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專題九　實驗與探究
專題九　實驗與探究　專項練習
一、選擇題
1.(2021·深圳一模)下列關于紫色洋蔥鱗片葉細胞的敘述,正確的是 (　　)
A.細胞質基質的色素導致其呈現紫色
B.DNA 存在于細胞內雙層膜結構中
C.紫色的深淺不會因失水而發生改變
D.不適合觀察原生質層的伸縮性
【答案】 B
【解析】 A.紫色洋蔥鱗片葉細胞的液泡中含有花青素,使其呈紫色,A錯誤;B.細胞中的DNA主要位于細胞核中,細胞核具有雙層膜結構,B正確;C.紫色的深淺會因失水而發生改變,當細胞失水時紫色會變深,C錯誤;D.紫色洋蔥鱗片葉細胞為成熟的植物細胞,且液泡呈紫色,適合觀察原生質層的伸縮性,D錯誤。
2.(2021·廣東省一模)下圖為紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞進行失水或吸水的實驗圖像,敘述錯誤的是 (　　)
A.結構①上存在胞間連絲,可進行細胞間信息交流
B.圖中②所指部位是細胞質基質
C.隨著細胞逐漸失水,結構③紫色加深
D.圖中細胞內的滲透壓較未質壁分離時高
【答案】 B
【解析】 A.結構①表示細胞壁,紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞的細胞壁存在胞間連絲,相鄰兩個細胞之間形成通道,攜帶信息的物質通過通道進入另一個細胞,以完成細胞間的信息交流,A正確;B.圖中②是指細胞壁與原生質層之間的空隙,不是細胞質基質,B錯誤; C.隨著細胞逐漸失水,細胞液的濃度越來越大,則結構③原生質層的顏色會越來越深,C正確;D.圖中細胞已經發生質壁分離,則細胞失水,細胞內的滲透壓比未質壁分離時高,D正確。
3.(2021·深圳二模)在適宜條件下對黃瓜施以不同氮含量的肥料,測定同發育期葉片中葉綠素含量,結果如下表所示。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.葉綠素含量隨著發育期的推進呈現先增加后下降的趨勢
B.營養生長和生殖生長時期植株對氮肥的需求量有所不同
C.氮肥對苗期葉綠素含量影響不大是因為苗期不吸收氮肥
D.盛果期葉綠素含量較高可能與有機物在果實中積累有關
氮含量(kg/hm2) 葉綠素含量(mg/g)
苗期 開花坐果期 盛果期 末果期
0 3.38 7.30 9.52 7.12
180 3.38 7.53 11.37 7.88
360 3.48 8.06 12.31 8.34
【答案】 C
【解析】 A.從表中數據可以得出,葉綠素含量在苗期、開花坐果期、盛果期逐漸增加,但是末果期反而減少,可知葉綠素含量隨著發育期的推進呈先增加后降低的趨勢,A正確;B.分析表格可知,苗期、開花坐果期、盛果期和末果期需要的氮肥不同,即營養生長和生殖生長時期植株對氮肥的需求量有所不同,B正確;C.苗期也吸收氮肥,氮肥對苗期葉綠素含量影響不大是因為苗期對氮肥需求量不大,C 錯誤;D.盛果期葉綠素含量較高,葉片光合作用強度高,有機物在果實中積累增多,D 正確。故選 C。
4.(2021·深圳一模)下列有關實驗所用的材料和方法的組合,合理的一項是 (　　)
選項 實驗名稱 實驗選材 實驗方法
A 各種細胞器的分離 豬的成熟紅細胞 差速離心
B 檢測還原糖 去皮的葡萄勻漿 水浴加熱與顯色反應
C 觀察質壁分離 根尖分生區細胞 顯微鏡觀察
D 綠葉中色素的提取 新鮮菠菜葉片 紙層析
【答案】 B
【解析】 A.哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和眾多的細胞器,不能分離各種細胞器,A錯誤;B.去皮的葡萄糖勻漿沒有顏色且含有豐富的還原糖,可以用于還原糖的檢測,B正確;C.根尖分生區的細胞沒有中央大液泡,不適宜觀察質壁分離,C錯誤;D.色素的提取用菠菜葉片,方法是用無水乙醇提取,用紙層析法進行分離,D錯誤。故選B。
5.(2021·廣州一模)在弱光照條件下黃瓜葉片的顏色更濃綠。研究小組提取并分離正常光照和弱光照條件下黃瓜葉片中的色素。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.弱光照條件下,葉綠素含量的增加是黃瓜對光的適應
B.提取色素時,加入CaCO3的目的是使研磨充分
C.色素分離的原因是不同色素在濾紙條上的擴散速度不同
D.濾紙條上的黃綠色條帶是由葉綠素b擴散形成的
【答案】 B
【解析】 弱光照條件下,黃瓜為了進行正常的光合作用,葉綠素含量的增加吸收更多的光照,是對光的適應性,A正確;加入CaCO3的目的是防止色素被破壞,加入二氧化硅才是使研磨充分,B錯誤;色素分離的原因是各色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同,從而分離色素;溶解度大,擴散速度快;溶解度小,擴散速度慢,C正確;濾紙條上的色素帶從上到下分別是胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)葉綠素a(藍綠色)葉綠素b(黃綠色),D正確。
6.(2021·廣東省一模)內毒素是革蘭氏陰性菌的主要致病成分,頭孢三嗪是臨床上常用的抗菌藥物。下表為某醫生在體外實驗中,測定不同濃度頭孢三嗪單獨或聯合雙黃連處理肺炎克雷伯氏菌(一種革蘭氏陰性菌)時內毒素釋放量的實驗結果。相關分析正確的是 (　　)
注:“—”表示無此項實驗;雙黃連濃度為0.1 mg/mL。
組別 添加藥物 不同藥物濃度下內毒素釋放量/(EU·mL-1)
低濃度 中濃度 高濃度
甲 生理鹽水 5298 — —
乙 頭孢三嗪 14024 8274 3304
丙 頭孢三嗪+雙黃連 11156 5746 1340
A.本實驗遵循單一變量原則,添加藥物種類為唯一的自變量
B.甲組為對照組,說明肺炎克雷伯氏菌可自發地釋放內毒素
C.頭孢三嗪能抑制肺炎克雷伯氏菌釋放內毒素,且濃度越高效果越明顯
D.雙黃連能夠拮抗頭孢三嗪對肺炎克雷伯氏菌內毒素釋放的影響
【答案】 B
【解析】 A.該試驗的自變量有藥物種類和藥物濃度兩種,A錯誤; B.甲組添加低濃度生理鹽水,內毒素釋放量為5298 EU/mL,說明肺炎克雷伯氏菌可以自發的釋放毒素,B正確;C.低濃度和中濃度的頭孢三嗪,內毒素釋放量高于甲組釋放量,說明低濃度和中濃度的頭孢三嗪會促進肺炎克雷伯氏菌釋放毒素,高濃度的頭孢三嗪抑制肺炎克雷伯氏菌釋放毒素,C錯誤;D.與乙組濃度相同的情況下,丙組加入雙黃連后,內毒素釋放量均低于乙組,說明在低濃度和中濃度下,雙黃連使頭孢三嗪對肺炎克雷伯氏菌內毒素的釋放的促進作用減弱,在高濃度組,雙黃連使頭孢三嗪對肺炎克雷伯氏菌內毒素的釋放的抑制作用增強,D錯誤。
7.(2022·廣東省一模)下列關于高中生物學實驗的敘述,正確的是 (　　)
A.在梨汁中加入斐林試劑,充分搖勻后,液體即變為磚紅色
B.觀察洋蔥鱗片葉內表皮細胞質壁分離實驗過程中,原生質層的紫色逐漸加深
C.H2O2溶液充足的情況下,提高過氧化氫酶濃度能提高酶的活性,釋放更多O2
D.用紙層析法分離綠葉中的色素,最下端的色素帶是葉綠素b,呈黃綠色
【答案】 D
【解析】 A.在梨汁中加入斐林試劑,充分搖勻后,50~65 ℃水浴加熱才能變為磚紅色,A錯誤;B.觀察質壁分離及復原實驗用的是洋蔥鱗片葉外表皮細胞,內表皮細胞的液泡是無色透明的,B錯誤;C.H2O2溶液充足的情況下,提高過氧化氫酶濃度不能提高酶的活性,影響酶活性的因素有溫度和pH等,C錯誤;D.用紙層析法分離綠葉中的色素,最下端的色素帶是葉綠素b,呈黃綠色,D正確。
8.(2021·珠海一中)用某種酶進行有關實驗的結果如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
圖1 圖2
圖3 圖4
A.圖1說明酶的最適溫度為30 ℃左右
B.圖2說明該酶一定不是胃蛋白酶
C.圖3說明離子可以破壞蛋白質的肽鍵
D.圖4可用于證明酶具有專一性
【答案】 C
【解析】 A.由圖1分析可知,在實驗中的三種溫度條件下,30 ℃時酶活性最大,A正確;B.由圖2分析可知,曲線中酶的最適pH為7,而胃蛋白酶的最適宜pH是2左右,故該酶不是胃蛋白酶,B正確;C.由圖3分析可知,加入Cl-后酶活性增強,這說明Cl-是酶的激活劑,但離子不會破壞肽鍵,可能會改變酶的空間結構,C錯誤;D.由圖4分析可知,圖中麥芽糖含量降低,但蔗糖含量不變,說明了酶可以分解麥芽糖,而不能分解蔗糖,故說明酶具有專一性,D正確。故選C。
9.(2022·深圳二模)下列相關實驗中,涉及“分離”的敘述正確的是 (　　)
選項 實驗 有關“分離”的敘述
A 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 質量分數為15%的鹽酸作用是使DNA和蛋白質分離
B 植物細胞的吸水和失水 滴加清水后用顯微鏡觀察容易看到原生質層與細胞壁分離
C 綠葉中色素的提取和分離 用紙層析法分離出溶解度最高的色素是胡蘿卜素
D 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗 離心的目的是使吸附在細菌上的蛋白質外殼與細菌分離
【答案】 C
【解析】 A.在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中,用質量分數為15%的鹽酸溶液和體積分數為95%的酒精溶液(解離)1∶1作為解離液,用藥液使組織中的細胞相互分離開來,A錯誤;B.在“植物細胞的吸水和失水”實驗中,滴加清水后細胞吸水,用顯微鏡觀察觀察不到原生質層與細胞壁分離,B錯誤;C.在“綠葉中色素的提取和分離”的實驗中,4種色素在層析液中的溶解度不同,隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同,因而可以分離開,胡蘿卜素溶解度最高,擴散速度最快,C正確;D.在“赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗”中,攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體及噬菌體蛋白質外殼與細菌分離;離心的目的是使上清液中析出噬菌體的蛋白質外殼,大腸桿菌分布在沉淀物中,D錯誤。
10.(2021·華南師大附中三模)將甲乙兩個植物細胞分別放入蔗糖溶液和甘油溶液中,兩種溶液均比細胞液的濃度高,在顯微鏡下連續觀察,可發現 (　　)
A.甲乙兩細胞均發生質壁分離,隨后均不發生質壁分離復原
B.甲乙兩細胞均發生質壁分離,乙細胞隨后發生質壁分離的復原
C.甲乙兩細胞均發生質壁分離,隨后均發生質壁分離的復原
D.甲乙兩細胞均不發生質壁分離,也均不發生質壁分離的復原
【答案】 B
【解析】 由于蔗糖溶液和甘油溶液濃度均比細胞液的濃度高,所以甲、乙兩細胞都能發生質壁分離。又蔗糖分子不能透過膜,甘油分子可以較快地透過膜,所以放入蔗糖溶液中的細胞不發生質壁分離復原現象,而放入甘油溶液中的細胞質壁分離后又發生質壁分離復原現象。故選B。
11.(2021·東華中學二模)下列關于探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗的敘述,錯誤的是 (　　)
A.通入空氣組和未通入空氣組之間形成相互對照
B.可用乳酸菌替代酵母菌來探究細胞的兩種呼吸方式
C.可用溴麝香草酚藍水溶液變黃時間的長短來判斷CO2生成的快慢
D.根據放出的氣體能否使澄清的石灰水變混濁,無法確定酵母菌的呼吸方式
【答案】 B
【解析】 A.探究酵母菌細胞呼吸方式實驗的自變量是是否有氧氣,所以通入空氣組和未通入空氣組之間形成相互對照,A正確;B.乳酸菌是厭氧菌,只能進行無氧呼吸,且產物只有乳酸,因此不能替代酵母菌探究細胞的兩種呼吸方式,B錯誤;C.由于有氧呼吸產生的二氧化碳比無氧呼吸快而多,所以實驗過程中可根據溴麝香草酚藍水溶液變黃的時間長短,來判斷CO2生成的快慢,C正確;D.澄清石灰水檢測CO2時,溶液會變混濁,而有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO2,所以根據放出的氣體能否使澄清石灰水變混濁,仍無法確定酵母菌的呼吸方式,D正確。故選B。
12.(2022·廣東省二模)下列關于生物科學研究方法和相關實驗的敘述,正確的是 (　　)
A.差速離心法:證明光合作用釋放的O2全部來自H2O
B.熒光蛋白標記法:分泌蛋白的合成與運輸途徑的研究
C.構建模型法:探究酵母菌種群數量變化的實驗
D.假說—演繹法:薩頓提出基因在染色體上的假說
【答案】 C
【解析】 A.魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用釋放的O2全部來自H2O,A錯誤;B.分泌蛋白的合成與運輸途徑的研究采用放射性同位素標記法,即用3H標記亮氨酸,B錯誤;C.探究酵母菌種群數量變化的實驗采用了構建數學模型的方法,C正確;D.薩頓提出基因在染色體上的假說采用了類比—推理的方法,D錯誤。
13.(2021·華南師大附中三模)為達到實驗目的,有關操作合理的是 (　　)
選項 實驗目的 實驗方法
A 檢測生物組織中蛋白質 加入斐林試劑,水浴加熱
B 葉綠體色素的分離 將畫有濾液細線的濾紙條沒入層析液中層析
C 用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的特性 用碘液對實驗結果進行檢測
D 調查土壤小動物的豐富度 用取樣器取樣的方法,取樣調查
【答案】 D
【解析】 A.檢測生物組織中還原糖,需加入斐林試劑,并水浴加熱,A錯誤;B.葉綠體色素的分離實驗中,不能將畫有濾液細線的濾紙條沒入層析液中,B錯誤;C.用淀粉、蔗糖和淀粉酶探究酶的特性,應該用斐林試劑進行鑒定,不能用碘液,C錯誤;D.常用取樣器取樣的方法調查土壤小動物的豐富度,D正確。故選D。
14.(2022·深圳一模)多倍體植物常出現在高寒地區。某生物興趣小組探究低溫對洋蔥根尖細胞染色體數目加倍的影響,圖2是顯微鏡下觀察的兩個視野照片。下列相關敘述正確的是 (　　)
圖2
A.使用卡諾氏液是對細胞中的染色體進行染色
B.統計發現處于有絲分裂中期的細胞數目最多
C.a細胞是較典型的染色體數加倍的細胞圖像
D.b細胞的形成是低溫處理在紡錘體形成之前
【答案】 C
【解析】 A.使用卡諾氏液是對細胞進行固定,A錯誤;B.由于間期時間最長,因此視野中處于有絲分裂間期的細胞數目最多,B錯誤;C.a細胞中著絲點已經分裂,細胞中沒有紡錘體,說明低溫抑制了紡錘體的形成,是較典型的染色體數加倍的細胞圖像,C正確;D.低溫可抑制紡錘體的形成,b細胞內含有紡錘體,說明b細胞是低溫處理在紡錘體形成之后進行的,D錯誤。
二、非選擇題
15.(2021·廣東省一模)中藥多糖是現代藥物開發的熱點。為研究金銀花多糖對腫瘤的影響,科研人員選取50只生理狀況一致的腫瘤模型小鼠進行了為期10天的實驗,結果如下表。請回答:
注:脾臟指數=小鼠的脾重(mg)/小鼠的體重(g)。
組別 腹腔注射溶液 體重增加量/g 脾臟指數
/(mg·g-1) 腫瘤重量/g 腫瘤抑制率/%
A 生理鹽水 4.31 8.61 2.47 —
B 環磷酰胺(抗腫瘤藥) 0.87 6.31 1.22 50.71
C 低劑量金銀花多糖 3.86 8.05 2.12 14.24
D 中劑量金銀花多糖 4.07 8.93 1.88 23.95
E 高劑量金銀花多糖 4.28 11.16 1.73 30.02
(1)實驗小鼠需隨機分組,且每組10只而不是1只,原因是 .
　　　　　　 。因此,每組實驗數據的處理方法是 。　　　　　　　　　　
(2)體內出現腫瘤往往是體內免疫系統的防衛及___________功能下降所導致的。從免疫系統的組成來看,脾臟屬于________。　　　　　　　　　　　　　據表分析,金銀花多糖能有效抑制腫瘤的機理可能是__________　
。
(3)環磷酰胺的腫瘤抑制率雖然較高,但與金銀花多糖相比存在明顯的副作用,主要表現在 。
為進一步探索提升腫瘤的綜合治療效果,科研人員可在本實驗的基礎上增設F組,向小鼠腹腔注射 .
　　　　　 ,觀察并記錄相關數據。
避免偶然性(減小誤差)
求平均值
監控與清除
免疫器官
提升脾臟指數,生成和成熟更多的免疫細胞,增強監控和清除功能
體重增加量少、脾臟指數低
環磷酰胺和金銀花多糖混合液(或更高劑量的金銀花多糖)
【詳解】　
(1)在實驗過程中,挑選樣本時,為了避免偶然性,需要選取數量適宜的樣本;同時對實驗數據進行平均處理,求平均值,減小誤差。
(2)免疫系統有監控、防衛、清除功能,防衛一般針對外來抗原,監控和清除一般針對體內衰老或破壞的細胞以及癌變的細胞,因此體內出現腫瘤往往是體內免疫系統監控與清除功能下降所導致的;從免疫系統的組成來看,脾臟屬于免疫器官;由表中數據可知,隨著金銀花多糖劑量的升高,脾臟指數升高,腫瘤重量下降,可以推出,金銀花多糖能提升脾臟指數,生成和成熟更多的免疫細胞,增強監控和清除功能。
(3)由表可知,環磷酰胺處理的小鼠體重增加量少,脾臟指數低;為了進一步探索提升腫瘤的綜合治療效果可使用環磷酰胺和金銀花多糖混合液處理小鼠,可向小鼠腹腔注射環磷酰胺和金銀花多糖混合液,觀察并記錄相關數據。
16.(2020·廣東柘林中學一模)如圖1是某課題組的實驗結果 (注:A酶和B酶分別是兩種微生物分泌的纖維素酶)。請回答下列問題:
圖1　　　　 圖2
(1)據圖1可知,本實驗研究的課題是 .
　 。
(2)據圖1,在40 ℃至60 ℃范圍內,熱穩定性較好的酶是 。　　　高溫條件下,酶容易失活,其原因是　 。
(3)下表是圖1所示實驗結果統計表,由圖1可知表中③處應是
,⑧處應是　　　。
探究(研究)溫度對A酶和B酶活性的影響
A酶
高溫使酶的空間結構破壞
40 5.0
溫度/℃ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
A酶活性/(mmol·s-1) 3.1 3.8 5.8 6.3 5.4 2.9 0.9
B酶活性/(mmol·s-1) 1.1 2.2 3.9 ⑧ 3.4 1.9 0
(4)圖2表示30 ℃時B酶催化下的反應物濃度隨時間變化的曲線,其他條件相同,在圖2上畫出A酶(濃度與B酶相同)催化下的反應物濃度隨時間變化的大致曲線。
(5)適宜條件下,取一支試管加入A酶和蛋白酶溶液并搖勻,一段時間后加入纖維素,幾分鐘后加入新制斐林試劑并水浴加熱,結果試管中沒有產生磚紅色沉淀,原因是 .
。
(注:起點一致,終點提前)
A酶(纖維素酶)已被蛋白酶催化分解
【詳解】　
(1)根據圖1的橫坐標和縱坐標的含義。可知本實驗的探究課題是探究(研究)溫度對A酶和B酶活性的影響。
(2)圖1結果顯示,在40 ℃至60 ℃范圍內,熱穩定性較好的酶是A酶,高溫條件下,酶容易失活,其原因是高溫使酶的空間結構破壞。
(3)根據圖1曲線可知,該實驗溫度梯度設置是10 ℃,故③處應是40,看圖可知⑧處應是溫度為40 ℃,B酶的活性為5.0。
(4)30 ℃時A酶活性大于B酶,故反應物的濃度下降速率大于B酶。曲線如上圖。
(5)適宜條件下,取一支試管加入A酶和蛋白酶溶液并搖勻,一段時間后加入纖維素,幾分鐘后加入新制斐林試劑并水浴加熱,結果試管中沒有產生磚紅色沉淀,原因是A酶(纖維素酶)已被蛋白酶催化分解。

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