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1、專題強化練(十七)　實驗設(shè)計與探究 時間:45分鐘 一、選擇題 1.(2019福建龍海二中月考)某生物小組用某種酶進行了實驗,有關(guān)實驗的結(jié)果如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.本實驗研究的酶有麥芽糖酶和蔗糖酶 B.三組實驗?zāi)軌蜃C明酶具有專一性、高效性和溫和性 C.通過實驗可以證明該種酶活性最大時的條件接近30 ℃、pH=7 D.在pH=5或溫度為20 ℃的情況下該酶活性下降的原因相同 答案C 解析根據(jù)圖丙,麥芽糖的量逐漸減少可知本實驗研究的酶是麥芽糖酶,A項錯誤;三組實驗?zāi)軌蜃C明酶具有專一性以及酶的活性受溫度和pH的影響,不能證明酶具有高效性,B項錯誤;據(jù)圖甲和圖乙分

2、析,該酶在溫度為30℃、pH=7時活性較高,C項正確;在pH=5時,該酶活性下降的原因是酶的結(jié)構(gòu)被破壞,酶的活性降低;而在溫度為20℃的情況下,酶的活性降低但酶的結(jié)構(gòu)沒有破壞,D項錯誤。 2.(2019青海模擬)下列關(guān)于探究酶特性的實驗敘述中,正確的是(　　) A.若探究溫度對酶活性的影響,可選擇過氧化氫溶液為底物 B.若探究過氧化氫酶的高效性,可選擇無機催化劑作為對照 C.若探究溫度對淀粉酶活性的影響,可選擇斐林試劑對實驗結(jié)果進行檢測 D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶來探究酶的專一性,可用碘液對實驗結(jié)果進行檢測 答案B 解析因為過氧化氫的分解受溫度影響,所以探究溫度對酶活性的影響,不

3、能選擇過氧化氫溶液為底物,A項錯誤;酶的高效性是和無機催化劑相比而言的,因此探究過氧化氫酶的高效性,可選擇無機催化劑作為對照,B項正確;探究溫度對淀粉酶活性的影響,自變量是不同的溫度,而斐林試劑使用時需水浴加熱,會對實驗結(jié)果造成干擾,C項錯誤;蔗糖水解前后均不與碘液反應(yīng),因而無法用碘液證明淀粉酶是否可催化蔗糖水解,D項錯誤。 3.(2019廣西桂林3月聯(lián)考)為探究生長調(diào)節(jié)物質(zhì)CFM對IAA的極性運輸是否有抑制作用,取豌豆幼苗莖切段進行實驗,實驗組設(shè)計如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　) A.對照組的羊毛脂中應(yīng)不含CFM B.對照組豌豆幼苗莖切段形態(tài)學(xué)上端應(yīng)朝下 C.本實驗可用放射性同

4、位素標(biāo)記IAA作為測試指標(biāo) D.若圖中受體中IAA含量明顯低于對照組,則說明CFM對IAA的極性運輸有抑制作用 答案B 解析實驗要遵循對照原則,該實驗的自變量是生長調(diào)節(jié)物質(zhì)CFM的有無,因此對照組的羊毛脂中應(yīng)不含CFM,A項正確。實驗過程除了自變量遵循單一變量外,其他的無關(guān)變量應(yīng)該適宜且相同,因此對照組豌豆幼苗莖切段放置應(yīng)該與實驗組相同,B項錯誤。本實驗可用放射性同位素標(biāo)記IAA作為測試指標(biāo),根據(jù)受體中的放射性多少進行說明,C項正確。與對照組相比,若圖中受體中IAA含量明顯低于對照組,則說明CFM對IAA的極性運輸有抑制作用,D項正確。 4.(2019浙江4月選考,10)為研究酶的特性

5、,進行了實驗,基本過程如下表所示: 步驟 基本過程 試管A 試管B 1 加入2%過氧化氫溶液 3 mL 3 mL 2 加入馬鈴薯勻漿 少許 — 3 加入二氧化錳 — 少許 4 檢測 據(jù)此分析,下列敘述錯誤的是(　　) A.實驗的可變因素是催化劑的種類 B.可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標(biāo) C.該實驗?zāi)苷f明酶的作用具有高效性 D.不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗 答案D 解析由表可知,該實驗的自變量是催化劑的種類,A項正確;二氧化錳和馬鈴薯勻漿都可催化過氧化氫的分解,因此可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標(biāo),B項正確;馬鈴薯勻漿中含有生物催化

6、劑,催化效率比無機催化劑二氧化錳更強,可說明酶的作用具有高效性,C項正確;雞肝勻漿中也含有過氧化氫酶,因此可用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗,D項錯誤。 5.(2019吉林省吉林市三模)下列有關(guān)生物學(xué)實驗的敘述,不正確的是(　　) A.觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原的實驗中,為遵循對照原則需設(shè)置空白對照 B.觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布實驗,可選洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞做材料 C.提取綠葉中色素和檢測花生子葉切片中脂肪時均需酒精,但使用目的不同 D.觀察線粒體和葉綠體的形態(tài)和分布時,要確保被觀察細(xì)胞保持生活狀態(tài) 答案A 解析觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及其復(fù)原的實驗中,先后用低倍顯微鏡

7、觀察三次,形成自身前后對照,A項錯誤;觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實驗,可以選用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞做實驗材料,因洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮無色,不存在顏色干擾,B項正確;色素的提取和分離實驗中,無水乙醇用來溶解色素,在鑒定脂肪時,染色后需用酒精洗去浮色,使染色效果更好,C項正確;觀察線粒體和葉綠體的形態(tài)和分布需保持活細(xì)胞狀態(tài),細(xì)胞死去后葉綠體和線粒體失去正常形態(tài),D項正確。 6.(2019江蘇南通高三模擬)生物實驗中常用到對照,以下實驗對照設(shè)置正確的是(　　) A.研究溫度對淀粉酶活性的影響分別在0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃和100 ℃條件下進行 B.研究細(xì)胞核的功能時,把

8、蠑螈的受精卵橫縊成兩部分,每部分各含有一半的細(xì)胞核 C.研究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝影響,分別給不同組小鼠注射蒸餾水和甲狀腺激素溶液 D.研究低溫對不同植物染色體數(shù)目影響,分別將植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低溫處理 答案A 解析研究溫度對淀粉酶活性的影響時,自變量是溫度,應(yīng)該讓溫度有所不同,其他條件保持一致,A項正確;研究細(xì)胞核的功能時,自變量是有無細(xì)胞核,是把蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分,不是各含有一半的細(xì)胞核,B項錯誤;研究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝的影響時,對照組應(yīng)該注射生理鹽水,不是蒸餾水,蒸餾水會使細(xì)胞吸水,影響細(xì)胞活性,C項錯誤;研究低溫對不同植物染色體數(shù)目的影響,自變

9、量是不同植物,選擇甲、乙兩種植物,但所選植物器官應(yīng)該保持一致,都選擇根尖或都選擇芽尖,D項錯誤。 二、非選擇題 7.現(xiàn)有如下品系特征的幾種果蠅,已知表中所列性狀的遺傳涉及兩對等位基因。研究人員通過裂翅品系與其他品系果蠅的雜交實驗,闡明了裂翅基因的遺傳規(guī)律。 品系名稱 品系的部分性狀特征 裂翅 灰體、裂翅 黑檀體 黑檀體、直翅 野生型 灰體、直翅 請分析并回答下列問題。 (1)若要確定裂翅基因是在X染色體上還是在常染色體上,可將裂翅品系與野生型進行　　　　　　　　,若　　　　　　　　,則可確定裂翅基因位于常染色體上。? (2)科學(xué)家通過實驗確定了裂翅基因位于常染色體

10、上。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研究,完成了下列實驗。 P　　　　　　　　裂翅品系×野生型 ↓ F1　　　　　　裂翅品系　　　　　　野生型 􀱋　　　　　􀱋 F2　　　裂翅品系　　野生型　　　　野生型 　　　157只　　　85只 由上述實驗可推測出裂翅性狀由　　　　性基因控制。F1裂翅品系自交后代中,裂翅品系與野生型比例接近2∶1的原因最可能是　。? (3)已知黑檀體性狀由3號染色體上的隱性基因控制。若要對裂翅基因進行進一步的染色體定位,現(xiàn)選擇(2)中裂翅品系與黑檀體品系進行雜交,F1表現(xiàn)型及比例為　　　　　　　　。將F1中　　　　　　　　雌蠅與黑檀體直

11、翅雄蠅進行交配產(chǎn)生后代。若后代表現(xiàn)型及比例為　,? 則說明裂翅基因與黑檀體基因的遺傳符合自由組合定律;若后代只出現(xiàn)2種表現(xiàn)型,則說明裂翅基因在　　　　號染色體上,且在產(chǎn)生配子的過程中,　。? 答案(1)正交和反交　正交和反交結(jié)果一致　(2)顯　裂翅純合子為致死個體(存在致死性基因型)(合理即可) (3)灰體裂翅∶灰體直翅=1∶1　灰體裂翅　灰體裂翅∶灰體直翅∶黑檀體裂翅∶黑檀體直翅=1∶1∶1∶1　3　裂翅基因所在的染色單體未與同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交換(合理即可) 解析(1)確定某基因是位于常染色體還是性染色體上,可用正交與反交法,若正交與反交的結(jié)果相同則在常染色體上,若正交

12、與反交的結(jié)果不同,則在性染色體上。 (2)題目告知裂翅基因位于常染色體上,且F1裂翅品系自交后代出現(xiàn)了性狀分離,由此可以判斷裂翅性狀由顯性基因控制。假設(shè)相關(guān)基因為A、a,那么F1裂翅品系的基因型為Aa,理論上其自交后代的基因型為1AA、2Aa、1aa,表現(xiàn)型應(yīng)該是裂翅品系與野生型為3∶1,實際情況是裂翅品系與野生型比例接近2∶1,那么從理論上產(chǎn)生的后代可以推知,最可能的原因是裂翅品系純合體致死。 (3)設(shè)翅型由A、a控制,體色由B、b控制,(2)中裂翅品系的基因型為AaBB,黑檀體品系的基因型為aabb,雜交后F1表現(xiàn)型及比例為灰體裂翅∶灰體直翅=1∶1。 黑檀體直翅雄蠅的基因型aabb

13、,如果想知道這兩對基因的相對位置,那么應(yīng)該選擇F1中的灰體裂翅雌果蠅,因為F1中灰體裂翅的基因型為AaBb,灰體直翅的基因型為aaBb,選擇灰體直翅雌果蠅后代相當(dāng)于一對基因的測交。 如果這兩對基因分別位于兩對染色體上,則黑檀體直翅會產(chǎn)生ab配子,灰體裂翅(AaBb)會產(chǎn)生四種配子,AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1,雌雄配子的機會是隨機均等的,故后代會出現(xiàn)四種,即灰體裂翅∶灰體直翅∶黑檀體裂翅∶黑檀體直翅=1∶1∶1∶1。 如果這兩對基因位于一對染色體上,黑檀體直翅仍會產(chǎn)生ab配子,但灰體裂翅(AaBb)則會產(chǎn)生兩種配子,即AB∶ab=1∶1(前提是這兩對基因未發(fā)生交叉互換),雌雄配子

14、的機會是隨機均等的,故后代會出現(xiàn)兩種情況。 8.為了探究某物質(zhì)(X)的作用,研究者提出了以下實驗思路。 (1)實驗分組 甲組:培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+3H-TdR(3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷)+生理鹽水 乙組:培養(yǎng)液+Y細(xì)胞+3H-TdR+X(用生理鹽水配制) 每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品。 (2)分別測定兩組的CRD(細(xì)胞內(nèi)的放射性強度),求每組平均值。 (3)將各樣品在適宜條件下培養(yǎng)合適時間后,測定其CRD,求每組平均值并進行統(tǒng)計分析。 (要求與說明:答題時用X、CRD、3H-TdR表示相關(guān)名詞;Y細(xì)胞是能增殖的高等動物體細(xì)胞)請回答下列問題。 (1)實驗?zāi)康氖恰　? (2)預(yù)測實驗

15、結(jié)果及結(jié)論? 　。? (3)實驗中采用3H-TdR的原因是　。? 答案(1)探究X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)的影響 (2)如果乙組CRD明顯高于甲組,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)有促進作用。如果乙組CRD與甲組基本相同,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)無影響。如果乙組CRD明顯低于甲組,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)有抑制作用 (3)3H-TdR是DNA合成的原料之一,可根據(jù)CRD變化來判斷細(xì)胞增殖(DNA合成)情況 解析(1)該實驗的變量為某物質(zhì)(X)的有無,因變量為細(xì)胞內(nèi)的放射性強度的強弱。3H-TdR是用來合成DNA的原料,若細(xì)胞分裂旺盛,則細(xì)胞內(nèi)

16、的放射性強度的平均值(CRD)就比較高。所以該實驗的目的是探究X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)的影響。(2)X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)的影響可能是促進、抑制或無任何作用。如果乙組CRD明顯高于甲組,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)有促進作用;如果乙組CRD與甲組基本相同,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)無影響;如果乙組CRD明顯低于甲組,說明X對Y細(xì)胞增殖(DNA合成)有抑制作用。(3)堿基T為DNA特有堿基,若用3H-TdR來培養(yǎng)細(xì)胞,則可知細(xì)胞的放射性來自于細(xì)胞內(nèi)新合成的DNA。CRD越高,證明細(xì)胞增殖速度越快。 9.(2019廣西桂林3月聯(lián)考)已知果蠅中,灰身與黑身為一對相對性狀(顯性基

17、因用A表示,隱性基因用a表示);直毛與分叉毛為一對相對性狀(顯性基因用B表示,隱性基因用b表示)。兩只親代果蠅雜交得到下表所示類型和數(shù)量的子代。 灰身直毛 灰身分叉毛 黑身直毛 黑身分叉毛 雄果蠅 228 231 72 78 雌果蠅 446 0 152 0 請回答下列問題。 (1)控制灰身與黑身的基因位于　　　　　,你的判斷理由是　。? (2)親代果蠅的基因型為　。? (3)若已知果蠅的剛毛與截毛是由只位于X染色體上的一對等位基因所控制的(Y染色體上沒有此基因及其等位基因),但實驗室只有從自然界捕獲的、有繁殖能力的剛毛雌、雄果蠅各一只和截毛雌、雄果蠅

18、各一只,請你通過一次雜交實驗確定這對相對性狀中的顯性性狀和隱性性狀,請完成下列實驗設(shè)計。 實驗思路:　。? 預(yù)期結(jié)果和結(jié)論:若①　,? 則親本雄果蠅的性狀為顯性;若②　,? 則親本雄果蠅的性狀為隱性。 答案(1)常染色體　子代雄果蠅和雌果蠅中灰身∶黑身都等于3∶1,與性別無關(guān) (2)AaXBXb和AaXBY (3)任取兩只不同性狀的雌、雄果蠅雜交,觀察子一代的表現(xiàn)型及比例 若后代雌果蠅都不表現(xiàn)母本性狀(若后代果蠅雌、雄各表現(xiàn)一種性狀,且性狀不同)　若后代雌果蠅表現(xiàn)有母本性狀(若后代只出現(xiàn)一種性狀或后代中雌、雄果蠅均含有兩種不同的表現(xiàn)型且各占1/2) 解析根據(jù)子代性狀分離比以及

19、性狀的遺傳是否與性別有關(guān),確定出每對基因的遺傳方式以及親本的基因型。子代雌果蠅中只有直毛,沒有分叉毛,因此可以確定直毛和分叉毛這一對性狀位于X染色體上。 (1)灰身和黑身這一對相對性狀在子代果蠅中,無論在雄果蠅和雌果蠅中灰身∶黑身都等于3∶1,與性別無關(guān),因此控制灰身與黑身的基因位于常染色體上。 (2)通過分析及(1)可知,控制灰身和黑身的基因在常染色體上,子代灰身∶黑身都等于3∶1,則灰身為顯性,親本基因型都為Aa?？刂浦泵头植婷幕蛟赬染色體上,且雄果蠅中直毛∶分叉毛=1∶1,雌果蠅都是直毛,因此親本的基因型為XBXb和XBY,組合在一起親本的基因型就為AaXBXb和AaXBY。

20、 (3)若想判斷剛毛和截毛這一對相對性狀的顯隱性,可以讓已知的兩只不同性狀的雌、雄果蠅雜交,觀察子一代的表現(xiàn)型及比例。因為已知果蠅的剛毛與截毛是由只位于X染色體上的一對等位基因所控制的,因此①若后代雌果蠅都不表現(xiàn)母本性狀(若后代果蠅雌、雄各表現(xiàn)一種性狀,且性狀不同)則親本雄果蠅的性狀為顯性,②若后代雌果蠅表現(xiàn)有母本性狀(若后代只出現(xiàn)一種性狀或后代中雌、雄果蠅均含有兩種不同的表現(xiàn)型且各占1/2),則親本雄果蠅的性狀為隱性。 10.(2019云南師范大學(xué)附屬中學(xué)段考)某種綠藻能利用光能將H2O分解為[H]和O2,[H]可參與暗反應(yīng);低氧環(huán)境中,該藻的葉綠體內(nèi)產(chǎn)氫酶活性提高,則會將[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?/p>

21、。請回答下列問題。 (1)該綠藻將H2O分解成[H]和O2的場所是葉綠體的　　　　　　　　　　　　　。? (2)產(chǎn)生氫氣會導(dǎo)致該綠藻生長不良,從光合作用物質(zhì)轉(zhuǎn)化的角度分析,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。? (3)欲探究缺硫?qū)Φ脱醐h(huán)境中該綠藻產(chǎn)生氫氣的影響,請利用該綠藻、完全培養(yǎng)液、缺硫培養(yǎng)液等作為實驗材料設(shè)計實驗。請完善實驗步驟,并寫出預(yù)期的實驗結(jié)果和結(jié)論。 實驗步驟: ①?　　　　　　　　　　　　,其中甲組為對照組。? ②?　。? ③　,? 檢測兩組裝置中的氫氣產(chǎn)生總量。 預(yù)期的結(jié)果和結(jié)論:?????　。? 答案(1)類囊體薄膜 (2)該綠藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]

22、轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?參與暗反應(yīng)的[H]減少,有機物生成量減少 (3)①選取若干生長狀況良好的該綠藻隨機均分為甲、乙兩組 ②將甲組綠藻放在裝有適量完全培養(yǎng)液的密閉裝置中,將乙組綠藻放在裝有等量的缺硫培養(yǎng)液的密閉裝置中 ③兩組裝置放在相同且低氧的環(huán)境中培養(yǎng)相同時間 預(yù)期的結(jié)果和結(jié)論:若測得乙組中氫氣的產(chǎn)生總量高于甲組,說明缺硫促進該綠藻產(chǎn)氫氣;若測得乙組中氫氣的產(chǎn)生總量低于甲組,說明缺硫抑制該綠藻產(chǎn)氫氣;若測得乙組中氫氣的產(chǎn)生總量與甲組沒有顯著差異,說明缺硫?qū)υ摼G藻產(chǎn)氫氣沒有影響 解析(1)綠藻捕獲光能的過程發(fā)生在光反應(yīng)階段,光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜。 (2)由于光反應(yīng)階段產(chǎn)生[H],

23、作為還原劑被暗反應(yīng)利用還原三碳化合物形成有機物,綠藻光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?參與暗反應(yīng)的[H]減少,有機物生成量減少。 (3)遵循單一變量原則設(shè)計實驗步驟: ①選取若干生長狀況良好的該綠藻隨機均分為甲、乙兩組。 ②將甲組綠藻放在裝有適量完全培養(yǎng)液的密閉裝置中,將乙組綠藻放在裝有等量的缺硫培養(yǎng)液的密閉裝置中。 ③將兩組裝置放在相同且低氧的環(huán)境中培養(yǎng)相同時間后。 預(yù)期的結(jié)果和結(jié)論: 若測得乙組中氫氣產(chǎn)生總量高于甲組,說明缺硫促進該綠藻產(chǎn)氫氣; 若測得乙組中氫氣產(chǎn)生總量低于甲組,說明缺硫抑制該綠藻產(chǎn)氫氣; 若測得乙組中氫氣產(chǎn)生總量與甲組沒有顯著差異,說明缺硫?qū)υ摼G藻產(chǎn)氫氣沒有影響。 10