13.实验与探究　　　　　　　　　　　　　　　　　一、单项选择题1.下列关于生物学实验取材和实验方法的叙述,正确的是(　　)A.脂肪鉴定时,用苏丹Ⅲ染液染色后,需用蒸馏水洗去浮色B.以淀粉和蔗糖为实验材料探究淀粉酶的专一性时,可用碘液作指示剂C.观察植物质壁分离和复原实验,只需要低倍镜观察即可看到实验现象D.用纸层析法分离菠菜绿叶中的色素时,橙黄色的色素带距离滤液细线最近2.(2021山东名校联盟联考)洋葱被誉为“蔬菜皇后”,对癌症、心血管等疾病有预防作用。洋葱也是一种多用途的生物学实验的材料。下列相关叙述错误的是(　　)A.洋葱的绿色叶片可作为色素提取和分离的实验材料B.洋葱的鳞片叶可作为观察叶绿体的实验材料C.洋葱的鳞片叶外表皮可作为观察质壁分离与复原的实验材料D.洋葱的根尖可作为观察有丝分裂的实验材料3.(2021安徽马鞍山一模)下列有关实验试剂的用法,叙述错误的是(　　)A.低温诱导染色体加倍实验中,卡诺氏液的作用是固定细胞形态B.绿叶中色素的提取和分离实验中,无水乙醇的作用是提取和分离色素C.脂肪检测和显微观察的实验中,体积分数为50%的酒精溶液的作用是洗去浮色D.观察植物根尖细胞有丝分裂的实验中,解离液的作用是使组织细胞相互分离开来4.(2021福建漳州模拟)下面是一些学生在实验中遇到的问题,下列叙述正确的是(　　)①用滴管在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液,发现满视野都呈现橘黄色,于是滴1~2滴质量分数为50%的盐酸洗去浮色　②在梨汁中加入斐林试剂,充分摇匀后液体即变为砖红色　③在观察低温诱导植物染色体数目变化的实验中,也可用醋酸洋红染色　④盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境　⑤测定绿色植物的呼吸作用时在暗处进行,可避免光合作用对实验结果的影响A.①③B.③⑤C.①②④D.①③⑤5.(2021广西桂林第一次联考)甲、乙两图为两个不同实验的结果图,下列有关叙述正确的是(　　)A.图甲的条带Ⅰ、Ⅱ中镁的含量丰富B.收获后的水稻叶片中,甲中的条带Ⅲ会变宽C.利用洋葱的不同部位可获得甲、乙两图的实验结果D.将图乙中的细胞置于清水中,一定会发生质壁分离复原6.(2021福建漳州质检)下列有关生物学实验操作、实验结果、实验现象及原理的描述,正确的是(　　)A.分离光合色素时,胡萝卜素的色素带最窄,在层析液中溶解度最低B.脂肪鉴定和观察植物细胞有丝分裂实验中都需要用酒精洗去浮色 C.设置一系列等梯度的温度,探究温度对过氧化氢酶活性的影响D.探究光照强度对光合作用影响时,可通过调整光源的距离改变光照强度二、不定项选择题7.(2021江苏常州二模)科研人员以菊花的花蕾为外植体,探究不同时间的微波处理对愈伤组织和再生苗的影响,结果见下表。下列叙述错误的是(　　)微波处理/s接种外植体个数/个愈伤组织再生频率/%0503570351005502550156010755573.35090.915755066.7408020502550156025500000A.菊花外植体消毒可用体积分数为70%的酒精配合使用一定浓度的次氯酸钠溶液B.微波处理5s的实验组中,可能有部分外植体和愈伤组织在培养过程中受到污染C.根据实验结果,从诱变育种角度考虑,微波处理10s是最理想的处理时间D.微波处理10s组比处理15s组产生的再生植株中,染色体变异的新植株类型更多8.(2021山东济南月考)糖尿病病人夜间长时间空腹往往被能量供应不足困扰。为保证糖尿病病人夜间的能量需求,以一日三餐为基础,某研究机构进行了睡前1h加餐的一日四餐方案研究,在实验开始前和实验一段时间后采样检测获得相关数据。下列对就餐方案研究的叙述,正确的是(　　)A.将一定数量的糖尿病的患者随机等分为三餐组和四餐组B.三餐组采用一日三餐就餐方案,两组均定时、定量用餐C.四餐组前三餐总能量与三餐组相同,但食物种类不同,睡前1h额外增加一餐D.四餐组前三餐各减少10%淀粉类食物,其余相同,减下的总和作为睡前1h的加餐三、非选择题9.(2021湖南长沙月考)科研人员利用细胞体外培养方法以乳腺癌细胞MCF-7为材料进行实验,发现肿瘤细胞的无限增殖和抗药性的产生与核DNA有关。某种新型的抗肿瘤药物可通过作用于核DNA抑制肿瘤细胞的恶性增殖,逆转肿瘤细胞的耐药性。该药物分子进入细胞核的过程如下图。请回答下列问题。(1)肿瘤细胞核内储存着　　　　　　, 是细胞遗传和代谢的控制中心。核膜将细胞质和细胞核分隔开来,承担着核质间物质交换和　　　　　　的功能。 (2)上图显示,药物分子依赖于细胞膜进入细胞,有的在　　　　　　被直接降解,有的则在　　　　　　中被降解。未被降解的药物分子通过核孔进入细胞核,积累后发挥作用。因此,可以推测药物分子在细胞质中的停留时间与降解概率及细胞核对药物吸收速率之间的关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)综合上述研究,请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)科研人员还利用细胞体外培养方法验证胰高血糖素能促进胰岛素的分泌,为了验证这一观点,具体实验方案如下:第一步,用高糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞,一段时间后,过滤得到细胞和滤液;第二步,取第一步得到的适量滤液作为培养液来培养胰岛B细胞,一段时间后,测定培养液中胰岛素的含量。请指出该实验方案的错误之处:第一处,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 第二处,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 10.胶原蛋白是动物体内的一种生物大分子物质,具有维持皮肤弹性、保持水分的作用。下图是人体皮肤中的胶原蛋白随年龄变化的情况,有研究认为,紫外线照射、作息不规律、生活压力大等均会导致人体胶原蛋白流失。请回答下列有关问题。(1)根据图示可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)某研究小组欲验证紫外线照射会引起小鼠皮肤中胶原蛋白的流失,其实验方案为:①取　　　　　　　　　　　　的小鼠若干,随机均分为两组,分别记为甲、乙; ②将甲组小鼠每天用一定量的紫外线照射一定时间,作为　　　　　　,乙组不进行处理,作为　　　　　　; ③给两组小鼠饲喂等量且适量的相同饲料,每隔一定时间检测两组小鼠皮肤中胶原蛋白的含量并记录,分析实验结果。若实验顺利进行,则实验结果为:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)有些商家宣传敷胶原蛋白面膜可以补充皮肤中胶原蛋白,有人认为该宣传话语不具有科学性,请根据所学知识分析,后者的理由可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 11.(2021山东烟台模拟)为探究新型冠状病毒入侵时间对肺细胞活力的影响,请根据提供的实验材料和仪器完善实验思路,并回答相关问题。(1)材料与用具:人体正常肺细胞、新分离的新型冠状病毒株、动物细胞培养液、培养瓶、相关检测仪器等。(要求与说明:检测时间间隔12h,细胞培养条件适宜,实验仪器、试剂等操作不作要求) (2)补充完善实验思路:①在动物细胞培养液中加入适量人体正常肺细胞进行培养至细胞处于快速增长期时,制取细胞悬液备用。②　; ③　; ④　; ⑤　。 (3)绘制实验记录表。(4)分析与讨论①新型冠状病毒能感染肺细胞,是由于肺细胞表面有识别病毒的　　　　　　　　　　,该结构的本质是　　　　　　　　　　　　。 ②基于ATP的细胞活力检测法是一种敏感而可靠的检测细胞活力的方法,其原理是ATP是细胞中普遍使用的　　　　　　　　　,活细胞在有氧和ATP的条件下,荧光酶催化荧光素发出荧光,强度与ATP含量呈正相关,故所测得　　　　　　　　　　可间接反映出存活细胞量。 参考答案13.实验与探究1.C　解析脂肪鉴定时,用苏丹Ⅲ染液染色后,需用体积分数为50%的酒精洗去浮色,A项错误;以淀粉和蔗糖为实验材料探究淀粉酶的专一性时,可用斐林试剂作指示剂,不能用碘液作指示剂,蔗糖在分解前后均不能与碘液反应,故碘液无法检测蔗糖的分解,B项错误;观察植物质壁分离和复原实验,由于液泡较大,只需要低倍镜观察即可看到实验现象,C项正确;用纸层析法分离菠菜绿叶中的色素时,橙黄色的色素即胡萝卜素溶解度最大,扩散速度最快,距离滤液细线最远,D项错误。2.B　解析洋葱的叶分为管状叶和鳞片叶,管状叶是绿色的,含有叶绿体,可以作为色素提取和分离的实验材料,A项正确;洋葱的鳞片叶不含叶绿体,不能作为观察叶绿体的实验材料,B项错误;洋葱的鳞片叶外表皮为紫色,而且紫色物质在液泡内,当发生质壁分离时,会发现紫色越来越深,质壁分离复原时,紫色越来越浅,可作为观察质壁分离与复原的实验材料,C项正确;洋葱的根尖分生区有分生组织,可作为观察有丝分裂的实验材料,D项正确。3.B　解析低温诱导植物染色体加倍实验中,使用卡诺氏液固定细胞形态,A项正确;在绿叶中色素的提取和分离实验中,无水乙醇的作用是提取绿叶中的色素, 分离色素用到的是层析液,B项错误;观察花生子叶细胞中脂肪分布的实验中,苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂,因此用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,C项正确;观察植物根尖细胞有丝分裂的实验中,解离的目的是用酒精和盐酸组成的解离液使组织细胞相互分离开来,D项正确。4.B　解析在脂肪鉴定的实验中,应该用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色,①错误;用梨汁鉴定还原糖的实验中,加入斐林试剂后需要水浴加热才能出现砖红色沉淀,②错误;在观察低温诱导植物染色体数目变化的实验中,改良苯酚品红、醋酸洋红或龙胆紫等碱性溶液都可以将染色体染成深色,③正确;龙胆紫属于碱性染料,因此盐酸解离根尖后需要用清水漂洗,以防止影响染色的效果,④错误;测定绿色植物的呼吸作用时在暗处进行,可避免光合作用对实验结果的影响,⑤正确。5.C　解析甲中的条带Ⅰ、Ⅱ分别为胡萝卜素和叶黄素,它们不含有镁元素,A项错误;条带Ⅲ为叶绿素a,收获后的水稻叶片中叶绿素很少或没有,甲中的条带Ⅲ会变窄或没有,B项错误;利用洋葱的叶和鳞片叶外表皮细胞为材料,可以分别获得甲、乙两图的实验结果,C项正确;若图乙中的细胞过度失水,已失去活性,则不会在清水中发生质壁分离复原,D项错误。6.D　解析分离光合色素时,胡萝卜素的色素带距离最远,代表在层析液中溶解度最高,A项错误;脂肪鉴定实验中需要用酒精洗去浮色,观察植物细胞有丝分裂实验中酒精用来配制解离液,B项错误;由于高温会使过氧化氢分解,探究温度对酶活性的影响,不能用过氧化氢酶,C项错误;探究光照强度对光合作用影响时,光照强度为自变量,可通过调整光源的距离改变光照强度,D项正确。7.CD　解析对外植体的消毒可用体积分数为70%的酒精配合使用体积分数为20%的次氯酸钠溶液,A项正确;从实验数据中可以看出,微波处理5s的实验组,外植体的存活率、出苗率和愈伤组织再生频率明显低于10s组,所以可能有部分外植体和愈伤组织在培养过程中受到污染,B项正确;微波处理10s组,虽然外植体的存活率、出苗率和愈伤组织再生频率均最高,但无法体现其发生了遗传物质改变,即诱变育种时,无法判断微波处理10s是最理想的处理时间,C项错误;本实验探究不同时间的微波处理对愈伤组织和再生苗的影响,实验检测对象无法体现微波处理导致菊花外植体发生染色体变异,D项错误。8.ABD　解析对就餐方案的研究应遵循单一变量原则和对照原则,因此,应将一定数量的糖尿病的患者随机等分为三餐组和四餐组,A项正确;研究方案应遵循单一变量原则,三餐组采用一日三餐就餐方案,两组均定时、定量用餐,B项正确;四餐组前三餐总能量与三餐组相同,但食物种类不同,睡前1h额外增加一餐,这样的实验设计不符合单一变量原则,C项错误;四餐组前三餐各减少10%淀粉类食物,其余相同,减下量的总和作为睡前1h的加餐,该设计符合单一变量原则,即自变量只是餐数的不同,D项正确。9.答案(1)遗传信息　信息交流(传递)　(2)细胞质基质　溶酶体　药物分子在细胞质中停留时间越长,被降解概率就越大,细胞核对药物的吸收速率也越低　(3)将抗肿瘤药物与亲核物质组合(或与容易穿过核孔的物质结合),促进药物分子快速入核　(4)用高糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞　缺少对照组解析(1)肿瘤细胞核内储存着遗传信息,是细胞的控制中心,核膜承担着核质间物质交换和信息交流的功能。(2)题图显示,药物分子依赖于细胞膜进入细胞,有的在细胞质基质被直接降解,有的则在溶酶体中被降解。未被降解的药物分子通过核孔进入细胞核,积累后发挥作用。可以推测出药物分子在细胞质中停留时间越长,被降解概率就越大,细胞核对药物的吸收效率也越低。(3)综合上述研究, 提高该新型肿瘤药物作用的研发思路:将抗肿瘤药物与亲核物质组合(或与容易穿过核孔的物质结合),促进药物分子快速入核。(4)实验设计中注意单一变量原则、等量原则和对照原则,由于低血糖时可刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素,所以为了获得较多的胰高血糖素需要用低糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞,同时需要设置不含胰高血糖素的动物细胞培养液培养的胰岛B细胞组作为对照,一段时间后检测两组培养液中胰岛素的含量。该实验方案的错误之处为:第一处,实验中用了高糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞;第二处,缺少对照组。10.答案(1)随着年龄的增长,皮肤中胶原蛋白呈降低趋势,25岁后胶原蛋白开始剧烈流失(答案合理即可)　(2)①健康的、生理状况相近　②实验组　对照组　③甲组小鼠皮肤中的胶原蛋白含量呈下降趋势,且甲组小鼠皮肤中胶原蛋白含量整体低于乙组小鼠　(3)胶原蛋白的化学本质为蛋白质,难以通过外敷方式被皮肤吸收(答案合理即可)解析(1)分析图示可知,随着年龄增长,皮肤中胶原蛋白的含量呈降低趋势,25岁后胶原蛋白开始剧烈流失。(2)欲验证紫外线照射会降低小鼠皮肤中胶原蛋白的含量,设计实验时,应遵循对照原则、单一变量原则和重复性原则等,所选小鼠应健康且生理状况相近,用紫外线处理小鼠的为实验组,另一组小鼠不进行处理,为对照组;培养过程中,给两组小鼠饲喂的饲料应相同且适量和等量,还要注意应每隔一定时间检测小鼠皮肤中胶原蛋白的含量并记录,最后分析结果。对于验证性实验,正常情况下其实验结果是唯一的,即甲组小鼠皮肤中胶原蛋白的含量呈下降趋势,并且甲组小鼠皮肤中胶原蛋白的含量整体低于乙组小鼠。(3)胶原蛋白的化学本质为蛋白质,难以通过外敷方式被皮肤吸收,故敷胶原蛋白面膜能够补充皮肤中的胶原蛋白的宣传话语不合理。11.答案(2)②将细胞悬液均分为两等份,加入培养瓶甲和乙,检测细胞活力,并记录　③甲组用新分离的新型冠状病毒感染肺细胞,乙组不作处理　④在适宜条件下培养,分别在培养至12、24、36h检测细胞活力,并记录　⑤处理分析实验数据　(3)探究新型冠状病毒入侵时间对肺细胞活力的影响实验记录表组别甲组乙组测定时间12h24h36h12h24h36h细胞活力(4)①特异性受体　糖蛋白　②能量载体　荧光强度解析(2)实验思路:本实验的实验目的是探究新型冠状病毒入侵时间对肺细胞活力的影响,自变量是新型冠状病毒及其入侵时间。根据实验设计原则,将细胞悬浮培养液均分为两等份,加入培养瓶甲和乙,并检测细胞活力,并记录。甲中用新分离的新型冠状病毒感染肺细胞,乙组不作处理。在适宜条件下培养,分别在培养至12、24、36h检测细胞活力,并记录。最后处理分析实验数据。(3)实验记录表要表示出自变量时间变化和因变量细胞活力,表格见答案。(4)分析与讨论:①受体是细胞标志物,受体作用是识别进入细胞的物质或细胞、病毒。受体的本质是糖蛋白,具有特异性。②细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。ATP是能量的载体。活细胞在有氧和ATP的条件下,荧光酶催化荧光素发出荧光,强度与ATP含量呈正相关,测得荧光强度可间接反映出存活细胞量。