2020届高考生物一轮复习 专题二十一 实验与探究课件

专题二十一实验与探究2010—2019年高考全国卷考情一览表【考情分析】本专题主要考查教材基础实验的材料、原理及相关操作等,结合代谢、遗传、调节等有关知识考查实验的有关分析等。从命题角度看,教材基本实验通过选择题的形式考查试剂、原理、显色反应等;也可以设置新的问题背景,考查实验原理的判断、变量的确认以及结果结论的预测分析等。考点2010—201420152016201720182019合计1卷2卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷1卷2卷3卷实验与探究5年8考3129110年11考考点66考点66实验与探究1.(2018·全国3,1,6分,难度★)下列研究工作中由我国科学家完成的是(D)A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成解析本题考查生物学发展史上重要的科学家及贡献。以豌豆为实验材料发现遗传定律的是奥地利科学家孟德尔,A项错误。发现暗反应的是美国科学家卡尔文,暗反应又叫卡尔文循环,B项错误。美国科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,C项错误。1965年,中国科学家成功获得人工合成的牛胰岛素结晶,D项正确。考点662.(2018·北京,4,6分,难度★★)以下高中生物学实验中,操作不正确的是(A)A.在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置B.鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)D.用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体解析本题考查了果酒制作以及常见试剂的应用。制作果酒时,应留有大约1/3的空间,有利于酵母菌数量的增加并防止发酵液溢出,A项错误。DNA与二苯胺在水浴加热条件下呈现蓝色,B项正确。鉴定脂肪可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液进行染色,C项正确。染色体易被碱性染料龙胆紫溶液或醋酸洋红液染成深色,D项正确。考点663.(2018·江苏,24,3分,难度★★★)(多选)下列中学实验均使用光学显微镜进行观察,有关实验操作或现象描述错误的是(ACD)综合运用编号实验名称实验材料实验操作或现象①观察植物细胞的质壁分离紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等原生质层呈紫色,各组成部分结构清晰②检测生物组织中的脂肪花生子叶、苏丹Ⅲ染液等在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴③观察细胞有丝分裂洋葱根尖、龙胆紫溶液等在高倍镜的同一个视野中,可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形,排列紧密④探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化酵母菌、血细胞计数板等在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数A.实验①B.实验②C.实验③D.实验④考点66解析本题主要考查课本实验的相关知识,属于对科学探究的考查。用紫色洋葱外表皮进行实验时,液泡里的细胞液呈紫色,原生质层无色,且在光学显微镜下不能观察原生质层的组成部分,①错误;苏丹Ⅲ将脂肪染成橘黄色,在光学显微镜下可观察到,②正确;用光学显微镜观察细胞有丝分裂,在一个视野中一般不能看到各时期的细胞,③错误;对培养液中酵母菌进行计数时,应对血细胞计数板中四个或五个中方格进行计数,不能对整个计数室计数,④错误。考点664.(2018·全国2,29,8分,难度★★)为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题。科学探究(1)请完善下面的实验步骤①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是手术但不切除垂体;B组的处理是切除垂体。②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。③每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重。④对所得数据进行统计处理与分析。(2)实验结果与分析B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的生长激素和促甲状腺激素。考点66解析本题考查探究实验设计的三大原则:等量原则、单一变量原则和对照原则。根据等量原则,将若干只幼龄大鼠随机分为A、B两组,根据实验要求和单一变量原则,对实验组和对照组都手术,对B组(实验组)切除垂体,对A组(对照组)手术但不切除垂体,都在相同的适宜条件下饲养,每隔一段时间,测定并记录两组大鼠的体重,对所得数据进行统计处理与分析,得出相应的实验结果,并对实验结果进行分析。考点665.(2018·浙江,33,10分,难度★★)对下列生物学实验进行结果预测或分析与讨论。(1)在用血细胞计数板计数兔红细胞时,见到压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞,以避免重复计数,减少误差。(2)①在验证胰岛素具有降低血糖浓度作用的实验设计中,若以小鼠活动状况为观察指标,注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液。②人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值,在不同生理状况下是不同的,当机体处于低血糖状况时,该比值明显下降,此时机体物质代谢的变化是肝糖原分解加强、脂肪分解加速(答出2点即可)。考点66(3)某同学进行切除甲状腺对小鼠体长影响的实验,观测到切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组,其机理是切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致物质代谢与能量转换下降。(4)以某种实验小鼠为材料制备抗血清。①欲获得某一种较高浓度的抗体,在你的实验思路中,关键是需对小鼠进行两次或多次注射相同抗原。为什么?因第二次或更多次注射相同抗原,会使小鼠产生更多的浆细胞,从而产生更多的抗体。考点66答案②预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。考点66解析(1)血细胞计数板计数,只计左线和上线上的细胞,这样是为了避免重复计数。(2)①给小鼠注射胰岛素溶液,出现血糖降低的症状,再注射一定浓度的葡萄糖溶液,症状得以恢复。所以注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液。②当机体处于低血糖状况时,胰高血糖素增多,人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值下降,此时机体物质代谢的变化是肝糖元分解加强、非糖物质转化为葡萄糖,如脂肪分解加速。(3)甲状腺分泌的甲状腺激素有促进新陈代谢和发育,提高神经系统的兴奋性;切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致物质代谢与能量转换下降。(4)小鼠血清中含抗体,想要升高某种抗体浓度,则需两次或多次注射相同抗原,因为二次免疫比初次免疫强,多次刺激后血清中的特定抗体会维持较高水平。考点666.(2017·全国3,31,10分,难度★★)为研究胰岛素的生理作用,某同学将禁食一段时间的实验小鼠随机分为A、B、C、D四组,A组腹腔注射生理盐水,B、C、D三组均腹腔注射等量胰岛素溶液,一段时间后,B、C、D三组出现反应迟钝、嗜睡等症状,而A组未出现这些症状。回答下列问题。科学探究(1)B、C、D三组出现上述症状的原因是血糖低于正常水平。(2)B、C、D三组出现上述症状后进行第二次注射,给B组腹腔注射生理盐水;为尽快缓解上述症状给C组注射某种激素、给D组注射某种营养物质。那么C组注射的激素是胰高血糖素,D组注射的营养物质是葡萄糖。(3)第二次注射后,C、D两组的症状得到缓解,缓解的机理分别是C组:胰高血糖素能促进糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,使血糖水平升高;D组:葡萄糖直接使血糖水平升高。考点66解析(1)B、C、D三组小鼠均被注射了胰岛素溶液,胰岛素导致小鼠血糖水平低于正常水平,细胞供能不足,从而出现反应迟钝、嗜睡等症状。(2)对C组和D组进行第二次注射目的是缓解低血糖的症状,使小鼠的血糖水平升高。胰高血糖素是升高血糖的激素,所以C组注射的是胰高血糖素;要使血糖水平升高,也可直接给小鼠提供营养物质,所以D组注射的是葡萄糖。(3)胰高血糖素的作用是能促进肝糖原的分解和脂肪等非糖物质的转化,从而使血糖水平升高。葡萄糖可以直接使血糖水平升高。考点66实验设计的步骤考点667.(2017·北京,29,16分,难度★★)学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。(1)在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体,突触后膜出现一个膜电位变化。(2)如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”。下图为这一现象可能的机制。综合运用考点66如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以协助扩散方式进入胞内。Ca2+与钙调蛋白共同作用,使C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。考点66(3)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:①对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的Ⅱ(填图中序号)过程提供了实验证据。②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强。为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸C、B。A.数目不同序列不同B.数目相同序列相反C.数目相同序列相同考点66③为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设,将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠,用HFS处理H区传入纤维,30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化。请评价该实验方案并加以完善该实验方案存在两处缺陷。第一,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。第二,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验。(4)图中内容从细胞和分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。考点66解析(1)神经元接受刺激,产生兴奋,兴奋以电信号形式传至轴突末端的突触小体,突触前膜以胞吐方式释放神经递质,将信息传递给下一个神经元。(2)据图信息可知,Ca2+进入细胞方向是从高浓度到低浓度,且需要载体协助,故其跨膜运输的方式为协助扩散。Ca2+进入细胞后与钙调蛋白结合,诱导C酶的空间结构发生改变,C酶被激活。(3)①据图信息可知,A受体可以由细胞内转移到细胞膜上,故“检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加”,该结果为图中的转移Ⅱ过程提供了实验证据。②为证实A受体的磷酸化位点位于胞内肽段(T)上,则实验组H区神经细胞内应导入与T的氨基酸数目和序列都相同的短肽,以干预C酶对T的磷酸化,对照组导入的短肽与T的氨基酸数目相同序列相反。考点66③实验只对一组突变小鼠进行处理,缺少对照实验,应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验;突触后膜A受体能否磷酸化的表现是膜电位变化,应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜电位变化的实验来验证这一假设。(4)图中涉及神经细胞膜电位变化以及受体分子的相关活动,故本实验从细胞和分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。考点668.(2016·四川,8,11分,难度★★★)生长抑素(SS)是一种14个氨基酸的环状多肽,由下丘脑合成释放,可直接影响促甲状腺激素(TSH)的分泌。(1)合成1分子SS可产生14分子H2O;下丘脑分泌的SS经体液的运输到达靶器官。(2)急性高血糖和药物A均可促进SS的分泌,进而影响TSH的分泌,有人对健康志愿者进行不同处理,测定其血浆中TSH水平,结果如下图(注:TRH为促甲状腺激素释放激素)。综合运用考点66①给予受试者葡萄糖处理造成急性高血糖后,受试者胰岛细胞分泌的胰高血糖素将减少。②用TRH处理后,受试者体内垂体分泌的TSH含量升高,导致机体甲状腺激素分泌增多,细胞代谢速率加快,产热增加。③由实验结果可知:与对照组相比,处理组TSH的增加量较少,说明SS对TSH的分泌具有抑制作用。从总体趋势看,与药物A相比,急性高血糖对SS分泌的促进作用更