江苏省2020届高考生物二轮复习考前专题增分大题冲关16实验设计与探究解析版

江苏省2020届高考生物二轮复习考前专题增分大题冲关16实验设计与探究解析版

‎16.实验设计与探究 ‎(时间：20分钟)‎ ‎1.(2019·河南百校联盟质检)仙鹤草又名龙牙草，早在明代就有将其用于抗癌的记载。为研究不同浓度(分高、中、低三种)的仙鹤草水提液对肺癌细胞增殖的影响，某兴趣小组进行了探究实验。请补充完善实验思路，思考并回答以下问题。‎ ‎(1)实验步骤：‎ ‎①取洁净培养瓶若干，分为4组，分别编号为A、B、C、D。在各组培养瓶内分别加入一定量的实验用人肺癌细胞悬液。‎ ‎②A组为对照组，其培养瓶加入____________________，B、C、D组分别加入_____________________________________________________________________。‎ ‎③将各组培养瓶置于条件适宜的细胞培养箱中培养。‎ ‎④每隔24小时对各组培养瓶中的细胞进行镜检、计数。‎ ‎(2)实验结果：‎ 请设计一张表格，用于记录实验数据。(注意：①表头名称；②自变量；③因变量检测指标)‎ ‎(3)分析与讨论：‎ 实验结果显示，高浓度的仙鹤草水提液实验处理48小时对肺癌细胞的增殖抑制效果最好。镜检发现细胞的形态改变，出现了明显的细胞皱缩、细胞核碎裂等特征。根据以上实验结果，能得出的实验结论是______________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)根据题干信息，结合实验遵循的对照性原则和单一变量原则，完善实验步骤：①取洁净培养瓶若干，分为4组，分别编号为A、B、C、D。在各组培养瓶内分别加入一定量的实验用人肺癌细胞悬液。②A组培养瓶加入适量的生理盐水，B、C、D组分别加入等量的浓度分别为低、中、高的仙鹤草水提液。③将各组培养瓶置于条件适宜的细胞培养箱中培养。④每隔24小时对各组培养瓶中的细胞进行镜检、计数。(2)设计一个表格记录结果时，应注意：①表头名称；②自变量；③因变量检测指标。具体拟定并绘制见答案。(3)结合实验结果分析，药物作用后的肺癌细胞的凋亡率较不加药物的细胞凋亡率显著增高，说明仙鹤草水提液是通过诱导细胞凋亡来抑制肺癌细胞增殖的。‎ 答案　(1)适量的生理盐水　等量的浓度分别为低、中、高的仙鹤草水提液 ‎(2)仙鹤草水提液对肺癌细胞增殖的影响实验用记录表(答案合理即可)‎ 项目 A组：对照组 B组：低浓度组 C组：中浓度组 D组：高浓度组 时间/h ‎0‎ ‎24‎ ‎48‎ ‎72‎ ‎0‎ ‎24‎ ‎48‎ ‎72‎ ‎0‎ ‎24‎ ‎48‎ ‎72‎ ‎0‎ ‎24‎ ‎48‎ ‎72‎ 细胞数 5‎ ‎/个 ‎(3)仙鹤草水提液是通过诱导细胞凋亡来抑制肺癌细胞增殖的 ‎2.(2019·河南八市测评)如图代表双链DNA复制的两种可能方式。已知大肠杆菌繁殖周期为20 min左右，现有大肠杆菌、氮源为15N的培养基、氮源为14N的培养基、离心机等相关材料，请设计实验验证双链DNA复制的可能方式。(要求：写出实验思路、预期实验结果及结论)‎ 答案　(1)实验思路：‎ 用含氮源为15N的培养基培养大肠杆菌，繁殖多代后分离大肠杆菌；将上述分离到的大肠杆菌转移到含氮源为14N的培养基的培养液中培养20 min(确保大肠杆菌已分裂一次)；20 min后分离大肠杆菌，提取DNA并离心，观察离心后DNA条带的分布情况，分析实验结果，得出结论。‎ ‎(2)预期实验结果及结论：‎ ‎①若离心后只出现一条DNA条带，则双链DNA的复制方式为半保留复制。‎ ‎②若离心后出现两条DNA条带，则双链DNA的复制方式为全保留复制。(①和②可互换)‎ ‎3.(2019·山东新泰二中质检)辣椒子叶的颜色有绿色和紫色，为研究其遗传规律，科研人员进行了如下实验。请回答下列问题：‎ ‎(1)据表可知，辣椒子叶颜色受________对等位基因控制且遵循________定律，F2中紫株的基因型有________种。‎ ‎(2)编号D120植株是通过________(填“杂交”“自交”或“测交”)产生的，其后代纯合子的比例为________，实验中正反交的目的是______________________‎ ‎__________________________________________________________(答出两点)。‎ ‎(3)已知野生辣椒均为纯合子，若子叶颜色受两对等位基因控制(用A/a与B/b表示)，且基 5‎ 因型为aaBB的紫株极为珍贵(珍贵型)。现有一野生紫株，请通过一次杂交实验判断其是否为珍贵型植株(实验室有各种基因型已知的普通型野生紫株与绿株)，要求：写出杂交组合和预期结果。‎ 解析　(1)根据F1自交后代绿色∶紫色＝9∶7(和为16的特殊分离比)以及测交后代分离比为紫色∶绿色＝3∶1不难得出子叶颜色受两对等位基因的控制，且符合自由组合定律，而单独拿其中一对等位基因又符合基因分离定律。其中绿色为双显性，紫色为单显性及双隐性(用字母表示为：绿色基因型为A_B_，紫色为A_bb，aaB_，aabb)。(2)编号D120植株是由F1(D100)与双隐性亲本P1(D085)杂交，即测交产生的，两对等位基因测交，只能产生1/4的纯合子，例如：AaBb与aabb测交，后代只能是aabb一种纯合子。遗传实验中正反交的目的通常用于判断遗传方式是否为细胞核遗传以及遗传基因是否位于常染色体(或性染色体)上。(3)由于野生型均为纯合子，因此野生紫色植株基因型可能为aaBB，AAbb，aabb，绿色为AABB，若要判断一株紫株基因型，不能拿绿色植株与其杂交，因为拿绿色植株与其杂交无法区分aaBB与AAbb，只能用紫色植株杂交，紫色植株中aabb杂交也无法区分aaBB与AAbb，因此只能用AAbb的植株杂交，若子代全为绿色则其为珍贵型紫株，若子代全为紫株则其为普通型紫株。‎ 答案　(1)2　自由组合(分离与自由组合)　5‎ ‎(2)测交　1/4‎ ‎①用于判断子叶颜色的遗传方式是否为细胞核遗传 ‎②用于判断控制子叶颜色的基因是否位于常染色体上(或性染色体)‎ ‎(3)将该紫株与基因型为AAbb的紫色植株杂交，若子代全为绿色则其为珍贵型紫株，若子代全为紫株则其为普通型紫株。‎ ‎4.(2019·河北沧州一中调研)某兴趣小组为验证某批次不合格狂犬病疫苗与有效成分含量不足有关，利用合格疫苗和荧光标记的狂犬病毒进行相关实验。请帮忙完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。(要求与说明：抗体含量测定的方法，实验所需的仪器、试剂及持续时间等不作具体要求)‎ 请回答：‎ ‎(1)实验思路：‎ ‎①将若干只生长发育状况相似的健康成年小鼠随机分成数量相等的甲、乙、丙三组。‎ ‎②注射处理：_______________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎③在适宜条件下饲养，抽取各组小鼠等量的血液，用________________________检测抗体的含量，并观察小鼠的健康状况。‎ ‎④__________________________________________________________________。‎ ‎⑤对测得的数据进行统计分析。‎ 5‎ ‎(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，将各组注射处理的情况标注在曲线图旁)。‎ ‎(3)分析与讨论：‎ ‎①当人被狗严重咬伤时往往要注射抗狂犬病血清和狂犬病疫苗，抗狂犬病血清的主要免疫目标是____________；注射狂犬病疫苗属于________(填“主动免疫”或“被动免疫”)。‎ ‎②注射疫苗的实验小鼠有时会出现狂犬病病症，可能的原因是_______________。‎ 解析　(1)实验中需要设置对照组，空白对照组为注射疫苗溶剂。注射疫苗的小鼠会发生主动免疫而产生抗体，并分泌到血浆中，所以可以通过检测血浆中抗体的含量多少来判断疫苗中有效成分含量的多少，检测抗体含量可以用材料中提供的荧光标记的狂犬病毒，因为其可与抗体特异性结合。由于疫苗作用需要时间，所以需要重复多次抽取血液检测抗体含量，直到抗体含量不再变化。(2)作图时，以时间为横坐标，抗体含量或者荧光量为纵坐标，画出三组实验的抗体含量随时间的变化情况；注射狂犬病疫苗前，机体的抗体含量为0，所以三组曲线均从0开始画；注射合格疫苗的机体产生的抗体最多，注射不合格疫苗的机体产生的抗体较少，注射疫苗溶剂的机体几乎不产生抗体。(3)注射抗狂犬病血清属于被动免疫，主要引发体液免疫，主要免疫目标是细胞外的狂犬病毒；注射狂犬病疫苗属于主动免疫。疫苗是灭活或者活性减弱的病毒，注射疫苗的实验小鼠有时会出现狂犬病病症，可能原因是灭活不彻底，疫苗中含有致病的狂犬病毒。‎ 答案　(1)②甲组注射适量的该疫苗，乙组注射等量的合格疫苗，丙组注射等量的疫苗溶剂　③荧光标记的狂犬病毒　④每隔一段时间，重复步骤③‎ ‎(2)如图 注射不同物质对小鼠体内抗体含量的影响 ‎(3)①细胞外的狂犬病毒　主动免疫　②疫苗中含有致病的狂犬病毒 ‎5.(2019·辽宁鞍山质检)请利用如图装置完成下列实验，并回答相应的问题(设呼吸作用的底物为葡萄糖)：‎ ‎(1)若用该装置在有光条件下进行一次实验来测定绿色植物的净光合速率：‎ ‎①A中的溶液应为____________，其作用是________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 5‎ ‎②假设净光合速率大于零，则净光合速率可通过记录单位时间内有色液滴________(填“左移”或“右移”)的距离来表示。‎ ‎(2)若用该装置来测定绿色植物的有氧呼吸速率，甲、乙、丙三名同学选择了不同的处理方法(如表所示)，其他条件相同且适宜，你认为________________同学的处理最合理，理由是__________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 装置是否遮光 A中溶液 甲 是 清水 乙 否 氢氧化钠溶液 丙 是 氢氧化钠溶液 ‎(3)该装置除了用于检测净光合速率、呼吸速率、总光合速率(多个该装置)外，还可以同时利用多个该装置进行探究____________________。(答出一个实验名称即可)‎ 解析　(1)①NaHCO3溶液可作为CO2的缓冲液，即当容器中CO2浓度高时，能吸收CO2，当CO2浓度低时则向外释放CO2，从而能够维持容器内CO2浓度的相对恒定。②当净光合速率大于零时，光合作用速率大于呼吸作用速率，植物向外释放O2，毛细管内的有色液滴右移，单位时间内有色液滴右移的距离可用来表示净光合速率。(2)甲同学的做法中，有氧呼吸过程中(以葡萄糖为底物)CO2的产生量等于O2的消耗量，有色液滴不会移动，无法检测出有氧呼吸速率；乙同学在有光条件下进行实验，光合作用会对实验产生干扰；丙同学的做法最合理，实验条件为避光，避免了光合作用对实验的干扰，且用氢氧化钠溶液吸收了容器内的CO2，可以通过单位时间内O2的消耗量(有色液滴左移的距离)来反映有氧呼吸速率大小。(3)该装置除了可用于上述实验外，还可以利用多个该装置探究环境因素对光合作用或呼吸作用的影响，例如温度对光合作用或呼吸作用的影响，光照强度对植物的光合作用的影响等。‎ 答案　(1)①NaHCO3溶液　维持容器内CO2浓度的恒定　②右移 ‎(2)丙　遮光避免光合作用对实验的干扰，氢氧化钠用于吸收CO2，可以通过单位时间内O2的消耗量(有色液滴左移的距离)来反映有氧呼吸速率大小(答案合理即可)‎ ‎(3)温度对植物的光合作用(或呼吸作用)的影响、光照强度对光合作用的影响等(答出一个即可)‎ 5‎