Question

（1）科學(xué)為探究棉花生長(zhǎng)的最佳光照強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：首先取若干生長(zhǎng)狀況相同的棉花植株，平均分為7組，分別放在密閉的玻璃容器中．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)測(cè)定CO₂的濃度，12小時(shí)后再次測(cè)定C0₂的濃度．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表：

組別	溫度（℃）	光照強(qiáng)度：普通陽(yáng)光（%）	開(kāi)始時(shí)的CO2濃度（%）	12小時(shí)后CO2濃度（%）
1	25	0	0.35	0.368
2	25	10	0.35	0.342
3	25	20	0.35	0.306
4	25	40	0.35	0.289
5	25	60	0.35	0.282
6	25	80	0.35	0.280
7	25	95	0.35	0.279

請(qǐng)分析回答：
①這一實(shí)驗(yàn)的自變量是

 

，寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種無(wú)關(guān)變量：

 

．
②如果需要測(cè)棉龍植株在12小時(shí)后的補(bǔ)償點(diǎn)，你認(rèn)為應(yīng)在哪兩組間增加實(shí)驗(yàn)組

 

．
③如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用了不同品種的棉花植株，這樣設(shè)計(jì)違背了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的

 

原則．
④該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)尚不能確定棉花生長(zhǎng)的最佳光照強(qiáng)度，請(qǐng)你提出進(jìn)一步探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：

 

．
（2）科學(xué)家對(duì)蘇云金芽孢桿菌和棉花細(xì)胞進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)它們有一個(gè)相同的細(xì)胞器是

 

．蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因能在棉花細(xì)胞中表達(dá)的原因是

 

．
（3）科學(xué)家將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因（k基因）導(dǎo)入棉花，篩選出k基因成功整合到染色體上的抗蟲(chóng)植株（假定k基因都能正常表達(dá)）．某些抗蟲(chóng)植株體細(xì)胞含兩個(gè)k基因，假設(shè)這兩個(gè)基因在染色體上隨機(jī)整合，這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有如圖所示的三種類(lèi)型（黑點(diǎn)表示k基因的整合位點(diǎn)），讓該抗蟲(chóng)植株自交，后代中抗蟲(chóng)植株和非抗蟲(chóng)植株之間的比例分別是：
甲

 

乙

 

丙

 

Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化,基因工程的原理及技術(shù)

專(zhuān)題：

分析：分析表格：由表格中提供的信息可以看出，光照強(qiáng)度是該實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠產(chǎn)生確定影響并且可以控制的因素，為自變量；溫度、二氧化碳濃度都會(huì)對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生隨機(jī)影響，但并非實(shí)驗(yàn)要控制的因素，為無(wú)關(guān)變量．表中在光照強(qiáng)度為0時(shí)，只進(jìn)行呼吸作用，此時(shí)的CO₂濃度增加量可表示呼吸速率，因此之后的差值表示凈光合速率．
分析題圖：甲植株相當(dāng)于是Bt基因純合子，其產(chǎn)生的配子均含有Bt基因；乙植株相當(dāng)于是Bt基因雜合子，其產(chǎn)生的配子中

1

2

含有Bt基因；丙植株相當(dāng)于是Bt基因雜合子，其產(chǎn)生的配子中

3

4

含有Bt基因．

解答： 解：（1）①由表格中提供的信息可以看出，光照強(qiáng)度是該實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠產(chǎn)生確定影響并且可以控制的因素，為自變量；溫度、二氧化碳濃度都會(huì)對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生隨機(jī)影響，但并非實(shí)驗(yàn)要控制的因素，為無(wú)關(guān)變量．
②根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知，如果需要測(cè)棉龍植株在12小時(shí)后的補(bǔ)償點(diǎn)，應(yīng)在1組和2組之間增加實(shí)驗(yàn)組．
③單因子變量原則是探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響時(shí)要保證其它變量相同，否則多變量的實(shí)驗(yàn)就沒(méi)有意義了；在探究光強(qiáng)對(duì)光合作用的影響就要以光強(qiáng)為單一變量，保證溫度和CO₂濃度、所用材料的生理狀態(tài)應(yīng)該相同．
④欲確定棉花生長(zhǎng)的最佳光照強(qiáng)度，可增加若干實(shí)驗(yàn)組，將光照強(qiáng)度的數(shù)據(jù)差縮小，依次增加光照強(qiáng)度，12小時(shí)后再次測(cè)定CO₂濃度．
（2）蘇云金芽孢桿菌是原核生物，棉花細(xì)胞是真核生物，它們有一個(gè)相同的細(xì)胞器是核糖體．蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因能在棉花細(xì)胞中表達(dá)的原因是共用一套遺傳密碼．
（3）甲圖個(gè)體減數(shù)分裂產(chǎn)生配子全含k基因；個(gè)體自交，后代中全部含抗蟲(chóng)基因．故抗蟲(chóng)植株和非抗蟲(chóng)植株之間的比例為1：0．乙圖個(gè)體減數(shù)分裂產(chǎn)生配子有一半含k基因；個(gè)體自交，后代中不含抗蟲(chóng)基因的個(gè)體占的比例為

1

2

×

1

2

=

1

4

，抗蟲(chóng)個(gè)體占的比例為1-

1

4

=

3

4

．故抗蟲(chóng)植株和非抗蟲(chóng)植株之間的比例為3：1．丙圖個(gè)體減數(shù)分裂產(chǎn)生配子有3/4含k基因；個(gè)體自交，后代中不含抗蟲(chóng)基因的個(gè)體占的比例為

1

4

×

1

4

=

1

16

，抗蟲(chóng)個(gè)體占的比例為1-

1

16

=

15

16

．故抗蟲(chóng)植株和非抗蟲(chóng)植株之間的比例為15：1．
故答案為：
（1）①光照強(qiáng)度            溫度
②1組和2組之間
③單因子變量
④增加若干實(shí)驗(yàn)組，依次增加光照強(qiáng)度
（2）核糖體              共用一套遺傳密碼
（3）1：0                  3：1                 15：1

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生的析圖能力，實(shí)驗(yàn)分析能力和理解能力．光合作用需要光照，沒(méi)有光照就沒(méi)有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和無(wú)光的時(shí)候都能進(jìn)行．在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要注意兩個(gè)原則：對(duì)照原則和單一變量原則．在實(shí)驗(yàn)中還要保證無(wú)光變量相同且適宜，要減少無(wú)關(guān)變量的干擾．