2020年高考生物二轮复习精品考点学与练 专题14 实验与探究（解析版）.pdf

2020年高考生物二轮复习精品考点学与练专题1 4实验与探究考 情 解 读1.纵观近五年的全国卷高考试题，侧重考查教材基础实验的材 料、原 理、规律、方 法、步骤及相关操作要领等。对一些生物学问题的初步探究能力也有所考查。2.多以选择题形式考查教材试剂选用、显色反应、基础实验的共性归纳等。也会以非选择题形式设计新的背景材料，并结合代谢、遗 传、调节等有关知识考查变量的确认及结果结论的预测分析等。3.备考时，着重从以下两个方面进行复习：(1)针对不同类型的基础实验如物质鉴定、显微观察、模拟调查的相似实验进行比较分析。(2)通过变量分析掌握实验设计的原理，总结实验步骤设计表述的一般思路及实验评价的方法等。重 点 知 识 梳 理【知 识 网 络】观察DNA和RNA在细胞中的分布*用显微镜观察多种多样的细胞一观察线粒体和叶绿体一观察植物细胞的质壁分离和复原一观察细胞的有丝分裂一观察细胞的减数分裂一检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质叶绿体色素的提取和分离分泌蛋白的合成和运愉光合作用中物质转移的途径一噬菌体侵染细菌的实验 一DNA分子的复制一研究细胞的成分和功能,一位索标记类实验(考纲要求)科学史中的实验探究类模拟调查类科学方法要二二二二二一探究影响博活性的因素探究酵母菌的呼吸方式低温诱导染色体加倍探索植物生长调节剂对杆插枝条生根的作用探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究水族箱(或角缸)中群落的演替通过模拟实验探究膜的透性模拟探究细胞表面积与体积的关系模拟尿糖的检测调查常见的人类遗传病土壤中动物类群丰富度的研究L孟德尔的豌豆杂交实验一摩尔根的果蝇实验萨顿提出基因在染色体上知 识 点 一 观 察 类 实 验 和 鉴 定 提 取 类 实 验1.观察类实验实验名称细胞的状态观察对象染色剂生物材料(及特殊要求)观 察DNA和RNA在细胞中的分布死细胞DNA 和 RNA的分布毗罗红甲基绿 染色剂人的口腔上皮细胞DNA、R NA同时存在时染色剂要混合使用且现配现用观察线粒体活细胞线粒体健那绿染液用生理盐水配制健2.鉴定提取类实验那绿染液，用显微镜观察观察细胞的减数分裂死细胞染色体无（为固定装片）蝗虫精母细胞低温诱导染色体加倍死细胞改良苯酚品红染液洋葱根尖分生区细胞染色前需漂洗干净观察细胞的有丝分裂死细胞龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）使用显微镜观察多种多样的细胞活或死细胞细胞无（无需染色）酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等用高倍显微镜观察叶绿体活细胞叶绿体辞类的叶（或菠菜叶、黑藻叶）观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞紫色中央液泡的大小和原生质层的位置紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定碘液蓝色脱色的叶片等若材料有颜色，需先脱色还原糖的鉴定斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪的鉴定苏丹1 1 1（或W）染液橘黄（或红）色花生种子切片（或匀浆）需用i W i 倍显微镜观察（匀浆不需用高倍显微镜观察）蛋白质的鉴定双缩服试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加A液，后加B液，摇匀使用绿叶中色素的提取和分离提取液：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：蓝绿色；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DNA的粗提取和鉴定二苯胺试剂蓝色鸡血细胞等沸水浴加热5 m i n3.关注洋葱在实验中的“一材多用”4.辨析有关颜色反应类实验的五种颜色取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶观察植物细胞的质壁分离和复原外表皮细胞含紫色大液泡用显微镜观察多种多样的细胞细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核观察DN A和 RNA在细胞中的分布内表皮细胞近于无色管状叶叶绿体中色素的提取和分离/根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察低温诱导植物染色体数目的变化材料易得，且低温（4）下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高5.常用试剂的种类及作用颜色原理红还原糖+斐林试剂蟀唠砖红色沉淀脂肪+苏丹IV染液T红色RN A+毗罗红溶液红色染色体（质）+醋酸洋红液T红色黄脂肪+苏丹in染液-橘黄色叶绿体中色素分离的滤纸条中：胡萝卜素T橙黄色，叶黄素T黄色CCh+溪麝香草酚蓝水溶液一由蓝变绿再变黄绿D N A+甲基绿染液绿色线粒体+健那绿染液T蓝绿色酒精+橙色的重铭酸钾溶液然落灰绿色条件卜叶绿体中色素分离的滤纸条中：叶绿素b 黄绿色，叶绿素a-蓝绿色蓝淀粉+碘液-蓝色D N A+二 苯 胺 试 剂沸水浴 加 热，蓝色紫染色体（质）+龙胆紫溶液一紫色蛋白质+双缩版试剂-紫色试剂体积分数或作用原理相关实验质量浓度酒精50%洗去浮色（溶剂）脂肪的鉴定70%消毒微生物的实验室培养95%解离观察根尖分生组织细胞的有丝分裂；低温诱导植物染色体数目的变化100%溶解、提取色素绿叶中色素的提取和分离盐酸5%营造酸性环境探究pH对酶活性的影响8%改变细胞膜的通透性，使染色质中的DNA与蛋白质分离观察DNA和 RNA在细胞中的分布15%解离观察根尖分生组织细胞的有丝分裂NaOH0.1 g-mL 1斐林试剂、双缩胭试剂的成分检测还原糖、蛋白质5%营造碱性环境探究pH对酶活性的影响0.1%遇酚献呈紫红色模拟探究细胞大小与物质运输的关系C11SO40.05 g-mL-1斐林试剂的成分检测还原糖0.01 g-mL 1双缩胭试剂的成分检测蛋白质知识点二探究类实验和调查类实验1.探究类实验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内液面上升的高度半透膜的种类、开始时的液面高度、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 p H 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细胞呼吸的方式氧 气 的 有无C02生成量（澄清石灰水的混浊程度或漠麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短）：酒精的产生（用酸性重锚酸钾溶液检测）葡萄糖溶液的量和浓度、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等模拟探究细胞大小与物质运输的关系细 胞 体 积的大小（琼脂块的大小）物 质 运 输 的 效 率（N aO H 扩散的体积/整个琼脂块的体积）琼 脂 块 的 一 致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度不 同 浓 度的生长素类似物打插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、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（或鱼缸）中群落的演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等2.调查类实验实验名称调查对象统计方法计算方法调查人群中的遗传病人群汇总法发病率=患病人数/被调查人数X100%种群密度的取样调查活动能力强，活动范围大的动物标 志 重 捕法个体总数（M/初次捕获标记个体数（）=再次捕获个体数（M）/重捕的标记个体数（机），以此来估计种群密度植物或活动能力弱的动物样方法种群密度=所有样方种群密度之和/样方个数调查当地农田生态系统中的能量流动情况农田生态系统汇总法能量传递效率=第n+1营养级同化的总能量/第n营养级同化的总能量土壤中小动物类群丰富度的研究土壤中小动物记名计算法或目测估计法样地中物种数目的多少知识点三、实验设计的基本原则1.科学性原则所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原理，以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义：首先，必须保证实验的设计不出现科学性错误；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的因素 具体地说，科学性原则体现在以下几个方面：实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。2.平行重复原则平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，观察其对实验结果的影响程度。任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复，实验结果应该一致或相近，实验设计时，可以通过在一组实验中同时处理多个材料体现重复性原则。3.单一变量原则单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其含义包括：不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应一个需要观测反应变量；实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。这一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的，实验组和对照组的结果差异只能是由这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作用。因此，在进行实验设计时，要首先确定实验变量并正确设置。4.对照原则对照原则是中学实验中最常用的原则。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中，可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组，一般是随机决定的。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照几种。5.控制与平衡控制原则该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量。同时，要严格地均衡无关变量，以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。6.随机性原则实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体或群体中随机抽取的。这样做可以：消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；平衡各种条件，避免实验结果出现误差。知识点四、探究性实验与验证性实验的比较验证性实验探究性实验实验目的验证研究对象的己知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论已经明确探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论存在多种可能实验假设结论已知，不需假设对探究的问题提出一种可能实验原理由验证内容决定由探究内容决定实验步骤分组编号实验处理（对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同）观察、记录实验现象，收集整理实验数据分组编号实验处理（对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同）观察、记录实验现象，收集整理实验数据实验现象只有一种情况存在多种可能结果预测对确定的结果进行描述对多种可能进行描述实验结论要验证的问题肯定或否定假说知识点五、实验设计及分析1.科学研究方法的基本思路生物科学是一门实验科学，在生物学中，很多基本概念、基本方法、基础理论的得出，都是通过科学家的实验最终确立的，因此学好科学研究方法的基本思路，就显得极为重要。科学研究方法的基本思路是：观察、提出问题一一提出假说一一 设计、完成实验一一 分析数据，得出结论2.实验设计时的一般步骤第一步，取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意数量和生理及发育状态相同：用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出，要结合实验的目的和原理合理利用。第二步，相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照（注意：单一因素不同，其他因素相同且最适）。第三步，进一步做相同处理（其他因素相同且最适）。第四步，检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察。3.实验结果与结论的分析与归纳实验结果是指通过观察或测量的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般思路是：（1）通过实验目的或步骤（根据单一因素不同）找出实验变量，将实验分为多个对照组。（2）由因找果，分析实验变量与结果间的逻辑关系，先得出正确结论（分结论）。（3）再根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论（总）（4）在验证性实验中，如果实验目的已知，可直接作为正确结论，但全面性要因对照组而定。高 频 考 点 突 破高频考点一观察类实验和鉴定提取类实验例 1.下列有关观察类实验的叙述错误的是（）A.用紫色洋葱鳞片叶外表皮作为实验材料，观察植物细胞的质壁分离B.观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，需用染色剂对细胞结构染色C.只有在保持细胞活性的条件下，通过苏丹HI染色才能观察花生种子子叶细胞中的脂肪D.观察叶绿体实验，细胞需保持生活状态，但无需染色【答案】C【解析】紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含有紫色的大液泡，观察原生质层的变化较容易，可以作为实验材料，观察植物细胞的质壁分离，A 正确；观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，需要用龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，B 正确；观察花生子叶中的脂肪时，无需保持细胞活性，C 错误；观察叶绿体实验，细胞需保持生活状态，叶绿体本身为绿色，因此无需染色，D 正确。【变式探究】观察细胞结构时，下列说法正确的是（）A.低倍镜下物像清晰，换高倍镜后视野变暗，应首先调节细准焦螺旋B.用光学显微镜观察人体口腔上皮细胞，可以观察到核糖体和中心体C.观察黑藻叶临时装片时，若光线太亮，则应改用凹面反光镜、小光圈D.若视野中有异物，转动物镜和移动装片异物均不动，则异物在目镜上【答案】D【解析】低倍镜下物像清晰，换高倍镜后视野变暗，应首先调节光圈或转动反光镜，A 错误；核糖体在光学显微镜下无法看清，可用电子显微镜观察，B 错误；观察黑藻叶临时装片时，若光线太亮，则应改用平面反光镜、小光圈，C 错误：转动物镜和移动装片异物均不动，说明异物不在物镜和装片上，因此可推测异物在目镜上，D 正确。【举一反三】某研究小组用苔碎为实验材料观察细胞质的流动，显微镜下观察到叶绿体的运动方向如图箭头所示，下列有关叙述正确的是（）A.可以直接用苔裤叶片做成装片观察B.高倍镜下可以观察到叶绿体有两层膜C.细胞质的流动方向是顺时针D.用菠菜叶进行实验，应撕取上表皮制作装片【答案】A【解析】苔解叶片由单层细胞构成，因此可以直接用苔辞叶片做成装片观察，A 正确；叶绿体的双层膜属于亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，B 错误；显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像，因此观察到的细胞质流动方向与实际流动方向是一致的，即细胞质的流动方向是逆时针，C 错误；用菠菜叶进行实验，应撕取稍带些叶肉的下表皮制作装片，D 错误。高频考点二鉴定提取类实验例 2.以下关于实验步骤的叙述（试剂、药品的浓度和用量符合要求），正确的是（）A.鉴定蛋白质：豆 浆-CuSC4溶液NaOH溶液-观察颜色变化B.鉴定还原糖：苹果匀浆-CuSC4溶液-N aO H 溶液-水浴加热一观察颜色变化C.提取绿叶中的色素：剪碎绿叶-SiOz+CaCO3T无水乙醇-研磨一过滤D.观 察 DNA和 RNA在细胞中的分布：制片一解离一染色一显微镜观察【答案】C【解析】蛋白质的鉴定应先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液，A 错误；用斐林试剂鉴定还原糖时，应将 NaOH溶液和CuSO 溶液等量混合使用，B 错误；提取绿叶中的色素的流程为剪碎绿叶SiOz+CaCCh-无水乙醇一研磨一过滤，C 正确：观 察 DNA和 RNA在细胞中的分布：取口腔上皮细胞涂片一烘干一水解一冲洗涂片T染色一观察，D 错误。【变式探究】下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（）A.提取色素前，将菠菜绿叶用清水浸泡清洗，提取效果会更好B.收集的色素提取液在适宜的光照下能进行光反应产生氧气C.光合色素易溶于无水乙醇，但层析液不可用无水乙醇替代D.胡萝卜素位于滤纸条的最上方，是因为其随提取液扩散最快【答案】C【解析】提取色素前，将菠菜绿叶用清水浸泡清洗，会使细胞吸水，提取时会降低提取剂的浓度，减少色素的提取量，降低实验效果，A 错误；光反应过程需要光合色素，也需要酶的催化，将得到的色素提取液置于适宜的光照下，由于缺少酶，且光反应需要在膜上进行，因此不能进行光反应产生氧气，B 错误;光合色素易溶于无水乙醇，可用无水乙醇提取光合色素，但层析液不可用无水乙醇替代，C 正确；胡萝卜素位于滤纸条的最上方，是因为其随层析液扩散最快，D 错误。高频考点三探究类实验例 3.为探究影响酶活性的因素，某同学设计了以下实验方案。下列有关叙述不正确的是（）试管底物和试剂实验条件甲1 cn?的蛋白块+4 m L胃蛋白酶溶液37 水浴乙le n?的蛋白块+4 m L 胃蛋白酶溶液70 水浴丙le n?的蛋白块+4 m L 胃蛋白酶溶液0 水浴A.该实验中pH 属于无关变量，故三支试管的pH 应相同且适宜B.检测该实验的结果可选用双缩腺试剂C.该实验的自变量为温度D.该实验的观测指标是相同时间内蛋白块的变化情况（或蛋白块消失所用的时间）【答案】B【解析】三组实验中的不同条件是温度，所以温度是自变量，pH 属于无关变量，三支试管的pH 应相同且适宜，A、C 正确；检测该实验的结果不可选用双缩服试剂，因为胃蛋白酶的化学本质是蛋臼质，反应前后性质是不变的，可以与双缩版试剂发生紫色反应，B 错误；该实验的观测指标是相同时间内蛋白块的变化情况（或蛋白块消失所用的时间），D 正确。【举一反三】某科研小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，进行了如图所示实验（假设细胞呼吸产生的热量不会使瓶中气压升高），开始时澳麝香草酚蓝水溶液的颜色基本不变，反应一段时间后溶液颜色由蓝逐渐变绿，直至变黄。下列有关分析正确的是（）卜CH/X的培养液酵 母 菌 叱 含1 1c标 记 的s一 溟府香草酚蓝水溶液A.实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO2全部来自线粒体B.146臼2。6不能进入线粒体，故线粒体中不能检测出放射性C.溟麝香草酚蓝水溶液的颜色由蓝逐渐变绿，直至变黄，说明酵母菌的呼吸强度在增强D.澳麝香草酚蓝水溶液的颜色一开始不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸【答案】D【解析】实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO?部分来自线粒体，部分来自细胞质基质，A 错误；1 七6乩2。6不能进入线粒体，但其分解形成的丙酮酸能进入线粒体，因此线粒体中能检测出放射性，B 错误；澳麝香草酚蓝水溶液的颜色由蓝逐渐变绿，直至变黄，说明酵母菌细胞呼吸产生的C02在增多，C 错误；浪麝香草酚蓝水溶液的颜色一开始基本不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸，瓶内气体的压强不变，进入澳麝香草酚蓝水溶液的C02较少，D 正确。【变式探究】某生物兴趣小组准备选择实验材料，探究生长素类似物NAA促进托插枝条生根的最适浓度。下列叙述正确的是（）A.材料最好选择多年生的植物枝条B.预实验的NAA浓度梯度设置应较大C.正式实验时空白对照的设置是必需的D.浸泡法使用的生长素类似物溶液浓度比沾蘸法使用的更高【答案】B【解析】材料最好选择一年生的植物枝条，A 错误；在正式实验前可先设计一组浓度梯度较大的预实验进行摸索，避免正式实验的盲目性，B 正确；预实验中需要设置空白对照组，正式实验时未设置空白对照组，C 错误；浸泡法使用的生长素类似物溶液浓度比沾蘸法使用的更低，D 错误。【举一反三】下列对探究酵母菌种群数量变化规律实验的叙述，正确的是（）A.用血细胞计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内B.对于压在一个方格界线上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数C.已知血细胞计数板的方格为2 mmx2 m m,若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1 m m,计数时观察值为M,则 10 mL培养液中酵母菌的总数约为2.5Mxl（）5个D.与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组【答案】C【解析】高倍显微镜下用血细胞计数板计数酵母菌时，应先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，A 错误；压在方格界线上的酵母菌，只能计数相邻两边及其顶角的个体数，否则会产生误差，B错误；每个小方格的体积=2 x 2 x 0.I=0.4（m m 3）,共有酵母菌1 0 x M（个）。1 0 mL培养液中酵母菌的个数=1 0 x 1 O 0 O x l O x M+O.4=2.5 M x l（）5（个），C正确；该实验中，酵母菌种群数量的变化在时间上形成自身对照，无需单独设置对照组，D错误。高频考点四调查类实验例 4.下列有关种群密度调查的叙述，错误的是（）A.同种生物的种群密度在不同季节可能有较大差异B.用样方法调查植物的种群密度，关键是要做到随机取样C.调查酵母菌种群密度时，若取样前没有进行振荡，则一定会导致结果偏小D.动物被捕获一次后较难重新捕获，会导致标志重捕法调查的种群密度偏大【答案】C【解析】同种生物的种群密度在不同季节可能有较大差异，这与生物的生活习性有关，A 正确；用样方法调查植物的种群密度的关键是要做到随机取样，B正确；调查酵母菌种群密度时，取样前应该将培养液进行振荡，使酵母菌均匀分布，如果取样前没有进行振荡，会导致结果偏大或偏小，C错误；动物被捕获一次后较难重新捕获，会导致重捕个体中的标记个体减少，造成标志重捕法调查的种群密度偏大，D正确。【变式探究】为了说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上，下列调查或实验不可行的是（）A.对某地区进行统计，分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例，并进行比较B.对某地区进行统计，分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例，并进行比较C.选择一个色盲女性和一个正常男性婚配，观察记录他们后代的性状表现情况并分析D.对某地区进行统计，只选择父亲正常母亲色盲的家庭，记录其子代的性状表现并分析【答案】C【解析】对某地区进行统计，分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例，并进行比较，如果男患者多于女患者，可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上，A正确；对某地区进行统计，分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例，并进行比较，如果男患者多于女患者，可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上，B正确；选择一个色盲女性和一个正常男性婚配，不能根据后代表现型来判断色盲基因是否只位于X染色体上，C错误；对某地区进行统计，只选择父亲正常母亲色盲的家庭，记录其子代的性状表现并分析，如果男孩都色盲，女孩都正常，可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上，D正确。高频考点五实验基本操作例 5.（2018海南卷，23）关于普通光学显微镜的使用，下列叙述正确的是（)A.在高倍镜下观察时，用粗准焦螺旋调整焦距B.高倍镜下无法观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒C.由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央D.高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗一亮一暗三层结构【答案】C【解析】在高倍镜下观察时，只能用细准焦螺旋调整焦距，A 错误；高倍镜下可以清楚观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒，B 错误；由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央，C 正确；电子显微镜下可以观察到细胞膜清晰的暗一亮一暗三层结构，D 错误。【变式探究】下列与实验相关的叙述，正确的是（）A.探究淀粉酶对淀粉和蔗糖催化的专一性时，不可用碘液代替斐林试剂进行检测B.通常用层析液分离和提取绿叶中的色素研究色素的种类和含量C.用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程D.可用紫色洋葱外表皮细胞观察DNA和 RNA的分布【答案】A【解析】碘液只能检测淀粉存在与否，不能检测蔗糖及其水解产物存在与否，A 正确；层析液不能用于绿叶中的色素的提取，B 错误；由于紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有大的紫色液泡，所以用低倍镜可以观察到其质壁分离和复原的过程，C 错误；紫色洋葱外表皮细胞有紫色的液泡，影响实验的颜色观察，D 错误。【变式探究】下列有关实验的描述，正确的是（）A.检测还原糖的实验中，刚加入斐林试剂时组织样液呈无色，加热后变成砖红色B.在观察口腔上皮细胞DNA和 RNA分布时，盐酸的作用是对该细胞进行解离C.选取经低温诱导的洋葱根尖制成的临时装片，在显微镜下观察不到联会现象D.探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液混合后置于不同温度下保温【答案】C【解析】斐林试剂是由0.1 g/mL的 NaOH溶液和0.05 g/mL的硫酸铜溶液等体积混合得到的，呈蓝色，A 错误；观察口腔上皮细胞中DNA和 RNA的分布时，盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，并能使组成染色体的DNA和蛋白质分开，便于甲基绿和DNA结合，B 错误；探究温度对酶活性的影响时，将分组的酶与底物溶液在不同温度下分别保温后，同组的酶与底物溶液在相同温度下混合，D 错误。【举一反三】紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。它的叶分为两种：管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶层层包裹形成鳞茎，富含营养物质。以洋葱为材料进行如下实验：（1）若分离叶绿体中的色素，所用的实验材料是 o提 取 叶 绿 体 中 的 色 素 使 用 的 试 剂 是 分离色素依据的实验原理是。（2）观 察 植 物 细 胞 的 质 壁 分 离 和 复 原 所 用 的 最 佳 材 料 是“该实验的自变量是_O（3）若观察DNA、RNA在细胞中的分布，理想材料为,该材料优于其他部位的原因是_a（4）若观察细胞的有丝分裂，所 用 的 理 想 材 料 为,简要写出操作流程：_O（5）在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”和“观察细胞的有丝分裂”两个实验中，都用到了盐酸，它在两个 实 验 中 的 作 用（填“相同”或“不同”）。【解析】（1）紫色洋葱管状叶能进行光合作用，可用作分离叶绿体中色素的实验材料；提取色素的试剂是无水乙醇，由于不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，依据此原理可将色素进行分离。（2）紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞呈紫色，便于显微镜观察，可用作观察质壁分离和复原的实验材料，该实验的自变量是不同浓度的外界溶液。（3）紫色洋葱的鳞片叶内表皮无色，适于用作观察DNA、RNA在细胞中的分布的实验材料。（5）在“观 察DNA、RNA在细胞中的分布”实验中盐酸的作用是增加细胞膜的通透性，并使染色体中的D N A与蛋白质分离，而“观察细胞的有丝分裂 实验中盐酸的作用是解离。【答案】（1）管状叶无水乙醇不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不 同（2）（紫色洋葱）鳞片叶外表皮不同浓度的外界溶液（或清水和蔗糖溶液）（3）鳞 片 叶 内 表 皮 无 色（4）根尖（分生区组织细胞）取材一解离一漂洗一染色-制 片 一 观 察（5）不同高频考点六、实验设计与探究例&（2019浙江4月选考S3）欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。（要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求，实验条件适宜）（1）实验思路：（2）预测实验结果（设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果）：(3)分析与讨论正常人尿液中检测不到葡萄糖，其原因是。当机体血糖水平升高时，胰 岛 中 的 内 分 泌 细 胞 及 其 分 泌 的 激 素 变 化 是-此时，机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面_ _ _ _ _ _o【答案】(I)分别测定每只小鼠的血糖浓度，并记录将小鼠分为A、B两组，A组注射胰岛素，B组注射生理盐水。每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录当出现低血糖症状后，A组注射葡萄糖溶液，B组注射生理盐水。每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录对每组所得数据进行统计分析弱注射溶液注射溶液胰岛素对小鼠血糖浓度影响乐意图 A组血糖浓度 B组血糖浓度(3)胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收胰岛P细胞分泌胰岛素增加，胰岛a细胞分泌胰高血糖素减少 抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖【解析】(1)实验需要遵循对照原则和单一变量原则。要验证胰岛素的生理作用，胰岛素的生理作用为降低血糖浓度。实验前需要测定各处理组的小鼠的血糖浓度，作为实验前后的对照数据。实验分组遵循单一变量原则，分为两组，一组注射胰岛素，另一组注射生理盐水，固定时间检测小鼠的血糖浓度。待小鼠出现低血糖症状后，给低血糖组小鼠注射葡萄糖溶液，空白对照组小鼠注射生理盐水，固定时间检测小鼠的血糖浓度，即分别测定每只小鼠的血糖浓度，并记录；将小鼠分为A、B两组，A组注射胰岛素，B组注射生理盐水。每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录；当出现低血糖症状后，A组注射葡萄糖溶液，B组注射生理盐水。每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录；对每组所得数据进行统计分析（2）A B 两组小鼠的初始血糖浓度差别不大；胰岛素有降低血糖的作用，故 A 组注射胰岛素后血糖浓度应有一定程度下降,B 组小鼠血糖浓度应在正常范围内波动平衡;A 组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度会上升,但与B 组小鼠相比可能还会偏低，故预测的实验结果如下A组血精浓度B组曲第浓度t f 时间注射溶液注射溶液胰岛素对小鼠血糖浓度影响示意图（3）正常人尿液中检测不到葡萄糖是人体正常分泌胰岛素能够促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收;机体血糖水平升高时，会刺激胰岛P细胞分泌胰岛素，并抑制胰岛a 细胞分泌胰高血糖素；机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面抑制其他非糖物质转化为葡萄糖。【举一反三】（2018全 国 I 卷，4）已知药物X 对细胞增值有促进作用，药物D 可抑制药物X 的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处 理（其中甲组未加药物），每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理 的 是（）A.乙组加入了药物X 后再进行培养B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养D.若药物X 为蛋白质，则药物D 可能改变了药物X 的空间结构【答案】C【解析】本题考查学生的实验探究能力。根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X 对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物组X 组，内组后半段的细胞数目低于乙组，药物D 可抑制药物X 的作用，说明内组培养一段时间后又加入了药物D,因此乙组加入了药物X,丙组先加入药物X,后加入药物D,故 A B 正确，C 错误；若药物X 为蛋白质，药物D 可抑制药物X 的作用，因此D 可能改变J药物X 的空间结构，使得药物X 失去活性，D 正确。【变式探究】下列有关生物学实验的叙述，正确的有（）A.探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作底物B.在电子显微镜下拍摄到的叶绿体的结构照片属于物理模型C.色素的提取和分离实验中，提取色素时加入无水乙醇过量，纸层析时色素带颜色将变浅D.在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，若溶液能使澳麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄，则说明溶液中含有。2【答案】C【解析】过氧化氢溶液可在常温下分解，加热后分解更快，因此探究温度对酶活性的影响时、不能用过氧化氢溶液作底物，A 错误；在电子显微镜下拍摄到的叶绿体的结构照片属于实物图而不是物理模型，B错误；能使澳麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，说明溶液中含有CO2,D 错误。【变式探究】生物实验中常用到对照，以下对照设置正确的是（）A.研究温度对酶活性的影响分别在酸性和碱性条件下进行B.研究蛛螺细胞核的功能实验中，将其受精卵横缢成有核和无核两部分C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中，甲组用锡帽罩住尖端，乙组去掉尖端D.在观察DNA和 RNA在细胞中的分布时，分别使用甲基绿和毗罗红两种染色剂【答案】B【解析】研究温度对酶活性的影响实验时，pH 为无关变量，应在最适pH 时进行，A 错误；验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中，应该都有尖端，一个遮光，一个照光，C 错误；甲基绿和毗罗红混合染色剂对细胞染色，能够把DNA和 RNA分别染色，不是分别使用甲基绿和毗罗红，D 错误。【举一反三】科学家利用小鼠进行特异性免疫研究时，进行了如下实验：提取分离出对细菌X 免疫过的小鼠甲和未对细菌X 免疫过的小鼠乙体内的T 细胞和血清，分别注入四组未接触细菌X 的小鼠体内，一段时间后，分别注入等量的细菌X,得到如下实验结果，有关分析错误的是（）脾脏中活细菌的相对数A.III组、IV组在该实验中起对照作用B.由该实验结果可得出小鼠对细菌X 的免疫为细胞免疫c.n 组与iv 组相比，可知血清中的抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖D.由 I、n 两组实验结果说明细菌x 生活在小鼠的内环境中【答案】D【解析】由题干的信息可知，实验的自变量是小鼠是否经过细菌X 的免疫，因变量是处理后小鼠脾脏中活细菌的数量，4 组实验中，没有经过细菌X 免疫处理的川、IV组在该实验中起对照作用，A 正确；由图示结果可知，经过细菌X 免疫的甲鼠中的T 细胞能够有效消灭细菌，而经过免疫的血清中的抗体和没有经过免疫的血清都不能有效地抑制脾脏中细菌的繁殖，由此推知，细菌X 生活在脾脏细胞内，小鼠对细菌X 的免疫为细胞免疫，B,C 正确，D 错误。真 题 感 悟1.（2019北京卷-1）玉米根尖纵切片经碱性染料染色，用普通光学显微镜观察到的分生区图像如下。对此图像的观察与分析，错误的是A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同【答案】B【解析】用普通光学显微镜观察根尖分生区的装片，要先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，A 正确；图中箭头所指的细胞处于有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，此时观察不到细胞核，因为，细胞核在有丝分裂前期逐渐消失，B 错误；有丝分裂前期染色质缩短变粗，成为染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体中央，据以上特点，可以在图像中观察到处于分裂期前期的细胞，C 正确；碱性染料易于与染色体结合，而不易与其他结构成分结合，D 正确；因此，本题答案选B。2.（2019北京卷-2）为探究运动对海马脑区发育和学习记忆能力的影响，研究者将实验动物分为运动组和对照组，运动组每天进行适量的有氧运动（跑步/游泳）。数周后，研究人员发现运动组海马脑区发育水平比对照组提高了 1.5倍，靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约40%。根据该研究结果可得出A.有氧运动不利于海马脑区的发育B.规律且适量的运动促进学习记忆C.有氧运动会减少神经元间的联系D.不运动利于海马脑区神经元兴奋【答案】B【解析】由题意可知，运动组每天进行适量的有氧运动（跑步/游泳），数周后，研究人员发现运动组海马脑区发育水平比时照组提高了 1.5倍，因此，有氧运动有利于海马脑区的发育，A错误；运动组海马脑区发育水平高，同靠学习记忆找到特定目标的时间缩短了约4 0%,因此，规律且适量的运动促进学习记忆，B正确；有氧运动有利于学习记忆，而短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关，因此，有氧运动会增加神经元之间的联系，C错误；据题意可知，运动组海马脑区发育水平高，且学习记忆能力增强，不运动不利于海马脑区神经元兴奋，D错误；因此，本题答案选B。3.（2019天津卷-4）叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成，其叶绿体基粒类囊体减少，光合速率减小，液泡中花青素含量增加。下列叙述正确的是A.红叶杨染色体上的基因突变位点可用普通光学显微镜观察识别B.两种杨树叶绿体基粒类囊体的差异可用普通光学显微镜观察C.两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较D.红叶杨细胞中花青素绝对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定【答案】C【解析】据分析可知，基因突变不可以用普通光学显微镜观察识别，因为基因是有遗传效应的DN A片段，DNA在普通光学显微镜下观察不到，A错误；叶绿体基粒类囊体属于生物膜，不可用普通光学显微镜观察，B错误；由题干信息可知，要使红叶杨和绿叶杨的光合作用强度相等，红叶杨需要更强的光照，原因是红叶杨比绿叶杨的叶绿体基粒类囊体少，光合速率小，因此，两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱时光合作用强度的影响”实验作比较，C正确；红叶杨细胞中花青素的相对含量可通过“植物细胞的吸水和失水”实验测定