2019高考生物全程备考二轮复习教师用书：专题六实验


第Ⅰ课时　教材基础实验分类归纳——系统知识

类型(一)　显微观察类实验
[一过基础]
1．比较六个显微观察类实验(填表)
实验名称
观察方式
观察对象
细胞状态
染色剂
常用实验材料
观察DNA和RNA在细胞中的分布
染色观察
核酸
死
甲基绿、吡罗红
人的口腔上皮细胞
观察线粒体
线粒体
活
健那绿
人的口腔上皮细胞
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
染色体
死
龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)
洋葱根尖
低温诱导染色体加倍
染色体
死
改良苯酚品红染液
洋葱根尖
观察叶绿体
原色观察
叶绿体
活
无
菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶
观察植物细胞的质壁分离与复原
原色
观察
紫色
大液泡
活
无
成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮

2.关注洋葱在实验中的“一材多用”(填表)

取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性
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DNA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
色素含量多
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

3．归纳盐酸和酒精的“同材异用”(填表)
(1)不同浓度酒精的用途
酒精浓度
用途
体积分数为50%
在脂肪检测中用于洗浮色
体积分数为70%
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死并保存小动物；消毒
体积分数为95%
与质量分数为15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中用于冲洗卡诺氏液
无水乙醇
用于光合作用色素的提取

(2)盐酸在不同实验中的应用
实验名称
盐酸的作用
观察DNA和RNA在细胞中的分布
①改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞；
②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合
观察根尖有丝分裂，低温诱导染色体加倍
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
[二过易错]
(1)若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色(2017·全国卷Ⅰ，T2C)(√)
(2)洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离说明细胞有活性(2015·江苏卷，T23C)(√)
(3)低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理(2014·山东卷，T4C)(×)
(4)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经甲基绿吡罗红染色，可观察到红色的细胞核(×)
(5)光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象(√)
(6)只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿染色观察动物细胞中的线粒体(√)
[三过小题]
1．(2018·海南高考)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－亮－暗三层结构
解析：选C　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－亮－暗三层结构，D错误。
2．染色是生物实验常用的方法，下列有关实验的叙述正确的是(　　)
A．观察脂肪：切取花生子叶薄片→去浮色→染色→制片→观察
B．观察植物细胞的有丝分裂：制片→解离→漂洗→染色→观察
C．观察DNA和RNA在细胞中的分布：制片→水解→染色→冲洗→观察
D．观察线粒体：滴染液→涂片→观察
解析：选D　观察细胞中的脂肪，切取花生子叶薄片放在载玻片中央，然后用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液染色，并用50%的酒精洗去浮色；观察植物细胞的有丝分裂实验步骤为：解离→漂洗→染色→制片→观察；观察DNA和RNA在细胞中的分布实验步骤为：制片→水解→冲洗→染色→观察；观察线粒体时先滴染液，然后刮取口腔上皮细胞，放在染液中涂抹几下，再盖上盖玻片观察。
3．下列关于用显微镜观察细胞的实验，叙述正确的是(　　)
A．转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动
B．以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离
C．苏丹Ⅲ染液染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒
D．在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数
解析：选C　转换物镜时应该手握转换器小心缓慢转动，不能手握物镜，A错误；洋葱鳞片叶内表皮是高度分化的活的植物细胞，可发生质壁分离，只是在显微镜下不易观察，B错误；脂肪经苏丹Ⅲ染液染色后显现橘黄色颗粒，C正确；在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察，由于细胞中的叶绿体可能会相互遮挡，计数结果不够准确，因此无法计数，D错误。
类型(二)　物质提取与检测类实验
[一过基础]
1．比较六个检测类实验(填表)
实验名称
试剂
颜色
生物材料
备注
淀粉的
检测
碘液
蓝色
脱色的
叶片
—
还原糖
的检测
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
检测
苏丹Ⅲ(或
Ⅳ)染液
橘黄
(或红)色
花生种
子切片
需用高倍
镜观察
蛋白质
的检测
双缩脲
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；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏
DNA的
粗提取
与检测
提取液：
NaCl溶液、
冷酒精；
鉴定液：
二苯胺试剂
蓝色
鸡血、
菜花等
酒精要提前冷却，鉴定时需水浴加热
2.辨析有关颜色反应类实验的五种颜色(填表)
颜色
原理
红
①还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀
②脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色
③RNA＋吡罗红溶液→红色
④染色体(质)＋醋酸洋红液→红色
⑤叶绿素a和叶绿素b→主要吸收红光和蓝紫光
黄
①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色
②叶绿体中色素分离的滤纸条中：
胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色
绿
①DNA＋甲基绿溶液→绿色
②线粒体＋健那绿染液→蓝绿色
③酒精＋橙色的重铬酸钾溶液灰绿色
④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
①淀粉＋碘液→蓝色
②DNA＋二苯胺试剂蓝色
紫
①染色体(质)＋龙胆紫溶液→紫色
②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色
③叶绿体中的4种色素→主要吸收蓝紫光
[二过易错]
(1)斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色(2017·全国卷Ⅰ，T2D)(√)
(2)组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微镜下观察有橘黄色颗粒说明有脂肪(2015·江苏卷，T23A)(√)
(3)鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液(2014·山东卷，T4A)(√)
(4)还原糖的鉴定实验中隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面(2014·江苏卷，T22B)(√)
(5)检测植物组织中的葡萄糖，应用的试剂是甲基绿，预期的实验结果为葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀(×)
(6)纸层析法分离叶绿体色素的实验中，叶绿素a在层析液中溶解度最低(×)
[三过小题]
1．(2018·北京高考)以下高中生物学实验中，操作不正确的是(　　)
A．在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置
B．鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C．用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)
D．用龙胆紫染液染色，观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体
解析：选A　在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装入发酵装置中时，要预留约1/3的空间，其目的是①让酵母菌先进行有氧呼吸，快速繁殖，耗尽瓶内的氧气后再进行酒精发酵；②暂时储存发酵产生的CO2，防止发酵液溢出导致杂菌污染。
2．(2019届高三·合肥模拟)对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期显色结果都正确的是(　　)

待测物质
检测试剂
预期显色结果
①
DNA
甲基绿
红色
②
脂肪
苏丹Ⅲ
橘黄色
③
淀粉
斐林试剂
蓝色
④
蛋白质
双缩脲试剂
紫色

A．①③　　　　　　　　　　 　B．②③
C．①④ D．②④
解析：选D　甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，利用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布，①错误；脂肪的检测试剂是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，颜色变化为橘黄色或红色，②正确；淀粉的检测试剂是碘液，颜色变化为蓝色，③错误；蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，④正确。
3．下列有关绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，错误的是(　　)
A．在层析液中溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快
B．在提取色素时向研钵中放入少许碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏
C．在实验操作中，滤纸条的一端要剪去两角，滤液细线要画得粗而直
D．在滤纸条上从下到上依次出现黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色4条色素带
解析：选C　在实验操作中，滤纸条的一端要剪去两角，滤液细线要画得细而直。绿叶中的四种色素在滤纸条上随层析液扩散的速度由快到慢依次呈现是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故滤纸条从下到上依次出现黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色4条色素带。
类型(三)　模拟、调查类实验
[一过基础]
1．归纳几种调查类实验(填表)



实验名称
调查对象
调查方法
统计方法(计算公式)
种群密度的调查
活动范围大的动物
标志重捕法
＝
植物或活动能力弱的动物
样方法
＝(各样方密度的平均值)
人类遗传病发病率的调查
人类某种遗传病
汇总法
发病率＝×100%
土壤中小动物类群丰富度的研究
土壤中的小动物
取样器取样法
记名计算法、目测估计法
2．识记模拟尿糖检测实验的原理(填空)
(1)葡萄糖试纸是一种酶试纸，由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的。
(2)当尿液滴加到酶试纸上时，尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和氧，氧可以将滤纸上无色的化合物氧化成有色的化合物，使试纸呈现特定的颜色，再与标准比色卡相比对，即可知道尿液中葡萄糖的含量。
[二过易错]
(1)用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤中小动物类群的丰富度(2014·四川卷，T4D)(×)
(2)调查人群中红绿色盲的发病率时，为减少实验误差而采取的措施是调查足够大的群体，随机取样并统计(√)
(3)调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计(×)
(4)随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群的丰富度(×)
[三过小题]
1．(2019届高三·石家庄模拟)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法或说法错误的是(　　)
A．若甲地内蒲公英种群的个体数量减少，调查其密度时，应适当扩大样方的面积
B．为了避免人为因素干扰，取样的关键要做到随机取样
C．先计算出每个样方中蒲公英的密度，再求出所有样方的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．调查得到的蒲公英的种群密度能准确反映其种群数量的变化趋势
解析：选D　若甲地内蒲公英种群的个体数量较少时，为使调查结果更加精确，应增加样方面积，A正确。用样方法进行种群密度调查时，为避免人为因素干扰，一定要做到随机取样，B正确。用样方法进行种群密度调查时，应取各样方种群密度的平均值，作为该调查对象的种群密度，C正确。种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度；种群密度是种群最基本的数量特征，反映了种群在一定时期的数量，但仅靠这一特征不能反映种群数量的变化趋势，D错误。
2．下列有关调查方法的叙述，正确的是(　　)
A．调查农田中蚜虫、田鼠的种群密度可以采用样方法
B．样方法调查种群密度时要做到随机取样，可用五点取样法
C．采集土壤小动物的方法主要有记名计算法和目测估计法
D．调查草地中蚯蚓的种群密度时应选择标志重捕法
解析：选B　调查农田中蚜虫等活动能力弱的小动物的种群密度宜采用样方法，而田鼠的个体较大、活动能力较强，调查其种群密度时宜采用标志重捕法；样方法调查种群密度时要做到随机取样，不能掺入主观因素，可用五点取样法和等距取样法；采集土壤小动物的方法是取样器取样法等，丰富度的统计方法有记名计算法和目测估计法；蚯蚓的活动能力小且不易被标记，调查其种群密度时不宜采用标志重捕法，宜采用样方法。
3．关于人类遗传病的调查，下列方法正确的是(　　)
①选择红绿色盲、白化病作为调查案例
②选择青少年型糖尿病、哮喘病作为调查案例
③在人群中随机抽样调查研究遗传方式
④在患者家系中调查研究遗传方式
⑤在人群中随机抽样调查并计算发病率
⑥在患者家系中调查并计算发病率
A．①③⑤　　　　　　　 　B．②④⑥
C．②③⑤ D．①④⑤
解析：选D　调查人类遗传病时，最好选择群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等，①正确；青少年型糖尿病、哮喘病属于多基因遗传病，不适合作为调查案例，②错误；调查遗传方式时，应在患者家系中调查研究，③错误，④正确；调查发病率时，应在人群中随机抽样调查并计算，⑤正确，⑥错误。

类型(四)　探究类实验
[一过基础]
探究类实验的变量分析(填表)
实验名称
自变量
因变量
无关变量
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
探究酵母菌的呼吸方式
氧的有无
CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；酒精产生量(用酸性的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
探究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
扦插枝条的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数量的动态变化
时间
酵母菌种群数量
培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中的群落演替
时间
群落的变化
水族箱的培养条件和环境等
[二过易错]
(1)探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温(2014·山东卷，T4D)(×)
(2)若探究温度和pH对酶活性的影响，选用材料与试剂：前者为过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液，而后者为新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液(×)
(3)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(×)
(4)用两种不同浓度2,4­D溶液分别处理月季插条形态学下端，观察并比较扦插后的生根数，预期结果是低浓度2,4­D处理的插条生根数总是更多(×)
(5)对酵母菌计数时，用吸管吸取培养液滴满血细胞计数板的计数室及其四周边缘，轻轻盖上盖玻片后即可镜检(×)
[三过小题]
1．(2018·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化如图。有关分析错误的是(　　)
A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C．若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
解析：选C　t1→t2，培养液中O2相对含量下降，但与0→t1段相比，下降幅度变小，故酵母菌的有氧呼吸速率不断下降。t3时，培养液中O2相对含量比较低，酵母菌主要进行无氧呼吸；t1时，培养液中O2相对含量较高，酵母菌主要进行有氧呼吸，t3时无氧呼吸产生CO2的速率与t1时产生CO2的速率近似相等，相同量的葡萄糖无氧呼吸产生的CO2量比有氧呼吸少，可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快。由题意可知，曲线是在最适温度下获得的，若降低10 ℃培养，则呼吸速率下降，O2相对含量达到稳定所需时间会延长。因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸，产生了酒精，故实验后的培养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后，会变成灰绿色。
2．在探究生长素类似物对扦插枝条生根的影响实验中，某小组同学选用生长素类似物NAA进行了如下实验。下列分析错误的是(　　)
分组
甲组
乙组
丙组
丁组
枝条
10个，带芽
10个，带芽
10个，带芽
10个，无芽
浸泡
下端
5×10－5 g/mL
的NAA溶液
10 min
5×10－1g/mL
的NAA溶液
10 min
清水
10 min
清水
10 min
扦插
扦插于潮湿的沙土中，其他条件相同且适宜
结果
生根较多
几乎不生根
生根较少
几乎不生根
A.丙组的芽能产生NAA促进扦插枝条生少量的根
B．丁组由于缺少激素来源，扦插枝条几乎不生根
C．由本实验可看出高浓度的NAA能抑制扦插枝条生根
D．由本实验不能确定促进扦插枝条生根的最适NAA浓度
解析：选A　NAA是人工合成的生长素类似物，不是植物体产生的。丙、丁两组比较，自变量为有无芽，幼芽可以产生较多的生长素，并被运输至扦插枝条下端，因此丙组因内源生长素的作用而生根，而丁组无芽则无内源生长素的刺激，故几乎不生根。甲、乙、丙组中枝条均带有芽，自变量为NAA浓度的不同，与甲组比较可知，乙组中高浓度的NAA抑制了扦插枝条生根。若想确定促进扦插枝条生根的最适NAA浓度，需设置一系列不同浓度的NAA溶液，观察生根状况，进而确定最适NAA浓度。
3．(2017·江苏高考改编)如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A．改变通入气体种类，可以研究呼吸作用类型对发酵的影响
B．果酒发酵中期通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸
C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关
D．气体入口与气体出口可以交换使用
解析：选D　改变通入气体的种类，如分别通入氮气和氧气，可研究无氧呼吸和有氧呼吸对发酵的影响；果酒发酵中期通入氮气，更利于创造无氧条件，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸；果醋发酵的菌种是醋酸杆菌，其生长的适宜温度是30～35 ℃，温度能影响醋酸杆菌的代谢，从而影响果醋的发酵周期；气体的入口必须伸入培养液中，气体的出口不能伸入培养液中，如果气体的入口和出口交换，会导致发酵液喷出。

一、选择题
1．(2018·全国卷Ⅲ)下列研究工作中由我国科学家完成的是(　　)
A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
解析：选D　奥地利科学家孟德尔以豌豆为材料进行遗传学实验，发现了性状遗传规律；美国科学家卡尔文等用小球藻进行实验，探明了CO2中的碳通过光合作用转化成有机物中碳的途径；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是由美国科学家艾弗里及其同事完成的；1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素，开辟了人工合成蛋白质的时代。
2．(2018·贵阳高三5月适应性考试)下列关于比较H2O2在不同条件下的分解实验及分析，正确的是(　　)
A．加热和加入FeCl3都能提高反应速率，其原理是相同的
B．常温组的设置是为了保证实验结果是由自变量引起的
C．可用盐析的方法从肝脏研磨液中获得纯净的H2O2
D．实验时增加H2O2溶液的浓度可持续提高反应速率
解析：选B　加热能为化学反应提供能量而提高反应速率，加入FeCl3是通过降低活化能而提高反应速率，A错误；常温组的设置是作为对照组，对比说明实验结果是由自变量引起的，B正确；肝脏细胞中含有H2O2酶能催化H2O2分解，故肝细胞中几乎没有H2O2，且盐析的方法只用于生物大分子的提取，C错误；在一定范围内增加H2O2溶液的浓度可持续提高反应速率，超过一定范围，反应速率不再随H2O2溶液浓度的增加而增大，D错误。
3．下列相关实验中，叙述正确的是(　　)
A．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是主要的遗传物质
B．可用含有充足营养物质的完全培养基培养噬菌体
C．噬菌体侵染细菌实验中，同位素32P标记的一组中，上清液中放射性较强
D．艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用
解析：选D　噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外面，因此该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，不能用培养基直接培养噬菌体，B错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，所以放射性主要分布在沉淀物中，C错误；艾弗里提取的DNA不纯，含有少量的蛋白质，没有完全排除蛋白质的干扰，D正确。
4．下列为减少实验误差而采取的措施，错误的是(　　)
选项
实验内容
减少误差采取的措施
A
对培养液中酵母菌数量进行计数
多次计数取平均值
B
探索2,4­D促进插条生根的最适浓度
预实验确定浓度范围
C
调查人群中红绿色盲的发生率
调查足够大的群体，随机取样并统计
D
比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短
观察多个装片、多个视野的细胞并统计

解析：选B　对培养液中酵母菌数量进行计数时，应多次计数取平均值，可有效减少实验误差；探索2,4­D促进插条生根的最适浓度时，进行预实验的目的是避免人力、物力、财力的浪费，而不是减少误差；调查人群中红绿色盲发生率时，随机取样并统计且保证调查的样本足够大，可减少实验误差；比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短时，可对多个装片、多个视野的细胞进行观察并统计，从而减少实验误差。
5．(2019届高三·马鞍山质量检测)下列有关实验的叙述，正确的是(　　)
A．探究土壤小动物类群的丰富度时，宜采用标志重捕法
B．不可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．斯他林和贝利斯通过实验证明了激素调节的存在，并提取了促胰液素
D．观察叶绿体实验最好用带有少量叶肉的菠菜叶上表皮制作装片进行观察
解析：选B　许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查；在进行这类研究时，常用取样器取样法进行采集、调查，A错误。验证酶的专一性实验要选择斐林试剂作为检测还原糖的试剂，而不能选用碘液，因为碘液只能检测淀粉是否被淀粉酶水解，不能检测蔗糖是否被淀粉酶水解，无论蔗糖是否被水解，反应后的混合物都不能与碘液发生颜色反应，B正确。斯他林和贝利斯通过实验证明了激素调节的存在，但是并没有提取出促胰液素，C错误。带有少量叶肉的菠菜叶上表皮叶绿体小而多；而带有少量叶肉的菠菜叶下表皮叶绿体大而少，便于观察，所以观察叶绿体实验最好用带有少量叶肉的菠菜叶下表皮制作装片进行观察，D错误。
6．将甲、乙两种植物的成熟细胞(体积大小相同)置于不同浓度的溶液中，5 min后镜检发现细胞质壁分离情况如表，下列有关分析正确的是(　　)

0.15 g/mL
0.20 g/mL
0.25 g/mL
0.30 g/mL
甲
－
初始分离
分离明显
分离明显
乙
－
－
初始分离
分离明显

A．本实验共设置了甲、乙两个实验组，通过改变细胞外溶液浓度进行实验探究
B．植物甲细胞液的浓度约为0.20 g/mL，此时植物甲细胞原生质体的体积大于植物乙细胞
C．植物甲细胞液的浓度小于植物乙细胞液的浓度
D．外界溶液浓度为0.15 g/mL时，这两种细胞的体积明显大于实验前的初始体积
解析：选C　本实验将甲、乙两种植物的成熟细胞分别放入4种不同浓度的溶液中，共设置了8个实验组，而不是甲、乙两个实验组，A错误；细胞外溶液浓度为0.20 g/mL时，植物甲细胞质壁初始分离，说明甲细胞液浓度略小于0.20 g/mL，此时甲细胞略微失水，原生质体已发生收缩，而乙细胞未发生质壁分离，因此植物甲细胞原生质体的体积小于植物乙细胞，B错误；细胞外溶液浓度为0.25 g/mL时，植物甲细胞质壁分离明显，而植物乙细胞才开始发生质壁分离，说明植物甲细胞液的浓度小于植物乙细胞液的浓度，C正确；外界溶液浓度为0.15 g/mL 时，甲、乙细胞可能都在吸水，但由于细胞壁的伸缩性很小，故即使吸水细胞体积也不会明显增大，D错误。
7．(2018·浙江4月选考)在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①、②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　)

A．甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象
B．甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比②的要大
C．乙→丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致
D．细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂
解析：选C　甲状态时，水分子仍然通过跨膜运输进出细胞，A错误；甲→乙变化表明，细胞正在发生质壁分离，其内在的原因是结构①细胞壁的伸缩性比②原生质层的伸缩性要小，B错误；乙→丙表示细胞在发生质壁分离复原，其变化的原因是外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水，C正确；细胞发生渗透作用至丙状态，因细胞壁的支持和保护作用，一段时间后该细胞不会破裂，D错误。
8．(2019届高三·衡水中学模拟)下列有关生物学研究和实验方法的叙述，错误的是(　　)
A．通过调查土壤样本中小动物的种类和数量来推测土壤动物的丰富度
B．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，之后再根据活动中的体会构建概念模型
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．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
解析：选D　在探究淀粉酶的最适温度时，为了减少浪费需要设置预实验，不是减小误差，D错误。
9．(2019届高三·潍坊模拟)下列有关生物实验的叙述，正确的是(　　)
A．对培养液中的酵母菌进行计数时，先将培养液滴入计数室，然后盖好盖玻片在显微镜下计数
B．体验制备细胞膜的方法实验中，需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液
C．探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度的正式实验中，需要用蒸馏水作对照组
D．探究温度对酶活性的影响实验中，将酶与底物混合后再进行保温
解析：选B　使用血细胞计数板时，应先放盖玻片，再滴加培养液，使培养液从边缘处自行渗入计数室，A错误；为了保持红细胞的正常形态，需用血液加适量的生理盐水制备新鲜的红细胞稀释液，B正确；探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度的预实验中，需要用蒸馏水作对照组，在正式实验中，不需要用蒸馏水作对照组，C错误；探究温度对酶活性的影响时，操作顺序一般是先将各组酶和底物保温在不同温度下，再将相同温度的酶与底物混合，D错误。
10．下列有关生物学实验原理或方法的叙述，正确的是(　　)
A．探究pH对酶活性影响的实验中，pH是自变量，酶浓度属于无关变量
B．观察低温诱导染色体数目变化的实验中，细胞始终是活的
C．用斐林试剂检验还原糖，溶液颜色由无色变为砖红色
D．用血细胞计数板计数酵母菌种群数量，获得的是活菌数目
解析：选A　探究pH对酶活性影响的实验中，pH是自变量，酶浓度属于无关变量，A正确；观察低温诱导染色体数目变化的实验中，细胞是被杀死固定的，B错误；用斐林试剂检验还原糖，溶液颜色由浅蓝色变为砖红色，C错误；用血细胞计数板计数酵母菌种群数量，获得的是细胞总数目，D错误。
11．下列关于教材实验的叙述，错误的是(　　)
①观察线粒体　②观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
③探究植物细胞的吸水和失水　④细胞大小与物质运输的关系
A．只有①需要活体材料　 　B．只有④不需要用显微镜
C．只有③需要设置对照 D．只有③不需要染色处理
解析：选A　③也需要活体材料，A错误；①②③均需用显微镜观察，④不需要用显微镜，B正确；③为自身对照，其他都不需要设置对照，C正确；①需用健那绿染液染色，②要用碱性染液染色，④需利用酚酞与NaOH反应染色，③不需要染色，D正确。
12．(2019届高三·贵阳检测)实验操作不当一般情况下不能达到预期结果，但有的实验或调查若通过及时调整也可顺利完成。下列有关叙述合理的是(　　)
A．检测蛋白质时，只有斐林试剂的甲、乙液，将乙液按比例稀释可得双缩脲试剂
B．探究唾液淀粉酶的催化活性时，发现底物与酶的混合液的pH为0.9时，可调至中性
C．调查遗传病发病率时，如发现样本太少，可扩大调查范围，已获得的原始数据不能再用
D．提取光合作用色素实验中，如发现滤液颜色太浅，可往滤液中再添加适量CaCO3
解析：选A　斐林试剂的甲液是0.1 g/mL NaOH溶液，乙液是0.05 g/mL CuSO4溶液，而双缩脲试剂A液是0.1 g/mL NaOH溶液，B液是0.01 g/mL CuSO4溶液，因此将斐林试剂乙液按比例稀释可得到0.01 g/mL CuSO4溶液，即可用于蛋白质的检测；过酸、过碱会使唾液淀粉酶变性失活，因此底物与酶的混合液的pH为0.9时，淀粉酶丧失活性，再将pH调至中性酶的活性也不会恢复；调查遗传病的发病率时，样本要足够大，而且要做到随机取样，如发现样本太少，可扩大调查范围，已获得的原始数据仍能使用；滤液颜色太浅可能是因为研磨时未加入CaCO3，叶绿体内的叶绿素被破坏，还可能是因为研磨不充分等，因此在滤液中加CaCO3不能改变滤液中色素的含量。
二、非选择题
13．下面①～⑧是高中生物学常见的实验，请回答以下有关问题：
①生物组织中还原糖的检测　②利用花生子叶切片检测脂肪　③生物组织中蛋白质的检测　④探究植物细胞的吸水和失水　⑤绿叶中色素的提取和分离　⑥观察DNA和RNA在细胞中的分布　⑦观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂　⑧观察细胞中的线粒体、叶绿体和细胞质流动
(1)在上述实验中，必须借助显微镜才能完成的是____________，实验中需要水浴加热的有________，在实验过程中必须保持细胞活性的是______。(均填序号)
(2)在上述实验中，用到酒精的实验有②⑤⑦，其中酒精所起的作用分别是②：________________________________________________________________________；
⑤：____________________；⑦：________________________________________。
(3)受实验材料、用具或试剂所限，有时候需要设法替代。下列各项处理中正确的有________(填字母)。
a．做①实验时，可用班氏试剂代替斐林试剂
b．做②实验时，可用龙胆紫代替苏丹Ⅲ染液
c．做④实验时，可用牵牛花的花瓣细胞代替紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
d．做⑦实验时，可用洋葱鳞片叶内表皮代替洋葱根尖
(4)科学家观察发现，有一种俗称熊虫的动物，若进入“隐生状态”(这时它的代谢速率几乎为0)，能耐受零下271 ℃的冰冻数小时，据研究，熊虫进入“隐生状态”时，它们的体内会大量产生一种叫海藻糖的二糖。
根据上述资料，有人认为熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到低温造成的损伤。某同学欲设计一实验方案，来对这一说法进行探究。为了确保实验的科学性和准确性，从化学组成及生理功能看，用于该实验的材料应具有________________________________________________________________________
的特点。在该实验设计方案中，自变量是__________________________，自变量之外对实验结果有影响的实验因素称为________。
解析：(1)在题中①～⑧实验中，①③⑤不需要用到显微镜，其他实验都需要用到显微镜。用斐林试剂检测还原糖，需要水浴加热。在实验过程中必须保持细胞活性的实验有④探究植物细胞的吸水和失水(如果是死细胞，则不会发生质壁分离与复原)、⑧观察细胞中的线粒体、叶绿体和细胞质流动。(2)在②利用花生子叶切片检测脂肪的实验中需要用体积分数为50%的酒精来洗去浮色；在⑤绿叶中色素的提取和分离实验中，需要用到无水乙醇作为提取液来提取色素；在⑦观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，酒精和盐酸可配制成解离液，起到使细胞分离开的作用。(3)检测还原糖可用斐林试剂，也可用班氏试剂，只不过班氏试剂可长期保存。检测脂肪用的是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，不能使用龙胆紫，龙胆紫是给染色质染色的一种碱性染料。牵牛花的花瓣细胞具有大液泡，且细胞液有颜色，可以代替紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞用于探究植物细胞的吸水和失水。洋葱鳞片叶内表皮细胞是高度分化的细胞，不进行有丝分裂，不能用来观察植物细胞有丝分裂。(4)在本小题中，自变量为是否添加外源海藻糖，为避免内源海藻糖对实验结果产生影响，实验用的材料自身应不含海藻糖也不能合成海藻糖。
答案：(1)②④⑥⑦⑧　①　④⑧　(2)洗去浮色
溶解、提取绿叶中的色素　配制解离液　(3)a、c
(4)自身不含海藻糖也不能合成海藻糖　是否添加海藻糖　无关变量
14．某兴趣小组利用豌豆为实验材料进行了相关实验。回答下列问题：
(1)利用图甲所示密闭装置来测量豌豆幼苗在2 lx、20 ℃条件下的光合速率，装置内无其他生物，碳酸氢钠溶液能维持瓶内CO2浓度的相对稳定。注射器的起始读数为a mL，液滴的位置为X,15分钟后，注射器的读数需调整为b mL，才能使液滴回到位置X。

①(b－a) mL能不能表示测试15分钟内豌豆幼苗光合作用产生的氧气体积？________。
②如果要精确测量该豌豆幼苗在25 ℃下的呼吸速率(装置有多套，且内部氧气量足够)，应如何设计实验？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(简单写出设计思路即可)
(2)已知标准层析液的组分及比例为石油醚丙酮苯＝2021，为研究标准层析液各组分在色素分离中的各自功能，该研究小组分别用标准层析液、石油醚、苯、丙酮等4种不同溶液分别处理豌豆幼嫩叶中的色素。结果如图乙所示。据图分析，下列对标准层析液中3种成分的各自功能的叙述中正确的有________(填字母)。

A．石油醚的功能是分离色素中的胡萝卜素
B．苯的功能是分离色素中的类胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b
C．丙酮的功能是溶解各种色素
(3)取豌豆幼苗的根尖，做观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验时，龙胆紫溶液的用途是________________________________________________________________________，
装片的制作流程是___________________________________________________。
(4)豌豆的花腋生与顶生是一对相对性状，杂合子自交会出现3花腋生1花顶生的性状分离比，高茎与矮茎是一对相对性状，杂合子自交也会出现3高茎1矮茎的性状分离比。现有花腋生矮茎纯种豌豆、花顶生高茎纯种豌豆，如何验证控制花位置和茎高度的基因遵循自由组合定律？____________________________________________________________
________________________________________________________________________
_________________________________________________。(简单写出设计思路即可)
解析：(1)在2 lx、20 ℃条件下，图甲装置测量的是豌豆幼苗的净光合速率，而豌豆幼苗光合作用产生的氧气体积反映的是总光合速率。为了测量豌豆幼苗的呼吸速率，不能有光照(排除光照对结果的干扰)，而且要排除温度对气体的影响。(2)与对照组相比，石油醚分离出的橙黄色色素是胡萝卜素，而其他色素还分布在起始线附近，可见其他色素在石油醚中溶解度很小，石油醚不能将其分离；与对照组相比，苯分离出的3条色素带从上往下依次是类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)、叶绿素a和叶绿素b，但是不能将类胡萝卜素中的两种色素分离；与对照组相比，丙酮不能将豌豆幼嫩叶中的4种色素较好地分离出来，从3条色素带连在一起、离起始线较远和起始线处几乎没有色素这些现象可知豌豆幼嫩叶中的4种色素在丙酮中溶解度都很大，并且相差很小，即丙酮的功能是溶解滤纸上虑液细线中的4种色素。(3)观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验中，观察的对象主要是染色体的数量和形态的变化，而染色体必须经龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料染成深色才能被观察到。(4)题干是要验证自由组合定律，又因每对等位基因的杂合子自交都会出现3∶1的性状分离比，所以只要F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比即可证明该定律。
答案：(1)①不能　②取两套装置，一套装置内是活的豌豆幼苗，一套装置内是大小相同的死豌豆幼苗，均进行遮光处理，并置于25 ℃环境中进行测量　(2)ABC　(3)将染色体染成深色　解离→漂洗→染色→制片　(4)让花腋生矮茎纯种豌豆与花顶生高茎纯种豌豆杂交，所得F1再自交，F2中出现9∶3∶3∶1的性状分离比
第Ⅱ课时　教材经典实验抽丝剥茧——系统方法
[编者按]　经典实验是科学家精心思考、巧妙设计、反复实践，经后人多次重复证明是一些正确的且最具代表性的实验。经典实验是高考实验命题的重要素材来源，是我们获取生物学实验方法的重要途径，可以让我们总结出生物学科特有的实验思想和方法。高考中有关经典实验的考查形式主要有两种：一是以选择题的形式集中考查一些经典实验过程中的处理方法和结果分析，二是以某经典实验方法解决具体的生物学问题。
一、通过“光合作用的探究过程”经典实验，掌握“对照”和“变量”在生物实验中的重要性
[经典回顾]
经典实验
变量分析
自变量相关设置
因变量观察指标
无关变量
普利斯特利植物更新空气成分实验
对照组：无绿色植物实验组：有绿色植物
小白鼠存活时间(或存活状态)或蜡烛燃烧时间
光照、温度、小白鼠健康程度、蜡烛的种类和实验前燃烧程度等
萨克斯天竺葵实验
对照组：曝光
实验组：遮光
碘蒸气处理后叶片的颜色
天竺葵叶片状态、暗处理时间、光照时间等
恩格尔曼水绵和好氧细菌实验
对照组：完全暴露在光下
实验组：黑暗环境下极细光束照射
好氧细菌分布情况
水绵与好氧细菌的生活状态、环境条件的控制等
恩格尔曼三棱镜照射水绵和好氧细菌实验
对照组：正常光源照射
实验组：黑暗环境下光线经三棱镜后照射
鲁宾和卡门的18O标记实验
实验组中，一组为植物提供H2O和C18O2，另一组为植物提供HO和CO2
小球藻释放的O2的放射性情况
光照、温度、新鲜的实验材料，提供的H2O和CO2只有一种物质具放射性等
卡尔文14C标记实验
实验时间(用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，实验进行不同时间后，追踪检测其放射性)
小球藻叶绿体中含有放射性的物质和种类
光照、温度、新鲜的实验材料、检测时间的选择，只有14CO2一种物质具有放射性等

[经典技法]
1．对照原则
即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。通常，一个实验分为实验组和对照组。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。常见对照类型分为空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。
空白
对照
指不做任何实验处理的对象组，其能明确地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强说服力
自身
对照
指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组，自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组
条件
对照
指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量
相互
对照
指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照，在等组实验法中，大都是运用相互对照，其能较好地平衡和抵消无关变量的影响，使实验结果更具有说服力

2．实验设计的变量
实验设计的变量有三种：自变量、因变量、无关变量。通常所说的实验设计遵循单一变量原则中的“单一变量”就是指自变量。在实验设计时，无关变量控制的方法如下：
消 除 法
排除或隔离无关变量对实验效果的影响。例如，在验证“生长素能促进果实发育”的实验中，有一组要求无生长素，需开花前用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰
恒 定 法
在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如，在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度这一无关变量对实验的影响
平 衡 法
设立对照组，除自变量外，无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果

[对点训练]
1．如表所示为某小组为探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题：
操作步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢溶液
2 mL
2 mL
2
加质量分数为5%的盐酸
1 mL
－
3
加质量分数为5%的氢氧化钠溶液
－
1 mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨液
2滴
2滴
5
观察
较少气泡
较多气泡

(1)本实验的自变量是________，因变量是___________________________________，
可观测的指标是_________________________________________________________。
(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：
________________________________________________________________________。
(3)为了将此次多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行________(填“高温”或“冷藏”)处理。
(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越________(填“高”或“低”)。
解析：(1)由题干可知，本实验的目的是探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响，故实验的自变量为pH，结合表中信息可知，因变量是过氧化氢分解速率，可观测的指标是(相同时间内)试管中产生气泡的数量。(2)分析实验操作步骤可知，实验缺少空白对照组，应增加试管丙，将加盐酸或氢氧化钠溶液的步骤换为加1 mL蒸馏水，其他步骤不变。(3)过氧化氢酶的化学本质是蛋白质，在高温下会变性失活，而低温下只是酶活性受到抑制，在适宜条件下，其活性仍能恢复，因此可冷藏处理。(4)如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需时间越长，说明酶促反应速率越慢，即酶的活性越低。
答案：(1)pH　过氧化氢分解速率　相同时间内气泡的产生量　(2)增设试管丙，加2 mL过氧化氢溶液和1 mL蒸馏水后加入2滴猪肝研磨液与试管甲、乙对照，其他步骤不变　(3)冷藏　(4)低
二、通过“基因的分离定律”经典实验，学会生物实验常用的方法——“假说—演绎法”
[经典回顾]
假说演绎的过程——以基因的分离定律为例

[经典技法]
利用“假说—演绎法”解答遗传探究类题目的方法
(1)假说—演绎法的基本内容

(2)假说—演绎法在解题时的应用：用此法解答题目的流程是先作假设，然后根据假设进行演绎推理(一般要通过画遗传图解)得出结果，再由结果得出结论。但在具体应用时，应注意：
①根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏。
②对所提出的每一个假设，都要做出一个相应的结果和结论。
③反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。
[对点训练]
2．孟德尔以黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆作亲本，设计了纯合亲本的杂交、F1自交和测交等一系列实验，利用假说—演绎法“分析现象→作出假设→检验假设→得出结论”，最后得出了自由组合定律。
(1)孟德尔提出的解释自由组合现象的“假说”是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)孟德尔的“演绎”过程是：_____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)孟德尔做的测交实验的结果验证了他的假说。
解析：孟德尔解释自由组合现象的“假说”是：F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子自由组合，F1产生4种比例相等的配子，雌、雄配子的结合是随机的；孟德尔的“演绎”过程中，若假说正确，则测交后代会出现4种性状，比例接近1∶1∶1∶1。
答案：(1)F1形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子自由组合，F1产生4种比例相等的配子，雌、雄配子的结合是随机的　(2)若F1产生配子时成对的遗传因子分离，不成对的遗传因子自由组合，则测交后代会出现4种性状，比例接近1∶1∶1∶1
三、通过“生长素的发现”经典实验，掌握实验设计应遵循的“三大原则”
[经典回顾]
实验者
实验图示
实验结论
达尔文

胚芽鞘尖端受单侧光照射产生某种“影响”并向下面的伸长区传递，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
鲍森·
詹森

胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部
拜尔

胚芽鞘的弯曲生长，是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
温特

胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质造成的，并将其命名为生长素

[经典技法]
“生长素的发现”实验中的三大原则
(1)科学性原则
实验要有充分的科学依据，该科学依据可以是已被证明是正确的原理和规律，也可以是前人的实验结论。例如，达尔文注意到人们熟视无睹的现象(植物的向光性)，通过设计简单而又富有创造性的实验来研究，即体现了科学性原则；后续科学家在前人探索的经验基础上再设计实验，进行新疑问的探究，也是科学性原则的体现。
(2)简便可行性原则
简便是指在设计生物学实验时，尽量做到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验时间比较短等。例如，在生长素的发现过程中，各位科学家选用的主要实验材料均为单子叶植物幼苗，就是考虑到简便可行性原则。
(3)设置对照原则
在实验中常需设置对照组，用于与实验组进行对比，以准确分析实验结果。通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
[对点训练]
3．某生物小组的同学为了研究叶绿体色素对不同波长光的吸收情况，设计了一个小实验，具体步骤如下：
(1)室外随意搬取4株天竺葵，制作4个能装下天竺葵的相同规格的黑色硬纸盒，每个纸盒内分别装上不同颜色(红、黄、绿、蓝)、功率相同的彩灯；
(2)将4株天竺葵分别放入4个黑色纸盒中，在相同且适宜的条件下，接通电源，照光4小时；
(3)从4株经光照后的天竺葵上同时各取一片叶片脱色后放入培养皿中，滴加等量碘液；
(4)观察并比较各培养皿中叶片的颜色变化。
请你指出以上实验设计中的不足之处，并做出修改。
不足之处一：________________________________________________________。
修改为：____________________________________________________________。
不足之处二：________________________________________________________。
修改为：___________________________________________________________。
不足之处三：______________________________________________________。
修改为：__________________________________________________________。
不足之处四：_____________________________________________________。
修改为：_________________________________________________________。
解析：首先从题干中获取本实验的实验目的：探究叶绿体色素对不同波长光的吸收情况。依据实验目的，结合实验材料，明确实验设计思路：选择生长发育一致的天竺葵作为实验材料，随机编号甲、乙、丙、丁。首先进行饥饿处理，使储存在天竺葵中的有机物消耗完，然后分别用不同波长的彩灯照射。4小时后，分别取叶龄、大小一致的叶片，脱色后滴加碘液，观察叶片的颜色变化。结合评价性实验的解题技巧，得出正确的答案。
答案：不足之处一：没有进行饥饿处理　修改为：将天竺葵放置在黑暗处24小时
不足之处二：没有说明天竺葵的生长发育状况是否一致
修改为：选取生长发育状况一致的天竺葵
不足之处三：没有说明叶片选取是否一致　修改为：选取叶龄相同、大小相似的叶片
不足之处四：没有对实验装置材料编号　修改为：将四组实验装置以及培养皿等编号
4．某兴趣小组为验证2,4­D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2,4­D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。
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

一、选择题
1．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是(　　)
A．a、b和d　　　　　　　 　B．a、c和e
C．c、d和e D．b、c和e
解析：选B　光合作用需要光照，部位c、e 被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a 部位为黄白色，没有叶绿素，故也不能进行光合作用产生淀粉，所以a、c、e处加碘液不会变蓝。
2．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．研究蝾螈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，分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂
解析：选B　研究温度对酶活性的影响时，温度为自变量，溶液的酸碱性为无关变量，应维持相同且适宜；验证胚芽鞘感光部位在尖端时，甲组用锡帽罩住尖端，乙组应用套筒罩住尖端下面一段；在观察DNA和RNA在细胞中的分布时，应使用甲基绿和吡罗红混合染色剂。
3．(2018·全国卷Ⅰ)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
解析：选C　乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养；丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用；若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加；药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低。
4．生物学与实验密切相关，下列有关生物实验的说法正确的是(　　 )
A．在观察人口腔上皮细胞的线粒体实验中，要维持细胞及其中线粒体的活性
B．探究低温诱导植物细胞染色体数目变化的实验中，用卡诺氏液可将染色体染色
C．制备纯净细胞膜时，可选择去掉细胞壁的成熟叶肉细胞
D．调查人类遗传病的发病率一定要选择由一个基因控制、发病率高的遗传病
解析：选A　观察人口腔上皮细胞的线粒体实验中，用生理盐水配制的健那绿染液能维持细胞的正常形态，同时保持线粒体的活性；探究低温诱导染色体加倍的实验中，卡诺氏液用于材料的固定；去掉细胞壁的成熟叶肉细胞仍具有液泡、叶绿体等具膜细胞器，不能用于获得纯净的细胞膜；人类遗传病的调查要选取由一对等位基因控制的单基因遗传病进行实验。
5．如图为探究吲哚乙酸引起植物向光弯曲的两个实验，下列叙述正确的是(　　)

A．图1与图2胚芽鞘尖端分别套不透光和透光小帽，说明感光部位在尖端
B．实验说明吲哚乙酸促进胚芽鞘尖端下面一段背光侧生长，抑制向光侧生长
C．实验说明吲哚乙酸对植物各器官的灵敏度不同
D．如果图2尖端下段不遮光，不能排除尖端下段也是感光部位
解析：选D　图1与图2胚芽鞘尖端分别套不透光和透光小帽，只能说明感光部位可能在尖端，还需与尖端下段遮光的实验对比才能得出感光部位在尖端。吲哚乙酸对胚芽鞘尖端下面一段背光侧和向光侧生长都起促进作用。实验只能说明弯曲生长与是否接受单侧光刺激和感光部位有关，不能说明吲哚乙酸对植物各器官的灵敏度不同。
6．(2019届高三·济南模拟)某研究小组欲研究桑叶提取液对患糖尿病小鼠的降血糖效果，设计了一系列实验。下列有关实验的设计思路，说法错误的是(　　)
A．随机选取三组生理状况相同、数量相等的健康小鼠，其中两组制备成患糖尿病的小鼠
B．每组小鼠在实验开始前和实验结束后都需要测量其血糖浓度
C．患糖尿病小鼠既可以作为实验组又可以作为对照组
D．对照组除每天饲喂等量的食物，也要注射等量的桑叶提取液
解析：选D　根据题干信息分析，本实验的目的是探究桑叶提取液对患糖尿病小鼠的降血糖效果，自变量为是否含有桑叶提取液，无关变量应保持相同且适宜，因此应该随机选取三组生理状况相同、数量相等的健康小鼠，其中一组小鼠正常，另外两组制备成患糖尿病的小鼠，A正确；该实验的因变量是小鼠的血糖浓度，因此每组小鼠在实验开始前和实验结束后都需要测量其血糖浓度，B正确；患糖尿病小鼠与正常小鼠相比为实验组，同时其前后可以自身对照，即其也可以作为对照组，C正确；根据实验的单一变量原则和对照性原则，实验组注射桑叶提取液，则对照组应注射等量的桑叶提取液的溶剂，D错误。
7．(2018·肇庆检测)1880年德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将棱镜产生的光谱投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图)。他得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。下列叙述正确的是(　　)

A．细菌的聚集情况说明细菌所含色素主要吸收红光和蓝紫光
B．这个实验的巧妙之处在于选用具有椭圆形叶绿体的丝状水绵体，便于实验结果的观察
C．这个实验的思路是好氧性细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
D．这个实验的自变量是不同的光照强度，因变量是好氧细菌集中的地方
解析：选C　分析曲线图可知，光合作用主要吸收的光谱是红光和蓝紫光，其他光吸收较少，并非不吸收，细菌的聚集情况说明聚集处O2含量高，光合速率高，A错误；恩格尔曼的实验巧妙地利用了好氧性细菌会聚集在O2含量高的部位，得出了光合作用的场所为叶绿体，产物之一为O2，便于实验结果的观察，此外水绵的叶绿体是螺旋式带状的，B错误；该实验的设计思路是好氧性细菌需要O2，水绵光合作用的部位产生的O2多，在O2含量多的地方好氧性细菌的数量多，C正确；实验的原理是不同波长的光(即不同颜色光照)光合作用强度不同，因此自变量是不同波长的光，因变量是光合作用释放O2的多少，用好氧性细菌的分布呈现，D错误。
8．(2019届高三·太原模拟)生物兴趣小组为探究影响插条生根的因素，以同一植株的枝条为材料开展研究。他们用营养素和生长调节剂X处理枝条后，得到如下结果。据图分析，下列推断合理的是(　　)

A．营养素比生长调节剂X对插条的生根具有更大的促进作用
B．有叶枝条可能会产生与营养素有类似作用的物质
C．生长调节剂X对两种枝条的生根均有较大的促进作用
D．营养素对两种枝条的生根均有较大的促进作用
解析：选B　据图可知，处理有叶枝条时，生长调节剂X比营养素对插条的生根具有更大的促进作用，A错误；单独用生长调节剂X处理，无叶枝条生根效果不明显，有叶枝条生根明显，用生长调节剂X和营养素处理，无叶枝条和有叶枝条生根数相差不大，据此推测无叶枝条缺乏与营养素有类似作用的物质，有叶枝条可能会产生与营养素有类似作用的物质，B正确；生长调节剂X对无叶枝条生根的促进作用不明显，C错误；营养素对两种枝条的生根均没有明显的促进作用，D错误。
二、非选择题
9．为了验证甲状腺激素的生理作用，以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。
(1)材料和用具：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠若干只，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。
(实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不做要求，室温恒定。)
(2)方法与步骤：
①将日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠________________________________，然后分别用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪测定并记录大白鼠的耗氧量和活动量。
②每日用灌胃器给甲组大白鼠灌胃______________，给乙组大白鼠灌胃______________，饲养一段时间。
③定期测量与记录甲、乙两组大白鼠的__________________________________。
(3)结果预测与分析：_________________________________________________。
解析：根据实验操作一般步骤中的第一步“取材分组”可写出步骤①；按照设置实验组(有单一变量)和对照组(无单一变量)的思路可写出步骤②；经处理过的实验组与对照组需要进行培养或观察，由此可写出步骤③。实验目的中有“验证……”，因此本实验是验证性实验，其结果和结论只有一种情况。
答案：(2)①随机均分为两组并分别标记为甲组和乙组　②适量的甲状腺激素溶液　等量的蒸馏水　③耗氧量和活动量　(3)结果预测：未灌胃甲状腺激素时，甲、乙两组大白鼠的耗氧量和活动量相近；给甲组大白鼠灌胃甲状腺激素后，其耗氧量和活动量均大于乙组；结果分析：甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使大白鼠的耗氧量和活动量加大
10．某同学获得资料：生长素在植物体内的合成和分解代谢过程如图1所示(IAA氧化酶是一种含铁蛋白)。该同学已经知道赤霉素广泛存在于高等植物体内，它可以通过提高生长素(吲哚乙酸)的含量促进植物生长。那么，赤霉素是如何提高生长素含量的呢？为此，进行了下面的部分探究过程。

材料用具：燕麦幼苗、完全培养液、缺铁培养液、赤霉素溶液(以上溶液浓度均适宜)、蒸馏水、琼脂块、刀片等。
实验步骤：
①准备4个配有培养支架的烧杯，标记为1～4号，向1号和2号烧杯中加入等量且适量的完全培养液。
②选取生长状况相同的燕麦幼苗若干株，平均分为四组。
③将其中两组幼苗分别置于1号和2号烧杯中，1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液，培养一段时间后，进行如图2所示处理。
④在黑暗处培养去除尖端的胚芽鞘一段时间后，观察其弯曲情况。
⑤向3号和4号烧杯中加入等量且适量的__a__培养液，然后重复步骤__b__。
请分析回答：
(1)a、b两处分别为____________________；该步骤中使用a培养液的目的是________________________________________________________________________。
(2)若步骤④观察到的结果是去除尖端的胚芽鞘弯向经1号幼苗尖端处理的琼脂块放置一侧，可以说明赤霉素能___________________________________________________。
(3)本探究实验的因变量和自变量分别是_________________________________
________________________。
(4)根据相关实验步骤的设计，请你写出该同学可能提出的实验假设：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本实验探究的是赤霉素如何提高生长素含量。据图1分析，IAA氧化酶是一种含铁蛋白，能促进生长素氧化分解，故应设置实验组：不含铁的培养液阻止生长素氧化分解，保证(内源)生长素的量。1号与2号烧杯中的幼苗作对比，若步骤④观察到的结果是去除尖端的胚芽鞘弯向经1号幼苗尖端处理的琼脂块放置一侧，说明2号幼苗尖端的生长素含量高，即赤霉素能提高生长素的含量(但不能证明赤霉素是通过抑制生长素的分解还是通过促进生长素的合成来提高其含量的)。为确定赤霉素提高生长素含量的方式，应向3号和4号烧杯中加入等量且适量的缺铁培养液，再进行后续的实验(即重复步骤③④)。若去除尖端的胚芽鞘直立生长(即3号幼苗尖端和4号幼苗尖端处理的琼脂块对去除尖端的胚芽鞘的生长作用相同)，则可证明赤霉素能抑制生长素的分解来提高生长素的含量。若去除尖端的胚芽鞘由4号尖端处理的琼脂块放置一侧弯向3号尖端处理的琼脂块放置一侧，则说明赤霉素能促进生长素的合成从而提高生长素的含量或赤霉素能同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解从而提高生长素的含量。通过上述分析可知，该实验的自变量为外源赤霉素的有无，因变量是(内源)生长素的量。
答案：(1)缺铁、③④　阻止生长素氧化分解　(2)提高生长素的含量　(3)(内源)生长素的量、外源赤霉素的有无　(4)①赤霉素通过促进生长素的合成，提高生长素的含量；②赤霉素通过抑制生长素的分解，提高生长素的含量；③赤霉素同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解，提高生长素的含量
11．(2019届高三·山东名校模拟)肿瘤细胞中的ATG7蛋白和ULK1蛋白可以促进自噬。研究发现，一种叫具核梭杆菌(Fn)的细菌与直肠肿瘤有着特殊的关系，它能帮助直肠肿瘤细胞抵抗化疗药物，进而降低化疗效果，过程如图所示。请回答下列问题：

(1)据图可知，化疗药物的作用是促进细胞__________________________________，
由于具核梭杆菌能够抑制基因表达中的________过程，进而影响化疗药物的效果，产生化疗抵抗。
(2)有人认为只要抑制TLR4受体，便可阻止具核梭杆菌对直肠肿瘤的作用，你认为该说法正确吗？______。原因是：__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)TLR4是具核梭杆菌的受体。有人提出，具核梭杆菌在已出现直肠肿瘤的情况下，能促进直肠肿瘤细胞的生长，但并不具备诱导直肠肿瘤产生的作用。为了验证该假说，科研人员做了如下实验。
材料：8～10周龄雄性小鼠48只、生理盐水、氧化偶氮甲烷(AOM——能够诱导直肠肿瘤产生)、具核梭杆菌等。
实验过程：
①将上述小鼠随机均分为4组：第一组为生理盐水处理组；第二组为生理盐水＋AOM处理组；第三组为生理盐水＋Fn处理组；第四组为_____________________处理组。
②在相同且适宜的条件下培养81天。
③解剖小鼠，统计每组肿瘤的数量及大小。
预测结果和实验结论：
将__________对照，若____________________________________________________，
说明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生的作用；
将__________对照，若___________________________________________________，
说明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长。
解析：(1)据图可知，具核梭杆菌通过引起直肠肿瘤细胞自噬的激活来抑制其凋亡，从而帮助肿瘤细胞抵抗化疗药物，由此可推知化疗药物的作用是促进细胞凋亡，这也是化疗药物抗肿瘤治疗的主要机制之一；由于具核梭杆菌能够抑制基因表达中的转录过程(使相关的mRNA含量下降)，这样可以通过ATG7蛋白和ULK1蛋白促进自噬，抑制细胞凋亡，进而影响化疗药物的效果，产生化疗抵抗。(2)据图可知，具核梭杆菌能通过TLR4和TLR8两种受体作用于直肠肿瘤细胞，如果抑制TLR4受体，具核梭杆菌还能通过TLR8受体作用于直肠肿瘤细胞，所以只抑制TLR4受体，不能阻止具核梭杆菌对直肠肿瘤的作用。(3)为了验证具核梭杆菌能促进直肠肿瘤细胞的生长，但并不具备诱导直肠肿瘤产生的作用，实验应分为4组：第一组只用生理盐水处理，作为空白对照；第二组用生理盐水＋AOM处理，可与第一组对照证明AOM的单独作用；第三组用生理盐水＋Fn处理，可与第一、二组对照证明Fn的单独作用；第四组用生理盐水＋Fn＋AOM处理，可与第二、三组对照，用于证明Fn＋AOM的共同作用效果。预测结果和实验结论：可用逆推法。要证明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生，可将第一、二组与第三组对照，若第一、三组(Fn处理组)未发现肿瘤，第二组(AOM处理组)发现肿瘤，则说明具核梭杆菌本身不具备诱导肿瘤产生的作用；要证明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长，可将第二组与第四组对照，由于第四组既有AOM诱导肿瘤的发生，又有具核梭杆菌促进肿瘤细胞生长，所以如果第四组肿瘤大小与数量多于第二组，则说明具核梭杆菌能够促进肿瘤细胞生长。
答案：(1)凋亡　转录　(2)不正确　具核梭杆菌还能通过TLR8受体作用于直肠肿瘤细胞　(3)生理盐水＋Fn＋AOM　第一、二组与第三组　第一、三组未发现肿瘤，第二组发现肿瘤　第二组与第四组　第四组肿瘤大小与数量多于第二组
12．某植物茎秆有短节与长节，叶形有皱缩叶与正常叶，叶脉色有绿色和褐色，茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节的长度的基因用A和a表示，控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题：
(1)[实验一]纯合的短节正常叶植株与纯合的长节皱缩叶植株杂交，F1全为长节正常叶植株，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1。
①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请在方框内画出实验一中F1基因在染色体的位置(用“|”表示染色体，用“·”表示基因在染色体上的位置)。



(2)[实验二]纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交，F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1(无突变、致死现象等发生)。
①与实验一的F2结果相比，请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②根据你的假设，实验二中F1产生配子的种类有________种。
③为验证你的假设是否成立，可采用________法，若实验结果为________________________________________________________________，则假设成立。
解析：(1)茎秆长节正常叶更有利于植株光合作用的进行，增强其生存斗争能力。从F2的表现型及比例可知控制茎秆节长和叶形的两对等位基因位于两对同源染色体上，据此可画出基因在染色体上的位置。(2)实验二的F2中只有两种表现型，且比例为3∶1，推测控制叶脉色和茎秆甜度的两对等位基因可能位于一对同源染色体上。按照这个假设，F1能产生2种配子。为验证假设是否成立，可用测交的方法，如果假设成立，则测交结果为绿色叶脉茎秆不甜与褐色叶脉茎秆甜的比例为1∶1。
答案：(1)①增加光合作用能力，增强生存斗争能力
②　(2)①两对等位基因位于一对同源染色体上　②2　③测交　绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1
第Ⅲ课时　实验大题分类例析——系统高考
[编者按]　纵观近几年生物高考实验题型变化，可以发现高考实验命题的趋向，即借助实验方法创设新情境，侧重考查学生的实验思维能力、探究能力，其中实验设计题是一个热点。因此对常见实验题型进行分类，并逐一掌握其应考策略，是高考备考中的重要一环。这就要求学生能根据已有知识，对实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据处理的方法及实验现象分析等做到熟练运用。
题型(一)　“实验材料”题——依据原则来选材
实验材料的正确选用对实验的成功起到至关重要的作用，根据实验要求如何选材，以及如何处理实验材料是高考考查的主要内容。实验材料选用的一般原则是：
(1)凡是用到染色剂的实验，一般都需要选择无色材料，涉及的实验有：①检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质；②观察DNA和RNA在细胞中的分布；③观察线粒体；④观察细胞的有丝分裂；⑤观察细胞的减数分裂；⑥低温诱导染色体加倍。
(2)用到有色材料的实验有：①观察植物细胞的质壁分离和复原；②观察叶绿体；③绿叶中色素的提取和分离。
(3)在选择实验材料时，不仅要考虑材料本身颜色的影响，还要特别注意材料中是否包含实验对象，如甘蔗汁不能用来检测还原糖，菠菜叶的表皮细胞不能用来观察叶绿体。
[对点训练]
1．下列是某班同学为完成教材实验所选材料或试剂列表(试剂甲、试剂乙和各溶液浓度均满足实验需求)。请回答下列问题：
序号
实验名称
主要实验材料或试剂
A
检测生物组织中的还原糖
西瓜瓤提取液、斐林试剂
B
探究影响酶活性的因素
淀粉溶液、淀粉酶、pH缓冲液和碘液
C
观察植物细胞的质壁分离和复原
紫色洋葱鳞片叶、KNO3溶液
D
绿叶中色素的提取和分离
新鲜菠菜叶、试剂甲、层析液
E
观察植物细胞的有丝分裂
大蒜根尖、试剂乙
F
观察细胞中DNA分布
健那绿

(1)从表中主要实验材料或试剂看，不能达到实验目的的是__________________。必须使用显微镜观察的实验是______________。正确实验过程必须加热的实验是______________。(均填序号)
(2)B实验中，若要探究温度对酶活性的影响，老师建议不要选择过氧化氢作为实验底物，这样建议的理由是______________________________。D实验中，若提取和分离色素的过程操作规范，但得到的色素带中上面两条颜色清晰，下面两条颜色却非常淡，可能的原因是_______________________________________________。
解析：(1)从表中可知，A实验中的西瓜瓤提取液本身带有红色或黄色等颜色，会影响还原糖与斐林试剂作用结果的观察。F实验中细胞中的DNA与甲基绿亲和力强，使DNA呈现绿色。(2)过氧化氢不能作为探究温度对酶活性影响的实验底物，原因是过氧化氢不稳定，本身分解受温度影响。衰老或发黄的菠菜叶中叶绿素已分解，提取的色素中含有少量叶绿素a和叶绿素b。
答案：(1)A、F　C、E、F　A、F　(2)过氧化氢的分解本身受温度影响　所选取的叶片中叶绿素的含量少(或叶片已衰老发黄)
题型(二)　“实验目的”题——变量法寻找实验目的
1．实验目的的书写与表达
实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量)，格式为“探究(验证)自变量对因变量的影响”或“探究(验证)自变量与因变量的关系”等。
2．实验目的的确认方法
(1)根据题目信息，直接写出实验目的。
(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。此类试题首先应确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。如图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。其实验目的推导如下：

⇒
(3)根据实验步骤反推实验目的。
(4)明确变量确定实验目的。
①实验中的变量包括自变量、因变量和无关变量。自变量是实验中人为改变的量，因自变量的变化而改变的变量就是因变量。实验中能影响因变量变化的因素还有很多，但不是本实验要研究的内容，即为无关变量。
②通常在确定实验目的时，先根据题目给出的实验设计方案找出实验的自变量及因变量，然后根据自变量和因变量组织语言来描述实验目的。
[对点训练]
2．用甲、乙两组液体培养基培养小球藻，甲组加入KNO3，乙组加入等量的NH4Cl，其他条件适宜且相同，结果如图所示。则本实验的目的是探究________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案：KNO3和NH4Cl对小球藻种群数量增长(种群密度、生长)的影响
题型(三)　“实验原理”题——三段法分析实验原理

实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、做出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据。书写时，有时只涉及某一方面，有时考虑多方面。
(1)实验原理一般由三段组成。自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。
(2)自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。
(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。
[对点训练]
3．为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某学生的实验方案如下：
(1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
(2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力、活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。
(3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答：
该实验的原理是：_______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：从实验目的看，自变量为是否注射胰岛素，所以书写原理时，胰岛素的作用就是原理的核心内容。先写结论：胰岛素具有降低血糖的作用。再写两者的联系：体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降。最后定结果(现象)：机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。最后按书写格式整理成连贯的条理清晰的答案。
答案：胰岛素具有降低血糖的作用(结论)。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降(二者联系)。机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状(结果)，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解
题型(四)　“实验过程”题——依据实验原理完善补充
实验题中对实验过程的完善和补充是高考中的必考题型，也是失分较多的一类试题。该题型又可分为对验证类、探究类、评价类实验的实验过程进行完善和补充。
1．验证类实验的一般实验过程
取材
分组
将若干生长状况、大小等相同的材料(用具)均分为若干组，并用A、B、C……进行标号
材料
处理
不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)设为对照组；施加实验变量，设为实验组(或是相互对照组)；控制无关变量，即其他条件相同且适宜，如试剂等量且适量
观察
记录
反应(生化反应类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(特定颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据

[对点训练]
4．用某种降血糖物质X做以下实验(注：用生理盐水配制X溶液)。回答下列问题：
(1)某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：
选择一批体重相同的正常小鼠，测定______________________________________，
并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的________，对照组注射等量的__________，一段时间后测定两组小鼠的________，若__________________________，
则表明X有降血糖作用。
(2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：
用______________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用________小鼠作为对照组2；实验组注射______________________，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组______的血糖浓度均在正常范围内，而对照组________的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。
解析：(1)根据实验目的“验证X的降血糖作用”可确定该实验的自变量为降血糖物质X的有无，因变量为小鼠血糖浓度。所以，在实验开始前要测定小鼠血糖起始浓度，以便和实验后的血糖浓度进行比较。依实验目的，实验组应注射一定量的X溶液，对照组应注射等量的生理盐水。一段时间后测定实验组、对照组小鼠血糖浓度并与起始浓度进行比较，若实验组的血糖浓度降低，而对照组血糖浓度不变，则说明X有降血糖作用。(2)本实验的目的是验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，所以实验组要选择患糖尿病的小鼠。欲判断血糖浓度是否降到正常范围，在设置对照组时，应设置患糖尿病小鼠及正常小鼠两组，所以对照组2应为正常小鼠。在实验过程中应给实验组注射一定量的X溶液，给对照组1和对照组2注射等量的生理盐水，一段时间后若实验组和对照组2的血糖浓度均在正常范围内，而对照组1血糖浓度高于正常范围，则说明物质X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。
答案：(1)血糖浓度　X溶液　生理盐水　血糖浓度　对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降　(2)患糖尿病　正常　一定量的X溶液　2　1
2．完善补充探究类实验过程的叙述要求
材料
选择
①植物：大小相似，长势相同的同种植株。
②动物：体重(体长)、年龄、生理状况相同，有时甚至要性别相同。
③有时可以叙述为生长状况基本相同的个体
试剂
选择
在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”、“等体积”、“适量的”、“一定量的”等词语的运用；实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言
器具
选择
①容器应使用大小相同的。
②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用规格相同的不同滴管

[对点训练]
5．低温和高温均会导致植物细胞受伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题：
(1)实验原理：不良条件如高温、低温等常能伤害植物细胞的结构而使膜的通透性增大，结果细胞内容物会有不同程度的外渗，使外部溶液的电导度增大，电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，温度及各种杂质都会影响测量结果)，膜的通透性变化愈大，表示受伤愈重，抗逆性愈弱。
(2)实验材料：小麦幼苗30株。
(3)仪器与药品：电导仪、冰水、水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸等。
(4)分析变量：实验自变量是____________，因变量是____________。
(5)实验步骤：第一步，取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用________对小麦幼苗反复冲洗三次；
第二步：取三只小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3；
第三步：将30株小麦幼苗均等置于1、2、3号小烧杯中；
第四步：______________________________________________________________；
第五步：40 min后取出，并去除小烧杯中的幼苗；
第六步：______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验分析：
①实验第一步中处理幼苗的目的是________________________________________
________________________________________________________________________。
②空气中的CO2会溶于蒸馏水中，从而给实验带来误差。为了校正这种因素带来的误差，请利用现有材料对实验进行补充：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)预期实验结果：
①若______________________________，则说明低温和高温会对小麦细胞造成伤害。
②若______________________________，则说明低温和高温不会对小麦细胞造成伤害。
解析：(4)本实验的自变量是温度，因变量是膜的通透性(或外界溶液的电导度)。(5)根据实验原理及已有实验步骤可知，第四步应当是变量处理，即将烧杯分别放在不同的温度下；第六步应当是实验结果的检测，即用电导仪测量不同溶液的电导度，注意温度要恢复至室温时再测量。(6)①实验的第一步去除残留胚乳和冲洗幼苗的目的是清除残留胚乳和幼苗外的杂质，避免其对电导度产生影响。②空气中的CO2溶于蒸馏水中会影响其电导度，故应当设置只有蒸馏水的空白对照组，室温下放置相同时间测定电导度用来校正误差。(7)如果低温和高温对小麦细胞造成伤害，会导致植物细胞的细胞膜通透性增大，内容物外渗，则低温组和高温组的电导度会大于常温组；如果低温和高温不会对小麦细胞造成伤害，内容物不会外渗，则常温组、高温组、低温组的电导度相当。
答案：(4)温度　膜的通透性(或外界溶液的电导度)　(5)第一步：蒸馏水　第四步：将1、2、3号小烧杯分别置于不同的温度中(或将1号小烧杯置于冰水水浴中，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于45 ℃的恒温水浴中)　第六步：使小烧杯中的溶液恢复至室温，用电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果　(6)①防止残留胚乳及幼苗外杂质干扰实验结果　②设计不放小麦幼苗的空白对照组，并编为4号，然后在室温中放置相同时间，其他条件相同　(7)①低温和高温组的电导度大于常温组　②低温组、高温组、常温组的电导度相当
3．评价类实验的答题模板
一看“对照”
若无对照，则参照实验组补充对照组；若有对照，则看对照是否有标记、是否遵循单一变量原则和等量原则
二看“步骤”
顺序是否合理，步骤是否完整
三看“材料”
材料选择是否合适，实验仪器、药剂的使用是否准确
四看“条件”
是否需要搅拌、冷却等，温度、光照等条件是否合理
五看
“结果结论”
实验目的是否与实验结果、结论对应，探究性实验的结果和结论是否讨论全面，是否是先写结果后写结论
[对点训练]
6．保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响，进行了以下实验：
材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。
方法步骤：
①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60 kg·hm－2)、氮肥(225 kg·hm－2)、保水剂(60 kg·hm－2)＋氮肥(225 kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00～11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定，结果(均值)如表所示：
组号
CO2吸收量(μ mol·m－2·s－1)
叶绿素含量(mg·g－1)
A
10.66
3.07
B
13.04
3.02
C
15.91
3.05
实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。
请指出上述方法步骤中的缺陷并改正：
步骤①______________________________________________________________
________________________________________________________________________；
步骤②_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：如步骤①中缺少既无保水剂又无氮肥的空白对照组，步骤②中选取的叶片不仅数量要相同，其他方面如选取叶片的部位、叶片大小等也应相同，从而保证单一变量。
答案：没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组　取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位
题型(五)　“实验结论”题——通过分析实验结果得出

(1)实验结论是指对实验现象和实验结果进行概括、分析、推导得出的一个普遍事实或规律，所以在回答“实验结论”题时，一定要依据相关实验现象和结果来分析。实验结果也就是一种实验现象，而实验结论是根据实验结果推出来的，二者不可混淆。
(2)做题时， 首先要明确该实验是验证性实验还是探究性实验。若为验证性实验，则实验现象与实验原理一致、结果唯一，结论与题目要求(目的)一致；若为探究性实验，则实验现象与实验原理一致或相反或居中，相应的结论有多种情况；其次一定要看清题目的要求，看问的是实验结果还是实验结论，二者要分开来答。
(3)验证性实验的结论只有一个，而探究性的实验需要讨论，但并不是把所有的结论全部答出来，还要注意其合理性。
[对点训练]
7．在适宜生长条件下，植物生理学家以菜豆为实验材料进行若干实验，以观察各种处理方法对侧芽生长的影响。实验数据如下表(单位：mm)：
组别
实验操作
侧芽生长情况
第1天
第3天
第5天
第7天
第9天
1
保留顶芽
0
0
0
0
0
2
去掉顶芽
0
20
40
60
80
3
保留顶芽，
侧芽涂抹
细胞分裂素
0
10
20
40
60
4
去掉顶芽，
切口涂抹
赤霉素
0
30
65
100
140

(1)从化学本质上说，植物激素都是对植物生长发育有显著影响的微量______________。
(2)从根本上说，植物的生长发育过程是基因组在一定时间和空间内__________________的结果，而________只是其生命活动调节的一部分。
(3)比较1、2组实验，说明________________________________________________；
比较1、3组实验，说明__________________________________________________；
比较2、4组实验，说明__________________________________________________。
解析：(1)植物激素是对植物生长发育有显著影响的微量有机物。(2)从根本上说，植物的生长发育过程是基因组在一定时间和空间内基因选择性表达的结果，而激素调节只是其生命活动调节的一部分。(3)比较1、2组实验，自变量为有无顶芽，实验结果说明顶芽能抑制侧芽的生长。比较1、3组实验，自变量为侧芽是否涂抹细胞分裂素，实验结果说明细胞分裂素可以促进侧芽生长。比较2、4组实验，自变量为去掉顶芽后切口是否涂抹赤霉素，实验结果说明赤霉素能明显促进侧芽的生长。
答案：(1)有机物　(2)基因选择性表达　激素调节
(3)顶芽能抑制侧芽的生长　细胞分裂素可以促进侧芽的生长　赤霉素能明显促进侧芽的生长
题型(六)　“开放型实验设计”题——在保证科学严谨的前提下自主设计
开放型实验设计题是一种思维开放性试题，它的解题思维方向不唯一，试题所引发的思维是一种呈扇形发散的思维，不同的考生可能会有不同的解题方案，同一考生也可能会有若干种不同的解题方法。此类试题有利于考生多向思维、求异思维以及创新能力的培养。开放型实验设计题可分为条件开放型试题和结论开放型试题两种。
(1)条件开放型试题：特点是题目条件不完备，答题的条件不充足，答题的原理或依据不明确，可以有多种实验方案，但最终结论只有一个。
(2)结论开放型试题：特点是试题改变了传统试题“答案唯一”的做法，变“答案唯一”为“答案不唯一”。此类试题的多种答案都符合试题的全部条件和要求。
[对点训练]
8．人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法，中外科学家进行了系列研究。回答下列问题：
(1)EV表面的糖蛋白(EV­GP)作为________刺激机体产生________性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测抗EV­GP抗体的水平。根据图1，应选取________的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。

(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率。根据图2，抑制效果最好的两种单抗是________。
(4)EV­GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV­GP结合的位点是否相同，可按图3所示简要流程进行实验。

按下表所示进行实验：
　　成分
组别　　
表达EV­GP的
细胞培养液
荧光
标记的A
荧光
标记的B
1
＋
＋
－
2
＋
－
＋
3
＋
＋
＋

注：“＋”表示加入，“－”表示不加入。
若实验结果是__________________________________________________________，
则说明A、B与EV­GP的结合位点相同；若实验结果是
________________________________________________________________________，
则说明A、B与EV­GP的结合位点不同。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV­GP结合的位点不同。基于上述系列研究，请你为治疗EV病提供两种思路：____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(4)实验的目的是研究A、B两种单抗与EV­GP结合的位点是否相同，自变量是荧光标记抗体的种类，因变量是荧光强度。假设A、B与EV­GP结合的位点不同，则第3组的荧光强度大于第1组和第2组，若A、B与EV­GP结合的位点相同，则三个组的荧光强度基本一致。(5)既然已证实A、B与EV­GP结合的位点不同，那么在治疗EV病时就可以单独或共同使用A、B进行治疗。另外还可以考虑用“生物导弹”，即利用单抗制成靶向药物，也可以针对EV­GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。
答案：(1)抗原　特异　(2)甲　(3)Ⅲ和Ⅴ　(4)三个组的荧光强度基本一致　第3组的荧光强度明显高于第1组和第2组　(5)利用单抗制成靶向药物；单独或共同使用A、B进行治疗；针对EV­GP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)

1．蒜素半胱氨酸能减轻心肌梗塞症状：使梗塞面积、心室肥大减小，心肌收缩力增强。实验结果显示经蒜素半胱氨酸处理的动物，左心室肌细胞内胱硫醚连接酶的活性增加，血浆中硫化氢量增加，死亡率大为降低。大蒜中含有蒜素半胱氨酸。请设计实验探究大蒜对心肌梗塞的缓解效果。
(1)实验自变量是_______________；实验观察指标(因变量)是____________________
(答出两点即可)。
(2)实验过程：
第一步：取九只小鼠，结扎部分冠状动脉后，随机分成三组，编号为A、B、C。
第二步：A组小鼠不作处理作为________________；B组小鼠________________；C组小鼠________________________________________________________________________。
第三步：在________________的情况下，饲养三组小鼠。一段时间后，解剖观察小鼠心肌梗塞情况。
解析：根据实验拟定的课题，可知该实验的自变量是有无蒜素半胱氨酸或是否饲喂大蒜。因变量可以从题干中找出：心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力。实验过程第一步是分组。第二步是控制变量：一组不作任何处理，一组饲喂含一定量大蒜的饲料，一组饲喂含有等量的蒜素半胱氨酸的饲料。第三步要对无关变量进行控制，实验组和对照组要保持一致，需要观察的实验指标是小鼠的心肌梗塞情况(心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力)。
答案：(1)是否饲喂大蒜或蒜素半胱氨酸　心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力(答出两点即可)　(2)对照组　饲喂含一定量大蒜的饲料　饲喂等量的含蒜素半胱氨酸的饲料　其他条件相同且适宜
2．如表所示为科学家以绿色向日葵下胚轴为材料对植物向光性的探究，请回答下列问题：

生长素百分比
黄质醛百分比
弯曲的
角度(°)
向光侧
背光侧
向光侧
背光侧
单侧光
照射前
50.1
49.9
49.9
50.1
直立生长
单侧光
照射后
50
50
65
35
弯向光源
15．1°

`(1)单侧光对生长素分布的影响是__________________________________________，
对黄质醛分布的影响是_________________________________________________
________________________。
(2)黄质醛的生理功能是________(填“促进”或“抑制”)植物生长。
(3)根据上述生物实验事实，对植物向光性的解释应该是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为了验证(2)中得出的结论，可以重新设计实验，在________(填“有”或“无”)单侧光照射下，对绿色向日葵下胚轴的一侧施加蒸馏水，另一侧施加黄质醛。如果出现________________________________________________________________________的结果，说明该结论是正确的。
解析：(1)根据表格中的数据可知，单侧光照射前、后，生长素在向光侧和背光侧的百分比基本不变，因此单侧光照射对生长素分布基本没有影响。单侧光照射前，黄质醛在向光侧与背光侧的百分比基本一样；单侧光照射后，黄质醛在向光侧的百分比明显大于背光侧，因此单侧光对黄质醛分布的影响是单侧光导致了黄质醛分布不均，向光侧比背光侧含量高。(2)(3)单侧光导致了黄质醛分布不均，向光侧比背光侧含量高，黄质醛具有抑制植物生长的作用，使向光侧生长慢，而背光侧生长快。(4)为验证(2)中得出的结论(黄质醛的生理功能是抑制植物生长)，在无单侧光照射的情况下，对绿色向日葵下胚轴的一侧施加蒸馏水，另一侧施加黄质醛。如果出现弯向施加黄质醛的一侧生长的结果，说明该结论是正确的。
答案：(1)基本没有影响　单侧光导致了黄质醛分布不均，向光侧比背光侧含量高　(2)抑制　(3)单侧光导致了黄质醛分布不均，向光侧比背光侧含量高，黄质醛具有抑制植物生长的作用，使向光侧生长慢，而背光侧生长快
(4)无　弯向施加黄质醛的一侧生长
3．某研究小组在动物实验中发现，如果破坏动物体内与物质输送有关的一种特定的VNUT蛋白，就能提高胰岛素效果，降低血糖值。进一步研究发现，VNUT蛋白能将三磷酸腺苷搬运和储存到细胞的囊泡内，三磷酸腺苷分子可使胰岛素的分泌量减少或使胰岛素难以发挥作用；若无VNUT蛋白，则三磷酸腺苷既不会蓄积在囊泡内，也不会释放到细胞外，胰岛素的分泌量不再受到遏制。现有人认为某种药物X可能会影响VNUT蛋白的合成，进而影响胰岛素的产生，最终影响小鼠的血糖浓度，可能是治疗糖尿病的新药。为确定药物X是否有此功能，某人欲进行实验探究，请结合所学知识，回答下列问题：
(1)对于人类而言，正常人的血糖浓度在________～________g/L内波动，参与血糖调节的最主要的激素是________________________________。
(2)若进行实验探究，需要检测的指标有VNUT蛋白含量、______________和______________。
(3)实验过程：将60只________________的小鼠(雌、雄各占50%)进行适应性饲喂5 d后，随机均分为甲、乙两组；甲组注射________________，乙组注射____________(作为对照)；在相同且适宜的条件下饲喂一段时间，定期测定并记录实验结果。
解析：(1)根据教材知识可知，正常人的血糖浓度在0.8～1.2 g/L内波动，人体参与血糖调节的最主要激素是胰岛素和胰高血糖素。(2)根据题干信息“某种药物X可能会影响VNUT蛋白的合成，进而影响胰岛素的产生，最终影响小鼠的血糖浓度”可知，在实验过程中需要检测的指标包括VNUT蛋白含量、胰岛素的分泌量和血糖浓度。(3)根据题干信息可知，药物X可能是治疗糖尿病的新药，因此，实验动物应为血糖浓度偏高的小鼠；实验的自变量应为是否用药物X处理，因此，甲组注射适量的药物X，而乙组注射等量的生理盐水。
答案：(1)0.8　1.2　胰岛素和胰高血糖素　(2)胰岛素分泌量　血糖浓度(两空可颠倒)　(3)血糖浓度偏高(合理即可)　适量的药物X　等量的生理盐水
4．某兴趣小组研究不同浓度的CO2对红掌幼苗各项生理指标的影响，实验结果如图所示。请回答下列问题：

(1)完善实验步骤：
材料用具：盆栽红掌幼苗若干，设施相同的塑料薄膜温室及供气的CO2钢瓶若干。
第一步：取长势相似的红掌幼苗若干，随机均分成三组，分别编号为A、B、C，各置于一个温室中。
第二步：分别向B、C组温室中通入CO2气体至设定值，A组温室保持________________。
第三步：在光照强度、温度、湿度等______________的条件下培养30天。
第四步：每组选取相同部位、相同________的叶片并测量其生理指标，求平均值。
(2)据实验结果图分析：
①随CO2浓度升高，红掌幼苗的还原糖含量也有所增加，主要原因是________________________________________________________________________，
同时CO2浓度较高也会抑制植物的呼吸作用。
②较高浓度的CO2使__________________，从而减少了水分的散失，增强了红掌幼苗的抗旱能力。
③Rubisco酶催化光合作用中CO2的固定过程，该酶的分布场所为______________。
解析：(1)对照实验设计应遵循单一变量原则、对照原则等。由题意可知，该实验的目的是研究不同浓度的CO2对红掌幼苗各项生理指标的影响，自变量是CO2浓度，因变量是红掌幼苗的各项生理指标，光照强度、温度、湿度、实验开始时红掌幼苗的长势等均属于无关变量，必须做到相同且适宜。A组作为对照组，需保持大气CO2浓度。(2)①由图中还原糖含量数据可知，随CO2浓度升高，还原糖含量增加，原因是在一定范围内，较高浓度的CO2会促进光合作用的暗反应，且会抑制植物的呼吸作用。②由图中气孔开度数据可知，较高浓度的CO2可使气孔开度下降，从而减少水分散失，增强植株的抗旱能力。③Rubisco酶能催化光合作用暗反应阶段中CO2的固定过程，该酶分布于叶绿体基质中。
答案：(1)大气CO2浓度　相同且适宜　数量　(2)①在一定范围内，CO2浓度越高，暗反应生成的还原糖越多　②气孔开度下降　③叶绿体基质
5．为研究过期的生长激素的生物活性及能否使用，某生物兴趣小组利用相关实验材料和用具(一群生长状况完全相同的幼龄小白鼠和饲养它们的必需物品，正常的生长激素、过期的生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等物品)开展了探究实验。请回答下列问题：
(1)在设计实验步骤时，应向实验组小白鼠注射适量的________________________；向对照组A、B两组小白鼠分别注射等量的________________和生理盐水。
(2)预测可能的实验结果并得出相应的结论：
①若实验组个体和A组个体的大小相同，则说明______________________________
________________________________________________________________________；
②若实验组个体比A组个体________(填“大”或“小”)，但比B组个体________(填“大”或“小”)，则说明_____________________________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
④若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则说明过期的生长激素不能使用。
解析：(1)由题意可知，生长激素是否过期是实验的自变量，正常的生长激素具有生物活性，需设置实验组和对照组，实验组小鼠需注射适量过期的生长激素溶液，对照组A应注射等量正常的生长激素溶液，对照组B注射等量生理盐水。(2)探究性实验结果与结论不唯一，要逐一分析，不得遗漏。根据本题的实验目的可得出的实验结论有：过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用；过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用；过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用。结论与结果必然是一一对应的，则上述结论对应的结果为：实验组个体和A组个体的大小相同；实验组个体比A组个体小，但比B组个体大；实验组个体和B组个体的大小相同。当然，若实验组个体在实验过程中出现死亡或不良反应，则不能判断过期的生长激素是否具有生物活性，但能说明过期的生长激素不能使用。
答案：(1)过期的生长激素溶液　正常的生长激素溶液　(2)①过期的生长激素具有完全正常的生物活性，可以使用　②小　大　过期的生长激素具有部分生物活性，可以使用　③若实验组个体和B组个体的大小相同，则说明过期的生长激素丧失了生物活性，不能使用
6．(2018·北京东城区二模)研究表明，雌性动物繁殖率下降与减数分裂异常密切相关。为了解减数分裂过程中的调控机制，研究人员展开了系列实验。回答下列问题：
(1)减数第一次分裂的前期可分为如图1所示5个亚时期，其中偶线期和粗线期可见同源染色体发生________并形成四分体。减数第一次分裂过程中，非同源染色体的______________及同源染色体中________________________________________________
之间的交叉互换会导致配子基因组合的多样性。

(2)小鼠卵原细胞在胚胎期就开始了减数第一次分裂，但在出生前后被阻滞在双线期之后，浓缩期之前的一个漫长的静止阶段(称为核网期)。研究发现，在此过程中，细胞中的环腺苷酸(简称cAMP)含量逐渐上升，达到峰值后维持在较高水平。在雌性小鼠性成熟后，卵母细胞才少量分批继续进行减数分裂。
①cAMP被称为细胞内的第二信使。如图2所示，当信号分子与________结合后，通过G蛋白激活酶A，在其催化下由________生成cAMP，作用于靶蛋白，调节细胞的生理过程。

②实验一：不同条件下体外培养特定时期的卵母细胞，实验结果如图3所示。由此可知，cAMP调控了细胞的减数分裂进程，判断依据是_________________________________。
③已知卵母细胞进入粗线期时，在显微镜下可观察到联会复合体蛋白(简称S蛋白)沿染色体轴分布，进入核网期时，S蛋白则已完全从染色体上解离下来，研究人员猜测cAMP调控减数分裂进程的靶蛋白可能是S蛋白，并对此展开进一步研究。
实验二：选取特定时期的胚胎卵巢，实验组注射混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA(台盼蓝用于指示注射成功与否)，则对照组应注射___________________________________。
经处理后分别进行细胞培养，3天后，实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期，对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期，证明干扰S基因的表达会______小鼠卵母细胞提前进入核网期。
实验三：体外培养特定时期的卵母细胞，实验组添加酶A抑制剂，一段时间后，实验组中可观察到S蛋白沿染色体轴分布的卵母细胞为68.7%，对照组的相应数据为39.0%，表明cAMP会________S蛋白与染色体的解离。
④结合图2及上述一系列实验结果推测，cAMP调控减数分裂进程的机制为________________________________________________________________________。
解析：(1)图中偶线期和粗线期中，同源染色体两两配对，即发生了联会，联会后的每一对同源染色体含有4条染色单体，称为四分体。减数第一次分裂过程中，前期同源染色体的非姐妹染色单体发生的交叉互换属于基因重组，后期非同源染色体的自由组合也属于基因重组。(2)①由图2分析可知，信号分子与细胞膜表面的受体结合，通过G蛋白激活酶A，然后催化ATP生成cAMP。②图3中，2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组，说明cAMP调控了细胞的减数分裂进程。③实验二：根据实验的单一变量原则，实验组注射了混有台盼蓝的干扰S基因表达的RNA，对照组应该注射等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA。3天后，实验组有67.0%的卵母细胞进入了核网期，对照组只有31.7%的卵母细胞进入核网期，证明干扰S基因的表达会促进小鼠卵母细胞提前进入核网期。实验三：根据题意分析，实验组添加酶A抑制剂后，观察到S蛋白沿染色体轴分布的卵母细胞的数量多于对照组，说明cAMP促进S蛋白与染色体的解离。④根据以上分析可知，cAMP促进了S蛋白与染色体的解离，从而促进细胞减数第一次分裂进入核网期。
答案：(1)联会　自由组合　非姐妹染色单体　(2)①受体　ATP　②2组处于核网期的细胞比例低于1组和3组　③等量混有台盼蓝的不干扰S基因表达的RNA　促进　促进　④cAMP促进了S蛋白与染色体的解离，从而促进细胞减数第一次分裂进入核网期
7．(2019届高三·北京海淀区模拟)植物在漫长的进化过程中逐渐形成了对病原体的特异性防卫反应(植物免疫反应)。为探究水杨酸(SA)对植物免疫的影响，科研人员进行了实验：
(1)科研人员将特定基因转入烟草愈伤组织细胞，经过____________过程后发育成SA积累缺陷突变体植株。用烟草花叶病毒(TMV)分别侵染野生型和突变体植株，得到图1所示结果。据图分析，SA能________________植物的抗病性。
(2)研究发现，细胞内存在两种与SA结合的受体，分别是受体a和b，SA优先与受体b结合。结合态的受体a和游离态的受体b都能抑制抗病蛋白基因的表达。病原体侵染时，若抗病蛋白基因不能表达，则会导致细胞凋亡。依据上述机理分析，SA含量适中时，植物抗病性强的原因是_________________________________________________________，
抗病蛋白基因的表达未被抑制，抗病性强；SA含量过高会导致细胞凋亡，原因是________________________________________________________________________
抑制抗病蛋白基因表达，导致细胞凋亡。
(3)研究发现，植物一定部位被病原体侵染，一段时间后未感染部位对病原体的抗性增强。为探究机理，科研人员在图2所示烟草的3号叶片上接种TMV，得到图3所示结果。

①实验结果显示，接种后96 h,3号叶片中SA含量明显升高，未感染的上位叶片中SA含量略有升高，随着时间延长，________________________________________________。
②科研人员测定各叶片中SA合成酶的活性，发现该酶活性仅在3号叶片中明显增加，据此推测，未感染的上位叶片中SA的来源是____________________________________。
③为验证该推测，科研人员进一步实验：给3号叶片接种TMV，用透明袋罩住，透明袋内充入18O2以掺入新合成的SA中，密封袋口。处理一段时间后，提取__________叶片中的SA，测定______________________________________________。结果证明该推测成立。
(4)综合上述结果分析，植物通过调控不同部位SA的量来抵御病原体的侵染，其原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据植物组织培养过程：外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化首先形成胚状体，进而发育为植株。据图1分析可知，SA积累缺陷突变体植株感染病斑面积比有SA积累的野生型植株大，说明SA能增强植株的抗病性。(2)根据题意分析可知，当SA含量适中时，细胞缺少游离态的受体b和结合态的受体a，所以细胞内抗病蛋白基因的表达增多，则表现为抗病性增强；当SA含量过多时，细胞内结合态的受体a增多，它会抑制抗病蛋白基因的表达，则表现为抗病性减弱。(3)①根据实验结果分析，接种后96 h,3号叶片中SA含量明显升高，未感染的上位叶片中SA含量略有升高；随着时间延长到144 h,3号叶片中SA含量进一步升高，未感染的上位叶片中SA含量显著增加。②结合以上分析可知，由于只有3号叶片中SA合成酶的活性明显增加，据此推测，未感染的上位叶片中的SA由3号叶片合成并运输而来。③若要验证3号的上位叶片中SA来源于3号叶片合成，可用18O2作原料参与3号叶片SA的合成(需要对3号叶片进行套袋处理，防止18O2与3号上位叶片接触)，一段时间后，提取3号上位叶片中的SA，检测是否含有18O的SA。若含有，则推测成立。(4)综上所述，植物通过调控不同部位SA的量来抵御病原体的侵染，其原理是若感染部位大量合成SA，则易引发感染部位细胞凋亡，阻止病原体扩散；若合成的SA运输至未感染部位，则引起未感染部位SA含量适当升高，提高抗病蛋白基因表达，植物抗病性增强，不易被病原体侵染。
答案：(1)再分化　提高　(2)含量适中的SA优先与细胞内游离态的受体b结合，导致细胞内几乎没有游离态的受体b和结合态的受体a(或游离态的受体b几乎全部与SA结合，受体a未与SA结合)　结合态的受体a
(3)①3号叶片中SA含量进一步升高，未感染的上位叶片中SA含量显著增加　②由3号叶片合成并运输而来
③未感染的上位　含18O的SA含量　(4)感染部位大量(或过量)合成SA引发感染部位细胞凋亡，阻止病原体扩散；合成的SA运输至未感染部位，引起未感染部位SA含量适当升高，提高抗病蛋白基因表达，植物抗病性增强，不易被病原体侵染
8．已知垂体受到下丘脑和甲状腺的双重调节，使生物体内促甲状腺激素(TSH)含量保持相对稳定。为进一步验证下丘脑和甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用，请根据以下提供的实验材料，设计实验并分析。
实验材料：动物细胞培养瓶若干及其他相关的培养和测定仪器、大白鼠的下丘脑细胞悬液、大白鼠垂体细胞悬液、动物细胞培养液(不含TSH)、大白鼠甲状腺激素溶液。
(要求与说明：细胞培养条件适宜；TSH含量测定的具体方法不作要求。)
(1)实验思路：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)预测实验结果：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)分析与讨论：
①下丘脑影响垂体的TSH分泌量，从体液调节分析，具体过程可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②下丘脑和甲状腺对垂体的作用效果不同，就垂体细胞分析，原因可能是________________________________________________________________________。
解析：(1)本实验的目的是验证下丘脑和甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用。取四个动物细胞培养瓶，标号为A、B、C、D，各加入等量的动物细胞培养液。A：加入垂体细胞悬液(作为对照)；B：加入垂体细胞悬液＋甲状腺激素溶液(验证甲状腺对垂体TSH分泌量的调节作用)；C：加入垂体细胞悬液＋下丘脑细胞悬液(验证下丘脑对垂体TSH分泌量的调节作用)；D：加入下丘脑细胞悬液。将上述四个动物细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养一段时间后测量各培养瓶中TSH的含量。(2)预测实验结果：A瓶作为对照组；B瓶加入甲状腺激素，甲状腺激素达到一定浓度后反馈抑制垂体TSH的分泌；C瓶下丘脑释放TRH，可以促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH)；D瓶检测不到TSH。(3)①下丘脑影响垂体的TSH分泌量，从体液调节分析，具体过程可能是下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，促进垂体分泌促甲状腺激素。②下丘脑和甲状腺对垂体的作用效果不同，就垂体细胞分析，原因可能是受体不同。
答案：(1)实验思路：
①取四个动物细胞培养瓶，标号为A、B、C、D，各加入等量的动物细胞培养液。
②A：加入垂体细胞悬液；
B：加入垂体细胞悬液＋甲状腺激素溶液；
C：加入垂体细胞悬液＋下丘脑细胞悬液；
D：加入下丘脑细胞悬液。
③将上述四个动物细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养一段时间。
④测定各培养瓶中TSH的含量并记录。
(2)预测实验结果：A瓶作为对照组；B瓶加入甲状腺激素，甲状腺激素达到一定浓度后，会反馈给垂体抑制TSH的分泌；C瓶下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH)，来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH)；D瓶检测不到TSH。
(3)①下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，促进垂体分泌促甲状腺激素　②受体不同