高中生物實(shí)驗(yàn)專題講座匯總

[技能必備]1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的三大基本原則(1)單一變量原則：即除自變量(實(shí)驗(yàn)變量)以外，應(yīng)使實(shí)驗(yàn)組與對照組的無關(guān)變量保持相同且適宜。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、實(shí)驗(yàn)器具相同(型號、潔凈程度等)、實(shí)驗(yàn)試劑相同(用量、濃度、使用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。(2)對照原則：應(yīng)設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)組與對照組的自變量不同(其他因素都相同)，以便減小實(shí)驗(yàn)誤差。(3)平行重復(fù)原則：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性，必須對所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行足夠次數(shù)的重復(fù)，以獲得多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。2.三類變量(自變量、因變量、無關(guān)變量)分析3.教材中探究類實(shí)驗(yàn)的變量分析實(shí)驗(yàn)名稱自變量因變量無關(guān)變量探究溫度對淀粉酶活性的影響不同溫度(至少三種)酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化)pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等探究pH對過氧化氫酶活性的影響不同pH(至少三種)酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒程度)溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧氣的有無CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度)；酒精產(chǎn)生(用酸性重鉻酸鉀檢測)葡萄糖溶液、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度不同濃度的生長素類似物扦插枝條的生根數(shù)量或長度實(shí)驗(yàn)材料的一致性、生長素類似物濃度的準(zhǔn)確性、處理時(shí)間的一致性等探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化時(shí)間酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略(1)程序(2)步驟書寫①步驟第一步：等量分組、編號(注意不同實(shí)驗(yàn)材料“等量”的描述)第二步：單一變量處理，其他條件相同且適宜(無關(guān)變量的控制)第三步：觀察記錄結(jié)果②實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用文字、曲線圖、柱形圖、表格等形式予以表達(dá)。[技能訓(xùn)練]1.(2021·江西金太陽全國大聯(lián)考)生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是實(shí)驗(yàn)變量的確認(rèn)，下列對實(shí)驗(yàn)自變量的確認(rèn)，不正確的是()A.比較過氧化氫在不同條件下分解速率的實(shí)驗(yàn)中，自變量為催化劑的種類B.觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，自變量為環(huán)境溶液C.為破譯密碼子而進(jìn)行的蛋白質(zhì)體外合成的實(shí)驗(yàn)中，自變量為氨基酸的種類D.探究影響酵母菌種群數(shù)量增長因素的實(shí)驗(yàn)中，自變量可為培養(yǎng)液的量答案A解析比較過氧化氫在不同條件下的分解速率實(shí)驗(yàn)中，自變量是不同的條件，如溫度、催化劑的種類等，A錯(cuò)誤；植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞所處的環(huán)境溶液(的濃度)是自變量，B正確；為破譯密碼子而進(jìn)行的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)，是在不同試管中分別加入一種氨基酸，自變量是氨基酸的種類，C正確；培養(yǎng)液量的多少會影響酵母菌種群數(shù)量的最大值等，D正確。2.(2020·河南示范高中聯(lián)考)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述中，正確的是()A.實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量B.各種實(shí)驗(yàn)都必須單獨(dú)設(shè)置對照組，確保單一變量C.數(shù)據(jù)測量時(shí)只要認(rèn)真記數(shù)，無需多次測量求平均值D.探究實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是與提出的假設(shè)一致答案A解析變量即實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素，實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量，A正確；探究實(shí)驗(yàn)一般都需要設(shè)置對照組，但也可能均為實(shí)驗(yàn)組，各組之間形成相互對照，B錯(cuò)誤；進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時(shí)，為了減少誤差，需多次測量求平均值，C錯(cuò)誤；探究實(shí)驗(yàn)中，可能出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)矛盾，可能是假設(shè)不正確，那么就需要進(jìn)一步查找資料，重新作出假設(shè)，也可能是實(shí)驗(yàn)過程中的某一環(huán)節(jié)出了問題，那么就需要重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。3.(2021·西安高新一中調(diào)研)酶抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖，請回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是__________________________________________，實(shí)驗(yàn)中對無關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有(至少答出兩項(xiàng))。(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑(填類型)的作用逐漸減小甚至消失。從活化能的角度分析，推測抑制劑降低酶促反應(yīng)速率的原理是____________________________________。(3)某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)是：a.將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；b.在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；c.在①中加入一定量的蒸餾水，②中加入等量的抑制劑Ⅰ，③中加入等量的抑制劑Ⅱ；d.定時(shí)取樣檢測各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？。如果不正確，請進(jìn)行改正：________________________________________________________________________。答案(1)抑制劑種類和底物濃度溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等(2)Ⅰ在抑制劑的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降(合理即可)(3)不正確步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對酶溶液進(jìn)行處理再加入底物(合理即可)解析(1)由圖可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量有兩個(gè)，分別是抑制劑種類和底物濃度。該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量、反應(yīng)時(shí)間等。(2)由圖可知，隨著底物濃度的升高，曲線②的酶促反應(yīng)速率逐漸與曲線①無抑制劑時(shí)相同，即抑制劑Ⅰ的作用逐漸減小甚至消失。抑制劑能降低酶活性，酶能降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能。(3)不正確，若對酶處理前先將酶與底物混合，則酶會與底物發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)先對酶進(jìn)行不同的處理，然后再將處理后的酶與底物混合。

[技能必備]1.對照實(shí)驗(yàn)的類型及實(shí)驗(yàn)組、對照組的確認(rèn)空白對照對照組為自然狀態(tài)下不作處理的對象組，實(shí)驗(yàn)組為施加實(shí)驗(yàn)變量處理的對象組自身對照實(shí)驗(yàn)處理前的對象組為對照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對象組為實(shí)驗(yàn)組相互對照不單設(shè)對照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對照。如探究溫度對酶活性的影響時(shí)，要用熱水、正常溫度的水、冰水三個(gè)實(shí)驗(yàn)組來探究溫度對酶活性的影響，進(jìn)行相互對照，以得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論條件對照即給對象施加某種實(shí)驗(yàn)處理，雖不是檢驗(yàn)假設(shè)需要的，但更能充分說明實(shí)驗(yàn)變量的對照。例如，在動物激素飼喂小動物的實(shí)驗(yàn)方案中，飼喂甲狀腺激素的為實(shí)驗(yàn)組；飼喂甲狀腺抑制劑的是條件對照組；不飼喂藥劑的是空白對照組2.對比實(shí)驗(yàn)及其特點(diǎn)(1)含義：設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對比實(shí)驗(yàn)。(2)舉例：①探究酵母菌細(xì)胞呼吸類型；②噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)；③魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的O2來自水的實(shí)驗(yàn)。[技能展示]1.(2021·河北唐山市調(diào)研)下列屬于“對比實(shí)驗(yàn)”的正確組合是()①探究酵母菌的呼吸方式②探究溫度對酶活性的影響③觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原④比較過氧化氫在不同條件下的分解A.①②B.①②③C.①③D.①④答案A解析設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究各種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)稱為對比實(shí)驗(yàn)。在探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細(xì)胞呼吸的影響，①正確；探究溫度對酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置不同的溫度條件，通過對比看出不同溫度對酶活性的影響，②正確；植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)屬于自身對照實(shí)驗(yàn)，不屬于對比實(shí)驗(yàn)，③錯(cuò)誤；比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)屬于對照實(shí)驗(yàn)，④錯(cuò)誤。2.(2021·河南重點(diǎn)高中聯(lián)考)在探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程中，往往要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)敘述中正確的是()A.只能設(shè)置兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，互為對照實(shí)驗(yàn)B.在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)物不同，即酒精和CO2構(gòu)成對照實(shí)驗(yàn)C.進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)是為了探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系D.只要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有無對照實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有影響答案C解析進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)是為了探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，根據(jù)需要可設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，A錯(cuò)誤、C正確；在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)條件即有氧和無氧構(gòu)成對照，而非產(chǎn)物構(gòu)成對照，B錯(cuò)誤；只有與對照實(shí)驗(yàn)作比較，才能準(zhǔn)確說明某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，若沒有對照實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論往往是不科學(xué)、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，D錯(cuò)誤。3.(2021·湖北黃岡調(diào)研)下列關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()A.選擇酵母菌為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)榻湍妇亲责B(yǎng)、兼性厭氧型微生物，易于培養(yǎng)B.通過設(shè)置有氧(對照組)和無氧(實(shí)驗(yàn)組)的對照，易于判斷酵母菌的呼吸方式C.將進(jìn)氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進(jìn)行氣密性檢查，確保裝置不漏氣D.實(shí)驗(yàn)可通過檢測澄清石灰水是否變混濁判斷細(xì)胞呼吸方式答案C解析酵母菌只能利用有機(jī)物生存，為異養(yǎng)型生物，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)中有氧和無氧條件下都為實(shí)驗(yàn)組，兩組實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行相互對照，B錯(cuò)誤；進(jìn)氣管、排氣管和錐形瓶連接后，需檢查氣密性，防止漏氣干擾實(shí)驗(yàn)，C正確；酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產(chǎn)生CO2，都能使澄清石灰水變渾濁，因此不能通過檢測澄清石灰水是否變渾濁來判斷酵母菌的呼吸方式，D錯(cuò)誤。4.(2021·襄陽五中開學(xué)考)生物實(shí)驗(yàn)中常用到對照實(shí)驗(yàn)，以下實(shí)驗(yàn)的對照設(shè)置正確的是()A.探究酵母菌種群數(shù)量變化時(shí)，設(shè)置有氧條件和無氧條件兩組B.驗(yàn)證過氧化氫酶具有高效性時(shí)，設(shè)置加酶處理和加熱處理兩組C.研究細(xì)胞核的功能時(shí)，將蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分D.驗(yàn)證胚芽鞘的感光部位在尖端時(shí)，設(shè)置保留尖端和去除尖端兩組答案C解析在探究酵母菌種群數(shù)量變化的實(shí)驗(yàn)中存在自身前后對照，不需要設(shè)置有氧條件和無氧條件兩組實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；驗(yàn)證過氧化氫酶具有高效性的實(shí)驗(yàn)中，自變量為催化劑的種類(酶或無機(jī)催化劑)，因變量為過氧化氫分解速率或剩余過氧化氫的量，無關(guān)變量為初始過氧化氫的量、各種催化劑量、實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度、處理時(shí)間等，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)控制無關(guān)變量相同且適宜，題中的加熱處理明顯改變了無關(guān)變量，從而無法得到正確的結(jié)論，B錯(cuò)誤；研究細(xì)胞核的功能實(shí)驗(yàn)中，自變量為細(xì)胞核，因變量為細(xì)胞的存活狀態(tài)，無關(guān)變量為細(xì)胞種類、細(xì)胞生活環(huán)境等，將蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分滿足以上條件，C正確；驗(yàn)證胚芽鞘的感光部位在尖端實(shí)驗(yàn)中，自變量為胚芽鞘尖端感光的情況，因變量為胚芽鞘的生長狀態(tài)，無關(guān)變量為胚芽鞘內(nèi)的生長素水平等，去除尖端會使相應(yīng)胚芽鞘內(nèi)的生長素水平不同于保留尖端的一組，改變了無關(guān)變量，從而無法得到可靠的結(jié)論，正確的對照設(shè)置應(yīng)遮擋胚芽鞘尖端而非去除尖端，D錯(cuò)誤。

一、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(yàn)證)×××(自變量)對×××(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?。[專練1](2021·廣東揭陽調(diào)研，節(jié)選)人類對遺傳物質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程。回答下列問題：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______________________________________________________。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。[專練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_____________________________________________________。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________(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)只是研究兩個(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?，甄選“答案2”作為本題參考答案。二、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“因變量的觀測指標(biāo)”可作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參考，有些題目要求對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，其考查的是實(shí)驗(yàn)原理，所以對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)合理套用實(shí)驗(yàn)原理即可。[專練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，并對該病毒的遺傳物質(zhì)進(jìn)行研究。請回答下列問題。(1)可用化學(xué)分析的方法對該病毒的遺傳物質(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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到放射性，無法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。[專練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，除對核酸測序結(jié)果進(jìn)行比較之外，請?jiān)賹ふ乙环N方案，簡述思路：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____________________________________________________。答案(1)作為蛋白質(zhì)合成的模板；識別密碼子并運(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)對兩種單鏈DNA進(jìn)行分子雜交，不能配對的區(qū)域所對應(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)，不能配對的區(qū)域，就是與誘發(fā)癌變有關(guān)的部位。三、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，是對研究結(jié)果的預(yù)測，是對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，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)。[專練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？請對這個(gè)問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。(1)針對以上問題，根據(jù)所學(xué)知識可作出的假設(shè)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)提出上述假設(shè)的依據(jù)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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，針對這個(gè)問題的假設(shè)只有兩種情況：能或不能。由于我們在人教版生物教材必修2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?！备鶕?jù)這一科學(xué)知識，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)。

[技能必備]1.“四步法”規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)步驟2.探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較[技能展示]1.(2021·湖北武漢部分學(xué)校調(diào)研)藥物X為激素類藥物。為研究其對動物機(jī)體排卵的影響，某同學(xué)用若干只發(fā)育狀況相同的雌性鳙魚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。回答下列問題：(1)請完善下面的實(shí)驗(yàn)步驟：①將鳙魚隨機(jī)均分為甲、乙兩組。甲組(實(shí)驗(yàn)組)的處理是注射適量的用0.65%NaCl溶液配制的物質(zhì)X溶液，乙組的處理是_____________________________________________。②將上述兩組鳙魚置于_________________________________________________的條件下飼養(yǎng)。③一段時(shí)間后，統(tǒng)計(jì)兩組鳙魚排卵的數(shù)目。④對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和分析。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：甲組的卵細(xì)胞數(shù)量大于乙組，則說明藥物X________________________________________________________________________________________________________________。(3)為了進(jìn)一步研究藥物X的作用機(jī)理，該同學(xué)測定了兩組鳙魚體內(nèi)雌性激素的含量，發(fā)現(xiàn)甲組雌性激素的含量高于乙組。請對藥物X的作用機(jī)理提出兩種不同的解釋：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①注射等量的0.65%NaCl溶液②相同且適宜(2)對鳙魚排卵有促進(jìn)作用(3)藥物X促進(jìn)下丘腦分泌促性腺激素釋放激素；藥物X促進(jìn)垂體分泌促性腺激素；藥物X促進(jìn)性腺(卵巢)分泌雌性激素(答出兩種即可)解析(1)按照對照實(shí)驗(yàn)的單一變量原則，甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中除藥物X外，其他條件應(yīng)相同且適宜。因此，對乙組的處理應(yīng)為注射等量的0.65%NaCl溶液。將兩組鳙魚放在相同且適宜的條件下飼養(yǎng)。(2)如果甲組的卵細(xì)胞數(shù)量大于乙組，說明藥物X能促進(jìn)鳙魚排卵。(3)性激素的分泌存在分級調(diào)節(jié)，受到下丘腦和垂體的控制。藥物X可能促進(jìn)了下丘腦分泌促性腺激素釋放激素，也可能促進(jìn)了垂體分泌促性腺激素，還有可能促進(jìn)了卵巢分泌雌性激素.這三個(gè)途徑都會使雌性激素的分泌量增加。2.(2021·重慶北碚區(qū)診斷)人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持，依賴于各個(gè)器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動，而信息分子是它們之間的“語言”。請結(jié)合下圖回答下列問題：(1)當(dāng)身體的冷覺感受器受到寒冷刺激時(shí)，產(chǎn)生的興奮最終會引起相應(yīng)激素分泌增多，作用于全身細(xì)胞，提高細(xì)胞代謝的速度，增加產(chǎn)熱量。請用“→”和必要的文字寫出該過程的完整反射?。篲___________________________________________________________。(2)圖中①表示________系統(tǒng)。人體注射乙型流感疫苗后，通過體液免疫和細(xì)胞免疫，產(chǎn)生的相應(yīng)________________能識別并作用于侵入機(jī)體的乙型流感病毒。人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成不足，可能會導(dǎo)致______________________，從而使機(jī)體出現(xiàn)免疫力下降、組織水腫。(3)某同學(xué)為了驗(yàn)證胰島素的生理作用(葡萄糖和胰高血糖素都能有效緩解低血糖癥狀)，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。他準(zhǔn)備了若干生理狀況相同的實(shí)驗(yàn)小鼠、適宜濃度的胰島素溶液、胰高血糖素溶液、葡萄糖溶液等(可以自行補(bǔ)充)。請你幫該同學(xué)完善實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果(注意設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，分兩次向小鼠腹腔注射不同物質(zhì)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以小鼠的生理狀態(tài)來反映血糖的高低)。實(shí)驗(yàn)思路：步驟一：___________________________________________________________；步驟二：____________________________________________________________。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第一次注射后，__________________________________________；第二次注射后，___________________________________________________。答案(1)冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→甲狀腺(或腎上腺)分泌激素增多(2)免疫抗體和細(xì)胞毒性T細(xì)胞抗體數(shù)量減少和血漿滲透壓降低(3)將禁食一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)小鼠隨機(jī)均分為A、B、C、D四組，A組腹腔注射生理鹽水，B、C、D三組均腹腔注射等量胰島素溶液，一段時(shí)間后，觀察各組小鼠的生理狀態(tài)B、C、D三組出現(xiàn)相應(yīng)癥狀后進(jìn)行第二次注射，給B組注射生理鹽水，給C組注射胰高血糖素溶液，給D組注射葡萄糖溶液，一段時(shí)間后，觀察各組小鼠的生理狀態(tài)A組小鼠正常，B、C、D三組出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀B組癥狀無法緩解，而C、D兩組小鼠恢復(fù)正常解析(1)在寒冷環(huán)境中，冷覺感受器感受到刺激產(chǎn)生興奮，興奮通過傳入神經(jīng)傳到下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，經(jīng)過中樞的分析、綜合后發(fā)出指令，通過傳出神經(jīng)傳至效應(yīng)器，引起相應(yīng)的效應(yīng)。由題中“相應(yīng)激素分泌增多，作用于全身細(xì)胞，提高細(xì)胞代謝的速度，增加產(chǎn)熱量”可判斷該激素為甲狀腺激素(或腎上腺素)，故該過程的完整反射弧為冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→甲狀腺(或腎上腺)分泌激素增多。(2)根據(jù)圖中“抗原”可判斷①為免疫系統(tǒng)。人體注射乙型流感疫苗后，通過體液免疫和細(xì)胞免疫，產(chǎn)生的相應(yīng)抗體和細(xì)胞毒性T細(xì)胞，能識別并作用于侵入機(jī)體的乙型流感病毒。抗體的化學(xué)本質(zhì)為免疫球蛋白，若人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成不足，可能會導(dǎo)致抗體數(shù)量減少，使機(jī)體出現(xiàn)免疫力下降；也可能會導(dǎo)致血漿蛋白含量降低，引起血漿滲透壓降低，出現(xiàn)組織水腫。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循的對照原則和單一變量原則，需要將禁食一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)小鼠隨機(jī)均分成四組，設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對照組，實(shí)驗(yàn)組注射胰島素溶液，對照組注射等量的生理鹽水，等實(shí)驗(yàn)組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，給不同組分別注射生理鹽水、胰高血糖素溶液和葡萄糖溶液，一段時(shí)間后觀察小鼠的生理狀態(tài)。由于胰島素具有降血糖的功能，因此注射胰島素的小鼠將會出現(xiàn)低血糖癥狀，注射胰高血糖素溶液和葡萄糖溶液的小鼠低血糖癥狀會緩解，但注射生理鹽水的小鼠不能緩解。3.(2020·太原市調(diào)研)2020年2月11日，世界衛(wèi)生組織宣布將2019新型冠狀病毒感染的肺炎命名為“COVID-19”。該種新型冠狀病毒在人群中可通過呼吸道飛沫和接觸等方式進(jìn)行傳播，人感染該病毒后會出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽等癥狀。請回答下列有關(guān)問題：(1)新型冠狀病毒會通過人體的口、鼻、眼的黏膜侵入人體，黏膜屬于免疫系統(tǒng)保衛(wèi)人體的第________道防線。新型冠狀病毒與黏膜細(xì)胞結(jié)合不能體現(xiàn)細(xì)胞間的信息交流功能，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)人感染新型冠狀病毒后出現(xiàn)發(fā)熱癥狀的原因之一是位于________中的體溫調(diào)節(jié)中樞受到了刺激，使腎上腺素的分泌量增加，從而使產(chǎn)熱增加。當(dāng)患者持續(xù)高熱38℃時(shí)，機(jī)體產(chǎn)熱量________(填“大于”“小于”或“等于”)散熱量。(3)若科學(xué)家研制出了一種針對新型冠狀病毒的疫苗X，欲以小鼠為材料檢測該疫苗對新型冠狀病毒是否有效，請簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路。答案(1)一新型冠狀病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)(2)下丘腦等于(3)①將生理狀態(tài)相同的若干只健康小鼠均分成甲、乙兩組；②給甲組小鼠接種適量的疫苗X，乙組小鼠不接種疫苗X；③一段時(shí)間后讓甲、乙兩組小鼠均感染適量且等量的新型冠狀病毒；④一段時(shí)間后統(tǒng)計(jì)甲、乙兩組小鼠的發(fā)病率或檢測甲、乙兩組小鼠體內(nèi)抗體濃度。解析(1)皮膚、黏膜屬于免疫系統(tǒng)保衛(wèi)人體的第一道防線。病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其與細(xì)胞結(jié)合不能體現(xiàn)細(xì)胞間的信息交流功能。(2)體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。當(dāng)人體持續(xù)高熱38℃時(shí)，體溫維持在38℃，此時(shí)機(jī)體產(chǎn)熱量等于散熱量。(3)本實(shí)驗(yàn)的目的為檢測疫苗X對新型冠狀病毒是否有效，以疫苗的作用機(jī)理為實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合探究性實(shí)驗(yàn)一般操作步驟“取材、分組、編號→變量處理(控制單一變量)→培養(yǎng)或飼養(yǎng)(控制無關(guān)變量)→觀察、記錄與分析(結(jié)果處理)→得出結(jié)論”，即可完成實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)。

[技能必備]“五看法”評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[技能展示]1.(2019·安徽五校質(zhì)檢)科學(xué)家以綠色向日葵下胚軸為材料對植物向光性進(jìn)行研究(用單側(cè)光照射)，結(jié)果如表。生長素百分比黃質(zhì)醛百分比彎曲的角度向光側(cè)背光側(cè)向光側(cè)背光側(cè)照射前50.149.949.950直立生長照射后505065.535.5彎向光源15.1°請回答下列問題：(1)從表中數(shù)據(jù)可以推測，黃質(zhì)醛對向日葵的生長具有________作用。(2)有人對黃質(zhì)醛的分布提出了以下3種假設(shè)。假設(shè)1：黃質(zhì)醛由背光側(cè)向向光側(cè)發(fā)生了橫向運(yùn)輸；假設(shè)2：光照可以促進(jìn)向光側(cè)的黃質(zhì)醛的合成；假設(shè)3：背光使背光側(cè)的黃質(zhì)醛部分分解。現(xiàn)提供向日葵下胚軸、云母片、瓊脂塊、單側(cè)光源。請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷哪種假設(shè)是正確的。設(shè)計(jì)方案：第一組放在黑暗環(huán)境下，向日葵下胚軸中間用云母片隔開，下面放了A、B兩個(gè)瓊脂塊。第二組放在單側(cè)光照條件下，向日葵下胚軸中間用云母片隔開，下面放了A′、B′兩個(gè)瓊脂塊。①若____________________，則說明假設(shè)2是正確的。②若____________________，則說明假設(shè)3是正確的。③但是這兩組實(shí)驗(yàn)都無法說明假設(shè)1是否正確。請?jiān)诜娇蛑醒a(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)組(用圖示表示)來驗(yàn)證假設(shè)1是正確的，并描述預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。答案(1)抑制(2)①A′的黃質(zhì)醛濃度大于A的黃質(zhì)醛濃度；B′的黃質(zhì)醛濃度等于B的黃質(zhì)醛濃度②B的黃質(zhì)醛濃度大于B′的黃質(zhì)醛濃度；A′的黃質(zhì)醛濃度等于A的黃質(zhì)醛濃度③a的黃質(zhì)醛濃度大于A′的黃質(zhì)醛濃度；b的黃質(zhì)醛濃度小于B′的黃質(zhì)醛濃度；a＋b的黃質(zhì)醛濃度等于A′＋B′的黃質(zhì)醛濃度解析(1)根據(jù)題意可知，用單側(cè)光照射后，向日葵下胚軸向光側(cè)的黃質(zhì)醛含量增加，背光側(cè)的黃質(zhì)醛含量減少，向日葵下胚軸表現(xiàn)為彎向光源生長，說明黃質(zhì)醛對向日葵下胚軸的生長具有抑制作用。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，第一組在黑暗條件下，可作為對照組，第二組在左側(cè)有單側(cè)光，可作為實(shí)驗(yàn)組，兩組的云母片會阻擋黃質(zhì)醛的橫向運(yùn)輸。①若A′的黃質(zhì)醛濃度大于A的黃質(zhì)醛濃度；B′的黃質(zhì)醛濃度等于B的黃質(zhì)醛濃度，則說明光照可以促進(jìn)向光側(cè)黃質(zhì)醛的合成，即假設(shè)2是正確的。②若B的黃質(zhì)醛濃度大于B′的黃質(zhì)醛濃度；A′的黃質(zhì)醛濃度等于A的黃質(zhì)醛濃度，則說明背光使背光側(cè)的黃質(zhì)醛部分分解，即假設(shè)3是正確的。③詳情見答案。2.(2021·湖北八校聯(lián)考)請根據(jù)下面有關(guān)生長素的實(shí)驗(yàn)研究，回答相關(guān)問題：(1)從某植物長勢一致的黃化苗上切取等長幼莖段(無葉和側(cè)芽)，自莖段頂端向下對稱縱切至約3/4處。將切開的莖段浸沒在蒸餾水中。一段時(shí)間后，觀察到半邊莖向外彎曲生長，如圖所示。若上述黃化苗莖段中的生長素濃度是促進(jìn)生長的，放入水中后半邊莖內(nèi)、外兩側(cè)細(xì)胞中生長素濃度都不會升高。請僅根據(jù)生長素的作用特點(diǎn)分析半邊莖向外彎曲生長這一現(xiàn)象，推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的兩種可能原因。原因1：由于______________________________________，所以內(nèi)側(cè)細(xì)胞生長較快。原因2：內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞中的生長素濃度相同，但________________________，該濃度的生長素更有利于內(nèi)側(cè)細(xì)胞的生長。(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素，在上端放一塊有生長素的瓊脂塊，下端放一塊不含生長素的瓊脂塊(如圖1所示，胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上)，過一段時(shí)間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素(如圖2所示)，由此該同學(xué)得出“下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”的結(jié)論。①這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？________，為什么？_________________________________________________________