2019-2020年高三生物二輪復習 專題精講七 實驗與探究 滿分沖刺（十九）生物實驗設計與評價.doc

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2019-2020年高三生物二輪復習 專題精講七 實驗與探究 滿分沖刺（十九）生物實驗設計與評價 一、選擇題 1.蛙受精卵的下部含有一些特殊的蛋白質和mRNA，稱為生殖質。用紫外線照射受精卵下部能破壞生殖質。某研究小組選擇蛙受精卵進行探究實驗，處理方式和實驗結果如下： 實驗1：受精卵未做任何處理蛙胚生殖腺中有生殖細胞 實驗2：用紫外線照射受精卵的下部蛙胚生殖腺中無生殖細胞 實驗3：移植正常生殖質至經(jīng)紫外線照射過的下部蛙胚生殖腺中有生殖細胞 有關分析不正確的是（ ） A.本實驗主要是為了探究生殖細胞的形成是否與生殖質有關 B.實驗1為對照組，可排除其他條件對實驗結果造成的影響 C.實驗2結果產(chǎn)生的直接原因是紫外線破壞了受精卵中的部分基因 D.實驗3表明生殖質可在不同受精卵之間進行移植且仍能保持活性 【答案】C 【解析】實驗1受精卵未做任何處理為對照組，可排除其他條件對實驗結果造成的影響；實驗2結果并不能說明是紫外線破壞了受精卵中的部分基因；實驗2和3對照，說明本實驗的目的主要是為了探究生殖細胞的形成是否與生殖質有關。 2.圖示“比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗”。有關分析合理的是（ ） A.本實驗的因變量是不同的催化劑 B.本實驗的無關變量有溫度和酶的用量等 C.1號與3號，1號與4號可分別構成對照實驗 D.分析1號、2號試管的實驗結果可知加熱能降低反應的活化能 【答案】C 【解析】不同的催化劑是本實驗的自變量；本實驗的無關變量有酶的用量等，溫度是自變量；1號與3號，1號與4號可分別構成對照實驗，分別證明氯化鐵和過氧化氫酶有催化作用；分析1號、2號試管的實驗結果不能得出溫度對酶活性有影響，因為高溫下過氧化氫分解加快。 3.下列有關實驗及實驗方法的描述，不正確的是（ ） A.在探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根作用的實驗中，插條生根數(shù)是因變量 B.體積分數(shù)為95%酒精和質量分數(shù)為15%鹽酸等體積配比后可用于洋蔥根尖細胞的解離 C.調(diào)查遺傳病發(fā)病率需在人群中隨機抽樣，研究其遺傳方式需分析患者家系系譜圖 D.用記名計算法或目測估計法調(diào)查土壤小動物類群的豐富度 【答案】D 【解析】探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根作用的實驗中，插條生根數(shù)是因變量，A正確；解離液由質量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精混合液（1∶1）配制而成，B正確；發(fā)病率研究的對象是整個人群，而遺傳方式可以通過個別家庭來確定，C正確。調(diào)查土壤小動物類群的豐富度宜采用取樣器取樣的方法，D錯誤。 4.下列有關實例或現(xiàn)象及所對應的推測或解釋中，錯誤的是（ ） 【答案】D 【解析】HIV侵入人體后破壞了T細胞，即攻擊人體免疫系統(tǒng)，使T細胞大量死亡，導致患者喪失免疫功能，使得結核桿菌等病原體乘虛而入，這說明T細胞在特異性免疫中起重要作用，A正確；青蛙為變溫動物，小白鼠的凈增長量小于青蛙，說明恒溫動物為維持體溫的恒定消耗了更多的能量，B正確；膝跳反射的發(fā)生依賴于機體有完整的反射弧結構，神經(jīng)遞質在突觸處只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜，C正確；給家兔注射促甲狀腺激素，血液中促甲狀腺激素釋放激素減少，是由于促甲狀腺激素作用于甲狀腺合成分泌一定量的甲狀腺激素，甲狀腺激素對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結果，D錯誤。 5.孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，摩爾根提出基因位于染色體理論，沃森、克里克推測DNA的復制方式等科學研究過程均采用了假說—演繹法。下列敘述正確是（ ） A.孟德爾依據(jù)解釋豌豆分離現(xiàn)象的假說，預期測交實驗結果為高莖30株、矮莖34株 B.孟德爾依據(jù)F1黃色圓粒豌豆的測交實驗結果，提出解釋自由組合現(xiàn)象的假說 C.摩爾根依據(jù)實驗提出基因位于染色體上的假說，證明基因是具有遺傳效應的DNA片段 D.沃森、克里克依據(jù)DNA分子的雙螺旋結構，提出DNA半保留復制的假說 【答案】D 【解析】預期結果只能是比例，而不是具體的數(shù)量，A項錯誤；孟德爾依據(jù)純種黃色圓粒和綠色皺粒豌豆的雜交實驗提出自由組合現(xiàn)象的假說，F(xiàn)1黃色圓粒豌豆的測交實驗用于驗證此假說，B項錯誤；基因位于染色體上的推論是薩頓提出的，摩爾根的實驗證明了這個推論，而且摩爾根通過果蠅雜交實驗作出假設：白眼基因位于X染色體上，并證明了假說的正確性，但不能證明基因的本質，C項錯誤。 6.下列有關植物激素調(diào)節(jié)的敘述，正確的是（ ） ①可利用適宜濃度的赤霉素促進細胞伸長，使植物增高 ②在植物組織培養(yǎng)中，生長素和細胞分裂素的不同配比會影響組織分化③使同種植物的扦插枝條產(chǎn)生相同生根效果的2,4-D濃度相同④在太空失重狀態(tài)下植物激素不能進行極性運輸，根失去了向地生長的特性 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 【答案】A 【解析】常用的生長素類似物有萘乙酸、2,4-D等，由于生長素的生理作用具有兩重性，因此，使同種植物的扦插枝條產(chǎn)生相同生根效果的2,4-D濃度一個可以是低于最適濃度的某一濃度，另一個可以高于最適當濃度的某一濃度。植物激素的極性運輸是指生長素只能從植物體形態(tài)學的上端向形態(tài)學的下端運輸，而不能倒轉過來運輸。在太空失重狀態(tài)下根雖然失去了向地生長的特性，但是植物激素仍能進行極性運輸。 7.為探究主動運輸?shù)奶攸c，科研人員利用圖①裝置進行實驗(HgCl2能抑制ATP水解)，實驗得到如圖②所示的結果。據(jù)實驗判斷下列說法錯誤的是（ ） A.本實驗是探究HgCl2和細胞成熟程度對細胞主動運輸(吸收磷酸鹽)的影響 B.溫度、pH、溶解氧、胡蘿卜片的量是需要控制的無關變量 C.科研人員在實驗前后需測定溶液中磷酸鹽的濃度 D.比較乙組和丙組結果，可知細胞主動運輸（吸收磷酸鹽）需要消耗能量 【答案】D 【解析】根據(jù)實驗圖示可知，甲、乙、丙、丁步驟都有KH2PO4，實驗變量是HgCl2的有無以及胡蘿卜片的成熟情況，因此本實驗是探究HgCl2和細胞成熟度對細胞主動運輸?shù)挠绊懀怀宰兞客?，其他影響實驗結果的變量均為無關變量，因此溫度、pH、溶氧度、胡蘿卜片的量都是要控制的無關變量；因探究的是主動運輸，因變量應為實驗前后溶液中磷酸鹽的濃度差；乙、丙組有兩個變量，不是單一變量，無法比較，通過甲、乙或丙、丁比較可知，主動運輸需要消耗能量。 8.切除老鼠的甲狀腺后，其物質代謝能力大大下降；若切除甲狀腺后，連續(xù)紿老鼠注射—定量溶于某種溶劑中的甲狀腺激素，其物質代謝能力與切除前相比沒有下降。由此可以推測，甲狀腺激素能增強物質代謝能力。為了證明這—推論，有必要再進行其他對照實驗，用以觀察比較。下列最適宜作為對照實驗組的是（ ） A.既不切除體內(nèi)的甲狀腺，又不注射甲狀腺激素 B.增加甲狀腺激素的注射量后進行切除手術，一段時間后再移植甲狀腺 C.切除老鼠體內(nèi)的甲狀腺后，只注射用于該實驗的溶劑 D.切除老鼠體內(nèi)的甲狀腺后，注射溶解于另一種溶劑的甲狀腺激素 【答案】C 【解析】由題可知，切除甲狀腺后，連續(xù)給老鼠注射一定量溶于某種溶劑中的甲狀腺激素，發(fā)現(xiàn)其物質代謝能力沒有下降，但不能確定是溶劑起作用還是甲狀腺激素起作用，故需要設計實驗排除。 9.雌鼠的染色體上的某基因發(fā)生突變，使得野生型性狀變?yōu)橥蛔冃汀Ｈ粼摯剖鬄殡s合子，讓其與野生型雄鼠雜交，子一代如下表1： 再從F1中選用野生型♀、突變型♂的個體進行雜交，其后代(F2)表現(xiàn)如下表2： 由此可推知該基因突變?yōu)椋? ） (注：突變型基因為顯性基因的是顯性突變；突變型基因是隱性基因的是隱性突變) A.顯性突變、位于常染色體上 B.隱性突變、位于常染色體上 C.顯性突變、位于X染色體上 D.隱性突變、位于X染色體上 【答案】C 【解析】由表2可知F2中雌雄表現(xiàn)不一致，可確定為伴性遺傳。再根據(jù)題干信息可知突變型為雜合子，假設親代雌鼠為XBXb,若野生型為XBY，則F1中雌性只有一種表現(xiàn)型，雄性才有兩種表現(xiàn)型，與表1不相符，若野生型為XbY，則F1雌性、雄性都有兩種表現(xiàn)型，與表1相符，證明野生型雄鼠基因型為XbY，進而推出突變型雌鼠基因型是XbXb→XBXb。 10.為驗證光是植物生長發(fā)育的必要條件，設計如下實驗：選擇生長狀況一致的小麥幼苗200株，隨機均分為實驗組和對照組，分別處理并預期結果。下面是關于實驗組或對照組的處理方法和預期結果的幾種組合，其中正確的是（ ） ①實驗組 ②對照組 ③黑暗中培養(yǎng) ④在光下培養(yǎng) ⑤生長良好 ⑥生長不良 A.②③⑤ B.①③⑥ C.①④⑤ D.②④⑥ 【答案】B 【解析】解答本題的關鍵是哪是實驗組、哪是對照組。通常是將未經(jīng)處理的在正常狀態(tài)的一組確定為對照組，含有實驗變量(無光)為實驗組。 11.為檢測某種酶在37 ℃時對三種二糖的作用，實驗設計了三支試管如圖所示，5分鐘后，檢測每支試管中的單糖和二糖，結果如下表。下列敘述錯誤的是（ ） A.用于檢測單糖或二糖是否為還原糖的試劑是斐林試劑 B.本實驗可得出的結論是酶具有?！? C.為進一步檢測該酶與pH的關系，應選擇糖C溶液作實驗材料 D.在檢測該酶與pH的關系時，應選擇糖A溶液作為糖C溶液的對照 【答案】D 【解析】斐林試劑可以鑒定某種糖是否為還原糖；該實驗的自變量為底物不同，只有試管3中的酶起了催化作用，可證明酶具有專一性；檢測該酶與pH的關系時,自變量為pH，所以底物應該為該酶可催化的物質；自變量為pH,根據(jù)單一變量原則，底物應相同，都為糖C溶液。 12. 某生物興趣小組以帶有落葉的表層土壤(深5 cm左右)為實驗材料，研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，對土壤處理情況見下表。與此有關的敘述不正確的是( ) A.探究的問題是不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用 B.該實驗的自變量為土壤是否滅菌處理，實驗中的對照組是1和3 C.為了控制實驗中的無關變量，作為實驗材料的落葉也應進行滅菌處理 D.預期結論是1、3組的落葉不被分解，2、4組中的落葉被不同程度的分解 【答案】B 【解析】從表格中可看出，該實驗中1、2組的土壤濕潤，3、4組的土壤較干燥，所以該實驗可用于探究不同土壤濕度條件下，土壤微生物對落葉的分解作用，A正確;如果該實驗的自變量為土壤是否經(jīng)滅菌處理，那么實驗中的對照組是2和4，1和3是實驗組，B錯誤;本實驗的目的是研究土壤微生物在適宜溫度下的分解作用，落葉中的微生物對實驗結果會產(chǎn)生影響，所以應進行滅菌處理，C正確;由于1、3組的土壤中不含有微生物，因此可以預測這兩組的落葉不被分解；而2、4組的土壤中含有微生物，但是土壤濕度不同，所以落葉被分解的程度不同，D正確。 二、非選擇題 13.某科學工作者為探究西紅柿生長的最佳光照強度，設計了下面的實驗：首先取若干生長狀況相同的西紅柿植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中，實驗開始時測定CO2的濃度，12小時后再次測定CO2的濃度。實驗結果如下表： 請分析問答： (1)這—實驗的自變量是 ，寫出該實驗設計的一種無關變量： 。 (2)實驗中第1組在12小時后CO2濃度變化的原因是 。 (3)如果在實驗過程中使用了不同品種的西紅柿植株，這樣的做法違背了科學實驗設計的 原則。 (4)若將第7組植株突然移至第4組的條件下，短時間內(nèi)光合細胞中的ATP含量會 (填“增加”或“減少”)，C5化合物的含量會 (填“增加”或“減少”)。 (5)該實驗設計尚不能確定西紅柿生長的最佳光照強度，請你提出進一步探究的實驗設計思路： 。 【答案】 （1）光照強度 溫度 （2）細胞呼吸產(chǎn)生了CO2 （3）單因子變量（4）減少 減少 （5）增加若干實驗組，將光照強度的數(shù)據(jù)差縮小，依次增加光照強度。 【解析】(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可看出，光照強度為該實驗的自變量，溫度、二氧化碳濃度為無關變量。（2）實驗第1組沒有給予光照，植物只進行呼吸作用，產(chǎn)生的二氧化碳會導致濃度升高。（3）單因子變量原則是探究某種因素對實驗的影響時要保證其他變量相同，在探究光照對光合作用的影響時要以光照為單一變量，保證溫度和二氧化碳濃度、材料的生理狀態(tài)相同。（4）若第7組植株突然移至第4組的條件下，光照減弱，光反應受到影響，光反應產(chǎn)物ATP和NADPH減少，暗反應還原受抑制，C5化合物的生成減少，含量減少。（5）要確定西紅柿生長的最佳光照強度，可以增加若干實驗組，將光照強度的數(shù)據(jù)差縮小，依次增加光照強度，12小時后CO2濃度降幅最大的光照強度即最佳光照強度。 14.以下是一個測定某植物細胞液濃度的實驗： 說明：若a管溶液濃度上升，藍色液滴將在b管的無色溶液中下沉；反之藍色液滴將上浮；若a管溶液濃度不變，藍色液滴將均勻擴散。 實驗結果如下表： 請回答下列問題： (1)本實驗的原理是 ，這種變化可通過藍色液滴的浮沉反映出來。 (2)本實驗的結論是 。 (3)本實驗不同組別間的自變量是 ，因變量是 。 (4)若在某組a試管中的植物細胞發(fā)生了質壁分離現(xiàn)象，則在第③步操作中，將發(fā)現(xiàn)藍色液滴 。 (5)在操作正確情況下，若發(fā)現(xiàn)在所有的組別中藍色液滴都上浮，則實驗應該如何改進? 。 【答案】(1)植物細胞液與外界溶液存在濃度差時會發(fā)生滲透吸水或失水現(xiàn)象，引起外界溶液濃度的改變 （2）植物葉細胞的細胞液濃度大約相當于0.05M的蔗糖溶液濃度 （3）蔗糖溶液的濃度 a管中蔗糖溶液濃度的改變 （4）上浮 （5）設置低于最低溶液濃度的系列蔗糖溶液組別重新進行實驗 【解析】本題考查滲透吸水和失水的條件。當植物細胞和外界溶液存在濃度差時會發(fā)生滲透吸水和失水，從而引起溶液濃度的變化，這樣懸浮在溶液中的藍色液滴也會隨著溶液濃度的改變上升或者下沉；當細胞液和外界溶液濃度相等時，液滴就處于懸浮狀態(tài)，從表格中數(shù)據(jù)可以得知，植物葉細胞的細胞液濃度大約相當于0.05M的蔗糖溶液濃度；該實驗中自變量是起初的蔗糖溶液的濃度，因變量是加入細胞后發(fā)生滲透作用后蔗糖溶液濃度的變化情況；若試管中的植物細胞發(fā)生了質壁分離現(xiàn)象，說明發(fā)生了細胞失水，會導致溶液濃度下降，會發(fā)現(xiàn)藍色液滴上浮。在操作正確的情況下發(fā)現(xiàn)，在所有的組別中藍色液滴都上浮，這說明溶液的濃度太高，需要重新設置一系列低于原實驗溶液濃度的系列梯度溶液進行實驗。 15.垂體分前葉和后葉兩部分，分泌的多種激素對代謝、生長、發(fā)育和生殖等有重要作用。請分析下列有關垂體和下丘腦的實驗問題。 垂體前葉可分為TSH（促甲狀腺激素），若給小白鼠注射TSH，會使下丘腦的TRH（促甲狀腺激素釋放激素）分泌減少。對此現(xiàn)象的解釋有兩種觀點：觀點一是TSH直接對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結果：觀點二是TSH通過促進甲狀腺分泌甲狀腺激素，進而對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)的結果。兩種觀點哪個正確？請完成如下探究實驗。 （1）實驗步驟： ①將生理狀態(tài)相同的小白鼠分為A、B兩組，測定兩組動物血液中TRH(促甲狀腺激素釋放激素)的含量。 ②用手術器械將A組小白鼠的 (器官)切除，B組不作任何處理。 ③ 。 ④在相同且適宜的環(huán)境條件下觀測一段時間內(nèi)A、B兩組小白鼠血液中TRH的含量。 （2）觀點及實驗結果 ①支持觀點一的結果是 。 ②支持觀點二的結果是 。 【答案】 (1)②甲狀腺 ③向A、B兩組小白鼠注射等量的適宜濃度的TSH (2)①A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等 ②A組小白鼠TRH不減少(或增加)，B組小白鼠TRH減少 【解析】此題考查促甲狀腺激素對下丘腦的反饋調(diào)節(jié)，根據(jù)題意敘述兩種觀點的區(qū)別在于是否有甲狀腺參與反饋調(diào)節(jié)，所以實驗的單一變量就應該是甲狀腺的有無，其他為無關變量，然后遵循等量原則和對照原則完成實驗步驟的書寫。觀點一：TSH直接對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)與甲狀腺無關，所以實驗組與對照組結果一致且TSH對TRH產(chǎn)生反饋調(diào)節(jié)作用，即A組小白鼠和B組小白鼠TRH減少的量相等；觀點二：需要甲狀腺分泌甲狀腺激素才能對下丘腦進行反饋調(diào)節(jié)，A組切除甲狀腺后無法發(fā)揮抑制效應，B組能發(fā)揮抑制效應，所以實驗組與對照組結果不—致，即A組小白鼠TRH不減少(或增加)，B組小白鼠TRH減少。 16.某一雌雄異株的植物，其葉形有寬葉和窄葉兩種類型，受一對等位基因控制。用兩個寬葉親本進行雜交實驗，后代出現(xiàn)了一定數(shù)量的窄葉后代。請回答： (1)根據(jù)實驗結果可以判斷寬葉表現(xiàn)的是 性性狀。 (2)為驗證葉形的遺傳屬于“伴X染色體遺傳”還是“常染色體遺傳”，應該選擇其表現(xiàn)型為 的父本和 的母本進行雜交，并預測其雜交實驗結果及結論：① ；② 。 (3) 有人試圖研究玉米葉形的遺傳是否為“伴性遺傳”，你認為這項研究是否可以進行? ，為什么? 。 (4)有人認為植物感受光照而開花的感光部位是花芽，另外還有人認為其感光部位是花芽下的第一片葉。為此對以上兩種推測進行了如下實驗設計，并進行了預測。 實驗步驟：將該植物均分為A、B兩組，A組將花芽全部遮光，只對第一片葉進行短時間光照；B組將花芽下的第一片葉全部遮光，只對花芽進行長時間光照。觀察兩組植物生長情況。 預期結果及結論： ①若只有A組開花，則感光部位是花芽下的第一片葉； ②若只有B組開花，則感光部位是花芽； ③若A、B兩組均不開花，則花芽和第一片葉都是必需的感光部位。請指出以上實驗中的有兩處不當之處： ① ； ② 。 【答案】（1）顯 （2）寬葉 窄葉 ①如果后代雌株全是寬葉，雄株全是窄葉，則葉形遺傳是伴X染色體遺傳 ②如果后代雌株中有窄葉，雄株中有寬葉（其他合理的答案也可），則葉形遺傳是常染色體遺傳 （3）不能玉米為雌雄同株植物（沒有性別決定和伴性遺傳） （4）①實驗步驟中兩組的光照時間不相等（或沒有遵循單因子變量原則，或在一組對照實驗中有兩個變量等，凡答案合理均可）②預期結果還應有：若A、B兩組均開花，則感光部位是花芽或其下的第一片葉任一處 【解析】（1）兩寬葉親本雜交，后代出現(xiàn)了窄葉，則寬葉為顯性性狀，窄葉為隱性性狀。(2)在相對性狀的顯隱性關系確定時，判定基因所在位置。用窄葉作母體，寬葉作父體，后代雌雄個體各一種表現(xiàn)型。(3)玉米為雌雄同株植物，不能作伴性遺傳的材料。（4）實驗步驟中違反了單因子變量原則。依據(jù)題意，應用相同的光照射兩組植物。（5）實驗結果預測不全面，還應有A、B兩組均開花的情況。