第3課時破解實驗大題，審答各有絕技實驗題是高考生物試題中?？疾凰サ念}型之一，在近年高考生物試題中所占分值較大，其在考查基礎知識的同時，對考生的能力進行了全方位的考查，體現了考綱中“實驗與探究能力”的4個基本要求。其中，分析與設計類實驗題成為近年高考生物常考題型之一。試題背景常常來自科研實驗，命題視角較高，考生解答時常常存在“看不懂題”“沒有思路”，對實驗原理的闡述、實驗思路的表達、實驗步驟的完善、實驗方案的評價一籌莫展，從而得分率極低。為攻克這一難點，本書從“如何破題”和“如何答題”兩方面給予重點指導，讓考生入題快、答題準。(一)審題入題從4個方向尋找解題思路從實驗程序尋找解題思路在尋找解題思路時，實驗程序能起到“定位導航”的作用，能避免答題時失去方向。但在實際解題過程中，實驗程序卻常常被忽視，主要原因是對探究性實驗程序理論不太重視和在解題過程中急于求成，只專注于回答問題，不考慮答案的搜索范圍。這樣會導致不僅得不到分數，而且浪費寶貴的答題時間。典例1(2016全國卷)為了探究生長條件對植物光合作用的影響，某研究小組將某品種植物的盆栽苗分成甲、乙兩組，置于人工氣候室中，甲組模擬自然光照，乙組提供低光照，其他培養(yǎng)條件相同。培養(yǎng)較長一段時間(T)后，測定兩組植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度(即單位時間、單位葉面積吸收CO2的量)，光合作用強度隨光照強度的變化趨勢如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)據圖判斷，光照強度低于a時，影響甲組植物光合作用的限制因子是_。(2)b光照強度下，要使甲組的光合作用強度升高，可以考慮的措施是提高_(填“CO2濃度”或“O2濃度”)。(3)播種乙組植株產生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同。根據這一結果能夠得到的初步結論是_。解題觀摩(3)小題的解答是難點，有的考生可能完全沒有解題思路。實際上，解題思路來源于對實驗程序的分析。一個探究性實驗共有六個環(huán)節(jié)：提出問題、作出假設、設計實驗、進行實驗、分析結果并得出結論、表達和交流。試題中“播種乙組植株產生的種子，得到的盆栽苗按照甲組的條件培養(yǎng)T時間后，再測定植株葉片隨光照強度變化的光合作用強度，得到的曲線與甲組的相同”的闡述，顯然屬于“設計實驗”后的“進行實驗”。本小題所述實驗對前一個探究實驗中“乙組植株”進行了進一步研究。乙組植株與甲組植株有什么區(qū)別？區(qū)別是低光照條件下培養(yǎng)的乙組植株即使提供正常光照，光合作用強度也依然很低。顯然，研究者發(fā)現了一個現象：低光照條件下培養(yǎng)的該品種植物即使恢復正常光照也無法恢復正常光合作用強度。進而推出這是一種變異現象。那么，這種變異是可遺傳變異還是不遺傳變異？如果是可遺傳變異，那么乙組植株的后代應依然具有親代的特點，對乙組植株的有性生殖后代進行與甲組條件相同的實驗探究，即可判明。在基于以上實驗程序的分析后，解題思路便清晰了，實驗結論應該落點于“低光照條件下培養(yǎng)的乙組植株的光合作用強度在正常光照下難以恢復正常是不遺傳變異，只是由低光照培養(yǎng)條件引起的?！贝鸢?1)光照強度(2)CO2濃度(3)乙組光合作用強度與甲組的不同是由環(huán)境因素低光照引起的，而非遺傳物質的改變造成的實驗題常常提供局部的實驗信息，這個局部信息一定位于一個整體的探究性實驗中，要基于“探究性實驗程序”去分析實驗信息，最終明確這個探究性實驗提出的問題，因為一切探究性實驗活動皆由提出的問題而來。從實驗材料尋找解題思路探究性實驗若考查一些操作細節(jié)，大多會提供較為詳細的“材料清單”，有些材料清單直接列出，有些則在題干信息中一筆帶過。為什么試題要提供這些實驗材料的信息呢？因為對于某一問題的探究實驗，并非只有一個，但往往“殊途同歸”，而試題的答案表述又不可能過于開放，否則會造成眾多考生“殊途”太多而難以統(tǒng)一評判標準。這就意味著，通過分析實驗材料獲得命題線索，更容易找到解題思路。典例2在小鼠中， 有位于常染色體上的關于毛色的復等位基因：A控制黃色，a1控制灰色，a2控制黑色，A對a1、a2為顯性，a1對a2為顯性?；蛐蜑锳A的個體在胚胎期死亡，灰色小鼠為野生型?，F有一只黃色雄鼠和多只其他各色的雌鼠，擬利用雜交方法檢測出該黃色雄鼠的基因型，請完善實驗設計思路和結果預測。(1)實驗思路：_；觀察_。(2)結果預測：如果后代表現_，則該黃色雄鼠的基因型為Aa1。如果后代表現_，則該黃色雄鼠的基因型為Aa2。解題觀摩實驗設計題難度較大，遺傳實驗設計題更是難上加難。沒有正確解題思路的同學會毫不猶豫地選擇測交，偶爾會因巧合得到部分分值。實際上，遺傳實驗設計題的解題思路也可以從“實驗材料”中尋找。本題中需要探究的問題是“該黃色雄鼠的基因型是什么？”首先需要思考的是為什么要對“黃色雄鼠”進行基因型鑒定？黃色鼠的基因型有幾種？其次，在實驗設計中，必須對“該黃色雄鼠”進行雜交實驗，那么與該黃色雄鼠雜交的雌鼠是何種體色呢？這時，需要分析試題所給的實驗材料。從“現有一只黃色雄鼠和多只其他各色的雌鼠”可知，雌鼠體色是除黃色以外的其他顏色。那么，小鼠的體色除了黃色還有什么顏色，基因型都是什么呢？通過試題信息可知，小鼠體色有黃色、灰色和黑色，表現型和基因型的關系是黃色(Aa1、Aa2)、灰色(a1a1、a1a2)、黑色(a2a2)。由此可知，被檢測黃色雄鼠的基因型有兩種可能：Aa1、Aa2；可用于雜交實驗的雌鼠有三種，體色和基因型分別是灰色(a1a1、a1a2)和黑色(a2a2)。由于被檢測的黃色雄鼠基因型無法確定，故只能選用純合黑色雌鼠與該黃色雄鼠雜交。由于灰色對黃色為隱性性狀，故不能將實驗設計為“讓該黃色雄鼠與隱性個體進行測交”，而應準確表述為“讓該黃色雄鼠與多只黑色雌鼠進行雜交”。分別寫出黃色雄鼠基因型為Aa1和Aa2時，與黑色雌鼠雜交的遺傳圖解，即可完成結果預測。答案(1)讓該黃色雄鼠與多只黑色雌鼠進行雜交后代的毛色(2)黃色和灰色(或黃色灰色11)黃色和黑色(或黃色黑色11)實驗與探究能力的考查，離不開具體的探究實驗，探究實驗必然有實驗材料，尤其是遺傳實驗設計題，由于遺傳實驗材料存在表現型和基因型的不同，故遺傳實驗設計題的解答必然要從實驗材料的分析開始，實驗材料在解遺傳實驗設計題中的作用絕對不可小覷。實驗材料、用具和試劑可分為三類：生物材料小鼠、綠色植物等。特殊試劑或用具斐林試劑、密閉容器、注射器等。一般用具和試劑燒杯、試管，蒸餾水等，題中沒有特殊說明的用具、試劑，也就是實驗室常用用具、試劑。從實驗目的尋找解題思路有些探究性實驗題，命題者提供的信息非常少，但命題者一定會通過少量的信息，給考生提供一個重要的信息：實驗目的。因為一個探究性實驗，實驗目的是其核心，找到這個核心，就能輻射出其他細節(jié)。因此，當考生面對一道試題毫無頭緒時，就可以從確定實驗目的開始。典例3某同學測得某品種小麥在溫度為A，光照強度為a時的真正光合速率為Z(以密閉透光容器內氣體體積變化量表示，不考慮無氧呼吸)。(1)為獲得此數據，至少需要設計兩組實驗：甲組將小麥置于_條件下，測得呼吸速率為X。乙組將生長狀況與甲組相同的小麥置于_條件下的密閉環(huán)境中，測得數值為Y。甲組和乙組密閉裝置中可分別放置_、_(填“NaOH溶液”或“NaHCO3溶液”)。(2)若該同學測得的Z為負值，則因變量是通過記錄密閉容器內_測得的，且X一定為_(填“正值”“負值”或“0”)，Y可能為_(填“正值”“負值”或“0”)。解題觀摩從題干信息可知，該同學的實驗目的是“測得某品種小麥在溫度為A，光照強度為a時的真正光合速率”，若要達到實驗目的，需要獲得兩個數據：溫度為A時該品種小麥的呼吸速率，溫度為A、光照強度為a時該品種小麥的凈光合速率。由此，根據問題提示分析：(1)將甲組小麥置于溫度為A、黑暗條件下，測得呼吸速率為X，將乙組小麥置于溫度為A、光照強度為a條件下測得凈光合速率為Y。通過測定密閉容器中氣體體積變化量獲得呼吸速率和凈光合速率，進而計算出該品種小麥的真正光合速率。在密閉容器中，若植物只進行有氧呼吸，則氣體總體積不會發(fā)生改變，CO2的變化量難以通過氣體體積變化獲得，根據試題提示，可考慮在裝置內放置吸收CO2的液體，如NaOH溶液，密閉容器內氣體總量會減少，減少量即有氧呼吸消耗的O2量，也是CO2的釋放量。同時，為了保證溫度為A、光照強度為a條件下CO2的供應，以獲得準確的凈光合速率數值，可在裝置中放置NaHCO3溶液。(2)由題干信息“以密閉透光容器內氣體體積變化量表示”可知，該實驗最終要以“O2或CO2的體積變化量”來表示真正光合速率，由于小麥進行光合作用過程中吸收CO2(或釋放O2)，若記錄值Z為負值，說明在進行實驗記錄時，將CO2的釋放量(或O2的吸收量)定義為正值，又因細胞有氧呼吸過程中釋放CO2(或吸收O2)，因此X一定為正值；乙組中，由于小麥真正光合速率和呼吸速率大小未知，Y可能為正值、負值或0。答案(1)溫度為A、黑暗溫度為A、光照強度為aNaOH溶液NaHCO3溶液(2)CO2的釋放量(或O2的吸收量)正值正值、負值或0在探究性實驗中，實驗目的是核心：問題的提出、假設的作出最終將由“有明確實驗目的”的實驗完成；設計實驗思路、寫出實驗步驟是“有明確實驗目的”的實驗完成的保障；實驗結果、實驗結論、表達與交流則是“有明確實驗目的”的實驗操作后的全方位分析。因此，探究性實驗題無論提供什么信息，都會“透露”實驗目的這個核心信息，考生無論面對何種實驗試題，都要明確實驗目的，當然，實驗目的的明確，有時會從實驗程序、實驗材料、實驗結果、實驗結論入手。從答題流程尋找解題思路在解答難度較大的綜合性實驗題的時候，可以按照下面的思路進行：思路具體思考內容作用第一步明確實驗目的不僅要找到或分析出實驗目的，還要明確實驗到底要解決什么問題，自變量和因變量是什么，哪些因素是無關變量等一個實驗的所有操作都應圍繞實驗目的進行，一道實驗題的所有分析和闡述都要圍繞實驗目的展開，所以，明確實驗目的是答案“不跑偏”的保證第二步分析實驗材料、用具和試劑要特別關注試題中給出的實驗材料、用具和試劑，并將其分為三類：生物材料、一般用具和試劑、特殊用具和試劑實驗材料、試劑和用具既是設計實驗的限制條件，也是設計實驗的啟示點，尤其是特殊用具或試劑，常常是解題的突破口第三步反復通讀題目實驗題的解答不必按部就班地從頭到尾逐一填寫答案，在沒有解題思路的時候，可以反復閱讀試題，包括題干和問題在內的所有信息由易到難地解決問題的同時，獲得更多的解題信息，“天塹”問題也會變“通途”典例4研究發(fā)現，在有光、較高O2濃度等條件下，水稻葉肉細胞的葉綠體能吸收O2，O2能與C5結合，形成C3與C2(一種二碳化合物)，C2在其他細胞器的參與下，經一系列反應，最終生成CO2，這一過程稱為光呼吸。某同學利用下列實驗材料與用具，設計實驗，擬對水稻葉肉細胞的光呼吸現象進行驗證。請?zhí)顚懴嚓P內容，完成實驗設計。(1)實驗材料與用具：新鮮水稻葉肉細胞、_、BTB溶液(即溴麝香草酚藍溶液，BTB對光不敏感，當被測溶液為中性或偏堿時呈淡藍色，被測溶液為弱酸性時呈淡黃色)、照明燈、氧氣瓶等。(2)實驗步驟：將_放入培養(yǎng)液中，提供_等條件。往培養(yǎng)液中滴加_，觀察_并記錄。用_等裝置持續(xù)往培養(yǎng)液中通入氧氣。一段時間后，_。(3)實驗結果及結論：_。(4)本實驗設計需要對照實驗，應該增加的是_。解題觀摩第一步：明確實驗目的。該實驗的目的是“對水稻葉肉細胞的光呼吸現象進行驗證”，由題干信息可知光呼吸的含義。由此可知，該實驗的自變量為O2濃度(包括較高O2濃度，適宜O2濃度)；除O2濃度外，其他所有能影響水稻葉肉細胞光合作用的因素都是無關變量，如光照、溫度等。光呼吸現象是否發(fā)生為該實驗的因變量，具體測量的指標是CO2的產生與否，判斷是否有CO2產生的依據是BTB溶液的顏色是否從淡藍色變?yōu)榈S色。第二步：分析實驗材料、用具和試劑。對給出的實驗材料、用具和試劑進行分類：實驗材料新鮮水稻葉肉細胞；特殊實驗用具和試劑BTB溶液、照明燈、氧氣瓶；一般實驗用具沒有特殊說明，即實驗室常用用具、試劑。第三步：反復通讀題目。從實驗步驟中的“將_放入培養(yǎng)液中”的信息可知，實驗材料與用具中需要補充“培養(yǎng)液”；且從題中所給的光呼吸的過程及BTB溶液的顯色條件等新信息中，可判斷所需補充的“培養(yǎng)液”初始狀態(tài)下應該呈中性或偏堿性。用“取材、處理、(培養(yǎng))觀察與記錄”的實驗操作步驟分析本題的實驗操作，經過反復閱讀，可完成需補充的步驟。具體說明如表所示：操作步驟操作環(huán)節(jié)答案突破點將_放入培養(yǎng)液中，提供_等條件取材和處理適量新鮮水稻葉肉細胞對實驗材料的分析適宜的光照對實驗無關變量的分析往培養(yǎng)液中滴加_，觀察_并記錄處理；觀察與記錄適量的BTB溶液；培養(yǎng)液的顏色呈淡藍色對實驗材料的分析用_等裝置持續(xù)往培養(yǎng)液中通入氧氣處理氧氣瓶對特殊實驗材料的分析一段時間后，_(培養(yǎng))觀察與記錄觀察培養(yǎng)液顏色的變化情況，并記錄對實驗目的中因變量的分析；對特殊實驗材料的分析答案(1)呈中性或偏堿性的培養(yǎng)液(2)適量新鮮水稻葉肉細胞適宜的光照適量的BTB溶液培養(yǎng)液的顏色(呈淡藍色)氧氣瓶觀察培養(yǎng)液顏色的變化情況，并記錄(3)培養(yǎng)液顏色由淡藍色變?yōu)榈S色，表明在適宜光照、較高O2濃度條件下，新鮮水稻葉肉細胞中存在光呼吸現象(4)O2濃度適宜的對照組(二)規(guī)范答題從3個角度提高文字表述的準確性怎樣完整寫出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具有高度的統(tǒng)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現有一種細菌M，能夠合成某種酶，并能分泌到細胞外。為了研究其培養(yǎng)時間與細胞數、細胞外酶濃度及總酶濃度的關系，請根據以下提供的實驗材料寫出實驗思路，并預測實驗結果。實驗材料：若干個培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)液、細菌M。(要求與說明：實驗僅設一組；實驗儀器、試劑、用具及操作不作具體要求；實驗條件適宜)請回答問題。(1)實驗思路：_。(2)預測實驗結果(設計一個坐標系，并繪制預測的細胞數、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線)。(3)測定總酶濃度時，應對細胞做_處理。解題觀摩由試題信息可知，該實驗的目的是探究細菌M培養(yǎng)時間與細胞數、細胞外酶濃度和總酶濃度的變化關系，其中自變量為“培養(yǎng)時間”，因變量為“細胞數、細胞外酶濃度和總酶濃度”，無關變量為培養(yǎng)條件等。結合實驗操作中“取材(共性處理)、處理(變量處理)、(培養(yǎng))觀察與記錄(實驗結果處理)”的環(huán)節(jié)，可寫出實驗的大致思路：取細菌M，置于培養(yǎng)瓶中，每隔一段時間，進行細胞數、細胞外酶濃度和總酶濃度的測定并記錄。但由于試題在實驗思路中給出了“”的提示，說明命題者要求應按照實驗操作的順序進行實驗思路的描述，還應該按照該提示對實驗思路盡可能地詳細描述，尤其是無關變量的描述。如要取等量細菌接種，各個培養(yǎng)瓶中需要含有相同成分的等量的培養(yǎng)液，培養(yǎng)溫度要相同且適宜等。答案(1)取細菌M，稀釋后，分別等量接種于若干個含等量相同培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中。取其中的培養(yǎng)瓶，分別測定細胞數、細胞外酶濃度和總酶濃度，并記錄。在培養(yǎng)過程中，每隔一段時間重復。對所得實驗數據進行分析與處理(2)如圖：(3)破碎典例2請用所給的實驗材料和用具，補充相關內容，完成實驗設計，驗證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，現配斐林試劑、試管、37 恒溫水浴鍋、60 恒溫水浴鍋。(1)若“”代表加入適量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號。請用這些符號完成表中所示實驗設計。 溶液試管 蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲乙丙丁(2)實驗步驟：按照表中所示的設計，取試管編號，并按表格所示向各試管中加溶液(所加溶液均已在37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間)。_。(3)結果預測：_試管中出現磚紅色沉淀，其他試管中不出現磚紅色沉淀。(4)實驗結論：蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。解題觀摩該題雖然給出實驗目的“驗證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性”，但實驗自變量和因變量并沒有體現，可拆解實驗目的為驗證蔗糖酶只能催化蔗糖的水解和驗證淀粉酶只能催化淀粉的水解。根據實驗材料和表格提示，可以進一步分析。驗證蔗糖酶只能催化蔗糖水解的實驗中，自變量是底物的種類(蔗糖和淀粉)，驗證淀粉酶只能催化淀粉水解的實驗中，自變量也是底物的種類(蔗糖和淀粉)，因此，四支試管中需要添加的溶液組合必須構成兩兩對照：驗證蔗糖酶只能催化蔗糖水解的實驗需要兩組，底物分別是蔗糖溶液和淀粉溶液；驗證唾液淀粉酶只能催化淀粉水解的實驗也需要兩組，底物也分別是蔗糖溶液和淀粉溶液。(1)若甲、乙構成一組對照實驗，丙、丁構成一組對照實驗，相應表格內容見答案。(2)無關變量必須滿足兩點：適宜且相同。因此，在實驗步驟的文字表述中，要著重強調無關變量的控制：按照(1)中表格的設計，取試管編號，并按表格所示向各試管中加溶液。將各試管搖勻，在37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間。取出試管，分別加入適量的現配斐林試劑，混合均勻，再在60 恒溫水浴鍋中保溫一定時間。觀察實驗現象并記錄實驗結果。(3)實驗結果預測：在含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲試管以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的丁試管中出現磚紅色沉淀，其他試管中不出現磚紅色沉淀。答案(本題答案不唯一)(1) 溶液試管 蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲乙丙丁(2)將各試管搖勻，在37 恒溫水浴鍋中保溫適當時間。取出試管，分別加入適量的現配斐林試劑，混合均勻，再在60 恒溫水浴鍋中保溫一定時間。觀察實驗現象并記錄實驗結果(3)甲、丁技法點撥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？現以“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：表述范例主要特點考題特點得分要點區(qū)分要點實驗思路將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其變化言簡意賅多數試題要求“寫出”實驗思路，很少要求“補充”實驗思路必須體現“自變量”和“因變量”，對“無關變量”表述時注意體現“適宜且相等”思路，是“想”法實驗步驟制作洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片。用低倍顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞中紫色的中央液泡的大小。從蓋玻片的一側滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引，重復幾次。用低倍顯微鏡觀察，看細胞的中央液泡是否逐漸變小精準細微常常要求“補充部分”實驗步驟，很少要求“寫出全部”必須體現“自變量”如何設置、“因變量”如何獲得、“無關變量”如何保證相同且適宜步驟，是“做”法2注意事項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作出說明。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。如何分析與評價實驗方案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。實際上，實驗方案的分析與評價，是“實驗設計”的一個環(huán)節(jié)，所有實驗結束后，都需要進行自我或他人的分析與評價，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3某研究者取一段燕麥的胚芽鞘，切去頂端2 mm，使胚芽鞘不再產生生長素，在形態(tài)學上端放一塊有生長素的瓊脂，形態(tài)學下端放一塊不含生長素的瓊脂，將胚芽鞘形態(tài)學上端朝上，過一段時間同時檢測形態(tài)學上端和形態(tài)學下端的瓊脂塊，發(fā)現形態(tài)學上端的瓊脂塊生長素含量明顯減少，形態(tài)學下端的瓊脂塊含有生長素且含量隨時間延長而增加。該研究者認為可以得出實驗結論：生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端。該實驗設計是否嚴謹？理由是什么？解題觀摩分析和評價某實驗的關鍵是明確實驗目的。若題干已經給出實驗目的，則以自變量為突破口，從“三種變量”的角度進行評價；若試題沒有給出實驗目的，則需要結合題干信息，進行實驗目的的提煉(因為任何與探究性實驗有關的內容，都是圍繞實驗目的進行的，也都能體現出實驗目的)，之后再繼續(xù)尋找自變量。本題中，由實驗結論“生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端”可知，該實驗的實驗目的是驗證生長素在胚芽鞘內只能從形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端，不能從形態(tài)學的下端運輸到形態(tài)學的上端，即需要證明生長素在“兩個方向上的運輸”，而試題中的研究者只進行了一組實驗，不可能得出兩個運輸方向的實驗結論。答案不嚴謹。因為實驗結論若為“生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端”，研究者需要進行兩組實驗，除題干已有的實驗外，還應該有一組實驗：在胚芽鞘的形態(tài)學下端放一塊含有生長素的瓊脂，形態(tài)學上端放一塊不含生長素的瓊脂，其他操作不變。技法點撥“五看法”評價實驗設計題巧妙利用“專業(yè)術語”回答原理闡述題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(tǒng)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4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。Oa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。(2)對“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”的分析，同樣涉及光合作用和細胞呼吸，全面回憶光合作用和有氧呼吸過程，從18O2被利用開始推導，如下：18O2參與有氧呼吸第三階段會產生HOHO用于光合作用光反應，產生18O2(推導進入死循環(huán)，放棄)；HO用于有氧呼吸第二階段產生C18O2C18O2用于光合作用的暗反應階段可產生含18O的有機物小球藻合成的有機物中能檢測到放射性。這樣的推導，字字是專業(yè)術語，去除少量的無關(或非必需)語言，如下：18O2參與有氧呼吸第三階段會產生H218O；H218O用于有氧呼吸第二階段產生C18O2；C18O2用于光合作用的暗反應階段可產生含18O的有機物；小球藻合成的有機物中能檢測到放射性。(3)小球藻是真核生物，光合作用的光反應階段產生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)。Oa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，導致光合作用的暗反應階段因原料不足而速率降低，小球藻吸收CO2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”。答案(1)光合作用產生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水不含18O(2)能乙組中的18O2經有氧呼吸第三階段會產生HO，HO用于有氧呼吸第二階段產生C18O2，C18O2用于光合作用的暗反應階段可產生含18O的有機物(3)葉綠體的類囊體薄膜線粒體內膜減慢容器內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。如典例4中第(1)小題的答案“光合作用產生的O2來自水的光解，為甲組小球藻提供的水不含18O”中，“光合作用”“水的光解”屬于專業(yè)術語，體現了光合作用的過程。第(2)小題第二問的答案“乙組中的18O2經有氧呼吸第三階段會產生HO，HO用于有氧呼吸第二階段可產生C18O2，C18O2用于光合作用的暗反應階段可產生含18O的有機物”不僅使用了“有氧呼吸第三階段”“有氧呼吸第二階段”“光合作用的暗反應階段”等專業(yè)術語，而且還“環(huán)環(huán)相扣”，將三個生理過程的物質聯系有條理地表述出來。 典例5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?？蒲行〗M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()211。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，雄果蠅的基因型有_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)如圖表示某雄果蠅細胞分裂某一時期的圖像。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()211”，說明發(fā)生了性狀分離，子代中出現的親本沒有的性狀(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”。由于子一代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離形成的子染色體，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的出現原因是什么。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離成為2條子染色體，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。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5中第(2)小題的問題上勾劃出要點，如圖：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”。課后檢測增分強訓 1瘧原蟲是一種單細胞動物。它能使人患瘧疾，引起周期性高熱、寒戰(zhàn)和出汗退熱等臨床癥狀，嚴重時致人死亡。臨床應用青蒿素治療瘧疾取得了巨大成功，但其抗瘧機制尚未完全明了。我國科學家進行了如下實驗。組別實驗材料實驗處理實驗結果(線粒體膜電位的相對值)1瘧原蟲的線粒體不加入青蒿素1002加入青蒿素603倉鼠細胞的線粒體不加入青蒿素1004加入青蒿素97(1)1、2組結果表明_；由3、4組結果可知青蒿素對倉鼠細胞線粒體膜電位無明顯影響。據此可以得出的結論是_。(2)將實驗中倉鼠細胞的線粒體替換為_，能為臨床應用青蒿素治療瘧疾提供直接的細胞生物學實驗證據。解析：通過題干文字信息可知，該實驗的目的是探究青蒿素的抗瘧機制，通過表格信息可知該探究性實驗的自變量為青蒿素的有無和生物的種類，因變量具體指標為“線粒體膜電位的相對值”，1組和2組為一組對照實驗，實驗材料為瘧原蟲的線粒體，3組和4組為一組對照實驗，實驗材料為倉鼠細胞的線粒體，表格內容只體現了實驗思路，且沒有列出無關變量，實驗結果為具體數值。1、2組結果表明青蒿素能顯著降低瘧原蟲線粒體膜電位(實驗結論)。由3、4組實驗結果可知青蒿素對倉鼠細胞線粒體膜電位無明顯影響。所以，綜合分析四組實驗可得出結論：青蒿素能降低瘧原蟲和倉鼠細胞線粒體膜電位，但降低作用存在差異。這一結論，可以用更為簡潔的語言表述，即青蒿素對線粒體膜電位的影響存在物種間的差異。通過第二小問內容可知，接下來的實驗目的是“為臨床應用青蒿素治療瘧疾提供直接的細胞生物學實驗證據”，因此，實驗材料必然來自人，即人體細胞的線粒體。答案：(1)青蒿素能顯著降低瘧原蟲線粒體膜電位青蒿素對線粒體膜電位的影響存在物種間的差異(2)人體細胞的線粒體2果蠅在對CO2的耐受性方面有兩個品系：敏感型(甲)和耐受型(乙)，現有以下兩個實驗。實驗一：讓甲品系雌蠅與乙品系雄蠅雜交，后代全為敏感型。實驗二：將甲品系雌蠅的卵細胞去核后，移入來自乙品系雌蠅的體細胞核，由此培育成的雌蠅再與乙品系雄蠅雜交，后代仍全為敏感型。(1)設計實驗二是為了驗證_。(2)目前，由實驗一的實驗結果無法得到與實驗二相同的實驗結論，原因是_。解析：(1)實驗二中通過核移植技術得到的重組細胞，細胞核來自乙品系果蠅(耐受型)，細胞質來自甲品系果蠅(敏感型)，由重組細胞發(fā)育成的雌果蠅與乙品系雄果蠅雜交，后代全為敏感型，說明敏感型相關基因來自雌果蠅，而雌果蠅敏感型相關基因來自甲品系果蠅的細胞質，由此可以得出結論：敏感型相關基因通過細胞質遺傳。結合試題信息可得出結論：果蠅控制對CO2的耐受性的基因位于細胞質中。(2)若想通過雜交實驗證明某性狀的遺傳方式為細胞質遺傳，需要對具有相對性狀的親本進行正交和反交實驗，若正交與反交所得子一代表現型相同，則為細胞核遺傳，若子一代表現型只與母本有關，則為細胞質遺傳。答案：(1)果蠅控制對CO2的耐受性的基因位于細胞質中(2)有性生殖中，細胞質中遺傳物質只能由母本傳遞給子代，但細胞核中遺傳物質可通過母本和父本遺傳給后代，欲證明某性狀屬于細胞質遺傳，需要進行正交和反交實驗，觀察子一代的表現型，實驗一只進行了正交實驗，缺少反交實驗3科研人員研究了不同土壤含水量對番茄葉片光合作用的影響。實驗用土壤所能穩(wěn)定保持的最高含水量為40%，對照組土壤含水量在35%上下波動，T1、T2、T3、T4的土壤含水量分別在30%、25%、20%、12%上下波動，實驗結果如表所示(氣孔導度越大，說明氣孔開放程度越大)。組別項目對照T1T2T3T4葉綠素a(mgg1)1.351.491.541.701.54葉綠素b(mgg1)0.370.410.470.430.41氣體吸收速率(mol CO2m2s1)6.205.685.063.662.88氣孔導度(mmolm2s1)0.1820.1640.1470.1380.110胞間CO2濃度(mgkg1)242234240252290請回答下列問題：(1)葉綠素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，在(綠葉中葉綠體)色素提取液中的含量_(填“小于”“等于”或“大于”)類胡蘿卜素，在層析液中的溶解度_(填“小于”“等于”“大于”)類胡蘿卜素，紙層析后，在濾紙條上呈_色。(2)與對照組相比，隨著土壤含水量的不斷下降，番茄葉片光合作用合成有機物的速率_(填“基本不變”“不斷下降”或“無法判斷”)，原因是_。(3)據表分析，T3和T4組番茄葉片凈光合速率與對照組相比約_(填“升高”或“降低”)，研究者將這兩組番茄經組織培養(yǎng)獲得的子代種植于35%左右含水量的土壤中，再對表中所示項目分別進行檢測，得到了與表中對照組相似的實驗結果，說明_。解析：(1)對于綠葉中的色素，葉綠素含量約占3/4，大于類胡蘿卜素含量；葉綠素在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素，位于濾紙條上靠近濾液細線一端，葉綠素中的葉綠素a呈藍綠色，葉綠素b呈黃綠色。(2)從表中數據可知，與對照組相比，隨著土壤含水量的不斷下降，番茄葉片吸收CO2的速率不斷下降，表明番茄葉片凈光合速率下降，由于實驗沒有提供細胞呼吸速率的信息，故無法計算總光合速率。(3)據表分析，T3和T4組番茄葉片凈光合速率與對照組相比均降低；研究者將兩組番茄經組織培養(yǎng)獲得的子代種植于含水量正常的土壤中，再對相關項目進行檢測，說明研究者的實驗目的是研究凈光合速率低的現象能否遺傳給子代，由于得到了與表中對照組相似的實驗結果，說明在含水量較低環(huán)境中，番茄葉片凈光合速率較低的現象，不是由遺傳物質改變引起的，僅僅是由土壤含水量低造成的。答案：(1)大于小于藍綠色和黃綠(2)無法判斷根據各組CO2氣體吸收速率可以計算有機物的積累速率，但因缺乏細胞呼吸速率，無法計算總光合速率(3)降低T3和T4組番茄葉片凈光合速率低于對照組是由土壤含水量低造成的，番茄相關遺傳物質并沒有發(fā)生改變4摩爾根在飼養(yǎng)的一群野生型紅眼果蠅中發(fā)現了一只白眼雄果蠅。他用這只白眼雄果蠅與野生型的紅眼雌果蠅交配，子一代無論雌雄全為紅眼，但子二代中雌蠅全為紅眼，雄蠅中1/2紅眼、1/2白眼。請回答下列問題：(1)果蠅的眼色性狀中，顯性性狀是_。(2)根據雜交實驗結果，摩爾根做出假設：控制果蠅白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。為驗證假設，摩爾根讓白眼雄蠅和子一代紅眼雌果蠅交配，結果產生1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅。僅根據該實驗結果不能驗證他的假設，理由是_。(3)為了進一步驗證他的假設，摩爾根又設計了三個實驗。實驗一：讓全部子二代雌蠅與白眼雄蠅做單對交配，分別觀察并統(tǒng)計每只雌蠅產生子代的表現型及比例。預期結果：_。實驗二：_。預期結果：子代中雌蠅全為紅眼，雄蠅全為白眼。實驗三：讓白眼雌雄果蠅相互交配。預期結果：子代雌雄果蠅全為白眼。上述三個實驗中，實驗_的預期結果能支持摩爾根的假設。解析：(1)摩爾根用紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交，F1全為紅眼，說明紅眼為顯性性狀。(2)設控制果蠅紅眼與白眼的基因為B、b，則如果Y染色體上有相應的等位基因，則XbYbXBXb1/4XBXb、1/4XbXb、1/4XBYb、1/4XbYb，即當Y染色體上有對應的等位基因時，會出現上述結果，同理可知，如果控制眼色基因在常染色體上，同樣會出現上述實驗結果。因此根據此實驗不能判定控制果蠅白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。需要繼續(xù)進行實驗才能確定。(3)實驗一：讓全部子二代雌蠅與白眼雄蠅做單對交配，分別觀察并統(tǒng)計每只雌蠅產生子代的表現型及比例。預期結果：半數雌蠅所產的后代全為紅眼，半數雌蠅所產的后代為1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅。實驗二：白眼雌蠅與野生型(或純合)紅眼雄蠅交配，預期結果：子代中雌蠅全為紅眼，雄蠅全為白眼。上述三個實驗中，實驗二的預期結果能支持摩爾根的假設，因為如果Y上有對應的X染色體上的等位基因或控制眼色的基因位于常染色體上，子代應該全部為紅眼。答案：(1)紅眼(2)如果控制眼色基因在常染色體上或在Y染色體含有它的等位基因，也會出現上述實驗結果(或：如果控制眼色基因在常染色體上，也會出現上述實驗結果或：如果在Y染色體含有它的等位基因，也會出現上述實驗結果)(3)半數雌蠅所產的后代全為紅眼，半數雌蠅所產的后代為1/4紅眼雄蠅、1/4紅眼雌蠅、1/4白眼雄蠅、1/4白眼雌蠅白眼雌蠅與野生型(或純合)紅眼雄蠅交配二5在繽紛的生物世界，微生物似乎顯得過于微小與沉寂。然而，它們在人類生活和生產中有著重要的作用，有的能改善人類的生活環(huán)境，如處理生活污水；有的能影響人類的生產活動，如微生物能引起作物感病。請結合相關信息，回答下列問題：(1)生活污水流經某生活污水凈化處理系統(tǒng)中的“厭氧沉淀池”“曝氣池”和“兼氧池”后得到初步凈化，在這個過程中，微生物通過_呼吸將污水中的有機物分解。(2)很多微生物只能分解某一種有機物，如果想培育出能分解生活污水中多種有機物的“超級微生物”，理論上可采用_技術對現有微生物進行改造，該技術的核心是_，如果要在個體水平上檢測改造后的微生物是否符合要求，可采用的做法是_。(3)白粉菌和條銹菌能分別導致小麥感白粉病和條銹病，引起減產，采用適宜播種方式可控制感病程度。如表所示是株高和株型相近的小麥A、B兩品種在不同播種方式下的相關實驗結果。實驗編號播種方式植株密度(106株/公頃)白粉病感染程度條銹病感染程度單位面積產量A品種B品種單播40 單播20 混播22 單播04 單播02 注：“”的數目表示感染程度或產量高低；“”表示未感染。據表可知，抗白粉病的小麥品種是_，因為_；設計、兩組實驗，可探究_。解析：(1)由試題中“厭氧沉淀池”“曝氣池”和“兼氧池”的信息提示可知，微生物生存的環(huán)境既有氧氣充足的“曝氣池”，也有氧氣不足的“厭氧沉淀池”，還有“兼氧池”，故判斷微生物可通過有氧呼吸或無氧呼吸的方式將有機物分解。有氧呼吸和無氧呼吸是細胞呼吸的兩種類型。(2)從試題信息“在個體水平上檢測改造后的微生物是否符合要求”可知，實驗目的是“檢測改造后的微生物分解生活污水中的多種有機物的能力”，因此，實驗自變量為生活污水中是否含有改造后的微生物，因變量是生活污水中多種有機物的剩余量，其他變量為無關變量，要求適宜且相同。(3)由表格信息可知、組小麥都未感染白粉病，說明A品種小麥具有抗白粉病的特性；、組實驗的自變量是B品種小麥的種植密度，因變量是白粉病、條銹病的感染程度和單位面積產量，由此可知這兩組實驗探究的是B品種小麥的植株密度對B品種小麥感病程度和產量的影響。答案：(1)有氧呼吸和無氧(或細胞)(2)轉基因(基因工程)基因表達載體的構建用含有多種有機物的生活污水作培養(yǎng)液，一組添加改造后的微生物，另一組添加等量改造前的微生物，置于相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，檢測兩組培養(yǎng)液中多種有機物的剩余量(3)A、組小麥都未感染白粉病B品種小麥植株密度對B品種小麥感病程度及產量的影響6某科研人員研究了甲、乙兩個品種豌豆，甲品種豌豆成熟植株株高5 cm左右，乙品種豌豆成熟植株株高20 cm左右。研究發(fā)現，與乙品種比較，甲品種幾乎不含赤霉素。該科研人員推測甲品種豌豆植株成株過矮是由缺乏赤霉素導致的，為了驗證這一推測，擬將長勢相同的乙品種豌豆幼苗分成兩組，置于相同且適宜條件下培養(yǎng)，待豌豆植株成熟后向其中一組(A組)噴灑適宜濃度的赤霉素溶液，另一組(B組)噴灑等