新教材适用2025版高考生物二轮总复习第2部分核心素养提升三核心素养之科学探究教师用书

三、核心素养之科学探究概念内涵“科学探究”是指能够发觉现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行视察、提问、试验设计、方案实施以及对结果的沟通与探讨的实力。学生应在探究过程中，逐步增加对自然现象的新奇心和求知欲，驾驭科学探究的基本思路和方法，提高实践实力；在探究中，乐于并擅长团队合作，勇于创新。练习提升1.丙脂草醚是一种除草剂，探讨者利用洋葱根尖为试验材料，开展了丙脂草醚对植物细胞分裂影响的试验探讨。下图为显微镜下视察到的部分细胞图像。下列有关叙述正确的是(A)A．图中A箭头所指细胞处于有丝分裂的后期，此时期伴随着姐妹染色单体的分开B．图中B箭头所指细胞处于有丝分裂的中期，染色体数与DNA分子数之比为1∶1C．在分裂期的细胞中，若中期细胞数比例增加，则丙脂草醚抑制了纺锤丝的形成D．对根分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后，再从盖玻片一侧滴加丙脂草醚【解析】图中A箭头所指细胞处于有丝分裂的后期，此时细胞中染色体的着丝粒分裂，细胞中染色体数目短暂加倍，A正确；图中B箭头所指细胞处于有丝分裂的中期，此时细胞中每条染色体含有2个DNA分子，即细胞染色体数与DNA分子数之比为1∶2，B错误；在分裂期的细胞中，若中期细胞数比例增加，则可推想丙脂草醚抑制了着丝粒的分裂，C错误；对根分生区细胞进行解离、漂洗、染色和制片后，再从盖玻片一侧滴加丙脂草醚没有效果，无法达到探究的目的，因为此时细胞已经死亡，D错误。故选A。2.用转基因技术将抗虫基因A和抗除草剂基因B胜利导入植株W(2n＝40)的染色体组中。植株W自交，子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为1/16。取植株W某部位的一个细胞放在相宜条件下培育，产生4个子细胞。用荧光分子标记追踪基因A和B(基因A和B均能被荧光标记)。下列叙述不正确的是(C)A．若某细胞有4个荧光点，则可能是处于减数其次次分裂细胞B．若4个子细胞都含有2个荧光点，则取材部位可能为根尖分生区C．若4个子细胞分别含1、1、1、1个荧光点，则细胞分裂过程中没出现过四分体D．若4个子细胞分别含2、1、1、0个荧光点，则细胞分裂过程中发生过基因重组【解析】胜利导入后产生的子代中既不抗虫也不抗除草剂的植株所占比例为1/16，相当于两对基因都是杂合子的个体自交后代中的隐性性状的个体，说明两个目的基因导入了两条非同源染色体上，若某细胞有4个荧光点，则可能是A和B同时存在的处于减数其次次分裂细胞，A正确；若4个子细胞都只含有2个荧光点，说明子细胞都含有A和B，而且进行的是有丝分裂，取材部位可能为根尖分生区，B正确；若4个子细胞分别含1、1、1、1个荧光点，说明每个细胞只有一个基因，说明进行的是减数分裂，则细胞分裂过程中出现过四分体，C错误；若4个子细胞分别含2、1、1、0个荧光点，说明有一个细胞同时含有A和B，两个细胞只有A或B，一个细胞没有A和B，说明进行的是减数分裂，则细胞分裂过程中发生过基因重组，D正确。故选C。3.环磷酸腺苷(cAMP)是限制一些生命活动的重要物质之一。科研人员为了探讨鼠在血压上升后cAMP对血管平滑肌细胞蛋白质合成的影响，进行了相关试验。给比照组和试验组分别加入不同浓度的cAMP，在相宜条件下培育24h。用蛋白提取试剂盒提取细胞蛋白质，测定每组蛋白质浓度。统计不同cAMP浓度下的蛋白质相对表达量，结果如下表。下列叙述错误的是(B)组别0.0mmol·L－10.1mmol·L－10.3mmol·L－10.5mmol·L－11.0mmol·L－1比照组100100100102100试验组138117105102100A.小鼠血管平滑肌细胞增殖的方式为有丝分裂，其DNA复制发生在分裂间期B．试验中比照组的处理为在培育液中接种肯定量的高血压鼠其他组织细胞C．试验中不同浓度的cAMP对比照组小鼠血管平滑肌细胞蛋白质合成的影响不大D．试验组在肯定浓度范围内，随cAMP浓度的增加，cAMP抑制蛋白质形成的作用加强【解析】小鼠血管平滑肌细胞属于体细胞，体细胞的增殖方式是有丝分裂，DNA分子复制发生在间期，A正确；试验目的是探讨鼠在血压上升后cAMP对血管平滑肌细胞蛋白质合成的影响，试验中的试验组是血压上升小鼠的血管平滑肌细胞，比照组应为正常小鼠的血管平滑肌细胞，B错误；分析表格数据可知，试验中不同浓度的cAMP对比照组小鼠血管平滑肌细胞蛋白质合成的影响不大(不同组别是100或102)，C正确；据表分析可知，试验组在肯定浓度范围内，随cAMP浓度的增加，蛋白质的量削减，说明随cAMP浓度的增加，cAMP抑制蛋白质形成的作用加强，D正确。故选B。4.T细胞的细胞膜有受体A可与癌细胞表面上的配体A结合，表现出抗癌性；而嗜中性白血球具有相同的配体A可与之结合，可变更T细胞的抗癌性。科学家将小鼠嗜中性白血球收集与处理，并将N及TCN进行下表中所示的试验处理(将与“正常组织培育后的上清液”作用的嗜中性白血球称为N，将与“肿瘤组织培育后的上清液”作用后的嗜中性白血球称为TCN)。科学家让小鼠产生肿瘤后，以每五只为一组来注射不同处理的细胞，并在24天后观测每只小鼠肿瘤大小(下图)。下列叙述正确的是(C)组别试验处理比照组正常细胞培育液测试组甲T细胞＋N测试组乙T细胞＋TCN测试组丙T细胞＋TCN＋配体A抗体测试组丁T细胞＋TCN＋不会识别配体A的抗体A．TCN会促进T细胞抗癌力B．试验中的T细胞是协助性T细胞，参加体液免疫C．肿瘤组织培育后的上清液对嗜中性白血球配体A有活化作用D．T细胞“抗癌”过程实现了免疫系统的防卫、自稳和监视功能【解析】测试组乙和丙组，自变量是TCN是否发挥作用，依据结果可知，丙组配体A抗体和TCN结合，丙组肿瘤体积比乙组要小，说明TCN会抑制T细胞抗癌力，A错误；试验中的T细胞是协助性T细胞，参加体液免疫和细胞免疫，B错误；比照组、测试组甲和测试组乙结果表明，肿瘤组织培育后的上清液对嗜中性白血球配体A有活化作用，TCN变更T细胞的抗癌性作用更明显，故测试组甲肿瘤体积比乙组体积大，C正确；免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞，防止肿瘤发生的功能。T细胞“抗癌”过程实现了免疫系统的监视功能，D错误。故选C。5.脱落酸(ABA)通过促进保卫细胞中微管蛋白的降解引起气孔关闭，提高了植物的抗旱性。已知26S蛋白酶体、WDL7蛋白与微管蛋白的稳定性有关，为进一步探究ABA引起气孔关闭的机理，科研者以离体叶片为材料进行试验，一段时间后检测保卫细胞中WDL7蛋白的含量，结果如表。下列说法错误的是(D)试验处理WDL7蛋白含量(相对值)甲组：养分液1乙组：ABA＋养分液0.4丙组：ABA＋MG132＋养分液1注：MG132为26S蛋白酶体抑制剂。A．ABA作为信号分子调控基因的表达而促进微管蛋白的降解B．该试验的自变量是ABA、MG132的有无，因变量是WDL7蛋白含量C．试验结果证明26S蛋白酶体可促进WDL7蛋白降解D．ABA可能通过促进26S蛋白酶体的作用抑制微管蛋白降解【解析】植物激素作为信号分子，通过调控基因的表达进而调整植物的生理活动，分析题意可知，ABA作为信号分子调控基因的表达而促进微管蛋白的降解，A正确；分析题意可知，试验目的是探究ABA引起气孔关闭的机理，则该试验的自变量是MG132和ABA的有无，因变量是WDL7蛋白的含量，B正确；丙组加入26S蛋白酶体抑制剂，WDL7蛋白的含量增多，证明26S蛋白酶体可促进WDL7蛋白降解，C正确；由甲、乙组可知，加入ABA后促进WDL7蛋白降解，结合丙组可推出26S蛋白酶体能促进WDL7蛋白降解，因此推想ABA可能通过促进26S蛋白酶体的作用促进微管蛋白降解，而不是抑制微管蛋白降解，D错误。故选D。6.结核分枝杆菌可以引起结核病，主要感染肺部，其细胞壁厚、脂质含量高，能抵挡不利自然环境。为探究不同抗生素对结核分枝杆菌的抑菌效果，将患者体内的病原菌进行分别培育，试验结果如图所示。培育基成分主要含有天门冬氨酸、甘油、鸡蛋黄、KH2PO4、MgSO4等。下列分析错误的是(B)A．结核分枝杆菌会引起人体发生体液免疫和细胞免疫B．此培育基成分中供应氮源的是天门冬氨酸C．接种过程所用试验器材有酒精灯、涂布器、微量移液器D．图中D为含有无菌水的滤纸片作为比照【解析】结核分枝杆菌主要感染肺部，属于寄生细菌，会引起体液免疫和细胞免疫，A正确；培育基中的天门冬氨酸和鸡蛋黄都含有N，故此培育基成分中供应氮源的是天门冬氨酸和鸡蛋黄，B错误；结合图示，本探究试验采纳的是稀释涂布平板法，故接种过程所用试验器材有酒精灯、涂布器、微量移液器，C正确；试验中圆纸片D(不含有抗生素)用作试验比照，为了保证单一变量，对圆纸片D的处理方法是浸过无菌水，D正确。故选B。7.红球藻是一种主要生长在淡水中的单细胞微藻，细胞小但能大量累积虾青素(存在于类囊体膜中)而呈现红色，故名红球藻。虾青素是一种高效的纯自然抗氧化剂，在抗苍老、抗肿瘤和免疫调整等方面具有良好作用。将红球藻在不同条件下培育14天后，正常(control)条件下藻体仍为绿色；缺氮(—N)或高光(HL)条件下的藻体颜色渐渐变黄；高光且缺氮(HL—N)条件下的藻体由黄色转为红色。下图为红球藻在上述条件下，藻体生物量、总脂肪酸含量和虾青素含量的变更曲线图。请回答下列问题：(1)本试验中比照组是正常条件培育。和比照组相比，红球藻在上述三种试验条件下，光合作用强度变弱(小)，推断依据是与比照组相比，各试验条件下相对生物量均下降。(2)红球藻合成脂肪酸的场所是叶绿体基质，从元素组成分析，缺氮(—N)条件下脂肪酸合成增加的缘由是因为缺氮，蛋白质等含氮物质合成受到限制，而脂肪酸不含N元素，其合成影响不大，所以在细胞干重中的百分比呈上升趋势。(3)据图分析，在高光(HL)条件下，虾青素产量最高。若要获得虾青素，须要将细胞破裂处理，再用95%酒精试剂提取。(4)试验组条件下藻体颜色渐渐变黄甚至变红的缘由是缺氮及高光条件下叶绿素合成受阻或被破坏，含量下降，依据题意推想虾青素属于光合色素中的类胡萝卜素。(5)红球藻是地球上光合作用效率最高生物之一，是陆生植物效率的10～50倍，推想可能的缘由是下列的哪几项？BCDA．红球藻数量多B．叶绿体数量多C．细胞小，相对表面积大D．汲取光实力强【解析】(1)比照组一般是不做处理的组，而试验组经过自变量的处理，故本试验中比照组是正常条件培育的组。依据图中曲线分析，与比照组相比，各试验条件下相对生物量均下降，说明红球藻在上述三种试验条件下，光合作用强度变弱。(2)脂肪酸可以是由暗反应合成，红球藻合成脂肪酸的场所是叶绿体基质；因为缺氮，蛋白质等含氮物质合成受到限制，而脂肪酸不含N元素，其合成影响不大，所以在细胞干重中的百分比呈上升趋势，故缺氮(—N)条件下脂肪酸合成增加。(3)依据图丙分析，高光(HL)条件下虾青素产量最高。虾青素在细胞内，若要获得虾青素，须要将细胞破裂处理，虾青素存在于类囊体膜，属于光合色素，可用95%酒精提取。(4)叶绿素的合成受氮元素和光照条件影响，缺氮及高光条件下叶绿素合成受阻或被破坏，含量下降导致藻体颜色渐渐变黄甚至变红；因虾青素不易被分解破坏，推想虾青素属于光合色素中的类胡萝卜素。(5)红藻叶绿体数量多，可利用更多光能；细胞小相对表面积大可汲取更多光能；汲取光实力强等缘由导致光合作用效率高；而数量多对效率没有影响，故选BCD。8.某科研小组对牵牛花(两性花)的花色遗传(受3对等位基因限制，用A/a、B/b、C/c表示)进行了探讨，杂交试验和结果如下表。已知白花植株的基因型为aabbcc。请回答下列问题：试验编组亲本F1的表型及比例甲红花和白花红花∶粉红花∶白花＝1∶6∶1乙粉红花和红花红花∶粉红花∶白花＝3∶12∶1(1)限制牵牛花花色的基因的显性表现形式否(填“是”或“否”)属于不完全显性。依据甲、乙试验结果可推知三对等位基因位于三对同源染色体上。(2)甲组中亲本红花植株的基因型为AaBbCc，红花亲本和F1红花的基因型相同(填“相同”或“不同”)。甲组F1红花植株自交后代红花∶粉红花∶白花分别比为27∶36∶1，其中红花植株的基因型有8种。(3)让乙组子一代的红花个体随机交配，子二代红花所占比例为1/2。(4)在A基因的启动子上存在富含双核苷酸“CG”的区域，其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5-甲基胞嘧啶，但仍能与鸟嘌呤互补配对。若亲本粉花A基因的—CCGG—位点甲基化，则RNA聚合酶不能与之结合，从而抑制转录过程，最终可使其变为白花个体，A基因的甲基化，是否属于基因突变？否(填“是”或“否”)，理由是基因的结构(或碱基序列)没有发生变更有报道称受精卵中来自父方的A基因都会甲基化，而来自母方的A基因都不会甲基化。现有纯合粉花与白花(aabbcc)，请设计一代杂交试验来验证该报道的正确性。试验思路：选取纯合粉花植株与纯合白花植株进行正反交试验，视察子代的表型。预期结果：若粉花植株作为父本时子代均为白花个体，粉花植株作为母本时子代均为粉花个体，则该报道是正确的。【解析】(1)依据试验甲可知红花×白花→红花∶粉红花∶白花＝1∶6∶1，后代之比是1∶1∶1∶1∶1∶1∶1∶1的变式，说明该试验为测交试验，限制牵牛花花色的基因的显性表现形式不属于不完全显性。依据试验乙可知，粉红花×红花→红花∶粉红花∶白色＝3∶12∶1，后代比例是9∶3∶3∶1的变式，综合试验甲和试验乙可知，后代的基因型之比遵循基因自由组合定律，三对等位基因位于三对同源染色体上。(2)由(1)分析可知，甲组中亲本红花植株的基因型为AaBbCc，白花植株的基因型为aabbcc，故F1红花的基因型也是AaBbCc，二者基因型相同。甲组F1红花植株(AaBbCc)自交后代红花(A_B_C_)∶粉红花(A_B_cc、A_bbC_、aaB_C_、aabbC_、aaB_cc、A_bbcc)∶白花(aabbcc)分别比(3/4×3/4×3/4)∶(3/4×3/4×1/4×3＋1/4×1/4×3/4×3)∶(1/4×1/4×1/4)＝27∶36∶1，其中红花植株的基因型有2×2×2＝8种。(3)依据试验乙可知，粉红花×红花→红花∶粉红花∶白色＝3∶12∶1，后代中既有红花又有白花，则乙组亲代基因型可能为AaBbCc×aaBbcc或AaBbCc×aabbCc或AaBbCc×Aabbcc，以AaBbCc×aaBbcc为例，F1中红花的基因型为1/3AaBBCc、2/3AaBbCc，三对基因分别考虑(用配子法)，A∶a＝1∶1，C∶c＝1∶1，BB∶Bb＝1∶2，即B∶b＝2∶1，让乙组子一代的红花个体随机交配，子二代红花(A_B_C_)所占比例为(1－1/2×1/2)(1－1/2×1/2)(1－1/3×1/3)＝1/2。(4)启动子是RNA聚合酶结合的位点，故亲本粉花A基因的—CCGG—位点甲基化，则RNA聚合酶不能与其结合。A基因甲基化后，其基因的结构(或碱基序列)没有发生变更，故不属于基因突变。有报道称受精卵中来自父方的A基因都会甲基化，而来自母方的A基因都不会甲基化。现有纯合粉花与白花(aabbcc)，可通过以下试验验证报道的正确性：选取纯合粉花植株与纯合白花植株(aabbcc)进行正反交试验，视察子代的表型。若该报道正确，则粉花植株作为父本时，由于父本花粉A基因发生了DNA的甲基化，子代均表现为母本白花性状，同样，粉花植株作为母本时子代均为粉花个体。9.采集病人的细菌样本，用各种抗生素检测细菌是否敏感(即药敏试验)，可以帮助临床选药。回答下列问题：(1)药敏试验之前须要配制培育基，配制固体培育基须要添加凝固剂琼脂。大多数培育基都含有水、碳源、氮源、无机盐4类物质，此外还须要满意细菌生长对pH、特别养分物质以及O2的要求。(2)为将单个细菌分散在固体培育基上，经培育一段时间后统计菌落数目，可采纳的接种方法是稀释涂布平板法。该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低(填“低”或“高”)缘由是当两个或多个细胞连在一起时，平板上视察到的只是一个菌落。(3)在接种了待检细菌的平板上，贴上浸有某种抗生素的干纸片，可以出现抑菌圈。临床上应选择抑菌圈大(填“大”或“小”)的抗生素作为治疗药物。从生物进化的角度分析，滥用抗生素的危害是会人工选择出耐药的细菌，增加了细菌的抗药性。【解析】(1)配制固体培育基一般须要添加凝固剂琼脂；大多数培育基都含有的物质为水、碳源、氮源、无机盐，此外还须要满意细菌生长对pH、特别养分物质(维生素等)以及O2的要求。(2)微生物常用的接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法，其中进行细菌计数需采纳稀释涂布平板法进行接种；由于两个或多个细胞连在一起时，平板上视察到的只是一个菌落，因此该方法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。(3)抑菌圈越大，说明抗生素的治疗效果越好，故临床上应选择抑菌圈大的抗生素作为治疗药物；滥用抗生素会人工选择出耐药的细菌，增加了细菌的抗药性，故不能滥用抗生素。10.神经纤毛蛋白-1(NRP-1)是一种多功能糖蛋