1、专题强化练(十七)实验设计与探究时间:45分钟一、选择题1.(2019福建龙海二中月考)某生物小组用某种酶进行了实验,有关实验的结果如图所示,下列说法正确的是()A.本实验研究的酶有麦芽糖酶和蔗糖酶B.三组实验能够证明酶具有专一性、高效性和温和性C.通过实验可以证明该种酶活性最大时的条件接近30 、pH=7D.在pH=5或温度为20 的情况下该酶活性下降的原因相同答案C解析根据图丙,麦芽糖的量逐渐减少可知本实验研究的酶是麦芽糖酶,A项错误;三组实验能够证明酶具有专一性以及酶的活性受温度和pH的影响,不能证明酶具有高效性,B项错误;据图甲和图乙分析,该酶在温度为30 、pH=7时活性较高,C项正
2、确;在pH=5时,该酶活性下降的原因是酶的结构被破坏,酶的活性降低;而在温度为20 的情况下,酶的活性降低但酶的结构没有破坏,D项错误。2.(2019青海模拟)下列关于探究酶特性的实验叙述中,正确的是()A.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物B.若探究过氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择斐林试剂对实验结果进行检测D.若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性,可用碘液对实验结果进行检测答案B解析因为过氧化氢的分解受温度影响,所以探究温度对酶活性的影响,不能选择过氧化氢溶液为底物,A项错误;酶的高效性是和无机催化剂相比而言的,因此探究过
3、氧化氢酶的高效性,可选择无机催化剂作为对照,B项正确;探究温度对淀粉酶活性的影响,自变量是不同的温度,而斐林试剂使用时需水浴加热,会对实验结果造成干扰,C项错误;蔗糖水解前后均不与碘液反应,因而无法用碘液证明淀粉酶是否可催化蔗糖水解,D项错误。3.(2019广西桂林3月联考)为探究生长调节物质CFM对IAA的极性运输是否有抑制作用,取豌豆幼苗茎切段进行实验,实验组设计如图所示。下列叙述错误的是()A.对照组的羊毛脂中应不含CFMB.对照组豌豆幼苗茎切段形态学上端应朝下C.本实验可用放射性同位素标记IAA作为测试指标D.若图中受体中IAA含量明显低于对照组,则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作
4、用答案B解析实验要遵循对照原则,该实验的自变量是生长调节物质CFM的有无,因此对照组的羊毛脂中应不含CFM,A项正确。实验过程除了自变量遵循单一变量外,其他的无关变量应该适宜且相同,因此对照组豌豆幼苗茎切段放置应该与实验组相同,B项错误。本实验可用放射性同位素标记IAA作为测试指标,根据受体中的放射性多少进行说明,C项正确。与对照组相比,若图中受体中IAA含量明显低于对照组,则说明CFM对IAA的极性运输有抑制作用,D项正确。4.(2019浙江4月选考,10)为研究酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示:步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3 mL3 mL2加入马铃薯匀浆少许3加入
5、二氧化锰少许4检测据此分析,下列叙述错误的是()A.实验的可变因素是催化剂的种类B.可用产生气泡的速率作检测指标C.该实验能说明酶的作用具有高效性D.不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验答案D解析由表可知,该实验的自变量是催化剂的种类,A项正确;二氧化锰和马铃薯匀浆都可催化过氧化氢的分解,因此可用产生气泡的速率作检测指标,B项正确;马铃薯匀浆中含有生物催化剂,催化效率比无机催化剂二氧化锰更强,可说明酶的作用具有高效性,C项正确;鸡肝匀浆中也含有过氧化氢酶,因此可用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验,D项错误。5.(2019吉林省吉林市三模)下列有关生物学实验的叙述,不正确的是()A.观察植物细胞的
6、质壁分离及其复原的实验中,为遵循对照原则需设置空白对照B.观察DNA、RNA在细胞中的分布实验,可选洋葱鳞片叶内表皮细胞做材料C.提取绿叶中色素和检测花生子叶切片中脂肪时均需酒精,但使用目的不同D.观察线粒体和叶绿体的形态和分布时,要确保被观察细胞保持生活状态答案A解析观察植物细胞的质壁分离及其复原的实验中,先后用低倍显微镜观察三次,形成自身前后对照,A项错误;观察DNA和RNA在细胞中的分布实验,可以选用洋葱鳞片叶内表皮细胞做实验材料,因洋葱鳞片叶内表皮无色,不存在颜色干扰,B项正确;色素的提取和分离实验中,无水乙醇用来溶解色素,在鉴定脂肪时,染色后需用酒精洗去浮色,使染色效果更好,C项正确
7、;观察线粒体和叶绿体的形态和分布需保持活细胞状态,细胞死去后叶绿体和线粒体失去正常形态,D项正确。6.(2019江苏南通高三模拟)生物实验中常用到对照,以下实验对照设置正确的是()A.研究温度对淀粉酶活性的影响分别在0 、20 、40 、60 、80 和100 条件下进行B.研究细胞核的功能时,把蝾螈的受精卵横缢成两部分,每部分各含有一半的细胞核C.研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢影响,分别给不同组小鼠注射蒸馏水和甲状腺激素溶液D.研究低温对不同植物染色体数目影响,分别将植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低温处理答案A解析研究温度对淀粉酶活性的影响时,自变量是温度,应该让温度有所不同,其他条件保持一致,
8、A项正确;研究细胞核的功能时,自变量是有无细胞核,是把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分,不是各含有一半的细胞核,B项错误;研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响时,对照组应该注射生理盐水,不是蒸馏水,蒸馏水会使细胞吸水,影响细胞活性,C项错误;研究低温对不同植物染色体数目的影响,自变量是不同植物,选择甲、乙两种植物,但所选植物器官应该保持一致,都选择根尖或都选择芽尖,D项错误。二、非选择题7.现有如下品系特征的几种果蝇,已知表中所列性状的遗传涉及两对等位基因。研究人员通过裂翅品系与其他品系果蝇的杂交实验,阐明了裂翅基因的遗传规律。品系名称品系的部分性状特征裂翅灰体、裂翅黑檀体黑檀体、直翅野生型灰
9、体、直翅请分析并回答下列问题。(1)若要确定裂翅基因是在X染色体上还是在常染色体上,可将裂翅品系与野生型进行,若,则可确定裂翅基因位于常染色体上。(2)科学家通过实验确定了裂翅基因位于常染色体上。在此基础上继续研究,完成了下列实验。P裂翅品系野生型F1裂翅品系野生型 F2 裂翅品系野生型野生型 157只85只由上述实验可推测出裂翅性状由性基因控制。F1裂翅品系自交后代中,裂翅品系与野生型比例接近21的原因最可能是 。(3)已知黑檀体性状由3号染色体上的隐性基因控制。若要对裂翅基因进行进一步的染色体定位,现选择(2)中裂翅品系与黑檀体品系进行杂交,F1表现
10、型及比例为。将F1中雌蝇与黑檀体直翅雄蝇进行交配产生后代。若后代表现型及比例为 ,则说明裂翅基因与黑檀体基因的遗传符合自由组合定律;若后代只出现2种表现型,则说明裂翅基因在号染色体上,且在产生配子的过程中, 。答案(1)正交和反交正交和反交结果一致(2)显裂翅纯合子为致死个体(存在致死性基因型)(合理即可)(3)灰体裂翅灰体直翅=11灰体裂翅灰体裂翅灰体直翅黑檀体裂翅黑檀体直翅=11113裂翅基因所在的染色单体未与同源染色体的非姐妹染色单体发生交换(合理即可)解析(1)确定某基因是位于常染色体还是性染色体上,可用正交与反交法,若正交与反交的结果相同则在常染色体上,若正交与反交的结果不同,则在性
11、染色体上。(2)题目告知裂翅基因位于常染色体上,且F1裂翅品系自交后代出现了性状分离,由此可以判断裂翅性状由显性基因控制。假设相关基因为A、a,那么F1裂翅品系的基因型为Aa,理论上其自交后代的基因型为1AA、2Aa、1aa,表现型应该是裂翅品系与野生型为31,实际情况是裂翅品系与野生型比例接近21,那么从理论上产生的后代可以推知,最可能的原因是裂翅品系纯合体致死。(3)设翅型由A、a控制,体色由B、b控制,(2)中裂翅品系的基因型为AaBB,黑檀体品系的基因型为aabb,杂交后F1表现型及比例为灰体裂翅灰体直翅=11。黑檀体直翅雄蝇的基因型aabb,如果想知道这两对基因的相对位置,那么应该选
12、择F1中的灰体裂翅雌果蝇,因为F1中灰体裂翅的基因型为AaBb,灰体直翅的基因型为aaBb,选择灰体直翅雌果蝇后代相当于一对基因的测交。如果这两对基因分别位于两对染色体上,则黑檀体直翅会产生ab配子,灰体裂翅(AaBb)会产生四种配子,ABAbaBab=1111,雌雄配子的机会是随机均等的,故后代会出现四种,即灰体裂翅灰体直翅黑檀体裂翅黑檀体直翅=1111。如果这两对基因位于一对染色体上,黑檀体直翅仍会产生ab配子,但灰体裂翅(AaBb)则会产生两种配子,即ABab=11(前提是这两对基因未发生交叉互换),雌雄配子的机会是随机均等的,故后代会出现两种情况。8.为了探究某物质(X)的作用,研究者
13、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),求每组平均值。(3)将各样品在适宜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)请回答下列问题。(1)实验目的是 。(2)预测实验结果及结论 。(3)实验中采用3H-TdR的原因是 。答案(1)探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响(2)如果乙组CRD
14、明显高于甲组,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用。如果乙组CRD与甲组基本相同,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响。如果乙组CRD明显低于甲组,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用(3)3H-TdR是DNA合成的原料之一,可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况解析(1)该实验的变量为某物质(X)的有无,因变量为细胞内的放射性强度的强弱。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。(2)X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响可能是促进、抑制或无任何作用。如果乙
15、组CRD明显高于甲组,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有促进作用;如果乙组CRD与甲组基本相同,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)无影响;如果乙组CRD明显低于甲组,说明X对Y细胞增殖(DNA合成)有抑制作用。(3)碱基T为DNA特有碱基,若用3H-TdR来培养细胞,则可知细胞的放射性来自于细胞内新合成的DNA。CRD越高,证明细胞增殖速度越快。9.(2019广西桂林3月联考)已知果蝇中,灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用A表示,隐性基因用a表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示)。两只亲代果蝇杂交得到下表所示类型和数量的子代。灰身直毛灰身分叉毛黑身直毛黑身分叉
16、毛雄果蝇2282317278雌果蝇44601520请回答下列问题。(1)控制灰身与黑身的基因位于,你的判断理由是 。(2)亲代果蝇的基因型为 。(3)若已知果蝇的刚毛与截毛是由只位于X染色体上的一对等位基因所控制的(Y染色体上没有此基因及其等位基因),但实验室只有从自然界捕获的、有繁殖能力的刚毛雌、雄果蝇各一只和截毛雌、雄果蝇各一只,请你通过一次杂交实验确定这对相对性状中的显性性状和隐性性状,请完成下列实验设计。实验思路: 。预期结果和结论:若 ,则亲本雄果蝇的性状为显性;若 ,则亲本雄果蝇的性状为隐性。答案(1)常染色体子代雄果蝇和雌果蝇中灰身黑身都等于31,与性别无关(2)AaXBXb和A
17、aXBY(3)任取两只不同性状的雌、雄果蝇杂交,观察子一代的表现型及比例若后代雌果蝇都不表现母本性状(若后代果蝇雌、雄各表现一种性状,且性状不同)若后代雌果蝇表现有母本性状(若后代只出现一种性状或后代中雌、雄果蝇均含有两种不同的表现型且各占1/2)解析根据子代性状分离比以及性状的遗传是否与性别有关,确定出每对基因的遗传方式以及亲本的基因型。子代雌果蝇中只有直毛,没有分叉毛,因此可以确定直毛和分叉毛这一对性状位于X染色体上。(1)灰身和黑身这一对相对性状在子代果蝇中,无论在雄果蝇和雌果蝇中灰身黑身都等于31,与性别无关,因此控制灰身与黑身的基因位于常染色体上。(2)通过分析及(1)可知,控制灰身
18、和黑身的基因在常染色体上,子代灰身黑身都等于31,则灰身为显性,亲本基因型都为Aa。控制直毛和分叉毛的基因在X染色体上,且雄果蝇中直毛分叉毛=11,雌果蝇都是直毛,因此亲本的基因型为XBXb和XBY,组合在一起亲本的基因型就为AaXBXb和AaXBY。(3)若想判断刚毛和截毛这一对相对性状的显隐性,可以让已知的两只不同性状的雌、雄果蝇杂交,观察子一代的表现型及比例。因为已知果蝇的刚毛与截毛是由只位于X染色体上的一对等位基因所控制的,因此若后代雌果蝇都不表现母本性状(若后代果蝇雌、雄各表现一种性状,且性状不同)则亲本雄果蝇的性状为显性,若后代雌果蝇表现有母本性状(若后代只出现一种性状或后代中雌、
19、雄果蝇均含有两种不同的表现型且各占1/2),则亲本雄果蝇的性状为隐性。10.(2019云南师范大学附属中学段考)某种绿藻能利用光能将H2O分解为H和O2,H可参与暗反应;低氧环境中,该藻的叶绿体内产氢酶活性提高,则会将H转变为氢气。请回答下列问题。(1)该绿藻将H2O分解成H和O2的场所是叶绿体的。(2)产生氢气会导致该绿藻生长不良,从光合作用物质转化的角度分析,原因是。(3)欲探究缺硫对低氧环境中该绿藻产生氢气的影响,请利用该绿藻、完全培养液、缺硫培养液等作为实验材料设计实验。请完善实验步骤,并写出预期的实验结果和结论。实验步骤:,其中甲组为对照组。 。 ,检测两组装置中的氢气产生总量。预期
20、的结果和结论:。答案(1)类囊体薄膜(2)该绿藻光反应产生的H转变为氢气,参与暗反应的H减少,有机物生成量减少(3)选取若干生长状况良好的该绿藻随机均分为甲、乙两组将甲组绿藻放在装有适量完全培养液的密闭装置中,将乙组绿藻放在装有等量的缺硫培养液的密闭装置中两组装置放在相同且低氧的环境中培养相同时间预期的结果和结论:若测得乙组中氢气的产生总量高于甲组,说明缺硫促进该绿藻产氢气;若测得乙组中氢气的产生总量低于甲组,说明缺硫抑制该绿藻产氢气;若测得乙组中氢气的产生总量与甲组没有显著差异,说明缺硫对该绿藻产氢气没有影响解析(1)绿藻捕获光能的过程发生在光反应阶段,光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。(2)由于光反应阶段产生H,作为还原剂被暗反应利用还原三碳化合物形成有机物,绿藻光反应产生的H转变为氢气,参与暗反应的H减少,有机物生成量减少。(3)遵循单一变量原则设计实验步骤:选取若干生长状况良好的该绿藻随机均分为甲、乙两组。将甲组绿藻放在装有适量完全培养液的密闭装置中,将乙组绿藻放在装有等量的缺硫培养液的密闭装置中。将两组装置放在相同且低氧的环境中培养相同时间后。预期的结果和结论:若测得乙组中氢气产生总量高于甲组,说明缺硫促进该绿藻产氢气;若测得乙组中氢气产生总量低于甲组,说明缺硫抑制该绿藻产氢气;若测得乙组中氢气产生总量与甲组没有显著差异,说明缺硫对该绿藻产氢气没有影响。10
