全国专用2022版高考生物大二轮总复习增分策略专题十一必考点28“环环相扣”的实验探究试题

必考点28　“环环相扣”的实验探究依纲排查具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。环节一　突破实验目的1．下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。该实验的目的是_________________________________________________________。2．为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：(1)实验分组甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水。乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)每组设置若干个重复样品。(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。(3)将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。(要求与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。)请回答：实验目的：______________________________________________________________________________________________________________________________________。　变量法寻找实验目的(1)根据题目信息，直接写出实验目的。13\n此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即为该实验的目的。(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。此类试题首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。环节二　突破实验假设3．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。针对以上的问题，你作出的假设是____________________________________________________________________________________________________________________。你提出此假设的依据是_____________________________________________________________________________________________________________________________。　实验假设的确定方法(1)假设的确定依据对探究性实验来说，假设对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，即提出可能的实验原理。(2)假设的描述①句式一：“如果……现象，则……结论”。②句式二：“当条件X存在时，事件P(实验现象)会发生”或“当条件X存在时，事件P(实验现象)不发生”或“当条件X存在时，对事件P(实验现象)没有影响”。环节三　突破实验原理4．根据提供的实验材料及用具，食品卫生质量检验人员设计了一个检测稻米新鲜程度的简易实验：实验目的：根据过氧化氢酶活性的强弱来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米。材料、用具：新稻米、待测稻米、质量分数为1%愈创木酚(氧气存在时被氧化成红褐色物质，与氧浓度呈正相关)等。实验步骤：第一步：取两支具塞试管，分别编号为A和B；A管内放入适量的新稻米，B管内放入等量的待测稻米。13\n第二步：用移液管分别往两支试管内加入等量且适量的质量分数为1%的愈创木酚溶液，浸没稻米，盖上试管塞，充分摇匀，静置一段时间后，弃掉多余液体。第三步：将两支试管中浸有1%愈创木酚的稻米分别倒入两个对应编号的培养皿中，用镊子摊开，然后，用移液管吸取体积分数为1%的过氧化氢分别滴入培养皿内的稻米中，使所有稻米都浸有过氧化氢。第四步：一段时间后，用放大镜观察两培养皿中稻米的颜色变化。预期结果及结论：A培养皿中的新稻米呈红褐色。B培养皿中的待测稻米若颜色很浅或几乎无色，则是陈稻米；若待测稻米颜色也呈红褐色，则是新稻米。请依据实验目的和实验流程，正确分析预期结果及结论，准确书写相应的实验原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。　三段法析实验原理(1)实验原理一般由三段组成。自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。(2)自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。环节四　突破实验变量的控制5．下表为某探究实验的步骤，请分析并回答下列问题：序号加入试剂或处理方法试管ABCabc1可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL///新鲜唾液淀粉酶溶液///1mL1mL1mL13\n2保温5min37℃60℃0℃37℃60℃0℃3将a试管中的溶液加入A试管，b试管中的溶液加入B试管，c试管中的溶液加入C试管，摇匀4保温5min37℃60℃0℃5滴入________，摇匀2滴2滴2滴6观察现象并记录(1)此探究实验的课题名称是________________________________________________。(2)在此实验中，因变量应该用__________检测。A、B、C三支试管，哪支试管中酶的活性最高？__________________________。(3)实验结束后，将B试管所处温度降到适宜温度，现象是_____________________。(4)有人建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，试说明这样建议的理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。环节五　突破实验步骤6．1928年，英国细菌学家格里菲思想研制出能够抗肺炎双球菌的疫苗。我们知道，肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理，将其内部隐藏的抗原决定簇暴露出来，并传递给T细胞。T细胞释放淋巴因子作用于小鼠体内的B细胞，B细胞进而增殖分化为浆细胞，浆细胞产生抗肺炎双球菌的抗体发挥免疫效应。有人设想抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。请为他设计一个实验验证这一想法：实验目的：验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。实验原理：动物体受到外界抗原性物质刺激可以产生特异性抗体，将抗原消灭。实验材料：小鼠若干只、S型活菌、R型活菌、生理盐水、注射器等。(提示：可用生理盐水配制一定浓度的活菌液，但浓度和剂量不作要求)实验过程：①________________________________________________________________________13\n________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________。实验结果及结论：甲组小鼠存活，而乙组小鼠死亡，说明抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。　“四步法”规范书写实验步骤(1)材料分组编号(设置对照实验)。(2)对不同的对象施以不同的处理(控制自变量)。(3)给以相同且适宜的条件(控制无关变量)。(4)实验结果的观察与记录(因变量的预测)。环节六　突破预测实验结果，获得实验结论7．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。(1)设计出继续实验的简要步骤：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(2)预测实验现象并作出结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13\n　倒推法预测实验结果(1)探究性实验结果的预测对应假设，常需分类讨论。实验结论要根据可能的实验结果进行分析。(2)验证性实验的结果与相应结论只需考虑一种情况。一般只有一个结果和一个相应的结论，且结论就在题目中，如“验证……”“证明……”等。实验结论对应实验目的应得出肯定结论。提醒：完成作业　考点过关练2813\n二轮专题强化练姓名：________　班级：________　学号：________考点过关练28“环环相扣”的实验探究1．大蒜含有各种抗氧化物质，如维生素A、C、E，以及硒，能清除各种自由基，有保护心脏的作用。大蒜切开或压碎后，其含有的蒜素半胱氨酸经酵素(如胱硫醚连接酶)的作用，会分解并产生多种呛鼻气味的硫化物(如硫化氢)，具有降低胆固醇的作用。蒜素半胱氨酸能减轻心肌梗塞症状，使梗塞面积、心室肥大减小，心肌收缩力增强。实验结果显示经蒜素半胱氨酸处理的动物，左心室肌细胞内胱硫醚连接酶的活性增加，血浆里的硫化氢量增加，死亡率大大降低。根据上文，回答下列问题：(1)大蒜保护心脏的主要作用是______________________________________________________________________________________________________________________。(2)某实验小组阅读该文后，想进行与此相关的实验探究，以下为实验报告的部分内容，请予以完善。①拟定课题名称：_________________________________________________________。②实验自变量是______________________________；实验观察指标(因变量)是________________________________________________________________________。③实验过程：第一步：取九只小鼠，结扎部分冠状动脉后，随机分成三组，编号为A、B、C。第二步：A组小鼠不做处理，作为___________________________________________；B组小鼠_______________________________________________________________；C组小鼠________________________________________________________________。第三步：在____________________________的情况下，饲养三组小鼠。一段时间后，解剖观察小鼠心肌梗塞情况。(3)由以上材料我们得到如下生活启示：食用大蒜的正确方法是(　　)①生吃　②熟食　③整瓣直接食用　④切片或压碎后放置一段时间后食用　⑤煮熟　⑥烤熟13\nA．①③B．②⑤C．①④D．②⑥2．塑化剂DEHP是一种危害极大的环境激素。据报道，儿童食用含DEHP的食品易诱发性早熟。某兴趣小组设计实验验证DEHP类似于雌性激素，雌白鼠过量食用易诱发性早熟(性成熟的早晚以初次发情时间为指标)。请完善下列实验步骤，并预测实验结果。实验步骤：(1)将同龄、幼年、生长状况相同的雌鼠随机均分为3组，依次编号为A组、B组、C组。(2)A组每天饲喂一定量的____________________，B组每天饲喂等量的____________，C组每天饲喂等量的普通饲料。(3)在相同且适宜的条件下饲养三组雌鼠。(4)观察并记录每个雌鼠的__________________________________________________，并取平均值。结果预测：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(2022·北京，29)为了探索治疗机体对某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究。(1)将大鼠置于自身给药箱中(如图)。当大鼠按压非给药杆时指示灯不亮，药泵不给药；按压给药杆时指示灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时，光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生______________________________________________________，传至末梢，释放________，作用于突触________上的受体。信息传至视中枢，产生视觉。多次重复训练后，大鼠在光信号与给药之间建立联系。当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖。以下将这种大鼠简称D鼠。13\n(2)研究发现，D鼠相关脑区内酶A含量和活性均明显升高。为探讨酶A活性对药物依赖的影响，在两组D鼠相关脑内区注射酶A活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组D鼠____________________。与对照组相比，若抑制剂组的D鼠________________________________________________________________________________________________________________________________________________，则表明抑制酶A的活性可以降低D鼠对药物的依赖。(3)研究者设计了一种能与编码酶A的mRNA互补结合的，含22个核苷酸的RNA，它能进入细胞，促进编码酶A的mRNA降解。将这种小RNA用溶剂M溶解后，注射到D鼠相关脑区，引起酶A含量明显下降，D鼠对药物的依赖降低。进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一小段RNA用________(填“生理盐水”或“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解，注射到D鼠的相关脑区，这段小RNA的最佳设计为：与实验组使用的小RNA相比，其核苷酸的________(多选，只填序号)。a．种类相同　　b．种类不同　　　c．数目相同d．数目不同e．序列完全相同f．序列完全不同若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化，则可以证明________________________________________________________________________等因素对实验组结果无影响。13\n学生用书答案精析必考点28　“环环相扣”的实验探究环节突破1．探究CO2浓度与光合速率的关系解析　此类试题实验目的的确认方法是首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。⇒实验目的2．探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响解析　该实验的自变量为某物质(X)的有无，因变量为细胞内的放射性强度。3H－TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值(CRD)就比较高。所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响。3．用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体数目加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂解析　探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体数目加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，而推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体数目加倍”的假设。4．植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使某些酚类物质(如愈创木酚)氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关解析　实验原理可以依据已知的实验目的和材料书写，也可以在实验完成后，根据实验的过程和步骤等来书写。其内容一方面侧重于写出为什么这样操作，另一方面侧重于写出为什么出现这样的现象。这里面涵盖了：自变量作用的科学依据，操作自变量的原理和因变量获得的原理等。依据实验目的可知，本实验的自变量为“过氧化氢酶活性的强弱”，再结合实验材料用具可知，因变量为“质量分数为1%的愈创木酚氧化后的颜色变化”。因此，实验原理可概括为：①植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使愈创木酚氧化成红褐色物质；②愈创木酚氧化后颜色的深浅与酶活性呈正相关。5．(1)探究温度对淀粉酶活性的影响　(2)碘液　A(3)没有变化　(4)13\n酸能使淀粉水解；过氧化氢随温度升高分解加快，都会对实验结果造成干扰解析　由表可知，温度是自变量，所以本实验探究的内容是温度对酶活性的影响。可溶性淀粉在唾液淀粉酶的作用下可被分解为还原糖，应该用碘液来检测。唾液淀粉酶的最适温度是37℃，所以A试管中酶的活性最高。B试管原温度是60℃，酶已失活，降到适宜温度也不可能恢复活性。因为淀粉在酸性条件下会分解，过氧化氢不稳定，在高温下也会自行分解成水和氧气，从而不能正确表现酶活性。6．实验过程：①取小鼠若干只，均等地分成两组，分别编号为甲组和乙组　②在甲组小鼠体内注射用生理盐水配制的R型活菌液1mL，在乙组小鼠体内注射生理盐水1mL　③一段时间后，再分别给甲、乙两组小鼠注射用生理盐水配制的S型活菌液1mL，观察两组小鼠的生活状况解析　通过对实验目的“验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌”的分析，可知本实验设计的自变量是抗R型细菌的抗体的有无。再依据实验结果及结论，不难对实验过程进行设计。具体来说，可以对小鼠进行分组编号，如将小鼠均等地分为甲和乙两组，然后一组施以变量(一定量的用生理盐水配制的R型活菌液)处理，另一组进行等量(生理盐水)对照。一定时间后，分别对两组小鼠注入一定量的用生理盐水配制的S型活菌液，观察对照组和实验组的现象。7．(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化　②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入等量的斐林试剂，50℃～65℃水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀　(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀生成、B试管内有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜解析　该实验的目的是探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜，由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴条件下A、B试管都会出现砖红色沉淀；否则，会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增加而两边液面差加大，且用斐林试剂检验时a管内溶液不出现砖红色沉淀。实验步骤设计重点考查无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。考点整合体系重建①对照性　②自变量　③因变量　④未知　⑤多种　⑥自变量13\n二轮专题强化练答案精析考点过关练28　“环环相扣”的实验探究1．(1)抗氧化，清除自由基；产生硫化氢，降低胆固醇(2)①探究大蒜对心肌梗塞的缓解效果(其他合理答案也可)　②是否饲喂大蒜或蒜素半胱氨酸　心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力强度(答出两点即可)　③对照组　饲喂含一定量大蒜的饲料　饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料　其他条件相同且适宜　(3)C解析　解答本题需要具备两方面的能力：一是处理题干信息的能力，要理顺蒜素半胱氨酸、酵素和硫化物之间的关系，要明确蒜素半胱氨酸的作用；二是根据提供的信息提出实验课题并设计实验步骤的能力。(1)从题干中可知大蒜的作用是抗氧化，清除各种自由基，且能产生硫化氢，降低胆固醇。(2)根据题干中“蒜素半胱氨酸能减轻心肌梗塞症状”的信息，可以拟定“探究大蒜对心肌梗塞的缓解效果”的课题。根据实验拟定的课题，可知该实验的自变量是有无蒜素半胱氨酸或是否饲喂大蒜。因变量可以从题干中找出：心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力强度。实验过程第一步是分组。第二步是控制变量：一组不作任何处理，一组饲喂含大蒜的饲料，一组饲喂含有蒜素半胱氨酸的饲料。第三步要对无关变量进行控制，实验组和对照组要保持一致，需要观察的实验结果是小鼠的心肌梗塞情况(心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力强度)。(3)由题干可知，食用大蒜的正确方法是生吃，可以切片或压碎后放置一段时间后食用。2．实验步骤：(2)含适量浓度DEHP的饲料　含相同浓度雌性激素的饲料　(4)初次发情时间　结果预测：A、B两组的平均初次发情时间都早于C组解析　实验目的是验证DEHP类似于雌性激素，过量食用易诱发性早熟，因此应饲喂含适量浓度DEHP的饲料，并设置饲喂含等量浓度雌性激素的饲料、普通饲料的对照组。性成熟的早晚以初次发情时间为指标，因此需观察并记录每个雌鼠的初次发情时间。根据实验目的：验证DEHP类似于雌性激素，雌白鼠过量食用易诱发性早熟，可推知实验结果：A、B两组的平均初次发情时间都早于C组。3．(1)神经冲动(兴奋)　神经递质　后膜(2)按压给药杆的次数　按压给药杆次数明显减少(3)溶剂M　a、c、f　溶剂M、不能和编码酶A的mRNA形成互补结合的小RNA、给药部位13\n解析　(1)当神经细胞受到外界刺激，会产生兴奋，在细胞内以局部电流的方式进行传导，当达到与下一个神经元细胞的连接处(突触小体)，会由突触前膜释放神经递质并作用于突触后膜上的特异性受体，从而引起下一个神经元细胞的兴奋或者抑制。(2)通过对题干材料的分析得知：小鼠对药物的依赖指标是给药的次数或用量，而对其给药又是通过其按压给药杆的次数来决定的，所以其对药物越是依赖则小鼠按压给药杆的次数则越多。若抑制剂组的D鼠按压给药杆的次数小于对照组D鼠按压给药杆的次数，则说明抑制酶A的活性可以降低D鼠对该药物的依赖。(3)实验的设计要充分考虑到在实验中需严格控制单一变量，故将一段“小RNA”与研究者设计的“特定RNA”进行相同处理，都用溶剂M溶解；若探讨对小RNA的设计，则其对照组应是所含的“核苷酸的种类和数目”都应该相同，唯一不同的应该是“核苷酸的排列顺序”不同。13