2015届高考生物二轮复习讲义 实验与探究
1．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。( )
【答案】 × 分析：酵母菌细胞无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生CO2，不能以是否产生CO2来判断细胞呼吸方式。
2．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素。( )
【答案】 × 分析：用乙醇提取的叶绿体的色素中有：叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等。
3．以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核。( )
【答案】 × 分析：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。在真核细胞内DNA主要存在于细胞核中，故可观察到细胞核被染成绿色。
4．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能。( )
【答案】 × 分析：乙醇提取的叶绿体色素只要结构未被破坏就能吸收光能。
5．观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验时，碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色。( )
【答案】 × 分析：碱性染料吡罗红用于染色RNA而不是染色染色体。
6．观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验时，可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。( )
【答案】 × 分析：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，用盐酸和酒精混合液对根尖细胞进行解离时植物细胞已死亡，所以不能观察到细胞板向四周扩展形成新细胞壁的过程。
7．随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度。( )
【答案】 × 分析：土壤表层只有一部分小动物分布，应该选择取样器取样法调查小动物的丰富度。
8．检测植物组织中的脂肪，应用的试剂是双缩脲试剂，预期的实验结果是脂肪颗粒被染成红色。( )
【答案】 × 分析：检测植物组织中的脂肪，应用的试剂是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ，预期的实验结果是脂肪颗粒被染成橘黄色或者红色，双缩脲试剂用于检测蛋白质。
9．只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞的线粒体。( )
【答案】 √ 分析：健那绿染液是专一性染线粒体的活体染料，在线粒体内还原氢的作用下，染料由无色变为绿色，如果细胞死亡，则线粒体内没有还原氢，则不能起到染色的作用。
教材实验综合考查
【典例1】 (2012•天津高考)下列实验操作能达到预期结果的是( )
A．在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短
B．在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率
C．在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，培养基内共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线
D．在“探究α萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度的α萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度
【解析】 某一时期细胞数占计数细胞总数的比例＝该时期的时间占一个细胞周期时间的比例，故可统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短；NaOH进入琼脂块的速率是一定的，与紫红色区域的体积/整个琼脂块的体积没有关系；要准确绘制出酵母菌种群增长曲线，应在培养期的不同时间点内多次取样，并且每个时间点取样要取多次，以求平均值；应用不同浓度梯度的。α萘乙酸溶液浸泡插条基部几个小时至一天，观察生根情况来确定最适浓度。
【答案】 A
解决本题的关键是明确题目涉及实验的考查目的和原理：
实验名称考查原理方法考查目的
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂统计每一时期细胞数占计数细胞总数的________________的判断方法
探究细胞大小与物质运输的关系计算________体积与________的体积之比紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比代表的是________
探究培养液中酵母菌种群数量的变化多次测定同一培养期内的种群密度，求其________，并且多次测定不同培养期内的种群密度，记录结果绘制酵母菌种群数量增长曲线
探究α萘乙酸促进插条生根的最适浓度生长素具______性，利用设________的方法进行探究确定α萘乙酸促进插条生根的最适浓度
【答案】 提示：比例 细胞周期各时期的时间长短 紫红色区域 整个琼脂块 物质交换的能力 平均值 两重 浓度梯度
【总结提升】
高中生物涉及的探究实验总结
探究实验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) 不同pH(至少三种)酶的活性(加碘后溶液颜色的变化)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的有无CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度等)；酒精的产生(酸性重铬酸钾检测)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
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
【变式训练】 (2014•重庆理综)下列与实验有关的叙述，正确的是( )
A．人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色，其细胞核呈绿色
B．剪取大蒜根尖分生区，经染色在光镜下可见有丝分裂各时期
C．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢
D．在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构
【解析】 人体口腔细胞的DNA主要分布在细胞核内，可被甲基绿染成绿色，在观察大蒜根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中，需经过解离、漂洗过程才能对细胞进行染色，叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散速度越快，在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可以看到呈球形或椭球形的叶绿体，但其亚显微结构需在电子显微镜下才能观察到。
【答案】 A
实验分析和评价
【典例2】 (2014•临沂模拟)某兴趣小组为验证2，4－D对插条生根的促进作用，进行了如下实验。
A．剪取同一杨树植株上长势与长度相同、部位相近且有3个芽的健壮枝条20根，随机均分为甲、乙两组；
B．甲组每根插条上都保留3个芽，乙组每根插条上的芽全部去除；
C．将甲组插条的下端插入适量蒸馏水中，乙组插条的下端插入等量适宜浓度的2,4－D溶液中。两组均置于相同且适宜的环境中培养；
D．每天观察、记录插条上芽的数目。
请对上述实验进行分析：
(1)每组选取多根插条的目的是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请指出该实验设计的两项不合理之处。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)实验设计改正后，甲组起________________作用。
【解析】 (1)每组选取多根插条的目的是减少实验误差(排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响)。
(2)依据实验设计的等量原则和单一变量原则分析该实验设计的两项不合理之处依次是甲、乙两组插条上芽的数量不等(或没有控制好变量)；观察、记录插条上芽的数量不对(或观察记录的指标不对)。
(3)实验设计改正后，甲组起对照作用。
【答案】 (1)减少实验误差(排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响)
(2)①甲、乙两组插条上芽的数量不等(或没有控制好变量)
②观察、记录插条上芽的数量不对(或观察记录的指标不对)
(3)对照
解答本题的常规思路是：
(1)明确实验性质：________实验。
(2)分析变量：自变量是________，因变量是________，无关变量是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)提示：验证型
(2)提示：2,4－D的有无 插条生根情况 枝条长势、长度、环境温度、溶液体积等
【总结提升】
实验方案的“五看评价法”
一看对照有无对照实验如果有，看对照设计是否合理实验变量设置是否有标记是否遵循了单一变量原则是否遵循了等量原则是否排除了干扰因素
二看步骤步骤的顺序是否合理步骤是否完整具体操作有无违反生物学基本原理
三看结果实验结果的验证目标是否准确实验结果的验证方法是否得当
四看选材生物学材料选择是否得当实验器材选择是否合理药剂选择、使用、用量是否准确
五看条件是否需要搅拌、加热等实验所需的温度、光照等条件是否合理
验证性实验的设计与分析
【典例3】 (2014•聊城模拟)为了验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用，以耗氧量为测定指标，请你根据以下提供的实验材料与用具，设计实验，将预期的实验结果填入表中。
材料与用具：体重相同的正常同龄雌性小鼠若干只、适宜浓度的甲状腺激素溶液、生理盐水、耗氧量测定仪等。
(要求：答题时具体注射剂量不作要求)
(1)实验步骤：
①将小鼠随机等量分成甲、乙两组，用耗氧量测定仪测定每只小鼠单位时间内的耗氧量，求平均值。
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)根据实验结果的预期完成下表：
甲状腺激素对小鼠耗氧量的影响表
【解析】 本题实验目的是验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用，因此该实验的自变量是甲状腺激素的有无，故需设置对照实验，其中实验组注射适量甲状腺激素，对照组则注射等量的生理盐水。由于以耗氧量为测定指标，因此实验前后均应测定每组的耗氧量，以便进行对比。
【答案】 (1)②甲组每只注射适量甲状腺激素溶液；乙组每只注射等量生理盐水，作为对照
③一段时间后，用耗氧量测定仪测定甲、乙两组每只小鼠单位时间内的耗氧量
④对所测得的耗氧量数据进行统计分析
(2)甲组耗氧量平均值与乙组相近 耗氧量平均值明显增加
(1)解答此类题目的常规思路是
①明确实验目的：_____________________________________________________。
②找准自变量和因变量：自变量是_______________________________________，
因变量是____________________________________________________________。
③分组编号进行相应的处理。
④观察或统计实验结果。
(2)充分利用实验材料：
材料用途
体重相同的正常同龄雌性小鼠若干只________
适宜浓度的甲状腺激素溶液________
生理盐水________
耗氧量测定仪________
【答案】 (1)提示：①验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用
②甲状腺激素的有无 耗氧量的多少
(2)提示：
材料用途
体重相同的正常同龄雌性小鼠若干只实验对象
适宜浓度的甲状腺激素溶液处理实验组
生理盐水处理对照组
耗氧量测定仪测定因变量
【总结提升】
解答实验题的一般思路分析
(1)从实验目的出发，分析实验步骤和结果，明确实验中的变量。
(2)分析因变量如何检测。有些实验现象可以直接观察，有些实验的结果是“隐藏”的，就需要利用题目中提供的试剂或生物材料的特性，使生物体内“隐藏”的物质或反应显现为可见的现象。
(3)分析自变量如何引起因变量的变化。联想所学的知识，在自变量和因变量之间建立关联。
(4)因变量的变化如何证明实验目的。
(5)运用所学生物学知识，正确地解释实验现象及原因。现象、原因的解释通常是一些结论性的语句，切忌就事论事，要体现出实验现象的本质。
探究性实验的设计与分析
【典例4】 狗皮毛的颜色受两对常染色体上的等位基因A、a与B、b控制，且基因A使雄配子致死。狗皮毛的表现型有：沙色、红色和白色。经观察绘得如下系谱图，请分析回答：(2号为纯合子)
(1)1号和2号的基因型分别是________和________。
(2)现有多只白色和红色母狗，请设计合理的实验方案，探究12号的基因型。
第一步：让12号与________母狗交配；
第二步：观察并统计后代的表现型。
预期结果和结论：
①如果子代__________________，则12号的基因型为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②如果子代__________________，则12号的基因型为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③如果子代________，则12号的基因型为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)狗有一种常染色体单基因遗传病，称作Pelger异常。将Pelger异常的雌雄狗杂交，后代结果如下：正常雌狗58个，Pelger异常雌狗117个，正常雄狗60个，Pelger异常雄狗119个。出现这种结果的原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)因为基因A使雄配子致死，因此雌雄狗中均无AAbb的个体出现，而2号是纯合子，由图解和题干分析知1号和2号的基因型分别是Aabb和aaBB。
(2)由图知12号为沙色公狗，且基因A使雄配子致死，推知其基因型有三种，因此探究12号的基因型，可以让12号与多只白色母狗交配，根据后代的表现型就可以判断出其基因型。
(3)由题干分析知Pelger异常为显性性状，出现题干结果的原因最可能是致病基因显性纯合致死。
【答案】 (1)Aabb aaBB
(2)多只白色 ①全部为沙色 aaBB
②全部为白色 Aabb
③沙色∶白色约为1∶1(或既有沙色也有白色 aaBb
(3)致病基因显性纯合致死
(1)显隐性的判断方法有
①已知相对性状的纯合亲本，直接进行________________，后代表现出的亲本性状就为________________。
②根据亲子代的表现型判断：无中生有，“有”为________________________。
(2)控制两对相对性状的基因是否位于两对同源染色体上的探究方法：
【答案】 (1)提示：①杂交 显性性状 ②隐性
(2)提示：9∶3∶3∶1 1∶1∶1∶1
【总结提升】
验证性实验和探究性实验的比较
1．(2014•江苏单科)下列叙述与生物学史实相符的是( )
A．孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律
B．范•海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气
C．富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献
D．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制
【解析】 孟德尔以豌豆为实验材料，验证了基因的分离和自由组合规律；范•海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自水；富兰克林和威尔金斯提供了DNA的X射线衍射图谱，对DNA双螺旋结构模型的建立做出了巨大贡献；赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质，并未证明DNA的半保留复制。
【答案】 C
2．根据下列实验操作，预期实验现象正确的是( )
编号实验操作实验现象
①在2 mL蛋清稀释液中先加0.1 g/mLNaOH溶液1 mL，摇匀后，再加0.01 g/mLCuSO4溶液4滴，摇匀溶液呈紫色
②用高温处理后冷却的过氧化氢酶溶液与过氧化氢混合产生大
③在剪碎的新鲜菠菜叶中加入二氧化硅、无水乙醇，充分研磨后过滤滤液呈深绿色
④洋葱根尖经解离、漂洗后，用龙胆紫溶液染色，制成装片后在显微镜下观察染色质、染色体呈紫色
A.①② B．②③
C．①③ D．①④
【答案】 D
3．(2014•湖南湘中名校一次联考)某植物培养液中含有甲、乙、丙3种离子，它们对植物的生长都有影响。下表列出的5种培养液中，甲、乙、丙3种离子的浓度(单位：mmol/L)不同。为了研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，进行实验时可以选用的两种培养液是( )
培养液编号①②③④⑤
甲离子2030503040
乙离子5545604555
丙离子1015202525
A.①⑤ B．②③ C．②④ D．③⑤
【解析】 研究丙离子的浓度大小对植物生长的影响，变量只能是丙离子的浓度，甲离子和乙离子的浓度不应发生变化，所以进行实验时可以选用的两种培养液是②④。
【答案】 C
4．观察与实验是生物科学研究中的重要手段。以下是四位同学在实验室中利用光学显微镜观察到的现象，你认为具有科学性的是( )
A．甲同学：菠菜的稍带叶肉的下表皮叶肉细胞中叶绿体具有双层膜结构
B．乙同学：质壁分离发生时，紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡逐渐缩小且颜色逐渐变深
C．丙同学：经解离和染色的洋葱根尖分生区的细胞中染色体向细胞两极移动
D．丁同学：观察到植物根尖分生区的细胞中染色体、赤道板等结构
【答案】 B
5．(2014•福建理综)氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成
H]和O2，[H]可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气。
(1)莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的________。
(2)CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液(A组)和缺硫培养液(B组)，在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。实验结果：B组>A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有________作用。
为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为________________和________________。
(3)产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因________________________________________________________________________。
(4)在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是__________________，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。
【解析】 (1)根据题意可知，莱茵衣藻能利用光能将水分解成[H]和O2，这是光反应，发生的场所为叶绿体的类囊体薄膜。即莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)根据实验结果可知，莱茵衣藻培养在缺硫培养液中产氢的总量大于培养在完全培养液中产氢的总量，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有促进作用。结合原有的实验设计可知，A组为空白对照组，B组实验可以探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响。则为了探究CCCP对莱茵衣藻产氢的影响，可以设置一实验组让莱茵衣藻在含有CCCP的完全培养液中培养并检测产氢总量；为了探究CCCP和缺硫两种因素在影响莱茵衣藻产氢时的相互关系，可以设置一实验组让莱茵衣藻在含有CCCP的缺硫培养液中培养并检测产氢总量。(3)依据题意可知，当莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为氢气(H2)时，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少，从而导致莱茵衣藻生长不良。(4)结合题干中“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使[H]转变为氢气”可判断，在自然条件下莱茵衣藻几乎不产氢的原因是自然环境中的氧气抑制产氢酶的活性，从而使[H]无法转变为氢气。
【答案】 (1)类囊体薄膜 (2)促进 添加CCCP的完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液 (3)莱茵衣藻光反应产生的[H]转变为H2，参与暗反应的[H]减少，有机物生成量减少 (4)氧气抑制产氢酶的活性