高考生物二輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)15 實驗設(shè)計、分析與評價（含解析）-人教版高三生物試題

課后限時集訓(xùn)(十五)　實驗設(shè)計、分析與評價 (建議用時：40分鐘) 一、選擇題 1．(2020·青島黃島區(qū)高三期中)許多物質(zhì)對酶的活性會產(chǎn)生影響，其中能提高酶活性的物質(zhì)稱為激活劑，能降低酶活性的物質(zhì)稱為抑制劑。某研究小組研究了甲、乙、丙三種物質(zhì)對淀粉酶活性的影響，結(jié)果如圖所示。則下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A．該實驗的自變量和因變量分別為物質(zhì)的種類、酶的活性 B．物質(zhì)甲為酶的激活劑，物質(zhì)乙和丙為酶的抑制劑 C．甲、乙、丙可能是通過改變酶的空間結(jié)構(gòu)而影響酶的活性 D．圖中的實驗結(jié)果可能是在不同的溫度和pH條件下測定的 D　[為了遵照實驗的單一變量原則，圖中的實驗結(jié)果可能是在相同的溫度和pH條件下測定的，D錯誤。] 2．(2020·臨汾高三模擬)下列對實驗的評價或分析最準(zhǔn)確的一項是(　　) 選項 實驗 評價或分析 A 恩格爾曼水綿實驗 水綿進(jìn)行光合作用所需的二氧化碳來自大氣 B 魯賓和卡門的實驗 設(shè)置空白對照組，證明光合作用中的氧來自水 C 噬菌體侵染大腸桿菌實驗 攪拌的目的是加速噬菌體的侵染過程 D 肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗 證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) D　[恩格爾曼實驗中，將制作好的水綿臨時裝片放置在真空環(huán)境，光合作用所需的二氧化碳來自NaHCO3溶液，A錯誤；魯賓和卡門的實驗對照方式為相互對照，兩組都是實驗組，相互之間構(gòu)成對照，即沒有設(shè)置空白對照組，B錯誤；噬菌體侵染大腸桿菌實驗中攪拌的目的是使大腸桿菌和噬菌體相互分離，C錯誤；肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中用DNA和蛋白質(zhì)分別轉(zhuǎn)化R型菌，最終證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D正確。] 3．線粒體中的琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸脫氫，脫下的氫可將藍(lán)色的甲烯藍(lán)還原成無色的甲烯白。丙二酸與琥珀酸結(jié)構(gòu)相似，可與琥珀酸脫氫酶結(jié)合，但不會脫氫。為探究丙二酸對琥珀酸脫氫反應(yīng)是否有抑制作用，進(jìn)行實驗設(shè)計。下列敘述不合理的是(　　) A．實驗假設(shè)：丙二酸對琥珀酸脫氫反應(yīng)有抑制作用 B．實驗取材：大白鼠心肌細(xì)胞含有較多的線粒體，可從其研磨液中提取琥珀酸脫氫酶 C．實驗分組：對照組加琥珀酸、實驗組加丙二酸，兩組都加入甲烯藍(lán)和琥珀酸脫氫酶 D．觀察指標(biāo)：藍(lán)色的甲烯藍(lán)還原成無色的甲烯白時間的長短 C　[實驗可假設(shè)丙二酸對琥珀酸脫氫反應(yīng)有抑制作用，A正確；線粒體中含琥珀酸脫氫酶，故可選擇大白鼠心肌細(xì)胞，從其研磨液中提取琥珀酸脫氫酶，B正確；對照組和實驗組中都要加入琥珀酸，實驗組還需加丙二酸，兩組都加入甲烯藍(lán)和琥珀酸脫氫酶，C錯誤；琥珀酸脫氫酶催化琥珀酸脫氫，脫下的氫可將藍(lán)色的甲烯藍(lán)還原成無色的甲烯白，而丙二酸可與琥珀酸脫氫酶結(jié)合，但不會脫氫，故不會使藍(lán)色的甲烯藍(lán)還原成無色的甲烯白，因此可通過觀察藍(lán)色的甲烯藍(lán)還原成無色的甲烯白時間的長短來判斷假設(shè)是否正確，D正確。] 4．(2020·沈陽育才中學(xué)檢測)某種細(xì)菌能分泌胞外酶將有機(jī)磷殺蟲劑樂果降解，某研究小組進(jìn)行了該細(xì)菌對某水稻田泥土中殘留樂果的分解能力的研究，結(jié)果如圖。下列相關(guān)分析中正確的是(　　) A．本實驗中的自變量有泥土含水量、溫度、處理時間 B．本實驗采用的對照方法有空白對照和相互對照 C．本實驗需要測定泥土中樂果初始含量和3天后的含量 D．該細(xì)菌分解泥土中樂果效果最好的條件是20 ℃、泥土含水量20%～40% C　[本實驗的自變量有泥土含水量、溫度，處理時間屬于無關(guān)變量，A錯誤；本實驗設(shè)置的對照有不同溫度的相互對照，不同泥土含水量的相互對照，沒有設(shè)置空白對照，B錯誤；由圖可知本實驗需要測定樂果在泥土中的初始含量以及三天后的含量，C正確；由圖可知，20 ℃的情況下三天后泥土中的樂果含量最低，可知該細(xì)菌分解泥土中樂果效果最好的條件是20 ℃左右，但是由于缺少泥土含水量低于20%和高于80%的實驗數(shù)據(jù)，無法確認(rèn)何種情況下效果最好，D錯誤。] 5．(不定項)(2020·山東高三二模)低溫脅迫能引起細(xì)胞中過氧化物增多而對細(xì)胞產(chǎn)生損傷，而超氧化物歧化酶(SOD)則可以減少細(xì)胞中的過氧化物。研究人員將大豆種子分別在常溫(25 ℃)下萌發(fā)24 h(T24)和48 h(T48)后轉(zhuǎn)移至4 ℃低溫脅迫處理24 h，而后轉(zhuǎn)移至常溫繼續(xù)發(fā)芽至第5天，研究不同濃度褪黑素浸種處理(0,50,100,200,400 μmol·L－1)對大豆種子萌發(fā)的影響。下列說法錯誤的是(　　) A．褪黑素對大豆種子發(fā)芽率的影響具有兩重性 B．萌發(fā)的大豆種子遭遇低溫的時間越早，使用褪黑素處理的效果越好 C．褪黑素可以通過提高SOD的活性緩解低溫對種子發(fā)芽的影響 D．實驗濃度范圍內(nèi)，褪黑素濃度越高，SOD的活性越高 ABD　[圖中顯示褪黑素對大豆種子發(fā)芽率的影響具有促進(jìn)作用，因為圖中顯示的褪黑素濃度均促進(jìn)了種子的萌發(fā)，A錯誤；實驗結(jié)果顯示，萌發(fā)的大豆種子遭遇低溫的時間越晚，使用褪黑素處理的效果越好，B錯誤；實驗結(jié)果表明，使用褪黑素后超氧化物歧化酶(SOD)的活性提高，同時發(fā)芽率也隨之提高，因此可推測，褪黑素可通過提高SOD的活性緩解低溫對種子發(fā)芽的影響，C正確；T24­400處理組，褪黑素濃度越高，SOD的活性反而下降，D錯誤。故選ABD。] 二、非選擇題 6．(2020·山西高三模考)耐高溫淀粉酶在食品加工領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用。為探究某耐高溫淀粉酶的性質(zhì)，某研究小組做了下表實驗，測得的酶活性如圖1所示： 組別 處理　 　 1 2 3 4 5 6 7 8 可溶性淀粉溶液(3%) 10mL 10mL 10mL 10mL 10mL 10mL 10mL 10mL 淀粉酶(2%) 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 溫度 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃ 90 ℃ 100 ℃ 各組在相應(yīng)溫度下保溫5 min 測定酶的活性 圖1　　　　　　　　　 圖2 回答下列問題： (1)酶活性屬于該實驗中________變量。該實驗在實驗步驟的設(shè)置上有些不合理，請修改：_______________________________________________________ _____________________________________________________。 (2)根據(jù)圖1，能否確定該酶的最適溫度為80 ℃，并說明理由：____________________________________________。3號和8號試管中酶活性均較低的原因不同，其差異是____________________________________________。 (3)圖2為6號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化圖，請在圖中畫出4號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化曲線圖。 (4)某興趣小組欲探究該耐高溫淀粉酶的專一性，請你用以上實驗的材料及蔗糖溶液、斐林試劑、碘液等為其設(shè)計一實驗(寫出實驗步驟及其結(jié)論)。 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 [解析]　(1)通過分析可知，探究某耐高溫淀粉酶的性質(zhì)的實驗中，不同高溫屬于實驗的自變量，酶活性屬于實驗的因變量。由于酶具有高效性，可溶性淀粉溶液(3%)和淀粉酶(2%)混合再保溫到相應(yīng)溫度，酶早已經(jīng)催化反應(yīng)了，會影響實驗結(jié)果，故應(yīng)先將酶和淀粉溶液分別置于相應(yīng)溫度下保溫5 min，然后將相應(yīng)溫度下的淀粉和酶溶液混合，保溫5 min。(2)根據(jù)圖1，不能確定該酶的最適溫度為80 ℃，因為設(shè)置的溫度梯度太大。3號試管中酶的活性受到低溫抑制，但其結(jié)構(gòu)未被破壞；8號試管中高溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)，故3號和8號試管中酶活性均較低的原因不同。(3)根據(jù)圖1可知，淀粉酶在溫度為80 ℃時，酶活性最高，而4號淀粉酶的反應(yīng)溫度為60 ℃，酶活性低于6號試管，故4號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化曲線圖為。(4)酶具有專一性，淀粉酶催化淀粉水解為麥芽糖，不能催化蔗糖的水解，可利用該原理設(shè)計實驗，證明耐高溫淀粉酶的專一性。實驗步驟：?、偃芍崈舻脑嚬?，編號甲、乙，甲試管中注入10 mL可溶性淀粉溶液，乙試管中注入等量的蔗糖溶液；②向兩支試管中分別加入2 mL該耐高溫淀粉酶，振蕩試管，使其混合均勻；③將兩支試管的下半部浸入80 ℃左右的熱水中，保溫5 min；④取出試管，向兩試管中分別加入1 mL斐林試劑振蕩搖勻，50～65 ℃水浴加熱約2 min，觀察兩支試管中溶液的顏色變化。實驗預(yù)期結(jié)論：若甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該耐高溫淀粉酶具有專一性。 [答案]　(1)因　應(yīng)先將酶和淀粉溶液分別置于相應(yīng)溫度下保溫5 min，然后將相應(yīng)溫度下的淀粉和酶溶液混合，保溫5 min　(2)不能。溫度梯度較大　3號試管中酶的活性受到抑制，但其結(jié)構(gòu)未被破壞；8號試管中高溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) (3) (4)實驗步驟：①取兩支潔凈的試管，編號甲、乙，甲試管中注入10 mL可溶性淀粉溶液，乙試管中注入等量的蔗糖溶液；②向兩支試管中分別加入2 mL該耐高溫淀粉酶，振蕩試管，使其混合均勻；③將兩支試管的下半部浸入80 ℃左右的熱水中，保溫5 min；④取出試管，向兩試管中分別加入1 mL斐林試劑振蕩搖勻，50～65 ℃水浴加熱約2 min，觀察兩支試管中溶液的顏色變化。 實驗結(jié)論：若甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該耐高溫淀粉酶具有專一性 7．(2020·廣東實驗中學(xué)高三統(tǒng)考)有研究表明，阿爾茨海默病患者體內(nèi)的β－淀粉樣蛋白(Aβ)會引起神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞活化并分泌某些物質(zhì)，導(dǎo)致病情加重。為探究Aβ和藥物X的作用機(jī)理，科研人員測定不同處理條件下神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞中IL­1基因的表達(dá)情況，結(jié)果如圖所示。 (1)據(jù)圖分析，實驗的自變量是____________________________________，藥物X不影響IL­1基因的表達(dá)，依據(jù)是________________________________。 (2)3組與1組結(jié)果比較，說明______________________，3、4、5、6組的結(jié)果說明_______________________。 (3) NF蛋白能促進(jìn)IL­1基因轉(zhuǎn)錄。研究表明，大部分NF蛋白與IK蛋白在細(xì)胞質(zhì)中形成穩(wěn)定復(fù)合物，Aβ能使IK蛋白降解，從而釋放NF蛋白。請設(shè)計實驗探究藥物X能緩解Aβ作用的機(jī)理，簡要寫明實驗思路：________________ ①實驗組：用________處理神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞，對照組：用________處理神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞。 ②________________________。 ③若結(jié)果實驗組________(填“<”或“>”)對照組，則說明藥物X對________有抑制作用。 [解析]　(1)由圖可知，該實驗的自變量是Aβ、藥物X的有無和藥物X的濃度。由圖可知，加入藥物X的2組和不加藥物X的1組，IL­1的相對表達(dá)量相同，由此可確定藥物X不影響IL­1基因的表達(dá)。(2)3組(加入Aβ)與1組(對照組)結(jié)果比較，3組中IL­1基因的表達(dá)量明顯高于1組，說明Aβ促進(jìn)IL­1基因的表達(dá)。3、4、5、6組中藥物X的濃度逐漸增加，而IL­1的相對表達(dá)量逐漸降低，可說明藥物X濃度越高，緩解Aβ作用的效果越明顯。(3)①正常細(xì)胞中，大部分NF蛋白與IK蛋白在細(xì)胞質(zhì)中形成復(fù)合物穩(wěn)定存在，Aβ促進(jìn)IK蛋白的降解，釋放出NF蛋白。為探究藥物X的作用，實驗組可用藥物X和Aβ處理神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞，對照組可用等量的Aβ處理。②一段時間后檢測細(xì)胞中IK蛋白含量。③若藥物X能抑制的Aβ作用，則實驗組中Aβ作用受到抑制，不能促進(jìn)IK蛋白的降解，而對照組中沒有添加藥物X，Aβ可促進(jìn)IK蛋白的降解，故實驗組細(xì)胞質(zhì)中IK蛋白的含量高于對照組。綜上分析可知，若實驗組IK蛋白的含量大于對照組，則說明藥物X對Aβ降解IK蛋白有抑制作用。 [答案]　(1)Aβ、藥物X的有無和藥物X的濃度　1組和2組的IL­1的相對表達(dá)量相同　(2)Aβ促進(jìn)IL­1基因的表達(dá)　藥物X濃度越高，緩解A β作用的效果越明顯　(3)①Aβ和藥物X　Aβ　②檢測IK蛋白含量?、郏尽β降解IK蛋白