届高三生物二轮复习实验专题.docx

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届高三生物二轮复习实验专题

专题十五----实验专题

（一）教材基础实验

高考目标要求:

（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。

（2）具备验证简单的生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。

（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型和系统分析等科学研究方法。

（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

（一）观察类实验

通常运用显微镜对目标进行观察、为使观察的结果更清晰，常借助染色技术、玻片标本制作技术等。

1、实验分类

观察方式

实验名称

观察对象

显微镜

玻片标本

染色剂

生物材料

原

色

观

察

观察叶绿体

叶绿体

高倍

临时装片

无

菠菜叶

植物细胞的吸水和失水

紫色大

液泡

低倍

临时装片

无

洋葱表皮

观察多种多样的细胞

细胞

高倍

临时装片

水绵、植物细胞、动物细胞等

染

色

观

察

观察有丝分裂

染色体

高倍

临时装片

龙胆紫或醋酸洋红

洋葱根尖

脂肪的鉴定

脂肪

高倍

切片→临时装片

苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液

花生种子

观察线粒体

线粒体

高倍

临时装片

健那绿（活体染色剂）

人的口腔上皮细胞

观察DNA、RNA的分布

DNA、

RNA

高倍

临时装片

甲基绿、比罗红

人的口腔上皮细胞或洋葱内表皮细胞

观察减数分裂

染色体

高倍

固定装片

蝗虫精巢固定装片

低温诱导染色体加倍

染色体

高倍

临时装片

改良的苯酚品红溶液

洋葱根尖细胞

说明：

（1）以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。

（2）鉴定类实验中的“脂肪的切片鉴定”、探究实验中“培养液中酵母菌种群数量的变化”等都有显微镜。

2．显微镜相关的知识

（1）观察：

高倍镜使用要诀——先低后高，找移转调

（2）放大倍数与镜头长度及细胞数目的关系归纳

①物像放大倍数＝目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。

②目镜越短，放大倍数越大；物镜越短，放大倍数越小，与玻片距离越远。

③低倍镜视野中：

细胞数多、细胞体积小、视野明亮。

高倍镜下：

细胞数少、细胞体积大、视野较暗。

④放大倍数的变化与视野中的细胞数量变化的关系：

第一种情况：

一行细胞数量的变化，可根据放大倍数与视野成反比的规律计算。

第二种情况：

圆形视野范围内细胞数量的变化，可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。

3、注意事项

（1）观察DNA、RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞（无细胞核，不含DNA、RNA）；

（2）不能用观察叶绿体的材料来观察线粒体（叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化）；

误区警示：

观察叶绿体、观察线粒体、观察植物细胞的吸水和失水过程中细胞是活的状态，而观察有丝分裂、、观察DNA、RNA的分布等只是观察一个瞬间状态或一个结构，不需要活的状态

【例1】回答下列与细胞有关的实验问题。

（1）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有________（填序号）。

①观察叶绿体和原生质的流动②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布

③探究酵母菌的呼吸方式④红细胞中血红蛋白的提取和分离

（2）按下面步骤进行质壁分离实验。

步骤一：

在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。

步骤二：

从盖玻片一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。

这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。

步骤三：

在显微镜下观察，结果如图所示。

①图中A、B处的颜色分别是________________。

②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0.3g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是________________

③如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中）。

在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_____、________________。

如果A处呈绿色，可能的原因是___

答案：

①③无色、绿色红色、绿色改变光圈大小，调节反光镜（电光源亮度）

高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处

例2：

　在观察藓类叶片细胞的叶绿体形态和分布、植物根尖细胞的有丝分裂和花生子叶中脂肪的鉴定三个实验中，它们的共同点是（　C　）

A.实验全过程都使实验对象保持活性B.适当提高温度将使实验结果更加明显

C.都使用高倍显微镜观察D.都需要对实验材料进行染色

（二）、鉴别类实验

实验

名称

鉴定

对象

试剂

颜色

水浴

加热

生物材料

生物组织中糖类的鉴定

淀粉

碘液

蓝色

无

脱色的叶片

还原糖

斐林试剂

（班氏试剂）

砖红色

要

含糖高的白色或近白色

的植物组织、尿液、血浆

蛋白质的鉴定

蛋白质

双缩脲

试剂

紫色

无

豆浆、牛奶、鸡蛋清、

蛋白质类酶

脂肪的鉴定

脂肪

苏丹Ⅲ

橘黄色

无

花生种子

苏丹Ⅳ

红色

叶绿体

中色素

的提取

和分离

四种

色素

提取液：

无水乙醇；

分离液：

层析液

胡萝卜素：

橙黄色；

叶黄素：

黄色；

叶绿素a蓝色；

叶绿素b：

黄绿色

新鲜的绿叶（如菠菜叶

加入二氧化硅是为了研

磨得更充分；碳酸钙可

防止研磨中色素被破坏

鉴定类实验应注意的问题：

（1）实验结论往往是根据特定的颜色反应来确定

（2）此类实验一般不设置对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清（3）注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如水浴加热（4）注意材料选择无色或颜色浅的材料，避免材料本身的颜色掩盖反应产生的物质的颜色。

误区警示：

斐林试剂与双缩脲试剂的区别；鉴定脂肪时不是利用反应生成有特殊颜色的物质，而是利用苏丹Ⅲ和苏丹Ⅳ可溶于脂肪，使脂肪染色的特性。

例3、下列对实验的相关叙述，正确的是（　B　）

A.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定

B.纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿素b在层析液中溶解度最低

C.调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计

D.鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中

（三）、探究性和验证性实验

探究性实验：

指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。

验证性实验：

指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验

探究性实验

验证性实验

实验目的

探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系

验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系

实验假设

假设一般采用“如果A，则B”的形式表述，是根据现有的科学理论、事实．对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释

因结论是己知的，因此不存在假设问题

实验原理

因探究内容而异

因验证内容而异

实验过程

应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异

应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异

实验现象

未知，可以不描述

已知，应准确描述

实验结果预测

对应假设，分类讨论。

一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”。

但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题．此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。

无

实验结论

不同的预测结果有相应的不同结论

对应实验目的做出肯定结论

名师提醒：

（1）探究温度（pH）对酶活性的影响时，必须在达到预设的温度（pH）的条件下，再让反应底物与酶接触。

（2）探究酵母菌的呼吸方式时：

①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸（杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气），等冷却（防止高温杀死酵母菌）后再将食用酵母菌加入；②酵母菌培养液应封口放置一段时间后，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。

（3）探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化

①从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻振荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减少误差。

如果酵母菌数量比较多，则要稀释。

②该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。

③对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。

例4、由于植物体内的生长素含量极少且提取困难，农业生产上常常使用人工合成的生长素类似物，如α－奈乙酸（NAA）、2,4－D、生根粉等。

某学生研究小组拟在实验室探究2,4－D促进植物扦插枝条生根的最适浓度，请你参考下图反应的规律，选用下面提供的材料用具（数量不限），补充完成实验步骤。

（提示：

可以用水培法栽培植物）

材料用具：

盆栽植株，2,4－D，清水，500mL的烧杯，米尺等。

实验步骤：

（1）取5只烧杯，分别编成1、2、3、4、5号；

（2）__________________________________________

（3）____________________________________________

（4）______________________________________________。

预测实验结果：

___________________________________

答案　

（2）配置浓度分别为10－12mol·L－1、10－11mol·L－1、10－10mol·L－1、10－9mol·L－1、10－8mol·L－1的2,4－D溶液，分别加入5只烧杯中

（3）从同一植株上剪下长势相同的等长植物枝条若干，平均分成五组，分别插入5只烧杯中

（4）定期测量，记下这些枝条上根的总数量和总长度（或只测总长度）　实验结果：

10－10mol·L－1的2,4－D溶液中，扦插枝条生出根的平均数目最多，长度最长

（四）、调查类实验

此类实验通过调查法获得信息得出结论。

调查对象通常不是所有的相关生物，而是选中其中一部分，所以调查的随机性对调查结论的正确性与普适性有重要意义。

调查数据通常用统计法

1．调查类实验归类分析

实习、

研究课题

调查对象

统计方法

计算公式

种群密度的

取样调查

动物

标志重捕法

个体总数（N）=再次捕获个体数

初次捕获个体数重捕的标志个体数

植物

样方法

所有样方内个体总数

样方的总面积

调查人群中常见遗传病

人类某种遗传病

汇总法

患病人数

发病率=被调查人数×100%

土壤中小动物类群丰富度的调查

土壤中小动物类群

记名计算法、目测估计法

样地中物种数目多少

丰富度=样地面积

2、注意事项

①调查人群中常见遗传病，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等；

②调查某种遗传病的发病率时，要随机抽样调查，且要保证调查的群体足够大；调查遗传方式应在患者家系中展开调查；

③科学制定记录表格，如调查人类红绿色盲发病率的表格中，应该分别列出男患者人数，女患者人数，男性总数，女性总数，男性发病率，女性发病率。

例5、由实际调查获得的事实证据及数据，经过科学的统计和分析，可获得一些规律性的结论。

下列有关调查、实习的内容正确的一组是（　　）

内容

方法

实验要点

A

遗传病的遗传方式

实际调查法

一定要选择群体中发病率较高的单基因遗传病

B

种群密度

样方调查法

随机选取不同大小的样方，统计种群密度平均值

C

土壤中小动物类

群丰富度

目测估计法、

计名计算法

目测估计法一般用于个体较大，种群数量有限的群落

D

调查环境污染

对生物的影响

实际调查、

实验法等

可选择SO2处理植物，

探究酸雨对植物的影响

专题十六----实验专题

（二）综合探究实验

一、实验设计常用的一些基本实验方法及技术

（1）光学显微镜的作用适用于观察生物的微观结构，如细胞结构，包括光镜下可看到的各种细胞器。

要求学生熟练掌握显微镜的使用技术。

（2）临时装片、切片和涂片的制作适用于显微观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片等。

（3）研磨、过滤适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入磨擦剂（常用二氧化硅）、提取液及其他必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等等。

（4）解离技术用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。

（5）恒温技术适用于酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱。

根据题目要求选用。

（6）纸层折技术适用于溶液中物质的分离。

主要步骤包括制备滤纸条、画滤液细线、层析分离。

（7）植物叶片生成淀粉的鉴定适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘。

（8）实验结果的显示方法或观测指标

光合速率--O2释放量（用产生气泡数量或排出体积表示）或CO2吸收量或有机物的生成量

呼吸速率---CO2释放量（用产生气泡数量或排出体积表示）或CO2释放量

原子转移途径---放射性同位素示踪法细胞液浓度大小-----质壁分离

细胞是否死亡----质壁分离、细胞质流动

甲状腺激素的作用----动物的耗氧量、发育速度、精神状况等

生长激素的作用---生长速度（体重变化、身高变化）

胰岛素的作用---动物的活动状态、血糖的高低、尿糖情况等

生长素的作用---弯曲程度、生长速度、根的长度等

（10）实验条件的控制方法

增加水中溶氧量-----吹气、放入绿色植物、泵入空气

减少水中溶氧量----密封、油膜覆盖、凡士林覆盖、用凉开水

除去水中CO2-----NaOH溶液维持CO2浓度----NaHCO3溶液

除去叶中原有的淀粉----置于黑暗环境饥饿处理除去叶中叶绿素-----酒精水浴加热

除去光合作用对呼吸作用的干扰---给植物遮光

（11）实验中常用器材和药品的使用

NaOH溶液：

用于吸收CO2或改变也的PH澄清的石灰水：

鉴定CO2

CaCl2:

：

提高细菌细胞壁的通透性HCl：

解离或改变溶液PH

NaHCO3溶液：

提供CO2酒精：

用于消毒、叶片脱色及配制解离液

蔗糖：

测定植物细胞夜浓度或观察质壁分离和复原

二、生物实验中的变量

1、变量的种类,变量是指可被操纵的特定因素或条件。

根据其在实验中的作用可分为两大类：

①自变量与因变量：

自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量，因变量是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，因变量是研究是否成功的证据。

二者关系：

自变量是原因，因变量是结果，即具因果关系。

例如：

关于“探究温度对酶活性的影响”的实验中，不同温度就是自变量，而这些变量引起的实验变化结果就是因变量。

该实验旨在获得和解释温度变化（自变量）与酶的活性（因变量）的因果关系。

如“低温是否影响物质的跨膜运输”自变量是渗透系统所处不同温度环境，，用，漏斗液面高度的变化做因变量

②无关变量与额外变量：

无关变量（控制变量）是指实验中除自变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。

即是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量.，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。

由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。

例如：

关于“探究温度对酶活性的影响”的实验中，除实验变量（温度）外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。

如无关变量中的任何一个或几个对实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。

2、变量的控制

控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。

通过实验控制，尽量减小实验误差，以取得较为精确的实验结果。

①操纵自变量的方法：

设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。

②控制无关变量的方法（平衡控制）：

排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。

3、相关实验中的变量

实验名称

自变量

因变量

无关变量

通过模拟实验探究膜的透性

半透膜两

侧溶液的

浓度差

漏斗玻璃管液面的上升高度

半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件

探究温度对淀粉酶活性的影响

不同温度

（至少三种）

酶的活性（加碘液后溶液颜色的变化）

pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等

探究pH对过氧化氢酶活性的影响

不同pH

（至少三种）

酶的活性（气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度）

温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等

探究酵母菌的呼吸方式

氧气的有无

CO2生成量（澄清石灰水的混浊程度等）；酒精的产生（重铬酸钾检测）

葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等

模拟探究细胞表面积与体积的关系

细胞体积的大小

物质运输的效率

琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等

探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度

不同浓度的生长素类似物

扦插枝条的生根数量或长度

实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等

探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化

时间

酵母菌种群数量

培养液的成分、培养条件、空间等

探究水族箱中的群落的演替

时间

群落的演替

水族箱的培养条件和环境等

三、实验设计的基本原则

1、科学性原则2、平行复重原则：

3单一变量原则

（1）不论一个实验中有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；

（2）实验中要尽可能避免无关变量的干扰。

对照实验设置的正确与否，一个重要的方面是看是否遵循单一变量原则，具体来说有如下四个方面：

①所用生物材料要相同，②所用实验器具要相同，③所用实验试剂要相同，④所用处理方法要相同。

4、对照性原则

对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法，使得所设计的实验具有应有的说服力。

对于对照实验包括实验组和对照组，实验组是接受自变量处理的对象组，对照组（控制组）是不接受自变量处理的对象组。

如2005年春季高考题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。

5、等量性原则

等量性原则与单因子变量原则是完全统一的。

只不过强调的侧面不同，单一变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响，需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。

如在探索PH对酶活性影响的实验中，单一变量是PH，除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜的量，如对温度的控制不但要相同，而且要适宜，即要给予酶活性所需的适宜的温度，而不能控制在低温或高温条件下的等量。

四、实验题的解题思路

1、确定实验类型

探究型：

实验结果可能多种验证型：

实验结果只有一种

2、明确实验目的

（1）探究自变量对因变量的影响

（2）验证自变量对因变量的影响

3、确定自变量和因变量：

自变量→因变量→观测变量（观测指标）

4、做出假设：

最符合生物学理论的一种实验结论的语音描述

5、实验原理：

自变量与因变量的生物学原理，观测变量与因变量的生物学原理

6、材料的选择：

重点关注实验对象材料、实验组和对照组的材料设置。

7、实验步骤：

（1）是否需要预先处理

（2）实验三部曲：

A、分组编号

B、自变量的处理（实验组和对照组的不同处理，只有自变量的不同），同时注意无关变量的处理（相同且适宜、等量的。

。

。

）C、观测指标的观察、记录与数据处理

8、实验结果：

实验组与对照组的观测数据

探究型：

有多种可能数据；验证型;：

验证型只有一种数据

实验结果呈现方式：

语音描述、曲线、柱状图、表格等

9、实验结论：

验证型：

对实验目的（实验假设）的肯定

探究型：

（1）自变量不影响因变量，

（2）自变量正向影响因变量（3）自变量反向影响因变量

例1、请根据以下提供的实验材料。

完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路并预测实验结果实验材料：

培养液、正常细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶

（要求与说明：

答题时不考虑加入W后的体积变化等误差，提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）请回答：

（1）实验思路：

①取培养瓶若干，分组如下

每组设置若干个重复样品

②各组样品在培养箱中培养一段时间后，各取其中几个样品，加入，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录数据③重复②若干次④

（2）预测结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）

思路分析;本题已知：

实验目的、实验材料、不完善的实验步骤。

求完善步骤、实验结果、数据处理

分析：

由实验目的“完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用”

推知：

自变量“生物制剂W”，因变量”细胞的分裂”

实验对象：

动物不同细胞，观测指标：

细胞数目

实验类型：

验证型→结论为“生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用”

实验结果：

只有一种：

有W的细胞数目会更多

实验材料：

不同细胞包括正常细胞和癌细胞

对照实验：

有w和没有W→实验应设置4组，由材料中的培养液可知细胞要进行细胞培养，胰蛋白酶的作用将细胞分散

实验结果：

癌细胞培养组比正常细胞培养组细胞数目多，加W比不加W细胞数目多

答案：

（1）①A：

正常细胞+培养液；B：

癌细胞+培养液C：

正常细胞+培养液+WD：

癌细胞+培养液+W②胰蛋白酶④求各组平均值

五．实验探究过程评价与分析：

评价性实验题的解题技巧：

分析实验原理及方法是否正确、有无更为简单的实验方案、实验能否顺利完成和实验的安全性如何，常见的试题主要考查下面的几个方面：

二看步骤

三看验证

四看材料

五看条件

例1　研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。

有人