高考二轮生物二轮复习实验专题 第4节 开放性实验设计 Word版含答案Word下载.docx

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（要求与说明：

实验仪器、试剂、用具操作、培养条件、检测活细胞方法等不作具体要求）

（1）实验思路：

①实验分组：

________。

每组设置若干个重复样品。

②。

③。

④在培养过程中，每隔一段时间，重复②。

⑤对所得实验数据进行分析与处理。

（2）以细胞存活率（细胞存活率=实验组活细胞数/对照组活细胞数，对照组细胞存活率为1）为指标，设计一个坐标，用曲线图预期实验结果：

（3）某些化学物质被认为能引发癌症被称为致癌物，BruseAmes发明的埃姆斯检测法是检验某种化学物质是否能诱发突变的简便易行方法如图所示。

①埃姆斯检测法采用的材料是一株组氨酸合成基因被破坏的沙门细菌，不能在缺少组氨酸的培养基上生长，只有的菌株才能在上述培养基上生长，这一诱发突变称回复突变。

（注：

大鼠肝脏提取物提供致癌物诱发突变所需的酶）

②该实验的检测指标是，若该值越大，说明致癌物回复突变发生的频率越。

4、在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。

回答下列问题。

（1）根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。

自由扩散的含义是___________。

（2）实验结果表明：

当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。

可能的原因是______________。

（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。

请设计实验确定王同学的判断是否正确。

要求简要写出实验思路、预期结果和结论。

5、伞藻由“帽”、柄和假根三部分构成,细胞核在基部。

现有两种类型的伞藻,一种是伞形帽伞藻,另一种是菊花形帽伞藻。

为了探究细胞核在细胞中的作用,某人用伞藻做了如下的实验。

第一步:

将两种伞藻的伞帽和柄分别剪掉,留下假根;

第二步:

将伞形帽伞藻的柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上;

第三步:

将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间,结果发现,在伞形帽伞藻的柄上长出了菊花形伞帽。

根据上述实验,回答下面的问题。

1.该实验是一个不完整的实验,应该设计一个对比实验,该对比实验为__________。

2.为了更清楚地说明细胞核的作用,除上述实验外,还可以通过移植细胞核来完成,

试验设计如下所示。

①:

将菊花形帽伞藻假根的细胞核移出,并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。

②:

__________。

3.预测实验现象:

4.以上实验得出的结论是:

6、将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。

（1）经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_______________________。

（2）与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_______________________，出现这种变化的主要原因是_______________________。

（3）有研究表明：

干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。

请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。

要求简要写出实验思路和预期结果。

7、生物呼吸作用的底物（有机物）种类及含量的差异,会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异,这可用呼吸商表示:

呼吸商（RQ）=呼吸作用释放的CO2量呼吸作用吸收的O2量。

为了测定种子萌发时的呼吸商,现准备了3只锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等,并组装成下面的三套装置。

其中甲实验装置设计如下:

锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯,杯中插入一根滤纸折叠条。

瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片,再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上,加人适量蒸馏水。

整个装置密封,并放置到20℃恒温环境中培养。

1.小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是__________。

2.由于发芽小麦种子（已消毒）的呼吸作用,甲装置内的气体发生了变化,使得墨滴向右移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体是__________。

3.甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸商,由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的某一种气体的变化。

测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值,请将下面主要的方法步骤补充完整:

①__________;

②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作;

③测出__________;

④再计算出CO2释放量。

4.若甲装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X,乙装置测得的实验数据（墨滴移动量）为Y,则呼吸商计算式为__________。

如果呼吸商小于1时,说明__________。

据此可判断出干重相同的油菜种子和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子__________（填“大于”“小于”或“等于”）小麦种子。

5.为了纠正环境因素引起的实验测量误差,必须另设丙装置进行校正。

则应对丙装置做相应处理:

锥形瓶中加入__________,小烧杯内加入__________,其他处理与实验组完全相同,同时记录相同时间内的读数变化。

如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z,则氧气实际消耗量应为__________。

8、已知某种昆虫的有眼（A）与无眼（a）、正常刚毛（B）与小刚毛（b）、正常翅（E）与斑翅（e）这三对相对性状各受一对等位基因控制。

现有三个纯合品系：

①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。

假定不发生染色体变异和染色体交换,回答下列问题:

（1）若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。

（要求:

写出实验思路、预期实验结果、得出结论）

（2）假设A/a、B/b这两对等位基因都位X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。

9、某科研人员从北京野生型红眼果蝇中分离出紫眼突变体，并进行了以下实验：

实验①：

紫眼雌果蝇×

野生型雄果蝇→F1均为红眼→F2中红眼︰紫眼＝3︰1

实验②：

紫眼雄果蝇×

野生型雌果蝇→F1均为红眼→F2中红眼︰紫眼＝3︰1

1.根据上述实验结果可以确定基因不位于________和X、Y染色体非同源区段。

因此，科研人员提出了控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段的假设（假设1），你认为果蝇眼色的遗传还可以提出哪一种假设（假设2）___________。

2.如果对F2的实验结果进一步分析，则支持假设1的实验结果应该是______________。

3.经研究确定北京紫眼果蝇突变体的突变基因位于Ⅲ号染色体上，之前发现的来自日本京都果蝇中心的紫眼隐性突变体—Hnr3的突变基因也位于Ⅲ号染色体上，而且Hnr3突变体的其他基因均与野生型的相同。

这两种突变体的产生是不同基因突变还是同一基因突变的结果？

请设计实验进行研究（简要写出实验设计思路并预期实验结果及结论）。

____________。

10、据报道,某品牌婴儿米粉中可能含有转基因稻米成分,有可能引起婴儿的过敏反应。

请回答:

1.上述过敏反应的致敏原可能是__________。

2.过敏反应产生的抗体是由__________细胞在致敏原第__________次进入机体时合成的。

分析抗体的合成和分泌过程,可以说明生物膜系统是在__________上具有紧密联系的统一整体。

3.某科研组为了验证T淋巴细胞是免疫细胞,设计了如下实验,请你帮助完善。

①实验步骤:

a.取两组大小、发育、健康状况相同的鼷鼠并分别编号为1和2。

b._______________________。

c.同时对两组鼷鼠进行器官移植,观察器官存活状况。

d.对实验组______________,并再次进行器官移植,观察器官存活状况。

②预测结果:

____________________。

③得出结论:

11、富二中生物兴趣小组欲探究生长素类似物2,4-D促进一年生银杏枝条生根的最适浓度。

小组成员通过查资料知道：

在浓度100到120mg/L范围内的2,4-D溶液能促进银杏枝条生根，且在该范围内随着浓度的升高，促进作用逐渐增强。

试分析并补充他们所做的预实验方案。

（1）材料用具：

一年生银杏枝条若干、2,4-D溶液（300mg/L）、清水、烧杯、量筒等

（2）方法步骤

①枝条平均分成A、B、C、D四个组

②稀释2,4-D溶液配制成3种浓度，如90mg/L、120mg/L、150mg/L

③将B、C、D组枝条分别在浓度为90mg/L、120mg/L、150mg/L溶液中蘸一下，然后将③④④枝条下端浸在清水中适宜时间后再进行扦插；

将A组枝条。

⑤在适宜的环境条件下培养，连续观察2周，记录并统计各组生根数量。

统计结果显示，四组生根数目各不相同。

（3）实验结果预测：

①若生根数为A＜B＜C＜D，此种情况说明预实验可能失败。

重做预实验的改进办法是。

②若生根数为，这些情况说明预实验成功，探究促进生根的最适浓度应在BD两组间进行。

（4）讨论分析：

①预实验可以为进一步的实验探索条件，也可以检验实验设计的。

②在此预实验的基础之上设计细致的正式实验“探究2,4-D促进银杏枝条生根的最适浓度”，写出设计思路即可：

。

[答案]以及[解析]

1[答案]及[解析]

[答案]A

[解析]在本实验中，实验目的是验证胰岛素是否具有降低血糖含量的作用，因而有无胰岛素应该是本实验中的唯一变量，也就是说，对照组中没有胰岛素，而实验组中应该有胰岛素，且注射胰岛素后血糖浓度应该与实验前发生变化，其一般做法是：

给对照组注射一定量的生理盐水，给实验组注射等量的用生理盐水溶解的胰岛素溶液，一段时间后观察两组小鼠的症状表现，可见对照组小鼠正常，而实验组小鼠出现血糖降低的症状，如活动缓慢，甚至是休克，再给实验组小鼠和对照组小鼠注射一定浓度的葡萄糖溶液，可见实验鼠的症状得以恢复．从而说明胰岛素具有降低血糖的作用．

故选：

A．

2[答案]及[解析]

[解析]本实验的自变贵是植物生活的环境是否含有无机盐X。

植物正常生长需要多种无机盐，缺少无机盐或只用含无机盐X的培养液培养植物，植物均不能正常生长，不能作为对照组;

土壤、沙土中都可能含有这种无机盐，也不能作为对照组，因此对照组应该只用完全培养液，而实验组用缺少无机盐X的完全培养液，通过观察植物的生长状况来确定实验结论，所以A符合题意。

3[答案]及[解析]

[答案]

（1）①实验分组：

甲组：

细胞培养液+人乳腺癌细胞+适量血清抗体

乙组：

细胞培养液+人乳腺癌细胞+等量某单克隆抗体

丙组：

细胞培养液+人乳腺癌细胞

②测定三组培养瓶中乳腺癌细胞的数量，并记录

③将三组人乳腺癌细胞放在相同且适宜条件下培养

（2）

细胞存活率随时间变化曲线图

（3）①恢复组氨酸合成能力

②不含组氨酸的培养基上生长的菌落数高

[解析]

4[答案]及[解析]

[答案]

（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞;

（2）载体数量饱和;

（3）思路:

将长势相同的某植物根细胞平均分为两组,甲组放在有氧条件下,乙组放在无氧条件下,将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后,分别测定根细胞对b物质的吸收速率。

结果及结论:

若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组,则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输;

若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同,则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。

[解析]

（1）物质通过简单的扩散方式进出细胞即自由扩散,该过程不需要载体和能量,受细胞内外浓度差的影响。

（2）由图可知,b可能是协助扩散或主动运输,b需要载体协助,当外界溶液中b的浓度达到一定数值时,载体数目饱和,再增加b的浓度,根细胞对b的吸收速率不再增加。

（3）协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量,后者需要消耗能量。

有氧呼吸产生的能量较多,无氧呼吸产生的能量较少,故实验设计的自变量是有无氧气,因变量是细胞对b的吸收速率。

设计实验时要注意等量原则和单一变量原则。

思路:

5[答案]及[解析]

[答案]1.将菊花形帽伞藻的柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上

2.将伞形帽伞藻的假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形伞藻的假根中

3.在伞形帽伞藻的柄上长出了菊花形伞帽;

在菊花形帽伞藻的柄上长出了伞形帽

4.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心

[解析]1.实验应遵循对照原则，实验中只是将伞形帽伞藻的柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上，为了达到对比还应将菊花形帽伞藻的柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。

2.A组是将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中，那么B组应进行相反的操作即将伞形帽伞藻的假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形伞藻的假根中。

3.A组因为是菊花型的细胞核，所以应是在伞形帽伞藻的柄上长出了菊花形伞帽。

B组是伞型帽的细胞核，所以应在菊花形帽伞藻的柄上长出了伞形帽。

4.综合以上的实验可以得出细胞核能控制遗传性状和代谢，即细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

6[答案]及[解析]

[答案]

（1）增强;

（2）下降;

叶片气孔开度减小,使供应给光合作用所需CO2减少;

（3）实验思路:

取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔导度,经干旱处理后,再测定气孔导度。

预期结果:

干旱处理前后气孔开度不变。

将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组做对照,一段时间后,分别测定两组的气孔导度。

预期结果是:

ABA处理组气孔导度减小,对照组气孔开度不变。

[解析]

（1）本题主要考查渗透作用、光合作用等相关知识。

当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞渗透失水,反之细胞吸水,细胞液渗透压越大,对水分子吸引力越大。

经干旱处理后,根细胞的溶质浓度增大,渗透压增大,对水分子吸引力增大,植物根细胞的吸水能力增强

（2）据题干条件可知干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小,导致叶片细胞吸收CO2减少,暗反应减弱,因此光合速率会下降;

（3）干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的,而ABA缺失突变体植株不能合成ABA,故其在干旱条件下气孔开度不会减小,但是在ABA处理下气孔导度会变小。

据此,设计实验。

实验思路:

本题难点是实验设计,要验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,需要分别测定ABA缺失突变体干旱处理前后及ABA处理前后气孔导度的变化。

7[答案]及[解析]

[答案]1.增加二氧化碳的吸收面积;

2.小麦呼吸作用所吸收的氧气;

3.锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代之;

相同时间内密闭系统的气体体积净变化量

4.（X-Y）/X;

呼吸底物中含有脂肪;

小于

5.与实验组等量的死种子;

与实验组等量的清水;

X+Z

[解析]1.小烧杯中有NaOH溶液,其目的是吸收呼吸作用产生的CO2;

在小烧杯中插入一根滤纸折叠条.NaOH溶液便会扩散到滤纸上,可增大吸收CO2的面积。

2.发芽小麦种子（已消毒）的呼吸作用吸收氧气,同时会释放CO2,但CO2被NaOH溶液吸收,所以甲装置内的气体总减少,使得墨滴向右移动.

3.呼吸商（RQ）=呼吸作用释放的CO2量/呼吸作用吸收的O2量.甲装置只能测出呼吸作用吸收的O2的就,还需测出小麦种子呼吸释放的CO2量才能计算出呼吸商:

可利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中CO2的释放量,具体过程:

锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液,以等的清水代之;

用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作;

测出相同时间内密闭系统的气体体积净变化量;

再计算出CO2释放量.

4.若甲装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X,则X表示呼吸作用吸收的O2量:

乙装置测得的实验数据（墨滴移动量）为Y表示呼吸作用吸收的O2与呼吸作用释放的CO2量的差值,所以呼吸作用释放的CO2量为X-Y,则呼吸商为如果呼吸商小于1,说明呼吸底物中含脂肪。

油菜种子所含脂肪量高于小麦种子,所以干重相同的油菜种子和小麦种子相比.油菜种子的呼吸商小于小麦种子.

5.为了纠正环境因素引起的实验测量误差,必须另设丙装置进行校正:

丙装置中相应的处理:

锥形瓶中加入与实验组等量的死种子,小烧杯内加入与实验组等量的清水,其他处理与实验组完全相同.同时记录相同时间内的读数变化。

如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z,则氧气实际消耗量应为X+Z。

8[答案]及[解析]

[答案]

（1）实验思路:

将确定三对基因是否分别位于三对染色体上,拆分为判定每两对基因是否位于一对染色体上,如利用①和②进行杂交去判定A/a和B/b是否位于位于一对染色体上。

实验过程:

（以判定A/a和B/b是否位于位于一对染色体上为例）

预期结果及结论:

若F2的表现型及比例为有眼正常刚毛:

有眼小刚毛:

无眼正常刚毛:

无眼小刚毛=9:

3:

1,则A/a和B/b位于位于两对染色体上;

无眼小刚毛=3:

1或者有眼小刚毛:

有眼正常刚毛:

无眼正常刚毛=1:

2:

1,则A/a和B/b位于位于同一对染色体上。

（2）实验思路:

将验证A/a和B/b这两对基因都位于X染色体上,拆分为验证A/a位于X染色体上和B/b位于X染色体上分别进行验证。

如利用①和③进行杂交实验去验证A/a位于X染色体上,利用②和③进行杂交实验去验证B/b位于X染色体上。

（以验证A/a位于X染色体上为例）取雌性的①和雄性的③进行杂交实验:

若子一代中雌性全为有眼,雄性全为无眼,则A/a位于X染色体上;

若子一代中全为有眼,且有雌有雄,则A/a位于常染色体上。

[解析]

（1）确定三对等位基因在三对同源染色体上有两种方法。

方法一是筛选出AaBbEe,然后让其雌雄个体交配,看后代是否出现8种表现型及其对应比例;

方法二是验证出三对等位基因中任意两对等位基因都符合自由组合定律即可。

显然方法二适合本题,即选择①×

②、②×

③、①×

③三个杂交组合,分别得到F1和F2,如果F2分别出现四种表现型且比例均为9︰3︰3︰1,则可证明这三对等位基因分别位于三对染色体上;

否则,不在三对染色体上。

（2）可根据①×

②杂交组合正反交的结果直接判断。

假如A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,则子代雄性为无眼正常刚毛或有眼小刚毛;

如有二对等位基因在常染色体上,则正反交后子代雄性必然有一对相对性状表现是相同的。

9[答案]及[解析]

[答案]1.细胞质;

控制果蝇眼色的基因位于常染色体上

2.实验①的F2中红眼雌果蝇︰紫眼雌果蝇︰红眼雄果蝇＝1︰1︰2，而实验②的F2中红眼雌果蝇︰红眼雄果蝇︰紫眼雄果蝇＝2︰1︰1（或实验①的F2中紫眼均为雌性，实验②的F2中紫眼均为雄性）;

3.让北京紫眼果蝇与Hnr3紫眼果蝇进行交配，观察子代果蝇的眼色情况。

如果子代表现紫眼性状，则两个突变基因是同一基因突变，如果子代表现出正常的野生型，则突变基因为不同基因突变

[解析]以题意和杂交实验①和②中的“亲本和F1的表现型、F2表现型及其数量比”为切入点，明确实验①和实验②的交配方式（正交和反交）、明辨相关基因与染色体的可能位置关系。

在此基础上，围绕基因的分离定律、伴性遗传等知识进行相关问题的解答。

1.分析实验①、②的双亲及其子代的表现型可知，实验①和实验②为正交和反交，后代的表现型及比例均相同，说明控制果蝇眼色的基因不是位于细胞质和X、Y染色体非同源区段，而是控制果蝇眼色的基因可能位于X、Y染色体的同源区段（假设1），或者是位于常染色体上（假设2）。

2.综合实验①和②中亲本和F1、F2的表现型可知：

红眼对紫眼为显性。

若相关的基因用A和a表示，且控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段上，即支持假设1，则在实验①中：

亲本紫眼雌果蝇与野生型雄果蝇的基因型分别为XaXa、XAYA，F1的基因型为XAXa、XaYA，F2的基因型及其比例为XAXa︰XaXa︰XAYA︰XaYA＝1︰1︰1︰1，表现型及其比例为红眼雌果蝇︰紫眼雌果蝇︰红眼雄果蝇＝1︰1︰2；

在实验②中，亲本紫眼雄果蝇与野生型雌果蝇的基因型分别为XaYa、XAXA，F1的基因型为XAXa、XAYa，F2的基因型及其比例为XAXA︰XAXa︰XAYa︰XaYa＝1︰1︰1︰1，表现型及其比例为红眼雌果蝇︰红眼雄果蝇︰紫眼雄果蝇＝2︰1︰1。

3.已知北京紫眼果蝇突变体的突变基因（隐性基因）与来自日本京都果蝇中心的紫眼隐性突变体—Hnr3的突变基因均位于Ⅲ号染色体上，而且Hnr3突变体的其他基因均与野生型的相同。