高考生物大题解题模板和对点训练专题九 实验探究类

专项训练九实验探究类【模板构建】实验探究型试题要求学生根据实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据处理的方法及分析实验现象，主要考查学生是否理解实验原理和具备分析实验结果的能力，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解题思维模板如下：第一步：审准目的、原理和要求第二步：确定和处理三种变量第三步：编写步骤，预测结果与结论(1)明确实验目的，弄清实验类型是验证类还是探究类。(2)明确实验原理，理解实验依据。(3)明确实验中的问题要求和实验变量。确定处理自变量(实验变量)、因变量(反应变量)、无关变量。(1)编写步骤：①首先分组编号；②其次材料处理——不施加实验变量设为对照组，施加实验变量设为实验组，控制无关变量；③观察或测量并记录实验结果。(2)预测结果与结论：表述方式因实验类型不同有所区别。【真题演练】1．(2022·全国乙，32)某种植物的花色有白、红和紫三种，花的颜色由花瓣中色素决定，色素的合成途径是：白色eq\o(→,\s\up7(酶1))红色eq\o(→,\s\up7(酶2))紫色。其中酶1的合成由基因A控制，酶2的合成由基因B控制，基因A和B位于非同源染色体上。回答下列问题：(1)现有紫花植株(基因型为AaBb)与红花杂合子植株杂交，子代植株表型及其比例为________________________________；子代中红花植株的基因型是______________；子代白花植株中纯合子所占的比例是______。(2)已知白花纯合子的基因型有2种。现有1株白花纯合子植株甲，若要通过杂交实验(要求选用1种纯合子亲本与植株甲只进行1次杂交)来确定其基因型，请写出所选用的亲本基因型，并预期实验结果和结论。答案(1)紫色∶红色∶白色＝3∶3∶2AAbb、Aabbeq\f(1,2)(2)选用的亲本基因型为AAbb；预期实验结果及结论：若子代花色全为红花，则待测白花纯合个体的基因型为aabb；若子代花色全为紫花，则待测白花纯合个体基因型为aaBB解析(1)基因型为AaBb的紫花植株与红花杂合子植株(基因型为Aabb)杂交，子代基因型及比例为A_Bb∶A_bb∶aaBb∶aabb＝(eq\f(3,4)×eq\f(1,2))∶(eq\f(3,4)×eq\f(1,2))∶(eq\f(1,4)×eq\f(1,2))∶(eq\f(1,4)×eq\f(1,2))＝3∶3∶1∶1，相应的表型及比例为紫色∶红色∶白色＝3∶3∶2；子代中红花植株的基因型为AAbb、Aabb；子代白花植株包括aaBb与aabb，二者比例为1∶1，故子代白花植株中纯合子占的比例是eq\f(1,2)。(2)根据上述分析，白花纯合子的基因型有aaBB与aabb两种，要选用1种纯合子亲本通过1次杂交实验来确定其基因型，关键思路是要判断该白花植株甲是否含有B基因，且不能选择白花亲本，否则后代全部为白花，无法判断，故而选择基因型为AAbb的红花纯合个体为亲本，与待测植株甲进行杂交。若待测白花纯合个体的基因型为aabb，则子代花色全为红花；若待测白花纯合个体基因型为aaBB，则子代花色全为紫花。【变式训练】1．某科研机构为研究套种对花生生长的影响，以花生为实验材料做了以下实验。取生长发育状态良好且一致的花生幼苗均分为四等份，分别在不遮光、遮光27%、遮光43%、遮光77%的自然光照下培养一段时间后，测量各组色素含量和RuBPcase（固定二氧化碳的酶）活性结果如下表。再将四组幼苗每组均分，分别置于光照强度1200Lux强光和276Lux弱光条件下立即测量净光合速率（短时间内色素含量和RuBPcase活性不发生改变），结果如下图所示。不考虑遮光处理对呼吸速率的影响。请回答下列问题：表：各组光合色素含量（单位：mg·g-1）和RuBPcase活性相对值光照强度叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素RuBPcase活性相对值不遮光1.520.450.36100遮光27%1.670.510.3782.2遮光43%1.720.560.3554.1遮光77%2.170.790.3418.1(1)据表分析，遮光程度不同对色素含量的影响是__________。RuBPcase存在部位是__________，其活性降低后花生植株二氧化碳饱和点将__________。(2)1200Lux光照条件下，遮光组随着遮光程度的升高，净光合速率依次下降，其原因是__________。(3)分析柱形图可得到的结论是__________。(4)本实验给我们在大田中单独种植花生的启示是__________。【答案】(1)

随遮光程度的增加，叶绿素a和叶绿素b的含量均逐渐增加、类胡萝卜素含量变化不大

叶绿体基质

下降(2)随遮光程度的增加，在1200Lux光照进行光合作用时，虽然遮光组色素含量依次增加有利于光反应进行，但RuBPcase活性下降明显且下降幅度依次增大，严重抑制了暗反应进行，所以净光合速率逐渐降低(3)随遮光程度的增加，1200Lux强光下净光合速率逐渐下降，276Lux弱光下的净光合速率逐渐增加(4)种植密度不宜过大（合理密植）【分析】分析表格：表中信息说明：随遮光程度加大，类胡萝卜素含量变化不大，叶绿素的含量逐渐增加，RuBPcase活性降低明显且下降幅度依次增大。分析柱形图可知：随遮光程度的增加，1200Lux强光下净光合速率逐渐下降，276Lux弱光下的净光合速率逐渐增加。【详解】（1）分析表中数据可知，随遮光程度的增加，叶绿素a和叶绿素b的含量均逐渐增加、类胡萝卜素含量变化不大。RuBPcase催化二氧化碳的固定，说明其存在部位是叶绿体基质。二氧化碳饱和点是植物达到最大光合速率所需的二氧化碳浓度，RuBPcase活性降低后，固定的二氧化碳减少，使花生植株二氧化碳饱和点下降。（2）据表格数据可知，随遮光程度加大，RuBPcase活性相对值逐渐降低，叶绿素的含量逐渐增加。随遮光程度的增加，在1200Lux光照进行光合作用时，虽然遮光组色素含量依次增加有利于光反应进行，但RuBPcase活性下降明显且下降幅度依次增大，严重抑制了暗反应进行，所以1200Lux光照条件下，遮光组随着遮光程度的升高，净光合速率依次降低。（3）分析柱形图可知：随遮光程度的增加，1200Lux强光下净光合速率逐渐下降，276Lux弱光下的净光合速率逐渐增加。（4）本实验给我们在大田中单独种植花生的启示是种植密度不宜过大（合理密植），避免种植过密导致植株间相互遮挡，光照减弱使花生产量下降。2．某哺乳动物的基因型为AABbEe，下图1～4是其体内某一个细胞增殖过程中的部分分裂图象，图5、图6为描述该动物体内细胞增殖过程中相关数量变化的柱形图，图7为该过程中细胞内染色体数目的变化曲线。请回答相关问题：（假设该动物体细胞染色体数目为2n）(1)图1～4细胞分裂的先后顺序是_____，图1细胞的名称是_____，图4细胞中同源染色体对数为_________，由图1和图4所标注基因可推知，在该细胞增殖过程中发生的变异类型是_____，产生的卵细胞基因型为____________。(2)若图5中的b代表核DNA含量，则c最可能代表_____含量。图1～4中，与图5表示数量变化相符的是_____。(3)该动物体内的细胞在增殖过程中，当发生着丝点分裂后，细胞将处于图6中的_____组。(4)图7中CD段，细胞内含有_____个染色体组。图1～4中，与图7中HI段相对应的是_________。【答案】(1)

图2、图3、图1、图4

次级卵母细胞

0

基因突变

AbE或Abe(2)

染色单体

图3(3)b、c(4)

4

图1和图4【分析】分析图1：该细胞不含同源染色体，着丝点位于赤道板上，处于减数第二次分裂中期；分析图2：该细胞中含有同源染色体，且着丝点分裂，处于有丝分裂后期；分析图3：该细胞中同源染色体正在分离，处于减数第一次分裂后期；分析图4：该细胞不含同源染色体，且着丝点分裂，处于减数第二次分裂后期；分析图5：该细胞中染色体：染色单体：DNA=1：2：2，且染色体数目与体细胞相同，处于减数第一次分裂、有丝分裂前期和中期；分析图6：a组细胞中染色体含量是体细胞的一半，是减数分裂形成的配子；b组细胞中的染色体含量与体细胞相同，处于有丝分裂前期和中期、减数第一次分裂、减数第二次分裂后期；c组细胞中染色体含量是体细胞的2倍，处于有丝分裂后期；分析图7：AF段表示有丝分裂；FI表示减数分裂。(1)原始生殖细胞先通过有丝分裂方式增殖，再通过减数分裂方式形成配子，因此图1～4细胞分裂的先后顺序是图2、图3、图1、图4；根据图3细胞的不均等分裂可知该生物的性别为雌性，图1细胞处于减数第二次分裂中期，再结合图1和图3中染色体颜色可知，其名称是次级卵母细胞；图4细胞处于减数第二次分裂后期，没有同源染色体，故图4细胞中同源染色体对数为0；由图1和图4所标注基因以及染色体颜色可推知，在该细胞增殖过程中发生的变异类型是基因突变。该哺乳动物的基因型为AABbEe，根据图4可知，次级卵母细胞的基因型为AAbbEe，因此该细胞产生的卵细胞基因型为AbE或Abe。(2)若图5中的b代表核DNA含量，则c最可能代表染色单体含量。图5细胞中染色体：染色单体：DNA=1：2：2，且染色体数目与体细胞相同，处于减数第一次分裂、有丝分裂前期和中期，因此图1～4中，与图5表示数量变化相符的是图3。(3)该动物体内的细胞在增殖过程中，当发生着丝粒分裂后，细胞处于减数第二次分裂后期或有丝分裂后期，分别将处于图6中的b、c组。(4)图7中CD段，细胞处于有丝分裂后期，此时细胞内含有4个染色体组，8个核DNA分子。图7中HI段表示减数第二次分裂，因此图1～4中，与图7中HI段相对应的是图1和图4。3．烟草是一种重要的经济作物，农民在种植烟草时发现其有明显的顶端优势现象(即顶芽生长较快而侧芽生长较慢)。将若干长势相同烟草植株的顶芽和侧芽离体后施加不同浓度外源NAA溶液(生长素的类似物)处理，一段时间后测量生长情况并统计平均值得到柱形图：(1)据图中NAA浓度变化对侧芽和顶芽生长的影响分析，体现了NAA作用的两重性的是________。(2)据图分析烟草的顶芽和侧芽对NAA敏感度的大小关系并说明理由：________。(3)根据烟草顶芽和侧芽的敏感度及生长素作用的特点，产生顶端优势的原因很可能是顶芽产生生长素运输至侧芽，顶芽处生长素浓度低起促进作用，侧芽处生长浓度高起抑制作用，试设计实验证明以上假说(答出实验思路及预期实验结果)。_______________。(4)在烟草生产中，到了一定季节，一般需要解除顶端生长优势的同时，也不让侧芽生长，目的是使更多的营养物质转移到叶片上，从而获得面积较大质量较高的烟叶。据你所学知识设计一种可行的措施。_________________________________________________。【答案】(1)侧芽(2)侧芽敏感度大于顶芽#促进侧芽生长的最适浓度较低，且侧芽达到抑制生长的浓度较低(3)将若干长势相同的烟草均分为甲乙丙三组，甲组不作处理，乙组去顶芽，丙组去顶芽后在顶端放置含生长素的琼脂（或涂抹生长素）；实验结果：甲组与丙组侧芽生长较慢，乙组侧芽生长较快(4)摘除顶芽，并在侧芽部位喷施（涂抹）一定浓度生长素【分析】题图分析：图中NAA浓度为0的作为空白对照组，与对照组相比，侧芽达到一定浓度后将会抑制生长，而实验组中没有看出对顶芽生长具有抑制作用的浓度值。(1)分析柱形图可知，与NAA浓度为0的对照组相比，处理侧芽时，在一定浓度范围内促进侧芽的生长，达到一定浓度后将会抑制生长，体现了NAA作用的两重性；而实验组中没有看出对顶芽生长具有抑制作用，没有体现两重性。(2)图形中实验结果可以看出，侧芽敏感度大于顶芽。这是由于促进侧芽生长的最适浓度低于促进顶芽生长的最适浓度，且图中显示了对侧芽的抑制，但没有显示对顶芽的抑制。(3)为了证明顶端优势的原因，即顶芽产生生长素运输至侧芽，顶芽处生长素浓度低起促进作用，侧芽处生长浓度高起抑制作用，根据实验目的可知，实验的自变量是是否去除顶芽，同时为了证明生长素的作用，因而需要再增加一组顶端涂抹生长素的实验，因此实验思路如下：将若干长势相同的烟草均分为甲乙丙三组，甲组不作处理，乙组去顶芽，丙组去顶芽后在顶端放置含生长素的琼脂（或涂抹生长素）；实验结果：甲组与丙组侧芽生长较慢，乙组侧芽生长较快，原因是乙组去顶后，侧芽不再接受顶芽产生的生长素，而表现为侧芽部位生长素浓度下降而表现为促进生长，因而生长快，而甲组具有顶端优势，丙组虽然没有顶芽，但不断接受从顶端琼脂块中扩散过来的生长素，而表现为侧芽生长素浓度较高，生长受到抑制，因而侧芽生长受抑制。(4)在烟草生产中，到了一定季节，一般需要解除顶端生长优势的同时，也不让侧芽生长，目的是使更多的营养物质转移到叶片上，从而获得面积较大质量较高的烟叶。根据顶芽浓度过高会导致生长受到抑制的特性可推测，应该在去顶的同时，在侧芽部位涂抹一定浓度的生长素，前者可避免顶芽生长，后者可抑制侧芽生长。4．一片玉米农田就是一个生态系统。玉米螟是玉米的主要虫害，其幼虫能蛀入玉米茎秆和果穗内取食。玉米螟的天敌种类很多，主要有寄生卵赤眼蜂、各种寄生细菌以及捕食性天敌瓢虫。红蜘蛛也取食玉米，常见的捕食天敌有瓢虫和蛙。(1)请按照捕食关系，绘出该玉米农田生态系统的食物网：________________。(2)依靠所绘食物网中的所有生物，该生态系统________（填“可以”或“不可以”）完成碳循环的过程。(3)如图是玉米螟所在食物链的相关种群一年内能量流动的部分统计数据（图例不同柱形分别代表不同种群，数值表示能量，单位为kJ·hm-2·a-1）。据图分析，第二营养级到第三营养级的能量传递效率为________%，结合以上信息说明，能量流动具有________的特点。(4)把玉米秸秆当燃料烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量。为此人类设计了新型生态系统，如将秸秆用作饲料喂牲畜，获得肉、蛋、奶等；将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，以生产沼气提供能源；将沼气池中的沼渣作为肥料还田等，设计新型人工生态系统的利益是________________。(5)与周边河流生态系统相比，污水流入该农田生态系统后，恢复如初所需时间较长，从生态系统的结构角度分析原因是_________。(6)在不同田块种植糯性玉米和非糯性玉米等不同品种，可增加_________（填“遗传多样性”或“物种多样性”），提高生态系统的稳定性。【答案】(1)(2)不可以(3)

20

单向流动、逐级递减(4)实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率(5)农田生态系统物种数目较少，营养结构越简单，自我调节能力较弱(6)遗传多样性【分析】1、食物链包括捕食食物链、寄生食物链、腐生食物链。2、根据题意可知，柱形图表示玉米螟所在食物链的相关种群一年内能量流动的统计数据，即玉米→玉米螟→瓢虫，则根据能量流动的特点，图中第2个柱表示玉米，第1个柱表示玉米螟，第3个柱表示瓢虫。(1)食物网如图：(2)食物网只包括生产者和消费者，而完成碳循环还必须依赖于分解者，故依靠所绘食物网中的所有生物，该生态系统不可以完成碳循环的过程。(3)根据题意可知，柱形图表示玉米螟所在食物链的相关种群一年内能量流动的统计数据，即玉米→玉米螟→瓢虫，则根据能量流动的特点，图中第2个柱表示玉米，第1个柱表示玉米螟，第3个柱表示瓢虫。因此第二营养级同化量为15kJ/（hm2•a），第三营养级同化量为3kJ/（hm2•a），第二营养级到第三营养级的能量传递效率=3÷15×100%=20.0%。结合以上信息说明，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点。(4)将秸秆用作饲料喂牲畜，获得肉、蛋、奶等；将牲畜的粪便作为沼气池发酵的原料，以生产沼气提供能源；将沼气池中的沼渣作为肥料还田等，实现了对能量的多级利用，从而大大提高了能量的利用率。(5)农田生态系统物种数目较少，营养结构越简单，自我调节能力较弱，故与周边河流生态系统相比，污水流入该农田生态系统后，恢复如初所需时间较长。(6)在不同田块种植糯性玉米和非糯性玉米等不同品种，可增加遗传多样性，提高生态系统的稳定性。5．莠去津是一种含氮农药，在土壤中不易降解，为修复被其污染的土壤，按下图1程序选育能降解莠去津的细菌（目的菌）。已知莠去津在水中溶解度低，含过量莠去津的固体培养基不透明。(1)由图1推断，从A瓶到C瓶液体培养的目的是_________A．初步选择能降解莠去津的细菌 B．初步选择能降解莠去津的细菌菌落C．增加能降解莠去津的细菌数量 D．去除土壤中的杂质(2)图2为A~C瓶中三类细菌的最大密度柱形图，甲