高三生物二輪復(fù)習(xí)：實(shí)驗(yàn)探究“創(chuàng)新”練

實(shí)驗(yàn)探究“創(chuàng)新”練1．近年，我國高血壓、高血脂等心血管疾病發(fā)病率持續(xù)升高，心血管疾病已成為人類健康的主要威脅之一。辣椒自明朝傳入我國后，吃辣逐漸被人們接受。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國一些吃辣地區(qū)的肥胖、高血壓和冠心病的患病率明顯低于少吃辣地區(qū)。回答下列問題。(1)人在吃辣時(shí)，會(huì)出現(xiàn)面部發(fā)紅、出汗增多、身體發(fā)熱等現(xiàn)象。其調(diào)節(jié)過程如下：相應(yīng)感受器產(chǎn)生興奮，該興奮傳遞至位于________的體溫調(diào)節(jié)中樞，進(jìn)而通過____________神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)促進(jìn)____________等腺體的分泌，最終使____________，汗液分泌增多，增加散熱。該過程的調(diào)節(jié)方式為____________。(2)花椒麻素是花椒的主要成分，辣椒素是辣椒的主要成分。為研究花椒麻素和辣椒素對(duì)血脂的調(diào)節(jié)作用，研究人員進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：把40只雌性大鼠隨機(jī)平均分為5組，每組均以基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)28天，并作不同灌胃處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下，據(jù)此回答問題。組別灌胃處理血脂濃度/(mmol/L)總膽固醇甘油三酯空白組2mL/天生理鹽水1.290.35模型組2mL/天脂肪乳劑1.560.46花椒麻素組2mL/天脂肪乳劑、花椒麻素1.380.40混合組2mL/天脂肪乳劑、花椒麻素、辣椒素1.220.37辣椒素組2mL/天脂肪乳劑、辣椒素1.330.38注：灌胃處理的花椒麻素和辣椒素均為最佳試驗(yàn)劑量。①據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，得出結(jié)論：____________________。②基于本研究的結(jié)果，可建議人們________________________，以緩解血脂代謝紊亂，保護(hù)心血管健康。③有人認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不能充分說明花椒麻素和辣椒素對(duì)該種大鼠血脂的調(diào)節(jié)作用，請(qǐng)擬定進(jìn)一步探究課題：________________________。2．高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致水稻嚴(yán)重減產(chǎn)。已知D1是光反應(yīng)過程中的重要蛋白，為增強(qiáng)水稻應(yīng)對(duì)高溫脅迫的能力，科研人員將其葉綠體中編碼D1蛋白的基因psbA轉(zhuǎn)入水稻染色體DNA上，人為建立D1蛋白的補(bǔ)充途徑，獲得了產(chǎn)量顯著提高的純合R品系水稻。(1)光合色素通常與D1蛋白結(jié)合形成位于類囊體薄膜上的光合復(fù)合體PSⅡ，其作用是____________________________。(2)科研人員檢測(cè)了野生型和R品系水稻在不同溫度條件下D1蛋白的含量，結(jié)果如下圖所示。①據(jù)圖可知，高溫脅迫會(huì)導(dǎo)致水稻細(xì)胞中________，而轉(zhuǎn)入psbA基因可以_______________________________________________________________________。②為證明R品系水稻細(xì)胞中表達(dá)的D1蛋白能正確定位到類囊體薄膜上，從a～h中選擇字母填入下表橫線處，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。a.常溫b．高溫c．加入雙縮脲試劑d．加入與psbAmRNA互補(bǔ)的小RNA(用于干擾基因表達(dá))e.加入膠體金標(biāo)記的D1蛋白抗體f．紫色的深淺g.D1蛋白的含量h．類囊體薄膜上膠體金的數(shù)量組別實(shí)驗(yàn)材料溫度條件實(shí)驗(yàn)處理檢測(cè)指標(biāo)1野生型水稻Ⅰ.______加入膠體金標(biāo)記的D1蛋白抗體Ⅲ.________2R品系水稻高溫Ⅱ.________科研人員通過該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了D1蛋白的定位正確，支持此結(jié)論的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)為________________________________。(3)請(qǐng)結(jié)合光合作用的原理推測(cè)高溫脅迫下R品系水稻產(chǎn)量提升的原因：________________________。(4)從遺傳育種角度分析，科研人員將psbA基因轉(zhuǎn)入細(xì)胞核，而非葉綠體的優(yōu)勢(shì)是_____________________________。3．世界衛(wèi)生組織最近的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球約有超過5億的成人糖尿病患者，且患病率在低收入和中等收入國家上升迅速。通常1型糖尿病由缺少分泌胰島素的胰島B細(xì)胞所致。針對(duì)1型糖尿病傳統(tǒng)的治療模式存在多種缺陷，一款可以根據(jù)人體血糖濃度實(shí)時(shí)響應(yīng)釋放藥物的“智能胰島素IA貼片”(密布微米級(jí)短針、一元硬幣大小、信用卡薄厚、痛感有如蚊子叮咬的貼片)或?qū)⑷〈F(xiàn)在的胰島素注射針，顛覆糖尿病的傳統(tǒng)治療手段?；卮鹣铝袉栴}：(1)正常情況下人體血糖的主要來源是________________________，調(diào)節(jié)血糖平衡就是調(diào)節(jié)血糖的____________處于動(dòng)態(tài)平衡，其調(diào)節(jié)機(jī)制是____________(填“神經(jīng)”“體液”或“神經(jīng)—體液”)調(diào)節(jié)。除了胰島素，還有與之作用效應(yīng)相抗衡的__________________________________(至少答出兩種)等激素參與血糖調(diào)節(jié)。(2)為評(píng)估其調(diào)節(jié)血糖水平的效果，研究人員給糖尿病小鼠和正常小鼠均分別用適量普通胰島素和IA處理，測(cè)量血糖濃度變化，結(jié)果如下圖所示。本實(shí)驗(yàn)的自變量是________________________________________________。注射普通胰島素的________小鼠更容易出現(xiàn)低血糖暈厥，IA比普通胰島素調(diào)節(jié)血糖更具有優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在___________________________。(3)糖尿病除了依賴藥物治療，適量的運(yùn)動(dòng)也很重要，一些研究認(rèn)為太極拳等運(yùn)動(dòng)可提高肌細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性，在胰島素水平相同的情況下，該激素能更好地促進(jìn)肌細(xì)胞________________________，從而降低血糖濃度。4．小麥的高稈對(duì)矮稈為完全顯性，由一對(duì)等位基因A、a控制，抗病對(duì)易感病為完全顯性，由另一對(duì)等位基因B、b控制，現(xiàn)有純合高稈抗病和純合矮稈易感病的兩種親本雜交，所得F1自交，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)的F2表型及比例都近似如下結(jié)果：高稈抗病∶高稈易感病∶矮稈抗病∶矮稈易感病＝97∶11∶11∶25。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答下列問題：(1)控制抗病和易感病的等位基因________(填“遵循”或“不遵循”)基因的分離定律，理由是_______________________________。(2)上述兩對(duì)等位基因之間________(填“遵循”或“不遵循”)基因的自由組合定律。(3)F2中出現(xiàn)了親本所沒有的新的性狀組合，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是有性生殖過程中，控制不同性狀的基因發(fā)生了________，具體發(fā)生的時(shí)期是________________。(4)有人針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了假說：①控制上述性狀的兩對(duì)等位基因位于__________________對(duì)同源染色體上。②F1通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝5∶1∶1∶5。③雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。為驗(yàn)證上述假說，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：____________________________。預(yù)期結(jié)果：________________________________。5．?dāng)M南芥(2N＝10)是一年生草本、十字花科植物，自花傳粉，株高20cm左右，從發(fā)芽到開花約40天，果實(shí)為角果，每個(gè)果莢可生50～60粒種子，富有多對(duì)相對(duì)性狀。因廣泛用于研究種子的萌發(fā)、植物光周期等遺傳分子機(jī)制，被稱為“植物界的果蠅”?；卮鹣铝袉栴}：(1)擬南芥作為良好的遺傳學(xué)材料的優(yōu)點(diǎn)有________________________________________________________________________(列舉2項(xiàng))。用擬南芥進(jìn)行人工雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)母本進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________。(2)為研究影響擬南芥種子萌發(fā)的分子機(jī)制，研究人員以品系甲(D)為材料，經(jīng)誘變獲得了D基因缺失的純合突變體1，利用二者進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：雜交組合親本類型子代種子萌發(fā)率/%雜交①品系甲×品系甲70雜交②突變體1×突變體110雜交③品系甲♀×突變體1♂70雜交④突變體1♀×品系甲♂10雜交①②的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，D基因的功能是________________________。由雜交③④的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測(cè)雜交④子代種子萌發(fā)率降低的原因可能為________________________________________________________________________。以此推測(cè)，雜交③的子代自交，所結(jié)種子中，高萌發(fā)率和低萌發(fā)率的種子數(shù)量比為________。(3)為闡明擬南芥花色遺傳的分子機(jī)制，研究人員誘變出紫花雜合突變體2和白花純合突變體3，突變體2與突變體3雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花＝1∶6∶1，挑選出F1中的紫花植株自交，F(xiàn)2表現(xiàn)為紫花∶紅花∶白花＝27∶36∶1，由此分析，擬南芥花色性狀至少涉及獨(dú)立遺傳的________________________________________________________________________對(duì)等位基因。上述F1中的紅花植株基因型有________種，F(xiàn)2紅花中純合子所占比例為________。(4)以上三種突變體的產(chǎn)生體現(xiàn)了基因突變具有________特點(diǎn)。(5)擬南芥雄性不育系在遺傳學(xué)研究中有非常重要的作用，研究員分離到兩組純合雄性不育擬南芥株系N、R，兩種品系的雄性不育性狀各由一對(duì)等位基因控制且均為隱性突變所致，株系R經(jīng)低溫處理可以恢復(fù)育性，請(qǐng)利用株系N、R設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)推斷兩對(duì)基因在染色體上的位置關(guān)系(簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論)。6．研究者以小鼠為材料研究動(dòng)物腦中VMN區(qū)域與血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系。(1)向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入特定的基因(此類小鼠稱為D鼠)，該基因指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)向D鼠VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元________(填“不興奮”或“興奮”)，原因是______________________。(2)腦細(xì)胞中儲(chǔ)存的糖極少，腦細(xì)胞的活動(dòng)幾乎全部依賴從血液中攝取葡萄糖供能。研究者發(fā)現(xiàn)VMN區(qū)神經(jīng)元參與低血糖條件下血糖含量的恢復(fù)。結(jié)合神經(jīng)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，分析說明VMN區(qū)神經(jīng)元參與血糖調(diào)節(jié)的意義是____________________。(3)為進(jìn)一步研究VMN區(qū)神經(jīng)元對(duì)血糖含量的影響，研究者向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入另一基因(此類小鼠稱為S鼠)，其指導(dǎo)合成的蛋白可被光激活使得此區(qū)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮?，F(xiàn)以S鼠為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證在正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高這一推測(cè)。實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)前，先測(cè)定兩組S鼠的血糖初始值，對(duì)照組用胰島素處理后得到的低血糖S鼠，適宜的光照射VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；實(shí)驗(yàn)組用血糖含量正常的S鼠，適宜的光照射VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；定時(shí)檢測(cè)兩組鼠的血糖含量。該實(shí)驗(yàn)方案中存在兩個(gè)不恰當(dāng)之處，應(yīng)改為______________________。(4)實(shí)驗(yàn)表明，電刺激健康小鼠支配胰島的交感神經(jīng)興奮時(shí)，其末梢釋放的去甲腎上腺素促進(jìn)胰島A細(xì)胞的分泌，卻抑制胰島B細(xì)胞的分泌。分析出現(xiàn)上述作用效果不同的原因是__________________________。7．圖甲表示油菜植株光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系；圖乙表示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體的體積)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)圖甲縱坐標(biāo)數(shù)值為圖乙中________(用字母表示)；對(duì)應(yīng)圖甲中C點(diǎn)，圖乙中M________(填“大于”“小于”或“等于”)N。(2)油菜作為重要的油料作物，提高其產(chǎn)量對(duì)我國糧食安全具有重大意義，結(jié)合圖甲，給予________點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度既能保證產(chǎn)量又能節(jié)能。除此之外，提高產(chǎn)量的有效措施還有_______________________(答出2點(diǎn)，合理即可)。(3)某實(shí)驗(yàn)小組偶然發(fā)現(xiàn)油菜中有一株黃化突變體。在相同條件下，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其光合速率比正常油菜植株明顯要低。小組同學(xué)認(rèn)為該結(jié)果是由于黃化苗中缺乏葉綠素a和葉綠素b導(dǎo)致的。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該小組同學(xué)的觀點(diǎn)，寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。①實(shí)驗(yàn)思路：_____________________。②預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：______________________。答案和解析1．(1)下丘腦自主甲狀腺、腎上腺毛細(xì)血管舒張神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)(2)①花椒麻素和辣椒素均具有降低血脂的作用，且二者共同使用效果更佳②適量食用花椒和辣椒③研究花椒麻素和辣椒素對(duì)雄性大鼠血脂的調(diào)節(jié)作用2．(1)吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能(2)①D1蛋白含量減少增加D1蛋白的含量②Ⅰ.bⅡ.eⅢ.hR品系水稻中類囊體薄膜上膠體金的數(shù)量顯著高于野生型水稻(3)轉(zhuǎn)入psbA基因后，D1蛋白合成量增加，保證了光反應(yīng)的正常進(jìn)行(4)若將該基因轉(zhuǎn)入葉綠體，則遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變，不會(huì)將優(yōu)良性狀遺傳給下一代，而轉(zhuǎn)入細(xì)胞核可將優(yōu)良性狀遺傳給下一代3．解析：(1)正常情況下，血糖濃度維持在3.9～6.1mmol/L，血糖的主要來源是食物中糖類的消化吸收，血糖平衡的調(diào)節(jié)就是血糖的來源和去向的動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)機(jī)制是神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)。胰島素具有降低血糖的作用，與胰島素的作用效應(yīng)相抗衡的胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素等激素也參與血糖調(diào)節(jié)。(2)結(jié)合題圖可知，本實(shí)驗(yàn)的自變量是不同處理的胰島素、小鼠的類型。研究結(jié)果顯示，注射普通胰島素的正常小鼠血糖更低，更容易出現(xiàn)低血糖暈厥，對(duì)于糖尿病小鼠來說，IA的降糖效果更持久，IA比普通胰島素調(diào)節(jié)血糖更具有優(yōu)勢(shì)。(3)胰島素的生理作用是降低血糖水平，主要通過促進(jìn)葡萄糖的去路，即加速組織細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取、儲(chǔ)存和利用，抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖，從而降低血糖。答案：(1)食物中糖類的消化吸收來源和去向神經(jīng)—體液胰高血糖素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素(至少答出兩種)(2)小鼠的類型、不同處理的胰島素(或試劑的種類或胰島素的給藥方式)正常IA降血糖的效果更久，且能避免低血糖的風(fēng)險(xiǎn)(3)加速攝取、儲(chǔ)存和利用葡萄糖4．解析：(1)統(tǒng)計(jì)F2中的抗病和易感病性狀可知，抗病∶易感?。?97＋11)∶(11＋25)＝3∶1，說明控制抗病和易感病的基因遵循基因的分離定律。(2)由于F2的表型及比例是高稈抗病∶高稈易感病∶矮稈抗病∶矮稈易感?。?7∶11∶11∶25，單獨(dú)分析每對(duì)性狀可知，F(xiàn)2中高稈∶矮稈＝3∶1，抗病∶易感?。?∶1，但是F2表型比例為97∶11∶11∶25卻不等于9∶3∶3∶1，也不屬于其變形，因此控制這兩對(duì)性狀的基因不遵循自由組合定律。(3)F2中出現(xiàn)了親本所沒有的新的性狀組合，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因應(yīng)該是控制不同性狀的基因之間發(fā)生了基因重組，由于這兩對(duì)基因不遵循自由組合定律，故基因重組是減數(shù)分裂Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體之間等位基因互換造成的。(4)由于上述基因遵循分離定律而不遵循自由組合定律，可判斷控制這兩對(duì)性狀的基因位于同一對(duì)同源染色體上。驗(yàn)證F1減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝5∶1∶1∶5，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：將F1(AaBb)與純合矮稈易感病(aabb)的小麥進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn)，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表型及比例。若F1減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子的比例都是AB∶Ab∶aB∶ab＝5∶1∶1∶5，則正反交的結(jié)果都是高稈抗病∶高稈易感病∶矮稈抗病∶矮稈易感?。?∶1∶1∶5。答案：(1)遵循F2中抗病∶易感?。?∶1(2)