(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题7 实验探究(六) 开放性实验设计题的解题分析(含解析).doc

2017·全国Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案　(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒解析　(1)DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型根据分析，本实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒培养一段时间后收集病毒并检测其放射性2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒1．确定实验目的，找出实验变量首先要根据实验的目的找出实验的自变量，如：上面的考题示例中的实验目的是“探究某种病毒的遗传物质是DNA还是RNA”，实验的变量要体现出二者的差异，很容易想到DNA中特有碱基T，RNA中特有碱基U，由此确定实验的自变量是碱基种类不同2．找准实验材料，思考实验方法结合给出的实验材料和试剂等，思考实验的方法如：上面的考题示例中明确提出用体外培养的宿主细胞为材料，运用放射性同位素标记法进行实验，联想到病毒营寄生生活，只能用活细胞培养，从而确定实验的方法是先用培养基培养细胞，再用病毒去侵染细胞3．结合实验变量，写出实验思路根据上述分析，写出基本思路，要点明两点：“怎么做”和“看什么”，前者紧扣自变量描述，后者紧扣因变量描述如上面的考题示例中的实验思路也可以概括为：将宿主细胞分为甲、乙两组，甲组培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，乙组培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒怎么做”)培养一段时间后分别收集两组的病毒并检测其放射性。

看什么”)4．分析现象结果，结论回扣目的探究性实验需要讨论，运用假设法确定结果和结论的对应关系，推理过程为：“假设结论1成立，会出现结果1；假设结论2成立，会出现结果2……”然后书写答案，模式为“若结果1，则结论1；若结果2，则结论2……”验证性实验不需要讨论，即“结果……，结论……1．RNA病毒有的能利用RNA自我复制完成增殖，有的需要通过逆转录才能完成增殖科学家发现放线菌素D能与DNA形成复合体，阻碍RNA聚合酶发挥功能现有一种新型RNA病毒，请以体外培养的宿主细胞、显微镜等材料和用具，设计实验确定该种病毒的增殖类型，简要写出实验思路并预测实验结果及结论提示：①设计对照实验；②病毒增殖可使宿主细胞裂解)(1)实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________2)实验结果及结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)①将体外培养的宿主细胞均分为甲、乙两组，甲组用放线菌素D处理，乙组不做任何处理；②用新型RNA病毒分别感染甲、乙两组宿主细胞，在相同且适宜条件下培养相同一段时间；③用显微镜观察两组细胞的裂解情况(2)若甲、乙两组细胞均破裂，说明该病毒通过RNA自我复制完成增殖；若甲组细胞不破裂，乙组细胞破裂，说明该病毒需要通过逆转录完成增殖解析　病毒只能寄生在活宿主细胞内，而放线菌素D能与DNA形成复合体，阻碍RNA聚合酶发挥功能，因此该实验的自变量为宿主细胞是否被放线菌素D处理，观察RNA病毒能否增殖宿主细胞被放线菌素D处理后再感染病毒，若病毒能增殖，宿主细胞会破裂，说明该病毒通过RNA自我复制完成增殖，否则说明该病毒需要通过逆转录完成增殖2．已知垂体受到下丘脑和甲状腺的双重调节，使生物体内促甲状腺激素(TSH)含量保持相对稳定为进一步验证下丘脑和甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用，请根据以下提供的实验材料，设计实验并分析实验材料：动物细胞培养瓶若干和其他相关的培养和测定仪器、大白鼠的下丘脑细胞悬液和垂体细胞悬液、动物细胞培养液(不含TSH)、甲状腺激素溶液要求与说明：细胞培养条件适宜；TSH含量测定的具体方法不作要求。

)(1)实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________2)预测实验结果：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________答案　(1)①取四个动物细胞培养瓶，分别标号为A、B、C、D，各加入等量的动物细胞培养液；②A：加入垂体细胞悬液；B：加入垂体细胞悬液＋甲状腺激素溶液；C：加入垂体细胞悬液＋下丘脑细胞悬液；D：加入下丘脑细胞悬液；③将上述四个动物细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养相同一段时间；④测定各培养瓶中TSH的含量并记录2)A瓶作为对照组；B瓶TSH的分泌量相比A瓶减少；C瓶TSH的分泌量相比A瓶增加；D瓶检测不到TSH解析　(2)预测实验结果：A瓶作为对照组；B瓶加入甲状腺激素，甲状腺激素达到一定浓度后，会反馈给垂体抑制TSH的分泌；C瓶下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH)，来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH)；D瓶检测不到TSH。

3．某多年生植物(2n＝10)茎的高度由一对等位基因(E和e)控制研究发现：茎的高度与显性基因E的个数有关(EE为高秆、Ee为中秆、ee为矮秆)，并且染色体缺失会引起花粉不育育种工作者将一正常纯合高秆植株(甲)在花蕾期用γ射线照射后，让其自交，发现子代有几株中秆植株(乙)，其他均为高秆植株子代植株(乙)出现的原因有三种假设：假设一：仅由环境因素引起；假设二：γ射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变；假设三：γ射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失1)γ射线照射花蕾期的植株(甲)后，植株叶芽细胞和生殖细胞均发生了突变，但在自然条件下，叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________2)现欲确定哪个假设正确，请说明实验思路并预期实验结果及结论：①实验思路：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

②预期实验结果及结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________________答案　(1)突变发生在体细胞中(体细胞突变)，一般不能遗传给子代(2)①将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例　②若子代性状全为高秆，则假设一正确；若子代性状高秆∶中秆∶矮秆＝1∶2∶1，则假设二正确；若子代性状高秆∶中秆＝1∶1，则假设三正确解析　(1)叶芽细胞属于体细胞，而体细胞突变一般不遗传给子代，因此植株叶芽细胞突变对子代的性状几乎无影响2)探究中秆植株出现的原因，应利用该植株进行实验，可将中秆植株(乙)在环境条件相同且适宜的自然条件下单株种植，并严格自交，观察并统计子代的表现型及比例若假设一正确，该变异仅由环境因素引起，则该植株的基因型为EE，自交子代都表现为高秆；若假设二正确，γ射线照射植株(甲)导致其发生了隐性突变，则该植株的基因型为Ee，自交子代的基因型及比例为EE∶Ee∶ee＝1∶2∶1，即子代表现型及比例为高秆∶中秆∶矮秆＝1∶2∶1；若假设三正确，γ射线照射植株(甲)导致一个染色体上含有显性基因的片段丢失，用O表示，则该植株的基因型为EO，由于染色体缺失会引起花粉不育，则其自交子代的基因型及比例为EE∶EO＝1∶1，即子代表现型及比例为高秆∶中秆＝1∶1。