2021年高考预科培训：实验探索类

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生物高考几乎有一半内容与生物实验有关。因此，实验方面的考前训练非常重要。不仅要熟悉生物实验考试主要方面的内容和形式，还要掌握生物实验题的解答思路以及如何规范答案。

生物实验检查有两种常见类型。一种是对课本实验的基本原理、过程和结果进行分析，另一种是全新的实验，需要对实验步骤进行改进和补充，进行结果分析或误差分析等。此类题需要设计基于单变量原理的对照实验，明确了探索性实验和验证性实验的不同思路和方法，分析了自变量、因变量和无关变量之间的关系及其对实验结果的不同影响。主要考验考生的实验能力。探究能力。

(1)生物实验也应区分对照实验和对比实验。对比实验没有对照组，都是实验组。他们比较不同条件下的实验结果得出结论；对照实验必须有对照组合实验组，对照组是不进行任何实验处理的组。当然有时并不需要设置特定的对照组，因为也可以有自身对照和前后对照。不过，在设置渐变的时候，渐变的设计既要科学，又要符合生活实际。例如，探究温度对加酶洗衣液活性的影响，温度梯度设置不需要从0、10、20、30、40、50、60， 70、80、90、100这样设置。一般10、20、30、40、50、60就足够了。

(2)了解“假设-演绎”和“范畴-推理”两种科学研究方法在高中教材中的体现。

“范畴推理”如：施莱登和施万细胞学说的建立、萨顿关于染色体中基因的假说、DNA是遗传物质的主张等。

(3)能够区分几种生物实验方法。如：密度梯度离心和差速离心、放射性同位素标记和荧光标记、切除方法和伤口处理（假手术）、纸层析色素分离和鉴定、预实验和分组实验等。

典型事例分析：

1.下列关于高中生物实验的叙述正确的是（）

A.在低温引起植物染色体数量变化的实验中，酒精发挥了两个作用

B.探讨温度对酶活性影响的实验应分别在酸性和碱性条件下进行。

C. Winter 实验中生长素从胚芽鞘尖端进入琼脂块的方式是主动运输。

D.通过初步实验探索生长素促进插穗生根的最佳浓度，可以减少实验误差。

答案A：在低温引起植物染色体数量变化的实验中，两次使用了酒精。第一次用体积分数95%的酒精冲洗卡诺溶液处理过的根尖，第二次用酒精冲洗。目的是与盐酸混合并解离根尖。 A是正确的；在探讨温度对酶活性影响的实验中，自变量是温度，pH是无关变量。不相关的变量应该保持相同且适当。 B是错误的；琼脂块是非生命物质，不能提供ATP，所以Winter实验中生长素从胚芽鞘尖端进入琼脂块的方式是扩散，C误差；初步实验可以探索最佳实验条件，检验实验设计的科学性和可行性。安全，减少人力物力的浪费，D错误。

2、图为以肺炎双球菌为实验材料，探索DNA作为遗传物质的实验过程。实验设计思路采用消除法，即让某些物质“不存在”来研究体系的反应。与本实验设计相同的思路是（）

A.达尔文以胚芽鞘为材料的向光性实验

B.比较不同条件下过氧化氢的分解实验

C. 探索生长素类似物促进插条生根最佳浓度的实验

D. 探索酵母细胞呼吸方式的实验

答案A：在达尔文的向光性实验中，设一组不去除胚芽鞘尖端，一组去除胚芽鞘尖端，一组用锡箔盖覆盖胚芽鞘尖端，一组用锡箔覆盖胚芽鞘尖端。下组中，我们观察了胚芽鞘的生长情况，得出结论：胚芽鞘尖端受到单侧光刺激后，向下方的伸长区传递了一些“影响”，导致伸长区的逆光一侧比亮面轻。生长速度快，从而导致胚芽鞘表现出向光性弯曲。实验设计思路也采用了排除法。 A符合题意；实验中比较了不同条件下过氧化氢的分解情况，通过比较（添加FeCl3溶液，添加肝磨液，无处理）通过过氧化氢的分解率来了解过氧化氢酶的作用，B不满足的意思问题；在探索生长素类似物促进插条生根的最佳浓度的实验中，通过设定一系列不同浓度的生长素类似物来探索插条生根的最佳浓度，C不符合题意；在探索酵母细胞呼吸方式的实验中，通过设置有氧和无氧条件进行了对比分析。酵母细胞呼吸的方法，D不符合题意。

3.将某果蝇精原细胞的所有染色体完全用15N标记，然后转移至含有14N脱氧核苷酸的培养基中进行培养。它们首先经历有丝分裂，然后进行减数分裂（无论交叉交换）。变形形成8个精子。对于这8个精子，下列说法正确的是（）

A. 8个精子的染色体不可能全部含有15N。 B、8个精子的染色体不可能全部含有14N。

C. 有4 个精子，其染色体含有15N。 D. 有4 个精子，其染色体中含有14N。

4、内环境中性激素含量相对稳定主要与性激素的负反馈调节和分级调节有关。为了探讨垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌的促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，对实验组和对照组小鼠进行如下适当的处理：

注射适量促性腺激素手术切除性腺不手术注射适量生理盐水手术不切除性腺不注射

A.实验组：；对照组： B.实验组：，对照组：

C.实验组：；对照组： D.实验组：；对照组：

B答案分析根据实验目的“探讨垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节”，实验组和对照组小鼠是否存在负反馈调节作用？注射促性腺激素组为自变量，因变量为测定小鼠体内促性腺激素释放激素的含量，以消除小鼠体内产生的性激素对促性腺激素释放激素分泌的负反馈调节作用通过下丘脑，实验组和对照组小鼠都应切除其性腺。这只是一个实验。组小鼠注射适量促性腺激素，对照组小鼠仅注射等量生理盐水。由以上分析可知，实验组的治疗为，对照组的治疗为，故选B。

5、“观察细胞有丝分裂”实验中，三位实验者制作洋葱根尖切片的操作步骤（“+”表示操作，“-”表示不操作）如下表所示。

那么A、B、C观察到的实验现象是（）

A.细胞重叠，染色体着色很淡且不清楚，细胞分散，染色体清晰

B、细胞分散但看不到染色体，染色体着色清晰，细胞分散，染色体清晰

C.细胞重叠，染色体着色很淡且不清晰，细胞着色清晰但看不到染色体

D、染色体着色很淡不清晰，细胞内分散的染色体清晰，细胞内分散的染色体清晰

答案C：分析解离的目的是分散细胞。如果A没有解离，则细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，以利于染色。 B如果不漂洗，会影响染色效果，染色体着色很淡、不清晰；尖端5至7毫米为伸长区。伸长区的细胞失去了分裂能力。染色体处于染色质状态，观察不到染色体。

6、将神经细胞放入相当于细胞外液的溶液S中，即可测量静息电位。当对细胞给予适当的刺激时，细胞膜的两侧都会发生暂时的电位变化。这种膜电位的变化称为动作电位。下列说法不正确的是（）

A、用纯水代替溶液S，给予神经细胞适当的刺激，产生动作电位。

B. 下表显示了哺乳动物神经元内部和外部两种主要阳离子的浓度。 a和b分别是Na+和K+。

C、细胞膜内外K+、Na+分布不均匀是神经纤维兴奋传导的原因。

D、神经细胞接受适当的刺激形成的局部电流使附近未兴奋的部分兴奋。

答案A解析：将溶液S换成纯净水，给予神经细胞适当的刺激。如果没有钠离子的流入，就无法产生动作电位。 A是错误的； Na+主要存在于细胞外，K+主要存在于细胞内。 B正确； K+和Na+在细胞膜内外分布不均，形成膜内外电位差。当受到适当的刺激时，相邻部分之间会产生电位差，并发生电荷运动。 K+和Na+在细胞膜内外分布不均匀是神经纤维兴奋传导的原因。 C 正确；神经细胞受到适当刺激，引起膜内外电位变化，产生与邻近部位的电位差和电荷运动，形成局部电流；局部形成的电流刺激附近非兴奋部位的兴奋，使兴奋以电信号的形式在神经纤维上传导，D正确。

7、为探究遮光处理下柏树幼苗的光合特性，进行了盆栽实验，测定了75%遮光处理下柏树的叶面积、叶绿素含量等生理指标。实验结果如下表所示。请分析一下答案：

(1) 叶绿素中含量最多的色素是________。用于暗反应的光反应产物有____________________。

(2)自然条件下细胞间CO2浓度较低。据推测，原因是____________________。

柏树苗经过一段时间75%遮光处理后，产生的有利于提高光能利用率的变化是__________________。

(3)为了进一步研究柏树光合作用过程中产生O2和吸收CO2的部分，有人设计了“叶绿体膜和叶绿体基质”的离体实验。实验一：酶破坏细胞壁，离心分离叶绿体；实验二：充分研磨破坏细胞，离心分离生物膜。在合适的光照条件下，检测两组实验装置是否产生O2和吸收CO2，预测实验结果并分析原因：

实验一：____________________，原因是____________________。

实验二：_______________，原因是________________________。

答案：(1) 叶绿素a [H] 或NADPH 和ATP

(2)光照强度高，净光合速率高，CO2消耗快。总叶绿素含量增加，叶面积增加。

(3)实验一：同时产生O2和吸收CO2。叶绿体类囊体膜完整，叶绿体基质保留（补充答案：叶绿体完整，光合作用可以正常进行）

实验二：可以产生O2，但不能吸收CO2。叶绿体被破坏，只分离出破碎的类囊体膜，叶绿体基质丢失（补充答案：实验二中只有类囊体膜，没有叶绿体基质，只能进行光反应。）

8、豚鼠的毛色为黄色（R）为主，白色（r）为主导，粗毛（A）为细毛（a）为主。这两对基因分别位于常染色体9和4上。图中显示了A、B、C三只豚鼠细胞中一些染色体和基因的组成。已知9号染色体异常的精子无法参与受精，但卵细胞不会受到任何影响。回答以下问题。

(1)如果将A豚鼠与正常白豚鼠杂交得到的F1随机交配，得到的F2的表型和比例为_，F2白豚鼠中染色体异常个体的比例是_____。

(2)如果豚鼠B与正常白色豚鼠杂交，产生的F1代中会发现黄色豚鼠。经检测，发现其染色体组成并无异常。造成这种现象的原因可能有两个。一是___ ___，二是_______________。

（3）如果C种豚鼠的雄性和雌性个体杂交，则后代中黄色毛豚鼠的比例为______________。

分析：（1）A豚鼠与正常白色豚鼠杂交得到的F1中，雄性和雌性豚鼠各有1/2为黄色，1/2为白色，雄性和雌性白色个体均含有异常染色体9、分析表明F1雌性产生的卵细胞有1/4R、1/2r、1/4r'（r'代表异常染色体上含有的r基因）。由于9号染色体异常的精子无法参与受精，因此男性产生的卵子是正常的。精子为1/3R、2/3R，雌雄配子随机组合。 F2中白色个体的比例为(1/2+1/4)(2/3)=1/2，黄色个体的比例为1-1/2=1/2。 F2代白豚鼠染色体异常个体的比例为[(1/4)(2/3)]/(1/2)=1/3。 (2)将豚鼠B与正常白色豚鼠杂交，产生的F1中发现黄色豚鼠，其染色体组成未见异常。造成这种现象的原因可能有两个，一是父本或者母本减数分裂过程中，发生了rR的基因突变。其次，在精子产生过程中，R和非姐妹染色单体之间发生交叉交换，其中r位于同源染色体中。 (3)将C型豚鼠的雄性和雌性个体进行杂交。如果只考虑毛色，父亲产生的精子中只有含有R基因的精子才能参与受精，那么后代都是黄色的；如果只考虑毛发的粗细，后代中粗毛个体的比例将为3/4，那么后代中黄色毛茸茸的豚鼠的比例为1(3/4)=3 /4。

答案(1) 黄白=11 1/3 (2) rR 基因突变发生在雄性或雌性亲本减数分裂过程中。产生精子时，同源染色体中R和r的非姐妹染色单体之间发生交叉交换(3)3/4

9、下图为人体内某个器官（X）参与稳态调节的一些过程的示意图，其中A至E代表相关激素，至代表过程。请根据图片回答：

（1）图中，

（2）图中A的名字是________，D包括________。

(3)受寒冷刺激时，血液中B含量会增加。当它增加到一定水平时，身体通过________（填图中的数字）过程确保体内B含量不会太高。以大鼠耗氧量为指标，补充完善相关实验设计思路，验证激素B具有促进细胞代谢的作用。

将_________只相同大鼠平均分为A、B两组；实验前测量并记录耗氧量。

A组大鼠每天饲喂含甲状腺激素的饲料，B组大鼠饲喂________普通饲料一段时间。

_______________________________。

分析（1）（2）根据图片分析，E可以增加肾脏对水的重吸收，则E为抗利尿激素，X器官为下丘脑； A代表垂体分泌的促甲状腺激素，B代表甲状腺激素，C代表肾上腺素，D代表胰岛素和胰高血糖素。当细胞外液渗透压升高时，抗利尿激素的分泌增多。 (3)当血液中甲状腺激素含量过高时，会反过来抑制垂体和下丘脑的分泌活动，由图中调节。本实验的目的是验证激素B（甲状腺激素）能够促进细胞代谢。实验设计应遵循单变量和对照的原则。生理状态相同的大鼠均分为A、B两组；实验前测量并记录耗氧量。 A组大鼠每天饲喂含甲状腺激素的饲料，B组大鼠饲喂等量普通饲料一段时间。测量、记录并比较A、B组大鼠的耗氧量。

答：（1）下丘脑、抗利尿激素、细胞外液渗透压（血浆渗透压）（2）促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素

(3)：生理状态等容测量、记录并比较A、B组大鼠的耗氧量

10.为了研究能量流动，构建人工鱼塘生态系统的生物学模型。图中显示了能量流动过程中某些环节涉及的能量值（单位为103 kJ·m-2·a-1）。顶级食肉动物从上一营养级获得的能量为0.25，则该食肉动物从上一营养级获得的能量为________；生态系统从第二营养级到第三营养级的能量传递效率约为________。从第一营养级到第二营养级的转移效率约为________。

分析(1) 由于顶级食肉动物从上一个营养级获得的能量为0.25(103 kJ·m-2·a-1)，因此流入食肉动物的总能量=0.25+0.05+5.1+2.1=7.5( 103 kJ·m-2·a-1)，又因为有机物输入为5(103 kJ·m-2·a-1)，所以食肉动物从上一个营养级获得的能量为7.5-5=2.5( 103 kJ·m-2·a-1)。

（2）生态系统第二营养级（食草动物）的能量=2.5+0.5+9+4=16（103kJ·m-2·a-1）。生态系统第二营养级到第三营养级的能量传递效率=2.516100%15.6%。

(3)第一营养级流向第二营养级的能量=16-2=14(103 kJ·m-2·a-1)，第一营养级的能量=14+3+70+23=110(103 kJ·m- 2·a-1)，则第一营养级到第二营养级的传递效率=14110100%12.7%。

答案2.5 15.6% 12.7%