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实验与探究
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每题5分，共60分)
1．(2014•江苏卷)下列叙述与生物学史实相符的是( )
A．孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律
B．范•海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气
C．富兰克林和威尔金斯对DNA螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献
D．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制
解析 A项，孟德尔以豌豆作实验材料，用测交方法验证了基因的分离及自由组合规律。B项，范•海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自水。C项，富兰克林和威尔金斯提供了DNA的X射线衍射图谱，对DNA双螺旋结构模型的建立作出了巨大贡献。D项，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质，并未证明DNA的半保留复制。
答案 C
2．(2014•河北唐山二模)下列关于实验“土壤中小动物类群丰富度的研究”的说法 中，正确的是( )
A．对于无法知道名称的小动物，可忽略，不必记录下它们的特征
B．丰富度的统计方法有两种：一是取样器取样法；二是目测估计法
C．为了调查不同时间土壤中小动物丰富度，可分别在白天和晚上取同一地块的土样进行调查
D．许多土壤小动物有较强的活动能力，可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度
解析 丰富 度是指一个群落中物种数目的多少，对于无法知道名称的小动物，切忌不可忽略，需要记录下它们的特征，A错误；丰富度的统计方法通常有两种，一是计名计算法；二是目测估计法，B错误；标志重捕法适用于活动范围较大的动物，土壤小动物身体微小，宜采用取样器取样的方法进行调查。D错误。
答案 C
3．(2014•衡阳联考一)下面是一些学生在实验中遇到的问题，其中的错误操作或想法是( )
A．维生素D和胆固醇属于脂质，可以被苏丹Ⅳ染液染成红色
B．取新鲜的菠菜叶，加少许SiO2、CaCO3和无水乙醇，研磨液呈浅绿色，可能是菠菜叶用量太少
C．吡罗红、甲基绿染色剂与斐林试剂使用方法类似，均为混合后使用且现用现配
D．测定绿色植物的呼吸作用时需在暗处进行，可避免光合作用对实验结果的影响
解析 本题考查高中生物教材中实验的有关知识，难度较小。脂质中的脂肪可以被苏丹Ⅳ染液染成红色；提取绿叶中的色素时，加少许SiO2使研磨充分，加CaCO3的目的是防止研磨过程中的色素被破坏，无水乙醇作为溶剂溶解绿叶中的色素，以上做法目的都是为了提取到足够的色素，如果研磨液绿色较浅，可能是菠菜用量过少导致；在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，吡罗红和甲基绿需混合使用且现用现配，斐林试剂的使用亦是如此；绿色植物在光照条件下进行光合作用的同时亦进行呼吸作用，如果测定其呼吸作用，需在暗处进行，以避免光合作用对实验造成的干扰。
答案 A
4．(2014•长沙模拟二)下列对有关实验中变量的叙述，正确的是( )
A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
B．在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量
C．在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量
D．在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量
解析 本题考查实验过程中变量的判断，难度中等。根据实验的单一变量原则可知，在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量，pH是无关变量；模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积的大小模拟的是细胞的大小，属于自变量；在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，是通过观察插条生根数来确定生长素的最适浓度的，因此插条生根数是因变量；在探究酵母菌呼吸方式的实验中，通过检测酒精的有无，来确定细胞是否进行无氧呼吸，故酒精是因变量。
答案 C
5．(2014•陕西质检一)科研人员研究了甘氨酸对癌细胞代谢和分裂的影响，实验结果如下表所示。以下叙述不正确的是( )
培养方式
及检测
结果细
胞类型 在含甘氨酸的细胞培养液中培养一段时间后，检测培养液中甘氨酸的含量 从含 有甘氨酸的细胞培养液转移到不含甘氨酸的细胞培养液中，培养一段时间后，观察细胞的分裂速度
慢速分裂的癌细胞 增加 不变
快速分裂的癌细胞 减少 减缓
A.甘氨酸进出两种癌细胞都需要载体蛋白协助
B．慢速分裂的癌细胞内蛋白质合成不需要甘氨酸
C．缺乏甘氨酸可延长快速分裂癌细胞的细胞周期
D．癌细胞的细胞膜与正常细胞相比黏连蛋白减少
解析 本题考查细胞癌变的相关知识，难度中等。甘氨酸通过主动运输方式进入两种癌细胞，需要载体蛋白的协助；通过实验结果可知，快速分裂的癌细胞吸收甘氨酸，慢速分裂的癌细胞向外分泌甘氨酸，而不能看出慢速分裂的癌细胞合成蛋白质不需要甘氨酸；实验结果表明，缺乏甘氨酸可延长快速分裂的癌细胞的细胞周期；癌细胞的细胞膜糖蛋白减少，容易扩散和转移。
答案 B
6．(2014•福州质检)为研究肾上腺分泌的盐皮质激素对动物水盐代谢的调节作用，科研人员将实验鼠随机分为五组，1为对照组，2、3、4、5为实验组，饲养于实验室，每天记录动物排尿量并测量尿中含Na＋含量。下表为各组处理条件(“＋”表示施加该条件，空白表示不施加，“？”表示请判断)，以下分析错误的是( )
摘除肾上腺 饮用清水 饮用生理盐水 适量盐皮质激素
1 ？ ＋
2 ？ ＋
3 ＋ ＋ ＋
4 ？ ？ ？
5 ？ ？ ？
A.向各组提供的饲料、温度等条件相同
B．2、3、4、5组摘除肾上腺，1组经相同手术创伤但不摘除肾上腺
C．1、2组尿量变化对比可说明肾上腺对水代谢的影响
D．4、5组摘除肾上腺，一组仅施加盐皮质激素、另一组仅施加生理盐水
解 析 生物实验设计要遵循单一变量原则，除去自变量之外其他条件均应相同且适宜；第1组作为对照组，应不摘 除肾上腺，其他组为实验组，需摘除肾上腺，以避免肾上腺分泌的激 素对实验用盐皮质激素效果的影响；1组作为对照组，未摘除肾上腺，2组摘除肾上腺，两组均饮用等量清水，可对比说明肾上腺素对水代谢的影响；4、5组摘除肾上腺，一组施加盐皮质激素，并饮用生理盐水，另一组不施加盐皮质激素，仅施加等量生理盐水，二者对比可说明盐皮质激素对水盐代谢的影响。
答案 D
7．(2014•天津卷)MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如表。下列说法正确的是( )
组别 培养基中的添加物 MRSA菌
1 100 μg/mL蛋白质H 生长正常
2 20 μg/mL青霉素 生长正常
3 2 μg/mL青霉素＋100 μg/mL蛋白质H 死 亡
A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的
B．第2组和第3组对比表明，使用 低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌
C．实验还需设计用2μg/mL青霉素做处理的对照组
D．蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素
解析 细菌属于原核生物，无细胞核，A错误；第2组与第3组对比，由于存在青霉素浓度和蛋白质H两个实验变量，所以无法确定低浓度的青霉素是否可杀死MRSA菌，B错误；要想证明低浓度的青霉素对MRSA菌的影响，还需设计一组用2 μg/mL青霉素做处理的对照组，C正确；由组1可知蛋白质H无杀菌作用，D错误。
答案 C
8．(2014•安徽淮南一模)下列以新鲜洋葱为实验材料的生物学实验中，叙述正确的是( )
A．以鳞片叶内表皮为材料，盐酸处理后经健那绿染色可观察DNA的分布
B．以鳞片叶为材料，捣烂取其汁液加入斐林试剂经水浴加热可检测蔗糖的存在
C．以鳞片叶外表皮为材料，用0.3 g/mL蔗糖溶液处理可观察细胞的质壁分离和复原
D．以根尖为材料，经低温等处理后，显微镜下观察到分生区少数细胞染色体数目加倍
解析 健那绿是活体染色剂，使线粒体呈蓝绿色，A项错误；斐林试剂用于还原糖的鉴定，蔗糖为非还原糖，B项错误；0.3 g/mL蔗糖溶液处理鳞片叶外表皮可观察细胞的质壁分离，用清水处理后才能观察复原现象，C项错误；低温影响根尖分生区细胞有丝分裂前期纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，显微镜下可观察，D项正确。
答案 D
9．(2014•山东青岛二模)下列有关实验的说法中正确的是( )
A．“观察细胞质壁分离和复原”实验中，可用洋葱根尖分生区细胞代替表皮细胞
B．盐酸在“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目变化”中作用相同
C．鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液与鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液和B液完全相同，但用法和用量均不相同
D．用溴麝香草酚蓝水溶液可以检测酵母菌无氧呼吸是否产生酒精
解析 洋葱根尖分生区细胞没有大液泡，不能发生质壁分离，A项错误；鉴定还原糖的斐林试剂甲液(0.1 g/mL的NaOH)和乙液(0.05 g/mL CuSO4)与鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH)和B液(0.01 g/mL CuSO4)的浓度不同，用法与用量也不同，C项错误；溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2，D项错误。
答案 B
10．(2014•河南郑州一模)在探索遗传本质的过程中，科学家发现与研究方法相一致的是( )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律 ②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色 体上” ③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
B．①假说—演绎法 ②类比推理法 ③类比推理法
C．①假说—演绎法 ②类比推理法 ③假说—演绎法
D．①类比推理法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
解析 孟德尔通过豌豆杂交实验，提出遗传定律的方法和摩尔根进行果蝇杂交实验证明基因位于染色体上都运用了假说—演绎法，萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”运用的是类比推理法。
答案 C
11．(2014•陕西长安一中二次质检)下列是关于酒精的鉴定及酒精在相关实验中运用的叙述，其中不正确的是( )
A．用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精(1?1)混合液对洋葱根尖进行解离
B．在提取绿叶中的色素时可用无水酒精作为提取剂提取色素
C．在碱性条件下用重铬酸钾溶液鉴定酒精，溶液颜色由橙色变成灰绿色
D．用苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中的脂肪时，需要用酒精洗去浮色
解析 在酸性条件下，用重铬酸钾溶液鉴定酒精，现象是溶液由橙色变为灰绿色。
答案 C
12．(2 014•湖南十二校联考)正确选择实验材料，是得出正确结论的前提。下列有关实验材料的选择，正确的是( )
选项 实验名称 取材部位
A 可溶性还原糖的鉴定 甘蔗、甜菜的块根
B 提取并研究细胞膜的化学组成 公鸡的成熟红细胞
C 观察细胞的质壁分离和复原 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
D 观察植物细胞的有丝分裂 洋葱根尖根毛区细胞
12.为证明“甲状腺激素有提高物质代谢的功能”，切除甲状腺的鼠，其物质代谢与未切除鼠相比降低了，血液中也不能检出甲状腺激素。从手术后第5天起的后5 d内注射一定量的甲状腺激素， 10 d后物质代谢水平不发生下降。注射时将甲状腺激素溶解于某种溶剂中。实验应同时设置的对照组应是( )
A．不切除甲状腺，也不注射甲状腺激素
B．注射甲状腺激素，手术第5天再移植甲状腺
C．仅注射该实验中所用的溶解甲状腺激素的某溶剂
D．可注射不同于某溶剂的任何其他溶剂
解析 对照组应该是除了不注射激素外，其他条件与实验组完全相同，所以只有C组的做法符合对照的原则。
答案 C
14．(2014•江苏百校联考)下列是关于生物学实验操作、实验结果或实验现象的描述，其中正确的是( )
A．用纸层 析法分离菠菜滤液中的色素时，橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远
B．韭菜叶含丰富的还原糖，可选其作为实验材料做还原糖的鉴定实验
C．探究酵母菌的呼吸方式可以用是否产生CO2来确定
D．鉴定蛋白质需要的试剂是NaOH和CuSO4溶液，并加热至沸腾
二、简答题(共40分)
13．(16分)(2014•浙江卷)
为验证反射弧的组成与作用，某同学提出了以下实验思路：取蛙1只，捣毁该蛙的脑，将其悬挂起来。
①用1%H2SO4溶液刺激该蛙左后肢的趾端(如图)，观察是否屈腿。
②洗去H2SO4，再用1%H2SO4溶液刺激该蛙左后肢的趾端，测量该刺激与屈腿是否同时发生。
③分离得到该蛙左后肢的坐骨神经腓肠肌标本，用电刺激直接刺激腓肠肌，观察其是否收缩。
④用电刺激直接刺激上述标本的腓肠肌肌细胞，在坐骨神经上是否能测量到电位变化。
(说明：实验条件适宜；实验中的刺激强度足够；屈腿反射 属于屈反射)请回答：
(1)设计表格，并将预测的实验结果与结果的原因分析填入表中。
(2)为了验证屈腿反射的反射中枢所在部位，在上述实验的基础上写出第⑤项实验思路。
解析 (1)①屈反射的神经中枢位于脊髓，该蛙屈反射的反射弧完整，可对刺激作出相应的反应。②感受器受到刺激后产生的兴奋，在反射弧中传导需要一定的时间，故该蛙左后肢趾端受刺激在先，屈腿反应在后。③腓肠肌细胞接受刺激后，可产生兴奋，引起肌肉收缩。④神经肌肉接点类似突触结构，兴奋不能由腓肠肌细胞逆向传递到坐骨神经。(2)可破坏该蛙脊髓，刺激右后肢趾端，观察屈反射是否发生来验证屈反射的反射中枢所在部位。因步骤③已破坏了左后肢，故步骤⑤需刺激其右后肢的趾端。
答案 (1)验证反射弧的组成与作用
实验的预测结果及结果分析表
思路 预测结果 结果的原因分析
① 是 反射弧完整，能够对刺激作出反应
② 否 刺激产生的兴奋在反射弧中的传导和传递需要时间，故刺激与屈腿不会同时发生
③ 是 电刺激使腓肠肌的肌细胞产生动作电位或兴奋，引起肌肉收缩
④ 否 兴奋在神经肌肉接点的传递是单向的，故坐骨神经上测不到电位变化
(2)⑤捣毁该蛙的脊髓，刺激其右后肢的趾端，观察是否屈腿。
14．(14分)(2014•福建卷)为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响，用含不同浓度颗粒物的培养液培养T淋巴细胞，48 h后检测Na＋K＋ATP酶活性及细胞活力。实验结果如下：
组别 颗粒物浓度/μg•mL－1 Na＋K＋ATP酶活性/U•mg pro－1 细胞活力
(相对值)
A 0 35.8 1
B 50 30.6 0.98
C 100 20.5 0.87
D 200 12.4 0.48
SDH是有氧呼吸的关键酶。细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示，用于反映颗粒物对细胞的毒性，SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共同决定。
(1)根据表中相关信息将下面柱状图补充完整。
(2)细胞培养时，需使用血细胞计数板进行计数。请用方框在下面血细胞计数室图中标出计数区域。
(3)本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性，或表现为杀伤作用使细胞数减少，或表现为抑制了细胞的________(生理过程)。实验数据表明，随着颗粒物浓度的增加，颗粒物对T淋巴细胞的毒性________。
(4)汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA，使________基因和原癌基因表达异常。长期汽车尾气暴露的人群，其T淋巴细胞执行的________免疫功能障碍，导致识别、攻击癌细胞能力降低， 癌症发病风险提高。
解析 (1)略。(2)利用血细胞计数板计数时，应采用类似“五点取样法”的方法取5个中方格进行计数。(3)根据题意细胞活力是通过测定各组细胞SDH总活性来表示，而SDH是有氧呼吸的关键酶，由表格知有颗粒物时细胞活力下降，即SDH酶活性降低，所以颗粒物的毒性表现为抑制了细胞的有氧呼吸；随颗粒物浓度的增加，细胞活力下降，颗粒物对T淋巴细胞的毒性增大。(4)致癌因子会使原癌基因和抑癌基因表达异常，使细胞癌变，T淋巴细胞执行的细胞免疫功能障碍，导致识别、攻击癌细胞能力降低，癌症发病风险提高。
答案 (1)
(2)
(3)有氧呼吸 增大
(4)抑癌 细胞
15．(10分)(2014•全国新课标卷Ⅰ)已知5%葡萄糖溶液的渗透压与动物血浆渗透压基本相同，现给正常小鼠静脉输入一定量的该葡萄糖溶液，葡萄糖溶液的输入对小鼠会有一定影响。回答下列问题：
(1)输入的葡萄糖进入细胞，经过氧化分解，其终产物中的气体可进入细胞外液，并通过循环系统运输到________系统被排出体外，若该气体的排出出现障碍，则会引起细胞外液的pH________。
(2)血浆中的葡萄糖不断进入细胞被利用，细胞外液渗透压________，尿量________，从而使渗透压恢复到原来水平。
(3)当细胞外液渗透压发生变化时，细胞内液的渗透压________(填“会”或“不会”)发生变化。
解析 (1)葡萄糖在细胞内经有氧呼吸生成CO2和水，释放能量供应各种生命活动，产生的CO2经循环系统运输，最终通过呼吸系统排出体外，如果CO2排出不畅，则CO2溶于水生成H2CO3，使H＋增多，会导致组织液酸性增强，pH下降。
(2)血浆中葡萄糖进入细胞中被利用，血浆中溶质分子数减少导致细胞外液渗透压降低。使下丘脑渗透压感受器兴奋减弱，从而使垂体释放的抗利尿激素减少，进而减弱了肾小管集合管对水的重吸收作用，使尿液量产生增加，使细胞外液渗透压逐渐升高恢复。
(3)当细胞外液渗透压降低时，水分会向细胞内渗透，使细胞内渗透压下降，而细胞外液渗透压升高时，水分会向细胞外渗透，使细胞内渗透压上升，维持细胞内外渗透压的平衡。
答案 (1)呼吸 下降
(2)降低 增加w
(3)会