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實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)練(三) 1.(2018江西贛州摸底考試,31)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞膜的跨膜蛋白中,有一種與水的跨膜運(yùn)輸有關(guān)的水通道蛋白,回答下列問(wèn)題。 　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)細(xì)胞膜上跨膜蛋白的合成類(lèi)似于分泌蛋白,核糖體上合成的肽鏈需要在　　　　　　　　　　　　　　中加工和修飾后,再運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上。 (2)從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)分析,由于磷脂雙分子層內(nèi)部具有　　　　　　的原因,水分子自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙,現(xiàn)經(jīng)研究確認(rèn),細(xì)胞膜上的水通道蛋白能幫助水分子從低滲溶液向高滲溶液方向跨膜運(yùn)輸,這種水分子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞绞恰　　　　　　　　　　? (3)哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破,有人推測(cè)這可能與哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞膜上的水通道蛋白有關(guān),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證這個(gè)推測(cè)是正確的(要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路,預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路: 　。 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 　。 答案:(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體 (2)疏水性　協(xié)助擴(kuò)散 (3)將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)(或水通道蛋白)破壞,乙組紅細(xì)胞不做處理,然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中,測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間 乙組吸水漲破所需時(shí)間短,說(shuō)明推測(cè)正確 解析:(1)根據(jù)蛋白質(zhì)的合成與分泌過(guò)程可知,核糖體合成的肽鏈需要先后經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工才能成為成熟的蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。 (2)細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層,其內(nèi)部具有疏水性,所以水分子自由擴(kuò)散通過(guò)細(xì)胞膜時(shí)會(huì)受到一定的阻礙。根據(jù)題意,水分子通過(guò)水通道蛋白的運(yùn)輸是從低滲溶液向高滲溶液方向運(yùn)輸?shù)?因此該運(yùn)輸方式為協(xié)助擴(kuò)散。 (3)根據(jù)題意,要驗(yàn)證哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞在低滲溶液中能迅速吸水漲破,與水通道蛋白有關(guān),則根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則和對(duì)照性原則,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟為:將甲組紅細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)破壞,乙組紅細(xì)胞不做處理,然后將兩組細(xì)胞同時(shí)置于蒸餾水中,測(cè)定兩組細(xì)胞吸水脹破所需的時(shí)間;若乙組吸水漲破所需時(shí)間短,說(shuō)明推測(cè)正確。 2.中國(guó)農(nóng)科院蠶研所的研究人員偶然發(fā)現(xiàn)了一只雄性黑色斑蠶突變體,該研究人員將其與多只雌性素蠶雜交,F1中有黑色斑蠶141只、素蠶128只。讓F1中的黑色斑蠶雌雄交配得到F2,F2中黑色斑蠶993只、素蠶510只。已知蠶的性別決定方式為ZW型,黑色斑與素斑這對(duì)性狀由等位基因A/a控制。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可以判斷隱性性狀是　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知種群中雌性和雄性均有黑色斑蠶個(gè)體。某同學(xué)認(rèn)為黑色斑基因無(wú)論位于何種染色體上,種群中雄性黑色斑蠶個(gè)體均為雜合子。該同學(xué)做出此判斷的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)要方案,利用題中雄性黑色斑蠶突變體僅進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)以確定黑色斑基因是位于常染色體上還是位于Z染色體上,預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并寫(xiě)出結(jié)論。 　。 答案:(1)素蠶　F1中的黑色斑蠶雌雄交配,后代出現(xiàn)素蠶(或出現(xiàn)性狀分離) (2)F1中的黑色斑蠶雌雄交配得到的F2中,黑色斑蠶與素蠶的數(shù)量之比約為2∶1,即A基因純合致死(AA或ZAZA致死) (3)選F1中多只雌性黑色斑蠶與該雄性黑色斑蠶突變體交配,觀察后代的表現(xiàn)型及比例: ①若后代中黑色斑蠶∶素蠶=2∶1,且雌∶雄=1∶1,則黑色斑基因位于常染色體上(或若后代雄蠶中出現(xiàn)素蠶,則黑色斑基因位于常染色體上); ②若后代中黑色斑蠶∶素蠶=2∶1,且雌∶雄=2∶1,則黑色斑基因位于Z染色體上(或若后代雄蠶中只有黑色斑蠶,沒(méi)有素蠶,則黑色斑基因位于Z染色體上) 解析:(1)根據(jù)題意可知,F1中的黑色斑蠶雌雄交配,后代出現(xiàn)素蠶,說(shuō)明素蠶是隱性性狀。 (2)F1中的黑色斑蠶雌雄交配得到的F2中,黑色斑蠶與素蠶的數(shù)量之比約為2∶1,即A基因純合致死(AA或ZAZA致死),因此無(wú)論基因在什么染色體上,種群中雄性黑色斑蠶個(gè)體均為雜合子。 (3)選F1中多只雌性黑色斑蠶與該雄性黑色斑蠶突變體交配,觀察后代的表現(xiàn)型及比例:①若后代中黑色斑蠶∶素蠶=2∶1,且雌∶雄=1∶1,則黑色斑基因位于常染色體上(或若后代雄蠶中出現(xiàn)素蠶,則黑色斑基因位于常染色體上); ②若后代中黑色斑蠶∶素蠶=2∶1,且雌∶雄=2∶1,則黑色斑基因位于Z染色體上(或若后代雄蠶中只有黑色斑蠶,沒(méi)有素蠶,則黑色斑基因位于Z染色體上)。 3.(2018四川宜賓第二次診斷,32)某昆蟲(chóng)有白色、黃色、綠色三種體色,由兩對(duì)等位基因A和a、B和b控制,相關(guān)色素的合成原理如下圖所示,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。 (1)圖中①與②、③與④過(guò)程均可說(shuō)明基因與性狀的關(guān)系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在綠色昆蟲(chóng)中,只有綠色的體表細(xì)胞含有綠色色素,其根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)兩只綠色昆蟲(chóng)雜交,子代出現(xiàn)了3/16的黃色昆蟲(chóng),此兩只綠色昆蟲(chóng)的基因型為　　　　　　　　　　　　　　,子代中白色昆蟲(chóng)的性別情況是　　　　　　　　　　　　　。 (4)現(xiàn)有一只未知基因型的白色雌蟲(chóng)Q。請(qǐng)從未知基因型的綠色、白色和黃色雄蟲(chóng)中選材,設(shè)計(jì)一個(gè)一次性雜交實(shí)驗(yàn),以準(zhǔn)確測(cè)定Q的基因型(寫(xiě)出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出相應(yīng)的結(jié)論)。 實(shí)驗(yàn)思路: 　。 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論:若子代的雌蟲(chóng)體色均為綠色,則Q的基因型是　　　　　　　。 若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則Q的基因型是AaXbXb。 若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則Q的基因型是　　　　　　。 答案:(1)基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀 (2)不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同所致(不同細(xì)胞中基因選擇性表達(dá)的結(jié)果) (3)AaXBXb、AaXBY　全部為雄蟲(chóng) (4)讓白色雌蟲(chóng)Q與黃色雄蟲(chóng)雜交得子代,觀察并統(tǒng)計(jì)子代的體色和性別情況　AAXbXb　子代雌蟲(chóng)體色為綠色∶黃色=1∶1(或綠雌∶黃雌∶白雄=1∶1∶2)　子代的雌蟲(chóng)體色均為黃色(或黃雌∶白雄=1∶1)　aaXbXb 解析:(1)根據(jù)題干分析可知,①③表示基因控制酶的合成,②④表示酶催化過(guò)程,說(shuō)明基因是通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀的。 (2)綠色昆蟲(chóng)中,只有皮膚細(xì)胞才呈現(xiàn)綠色,這是遺傳信息的執(zhí)行情況不同,是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,相關(guān)基因只在皮膚細(xì)胞表達(dá)。 (3)根據(jù)以上分析可知,雌性昆蟲(chóng)基因型為A_XBX_,雄性昆蟲(chóng)基因型為A_XBY,后代出現(xiàn)了黃色的基因型為aaXB_,比例為3/16(=1/43/4),說(shuō)明親本兩只綠色昆蟲(chóng)的基因型分別為AaXBXb、AaXBY,因此后代白色(_ _XbY)只能是雄蟲(chóng)。 (4)根據(jù)題意分析,未知基因型的白色雌蟲(chóng)Q的基因型可能為AAXbXb、AaXbXb、aaXbXb,為了鑒定其基因型,可以讓其與黃色雄蟲(chóng)aaXBY雜交,觀察并統(tǒng)計(jì)子代的體色和性別情況。 若子代的雌蟲(chóng)體色均為綠色(AaXBXb)說(shuō)明,Q的基因型是AAXbXb; 若子代雌蟲(chóng)體色為綠色∶黃色=1∶1(或綠雌∶黃雌∶白雄=1∶1∶2),則Q的基因型是AaXbXb; 若子代的雌蟲(chóng)體色均為黃色(或黃雌∶白雄=1∶1),則Q的基因型是aaXbXb。 4.甲狀腺激素具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、維持神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性的作用。某同學(xué)由溫度能影響酶的活性聯(lián)想到高溫能否影響甲狀腺激素的活性。為了探索這一問(wèn)題,他首先做出假設(shè):60 ℃高溫下甲狀腺激素活性降低。請(qǐng)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究,并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路和結(jié)果(以蝌蚪的發(fā)育狀況為觀察指標(biāo))。 實(shí)驗(yàn)材料:剛孵化的發(fā)育狀況相同的27只蝌蚪、河水、玻璃缸若干、飼料、甲狀腺激素粉末、60 ℃恒溫箱 (1)實(shí)驗(yàn)思路: 　。 (2)結(jié)果結(jié)論:若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則證明該同學(xué)的假設(shè)是正確的。 答案:(1)取3只玻璃缸,編號(hào)為1、2、3,裝上等量河水,把發(fā)育狀況相同的27只蝌蚪均分成三等份,分別放入3只玻璃缸中,每天同時(shí)向1、2、3號(hào)玻璃缸中分別投入等量普通飼料、甲狀腺激素粉末拌勻的飼料、用60 ℃恒溫箱處理1小時(shí)的甲狀腺激素粉末拌勻的飼料,一段時(shí)間后觀察并比較蝌蚪的發(fā)育狀況 (2)2號(hào)玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育最快,3號(hào)玻璃缸內(nèi)次之,1號(hào)玻璃缸最慢 解析:甲狀腺激素的功能及影響因素和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),考生要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?先運(yùn)用所學(xué)知識(shí),找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)原理,并根據(jù)題意找出實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量,然后遵循單一變量原則和對(duì)照原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和所學(xué)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。 該同學(xué)的假設(shè)是高溫使甲狀腺激素活性降低,而不是失活,因此需要沒(méi)有甲狀腺激素的一組和加入甲狀腺激素的各一組作為對(duì)照,所以要把27只蝌蚪分成三組。而實(shí)驗(yàn)組的甲狀腺激素需要高溫處理,但不是在高溫下培養(yǎng)蝌蚪。具體實(shí)驗(yàn)思路見(jiàn)答案:。 可用逆推法分析結(jié)果和結(jié)論。先假定該同學(xué)的假設(shè)是正確的,然后再判斷3只玻璃缸內(nèi)蝌蚪的發(fā)育狀況。1號(hào)玻璃缸由于沒(méi)有加外源甲狀腺激素,蝌蚪發(fā)育最慢;2號(hào)玻璃缸加入了甲狀腺激素粉末,由于甲狀腺激素能促進(jìn)幼小動(dòng)物的發(fā)育,所以蝌蚪發(fā)育最快;3號(hào)玻璃缸加入了用60 ℃恒溫箱處理1小時(shí)的甲狀腺激素粉末,由于高溫使甲狀腺激素活性降低,所以3號(hào)玻璃缸內(nèi)蝌蚪的發(fā)育速度介于1號(hào)和2號(hào)玻璃缸內(nèi)蝌蚪之間。