2020届高考生物二轮教师用书：第17讲　实验与探究

第17讲　实验与探究

★ [最新考纲]

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实验的能力，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作出恰当的评价和修订。

精读教材——记一记

1．生物实验用到酒精的有：(1)脂肪的鉴定实验，体积分数为50%的酒精，洗去浮色。(2)色素的提取和分离实验，无水乙醇作溶剂溶解色素。(3)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验，95%酒精配制解离液，杀死固定细胞。(4)DNA的提取与鉴定实验，冷却的95%酒精使DNA析出。(5)土壤小动物类群丰富度的研究，体积分数为70%的酒精，固定小动物，防止腐烂。

2．生物实验中用到NaOH溶液的有：(1)在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g/mL的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。(2)在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1 g/mL的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。(3)在探究影响酶活性的条件(pH)时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。(4)在探究酵母菌细胞呼吸的方式中，用质量分数为10%的NaOH溶液来吸收空气中的CO2。

3．生物实验中用到HCl溶液的有：(1)在观察DNA，RNA在细胞中的分布时，8%盐酸。(2)探究pH对酶活性的影响时，5%的盐酸。(3)观察细胞的有丝分裂及低温诱导染色体加倍的解离时，15%盐酸。

4．用到同位素示踪法的教材经典实验有：3H标记的亮氨酸显示分泌蛋白经过的结构；用HO和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径；噬菌体侵染细菌实验；DNA的复制是半保留复制。

自我诊断——判一判

(1)组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖。(×)

(2)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。(√)

(3)组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪。(√)

(4)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。(×)

(5)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。(√)

(6)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色。(×)

(7)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。(×)

(8)光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象。(√)

(9)在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度。(√)

(10)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。(×)

(11)用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度。(×)

(12)随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度。(×)

(13)调查人群中红绿色盲病发病率，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。(√)

(14)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。(×)

(15)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(×)

(16)在“探究α—萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的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。(×)

(17)对培养液中酵母菌数量进行计数，为减少实验误差而采取的措施是多次计数取平均值。(√)

高频命题点1　教材基础实验

真题领航——目标方向导入高考

1．(2018·北京理综卷，4)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：A　[在制作果酒的实验中，将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约的空间，目的是给发酵初期酵母菌快速增殖提供氧气，同时防止发酵液体积增大溢出发酵瓶，A错误；在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，B正确；苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色，C正确；龙胆紫溶液、醋酸洋红液等碱性染料可将染色质(体)染色，因此，用龙胆紫染液染色，观察细胞分裂过程中的染色体，D正确。]

2．(2018·江苏卷，24)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错误的是(多选)(　　)

A．实验①　　　　　　　　　                   B．实验②

C．实验③                                     D．实验④

解析：ACD　[观察植物细胞的质壁分离需用显微镜，视野中的中央大液泡呈紫色、原生质层无色，①错误；检测生物组织中的脂肪可以使用显微镜，脂肪可被苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)染成橘黄色(红色)，②正确；观察细胞有丝分裂需使用显微镜，在高倍镜的一个视野中，可见排列整齐的正方形细胞，但不一定同时出现前、中、后、末各时期的细胞，③错误；利用血细胞计数板对酵母菌进行计数时，需计数计数室中5个中方格中的菌体数量，求其平均值，再乘以25或16得到一个大方格的总菌体数量，再依据要求推算，而并非对整个计数室中酵母菌进行计数，④错误。]

3．(天津理综)为达到实验目的，必须在碱性条件下进行的实验是(　　)

A．利用双缩脲试剂检测生物组织中的蛋白质

B．测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度

C．利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精

D．观察植物细胞的质壁分离和复原

解析：A　[用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，先加氢氧化钠溶液，造成碱性环境，然后加硫酸铜溶液，使肽键在碱性环境中与铜离子发生反应，产生紫色络合物，A项正确；pH会影响胃蛋白酶的活性，其最适pH为1.5，若测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度，需要在酸性环境中进行，B项错误；检测酒精可以利用酸性重铬酸钾溶液，C项错误；观察植物细胞的质壁分离与复原，是在一定浓度的蔗糖溶液或蒸馏水中，均为中性环境，D项错误。]

4．(江苏生物)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：C　[转换物镜时应该手握物镜转换器小心缓慢转动，A错误；以洋葱鳞片叶内表皮为材料也能观察到质壁分离，只是需要将视野调暗，B错误；苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒，C正确；在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态和分布的观察，不可以计数，D错误。]

核心整合——掌握必备生物知识

1．观察类实验

(1)列表比较六个观察类实验(填表)

(2)观察类实验的操作流程模板

2．鉴定、提取类实验

(1)列表比较七种物质的鉴定或提取(填表)

(2)鉴定类实验的操作流程模板

3．调查类实验

(1)列表比较四个调查类实验(填表)

(2)调查类实验一般操作流程模板

4．探究类实验

(1)教材经典实验的选材与方法(填表)

(2)性质探究类实验的操作流程模板

(3)功能探究类实验的一般操作流程模板

　1.盐酸在不同实验中的作用

(1)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，8%的盐酸的作用：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；同时使染色质中的DNA与蛋白质分离。

(2)在“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变化”的实验中，15%的盐酸与酒精混合制成解离液，使组织细胞相互分离开来。

(3)在“探究酶在不同pH下的活性”实验中，盐酸提供酸性环境。

(4)研究通过激素的调节过程中，斯他林和贝利斯的实验，在盐酸的作用下，小肠黏膜可能产生一种化学物质。

2．不同浓度酒精的用途

(1)50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用于洗去浮色。

(2)95%的酒精溶液：用于解离根尖、低温诱导染色体加倍实验中冲洗卡诺氏液。

(3)无水乙醇：用于光合作用色素的提取试剂。

(4)70%的酒精溶液：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。

考向立意——突显科学探究能力和科学思维能力

[考向]　以教材考纲要求的实验为载体，考查学生的科学探究能力和解决问题的实际能力

1．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下，下列有关分析正确的是(　　)

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．甲细胞液的浓度约为0.20 g/mL，此时甲细胞原生质体的体积大于乙细胞

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：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。]

2．对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是(　　)

A.①③　　　　　　                               B．②③

C.①④                                           D．②④

解析：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；脂肪的鉴定试剂——苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，颜色变化——橘黄色或红色，②正确；淀粉的检测和观察，试剂——碘液，颜色变化——蓝色，③错误；蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，④正确。]

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：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。]

4．过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)

A．1号管为对照组，其余不都是实验组

B．2号管为对照组，其余都为实验组

C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶

D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶

解析：A　[该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则1号和2号是对照组，3号和4号是实验组，3号与1、2号对照，3号管和2号管显橙红色，1号不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C错误；若4号管不显橙红色，与3号对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D错误。]

高频命题点2　实验分析、设计、评价

真题领航——目标方向导入高考

1．(2019·全国Ⅲ卷，4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为(　　)

A．有机物总量减少，呼吸强度增强

B．有机物总量增加，呼吸强度增强

C．有机物总量减少，呼吸强度减弱

D．有机物总量增加，呼吸强度减弱

解析：A　[本题以黄化苗的代谢为载体，考查考生通过比较、分析与综合的方法，对某些生物学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力；试题通过黄化苗与干种子的代谢状态的比较，体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。]

2．(2017·全国Ⅰ卷，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)

解析：该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。题目假设病毒在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，放射性同位素标记的尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)只能通过宿主细胞进入病毒。因此，收集新复制的病毒，并检测它的放射性，便可知其核酸的类型。将含有放射性同位素标记的尿嘧啶(U)或胸腺嘧啶(T)的培养基分别标记为甲组、乙组，分别培养宿主细胞，之后分别接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。若为RNA病毒，则甲组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性标记的尿嘧啶而具有放射性，乙组收集的病毒无放射性；若为DNA病毒，则乙组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性标记的胸腺嘧啶而具有放射性，甲组收集的病毒无放射性。

答案：(1)思路

甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

(2)结果及结论

若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。

核心整合——掌握必备生物知识

一、实验分析

1．实验中的变量

2.注意区分探究性实验与验证性实验

二、实验评价

　实验方案评价类试题解题的一般思路

三、实验设计

1．实验设计的一般步骤

2.实验设计语言叙述中应注意的问题

(1)实验材料选择：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、生长趋势相同”，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”。

(2)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。

(3)实验器具选择：①容器应使用大小相同的。②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用不同的滴管。

考向立意——突显科学探究能力

[考向]　以实验探究为载体，考查学生综合分析问题、解决问题的能力

1．为了探究湖泊中不同深度的蜗牛和不同深度的吸虫之间的寄生关系，科研工作者进行了下列研究：①分别从湖泊浅、中、深水区捕获等量且足量未感染吸虫的蜗牛，将每种来源的蜗牛随机均分为3组；②分别从湖泊浅、中、深水区感染吸虫的蜗牛体内取出具有感染能力的吸虫，按来源分别培养；③将每种来源的3组未感染吸虫的蜗牛分别放入3种对应来源的吸虫环境中(其他条件相同)；④培养相同时间后，分别统计各环境中3组蜗牛的吸虫感染率，绘制曲线如图。下列有关叙述与实验结果不相符的是(　　)

A．实验中，来自浅水的蜗牛的吸虫感染率最高

B．不同深度的蜗牛更容易感染来自相同深度的吸虫

C．在本实验中所涉及的变量很多，其中自变量不止一个

D．来自深水的蜗牛感染率低可能是密度小，相互传染少

解析：D　[横坐标表示蜗牛来源，通过三组曲线在浅水区、中层区和深水区的对比知，来自浅水区的蜗牛感染率最高，A正确；由三条曲线在不同水层的感染率可知，来自不同深度的蜗牛更易感染来自相同水层的吸虫，B正确；本实验中涉及的自变量有不同水层的蜗牛、不同水层的吸虫等，C正确；不同组别中蜗牛密度相同，故深水的蜗牛感染率低的原因不是蜗牛密度小，D错误。]

2．某生物兴趣小组为探究“环境条件对花生种子萌发的影响”，设计了表中所示实验，请据表回答：

(1)若选取①和③进行对照实验，则实验的自变量是__________。若探究“水对花生种子萌发的影响”，需选取①和②进行对照实验，请改正实验设计中的一处不足：____________________________________________________________________________。

(2)为进一步探究花生幼苗的生理活动，兴趣小组设计了下图所示的实验装置。

①将该装置置于黑暗中进行呼吸速率测定时，为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正，校正装置的容器和烧杯中应该放入____________________________________。

②若想验证水是光合作用的原料(如图所示，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分)，首先需要对装置进行如下调整：__________。并在此基础上，请写出实验设计思路：____________________________________________________________________________________。

解析：(1)①和③组处理方式中，唯一不同的是温度，则实验的自变量是温度。根据实验分析，①为对照组，若探究“水对花生种子萌发的影响”，则②为实验组，但①与②相比，存在两个变量，一个为是否有水分，另一个是底部是否垫有布，因此需将②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”。(2)①为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须排除外界环境对这个装置的影响，因此校正装置的容器和烧杯中应该放入与实验组相同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液，以测定该装置未进行呼吸时液滴的移动，从而得出更准确的数据。②若想验证水是光合作用原料，则此装置需要进行光合作用，因此需要打开阀门，提供CO2。NaOH溶液会吸收CO2，不利于植物进行光合作用，因此需要移除NaOH溶液。验证水是光合作用原料，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分，A部分无法吸收到水，B部分正常，先对装置进行黑暗处理，消耗掉叶片中的有机物，然后移到光下，一段时间后用碘液检测两部分叶片的颜色变化。

答案：(1)温度　②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”　(2)①与实验组相同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液　②打开阀门并移除NaOH溶液　将此装置在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下。一段时间后取下叶片甲，除去叶绿素后滴加碘液，观察A、B两部分颜色变化

一、选择题

1．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照：两次对照中属于实验组的依次是(　　)

A．甲组、乙组实验前

B．甲组、乙组实验后

C．乙组、乙组实验前

D．乙组、乙组实验后

解析：D　[实验组与对照组的判断常有如下方法：

(1)处于正常状态下的是对照组，经过实验处理的是实验组。(2)根据实验的目的，施加什么条件来达到这个目的，那这一组就是实验组。(3)自身前后对照实验中，实验前是对照组，实验后是实验组。(4)进行了实验处理的是实验组；自然状态下(未加处理)的称为对照组。故本题中，在空白对照实验中，乙组为实验组；在自身对照实验中，实验后为实验组。]

2．以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是(　　)

A．正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱

B．正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深

C．发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同

D．该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离

解析：B　[紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈现紫色。正在发生质壁分离的细胞，因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。]

3．下列有关叶绿体中色素提取与分离实验及创新改进的说法中，不合理的是(　　)

A．设计一个对照实验，一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨，观察现象，可探究CaCO3加与不加对实验的影响

B．秋季使用黄色或红色叶片做实验材料可以证明叶片中不含叶绿素

C．把滤液细线画的宽一点做层析可以探究滤液细线的宽度对实验的影响

D．用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响

解析：B　[探究CaCO3加与不加对实验的影响实验中，自变量是是否加CaCO3，因此一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨，观察现象，A正确；植物细胞叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而红色叶片的颜色是因为液泡中的花青素，与叶绿体中的色素无关，B错误；把滤液细线画的宽一点做层析，与正常宽度做对比，可以探究滤液细线的宽度对实验的影响，C正确；用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响，D正确。]

4．(2019·黑龙江省齐齐哈尔市一模)下图为某生物兴趣小组测定的不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列有关叙述正确的是(　　)

A．pH为11时，淀粉酶的活性完全丧失

B．pH为3和9时，淀粉酶的活性不同

C．试管中溶液的pH由13调为7后，淀粉含量明显减少

D．先将淀粉与淀粉酶溶液混合后，再调节各组混合液的pH

解析：B　[由题干信息可知，酸和淀粉酶都能促使淀粉分解。pH为11时，1 h后淀粉剩余量相对值小于1.0，说明淀粉酶的活性没有完全丧失，A错误；由题图可知，pH为3时与pH为9时，1 h后淀粉剩余量相对值相同，又由于酸能促使淀粉分解，所以两组中淀粉酶的活性不同，B正确；分析题图可知，pH为13时，淀粉酶已经完全丧失活性，将pH由13调为7后，淀粉酶的活性不会恢复，淀粉含量不会明显减少，C错误；若先将淀粉与淀粉酶溶液混合后，再调节各组混合液的pH，会导致每组实验的淀粉酶在没有达到设定的pH之前都已经开始进行催化反应了，造成实验结果不准确，D错误。]

5．高中生物学实验常需测量和计数，下列操作可能导致实验结果估测值偏小的是(　　)

A．对研磨后的苹果匀浆进行过滤检测可溶性还原糖含量

B．在蒲公英生长密集处取样调查其在样地中的种群密度

C．被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕并计算鲤鱼的数量

D．从静止的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量

解析：C　[对研磨后的苹果匀浆进行过滤，不会影响可溶性还原糖含量的检测，A错误。在蒲公英生长密集处取样调查其在样地中的种群密度，会使结果偏大，B错误。被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕，会使重捕个体中被标记的个体增加，从而使鲤鱼的数量偏小，C正确。草履虫的呼吸需要氧气，故草履虫都集中在静止的上清液，因此从静止的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量，会使估测值偏大，D错误。]

二、非选择题

6．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验．探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。

增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。

(1)设计出继续实验的简要步骤：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

(2)预测实验现象并作出结论：_________________________________________________。

解析：该实验的目的是探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜，由提供的实验材料可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会缩小，用斐林试剂检验，水浴加热(50～60 ℃)条件下A、B试管都会出现砖红色沉淀；否则，会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增加而两边液面差加大，且用斐林试剂检验时a管内溶液不出现砖红色沉淀。实验步骤设计重点考查无关变量的控制，如两侧加入等量的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。

答案：(1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化；②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入等量的斐林试剂，50～65 ℃水浴加热，观察A、B两试管内有无砖红色沉淀　(2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀生成，B试管内有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜

7.

紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。它的叶分两种：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__________。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)观察质壁分离复原所用的最佳材料是__________，该实验的自变量是__________。

(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布状况，常用的理想材料为__________，该材料优于其他部位的原因是________________________________________。

(4)若观察有丝分裂，所用的理想材料为__________，装片的制作流程为：解离→__________→染色→制片。

(5)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”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)由题可知，“管状叶伸展于空中，进行光合作用”说明管状叶含有叶绿体，则提取和分离绿叶中的色素所用的实验材料是管状叶，含有色素较多；无水乙醇(丙酮)能溶解色素；CaCO3的作用是防止研磨过程中叶绿素遭到破坏。分离色素依据的实验原理是不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度也不同。(2)观察细胞的质壁分离及复原所用的最佳材料是紫色洋葱鳞片叶外表皮，具有紫色液泡，便于观察；该实验的目的是观察质壁分离和复原，则自变量是清水和蔗糖溶液，在蔗糖溶液中细胞失水，发生质壁分离；在清水中，发生质壁分离的复原。(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布状况，需要用甲基绿和吡罗红染色，使得细胞核呈绿色，细胞质呈红色，则理想材料为紫色洋葱鳞片叶的内表皮，没有色素。(4)若观察有丝分裂，所用的理想材料为洋葱根尖分生区细胞，细胞分裂旺盛，为正方形，排列紧密。该实验的装片制作程序是解离→漂洗→染色→制片。(5)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”两个实验中都用到了盐酸，它在两个实验中的作用不同，前者是改变细胞膜的通透性和使染色质中DNA和蛋白质分离开；后者的作用是作为解离液。

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，在滤纸上的扩散速度也不同

(2)(紫色洋葱)鳞片叶外表皮　清水和蔗糖溶液

(3)鳞片叶内表皮　颜色浅(由单层细胞构成)

(4)根尖(分生区细胞)　漂洗　(5)不同

8．为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，一位同学设计了如下图实验，一段时间后，发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素，请思考：

(1)本实验能否得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”这一结论？为什么？___________________________________________________________________。

(2)欲得出上述结论应怎样改进更具说服力？____________________________________。

答案：(1)不能。因为仅就该实验只能证明“生长素可以从胚芽鞘形态学上端运往形态学下端”，而不能证明“生长素不能由形态学下端运往形态学上端”　(2)应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。(如图所示)。

9．一株植物水平放置时，根部表现为向地生长，茎部表现为背地生长。

(1)根部和茎部的弯曲生长是因为____________________________，造成生长素分布不均匀。

(2)欲探究生长素的极性运输是否受重力影响，请利用相关材料在常规实验室条件下完成实验，要求简要写出

①实验思路、②结果分析。

(实验材料：放射性强度相同的含14C－IAA琼脂片，不含IAA的空白琼脂片，新鲜枝条。材料充足，不考虑重力对琼脂片中IAA扩散的影响。回答实验思路时可用图辅助说明。)

解析：(1)植物水平放置时，由于重力作用，生长素浓度在近地侧较高。对于植株的茎来说，这个浓度的生长素能促进生长，因而近地侧生长较快，植株的茎就向上弯曲生长。同样的生长素浓度，对于植株的根来说，却会抑制生长，因而，根部近地侧的生长比远地侧的慢，根就向下弯曲生长。因此根部和茎部的弯曲生长是因为重力使生长素由远地侧向近地侧运输，造成生长素分布不均匀。(2)生长素只能由形态学的上端运输到形态学的下端，而不能反过来运输，称为极性运输。要证明极性运输是否受重力的影响，应该设置一组把胚芽鞘倒过来放置，其他条件都相同的对照实验。故欲探究生长素的极性运输是否受重力影响的实验设计思路为：取生长状态相同的枝条若干，随机分成两组。将一组枝条的形态学上端朝上垂直放置，并在上方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在下方放置一块空白琼脂片。将另一组枝条的形态学上端朝下垂直放置，并在下方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在上方放置一块空白琼脂片。一段时间后测定两组空白琼脂片的放射性。结果分析：若两组空白琼脂片放射性相同，则生长素的极性运输不受重力影响；若两组空白琼脂片的放射性不同，则生长素的极性运输受重力的影响。

答案：(1)重力使生长素由远地侧向近地侧运输

(2)①取生长状态相同的枝条若干，随机分成两组。将一组枝条的形态学上端朝上垂直放置，并在上方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在下方放置一块空白琼脂片。将另一组枝条的形态学上端朝下垂直放置，并在下方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在上方放置一块空白琼脂片。一段时间后测定两组空白琼脂片的放射性　②若两组空白琼脂片放射性相同，则生长素的极性运输不受重力影响；若两组空白琼脂片的放射性不同，则生长素的极性运输受重力的影响。

10．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。

针对以上的问题，你作出的假设是____________________________________________。

你提出此假设的依据是_______________________________________________________。

解析：探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否也能诱导细胞内染色体数目加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，而推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所以提出“低温能诱导细胞内染色体数目加倍”的假设。

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数目加倍　低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂

二、非选择题

11．猫是XY型性别决定的二倍体生物，有尾基因(B)对无尾基因(b)为完全显性，且位于性染色体上。现有各种纯种猫若干只，请利用一次杂交实验来确定这对等位基因是位于X染色体的同源Ⅰ片段上还是位于非同源Ⅱ片段上，写出亲本的杂交组合，并预测实验结果。

(1)亲本交配组合：___________________________________________________________。

(2)预测实验结果：

若______________________，则这对等位基因位于X染色体同源Ⅰ片段上；

若______________________，则这对等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上。

解析：确定基因位于X或Y染色体某一片段上可采用假说—演绎法。在解此题时，可假设该等位基因位于X染色体同源Ⅰ片段上，Y染色体上有对应的等位基因，纯合雄猫的基因型可表示为XbYb、XBYB；若等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上，则Y染色体上没有对应的等位基因，雄猫的基因型可表示为XbY、XBY。利用一次杂交实验来确定该等位基因位于X染色体的哪个片段上，可以选择XbXb×XBYB或XbXb×XBY；若这对等位基因位于X染色体同源Ⅰ片段上，则基因型为XbXb的雌猫与基因型为XBYB的雄猫进行杂交，后代中无论雄性个体还是雌性个体都为有尾猫。若这对等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上，则基因型为XbXb的雌猫与基因型为XBY的雄猫杂交，子代中雌性个体为有尾猫，雄性个体为无尾猫。

答案：(1)无尾雌猫与有尾雄猫

(2)子代中无论雄性个体还是雌性个体都表现为有尾性状　子代中雌性个体为有尾猫，雄性个体为无尾猫

12．有人设想抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。请为他设计一个实验验证这一想法：

实验目的：验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。

实验原理：动物体受到外界抗原性物质刺激可以产生特异性抗体，将抗原消灭。

实验材料：小鼠若干只、S型活菌、R型活菌、生理盐水、注射器等。(提示，可用生理盐水配制一定浓度的活菌液，但浓度和剂量不作要求)

实验过程：

①________________________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________________________。

实验结果及结论：甲组小鼠存活，而乙组小鼠死亡，说明抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。

解析：通过对实验目的“验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌”的分析，可知本实验设计的自变量是抗R型细菌的抗体的有无。再依据实验结果及结论，不难对实验过程进行设计。具体来说，可以对小鼠进行分组编号，如将小鼠均等地分为甲和乙两组，然后一组施以变量(一定量的用生理盐水配制的R型活菌液)处理，另一组进行等量(生理盐水)对照。一定时间后，分别对两组小鼠注入一定量的用生理盐水配制的S型活菌液，观察对照组和实验组的现象。

答案：实验过程：①取小鼠若干只，均等地分成两组，分别编号为甲组和乙组　②在甲组小鼠体内注射用生理盐水配制的R型活菌液1 mL，在乙组小鼠体内注射生理盐水1 mL　③一段时间后，再分别给甲、乙两组小鼠注射用生理盐水配制的S型活菌液1 mL，观察两组小鼠的生活状况