检测“破解实验大题”课后强训卷测试题

检测（十七）“破解实验大题”课后强训卷1、疟原虫是一种单细胞动物。它能使人患疟疾，引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状，严重时致人死亡。临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功，但其抗疟机制尚未完全明了。我国科学家进行了如下实验。组别实验材料实验处理实验结果(线粒体膜电位的相对值)1疟原虫的线粒体不加入青蒿素1002加入青蒿素603仓鼠细胞的线粒体不加入青蒿素1004加入青蒿素97(1)1、2组结果表明______________________________________；由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。据此可以得出的结论是______________________________________。(2)将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为___________________，能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据。解析：通过题干文字信息可知，该实验的目的是探究青蒿素的抗疟机制，通过表格信息可知该探究性实验的自变量为青蒿素的有无和生物的种类，因变量具体指标为“线粒体膜电位的相对值”，1组和2组为一组对照实验，实验材料为疟原虫的线粒体，3组和4组为一组对照实验，实验材料为仓鼠细胞的线粒体，表格内容只体现了实验思路，且没有列出无关变量，实验结果为具体数值。1、2组结果表明青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位(实验结论)。由3、4组实验结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。所以，综合分析四组实验可得出结论：青蒿素能降低疟原虫和仓鼠细胞线粒体膜电位，但降低作用存在差异。这一结论，可以用更为简洁的语言表述，即青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间的差异。通过第二小问内容可知，接下来的实验目的是“为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据”，因此，实验材料必然来自人，即人体细胞的线粒体。答案：(1)青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间的差异(2)人体细胞的线粒体2、果蝇在对CO2的耐受性方面有两个品系：敏感型(甲)和耐受型(乙)，现有以下两个实验。实验一：让甲品系雌蝇与乙品系雄蝇杂交，后代全为敏感型。实验二：将甲品系雌蝇的卵细胞去核后，移入来自乙品系雌蝇的体细胞核，由此培育成的雌蝇再与乙品系雄蝇杂交，后代仍全为敏感型。(1)设计实验二是为了验证_____________________________。(2)目前，由实验一的实验结果无法得到与实验二相同的实验结论，原因是__________________________________________。解析：(1)实验二中通过核移植技术得到的重组细胞，细胞核来自乙品系果蝇(耐受型)，细胞质来自甲品系果蝇(敏感型)，由重组细胞发育成的雌果蝇与乙品系雄果蝇杂交，后代全为敏感型，说明敏感型相关基因来自雌果蝇，而雌果蝇敏感型相关基因来自甲品系果蝇的细胞质，由此可以得出结论：敏感型相关基因通过细胞质遗传。结合试题信息可得出结论：果蝇控制对CO2的耐受性的基因位于细胞质中。(2)若想通过杂交实验证明某性状的遗传方式为细胞质遗传，需要对具有相对性状的亲本进行正交和反交实验，若正交与反交所得子一代表现型相同，则为细胞核遗传，若子一代表现型只与母本有关，则为细胞质遗传。答案：(1)果蝇控制对CO2的耐受性的基因位于细胞质中(2)有性生殖中，细胞质中遗传物质只能由母本传递给子代，但细胞核中遗传物质可通过母本和父本遗传给后代，欲证明某性状属于细胞质遗传，需要进行正交和反交实验，观察子一代的表现型，实验一只进行了正交实验，缺少反交实验3、科研人员研究了不同土壤含水量对番茄叶片光合作用的影响。实验用土壤所能稳定保持的最高含水量为40%，对照组土壤含水量在35%上下波动，T1、T2、T3、T4的土壤含水量分别在30%、25%、20%、12%上下波动，实验结果如表所示(气孔导度越大，说明气孔开放程度越大)。组别项目对照T1T2T3T4叶绿素a(mg·g－1)1.351.491.541.701.54叶绿素b(mg·g－1)0.370.410.470.430.41气体吸收速率(μmolCO2·m－2·s－1)6.205.685.063.662.88气孔导度(mmol·m－2·s－1)0.1820.1640.1470.1380.110胞间CO2浓度(mg·kg－1)242234240252290请回答下列问题：(1)叶绿素分布于叶绿体的类囊体薄膜上，在(绿叶中叶绿体)色素提取液中的含量________(填“小于”“等于”或“大于”)类胡萝卜素，在层析液中的溶解度________(填“小于”“等于”“大于”)类胡萝卜素，纸层析后，在滤纸条上呈__________________色。(2)与对照组相比，随着土壤含水量的不断下降，番茄叶片光合作用合成有机物的速率________(填“基本不变”“不断下降”或“无法判断”)，原因是_____________________________________。(3)据表分析，T3和T4组番茄叶片净光合速率与对照组相比约________(填“升高”或“降低”)，研究者将这两组番茄经组织培养获得的子代种植于35%左右含水量的土壤中，再对表中所示项目分别进行检测，得到了与表中对照组相似的实验结果，说明_________________________________________________________________________。解析：(1)对于绿叶中的色素，叶绿素含量约占3/4，大于类胡萝卜素含量；叶绿素在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素，位于滤纸条上靠近滤液细线一端，叶绿素中的叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。(2)从表中数据可知，与对照组相比，随着土壤含水量的不断下降，番茄叶片吸收CO2的速率不断下降，表明番茄叶片净光合速率下降，由于实验没有提供细胞呼吸速率的信息，故无法计算总光合速率。(3)据表分析，T3和T4组番茄叶片净光合速率与对照组相比均降低；研究者将两组番茄经组织培养获得的子代种植于含水量正常的土壤中，再对相关项目进行检测，说明研究者的实验目的是研究净光合速率低的现象能否遗传给子代，由于得到了与表中对照组相似的实验结果，说明在含水量较低环境中，番茄叶片净光合速率较低的现象，不是由遗传物质改变引起的，仅仅是由土壤含水量低造成的。答案：(1)大于小于蓝绿色和黄绿(2)无法判断根据各组CO2气体吸收速率可以计算有机物的积累速率，但因缺乏细胞呼吸速率，无法计算总光合速率(3)降低T3和T4组番茄叶片净光合速率低于对照组是由土壤含水量低造成的，番茄相关遗传物质并没有发生改变4、摩尔根在饲养的一群野生型红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。他用这只白眼雄果蝇与野生型的红眼雌果蝇交配，子一代无论雌雄全为红眼，但子二代中雌蝇全为红眼，雄蝇中1/2红眼、1/2白眼。请回答下列问题：(1)果蝇的眼色性状中，显性性状是________。(2)根据杂交实验结果，摩尔根做出假设：控制果蝇白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。为验证假设，摩尔根让白眼雄蝇和子一代红眼雌果蝇交配，结果产生1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雄蝇、1/4白眼雌蝇。仅根据该实验结果不能验证他的假设，理由是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)为了进一步验证他的假设，摩尔根又设计了三个实验。实验一：让全部子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配，分别观察并统计每只雌蝇产生子代的表现型及比例。预期结果：_____________________________________。实验二：_______________________________。预期结果：子代中雌蝇全为红眼，雄蝇全为白眼。实验三：让白眼雌雄果蝇相互交配。预期结果：子代雌雄果蝇全为白眼。上述三个实验中，实验_________的预期结果能支持摩尔根的假设。解析：(1)摩尔根用红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1全为红眼，说明红眼为显性性状。(2)设控制果蝇红眼与白眼的基因为B、b，则如果Y染色体上有相应的等位基因，则XbYb×XBXb→1/4XBXb、1/4XbXb、1/4XBYb、1/4XbYb，即当Y染色体上有对应的等位基因时，会出现上述结果，同理可知，如果控制眼色基因在常染色体上，同样会出现上述实验结果。因此根据此实验不能判定控制果蝇白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。需要继续进行实验才能确定。(3)实验一：让全部子二代雌蝇与白眼雄蝇做单对交配，分别观察并统计每只雌蝇产生子代的表现型及比例。预期结果：半数雌蝇所产的后代全为红眼，半数雌蝇所产的后代为1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雄蝇、1/4白眼雌蝇。实验二：白眼雌蝇与野生型(或纯合)红眼雄蝇交配，预期结果：子代中雌蝇全为红眼，雄蝇全为白眼。上述三个实验中，实验二的预期结果能支持摩尔根的假设，因为如果Y上有对应的X染色体上的等位基因或控制眼色的基因位于常染色体上，子代应该全部为红眼。答案：(1)红眼(2)如果控制眼色基因在常染色体上或在Y染色体含有它的等位基因，也会出现上述实验结果(或：如果控制眼色基因在常染色体上，也会出现上述实验结果或：如果在Y染色体含有它的等位基因，也会出现上述实验结果)(3)半数雌蝇所产的后代全为红眼，半数雌蝇所产的后代为1/4红眼雄蝇、1/4红眼雌蝇、1/4白眼雄蝇、1/4白眼雌蝇白眼雌蝇与野生型(或纯合)红眼雄蝇交配二5、在缤纷的生物世界，微生物似乎显得过于微小与沉寂。然而，它们在人类生活和生产中有着重要的作用，有的能改善人类的生活环境，如处理生活污水；有的能影响人类的生产活动，如微生物能引起作物感病。请结合相关信息，回答下列问题：(1)生活污水流经某生活污水净化处理系统中的“厌氧沉淀池”“曝气池”和“兼氧池”后得到初步净化，在这个过程中，微生物通过__________呼吸将污水中的有机物分解。(2)很多微生物只能分解某一种有机物，如果想培育出能分解生活污水中多种有机物的“超级微生物”，理论上可采用__________技术对现有微生物进行改造，该技术的核心是__________________，如果要在个体水平上检测改造后的微生物是否符合要求，可采用的做法是______________________________。(3)白粉菌和条锈菌能分别导致小麦感白粉病和条锈病，引起减产，采用适宜播种方式可控制感病程度。如表所示是株高和株型相近的小麦A、B两品种在不同播种方式下的相关实验结果。实验编号播种方式植株密度(×106株/公顷)白粉病感染程度条锈病感染程度单位面积产量A品种B品种Ⅰ单播40—＋＋＋＋Ⅱ单播20—＋＋＋Ⅲ混播22＋＋＋＋＋Ⅳ单播04＋＋＋—＋Ⅴ单播02＋＋—＋＋注：“＋”的数目表示感染程度或产量高低；“—”表示未感染。据表可知，抗白粉病的小麦品种是______，因为____________________；设计Ⅳ、Ⅴ两组实验，可探究_____________。解析：(1)由试题中“厌氧沉淀池”“曝气池”和“兼氧池”的信息提示可知，微生物生存的环境既有氧气充足的“曝气池”，也有氧气不足的“厌氧沉淀池”，还有“兼氧池”，故判断微生物可通过有氧呼吸或无氧呼吸的方式将有机物分解。有氧呼吸和无氧呼吸是细胞呼吸的两种类型。(2)从试题信息“在个体水平上检测改造后的微生物是否符合要求”可知，实验目的是“检测改造后的微生物分解生活污水中的多种有机物的能力”，因此，实验自变量为生活污水中是否含有改造后的微生物，因变量是生活污水中多种有机物的剩余量，其他变量为无关变量，要求适宜且相同。(3)由表格信息可知Ⅰ、Ⅱ组小麦都未感染白粉病，说明A品种小麦具有抗白粉病的特性；Ⅳ、Ⅴ组实验的自变量是B品种小麦的种植密度，因变量是白粉病、条锈病的感染程度和单位面积产量，由此可知这两组实验探究的是B品种小麦的植株密度对B品种小麦感病程度和产量的影响。答案：(1)有氧呼吸和无氧(或细胞)(2)转基因(基因工程)基因表达载体的构建用含有多种有机物的生活污水作培养液，一组添加改造后的微生物，另一组添加等量改造前的微生物，置于相同且适宜条件下培养一段时间后，检测两组培养液中多种有机物的剩余量(3)AⅠ、Ⅱ组小麦都未感染白粉病B品种小麦植株密度对B品种小麦感病程度及产量的影响6、某科研人员研究了甲、乙两个品种豌豆，甲品种豌豆成熟植株株高5cm左右，乙品种豌豆成熟植株株高20cm左右。研究发现，与乙品种比较，甲品种几乎不含赤霉素。该科研人员推测甲品种豌豆植株成株过矮是由缺乏赤霉素导致的，为了验证这一推测，拟将长势相同的乙品种豌豆幼苗分成两组，置于相同且适宜条件下培养，待豌豆植株成熟后向其中一组(A组)喷洒适宜浓度的赤霉素溶液，另一组(B组)喷洒等量的可溶解赤霉素的溶剂。继续培养一段时间后，测量两组豌豆的株高，若B组的乙种豌豆株高与甲种豌豆成熟株高接近，A组的乙种豌豆株高大于20cm，则可证明推测正确。请找出该实验设计两处明显不合理之处并更正。解析：题中所述实验的实验目的是验证甲品种豌豆植株成株过矮是由缺乏赤霉素导致的这一推测，实验中的自变量为赤霉素的有无，因变量是甲品种豌豆成株高度，其他变量为无关变量。解题时，需要从取材、处理、观察和记录的三个环节对试题提供的实验信息进行分析，可得到以下合理实验设计。取材：将长势相同的甲品种豌豆幼苗分成两组，置于相同且适宜条件下培养。处理：在豌豆植株生长过程中向其中一组喷洒适宜浓度的赤霉素溶液，另一组喷洒等量的可溶解赤霉素的溶剂。观察和记录：继续培养一段时间后，测量两组豌豆的株高。然后，在此基础上，进行变量的确定。自变量：是否施加适宜浓度赤霉素溶液。因变量：甲品种豌豆成熟植株的高度。无关变量：赤霉素溶液的浓度、培养时间等，需保持相同且适宜。由此可知，乙品种豌豆不应是本次实验的生物材料；若待豌豆植株成熟后再喷洒赤霉素溶液，赤霉素无法起促进生长的作用，操作错误。答案：不应该用乙品种豌豆进行实验，应改为甲品种豌豆；不应在豌豆植株成熟后喷洒赤霉素溶液，应在豌豆生长过程中喷洒。7、某研究性学习小组进行系列实验，实验结果处理后汇总，如图所示(注：实验中使用的酶为一种新型碱性纤维素酶)。(1)该实验的目的是_____________________________。(2)若实验组C、D相互对比，自变量是______________________，无关变量是__________________，可得出的实验结论为___________________________________；若实验组D、F相互对比，自变量是__________，无关变量是__________________________，可得出的实验结论为__________________________。(3)该实验设计的原理是_______________________________________________________________________________________________________。(4)若想探究加大该酶用量是否可以显著提高洗衣粉的去污力，实验设计思路为_____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)从柱状图可知，该实验的因变量是“去污力”，A与B、C与D、E与F、G与H两两相比，都存在一个不添加酶的对照组和添加酶的实验组，因此，各个实验具有共同的自变量“碱性纤维素酶的有无”，故该实验的实验目的为“探究一种新型碱性纤维素酶的去污能力”。(2)实验组C、D相互对比，自变量为碱性纤维素酶的有无，其余与实验相关的处理均为无关变量。由实验处理后的“去污力”数据可知，实验结论为碱性纤维素酶能提高洗衣粉的去污力。实验组D、F相互对比，自变量为污布类型，其余与实验相关的处理均为无关变量，由实验结果分析可知，实验结论为碱性纤维素酶对不同类型污布的去污力不同。(3)该实验对几种污布进行不同的处理，并比较去污能力。与此相关的原理有：酶的作用，因变量的检测，无关变量的设置等。其中自变量的设置、因变量的检测是否科学，是决定该实验是否成功的关键因素。(4)若想探究加大该酶用量是否可以显著提高洗衣粉的去污力，则实验的自变量应为酶的用量，因变量为去污力，其他条件保证相同且适宜即可。实验设计思路应体现自变量、因变量和无关变量，可表述为设置不同浓度的该碱性纤维素酶溶液(自变量)，在洗衣粉种类(无关变量)相同，污布种类(无关变量)相同的条件下进行实验，观察比较相同且适宜条件(无关变量)下污渍残留情况(因变量)，比较该酶去污能力。答案：(1)探究一种新型碱性纤维素酶的去污能力(2)碱性纤维素酶的有无污布类型、洗衣粉的类型碱性纤维素酶能提高洗衣粉的去污力污布类型洗衣粉类型、碱性纤维素酶的用量碱性纤维素酶对不同类型污布的去污力不同(3)酶具有催化能力，碱性纤维素酶能催化纤维素分解为小分子化合物；酶催化能力越高，污渍残留越少；通过污布中污渍残留情况的检测，可反映该酶是否具有去污能力或该酶去污力的大小(4)设置不同浓度的该碱性纤维素酶溶液，在洗衣粉种类相同，污布种类相同的条件下进行实验，观察比较相同且适宜条件下污渍残留情