2019年高考生物二輪復(fù)習(xí) 第四板塊 以學(xué)科素養(yǎng)為中心的實驗探究 第3課時 破解實驗大題審答各有絕技學(xué)案.doc

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第3課時　破解實驗大題，審答各有絕技 實驗題是高考生物試題中?？疾凰サ念}型之一，在近年高考生物試題中所占分值較大，其在考查基礎(chǔ)知識的同時，對考生的能力進(jìn)行了全方位的考查，體現(xiàn)了考綱中“實驗與探究能力”的4個基本要求。其中，分析與設(shè)計類實驗題成為近年高考生物?？碱}型之一。試題背景常常來自科研實驗，命題視角較高，考生解答時常常存在“看不懂題”“沒有思路”，對實驗原理的闡述、實驗思路的表達(dá)、實驗步驟的完善、實驗方案的評價一籌莫展，從而得分率極低。為攻克這一難點(diǎn)，本書從“如何破題”和“如何答題”兩方面給予重點(diǎn)指導(dǎo)，讓考生入題快、答題準(zhǔn)。 　　　　　　　　　(一)審題入題——從4個方向?qū)ふ医忸}思路 從實驗程序?qū)ふ医忸}思路 在尋找解題思路時，實驗程序能起到“定位導(dǎo)航”的作用，能避免答題時失去方向。但在實際解題過程中，實驗程序卻常常被忽視，主要原因是對探究性實驗程序理論不太重視和在解題過程中急于求成，只專注于回答問題，不考慮答案的搜索范圍。這樣會導(dǎo)致不僅得不到分?jǐn)?shù)，而且浪費(fèi)寶貴的答題時間。 [典例1]　(2016全國卷Ⅰ)為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)據(jù)圖判斷，光照強(qiáng)度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是______________。 (2)b光照強(qiáng)度下，要使甲組的光合作用強(qiáng)度升高，可以考慮的措施是提高_(dá)_____________(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。 (3)播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同。根據(jù)這一結(jié)果能夠得到的初步結(jié)論是_____________________________________________________________。 [解題觀摩]　(3)小題的解答是難點(diǎn)，有的考生可能完全沒有解題思路。實際上，解題思路來源于對實驗程序的分析。 一個探究性實驗共有六個環(huán)節(jié)：提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析結(jié)果并得出結(jié)論、表達(dá)和交流。 試題中“播種乙組植株產(chǎn)生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，得到的曲線與甲組的相同”的闡述，顯然屬于“設(shè)計實驗”后的“進(jìn)行實驗”。本小題所述實驗對前一個探究實驗中“乙組植株”進(jìn)行了進(jìn)一步研究。乙組植株與甲組植株有什么區(qū)別？區(qū)別是低光照條件下培養(yǎng)的乙組植株即使提供正常光照，光合作用強(qiáng)度也依然很低。顯然，研究者發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：低光照條件下培養(yǎng)的該品種植物即使恢復(fù)正常光照也無法恢復(fù)正常光合作用強(qiáng)度。進(jìn)而推出這是一種變異現(xiàn)象。那么，這種變異是可遺傳變異還是不遺傳變異？如果是可遺傳變異，那么乙組植株的后代應(yīng)依然具有親代的特點(diǎn)，對乙組植株的有性生殖后代進(jìn)行與甲組條件相同的實驗探究，即可判明。 在基于以上實驗程序的分析后，解題思路便清晰了，實驗結(jié)論應(yīng)該落點(diǎn)于“低光照條件下培養(yǎng)的乙組植株的光合作用強(qiáng)度在正常光照下難以恢復(fù)正常是不遺傳變異，只是由低光照培養(yǎng)條件引起的?！? [答案]　(1)光照強(qiáng)度　(2)CO2濃度　(3)乙組光合作用強(qiáng)度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質(zhì)的改變造成的 實驗題常常提供局部的實驗信息，這個局部信息一定位于一個整體的探究性實驗中，要基于“探究性實驗程序”去分析實驗信息，最終明確這個探究性實驗提出的問題，因為一切探究性實驗活動皆由提出的問題而來。 從實驗材料尋找解題思路 探究性實驗若考查一些操作細(xì)節(jié)，大多會提供較為詳細(xì)的“材料清單”，有些材料清單直接列出，有些則在題干信息中一筆帶過。為什么試題要提供這些實驗材料的信息呢？因為對于某一問題的探究實驗，并非只有一個，但往往“殊途同歸”，而試題的答案表述又不可能過于開放，否則會造成眾多考生“殊途”太多而難以統(tǒng)一評判標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著，通過分析實驗材料獲得命題線索，更容易找到解題思路。 [典例2]　在小鼠中， 有位于常染色體上的關(guān)于毛色的復(fù)等位基因：A控制黃色，a1控制灰色，a2控制黑色，A對a1、a2為顯性，a1對a2為顯性?；蛐蜑锳A的個體在胚胎期死亡，灰色小鼠為野生型。現(xiàn)有一只黃色雄鼠和多只其他各色的雌鼠，擬利用雜交方法檢測出該黃色雄鼠的基因型，請完善實驗設(shè)計思路和結(jié)果預(yù)測。 (1)實驗思路： ①_____________________________________________________________________； ②觀察______________________________________________________________。 (2)結(jié)果預(yù)測： ①如果后代表現(xiàn)______________________________，則該黃色雄鼠的基因型為Aa1。 ②如果后代表現(xiàn)______________________________，則該黃色雄鼠的基因型為Aa2。 [解題觀摩]　實驗設(shè)計題難度較大，遺傳實驗設(shè)計題更是難上加難。沒有正確解題思路的同學(xué)會毫不猶豫地選擇測交，偶爾會因巧合得到部分分值。實際上，遺傳實驗設(shè)計題的解題思路也可以從“實驗材料”中尋找。 本題中需要探究的問題是“該黃色雄鼠的基因型是什么？”首先需要思考的是為什么要對“黃色雄鼠”進(jìn)行基因型鑒定？黃色鼠的基因型有幾種？其次，在實驗設(shè)計中，必須對“該黃色雄鼠”進(jìn)行雜交實驗，那么與該黃色雄鼠雜交的雌鼠是何種體色呢？這時，需要分析試題所給的實驗材料。從“現(xiàn)有一只黃色雄鼠和多只其他各色的雌鼠”可知，雌鼠體色是除黃色以外的其他顏色。那么，小鼠的體色除了黃色還有什么顏色，基因型都是什么呢？通過試題信息可知，小鼠體色有黃色、灰色和黑色，表現(xiàn)型和基因型的關(guān)系是黃色(Aa1、Aa2)、灰色(a1a1、a1a2)、黑色(a2a2)。 由此可知，被檢測黃色雄鼠的基因型有兩種可能：Aa1、Aa2；可用于雜交實驗的雌鼠有三種，體色和基因型分別是灰色(a1a1、a1a2)和黑色(a2a2)。 由于被檢測的黃色雄鼠基因型無法確定，故只能選用純合黑色雌鼠與該黃色雄鼠雜交。由于灰色對黃色為隱性性狀，故不能將實驗設(shè)計為“讓該黃色雄鼠與隱性個體進(jìn)行測交”，而應(yīng)準(zhǔn)確表述為“讓該黃色雄鼠與多只黑色雌鼠進(jìn)行雜交”。分別寫出黃色雄鼠基因型為Aa1和Aa2時，與黑色雌鼠雜交的遺傳圖解，即可完成結(jié)果預(yù)測。 [答案]　(1)①讓該黃色雄鼠與多只黑色雌鼠進(jìn)行雜交?、诤蟠拿?2)①黃色和灰色(或黃色∶灰色＝1∶1)?、邳S色和黑色(或黃色∶黑色＝1∶1) 實驗與探究能力的考查，離不開具體的探究實驗，探究實驗必然有實驗材料，尤其是遺傳實驗設(shè)計題，由于遺傳實驗材料存在表現(xiàn)型和基因型的不同，故遺傳實驗設(shè)計題的解答必然要從實驗材料的分析開始，實驗材料在解遺傳實驗設(shè)計題中的作用絕對不可小覷。 實驗材料、用具和試劑可分為三類：生物材料——小鼠、綠色植物等。特殊試劑或用具——斐林試劑、密閉容器、注射器等。一般用具和試劑——燒杯、試管，蒸餾水等，題中沒有特殊說明的用具、試劑，也就是實驗室常用用具、試劑。 從實驗?zāi)康膶ふ医忸}思路 有些探究性實驗題，命題者提供的信息非常少，但命題者一定會通過少量的信息，給考生提供一個重要的信息：實驗?zāi)康?。因為一個探究性實驗，實驗?zāi)康氖瞧浜诵?，找到這個核心，就能輻射出其他細(xì)節(jié)。因此，當(dāng)考生面對一道試題毫無頭緒時，就可以從確定實驗?zāi)康拈_始。 [典例3]　某同學(xué)測得某品種小麥在溫度為A，光照強(qiáng)度為a時的真正光合速率為Z(以密閉透光容器內(nèi)氣體體積變化量表示，不考慮無氧呼吸)。 (1)為獲得此數(shù)據(jù)，至少需要設(shè)計兩組實驗：甲組將小麥置于__________________條件下，測得呼吸速率為X。乙組將生長狀況與甲組相同的小麥置于__________________________條件下的密閉環(huán)境中，測得數(shù)值為Y。甲組和乙組密閉裝置中可分別放置____________、____________(填“NaOH溶液”或“NaHCO3溶液”)。 (2)若該同學(xué)測得的Z為負(fù)值，則因變量是通過記錄密閉容器內(nèi)________________測得的，且X一定為________(填“正值”“負(fù)值”或“0”)，Y可能為________(填“正值”“負(fù)值”或“0”)。 [解題觀摩]　從題干信息可知，該同學(xué)的實驗?zāi)康氖恰皽y得某品種小麥在溫度為A，光照強(qiáng)度為a時的真正光合速率”，若要達(dá)到實驗?zāi)康?，需要獲得兩個數(shù)據(jù)：溫度為A時該品種小麥的呼吸速率，溫度為A、光照強(qiáng)度為a時該品種小麥的凈光合速率。由此，根據(jù)問題提示分析： (1)將甲組小麥置于溫度為A、黑暗條件下，測得呼吸速率為X，將乙組小麥置于溫度為A、光照強(qiáng)度為a條件下測得凈光合速率為Y。 通過測定密閉容器中氣體體積變化量獲得呼吸速率和凈光合速率，進(jìn)而計算出該品種小麥的真正光合速率。在密閉容器中，若植物只進(jìn)行有氧呼吸，則氣體總體積不會發(fā)生改變，CO2的變化量難以通過氣體體積變化獲得，根據(jù)試題提示，可考慮在裝置內(nèi)放置吸收CO2的液體，如NaOH溶液，密閉容器內(nèi)氣體總量會減少，減少量即有氧呼吸消耗的O2量，也是CO2的釋放量。 同時，為了保證溫度為A、光照強(qiáng)度為a條件下CO2的供應(yīng)，以獲得準(zhǔn)確的凈光合速率數(shù)值，可在裝置中放置NaHCO3溶液。 (2)由題干信息“以密閉透光容器內(nèi)氣體體積變化量表示”可知，該實驗最終要以“O2或CO2的體積變化量”來表示真正光合速率，由于小麥進(jìn)行光合作用過程中吸收CO2(或釋放O2)，若記錄值Z為負(fù)值，說明在進(jìn)行實驗記錄時，將CO2的釋放量(或O2的吸收量)定義為正值，又因細(xì)胞有氧呼吸過程中釋放CO2(或吸收O2)，因此X一定為正值；乙組中，由于小麥真正光合速率和呼吸速率大小未知，Y可能為正值、負(fù)值或0。 [答案]　(1)溫度為A、黑暗　溫度為A、光照強(qiáng)度為a　NaOH溶液　NaHCO3溶液　(2)CO2的釋放量(或O2的吸收量)　正值　正值、負(fù)值或0 在探究性實驗中，實驗?zāi)康氖呛诵模簡栴}的提出、假設(shè)的作出最終將由“有明確實驗?zāi)康摹钡膶嶒炌瓿桑辉O(shè)計實驗思路、寫出實驗步驟是“有明確實驗?zāi)康摹钡膶嶒炌瓿傻谋Ｕ希粚嶒灲Y(jié)果、實驗結(jié)論、表達(dá)與交流則是“有明確實驗?zāi)康摹钡膶嶒灢僮骱蟮娜轿环治?。因此，探究性實驗題無論提供什么信息，都會“透露”實驗?zāi)康倪@個核心信息，考生無論面對何種實驗試題，都要明確實驗?zāi)康?，?dāng)然，實驗?zāi)康牡拿鞔_，有時會從實驗程序、實驗材料、實驗結(jié)果、實驗結(jié)論入手。 從答題流程尋找解題思路 在解答難度較大的綜合性實驗題的時候，可以按照下面的思路進(jìn)行： 思路 具體思考內(nèi)容 作用 第一步 明確實驗?zāi)康? ↓ 不僅要找到或分析出實驗?zāi)康模€要明確實驗到底要解決什么問題，自變量和因變量是什么，哪些因素是無關(guān)變量等 一個實驗的所有操作都應(yīng)圍繞實驗?zāi)康倪M(jìn)行，一道實驗題的所有分析和闡述都要圍繞實驗?zāi)康恼归_，所以，明確實驗?zāi)康氖谴鸢浮安慌芷钡谋ＷC 第二步 分析實驗材料、用具和試劑 ↓ 要特別關(guān)注試題中給出的實驗材料、用具和試劑，并將其分為三類：生物材料、一般用具和試劑、特殊用具和試劑 實驗材料、試劑和用具既是設(shè)計實驗的限制條件，也是設(shè)計實驗的啟示點(diǎn)，尤其是特殊用具或試劑，常常是解題的突破口 第三步 反復(fù)通 讀題目 實驗題的解答不必按部就班地從頭到尾逐一填寫答案，在沒有解題思路的時候，可以反復(fù)閱讀試題，包括題干和問題在內(nèi)的所有信息 由易到難地解決問題的同時，獲得更多的解題信息，“天塹”問題也會變“通途” [典例4]　研究發(fā)現(xiàn)，在有光、較高O2濃度等條件下，水稻葉肉細(xì)胞的葉綠體能吸收O2，O2能與C5結(jié)合，形成C3與C2(一種二碳化合物)，C2在其他細(xì)胞器的參與下，經(jīng)一系列反應(yīng)，最終生成CO2，這一過程稱為光呼吸。某同學(xué)利用下列實驗材料與用具，設(shè)計實驗，擬對水稻葉肉細(xì)胞的光呼吸現(xiàn)象進(jìn)行驗證。請?zhí)顚懴嚓P(guān)內(nèi)容，完成實驗設(shè)計。 (1)實驗材料與用具：新鮮水稻葉肉細(xì)胞、________、BTB溶液(即溴麝香草酚藍(lán)溶液，BTB對光不敏感，當(dāng)被測溶液為中性或偏堿時呈淡藍(lán)色，被測溶液為弱酸性時呈淡黃色)、照明燈、氧氣瓶等。 (2)實驗步驟： ①將__________________放入培養(yǎng)液中，提供____________等條件。 ②往培養(yǎng)液中滴加________________，觀察________________并記錄。 ③用________等裝置持續(xù)往培養(yǎng)液中通入氧氣。 ④一段時間后，_________________________________________________________。 (3)實驗結(jié)果及結(jié)論：____________________________________________________。 (4)本實驗設(shè)計需要對照實驗，應(yīng)該增加的是____________________________________。 [解題觀摩]　 第一步：明確實驗?zāi)康摹? 該實驗的目的是“對水稻葉肉細(xì)胞的光呼吸現(xiàn)象進(jìn)行驗證”，由題干信息可知光呼吸的含義。由此可知，該實驗的自變量為O2濃度(包括較高O2濃度，適宜O2濃度)；除O2濃度外，其他所有能影響水稻葉肉細(xì)胞光合作用的因素都是無關(guān)變量，如光照、溫度等。 光呼吸現(xiàn)象是否發(fā)生為該實驗的因變量，具體測量的指標(biāo)是CO2的產(chǎn)生與否，判斷是否有CO2產(chǎn)生的依據(jù)是BTB溶液的顏色是否從淡藍(lán)色變?yōu)榈S色。 第二步：分析實驗材料、用具和試劑。 對給出的實驗材料、用具和試劑進(jìn)行分類：實驗材料——新鮮水稻葉肉細(xì)胞；特殊實驗用具和試劑——BTB溶液、照明燈、氧氣瓶；一般實驗用具——沒有特殊說明，即實驗室常用用具、試劑。 第三步：反復(fù)通讀題目。 從實驗步驟中的“①將________放入培養(yǎng)液中”的信息可知，實驗材料與用具中需要補(bǔ)充“培養(yǎng)液”；且從題中所給的光呼吸的過程及BTB溶液的顯色條件等新信息中，可判斷所需補(bǔ)充的“培養(yǎng)液”初始狀態(tài)下應(yīng)該呈中性或偏堿性。 用“取材、處理、(培養(yǎng))觀察與記錄”的實驗操作步驟分析本題的實驗操作，經(jīng)過反復(fù)閱讀，可完成需補(bǔ)充的步驟。具體說明如表所示： 操作步驟 操作環(huán)節(jié) 答案 突破點(diǎn) ①將______放入培養(yǎng)液中，提供________等條件 取材和處理 適量新鮮水稻葉肉細(xì)胞 對實驗材料的分析 適宜的光照 對實驗無關(guān)變量的分析 ②往培養(yǎng)液中滴加______，觀察________并記錄 處理；觀察與記錄 適量的BTB溶液；培養(yǎng)液的顏色呈淡藍(lán)色 對實驗材料的分析 ③用________等裝置持續(xù)往培養(yǎng)液中通入氧氣 處理 氧氣瓶 對特殊實驗材料的分析 ④一段時間后，________ (培養(yǎng))觀察與記錄 觀察培養(yǎng)液顏色的變化情況，并記錄 對實驗?zāi)康闹幸蜃兞康姆治?；對特殊實驗材料的分? [答案]　(1)呈中性或偏堿性的培養(yǎng)液　(2)①適量新鮮水稻葉肉細(xì)胞　適宜的光照　②適量的BTB溶液　培養(yǎng)液的顏色(呈淡藍(lán)色)?、垩鯕馄俊、苡^察培養(yǎng)液顏色的變化情況，并記錄　(3)培養(yǎng)液顏色由淡藍(lán)色變?yōu)榈S色，表明在適宜光照、較高O2濃度條件下，新鮮水稻葉肉細(xì)胞中存在光呼吸現(xiàn)象　(4)O2濃度適宜的對照組 (二)規(guī)范答題——從3個角度提高文字表述的準(zhǔn)確性 怎樣完整寫出實驗思路與實驗步驟 實驗思路與實驗步驟是進(jìn)行實驗前必須確定的內(nèi)容。實驗思路是“粗線條”的思考過程，實驗步驟是“細(xì)節(jié)化”的操作流程，二者都能很好地反映出考生的實驗與探究能力。在探究性實驗中，實驗思路和實驗步驟具有高度的統(tǒng)一性；在試題解答中，二者具有高度的相似性。因此，這里將實驗思路和實驗步驟作為一個角度進(jìn)行說明，更有利于考生掌握答題技巧。 [典例1]　現(xiàn)有一種細(xì)菌M，能夠合成某種酶，并能分泌到細(xì)胞外。為了研究其培養(yǎng)時間與細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度及總酶濃度的關(guān)系，請根據(jù)以下提供的實驗材料寫出實驗思路，并預(yù)測實驗結(jié)果。 實驗材料：若干個培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)液、細(xì)菌M。 (要求與說明：實驗僅設(shè)一組；實驗儀器、試劑、用具及操作不作具體要求；實驗條件適宜) 請回答問題。 (1)實驗思路：①___________________________________________________________。 (2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系，并繪制預(yù)測的細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線)。 (3)測定總酶濃度時，應(yīng)對細(xì)胞做________處理。 [解題觀摩]　由試題信息可知，該實驗的目的是探究細(xì)菌M培養(yǎng)時間與細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化關(guān)系，其中自變量為“培養(yǎng)時間”，因變量為“細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度”，無關(guān)變量為培養(yǎng)條件等。 結(jié)合實驗操作中“取材(共性處理)、處理(變量處理)、(培養(yǎng))觀察與記錄(實驗結(jié)果處理)”的環(huán)節(jié)，可寫出實驗的大致思路：取細(xì)菌M，置于培養(yǎng)瓶中，每隔一段時間，進(jìn)行細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的測定并記錄。 但由于試題在實驗思路中給出了“①”的提示，說明命題者要求應(yīng)按照實驗操作的順序進(jìn)行實驗思路的描述，還應(yīng)該按照該提示對實驗思路盡可能地詳細(xì)描述，尤其是無關(guān)變量的描述。如要取等量細(xì)菌接種，各個培養(yǎng)瓶中需要含有相同成分的等量的培養(yǎng)液，培養(yǎng)溫度要相同且適宜等。 [答案]　(1)①取細(xì)菌M，稀釋后，分別等量接種于若干個含等量相同培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中。②取其中的培養(yǎng)瓶，分別測定細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度，并記錄。③在培養(yǎng)過程中，每隔一段時間重復(fù)②。④對所得實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理 (2)如圖： (3)破碎 [典例2]　請用所給的實驗材料和用具，補(bǔ)充相關(guān)內(nèi)容，完成實驗設(shè)計，驗證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。 實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，現(xiàn)配斐林試劑、試管、37 ℃恒溫水浴鍋、60 ℃恒溫水浴鍋。 (1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號。請用這些符號完成表中所示實驗設(shè)計。 　 　溶液 試管　 　 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液 甲 ＋ － ＋ － 乙 丙 丁 (2)實驗步驟： ①按照表中所示的設(shè)計，取試管編號，并按表格所示向各試管中加溶液(所加溶液均已在37 ℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間)。 __________________________________________________________________________。 (3)結(jié)果預(yù)測：________試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀。 (4)實驗結(jié)論：蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。 [解題觀摩]　該題雖然給出實驗?zāi)康摹膀炞C蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性”，但實驗自變量和因變量并沒有體現(xiàn)，可拆解實驗?zāi)康臑轵炞C蔗糖酶只能催化蔗糖的水解和驗證淀粉酶只能催化淀粉的水解。 根據(jù)實驗材料和表格提示，可以進(jìn)一步分析。驗證蔗糖酶只能催化蔗糖水解的實驗中，自變量是底物的種類(蔗糖和淀粉)，驗證淀粉酶只能催化淀粉水解的實驗中，自變量也是底物的種類(蔗糖和淀粉)，因此，四支試管中需要添加的溶液組合必須構(gòu)成兩兩對照：驗證蔗糖酶只能催化蔗糖水解的實驗需要兩組，底物分別是蔗糖溶液和淀粉溶液；驗證唾液淀粉酶只能催化淀粉水解的實驗也需要兩組，底物也分別是蔗糖溶液和淀粉溶液。 (1)若甲、乙構(gòu)成一組對照實驗，丙、丁構(gòu)成一組對照實驗，相應(yīng)表格內(nèi)容見答案。 (2)無關(guān)變量必須滿足兩點(diǎn)：適宜且相同。因此，在實驗步驟的文字表述中，要著重強(qiáng)調(diào)無關(guān)變量的控制：①按照(1)中表格的設(shè)計，取試管編號，并按表格所示向各試管中加溶液。②將各試管搖勻，在37 ℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間。③取出試管，分別加入適量的現(xiàn)配斐林試劑，混合均勻，再在60 ℃恒溫水浴鍋中保溫一定時間。④觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果。 (3)實驗結(jié)果預(yù)測：在含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲試管以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的丁試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀。 [答案]　(本題答案不唯一)(1) 　 　溶液 試管　 　 蔗糖溶液 淀粉溶液 蔗糖酶溶液 唾液淀粉酶溶液 甲 ＋ － ＋ － 乙 － ＋ ＋ － 丙 ＋ － － ＋ 丁 － ＋ － ＋ (2)②將各試管搖勻，在37 ℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間。③取出試管，分別加入適量的現(xiàn)配斐林試劑，混合均勻，再在60 ℃恒溫水浴鍋中保溫一定時間。④觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果　(3)甲、丁 [技法點(diǎn)撥] 1．實驗思路與實驗步驟的異同 要求寫出或補(bǔ)充實驗思路與實驗步驟是探究性實驗題最為常見的考查形式，完美答案呈現(xiàn)的前提是突破一個難點(diǎn)：實驗思路與實驗步驟有何異同？ 現(xiàn)以“植物細(xì)胞的吸水和失水”中植物細(xì)胞的失水過程為例，分析如下： 表述范例 主要特點(diǎn) 考題特點(diǎn) 得分要點(diǎn) 區(qū)分要點(diǎn) 實驗思路 將植物細(xì)胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其變化 言簡意賅 多數(shù)試題要求“寫出”實驗思路，很少要求“補(bǔ)充”實驗思路 必須體現(xiàn)“自變量”和“因變量”，對“無關(guān)變量”表述時注意體現(xiàn)“適宜且相等” 思路，是“想”法 實驗步驟 制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片。用低倍顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色的中央液泡的大小。從蓋玻片的一側(cè)滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次。用低倍顯微鏡觀察，看細(xì)胞的中央液泡是否逐漸變小 精準(zhǔn) 細(xì)微 常常要求“補(bǔ)充部分”實驗步驟，很少要求“寫出全部” 必須體現(xiàn)“自變量”如何設(shè)置、“因變量”如何獲得、“無關(guān)變量”如何保證相同且適宜 步驟，是“做”法 2．注意事項 要求寫出實驗思路和實驗步驟的試題，都要注意“無關(guān)變量”的描述，尤其是寫出實驗步驟類試題。因為無關(guān)變量是決定實驗成敗的關(guān)鍵因素，寫實驗步驟時，必須要對無關(guān)變量的操作作出說明。在一個實驗中，人為設(shè)置的變量，除了自變量，都是無關(guān)變量，若已經(jīng)學(xué)習(xí)過無關(guān)變量的具體內(nèi)容(如某種酶發(fā)揮作用的最適溫度為37 ℃)，則需明確寫出；若沒有學(xué)習(xí)過無關(guān)變量的具體數(shù)值(如保溫時間)，則可用“適宜且相等”“理想條件下”等文字表述。 如何分析與評價實驗方案 實驗方案的分析與評價類試題，是難度較大的一類試題，考生遇到這類題時往往感覺無從下手，不知該如何評價。實際上，實驗方案的分析與評價，是“實驗設(shè)計”的一個環(huán)節(jié)，所有實驗結(jié)束后，都需要進(jìn)行自我或他人的分析與評價，這就意味著“分析與評價”的內(nèi)容與“實驗設(shè)計”的內(nèi)容緊密相關(guān)。因此，遇到這類題時，考生需要從“實驗?zāi)康摹薄白宰兞俊薄耙蜃兞俊薄盁o關(guān)變量”的角度，按照科學(xué)性原則、單一變量原則逐一進(jìn)行評價。 [典例3]　某研究者取一段燕麥的胚芽鞘，切去頂端2 mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素，在形態(tài)學(xué)上端放一塊有生長素的瓊脂，形態(tài)學(xué)下端放一塊不含生長素的瓊脂，將胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上，過一段時間同時檢測形態(tài)學(xué)上端和形態(tài)學(xué)下端的瓊脂塊，發(fā)現(xiàn)形態(tài)學(xué)上端的瓊脂塊生長素含量明顯減少，形態(tài)學(xué)下端的瓊脂塊含有生長素且含量隨時間延長而增加。該研究者認(rèn)為可以得出實驗結(jié)論：生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。該實驗設(shè)計是否嚴(yán)謹(jǐn)？理由是什么？ [解題觀摩]　分析和評價某實驗的關(guān)鍵是明確實驗?zāi)康摹Ｈ纛}干已經(jīng)給出實驗?zāi)康?，則以自變量為突破口，從“三種變量”的角度進(jìn)行評價；若試題沒有給出實驗?zāi)康?，則需要結(jié)合題干信息，進(jìn)行實驗?zāi)康牡奶釤?因為任何與探究性實驗有關(guān)的內(nèi)容，都是圍繞實驗?zāi)康倪M(jìn)行的，也都能體現(xiàn)出實驗?zāi)康?，之后再繼續(xù)尋找自變量。本題中，由實驗結(jié)論“生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端”可知，該實驗的實驗?zāi)康氖球炞C生長素在胚芽鞘內(nèi)只能從形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端，不能從形態(tài)學(xué)的下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的上端，即需要證明生長素在“兩個方向上的運(yùn)輸”，而試題中的研究者只進(jìn)行了一組實驗，不可能得出兩個運(yùn)輸方向的實驗結(jié)論。 [答案]　不嚴(yán)謹(jǐn)。因為實驗結(jié)論若為“生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)的上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端”，研究者需要進(jìn)行兩組實驗，除題干已有的實驗外，還應(yīng)該有一組實驗：在胚芽鞘的形態(tài)學(xué)下端放一塊含有生長素的瓊脂，形態(tài)學(xué)上端放一塊不含生長素的瓊脂，其他操作不變。 [技法點(diǎn)撥]　“五看法”評價實驗設(shè)計題 巧妙利用“專業(yè)術(shù)語”回答原理闡述題 近年高考生物非選擇題中，常會涉及一些解釋原因、闡述理由、解釋判斷依據(jù)等的設(shè)問，這些試題統(tǒng)稱為“原理闡述題”。這些試題重在考查考生運(yùn)用生物學(xué)原理解釋、分析生物學(xué)現(xiàn)象的能力。解答這類題目的關(guān)鍵就是熟練運(yùn)用好“專業(yè)術(shù)語”。 [典例4]　某科研人員利用小球藻在水分、光照、溫度等條件相同且適宜的情況下進(jìn)行相關(guān)實驗，部分實驗操作及結(jié)果如圖所示。請回答下列問題： (1)甲組釋放的氧氣不是18O2的原因是________________________________________。 (2)乙組光照一段時間后，在小球藻合成的有機(jī)物中________(填“能”或“不能”)檢測到18O，理由是____________________________________________________________。 (3)丙組小球藻在密閉透明玻璃裝置內(nèi)培養(yǎng)，定時測定玻璃罩內(nèi)的O2含量。細(xì)胞中O2分別在__________、________(填生物膜)上產(chǎn)生和消耗。O～a期間小球藻吸收CO2的速率________(填“減慢”“加快”或“不變”)，原因是________________________________。 [解題觀摩]　由于實驗缺乏對照組及相關(guān)信息，無法準(zhǔn)確判斷實驗?zāi)康?，關(guān)于“原因”的闡述，需要結(jié)合具體問題具體分析。 (1)甲組小球藻進(jìn)行的生理過程主要是光合作用和細(xì)胞呼吸，光合作用光反應(yīng)階段水的光解產(chǎn)生O2，而甲組實驗為小球藻提供的H2O不含18O，提煉“生物學(xué)專業(yè)術(shù)語”后可表述為“甲組小球藻在光下通過光反應(yīng)分解的水中不含18O”，或“光合作用產(chǎn)生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水中不含18O”。但簡單回答為“水中不含18O”則不會得分，因為沒有體現(xiàn)出“運(yùn)用生物學(xué)原理解釋現(xiàn)象”的能力。 (2)對“乙組光照一段時間后，在小球藻合成的有機(jī)物中________(填‘能’或‘不能’)檢測到18O”的分析，同樣涉及光合作用和細(xì)胞呼吸，全面回憶光合作用和有氧呼吸過程，從18O2被利用開始推導(dǎo)，如下： ①18O2參與有氧呼吸第三階段會產(chǎn)生HO→HO用于光合作用光反應(yīng)，產(chǎn)生18O2(推導(dǎo)進(jìn)入死循環(huán)，放棄)； ②HO用于有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2→C18O2用于光合作用的暗反應(yīng)階段可產(chǎn)生含18O的有機(jī)物→小球藻合成的有機(jī)物中能檢測到放射性。 這樣的推導(dǎo)，字字是專業(yè)術(shù)語，去除少量的無關(guān)(或非必需)語言，如下： 18O2參與有氧呼吸第三階段會產(chǎn)生H218O； H218O用于有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2； C18O2用于光合作用的暗反應(yīng)階段可產(chǎn)生含18O的有機(jī)物； 小球藻合成的有機(jī)物中能檢測到放射性。 (3)小球藻是真核生物，光合作用的光反應(yīng)階段產(chǎn)生O2(場所：葉綠體的類囊體薄膜)，有氧呼吸第三階段消耗O2(場所：線粒體內(nèi)膜)。O～a期間O2含量增多，說明光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度；密閉容器內(nèi)的CO2會不斷被吸收，濃度降低，導(dǎo)致光合作用的暗反應(yīng)階段因原料不足而速率降低，小球藻吸收CO2速率將會隨著時間延長而逐漸降低。該闡述保留專業(yè)術(shù)語后，可提煉為“容器內(nèi)CO2濃度因光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度而逐漸降低”，不可精簡為“CO2減少”。 [答案]　(1)光合作用產(chǎn)生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水不含18O　(2)能　乙組中的18O2經(jīng)有氧呼吸第三階段會產(chǎn)生HO，HO用于有氧呼吸第二階段產(chǎn)生C18O2，C18O2用于光合作用的暗反應(yīng)階段可產(chǎn)生含18O的有機(jī)物　(3)葉綠體的類囊體薄膜　線粒體內(nèi)膜　減慢　容器內(nèi)CO2濃度因光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度而逐漸降低 運(yùn)用“專業(yè)術(shù)語”做到“環(huán)環(huán)相扣” 原理闡述題意在考查對生物學(xué)原理和規(guī)律的掌握能力，用原理和規(guī)律解釋、分析生命現(xiàn)象的能力，因此，此類試題答案的最大特點(diǎn)必然是“滿滿的專業(yè)術(shù)語”，此外，由于試題常考查多個原理的綜合分析，“環(huán)環(huán)相扣”則成為必需。 如[典例4]中第(1)小題的答案“光合作用產(chǎn)生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水不含18O”中，“光合作用”“水的光解”屬于專業(yè)術(shù)語，體現(xiàn)了光合作用的過程。第(2)小題第二問的答案“乙組中的18O2經(jīng)有氧呼吸第三階段會產(chǎn)生HO，HO用于有氧呼吸第二階段可產(chǎn)生C18O2，C18O2用于光合作用的暗反應(yīng)階段可產(chǎn)生含18O的有機(jī)物”不僅使用了“有氧呼吸第三階段”“有氧呼吸第二階段”“光合作用的暗反應(yīng)階段”等專業(yè)術(shù)語，而且還“環(huán)環(huán)相扣”，將三個生理過程的物質(zhì)聯(lián)系有條理地表述出來?！? [典例5]　果蠅的眼色伊紅、淡色和乳白分別由復(fù)等位基因e、t和i控制，復(fù)等位基因不位于Y染色體上?？蒲行〗M做了如下雜交實驗。 P：淡色眼(♀)伊紅眼()→F1：伊紅眼(♀)∶乳白眼()∶淡色眼()＝2∶1∶1。 據(jù)此回答問題： (1)基因e、t和i之間的顯隱性關(guān)系為________。若只考慮眼色的遺傳，雄果蠅的基因型有________種。 (2)F1中雄果蠅出現(xiàn)乳白眼和淡色眼兩種表現(xiàn)型的原因是______________________________________________________。 (3)如圖表示某雄果蠅細(xì)胞分裂某一時期的圖像。圖中細(xì)胞的名稱是________，如果圖中M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E，其原因是__________________________。 [解題觀摩]　試題中出現(xiàn)了兩次“原因是________”，屬于原理闡述題。 (1)雜交親本為“淡色眼(♀)伊紅眼()”，F(xiàn)1表現(xiàn)型及比例為“伊紅眼(♀)∶乳白眼()∶淡色眼()＝2∶1∶1”，說明發(fā)生了性狀分離，子代中出現(xiàn)的親本沒有的性狀(乳白眼)為隱性性狀，即乳白眼相對于淡色眼和伊紅眼是隱性性狀；F1中伊紅眼占2份，說明伊紅眼相對于淡色眼為顯性，因此基因e、t和i之間的顯隱性關(guān)系為基因e對基因t為完全顯性，基因t對基因i為完全顯性，基因e對基因i為完全顯性，不能表述為“伊紅對淡色是顯性，淡色對乳白是顯性”或“伊紅和淡色是顯性，乳白是隱性”。 由于子一代中眼色性狀有明顯的性別差異，且試題已經(jīng)給出相關(guān)基因不在Y染色體上，則三個與眼色有關(guān)的基因只位于X染色體上。只考慮眼色的遺傳，雄果蠅的基因型有3種：XeY、XtY、XiY。 (2)本小題所要解釋的要點(diǎn)有三個：“F1”“雄果蠅”“乳白眼和淡色眼兩種表現(xiàn)型”。因此，需要從親本開始分析，并著重闡述F1雄果蠅的基因型。如下： 親本中雌果蠅的基因型為XtXi，產(chǎn)生的卵細(xì)胞有Xt和Xi兩種，F(xiàn)1中雄果蠅的基因型為XtY和XiY，表現(xiàn)型分別為淡色眼和乳白眼。 該分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可提煉為“親本中雌果蠅的基因型為XtXi，產(chǎn)生的卵細(xì)胞有Xt和Xi兩種”，也可精煉為“親本雌果蠅產(chǎn)生了Xt和Xi兩種配子”(但不能直接表述為“雌果蠅產(chǎn)生了兩種配子”或“雌果蠅產(chǎn)生了Xt、Xi兩種配子”)。 根據(jù)上述分析，即可形成答案——親本雌果蠅產(chǎn)生了Xt和Xi兩種雌配子，F(xiàn)1中雄果蠅基因型為XtY和XiY。 (3)本小題所要解釋的要點(diǎn)是“圖中”“M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E”(因為二者為姐妹染色單體分離形成的子染色體，攜帶的基因應(yīng)完全相同)。該可遺傳變異產(chǎn)生的原因，需要解釋“圖”是什么、基因E和e的出現(xiàn)原因是什么。 從細(xì)胞增殖的方式和過程分析： 圖中所示細(xì)胞的姐妹染色單體已經(jīng)分離成為2條子染色體，且共有8條染色體(果蠅體細(xì)胞中有8條染色體)，故該細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂的后期，處于此時期的雄果蠅體內(nèi)細(xì)胞的名稱是次級精母細(xì)胞；圖中M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E，二者為等位基因，由于染色體片段沒有發(fā)生交叉互換(Y染色體上無相關(guān)基因)，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因就只能是發(fā)生了基因突變(不能回答“突變”，因為突變包括基因突變和染色體變異)，基因突變最可能發(fā)生在精原細(xì)胞DNA復(fù)制期。 保留專業(yè)術(shù)語，盡量精簡答案，即：精原細(xì)胞發(fā)生了基因突變。 [答案]　(1)基因e對基因t為完全顯性，基因t對基因i為完全顯性，基因e對基因i為完全顯性　3　(2)親本雌果蠅產(chǎn)生了Xt和Xi兩種雌配子，F(xiàn)1中雄果蠅基因型為XtY和XiY　(3)次級精母細(xì)胞　精原細(xì)胞發(fā)生了基因突變 解答原理闡述題時，如何“圍攻”要點(diǎn) 有些“原理闡述題”并不需要太多文字(答題空沒有預(yù)留太多文字書寫的空間)，但既然是原理闡述題，命題人要求的答案就絕對不會是“只言片語”。答案精煉且不漏掉得分點(diǎn)是答題時必需關(guān)注的。其標(biāo)準(zhǔn)是用“所學(xué)的最細(xì)微知識”解答“需要闡述的所有要點(diǎn)”。例如，可在[典例5]中第(2)小題的問題上勾劃出要點(diǎn)，如圖： 只有這樣在答題時才能保證最后呈現(xiàn)的答案能解釋所有要點(diǎn)：“親本”“雌果蠅產(chǎn)生了Xt和Xi兩種雌配子”“F1中雄果蠅基因型為XtY和XiY”?！? [課后檢測增分強(qiáng)訓(xùn)] 1．瘧原蟲是一種單細(xì)胞動物。它能使人患瘧疾，引起周期性高熱、寒戰(zhàn)和出汗退熱等臨床癥狀，嚴(yán)重時致人死亡。臨床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾取得了巨大成功，但其抗瘧機(jī)制尚未完全明了。我國科學(xué)家進(jìn)行了如下實驗。 組別 實驗材料 實驗處理 實驗結(jié)果(線粒體膜電位的相對值) 1 瘧原蟲的線粒體 不加入青蒿素 100 2 加入青蒿素 60 3 倉鼠細(xì)胞 的線粒體 不加入青蒿素 100 4 加入青蒿素 97 (1)1、2組結(jié)果表明______________________________________；由3、4組結(jié)果可知青蒿素對倉鼠細(xì)胞線粒體膜電位無明顯影響。據(jù)此可以得出的結(jié)論是______________________________________。 (2)將實驗中倉鼠細(xì)胞的線粒體替換為________________________，能為臨床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾提供直接的細(xì)胞生物學(xué)實驗證據(jù)。 解析：通過題干文字信息可知，該實驗的目的是探究青蒿素的抗瘧機(jī)制，通過表格信息可知該探究性實驗的自變量為青蒿素的有無和生物的種類，因變量具體指標(biāo)為“線粒體膜電位的相對值”，1組和2組為一組對照實驗，實驗材料為瘧原蟲的線粒體，3組和4組為一組對照實驗，實驗材料為倉鼠細(xì)胞的線粒體，表格內(nèi)容只體現(xiàn)了實驗思路，且沒有列出無關(guān)變量，實驗結(jié)果為具體數(shù)值。1、2組結(jié)果表明青蒿素能顯著降低瘧原蟲線粒體膜電位(實驗結(jié)論)。由3、4組實驗結(jié)果可知青蒿素對倉鼠細(xì)胞線粒體膜電位無明顯影響。所以，綜合分析四組實驗可得出結(jié)論：青蒿素能降低瘧原蟲和倉鼠細(xì)胞線粒體膜電位，但降低作用存在差異。這一結(jié)論，可以用更為簡潔的語言表述，即青蒿素對線粒體膜電位的影響存在物種間的差異。通過第二小問內(nèi)容可知，接下來的實驗?zāi)康氖恰盀榕R床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾提供直接的細(xì)胞生物學(xué)實驗證據(jù)”，因此，實驗材料必然來自人，即人體細(xì)胞的線粒體。 答案：(1)青蒿素能顯著降低瘧原蟲線粒體膜電位　青蒿素對線粒體膜電位的影響存在物種間的差異　(2)人體細(xì)胞的線粒體 2．果蠅在對CO2的耐受性方面有兩個品系：敏感型(甲)和耐受型(乙)，現(xiàn)有以下兩個實驗。 實驗一：讓甲品系雌蠅與乙品系雄蠅雜交，后代全為敏感型。 實驗二：將甲品系雌蠅的卵細(xì)胞去核后，移入來自乙品系雌蠅的體細(xì)胞核，由此培育成的雌蠅再與乙品系雄蠅雜交，后代仍全為敏感型。 (1)設(shè)計實驗二是為了驗證____________________________________________________。 (2)目前，由實驗一的實驗結(jié)果無法得到與實驗二相同的實驗結(jié)論，原因是_______________________________________________________________________。 解析：(1)實驗二中通過核移植技術(shù)得到的重組細(xì)胞，細(xì)胞核來自乙品系果蠅(耐受型)，細(xì)胞質(zhì)來自甲品系果蠅(敏感型)，由重組細(xì)胞發(fā)育成的雌果蠅與乙品系雄果蠅雜交，后代全為敏感型，說明敏感型相關(guān)基因來自雌果蠅，而雌果蠅敏感型相關(guān)基因來自甲品系果蠅的細(xì)胞質(zhì)，由此可以得出結(jié)論：敏感型相關(guān)基因通過細(xì)胞質(zhì)遺傳。結(jié)合試題信息可得出結(jié)論：果蠅控制對CO2的耐受性的基因位于細(xì)胞質(zhì)中。(2)若想通過雜交實驗證明某性狀的遺傳方式為細(xì)胞質(zhì)遺傳，需要對具有相對性狀的親本進(jìn)行正交和反交實驗，若正交與反交所得子一代表現(xiàn)型相同，則為細(xì)胞核遺傳，若子一代表現(xiàn)型只與母本有關(guān)，則為細(xì)胞質(zhì)遺傳。 答案：(1)果蠅控制對CO2的耐受性的基因位于細(xì)胞質(zhì)中　(2)有性生殖中，細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)只能由母本傳遞給子代，但細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)可通過母本和父本遺傳給后代，欲證明某性狀屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，需要進(jìn)行正交和反交實驗，觀察子一代的表現(xiàn)型，實驗一只進(jìn)行了正交實驗，缺少反交實驗 3．科研人員研究了不同土壤含水量對番茄葉片光合作用的影響。實驗用土壤所能穩(wěn)定保持的最高含水量為40%，對照組土壤含水量在35%上下波動，T1、T2、T3、T4的土壤含水量分別在30%、25%、20%、12%上下波動，實驗結(jié)果如表所示(氣孔導(dǎo)度越大，說明氣孔開放程度越大)。 組別 項目 對照 T1 T2 T3 T4 葉綠素a(mgg－1) 1.35 1.49 1.54 1.70 1.54 葉綠素b(mgg－1) 0.37 0.41 0.47 0.43 0.41 氣體吸收速率(μmol CO2m－2s－1) 6.20 5.68 5.06 3.66 2.88 氣孔導(dǎo)度(mmolm－2s－1) 0.182 0.164 0.147 0.138 0.110 胞間CO2濃度(mgkg－1) 242 234 240 252 290 請回答下列問題： (1)葉綠素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，在(綠葉中葉綠體)色素提取液中的含量________(填“小于”“等于”或“大于”)類胡蘿卜素，在層析液中的溶解度________(填“小于”“等于”“大于”)類胡蘿卜素，紙層析后，在濾紙條上呈__________________色。 (2)與對照組相比，隨著土壤含水量的不斷下降，番茄葉片光合作用合成有機(jī)物的速率________(填“基本不變”“不斷下降”或“無法判斷”)，原因是____________________________________________________________________________。 (3)據(jù)表分析，T3和T4組番茄葉片凈光合速率與對照組相比約________(填“升高”或“降低”)，研究者將這兩組番茄經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的子代種植于35%左右含水量的土壤中，再對表中所示項目分別進(jìn)行檢測，得到了與表中對照組相似的實驗結(jié)果，說明_________________________________________________________________________。 解析：(1)對于綠葉中的色素，葉綠素含量約占3/4，大于類胡蘿卜素含量；葉綠素在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素，位于濾紙條上靠近濾液細(xì)線一端，葉綠素中的葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色。(2)從表中數(shù)據(jù)可知，與對照組相比，隨著土壤含水量的不斷下降，番茄葉片吸收CO2的速率不斷下降，表明番茄葉片凈光合速率下降，由于實驗沒有提供細(xì)胞呼吸速率的信息，故無法計算總光合速率。(3)據(jù)表分析，T3和T4組番茄葉片凈光合速率與對照組相比均降低；研究者將兩組番茄經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的子代種植于含水量正常的土壤中，再對相關(guān)項目進(jìn)行檢測，說明研究者的實驗?zāi)康氖茄芯績艄夂纤俾实偷默F(xiàn)象能否遺傳給子代，由于得到了與表中對照組相似的實驗結(jié)果，說明在含水量較低環(huán)境中，番茄葉片凈光合速率較低的現(xiàn)象，不是由遺傳物質(zhì)改變引起的，僅僅是由土壤含水量低造成的。 答案：(1)大于　小于　藍(lán)綠色和黃綠　(2)無法判斷　根據(jù)各組CO2氣體吸收速率可以計算有機(jī)物的積累速率，但因缺乏細(xì)胞呼吸速率，無法計算總光合速率 (3)降低　T3和T4組番茄葉片凈光合速率低于對照組是由土壤含水量低造成的，番茄相關(guān)遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變 4．摩爾根在飼養(yǎng)的一群野生型紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅。他用這只白眼雄果蠅與野生型的紅眼雌果蠅交配，子一代無論雌雄全為紅眼，但子二代中雌蠅全為紅眼，雄蠅中1/2紅眼、1/2白眼。請回答下列問題： (1)果蠅的眼色性狀中，顯性性狀是________。 (2)根據(jù)雜交實驗結(jié)果，摩爾根做出假設(shè)：控制果蠅白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。為驗證假設(shè)，摩爾根讓白眼雄蠅和子一代紅眼雌果蠅交配，結(jié)果產(chǎn)生1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅。僅根據(jù)該實驗結(jié)果不能驗證他的假設(shè)，理由是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了進(jìn)一步驗證他的假設(shè)，摩爾根又設(shè)計了三個實驗。 實驗一：讓全部子二代雌蠅與白眼雄蠅做單對交配，分別觀察并統(tǒng)計每只雌蠅產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型及比例。 預(yù)期結(jié)果：_____________________________________。 實驗二：_______________________________。 預(yù)期結(jié)果：子代中雌蠅全為紅眼，雄蠅全為白眼。 實驗三：讓白眼雌雄果蠅相互交配。 預(yù)期結(jié)果：子代雌雄果蠅全為白眼。 上述三個實驗中，實驗_________的預(yù)期結(jié)果能支持摩爾根的假設(shè)。 解析：(1)摩爾根用紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交，F(xiàn)1全為紅眼，說明紅眼為顯性性狀。(2)設(shè)控制果蠅紅眼與白眼的基因為B、b，則如果Y染色體上有相應(yīng)的等位基因，則XbYbXBXb→1/4XBXb、1/4XbXb、1/4XBYb、1/4XbYb，即當(dāng)Y染色體上有對應(yīng)的等位基因時，會出現(xiàn)上述結(jié)果，同理可知，如果控制眼色基因在常染色體上，同樣會出現(xiàn)上述實驗結(jié)果。因此根據(jù)此實驗不能判定控制果蠅白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。需要繼續(xù)進(jìn)行實驗才能確定。(3)實驗一：讓全部子二代雌蠅與白眼雄蠅做單對交配，分別觀察并統(tǒng)計每只雌蠅產(chǎn)生子代的表現(xiàn)型及比例。預(yù)期結(jié)果：半數(shù)雌蠅所產(chǎn)的后代全為紅眼，半數(shù)雌蠅所產(chǎn)的后代為1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅。實驗二：白眼雌蠅與野生型(或純合)紅眼雄蠅交配，預(yù)期結(jié)果：子代中雌蠅全為紅眼，雄蠅全為白眼。上述三個實驗中，實驗二的預(yù)期結(jié)果能支持摩爾根的假設(shè)，因為如果Y上有對應(yīng)的X染色體上的等位基因或控制眼色的基因位于常染色體上，子代應(yīng)該全部為紅眼。 答案：(1)紅眼　(2)如果控制眼色基因在常染色體上或在Y染色體含有它的等位基因，也會出現(xiàn)上述實驗結(jié)果(或：如果控制眼色基因在常染色體上，也會出現(xiàn)上述實驗結(jié)果　或：如果在Y染色體含有它的等位基因，也會出現(xiàn)上述實驗結(jié)果)　(3)半數(shù)雌蠅所產(chǎn)的后代全為紅眼，半數(shù)雌蠅所產(chǎn)的后代為1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅　白眼雌蠅與野生型(或純合)紅眼雄蠅交配　二 5．在繽紛的生物世界，微生物似乎顯得過于微小與沉寂。然而，它們在人類生活和生產(chǎn)中有著重要的作用，有的能改善人類的生活環(huán)境，如處理生活污水；有的能影響人類的生產(chǎn)活動，如微生物能引起作物感病。請結(jié)合相關(guān)信息，回答下列問題： (1)生活污水流經(jīng)某生活污水凈化處理系統(tǒng)中的“厭氧沉淀池”“曝氣池”和“兼氧池”后得到初步凈化，在這個過程中，微生物通過__________呼吸將污水中的有機(jī)物分解。 (2)很多微生物只能分解某一種有機(jī)物，如果想培育出能分解生活污水中多種有機(jī)物的“超級微生物”，理論上可采用__________技術(shù)對現(xiàn)有微生物進(jìn)行改造，該技術(shù)的核心是__________________，如果要在個體水平上檢測改造后的微生物是否符合要求，可采用的做法是_____________________________________________________________________。 (3)白粉菌和條銹菌能分別導(dǎo)致小麥感白粉病和條銹病，引起減產(chǎn)，采用適宜播種方式可控制感病程度。如表所示是株高和株型相近的小麥A、B兩品種在不同播種方式下的相關(guān)實驗結(jié)果。 實驗編號 播種方式 植株密度 (106株/公頃) 白粉病 感染程度 條銹病 感染程度 單位面積 產(chǎn)量 A品種 B品種 Ⅰ 單播 4 0 — ＋ ＋ ＋ ＋ Ⅱ 單播 2 0 — ＋ ＋ ＋ Ⅲ 混播 2 2 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ Ⅳ 單播 0 4 ＋ ＋ ＋ — ＋ Ⅴ 單播 0 2 ＋ ＋ — ＋ ＋ 注：“＋”的數(shù)目表示感染程度或產(chǎn)量高低；“—”表示未感染。 據(jù)表可知，抗白粉病的小麥品種是______，因為____________________；設(shè)計Ⅳ、Ⅴ兩組實驗，可探究________________________________________________________。 解析：(1)由試題中“厭氧沉淀池”“曝氣池”和“兼氧池”的信息提示可知，微生物生存的環(huán)境既有氧氣充足的“曝氣池”，也有氧氣不足的“厭氧沉淀池”，還有“兼氧池”，故判斷微生物可通過有氧呼吸或無氧呼吸的方式將有機(jī)物分解。有氧呼吸和無氧呼吸是細(xì)胞呼吸的兩種類型。(2)從試題信息“在個體水平上檢測改造后的微生物是否符合要求”可知，實驗?zāi)康氖恰皺z測改造后的微生物分解生活污水中的多種有機(jī)物的能力”，因此，實驗自變量為生活污水中是否含有改造后的微生物，因變量是生活污水中多種有機(jī)物的剩余量，其他變量為無關(guān)變量，要求適宜且相同。(3)由表格信息可知Ⅰ、Ⅱ組小麥都未感染白粉病，說明A品種小麥具有抗白粉病的特性；Ⅳ、Ⅴ組實驗的自變量是B品種小麥的種植密度，因變量是白粉病、條銹病的感染程度和單位面積產(chǎn)量，由此可知這兩組實驗探究的是B品種小麥的植株密度對B品種小麥感病程度和產(chǎn)量的影響。 答案：(1)有氧呼吸和無氧(或細(xì)胞)　(2)轉(zhuǎn)基因(基因工程)　基因表達(dá)載體的構(gòu)建　用含有多種有機(jī)物的生活污水作培養(yǎng)液，一組添加改造后的微生物，另一組添加等量改造前的微生物，置于相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，檢測兩組培養(yǎng)液中多種有機(jī)物的剩余量　(3)A?、?、Ⅱ組小麥都未感染白粉病　B品種小麥植株密度對B品種小麥感病程度及產(chǎn)量的影響 6．某科研人員研究了甲、乙兩個品種豌豆，甲品種豌豆成熟植株株高5 cm左右，乙品種豌豆成熟植株株高20 cm左右。研究發(fā)現(xiàn)，與乙品種比較，甲品種幾乎不含赤霉素。該科研人員推測甲品種豌豆植株成株過矮是由缺乏赤霉素導(dǎo)致的，為了驗證這一推測，擬將長勢相同的乙品種豌豆幼苗分成兩組，置于相同且適宜條件下培養(yǎng)，待豌豆植株成熟后向其中一組(A組)噴灑適宜濃度的赤霉素溶液，另一組(B組)噴灑等