专题18 实验与探究-备战2022年高考生物专题提分攻略

专题18 实验与探究

一、基础知识必备

1．验证性实验题型特点

验证性实验的实验目的是“预料之中”的，因此结果和结论只有一种情况。结果即由所学知识或实验原理推出的现象，结论即实验目的。如“验证CO2是光合作用的必需原料”的实验，实验结果为对照组叶片遇碘变蓝；实验组叶片遇碘不变蓝。结论为CO2是光合作用的必需原料。

2．探究性实验题型特点

探究性实验是对未知的生物学现象进行探索，因此预期的结果及结论是所有可能出现的情况。其书写格式一般为“如果……则……”。如“探究光对种子萌发的影响”实验中，结果和结论会有以下几种情况；如果相同时间内，在光下的一组比在黑暗中的萌发数多，则光对种子的萌发有促进作用；如果在光下的一组比在黑暗中的萌发数少，则光对种子的萌发有抑制作用；如果两组的萌发数相同，则光对种子的萌发没有影响。

3．评价类实验题型特点

此种题型突出“评价”实验，所以题干实验目的明确，围绕实验目的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足（如变量设计不合理或未设计、没有强调等同和适宜即没有遵循单一变量原则、结果检验不合理、原理使用不当等），导致实验结果不能说明实验结论。

【方法突破】

1．不同变量的控制特征

因为自变量是人为改变的变量，故必须可以操纵——即具有可操作性。而因变量需要能够进行观察、记录与测量，以明确实验结果——即具有可检测性；如果实验允许无关变量的存在，就会使自变量成为非单一影响因变量的因素，自变量与因变量间的必然性就会被打破，故实验中必须排除（消除或抵消）无关变量对实验结果的影响——即无关变量具有可控制性，以避免额外变量的干扰。

2．准确描述实验操作步骤的“三步曲”

预测实验结果，得出实验结论

（1）预测结果：

“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。例如对“比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率”这个实验进行结果预测时，有以下3种可能：①过氧化氢酶的催化效率高于Fe3＋的催化效率；②Fe3＋的催化效率高于过氧化氢酶的催化效率；③过氧化氢酶的催化效率与Fe3＋的催化效率基本相同。根据酶具有高效性的特点可知，①是最可能的结果。

（2）得出结论：

探究性实验的每一个结果和结论一般都用“如果（若）……就（则）……”来描述，不能前一个结果和结论用“如果（若）……就（则）……”来描述，后面的结果和结论用“反之”“否则”等词表示。

3．探究性实验的“实验假设”的描述

（1）句式一：“如果……现象，则……结论”。

（2）句式二：“当条件X存在时，事件P（实验现象）会发生”或“当条件X存在时，事件P（实验现象）不发生”或“当条件X存在时，对事件P（实验现象）没有影响”。

应用提示：①对探究性实验来说，假说对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，即提出可能的实验原理。②假说的书写，往往针对实验目的以陈述句式进行表达。

4．探究性或验证性实验的“实验原理”的描述

（1）理论依据句式：自变量与因变量间的内在联系。

（2）操作依据句式：自变量的操作情况，因变量的观测指标。

应用提示：①实验原理可以明确实验操作步骤，分清是生化实验类型还是生理实验类型。②实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考。③若需对实验结果进行分析，套用实验原理即可。

5．探究性实验的解题技法

（1）找到实验目的，从题干中可以找到实验目的是什么。

（2）提出一种可能的实验原理，换用陈述句表述实验原理。

（3）平行分组、实施变量操作、给以适宜条件培养、设计实验步骤。

（4）先假设出可能的实验结论再得出实验结果，最后反过来写，即反推正写法。

一、    选择题

1．下列有关高中课本实验的叙述，正确的是(　　)

A．模拟实验“细胞大小与物质运输的关系”所用的研究方法是类比推理法 

B．利用模型构建法探究酵母菌种群数量变化时，无需设置空白对照和重复试验 

C．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，应选择染色均匀、色泽深的区域观察

D．“低温诱导植物染色体数目变化”实验，95%的酒精的作用是固定细胞形态

 2.已知药物X对细胞增殖有促进作用，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

 3．下列关于实验的叙述中，正确的是(　　)

A．绿叶中色素提取原理是色素在层析液中溶解度不同

B．不能用定性滤纸对提取的色素进行过滤

C．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同

D．酒精可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

 4．下列实验中需要始终保持细胞的活性和结构完整的是(　　)

A．探究DNA分子的复制方式

B．肺炎双球菌由R型转化为S型

C．DNA和RNA在细胞中的分布

D．低温诱导植物染色体数目的变化

5．下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述正确的是(　　)

1. 实验①　　B．实验②　　C．实验③　　D．实验④

 6．取甲、乙两支试管，向甲内加入血浆，乙内加入等量蒸馏水，用pH试纸检测。然后，向甲、乙内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液。摇匀后，再用pH试纸检测。关于此实验的过程和结果的判断分析，不正确的是(　　)

A．“等量”是对照实验中对无关变量的要求，在这种条件下，实验结果才可靠

B．“摇匀”使酸性或碱性物质充分与试管中的血浆或蒸馏水混合，确保pH试纸检测结果的准确性

C．实验的自变量是血浆和蒸馏水

D．实验证明血浆中有缓冲物质，所以血浆pH保持不变

7．在下列科学研究中，没有设置对照或对比的是(　　)

A．科学家用蝾螈受精卵横缢实验证明了细胞核的功能

B．萨顿基于实验观察提出了基因位于染色体上的假说

C．鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧全部来自水

D．赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质

 8．有关生物学实验中试剂的说法错误的是(　　)

A．可用吡罗红甲基绿染色剂显示DNA和RNA在细胞中的分布部位

B．酵母菌发酵产生的酒精与酸性重铬酸钾溶液反应变成灰绿色

C．观察细菌的无丝分裂需用龙胆紫染液将染色体染成深色

D．叶绿体中的四种色素在层析液中的溶解度不同

9．关于“清水”在实验中的应用，正确的是(　　)

A．在用花生子叶做脂肪的检测实验中，花生子叶的薄片需要放入盛有清水的培养皿中待用；染色后洗去浮色时需要使用50%的酒精，酒精可以用大量清水代替

B．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离后的复原，需要滴清水，清水可以用低于0.3 g/mL的蔗糖溶液替代

C．观察人口腔上皮细胞中的线粒体，细胞要始终保持有水状态，因此取材后将其放入载玻片的水滴中

10．下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是(　　)

A．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色

B．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加斐林试剂热水浴加热后观察是否变成砖红色

C．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色

D．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后直接观察蛋白块的大小

11．下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是(　　)

A．标志重捕法调查种群密度时，若被标记个体更易被捕食，实验所得数值与实际数值相比偏大

B．在探究淀粉酶的最适温度时，为了减小误差需要设置预实验

C．用纸层析法分离光合色素，滤纸条上的色素带颜色自下而上依次呈黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色

D．建立血糖调节的模型采用的实验方法是模型方法，模拟活动本身就是构建动态的物理模型

12．下列有关生物学研究方法的叙述正确的是(　　)

A．在电子显微镜下拍摄到的叶绿体结构照片属于物理模型

B．设置新鲜肝脏研磨液和清水作为对照，以过氧化氢为底物，可验证酶具有高效性

C．孟德尔遗传规律和摩尔根果蝇眼色遗传的研究过程均运用了假说—演绎法

D．探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中，用浸泡法处理要求溶液浓度高

13．下列关于生物实验操作、实验结果、实验现象及原理的描述中，正确的是(　　)

A．探究胚芽鞘的感光部位，可将胚芽鞘分别置于单侧光下和无光环境中进行实验

B．检测生物组织中还原糖、蛋白质和鉴定DNA都需要进行水浴加热

C．用纸层析法分离绿叶中的色素时，橙黄色的色素带距离所画滤液细线最远

D．秋水仙素能诱导染色体数目加倍的原理在于抑制染色体着丝点分裂

14．下列有关物质的分离与鉴定实验的叙述，正确的是(　　)

A．成熟番茄的果实含有丰富的葡萄糖和果糖，常用作还原糖的鉴定材料

B．用发黄的菠菜叶为材料提取分离色素时，滤纸条自上而下第一、二条色素带缺失

C．常温下植物油与苏丹Ⅲ发生作用呈现橘黄色

D．鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液充分混合以后再加入待测组织样液中

15．下列有关实验或研究的叙述错误的是

A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察成熟植物细胞的吸水与失水实验”都可用洋葱鳞片叶的表皮细胞做实验材料

B．“土壤中小动物类群丰富度的调查”实验中，用70%的酒精是为了固定标本

C．萨顿通过类比推理法研究蝗虫的减数分裂过程，证明基因在染色体上

D．卡尔文用同位素标记法研究光合作用暗反应过程

16．关于高中生物学实验，下列叙述正确的是(　　)

A．用过氧化氢酶探究pH或温度对酶活性的影响；用甘蔗茎的组织样液进行还原糖鉴定

B．分离叶绿体中的色素时，滤纸条上色素带颜色很浅，可能跟选材、研磨、试剂添加和画滤液细线等有关

C．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，若溶液能使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄，则说明溶液中产生了酒精

D．观察有丝分裂、脂肪鉴定和观察质壁分离的实验都要用高倍显微镜

17．为探究物质X增强学习记忆能力的分子机制，将初断乳大鼠随机分成4组，饲养8周后，测定大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．乙组中，乙酰胆碱酯酶活性大于一氧化氮合酶活性

B．棕榈油能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性

C．小剂量X能明显提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性

D．大剂量X能降低大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性

18．植物在干旱等不良环境下细胞会出现PR­5蛋白，研究人员从干旱胁迫与恢复水供应(复水)后的番茄植株的根、茎、叶细胞中提取的总RNA，测定细胞中PR­5蛋白基因的转录情况如表。下列正确的说法是(　　)

注：“＋”表示检出；“－”表示未检出；“＋”越多表示相对含量越多。

A．干旱导致萎蔫的植株PR­5基因被损坏

B．对照组说明在叶分化过程中PR­5基因丢失

C．干旱后复水促进了PR­5基因的表达

D．复水后根比茎叶产生了更多的PR­5基因

二、 非选择题

19．药物X为激素类药物。为研究其对动物机体排卵的影响，某同学用若干只发育状况相同的成年雌性鳙鱼进行实验。回答下列问题。

(1)请完善下面的实验步骤：

①将鳙鱼随机均分为甲、乙两组。甲组(实验组)的处理是注射适量的用0.65% NaCl溶液配制的物质X溶液，乙组的处理是______________________________。

②将上述两组鳙鱼置于__________________的条件下饲养。

③一段时间后，分别统计两组鳙鱼排卵的数目。

④对所得数据进行统计、处理和分析。

(2)实验结果与分析

若甲组鳙鱼的排卵数量大于乙组，则说明药物X____________________________________；

若甲组鳙鱼的排卵数量与乙组相当，则说明药物X_____________________________________________。

(3)为了进一步研究药物X的作用机理，该同学测定了两组鳙鱼体内雌性激素的含量，发现甲组雌性激素的含量高于乙组。请对药物X的作用机理提出两种不同的解释：____________________________________。

20．为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答下列问题。

发芽的种子

(1)可用______________对图中发芽的种子进行诱导处理，以获得幼苗Ⅱ。

(2)筛选、鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖并固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察分生区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是____________________________。

(3)利用幼苗Ⅰ中甲植株根尖细胞制作有丝分裂装片，观察并绘制各分裂时期的细胞图(如图所示)。

有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是__________________，图中M为__________________，P为________________。

(4)统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。如表所示为幼苗Ⅰ中的甲植株和染色体数目加倍的幼苗Ⅲ中的乙植株的统计结果。

可以利用表中数值________和__________________，比较甲植株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。表中a的值为________，b的值为________(后两空用y表示)。

21．请回答下列与肾上腺素有关的问题。

（1）肾上腺（髓质）分泌的肾上腺素可以通过________的运输，作用于相应的靶细胞。寒冷时，它与________都具有增加产热的作用；饥饿时，它又与________在血糖调节过程中发挥协同作用。

（2）某些神经元也能分泌肾上腺素。肾上腺素既可以与突触后膜上受体结合，引发突触后膜的________变化，也可以作用于突触前膜，抑制肾上腺素继续分泌，实现________调节。由此可知，肾上腺素作为信息分子，既是________，也是激素。

（3）已知药物V和肾上腺素具有相似的结构，现设计实验探究药物V和肾上腺素对小鼠耗氧量的影响（见下表）。选取大小、生长状况相同的小鼠若干，均分为四组。每组小鼠按表中所示注射药剂，其中A组注射______。根据实验结果可知，药物V的作用是______呼吸速率，该药和肾上腺素的作用相互______。

注：“＋”表示注射该药剂。

22．为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。请回答下列问题：

(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有________(填序号)。

①试管　②滴管　③量筒　④酒精灯　⑤显微镜

(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是________。

(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示)，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。请继续以下分析：

①设置试管1作为对照，其主要目的是________。

②试管2中应加入的X是________的提取液。

③预测试管3中的颜色变化是________。若试管4未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是________________________________________________________________________。

20．[2019·全国卷Ⅲ]氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。

(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是__________________，在细胞核中合成的含氮有机物是__________________，叶绿体中含氮的光合色素是________________。

(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。