2019年高考生物二轮复习第四板块以学科素养为中心的实验探究第3课时破解实验大题审答各有绝技学案

1 第第 3 3 课时课时 破解实验大题 审答各有绝技破解实验大题 审答各有绝技 实验题是高考生物试题中常考不衰的题型之一 在近年高考生物试题中所占分值较大 其在考查基础知识的同时 对考生的能力进行了全方位的考查 体现了考纲中 实验与探 究能力 的 4 个基本要求 其中 分析与设计类实验题成为近年高考生物常考题型之一 试题背景常常来自科研实验 命题视角较高 考生解答时常常存在 看不懂题 没有思路 对实验原理的阐述 实验思路的表达 实验步骤的完善 实验方案的评价一筹莫展 从 而得分率极低 为攻克这一难点 本书从 如何破题 和 如何答题 两方面给予重点指 导 让考生入题快 答题准 一 审题入题 从 4 个方向寻找解题思路 从实验程序寻找解题思路 在寻找解题思路时 实验程序能起到 定位导航 的作用 能避免答题时失去方向 但在实际解题过程中 实验程序却常常被忽视 主要原因是对探究性实验程序理论不太重 视和在解题过程中急于求成 只专注于回答问题 不考虑答案的搜索范围 这样会导致不 仅得不到分数 而且浪费宝贵的答题时间 典例 1 2016 全国卷 为了探究生长条件对植物光合作 用的影响 某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲 乙两组 置于人工气候室中 甲组模拟自然光照 乙组提供低光照 其他 培养条件相同 培养较长一段时间 t 后 测定两组植株叶片随光 照强度变化的光合作用强度 即单位时间 单位叶面积吸收 co2的量 光合作用强度随光 照强度的变化趋势如图所示 回答下列问题 1 据图判断 光照强度低于 a 时 影响甲组植物光合作用的限制因子是 2 b 光照强度下 要使甲组的光合作用强度升高 可以考虑的措施是提高 填 co2浓度 或 o2浓度 3 播种乙组植株产生的种子 得到的盆栽苗按照甲组的条件培养t时间后 再测定植 株叶片随光照强度变化的光合作用强度 得到的曲线与甲组的相同 根据这一结果能够得 到的初步结论是 解题观摩 3 小题的解答是难点 有的考生可能完全没有解题思路 实际上 解题 思路来源于对实验程序的分析 一个探究性实验共有六个环节 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结 果并得出结论 表达和交流 2 试题中 播种乙组植株产生的种子 得到的盆栽苗按照甲组的条件培养t时间后 再 测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度 得到的曲线与甲组的相同 的阐述 显然 属于 设计实验 后的 进行实验 本小题所述实验对前一个探究实验中 乙组植株 进 行了进一步研究 乙组植株与甲组植株有什么区别 区别是低光照条件下培养的乙组植株 即使提供正常光照 光合作用强度也依然很低 显然 研究者发现了一个现象 低光照条 件下培养的该品种植物即使恢复正常光照也无法恢复正常光合作用强度 进而推出这是一 种变异现象 那么 这种变异是可遗传变异还是不遗传变异 如果是可遗传变异 那么乙 组植株的后代应依然具有亲代的特点 对乙组植株的有性生殖后代进行与甲组条件相同的 实验探究 即可判明 在基于以上实验程序的分析后 解题思路便清晰了 实验结论应该落点于 低光照条 件下培养的乙组植株的光合作用强度在正常光照下难以恢复正常是不遗传变异 只是由低 光照培养条件引起的 答案 1 光照强度 2 co2浓度 3 乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因 素低光照引起的 而非遗传物质的改变造成的 技法点拨 实验题常常提供局部的实验信息 这个局部信息一定位于一个整体的探究性实验中 要基于 探究性实验程序 去分析实验信息 最终明确这个探究性实验提出的问题 因为 一切探究性实验活动皆由提出的问题而来 从实验材料寻找解题思路 探究性实验若考查一些操作细节 大多会提供较为详细的 材料清单 有些材料清单 直接列出 有些则在题干信息中一笔带过 为什么试题要提供这些实验材料的信息呢 因 为对于某一问题的探究实验 并非只有一个 但往往 殊途同归 而试题的答案表述又不 可能过于开放 否则会造成众多考生 殊途 太多而难以统一评判标准 这就意味着 通 过分析实验材料获得命题线索 更容易找到解题思路 典例 2 在小鼠中 有位于常染色体上的关于毛色的复等位基因 a 控制黄色 a1 控制灰色 a2控制黑色 a 对 a1 a2为显性 a1对 a2为显性 基因型为 aa 的个体在胚胎 期死亡 灰色小鼠为野生型 现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠 拟利用杂交方法 检测出该黄色雄鼠的基因型 请完善实验设计思路和结果预测 1 实验思路 观察 2 结果预测 3 如果后代表现 则该黄色雄鼠的基因型为 aa1 如果后代表现 则该黄色雄鼠的基因型为 aa2 解题观摩 实验设计题难度较大 遗传实验设计题更是难上加难 没有正确解题思 路的同学会毫不犹豫地选择测交 偶尔会因巧合得到部分分值 实际上 遗传实验设计题 的解题思路也可以从 实验材料 中寻找 本题中需要探究的问题是 该黄色雄鼠的基因型是什么 首先需要思考的是为什么 要对 黄色雄鼠 进行基因型鉴定 黄色鼠的基因型有几种 其次 在实验设计中 必须 对 该黄色雄鼠 进行杂交实验 那么与该黄色雄鼠杂交的雌鼠是何种体色呢 这时 需 要分析试题所给的实验材料 从 现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠 可知 雌鼠 体色是除黄色以外的其他颜色 那么 小鼠的体色除了黄色还有什么颜色 基因型都是什 么呢 通过试题信息可知 小鼠体色有黄色 灰色和黑色 表现型和基因型的关系是黄色 aa1 aa2 灰色 a1a1 a1a2 黑色 a2a2 由此可知 被检测黄色雄鼠的基因型有两种可能 aa1 aa2 可用于杂交实验的雌鼠 有三种 体色和基因型分别是灰色 a1a1 a1a2 和黑色 a2a2 由于被检测的黄色雄鼠基因型无法确定 故只能选用纯合黑色雌鼠与该黄色雄鼠杂交 由于灰色对黄色为隐性性状 故不能将实验设计为 让该黄色雄鼠与隐性个体进行测交 而应准确表述为 让该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠进行杂交 分别写出黄色雄鼠基因型为 aa1和 aa2时 与黑色雌鼠杂交的遗传图解 即可完成结果预测 答案 1 让该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠进行杂交 后代的毛色 2 黄色和 灰色 或黄色 灰色 1 1 黄色和黑色 或黄色 黑色 1 1 技法点拨 实验与探究能力的考查 离不开具体的探究实验 探究实验必然有实验材料 尤其是 遗传实验设计题 由于遗传实验材料存在表现型和基因型的不同 故遗传实验设计题的解 答必然要从实验材料的分析开始 实验材料在解遗传实验设计题中的作用绝对不可小觑 实验材料 用具和试剂可分为三类 生物材料 小鼠 绿色植物等 特殊试剂或用 具 斐林试剂 密闭容器 注射器等 一般用具和试剂 烧杯 试管 蒸馏水等 题 中没有特殊说明的用具 试剂 也就是实验室常用用具 试剂 从实验目的寻找解题思路 有些探究性实验题 命题者提供的信息非常少 但命题者一定会通过少量的信息 给 考生提供一个重要的信息 实验目的 因为一个探究性实验 实验目的是其核心 找到这 个核心 就能辐射出其他细节 因此 当考生面对一道试题毫无头绪时 就可以从确定实 验目的开始 4 典例 3 某同学测得某品种小麦在温度为 a 光照强度为 a 时的真正光合速率为 z 以密闭透光容器内气体体积变化量表示 不考虑无氧呼吸 1 为获得此数据 至少需要设计两组实验 甲组将小麦置于 条件 下 测得呼吸速率为 x 乙组将生长状况与甲组相同的小麦置于 条件下的密闭环境中 测得数值为 y 甲组和乙组密闭装置 中可分别放置 填 naoh 溶液 或 nahco3溶液 2 若该同学测得的 z 为负值 则因变量是通过记录密闭容器内 测得 的 且 x 一定为 填 正值 负值 或 0 y 可能为 填 正值 负值 或 0 解题观摩 从题干信息可知 该同学的实验目的是 测得某品种小麦在温度为 a 光照强度为 a 时的真正光合速率 若要达到实验目的 需要获得两个数据 温度为 a 时该 品种小麦的呼吸速率 温度为 a 光照强度为 a 时该品种小麦的净光合速率 由此 根据 问题提示分析 1 将甲组小麦置于温度为 a 黑暗条件下 测得呼吸速率为 x 将乙组小麦置于温度 为 a 光照强度为 a 条件下测得净光合速率为 y 通过测定密闭容器中气体体积变化量获得呼吸速率和净光合速率 进而计算出该品种 小麦的真正光合速率 在密闭容器中 若植物只进行有氧呼吸 则气体总体积不会发生改 变 co2的变化量难以通过气体体积变化获得 根据试题提示 可考虑在装置内放置吸收 co2的液体 如 naoh 溶液 密闭容器内气体总量会减少 减少量即有氧呼吸消耗的 o2量 也是 co2的释放量 同时 为了保证温度为 a 光照强度为 a 条件下 co2的供应 以获得准确的净光合速率 数值 可在装置中放置 nahco3溶液 2 由题干信息 以密闭透光容器内气体体积变化量表示 可知 该实验最终要以 o2 或 co2的体积变化量 来表示真正光合速率 由于小麦进行光合作用过程中吸收 co2 或释 放 o2 若记录值 z 为负值 说明在进行实验记录时 将 co2的释放量 或 o2的吸收量 定 义为正值 又因细胞有氧呼吸过程中释放 co2 或吸收 o2 因此 x 一定为正值 乙组中 由于小麦真正光合速率和呼吸速率大小未知 y 可能为正值 负值或 0 答案 1 温度为 a 黑暗 温度为 a 光照强度为 a naoh 溶液 nahco3溶液 2 co2的释放量 或 o2的吸收量 正值 正值 负值或 0 技法点拨 在探究性实验中 实验目的是核心 问题的提出 假设的作出最终将由 有明确实验 目的 的实验完成 设计实验思路 写出实验步骤是 有明确实验目的 的实验完成的保 障 实验结果 实验结论 表达与交流则是 有明确实验目的 的实验操作后的全方位分 析 因此 探究性实验题无论提供什么信息 都会 透露 实验目的这个核心信息 考生 5 无论面对何种实验试题 都要明确实验目的 当然 实验目的的明确 有时会从实验程序 实验材料 实验结果 实验结论入手 从答题流程寻找解题思路 在解答难度较大的综合性实验题的时候 可以按照下面的思路进行 思路具体思考内容作用 第一步 明确实验目的 不仅要找到或分析出实验目的 还要明确实验到底要解决什么问 题 自变量和因变量是什么 哪 些因素是无关变量等 一个实验的所有操作都应围绕实 验目的进行 一道实验题的所有 分析和阐述都要围绕实验目的展 开 所以 明确实验目的是答案 不跑偏 的保证 第二步 分析实验材料 用 具和试剂 要特别关注试题中给出的实验材 料 用具和试剂 并将其分为三 类 生物材料 一般用具和试剂 特殊用具和试剂 实验材料 试剂和用具既是设计 实验的限制条件 也是设计实验 的启示点 尤其是特殊用具或试 剂 常常是解题的突破口 第三步 反复通 读题目 实验题的解答不必按部就班地从 头到尾逐一填写答案 在没有解 题思路的时候 可以反复阅读试 题 包括题干和问题在内的所有 信息 由易到难地解决问题的同时 获 得更多的解题信息 天堑 问题 也会变 通途 典例 4 研究发现 在有光 较高 o2浓度等条件下 水稻叶肉细胞的叶绿体能吸收 o2 o2能与 c5结合 形成 c3与 c2 一种二碳化合物 c2在其他细胞器的参与下 经一系列 反应 最终生成 co2 这一过程称为光呼吸 某同学利用下列实验材料与用具 设计实验 拟对水稻叶肉细胞的光呼吸现象进行验证 请填写相关内容 完成实验设计 1 实验材料与用具 新鲜水稻叶肉细胞 btb 溶液 即溴麝香草酚蓝溶液 btb 对光不敏感 当被测溶液为中性或偏碱时呈淡蓝色 被测溶液为弱酸性时呈淡黄色 照明灯 氧气瓶等 2 实验步骤 将 放入培养液中 提供 等条件 往培养液中滴加 观察 并记录 用 等装置持续往培养液中通入氧气 一段时间后 6 3 实验结果及结论 4 本实验设计需要对照实验 应该增加的是 解题观摩 第一步 明确实验目的 该实验的目的是 对水稻叶肉细胞的光呼吸现象进行验证 由题干信息可知光呼吸的 含义 由此可知 该实验的自变量为 o2浓度 包括较高 o2浓度 适宜 o2浓度 除 o2浓度 外 其他所有能影响水稻叶肉细胞光合作用的因素都是无关变量 如光照 温度等 光呼吸现象是否发生为该实验的因变量 具体测量的指标是 co2的产生与否 判断是 否有 co2产生的依据是 btb 溶液的颜色是否从淡蓝色变为淡黄色 第二步 分析实验材料 用具和试剂 对给出的实验材料 用具和试剂进行分类 实验材料 新鲜水稻叶肉细胞 特殊实 验用具和试剂 btb 溶液 照明灯 氧气瓶 一般实验用具 没有特殊说明 即实验 室常用用具 试剂 第三步 反复通读题目 从实验步骤中的 将 放入培养液中 的信息可知 实验材料与用具中需要 补充 培养液 且从题中所给的光呼吸的过程及 btb 溶液的显色条件等新信息中 可判断 所需补充的 培养液 初始状态下应该呈中性或偏碱性 用 取材 处理 培养 观察与记录 的实验操作步骤分析本题的实验操作 经过反 复阅读 可完成需补充的步骤 具体说明如表所示 操作步骤操作环节答案突破点 取材和处理 适量新鲜水稻叶肉细 胞 对实验材料的分析 将 放入培养 液中 提供 等条件适宜的光照 对实验无关变量的分 析 往培养液中滴加 观察 并记录 处理 观察与记录 适量的 btb 溶液 培 养液的颜色呈淡蓝色 对实验材料的分析 用 等装置 持续往培养液中通入 氧气 处理氧气瓶 对特殊实验材料的分 析 一段时间后 培养 观察与记录 观察培养液颜色的变 化情况 并记录 对实验目的中因变量 的分析 对特殊实验 7 材料的分析 答案 1 呈中性或偏碱性的培养液 2 适量新鲜水稻叶肉细胞 适宜的光照 适量的 btb 溶液 培养液的颜色 呈淡蓝色 氧气瓶 观察培养液颜色的变化情况 并记录 3 培养液颜色由淡蓝色变为淡黄色 表明在适宜光照 较高 o2浓度条件下 新 鲜水稻叶肉细胞中存在光呼吸现象 4 o2浓度适宜的对照组 二 规范答题 从 3 个角度提高文字表述的准确性 怎样完整写出实验思路与实验步骤 实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容 实验思路是 粗线条 的思考过 程 实验步骤是 细节化 的操作流程 二者都能很好地反映出考生的实验与探究能力 在探究性实验中 实验思路和实验步骤具有高度的统一性 在试题解答中 二者具有高度 的相似性 因此 这里将实验思路和实验步骤作为一个角度进行说明 更有利于考生掌握 答题技巧 典例 1 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 细胞外酶浓度及总酶浓度的关系 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 请回答问题 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 解题观摩 由试题信息可知 该实验的目的是探究细菌 m 培养时间与细胞数 细胞 外酶浓度和总酶浓度的变化关系 其中自变量为 培养时间 因变量为 细胞数 细胞外 酶浓度和总酶浓度 无关变量为培养条件等 结合实验操作中 取材 共性处理 处理 变量处理 培养 观察与记录 实验结果处 理 的环节 可写出实验的大致思路 取细菌 m 置于培养瓶中 每隔一段时间 进行细 胞数 细胞外酶浓度和总酶浓度的测定并记录 但由于试题在实验思路中给出了 的提示 说明命题者要求应按照实验操作的顺 序进行实验思路的描述 还应该按照该提示对实验思路尽可能地详细描述 尤其是无关变 量的描述 如要取等量细菌接种 各个培养瓶中需要含有相同成分的等量的培养液 培养 8 温度要相同且适宜等 答案 1 取细菌 m 稀释后 分别等量接种于若干个含等量相同培养液的培养瓶 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 如图 3 破碎 典例 2 请用所给的实验材料和用具 补充相关内容 完成实验设计 验证蔗糖酶 和淀粉酶的催化作用具有专一性 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉 4 种溶液 现配斐林 试剂 试管 37 恒温水浴锅 60 恒温水浴锅 1 若 代表加入适量的溶液 代表不加溶液 甲 乙等代表试管标号 请 用这些符号完成表中所示实验设计 溶液 试管 蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液 甲 乙 丙 丁 2 实验步骤 按照表中所示的设计 取试管编号 并按表格所示向各试管中加溶液 所加溶液均已 在 37 恒温水浴锅中保温适当时间 3 结果预测 试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 4 实验结论 蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 解题观摩 该题虽然给出实验目的 验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 但实验自变量和因变量并没有体现 可拆解实验目的为验证蔗糖酶只能催化蔗糖的水解和 验证淀粉酶只能催化淀粉的水解 根据实验材料和表格提示 可以进一步分析 验证蔗糖酶只能催化蔗糖水解的实验中 自变量是底物的种类 蔗糖和淀粉 验证淀粉酶只能催化淀粉水解的实验中 自变量也是 9 底物的种类 蔗糖和淀粉 因此 四支试管中需要添加的溶液组合必须构成两两对照 验 证蔗糖酶只能催化蔗糖水解的实验需要两组 底物分别是蔗糖溶液和淀粉溶液 验证唾液 淀粉酶只能催化淀粉水解的实验也需要两组 底物也分别是蔗糖溶液和淀粉溶液 1 若甲 乙构成一组对照实验 丙 丁构成一组对照实验 相应表格内容见答案 2 无关变量必须满足两点 适宜且相同 因此 在实验步骤的文字表述中 要着重强 调无关变量的控制 按照 1 中表格的设计 取试管编号 并按表格所示向各试管中加溶 液 将各试管摇匀 在 37 恒温水浴锅中保温适当时间 取出试管 分别加入适量 的现配斐林试剂 混合均匀 再在 60 恒温水浴锅中保温一定时间 观察实验现象并 记录实验结果 3 实验结果预测 在含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉溶液和唾液淀粉 酶溶液的丁试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 答案 本题答案不唯一 1 溶液 试管 蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液 甲 乙 丙 丁 2 将各试管摇匀 在 37 恒温水浴锅中保温适当时间 取出试管 分别加入适 量的现配斐林试剂 混合均匀 再在 60 恒温水浴锅中保温一定时间 观察实验现象 并记录实验结果 3 甲 丁 技法点拨 1 实验思路与实验步骤的异同 要求写出或补充实验思路与实验步骤是探究性实验题最为常见的考查形式 完美答案 呈现的前提是突破一个难点 实验思路与实验步骤有何异同 现以 植物细胞的吸水和失水 中植物细胞的失水过程为例 分析如下 表述范例主要特点考题特点得分要点区分要点 实验思路 将植物细胞浸润在 较高浓度的蔗糖溶 液中 观察其变化 言简意赅 多数试题要求 写出 实验 思路 很少要 必须体现 自变量 和 因变量 对 无关变量 表述 思路 是 想 法 10 求 补充 实 验思路 时注意体现 适宜 且相等 实验步骤 制作洋葱鳞片叶外 表皮的临时装片 用低倍显微镜观察 洋葱鳞片叶外表皮 细胞中紫色的中央 液泡的大小 从盖 玻片的一侧滴入蔗 糖溶液 在盖玻片 的另一侧用吸水纸 吸引 重复几次 用低倍显微镜观察 看细胞的中央液泡 是否逐渐变小 精准 细微 常常要求 补 充部分 实验 步骤 很少要 求 写出全部 必须体现 自变量 如何设置 因变 量 如何获得 无关变量 如何 保证相同且适宜 步骤 是 做 法 2 注意事项 要求写出实验思路和实验步骤的试题 都要注意 无关变量 的描述 尤其是写出实 验步骤类试题 因为无关变量是决定实验成败的关键因素 写实验步骤时 必须要对无关 变量的操作作出说明 在一个实验中 人为设置的变量 除了自变量 都是无关变量 若 已经学习过无关变量的具体内容 如某种酶发挥作用的最适温度为 37 则需明确写出 若没有学习过无关变量的具体数值 如保温时间 则可用 适宜且相等 理想条件下 等 文字表述 如何分析与评价实验方案 实验方案的分析与评价类试题 是难度较大的一类试题 考生遇到这类题时往往感觉 无从下手 不知该如何评价 实际上 实验方案的分析与评价 是 实验设计 的一个环 节 所有实验结束后 都需要进行自我或他人的分析与评价 这就意味着 分析与评价 的内容与 实验设计 的内容紧密相关 因此 遇到这类题时 考生需要从 实验目的 自变量 因变量 无关变量 的角度 按照科学性原则 单一变量原则逐一进行评价 典例 3 某研究者取一段燕麦的胚芽鞘 切去顶端 2 mm 使胚芽鞘不再产生生长素 在形态学上端放一块有生长素的琼脂 形态学下端放一块不含生长素的琼脂 将胚芽鞘形 态学上端朝上 过一段时间同时检测形态学上端和形态学下端的琼脂块 发现形态学上端 11 的琼脂块生长素含量明显减少 形态学下端的琼脂块含有生长素且含量随时间延长而增加 该研究者认为可以得出实验结论 生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的 下端 该实验设计是否严谨 理由是什么 解题观摩 分析和评价某实验的关键是明确实验目的 若题干已经给出实验目的 则以自变量为突破口 从 三种变量 的角度进行评价 若试题没有给出实验目的 则需 要结合题干信息 进行实验目的的提炼 因为任何与探究性实验有关的内容 都是围绕实验 目的进行的 也都能体现出实验目的 之后再继续寻找自变量 本题中 由实验结论 生 长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端 可知 该实验的实验目的是验 证生长素在胚芽鞘内只能从形态学的上端运输到形态学的下端 不能从形态学的下端运输 到形态学的上端 即需要证明生长素在 两个方向上的运输 而试题中的研究者只进行了 一组实验 不可能得出两个运输方向的实验结论 答案 不严谨 因为实验结论若为 生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到 形态学的下端 研究者需要进行两组实验 除题干已有的实验外 还应该有一组实验 在 胚芽鞘的形态学下端放一块含有生长素的琼脂 形态学上端放一块不含生长素的琼脂 其 他操作不变 技法点拨 五看法 评价实验设计题 巧妙利用 专业术语 回答原理阐述题 近年高考生物非选择题中 常会涉及一些解释原因 阐述理由 解释判断依据等的设 问 这些试题统称为 原理阐述题 这些试题重在考查考生运用生物学原理解释 分析生 物学现象的能力 解答这类题目的关键就是熟练运用好 专业术语 12 典例 4 某科研人员利用小球藻在水分 光照 温度等条件相同且适宜的情况下进 行相关实验 部分实验操作及结果如图所示 请回答下列问题 1 甲组释放的氧气不是 18o2的原因是 2 乙组光照一段时间后 在小球藻合成的有机物中 填 能 或 不能 检 测到 18o 理由是 3 丙组小球藻在密闭透明玻璃装置内培养 定时测定玻璃罩内的 o2含量 细胞中 o2 分别在 填生物膜 上产生和消耗 o a 期间小球藻吸收 co2的速率 填 减慢 加快 或 不变 原因是 解题观摩 由于实验缺乏对照组及相关信息 无法准确判断实验目的 关于 原因 的阐述 需要结合具体问题具体分析 1 甲组小球藻进行的生理过程主要是光合作用和细胞呼吸 光合作用光反应阶段水的 光解产生 o2 而甲组实验为小球藻提供的 h2o 不含 18o 提炼 生物学专业术语 后可表述 为 甲组小球藻在光下通过光反应分解的水中不含 18o 或 光合作用产生的 o2来自水的 光解 为甲组小球藻提供的水中不含 18o 但简单回答为 水中不含18o 则不会得分 因 为没有体现出 运用生物学原理解释现象 的能力 2 对 乙组光照一段时间后 在小球藻合成的有机物中 填 能 或 不 能 检测到 18o 的分析 同样涉及光合作用和细胞呼吸 全面回忆光合作用和有氧呼吸 过程 从 18o2被利用开始推导 如下 18o2参与有氧呼吸第三阶段会产生 ho ho 用于光合作用光反应 产生 18o2 推导 18 218 2 进入死循环 放弃 ho 用于有氧呼吸第二阶段产生 c18o2 c18o2用于光合作用的暗反应阶段可产生含 18 2 18o 的有机物 小球藻合成的有机物中能检测到放射性 这样的推导 字字是专业术语 去除少量的无关 或非必需 语言 如下 18o2参与有氧呼吸第三阶段会产生 h218o h218o 用于有氧呼吸第二阶段产生 c18o2 c18o2用于光合作用的暗反应阶段可产生含 18o 的有机物 小球藻合成的有机物中能检测到放射性 3 小球藻是真核生物 光合作用的光反应阶段产生 o2 场所 叶绿体的类囊体薄膜 有氧呼吸第三阶段消耗 o2 场所 线粒体内膜 o a 期间 o2含量增多 说明光合作用强 度大于细胞呼吸强度 密闭容器内的 co2会不断被吸收 浓度降低 导致光合作用的暗反 13 应阶段因原料不足而速率降低 小球藻吸收 co2速率将会随着时间延长而逐渐降低 该阐 述保留专业术语后 可提炼为 容器内 co2浓度因光合作用强度大于细胞呼吸强度而逐渐 降低 不可精简为 co2减少 答案 1 光合作用产生的 o2来自水的光解 为甲组小球藻提供的水不含 18o 2 能 乙组中的 18o2经有氧呼吸第三阶段会产生 h o ho 用于有氧呼吸第二阶段产生 18 218 2 c18o2 c18o2用于光合作用的暗反应阶段可产生含 18o 的有机物 3 叶绿体的类囊体薄膜 线粒体内膜 减慢 容器内 co2浓度因光合作用强度大于细胞呼吸强度而逐渐降低 技法点拨 运用 专业术语 做到 环环相扣 原理阐述题意在考查对生物学原理和规律的掌握能力 用原理和规律解释 分析生命 现象的能力 因此 此类试题答案的最大特点必然是 满满的专业术语 此外 由于试题 常考查多个原理的综合分析 环环相扣 则成为必需 如 典例 4 中第 1 小题的答案 光合作用产生的 o2来自水的光解 为甲组小球藻提供 的水不含 18o 中 光合作用 水的光解 属于专业术语 体现了光合作用的过程 第 2 小题第二问的答案 乙组中的 18o2经有氧呼吸第三阶段会产生 h o ho 用于有氧呼 18 218 2 吸第二阶段可产生 c18o2 c18o2用于光合作用的暗反应阶段可产生含 18o 的有机物 不仅使 用了 有氧呼吸第三阶段 有氧呼吸第二阶段 光合作用的暗反应阶段 等专业术语 而且还 环环相扣 将三个生理过程的物质联系有条理地表述出来 典例 5 果蝇的眼色伊红 淡色和乳白分别由复等位基因 e t 和 i 控制 复等位 基因不位于 y 染色体上 科研小组做了如下杂交实验 p 淡色眼 伊红眼 f1 伊红眼 乳白眼 淡色眼 2 1 1 据此回答问题 1 基因 e t 和 i 之间的显隐性关系为 若只考虑眼色的遗传 雄果蝇的基 因型有 种 2 f1中雄果蝇出现乳白眼和淡色眼两种表现型的原因是 3 如图表示某雄果蝇细胞分裂某一时期的图像 图中细胞的名称是 如果图中 m 染色体某一位置上的基因为 e n 染色体相同位置 上的基因为 e 其原因是 解题观摩 试题中出现了两次 原因是 属于原理阐述题 1 杂交亲本为 淡色眼 伊红眼 f1表现型及比例为 伊红眼 乳白 眼 淡色眼 2 1 1 说明发生了性状分离 子代中出现的亲本没有的性状 乳白眼 为隐性性状 即乳白眼相对于淡色眼和伊红眼是隐性性状 f1中伊红眼占 2 份 14 说明伊红眼相对于淡色眼为显性 因此基因 e t 和 i 之间的显隐性关系为基因 e 对基因 t 为完全显性 基因 t 对基因 i 为完全显性 基因 e 对基因 i 为完全显性 不能表述为 伊 红对淡色是显性 淡色对乳白是显性 或 伊红和淡色是显性 乳白是隐性 由于子一代中眼色性状有明显的性别差异 且试题已经给出相关基因不在 y 染色体上 则三个与眼色有关的基因只位于 x 染色体上 只考虑眼色的遗传 雄果蝇的基因型有 3 种 xey xty xiy 2 本小题所要解释的要点有三个 f1 雄果蝇 乳白眼和淡色眼两种表现型 因此 需要从亲本开始分析 并着重阐述 f1雄果蝇的基因型 如下 亲本中雌果蝇的基因型为 xtxi 产生的卵细胞有 xt和 xi两种 f1中雄果蝇的基因型为 xty 和 xiy 表现型分别为淡色眼和乳白眼 该分析的关键环节可提炼为 亲本中雌果蝇的基因型为 xtxi 产生的卵细胞有 xt和 xi 两种 也可精炼为 亲本雌果蝇产生了 xt和 xi两种配子 但不能直接表述为 雌果蝇产 生了两种配子 或 雌果蝇产生了 xt xi两种配子 根据上述分析 即可形成答案 亲本雌果蝇产生了 xt和 xi两种雌配子 f1中雄果蝇 基因型为 xty 和 xiy 3 本小题所要解释的要点是 图中 m 染色体某一位置上的基因为 e n 染色体相同 位置上的基因为 e 因为二者为姐妹染色单体分离形成的子染色体 携带的基因应完全相 同 该可遗传变异产生的原因 需要解释 图 是什么 基因 e 和 e 的出现原因是什么 从细胞增殖的方式和过程分析 图中所示细胞的姐妹染色单体已经分离成为 2 条子染色体 且共有 8 条染色体 果蝇体 细胞中有 8 条染色体 故该细胞处于减数第二次分裂的后期 处于此时期的雄果蝇体内细 胞的名称是次级精母细胞 图中 m 染色体某一位置上的基因为 e n 染色体相同位置上的基 因为 e 二者为等位基因 由于染色体片段没有发生交叉互换 y 染色体上无相关基因 出 现这一现象的原因就只能是发生了基因突变 不能回答 突变 因为突变包括基因突变和 染色体变异 基因突变最可能发生在精原细胞 dna 复制期 保留专业术语 尽量精简答案 即 精原细胞发生了基因突变 答案 1 基因 e 对基因 t 为完全显性 基因 t 对基因 i 为完全显性 基因 e 对基因 i 为完全显性 3 2 亲本雌果蝇产生了 xt和 xi两种雌配子 f1中雄果蝇基因型为 xty 和 xiy 3 次级精母细胞 精原细胞发生了基因突变 技法点拨 解答原理阐述题时 如何 围攻 要点 有些 原理阐述题 并不需要太多文字 答题空没有预留太多文字书写的空间 但既 然是原理阐述题 命题人要求的答案就绝对不会是 只言片语 答案精炼且不漏掉得分点 是答题时必需关注的 其标准是用 所学的最细微知识 解答 需要阐述的所有要点 例 15 如 可在 典例 5 中第 2 小题的问题上勾划出要点 如图 只有这样在答题时才能保证最后呈现的答案能解释所有要点 亲本 雌果蝇产生了 xt和 xi两种雌配子 f1中雄果蝇基因型为 xty 和 xiy 课后检测 增分强训 1 疟原虫是一种单细胞动物 它能使人患疟疾 引起周期性高热 寒战和出汗退热等 临床症状 严重时致人死亡 临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功 但其抗疟机制尚 未完全明了 我国科学家进行了如下实验 组别实验材料实验处理实验结果 线粒体膜电位的相对值 1 不加入青蒿素 100 2 疟原虫的线 粒体加入青蒿素 60 3 不加入青蒿素 100 4 仓鼠细胞 的线粒体加入青蒿素 97 1 1 2 组结果表明 由 3 4 组结果可知 青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响 据此可以得出的结论是 2 将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为 能为临床应用青蒿 素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据 解析 通过题干文字信息可知 该实验的目的是探究青蒿素的抗疟机制 通过表格信 息可知该探究性实验的自变量为青蒿素的有无和生物的种类 因变量具体指标为 线粒体 膜电位的相对值 1 组和 2 组为一组对照实验 实验材料为疟原虫的线粒体 3 组和 4 组 为一组对照实验 实验材料为仓鼠细胞的线粒体 表格内容只体现了实验思路 且没有列 出无关变量 实验结果为具体数值 1 2 组结果表明青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电 位 实验结论 由 3 4 组实验结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响 所以 综合分析四组实验可得出结论 青蒿素能降低疟原虫和仓鼠细胞线粒体膜电位 但降低作 用存在差异 这一结论 可以用更为简洁的语言表述 即青蒿素对线粒体膜电位的影响存 在物种间的差异 通过第二小问内容可知 接下来的实验目的是 为临床应用青蒿素治疗 疟疾提供直接的细胞生物学实验证据 因此 实验材料必然来自人 即人体细胞的线粒体 答案 1 青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位 青蒿素对线粒体膜电位的影响存在 物种间的差异 2 人体细胞的线粒体 16 2 果蝇在对 co2的耐受性方面有两个品系 敏感型 甲 和耐受型 乙 现有以下两个 实验 实验一 让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交 后代全为敏感型 实验二 将甲品系雌蝇的卵细胞去核后 移入来自乙品系雌蝇的体细胞核 由此培育 成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交 后代仍全为敏感型 1 设计实验二是为了验证 2 目前 由实验一的实验结果无法得到与实验二相同的实验结论 原因是 解析 1 实验二中通过核移植技术得到的重组细胞 细胞核来自乙品系果蝇 耐受型 细胞质来自甲品系果蝇 敏感型 由重组细胞发育成的雌果蝇与乙品系雄果蝇杂交 后代 全为敏感型 说明敏感型相关基因来自雌果蝇 而雌果蝇敏感型相关基因来自甲品系果蝇 的细胞质 由此可以得出结论 敏感型相关基因通过细胞质遗传 结合试题信息可得出结 论 果蝇控制对 co2的耐受性的基因位于细胞质中 2 若想通过杂交实验证明某性状的遗 传方式为细胞质遗传 需要对具有相对性状的亲本进行正交和反交实验 若正交与反交所 得子一代表现型相同 则为细胞核遗传 若子一代表现型只与母本有关 则为细胞质遗传 答案 1 果蝇控制对 co2的耐受性的基因位于细胞质中 2 有性生殖中 细胞质中 遗传物质只能由母本传递给子代 但细胞核中遗传物质可通过母本和父本遗传给后代 欲 证明某性状属于细胞质遗传 需要进行正交和反交实验 观察子一代的表现型 实验一只 进行了正交实验 缺少反交实验 3 科研人员研究了不同土壤含水量对番茄叶片光合作用的影响 实验用土壤所能稳定 保持的最高含水量为 40 对照组土壤含水量在 35 上下波动 t1 t2 t3 t4的土壤含水 量分别在 30 25 20 12 上下波动 实验结果如表所示 气孔导度越大 说明气孔开 放程度越大 组别 项目 对照 t1t2t3t4 叶绿素 a mg g 1 1 351 491 541 701 54 叶绿素 b mg g 1 0 370 410 470 430 41 气体吸收速率 mol co2 m 2 s 1 6 205 685 063 662 88 气孔导度 mmol m 2 s 1 0 1820 1640 1470 1380 110 胞间 co2浓度 mg kg 1 242234240252290 17 请回答下列问题 1 叶绿素分布于叶绿体的类囊体薄膜上 在 绿叶中叶绿体 色素提取液中的含量 填 小于 等于 或 大于 类胡萝卜素 在层析液中的溶解度 填 小于 等于 大于 类胡萝卜素 纸层析后 在滤纸条上呈 色 2 与对照组相比 随着土壤含水量的不断下降 番茄叶片光合作用合成有机物的速率 填 基本不变 不断下降 或 无法判断 原因是 3 据表分析 t3和 t4组番茄叶片净光合速率与对照组相比约 填 升高 或 降低 研究者将这两组番茄经组织培养获得的子代种植于 35 左右含水量的土壤中 再对表中所示项目分别进行检测 得到了与表中对照组相似的实验结果 说明 解析 1 对于绿叶中的色素 叶绿素含量约占 3 4 大于类胡萝卜素含量 叶绿素在 层析液中的溶解度小于类胡萝卜素 位于滤纸条上靠近滤液细线一端 叶绿素中的叶绿素 a 呈蓝绿色 叶绿素 b 呈黄绿色 2 从表中数据可知 与对照组相比 随着土壤含水量的 不断下降 番茄叶片吸收 co2的速率不断下降 表明番茄叶片净光合速率下降 由于实验 没有提供细胞呼吸速率的信息 故无法计算总光合速率 3 据表分析 t3和 t4组番茄叶 片净光合速率与对照组相比均降低 研究者将两组番茄经组织培养获得的子代种植于含水 量正常的土壤中 再对相关项目进行检测 说明研究者的实验目的是研究净光合速率低的 现象能否遗传给子代 由于得到了与表中对照组相似的实验结果 说明在含水量较低环境 中 番茄叶片净光合速率较低的现象 不是由遗传物质改变引起的 仅仅是由土壤含水量 低造成的 答案 1 大于 小于 蓝绿色和黄绿 2 无法判断 根据各组 co2气体吸收速率可 以计算有机物的积累速率 但因缺乏细胞呼吸速率 无法计算总光合速率 3 降低 t3和 t4组番茄叶片净光合速率低于对照组是由土壤含水量低造成的 番茄 相关遗传物质并没有发生改变 4 摩尔根在饲养的一群野生型红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇 他用这只白眼雄果 蝇与野生型的红眼雌果蝇交配 子一代无论雌雄全为红眼 但子二代中雌蝇全为红眼 雄 蝇中 1 2 红眼 1 2 白眼 请回答下列问题 1 果蝇的眼色性状中 显性性状是 2 根据杂交实验结果 摩尔根做出假设 控制果蝇白眼的基因在 x 染色体上 而 y 染 色体不含有它的等位基因 为验证假设 摩尔根让白眼雄蝇和子一代红眼雌果蝇交配 结 果产生 1 4 红眼雄蝇 1 4 红眼雌蝇 1 4 白眼雄蝇 1 4 白眼雌蝇 仅根据该实验结果不 能验证他的假设 理由是 18 3 为了进一步验证他的假设 摩尔根又设计了三个实验 实验一 让全部子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配 分别观察并统计每只雌蝇产生子 代的表现型及比例 预期结果 实验二 预期结果 子代中雌蝇全为红眼 雄蝇全为白眼 实验三 让白眼雌雄果蝇相互交配 预期结果 子代雌雄果蝇全为白眼 上述三个实验中 实验 的预期结果能支持摩尔根的假设 解析 1 摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交 f1全为红眼 说明红眼为显性性状 2 设控制果蝇红眼与白眼的基因为 b b 则如果 y 染色体上有相应的等位基因 则 xbyb xbxb 1 4xbxb 1 4xbxb 1 4xbyb 1 4xbyb 即当 y 染色体上有对应的等位基因时 会出现上述结果 同理可知 如果控制眼色基因在常染色体上 同样会出现上述实验结果 因此根据此实验不能判定控制果蝇白眼的基因在 x 染色体上 而 y 染色体不含有它的等位 基因 需要继续进行实验才能确定 3 实验一 让全部子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配 分别观察并统计每只雌蝇产生子代的表现型及比例 预期结果 半数雌蝇所产的后代全为 红眼 半数雌蝇所产的后代为 1 4 红眼雄蝇 1 4 红眼雌蝇 1 4 白眼雄蝇 1 4 白眼雌蝇 实验二 白眼雌蝇与野生型 或纯合 红眼雄蝇交配 预期结果 子代中雌蝇全为红眼 雄 蝇全为白眼 上述三个实验中 实验二的预期结果能支持摩尔根的假设 因为如果 y 上有 对应的 x 染色体上的等位基因或控制眼色的基因位于常染色体上 子代应该全部为红眼 答案 1 红眼 2 如果控制眼色基因在常染色体上或在 y 染色体含有它的等位基因 也会出现上述实验结果 或 如果控制眼色基因在常染色体上 也会出现上述实验结果 或 如果在 y 染色体含有它的等位基因 也会出现上述实验结果 3 半数雌蝇所产的后代全 为红眼 半数雌蝇所产的后代为 1 4 红眼雄蝇 1 4 红眼雌蝇 1 4 白眼雄蝇 1 4 白眼雌 蝇 白眼雌蝇与野生型 或纯合 红眼雄蝇交配 二 5 在缤纷的生物世界 微生物似乎显得过于微小与沉寂 然而 它们在人类生活和生 产中有着重要的作用 有的能改善人类的生活环境 如处理生活污水 有的能影响人类的 生产活动 如微生物能引起作物感病 请结合相关信息 回答下列问题 1 生活污水流经某生活污水净化处理系统中的 厌氧沉淀池 曝气池 和 兼氧池 后得到初步净化 在这个过程中 微生物通过 呼吸将污水中的有机物分解 2 很多微生物只能分解某一种有机物 如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的 超级微生物 理论上可采用 技术对现有微生物进行改造 该技术的核心是 如果要在个体水平上检测改造后的微生物是否符合要求 可采用的 做法是 19 3 白粉菌和条锈菌能分别导致小麦感白粉病和条锈病 引起减产 采用适宜播种方式 可控制感病程度 如表所示是株高和株型相近的小麦 a b 两品种在不同播种方式下的相关 实验结果 植株密度 106株 公顷 实验编号播种方式 a 品种b 品种 白粉病 感染程度 条锈病 感染程度 单位面积 产量 单播 40 单播 20 混播 22 单播 04 单播 02 注 的数目表示感染程度或产量高低 表示未感染 据表可知 抗白粉病的小麦品种是 因为 设计 两组实验 可探究 解析 1 由试题中 厌氧沉淀池 曝气池 和 兼氧池 的信息提示可知 微生物 生存的环境既有氧气充足的 曝气池 也有氧气不足的 厌氧沉淀池 还有 兼氧池 故判断微生物可通过有氧呼吸或无氧呼吸的方式将有机物分解 有氧呼吸和无氧呼吸是细 胞呼吸的两种类型 2 从试题信息 在个体水平上检测改造后的微生物是否符合要求 可 知 实验目的是 检测改造后的微生物分解生活污水中的多种有机物的能力 因此 实验 自变量为生活污水中是否含有改造后的微生物 因变量是生活污水中多种有机物的剩余量 其他变量为无关变量 要求适宜且相同 3 由表格信息可知 组小麦都未感染白粉病 说明 a 品种小麦具有抗白粉病的特性 组实验的自变量是 b 品种小麦的种植密度 因变量是白粉病 条锈病的感染程度和单位面积产量 由此可知这两组实验探究的是 b 品 种小麦的植株密度对 b 品种小麦感病程度和产量的影响 答案 1 有氧呼吸和无氧 或细胞 2 转基因 基因工程 基因表达载体的构建 用含有多种有机物的生活污水作培养液 一组添加改造后的微生物 另一组添加等量改造 前的微生物 置于相同且适宜条件下培养一段时间后 检测两组培养液中多种有机物的剩 余量 3 a 组小麦都未感染白粉病 b 品种小麦植株密度对 b 品种小麦感病程度 及产量的影响 6 某科研人员研究了甲 乙两个品种豌豆 甲品种豌豆成熟植株株高 5 cm 左右 乙 品种豌豆成熟植株株高 20 cm 左右 研究发现 与乙品种比较 甲品种几乎不含赤霉素 该科研人员推测甲品种豌豆植株成株过矮是由缺乏赤霉素导致的 为了验证这一推测 拟 将长势相同的乙品种豌豆幼苗分成两组 置于相同且适宜条件下培养 待豌豆植株成熟后 20 向其中一组 a 组 喷洒适宜浓度的赤霉素溶液 另一组 b 组 喷洒等量的可溶解赤霉素的溶 剂 继续培养一段时间后 测量两组豌豆的株高 若 b 组的乙种豌豆株高与甲种豌豆成熟 株高接近 a 组的乙种豌豆株高大于 20 cm 则可证明推测正确 请找出该实验设计两处明 显不合理之处并更正 解析 题中所述实验的实验目的是验证甲品种豌豆植株成株过矮是由缺乏赤霉素导致 的这一推测 实验中的自变量为赤霉素的有无 因变量是甲品种豌豆成株高度 其他变量 为无关变量 解题时 需要从取材 处理 观察和记录的三个环节对试题提供的实验信息 进行分析 可得到以下合理实验设计 取材 将长势相同的甲品种豌豆幼苗分成两组 置于相同且适宜条件下培养 处理 在豌豆植株生长过程中向其中一组喷洒适宜浓