届高三生物二轮复习 第一部分 知识落实篇 专题七 实验与实验探究讲解.docx
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届高三生物二轮复习第一部分知识落实篇专题七实验与实验探究讲解
专题七 实验与实验探究
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、建立模型与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。
1．（2015·安徽卷）下图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片。
下列叙述正确的是（B）
A．甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B．乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C．甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D．统计图中处于分期的细胞数，可计算细胞周期的长短
解析：
细胞处于有丝分裂中期，每条染色体的着丝点排列在赤道板上，A错误；乙细胞处于有丝分裂后期，细胞中的染色体被平均分配，移向细胞的两极，B正确；乙细胞处于有丝分裂后期，细胞中的染色体数目为4N，甲细胞处于有丝分裂中期，乙细胞中的染色体数目是甲细胞中的2倍，但DNA含量相同，C错误；统计图中处于分裂期的细胞数不可计算细胞周期的长短，但可计算分裂期所用时间在细胞周期中的比例，D错误。
2．（2014·四川卷）下列有关实验方法或检测试剂的叙述，正确的是（A）
A．用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化
B．用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
C．用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品
D．用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤中小动物的丰富度
解析：
改良苯酚品红染液是对染色体进行染色的优良试剂，A正确。
健那绿染液是对活细胞中线粒体进行染色的专一性染剂，B错误。
纸层析法是对叶绿体中色素进行分离的方法，C错误。
标志重捕法是用来调查活动能力比较强，活动范围比较大的动物种群密度的方法，土壤中小动物丰富度的调查用取样器取样法，D错误。
3．（2014·新课标Ⅰ卷）下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是（B）
A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
解析：
红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A项正确；黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，D项正确。
4．（2015·福建卷）为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞有丝分裂和种子萌发影响的实验探究，结果如下表。
请回答：
注：
有丝分裂指数＝分裂期细胞数/观察细胞的总数×100%。
（1）本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是________。
上图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭号所指的细胞处于分裂期的________期。
（2）实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度达到1.0mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对________。
产生这种结果的原因可能是_____________________________________
______________________________________________________，
导致染色体无法移向细胞两极。
（3）实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率________。
为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：
可可碱会降低种子中赤霉素的水平。
现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路：
______________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：
（1）在制作植物根尖细胞有丝分裂装片的过程中，解离液是体积分数为95%的酒精和质量分数为15%的盐酸的混合液（1︰1）。
图中箭号所指细胞的染色体都集中在赤道板上，可知该细胞处于有丝分裂中期。
（2）由表格中数据可知，与对照组相比，可可碱浓度为1.0mmol·L－1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞所占百分比小，原因可能是可可碱抑制了纺锤体的形成，从而导致染色体无法移向细胞两极。
（3）由表格中数据可知，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率逐渐降低。
赤霉素可解除种子的休眠，与种子的发芽有关。
要探究可可碱是否降低了种子中赤霉素的含量，从而影响了发芽率，可用等量的鬼针草种子设置不同实验组，这些实验组分别用不同浓度的可可碱（自变量）溶液处理，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，从而分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系。
为了使实
验更严谨，还应设置空白对照组。
答案：
（1）盐酸（或盐酸和酒精） 中
（2）减少 可可碱能够抑制纺锤体的形成 （3）降低 以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系
5．（2015·重庆卷）小麦的穗发芽影响其产量和品质。
某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。
为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
（1）取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。
实验分组、步骤及结果如下：
注：
“＋”数目越多表示蓝色越深
步骤①中加入的C是__________，步骤②中加缓冲液的目的是________。
显色结果表明：
淀粉酶活性较低的品种是________；据此推测：
淀粉酶活性越低，穗发芽率越________。
若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结
果不变，则保温时间应________。
（2）小麦淀粉酶包括α 淀粉酶和β 淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：
X处理的作用是使__________________。
若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著________白粒管（填“深于”或“浅于”），则
表明α 淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
解析：
（1）本实验的自变量是小麦种子的提取液（去淀粉），即提取液中酶的活性。
步骤①对照管中可加入等量（0.5mL）的蒸馏水作为空白对照。
②中加缓冲液的目的是控制pH，以保证酶的活性。
显色结果表明，淀粉酶活性越高，则蓝色越浅；反之，则蓝色越深，即红粒小麦的淀粉酶活性较低，其穗发芽率也较低。
若③中淀粉溶液（反应底物）浓度适当减小，要使显色结果不变，保温时间应缩短，以缩短反应时间。
（2）本实验要证明两种淀粉酶活性对穗发芽率的影响，则自变量为淀粉酶的种类，因变量仍为显色结果。
相对于实验Ⅰ中使α 淀粉酶失活（保留β 淀粉酶活性）（作为对照），实验Ⅱ也应使β 淀粉酶失活（保留α 淀粉酶活性）。
若实验Ⅰ（α 淀粉酶失活）中两管显色结果无明显差异，且实验Ⅱ（β 淀粉酶失活）中显色结果为红粒管颜色显著深于白粒管，则可以说明α 淀粉酶活性对显色结果造成了影响，即α 淀粉酶活性是引起两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
答案：
（1）0.5mL蒸馏水
控制pH 红粒小麦 低
缩短
（2）β 淀粉酶失活 深于
填充关键点
思考连接处
（1）考纲规定的观察类实验有哪些？
提示：
①使用高倍显微镜观察几种细胞；②用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体；③观察DNA和RNA在细胞中的分布；④观察植物细胞的质壁分离和复原；⑤观察根尖分生组织细胞的有丝分裂。
（2）考纲规定的鉴定类实验有哪些？
提示：
检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。
（3）考纲规定了哪些模拟制作类实验？
提示：
①通过模拟实验探究膜的透性；②探究细胞表面积与体积的关系；③模拟尿糖的检测；④制作DNA双螺旋结构模型。
（4）考纲规定了哪些调查类实验？
提示：
①调查人群中的遗传病；②种群密度的取样调查；③土壤中小动物类群丰富度的研究。
（5）考纲规定的哪个实验属于验证类实验？
提示：
绿叶中色素的提取和分离。
1．下表是自变量为光照强度的条件下针对同一生态系统中甲乙两种植物所测得的一些数据，并据此描绘出的曲线图。
以下分析正确的是（A）
A．在乙植物的光饱和时单位时间内叶绿体和叶片释放的氧气量乙植物均高于甲植物，而在乙植物的光补偿点时则正好相反
B．在光饱和时乙植物单位时间内叶绿体中ATP的产生量高于甲植物，线粒体中ATP的产生量低于甲植物
C．与c点相比，b点叶绿体中的C3含量较低
D．若乙植物生长的环境中长期缺Mg，则b点将向左移动
解析：
乙植物在光饱和条件下叶绿体（实际光合）和叶片释放氧气（净光合）的量分别是42×196/264和30×196/264，而甲植物在光饱和条件下叶绿体和叶片释放氧气的量分别是28×196/264和18×196/264，A正确。
乙植物在光补偿点时叶片释放氧气的量是零，叶绿体释放氧气的量是12×1
96/264，甲植物光补偿时氧气的释放量是0，叶绿体氧气释放量是10×196/264，根据图表中数据可知，在光饱和时，乙植物单位时间内叶绿体中ATP生成量高于甲植物，线粒体中ATP生成量也高于甲植物，B错误。
c点是光饱和点，光照强，还原的C3化合物多，而b点是光补偿点，光照弱，还原的C3少，C3总量高，C错误。
若植物长期生活在缺镁的环境中，则植物需要更强的光照才能够达到补偿，b点向右移，D错误。
2．下列调查活动或实验中，所得到数值与实际数值相比较，可能偏小的是（B）
A．用标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落
B．调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物时没有打开装置上的电灯
C．调查草地中的蒲公英的种群密度时，样方线上的个体都被统计在内
D．在调查抗维生素D佝偻病的发病率时，以多个患者家系为调查对象
解析：
标志重捕法调查种群密度时，若部分标记个体标记物脱落，根据公式计算数值会偏大。
没有打开装置上电灯，许多小动物仍存留在土壤中，导致测得的丰富度偏小，B正确。
样方法对于样方边线上个体计数原则计算其中两条边及其夹角上的个体，样方线上的个体都被统计在内则偏大。
调查发病率时，要调查人群中的所有个体中患者数量及比率，以多个患者家系为调查对象则偏大。
3．为了验证动物体内甲状腺激素分泌的负反馈调节机制，某同学设计了如下实验步骤：
第一步：
取9只兔子，分别给每只兔子注射含放射性的碘溶液。
第二步：
______________________________________________。
第三步：
将上述实验兔子随机平均分为A、B、C三组。
第四步：
向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液，向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液，向C组注射等量的生理盐水。
第五步：
2d后，分别测定三组兔子甲状腺中碘的放射量，记录并计算平均值。
回答下列问题。
（1）改正步骤第一步中的两处不妥当之处：
①___________________________________________________；
②____________________________________________________。
（2）补齐实验步骤中的第二步。
_______________________________________________________
（3）请设计一张本实验数据记录表。
（4）预期实验结果：
第四步注射以后，兔子甲状腺中碘的放射量从高到低的组别依次是________。
解析：
进行实验评价时应先看有无对照，有无分组编号，需“测量”的是否有“起始测量值”，实验是否平衡了无关变量等，制作表格或记录表时，是否有表头、前测、后测、分组及平均值等栏目。
答案：
（1）①兔子的年龄、体重和性别相同（或生理状况、性别相同） ②注射含放射性的碘溶液适宜且等量
（2）2d后，分别测定每只兔子甲状腺中碘的放射量，记录并计算平均值
（3）数据记录表
甲状腺中碘的放射量变化记录表
A
B
C
组别
1
2
3
平均值
1
2
3
平均值
1
2
3
平均值
前测
后测
（4）A组、C组、B组
4．为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：
（1）实验分组：
甲组：
培养液＋Y细胞＋3H－TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）＋生理盐水
乙组：
培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X（用生理盐水配制）每组设置若干个重复样品。
（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。
（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
（要求与说明：
答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。
）
请回答：
（1）实验目的：
__________________________________________。
（2）预测实验结果及结论：
____________________________。
（3）实验中采用3H－TdR的原因：
__________________________。
解析：
（1）该实验的自变量为某物质（X）的有无，因变量为细胞内的
放射性强度。
3H－TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值（CRD）就比较高。
所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。
（2）X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响可能是促进、抑制或无任何作用。
如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有抑制作用。
（3）碱基T为DNA特有碱基，若用3H－TdR来培养细胞，则可知细胞的放射性来自于细胞内新合成的DNA。
CRD越高，说明细胞增殖速度越快。
答案：
（1）探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响
（2）如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有促进作用；如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）无影响；如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有抑制作用
（3）3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD的变化来判断细胞增殖（DNA合成）情况
命题角度一 考查实验假设
【例1】用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6h，能够诱导细胞内染色体加倍。
那么，用一定时间的低温（如4℃）处理水培的洋
葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体加倍呢？
针对以上问题，你作出的假设是
_______________________________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
你提出此假设的依据是__________________________________
_______________________________________________________
______________________________________________________。
破题思路：
本题直接要求依题干作出假设，并要求写出提出假设的依据，既考查提出假设的能力又考查提出假设的思维，试题的背景是考查“低温诱导染色体加倍”及“观察细胞的有丝分裂”实验，解答时，一要明确提出实验假设的基本方法，二要熟悉教材中染色体
加倍的基本原理。
答案：
用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖能够诱导细胞内染色体加倍 低温能够影响酶的活性（或纺锤丝的形成），使细胞不能正常进行有丝分裂（也可提出其他假设，只要能够运用所学的生物知识进行合理解释）
命题角度二 考查实验原理
【例2】 抗利尿激素由下丘脑分泌，通过垂体释放到血液中。
抗利尿激素的主要作用是增加肾小管膜对管腔内水的重吸收，以保存体内水分。
蟾蜍的膀胱膜具有重吸收水的作用，抗利尿激素能否促进这种作用，可设计一实验来证明。
材料器具：
已制好的蟾蜍膀胱标本2个、注射器、烧杯、量筒、抗利尿激素制剂、任氏液（可以维持膀胱细胞的正常生命活动）。
（1）实验原理：
___________________________________。
（2）实验步骤：
分别将两个蟾蜍膀胱标本编号为A、B，再分别用注射器注入2mL任氏液，同时将A、B两标本浸沉没在装有等量任氏液的大烧杯中。
……
破题思路：
根据题干中抗利尿激素的作用和膀胱膜的作用可写出本实验的作用原理，联系实验步骤可写出现象原理。
答案：
（1）抗利尿激素可以促进蟾蜍膀胱膜对膀胱内水的重吸收，可通过测量膀胱内任氏液的体积来分析膀胱膜重吸收水的强度
命题角度三 考查实验变量
【例3】下列对有关实验变量的叙述，正确的是（C）
A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
B．各种实验中都必须设置空白对照组，确保单一变量
C．探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类等是无关变量
D．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精是否产生是无关变量
破题思路：
自变量为实验中唯一可变的变量，探究温度对酶活性的影响时，自变量是温度；为确保单一变量，在实验中需要设计对照实验，对照实验有多种，空白对照只是其中的一种，此外还有自身对照、相互对照和条件对照等；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精的产生为因变量，是随自变量变化而变化的。
命题角度四 考查实验步骤
【例4】生物膜具有控制物质进出的功能，某同学用以下材料设计实验，探究膜的选择透过性（材料：
红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒）。
请你写出实验步骤：
①_____________________________________________；
②____________________________________________；
③_____________________________________
_______。
破题思路：
根据实验目的及相关知识可
知，活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞液中的色素不会从细胞中渗出；当细胞死亡时，细胞膜失去选择透过性，色素才会从细胞中渗出。
由题干信息可知，杀死细胞的方法是用质量分数为15%的盐酸处理。
答案：
①取适量的红玫瑰花瓣，均分为两部分，分别加入培养皿中，编号为A、B ②A组加入适量的蒸馏水，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸 ③观察A、B两组花瓣的颜色变化、溶液的颜色变化
命题角度五 考查实验的结果与结论
【例5】某实验小组要对“低温是否会影响物质的跨膜运输”进行实验探究，设计了如下实验。
实验步骤：
①组装渗透装置两套，分别编号为1、2。
②在两组烧杯中分别加入等量的水，在长颈漏斗中分别加入等量的同一浓度的蔗糖溶液，保持管内外液面高度相等。
③对两组装置进行不同处理：
1组用水浴锅加热至37℃，2组的烧杯外加冰块降温。
④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录漏斗内的液面刻度变化。
请分析回答下列问题：
（1）该实验可能的结果与结论：
a．若1组漏斗内的液面比2组高，则说明_____________________
______________________________________________________。
b．____________________________________________________。
c．____________________________________________________。
（2）如果上述实验结果证明了“低温能影响物质跨膜运输的速率”，那么
对于生物活细胞来讲，产生这种情况的原因是：
a．____________________________________________________；
b．_______________________________________________
_____。
破题思路：
（1）由实验目的可知，该实验为探究性实验，再分析实验步骤，可获取以
下信息：
实验自变量是温度，因变量是物质的跨膜运输速率，观察指标是漏斗内液面高度的变化。
掌握了上述信息后，再对各种情况逐一分析：
低温会影响物质的跨膜运输；低温不会影响物质的跨膜运输。
要注意在低温会影响物质的跨膜运输的情况下，对具体的影响结果也要进行分析，即低温可能使物质的跨膜运输速率加快，也可能使物质的跨膜运输速率减慢。
（2）在低温条件下，酶活性会降低，细胞膜的流动性也会发生改变，所以应从这两方面分析低温对物质跨膜运输速率的影响。
答案：
（1）a.低温会影响物质的跨膜运输且运输速率减慢 b．若2组漏斗内的液面比1组高，则说明低温会影响物质的跨膜运输且运输速率加快 c．若1、2组漏斗内的液面高度相同，则说明温度高低并不影响物质的跨膜运输
（2）a.低温会影响细胞膜的流动性，从而影响其功能 b．低温会影响酶的活性，从而影响细胞呼吸释放能量的过程
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