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實驗與探究 A組　基礎過關 1.(2017浙江4月選考,21,2分)以玉米籽粒為實驗材料進行“驗證活細胞吸收物質(zhì)的選擇性”活動。下列敘述錯誤的是(　　) A.實驗前將玉米籽粒放在20 ℃~25 ℃溫水中浸泡適當時間 B.先用紅墨水染色玉米籽粒,然后縱切并觀察其顏色變化 C.未煮過的玉米胚比煮過的染色淺,說明活細胞吸收物質(zhì)具有選擇性 D.若煮過的玉米胚乳與未煮過的均被染成紅色,說明胚乳細胞是死細胞 答案　B　實驗前需將玉米籽粒放在20 ℃~25 ℃溫水中浸泡一段時間,A正確;應先縱切再用紅墨水進行染色,B錯誤;未煮過的玉米胚比煮過的染色淺,說明活細胞吸收物質(zhì)具有選擇性,C正確;若煮過的胚乳和未煮過的均被染色,說明胚乳細胞是死細胞,對物質(zhì)吸收沒有選擇性,D正確。 2.如圖為顯微鏡下觀察小鼠肝臟臨時裝片的結果。下列敘述正確的是(　　) A.細胞甲中紡錘體正在形成,染色單體可見 B.細胞乙時期發(fā)生了DNA、染色單體數(shù)目的加倍 C.細胞丙和戊中的細胞核結構及染色體形態(tài)變化相反 D.細胞丁移向兩極的基因組成不同可由交叉互換引起 答案　C　本題考查細胞的有絲分裂。據(jù)題意可知肝臟細胞增殖的方式是有絲分裂,圖中的甲表示中期,乙表示間期,丙表示前期,丁表示后期,戊表示末期。甲(中期)中的染色體形態(tài)最清晰,可見染色單體,但紡錘體的形成是發(fā)生在前期的,A錯誤。乙(間期)中的S期可發(fā)生DNA復制使DNA分子數(shù)加倍,但染色單體在復制前為0,復制后變成4n,此過程不能稱為加倍,B錯誤。丙(前期)和戊(末期)的細胞核結構(指核膜和核仁的消失和出現(xiàn))及染色體的形態(tài)變化(出現(xiàn)或消失)剛好相反,C正確。有絲分裂過程不發(fā)生同源染色體的配對,也就不會發(fā)生交叉互換過程,丁(后期)移向兩極的相同染色體上的基因不同更可能是間期發(fā)生了基因突變,D錯誤。 3.(2016江蘇單科,17,2分)下列用鮮菠菜進行色素提取、分離實驗的敘述,正確的是(　　) A.應該在研磨葉片后立即加入CaCO3,防止酸破壞葉綠素 B.即使菜葉剪碎不夠充分,也可以提取出4種光合作用色素 C.為獲得10 mL提取液,研磨時一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D.層析完畢后應迅速記錄結果,否則葉綠素條帶會很快隨溶劑揮發(fā)消失 答案　B　應該在研磨葉片前加入碳酸鈣,A項錯誤;即使菜葉剪碎不夠充分,葉綠體色素也可以溶解在無水乙醇中進而提取光合色素,B項正確;鮮菠菜中含有較多水分,因此不能為獲得10 mL提取液而一次性加入10 mL乙醇,C項錯誤;層析完畢后,葉綠素條帶不會隨溶劑揮發(fā)而消失, D項錯誤。 4.為了研究接種量對酵母菌種群數(shù)量的影響。請根據(jù)以下提供的實驗材料,以酵母菌活細胞數(shù)及細胞總數(shù)(活細胞數(shù)和死細胞數(shù)之和)為檢測指標,完善實驗思路,預測實驗結果并進行分析與討論。 材料與用具:培養(yǎng)瓶、酵母菌液、美藍染料(氧化型為藍色,還原型為無色;使用的美藍為氧化型,且能進入細胞)、液體培養(yǎng)基、高壓蒸汽滅菌鍋、移液器、搖床、血細胞計數(shù)板、吸管、顯微鏡等。 (要求與說明:定時取樣,培養(yǎng)足夠時間;細胞計數(shù)的具體操作過程不作要求;培養(yǎng)過程中不更換培養(yǎng)液;實驗條件適宜) 請回答: (1)完善實驗思路: ①對液體培養(yǎng)基用　　　　　　　　進行滅菌后,然后均分到3組培養(yǎng)瓶中。用移液器吸取　　　　　　　　的酵母菌液,分別接種入3組培養(yǎng)瓶。 ②從各組培養(yǎng)瓶各吸取0.1 mL酵母菌培養(yǎng)液,　　　　　　　　　　　,室溫染色適宜時間。立即在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板計數(shù)　　　　細胞和　　　　細胞,統(tǒng)計細胞總數(shù),并記錄。 ③將3組培養(yǎng)瓶放在搖床上恒溫培養(yǎng)。 　　　　　　　　　　　。 　　　　　　　　　　　　。 (2)預期實驗結果(設計一個坐標系,并繪制不同接種量下酵母菌活細胞數(shù)的變化曲線): (3)分析與討論: ①美藍染色后活的酵母細胞從藍色變?yōu)闊o色的原因是 　。 ②在整個實驗過程中,直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計數(shù)的做法是錯誤的,請糾正錯誤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)高壓蒸汽滅菌鍋　3種不同接種量　加入美藍染料適量,搖勻　無色酵母活　藍色酵母死?、苊扛粝嗤瑫r間重復②　⑤統(tǒng)計分析實驗所得數(shù)據(jù) (2) 接種量對酵母菌種群數(shù)量增長的影響 (3)①活酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生還原態(tài)氫,能使美藍從藍色的氧化型變?yōu)闊o色的還原型 ②先搖勻培養(yǎng)液后再取樣,培養(yǎng)后期的樣液稀釋后再計數(shù) 解析　(1)實驗思路:①對液體培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌鍋進行滅菌后,然后均分到3組培養(yǎng)瓶中。用移液器吸取 3種不同接種量的酵母菌液,分別接種入3組培養(yǎng)瓶。②從各組培養(yǎng)瓶各吸取0.1 mL酵母菌培養(yǎng)液,加入美藍染料適量,搖勻,室溫染色適宜時間。立即在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板計數(shù)。無色酵母活細胞和藍色酵母死細胞,統(tǒng)計細胞總數(shù),并記錄。③將3組培養(yǎng)瓶放在搖床上恒溫培養(yǎng)。④每隔相同時間重復②。⑤統(tǒng)計分析實驗所得數(shù)據(jù)。(2)預期實驗結果見答案曲線圖,注意作圖規(guī)范。(3)分析與討論:①美藍染色后活的酵母細胞從藍色變?yōu)闊o色的原因是活酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生還原態(tài)氫,能使美藍從藍色的氧化型變?yōu)闊o色的還原型。②在整個實驗過程中,直接從靜置的培養(yǎng)瓶中取培養(yǎng)原液計數(shù)的做法是錯誤的,應該是先搖勻培養(yǎng)液后再取樣,培養(yǎng)后期的樣液稀釋后再計數(shù)。 5.為提供治療乳腺癌的新思路,科研人員檢測到乳腺癌細胞內(nèi)蛋白A的表達量高于癌旁組織。為了探討蛋白A與乳腺癌細胞增殖的關系,請根據(jù)以下提供的實驗材料及結果完善實驗思路并分析。 實驗材料:體外培養(yǎng)乳腺癌細胞株MCF-7懸液、動物細胞培養(yǎng)液、濃度為50 mmol/L的X溶液(用B液體配置)、B液體等。 (要求與說明:實驗初始時等量細胞懸液中細胞數(shù)量相等;細胞培養(yǎng)條件適宜;實驗儀器、試劑、用具及操作不作要求。) 請回答: (1)實驗思路: ①取培養(yǎng)瓶若干隨機均分為6組,編號為A、B、C、D、E、F。 ②…… (2)分析與討論: 本實驗所得結果如圖所示: ①據(jù)此結果推測:物質(zhì)X與乳腺癌細胞增殖、蛋白A合成及腺嘌呤吸收量的關系為:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; ②基于以上實驗及分析,請你提出一種治療乳腺癌的新思路:　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　; ③測定細胞數(shù)時,將細胞懸浮液加胰蛋白酶處理后,既可使用　　　　　　　在顯微鏡高倍鏡下鏡檢計數(shù),也可利用　　　　測定癌細胞培養(yǎng)液的渾濁度。 答案　(1)②用B液體將50 mmol/L的X溶液進行稀釋,得到濃度依次為40 mmol/L、30 mmol/L、20 mmol/L、10 mmol/L的X溶液。 ③向每只培養(yǎng)瓶加入等量動物細胞培養(yǎng)液和MCF-7懸液并分別向B、C、D、E、F每組培養(yǎng)瓶中加入等體積且濃度依次升高的X溶液,A組加入等體積B溶液 ④在相同適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,分別測定并記錄每只培養(yǎng)瓶細胞數(shù)、培養(yǎng)液中腺嘌呤剩余濃度,破碎細胞后,再測蛋白A濃度。 ⑤對所得實驗數(shù)據(jù)進行分析與處理。 (2)①物質(zhì)X能促進蛋白A的合成,從而促進癌細胞的增殖,消耗更多的腺嘌呤　②開發(fā)可清除蛋白A的藥物或者抑制蛋白A基因的表達?、垩毎嫈?shù)板　比濁計 解析　(1)根據(jù)題意可知,該實驗的目的是探討蛋白A與乳腺癌細胞增殖的關系,實驗的自變量是培養(yǎng)液中物質(zhì)X的濃度,因變量是培養(yǎng)液中細胞數(shù)量、蛋白A的濃度、腺嘌呤的剩余濃度,對照實驗的設計應遵循單一變量原則和對照原則,故實驗組和對照組除自變量以外,其他無關變量均應相同且適宜,根據(jù)上述分析和題干中的提示可完善實驗思路如答案所示。(2)①分析實驗所得結果可知,隨培養(yǎng)液中物質(zhì)X濃度增大,細胞數(shù)增多,蛋白A濃度增大,腺嘌呤剩余濃度降低,故可推測:物質(zhì)X與乳腺癌細胞增殖、蛋白A合成及腺嘌呤吸收量的關系為物質(zhì)X能促進蛋白A的合成,從而促進癌細胞的增殖,消耗更多的腺嘌呤。②基于以上實驗及分析,可開發(fā)可清除蛋白A或者抑制蛋白A基因的表達的藥物,以治療乳腺癌。③測定細胞數(shù)時,將細胞懸浮液加胰蛋白酶處理后,既可使用血細胞計數(shù)板在顯微鏡高倍鏡下鏡檢計數(shù),也可利用比濁計測定癌細胞培養(yǎng)液的渾濁度。 B組　能力提升 1.(2018江蘇單科,7,2分)如圖為一種植物扦插枝條經(jīng)不同濃度IAA浸泡30 min后的生根結果(新生根粗細相近),對照組為不加IAA的清水。下列敘述正確的是(　　) A.對照組生根數(shù)量少是因為枝條中沒有IAA B.四組實驗中,300 mg/L IAA誘導莖細胞分化出根原基最有效 C.100與300 mg/L IAA處理獲得的根生物量相近 D.本實驗結果體現(xiàn)了IAA對根生長作用的兩重性 答案　B　本題主要考查探究生長素促進插條生根的最適濃度。對照組枝條中因為含少量的內(nèi)源IAA,而沒有添加外源IAA,所以其生根數(shù)量少,A錯誤;由圖可知,四組實驗中,植物扦插枝條經(jīng)300 mg/L IAA浸泡30 min后平均生根數(shù)較多,所以該濃度誘導莖細胞分化出根原基最有效,B正確;100與300 mg/L IAA處理獲得的根的平均根長相近,但平均生根數(shù)相差較大,故獲得的根生物量不同,C錯誤;本實驗結果只體現(xiàn)了IAA對根生長的促進作用,不能體現(xiàn)其作用的兩重性,D錯誤。 2.(2016江蘇單科,8,2分)過氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,設計實驗如下表。下列相關敘述正確的是(　　) 管 號 1%焦性沒 食子酸/mL 2% H2O2/mL 緩沖液 /mL 過氧化物 酶溶液/mL 白菜梗提 取液/mL 煮沸冷卻后的白菜梗提取液/mL 1 2 2 2 - - - 2 2 2 - 2 - - 3 2 2 - - 2 - 4 2 2 - - - 2 A.1號管為對照組,其余不都是實驗組 B.2號管為對照組,其余都為實驗組 C.若3號管顯橙紅色,無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶 D.若4號管不顯橙紅色,可證明白菜梗中無過氧化物酶 答案　A　3號管為實驗組,1號管、2號管和4號管均為對照組,A正確,B錯誤;設置對照組的作用在于通過實驗組和對照組對比,消除無關變量對實驗結果的影響,增強實驗結果的可信度,C錯誤;4號管中煮沸冷卻后的白菜梗提取液所含的酶已變性失活,無法判斷白菜梗中是否有過氧化物酶,D錯誤。 3.為了研究溫度對某種酶活性的影響,設置三個實驗組:A組(20 ℃)、B組(40 ℃)和C組(60 ℃),測定各組在不同反應時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(底物量一定,其他條件相同),結果如圖。以下幾種對曲線圖的分析和理解不符實際的是(　　) A.不能通過該實驗結果得出該酶活性的最適溫度 B.為保證實驗的科學性,該酶一定不能選用H2O2酶 C.t2時,限制C組酶促反應速率的因素是酶的數(shù)量 D.t4時,將A組溫度升高20 ℃,其反應速率不會加快 答案　C　B組處理使反應更早到達平衡點,只能說明在這三種溫度下,40 ℃更接近該酶活性的最適溫度,但不能通過該實驗結果得出該酶活性的最適溫度,A正確。如該酶用過氧化氫酶,則反應物為過氧化氫,但由于過氧化氫在常溫下能分解,且溫度越高,過氧化氫越容易分解,則在高溫下,酶已經(jīng)失去活性,但依然會有過氧化氫的分解,因此選用過氧化氫酶來探究溫度對酶活性的影響實驗不可取,B正確。t2時,限制C組酶促反應速率的因素是酶的活性,C錯誤。t4時,反應物已經(jīng)反應完,因此將A組溫度升高20 ℃,其反應速率不會加快,D正確。 4.(2018浙江4月選考,21,2分)下表為實驗測得離體培養(yǎng)的胡蘿卜根尖細胞的細胞周期各階段時間。 周期 G1 S G2 M 合計 時間(h) 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5 下列敘述正確的是(　　) A.G1期的細胞中主要進行有關蛋白質(zhì)的合成及核糖體的增生 B.用含DNA合成抑制劑的培養(yǎng)液培養(yǎng)1.3 h后,細胞都被阻斷在S期 C.G2期的細胞中每個染色體含2條并列的染色單體,導致染色體數(shù)目加倍 D.胡蘿卜各組織細胞周期時間長短相同,但G1、S、G2和M期的時間長短不同 答案　A　本題考查細胞有絲分裂的基本知識。G1期的細胞中主要進行有關蛋白質(zhì)的合成及核糖體的增生,A正確。用含DNA合成抑制劑的培養(yǎng)液培養(yǎng)細胞,DNA合成被抑制,DNA合成發(fā)生在S期,但是并不是所有的細胞在1.3 h后都處于S期,如有的細胞剛剛進入G2期,則不受影響,B錯誤。G2期的細胞已完成染色體的復制,此時細胞中每個染色體含2條并列的染色單體,但這2條染色單體由著絲粒連在一起為1條染色體,染色體數(shù)目并沒有加倍,C錯誤。胡蘿卜的一些組織細胞無細胞周期,而具有細胞周期的組織細胞其細胞周期時間長短也不一定相同,D錯誤。 5.(2016浙江10月選考,33,10分)設水稻細胞與染色劑甲反應呈紅色,小麥細胞與染色劑乙反應呈黃色,大麥細胞與染色劑丙反應呈綠色?，F(xiàn)有A、B、C三瓶不同的細胞懸液。每瓶中可能含有一種或多種上述細胞。欲用染色劑甲、乙、丙鑒別這三瓶細胞懸液中有幾種細胞,請根據(jù)以下提供的實驗材料,提出實驗思路,預測實驗結果和結論。 材料與用具:染色劑甲、乙、丙溶液各1瓶,A、B、C細胞懸液各1瓶;試管若干支,顯微鏡。 (要求與說明:一種染色劑只與一種細胞產(chǎn)生反應;每支試管中只能加一種染色劑;裝片的具體制作過程不作要求;實驗條件適宜) 請回答: (1)實驗思路(其中實驗分組用表格形式表示:) ① ? (2)預測實驗結果和結論: 答案　(1)①取試管9支,進行編號; ②實驗分組 表　不同染色劑鑒別不同細胞懸液的實驗分組 染色劑甲 染色劑乙 染色劑丙 細胞懸液A 1.A+甲 2.A+乙 3.A+丙 細胞懸液B 4.B+甲 5.B+乙 6.B+丙 細胞懸液C 7.C+甲 8.C+乙 9.C+丙 ③按上述分組,在各試管中分別加入細胞懸液和染色劑溶液,搖勻。④一段時間后,制作裝片,在顯微鏡下觀察各試管中細胞的顏色,并記錄。 (2)①若某瓶細胞懸液的分組試管中只有一支顯色,則說明該瓶有一種細胞。②若某瓶細胞懸液的分組試管中只有兩支顯色,則說明該瓶有兩種細胞。③若某瓶細胞懸液的分組試管中三支均顯色,則說明該瓶有三種細胞。 解析　(1)A、B、C三瓶不同的細胞懸液,每瓶中最多含有3種細胞,用染色劑甲、乙、丙鑒別這三瓶細胞懸液中有幾種細胞,且每支試管中只能加一種染色劑,應取9支試管進行9組實驗,每種細胞懸液需要在三支試管中進行檢驗。在各試管中分別加入細胞懸液和染色劑溶液,在顯微鏡下觀察各試管中細胞的顏色。(2)根據(jù)題干信息,每瓶中可能含有一種、兩種或三種細胞,每種細胞懸液在三支試管中進行檢驗,三支試管可能出現(xiàn)一支顯色、兩支顯色、三支顯色三種實驗結果,據(jù)此可寫出該細胞懸液含有幾種細胞。 6.科研人員以先天性胸腺缺陷的裸鼠為材料,研究不同濃度的二甲雙胍對裸鼠肺腺癌移植瘤生長的抑制作用。請根據(jù)提供的實驗材料寫出實驗思路,并設計記錄實驗結果的表格。 材料與用具:人肺腺瘤A549細胞懸液、二甲雙胍、生理鹽水、裸鼠若干、注射器、游標卡尺等。 {說明:對二甲雙胍的具體配制、腺瘤體積[V=π/6(長寬 2)]的具體計算不作要求。} 請回答: (1)實驗思路: ①…… (2)設計用于記錄實驗結果的表格。 (3)討論與分析: ①選用裸鼠作為人腫瘤細胞的受體,是因為　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。 ②設置生理鹽水組,是為了排除　　　　　　　　　　　對實驗結果的影響。 答案　(1)①構建裸鼠移植瘤模型:將人肺腺瘤A549細胞懸液等量接種至裸鼠體內(nèi),一段時間后,待裸鼠均長出皮下腫瘤備用。 ②裸鼠分組及藥物干預:將腫瘤大小均勻一致的裸鼠隨機分為數(shù)量相同的3組,腹腔注射給藥,分別注射等量生理鹽水、1單位的二甲雙胍、2單位的二甲雙胍。其他條件相同且適宜。 ③腺瘤體積測量與處理:每隔一段時間,用游標卡尺分別測量每組每只裸鼠皮下腺瘤的長和寬,用計算公式得到腺瘤體積,并求平均值。 (2) 組別 腺瘤體積V=π/6(長寬 2) 時間1 時間2 時間3 生理鹽水 1單位的二甲雙胍 2單位的二甲雙胍 (3)①裸鼠的細胞免疫機能缺失,對來自異種動物的組織沒有排異作用 ②注射及注射液體的體積 解析　這個實驗的實驗目的是研究不同濃度的二甲雙胍對裸鼠肺腺癌移植瘤生長的抑制作用,從這句話中我們可分析出自變量為不同濃度的二甲雙胍,因變量為腺瘤體積,所以需要設置不同濃度的二甲雙胍。另外實驗必須遵守的原則有:①設置對照原則;②單一變量原則;③平行重復原則等。 (1)根據(jù)實驗目的實驗思路如答案。(2)根據(jù)以上實驗步驟可知,實驗分為三組,每組測量裸鼠皮下腺瘤的長和寬多次(如3次),因此實驗的記錄表格可以設計如下: 組別 腺瘤體積V=π/6(長寬 2) 時間1 時間2 時間3 生理鹽水 1單位的二甲雙胍 2單位的二甲雙胍 (3)①選用裸鼠作為人腫瘤細胞的受體,是因為裸鼠的細胞免疫機能缺失,對來自異種動物的組織沒有排異作用。 ②設置生理鹽水組,是為了排除注射及注射液體的體積對實驗結果的影響。 7.(2018浙江4月選考,33,10分)對下列生物學實驗進行結果預測或分析與討論。 (1)在用血細胞計數(shù)板計數(shù)兔紅細胞時,見到壓在方格線上的細胞只計左線和上線上的細胞,以避免　　　　,減少誤差。 (2)①在驗證胰島素具有降低血糖濃度作用的實驗設計是,若以小鼠活動狀況為觀察指標,注射胰島素溶液和葡萄糖溶液的順序應是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。 ②人體血液中胰島素與胰高血糖素的摩爾比值,在不同生理狀況下是不同的。當機體處于　　　　狀況時,該比值明顯下降,此時機體物質(zhì)代謝的變化是 (答出2點即可)。 (3)某同學進行切除甲狀腺對小鼠體長影響的實驗,觀測到切除甲狀腺的幼年組小鼠體長增加明顯低于未切除組,其機理是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。 (4)以某種實驗小鼠為材料制備抗血清。 ①欲獲得某一種較高濃度的抗體,在你的實驗思路中,關鍵是需對小鼠進行　　　　　　　　　　　　　。為什么?　。 ②預測實驗結果(以坐標曲線圖形式表示實驗結果): 答案　(1)重復計數(shù)　(2)先注射胰島素溶液,后注射葡萄糖溶液　低血糖　肝糖元(糖原)分解加強、脂肪分解加速　(3)切除甲狀腺后,甲狀腺激素濃度下降,物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)換下降　(4)兩次或多次注射相同抗原　因第二次或更多次注射相同抗原,會使小鼠產(chǎn)生更多的漿細胞,從而產(chǎn)生更多的抗體 解析　(1)在用血細胞計數(shù)板計數(shù)紅細胞時,只計左線和上線上的細胞,是為了避免重復計數(shù),減少實驗誤差。(2)驗證胰島素具有降血糖作用,應先注射胰島素溶液,待小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀,再注射葡萄糖溶液。當機體出現(xiàn)低血糖時,胰島素與胰高血糖素的摩爾比值明顯下降,此時肝糖元分解加強,脂肪分解加速,以利于血糖恢復。(3)切除甲狀腺后,小鼠生長緩慢,原因在于甲狀腺激素缺乏,導致物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換下降。(4)要獲得較高濃度抗體,可用同種抗原兩次或多次刺激,從而使小鼠產(chǎn)生更多的漿細胞,產(chǎn)生更多抗體。曲線中要注明兩次刺激的時間點,且第二次刺激下抗體數(shù)量升高明顯。