高考二轮复习生物课件专题9实验与探究

专题九实验与探究落实主干知识网络构建【知识成串】

1.显微观察类——原色与染色观察;2.物质鉴定类——检测试剂、使用条件、颜色反应或结果;3.实验探究类——对照实验设置、无关变量及自变量控制、因变量检测;4.模拟调查类——模拟物与模拟对象对应关系、结果分析与结论推导;5.科学方法类——假说—演绎法、类比推理法;6.同位素标记类——标记元素转移途径。教材深挖1.(必修1

P50探究·实践)观察细胞质的流动,可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志。2.(必修1

P51科学方法)生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是稳定同位素,如15N、18O等。3.(必修1

P91探究·实践)CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。4.(必修1

P92科学方法)对比实验是设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响的实验。5.(必修1

P102思考·讨论)希尔反应是在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气的过程。6.(选择性必修1

P46思考·讨论)在班廷之前,大多数实验都集中于制备胰腺提取物,但胰腺中的胰蛋白酶会将其中的胰岛素分解,所以收效甚微。班廷结扎胰管、公鸡摘除睾丸等操作用到了“减法原理”。7.(选择性必修2

P11探究·实践)探究培养液中酵母菌种群数量的变化可以采用抽样检测的方法:先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。8.(选择性必修2

P30探究·实践)土壤小动物类群丰富度的调查常用取样器取样的方法进行。在统计群落中物种数目时常用记名计算法和目测估计法。易错扫描1.判断有关显微观察类与物质提取鉴定类实验说法的正误。(1)蛋白质变性后,用双缩脲试剂检测,不再显示紫色。(

)(2)检测还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热。(

)(3)观察细胞质流动时,应以液泡的运动作为参照物。(

)(4)制作细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。(

)(5)酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的产物都能用酸性重铬酸钾溶液来检测。(

)×××××2.判断有关模拟调查类实验与探究性实验说法的正误。(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(

)(2)“低温诱导植物染色体数目的变化”实验,低温处理的目的是阻断洋葱根尖细胞的DNA复制。(

)(3)探究酵母菌种群数量变化,应设空白对照排除无关变量的干扰。(

)×××3.判断有关生物科学史中的实验方法与技术说法的正误。(1)恩格尔曼利用衣藻和需氧细菌证明光合作用释放氧气和需要光。(

)(2)艾弗里通过体外转化实验证明DNA是遗传物质。(

)(3)噬菌体侵染细菌实验用到的特征元素是14C。(

)(4)沃泰默揭示了胰腺分泌的促胰液素只受神经调节。(

)(5)温特实验证明了生长素在尖端发生横向运输。(

)(6)首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是由我国科学家完成的。(

)(7)使用普通光学显微镜不能观察到洋葱鳞片叶表皮细胞膜的暗—亮—暗三层结构。(

)×√×××√√长句表达1.在探究酵母菌无氧呼吸时,应将酵母菌培养时间适当延长以耗尽溶液中葡萄糖的原因是

。

提示

葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生类似的颜色反应2.绿叶中色素的提取和分离的原理分别是

。

提示

色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中;四种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢3.选择淀粉和淀粉酶探究温度影响酶的活性时,检测底物是否被分解的试剂宜选碘液还是斐林试剂?说明理由:

。

提示

碘液。因为用斐林试剂检测时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度4.若用适宜浓度的KNO3溶液观察质壁分离与复原实验,结果会发生质壁分离与复原吗?请说明理由。提示

会。开始时外界溶液浓度较大,细胞发生质壁分离;细胞主动吸收K+和

后,随着细胞液浓度增大,质壁分离后又会自动复原5.不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察的原因是

;找到细胞分裂各个时期的细胞的方法是

。

提示

解离过程中细胞已经死亡,观察到的只是一个固定时期

不断移动装片,在不同的视野中寻找6.在“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验前,先做一个预实验的原因是

。

提示

为进一步的实验摸索条件,检验实验设计的科学性和可行性考点1教材基础实验串联整合——明要点1.教材基础实验分类归拢(1)比较四个显微观察类实验①对比分析实验名称观察方式观察对象细胞状态染色剂常用实验材料观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂染色观察染色体

溶液(或醋酸洋红液)

低温诱导植物细胞染色体数目的变化染色体死

染液

洋葱根尖死甲紫洋葱根尖甲紫实验名称观察方式观察对象细胞状态染色剂常用实验材料用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动原色观察叶绿体

无菠菜叶(稍带些叶肉的下表皮)、藓类的小叶观察植物细胞的质壁分离与复原紫色大液泡

成熟植物细胞,如紫色洋葱

细胞

活活鳞片叶外表皮②实验操作一般流程

(2)归纳比较六个检测类实验①对比分析实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的检测碘液蓝色脱色的叶片—还原糖的检测

沉淀

苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪的检测苏丹Ⅲ染液

色

花生种子切片需用高倍镜观察蛋白质的检测

豆浆、鸡蛋清稀释液等先加A液,后加B液,摇匀使用斐林试剂砖红色橘黄双缩脲试剂紫色实验名称试剂颜色生物材料备注绿叶中色素的提取和分离提取液:

;分离液:

胡萝卜素:___________叶黄素:黄色

叶绿素a:

叶绿素b:黄绿色新鲜的绿叶(如菠菜叶)加入二氧化硅是为了

;加入碳酸钙可防止在研磨中

DNA的粗提取与鉴定2mol/L的NaCl溶液、体积分数为95%的冷酒精、二苯胺

鸡血细胞等需沸水浴加热无水乙醇层析液橙黄色蓝绿色研磨得更充分色素被破坏蓝色②实验操作的一般流程

(3)四个调查类实验①对比分析标记重捕法样方法取样器取样法目测估计法抽样检测法②实验操作的一般流程

2.归纳概括酒精在教材实验中的作用

无水乙醇70%分层演练——拿高分角度1借助实验材料、试剂或药品的选择,考查科学探究能力练真题·明考向1.(2023·浙江卷)为筛选观察有丝分裂的合适材料,某研究小组选用不同植物的根尖,制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述,不合理的是(

)A.选用易获取且易大量生根的材料B.选用染色体数目少易观察的材料C.选用解离时间短分散性好的材料D.选用分裂间期细胞占比高的材料D解析

易大量生根的材料,其根尖分生区的细胞分裂能力较强,A项合理。选用染色体数目少易观察的材料有利于观察有丝分裂每一个时期的染色体数目变化,B项合理。选用解离时间短分散性好的材料有利于细胞的分散,便于观察,C项合理。分裂间期细胞占比高,则处于分裂期的细胞占比低,不利于观察细胞的有丝分裂,D项不合理。2.(2022·辽宁卷)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述,错误的是(

)选项实验材料生物学研究A小球藻卡尔文循环B肺炎链球菌DNA半保留复制C枪乌贼动作电位原理DT2噬菌体DNA是遗传物质B解析

科学家利用小球藻、运用同位素标记法研究卡尔文循环,A项正确;科学家通过培养大肠杆菌,探究DNA半保留复制方式,运用了同位素标记法和密度梯度离心法,B项错误;科学家以枪乌贼离体粗大的神经纤维为实验材料,研究动作电位原理,C项正确;赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,分别用35S或32P标记的噬菌体进行噬菌体侵染细菌的实验,证明DNA是遗传物质,D项正确。角度拓展

(1)鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色。[2021·全国卷乙](

)(2)观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮。[2021·全国卷乙](

)(3)利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质。[2021·北京卷](

)(4)利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA。[2021·北京卷](

)×√√√练模拟·提能力3.(2023·湖南联考三模)在生物学实验中选择恰当的实验材料及试剂是实验成功的关键,下列高中生物教材实验中,所使用的试剂或材料错误的是(

)选项实验名称试剂或材料目的或原因A绿叶中色素的提取和分离无水乙醇提取绿叶中的色素并分离B探究植物细胞的吸水与失水黑藻叶片黑藻叶片有大液泡和叶绿体C观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂甲紫溶液碱性染料,使染色体着色D探究温度对淀粉酶活性的影响碘液检测淀粉是否被分解A解析

绿叶中色素的提取所使用的试剂是无水乙醇,色素的分离所使用的试剂是层析液,A项错误;黑藻叶片叶肉细胞有大液泡及绿色的叶绿体,可用于观察植物细胞的质壁分离和复原,B项正确;甲紫溶液为碱性染料,可使染色体着色,C项正确;探究温度对淀粉酶活性的影响可用碘液检测淀粉是否被分解,D项正确。4.(2023·广东二模)下列关于实验中颜色的叙述,正确的是(

)A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后会生成砖红色沉淀B.将酸性重铬酸钾溶液加入密封的酵母菌培养液中,溶液颜色由蓝变绿再变黄C.用纸层析法分离绿叶中的色素时,滤纸条最上方的颜色为橙黄色D.将二苯胺试剂加入溶解有DNA的溶液后,呈现蓝色C解析

斐林试剂检测还原糖,混匀后需要水浴加热才会生成砖红色沉淀,A项错误;酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精,颜色由橙色变为灰绿色,B项错误;用纸层析法分离绿叶中的色素时,滤纸条最上方的色素为胡萝卜素,颜色为橙黄色,C项正确;将二苯胺试剂加入溶解有DNA的溶液后,需要沸水浴加热后才会呈现蓝色,D项错误。角度2围绕实验原理及操作过程,考查科学探究能力练真题·明考向5.(2023·广东卷)某研学小组参加劳动实践,在校园试验田扦插繁殖药用植物两面针种苗。下列做法正确的是(

)A.插条只能保留1个芽以避免养分竞争B.插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过度C.插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAAD.插条均须在黑暗条件下培养以避免光抑制生根B解析

插条一般需要保留3~4个芽,A项错误。将插条多数叶片剪去可降低蒸腾作用,减少水分的散失,B项正确。如果NAA浓度过高可采用沾蘸法,浓度较低时可采用浸泡法,C项错误。插条需要在弱光条件下培养,既能降低插条的蒸腾作用,又可使其进行光合作用,D项错误。6.(2023·广东卷)“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是:裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是(

)A.裂解:使细胞破裂释放出DNA等物质B.分离:可去除混合物中的多糖、蛋白质等C.沉淀:可反复多次以提高DNA的纯度D.鉴定:加入二苯胺试剂后即呈现蓝色D解析

细胞破裂后才能释放出其中的DNA,A项正确。分离的目的是将混合物中的一些非DNA杂质去除,例如多糖和蛋白质,B项正确。通过反复沉淀可以去除杂质,提高DNA的纯度,C项正确。鉴定DNA时,加入二苯胺后需要沸水浴加热,D项错误。角度拓展

(1)在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,通气前必须用NaOH去除空气中的CO2。[2021·福建卷](

)(2)在“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室。[2021·福建卷](

)(3)在检测生物组织中的还原糖实验中,在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。[2021·湖南卷](

)√××练模拟·提能力7.通过图甲、图乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。取20g新鲜的食用酵母菌,均分为两份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中,再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液,实验装置置于25~35℃的环境中培养8~10h。下列分析错误的是(

)A.甲、乙两组为对比实验,实验结果事先都是已知的B.适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量,不会影响实验结果C.若环境温度低于25℃,可适当延长培养时间,不会影响实验结果D.若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式,乙组的B瓶中酵母菌的培养时间应适当延长A解析

图甲为有氧呼吸组,图乙为无氧呼吸组,甲、乙两组为对比实验,实验结果事先可以预测,但不都是已知的,A项错误;适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量,不会影响酵母菌的细胞呼吸类型,因此不会影响实验结果,B项正确;若环境温度低于25

℃,酶的活性相对较低,此时可适当延长培养时间,但不会影响实验结果,C项正确;由于酵母菌只在无氧呼吸时才产生酒精,因此若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式,应将酵母菌的培养时间适当延长(消耗瓶内的氧气,使酵母菌进行无氧呼吸),D项正确。考点2教材中涉及的研究方法和技术串联整合——明要点1.教材涉及的科学史汇总科学研究阶段科学史“细胞学说”的建立①罗伯特·胡克——细胞的发现者和命名者②列文虎克——用自制显微镜观察细胞③施莱登和施旺——建立“细胞学说”④魏尔肖——总结出细胞通过分裂产生新细胞流动镶嵌模型的建立过程①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验——细胞膜是由脂质组成的②罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构,将细胞膜描述为静态的统一结构③辛格和尼科尔森——提出细胞膜的流动镶嵌模型科学研究阶段科学史酶的发现过程①巴斯德——酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致(无活细胞参与,糖类不可能变成酒精)②毕希纳——将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质④切赫和奥尔特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能光合作用的发现过程①恩格尔曼——用水绵和需氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光②鲁宾和卡门——用18O分别标记H2O和CO2,证明光合作用释放的O2来自H2O③卡尔文——用14C标记CO2,探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,即卡尔文循环:14CO2→14C3→(14CH2O)科学研究阶段科学史遗传规律的发现史①孟德尔——用豌豆作为遗传材料,利用假说—演绎法提出遗传的两条基本规律,即分离定律和自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)②萨顿——用类比推理法提出基因在染色体上③摩尔根——用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作为遗传材料)科学研究阶段科学史遗传本质的发现史①格里菲思——通过肺炎链球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”②艾弗里——通过肺炎链球菌的体外转化实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA而不是蛋白质(转化因子为DNA)③赫尔希和蔡斯——用同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体,证明噬菌体的遗传物质是DNA④威尔金斯和富兰克林——DNA衍射图谱⑤查哥夫——腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量,胞嘧啶(C)的量=鸟嘌呤(G)的量⑥沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型,克里克还提出中心法则:

科学研究阶段科学史生物进化的发现史①拉马克——提出进化学说(中心思想:用进废退、获得性遗传)②达尔文——自然选择学说(四个要点:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)动物生命活动调节机制的发现史①贝尔纳——内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件,内环境保持稳定主要依赖神经系统的调节②坎农——提出稳态的概念③沃泰默——促胰液素分泌只受神经调节④斯他林和贝利斯——促胰液素可存在“化学调节”(并命名该调节物为“激素”)⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说,但对失去促胰液素的发现深表遗憾科学研究阶段科学史植物生长素的发现史①达尔文——植物向光性实验,验证金丝雀

草胚芽鞘感光部位在尖端,尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”,造成单侧光下背光面比向光面生长快②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的④温特——胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的(并将该物质命名为“生长素”)生态学的发现史①高斯——证明大小两个种的草履虫间存在着竞争关系②林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析,发现能量流动的两大特点:单向流动,逐级递减2.归纳概括常用实验的方法技术

归纳法细胞学说的建立(不完全归纳法)纸层析法①绿叶中色素的分离②胡萝卜素的鉴定离心法①差速离心法(分离各种细胞器)②密度梯度离心法(证明DNA进行半保留复制)建构模型法①物理模型(如建构细胞膜流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型)②数学模型(如建构种群数量增长模型)③概念模型(如建构光合作用、细胞呼吸的过程模型)对比实验法①探究酵母菌细胞呼吸的方式②探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度③探究酶活性的最适温度和最适pH④比较清水、缓冲液、体液对pH变化的调节作用种群密度的调查方法①样方法②标记重捕法③抽样检测法类比推理法①萨顿用类比推理法提出基因在染色体上的假说②模拟探究细胞大小与物质运输的关系假说—演绎法①孟德尔两大遗传规律的提出②摩尔根的果蝇杂交实验③DNA半保留复制方式的证明荧光标记法小鼠细胞和人细胞融合实验同位素标记法①分泌蛋白的合成和运输(3H标记亮氨酸)②光合作用的探究历程:a.卡尔文循环(14C标记CO2);b.鲁宾和卡门证明光合作用放出的氧气完全来自水(18O分别标记H2O和CO2)③噬菌体侵染细菌的实验(35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA)④DNA半保留复制的实验证据(15N标记NH4Cl)分层演练——拿高分角度1围绕生物科学史,考查科学思维练真题·明考向1.(2023·广东卷)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充,下列叙述错误的是(

)A.新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正B.自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正C.RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充D.具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充B解析

魏尔肖对细胞学说的修正:细胞通过分裂产生新细胞,A项正确。达尔文的生物进化论主要包括共同由来学说和自然选择学说,共同由来学说为自然选择学说提供了基础,B项错误。逆转录现象和RNA的自我复制现象是对中心法则的补充,C项正确。在发现RNA具有催化作用之前,人们认为酶都是蛋白质,所以发现RNA具有催化功能是对酶的化学本质认识的补充,D项正确。2.(2021·福建卷)生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的叙述是(

)选项科学史实验结论A用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验伞藻的帽形建成主要与细胞核有关B绿叶暗处理后,一半遮光,另一半曝光,碘蒸气处理后观察叶片颜色变化淀粉是光合作用的产物C不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验细胞膜具有流动性D将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况胰液分泌是神经调节的结果D解析

用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验,实验结果说明伞藻帽的形状与细胞核有关,说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关,A项不符合题意;设置对照实验,遮光和不遮光的叶片形成对照,实验结果为遮光部分不变蓝,曝光部分变蓝,说明淀粉是光合作用的产物,B项不符合题意;科学家通过荧光标记的人鼠细胞融合实验,证明细胞膜具有流动性,C项不符合题意;将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况,因本实验中小肠黏膜神经被彻底破坏,最终却有胰液的分泌,故可说明胰液分泌不是神经调节的结果,D项符合题意。练模拟·提能力3.下列关于实验研究的说法,正确的是(

)A.鲁宾和卡门利用同位素18O具有放射性的特点,追踪光合作用中氧气的来源B.用雌雄同株异花的玉米进行杂交实验时只需在花蕾期套袋,就可防止外来花粉的干扰C.萨顿研究发现雌雄配子结合时非同源染色体自由组合,非等位基因也自由组合D.证明DNA半保留复制的实验中,科学家演绎推理实验结果并通过实验进行验证D解析

鲁宾和卡门利用同位素18O分别标记CO2和H2O探究植物的光合作用,发现光合作用中的氧气来源于水,但18O不具有放射性,A项错误;用雌雄同株异花的玉米进行杂交实验时在花蕾期和授粉后均需套袋,才可防止外来花粉的干扰,B项错误;非同源染色体自由组合和非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数分裂Ⅰ后期,而雌雄配子结合为受精作用,C项错误;科学家通过实验证明了DNA以半保留的方式进行复制,“分别按DNA半保留或全保留复制的方式,来预测离心后试管中DNA的位置”属于演绎推理的环节,并通过同位素标记法进行了验证,D项正确。角度2围绕研究方法与技术,考查科学探究练真题·明考向4.(2023·天津卷)下列生物实验探究中运用的原理,前后不一致的是(

)A.建立物理模型研究DNA结构——研究减数分裂染色体变化B.运用同位素标记法研究卡尔文循环——研究酵母菌呼吸方式C.运用减法原理研究遗传物质——研究抗生素对细菌的选择作用D.孟德尔用假说—演绎法验证分离定律——摩尔根研究伴性遗传B解析

模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述,研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型,研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建,A项不符合题意;卡尔文循环用14C进行标记探究,但探究酵母菌呼吸方式时用的是对比实验法,分别设置有氧和无氧组进行探究,不涉及同位素标记,B项符合题意;在探究DNA是遗传物质的实验中,肺炎链球菌的体外转化实验中用对应的酶去除相应物质,观察其作用,用到了减法原理,研究抗生素对细菌的选择作用时,通过去除抗生素后进行观察,用到了减法原理,C项不符合题意;孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说—演绎法,D项不符合题意。练模拟·提能力5.科学探究思维和方法是生物学研究和发展的重要保障。下列关于科学探究思维和方法的叙述,错误的是(

)A.建构模型——人体血糖平衡调节B.荧光标记法——基因在染色体上呈线性排列C.对比实验——探究酵母菌细胞呼吸方式D.目测估计法——青蒿种群密度的调查方法D解析

可以建构不同条件下(如饥饿、饭后等)血糖调节的模型,来研究胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节作用,A项正确;现代生物学用荧光标记法观察到基因在染色体上呈线性排列,B项正确;使用不同的条件(如有氧和无氧)对比,探究酵母菌细胞呼吸方式为有氧呼吸还是无氧呼吸,C项正确;目测估计法是调查土壤小动物类群的丰富度时常用的计数方法,而调查青蒿的种群密度采用样方法,D项错误。6.(2023·云南大理一模)科学的研究方法是取得成功的关键,下列相关叙述错误的是(

)A.孟德尔利用假说—演绎法证明了分离定律的实质是等位基因的分离B.施莱登与施旺在建立细胞学说的过程中使用了不完全归纳法C.鲁宾和卡门研究光合作用中氧气的来源时设置了对比实验D.在探究酵母菌种群数量变化的实验过程中运用了构建模型的方法A解析

孟德尔利用假说—演绎法发现了分离定律和自由组合定律,当时并未发现基因,只是称为遗传因子,A项错误;施莱登和施旺通过观察部分生物组织建立细胞学说运用了不完全归纳法,B项正确;鲁宾和卡门研究光合作用氧气的来源时设置了对比实验,自变量是用18O标记的H2O和CO2,C项正确;在探究酵母菌种群数量的变化的实验过程中采用了数学模型构建法,D项正确。考点3探究实验的设计、分析及评价串联整合——明要点1.牢固掌握实验设计的程序2.描述实验设计步骤的“四步曲”等量随机性单一相同3.实验思路与实验步骤书写技巧的比较

4.“五看法”评价实验设计的方案

分层演练——拿高分角度1借助实验思路与实验步骤的书写,考查语言表达能力练真题·明考向1.(2023·广东卷)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见下图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。回答下列问题。(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜

内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以

的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。

(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性患者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。Na+胞吐①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生

,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。

为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。②假设二:此类型患者存在

的抗体,造成

,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。

A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,从而无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。AChRA③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是

。将患病动物随机分为甲、乙两组,甲组动物定期肌肉注射过量蛋白A,乙组动物注射等量生理盐水,一段时间后,甲组肌无力症状有所缓解,乙组无变化解析

(1)动作电位产生的离子基础是Na+内流,兴奋以电信号的形式传至神经末梢后,突触前膜Na+内流产生兴奋,随后Ca2+内流使神经递质ACh以胞吐的形式释放至突触间隙,与突触后膜上的AChR结合,使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。(2)自身免疫病是自身产生的抗体攻击正常的组织结构,造成损伤导致功能异常。AChR抗体阳性患者是抗体攻击AChR所致,AChR抗体阴性患者体内不存在攻击AChR的抗体,可能是其体内没有AChR,也可能是AChR不能在突触后膜成簇组装,不能形成成熟的神经肌肉接头等。①若患者AChR基因突变,不能合成AChR,也就不能在突触后膜成簇组装,从而使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。②若患者AChR基因未突变,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神经肌肉接头,很可能是存在A抗体,造成A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,从而无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。③若通过动物实验进行验证,即患病动物蛋白A的抗体与蛋白A结合,阻断了信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装。则不能重复②中的实验,应注射过量的蛋白A以中和相应抗体,促进AChR在突触后膜成簇组装。练模拟·提能力2.(2023·山东烟台一模)类风湿性关节炎(RA)是因免疫炎症反应引起关节受损,从而导致关节功能障碍的一种疾病。糖皮质激素(GC)属于肾上腺皮质激素,正常机体通过下图所示的途径调节GC的分泌。(1)下丘脑通过垂体调节肾上腺皮质分泌糖皮质激素的体液调节方式为

。推测血浆中糖皮质激素浓度大于促肾上腺皮质激素的原因是

。

(2)GC具有免疫抑制作用,是治疗RA的药物之一。长期大剂量使用GC会导致肾上腺皮质功能衰退,原因是_______________________________________________________________________________________________________;有效的解决方案是

。

分级调节分级调节能放大激素的调节效应RA患者长期大剂量使用GC,会抑制下丘脑和垂体的分泌,使CRH、ACTH含量减少,导致患者肾上腺皮质分泌功能减退在治疗过程中间断补充ACTH(3)研究发现,中药姜黄提取物姜黄素对RA的干预效果较好。请设计实验验证姜黄素对RA的干预效果。实验材料及用具:体重相同的大鼠若干只、注射器、生理盐水、弗氏完全佐剂(细胞免疫刺激剂,注入哺乳动物皮下之后,会产生炎症和疼痛)、姜黄素等。实验思路:

。

将体重相同的大鼠随机分为正常对照组、实验组。先进行前期处理,正常对照组注射生理盐水;实验组注射弗氏完全佐剂。一段时间后进行后期处理,正常对照组注射生理盐水;实验组中一组注射生理盐水,另一组注射姜黄素实验现象:

。

前期处理后,正常对照组关节不肿胀,实验组关节肿胀。后期处理后,正常对照组关节不肿胀;实验组中注射生理盐水的一组关节肿胀,注射姜黄素的一组关节肿胀消失解析

(1)下丘脑释放的促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,促进促肾上腺皮质激素(ACTH)的释放。肾上腺皮质在ACTH的作用下合成糖皮质激素,糖皮质激素的分泌量达到一定的程度可以抑制下丘脑和垂体的活动,糖皮质激素的分泌存在分级调节和反馈调节。通过分级调节的放大效应,血浆中糖皮质激素的浓度大于促肾上腺皮质激素。(2)RA患者长期大剂量使用GC,会抑制下丘脑和垂体的分泌,使CRH、ACTH含量减少,导致患者肾上腺皮质分泌功能减退。在治疗过程中间断补充ACTH,可解决患者肾上腺皮质分泌功能减退的问题。(3)探索中药姜黄提取物姜黄素对RA的干预效果,实验的自变量是是否注射姜黄素。实验需要遵循单一变量原则和对照性原则。因此正常对照组注射生理盐水,而实验组注射等量的弗氏完全佐剂。实验设计如下:实验思路:将体重相同的大鼠随机分为正常对照组、实验组。先进行前期处理,正常对照组注射生理盐水;实验组注射弗氏完全佐剂。一段时间后进行后期处理,正常对照组注射生理盐水;实验组中一组注射生理盐水,另一组注射姜黄素。实验现象:前期处理后,正常对照组关节不肿胀,实验组关节肿胀。后期处理后,正常对照组关节不肿胀;实验组中注射生理盐水的一组关节肿胀,注射姜黄素的一组关节肿胀消失。角度2

围绕准确表达实验结果和实验结论,考查实验探究能力练真题·明考向3.(2023·湖北卷)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯的作用机制,进行了如下三个实验。【实验一】

乙烯处理植物叶片2小时后,发现该植物基因组中有2689个基因的表达水平升高,2374个基因的表达水平下降。【实验二】

某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。【实验三】

科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关,该基因编码一种膜蛋白,推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测,研究者先构建含基因A的表达载体,将其转入酵母菌中,筛选出成功表达蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4),再分为对照组和实验组进行实验,其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时,通过离心分离酵母菌,再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。mRNA控制对乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因独立遗传,遵循基因的自由组合定律不表达蛋白A的酵母菌导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限

基因A与植物对乙烯的响应有关(4)分析曲线,横坐标是14C2H4浓度的相对值,纵坐标是酵母菌结合14C2H4的量,酵母菌是通过合成蛋白A与14C2H4结合的,故实验组的曲线上升趋势变缓,可能是因为该基因不是酵母菌生存所必需的基因,故不能被酵母菌大量表达,导入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A数量有限。(5)本实验是通过基因A控制合成的蛋白质能与乙烯结合,证明基因A与植物对乙烯的响应有关,故实验结论是基因A与植物对乙烯的响应有关。角度3

借助实验方案和实验步骤的评价和完善,考查实验探究能力练真题·明考向4.(2022·湖南卷)当内外环境变化使体温波动时,皮肤及机体内部的温度感受器将信息传入体温调节中枢,通过产热和散热反应,维持体温相对稳定。回答下列问题。(1)炎热环境下,机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式:

。

(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点,生理状态下人体调定点为37℃。病原体感染后,机体体温升高并稳定在38.5℃时,与正常状态相比,调定点

(填“上移”“下移”或“不变”),机体产热

。汗液的蒸发、皮肤中毛细血管舒张等上移