2023版高考生物二轮复习专项提能突破专项一训练6实验探究验证类.doc

[训练6　实验探究、验证类]
1．瘦素是动物脂肪细胞分泌的一种激素，研究发现该激素可以通过使哺乳动物减少摄食量、促进产热来减轻体重。为了研究该激素的调节机制，科学家进行了一系列实验。
(1)实验一：给瘦素缺陷型小鼠注射适宜浓度的外源瘦素后，小鼠进食量减少。据此推测，脂肪细胞分泌的瘦素经________运输至靶器官(该靶器官为感受器)，靶器官产生兴奋，经脊髓后由某神经传递至________，令其产生饱觉进而减少进食量。
(2)实验二：给健康的饥饿小鼠注射外源瘦素后，小鼠产热增加。据此推测，此时小鼠通过神经调节，引起皮肤____________和汗腺分泌增强，导致________加快以维持体温的相对恒定。这一调节过程的中枢位于________。
(3)实验三：现有两类患肥胖症的小鼠，B类小鼠肥胖是瘦素基因缺陷所致，A类小鼠肥胖原因未知。分析以下实验：
组别
处理措施
正常饲喂一段时间后的实验结果
1
正常小鼠与A类小鼠连体共生
正常小鼠摄食量明显减少，A类小鼠无变化
2
正常小鼠与B类小鼠连体共生
正常小鼠无变化，B类小鼠摄食量略微减少
3
A类小鼠与B类小鼠连体共生
A类小鼠无变化，B类小鼠摄食量明显减少
①根据实验结果推测，连体前B类小鼠体内瘦素的含量比正常小鼠________，A类小鼠肥胖的原因最可能是________。
②为排除手术对实验结果的干扰，可增设一组处理措施为______________的对照实验。
【解析】　(1)瘦素是一种激素，通过体液运输；产生饱觉的中枢在大脑皮层。(2)小鼠产热增加时，为了维持体温恒定，散热也应该增加，所以此时皮肤毛细血管舒张和汗腺分泌增强，导致散热加快以维持体温的相对恒定；体温调节中枢位于下丘脑。(3)①B类小鼠瘦素基因缺陷，故其无法分泌瘦素，正常小鼠与B类小鼠连体共生，B类小鼠摄食量略微减少，原因是正常小鼠瘦素含量正常，连体共生后局部瘦素可作用于B类小鼠。由此可推知连体前B类小鼠体内瘦素的含量比正常小鼠偏低；当正常小鼠与A类小鼠连体共生，正常小鼠摄食量明显减少，说明A类小鼠瘦素分泌正常，但A类小鼠肥胖，故A类小鼠肥胖的原因最可能是瘦素受体异常。②为排除手术对实验结果的干扰，可增设一组处理措施为正常小鼠和正常小鼠连体共生的对照实验。
【答案】　(1)体液　大脑皮层
(2)毛细血管舒张　散热　下丘脑
(3)①偏低　瘦素受体异常　②正常小鼠和正常小鼠连体共生
2．(2023·襄阳市五中高三模拟)某科研小组开展紫外线诱变选育脂肪酶高产菌株的研究。原始菌株1 444粗壮假丝酵母经连续两次紫外线诱变，反复筛选，得到的突变株Z6和Z8。在40 ℃、pH 7．5条件下测定所产脂肪酶活性，分别比原始菌株提高了126%、150%。答复以下问题：
(1)由于突变是不定向，突变导致脂肪酶活性变化的可能结果有_______。
(2)科研人员对上述三个菌株所产生的脂肪酶特性进行研究，获如下结果。
实验一：为测定脂肪酶在不同pH值条件下的稳定性，科研人员分别取上述三种菌株所产的酶液各20 mL，分别与等体积的pH为5～9的缓冲液混匀，置于4 ℃冰箱保存24小时后，将pH调至7．5，再参加等量的底物溶液，测定酶的相对活性。结果如图，与原始菌株1 444相比，Z6和Z8的酶在不同pH条件下的________。测定酶的活性的实验温度为________℃。
(3)实验二：分别取上述三种菌株的酶液各20 ml，置于50 ℃恒温水浴处理60 min，每隔10 min取样一次，测定酶活性，同时测定三个对照组的酶活性并进行比拟。本实验目的是________，对照组所用的酶液应如何处理？________。
【解析】　(1)由于基因突变具有不定向性，因此突变导致脂肪酶活性变化的可能结果是使酶的活性降低、升高或者不变。
(2)由题图中实验一可知，与原始菌株相比，Z6和Z8随pH变化而变化的幅度较小，所以Z6和Z8的酶在不同pH条件下的稳定性较强；由题意知，测定该酶活性的实验温度是40 ℃。
(3)由题意知，该实验的自变量是50 ℃条件下，处理酶的时间，实验的因变量是酶的活性，温度是无关变量，因此该实验的目的是探究50 ℃条件下酶的活性随时间变化而变化的情况，即50 ℃条件下酶的稳定性；对照组应该是未经50 ℃恒温处理的酶液。
【答案】　(1)酶活性下降或升高、不变　(2)稳定性(适应能力)较强　40　(3)研究50 ℃条件下酶的稳定性　未经50 ℃恒温处理的酶液(置于4 ℃条件下保存)
3．(2023·吉林大学附中高三模拟)临床上大手术后患者常会发生术后疲劳综合征(POFS)，表现为肌肉无力、疲劳感增加等病症。为探索POFS与肌肉细胞能量代谢的关系，研究人员将假设干生理状态相同的健康成年雄性大鼠随机均分为对照组和模型组，其中对模型组大鼠进行开腹后切除70%中段小肠的处理。定期检测术后肌肉中ATP、ADP、AMP 的含量(mg/kg)，结果如下表。答复以下问题：
组别
被分析物
术后第1 d
术后第3 d
术后第7 d
对照组
ATP
880．3
1003．2
1833．6
ADP
640．7
739．7
866．6
AMP
209．2
274．3
511．8
模型组
ATP
819．5
936．1
1822．4
ADP
641．5
746．7
934．0
AMP
210．3
275．2
547．7
注：AMP为ADP水解下一个磷酸基团后的产物。
(1)肌肉细胞中产生ATP的部位是________________。AMP与腺嘌呤脱氧核糖核苷酸的区别是____________________________。
(2)对照组大鼠应做________________处理。
(3)根据实验结果推测，POFS可能的病因是____________________。
(4)实验大鼠神经细胞吸收K＋的过程________(填“需要〞或“不需要〞)ATP。
【解析】　(1)肌肉细胞中产生ATP的部位是细胞质基质和线粒体。AMP与腺嘌呤脱氧核糖核苷酸不同，其中的五碳糖分别为核糖和脱氧核糖。
(2)对照组大鼠应做开腹但不切除70%中段小肠处理，以排除开腹本身对实验结果的影响。
(3)根据表中数据可知，术后肌肉细胞中ATP 含量降低，ADP、AMP 的积累，造成了肌肉细胞能量供给缺乏，导致患者发生术后疲劳综合征。
(4)实验大鼠神经细胞吸收K＋属于逆浓度梯度吸收，需要ATP。
【答案】　(1)细胞质基质和线粒体　AMP中的五碳糖为核糖，而腺嘌呤脱氧核糖核苷酸中的五碳糖为脱氧核糖　(2) 仅开腹但不切除70%中段小肠　(3)术后肌肉细胞中ATP含量降低；ADP、AMP 的积累；造成了肌肉细胞能量供给缺乏　(4)需要
4．存在于某些植物中的7，8­二羟基黄酮(7，8­DHF)可对抗雌性小鼠由于高脂饮食诱导的体重增长，但对雄性小鼠没有类似作用。某生物兴趣小组分别选取了健康、大小相似的成年雌性小鼠和雄性小鼠各20只进行验证实验。
(1)实验步骤：
①将雌性小鼠随机等分为2组，编号A、B；将雄性小鼠随机等分为2组，编号C、D。
②A、C组每天用足量___________________饲料饲喂，B、D组每天用等量同种饲料添加________________饲喂，各组的其他培养条件相同且适宜。
③连续饲喂30天，每5天称重一次并记录。
(2)请预测各组的体重变化情况______________________________。
(3)请指出实验步骤设计的不合理之处__________________________。
(4)假设实验结果与预期相符，那么实验结论为_______________________。
(5)假设发现A组小鼠增重明显高于C、D组， 最可能的原因是___________。
(6)欲进一步探索7，8­DHF的最正确使用剂量，请写出实验设计思路。
____________________________________________。
【解析】　(1)实验步骤①设置对照组，控制无关变量。将雌性小鼠随机等分为2组，编号A、B；将雄性小鼠随机等分为2组，编号C、D。
②由于要验证7，8­二羟基黄酮(7，8­DHF)可对抗雌性小鼠由于高脂饮食诱导的体重增加，所以A、C组每天用足量高脂饲料饲喂，B、D组每天用等量同种饲料添加一定量7，8­DHF饲喂，各组的其他培养条件相同且适宜。
③连续饲喂30天，每5天称重一次并记录。
(2)预期各组的体重变化情况为：A、C、D组体重明显增加，B组增加不明显。
(3)由于缺乏实验前测量的数据，所以实验步骤的设计不合理。
(4)假设实验结果与预期相符，那么实验结论为7，8­DHF可在雌性小鼠中对抗高脂饮食诱导的体重增长，而雄性小鼠没有类似作用。
(5)假设发现A组小鼠增重明显高于C、D组，最可能的原因是雌鼠活动量少，耗能少。
(6)欲进一步探索7，8­DHF的最正确使用剂量，应配制一系列等浓度梯度的7，8­DHF，配合足量高脂饲料，分别饲喂多组雌鼠，比拟各组雌鼠体重变化情况。
【答案】　(1)高脂　一定量7，8­DHF　(2)A、C、D组体重明显增加，B组增加不明显　(3)缺乏实验前测量的数据　(4)7，8­DHF可在雌性小鼠(而非雄性小鼠)中对抗高脂饮食诱导的体重增长　(5)雌鼠活动量少，耗能少　(6)配制一系列等浓度梯度的7，8­DHF，配合足量高脂饲料，分别饲喂多组雌鼠，比拟各组雌鼠体重变化情况
5．探究30 ℃条件下pH对某动物体内两种消化酶活性的影响，结果见下表。
pH值
1．0
2．0
3．0
4．0
5．0
6．0
7．0
8．0
淀粉酶活性mg/g·30 min
200
203
250
490
450
300
250
200
蛋白酶活性μg/g·30 min
1 520
1 750
1 500
1 400
1 020
980
700
500
答复以下问题：
(1)该实验的因变量是______________________，在实验过程中需要添加缓冲液调节pH值，这是对实验的____________变量的控制。假设要进一步确定淀粉酶的最适pH值，简要的实验思路是___________________。
(2)消化酶的作用机理是________________________，不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，除了因为蛋白质的水解产物可以与双缩脲试剂有显色反响，还因为_____________________________。
【解析】　(1)该实验的因变量是两种消化酶的活性，自变量是pH值，假设要进一步确定淀粉酶的最适pH值，简要的实验思路是：在pH 3．0和5．0之间设置更小的pH梯度，在30 ℃下测定各组淀粉酶活性。
(2)消化酶的作用机理是降低化学反响的活化能，不能用双缩脲试剂检验蛋白质是否被蛋白酶水解，除了因为蛋白质的水解产物可以与双缩脲试剂有显色反响，还因为蛋白酶也是蛋白质。
【答案】　(1)淀粉酶活性和蛋白酶活性　自　在pH 3．0和5．0之间设置更小的pH梯度，在30 ℃下测定各组淀粉酶活性　(2)降低化学反响的活化能　蛋白酶也是蛋白质
6．某同学以菠菜的绿叶为材料，用类似提取绿叶中色素的方法制备了叶绿体悬浮液；再利用叶绿体悬浮液进行实验探究。答复以下问题：
(1)向研钵中参加渗透压____________(填“大于〞、“等于〞或“小于〞)叶绿体渗透压的溶液，然后进行____________(填“充分〞或“不充分〞)的研磨，制得含有叶绿体的研磨液。
(2)从研磨液中别离叶绿体，需要用到的方法包括________和________。
(3)探究磷酸对光合作用暗反响的影响。
实验步骤：
第一步：将制备的叶绿体悬浮液均分为两组，编号为甲、乙；
第二步：甲组中__________________，乙组中____________________；
第三步：在一定的温度和光照等条件下，用14C标记的
14CO2供其进行光合作用，然后追踪检测放射性。
答复以下问题：
①补充第二步：甲组中_________________，乙组中_______________。
②检测发现甲组14C标记化合物的量及比值均比乙组明显高，试分析该实验结果出现的原因：___________________________________。
③提高温度，发现甲组14C标记化合物的量增多，是因为___________。
【解析】　(1)实验需要制备叶绿体悬浮液，因此不能破坏叶绿体，因此应向研钵中参加渗透压等于叶绿体渗透压的溶液，然后进行不充分的研磨，制得含有叶绿体的研磨液。充分研磨也会破坏叶绿体结构。
(2)从研磨液中别离叶绿体，首先需要进行过滤；又由于不同细胞器的比重不同，别离不同细胞器用差速离心法。
(3)①实验探究“磷酸对光合作用暗反响的影响〞，因此实验的自变量为是否添加磷酸，那么实验组甲组中应参加适量磷酸，乙组中不作处理(加等量蒸馏水作为对照)。②检测发现甲组14C标记化合物的量及 比值均比乙组明显高，可能是充足的磷酸有利于光反响阶段形成ATP，而充足的ATP会促进暗反响阶段C3复原形成(CH2O)和C5。
③提高温度，发现甲组14C标记化合物的量增多，是因为温度升高，提高了催化暗反响的酶的活性。
【答案】　(1)等于　不充分　(2)过滤　差速离心法　(3)①参加了适量磷酸　不作处理(加等量蒸馏水作为对照)　②充足的磷酸有利于光反响阶段形成ATP，而充足的ATP会促进暗反响阶段C3复原形成(CH2O)和C5　③温度升高，提高了催化暗反响的酶的活性