【复习讲义】专题01 实验设计突破（3大知识+3大考向）（期末复习讲义）高一生物上学期人教版

该高中生物学讲义通过知识框架系统梳理实验设计专题，以表格归纳实验设计三原则（对照、单一变量、平行重复），用分类梳理呈现必修一核心实验（物质鉴定、观察类、探究类），清晰展现知识点内在逻辑与重难点分布。 讲义亮点在于分层实战设计与科学思维培养，基础通关练夯实变量分析等基础，重难突破练结合典例（如酶专一性实验设计）提升探究能力，提供实验思路撰写模板，助力不同层次学生掌握规范答题方法，为教师精准教学提供系统支持。

专题01 实验设计突破 内容速览 明·期末考情 通·必备知识 知识点一 实验设计基本原则 知识点二 必修一核心实验梳理 知识点三 实验题规范答题 综·核心突破 考向1 实验设计基本原则的判断与应用 考向2 必修一核心实验操作与结果分析 考向3 实验题规范答题（思路撰写、结果与结论推导） 练·分层实战 复习目标 1.理解实验设计的基本原则（对照、单一变量、平行重复）​ 2.掌握必修一核心实验的原理、步骤及结果分析​ 3.学会规范书写实验目的、自变量、因变量、无关变量及实验结论​ 4.能基于教材实验进行变式设计与误差分析 核心考点 1.实验设计基本原则 2.必修一核心实验梳理 3.实验题规范答题 考情总结 1.高频考查实验设计完整性（变量设定、对照设计） 2.侧重教材实验变式应用（换材料、改条件、析异常结果） 3.强调文字表达的科学性与规范性 4.常结合图表（实验装置图、结果曲线图）考查分析与设计能力 █知识点一　实验设计基本原则 重点归纳 1.对照原则 （1）4 种对照类型判断标准（空白对照：一组加处理、一组不加；相互对照：多组均加不同处理，相互对比；自身对照：同一对象前后 / 不同部位对比；条件对照：加无关变量处理作对照） （2）设计要求 —— 每组对照仅围绕 1 个自变量，对照组与实验组除自变量外其他条件完全一致 2.单一变量原则 （1）自变量设定技巧（明确 “改变的因素”，如温度梯度、试剂浓度梯度，需可量化） （2）：因变量检测方法（选择可观察 / 可测量的指标，如颜色变化、气泡产生速率、长度变化） （3）无关变量控制方式（排除法：如探究酶活性与温度关系时排除 pH 干扰；平衡法：各组无关变量设置相同且适宜） 3.平行重复原则 （1）操作要求 —— 每组实验设置 3 次及以上重复，取平均值减少偶然误差 （2）适用场景 —— 数据类实验（如酶活性测定、光合作用速率计算） 效果检测 1．（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）下图为某同学设计的“探究酵母菌细胞呼吸的方式”装置示意图，下列叙述正确的是（    ） A．该实验的自变量为氧气浓度的大小 B．装置甲中NaOH的作用主要是除去空气中的杂菌和CO2 C．装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应立即与e瓶相连接 D．在反应不充分时，b、d中的溶液用酸性重铬酸钾均能检测出灰绿色 2.（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著 B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强 C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体类囊体薄膜中能产生C3 D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲 3．（24-25高一上·云南昆明·期末）动物新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，可以催化H2O2的分解。为探究H2O2分解条件，某研究小组用新鲜肝脏研磨液等材料开展了两项实验，实验结果如图所示。    回答下列问题。 (1)实验一的自变量是 ，因变量是 ，观测指标是 。 (2)实验一的结果表明， （填“过氧化氢酶”或“Fe3+”）的催化效率更高，判断依据是 ，原因是 。 (3)实验二曲线AB段的限制因素是 ，BC段的限制因素最可能是 。 █知识点二 必修一核心实验梳理 重点归纳 1.物质鉴定类 （1）还原糖鉴定：试剂（斐林试剂，甲液 + 乙液现配现用）、条件（50-65℃水浴加热）、现象（砖红色沉淀） （21）脂肪鉴定：试剂（苏丹 Ⅲ 染液 / 苏丹 Ⅳ 染液）、步骤（切片→染色→洗去浮色→制片观察）、现象（橘黄色 / 红色） （3）蛋白质鉴定：试剂（双缩脲试剂，先加 A 液再加 B 液）、条件（常温）、现象（紫色） 2.观察类 （1）质壁分离与复原：材料（成熟植物活细胞，如洋葱鳞片叶外表皮）、关键步骤（蔗糖溶液处理→清水复原）、核心原理（渗透作用，原生质层相当于半透膜） （2）有丝分裂观察：材料（洋葱根尖分生区细胞）、关键步骤（解离→漂洗→染色→制片）、染色剂（龙胆紫溶液 / 醋酸洋红液）、观察对象（中期染色体形态数目最清晰） 3.探究类 （1）的特性探究：酶的专一性（底物不同 / 酶不同，如淀粉 + 淀粉酶 vs 蔗糖 + 淀粉酶）、高效性（酶与无机催化剂对比）、作用条件温和（温度 /pH 影响，如低温抑制、高温 / 过酸过碱失活） （2）光合作用相关探究：自变量（光照强度 / CO₂浓度 / 温度）、因变量（O₂释放量 / CO₂吸收量）、无关变量（叶片数量 / 长势、实验温度） （3）呼吸作用相关探究：有氧 vs 无氧条件控制（有氧通空气、无氧密封）、检测指标（CO₂用澄清石灰水 / 溴麝香草酚蓝溶液，酒精用酸性重铬酸钾） 效果检测 1．（23-24高一上·北京·期末）以下高中生物学实验中的有关叙述不正确的是（    ） A．探究温度对酶活性影响的实验，可选用新鲜的肝脏研磨液 B．用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液分离不同色素 C．用苏丹Ⅲ染液染色，可观察到花生子叶细胞中的脂肪颗粒 D．观察质壁分离时，用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片 2．（25-26高一上·西藏拉萨·期末）哺乳动物的红细胞在生理盐水中仍可以保持其正常的形态。用哺乳动物的红细胞制作临时装片，观察其在甲、乙、丙三种不同浓度的氯化钠溶液中的形态变化。已知甲溶液浓度低于生理盐水，乙溶液为生理盐水，丙溶液浓度高于生理盐水，假设实验中各个红细胞细胞质的浓度均相同。下列相关分析正确的是（    ） A．在细胞形态变化过程中，丙溶液中细胞的吸水能力逐渐增加 B．在乙溶液中，光学显微镜下可看到有水分子进出细胞 C．当三种溶液中细胞形态不再发生变化时，细胞的吸水能力都相同 D．三种溶液中细胞最终状态为甲溶液中的破裂，乙溶液中的无明显变化，丙溶液中的皱缩 █知识点三 实验题规范答题 重点归纳 1.实验思路 / 步骤撰写 （1）分组模板（对照组：正常条件处理；实验组：改变自变量处理，其余同对照组） （2）操作逻辑（先分组编号→施加变量处理→相同条件下培养 / 观察→定时记录数据 / 现象） 2.实验结果与结论 （1）结果描述要求（客观、准确，不夸大，如 “甲组砖红色沉淀比乙组深” 而非 “甲组还原糖含量高”） （2）结论推导逻辑（结果→因果关系→结论，需呼应实验目的，如 “随温度升高，酶活性先升后降，最适温度为 X℃”） 3.误差分析与改进 （1）常见误差来源（操作类：解离不充分、染色过深；变量控制类：无关变量未平衡；材料类：材料死亡、长势差异） （2）改进措施（针对误差来源，如 “解离时间延长至 3-5 分钟”“选择长势一致的材料”） 效果检测 1．（25-26高一上·广西桂林·期中）.图甲为探究渗透作用的实验装置示意图，其中 a 、b 为不同浓度的蔗糖溶液。图乙为“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在显微镜下观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的两种状态示意图。回答下列问题。 (1)图甲中初始状态时a 与 b 的液面高度一致，接着 a 液面上升，产生这一现象的两个基本条件是：①溶液初始浓度大小为 a b ，②具有半透膜。 (2)当紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液中时，显微镜下观察到图乙中的 B 状态，此时液泡的体积变小、细胞液浓度变 、 （填序号）与细胞壁分离，说明细胞失水。 (3)当处于 B 状态的细胞重新浸润在清水中时，细胞又恢复为 A 状态，说明细胞吸水。以上实验结果表明，成熟的植物细胞通过 作用失水和吸水， 充当了半透膜。 (4)发生质壁分离的内因是 。 2．（24-25高一上·河南漯河·期末）Ⅰ.小肠是消化吸收的主要场所，图1是与小肠绒毛上皮细胞有关的葡萄糖和钠离子跨膜运输示意图，a、b、c表示膜转运蛋白。分析回答下列问题。 (1)膜转运蛋白包括 ，a属于膜转运蛋白中的 。 (2)蛋白c在转运Na+过程中的作用有 ，在此过程中 会导致蛋白c的空间结构发生改变。葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的物质运输方式是 ，判断的依据是 。 Ⅱ.血液流经肾小球时，水、葡萄糖、氨基酸、尿酸（机体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢产生的尿酸无法被继续分解，在血清中以尿酸盐的形式存在）、尿素和无机盐等小分子物质可进入肾小囊形成原尿。原尿经过肾小管时，其中部分物质被肾小管上皮细胞重新吸收。研究发现，原尿中尿酸的重吸收与肾小管上皮细胞膜上蛋白URAT1和GLUT9有关，机体对尿酸过量重吸收会导致高尿酸血症，进而引起痛风。研究人员发现天然化合物F具有降尿酸的作用，为研究其作用机理，研究人员以大鼠为实验材料进行相关实验，结果如图2所示。 (3)①本实验的因变量为 。 ②从蛋白URAT1和GLUT9的角度分析，天然化合物F降尿酸的作用机理可能是 。 █考向1 实验设计基本原则的判断与应用​ 【解题方法】​ 1.对照类型判断：根据 “是否加处理、是否同一对象、是否多组对比” 快速归类​ 2.变量分析三步法：先找自变量（改变的因素）→ 确定因变量（检测指标）→ 排查无关变量（需控制的条件）​ 【典例分析1】 （对照类型判断）下列实验中，属于自身对照的是（ ）​ A. 探究酵母菌呼吸方式时，有氧组通空气、无氧组密封​ B. 观察质壁分离与复原时，同一洋葱鳞片叶外表皮细胞先加蔗糖溶液再加清水​ C. 探究酶的专一性时，甲组用淀粉 + 淀粉酶，乙组用蔗糖 + 淀粉酶​ D. 验证光合作用需要光时，一组遮光、一组不遮光​ 【典例分析2】 （变量控制分析）探究 “温度对唾液淀粉酶活性的影响” 实验中，下列操作错误的是（ ）​ A. 自变量设置为 0℃、37℃、100℃三个梯度​ B. 因变量用碘液检测淀粉剩余量（蓝色深浅）​ C. 无关变量中的 pH 设置为不同值以排除干扰​ D. 每组实验重复 3 次，取平均值​ █考向2 必修一核心实验操作与结果分析 【解题方法】 1.物质鉴定类：试剂使用细节（现配现用、添加顺序）+ 条件 + 现象三者绑定记忆 2.观察类实验：关键步骤（如解离→漂洗→染色的顺序）+ 材料选择依据（如分生区细胞分裂旺盛） 3.探究类实验：变量对应关系（自变量→因变量的逻辑链）+ 检测方法匹配 【典例分析1】 （物质鉴定实验）下列关于生物组织中有机物鉴定的叙述，正确的是（ ） A. 鉴定还原糖时，斐林试剂甲液和乙液可提前混合备用 B. 鉴定脂肪时，苏丹 Ⅳ 染液染色后需用清水洗去浮色 C. 鉴定蛋白质时，双缩脲试剂 A 液和 B 液需同时加入样液 D. 还原糖鉴定实验中，水浴加热后出现砖红色沉淀证明含还原糖 【典例分析2】 （观察类实验）观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，下列叙述错误的是（ ） A. 实验材料选择根尖分生区细胞（呈正方形、排列紧密） B. 解离的目的是使细胞相互分离，便于制片 C. 漂洗的目的是洗去解离液，防止染色剂被破坏 D. 视野中大部分细胞处于分裂中期（染色体形态清晰） 【典例分析3】 （探究类实验）(多选）探究 “酶的专一性” 实验中，某组实验设置如下：甲组（淀粉 + 淀粉酶）、乙组（蔗糖 + 淀粉酶），检测试剂用斐林试剂。下列叙述正确的是（ ） A. 自变量是底物种类（淀粉 vs 蔗糖），因变量是是否产生还原糖 B. 乙组实验中，蔗糖与淀粉酶反应会产生麦芽糖（还原糖） C. 两组实验无需水浴加热，直接观察斐林试剂颜色变化 D. 若甲组出现砖红色沉淀、乙组无，证明酶具有专一性 █考向3 实验题规范答题（思路撰写、结果与结论推导） 【解题方法】 1.实验思路撰写：“分组编号→变量处理→培养观察→记录数据” 模板化表达 2.结果描述：客观描述现象（颜色、速率、数量），不直接下结论 3.结论推导：紧扣实验目的，建立 “自变量→因变量” 的因果关系 【典例分析1】 （实验思路撰写）请设计实验探究 “pH 对过氧化氢酶活性的影响”，写出实验思路（关键步骤）。 【典例分析2】 （结果与结论推导）某实验探究 “光照强度对光合作用速率的影响”，设置弱光、中光、强光三组，检测指标为叶片释放 O₂的速率。实验结果如下：弱光组 O₂释放速率为 5mL/h，中光组为 15mL/h，强光组为 12mL/h。请描述实验结果并推导结论。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高一上·江西南昌·期末）红糖糍粑是四川传统美食。制作原料有糯米粉、红糖、植物调和油等。下列相关叙述不正确的是（　　） A．植物调和油富含不饱和脂肪酸，可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 B．红糖糍粑中糖类和脂肪含有的元素种类及各元素的相对含量基本相同 C．经常摄入大量高糖高脂食物，易导致能量摄入过剩，引发肥胖 D．红糖的主要成分不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 2.（25-26高一上·甘肃白银·期末）酶和ATP都与细胞代谢有关。下列叙述正确的是（　　） A．ATP的合成和水解需要同种酶的催化 B．ATP的水解可为蛋白质合成过程提供能量 C．酶和ATP都只能在活细胞内发挥作用 D．ATP中含有核糖，酶中不可能含有核糖 3．（24-25高一上·云南昆明·期末）某兴趣小组设计了如下表所示的实验方案，该方案能够用于验证（    ） 步骤 实验操作 试管1 试管2 ① 注入可溶性淀粉溶液 2mL - ② 注入蔗糖溶液 - 2mL ③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 2mL A．酶的高效性 B．酶的活性会受温度影响 C．酶的专一性 D．酶的活性会受pH影响 4．（24-25高一上·上海·期末）土壤盐碱化已经成为世界范围的生态环境问题，中国盐碱土面积高达3460万公顷，占全国可利用土地面积约4.88%。在盐碱胁迫下，植物通过根系吸水或是自身渗透作用吸入过量的盐离子，会不同程度的抑制植物的生长。某小组同学准备以“不同NaCl浓度对小麦生长的影响”为课题，展开实验探究。 (1)①-⑥为实验过程中的相关步骤，实践操作中其排列次序正确的选项是（　　） ①提出问题  ②设计实验方案  ③分析实验现象④得出结论   ⑤作出假设  ⑥实施实验方案 A．①→②→⑥→③→④→⑤ B．②→⑥→①→③→⑤→④ C．①→⑤→②→⑥→③→④ D．⑤→①→②→⑥→③→④ (2)请为该小组同学完善下列实验步骤：小组同学采用80、120mmoL/L的NaCl培养液来模拟不同程度的盐胁迫进行试验。对照组的浓度可以设置为（　　） A．40mmoL/L B．0mmoL/L C．80mmoL/L D．120mmoL/L (3)在培养过程中，应保证各组的光照和温度等条件 （相同/不同），这遵循 原则。 (4)培养一段时间后，分别统计 。 5．（25-26高一上·甘肃白银·期末）某生物实验小组为了探究环境因素对蓝莓果实呼吸作用的影响，设计了如下实验：取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓（每组30粒）分别放在不同的环境中适应一段时间后，测量其释放CO2的速率，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)蓝莓果实细胞呼吸产生CO2的场所可能为 。该实验中的自变量是 ；环境湿度是该实验的 变量。 (2)该实验“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是 ；每组30粒蓝莓进行实验比每组1粒蓝莓进行实验好，理由是 。 (3)由实验结果可以看出 条件下更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，请说明其原因： 。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（多选）（24-25高一上·江苏徐州·期末）下列关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质鉴定实验的叙述错误的有（　　） A．不可以直接用斐林试剂的甲液和乙液来鉴定还原糖和蛋白质 B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于鉴定脂肪的理想材料 C．苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中脂肪颗粒时，需使用无水乙醇洗去浮色 D．西瓜汁中含有还原糖，常用西瓜汁作为还原糖鉴定的材料 2．（多选）（25-26高一上·甘肃白银·期末）研究人员从某微生物细胞内提取了纤维素酶A和纤维素酶B用于催化分解纤维素，在pH=7（最适pH）、不同温度条件下这两种纤维素酶分别催化（等量且足量）纤维素发生水解反应，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．15℃时，增加纤维素量，酶A和酶B的活性会增加 B．在实验温度设置的范围内，酶A的活性均比酶B的活性小 C．据实验结果推测，酶A作用的最适温度比酶B的最适温度低 D．降低反应体系pH，酶A和酶B催化纤维素分解的速率降低 3．（多选）（25-26高一上·甘肃白银·期末）在面包、蛋糕和饼干等粮食制品中加入酵母菌可以增加食物的营养价值。某科研小组为研究酵母菌的呼吸方式（以葡萄糖为呼吸底物），设置了如图所示的实验装置，请据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌是兼性厌氧型菌，在有氧和无氧的环境下均可以生存 B．装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2 C．装置2中的液滴右移，说明该装置内酵母菌只进行无氧呼吸 D．装置2中的液滴不动，其内酵母菌可能只进行了有氧呼吸 4 ．（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）细胞呼吸能为生物体生命活动提供能量，还是生物体内代谢的枢纽。对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意图，其中A、B表示物质，Ⅰ~Ⅳ表示生理过程。据图回答： (1)图中物质A是 。在叶绿体中，光合色素分布在 上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的 。 (2)Ⅰ过程为Ⅱ过程提供 。若将在阳光下正常生长的绿色植物移入暗室，短时间内细胞中C3的含量 ，Ⅱ过程发生的场所是 。 (3)在物质变化的同时，伴随着能量的变化。Ⅰ过程的能量变化是 。 (4)丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 。 (5)研究发现，黄光照射时植物光合作用速率减慢，科学家推测黄光可能导致叶绿素含量发生改变，现以番茄试管苗为实验材料，探究番茄试管苗在黄光照射下叶绿素含量是否发生改变，可设计如下实验：在 条件下分别培养番茄试管苗（甲和乙），一段时间后取甲和乙的叶片，用 提取其中的色素并用层析液分离，通过比较两组滤纸条上从上到下第 （填第几条）色素带的宽窄来判断叶绿素含量是否发生变化。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高一上·湖北荆州·期末）某校研究性学习小组在设计验证Ni是必需元素的实验时，设计了以下四组实验，其中最恰当的是（　　） A． B． C． D． 2．（24-25高一上·云南昆明·期末）盐胁迫是指生长在高盐度环境中的植物由于受到外界高渗透压溶液的影响而使生长受阻的现象，NaCl是引起该现象的主要物质。盐胁迫环境下，大豆细胞质中积累的Na+会抑制酶的活性，大豆根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 回答下列问题。 (1)大豆根部细胞受到盐胁迫后，可能发生质壁分离，从细胞结构的角度分析，其原因是原生质层比细胞壁的伸缩性 （填“大”或“小”）。盐胁迫条件下．Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是 （填“主动”或“被动”）运输，其判断依据是 。 (2)据图分析，盐胁迫条件下，大豆根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 （答出2点即可）。 (3)大豆能够吸收和积累丰富的硅。研究发现，外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na+水平，从而提高大豆的耐盐性。请利用下列实验材料及用具，设计实验证明上述结论。实验材料及用具：长势相同的大豆幼苗若干，原硅酸，NaCl，植物培养液，原子吸收仪（测定细胞内Na+的含量）。 实验思路： 。 预期实验结果： 。 3．（24-25高一上·湖北恩施·期末）袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度为0.3％以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g/mL的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，请回答相关问题： (1)该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必须含有的细胞器是 。 (2)Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升的原因是 ，A→B段，在细胞壁和原生质体之间充满了 。 (3)实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞能通过主动吸收 ，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液浓度 。 (4)水稻根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输？有同学设计实验进行了探究。 ①实验步骤： a.取甲、乙两组生长发育基本相同的水稻幼苗植株，放入适宜浓度的含有Na+、Cl-的溶液中； b.甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加 ； c.一段时间后， 。 ②预测实验结果及结论：若乙组 ，说明水稻从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。 4．（24-25高一上·福建福州·期末）电离辐射（存于自然界及核工业、医疗检测等领域）会导致线粒体功能异常，可能引起多种疾病，其中机制如下图所示。    (1)线粒体是 的主要场所，线粒体功能异常影响细胞的 供应，引起疾病。 (2)在线粒体中，NADH通过ETC将电子传递给氧气，生成 。ETC存在于线粒体 。 (3)电离辐射会提高线粒体中的自由基含量，对线粒体产生较大危害，原因是 。 (4)在电离辐射下，线粒体膜通透性增加，释放细胞色素c到细胞质中，引发Caspase - 9向Caspase - 3转化，引起细胞凋亡。请写出“验证电离辐射诱导的细胞凋亡与Caspase - 3水平正相关”的实验思路并预期实验结果 。 5．（24-25高一上·山东烟台·期末）番茄成熟过程中，呼吸速率首先降低，然后会出现呼吸高峰，之后又下降，随后果实即进入衰老阶段。图1为番茄果实细胞呼吸过程相关物质变化示意图，其中①～④为生理过程，A～E为相关物质。图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实（果皮绿色时采摘）在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线。    (1)图1中的C物质是 ，C可参与②③过程，其作用分别是 ；④过程的发生场所是 。 (2)图2实验的自变量有CO2浓度、 ；该实验可根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标，检测呼吸作用强度，但不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据，理由是 。 (3)与对照组相比，图2实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是 。请据此研究结果，提出延迟番茄果实成熟的合理方法： 。 6．（24-25高一上·广东茂名·期末）柑橘果实的甜度和风味取决于果实成熟过程中糖、酸组分的变化和积累。本研究以温州蜜柑为实验材料，探讨镁对果实品质的影响，旨在为实现温州蜜柑高品质提供理论基础。实验结果如表所示。回答下列问题： 时期 镁肥处理/（g/株） 果皮总叶绿素/（ug/g） 柠檬酸/（mg/g） 蔗糖/（mg/g） 果实转色期 0 44 10.5 34 150 28 9.4 35 250 24 9.2 39 果实成熟期 0 15 9.4 43 150 14 7.9 51 250 14 7.8 50 (1)本实验采取随机分组，每组处理12株，该操作的目的是 ，本实验的可变因素是 。 (2)果皮总叶绿素含量测定时，先提取叶绿体中色素再进行测定。叶绿体中色素提取时，常选用乙醇为提取液，依据是 。用纸层析法将叶绿体中不同色素分离，依据是 。 (3)根据实验结果发现，在果实转色期时，施镁肥能降低果皮总叶绿素含量，说明施镁肥能 （填“促进”或“抑制”）果实转色期叶绿素的降解。叶绿素的功能是可将光能转化为 。 (4)实验发现柑橘果实的膨大期，叶片中镁含量降低，原因可能是 。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是 。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 实验设计突破 内容速览 明·期末考情 通·必备知识 知识点一 实验设计基本原则 知识点二 必修一核心实验梳理 知识点三 实验题规范答题 综·核心突破 考向1 实验设计基本原则的判断与应用 考向2 必修一核心实验操作与结果分析 考向3 实验题规范答题（思路撰写、结果与结论推导） 练·分层实战 复习目标 1.理解实验设计的基本原则（对照、单一变量、平行重复）​ 2.掌握必修一核心实验的原理、步骤及结果分析​ 3.学会规范书写实验目的、自变量、因变量、无关变量及实验结论​ 4.能基于教材实验进行变式设计与误差分析 核心考点 1.实验设计基本原则 2.必修一核心实验梳理 3.实验题规范答题 考情总结 1.高频考查实验设计完整性（变量设定、对照设计） 2.侧重教材实验变式应用（换材料、改条件、析异常结果） 3.强调文字表达的科学性与规范性 4.常结合图表（实验装置图、结果曲线图）考查分析与设计能力 █知识点一　实验设计基本原则 重点归纳 1.对照原则 （1）4 种对照类型判断标准（空白对照：一组加处理、一组不加；相互对照：多组均加不同处理，相互对比；自身对照：同一对象前后 / 不同部位对比；条件对照：加无关变量处理作对照） （2）设计要求 —— 每组对照仅围绕 1 个自变量，对照组与实验组除自变量外其他条件完全一致 2.单一变量原则 （1）自变量设定技巧（明确 “改变的因素”，如温度梯度、试剂浓度梯度，需可量化） （2）：因变量检测方法（选择可观察 / 可测量的指标，如颜色变化、气泡产生速率、长度变化） （3）无关变量控制方式（排除法：如探究酶活性与温度关系时排除 pH 干扰；平衡法：各组无关变量设置相同且适宜） 3.平行重复原则 （1）操作要求 —— 每组实验设置 3 次及以上重复，取平均值减少偶然误差 （2）适用场景 —— 数据类实验（如酶活性测定、光合作用速率计算） 效果检测 1．（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）下图为某同学设计的“探究酵母菌细胞呼吸的方式”装置示意图，下列叙述正确的是（    ） A．该实验的自变量为氧气浓度的大小 B．装置甲中NaOH的作用主要是除去空气中的杂菌和CO2 C．装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应立即与e瓶相连接 D．在反应不充分时，b、d中的溶液用酸性重铬酸钾均能检测出灰绿色 【答案】D 【详解】A、该实验的目的是探究酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸，自变量为氧气的有无，A错误； B、装置甲中NaOH的作用是除去空气中的CO2，避免其干扰实验结果，NaOH没有杀菌的作用，B错误； C、装置乙是探究酵母菌的无氧呼吸装置，为了防止氧气对实验结果的干扰，因此d瓶中加入酵母菌培养液后应放置一段时间，消耗掉瓶中的氧气后再与e瓶相连接，C错误； D、除了酒精能与酸性重铬酸钾发生颜色变化外，葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，因此在反应不充分时，b、d中的溶液用酸性重铬酸钾均能检测出灰绿色，D正确。 故选D。 2.（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP（氧化型）、蔗糖和pH7.3磷酸缓冲液的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（    ） A．单位时间内溶液颜色变化快的品种受除草剂抑制效果更显著 B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强 C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体类囊体薄膜中能产生C3 D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲 【答案】B 【详解】A、相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化快的品种生成的氢较多，说明其受除草剂抑制效果较差，A错误； B、相同浓度除草剂处理下，品种乙的叶绿体放氧速率高于品种甲，说明除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强，B正确； C、除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体虽能为暗反应阶段提供NADPH和ATP，但缺乏二氧化碳，无法合成三碳糖，C错误； D、由题图可知，不用除草剂处理，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲，D错误。 故选B。 3．（24-25高一上·云南昆明·期末）动物新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，可以催化H2O2的分解。为探究H2O2分解条件，某研究小组用新鲜肝脏研磨液等材料开展了两项实验，实验结果如图所示。    回答下列问题。 (1)实验一的自变量是 ，因变量是 ，观测指标是 。 (2)实验一的结果表明， （填“过氧化氢酶”或“Fe3+”）的催化效率更高，判断依据是 ，原因是 。 (3)实验二曲线AB段的限制因素是 ，BC段的限制因素最可能是 。 【答案】(1) 催化剂的种类 H2O2的分解速率 O2的释放速率 (2) 过氧化氢酶 与加入Fe3+相比较，加入过氧化氢酶，O2的产生量较快到达平衡点 酶与无机催化剂相比较，能够显著降低化学反应的活化能 (3) H2O2浓度 过氧化氢酶的数量(或浓度) 【分析】酶催化作用的实质是能够降低化学反应的活化能，酶与无机催化剂相比较，能够显著降低化学反应的活化能。 【详解】（1）依据实验一可知，实验的自变量为催化剂的种类，一种为过氧化氢酶，一种为Fe3+，因变量为H2O2的分解速率，据图可知，观测指标为O2的释放速率，即图示中的斜率。 （2）依据实验一的结果，加入过氧化氢酶的一组，与加入Fe3+的一组相比较，能较快到达平衡点，说明过氧化氢酶的催化效率更高，其原因在于酶与无机催化剂相比较，降低化学反应的活化能的效果更显著。 （3）实验二中，AB段的限制因素为横坐标所代表的H2O2浓度，BC段，横坐标所代表的因素不再是该反应的限制因素，是除了横坐标之外的其他因素，如过氧化氢酶的数量(或浓度)等。 █知识点二 必修一核心实验梳理 重点归纳 1.物质鉴定类 （1）还原糖鉴定：试剂（斐林试剂，甲液 + 乙液现配现用）、条件（50-65℃水浴加热）、现象（砖红色沉淀） （21）脂肪鉴定：试剂（苏丹 Ⅲ 染液 / 苏丹 Ⅳ 染液）、步骤（切片→染色→洗去浮色→制片观察）、现象（橘黄色 / 红色） （3）蛋白质鉴定：试剂（双缩脲试剂，先加 A 液再加 B 液）、条件（常温）、现象（紫色） 2.观察类 （1）质壁分离与复原：材料（成熟植物活细胞，如洋葱鳞片叶外表皮）、关键步骤（蔗糖溶液处理→清水复原）、核心原理（渗透作用，原生质层相当于半透膜） （2）有丝分裂观察：材料（洋葱根尖分生区细胞）、关键步骤（解离→漂洗→染色→制片）、染色剂（龙胆紫溶液 / 醋酸洋红液）、观察对象（中期染色体形态数目最清晰） 3.探究类 （1）的特性探究：酶的专一性（底物不同 / 酶不同，如淀粉 + 淀粉酶 vs 蔗糖 + 淀粉酶）、高效性（酶与无机催化剂对比）、作用条件温和（温度 /pH 影响，如低温抑制、高温 / 过酸过碱失活） （2）光合作用相关探究：自变量（光照强度 / CO₂浓度 / 温度）、因变量（O₂释放量 / CO₂吸收量）、无关变量（叶片数量 / 长势、实验温度） （3）呼吸作用相关探究：有氧 vs 无氧条件控制（有氧通空气、无氧密封）、检测指标（CO₂用澄清石灰水 / 溴麝香草酚蓝溶液，酒精用酸性重铬酸钾） 效果检测 1．（23-24高一上·北京·期末）以下高中生物学实验中的有关叙述不正确的是（    ） A．探究温度对酶活性影响的实验，可选用新鲜的肝脏研磨液 B．用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液分离不同色素 C．用苏丹Ⅲ染液染色，可观察到花生子叶细胞中的脂肪颗粒 D．观察质壁分离时，用一定浓度的蔗糖溶液处理黑藻的叶片 【答案】A 【详解】A、新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，但过氧化氢在高温下会分解，无法有效控制单一变量，导致实验结果不准确。探究温度对酶活性的实验应选择淀粉和淀粉酶，通过不同温度处理后检测淀粉分解情况，A错误； B、无水乙醇用于提取叶绿体中的色素（因其能溶解色素），层析液用于分离色素（基于不同色素在层析液中的溶解度差异），B正确； C、苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色，染色后需用50%的酒精洗去浮色，即可在显微镜下观察到橘黄色的脂肪颗粒，C正确； D、黑藻叶片细胞具有成熟液泡，一定浓度的蔗糖溶液可使其渗透失水而发生质壁分离现象，D正确。 故选A。 2．（25-26高一上·西藏拉萨·期末）哺乳动物的红细胞在生理盐水中仍可以保持其正常的形态。用哺乳动物的红细胞制作临时装片，观察其在甲、乙、丙三种不同浓度的氯化钠溶液中的形态变化。已知甲溶液浓度低于生理盐水，乙溶液为生理盐水，丙溶液浓度高于生理盐水，假设实验中各个红细胞细胞质的浓度均相同。下列相关分析正确的是（    ） A．在细胞形态变化过程中，丙溶液中细胞的吸水能力逐渐增加 B．在乙溶液中，光学显微镜下可看到有水分子进出细胞 C．当三种溶液中细胞形态不再发生变化时，细胞的吸水能力都相同 D．三种溶液中细胞最终状态为甲溶液中的破裂，乙溶液中的无明显变化，丙溶液中的皱缩 【答案】A 【详解】A、在丙溶液（高浓度）中，红细胞失水皱缩，细胞质浓度逐渐升高，吸水能力增强，A正确； B、在乙溶液中，有水分子进出细胞，但在光学显微镜下看不到，只能通过细胞形态变化间接判断，B错误； C、甲溶液中细胞可能吸水涨破、乙溶液中细胞形态不变、丙溶液中细胞失水皱缩，最终细胞内溶液浓度不同，吸水能力也不同（涨破后无吸水能力，皱缩细胞吸水能力增强），C错误； D、甲浓度低于生理盐水，但其中的红细胞不一定破裂，因为能否破裂还要看氯化钠浓度低的程度，若不是过低，可能到一定程度后细胞不再吸水但不会破裂，乙溶液（等渗）中水分子进出平衡形态不变，丙溶液（高渗）中红细胞失水皱缩，D错误。 故选A。 █知识点三 实验题规范答题 重点归纳 1.实验思路 / 步骤撰写 （1）分组模板（对照组：正常条件处理；实验组：改变自变量处理，其余同对照组） （2）操作逻辑（先分组编号→施加变量处理→相同条件下培养 / 观察→定时记录数据 / 现象） 2.实验结果与结论 （1）结果描述要求（客观、准确，不夸大，如 “甲组砖红色沉淀比乙组深” 而非 “甲组还原糖含量高”） （2）结论推导逻辑（结果→因果关系→结论，需呼应实验目的，如 “随温度升高，酶活性先升后降，最适温度为 X℃”） 3.误差分析与改进 （1）常见误差来源（操作类：解离不充分、染色过深；变量控制类：无关变量未平衡；材料类：材料死亡、长势差异） （2）改进措施（针对误差来源，如 “解离时间延长至 3-5 分钟”“选择长势一致的材料”） 效果检测 1．（25-26高一上·广西桂林·期中）.图甲为探究渗透作用的实验装置示意图，其中 a 、b 为不同浓度的蔗糖溶液。图乙为“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在显微镜下观察到的洋葱鳞片叶外表皮细胞的两种状态示意图。回答下列问题。 (1)图甲中初始状态时a 与 b 的液面高度一致，接着 a 液面上升，产生这一现象的两个基本条件是：①溶液初始浓度大小为 a b ，②具有半透膜。 (2)当紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶液中时，显微镜下观察到图乙中的 B 状态，此时液泡的体积变小、细胞液浓度变 、 （填序号）与细胞壁分离，说明细胞失水。 (3)当处于 B 状态的细胞重新浸润在清水中时，细胞又恢复为 A 状态，说明细胞吸水。以上实验结果表明，成熟的植物细胞通过 作用失水和吸水， 充当了半透膜。 (4)发生质壁分离的内因是 。 【答案】(1)＞ (2) 大 ③④⑤ (3) 渗透 原生质层 (4)原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性 【分析】图甲为探究渗透作用的实验装置示意图，图中漏斗内的液面高于烧杯中的液面，说明a溶液的初始浓度小于b溶液的初始浓度。图乙中的B细胞处于质壁分离状态，①为细胞壁、②为细胞核、③为液泡膜、④为细胞质、⑤为细胞膜，其中③④⑤构成原生质层。 【详解】（1）水分子是顺相对含量的梯度进行扩散的。图甲中初始状态时a与b的液面高度一致，接着a液面上升，说明半透膜两侧溶液初始浓度大小为a＞b，发生渗透作用的另一个条件是具有半透膜。 （2）当紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液中时，因蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水，所以在显微镜下会观察到图乙中的B细胞所示的质壁分离状态，此时液泡的体积变小、细胞液浓度变大、原生质层③④⑤，③为液泡膜、④为细胞质、⑤为细胞膜与①所示的细胞壁分离。 （3）当处于B（质壁分离）状态的细胞重新浸润在清水中时，细胞吸水，发生质壁分离复原，即细胞又恢复为A状态。以上实验结果表明，成熟的植物细胞通过渗透作用失水和吸水，原生质层充当了半透膜。 （4）质壁分离的“质”和“壁”分别指“原生质层”和“细胞壁”，发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。 2．（24-25高一上·河南漯河·期末）Ⅰ.小肠是消化吸收的主要场所，图1是与小肠绒毛上皮细胞有关的葡萄糖和钠离子跨膜运输示意图，a、b、c表示膜转运蛋白。分析回答下列问题。 (1)膜转运蛋白包括 ，a属于膜转运蛋白中的 。 (2)蛋白c在转运Na+过程中的作用有 ，在此过程中 会导致蛋白c的空间结构发生改变。葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的物质运输方式是 ，判断的依据是 。 Ⅱ.血液流经肾小球时，水、葡萄糖、氨基酸、尿酸（机体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢产生的尿酸无法被继续分解，在血清中以尿酸盐的形式存在）、尿素和无机盐等小分子物质可进入肾小囊形成原尿。原尿经过肾小管时，其中部分物质被肾小管上皮细胞重新吸收。研究发现，原尿中尿酸的重吸收与肾小管上皮细胞膜上蛋白URAT1和GLUT9有关，机体对尿酸过量重吸收会导致高尿酸血症，进而引起痛风。研究人员发现天然化合物F具有降尿酸的作用，为研究其作用机理，研究人员以大鼠为实验材料进行相关实验，结果如图2所示。 (3)①本实验的因变量为 。 ②从蛋白URAT1和GLUT9的角度分析，天然化合物F降尿酸的作用机理可能是 。 【答案】(1) 载体蛋白和通道蛋白 载体蛋白 (2) 运输Na+和催化ATP水解 蛋白质c磷酸化 主动运输 需要载体蛋白A的运输和Na+顺浓度梯度提供势能 (3) 血清中尿酸盐含量和URAT1和GLUT9蛋白含量 天然化合物F通过降低肾小管上皮细胞膜上URAT1和GLUT9蛋白含量，降低原尿中尿酸的重吸收 【分析】主动运输是由低浓度向高浓度运输，需要转运蛋白和消耗能量，协助扩散是从高浓度向低浓度运输，需要转运蛋白，不消耗能量。 【详解】（1）膜转运蛋白包括载体蛋白和通道蛋白。载体蛋白能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。由图可知， a 既能运输葡萄糖又能运输Na+，且运输方式为主动运输，需要载体蛋白协助，所以 a 属于膜转运蛋白中的载体蛋白。 （2）由图可知，蛋白 c 在转运Na+过程中，一方面作为载体蛋白运输Na+，另一方面作为ATP水解酶催化ATP水解，为运输Na+提供能量。 在此过程中，ATP水解释放出的Pi，会使蛋白质c磷酸化，从而导致蛋白 c 的空间结构发生改变，从而实现Na+的跨膜运输。葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞的物质运输方式是主动运输，因为需要载体蛋白A的运输和Na+顺浓度梯度提供势能。 （3）因变量是随着自变量的变化而变化的变量。在该实验中，研究人员研究天然化合物 F 降尿酸的作用机理，通过检测不同处理组大鼠血清中尿酸含量以及肾小管上皮细胞中蛋白 URAT1 和 GLUT9 的表达量来分析其作用，故本实验的因变量为血清中尿酸盐含量和URAT1和GLUT9蛋白含量。 结合图示可知，治疗组中URAT1和GLUT9蛋白的相对含量低于模型组，因此可推测天然化合物F通过降低肾小管上皮细胞膜上URAT1和GLUT9蛋白含量，降低原尿中尿酸的重吸收。 █考向1 实验设计基本原则的判断与应用​ 【解题方法】​ 1.对照类型判断：根据 “是否加处理、是否同一对象、是否多组对比” 快速归类​ 2.变量分析三步法：先找自变量（改变的因素）→ 确定因变量（检测指标）→ 排查无关变量（需控制的条件）​ 【典例分析1】 （对照类型判断）下列实验中，属于自身对照的是（ ）​ A. 探究酵母菌呼吸方式时，有氧组通空气、无氧组密封​ B. 观察质壁分离与复原时，同一洋葱鳞片叶外表皮细胞先加蔗糖溶液再加清水​ C. 探究酶的专一性时，甲组用淀粉 + 淀粉酶，乙组用蔗糖 + 淀粉酶​ D. 验证光合作用需要光时，一组遮光、一组不遮光​ 答案：B​ 解析：自身对照的关键是 “同一对象前后 / 不同部位对比”。A 项为相互对照（两组不同处理对比），C 项为相互对照，D 项为空白对照；B 项同一细胞先质壁分离（蔗糖处理）后复原（清水处理），符合自身对照定义。​ 【典例分析2】 （变量控制分析）探究 “温度对唾液淀粉酶活性的影响” 实验中，下列操作错误的是（ ）​ A. 自变量设置为 0℃、37℃、100℃三个梯度​ B. 因变量用碘液检测淀粉剩余量（蓝色深浅）​ C. 无关变量中的 pH 设置为不同值以排除干扰​ D. 每组实验重复 3 次，取平均值​ 答案：C​ 解析：根据单一变量原则，无关变量需 “相同且适宜”。C 项中 pH 为无关变量，应设置为相同值（如唾液最适 pH 约 7.0），若设置不同值会引入新变量，干扰实验结果；A 项温度梯度可量化，符合自变量设定要求；B 项碘液检测淀粉剩余量是可观察指标，正确；D 项遵循平行重复原则，正确。 █考向2 必修一核心实验操作与结果分析 【解题方法】 1.物质鉴定类：试剂使用细节（现配现用、添加顺序）+ 条件 + 现象三者绑定记忆 2.观察类实验：关键步骤（如解离→漂洗→染色的顺序）+ 材料选择依据（如分生区细胞分裂旺盛） 3.探究类实验：变量对应关系（自变量→因变量的逻辑链）+ 检测方法匹配 【典例分析1】 （物质鉴定实验）下列关于生物组织中有机物鉴定的叙述，正确的是（ ） A. 鉴定还原糖时，斐林试剂甲液和乙液可提前混合备用 B. 鉴定脂肪时，苏丹 Ⅳ 染液染色后需用清水洗去浮色 C. 鉴定蛋白质时，双缩脲试剂 A 液和 B 液需同时加入样液 D. 还原糖鉴定实验中，水浴加热后出现砖红色沉淀证明含还原糖 答案：D 解析：A 项斐林试剂需 “现配现用”，提前混合会导致 Cu (OH)₂沉淀失效；B 项洗去浮色需用 50% 酒精（苏丹染液溶于酒精），而非清水；C 项双缩脲试剂需 “先加 A 液（创造碱性环境），后加 B 液”；D 项还原糖与斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀，是特征反应，正确。 【典例分析2】 （观察类实验）观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中，下列叙述错误的是（ ） A. 实验材料选择根尖分生区细胞（呈正方形、排列紧密） B. 解离的目的是使细胞相互分离，便于制片 C. 漂洗的目的是洗去解离液，防止染色剂被破坏 D. 视野中大部分细胞处于分裂中期（染色体形态清晰） 答案：D 解析：D 项错误，细胞周期中分裂间期占比 90%-95%，视野中大部分细胞处于分裂间期；A 项分生区细胞分裂旺盛，是理想材料；B 项解离液（盐酸 + 酒精）能破坏细胞间联系，正确；C 项漂洗可避免解离液（酸性）影响染色效果，正确。 【典例分析3】 （探究类实验）(多选）探究 “酶的专一性” 实验中，某组实验设置如下：甲组（淀粉 + 淀粉酶）、乙组（蔗糖 + 淀粉酶），检测试剂用斐林试剂。下列叙述正确的是（ ） A. 自变量是底物种类（淀粉 vs 蔗糖），因变量是是否产生还原糖 B. 乙组实验中，蔗糖与淀粉酶反应会产生麦芽糖（还原糖） C. 两组实验无需水浴加热，直接观察斐林试剂颜色变化 D. 若甲组出现砖红色沉淀、乙组无，证明酶具有专一性 答案：AD 解析：A 项正确，实验核心是探究 “一种酶对不同底物的作用”，自变量为底物种类，因变量为还原糖产生情况（斐林试剂检测）；B 项错误，淀粉酶不能催化蔗糖水解，乙组无还原糖产生；C 项斐林试剂需水浴加热才会出现砖红色沉淀；D 项甲组淀粉被水解为麦芽糖（还原糖），乙组蔗糖未水解，对比证明淀粉酶只作用于淀粉，体现专一性，正确。 █考向3 实验题规范答题（思路撰写、结果与结论推导） 【解题方法】 1.实验思路撰写：“分组编号→变量处理→培养观察→记录数据” 模板化表达 2.结果描述：客观描述现象（颜色、速率、数量），不直接下结论 3.结论推导：紧扣实验目的，建立 “自变量→因变量” 的因果关系 【典例分析1】 （实验思路撰写）请设计实验探究 “pH 对过氧化氢酶活性的影响”，写出实验思路（关键步骤）。 答案： ① 取等量过氧化氢酶溶液，分为 3 组，编号甲、乙、丙； ② 甲组加入适量酸性缓冲液（pH=5），乙组加入等量中性缓冲液（pH=7），丙组加入等量碱性缓冲液（pH=9），摇匀（控制自变量 pH，无关变量如酶量、缓冲液体积一致）； ③ 向三组分别加入等量且适宜浓度的过氧化氢溶液，置于相同温度下培养； ④ 观察并记录三组气泡产生速率（或单位时间内气泡产生量）。 解析：遵循 “分组→变量处理→培养→检测” 逻辑，明确自变量（pH 梯度）、因变量（气泡产生速率，反映酶活性），无关变量均设置为 “等量且适宜”，符合单一变量和对照原则。 【典例分析2】 （结果与结论推导）某实验探究 “光照强度对光合作用速率的影响”，设置弱光、中光、强光三组，检测指标为叶片释放 O₂的速率。实验结果如下：弱光组 O₂释放速率为 5mL/h，中光组为 15mL/h，强光组为 12mL/h。请描述实验结果并推导结论。 答案： 实验结果：在一定范围内，随光照强度升高，叶片 O₂释放速率先升高后降低（弱光组＜中光组＜强光组）； 实验结论：光合作用速率受光照强度影响，该植物的最适光照强度介于中光和强光之间（或 “在弱光至中光范围内，光照强度越强，光合作用速率越高；超过中光强度后，光照强度增强，光合作用速率下降”）。 解析：结果描述仅呈现数据和趋势，不涉及因果关系；结论需呼应实验目的，建立 “光照强度” 与 “光合作用速率（O₂释放速率反映）” 的关系，体现 “一定范围内” 的严谨性。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高一上·江西南昌·期末）红糖糍粑是四川传统美食。制作原料有糯米粉、红糖、植物调和油等。下列相关叙述不正确的是（　　） A．植物调和油富含不饱和脂肪酸，可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 B．红糖糍粑中糖类和脂肪含有的元素种类及各元素的相对含量基本相同 C．经常摄入大量高糖高脂食物，易导致能量摄入过剩，引发肥胖 D．红糖的主要成分不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 【答案】B 【详解】A、植物调和油主要成分是脂肪，脂肪的组分脂肪酸为不包和脂肪酸；苏丹Ⅲ染液可与脂肪反应出现橘黄色，A正确； B、红糖糍粑中糖类和脂肪的组成元素均为C、H、O，但脂肪中C、H比例高，O比例低，由此可知二者所含的元素的相对含量不同，B错误； C、高糖高脂食物热量高，过量摄入会导致能量过剩，转化为脂肪储存，引发肥胖，C正确； D、红糖主要成分是蔗糖（非还原糖），不能与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，D正确。 故选B。 2.（25-26高一上·甘肃白银·期末）酶和ATP都与细胞代谢有关。下列叙述正确的是（　　） A．ATP的合成和水解需要同种酶的催化 B．ATP的水解可为蛋白质合成过程提供能量 C．酶和ATP都只能在活细胞内发挥作用 D．ATP中含有核糖，酶中不可能含有核糖 【答案】B 【详解】A、ATP的合成由ATP合成酶催化，ATP的水解由ATP水解酶催化，两者是不同种类的酶，A错误； B、ATP水解时释放的能量可用于生命活动，蛋白质合成是耗能过程，需要ATP水解供能，B正确； C、只要条件适宜，酶在细胞内外均可发挥作用；ATP是细胞中能量货币，其在体外也能水解供能，C错误； D、ATP中的腺苷由腺嘌呤和核糖构成，部分酶的本质是RNA，RNA中也含有核糖，D错误。 故选B。 3．（24-25高一上·云南昆明·期末）某兴趣小组设计了如下表所示的实验方案，该方案能够用于验证（    ） 步骤 实验操作 试管1 试管2 ① 注入可溶性淀粉溶液 2mL - ② 注入蔗糖溶液 - 2mL ③ 注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 2mL A．酶的高效性 B．酶的活性会受温度影响 C．酶的专一性 D．酶的活性会受pH影响 【答案】C 【详解】试管1中加入的是淀粉溶液和淀粉酶溶液，而试管2中加入的是淀粉酶和蔗糖溶液， 故本实验的目的是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用，即探究酶的专一性，ABD错误，C正确。 故选C。 4．（24-25高一上·上海·期末）土壤盐碱化已经成为世界范围的生态环境问题，中国盐碱土面积高达3460万公顷，占全国可利用土地面积约4.88%。在盐碱胁迫下，植物通过根系吸水或是自身渗透作用吸入过量的盐离子，会不同程度的抑制植物的生长。某小组同学准备以“不同NaCl浓度对小麦生长的影响”为课题，展开实验探究。 (1)①-⑥为实验过程中的相关步骤，实践操作中其排列次序正确的选项是（　　） ①提出问题  ②设计实验方案  ③分析实验现象④得出结论   ⑤作出假设  ⑥实施实验方案 A．①→②→⑥→③→④→⑤ B．②→⑥→①→③→⑤→④ C．①→⑤→②→⑥→③→④ D．⑤→①→②→⑥→③→④ (2)请为该小组同学完善下列实验步骤：小组同学采用80、120mmoL/L的NaCl培养液来模拟不同程度的盐胁迫进行试验。对照组的浓度可以设置为（　　） A．40mmoL/L B．0mmoL/L C．80mmoL/L D．120mmoL/L (3)在培养过程中，应保证各组的光照和温度等条件 （相同/不同），这遵循 原则。 (4)培养一段时间后，分别统计 。 【答案】(1)C (2)B (3) 相同 控制变量 (4)小麦的高度 【分析】实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量；除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。 【详解】（1）实验探究是生物学实验常用的方法，提出问题后，根据提出的问题作出假设，根据假设设计并实施实验方案，分析实验现象后得出结论，故顺序是提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验方案、分析实验现象、得出结论，ABD错误，C正确。 故选C。 （2）80、120mmoL/L的NaCl培养液来模拟不同程度的盐胁迫，对照组应在没有盐胁迫的环境中，用0mmoL/L处理，B正确。 故选B。 （3）在培养过程中，各组的光照和温度属于无关变量，无关变量可能对实验结果造成影响，应控制变量，保持相同且适宜。 （4）实验的目的是探究不同NaCl浓度对小麦生长的影响，因此，实验的因变量是小麦的生长情况，故可统计小麦的高度。 5．（25-26高一上·甘肃白银·期末）某生物实验小组为了探究环境因素对蓝莓果实呼吸作用的影响，设计了如下实验：取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓（每组30粒）分别放在不同的环境中适应一段时间后，测量其释放CO2的速率，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)蓝莓果实细胞呼吸产生CO2的场所可能为 。该实验中的自变量是 ；环境湿度是该实验的 变量。 (2)该实验“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是 ；每组30粒蓝莓进行实验比每组1粒蓝莓进行实验好，理由是 。 (3)由实验结果可以看出 条件下更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，请说明其原因： 。 【答案】(1) 细胞质基质和线粒体基质 贮藏温度和是否光照 无关 (2) 控制无关变量（或控制单一变量，防止其他因素对实验的影响，合理即可） 1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别（不易测量）；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量）（或防止偶然因素对实验的干扰，合理即可） (3) 2℃（零上低温）、光照 有氧环境下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸强度不高，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗（合理即可） 【分析】1、有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体内膜上； 2、无氧呼吸是在无氧条件下，有机物不彻底氧化分解，产生二氧化碳和酒精或者乳酸，同时释放少量能量的过程，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，第二阶段是丙酮酸和还原氢在不同酶的作用下形成二氧化碳和酒精或者乳酸，两个阶段都发生在细胞质基质中。 【详解】（1）蓝莓果实细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸产生二氧化碳的部位是线粒体基质，无氧呼吸产生二氧化碳的部位是细胞质基质，即蓝莓果实产生CO2的场所可能为细胞质基质和线粒体基质。结合图示可知，该实验中的自变量是贮藏温度和是否光照；环境湿度是该实验的无关变量，应保持相同。 （2）该实验“取等量成熟度、大小均相同的同种蓝莓”进行实验的目的是控制无关变量，保证无关变量相同且适宜。每组30粒蓝莓进行实验比每组1粒蓝莓进行实验好该操作的理由是1粒蓝莓的CO2释放量较小，不易观察出区别；30粒蓝莓的CO2释放量较大，更容易观察出区别（容易测量），且能使实验结果根据有说服力，增强实验的可信度。 （3）由实验结果可以看出2℃（零上低温）、光照条件下蓝莓呼吸速率更低，消耗的有机物 更少，因而更有利于贮存蓝莓果实。日常生活中常选择在低氧环境中储存水果和蔬菜，该条件下无氧呼吸受到抑制，而氧含量较低时，有氧呼吸强度不高，从而降低细胞呼吸作用强度，减少有机物消耗。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（多选）（24-25高一上·江苏徐州·期末）下列关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质鉴定实验的叙述错误的有（　　） A．不可以直接用斐林试剂的甲液和乙液来鉴定还原糖和蛋白质 B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于鉴定脂肪的理想材料 C．苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中脂肪颗粒时，需使用无水乙醇洗去浮色 D．西瓜汁中含有还原糖，常用西瓜汁作为还原糖鉴定的材料 【答案】CD 【详解】A、斐林试剂可用于鉴定还原糖，斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液的成分及浓度都相同，斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的成分相同但浓度不同，不能直接用斐林试剂的甲液和乙液来鉴定蛋白质，A正确； B、花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于鉴定脂肪的理想材料，B正确； C、苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中脂肪颗粒时，需使用50%的乙醇洗去浮色，C错误； D、西瓜汁中含有丰富的果糖，属于还原糖，但是西瓜汁是带有颜色的，会干扰实验结果的观察，因此西瓜汁不能用于进行还原糖的鉴定，D错误。 故选CD。 2．（多选）（25-26高一上·甘肃白银·期末）研究人员从某微生物细胞内提取了纤维素酶A和纤维素酶B用于催化分解纤维素，在pH=7（最适pH）、不同温度条件下这两种纤维素酶分别催化（等量且足量）纤维素发生水解反应，结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．15℃时，增加纤维素量，酶A和酶B的活性会增加 B．在实验温度设置的范围内，酶A的活性均比酶B的活性小 C．据实验结果推测，酶A作用的最适温度比酶B的最适温度低 D．降低反应体系pH，酶A和酶B催化纤维素分解的速率降低 【答案】CD 【详解】A、该实验反应底物充足，增加纤维素浓度，酶A和酶B的活性不变，A错误； B、据图分析，温度较低时，酶A的活性比酶B的活性大，B错误； C、据图可知，酶A的最适温度比酶B的最适温度低，C正确； D、实验是在酶A和酶B的最适pH下进行的，降低反应体系pH，酶A和酶B催化纤维素分解的速率均降低，D正确。 故选CD。 3．（多选）（25-26高一上·甘肃白银·期末）在面包、蛋糕和饼干等粮食制品中加入酵母菌可以增加食物的营养价值。某科研小组为研究酵母菌的呼吸方式（以葡萄糖为呼吸底物），设置了如图所示的实验装置，请据图分析，下列叙述正确的是（　　） A．酵母菌是兼性厌氧型菌，在有氧和无氧的环境下均可以生存 B．装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2 C．装置2中的液滴右移，说明该装置内酵母菌只进行无氧呼吸 D．装置2中的液滴不动，其内酵母菌可能只进行了有氧呼吸 【答案】ABD 【详解】A、酵母菌为兼性厌氧型菌，在有氧和无氧的条件下均可以进行细胞呼吸，A正确； B、装置1中的X可以是NaOH溶液，用来吸收CO2，该装置测量的是呼吸作用消耗的氧气的量，B正确； C、装置2中的液滴右移，瓶内气体增多，说明酵母菌进行了无氧呼吸，但不能排除是否进行有氧呼吸，因为有氧呼吸消耗的氧气将产生等量的二氧化碳，C错误； D、装置2中的液滴不动，说明释放的气体与消耗的气体相等，其内酵母菌可能只进行了有氧呼吸，D正确。 故选ABD。 4 ．（25-26高一上·黑龙江大庆·期末）细胞呼吸能为生物体生命活动提供能量，还是生物体内代谢的枢纽。对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意图，其中A、B表示物质，Ⅰ~Ⅳ表示生理过程。据图回答： (1)图中物质A是 。在叶绿体中，光合色素分布在 上；在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的 。 (2)Ⅰ过程为Ⅱ过程提供 。若将在阳光下正常生长的绿色植物移入暗室，短时间内细胞中C3的含量 ，Ⅱ过程发生的场所是 。 (3)在物质变化的同时，伴随着能量的变化。Ⅰ过程的能量变化是 。 (4)丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是 。 (5)研究发现，黄光照射时植物光合作用速率减慢，科学家推测黄光可能导致叶绿素含量发生改变，现以番茄试管苗为实验材料，探究番茄试管苗在黄光照射下叶绿素含量是否发生改变，可设计如下实验：在 条件下分别培养番茄试管苗（甲和乙），一段时间后取甲和乙的叶片，用 提取其中的色素并用层析液分离，通过比较两组滤纸条上从上到下第 （填第几条）色素带的宽窄来判断叶绿素含量是否发生变化。 【答案】(1) O2 类囊体的薄膜 C5 (2) ATP和NADPH 增加 叶绿体基质 (3)光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能 (4)在缺氧条件下进行了无氧呼吸 (5) 相同且适宜的自然光和黄光 无水乙醇 三、四 【分析】分析题图，Ⅰ表示光反应阶段，Ⅱ表示暗反应阶段，Ⅲ表示细胞呼吸第一阶段，Ⅳ表示有氧呼吸第二阶段，A表示氧气，B表示二氧化碳。 【详解】（1）根据光合作用光反应阶段的物质变化，水的光解产生氧气和NADPH，所以图中物质A是O2。在叶绿体中，光合色素分布在类囊体的薄膜上，这是光合色素进行光反应的场所；在暗反应中，CO2固定是CO2与C5结合生成C3，所以在酶催化下直接参与CO2固定的化学物质是图中的C5。 （2）Ⅰ光反应过程为Ⅱ暗反应过程提供ATP和NADPH，这是光反应为暗反应提供的能量和还原剂。若将在阳光下正常生长的绿色植物移入暗室，光反应停止，ATP和NADPH合成减少，C3的还原受阻，而CO2固定仍在进行，所以短时间内细胞中C3的含量增加，Ⅱ暗反应过程发生的场所是叶绿体基质。 （3）Ⅰ过程是光反应，其能量变化是光能转化为活跃的化学能，通过光合色素吸收光能，将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。 （4）在缺氧条件下，植物细胞进行无氧呼吸，丙酮酸会转化成酒精和二氧化碳，所以丙酮酸可以转化成酒精的原因是在缺氧条件下进行了无氧呼吸。 （5）该实验目的是探究番茄试管苗在黄光照射下叶绿素含量是否发生改变，实验变量是光照类型，即自然光和黄光。所以应在相同且适宜的自然光和黄光条件下分别培养番茄试管苗（甲和乙），提取色素时，用无水乙醇提取其中的色素，因为色素能溶解在无水乙醇中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，在层析液分离后，滤纸条上从上到下第三、四条色素带分别对应叶绿素a和叶绿素b，所以通过比较两组滤纸条上从上到下第三、四条色素带的宽窄来判断叶绿素含量是否发生变化。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高一上·湖北荆州·期末）某校研究性学习小组在设计验证Ni是必需元素的实验时，设计了以下四组实验，其中最恰当的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】生物实验坚持对照原则和单一变量原则。阅读题干可知，该实验的目的是验证Ni是必需元素，实验的自变量是培养液中是否含有Ni，因变量是植物的生长发育状况，其他属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜．对照组应该是不进行变量处理的,用来与进行变量处理的实验组进行对照的一组对象,所以应选用完全培养液培养。植物生长发育的元素有很多种，实验组应该是除了Ni元素缺少外其他都相同且适宜，故应该用缺Ni营养液。沙土中也含有Ni元素,会干扰实验结果。C正确，ABD错误。 故选C。 2．（24-25高一上·云南昆明·期末）盐胁迫是指生长在高盐度环境中的植物由于受到外界高渗透压溶液的影响而使生长受阻的现象，NaCl是引起该现象的主要物质。盐胁迫环境下，大豆细胞质中积累的Na+会抑制酶的活性，大豆根部细胞通过多种“策略”降低细胞质中Na+浓度，从而降低盐胁迫的损害，部分生理过程如图所示。 回答下列问题。 (1)大豆根部细胞受到盐胁迫后，可能发生质壁分离，从细胞结构的角度分析，其原因是原生质层比细胞壁的伸缩性 （填“大”或“小”）。盐胁迫条件下．Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是 （填“主动”或“被动”）运输，其判断依据是 。 (2)据图分析，盐胁迫条件下，大豆根部细胞降低Na+毒害的“策略”有 （答出2点即可）。 (3)大豆能够吸收和积累丰富的硅。研究发现，外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na+水平，从而提高大豆的耐盐性。请利用下列实验材料及用具，设计实验证明上述结论。实验材料及用具：长势相同的大豆幼苗若干，原硅酸，NaCl，植物培养液，原子吸收仪（测定细胞内Na+的含量）。 实验思路： 。 预期实验结果： 。 【答案】(1) 大 主动 该过程需要依赖细胞膜两侧的H+浓度梯度产生的电化学势能 (2)通过载体蛋白A将Na+从胞质运输到胞外；通过载体蛋白B和囊泡将细胞质中的Na+运输到液泡中储存；将细胞质中的Na+储存在囊泡中 (3) 将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组并置于植物培养液中，甲组不作处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na+的含量 细胞内Na+的含量：乙组>丙组>甲组 【分析】1、主动运输是指物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质运输方式。 2、质壁分离发生的条件：细胞液浓度小于外界溶液浓度、原生质层比细胞壁的伸缩性大和原生质层相当于一层半透膜。 【详解】（1）大豆根部细胞受到盐胁迫后，可能发生质壁分离，从细胞结构上分析，其原因是原生质层比细胞壁的伸缩性大；由图中H+出细胞需要消耗ATP可知，细胞外H+浓度更高，所以结合图示可以得知Na+通过载体蛋白A运出细胞需要消耗能量，其能量来源为H+顺浓度梯度产生的电化学势能，所以Na+通过载体蛋白A运出细胞的方式是主动运输。 （2）结合图示可知，盐胁迫条件下，通过载体蛋白A将Na+从细胞质运输到胞外；通过载体蛋白B和囊泡运输将细胞质中的Na+运输到液泡中储存；将细胞质中的Na+储存在囊泡中，都可以降低Na+毒害作用。 （3）要验证外源施加硅可以降低盐胁迫状态下大豆细胞中的Na+水平，实验自变量是有无硅，因变量是细胞内钠离子的浓度，实验遵循单因素变量原则。 实验思路：可以将大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组不作处理，乙组添加适量NaCl，丙组添加等量NaCl和一定量的原硅酸，其他条件相同且适宜，培养一段时间后测定细胞内Na+的含量。 预期实验结果：若硅能降低细胞内Na+水平，则细胞内Na+的含量乙组>丙组>甲组。 3．（24-25高一上·湖北恩施·期末）袁隆平院士曾说，实现耐盐碱水稻种植1亿亩的目标是他的第三个梦想。耐盐碱水稻是指能在盐（碱）浓度为0.3％以上的盐碱地生长、亩产量在300公斤以上的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3g/mL的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，请回答相关问题： (1)该实验通过观察原生质体体积相对值进行比较，故所选水稻细胞必须含有的细胞器是 。 (2)Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升的原因是 ，A→B段，在细胞壁和原生质体之间充满了 。 (3)实验过程中并未添加清水，Ⅰ组水稻原生质体体积的变化是由于细胞能通过主动吸收 ，从而使得细胞液的浓度变得比外界溶液浓度 。 (4)水稻根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输？有同学设计实验进行了探究。 ①实验步骤： a.取甲、乙两组生长发育基本相同的水稻幼苗植株，放入适宜浓度的含有Na+、Cl-的溶液中； b.甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加 ； c.一段时间后， 。 ②预测实验结果及结论：若乙组 ，说明水稻从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。 【答案】(1)液泡 (2) 细胞壁的伸缩性有限 KNO3溶液 (3) K+和 高 (4) 细胞呼吸抑制剂（或阻断ATP产生的物质） 测定两组植株根系对Na+、Cl-的吸收速率 吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收 【分析】据图可知，使用0．3g/ml的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞后，II组水稻原生质体的体积增加，说明细胞液的浓度大于外界溶液浓度，而I组水稻的原生质体体积先减小后增加，说明细胞先发生质壁分离后复原，因此初始时细胞液的浓度小于外液溶液浓度，因此II组水稻为耐盐碱水稻。 【详解】（1）I组水稻发生了质壁分离和复原，说明所选水稻细胞为成熟的植物细胞，含有大液泡。 （2）由于细胞壁的伸缩性有限，因此II组水稻不能无限吸水，故曲线不能无限上升。由于细胞壁为全透性，故A→B段，在细胞壁和原生质体之间充满了KNO3溶液。 （3）由于Ⅰ组水稻细胞能通过主动运输吸收K+、NO3-，使细胞液的浓度大于外界溶液浓度，细胞主动吸水，因此细胞会发生质壁分离后的复原。 （4）主动运输需要消耗能量而被动运输不消耗能量，水稻根系从土壤中吸收盐分是主动运输还是被动运输，可通过设计如下实验进行探究。 ①实验步骤: a.取甲、乙两组生长发育基本相同的水稻幼苗植株，放入适宜浓度的含有Na+、Cl-的溶液中。 b.甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加入细胞呼吸抑制剂或阻断ATP产生的物质。 C.一段时间后测定两组植株根系对Na+、Cl-的吸收速率。 ②预测实验结果及结论:若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或基本不吸收（表明吸收离子需要消耗能量），说明水稻从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。 4．（24-25高一上·福建福州·期末）电离辐射（存于自然界及核工业、医疗检测等领域）会导致线粒体功能异常，可能引起多种疾病，其中机制如下图所示。    (1)线粒体是 的主要场所，线粒体功能异常影响细胞的 供应，引起疾病。 (2)在线粒体中，NADH通过ETC将电子传递给氧气，生成 。ETC存在于线粒体 。 (3)电离辐射会提高线粒体中的自由基含量，对线粒体产生较大危害，原因是 。 (4)在电离辐射下，线粒体膜通透性增加，释放细胞色素c到细胞质中，引发Caspase - 9向Caspase - 3转化，引起细胞凋亡。请写出“验证电离辐射诱导的细胞凋亡与Caspase - 3水平正相关”的实验思路并预期实验结果 。 【答案】(1) 有氧呼吸 能量/ATP (2) 水 内膜 (3)自由基会攻击和破坏线粒体内各种执行正常功能的生物分子（如线粒体膜上磷脂分子、蛋白质等） (4)同条件下培养两组细胞，实验组进行一定剂量的电离辐射，对照组不进行电离辐射，比较两组细胞凋亡率和细胞提取液中Caspase-3含量，预计实验组细胞内Caspase-3含量和凋亡率均高于对照组 【分析】电离辐射会使线粒体功能异常，其机制为：电离辐射一方面造成线粒体电子传递系统（ETC）功能障碍，干扰正常电子传递；另一方面使线粒体自由基增多，这些自由基会攻击线粒体内执行正常功能的生物分子（如膜上磷脂、蛋白质等）；同时还会促使线粒体释放细胞色素c到细胞质中，引发Caspase-9向Caspase-3转化，最终导致细胞凋亡，通过这些途径共同影响线粒体功能，进而可能引发多种疾病。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。 【详解】（1）线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所，因此是有氧呼吸的主要场所，线粒体通过有氧呼吸产生 ATP，功能异常会影响细胞能量（ATP）供应，导致疾病。 （2）有氧呼吸第三阶段，NADH在线粒体内膜的ETC作用下，将电子传递给氧气，最终生成水。ETC（电子传递系统）是有氧呼吸第三阶段的关键结构，存在于线粒体内膜（有氧呼吸第三阶段的场所）。 （3）自由基具有强氧化性，可攻击线粒体的膜结构（磷脂分子）、蛋白质（酶等功能分子） ，破坏线粒体的结构与功能，导致线粒体损伤。 （4）验证 “电离辐射诱导的细胞凋亡与Caspase-3水平正相关”，自变量为是否进行电离辐射，因变量为细胞凋亡率和 Caspase-3 含量。 实验思路并预期实验结果：同条件下培养两组细胞，实验组进行一定剂量的电离辐射，对照组不进行电离辐射，比较两组细胞凋亡率和细胞提取液中Caspase-3含量，预计实验组细胞内Caspase-3含量和凋亡率均高于对照组。 5．（24-25高一上·山东烟台·期末）番茄成熟过程中，呼吸速率首先降低，然后会出现呼吸高峰，之后又下降，随后果实即进入衰老阶段。图1为番茄果实细胞呼吸过程相关物质变化示意图，其中①～④为生理过程，A～E为相关物质。图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实（果皮绿色时采摘）在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线。    (1)图1中的C物质是 ，C可参与②③过程，其作用分别是 ；④过程的发生场所是 。 (2)图2实验的自变量有CO2浓度、 ；该实验可根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄的时间长短为检测指标，检测呼吸作用强度，但不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据，理由是 。 (3)与对照组相比，图2实验组番茄果实成熟过程中呼吸速率的变化特点是 。请据此研究结果，提出延迟番茄果实成熟的合理方法： 。 【答案】(1) NADH（[H]） 还原丙酮酸、与O2结合生成水 线粒体基质 (2) O2浓度和采摘后的天数 溴麝香草酚蓝 番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 (3) 采摘后呼吸速率降低，呼吸速率下降时间晚于对照组，回升后没有出现明显呼吸高峰 提高CO2浓度和降低O2浓度 【分析】有氧呼吸过程：第一阶段，发生在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]，释放少量的能量；第二阶段，发生在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量的能量；第三阶段，发生在线粒体内膜，前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】（1）分析题图1可知，图1中的A物质为丙酮酸，C物质是NADH（[H]），②为无氧呼吸第二阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，④为有氧呼吸第二阶段，NADH（[H]）参与②③过程，其作用分别是还原丙酮酸、与O2结合生成水。④过程的发生场所是线粒体基质。 （2）图2为不同气体条件下贮藏的番茄果实（果皮绿色时采摘）在成熟过程中CO2生成速率的变化曲线，分析题图2可知，实验的自变量有CO2浓度、O2浓度和采摘后的天数，因变量为CO2生成速率，可使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2，原理是CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，用时越短，CO2生成越多。检测呼吸作用强度，由于番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，故不能用是否释放CO2作为判断番茄果实细胞呼吸类型的依据。 （3）分析题图2可知，实验组番茄果实采摘后呼吸速率降低，呼吸速率下降时间晚于对照组，回升后没有出现明显呼吸高峰。因此为延迟番茄果实成熟，可以采用提高CO2浓度和降低O2浓度的方式。 6．（24-25高一上·广东茂名·期末）柑橘果实的甜度和风味取决于果实成熟过程中糖、酸组分的变化和积累。本研究以温州蜜柑为实验材料，探讨镁对果实品质的影响，旨在为实现温州蜜柑高品质提供理论基础。实验结果如表所示。回答下列问题： 时期 镁肥处理/（g/株） 果皮总叶绿素/（ug/g） 柠檬酸/（mg/g） 蔗糖/（mg/g） 果实转色期 0 44 10.5 34 150 28 9.4 35 250 24 9.2 39 果实成熟期 0 15 9.4 43 150 14 7.9 51 250 14 7.8 50 (1)本实验采取随机分组，每组处理12株，该操作的目的是 ，本实验的可变因素是 。 (2)果皮总叶绿素含量测定时，先提取叶绿体中色素再进行测定。叶绿体中色素提取时，常选用乙醇为提取液，依据是 。用纸层析法将叶绿体中不同色素分离，依据是 。 (3)根据实验结果发现，在果实转色期时，施镁肥能降低果皮总叶绿素含量，说明施镁肥能 （填“促进”或“抑制”）果实转色期叶绿素的降解。叶绿素的功能是可将光能转化为 。 (4)实验发现柑橘果实的膨大期，叶片中镁含量降低，原因可能是 。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是 。 【答案】(1) 减少实验误差 果实发育时期和镁肥处理浓度 (2) 叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 叶绿体中不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同 (3) 促进 ATP和NADPH中活跃的化学能 (4) 需要更多的镁从叶片转移至果实，以满足果实生长发育的需要 随着施镁量的增加，果实转色期和成熟期中糖的增加和酸的降低效果增强 【分析】1、绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。 2、Mg是构成叶绿素的元素，叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 【详解】（1）为了避免偶然性，减少实验误差，在进行实验分组时，要遵循随机性原则，且每组取多个实验对象，以该组所有实验对象所得数据的平均值作为该组实验结果。实验过程中可以变化的因素称为变量，该实验的变量是果实发育时期和镁肥处理浓度。 （2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开，所以用纸层析法将叶绿体中不同色素分离。 （3）据表格中数据分析，在果色转色期，随着施镁肥量的增加，果皮总叶绿素减少，说明镁肥能促进果实转色期叶绿素的降解。叶绿素吸收的光能一部分用于将水分解为氧和H+，H+与氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；另一部分光能促使ADP与Pi反应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP和NADPH中的活跃化学能。 （4）果实膨大期，随着柑橘果实的膨大，果实对镁的需求逐渐增加，从根吸收的镁不足以满足整个植物的需求，此时叶片中的含镁化合物分解，镁转移至果实，以满足果实生长发育的需要。根据实验结果，能得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是随着施镁量的增加，果实转色期和成熟期中糖的增加和酸的降低效果增强。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $