专题七实验设计类实验大题过关.doc

专题七 实验设计类实验大题过关本专题考情分析：从近几年的实验题在高考中的题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查同学们对实验进行解释和分析的能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。所谓实验设计，就是要求同学们设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据的处理方法及分析实验现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查同学们是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。一、实验设计类大题相关知识必备：1实验设计的基本程序： 生物学是一门以实验为基础的自然科学。生物学的理论都是人们在科学探究的过程中通过实验总结出来的，因此理解科学探究的一般过程是考生进行实验设计和实验分析的基本前提。科学研究的一般步骤是：观察到现象并提出问题针对问题作出假设设计并完成实验检验假设最后得出结论。在这一过程中，最为重要的是设计并完成实验检验假设。而设计实验，需要遵循以下程序：明确实验目的理解实验原理分析实验材料、用具设计实验步骤预期结果和分析。（1）明确实验目的：就是要知道做什么。（2）理解实验原理：实验原理通常有两种情况：一种实验原理是已学过的知识，要我们在自己的大脑中去找；另一种实验原理是新知识，在题干中给出，在审题时获取。（3）分析实验材料、用具：这一项既是限定，有时也是提示信息。（4）设计实验步骤：这是最关键的一步，也是对审题能力和运用所学知识能力考查的重点内容。前面三步是为这一步做准备。在设计实验步骤时，应遵循以下原则：科学性、可行性、简便易行：所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。如：淀粉酶水解淀粉的顺序问题。“简约性和可行性”原则是指实验材料容易获得，实验装置简化，实验药品便宜，实验操作简便，实验效果明显并能在较短时间内完成。从实验目的、实验原理到材料用品的选择、实验操作等，都要符合实验者的一般认知水平，满足现有的条件，具有实验和完成实验的可能性。平行重复原则：在同等条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度，排除实验结果的偶然性。对照原则：a设置对照的目的：对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。b设置对照实验的原则：单一变量：在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致且适宜实验的顺利进行。等量原则：包括装置、仪器、反应条件、所用药品的量、所用植物的生长状况、所用动物的年龄、性别、体重等。c对照实验的类型：类型设置对照实验实例空白对照不给对照组以任何处理。如要验证甲状腺激素的作用， 则对照组动物不做任何处理， 让其自然生长。自身对照实验组和对照组都是在同一实验对象上进行。植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先后进行。对照组即正常的洋葱表皮细胞和实验组即质壁分离和复原的细胞是同一组细胞。条件对照给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状腺激素)， 乙组为条件对照(饲喂甲状腺激素抑制剂)；不饲喂药剂的是空白对照组。相互对照不单独设对照组，而是几个实验组相互对照。植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置在不同的方向而起到相互对照的作用。（5）预期实验结果和分析实验结果，就是通过实验得到的东西，可以以不同的形式表示：如文字叙述、曲线、表格、图示等。根据所设计的实验步骤预测可能出现的实验结果并进行分析得出相应的结论。2实验设计基本思路（1）准确把握实验目的：看清题意是要求设计实验方案、步骤还是分析实验结果，是探究性实验还是验证性实验。（2）明确实验原理：要解决题目所给的问题，需用到生物学上什么原理或题干所给信息。（3）确定实验思路：根据原理对实验作出假设，并充分利用实验材料设计实验思路。（4）精心设计实验步骤：根据以上实验目的、原理和思路，设计合理的实验装置和实验步骤操作步骤。并设置好实验组和对照组，遵循单一变量原则。并将观察到的现象如实记录下来。（5）准确预期实验结果并分析此外，在叙述实验步骤及预期结果时，语言文字要简明。实验步骤一般不宜连续描述，往往要分段叙说；试管、烧杯等要给予编号。二、考查中经常出现的关键解题知识点1填充类实验题填充类实验题，一般给出了具体材料及条件，要求补充实验原理或完成实验操作的部分步骤，并预期结果、分析原因。这类试题涉及整个实验的大体过程已给出，要求同学们进一步完善或者补充相关的内容，重在考查对实验原理的理解以及对实验操作步骤和实验结论的分析理解能力。填充类实验题能够综合考查考纲要求的多种能力，在近几年的考题中，全国卷、卷，重庆卷、天津卷等多有涉及，请同学们备考2013年时应引起足够重视。解题策略：解这类题时应注意：题干的内容是解题的关键，一定要认真阅读，理解其本质；题干中有图示的，要仔细观察图示内容，寻找出相应的原理、规律；对已经提示的实验过程、实验步骤要认真分析，理解其设计思想，按照其实验思想去补充和完善。2探究类实验题设计类实验题是一类重点考查同学们的实验探究能力及分析、解决问题能力的实验题，可分为条件开放型和结论开放型两种。设计类实验题一般提示较少，要求同学们独立设计实验思路和方案，验证生物学有关事实。这类题具体地从实验设计、对设计的分析、对数据的解读和解释、对实验结果的分析与评价、对应用前景的预测等方面进行考查，实际上是考查同学们综合分析问题的能力，有利于改变同学们死记硬背实验结论的现象，给同学们更大的思维拓展空间，有利于培养同学们科学的思维方法，提高同学们的科学素养和创新能力。这种类型的试题要求考生根据一定的条件或提示，自行设计拟定课题名称，设计实验步骤，预测实验结果，对同学们而言这类试题难度较大。解题策略：解这类题时需注意：1明确实验目的、原理及实验要求，以便确定答题方向。2明确所给实验仪器及试剂、材料的操作及用途。3设计实验步骤要遵循对照原则和单一变量原则；另外还要注意实验的准备工作、实验的操作顺序、实验现象的观察以及实验结果的验证分析等。3综合类实验题 综合类实验是对教材实验的总结变革，是对前述所列实验类型的延伸和拓展，它旨在创新，但又不脱离教材；它意在综合，但又不偏离生物学知识的整合。综合类实验设计主要新在题目的素材，新在提供了一个全新的情境，但仔细分析，又不难发现与所学和平时所学有蛛丝马迹的联系。事实上，素材仅仅是考查同学们能力的载体，不管是什么样的素材，不管是什么样的命题，其归根结底都是以学科理论知识为基础，变的是情境，不变的是知识，考查的是能力。解题策略：解这类题时需注意：1重视对教材实验的复习，清楚实验目的、原理，熟悉实验器材；2掌握实验方法和步骤，重视实验结果及分析，学会从正、反两个方面进行推导；3能正确处理数据，对结果进行整理与计算，得出正确结论，且能处理非预期现象；4从中获得基本实验技能，体悟科学的思维方法，提高在不同情境下的知识迁移能力。 三、分析典型例题，明确考题类型1. 填充类实验题【例1】研究发现，家兔的毛色是受R、r和Y、y两对等位基因控制的。其中，基因R决定黑色素的形成；基因Y决定黑色素在毛皮内的分布；没有黑色素的存在，就谈不上黑色素的分布。这两对基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者选用纯合的家兔进行了如下图的杂交实验：请分析上述杂交实验图解，回答下列问题：(1)控制家兔毛色的两对基因在遗传方式上 (符合；不完全符合；不符合)孟德尔遗传定律，其理由是 。(2)表现型为灰色的家兔中，基因型最多有 种；表现型为黑色的家兔中，纯合子基因型为 。(3)在F2表现型为白色的家兔中，与亲本基因型相同的占 ；与亲本基因型不同的个体中，杂合子占 。(4)育种时，常选用某些纯合的黑色家兔与纯合的白色家兔进行杂交，在其后代中，有时可得到灰色兔，有时得不到灰色兔，请试用遗传图解说明原因?(答题要求：写出亲本和杂交后代的基因型和表现型，并试作简要说明) (5)科学家研究还发现，家兔毛的形态有直毛和卷毛之分，长度有短毛和长毛之分。现有一只直立短毛雌家兔和一只卷曲短毛雄家兔杂交，后代的雌雄家兔都表现为直立短毛。假设后代的数量足够，能否确定两对性状的显隐性?为什么?【解析】(1)因为这两对基因分别位于两对同源染色体上，所以它们的遗传符合自由组合定律。(2)通过题干内容可知R Y 为灰色，R yy为黑色，rrY_、rryy为白色，故灰色家兔中最多有4种基因型：RRYY、RrYY、RRYy、RrYy，黑色纯合子的基因型为RRyy。(3)由杂交实验可知，亲本中白色家兔的基因型为rryy，F2中rrY_占3/16，rryy占l16，故白色家兔中，rryy占1/4。(4)因为纯合子的白色家兔有两种基因型：rrYY、rryy。所以分别让二者与纯合黑兔杂交，其后代的表现型不一样。【答案】（1）符合 在等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合 （2）4 RRyy (3)1/4 2/3 (4)说明：如果基因型为RRyy的黑色家兔与基因型为rryy的白色家兔进行杂交，后代中不会出现灰色兔。说明：如果基因型为RRyy的黑色家兔与基因型为rrYY的白色家兔进行杂交，后代中可出现灰色兔。 (5)可以判断直毛对卷毛为显性，不能判断短毛和长毛的显隐性关系。直毛家兔与卷毛家兔杂交，后代数量足够多的情况下只表现为直毛，说明卷毛基因是隐性；短毛家兔和短毛家兔杂交，后代只表现为短毛。如果短毛为显性，只要亲本中有一只为纯合子，后代均为短毛；如果短毛为隐性，后代一定只表现为短毛，所以不能判断短毛和长毛的显隐性关系。 【点评】本题以实验过程为背景，考查遗传学的基础知识，属典型的填充类试题。此类试题尽管属实验题，但落脚点仍在课本的基本知识点。好多同学一看到实验设计题就乱了阵脚，其实大可不必。填充类实验题的常见类型有以下三种：（1）原理补充型：对于这类试题，解题时的关键是分析题目中所依据的原理，进而分析与实验原理有关的如对照组实验、重要实验步骤、重要实验装置、完善实验所用的方法等，在此基础上进行补充、完善。其实，原理补充型实验设计所涉及的原理有很多都是教材中的原理、知识的迁移，只要掌握了教材中的基础实验原理，举一反三，解这类题将不再困难。如“设计实验验证唾液淀粉酶是蛋白质”这一实验的实验原理同教材中的常规实验“生物组织中蛋白质的鉴定”的实验原理是相同的，因此可依据双缩脲试剂与蛋白质的显色反应来设计实验进行验证，其主要的实验步骤、药品选择、方法等与“蛋白质的鉴定”是相类似的。(2)完善步骤型：对于这类试题，首先要想到给原实验补上对照组，这是很易忽略的，关键是要对题干内容进行分析。(3)结论补充型：对于这类试题，一是要注意不能被实验本身的复杂性所迷惑，往往题目要求补充的都是最基础、最简单的结论或基本实验知识；二是要注意语言的简洁、准确；三是要注意实验的比较、分析，在此基础上得出相应的结论。2. 探究类实验题【例2】为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给材料和用具(品)设计出实验的方法和步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。材料和用具：长势相同的2株盆栽黄瓜幼苗、小烧杯1个、大小相同的玻璃罩2个、玻璃板2块(比玻璃罩略大)、稀硫酸、凡士林、水。已完成的实验步骤：称取一定量的亚硫酸钠(亚硫酸钠与稀硫酸反应生成二氧化硫)，并对幼苗、玻璃罩和玻璃板进行标号。在小烧杯中加入稀硫酸2mL，在1号和2号玻璃板边缘涂上凡士林。待完成的实验步骤： ； ； 。可能的实验结果和相应的实验结论： ； ； 。【解析】本题既属于补充实验过程的探究性实验设计题，又属于结论开放型实验设计题。补充实验步骤时，注意要与前面已有的步骤相衔接，要理解前面步骤的意图，按照这个设计思路，遵照实验设计的基本原则完成后续步骤。结论开放型试题的特点是试题改变了传统试题的“答案惟一”的做法，变“答案惟一”为“答案不惟一”。【答案】待完成的实验步骤：将1号和2号幼苗分别放在1号和2号玻璃板中央，将小烧杯放在1号幼苗旁；将称好的亚硫酸钠迅速投入到小烧杯中，立即扣上玻璃罩，同时将2号幼苗用2号玻璃罩扣上；将上述实验装置放在向阳处，定期观察其叶片的变化。可能的实验结果和相应的实验结论：1号和2号幼苗的叶片均正常或异常(或答“差异不显著”)，说明该种植物叶片不受二氧化硫的影响(或“二氧化硫的量不够”)(注：将“异常”答成“变黑”、“发黄”或“出现病症”、“受到伤害”均可，下同)；1号幼苗的叶片异常，2号幼苗的叶片正常(或答“差异显著”)，说明二氧化硫对植物的叶片有伤害作用；1号幼苗的叶片正常，2号幼苗的叶片异常(或答“差异显著”)，说明二氧化硫对植物叶片的生长有益。【点评】本题的任何二个答案都能完成试题的指令，符合并满足试题的全部条件和要求，因此，对可能的实验结果应全部预测到，并进行分析，得出相应的结论。不能习惯性地认为所有浓度的二氧化硫对植物的叶片都有伤害作用。解这类题时需注意：1明确实验目的、原理及实验要求，以便确定答题方向。1明确所给实验仪器及试剂、材料的操作及用途。3设计实验步骤要遵循对照原则和单一变量原则；另外还要注意实验的准备工作、实验的操作顺序、实验现象的观察以及实验结果的验证分析等。3. 综合类实验题 【例3】动物器官的体外培养技术对于研究器官的生理、病理过程及其机制意义重大。下图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图。请回答下列问题。(1)肝脏切成小薄片，这有利于肝脏细胞 。(2)气室中充入5CO2：气体的主要作用是 。(3)培养液中添加抗生素是为了抑制细菌生长，但要注意选择抗生素的 ，以保证抗生素对肝脏无害。(4)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用上图所示装置和提供的下列材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。 材料用具：肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)，有机物X溶液等。实验过程： 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份，备用。 利用甲、乙、丙、丁4组上图所示装置，按下表步骤操作(“”表示已完成的步骤)。 甲 乙 丙 丁步骤一：加人肝脏培养液 步骤二：加入有机物X溶液 ，步骤三：放置肝脏小块 上表中还需进行的操作是 。培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养。一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察 ，并对比分析。若丙组淋巴细胞出现异常，而甲组的淋巴细胞正常，则说明 。【解析】本题考查动物细胞培养的相关知识。（1）把肝脏切成小薄片，有利于肝脏细胞的呼吸代谢，即吸收氧气和营养物质、排出代谢废物（2）气室中充入5CO2的作用是形成碳酸来维持培养液适宜的pH，（3）同时也要注意选择抗生素的种类和数量来抑制细菌生长（4）乙组或丁组没有处理向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块作为对照实验，有机物X有毒性，可诱发染色体断裂所以要观察淋巴细胞的染色体形态和数量是否变化。甲组添加肝脏小块淋巴细胞染色体正常，丙组没有添加出现染色体异常，说明肝脏小块对有机物X具有解毒作用，所以甲组正常。【答案】(1) 吸收氧气和营养物质、排出代谢废物(2)维持培养液适宜的pH (3)种类和剂量 (4)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 染色体形态和数量 肝脏小块对有机物X具有解毒作用 【点评】综合类实验设计的一般思路可概括为：明确实验目的弄清实验的原理及相关的知识点确立完成实验的关键条件考虑每一种材料或用具可能的作用设计实验方案(设计实验步骤或实验装置图；观察、纪录实验结果；分析讨论，得出结论)。四、赏析高考（模拟）试题，把握复习方向1.（2012广东）子叶黄色（Y，野生型）和绿色（y，突变型）是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。（1）在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图10。其中，反映突变型豌豆叶片总绿叶素含量变化的曲线是_。（2）Y基因和y基因的翻译产物分别是SGRY蛋白和SGRy蛋白，其部分氨基酸序列见图11。据图11推测，Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现，SGRY蛋白和SGRy蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。（3）水稻Y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能，设计了以下实验，请完善。（一）培育转基因植株：.植株甲：用含有空载体的农杆菌感染_的细胞，培育并获得纯合植株。.植株乙：_，培育并获得含有目的基因的纯合植株。（二）预测转基因植株的表现型：植株甲：_维持“常绿”；植株乙：_。（三）推测结论：_。【解析】（1）根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，可推测出野生型豌豆成熟后，子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图10，B从第六天开始总叶绿素含量明显下降，因此B代表野生型豌豆，则A为突变型豌豆。(2)根据图11可以看出，突变型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3处变异，处氨基酸由T变成S,处氨基酸由N变成K，可以确定是基因相应的碱基发生了替换，处多了一个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基的增添；从图11中可以看出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，SGRy和SGRY都能进入叶绿体，说明处的变异没有改变其功能；所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是有由处变异引起。 (3)本实验通过具体情境考查对照实验设计能力。欲通过转基因实验验证Y基因“能使子叶由绿色变为黄色”的功能，首先应培育纯合的常绿突变植株y2，然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2，培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响，应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。 【答案】 （1）A （2）替换 增加 （3）（一）突变植株y2 用Y基因的农杆菌感染纯和突变植株y2 （二）能 不能维持“常绿” （三）Y基因能使子叶由绿色变为黄色2.（2012浙江）请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。（要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）（1）实验思路： 取培养瓶若干个，分组如下：。每组设置若干个重复样品。 各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。 重复若干次。 。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）：【解析】本题以实验设计的形式，综合考查了必修和选修的相关内容。（1）本实验的目的是：完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，有两个自变量：是否加入生物制剂W、动物细胞的种类。（2）设计时应遵循单一变量及对照实验原则，进行重复实验可减少误差并使实验结果更为准确可靠，故分组时应分4组分别进行实验。（3）胰蛋白酶用来分解组织细胞间的蛋白质，使组织细胞相互分散开来，有利于细胞的分裂。（4）绘制曲线时，应注意横纵坐标及各组合的最终高度。【答案】（1）A组：培养液中加入体细胞。B组：培养液中加入体细胞，加入W。C组：培养液中加入癌细胞。D组：培养液中加入癌细胞，加入W。胰蛋白酶统计并分析所得数据。（2）3.（2012广东）食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：（1） pH对不同蛋白酶的活力影响有差异。据图12可知，_更适宜作为食品添加剂，理由是_。蛋白酶的活力可用_的量来表示。（2）该蛋白酶的提取工艺流程如下：兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02-0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0-8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。【解析】（1）审题结合图形和文字，在题目中已经提供了信息“食品种类多，酸碱度范围广”所以选择的食品添加剂应该有广的酸碱适应范围，从图形中，我们可以看出木瓜蛋白酶的适应范围最广，所以可以选作食品添加剂。酶的活力，我们一般用酶催化的底物消耗量或者底物生成量来表示。（2）实验设计，我们应该明确实验目的，这里的实验目的是为了探究酶保护剂的最适浓度和提取液的PH值，所以我们可以将酶保护剂的浓度和提取液的PH值作为自变量，因变量为单位时间内底物的消耗量。【答案】（1）木瓜蛋白酶 由图可以看出，木瓜蛋白酶的活性不随PH的变化而变化 单位时间内底物消耗（产物产生）（2）课题：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适PH单位时间内底物的消耗量提取液的PH6.06.26.46.66.87.07.27.47.67.88.0酶保护剂的浓度0.020.030.040.050.064(2012天津)黄曲霉毒素B1（AFB1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起癌变。某些微生物能表达AFB1解毒酶，将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。( 1 ) AFB1属于 类致癌因子。( 2 ) AFB1能结合在DNA 的G 上。使该位点受损伤变为G ，在DNA复制中，G 会与A配对。现有受损伤部位的序列为，经两次复制后，该序列突变为 。( 3 ）下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图：据图回答问题： 在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株。经测定：甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶；乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程l 应选择 菌液的细胞提取总RNA ，理由是 过程中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是 。 检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用 方法。( 4 ）选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料，探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果间下表：据表回答问题： 本实验的两个自变量，分别为 。 本实验中反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是 。 经测定，某污染饲料中AFB1含量为100g/kg ，则每千克饲料应添加 克AFB1解毒酶，解毒效果最好，同时节约了成本。（5）采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高每的活性出发，设计语气的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的 。【解析】黄曲霉毒素B1（AFB1）存在于被黄曲霉菌污染的饲料中，它可以通过食物链进入动物体内并蓄积，引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶。将该酶添加在饲料中可以降解AFB1，清除其毒性。( 1 ) 黄曲霉毒素B1（AFB1）是化学物质，AFB1属于化学类致癌因子。( 2 ) AFB1能结合在DNA 的G 上。使该位点受损伤变为G ，在DNA复制中，G 会与A配对。现有受损伤部位的序列为，经两次复制后，得到如下序列其中突变序列为（3） 在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株。经测定：甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程l 应选择甲菌液的细胞提取总RNA ，理由是因为甲菌液细胞含解毒酶，意味着完成了基因的表达，所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA。 过程中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是cDNA。 检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶，应采用抗原-抗体杂交方法。（4） 本实验的两个自变量，分别为AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量。 本实验中，反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是B组。 经测定，某污染饲料中AFB1含量为100g/kg ，则每千克饲料应添加5克AFB1解毒酶，解毒效果最好，同时节的了成本。（5）采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高每的活性出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列。【答案】( 1 )化学( 2 ) （3）甲 因为甲菌液细胞含解毒酶，意味着完成了基因的表达，所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA cDNA 抗原-抗体杂交 (4） AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量 B组 5 (5）脱氧核苷酸序列5（2011江苏）人工合成的植物激素类似物常用于生产实践。某课题组研究了激素类似物甲和激素类似物乙对微型月季生根和侧芽生长的影响，请回答下列问题： (1)由图1得出的初步结论是：甲和乙对微型月季插条生根的影响分别是_ 、 。(2)由图1的结果 （填“能”或“不能”）判断05mol/L的激素类似物乙对生根的影响。为探究3mol/L的激素类似物甲和05mol/L的激素类似物乙对微型月季插条生根的复合影响，应设计 _种培养基。(3)已知甲为生长素类似物，图2为其X、Y和Z三种浓度下对微型月季茎段侧芽生长的影响，则： X浓度的甲对微型月季茎段侧芽生长具有 作用。 X浓度、Y浓度和Z浓度之间大小的关系是 。【解析】（1）甲、乙的作用效果如何，以图中浓度为0的组别作参照啦。图1显示，使用一定浓度的甲和乙，月季插条生根数分别增加、减少了，所以分别起促进、抑制作用。（2）图1结果能不能判断0.5mol/L的激素类似物乙对生根的影响？尽管图中信息显示，随乙浓度的增大，月季插条生根数量不断减少，但0.5mol/L这一浓度介于01mol/L之间，二者生根数比较接近，因此不能判断乙在此浓度会不会对生根有影响，要想知道有没有影响，需要通过做实验。第二问要设计几种培养基？需要四种培养基。在基本培养液中，只添加甲、只添加乙、甲和乙混合添加，第四组是甲、乙都不加，作空白对照。（3）四条曲线中，“空白对照”组的生长量可作为参照值，与之相比，X浓度的甲处理结果生长量较低，起抑制作用。题中介绍“甲为生长素类似物”，因此甲的作用特点，也具备“两重性”，图中Y浓度、Z浓度对侧芽生长均起促进作用，且Z的作用大于Y，联系生长素作用的曲线分析：X一定大于Y和Z，而Y和Z之间的大小不确定。【答案】(1)促进生根 抑制生根 (2)不能 4 (3)抑制 XY，XZ，Y与Z之间大小关系不确定 6（2011福建） 机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18（IL-18）能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下： 选取若干实验小鼠，随机分成三组：组无辐射损伤；组辐射损伤（60Co照射，下同）；组先辐射损伤，1天后注射IL-18，14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0h、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：组别处理方法0 h12 h24 h48 h无辐射损伤0046005600480038辐射损伤0460042005300520辐射损伤+IL180239026502790269 （1）选择脾细胞作为本实验材料，是因为脾脏是机体重要的_器官。已知IL-18是一种淋巴因子，淋巴因子与_都属于免疫活性物质。（2）细胞凋亡是由遗传机制决定的_死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越_；从_（组别）两组数据可知，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。（3）科研小组还设置了第组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第组相比，设置第组的目的是_ _ _ _。（4）在作物育种中，可用60Co放出的射线使作物发生基因突变，从中筛选出优良的变异类型，这种育种方法叫做_育种，其特点是_ _（至少答出两点）。【解析】(1)免疫器官是免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所，包括骨髓、胸腺、扁桃体、脾、淋巴结；免疫活性物质是指抗体、淋巴因子、溶菌酶等。（2）细胞凋亡是由遗传机制决定的编程性死亡；无辐射损伤的细胞凋亡相对值小，说明发生凋亡的脾细胞少；组对照实验说明，IL-18能够抑制脾细胞凋亡。（3）设置第组的目的是进行对照，目的是比较核辐射后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响。（4）诱变育种是指利用物理因素（如X射线、r射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物发生基因突变。诱变育种的优点是能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型；局限性是诱发突变的方向难以掌握，突变体难以集中多个理想的性状。【答案】（1）免疫 抗体（溶菌酶）（2）编程性（程序性） 少 （3）比较核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响（4）诱变（辐射） 提高变异频率，加快育种进程；变异不定向，盲目性大；优良变异类型少（答出两点即可）7（2011上海）分析有关科学探究的资料，回答问题。为研究柳条鱼对水生昆虫捕食的选择性，进行如下探究：假设：柳条鱼对实验所选用幼虫无偏好，但对水体表层活动的幼虫具有优先选择性。实验步骤：a选择在水体表层活动的甲幼虫和乙幼虫，以及在水底部生活的丙幼虫和丁幼虫为代表，作为柳条鱼捕食对象；b在每个水缸13中柳条鱼在水表层对幼虫的捕食量，以及水缸46中柳条鱼在水底部对幼虫的捕食量。c分别记录水缸13中柳条鱼在水表层对幼虫的捕食量，以及水缸46中柳条鱼在水底部对幼虫的捕食量。（1）为记录柳条鱼在水表层对幼虫的捕食量，设置水缸13的目的是。A防止意外B减少误差C控制变量D设置对照结果：柳条鱼在水表层捕食量的原始记录（单位：条）：【水缸1】甲幼虫：14，乙幼虫：15，丙幼虫：4，丁幼虫：2【水缸2】甲幼虫：13，乙幼虫：15，丙幼虫：3，丁幼虫：2【水缸3】甲幼虫：13，乙幼虫：14，丙幼虫：3，丁幼虫：2柳条鱼在水底部捕食量的原始记录（单位：条）：【水缸4】甲幼虫：7，乙幼虫：6，丙幼虫：3，丁幼虫：2【水缸5】甲幼虫：7，乙幼虫：7，丙幼虫：3，丁幼虫：2【水缸6】甲幼虫：8，乙幼虫：6，丙幼虫：2，丁幼虫：1（2）针对假设需要对原始数据进行统计处理。本实验记录的捕食量，需要计算 ，依据处理后的数据画柱状图。（3）用简要的文字分析实验结果，并得出结论。分析： 。结论： 。（4）为获得客观、准确的实验结果，需对本题中的假设进一步探究，则在实验设计中应考虑的问题是。（选用下列一个或多个关键词编制答案）关键词：柳条鱼体重数量性状两种幼虫pH梯度水温梯度不同比例胃蛋白酶柳条鱼过量【解析】（1）在做实验的过程，要设置重复组，以免在科学实验中，为了减少获取实验数据的误差，获得科学实验的数据，应当取各重复组的平均值。（2）获得了上述实验组的原始数据以后，需要对原始数据进行统计处理。本实验记录的捕食量，需要计算平均值，依据处理后的数据画柱状图。画柱状图应该注意以下几点：标好横坐标和纵坐标，横坐标和纵坐标应该用文字说明。表中的数据应该是取平均值以后的数据。柱状图见答案。（3）只要（3）题的数据处理正确，那这道题的答案就可以得出，分析柱状图：柳条鱼在水表层捕食的幼虫较水底捕食的幼虫数量多，得出实验结论：柳条鱼对水表层的幼虫具有优先选择性。（4）通过以上的分析，知道柳条鱼对水表层的幼虫具有优先选择性，那么这种选择性是不是和幼虫的的比例有关系呢？所以要进行探究就这个问题，在实验设计中应考虑的问题就是投放不同比例的两种幼虫作为柳条鱼的捕食对象。【答案】（1）B （2）平均值柱状图如下：（3） 柳条鱼在水表层捕食的幼虫较水底捕食的幼虫数量多柳条鱼对水表层的幼虫具有优先选择性（4）投放不同比例的两种幼虫作为柳条鱼的捕食对象4 (2010海南)某木本植物种子成熟后不能萌发，经过适宜的预处理可以萌发。现用甲、乙、丙、丁四种预处理方法处理种子，再将处理后的种子分成两组：一组在温度和水分等适宜的条件下进行萌发实验并测定萌发率，结果见表；另一组用于测定A、B两种激素的含量，结果见图。请回答：预处理方法室温、保湿(甲)4保湿(乙)4、水浸种(丙)4、干燥(丁)种子萌发实验条件温度和水分等适宜条件种子萌发率(%)0100980(1)由表可知，有利于该种子萌发的预处理条件是_和_。(2)由表和图可知，两种激素中抑制种子萌发的是_。(3)已知激素A存在于上述木本植物种子的种皮中，为了验证激素A对种子萌发的作用，可用白菜种子为材料，以白菜种子发芽率为指标进行实验，请补充完成下列实验步骤，并预测结果、得出结论。实验步骤：剥离该木本植物种子的种皮，提取激素A，并制备成激素A水溶液；分别用_和_处理白菜种子，置于_下培养，其中_处理为对照；_。预测结果：_。得出结论：_。【解析】(1)从表格可以看出低温和水分条件有利于种子萌发。(2)在乙组和丙组中激素A减少，因此抑制种子萌发的是激素A。(3)验证激素A抑制种子萌发的实验设计应该激素A水溶液与蒸馏水对照。【答案】(1)低温水分(或4保温、4水浸种) (2)A(3)步骤：激素A溶液蒸馏水适宜温度蒸馏水 一定时间后，统计白菜种子发芽率。预测结果：激素A处理的白菜种子发芽率低于对照结论：激素A对种子萌发有抑制作用5（2010重庆）为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验（各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同）：组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如曲线A所示。组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线F所示。组3：乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。（1）组1中，甲种动物的种群数量主要由 和 决定；若容器内饲养液体积为20mL，则第40天时乙种的种群密度为 。（2）在某些生态系统中，存在与本实验类的种间关系。在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和临近河岸底部，其种间关系与图中曲线 代表的类似，其分布体现生物群落的 结构。在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线 代表类似。（1）出生率 死亡率 30只/ml （2）D和E 水平 B和F【解析】（1）组1中，甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变