資源簡介

高考二輪專題綜合復習
第15講　實驗分析與設計
1.厘清實驗設計的思路
圖15-1
2.描述實驗設計步驟的“三步曲”
圖15-2
3.實驗結果與結論的分析與歸納
實驗結果是指通過觀察或測量得到的實驗現象,是實驗實際出現的情況。實驗結論是根據對實驗因變量與自變量關系的分析得出的具有普遍意義的理論性結論。結論的得出必須依據實驗結果。歸納實驗結論的一般思路:
(1)通過實驗目的或步驟(根據單一因素不同)找出實驗變量,將實驗分為多個對照組。
(2)由因找果,分析實驗變量與結果間的邏輯關系,先得出正確結論(分結論)。
(3)再根據各對照組中得出的“分結論”,綜合為“全面結論(總)”。
(4)在驗證性實驗中,如果實驗目的已知,可直接作為正確結論,但全面性要因對照組而定。
4.“五看法”評價實驗設計
圖15-3
考法一　實驗目的、變量分析與判斷的考查
1.耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是臨床上常見的毒性較強的“超級細菌”,一般的青霉素對該細菌的殺傷力不強。為探究某種藥物A是否能夠增強青霉素對MRSA的殺傷作用,某科研小組設計如下四組實驗:
(1)甲組:加入培養液+MRSA+生理鹽水;
(2)乙組:加入培養液+MRSA+青霉素;
(3)丙組:加入培養液+MRSA+藥物A;
(4)丁組:加入培養液+MRSA+藥物A+青霉素。
下列關于此實驗設計的說法,正確的是 (　C　)
A.上述實驗的自變量是藥物A,因變量是MRSA的死亡率
B.每組設置若干個重復實驗,每組重復實驗除自變量不同外,無關變量必須相同
C.設置丙組實驗的目的是排除藥物A對MRSA的殺傷作用
D.若乙組和丁組MRSA死亡率相同,則說明藥物A與青霉素有同等大小的殺傷力
[解析] 本實驗的自變量是各組加入的藥物的種類(是否加入藥物A與青霉素),因變量是MRSA的死亡率,A錯誤;平行重復實驗組之間所有變量都必須相同,包括自變量與無關變量都相同,B錯誤;本實驗的實驗目的是探究藥物A是否能增強青霉素對MRSA的殺傷作用,設置丙組實驗的目的是排除藥物A對MRSA的殺傷作用,C正確;若乙組、丁組MRSA死亡率相同,說明藥物A不能增強青霉素對MRSA的殺傷力,D錯誤。
2.科學家利用某種水生真核綠藻進行了實驗研究。首先將若干生理狀態相同的該種綠藻平均分為甲、乙兩組,甲組置于高CO2濃度(5000 μLCO2·L-1)下,乙組置于自然空氣CO2濃度(360 μLCO2·L-1)下,其他條件保持相同且適宜,培養9~10天后,再把甲、乙兩組都放在自然空氣CO2濃度條件下,測定兩組綠藻在不同光強下的CO2吸收速率,實驗結果如圖15-4所示。請回答:
圖15-4
(1)該實驗的目的是　探究不同濃度CO2處理對綠藻在不同光強下的光合速率的影響　。
(2)光強為100 μmol·m-2·s-1時,乙組有氣泡產生,氣泡中的氣體是　O2　,來自　葉綠體　(填細胞器名稱),判斷理由是　光強為100 μmol·m-2·s-1時,乙組綠藻的光合速率大于呼吸速率,釋放O2,所以氣泡中的氣體為O2。綠藻屬于藻類植物,光合作用的場所是葉綠體,所以O2來自葉綠體　。
(3)實驗結果證明,甲組的CO2吸收速率始終明顯低于乙組,從光合作用相關酶的角度分析,其原因可能是　高CO2濃度培養后,光合作用相關酶活性降低(或酶數量減少)　。
[解析] (1)實驗的自變量是不同濃度CO2處理以及光強,因變量是綠藻的CO2吸收速率,因此該實驗的目的是探究不同濃度CO2處理對綠藻在不同光強下的光合速率的影響。(2)在光強為100 μmol·m-2·s-1時,乙組綠藻的呼吸速率小于光合速率,因此表現為向外界釋放氧氣。綠藻屬于真核生物,氧氣產生于葉綠體。(3)甲組的CO2吸收速率始終明顯低于乙組,可能是高CO2濃度培養后,光合作用相關酶活性降低或酶的數量減少所致。
【技法提煉】 變量法尋找實驗目的
(1)根據題目信息,直接寫出實驗目的。
此類題目中往往含有“驗證×××”或“探究×××”的字眼,此即該實驗的目的。
(2)根據實驗裝置或實驗現象,推斷實驗目的。
此類試題首先確定實驗的自變量和因變量,再尋找自變量和因變量之間的關系,此即實驗的目的。
考法二　實驗步驟補充、完善與評價的考查
3.研究發現:萵苣的種子在有光條件下才能萌發。紅光促進萌發,紅外光抑制萌發;紅光的促進作用可被紅外光逆轉,反之紅外光的抑制作用亦可被紅光逆轉,即萌發情況以最后一次曝光的光波長為準。
(1)請同學們完成實驗設計,驗證上述結論。
Ⅰ.材料用具:萵苣種子、紅光單色光源、紅外光單色光源、其他必要材料和設備。(實驗單色光源波長適宜,處理時間不作要求。)
Ⅱ.實驗步驟:
①選擇飽滿完整的萵苣種子,放置于溫度、濕度適宜的條件下,使其萌動。
②將上述種子隨機均分為5組。a組在黑暗條件下處理;b組用紅光處理;c組用紅外光處理;d組用　紅外光→紅光　處理;e組用　紅光→紅外光　處理。
③將5組萵苣種子置于相同且適宜的黑暗條件下,處理相同時間。
④統計萵苣種子的　萌發率(發芽率或萌發情況)　。
Ⅲ.預測結果:　a、c組不萌發,e組的萌發率較低,b組與d組的萌發率接近并且高于其余組別(d、e組處理方式可以互換,預測結果與對應組別處理方式吻合即可)　。
(2)研究發現,萌發需要光的種子一般較小,儲藏營養物質較少,根據這類植物種子的生理特性,種子播種時應該　表層播種　(填“深埋”“淺埋”或“表層播種”)。
[解析] (1)萌發情況以最后一次曝光的光波長為準,則應該設置黑暗條件組、紅光組、紅外光組、紅外光→紅光組、紅光→紅外光組進行實驗驗證,b紅光組和d紅外光→紅光組萌發率應接近,e紅光→紅外光組萌發率低于b、d組才能驗證實驗內容。(2)萌發需要光的種子一般較小,儲藏營養物質較少,則其需要盡早進行光合作用產生有機物,播種時應表層播種?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?br/>4.番茄靈(PCPA)是一種植物生長調節劑,可有效防止落花落果,提高坐果率。番茄靈的使用濃度一般為20~50 ppmn。如果在花未開放時用番茄靈蘸花,坐果率約為40%;花半開放或盛開時蘸花,坐果率幾乎達100%;花后蘸花,坐果率約為60%。
(1)植物生長調節劑是指　人工合成的對植物的生長發育有調節作用的化學物質　;它　不屬于　(填“屬于”或“不屬于”)植物激素。
(2)根據題意推測番茄靈的生理作用與下列　b　類似。
a.生長激素 b.2,4-D c.脫落酸 d.乙烯利
(3)研究小組甲欲探究使用番茄靈的最適濃度,在進行正式實驗之前需要先進行預實驗。預實驗與正式實驗的差異有　預實驗需要設置對照組,而正式實驗不需要設置對照組;預實驗使用的濃度梯度較大,而正式實驗使用的濃度梯度較小　(答出一點即可)。
(4)研究小組乙欲探究溫度對番茄靈作用效果的影響,初步設計如下的實驗思路:在花未開放時,用濃度適宜的番茄靈對足夠數量、長勢相同的盆栽番茄進行蘸花,然后分別搬至溫度為5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃的溫室大棚內種植(其他環境條件相同且適宜)。一段時間后測定各組的坐果率。
請對其中的主要不合理之處進行修改完善:
①　蘸花時間應在花半開放或盛開時　;
②　應先用不同溫度處理番茄靈,再進行蘸花　。
[解析] (1)植物生長調節劑是指人工合成的對植物生長發育具有調節作用的化學物質,它不屬于植物激素,植物激素是在植物體內合成的。(2)番茄靈可有效防止落花落果,提高坐果率,功能類似于2,4-D。(3)預實驗可以為進一步的實驗摸索條件,也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性,故預實驗需要設置對照組,而正式實驗不需要設置對照組;預實驗使用的濃度梯度較大,而正式實驗使用的濃度梯度較小。(4)據題干“在花未開放時用番茄靈蘸花,坐果率約為40%;花半開放或盛開時蘸花,坐果率幾乎達100%;花后蘸花,坐果率約為60%”可知,蘸花時間應在花半開放或盛開時;實驗目的是“探究溫度對番茄靈作用效果的影響”,所以應先用不同溫度處理番茄靈,再進行蘸花。
考法三　實驗結果、結論分析與推斷的考查
5.為研究IAA對番茄子房發育成果實的影響,科研人員將處于花蕾期的番茄花隨機分成4組進行實驗,處理及結果見下表。
組別 甲組 乙組 丙組 丁組
實驗處理 授粉 未授粉
不涂抹IAA 不涂抹IAA 在子房上涂抹IAA 在花柄上涂抹IAA
是否結果實 不結果實
據表分析,下列結論或預期結果不能得出的是 (　D　)
A.甲組和丙組結果實,乙組不結果實
B.番茄子房發育成果實需要IAA
C.IAA不能從花柄運輸到子房
D.發育的種子產生的IAA促進子房發育成果實
[解析] 甲組授粉,有種子和果實形成,乙組未授粉,沒有種子和果實形成,丙組未授粉,沒有種子,但是子房上涂抹IAA,能發育出無子果實,A不符合題意;乙、丙兩組的自變量是是否在子房上涂抹生長素,丙組由于涂抹生長素,結果實,因此能得出子房發育成果實需要IAA的結論,B不符合題意;丙、丁組的自變量是生長素涂抹的位置,由于丁組沒有結果實,因此能得出生長素不能從花柄運輸到子房的結論,C不符合題意;由表格信息不能得出發育的種子產生的IAA促進子房發育成果實的結論,D符合題意。
6.醫學研究表明,桑葉提取液中含有的某種成分與血糖調節有關。為進一步研究桑葉提取液如何調節血糖,研究小組將若干生理狀況相同的健康空腹家兔平均分為A、B、C、D四組,A組腹腔注射生理鹽水,B、C、D三組均注射等量胰島素溶液,一段時間后, B、C、D三組出現反應遲鈍、嗜睡等癥狀,A組未出現?；卮鹣铝袉栴}。
(1)B、C、D三組家兔出現反應遲鈍、嗜睡等癥狀的原因是　血糖濃度低于正常水平　。
(2)為達到研究目的,還需在B、C、D三組出現上述癥狀后,進行二次注射,B組注射某物質,C組注射等量桑葉提取液,D組注射等量生理鹽水,一段時間后觀察家兔的生理狀態,發現B組家兔反應遲鈍、嗜睡等癥狀緩解。
①若C組家兔反應遲鈍、嗜睡等癥狀也緩解,D組癥狀不變,則說明　桑葉提取液能升高血糖　;若C組家兔反應遲鈍、嗜睡等癥狀　加重　,D組癥狀　不變　,則說明桑葉提取液能降低血糖。
②B組注射的物質可能是　葡萄糖　或　胰高血糖素　,這兩類物質緩解反應遲鈍、嗜睡等癥狀的機理分別是　注射葡萄糖能直接補充血糖,使血糖升高;胰高血糖素能促進肝糖原分解和非糖物質轉化,從而升高血糖　。
[解析] (1)胰島素是降血糖激素,促進細胞加速攝取、利用和貯存葡萄糖,使血糖濃度低于正常水平,腦細胞得不到充足的能量供應而出現功能障礙,出現反應遲鈍、嗜睡等癥狀。
(2)①C組家兔出現反應遲鈍、嗜睡等癥狀,是由于血糖濃度低于正常水平,加桑葉提取液后癥狀緩解,說明桑葉提取液能升高血糖。若C組家兔反應遲鈍、嗜睡等癥狀加重,D組癥狀不變,則說明桑葉提取液能降低血糖。②B組家兔反應遲鈍、嗜睡等癥狀緩解,說明血糖升高了,注射的物質可能是葡萄糖或胰高血糖素,這兩類物質緩解反應遲鈍、嗜睡等癥狀的機理分別是注射葡萄糖能直接補充血糖,使血糖升高;胰高血糖素能促進肝糖原分解和非糖物質轉化,從而升高血糖。
【技法提煉】 倒推法預測實驗結果
(1)探究性實驗結果的預測對應假設,常需分類討論?？梢韵确治隹赡艿慕Y論,再假定某一結論成立,結合實驗過程推測出應有的結果,最后正向表述為“若出現某結果,則假定的某結論成立”。
(2)驗證性實驗的結果與相應結論只需考慮一種情況。一般只有一個結果和一個相應的結論,且結論就在題目中,如“驗證……”“證明……”等。因此,只要依據此結論,結合實驗過程推測出應有的結果,最后正向表述為“出現某結果,則某結論成立”即可。
考法四　實驗思路的概述與實驗設計的考查
7.保衛細胞細胞膜上有質子泵(H+-ATPase),H+-ATPase被激活后,導致ATP水解,會將H+分泌到細胞外,導致細胞膜外H+濃度升高而建立電化學梯度,K+、Cl-等依賴于H+電化學梯度通過離子通道大量進入保衛細胞,從而使氣孔張開。回答下列問題:
(1)保衛細胞中有葉綠體,能進行光合作用,是因為葉綠體含　光合色素和與光合作用有關的酶　。
(2)依據題意推測質子泵(H+-ATPase)具有　運輸與催化　的功能。
(3)藍光可激活保衛細胞中的質子泵,而誘導氣孔張開,依據細胞吸水與失水的原理,推測其機理是　K+、Cl-等大量進入保衛細胞,使保衛細胞內的滲透壓升高,細胞吸水使氣孔張開　。
(4)研究表明:光質能改變植物葉綠素的含量而影響植物的生長。試以LED白光、LED紅光、LED藍光及不同比例的LED紅藍復合光(如:70%紅光+30%藍光、50%紅光+50%藍光等)為光源,探索提高油茶產量的最佳光質組合。寫出實驗思路(不必寫出預測結果)。
　將生長狀況良好且基本一致的油茶幼苗分為若干組,分別給予LED白光、LED紅光、LED藍光及不同比例的LED紅藍復合光的光照,在其他條件相同且適宜的情況下,培養一段時間,取油茶植株相同部位的葉片進行色素的提取和分離實驗,觀察比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b的色素帶寬度　。
[解析] (1)葉綠體含光合色素和與光合作用有關的酶,是綠色植物進行光合作用的場所。(2)質子泵(H+-ATPase)被激活后,導致ATP水解,說明其具有催化功能,質子泵(H+-ATPase)會將H+分泌到細胞外,說明其具有運輸功能。(3)藍光可激活保衛細胞中的質子泵,導致ATP水解,并將H+分泌到細胞外,使細胞膜外H+濃度升高而建立電化學梯度,K+、Cl-等依賴于H+電化學梯度通過離子通道大量進入保衛細胞,使保衛細胞內的滲透壓升高,細胞吸水進而使氣孔張開。(4)探索提高油茶產量的最佳光質組合,光質為自變量,可分別給予LED白光、LED紅光、LED藍光及不同比例的LED紅藍復合光的光照,無關變量需要保持相同且適宜,因此需選擇生長狀況良好且基本一致的油茶幼苗分為若干組,在其他條件相同且適宜的情況下,培養一段時間,取油茶植株相同部位的葉片進行色素的提取和分離實驗,觀察比較濾紙條上葉綠素a、葉綠素b的色素帶寬度。色素含量最多的一組對應的光照為最佳光質組合。
8.某科研小組為研究不同的酶抑制劑(可以抑制酶活性的一類物質)對酶活性的影響,進行了相關實驗,其結果如圖15-5所示,回答下列問題:
圖15-5
(1)酶是指　活細胞產生的具有催化作用的一類有機物 　。
(2)研究發現,競爭性抑制劑與酶結合后,底物不能再與酶結合;而非競爭性抑制劑與酶結合后,底物仍能與酶結合。據此推測,非競爭性抑制劑與酶結合的位點和底物與酶結合的位點　不同　(填“相同”或“不同”)。
(3)為驗證物質X屬于酶抑制劑,某興趣小組將濃度為m的底物均分為甲、乙兩組,甲組加酶、乙組中加入酶和物質X。若甲組反應速率　大于　(填“大于”或“小于”)乙組,則可驗證。在該實驗基礎上,若要進一步探究物質X是競爭性抑制劑還是非競爭性抑制劑,請設計實驗(要求寫出實驗思路,并預期結果和結論)?！嶒炈悸?在該實驗基礎上添加丙組,底物濃度大于m,加入酶和物質X,測定反應速率。
預期結果和結論:若丙組反應速率與乙組相同,則為非競爭性抑制劑;若丙組反應速率大于乙組,則為競爭性抑制劑　。
[解析] (1)酶是指活細胞產生的具有催化作用的一類有機物,大部分是蛋白質,少數是RNA。
(2)據題干信息“非競爭性抑制劑與酶結合后,底物仍能與酶結合”可知,非競爭性抑制劑與酶結合的位點和底物與酶結合的位點不同,故不占據酶的結合位點。
(3)根據題意分析,若物質X屬于酶抑制劑,則其會降低反應速率,故甲組加酶,乙組中加入酶和物質X,則甲組的反應速度大于乙組。若要進一步探究物質X是競爭性抑制劑還是非競爭性抑制劑,則可在該實驗基礎上添加丙組,底物濃度大于m,加入酶和物質X,測定反應速率。若為競爭性抑制劑,則丙組反應速率應大于乙組;若為非競爭性抑制劑,則丙組反應速率與乙組相同。
【技法提煉】 實驗思路與實驗步驟的區別
實驗思路不同于實驗步驟,實驗步驟是詳細的可操作性較強的實驗過程(填寫實驗步驟要求學生對實驗的選材、分組、處理等均要寫出具體要求及詳細內容),而實驗思路不需要寫出細致具體的可直接操作的步驟,只需要有一個大致的實驗設計過程即可。實驗思路一般用一句話表述為用某方法處理某材料,觀察其對某方面的影響效果。描述實驗思路的要點是答出自變量、因變量及實驗對象,而不是具體可操作性的設計。在控制無關變量時,實驗思路中只要提到“相同且適宜”即可,具體操作時不同的實驗者可以采用不同的方法去控制。
1.[2020·全國卷Ⅰ] 某研究人員用藥物W進行了如下實驗:給甲組大鼠注射藥物W,乙組大鼠注射等量生理鹽水,飼養一段時間后,測定兩組大鼠的相關生理指標。實驗結果表明:乙組大鼠無顯著變化;與乙組大鼠相比,甲組大鼠的血糖濃度升高,尿中葡萄糖含量增加,進食量增加,體重下降。回答下列問題:
(1)由上述實驗結果可推測,藥物W破壞了胰腺中的　胰島B　細胞,使細胞失去功能,從而導致血糖濃度升高。
(2)由上述實驗結果還可推測,甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加,導致腎小管液的滲透壓比正常時的　高　,從而使該組大鼠的排尿量　增加　。
(3)實驗中測量到甲組大鼠體重下降,推測體重下降的原因是　甲組大鼠胰島素缺乏,使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量,導致機體脂肪和蛋白質的分解增加　。
(4)若上述推測都成立,那么該實驗的研究意義是　獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物,這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物　(答出1點即可)。
[解析] (1)胰島素是由胰島B細胞分泌的,如果該細胞受損,會導致血糖濃度升高。(2)血糖濃度過高時,腎小管不能將原尿中的葡萄糖全部重吸收,導致腎小管液的滲透壓升高,排尿量增大。(3)由胰島素缺乏而導致糖尿病的動物,體重往往下降,原因是胰島素缺乏時機體不能充分利用葡萄糖獲得能量,進而分解脂肪和蛋白質以獲取能量。(4)由題意可知,本實驗可獲得因胰島素缺乏而患糖尿病的動物,這樣的動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物。
2.[2020·山東卷] 科研人員在轉入光敏蛋白基因的小鼠下丘腦中埋置光纖,通過特定的光刺激下丘腦CRH神經元,在脾神經纖維上記錄到相應的電信號,從而發現下丘腦CRH神經元與脾臟之間存在神經聯系,即腦—脾神經通路。該腦—脾神經通路可調節體液免疫,調節過程如圖甲所示,圖乙為該小鼠CRH神經元細胞膜相關結構示意圖。
圖15-6
(1)圖甲中,興奮由下丘腦CRH神經元傳遞到脾神經元的過程中,興奮在相鄰神經元間傳遞需要通過的結構是　突觸　,去甲腎上腺素能作用于T細胞的原因是T細胞膜上有　去甲腎上腺素受體　。
(2)在體液免疫中,T細胞可分泌　淋巴因子(或細胞因子)　作用于 B細胞。B細胞可增殖分化為　漿細胞和記憶細胞(或效應B淋巴細胞和記憶B淋巴細胞)　。
(3)據圖乙寫出光刺激使CRH神經元產生興奮的過程:
　光刺激光敏蛋白導致鈉離子通道開放,鈉離子內流產生興奮　。
(4)已知切斷脾神經可以破壞腦—脾神經通路,請利用以下實驗材料及用具,設計實驗驗證破壞腦—脾神經通路可降低小鼠的體液免疫能力。簡要寫出實驗設計思路并預期實驗結果。
實驗材料及用具:生理狀態相同的小鼠若干只,N抗原,注射器,抗體定量檢測儀器等。
實驗設計思路:　取生理狀態相同的小鼠若干只,隨機均分為兩組,將其中一組小鼠的脾神經切斷作為實驗組,另一組作為對照組;分別給兩組小鼠注射相同劑量的N抗原;一段時間后, 檢測兩組小鼠抗N抗體的產生量　。
預期實驗結果:　實驗組小鼠的抗N抗體產生量低于對照組的產生量　。
[解析] (1)興奮在兩個神經元之間傳遞需要通過的結構是突觸。去甲腎上腺素能作用于T細胞,說明T細胞膜上有去甲腎上腺素受體。
(2)在體液免疫中,T細胞可以分泌淋巴因子作用于B細胞,刺激B細胞增殖分化為漿細胞和記憶細胞。
(3)由圖乙可知,小鼠CRH神經元細胞膜上有光敏蛋白和鈉離子通道,說明是光刺激光敏蛋白導致鈉離子通道開放,鈉離子內流,CRH神經元產生興奮。
(4)實驗要驗證破壞腦—脾神經通路可降低小鼠的體液免疫能力,應設置實驗組和對照組,給兩組小鼠均注射等量的N抗原,記錄兩組小鼠抗N抗體的產生量。實驗設計思路:取生理狀態相同的小鼠若干只,隨機均分為兩組,將其中一組小鼠的脾神經切斷作為實驗組,另一組作為對照組;分別給兩組小鼠注射相同劑量的N抗原;一段時間后,檢測兩組小鼠抗N抗體的產生量。預期實驗結果:實驗組小鼠的抗N抗體產生量低于對照組的產生量。
1.研究者進行兩個乳糖水解實驗,實驗一用不同濃度的酶作用于10%的乳糖溶液, 實驗二選用的實驗一的某一酶濃度為條件,用不同濃度的乳糖溶液進行實驗。兩個實驗反應體系的體積相同且相對反應速率的基準一致,結果見表1、2。下列敘述錯誤的是 (　B　)
表1　不同酶濃度下乳糖水解相對反應速率
組別 酶濃度/% 相對反應速率
1 0 0
2 1 25
3 2 50
4 4 100
表2　不同乳糖濃度下乳糖水解相對反應速率
組別 乳糖濃度/% 相對反應速率
1 0 0
2 5 25
3 10 50
4 20 65
A.該實驗的反應速率可以用單位時間、單位體積內產物的生成量表示
B.實驗一若改用20%的乳糖溶液,則組別3的相對反應速率為100
C.實驗二組別4中乳糖水解增速變緩的原因是酶的數量有限
D.比較實驗一與實驗二可知,實驗二中的酶濃度為2%
[解析] 酶促反應的速率可用單位時間、單位體積內產物的生成量或底物的減少量表示,A正確;據表2可知,當實驗一乳糖濃度為20%時,組別3相對反應速率為65,B錯誤;實驗二中當酶的作用達到或接近飽和時,增大底物濃度水解增速會變緩,C正確;實驗一選用的乳糖濃度為10%,實驗二組別3乳糖濃度為10%時相對反應速率為50,與實驗一中酶濃度為2%時的相對反應速率一致,故可知實驗二中選用的酶濃度為2%,D正確。
2.下表是與光合作用相關的實驗探究,下列敘述正確的是 (　C　)
組別 實驗材料 實驗試劑或處理方法 實驗記錄
1 　水綿和好氧細菌 　在沒有空氣的黑暗環境中,用極細的光束照射水綿 　觀察細菌分布的部位
2 　葉片經饑餓處理后,一半遮光,一半曝光 　碘蒸氣處理 　顏色反應
3 小球藻、14C標記的14CO2 提供適宜的光照和14CO2 追蹤檢測放射性14C的去向
4 菠菜葉 無水乙醇、層析液等 色素帶的寬度、位置與顏色
A.第1組實驗說明了光合作用的場所是葉綠體,CO2的固定需要光照
B.第2組實驗可以觀察到遮光部位變藍,曝光部位不變藍
C.第3組實驗中,在小球藻細胞中的三碳化合物、丙酮酸中也可能檢測到14C
D.第4組實驗中,色素帶的寬度反映的是色素溶解度的大小
[解析] 觀察第1組實驗現象發現好氧細菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中,說明了氧氣的釋放需要光照,產生氧氣的場所是葉綠體,A錯誤;第2組實驗中,只有曝光部位可以進行光合作用,生成淀粉,遇碘變藍;遮光部位不能進行光合作用,也無淀粉生成,遇碘不變藍,B錯誤;第3組實驗中,小球藻細胞吸收的14CO2與C5生成三碳化合物(C3),故在三碳化合物中有可能檢測到放射性,C3還原為(CH2O)后,(CH2O)可以作為呼吸作用第一階段的底物,生成丙酮酸,故在此階段生成的產物丙酮酸中也可能檢測到14C,C正確;第4組實驗中,素帶的寬度反映的是色素含量的多少,D錯誤。
3.下列實驗中實驗思路不合理的是 (　C　)
實驗 實驗材料 實驗思路
A 　驗證脊蛙屈腿反射的反射弧是完整的 　脊蛙(除去大腦的青蛙) 　刺激蛙一側后肢的趾尖,觀察是否出現屈腿現象
B 　土壤中小動物類群豐富度的研究 　土壤動物 　用一定規格的取樣器進行取樣,通過調查樣本中小動物的種類和數量推測某一區域內土壤動物的豐富度
C 以小鼠活動狀況為觀察指標驗證胰島素具有降低血糖的作用 　小鼠 先注射葡萄糖溶液,再注射胰島素溶液,觀察小鼠的活動狀況
D 驗證興奮在神經纖維上的傳導是雙向的 新鮮的神經—肌肉標本(神經部分接一電流計) 刺激電流計和肌肉之間的神經部分,觀察電流計指針偏轉情況及肌肉是否收縮
[解析] 脊蛙(除去大腦的青蛙)有脊髓,刺激蛙一側后肢的趾尖(感受器),興奮通過傳入神經、神經中樞(脊髓)、傳出神經到達效應器(骨骼肌),骨骼肌出現屈腿現象是效應器的效應,A不符合題意;由于土壤小動物趨暗、趨濕、避高溫,故可用一定規格的取樣器進行取樣,通過調查樣本中小動物的種類和數量推測某一區域內土壤動物的豐富度,B不符合題意;要驗證胰島素具有降低血糖的作用,應該先注射胰島素溶液,此時小鼠應該會出現低血糖癥狀,然后再注射葡萄糖溶液,其低血糖癥狀會消失。如果先注射葡萄糖溶液,再注射胰島素溶液,小鼠的活動狀況可能變化不明顯,C符合題意;以新鮮的神經—肌肉標本(神經部分接一電流計)為材料,刺激電流計和肌肉之間的神經部分,如果電流計指針發生偏轉且肌肉出現收縮,則可驗證興奮在神經纖維上的傳導是雙向的,D不符合題意。
4.糖尿病人夜間長時間空腹往往會導致能量供應不足。為保證糖尿病人夜間的能量需求,以一日三餐為基礎,某研究機構進行了睡前1 h加餐的一日四餐方案研究,在實驗開始前和實驗一段時間后采樣檢測獲得相關數據。下列關于就餐方案研究的敘述錯誤的是 (　C　)
A.將一定數量的糖尿病患者隨機等分為三餐組和四餐組
B.三餐組采用一日三餐就餐方案,兩組均定時、定量用餐
C.四餐組前三餐總能量與三餐組相同,但食物種類不同,睡前1 h額外增加一餐
D.四餐組前三餐各減少10%淀粉類食物,其余相同,減下的總和作為睡前1 h的加餐
[解析] 研究方案應遵循單一變量原則和對照原則,因此應將一定數量的糖尿病患者隨機等分為三餐組和四餐組,A正確;研究方案應遵循單一變量原則,三餐組采用一日三餐就餐方案,兩組均定時、定量用餐,B正確;四餐組前三餐總能量與三餐組相同,但食物種類不同,睡前1 h額外增加一餐,這樣的實驗設計不符合單一變量原則,C錯誤;四餐組前三餐各減少10%淀粉類食物,其余相同,減下量的總和作為睡前1 h的加餐,該設計符合單一變量原則,即自變量只是餐數不同,D正確。
5.面對新型冠狀病毒引起的疫情,藥物開發成為一個迫在眉睫的國家重大戰略需求。經過科研工作者的不懈努力,多種新冠疫苗已被研發并陸續投入市場,并仍有多種疫苗處于研發當中。初步實驗得知,某種疫苗總劑量8μg為最佳劑量,為了確定最佳接種方案,研究人員進行了進一步的研究,結果如下表所示,回答下列問題:
(1)從表中可看出,該實驗的自變量有　是否接種疫苗、疫苗接種次數、兩次接種間隔時間　。
(2)表中試劑X是　生理鹽水(不含疫苗成分的試劑)　,a的劑量應該為　8　。
組別 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
接種試劑劑量(μg/針) 疫苗 a / 4 / 4 / 4 /
X / a / 4 / 4 / 4
第一針接種時間 第0天
第二針接種時間 不接種 第14天 第21天 第28天
相應抗體相對含量 14.7 0 169.5 0 282.7 0 218.0 0
注:A1、B1、C1、D1組分別接種該疫苗,A2、B2、C2、D2組分別接種X試劑。
(3)根據實驗結果分析:
①疫苗接種兩次組的抗體含量均明顯高于接種一次組,原因是　機體再次接觸相同抗原,記憶細胞迅速增殖分化,產生了大量抗體　。
②疫苗兩次接種時間間隔　21　天的效果最好,間隔時間過短影響效果的原因可能是　疫苗中的抗原與初次免疫后存留的抗體結合后被迅速清除　。
[解析] (1)該實驗的自變量有是否接種疫苗、第一針和第二針的接種時間間隔(兩次接種間隔時間),以及是否接種第二針(疫苗接種次數)。(2)實驗設計應遵循對照原則,注射疫苗為實驗組,則對照組中X應選取生理鹽水(不含疫苗成分的試劑);實驗組和對照組應遵循無關變量一致原則,故a的劑量應該為8。(3)①若再次接觸相同抗原,機體會發生二次免疫反應,記憶細胞迅速增殖分化為漿細胞,產生大量抗體,故疫苗接種兩次組的抗體含量均明顯高于接種一次組。②分析表格數據可知:疫苗兩次接種時間間隔為21天時,相應抗體的相對含量最高,為282.7,效果最好;間隔時間過短影響效果的原因可能是疫苗中的抗原與初次免疫后存留的抗體結合后被迅速清除。

展開更多......

收起↑