【优化设计】高考生物二轮复习 特色专项训练三（五）实验设计类（含解析）.doc

五、实验设计类1雾霾遮挡阳光，对植物光合作用有极大影响。图甲是雾霾环境中放在密闭玻璃罩内的大豆幼苗，co2测量仪可测定其中一昼夜内co2浓度的变化，结果如图乙。图丙是研究光合作用的简单装置。据图回答问题：(1)画出图甲中o2浓度的变化(2)光合作用的光补偿点相当于图乙中的_点。一昼夜后幼苗体内有机物的量有何变化？_。据图乙分析原因：_。(3)若给图丙装置以图乙中c点对应的光照时，液滴将会_移动。如果要用该装置测定大豆幼苗在某一特定光照下的总光合速率，应如何设计实验？如何测定有氧呼吸速率：_。如何测定净光合速率：_。如何处理数据：_。2某科研人员为了探究生长素类似物萘乙酸对萝卜幼苗生长的影响做了如下实验：将长势一致的萝卜幼苗随机分为若干组，每组2株。配制四组不同浓度的萘乙酸溶液：a2.500 mg/l、b3.125 mg/l、c4.165 mg/l、d6.250 mg/l。用不同浓度的萘乙酸溶液分别处理四组萝卜幼苗，并置于相同且适宜的环境条件下培养一段时间。对幼苗叶绿素含量测量数据如图所示：(1)据图可知，随着萘乙酸浓度的升高，萝卜幼苗的叶绿素含量逐渐_。(2)有人指出本实验的操作步骤、均存在缺陷，不仅无法证明萘乙酸的作用，也不能保证实验数据的准确性。请提出修改意见：_；_。(3)本实验还获取了不同浓度萘乙酸对样品中可溶性蛋白含量影响的有关数据，如表：处理样品鲜重(g)单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量(mg/g)a0.5111.05b0.5111.03c0.5610.82d0.5410.06e0.619.97注：e用等量蒸馏水处理由数据分析可以得出，单位质量的样品鲜重中可溶性蛋白含量最高的组别是_。表中数据_(填“能”或“不能”)支持萘乙酸能够增高萝卜幼苗单位重量蛋白质含量，原因是_。欲确定使用萘乙酸的最适浓度，应该在_浓度范围内设计实验进一步确定其精确值。3某两性花植物的花色有紫色、红色和白色三种，该花色性状由两对等位基因a和a、b和b控制。该植物的花色与基因型之间有如下对应关系：表现型紫色红色白色基因型a_b_a_bb、aab_aabb请分析回答下列问题：(1)如果控制花色的两对基因位于两对同源染色体上，则基因型为aabb的个体自交，后代的表现型及比例是_，后代中能稳定遗传的个体所占的比例为_。(2)如果控制花色的两对基因位于一对同源染色体上，则基因型为aabb的个体的两对基因在染色体上的位置有如下两种情况(如图甲、乙)。请以基因型为aabb的个体为唯一实验材料，设计实验以确定两对基因在染色体上的情况(假设没有出现基因重组和基因突变)：实验设计思路：_。可能的实验结果及结论：_。4研究发现某果蝇体细胞中一条染色体上有一个显性基因a(翻翅)，为纯合致死基因；此染色体的同源染色体上也有一个显性基因b(星状眼)，也是纯合致死基因，如图所示。在不考虑交叉互换的前提下回答下列问题：(1)如果上述致死基因位于常染色体上，基因位置如图所示的翻翅、星状眼雌、雄果蝇相互交配，得到后代的表现型有_种。请用遗传图解说明(不需要写配子类型)。(2)如果上述致死基因都位于x染色体上，y染色体上没有这两种基因，那么翻翅、星状眼雌、雄果蝇相互交配，所得后代的雌、雄果蝇的比例为_。请用遗传图解说明(不需要写配子类型)。(3)为了探究这对同源染色体是常染色体，还是x染色体，研究人员选取了_的雄果蝇分别与翻翅的雌果蝇和星状眼的雌果蝇杂交。如果后代的雌、雄果蝇的比例为_，则说明这对同源染色体是常染色体；如果后代的雌、雄果蝇的比例为_，则说明这对同源染色体是x染色体。5某同学为了探究“生长素(iaa)对植物生长有何影响”，他选用了某植物的幼叶鞘作为实验材料，配制一系列不同浓度的iaa溶液进行实验。实验数据如表所示。编号123456iaa溶液浓度(moll1)0(蒸馏水)10121010108106104幼叶鞘增长相对长度2.63.43.83.23.11.8根据上述信息，完成下列问题：(1)由表中数据推知，103 moll1的iaa对该植物的幼叶鞘生长具有_作用。(2)在该植物的栽培过程中，发现部分叶片发黄脱落，从激素调节的角度看，原因可能是_，从遗传的角度看，根本原因是_。(3)如果进一步探究iaa适合该植物的幼叶鞘生长的最适浓度，请写出你的设计思路： _。6“胆碱能神经元”是一种能合成乙酰胆碱(ach)，并在兴奋时释放ach的传出神经元。目前认为，老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关。为了研究老年性痴呆的病理机制，实验人员通过定位损伤大鼠的脑，进行学习能力以及记忆巩固能力的测验，实验处理和结果如下表：组别实验处理实验结果错误次数完成学习或记忆所需时间(秒)甲不做任何处理9.56114.45乙向大鼠脑的一定区域缓慢注射用0.5m缓冲液溶解的鹅膏蕈氨酸1 l18.68156.36(1) 本实验的因变量是_。(2)“胆碱能神经元”的活动与受体有关，毒蕈碱受体(该物质既能与乙酰胆碱结合，又能与鹅膏蕈氨酸结合)是受体的一种，做乙组实验处理的目的是使鹅膏蕈氨酸与_上的毒蕈碱受体结合，使ach的作用受到影响，从而产生与_相似的效果，以达到研究老年性痴呆机制的目的。(3)实验数据说明乙组大鼠的_下降，从而为老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”有关的猜测提供了实验证据。(4)乙组实验需要定位损伤大鼠的脑，若仅有甲组实验作对照，在设计上还不够严密，需增加一组_的实验，当新增丙组实验所得的数据与_组相近时，可进一步支持上述猜测。7(2014安徽皖北十二校高三联考)低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物，如脂质过氧化产物(mda)。超氧化物歧化酶(sod)能够消除过氧化产物，从而增强植物的抗冷性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响”实验步骤及结果如表所示。组别处理培养温度sod活性u/(gmin)125 的蒸馏水浇灌25 7.329.435 的0.5 mmol/l水杨酸浇灌5 10.345 的1.0 mmol/l水杨酸浇灌5 11.655 的1.5 mmol/l水杨酸浇灌5 13.665 的2.0 mmol/l水杨酸浇灌5 8.575 的2.5 mmol/l水杨酸浇灌5 7.985 的3.0 mmol/l水杨酸浇灌5 6.5(1)表中是_，是_。实验设计时每组取50株水稻幼苗，而不是1株，目的是_。(2)本实验需要控制的无关变量有_(至少写两点)。(3)组别1和2对照可得结论是_。组别28可得到的结论是_。在5 的冷胁迫下，2.0mmol/l的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是_(填“增强”或“减弱”)。(4)请根据5 条件下的实验结果完成水杨酸浓度与sod活性关系的坐标折线图。8(2014广东汕头二模)酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵，甲同学认为是氧气自身抑制了酵母菌的无氧呼吸，乙同学认为是有氧呼吸产生的某产物x抑制了酵母菌的无氧呼吸。请设计实验探究酵母菌在氧气充足条件下不能进行无氧呼吸的原因。供选的实验试剂和用品：酵母菌细胞(试剂1)、酵母菌破碎后经离心处理得到的只含有酵母菌细胞质基质的上清液(试剂2)和只含有酵母菌细胞器的沉淀物(试剂3)、x溶液、蒸馏水、橡皮管夹若干、其他常用器材和试剂。完成下列实验步骤：取锥形瓶等连接成如上图所示的装置四套，依次编号为甲、乙、丙、丁。其中每套装置的a锥形瓶加入质量分数为10%的naoh溶液10 ml，c锥形瓶加入质量分数为5%的葡萄糖溶液10 ml，b与d锥形瓶各加入等量的澄清石灰水。(1)请写出支持乙同学观点反对甲同学观点的假说：酵母菌无氧呼吸_。(2)完成下列实验方案实验操作甲乙丙丁添加试剂酵母菌破碎后经离心处理得到的只含有酵母菌细胞质基质的上清液添加溶液(供选：x溶液、蒸馏水)蒸馏水x溶液_x溶液通入气体(供选：氧气、氮气)氮气_氧气培养适宜条件下培养810 h观察观察d锥形瓶中澄清石灰水是否变浑浊，判断是否进行无氧呼吸(3)结果预测及相应结论预期结果相应结论甲乙丙丁受x物质抑制，不受氧气抑制既受x物质抑制，也受氧气抑制不受x物质抑制，也不受氧气抑制注：“”表示澄清石灰水变浑浊；“”表示澄清石灰水不变浑浊9(2014广东佛山二模)茶叶中富含茶多酚，具有很好的保健作用。某研究小组以绿茶为材料，探究绿茶提取物对糖尿病大鼠餐后血糖浓度的影响。(1)完善以下实验步骤：选取_，随机分为a、b两组，每组3只。a组大鼠灌胃适量的绿茶提取物和淀粉，b组大鼠灌胃_。断食一定时间后，a、b组灌胃适量的淀粉，分别在0 h、1 h后测定_。(2)设计一个表格，以记录实验结果。(3)分析与讨论：每组实验至少需3只大鼠，其目的是_。实验结果表明，绿茶提取物能降低糖尿病大鼠餐后血糖浓度。小组继续设计实验进行研究，发现绿茶提取物不能改变胰岛素水平，而能显著抑制淀粉酶活性，这些研究的目的是探究_。图示是加了绿茶提取物后，淀粉酶催化淀粉分解的曲线，请在图中用虚线表示未加绿茶提取物时的分解曲线。10(2014江西赣州期中联考)胆固醇是人体内一种重要的脂质，既可在细胞内以乙酰coa为原料合成，也可以以ldl(一种脂蛋白)的形式进入细胞后水解形成。下图表示人体细胞内胆固醇的来源及调节过程。请分析并回答：(1)胆固醇在细胞中合成的场所是_，它是构成_(结构)的重要成分。(2)血浆中的ldl与细胞膜上的受体结合，以_方式进入细胞，这一过程与细胞膜结构的特点_有关。(3)姜黄素是降脂中药姜黄的提取物，科学家为研究姜黄素的降脂机理，设计实验研究姜黄素对培养小鼠的吞噬细胞ldl受体的影响。第一步：取小鼠的吞噬细胞用培养液制成细胞悬液，放入co2培养箱中，在适宜的_条件下进行增殖培养。为避免代谢产物积累对细胞造成危害，应_。第二步：分别用含姜黄素浓度为0.3 g/ml、0.6 g/ml、0.9 g/ml的培养液培养吞噬细胞，对照组则用_培养，每组5个样本，每个样本中吞噬细胞数量为5.0105。第三步：培养2天后，将样本经一系列处理，再分别用仪器测定每组的光密度值(光密度值与受体数量呈正相关)。实验结果如下：实验处理对照组实验组姜黄素浓度0.3 g/ml0.6 g/ml0.9 g/ml光密度值0.1260.3790.4200.992上述实验可以得出的结论是：_。11(2014河南洛阳三练)分析果蝇的遗传实验问题：实验一：遗传学家摩尔根潜心研究果蝇的遗传行为，1910年5月摩尔根在实验室的大群野生型红眼果蝇中偶尔发现一只白眼雄果蝇，他想知道白眼性状是如何遗传的，便做了下图所示的杂交实验。(1)根据上述杂交实验结果，你能获得哪些结论？_。_。(2)根据f2中果蝇性别表现，摩尔根提出的假设是_。实验二：已知果蝇中有眼(b)对无眼(b)为显性，该对基因位于常染色体上。二倍体动物缺失一条染色体称为单体。果蝇中号染色体只缺失一条可以存活，而且能够繁殖后代。现有一群正常染色体的有眼(纯合体、杂合体混在一起)和无眼果蝇，选取一部分果蝇受精卵，经处理、培养，筛选出了多只号染色体单体的有眼果蝇。(3)欲探究无眼基因是否位于号染色体上，应设计的交配方案为：让多只号染色体单体的有眼果蝇与多只正常染色体_果蝇相互交配，观察并统计子一代的表现型比例。如果子一代_，则无眼基因位于号染色体上。如果子一代_，则无眼基因不是位于号染色体上。(4)若无眼基因位于号染色体上，号染色体单体的有眼果蝇减数分裂中偶然出现一个bb型配子，最可能的原因是_。五、实验设计类1解析：(1)o2浓度的变化与co2浓度的变化基本相反。(2)光合作用的光补偿点是指光合作用等于呼吸作用时的光照强度，相当于图乙中的b、d点。一昼夜后密闭玻璃罩内的co2浓度升高，说明大豆幼苗呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此有机物的量减少。(3)co2缓冲液的作用是保持co2浓度不变，c点是co2浓度下降最快时对应的光照强度，此时，光合作用释放o2的速率大于呼吸作用吸收o2的速率，所以，液滴将会向左移动。要测定大豆幼苗有氧呼吸速率，需将该装置置于黑暗环境中一定时间，记录液滴向右移动的距离。要测定其净光合速率，需将该装置置于相同的温度，并在特定光照下处理相同时间，记录液滴向左移动的距离。总光合速率就是呼吸速率和净光合速率之和。答案：(1)(2)b、d减少一昼夜后密闭玻璃罩内的co2浓度升高，说明大豆幼苗呼吸消耗的有机物总量多于光合作用合成的有机物总量，因此有机物的量减少(3)向左将该装置置于黑暗环境中一定时间，记录液滴向右移动的距离将该装置置于与中温度相同的条件下用特定光照处理相同时间，记录液滴向左移动的距离将两次液滴移动的距离相加2解析：(1)图中显示，随着萘乙酸浓度的升高，叶绿素含量逐渐增加。(2)每组中植株数量只有2株，数量太少，容易出现偶然因素引起的误差，因此，应增加每组中植株的数量；实验没有设置空白对照(即用蒸馏水处理)，应增加空白对照组。(3)表中显示，单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量最高的是a组(为11.05 mg/g)。a、b、c、d四组是分别用不同浓度的萘乙酸处理的实验组，这四组单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量均高于对照组e，因此，表中数据能说明萘乙酸能增高萝卜幼苗单位重量中蛋白质含量。表中数据显示，随着萘乙酸浓度增大，单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量逐渐降低，最大值可能是11.05(对应萘乙酸浓度为2.500 mg/l)，也可能大于11.05(此时萘乙酸浓度小于2.500 mg/l，或萘乙酸浓度在2.5003.125 mg/l之间)，因此，要精确地确定萘乙酸的最适浓度，应在03.125 mg/l的范围内进一步实验。答案：(1)增加(2)将2株改为20株(或其他合理答案)增加空白对照组，即蒸馏水处理(3)a能萘乙酸处理的组别中可溶性蛋白含量均高于对照组03.125 mg/l3解析：(1)如果控制花色的两对基因位于两对同源染色体上，则基因型为aabb的个体会产生ab、ab、ab、ab四种配子，该个体自交，后代会出现a_b_、a_bb、aab_、aabb四种基因型，四种基因型个体的比例为9331，根据题表中表现型与基因型的对应关系，可知自交后代的表现型及比例为紫色红色白色961，后代中能稳定遗传的个体所占的比例为4/16，即1/4。(2)如果基因型为aabb的个体的两对基因在染色体上的位置如图甲所示，则该个体只能产生ab和ab两种配子，该个体自交，后代会出现aabb、aabb、aabb三种基因型，其表现型及比例为紫色白色31(或后代没有红色出现)；如果基因型为aabb的个体的两对基因在染色体上的位置如图乙所示，则该个体只能产生ab和ab两种配子，该个体自交，后代会出现aabb、aabb、aabb三种基因型，其表现型及比例为紫色红色11(或后代有红色出现)。答案：(1)紫色红色白色9611/4(2)让基因型为aabb的个体自交，分析后代中个体的表现型及比例如果后代的表现型及比例为紫色白色31(或后代没有红色出现)，说明基因型为aabb的个体的两对基因在染色体上的位置情况如图甲所示；如果后代的表现型及比例为紫色红色11(或后代有红色出现)，说明基因型为aabb的个体的两对基因在染色体上的位置情况如图乙所示4解析：(1)本题的关键是显性基因纯合致死。(2)翻翅、星状眼雌果蝇的基因型有两种可能：xabxab和xabxab，翻翅、星状眼雄果蝇的基因型有一种可能：xaby。(3)本题的关键是选取翻翅、星状眼的雄果蝇。答案：(1)1(2)12或02(缺一不可)(3)翻翅、星状眼1112(其他合理答案也可)5解析：(1)要判断某一浓度的iaa对该植物的幼叶鞘生长的影响，需与蒸馏水处理组作对照得出，由104 moll1的iaa处理的幼叶鞘增长相对长度小于蒸馏水处理的幼叶鞘增长相对长度，可推测103 moll1的iaa对该植物的幼叶鞘生长具有抑制作用。(2)脱落酸可促进叶的衰老和脱落，导致部分叶片发黄脱落。植物的生长发育过程，在根本上是基因在一定时间和空间上程序性表达的结果。(3)根据表格中的信息可知，适合该植物幼叶鞘生长的最适浓度在1012 moll1108 moll1之间。要想进一步探究iaa适合该植物的幼叶鞘生长的最适浓度，应进一步缩小浓度范围设置浓度梯度进行实验，一段时间后观察幼叶鞘增长的相对长度。答案：(1)抑制(2)脱落酸促进叶的衰老和脱落基因的选择性表达(3)在1012108 moll1之间配制系列浓度梯度的iaa溶液进行实验，一段时间后观察幼叶鞘增长的相对长度6解析：(1)本实验的自变量为是否使用鹅膏蕈氨酸，因变量为大鼠是否出现痴呆症状发生错误的次数和完成学习或记忆所需时间。(2)由于突触后膜上的毒蕈碱受体既能与乙酰胆碱结合，也能与鹅膏蕈氨酸结合，因此，对大鼠脑注射的鹅膏蕈氨酸可以与“胆碱能神经元”释放的乙酰胆碱争夺受体，从而达到抑制乙酰胆碱与毒蕈碱受体结合的目的，能起到与“胆碱能神经元”死亡和丢失相同的效果。(3)与甲组相比，乙组大鼠错误的次数增加，完成学习或记忆的时间延长，说明该组大鼠学习能力和记忆巩固能力下降。(4)由于乙组实验需要进行相应的手术，才能将药物注射到大鼠脑的一定区域，那么实验结果的不同不能确定是注射药物导致的还是损伤脑造成的，因此，还需增加丙组实验，即只做与乙组相同的手术，但注射不含鹅膏蕈氨酸的等量缓冲液，当丙、甲两组实验所得的数据相近时，可进一步支持老年性痴呆与中枢“胆碱能神经元”的大量死亡和丢失有关的猜测。答案：(1)错误次数和完成学习或记忆所需时间(2)突触后膜“胆碱能神经元”死亡和丢失(3)学习能力和记忆巩固能力(4)做与乙组相同的手术，注射不含鹅膏蕈氨酸的等量缓冲液甲7解析：(1)2组与38组之间应形成对照，根据单因子变量原则，表中应为5 的蒸馏水浇灌、是5 。实验对象多可避免偶然性，使实验结果更准确。(2)除自变量以外，对实验结果有影响的变量均为无关变量，比如蒸馏水和水杨酸的浇灌量、培养时间、幼苗发育情况等。(3)组别1与2之间的变量为温度，且低温时sod活性较大，说明环境温度降低时，水稻幼苗自身可增强抗冷性。分析28组sod活性可知，在一定范围内随着水杨酸溶液浓度的增加，水稻的抗冷性增强，当水杨酸浓度增加到一定浓度时，水稻的抗冷性开始减弱。与2组比较可知，在5 的冷胁迫下，2.0 mmol/l的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是减弱。答案：(1)5 的蒸馏水浇灌5 避免偶然性，减少误差，使实验结果更准确(2)蒸馏水和水杨酸的浇灌量、光照强度、培养时间、幼苗的发育情况等(3)环境温度降低时，水稻幼苗自身可增强抗冷性在一定范围内随水杨酸溶液浓度的增加，水稻幼苗的抗冷性增强；当水杨酸溶液浓度增加到一定程度时，水稻幼苗的抗冷性开始减弱(或水杨酸对水稻幼苗的抗冷性的影响具有两重性、浓度为1.5 mmol/l左右的水杨酸溶液增强水稻幼苗抗冷性的效果最好)减弱(4)如图8解析：(1)分析题干甲同学的观点是氧气本身抑制了酵母菌的无氧呼吸，而乙同学的观点是酵母菌进行有氧呼吸时的某产物x抑制了酵母菌的无氧呼吸，故支持乙同学观点反对甲同学观点的假说内容应是酵母菌无氧呼吸受x抑制，不受氧气抑制。(2)该实验的自变量是x溶液的有无(则对照组应加入等量的蒸馏水)或氧气的有无，其它无关变量要一致。(3)预测实验结果时一定要注意不同结果会有不同的结论，结论并不是唯一的。答案：(1)受x抑制，不受氧气抑制(2)蒸馏水氮气氧气(3)预期结果及相应结论预期结果相应结论甲乙丙丁受氧气抑制，不受x物质抑制受x物质和氧气共同抑制9.解析：(1)根据实验原则：单一变量原则、对照原则等，分组实验时应选取生长状况相似的糖尿病大鼠，随机分为a、b两组，每组3只。实验组(a组)大鼠灌胃适量的绿茶提取物和淀粉，对照组(b组)大鼠灌胃等量的蒸馏水和淀粉。本实验的自变量是有无绿茶提取液，因变量是血糖浓度，断食一定时间后，a、b组灌胃适量的淀粉，分别在0 h、1 h后测定血糖浓度。(3)为了避免偶然因素导致实验结果出现误差，每组实验至少需3只大鼠。绿茶提取物不能改变胰岛素水平，而能显著抑制淀粉酶活性，未加绿茶提取物，淀粉酶活性强，淀粉剩余量提前降到零。答案：(1)生长状况相似的糖尿病大鼠等量的蒸馏水和淀粉血糖浓度(2)如表血糖浓度a组b组个体1个体2个体3个体1个体2个体