优化方案高考生物大一轮复习 第十单元 实验原则与设计 第37讲 实验原则与设计讲义.doc

第37讲实验原则与设计1.能独立完成考纲规定的教材实验，包括理解实验的目的、原理、方法和操作步骤。2.具备验证简单生物学实验的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。,学生用书p266)1完整的实验设计一般包括实验题目、假设、预期、实验、观察和收集数据、分析、推论、评价、交流等。2科学探究的一般过程为：观察、提出问题作出假设设计、完成实验分析数据，得出结论交流、表达和再探究。3探究实验设计时要遵循三大原则：科学性原则、对照原则和单一变量原则。4实验过程中可以变化的因素称为变量，生物学实验中常涉及的类型有自变量、因变量和无关变量。5实验一般程序：分组编号设置对照条件处理观察比较得出结论。1研究细胞核的功能，把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分。()2比较过氧化氢在不同温度条件下的分解实验，该实验的自变量是fecl3溶液与肝脏研磨液。()3探究ca2的主动吸收，使细胞外ca2浓度大于或小于细胞内ca2浓度。()4探究酵母菌培养过程中的呼吸方式，其因变量是是否产生了co2。()5探究生长素促进插条生根的最适浓度的实验中，需设置不同浓度生长素与清水组作对照。()6观察二氧化硫对植物的影响，可用两组实验相互对照：一组玻璃罩内放入植物，并加入低浓度二氧化硫气体，另一组玻璃罩内放入相同的植物，并加入高浓度二氧化硫气体。()考点一实验设计原则学生用书p2661科学性原则包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果的处理等方面要保证不出现科学性错误，要有科学的思想和方法作指导。2对照原则对于对照实验，一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种：(1)空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的条件”实验中：(2)自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验，即是典型的自身对照实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。(3)条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：s型菌dnar型活菌s型菌落r型菌落(实验组)；s型菌dnadna酶r型活菌r型菌落(条件对照组)。(4)相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的条件”实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。3单一变量原则在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。单一变量原则是指控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。4平行重复原则为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验组中控制相同条件下多设几组，以使得出的结论更准确、科学。 (2016莆田调研)已知物质x对菠菜种子的萌发有抑制作用，物质y可解除物质x的抑制作用。某研究小组现设计实验验证物质y可解除物质x对菠菜种子萌发的抑制作用，请完善该实验。(要求与说明：答题时用x、y表示相关名词；物质x、物质y的剂量均符合实验要求；物质x、物质y的相应处理措施不作具体要求)(1)该实验的自变量为_，因变量为_。(2)实验步骤：用物质x处理菠菜种子一段时间；将用物质x处理过的菠菜种子均分为两组，编号为甲、乙，甲组不做处理，乙组_，将两组菠菜种子分别置于_的环境下培养。一段时间后，_。(3)预测实验结果及结论：_。解析该实验的自变量是物质y的有无，因变量是菠菜种子的萌发率。实验步骤中，应先用物质x处理菠菜种子一段时间，然后进行不同的处理，最后统计分析菠菜种子的萌发率。不做处理组的萌发率低于物质y处理组的萌发率，证明物质y可解除物质x对菠菜种子萌发的抑制作用。答案(1)物质y的有无菠菜种子的萌发率(2)用物质y处理相同且适宜统计分析两组菠菜种子的萌发率(3)甲组菠菜种子的萌发率低于乙组，说明物质y可解除物质x对菠菜种子萌发的抑制作用教材实验中的变量分析变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)ph、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究ph对过氧化氢酶活性的影响不同ph(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧的有无co2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；是否有酒精产生(用重铬酸钾检测)葡萄糖溶液，石灰水的量、温度、ph、锥形瓶的洁净程度等模拟探究细胞表面积与体积的关系琼脂块体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、naoh溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或根长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中的群落演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等实验变量实例分析1(2016湖南长沙二模)下列对有关实验中变量的叙述，正确的是()a在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和ph是自变量b在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量c在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量d在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量解析：选c。在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量，ph是无关变量，a错误；在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是自变量，b错误；在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无氧呼吸的产物，是因变量，氧气的有无是自变量，d错误。2(2016江苏苏北四市二模)实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作，错误的是()a验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理b探究唾液淀粉酶的最适ph的实验中，将每一组温度控制在37 c验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住d探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉解析：选c。验证光合作用能产生淀粉的实验中，将实验植物做饥饿处理，避免植物自身原有的有机物对实验结果产生影响属于控制无关变量的操作，a正确；探究唾液淀粉酶的最适ph的实验中，将每一组温度都控制在37 ，是控制无关变量温度对实验的影响，b正确；验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住，这是设置自变量，不是控制无关变量，c错误；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉，淀粉的量也影响实验的结果，需要控制，d正确。实验设计原则实例分析3下列实验中，有关实验组和对照组的设置，正确的是()选项实验名称实验组对照组a探究过氧化氢酶作用的最适ph氢氧化钠溶液或盐酸过氧化氢溶液过氧化氢酶蒸馏水过氧化氢溶液过氧化氢酶b验证过氧化氢酶具有催化作用过氧化氢溶液肝脏研磨液过氧化氢溶液fecl3溶液c验证酶的专一性新鲜蔗糖溶液新鲜蔗糖酶液新鲜淀粉溶液新鲜淀粉酶液d验证某种酶是蛋白质待测酶溶液双缩脲试剂标准蛋白质溶液双缩脲试剂解析：选d。探究过氧化氢酶作用的最适ph应设置成相互对照实验，无特定的对照组，多个实验组的ph不同，表中a项对应的设置是验证ph对酶活性影响，a项错误。验证酶具有催化作用，对照组应设置为用等量蒸馏水过氧化氢溶液。b项对应的设置是验证酶具有高效性，b项错误。验证酶的专一性应设置为：实验组为反应物相应酶液，对照组为另一反应物同一酶液或同一反应物另一种酶液，c项错误。验证某种酶是蛋白质的实验中，对照组设置成标准蛋白质溶液双缩脲试剂是为了排除无关变量的干扰，d项正确。4某校生物兴趣小组将体重、大小和年龄均相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三组，分别进行如表所示的连续实验，下列有关该实验的叙述中，错误的是()组别第一步操作第一步现象第二步操作第二步现象甲组腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液小鼠活动减弱直至昏睡腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液小鼠逐渐苏醒、活动恢复正常乙组腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液检测小鼠尿糖呈阳性腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液检测小鼠尿糖逐渐呈阴性丙组腹腔注射适量的生理盐水小鼠活动正常、尿糖检测呈阴性腹腔注射适量的生理盐水小鼠活动正常、尿糖检测呈阴性a.该实验可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用b该实验的对照有同组内的自身对照，甲、乙间的相互对照，设计丙组作空白对照无必要c该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应用生理盐水与相应激素配制而成d该实验同一步所用的三种溶液量必须相等，同一组前后两步所用溶液量可以不等解析：选b。该实验通过甲组和乙组的自身对照，可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用。实验要严格遵循对照原则和单一变量原则，因此该实验同一步所用的三种溶液量必须相等，但是同一组前后两步所用溶液量可以不等。该实验有组内的自身对照(第一步与第二步对照)，也有甲、乙两组的相互对照，但是丙组的空白对照也很有必要，因为只有与空白对照相比较才能够看出实验组的情况是否异常。考点二探究性实验与验证性实验学生用书p2681探究性实验与验证性实验比较比较项目探究性实验验证性实验概念指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果a，则b”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释因结论是已知的，故不存在假设问题2.实验步骤设计的一般步骤第一步：取材、分组和编号(1)取材探究性实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词，如“取相同的(或生理状态相同的)若干只(或株、个等)”。如此设置是防止无关变量对实验结果的影响。(2)分组要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为：“随机(或平均)分为若干组”。(3)编号根据实验分组情况而编号，如“甲组、乙组”等，或“组、组、组”。第二步：实验处理实验处理遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为：“组施加实验变量，组作为对照不施加实验变量”。第三步：观察、记录实验的因变量尽可能选择较好地反映与实验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定的指标。常用的关键词为“一段时间后观察(测定)做好记录等”。 为研究雄性家兔体内睾酮(st，一种雄性激素)与生长激素(gh)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)，请补充完成方案并回答问题：研究课题：雄性家兔体内st含量对gh含量的影响。(1)实验假设：_。(2)实验步骤将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只。测定和记录每只家兔血液中st和gh的浓度。甲组兔切除性腺，乙组兔_。在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录_。(3)预测结果测定时间st浓度(g/ml)gh浓度(g/ml)甲组乙组甲组乙组前测m1m1n1n1后测小于m2m2大于n2n2注：m1、m2、n1、n2均为某测定值。(4)分析与讨论要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射_，乙组家兔注射_，然后测定和记录每只家兔血液中的gh浓度，并求各组的_。与后测比，进一步实验处理后甲组gh浓度_，乙组gh浓度不变。根据预测结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：_。解析(1)根据生活经验，雄性激素(st)能够抑制生长激素(gh)的分泌，故作出假设：雄性家兔体内st含量对gh含量起抑制作用。(2)自变量为st含量，可通过是否切除性腺来控制，故实验组(甲组)兔切除性腺，对照组(乙组)兔不切除性腺。实验的因变量为家兔血液中gh的浓度，故在相同且适宜的条件下饲养1个月，通过测定和记录每只家兔血液中st和gh的浓度，来反映雄性家兔体内st含量对gh含量的影响。(4)通过对预测结果分析，雄性家兔体内st含量对gh含量起抑制作用，为进一步证明st含量确实对gh含量起抑制作用，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射一定量的st，乙组家兔注射等量生理盐水。测定和记录每只家兔血液中的gh浓度，并求各组的平均值。与后测比，进一步实验处理后甲组由于血液中st含量恢复正常，对gh含量起抑制作用，故甲组gh浓度下降，而乙组gh浓度不变。根据预测结果，可以对雄性幼年家兔进行切除性腺(阉割)，促使其生长激素含量增加，体重增加。答案(1)st含量的增加能使gh含量下降(2)不切除性腺(不作处理)每只家兔血液中st和gh的浓度(4)适量st溶液等量生理盐水平均值下降切除性腺(阉割)评价、修订类实验题的解题策略此类试题要求考生对相应实验的实验原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容非常熟悉，能找出实验中错误的地方并给予纠正，常以生物学中一些经典实验或教材实验为基础而设计，要求考生有扎实的基础知识和基本技能，突出了对“双基”的考查。解此类题的一般步骤：第一步：分析取材是否正确。第二步：分析实验原理及方法是否正确。第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。第四步：步骤及操作分析，包括(1)漏做某个实验步骤或颠倒某两个实验步骤的顺序；(2)操作方法错误；(3)有没有设置对照实验，如果有，看对照实验设计是否合理；(4)实验是否遵循单一变量原则；(5)实验是否具有偶然性；(6)有无更为简单的实验方案；(7)实验能否顺利完成；(8)实验的安全性如何。第五步：分析实验结果是否正常。考查实验步骤设计1用某种降血糖物质x做以下实验(注：用生理盐水配制x溶液)。回答下列问题： (1)某同学要验证x的降血糖作用，进行如下实验：选择一批体重相同的正常小鼠，测定_，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的_，对照组注射等量的_，一段时间后测定两组小鼠的_，若_，则表明x有降血糖作用。 (2)若要验证一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：用_小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用_小鼠作为对照组2；实验组注射_，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组_的血糖浓度均在正常范围内，而对照组_的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。解析：(1)实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，本题中实验鼠是否注射x溶液为自变量；随自变量的变化而变化的变量称为因变量，本实验中血糖浓度的变化是因变量。除了一个因素以外，其他因素都保持不变的实验叫做对照实验。本实验过程中设置了对照实验，即注射x溶液与生理盐水形成对照，并且在实验前后均要测定小鼠的血糖浓度。本实验为验证性实验，故预测实验结果是对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降。(2)要验证一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，除需要用患糖尿病小鼠作空白对照外，还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照，预测结果是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内，对照组1患糖尿病小鼠的血糖浓度高于正常范围。答案：(1)血糖浓度x溶液生理盐水血糖浓度对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降(2)患糖尿病正常一定量的x溶液(或x溶液)21考查实验设计是否完善2某兴趣小组为验证2，4d对插条生根的促进作用，进行了如下实验。a剪取同一杨树植株上长势与长度相同、部位相近且有3个芽的健壮枝条20根，随机均分为甲、乙两组；b甲组每根插条上都保留3个芽，乙组插条上的芽全部去除；c将甲组插条的下端插入适量蒸馏水中，乙组插条的下端插入等量适宜浓度的2，4d溶液中。两组均置于相同且适宜的环境中培养；d每天观察、记录插条上芽的数目。请对上述实验进行分析：(1)每组选取多根插条的目的是_。(2)请指出该实验设计的两项不合理之处。_；_。(3)实验设计改正后，甲组起_作用。解析：首先明确实验性质是验证性实验；其次分析变量，自变量是2，4d的有无，因变量是插条生根的情况，无关变量有枝条的长势、长度、环境温度、溶液体积等。(1)若每组只有一根插条，则受偶然因素的影响较大，若选多根插条则可以排除偶然因素对实验结果的影响。(2)甲、乙两组插条上芽的数量不等，违背了实验设计的等量原则和单一变量原则；据题意本实验的实验目的是验证2，4d对插条生根的促进作用，因此应观察生根的情况，而不能观察芽的数目，观察指标不对。(3)该实验设计改正后甲组是对照组，乙组是实验组。答案：(1)减少实验误差(排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响)(2)甲、乙两组插条上芽的数量不等(或没有控制好变量)观察、记录插条上芽的数量不对(或观察记录的指标不对)(3)对照实验结果实例分析3(2016宁波二模)研究人员探究蔗糖(suc)、一定浓度的吲哚乙酸(iaa)对某植物幼茎细胞伸长的影响，与空白对照组相比，得到如图所示的实验结果。据此可判断()asuc抑制幼茎细胞伸长bsuc和iaa还能促进根细胞的伸长ciaa是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一d高浓度的iaa对细胞伸长具有抑制作用解析：选c。据图可知用蔗糖处理后幼茎长度增加，所以蔗糖具有促进幼茎细胞伸长的作用；无法根据实验结果判断蔗糖和生长素对根细胞的作用；据图可知生长素促进细胞伸长的作用比蔗糖的促进作用强，所以可推出生长素是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一；高浓度的生长素对细胞伸长具有抑制作用，但在本实验中没有体现。4(2016南昌九校联考)为探究物质x增强学习记忆能力的分子机制，将初断乳大鼠随机分成4组，饲养8周后，测定大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性，实验结果如图所示。下列叙述正确的是()a乙组中，乙酰胆碱酯酶活性大于一氧化氮合酶活性b棕榈油能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性c小剂量x能明显提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性d大剂量x能降低大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性解析：选c。曲线图和柱形图对应的纵坐标数值不同，乙组中乙酰胆碱酯酶活性小于一氧化氮合酶活性，a错误；乙组中一氧化氮合酶的活性小于甲组，说明棕榈油能降低大鼠脑组织中一氧化氮合酶的活性，b错误；比较图中的甲组、丙组和丁组可以看出，小剂量x和大剂量x都能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶和一氧化氮合酶的活性，c正确、d错误。易错点1验证与探究的混淆点拨一般来说，验证性实验与探究性实验的实质区别在于实验结果是已知的还是未知的。如果是已知的，大多可以作为验证性实验来考虑，例如教材中“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验；如果是未知的，就可以作为探究性实验来考虑，例如教材中“影响酶活性的条件”的实验。 易错点2实验开始前测与实验结果处理点拨有些实验开始前需对实验状态进行前测，有些实验结果不能直接观察到实验现象，需要对实验结果进行处理，即再进行一个小的实验。易错点3对实验原理与实验结果解释的混淆点拨(1)实验原理要求写出实验设计的依据，实验设计的主要思路及对实验结果的观测方法。(2)实验结果解释要求用实验原理把实验结果和实验结论联系起来，叙述好前因后果。 ,学生用书p270)1(2015高考广东卷)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织，从获得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如下表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理的是()秋水仙素浓度(g/l)再生植株(棵)四倍体植株(棵)0480244443786281181851092a.0、2、3、4、5、6b0、4、5、6、7、8c0、6、7、8、9、10 d0、3、6、9、12、15解析：选b。预实验主要是为正式实验摸索条件，本题中正式实验的目的是“从获得的再生植株中筛选四倍体植株”，则预实验后所确定的秋水仙素浓度应符合“再生植株数量多，四倍体植株的数量也多”两个条件。从表中数据可以看出，最适秋水仙素浓度在6 g/l左右，故选择的秋水仙素浓度范围为48 g/l，在这一浓度范围内设置更小梯度进行正式实验，同时加上浓度为0的空白对照组。2(2014高考天津卷)mrsa菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质h与青霉素组合使用对mrsa菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是()组别123培养基中的添加物100 g/ml蛋白质h20 g/ml青霉素2 g/ml青霉素100 g/ml蛋白质hmrsa菌生长正常生长正常死亡a.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的b第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死mrsa菌c实验还需设计用2 g/ml青霉素做处理的对照组d蛋白质h有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素解析：选c。a项，细菌属于原核生物，原核生物无核膜包被的细胞核，因此细菌死亡与否不能通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定。b项，第2组和第3组存在两个变量，即青霉素的浓度和蛋白质h，因此不能说明低浓度的青霉素即可杀死mrsa菌。c项，实验数据表明，2 g/ml青霉素100 g/ml蛋白质h使mrsa菌死亡，要研究人母乳中新发现的蛋白质h与青霉素组合对mrsa菌生长的影响，应设置单独使用2 g/ml青霉素处理的对照组，以排除2 g/ml青霉素对mrsa菌生长的影响，从而使得出的实验结论更加准确。d项，单独使用蛋白质h，mrsa菌生长正常，因此蛋白质h不具有杀菌作用。3(2015高考全国卷)某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的x基因和y基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株(a组，即对照组)、反义x基因的转基因植株(b组)和反义y基因的转基因植株(c组)为材料进行实验，在番茄植株长出果实后的不同天数(d)，分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高，乙烯的释放量就越大)，结果如下表：组别乙烯释放量(lkg1h1)20 d35 d40 d45 da0271715b0952c0000回答下列问题：(1)若在b组果实中没有检测到x基因表达的蛋白质，在c组果实中没有检测到y基因表达的蛋白质。可推测，a组果实中与乙烯含量有关的基因有_，b组果实中与乙烯含量有关的基因有_。(2)三组果实中，成熟最早的是_组，其原因是_。如果在35天时采摘a组与b组果实，在常温下储存时间较长的应是_组。解析：(1)根据题干可知，某基因的反义基因可抑制该基因的表达，a组为对照组，则x基因和y基因都能表达，乙烯释放量高；b组有反义x基因，则x基因不能表达，y基因能够表达，乙烯释放量较低；c组有反义y基因，则y基因不能表达，x基因能够表达，不能释放乙烯。根据表中三组实验乙烯释放量的对比，可知a组乙烯释放量多是x基因和y基因共同表达的结果，b组释放的乙烯少是y基因表达的结果。因此，a组果实中与乙烯含量有关的基因是x基因和y基因，b组果实中与乙烯含量有关的基因是x基因、y基因和反义x基因。(2)乙烯能够促进果实的成熟，根据三组实验中a组释放的乙烯量最多，可推测a组果实最早成熟。若在35天时采摘a、b两组果实，由于a组乙烯的释放量高，使a组果实易成熟，储存时间会较短，而b组储存时间较长。答案：(1)x基因和y基因x基因、y基因和反义x基因(2)a乙烯具有促进果实成熟的作用，该组果实的乙烯含量(或释放量)高于其他组(其他合理答案也可)b4(2015高考四川卷)进食可刺激胃腺细胞分泌胃液，胃液中含有胃酸及胃蛋白酶，有利于消化。(1)胃酸可以杀灭进入胃内的细菌，这属于机体的_免疫；胃蛋白酶仅对食物中的蛋白质成分有消化作用，这体现了酶的_性。(2)哺乳动物进食时，食物尚未进入胃内就可引起胃液分泌，称为头期胃液分泌。该过程受神经调节和神经体液调节的共同调控，如下图所示。胃泌素通过_运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌。若胃酸分泌过多，又可抑制胃泌素的分泌，这种调节方式叫做_。促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质，除胃泌素外还有_。(3)为探究两种调节机制对头期胃液分泌的影响，有人用同一只狗连续进行了以下实验：步骤实验操作4小时胃液分泌量1假饲2切除胃窦，再假饲3假饲，并注射一定量的胃泌素(控制胃泌素的注射剂量，使胃液分泌量与步骤1相当)4只注射与步骤3相同剂量的胃泌素，但不假饲注：假饲是让狗吃肉，但吞下的肉从食道上的人工瘘口掉出，不进入胃；“”数量表示胃液分泌量多少。步骤2中胃液的分泌是_调节的结果。步骤3的目的是_。步骤4是为了确定在_调节作用下的胃液分泌量。重复上述实验均得到相同结果，表明在头期胃液分泌的两种调节机制中，_的作用效应更大；二者共同作用效应_(大于/小于/等于)各自单独作用效应之和。解析：(1)胃酸对多种细菌具有杀灭作用，这属于非特异性免疫。胃蛋白酶仅对蛋白质成分起消化作用，体现了酶的专一性。(2)激素由内分泌腺分泌到内环境中，通过体液(主要是血浆)运输到作用部位。胃泌素对胃酸的分泌起促进作用，而胃酸分泌过多又可以作为信号抑制胃泌素的分泌，这属于反馈调节(负反馈调节)。由图可知，促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质除胃泌素外，还有神经调节过程中释放的神经递质。(3)由图可知，胃窦g细胞受传出神经的支配，同时胃泌素通过体液运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌，所以胃液的分泌属于神经体液调节；胃液分泌还受饲喂食物的直接刺激，此时为单一的神经调节。步骤2中由于胃窦切除，不能分泌胃泌素，故只有单一的神经调节；步骤3中注射一定量的胃泌素，当胃液分泌量与步骤1相同时，说明注射的胃泌素的量与步骤1中假饲条件下胃泌素的分泌量相当；步骤4并没有假饲，此时只有神经体液调节；由步骤2和步骤4的结果说明神经体液调节的作用效应更大，但步骤1和步骤3所体现的两种调节的共同作用效应大于步骤2和步骤4各自单独作用效应之和。答案：(1)非特异性专一(2)体液(负)反馈调节神经递质(3)神经确定在假饲条件下胃泌素的分泌量神经体液神经体液调节大于5(2015高考浙江卷)现有一种细菌 m，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌m。(要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜)请回答： (1)实验思路：(2)预测实验结果(设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线): (3)测定总酶浓度时，应对细胞做_处理。解析：本题是实验设计题，从题目叙述可知，细菌m可以合成某种酶并分泌到细胞外，研究培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系时，要求只设计一组实验。实验思路：要测得细菌m在不同培养时间的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，需要培养细菌m，在不同培养时间测定细胞数、细胞外酶浓度、总酶浓度。由于测定总酶浓度时要破碎细菌细胞，所以开始要设计多组相同的培养瓶培养相同数量的细菌m，在不同的培养时间测定一个培养瓶中的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，做好记录，并对实验结果进行分析。以时间为横坐标，细胞数和酶浓度为纵坐标设计一个坐标系，绘出细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线。在培养过程中，细胞数量的变化曲线类似于“s”型增长曲线，细胞外酶浓度应小于总酶浓度。答案：(1)取细菌m，稀释后，分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中。取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录。在培养过程中，每隔一段时间，重复。对所得实验数据进行分析与处理。(2)(3)破碎1(2016山西太原质检)为了探究ph对过氧化氢酶活性的影响，某小组同学进行了如下实验。实验材料：直径4 cm、厚度0.5 cm的马铃薯块茎圆片若干，随机平均分为三组。实验步骤：组别步骤第1组第2组第3组1 mol/l的hcl溶液浸泡5 min1 mol/l的naoh溶液蒸馏水浸泡5 min取出后，用吸水纸吸去马铃薯块茎圆片上多余的液体3%的过氧化氢溶液5滴5滴5滴及时观察现象第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生注：“”表示不做处理。请分析回答下列问题：(1)表格中的是_，是_。(2)该实验的无关变量有_(至少写出两项)。(3)及时观察时，第1、2组马铃薯块茎圆片上均无气泡产生，是因为_。(4)放置几分钟后，该组同学发现第3组马铃薯块茎圆片上基本无气泡继续产生，第1、2组马铃薯块茎圆片竟然有少量气泡产生。请分析：第3组基本无气泡继续产生的原因是_；第1、2组有少量气泡产生的原因可能是_(写出一点即可)。解析：(1)对第1、2、3组的处理分别是用hcl、naoh、蒸馏水浸泡，且浸泡时间均为5 min，故是浸泡5 min。第1、2组分别用hcl和naoh处理后，滴加过氧化氢溶液后不产生气泡，说明强酸和强碱影响了马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性，第3组没有用酸和碱处理，该组马铃薯块茎中过氧化氢酶的活性强，会催化过氧化氢分解产生氧气，从而产生大量气泡，故是有大量气泡产生。(2)该实验的自变量是ph(或加入的是酸、碱，还是蒸馏水)，无关变量有多种，如马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间、过氧化氢溶液的浓度和用量、观察时间等。(3)强酸和强碱会使过氧化氢酶变性失活，因此，在及时观察时第1、2组马铃薯块茎圆片上无气泡产生。(4)第3组马铃薯块茎圆片起初有大量气泡产生是过氧化氢酶催化过氧化氢分解的结果，当过氧化氢全部被分解后，不再产生气泡。一段时间后，第1、2组马铃薯块茎圆片有少量气泡产生，可能是过氧化氢自然分解，产生的氧气积累，也可能是强酸、强碱浸泡时间短，只使马铃薯块茎圆片中部分酶失活，使得过氧化氢分解减慢，几分钟以后产生的气体逐渐积累。答案：(1)浸泡5 min有大量气泡产生(2)马铃薯块茎圆片的大小、浸泡时间(过氧化氢溶液的浓度和用量、观察时间等)(3)强酸、强碱使马铃薯块茎圆片表面的过氧化氢酶失活(4)过氧化氢分解完毕过氧化氢自然分解的气体得到积累，形成少量气泡(浸泡时间短，hcl、naoh只破坏了马铃薯块茎圆片中部分过氧化氢酶的结构，使得过氧化氢分解减慢，放置几分钟后气体积累形成气泡)2(2016广东清远1月测试)h2s是一种细胞内的信号分子，具有降低血压的功能。在细胞内其产生过程为：蛋白质某种氨基酸h2s(1)h2s中的s元素位于氨基酸的_上。(2)有人为研究生理浓度(对细胞不产生毒害的浓度)的h2s的功能及作用机理，以大鼠为材料进行实验，结果如下表：组别123处理生理盐水生理浓度h2skatp开放剂相对血压值(正常为100%)100%80%80%注：katp是血管平滑肌细胞膜上的一种运输蛋白，其开放平滑肌舒张；反之平滑肌收缩。为保证本实验的科学性，对实验大鼠的要求是_。组别1的作用是_。假定每个组别用三只大鼠进行实验，且进行三次重复实验，该实验共需要测定_个实验数据。katp发挥功能需要消耗atp，平滑肌细胞中能合成atp的场所有_。根据实验结果推测，生理浓度的h2s降低血压的作用机理是_。为证明上述推测，有人增加了第4组大鼠，请简述设计思路并预测结果。设计思路：_。预测结果：_。解析：(1)由于图中某种氨基酸能分解产生h2s，因此该氨基酸的组成元素中一定含有硫元素，并且位于r基上。(2)为了保证实验的可信性，对实验鼠的要求是数量、种类、大小及生理状态等相同。组别1的作用是起对照作用。每组三只大鼠，进行三次重复实验，实验共需要测数据33327次。平滑肌细胞中能合成atp的场所有细胞质基质、线粒体。从表格中数据可以看出，h2s能够使血压降低，根据题意，h2s能作用于通道蛋白katp，使其开放，血管平滑肌舒张，造成血压下降的效果。设计思路是取三只大鼠用生理浓度的h2s加katp抑制剂进行处理，其余条件与前三组相同，测定大鼠血压并计算相对值。预测分析可知，通道蛋白katp不开放，血管平滑肌不舒张，则血压不下降，血压高于80%。答案：(1)r基(2)数量、种类、大小及生理状态等相同作为对照27细胞质基质、线粒体h2s使katp开放，从而使平滑肌舒张，使血压降低设计思路：取三只大鼠用生理浓度的h2s加katp抑制剂进行处理，其余条件与前三组相同，测定大鼠血压并计算相对值预测结果：相对血压值高于80%3(2016宁波四校联考)为了探究某物质(x)的作用，研究者提出了以下实验思路：实验分组：甲组：培养液正常肝脏细胞x溶液(用生理盐水配制)；乙组：培养液正常肝脏细胞生理盐水。每组设置若干个重复样品。将各组样品置于相同且适宜条件下培养合适时间后，检测各组样品中细胞的癌变情况，统计并记录各组样品中细胞癌变的发生率。(要求与说明：答题时用x表示相关名词；实验所用的肝脏细胞代谢状况一致；实验所用的培养液能满足肝脏细胞正常生活所需)请回答：(1)实验目的：_。(2)预测实验结果及结论：_。(3)若x能诱导肝脏细胞发生癌变，为了进一步探究x的剂量与肝脏细胞癌变的关系，请简述该实验的设计思路：_。解析：(1)根据所给实验信息可知，该实验的自变量是x的有无，因变量是肝脏细胞的癌变情况(肝脏细胞癌变的发生率)，故该实验的目的是探究x是否能诱导肝脏细胞发生癌变。(2)由于不清楚x的具体作用，其可能会诱导肝脏细胞发生癌变，也可能不会诱导肝脏细胞发生癌变，故预测实验结果及结论时，需要对不同情况进行讨论。(3)欲探究x的剂量与肝脏细胞癌变的关系，需要用不同剂量的x溶液分别处理肝脏细胞。答案：(1)探究x是否能诱导肝脏细胞发生癌变(2)如果甲组中细胞癌变的发生率明显大于乙组，说明x能诱导肝