（新高考）2020高考生物二轮复习 第三部分 核心素养专练 素养3 科学探究

素养3科学探究考点10教材实验创新1将紫色洋葱外表皮细胞置于一定浓度的蔗糖溶液中，实验开始后的4个时间点ad测得细胞液相对浓度(P值)如下图所示(实验期间细胞均存活)。下列叙述正确的是()Aab时间内，液泡体积逐渐增大Bcd时间内，P值不再增大主要受细胞壁的限制Cbc时间内，光学显微镜下可看到水分子运出细胞Dcd时间内，洋葱表皮细胞可能并未发生质壁分离解析：选D。由图示可知，ab时间内，P值不断增大，说明该过程细胞不断失水，细胞液浓度逐渐增大，液泡体积逐渐变小，A项错误。cd时间内，P值不再增加，说明此时进出细胞的水分子数一样多，细胞内外浓度相等，此过程中P值变化不受细胞壁的限制，B项错误。无论在哪个过程中都无法在光学显微镜下看到水分子进出细胞，C项错误。cd时间内，P值不再增加，可能是细胞已经发生了质壁分离，但也可能是外界溶液浓度稍大于细胞液浓度，细胞会发生失水，但并没有发生质壁分离，D项正确。2将、两种物质混合，在t1时加入酶，、两种物质浓度的变化曲线如图，、两种物质浓度相等时的时间点为t2。下列叙述错误的是()A酶可与物质形成酶底物复合物B若t1时增加酶的量，则t2值减小C若提高反应体系温度，则t2值变大Dt3后物质增加缓慢与物质浓度有关解析：选C。根据题图可知，在实验过程中发生了物质的分解和物质的生成，而且物质是在酶的催化作用下分解生成了物质，酶在发挥作用的过程中可与物质形成酶底物复合物，A项正确。在t1时增加酶量可促进酶促反应的进行，酶促反应速率越大，t2值越小，B项正确。由于不知道此实验的温度是否为最适温度，故提高反应体系温度，不能确定酶促反应速率是增大还是减小，C项错误。图中t3后由于物质浓度非常小，所以其分解产物增加缓慢，D项正确。3下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述，正确的是()AS型肺炎双球菌致小鼠得败血症与细菌表面的荚膜有关B将S型肺炎双球菌的DNA注入小鼠体内，可分离出活的S型菌C用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌产生的子代中，大多数具有放射性D烟草叶片被烟草花叶病毒感染后出现病斑是因为病毒进行了逆转录解析：选A。S型肺炎双球菌的菌体外面有多糖类的荚膜，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏，因此S型肺炎双球菌可使小鼠得败血症，A项正确。将S型菌的DNA和活的R型菌混合注入小鼠体内，才能使S型菌的DNA进入R型菌内，使R型菌转化为S型菌，只将S型菌的DNA注入小鼠体内，不会分离出活的S型菌，B项错误。用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，噬菌体把其遗传物质(被32P标记的DNA)注入大肠杆菌内，利用大肠杆菌中的物质(没有被32P标记)来合成子代噬菌体，因此获得的子代噬菌体中，只有少量的噬菌体具有亲代的DNA而具有放射性，大量的噬菌体无放射性，C项错误。烟草花叶病毒是一种RNA病毒，但它不是逆转录病毒，无法进行逆转录，D项错误。4(不定项)某小组选用生长素类似物2，4D进行了如下的插枝生根实验：组别枝条2，4D浓度(g/L)一定时间后根的数量甲10个，带芽5108较多乙10个，带芽5104几乎没有丙10个，带芽清水较少丁10个，无芽清水几乎没有下列叙述正确的是()A甲组的2，4D溶液能促进枝条生根B乙组的2，4D溶液能抑制枝条生根C丙组的芽能产生2，4D促进枝条生根D丁组缺少激素来源导致几乎没有根解析：选ABD。丙组用清水处理，为空白对照组，甲组与丙组比较，根的数量较多，说明甲组的2，4D溶液能促进枝条生根，A项正确。乙组与丙组比较，根的数量几乎没有，说明乙组的2，4D溶液浓度过高，对枝条生根起抑制作用，B项正确。2，4D为人工合成的植物生长调节剂，是生长素类似物，具有生长素的作用，但不是由植物细胞合成的，芽合成的是生长素，C项错误。芽能合成生长素，丁组无芽，其缺少激素来源导致几乎没有根，D项正确。5(不定项)某小组开展探究振荡培养中转速大小对酵母菌种群数量变化的影响实验，结果如下图，下列相关叙述正确的是()A振荡培养能提高培养液中的溶氧量，还能增加酵母菌获得营养物质的机会B不同转速下酵母菌的种群密度增长速率不同，但最终的种群密度相同C该实验中酵母菌数量随时间而变化，所以无须进行对照实验和重复实验D可通过血细胞计数板计数获得本实验中酵母菌的估计的种群数量答案：AD6(不定项)(2019济南高三月考)某位同学设计了如下实验流程。实验中5只家兔的药剂注射剂量和生理指标均按单位体重计算。据此判断，下列有关叙述不正确的是()A实验中起对照作用的有号和号家兔B二次注射后，低血糖症最先缓解的是号家兔C该实验不能证明肾上腺素是如何升高血糖的D该实验证明了家兔的血糖调节是神经体液调节解析：选BD。在首次注射实验中，号是对照组(空白对照)，号都是实验组；在二次注射实验中，号是对照组，号是实验组，A项正确。二次注射时，号注射的是葡萄糖溶液，葡萄糖溶液能迅速地缓解低血糖症状，故二次注射后，低血糖症最先缓解的是号家兔，B项错误。该实验能证明肾上腺素可以升高血糖，但不能证明肾上腺素是如何升高血糖的，C项正确。该实验未涉及神经调节，D项错误。考点11综合探究实验1小麦的穗发芽会影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为验证穗发芽率的降低是发芽小麦种子中淀粉酶活性降低引起的，请根据提供的实验材料，完善实验思路，并预测实验结果。实验材料：红、白粒小麦种子若干，蒸馏水，pH缓冲液，1%淀粉溶液，碘液，试管若干支，量筒，37 水浴锅等。(要求与说明：pH缓冲液用于维持反应液适宜的pH；反应体系总体积控制在5 mL以内；穗发芽后吸水对质量的影响忽略不计。)(1)实验思路：取_、_的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液。提取液首先需要进行_处理，防止自身物质对实验结果的影响。绘制表格，将实验分组、步骤(试剂体积需有具体数值)及显色结果(颜色深浅用“”的数目表示)写在表格中。(2)分析与讨论：若两种小麦种子提取液的试管中都未显色，则在重新实验时需要_(至少写出两点)。解析：(1)根据题干信息及单一变量原则，取穗发芽时间相同、等质量的红、白小麦种子，分别制成小麦种子提取液，为防止小麦种子自身淀粉对实验结果的影响，需对其进行去除淀粉处理。可利用碘液与淀粉的显色反应检测提取液中淀粉酶的含量，具体操作步骤见答案。(2)若未显色，说明淀粉可能被完全水解，则应采取缩短反应时间、减少提取液的量或增加底物淀粉的含量等措施，避免淀粉被完全水解。答案：(1)穗发芽时间相同质量相等(两空可互换)去除淀粉萌发小麦种子淀粉酶活性记录表分组步骤红粒管白粒管对照管A加提取液或蒸馏水0.5 mL红粒小麦种子提取液0.5 mL白粒小麦种子提取液0.5 mL蒸馏水B加缓冲液(mL)111C加淀粉溶液(mL)111D37 保温适当时间，终止酶促反应，冷却至常温E加适量(几滴)碘液显色显色结果(2)缩短保温时间(反应时间)、减少提取液的量、增大淀粉溶液浓度(量)2草莓比较耐阴，将其栽种在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜生长。某生物兴趣小组研究了遮光处理对草莓叶片光合作用的影响。材料用具：二叶期草莓幼苗若干、遮阳网(网内光照强度为自然光照强度的1/3左右)、光合分析测定仪等。实验步骤与分析：选取生长状况相似的草莓幼苗若干，均分为对照组和实验组，实验组用遮阳网进行处理。将两组草莓幼苗在相同且适宜条件下培养至植株长出6片叶左右，测得其净光合速率如图1所示。(1)图1中，对照组呈现“双峰”型曲线的原因是_。据图1分析，实验组有机物积累量显著低于对照组，判断依据是_。(2)有同学推测遮光可能影响光合作用的_反应，并据此继续进行实验得到图2的结果。由图2可知，实验组利用CO2的效率降低，可能的原因是遮光使叶片温度降低，导致_。(3)某同学推测，适当遮光可导致叶绿素含量增加，以适应弱光环境。请设计一个简单的实验验证该同学的推测是否正确，简单的写出实验思路：_。(4)综上所述，欲提高草莓的光合速率，可改变_(填“CO2浓度”或“遮光比例”)再作进一步研究。解析：(1)对照组没有进行遮光处理，在中午，温度过高，植物蒸腾作用过强，部分气孔关闭，CO2吸收量减少，光合速率下降。分析图1可知，在实验时间内，实验组对CO2的吸收量低于对照组，故实验组有机物积累量显著低于对照组。(2)由图2可推测遮光可能影响光合作用的暗反应。实验组利用CO2的效率降低的可能原因是遮光使叶片温度降低，影响了光合作用相关酶的活性，光合速率降低。(3)可以采用纸层析法检测实验组和对照组草莓叶片中叶绿素含量，提取遮光组和未遮光组草莓叶片中的叶绿素，并用纸层析法进行分离，通过比较两组叶绿素色素带的宽度可推断适当遮光是否能导致叶绿素含量增加。(4)由题图可知，遮光虽然能改变气孔的关闭状况，但是遮光过度可能会导致叶片温度降低，影响光合作用相关酶的活性，导致光合速率降低，若要提高草莓的光合速率，可适当改变遮光比例进行进一步的研究。答案：(1)气孔关闭，CO2吸收量减少在实验时间内，实验组吸收的CO2总量少(2)暗光合作用相关酶的活性降低(3)提取并用纸层析法分离遮光和未遮光情况下等量草莓叶片中的色素，观察并比较叶绿素色素带的宽度(4)遮光比例3对下列生物学实验进行结果预测、分析或讨论。(1)为探究油菜素内酯(BR)对生长素(IAA)生理作用的影响，研究人员利用绿豆芽幼根做了相关实验，实验结果如下图所示。实验中各组至少设置三个重复实验将结果求平均值，是为了避免_影响实验结果。该实验不能证明BR对主根生长的作用具有两重性(高浓度抑制、低浓度促进)，理由是_。坐标曲线图中ab段与bc段，BR对主根伸长影响的不同点是_。(2)给未感染过肺炎双球菌的大鼠注射R型肺炎双球菌，一段时间后抽取此大鼠的血液制成血浆，将这些血浆均分成两等份(甲组、乙组)。向甲组中加入R型肺炎双球菌，向乙组中加入S型肺炎双球菌，而后观察到甲组中有凝集反应而乙组中无此现象。血浆中让R型肺炎双球菌发生凝集反应的物质是_；乙组中无凝集反应的原因是_。(3)为了验证耐盐碱植物的细胞液浓度比一般植物(生长在普通土壤上)的高，现配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液，分别取生长在盐碱地里的植物根的成熟区细胞和生长在普通土壤里的植物根的成熟区细胞，进行质壁分离平行实验，观察对比两种植物细胞在每一浓度下发生质壁分离的情况。预期结果：_。建立一个坐标系，用曲线图表示该实验中耐盐碱植物根的成熟区细胞的液泡体积变化情况(至少画出四种蔗糖浓度的变化曲线)。解析：(1)实验中各组至少设置三个重复实验的目的是避免偶然因素对实验结果产生影响。由于只研究了BR的一个浓度，没有设置一系列BR浓度进行实验，并且在该浓度下，BR对主根的生长仅有抑制作用，所以该实验不能证明BR对主根生长的作用具有两重性。通过与对照组相比可知，ac段BR对主根生长均为抑制作用，与a点时相比，ab段的主根长度减小，说明BR对主根生长的抑制作用增强，与b点时相比，bc段主根长度增大，说明抑制作用减弱。(2)给大鼠注射R型肺炎双球菌会使大鼠体内产生针对R型肺炎双球菌的抗体；不同肺炎双球菌为不同抗原，血浆中特异性识别R型肺炎双球菌的抗体不能识别S型肺炎双球菌，故乙组中无凝集反应。(3)若生长在盐碱地里的植物的细胞液浓度比生长在普通土壤里的植物的细胞液浓度高，则可预期生长在盐碱地里的植物根的成熟区细胞在较高浓度的蔗糖溶液里才发生质壁分离，生长在普通土壤里的植物根的成熟区细胞在较低浓度的蔗糖溶液里就会发生质壁分离。植物细胞存在细胞壁，在蒸馏水和较低浓度的蔗糖溶液中，植物细胞吸水(其中在较低浓度的蔗糖溶液中的吸水速率小于在蒸馏水中的吸水速率)，液泡的体积逐渐增大，最终达到一定大小后保持不变；在等渗浓度蔗糖溶液中，植物细胞与外界溶液之间水分子进出相等，液泡的体积不变；在较高浓度的蔗糖溶液中，植物细胞失水，液泡的体积逐渐减小，最终达到一定大小后保持不变。答案：(1)偶然因素没有设置一系列浓度的BR溶液对主根生长影响的实验(或由该实验仅可知该浓度的BR对主根的生长有抑制作用)ab段抑制作用增强，bc段抑制作用减弱(2)抗体(或特异性识别R型肺炎双球菌的抗体)不同肺炎双球菌为不同抗原，血浆中特异性识别R型肺炎双球菌的抗体不能识别S型肺炎双球菌(3)生长在盐碱地里的植物根的成熟区细胞在较高浓度的蔗糖溶液里才发生质壁分离，生长在普通土壤里的植物根的成熟区细胞在较低浓度的蔗糖溶液里就能发生质壁分离如下图4回答下列有关生物学实验的问题：(1)在探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验中，从试管中取出培养液前，要充分振荡，目的是_。可以利用_对酵母菌进行计数。(2)在验证疫苗Z能够预防病原体Y致病的实验设计中，若以小鼠的发病情况为观察指标，实验组注射疫苗Z和病原体Y的顺序应是_。研究表明，药物X能阻断突触的信息传递过程。现测得经药物X处理过的突触间隙中乙酰胆碱的含量升高，据此推测，药物X的作用机理可能是_。(3)胰高血糖素能通过促进肝糖原分解升高血糖。为了验证胰高血糖素能升高血糖，实验处理前需测定动物血液中葡萄糖的含量，其在实验中的作用是_。若将肝组织捣碎制成匀浆，测定其中葡萄糖浓度，再加入胰高血糖素溶液，此时匀浆中葡萄糖浓度不变，原因最可能是_。(4)为验证胰高血糖素能促进胰岛B细胞分泌胰岛素，设置了如下三个实验组进行实验：A组：胰岛B细胞动物细胞培养液100 mg/dL葡萄糖；B组：胰岛B细胞动物细胞培养液130 mg/dL葡萄糖；C组：胰岛B细胞动物细胞培养液130 mg/dL葡萄糖胰高血糖素。设置B组实验的目的是_。预测实验结果(设计坐标系，并绘制各组的胰岛素含量变化曲线)。答案：(1)使酵母细胞分布均匀血细胞计数板(2)先注射疫苗Z，后注射病原体Y药物X能与突触后膜上的乙酰胆碱受体结合(3)作对照肝细胞膜上的胰高血糖素受体被破坏了(或识别胰高血糖素的受体位于肝细胞膜表面)(4)说明实验选用的胰岛B细胞具有正常分泌胰岛素的功能如下图考点12遗传实验的科学探究1果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得诺贝尔奖。果蝇的灰身(B)和黑身(b)，长翅(V)和残翅(v)，红眼(R)和白眼(r)分别受一对等位基因控制。B、b与V、v位于常染色体上，R、r位于X染色体上。在研究过程中摩尔根将发现汇成表格：P灰身黑身 红眼白眼 F1灰身红眼F2灰身黑身31红眼白眼31(1)以上表格中的两对相对性状中，如果进行正交与反交，产生的结果不一致的是_。一般情况下，用含一对相对性状的真核生物亲本进行正交和反交，如果结果一致，可说明控制该相对性状的基因位于_。(2)现有纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇，为探究灰身、黑身和长翅、残翅这两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，请将下列实验补充完整(不考虑变异)。第一步：取纯种的灰身长翅和黑身残翅果蝇杂交，得F1；第二步：_；第三步：统计后代表现型及比例。结果预测：如果后代出现四种表现型，且灰身长翅黑身长翅灰身残翅黑身残翅_，则两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。否则，不遵循基因的自由组合定律。解析：(1)据题干信息可知，控制果蝇体色的基因位于常染色体上，灰身果蝇和黑身果蝇正反交结果相同，而控制眼色的基因位于X染色体上，则红眼与白眼果蝇正反交结果不同。一般情况下若正反交结果一致，则可说明控制该相对性状的基因位于常染色体上。(2)若要判断两对基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律，可采用双杂合子进行测交或自交的方法。控制果蝇灰身、黑身和长翅、残翅的这两对基因都位于常染色体上，纯种的灰身长翅(BBVV)果蝇和黑身残翅(bbvv)果蝇杂交，F1果蝇的基因型为BbVv，F1雌雄果蝇自由交配，若后代中灰身长翅黑身长翅灰身残翅黑身残翅9331，则两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。或者让F1(BbVv)个体进行测交，若后代中灰身长翅黑身长翅灰身残翅黑身残翅1111，则两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律。否则，不遵循基因的自由组合定律。答案：(1)红眼和白眼常染色体(2)让F1与黑色残翅果蝇测交(或让F1果蝇自由交配)1111(或9331)2兔子皮下脂肪的颜色受一对等位基因(A和a)的控制，研究人员选择纯种亲本进行了如下两组杂交实验。回答下列问题：(1)控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于_染色体上，_是显性性状。若给F2幼兔饲喂可去除色素的特殊饲料，则全部表现为白脂，说明家兔皮下脂肪颜色的表现是_共同作用的结果。(2)兔子白细胞核的形态有正常、Pelger异常(简称P异常)、极度病变三种表现型，这种性状由一对等位基因(B和b)控制。P异常的表现是白细胞核异形，但不影响生活力；极度病变可能会导致死亡。为探究皮下脂肪颜色与细胞核的形态这两对相对性状的遗传规律，实验人员做了两组杂交实验，实验中均给予正常饲料，结果如下：组合亲本F1白脂正常黄脂正常白脂P异常黄脂P异常白脂极度病变黄脂极度病变黄脂、正常白脂、P异常2370217000白脂、P异常白脂、P异常16756329110309注：杂交后代的每种表现型中雌、雄比例均接近11；表中数据均为存活幼体数量。B对b的显性表现形式为_，组合中白脂、P异常亲本的基因型是_。组合的F1中白脂、P异常雌性和黄脂、P异常雄性个体交配，若极度病变个体无法活到性成熟，则成熟子代中理论上出现黄脂、P异常的概率是_；子代中极度病变的个体数量明显低于理论值，可能是因为部分个体的死亡发生在_。解析：(1)根据图示可知，正交和反交产生的F1的表现型及比例都相同，F1个体随机交配产生的F2雌雄个体中白脂黄脂31，说明控制兔子皮下脂肪颜色的基因位于常染色体上。黄脂和白脂亲本杂交，F1全是白脂，说明白脂是显性性状。兔子皮下脂肪的颜色是由一对等位基因控制的，若给F2幼兔饲喂可去除色素的特殊饲料，则全部表现为白脂，说明该性状既由遗传物质决定，又受外界环境因素的影响。(2)控制兔子白细胞核形态的这对基因(B、b)在遗传过程中与性别无关联，因此可推断相关基因位于常染色体上。根据表格中的组合的杂交结果可知，F1中的正常P异常极度病变22343939，根据题干信息“极度病变可能会导致死亡”可知，F1中的正常P异常极度病变的理论比例应该是121，说明P异常的基因型为Bb，则BB的表现型为正常或极度病变，Bb的表现型为P异常，bb的表现型为极度病变或正常，B对b的显性表现形式为不完全显性。组合中亲本均为白脂，F1中白脂黄脂52617531，则说明亲本的相关基因型为Aa，因此组合中白脂、P异常亲本的基因型均为AaBb。组合的F1中白脂、P异常雌性(1/3AABb、2/3AaBb)与黄脂、P异常雄性(aaBb)杂交，白脂雌性(1/3AA、2/3Aa)产生的配子为2/3A、1/3a，黄脂雄性(aa)产生的配子为a，子代相关基因型为2/3Aa、1/3aa，P异常雌性(Bb)与P异常雄性(Bb)杂交产生的子代基因型为BB、Bb、bb，结合题干信息可知，基因型为bb(或BB)的个体无法活到性成熟，所以性成熟个体相关基因型为1/3BB(或1/3bb)、2/3Bb，子代表现为黄脂、P异常的概率是(1/3)(2/3)2/9。子代中极度病变的个体数量明显低于理论值，可能因为有些个体死于胚胎期。答案：(1)常白脂基因与环境(2)不完全显性AaBb和AaBb2/9出生前(胚胎期)3将某野生型灰体物种培育成两个该物种突变品系，两个品系都是由常染色体上相关基因发生隐性突变，产生相似的体色表现型白体。它们控制体色性状的基因组成可能是：两品系分别是由A基因突变为a和a1基因产生的，它们的基因组成如图甲所示；一个品系是A基因突变为a基因所致，另一品系是B基因突变成b基因所致，只要有一对隐性基因纯合即为白体，它们的基因组成如图乙或图丙所示。(1)为探究这两个品系的基因组成，完成实验设计及结果预测。(注：不考虑交叉互换且产生后代足够多。).用_为亲本进行杂交，如果F1表现型为_，则两品系的基因组成如图甲所示；否则，再用F1个体相互交配，获得F2；.若两品系的基因组成如图乙所示，F1个体相互交配，F2中白体的基因型有_种；控制体色的a基因和b基因均由突变而来，F2中出现白体涉及的变异类型是_；取F2灰体自由交配，其F3灰体中杂合子的概率为_。(2)A基因和B基因在结构上的区别是_。(3)若两品系的基因组成如图丙所示，画出F1个体相互交配，获得F2的遗传图解。解析：(1).若两品系的基因组成如图甲所示，则品系1、品系2为隐性纯合子，两者杂交，后代都是白体。.若两品系为如图乙所示的基因组成，这两对基因分别位于两对同源染色体上，符合基因的自由组合定律，二者杂交产生F1的基因型为AaBb，F1个体自由交配得到F2的表现型及其比例为9A_B_(灰体)3aaB_(白体)3A_bb(白体)1aabb(白体)，其中3aaB_(白体)中有两种基因型，分别是aaBB、aaBb，3A_bb(白体)中有两种基因型，分别是AAbb、Aabb，故F2中白体的基因型有5种；F2中出现白体是基因重组的结果；F2中基因型为9A_B_的个体为灰体，其产生的雌雄配子分别为4AB2Ab2aB1ab，利用棋盘法分析，后代有64份灰体，其中纯合灰体为16份，其余48份为杂合灰体，故F3灰体中杂合子占3/4。(2)不同基因在结构上的区别主要是碱基对的排列顺序不同。(3)图丙中的两对基因位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，F1的基因型为AaBb，但是产生的配子只有两种，且比例为1Ab1aB，遗传图解见答案。答案：(1).品系1、品系2白体.5基因重组3/4(2)基因内特定碱基对的排列次序不同(或脱氧核苷酸排列次序不同)(3)遗传图解12