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专题 15 实验与探究
一、单选题
1．(2022·广东)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是( )
A．孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B．摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C．赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D．沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
2．(2022·广东)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列
实验操作正确的是( )
A．根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，以防解离过度
B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检
C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
3．(2022·湖南)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照
片如图所示。下列分析正确的是( )
A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离
B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个
C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长
D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低
4．(2022·湖南)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活
B．加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的
C．添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果
D．添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染
5．(2022·山东)石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎
产量的影响，将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释，处理长势相
同的石蒜幼苗，鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图。下列说法正确的是( )
A．多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢
B．对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗
C．喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长，提高鳞茎产量
D．该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”
6．(2022·浙江)以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动。下列叙述正确的是( )
A．基部成熟叶片是最佳观察材料 B．叶绿体均匀分布于叶肉细胞中心
C．叶绿体形态呈扁平的椭球形或球形 D．不同条件下叶绿体的位置不变
7．(2022年6月·浙江)“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中，用显微镜观察到的结果如
图所示。下列叙述正确的是( )A．由实验结果推知，甲图细胞是有活性的
B．与甲图细胞相比，乙图细胞的细胞液浓度较低
C．丙图细胞的体积将持续增大，最终胀破
D．若选用根尖分生区细胞为材料，质壁分离现象更明显
8．(2022年6月·浙江)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是( )
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
9．(2022·湖南)原生质体(细胞除细胞壁以外的部分)表面积大小的变化可作为质壁分离实验的检测指标。用
葡萄糖基本培养基和NaCl溶液交替处理某假单孢菌，其原生质体表面积的测定结果如图所示。下列叙述
错误的是( )
A．甲组NaCl处理不能引起细胞发生质壁分离，表明细胞中NaCl浓度≥0.3 mol/L
B．乙、丙组NaCl处理皆使细胞质壁分离，处理解除后细胞即可发生质壁分离复原
C．该菌的正常生长和吸水都可导致原生质体表面积增加
D．若将该菌先65℃水浴灭活后，再用 NaCl溶液处理，原生质体表面积无变化
10．(2022·山东)迷走神经是与脑干相连的脑神经，对胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动起促进作用，还可通
过一系列过程产生抗炎效应，如图所示。分
处理 TNF-α浓度
组
甲 腹腔注射生理盐水 +
乙 腹腔注射LPS ++++
丙 腹腔注射LPS+A处理 ++
注：“+”越多表示浓度越高
(1)迷走神经中促进胃肠蠕动的神经属于______(填“交感神经”或“副交感神经”)。交感神经和副交感神
经对同一器官的作用通常是相反的，其意义是______。
(2)消化液中的盐酸在促进消化方面的作用有______、______、______。(答出3种作用即可)
(3)研究人员对图中抗炎过程进行了相关实验，实验分组及结果见表。通过腹腔注射脂多糖(LPS)可使大鼠
出现炎症，检测TNF-α浓度可评估炎症程度。据图分析，若丙组的A处理仅在肠巨噬细胞内起作用，推测
A处理的3种可能的作用机制：______；______；______。
11．(2022年6月·浙江)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开
花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。
指标
处 单株叶 单株果
光饱 光补 单株光
理 低于5klx光合曲线的斜率 叶绿素含量 光合产 实光合
和点 偿点 合产量(g
(mgCO ．dm-2．hr-1．klx-1) (mg·dm-2) 量(g干 产量(g
(klx) (lx) 2 干重)
重) 干重)
不
遮 40 550 1.22 2.09 18.92 3.25 8.25
阴
遮
阴2
35 515 1.23 2.66 18.84 3.05 8.21
小
时
遮 30 500 1.46 3.03 16.64 3.05 6.13阴4
小
时
注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。
回答下列问题：
(1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加___________，提高吸收
光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的___________；结合光补
偿点的变化趋势，说明植株通过降低___________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据
表中___________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。
(2)植物的光合产物主要以___________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，
植株优先将光合产物分配至___________中。
(3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均___________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物
进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为___________(A．<2小时 B．2小时
C．4小时 D．>4小时)，才能获得较高的花生产量。
12．(2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序，叶腋长雌
花序)，但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控
制，雄花花序由显性基因T控制，基因型bbtt个体为雌株。现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄
株)4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
(1)若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是_____________。
(2)乙和丁杂交，F 全部表现为雌雄同株；F 自交，F 中雌株所占比例为_____________，F 中雄株的基因
1 1 2 2
型是_____________；在F 的雌株中，与丙基因型相同的植株所占比例是_____________。
2
(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相对性状的显隐性，某研究
人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体(两种玉米均为雌雄同株)间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗
上籽粒的性状，可判断糯与非糯的显隐性。若糯是显性，则实验结果是_____________；若非糯是显性，
则实验结果是_____________。
13．(2022·全国乙卷)甲状腺激素在促进机体新陈代谢和生长发育过程中发挥重要作用。为了研究动物体内
甲状腺激素的合成和调节机制，某研究小组进行了下列相关实验。
实验一：将一定量的放射性碘溶液经腹腔注射到家兔体内，一定时间后测定家兔甲状腺的放射性强度。
实验二：给甲、乙、丙三组家兔分别经静脉注射一定量的生理盐水、甲状腺激素溶液、促甲状腺激素溶液。
一定时间后分别测定三组家兔血中甲状腺激素的含量，发现注射的甲状腺激素和促甲状腺激素都起到了相
应的调节作用。回答下列问题。
(1)实验一中，家兔甲状腺中检测到碘的放射性，出现这一现象的原因是______。
(2)根据实验二推测，丙组甲状腺激素的合成量______(填“大于”或“小于”)甲组。乙组和丙组甲状腺激
素的合成量______(填“相同”或“不相同”)，原因是______。
一、单选题
1．(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)广谱抗肿瘤药阿霉素可嵌入DNA而抑制核酸的合成，对各种生
长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用，但有可能诱发心肌细胞凋亡导致心律失常。药物福达平对老年人心脏健
康有很好的保健作用。科研人员提出一种假设：福达平对心肌细胞凋亡具有抑制作用，并进行了如下实验：
第1组：心肌细胞+适宜培养液
第2组：心肌细胞+适宜培养液+阿霉素
第3组：心肌细胞+适宜培养液+阿霉素+福达平
第4组：心肌细胞+适宜培养液+福达平
相同且适宜条件培养一段时间后，统计心肌细胞凋亡率。下列分析错误的是( )
A．第1组和第2组对照可验证阿霉素是否可以诱导心肌细胞凋亡
B．第2组和第3组对照可验证福达平是否能抑制阿霉素诱导凋亡的作用
C．第1组和第4组对照可以验证福达平是否可抑制心肌细胞凋亡
D．若心肌细胞凋亡率第2组>第3组>第4组>第1组，则假设成立
2．(2022·重庆一中模拟预测)已知植物合成叶绿素和Rubisco酶(暗反应中催化CO 固定的关键酶)都需要消
2
耗氮元素。某植物突变体中叶绿素含量仅为野生型的49%，研究人员探究了不同氮肥水平对该植物野生型
和突变体叶片中Rubisco酶含量影响，结果如图所示。下列说法正确的是( )
A．相比野生型，突变体更倾向于将氮元素用于合成Rubisco酶
B．本实验的自变量是不同氮肥水平，因变量是类囊体薄膜上Rubisco酶的含量
C．对野生型和突变型光合色素分别提取与分离，滤纸条上色素带的宽度与位置存在差异D．Rubisco酶在植物细胞内仅起催化作用，能利用ATP与[H]提供能量将CO 固定为C
2 3
3．(2022·江苏淮安·模拟预测)研究人员以成本低廉、生根迅速，同时插条易存活的碰碰香作为实验材料，
通过预实验探索碰碰香插条生根的最适2，4-D浓度范围，实验结果如下表。下列叙述正确的是( )
第5d 第10d 第15d
2，4-D浓度 插穗总数
(g/L) (株) 成活总数 平均生根 成活总数 平均生根 成活总数 平均生根
(株) 数(条) (株) 数(条) (株) 数(条)
A 0 24 24 0 22 1 19 8
B 2.5×10-7 24 24 0 24 10 24 18
C 2.5×10-6 24 24 1 24 11 24 19
D 2.5×10-5 24 24 3 24 22 24 33
E 2.5×10-4 24 24 0 22 8 22 16
F 2.5×10-3 24 24 0 5 0 0 0
A．已知2，4-D粉剂难溶于水，故应将其溶于无水乙醇中，再用蒸馏水分步稀释至预定浓度
B．用于实验的碰碰香长度和枝条粗细程度要基本相似，且均需去除所有叶片和芽
C．A~D组枝条用浸泡法处理其基部24小时，E、F两组则用沾蘸法处理枝条基部
D．E与B的结果表明，2，4-D促进碰碰香插条生根具有两重性
4．(2022·山东·一模)为研究气候变暖对农田生态系统的影响，研究者对某区域甲、乙农田进行实验，对照
组保持环境温度，实验组增温，检测田间增温对小麦麦蚜天敌的影响。 与对照组相比，增温组相关指标
如下表所示。下列说法错误的是( )
区 禾谷缢管蚜发生
小麦生物量(干重) 麦长管蚜发生量 瓢虫数量
域 量
甲 + ++ ++ -
乙 + ++ NS NS
(注：+表示相对值增加，-表示相对值减少，NS表示无显著差异)A．增温有利于小麦生物量的积累，可抵
消麦蚜种群增加导致的小麦减产
B．气候变暖背景下，该区域农田可适当减少农药的使用，以减少环境污染
C．甲地增温降低了天敌对麦蚜的控制力是造成麦蚜发生量上升的原因之一
D．为维持该农田生态系统的稳定性，麦蚜同化的能量不超过小麦同化量的20%即可
5．(2022·湖北·襄阳四中模拟预测)西北农林科技大学对某甜瓜品种进行“低温锻炼对冷胁迫下幼苗超氧化
物歧化酶(SOD，该酶能减缓植株的衰老)活性与叶绿素含量的影响”实验。设置了如下三组实验：T(昼夜
115～10℃)，T(昼夜10～5℃)和CK(昼夜25～15℃)。低温锻炼十天后，将三组幼苗同时进行低温胁迫处理，
2
测定各项生化指标，结果如下。下列相关分析不正确的是( )
A．低温锻炼不能防止甜瓜幼苗在冷胁迫下叶绿素的分解
B．在冷胁迫下，经低温锻炼的处理组SOD活性逐渐下降，但仍高于未经低温锻炼的CK组
C．幼苗经过低温锻炼后使清除自由基的机制起作用，增强其对冷胁迫环境下的适应能力
D．未锻炼的CK组冷胁迫后SOD活性降低是由于其空间结构发生了改变
二、非选择题
6．(2022·山东潍坊·模拟预测)某闭花传粉植物的花色有红色和白色两种，由基因A、a控制；茎干有刺和无
刺由基因B、b控制。研究人员进行了以下两个实验：
实验一 红花无刺植株与白花有刺植株杂交，F 有红花无刺植株、红花有刺植株两种类型，F 中红花
1 1
无刺植株自花受粉，F 表型之比为红花无刺∶红花有刺∶白花无刺∶白花有刺＝6∶3∶2∶1。
2
实验二 从F 两种表型中各选取一个植株，对它们和两个亲本的两对基因(A、a和B、b)进行PCR扩
1
增，然后进行电泳分离，结果如图。回答下列问题：
(1)两对相对性状中，显性性状分别是______________。
(2)红花无刺植株亲本与F 红花有刺植株的电泳结果分别对应图谱_____________。
1
(3)A(a)和B(b)基因表现为_____________(填写“独立遗传”或“连锁遗传”)。F 表型出现6∶3∶2∶1的
2
特殊比，对此合理的解释是_______________。欲对该假说进行验证，请利用题目已涉及到的实验技术手
段，设计实验并预测结果、结论。
实验思路：__________________________。实验结论：若______________，则假说成立；若______________，则假说不成立。
7．(2022·山东·德州市教育科学研究院三模)针灸是我国传统文化的重要组成部分。电针刺小鼠后肢的足三
里(ST36)穴位，可激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾，上腺轴，在细菌多糖(LPS)引起的炎症反应中发挥抗
炎作用。
(1)迷走神经是从脑干发出的___________(填“躯体运动”或“内脏运动”)神经，可参与调节内脏活动。
(2)科学家以LPS诱发的炎症小鼠为实验对象，用适宜强度电针刺ST36，对照组不作任何处理，检测血清
中去甲肾上腺素(NA)和炎症因子(1L—6)的含量，结果如下图所示。电针刺ST36对抗LPS诱发的炎症的机
理可能是________________。
(3)位于ST36深层的PROKR2神经元可能是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元。科研
人员通过遗传学手段获得在PROKR2神经元中特异性表达光敏蛋白C的小鼠，用蓝光刺激ST36可激活
PROKR2神经元并产生兴奋。请以LPS诱发了炎症的上述小鼠为材料，设计实验探究PROKR2神经元是否
是激活迷走神经和下丘脑—垂体—肾上腺轴的关键神经元，简要写出实验设计思路并预期实验结果及结论。
实验思路：______________________________________。
预期结果及结论：_________________________________。
8．(2022·广东·华南师大附中三模)在无土栽培生产实践中，氧不足已成为困扰无土栽培技术大规模应用于
生产的限制因子，科研人员拟从优化无土栽培营养液配方入手进行改进。钾是植物光合作用必需的矿质元
素，他们以南瓜植株为实验材料，采用营养液水培法进行了实验研究，结果如下表所示。请回答下列相关
问题：
净光合速率 光补偿点
气孔导度[mol/
胞间 CO 浓度
处理 2
[umol/(m2·s)] [umol/(m2·s)] (m2·s)] (μmol/mol)
通气对照 19.58 20.9 0.34 266
低氧胁迫 13.17 25.3 0.29 248
低氧缺钾 8.96 28.7 0.24 226低氧高钾 19.06 22.5 0.37 270
(1)在无土栽培生产中，植物根系主要以______的方式吸收矿质元素，低氧主要抑制了根系的_____(生理过
程)，导致矿质元素吸收降低，而矿质元素如 Mg 参与________ 形成，导致光合作用受到抑制。
(2)根据实验结果，在无土栽培生产中若要维持南瓜植株的光合作用与呼吸作用的平衡，需要的光照强度
________(“较高”或“较低”)。与其他组对比分析，低氧缺钾组南瓜植株净光合速率下降的主要原因是
________。据此研究可采取________措施来缓解低氧胁迫造成的影响。
(3)研究表明，钾离子还能促进叶肉细胞中光合产物的运出，说明光合产物积累也是低氧缺钾组净光合速率
的限制因素。为验证光合产物积累会导致净光合速率下降，某兴趣小组同学查阅文献得知蔗糖是光合作用
的主要末端产物，而基因 M 能指导细胞膜上蔗糖转运蛋白的合成。据此小组拟定实验设计思路：将生理
状态相同南瓜幼苗均分成两组，对照组不做处理，实验组做________处理，在适宜的条件下培养一段时间
后测定并比较________。
9．(2022·山东·胜利一中模拟预测)肥胖的发生发展与肠道菌群关系密切，辣椒的活性成分辣椒素能够减肥。
研究者探究辣椒素对肠道菌群的影响及作用机制。
(1)人肠道内存在着主要由细菌组成的肠道菌群，与人体细胞相比，这些细菌不具有____________(写出两
项)结构。
(2)研究者用小鼠进行分组实验，实验处理及检测结果如下表。
组别 实验处理 实验增重(g) 总采食量(g) 肠道菌群丰度
甲 饲喂标准脂肪含量饲料 8.92 274.47 258
乙 饲喂高脂肪含量饲料 19.16 443.16 239
丙 饲喂高脂肪含量饲料+辣椒素 13.43 343.42 255
据表可知，____________。
(3)进一步研究发现，与乙组小鼠相比，丙组小鼠肠道菌群中产生短链脂肪酸的类群(菌群a)显著增多，而
产生脂多糖的类群(菌群b)显著减少。①GLP-1和PYY是与食欲控制相关的两种多肽类激素，以__________的方式分泌出细胞。菌群a产生的短
链脂肪酸可促进肠道细胞对GLP-1和PYY的合成及释放。GLP-1刺激迷走神经的__________神经元，产生
的兴奋沿迷走神经传至下丘脑；PYY通过________传送的方式运输至下丘脑。研究者测定了(2)中三组小鼠
的下丘脑中与食欲调节相关神经元的活性，结果如图1。
结合(2)的实验结果推测，下丘脑中抑制采食的神经元是__________；GLP-1和PYY通过__________，从
而增加小鼠饱腹感，降低食欲。
②菌群b产生的脂多糖损伤肠道屏障进入内环境，与下丘脑中的受体结合诱发下丘脑炎症，改变胰岛素信
号转导，导致机体稳态失衡，这是引起肥胖的重要原因之一。为验证辣椒素还可通过促进肠道细胞膜蛋白
的表达来修复肠道屏障进而降低炎症反应，研究者对(2)中三组小鼠进行肠组织切片观察，结果如图2。
图2结果__________(能/不能)充分证明辣椒素可通过修复肠道屏障功能来降低炎症反应，理由是
__________。
10．(2022·湖南师大附中三模)研究人员研究糖尿病小鼠对流感病毒的易感性及灭活疫苗诱导的免疫反应，
进行了相关实验。根据下列实验材料补充完善实验思路并分析实验结果。
实验材料：SPF小鼠(无特定的微生物和寄生虫存在的小鼠)、H5N1流感病毒毒株悬液、H5N1流感病毒灭
活疫苗、柠檬酸缓冲液溶解的STZ(一种特异性破坏胰岛B细胞的药物)等。
(1)实验思路：实验一：制备糖尿病小鼠：随机取_____的SPF小鼠空腹至少12h后，注射经灭菌处理的柠檬酸缓冲液溶
解的STZ，2周后，取血测定血糖浓度。若小鼠血糖浓度稳定在20mmol/L以上，并且小鼠尿液与斐林试剂
反应出现_____，则成功建立糖尿病小鼠模型。
实验二：病毒感染性实验：取等量的糖尿病小鼠和健康小鼠，分别接种等量的_____，3d后，将小鼠麻醉，
取肺洗液测肺部病毒量。
实验三：免疫实验：_____，28天后，从尾部采血测血液中抗体浓度。
(2)实验中用SPF小鼠做实验材料的目的是_____。
(3)研究发现糖尿病患者免疫功能受损，其更容易感染病毒且产生抗体的能力也较弱。请将实验二与实验三
的预测结果以柱形图的形式绘制在下图中。
_____
(4)在流感季节，可采用_____方法提升糖尿病患者对流感的免疫力。
