1、第2课时 破解实验大题 掌握审答技巧1(2020重庆巴蜀中学高三其他)研究发现，尼古丁可与烟碱受体结合，最终导致肾上腺素大量分泌；尼古丁还能增加人体细胞对胰岛素的敏感性，增强胰岛素对血糖的调节作用。请分析并回答下列问题：(1)已知烟碱受体存在于神经细胞的突触后膜上，则尼古丁的作用相当于一类信号分子，这类信号分子的名称为 神经递质 。(2)肾上腺素可与胰岛素相互 拮抗 (填“拮抗”或“协同”)，共同维持血糖的平衡。(3)为验证尼古丁对胰岛素作用的影响，研究人员随机选择两只实验鼠分为甲、乙两组，甲组同时注射胰岛素溶液和尼古丁溶液，乙组同时注射胰岛素溶液和生理盐水，测定30 min、60 min、9
2、0 min、120 min时两组鼠体内血糖浓度并绘图表示。上述实验步骤有3处错误(试剂种类的选择和注射的各项操作是正确的)，请直接写出这3处的正确实验步骤：.错误1改正为 选择若干只生理状态相同的小鼠随机平均分为甲、乙两组 。.错误2改正为 甲、乙两组注射的等量的胰岛素溶液，尼古丁溶液和生理盐水也要等量 。.错误3改正为 测定0、30、60、90、120 min时两组鼠体内血糖浓度并绘图表示 。在上述实验的错误全部改正后，请在图中画出甲、乙两组测定出的相应指标的变化图。【解析】(1)要能与突触后膜上的受体结合，并起到传递信号的作用，这类物质称为神经递质。(2)胰岛素是由胰岛B细胞合成并分泌的，
3、其作用为降低血糖；肾上腺素的作用是升高血糖，因此两者为拮抗关系。(3)此实验为验证尼古丁对胰岛素作用的影响增强胰岛素对血糖的调节作用，即在尼古丁存在时，胰岛素可以加速血糖的降低。.实验应设置生理状态相同的小鼠若干只，平均分为甲乙两组，.甲组注射适量的胰岛素溶液和适量的尼古丁溶液(作为实验组)，乙组注射等量的胰岛素溶液和等量的生理盐水(作为对照组)，.再连续测定小鼠的血糖浓度平均值的变化及初始值。初始两组小鼠血糖浓度应相同，但是甲组中尼古丁能增强胰岛素的降糖作用，因此甲组比乙组的血糖浓度要下降得快些，随着血糖下降，胰高血糖素和肾上腺素发挥作用，又使血糖有所回升。即甲、乙两组测定出的相对血糖浓度变
4、化图如下图所示：【答案】(3)(有标注且乙组在上、甲组在下给1分，曲线都有先下降再上升的形状给1分，不要求120 min时两条曲线值相同)2(2020宁夏回族自治区银川一中高三一模)萘乙酸(NAA)是生长素类似物，在农业生产上的应用广泛，其生理作用与浓度密切相关。下面是探究萘乙酸(NAA)对扦插枝条生根作用的最佳浓度范围的实验方案，请你进行适当的补充和完善。(1)实验原理：萘乙酸与生长素一样，对植物生长的调节作用具有 两重 性。(2)实验过程与方法：取材：取山茶花植株生长良好的半木质枝条，剪成57 cm，每段插条芽数相同。实验：将插条分别用具有一定浓度梯度的萘乙酸溶液处理(如图1)812 h后
5、，再将处理过的插条下端浸在清水中，置于适宜温度条件下培养，观察并记录实验数据。建模：根据实验数据，建立数学模型(如图2)。(3)结果分析与评价：从图2中，可得出的结论是 300500 mgL1(或400 mgL1左右)的萘乙酸是促进山茶花插条生根的适宜浓度 。除图2外，数学模型的另一种表现形式是 数学方程式(函数) 。为了提高所建数学模型的科学性和可靠性，请改正图1所示的实验方案中一处明显的不足： 增加每组插条数目，求平均值(或重复多次实验) 。若利用上述实验相同的方法，探究萘乙酸对葡萄插条生根作用的最佳浓度范围时，除第一组外其余各组均没有长出不定根，最可能的原因是 萘乙酸的浓度过高 。【解析
6、】(1)生长素的作用具有两重性，低浓度促进生根，过高浓度抑制生根。(3)分析图2可知400 mg/L左右的萘乙酸是促进山茶花插条生根的适宜浓度。数学模型的另一种表现形式是数学方程式或函数。图1中每组处理的枝条仅1个，数量太少，违背了实验设计的平行可重复性原则；为了提高所建数学模型的科学性和可靠性，应增加每组插条数目(或重复多次实验)，并求其平均值。若利用上述实验相同的方法，探究萘乙酸对葡萄插条生根作用的最佳浓度范围时，除第一组外其余各组均没有长出不定根，最可能的原因是萘乙酸的浓度过高，抑制枝条生根。3(2020黑龙江省鹤岗一中高三期末)植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气
7、孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。(1)补充必要的实验材料与主要用具：菠菜、 清水 、浓盐水、盖玻片 载玻片 、 显微镜 、吸水纸、滴管、镊子、解剖刀等。(2)补充必要的实验步骤：取菠菜叶，用 镊子剥取 表皮。 在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片 制成临时装片将临时装片放在 显微镜的载物台上，先用低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再换高倍镜进行观察 记录观察到的气孔状态。在盖玻片的一侧滴上 浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复几次 。继续观察气孔的变化
8、，并做记录。(3)预测实验结果并作出解释： 在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭 。【解析】(1)本实验材料与主要用具有：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片，显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。清水和浓盐水形成对照，制作装片是需要用到载玻片和盖玻片，需要借助显微镜进行观察。(2)实验步骤：取菠菜叶，用镊子剥取表皮。在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。将临时装片放在显微镜的载物台上，先用低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再换高倍镜进行观
9、察，记录观察到的气孔状态。在盖玻片一侧滴浓盐水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。继续观察气孔的变化并记录观察结果。(3)在清水中气孔应开启，因为保卫细胞的细胞液浓度大于清水的浓度，保卫细胞通过渗透作用吸水而膨胀变形，气孔开启。在浓盐水中，气孔关闭，因为保卫细胞的细胞液浓度小于浓盐水的浓度，保卫细胞通过渗透作用失水而皱缩，气孔关闭。4(2020浙江卷)欲研究生理溶液中K浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。(要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为70 mV，兴奋时动作电位从去极化到反极化达30 mV。测量的
10、是膜内外的电位变化。K、Na浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)回答下列问题：(1)完善实验思路：组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。组2： 将神经纤维分别置于K浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录 。组3：将神经纤维分别置于Na浓度依次提高的生理溶液d、e中，测定其刺激后的动作电位，并记录。对上述所得的实验数据进行分析与处理。(2)预测实验结果 (设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)：(3)分析与讨论简要解释组3的实验结果： 细胞外Na浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，Na通过Na通道内流加快，导致动作电位增大 。用放射
11、性同位素24Na注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性，24Na的这种转运方式属于 主动运输 。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使24Na外流量 减少 。刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有 传入和传出 神经。【解析】(1)本实验的自变量是钾离子和钠离子的浓度，因变量是静息电位和动作电位的影响，因此，本实验需要有前测(如组1)，组2：将神经纤维分别置于钾离子浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录。组3：将神经纤维置于钠离子浓度依次提高的生理溶液d、e中，测动作电位，并记录。(2)实验结果要求以柱状图的形式呈现。
12、画图要求：注意横纵坐标的标识，横坐标为离子浓度，纵坐标为膜电位(mV)，柱状图应该有图的名称和图例，另外注意标注组别(a、b、c、d、e)。结果分析：溶液中钾离子浓度提高，静息电位的绝对值下降，溶液中钠离子浓度提高，动作电位的峰值上升，结果如图所示。(3)组3的结果分析：细胞外钠离子浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，钠离子通过钠离子通道内流加快，导致动作电位增大。神经细胞在兴奋时钠离子内流(易化扩散)，能够产生动作电位，因此，神经细胞始终要维持膜外钠离子浓度高、膜内钠离子浓度低的状态，现将放射性24Na注入静息的神经细胞内，在生理溶液中检测到放射性，因此，这种转运方式属于主动运输。用抑制酶
13、活性的药物处理神经细胞，会抑制细胞中载体蛋白的合成和能量的释放，因此会使24Na外流量减少。刺激蛙的坐骨神经，在反射中枢检测到动作电位，观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有传入神经和传出神经，传至腓肠肌引起肌肉收缩。【答案】(2)5(2020天津卷)鬼箭锦鸡儿(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。据图回答：(1)CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统 物质循环 和 能量流动 中的重要作用。(2)本研究中，仅CO2浓度
14、升高对两种植物的影响分别为 促进两种植物生长 ，仅温度升高对两种植物的影响分别为 抑制鬼箭锦鸡儿生长，促进紫羊茅生长 。(3)两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路： 将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化 。若推测成立，说明温室效应加剧可能影响群落 演替 的速度与方向。【解析】(1)生态系统的三大功能分别是能量流动、物质循环、信息传递，植物通过光合作用将大气中CO2转变为
15、有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。(2)据图可知，相同条件下，提高CO2浓度，都可以提高鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的相对生物量，故仅CO2浓度的升高，都可以促进两种植物的生长。若仅提高温度，在鬼箭锦鸡儿实验中，相同条件下常温组的相对生物量都高于高温组，而紫羊茅实验中，相同条件下高温组的相对生物量高于常温组，因此，仅提高温度，会抑制鬼箭锦鸡儿的生长，而促进紫羊茅的生长。(3)根据题意，在群落水平上，温室效应加剧可能导致生活在同一高寒草甸中的鬼箭锦鸡儿和紫羊茅的比例发生变化，即导致群落发生了演替。若要验证该推测，则可将鬼箭锦鸡儿和紫羊茅种植在一
16、起，比较温室效应加剧前后该区域两种植物的相对生物量的变化。若推测成立，说明温室效应加剧可能会对群落演替的速度和方向产生影响。6(2020山东省高三期中)植物内的过氧化氢酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究甘蓝梗中是否存在过氧化氢酶，设计实验如下表。请回答：试管编号1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL甘蓝梗提取液/mL煮沸冷却后的甘蓝梗提取液/mL122222223222(1)1、2号试管中， 1号 试管是对照组，该实验的自变量是 甘蓝梗提取液的有无 。(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化氢酶，你的改进措施是 再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过
17、氧化氢酶，其他条件与1号试管相同 。(3)若3号试管不显橙红色，推测其原因是 高温使甘蓝梗提取液中的过氧化氢酶变性失活 。(4)已知白菜梗内也含过氧化氢酶，如何通过实验检测过氧化氢酶的化学本质，并比较甘蓝梗和白菜梗内过氧化氢酶的含量多少(假设两种植物提取液中只含过氧化氢酶)。请简述设计思路： 将等量的白菜梗和甘蓝梗提取液分别放入两个试管中，再分别加等量且适量的双缩脲试剂进行实验；若产生紫色反应，说明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质；显色反应强(紫色深)的一组，过氧化氢酶含量高 。(5)经测定，相同条件下，两种植物提取液中过氧化氢酶的活性不同，从其分子结构分析，原因可能是 两种植物过氧化氢酶的氨基酸
18、序列不同(或空间结构不同，其他答案正确也可得分) 。【解析】(1)该实验的目的是探究甘蓝梗中是否存在过氧化氢酶，所以1、2号试管中，1号试管是对照组，该实验的自变量是甘蓝梗提取液的有无。(2)若2号试管显橙红色，并不能证明甘蓝梗中存在过氧化氢酶，需要再增加一组实验，把缓冲液换成2 mL过氧化氢酶，其他条件与1号试管相同。(3)若3号试管加入的是煮沸冷却后的甘蓝梗提取溶液，而高温使甘蓝梗提取液中的过氧化氢酶变性失活，所以试管中不显橙红色。(4)酶的化学本质是蛋白质或RNA，可通过实验检测过氧化氢酶的化学本质，并能比较甘蓝梗和白菜梗内过氧化氢酶的含量多少。实验设计思路为：将等量的白菜梗和甘蓝梗提取
19、液分别放入两个试管中，再分别加等量且适量的双缩脲试剂进行实验。若产生紫色反应，说明过氧化氢酶的化学本质是蛋白质；显色反应强的一组，过氧化氢酶含量高。(5)已知白菜梗内也含过氧化氢酶，经测定，相同条件下，两种植物提取液中过氧化氢酶的活性不同，酶的化学本质是蛋白质，所以从其分子结构分析，原因可能是两种植物过氧化氢酶的氨基酸序列不同或空间结构不同。7(2020福建省泰宁第一中学高三月考)某校生物兴趣小组在学习了课本实验“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(
20、瓶中无氧气)，按下图装置实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：(1)甲、乙两组的实验变量是 有无氧气 ，实验中需控制的无关变量主要有 温度、pH、培养液量、培养液浓度等 。(2)酵母菌产生CO2的场所是 细胞质基质和线粒体 。(3)利用提供的U型管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U型管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：实验步骤：将 等量 的滤液1和滤液2分别倒入U型管的A、B两侧并标记；一段时间后观察 (两侧)液面 的变化。实验结果预测和结论：a如果 A侧液面上升，
21、B侧液面下降 ，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；b如果 A侧液面下降，B侧液面上升 ，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；c如果 A、B两侧液面高度相同，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多 。【解析】(1)探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题，自变量是有无氧气，因变量是葡萄糖的量，无关变量是温度、pH、培养液量、培养液浓度等。(2)酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质，有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体。(3)为了遵循单一变量原则，实验开始时应将等量的滤液1和滤液2倒入U型管的A、B两侧，一段时间后观察(两侧)液面的变化。据水由低浓度溶液流向高浓度溶液推知：如果A侧液面上升，B侧液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少，如果A侧液面下降，B侧液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多。若A、B两侧液面高度相同，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。
