高考生物实验题型考能专项突破 15页

实验技能突破1——鉴定类实验 以热点材料(如假冒奶粉问题)为命题背景，主要考查教材中两大实验——生物组织中各种成分的鉴定和色素的提取与分离的相应考点。‎ ‎1．某些特定化学物质的检测方法 鉴定类实验常用的试剂或指标物 作用 现象 水浴加热 生物材料 碘液 检测、鉴定淀粉 淀粉遇碘变蓝 不需要 脱色的叶片 斐林试剂 检测、鉴定还原糖 砖红色沉淀 需要 含糖量高的白色或近白色植物材料、糖尿病患者尿液 双缩脲试剂 检测、鉴定蛋白质 紫色 不需要 豆浆(植物蛋白)、蛋清(动物蛋白)‎ 苏丹Ⅲ/Ⅳ染液 检测、鉴定脂肪 橘黄色/红色 不需要 花生种子 无水乙醇、层析液 提取、分离色素 形成四条色素带 新鲜的绿色叶片 重铬酸钾溶液 检测、鉴定酒精 橙色灰绿色 不需要 酵母菌 溴麝香草酚蓝溶液 检测、鉴定CO2‎ 蓝→绿→黄 不需要 酵母菌 Ca(OH)2溶液 检测、鉴定CO2‎ CO2使Ca(OH)2溶液变浑浊 不需要 酵母菌 余烬木条 检测、鉴定O2‎ O2使余烬木条复燃 动物肝脏或马铃薯切片 甲基绿/吡罗红 检测、鉴定DNA/RNA 绿/红 不需要 口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞 龙胆紫溶液或醋酸洋红液 检测、鉴定染色体 蓝/红 不需要 根尖分生区细胞 ‎2.实验拓展延伸 ‎(1)物质 鉴定 ‎(2)定量检 ‎ 测指标 ‎　2004年4月安徽阜阳劣质奶粉事件曝光后，有关部门对 收缴的劣质奶粉进行了化验，发现不法商人为了降低成本，在 其中添加了大量糖类物质，让婴儿喜欢吃却无法得到足够的蛋 白质营养。2008年9月，在我国爆发了婴幼儿奶粉受污染事件，‎ 导致食用了受污染奶粉的婴幼儿产生肾结石病症，其原因是奶粉中含有三聚氰胺，该物质结构式如图所示。2010年又查出上百吨含三聚氰胺的奶粉。‎ ‎(1)婴儿每天的食物中必须含有足够的蛋白质，不能完全用糖类代替的原因是：糖类分解时不能产生与________(必需/非必需)氨基酸相对应的中间产物，因而不能保证婴儿生长发育的蛋白质供应。‎ ‎(2)有些劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过__________处理，预计试管内混合液的颜色变化是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果要鉴定劣质奶粉是否含有蛋白质，所用的试剂是________________________‎ ‎__________。‎ ‎(4)如果劣质奶粉含有大量脂肪，则用苏丹Ⅲ染液鉴定时，预计染液与待测样液混合后的颜色是________________。‎ ‎(5)三聚氰胺常被不法商人用作食品添加剂，主要是因为它能提升牛奶和奶粉检测中的________指标。‎ 解析　‎ ‎ ‎ ‎(5)食品检测通常检测牛奶或奶粉中含氮量或蛋白质含量。‎ 实验技能突破2——观察类实验的应用 ‎　许多实验中必须先制作玻片标本，然后再在显微镜下观察。下列对有关实验的叙述中，错误的是 (　　)‎ A．脂肪鉴定：切取子叶薄片→染色→去浮色→制片→观察 B．有丝分裂观察：解离根尖→染色→漂洗→制片→观察 C．质壁分离观察：撕取洋葱鳞片叶表皮→制片→观察→滴加蔗糖溶液→观察→在盖玻片一侧滴入清水→观察 D．观察叶绿体：取藓类小叶→制片→观察 解析　B中应先漂洗后染色，目的是洗掉根尖表面的盐酸，防止酸碱中和影响染色效果。‎ 答案　B ‎1．显微观察类实验应注意的问题 ‎(1)注意取材：根据观察对象选用合适的材料，如观察植物细胞的有丝分裂，应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原，应选取成熟的植物细胞等。‎ ‎(2)注意材料处理：根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。‎ ‎(3)注意制片方法 在观察类实验中常采用临时装片制作技术等。临时装片制作有压片法、装片法和切片法。‎ ‎①压片法：用于比较疏松的材料，如根尖、花药等用较小的力即可把材料压成一薄层。压片法的一般过程是：取材、固定、解离、漂洗、染色、压片、观察。‎ ‎②装片法：把某些微小生物，如草履虫、衣藻等，或某些大型生物的一部分，如人体口腔上皮细胞，植物叶片的表皮细胞从整体上取下，不作任何处理直接制成装片。其过程是：将材料在载玻片上的水滴中展平；放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上，防止产生气泡；染色或改变溶液浓度时，从一侧滴染色液或溶液，另一侧用吸水纸吸引。‎ ‎③切片法：用刀片将待观察的材料切成极薄的片，用于显微镜观察。‎ ‎2．熟悉此类实验的常规内容 在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、标本制作技术等。具体列表如下：‎ 实验名称 观察方式 观察对象 显微镜 玻片标本 染色剂 生物材料 观察几种细胞 原色观察 细胞 高倍 临时装片 无 多种生物细胞 观察叶绿体 叶绿体 高倍 临时装片 无 菠菜叶或黑藻嫩叶 观察植物细胞质壁分离与复原 紫色大液泡及原生质层的位置 低倍 临时装片 无 洋葱紫色外表皮细胞 观察细胞中的DNA、RNA 染色观察 DNA、RNA的分布 高倍 临时装片 甲基绿、吡罗红染色剂 人口腔上皮细胞 观察线粒体 线粒体 高倍 临时装片 健那绿 人口腔上皮细胞 观察细胞有丝分裂 染色体 高倍 临时装片(压片)‎ 龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液 洋葱根尖分生区细胞 固定装片 蝗虫精母细胞 观察细胞减数分裂 ‎3.注意此类实验的拓展 从全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要掌握的重要内容。主要包括两部分内容：一是每个实验的设计思想、设计思路；二是每个实验中最基本的实验方法和技术(如显微镜、徒手切片、临时装片的制作等)。在此基础上进行拓展，如2006年江苏高考题关于“观察植物细胞的有丝分裂”实验的拓展：题中绘制了细胞分裂期的三个时期模式图(如下图中1、2、3所示)，请考生画出细胞分裂期中所缺时期的模式图。这就要求考生首先要识别题中的三幅图，根据课本中高等植物细胞的有丝分裂图，可确定这三幅图分别是前期、末期、中期，并知道体细胞中有四条染色体，再根据高等植物细胞的有丝分裂图画出后期的分裂图(如图中4所示)。‎ 所以，提醒同学们要特别关注教材中有关实验内容的复习，特别是极容易被忽略掉的知识点，要求对课本中的每个知识点不但要知道“是什么”，还要理解“为什么”。‎ ‎　下图表示洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作与观察，有关叙述正确的一组是(　　)‎ ‎①A过程叫分离，作用是使根尖组织细胞分散开　②B过程叫漂洗，主要目的是洗净解 离液　③D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压，使细胞相互分散开　④E过程中需要先在高倍镜下找到分生区细胞，才能继续观察 ‎　 A．①② B．②③ C．③④ D．①④‎ 即时巩固　B 实验技能突破3——实验设计的核心—变量的控制 ‎　为探究环境因素对光合作用强度的影响，多个兴趣小组设计实验进行研究。‎ 实验材料和用具：100 mL量筒、20～500 W的台灯、‎ 冷开水、NaHCO3、黑藻等。‎ 实验步骤：‎ ① 准备6套如图所示的装置，编号为1～6。在可乐瓶 中各加入约500 mL ‎0.01 g/mL NaHCO3溶液后用冷开水 充满。‎ ‎②取6等份黑藻分别放入1～6号装置。‎ ‎③将6套装置放入暗室中，然后分别用20 W、50 W、75 W、100 W、200 W和500 W的台灯等距离地照射1～6号装置，观察气泡的产生情况。‎ ‎④30 min后停止光照，测量光合作用释放的O2的体积。‎ 实验结果：‎ 不同光照条件下O2的释放量(mL)‎ 组次 ‎20 W ‎50 W ‎75 W ‎100 W ‎200 W ‎500 W 一 ‎1.8‎ ‎5.0‎ ‎9.0‎ ‎12.0‎ ‎21.0‎ ‎19.0‎ 二 ‎1.8‎ ‎5.3‎ ‎8.0‎ ‎11.5‎ ‎20.0‎ ‎18.0‎ 三 ‎2.0‎ ‎5.0‎ ‎8.0‎ ‎12.0‎ ‎20.0‎ ‎19.0‎ 均值 ‎1.87‎ ‎5.1‎ ‎8.3‎ ‎11.83‎ ‎20.3‎ ‎18.70‎ 对该实验进行分析，回答有关问题：‎ ‎(1)该实验中的自变量是________。列出实验中的两个无关变量：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据装置图，上表中各组次的实验数据是如何读出的？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)将实验处理结果绘成柱形图。‎ ‎(4)上表中测得的O2量并非光合作用实际产生的O2量，其原因是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)对表中数据进行分析并得出结论。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定合适的光照强度，因为光照不够会降低产量，而提供多余的光照还会浪费钱。通过该实验还不能够确定最合适黑藻生长的光照强度，该如何开展进一步的探究呢？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)探究环境因素对光合作用强度的影响，1～6号装置的光照强度不同，可见光照强度是自变量。其他可能会对实验结果造成影响的因素为无关变量，答案合理即可。(2)NaHCO3的作用是调节并保持CO2的浓度，量筒中收集到的水的体积也就是光合作用释放的O2的体积。(3)考查实验数据的转换能力。表中数据体现了光合作用释放的O2量随光照强度的变化而变化的情况，转换成柱形图，以光照强度为横坐标，以光合作用释放的O2量(取平均值)为纵坐标，分别画出20 W、50 W、75 W、100 W、200 W和500 W光照强度时的光合作用释放的O2量。(4)表中测得的O2量是净光合作用量，总光合作用量＝净光合作用量＋呼吸量。(5)根据表中数据或柱形图，可以看出200 W是一个转折点，这之前光合作用释放的O2量随光照强度的增大而增加，之后则随光照强度的增大而减少。(6)从表中数据看，从100 W～200 W或从200 W～500 W，难以确定合适的光照强度，可从100 W～500 W，设置多组光照强度梯度，进一步进行实验。‎ 答案　(1)光照强度　CO2(或NaHCO3溶液)、温度、pH、黑藻(任选两项)　(2)读量筒中收集到的水的体积 ‎(3)如图所示 ‎(4)黑藻自身的呼吸作用会消耗O2　(5)在20 W～200 W范围内随着光照强度的不断增强，光合作用释放的O2量也在升高，但光照强度达500 W时释放O2量反而降低，说明适当提高光照强度可以提高光合作用的强度　(6)在100 W～500 W范围内设置多组梯度进行实验 ‎1．变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：‎ ‎(1)自变量与因变量 自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件；因变量，指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(‎37℃‎)、高温(沸水浴)就是自变量，而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是因变量，该实验即在于获得和解释温度变化(自变量)与酶的活性(因变量)的因果关系。‎ ‎(2)无关变量与额外变量 无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对因变量有干扰作用。例如上述实验中除自变量(低温、适温、高温)以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程度、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。‎ ‎2．单一变量原则 在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其他因子不变，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。‎ ‎　酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，生物体内的化学反应基本上都是在酶的催化下进行的。请根据下列有关酶促反应的实验操作，回答相关问题。‎ 实验操作 试管 A B C D E F ‎①加入质量分数为1%的可溶性淀粉溶液1 mL ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎②加入质量分数为2%的蔗糖溶液1 mL ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎③加入唾液淀粉酶原液1 mL ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎④加入蔗糖酶溶液1 mL ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎⑤加入蒸馏水1 mL ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎⑥酶促水解反应 摇匀，‎37℃‎水浴中保温10 min ‎⑦向每个试管中加入斐林试剂2 mL 摇匀，沸水浴中加热1～2 min ‎⑧观察并记录各试管内的变化 注：表中“＋”为加入，“－”为未加入。‎ ‎(1)制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后必须冷却到室温才能使用，这是防止________________________。‎ ‎(2)上述实验中，________号试管物质能与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，本实验的结论为__________________。‎ ‎(3)实验过程中，E、F号试管起__________作用。如果E、F号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是(用序号表示)________。‎ ‎①淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原糖　②淀粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长，其中的微生物将部分淀粉、蔗糖分解成还原糖　③试管不干净、上面留有还原糖　④实验操作过程中，胶头滴管混用、错用 ‎(4)如果条件有限，只保留两支试管，也能初步得出实验结论，请你写出可能的组合________________。‎ ‎(5)本实验，能否用碘液代替斐林试剂________(能/不能)。理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 即时巩固 ‎(1)温度过高使酶活性丧失　(2)A、D　酶具有专一性 ‎(3)对照　①②③④　(4)AB、CD、AC、BD　(5)不能　碘液不能检测蔗糖是否被分解产生还原糖(蔗糖不与碘液发生反应，蔗糖水解产物也不与碘液发生反应)‎ 实验技能突破4——分析评价类实验 ‎　科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。‎ 实验1　分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人肺的成纤维细胞，结果见下表：‎ 细胞来源 胎儿 中年人 老年人 增殖代数 ‎50‎ ‎20‎ ‎2～4‎ 实验2　分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果见下图：‎ 实验3　将老年男性细胞和年轻女性细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。‎ 实验4　将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。分析以上实验，回答下列问题：‎ ‎(1)每个实验可以得出怎样的结论？‎ ‎①实验1：__________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②实验2：__________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③实验3：________________________________________________________________。‎ ‎④实验4：_______________________________________________________________。‎ ‎(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些？‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验3的设计是否严密？怎样改进？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________ 。‎ 答案　(1)①细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱 ‎②细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越多 ‎③细胞的衰老速度与年龄和性别有关 ‎④细胞核是决定细胞衰老的重要因素 ‎(2)物种、年龄、性别、细胞核的变化等 ‎(3)实验设计不严密，应该增加2个对照组，具体设计如下：‎ 第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，看实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响；‎ 第二组：同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响 分析评价类实验常见的分析思路包括以下几个方面：‎ ‎ ‎ 二看步骤 三看验证 四看材料 五看条件 ‎1．以下为某同学自己设计的制作并观察洋葱根尖细胞分裂装片的实验步骤：切取2～‎3 cm根尖，放入0.01%的龙胆紫中染色后，立即放入盛有质量分数为15%的盐酸溶液的小玻璃皿中解离，待根尖酥软后，放在滴有清水的载玻片上，盖上盖玻片。压片后用低倍镜找到分裂中的细胞，然后移到视野正中换成高倍镜仔细观察。你认为他的设计的不妥之处为(并说明原因)。‎ ‎(1)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎2．请回答下列与植物细胞有丝分裂实验相关的问题：‎ ‎(1)用洋葱根尖作材料观察植物细胞有丝分裂的实验中，要将细胞分散开可以通过进行________等操作来实现；在该实验中，若只跟踪分生区的一个特定细胞，则无法同时观察到有丝分裂的各个时期，其原因是________________。当由低倍镜换成高倍镜观察染色体时，若要提高视野的亮度，应调节________________和________________。‎ ‎(2)将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室(‎4℃‎)内再培养一段时间，取根尖制成装片，用显微镜观察细胞中染色体数目的变化，该实验的目的是验证________________。‎ ‎(3)以下是几位同学进行细胞有丝分裂实验的操作情况，请分析：‎ 甲同学从解离液中取出材料，立即染色，实验效果很差；乙同学将已染色的材料立即盖上盖玻片观察，看不清细胞；丙同学将制好的装片直接用高倍镜观察，花了很长时间，也没有找到细胞。‎ ‎①甲实验效果差的原因是___________________________________________________；‎ ‎②乙看不清细胞的原因是___________________________________________________；‎ ‎③丙操作上的错误是______________________________________________________。‎ ‎(4)若已知洋葱根尖分生区细胞周期为12小时，显微镜下计数处于各时期的细胞数目如下：间期880个，前期67个，中期18个，后期和末期35个。则间期所占时间为________________(单位：小时，精确到小数点后一位)。‎ ‎(5)有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差。因而对整个实验结果可能产生影响的有________。‎ ‎①取材时间　②根尖培养温度　③解离时间长短　④载玻片厚度　⑤计数的细胞是否属于分生区细胞　⑥细胞周期各时期区分是否准确 即时巩固 ‎1．(1)应切取2～‎3 mm根尖，生长点正在此处　(2)龙胆紫溶液的浓度应该为 ‎1%，不配制成溶液无法染色，浓度过低使染色体着色过浅，不利于观察　‎ ‎(3)应该先解离后染色，否则只有表层细胞被染色　(4)解离后需用水漂洗 ‎10分钟，因为龙胆紫溶液呈碱性，会与盐酸反应，使细胞不能被染色 ‎2．(1)解离、捣碎、压片(写出任意一项即可)　解离后细胞已经死亡　光圈　‎ 反光镜　(2)低温能诱导植物染色体数目变化　(3)①没有漂洗　②没有滴加 清水　③应先在低倍镜下观察，找到目标并将其移至视野中央后再用 高倍镜观察　(4)10.6小时　(5)①②③⑤⑥‎ 实验技能突破5——遗传类实验设计方案 探究或验证两大定律的方法 ‎　某学校的一个生物兴趣小组进行了一项实验来验证孟德尔遗传定律。该小组用豌豆的两对相对性状做实验，选取了一批基因型相同的黄色圆粒(黄色与圆粒都是显性性状)豌豆，用其中一部分与某豌豆作为亲本杂交，F1中黄色∶绿色＝3∶1，圆粒∶皱粒＝3∶1。请你利用亲本中剩余的黄色圆粒豌豆为材料设计实验，验证这两对性状的遗传符合基因的自由组合定律。(要求：实验设计方案科学、合理、简明)‎ 答案　实验方案：选用黄色圆粒豌豆做亲本进行自交，统计后代结果。‎ 结果与结论：后代出现四种表现型及比例如下：黄色圆粒∶绿色圆粒∶黄色皱粒∶绿色皱粒＝9∶3∶3∶1，则证明两对相对性状符合自由组合定律。‎ 说明　此题一定不能用测交方法，因为题目中要求只用一个亲本。‎ ‎1．验证分离定律的方法：测交——后代比例为1∶1；杂合子自交——后代比例为3∶1；花粉鉴定法——两种类型的花粉比例为1∶1。‎ ‎2．验证自由组合定律的方法：测交——后代四种表现型比例为1∶1∶1∶1；双杂合子自交——后代出现四种表现型比例为9∶3∶3∶1。‎ 提醒　(1)看清是探究性实验还是验证性实验，验证性实验不需要分情况讨论直接写结果或结论，探究性实验则需要分情况讨论。‎ ‎(2)看清题目中给定的亲本情况，确定用自交还是测交。自交只需要一个亲本即可，而测交则需要两个亲本。‎ ‎(3)不能用分离定律的结果证明基因是否符合自由组合定律，因为两对等位基因不管是分别位于两对同源染色体上还是位于一对同源染色体上，在单独研究时都符合分离定律，都会出现3∶1或1∶1这些比例，没法确定基因的位置也就没法证明是否符合自由组合定律。‎ ‎1．实验室中有一批未交配的纯种灰体紫眼和纯种黑体红眼果蝇，每种果蝇雌雄个体都有。已知上述两对相对性状均属完全显性遗传，性状的遗传遵循遗传的基本规律，灰体和黑体这对相对性状由一对位于Ⅱ号同源染色体上的等位基因控制，所有果蝇都能正常生活。如果控制果蝇紫眼和红眼的基因也位于常染色体上，请设计一套杂交方案，以确定控制紫眼和红眼的基因是否也位于Ⅱ号同源染色体上，并预期结果，做出相应的结论。‎ 确定基因位置的相关实验方案 ‎　家蚕是二倍体，体细胞中有28对染色体，其中一对是性染色体，雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。请回答以下问题：‎ ‎(1)家蚕的体色黄色基因(B)对白色基因(b)为显性且均位于Z染色体上，请你设计一个方案，单就体色便能辨别幼蚕的雌雄，方案是选择______________和________________亲本(表现型)杂交。‎ ‎(2)家蚕中D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因(导致相应基因型的受精卵不能发育，‎ 但Zd的配子有活性)。是否能选择出相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？请根据亲代和子代基因型情况说明理由。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)因家蚕雄性为两条同型性染色体ZZ，选隐性性状则基因型确定为ZbZb，雌性家蚕性染色体为ZW，只在Z上有基因，选显性性状，基因型为ZBW，杂交后即可根据幼蚕的体色确定性别。(2)由于d是隐性致死基因，ZdW的受精卵致死，雌性中没有基因型ZdW的个体；ZdZd的受精卵致死，雄性中没有基因型ZdZd的个体，因此只有ZDW×ZDZD、ZDW×ZDZd两种杂交组合，后代都会出现基因型为ZDW的雌性个体。‎ 答案　(1)白色雄家蚕　黄色雌家蚕　(2)不能。因为雌蚕只有ZDW基因型，雄蚕有ZDZD、ZDZd基因型；杂交组合ZDW×ZDZD、ZDW×ZDZd均可产生ZDW的雌性后代(或若要让后代只有雄性，则雌性必须全是ZdW，则亲本的杂交组合必须是ZDW×ZdZd)；而ZdZd的个体不存在 方案一　正反交法 若正反交结果一致，与性别无关，为细胞核内常染色体遗传；若正反交结果不一致，则分两种情况：后代不管正交还是反交都表现为母本性状，即母系遗传，则可确定基因在细胞质中的叶绿体或线粒体中；若正交与反交结果不一样且表现出与性别有关，则可确定基因在性染色体上——一般在X染色体上。‎ 提醒　(1)看清实验材料是植物还是动物；植物一般为雌雄同株无性别决定，其基因位置只有两种情况——细胞质和细胞核基因；但有些植物为XY型性别决定的雌雄异株植物，则基因位置分三种情况；动物一般为雌雄异体，则基因位置分三种情况。‎ ‎(2)遗传材料中常考动植物类型 ‎①常考查的雌雄同株植物有豌豆、小麦、玉米、黄瓜等，其基因位置只有两种情况——细胞质和细胞核基因。‎ ‎②常考查的雌雄异株(XY型性别决定)的植物有女娄菜、大麻、石刀板菜、杨树、柳树、银杏等基因位置分三种情况——细胞质、细胞核内的X染色体和常染色体。‎ ‎③动物一般为雌雄异体，注意常考两种性别决定——XY型(如人、果蝇和其他未明确说明但不是ZW型性别决定的动物)和ZW型(常考查的包括鸡在内的鸟类和一些昆虫如家蚕等)。‎ 方案二　根据后代的表现型在雌雄性别中的比例是否一致进行判定 若后代中两种表现型在雌雄个体中比例一致，说明遗传与性别无关，则可确定基因在常染色体上；若后代中两种表现型在雌雄个体中比例不一致，说明遗传与性别有关，则可确定基因在性染色体上。‎ 方案三　选择亲本杂交实验进行分析推断 选择亲本进行杂交，根据后代的表现型及在雌雄个体中比例来确定基因位置：‎ XY型性别决定 ZW型性别决定 雌性 隐性性状 显性性状 雄性 显性性状 隐性性状 后代性 状分布 雌性全为显性，雄性全为隐性 雄性全为显性，雌性全为隐性 亲本的性状及性别的选择规律：选两条同型性染色体的亲本(XX或ZZ)为隐性性状，另一亲本则为显性性状。‎ ‎2．已知果蝇的灰身与黑身是一对相对性状(显性基因用B表示，隐性基因用b表示)；直毛与分叉毛是一对相对性状(显性基因用F表示，隐性基因用f表示)。两只亲代果蝇杂交，子代中雌蝇表现型比例及雄蝇表现型比例如图所示。请回答：‎ (1) 控制直毛与分叉毛的基因位于__________上，判断的主要依据是___________‎ ‎_________________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若让子一代中灰身雄蝇与黑身雌蝇杂交，后代中黑身果蝇所占比例为______。子一代表现型为灰身直毛的雌蝇中，纯合子与杂合子的比例为__________。‎ ‎(3)若实验室有纯合的直毛和分叉毛雌、雄果蝇亲本，你能否通过一代杂交实验确定这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上？请说明推导过程。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 即时巩固 ‎1．方案：让纯种灰体紫眼果蝇和纯种黑体红眼果蝇交配得F1，再让F1雌雄果蝇杂交得F2，观察并记录F2的性状分离比。‎ 预期结果和结论：①如果F2出现四种相对性状，其分离比为9∶3∶3∶1(符合基因的自由组合定律)，则说明控制紫眼和红眼的这对基因不位于Ⅱ号同源染色体上；②如果F2不出现9∶3∶3∶1的分离比(不符合基因的自由组合定律)，则说明控制紫眼和红眼的这对基因位于Ⅱ号同源染色体上。‎ ‎2．(1)X染色体　直毛在子代雌、雄蝇上均有出现，而分叉毛这个性状只在子代雄蝇上出现 (2)1/3　1∶5　(3)能。取直毛雌、雄果蝇与分叉毛雌、雄果蝇进行正交和反交(即直毛雌果蝇×分叉毛雄果蝇、分叉毛雌果蝇×直毛雄果蝇)。若正交、反交后代性状一致，则该等位基因位于常染色体上；若正交、反交后代性状不一致，则该等位基因位于X染色体上 实验技能突破6——同位素示踪法 ‎　同位素标记法是生物研究中的常用方法，若以3H标记的腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究，该研究不可能应用于 (　　)‎ A．测定肺癌细胞的分裂速率 B．测定人体内肝细胞合成蛋白质的速率 C．研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径 D．比较不同组织细胞内DNA复制的情况 答案　B ‎1．适应范围及实验原理 放射性同位素示踪法，就是在需要研究的物质体系中，加入一些放射性同位素原子(示踪原子)，用放射性监测手段来跟踪其行迹，进而研究出该系统的变化规律的方法。同位素标记法是生物学中用来研究元素在生物与环境之间、生物与生物之间、同一生物个体内各细胞之间以及细胞内各细胞器之间、各物质之间的运行和变化的一种重要的研究方法，运用这种方法可以探究生物学中的许多未知规律。‎ ‎2．实验方法及探究历程 ‎(1)方法：用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素。如3H、‎14C、15N、18O、32P、35S等。‎ ‎(2)历程 ‎ ‎ ‎3．考点内容梳理 ‎(1)利用放射性同位素标记自显影技术，证明间期细胞最大的特点是完成DNA复制、RNA和蛋白质的合成。用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸并追踪，研究DNA的复制；用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪，研究RNA的合成；用放射性元素标记氨基酸并追踪，研究蛋白质的合成。‎ ‎(2)科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸并进行追踪，研究分泌蛋白在附着于内质网的核糖体上合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的。证明生物膜系统在结构和功能上是紧密联系的统一整体。‎ ‎(3)美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法，证明光合作用释放的O2全部来自水。‎ ‎(4)科学家用放射性同位素35S和32P，证明DNA是遗传物质。‎ ‎(5)用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针，根据DNA分子的杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息。应用于产前诊断和环境监测，达到检测疾病和检测饮用水中病毒含量的目的。‎ ‎(6)利用一些物质的特征元素追踪该物质在生物体内的变化情况。如用放射性的碘元素标记甲状腺激素，追踪甲状腺激素在体内的变化等。‎ 实验技能突破7——调查类实验 ‎　下列调查活动或实验中，实验所得数据与实际数值相比，可能偏大的是(　　)‎ A．探究培养液中酵母菌种群数量时，从试管中吸出培养液计数前没有振荡试管 B．调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物没有打开电灯 C．标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落 D．样方法调查草地中的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体 答案　C ‎1．调查类实验一般步骤 调查法和观察法是进行科学研究的主要方法，调查报告的内容主要包括：‎ ‎(1)调查目的：确定调查的内容(调查什么，想获得哪些调查指标)。‎ ‎(2)调查内容或对象：向谁进行调查、调查限定在什么范围内。‎ ‎(3)调查方法(文献调查或直接调查)：是通过访问、座谈、测验还是通过发放问卷来调查，用普遍调查还是抽样调查，怎样抽取样本和抽取多少样本。‎ ‎(4)调查结果 ‎(5)调查结果统计与分析(一般要编制相应的调查表)。‎ ‎(6)调查结论与建议。‎ ‎2．方法规律 ‎(1)要加强计算能力的培养，如人类遗传概率的计算、种群密度的计算等。‎ ‎(2)要向规范化表达要成绩，要做到专业术语不能出现错别字，专有名词不能意思化，‎ 答案应简明扼要，重点突出。具体做法：①尽量用课本中的术语进行表达，不能用含糊的口语，如“随机取样”不能说成“任意取样”，“取样调查”不能说成“抽样调查”，“等量的”不宜说成“一样多的”等。说明性的表达，一定要落到课本中结论性叙述上。②话要说完整。③答案要准确，做到层次清晰、条理清楚、逻辑严谨。‎ ‎(3)解答有关种群密度或动物类群丰富度调查的信息题时，要读懂题意明确已知条件和需要解决的问题，找到解答的切入点，认真分析材料中所蕴含的信息与材料的哪些内容有联系。从材料中提炼出与课本知识相关的结合点。‎ ‎　科研人员对江苏某地沿海滩涂米草群落和裸露泥滩的大型底栖(土壤)动物丰富度进行了对比研究。在相同取样条件下，利用一种常用底泥采样器(‎50 cm×‎50 cm×‎30 cm)采得各动物类群的物种数和个体总数如下表。下列有关本研究的叙述，正确的有 (　　)‎ 招潮蟹类 厚蟹类 沙蚕类 泥螺类 蛤类 物种数 个体总数 物种数 个体总数 物种数 个体总数 物种数 个体总数 物种数 个体总数 裸露泥滩 ‎5‎ ‎18‎ ‎1‎ ‎14‎ ‎2‎ ‎12‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎2‎ ‎14‎ 米草群落 ‎3‎ ‎12‎ ‎2‎ ‎9‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎1‎ ‎10 ‎ ‎ 0‎ ‎0‎ A.裸露泥滩的大型底栖动物物种丰富度低于米草群落 B．米草群落的大型底栖动物种群密度高于裸露泥滩 C．改用另一规格的常用底泥采样器会影响对比研究的结论 D．改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数 实验技能突破8——动物生理类实验 反射弧中兴奋传导方向的实验探究 ‎　(改编题)下图甲表示人体脊髓反射弧模式图，乙表示人体神经元结构模式图。据图回答：‎ ‎(1)甲图中，刺激结构④时，会产生具体效应的结构是[　]________，该结构在组成上包括______________________________________________________________________。‎ ‎(2)乙图中的C是下一个神经元的________________；兴奋不能从C传到A的原因是____________________________________________________。‎ ‎(3)乙图中，若刺激A点，电流计B将偏转________次；若抑制该细胞的呼吸作用，发现神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到静息状态，所以带电离子通过细胞膜的方式是______________________。‎ ‎(4)甲图中，提供电刺激设备、电位测量仪等必要的实验用具，验证兴奋在神经元之间进行单向传导的步骤是： ________________________________________。‎ ‎(5)若按(4)步骤进行，改为探究神经元之间的方向，其结论为_____________________。‎ 解析　(1)甲图是一典型的人体脊髓反射弧的结构模式图，从图中可看出，①为感受器，②为传入神经，③为神经中枢，④为传出神经，⑤为效应器(传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等)。(2)乙图中C为突触部分的突触后膜——下一个神经元的树突膜或胞体膜，由于神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜，所以神经冲动只能由前一个神经元传递到后一个神经元，而不能逆向传递，即：单向传递。(3)在乙图中若刺激A点，由于兴奋在神经纤维上的传导是双向的，所以指针要偏转两次。若抑制该细胞的呼吸作用(细胞中ATP量不足)，则神经纤维在一次兴奋后，其细胞膜不能再恢复到内负外正的状态，说明离开了ATP，带电离子就不能通过细胞膜，所以带电离子通过细胞膜的方式是主动运输。(4)要验证兴奋在神经元之间进行单向传递，也就是说只能由前一个神经元传递给后一个神经元，而不能由后一个神经元传递给前一个神经元，所以先用电刺激②(或②上一点)，测量④上有无电位变化；再电刺激④(或④上一点)，测量②上有无电位变化就可以了，注意只要求写步骤，不写结论；(5)探究应分三种情况讨论。‎ 答案　(1)⑤　效应器　传出神经末梢及其所支配的肌肉或腺体等　(2)树突膜或胞体膜　神经递质只能从突触前膜释放，作用于突触后膜　(3)2　主动运输 ‎(4)先电刺激②(或②上一点)，测量④上有无电位变化；再电刺激④(或④上一点)，测量②上有无电位变化 ‎(5)若两次都测到电位变化，则为双向传导；若④上有电位变化而②上没有，则为单向传导且只能从②→④；若②上有电位变化而④上没有，则为单向传导且只能从④→②‎ ‎1．熟练掌握反射弧和突触的各部分结构名称和相应的生理功能。‎ ‎2．注意审题：“验证”——结论唯一；“探究”——分情况讨论，结论不唯一。‎ ‎3．注意看清要求在“反射弧”结构图上还是“突触”结构图上实验。‎ ‎4．实验器材：①电位刺激设备；②电位测量仪；③离体神经或完整反射弧结构。‎ ‎5．选点：神经纤维上在刺激点两侧测电位变化；突触上则刺激点和测量点应在两个神经元上。‎ ‎6．探究在突触上传导方向有三种情况：①双向；②单向A→B；③单向B→A。‎ ‎7．在“离体”的神经纤维上，兴奋的传导是双向的，‎ 这是因为在神经纤维上兴奋是通过局部电流来传导的。在反射弧或正常的反射活动中，兴奋的传导是单向的，只能沿着“感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器”的方向进行传导。这是因为反射弧中接受刺激，产生神经冲动的是感受器，并由感受器通过传入神经传导至神经中枢，兴奋不可能由神经中枢向感受器传导；同时在两个神经元之间，兴奋的传导是单向的。‎ ‎1．如图是反射弧示意图，其中E表示感受器，以下叙述中正确的是 (　　)‎ A．①处进行电刺激，则在A、E两处均能测到膜电位变化 B．②处进行电刺激，则该处膜内电位将由正电位变为负电位 C．②处进行电刺激，则B处将会出现兴奋传导现象 D．①处进行电刺激，能引起C处释放神经递质 ‎　动物激素有关实验探究 ‎　用动物实验法研究某腺体的功能，实验结果如下：‎ 实验方法 观察结果 用腺体分泌物制剂饲喂蝌蚪 ‎①发育加快，体型较小 将成年狗的该腺体摘除 ‎②食欲不振，身体臃肿③行动呆笨，精神萎靡 摘除小狗的该腺体 ‎④除②外，还停止发育 将该腺体的分泌物注射到健康小白鼠体内 ‎⑤身体消瘦，食欲旺盛⑥躁动不安，情绪紧张⑦心跳、呼吸加快 ‎(1)根据观察结果①④可知，该腺体的分泌物有________________的生理作用。‎ ‎(2)根据观察结果②⑤可知，该腺体的分泌物有_________________________________的生理作用。‎ ‎(3)根据观察结果③⑥⑦可知，该腺体的分泌物有__________________________的生理作用。‎ ‎(4)该腺体是________，所分泌的物质是____________，该物质的合成必须以________元素为原料。‎ ‎(5)为验证胰岛素能降低血糖，某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用酸性生理盐水配制)，观察现象，若出现惊厥，则达到目的。该实验不需要完善的是 (　　)‎ A．为使反应出现得较快且明显，实验前应将小鼠饥饿处理，以消耗肝糖原 B．应设置注射等量酸性生理盐水的对照组，且注射的部位、方法同实验组 C．应设置口服胰岛素的实验组，对照组灌喂等量的清水 D．出现惊厥现象后，还应对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救，另一半不予抢救 解析　对题中所给的实验方法及观察结果进行综合分析是解题的关键，通过对不同实验处理的结果分析可知，该腺体的分泌物对动物的物质代谢、生长发育、神经活动都有影响，综合分析可知该腺体是甲状腺，分泌甲状腺激素。注意胰岛素是蛋白质类激素，若通过“饲喂法”进行补充，会导致其在消化道中被蛋白酶水解，而失去其应有的生理功能。‎ 答案　(1)促进动物发育　(2)促进新陈代谢，加速体内物质氧化分解　(3)提高神经系统的兴奋性 ‎(4)甲状腺　甲状腺激素　碘　(5)C ‎1．研究动物激素生理功能的几种常用方法 ‎(1)切除法：切除有关内分泌腺，观察动物所产生的各种变化，得出结论，如切除垂体生长停滞，验证生长激素的生理功能。‎ ‎(2)移植法：在动物体内移入一种内分泌腺(一般是这种动物本来没有的)，观察现象并得出结论，如睾丸、卵巢移植验证性激素的生理功能。‎ ‎(3)饲喂法：用含动物激素的饲料喂养小动物，观察其变化，要注意饲喂的激素是不需消化液消化就能被动物直接吸收的。如可以饲喂甲状腺激素，但不可饲喂胰岛素。(提醒：蛋白质、多肽类激素都不能用饲喂法实验)‎ ‎(4)注射法：通常把不能饲喂的激素注入动物体内，观察其变化。如注射胰岛素观察动物体内血糖的变化。‎ ‎(5)同位素标记法：用放射性同位素标记所要研究的腺体或激素，再加以跟踪。如应用放射性同位素 131I研究甲状腺的功能。2.常考激素的实验思路探究 ‎(1)甲状腺激素实验思路探究 处理方法 异常反应 结论(功能)‎ 用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪 ‎①短时间内，变成小型青蛙 ‎①②④说明分泌物能促进幼小动物的发育；③说明分泌物促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解；⑤说明分泌物能提高神经系统的兴奋性 摘除小蝌蚪的甲状腺 ‎②发育停止(小蝌蚪→大蝌蚪，不变态)；③身体臃肿 摘除小狗的甲状腺 ‎④发育停止；⑤呆笨、萎靡 ‎(2)胰岛素和胰高血糖素的实验思路探究 激素名称 分泌细胞 作用 实验材料及处理 描述指标 对照 备注 胰岛素 胰岛B细胞 降血糖 小白鼠——注射小狗——注射 昏迷 等量生理盐水 二次对照，再注射高浓度葡萄糖，使其苏醒注意：胰岛素、胰高血糖素只能注射，不能口服 胰高血糖素 胰岛A细胞 升血糖 小白鼠——注射 直接测血糖含量或检测尿液中是否有糖(斐林试剂)‎ 等量生理盐水 ‎3.实验注意问题 ‎(1)动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的进行平均分组，且每组不能只有一只。‎ ‎(2)注意描述指标的确定，如甲状腺激素生理功能可用耗氧量、死亡时间、代谢或活动状况等，具体实验具体分析。‎ ‎(3)生理盐水在对照中的作用，不能用蒸馏水代替。‎ ‎2．若对健康幼龄狗分别做如下实验处理，实验结果与实验处理相符合的是 (　　)‎ 实验处理 实验结果 A 摘除甲状腺，注射适量的促甲状腺激素 发育加快，新陈代谢加快 B 摘除胰腺，注射适量的胰岛素 血糖正常，生命活动正常 C 摘除性腺，饲喂适量的雄激素 出现雄性第二性征 D 摘除垂体，饲喂适量的生长激素 生长发育正常 ‎3.为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序。正确的是 (　　)‎ A．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液 B．先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液 C．先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水 D．先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液 免疫调节有关的实验探究 ‎　(2010·新课标全国理综，29)将同种大鼠分为A、B两组，A组大鼠除去淋巴细胞后，产生抗体的能力丧失；从B组大鼠中获得淋巴细胞并转移到A组大鼠后，发现A组大鼠能够重新获得产生抗体的能力。请回答：‎ ‎(1)上述实验可以说明________是免疫反应所需的细胞。‎ ‎(2)为了证明接受了淋巴细胞的A组大鼠重新获得了产生抗体的能力，需要给A组大鼠注 射________，然后检测相应的抗体。‎ ‎(3)动物体内能产生特异性抗体的细胞称为________。在抗体、溶菌酶、淋巴因子和编码 抗体的基因这四种物质中不属于免疫活性物质的是________________。在吞噬细胞、淋巴细胞和红细胞这三类细胞中不属于免疫细胞的是________________。‎ 解析　(1)产生抗体的细胞是浆细胞，由B细胞增殖分化而来。(2)抗体是机体受到抗原刺 激后产生的，并能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的蛋白质。(3)免疫活性物质 有抗体、淋巴因子、溶菌酶等，编码抗体的基因不属于免疫活性物质。免疫细胞有吞噬 细胞和淋巴细胞，红细胞不属于免疫细胞。‎ 答案　(1)淋巴细胞(或B细胞)‎ ‎(2)抗原 ‎(3)浆细胞　编码抗体的基因　红细胞 ‎1．证明胸腺与特异性免疫的关系：切除小鼠的胸腺，验证体液免疫与细胞免疫的关系(结论：细胞免疫完全丧失，只保留部分体液免疫)。‎ ‎2．器官移植：同一个体中不存在免疫排斥，不同个体之间存在免疫排斥。‎ ‎3．证明抗体具有专一性 ‎(1)对实验动物(大小、年龄、生长状况相同)同时注射某流感疫苗。‎ ‎(2)一段时间后，再分别注射不同种的流感病毒，观察其患病情况。‎ ‎4．证明血清抗体有治疗作用 ‎(1)从破伤风患者体内获取血清。‎ ‎(2)选取各方面相同的小鼠等量分成a、b两组。‎ ‎(3)a组注射血清后再注射破伤风毒素，b组只注射破伤风毒素。‎ ‎(4)观察两组生活状况。‎ 提醒　注意对照实验尤其是二次对照方法的使用，控制好单一变量原则。‎ ‎4．为研制抗某种病毒的灭活病毒疫苗和T细胞在免疫中的作用，研究人员设计实验方案如下：‎ ‎(1)制备疫苗 将纯化的某种病毒在特定的______________中培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死，‎ 但要确保灭活病毒的________________不被破坏且能被免疫细胞识别。这样得到的灭活 病毒即为本实验所用的疫苗。‎ ‎(2)用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力 ‎ ①实验原理：通过接种疫苗，灭活病毒进入实验动物体内可刺激 B 细胞，使之增殖、‎ 分化形成浆细胞并产生相应的________；当______病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_______________________________________________。‎ ‎②实验过程：将健康的实验动物分成对照组和多个实验组，每组若干只动物。‎ 对照组的处理：接种不含疫苗的接种物，一段时间后再______________。‎ 实验组的处理：接种____________________，一段时间后再接种病毒。‎ 为确定该疫苗的有效浓度，不同实验组动物需接种____________________。‎ ‎③分析实验结果：统计实验组和对照组动物的发病率、存活率。‎ 若该疫苗可以刺激机体产生足够的抗体，则实验组比对照组发病率________、存活率________。‎ ‎(3)为验证T细胞起细胞免疫作用，请补全实验设计思路和结果：切除小鼠的胸腺后，移植异体器官，移植器官易保留在小鼠体内； _______________________________。‎ 即时巩固 ‎1．C　2.C　3.A ‎4．(1)活细胞　抗原决定簇 ‎(2)①抗体　同种　细胞免疫和体液免疫 ‎②接种病毒(与对照组等量的)　疫苗(含疫苗的接种物)　不同浓度的病毒疫苗 ‎③低　高 ‎(3)对照组作切除手术操作，但不切除胸腺，移植器官被排斥；实验组再注入 T细胞，移植器官又被排斥 实验技能突破9——实验设计题类型及设计 原则 探究性与验证性实验 ‎　一些水域常会出现水体变绿导致鱼类死亡进而引起水质变坏发臭的现象，称为水 体富营养化。某研究性学习小组经过调查发现，是因为有人将化肥或污染剂大量排放到水体中。请设计实验探究水体富营养化现象与复合肥(磷酸氢二铵)浓度之间的关系，并进行实验结果的预测。‎ 供选实验材料：裸藻培养液(内含裸藻)、滴管、试管、试管架、玻璃记号笔、复合肥(磷酸氢二铵)、自来水、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、计数板等。‎ 实验步骤：‎ 第一步：配制N组一系列浓度梯度的复合肥(磷酸氢二铵)溶液。‎ 第二步： _____________________________________________________________。‎ 第三步：________________________________________________________________。‎ 第四步：在________号试管中按浓度梯度分别加入__________________，在剩余试管中加__________________。‎ 第五步：________________培养一段时间。‎ 第六步：_______________________________________________________________。‎ 实验结果预测和结论(实验结果可能多种多样，请将下列两种可能的结果及结论补充完整)：①如果随复合肥(磷酸氢二铵)溶液浓度的不断加大，裸藻数量也越来越多，则说明________________________________________________________________________；‎ ‎②如果随复合肥(磷酸氢二铵)溶液浓度的不断加大，裸藻数量无明显变化，则说明_____________________________________________________。‎ 解析　本实验的目的是探究水体富营养化现象与复合肥(磷酸氢二铵)浓度之间的关系，因此实验的自变量是不同浓度的复合肥(磷酸氢二铵)溶液，实验观察指标(因变量)是水体富营养化的情况。加自来水的一组为对照组，其余各组为实验组，各加入不同浓度的复合肥(磷酸氢二铵)。由于是探究性实验，所以实验结果和结论具有多种可能性。‎ 答案　第二步：取N＋1支试管，分别编号(1～N＋1)　第三步：在N＋1支试管中各放入2 mL裸藻培养液　第四步：2～N＋1　等量的复合肥(磷酸氢二铵)溶液　等量的自来水　第五步：在其余条件均相同的适宜条件下　第六步：采用计数板，分别在显微镜下观察计数　①该浓度范围内的复合肥(磷酸氢二铵)可能导致水体富营养化，且富营养化程度随复合肥浓度的增加而加大(答案合理即可)　②该浓度范围内复合肥(磷酸氢二铵)不会造成水体富营养化现象 ‎1.实验步骤设计的一般思路 第一步，取材、分组、编号 在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物等，取材时应注意数量、生理及发育状态要相同；用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料用具在试题中都会给出，注意要结合实验的目的、原理合理利用。‎ 第二步，相同处理和不同处理 根据实验自变量设置对照(注意：单一因素不同；其他因素相同且最适)。‎ 第三步，进一步的相同处理 无关变量相同且在最适的环境下继续培养。‎ 第四步，检测、观察、统计、比较 如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察。必须找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。‎ ‎2.预测结果的一般思路 在进行结果预测时，应讨论可能出现的各种情况，并根据各实验结果得出相应的结论(注 意：验证性实验结果只能是一种，即支持实验目的、原理)。‎ ‎3.探究性实验和验证性实验的比较 项目 探究性实验 验证性实验 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 验证研究对象的已知属性、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性的解释 因结论是已知的，因此不存在假设问题 实验原理 因探究内容而异 因验证内容而异 实验过程 应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异 应有的实验步骤可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异 实验现象 未知，可以不描述 已知，应准确描述 结果预期 对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题，此种情况应根据已有的知识推测出最合理的结果；一般分三种情况：正相关——促进；负相关——抑制；不相关——无影响 无 实验结论 无 对应实验目的做出肯定结论 ‎1.为了探究生长素对早期幼苗生长发育的影响，某校生物兴趣小组以萝卜种子为材料设计了 以下实验方案，假如你是其中一员，请你一起完成该研究方案。‎ ‎(1)请为该研究方案拟一个名称：____________________________________________。‎ ‎ (2)实验假设： ______________________________________________________。‎ ‎(3)实验设计 A.材料用具：已萌发的生长状况相同的萝卜种子若干、移液管和培养皿若干、蒸馏水、滤纸、生长素溶液(浓度分别为100 mg/L、10 mg/L、1 mg/L、0.1 mg/L、0.01 mg/L)。‎ B.方法步骤：‎ ‎①________________________________________________________________________。‎ ‎②使用移液管，________________________________________________________。‎ ‎③________________________________________________________________________。‎ ‎④________________________________________________________________________。‎ ‎(4)如果实验处理的幼苗生长情况如下图所示，则可以判断生长素促进幼苗生长的最适浓度范围为______________，请建立坐标曲线图以统计结果。‎ ‎ (5)为了进一步探究促进早期幼苗生长发育的最适生长素浓度，你认为应采取怎样的措施？ _______________________________________________________________。‎ 实验设计原则 ‎　低温和高温会导致植物细胞受伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题。‎ ‎(1)实验原理：当植物组织受到不良条件，如高温、低温等的影响时，能破坏原生质层的 结构而使膜的通透性增大，结果细胞内含物会有不同程度的外渗，使外部溶液的电导度增 大，电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，各种杂质以及温度都会影响 测量结果，从而带来实验误差)，膜的透性变化愈大，表明细胞受伤愈重，抗逆性愈弱。‎ ‎(2)实验材料：小麦幼苗。‎ ‎(3)仪器与药品：电导仪、冰水、‎50℃‎水浴锅、小烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水等。‎ ‎(4)分析变量：‎ ‎①确保单一变量 自变量(实验变量)：__________________________________________________。 ‎ 因变量(反应变量)： ______________________________________________________。‎ ‎②控制无关变量 a.实验中的第一步应去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗，其目的是________________________________________________________________________。‎ b.空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实验带来误差。在你设计的实验中，为了校正这种因素带来的误差，你的做法是___________。‎ ‎(5)实验步骤：‎ 第一步：取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用蒸馏水反复冲洗三次；‎ 第二步：取四只小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3、4号； ‎ 第三步： _____________________________________________________；‎ 第四步：_____________________________________________________________；‎ 第五步：30分钟后取出，并移走小烧杯中的幼苗，使小烧杯中的溶液恢复到室温；‎ 第六步：用____________________，并记录实验结果。‎ ‎(6)将相同质量的萝卜条A和B分别放入‎20℃‎水浴锅和‎50℃‎水浴锅中恒温，30分钟后取 出测其质量，则A________(等于/大于/小于)B。‎ 解析　本实验探究高温和低温对小麦的伤害，实验自变量是温度，因用电导仪测量溶液的电导度，故该实验的因变量是外界溶液的电导度(或膜的通透性)。由于各种杂质会干扰实验结果，所以实验的第一步应去除残留胚乳；空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，导致电导仪测量出现误差，可设计不放小麦幼苗的蒸馏水作空白对照。实验步骤要根据单一变量和对照性原则进行设计，题中有四组实验，其中一组为空白对照，三组中的幼苗应在不同温度条件下培养，注意控制无关变量。在检测溶液的电导度时要用电导仪测量。由于在‎50℃‎水浴锅中萝卜条细胞膜的通透性增大或细胞已死亡，细胞液流失到细胞外，导致其质量减少。‎ 答案　(4)①温度　外界溶液的电导度(或膜的通透性)　②a.防止残留的胚乳及幼苗外杂质干扰实验结果　b.设计不放小麦幼苗的空白对照　(5)在1、2、3号小烧杯中，分别放入10株小麦幼苗，4号作为空白对照　将1号小烧杯置于冰水中，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于‎50℃‎的恒温水浴中，4号小烧杯置于室温下，其他条件都相同且适宜　电导仪测量溶液的电导度　(6)大于 ‎1.实验设计应遵循的原则 ‎(1)单一变量原则：即控制其他因素不变，只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影 响，不论一个实验有几个因子，都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。‎ ‎(2)对照性原则：通过设立对照可消除无关因子对结果的影响，增加实验的可信度。在实验过程中要设立实验组和对照组。‎ 实验组：是接受实验变量处理的对象组。对照组：亦称控制组，对实验假设而言，是不接 受实验变量处理的对象组。‎ 从理论上说，由于实验组与对照组受无关变量的影响是相等的、被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：‎ 类型 设置对照实验 实例 空白对照 不给对照组任何处理 如要验证甲状腺激素的作用，则对照组动物不作任何处理，让其自然生长 自身对照 实验组和对照组都在同一实验对象上进行 植物细胞质壁分离和复原，在同一装片中先后进行。对照组和实验组是同一组细胞 条件对照 指给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理 在“用动物激素饲喂小动物”实验中，甲组为实验组(饲喂甲状腺激素)，‎ 相互对照 不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照 乙组为条件对照组(饲喂甲状腺抑制剂)，丙组为空白对照(不饲喂药剂) 例在植物向光性实验中，1组胚芽鞘尖端不处理；2组尖端遮光；3组切去尖端；4组尖端下遮光，都给予单侧光处理 ‎2.实验设计中的相关变量 ‎(1)实验变量与反应变量。实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件(也称自变量)，自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。反应变量(又称因变量)，是随自变量变化而产生反应或发生变化的量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。‎ ‎(2)无关变量与额外变量。无关变量(控制变量)是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件，即与研究目标无关，但却影响研究结果的变量。实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定，我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量、大小相同的种子”“置于相同且适宜条件下培养”“加入等量的蒸馏水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。‎ ‎2.某校生物兴趣小组将体重、大小和年龄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是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用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等 即时巩固 ‎1.(1)探究不同浓度的生长素溶液对早期幼苗生长发育的影响 ‎(2)不同浓度的生长素对幼苗的影响不同 ‎(3)①取6个培养皿，分别编号A、B、C、D、E、F，并垫上滤纸 ‎②取等量的5种浓度的生长素溶液和蒸馏水分别移入6个培养皿中　③取等量的生长状况相同的已萌发的种子分别放入6个培养皿中　④将6个培养皿放在相同的环境中一段时间后，收集测量幼苗的株高并统计平均值 ‎(4)1～10 mg/L　坐标曲线图如下图所示 ‎(5)配制一系列浓度大于1 mg/L小于10 mg/L的生长素溶液，重复实验步骤①②③④的做法2.B