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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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第十三单元　实验与探究（二）
满分65分,限时45分钟
考点2 实验思路和步骤的设计 考点3 实验结果和结论的预测与分析
一、选择题(本题共5小题,共20分。每题只有一项符合题目要求,每题4分。)
1.某兴趣小组用肝脏研磨液浸泡相同大小的滤纸小圆片相同时间后,进行了如下实验:
实验步骤 试管1 试管2 试管3
①向试管加入滤纸小圆片 3片 3片 3片
②调节各试管pH 蒸馏水4滴 5%盐酸溶液4滴 5%NaOH溶液4滴
③向试管加入0.5%H2O2溶液 3 mL 3 mL 3 mL
实验结果 小圆片上浮 小圆片沉底 小圆片沉底
据表分析,下列叙述错误的是(　　)
A.本实验的目的是探究pH对酶活性的影响
B.第二步和第三步的顺序替换不会对实验结果产生影响
C.小圆片上浮是因为研磨液中的过氧化氢酶催化H2O2分解产生了O2
D.由实验结果可知,试管2和试管3中的酶可能已失活
2.某同学选择红色山茶花的花瓣作为材料探究植物细胞的吸水与失水,下表是在相同时间下用不同浓度的蔗糖溶液处理花瓣的结果,图示是观察到的某一质量浓度蔗糖溶液处理后的花瓣细胞。下列相关叙述错误的是(　　)
蔗糖溶液质量浓度(g/mL)
0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
是否发生质壁分离现象 - - + +++ ++++
滴入清水后是否复原 - - 是 是 否
注:“-”表示不发生现象;“+”表示发生现象,且“+”数量越多现象越明显。
A.本实验的自变量是蔗糖溶液的质量浓度
B.把蔗糖溶液换为相同质量浓度的葡萄糖溶液,实验结果将和表中不同
C.图中甲处的溶液为蔗糖溶液,花瓣细胞正处于失水过程中
D.0.40 g/mL的蔗糖溶液组中,滴入清水不复原是因为细胞已经死亡
3.某科研小组选取生长期、长势大小相同的20只小鼠作实验材料,进行了生长激素和甲状腺激素的相关实验,实验过程及结果如图所示,据图分析下列叙述中错误的是(　　)
A.切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响
B.该实验没有进行对照实验,因此不能达到实验目的
C.该实验结果可以说明生长激素和甲状腺激素对小鼠的生长具有协同作用
D.该实验还可增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组
4.胺鲜酯是一种新型植物生长调节剂,能提高植株体内叶绿素、蛋白质和核酸的含量。科研人员通过实验探究胺鲜酯对菠菜根系生长的影响,结果如表所示。以下说法正确的是(　　)
施用方式 胺鲜酯浓度/(mg·kg-1) 根长/cm 根系表面积/cm2
底施 0 1 302 116
5 1 700 165
10 2 566 234
喷施 0 1 226 104
5 359 30
10 218 18
A.实验的自变量是根长和根系表面积
B.与喷施相比,底施对菠菜根系生长有抑制作用
C.胺鲜酯对菠菜的光合作用有影响
D.表中促进菠菜根系生长的最佳处理方式是底施5 mg/kg胺鲜酯
5.高浓度NH4NO3会毒害野生型拟南芥幼苗,诱导幼苗根毛畸形分叉。科研人员为研究高浓度NH4NO3下乙烯和生长素在调节拟南芥幼苗根毛发育中的作用机制,分别用野生型、蛋白M缺失突变体(甲)、蛋白N缺失突变体(乙)进行相关实验,结果如图。下列叙述错误的是(　　)
A.芽、幼嫩的叶和发育中的种子中会发生色氨酸转化为生长素的过程
B.该实验的自变量是高浓度NH4NO3处理过的不同类型拟南芥
C.据图分析可知,蛋白M在乙烯和生长素抑制根毛分叉中都发挥作用
D.据图分析可知,蛋白N在乙烯抑制根毛分叉中没有发挥作用
二、选择题(本题共2小题,共12分。每题有一项或多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)
6.关于DNA合成原料的来源,科学家曾提出三种假说:①细胞内自主合成,②从培养基中摄取,③二者都有。为验证三种假说,设计如下实验:将大肠杆菌在含15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代,然后对提取的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。图甲、乙、丙表示DNA在离心管中的可能位置。下列叙述正确的是(　　)
　　
A.大肠杆菌的拟核DNA含有两个游离的磷酸基团
B.离心后离心管不同位置的DNA放射性强度不同
C.若支持观点①,则实验结果应为图丙所示结果
D.若支持观点②,则实验结果应为图甲所示结果
7.胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为研究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响,科研人员进行了相关实验,结果如图。下列说法正确的是(　　)
A.实验的自变量有是否加入板栗壳黄酮和pH,不符合单一变量原则
B.由图可知,板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用
C.实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.2
D.加入板栗壳黄酮,不影响胰脂肪酶的最适pH
三、非选择题(本题共2小题,共33分。)
8.(15分)碳青霉烯类抗生素具有抗菌谱广、抗菌活性强、效果稳定以及毒性低等优点,已经成为治疗严重细菌感染最主要的抗菌药物之一。随着碳青霉烯类抗菌药物的广泛应用,细菌对碳青霉烯类抗生素耐药率逐年升高。请回答下列问题:
(1)用进化的观点分析,细菌耐药性变异最可能产生于碳青霉烯类抗菌药物广泛使用　　　(填“前”或“后”),细菌耐药率逐年提高是抗生素对细菌　　　　的结果,细菌耐药率逐渐升高的实质是　　　　　　　　　　。
(2)某学生为研究碳青霉烯类抗生素对细菌的选择作用,做了如下实验:
①取大肠杆菌菌液均匀涂布在已灭菌的培养基平板上,并将平板划分为三个大小一致的区域,各放入一个经碳青霉烯类抗生素处理的相同圆形滤纸片(如图)。
在适宜条件下培养12~16 h,观察结果,测量各抑菌圈的直径,并取平均值N。为使实验更严谨,达到研究目的,该实验操作需做一个重要改进:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②挑取该平板上位于　　　　　(填“圆纸片上”“抑菌圈上”或“抑菌圈边缘”)的菌落,配成菌液,重复上述实验,培养多代,测量并记录每一代培养物抑菌圈的直径平均值。
③预期实验结果:根据抑菌圈大小可判定碳青霉烯类抗生素的抑菌效果,抑菌圈越小,抑菌作用越　　　。随着培养代数的增加,抑菌圈直径会　　　　(填“变大”或“变小”)。
(3)科研人员从第五代开始(第五代的抑菌圈的直径平均值为N5),换含有卡那霉素的滤纸片重复培养5代,然后第十一代开始恢复使用含有碳青霉烯类抗生素的滤纸片,测得抑菌圈直径平均值为N11,结果发现N11>N5,这一结果为医学部门防止“超级细菌”的出现提供的思路是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.(18分)手足口病是婴幼儿中常见的传染病,可引起手足口病的病毒种类多达20种,其中EV71和CVA16是我国手足口病的主要元凶(图1是EV71示意图)。疫苗的研发与接种是控制手足口病流行的重要手段。回答下列问题:
图1
(1)EV71的蛋白质外壳主要由VP1~VP4四种蛋白组成,位置关系如图1所示,其中最不适宜作为疫苗的是　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)EV71疫苗需要注射两次,前后间隔1个月,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)接种该疫苗后,病毒蛋白作为　　　　刺激机体产生　　　　(填“特异”或“非特异”)性免疫反应。生活中一旦EV71侵入机体,　　　　　　会迅速增殖、分化为　　　细胞,从而产生大量特异性抗体,与病毒结合,阻止病毒侵染宿主细胞。
(4)EV71疫苗仅对由EV71引起的手足口病有很好的预防作用,但是对另一种引起手足口病的CVA16却无能为力。科研工作者拟研究EV71+CVA16的双价疫苗的免疫效果,实验处理和结果如图和表:
组别 实验处理 检测
1 缓冲液+EV71疫苗10 μg/只 在第1、14天各免疫1次,第24天取小鼠血清 EV71抗体量
2 缓冲液+CVA16疫苗10 μg/只 CVA16抗体量
3 缓冲液+EV71、CVA16疫苗10 μg/只 EV71抗体量、CVA16抗体量
4 缓冲液 EV71抗体量、CVA16抗体量
图2
从以上实验结果可得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)为进一步探究双价疫苗诱导母鼠免疫以及对乳鼠的保护效果进行如下实验,过程如图3,请指出该实验存在的不足并提出改正方案。
不足:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出两点)。
改正方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图3
答案全解全析
1.B　
实验目的 根据题表可知,该实验的目的是探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响,A正确
实验步骤 ①向试管加入滤纸小圆片 若第二步和第三步顺序替换,H2O2会与过氧化氢酶先反应,会影响实验结果的准确性,B错误
②调节各试管pH
③向试管加入0.5%H2O2溶液
观察指标 小圆片上浮情况H2O2被过氧化氢酶催化分解产生O2,小圆片上浮,C正确;小圆片沉底,说明试管2和试管3中的酶可能已失活,D正确
归纳总结
影响酶活性的条件(实验方案设计)
实验选材 选择哪种酶来进行实验 为什么
因变量 通过什么现象来说明该酶活性的升高或降低
自变量 你想研究哪种因素对该酶活性的影响 怎样控制该因素
对照实验 怎样设计对照组和实验组
重复实验 是否需要进行重复
无关变量 实验过程中的无关变量怎样控制
2.C　
实验目的 探究不同浓度的蔗糖溶液对花瓣细胞的影响
自变量 蔗糖溶液的质量浓度,A正确
实验步骤 滴加蔗糖溶液→滴入清水
观测指标 质壁分离程度、滴入清水后复原情况
选项分析 将蔗糖溶液换为相同质量浓度的葡萄糖溶液,物质的量浓度:蔗糖溶液<葡萄糖溶液,故实验的结果和表中不相同,B正确;题图中能体现细胞的原生质层与细胞壁是分开的,但不能体现该细胞正处于失水过程中,也可能达到质壁分离的最大程度或正在发生质壁分离复原,C错误;0.40 g/mL的蔗糖溶液组中,滴入清水不复原是因为细胞失水过多已死亡,D正确
3.B　垂体能分泌生长激素,甲状腺能分泌甲状腺激素,因此切除垂体和甲状腺可减少小鼠自身生长激素和甲状腺激素对实验的影响,A正确;本实验前后形成自身对照,B错误;单独注射生长激素后小鼠平均体重有所增加,单独注射甲状腺激素后小鼠平均体重也有所增加,同时注射甲状腺激素和生长激素后小鼠平均体重增加量大于两者单独作用时平均体重增加量之和,说明生长激素和甲状腺激素都能促进小鼠的生长发育,且具有协同作用,C正确;为了使实验结果更具有说服力,可以增设一个切除垂体和甲状腺后只注射生理盐水的空白对照组,D正确。
4.C　该实验的自变量是胺鲜酯的浓度和施用方式,因变量是根长和根系表面积,A错误;喷施时随着胺鲜酯浓度的增加,根长和根系表面积随之减少,而底施时随着胺鲜酯浓度的增加,根长和根系表面积也随之增加,据此可知,与喷施相比,底施对菠菜根系生长有促进作用,B错误;胺鲜酯能提高植株体内叶绿素、蛋白质的含量,对菠菜的光合作用有影响,C正确;表中促进菠菜根系生长的最佳处理方式是底施10 mg/kg的胺鲜酯,因为此时根长和根系表面积均为最大值,D错误。
5.B　在芽、幼嫩的叶和发育中的种子等部位,色氨酸经过一系列反应可转化为生长素,A正确;自变量包括不同类型拟南芥以及添加的不同的试剂类型,B错误;甲是蛋白M缺失的突变体,与不添加激素组相比,高浓度NH4NO3下乙烯和生长素处理后,分叉根毛比率不变,即缺失M蛋白后,二者都不能发挥作用,说明蛋白M在乙烯和生长素抑制根毛分叉中都发挥作用,C正确;乙是蛋白N缺失的突变体,不能合成N蛋白,与不添加激素组相比,在高浓度NH4NO3下乙烯处理后,分叉根毛比率下降且和野生型相比下降比例相同,说明N蛋白在乙烯抑制根毛分叉中没有发挥作用,D正确。
归纳总结
生长素和乙烯的关系
　　当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成,乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。当顶芽合成的生长素向下运输时,会引发侧芽周围的组织产生乙烯,而乙烯抑制侧芽的生长。乙烯还可能以同样的方式抑制根和茎的伸长生长,故高浓度的生长素抑制生长,很可能是通过乙烯起作用的。
6.CD　大肠杆菌的拟核DNA为环状DNA,不含游离的磷酸基团,A错误。15N没有放射性,B错误。将大肠杆菌在15N标记的脱氧核苷酸培养基中培养一代,然后利用密度梯度离心分离提取DNA,若合成DNA的原料是细胞内自主合成,则合成的DNA没有15N标记,离心后DNA均含14N,位于顶部,对应图丙;若合成DNA的原料是从培养基中摄取,则得到的子代DNA分子一条链含15N,一条链含14N,离心后位于中部,对应图甲,C、D正确。
7.B　实验的自变量是不同pH和是否加入板栗壳黄酮,但比较实验结果时可确定一个变量进行比较,故仍符合单一变量原则,A错误;与对照组相比,加入板栗壳黄酮组的酶活性降低,说明板栗壳黄酮对胰脂肪酶的活性有抑制作用,B正确;实验中板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用效率最高的pH约为7.4,C错误;未加入板栗壳黄酮时胰脂肪酶的最适pH约为7.4,加入后最适pH约为7.7,说明加入板栗壳黄酮影响胰脂肪酶的最适pH,D错误。
8.答案　(除标注外,每空2分)(1)前(1分)　选择(1分)　种群基因频率的改变
(2)平板需增加一个区域,在该区域放入一个不用碳青霉烯类抗生素处理的圆纸片(3分)　抑菌圈边缘　弱(1分)　变小
(3)建立细菌耐药预警机制,当细菌耐药率超过一定值时,及时更换新的抗生素类药物,将细菌耐药率控制在较低水平(3分)
解析　(1)细菌的耐药性变异产生于碳青霉烯类抗菌药物广泛使用前,后经过碳青霉烯类抗菌药物的选择作用,细菌耐药率逐渐升高,其实质是种群基因频率的改变。
(2)①实验中缺少空白对照组,为使实验更严谨,达到研究目的,应该在平板上增加一个区域,放入不用碳青霉烯类抗生素处理的空白圆纸片。②根据抑菌圈的大小,可以判断抗生素的抑菌效果,靠近抑菌圈的菌落具有一定的耐药性,因此挑选平板上靠近抑菌圈的菌落,配成菌液培养多代。③抑菌效果越明显,抑菌圈越大,抑菌圈越小,说明抑菌作用越弱;随着培养代数的增加,碳青霉烯类抗生素的抑菌效果会减弱,故抑菌圈的直径会逐渐变小。
(3)根据所给实验结果可知,中途换用抗生素可以提高抑菌效果,降低细菌的耐药率,因此可以建立细菌耐药预警机制,当细菌耐药率超过一定值时,及时更换新的抗生素类药物,将细菌耐药率控制在较低水平。
9.答案　(除标注外,每空2分)(1)VP4　VP4包埋在病毒内部,不易被免疫细胞识别
(2)产生足够多的记忆细胞和抗体　
(3)抗原(1分)　特异(1分)　记忆B细胞(1分)　浆(1分)
(4)EV71+CVA16的双价疫苗的免疫效果优于单价疫苗的免疫效果
(5)缺少单价疫苗对照组,缺少只注射等量缓冲液的对照组,因变量检测不足(3分)　补充单价疫苗对照组和只注射等量缓冲液的对照组,其他步骤相同;补充检测母鼠(和乳鼠)的血清抗体含量(3分)
解析　(1)由题图1可知,VP4包埋在病毒衣壳内,不易被免疫细胞识别,不宜作为抗原制成疫苗。
(2)第二次注射EV71疫苗时,可使机体产生二次免疫,刺激记忆细胞迅速增殖、分化,产生足够多的记忆细胞和抗体。
(3)疫苗中的病毒蛋白进入机体后作为抗原,刺激机体产生特异性免疫应答,产生记忆细胞和抗体,当生活中EV71侵入机体时,可使机体产生二次免疫,记忆B细胞迅速增殖、分化出浆细胞,浆细胞产生的抗体与病毒结合,阻止病毒侵染宿主细胞。
(4)由题图2可知,使用EV71+CVA16的双价疫苗产生的抗体量均多于单独使用EV71疫苗和CVA16疫苗产生的抗体量,所以EV71+CVA16的双价疫苗的免疫效果优于单价疫苗的免疫效果。
(5)实验中应遵循对照原则、单一变量原则和等量原则,该实验存在的问题有①缺少对照组,应增加单价疫苗和只注射等量缓冲液的对照组;②因变量检测不足,还应补充检测母鼠(和乳鼠)的血清抗体含量。

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