优化探究新课标高考生物一轮复习 实验专题2 实验探究与设计随堂训练 新人教版.docx
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优化探究新课标高考生物一轮复习实验专题2实验探究与设计随堂训练新人教版
实验专题2实验探究与设计
题组、实验设计类
1．（2014年高考四川卷）下列有关实验方法或检测试剂的叙述，正确的是（ ）
A．用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化
B．用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
C．用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品
D．用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度
解析：
改良的苯酚品红染液，在生物学上常用作观察细胞分裂时染色体形态与数目的染色剂，A项正确；用甲基绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布，B项错误；用纸层析法分离菠菜绿叶中的色素，C项错误；用标志重捕法调查田鼠的种群密度，用取样器取样法调查农田土壤小动物的丰富度，D项错误。
答案：
A
2．（2014年高考天津卷）MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。
为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。
下列说法正确的是（ ）
组别
培养基中的添加物
MRSA菌
1
100μg/mL蛋白质H
生长正常
2
20μg/mL青霉素
生长正常
3
2μg/mL青霉素＋100μg/mL蛋白质H
死亡
A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的
B．第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌
C．实验还需设计用2μg/mL青霉素做处理的对照组
D．蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素
解析：
细菌属于原核生物，无细胞核，A错误；第2组与第3组对比，由于存在青霉素浓度和蛋白质H两个实验变量，所以无法确定低浓度的青霉素是否可杀死MRSA菌，B错误；要想证明低浓度的青霉素对MRSA菌的影响，还需设计一组用2μg/mL青霉素做处理的对照组，C正确；由组1可知蛋白质H无杀菌作用，D错误。
答案：
C
3．（2013年高考福建卷）下列为减少实验误差而采取的措施，错误的是（ ）
选项
实验内容
减少实验误差采取的措施
A
对培养液中酵母菌数量进行计数
多次计数取平均值
B
探索2,4D促进插条生根的最适浓度
预实验确定浓度范围
C
调查人群中红绿色盲发生率
调查足够大的群体，随机取样并统计
D
比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短
观察多个装片、多个视野的细胞并统计
解析：
在实验中统计次数越少误差就越大，故可以通过增加统计的次数和组数减少误差，A、D两项正确；探究最适浓度应提高各组间浓度梯度的精度，预实验的目的是为进一步的实验摸索条件和检验实验设计的可行性，避免人力、物力及财力的浪费，B项错误；调查发病率时，应随机抽样调查，并调查足够大的群体，C项正确。
答案：
B
4．（2014年高考福建卷）氢是一种清洁能源。
莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成[H]和O2，[H]可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。
（1）莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的________。
（2）CCCP（一种化学物质）能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。
已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。
为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液（A组）和缺硫培养液（B组），在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。
实验结果：
B组>A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为________________________和________________________。
（3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
解析：
（1）捕获光能的色素分布在叶绿体类囊体薄膜上，所以莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的类囊体薄膜。
（2）若缺硫培养液中产氢总量多于完全培养液中的产氢总量，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用；要探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，应增设培养液为添加CCCP的完全培养液、添加CCCP的缺硫培养液的两组实验。
（3）莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，使有机物的生成量减少，进而生长不良。
（4）在自然条件下，氧气浓度比较高，产氢酶的活性降低，[H]不能转变为氢气。
答案：
（1）类囊体薄膜
（2）促进 添加CCCP的完全培养被 添加CCCP的缺硫培养液 （3）莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少 （4）氧气抑制产氢酶的活性
一、选择题
1．下列对有关实验的变量的叙述，正确的是（ ）
A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
B．各种实验中都必须设置空白对照组，确保单一变量
C．探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类等是无关变量
D．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精是否产生是无关变量
解析：
自变量为实验中唯一可变的变量，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度；为确保单一变量实验需要设计对照实验，对照实验有多种，空白对照只是其中一种，此外还有自身对照、相互对照和条件对照等；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精的产生为因变量，是随自变量变化而变化的。
答案：
C
2．研究者给家兔注射一种可以特异性破坏胰岛B细胞的药物——链脲佐菌素（STZ）进行血糖调节研究，为了准确判断STZ是否成功破坏胰岛B细胞，应（ ）
①在兔饱足状态下 ②在兔空腹状态下 ③测定血糖含量 ④测定尿液是否含糖 ⑤测定血液胰岛素含量
A．①③④ B．①③⑤
C．②③⑤D．②③④
解析：
此题考查实验设计和分析能力。
胰岛B细胞产生的胰岛素具有降低血糖的功能，因此要检测饱足状态下兔子体内血糖的含量，而血糖含量升高并不一定是胰岛素不足引起的，因此可以通过测定血液中胰岛素的含量来确定胰岛B细胞有没有被破坏。
答案：
B
3．（2012年高考天津卷）下列实验操作能达到预期结果的是（ ）
A．在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短
B．在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率
C．在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，培养期内共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线
D．在“探究α 萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的α 萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度
解析：
NaOH进入琼脂块的速率是相同的，与琼脂块的大小无关，红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比表示的是运输效率，而不是运输速率，B项错误；要准确绘制出酵母菌种群增长曲线，应在培养期的不同时间点内多次取样，并且每个时间点取样要取多次，以求平均值，C项错误；应用不同浓度梯度组的α 萘乙酸溶液浸泡插条基部几个小时至一天，观察生根情况来确定最适浓度，D项错误。
答案：
A
4．（2015年南通模拟）为了检测“苏丹红”对人体细胞的毒害作用，研究人员以哺乳动物组织块为实验材料开展有关研究，得到下表结果。
下列相关叙述，不正确的是（ ）
培养瓶编号
1
2
3
4
5
添加剂中苏丹红浓度（mg/L）
10
50
100
300
900
变异细胞比例
0
1/106
1/106
2/106
8/106
A.该实验开始时先制备细胞悬液
B．该实验还需设置一个空白对照组
C．该实验控制的最适温度为25℃左右
D．该实验结果表明较低浓度的苏丹红毒性较小
解析：
表中信息可见，随苏丹红浓度的升高，变异细胞数目增多，即浓度越高对细胞的变异影响越大。
但表格信息没有表明温度对变异的影响。
答案：
C
5．下列对有关鉴定性实验、观察类实验、探究性实验以及调查类实验的叙述，正确的是（ ）
A．鉴定组织中还原糖实验时，可依次向待测样液中加入甲液和乙液
B．观察有丝分裂实验时，不能辨别视野中哪条染色体携带突变基因
C．设计探究实验时，自变量的设置应考虑周全，而无关变量可忽略不计
D．调查某荒地内蒲公英的种群密度时，所选择的样方不影响调查结果
解析：
鉴定组织中还原糖的斐林试剂的甲液和乙液均匀混合使用，A错误；设计探究实验时，除考虑自变量的设置外，还需严格控制无关变量，C错误；调查某荒地内蒲公英的种群密度时，应随机取样，D错误。
答案：
B
6．某同学将十根大麦幼苗尖端等距离放置于一块8cm×8cm×2cm的琼脂块上半天，然后切取一小块，放在一株切去尖端的大麦苗切口中间，给予适宜的条件培养，几天后发现大麦苗直立生长，他认为这就证明了大麦幼苗尖端能产生生长素。
老师认为该实验不科学，其原因与下面无关的是（ ）
A．只用一株麦苗做实验偶然性太大
B．缺少空白对照组，不能排除琼脂块本身的作用
C．没有单侧光作用，不能出现弯曲生长
D．没有设置两大组，将处理过的琼脂块分别放在切去尖端的幼苗切口左右两侧
解析：
为了避免偶然性，一般选择的实验材料不能太少；没有设置对照实验，不能排除琼脂块本身对实验结果的干扰；由于该大麦苗没有感受单侧光的尖端，有无单侧光对实验结果没有影响；该实验还应设置两大组不对称放置处理过的琼脂块的实验组，这样可排除内源激素对实验结果的干扰。
答案：
C
7．将若干健壮的生理状态相同的去除尖端的燕麦胚芽鞘（简称胚芽鞘）随机均分成两组，在0时（横坐标中负值表示处理前）将两组胚芽鞘分别放入等量的10－5mol·L－1的IAA（生长素）溶液（甲组）和柠檬酸缓冲液（pH＝3.0）（乙组）中进行短期培养。
测量两组胚芽鞘的生长情况，结果如图1所示；同时测量甲组溶液中pH的变化，如图2所示。
根据实验结果，下列说法错误的是（ ）
A．两组同时处理40min后，两组胚芽鞘的伸长速率基本相等
B．IAA所引起伸长的滞后期比柠檬酸所引起伸长的滞后期长
C．IAA处理胚芽鞘后，使溶液中的H＋被运输到细胞内
D．由图1可推知，在酸性条件下，细胞壁的伸缩性变大
解析：
由图1可知，两组同时处理40min后，两组胚芽鞘的伸长速率（可用曲线的斜率表示）基本相等，A项正确；由图1可知，IAA所引起伸长的滞后期比柠檬酸所引起伸长的滞后期长，B项正确；由图2可知，经IAA处理后，溶液的pH下降，说明细胞中的H＋被运输到细胞外，C项错误；在酸性条件下，胚芽鞘伸长，说明此时细胞生长，细胞壁的伸缩性变大，D项正确。
答案：
C
8．某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。
下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度（单位：
mmol/L）不同。
为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是（ ）
培养液编号
①
②
③
④
⑤
甲离子
20
30
50
30
40
乙离子
55
45
60
45
55
丙离子
10
15
20
25
25
A.①⑤B．②③
C．②④D．③⑤
解析：
研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，变量只能是丙离子的浓度，甲离子和乙离子的浓度不应发生变化，所以进行实验时可以选用的两种培养液是②④。
答案：
C
9．某研究小组对“紫外线辐射对酵母菌生长的影响”这一课题进行了初步的探究，结果如下表：
培养皿编号
紫外线辐射剂量（J/m2）
实验后的酵母菌数量（个/mL）
1
0.2
27×106
2
0.8
26×106
3
X
14×106
4
2.0
10×106
5
2.6
6×106
下列有关分析正确的是（ ）
A．表中X的值应为1.4，各实验组的紫外线辐射剂量应保持相同的剂量梯度
B．该实验中没有对照组，还需增设一个辐射剂量为0J/m2的培养皿
C．在实验过程中需严格控制的无关变量有紫外线辐射剂量、紫外线辐射时间等
D．分析实验结果可知，紫外线主要是通过诱发基因突变，导致酵母菌数量减少的
解析：
该实验通过相同剂量梯度的紫外线处理实现了相互对照，A项正确，B项错误；紫外线辐射剂量是自变量；本实验没有说明酵母菌是否发生了基因突变，故通过本实验不能获得“紫外线是通过诱发基因突变，导致酵母菌数量减少的”这一结论。
答案：
A
10．在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是（ ）
A．给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B．给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C．用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群密度
D．用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度
解析：
给海龟安装示踪器可调查其洄游的路线，故A项符合。
给大雁佩戴标志环可调查其迁徙的路线，故B项符合。
岩礁上的贝类活动能力比较弱，可用样方法调查其种群密度，故C项符合。
丰富度是指群落中物种数目的多少，即有多少种生物。
物种越多，丰富度越大。
标志重捕法只能调查达乌尔黄鼠一种生物的种群密度，不能调查丰富度，故D项不相符。
答案：
D
二、非选择题
11．（2015年温州十校联考）小白鼠是恒温动物，当环境温度明显降低时，其体温仍能保持相对恒定。
为了探究调节体温的中枢是否为下丘脑，某校生物兴趣小组制订了以下实验方案。
实验假设：
下丘脑是调节体温的中枢。
材料用具：
略。
实验步骤：
①取两只健康状况良好且相同的成年小白鼠，并标记为甲、乙。
②用一定的方法破坏甲鼠的下丘脑，乙鼠不做处理作为对照，并分别测量初始体温。
③把甲鼠置于0℃环境中，把乙鼠置于25℃环境中作为对照，在相对安静的条件下观察24h，每隔4h分别测量一次体温，并做好记录。
预期结果与结论：
甲鼠体温发生明显改变，乙鼠体温保持相对恒定，说明下丘脑是调节体温的中枢。
（1）该兴趣小组设计的实验方案有哪些不妥之处？
请提出相应的改进意见：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
（2）若没有破坏甲鼠的下丘脑，将甲鼠置于0℃的环境中，则甲鼠维持体温恒定的调节方式是________，请写出导致战栗的反射弧：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）寒冷环境下，小白鼠的耗氧量会________，导致这个变化的主要激素是________。
（4）将乙鼠从25℃移入40℃的环境中，产生炎热感觉的结构是________。
解析：
一般情况下，用活体做实验时，为避免因个体死亡或个体差异等情况而导致实验不能正常进行，常选取多个相同状况的个体进行研究。
除对下丘脑的处理方式不同外，其他的无关变量均应该相同。
实验目的为“探究调节体温的中枢是否为下丘脑”，而最后结论的表述并没有“扣题”，而是按验证性实验处理，这是明显的错误。
低温环境下，机体可通过神经调节使皮肤血流量减少、骨骼肌战栗产热等，同时低温刺激还可以引起机体甲状腺激素和肾上腺素分泌增加，因此，寒冷条件下体温调节既有神经调节，又有激素调节。
所有的感觉都在大脑皮层形成。
答案：
（1）①取材不当，应取若干只健康状况良好且体重相同的成年小白鼠 ②不符合单一变量原则，应将两组小白鼠均置于0℃环境中 ③实验结果与结论描述有误，应按探究性实验书写预测实验结果和结论
（2）神经和激素调节 冷觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→骨骼肌 （3）增加 甲状腺激素 （4）大脑皮层
12．（2013年高考重庆卷）研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。
进一步研究发现，发挥作用的物质是L 天冬酰胺酶，它能将L 天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。
（1）为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。
实验材料：
正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基（含细胞生长所需的物质）、L 天冬酰胺酶
实验步骤：
a．分组
实验组：
培养基＋L 天冬酰胺酶＋淋巴瘤细胞
对照组：
培养基＋__________________________________________________________。
b．适宜条件下培养后，观察细胞生长状态、检测L 天冬酰胺含量。
实验结果（如下表）：
实验分组
生长状态
L 天冬酰胺含量
培养液
细胞内
实验组
①
缺乏
缺乏
对照组
正常
缺乏
正常
结果分析：
该实验利用了酶的________特性；表中①应为
________________________________________________________________________；
对照组细胞内L 天冬酰胺含量正常的原因是________
________________________________________________________________________。
（2）患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了________反应；该酶口服无效，原因是________。
（3）根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
（1）由实验目的可知，该实验的自变量是细胞的种类，所以应用正常细胞与淋巴瘤细胞进行对照。
由题意可知，L 天冬酰胺酶能分解培养基中的L 天冬酰胺，由于淋巴瘤细胞自身不能合成L天冬酰胺，所以在添加了L 天冬酰胺酶的培养基上不能正常生长，而正常细胞自身能够合成L 天冬酰胺，所以在添加了L 天冬酰胺酶的培养基上可以正常生长。
（2）静脉注射该外源性酶，酶在患者体内会被识别为抗原，多次注射后，患者体内相应的抗体产生的速度更快、数量更多，使该酶快速失去活性，故疗效降低。
由于酶是大分子物质，不能被直接吸收，在消化道中会被消化分解，故口服无效。
（3）抗肿瘤药物应能杀死肿瘤细胞，但是不应杀死正常细胞，所以理想的抗肿瘤药物应对肿瘤细胞有专一的杀伤作用。
答案：
（1）L 天冬酰胺酶＋正常细胞 专一性 抑制 能合成L 天冬酰胺（有合成L 天冬酰胺的酶）
（2）免疫（拮抗） 酶被分解失活 （3）对肿瘤细胞有专一性杀伤作用，对正常细胞无影响
13．利用给出的材料和用具设计实验，请回答问题：
高温能使唾液淀粉酶失活，那么高温能否使甲状腺激素失活呢？
（1）实验材料和用具：
发育状况相同的蝌蚪15只，饲料甲——普通饲料，饲料乙——含适量甲状腺激素的饲料，饲料丙——含适量经100℃热水处理过的甲状腺激素的饲料，池塘水，大小和其他条件相同的玻璃缸三只。
（2）实验目的：
______________________________________________________________。
（3）实验原理：
甲状腺激素促进蝌蚪的变态发育。
（4）实验步骤：
①取三只玻璃缸，编号为1、2、3，分别加入等量且适量的池塘水。
②将15只蝌蚪分成三等份，分别放入1、2、3号玻璃缸中，把三只玻璃缸放在相同且适宜条件下培养。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
（5）预期实验结果：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
依题意，目前不知高温对甲状腺激素有何影响，因此，实验目的就是要探究这一问题。
实验步骤中要注意控制变量，严格遵循单一变量原则和对照原则。
答案：
（2）探究高温能否使甲状腺激素失活 （4）③每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入等量的饲料甲、乙、丙 ④观察三只玻璃缸中蝌蚪的发育状况 （5）2号玻璃缸内蝌蚪发育最快，而1、3号玻璃缸内蝌蚪发育状况相同；2号玻璃缸内蝌蚪发育快，3号与2号发育相同或慢于2号快于1号
14．肝细胞能将甲醛转化成甲酸而具有解除甲醛毒害的功能，研究人员为验证肝脏的这种解毒功能而进行了相关实验，实验分组设计如下（“”表示还没完成的实验步骤）。
组别
培养环境
肝脏小块（数目相同）
A组
含1.0mmol/L甲醛的肝脏培养液
有
B组
含1.0mmol/L甲醛的肝脏培养液
*
C组
不含甲醛的肝脏培养液
*
（1）表中，除A组外，还需放置肝脏小块的是__________组。
（2）如图中曲线________是C组实验的结果，说明肝细胞在代谢过程中会
________________________________________________________________________。
（3）如图中曲线乙是________组实验的结果，这说明
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）研究发现一定浓度的甲醛可诱发染色体断裂，为进一步验证肝脏的解毒功能，研究人员同时进行了如下实验。
方法步骤如下：
①取新培养的具有分裂能力的正常淋巴细胞悬液3等份，备用。
②按上表的实验设计培养肝脏15分钟后，取三组装置中的__
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