2019年高考生物二輪復(fù)習(xí) 第四板塊 以學(xué)科素養(yǎng)為中心的實驗探究 第2課時 發(fā)掘經(jīng)典實驗追溯命題之源學(xué)案.doc

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第2課時　發(fā)掘經(jīng)典實驗，追溯命題之源 經(jīng)典實驗是對科學(xué)家們研究過程的再現(xiàn)，它在生物學(xué)發(fā)展史中深刻地影響著生物學(xué)思想的發(fā)展，推動著生物學(xué)理論的建立。高考中有關(guān)經(jīng)典實驗的考查形式主要有兩種：一是以選擇題的形式集中考查一些經(jīng)典實驗過程中的處理方法和結(jié)果分析，如2018卷Ⅰ第6題以肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為素材，考查了大腸桿菌的轉(zhuǎn)化問題；二是借鑒某經(jīng)典實驗的方法解決具體的生物學(xué)問題，如2017卷Ⅰ第29題利用放射性同位素標(biāo)記的方法探究一種新病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，該題將DNA和RNA的區(qū)別與噬菌體侵染細(xì)菌實驗的方法實現(xiàn)了完美結(jié)合。無論是對教材實驗的直接考查，還是對教材實驗的創(chuàng)新考查，只有理清弄明教材實驗，追根溯源，才能以不變應(yīng)萬變。 經(jīng)典實驗一　光合作用的探究歷程 通過光合作用的探究歷程實驗，掌握“對照”和“變量”在生物實驗中的運(yùn)用 [核心知識歸納] 經(jīng)典實驗 變量分析 對照思想 自變量設(shè)置 因變量觀察指標(biāo) 無關(guān)變量 普利斯特利：植物更新空氣實驗 對照組：有綠色植物 實驗組：無綠色植物 小鼠存活時間(或存活狀態(tài))或蠟燭燃燒時間 光照、溫度、小鼠健康程度、蠟燭的種類和實驗前燃燒程度等 相互對照 薩克斯：天竺葵半葉法實驗 對照組：曝光 實驗組：遮光 碘蒸氣處理后葉片的顏色 溫度、暗處理時間、光照時間等 相互對照 恩格爾曼：水綿和好氧細(xì)菌實驗 對照組：完全曝光 實驗組：黑暗環(huán)境下極細(xì)光束照射 好氧細(xì)菌分布情況 好氧細(xì)菌數(shù)量、臨時裝片等 相互對照 恩格爾曼：用透過三棱鏡的光照射水綿實驗 黑暗環(huán)境下光線經(jīng)三棱鏡后照射水綿臨時裝片 自身 對照 魯賓和卡門：18O標(biāo)記實驗 實驗組中，一組為植物提供H2O和C18O2，另一組為植物提供 H2 18O和CO2 小球藻釋放O2的情況(是否含18O) 光照強(qiáng)度、植物數(shù)量等 相互 對照 卡爾文：14C標(biāo)記實驗 取樣時間(用14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，實驗進(jìn)行不同時間后，追蹤檢測小球藻葉綠體中含有放射性的物質(zhì)和種類) 小球藻葉綠體中含有放射性的物質(zhì)和種類 光照強(qiáng)度、溫度、14CO2量 自身 對照 [考查角度全析] 對實驗?zāi)康牡目疾? [典例1]　(2018海淀區(qū)一模)研究者使用穩(wěn)定同位素18O標(biāo)記水和碳酸鹽/碳酸氫鹽中的氧，加入三組小球藻培養(yǎng)液中，記錄反應(yīng)起始時水和碳酸鹽/碳酸氫鹽中18O的比例，光照一段時間后，分別檢測小球藻釋放的氧氣中18O的比例，實驗結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　) 組 別 水中18O的 比例(%) HCO和CO 中18O的比例(%) 反應(yīng)時 間(min) 釋放的O2中 18O的比例(%) 1 0.85 0.41 45 0.84 2 0.85 0.55 110 0.85 3 0.85 0.61 225 0.85 A．小球藻光合作用所需的CO2可由HCO和CO提供 B．HCO和CO中18O的比例不同導(dǎo)致放氧速率不同 C．釋放的O2中18O的比例不受光合作用反應(yīng)時間影響 D．釋放的O2和水中18O的比例接近，推測氧氣來自水 [解析]　本題是對魯賓和卡門實驗的創(chuàng)新考查，題干雖沒有明確說明實驗?zāi)康?，但根?jù)實驗現(xiàn)象和結(jié)果推測，該實驗的目的就是探究光合作用產(chǎn)物O2中氧的來源。碳酸鹽/碳酸氫鹽相當(dāng)于CO2緩沖液，小球藻光合作用所需的CO2可由HCO和CO提供；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，放氧速率與HCO和CO中18O的比例無關(guān)；表中數(shù)據(jù)說明釋放的O2中18O的比例不受光合作用反應(yīng)時間影響；釋放的O2中18O的比例和水中18O的比例接近，由此可推測氧氣來自水。 [答案]　B 運(yùn)用“變量法”尋找實驗?zāi)康? 1．實驗?zāi)康牡臅鴮懪c表達(dá) 實驗?zāi)康牡膬?nèi)容包含研究對象、研究現(xiàn)象(因變量)和作用于對象的因素(自變量)，格式為“探究(驗證)自變量對因變量的影響”或“探究(驗證)自變量與因變量的關(guān)系”等。 2．實驗?zāi)康牡拇_認(rèn)方法 (1)根據(jù)題目信息，直接寫出實驗?zāi)康摹? (2)根據(jù)實驗裝置或?qū)嶒灛F(xiàn)象，推斷實驗?zāi)康?。此類試題首先應(yīng)確定實驗的自變量和因變量，再尋找自變量和因變量之間的關(guān)系，此即實驗的目的。如：下圖表示3株脫淀粉(經(jīng)充分“饑餓”處理)的長勢相同的同種植株放在透光的不同鐘罩內(nèi)。其實驗?zāi)康耐茖?dǎo)如下： ? (3)根據(jù)實驗步驟反推實驗?zāi)康摹? (4)明確變量確定實驗?zāi)康摹? ①實驗中的變量包括自變量、因變量和無關(guān)變量。自變量是實驗中人為改變的量，因自變量的變化而改變的變量就是因變量。實驗中能影響因變量變化的因素還有很多，但不是本實驗要研究的內(nèi)容，即為無關(guān)變量。 ②通常在確定實驗?zāi)康臅r，先根據(jù)題目給出的實驗設(shè)計方案找出實驗的自變量及因變量，然后根據(jù)自變量和因變量組織語言來描述實驗?zāi)康??！? [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1．某研究小組用3個40 W的白色燈管做光源，通過遮光處理(外罩透光良好的紅色、黃色塑料薄膜)讓其中兩個分別只發(fā)出紅光和黃光，設(shè)置不同CO2濃度，處理試管苗(其他條件相同)。培養(yǎng)一段時間后，測定試管苗的凈光合速率，結(jié)果如圖。 據(jù)上述信息，寫出本實驗的目的：____________________________________________。 解析：結(jié)合題干文字和曲線信息可知，本實驗的自變量為CO2濃度和光質(zhì)，因變量為凈光合速率，因此可得出本實驗的目的是探究不同波長的光(光質(zhì))和CO2濃度對試管苗光合作用(凈光合速率)的影響。 答案：探究不同波長的光(光質(zhì))和CO2濃度對試管苗光合作用(凈光合速率)的影響 對實驗結(jié)果和結(jié)論的考查 [典例2]　某植物葉片不同部位的顏色不同，將該植物在黑暗中放置48 h后，用錫箔紙遮蔽葉片兩面，如圖所示。在日光下照光一段時間，去除錫箔紙，用碘染色法處理葉片，觀察到葉片有的部位出現(xiàn)藍(lán)色，有的沒有出現(xiàn)藍(lán)色。其中，沒有出現(xiàn)藍(lán)色的部位是(　　) A．a(chǎn)、b 和d　　　　　　　　 B．a(chǎn)、c 和e C．c、d 和e D．b、c 和e [解析]　本題是對薩克斯實驗的創(chuàng)新考查。題干已說明實驗的基本過程，據(jù)此確定實驗結(jié)果。光合作用需要光照，c、e部位被錫箔紙遮蓋所以不能進(jìn)行光合作用，而a 部位為黃白色，沒有葉綠素，故也不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉，所以a、c、e處加碘液不會變藍(lán)。 [答案]　B 實驗結(jié)果與實驗結(jié)論的表述 實驗結(jié)果是“具體的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象”，實驗結(jié)論是“具體的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象所反映出來的規(guī)律”，是概括性語言。表述實驗結(jié)果時一定要具體、形象(如“磚紅色沉淀”“由藍(lán)變綠再變黃”“子一代豌豆全部表現(xiàn)為高莖”“指針向左偏轉(zhuǎn)”等)，表述實驗結(jié)論時則一定要言簡意賅，能用學(xué)過的結(jié)論性語句表述最好(如“酶的催化作用具有專一性”“興奮在神經(jīng)纖維上以電信號的形式傳導(dǎo)”“細(xì)胞膜具有一定的流動性”等)?！? [對點(diǎn)訓(xùn)練] 2．某校生物研究小組栽種了一批天南星和甘草的幼苗，其中天南星是一種陰生植物，甘草是一種陽生植物。他們計劃通過實驗探究在強(qiáng)光和弱光條件下，陽生植物和陰生植物葉片中葉綠素含量的多少。請你幫助他們完成實驗設(shè)計方案。 實驗假設(shè)：陽生植物在強(qiáng)光條件下葉片中葉綠素含量較多，而陰生植物在弱光條件下葉片中葉綠素含量較多。 實驗用具：遮光網(wǎng)(透光率50%)，檢測葉綠素含量必要的藥品和器皿等。 實驗步驟：________________________________________________。 結(jié)果及結(jié)論：_____________________________________________________________。 答案：實驗步驟：①將天南星和甘草幼苗各平均分為甲、乙兩組；②將兩種植物的甲組幼苗都用遮光網(wǎng)遮蓋，兩種植物的乙組幼苗都不進(jìn)行遮光處理；③將所有幼苗都放在較強(qiáng)光照條件下培養(yǎng)；④一段時間后，分別測定各組植物葉片中葉綠素含量 結(jié)果及結(jié)論：若天南星的甲組植株葉片中葉綠素含量明顯高于乙組，而甘草的甲組植株葉片中葉綠素含量明顯低于乙組，則假設(shè)成立；否則，假設(shè)不成立 對實驗方法的考查 [典例3]　(2019屆高三長春調(diào)研)利用溴甲酚紫指示劑[酸堿指示劑，pH變色范圍為5.2(黃色)～6.8(紫色)]檢測金魚藻生活環(huán)境中氣體含量變化的實驗操作如圖所示，相關(guān)敘述正確的是(　　) A．黑暗處理的目的是將金魚藻積累的淀粉全部消耗 B．只有一個實驗組，沒有體現(xiàn)出探究實驗的對照思想 C．圖中實驗操作3～5能證明光合作用吸收CO2 D．該實驗可證明呼吸作用釋放CO2，光合作用釋放O2 [解析]　本題考查不同的實驗操作在實驗中的作用，同時考查對照組的選擇與實驗結(jié)論的關(guān)系。將植物放置在黑暗處的目的：一是消耗貯存的有機(jī)物，二是讓細(xì)胞只發(fā)生呼吸作用。同樣，相同的實驗組，與不同的對照組進(jìn)行比較，會得出不同的結(jié)論，因此，能運(yùn)用對照思想，準(zhǔn)確分析實驗組和對照組，從而得出正確結(jié)論，是教材介紹光合作用探究經(jīng)典實驗的用意之一。由題干信息可知，溴甲酚紫指示劑是酸堿指示劑，而金魚藻能通過光合作用和細(xì)胞呼吸影響水體中CO2的含量，由此可知，當(dāng)水體CO2含量增多時(由金魚藻釋放)，呈現(xiàn)黃色；當(dāng)水體CO2含量減少時(被金魚藻利用)，呈現(xiàn)紫色，故CO2的變化量是因變量的測試指標(biāo)，能反映金魚藻光合作用和細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度。從圖示箭頭方向可知，本實驗采用了自身前后對照的思想，具體實驗操作及分析如下： 黑暗處理時金魚藻只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，會消耗貯存的有機(jī)物并釋放CO2，導(dǎo)致溶液pH降低，指示劑顏色改變，但本實驗的因變量并非是觀察有機(jī)物的消耗與產(chǎn)生，因此，暗處理的目的不是將金魚藻積累的有機(jī)物全部消耗，而是對溴甲酚紫指示劑的顏色變化進(jìn)行檢驗。試管先后經(jīng)過暗處理和光照，通過觀察指示劑顏色的變化，驗證細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2，光合作用吸收CO2，體現(xiàn)了相互對照的思想。通過圖中實驗操作3～5可知，溶液顏色由黃色變?yōu)樽仙?，能證明光合作用吸收CO2。該實驗可證明呼吸作用釋放CO2，光合作用吸收CO2，但不能證明光合作用釋放O2。 [答案]　C 有效解讀實驗題信息的方法 一道較為復(fù)雜的、難度較大的實驗題，常包括三部分： 第一部分：新信息。此部分內(nèi)容是解答實驗題所必需的新信息，一定要認(rèn)真研讀。 第二部分：過渡。此部分常考查一兩個與實驗有關(guān)的理論知識，是對新信息的過渡，引導(dǎo)考生思維逐步深化。 第三部分：真正的實驗?zāi)芰疾?。此部分是實驗題的“重頭戲”，要按照解實驗題的思路進(jìn)行思考。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 3．把一株牽牛花放置在黑暗中一晝夜，然后利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗。該實驗不能用于驗證(　　) A．光合作用需要CO2　　　 B．光合作用能產(chǎn)生O2 C．光合作用需要光 D．光合作用需要葉綠體 解析：選B　從圖中裝置可知，自變量有三個，其中兩個是人為處理。第一個：實驗前，在黑暗中處理牽?；ㄒ粫円?，其中一個綠葉被放入了密閉透光容器中，容器中的NaOH溶液能吸收CO2，故容器中沒有CO2的存在，但光合作用所需的其他條件具備，由此可知，該處理設(shè)置的自變量是CO2的有無，對照組是空氣中正常CO2濃度下的綠葉，可用于驗證光合作用需要CO2；第二個：同樣在正常CO2濃度下的綠葉，有遮光、不遮光部分的處理，說明該處理設(shè)置的自變量是光照的有無，可用于驗證光合作用需要光；第三個自變量沒有經(jīng)過人為處理，而是巧妙地利用了牽?；ǖ陌装呷~。實驗材料顯示，白斑葉有綠色和白色部分，都處于相同的環(huán)境中，故提供的自變量是葉綠體的有無，可用于驗證光合作用需要葉綠體。由于裝置沒有顯示檢測O2是否產(chǎn)生的方法，所以該實驗不能用于驗證“光合作用能產(chǎn)生O2”。 4．如圖為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，再用氣泵抽出葉片內(nèi)的氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間，以研究光合速率與NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是(　　) A．在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合速率逐漸減小 B．在bc段，單獨(dú)增加適宜的光照或溫度或NaHCO3溶液濃度，都可以縮短葉圓片上浮的時間 C．在c點(diǎn)以后，因NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致代謝水平下降 D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個實驗過程中葉片不能進(jìn)行呼吸作用 解析：選C　圖中縱坐標(biāo)是上浮至液面的時間，時間越短，說明單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣越多，光合作用強(qiáng)度越大。結(jié)合曲線分析，ab段隨著NaHCO3溶液濃度的增加， 光合作用增強(qiáng)，產(chǎn)生氧氣增多，葉圓片上浮時間越來越短；從圖中分析，bc段CO2濃度已不再是制約光合作用的因素，因此單獨(dú)增加NaHCO3溶液濃度，不會提高光合速率；c點(diǎn)后由于NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細(xì)胞失水而導(dǎo)致整體代謝水平下降，葉圓片上浮時間長；整個過程葉片都進(jìn)行呼吸作用。 經(jīng)典實驗二　植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程 通過生長素的發(fā)現(xiàn)實驗，掌握實驗設(shè)計的基本原則 [核心知識歸納] 經(jīng)典實驗 實驗思路 實驗過程 變量分析 實驗結(jié)論 達(dá)爾文 實驗 通過切除和遮蓋的方法尋找感光部位 ①②組實驗的自變量是胚芽鞘有無尖端，因變量是胚芽鞘的生長情況；③④組實驗的自變量是胚芽鞘上錫箔遮蓋的部位，因變量是胚芽鞘的生長情況 胚芽鞘尖端受單側(cè)光照射后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，因而使胚芽鞘出現(xiàn)向光彎曲生長 詹森 實驗 尖端產(chǎn)生某種能夠向下運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì) 該組實驗的自變量是有無生長素向下端傳輸，因變量是胚芽鞘的生長情況 胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部 拜爾 實驗 胚芽鞘尖端產(chǎn)生物質(zhì)的不均勻分布可能會造成胚芽鞘的彎曲生長 該組實驗的自變量是尖端放置的位置，因變量是胚芽鞘的生長情況 胚芽鞘的彎曲生長，是由尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的 溫特 實驗 用較厚的瓊脂塊收集尖端產(chǎn)生的物質(zhì)。放置該瓊脂塊就能將此物質(zhì)的影響作用傳遞到去除尖端的胚芽鞘上 該組實驗的自變量是瓊脂塊是否與胚芽鞘尖端接觸過(或瓊脂塊中是否含有尖端中的物質(zhì)) 胚芽鞘的彎曲生長確實是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并將這種物質(zhì)命名為生長素 [考查角度全析] 經(jīng)典實驗中的對照原則 [典例1]　根據(jù)所學(xué)知識判斷，下列敘述錯誤的是(注：為不透光的錫箔帽和套)(　　) A．若探究胚芽鞘感光部位，可設(shè)置③④⑤組實驗進(jìn)行對照，其中③組為空白對照 B．可用①與⑥，②與③組分別進(jìn)行對照，說明胚芽鞘的生長和彎曲受到尖端影響 C．光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度條件不會對實驗結(jié)果造成顯著影響，所以不必對其控制和記錄 D．實驗中①④組實驗結(jié)果為直立生長，而②⑥組實驗結(jié)果為不生長 [解析]　本題中②③④⑤組實驗類似于達(dá)爾文的實驗。在受到單側(cè)光照射時，未做處理的胚芽鞘會向光彎曲生長(如③)；如果去除胚芽鞘的尖端(如②)，或者用錫箔帽罩住尖端(如④)，則胚芽鞘不發(fā)生彎曲；如果用錫箔套罩住尖端下面的一段(如⑤)，胚芽鞘會彎向光源生長。③與④組對照證明胚芽鞘尖端是感光部位，③與⑤組對照證明尖端下部不具有感光能力。通過對比①與⑥組，②與③組可知，尖端在胚芽鞘生長和向光彎曲中都具有重要作用。本實驗應(yīng)遵循單一變量原則，可能影響胚芽鞘生長的外界條件如溫度、光照強(qiáng)度等在不同實驗組間需保持適宜且一致，才能保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。實驗中①④組實驗結(jié)果為直立生長，而②⑥組實驗結(jié)果為不生長，③⑤組實驗結(jié)果為彎向光源生長。 [答案]　C [技法點(diǎn)撥]　實驗設(shè)計的對照原則 在實驗中常需設(shè)置對照組，用于與實驗組進(jìn)行對比，以準(zhǔn)確分析實驗結(jié)果。通過設(shè)置對照實驗，既可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。常見的對照方式歸納如下： 空白對照 空白對照包括兩種類型：不給對照組任何處理因素；給對照組施以對研究對象沒有任何影響的處理因素。例如，在達(dá)爾文實驗中，不作任何處理的完整幼苗接受單側(cè)光照射的實驗為空白對照 自身對照 對照和實驗都在同一研究對象上進(jìn)行，不另設(shè)對照組。例如，在溫特實驗中，將胚芽鞘尖端切除置于瓊脂塊上，然后將該瓊脂塊置于切除尖端的胚芽鞘上，再觀察胚芽鞘的生長狀況 條件對照 雖然給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的處理因素。例如，在溫特實驗中，將沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊放置在切除尖端的胚芽鞘的切口一側(cè)，是條件對照 相互對照 不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。例如，在溫特實驗中，將接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊分別放置在切除尖端的胚芽鞘的切口的不同部位，這些都是實驗組，可以相互對照 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1．1928年，荷蘭科學(xué)家溫特為了研究植物體的向光性，設(shè)計實驗如圖所示。①～⑥是在黑暗環(huán)境中對切去尖端的胚芽鞘進(jìn)行的不同處理。下列選項中錯誤的是(　　) A．有單側(cè)光照射時上述實驗結(jié)果都不發(fā)生改變 B．若要排除空白瓊脂塊對胚芽鞘的生長有影響的猜測，可選用①⑤⑥組結(jié)果對照說明 C．②與③組的實驗結(jié)果僅能證明胚芽鞘尖端中含有促進(jìn)生長的化學(xué)物質(zhì) D．應(yīng)采用生長狀況相同的多個胚芽鞘進(jìn)行重復(fù)實驗，且切除尖端的長度都需保持一致 解析：選C　在實驗中，溫特將切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上，幾小時以后，移去尖端，并將這塊瓊脂切成小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個胚芽鞘會向放瓊脂塊的對側(cè)彎曲生長(如③④實驗組所示)。如果把沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂小塊，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個胚芽鞘既不生長，也不彎曲(如實驗組⑥所示)。由此說明，胚芽鞘的尖端確實產(chǎn)生了某種物質(zhì)，這種物質(zhì)從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?，并且能夠促進(jìn)胚芽鞘下面某些部分的生長。溫特實驗切除了胚芽鞘的尖端(感光部位)，瓊脂塊沒有感光能力，所以有單側(cè)光照射時上述實驗結(jié)果都不發(fā)生改變。①⑤⑥組結(jié)果對照說明空白瓊脂塊既不能引起生長，也不能導(dǎo)致彎曲，不會干擾生長素對胚芽鞘生長的影響。②與③組的實驗結(jié)果證明胚芽鞘尖端中含有促進(jìn)生長的化學(xué)物質(zhì)，還證明該物質(zhì)的不均勻分布會導(dǎo)致胚芽鞘彎曲生長。胚芽鞘的生長狀況和尖端切除的長度可能會影響實驗結(jié)果，為遵循實驗的單一變量原則，需要確保其在各實驗組保持一致。 實驗材料的作用和處理方法 [典例2]　對燕麥胚芽鞘進(jìn)行如圖所示的處理，若電機(jī)以較低的速度勻速旋轉(zhuǎn)，一星期后胚芽鞘能夠發(fā)生彎曲的是(　　) A．在胚芽鞘尖端套上不透光的錫箔小帽(即a) B．胚芽鞘尖端下面一部分用錫箔紙遮住(即b) C．在胚芽鞘尖端插入云母片(即c) D．將胚芽鞘放在一側(cè)開有一小窗的暗箱內(nèi)(即d) [解析]　解答本題應(yīng)以題干中的“電機(jī)以較低的速度勻速旋轉(zhuǎn)”和圖示中的“光源位置及對4個胚芽鞘的處理”為切入點(diǎn)來分析胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素是否均勻分布，若均勻分布則胚芽鞘直立生長，否則彎曲生長。a所示的胚芽鞘的尖端被套上不透光的錫箔小帽，尖端不能感受光的刺激，使生長素分布均勻，故胚芽鞘直立生長；b所示的胚芽鞘的尖端下面一部分用錫箔紙遮住，尖端雖然能感受光的刺激，但由于電機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，胚芽鞘尖端均勻接受光照，使生長素分布均勻，因此胚芽鞘直立生長；c所示的胚芽鞘的尖端插入云母片，生長素不能進(jìn)行橫向運(yùn)輸，均勻分布，故胚芽鞘直立生長；d所示的胚芽鞘被放在一側(cè)開有一小窗的暗箱內(nèi)，只有暗箱的窗口朝向光源時，胚芽鞘的尖端才能感受到光的刺激，造成胚芽鞘背向窗口的一側(cè)生長素的含量高于朝向窗口的一側(cè)，胚芽鞘向窗口方向彎曲生長。 [答案]　D (1)需要記住的有關(guān)胚芽鞘實驗的幾個結(jié)論 ①生長素主要的合成部位是幼嫩的植物器官，包括芽、幼葉、發(fā)育中的種子。對于胚芽鞘而言，生長素的產(chǎn)生部位在胚芽鞘尖端；發(fā)揮作用的部位在尖端下部的伸長區(qū)；感光部位為胚芽鞘的尖端；發(fā)生橫向運(yùn)輸?shù)牟课辉谂哐壳始舛恕? ②胚芽鞘彎曲生長的原因：生長素分布不均勻。 ③引起生長素分布不均勻的因素：單側(cè)光照、地心引力或人為因素等。 (2)生長素實驗中常用的幾種實驗材料的作用 ①錫箔：不透光，將其套在胚芽鞘尖端或其下部，對其進(jìn)行遮光處理。 ②瓊脂：水和生長素能透過瓊脂塊，胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長素進(jìn)入瓊脂塊的方式為擴(kuò)散，瓊脂塊只起傳送作用，不能感光，不影響生長素的運(yùn)輸。常用空白瓊脂塊和含有生長素的瓊脂塊。 ③云母片或玻璃片：水和生長素不能透過，在胚芽鞘的某些部位插入這兩種材料可阻礙生長素的運(yùn)輸。 上述材料僅作為一種中介物，材料本身不產(chǎn)生生長素，變換這些材料的位置和作用方式，可影響生長素的分布或運(yùn)輸?！? [對點(diǎn)訓(xùn)練] 2．假設(shè)如圖所示①②組實驗中瓊脂塊甲、乙內(nèi)含有的生長素量，③④組中胚芽鞘尖端所產(chǎn)生的生長素含量均相同，圖中a、b、c、d、e、f、g為空白瓊脂塊，則下列分析錯誤的是(　　) A．①②兩組實驗?zāi)茏C明胚芽鞘中生長素具有極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) B．③④兩組實驗?zāi)茏C明胚芽鞘尖端中生長素具有橫向運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) C．一段時間后，空白瓊脂塊中的生長素含量關(guān)系為c>a＝f>d＝e>b＝g D．甲、乙瓊脂塊內(nèi)的生長素通過擴(kuò)散作用進(jìn)入胚芽鞘 解析：選C　根據(jù)題意和圖示分析可知：由于含生長素(IAA)的瓊脂塊不能感光，且切去尖端的胚芽鞘正中央縱向插入了云母片，使生長素?zé)o法發(fā)生橫向運(yùn)輸，所以一段時間后，①組瓊脂塊a、b中生長素含量相等；由于生長素只能由胚芽鞘的形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸，所以一段時間后，②組瓊脂塊c中沒有生長素，因此①②兩組實驗?zāi)茏C明生長素具有極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。胚芽鞘的尖端感受單側(cè)光的刺激，單側(cè)光能引起生長素發(fā)生橫向運(yùn)輸，橫向運(yùn)輸發(fā)生部位在尖端，因此在感受單側(cè)光刺激的情況下，尖端生長素發(fā)生橫向運(yùn)輸，一段時間后，胚芽鞘尖端下的瓊脂塊f中的生長素含量多于g中的；但如果在胚芽鞘尖端的正中央縱向插入云母片，生長素?zé)o法進(jìn)行橫向運(yùn)輸，一段時間后，瓊脂塊d、e中生長素的含量相等，因此如果檢測到瓊脂塊中生長素含量關(guān)系為f>d＝e>g，則③④兩組實驗?zāi)茏C明胚芽鞘尖端中生長素具有橫向運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。根據(jù)以上分析可知，一段時間后a、b、c、d、e、f、g七個瓊脂塊中生長素含量關(guān)系是f>a＝b＝d＝e>g>c。瓊脂塊為非生物組織，生長素只能通過擴(kuò)散作用(從高濃度到低濃度)進(jìn)入胚芽鞘。 經(jīng)典實驗三　生物遺傳物質(zhì)的探究歷程 通過生物遺傳物質(zhì)的探究實驗，掌握科學(xué)實驗的依據(jù)和方法 [核心知識歸納] 經(jīng)典實驗 設(shè)計思路 關(guān)鍵技術(shù) 關(guān)鍵操作 不同點(diǎn) 共同點(diǎn) 艾弗里等人的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗 設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等物質(zhì)分離開來，以單獨(dú)觀察它們在遺傳中的作用 把DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開，分別觀察DNA和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用 物質(zhì)分離技術(shù)、物質(zhì)提純技術(shù)、微生物體外培養(yǎng)技術(shù) 將S型菌中的DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)分離并盡量提純；將DNA等物質(zhì)分別加入到其他條件相同的培養(yǎng)有R型菌的培養(yǎng)基內(nèi) 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗 設(shè)法對DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)行標(biāo)記，以分別觀察二者在遺傳中的作用 放射性同位素示蹤技術(shù)、微生物培養(yǎng)技術(shù) 用無放射性標(biāo)記的T2噬菌體與含32P(或35S)標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)較長時間后，才可獲得32P(或35S)標(biāo)記的T2噬菌體；標(biāo)記過的T2噬菌體與未標(biāo)記過的細(xì)菌混合培養(yǎng)時間、攪拌力度等要恰到好處；離心時要保證沉淀物為細(xì)菌 [考查角度全析] 對實驗原理的考查 [典例1]　(2018全國卷Ⅰ)某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長，將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌(X)的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是(　　) A．突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失 B．突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的 C．突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X D．突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移 [解析]　本題是對肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗原理的變式考查。本題中突變體M不能在基本培養(yǎng)基上生長，但可在添加了氨基酸甲的培養(yǎng)基上生長，說明該突變體不能合成氨基酸甲，可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失；大腸桿菌屬于原核生物，自然條件下其變異類型只有基因突變，故其突變體是由于基因發(fā)生突變產(chǎn)生的；大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA，突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)不能得到X；突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移，使基因重組，產(chǎn)生了新的大腸桿菌X。 [答案]　C 實驗原理及其表述 實驗原理就是進(jìn)行實驗的理論依據(jù)，包括選擇實驗材料的依據(jù)、做出實驗假設(shè)的依據(jù)、設(shè)置實驗步驟的依據(jù)、分析現(xiàn)象結(jié)果的依據(jù)和確定觀測指標(biāo)的依據(jù)。書寫時，有時只涉及某一方面，有時考慮多方面。 (1)實驗原理一般由三段組成。自變量和因變量的關(guān)系＋因變量的觀測指標(biāo)＋實驗具體過程描述。 (2)自變量的作用(反應(yīng))原理，即“為什么這么做”。要密切關(guān)注實驗?zāi)康募邦}干信息，注意充分利用題干的提示或聯(lián)系教材基礎(chǔ)知識進(jìn)行準(zhǔn)確描述。 (3)因變量的檢測原理(或操作原理、現(xiàn)象原理)，即“為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象”。可參考題中相關(guān)實驗步驟。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 1．(2018青島一模)蛙的卵細(xì)胞在體外受精后的20 h內(nèi)，能分裂產(chǎn)生數(shù)千個細(xì)胞，蛋白質(zhì)合成量迅速增加，常作為生命研究的實驗材料。請回答下列問題： (1)將一定量的蛙受精卵放在含有放射性尿嘧啶的營養(yǎng)液中培養(yǎng)，檢測到胚胎中核酸的放射性逐漸增加，放射性尿嘧啶參與了____________(過程)，該過程的模板是______________。 (2)某研究小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，在蛙未受精的卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中貯存著大量mRNA，該小組推測：受精卵早期分裂過程中(20 h內(nèi))，蛋白質(zhì)合成所需要的mRNA來源于卵細(xì)胞中原本就存在的mRNA。已知物質(zhì)甲能抑制mRNA的合成，請幫助該小組設(shè)計實驗方案探究上述推測是否正確(以蛋白質(zhì)合成量為檢測指標(biāo))。 實驗材料：蛙受精卵(剛完成受精)、物質(zhì)甲溶液、生理鹽水等必備的實驗用品。 實驗思路：________________________________________________________。 結(jié)果分析：當(dāng)實驗結(jié)果為__________________________時，該小組的推測正確。 解析：(1)尿嘧啶是RNA特有的成分，放射性尿嘧啶可參與轉(zhuǎn)錄(或RNA合成)，該過程的模板是DNA。(2)根據(jù)題意分析，該實驗的目的是探究受精卵早期分裂過程中(20 h內(nèi))，蛋白質(zhì)合成所需要的mRNA是否來源于卵細(xì)胞中原本就存在的mRNA。故本實驗的自變量是新mRNA的有無，對新mRNA合成的控制可通過添加物質(zhì)甲溶液來實現(xiàn)。因此可以設(shè)計兩組實驗，取蛙的受精卵平均分為A、B兩組，其中A組加入適量的物質(zhì)甲溶液，B組加入等量的生理鹽水。兩組均置于適宜的恒溫條件下培養(yǎng)，20 h后分別測定兩組早期胚胎的蛋白質(zhì)的合成量，并進(jìn)行比較。當(dāng)實驗結(jié)果為兩組的蛋白質(zhì)合成量基本相同時，該小組的推測正確。 答案：(1)轉(zhuǎn)錄(或RNA合成)　DNA(一條鏈) (2)設(shè)計兩組實驗，取蛙的受精卵平均分為A、B兩組，其中A組加入適量的物質(zhì)甲溶液，B組加入等量的生理鹽水。兩組均置于適宜的恒溫條件下培養(yǎng)，20 h后分別測定兩組早期胚胎的蛋白質(zhì)的合成量，并進(jìn)行比較　兩組的蛋白質(zhì)合成量基本相同 對實驗方法的考查 [典例2]　(2017全國卷Ⅰ)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。 假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換。請利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實驗思路，(2)預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論即可。(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組) [解析]　本題是結(jié)合DNA與RNA的分子組成特點(diǎn)，對“噬菌體侵染細(xì)菌”經(jīng)典實驗的創(chuàng)新考查。 (1)在用放射性同位素標(biāo)記法對新病毒進(jìn)行鑒定時，要找出DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別。題中假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，就是引導(dǎo)考生從DNA和RNA的堿基組成上進(jìn)行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊堿基(DNA為胸腺嘧啶，RNA為尿嘧啶)帶上標(biāo)記，根據(jù)病毒中放射性標(biāo)記的檢測結(jié)果就可做出判斷。由于病毒不能在培養(yǎng)基上獨(dú)立生活，其增殖時的原料只能來自宿主細(xì)胞，所以實驗中需配制兩種培養(yǎng)基，記為甲組和乙組，甲組含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶，乙組含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶，分別加入等量的宿主細(xì)胞使宿主細(xì)胞帶上相應(yīng)標(biāo)記，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后，收集病毒并檢測其放射性。(2)本實驗有兩種不同的結(jié)果：一種是甲組有放射性，乙組無，則該新病毒為RNA病毒；另一種為乙組有放射性，甲組無，則該新病毒為DNA病毒。 [答案]　(1)思路： 甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 (2)結(jié)果及結(jié)論： 若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，則為RNA病毒；反之為DNA病毒。 [技法點(diǎn)撥]　同位素標(biāo)記法在實驗中的應(yīng)用 (1)同位素標(biāo)記法的一般研究過程： (2)同位素標(biāo)記法的應(yīng)用歸類及例析： 類型一：標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑 例析 如用18O標(biāo)記HO，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)記C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2，證明光合作用產(chǎn)生的O2中的O全部來自H2O，而不是來自CO2 類型二：標(biāo)記特征元素，探究化合物的作用 例析 如噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA，侵染后，大腸桿菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，侵染后，大腸桿菌體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)，由此證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì) 類型三：標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)的生理過程，研究生物學(xué)原理 例析 如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程；用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律；用15N標(biāo)記DNA，證明DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 2．放射性同位素標(biāo)記技術(shù)在生物科學(xué)研究中得到廣泛運(yùn)用。以下運(yùn)用不恰當(dāng)?shù)氖?　　) A．用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，探究控制生物性狀的遺傳物質(zhì)是否為DNA B．用15N或32P標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中DNA的復(fù)制方式 C．用3H標(biāo)記的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌過程 D．用18O標(biāo)記H2O、14C標(biāo)記CO2，分別研究光合作用中O2的來源和C的轉(zhuǎn)移途徑 解析：選A　蛋白質(zhì)和DNA成分中都含有N元素，用15N標(biāo)記的噬菌體不能將蛋白質(zhì)和DNA分開，侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，探究控制生物性狀的遺傳物質(zhì)時，不能說明遺傳物質(zhì)為DNA；胸腺嘧啶脫氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，可研究有絲分裂過程中DNA的復(fù)制方式；用3H標(biāo)記的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡細(xì)胞中，帶標(biāo)記的亮氨酸能參與蛋白質(zhì)的合成，故能研究分泌蛋白的合成、加工和分泌過程；H2O和CO2是光合作用的原料，用18O標(biāo)記H2O、14C標(biāo)記CO2，能分別研究光合作用中O2的來源和C的轉(zhuǎn)移途徑。 [課后檢測增分強(qiáng)訓(xùn)] 一、選擇題 1．為驗證葉綠體吸收光能后有氧氣產(chǎn)生，某學(xué)者設(shè)計了以下實驗：制作載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片，用極細(xì)光束照射水綿，同時放在顯微鏡下觀察。下列關(guān)于該實驗的分析，錯誤的是(　　) A．在光束照射到水綿之前，應(yīng)該加三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜 B．臨時裝片應(yīng)放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中 C．好氧細(xì)菌起指示作用 D．水綿的帶狀葉綠體有利于設(shè)置對照實驗 解析：選A　本實驗的目的是驗證葉綠體吸收光能后有氧氣產(chǎn)生，自變量為光的有無，不是光的波長，故不需要用三棱鏡將混合光分解成連續(xù)光譜；為了防止空氣和光照對實驗結(jié)果的影響，應(yīng)將臨時裝片放置在沒有空氣的黑暗環(huán)境中；好氧細(xì)菌的分布密疏，可間接反映氧氣產(chǎn)生的多少；水綿的葉綠體在細(xì)胞中呈螺旋狀分布，便于設(shè)置葉綠體上獲得光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組對照實驗。 2．科學(xué)家恩格爾曼用水綿進(jìn)行了如下實驗：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，然后用極細(xì)的光束照射水綿不同部位，觀測到一些部位有好氧細(xì)菌積聚，另一些部位沒有好氧細(xì)菌積聚(如圖所示)，由此得出的結(jié)論是(　　) A．光合作用產(chǎn)生淀粉，場所是葉綠體 B．光合作用產(chǎn)生氧氣，場所是葉綠體 C．光合作用產(chǎn)生淀粉，需要水和光照 D．光合作用產(chǎn)生氧氣，需要二氧化碳 解析：選B　恩格爾曼選用水綿和好氧細(xì)菌作實驗材料的好處：水綿不僅具有細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體在細(xì)胞中呈螺旋式分布，便于觀察和分析；利用好氧細(xì)菌的代謝特點(diǎn)，對好氧細(xì)菌的分布進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。 3．(2018泰州模擬)下列有關(guān)探究光合作用過程實驗的描述，正確的是(　　) A．將充分暗處理后的綠葉一半遮光，光照一段時間，遮光部分遇碘變藍(lán) B．載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片，用透過三棱鏡的光照射一段時間，綠光區(qū)域聚集的好氧細(xì)菌最多 C．向綠色植物提供HO和CO2，光照一段時間，釋放的氣體為18O2 D．向小球藻提供14CO2，光照一段時間，14C5先于14C3出現(xiàn) 解析：選C　將充分暗處理后的綠葉一半遮光，光照一段時間，光照部分遇碘變藍(lán)。載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片，用透過三棱鏡的光照射一段時間，紅光和藍(lán)紫光區(qū)域聚集的好氧細(xì)菌最多。向小球藻提供14CO2，光照一段時間，14C3先于14C5出現(xiàn)。 4．下列有關(guān)科學(xué)家科學(xué)研究的經(jīng)典實驗中采取了同位素標(biāo)記法的是(　　) ①將人細(xì)胞與鼠細(xì)胞融合證明細(xì)胞膜具有流動性　 ②薩克斯的實驗證明了光合作用的產(chǎn)物中有淀粉　 ③魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自水　 ④卡爾文探明了CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑 A．①②　　　　　　　　　　 B．③④ C．①③ D．②④ 解析：選B　將人細(xì)胞與鼠細(xì)胞融合證明細(xì)胞膜具有流動性用的是熒光標(biāo)記法；薩克斯的實驗中沒有用到同位素標(biāo)記法；魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自水、卡爾文探明了CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑都用了同位素標(biāo)記法，故③④符合題意。 5．1864年，德國科學(xué)家薩克斯將天竺葵的綠葉放在暗處數(shù)小時后，將此葉片一半曝光，另一半用錫箔遮光，為其提供充足的水分、適宜的溫度和適宜的光照強(qiáng)度等，光照一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葉片的曝光部分呈藍(lán)色，遮光部分不變藍(lán)，該實驗除證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉外，還可以證明(　　) ①光合作用需要水?、诠夂献饔眯枰狻、酃夂献饔眯枰~綠素?、芄夂献饔眯枰m宜的溫度?、莨夂献饔玫耐瑫r離不開細(xì)胞呼吸 A．① B．② C．③④ D．①②③④⑤ 解析：選B　薩克斯將葉片的一半曝光，另一半用錫箔遮光，光的有無是實驗的唯一自變量，而“充足的水分、適宜的溫度和適宜的光照強(qiáng)度等”都屬于無關(guān)變量。兩部分葉片曝光與否(自變量)導(dǎo)致了淀粉是否合成(因變量)，因此通過此實驗可以證明“光合作用的產(chǎn)物中有淀粉”，也可以證明“光合作用需要光”。 6．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗是探究遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗，下列敘述正確的是(　　) A．兩個實驗都運(yùn)用了對照思想，也都使用了物質(zhì)分離提純技術(shù) B．兩個實驗都設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)觀察二者在遺傳中的作用 C．艾弗里等人觀察到在R型細(xì)菌培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的DNA后，粗糙型菌落漸漸變?yōu)楣饣途? D．噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，對噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別采用35S和32P標(biāo)記，然后檢測上清液和沉淀物中的35S和32P 解析：選B　赫爾希和蔡斯用含35S和32P的培養(yǎng)液對大腸桿菌進(jìn)行培養(yǎng)，使用了微生物培養(yǎng)技術(shù)及放射性同位素示蹤技術(shù)，沒有用到物質(zhì)分離提純技術(shù)。肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵是設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地觀察它們的作用。艾弗里在實驗中觀察到在培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的DNA后，出現(xiàn)了S型細(xì)菌的菌落(光滑型)，而非R型細(xì)菌的菌落(粗糙型)漸漸變?yōu)镾型細(xì)菌的菌落(光滑型)。噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，必須對一組噬菌體的蛋白質(zhì)用35S標(biāo)記，而對另一組噬菌體的DNA用32P標(biāo)記，否則難以明確二者在遺傳中的作用。 7．(2019屆高三昆明四校聯(lián)考)某校生物興趣小組把三個大小相同的胚芽鞘尖端分別放在三塊瓊脂塊上，瓊脂塊的中央插入云母片，同時被一個不透光紙盒罩住，紙盒的一側(cè)開口，開口處有單側(cè)光照射(如圖1所示)。將三個胚芽鞘尖端分別經(jīng)過以下三種方法處理一段時間：僅紙盒轉(zhuǎn)動、僅胚芽鞘尖端及瓊脂塊轉(zhuǎn)動、整個裝置同時轉(zhuǎn)動，然后分別把a(bǔ)、b所示瓊脂塊放在三個相同的切去尖端的胚芽鞘的切口上(如圖2所示)。胚芽鞘的生長狀況分別為(　　) A．直立生長、向右彎曲生長、向右彎曲生長 B．向左彎曲生長、直立生長、向右彎曲生長 C．向左彎曲生長、向右彎曲生長、直立生長 D．向右彎曲生長、直立生長、向右彎曲生長 解析：選D　僅紙盒轉(zhuǎn)動時，胚芽鞘尖端始終只有右側(cè)受到單側(cè)光照射，所以a瓊脂塊中的生長素含量高于b瓊脂塊中的，圖2中去尖端的胚芽鞘向右彎曲生長；僅胚芽鞘尖端及瓊脂塊轉(zhuǎn)動時，相當(dāng)于胚芽鞘尖端的每一側(cè)都均勻受光，所以a瓊脂塊中的生長素含量等于b瓊脂塊中的，圖2中去尖端的胚芽鞘直立生長；整個裝置同時轉(zhuǎn)動時，始終是胚芽鞘尖端靠近開口的一側(cè)受到光照，所以a瓊脂塊中的生長素含量高于b瓊脂塊中的，圖2中去尖端的胚芽鞘向右彎曲生長。 8．下列屬于控制自變量的操作且正確的是(　　) A．在探究過氧化氫酶最適pH的實驗中，需要在同一溫度下進(jìn)行 B．在探究光照強(qiáng)弱對光合作用影響的實驗中可用不同功率的燈泡控制變量 C．在探究土壤微生物對淀粉的分解作用的實驗中，兩只燒杯中要放入等量的淀粉糊 D．在探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度的實驗中，用不同植物的插條作對照 解析：選B　在探究過氧化氫酶最適pH的實驗中，需要在同一溫度下進(jìn)行，這屬于對無關(guān)變量的控制；在探究光照強(qiáng)弱對光合作用影響的實驗中可用多盞不同功率的燈泡控制變量，這屬于對自變量的控制；在探究土壤微生物對淀粉的分解作用的實驗中，兩只燒杯中要放入等量的淀粉糊，這屬于對無關(guān)變量的控制；在探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度的實驗中，應(yīng)用相同植物的插條作對照，這屬于對無關(guān)變量的控制。 9．生物實驗中常用到對照實驗的方法，以下對照設(shè)置正確的是(　　) A．研究溫度對酶活性的影響分別在酸性和堿性條件下進(jìn)行 B．研究蠑螈細(xì)胞核的功能實驗中，將其受精卵橫縊成有核和無核兩部分 C．在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中需要用未標(biāo)記的噬菌體作對照組 D．探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系實驗中，將瓊脂塊浸沒在不同濃度NaOH中 解析：選B　 按照實驗的單一變量原則，研究溫度對酶活性的影響應(yīng)在pH適宜且相同的條件下進(jìn)行；研究蠑螈細(xì)胞核的功能實驗中，將其受精卵橫縊成有核和無核兩部分，觀察兩部分細(xì)胞的生長狀態(tài)；在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌來進(jìn)行相互對照；探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系實驗中，NaOH溶液濃度是無關(guān)變量，應(yīng)將瓊脂塊浸沒在相同濃度的NaOH溶液中。 10．下列探究性實驗中，對實驗變量的描述正確的是(　　) A．“探究溫度對酶活性的影響”實驗，所加酶的量和pH是無關(guān)變量 B．“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”實驗，培養(yǎng)液中的溶氧量是無關(guān)變量 C．“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對促進(jìn)插條生根的作用”實驗，插條生根數(shù)是無關(guān)變量 D．“探究植物細(xì)胞的失水和吸水”實驗，原生質(zhì)層外側(cè)溶液的濃度是無關(guān)變量 解析：選A　“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，自變量是溫度，因變量是酶活性，故所加酶的量和pH是無關(guān)變量；“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”實驗，自變量為是否有氧；“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對促進(jìn)插條生根的作用”實驗，自變量為生長調(diào)節(jié)劑的濃度，因變量是插條生根數(shù)或根的長度；“探究植物細(xì)胞的失水和吸水”實驗，細(xì)胞液和外界溶液的濃度差是自變量。 11．(2019屆高三棗莊測評)甲研究小組利用小鼠做胰島素功能驗證實驗，乙小組做不同濃度生長素對月季插條生根影響的實驗。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．甲小組應(yīng)將小鼠分為兩組，分別注射胰島素和生理鹽水，一段時間后觀察小鼠癥狀即可 B．甲小組除將小鼠分為兩組外，在分別注射胰島素和生理鹽水前應(yīng)分別觀察兩組小鼠生理狀況并測定血糖濃度 C．乙小組在探究不同濃度生長素對月季插條生根的影響時，可以省去用蒸餾水處理這一組 D．乙小組設(shè)計的不同濃度生長素為自變量，其他變量如溫度應(yīng)相同且保持在5 ℃ 解析：選B　甲研究小組利用小鼠做胰島素功能驗證實驗時，應(yīng)將小鼠分為兩組，其中一組注射生理鹽水作為空白對照，此外，還要注意動物本身的前后對照，即在分別注射胰島素和生理鹽水前應(yīng)分別觀察兩組小鼠生理狀況并測定血糖濃度。乙小組在探究不同濃度生長素對植物生根的影響時，蒸餾水處理作為空白對照，不能省去。乙小組設(shè)計的不同濃度生長素為自變量，其他變量屬于無關(guān)變量，要求相同且適宜，溫度應(yīng)控制在適宜月季生長的條件下，而不應(yīng)為5 ℃。 二、非選擇題 12．某同學(xué)獲得資料：生長素在植物體內(nèi)的合成和分解代謝過程如圖1所示(IAA氧化酶是一種含鐵蛋白)。該同學(xué)已經(jīng)知道赤霉素廣泛存在于高等植物體內(nèi)，它可以通過提高生長素(吲哚乙酸)的含量促進(jìn)植物生長。那么，赤霉素是如何提高生長素含量的呢？為此，進(jìn)行了下面的部分探究過程。 材料用具：燕麥幼苗，完全培養(yǎng)液、缺鐵培養(yǎng)液、赤霉素溶液(以上溶液濃度均適宜)，蒸餾水、瓊脂塊、刀片等。 實驗步驟： ①準(zhǔn)備4個配有培養(yǎng)支架的燒杯，標(biāo)記為1～4號；向1號和2號燒杯中加入等量且適量的完全培養(yǎng)液。 ②選取生長狀況相同的燕麥幼苗若干株，平均分為四組。 ③將其中兩組幼苗分別置于1號和2號燒杯中，1號幼苗噴灑適量蒸餾水，2號幼苗噴灑等量赤霉素溶液，培養(yǎng)一段時間后，進(jìn)行如圖2所示處理。 ④在黑暗處培養(yǎng)去除尖端的胚芽鞘一段時間后，觀察其彎曲情況。 ⑤向3號和4號燒杯中加入等量且適量的__a__培養(yǎng)液，然后重復(fù)步驟__b__。 請分析回答： (1)a、b兩處分別為______、______；該步驟中使用a培養(yǎng)液的目的是______________________。 (2)若步驟④觀察到的結(jié)果是去除尖端的胚芽鞘彎向經(jīng)1號幼苗尖端處理的瓊脂塊放置一側(cè)，可以說明赤霉素能_______________________________________________________。 (3)本探究實驗的因變量和自變量分別是______________________________________。 (4)根據(jù)相關(guān)實驗步驟的設(shè)計，請你寫出該同學(xué)可能提出的實驗假設(shè)：____________________________________________________________________。 解析：本實驗?zāi)康氖翘骄砍嗝顾厥侨绾翁岣呱L素含量的。據(jù)圖1分析，IAA氧化酶是一種含鐵蛋白，能促進(jìn)生長素氧化分解，故應(yīng)設(shè)置實驗組：不含鐵的培養(yǎng)液，阻止生長素氧化分解，保證(內(nèi)源)生長素的量。1號與2號燒杯中的幼苗作對比，若步驟④觀察到的結(jié)果是去除尖端的胚芽鞘彎向經(jīng)1號幼苗尖端處理的瓊脂塊放置一側(cè)，說明2號幼苗尖端的生長素含量高，即赤霉素能提高生長素的含量(但不能證明赤霉素是通過抑制生長素的分解還是通過促進(jìn)生長素的合成來提高其含量的)。為確定赤霉素提高生長素含量的方式應(yīng)向3號和4號燒杯中加入等量且適量的缺鐵培養(yǎng)液，再進(jìn)行后續(xù)的實驗(即重復(fù)步驟③④)。若去除尖端的胚芽鞘直立生長(即3號幼苗尖端和4號幼苗尖端處理的瓊脂塊對去除尖端的胚芽鞘的生長作用相同)，則可證明赤霉素能抑制生長素的分解來提高生長素的含量。若去除尖端的胚芽鞘由4號尖端處理的瓊脂塊放置一側(cè)彎向3號尖端處理的瓊脂塊放置一側(cè)，則說明赤霉素能促進(jìn)生長素的合成從而提高生長素的含量，或赤霉素能同時通過促進(jìn)生長素的合成和抑制生長素的分解從而提高生長素的含量。通過上述分析即可得知該實驗的自變量為外源赤霉素的有無，因變量是(內(nèi)源)生長素的量。進(jìn)而可以逆推出相關(guān)假設(shè)。 答案：(1)缺鐵?、邰堋∽柚股L素氧化分解　(2)提高生長素的含量　(3)(內(nèi)源)生長素的量、外源赤霉素的有無　(4)①赤霉素通過促進(jìn)生長素的合成，提高生長素的含量；②赤霉素通過抑制生長素的分解，提高生長素的含量；③赤霉素同時通過促進(jìn)生長素的合成和抑制生長素的分解，提高生長素的含量 13．(2018南寧測試)庫爾勒香梨果實中存在游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩大類呈香物質(zhì)。結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)大部分以糖苷形式存在，本身沒有香氣，但在βD葡萄糖苷酶的作用下能分解釋放出具有揮發(fā)性的游離態(tài)呈香物質(zhì)。若香梨在貯藏期間上述轉(zhuǎn)變過程迅速，會導(dǎo)致部分香氣成分喪失，影響果實的風(fēng)味和品質(zhì)。科研人員進(jìn)行了相關(guān)實驗(實驗結(jié)果如圖所示)，請分析回答： (1)本實驗的目的是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)本實驗的原理： 對硝基苯βD葡萄糖苷(pNPG)對硝基苯酚 ①______________________________________________________________________； ②_____________________________________________________________________。 (3)實驗步驟： ①提取樣液：定期稱取不同貯藏條件下的香梨10.0 g，立即在液氮下研磨成粉末，加入適量經(jīng)預(yù)冷的pH＝6.0的緩沖液，在冰浴下研磨成勻漿，于4 ℃條件下離心獲得的上清液即為βD葡萄糖苷酶粗提取液，用pH＝6.0的緩沖液定容至10 mL，置于4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩? ②檢測樣液：在10 mL試管中依次加入0.6 mL緩沖液、1.0 mL酶粗提取液和0.2 mL 10 mmol/L對硝基苯βD葡萄糖苷(對硝基苯βD葡萄糖苷與結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似)，混合均勻，迅速蓋上試管塞后立即放到37 ℃條件下反應(yīng)60 min后，加入Na2CO3終止反應(yīng)，反應(yīng)后有對硝基苯酚生成，且對硝基苯酚在堿性環(huán)境下顯黃色。然后在對硝基苯酚的最佳吸收波長處測定其吸光值。 (4)實驗結(jié)論：___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由題干信息可知，本實驗的自變量和因變量分別為不同貯藏條件和βD葡萄糖苷酶含量(βD葡萄糖苷酶活性)，由于此題是探究性實驗，故實驗?zāi)康氖茄芯坎煌A藏條件下βD葡萄糖苷酶含量(βD葡萄糖苷酶活性)的變化規(guī)律或探究不同貯藏條件對βD葡萄糖苷酶含量(βD葡萄糖苷酶活性)的影響。(2)從題干中可獲取到的信息是βD葡萄糖苷酶能分解結(jié)合態(tài)呈