資源簡介

高考生物三輪專題突破
專題八　實驗與探究
[課標內容]　能夠恰當選用并熟練運用工具展開觀察；針對日常生活的真實情境提出清晰的、有價值的、可探究的生命科學問題或可達成的工程學需求；基于對相關資料的查閱，設計并實施恰當可行的方案；運用多種方法如實記錄，并創造性地運用數學方法分析實驗結果；能夠在團隊中起組織和引領作用，運用科學術語精確闡明實驗結果，并展開交流。
梳理核心知識
1.甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現綠色，而吡羅紅使RNA呈現紅色。鹽酸能改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色質中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。
2.差速離心法：將細胞膜破壞后，形成由各種細胞器和細胞中其他物質組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機在不同的轉速下進行離心處理，就能將各種細胞器分離開。
3.健那綠染液是將活細胞中線粒體染色的專一性染料，可以使活細胞中的線粒體呈現藍綠色，而細胞質接近無色。
4.實驗過程中可以變化的因素稱為變量，除了一個因素外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。
5.CO2可使澄清石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短，可檢測酵母菌溶液中CO2的產生情況。
6.設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗叫做對比實驗。探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，需要設置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結果都是事先未知的，通過對比可以看出有、無氧氣對細胞呼吸的影響。
[點睛] 對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有：探究酵母菌細胞呼吸的方式；魯賓和卡門的同位素標記法實驗；赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗。
7.科學家通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清化學反應的詳細過程。這種方法叫做同位素標記法。
8.孟德爾成功的原因：(1)正確地選用實驗材料；(2)先研究一對相對性狀的遺傳，再研究兩對或多對相對性狀的遺傳；(3)應用統計學方法對實驗結果進行分析；基于對大量數據的分析而提出假說，再設計新的實驗來驗證。特別是他把數學方法引入生物學的研究，是超越前人的創新。他對科學的熱愛和鍥而不舍的精神，也值得我們學習。
1.判斷有關顯微觀察類與物質提取鑒定類實驗說法的正誤
(1)將斐林試劑加入果糖溶液中后，溶液呈現無色，水浴加熱后有磚紅色沉淀生成。(×)
(2)蛋白質變性后，用雙縮脲試劑鑒定，不再顯示紫色。(×)
(3)鑒定還原糖、蛋白質和DNA都需要進行水浴加熱。(×)
(4)用紙層析法分離色素時，若濾液細線畫得過粗可能會導致色素帶出現重疊。(√)
(5)以新鮮洋蔥鱗片葉內表皮為材料，經吡羅紅甲基綠染色，可觀察到呈紅色的細胞核。(×)
(6)制作細胞的有絲分裂裝片時，洋蔥根尖解離后直接用龍膽紫溶液染色。(×)
(7)低溫誘導染色體數目加倍實驗中，將大蒜根尖制成裝片后再進行低溫處理。(×)
(8)酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸的產物都能用酸性重鉻酸鉀溶液來鑒定。(×)
2.判斷有關模擬調查類實驗與探究性實驗說法的正誤
(1)用標志重捕法調查田鼠種群密度及農田土壤小動物的豐富度。(×)
(2)隨機掃取表層土取樣，可以調查土壤小動物類群豐富度。(×)
(3)探究溫度對酶活性的影響時，將酶與底物溶液在室溫下混合后于不同溫度下保溫。(×)
(4)檢測酵母菌培養過程中是否產生CO2可判斷其呼吸方式。(×)
(5)“低溫誘導植物染色體數目變化”實驗，低溫處理的目的是阻斷洋蔥根尖細胞的DNA復制。(×)
(6)探究酵母菌種群數量變化，應設空白對照排除無關變量的干擾。(×)
(7)探索2，4－D促進插條生根的最適濃度實驗時，進行預實驗的目的是減少實驗誤差，確定濃度范圍。(×)
1.植物細胞可看成一個滲透裝置的原因是________________________________。
用一定的硝酸鉀溶液能使植物細胞發生質壁分離和復原的原因是_________________________________________________________。
提示　植物細胞的原生質層相當于半透膜，且細胞內外存在著濃度差　硝酸鉀溶液的濃度比細胞液的濃度高，使植物細胞失水而發生質壁分離，但當NO和K＋被植物細胞吸收后，使細胞液的濃度升高，細胞又從外界吸水而使質壁分離復原
2.葉綠體中色素提取的原理是_____________________________________。
分離的原理是_________________________________________________。
提示　葉綠體中色素易溶于有機溶劑無水乙醇中　不同色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的在濾紙上擴散的快，反之擴散則慢
3.病毒不能在細胞外獨立增殖的原因是______________________________。
滅活的病毒可用作疫苗的原因是___________________________________。
含單鏈核酸的病毒容易發生突變(或不易制備疫苗)的原因是_______________________________________________。
提示　缺乏相應的酶系統、原料、能量與特定的結構　它沒有感染性而有抗原性，使機體不患病又能刺激機體產生特異性抗體　單鏈的核酸不穩定，易發生基因突變
4.果蠅、豌豆等生物常用于遺傳雜交實驗的原因是：________________________。
提示　生長期短，具有明顯易分的相對性狀，易培養，繁殖能力強，子代數量多利于統計分析
5.“土壤中小動物類群豐富度的研究”實驗中不適于標志重捕法或樣方法，原因是______________________________________________________。
提示　許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小
6.“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”實驗前先做一個預實驗的原因有______________________________________________。
提示　為進一步的實驗摸索條件，檢驗實驗設計的科學性和可行性
1.(2021·全國乙卷，2)選擇合適的試劑有助于達到實驗目的。下列關于生物學實驗所用試劑的敘述，錯誤的是(　　)
A.鑒別細胞的死活時，臺盼藍能將代謝旺盛的動物細胞染成藍色
B.觀察根尖細胞有絲分裂中期的染色體，可用龍膽紫溶液使其著色
C.觀察RNA在細胞中分布的實驗中，鹽酸處理可改變細胞膜的通透性
D.觀察植物細胞吸水和失水時，可用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮
答案　A
解析　臺盼藍可以用來鑒別細胞的死活，可以將死細胞染成藍色，代謝旺盛的動物細胞是活細胞，其細胞膜具有選擇透過性，A錯誤；染色體容易被龍膽紫溶液等堿性染料著色，因此觀察根尖細胞有絲分裂中期的染色體時，可用龍膽紫溶液使其著色，B正確；鹽酸處理可改變細胞膜的通透性，有利于染液進入細胞使RNA著色，從而確定其在細胞中的分布，C正確；用蔗糖溶液處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮(活細胞)，使原生質層兩側產生滲透壓，由于原生質層相當于一層半透膜，水分子可以自由透過，而蔗糖分子不能，故顯微鏡下可觀察到該細胞發生質壁分離現象，D正確。
2.(2021·選擇性考試河北卷，3)關于生物學實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A.NaOH與CuSO4配合使用在還原糖和蛋白質檢測實驗中作用不同
B.染色質中的DNA比裸露的DNA更容易被甲基綠著色
C.紙層析法分離葉綠體色素時，以多種有機溶劑的混合物作為層析液
D.利用取樣器取樣法調查土壤小動物的種類和數量，推測土壤動物的豐富度
答案　B
解析　還原糖的檢測實驗中，使用的是斐林試劑，將NaOH與CuSO4混合，還原糖與新制氫氧化銅懸濁液反應生成磚紅色沉淀，蛋白質的檢測實驗中，使用的是雙縮脲試劑，先加入NaOH創設堿性環境，再加少量CuSO4，蛋白質在堿性條件下與Cu2＋反應，生成紫色的絡合物，A正確；染色質的主要成分是蛋白質和DNA，蛋白質包裹著DNA，比裸露的DNA更難著色，B錯誤；紙層析法分離葉綠體色素時，使用的層析液由石油醚、丙酮和苯混合而成，C正確；調查土壤小動物的種類和數量采用的是取樣器取樣法，通過小動物的種類和數量可推測土壤動物的豐富度，D正確。
3.(2021·選擇性考試湖南卷，2)以下生物學實驗的部分操作過程，正確的是(　　)
實驗名稱 實驗操作
A 檢測生物組織中的還原糖 在待測液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液
B 觀察細胞中DNA和RNA的分布 先加甲基綠染色，再加吡羅紅染色
C 觀察細胞中的線粒體 先用鹽酸水解，再用健那綠染色
D 探究酵母菌種群數量變化 先將蓋玻片放在計數室上，再在蓋玻片邊緣滴加培養液
答案　D
解析　檢測生物組織中的還原糖時用斐林試劑，斐林試劑需要甲液(質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(質量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液)按照1∶1的比例混合均勻后再使用，A錯誤；觀察細胞中DNA和RNA的分布，需要用甲基綠、吡羅紅混合染色劑將細胞染色，B錯誤；觀察細胞中的線粒體，需要保持細胞的活性，不能用鹽酸水解，C錯誤；探究酵母菌種群數量變化時，可采用抽樣檢測的方法，實驗過程中先將蓋玻片放在計數室上，再用滴管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，D正確。
4.(2021·選擇性考試廣東卷，9)秸稈的纖維素經酶水解后可作為生產生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養酵母菌并探究其細胞呼吸(下圖)。下列敘述正確的是(　　)
A.培養開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成
B.乙瓶的溶液由藍色變成紅色，表明酵母菌已產生了CO2
C.用甲基綠溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布
D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量
答案　D
解析　檢測無氧呼吸的產物——乙醇應從甲瓶中取出發酵液，滴加到試管中，再往試管中滴加酸性重鉻酸鉀溶液，而不是在甲瓶中直接加入酸性重鉻酸鉀溶液，A錯誤；溴麝香草酚藍水溶液遇到CO2時的顏色變化為由藍變綠再變黃，B錯誤；健那綠染液是專一染線粒體的活細胞染料，可使活細胞中的線粒體呈現藍綠色，而細胞質接近無色，因此用健那綠染液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布，C錯誤；甲瓶添加的纖維素水解液是定量的，增加酵母菌的數量只能提高乙醇的生成速率，不能提高乙醇最大產量，D正確。
微專題1　教材基礎實驗
1.教材實驗中的“一材多用”——洋蔥
2.與“洗”有關的實驗操作
3.酒精在教材實驗中的作用
4.高考常考的“顏色”歸納
提醒：(1)葉綠體中色素分離的濾紙條中：胡蘿卜素→橙黃色；葉黃素→黃色；葉綠素b→黃綠色；葉綠素a→藍綠色。
(2)死細胞＋臺盼藍染液→藍色。
考向1　借助實驗材料、試劑或藥品的選擇，考查科學探究能力
1.(2021·1月八省聯考河北卷，4)某農場技術員對作物種子發育過程中有機物積累及轉化進行動態監測。關于檢測方法及出現結果的敘述，錯誤的是(　　)
A.嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒
B.嫩小麥子粒加水研磨→離心取上清液→加碘液→觀察被染成深藍色的淀粉
C.嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質
D.嫩甜玉米子粒加水研磨→離心取上清液→加斐林試劑并水浴加熱→觀察磚紅色沉淀檢測還原糖
答案　B
解析　嫩小麥子粒加水研磨，研磨液離心，淀粉沉淀下來，不應取上清液，而應該取沉淀物鑒定淀粉存在。
2.(2021·重慶南開中學改編)下列生物學相關實驗的描述，不合理的是(　　)
A.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮作實驗材料，觀察DNA、RNA在細胞中的分布
B.蘋果和梨的果肉組織都含有大量的果糖且果肉組織均近于白色，兩者均可用于還原糖的檢測
C.用人口腔上皮細胞作為實驗材料，可觀察細胞中的線粒體
D.用新鮮的紅色花瓣細胞作質壁分離的實驗材料，有利于觀察到明顯的實驗現象
答案　A
解析　觀察DNA、RNA在細胞中的分布應選擇無色或顏色淺的細胞，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞含有紫色大液泡，不適合作該實驗的實驗材料；蘋果和梨的果肉組織都含有大量果糖且果糖為還原糖，果肉組織近于白色，可排除生物組織本身顏色對實驗結果的干擾，能作為還原糖檢測的實驗材料；人口腔上皮細胞接近無色，健那綠染液可將活細胞中的線粒體染成藍綠色，而細胞質接近無色，可排除實驗材料本身顏色對實驗結果的干擾；紅色花瓣細胞含有紅色的大液泡，有色的液泡會使質壁分離及質壁分離復原現象易于觀察。
考向2　圍繞實驗原理及操作過程，考查綜合應用能力
3.(2021·1月八省聯考江蘇卷，7)下列與中學生物實驗相關的敘述，正確的是(　　)
A.探究溫度對淀粉酶活性的影響時，用斐林試劑檢測，顏色由棕色變為淡藍色
B.對培養液中的酵母菌進行計數時要先將培養液滴在計數板上，再輕蓋蓋玻片
C.洋蔥根尖經過解離、漂洗、染色和制片后，部分細胞中可觀察到染色體
D.調查遺傳病發病率時發現樣本太少可擴大調查范圍，已獲得的原始數據不能再用
答案　C
解析　探究溫度對淀粉酶活性的影響時不能用斐林試劑檢測，因為斐林試劑需要水浴加熱，會影響酶的活性，而且顏色變化也應該是由淡藍色變為磚紅色，A錯誤；對培養液中的酵母菌進行計數時，應該是先蓋上蓋玻片再滴加培養液，B錯誤；調查樣本太少，可擴大調查范圍，原始數據可以再利用，D錯誤。
4.(2021·湖南雅禮中學調研)下列關于教材中生物學實驗的敘述，正確的是(　　)
A.觀察活細胞中的線粒體時，可以用甲基綠染液進行染色
B.可用肉眼直接觀察到人體紅細胞在失水過程中的形態變化
C.用放射性同位素標記動物細胞膜實驗，證明了細胞膜具有流動性
D.研究藻類光合作用的實驗中，NaHCO3溶液不只是為藻類提供無機鹽
答案　D
解析　觀察活細胞中的線粒體時，可以用健那綠染液進行染色，A錯誤；不能用肉眼直接觀察到人體紅細胞在失水過程中的形態變化，B錯誤；證明細胞膜具有流動性用的是熒光標記法，C錯誤；研究藻類光合作用的實驗中，NaHCO3溶液可以為藻類提供無機鹽和CO2等，D正確。
5.(2021·江西九江調研)下列有關實驗操作的敘述正確的是(　　)
A.吡羅紅甲基綠染色劑配制好后可置于試劑瓶中保存，以供長期使用
B.將健那綠充分溶解于生理鹽水后可用于人口腔上皮細胞中線粒體的染色
C.綠葉中色素的提取和分離實驗中，直接用體積分數為95%的乙醇作為提取液
D.酵母菌培養液需要用質量分數不小于50%的葡萄糖溶液配制才可滿足能源所需
答案　B
解析　吡羅紅甲基綠染色劑使用時需現配；將0.5 g健那綠充分溶解于50 mL生理鹽水中，即可得到質量分數為1%的健那綠染液，其可用于人的口腔上皮細胞中線粒體的染色；綠葉中色素的提取和分離實驗中，用無水乙醇作為提取液，如果沒有無水乙醇，可用體積分數為95%的乙醇，但要加入適量的無水碳酸鈉，以除去乙醇中的水分；質量分數為5%的葡萄糖溶液即可滿足酵母菌的能源所需，高濃度的葡萄糖溶液會使酵母菌失水死亡。
微專題2　教材中涉及的研究方法和技術
1.教材中的同位素標記法和熒光標記法歸納
(1)分泌蛋白的合成和運輸(3H標記亮氨酸)(必修① P48)
(2)光合作用的探究歷程：①卡爾文循環(14C標記CO2)；②魯賓和卡門證明光合作用放出的氧氣完全來自于水(18O分別標記H2O和CO2)(必修① P102)
(3)噬菌體侵染細菌的實驗(35S和32P分別標記噬菌體蛋白質外殼和DNA)(必修② P44)
(4)DNA半保留復制的實驗證據(15N標記NH4Cl)(必修② P52)
(5)熒光標記法：①人鼠細胞融合實驗(必修① P67)；②基因位于染色體上的實驗證據(必修② P30)
2.教材經典實驗的14個研究方法歸納
(1)制作DNA分子雙螺旋結構模型——構建物理模型法。
(2)種群數量增長模型——構建數學模型法。
(3)分離各種細胞器——差速離心法。
(4)證明DNA進行半保留復制——同位素示蹤技術和密度梯度離心法。
(5)分離葉綠體中的色素——紙層析法。
(6)觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂——死體染色法。
(7)觀察線粒體——活體染色法。
(8)探究酵母菌的呼吸方式——對比實驗法和產物檢測法。
(9)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗——同位素標記法。
(10)摩爾根證明基因在染色體上——假說——演繹法。
(11)薩頓提出“基因位于染色體上”的假說——類比推理法。
(12)調查土壤中小動物類群的豐富度——取樣器取樣法。
(13)估算種群密度(運動能力強的生物)——標志重捕法。
(14)估算種群密度(運動能力弱的生物)——樣方法。
1.(2021·河南百校聯盟)下列關于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的敘述，正確的是(　　)
A.在實驗過程中兩組實驗裝置均需要放在黑暗條件下
B.實驗過程中產生的氣體能使酸性重鉻酸鉀溶液變為灰綠色
C.用溴麝香草酚藍水溶液是否變色來判斷酵母菌的呼吸方式
D.在有氧裝置中酵母菌細胞的線粒體內O2/CO2的比值最低
答案　D
解析　由于酵母菌不進行光合作用，因此在實驗過程中兩組實驗裝置不需要放在黑暗條件下，A錯誤；無論是在有氧還是在無氧條件下，實驗過程中產生的氣體都是二氧化碳，二氧化碳不能使酸性重鉻酸鉀溶液變為灰綠色，酒精能使酸性重鉻酸鉀溶液變為灰綠色，B錯誤；無論是在有氧還是在無氧條件下，實驗過程中產生的氣體都是二氧化碳，二氧化碳能使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，因此用溴麝香草酚藍水溶液是否變色不能判斷酵母菌的呼吸方式，C錯誤；在有氧裝置中酵母菌細胞的線粒體中CO2含量最高，O2含量最低，因此線粒體內的O2/CO2的比值最低，D正確。
2.(2021·河北保定調研)下列關于光合作用發現歷程的敘述，錯誤的是(　　)
A.卡爾文采用熒光標記法研究了小球藻光合作用的暗反應過程
B.用18O分別標記CO2和H2O中的氧探究光合作用產生O2的來源
C.恩格爾曼選擇水綿作為實驗材料，是因為水綿的葉綠體較大
D.薩克斯對植物暗處理的目的是消耗完葉片中光合作用的產物
答案　A
解析　卡爾文采用同位素標記法探究了光合作用的暗反應過程，A錯誤；光合作用產生的O2的來源，可以用18O分別標記CO2和H2O中的氧進行探究，B正確；水綿的葉綠體較大，便于觀察，所以恩格爾曼選擇水綿作為實驗材料，C正確；將植物暗處理的目的是將葉片中光合作用的產物消耗完畢，D正確。
3.(2021·江西名師聯盟)科學家做了圖示實驗：將胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上并給予單側光照；一段時間后將A、B瓊脂塊分別置于相同的去尖端胚芽鞘甲和乙的一側，數天后生長結果如圖所示，該實驗能得到的結論是(　　)
A.光照導致生長素在尖端發生極性運輸
B.胚芽鞘甲生長速度快于乙
C.B瓊脂塊中的生長素含量多于A
D.單側光干擾生長素向下運輸
答案　C
解析　生長素的極性運輸與單側光無關，A錯誤；圖中胚芽鞘乙彎曲的程度大于甲，因此B瓊脂塊中的生長素含量多于A，進一步推知胚芽鞘甲生長速度慢于乙，B錯誤，C正確；單側光會影響生長素的橫向運輸，而不會干擾生長素向下運輸，D錯誤。
4.(2021·安徽合肥質檢)下列有關生物學實驗的敘述，正確的是(　　)
A.采用差速離心法將藍藻的各種細胞器分離開
B.用蒸餾水配制健那綠染液來觀察人的口腔上皮細胞中的線粒體
C.達爾文的向光性實驗證明了胚芽鞘的向光生長是由某種化學物質引起的
D.紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞可作為觀察DNA和RNA在細胞中分布的實驗材料
答案　D
解析　藍藻是原核生物，僅有核糖體一種細胞器，A錯誤；觀察人口腔上皮細胞中的線粒體時，應使用生理鹽水配制健那綠染液，B錯誤；達爾文的向光性實驗證明了胚芽鞘尖端向伸長區傳遞某種“影響”，造成伸長區背光面比向光面生長快，出現向光性彎曲，C錯誤；紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞是無色的，可作為觀察DNA和RNA在細胞中分布的實驗材料，D正確。
5.(2021·西安高新一中調研)下列關于生物學研究中所用方法的表述，錯誤的是(　　)
A.基因位于染色體上的推論和DNA半保留復制的推測——類比推理法
B.噬菌體侵染細菌實驗和探究光合作用中氧氣來源實驗——同位素標記法
C.研究種群數量的變化和生態系統中能量流動的特點——模型建構法
D.孟德爾遺傳規律的發現和證明基因位于染色體上——假說—演繹法
答案　A
解析　DNA半保留復制的推測是假說—演繹法，A錯誤；噬菌體侵染細菌實驗中用35S和32P分別標記噬菌體的蛋白質和DNA，探究光合作用中氧氣來源實驗中用18O分別標記H2O和CO2中的氧，B正確；研究種群數量的變化——構建數學模型，研究生態系統中能量流動的特點——構建能量金字塔模型，C正確；孟德爾遺傳規律的發現和摩爾根證明基因位于染色體上都運用了假說—演繹法，D正確。
微專題3　實驗設計題的解題規律
1.牢固掌握實驗設計的程序
2.描述實驗設計步驟的“四步曲”
3.“五看法”評價實驗設計的方案
1.正確寫出實驗目的
實驗目的——要探究或者驗證的某一事實或者做了該實驗后，要解決什么問題。
(1)實驗目的的書寫與表達：實驗目的的內容包含研究對象、研究現象(因變量)和作用于對象的因素(自變量)，格式為“探究(驗證)×××(自變量)對×××(因變量)的影響”或“探究(驗證)×××(自變量)與×××(因變量)的關系”等。
(2)實驗目的的確認方法
①根據題目信息，直接寫出實驗目的。
②根據實驗裝置或實驗現象，推斷實驗目的。
③根據實驗步驟反推實驗目的。
[典例1] 科研人員在一定二氧化碳濃度和溫度條件下，利用蘋果樹、梨樹幼苗進行了一系列探究實驗，得到結果如圖所示。科研人員設計本實驗的目的是_____________________________________________________。
答案　探究不同光照強度對兩種果樹光合作用速率的影響
解析　本實驗的自變量有兩個：光照強度和植物種類，因變量是光合作用速率，因此該實驗的目的是探究不同光照強度對兩種果樹光合作用速率的影響。
[典例2] 如圖裝置表示3株脫淀粉(經充分“饑餓”處理)的長勢相同的同種植株分別放在透光的密閉鐘罩內。試將下列分析思路補充完整：
自變量 ：________________，因變量：________________。
實驗目的：___________________________________。
答案　CO2濃度　光合速率　探究CO2濃度與光合速率的關系
2.準確寫出實驗原理
實驗原理就是進行實驗的理論依據，包括選擇實驗材料的依據、作出實驗假設的依據、設置實驗步驟的依據、分析現象與結果的依據和確定觀測指標的依據。
(1)實驗原理一般由三段組成：自變量和因變量的關系＋因變量的觀測指標＋實驗過程描述。
(2)實驗原理中“因變量的觀測指標”可作為實驗結果的參考；有些題目要求對實驗結果進行分析，其考查的是實驗原理，所以對實驗結果分析時合理套用實驗原理即可。
[典例3] (2017·全國卷Ⅰ，29改編)某科研機構發現了一種新型病毒，并對該病毒的遺傳物質進行研究。請回答下列問題。
(1)可用化學分析的方法對該病毒的遺傳物質種類進行研究，原理是_______________________________________________________________。
(2)可以用同位素標記法研究該病毒遺傳物質種類，將宿主細胞放在含某種有放射性標記的核苷酸的培養基中培養，再用該病毒侵染被標記的宿主細胞；一段時間后收集子代病毒并檢測其放射性。培養基中的各種核苷酸________(填“是”或“不是”)都需要標記，理由是____________________________________。
答案　(1)DNA含有的五碳糖是脫氧核糖且含堿基T，RNA含有的五碳糖是核糖且含堿基U，可以通過化學分析的方法，分析這種新型病毒遺傳物質中五碳糖或含氮堿基的種類，據此判斷該病毒的遺傳物質是DNA還是RNA
(2)不是　若對各種核苷酸都進行放射性標記，則無論該新型病毒是DNA病毒還是RNA病毒，在子代病毒中均能檢測到放射性
解析　本實驗的目的是探究該新型病毒遺傳物質的種類。(1)病毒只有一種核酸，DNA或者RNA，二者在化學組成上的不同是DNA含有的五碳糖是脫氧核糖，RNA含有的五碳糖是核糖；DNA特有的堿基是T，RNA特有的堿基是U，因此，可以通過化學分析的方法，分析這種新型病毒的五碳糖或含氮堿基的種類，從而判斷該病毒的遺傳物質是DNA還是RNA。(2)核苷酸包括兩類，一類是脫氧核糖核苷酸，另一類是核糖核苷酸，培養基中，只需將脫氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸進行放射性標記，如果都進行放射性標記，那么無論新型病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，收集到的子代病毒中均能檢測到放射性，無法得出實驗結論。
[典例4] 重金屬離子會導致蛋白質分子變性，某小組進行實驗，探究銅離子對唾液淀粉酶活性的影響，步驟如下：
①取兩支潔凈的試管，編號A、B，A試管中加入1%的CuSO4溶液和pH為6.8的緩沖液各1 ml，B試管中加入蒸餾水和pH為6.8的緩沖液各1 mL。
②往兩支試管中各加入等量相同濃度的唾液淀粉酶溶液1 mL。
③往兩支試管中各加入等量相同濃度的淀粉溶液1 mL。
④放入適宜溫度下保溫一段時間。
⑤取出試管，各加入斐林試劑1 mL，50～65 ℃水浴加熱2分鐘，觀察顏色變化。
該實驗的實驗原理：_____________________________________________。
答案　①唾液淀粉酶可以催化淀粉水解為還原糖；②還原糖與斐林試劑水浴加熱生成磚紅色沉淀
3.完整寫出實驗思路與實驗步驟
(1)應牢記實驗步驟的“四步曲”，即取材(共性處理)→處理(變量處理)→(培養)觀察記錄→預測結果(得出結論)。
(2)實驗設計中“使用恰當的語言表述”應注意的問題
①實驗材料的選擇
植物：如大小相似、長勢相同的同種植株。
動物：如體重(體長)、年齡、生長趨勢相同，有時甚至要“性別”相同。
有時可以敘述為“生長狀況基本相同的個體”。
②試劑的選擇
在量上難以做到準確的量化描述時，應盡可能用“定性”的語言表達，要注意“等濃度”“等體積”“適量的”“一定量的”等詞的運用。
實驗時間和條件上用“一段時間”“適宜的溫度、pH”等語言。
[典例5] (2021·成都七中診斷)雞的性別決定方式是ZW型，已知雞的黑羽和白羽由A/a控制，長腿和短腿由B/b控制，現將雌雄兩只雞多次雜交，F1的表現型和數量如表所示，請回答下列問題：
白羽長腿 白羽短腿 黑羽長腿 黑羽短腿
雄雞 150 0 50 0
雌雞 75 75 25 25
(1)上述兩對等位基因的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)自由組合定律，判斷的依據是__________________________________________。
(2)親代父本和母本的基因型分別是________________和________________。
(3)F1中的黑羽長腿雞自由交配時，若含有b基因的雄配子有一半不能受精，則F2的表現型及比例是_______________________________________________。
(4)將短腿雄雞和長腿雌雞雜交，在產生的若干后代F1中，出現了一只短腿雄雞，有人推測可能的原因有：
①母本卵細胞發生了基因突變，B基因變為b基因；
②母本卵細胞中B基因所在染色體片段缺失。
已知既不存在B基因，也不存在b基因的受精卵無法發育成個體，請設計實驗探究該F1中短腿雄雞出現的原因。(簡要寫出實驗思路、實驗結果及結論)
實驗思路：________________________________________________________。
實驗結果及結論：__________________________________________________。
答案　(1)遵循　白羽長腿∶白羽短腿∶黑羽長腿∶黑羽短腿＝9∶3∶3∶1　(2)AaZBZb　AaZBW　(3)黑羽長腿雄雞∶黑羽長腿雌雞∶黑羽短腿雌雞＝7∶6∶1　(4)將該F1短腿雄雞與正常長腿雌雞雜交，觀察后代的表現型及比例(或將該F1短腿雄雞與正常短腿雌雞雜交，觀察后代的表現型及比例)　若后代雄雞∶雌雞＝1∶1，雄雞全為長腿，雌雞全為短腿，則是原因①；若后代雄雞∶雌雞＝2∶1，則是原因②[或若后代雌雞和雄雞全為短腿，且雌雞∶雄雞＝1∶1，則是原因①；若后代雌雞和雄雞全為短腿，且雄雞∶雌雞＝2∶1，則是原因②]
解析　(1)分析表格信息可知，F1的表現型和比例為白羽長腿∶白羽短腿∶黑羽長腿∶黑羽短腿＝9∶3∶3∶1，兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。(2)根據表中結果可知，F1雄雞和雌雞中，白羽∶黑羽都是3∶1，所以羽色為常染色體遺傳，且白羽為顯性性狀，而雄雞中只有長腿，雌雞中長腿∶短腿為1∶1，因此該對性狀為伴性遺傳，且長腿為顯性性狀，由此推出親本基因型為AaZBW和AaZBZb，表現型均為白羽長腿。(3)F1中的黑羽長腿雌雞為aaZBW，黑羽長腿雄雞為1/2aaZBZB，1/2aaZBZb，雌雄雞自由交配后代均為黑羽，若含有b基因的雄配子一半不能受精，則父本產生的能參與受精的雄配子的類型及比例為aZB∶aZb＝6∶1，母本產生雌配子的類型及比例為aZB∶aW＝1∶1，因此F2的表現型及比例為黑羽長腿雄雞∶黑羽長腿雌雞∶黑羽短腿雌雞＝7∶6∶1。(4)要探究雜交后代F1中出現短腿雄雞的原因，可將其和正常長腿雌雞雜交，觀察后代表現型及比例予以判斷。①如果是基因突變，則該F1雄雞的基因型為ZbZb，其與正常長腿雌雞雜交，后代雄雞∶雌雞＝1∶1，雄雞全為長腿，雌雞全為短腿；②如果是染色體片段缺失，則該F1雄雞的基因型為ZbZ_，已知沒有B基因也沒有b基因的受精卵無法發育成個體，其與正常長腿雌雞雜交，則后代雄雞∶雌雞＝2∶1。此外，也可將F1短腿雄雞與正常短腿雌雞雜交，觀察后代表現型及比例予以判斷，①如果是基因突變，則該F1雄雞的基因型為ZbZb，其與正常短腿雌雞雜交，后代雌雞和雄雞全為短腿，且雌雞∶雄雞＝1∶1；②如果是染色體片段缺失，則該F1雄雞的基因型為ZbZ_，由于既不存在B基因，也不存在b基因的受精卵無法發育成個體，其與正常短腿雌雞雜交，則后代雌雞和雄雞全為短腿，且雄雞∶雌雞＝2∶1。
4.實驗結果與結論的預測與分析
首先要明確該實驗是驗證性實驗還是探究性實驗。若為驗證性實驗，則實驗現象與實驗原理一致、結果唯一，結論與題目要求(目的)一致；若為探究性實驗，則實驗現象與實驗原理一致或相反或居中，相應的結論有多種情況。
[典例6] (2021·襄陽四中調研)為研究生長素(IAA)和赤霉素(GA)對豌豆黃化幼苗莖切段伸長的影響，設計了以下兩個實驗：
實驗一：用不同濃度的IAA和GA分別處理相同的莖切段，結果如圖1所示；
實驗二：將相同的莖切段自頂端向下對稱縱切到3/4處后，分別進行不同的處理，一段時間后，結果如圖2所示。
請回答下列問題：
(1)圖1中實驗的自變量是________________________，該同學圖1的設計實驗缺少了一組，該組應該用________________處理。
(2)根據圖1實驗結果中IAA處理的結果，能否得出IAA生理作用具有兩重性？________；若想進一步研究IAA和GA之間相互作用的關系，則應該用________________________處理莖切段作為實驗組。
(3)分析圖2結果，研究者推測IAA和GA的作用部位有差異，用圖2中的甲、乙、丙三組彎曲部位的莖切段作為實驗材料，分別制作________(填“橫切片”或“縱切片”)進行顯微觀察。若乙組與甲組對比，觀察到乙組____________________，則表明IAA作用于表皮細胞；若丙組與甲組對比，觀察到丙組____________________，則表明GA作用于內部組織細胞。
答案　(1)激素的種類和濃度　等量的蒸餾水
(2)不能　IAA和GA同時
(3)縱切片　表皮細胞較長　內部組織細胞較長
解析　(1)分析圖1可知，激素的種類和濃度為實驗的自變量，莖切段伸長量為實驗的因變量。若要探究不同濃度的激素對莖切段伸長量的作用，還應設置不用激素處理的對照組，故實驗中缺少用等量蒸餾水處理的對照組。(2)兩重性是指低濃度促進生長，高濃度抑制生長，圖1實驗中由于缺少空白對照實驗，因此僅有不同濃度的IAA處理的結果不能判斷是促進作用還是抑制作用，不能得出IAA的生理作用具有兩重性。若想進一步研究IAA和GA之間相互作用的關系，則應該用1AA和GA同時處理莖切段作為實驗組。(3)比較圖2的甲、乙、丙三組，乙組表皮細胞長得快，所以向內彎曲，丙組內部組織細胞長得快，所以向外彎曲，制切片觀察應比較表皮細胞和內部組織細胞的長度，所以應制作縱切片進行觀察。若乙組與甲組對比，觀察到乙組表皮細胞較長，則表明IAA作用于表皮細胞；若丙組與甲組對比，觀察到丙組內部組織細胞較長，則表明GA作用于內部組織細胞。
5.實驗方案的分析與評價
需要從“實驗目的”“自變量”“因變量”“無關變量”等角度，按照實驗原理進行逐一審視，看是否合理。
[典例7] 小白鼠是恒溫動物，當環境溫度明顯降低時，其體溫仍能保持相對恒定。為了探究調節體溫的中樞是否為下丘腦，某校生物興趣小組制訂了以下實驗方案。
實驗假設：下丘腦是調節體溫的主要中樞。
材料用具：略。
實驗步驟：
①取兩只性別與年齡相同的成年小白鼠，并標記為甲、乙組；
②用一定的方法破壞甲鼠的下丘腦，乙鼠不作處理作為對照；
③把甲鼠置于10 ℃環境中，乙鼠置于30 ℃環境中作為對照，在相對安靜的條件下觀察24小時，每隔4小時分別測量一次體溫，并做好記錄。
預期結果與結論：
①若甲鼠體溫發生明顯改變，乙鼠體溫保持相對恒定，則假設成立；
②若甲、乙兩鼠體溫均保持相對恒定，則假設不成立。
(1)該興趣小組設計的實驗方案有些不妥之處，請提出4條改進意見：
a.__________________________________________________；
b.___________________________________________________；
c._________________________________________________；
d.__________________________________________________。
(2)有同學認為實驗組與對照組可在同一只小白鼠身上進行，你是否贊同這個觀點？并說明理由。_______________________________________________。
答案　(1)a.應增加兩組小白鼠的數量，避免偶然因素導致實驗結果不準確，甚至實驗失敗　b.甲、乙兩組小白鼠的健康和生理狀況應該一致　c.實驗前應先測定甲、乙兩組小白鼠的體溫　d.甲、乙兩組小白鼠應置于相同的較低溫度(如10 ℃)環境中 (2)贊同，先做不破壞下丘腦的實驗，再做破壞下丘腦后的實驗，進行自身前后對照
專題強化練
(時間：40分鐘　滿分：90分)
一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)
1.(2021·1月八省聯考遼寧卷，9)下列實驗中，有關注意事項錯誤的是(　　)
實驗名稱 注意事項
A 觀察蘚類葉片細胞的葉綠體 裝片中的葉片隨時保持有水狀態
B 比較過氧化氫在不同條件下的分解 使用新鮮肝臟的研磨液
C 綠葉中色素的提取與分離 研磨應充分而迅速
D 探究酵母菌種群數量的變化 從靜置試管的中部吸取培養液
答案　D
解析　用高倍鏡觀察蘚類葉片的葉綠體時，臨時裝片要隨時保持有水狀態，以保持細胞活性，A正確；新鮮的肝臟中過氧化氫酶的數量較多，故應使用新鮮肝臟的研磨液，B正確；在提取綠葉中的色素時，需要用到無水乙醇，無水乙醇具有揮發性，故研磨的要迅速；充分研磨可以增加提取液中的色素含量，使實驗結果更明顯，C正確；在探究培養液中酵母菌種群數量的變化實驗中，取樣前應振蕩試管，使酵母菌分布均勻后再吸取培養液，D錯誤。
2.(2021·廣東茂名聯考)種群密度是種群數量的主要特征，不同的種群采用不同的方法調查其種群密度。下列相關敘述中錯誤的是(　　)
A.正常情況下，通過標志重捕法獲得的結果通常要比實際數值高
B.降低樣方的面積便于統計個體數量，所以能降低調查的誤差
C.植物種群一般采用樣方法進行調查，動物一般采用標志重捕法進行調查
D.調查高速公路一側某種綠化樹的種群密度適合采用等距取樣法進行取樣
答案　B
解析　由于第一次捕捉并標記過的動物第二次被捕捉時難度增大，所以正常情況下通過標志重捕法獲得的結果要比實際數值高，A正確；樣方法的大小要根據被調查的對象確定，降低樣方的面積不一定就能降低調查的誤差，B錯誤；植物適合采用樣方法調查其種群密度，動物大多活動能力強、活動范圍大，所以適合采用標志重捕法調查其種群密度，C正確；由于高速公路兩側的綠化樹呈直線分布，所以取樣時適合用等距取樣法進行取樣，D正確。
3.(2021·江蘇啟東中學模擬)在生物學實驗中，常需要制作臨時裝片，下列敘述正確的是(　　)
A.調查學校附近淡水中微生物種類時，不需要制作臨時裝片
B.利用黑藻葉片觀察葉綠體時，需在載玻片上滴加清水，并將幼葉在水滴中展開
C.檢測花生種子中的脂肪時，子葉切片經蘇丹Ⅲ染液染色后，需用清水反復沖洗
D.觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離時，在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，并在同側用吸水紙吸引
答案　B
解析　調查學校附近淡水中微生物種類時，需要制作臨時裝片；利用黑藻葉片觀察葉綠體時，需在載玻片上滴加清水，并將幼葉在水滴中展開，再蓋上蓋玻片做成臨時裝片；檢測花生種子中的脂肪時，子葉切片經蘇丹Ⅲ染液染色后，需用吸水紙吸去多余的染液，再在切片上滴加1～2滴體積分數為50%的酒精溶液，洗去浮色；觀察紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離時，在蓋玻片一側滴加蔗糖溶液，并在另一側用吸水紙吸引。
4.(2021·河南鄭州一中模擬)在生物學實驗過程中有些細胞需要保持活性，有些細胞已經死亡，下列實驗中細胞為活細胞的是(　　)
A.經甲基綠吡羅紅染色劑染色后的人口腔上皮細胞，細胞核呈綠色，細胞質為紅色
B.臺盼藍染液染色后的人口腔上皮細胞，細胞呈藍色
C.健那綠染液染色后的人口腔上皮細胞，線粒體為藍綠色，細胞質接近無色
D.龍膽紫染液染色后的植物細胞，細胞中的染色體被染成紫色
答案　C
解析　觀察DNA和RNA在細胞中的分布實驗中，對人口腔上皮細胞染色前需要加鹽酸進行水解，此時細胞已死亡；臺盼藍染液會使死細胞著色，活細胞不著色，該細胞呈藍色，說明其已死亡；健那綠染液是將活細胞中線粒體染色的專一性染料，可以使活細胞中的線粒體呈現藍綠色，而細胞質接近無色；龍膽紫染液染色前，需要加解離液(鹽酸與酒精混合而成)使組織中的細胞分散開，由于解離液中含有質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精，解離后細胞已死亡。
5.(2021·河北九校聯考)酒精在高中生物實驗中應用非常廣泛，下列相關實驗對應的敘述不合理的是(　　)
方法 不同濃度酒精的應用
研究目的 ① 低溫誘導染色體加倍 綠葉中色素的提取 觀察根尖細胞有絲分裂
酒精的濃度 體積分數為50%的酒精 體積分數為95%的酒精② 體積分數為95%的酒精＋③ 質量分數為15%的鹽酸＋體積分數為95%的酒精
酒精的作用 洗去浮色 洗去卡諾氏液 溶解色素 ④
A.①處應為檢測生物組織中的脂肪
B.②處的酒精應該與鹽酸混合使用
C.③處通常為適量的無水碳酸鈉
D.④處應為使組織細胞相互分離開
答案　B
解析　①處目的為檢測生物組織中的脂肪，A正確；洗去卡諾氏液無需與鹽酸混合使用，直接使用體積分數為95%的酒精即可，B錯誤；提取葉綠體中的色素可以用體積分數為95%的酒精加無水碳酸鈉，C正確；質量分數為15%的鹽酸＋體積分數為95%的酒精起到解離的作用，使組織細胞相互分離開，D正確。
6.(2021·太原五中調研)構建數學模型是高中生物的一種常用方法，右圖建構的數學模型不能夠表示的生物學含義是(　　)
A.質壁分離復原過程中細胞吸水能力與時間的關系
B.酶促反應中底物濃度隨時間的變化
C.放置植物的黑暗密閉容器中氧氣的剩余量與時間的關系
D.紙層析法中色素帶與濾液細線的距離隨時間的變化
答案　D
解析　質壁分離復原過程中隨時間延長，細胞液濃度逐漸減小，即吸水能力越來越弱，A正確；酶促反應過程中底物濃度隨時間延長，濃度越來越低，B正確；黑暗密閉容器中氧氣越來越少，C正確；紙層析法中，色素帶與濾液細線的距離隨時間延長應該是越來越遠的，D錯誤。
二、非選擇題(本題共5小題，共54分)
7.(2021·廣東七校聯考)(12分)圖1為探究光合作用歷程中恩格爾曼的實驗，圖2為某植物光合作用速率與環境因素之間的關系，回答下列問題：
(1)圖1中恩格爾曼的實驗目的是________________________，通過觀察________得出實驗結論；若某人也做了類似的實驗，卻發現細菌在葉綠體的受光部位分布最少，最可能的原因是_________________________________________。
(2)據圖2分析，植物的光合速率與____________________等環境因素有關，光照強度超過某一值時，光合作用的速率不再增加，出現這種變化的主要原因是_______________________________________________________。
答案　(1)探究光合作用的場所(釋放氧氣的場所)　好氧細菌的分布　選擇的實驗材料是厭氧細菌　(2)光照強度和溫度　溫度等因素限制了光合作用速率進一步提高
解析　(1)恩格爾曼的實驗是把載有好氧細菌和水綿的臨時裝片置于無氧的黑暗環境中，然后用極細的光束照射水綿，觀察好氧細菌的分布，然后將臨時裝片置于有光的環境中，觀察好氧細菌的分布，該實驗的目的是探究光合作用的場所。某人也做了類似的實驗，卻發現細菌在葉綠體的受光部位分布最少，最可能的原因是選擇的實驗材料為厭氧細菌。(2)由圖2可知，植物的光合速率與光照強度和溫度等環境因素有關。光照強度增加到一定程度后光合速率不再增加，說明此時限制光合作用的因素不是光照強度，出現這種變化的原因可能是溫度、CO2濃度等因素限制了光合作用速率進一步提高。
8.(2021·河南頂級名校聯考)(10分)我國科學家發現，疫苗與佐劑S一起使用，可使機體的免疫應答更強烈、持久。為揭示其機理，科研人員進行了系列研究。
(1)如圖所示，接種疫苗后，疫苗中的蛋白質成分作為抗原被吞噬細胞通過________的方式攝取，形成吞噬小體。在R－G作用下，吞噬小體中的抗原被處理成抗原肽，呈遞給________細胞，產生免疫應答。當細胞內的R－G過多時，吞噬小體與溶酶體融合，形成吞噬溶酶體，抗原被________，免疫應答受阻。
(2)研究者推測佐劑S通過影響體內物質G的合成，進而影響對疫苗的免疫應答。為了探究該影響是促進還是抑制，研究者分別給四組小鼠注射表中所示的相應物質，一段時間后，測定四組小鼠體內的抗體水平。
注射成分 第1組 第2組 第3組 第4組
疫苗 ＋ ＋ ＋ ＋
佐劑S － － ＋ ＋
物質G － ＋ － ＋
注：“＋”表示注射，“－”表示不注射。
測定結果顯示第3組抗體水平顯著高于其他三組，說明佐劑S可________體內物質G的合成。
(3)綜合上述研究，推測佐劑S的使用有利于吞噬細胞對抗原的________，加強機體免疫應答。
答案　(1)胞吞　T　完全降解　(2)抑制　(3)處理和呈遞
解析　(1)疫苗中的蛋白質成分進入吞噬細胞的方式是胞吞，吞噬細胞攝取疫苗中的蛋白質成分后形成吞噬小體。在R－G作用下，吞噬小體中的抗原被處理成抗原肽，呈遞給T細胞，啟動特異性免疫，產生免疫應答。當細胞內的R－G過多時，吞噬小體與溶酶體融合，形成吞噬溶酶體，抗原被溶酶體中的水解酶完全降解，特異性免疫受阻。(2)本實驗的目的是探究佐劑S是促進還是抑制體內物質G的合成。分析題表可知，對照組為第1組，第2、3、4組為實驗組。若第3組抗體水平顯著高于其他三組，說明佐劑S可抑制體內物質G的合成，使細胞內的R－G不至于過多，阻礙吞噬小體與溶酶體融合，有利于啟動特異性免疫，產生免疫應答。(3)綜合以上分析，推測佐劑S通過抑制物質G的合成，減少R－G的生成，抑制抗原被吞噬溶酶體降解，有利于吞噬細胞對抗原的處理和呈遞，促進T細胞的活化，加強機體免疫應答。
9.(2021·沈陽二中調研)(12分)某研究小組利用普通淀粉酶和耐熱淀粉酶在不同溫度條件下進行了下表所示的實驗，請結合所學知識分析表格，回答下列問題：
組別步驟　　 A組 B組 C組 D組 E組 F組 G組
A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2 F1 F2 G1 G2
a.注入適宜濃度的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
b.注入普通淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
b.注入耐熱淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL
c.在一定溫度下保溫5 min 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃ 90 ℃
d.____
(1)根據實驗目的，完善步驟d____________________________________。
(2)此實驗的自變量是____________________，需要考慮的無關變量有____________________(舉出兩例即可)等。
(3)有人認為表中的設計中有不嚴密之處，請指出其中的錯誤并修改：_______________________________________________。
(4)實驗完成后發現，耐熱淀粉酶在80 ℃條件下相對活性較強，為進一步探究該耐熱淀粉酶的最適溫度是否就是80 ℃，可在________范圍內設置更小的溫度梯度，其他條件不變，重新進行實驗。
答案　(1)注入碘液進行檢測　(2)溫度、淀粉酶的種類　pH、淀粉酶的量(底物的量、保溫時間等)(寫出兩例即可) (3)不能將淀粉酶溶液直接加到淀粉溶液中，需將兩者先分別在各組溫度條件下保溫5 min，然后再將兩者混合 (合理即可)　(4)70～90 ℃
解析　(1)本實驗是為了探究普通淀粉酶和耐熱淀粉酶在不同溫度條件下的活性變化，淀粉的剩余量可作為其活性大小的衡量指標，淀粉遇碘變藍色，而其水解產物遇碘不變色，可以在反應體系中注入碘液，根據是否變色及變色的深淺進行初步檢測。(2)該實驗的自變量有兩個：溫度和淀粉酶的種類；本實驗的無關變量有底物的量、保溫時間、酶的濃度等。(3)探究溫度對酶活性的影響實驗中，要保證同一溫度條件下的酶和底物混合，故應該先將淀粉溶液和淀粉酶溶液分別在各組溫度條件下保溫5 min，再將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中。(4)為進一步探究耐熱淀粉酶的最適溫度，可在70～90 ℃范圍內設置更小的溫度梯度，其他條件不變，重新進行實驗。
10.(2021·安徽五校聯盟)(8分)果蠅是遺傳學研究的經典實驗材料，正常果蠅表現為野生眼型，研究人員發現了一種新的亮紅眼突變型果蠅，為探究亮紅眼基因突變體的形成機制，設計了以下實驗。請回答下列問題：
(1)用亮紅眼突變型果蠅與野生型果蠅進行正、反交實驗，F1均為野生型果蠅，F1雌、雄果蠅相互交配得F2，F2中野生型果蠅與亮紅眼果蠅數量之比為3∶1，且亮紅眼果蠅中雌、雄個體數相當，該實驗可得出亮紅眼突變是________染色體上的________突變。
(2)除了亮紅眼(e)突變型果蠅外，紅眼突變型果蠅還有朱紅眼(a)猩紅眼(d)等類型，兩個基因分別位于2號和3號染色體上，亮紅眼基因e在染色體上的位置未知。研究人員利用純合亮紅眼雄果蠅和純合朱紅眼雌果蠅為親本進行雜交實驗(純合亮紅眼雄果蠅和純合朱紅眼雌果蠅雜交得F1，F1自由交配得F2)，結果如下表。回答下列問題：
表現型 F1 F2
♂ ♀ ♂ ♀
野生型 25 26 91 93
突變型 0 0 70 72
分析實驗結果，研究人員認為亮紅眼突變基因e不在2號染色體上，他們作出此判斷的理由是____________________________________________。
若不考慮d基因，該雜交實驗中親本雄果蠅的基因型是________，F2突變型雌果蠅中雜合子所占的比例是____________________________________________。
(3)有關資料表明，亮紅眼基因在常染色體上，請設計一個方案來探究亮紅眼與猩紅眼兩種突變是由一個眼色基因突變而來，還是由兩個不同基因的突變造成的。(要求：寫出實驗思路、預期實驗結果和結論)
實驗思路：__________________________________。
預期實驗結果和結論：
①______________________________________________________；
②___________________________________________________。
答案　(1)常　隱性　(2)F2性狀分離比接近9∶7，控制朱紅眼、亮紅眼的基因的遺傳符合自由組合定律　AAee　4/7　(3)實驗思路：選擇亮紅眼果蠅與猩紅眼果蠅進行雜交，觀察子代是否出現野生型眼
預期實驗結果和結論：①若子代不出現野生型眼，則說明兩種突變是由一個眼色基因突變而來的　②若子代出現野生型眼，則說明兩種突變是由兩個不同眼色基因的突變造成的
解析　(1)分析題干信息，亮紅眼突變型果蠅和野生型果蠅進行正、反交實驗，F1均為野生型果蠅，可知野生型為顯性性狀，F1雌、雄果蠅相互交配得F2，F2中野生型果蠅與亮紅眼果蠅數量之比為3∶1，且亮紅眼果蠅中雌、雄個體數相同，說明控制亮紅眼的基因位于常染色體上，即亮紅眼突變是常染色體上的隱性突變。(2)純合亮紅眼雄果蠅和純合朱紅眼雌果蠅雜交，F1都表現為野生型，F1自由交配得F2，F2中野生型∶突變型≈9∶7(是9∶3∶3∶1的變式)，由此推斷控制亮紅眼的基因與控制朱紅眼的基因位于非同源染色體上，兩對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律，即控制亮紅眼的基因不位于2號染色體上。若不考慮d基因，該雜交實驗中親本雄果蠅的基因型為AAee，F2中突變型雌果蠅所占的比例為，F2中雜合的突變型雌果蠅所占的比例為，F2突變型雌果蠅中雜合子所占的比例為()÷()＝。(3)要探究亮紅眼與猩紅眼基因是否是一個眼色基因突變導致，可選擇亮紅眼果蠅與猩紅眼果蠅雜交，若亮紅眼與猩紅眼兩種突變是由一個眼色基因突變而來，則雜交子代無野生型眼；若亮紅眼與猩紅眼兩種突變是由兩個不同的基因突變造成的，則雜交子代出現野生型眼。
11.(2021·山西太原五中調研)(12分)植物的生長發育受到多種植物激素的共同調節，如一定濃度的生長素和赤霉素均可促進莖稈伸長。回答下列問題：
(1)赤霉素促進莖稈伸長是通過促進________實現的。生長素調節莖稈生長的作用具有低濃度促進、高濃度抑制的________的特點。
(2)科學家研究了生長素的含量對赤霉素合成的影響，實驗結果如圖。根據下圖，甲同學得出了“植物頂端產生的生長素可促進赤霉素合成”的結論，乙同學則得出“植物頂端可合成赤霉素，與生長素無關”的結論，你認為哪位同學的推斷合理并說明理由：___________________________________________。
(3)科學家獲得了株高低于野生型的水稻矮化突變體品系(品系是指同一祖先、性狀相同的一群個體)。請設計實驗探究該矮化突變體是赤霉素合成缺陷型還是赤霉素不敏感型。簡要寫出實驗思路和對應的預期結果： _____________________。
答案　(1)細胞伸長　兩重性
(2)甲合理，由圖可知，去頂后在頂端施加生長素可恢復甚至提高植株的赤霉素含量
(3)實驗思路：將生長狀態相似的突變體隨機均分為兩組，一組用赤霉素溶液處理，另一組用等量清水處理，將兩組植株放置在相同且適宜的環境中生長一段時間，然后分別測定兩組植株的株高，統計并計算平均值。
預期結果：如果赤霉素組平均株高明顯高于清水組，則為赤霉素合成缺陷型。如果兩組株高平均值無明顯差異，則為赤霉素不敏感型
解析　本題考查植物激素調節的相關知識以及實驗設計能力。(1)赤霉素的主要作用是促進細胞伸長，從而引起植株增高，因此赤霉素促進莖稈伸長是通過促進細胞伸長實現的，生長素調節莖稈生長的作用具有低濃度促進、高濃度抑制的特點，這體現了生長素生理作用的兩重性。(2)據圖比較去頂組、去頂后在頂端施加生長素組與不作處理(保留頂端)組的赤霉素含量，去頂組的赤霉素含量明顯較少，而去頂后在頂端施加生長素組的赤霉素含量較高，由此說明施加生長素可恢復甚至提高植株的赤霉素含量，進一步說明頂端產生的生長素可促進赤霉素的合成，甲同學的推斷合理。(3)本實驗的目的是探究該矮化突變體是赤霉素合成缺陷型還是赤霉素不敏感型，實驗自變量為是否用赤霉素溶液處理該矮化突變體，檢測指標是植株的高度，實驗設計思路：將生長狀態相似的突變體隨機均分為兩組，一組用赤霉素溶液處理，另一組用等量清水處理作為對照，將兩組植株放置在相同且適宜的環境中生長一段時間，然后分別測定兩組植株的株高，統計并計算平均值，若赤霉素組平均株高明顯高于清水組，則該矮化突變體為赤霉素合成缺陷型，若兩組株高平均值無明顯差異，則該矮化突變體為赤霉素不敏感型。

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