2026届高三生物二轮专题：课本实验与科学方法梳理

专题九 实验与探究 高考考点 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事实的能力,并能对实验现象和结果进行分析、解释,并能对收集到的数据进行处理。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做出恰当的评价和修订。 教材基础实验 ＊ ＊ ＊P50 ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ 探究植物细胞的吸水和失水 2 归纳概括常用实验的方法技术 归纳法 细胞学说的建立(不完全归纳法) 纸层析法 绿叶中色素的分离； 离心法 ①差速离心法(分离各种细胞器)； ②（密度梯度）离心法(证明DNA进行半保留复制) 建构 模型法 ①物理模型(如建构细胞膜流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型)；②数学模型(如建构种群数量增长模型)； ③概念模型(如建构光合作用、细胞呼吸的过程模型) 对比 实验法 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式； ②探究酶活性的最适温度和最适pH； ③赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 ④探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2 ⑤模拟探究细胞表面积与体积的关系 种群密度的调查方法 ①样方法；②标记重捕法；③抽样检测法 ④逐个计数发 ⑤黑光灯诱捕法 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 归纳法 细胞学说的建立(不完全归纳法) 假说— 演绎法 ①孟德尔两大遗传规律的提出； ②摩尔根的果蝇杂交实验； ③DNA半保留复制方式的证明 ④遗传密码的破译 荧光 标记法 小鼠细胞和人细胞融合实验 同位素 标记法 ①分泌蛋白的合成和运输(3H标记亮氨酸)； ②光合作用的探究历程：a.卡尔文循环(14C标记CO2)；b.鲁宾和卡门证明光合作用放出的氧气完全来自于水(18O分别标记H2O和CO2)； ③噬菌体侵染细菌的实验(35S和32P分别标记噬菌体蛋白质外壳和DNA)； ④DNA半保留复制的实验证据(15N标记NH4Cl) 归纳概括常用实验的方法技术 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 （必1 P50） （必1 P9） （必1 P64） （必2 P24） （必1 P116） （必2 P89） （选必2 P5） （必2 P6） （必1 P51） （必1 P102） （必2 P44） （必2 P54） （必1 P18） （必1 P98） （选必3 P74 ） （必2 P2） （必2 P30） （必1 P77、81、82） （必1 P105） （必1 P90） （选必1 P103） （选必2 P30） ⑦探究抗生素对细菌的选择作用 （必2 P115） （必2 P93） （选必2 P11） 5 广东卷：DNA双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ） ①赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱 ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ B 证明了DNA是噬菌体的遗传物质。与此无关①错误； 沃森和克里克根据该照片有关的数据推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确； 沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确； 是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。 【详解】①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，与构建DNA双螺旋结构模型无关，①错误； ②富兰克林等拍摄的DNA分子X射线衍射图谱，沃森和克里克根据该照片有关的数据推算出DNA分子呈螺旋结构，②正确； ③查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确； ④沃森和克里克提出的DNA半保留复制机制，是在DNA双螺旋结构模型之后提出的，④错误。 6 广东卷. 下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述，错误的是（ ） A. 孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律 B. 摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上 C. 赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质 D. 沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式 D 孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，A正确； 同时运用了“假说-演绎法” 摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联（白眼总是和性别相联系），证明了基因在染色体上，同时运用了“假说-演绎法”B正确； 赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确；（两组实验的结果都是未知的） 沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。查哥夫发现的DNA中嘌呤含量与嘧啶含量相等（沃森和克里克据此推出碱基的配对方式） 【详解】A、孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例，发现了遗传规律，A正确； B、摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联，证明了基因在染色体上，B正确； C、赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质，通过对比两组实验结果，证明了DNA是遗传物质，C正确； D、沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构，D错误。 7 教材实验科学方法和技术 D 必修一Pg5 C通过部分动植物的归纳得出一般性结论 D通过分析实验结果的出的结论（由于人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质则表面张力会降低） 9 C 仅根据人的一种细胞具有细胞核得出人的细胞都有细胞核，不可信，不完全科学 10 B 必修一Pg44 A、膜中的蛋白质大多数也可以运动 C、荧光染料标记的方法 D、物质运输依赖于细胞膜的流动性 11 B 必修一Pg47 D D 必修一Pg51 D D 例.(江苏卷)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中,下列科学研究未采用同位素标记法的是 (　　) A.卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径 B.赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 C.梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制 D.温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质 D 研究分泌蛋白的合成和分泌；DNA半保留复制的证明等 解析　卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中的转化途径,A项不符合题意;利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法,B项不符合题意;证明DNA的半保留复制的实验中用了同位素标记法,C项不符合题意;温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法,D项符合题意。 答案　D 17 15N/15N-DNA 重带 15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 轻带 中带 1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，利用假说演绎法证实了DNA的复制为半保留复制。 大肠杆菌的DNA几乎都被15N标记 15N/14N-DNA 中带 必修一Pg57 B B B 必修一Pg78 B\胰腺的分泌情况 21 必修一Pg92 C C A A 第一题C项：酵母菌有氧和无氧均能产生二氧化碳 23 对比实验一般设置两个或两个以上的实验组,通过对实验组的比较分析,探究某种因素与实验对象的关系,常应用于生物学的实验探究。下列叙述正确的是(　　) A.对比实验属于验证实验,每个实验组的实验结果都是已知的 B.探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2属于对比实验 C.对比实验遵循对照原则和单一变量原则,需要设置空白对照组 D.探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水和失水实验属于对比实验 E.噬菌体侵染细菌的实验属于对比实验 BE 一般都是未知的 不同的实验组相互对照，不需要设置空白对照组 自身对照实验 解析　对比实验中每个实验组的实验结果一般都是未知的,A项错误;探究光合作用释放的O2来自H2O还是CO2运用了对比实验的方法,B项正确;对比实验遵循对照原则和单一变量原则,不同的实验组相互对照,不需要设置空白对照组,C项错误;探究紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水和失水实验为自身对照实验,不属于对比实验,D项错误。 答案　B 24 紧贴细胞壁 0.3g/ml 逐渐变小 变深 清水 逐渐变大 变浅 紫色 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 实验结论： 原生质层相当于半透膜；植物细胞是通过渗透作用吸水和失水的。 （引流法） 第一次对照 第二次对照 自身对照 植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例) 25 必修二Pg7 D 孟德尔两大遗传定律的提出；摩尔根证明基因在染色体上； DNA半保留复制方式的证明；遗传密码的破译； D类比推理 26 A B 第一题A、孟德尔提出问题是通过杂交和自交实验 第二题D、属于假说的内容 27 必修二Pg46 D A加法原理 28 实验名称 观察对象 细胞（死/活） 染色剂 常用实验材料 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 染色体 ________ _____溶液(或醋酸洋红液) __________ 低温诱导植物染色体数目的变化 染色体 死细胞 甲紫溶液 洋葱根尖 观察叶绿体和细胞质的流动 叶绿体 _______  无 藓类的叶、菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、/黑藻 探究植物细胞的吸水和失水 中央液泡、原生质层的位置等 _______ 成熟植物细胞，如紫色洋葱_____________ 死细胞 甲紫 洋葱根尖 活细胞 活细胞 鳞片叶外表皮 4个显微观察类实验的比较 类型一：观察类实验 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 29 重点归纳 ①观察叶绿体，细胞质的流动，植物细胞失水与吸水实验-----活细胞； 用显微镜观察多种多样的细胞-----活或死的细胞； 其余考纲中规定的观察类实验-----死细胞。 ②不需染色的实验： 观察叶绿体、细胞质的流动、植物细胞质壁分离和复原实验。 ③观察减数分裂用蝗虫的固定装片，不需制片。 ④观察细胞的有丝分裂或低温诱导植物染色体数目的变化时，应剪取具有分生区的根尖制作装片 (根尖分生区细胞呈正方形, ，而伸长区和成熟区的细胞没有分裂能力); ⑤观察叶绿体时，若选用菠菜叶则取 _______________________细胞(靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体较大而数目较少); ⑥观察植物细胞失水和吸水应选取 如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞(其细胞内含有紫色的大液泡)。 排列紧密 稍带叶肉的下表皮 成熟的具有颜色的植物细胞 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 教材实验中的“一材多用”——洋葱 新鲜洋葱也可用于DNA粗提取 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 (天津卷)孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。”下列实验材料选择不适合的是（ ） A.用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象 B.用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂 C.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素 D.用洋葱鳞片叶粗提取DNA c D 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 (广东高考)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是 (　 ) A．根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色，以防解离过度 B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检 C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦 D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央 C 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 33 (湖南高考)洋葱根尖细胞染色体数为8对，细胞周期约12小时。观察洋葱根尖细胞有丝分裂，拍摄照片如图所示。下列分析正确的是(　　) A．a为分裂后期细胞，同源染色体发生分离 B．b为分裂中期细胞，含染色体16条，核DNA分子32个 C．根据图中中期细胞数的比例，可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长 D．根尖培养过程中用DNA合成抑制剂处理，分裂间期细胞所占比例降低 B　 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 D D 第一题：B如果处于质壁分离复原，细胞液的浓度大于外界溶液浓度；D细胞会失水过多死亡 第二题：B多层细胞相互遮挡不易观察；D四倍体中期染色体数4N，②处于二倍体根尖细胞有丝分裂的间期，染色体数为2N，是2倍关系；③处于二倍体根尖细胞有丝分裂的前期，染色体数为2N，是2倍关系； 35 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 __________ _______沉淀 苹果或梨匀浆等 现配现用、 水浴加热 脂肪检测 苏丹Ⅲ染液 _____色 花生种子切片 需用显 微镜观察 蛋白质检测 __________ ______ 豆浆、稀蛋清等 先加A液， 后加B液 斐林试剂 砖红色 双缩脲试剂 橘黄 紫色 类型二　鉴定提取类实验的几项比较 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注 绿叶中色素的提取和分离 提取液： ___________ 分离液： _______ 胡萝卜素：_______ 叶黄素：黄色 叶绿素a：_______ 叶绿素b：黄绿色 新鲜的绿叶 (如菠菜叶) 加二氧化硅是为了______________；加碳酸钙可防止研磨中___________ DNA的粗提取与鉴定 NaCl溶液、 体 积分数为95%的冷酒精、二苯胺试剂 _______ 鸡血细胞等 现配现用 水浴加热　 酒精的鉴定 橙色→灰绿色 酵母菌 酸性条件 CO2的鉴定 蓝→绿→黄 酵母菌 常温条件 无水乙醇 层析液 橙黄色 蓝绿色 研磨得更充分 色素被破坏 蓝色 重铬酸钾溶液 溴麝香草酚蓝溶液 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 教材中关于颜色反应的实验 颜色 原理 红 ①还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀； ②纤维素+刚果红---红色； ③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溶液→橘黄色； ②胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 绿 ①酒精＋橙色的重铬酸钾溶液 灰绿色； ②叶绿体中色素分离中的滤纸条：叶绿素b→黄绿色，叶绿素a→蓝绿色 ③二氧化碳+溴麝香草酚蓝溶液---蓝—绿---黄 蓝 ①淀粉＋碘液→蓝色； ②DNA＋二苯胺试剂 蓝色 紫 ①蛋白质＋双缩脲试剂→紫色； ②叶绿体中的4种色素→都可吸收蓝紫光 教材中关于颜色反应的实验 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 选项 鉴定对象 试剂 颜色 水浴加热 生物材料 A 淀粉 碘液 蓝色 无 马铃薯匀浆 B 脂肪 苏丹Ⅲ染液 红色 不需要 花生种子切片 C 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 需要 豆浆 D 还原糖 斐林试剂 砖红色 不需要 苹果或梨匀浆 下列关于细胞中有机物的鉴定的叙述,正确的是 (　　) A 解析　马铃薯匀浆中含有淀粉,淀粉遇碘液变蓝,A项正确;RNA被吡罗红染成红色,B项错误;鉴定蛋白质不需要水浴加热,C项错误;苹果或梨匀浆含有丰富的还原糖,且自身是白色的,可以作为鉴定还原糖的原料,还原糖和斐林试剂反应,在水浴加热条件下生成砖红色沉淀,D项错误。 答案　A 40 (北京卷)关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验，叙述错误的是 ( ) A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液 B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离 D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质 C 利用光合色素在层析液中溶解度的差异 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 三、探究类实验的变量分析 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 2-82 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 2-82 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 不同温度(至少三种) 探究酵母菌的呼吸方式1-90 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度);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 思维训练：细胞表面积与体积的关系1-115 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 探究植物生长调节剂的应用选1-103 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 培养液中酵母菌数量的动态变化选2-11 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等 实验名称 自变量 因变量 无关变量 ①任何渗透装置，隔着半透膜(玻璃纸、细胞膜、原生质层)，水分子都是双向移动的，只是在浓度差的作用下，两个方向水分子移动的速率不同而已。 ②探究温度、pH对酶活性影响时，至少分三组，其中一组为最适条件下进行，且注意不能将酶与底物混合后再控制条件。 ③探究酵母菌的呼吸方式时： 无氧条件时，酵母菌培养液应先封口放置一段时间，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。 ④探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，所设组别除用不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组用蒸馏水处理的空白对照（预实验）。 重点归纳 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 广东卷. 秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（ ） A. 培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B. 乙瓶溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2 C. 用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D. 实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 D CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 【详解】A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误； B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误； C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误； D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。 45 B D 第二题：D项，扩散的体积与整个琼脂块的体积之比代表物质运输效率 46 在验证生长素类似物2,4⁃D对小麦胚芽鞘伸长影响的实验中,将小麦胚芽鞘切段浸入蒸馏水中1 h后,分别转入用含糖的缓冲液配制成的5种不同浓度的2,4⁃D溶液中(实验组),在适宜条件下避光振荡培养24 h后,测量切段长度。下列叙述正确的是 (　　) A.本实验应选用胚芽鞘尖端,因该处细胞分裂旺盛 B.本实验共设置6组,其中用蒸馏水组作为对照组 C.避光培养的原因是光会刺激胚芽鞘产生生长素,干扰实验结果 D.若实验组中有两组切段长度相同,不能证明2,4⁃D具有两重性 D 解析　胚芽鞘尖端可产生生长素,会干扰实验结果,故本实验不能选用胚芽鞘尖端,应用去除尖端且经蒸馏水处理过的胚芽鞘茎切段作为实验材料,A项错误;因实验组的溶剂是含糖的缓冲液,故应使用仅含糖的缓冲液作为对照组,5组实验组加上1组对照组,共6组,B项错误;因为植物具有向光性,单侧光会引起生长素分布不均匀,为保证单一变量原则,需要避光培养,且胚芽鞘尖端产生生长素不受光的影响,C项错误;如果两组切段长度相同均大于对照组,或者两组切段长度相同均小于对照组,不能证明2,4⁃D具有两重性,D项正确。 答案　D 47 5种调查类实验 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 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% 种群密度的调查 活动范围大的动物 标记 重捕法 = 植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度= (各样方密度的平均值) 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌种群数量 抽样 检测法 血细胞计数板显微计数 调查当地农田生态系统中的能量流动情况 农田生态系统 汇总法 能量传递效率=[第(n+1)营养级同化量÷第n营养级同化量]×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 类型四　调查类实验 48 下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验的说法，错误的是 (　　) 1．丰富度的统计方法通常有记名计算法 和目测估计法 2．应设计表格，统计不同采集样点的土壤小动物种类 3．对于无法知道名称的小动物，不可忽略，应记录下它们的特征 4．许多土壤小动物身体微小、有较强的活动能力，可采用标志重捕法调查土壤小动物类群丰富度 5. 为调查不同时间土壤中小动物类群的丰富度，分别在白天和晚上取同一地块的土样 6.可能用到解剖针、放大镜、显微镜、体视显微镜等实验用具 7. 小动物的采集可用诱虫器 、吸虫器、简易采集法 4 49 为了说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,下列调查或实验不可行的是 (　　) A.对某地区进行统计,分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例,并进行比较 B.对某地区进行统计,分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例,并进行比较 C.选择一个色盲女性和一个正常男性婚配,观察记录他们后代的表型并分析 D.对某地区进行统计,只选择父亲正常母亲色盲的家庭,记录其子代的表型并分析 C 解析　对某地区进行统计,分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例,并进行比较,如果男患者多于女患者,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,A项正确;对某地区进行统计,分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例,并进行比较,如果男患者多于女患者,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,B项正确;选择一个色盲女性和一个正常男性婚配,个体数目少不具有代表性,所以不可行,C项错误;对某地区进行统计,只选择父亲正常母亲色盲的家庭,记录其子代的表型并分析,如果男孩都色盲,女孩都正常,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,D项正确。 答案　C 50 (长沙调研)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是(　) A．先向计数室内滴加培养液，然后再将盖玻片放在计数室上 B．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液 C．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌 D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数 D 解析：选D　在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，应该先将盖玻片放在计数室上，再用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让其自行渗入；从瓶中吸出培养液进行计数之前，必须摇匀培养瓶中的培养液；培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液也需要用高压蒸汽灭菌法灭菌；酵母菌的繁殖能力很强，培养后期酵母菌数量较多，为了方便酵母菌计数，培养液应先稀释后再计数。 51 5种调查类实验 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 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% 种群密度的调查 活动范围大的动物 标记 重捕法 = 植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度= (各样方密度的平均值) 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 酵母菌种群数量 抽样 检测法 血细胞计数板显微计数 调查当地农田生态系统中的能量流动情况 农田生态系统 汇总法 能量传递效率=[第(n+1)营养级同化量÷第n营养级同化量]×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 类型四　调查类实验 52 例1.下列调查活动和实验中,表述最合理的一项是 (　　) A.调查人群中某种遗传病的发病率时,需分析基因的显隐性及所在染色体类型 B.调查种群密度时,针对活动能力强、活动范围小的动物最适宜采用标记重捕法 C.土壤中小动物类群丰富度的研究中,调查方法包括记名计算法和目测估计法 D.探究培养液中酵母菌的种群数量时,取重复实验结果的平均值可减少实验误差 D 解析　调查人群中某种遗传病的遗传方式时,需分析基因的显隐性及所在染色体类型,A项错误;调查种群密度时,活动能力强、活动范围大的动物最适宜采用标记重捕法,B项错误;土壤中小动物类群丰富度的研究中,统计方法包括记名计算法和目测估计法,C项错误;探究培养液中酵母菌的种群数量时,重复多次实验并取平均值可减少实验误差,D项正确。 答案　D 53 为了说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,下列调查或实验不可行的是 (　　) A.对某地区进行统计,分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例,并进行比较 B.对某地区进行统计,分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例,并进行比较 C.选择一个色盲女性和一个正常男性婚配,观察记录他们后代的表型并分析 D.对某地区进行统计,只选择父亲正常母亲色盲的家庭,记录其子代的表型并分析 C 解析　对某地区进行统计,分别计算男性和女性中正常人与色盲患者的比例,并进行比较,如果男患者多于女患者,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,A项正确;对某地区进行统计,分别计算正常人群和色盲患者人群中的性别比例,并进行比较,如果男患者多于女患者,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,B项正确;选择一个色盲女性和一个正常男性婚配,个体数目少不具有代表性,所以不可行,C项错误;对某地区进行统计,只选择父亲正常母亲色盲的家庭,记录其子代的表型并分析,如果男孩都色盲,女孩都正常,可说明控制红绿色盲的基因只位于X染色体上,D项正确。 答案　C 54 酒精在教材实验中的作用 解析　台盼蓝可以用来鉴别细胞的死活,可以将死细胞染成蓝色,代谢旺盛的动物细胞是活细胞,其细胞膜具有选择透过性,A项错误;染色体容易被甲紫溶液等碱性染料着色,因此观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体时,可用甲紫溶液使其着色,B项正确;盐酸处理可改变细胞膜的通透性,有利于染液进入细胞使RNA着色,从而确定其在细胞中的分布,C项正确;用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮(活细胞),使原生质层两侧产生渗透压差,由于原生质层相当于一层半透膜,水分子可以自由透过,而蔗糖分子不能,故显微镜下可观察到该细胞发生质壁分离现象,D项正确。 答案　A 55 与“洗”有关的实验操作 50% 95% 一、教材基础实验和实验方法 S z L w h 高三二轮复习 名师精品铸造 考点二　实验设计题的解题规律 1.实验设计的程序 2.实验设计步骤的“四步曲” 1.实验目的 (1)验证性实验:寻找题干信息,一般写有“验证……”,即为该实验的实验目的。 (2)探究性实验:首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 【典例1】　科研人员在一定二氧化碳浓度和温度条件下,利用苹果树、梨树幼苗进行了一系列探究实验,得到结果如图所示。科研人员设计本实验的目的是  . 探究不同光照强度对两种果树光合作用速率的影响 【解析】　本实验的自变量有两个:光照强度和植物种类,因变量是光合作用速率,因此该实验的目的是探究不同光照强度对两种果树光合作用速率的影响。 59 2.实验假设 提出的假设可能正确,也可能错误, 一般情况下,若是实验中要求写出你的假设,我们应根据自己平常积累的知识,写出认为最可能的一种假设即可。 【典例2】　哺乳动物体温的相对恒定是完善的调节机制使机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸。为了探究随外界环境温度的改变,哺乳动物细胞有氧呼吸强度是否会产生变化,某校生物兴趣小组制定了以下实验方案: (1)实验假设:  。 (2)材料用具:略。 (3)实验步骤。①将4个恒温培养箱分别调节成10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃恒温,并编号为甲、乙、丙、丁四组。 ②取四只体重400克,性别与生理状况相同的成年小白鼠分别放入4个恒温培养箱中。 ③一段时间后,用仪器测量小鼠耗氧量,做好记录并计算。 随外界环境温度的改变,哺乳动物细胞有氧呼吸强度会产生变化 3.实验原理 核心组成:自变量和因变量的关系 + 因变量的观测指标 + 实验过程描述。 【典例3】　(全国卷Ⅰ)某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质进行研究。请回答下列问题: (1)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究,原理是  。 (2)可以用同位素标记法研究该病毒遗传物质种类,将宿主细胞放在含某种有放射性标记的核苷酸的培养基中培养,再用该病毒侵染被标记的宿主细胞;一段时间后收集子代病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸　　　　(填“是”或“不是”)都需要标记,理由是　    。  DNA含有的五碳糖是脱氧核糖且含碱基T,RNA含有的五碳糖是核糖且含碱基U,可以通过化学分析的方法,分析这种新型病毒遗传物质中五碳糖或含氮碱基的种类,据此判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA 不是 若对各种核苷酸都进行放射性标记,则无论该新型病毒是DNA病毒还是RNA病毒,在子代病毒中均能检测到放射性 【解析】　本实验的目的是探究该新型病毒遗传物质的种类。(1)病毒只有一种核酸,DNA或者RNA,二者在化学组成上的不同是DNA含有的五碳糖是脱氧核糖,RNA含有的五碳糖是核糖;DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是U,因此,可以通过化学分析的方法,分析这种新型病毒的五碳糖或含氮碱基的种类,从而判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。(2)核苷酸包括两类,一类是脱氧核糖核苷酸,另一类是核糖核苷酸,培养基中只需将脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸进行放射性标记,如果都进行放射性标记,那么无论新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA,收集到的子代病毒中均能检测到放射性,无法得出实验结论。 61 4.实验思路 思路是较为粗线条的思考过程,其要求“言简意赅”。比如:用某种方法处理某种材料,观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”,显示自变量和因变量,对无关变量表述时,应注意体现“相同且适宜”。 【典例4】　(潍坊模拟)人在情绪压力下,体内糖皮质激素含量升高,5⁃羟色胺(5⁃HT)含量降低。5⁃HT是调节情绪的神经递质,其受体种类繁多,不同受体被激活会使人产生不同的情绪。5⁃HTIA是5⁃HT的一种重要受体,主要位于5⁃羟色胺能神经元和多巴胺能神经元的细胞膜上。图示为5⁃HT在5⁃羟色胺能神经元和多巴胺能神经元间传递信号的过程,该过程能使人产生愉悦情绪,从而增加抗压能力。 (1)短期情绪压力下,机体通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”进行调节,使机体内糖皮质激素浓度升高,但不会持续升高,该过程存在 的调节方式,其意义体现在 。  分级调节和反馈调节 放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于静息调控,维持机体稳态 【解析】　(1)短期情绪压力下,通过“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”使机体内糖皮质激素浓度升高,属于分级调节,依据题意,糖皮质激素“不会持续升高”,说明糖皮质激素能通过负反馈调节维持其本身的浓度,分级调节的意义在于放大激素的调节效应,负反馈调节有利于静息调控,维持机体稳态。 62 5⁃HT可经5⁃HT运载体被回收到5⁃羟色胺能神经元;5⁃HT可与5⁃羟色胺能神经元上的5⁃HTIA结合抑制5⁃HT的释放 色氨酸是必需氨基酸,补充蛋白质能保证机体内有充足的色氨酸可转化为5⁃HT,保证5⁃HT含量的相对稳定 【解析】(2)结合题意分析题图,5⁃HT由突触前膜分泌后与5⁃HTIA结合,将信息传给突触后膜,随后能被5⁃HT运载体运回突触前膜所在的5⁃羟色胺能神经元;5⁃羟色胺能神经元的细胞膜上(突触前膜)也有5⁃HT受体,故5⁃HT可与5⁃羟色胺能神经元上的5⁃HTIA结合抑制5⁃HT的释放。合成5⁃HT的原料色氨酸属于必需氨基酸,只能由食物中的蛋白质补充而来,情绪压力会使人的5⁃HT含量降低,所以适量补充蛋白质,有足够的色氨酸,就能合成5⁃HT,从而保证5⁃HT含量的相对稳定,增强人的抗压能力。 63 实验思路:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只做与其他两组类似的手术切口,培养一段时间后,分别测三组小鼠的5⁃HT含量。 预期结果:A组5⁃HT含量明显高于B、C组 【解析】 (3)分析实验目的“在情绪压力下,糖皮质激素含量升高导致的5⁃HT含量降低”,自变量为糖皮质激素是否升高,因变量为5⁃HT含量。实验思路如下:选生理状态相同的长期束缚小鼠,均分为三组,编号A、B、C,A组切除肾上腺皮质,B组切除肾上腺皮质后,注射一定浓度的糖皮质激素,C组只做与其他两组类似的手术切口,培养一段时间后,分别测三组小鼠的5⁃HT含量。由于是验证实验,即糖皮质激素含量升高导致的5⁃HT含量降低,故预期结果为A组5⁃HT含量明显高于B、C组。 64 5.实验步骤 自变量的处理方法 “加”或“减”:例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素;“减”即手术切除甲状腺法。 体现“自变量”如何设置,“因变量”如何获得,“无关变量”如何保证相同且适宜。 【典例5】　(连云港模拟)为比较耐盐植物菊芋与滩涂原生植物碱蓬对滨海滩涂生态系统盐碱土壤中脲酶活性和多种微生物数量的影响,科研人员设置了3组平行地块,在相同且适宜条件下,3月底种植,11月底收获,使用常规模具板犁耕土壤并取样。 每组随机 SR、SN 样品稀释 振荡摇匀 30~300 (不同的)选择培养基上 菌落数目稳定 6.实验结果和结论 (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤,根据单一因素不同,找出实验自变量。 (2)由果找因,分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系,得出正确结论。 (3)在验证性实验中,因为要验证的事实是正确的,实验结果只有一种,实验结论即是实验要验证的事实。 在探究实验中,因为实验结果是未知的,可能出现的实验结果有多种,因此对应的实验结论也有多种,不同的结果对应不同的结论。 测定指标 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性(相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 【典例6】　(湖北模拟)褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素,能够调节机体免疫和睡眠作用。研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究,结果如表。回答下列问题: (1)实验前,小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处,调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析,褪黑素可能作用的细胞有　　　 　　 　　　　　　　 (答出两种即可)。  脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞 (2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞,说明NK淋巴细胞能参与　　　 免疫过程。据表结果分析,褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其　　　　有关。  (3)综合上述分析,推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是  　。 细胞 剂量 褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可) (4)研究发现,褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具,设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。 实验材料及用具:睡眠情况相同的健康小鼠若干只,一定剂量的褪黑素溶液,生理盐水,计时器等。 实验设计思路:  　。 预期结果及结论:  　。 测定指标 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性(相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 【典例6】　(湖北模拟)褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素,能够调节机体免疫和睡眠作用。研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究,结果如表。回答下列问题: 将小鼠随机均分为甲、乙两组,甲组口服一定剂量的褪黑素溶液,乙组口服等量的生理盐水,在相同环境中饲养,记录两组小鼠每天的睡眠时长 若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长,则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间 7.实验方案评价与修订试题的解答思路 【典例7】　(丰台模拟)病原体感染可以引起宿主体温调节策略发生变化。 (1)体温调节的中枢在　　 　　。发生炎症反应时,机体会通过分泌相关激素,促进　 　,提高产热,同时皮肤毛细血管　　 　　,血流量减少,汗腺分泌减少,减少散热,使体温升高。由此可见体温调节是通过　　　 　调节实现的。  (2)下丘脑室旁核(PVN)存在着大量的神经内分泌细胞。为了研究PVN在感染引起的体温改变过程中的作用,科研人员以小鼠为材料进行了一系列实验。实验处理及结果如下图。(注:突变体小鼠甲注射药物CNO后,PVN被抑制,而正常小鼠PVN不受影响;LPS为大肠杆菌外膜成分,可模拟细菌感染。) 下丘脑 代谢增强 收缩 神经—体液 ①本实验的自变量是　　 　　。  ②实验一结果显示,未感染时抑制PVN对体温无明显变化;当注射LPS后,突变体小鼠甲与正常小鼠　　　　　 　　　　。实验二结果与实验一相比,突变体小鼠甲　　　　　　　　 　。  PVN是否被抑制 温度差异明显,突变体温度更低,但都能恢复至相对稳定 体温下降严重,不能维持体温恒定 【解析】　(1)下丘脑有体温调节中枢,可以对体温进行调节;甲状腺激素可以促进产热,增强代谢;血液存在于血管中,毛细血管收缩,血流量减少,散热减少;结合以上分析可知,体温调节中既有神经调节(血管收缩、汗腺分泌减少),也有体液调节(激素调节),是通过神经—体液调节实现的。(2)为了研究PVN在感染引起的体温改变过程中的作用,PVN是否被抑制是人为改变的量,因此本实验的自变量是PVN的抑制与否;根据实验一结果可知,注射LPS后,突变体小鼠甲与正常小鼠的体温差异明显,突变体小鼠的温度下降明显,但都能恢复至稳定状态;根据图示可知,实验二的小鼠甲的体温更低,且不能维持稳定;LPS感染后,小鼠的体温会升高,而注射CNO后,正常小鼠的体温相对恒定,而突变体的小鼠PVN被抑制,体温无法维持恒定,因此根据实验一、实验二得出的结论是PVN可以维持体温恒定。 71 ③根据实验一、实验二得出的结论是  。  (3)为进一步探究提前激活PVN会不会更快地缓解病原体感染引起的体温变化,研究者构建了另一突变体小鼠乙,该种小鼠注射CNO后,PVN被激活。实验时先对突变体小鼠乙和正常小鼠注射CNO,再给予LPS刺激,分别检测各组小鼠的体温。请评价该实验方案并加以完善。 (2)下丘脑室旁核(PVN)存在着大量的神经内分泌细胞。为了研究PVN在感染引起的体温改变过程中的作用,科研人员以小鼠为材料进行了一系列实验。实验处理及结果如下图。(注:突变体小鼠甲注射药物CNO后,PVN被抑制,而正常小鼠PVN不受影响;LPS为大肠杆菌外膜成分,可模拟细菌感染。) PVN有助于缓解LPS引起的体温变化 实验方案不够全面,应该再增设乙组先对突变体小鼠乙和正常小鼠给予LPS刺激,再注射CNO,分别检测各组小鼠的体温。 (2)为了研究PVN在感染引起的体温改变过程中的作用,PVN是否被抑制是人为改变的量,因此本实验的自变量是PVN的抑制与否;根据实验一结果可知,注射LPS后,突变体小鼠甲与正常小鼠的体温差异明显,突变体小鼠的温度下降明显,但都能恢复至稳定状态;根据图示可知,实验二的小鼠甲的体温更低,且不能维持稳定;LPS感染后,小鼠的体温会升高,而注射CNO后,正常小鼠的体温相对恒定,而突变体的小鼠PVN被抑制,体温无法维持恒定,因此根据实验一、实验二得出的结论是PVN可以维持体温恒定。(3)结合实验二,实验方案不够全面,应该再增设乙组先对突变体小鼠乙和正常小鼠给予LPS刺激,再注射CNO,分别检测各组小鼠的体温。 72 谢谢 (2)据图分析,机体防止5⁃HT在突触间隙含量过高的途径是  。  有人认为适量补充蛋白质有利于增强人的抗压能力,请依据上图提出能支持这一观点的理由是  。  (3)研究证明,在情绪压力下,糖皮质激素含量升高导致的5⁃HT含量降低。现提供生理状态相同的长期束缚(情绪压力)小鼠若干以及必要的手术器械等,请设计实验验证这一结论,要求简要写出实验思路并预期结果:  (1)将下表填写完整 序号 实验步骤 简要操作过程 Ⅰ 土壤取样 ①　　　　选取3~5株生长状况良好且相似的植株,整根拔出、轻抖,收集落下的土壤,作为非根际土;收集附在根系上的土壤作为根际土,分别命名为JR、JN(菊芋根际和非根际土壤)及SR、SN(碱蓬根际和非根际土壤);对照组为②　　　　。  Ⅱ ③　　   称取5 g土壤样品,加入45 mL无菌水,④　　 　　,吸取100 μL于900 μL无菌水中依次等比稀释,最终倍数要保证每个培养皿获得的菌落数为⑤　　 　　。  Ⅲ 微生物的培养与计数 吸取100 μL稀释样品,涂布在⑥　　 　　,在合适的培养条件下培养一段时间,每隔24 h统计一次。⑦　　 　　作为结果。  Ⅳ 土壤酶活性测定 另取5 g土壤样品,用酶试剂盒测定脲酶活性 Ⅴ 结果分析 比较2种植物不同土壤样品中脲酶的活性以及细菌、真菌、放线菌等微生物的数量 $