 为进一步研究突变体1和突变体2是否为同一基因发生突变导致的。研究人员的研究方案是：突变体 突变体2，所得 自交，观察并记录 的表型及其数量比（不考虑互换）。
① 若均为易感病，说明发生突变的基因为同一基因；
② 若抗病：易感病 ，说明发生突变的基因是非同源染色体上的非等位基因；
③ 若抗病：易感病 ，说明发生突变的基因是同源染色体上的非等位基因。
[解析] 为进一步研究突变体1和突变体2是否为同一基因发生突变导致的，常采用假说—演绎法进行推理分析，一般步骤如下：
17. [2023郴州一测，12分]编码某病毒表面 蛋白的基因疫苗，被小鼠骨骼肌细胞吸收后可表达出 蛋白。 蛋白（抗原）引发一系列的体液免疫和细胞免疫。图甲中①~⑦代表细胞， 、 代表生理过程，细胞⑦可诱导细胞裂解。炎症发生时，疼痛是一种防御性的保护反应。研究发现，炎症因子 能够促进痛觉的形成，其作用机制如图乙所示。但过量的炎症因子会造成免疫过强，使自身器官受到损伤。
（1） 图甲中细胞①是辅助性 细胞，树突状细胞的作用是摄取和加工处理抗原，并将抗原信息暴露在细胞表面，将抗原呈递给辅助性 细胞。
[解析] 图甲中，细胞①是辅助性 细胞。树突状细胞属于抗原呈递细胞，其作用是摄取和加工处理抗原，并将抗原信息暴露在细胞表面，将抗原呈递给辅助性 细胞。
（2） 细胞的活化需要细胞因子的作用，还需要两个信号的刺激，信号一是一些病原体和 细胞接触，信号二是辅助性 细胞表面的特定分子发生变化并与 细胞结合。
[解析] 细胞的活化需要细胞因子的作用和两个信号的刺激，信号一是一些病原体和 细胞接触；信号二是辅助性 细胞表面的特定分子发生变化并与 细胞结合。
（3） 在研究过程中发现，炎症因子 能通过系列信号通路促使 内流增加，据图乙分析炎症因子使 内流增加的原因是促进 通道蛋白的合成，促进 通道蛋白向细胞膜转移并与细胞膜结合。
[解析] 分析题意，炎症因子 能通过系列信号通路促使 内流增加，据图乙分析炎症因子使 内流增加的原因是促进 通道蛋白的合成，促进 通道蛋白向细胞膜转移并与细胞膜结合。
（4） 若使用 阻滞剂抑制神经细胞膜 通道的开放，则能减缓炎症因子引起的疼痛。为探究 的作用机制，进行了如下实验。
对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。
实验组：向突触小体施加适量的 通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。其结果是实验组神经递质的释放量小于对照组。由实验结果能得出的结论是 能促进神经递质的释放。为进一步验证上述结论，请再补充一个实验组：向突触小体施加适量的 ，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。
[解析] 分析题意，本实验的目的是探究 的作用机制，则实验的自变量是钙离子的有无，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计如下实验。对照组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。实验组：向突触小体施加适量的 通道阻滞剂，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。若结果是实验组神经递质的释放量小于对照组，则能得出的结论是 能促进神经递质的释放。为进一步验证上述结论，可再补充一个实验组：向突触小体施加适量的 ，对突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测神经递质的释放量。
18. [2022深圳六校联考，11分]扶他林（主要成分是双氯芬酸钠）是一种临床上常用的非甾体抗炎药。服用该药物后，该药物可在体内水解出有效成分双氯芬酸，其作用于机体能起到镇痛、消炎、解热的作用，作用机制如图所示：
请回答下列问题：
（1） 前列腺素诱导白细胞产生多种炎症因子促进机体发热，从免疫系统的组成来看，这些炎症因子属于免疫活性物质，同时炎症因子持续刺激痛觉神经末梢，并在大脑皮层（部位）形成痛觉。机体在炎症反应过程中往往还伴随着组织水肿，会进一步压迫痛觉神经，因此临床上还可通过静脉注射高浓度（填“低浓度”或“高浓度”）甘露醇辅助止痛。
[解析] 从免疫系统的组成来看，白细胞产生的多种炎症因子属于免疫活性物质，炎症因子持续刺激痛觉神经末梢，最终可在大脑皮层产生痛觉。临床上静脉注射高浓度甘露醇可适当提高血浆渗透压，使较多的组织液进入血浆，从而缓解组织水肿对痛觉神经的压迫，起到辅助止痛作用。
（2） 长期服用双氯芬酸钠可诱发高钠血症，导致患者出现一定的神经系统症状，包括易怒及肌肉抽搐等，因此，临床上建议服用双氯芬酸钠期间大量饮水以缓解上述症状。从水盐平衡及神经调节的角度分析，大量饮水以缓解神经系统症状的原理可能是大量饮水促进人体排尿增多，血液中的钠离子随尿液排出，血液中钠离子浓度降低，进而缓解高钠血症引发的神经系统症状（合理即可）。
[解析] 长期服用双氯芬酸钠可诱发高钠血症，导致患者出现一定的神经系统症状，而服用双氯芬酸钠期间大量饮水，可使机体尿量增多，血液中的钠离子随尿液排出，钠离子浓度降低，进而缓解高钠血症引发的神经系统症状。
（3） 实验室中常通过抽取小鼠血液来检测其前列腺素水平，原因是前列腺素由内分泌腺产生，随体液（血液）运往全身。
现有生理状况相近的炎症模型小鼠若干，某浓度的双氯芬酸钠溶液及生理盐水等材料，以小鼠前列腺素水平作为痛觉程度指标，请设计实验验证双氯芬酸钠能有效止痛。
实验思路：将生理状况相近的炎症模型小鼠随机均分为两组，一组注射适量的某浓度双氯芬酸钠溶液，另一组注射等量的生理盐水，在相同且适宜条件下培养一段时间，检测血液中前列腺素含量。
预期结果及结论：注射双氯芬酸钠的小鼠前列腺素含量低于注射生理盐水的小鼠，证明双氯芬酸钠能有效止痛。
[解析] 前列腺素由内分泌腺产生，内分泌腺没有导管，分泌的激素弥散到体液中，随血液运输到全身，因此可通过抽取小鼠血液来检测其前列腺素水平。验证双氯芬酸钠能有效止痛，相关实验设计如下。
19. [2022日照检测，10分]植物细胞内含有过氧化氢酶，可将细胞代谢产生的 分解（本实验中不考虑常温下无催化剂时 的分解量）。焦性没食子酸被 氧化后呈现深褐色；双缩脲试剂与蛋白质可发生紫色反应，并且蛋白质的浓度越高，紫色越深。某生物兴趣小组为探究黄瓜细胞中是否含有过氧化氢酶，设计了如下实验：
试管编号 焦性没食子酸 缓冲液 黄瓜提取液 煮沸冷却后的黄瓜提取液
1 2 2 2 - -
2 2 2 - 2 -
3 2 2 - - 2
（1） 过氧化氢酶能促进 分解的作用机理是降低化学反应所需的活化能。
[解析] 酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，所以过氧化氢酶能促进 分解的作用机理是降低化学反应所需的活化能。
（2） 设置1号试管的目的是作为对照。2号试管显深褐色，但并不能据此证明黄瓜细胞中存在过氧化氢酶。为了增强实验的说服力，需要增设一组实验，简述实验设计思路：把1号试管中的缓冲液换成过氧化氢酶溶液，其他条件与1号试管相同（合理即可）。
[解析] 结合题干信息分析实验：
根据上述分析可知，设置1号试管的目的是作为对照。为了增强实验的说服力，需要增设一组实验（第②组），实验设计思路是把第①组实验中的缓冲液换成过氧化氢酶溶液，其他条件与1号试管相同。3号试管内加入的是 煮沸冷却后的黄瓜提取液，高温使黄瓜提取液中的酶变性失活，所以3号试管不显深褐色。
（3） 3号试管不显深褐色，推测其最可能的原因是高温使黄瓜提取液中的酶变性失活。
[解析] 见（2）题解析
（4） 下面是比较黄瓜和白菜细胞内过氧化氢酶含量的实验方案：将等量的黄瓜和白菜提取液分别放入两个试管中，分别向两个试管中加入等量双缩脲试剂，观察紫色的深浅，紫色深的一组过氧化氢酶的含量高。
请判断上述实验方案是否合理，并说明判断理由：不合理，两种植物提取液中不仅含过氧化氢酶，还含有其他蛋白质。
[解析] 两种植物提取液中不仅含过氧化氢酶，还含有其他蛋白质，所以题述的实验方案不合理。
创新应用
20. [2022辽宁模拟，9分][新图像]乳腺癌是一种严重危害人类健康的疾病。为了探究运动对乳腺癌的影响，研究人员开展了系列研究，结果如图。请回答下列问题：
（1） 研究人员将患乳腺癌的小鼠随机均分为两组，一组让它们每天在纺车中进行适量的运动，另一组保持不运动状态，实验结果如图所示。该实验结果说明运动能显著延缓肿瘤的生长并增加小鼠存活率。
[解析] 首先，明确实验目的：研究运动对乳腺癌的影响；其次，确定自变量和因变量：自变量为运动与否，因变量为乳腺癌小鼠的病情发展情况。由题图可知，与不运动小鼠相比，运动小鼠的肿瘤体积随着天数增加变化不大，而存活率显著高于不运动小鼠，由此可知运动可以显著延缓肿瘤的生长，并增加小鼠的存活率。
（2） 研究发现，运动小鼠的肿瘤组织中 细胞数目显著增多， 细胞作为 细胞的一种，在胸腺中发育成熟后，激活机体的特异性（填“特异性”或“非特异性”）免疫功能。
[解析] 细胞和 细胞都来源于造血干细胞， 细胞作为 细胞的一种，由造血干细胞分化而来，且在胸腺中发育成熟； 细胞可参与特异性免疫中的体液免疫和细胞免疫过程，故 细胞激活机体的特异性免疫功能。
（3） 为了确定 细胞在小鼠运动中对肿瘤生长产生的影响，研究人员对（1）中的两组患癌小鼠分别注射抗 抗体来消耗 细胞。若实验结果是运动组和不运动组小鼠的肿瘤体积和存活时间基本相同，则表明运动抑制肿瘤生长的作用依赖于 细胞。
[解析] 注射抗 抗体来消耗 细胞后，若实验结果是运动小鼠和不运动小鼠的肿瘤体积和存活时间基本相同，则表明运动抑制肿瘤生长的作用依赖于 细胞。
（4） 运动会导致机体乳酸的增加，据此有人提出假说：不同浓度的乳酸促进 细胞增殖，从而抑制肿瘤生长。为验证上述假说，请完善实验步骤并预期实验结果。（参考实验材料与试剂：正常小鼠、患癌小鼠、生理盐水、不同浓度的乳酸等）
实验步骤：研究人员将患乳腺癌的小鼠随机均分为两组，实验组注射不同浓度的乳酸，对照组注射等量的生理盐水，一段时间后检测 细胞数目和肿瘤体积大小。
预期实验结果： 细胞数目实验组比对照组多，且一定浓度范围内随乳酸浓度增加而增加；肿瘤体积实验组比对照组小，且一定浓度范围内随乳酸浓度增加而减小。
[解析] 描述实验思路并预期实验结果及结论类试题，解题时一般从以下角度进行分析。
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