资源简介 (共305张PPT)专题十 实验与探究核心问题梳理核心概念落实核心素养达成专题作业本课结束0答案解析专题十 实验与探究[核心素养] 1.通过检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质等，学会归纳与概括的科学思维方法，发展观察能力和探究能力。2.通过观察细胞、探究膜特性、观察叶绿体和胞质流动等活动，发展观察能力和探究能力。3.通过学习细胞膜结构模型、设计制作细胞结构模型等系列活动，发展批判性思维、模型与建模的科学思维方法。4.通过植物细胞质壁分离复原、光合色素的提取与分离等观察实验、酶的特性、酵母菌的呼吸方式、光合作用影响因素等探究实验，发展观察能力和探究能力。5.通过模拟探究细胞大小与扩散作用、观察细胞有丝分裂等活动，发展观察能力和探究能力。6.认识建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构模型，学会构建物理模型的方法。7.认识模拟方法是解释基因遗传的重要方法，尝试运用模拟方法解释基因的分离和自由组合，学会模拟实验的方法。8.认识建立物理模型是理解生物学过程的重要方法，通过尝试制作减数分裂过程模型，学会构建物理模型的方法。9.认识调查与归纳是重要的生物学方法，通过调查常见的人类遗传病并探讨其监测和预防，学会调查与归纳的基本方法，运用遗传学原理解释生物学社会议题，关爱生命，承担社会责任。10.通过探究血浆对pH变化的调节作用实验，发展实验设计、数据处理等科学探究能力。11.通过探究2，4－D对插枝生根的作用、乙烯利对水果的催熟作用等活动，学会用生物学知识解决生产生活中的问题。12.在土壤动物类群丰富度的研究中，掌握样方选择、显微观察、分类和数据记录等方法，认识这些工作在保证实验研究结果可靠性中的作用。核心问题梳理1.如果在显微镜的视野中发现一处污物，如何快速确认该污物位置(装片、目镜、物镜)?提示：判断方法如下：2．检测还原糖、脂肪和蛋白质的试剂及实验现象分别是什么？提示：检测还原糖的试剂为斐林试剂，出现砖红色沉淀；检测脂肪的试剂为苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液，呈橘黄色(红色)；检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，溶液呈紫色。3．斐林试剂和双缩脲试剂使用时的区别是什么？为什么利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能检测蛋白质？提示：斐林试剂使用时要水浴加热，甲、乙液混合均匀后再使用，并且要现用现配；双缩脲试剂要先使用A液再用B液，且B液不能过量。斐林试剂的甲液、乙液的成分分别与双缩脲试剂的A液、B液相同，只是斐林试剂的乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液大，故只需将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释，便可得到双缩脲试剂的B液，所以可用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水检测蛋白质。4．观察叶绿体时选用藓类的叶、黑藻的叶。这些材料有什么优点？用菠菜叶做该实验应如何处理？提示：这些材料的叶子薄而小，叶绿体清晰，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉，因为表皮细胞不含叶绿体。5．为什么观察叶绿体的临时装片，在实验过程中要始终保持有水状态？提示：防止细胞内的叶绿体失水，如果叶绿体失水，叶绿体就缩成一团，无法观察叶绿体的形态和分布。6．成熟的植物细胞发生质壁分离的条件是什么？提示：内因：原生质层相当于半透膜且伸缩性大于细胞壁；外因：外界溶液浓度高于细胞液的浓度。7．为什么要用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为植物质壁分离和复原实验的实验材料？提示：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中有花青素，使液泡中的细胞液呈紫色，有利于观察。8．观察植物细胞质壁分离和复原实验中共涉及三次显微镜观察，其中第一次观察的目的是什么？提示：观察正常洋葱鳞片叶外表皮细胞的状态，以便与处理后的状态形成对照。9．酶的高效性和专一性实验验证：(1)怎样设计实验验证酶具有专一性？(写出实验思路)(2)怎样设计实验验证酶具有高效性？(写出实验思路)提示：(1)思路1：换底物不换酶(自变量：底物种类；因变量：底物是否被分解)实验组：底物＋相应酶液底物分解速率/产物生成速率对照组：另一底物＋相同酶液底物分解速率/产物生成速率思路2：换酶不换底物(自变量：酶的种类；因变量：底物是否被分解)实验组：底物＋相应酶液底物消耗量(剩余量)/产物生成量对照组：相同底物＋另一酶液底物消耗量(剩余量)/产物生成量(2)①H2O2＋新鲜肝脏研磨液→观察产生气泡的多少、大小；②H2O2＋Fe3＋→观察产生气泡的多少、大小。10．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌？提示：煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。11．鉴定产生CO2和酒精的方法是什么？提示：CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。酒精与酸性条件下的重铬酸钾溶液反应，发生的颜色变化是由橙色变成灰绿色。12．色素提取和分离的原理分别是什么？提示：色素提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。色素分离原理：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，因而色素会随层析液在滤纸上扩散而分离开。13．滤液细线要求细而直的原因是什么？滤液细线不能触及层析液的原因是什么？提示：滤液细线细而直的目的是防止色素带重叠而影响分离效果。不能让滤液细线触及层析液的原因是滤液细线中的色素会溶解在层析液中影响实验效果。14．研磨时加入SiO2和CaCO3的目的是什么？提示：研磨绿叶时加入SiO2有助于研磨充分，CaCO3可防止研磨时色素被破坏。15．在探究光照强度对光合作用的影响实验中，中间盛水玻璃柱的作用是什么？提示：吸收灯光的热量，避免光照对烧杯内水温产生影响，排除温度的影响。16．观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验过程是什么？实验中解离的目的是什么？漂洗的目的是什么？染色所需要的染色剂是什么？提示：实验过程：取材、解离、漂洗、染色和制片。解离的目的是使组织中的细胞分散开。漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度。染色剂为龙胆紫溶液或醋酸洋红液等碱性染料。17．在探究细胞大小与物质运输的关系实验中，在相同时间内，NaOH在每一琼脂块内扩散的深度是否相同？说明什么？提示：基本相同。说明NaOH在每一琼脂块内扩散的速率是相同的。18．在性状分离比的模拟实验中，为了保证不同配子间结合机会相等，且所得结果与理论值接近，在实验过程中应注意哪些问题。提示：(1)抓取小球时应随机抓取；(2)双手同时进行，且闭眼；(3)应将抓取的小球放回原桶；(4)重复多次。19．在建立减数分裂中染色体变化的模型活动中，用红色橡皮泥和黄色橡皮泥制成的两种染色体分别表示什么？让长度相同，颜色不同的两条染色体配对代表什么？提示：该实验中，红色和黄色橡皮泥制作的两种染色体分别表示来自不同的亲本；长度相同，颜色不同的两条染色体配对代表分别来自父方和母方的同源染色体联会。20．观察减数分裂固定装片宜选用雄性个体的生殖器官的原因是什么？提示：一般来说，雄性个体产生的雄配子数量远远多于雌性个体产生的雌配子的数量。其次是雌性动物排卵前后完成减数第一次分裂，排出的卵子先在输卵管中发育到减数第二次分裂的中期，只有在受精的过程中才能继续进行减数第二次分裂，因此在卵巢中看不到完整的减数分裂。21．在制作DNA双螺旋结构模型中，有哪些注意事项。提示：(1)制作磷酸、脱氧核糖和含氮碱基的模型材料时，须注意各分子的大小及比例；(2)磷酸、脱氧核糖和含氮碱基三者之间的连接部位要正确；(3)制作两条长链时，注意每条链上碱基总数要一致，互补配对的两条链方向是相反的。22．调查遗传病的发病率及遗传方式时，调查的人群有什么不同？提示：调查遗传病发病率时需要在自然人群中随机抽样；调查遗传病遗传方式时，需要在患者家系中调查。23．在探究血浆是否具有维持pH稳定的功能实验中在实验开始时都应测量三种溶液的pH，其目的是什么？提示：获得实验前数据，以便与实验后溶液的pH作比较。24．探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度的实验中，自变量、因变量和无关变量分别是什么？提示：实验的自变量：生长素类似物的浓度。实验的因变量：插条生根的情况(数量或长度)。实验的无关变量：处理溶液剂量、处理方法、处理时间、温度、光照及所用的植物材料等。25．土壤小动物丰富度调查时调查方法及统计方法分别是什么？这种方法可以统计种群密度吗？提示：调查方法：取样器取样法。统计方法：记名计算法和目测估计法。可以。核心概念落实知识点一 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质[例1] (2020·东城二模)有关下表的分析错误的是( )溶液溶质的元素组成检测试剂颜色反应溶质的基本单位甲C、H、O①砖红色葡萄糖乙C、H、O、N等双缩脲试剂②③A．甲可能是麦芽糖溶液B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热C．乙液可能是一种酶溶液D．②是紫色，③是核苷酸答案 D解析 斐林试剂用于鉴定还原性糖，麦芽糖属于还原糖，是由两个葡萄糖分子脱水缩合形成的二糖，A正确；斐林试剂用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液出现砖红色沉淀，B正确；大多数酶是蛋白质，双缩脲试剂用于鉴定蛋白质，可与蛋白质发生紫色反应，C正确；蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，其基本组成单位是氨基酸，D错误。知识点二 观察叶绿体和细胞质流动[例2] 在用显微镜观察叶绿体和细胞质流动实验中，不合理的解释是( )A．通过观察细胞质流动可判断细胞的死活，适当提高温度可提高流动速度B．在高倍镜下观察细胞质流动时可看到细胞质围绕着叶绿体运动C.在该实验中没有看到细胞膜，是因为液泡比较大，使细胞膜紧贴着细胞壁D．叶绿体的形态和分布随光照的强度和方向的改变而改变答案 B知识点三 尝试制作真核细胞的结构模型[例3] 以下是某小组制作高等植物细胞的三维结构实物模型的描述，其中错误的做法是( )A．用不同的颜色区分不同的细胞结构B．在核膜和细胞膜之间放置内质网C．细胞核核膜用双层膜表示，上面有孔洞表示核孔D．将中心体放置于细胞核附近答案 D解析 不同的细胞结构具有相应的生理功能，可以用不同的颜色表示不同的细胞结构，A正确；内质网是具单层膜的细胞器，有的内质网膜与核膜的外膜直接相连，有的内质网膜与细胞膜直接相连，B正确；核膜具有双层膜，上面有孔是核孔，C正确；中心体存在于动物细胞和低等植物细胞，高等植物细胞不存在中心体，D错误。知识点四 使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构[例4] 下列关于使用高倍显微镜的叙述正确的是( )A．因为藓类植物的叶片大，在高倍显微镜下容易找到，所以可以直接使用高倍物镜观察B．若目镜放大倍数是10，物镜放大倍数是40，被观察的细胞面积放大400倍C．换用高倍镜后，必须先用粗准焦螺旋调焦，再用细准焦螺旋调至物像最清晰D．为了使高倍镜下的视野亮一些，可使用最大的光圈或凹面反光镜答案 D知识点五 通过模拟实验探究膜的透性[例5] 为探究膜的透性，设计了如图所示的实验装置，其中E、F、G为用猪膀胱制成的小袋，内盛有溶液甲或溶液乙，上端分别接上直径相同的小玻璃管，起初3支小玻璃管内的液面高度相同，已知体积VG>VE＝VF，甲、乙、丙三种溶液分别为质量浓度为0.2g/mL、0.1g/mL、0.3g/mL的蔗糖溶液。(1)几分钟后，3支小玻璃管中的液面将________(填“上升”或“下降”)，其液面高度变化的大小排序是____________________。(2)对比分析e、f小玻璃管中的现象可知，引起实验差异的原因是______________________。(3)若将两组这样的装置，一组放于37℃的恒温箱中，一组放于0℃的恒温箱中，几分钟后观察，可见两装置中e玻璃管的液面都下降，且放于37℃恒温箱中的较放于0℃恒温箱中的下降速率大，说明__________________________。答案 (1)下降 g管>f管>e管 (2)E、F中溶液浓度不同 (3)温度影响物质跨膜运输的速率解析 (1)溶液丙浓度高于溶液甲、乙浓度，所以3支小玻璃管的液面均下降，由于溶液甲、丙的浓度差小于溶液乙、丙的浓度差，所以e管液面下降幅度最小，由于G体积大于F体积，所以g管液面下降幅度较大。(2)E和F中溶液浓度不同，所以e和f小玻璃管中的液面下降幅度不同。(3)与0℃相比，37℃条件下液面下降速率大，说明温度影响物质跨膜运输的速率。知识点六 观察植物细胞的质壁分离和复原[例6] (2020·西城一模)在进行“观察植物细胞的质壁分离及复原”的实验时，下列相关叙述不正确的是( )A．实验材料应选择有活性的且有大液泡的植物细胞B．在显微镜下看到正常细胞后再滴加高浓度蔗糖溶液C．只有具紫色液泡的洋葱表皮细胞才能发生质壁分离D．本实验不能证实溶质分子进出细胞的方式答案 C解析 大液泡中含有大量的水，当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，大量水外流，可出现明显的质壁分离现象，只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，才能出现质壁分离，所以实验材料应选择有活性的且有大液泡的植物细胞，A正确；该实验的第一次显微观察是装片制作完成后，观察活细胞的正常形态，目的是与滴加蔗糖溶液后发生质壁分离的细胞形态进行对照，所以应在显微镜下看到正常细胞后再滴加高浓度蔗糖溶液，B正确；理论上具有大液泡的成熟植物活细胞在一定浓度的蔗糖溶液中都可以发生质壁分离，具紫色液泡的洋葱表皮细胞因液泡为紫色，在实验过程中更容易观察到液泡体积的变化，C错误；溶质分子进出细胞的方式有自由扩散、主动运输等，不能通过植物细胞的质壁分离及复原实验来证实，D正确。知识点七 探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素[例7] 下表是某同学探究温度对酶活性影响的实验操作和实验现象的记录。请回答下列问题。(1)为保证实验的科学性和严谨性，该同学在此实验操作过程中至少需要________支试管。(2)若实验结束后，将甲组的温度调节到37℃，保温一段时间后，甲组的实验现象是________，原因是_________________________________________。(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度，实验设计思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若将实验中的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？________，为什么？________________。答案 (1)6(2)蓝色褪去 酶在低温时活性低，在适宜温度下活性升高(或低温抑制酶的活性或由0℃升高到37℃，酶的活性升高)(3)在37℃左右设置一定的温度梯度实验，其他条件不变(4)不科学(或否) 高温促进H2O2的分解解析 (1)分析实验可知，每组实验的唾液淀粉酶溶液和可溶性的淀粉溶液在混合前应分别加入两支不同的试管中，保温到指定温度后才能混合，以保证酶促反应在设定的温度下进行，该实验共分三组，所以至少需要6支试管。(2)甲组本来的实验温度为0℃，低温抑制酶的活性，但没有破坏其空间结构，将甲组的温度调节到37℃，酶的活性升高，保温一段时间后，蓝色褪去。(3)在该实验的基础上要进一步探究唾液淀粉酶的最适温度，应在37℃左右设置一定的温度梯度实验，其他条件不变，重复实验。(4)若将实验中的唾液淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，由于高温也能促进H2O2的分解，所以温度除影响酶的活性外，还直接影响H2O2的分解速率，无法保证单一变量，实验设计不科学。知识点八 提取和分离叶绿体色素[例8] 提取光合色素，进行纸层析分离。下列对该实验中各种现象的解释中，不正确的是( )A．未见色素带，说明分离时可能层析液没过了滤液细线B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD．胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在层析液中的溶解度最高答案 B解析 色素可以溶于层析液。知识点九 探究不同环境因素对光合作用的影响[例9] (2020·山东等级考一卷)龙须菜是生活在近岸海域的大型经济藻类，既能给海洋生态系统提供光合产物，又能为人类提供食品原料。某小组研究CO2浓度和光照强度对龙须菜生长的影响，实验结果如图所示。已知大气CO2浓度约为0.03%，实验过程中温度等其他条件适宜，下列相关说法正确的是( )A．实验中CO2浓度为0.1%的组是对照组B．增加CO2浓度能提高龙须菜的生长速率C．高光照强度下光反应速率快从而使龙须菜生长较快D．选择龙须菜养殖场所时不需考虑海水的透光率等因素答案 C解析 由题意可知，大气CO2浓度约为0.03%，则CO2浓度为0.03%的组为对照组，CO2浓度为0.1%的组是实验组，A错误；由图1可知，高光和低光条件下，两种CO2浓度条件下，龙须菜的生长速率相差不大，即增加CO2浓度，龙须菜生长速率基本不变，B错误；由图2可知，与低光条件相比，高光条件下龙须菜光反应速率显著增加，C正确；综合两图可知，龙须菜生长主要受到光强的影响，因此选择龙须菜养殖场所时需考虑海水的透光率等因素，D错误。知识点十 探究酵母菌的呼吸方式[例10] 某实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计了如右图所示的实验装置。实验中，先向气球中加入10mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有20℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20℃的恒温水浴中，记录实验开始30min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是( )A.若酵母菌进行了无氧呼吸，则液面应该下降B．该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”C．还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照D．若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸答案 A解析 若酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸不吸收氧气，但是释放二氧化碳，因此会导致气球的体积增大，烧杯中的液面应该上升，A错误；可设置多个该实验装置，自变量为不同梯度的温度，观察指标为烧杯液面上升的高度，用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”，B正确；需设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照，以校对物理因素对细胞呼吸速率的影响，C正确；有氧呼吸过程中吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量，而无氧呼吸只释放二氧化碳，因此若30min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了有氧呼吸，D正确。知识点十一 制作和观察根尖有丝分裂简易装片，或观察其永久装片[例11] 如图为实验小组同学探究月季茎尖细胞分裂的实验过程中在显微镜下拍摄的一张照片，茎尖取材时间为上午10时。下列相关说法不正确的是( )A．上午10时取材是因为此时细胞分裂旺盛，处于分裂期细胞多B．制片时漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，便于着色C．①细胞处于分裂中期，②细胞中同源染色体正在分离D．据图可知在月季细胞周期中分裂后期时间长于分裂中期答案 C解析 ②细胞处于有丝分裂后期，此时不会发生同源染色体的分离，同源染色体的分离发生在减数第一次分裂后期，C错误。知识点十二 运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化[例12] 下列关于观察减数分裂实验的叙述中，错误的是( )A．可用蝗虫精母细胞的固定装片观察减数分裂B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的装片容易观察到减数分裂现象C．能观察到减数分裂现象的装片中，可能观察到同源染色体联会现象D．用洋葱根尖制成装片，能观察到同源染色体联会现象答案 D解析 洋葱根尖细胞进行的是有丝分裂，不会发生同源染色体联会现象。[例13] 下图中编号①～⑤的图像是在显微镜下拍到的二倍体百合(2n＝24)的减数分裂不同时期的图像。请回答问题：(1)将捣碎的花药置于载玻片上，滴加________染色1～2min，制成临时装片。在光学显微镜下可通过观察细胞中________的形态、数目和位置的变化来判断该细胞所处的分裂时期。(2)据图分析，图②中细胞的特点是同源染色体________，非同源染色体________。图③中细胞的特点是同源染色体________，并且_______________间发生交叉互换。请将上述观察到的细胞图像按减数分裂的时序进行排序：①→________________________。(3)图②中的细胞有________个染色体组，图⑤的每个细胞中含姐妹染色单体________条。答案 (1)醋酸洋红(龙胆紫) (同源)染色体(2)分离 自由组合 联会 同源染色体的非姐妹染色单体 ③→②→⑤→④(3)2 0知识点十三 制作DNA分子双螺旋结构模型[例14] 在制作DNA双螺旋结构模型时，如图为两个脱氧核苷酸的模型。其中圆代表磷酸，下列说法正确的是( )A．方形可能代表A、T、C、U四种含氮碱基B．两个圆可用别针(代表共价键)连接，以形成DNA的侧链C.别针(代表共价键)应连接在一个核苷酸的五边形和另一个核苷酸的圆上D．如果两个脱氧核苷酸分别位于链的两侧，两个模型方向相同答案 C解析 方形表示的是含氮碱基，有A、T、G、C四种，没有U，圆表示的是磷酸，五边形表示的是脱氧核糖，在DNA单链中，脱氧核糖(五边形)和磷酸(圆)交替连接，而不是两个圆之间连接，两条DNA单链模型的位置关系应为反向平行。知识点十四 模拟植物或动物性状分离的杂交实验[例15] 如图表示对孟德尔一对相对性状的遗传实验的模拟实验过程，对该实验过程的叙述不正确的是( )A．该实验须重复多次B．甲、乙两桶内两种颜色小球大小、轻重须一致C．甲、乙两桶内小球总数不一定要相等，但每个小桶内两种颜色的小球数目一定要相等D．抓取完一次并记录好组合情况后，应将两桶内剩余小球摇匀后继续实验答案 D解析 该实验须重复多次，以减小实验误差，A正确；甲、乙两桶内两种颜色小球大小、轻重须一致，这样可以避免人为的误差，B正确；甲、乙两桶内小球总数不一定要相等，但每个小桶内两种颜色的小球数目一定要相等，且每次抓取的彩球都要放回原桶中，C正确，D错误。知识点十五 调查常见的人类遗传病并探讨其预防措施[例16] 由苯丙氨酸羟化酶基因突变引起的苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病，我国部分地市对新生儿进行免费筛查并为患儿提供低苯丙氨酸奶粉。下列叙述正确的是( )A．若一对夫妇中妻子患病丈夫正常，则其儿子一定患病B．在某群体中发病率为1/10000，则携带者的频率为1/100C．通过染色体检查及系谱图分析，可明确诊断携带者和新生儿患者D．减少苯丙氨酸摄入可改善新生儿患者症状，说明环境能影响表现型答案 D解析 苯丙酮尿症是常染色体隐性遗传病，丈夫正常，其一定有显性正常基因，这对夫妻所生儿子可能患病也可能不患病，A错误；若群体发病率为1/10000，则致病基因频率为1/100，正常基因频率为99/100，携带者的频率为2×1/100×99/100＝198/10000，B错误；致病基因为正常基因发生基因突变所得，无法通过染色体检查及系谱图分析进行诊断，C错误；基因和环境共同决定表现型，可以通过提供低苯丙氨酸奶粉改善新生儿患者症状，D正确。知识点十六 用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生改变[例17] 杂交实验表明，桦尺蠖体色受到一对等位基因S和s的控制，黑色S对浅色s为显性。在曼彻斯特地区，19世纪中叶以前，种群中S基因的频率很低，随着英国工业的发展，桦尺蠖中S基因的频率提高了很多，如下表所示，请分析回答问题。(1)从遗传的角度分析：最初的S基因是通过________产生的。它为生物进化提供了________。(2)试用现代生物进化理论分析这一变化的原因：①19世纪，桦尺蠖的栖息地(树干)长满了地衣，在此环境下，种群s基因频率高的原因是________________________________________________________。②随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生长，树皮暴露，并被煤烟熏成黑褐色，在此环境条件下，种群S基因频率升高的原因是__________________________________________________________________。③上述事实说明，种群中产生的变异是________，经过长期的__________，其中不利变异留下后代的机会________，有利变异的个体有更多机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断________，从而使种群的________发生定向改变，导致生物朝着一定方向缓慢地进化。答案 (1)基因突变 原材料(2)①浅色(ss)桦尺蠖的体色与环境色彩一致，不易被天敌捕食，繁殖的个体中生存下来的多，导致s基因频率升高②黑色个体在被污染成黑褐色的树皮上不易暴露，从而生存下来并繁殖后代，导致S基因频率升高③不定向的 自然选择 少 提高 基因频率知识点十七 探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系[例18] 利用“抗生素纸片扩散法”观察某细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，可探究抗生素对细菌的选择作用。下列关于该实验的说法，错误的是( )A．实验中应将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放置在培养基的不同区域B．实验结果显示在抗生素纸片的区域出现抑菌圈，不能支持基因突变是普遍存在的C．从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌继续培养，连续选择几代后抑菌圈的直径会变大D．在本实验条件下，细菌产生耐药性的变异是有利变异答案 C知识点十八 比较清水、缓冲液、体液对pH变化的调节作用[例19] 某同学分别以清水、缓冲液和血浆为实验材料进行“探究血浆是否具有维持pH稳定的功能”的实验，实验结果如图所示。下列相关叙述，错误的是( )A．起对照作用的是清水组和缓冲液组B．所得结果不合理的是清水组C．该实验结果说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的D．图中的结果表明缓冲液组维持pH稳定的能力强于血浆组答案 D解析 本实验探究的是血浆是否具有维持pH稳定的功能，所以血浆组为实验组，清水组和缓冲液组为对照组，A正确；加入HCl后，清水组的pH应降低，清水组的结果不合理，B正确；当加入的HCl达到一定量后，血浆组不能继续维持pH的相对稳定，说明血浆组缓冲物质的缓冲能力是有限的，C正确；缓冲液组的曲线较血浆组先下降，说明缓冲液组维持pH稳定的能力低于血浆组，D错误。知识点十九 探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用[例20] (2020·湖南省长郡中学、雅礼中学高三联考)某农科院研究不同生长素类似物对月季插条生根的影响，选择用含蔗糖的磷酸盐缓冲液配制的A、B两种生长素类似物溶液浸泡月季插条基部，结果如下表所示。下列有关说法正确的是( )A．实验过程中需用清水处理等量的月季插条作为对照组B．该实验需在遮阴和空气湿度较高的地方对插条进行处理C．两种生长素类似物对插条生根的作用均存在两重性D．探究B生长素类似物促进插条生根的最适浓度需在0.01～0.1mg·L－1的范围内进一步进行答案 B解析 实验过程中需用含蔗糖的磷酸盐缓冲液处理等量的月季插条作为对照组，A错误；为降低枝条蒸腾作用失水对实验结果的影响，该实验需在遮阴和空气湿度较高的地方对插条进行处理，B正确；与对照组相比A组既出现了促进，又出现了抑制，体现了A种生长素类似物对插条生根作用的两重性，B种生长素类似物与对照组相比只体现了促进作用，C错误；由表中数据不能看出，B生长素类似物促进插条生根的最适浓度，需在0.01～0.1mg·L－1的范围内，小于0.01mg·L－1浓度对插条生根的影响还不明确，因此还需有小于0.01mg·L－1浓度对插条生根的影响的实验，D错误。知识点二十 探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化[例21] (2020·辽宁六校协作体开学考)下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是( )A．先向计数室内滴加培养液，然后再将盖玻片放在计数室上B．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液C．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数答案 D解析 在“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，应该先将盖玻片放在计数室上，再向盖玻片边缘滴加培养液使其自行渗入，A错误；从瓶中吸出培养液进行计数之前，必须摇匀培养瓶中的培养液，使酵母菌均匀分布于培养液中，B错误；培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液也需要用高压蒸汽灭菌法处理，C错误；酵母菌的繁殖能力很强，培养一段时间后酵母菌数量较多，为了方便酵母菌计数，培养液应先稀释后再计数，D正确。知识点二十一 研究土壤中动物类群的丰富度[例22] 关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”，下列说法正确的是( )A．取样时轻轻拨开表层土上的落叶，在土壤2cm深度处取样B．采集的小动物可放在体积分数为97%的酒精溶液中C．采集的时间会影响采集的物种数和个体总数D．个体较大、数量有限的动物采用记名计算法取样答案 C解析 取样时，将表土上的落叶轻轻拨开，用手来回旋转取样罐，将其按入土中，按压到罐底几乎与地面平齐，而罐的高度约5cm，A错误；采集的小动物可放在体积分数为70%的酒精溶液中，B错误；有的土壤小动物具有避光性，因此不同时间内活动的小动物种类和数量不同，故采集时间会影响采集的物种数和个体总数，C正确；记名计算法是统计方法，而不是取样方法，D错误。知识点二十二 设计并制作生态缸，观察和比较不同生态缸中生态系统的稳定性，撰写报告分析其原因[例23] 某同学为观察生态系统的稳定性，设计了4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的微型生态系统组成和条件如表所示。经过一段时间后，会发生如下所示变化，其中不正确的是( )A．丁瓶与甲瓶相比，氧气含量少B．丙瓶中的分解者数量较少C．乙瓶中藻类的数量下降D．甲瓶中的生物种类迅速减少答案 D解析 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。可根据这四种成分来衡量表格中甲、乙、丙、丁各缺少什么成分，再推理各自发生的变化。甲瓶中有生产者、消费者、分解者，还有非生物的物质和能量，所以甲瓶中的微型生态系统在短时间内能维持相对稳定，生物种类不会迅速减少。核心素养达成一、实验目的的考查 为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：(1)实验分组：甲组：培养液＋Y细胞＋3H?TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水。乙组：培养液＋Y细胞＋3H?TdR＋X(用生理盐水配制)。每组设置若干个重复样品。(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。(3)将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。(要求与说明：答题时用X、CRD、3H?TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。)请回答：实验目的：__________________________________________________。答案 探究X对Y细胞增殖的影响解析 分析实验分组可知，自变量为是否加入X物质，检测指标为CRD的大小，且3H?TdR是合成DNA的原料，DNA的合成主要在细胞分裂的过程中发生，由此可以判断本实验的目的是探究X对Y细胞增殖的影响。 变量法寻找实验目的(1)根据题目信息，直接写出实验目的。此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即该实验的目的。(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。此类试题首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。通常写法有：探究××(自变量)的作用、探究××(自变量)对××(因变量)的影响、探究××(自变量)与××(因变量)的关系等。[练1] 下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。写出该实验目的的推导过程：___________________________________。答案 ?[练2] 选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，称重。实验结果如下图曲线。该实验的目的是探究__________________________________。答案 探究胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响解析 根据图中曲线可以判断该题的自变量为是否加入生长激素、胰岛素，检测指标为大鼠的平均体重，则该实验的目的是探究胰岛素、生长激素对大鼠生长的影响。二、实验假设的考查 用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16)，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。针对以上的问题，你作出的假设是______________________________________________________________。你提出此假设的依据是________________________________________________________________________________________________________________________。答案 用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体数目加倍 低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂解析 假设的提出应该具有一定的科学根据，提出的假设应该是最有可能的而不是随意猜测，所以探究的课题在题干中也应具有一定的指向性。因此针对题干问题，作出的假设是：用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体数目加倍。依据是低温能够影响酶的活性(或纺锤体的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂。 实验假设的确定方法(1)假设的确定依据对探究性实验来说，假设是对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，提出可能的实验原理。(2)假设的描述①句式一：“如果……现象，则……结论”。②句式二：“当条件X存在时，事件P(实验现象)会发生”或“当条件X存在时，事件P(实验现象)不发生”或“当条件X存在时，对事件P(实验现象)没有影响”。[练3] 将植物细胞置于外界溶液中可以发生渗透失水和吸水现象，针对这一现象回答下列问题：(1)水分子进出植物细胞要经过原生质层，原生质层是选择透过性膜，那么原生质层是否相当于半透膜？请针对这个问题作出假设：__________________________________________________________________。(2)某小组用紫色洋葱鳞片叶、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水为实验材料，观察植物细胞质壁分离及复原实验。回答下列问题：①如果成功完成这个实验，所观察到的结果能否支持该小组提出的假设？②如果不能支持，请解释原因；如果能支持，阐述得出“原生质层相当于一层半透膜”的合理推理。(可以结合教材的相关知识)答案 (1)原生质层相当于半透膜(2)①能支持。②渗透作用发生的两个条件：一是有半透膜，二是半透膜两侧存在浓度差。水分子可以自由透过半透膜，当半透膜两侧有浓度差时，水分子会从低浓度溶液流向高浓度溶液，即表现出渗透作用。成熟植物细胞大部分被液泡占据，水分子进出需要经过原生质层，如果原生质层相当于半透膜，将植物细胞浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中，植物细胞会失水，原生质层会与细胞壁分离，当质壁分离的细胞又浸润到清水中，细胞吸水膨胀，发生质壁分离的复原。那么反推，当看到质壁分离及复原现象，说明植物细胞在发生渗透作用，植物细胞水分进出需要经过原生质层，即原生质层就相当于一层半透膜。解析 “观察植物细胞质壁分离及复原实验”说明成熟的植物细胞是一个渗透系统，可以证明原生质层相当于一层半透膜。论证的逻辑前提有两方面，一是细胞吸水和失水需要经过原生质层，如果原生质层是半透膜，同时原生质层两侧有浓度差，就可以发生渗透作用。二是植物细胞发生渗透作用失水，原生质层就会收缩，而细胞壁收缩性小，这样就可以观察到质壁分离现象，而将质壁分离的细胞放在清水中时，又可观察到植物细胞质壁分离的复原。因此，如果看到质壁分离及复原现象就可以证明发生了渗透作用，即原生质层相当于一层半透膜。三、实验原理的考查 库尔勒香梨果实中存在游离态和结合态两大类呈香物质。结合态呈香物质大部分以糖苷形式存在，本身没有香气，但在β－D－葡萄糖苷酶的作用下能分解释放出具有挥发性的游离态呈香物质。若香梨在贮藏期间上述转变过程迅速，会导致部分香气成分丧失，影响果实的风味和品质。科研人员进行了相关实验，并对β?D?葡萄糖苷酶的含量进行检测(实验结果如图所示)，请分析回答：(1)本实验的目的是_____________________________________________。(2)本实验的原理对硝基苯?β?D－葡萄糖苷(pNPG)对硝基苯酚①对硝基苯?β?D－葡萄糖苷(pNPG)与香梨中的________________分子结构相似，能在β?D－葡萄糖苷酶作用下生成对硝基苯酚，对硝基苯酚在碱性条件下显黄色。②由于不同香梨中的________________不同，以上反应完成后，在碱性条件呈现的黄色深浅不同，在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定的吸光值也不同。与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的________进行比较，确定________含量，然后推算出______________________。(3)实验步骤提取样液：定期称取不同贮藏条件下的香梨10.0g，立即在液氮下研磨成粉末，加入适量经预冷的pH＝6.0的缓冲液，在冰浴下研磨成匀浆，于4℃条件下离心获得的上清液即为β?D－葡萄糖苷酶粗提取液，用pH＝6.0的缓冲液定容至10mL，置于4℃条件下保存备用。检测样液：在10mL试管中依次加入0.6mL缓冲液、1.0mL酶粗提取液和0.2mL10mmol/L对硝基苯?β?D－葡萄糖苷混合均匀，迅速盖上试管塞后立即放到37℃条件下反应60min后，加入Na2CO3终止反应，反应后有对硝基苯酚生成，且对硝基苯酚在碱性环境下显黄色。然后在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定其吸光值。①提取样液过程必须在低温条件下进行的原因是____________________。②检测样液时，酶促反应需控制在pH＝6.0、37℃条件下完成，其最可能的原因是____________________________________________。(4)实验结论：在四种不同条件下贮藏的香梨中游离态呈香物质均在贮藏________天时相对较多，在________贮藏时，香梨的风味和品质最佳。答案 (1)研究不同贮藏条件下β?D－葡萄糖苷酶含量的变化规律或探究不同贮藏条件对β?D－葡萄糖苷酶含量的影响(2)①结合态的呈香物质 ②β?D－葡萄糖苷酶的含量 颜色(或吸光值) 对硝基苯酚 β?D－葡萄糖苷酶的含量(3)①保持β?D－葡萄糖苷酶含量(或防止β?D－葡萄糖苷酶失活，排除温度对酶活性的影响) ②此条件下酶的活性最高(或pH＝6.0是β?D－葡萄糖苷酶的最适pH，37℃是β?D－葡萄糖苷酶的最适温度)(4)40 1%涂膜解析 (1)该实验的自变量是库尔勒香梨果实的贮藏条件，因变量是β?D－葡萄糖苷酶含量变化，因此，此实验的目的是研究不同贮藏条件下β?D－葡萄糖苷酶含量的变化规律或探究不同贮藏条件对β?D－葡萄糖苷酶含量的影响。(2)①对硝基苯?β?D－葡萄糖苷(pNPG)与香梨中的结合态呈香物质的分子结构相似。②由于不同香梨中的β?D－葡萄糖苷酶的含量不同，以上反应完成后，在碱性条件下呈现的黄色深浅不同，在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定的吸光值也不同，与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的颜色进行比较，确定对硝基苯酚含量，然后推算出β?D－葡萄糖苷酶的含量。(4)根据曲线变化规律可知，在四种不同条件下贮藏的香梨中，游离态呈香物质均约在贮藏40天时相对较多，在1%涂膜贮藏时，游离态呈香物质含量最低，香气成分丧失最少，香梨的风味和品质最佳。 掌握实验原理确定方法(1)实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据(或原因)、确定观测指标的依据(或原因)。因此，要熟知教材实验中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程，进而确定实验原理。(2)实验原理可以从三个方面来书写①自变量作用的科学依据。实验中涉及的科学依据必须是经证明的科学理论，往往来源于教材，如胰岛素能降低血糖浓度，还原糖与斐林试剂水浴加热时产生砖红色沉淀等。②因变量的获得。因变量是实验现象与结果出现的原因，如在验证甲状腺激素具有促进动物新陈代谢的作用时，甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，从而使耗氧量和活动量加大。③因变量检测指标，如观察特异性颜色变化、溶液混浊度等，观察形态结构、生理特征变化等，测量生长发育速度、生化反应速度等。实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程概括。在表述时一般使用陈述句而不用疑问句，用肯定句而不用否定句。[练4] 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。请回答：该实验的原理：_______________________________________________。答案 胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解解析 该实验的原理由实验目的“验证胰岛素具有降低血糖的作用”得出，即胰岛素能够降低血糖。四、变量控制与实验设计思路 已知垂体受到下丘脑和甲状腺的双重调节，使生物体内促甲状腺激素(TSH)含量保持相对稳定。为进一步验证下丘脑和甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用，请根据以下提供的实验材料，设计实验并分析。实验材料：动物细胞培养瓶若干和其他相关的培养和测定仪器、大白鼠的下丘脑细胞悬液和垂体细胞悬液、动物细胞培养液(不含TSH)、甲状腺激素溶液。(要求与说明：细胞培养条件适宜；TSH含量测定的具体方法不作要求。)(1)实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)预测实验结果：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)①取四个动物细胞培养瓶，分别标号为A、B、C、D，各加入等量的动物细胞培养液②A：加入垂体细胞悬液；B：加入垂体细胞悬液＋甲状腺激素溶液；C：加入垂体细胞悬液＋下丘脑细胞悬液；D：加入下丘脑细胞悬液③将上述四个动物细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养相同一段时间；④测定各培养瓶中TSH的含量并记录(2)A瓶作为对照组；B瓶TSH的分泌比A瓶减少；C瓶TSH的分泌比A瓶增加；D瓶检测不到TSH解析 (1)本实验的目的是验证下丘脑和甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用。取四个动物细胞培养瓶，分别标号为A、B、C、D，各加入等量的动物细胞培养液。A：加入垂体细胞悬液(作为对照)；B：加入垂体细胞悬液＋甲状腺激素溶液(验证甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用)；C：加入垂体细胞悬液＋下丘脑细胞悬液(验证下丘脑对垂体TSH分泌量的调节作用)；D：加入下丘脑细胞悬液。将上述四个动物细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养相同一段时间后测量各培养瓶中TSH的含量。(2)预测实验结果：A瓶作为对照组；B瓶加入甲状腺激素，甲状腺激素达到一定浓度后，会反馈给垂体抑制TSH的分泌；C瓶下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH)，来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH)；D瓶检测不到TSH。1．实验思路确定方法实验思路不同于实验步骤，实验步骤是详细的可操作性较强的实验过程(填写实验步骤要求学生对实验的选材、分组、处理等均要写出具体要求及详细内容)，而实验思路不需要写出具体的可直接操作的步骤，只需要有一个大致的实验设计过程即可。实验思路一般用一句话表述为：用某方法处理某材料，观察其对某方面的影响效果。描述实验思路的要点是答出自变量、因变量、对照思想、检测指标，而不是具体可操作性的设计。在控制无关变量时，实验思路中只要提到“相同且适宜”即可，具体操作时不同的实验者可以采用不同的方法去控制。2．实验设计的“变量”有三种自变量、因变量、无关变量。通常所说的实验设计遵循单一变量原则中的“单一变量”就是指自变量。在实验设计时，无关变量控制的方法如下：消除法排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如，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，隔离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，在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度这一无关变量对实验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。从而可平衡无关变量的影响，得到实验单一变量的效果[练5] 谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要储能物质，种子萌发时这两种物质都可氧化分解为CO2和H2O。请回答问题：(1)淀粉和脂肪两种物质中，________是细胞内更优良的储能物质，从元素组成上看，原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(2)现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时的O2消耗量与CO2释放量的关系，设计实验以确定种子的类型，简要写出：①实验思路；②预期实验结果及结论。答案 (1)脂肪 脂肪分子中氧的含量远远少于淀粉，而氢的含量更多(2)①分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值(或分别检测这两组种子萌发时CO2释放量和O2消耗量的比值)，比较两组比值的大小。②萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值低(或CO2释放量和O2消耗量的比值高)的一组为谷类种子；萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值高(或CO2释放量和O2消耗量的比值低)的一组为油料种子。[练6] 为了研究脱落酸对植物叶柄的脱落效应，某同学利用某植物茎段(如图)进行了相关实验探究，其中不同浓度的脱落酸是用蒸馏水配制的。请回答下列问题：(1)请补充对脱落酸浓度的设置：10μg/mL、1μg/mL、________、0.01μg/mL、0μg/mL。(2)选择生长状况相同的该植物茎段若干，将其叶片切去，仅剩叶柄，这样做的目的是__________________________________。然后用脱脂棉将切口包好。(3)实验步骤：将切去叶片的植物茎段均分为五组，分别放在盛有等量蒸馏水的小烧杯中，记为甲、乙、丙、丁、戊，分别在甲、乙、丙、丁叶柄脱脂棉上滴加__________________________________，戊的叶柄滴加等量的蒸馏水。(4)用玻璃棒轻触叶柄，以________________为观察指标，每天定时观察。请设计一个记录实验结果的表格。答案 (1)0.1μg/mL(2)防止自身产生的脱落酸对实验结果产生影响(3)适量且等量的不同浓度的脱落酸溶液(4)叶柄脱落时间 如表脱落酸浓度(μg/mL)00.010.1110叶柄脱落时间 解析 (1)根据已经给出的浓度可以推出，空缺的浓度为0.1μg/mL。(2)脱落酸的合成部位是根冠、萎蔫的叶片等，实验过程中应排除无关变量对实验结果的干扰，故去除叶片是为了防止自身产生的脱落酸对实验结果产生影响。(3)实验应遵循单一变量原则和对照原则，本实验的自变量是脱落酸浓度，故对实验组的处理应是在脱脂棉上滴加适量且等量的不同浓度的脱落酸溶液，对照组应滴加等量的蒸馏水。(4)经分析可知，本实验应以叶柄脱落的时间为观察指标，在设计记录实验结果的表格时，应注意将自变量与实验结果(观察指标)体现出来，具体见答案。[练7] 酶是活细胞产生的一类有机物，在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题：(1)真核细胞内酶的合成场所有____________，细胞内酶的合成________(填“能”或“不能”)影响生物的性状。(2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%的淀粉溶液、质量分数为10%的蔗糖溶液、质量分数为10%的麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜(只允许水分子通过)；长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理，选用一套装置以及实验材料设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。______________________________________________________________。答案 (1)细胞核、核糖体 能(2)实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的质量分数为10%的蔗糖溶液和质量分数为10%的麦芽糖溶液，再在两侧各加等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下一段时间后，观察两侧液面的变化。实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低，则支持酶的催化作用具有专一性)解析 (1)酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，因此真核细胞内酶的合成场所有细胞核和核糖体，酶具有催化作用，细胞内酶的合成能影响细胞内的化学反应，从而影响生物的性状。(2)根据题目要求及材料用具，等体积的质量分数相同的蔗糖溶液和麦芽糖溶液中溶质微粒数目相同，多于等体积同质量分数的淀粉溶液，实验中应将等体积的质量分数为10%的蔗糖溶液和麦芽糖溶液置于U形管半透膜的两侧，根据都加入等量蔗糖酶溶液保温一段时间后液面的变化判断酶的催化作用。因为酶的催化具有专一性，1分子的蔗糖被蔗糖酶分解为1分子的葡萄糖和1分子的果糖，溶质数量多，溶液浓度高，水分会由麦芽糖溶液一侧进入到蔗糖溶液一侧，导致蔗糖溶液一侧液面升高。五、实验步骤及方案设计的考查 研究证实，多巴可以在人体内转化形成多巴胺；药物利血平可完全消耗神经末梢中的多巴胺。为验证“多巴胺缺乏是引起运动震颤的原因”，请依据所给材料和用品补充实验步骤。(1)主要实验材料和用品：小鼠、生理盐水、用生理盐水配制的一定浓度的利血平溶液、用生理盐水配制的一定浓度的多巴溶液等。(2)实验步骤①把________________的同性别健康小鼠随机分为数量相等的A、B两组。②A组注射一定浓度的利血平溶液，B组注射____________。随后在相同的条件下饲养，观察并记录小鼠的运动状况。③继续实验：A组________________________，B组____________________，继续饲养，观察并记录小鼠的运动状况。答案 (2)①生长发育状况相同 ②等量的生理盐水 ③注射适量一定浓度的多巴溶液 注射等量的生理盐水解析 (2)①该实验的自变量是多巴胺的有无，据题意要先完全消除多巴胺，观察小鼠症状，而后恢复多巴胺的水平，观察小鼠症状有无变化，同时将该组小鼠与另一组体内多巴胺水平始终保持稳定的小鼠对照。在实验过程中要体现单一变量原则和对照原则等，故分组时要将生长发育状况相同的同性别小鼠均等分组；②A组(实验组)注射一定浓度的利血平溶液，B组作为对照组要注射等量的生理盐水；③观察记录小鼠运动情况后，要恢复多巴胺水平，进一步验证结论，所以，A组注射适量一定浓度的多巴溶液，B组注射等量的生理盐水，继续观察小鼠运动情况。1．实验过程设计(1)取材、分组、编号——共性处理[方法] 将若干生长状况、大小等相同的材料均分为若干组，并用A、B、C……或甲、乙、丙……进行标号；[语言描述] ①若实验材料为植物，可描述为“选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C……”；②若实验材料为动物，可描述为“选择年龄、体重、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3……”；③若实验材料为溶液，可描述为“取两支(或多支)试管，分别编号为甲、乙(或甲、乙、丙……)，各加入等量的某溶液”。(2)相同处理和不同处理——变量控制[方法] 第一，不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)的设为对照组；施加实验变量的设为实验组(或是相互对照组)。第二，控制无关变量，即其他条件相同且适宜，试剂等量且适量；[语言描述] 可通过“适量”和“等量”表达出来，如“在A、B两组均加入等量的(或相同的)……”；A组加适量的……(实验处理)，B组加等量的……(对照处理)；其他条件相同且适宜(实验组进行处理——主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”)。(3)检测、观察、统计、比较——结果处理[方法] 反应(生化鉴定类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)并记录数据；[语言描述] 将两套(或多套)装置放在相同且适宜的环境中培养(或用相应方法处理，如振荡、加热等)一段时间后，观察(或测定)……记录数据并进行相关处理(求平均值等)。实验结果处理——主要描述因变量，如：A组中出现了……现象，B组中出现了……现象。2．实验设计就是对单因子做加法和减法[练8] 植物生理学家希尔发现，将叶绿体分离后置于试管中，在试管中加入适当的“氢受体”，如二氯酚吲哚酚(简称DCPIP)，那么照光后便会使水分解并放出氧气，这个反应被称为“希尔反应”。反应的过程如下(注：DCPIP是一种可以接受氢的化合物，在氧化态时是蓝色，在还原态时是无色)DCPIP(蓝色)＋H2ODCPIP－H2(无色)＋O2为验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，现提供如下材料和用品：试管若干、离体叶绿体、0.5mol/L蔗糖溶液、1%DCPIP溶液、蒸馏水、量筒、锡箔纸、离心机。请依据“希尔反应”涉及的实验原理，把下面的实验设计补充完整，并回答有关问题：(1)方法步骤第一步：离体叶绿体溶解于0.5mol/L蔗糖溶液制备成叶绿体悬浮液。第二步：选取3支试管，编上1号、2号和3号。第三步：①向1号试管中加入1%DCPIP溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL，给予光照处理。②向2号试管中加入____________________________，__________________处理。③向3号试管中加入_________________________________，____________处理。第四步：将上述试管放置在温度等其他条件相同且适宜的环境中一段时间。第五步：一段时间后，对各试管用离心机离心5分钟，观察试管内上清液的颜色。(2)实验结果及相应的结论观察结果：离心后1～3三支试管内上层清液的颜色依次为：________________________；为什么不直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色？__________________________。实验结论：“希尔反应”需要光能和叶绿体。答案 (1)②1%DCPIP溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL 用锡箔纸遮光(或黑暗) ③1%DCPIP溶液0.5mL和0.5mol/L蔗糖溶液5mL 给予光照(2)1号无色，2号、3号蓝色 排除叶绿体颜色的干扰解析 本实验的目的是验证“希尔反应”需要光能和叶绿体，所以实验的自变量分别是是否有光照和叶绿体，通过观察二氯酚吲哚酚是否褪色来确定“希尔反应”是否发生。(1)1号试管为对照组(处于正常状态下)，根据单一变量原则和对照原则可推知，应向2号试管中加入1%DCPIP溶液0.5mL和叶绿体悬浮液5mL，用锡箔纸遮光(或黑暗)处理；应向3号试管中加入1%DCPIP溶液0.5mL和0.5mol/L蔗糖溶液5mL，给予光照处理。(2)根据三支试管中加入的物质和条件可以判断1号试管进行了光反应，2号试管、3号试管不能进行光反应。1号试管由于可以进行光反应导致二氯酚吲哚酚褪色，所以1号试管无色；2号试管和3号试管由于不能进行光反应，二氯酚吲哚酚不褪色，仍然显示蓝色。叶绿体本身为绿色，为排除叶绿体颜色的干扰，不能直接观察试管内的溶液颜色而是要在离心后观察上清液的颜色。[练9] 大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下。三种蛋白酶催化效率最高的是________________。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃之间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________，可用________试剂鉴定。②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在________。③为了控制实验温度，装有酶底物的试管应________以保持恒温。单位时间内________________可以表示蛋白酶催化效率的高低。④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？________。理由是____________________________________________________。(3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低。所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低________________的比例，以减少对海洋的污染。答案 (1)幽门盲囊蛋白酶(2)①蛋白质 双缩脲 ②2和8 ③水浴 底物消耗量(或产物生成量) ④不能 据图可知酶活性随温度提高逐步升高，酶活性峰值未出现(3)淀粉、脂肪解析 (1)由坐标图中三种酶的活性可知，在最适pH时，幽门盲囊蛋白酶的活性最高，因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率最高。(2)①本实验是探究蛋白酶的最适温度，因此实验需要的底物为蛋白质，鉴定蛋白质可用双缩脲试剂，该试剂可与蛋白质发生紫色反应。②pH为无关变量，应设置为最适pH，由图1可知，胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH分别是2和8。③蛋白酶催化效率的高低可用单位时间内底物消耗量或产物生成量表示。④由图2可以看出，温度从15～18℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，没有出现下降的变化，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃之间。六、预测实验结果和结论的考查 (2013·全国卷Ⅰ)一对相对性状可受多对等位基因控制，如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系，且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时，偶然发现了1株白花植株，将其自交，后代均表现为白花。回答下列问题：(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制，显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示，则紫花品系的基因型为________________________；上述5个白花品系之一的基因型可能为______________________________(写出其中一种基因型即可)。(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的，还是属于上述5个白花品系中的一个，则：①该实验的思路：________________________________________________________________________________________________________________；②预期实验结果和结论：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)AABBCCDDEEFFGGHHaaBBCCDDEEFFGGHH(或8对等位基因中任意1对等位基因为隐性纯合，且其他等位基因为显性纯合)(2)①用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，观察子代花色 ②在5个杂交组合中，如果子代全部为紫花，说明该白花植株是新等位基因突变造成的；在5个杂交组合中，如果4个组合的子代为紫花，1个组合的子代全为白花，说明该白花植株属于这5个白花品系之一解析 (1)植株的紫花和白花是由8对等位基因控制的，紫花为显性性状，且5种已知白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异，据此可推断该紫花品系为8对等位基因的显性纯合子，上述5种白花品系都是只有一对基因为隐性纯合，另外7对等位基因为显性纯合，如aaBBCCDDEEFFGGHH、AAbbCCDDEEFFGGHH等。(2)该紫花品系的后代中出现了1株能稳定遗传的白花植株，且与紫花品系也只有一对等位基因存在差异，若已知5种白花品系中隐性纯合的那对基因分别为aa、bb、cc、dd、ee，则该突变白花植株的基因型可能与上述5种白花品系之一相同，也可能出现隐性纯合基因是ff或gg或hh的新突变。判断这两种情况的方法是让该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交，若为新等位基因突变，则5种杂交组合中的子代应全为紫花；若该白花植株为上述5个白花品系之一，则与之基因型相同的一组杂交子代全为白花，其余4组杂交子代均为紫花。由此可判断该突变白花植株的类型。1.探究性实验探究性实验的结果及结论是不唯一的，解题时要把各种可能的结果全部列出。探究性实验结果的预测对应假设，需分类讨论，可以先分析可能的结论，进而根据各种结论逆推出各种预期结果，最后再将预期结果和结论的顺序理清，语言组织好，按照“若出现……（实验结果），则说明……（实验结论）”的模式来书写即可。具体分析流程如下：→→→2．验证性实验验证性实验的结果与相应结论只需考虑一种情况。一般只有一个结果和一个相应的结论，且结论就在题目中，如“验证……”“证明……”等。因此，只要依据此结论，结合实验过程推测出应有的结果，最后正向表述为“出现某结果，则某结论成立。”具体分析流程如下：→→→[练10] 在寒冷环境中，人的体温调节机理如图所示。请据图回答下列问题：(1)图中激素b指的是____________。图中①②③分别为________、________、________(填“＋”或“－”，其中“＋”表示促进，“－”表示抑制)。(2)当血液中激素c的含量增加到一定程度时，机体会通过相应的调节，使该激素的含量不至于过高。请用箭头及“＋”或“－”表示激素c对相应器官的调节。(用图中文字和字母表示)____________________________。(3)为验证小白鼠体温调节中枢是器官A而不是脊髓，某同学用生理状况相同的小白鼠若干，随机均分为甲、乙、丙三组，并测量三组小白鼠的体温，请帮他完善实验思路并预测实验结果。_______________________________________。答案 (1)促甲状腺激素 ＋ ＋ ＋(2)激素c器官A；激素c器官B(3)实验思路：甲组不做处理，乙组破坏器官A(下丘脑)，丙组破坏脊髓；将三组小白鼠放在相同的寒冷环境中，一段时间后，测量三组小白鼠的体温并比较体温是否变化。预测实验结果：甲组小白鼠体温不变化，乙组小白鼠体温变化，丙组小白鼠体温不变化解析 (1)由图可知，器官A为下丘脑、器官B为垂体，激素a为促甲状腺激素释放激素、激素b为促甲状腺激素、激素c为甲状腺激素。激素a促进器官B合成并分泌促甲状腺激素，激素b促进甲状腺合成并分泌甲状腺激素，激素c促进机体产热。(2)机体通过负反馈调节的方式来维持机体内激素的相对稳定。当体内甲状腺激素含量增加到一定程度时会抑制下丘脑和垂体合成并释放促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素。(3)根据实验目的“验证小白鼠体温调节中枢是器官A而不是脊髓”，设置对照组与实验组，甲组为空白对照，即不做处理，乙、丙两组分别破坏下丘脑与脊髓。三组小白鼠应置于相同的寒冷环境中，比较体温的变化情况。下丘脑是体温调节中枢，所以甲组和丙组小白鼠体温应不变化，而乙组小白鼠体温应发生变化。[练11] 某二倍体植物宽叶(M)对窄叶(m)为显性，红花(R)对白花(r)为显性(基因M、m与基因R、r在2号染色体上)。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。(注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡)实验步骤：(1)__________________________________________________________________________________________________________________。(2)观察、统计后代表现型及比例。结果预测：(1)若________________________________________，则为图甲所示的基因组成。(2)若________________________________________，则为图乙所示的基因组成。(3)若________________________________________，则为图丙所示的基因组成。答案 方案一实验步骤：(1)用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交结果预测：(1)宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1(2)宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1(3)宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1方案二实验步骤：(1)用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交结果预测：(1)宽叶红花与宽叶白花植株的比例为3∶1(2)后代全部为宽叶红花植株(3)宽叶红花与窄叶红花植株的比例为2∶1解析 根据实验目的，确定该突变体的基因组成即探究该突变体的基因型，而且用于杂交的实验材料只有各种缺失一条染色体的植株。因探究的基因均位于2号染色体上，因此若选择一种缺失2号染色体以外的染色体与该突变体杂交，则不能区分三种情况，应选择缺失一条2号染色体的窄叶白花或窄叶红花植株与该突变体杂交。若选择缺失一条2号染色体的宽叶白花或宽叶红花植株与该突变体杂交，则不能区分三种情况。方案一：现选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株(mOrO)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、Mmrr、MOrO，宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRO与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、MmrO、MOOO(幼胚死亡)，后代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；若为图丙所示的基因组成，即MORO与mOrO杂交，后代为MmRr、MORO、mOrO、OOOO(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。方案二：选择缺失一条2号染色体的窄叶红花植株(mORO)与该宽叶红花突变体进行杂交。若为图甲所示的基因组成，即MMRr与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、MmRr、MOrO，宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1；若为图乙所示的基因组成，即MMRO与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、MmRO、MOOO(幼胚死亡)，后代全部为宽叶红花；若为图丙所示的基因组成，即MORO与mORO杂交，后代为MmRR、MORO、mORO、OOOO(幼胚死亡)，宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1。七、实验方案的评价与修订 两位同学围绕酶的特性进行了如下探究实验，请你运用所学知识，指出两位同学在实验中存在的问题，并提出修正方案。(1)同学甲验证酶具有高效性，取2支试管，均加入2mLH2O2溶液，再分别加入2滴蒸馏水和2滴新鲜土豆研磨液，观察到加新鲜土豆研磨液的试管有大量气泡产生，用带火星的卫生香检测，卫生香猛烈燃烧，证明酶具有高效性。存在问题：______________________________________________________。修正方案：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)同学乙探究温度对酶活性的影响：①取6支试管，编号为A、A1、B、B1、C、C1。在试管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液。在试管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。②将试管A、A1放入60℃水中，将试管B、B1放入100℃水中，将试管C、C1放入冰水中，维持5min。③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，在相应温度下维持5min。④取出试管，用斐林试剂检测实验结果。存在问题：____________________________________________________。修正方案：____________________________________________________。答案 (1)对照组设置不对 应将加入“2滴蒸馏水”改为加入“2滴FeCl3溶液”，其余条件都相同(2)④检测结果的试剂不合适 应该是取出试管，各加入等量的碘液解析 (1)验证酶具有高效性的对照组设置错误，对照组应该加等量的无机催化剂(FeCl3)，根据单一变量原则，其他实验条件相同。(2)利用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，不宜用斐林试剂作检测试剂，因为斐林试剂在使用过程中需要水浴加热，会影响反应温度，应该使用碘液作检测试剂。 “五看法”评价实验设计[练12] 保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干、保水剂、氮肥等。方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60kg·hm－2)、氮肥(255kg·hm－2)、保水剂(60kg·hm－2)＋氮肥(255kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00～11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表：组号CO2吸收量/μmol·m－2·s－1叶绿素含量/mg·g－1A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤①________________________________________；步骤②______________________________________。(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是____________________________。(3)实验测得的CO2吸收量________(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是___________________________________。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定________释放量计算。答案 (1)①没有对照组，应另设不施保水剂和氮肥的一组作为对照 ②取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性(3)小于 实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差 O2解析 (1)实验中要遵循对照原则和单一变量原则，所以步骤①应该增加正常生长，不做特殊处理的对照组；步骤②要保证无关变量相同，所以取相同部位的叶片。(2)影响光合作用的内在因素有色素和酶。根据题目表格信息，叶绿素含量几乎没有差别，所以保水剂和氮肥配施可能影响酶的数量和活性。(3)实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2消耗量与呼吸作用CO2释放量之差，因此实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2实际消耗量。根据光合作用的化学反应式，光合作用强度可以用单位时间内反应物CO2的消耗量或生成物O2的释放量来表示。[练13] 如表所示为某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题：操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为3%的过氧化氢溶液2mL2mL2加质量分数为5%的盐酸1mL—3加质量分数为5%的氢氧化钠溶液—1mL4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴5观察较少气泡较多气泡(1)本实验的自变量是________，因变量是______________，可观测的指标是________________________。(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)为了将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行________(填“高温”或“冷藏”)处理。(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________(填“高”或“低”)。答案 (1)pH 过氧化氢分解速率 相同时间内气泡的产生量(2)①应将步骤1与4交换顺序，②增设试管丙，加2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液和1mL蒸馏水后，再加入2滴猪肝研磨液，与试管甲、乙对照，其他步骤与试管甲、乙相同(3)冷藏(4)低解析 (1)由题干可知，本实验的实验目的是探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响，故实验的自变量为pH，结合表中信息可知，因变量是过氧化氢分解速率，可观测的指标是(相同时间内)试管中产生气泡的数量。(2)本实验应将步骤1与4交换顺序并增加试管丙，将加盐酸或氢氧化钠溶液的步骤换为加1mL蒸馏水，其他步骤与试管甲、乙相同。(3)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在高温下，会变性失活，而低温下，只是酶活性受到抑制，在适宜条件下，其活性仍能恢复，因此可冷藏处理。(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需时间越长，说明酶促反应速率越慢，即酶的活性越低。1．(2018·全国卷Ⅰ)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是( )A．乙组加入了药物X后再进行培养B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养C.乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构答案 C解析 根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，因此乙组加入了药物X，丙组先加入药物X，后加入药物D，A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。2．(2020·北京等级考)下列高中生物学实验中，用紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片作为实验材料均可完成的是( )A．观察叶绿体和细胞质流动B．提取和分离叶绿素C．观察细胞质壁分离及复原D．观察细胞的有丝分裂答案 C解析 紫色的洋葱鳞片叶没有叶绿体，不能用于观察叶绿体和细胞质流动，也不可以用于提取和分离叶绿素；黑藻叶片含有叶绿体，可以用于叶绿体的观察实验，叶绿体中含有叶绿素，该叶片也可以用于提取和分离叶绿素，而且可用叶绿体的运动为标志观察其细胞质流动，A、B错误。质壁分离是指原生质层和细胞壁的分离，原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，因此含有中央液泡的成熟活植物细胞可以用于观察细胞的质壁分离及复原，紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片都有中央液泡，且可以分别以其紫色液泡、叶绿体作为参照物来观察细胞的质壁分离及复原，C正确；紫色的洋葱鳞片叶和黑藻叶片细胞均为高度分化的细胞，一般无分裂能力，均不能用于观察细胞的有丝分裂，D错误。3．为研究高浓度CO2处理对某种植物的影响，研究人员将对照组植物以大气CO2浓度处理150天、实验组植物以高浓度CO2处理相同时间，随即将两组植物均转移至大气CO2浓度条件进行恢复实验30天，结果如下图所示，相关分析不正确的是( )A.高浓度CO2处理结束植物净光合速率明显提高B．气孔开放度下降导致植物净光合速率一定下降C．推测恢复初始时的实验组净光合速率低于结束时D．气孔开放度下降是植物对高浓度CO2环境的适应答案 B4．下列有关实验的叙述不正确的是( )A．验证胰岛素降低血糖的作用时，先注射胰岛素溶液再注射葡萄糖B．验证胰高血糖素升高血糖作用时，先饥饿处理再注射胰高血糖素C．验证促性腺激素的作用可用垂体提取液处理的饲料饲喂实验动物D．验证甲状腺激素促进发育作用可用含甲状腺制剂的饲料饲喂幼龄动物答案 C5．(2017·全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案 (1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。解析 该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基和五碳糖不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。6．在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生部分交换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响，科研小组将小鼠置于密闭小室内，每日两次香烟烟雾染毒30分钟，分别在第9、18、27天采集小鼠骨髓细胞，镜检观察SCE率，结果如下表：不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响(1)本实验的自变量是________，表中数据表明：________________________________、________________________________。(2)为镜检小鼠骨髓细胞的SCE，需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射BrdU,BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸(TdR)结构类似。细胞增殖时，BrdU可取代TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色，双链都掺入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色单体着色较浅；而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两条链都不掺入BrdU，所形成的姐妹染色单体着色深。两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，如下图。若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第________个细胞周期________期的细胞。(3)通常SCE并不改变遗传物质的组成，原因是________________________。但SCE是染色体发生断裂和重接而产生的，可能造成________的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。(4)综上所述，请提出远离二手烟的理由______________________________________________________________。答案 (1)染毒时间和是否染毒 染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高 随着时间延长，SCE率增加(2)二 中(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来，DNA序列相同 DNA(4)二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变解析 (1)表中数据是实验组和对照组不同时间的SCE率，则本实验的自变量为是否染毒和染毒时间，表中数据表明，染毒可导致小鼠骨髓细胞SCE率升高，且随着时间延长，SCE率增加。(2)细胞分裂中期的染色体形态固定，数目清晰，适于观察染色体。根据半保留复制的特点，向小鼠注射BrdU，第一次分裂DNA复制后，两条姐妹染色单体所含的DNA均有一条链含有BrdU，着色较深；第二次分裂DNA复制后，两条姐妹染色单体中，一条姐妹染色单体所含的DNA中只有一条链含有BrdU，着色较深，另一条姐妹染色单体所含的DNA两条链均含有BrdU，着色较浅，两条姐妹染色单体有色差，才可观察到交换现象，所以观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换，通常选择第二个细胞周期中期的细胞进行对比观察。(3)两条姐妹染色单体是由一条染色体复制而来的，DNA的碱基序列相同，所以通常SCE并不改变遗传物质的组成；但SCE是染色体发生断裂和重接产生的，可能造成DNA的损伤，因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。(4)由于二手烟中的有害物质可能提高SCE率，造成DNA分子的损伤，从而引起细胞畸变，所以人们要远离二手烟。7．糖尿病是一种最常见的慢性疾病，世界人口中成人患病率是8.5%，主要分为Ⅰ型、Ⅱ型、妊娠期糖尿病和特殊类型糖尿病等多种类型。请回答下列问题：(1)Ⅰ型糖尿病患者血液中可查出多种自身免疫抗体，如胰岛细胞抗体。这些异常的自身抗体可以损伤________细胞，使之不能正常分泌________，引起________水平持续升高，患者出现多饮、多尿、体重降低等症状，严重的还会导致视力损伤和神经性病变。从免疫学的角度看，Ⅰ型糖尿病属于一种________病。(2)有研究表明，糖尿病并发抑郁症(DD)患者脑部的病变部位主要集中在大脑海马区，表现为海马区神经元萎缩、凋亡。为探究DD与海马区神经元凋亡的关系，研究者设计了两组实验：第一组是观察比较各组鼠的自主活动情况；第二组是对各组大鼠进行“水迷宫”训练，每日1次，连续4天，于第28日进行水迷宫实验，记录各组大鼠逃避潜伏期时间(“逃避潜伏期”是大鼠在水迷宫实验中找到平台花费的时间，可作为记忆力水平的指标)。表1 各组大鼠自主活动情况比较组别只数平均活动次数a.正常大鼠1048.3b.糖尿病模型鼠1018.4c．抑郁症模型鼠1012.5d．DD模型鼠107.2表2 各组大鼠逃避潜伏期比较组别只数平均逃避潜伏期/sa.正常大鼠1016.87b．糖尿病模型鼠1058.00c．抑郁症模型鼠1076.70d．DD模型鼠1079.82①研究者设计了4组实验，其中属于对照组的是________(用表中分组序号表示)。②实验分别测定了四组大鼠的自主活动情况和逃避潜伏期，结果见表1、表2。与正常组大鼠比较，各模型组大鼠自主活动次数均________；与糖尿病模型组比较，DD模型组大鼠逃避潜伏期________。据此可推测，DD大鼠__________________，导致活动能力和记忆能力下降。③为进一步验证上述推测，用________(仪器)可检测各组大鼠的海马区神经元损伤(凋亡)数量，预期的结果是______________________________________________________________。若预期结果与实际检测结果一致，则可由此推测，糖尿病会加重海马区神经元损伤，最终发展成糖尿病并发抑郁症。(3)根据以上研究结果，为减少糖尿病对人体带来的长期继发性影响和相应的危害，请为糖尿病患者的健康生活，提出一条除严格控制血糖以外的、合理的建议______________________________________________________________。答案 (1)胰岛B 胰岛素 血糖 自身免疫(2)①a、b、c②明显减少 明显延长 海马区神经元受损(凋亡)③显微镜 DD组大鼠海马区神经元数量明显少于其他三组(DD组大鼠海马区神经元受损数量明显多于其他三组)(3)检查自身免疫异常的状况，减少对胰岛细胞的损伤；关注自身的神经损伤和心理状况；进行身体以及脑力的锻炼活动；多进行社交活动保持良好心情；发现情绪异常及时进行心理和药物治疗(答出其中一项即可)8．气孔开闭是植物重要生命活动，其机理比较复杂，科研人员为此进行相关实验。(1)研究表明：乙烯作为______________可能参与调节气孔开闭。科研人员使用不同浓度的ACC(乙烯前体，分解后产生乙烯)和乙烯在光下处理蚕豆的叶片3小时后，显微镜下观测气孔孔 展开更多...... 收起↑ 资源列表 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