1、主观大题强化集训(五)开放性实验1(2021湖北高三模拟)某生态茶场依靠“以草养虫”“以草肥田”及生物防治等生产措施，多年来坚持不打农药、不施化肥和除草剂，获得了良好的经济效益和生态效益。请回答下列问题：(1)该茶场生态系统的基石是_茶树和杂草_。茶场工人在每年4月、7月和10月各进行一次人工除草。从种间关系分析，人工除草的目的主要是_减轻茶树与杂草间的竞争_。从物质循环的角度分析，人工除草能加快物质循环利用，草秆为茶树提供_无机盐(或无机盐、CO2)_。(2)茶场及周边优美的生态环境吸引了游人前来观光、休闲，体现了生物多样性的_直接_价值。茶园弃荒的过程中，茶树下首先出现一年生杂草，再逐步演
2、替到灌木阶段。在灌木阶段，茶园内很少有一年生草本植物生长，原因是_一年生草本植物与灌木在争夺阳光和空间等的竞争中被淘汰_。(3)反硝化细菌能将硝酸盐转化成氨和氮，施用磷肥能促进土壤反硝化细菌的繁殖，进而导致土壤氮损失。请设计实验验证茶园氮损失是否由反硝化细菌数量增加引起(仅写设计思路)。_将样本土壤分为相同的两组并检测含氮量，一组不做处理，一组施用适量磷肥。一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量_。【解析】(1)该茶场生态系统的基石(生产者)是茶树和杂草；从种间关系分析，人工除草的目的主要是减轻茶树与杂草间的竞争。从物质循环的角度分析，人工除草能加快物质循环利用，草秆为茶树提
3、供无机盐。(2)茶场及周边优美的生态环境吸引了游人前来观光、休闲，体现了生物多样性的直接价值。在灌木阶段，茶园内很少有一年生草本植物生长，原因是一年生草本植物与灌木在争夺阳光和空间等的竞争中被淘汰。(3)验证茶园氮损失是否由反硝化细菌数量增加引起，本实验的自变量是是否施加磷肥，因变量是反硝化细菌的数量。据此设计实验，将样本土壤分为相同的两组并检测含氮量，一组不做处理，一组施用适量磷肥。一段时间后测量并比较两组土壤中反硝化细菌的数量和剩余氮量。2(2021重庆高三)日常生活中，黄曲霉素和苯是两种常见的有害物质。为了探究黄曲霉素、苯对细胞癌变的影响，某生物实验小组以小鼠作为实验对象设计并实施了如下
4、实验：(1)材料：取_生长发育情况相同且健康的(相同性别的)_的小鼠若干，均分为A、B、C、D四组，生理盐水配制的0.01 mol/L黄曲霉素溶液，生理盐水配制的0.01 mol/L苯溶液，生理盐水，注射器等。实验过程：组别注射物癌变率A黄曲霉素溶液1 mLB苯溶液1 mLC黄曲霉素溶液0.5 mL苯溶液0.5 mLD0(说明：癌变率癌变小鼠数/每组小鼠总数100%，“”的数量表示癌变率的高低)(2)上表中D组小鼠的注射物是_1_mL(等量)的生理盐水_，黄曲霉素和苯属于_化学_致癌因子，在这些致癌因子的作用下，细胞中_原癌基因和抑癌基因_发生突变从而导致细胞癌变。(3)上述实验结果可以得出的
5、结论是_黄曲霉素和苯在致癌作用方面具有协同作用(黄曲霉素和苯都有明显的致癌作用，在致癌作用方面具有协同作用_。(4)为探究紫杉醇是否有治疗癌症的作用，请用上述A组实验结果中已经发生癌变且癌变程度相同的小鼠为材料，以肿瘤体积的改变量为检测指标，写出实验思路：_分别用紫杉醇和生理盐水处理两组小鼠，一段时间后检测肿瘤体积的改变量_。【解析】(1)小鼠为实验材料，作为无关变量，须保证样品一致。则选取生长发育情况相同且健康的(相同性别的)小鼠若干只。(2)为排除生理盐水的干扰，D组作为空白对照，注射1 mL(等量)的生理盐水。致癌因子有化学性、物理性和病毒性，黄曲霉素和苯属于化学类致癌因子，在这些致癌因
6、子的作用下，细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变从而导致细胞癌变。(3)实验结果分别对应不同的癌变率：1 mL黄曲霉素溶液和苯溶液的癌变率一般，但同时加入黄曲霉素溶液0.5 mL苯溶液0.5 mL，癌变率大大增加。上述实验结果可以得出的结论是：黄曲霉素和苯都有明显的致癌作用，在致癌作用方面具有协同作用。(4)为探究紫杉醇是否有治疗癌症的作用，请用上述A组实验结果中已经发生癌变且癌变程度相同的小鼠为材料，以肿瘤体积的改变量为检测指标，写出实验思路：选取A组实验结果中已经发生癌变且癌变程度相同的小鼠为材料平均分为两组，分别用紫杉醇和生理盐水处理这两组小鼠，饲养一段时间后，检测这两组小鼠肿瘤体积的改变量
7、。3(2021武威第六中学高三)为了研究在适宜的光照下，CO2浓度及施氮量对植物总光合速率的影响，研究人员选取生理状态相同的某种植物若干，分为四组，分别设置不同的CO2浓度和施氮量，测算了净光合速率(Pn)，平均结果如图所示。请据图回答下列问题：(1)该实验的自变量是_CO2浓度、施氮量_。(2)实验中每一组种植多盆植物并进行多次测定，其目的是_减少实验误差对结果的影响_。(3)氮元素被该植物吸收后运送到叶肉细胞内可用于合成多种化合物，如_ATP，NADPH_。(至少写出两种)(4)要达到本实验目的，还需补充的实验是_在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸速率_(写出实验思
8、路)。【解析】(1)结合前面分析的实验目的可知，该实验的自变量是CO2浓度和施氮量。(2)实验中进行多次测定的目的是减少实验误差对实验结果的影响。(3)氮元素被该植物吸收后运送到叶肉细胞内可用于合成多种含氮的化合物，如NADPH、NADH；其中的NADPH是还原型辅酶，在光合作用的暗反应中对C3进行还原；NADH是还原型辅酶，在有氧呼吸第三阶段中可以与O2结合形成水。(4)完成实验需要算出总光合速率(总光合速率净光合速率呼吸速率)，所以除需要在光照条件下测出净光合速率，还需要在黑暗条件下进行实验来测出呼吸速率，故还需要补充的实验的思路是在黑暗条件下重复上述实验，测出各组实验条件组合下植物的呼吸
9、速率。4(2021高三专题训练)赤霉素(GA)和细胞分裂素(CTK)都能促进种子萌发，为研究GA和CTK单独使用及组合使用对种子萌发的效应。现提供以下实验材料用具，请完善实验思路，并预测实验结果。材料与用具：生理状况相同的玉米种子若干，蒸馏水，适宜浓度的GA溶液，适宜浓度的CTK溶液，烧杯若干。(要求与说明：GA溶液和CTK溶液都用蒸馏水配制；不考虑实验过程中水分蒸发对溶液浓度的影响；不考虑溶液体积对实验的影响；实验条件适宜；所选种子活力较强，且萌发率无差异)请回答：(1)实验思路：取烧杯若干均分为4组，编号为A、B、C、D。实验分组：_A组：玉米种子蒸馏水_B组：玉米种子GA溶液_C组：玉米
10、种子CTK溶液_D组：玉米种子CTK溶液GA溶液_；按上述分组，在各烧杯中分别加入适量且等量的相应试剂以及等量的玉米种子，置于相同且适宜条件下培养一段时间。观察各组种子的萌发情况，并记录对实验数据进行分析与处理，计算萌发率。(2)若GA和CTK的作用具有相互促进效应，请设计一个坐标系，用柱形图预测玉米种子萌发率的变化情况。(3)分析讨论本实验的对照组中没有施加GA和CTK溶液，玉米种子也具有一定的萌发率，原因是_种子自身产生的内源激素促进了萌发_；种子的萌发过程是多种激素相互作用的结果，除了GA和CTK的相互促进外，还有与之对抗的激素。当水分充足时，玉米种子中的_胚_就会释放赤霉素，以动员储藏
11、的养分，从而促进种子的萌发，这时_脱落酸_的作用就显示不出来了。实验前若要进行玉米种子活力的测定，请写出简单思路：_纵切玉米籽粒，用红墨水染色，观察胚的着色深浅_。【解析】(1)实验思路：取烧杯若干均分为4组，编号为A、B、C、D。实验分组：由分析可知，实验的自变量为外施激素的种类，对照组应不施加GA和CTK溶液，实验组应为分别单独施加GA、CTK、GA和CTK组合处理。即A组：玉米种子蒸馏水；B组：玉米种子GA溶液；C组：玉米种子CTK溶液；D组：玉米种子CTK溶液GA溶液。按上述分组，在各烧杯中分别加入适量且等量的相应试剂以及等量的玉米种子，置于相同且适宜条件下培养一段时间。观察各组种子的
12、萌发情况，并记录。对实验数据进行分析与处理，计算萌发率。(2)种子自身会产生GA和CTK，空白组(A组)的玉米种子也具有一定的萌发率；GA和CTK都能促进种子萌发，且GA促进萌发的效果更强一些，因此B组和C组的玉米种子萌发率高于A组，C组略低于B组；若GA和CTK的作用具有相互促进效应，则D组的玉米种子萌发率高于B组和C组。玉米种子萌发率的变化情况如图所示：(3)分析讨论：由于种子自身产生的内源激素会促进种子萌发，因此对照组虽然没有施加GA和CTK溶液，玉米种子也具有一定的萌发率。种子的萌发过程是多种激素相互作用的结果，除了GA和CTK的相互促进外，还有与之对抗的激素。当水分充足时，玉米种子中
13、的胚就会释放赤霉素，以动员储藏的养分，从而促进种子的萌发，这时脱落酸的作用就显示不出来了。实验前若要进行玉米种子活力的测定，实验基本思路：纵切玉米籽粒，用红墨水染色，观察胚的着色深浅。5(2021山东名校高三联考)摩尔根及其团队在研究果蝇眼色时，发现F1的雌雄红眼果蝇杂交，后代白眼占1/4，且都是雄果蝇(如下图所示)。针对这个现象，有以下三种假设：假设1：控制白眼的基因(w)只位于Y染色体上。假设2：控制白眼的基因(w)位于X和Y染色体上。假设3：控制白眼的基因(w)只位于X染色体上。请分析回答下列问题：(1)假设1不成立的理由是_如果控制白眼的基因只分布在Y染色体上，则F1雄性个体应全为白眼
14、，与事实不符_。(2)若假设2成立，则该实验中从PF1F2，关于眼色的基因型有_4_种。(3)摩尔根还做了一个回交实验(让亲代白眼雄果蝇和F1红眼雌果蝇交配)，该实验的结果不能否定假设2或假设3，理由是_根据假设2和假设3推导出的结果相同，回交实验的结果都是雌雄果蝇中均有一半红眼，一半白眼_。(4)若要证明假设3正确，试以F2中个体和野生型果蝇为材料，设计一个杂交方案(要求写出实验思路)：_让F2中红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，选出子代中的白眼雌果蝇；再用选出的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，统计子代表现型及比例_。后代应出现的结果是_子代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼(子代中红眼雌果蝇白眼雄
15、果蝇11)_。【解析】(1)如果控制白眼的基因只分布在Y染色体上，则F1雄性个体应全为白眼，而事实是F1雄性个体中白眼占1/4，与事实不符，所以假设1不成立。(2)若假设2成立，则该实验亲本的基因型为XWXW、XwYw，F1的基因型为XWXwXWYw，F2的基因型及其比例为XWXWXWXwXWYwXwYw1111，因此从PF1F2，关于眼色的基因型有4种。若假设3成立，则该实验亲本的基因型为XWXW、XwY，F1的基因型为XWXwXWY，F2的基因型及其比例为XWXWXWXwXWYXwY1111。(3)若假设2或假设3成立，则结合对(2)的分析可推知：让亲代白眼雄果蝇(XwYw或XwY)和F1
16、红眼雌果蝇(XWXw)交配，子代的基因型及其比例为XWXwXwXwXWYwXwYw1111或XWXwXwXwXWYXwY1111，即根据假设2和假设3推导出的结果相同，回交实验的结果都是雌雄果蝇中均有一半红眼一半白眼，所以该实验的结果不能否定假设2或假设3。(4)若要证明假设3正确，则应采用测交方案(让白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交)，据此依题意可知该实验的思路为：让F2中红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，选出子代中的白眼雌果蝇；再用选出的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，统计子代表现型及比例。若假设3正确，则白眼雌果蝇的基因型为XwXw，野生型红眼雄果蝇的基因型为XWY，二者杂交，子代的基因型及其比例
17、为XWXwXwY11，因此后代应出现的结果是：子代雌果蝇均为红眼，雄果蝇均为白眼(子代中红眼雌果蝇白眼雄果蝇11)。6(2021重庆南开中学高三)过敏反应与免疫系统功能的异常有关，请回答下列问题：(1)人体的免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和_免疫活性物质_组成的。具有增殖分化能力的淋巴细胞有_T细胞、B细胞、记忆细胞_。(2)地塞米松是用来治疗过敏反应的一种免疫抑制剂。为寻找更加高效且低毒的新型免疫抑制剂，研究人员进行了如下实验。实验一：以DNFB(一种引起过敏的物质)刺激健康小鼠，建立过敏反应的小鼠模型。将这批小鼠分成五组，再用DNFB刺激模型小鼠，诱发其过敏反应。诱发前的0.5 h和诱发后
18、6 h，在B、C、D、E组小鼠外耳分别涂浓度为0、2%、4%、8%的青蒿素乳膏，F组小鼠外耳涂地塞米松，同时另设A组健康小鼠(对DNFB不过敏)为对照组。诱发48 h后取小鼠胸腺并称重，计算胸腺指数，结果如图1。实验二：在对不同浓度的青蒿素和地塞米松进行细胞毒性的比较研究过程中，研究人员从健康的实验小鼠体内分离淋巴结，研磨过滤，收集细胞悬液；体外诱导细胞分裂并培养24 h后，统计细胞数量，计算细胞相对生存活力，结果如图2。图1中C、D、E组结果与B组比较，说明青蒿素具有_抑制过敏反应_的作用。当青蒿素的浓度达到8%时作用效果超过了地塞米松。图2实验中设空白对照组是用_不加青蒿素和地塞米松_的培
19、养液培养细胞。分析图2该实验结果说明_青蒿素和地塞米松对细胞均有毒性；在各个浓度下，青蒿素对细胞的毒性均小于地塞米松_。【解析】(1)人体的免疫系统是由免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质组成的；具有增殖分化能力的淋巴细胞有T细胞、B细胞、记忆细胞。(2)根据图1可知，与A组相比，B组小鼠的胸腺指数明显升高；C、D、E组结果与B组相比，胸腺指数偏低，说明青蒿素具有抑制过敏反应的作用，当青蒿素的浓度达到8%时作用效果超过了地塞米松。本实验中的空白对照组应用不含地塞米松和青蒿素培养液培养细胞；图2所示实验结果说明：青蒿素和地塞米松对细胞均有毒性；在各浓度下，青蒿素对细胞的毒性均小于地塞米松。7(202
20、1黑龙江哈九中)人中脑边缘的多巴胺系统是脑的“奖赏通路”，通过多巴胺引起神经元兴奋，传递到脑的“奖赏中枢”，使人产生愉悦感。毒品使人产生的愉悦感，远远比人类正常活动如“中奖”的刺激更快、更强。下图为毒品“可卡因”的成瘾机制：请据图分析，回答下列问题：(1)引起快乐的物质多巴胺储存于神经元的_突触小泡_中，其释放过程中穿过了_0_层磷脂双分子层。(2)结合图解分析，转运分子的作用是_负责将多巴胺(神经递质)回收到突触前膜内_。 因为可卡因与转运分子的竞争性结合，所以突触间隙的多巴胺含量会_增多_(“增多”或“减少”)。(3)动物实验证实，持续摄入毒品，突触后膜上的部分受体就会被清除，使得多巴胺奖
21、励效果_减弱_(“增强”或“减弱”)，只能依靠吸食更多毒品排解慢性沮丧和不安焦虑，造成成瘾性依赖。上述现象体现了机体内存在_反馈调节_调节机制。(4)戒毒期间会出现烦躁不安、体重增加等一系列的不适感。这在医学上称为毒品戒断综合征，我国科研人员研发了一种戒毒药物，可有效抑制毒品戒断症状，但又担心人体对该戒毒药物形成类似毒品的依赖，即存在成瘾性。科研人员通过灌胃给药，探究该戒毒药物的成瘾情况(吗啡属于毒品的一种)。取_体重、性别、生理状态相同_的30只小鼠，随机均分为3组。分别灌胃给药。吗啡组：灌喂一定量的吗啡。戒毒组：灌喂一定量的戒毒药物。对照组：灌服_等量生理盐水_第9天给药30 min后，用
22、盐酸纳洛酮1 mg/kg催瘾，观察动物跳跃次数及体重变化。戒毒丸成瘾性试验(n10，s)组别跳跃动物数(只)跳跃次数(次/30 min)体重变化率(%)对照组24.29.01.51.7吗啡组983.625.56.44.4戒毒组416.725.51.72.2根据实验结果，可初步得出结论：该戒毒药物基本不存在成瘾性。理由是：_戒毒组与对照组比较，跳跃次数及体重变化率差异不显著，都远远小于吗啡组_。【解析】(1)多巴胺(神经递质)存储于突触小泡中，其释放机制是胞吐，所以释放过程共穿过了0层磷脂双分子层。(2)转运分子的作用是将重新摄取的多巴胺转运回胞内，而可卡因与转运分子的竞争性结合，其转运能力下降
23、，突触间隙上的多巴胺含量就会增加，引起人持续性兴奋。(3)突触后膜上的受体减少，则多巴胺与受体结合后引起的神经冲动强度降低，则奖励效果减弱，只能依靠吸食更多毒品排解慢性沮丧和不安焦虑，造成成瘾性依赖；而发生成瘾性依赖的原因是毒品的摄入量增多，使受体减少，反过来抑制多巴胺的含量，体现了反馈调节机制。(4)探究该戒毒药物的成瘾情况(吗啡属于毒品的一种)，该实验的自变量为是否给于吗啡，需要控制其他无关变量，所以30只小鼠需要体重、性别、生理状态相同。对照组通常要用生理盐水处理，灌喂等量的生理盐水。根据实验结果可知，由于戒毒组与对照组比较，跳跃次数及体重变化率差异不显著，都远远小于吗啡组。可初步得出结
24、论：该戒毒药物基本不存在成瘾性。8(2021山东高三模拟)人类活动排放的CO2引起海水中CO2浓度上升、pH下降，导致海洋酸化。科研人员研究了海洋酸化对束毛藻的影响。回答下列问题：(1)在海洋生态系统成分中，束毛藻属于_生产者_，该成分在生态系统中的作用是_将太阳能转变成化学能，储存在制造的有机物中_。束毛藻还是海洋中最主要的固氮藻类之一，它能将N2转化成NH3、NO等，用于合成_蛋白质和核酸_两类大分子有机物，在生态系统_物质循环_功能中发挥重要作用。(2)国外学者证实，CO2浓度增加能促进束毛藻光合作用，有利于其生长。我国学者进行了四组实验，测定束毛藻的增长率，得到下图所示结果。我国学者试
25、图研究的问题是_CO2浓度升高和pH下降两个因素共同对束毛藻增长的影响(或“pH下降，导致海洋酸化是否也影响束毛藻增长”)_。实验中改变CO2浓度时，pH也会改变，请结合所学知识，写出控制pH相对稳定的方法：_分别使用pH7.8和8.1的缓冲溶液(或加入缓冲物质稳定pH变化)_。上述实验结果说明_CO2浓度升高对束毛藻增长的促进作用小于海水pH下降对其增长的抑制作用_。(3)近百年来，温室气体排放让整个地球有点“发烧”。为了人类社会的可持续发展，我们应当：_使用节能灯；多使用公共交通；减少纸张等浪费；拒绝一次性筷子的使用；垃圾分类、回收利用等_(答出两项即可)。【解析】(1)束毛藻在海洋生态系
26、统成分中，属于生产者，生产者是生态系统的主要成分，该成分作用的具体表现为将太阳能转变成化学能，储存在制造的有机物中。束毛藻还能将N2转化成NH3、NO2等，从而起到了固氮的作用，固定的氮元素可用于合成蛋白质和核酸两类大分子有机物；束毛藻作为生产者构筑了无机环境和生物群落之间联系的桥梁，因此能在生态系统物质循环中发挥重要作用。(2)我国学者进行了四组实验测定束毛藻的增长率，由实验结果分析可知，该实验的自变量是pH的不同以及二氧化碳浓度的变化，由于二者之间有必然的联系，即二氧化碳浓度上升，会引起pH下降，因此，该实验研究的是CO2浓度升高和pH下降两个因素共同对束毛藻增长的影响(或“pH下降，导致
27、海洋酸化是否也影响束毛藻增长”)。实验中改变CO2浓度时，pH也会改变，为了遵循实验设计中的单一变量原则，可用缓冲液保证pH相对稳定，因此实验中应该分别使用pH7.8和8.1的缓冲溶液(或加入缓冲物质稳定pH变化)。分析实验结果不难看出CO2浓度升高对束毛藻的增长有促进作用，而pH下降对束毛藻增长有抑制作用，而且后者效果明显，即CO2浓度升高对束毛藻增长的促进作用小于海水pH下降对其增长的抑制作用。(3)温室气体(二氧化碳)排放让整个地球有点“发烧”。为了人类社会的可持续发展，需要减少二氧化碳的排放，倡导低碳生活，为此，我们需要节能减排，具体要做到：使用节能灯；多使用公共交通；减少纸张等浪费；拒绝一次性筷子的使用；垃圾分类、回收利用等。