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專題十四 實驗與探究 一、選擇題 1．(2017安徽池州二模)下列實驗操作能達到預(yù)期結(jié)果的是(　　) A．在單側(cè)光照射下，金絲雀草胚芽鞘向光彎曲生長，去尖端的胚芽鞘不生長也不彎曲，說明生長素在尖端發(fā)生了橫向運輸 B．在鑒定還原糖時為避免樣液本身顏色的干擾，應(yīng)選取接近白色或無色的甘蔗提取液 C．調(diào)查土壤小動物類群的豐富度，用取樣器取樣后，可用記名計算法進行統(tǒng)計 D．使用光學(xué)顯微鏡的高倍鏡可以觀察到新鮮菠菜葉肉細胞中葉綠體的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 解析：在單側(cè)光照射下，金絲雀草胚芽鞘向光彎曲生長，去尖端的胚芽鞘不生長也不彎曲，只能說明胚芽鞘的向光性與尖端有關(guān)，A錯誤；甘蔗中富含蔗糖，蔗糖屬于非還原糖，B錯誤；調(diào)查土壤小動物類群的豐富度，用取樣器取樣后，可以用記名計算法進行統(tǒng)計，C正確；使用光學(xué)顯微鏡的高倍鏡只能看到葉綠體的形態(tài)，看不到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，D錯誤。 答案：C 2．(2017山東棗莊模擬)下列有關(guān)實驗的研究過程或方法思路，正確的是(　　) A．觀察人口腔上皮細胞中的線粒體時，需要先用8%的鹽酸溶液處理，再用健那綠染色 B．用于觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原的紫色洋蔥表皮細胞同樣可用來觀察植物細胞有絲分裂 C．格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗與赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗的研究方法都是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng) D．林德曼進行能量的定量分析，發(fā)現(xiàn)了能量流動具有單向性、逐級遞減的特點 解析：觀察人口腔上皮細胞中的線粒體，不需要用鹽酸溶液處理，A錯誤；用于觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原的紫色洋蔥表皮細胞因為是高度分化的細胞不會進行細胞分裂，所以不能用來觀察植物細胞有絲分裂，B錯誤；格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗沒有將DNA和蛋白質(zhì)分開，艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗的研究方法都是設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，研究它們各自的效應(yīng)，C錯誤；林德曼進行能量的定量分析，發(fā)現(xiàn)了能量流動具有單向性、逐級遞減的特點，D正確。 答案：D 3．恰當選擇實驗材料有助于獲得科學(xué)的結(jié)論，下列實驗材料的選擇不能達到實驗?zāi)康牡氖?　　) A．以病毒為材料探究培養(yǎng)液中其種群數(shù)量的變化 B．以花生種子勻漿為材料檢測生物組織中的脂肪 C．以高等動物的睪丸為材料觀察細胞的有絲分裂 D．以兔的血液為材料進行血紅蛋白的提取和分離 解析：病毒只有在活細胞中才能進行代謝活動，因此以病毒為材料探究培養(yǎng)液中其種群數(shù)量的變化不能達到實驗?zāi)康摹? 答案：A 4．下列是關(guān)于科學(xué)史中生物實驗研究課題和實驗方法或技術(shù)手段的對應(yīng)關(guān)系，不正確的是(　　) A．卡爾文循環(huán)、DNA復(fù)制特點——同位素標記法 B．分離細胞器、噬菌體侵染細菌實驗——離心技術(shù) C．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、種群增長曲線——模型構(gòu)建法 D．探究酵母菌細胞呼吸方式、酶具有催化作用——對比實驗法 解析：卡爾文用14C作標記發(fā)現(xiàn)了CO2轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，DNA半保留復(fù)制特點的發(fā)現(xiàn)用15N標記大腸桿菌的DNA分子，兩者都使用的是同位素標記法，A正確；分離細胞器應(yīng)用的是差速離心法，噬菌體侵染細菌實驗也應(yīng)用了離心技術(shù)，B正確；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是通過構(gòu)建物理模型，繪制種群增長曲線(“J”或“S”型曲線)屬于構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，C正確；探究酵母菌細胞呼吸方式用的是對比實驗法，而探究酶具有催化作用采用的是對照實驗的方法，D錯誤。 答案：D 5．下列有關(guān)實驗的說法正確的是(　　) A．質(zhì)壁分離復(fù)原法可鑒別水稻種子細胞是死細胞還是活細胞 B．薩頓和摩爾根分別用類比推理法和假說演繹法證明了基因在染色體上 C．樣方法可用于調(diào)查一塊草地上蒲公英、蚜蟲、跳蝻的種群密度 D．探索生根粉促進插條生根的最適濃度時，提前進行預(yù)實驗可大大減小實驗誤差 解析：水稻種子細胞中沒有大液泡，不能發(fā)生質(zhì)壁分離及復(fù)原，用染色法可鑒別水稻種子細胞是死細胞(被染色)還是活細胞(未被染色)，A錯誤；薩頓用類比推理法提出了基因在染色體上的假說，他并沒有證明此結(jié)論，B錯誤；樣方法適用于調(diào)查蒲公英等雙子葉草本植物以及活動范圍較小的動物(如蚜蟲、跳蝻)的種群密度，C正確；預(yù)實驗可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設(shè)計的科學(xué)性和可行性，以免由于設(shè)計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力、財力的浪費，可見，進行預(yù)實驗的目的不是減小誤差，D錯誤。 答案：C 6．下列關(guān)于酒精在生物實驗中的應(yīng)用，敘述不正確的是(　　) A．可用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗浸泡過卡諾氏液的根尖 B．無水乙醇在綠葉中色素的提取和分離實驗中起到提取色素的作用 C．調(diào)查土壤中小動物豐富度時，可將采集到的小動物放入體積分數(shù)為70%的酒精溶液中保存 D．觀察DNA和RNA分布的實驗中，可用酒精來改變細胞膜通透性，加速染色劑進入細胞 解析：低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍實驗中，用卡諾氏液固定細胞形態(tài)后，需用體積分數(shù)為95%的酒精沖洗兩次，A正確；由于色素易溶于有機溶劑，因此可用無水乙醇提取色素，B正確；在調(diào)查土壤中小動物豐富度時，可將采集到的小動物放入體積分數(shù)為70%的酒精溶液中保存，以免腐爛，C正確；在觀察細胞內(nèi)DNA和RNA分布的實驗中，用鹽酸改變細胞膜通透性，加速染色劑進入細胞，D錯誤。 答案：D 7．下列有關(guān)生物學(xué)實驗的敘述正確的是(　　) ①用健那綠染液染色線粒體時，需用鹽酸處理人的口腔上皮細胞 ②鹽酸在“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”和“觀察植物細胞有絲分裂”中的作用相同 ③觀察植物細胞的失水和吸水及葉綠體中色素的提取和分離均可用綠色植物成熟葉肉細胞作為實驗材料 ④“觀察線粒體和葉綠體”和“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗中都必須用高倍顯微鏡 ⑤紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞可作為觀察DNA和RNA在細胞中分布的實驗材料 ⑥若轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察，需要先升高鏡筒以免損壞鏡頭 ⑦調(diào)查血友病的遺傳方式，可在學(xué)校內(nèi)對同學(xué)進行隨機抽樣調(diào)查 ⑧葉綠素的提取需用無水乙醇，若無，可用體積分數(shù)為95%乙醇代替直接使用 A．一項　　　　　　　　 B．兩項 C．三項 D．四項 解析：用健那綠染液染色線粒體時需要保持細胞的活性，不能用鹽酸處理，①錯誤；鹽酸在“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”和“觀察植物細胞有絲分裂”中的作用相同，都是配制解離液，②正確；綠色植物成熟的葉肉細胞有大液泡，可用于觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，綠色植物成熟葉肉細胞中有葉綠體，可用于提取和分離光合色素，③正確；“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗中用低倍顯微鏡觀察，④錯誤；紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞沒有顏色，可用于觀察DNA和RNA在細胞中的分布，⑤正確；若轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察不能升高鏡筒，⑥錯誤；調(diào)查血友病的遺傳方式應(yīng)在患者家系中調(diào)查，⑦錯誤；葉綠素的提取需用無水乙醇，不能用95%的乙醇直接代替，⑧錯誤。 答案：C 8．黑藻是一種水生植物，葉片小而薄，小王同學(xué)利用黑藻進行下列生物學(xué)實驗，其中錯誤的是(　　) 選項 實驗?zāi)康? 所用試劑 A 觀察葉綠體 蒸餾水 B 探究CO2濃度對 光合速率的影響 1%的NaHCO3溶液 C 觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原 30%蔗糖溶液、清水 D 提取葉綠體色素 無水乙醇、 碳酸鈣、二氧化硅 解析：葉綠體本身有顏色，不需染色，用蒸餾水制片就可以了，A正確；探究CO2濃度對光合速率的影響，至少要設(shè)置3個組：無CO2組、低CO2組、高CO2組，B錯誤；30%蔗糖溶液可使成熟植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，用清水處理發(fā)生質(zhì)壁分離的成熟植物細胞使其發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，C正確；提取葉綠體色素要用到無水乙醇、碳酸鈣、二氧化硅，無水乙醇用于葉綠體色素的提取，碳酸鈣防止色素被破壞，二氧化硅使研磨充分，利于色素釋放，D正確。 答案：B 9.(2017四川成都模擬)研究人員用一定濃度的赤霉素(GA)溶液分別處理棉花植株的受精花(受精幼鈴)和未受精花(未受精幼鈴)，24 h后在葉柄處注射含32P 的磷酸鹽溶液(如圖)，一段時間后取樣測定兩種幼鈴32P的放射性強度并統(tǒng)計兩種幼鈴的脫落率，實驗結(jié)果如表。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) 處理 受精幼鈴 未受精幼鈴 放射性強度(cpm) 脫落率(%) 脫落率(%) 受精幼鈴 未受精幼鈴 GA 3.3 18 14 242 14 399 H2O 3.3 100 9 667 7 336 A.H2O處理組與GA處理組施用的液體量相等 B．GA處理對受精幼鈴脫落率的影響大于未受精幼鈴 C．H2O處理組中幼鈴的放射性強度差異與內(nèi)源激素有關(guān) D．GA對32P向幼鈴的運輸具有明顯的調(diào)配作用 解析：為了控制無關(guān)變量，清水處理組和GA處理組施用的液體量應(yīng)是相同的，A正確；由數(shù)據(jù)分析可知，與對照組相比，GA處理組對受精幼鈴的脫落率基本無影響而對未受精幼鈴脫落率影響較大，B錯誤；清水組中的幼鈴出現(xiàn)放射性強度的差異與內(nèi)源激素有關(guān)，C正確；GA處理組幼鈴放射性強度高于清水組的，應(yīng)是GA對32P向幼鈴的運輸具有明顯的調(diào)配作用，D正確。 答案：B 10．下圖是測定植物某一生命活動過程的裝置，從左側(cè)泵入空氣后，會產(chǎn)生某些實驗現(xiàn)象。下列說法中錯誤的是(　　) A．溫度是該實驗需要控制的一個無關(guān)變量 B．本實驗中乙裝置的作用是減少實驗誤差 C．把不透光的玻璃罩換成透光的玻璃罩，實驗現(xiàn)象會更明顯 D．將丙玻璃罩中的植物換成萌發(fā)的種子，則會出現(xiàn)類似的實驗現(xiàn)象 解析：本實驗測定的是植物細胞的有氧呼吸，溫度是無關(guān)變量，實驗應(yīng)在最適溫度條件下進行，A正確；乙裝置的作用是確保進入丙裝置的氣體中沒有CO2，減少實驗誤差，B正確；如果玻璃罩透光，則植物能夠進行光合作用吸收CO2，影響實驗結(jié)果的觀察，C錯誤；植物萌發(fā)的種子也可以進行有氧呼吸釋放CO2，D正確。 答案：C 二、非選擇題 11．(2017廣東廣州統(tǒng)考)某科學(xué)工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強度，設(shè)計了下面的實驗：首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中。實驗開始測定CO2的濃度，12 h后再次測定CO2的濃度。實驗結(jié)果如下表： 組別 溫度 光照強度： 開始時的 12 h后CO2 (℃) 普通陽光(%) CO2濃度(%) 濃度(%) 1 25 0 0.35 0.368 2 25 10 0.35 0.342 3 25 20 0.35 0.306 4 25 40 0.35 0.289 5 25 60 0.35 0.282 6 25 80 0.35 0.280 7 25 95 0.35 0.279 請分析回答： (1)這一實驗的自變量是________，寫出該實驗設(shè)計的兩種無關(guān)變量：_______。 (2)實驗中第1組12 h后CO2濃度變化的原因是______________。此時，該生物葉肉細胞能產(chǎn)生ATP的細胞器是________。 (3)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細胞中的C3化合物的含量會________，原因是_____________________________________。 (4)該實驗設(shè)計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，請你提出進一步探究的實驗設(shè)計思路：____________________________________________________。 解析：(1)由表格中提供的信息可以看出，光照強度是該實驗對實驗結(jié)果能夠產(chǎn)生確定影響并且可以控制的因素，為自變量；溫度、二氧化碳濃度都會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，但并非實驗要控制的因素，為無關(guān)變量。(2)實驗中第1組沒有給予光照，在此環(huán)境中，植物只能進行呼吸作用，產(chǎn)生的二氧化碳會導(dǎo)致CO2濃度升高。葉肉細胞產(chǎn)生ATP的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(3)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，光照減弱，光反應(yīng)受到影響，光反應(yīng)產(chǎn)物ATP和NADPH減少，暗反應(yīng)C3還原階段受到影響。(4)欲確定西紅柿生長的最佳光照強度，可增加若干實驗組，將光照強度的數(shù)據(jù)差縮小，依次增加光照強度。 答案：(1)光照強度　溫度、CO2濃度(其他合理答案也可) (2)細胞呼吸產(chǎn)生了CO2　線粒體 (3)增加　二氧化碳仍正常固定成三碳化合物，但是光照減弱，光反應(yīng)過程中還原氫和ATP生成量減少，被還原的三碳化合物量減少 (4)增加若干實驗組，依次增加光照強度 12．(2017浙江嘉興測試)草莓果實在成熟過程中，葉綠素被逐漸降解，并在一定階段合成某種水溶性花色素使果實顏色逐漸變紅?，F(xiàn)取即將成熟的完整草莓果實進行實驗：去除草莓表面種子(去籽)，分別噴施等量的水、生長素類似物(NAA)和生長素抑制劑(POA)，一段時間后測定果實中花色素含量，結(jié)果如圖所示。 請回答： (1)草莓果實細胞中葉綠素存在于______上，花色素存在于果實細胞的______內(nèi)。 (2)由實驗結(jié)果可知，完整草莓表面的種子產(chǎn)生________類激素，對果實中花色素的合成起________作用，在草莓果實成熟過程中，該激素含量________。欲獲得色澤深紅的草莓，可在草莓成熟階段噴施適宜濃度的________的化合物。 (3)欲延長草莓果實保鮮期，可噴施安全、適宜濃度的________類似物。 解析：(1)草莓果實細胞中葉綠素存在于葉綠體的類囊體薄膜上，花色素存在于果實細胞的液泡中。(2)完整草莓和去草莓種子加生長素類似物(NAA)兩組實驗花色素相對含量低，說明種子能產(chǎn)生生長素類激素。果實在成熟過程中，花色素含量越來越多，生長素含量越來越少。由圖可知，加生長素抑制劑實驗組，有利于花色素含量增加。因此欲獲得色澤深紅的草莓，可在草莓成熟階段噴施適宜濃度的對抗生長素的化合物。(3)欲延長草莓果實保鮮期，抑制果實成熟，可以噴施一定濃度的細胞分裂素，延長貯藏時間。 答案：(1)葉綠體類囊體薄膜　液泡 (2)生長素　抑制　下降　對抗生長素 (3)細胞分裂素 13．人和高等動物生命活動的調(diào)節(jié)是復(fù)雜而精巧的。其中激素調(diào)節(jié)是其中一種調(diào)節(jié)方式，就激素調(diào)節(jié)回答相關(guān)問題： (1)與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比，激素調(diào)節(jié)作用范圍和作用時間的特點是________________。 (2)在寒冷環(huán)境下，甲狀腺激素分泌量會增多，甲狀腺激素的靶細胞是________。 (3)為研究促甲狀腺激素(TSH)分泌的影響因素，研究者從剛宰殺的大白鼠體內(nèi)分離新鮮的下丘腦和垂體。然后把這些結(jié)構(gòu)單獨或一起培養(yǎng)于含有或不含有甲狀腺激素的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)后測定培養(yǎng)基內(nèi)TSH的濃度，結(jié)果如下： ①在上述實驗中設(shè)置A瓶的目的是________，以便說明____________。 ②通過分析實驗結(jié)果，可以得出哪些結(jié)論？____________________。 解析：(1)體液調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)是相互聯(lián)系、相互影響的。與神經(jīng)調(diào)節(jié)相比，激素調(diào)節(jié)具有作用范圍廣、作用時間長的特點。(2)甲狀腺激素幾乎對所有的細胞都能起調(diào)節(jié)作用，故其靶細胞為全身組織細胞。(3)①A瓶中只有培養(yǎng)基，目的是作為對照，說明培養(yǎng)基及培養(yǎng)過程不會產(chǎn)生TSH。②A、B瓶對照，可說明下丘腦不能分泌TSH；A、C瓶對照，可說明垂體能分泌TSH；C、D瓶對照，可說明甲狀腺激素能抑制垂體分泌TSH；E瓶與B、C瓶對照說明下丘腦能促進垂體分泌TSH。 答案：(1)作用范圍廣，作用時間長 (2)全身組織細胞 (3)①作為對照　培養(yǎng)基及培養(yǎng)過程不會產(chǎn)生TSH ②下丘腦不能分泌TSH；垂體能分泌TSH；甲狀腺激素能夠抑制垂體分泌TSH；下丘腦能促進垂體分泌TSH