高三生物一輪復(fù)習(xí)講義實(shí)驗(yàn)專題剖析（三）：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和假設(shè)

高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)專題剖析（三）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和假設(shè)一、內(nèi)容解讀1.正確寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹骄炕蛘唑?yàn)證的某一事實(shí)或者做了該實(shí)驗(yàn)后，要解決什么問題。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡臅鴮懪c表達(dá)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膬?nèi)容包含研究對(duì)象、研究現(xiàn)象(因變量)和作用于對(duì)象的因素(自變量)，格式為“探究(驗(yàn)證)×××(自變量)對(duì)×××(因變量)的影響”或“探究(驗(yàn)證)×××(因變量)與×××(自變量)的關(guān)系”等。(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡拇_認(rèn)方法①根據(jù)題目信息，直接寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。②根?jù)實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，推斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。③根?jù)實(shí)驗(yàn)步驟反推實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.準(zhǔn)確寫出實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，包括選擇實(shí)驗(yàn)材料的依據(jù)、作出實(shí)驗(yàn)假設(shè)的依據(jù)、設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟的依據(jù)、分析現(xiàn)象與結(jié)果的依據(jù)和確定觀測(cè)指標(biāo)的依據(jù)。(1)實(shí)驗(yàn)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(cè)指標(biāo)＋實(shí)驗(yàn)過程描述。(2)實(shí)驗(yàn)原理中“因變量的觀測(cè)指標(biāo)”可作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參考，有些題目要求對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，其考查的是實(shí)驗(yàn)原理，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)合理套用實(shí)驗(yàn)原理即可。3.規(guī)范寫出實(shí)驗(yàn)假設(shè)假設(shè)是指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，是對(duì)研究結(jié)果的預(yù)測(cè)，是對(duì)課題涉及的主要變量之間相互關(guān)系的設(shè)想，假設(shè)是研究者對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案，是一種可能的解釋和說明。假設(shè)的提出可能正確也可能錯(cuò)誤，假設(shè)要能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符。一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫出假設(shè)，我們應(yīng)根據(jù)平時(shí)積累的知識(shí)，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)。二、強(qiáng)化訓(xùn)練1.(2021·廣東揭陽調(diào)研，節(jié)選)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程?；卮鹣铝袉栴}：艾弗里所做的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)如下：①S型菌的蛋白質(zhì)或多糖＋R型菌→只有R型菌②S型菌的DNA＋R型菌→R型菌＋S型菌③S型菌的DNA＋DNA酶＋R型菌→只有R型菌增設(shè)實(shí)驗(yàn)③的目的是證明____________________________________________。2(2020·河北衡水模擬，節(jié)選)小麥的穗發(fā)芽率影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。取穗發(fā)芽時(shí)間相同、質(zhì)量相等的紅粒和白粒小麥種子(穗發(fā)芽率不同)，分別加蒸餾水研磨并制成提取液(去淀粉，兩種種子中淀粉酶種類相同)，在適宜條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分組、步驟及結(jié)果如表所示(“＋”數(shù)目越多表示藍(lán)色越深)：分組步驟紅粒管白粒管對(duì)照管①加樣0.5mL提取液0.5mL提取液蒸餾水②加緩沖液/mL111③加淀粉溶液/mL111④37℃保溫適當(dāng)時(shí)間后，終止酶促反應(yīng)，冷卻至常溫，加適量碘液顯色顯色結(jié)果＋＋＋＋＋＋＋＋＋本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀____________________________________________。3(2017·全國卷Ⅰ，29改編)某科研機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了一種新型病毒，并對(duì)該病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)行研究。請(qǐng)回答下列問題。(1)可用化學(xué)分析的方法對(duì)該病毒的遺傳物質(zhì)種類進(jìn)行研究，原理是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)可以用同位素標(biāo)記法研究該病毒遺傳物質(zhì)種類，將宿主細(xì)胞放在含某種有放射性標(biāo)記的核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再用該病毒侵染被標(biāo)記的宿主細(xì)胞，一段時(shí)間后收集子代病毒并檢測(cè)其放射性。培養(yǎng)基中的各種核苷酸________(填“是”或“不是”)都需要標(biāo)記，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。4(2021·廣東五校模擬，節(jié)選)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種單鏈RNA腫瘤病毒，能夠誘發(fā)小鼠細(xì)胞癌變，患白血病。請(qǐng)回答下列問題。(1)RNA在生物體內(nèi)具有多種作用，除可作為遺傳物質(zhì)外，還有__________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(2)該病毒能使小鼠患白血病，且它是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，其致癌的機(jī)理可能是____________________________________________________。(3)另有一種該病毒的突變株(甲)，缺失了15%的RNA序列，不能誘發(fā)小鼠患白血病。為了找到RNA上與誘發(fā)癌變有關(guān)的部位，除對(duì)核酸測(cè)序結(jié)果進(jìn)行比較之外，請(qǐng)?jiān)賹ふ乙环N方案，簡(jiǎn)述思路：提取兩種病毒的RNA后，分別經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成相應(yīng)的單鏈DNA，然后____________________________________________________。5(2014·全國卷Ⅰ，29改編)用濃度為2%的秋水仙素溶液處理植物分生組織5～6小時(shí)，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。那么，用一定時(shí)間的低溫(如4℃)處理水培的洋蔥根尖時(shí)，是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體的加倍呢？請(qǐng)對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。(1)針對(duì)以上問題，根據(jù)所學(xué)知識(shí)可作出的假設(shè)是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)提出上述假設(shè)的依據(jù)是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6.（2022·焦作市調(diào)研，節(jié)選）某生物興趣小組以魚腥藻為實(shí)驗(yàn)材料，利用如圖所示裝置，將光源分別置于距燒杯15cm、25cm、35cm、45cm處，觀察每分鐘產(chǎn)生的氣泡數(shù)。請(qǐng)回答下列問題：圖示實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀_________________________________________。7.（2022·廣東佛山二模）為研究紅棗多糖對(duì)血糖濃度的影響，某課題組用糖尿病模型小鼠（胰島素分泌不足）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將生理狀況相同的糖尿病小鼠均分為兩組，A組灌胃一定量的紅棗多糖，B組灌胃等體積的生理鹽水，一段時(shí)間后測(cè)定兩組小鼠體內(nèi)血糖濃度及胰島素含量。回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)中血糖指標(biāo)需要在空腹條件下測(cè)定，原因是_______________________________________________________________。（2）所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紅棗多糖具有一定的降血糖作用。結(jié)合所學(xué)知識(shí)推測(cè)其作用機(jī)理是灌胃紅棗多糖后，小鼠體內(nèi)胰島素含量（填“升高”或“降低”），組織細(xì)胞，導(dǎo)致血糖濃度降低。（3）為使實(shí)驗(yàn)更科學(xué)，還應(yīng)增加一組小鼠，以測(cè)定的基準(zhǔn)值。（4）該實(shí)驗(yàn)的原理是_________________________________________________。8.某校生物實(shí)驗(yàn)小組要對(duì)“動(dòng)物細(xì)胞是否也能通過滲透作用吸水和失水”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，假如你是其中的一員，請(qǐng)分析回答下列問題：（1）實(shí)驗(yàn)假設(shè)是________________________________________________。（2）請(qǐng)你說出作出該假設(shè)的依據(jù)：___________________________________________________。9.（2022·湖南郴州質(zhì)檢）根據(jù)基因在染色體上的位置，性狀的遺傳可分為伴性遺傳和常染色體遺傳，其中伴性遺傳（XY型）又分為伴X染色體遺傳（基因僅位于X染色體上）、伴Y染色體遺傳（基因僅位于Y染色體上）和伴X、Y染色體同源區(qū)段遺傳（基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上）。有研究人員從世代連續(xù)培養(yǎng)的野生型紅眼果蠅種群中分離出雌、雄各一只紫眼突變體（只涉及一對(duì)等位基因），并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問題。實(shí)驗(yàn)①：紫眼雌果蠅×野生型雄果蠅→F1均為紅眼→F1雌雄個(gè)體相互交配得F2，F(xiàn)2中紅眼∶紫眼＝3∶1實(shí)驗(yàn)②：紫眼雄果蠅×野生型雌果蠅→F1均為紅眼→F1雌雄個(gè)體相互交配得F2，F(xiàn)2中紅眼∶紫眼＝3∶1（1）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可確定果蠅眼色的遺傳不可能是伴Y染色體遺傳，確定的依據(jù)是________________________________________________________。也可確定果蠅眼色的遺傳不可能是伴X染色體遺傳，確定的依據(jù)是__________________________________________________________________。（2）研究人員提出了控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體同源區(qū)段上的假設(shè)（假設(shè)一）。對(duì)控制果蠅眼色基因的位置還可以提出另一種假設(shè)：（假設(shè)二）。（3）為了判斷（2）中所述何種假設(shè)成立，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)①②的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的觀測(cè)。支持假設(shè)一的觀測(cè)結(jié)果是。（4）若（2）中所述假設(shè)一成立，讓實(shí)驗(yàn)①F2的雌果蠅與實(shí)驗(yàn)②F2的雄果蠅隨機(jī)交配，所得子代紅眼果蠅中純合子的比例是。

參考答案1.答案無DNA則轉(zhuǎn)化一定不能發(fā)生解析艾弗里的實(shí)驗(yàn)增加了DNA和DNA酶的實(shí)驗(yàn)，①②③組實(shí)驗(yàn)互相對(duì)照，說明DNA是使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的唯一物質(zhì)，沒有DNA，則R型菌不能轉(zhuǎn)化為S型菌。2.答案探究種子中淀粉酶含量與穗發(fā)芽率的關(guān)系解析一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡奈淖直硎?，一般有兩種答題模式。模式1：探究________(自變量)對(duì)________(因變量)的影響(側(cè)重生物學(xué)原理的研究)；模式2：探究________(因變量)與________(自變量)的關(guān)系(側(cè)重兩個(gè)變量之間的“量”的關(guān)系)。由試題給出條件“取穗發(fā)芽時(shí)間相同、質(zhì)量相等的紅粒和白粒小麥種子(穗發(fā)芽率不同)”可知，本實(shí)驗(yàn)自變量為“穗發(fā)芽率不同”，由實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，因變量具體測(cè)定指標(biāo)為淀粉的剩余量，故因變量應(yīng)為淀粉酶的含量。由此可寫出兩個(gè)答案。答案1：探究小麥穗發(fā)芽率對(duì)淀粉酶含量的影響。答案2：探究種子中淀粉酶含量與穗發(fā)芽率的關(guān)系。鑒于本實(shí)驗(yàn)只是研究?jī)蓚€(gè)變量之間的“量”的關(guān)系，故模式2更適合用于表述本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模邕x“答案2”作為本題參考答案。3.答案(1)DNA含有的五碳糖是脫氧核糖且含堿基T，RNA含有的五碳糖是核糖且含堿基U，可以通過化學(xué)分析的方法，分析這種新型病毒遺傳物質(zhì)中五碳糖或含氮堿基的種類，據(jù)此判斷該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA(2)不是若對(duì)各種核苷酸都進(jìn)行放射性標(biāo)記，則無論該新型病毒是DNA病毒還是RNA病毒，在子代病毒中均能檢測(cè)到放射性解析本實(shí)驗(yàn)的目的是探究該新型病毒遺傳物質(zhì)的種類。(1)病毒只有一種核酸，DNA或者RNA，二者在化學(xué)組成上的不同是DNA含有的五碳糖是脫氧核糖，RNA含有的五碳糖是核糖；DNA特有的堿基是T，RNA特有的堿基是U，因此，可以通過化學(xué)分析的方法，分析這種新型病毒的五碳糖或含氮堿基的種類，從而判斷該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。(2)核苷酸包括兩類，一類是脫氧核糖核苷酸，另一類是核糖核苷酸，培養(yǎng)基中，只需將脫氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸進(jìn)行放射性標(biāo)記，如果都進(jìn)行放射性標(biāo)記，那么無論新型病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，收集到的子代病毒中均能檢測(cè)到放射性，無法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4答案(1)作為蛋白質(zhì)合成的模板；識(shí)別密碼子并運(yùn)輸氨基酸；降低化學(xué)反應(yīng)的活化能；核糖體的組成成分等(答出任意兩點(diǎn)即可)(2)經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA插入到小鼠染色體上，引起原癌基因和抑癌基因等發(fā)生突變(答案合理即可)(3)對(duì)兩種單鏈DNA進(jìn)行分子雜交，不能配對(duì)的區(qū)域所對(duì)應(yīng)的RNA區(qū)域即誘發(fā)癌變有關(guān)的部位解析(1)RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，mRNA作為攜帶遺傳信息的信使，是控制合成蛋白質(zhì)的直接模板；tRNA可以運(yùn)輸氨基酸；rRNA是核糖體的組成成分；有些RNA還具有催化功能等。(2)將“致癌”與“逆轉(zhuǎn)錄”聯(lián)系在一起的很可能是“基因突變”，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄可以生成DNA片段，并整合到宿主細(xì)胞染色體上，而癌變是原癌基因和抑癌基因等發(fā)生突變的結(jié)果，所以逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的機(jī)理是經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄生成的DNA片段插入到小鼠染色體上，引起原癌基因和抑癌基因等發(fā)生突變。(3)由題意知，該病毒RNA上與誘發(fā)癌變有關(guān)的部位位于缺失的RNA序列中，所以我們可以將缺失部分序列的RNA與正常RNA直接進(jìn)行比較，即題中已給方案。題目要求再找一種方案，沿著題中思路“經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成相應(yīng)的單鏈DNA”，應(yīng)該聯(lián)想到通過比較經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的單鏈DNA間接對(duì)該病毒和甲進(jìn)行比較，問題變成了比較兩種單鏈DNA的堿基序列，可以采用DNA分子雜交技術(shù)，不能配對(duì)的區(qū)域，就是與誘發(fā)癌變有關(guān)的部位。5答案(1)用一定時(shí)間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍(2)洋蔥根尖具有分生區(qū)，分生區(qū)細(xì)胞可以通過有絲分裂進(jìn)行增殖，用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，使染色體不能被拉向兩極，細(xì)胞不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍解析(1)本題中，從實(shí)驗(yàn)程序上看，用秋水仙素溶液處理植物分生組織能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍是通過實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論(秋水仙素可誘導(dǎo)細(xì)胞染色體加倍)；而低溫(如4℃)處理水培的洋蔥根尖是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體的加倍是進(jìn)一步提出的問題，針對(duì)這個(gè)問題的假設(shè)只有兩種情況：能或不能。由于我們?cè)谌私贪嫔锝滩谋匦?第88頁實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)過“用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成，以致影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個(gè)子細(xì)胞，于是，植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。”根據(jù)這一科學(xué)知識(shí)，可判斷提出的假設(shè)應(yīng)是用一定時(shí)間的低溫處理水培的洋蔥根尖，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。(2)考查實(shí)驗(yàn)原理，“低溫能誘導(dǎo)染色體加倍”只是答題的方向，所寫答案是否得分則取決于敘述是否準(zhǔn)確、全面，要表達(dá)出“洋蔥根尖具有分生區(qū)”“分生區(qū)細(xì)胞可以通過有絲分裂進(jìn)行增殖”“用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體的形成”三個(gè)要點(diǎn)。6.答案探究光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響7.答案（1）避免進(jìn)食后機(jī)體從食物中吸收的葡萄糖對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響（2）升高對(duì)葡萄糖的攝取、利用和儲(chǔ)存增加（3）灌胃等體積生理鹽水的正常血糖濃度和胰島素含量（4）胰島素是唯一一種能直接降低血糖濃度的激素；促進(jìn)胰島素分泌可降低糖尿病小鼠血糖濃度（答案合理即可）解析（1）進(jìn)食后，食物中的葡萄糖被吸收，會(huì)導(dǎo)致血糖濃度升高，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故實(shí)驗(yàn)中血糖指標(biāo)需要在空腹條件下測(cè)定。（2）由題意可知，紅棗多糖可降低血糖濃度，而胰島素具有降低血糖濃度的作用，由此可推測(cè)紅棗多糖可能通過促進(jìn)胰島素分泌來降低血糖濃度，故灌胃紅棗多糖后，小鼠體內(nèi)胰島素含量會(huì)升高，使組織細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取、利用和儲(chǔ)存增加，導(dǎo)致血糖濃度降低。（3）題中兩組均為糖尿病小鼠，缺少正常小鼠進(jìn)行對(duì)照，故為使實(shí)驗(yàn)更科學(xué)，還應(yīng)增加一組灌胃等體積生理鹽水的正常小鼠，以測(cè)定血糖濃度和胰島素含量的基準(zhǔn)值。（4）實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和思路。本小題可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果等來書寫實(shí)驗(yàn)原理，此時(shí)要寫出為什么這樣操作、為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，紅棗多糖可能通過促進(jìn)胰島素分泌來降低血糖濃度，根據(jù)所學(xué)知識(shí)綜合分析并組織語言寫出實(shí)驗(yàn)原理即可（詳見答案）。8.答案（1）動(dòng)物細(xì)胞能通過滲透作用吸水或失水（2）動(dòng)物細(xì)胞具有發(fā)生滲透作用的條件（或細(xì)胞膜有選擇透過性，當(dāng)細(xì)胞與外界溶液接觸時(shí)，膜兩側(cè)具有濃度差）9.答案（1）紅眼和紫眼在雌雄個(gè)體中都有表現(xiàn)（答案合理即可）若果蠅眼色的遺傳是伴X染色體遺傳，則實(shí)驗(yàn)①F1應(yīng)為紅眼∶紫眼＝1∶1，F(xiàn)2也應(yīng)為紅眼∶紫眼＝1∶1，與實(shí)際雜交