2024届高考 二轮备考 第 2讲　实验关键-理清“变量”紧盯“对象”学案

第2讲实验关键——理清“变量”，紧盯“对象”实验综合题，一般有多物质、多过程、多原因、多变化的“四多”特点。学生一看到繁杂的实验综合题，往往未做题先惧三分。面对此类实验题，如何沉下心来，理出头绪，找准思维主线，成为解题成败的关键。抓住实验“变量”和“对象”两个关键点，可顺利找到解题突破口。一、实验中变量的确定及控制(一)辨析不同探究类实验的变量实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式O2的有无CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；酒精产生量(酸性重铬酸钾溶液的颜色变化)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等恩格尔曼水绵和需氧细菌实验光照的处理方式需氧细菌分布情况需氧细菌数量、临时装片等探究光照强度对光合速率的影响台灯与实验装置间的距离圆形小叶片在同一时间段上浮的数量CO2浓度、温度、圆形小叶片的活性等探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类调节剂扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、生长素类调节剂浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌种群的数量培养液的成分、培养条件、空间等设计制作生态缸，观察其稳定性时间生物种类和数量的变化生态缸的培养条件和环境等(二)实验中变量的控制1．变量之间的关系2．自变量的处理方法(1)“加”或“减”：如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺。(2)“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。3．无关变量的控制方法消除法排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如，在验证“生长素能促进果实发育”的实验中，有一组要求无生长素，需开花前用纸袋将雌花套住，排除外来花粉的干扰恒定法在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如利用恒温水浴，以消除温度对实验结果的影响平衡法设立对照组，除自变量外，无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果4．因变量的确定方法因变量必须是可测量或可观察的指标，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼无法看到，可通过加淀粉进行验证，但淀粉含量是否发生变化还是无法看到，所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定，即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象作为因变量的检测指标。[针对训练]1．酸、碱等物质在生物实验中有广泛的应用，下列表述正确的一组是()①在“检测生物组织中的糖类”实验中，NaOH用于营造碱性环境②在“pH对酶活性的影响”探究实验中，仅加入盐酸，就可调节pH③在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，NaOH用于吸收空气中的CO2④在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用浓盐酸创造重铬酸钾与乙醇发生化学反应的酸性条件⑤在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，盐酸用于低温处理的根尖组织细胞形态的固定A．①④ B．③C．②④ D．③⑤解析：选B“检测生物组织中的糖类”实验中，NaOH溶液用于和CuSO4溶液反应生成浅蓝色的Cu(OH)2，①错误；“pH对酶活性的影响”探究实验中，仅加入盐酸，无法达到实验所需的条件，因为该实验还需设计调节pH至碱性的一组实验，②错误；“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，NaOH用于吸收空气中的CO2，防止对实验结果造成干扰，③正确；在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，用浓硫酸创造重铬酸钾与乙醇发生化学反应的酸性条件，④错误；在“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”实验中，卡诺氏液用于低温处理的根尖组织细胞形态的固定，⑤错误。2．在对照实验中，与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；而人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列实验设计中采用“加法原理”的是()A．“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中，完全培养液作为对照，实验组是缺Mg培养液B．“验证光是光合作用的条件”实验中，对照组在光下进行实验，实验组做遮光处理C．格里菲思将R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后向小鼠体内注射，观察小鼠是否存活D．艾弗里的肺炎链球菌转化实验的一组实验组中，添加S型细菌的细胞提取物和DNA酶溶液解析：选C“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中，实验组配制缺Mg培养液，对照组配制完全培养液进行对照培养，利用了“减法原理”；“验证光是光合作用的条件”实验中，将实验组遮光处理，利用了“减法原理”；格里菲思将R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合后向小鼠体内注射，观察小鼠是否存活，利用了“加法原理”；艾弗里的肺炎链球菌转化实验的一组实验组中，添加S型细菌的细胞提取物和DNA酶溶液，除去DNA，属于“减法原理”。3．下列关于“探究2,4­D对插条生根的作用”实验的叙述，正确的是()A．本实验中因变量是生根长度，蒸馏水的组别是本实验中的唯一对照组B．预实验所使用的2,4­D浓度梯度比正式实验的浓度梯度要小C．由于插条内缺乏相应酶分解2,4­D，因此其作用具有长效性D．利用浸泡法处理插条时，所用2,4­D溶液的浓度比沾蘸法大解析：选C本实验中因变量是生根长度或数目，在预实验中蒸馏水的组别是空白对照组，正式实验中不同浓度的组别互为对照组，A错误；预实验所使用的2,4­D浓度梯度比正式实验的浓度梯度要大，才能大致判断适宜浓度的范围，以缩小梯度精准实验，获得最适浓度，B错误；2,4­D是生长素类调节剂，在插条内缺乏相应酶分解2,4­D，因此其作用具有长效性，C正确；利用浸泡法处理插条时，所用2,4­D溶液的浓度比沾蘸法小，时间比沾蘸法长，D错误。二、依据变量类型，构建实验分组模型(一)单自变量实验单自变量实验的分组，若是不考虑实验变量梯度的定性实验，通常将实验对象均分成两组；若是考虑实验变量梯度的定量实验，通常将实验对象均分成三组或多组；其余条件保持相同且适宜，再给予不同的实验变量处理。此类实验的分组情况可以用下表所示模型表示。实验对象定性实验变量处理(不考虑实验变量梯度)分组定量实验变量处理(考虑实验变量梯度)分组单对象无实验变量处理组A无实验变量处理组1有实验变量处理组B实验变量梯度1实验变量梯度2……组2组3……eq\a\vs4\al([例1])(2023·海南高考，节选)海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。回答下列问题。(2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，该光源的最佳补光时间是6小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是不同的补光时间条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数均最多。(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度(简要写出实验思路)。将生长状况相同的火龙果分三组，每天分别用三种不同光照强度的白色光源对三组火龙果进行夜间补光6小时，其他条件相同且适宜，待火龙果成熟后进行称重。[例析方法]第(2)小题为图示信息分析题，据图分析可得出答案。第(3)小题中，实验目的是探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度，实验对象是成花诱导完成后的火龙果，自变量为三种不同光照强度的白色光源，属于单自变量实验中不需考虑实验变量梯度的定性实验，设计实验时，要将实验对象均分为三组，分别用三种不同强度的白色光源处理，此外要保证无关变量相同且适宜，最终提高火龙果产量效果的高低可根据每组火龙果成熟后的重量来反映。(二)多自变量实验多自变量实验是指实验对象固定，同时存在两个或多个实验变量处理的实验类型。该类实验分组可以先采用单自变量实验分组法，对各个变量进行逐一对照处理，然后对各处理所得结果进行综合分析。从逻辑学角度分析，多自变量实验中各个自变量存在一定的层阶性逻辑关系，主要有选择式、并列式、承接式和递进式等关系。1．选择式多自变量实验题的审答策略(1)选择式多自变量实验是指对实验结果和结论造成的影响存在着多种自变量的情况，其中有一种或多种是真正的“因”。(2)实验目的常见描述句式：①验证影响因变量的原因是自变量1，而不是自变量2；②探究自变量1和自变量2对因变量的影响。eq\a\vs4\al([例2])(2021·山东高考，节选)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑色小鼠体毛的影响。(1)实验思路：取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化。(2)实验现象：A组小鼠的体毛无变化；B组小鼠的体毛增多，不变白；C组小鼠脱毛且变白；D组小鼠毛发增多(生长旺盛)，变白。[例析方法]本实验的自变量是“有无长期束缚”和“有无肾上腺”，二者相对独立，是典型的选择式多自变量实验。根据题干信息可拆分为以下3个子实验：“验证长期束缚对黑色小鼠体毛的影响”、“验证肾上腺对黑色小鼠体毛的影响”和“长期束缚及肾上腺共同作用对黑色小鼠体毛的影响”，此题即可迎刃而解。2．并列式多自变量实验题的审答策略(1)并列式多自变量实验指影响实验结果和结论的多个自变量之间没有主次之分，都是并列地组合在一起，同时作用于因变量。(2)常见实验目的的描述句式：探究不同自变量1条件下，自变量2对因变量的影响。(3)这类实验题特点是各自变量有多个因素，根据排列组合，需拆分为多组子实验进行验证。因此，直接考查实验设计较少见，多以曲线分析或表格设计形式进行考查。eq\a\vs4\al([例3])科研人员设置不同大气CO2浓度(大气低CO2浓度LC和高CO2浓度HC)和磷浓度(低磷浓度LP和高磷浓度HP)的实验组合进行相关实验，结果如图所示。该实验的实验目的是探究不同CO2浓度和磷浓度组合条件下，光照强度对植物净光合速率的影响。[例析方法]此题的难点在于理解“不同CO2浓度和磷浓度组合”“光照强度”两个自变量之间的逻辑关系。植物净光合速率同时受到两个自变量的影响，实验目的要体现不同CO2浓度和磷浓度组合、不同光照强度下净光合速率的差异。参照并列式多自变量实验的常见描述句式，即可写出正确答案。3．承接式多自变量实验题的审答思维(1)承接式多自变量实验是指前自变量依次影响后自变量，后自变量影响因变量，相继发生后作用于因变量的多自变量实验。(2)常见实验目的的描述句式：验证自变量1通过(产生)因变量1(自变量2)作用于因变量2等。(3)这类实验特点是因变量1既是自变量1的因变量，又是因变量2的自变量。(4)承接式多自变量实验实质是由“探究自变量1与因变量1之间关系”、“探究自变量2与因变量2之间关系”和“探究自变量1与因变量2之间关系”3个连锁子实验组成。(5)一般该类实验的设计方法如下：组别自变量控制因变量有无出现作用1有自变量1有因变量1→有因变量2实验组2无自变量1无因变量1→无因变量2空白对照3有自变量1，无自变量2无因变量2条件对照4无自变量1，有自变量2有因变量2条件对照eq\a\vs4\al([例4])(2021·北京高考，节选)在研究T6P对种子发育的调控机制时，发现U－P(启动子U与P酶基因连接)植株种子中一种生长素合成酶基因R的转录降低，U－S(启动子U与S酶基因连接)植株种子中R基因转录升高。已知R基因功能缺失突变体r的种子皱缩，淀粉含量下降。据此提出假说：T6P通过促进R基因的表达促进种子中淀粉的积累。请从①～⑤选择合适的基因与豌豆植株，进行转基因实验，为上述假说提供两个新的证据。写出相应组合并预期实验结果。①U－R基因②U－S基因③野生型植株④U－P植株⑤突变体r植株[答案]②⑤组合，与突变体r植株相比，转基因植株种子的淀粉含量不变，种子仍皱缩；①④组合，与U－P植株相比，转基因植株种子淀粉含量增加，种子为圆粒；②④组合，与U－P植株相比，转基因植株种子R基因转录提高，淀粉含量增加，种子为圆粒。(答出任意两条即可)[例析方法]本实验自变量1是“有无基因R”，自变量2(因变量1)是“基因R的转录量”，因变量2是“种子的形状和淀粉含量”。参照承接式多自变量实验的设计方法(见上表)，②④组合实验有自变量1，出现因变量1(R基因转录提高)、因变量2(淀粉含量增加，种子为圆粒)；②⑤组合实验有自变量1，无自变量2，不出现因变量2(转基因植株种子的淀粉含量不变，种子仍皱缩)；①④组合无自变量1，有自变量2，会出现因变量2(淀粉含量增加，种子为圆粒)。4．递进式多自变量实验题的审答思维(1)递进式多自变量实验是指多个自变量中，其中某个自变量会增强或减弱另一个自变量作用效果。(2)常见实验目的的描述句式为：①验证自变量2会增强(或减弱)自变量1的作用效果；②验证自变量1与自变量2之间的相互拮抗(或协同)作用。(3)这类实验与承接式多自变量的区别是自变量之间不互为因果关系，而是互为干扰；其实质是各个自变量单独作用与共同作用的前后对照。eq\a\vs4\al([例5])(2021·浙江1月选考，节选)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表所示。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。除表中4组外，其他2组的实验处理分别是：葡萄糖溶液＋酵母汁；葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、酵母汁和B溶液中。[例析方法]由题干信息可知，本实验目的是验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”。前一个实验是个单变量实验，题干中组别①②分别是空白对照和阳性对照，增设“葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)”实验组。后一个实验实质是验证酵母汁中的小分子和离子会促进乙醇发酵的酶的催化效率，是递进式的多变量实验。A溶液含有酵母汁中的各类生物大分子，由于酶是大分子，因此A溶液中包括相关酶。故组别③是该实验的对照组，在此基础上再加上自变量2，即设计“葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液”实验组，结果有乙醇生成。[针对训练]4．小球藻是一种单细胞真核生物，某小组以小球藻为材料，研究了不同光照强度和不同浓度的NaHCO3溶液对小球藻光合作用的影响，得到实验数据如下。下列相关叙述错误的是()A.各实验组小球藻的起始数量、NaHCO3溶液的量都应保持相同B．在高浓度NaHCO3溶液条件下，高光照强度组比低光照强度组O2的相对浓度上升快，主要受光反应的影响C．培养6d后，高浓度NaHCO3溶液和高光照强度组O2的相对浓度上升显著加快，可能与小球藻数量快速增加有关D．上述实验条件下，NaHCO3溶液比光照强度更能促进小球藻的光合作用解析：选D分析题意可知，各实验组小球藻的起始数量、NaHCO3溶液的量均为无关变量，都应保持相同且适宜，A正确；O2产生于光反应阶段，在一定光照强度范围内，光反应速率随光照强度的增加而增加，据此可推知，在高浓度NaHCO3溶液条件下，高光照强度组比低光照强度组O2的相对浓度上升快，主要受光反应的影响，B正确；与低浓度NaHCO3溶液相比，高浓度NaHCO3溶液可提供更多的CO2，促进小球藻的暗反应速率加快，与低光照强度相比，高光照强度下小球藻的光反应速率加快，光反应与暗反应速率的加快均能促进小球藻的光合作用，有助于小球藻数量的增加，所以培养6d后，高浓度NaHCO3溶液和高光照强度组O2的相对浓度上升快，可能与小球藻的数量快速增加有关，C正确；题述实验条件下的实验结果说明，光照强度相同时，高浓度NaHCO3溶液比低浓度NaHCO3溶液更能促进小球藻的光合作用，NaHCO3溶液浓度相同时，高光照强度比低光照强度更能促进小球藻的光合作用，但不能说明NaHCO3溶液比光照强度更能促进小球藻的光合作用，D错误。5．为了探究胰岛素和生长激素对大鼠生长发育的影响，某小组选取同种且年龄与生长状况相同的健康大鼠若干只进行饲养。饲养第30天时，对其实施切除手术，手术后再饲养一段时间，然后随机等分成①②③④四组，在第40天时分别注射不同激素及生理盐水，实验结果如图所示。下列叙述错误的是()A．为了排除内源性激素的干扰，该实验需要手术切除大鼠的胰腺和垂体B．该实验中选取的大鼠的性别、年龄、初始体重属于实验要控制的无关变量C．该实验结果表明胰岛素与生长激素在促进大鼠生长方面具有协同作用D．该实验中第④组注射的激素总量应与第②或第③组注射的激素量相等解析：选D本实验中给大鼠注射的激素有胰岛素和生长激素，胰岛素由胰岛B细胞分泌，生长激素由垂体分泌，故该实验需要手术切除大鼠的胰腺和垂体，以排除内源性激素的干扰，A正确；该实验中大鼠的性别、年龄、初始体重是无关变量，无关变量应保持相同且适宜，若无关变量不统一，会造成实验结果不准确，B正确；据实验结果分析可知，与对照组(生理盐水组)相比，胰岛素和生长激素均能促进大鼠的生长，且胰岛素与生长激素同时作用的效果比它们单独作用的效果更好，两者之间的关系应为协同作用，C正确；该实验中第④组注射的激素量应与第②③组注射的激素总量相等，D错误。6．研究发现瘦素是与肥胖相关的激素之一。科学家发现了A、B两类超级肥胖的小鼠。科学家推测肥胖小鼠可能缺乏某种食欲抑制因子(后来命名为瘦素)或者该因子的受体(瘦素受体)。他们利用A、B肥胖小鼠以及正常小鼠进行实验，通过手术使其中两种小鼠的血液循环贯通，形成连体小鼠。实验处理和结果如表所示。请回答下列问题：分组处理结果1正常小鼠和A小鼠连体正常小鼠摄食量减少，A小鼠无变化2正常小鼠和B小鼠连体正常小鼠无变化，B小鼠摄食量减少3A小鼠和B小鼠连体A小鼠无变化，B小鼠摄食量减少4两只正常小鼠连体两只正常小鼠无变化(1)正常情况下，体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多，瘦素经________运输，作用于下丘脑对应神经中枢，该信号传递至____________，使小鼠产生饱腹的感觉，减少食物的摄入，进而脂肪合成减少，脂肪细胞瘦素含量降低。(2)根据实验结果推测，A、B两类小鼠肥胖的原因可能是A小鼠____________________________，B小鼠________________________。(3)第4组是对照实验，对照实验的目的是__________________________________________________________________________________________。(4)人们常说预防肥胖减轻体重应“管住嘴，迈开腿”，适当节食并适量运动比单独节食或运动效果更好。为了验证这一说法，并研究适当节食和适量运动对瘦素含量的影响，请用常规饲养(不节食不增加运动)的肥胖模型小鼠为材料，设计实验并写出简要实验思路。解析：(1)由题意可知，瘦素是一种激素，结合激素调节的特点可知，瘦素经体液运输。大脑皮层是感觉中枢，故该信号传递至大脑皮层，使小鼠产生饱腹的感觉。(2)根据题意可知，肥胖小鼠肥胖的原因为缺乏某种食欲抑制因子或者该因子的受体。若小鼠体内缺乏瘦素，与正常小鼠连体后，正常小鼠的瘦素会作用于该小鼠，使得该小鼠摄食量减少；若小鼠体内缺乏瘦素的受体，与正常小鼠连体后，正常小鼠的瘦素无法作用于该小鼠，该小鼠的食量不变，而该小鼠的瘦素会进入正常小鼠，使正常小鼠体内存在过量瘦素，导致摄食量减少。A小鼠与B小鼠连体时，A小鼠无变化，B小鼠摄食量减少，说明A、B两类小鼠肥胖的原因可能是A小鼠缺乏食欲抑制因子的受体(或无瘦素受体)，B小鼠不能合成食欲抑制因子(或无瘦素)。(3)因为该实验需要做连体手术使两种小鼠的血液循环贯通，为了排除连体手术对实验结果的影响，需要设置对照实验，即第4组。(4)由题意可知，自变量为是否节食和是否运动，因变量为体重减少量及瘦素含量，遵循实验中的对照原则和单一变量原则，实验思路见答案。答案：(1)体液大脑皮层(2)缺乏食欲抑制因子的受体(或无瘦素受体)不能合成食欲抑制因子(或无瘦素)(3)排除连体手术对实验结果的影响(4)将若干常规饲养的肥胖模型小鼠随机分为四组，A组为常规组(不节食不增加运动)，B组适当节食，C组适量运动，D组适当节食加适量运动，一段时间后检测小鼠体重减少量及瘦素含量变化。[重难强化训练(一)]一、选择题1．(2023·长沙一中模拟)H2O2能够参与激素信号的转导，科研人员以蚕豆为实验材料，研究了乙烯对外源H2O2诱导气孔关闭的影响，获得下图实验结果，图中CK为空白对照组，H＋E为H2O2和乙烯处理组，H＋DPI(H2O2合成抑制剂)为H2O2和DPI处理组。下列说法错误的是()A．比较CK组和H2O2组，说明外源H2O2能诱导气孔关闭B．比较CK组、H2O2组和H＋E组，说明乙烯能抑制外源H2O2诱导的气孔关闭C．比较CK组、H2O2组和H＋DPI组，说明DPI能抑制外源H2O2诱导的气孔关闭D．该实验设计还需要排除乙烯本身对气孔关闭的影响才更有说服力解析：选C分析题图可知，CK空白对照组的气孔孔径比H2O2组的大，由此可知，外源H2O2能诱导气孔关闭；H＋E组的气孔孔径比H2O2组的大，比CK组小，由此可知，乙烯能抑制外源H2O2诱导的气孔关闭，A、B正确。DPI能够抑制H2O2的合成，但不能降解外源H2O2，所以DPI不能抑制外源H2O2诱导的气孔关闭，C错误。分析题图可知，该实验不能排除乙烯本身对气孔关闭的影响，故还需要补充乙烯(E)处理组，D正确。2．(2023·北京三模)为探究油菜素内酯(BRs)对低温胁迫下油菜幼苗抗氧化能力的影响，科研人员对油菜幼苗进行了相应处理，一段时间后测得的结果如下图所示(注：CAT为过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解)。下列相关叙述不合理的是()A．低温胁迫导致油菜幼苗中过氧化氢含量升高B．BRs可提高低温胁迫下油菜幼苗的CAT活性C．随着温度的下降，CAT活性逐渐升高D．BRs可缓解低温胁迫对油菜幼苗的损害解析：选C由图1中对照组和4℃处理组比较可知，低温胁迫导致油菜幼苗中过氧化氢含量升高，A正确；由4℃处理组和BRs＋4℃组比较可知，BRs可提高低温胁迫下油菜幼苗的CAT活性，来缓解低温胁迫对油菜幼苗的损害，B、D正确；本实验只进行了4℃处理，无法推知随着温度的下降，CAT活性逐渐升高，C错误。3．科研人员利用茎尖培育脱毒马铃薯，测得马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响如图。下列叙述正确的是()A．该实验中存在1个自变量和2个因变量B．培育脱毒苗的过程中需要制备原生质体C．根据本实验可知，大规模生产脱毒苗时茎尖越小越好D．经培养获得的脱毒苗具有较强的抗病毒的能力解析：选A该实验中存在1个自变量(茎尖大小)和2个因变量(成苗率和脱毒率)，A正确；培育脱毒苗的过程是植物组织培养的过程，不需要制备原生质体，B错误；根据本实验可知，大规模生产脱毒苗时茎尖大小适宜且成苗率和脱毒率均相对较高时最好，茎尖过小，成苗率过低，C错误；经培养获得的脱毒苗是自身含病毒极少或不带病毒，但不具有抗病毒的能力，D错误。4．(2023·广州三模)在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列实验中，采用“加法原理”的是()A．“探究性激素对高等动物第二性征的影响”的实验中，对实验组公鸡切除睾丸B．“探究甲状腺激素对高等动物生长发育的影响”的实验中，给实验组饲喂含甲状腺激素的饲料C．“探究某种新病毒遗传物质种类”的实验中，实验组分别用DNA酶和RNA酶处理D．“探究某种物质的运输方式”的实验中，向实验组中加入适量的呼吸酶抑制剂解析：选B“探究性激素对高等动物第二性征的影响”的实验中，对实验组公鸡切除睾丸，属于减法原理，A错误；“探究甲状腺激素对高等动物生长发育的影响”的实验中，给实验组饲喂含甲状腺激素的饲料，属于加法原理，B正确；“探究某种新病毒遗传物质种类”的实验中，实验组分别用DNA酶和RNA酶处理是分别将DNA和RNA水解，属于减法原理，C错误；“探究某种物质的运输方式”的实验中，向实验组中加入适量的呼吸酶抑制剂是抑制呼吸，属于减法原理，D错误。5．(2023·重庆模拟)生长激素在前体脂肪细胞体外诱导分化为成熟的脂肪细胞的过程中具有一定的抑制作用。研究表明，生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，使脂肪合成酶类的含量降低，从而抑制脂肪代谢。胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协同作用，现要对这一作用进行验证。首先设置添加一定量生理盐水的对照组，下列对实验的分析，错误的是()A．该实例说明，激素可通过影响基因的表达而影响细胞代谢B．应另外设置两个组别，在培养液中分别添加等量且适量的生长激素和胰岛素C．和生长激素组比，只添加生理盐水的组别中FAS和FABP基因转录水平较高D．本实验的检测指标可为脂肪合成酶类含量的高低解析：选B由题干信息“生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，使脂肪合成酶类的含量降低，从而抑制脂肪代谢”可知，激素可通过影响基因的表达而影响细胞代谢，A正确；本实验目的是验证胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协同作用，实验首先设置添加一定量生理盐水的空白对照组，此外还应另外设置三个实验组，在培养液中分别添加等量且适量的生长激素、胰岛素、同时添加生长激素和胰岛素，B错误；分析题意可知，生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，故和添加生长激素组相比，只添加生理盐水的组别中FAS和FABP基因转录水平较高，C正确；本实验是验证胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协调作用，故实验的因变量是脂肪代谢情况，检测指标可为脂肪合成酶类含量的高低，D正确。6．鸢尾素是运动时释放的一种小分子肽类激素。为研究鸢尾素与学习认知之间的关系，科学家构建了鸢尾素基因敲除小鼠，运动训练或静止后，记录小鼠在水迷宫不同平台上停留的时间(在目标平台上停留时间与学习记忆能力呈正相关)，结果如图。下列相关叙述不正确的是()A．实验自变量是不同平台，因变量是小鼠在不同平台停留的时间B．运动后基因敲除小鼠在目标平台停留时间明显少于野生型小鼠C．运动能提高小鼠体内的鸢尾素含量进而提高学习和记忆的能力D．鸢尾素需与相应受体结合后才能发挥调节神经系统功能的作用解析：选A实验自变量为是否运动和是否敲除鸢尾素基因，因变量是小鼠在不同平台停留的时间，A错误；由题图可知，运动后基因敲除小鼠在目标平台停留的时间明显少于野生型小鼠，B正确；由题意可知，在目标平台上停留时间与学习记忆能力呈正相关，通过比较发现，运动能提高小鼠在目标平台停留的时间，是因为运动能提高体内的鸢尾素含量进而提高学习和记忆的能力，C正确；鸢尾素是一种激素，激素需与相应受体结合后才能发挥调节神经系统功能的作用，D正确。7．某生物小组为研究遮阴处理对菠菜光合作用的影响，将一株菠菜置于一密闭容器内，给予自然光照(对照组)和50%的自然光照(遮阴组)，在容器内放置一定浓度的CO2缓冲液，照射一段时间后测定数据绘制成图。下列说法正确的是()A．容器中CO2浓度基本保持不变，可通过测定容器内CO2浓度的变化速率绘制曲线B．对照组9～11时与13～17时净光合速率下降的主要影响因素是光照强度的减弱C．遮阴组11～13时与15～17时光合速率小于呼吸速率D．据图分析，遮阴组一天的光合作用有机物积累量小于对照组解析：选D容器中CO2浓度基本保持不变，不可通过测定容器内CO2浓度的变化速率绘制曲线，可通过测定容器内O2浓度的变化速率绘制曲线，A错误。9～11时，光照强度增强，净光合速率下降，光照强度不是净光合速率下降的影响因素，可能是CO2吸收速率降低；13～17时，净光合速率下降的主要影响因素是光照强度，B错误。遮阴组11～13时与15～17时净光合速率均大于0，光合速率均大于呼吸速率，C错误。净光合作用积累量可代表光合作用有机物积累量，由题图可知，遮阴组曲线与横坐标围成的面积小于对照组，说明遮阴组一天的光合作用有机物积累量小于对照组，D正确。二、非选择题8．(2023·日照模拟)高血压是中风、心梗、心衰竭及外周动脉疾病的主要危险因素。下图为肾性高血压发生的部分机制示意图。缬沙坦是一种血管紧张素Ⅱ受体的拮抗剂，可用于肾性高血压的治疗。请回答下列问题：(1)由图可知，能够引起外周血管收缩的信息分子有____________________________。(2)实验发现，注射抗利尿激素会导致高血压加重，原因是____________________________________________________________________________________________________________。(3)临床研究表明，高血压患者过量服用降压药缬沙坦后，会出现高血钾的症状，原因是____________________________________________________________________________________________________________。(4)部分高血压患者在服用缬沙坦后，血压仍不能有效降低，进一步研究发现肾交感神经过度兴奋通过途径2升高血压。为此，科研人员设计实验进行了验证，大致过程如下：首先制备能在肾交感神经上特异性表达的膜通道蛋白ChR2的转基因小鼠，当蓝色激光照射小鼠时，膜离子通道打开，Na＋大量内流，引起交感神经兴奋。进行分组实验并得到了下图所示结果。请根据实验目的和结果完善实验设计(写出各组的实验处理)。解析：(1)由题图可知，直接使外周血管收缩的信号分子有血管紧张素Ⅱ和交感神经系统通过途径2分泌的神经递质。(2)抗利尿激素可以促进肾小管和集合管对水分的重吸收，导致尿量减少，高血压患者若注射抗利尿激素，血容量上升，会使高血压症状加重。(3)缬沙坦是血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂，能阻滞血管紧张素Ⅱ与受体结合，一方面能使外周血管舒张，使血压下降；另一方面能减少肾上腺皮质分泌醛固酮，醛固酮具有吸钠排钾的作用，醛固酮分泌减少，所以血钾浓度会上升。(4)交感神经兴奋时，细胞膜对Na＋的通透性增大，Na＋内流。根据题意，实验的目的是验证肾交感神经可以通过途径2升高血压。结合题意可知，实验的自变量是有无蓝色激光照射实验小鼠和实验小鼠有无注射缬沙坦，因变量是血压相对值大小。根据实验的单一变量原则，实验设计如下：A组(空白对照)不用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦；B组用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦(血压相对值应最高)；C组不用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦(血压相对值应最低)；D组用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦(血压相对值应高于对照组低于B组)。答案：(1)神经递质、血管紧张素Ⅱ(2)抗利尿激素促进肾小管和集合管对水分进行重吸收，使血容量上升，导致高血压加重(3)服用缬沙坦后，其阻碍了血管紧张素Ⅱ与肾上腺皮质细胞受体的结合，醛固酮分泌量下降，使其吸钠排钾的作用下降，血钾浓度上升(4)A组不用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦；B组用蓝色激光照射转基因小鼠，不注射缬沙坦；C组不用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦；D组用蓝色激光照射转基因小鼠，注射缬沙坦。9．(2023·成都模拟)单胺氧化酶(MAO)是一种能降解单胺类神经递质的酶，研究发