專題四、遺傳變異和進化

3.特殊遺傳現(xiàn)象的分析：a．表型模擬環(huán)境改變所引起的表型改變，有時與由某基因引起的表型變化很相似，這叫做表型模擬。例如黑腹果蠅的野生型是長翅的，而突變型(vgvg)是殘翅的，長翅對殘翅是顯性。用一定的高溫處理殘翅果蠅的幼蟲，以后個體長大羽化為成蟲后，翅膀接近于野生型。不過它們的基因型還是vgvg，它們和一般突變型個體(vgvg)交配，并在常溫下培育子代時，子代個體的翅膀都是殘翅的，所以在這個例子中，用高溫處理殘翅個體，可使突變型個體模擬野生型的表型。b．致死基因致死基因是指某個基因的存在能使個體或配子致死，有以下幾種情況：據(jù)致死基因的顯隱性可分為：①隱性純合致死；②顯性純合致死。據(jù)致死基因發(fā)生作用的不同發(fā)育階段可分為：①配子致死：指致死基因在配子時期發(fā)生作用，從而不能形成具有生活力的配子；②合子致死：指致死基因在胚胎時期或成體階段發(fā)生作用，從而不能形成活的幼體或個體早夭的現(xiàn)象。1二、人類的伴性遺傳

①并非所有生物都有性染色體，如蜜蜂；②兒子的X染色體只能來自于母親；女兒的X染色體一條來自于父親，一條來自于母親。2三、伴性遺傳與遺傳基本規(guī)律的關系1.與分離定律的關系(1)符合基因的分離定律伴性遺傳是由性染色體上的基因所控制的遺傳，若就一對相對性狀而言，則為一對等位基因控制的一對相對性狀的遺傳，遵循基因的分離定律。(2)正、反交結果有差異常染色體上的基因，正反交結果往往相同；而性染色體上的基因，正反交結果一般不同，且往往與性別相聯(lián)系。如：正常母親色盲父親色盲母親正常父親XBXB×XbYXbXb×XBY↓↓XBXbXBYXBXbXbY女兒正常兒子正常女兒正常兒子色盲(攜帶者)（攜帶者）32.與基因自由組合定律的關系控制一對相對性狀的基因在常染色體上，控制另一對相對性狀的基因在性染色體上，解答這類題的原則如下：（1）位于性染色體上的基因控制的性狀按伴性遺傳處理；（2）位于常染色體上的基因控制的性狀按基因分離定律處理，整體上則按基因自由組合定律處理。3.伴性遺傳的特殊性（1）有些基因只存在于X染色體上，Y染色體上無相應的等位基因，從而存在單個隱性基因控制的性狀也能表達的情況，如XbY。（2）Y染色體上攜帶的基因在X染色體上無相應的等位基因，只限于在相同性別的個體之間傳遞。（3）X、Y染色體同源區(qū)段上存在等位基因，這些基因控制的性狀在后代中的性狀表現(xiàn)是否有性別之分，要視具體基因型而定，不能一概而論。如：左圖與性別有關，而右圖與性別無關?！釾aXa×XaYAXAXa×XaYa↓↓XaYAXaXaXAXa、XaXaXaYa、XAYa(♂全為顯性)（♀全為隱性）（♀♂中顯隱性均為1∶1）（4）性狀的遺傳與性別相聯(lián)系。在寫基因型、表現(xiàn)型以及統(tǒng)計后代比例時一定要與性別聯(lián)系。4拓展提升1.“排除法”分析遺傳系譜圖（1）確認或排除伴Y染色體遺傳觀察遺傳系譜圖↓父病子全病，女全不病→伴Y染色體遺傳父病子女均有患者→非伴Y染色體遺傳（2）確定遺傳性狀的顯、隱性①無中生有→隱性遺傳病②有中生無→顯性遺傳病（3）確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳①已確定為隱性遺傳病父親正常女兒患病母親患病兒子正常女患者的父親或兒子都患病→伴X染色體隱性遺傳②已確定為顯性遺傳病父親患病女兒正常母親正常兒子患病男患者的母親和女兒都患病→伴X染色體顯性遺傳→常染色體隱性遺傳→常染色體顯性遺傳52.“分解思想”解決兩病同患問題（1）首先推導出雙親的基因型；（2）然后計算出患甲種病的概率為a，患乙種病的概率為b；（3）患甲、乙兩種病的概率為ab；（4）只患一種病的概率為a+b-2ab；（5）患病的概率為a+b-ab；（6）只患甲種病的概率為a-ab,只患乙種病的概率為b-ab。6自由組合定律中的9∶3∶3∶1的變式含兩對等位基因的純合子雜交產(chǎn)生的F1自交，依據(jù)自由組合定律，通常情況下子代產(chǎn)生比例為9∶3∶3∶1的四種表現(xiàn)型，但出現(xiàn)異常比例時兩對等位基因仍遵循自由組合定律，屬于9∶3∶3∶1的變式，總結如下：除以上異常比例外還可能出現(xiàn)13∶3，即雙顯性、雙隱性和一種單顯性表現(xiàn)出同一種性狀，另一種單顯性表現(xiàn)出另一種性狀。7【易錯典例】(2011·福建高考)二倍體結球甘藍的紫色葉對綠色葉為顯性，控制該相對性狀的兩對等位基因（A、a和B、b）分別位于3號和8號染色體上。下表是純合甘藍雜交實驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：請回答：（1）結球甘藍葉色性狀的遺傳遵循

定律。（2）表中組合①的兩個親本基因型為

，理論上組合①的F2紫色葉植株中，純合子所占的比例為

。（3）表中組合②的親本中，紫色葉植株的基因型為________________。若組合②的F1與綠色葉甘藍雜交，理論上后代的表現(xiàn)型及比例為

。答案：（1）自由組合(2)AABB、aabb1/5(3)AAbb（或aaBB）紫色葉∶綠色葉=1∶1（4）8（4）請用豎線（｜）表示相關染色體，用點(·)表示相關基因位置，在如圖圓圈中畫出組合①的F1體細胞的基因型示意圖?！疽族e分析】（1）不善變通，不能利用15∶1推出親本組合①的基因型，實際上15∶1是9∶3∶3∶1的變式，控制相對性狀的兩對等位基因符合自由組合定律。不能利用3∶1推出親本組合②的基因型，實際上3∶1的性狀分離比，類似于一對雜合子自交而另一對為純合子。(2)分析題意獲取信息的能力較弱。對題干中的關鍵信息“理論上組合①F2紫色植株中，純合子所占的比例”識別有誤，錯把“紫色植株中”當做“F2中”，得出3/16的錯誤結論。對題中信息“畫出組合①的F1體細胞的基因型示意圖”理解不透徹，既然是“基因型示意圖”，圖中必須表示出基因組成，體現(xiàn)出基因與染色體的關系?！窘馕觥勘绢}考查遺傳的基本規(guī)律。（1）從題干知該性狀由兩對分別位于3號和8號染色體上的等位基因控制，符合自由組合定律。（2）由表中組合①知F1自交得F2中紫色葉與綠色葉比值為15∶1，則F1的基因型為AaBb，綠色葉為隱性，所以基因型為aabb，純合紫色葉基因型為AABB；F2紫色葉基因型包括A_B_、A_bb、aaB_，紫色葉為15份，其中1AABB、1AAbb、1aaBB為純合子基因型，所以純合子所占比例為3/15=1/5。（3）表中組合②中F1自交得F2中紫色葉與綠色葉比值為3∶1，說明類似于一對雜合子自交而另一對純合，綠色葉為隱性，所以基因型為aabb，若可能是aa純合，則F1為aaBb，相應紫色葉親本基因型為aaBB；也可能是bb純合，則F1為Aabb，相應紫色葉親本基因型為AAbb；所以紫色葉親本基因型為AAbb或aaBB。F1基因型為Aabb或aaBb，與aabb雜交，類似于測交，所以后代紫色葉與綠色葉比值為1∶1。(4)組合①中F1的基因型為AaBb，其中A與a位于一對同源染色體上、b與B位于另一對同源染色體上，示意圖見答案。9“自交”不等于“自由交配”（1）概念理解錯誤：誤認為“自交”是“自由交配”的簡稱，實際上自交指來自同一個體的雌雄配子的結合或具有相同基因型個體間的交配；而自由交配是指在一個有性繁殖的生物種群中，群體中的雌雄個體隨機交配。（2）基因和基因型頻率的變化規(guī)律不同①自交：雜合子連續(xù)自交時，盡管基因頻率不變，但后代的基因型頻率會發(fā)生改變，表現(xiàn)為純合子的概率不斷增大，雜合子的概率不斷減小。②自由交配：在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同時，后代保持基因頻率及基因型頻率不變。（3）計算基因型頻率的方法有差異自由交配可有如下三種計算方法：基因型法、配子法、遺傳平衡定律法；而自交不能用遺傳平衡定律法計算，只能用其他兩種方法。10【易錯典例】（2011·濰坊模擬）如果在一個種群中，基因型AA的比例占25%，基因型Aa的比例占50%，基因型aa的比例占25%。已知基因型為aa的個體失去求偶繁殖能力，則隨機交配一代后，子代中基因型為aa的個體所占的比例為A.1/6B.1/9C.1/16D.1/4【易錯分析】(1)將自交和自由交配混淆，按自交計算該題。即1/3AA×AA→1/3AA，2/3Aa×Aa→1/6AA、1/3Aa、1/6aa，因此aa占1/6，誤選A項。（2）審題不仔細，計算時忘記“基因型aa的個體失去求偶繁殖能力”，將親本中可育型Aa比例算作1/2，故后代中aa所占比例為1/2×1/2×1/4＝1/16，誤選C項?！窘馕觥窟xB。由題意可知，可育個體的基因型為AA和Aa，其中Aa占2/3，僅Aa自交的后代可產(chǎn)生基因型為aa的個體，故aa的概率為2/3×2/3×1/4＝1/9。1112進化變異不可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因重組染色體變異時間特點結果意義時期分類結果意義種類染色體組二倍體單倍體多倍體進化的原材料拉馬克的進化學說達爾文的自然選擇學說現(xiàn)代生物進化理論共同進化與生物多樣性的形成應用育種單倍體育種雜交育種誘變育種基因工程育種細胞工程育種多倍體育種13基因突變概念：DNA分子中發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，引起的基因結構的改變。時期：有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期意義：產(chǎn)生新基因，是生物變異的根本來源，為生物進化提供最初的原材料。特點：普遍性、隨機性、低頻率、多害少利性、不定向性實例：鐮刀型細胞貧血癥思考?基因突變的概念、發(fā)生時期、意義、特點及實例原因：外因是外界環(huán)境條件（生物、物理、化學因素）；內(nèi)因是DNA復制過程中基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量、排列順序發(fā)生局部改變。

141、基因發(fā)生突變時，其性狀是否一定發(fā)生改變？基因突變時，其性狀未必改變：

若突變發(fā)生于非編碼區(qū)或真核基因的內(nèi)含子內(nèi);若改變了的密碼子與原密碼子仍對應同一種氨基酸，此時性狀不改變;若基因突變?yōu)殡[性突變，如AA中其中一個A→a，此時性狀也不改變。有些情況下的基因突變會引起性狀的改變?nèi)纾?/p>

突變顯性提示2、基因突變產(chǎn)生的具有突變性狀的個體能否將突變基因穩(wěn)定遺傳給后代？要看這種突變是發(fā)生在體細胞還是生殖細胞;

還要看這種突變性狀是否有很強的適應環(huán)境的能力。

也屬于基因突變，且因為RNA是單鏈，在傳遞過程中更易發(fā)生突變。這也正是RNA病毒易發(fā)生變種和不易防治的主要原因。3、以RNA為遺傳物質(zhì)的生物，其RNA上核苷酸的序列若發(fā)生變化（增添、缺失或改變），是否屬于基因突變。提示15基因重組概念:是指生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。類型：1.減數(shù)分裂時非同源染色體上的非等位基因間的自由組合2.減數(shù)分裂四分體時，同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換3.異源基因重組[基因拼接技術或DNA重組技術]（基因工程）區(qū)別：1與2是在有性生殖（減數(shù)分裂）過程中實現(xiàn)的。3是在對基因改造、重組后導入受體細胞內(nèi)通過無性繁殖，使重組基因表達，產(chǎn)生出人類需要的基因產(chǎn)物。思考?

基因重組的概念、類型、發(fā)生時期及意義16基因工程思考?基因工程的內(nèi)容、操作環(huán)境、對象、水平、工具、過程、步驟和結果

？

基本內(nèi)容：基因拼接技術或DNA重組技術操作環(huán)境：生物體外操作對象：基因操作水平：DNA分子水平操作工具：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、運載體基本過程：剪切----拼接----導入----表達基本步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結合、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測和表達結果：人類需要的基因產(chǎn)物17染色體變異思考?

染色體變異的概念、類型及產(chǎn)生原因概念:染色體的結構或數(shù)目的改變。類型：染色體的結構變異染色體的數(shù)目變異缺失：染色體中的某一段的缺失片段上的基因也隨之缺失重復：除正常染色體外還多了一些染色體部分倒位：一條染色體的一個片斷斷裂后倒轉180度后重新接合易位：一條染色體的一個片斷移接到另一條非同源染色體上實例：貓叫綜合癥（人第5號染色體部分缺失引起的遺傳病）個別染色體的增加或減少染色體組倍性增加染色體組倍性減少細胞工程植物體細胞雜交動物細胞克隆不同植物的細胞融合，使遺傳物質(zhì)組成改變通過核移植使遺傳物質(zhì)組成改變184、區(qū)分“交叉互換”與“易位”交叉互換易位屬性內(nèi)涵結果基因重組染色體結構變異減數(shù)分裂四分體時期同源染色體非姐妹染色體單體交叉互換對應片段細胞分裂過程中一條染色體的某片段移接到另一條非同源染色體上同源染色體上互換等位基因導致染色單體上基因重組新接入片段在其對應的同源染色體上無等位或相同基因提示19染色體變異思考？染色體組的概念及二倍體、多倍體、單倍體的概念、成因與特點染色體組：細胞中的一組非同源染色體，形態(tài)和功能各不相同，但攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。二倍體：概念：實例：體細胞中含有兩個染色體組的個體。幾乎全部的動物、過半數(shù)的高等植物多倍體：概念：成因：特點：體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。外界條件劇變，有絲分裂過程受阻，染色體數(shù)目加倍。莖稈粗壯，葉片果實種子較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量高，發(fā)育延遲，結實率低。20基因突變基因重組本質(zhì)發(fā)生時間類型適用范圍染色體變異一、三種可遺傳變異比較產(chǎn)生了新基因，基因“質(zhì)”變“量”不變產(chǎn)生新基因型，性狀重新組合，基因“質(zhì)”、“量”均不變基因數(shù)目或排序改變，“質(zhì)”不變有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期主要減數(shù)第一次分裂有絲分裂和減數(shù)分裂理化生因素或自身生理因素引起的堿基對的增添、缺失、改變交叉互換;自由組合;基因工程。結構變異;個別染色體增減;染色體組數(shù)目增減。所有生物（包括病毒），無性生殖、有性生殖均可發(fā)生真核生物有性生殖核基因、基因工程真核生物，無性生殖、有性生殖均可發(fā)生21基因突變基因重組檢測育種意義染色體變異一、三種可遺傳變異比較誘變育種雜交育種單倍體育種;多倍體育種。一般無法用顯微鏡檢出，可進行基因檢測（DNA探針）或依據(jù)性狀表現(xiàn)確認可在光鏡下檢出進化意義生物變異的根本來源，是生物進化的原材料為變異提供豐富來源，對生物進化具有十分重要的意義大多對生物體不利，甚至導致生物體死亡22例1

基因突變和染色體變異的比較中，敘述不正確的是A.基因突變是在分子水平上的變異，染色體結構變異是在細胞水平上的變異B.基因突變只能通過基因檢測，染色體結構變異可通過光學顯微鏡比較染色體進行檢測C.基因突變不會導致基因數(shù)目改變，染色體結構變異會導致基因數(shù)目改變

D.基因突變和染色體結構變異最終都會引起生物性狀的改變

規(guī)律技巧

對于基本概念的掌握要注意概念之間的比較，基因突變、染色體變異、基因重組等都可以進行列表比較，這是一種非常好的復習方法。23二、染色體組、二倍體、單倍體、多倍體

1、染色體組1）染色體組的特點非同源形態(tài)大小全部遺傳信息無24考點精講：染色體組數(shù)目的判別常用方法：①細胞內(nèi)形態(tài)相同的染色體有幾條，則含有幾個染色體組，如圖有

個染色體組。②根據(jù)基因型來判斷?？刂仆恍誀畹幕虺霈F(xiàn)幾次，則有幾個染色體組。如基因型為Aa的細胞或生物體含有2個染色體組。4AABB的細胞內(nèi)含

個染色體組。AAaaBBbb的細胞內(nèi)含

個染色體組。練習：24254.與染色體組相關的幾個概念兩看一看：二看：受精卵發(fā)育生物體生殖細胞(配子)發(fā)育生物體二倍體或多倍體一定是單倍體(不管有幾個染色體組)受精卵發(fā)育生物體兩個染色體組三個或三個以上染色體組二倍體多倍體（1）如何區(qū)分單倍體、二倍體、多倍體？26單倍體、二倍體和多倍體二倍體：由受精卵發(fā)育而成的個體，體細胞中有兩

個染色體組的叫做二倍體；體細胞中含有三個及以上染色體組的叫多倍體體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體叫單倍體1、單倍體只含有一個染色體組2、二倍體生物的單倍體只含有一個染色體組3、如果是受精卵發(fā)育成的個體，體細胞中有幾個染色體組，

就稱為幾倍體。4、如果是生殖細胞未經(jīng)受精直接發(fā)育的個體，

無論細胞中有多少個染色體組，仍是單倍體×27單倍體多倍體自然條件：人工條件：自然條件：人工條件：一般由未受精的卵細胞發(fā)育而來。常用花藥離體培養(yǎng)法。由于外界環(huán)境條件的劇變，影響了細胞分裂時紡錘體的形成而使染色體數(shù)目加倍產(chǎn)生的。秋水仙素（常用且最有效）處理萌發(fā)的種子或幼苗，影響了細胞分裂時紡錘體的形成而使染色體數(shù)目加倍產(chǎn)生的。（2）單倍體和多倍體的形成28單倍體多倍體來源植株

特點應用誘導

方法植株弱小

高度不育莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加單倍體育種多倍體育種由生殖細胞直接發(fā)育常用花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗單倍體與多倍體的區(qū)別由受精卵發(fā)育成29考點精講：如何確定是單倍體？還是幾倍體？關鍵看來源：若是由受精卵發(fā)育而來的個體，則含有幾個染色體組就叫幾倍體；若是由配子（或花粉）直接發(fā)育而來的個體，則不論含幾個染色體組都叫單倍體。3個染色體組的個體二倍體×四倍體三倍體六倍體的花粉離體培養(yǎng)單倍體30考點精講：單倍體特點及育種單倍體育種：特點：植株

，高度

。A×B→F1花粉→4種單倍體植株→4種純種植株→優(yōu)良品種雜交花藥離體培養(yǎng)秋水仙素篩選基因重組植物組織培養(yǎng)染色體數(shù)目加倍優(yōu)點：縮短了育種年限（2年）

獲得的后代均為純種個體矮小不育31花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑需要的矮抗品種㈡單倍體育種第1年第2年P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT㈠雜交育種↓第1年第2年第3~6年××↑需要的矮抗品種矮抗考點精講：單倍體育種縮短育種年限32歸納：與育種相關的一組重要化學試劑及應用應用范圍作用試劑名稱生長素硫酸二乙酯秋水仙素纖維素酶聚乙二醇（PEG）細胞分裂素培育無子果實、植物組織培養(yǎng)誘變育種單倍體育種、多倍體育種植物體細胞雜交植物體細胞雜交植物組織培養(yǎng)促進果實發(fā)育及愈傷組織生根作為化學誘變劑誘發(fā)基因突變作為化學誘變劑誘導染色體加倍水解細胞壁成分以制備原生質(zhì)體作為誘導劑誘導融合誘導細胞分裂及愈傷組織中芽的分化誘導細胞融合33技術復雜，需與雜交育種結合明顯縮短育種年限花藥離體培養(yǎng)成單倍體，再誘導染色體倍染色體組成倍減少單倍體育種有利變異少，需大量處理供試材料提高變異頻率，加速育種進程，大幅度改良性狀用物理或化學方法處理生物基因突變?nèi)斯ふT變育種育種時間長使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中于同一個體上基因重組雜交育種缺點優(yōu)點常用方法原理類型雜交篩選自交再篩選考綱要求6育種方法小結34保持親本的優(yōu)良性狀嫁接、扦插、分根、壓條、克隆等DNA結構穩(wěn)定性及其復制無性繁殖有許多理論和技術問題未解決克服遠源雜交的不親和性去細胞壁不同植物體細胞原生質(zhì)融合組織培養(yǎng)染色體變異植物體細胞雜交技術復雜突破雜交育種的不親和性①提取目的基因②獲得重組DNA分子③重組DNA分子導入受體細胞④目的基因的檢測和表達

基因重組（廣義）基因工程結實率降低，可育性差獲得營養(yǎng)物質(zhì)含量高的品種常用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗染色體組成倍增加多倍體育種缺點優(yōu)點常用方法原理類型35練習36種群基因頻率生殖隔離克服了遠緣雜交不親和的障礙雜交ABC秋水仙素基因突變基因工程植物組織培養(yǎng)胚分析：考查不同育種方式的特點與區(qū)別，是綜合性較強的題。對相似內(nèi)容進行對比分析，也是學習生物學的重要方法之一。37探究點四現(xiàn)代生物進化理論的基本論點及其計算種群是生物進化的基本單位;突變和基因重組產(chǎn)生原材料;自然選擇決定生物進化的方向;隔離是物種形成的必要條件。38①種群是生物進化的基本單位②突變（基因突變、染色體變異）和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料③自然選擇決定生物進化的方向④隔離是物種形成的必要條件種群判定、基因庫、基因頻率計算隨機不定向；不能決定生物進化的方向使種群的基因頻率發(fā)生定向地改變使不同種群間的個體基因不能自由交流地理隔離生殖隔離（新物種形成的標志）39考點17：生物進化的歷程①物種形成的一般步驟：②有些物種的形成不經(jīng)過地理隔離自然選擇1自然選擇2原種變異1變異2變異類型1變異類型2新種1新種2生殖隔離基因頻率定向改變地理隔離經(jīng)過長期的地理隔離形成生殖隔離如多倍體植物的形成40考點18：生物進化與生物多樣性的關系①不同環(huán)境的定向選擇使生物向不同的方向進化；物種的形成意味著生物類型的增加②共同進化：不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展③生物多樣性的形成：基因的多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性41

生物實驗

近年的高考試題可以看出，實驗題所占比分較大，其中直接來源于課本的實驗題越來越少，而具有材料背景的新情景探究性實驗題越來越多。高考中，生物實驗的考查重點主要是實驗設計的能力，即對實驗設計作出假設、設計對照、設計實驗步驟，分析和預期實驗結果，并加以處理和判斷等。 實驗題型大致可分為以下幾類：實驗操作題、實驗原理題、實驗設計題、實驗評價題、實驗步驟補充完善題。本專題主要介紹生物實驗基本原則、實驗中如何處理變量的關系以及對各類實驗題型的分析。其應試策略為：42一、教材基礎實驗1.觀察類實驗43①顯微鏡使用：以上實驗除了“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”可使用低倍鏡外，其余均需使用高倍顯微鏡。②實驗材料選擇及原因：a.觀察DNA、RNA在細胞中的分布材料：不能選用哺乳動物成熟的紅細胞。原因：無細胞核，也就幾乎不含DNA、RNA；b.觀察細胞的有絲分裂或低溫誘導染色體加倍材料：呈正方形的根尖分生區(qū)細胞。原因：長方形的細胞可能是根尖的伸長區(qū)或成熟區(qū)的細胞，沒有分裂能力，故只能用正方形的根尖分生區(qū)細胞；c.觀察細胞的減數(shù)分裂材料：可以是動物的精巢或植物的雄蕊，而不宜選用動物的卵巢或植物的雌蕊。原因：雄配子的數(shù)量遠遠多于雌配子，更容易觀察到進行減數(shù)分裂的細胞。442.鑒定類實驗①鑒定蛋白質(zhì)時，雙縮脲試劑B液不能過量，因為過量的雙縮脲試劑B液會與試劑A液反應，使溶液呈藍色，從而掩蓋生成的紫色。②綠葉中色素的提取的原理——無水乙醇提取法；色素分離的原理——紙層析法。453.實習和研究性課題①調(diào)查方法：取樣調(diào)查法?？筛鶕?jù)不同的調(diào)查目的和對象應用不同的取樣方法。②調(diào)查選材：為使實驗獲得成功，常選用一些容易調(diào)查的內(nèi)容，如植物種群密度的調(diào)查選擇容易辨別個體的雙子葉植物；遺傳病的調(diào)查選擇發(fā)病率高的遺傳病等。③隨機調(diào)查：調(diào)查的隨機性決定了調(diào)查的準確性，所以應做到無區(qū)別對待調(diào)查對象，以確保調(diào)查的準確性。464.探究類實驗（1）生物實驗中的變量①實驗變量（自變量）與反應變量。實驗變量是指實驗中由實驗者操縱的因素或條件，而反應變量是指由實驗變量引起的變化結果，二者之間是前因后果的關系。實驗的目的就在于獲得和解釋前因與后果。②無關變量。無關變量是指實驗中除實驗變量外的影響實驗結果與現(xiàn)象的因素或條件。（2）部分探究實驗的注意事項①探究溫度(pH)對酶活性的影響時，必須在達到預設的溫度(pH)的條件下，再讓反應底物與酶接觸，避免在未達到預設的溫度(pH)時反應底物已與酶接觸發(fā)生反應，影響實驗結果。②探究酵母菌細胞呼吸的方式時：a.新配制的質(zhì)量分數(shù)為5％的葡萄糖溶液先加熱煮沸以殺死里面的微生物、除去溶液中的空氣，等冷卻(防止高溫殺死酵母菌)后再將食用酵母菌加入；b.酵母菌培養(yǎng)液應封口放置一段時間，待酵母菌將瓶內(nèi)的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，以保證檢測到的一定是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2使澄清的石灰水變混濁。47③探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度a.裝置的設計應有利于觀察，如觀察促進生根的實驗可以用水培法。b.所設組別除用不同濃度的生長素類似物處理外，還要增加一組用蒸餾水處理的做空白對照。④探究培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化a.從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要輕輕振蕩幾次，使酵母菌均勻分布，以確保計數(shù)準確，減小誤差。b.該探究不需要設置對照，因為隨著時間的延續(xù)，酵母菌種群數(shù)量的變化，在時間上形成前后自身對照，但要獲得準確的實驗數(shù)據(jù)，必須重復實驗，求得平均值。c.對于壓在小方格界線上的酵母菌，應只計算相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。d.實驗結束后，用試管刷蘸洗滌劑擦洗血細胞計數(shù)板的做法是錯誤的，正確的方法是浸泡和沖洗。485.教材經(jīng)典實驗49二、驗證性實驗和探究性實驗50三、實驗設計一般步驟1.取材、分組、編號取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同，用具要相同等，即無關變量要相同且適宜，不影響實驗結果。2.變量處理根據(jù)單一變量原則和對照原則，對不同組別進行變量處理，通過不同的實驗結果來達到實驗目的。3.根據(jù)需要可進行進一步相同處理其他因素相同且最適的條件下繼續(xù)處理。4.檢測、觀察、統(tǒng)計、比較必須找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。實驗設計中“使用恰當?shù)恼Z言表述”應注意的問題①實驗材料選擇a.植物：“大小相似，長勢相同的同種植株”。b.動物：“體重（體長）、年齡、生長趨勢相同”，有時甚至要“性別”相同。c.有時可以敘述為“生長狀況基本相同的個體”。②試劑選擇a.在量上難以做到準確的量化描述時，應盡可能用“定性”的語言表達，要注意“等濃度”、“等體積”、“適量的”、“一定量的”等詞的運用；b.實驗時間和條件上用“一段時間”、“適宜的溫度、pH”等語言。51(1)掌握高中生物教材實驗的基本操作技能。(2)重視對課本實驗的分析，能聯(lián)系生物學科的有關基本理論，分析所觀察到的實驗現(xiàn)象。(3)挖掘課本知識點中所蘊含的實驗因素。生物學的每一個知識結論都是在觀察、實驗的基礎上得出的，所以在平時的復習中要注意多挖掘知識結論中所蘊含的科學實驗思想和方法。第一個要素：假設第一項原則：假設驗證原則①假設：較概括的假定科學實驗遵循的程序準則：假設——預期——驗證②預期：較具體的推斷③驗證：用事實證實或證偽實驗方法要素及處理要素關系的基本原則1．假設與假設驗證原則：52第二個要素：變量第二項原則：單一變量原則①實驗變量(自變量)①實驗目的：操縱自變量，獲取因變量②實驗關鍵：控制無關變量，減少干擾變量③一個實驗變量對應觀測一個反應變量：如A實驗變量對應觀測A反應變量，不可混入B反應變量②反應變量(因變量)③無關變量(控制變量)④額外變量(干擾變量)2.變量與單一變量原則：第三個要素：控制第三項原則：平衡控制原則①嚴格操縱控制實驗變量與反應變量①單組法：對同一對象，既用A法，又用B法②等組法：對象狀況相等，甲用A法，乙用B法③輪組法：甲組用A法→B法，乙組用B法→A法②力求平衡抵消無關變量與額外變量3.控制與平衡控制原則：534.對照與實驗對照原則：第四個要素：對照第四項原則：實驗對照原則設置對照，消除無關變量對實驗結果的影響，增加實驗結果的可信度①空白對照：指明不做任何實驗處理的對照組②自身對照：實驗與對照在同一對象上進行③條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另一條件的處理④相互對照：幾個實驗組相互對照第五個要素：捕獲與解釋第五項原則：真實客觀原則①捕獲：捕捉、記錄由實驗變量而引起的反應變量的變化和結果，即捕獲事實要實事求是，客觀真實，力戒主觀臆造②解釋：論證、說明實驗變量與反應變量的因果關系，并推出結論，即解釋事實5.捕獲、解釋與真實客觀原則：54

【典例1】為驗證甲狀腺激素能促進蝌蚪發(fā)育，將27只同種、同時孵化且大小相同的蝌蚪，隨機均分為三組，飼養(yǎng)的水、飼料和溫度等培養(yǎng)條件相同且適宜。甲組加入甲狀腺激素、乙組加入甲狀腺激素抑制劑、丙組不加入藥劑。飼養(yǎng)一段時間后，觀察其生長情況。(1)請根據(jù)實驗“單一變量”原則回答下列問題。①本實驗中同種蝌蚪和相同飼養(yǎng)條件屬于()②甲組加入的甲狀腺激素是()③甲組的變化和結果是()A．自變量B．因變量C．額外變量D．無關變量(2)本實驗的關鍵步驟是(A．定時喂食C．定時觀察B．定時換水D．用藥量合理

(3)實驗中選取同種、同時孵化的大小相同的蝌蚪來做實驗，其目的是________________________________。

[思路點撥]單一變量原則：控制其他因素不變，只改變其中一個因素(要研究的因素)，觀察其對實驗結果的影響。遵循單一變量原則，對實驗結果進行科學的分析，增強實驗結果的可信度與說服力。自變量是指實驗中要研究和控制的因素或條件。因變量是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。無關變量是指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結果的因素或條件。[答案](1)DAB(2)D(3)排除無關變量對實驗結果的影響55探究A動物蛋白對小鼠生長的影響

資料：飼料中的蛋白含量一般低于20%；普通飼料可維持小鼠正常生長；A動物蛋白有可能用于飼料生產(chǎn)。一、研究目的：探究A動物蛋白對小鼠生長的影響。二、飼料：1．基礎飼料：基本無蛋白質(zhì)的飼料。2．普通飼料(含12%植物蛋白)：基礎飼料＋植物蛋白。3．試驗飼料：基礎飼料＋A動物蛋白。三、實驗分組：實驗組號小鼠數(shù)量/只飼料飼養(yǎng)時間/天110基礎飼料21210試驗飼料1(含6%A動物蛋白)21310試驗飼料2(含12%A動物蛋白)21410試驗飼料3(含18%A動物蛋白)21510試驗飼料4(含24%A動物蛋白)21610ⅠⅡ備注：小鼠的性別組成、大小、月齡、飼喂量和飼養(yǎng)環(huán)境均相同。56實驗方法和檢測指標：略①實驗組6中，Ⅰ應該為______，原因是_____________；Ⅱ應該為______，原因是_________________。②要直觀和定量地反映小鼠的生長情況，可以測量小鼠的______________和______________。

解析：本題要了解實驗的幾個基本原則，如等量原則，單一變量原則，對照原則。實驗條件如培養(yǎng)時間、小鼠數(shù)量以及生長狀況要保證一致，這樣實驗結果才具有準確性和可比性。確定該實驗的觀察指標：體重和體長。要探究A動物蛋白對小鼠生長的影響，不同含量A動物蛋白的組合即2、3、4、5為實驗組，且為相互對照組；第1組為空白對照組，排除基礎飼料對實驗結果的影響；還缺乏另外一個對照組來排除植物蛋白對實驗結果的影響，即第6組，所以Ⅰ應該為普通飼料，飼養(yǎng)時間為無關變量，應處于相同且適宜的狀態(tài)，所以Ⅱ應該為21；反應變量的檢測方法可以選擇測量小鼠的平均體長和平均體重。答案：(1)③紫色(2)①普通飼料要排除普通飼料中的植物蛋白對實驗結果的影響21無關變量應該處于相同且適宜的狀態(tài)②平均體長平均體重57

各類實驗題解題策略題型一實驗原理題

實驗原理是選擇實驗材料、藥品，設計實驗步驟和預期實驗結果的依據(jù)。實驗原理有的在實驗題干的敘述中，有的是課本中的實驗原理。通常要求學生結合實驗材料、實驗步驟、實驗現(xiàn)象或實驗結果對實驗原理進行解析，解決有關問題，考查對生物學基礎知識和生物學實驗的理解與應用能力。我們應該注意以下兩點：(1)要熟記教材中每個實驗的基本原理，并將所學的知識遷移到新的實驗情景中。(2)要記住待檢測物質(zhì)與某種鑒定試劑產(chǎn)生的顏色反應。

【典例2】某校生物興趣小組想設計一個實驗來證明血漿中含有葡萄糖，老師給他們提供了下列材料用具：加有檸檬酸鈉的雞血、試管、離心器、三腳架、酒精燈、大燒杯、石棉網(wǎng)、火柴、清水等。(1)在實驗過程還需要的一種試劑是__________________。(2)該實驗的原理是___________________________。

[思路點撥]實驗中要鑒定血漿中含有葡萄糖，還需要斐林試甲液：0.1g/mL的NaOH，乙液：0.05g/mL的CuSO4。實驗原理是還原性糖能與斐林試劑在加熱的條件下發(fā)生反應產(chǎn)生磚紅色沉淀。[答案](1)斐林試劑(2)還原性糖能與斐林試劑發(fā)生反應產(chǎn)生磚紅色沉淀58【跟蹤訓練】2．下列有關實驗及顯色結果的敘述中，正確的是()

A．水浴加熱條件下，蔗糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀 B．沸水浴條件下，脫氧核苷酸與二苯胺反應呈現(xiàn)藍色 C．常溫條件下，蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應呈現(xiàn)紫色 D．常溫條件下，脂肪與蘇丹Ⅲ反應呈現(xiàn)紅色

解析：還原性糖與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀，而蔗糖不是還原性糖。DNA能與二苯胺反應呈現(xiàn)藍色，而不是脫氧核苷酸。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑反應呈現(xiàn)紫色。脂肪與蘇丹Ⅲ反應呈現(xiàn)橘黃色，與蘇丹Ⅳ反應呈現(xiàn)紅色。C59題型二實驗操作題

實驗操作題主要考查實驗的操作技巧、注意事項、實驗步驟與程序。要求必須參與實驗，仔細觀察，掌握實驗操作技能。該題型一般以選擇題的形式出現(xiàn)，也有的是以改正或完善實驗步驟的簡答題的形式出現(xiàn)。解答過程中應該注意以下兩點：(1)要熟悉考綱要求的所有實驗的操作步驟、實驗注意事項等。(2)觀察類實驗中通常用到了顯微鏡和染色技術，在復習中要不斷總結歸納。【典例3】下列有關顯微鏡操作的敘述中，錯誤的是(A．標本染色較深，觀察時應選用凹面反光鏡和大光圈B．將位于視野右上方的物像移向中央，應向右上方移動玻片標本C．若轉換高倍物鏡觀察，需要先升鏡筒，以免鏡頭破壞玻片標本D．轉換高倍物鏡之前，應先將所要觀察的物像移到視野正中央

[思路點撥]標本染色較深時透光性較差，視野相對較暗，觀察時應選用凹面鏡和大光圈增大進光量；物像位于視野右上方，則玻片標本位于左下方，要移向中央應向右上方移動玻片標本；轉換高倍鏡觀察，只需轉動轉換器換上高倍物鏡即可，若視野不清晰，可調(diào)細準焦螺旋；在轉換高倍鏡之前，將要觀察的物像先移到視野中央，以便在較小的視野中觀察到物像。[答案]C60【跟蹤訓練】

3．某同學在實驗室中做“觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離和復原”這個實驗時，在實驗室老師的幫助下，進行了一系列的創(chuàng)新實驗，實驗步驟和現(xiàn)象如下表：實驗組5分鐘的現(xiàn)象再過5分鐘滴加清水5分鐘①0.3g·mL－1蔗糖溶液x無變化質(zhì)壁分離復原②0.5g·mL－1蔗糖溶液質(zhì)壁分離y無變化③1mol·L－1KNO3溶液質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原z④1mol·L－1醋酸溶液無變化細胞大小無變化細胞大小無變化61對上表的推斷或解釋不正確的是()

A．x為質(zhì)壁分離，因為細胞壁伸縮性弱于原生質(zhì)層 B．y為質(zhì)壁分離，可能導致細胞失水過多而死亡 C．z為細胞稍增大，細胞液顏色逐漸變淺 D．④組無變化是因為細胞吸水量等于失水量

解析：本題主要考察質(zhì)壁分離和復原實驗。A選項中，滴加清水5分鐘后質(zhì)壁分離復原可知，開始5分鐘發(fā)生了質(zhì)壁分離，原因為細胞壁伸縮性弱于原生質(zhì)層。B選項中，滴加清水無變化，說明細胞開始發(fā)生了質(zhì)壁分離，因為濃度過大，導致細胞失水過多而死亡。C選項中，第二個5分鐘后，細胞質(zhì)壁分離復原，再加清水，細胞吸水，細胞稍增大，細胞液顏色逐漸變淺。D選項中，醋酸濃度過大，將細胞殺死，觀察不到質(zhì)壁分離和復原現(xiàn)象。D62題型三實驗設計題

題目給出實驗目的及一些材料，讓考生設計實驗方案。解答這類題目應首先根據(jù)題目的要求和給出的條件，確定所考查的知識點及相關的實驗原理，設計便于操作的實驗方案。其基本思路是：(1)找出實驗目的：確定是探究性實驗還是驗證性實驗。(2)確定自變量、因變量和無關變量：找出單一變量，確定對照組和實驗組的設置，控制無關變量，明確觀測指標。(3)分析材料用具、原理，學會制作簡易流程圖。(4)實驗步驟要遵循對照原則和控制好變量，注意實驗材料的選擇和培養(yǎng)條件。(5)根據(jù)實驗目的預測結果、得出結論。注意探究性實驗和驗證實驗的不同回答：①“驗證性”實驗：要根據(jù)所學知識和原理，分析得出應有的實驗結果和推出相應的結論，此時一般只有一個結果和相應的結論，結論是合理的、科學的、肯定的。不少結論是在題目要求驗證的內(nèi)容中尋找。②“探究性”實驗：要根據(jù)原理、目的，預測出可能的結果和推出相應的結論，此時一般有幾個不同結果及相應的結論。63

【典例4】小王發(fā)現(xiàn)黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多。請設計一個實驗方案，探究不同光照強度對大豆植株高度的影響，并預測實驗結果。

實驗材料和用具：大豆種子(200粒)、光照培養(yǎng)箱(光照強度范圍0～10000Lux，溫度、濕度等均可自行設定)、培養(yǎng)皿、直尺等。(1)實驗方案：_______________________________。(2)實驗結果預測：___________________________。

[思路點撥]在設計實驗過程中，注意遵循對照、單一變量原則、平行重復等科學原則，所以至少分三組，且要有黑暗作為對照，每組必須有一定數(shù)量的種子，且數(shù)量相等，排除無關變量對實驗的影響。預測實驗結果要根據(jù)題中所給的自然現(xiàn)象，即黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多，即可得出正確答案。[答案](1)①實驗材料：選出180粒大小一致的種子，分成六組，每組30粒，在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)；②培養(yǎng)條件和光照強度：0、2000、4000、6000、8000、10000Lux，溫度25℃，培養(yǎng)一周；③測定指標：用直尺測量植株高度，計算每組的平均值[注：要求至少分為三組，每組有一定數(shù)量的種子，光照強度必須有0Lux(黑暗)。](2)隨光照強度增加，植株高度下降64【跟蹤訓練】

4．胰高血糖素對小白鼠和人具有相同的生理作用。為了驗證“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，請以小白鼠為實驗對象設計實驗步驟。

實驗材料和用具：正常實驗小白鼠2只，生理鹽水，用生理鹽水配制的適宜濃度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性試劑，注射器，試管，燒杯等。

實驗步驟：(實驗提示：采用腹腔注射給藥，給藥劑量不作實驗設計要求；給藥1小時后，用注射器在小鼠膀胱處穿刺取尿液。)

(1)取兩支試管分別編號為1號和2號，各加入等量的班氏糖定性試劑。(2)確定1只鼠為實驗鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠為對照鼠，腹腔注射等量生理鹽水。

(3)給藥1小時后，對兩只小白鼠進行膀胱處穿刺取尿液，實驗鼠尿液放入1號試管內(nèi)，對照鼠尿液放入2號試管內(nèi)。 (4)將兩支試管搖勻后，放入盛有開水的燒杯內(nèi)水浴加熱，待冷卻后，觀察兩支試管溶液顏色的變化65題型四實驗評價和修正題

實驗評價就是利用已有的生物學知識，從實驗取材、藥品試劑、步驟及操作、結果及預測等進行評價，從而正確解答有關內(nèi)容。對實驗方案評價時，要注意從以下幾方面入手： (1)有無對照(如果有，則看對照設計是否合理)，是否遵循單一變量原則和等量原則。(2)實驗材料及器材的選擇、使用是否正確。(3)實驗方法、步驟是否合理。(4)是否采取正確的方法進行實驗結果的檢測和記錄。66【典例5】為探究溫度對酶活性的影響，某同學設計了如下實驗方案：(1)取三支試管并各注入2mL可溶性淀粉溶液。(2)向各試管中加入1mL唾液。(3)將三支試管分別放在37℃的溫水、沸水和冰塊中；兩支試管中的pH為6.8，一支試管中的pH為2，搖勻后各自維持溫度5min。(4)向各試管滴加2滴碘液(注：處于沸水中的試管待溫度下降后再滴加碘液)。(5)觀察各試管溶液顏色變化。你認為該方案存在哪些錯誤，指出并加以糾正或補充。①________________________________________。②________________________________________。③________________________________________。

[思路點撥]本題應從以下幾個方面入手：試管是否進行了編號，有沒有遵循對照原則、單一變量原則、等量原則。注意無關變量的控制和實驗操作順序。[答案]①試管未編號，應用字母A、B、C或數(shù)字1、2、3標記

②操作順序不合理，應使可溶性淀粉溶液和唾液分別處于不同的溫度下5m