2019届高考生物热点重点难点专题透析 第三篇 核心题型 完全突破课件(共168张PPT)

课件168张PPT。第三篇核心题型 完全突破目录微专题 实验探究题 13 考纲中关于“实验与探究能力”的要求是能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验,具备进行验证实验和探究实验的能力,能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

高考中对实验与探究能力的考查是通过实验试题的形式来体现的。实验试题的命题素材来源于教材中有关生物科学史的经典实验、考纲中规定的学生实验、大学教材等。实验试题中既有对实验原理的基础填空题,对实验结果、结论的分析题,也有实验设计题,例如:以给出的实验材料、实验条件为基础,设计实验流程,预测实验结果并对实验结果进行合理的分析和解释,考查学生使用恰当的方法,验证简单的生物学事实,以及探究简单的生物学问题的能力。
一、教材中的经典实验
教材中的经典实验,如生物膜结构的探究历程、酶本质的探索、渗透作用演示实验、光合作用的探究历程、孟德尔的豌豆杂交实验、DNA是遗传物质的探索、植物生长素的发现、促胰液素的发现等,不仅是学生获取知识的载体,也是高考实验命题素材的重要来源。常见题型以经典实验为背景,重点考查学生对基础知识和基本理论的理解及运用已有知识在新情境下解决问题的能力。
例1 (2018年河北冲刺)生物是一门实验学科,生物学经典实验有很多,下列相关叙述正确的是(　　)。
A.赫尔希和蔡斯实验所用材料——T2噬菌体也可在肺炎双球
菌中增殖
B.卡尔文用荧光标记法研究CO2中的C在光合作用中的转移途
径
C.摩尔根运用假说—演绎法,证明了控制果蝇红眼与白眼这
对等位基因位于常染色体上
D.温特的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引
起的,并把这种物质命名为生长素
答案解析D解析?　T2噬菌体是专一性侵染大肠杆菌的一种病毒,A错误;卡尔文用放射性同位素标记法研究CO2中的C在光合作用中的转移途径,B错误;摩尔根运用假说—演绎法,证明了控制果蝇红眼与白眼这对等位基因位于X染色体上,C错误;温特的实验证明了胚芽鞘尖端产生某种物质,促进了胚芽鞘尖端下部的生长,并把这种物质命名为生长素,D正确。二、考纲中规定的学生实验
考纲中规定要考查的实验有19个,以这些实验内容为素材的命题,侧重于考查考生对实验原理、实验技术的掌握,对实验流程、实验数据、实验现象等的分析、归纳和总结能力。
由于内容众多,不便于一一叙述,故做了以下分类整理:
1.显微镜观察类实验
包括使用高倍显微镜观察几种细胞,生物组织中脂肪的鉴定
和观察,观察DNA和RNA在细胞中的分布,用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体,观察植物细胞的质壁分离和复原,观察根尖分
生组织细胞的有丝分裂,观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片,低温诱导染色体数目的变化,探究培养液中酵母菌种群数量的变化等。
其核心考查的主要方向:掌握显微镜的使用方法;掌握对实验材料、仪器的选择及装片的制作流程;能够对观察程序及方法做出改进。
实验的一般流程:取材→材料的处理→制片→使用显微镜观察→结果→结论。
此类实验通常运用普通光学显微镜对目标进行观察,因此离不开玻片制作技术;为使观察的结果更清晰,常借助染色技术。
(1)显微观察类实验归类
(续表)(2)方法与技巧
①注意材料的选择和处理
材料的选择以便于观察、便于获得为标准。若观察活体,最好选择颜色鲜明、对比强烈的标本,如“探究植物细胞的吸水和失水”用的是具有紫色大液泡的洋葱鳞片叶外表皮细胞;“观察叶绿体的形态和分布”则选择具有较大叶绿体的细胞;若观察的对象是无色的,则一般需要对材料进行染色,染色时要根据染色剂的特点对材料进行相应的处理,如用龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色时,应先用盐酸对材料进行解离,便于压片,但盐酸会影响染色效果,所以用盐酸解离后还要用蒸馏水漂洗,去掉盐酸。
②临时装片制作的一般方法
a.压片法:取材→解离(对不易分散的材料用盐酸处理)→漂
洗→染色→制片(压片)。
b.装片法:将材料在载玻片上的水滴中展平→放盖玻片时应
从一侧慢慢盖在水滴上,防止气泡产生→染色(或改变溶液
浓度)时,从一侧滴染色液(或溶液),在另一侧用吸水纸吸
引。
c.切片法:取材→切片→选取薄片放在载玻片上→染色→盖
上盖玻片。
d.涂片法:取一滴材料滴在载玻片一端→用另一载玻片
成30°~45°角将材料推涂成均匀的薄层。
③注意显微镜的使用
a.操作步骤:先用低倍镜,再用高倍镜;镜筒先下降,后上升。
b.与放大倍数有关的问题:倍数越大,视野越小,光线越暗,需
调节光圈和反光镜;应先调整目标位置,再换高倍镜,等等。
c.与运动有关的问题:装片移动方向与物像移动方向相反,细
胞质环流方向与物像相同,等等。
被观察细胞所处的生理状态
1.观察有丝分裂过程中的细胞都是死细胞,所以不能选择一个细胞观察它有丝分裂的全过程,而只能观察多个细胞的瞬间状态(死亡时的状态)。
2.探究植物细胞的吸水和失水过程中的细胞是活细胞,整个实验过程是一个动态的持续过程,但要注意细胞质壁分离的程度,若质壁分离过度,细胞会脱水死亡。
例2 (2018年宿州联考)下列关于实验操作或实验结果的描述正确的是(　　)。
A.观察植物细胞有丝分裂实验:取材→解离→染色→漂洗→
制片→观察
B.用同位素示踪法可验证光合作用产生的氧气来自水
C.水浴加热条件下,蔗糖和斐林试剂发生作用生成砖红色沉
淀
D.在高倍镜下观察,若发现某细胞的细胞质流动缓慢,
则表明此细胞是死细胞
解析答案B解析?　观察植物细胞有丝分裂实验的过程是取材→解离→漂洗→染色→制片→观察,A错误;用同位素示踪法可验证光合作用产生的氧气来自水,B正确;蔗糖为非还原糖,不能和斐林试剂发生反应,C错误;在高倍镜下观察,若发现某细胞的细胞质流动缓慢,则表明此细胞是活细胞,D错误。
2.验证鉴定类实验
(1)验证鉴定类实验归类
此类实验的一般程序:选择材料→材料处理→检测或分离→观察。实验中,常利用某种试剂对生物体或细胞中的成分或代谢产物进行鉴别,针对不同的物质,采用不同的试剂。归类如下:
(2)方法与技巧
①实验的结果是观察到产生了某种有颜色的反应,其实验结论也就是根据有无特定的颜色反应来判定是否有某物质存在。
②注意选择合适的试剂,并注意试剂使用的特殊要求,如加等。
③选择实验材料时应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应产生的颜色,如鉴定还原糖时一般不用深色的组织,鉴定蛋白质时一般不用血红蛋白等。
例3 (2018年广东模拟)下列有关组织细胞中化合物鉴定实验的叙述,正确的是(　　)。
A.在蛋白酶和蛋白质的混合溶液中加入双缩脲试剂后,会产生紫色反应
B.将斐林试剂加入果糖溶液中,溶液呈现无色,水浴加热后有砖红色沉淀生成
C.观察DNA与RNA在细胞中分布的实验中,用盐酸处理有利于DNA与吡罗红结合
D.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物都能用酸性重铬酸钾溶液来鉴定
答案解析A解析?　蛋白酶和蛋白质混合后,蛋白质被水解,而蛋白酶的化学本质是蛋白质,可以与双缩脲试剂反应产生紫色,A正确;斐林试剂是蓝色的,因此将斐林试剂加入果糖溶液中,溶液不可能呈现无色,B错误;观察DNA与RNA在细胞中分布的实验中,用盐酸处理有利于DNA与甲基绿结合,C错误;酵母菌只有无氧呼吸的产物酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来鉴定,D错误。
3.探究调查性实验
(1)探究性实验的特点
探究性实验是指实验者在不知晓实验结论的前提下,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实验的一种科学认知过程。其特点可归纳如下表:
(2)科学探究的一般程序
科学探究的一般过程可简单地用下图表示:
(3)调查是探究性实验的一种常见形式
调查的对象通常不是所有的相关生物(或事物),而只是选取其中的一部分,所以调查的随机性对调查结论的正确性有重要的意义,归类如下:
(4)方法与技巧
①调查数据的处理常用统计法。
②为使实验获得成功,常选用一些容易调查的内容,如植物种群密度的调查应选择容易辨别个体的双子叶植物,遗传病的调查应选择发病率高的单基因遗传病等。
调查的随机性决定了调查的成败。如标志重捕法要求标志物不能太明显,不能对调查对象的生存产生不利或有利的影响等;样方法要求对样方的选择严格按取样法取样,且样方要足够大等;调查人类遗传病发病率时不能限定特定人群,且被调查人群要足够大等。例4 (2018年西畴模拟)遗传病是威胁人类健康的一个重要因素。某校生物学习小组开展了对当地几种遗传病的调查,请根据调查结果分析并回答下列问题:
(1)遗传性乳光牙是一种单基因遗传病,小组同学对一个乳光牙女性患者的家庭成员的情况进行调查后,记录如下:
注:空格中“√”代表乳光牙患者,“○”代表牙齿正常根据表绘制遗传系谱图。解析答案答案?　(1)
解析?　(1)由父母有病,子女中有正常的可知,该病是显性遗传病,又该女患者有表现正常的姐姐,可知该病是常染色体显性遗传病。因此遗传图绘制如下:
(2)从遗传方式上看,该病属于　　　性遗传病,致病基因位于　　　染色体上。若题干中的女性患者与一个正常男性结婚后,生下一个正常男孩的可能性是　　　。
?
解析答案显常1/6解析：(2)由于该病是常染色体显性遗传病,用A、a表示与该遗传病有关的等位基因。姐姐和弟弟表现型正常(aa),因此双亲均为杂合子,则该女性患者基因型为1/3AA、2/3Aa,她与一个正常男性(aa)结婚后,生下一个正常男孩的可能性=(2/3)×(1/2)×(1/2)=1/6。(3)同学们进一步查阅相关资料得知,遗传性乳光牙是由正常基因中第45位决定谷氨酰胺的一对碱基发生改变,引起该基因编码的蛋白质合成终止而导致的。已知谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG,终止密码子为UAA、UAG、UGA,那么该基因突变发生的碱基对变化是　　　　　_____,与正常基因控制合成的蛋白质相比,乳光牙致病基因控制合成的蛋白质相对分子质量　　　　(填“增加”“减少”或“不变”),进而使该蛋白质的功能丧失。?
G-C突变成A-T　减少解析答案解析：(3)由谷氨酰胺的密码子为CAA、CAG,终止密码子为UAA、UAG、UGA可推知,碱基C变为U可导致蛋白质合成终止,所以基因上碱基变化是由G—C变为A—T,由题可知,乳光牙致病基因控制合成的蛋白质的氨基酸数目减少,蛋白质相对分子质量减小。
(4)调查研究表明,人类的大多数疾病都可能与人类的遗传基因有关。据此有的同学提出:“人类所有的病都是基因病”。 然而,这种观点过于绝对化,人类的疾病并不都是由基因突变引起的,也可能是由　　　___异常或　　　　因素的影响造成的。?
　解析答案染色体环境解析：(4)人类的疾病,有可能由基因突变导致,也可能由染色体变异导致,还可能由环境因素导致。三、实验题分析的基本方法
1.生物实验中的变量分析
(1)几种变量及其相互关系
在实验中,变量是指可被操纵的特定因素或条件。根据其在实验中的作用,可分为两类:实验变量和反应变量。实验变量也称自变量,是指实验中由实验者所操纵的因素或条件;反应变量也称因变量,是指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。
无关变量也称控制变量,是指实验中除实验变量以外的可影响实验现象或结果的因素或条件。在实验设计和操作中,要尽量控制好无关变量,而且不同的实验组和对照组中的无关变量应完全相同且适宜,这就可避免实验结果的差异是由无关变量引起的可能性,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。
(2)实验变量的控制方法
操纵实验变量——施加干扰。
控制无关变量——随机分组、设置对照、条件相同且适宜、重复实验。
捕获反应变量——观察现象、测量数值。
(3)几种探究类实验的变量分析
2.实验设计中遵循的有关原则
(1)对照性原则
对照实验是指除所控制因素不同外,其他条件完全相同的实验。科学地设置对照实验,能够有效地排除其他因素干扰实验结果的可能性。设置对照组有4种方法:
(2)单一变量原则和等量原则
理解实验中的控制变量是正确设置对照的基础。
(3)科学性原则
指设计实验时必须有充分的科学根据,即设计实验时要以前人的实验、公式或自己的实验为基础,不能凭空想象。包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。
(4)平行重复原则
任何实验都必须要有足够的实验次数,才能判断结果的可靠性。设计的实验不能只进行一次,在无法重复的情况下就得出“正式结论”,这样是不科学的。
(5)可行性与简便性原则
可行性原则是指在设计生物学实验时,从实验原理、实验的实施到实验结果的产生,都具有可行性。简便性原则是指设计实验时,要考虑到实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验药品比较便宜,实验操作过程比较简便,实验步骤比较少,实验时间比较短等。
例5 (2018年北京测试)对照实验是生物科学探究中常用的实验方法之一,设置对照实验的方法也多种多样。下列关于对照实验的说法,错误的是(　　)。
A.“低温诱导植物染色体数目加倍”的实验中,作为对照的常温组也要用卡诺氏液处理
B.“探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的预实验中,不需要设置对照实验
C.“探究血浆维持pH相对稳定”的实验中,清水组和缓冲液组都作为对照组
D.沃泰默探究狗胰液分泌调节的实验中,将稀盐酸注入狗的血液能起对照作用
答案解析B解析?　 “低温诱导植物染色体数目加倍”的实验中,自变量是温度,而无关变量应保持相同,因此作为对照的常温组也要用卡诺氏液处理,A正确。“探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度”的预实验中,需要设置生长素类似物浓度为零的对照组,进行对照实验,以辨别各实验组所用的生长素类似物浓度对扦插枝条生根所起的是促进作用还是抑制作用,B错误。“探究血浆维持pH相对稳定”的实验原理是通过比较自来水、缓冲液(如Na2HPO4、KH2PO4等溶液,在加入酸或碱时,能使pH的变化减弱)和生物材料在加入酸或碱后的pH的变化,推测生物体是如何维持pH稳定的,可见该实验中,清水组和缓冲液组都作为对照组,C正确。沃泰默探究狗胰液分泌调节的实验流程:①直接将稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内,②直接将稀盐酸注入狗的血液中,③切除通向该段小肠的神经,只留血管,在小肠内注入稀盐酸。实验结果:①③胰腺分泌胰液,②胰腺不分泌胰液。因此将稀盐酸注入狗的血液能起对照作用,D正确。
四、实验题常见题型分析
高考生物卷中实验题的类型有分析说明型、完善改正型、设计方案型等。
1.分析说明型:根据提供的实验方案,分析其中的步骤、现象、结果,做出解答。
例6 (2018年四川冲刺)下图表示不同浓度的NaCl胁迫(共设置4个盐浓度水平:0、50、100、150 mmol/L,用每个盐浓度溶液处理18株植株)对紫穗槐的水分利用效率、总叶面积、净光合速率的影响。请回答下列问题:
?因素的出现,以保证实验结果的准确性防止偶然性?解析答案?(2)分析上图可知,随着盐浓度的升高,紫穂槐的净光合速率_
　　　　(填“升高”“下降”或“不变”)。某同学认为NaCl胁迫主要影响了光反应所需要的水分,该想法是否合理?
___________,理由是__________________________________
___________________。若要进一步探究影响光合速率的因素,还可检测植株的　　　　　　　　　　　　　_________
_______(任答一点)。?　　　解析答案下降不合理据图可知,NaCl胁迫提高了紫穗槐对水分的利用效率气孔开放程度、胞间CO2浓度、蒸腾速率解析?　(2)分析上图可知,随着盐浓度的升高,紫穂槐的净光合速率下降。某同学认为NaCl胁迫主要影响了光反应所需要的水分,该想法是不合理的,因为据曲线图可以看出,随着盐浓度的提高,紫穗槐对水分的利用效率也随之提高,而在盐胁迫下,总叶面积下降。可见,在盐胁迫下,叶绿素的含量影响了紫穗槐的净光合作用速率。若要进一步探究影响光合速率的因素,还可检测植株的气孔开放程度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等。(3)分析上图可知,NaCl胁迫对紫穗槐叶片的生长具有显著的
　　　　作用。将紫穗槐的某一叶片在25 ℃条件下暗处理1 h,该叶片质量(主要是葡萄糖)减少了1.5 mg,之后立即光照1 h,经称重,光照后比暗处理前质量增加了3 mg,该叶片光照1 h产生的总光合作用量为　　　　mg(仅考虑题干中因素)。?
解析答案6抑制解析?　(3)随着盐浓度的提高,紫穗槐的总叶面积下降,因此NaCl胁迫对紫穗槐叶片的生长具有显著的抑制作用。黑暗处理时,紫穗槐只进行呼吸作用,光照时紫穗槐既进行光合作用又进行呼吸作用, 因为紫穗槐光照后比暗处理前质量增加了3 mg,即净光合作用积累的有机物的量-呼吸作用消耗的有机物的量=3(mg),把呼吸作用的数值代入上式可得:净光合作用积累的有机物的量=3+1.5=4.5(mg),而净光合作用积累的有机物的量=光合作用制造的有机物量-呼吸作用消耗的有机物的量,因此光合作用制造的有机物的量=净光合作用积累的有机物的量+呼吸作用消耗的有机物的量=4.5+1.5=6(mg)。
2.完善改正型:利用已有的生物学知识,从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等方面对实验方案中的错误或不完善之处,进行评价、改正、补充,从而正确解答有关内容。“五看法”评价及改进主要按如下步骤进行:
??????二看材料?????三看条件四看步骤?????五看结果例7 为探究温度对过氧化氢酶活性的影响,科研人员以2%的酵母菌液作为酶源,进行如下探究实验:
①设计如图实验装置。实验组注射器A内吸入1%的H2O2溶液5 mL,注射器B内吸入2%的酵母菌液2 mL。对照组注射器A内吸入1%的H2O2溶液5 mL,注射器B内吸入蒸馏水2 mL。用乳胶管连接注射器A和B,在乳胶管上夹上止水夹。
②设置温度梯度:0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃。将实验组和对照组装置在相应温度下保温10 min。
③打开止水夹,将注射器A中的液体匀速推至注射器B中,立即关闭止水夹,记录注射器B中活塞的刻度。5 min后再次记录刻度,计算刻度变化量,重复3次。
④将对照组和实验组在各温度下获得的3次实验数据做相应处理,绘制曲线如右图。请回答下列问题:
(1)步骤①中设置对照组的目的是_______________________
______________。步骤②中实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min的目的是______________________________
________________________。步骤④中的“相应处理”是指______________________。?
答案求3次数据的平均值　排除温度等对H2O2溶液分解的影响　保证酵母菌液和H2O2溶液在混合　前达到需控制的温度(2)有人认为,本实验不宜采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。你是否同意他的观点?请简要说明理由。
答案：不同意，实验结果表明H2O2溶液在0~60 ℃之间未发生明显的分解。
(3)有人认为,以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨,其依据是______________________________________________
__。酵母菌体内的其他物质也可能催化H2O2溶液的分解解析答案解析?　在酶的最适温度探究实验中,酶溶液和反应物混合之前,需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间,再使两者混合,否则会产生较大的误差;设计实验时应遵循对照原则、单一变量原则及平行重复原则。
(1)由于过氧化氢很不稳定,自然状态下也会分解,且在一定的温度范围内,随温度的升高,其分解速率加快,为了排除温度等对H2O2溶液分解的影响,需要设置空白对照实验。在探究温度对过氧化氢酶活性的影响的实验中,应该将实验组和对照组装置在相应温度下先保温10 min,保证酵母菌液和H2O2溶液在混合前达到需控制的温度否则会产生较大的误差。为了保证实验数据的准确性,在生物实验中,应该做重复实验,最后取其平均值,因此步骤④中的“相应处理”是指求3次数据的平均值。(2)根据曲线图中的对照组数据可知,0~60 ℃之间,注射器刻度变化为0,说明H2O2溶液在0~60 ℃之间未发生明显的分解,因此可以采用H2O2溶液作为“探究温度对酶活性的影响”的实验材料。(3)酵母菌不仅含有过氧化氢酶,还含有其他物质,其他物质也可以催化H2O2溶液的分解,因此以酵母菌液作为过氧化氢酶源不是很严谨。
3.设计方案型:根据题目提供的条件,自行设计实验方案。
(1)探究性实验的基本模式
①理论假设的提出
提出问题,明确实验变量(x),做出假说。假说必须能被检验,常描述为:当x存在时,事件如何;当x改变时,事件若发生,可证明什么;当事件未发生时,可得到何种结论;等等。
②设计实验
a.实验准备,包括实验器材及药品。
b.设置变量x,观察x被满足及x发生变化时,事件是否发生,如何变化。
c.设计对照实验。
d.检查你的实验设计是否遵循了单一变量原则、平行重复原则等。
③分析数据
实验结束时要对数据进行分析,看是否存在某种规律或趋势。看能不能支持假说,是否指出了实验中存在的缺陷,是否需要收集更多的数据等。
④得出结论
在下结论的时候,要确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复几次实验才能得出最后的结论。
(2)设计探究性和验证性实验要注意的问题
①一定要设置对照。
②遵循实验设计的单一变量原则。
③注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性(前因后果),步步有理,环环相扣,各步骤要严密、完整。
④注意确定实验用具与试剂及需要控制的实验条件。
⑤注意实验结果的观察、记录、分析和结论,确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法,最后对结果做出科学的解释并得出正确的结论。
探究性或验证性实验的“实验步骤”的描述模板:
1.步骤一:实验前的准备
(1)选材的句式:“选取年龄、性别相同,健康且发育状况相同的同种动物”“选取长势相同、大小相似的同种植物”等。
(2)分组的句式:“随机均分(或等分)为X组”。
(3)编号的句式:“编号为A、B……组”或“编号为甲、乙……组”。
2.步骤二:实验中的处理
实验组“用适量的某溶液”处理,对照组“用等量的蒸馏水(或生理盐水或清水)”处理,且“每组都在相同且适宜的光照、温度等条件下培养(或饲养)”或“观察相同的时间”。3.步骤三:实验后的观测
“一段时间后,观察(现象)或测量(数据),做好记录(并计算出平均值)”。
提示:①步骤一主要是分组编号,设置对照,以及描述“无关变量”;②步骤二主要是对实验组别进行处理,以描述自变量如何控制,无关变量如何平衡;③步骤三主要是针对实验结果的处理,以描述因变量怎样检测。例8 (2018年信阳模拟)回答下列Ⅰ、Ⅱ两道小题:
Ⅰ.人们发现一种新型抗生素,能够通过阻断细菌细胞内蛋白质的合成来抑制细菌的繁殖。为此,某科研组希望通过实验来进一步探究这种抗生素是否能阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程。请你帮助完成相关实验内容。
(1)该探究实验应该设计　　　　组实验装置。实验中需要的物质,除了相应的酶、ATP、一定浓度的抗生素水溶液、蒸馏水、相应的原料外,还有　　　　　　　　　　　。?
(2)该实验中应该通过检测各组试管中有无　　　　生成,来确认实验结果。?
细菌DNA和人体DNA4　RNA答案解析解析?　Ⅰ.(1)探究这种抗生素是否能阻断细菌DNA和人体DNA的转录过程,探究的材料有细菌DNA和人体DNA,每一种材料再分别设计两组,一组加入新型抗生素,一组不加,故探究实验应设计4组。转录过程中,需要加入模板细菌DNA和人体DNA、四种核糖核苷酸、酶、ATP、蒸馏水、一定浓度的抗生素水溶液等。(2)DNA转录的产物是RNA,故实验通过检测各组试管中有无RNA生成,来确定实验结果。
Ⅱ.在一群纯合的野生型红眼果蝇中发现一只罕见的突变型白眼雄果蝇,让这只白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配,产生的F1全为红眼果蝇,性别有雌有雄。现已知红眼与白眼为一对相对性状,且红眼对白眼为完全显性。为了探究控制红眼与白眼这一相对性状的等位基因是仅位于X染色体上,还是位于X染色体与Y染色体的同源区段,请从野生型红眼果蝇、突变型白眼雄果蝇、F1红眼果蝇中选择亲本进行杂交实验。
(1)若要设计一个两代杂交实验,则实验的思路是__________
____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________。
(2)若只进行一代杂交实验,应选择的亲本组合是__________
　　　　　　　　　　　　　　(填表现型)。?
答案解析果蝇和野生型红眼雄果蝇第一代杂交实验选F1红眼雌果蝇与突变型白眼雄果蝇杂交,得到白眼雌果蝇;第二代杂交实验让白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇进行杂交,然后观察杂交后代的性状表现F1红眼雌解析? Ⅱ.(1)若要设计一个两代杂交实验,则在第一代杂交实验中选择F1红眼雌果蝇(XBXb)与突变型白眼雄果蝇杂交,获得XbXb纯合个体,再让其与野生型红眼雄果蝇(XBY/XBYB)杂交,若后代雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼,则眼色基因仅位于X染色体上;若后代雌雄果蝇均为红眼,则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段。(2)若只进行一代杂交实验,应选用F1红眼雌果蝇(XBXb)和野生型红眼雄果蝇(XBY/XBYB)杂交,若后代雌雄果蝇均为红眼,则眼色基因位于X、Y染色体的同源区段;若雌果蝇全部是红眼,雄果蝇中一半是红眼,一半是白眼(或红眼雌∶红眼雄∶白眼雄=2∶1∶1,或后代中仅雄性中出现白眼),则眼色基因位于X染色体上。
五、高中生物实验方法技术整合
1.九种药剂用途整合
(1)NaOH溶液:①质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液作斐林试剂甲液;②质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液作双缩脲试剂A液;③质量分数为10%的NaOH溶液用于除去空气中的CO2以排除空气中CO2对酵母菌呼吸产物CO2的干扰;④质量分数为5%的NaOH溶液用于调节pH,探究pH对酶活性的影响。
(2)Ca(OH)2溶液(澄清石灰水):在探究酵母菌呼吸方式中用于检验CO2(也可用溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2)。
(3)HCl溶液:①质量分数为5%的盐酸用于调节pH,探究pH对酶活性的影响;②质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精混合作解离液用于观察根尖细胞有丝分裂、观察减数分裂、观察低温诱导染色体加倍;③质量分数为8%的盐酸用于观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验中改变细胞膜透性及加速DNA与蛋白质分离。
(4)NaHCO3溶液可作为CO2缓冲液用于研究光合作用。
(5)NaCl可配制生理盐水及其他不同浓度的盐溶液,可用于测定动物细胞内液浓度或用于提取DNA(2 mol/L NaCl溶液用于溶解DNA,0.14 mol/L NaCl溶液用于析出DNA)。
(6)酒精:①无水乙醇作为叶绿体中色素的提取液;②体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸配制成解离液用于观察有丝分裂及低温诱导染色体数目加倍;③体积分数为70%的酒精用于组织培养时外植体消毒及土壤小动物的保存;④体积分数为50%的酒精用于脂肪鉴定中洗去浮色。
(7)蔗糖:①配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原;②植物组织培养的培养基营养成分之一。
(8)蒸馏水:①用于动物激素饲喂补充及植物激素外源补充的空白对照;②用于使哺乳动物成熟红细胞吸水涨破制备细胞膜或获取血红蛋白;③用于使鸡血红细胞涨破以获取DNA。
(9)质量分数为0.9%的NaCl溶液:①观察口腔上皮细胞中的线粒体,用于维持细胞形态;②人体细胞的等渗溶液,用于输液时作药物溶剂,有利于维持细胞正常形态、功能;③用于作动物生理实验中空白对照组的注射用溶液。
2.九种常用染色剂整合
(1)斐林试剂:鉴定还原糖(需水浴加热),反应呈砖红色(甲液、乙液混合使用)。
(2)双缩脲试剂:鉴定多肽、蛋白质,先加A液、后加B液,反应呈紫色。
(3)碘液:鉴定淀粉使之呈蓝色。
(4)苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液:鉴定脂肪,反应呈橘黄(红)色。
(5)健那绿:将活细胞中的线粒体染成蓝绿色。
(6)龙胆紫溶液、醋酸洋红液:使染色体着色,用于观察细胞的有丝分裂、减数分裂、染色体变异等。
(7)改良的苯酚品红染液:使染色体着色,用于低温诱导染色体数目加倍实验。
(8)二苯胺:用于DNA鉴定(需水浴加热),反应呈蓝色。
(9)甲基绿—吡罗红:用于观察细胞中DNA、RNA的分布(细胞核呈绿色、细胞质呈红色)。
3.实验结果的显示方法或观测指标
(1)净光合速率——单位时间内O2释放量或CO2吸收量或葡萄糖积累量。
(2)呼吸速率——单位时间内O2吸收量或CO2释放量或葡萄糖减少量。
(3)原子转移途径——同位素标记法。
(4)细胞液浓度大小——初始质壁分离时的外界溶液浓度。
(5)细胞是否死亡——质壁分离、染色排除法。
(6)甲状腺激素的作用——动物耗氧量、发育速度、精神状态等。
(7)生长激素的作用——生长速度(体重变化、身高变化)。
(8)胰岛素的作用——动物活动状态及血糖浓度。
(9)菌量——菌落数。
4.实验条件的控制方法
(1)增加水中O2——泵入空气或吹气或放入绿色植物。
(2)减少水中O2——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。
(3)除去水中的CO2——NaOH溶液。
(4)除去叶片中的原有淀粉——置于黑暗环境中。
(5)除去叶片中的叶绿素——置于酒精溶液中水浴加热。
(6)除去光合作用对细胞呼吸的干扰——给植株遮光。
(7)如何得到单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光或有色光源。
(8)血液抗凝——加入柠檬酸钠。
(9)线粒体提取——细胞匀浆离心。
5.实验技术
(1)制备生物样液:固体材料 过滤滤液→生物样液。
(2)差速离心法:常用于分离细胞内的各种细胞器。
(3)酶解法:用于除去植物细胞壁(如纤维素酶、果胶酶)及使动物细胞分散开(如胰蛋白酶)。
(4)纸层析法:叶绿体中色素的分离。
(5)同位素标记法:研究分泌蛋白的合成途径,追踪光合作用与呼吸作用过程中C、H、O的路径,噬菌体侵染细菌的实验,探究DNA的半保留复制等。
(6)荧光标记法:人鼠细胞融合实验研究膜的流动性,荧光标记显示基因在染色体上的位置。
例9 (2018年烟台诊断)下列有关生物学研究和实验方法的叙述,不正确的是(　　)。
A.标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,实验所得到数值与实际数值相比偏大
B.在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差需要设置预实验
C.用纸层析法分离叶绿体中的色素,滤纸条上的色素带颜色自下而上依次呈黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色
D.“建立血糖调节的模型”采用的实验方法是模型方法,模拟活动本身就是构建动态的物理模型
答案解析B解析?　根据标志重捕法的估算公式:种群数量=(重捕个体数/重捕中标记数)×初次捕获标记数,如果部分标志物脱落使重捕中标记数变小,则实验所得到数值与实际数值相比将偏大,A正确;在探究淀粉酶的最适温度时,为了减小误差,应在实验得出的活性较好的温度范围内,设置更小的温度梯度进行实验,B错误;用纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸条由下往上呈现的色素带顺序是叶绿素b(黄绿色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶黄素(黄色)、胡萝卜素(橙黄色),C正确;采用模型方法研究“建立血糖调节的模型”,模拟活动本身就是在构建动态的物理模型,之后,再根据活动中的体会构建概念模型,D正确。
微专题 文字表达题14 　 文字表述类题型是近几年生物高考中常出现的题型,特别是全国理综卷,从2016年开始,文字表述类试题的考查日益明显。文字表述类试题不断被重视与新课标、新高考不断向深层推进密切相关。文字表述类试题的答案一般为一个中长句或一个长句,甚至会出现段落式的表述(如2017年全国Ⅰ卷第29题),其答题形式因为涉及较多的文字,需要学生更清晰地掌握题目设问的角度,对答题思路有更清晰的认识。该类试题往往是失分的“重灾区”。
一、文字表述类试题的常见类型
文字表述类试题是根据其答题的文字特点进行分类的,故该类试题严格上看与具体考查的生物知识板块无关,但因为文字表述类试题从答题特点上看只能是非选择题,生物高考中的非选择题往往是以主干知识中有良好知识结构的部分进行命题的,这使得文字类表述题大多集中在细胞代谢板块(如:光合作用和细胞呼吸综合运用)、遗传板块(如:遗传基本规律与伴性遗传)、生命活动调节板块和生态板块。
文字表述类试题往往是从命题与解题的角度上区分的,不同的设问角度,其答题的思维方式与推导过程不同,其常见类型如下:
1.生物事实型
该类型的文字表述题,主要围绕高中生物课程中的基本概念、原理、过程、公式、生物基本现象或已知的生物基本实验等展开,重点考查经过科学家与生物研究工作者实证与检验的生物事实。(如:2018年全国理综Ⅰ卷第29题,考查物种多样性的增加方式、太阳能进入生态系统的过程及分解者获得能量的过程)
2.由因推果型
由因推果型是生物科学思维中重要的一环,该类题型要求根据给出的某一生物影响因素或某一条件的变化,推测其可能导致的结果。其表现类型通常为“结果为……”“影响是……”“变化是……”“作用是……”“怎么样……”等等。(如:2017年全国理综Ⅲ卷第30题,考查干旱条件下,ABA对野生型幼苗的作用)
3.由果推因型
科学思维的推理中由果推因型是最常见的类型,在历年的高考中此类题型最普遍。这类题型通常是围绕某一生物现象或结果,推理其产生的原因。其表现类型通常为“原因是……”“原理是……”“依据是……”“前提是……”等等。(如:2018年全国理综Ⅰ卷第30题、31题、32题;2018年全国理综Ⅱ卷第30题、31题)
4.综合运用型
综合运用型通常是针对已知的生物现象、规律、事实或实验结果等,灵活地综合其他生物知识,进行分析、评价、建议及运用等,以创造性地解决某类生物问题。综合运用类试题往往集科学性与主观性为一体,答题中可能体现一定的开放性。(如:2018年全国理综Ⅲ卷第32题,确定处理生活垃圾的方案中,分析需考虑的因素,答出三点即可)
例1 (2018年重庆联考)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响。请根据相关原理回答下列问题:
(1)图1为该植物的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,A点时叶肉细胞中O2的移动方向是　　　　　　　　　。研究者用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子,其转移途径是　　　　　　　　　　(用化合物和“→”表示)。?
答案葡萄糖→丙酮酸→CO2　从叶绿体移向线粒体(2)图2是在不同CO2浓度下测定一天中不同时段的某种植物净光合速率的变化情况。若在环境浓度CO2和高浓度CO2条件下,呼吸速率差异不明显:相同时刻中,与环境浓度CO2相比,高浓度CO2条件下该植物的光反应速率_　　　　(填“较高”“相同”或“较低”),其原因是____________________________
__________________________________________________。?
应速率加快,需光反应提供更多的ATP和[H],光反应增强较高　高浓度CO2条件下该植物暗反答案(3)将完整的线粒体、叶绿体分别制备成相应的悬浮液,编号为甲组(含线粒体)、乙组(含叶绿体),分别向其中加入适量、适宜浓度的丙酮酸溶液和NaHCO3溶液,给予两组装置充足光照后均有气泡产生,请用文字描述甲、乙两组装置产生气泡的过程:_______________________________________________
______;_____________________________________________
__________。乙装置中的叶绿体利用光能,将水分解,产生O2并甲装置中的线粒体利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡　形成气泡解析答案解析?　分析题图1可知,植物从空气中吸收的CO2的量为净光合作用的量,呼吸作用O2的消耗量是实际呼吸作用的量。A点植物从空气中吸收的CO2的量为0,说明光合速率等于呼吸速率,光合作用产生的O2完全被呼吸作用利用;随着温度的升高,光合作用和呼吸作用都逐渐增强,大于5 ℃后净光合速率大于0,即光合速率大于呼吸速率;实际光合速率=净光合速率+呼吸速率,图中B点实际光合速率是呼吸速率的两倍。分析题图2可知,随着时间推移,两种CO2浓度下净光合速率表现为先增加后降低;且在同一时间,高浓度CO2条件下的净光合速率较高。
(1)根据以上分析可知,A点时光合速率等于呼吸速率,光合作用产生的O2全部被呼吸作用利用,因此A点时叶肉细胞中O2的移动方向是从叶绿体移向线粒体。有氧呼吸过程中,葡萄糖中O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。(2)相同时刻中,与环境浓度CO2相比,高浓度CO2条件下该植物暗反应速率加快,需光反应提供更多的ATP和[H],导致光反应增强,因此高浓度CO2条件下该植物的光反应速率较高。(3)根据题意分析,甲组装置中含有的是线粒体和丙酮酸溶液,可以进行有氧呼吸的第二、三阶段,利用丙酮酸和水生成CO2并形成气泡;乙组装置含有的是叶绿体和NaHCO3溶液,可以进行光合作用,利用光能将水分解,产生O2并形成气泡。
例2 (2018年甘肃冲刺)瘦素是一种蛋白质类激素,可作用于下丘脑调节人体的食欲。下图是关于瘦素的调节示意图,请据图分析回答:
(1)据图1可知,瘦素是在　　　　细胞中合成的,瘦素作用于靶细胞需要通过　　　　运输才能完成,瘦素能特异性作用于靶细胞的根本原因是　　　　　　　　　　　__________
__________________________。?
(2)人体中与图1中a激素呈协同作用的激素是　　　　__。如果a激素合成与分泌量减少,最可能的原因是____________
___________________________。?
含量增加(或血糖浓度升高)脂肪　体液　决定瘦素受体的基因只在靶细胞中表达(或基因选择性表达)肾上腺素胰岛素分泌解析答案解析?　(1)依题意并分析图1可知:瘦素是一种蛋白质类激素,在脂肪细胞中合成,需要通过体液运输才能作用于靶细胞。由于决定瘦素受体的基因只在靶细胞中表达(或基因选择性表达),因此瘦素能特异性作用于靶细胞。(2)图1显示:a激素作用于靶细胞后,使得糖原分解加强,说明a激素是胰高血糖素,与胰高血糖素呈协同作用的激素是肾上腺素,二者作用的结果都能升高血糖浓度。当血糖浓度升高时会导致胰岛A细胞分泌的胰高血糖素减少,而胰岛素也能抑制胰高血糖素的分泌,所以,如果a激素合成与分泌量减少,则最可能的原因是胰岛素分泌含量增加或血糖浓度升高。(3)据图1可得,瘦素作用的靶器官是②(下丘脑),其接受瘦素的信号后,经过反应和处理形成一定的刺激传至结构④(大脑皮层),令其产生饱觉,进而减少摄食行为,这属于__________
调节。?
(4)图2是瘦素作用于下丘脑相关神经元,调节其摄食行为,图2中共有　　　　条反射弧,若c神经元释放的神经递质引起突触后膜抑制,则突触后膜接受这种递质后的膜内电位是　　　　　。?
解析答案负电位神经—体液0解析? (3)瘦素是一种蛋白质类激素,其作用的靶器官②(下丘脑)接受瘦素的信号后,引起②(下丘脑)相关神经兴奋,传至④(大脑皮层),令大脑皮层产生饱觉,进而减少摄食行为,这属于神经—体液调节。(4)图2中缺少感受器、效应器等反射弧的组成部分,不能构成完整的反射弧,所以图2中共有0条反射弧。若c神经元释放的神经递质引起突触后膜抑制,则突触后膜接受这种递质后会导致阴离子内流,使突触后膜仍然维持静息电位,此时膜内电位是负电位。(5)某些肥胖症是由自身抗体攻击神经细胞上的瘦素受体造成的,这类肥胖病人能否通过注射瘦素进行治疗?__________
(“能”或“不能”)。请说明理由:_____________________
____________________________________________________
__________________________________________________。别的能力下降,所以不能通过注射瘦素治疗该类肥胖症不能因为该类肥胖症是由体内发生瘦素抵抗现象而引起的,即瘦素与其受体识解析答案解析?(5)由题意“某些肥胖症是由自身抗体攻击神经细胞上的瘦素受体造成的”可知:该类肥胖症属于自身免疫病。该类肥胖症是由体内发生瘦素抵抗现象而引起的,即瘦素与其受体识别的能力下降,所以不能通过注射瘦素治疗该类肥胖症。
二、文字表述类试题的答题方法
文字表述类试题的解答一般分为两步:
1.审题:审查题干的条件和目的;梳理题干图文中的所有信息,包括挖掘隐含信息,解题错误往往是由题干的条件遗漏或分析不到位引起的,全面掌握题干条件是正确解题的最基础的一环;厘清题干设问的角度,界定清楚问题的形式和范围,避免出现答非所问的情况。(如2017年全国理综Ⅰ卷第29题,题干的设问角度是写实验思路,出现很多答案是写实验步骤)
2.解题:明确答题的过程和结果;解题的关键点在于将答题的过程与题干条件结合起来,将答题的结果与题干的目的结合起来。从题干条件出发,或从高中阶段所学的基本生物事实、原理出发是科学规范解题的起点,思维混乱,根据个人的想象答题是解题中最常见的错误;另外,围绕题干的目的,将答题的过程围绕最终的结果,使其逻辑关系清晰、简洁是解答文字叙述类试题非常重要的一环。
文字表述类试题在考试中因为时间短、文字多的特点,需要在平时加强训练,学生对解题的一般思路及文字表达的语言组织达到熟练的程度,在考试中才能真正取得较好的成绩。例如,综合运用类试题中经常会要求书写实验思路及设计实验过程,需要对实验思路中对照实验的设置及实验过程中变量的控制及处理等进行深入的理解与训练。
例3 (2018年河北冲刺)玉米是重要的粮食作物,其种皮颜色黄色(A)对白色(a)为显性,籽粒味道非甜味(B)对甜味(b)为显性,籽粒黏度非糯性(C)对糯性(c)为显性,且三对基因分别位于三对同源染色体上。现有黄色非甜味糯性玉米与白色甜味非糯性玉米杂交,F1只有黄色非甜味非糯性和黄色非甜味糯性两种类型玉米。据此回答下列问题。
(1)亲本杂交组合的基因型为　　　　　　　　。?
(2)若只考虑籽粒的味道和黏度,F1两种表现型个体杂交,所得后代表现型不同于F1的个体约占　　　　　。?
1/4AABBcc×aabbCc答案(3)航天科技的发展,使太空育种得以推广和发展,生物学家经过不断选育,得到“太空玉米”。与普通玉米相比,“太空玉米”籽粒饱满、营养丰富。现有纯种籽粒非饱满普通玉米和未知基因型籽粒饱满“太空玉米”(籽粒饱满与否受一对等位基因D、d控制),请设计一个实验,鉴定籽粒饱满“太空玉米”的基因型,写出实验设计思路,并预期实验结果和结论。(不考虑环境因素对籽粒饱满的影响)
①实验设计思路:　　　　　　　　　　 。?
②预期实验结果和结论:____________________________。　解析答案答案? ①实验设计思路：将纯种籽粒非饱满普通玉米与未知基因型的籽粒饱满 “太空玉米”进行杂交,观察F1表现型。
②预期实验结果和结论：若F1 全部为籽粒饱满,则籽粒饱满对籽粒非饱满为显性,所测籽粒饱满“太空玉米”的基因型为DD;若F1 有的为籽粒饱满,有的为籽粒非饱满,则籽粒饱满对籽粒非饱满为显性,所测籽粒饱满“太空玉米”的基因型为Dd;若F1 全部为籽粒非饱满,则籽粒非饱满对籽粒饱满为显性,所测籽粒饱满 “太空玉米”的基因型为dd。
解析?　本题考查分离定律和自由组合定律,以及分离定律和自由组合定律的应用。解答第(3)小题时,应根据籽粒饱满与非饱满的显隐性未知,且玉米的花为单性花,选择合适的杂交方案。
(1)黄色非甜味糯性玉米A_B_cc与白色甜味非糯性玉米aabbC_杂交,F1只有黄色非甜味非糯性AaBbCc和黄色非甜味糯性AaBbcc两种类型玉米,据此可知亲本黄色非甜味糯性玉米基因型为AABBcc,亲本白色甜味非糯性玉米基因型为aabbCc。(2)只考虑籽粒的味道和黏度,F1中非甜味非糯性BbCc和非甜味糯性Bbcc两种表现型个体杂交,后代表现型与F1相同的个体约占(3/4)×(1/2)+(3/4)×(1/2)=6/8,则表现型与F1不同的个体占1—6/8=2/8=1/4。(3)实验设计思路:由于籽粒饱满与非饱满的显隐性未知,且玉米的花为单性花,雌雄同株,因此鉴定籽粒饱满“太空玉米”的基因型,不能采用自交法,可将纯种籽粒非饱满普通玉米与未知基因型的籽粒饱满“太空玉米”进行杂交,观察F1表现型。实验结果及结论:由于亲本中籽粒非饱满普通玉米为纯种,若F1 全部为籽粒饱满,则籽粒饱满对籽粒非饱满为显性,所测籽粒饱满“太空玉米”的基因型为DD;若F1 有的为籽粒饱满,有的为籽粒非饱满,则籽粒饱满对籽粒非饱满为显性,所测籽粒饱满 “太空玉米”的基因型为Dd;若F1 全部为籽粒非饱满,则籽粒非饱满对籽粒饱满为显性,所测籽粒饱满“太空玉米”的基因型为dd。
例4 实验小组分别将灵敏电流计按下图连接,据图回答下列问题:
(1)电流计按照甲、乙图所示的方法连接,　　　___(填“能”或“不能”)测出该神经纤维的静息电位,原因____________
_______________________________________________。答案电流计电极均连接在神经纤维膜外,电位差为零不能　甲、乙图中(2)若h=k,同时在甲、乙图中a、c处给予一个刺激,观察指针偏转,指针反应时间落后的是　　　,原因是______________
____________________________________________________
____________________________________________________
__________。
(3)如果在甲图b处连接一块肌肉。请设计一个方案,测量电信号在神经纤维上的传导速度(写出大致思路即可)。
动经过了电信号→化学信号→电信号的转变过程,因此要乙　甲图中神经冲动只在神经纤维上以电信号的形式传导,乙图中神经冲慢一些　答案：在甲图神经纤维不同两点给予刺激,并记录肌肉收缩的时间差,用距离差除以时间差,即可测出电信号在神经纤维上的传导速度答案解析解析?　兴奋在神经纤维上是以电信号的形式传导的,未兴奋时为静息电位(内负外正),兴奋时为动作电位(内正外负);兴奋在突触上传递是通过电信号→化学信号→电信号的形式从上一个神经元传递到下一个神经元的。
(1)据图所示,电流计按照甲、乙图所示的方法连接,都是连在神经纤维的膜外,未兴奋时膜外均为正电位,电位差为零,而静息电位是指膜内外电位为内负外正,故不能测出该神经纤维的静息电位。(2)甲图所示兴奋在神经纤维上是以电信号的形式传导的,速度快;乙图所示兴奋要先经过突触以化学信号的形式传递到下一个神经元,再以电信号的形式传导,速度慢些,故同时在甲、乙图中a、c处给予一个刺激,指针反应时间落后的是乙。(3)要测量电信号在神经纤维上的传导速度,根据速度等于距离除以时间的公式,故要在神经纤维上不同点给予刺激,记录肌肉收缩所需时间,用两个点到肌肉的距离差除以两次的时间差,得到的值即电信号在神经纤维上的传导速度。微专题 图形图表题15 图表题是高考生物试题中的“常青树”,其以图表为信息载体,由多个图表组合或者由文字材料加图表材料组合而成,具有直观形象、情景新颖、区分度高等特点,对考生分析、归纳问题的能力要求很高。
高考考纲对图表题的要求体现在两个方面:一是要求“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”,这是对理解能力的要求;二是要求“能从提供的材料中获取相关的生物学信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物学问题”,这里的“材料”可以是文字,也可以是图表,这是对获取信息能力的要求。
一、生物图表的类型
生物图表题中的图表一般可分为两大类:模式图、数据图表。
1.生物形态、结构和生理过程等的模式图
该类图有实物图、示意图、系谱图、概念图、流程图等。
(1)实物图:通常是标本在光学显微镜或电子显微镜视野中的成像或是实物照片、史料中的图片(如2018年江苏卷的第33题图等)。
(2)示意图:反映生命现象、生理过程或生物体形态结构的简要图式,只能体现出生物体(局部)的结构、生命运动过程中的主体特征和核心规律,是对生命过程或现象最为简洁的描述方式。正由于示意图的形式简洁、内涵丰富,因而成为命题时常采用的生物学图形(如2016年全国Ⅲ卷第4题图、2017年全国Ⅱ第1题图等)。
(3)系谱图:生物学特有的图形,以方框、圆圈、线段等表示复杂的遗传信息,其中蕴含了亲子代、男女婚配、遗传方式、遗传特点等多层含义,同时标注也是重要的提示。试题常以系谱图为信息载体,考查对遗传规律的理解和应用能力。
(4)概念图:通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中,然后用连线将相关的概念连接,连线上标明两个概念之间的关系。它能将隐性知识显性化、可视化,从而直观形象地表达知识结构,呈现概念相关要素间的联系,利于学生对核心概念的整体把握。理解能力和归纳能力是该类试题考查的重点。(5)流程图:用箭头、字母和数字等表示生命运动的过程或新陈代谢中有序的变化关系,有时借助于示意图等以增加流程图中的信息容量。流程图能够帮助人们理解某组“事件”是按照怎样的顺序发生的,能有效地概括出某一过程的各个阶段或某一程序的各个步骤。解流程图题时要注意结合题干中的文字叙述,把握流程图中流程的核心变化或重要过程,以此为主线完成图文的转换,按图中箭头流向,依次获取相应步骤的信息;联系相关知识,进行联想、类比和迁移,明确事件的主旨;结合问题,分析作答。由于图中涉及箭头、字母、数字等,答案的内容也可能用上符号。
例1 (2018年上海质检)下图是有关真核细胞中DNA分子的复制、基因表达的示意图,下列相关叙述错误的是(　　)。
A.甲、乙过程主要发生在细胞核内,丙过程发生在核糖体上
B.甲、乙两过程都需要DNA聚合酶、解旋酶的催化
C.甲、乙、丙过程都遵循碱基互补配对原则
D.甲、乙、丙过程所需原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
解析答案B解析?　甲、乙、丙分别为复制、转录与翻译,复制与转录主要发生在细胞核内,翻译主要发生在细胞质中的核糖体上,A正确。复制过程中需要DNA聚合酶、解旋酶的催化,而转录过程只需要RNA聚合酶的催化,B错误;在DNA的复制、转录、翻译过程中都遵循碱基互补配对原则,C正确。复制是合成子代DNA 的过程,需要以脱氧核苷酸为原料;转录是合成RNA的过程,需要核糖核苷酸为原料;翻译是合成蛋白质的过程,需要氨基酸为原料,D正确。
例2 (2018年西畴模拟)生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下,据图回答下列问题:
(1)图中A是__　　　　,其产生的部位是_______________ 。?
(2)反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是　　　　,可在人体细胞中进行的是__　　　　。?①②④丙酮酸　细胞质基质②　答案解析解析?　(1)图中A是呼吸作用第一阶段产生的中间产物丙酮酸,该过程发生在细胞质基质中。(2)过程②表示有氧呼吸的第二、三阶段,必须有氧气的参与。人体可以进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,所以可以进行图中的①②④过程。(3)苹果贮藏久了,会有酒味产生,其原因是发生了图中_____
　　　　过程;而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生,其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中　　　　过程。?
(4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　_________________________________。?
(5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比为　　　　。?
答案解析①③①④种子在有氧呼吸过程中产生了水1∶3解析?　(3)苹果贮存久了,会闻到酒味,是因为苹果细胞进行了酒精发酵,产生了酒精。而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生,原因是马铃薯块茎不进行酒精发酵,而进行乳酸发酵,即在无氧条件下进行了图中①④过程。(4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。(5)由于有氧呼吸条件下,葡萄糖消耗量∶氧气的吸收量∶二氧化碳释放量=1∶6∶6;而无氧呼吸条件下,葡萄糖消耗量∶二氧化碳释放量=1∶2。如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
2.表示生物学实验获得的数据和结果或表示某生物现象、过程和规律的图表
常见的形式包括数据表格、坐标曲线、柱形直方图等。
(1)表格:科学实验或调查得到的数据一般都是以数据表的形式记录下来的,作为分析的第一手资料。任何表格都是由行和列组成的,列是表格所反映的项目,行是表格的主体内容。多数表格附有标题,标题是表格内容的扼要说明,是主题。解答表格题的基本策略:①从标题开始审题,再从行、列入手,理顺行、列之间的相关性,分别固定行或列,运用单一变量
原则,对数据表中的数据进行统计分析,必要时可作柱形图或曲线图,以便发现、总结相关变量间的关系;②进行综合分析得出结论。
(2)坐标曲线:坐标曲线是生物学试题中最常见的图形,分一维、二维坐标。
解坐标题时应先从坐标入手,理解横、纵轴表示的生物学含义,分析横轴(自变量)、纵轴(因变量)之间的相关性。分析坐标曲线时应由点到线,找出曲线的起点、拐点、终点和交叉点等关键点并明确其含义,然后分段分析曲线,找出上升段、下降段及其蕴含的生物学原理、生理过程和客观规律,或者从中挖掘信息,引导解决试题设置的问题。
(3)柱形直方图:一般是在数据表格的基础上,把信息进一步转化,使数据直观化的一种图形,是坐标曲线的变形。解直方图题的关键不仅要弄清坐标的含义,还要理解直方图所代表的数据的大小和含义,然后结合相关的生物学知识和原理进行推理分析。
在解答以上这几类题时,首先要能够读透图形或图表中提供的信息,再运用相关的生物学知识或原理做进一步分析和判断;其次要能够对数据进行加工或换算,再根据图形、图表做出适当的推论等。
例3 (2018年北京一模)研究者使用稳定同位素18O标记水和碳酸盐/碳酸氢盐中的氧,加入三组小球藻培养液中,记录反应起始时水和碳酸盐/碳酸氢盐中18O的比例,光照一段时间后,分别检测小球藻释放的氧气中18O的比例,实验结果如下表所示。下列相关叙述不正确的是(　　)。
?解析答案B?例4 (2018年汕头冲刺)右图表示夏季某植株在密闭的玻璃罩内一昼夜CO2浓度的变化。请据图回答下列问题:
(1)图中I点时,植株叶肉细胞中产生[H]和ATP 的场所是__
___________________;FG段曲线形成的原因是__________
_________________________________________。?细胞质基质和线粒体影响叶片气孔开闭程度,从而影响CO2的供应温度过高答案(2)图中D、H两点植株处于何种生理活动状态?____________
____________________。?
(3)若将该植株密闭在无O2但其他条件适宜的玻璃罩内照光培养一段时间后,发现该植株的有氧呼吸增加,其原因是______
____________________________________________________
____________________________________________________
__________________。　速率等于呼吸速率植株光合有氧呼吸会增强该植株在光下光合作用释放的O2使密闭玻璃罩内O2增加,而O2与有机物分解产生的[H]发生作用形成水,所以当O2增多时,解析答案解析?　解答此题,可根据一天中温度、光照等条件的变化、呼吸作用和光合作用对CO2浓度的影响分析图中曲线升降的原因。(1)图中I点时,处于深夜时间,没有光照,不能进行光合作用,叶肉细胞可通过呼吸作用在细胞质基质和线粒体中产生[H]和ATP;FG段处于中午,此时由于温度较高,蒸腾作用较强,为减少水分过度散失,部分气孔关闭,导致CO2吸收减少,光合作用减弱。(2)从代谢角度考虑,若呼吸速率大于光合速率,则密闭装置内CO2浓度会上升,若呼吸速率小于光合速率,则密闭装置内CO2浓度会下降,图中D、H两点分别处于CO2浓度的最高点和最低点,此时植株光合速率应等于呼吸速率。(3)在无O2但其他条件适宜的密闭玻璃罩内,将该植株照光培养,该植株通过光合作用释放O2,使密闭玻璃罩内O2增加,O2参与有氧呼吸第三阶段,所以O2增多时,有氧呼吸会增强。
二、图表题题型及解答技巧
图表题可以分为识图作答题和绘制图表题两大类,试题中的图表可能来自科学论著或大学教材,这样的图表情景新;也可能来自高中生物教材,但不会和教材中的插图完全一样。
1.识图作答题
识图作答题是在识图的基础上作答,要求能辨认出题图所反映的生物体形态、结构等信息,正确理解生理过程的规律,并能联想和运用与图示信息相关的生物学概念和原理进行分析、思考,得出正确答案。分述如下:
(1)识图:观察题中出现的图表,首先获取图表呈现的特点及所蕴含的信息,观察其与教材中出现的图形、表格的异同,其所呈现的不同点往往是解题的突破口。
(2)译图:即进行信息的图文转换,将图表信息转化为文字或数据信息,或把数据、文字信息转化为图表信息,在转换中将信息处理得与题目设问角度一致。
(3)注意挖掘图表中的隐含条件,这些隐含条件往往容易被忽视,导致获得错误的信息,造成解题失误。只有捕捉到全部的信息,才能正确处理信息,从而解决实际问题。
总之,图形、图表信息题命题形式十分灵活,可用数据表格、图形曲线独立命题,亦可将形数结合、线表相融进行综合命题。解题时先分块分析,再综合考虑,实现图文转换、数形转化。
例5 (2018年西畴模拟)下图为人体的组织细胞和内环境的关系示意图。请据图回答下列问题。
(1)②是内环境的重要组成部分,②内有多对缓冲物质使其pH保持在7.35~7.45之间,对溶液酸碱度起调节作用的缓冲物质有　　　　　　　　　、________　　　　　　等。?答案NaH2PO4和Na2HPO4H2CO3和NaHCO3　(2)下表为图中组织细胞和内环境不同部位主要电解质的含量(单位:mmol/L):
从表中数据分析可知,血浆中阴离子浓度和阳离子浓度的关系是　　　　　。细胞内液和细胞外液的电解质含量的关系是　　　　　(填“大于”“小于”“相等”或“相近”)。细胞需要生活在渗透压稳定的溶液中,表中数据能否说明这一点?为什么?___________________________。 　答案：能，溶液渗透压的大小与溶质微粒的多少有关。表中数据表明细胞内液和细胞外液的溶质微粒数目大致相等。相等　相近　答案(3)夏天气温高,人体大量出汗,如不及时补充水分,会使细胞外液的渗透压　　　　　,水将从细胞　　　　(填“内”或“外”)向细胞　　　　(填“内”或“外”)转移。在身体缺水时体内的抗利尿激素分泌量会　　　　。?
(4)人体内环境的稳态是在_____________________等系统的调节下实现的。?
解析答案神经、内分泌和免疫升高　内　外　增加　解析?　据图分析,图中①为细胞内液,②为血浆,③为组织液,④为淋巴,其中②③④组成内环境。人体血液中调节酸碱平衡的缓冲物质有H2CO3和NaHCO3、NaH2PO4和Na2HPO4等。由表格数据可知,②血浆中阴离子浓度和阳离子浓度相等,细胞内液和细胞外液的电解质含量相近。溶液渗透压的大小与溶质颗粒的多少有关,表中数据表明细胞内液和细胞外液的溶质颗粒大致相等。人体内环境稳态的调节网络是神经—体液—免疫调节。2.绘制图表题
绘制图表题是生物图表信息题中的难点,也是易失分点。考纲明确要求考查考生“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”。此类题型有的难度较大,我们要在充分熟悉了各类图表的特点之后,结合教材中常见的各类图形(如细胞结构图、细胞分裂图、遗传系谱图、杂交图、生态食物网图、实验图等),明确绘制各类图表的注意事项,再经过反复训练、不断总结,最终掌握绘制图表的方法和技巧。
绘制细胞分裂图时应特别注意以下几点:有无同源染色体;染色体的数目是多少;细胞所处的分裂时期及染色体的变化特点是什么;是动物细胞还是植物细胞;若是减数分裂,则应注意是形成精子还是形成卵细胞等。
绘制表格要设计好行标题和列标题,注意表中数据变化的规律和趋势等,如数据是上升还是下降还是到某个数值就不变了等;要注意特殊数据,如最多、最少、平均、总和等;两个或两个以上表格的设计要注意比较,找出相同的地方和不同的地方。
例6 (2018年衡水九模)衡水湖中绿藻和蓝藻等是鲤鱼及沼虾的食物来源,其中沼虾是鲤鱼的食物,图甲表示绿藻与蓝藻对N、P的吸收量及pH>8时其体内藻毒素含量的差异,图乙表示不同体长鲤鱼的食性比例:
(1)在该湖泊中,体现每个种群最基本的数量特征是______
_________;其中决定绿藻种群数量变化的因素是________
___________。?
(2)从物质循环的角度来看,该湖泊生态系统中循环的物质是　　　　　　　　　　　　　。?
(3)从能量流动的角度分析,该湖泊生态系统中沼虾被分解者利用的能量除排泄物外还有　　　　　　　___________。?
解析答案密度种群和死亡率组成生物体的化学元素尸体和下一营养级的粪便出生率解析?　(1)种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例,其最基本的数量特征是种群密度;决定种群数量变化的因素是出生率和死亡率。(2)生态系统的物质循环是组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素在无机环境和生物群落之间的循环过程,所以该湖泊生态系统中循环的物质是组成生物体的化学元素。(3)沼虾的排泄物、尸体和被下一营养级摄入而没有消化的粪便中的能量都会被分解者分解利用。(4)请绘出藻类、沼虾和鲤鱼三者之间的食物关系图。
(5)假设该生态系统中只存在鲤鱼、沼虾、藻类三类生物,结合图乙,鲤鱼体长在4.2 cm时,鲤鱼要获得24 kJ能量,至少需要藻类提供　　　　kJ的能量。?
解析答案240答案：解析?　(4)衡水湖中绿藻和蓝藻等是鲤鱼及沼虾的食物来源,其中沼虾也是鲤鱼的食物,所以藻类、沼虾和鲤鱼三者之间的食物关系图为 。
(5)从图乙可以看出鲤鱼体长为4.2 cm时,植食性食物与肉食性食物比例为3∶1,若鲤鱼获得的能量为24 kg,则有18 kg来自藻类,6 kg来自小虾,题目要求消耗藻类能量最少,传递效率应按20%计算,故消耗藻类至少为18÷20%+6÷20%÷20%=240(kg)。(6)环保部门为了治理该湖泊中氮、磷等元素富营养化的碱性水体,提高鲤鱼产量,他们首先选择　　　　(藻类),随后再投喂体长　　　　_____cm的鲤鱼以快速去除藻类。这样做的理由是__________________________________________
__________________________________。?
解析答案食物所占比例高,能量利用率也高绿藻　大于4.2　植食性食物与肉食性食物比例为3∶1,以植物性解析?（6）两种藻类吸收磷元素的量相当,绿藻在pH大于8时藻毒素含量低,因此选用绿藻较好;鲤鱼体长大于4.2 cm时,植食性食物与肉食性食物比例为3∶1,以植物性食物所占比例高,去除藻类较快。
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