高考生物二輪復習 （專題突破+破譯命題密碼）第一部分 專題18 實驗探究 新人教版

專題18實驗探究1．高倍鏡的使用(1)找：先在低倍鏡下“找”到物像，并調(diào)節(jié)至清晰。(2)移：將物像“移”到視野正中央。物像偏離哪個方向，裝片應向相同的方向移動，原因是顯微鏡成倒立的像。(3)轉(zhuǎn)：“轉(zhuǎn)”動轉(zhuǎn)換器，直接換上高倍鏡。(4)調(diào)：“調(diào)”節(jié)細準焦螺旋及光圈，使物像清晰。2．細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的顯色反應(1)還原糖＋斐林試劑→磚紅色沉淀(水浴加熱)。(2)蛋白質(zhì)＋雙縮脲試劑→紫色。(3)脂肪＋蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)→橘黃色(紅色)。(4)淀粉＋碘液→藍色。(5)DNA＋甲基綠→綠色。(6)DNA＋二苯胺→藍色(沸水浴加熱)。(7)RNA＋吡羅紅→紅色。(8)線粒體＋健那綠染液→藍綠色(健那綠染液是專一性的活細胞染色劑)。(9)染色體(質(zhì))＋龍膽紫溶液→紫色；染色體(質(zhì))＋醋酸洋紅液→紅色。(10)酒精＋重鉻酸鉀溶液(酸性條件)→灰綠色。(11)CO2＋溴麝香草酚藍水溶液→由藍變綠再變黃。3．實驗技術(1)制備生物樣液：固體材料eq\o(→,\s\up7(研磨),\s\do5())過濾濾液→生物樣液。(2)差速離心法：常用于分離細胞內(nèi)的各種細胞器。(3)酶解法：用于去掉植物細胞壁(纖維素酶、果膠酶)及使動物細胞分散開(胰蛋白酶)。(4)紙層析法：葉綠體中色素的分離。(5)同位素標記法：研究分泌蛋白的合成途徑，追蹤光合作用與呼吸作用過程中C、H、O的路徑，噬菌體侵染細菌的實驗，探究DNA的半保留復制等。4．科學探究的一般過程觀察、提出問題→作出假設→設計、完成實驗→分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論→表達、交流和再探究。5．實驗設計遵循的原則①科學性原則；②可行性原則；③對照性原則；④單一變量原則和等量原則；⑤平行重復原則和隨機性原則。1．(·廣東高考)小楊對4種實驗材料的研究及觀察記錄見下表，正確的是(雙選)()選項實驗材料觀察到的結(jié)構(gòu)或現(xiàn)象A.胚胎干細胞同源染色體聯(lián)會B.紫色洋蔥鱗片葉外表皮質(zhì)壁分離及復原C.黑藻葉片葉綠體移動D.大腸桿菌有核仁[命題立意]本題考查教材實驗，實驗材料的相關知識。[知識依托]①實驗材料的選擇應以完成所做實驗且效果最佳為依據(jù)。②同源染色體聯(lián)會發(fā)生在減數(shù)分裂過程中。③核仁是真核生物細胞中的結(jié)構(gòu)。[解析]選BC同源染色體的聯(lián)會只發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而胚胎干細胞不能進行減數(shù)分裂；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞處于高滲溶液中時會發(fā)生質(zhì)壁分離，已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞處于低滲溶液中會發(fā)生質(zhì)壁分離復原；黑藻葉片細胞中具有葉綠體，通過顯微鏡可以觀察到葉綠體隨著細胞質(zhì)的流動而移動；大腸桿菌是原核細胞，沒有細胞核，無法觀察到核仁。2．(·福建高考)下表是生物科學史上一些經(jīng)典實驗的敘述，表中“方法與結(jié)果”和“結(jié)論或觀點”能相匹配的是()選項方法與結(jié)果結(jié)論或觀點A.觀察到植物通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞；觀察到動物受精卵分裂產(chǎn)生新細胞所有的細胞都來源于先前存在的細胞B.單側(cè)光照射下，金絲雀草胚芽鞘向光彎曲生長，去尖端的胚芽鞘不生長也不彎曲生長素具有極性運輸?shù)奶攸cC.將載有水綿和好氧細菌的裝片置于黑暗且缺氧的環(huán)境中，用極細光束照射后，細菌集中于有光照的部位光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水D.將活的R型肺炎雙球菌與加熱殺死的S型肺炎雙球菌混合后注入小鼠體內(nèi)，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)活的S型菌DNA是主要遺傳物質(zhì)[命題立意]本題考查獲取信息的能力和實驗分析得出實驗結(jié)論的能力。[知識依托]①實驗結(jié)論是由實驗結(jié)果推理出來的。②實驗分析時注意找出實驗單一變量，歸納出實驗變量與實驗結(jié)果的關系。[解析]選A選項B，實驗證明了單側(cè)光照射使胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種刺激，其對下部產(chǎn)生影響，從而出現(xiàn)向光彎曲生長的現(xiàn)象；選項C，實驗證明光合作用產(chǎn)生了氧氣；選項D，實驗證明了加熱殺死的S型菌中含有某種促進R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的“轉(zhuǎn)化因子”。3．(·天津高考)下列實驗操作能達到預期結(jié)果的是()A．在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，統(tǒng)計每一時期細胞數(shù)占計數(shù)細胞總數(shù)的比例，能比較細胞周期各時期的時間長短B．在“探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P系”實驗中，計算紫紅色區(qū)域的體積與整個瓊脂塊的體積之比，能反映NaOH進入瓊脂塊的速率C．在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”實驗中，培養(yǎng)期內(nèi)共三次取樣測定密度，即可準確繪制酵母菌種群增長曲線D．在“探究α-萘乙酸促進插條生根的最適濃度”實驗中，用高濃度組的α-萘乙酸溶液浸泡插條基部一天后，觀察生根情況以確定最適濃度[命題立意]本題考查實驗探究能力。實驗操作要根據(jù)實驗目的和實驗預測結(jié)果而選擇合理的操作。[解析]選A選項A，某一時期細胞數(shù)占計數(shù)細胞總數(shù)的比例越高，在整個細胞周期中該時期所經(jīng)歷的時間就越長，正確。選項B描述的比例反映的是物質(zhì)運輸效率，錯誤。選項C所描述的實驗需要連續(xù)取樣調(diào)查，才能準確繪制酵母菌種群增長曲線。選項D所描述實驗的自變量為萘乙酸的濃度，在整個實驗中，通過設置合理梯度的濃度來控制自變量，高濃度不一定是最適濃度，錯誤。4．(·浙江高考)請根據(jù)以下提供的實驗材料，完善生物制劑W對動物不同細胞的分裂具有促進作用的實驗思路，并預測實驗結(jié)果。實驗材料：培養(yǎng)液、正常體細胞、癌細胞、W、胰蛋白酶。(要求與說明：答題時不考慮加入W后的體積變化等誤差。提供的細胞均具有分裂能力，只進行原代培養(yǎng)且培養(yǎng)條件適宜)(1)實驗思路：①取培養(yǎng)瓶若干個分組如下：________________________________________________________________________。每組設置若干個重復樣品。②各組樣品在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段合適的時間后，各取其中的幾個樣品，加入________，搖勻，在顯微鏡下用血細胞計數(shù)板分別計數(shù)并記錄細胞數(shù)。③重復②若干次。④________________________________________________________________________。(2)預測實驗結(jié)果(用坐標系和細胞數(shù)變化曲線示意圖表示)。[命題立意]本題考查實驗探究能力。[知識依托]①實驗設計要遵循對照原則和單一變量原則。②平衡或排除無關變量對實驗結(jié)果的影響。③根據(jù)實驗操作和所學理論知識，預測實驗結(jié)果。[解析]本題是一個驗證性實驗題，實驗目的是驗證生物制劑W對動物不同細胞的分裂具有促進作用。本實驗中，自變量是培養(yǎng)液中是否有生物制劑W以及細胞的種類，觀察指標是培養(yǎng)液中的細胞數(shù)目。所給實驗材料涉及的不同細胞是正常細胞和癌細胞。為達到實驗目的，需要設置四組實驗，可標記出A、B、C、D四組。其中A組培養(yǎng)液中加入正常體細胞，不加入生物制劑W，B組培養(yǎng)液中加入正常體細胞和生物制劑W，對照A、B兩組實驗結(jié)果可知，生物制劑W能促進正常細胞的分裂；同理，C組培養(yǎng)液中加入癌細胞，不加入生物制劑W，D組培養(yǎng)液中加入癌細胞和生物制劑W，對照C、D兩組實驗結(jié)果可知，生物制劑W能促進癌細胞的分裂。由于此實驗是驗證實驗，所以實驗結(jié)果是加入生物制劑W的實驗組比對照組細胞數(shù)多，同時癌細胞分裂能力比正常細胞高；D組細胞數(shù)比B組多。繪制坐標系時應注意以下幾點：一是將坐標名稱寫準確；二是四條曲線的起點要相同，體現(xiàn)單一變量原則；三是曲線趨勢要繪制準確。[答案](1)①A組：培養(yǎng)液中加入體細胞。B組：培養(yǎng)液中加入體細胞，加入W。C組：培養(yǎng)液中加入癌細胞。D組：培養(yǎng)液中加入癌細胞，加入W②胰蛋白酶④統(tǒng)計并分析所得數(shù)據(jù)(其他合理答案均可)(2)如圖(其他合理答案均可)1．從考查內(nèi)容上看，主要集中對教材實驗的綜合考查和實驗探究能力上。2．從考查角度上看，多以完善補充實驗原理、實驗步驟、預測實驗結(jié)果、結(jié)論。處理實驗數(shù)據(jù)的形式考查實驗分析、探究能力。3．從命題趨勢上看，預計年高考命題仍可能立足于教材實驗，結(jié)合新的背景材料，考查實驗原理和操作技能的遷移應用能力；結(jié)合代謝、調(diào)節(jié)、遺傳和生態(tài)的相關實驗背景，考查實驗原理的提取、變量的確認、實驗程序的設置、實驗結(jié)果的處理及結(jié)果預測和分析等。實驗設計的難度會有所降低，淡化實驗過程的表達，注重科學實驗素養(yǎng)，側(cè)重實驗設計思路的命題可能會加大。實驗研究方法與思維[例1](·湖南十二校一模)科學的研究方法是取得成功的關鍵。下表中不符合事實的是()選項科學家研究成果科學研究方法A.施旺和施萊登細胞學說調(diào)查法B.摩爾根基因位于染色體上實驗和假說演繹法C.沃森和克里克DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)物理模型法D.蔡斯和赫爾希DNA是遺傳物質(zhì)同位素示蹤法[解析]施萊登和施旺通過觀察描述法提出細胞學說，A錯誤；摩爾根通過假說演繹法證明了“基因在染色體上”，B正確；沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)屬于物理模型，C正確；赫爾希和蔡斯利用同位素示蹤法設計了噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。[答案]A教材實驗探究中的研究方法歸納(1)根據(jù)顏色來確定某種物質(zhì)的存在：待測液＋I2→呈藍色，待測液中存在淀粉；待測液＋斐林試劑→呈磚紅色，待測液中存在還原糖；待測液＋蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)→呈橘黃色(或紅色)，待測液中存在脂肪；待測液＋雙縮脲試劑→呈紫色，待測液中存在蛋白質(zhì)。(2)用大分子染料如紅墨水來驗證生物組織細胞膜的選擇透過性或檢驗細胞的死活。(3)用熒光標記法來證明細胞膜具有一定的流動性。(4)同位素示蹤法：光合作用產(chǎn)生氧氣的來源；噬菌體侵染細菌實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；DNA的復制是半保留復制；用18O2和14CO2追蹤光合作用中氧原子和碳原子轉(zhuǎn)移途徑的實驗等。(5)模擬實驗法：如滲透作用的實驗裝置，分離定律的模擬實驗等。(6)獲得無子果實的方法：用適宜濃度的生長素處理花蕾期已去雄的子房，如無子番茄；誘導染色體變異，如無子西瓜。(7)確定某種激素功能的方法：飼喂法、切除注射法、閹割移植法、切除口服法。(8)確定傳入、傳出神經(jīng)的功能：刺激＋觀察效應器的反應或測定神經(jīng)上的電位變化。(9)植物雜交的方法：雌雄同花：花蕾期去雄＋套袋＋開花期人工授粉＋套袋。雌雄異花：花蕾期雌花套袋＋開花期人工授粉＋套袋。(10)確定某一顯性個體基因型的方法：測交或讓該顯性個體自交。(11)確定某一性狀為顯性性狀或隱性性狀的方法：具有一對相對性狀的純合體雜交(自交)，觀察后代性狀表現(xiàn)。(12)確定某一個體是否具有抗性基因的方法：確定小麥是否具有抗銹病基因，用銹菌去侵染小麥葉片，一段時間后，觀察有無銹斑出現(xiàn)。(13)測定種群密度的方法：樣方法；標志重捕法；取樣器取樣法。(14)化學分析法：如番茄和水稻對Ca和Si選擇吸收，葉綠體中色素的提取和分離實驗等。(15)理論分析法：如大、小兩種草履蟲競爭的實驗；植物根向地生長、莖背地生長的實驗，植物向光性實驗等。(16)等組實驗法：如小麥淀粉酶催化淀粉水解的實驗，發(fā)現(xiàn)生長素的燕麥胚芽鞘實驗。1．以下有關研究方法的運用，敘述正確的是()A．科學家一般采用同位素標記法研究光合作用和細胞呼吸的化學反應過程B．薩頓推論出基因在染色體上運用的是假設—演繹法C．沃森和克里克運用模型法研究DNA的復制方式D．孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)運用了類比推理法解析：選A薩頓推論出基因在染色體上運用的是類比推理；沃森和克里克運用模型法研究DNA的結(jié)構(gòu)；孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)運用了假設—演繹法。2．在生態(tài)學研究中，下列方法與研究目的不相符的是()A．給海龜安裝示蹤器調(diào)查其洄游路線B．給大雁佩戴標志環(huán)調(diào)查其遷徙路線C．用樣方法研究固著在巖礁上貝類的種群關系D．用標志重捕法調(diào)查烏爾黃鼠的豐(富)度解析：選D示蹤器可檢測海龜經(jīng)過的路線，故可調(diào)查其洄游路線；給大雁佩戴標志環(huán)，可依據(jù)發(fā)現(xiàn)佩戴標志環(huán)大雁的到達地區(qū)來調(diào)查其遷徙路線；固著在巖礁上的貝類運動能力弱、活動范圍小，故可用樣方法進行研究；達烏爾黃鼠是一種生物，用標志重捕法可調(diào)查其種群密度，而豐富度調(diào)查的是群落中生物的種類。實驗設計策略[例2]用一定時間的低溫(4℃材料用具：長出根尖的洋蔥(2N＝16)若干，培養(yǎng)皿若干，清水，冰箱，質(zhì)量分數(shù)為2%的秋水仙素溶液。(1)實驗假設：____________________________________________________________。(2)實驗步驟：①取兩個潔凈的培養(yǎng)皿，分別標號為1、2。②________________________________________________________________________。③將兩組根尖分別制成裝片后，在顯微鏡下觀察并比較經(jīng)過不同處理的根尖細胞內(nèi)的染色體數(shù)目。(3)結(jié)果預測與結(jié)論：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。[解析]該題以“低溫誘導染色體加倍”引出要探究的課題。由實驗目的可知，本實驗應設立2個環(huán)境條件：①低溫下；②秋水仙素處理。應注意設置第①組的目的是作為對照，第2組的實驗結(jié)果與第1組對比即可得出結(jié)論。[答案](1)秋水仙素同低溫一樣，可以誘導細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍(2)②將兩組生長狀況相同的洋蔥根尖分別放入兩個培養(yǎng)皿中，其中1號培養(yǎng)皿放在4℃冰箱中，2號培養(yǎng)皿放在滴加了質(zhì)量分數(shù)為2%的秋水仙素的溶液中，同樣處理12h(3)①若第2組與第1組不同，細胞中的染色體數(shù)目沒有改變，則說明秋水仙素不能誘導細胞內(nèi)的染色體數(shù)目加倍②解答實驗設計題的一般思路(1)明確實驗類型，確定是驗證性實驗還是探究性實驗。驗證性實驗具有明確的結(jié)果；探究性實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應針對各種可能性分別加以考慮和分析，得到相關結(jié)論。(2)確定實驗變量，并設置實驗變量?？蓮膶嶒烆}目中獲得啟示從而確定實驗變量。(3)遵循單一變量原則，其他條件相同，同時要確保實驗的順利進行，且避免對實驗因素的干擾。(4)確定實驗觀察的對象或?qū)嶒灆z測指標。(5)構(gòu)思實驗步驟，準確表達(注意實驗操作順序的合理安排)。第一步，取材、分組、編號。在這里實驗材料包含實驗中用到的各種動植物，取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同；用具有燒杯、培養(yǎng)皿、飼養(yǎng)動物的容器等。這些材料、用具在試題中都會給出，要結(jié)合實驗的目的和原理合理利用。第二步，實驗處理，相同處理和不同處理。根據(jù)實驗變量設置對照(注意：單一因素不同，其他因素相同且最適)。第三步，無關變量平衡，進一步做相同處理(其他因素相同且最適)。第四步，檢測、觀察、統(tǒng)計、比較。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。如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現(xiàn)實驗結(jié)果，便于觀察。(6)記錄實驗現(xiàn)象，依據(jù)實驗原理，分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。3．某遺傳實驗小組用純合的紫花香豌豆(AABB)和白花香豌豆(aabb)雜交，得到F1植株366棵，全部表現(xiàn)為紫花，F(xiàn)1自交后代有1650棵，性狀分離比為9∶7。同學甲認為F1產(chǎn)生配子時不遵循自由組合定律，同學乙認為F1產(chǎn)生配子時遵循自由組合定律。(1)你認為同學乙對香豌豆花色遺傳的解釋是__________________________________，由此你可以得出的結(jié)論是________________________________________________________。(2)請設計一個實驗證明你的解釋是否正確。Ⅰ.實驗步驟：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。Ⅱ.實驗結(jié)果及結(jié)論：①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。解析：自由組合定律的實質(zhì)是減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，同源染色體上的等位基因分離、非同源染色體上的非等位基因自由組合，因此本題中F1產(chǎn)生的配子有4種，自交后代的基因型有9種，但是表現(xiàn)型只有2種，這是由于基因型為A_B_的香豌豆開紫花，基因型為aaB_、A_bb、aabb的香豌豆開白花。驗證F1產(chǎn)生配子時是否遵循自由組合定律，一般采用測交的方法，根據(jù)預期結(jié)果可以得出相應結(jié)論。答案：(1)基因型為A_B_的香豌豆開紫花，基因型為aaB_、A_bb、aabb的香豌豆開白花一個性狀可以由多對基因控制(2)Ⅰ.實驗步驟：①第一年選用F1植株與親本白花香豌豆測交，得到香豌豆種子②第二年將香豌豆種子種植，統(tǒng)計花的種類及數(shù)量Ⅱ.實驗結(jié)果及結(jié)論：①如果紫花與白花的比例約為1∶3，說明F1產(chǎn)生配子時遵循自由組合定律②如果紫花與白花的比例為其他比例，說明F1產(chǎn)生配子時不遵循自由組合定律4．光合作用的進行與葉綠體中的色素密切相關。楓葉在秋冬季節(jié)會變紅，有的同學認為這僅是葉綠素被分解的結(jié)果，有的同學則認為除葉綠素被分解外楓葉還合成了新的色素。研究性學習小組對上述問題進行研究，請你幫助完成下列實驗方案。(1)實驗方案：①分別提取________和________的色素。②用________法分離楓葉色素；③觀察濾紙條上色素的分離情況。(2)預期實驗結(jié)果及分析：①____________________________，說明僅僅是葉綠素被分解的結(jié)果；②____________________________，說明除葉綠素被分解外楓葉還合成了新的色素。解析：認真審題，準確獲取“僅是葉綠素被分解”“除葉綠素被分解外”“還合成了新的色素”等信息是解題的關鍵。設置未變紅楓葉和已變紅楓葉做色素提取實驗。利用紙層析法分離色素，通過觀察比較色素帶種類、含量確是葉片變色原因。若僅是葉綠素被分解，則濾紙條上紅楓葉的色素帶比未變紅楓葉的少；如果除葉綠素被分解外，還合成了新的色素，則濾紙條上紅楓葉的色素帶比未變紅楓葉的相應部位(葉綠素a和葉綠素b)少，其他位置有新的色素帶出現(xiàn)。答案：(1)實驗方案：①未變紅的楓葉已變紅的楓葉②紙層析(2)預期結(jié)果及分析：①濾紙條上紅楓葉的色素帶比未變紅楓葉的少②濾紙條上紅楓葉的色素帶比未變紅楓葉的相應部位的少，同時在其他部位出現(xiàn)新的色素帶實驗設計方案評價[例3](·安徽高考)保水劑是一類高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物興趣小組為探究“保水劑和氮肥對小麥光合作用的影響”，進行了以下實驗：材料用具：相同土壤基質(zhì)栽培的小麥幼苗若干，保水劑，氮肥等。方法步驟：①選取長勢一致的小麥幼苗若干，平均分為A、B、C三組，分別施用適量的保水劑(60kg·hm－2)、氮肥(225kg·hm－2)、保水劑(60kg·hm－2)＋氮肥(225kg·hm－2)，置于相同的輕度干旱條件下培養(yǎng)，其他培養(yǎng)條件相同且適宜。②在小麥灌漿期選擇晴朗無風的上午，于10∶00～11∶00從每組選取相同數(shù)量的葉片，進行CO2吸收量及葉綠素含量的測定，結(jié)果(均值)如下表：組號CO2吸收量/μmol·m－2·s－1葉綠素含量/mg·g－1A10.663.07B13.043.02C15.913.05實驗結(jié)論：適量的保水劑與氮肥配施有利于提高小麥光合作用強度。(1)請指出上述方法步驟中的缺陷并改正：步驟①______________________；步驟②______________________。(2)如不考慮方法步驟中的缺陷，從影響光合作用的內(nèi)在因素分析，保水劑與氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是____________________________________。(3)實驗測得的CO2吸收量________(大于、等于、小于)光合作用過程中CO2的實際消耗量，理由是________________。光合作用強度可通過測定CO2吸收量，也可以通過測定________釋放量計算。[解析]本小題以保水劑為情境，以光合作用和呼吸作用為核心命題點，重點考查實驗分析能力、實驗評價和修訂能力以及綜合運用能力。依據(jù)實驗目的，可確定該實驗的自變量為保水劑和氮肥，屬于2個因子的變量類型，故需要設置4組：A組只用保水劑處理、B組只用氮肥處理、C組用保水劑和氮肥共同處理、D組不做處理作為空白對照；實驗的因變量為光合作用強度，檢測指標是植物對CO2的吸收量或O2釋放量。步驟①中缺少空白對照組，步驟②中應選取相同位置、相同數(shù)量、相同大小的葉片，才能確保實驗結(jié)果的準確性。從表中數(shù)據(jù)可知，保水劑和氮肥對色素的合成影響不大，故從內(nèi)在因素分析最可能的原因是保水劑與氮肥配施提高了光合作用有關酶的含量與活性，從而提高光合作用速率。由于小麥自身呼吸作用釋放的CO2會被光合作用利用，故實驗測得的CO2吸收量(植物的凈光合作用)小于光合作用過程中實際消耗的CO2量(植物的真光合作用)。[答案](1)沒有對照組，應另設一組不施保水劑和氮肥作為對照組取材方法不科學，選取的葉片還應取自植株的相同部位(2)提高了光合作用有關酶的含量與活性(3)小于實驗測得的CO2吸收量是光合作用過程中CO2實際消耗量與呼吸作用釋放的CO2量之差O2實驗方案評價——五看法一看對照eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(有無對照實驗,\a\vs4\al(如果有，看對照,設計是否合理)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實驗變量設置,是否有標記,是否遵循了單一變量原則,是否遵循了等量原則,是否排除了干擾因素))))二看材料eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(生物學材料選擇是否得當,實驗器材選擇是否合理,藥劑選擇、使用、用量是否準確))三看條件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(是否需要攪拌、加熱等,實驗所需的溫度、光照等條件是否合理))四看步驟eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(步驟的順序是否合理,步驟是否完整,具體操作有無違反生物學基本原理))五看結(jié)果eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(實驗結(jié)果的驗證目標是否準確,實驗結(jié)果的驗證方法是否得當))5．為了驗證溫度對酶活性的影響，某同學設計了如下實驗方案：取三支大小相同的潔凈試管，編號為甲、乙、丙。分別向三支試管中加入3mL漿糊，再各加入2mL新鮮的唾液淀粉酶溶液，振蕩搖勻后，將甲、乙、丙三支試管分別置于0℃、25℃、①實驗步驟不正確②溫度設置不合理③不能用斐林試劑檢驗A．① B．②C．①和② D．①②③解析：選D方案中將漿糊與唾液淀粉酶混合后，再進行保溫處理，這在操作步驟上是錯誤的；由于使用唾液淀粉酶，其最適溫度為37℃左右，因此設置0℃、25℃6．小白鼠是恒溫動物，當環(huán)境溫度明顯降低時，其體溫仍能保持相對恒定。為了探究調(diào)節(jié)體溫的中樞是否為下丘腦，某校生物興趣小組制訂了以下實驗方案。實驗假設：下丘腦是調(diào)節(jié)體溫的中樞。材料用具：略。實驗步驟：①取兩只健康狀況良好且相同的成年小白鼠，并標記為甲、乙。②用一定的方法破壞甲鼠的下丘腦，乙鼠不做處理作為對照，并分別測量初始體溫。③把甲鼠置于0℃環(huán)境中，把乙鼠置于25預期結(jié)果與結(jié)論：甲鼠體溫發(fā)生明顯改變，乙鼠體溫保持相對恒定，說明下丘腦是調(diào)節(jié)體溫的中樞。(1)該興趣小組設計的實驗方案有哪些不妥之處？請?zhí)岢鱿鄳母倪M意見：①______________________；②____________________；③______________________。(2)若沒有破壞甲鼠的下丘腦，將甲鼠置于0℃(3)寒冷環(huán)境下，老年鼠的耗氧量會________，導致這個變化的主要激素是________。(4)將乙鼠從25℃移入40解析：一般情況下，用活體做實驗時，為避免因個體死亡或個體差異等情況而導致實驗不能正常進行，常選取多個相同狀況的個體進行研究。除對下丘腦的處理方式不同外，其他的無關變量均應該相同。實驗目的為“探究調(diào)節(jié)體溫的中樞是否為下丘腦”，而最后結(jié)論的表述并沒有“扣題”，而是按驗證性實驗處理，這是明顯的錯誤。低溫環(huán)境下，機體可通過神經(jīng)調(diào)節(jié)使皮膚血流量減少、骨骼肌產(chǎn)熱量增加等，同時還可以引起甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加，因此，既有神經(jīng)調(diào)節(jié)，又有激素調(diào)節(jié)。所有的感覺都在大腦皮層形成。答案：(1)①取材不當，應取若干只健康狀況良好且體重相同的成年小白鼠②不符合單一變量原則，應將兩組小白鼠均置于0℃環(huán)境中③一、教材基礎實驗歸類1．觀察類實驗實驗名稱細胞的狀態(tài)染色劑生物材料觀察DNA、RNA在細胞中的分布死細胞甲基綠吡羅紅人的口腔上皮細胞觀察線粒體活細胞健那綠觀察細胞的減數(shù)分裂死細胞無(為固定裝片)蝗蟲精母細胞低溫誘導染色體加倍死細胞改良苯酚品紅染液洋蔥根尖細胞觀察細胞的有絲分裂死細胞龍膽紫(或醋酸洋紅)觀察多種多樣的細胞活或死細胞無(不需染色)酵母菌細胞、水綿細胞、葉的保衛(wèi)細胞、魚的紅細胞等觀察葉綠體活細胞蘚類的葉(或菠菜葉、黑藻葉)觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原活細胞紫色洋蔥鱗片葉表皮細胞2．鑒定類實驗實驗名稱鑒定對象試劑顏色生物材料備注淀粉的鑒定淀粉碘液藍色脫色的葉片無還原糖的鑒定還原糖斐林試劑磚紅色沉淀蘋果或梨的勻漿等甲乙液現(xiàn)混現(xiàn)用、水浴加熱脂肪的鑒定脂肪蘇丹Ⅲ(或Ⅳ)染液橘黃(或紅)色花生種子切片需用高倍鏡觀察蛋白質(zhì)的鑒定蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色豆?jié){、稀蛋清等先加A液，后加B液尿糖的檢測葡萄糖葡萄糖試紙有色水、葡萄糖溶液、三份模擬“尿樣”無綠葉中色素的提取和分離四種色素提取液：無水乙醇；分離液：層析液胡蘿卜素：橙黃色；葉黃素：黃色；葉綠素a：藍綠色；葉綠素b：黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅是為了研磨得更充分；加入碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞3．實習和研究性課題學習、研究性課題調(diào)查對象統(tǒng)計方法計算公式種群密度的取樣調(diào)查動物標志重捕法eq\f(初次捕獲個體數(shù),總數(shù)N)＝eq\f(重捕標志個體數(shù),再次捕獲個體數(shù))植物樣方法eq\f(所有樣方內(nèi)個體總數(shù),樣方的總面積)調(diào)查人群中的遺傳病人類某種遺傳病匯總法發(fā)病率＝eq\f(患病人數(shù),被調(diào)查人數(shù))×100%土壤中小動物類群豐富度的研究土壤中的小動物取樣器取樣進行采集、調(diào)查的方法記名計算法、目測估計法4．教材經(jīng)典實驗實驗名稱實驗選材實驗方法備注細胞膜成分及鑒定人成熟的紅細胞滲透、離心法、酶解法等脂質(zhì)溶劑和蛋白酶處理膜分析成分光合作用的發(fā)現(xiàn)(需光和O2的產(chǎn)生)天竺葵葉遮光法實驗前進行饑餓處理小球藻同位素標記法分別用18O標記H2O和CO2DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)兩種肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化法S型細菌中存在能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的“轉(zhuǎn)化因子”兩種肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化法DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)和多糖不是大腸桿菌和噬菌體同位素標記法注意誤差分析生長素的發(fā)現(xiàn)胚芽鞘對照法感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，單側(cè)光對植物向光生長產(chǎn)生某種影響胚芽鞘、瓊脂對照法尖端產(chǎn)生生長素，向下運輸，促進尖端下部的生長二、驗證性實驗和探究性實驗比較項目探究性實驗驗證性實驗實驗目的探究研究對象的未知屬性、特性以及與其他因素的關系的實驗驗證某一結(jié)論是否正確的實驗實驗假設根據(jù)現(xiàn)有的科學理論、事實，對所探究的對象設想出一種或幾種可能的答案、解釋。常采用“如果A，則B”形式因結(jié)論已知，不存在假設實驗原理因探究內(nèi)容而異因驗證內(nèi)容而異實驗現(xiàn)象未知已知預期結(jié)果對應假設，分開討論與驗證結(jié)果相符實驗結(jié)論根據(jù)可能結(jié)果，進行分析對應實驗目的作出肯定的結(jié)論一、選擇題1．下列實驗或探究活動中關于酒精作用的敘述錯誤的是()選項實驗或探究活動的名稱酒精的作用A.檢測生物組織中的脂肪洗去花生子葉薄片上的浮色B.綠葉中色素的提取和分離提取綠葉中的色素C.低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化漂洗被解離后的根尖D.土壤小動物類群豐富度的研究對小動物進行固定和防腐解析：選C低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化的實驗中酒精是解離液的組成成分。2．下列物質(zhì)的鑒定與所用試劑、實驗手段、實驗現(xiàn)象搭配正確的是()選項鑒定物質(zhì)所用試劑實驗手段實驗現(xiàn)象A.脂肪蘇丹Ⅳ染液顯微鏡觀察紅色B.葡萄糖斐林試劑常溫下直接觀察磚紅色沉淀C.蛋白質(zhì)雙縮脲試劑水浴加熱紫色反應D.DNA二苯胺沸水浴加熱綠色反應解析：選A脂肪用蘇丹Ⅳ染液染色后，在顯微鏡下觀察，呈現(xiàn)紅色；葡萄糖與斐林試劑需要在50～65℃的水浴加熱條件下，生成磚紅色沉淀，而不是常溫下；蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑在常溫下產(chǎn)生紫色反應，不需要水浴加熱；DNA與二苯胺試劑在沸水浴中加熱后，冷卻觀察呈藍色，而不是綠色。3．下列有關實驗的表述正確的是()A．孟德爾的豌豆雜交實驗中將母本去雄的目的是防止異花授粉B．研究細胞核的功能時把蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分C．CuSO4在“檢測生物組織中的還原糖”和“檢測生物組織中的蛋白質(zhì)”中的作用相同D．研究光照強度對植物光合作用的影響，分別在黑暗和光照條件下進行解析：選B豌豆是嚴格的自花傳粉、閉花受粉植物，做雜交實驗去雄是防止自花受粉；“檢測生物組織中的還原糖”實驗中是利用還原糖能夠與斐林試劑(氫氧化銅)水浴共熱發(fā)生氧化還原反應生成氧化亞銅沉淀的原理?！皺z測生物組織中的蛋白質(zhì)”實驗中是利用在堿性溶液中Cu2＋能與蛋白質(zhì)中肽鍵發(fā)生反應的原理；研究光強對植物光合作用的影響，應分別在不同光照強度下進行實驗。4．某同學為證明酶的催化作用受溫度的影響，分別在兩支試管中加入2mL淀粉溶液與等量的唾液的混合液，將試管分別放在冰水、沸水中保溫5min，待試管冷卻后分別加入3滴碘液，結(jié)果兩支試管都變藍，證明酶的催化作用需要適宜的溫度。下列對該實驗的評價中，不正確的是()A．酶與淀粉不應在設置各自溫度之前接觸B．缺少溫度在為37℃的對照實驗C．這兩支試管都可能不變藍D．不能用碘液檢驗是否存在淀粉解析：選D在探究影響酶活性的因素的實驗中，應先將淀粉溶液和酶溶液分別放在相應溫度下處理一段時間后再混合，然后置于相應溫度下保溫；要探究酶的催化作用需要適宜溫度，應設置有適宜溫度的一個組；在置于相應溫度前就混合了淀粉溶液和唾液，由于酶具有高效性，可能在酶的催化下，加入碘液之前淀粉就已被完全分解，導致試管不會變藍；碘遇淀粉變藍，可用于檢測淀粉的存在。5．(·聊城一模)下列相關實驗原理和方法的描述中正確的是()A．用紙層析法提取綠葉中的色素B．探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，用重鉻酸鉀檢測CO2C．通過顯微鏡觀察可檢測出鐮刀型細胞貧血癥D．在探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化時，在血球計數(shù)板中央滴一滴培養(yǎng)液后蓋上蓋玻片，即可用顯微鏡觀察解析：選C葉綠體色素的提取和分離方法分別是無水乙醇溶解色素、紙層析法分離；在酸性條件下，重鉻酸鉀與乙醇發(fā)生化學反應變成灰綠色；鐮刀型細胞貧血癥患者紅細胞呈鐮刀狀，而健康人紅細胞呈兩面凹的圓餅狀，可以通過顯微鏡觀察到；在探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化時，先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。6．(·江西盟校二模)下列有關實驗及實驗方法的描述，哪項不正確()A．用含15N尿苷的營養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥，根尖分生區(qū)細胞的呼吸峰值出現(xiàn)在間期B．研究遺傳病發(fā)病率需在人群中隨機抽樣調(diào)查，研究其遺傳方式需分析患者家系系譜圖C．低溫誘導植物染色體數(shù)目變化的實驗中，卡諾氏液起固定細胞形態(tài)的作用D．DNA被15N標記的一個精原細胞，在含14N培養(yǎng)液中進行減數(shù)分裂，產(chǎn)生兩個含15N和兩個不含15N的精細胞解析：選D用含15N尿苷的營養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥，含15N尿苷可用于合成RNA，由于細胞分裂間期RNA合成旺盛，所以根尖分生區(qū)細胞對含15N尿苷的吸收峰值出現(xiàn)在間期；研究遺傳病發(fā)病率需在人群中隨機抽樣調(diào)查，研究其遺傳方式需分析患者家系系譜圖；在低溫誘導植物染色體數(shù)目變化的實驗中，卡諾氏液起固定細胞形態(tài)的作用；DNA被15N標記的一個精原細胞，在含14N培養(yǎng)液中進行減數(shù)分裂，每個精細胞中的DNA分子都是一條鏈含14N，一條鏈含15N。7．(·青島模擬)下列生物學實驗的原理、技術或方法正確的是()A．若探究溫度對酶活性的影響，可選擇過氧化氫溶液作為底物B．誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍必須使用一定濃度的秋水仙素處理C．恩格爾曼的水綿實驗中好氧細菌的作用是檢測氧氣的釋放部位D．分離葉綠體中的色素時，不同色素隨層析液在濾紙上的擴散速度相同解析：選C溫度能影響過氧化氫的分解，探究溫度對酶活性的影響，不可以選擇過氧化氫溶液作為底物；誘導植物細胞染色體數(shù)目加倍可用低溫誘導或秋水仙素處理；由于不同色素在層析液中的溶解度不同，分離葉綠體中的色素時，不同色素隨層析液在濾紙上的擴散速度不同。8．下列調(diào)查活動或?qū)嶒炛?，實驗所得到的?shù)值與實際數(shù)值相比，肯定偏小的是()A．標志重捕法調(diào)查池塘中鯉魚的種群密度，部分鯉魚身上的標志物脫落B．調(diào)查遺傳病發(fā)病率，選擇在有患者的家族中進行C．調(diào)查土壤中小動物類群豐富度，用誘蟲器采集小動物時注意打開電燈D．樣方法調(diào)查草地中的蒲公英，不統(tǒng)計樣方邊線上的個體解析：選D標志物脫落會使調(diào)查的種群密度偏大；在患者家族中調(diào)查會使遺傳病的發(fā)病率偏大；土壤中小動物一般趨暗，所以采集時打開電燈可促使小動物進入收集器；不統(tǒng)計樣方邊線上的個體，會使統(tǒng)計得到的數(shù)據(jù)小于實際值。二、非選擇題9．(·南通調(diào)研)下圖是以洋蔥為實驗材料的實驗現(xiàn)象或結(jié)果，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1是利用紫色洋蔥葉肉細胞進行的質(zhì)壁分離實驗現(xiàn)象，實驗時外界溶液是滴入少量紅墨水的0.3g/mL的蔗糖溶液，那么圖中A、C兩處的顏色分別是__________、__________。(2)圖2是利用洋蔥根尖進行的有絲分裂實驗現(xiàn)象，細胞D與E的染色體數(shù)之比為________，核DNA數(shù)之比為________；若要觀察減數(shù)分裂過程，常用植物的________做切片，實驗中裝片制作的流程為__________________________________________________。(3)圖3是分離洋蔥管狀葉中色素得到的濾紙條，由該結(jié)果可知洋蔥管狀葉中________。A．色素的種類B．不同色素在層析液中溶解度的相對大小C．不同色素的相對含量D．各種色素的顏色(4)某同學在秋天做色素提取分離實驗時，提取和分離過程操作正確，而實驗結(jié)果只出現(xiàn)了圖3中色素帶1和2，最可能的原因是_______________________________________。(5)有同學用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞進行圖1所示實驗，為清晰地觀察到實驗現(xiàn)象，需對光學顯微鏡的光圈進行的操作是________。解析：(1)紫色洋蔥葉肉細胞的液泡中細胞液是無色的，生物膜具有選擇透過性，紅墨水中的紅色物質(zhì)分子相對較大，不能透過細胞膜；0.3g/mL的蔗糖溶液濃度大于細胞液濃度，其能引起細胞發(fā)生質(zhì)壁分離，故圖1中A、C兩處的顏色分別應是紅色和無色的。(2)圖2中D、E細胞分別處于有絲分裂中期和后期，故二者的染色體數(shù)之比為1∶2，核DNA數(shù)之比為1∶1，洋蔥等高等植物的減數(shù)分裂發(fā)生于花藥(雄)和胚珠(雌)中，要觀察減數(shù)分裂用花藥比較方便，實驗時裝片制作的流程是：解離→漂洗→染色→制片。(3)四條色素帶代表洋蔥管狀葉中的色素種類有四種；每條色素帶的寬度代表不同色素的相對含量；溶解度大的色素隨層析液在濾紙條上擴散得速度快，因此四種色素在濾紙條上的位置代表在層析液中溶解度的相對大小。(4)秋天溫度較低，葉綠素易分解，類胡蘿卜素較耐低溫，故低溫時只能分離出類胡蘿卜素的兩條色素帶，即類胡蘿卜素和葉黃素。(5)洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細胞液泡顏色較淺，故觀察細胞質(zhì)壁分離與復原過程時，需要調(diào)小光圈，用平面鏡代替凹面鏡，使視野變暗，這樣才能較為清晰地觀察到現(xiàn)象。答案：(1)紅色無色(2)1∶21∶1花藥解離→漂洗→染色→制片(3)ABCD(4)葉綠素被破壞(5)縮小光圈10．金魚草(2n＝16)屬多年生雌雄同株花卉，其花的顏色由一對等位基因A和a控制，花色有紅色、白色和粉紅色三種；金魚草的葉形由一對等位基因B和b控制，葉形有窄葉和寬葉兩種，兩對基因獨立遺傳。請根據(jù)下表所示的實驗結(jié)果回答問題。組別純合親本的表現(xiàn)型F1的花色和葉形低溫、強光照條件下培養(yǎng)高溫、遮光條件下培養(yǎng)1紅花窄葉×白花寬葉紅花窄葉粉紅花窄葉2紅花寬葉×紅花窄葉紅花窄葉紅花窄葉3白花寬葉×白花寬葉白花寬葉白花寬葉(1)金魚草的葉形中________是顯性性狀。(2)在高溫、遮光條件下，第1組所產(chǎn)生的F1植株相互受粉得到F2，F(xiàn)2的表現(xiàn)型有________種，其中能穩(wěn)定遺傳個體的基因型有______________________，粉紅花窄葉的個體占F2的比例是________。(3)研究發(fā)現(xiàn)，金魚草自花傳粉不能產(chǎn)生種子。現(xiàn)有一株正在開紅花的植株，若想通過以下實驗來確定其是否為純合體，請完成實驗設計。第一步：給該植株授以白花花粉，繼續(xù)培養(yǎng)至種子成熟，收獲種子；第二步：___________________________________________________________；第三步：____________________________________________________________。結(jié)果預測及結(jié)論：①若結(jié)果是_______________