2021年高考生物全国真题分类汇编专题18 实验设计和实验分析

2021年高考生物全国真题分类汇编专题18 实验设计和实验分析
教材版本：生物学
试卷分类：生物高考
试卷大小：1.0 MB
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发布时间：2024-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

回答下列（1）、（2）小题：

（1）某环保公司从淤泥中分离到一种高效降解富营养化污水污染物的细菌菌株，制备了固定化菌株。
Ⅰ.从淤泥中分离细菌时常用划线分离法或法，两种方法均能在固体培养基上形成。对分离的菌株进行诱变、和鉴定，从而获得能高效降解富营养化污水污染物的菌株。该菌株只能在添加了特定成分X的培养基上繁殖。

Ⅱ.固定化菌株的制备流程如下；①将菌株与该公司研制的特定介质结合；②用蒸馏水去除；③检验固定化菌株的。菌株与特定介质的结合不宜直接采用交联法和共价偶联法，可以采用的2种方法是。

Ⅲ.对外，只提供固定化菌株有利于保护该公司的知识产权，推测其原因是。
（2）三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。
Ⅰ.为保护三叶青的多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用技术，实现了三叶青的林下种植。

Ⅱ.依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成，再分化形成毛状根。

Ⅲ.剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次培养，培养基中添加抗生素的主要目的是。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的和温度，调节培养基成分中的，获得大量毛状根，用于提取药用成分。

2. 实验探究题

1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。

材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子）、葡萄糖溶液、无菌水。

实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。

组别	实验处理	实验结果
①	葡萄糖溶液＋无菌水	－
②	葡萄糖溶液＋酵母菌	＋
③	葡萄糖溶液＋A溶液	－
④	葡萄糖溶液＋B溶液	－

注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成

回答下列问题：

（1）除表中4组外，其它2组的实验处理分别是：；。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、。
（2）若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是。
（3）制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是，以确保酶的活性。
（4）如何检测酵母汁中是否含有活细胞？（写出2项原理不同的方法及相应原理）

3. 实验探究题

生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO₂固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO₂ ，吸收的CO₂通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO₂可用于光合作用。回答下列问题：

（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有。光合作用所需的CO₂来源于苹果酸脱羧和释放的CO₂。
（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止，又能保证正常进行。
（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO₂固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)

4. 实验探究题

在自然界中，竞争是一个非常普遍的现象。回答下列问题：

（1）竞争排斥原理是指在一个稳定的环境中，两个或两个以上受资源限制的，但具有相同资源利用方式的物种不能长期共存在一起。为了验证竞争排斥原理，某同学选用双小核草履虫和大草履虫为材料进行实验，选择动物所遵循的原则是。该实验中需要将两种草履虫放在资源(填“有限的“或“无限的“)环境中混合培养。当实验出现的结果时即可证实竞争排斥原理。
（2）研究发现，以同一棵树上的种子为食物的两种雀科鸟原来存在竞争关系，经进化后通过分别取食大小不同的种子而能长期共存。若仅从取食的角度分析，两种鸟除了因取食的种子大小不同而共存，还可因取食的(答出1点即可)不同而共存。
（3）根据上述实验和研究，关于生物种间竞争的结果可得出的结论是。

5. 实验探究题

果蝇的灰体对黄体是显性性状，由X染色体上的1对等位基因(用A/a表示)控制：长翅对残翅是显性性状，由常染色体上的1对等位基因(用B/b表示)控制。回答下列问题：

（1）请用灰体纯合子雌果蝇和黄体雄果蝇为实验材料，设计杂交实验以获得黄体雌果蝇。(要求：用遗传图解表示杂交过程。)
（2）若用黄体残翅雌果蝇与灰体长翅雄果蝇(X^AYBB)作为亲本杂交得到F₁ ， F₁相互交配得F₂ ，则F₂中灰体长翅：灰体残翅：黄体长翅：黄体残翅=, F₂中灰体长翅雌蝇出现的概率为。

6. 实验探究题

用一段由放射性同位素标记的DNA片段可以确定基因在染色体上的位置。某研究人员使用放射性同位素³²P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA-P_α~P_β~P_γ ， )等材料制备了DNA片段甲（单链），对W基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程的示意图如下。

回答下列问题：

（1）该研究人员在制备³²p标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是³²p，原因是。
（2）该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前去除了样品中的RNA分子，去除RNA分子的目的是。
（3）为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的W基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA。
（4）该研究人员在完成上述实验的基础上，又对动物细胞内某基因的mRNA进行了检测，在实验过程中用某种酶去除了样品中的DNA，这种酶是。

7. 实验探究题

植物的性状有的由1对基因控制，有的由多对基因控制。一种二倍体甜瓜的叶形有缺刻叶和全缘叶，果皮有齿皮和网皮。为了研究叶形和果皮这两个性状的遗传特点，某小组用基因型不同的甲乙丙丁4种甜瓜种子进行实验，其中甲和丙种植后均表现为缺刻叶网皮。杂交实验及结果见下表（实验②中F₁自交得F₂）。

实验

亲本

F₁

F₂

①

甲×乙

1/4缺刻叶齿皮，1/4缺刻叶网皮

1/4全缘叶齿皮，1/4全缘叶网皮

②

丙×丁

缺刻叶齿皮

9/16缺刻叶齿皮，3/16缺刻叶网皮

3/16全缘叶齿皮，1/16全缘叶网皮

回答下列问题：

（1）根据实验①可判断这2对相对性状的遗传均符合分离定律，判断的依据是。根据实验②，可判断这2对相对性状中的显性性状是。
（2）甲乙丙丁中属于杂合体的是。
（3）实验②的F₂中纯合体所占的比例为。
（4）假如实验②的F₂中缺刻叶齿皮∶缺刻叶网皮∶全缘叶齿皮∶全缘叶网皮不是9∶3∶3∶1，而是45∶15∶3∶1，则叶形和果皮这两个性状中由1对等位基因控制的是，判断的依据是。

8. 实验探究题

[生物——选修1：生物技术实践]

加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。某同学通过实验比较了几种洗衣粉的去渍效果（“+”越多表示去渍效果越好），实验结果见下表。

	加酶洗衣粉A	加酶洗衣粉B	加酶洗衣粉C	无酶洗衣粉(对照)
血渍	+++	+	+++	+
油渍	+	+++	+++	+

根据实验结果回答下列问题：

（1）加酶洗衣粉A中添加的酶是；加酶洗衣粉B中添加的酶是；加酶洗衣粉C中添加的酶是。
（2）表中不宜用于洗涤蚕丝织物的洗衣粉有，原因是。
（3）相对于无酶洗衣粉，加酶洗衣粉去渍效果好的原因是。
（4）关于酶的应用，除上面提到的加酶洗衣粉外，固定化酶也在生产实践中得到应用，如固定化葡萄糖异构酶已经用于高果糖浆生产。固定化酶技术是指。固定化酶在生产实践中应用的优点是（答出1点即可）。

9. 实验探究题

人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URATL和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见下图。

回答下列问题：

（1）与分泌蛋白相似，URATI和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要及线粒体等细胞器（答出两种即可）共同参与，肾小管细胞通过上述蛋白重吸收——尿酸盐。体现了细胞膜具有的功能特性，原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜，这类跨膜运输的具体方式有。
（2） URAT1分布于肾小管细胞刷状缘（下图示意图），该结构有利于尿酸盐的重吸收，原因是。
（3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是，与其它两组比较，设置模型组的目的是。
（4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为。

10. 实验探究题

我国科学家利用栽培稻（H）与野生稻（D）为亲本，通过杂交育种方法并辅以分子检测技术，选育出了L₁₂和L₇两个水稻新品系。L₁₂的12号染色体上带有D的染色体片段（含有耐缺氮基因T_D），L₇的7号染色体上带有D的染色体片段（含有基因S_D），两个品系的其他染色体均来自于H（图1）。H的12号和7号染色体相应片段上分别含有基因T_H和S_H。现将两个品系分别与H杂交，利用分子检测技术对实验一亲本及部分F₂的T_D/T_H基因进行检测，对实验二亲本及部分F₂的S_D/S_H基因进行检测，检测结果以带型表示（图2）。

回答下列问题：

（1）为建立水稻基因组数据库，科学家完成了水稻条染色体的DNA测序。
（2）实验一F₂中基因型T_DT_D对应的是带型。理论上，F₂中产生带型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的个体数量比为。
（3）实验二F₂中产生带型α、β和γ的个体数量分别为12、120和108，表明F₂群体的基因型比例偏离定律。进一步研究发现，F₁的雌配子均正常，但部分花粉无活性。已知只有一种基因型的花粉异常，推测无活性的花粉带有（填“S_D”或“S_H”）基因。
（4）以L₇和L₁₂为材料，选育同时带有来自D的7号和12号染色体片段的纯合品系X（图3）。主要实验步骤包括：①；②对最终获得的所有植株进行分子检测，同时具有带型的植株即为目的植株。
（5）利用X和H杂交得到F₁ ，若F₁产生的无活性花粉所占比例与实验二结果相同，雌配子均有活性，则F₂中与X基因型相同的个体所占比例为。

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