專題九實驗與探究網絡構建【知識成串】

1.顯微觀察類——原色與染色觀察;2.物質鑒定類——檢測試劑、使用條件、顏色反應或結果;3.實驗探究類——對照實驗設置、無關變量及自變量控制、因變量檢測;4.模擬調查類——模擬物與模擬對象對應關系、結果分析與結論推導;5.科學方法類——假說—演繹法、類比推理法;6.同位素標記類——標記元素轉移途徑。教材深挖1.(必修1

P50探究·實踐)觀察細胞質的流動,可用細胞質基質中葉綠體的運動作為標志。2.(必修1

P51科學方法)生物學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,是穩定同位素,如15N、18O等。3.(必修1

P91探究·實踐)CO2可使澄清石灰水變渾濁,也可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃。根據石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短,可以檢測酵母菌培養液中CO2的產生情況。4.(必修1

P92科學方法)對比實驗是設置兩個或兩個以上的實驗組,通過對結果的比較分析,來探究某種因素對實驗對象的影響的實驗。5.(必修1

P102思考·討論)希爾反應是在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有H2O,沒有CO2),在光照下可以釋放出氧氣的過程。6.(選擇性必修1

P46思考·討論)在班廷之前,大多數實驗都集中于制備胰腺提取物,但胰腺中的胰蛋白酶會將其中的胰島素分解,所以收效甚微。班廷結扎胰管、公雞摘除睪丸等操作用到了“減法原理”。7.(選擇性必修2

P11探究·實踐)探究培養液中酵母菌種群數量的變化可以采用抽樣檢測的方法:先將蓋玻片放在血細胞計數板的計數室上,用吸管吸取培養液,滴于蓋玻片邊緣,讓培養液自行滲入。8.(選擇性必修2

P30探究·實踐)土壤小動物類群豐富度的調查常用取樣器取樣的方法進行。在統計群落中物種數目時常用記名計算法和目測估計法。易錯掃描1.判斷有關顯微觀察類與物質提取鑒定類實驗說法的正誤。(1)蛋白質變性后,用雙縮脲試劑檢測,不再顯示紫色。(

)(2)檢測還原糖、蛋白質和DNA都需要進行水浴加熱。(

)(3)觀察細胞質流動時,應以液泡的運動作為參照物。(

)(4)制作細胞的有絲分裂裝片時,洋蔥根尖解離后直接用甲紫溶液染色。(

)(5)酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸的產物都能用酸性重鉻酸鉀溶液來檢測。(

)×××××2.判斷有關模擬調查類實驗與探究性實驗說法的正誤。(1)檢測酵母菌培養過程中是否產生CO2可判斷其呼吸方式。(

)(2)“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗,低溫處理的目的是阻斷洋蔥根尖細胞的DNA復制。(

)(3)探究酵母菌種群數量變化,應設空白對照排除無關變量的干擾。(

)×××3.判斷有關生物科學史中的實驗方法與技術說法的正誤。(1)恩格爾曼利用衣藻和需氧細菌證明光合作用釋放氧氣和需要光。(

)(2)艾弗里通過體外轉化實驗證明DNA是遺傳物質。(

)(3)噬菌體侵染細菌實驗用到的特征元素是14C。(

)(4)沃泰默揭示了胰腺分泌的促胰液素只受神經調節。(

)(5)溫特實驗證明了生長素在尖端發生橫向運輸。(

)(6)首例具有生物活性的結晶牛胰島素的人工合成是由我國科學家完成的。(

)(7)使用普通光學顯微鏡不能觀察到洋蔥鱗片葉表皮細胞膜的暗—亮—暗三層結構。(

)×√×××√√長句表達1.在探究酵母菌無氧呼吸時,應將酵母菌培養時間適當延長以耗盡溶液中葡萄糖的原因是

。

提示

葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發生類似的顏色反應2.綠葉中色素的提取和分離的原理分別是

。

提示

色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中;四種色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,反之則慢3.選擇淀粉和淀粉酶探究溫度影響酶的活性時,檢測底物是否被分解的試劑宜選碘液還是斐林試劑?說明理由:

。

提示

碘液。因為用斐林試劑檢測時需水浴加熱,而該實驗中需嚴格控制溫度4.若用適宜濃度的KNO3溶液觀察質壁分離與復原實驗,結果會發生質壁分離與復原嗎?請說明理由。提示

會。開始時外界溶液濃度較大,細胞發生質壁分離;細胞主動吸收K+和

后,隨著細胞液濃度增大,質壁分離后又會自動復原5.不能對細胞有絲分裂過程進行連續觀察的原因是

;找到細胞分裂各個時期的細胞的方法是

。

提示

解離過程中細胞已經死亡,觀察到的只是一個固定時期

不斷移動裝片,在不同的視野中尋找6.在“探索生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度”實驗前,先做一個預實驗的原因是

。

提示

為進一步的實驗摸索條件,檢驗實驗設計的科學性和可行性考點1教材基礎實驗串聯整合——明要點1.教材基礎實驗分類歸攏(1)比較四個顯微觀察類實驗①對比分析實驗名稱觀察方式觀察對象細胞狀態染色劑常用實驗材料觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂染色觀察染色體

溶液(或醋酸洋紅液)

低溫誘導植物細胞染色體數目的變化染色體死

染液

洋蔥根尖死甲紫洋蔥根尖甲紫實驗名稱觀察方式觀察對象細胞狀態染色劑常用實驗材料用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動原色觀察葉綠體

無菠菜葉(稍帶些葉肉的下表皮)、蘚類的小葉觀察植物細胞的質壁分離與復原紫色大液泡

成熟植物細胞,如紫色洋蔥

細胞

活活鱗片葉外表皮②實驗操作一般流程

(2)歸納比較六個檢測類實驗①對比分析實驗名稱試劑顏色生物材料備注淀粉的檢測碘液藍色脫色的葉片—還原糖的檢測

沉淀

蘋果或梨勻漿等現配現用、水浴加熱脂肪的檢測蘇丹Ⅲ染液

色

花生種子切片需用高倍鏡觀察蛋白質的檢測

豆漿、雞蛋清稀釋液等先加A液,后加B液,搖勻使用斐林試劑磚紅色橘黃雙縮脲試劑紫色實驗名稱試劑顏色生物材料備注綠葉中色素的提取和分離提取液:

;分離液:

胡蘿卜素:___________葉黃素:黃色

葉綠素a:

葉綠素b:黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅是為了

;加入碳酸鈣可防止在研磨中

DNA的粗提取與鑒定2mol/L的NaCl溶液、體積分數為95%的冷酒精、二苯胺

雞血細胞等需沸水浴加熱無水乙醇層析液橙黃色藍綠色研磨得更充分色素被破壞藍色②實驗操作的一般流程

(3)四個調查類實驗①對比分析標記重捕法樣方法取樣器取樣法目測估計法抽樣檢測法②實驗操作的一般流程

2.歸納概括酒精在教材實驗中的作用

無水乙醇70%分層演練——拿高分角度1借助實驗材料、試劑或藥品的選擇,考查科學探究能力練真題·明考向1.(2023·浙江卷)為篩選觀察有絲分裂的合適材料,某研究小組選用不同植物的根尖,制作并觀察根尖細胞的臨時裝片。下列關于選材依據的敘述,不合理的是(

)A.選用易獲取且易大量生根的材料B.選用染色體數目少易觀察的材料C.選用解離時間短分散性好的材料D.選用分裂間期細胞占比高的材料D解析

易大量生根的材料,其根尖分生區的細胞分裂能力較強,A項合理。選用染色體數目少易觀察的材料有利于觀察有絲分裂每一個時期的染色體數目變化,B項合理。選用解離時間短分散性好的材料有利于細胞的分散,便于觀察,C項合理。分裂間期細胞占比高,則處于分裂期的細胞占比低,不利于觀察細胞的有絲分裂,D項不合理。2.(2022·遼寧卷)選用合適的實驗材料對生物科學研究至關重要。下表對教材中相關研究的敘述,錯誤的是(

)選項實驗材料生物學研究A小球藻卡爾文循環B肺炎鏈球菌DNA半保留復制C槍烏賊動作電位原理DT2噬菌體DNA是遺傳物質B解析

科學家利用小球藻、運用同位素標記法研究卡爾文循環,A項正確;科學家通過培養大腸桿菌,探究DNA半保留復制方式,運用了同位素標記法和密度梯度離心法,B項錯誤;科學家以槍烏賊離體粗大的神經纖維為實驗材料,研究動作電位原理,C項正確;赫爾希和蔡斯利用同位素標記法,分別用35S或32P標記的噬菌體進行噬菌體侵染細菌的實驗,證明DNA是遺傳物質,D項正確。角度拓展

(1)鑒別細胞的死活時,臺盼藍能將代謝旺盛的動物細胞染成藍色。[2021·全國卷乙](

)(2)觀察植物細胞吸水和失水時,可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮。[2021·全國卷乙](

)(3)利用與雙縮脲試劑發生顏色變化的反應來鑒定蛋白質。[2021·北京卷](

)(4)利用不同物質在酒精溶液中溶解性的差異粗提DNA。[2021·北京卷](

)×√√√練模擬·提能力3.(2023·湖南聯考三模)在生物學實驗中選擇恰當的實驗材料及試劑是實驗成功的關鍵,下列高中生物教材實驗中,所使用的試劑或材料錯誤的是(

)選項實驗名稱試劑或材料目的或原因A綠葉中色素的提取和分離無水乙醇提取綠葉中的色素并分離B探究植物細胞的吸水與失水黑藻葉片黑藻葉片有大液泡和葉綠體C觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂甲紫溶液堿性染料,使染色體著色D探究溫度對淀粉酶活性的影響碘液檢測淀粉是否被分解A解析

綠葉中色素的提取所使用的試劑是無水乙醇,色素的分離所使用的試劑是層析液,A項錯誤;黑藻葉片葉肉細胞有大液泡及綠色的葉綠體,可用于觀察植物細胞的質壁分離和復原,B項正確;甲紫溶液為堿性染料,可使染色體著色,C項正確;探究溫度對淀粉酶活性的影響可用碘液檢測淀粉是否被分解,D項正確。4.(2023·廣東二模)下列關于實驗中顏色的敘述,正確的是(

)A.在新鮮的梨汁中加入斐林試劑,混勻后會生成磚紅色沉淀B.將酸性重鉻酸鉀溶液加入密封的酵母菌培養液中,溶液顏色由藍變綠再變黃C.用紙層析法分離綠葉中的色素時,濾紙條最上方的顏色為橙黃色D.將二苯胺試劑加入溶解有DNA的溶液后,呈現藍色C解析

斐林試劑檢測還原糖,混勻后需要水浴加熱才會生成磚紅色沉淀,A項錯誤;酸性重鉻酸鉀溶液用于檢測酒精,顏色由橙色變為灰綠色,B項錯誤;用紙層析法分離綠葉中的色素時,濾紙條最上方的色素為胡蘿卜素,顏色為橙黃色,C項正確;將二苯胺試劑加入溶解有DNA的溶液后,需要沸水浴加熱后才會呈現藍色,D項錯誤。角度2圍繞實驗原理及操作過程,考查科學探究能力練真題·明考向5.(2023·廣東卷)某研學小組參加勞動實踐,在校園試驗田扦插繁殖藥用植物兩面針種苗。下列做法正確的是(

)A.插條只能保留1個芽以避免養分競爭B.插條均應剪去多數葉片以避免蒸騰作用過度C.插條的不同處理方法均應避免使用較高濃度NAAD.插條均須在黑暗條件下培養以避免光抑制生根B解析

插條一般需要保留3~4個芽,A項錯誤。將插條多數葉片剪去可降低蒸騰作用,減少水分的散失,B項正確。如果NAA濃度過高可采用沾蘸法,濃度較低時可采用浸泡法,C項錯誤。插條需要在弱光條件下培養,既能降低插條的蒸騰作用,又可使其進行光合作用,D項錯誤。6.(2023·廣東卷)“DNA粗提取與鑒定”實驗的基本過程是:裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是(

)A.裂解:使細胞破裂釋放出DNA等物質B.分離:可去除混合物中的多糖、蛋白質等C.沉淀:可反復多次以提高DNA的純度D.鑒定:加入二苯胺試劑后即呈現藍色D解析

細胞破裂后才能釋放出其中的DNA,A項正確。分離的目的是將混合物中的一些非DNA雜質去除,例如多糖和蛋白質,B項正確。通過反復沉淀可以去除雜質,提高DNA的純度,C項正確。鑒定DNA時,加入二苯胺后需要沸水浴加熱,D項錯誤。角度拓展

(1)在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中,通氣前必須用NaOH去除空氣中的CO2。[2021·福建卷](

)(2)在“培養液中酵母菌種群數量的變化”實驗中,可用濾紙在蓋玻片另一側吸引培養液進入計數室。[2021·福建卷](

)(3)在檢測生物組織中的還原糖實驗中,在待測液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。[2021·湖南卷](

)√××練模擬·提能力7.通過圖甲、圖乙兩組裝置探究酵母菌細胞的呼吸方式。取20g新鮮的食用酵母菌,均分為兩份,分別放入錐形瓶A(500mL)和錐形瓶B(500mL)中,再分別向瓶中注入5%的葡萄糖溶液,實驗裝置置于25~35℃的環境中培養8~10h。下列分析錯誤的是(

)A.甲、乙兩組為對比實驗,實驗結果事先都是已知的B.適當增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量,不會影響實驗結果C.若環境溫度低于25℃,可適當延長培養時間,不會影響實驗結果D.若通過檢測酒精的產生確定酵母菌的呼吸方式,乙組的B瓶中酵母菌的培養時間應適當延長A解析

圖甲為有氧呼吸組,圖乙為無氧呼吸組,甲、乙兩組為對比實驗,實驗結果事先可以預測,但不都是已知的,A項錯誤;適當增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量,不會影響酵母菌的細胞呼吸類型,因此不會影響實驗結果,B項正確;若環境溫度低于25

℃,酶的活性相對較低,此時可適當延長培養時間,但不會影響實驗結果,C項正確;由于酵母菌只在無氧呼吸時才產生酒精,因此若通過檢測酒精的產生確定酵母菌的呼吸方式,應將酵母菌的培養時間適當延長(消耗瓶內的氧氣,使酵母菌進行無氧呼吸),D項正確。考點2教材中涉及的研究方法和技術串聯整合——明要點1.教材涉及的科學史匯總科學研究階段科學史“細胞學說”的建立①羅伯特·胡克——細胞的發現者和命名者②列文虎克——用自制顯微鏡觀察細胞③施萊登和施旺——建立“細胞學說”④魏爾肖——總結出細胞通過分裂產生新細胞流動鑲嵌模型的建立過程①歐文頓——用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行實驗——細胞膜是由脂質組成的②羅伯特森——電鏡下觀察細胞膜看到暗—亮—暗的三層結構,將細胞膜描述為靜態的統一結構③辛格和尼科爾森——提出細胞膜的流動鑲嵌模型科學研究階段科學史酶的發現過程①巴斯德——釀酒中的發酵是由酵母菌細胞的存在所致(無活細胞參與,糖類不可能變成酒精)②畢希納——將酵母菌細胞中引起發酵的物質稱為釀酶③薩姆納——提取出脲酶并證明脲酶是蛋白質④切赫和奧爾特曼——發現少數RNA也具有生物催化功能光合作用的發現過程①恩格爾曼——用水綿和需氧細菌證明光合作用釋放O2及光合作用需要光②魯賓和卡門——用18O分別標記H2O和CO2,證明光合作用釋放的O2來自H2O③卡爾文——用14C標記CO2,探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑,即卡爾文循環:14CO2→14C3→(14CH2O)科學研究階段科學史遺傳規律的發現史①孟德爾——用豌豆作為遺傳材料,利用假說—演繹法提出遺傳的兩條基本規律,即分離定律和自由組合定律(關注孟德爾成功的原因)②薩頓——用類比推理法提出基因在染色體上③摩爾根——用假說—演繹法證明基因在染色體上(用白眼雄果蠅作為遺傳材料)科學研究階段科學史遺傳本質的發現史①格里菲思——通過肺炎鏈球菌的體內轉化實驗證明加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉化因子”②艾弗里——通過肺炎鏈球菌的體外轉化實驗證明肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNA而不是蛋白質(轉化因子為DNA)③赫爾希和蔡斯——用同位素標記法(32P、35S)分別標記噬菌體,證明噬菌體的遺傳物質是DNA④威爾金斯和富蘭克林——DNA衍射圖譜⑤查哥夫——腺嘌呤(A)的量=胸腺嘧啶(T)的量,胞嘧啶(C)的量=鳥嘌呤(G)的量⑥沃森和克里克——構建DNA雙螺旋結構模型,克里克還提出中心法則:

科學研究階段科學史生物進化的發現史①拉馬克——提出進化學說(中心思想:用進廢退、獲得性遺傳)②達爾文——自然選擇學說(四個要點:過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存)動物生命活動調節機制的發現史①貝爾納——內環境的穩定是生命能獨立和自由存在的首要條件,內環境保持穩定主要依賴神經系統的調節②坎農——提出穩態的概念③沃泰默——促胰液素分泌只受神經調節④斯他林和貝利斯——促胰液素可存在“化學調節”(并命名該調節物為“激素”)⑤巴甫洛夫——建立了條件反射學說,但對失去促胰液素的發現深表遺憾科學研究階段科學史植物生長素的發現史①達爾文——植物向光性實驗,驗證金絲雀

草胚芽鞘感光部位在尖端,尖端可向下面的伸長區傳遞某種“影響”,造成單側光下背光面比向光面生長快②鮑森·詹森——胚芽鞘尖端產生的“影響”可透過瓊脂片傳遞給下部③拜爾——胚芽鞘的彎曲生長是由尖端產生的影響在其下部分布不均勻造成的④溫特——胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學物質引起的(并將該物質命名為“生長素”)生態學的發現史①高斯——證明大小兩個種的草履蟲間存在著競爭關系②林德曼——對賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析,發現能量流動的兩大特點:單向流動,逐級遞減2.歸納概括常用實驗的方法技術

歸納法細胞學說的建立(不完全歸納法)紙層析法①綠葉中色素的分離②胡蘿卜素的鑒定離心法①差速離心法(分離各種細胞器)②密度梯度離心法(證明DNA進行半保留復制)建構模型法①物理模型(如建構細胞膜流動鑲嵌模型、DNA雙螺旋結構模型)②數學模型(如建構種群數量增長模型)③概念模型(如建構光合作用、細胞呼吸的過程模型)對比實驗法①探究酵母菌細胞呼吸的方式②探究生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度③探究酶活性的最適溫度和最適pH④比較清水、緩沖液、體液對pH變化的調節作用種群密度的調查方法①樣方法②標記重捕法③抽樣檢測法類比推理法①薩頓用類比推理法提出基因在染色體上的假說②模擬探究細胞大小與物質運輸的關系假說—演繹法①孟德爾兩大遺傳規律的提出②摩爾根的果蠅雜交實驗③DNA半保留復制方式的證明熒光標記法小鼠細胞和人細胞融合實驗同位素標記法①分泌蛋白的合成和運輸(3H標記亮氨酸)②光合作用的探究歷程:a.卡爾文循環(14C標記CO2);b.魯賓和卡門證明光合作用放出的氧氣完全來自水(18O分別標記H2O和CO2)③噬菌體侵染細菌的實驗(35S和32P分別標記噬菌體的蛋白質外殼和DNA)④DNA半保留復制的實驗證據(15N標記NH4Cl)分層演練——拿高分角度1圍繞生物科學史,考查科學思維練真題·明考向1.(2023·廣東卷)科學理論隨人類認知的深入會不斷被修正和補充,下列敘述錯誤的是(

)A.新細胞產生方式的發現是對細胞學說的修正B.自然選擇學說的提出是對共同由來學說的修正C.RNA逆轉錄現象的發現是對中心法則的補充D.具催化功能RNA的發現是對酶化學本質認識的補充B解析

魏爾肖對細胞學說的修正:細胞通過分裂產生新細胞,A項正確。達爾文的生物進化論主要包括共同由來學說和自然選擇學說,共同由來學說為自然選擇學說提供了基礎,B項錯誤。逆轉錄現象和RNA的自我復制現象是對中心法則的補充,C項正確。在發現RNA具有催化作用之前,人們認為酶都是蛋白質,所以發現RNA具有催化功能是對酶的化學本質認識的補充,D項正確。2.(2021·福建卷)生物科學史蘊含科學研究的思路和方法,下列科學史實驗與結論不相符的敘述是(

)選項科學史實驗結論A用傘形帽和菊花形帽傘藻進行嫁接和核移植實驗傘藻的帽形建成主要與細胞核有關B綠葉暗處理后,一半遮光,另一半曝光,碘蒸氣處理后觀察葉片顏色變化淀粉是光合作用的產物C不同顏色熒光染料標記人和小鼠的細胞膜蛋白進行細胞融合實驗細胞膜具有流動性D將狗的小腸黏膜和稀鹽酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的靜脈,檢測胰液分泌情況胰液分泌是神經調節的結果D解析

用傘形帽和菊花形帽傘藻進行嫁接和核移植實驗,實驗結果說明傘藻帽的形狀與細胞核有關,說明傘藻的帽形建成主要與細胞核有關,A項不符合題意;設置對照實驗,遮光和不遮光的葉片形成對照,實驗結果為遮光部分不變藍,曝光部分變藍,說明淀粉是光合作用的產物,B項不符合題意;科學家通過熒光標記的人鼠細胞融合實驗,證明細胞膜具有流動性,C項不符合題意;將狗的小腸黏膜和稀鹽酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的靜脈,檢測胰液分泌情況,因本實驗中小腸黏膜神經被徹底破壞,最終卻有胰液的分泌,故可說明胰液分泌不是神經調節的結果,D項符合題意。練模擬·提能力3.下列關于生命科學發展過程中重大研究成果的敘述,其中研究方法最相近的一組是(

)①溫特證明了胚芽鞘的尖端存在某種物質可促進生長②孟德爾通過豌豆雜交實驗揭示了基因的分離定律③摩爾根等人用果蠅為材料研究證明了“基因位于染色體上”

④林德曼發現生態系統中能量流動的特點A.①和②

B.③和④C.①和④ D.②和③D解析

①溫特利用對比實驗法證明了胚芽鞘的尖端存在某種物質可促進生長;②孟德爾利用假說—演繹法,通過豌豆雜交實驗揭示了基因的分離定律;③摩爾根等人利用假說—演繹法,用果蠅為材料研究證明了“基因位于染色體上”;④林德曼利用構建模型法發現生態系統中能量流動的特點。綜上所述,D項正確。角度2圍繞研究方法與技術,考查科學探究練真題·明考向4.(2023·天津卷)下列生物實驗探究中運用的原理,前后不一致的是(

)A.建立物理模型研究DNA結構——研究減數分裂染色體變化B.運用同位素標記法研究卡爾文循環——研究酵母菌呼吸方式C.運用減法原理研究遺傳物質——研究抗生素對細菌的選擇作用D.孟德爾用假說—演繹法驗證分離定律——摩爾根研究伴性遺傳B解析

模型是人們為了某種特定的目的而對認識對象所做的一種簡化的概括性的描述,研究DNA結構時構建了DNA雙螺旋的物理模型,研究減數分裂時可通過橡皮泥等工具進行物理模型的構建,A項不符合題意;卡爾文循環用14C進行標記探究,但探究酵母菌呼吸方式時用的是對比實驗法,分別設置有氧和無氧組進行探究,不涉及同位素標記,B項符合題意;在探究DNA是遺傳物質的實驗中,肺炎鏈球菌的體外轉化實驗中用對應的酶去除相應物質,觀察其作用,用到了減法原理,研究抗生素對細菌的選擇作用時,通過去除抗生素后進行觀察,用到了減法原理,C項不符合題意;孟德爾驗證分離定律和摩爾根研究伴性遺傳都用到了假說—演繹法,D項不符合題意。練模擬·提能力5.科學探究思維和方法是生物學研究和發展的重要保障。下列關于科學探究思維和方法的敘述,錯誤的是(

)A.建構模型——人體血糖平衡調節B.熒光標記法——基因在染色體上呈線性排列C.對比實驗——探究酵母菌細胞呼吸方式D.目測估計法——青蒿種群密度的調查方法D解析

可以建構不同條件下(如饑餓、飯后等)血糖調節的模型,來研究胰島素和胰高血糖素對血糖的調節作用,A項正確;現代生物學用熒光標記法觀察到基因在染色體上呈線性排列,B項正確;使用不同的條件(如有氧和無氧)對比,探究酵母菌細胞呼吸方式為有氧呼吸還是無氧呼吸,C項正確;目測估計法是調查土壤小動物類群的豐富度時常用的計數方法,而調查青蒿的種群密度采用樣方法,D項錯誤。6.下列有關生物學實驗的科學研究方法的敘述,錯誤的是(

)A.抽樣檢測法可用于調查培養液中某些單細胞生物的種群密度B.預實驗不需要設置空白對照組,其目的是避免實驗的盲目性C.紙層析法分離色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同D.利用實物建構的真核細胞的三維結構模型屬于物理模型B解析

抽樣檢測法可用于調查培養液中某些單細胞生物的種群密度,如探究酵母菌種群數量的動態變化的實驗中就采用了該方法,A項正確;預實驗需要設置空白對照組,其目的是進一步摸索實驗條件,檢測實驗的科學性和可行性,也可避免實驗的盲目性,B項錯誤;用紙層析法分離色素,濾紙條上的色素帶自上而下依次是: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),這說明各種色素在層析液中的溶解度不同,因而在濾紙上擴散的速度不同,進而實現了各種色素的分離,C項正確;物理模型是可以模擬物理對象的較小或更大的復制品,利用實物建構的真核細胞的三維結構模型屬于物理模型,D項正確。考點3探究實驗的設計、分析及評價串聯整合——明要點1.牢固掌握實驗設計的程序2.描述實驗設計步驟的“四步曲”等量隨機性單一相同3.實驗思路與實驗步驟書寫技巧的比較

4.“五看法”評價實驗設計的方案

分層演練——拿高分角度1借助實驗思路與實驗步驟的書寫,考查語言表達能力練真題·明考向1.(2023·廣東卷)神經肌肉接頭是神經控制骨骼肌收縮的關鍵結構,其形成機制見下圖。神經末梢釋放的蛋白A與肌細胞膜蛋白Ⅰ結合形成復合物,該復合物與膜蛋白M結合觸發肌細胞內信號轉導,使神經遞質乙酰膽堿(ACh)的受體(AChR)在突觸后膜成簇組裝,最終形成成熟的神經肌肉接頭。回答下列問題。(1)興奮傳至神經末梢,神經肌肉接頭突觸前膜

內流,隨后Ca2+內流使神經遞質ACh以

的方式釋放,ACh結合AChR使骨骼肌細胞興奮,產生收縮效應。

(2)重癥肌無力是一種神經肌肉接頭功能異常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗體結合方法檢測患者AChR抗體,大部分呈陽性,少部分呈陰性。為何AChR抗體陰性患者仍表現出肌無力癥狀?為探究該問題,研究者作出假設并進行探究。Na+胞吐①假設一:此類型患者AChR基因突變,不能產生

,使神經肌肉接頭功能喪失,導致肌無力。

為驗證該假設,以健康人為對照,檢測患者AChR基因,結果顯示基因未突變,在此基礎上作出假設二。②假設二:此類型患者存在

的抗體,造成

,從而不能形成成熟的神經肌肉接頭,導致肌無力。

A不能與肌細胞膜蛋白Ⅰ結合形成復合物,從而無法與膜蛋白M結合觸發肌細胞內信號轉導,使AChR不能在突觸后膜成簇組裝為驗證該假設,以健康人為對照,對此類型患者進行抗體檢測,抗體檢測結果符合預期。AChRA③若想采用實驗動物驗證假設二提出的致病機制,你的研究思路是

。將患病動物隨機分為甲、乙兩組,甲組動物定期肌肉注射過量蛋白A,乙組動物注射等量生理鹽水,一段時間后,甲組肌無力癥狀有所緩解,乙組無變化解析

(1)動作電位產生的離子基礎是Na+內流,興奮以電信號的形式傳至神經末梢后,突觸前膜Na+內流產生興奮,隨后Ca2+內流使神經遞質ACh以胞吐的形式釋放至突觸間隙,與突觸后膜上的AChR結合,使骨骼肌細胞興奮,產生收縮效應。(2)自身免疫病是自身產生的抗體攻擊正常的組織結構,造成損傷導致功能異常。AChR抗體陽性患者是抗體攻擊AChR所致,AChR抗體陰性患者體內不存在攻擊AChR的抗體,可能是其體內沒有AChR,也可能是AChR不能在突觸后膜成簇組裝,不能形成成熟的神經肌肉接頭等。①若患者AChR基因突變,不能合成AChR,也就不能在突觸后膜成簇組裝,從而使神經肌肉接頭功能喪失,導致肌無力。②若患者AChR基因未突變,即能合成AChR,但又不能形成成熟的神經肌肉接頭,很可能是存在A抗體,造成A不能與肌細胞膜蛋白Ⅰ結合形成復合物,從而無法與膜蛋白M結合觸發肌細胞內信號轉導,使AChR不能在突觸后膜成簇組裝。③若通過動物實驗進行驗證,即患病動物蛋白A的抗體與蛋白A結合,阻斷了信號轉導,使AChR不能在突觸后膜成簇組裝。則不能重復②中的實驗,應注射過量的蛋白A以中和相應抗體,促進AChR在突觸后膜成簇組裝。練模擬·提能力2.(2023·山東煙臺一模)類風濕性關節炎(RA)是因免疫炎癥反應引起關節受損,從而導致關節功能障礙的一種疾病。糖皮質激素(GC)屬于腎上腺皮質激素,正常機體通過下圖所示的途徑調節GC的分泌。(1)下丘腦通過垂體調節腎上腺皮質分泌糖皮質激素的體液調節方式為

。推測血漿中糖皮質激素濃度大于促腎上腺皮質激素的原因是

。

(2)GC具有免疫抑制作用,是治療RA的藥物之一。長期大劑量使用GC會導致腎上腺皮質功能衰退,原因是_______________________________________________________________________________________________________;有效的解決方案是

。

分級調節分級調節能放大激素的調節效應RA患者長期大劑量使用GC,會抑制下丘腦和垂體的分泌,使CRH、ACTH含量減少,導致患者腎上腺皮質分泌功能減退在治療過程中間斷補充ACTH(3)研究發現,中藥姜黃提取物姜黃素對RA的干預效果較好。請設計實驗驗證姜黃素對RA的干預效果。實驗材料及用具:體重相同的大鼠若干只、注射器、生理鹽水、弗氏完全佐劑(細胞免疫刺激劑,注入哺乳動物皮下之后,會產生炎癥和疼痛)、姜黃素等。實驗思路:

。

將體重相同的大鼠隨機分為正常對照組、實驗組。先進行前期處理,正常對照組注射生理鹽水;實驗組注射弗氏完全佐劑。一段時間后進行后期處理,正常對照組注射生理鹽水;實驗組中一組注射生理鹽水,另一組注射姜黃素實驗現象:

。

前期處理后,正常對照組關節不腫脹,實驗組關節腫脹。后期處理后,正常對照組關節不腫脹;實驗組中注射生理鹽水的一組關節腫脹,注射姜黃素的一組關節腫脹消失解析

(1)下丘腦釋放的促腎上腺皮質激素釋放激素作用于垂體,促進促腎上腺皮質激素(ACTH)的釋放。腎上腺皮質在ACTH的作用下合成糖皮質激素,糖皮質激素的分泌量達到一定的程度可以抑制下丘腦和垂體的活動,糖皮質激素的分泌存在分級調節和反饋調節。通過分級調節的放大效應,血漿中糖皮質激素的濃度大于促腎上腺皮質激素。(2)RA患者長期大劑量使用GC,會抑制下丘腦和垂體的分泌,使CRH、ACTH含量減少,導致患者腎上腺皮質分泌功能減退。在治療過程中間斷補充ACTH,可解決患者腎上腺皮質分泌功能減退的問題。(3)探索中藥姜黃提取物姜黃素對RA的干預效果,實驗的自變量是是否注射姜黃素。實驗需要遵循單一變量原則和對照性原則。因此正常對照組注射生理鹽水,而實驗組注射等量的弗氏完全佐劑。實驗設計如下:實驗思路:將體重相同的大鼠隨機分為正常對照組、實驗組。先進行前期處理,正常對照組注射生理鹽水;實驗組注射弗氏完全佐劑。一段時間后進行后期處理,正常對照組注射生理鹽水;實驗組中一組注射生理鹽水,另一組注射姜黃素。實驗現象:前期處理后,正常對照組關節不腫脹,實驗組關節腫脹。后期處理后,正常對照組關節不腫脹;實驗組中注射生理鹽水的一組關節腫脹,注射姜黃素的一組關節腫脹消失。角度2

圍繞準確表達實驗結果和實驗結論,考查實驗探究能力練真題·明考向3.(2023·湖北卷)乙烯(C2H4)是一種植物激素,對植物的生長發育起重要作用。為研究乙烯的作用機制,進行了如下三個實驗。【實驗一】

乙烯處理植物葉片2小時后,發現該植物基因組中有2689個基因的表達水平升高,2374個基因的表達水平下降。【實驗二】

某一穩定遺傳的植物突變體甲,失去了對乙烯作用的響應(乙烯不敏感型)。將該突變體與野生型植株雜交,F1植株表型為乙烯不敏感。F1自交產生的F2植株中,乙烯不敏感型與敏感型的植株比例為9∶7。【實驗三】

科學家發現基因A與植物對乙烯的響應有關,該基因編碼一種膜蛋白,推測該蛋白能與乙烯結合。為驗證該推測,研究者先構建含基因A的表達載體,將其轉入酵母菌中,篩選出成功表達蛋白A的酵母菌,用放射性同位素14C標記乙烯(14C2H4),再分為對照組和實驗組進行實驗,其中實驗組是用不同濃度的14C2H4與表達有蛋白A的酵母菌混合6小時,通過離心分離酵母菌,再檢測酵母菌結合14C2H4的量。結果如圖所示。回答下列問題。(1)實驗一中基因表達水平的變化可通過分析葉肉細胞中的

(填“DNA”或“mRNA”)含量得出。

(2)實驗二F2植株出現不敏感型與敏感型比例為9∶7的原因是__________________________________________________________________________________。

(3)實驗三的對照組為:用不同濃度的14C2H4與

混合6小時,通過離心分離酵母菌,再檢測酵母菌結合14C2H4的量。

(4)實驗三中隨著14C2H4相對濃度的升高,實驗組曲線上升趨勢變緩的原因是

。

(5)實驗三的結論是

。

mRNA控制對乙烯敏感度的基因有兩對,這兩對基因獨立遺傳,遵循基因的自由組合定律不表達蛋白A的酵母菌導入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A數量有限

基因A與植物對乙烯的響應有關解析

(1)基因表達包含轉錄和翻譯兩個過程,轉錄的產物是mRNA,mRNA也是翻譯的模板,所以分析葉肉細胞中的mRNA含量可知道實驗一中基因表達水平的變化,而該植物所有細胞均來自同一個受精卵,故所有細胞中核DNA在非分裂進程中應完全一致。(2)將突變體甲與野生型植株雜交,得到F1,F1自交產生的F2植株中,乙烯不敏感型與敏感型的植株比例為9∶7,是9∶3∶3∶1的變式,說明控制乙烯敏感度的基因有兩對,并且這兩對基因的遺傳符合基因的自由組合定律。(3)該實驗的目的是通過基因A控制合成的蛋白質能與乙烯結合,證明基因A與植物對乙烯的響應有關,自變量是有無蛋白A,實驗組是表達有蛋白A的酵母菌,對照組則是不表達蛋白A的酵母菌。(4)分析曲線,橫坐標是14C2H4濃度的相對值,縱坐標是酵母菌結合14C2H4的量,酵母菌是通過合成蛋白A與14C2H4結合的,故實驗組的曲線上升趨勢變緩,可能是因為該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達,導入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A數量有限。(5)本實驗是通過基因A控制合成的蛋白質能與乙烯結合,證明基因A與植物對乙烯的響應有關,故實驗結論是基因A與植物對乙烯的響應有關。角度3

借助實驗方案和實驗步驟的評價和完善,考查實驗探究能力練真題·明考向4.(2022·湖南卷)當內外環境變化使體溫波動時,皮膚及機體內部的溫度感受器將信息傳入體溫調節中樞,通過產熱和散熱反應,維持體溫相對穩定。回答下列問題。(1)炎熱環境下,機體通過體溫調節增加散熱。寫出皮膚增加散熱的兩種方式:

。

(2)機體產熱和散熱達到平衡時的溫度即體溫調定點,生理狀態下人體調定點為37℃。病原體感染后,機體體溫升高并穩定在38.5℃時,與正常狀態相比,調定