專題十三　實驗?？碱}型增分指導
題型(一)　闡述實驗原理近年高考生物非選擇題中，常會涉及一些解釋原因、闡述理由、解釋判斷依據等的設問，這些試題統稱為“原理闡述題”。這些試題重在考查考生運用生物學原理解釋、分析生物學現象的能力。解答這類題目的關鍵就是熟練運用好“專業(yè)術語”。
典例1 某科研人員利用小球藻在水分、光照、溫度等條件相同且適宜的情況下進行相關實驗，部分實驗操作及結果如圖所示。請回答下列問題：
(1)甲組釋放的氧氣不是18O2的原因是________________。(2)乙組光照一段時間后，在小球藻合成的有機物中________(填“能”或“不能”)檢測到18O，理由是________________。(3)丙組小球藻在密閉透明玻璃裝置內培養(yǎng)，定時測定玻璃罩內的O2含量。細胞中O2分別在________(填生物膜)上產生和消耗。O～a期間小球藻吸收CO2的速率________(填“減慢”“加快”或“不變”)，原因是________________。
【解題觀摩】　由于實驗缺乏對照組及相關信息，無法準確判斷實驗目的，關于“原因”的闡述，需要結合具體問題具體分析。(1)甲組小球藻進行的生理過程主要是光合作用和細胞呼吸，光合作用光反應階段水的光解產生O2，而甲組實驗為小球藻提供的H2O不含18O，提煉“生物學專業(yè)術語”后可表述為“甲組小球藻在光下通過光反應分解的水中不含18O”，或“光合作用產生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水中不含18O”。但簡單回答為“水中不含18O”則不會得分，因為沒有體現出“運用生物學原理解釋現象”的能力。
(3)小球藻是真核生物，光合作用光反應階段產生O2(場所：葉綠體的類囊體薄膜)，有氧呼吸第三階段消耗O2(場所：線粒體內膜)。O～a期間O2含量增多，說明光合作用強度大于細胞呼吸強度；密閉容器內的CO2會不斷被吸收，濃度降低，導致光合作用暗反應階段因原料不足而速率降低，小球藻吸收CO2的速率將會隨著時間延長而逐漸降低。該闡述保留專業(yè)術語后，可提煉為“容器內CO2濃度因光合作用強度大于細胞呼吸強度而逐漸降低”，不可精簡為“CO2減少”。
【增分指導】　運用“專業(yè)術語”做到“環(huán)環(huán)相扣”原理闡述題意在考查對生物學原理和規(guī)律的掌握能力，用原理和規(guī)律解釋、分析生命現象的能力。因此，此類試題答案的最大特點必然是“滿滿的專業(yè)術語”，此外，由于試題?？疾槎鄠€原理的綜合分析，“環(huán)環(huán)相扣”則成為必需。
典例2 果蠅的眼色伊紅、淡色和乳白分別由復等位基因e、t和i控制，復等位基因不位于Y染色體上。研究小組做了如下雜交實驗。P：淡色眼(♀)×伊紅眼(♂)→F1：伊紅眼(♀)乳白眼(♂)淡色眼(♂)＝211。據此回答問題：(1)基因e、t和i之間的顯隱性關系為________，若只考慮眼色的遺傳，雄果蠅基因型有________種。
(2)F1中雄果蠅出現乳白眼和淡色眼兩種表現型的原因是________________。(3)如圖表示某雄果蠅某一時期的細胞分裂圖像，圖中細胞的名稱是________。如果圖中M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E，其原因是________________。
【解題觀摩】　試題中出現了兩次“原因是________”，屬于原理闡述題。(1)雜交親本為“淡色眼(♀)×伊紅眼(♂)”，F1表現型及比例為“伊紅眼(♀)乳白眼(♂)淡色眼(♂)＝211”，說明發(fā)生了性狀分離，子代中出現親本中沒有的性狀(乳白眼)為隱性性狀，即乳白眼相對于淡色眼和伊紅眼是隱性性狀；F1中伊紅眼占2份，說明伊紅眼相對于淡色眼為顯性，因此基因e、t和i之間的顯隱性關系為基因e對基因t為
完全顯性，基因t對基因i為完全顯性，基因e對基因i為完全顯性，不能表述為“伊紅對淡色是顯性，淡色對乳白是顯性”或“伊紅和淡色是顯性，乳白是隱性”。
由于F1中眼色性狀有明顯的性別差異，且試題已經給出相關基因不在Y染色體上，則三個與眼色有關的基因只位于X染色體上。只考慮眼色的遺傳、雄果蠅的基因型有3種：XeY、XtY、XiY。
(2)本小題所要解釋的要點有三個：“F1”“雄果蠅”“乳白眼和淡色眼兩種表現型”。因此，需要從親本開始分析，并著重闡述F1雄果蠅的基因型。如下：親本中雌果蠅的基因型為XtXi，產生的卵細胞有Xt和Xi兩種，F1中雄果蠅的基因型為XtY和XiY，表現型分別為淡色眼和乳白眼。該分析的關鍵環(huán)節(jié)可提煉為“親本中雌果蠅的基因型為XtXi，產生的卵細胞有Xt和Xi兩種”，也可精煉為“親本雌果蠅產生了Xt和Xi兩種配子”(但不能直接表述為“雌果蠅產生了兩種配子”或“雌果蠅產生了Xt、Xi兩種配子”)。
根據上述分析，即可形成答案——親本雌果蠅產生了Xt和Xi兩種雌配子，F1中雄果蠅的基因型為XtY和XiY。(3)本小題所要解釋的要點是“圖中”“M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E”(因為二者為姐妹染色單體分開后形成的染色體，攜帶的基因應完全相同)。該可遺傳變異產生的原因，需要解釋“圖”是什么、基因E和e出現的原因是什么。從細胞增殖的方式和過程分析：
圖中所示細胞的姐妹染色單體已經分開成為2條染色體，且共有8條染色體(果蠅體細胞中有8條染色體)，故該細胞處于減數第二次分裂的后期，處于此時期的雄果蠅體內細胞的名稱是次級精母細胞；圖中M染色體某一位置上的基因為e，N染色體相同位置上的基因為E，二者為等位基因，由于染色體片段沒有發(fā)生交叉互換(Y染色體上無相關基因)，出現這一現象的原因就只能是發(fā)生了基因突變(不能回答“突變”，因為突變包括基因突變和染色體變異)，基因突變最可能發(fā)生在精原細胞DNA復制期。保留專業(yè)術語，盡量精簡答案，即：精原細胞發(fā)生了基因突變。
【規(guī)范答案】　(1)基因e對基因t為完全顯性，基因t對基因i為完全顯性，基因e對基因i為完全顯性　3(2)親本雌果蠅產生了Xt和Xi兩種雌配子，F1中雄果蠅基因型為XtY和XiY(3)次級精母細胞　精原細胞發(fā)生了基因突變
【增分指導】　解答原理闡述題時，如何“圍攻”要點有些“原理闡述題”并不需要太多文字(答題空沒有預留太多文字書寫的空間)，但既然是原理闡述題，命題人要求的答案就絕對不會是“只言片語”。答案精煉且不漏掉得分點是答題時必需關注的。其標準是用“所學的最細微知識”解答“需要闡述的所有要點”。例如，可在[典例2]中第(2)小題的問題上勾劃出要點，如圖：
(2) 的原因是________。只有這樣在答題時才能保證最后呈現的答案能解釋所有要點：“親本”“雌果蠅產生了Xt和Xi兩種雌配子”“F1中雄果蠅基因型為XtY和XiY”。
題型(二)　書寫實驗思路與實驗步驟實驗思路與實驗步驟是進行實驗前必須確定的內容。實驗思路是“粗線條”的思考過程，實驗步驟是“細節(jié)化”的操作流程，二者都能很好地反映出考生的實驗與探究能力。在探究性實驗中，實驗思路和實驗步驟都具有高度的統一性；在試題解答中，二者具有高度的相似性。因此，這里將實驗思路和實驗步驟作為一個角度進行說明，更有利于考生掌握答題技巧。
典例1 研究小組通過人工模擬高溫、干旱、高溫和干旱復合條件，對某植物凈光合速率進行了研究。結果表明，高溫、干旱均會導致植物凈光合速率下降，且在高溫和干旱復合條件下該植物的凈光合速率下降的更加明顯。請回答下列問題：(1)植物葉肉細胞中與凈光合速率密切相關的兩種細胞器是________，這兩種細胞器在結構上的共同點是________________，在功能上的共同點是____________________________。(2)研究發(fā)現，高溫處理及干旱處理會使植物蒸騰作用顯著下降。結合光合作用兩個階段分析，高溫處理與干旱處理使該植物凈光合速率下降的可能原因是________________(答出兩點即可)。
(3)研究小組認為在高溫和干旱復合作用下，該植物凈光合速率下降更明顯與葉綠素含量降低具有更加顯著的關系，試設計簡單的實驗進行探究(已具備經高溫、干旱、高溫和干旱復合處理及正常培養(yǎng)的植株)，寫出實驗思路和預期結果。實驗思路：_______________________________________________預期結果：_______________________________________________
【解題觀摩】　(1)在植物葉肉細胞中，光合作用的場所是葉綠體，有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體，所以葉肉細胞中與凈光合速率密切相關的兩種細胞器是葉綠體和線粒體。這兩種細胞器在結構上的共同點是都具有雙層膜，在功能上的共同點是都與能量轉換有關(或都能合成ATP)。
(2)研究發(fā)現，高溫處理及干旱處理會使植物蒸騰作用顯著下降。結合光合作用兩個階段分析，高溫處理與干旱處理使該植物凈光合速率下降的可能原因是①蒸騰作用顯著下降，植物吸水能力降低，細胞缺水使光反應產ATP減少，導致凈光合速率下降，②氣孔開度減小，植物葉片吸收的CO2減少，暗反應減弱使凈光合速率下降；③高溫使與光合作用有關的酶的活性下降，而對呼吸作用相關酶活性影響較小。
(3)分析題意可知：本實驗自變量為不同處理(高溫、干旱、高溫和干旱復合處理)的植物葉片，因變量為葉綠素含量，根據實驗設計的對照原則、單一變量原則等，設計實驗思路和預期結果如下：實驗思路：分別取等量(相同部位)的經高溫、干旱、高溫和干旱復合處理及正常培養(yǎng)的植物葉片進行色素的提取和分離實驗，比較濾紙條上葉綠素條帶的顏色和寬度。預期結果：高溫、干旱、高溫和干旱復合處理組均較正常培養(yǎng)組葉綠素條帶窄，顏色淺，且高溫和干旱復合處理組較高溫、干旱處理組葉綠素條帶更窄，顏色更淺。
【規(guī)范答案】　(1)葉綠體和線粒體　都具有雙層膜都與能量轉換有關(或都能合成ATP)(2)①蒸騰作用顯著下降，植物吸水能力降低，細胞缺水使光反應產生的[H]、ATP減少，導致凈光合速率下降；②氣孔開度減小，植物葉片吸收的CO2減少，暗反應減弱使凈光合速率下降；③高溫使光合作用酶活性下降，而對呼吸作用相關酶活性影響較小(寫出兩點即可)
(3)實驗思路：分別取等量(相同部位)的經高溫、干旱、高溫和干旱復合處理及正常培養(yǎng)的植物葉片進行色素的提取和分離實驗，比較濾紙條上葉綠素條帶的顏色和寬度。預期結果：高溫、干旱、高溫和干旱復合處理組均較正常培養(yǎng)組葉綠素條帶窄，顏色淺，且高溫和干旱復合處理組較高溫、干旱處理組葉綠素條帶更窄，顏色更淺。
典例2 (2021·高三蘭州模擬)固氮過程主要是在共生體植物根部特化的結構——根瘤中進行的。根瘤菌可以侵染根部表層細胞，誘導苜蓿根部根瘤的形成。有植物生理學家推測，根瘤菌產生細胞分裂素誘導了根瘤的形成。請以提供的苜蓿幼苗、根瘤菌、清水、適宜濃度的細胞分裂素溶液等，寫出能驗證該推測的實驗思路、預期實驗結果和結論。(1)實驗思路：_____________________________________________(2)預期的實驗結果及結論：________________________________。
【解題觀摩】　根據題意，結合實驗提供的相關材料，實驗思路、預期實驗結果和結論如下：(1)實驗思路：將苜蓿幼苗平均分成甲、乙、丙、丁四組；甲組接種一定數量根瘤菌，乙組用培養(yǎng)過根瘤菌的培養(yǎng)液處理，丙組用適宜濃度的細胞分裂素處理，丁組用清水處理；相同時間后記錄根瘤的產生情況。(2)預期的實驗結果及結論：若甲、乙、丙組根瘤的產生情況相近，丁組不產生根瘤，說明推測合理；若甲產生根瘤，乙、丙、丁都沒有產生，說明推測不合理。
【規(guī)范答案】　(1)將苜蓿苗平均分成甲、乙、丙、丁四組；甲組接種一定數量根瘤菌，乙組用培養(yǎng)過根瘤菌的培養(yǎng)液處理，丙組用適宜濃度的細胞分裂素處理，丁組用清水處理；相同時間后記錄根瘤的產生情況(2)若甲、乙、丙組根瘤的產生情況相近，丁組不產生根瘤，說明推測合理；若甲產生根瘤，乙、丙、丁都沒有產生，說明推測不合理
【增分指導】　1.實驗思路與實驗步驟的異同要求寫出或補充實驗思路與實驗步驟是探究性實驗題最為常見的考查形式，完美答案呈現的前提是突破一個難點：實驗思路與實驗步驟有何異同?，F以“植物細胞的吸水和失水”中植物細胞的失水過程為例，分析如下：
2.書寫實驗思路和實驗步驟的注意點要求寫出實驗思路和實驗步驟的試題，都要注意“無關變量”的描述，尤其是寫出實驗步驟類試題。因為無關變量是決定實驗成敗的關鍵因素，寫實驗步驟時，必須要對無關變量的操作做出說明。在一個實驗中，人為設置的變量，除了自變量，都是無關變量，若已經學習過無關變量的具體內容(如某種酶發(fā)揮作用的最適溫度為37 ℃)，則需明確寫出；若沒有學習過無關變量的具體數值(如保溫時間)，則可用“適宜且相等”“理想條件下”等文字表述。
題型(三)　準確表達實驗結果和實驗結論實驗結果的分析和實驗結論的得出，是在探究性實驗進行后，對所記錄的數據進行分析，對作出的假設進行肯定或否定的關鍵環(huán)節(jié)。由于此類試題命題素材來源廣泛，且能更為直接地考查考生的綜合應用能力，所以一直受高考命題者青睞。
典例1 (2021高三·梧州模擬)有些果實在生長結束、成熟開始時，會出現呼吸強度突然升高的現象，稱為“呼吸高峰”。請回答下列有關植物代謝的問題：(1)植物的生長發(fā)育過程，從根本上講是________________的結果。(2)研究發(fā)現在果實成熟過程中，細胞呼吸速率發(fā)生變化出現“呼吸峰值”，與乙烯有關。若利用乙烯的合成抑制劑進一步驗證該激素與出現“呼吸峰值”的關系，進行如下實驗，請補充實驗步驟，并預測實驗結果：①挑選足量的無破損、生理狀態(tài)一致的蘋果，隨機均分成A、B兩組；
②A組(對照組)在________中浸泡，B組在________中浸泡，處理相同時間后取出；③從A、B兩組中取出等量的蘋果，分別放入兩個相同的密閉容器內；④利用儀器監(jiān)測實驗開始及之后每隔一小時容器內________的變化，記錄數據并進行比較。實驗結果：_______________________________________________
【解題觀摩】　(1)植物的生長發(fā)育過程，從根本上講是基因組在一定時間和空間上程序性表達的結果。(2)在果實成熟過程中，細胞呼吸速率發(fā)生變化出現“呼吸峰值”，與乙烯有關?？稍O計如下實驗。實驗步驟：①挑選足量的無破損、生理狀態(tài)一致的蘋果，隨機均分成A、B兩組；
②A組在蒸餾水中浸泡，B組在等量一定濃度的乙烯合成抑制劑中浸泡，處理相同時間后取出；③從A、B兩組中取出等量的蘋果，分別放入兩個相同的密閉容器內；測定CO2濃度，記錄數據并進行比較。實驗結果：與對照組(A組)相比，實驗組(B組)“呼吸高峰”的出現延遲?！疽?guī)范答案】　(1)基因組在一定時間和空間上程序性表達(2)②蒸餾水　等量一定濃度的乙烯合成抑制劑　④CO2濃度　與對照組(A組)相比，實驗組(B組)“呼吸峰值”的出現延遲
典例2 為探究NaCl對某植物幼苗光合作用的影響，某研究小組做了相關實驗，請回答下列問題(注：檢測期間細胞呼吸速率用CO2產生速率表示為2 μml·m－2·s－1)
(1)實驗步驟：①選取若干株________的該植物幼苗，平均分成________組，依次編號。②每天傍晚分別將________噴灑在各組幼苗的葉片上，次日上午10：00測定凈光合速率。(2)實驗結果與分析實驗結果如圖所示，經分析可以得出結論________________。(3)請繪制該實驗中總光合速率隨NaCl溶液濃度變化的曲線
【解題觀摩】　本實驗的目的為“探究NaCl對某植物幼苗光合作用的影響”，分析實驗結果(柱狀圖中的信息)可知，自變量是“NaCl溶液濃度”，因變量“凈光合速率”的具體測量指標是CO2吸收速率，除自變量外，其余對實驗結果有影響的變量均為無關變量，包括“檢測期間細胞呼吸速率用CO2產生速率表示為2 μml·m－2·s－1”。(1)實驗步驟一般包括取材、處理→(培養(yǎng))觀察、記錄兩大環(huán)節(jié)：①“選取若干株________的該植物幼苗，平均分成________組，依次編號”屬于取材的環(huán)節(jié)，主要考慮的是無關變量“生長狀況等方面相同”，從實驗結果的統計分析數據可知，實驗共進行了7組。
②“每天傍晚分別將________噴灑在各組幼苗的葉片上”屬于處理，即對“不同濃度的NaCl溶液”這一自變量的設置，考慮到實驗步驟表達要關注“單一變量原則”，進一步完善為“等量不同濃度的NaCl溶液”；“次日上午10：00測定凈光合速率”屬于觀察與記錄。(2)實驗結果與分析：題圖是對實驗結果的統計，體現了NaCl溶液濃度和凈光合速率的具體數據，能夠得到的結論是在一定范圍內，隨著NaCl溶液濃度的增加，該植物幼苗的凈光合速率也隨之升高；當NaCl溶液濃度超過一定值以后，該植物幼苗的凈光合速率則隨之降低。
(3)繪制該實驗中總光合速率隨NaCl溶液濃度變化的曲線，是對實驗結果進行分析，需要體現自變量和因變量的具體數據，并將具體數據“描點連線”，最終得到變化曲線。題圖已經給出NaCl溶液濃度的具體數值，總光合速率可以通過公式“總光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率”計算。
【規(guī)范答案】　(1)①生長狀況(或生理狀態(tài))等方面相同　7　②等量不同濃度的NaCl溶液(2)在一定范圍內，隨著NaCl溶液濃度的增加，該植物幼苗的凈光合速率也隨之升高；當NaCl溶液濃度超過一定值以后，隨NaCl溶液濃度的升高，植物幼苗的凈光合速率則隨之降低，并對植物幼苗的凈光合作用具有抑制作用
【增分指導】　實驗結果是“具體的數據或現象”，實驗結論是“根據實驗結果具體的數據或現象總結出來的規(guī)律，是可以用來與他人交流的概括性語言”，對實驗結果的分析與預測不是實驗結論。實驗結果的文字表述一定要具體、準確；對實驗結論進行描述的文字只要反映一般規(guī)律即可，構思答案時，如果有學過的結論性語句，則最好直接“拿來”，如“酶的催化作用具有專一性”“興奮在神經纖維上以電信號的形式傳導”“細胞膜具有一定的流動性”等。如果沒有學過的結論性語句直接“拿來”用，就要嘗試“照貓畫虎”，例如，[典例2]中第(2)小題的結論，可參照人教版生物教材必修3對有關生長素作用兩重性的描述，對本小題的結論進行表述。
題型(四)　評價實驗設計方案和實驗操作步驟實驗方案的分析與評價類試題，是難度較大的一類試題，考生遇到這類題時往往感覺無從下手，不知該如何評價。實驗方案的分析與評價，是“實驗設計”的一個重要環(huán)節(jié)，所有實驗結束后，都需要進行自我或對他人的分析與評價，這就意味著“分析與評價”的內容與“實驗設計”的內容緊密相關。因此，遇到這類題時，考生需要從“實驗目的”“自變量”“因變量”“無關變量”的角度，按照科學性原則、單一變量原則逐一進行評價。
典例1 果蠅裂翅對非裂翅為顯性，由常染色體上的等位基因A、a控制，A基因顯性純合致死(即基因型為AA的個體無法存活)。某興趣小組選擇裂翅白眼雌果蠅與非裂翅紅眼雄果蠅雜交，依據子代果蠅的表現型及比例判斷等位基因A、a位于哪一對常染色體上。該方案________(填“能”或“不能”)達到實驗目的，請說明理由：________________。
【解題觀摩】　本實驗的目的是“探究與翅型相關基因在哪對常染色體上”，自變量為“雜交親本的選擇”，因變量為“子代果蠅的表現型及比例”。由于果蠅具有三對常染色體，一對性染色體，若選擇裂翅白眼雌果蠅與非裂翅紅眼雄果蠅雜交，因變量涉及兩對相對性狀(翅型和眼色)，由于眼色相關基因位于性染色體上，且任一對常染色體與性染色體上的基因的遺傳都遵循自由組合定律，故無論翅型相關基因位于哪對常染色體上，子一代都會出現相同的表現型及比例，所以該方案不能達到實驗目的。
【規(guī)范答案】　不能　果蠅有三對常染色體，控制果蠅裂翅與非裂翅的基因(A、a)無論位于哪一對常染色體上，該雜交組合產生的子代的表現型及比例均相同
典例2 某科研小組進行了不同碘攝入水平對Wistar大鼠甲狀腺功能影響的實驗，步驟如下：第一步：取Wistar大鼠，隨機分為六組。即低碘組，正常碘組，5倍、10倍、50倍、100倍高碘組；第二步：低碘組飼喂低碘飼料，正常碘組飼喂等量正常飼料，后四組飼喂等量飼料且飼料中碘含量分別為正常組的5倍、10倍、50倍、100倍；第三步：將六組Wistar大鼠在適宜條件下飼養(yǎng)6、12個月后分別測定各組鼠的甲狀腺激素含量并記錄。
回答下列問題：(1)甲狀腺激素具有________________(最少答出兩點)的功能。正常Wistar大鼠體內甲狀腺激素濃度不會持續(xù)升高，主要原因是甲狀腺激素過多會抑制下丘腦和垂體對TRH和TSH的分泌，這屬于________________調節(jié)。(2)改正實驗步驟中的兩處不妥當之處：①________________；②________________。
(3)實驗結果：與正常組相比較，低碘組大鼠血清甲狀腺激素水平明顯降低，而高碘組大鼠隨著飼喂時間的延長和攝入碘量的增加，血清甲狀腺激素水平出現逐漸降低趨勢。實驗結論：_______________________________________________【解題觀摩】　(1)甲狀腺激素具有促進代謝活動，促進生長發(fā)育(包括中樞神經系統的發(fā)育)，提高神經系統的興奮性的功能。正常Wistar大鼠體內甲狀腺激素濃度不會持續(xù)升高，主要原因是甲狀腺激素過多會抑制下丘腦和垂體對TRH和TSH的分泌，這屬于負反饋調節(jié)。
(2)本實驗步驟中有兩處不妥當之處：①對實驗鼠的性別、年齡、體重和生理狀況缺乏無關變量控制的描述；②對實驗結果測定的選擇不合理。(3)實驗結果：與正常組相比較，低碘組大鼠血清甲狀腺激素水平明顯降低，而高碘組大鼠隨著飼喂時間的延長和攝入碘量的增加，血清甲狀腺激素水平出現逐漸降低趨勢。實驗結論為碘缺乏或碘過量均可導致大鼠甲狀腺功能下降，分泌甲狀腺激素減少。
【規(guī)范答案】　(1)促進生長發(fā)育(包括中樞神經系統的發(fā)育)，提高神經系統的興奮性　負反饋(2)①取性別、年齡、體重和生理狀況相同的Wistar大鼠②飼養(yǎng)3個月，每周測定各組Wistar大鼠的甲狀腺激素含量，記錄并計算平均值(3)碘缺乏或碘過量均可導致大鼠甲狀腺功能下降，分泌甲狀腺激素減少
【增分指導】　“五看法”評價實驗設計題
1．(2021·太原一模)某擬南芥變異植株氣孔內有一種稱為“PATROL1”的蛋白質與氣孔關閉有關。“PATROL1”蛋白質能根據周圍環(huán)境運送一種稱為“AHAI”的蛋白質?！癆HAI”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔會張開；回收到氣孔內部之后，氣孔會關閉。研究表明：干旱條件下，正常擬南芥氣孔開度會減小。請回答下列問題：
(1)當該植株將“AHAI”蛋白質運送到氣孔表面之后，其主要通過影響__________階段來影響光合速率，光反應將會________(填“加快”“減慢”或“不變”)。(2)有研究表明：具有“PATROL1”蛋白質的擬南芥植株更加適應干旱條件。①根據題意推測，該擬南芥變異植株適應干旱條件的原因是______________________________________________________________________________________________________________。
該擬南芥變異植株的“AHAI”蛋白質能夠使氣孔張開，導致其更容易吸收二氧化碳，合成更多有機物，所以適應干旱條件
②請以該種擬南芥植株和普通擬南芥植株為材料，設計一個簡單易行的實驗來驗證結論，要求簡要寫出實驗思路：____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
將長勢相同的兩種擬南芥植株分成數量相等的兩組，一組為具有“PATROL1”蛋白質的擬南芥植株，另一組為普通擬南芥植株；在相同的干旱條件下(其他條件適宜)培養(yǎng)一段時間后，分別測定兩組植株的氣孔開度和生長發(fā)育狀況
【解析】　(1)當“AHA1”蛋白被運到氣孔表面之后，氣孔會張開，進入葉肉細胞的CO2會增加，促進暗反應階段，據此可知干旱環(huán)境中“PATROL1”含量較高植株光反應也會較高。(2)①由題意知，與普通擬南芥植株相比，具有“RATROL1”蛋白質的擬南芥容易吸收CO2，合成更多有機物，因此更適應干旱條件。②該實驗目的是驗證擬南芥變異植株更加適應干旱條件下生長，自變量為植株種類，因變量為植株氣孔開度和生長發(fā)育狀況，所以設計實驗為：取生理狀況相同、數量相等的上述兩種擬菊芥株分為兩組，并在相同干旱條件下培養(yǎng)一段時間；然后分別測定兩組植株的氣孔開放程度和發(fā)育狀況。
2．(2021·海南高三模擬)研究發(fā)現，尼古丁可與煙堿受體結合，最終導致腎上腺素大量分泌；尼古丁還能增加人體細胞對胰島素的敏感性，增強胰島素對血糖的調節(jié)作用。請分析并回答下列問題：(1)已知煙堿受體存在于神經細胞的突觸后膜上，則尼古丁的作用相當于一類信號分子，這類信號分子的名稱為____________。(2)腎上腺素可與胰島素相互________(填“拮抗”或“協同”)，共同維持血糖的平衡。
(3)為驗證尼古丁對胰島素作用的影響，研究人員隨機選擇兩只實驗鼠分為甲、乙兩組，甲組同時注射胰島素溶液和尼古丁溶液，乙組同時注射胰島素溶液和生理鹽水，測定30 min、60 min、90 mim、120 min時兩組鼠體內血糖濃度并繪圖表示。①上述實驗步驟有3處錯誤(試劑種類的選擇和注射的各項操作是正確的)，請直接寫出這3處的正確實驗步驟：
i．錯誤1改正為_____________________________________________ _______。ⅱ.錯誤2改正為____________________________________________ ______________________。ⅲ.錯誤3改正為_____________________________________________ _______________。
選擇若干只生理狀態(tài)相同的小鼠隨機平均分為甲、
甲、乙兩組注射的等量的胰島素溶液，尼古丁溶
液和生理鹽水也要等量
測定0、30、60、90、120 min時兩組鼠體內血糖
②在上述實驗的錯誤全部改正后，請在圖中畫出甲、乙兩組測定出的相應指標的變化圖?！?　_____________________________________________________________________________________________________
(有標注且乙組在上、甲組在下給分，曲線都有先下降再上升的形狀給分，不要求120 min時兩條曲線值相同)
【解析】　(1)能與突觸后膜上的受體結合，并起到傳遞信號的作用，這類物質稱為神經遞質。(2)胰島素是由胰島B細胞合成并分泌的，其作用為降低血糖；腎上腺素的作用是升高血糖，因此兩者為拮抗關系。(3)此實驗為驗證尼古丁對胰島素作用的影響——增強胰島素對血糖的調節(jié)作用，即在尼古丁存在時，胰島素可以加速血糖的降低。實驗應設置生理狀態(tài)相同的小鼠若干只，平均分為甲乙兩組，甲組注射適量的胰島素溶液和適量的尼古丁溶液(作為實驗組)，乙組注射等量的胰島素溶液和等量的生理鹽水(作為對照組)，再連續(xù)測定小鼠的血糖濃度平均
值的變化。初始兩組小鼠血糖濃度應相同，但是甲組中尼古丁能增強胰島素的降糖作用，因此甲組比乙組的血糖濃度要下降得快些，隨著血糖下降，胰高血糖素和腎上腺素發(fā)揮作用，又使血糖有所回升。即甲、乙兩組測定出的相對血糖濃度變化圖如下圖所示。
3．已知肌細胞吸收葡萄糖的方式為主動運輸，紅細胞吸收葡萄糖的方式為協助擴散。某生物興趣小組為了驗證肌細胞和紅細胞吸收葡萄糖的方式進行了相關實驗。請完善該實驗并回答下列問題：實驗目的：______________________________________。實驗器材：5%的葡萄糖溶液、葡萄糖載體抑制劑、呼吸抑制劑、葡萄糖濃度測定儀、潔凈培養(yǎng)瓶若干、肌細胞和紅細胞等。
驗證肌細胞和紅細胞吸收葡萄糖的方式
實驗步驟：第一步：取6支潔凈的培養(yǎng)瓶，分別編號為肌1、肌2和肌3，紅1、紅2和紅3。第二步：向6支培養(yǎng)瓶中分別添加等量的　5%的葡萄糖溶液　，然后向肌1和紅1培養(yǎng)瓶中分別添加適量且等量的____________________，向肌2和紅2培養(yǎng)瓶中分別添加相應量的______________，向肌3和紅3培養(yǎng)瓶中分別添加相應量的生理鹽水。第三步：向肌1、肌2和肌3培養(yǎng)瓶中分別加入等量且適量的肌細胞，向紅1、紅2和紅3培養(yǎng)瓶中分別加入等量且適量的紅細胞。
第四步：培養(yǎng)相同且適宜的時間后，用葡萄糖濃度測定儀檢測各培養(yǎng)瓶中葡萄糖的濃度。實驗結果：肌1、肌2和肌3培養(yǎng)瓶中葡萄糖的濃度依次為5%、4.8%、2.3%，紅1、紅2和紅3培養(yǎng)瓶中葡萄糖的濃度依次為　5%　、3.5%、　3.5%　。(1)肌2和肌3兩組比較，可得出的結論是________________________ ______。(2)根據肌1和紅1，肌3和紅3的結果可得出的結論是_____________ __________________________________。
肌細胞吸收葡萄糖時消耗
胞吸收葡萄糖都需要載體蛋白的協助
【解析】　(1)肌2培養(yǎng)瓶中添加的是呼吸抑制劑，肌3培養(yǎng)瓶中添加的是生理鹽水，結果肌2培養(yǎng)瓶中葡萄糖的濃度大于肌3培養(yǎng)瓶中葡萄糖濃度，說明肌2培養(yǎng)瓶中的肌細胞吸收葡萄糖較少，由此可得出的結論是肌細胞吸收葡萄糖時消耗能量。(2)根據肌1和紅1培養(yǎng)瓶中添加的是葡萄糖載體抑制劑，結果兩瓶中葡萄糖的濃度相同，均仍為5%。肌3和紅3培養(yǎng)瓶中添加的是生理鹽水，結果瓶中葡萄糖濃度均顯著減少，由此可得出的結論是肌細胞和紅細胞吸收葡萄糖都需要載體蛋白的協助。
4．(2021·湖南雅禮中學高三月考)為了驗證體溫調節(jié)中樞是下丘腦，某科研小組以小白鼠為實驗材料進行了以下實驗，請補充完善實驗步驟，預期實驗結果并進行相關分析。(1)實驗步驟：①取若干只生理狀況相同的成年健康小白鼠分為兩組，標記為A、B，其中B組為對照組。②用一定的方法__________________________，B組不做處理，分別測量兩組的初始體溫。③將兩組小白鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃環(huán)境中，在相對安靜的條件下觀察24 h，每隔4 h____________________________，并做好記錄。
破壞A組小白鼠的下丘腦
分別測量一次小白鼠的體溫
(2)預期實驗結果，得出結論。________________________________ ________________________________。該結果證明了小白鼠的體溫調節(jié)中樞是下丘腦。(3)以上B組小鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃的環(huán)境后，機體散熱量將會_____，該過程中分泌量將增多的激素主要是_______________________ (填兩種)。
A組小白鼠體溫發(fā)生明顯改變(降
低)，B組小白鼠體溫保持相對恒定
甲狀腺激素和腎上腺素
(4)若實驗材料限定只能用同一組小白鼠進行實驗，請你為該科研小組提供實驗思路________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
測定一組正常小白鼠的初始體溫，然后將該組正常小白鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃的環(huán)境后，在相對安靜的條件下觀察24 h，每隔4 h分別測量一次小白鼠的體溫并做好記錄；然后用一定的方法破壞小白鼠的下丘腦，再將小白鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃的環(huán)境后，在相對安靜的條件下觀察24 h，每隔4 h分別測量一次小白鼠的體溫并做好記錄。破壞下丘腦前小白鼠的體溫能保持相對恒定，破壞下丘腦后小白鼠的體溫發(fā)生明顯改變(降低)
【解析】　(1)實驗步驟：①取若干只生理狀況相同的成年健康小白鼠分為兩組，標記為A、B，其中B組為對照組。②用一定的方法破壞A組小白鼠的下丘腦，B組不做處理，分別測量兩組的初始體溫。③將兩組小白鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃環(huán)境中，在相對安靜的條件下觀察24 h，每隔4h分別測量一次小白鼠的體溫，并做好記錄。(2)預期實驗結果，得出結論。(驗證性實驗的結果和結論是唯一的)A組小白鼠體溫發(fā)生明顯改變(降低)，B組小白鼠體溫保持相對恒定，該結果證明了小白鼠的體溫調節(jié)中樞位于下丘腦。(3)據分析可知，以上B組小鼠從35 ℃的環(huán)境移入0 ℃的環(huán)境后，機體散熱量將會增加，為維持體溫恒定，該過

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