高考生物二輪專題訓(xùn)練：第18講《實驗設(shè)計與科學(xué)探究》（含詳解）

1、PAGE 第18講 實驗設(shè)計與科學(xué)探究專題跟蹤訓(xùn)練(十八)一、單選題1(北京市海淀區(qū)一模)研究者使用穩(wěn)定同位素18O標(biāo)記水和碳酸鹽/碳酸氫鹽中的氧，加入三組小球藻培養(yǎng)液中，記錄反應(yīng)起始時水和碳酸鹽/碳酸氫鹽中18O的比例，光照一段時間后，分別檢測小球藻釋放的氧氣中18O的比例，實驗結(jié)果如下表所示。下列相關(guān)敘述，不正確的是()A.小球藻光合作用所需的CO2可由HCOeq oal(,3)和COeq oal(2,3)提供BHCOeq oal(,3)和COeq oal(2,3)中18O的比例不同導(dǎo)致放氧速率不同C釋放的O2中18O的比例不受光合作用反應(yīng)時間的影響D釋放的O2和水中18O的比例接近，推測

2、氧氣來自于水解析碳酸鹽/碳酸氫鹽相當(dāng)于CO2緩沖液，小球藻光合作用所需的CO2可由HCOeq oal(,3)和COeq oal(2,3)提供，A項正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，放氧速率與HCOeq oal(,3)和COeq oal(2,3)中18O的比例無關(guān)，B項錯誤；表中數(shù)據(jù)說明釋放的O2中18O的比例不受光合作用反應(yīng)時間的影響，C項正確；釋放的O2中18O的比例和水中18O的比例接近，由此可推測氧氣來自于水，D項正確。答案B2(河南省中原名校聯(lián)考)為研究根背光生長與生長素的關(guān)系，將水稻幼苗分別培養(yǎng)在含不同濃度生長素或適宜濃度NPA(生長素運(yùn)輸抑制劑)的溶液中，用水平單側(cè)光照射根部(如圖)，測得根

3、的彎曲角度及生長速率如下表：據(jù)此實驗的結(jié)果，不能得出的結(jié)論是()A根向光一側(cè)的生長速率大于背光一側(cè)B生長素對水稻根生長的作用具有兩重性C單側(cè)光對向光一側(cè)生長素的合成沒有影響D單側(cè)光照射下根的背光生長與生長素的運(yùn)輸有關(guān)解析圖中植物根背光生長，說明根向光一側(cè)的生長速率大于背光一側(cè)，A正確；對比四個外源生長素的測定指標(biāo)，可以看出隨生長素濃度的增高，生長速度是先增高后降低，可以看出生長素對根生長的作用具有兩重性，B正確；題干沒有給出單側(cè)光對向光一側(cè)生長素合成或分解是否有影響的任何信息，無法得出單側(cè)光對向光一側(cè)生長素的合成或分解有沒有影響的結(jié)論，C錯誤；用生長素抑制劑處理根，根的彎曲程度減弱，說明單側(cè)光

4、照射下根的背光生長與生長素的運(yùn)輸有關(guān)，D正確。答案C3(浙江省寧波市十校聯(lián)考)科研人員研究了不同氮素水平對某植物葉片光合作用的影響。其實驗結(jié)果如下表所示，下列分析錯誤的是()(注：氣孔導(dǎo)度指氣孔開放程度；表觀光合速率是指在光照條件下，一定量的植物在單位時間內(nèi)釋放到外界的O2量)A氮是葉綠素的組成元素，適當(dāng)增施氮肥有利于葉綠素的合成B隨著氮素水平的增加，胞間CO2濃度的持續(xù)下降促進(jìn)了表觀光合速率不斷增加C第4組的表觀光合速率高于第3組，而葉綠素含量相同，推測其主要原因可能是高氮條件下，氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的數(shù)量增多D一定范圍內(nèi)增大氮素濃度，可提高該植物葉片的表觀光合速率解析根據(jù)實驗?zāi)康目?/p>

5、知，該實驗的自變量是不同濃度的氮素水平，葉綠素的元素組成是C、H、O、N、Mg，根據(jù)表格可知，在一定范圍內(nèi)隨著氮素水平的提高，葉綠素的含量在增加，因此適當(dāng)增施氮肥有利于葉綠素的合成，A項正確；胞間CO2濃度和表觀光合速率均屬于因變量，該實驗不能說明兩個因變量之間的關(guān)系，B項錯誤；氮也是組成細(xì)胞中酶的元素，第4組(高氮組)比第3組(偏高組)葉片表觀光合作用速率高，而葉綠素含量相同，可能原因是高氮條件下，氮素參與合成的光合作用有關(guān)酶的數(shù)量增多，C項正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，一定范圍內(nèi)增大氮素濃度，可提高該植物葉片的表觀光合速率，D項正確。答案B二、非選擇題4(江蘇省南通市考前卷)花椰菜是一種低脂肪、

6、高能量并富含多種維生素的短季節(jié)蔬菜，具有防治癌癥和心臟病的作用。化肥的過量施用會改變土壤理化性質(zhì)，降低肥料利用率，導(dǎo)致蔬菜內(nèi)硝酸鹽累積，降低其產(chǎn)量和品質(zhì)。為了給花椰菜種植過程中的合理施肥提供科學(xué)依據(jù)，研究人員研究了單施化肥、化肥減量及配施生物肥(含生物制劑的有機(jī)肥)對花椰菜的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度(葉片氣孔的開放程度)、硝酸鹽含量、維生素C含量等方面的影響，相關(guān)結(jié)果如下表所示。請回答問題。(1)植物吸收肥料中的Mg主要用于合成_(填物質(zhì)名稱)來參與光合作用，氣孔導(dǎo)度大小會影響葉片從空氣中吸收_，進(jìn)而影響光合作用的_過程，最終影響產(chǎn)量。(2)與常規(guī)施肥相比，80%常規(guī)施肥可_(選填“促進(jìn)”或“抑制

7、”)氣孔開放。(3)實驗結(jié)果表明，在施用化肥的基礎(chǔ)之上再配施生物肥能顯著提高花椰菜的光合速率，其可能的原因是_；_。(4)表中數(shù)據(jù)表明，花椰菜中維生素C含量與硝酸鹽含量呈_關(guān)系，綜合分析研究結(jié)果，花椰菜種植過程中的合理施肥方案是_。解析本題主要考查光合作用的過程及影響光合作用的因素的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生數(shù)據(jù)分析及知識應(yīng)用能力。學(xué)生可通過分析表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合題意對各小題分析作答。光合作用可分為光反應(yīng)與暗反應(yīng)兩個階段，光反應(yīng)發(fā)生在類囊體薄膜上，葉綠素含量及光照強(qiáng)度會影響光反應(yīng)；暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，二氧化碳濃度及溫度(影響暗反應(yīng)酶的活性)會影響暗反應(yīng)。據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，不同的施肥方案對花椰菜的

8、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、硝酸鹽含量及維生素含量影響不同，綜合考慮，80%常規(guī)施肥生物肥是花椰菜種植過程中的最佳施肥方案。(1)植物吸收肥料中的Mg用于合成葉綠素，葉綠素在光合作用光反應(yīng)中吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能，氣孔導(dǎo)度大小會影響葉片從空氣中吸收CO2，影響光合作用的暗反應(yīng)過程，從而影響產(chǎn)量。(2)80%常規(guī)施肥和常規(guī)施肥的氣孔導(dǎo)度分別是529.30 mmol/m2s、500.67 mmol/m2s，所以與常規(guī)施肥相比，80%常規(guī)施肥促進(jìn)了氣孔開放。(3)施用生物肥后，微生物分解有機(jī)物，可釋放較多的CO2，又能增大氣孔導(dǎo)度，雙重作用有利于花椰菜吸收CO2，進(jìn)行光合作用。(4)表中維生素含量越高，硝酸

9、鹽含量越低，所以兩者之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；表中數(shù)據(jù)表明，采用80%常規(guī)施肥生物肥方案時，花椰菜的凈光合速率較大、維生素含量較高、硝酸鹽含量較低，因此花椰菜種植過程中的合理施肥方案是80%常規(guī)施肥生物肥。答案(1)葉綠素CO2暗反應(yīng)(二氧化碳的固定和三碳化合物的還原)(2)促進(jìn)(3)施用生物肥環(huán)境下，土壤釋放的CO2相對較多，濃度相對較高的CO2環(huán)境有利于植物提高光合速率配施生物肥后氣孔導(dǎo)度均有所增大(4)負(fù)相關(guān)80%常規(guī)施肥生物肥(750 kg/hm2)5(天津市和平區(qū)模擬)下表表示果蠅6個品系(都是純系)的性狀和攜帶這些基因的染色體，品系都只有一個性狀是隱性性狀，其他性狀為顯性性狀。(1)研究伴

10、性遺傳時，選擇上表中哪兩個品系交配最恰當(dāng)？_；用常染色體上的基因，通過翅和眼的性狀驗證基因自由組合定律時，選擇哪兩個品系交配最恰當(dāng)？_。(2)讓品系中的雌性個體與品系中的雄性個體進(jìn)行交配，F(xiàn)1的基因型可能是_。(寫具體基因型)(3)對果蠅的灰體(V)與黑體(v)這對相對性狀做遺傳研究。如果用含有某種添加劑的食物喂養(yǎng)果蠅，所有的果蠅都是黑體?，F(xiàn)有一只用含有這種添加劑的食物喂養(yǎng)的黑體雄果蠅，請設(shè)計實驗探究其基因型。親本性狀：_。F1幼蟲喂養(yǎng)方法：_。觀察F1的體色，請寫出判斷其基因型的方法：_。解析本題以遺傳實驗為背景，考查基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用。需要考生能從題目中獲取有用信息，對

11、所學(xué)知識理解到位，然后再根據(jù)題意梳理并回憶相關(guān)知識，找出教材中與之相對應(yīng)的基本原理，對各小題進(jìn)行分析作答。測交的定義是孟德爾在驗證自己對性狀分離現(xiàn)象的解釋是否正確時提出的，在實踐中，測交往往用來鑒定某一個體的基因型和它形成的配子類型及其比例。據(jù)此答題。(1)品系果蠅的隱性性狀基因位于X染色體上，因此研究伴性遺傳時，應(yīng)選擇品系和品系交配最恰當(dāng)，即；用常染色體上的基因，通過翅和眼的性狀驗證基因自由組合定律時，由于品系的相關(guān)基因在同一染色體上，所以應(yīng)選用和兩個品系交配最恰當(dāng)，即。(2)根據(jù)題意可知品系中的雌性個體基因型是aaXBXB，品系中的雄性個體基因型是AAXbY，則它們的后代F1的基因型可能有

12、AaXBXb、AaXBY。(3)檢測某動物的基因型，常用測交法，即選取多只用不含添加劑的食物喂養(yǎng)的黑體雌果蠅(vv)與待測雄果蠅交配；F1幼蟲應(yīng)用正常飼料(不含該添加劑)喂養(yǎng)?？捎媚嫱品ㄅ袛啻郎y果蠅的基因型：若待測果蠅的基因型是VV，則后代全部為灰體；若待測果蠅的基因型為Vv，則后代出現(xiàn)兩種體色；若待測果蠅的因型是vv，則后代全為黑體。答案(1)(2)AaXBY、AaXBXb(3)黑體雄果蠅與正常黑體雌果蠅(未用添加劑飼料喂過)交配用正常飼料(不含該添加劑)喂養(yǎng)若后代全部為灰體，說明該果蠅基因型是VV，若后代出現(xiàn)兩種體色，說明是雜合子其基因型為Vv，若后代全為黑體，說明其基因型是vv6(山西省

13、太原市模擬)草魚主要以水草為食，鰱魚主要濾食浮游動植物及草魚的糞便，鯉魚主要攝食底棲昆蟲等。為了探究高產(chǎn)魚池中草魚、鰱魚的合理結(jié)構(gòu)，科研人員研究了“一草帶三鰱”(A方式)和“三草帶一鰱”(B方式)兩種混養(yǎng)方式，實驗結(jié)果如下表所示。請回答：(1)鰱魚、草魚、鯉魚生活在不同的水層中，可以充分利用養(yǎng)殖水體的_，體現(xiàn)了群落的_結(jié)構(gòu)。(2)草魚同化的能量一部分通過呼吸作用以熱能形式散失，另一部分用于_。(3)與B方式相比，A方式需要施用氮肥、磷肥，其目的是_，以滿足鰱魚的食物需求，這種模式可能造成的負(fù)面影響是_。(4)與A方式相比，B方式的草魚、鰱魚結(jié)構(gòu)更合理，判斷依據(jù)是_(至少答出兩點(diǎn))。解析本題考查

14、群落、生態(tài)系統(tǒng)，考查對群落結(jié)構(gòu)、能量流動、水體富營養(yǎng)化問題的理解。解答此題，可根據(jù)施肥量、光能量利用率、青草料利用率和水體能見度和魚產(chǎn)量的不同，判斷A、B方式哪一個更合理。(1)鰱魚、草魚和鯉魚食性不同，生活在不同的水層，混合放養(yǎng)可以充分利用養(yǎng)殖水體的食物和空間，它們的分層分布體現(xiàn)了群落的垂直結(jié)構(gòu)。(2)草魚同化的能量中大部分通過呼吸作用以熱能形式散失，其余部分用于自身的生長、發(fā)育和繁殖。(3)A方式施用氮肥、磷肥，N、P等元素可參與組成細(xì)胞的磷脂、核酸、蛋白質(zhì)等化合物，因而可以促進(jìn)水體中浮游植物的生長，為鰱魚提供較多的食物。N、P元素過多，會引起水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水體污染。(4)據(jù)表可知，B

15、方式下不需要施肥，卻可以充分利用光能，提高青草料的利用率，并且保持較好的水質(zhì)，獲得較高的魚產(chǎn)量，因此B方式的草魚、鰱魚結(jié)構(gòu)更合理。答案(1)食物和空間垂直(2)自身的生長、發(fā)育和繁殖(3)促進(jìn)浮游植物的生長容易引起水體富營養(yǎng)化(4)提高了能量利用率，魚產(chǎn)量高，經(jīng)濟(jì)效益好；污染少，水質(zhì)好7(河北省衡水中學(xué)模考)核能是人類最具希望的未來能源，但是核能也是一把非常鋒利的雙刃劍，切爾諾貝利事故和日本核泄漏事件足以說明。某科學(xué)興趣小組對切爾諾貝利事故前后的某雌雄異株植物(性染色體為XY型)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了一雄株性狀與野生植物有明顯差異的突變植株。在事故前，這種突變類型的植株并不存在。請回答：(1)若該植

16、物的突變性狀和野生性狀由一對等位基因(A、a)控制，該科學(xué)興趣小組發(fā)現(xiàn)該突變植株的突變性狀是由其一條染色體上的某基因突變產(chǎn)生的，為了想進(jìn)一步了解突變基因的顯隱性和在染色體中的位置，設(shè)計了如下雜交實驗方案。請將下列方案補(bǔ)充完整。雜交方法：該株突變雄株與多株野生純合雌株雜交。觀察統(tǒng)計：觀察記錄子代中雌雄植株中野生性狀和突變性狀的數(shù)量，填入下表。若突變基因位于Y染色體上，則Q和P值分別為_。若突變基因位于X染色體上且為顯性，則Q和P值分別為_。若突變基因位于X染色體上且為隱性，則Q和P值分別為_。若_，則Q和P值分別為1/2、1/2。若突變基因位于X和Y的同源區(qū)段，則該株突變個體的基因型為_。(2)

17、除基因突變外，生物可遺傳變異類型還有_。(3)現(xiàn)有一株野生植物具有兩對獨(dú)立遺傳的等位基因(B和b、C和c)，其中C和c位于X染色體上，則用于與該植株測交的個體基因型為_。解析根據(jù)題意分析，該突變植株的突變性狀由某條染色體上的某個基因突變產(chǎn)生，且在事故前，這種突變類型的植株并不存在。分析表格，Q表示突變性狀在雄性中出現(xiàn)的比例，P表示突變性狀在雌性中出現(xiàn)的比例。(1)如果突變基因位于Y染色體上，后代的雄株都是突變型，雌株都是野生型，因此P為1，Q為0。若突變基因位于X染色體上且為顯性，親代突變雄株與多株野生純合雌株的基因型為XAY和XaXa，后代的基因型為XAXa、XaY，雌性個體都是突變型，雄性

18、個體都是野生型，即P為0，Q為1。若突變基因位于X染色體上且為隱性，親代突變雄株與多株野生純合雌株的基因型為XaY和XAXA，后代的基因型為XAXa、XAY，不論是雄性個體還是雌性個體，都是野生型，即P、Q都是0。如果突變基因位于常染色體上且為顯性，親代突變雄株與多株野生純合雌株的基因型為Aa和aa，后代的基因型為Aa和aa，在性別之間的比例沒有差異，因此Q和P值分別為1/2、1/2。若突變基因位于X和Y的同源區(qū)段，則該株突變個體的基因型為XAYa或XaYA。(2)除基因突變外，生物可遺傳變異類型還有基因重組和染色體變異。(3)測交是指被測個體與隱性純合子雜交，由題可知，野生植株為雌性，因此用

19、于與該植株測交的個體基因型為bbXcY。答案(1)1、00、10、0突變基因位于常染色體上且為顯性XAYa或XaYA(2)基因重組和染色體變異(3)bbXcY8(南昌檢測)剛收獲的玉米種子堆放一天后就發(fā)熱了，某同學(xué)認(rèn)為這只是玉米自身呼吸作用所散發(fā)的熱量。根據(jù)以下提供的實驗材料和器具設(shè)計實驗，研究玉米種子堆中熱量的來源。(1)實驗原理：生物呼吸作用以熱能形式散失的能量的相對值可用溫度計測量，且散失的能量越多，溫度計讀數(shù)越高。(2)實驗材料和器具：剛收獲的玉米種子，同樣大小且消過毒的透明暖水瓶，消過毒的溫度計和棉花，加熱煮沸過的用具，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的高錳酸鉀溶液等。(3)實驗步驟：第一步：取A、B、C三個透明暖水瓶；第二步：_；第三步：在三個瓶中插入消過毒的溫度計并用棉花