Question

（1）科学为探究棉花生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的棉花植株，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中．实验开始时测定CO₂的浓度，12小时后再次测定C0₂的浓度．实验结果如表：

组别	温度（℃）	光照强度：普通阳光（%）	开始时的CO2浓度（%）	12小时后CO2浓度（%）
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

请分析回答：
①这一实验的自变量是

 

，写出该实验设计的一种无关变量：

 

．
②如果需要测棉龙植株在12小时后的补偿点，你认为应在哪两组间增加实验组

 

．
③如果在实验过程中使用了不同品种的棉花植株，这样设计违背了科学实验的

 

原则．
④该实验设计尚不能确定棉花生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路：

 

．
（2）科学家对苏云金芽孢杆菌和棉花细胞进行研究，发现它们有一个相同的细胞器是

 

．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因能在棉花细胞中表达的原因是

 

．
（3）科学家将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因（k基因）导入棉花，筛选出k基因成功整合到染色体上的抗虫植株（假定k基因都能正常表达）．某些抗虫植株体细胞含两个k基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，这两个基因在染色体上的整合情况有如图所示的三种类型（黑点表示k基因的整合位点），让该抗虫植株自交，后代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例分别是：
甲

 

乙

 

丙

 

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,基因工程的原理及技术

专题：

分析：分析表格：由表格中提供的信息可以看出，光照强度是该实验对实验结果能够产生确定影响并且可以控制的因素，为自变量；温度、二氧化碳浓度都会对对实验结果产生随机影响，但并非实验要控制的因素，为无关变量．表中在光照强度为0时，只进行呼吸作用，此时的CO₂浓度增加量可表示呼吸速率，因此之后的差值表示净光合速率．
分析题图：甲植株相当于是Bt基因纯合子，其产生的配子均含有Bt基因；乙植株相当于是Bt基因杂合子，其产生的配子中

1

2

含有Bt基因；丙植株相当于是Bt基因杂合子，其产生的配子中

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，光照强度是该实验对实验结果能够产生确定影响并且可以控制的因素，为自变量；温度、二氧化碳浓度都会对对实验结果产生随机影响，但并非实验要控制的因素，为无关变量．
②根据表格中的数据分析可知，如果需要测棉龙植株在12小时后的补偿点，应在1组和2组之间增加实验组．
③单因子变量原则是探究某种因素对实验的影响时要保证其它变量相同，否则多变量的实验就没有意义了；在探究光强对光合作用的影响就要以光强为单一变量，保证温度和CO₂浓度、所用材料的生理状态应该相同．
④欲确定棉花生长的最佳光照强度，可增加若干实验组，将光照强度的数据差缩小，依次增加光照强度，12小时后再次测定CO₂浓度．
（2）苏云金芽孢杆菌是原核生物，棉花细胞是真核生物，它们有一个相同的细胞器是核糖体．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因能在棉花细胞中表达的原因是共用一套遗传密码．
（3）甲图个体减数分裂产生配子全含k基因；个体自交，后代中全部含抗虫基因．故抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1：0．乙图个体减数分裂产生配子有一半含k基因；个体自交，后代中不含抗虫基因的个体占的比例为

1

2

×

1

2

=

1

4

，抗虫个体占的比例为1-

1

4

=

3

4

．故抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为3：1．丙图个体减数分裂产生配子有3/4含k基因；个体自交，后代中不含抗虫基因的个体占的比例为

1

4

×

1

4

=

1

16

，抗虫个体占的比例为1-

1

16

=

15

16

．故抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为15：1．
故答案为：
（1）①光照强度            温度
②1组和2组之间
③单因子变量
④增加若干实验组，依次增加光照强度
（2）核糖体              共用一套遗传密码
（3）1：0                  3：1                 15：1

点评：本题主要考查学生的析图能力，实验分析能力和理解能力．光合作用需要光照，没有光照就没有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和无光的时候都能进行．在实验设计时要注意两个原则：对照原则和单一变量原则．在实验中还要保证无光变量相同且适宜，要减少无关变量的干扰．