实验专题1 实验设计的基本原则、原理与作出实验假设答案-（学生用书）【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习（多选版）

该高中生物学高考复习学案系统整合细胞呼吸（电子传递链、氧化磷酸化）与光合作用（光系统、电子传递链、光合磷酸化）核心考点，按“过程机制-物质变化-能量转换”逻辑串联知识，通过问题导向任务引导学生对比有氧呼吸三阶段与光反应电子传递过程，自主构建结构与功能观、物质与能量观的知识网络。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养设计，设置4道典型模拟题诊断学生对膜结构功能、电子传递与ATP合成关系的掌握情况，配套“呼吸与光合电子传递对比分析”任务单，引导学生运用分析、比较方法深化理解，培养生命观念与科学思维。每个模块附反思总结表，助力学生自主梳理薄弱点，教师可依学情精准指导，提升备考针对性与实效。

实验专题1　实验设计的基本原则、原理与作出实验假设 1.C　[解析] 实验中A组施用NH4NO3溶液(含N不含Mg)、B组施用MgSO4溶液(含Mg不含N)、C组施用Mg(NO3)2溶液(含N和Mg),通过观察不同组玉米幼苗叶片颜色变化,目的就是探究叶片发黄原因是缺少N或缺少Mg,还是同时缺少N和Mg,A正确。无关变量是指实验中除自变量以外的影响实验结果的因素,本实验中自变量是所施溶液的种类(即所含矿质元素的种类),三组幼苗的数量及三种溶液的浓度等对实验结果有影响,但不是研究的变量,所以是无关变量,应保持相同且适宜,B正确。若A、B两组叶片发黄,C组叶片变绿,A组叶片缺少Mg发黄,B组叶片缺少N发黄,C组叶片N和Mg都不缺乏,变绿,这表明叶片发黄原因是缺少N和Mg,而不是“缺少N或缺少Mg”,C错误。单一变量原则是指实验中只有一个自变量,本实验自变量是所施溶液种类(所含矿质元素不同);三组实验互为对照,所以既遵循了单一变量原则,又遵循了对照原则,D正确。 2.A　[解析] ①处应为“因变量”,如“探究土壤微生物对淀粉的分解作用”实验的因变量是淀粉是否被分解,可用碘液或斐林试剂检测,两组实验中是否有微生物是自变量,A错误;②处应为“无关变量”,如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,几组实验中过氧化氢溶液的体积和浓度都要相同,试管的洁净程度也应相同,这些都属于无关变量的控制,B正确;③处应为“单一变量原则”,如“探究酵母菌的呼吸方式”实验要控制自变量为一组通氧气(或空气)、另一组为无氧环境,其他变量如环境温度、酵母菌溶液的量、葡萄糖溶液的量等均属于无关变量,实验过程中要将无关变量控制相同且适宜,遵循单一变量原则,C正确;④处应为“干扰因素”,如“探究植物光合作用产生淀粉”实验,植物中原有淀粉会干扰因变量的检测,实验前应预处理一定的时间(约24小时),消耗原有的淀粉,确保检测结果的可靠性,D正确。 3.C　[解析] 活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝染液不能进入活细胞,死细胞的细胞膜失去选择透过性,台盼蓝染液能进入死细胞,使死细胞染成蓝色,A正确;有丝分裂不同时期,染色体的存在状态不同,因此要观察根尖分生组织细胞的有丝分裂,可通过染色后观察不同细胞内染色体的行为特征,以判断细胞所处的分裂时期,B正确;叶绿体中含有色素,用高倍显微镜可观察到叶绿体的形态和分布,叶绿体的内部结构属于亚显微结构,在光学显微镜下观察不到,电子显微镜下才能看到,C错误;探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,需要用斐林试剂检测反应是否发生,以判断淀粉酶是否具有专一性,因为淀粉和蔗糖不具有还原性而它们的水解产物均具有还原性,D正确。 4.α-淀粉酶能够降低淀粉水解反应的活化能　还原糖与斐林试剂发生作用,在水浴加热条件下产生砖红色沉淀 5.(1)脱落酸的合成(或降解) (2)OsAB15基因敲除(或OsAB15蛋白合成缺陷) [解析] (1)实验二检测的是脱落酸含量,所以假设一是OsPIL15蛋白通过影响脱落酸合成(或降解),从而影响气孔开闭。(2)从实验三来看,不管黑暗条件下还是红光条件下,野生型水稻(WT)(含有OsPIL15蛋白)的OsAB15基因表达量均比OsPIL15基因敲除的水稻m(无OsPIL15蛋白)高,说明OsPIL15蛋白促进OsAB15基因的表达,从而影响气孔开闭。若想进一步验证该结论,可选用OsAB15基因敲除(OsAB15蛋白合成缺陷)的水稻,检测其气孔导度。如果该水稻气孔导度与预期相符,能进一步说明OsPIL15蛋白通过促进OsAB15基因表达影响气孔开闭。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.细胞呼吸中的电子传递链和氧化磷酸化 细胞呼吸过程中形成的NADH等物质,通过线粒体内膜上的电子传递系统(如复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ )将电子最终传递给氧,该过程偶联ATP合成酶(F0⁃F1复合物)催化ATP合成,这种产生ATP的方式称为氧化磷酸化(如图所示)。 1.[2025·江西南昌模拟] 高等植物细胞的有氧呼吸可分为以下三个阶段: 第1阶段(糖酵解):重要能源物质多糖通过分解代谢产生丙酮酸; 第2阶段(三羧酸循环):乙酰辅酶A(乙酰CoA)的形成及其通过三羧酸循环转变为CO2和H+; 第3阶段(电子传递链);H+进入电子传递链(呼吸链),最终与氧结合生成水;同时伴随电子传递过程,发生氧化磷酸化作用产生ATP分子。 下列叙述错误的是 (　) A.乙酰CoA 可能是丙酮酸在线粒体基质中转化而来的 B.第1阶段和第2阶段均在无氧时进行,释放的能量均储存在ATP中 C.三羧酸循环将乙酰CoA分解为CO2和H+的过程需要 H2O参与 D.第3阶段发生于线粒体内膜上,其消耗的 H+不只来源于第2阶段 2.[2025·陕西安康二模] 细胞生存所需能量大部分由线粒体呼吸链提供。呼吸链是指在线粒体内膜上的一系列复合体(Ⅰ~Ⅳ)将电子(e-)传递到O2的过程,过程如下图所示。若呼吸链受损,细胞中的丙酮酸主要通过②过程进行分解,可导致乳酸积累,引发多种疾病。下列相关叙述,正确的是 (　) A.①和②过程均发生在细胞质基质,且都能形成ATP B.呼吸链传递的e-来自NADH和琥珀酸,最终受体为O2 C.Ⅰ~Ⅳ均在传递e-的同时转运H+,形成膜两侧H+浓度差 D.呼吸链受损后,细胞有氧呼吸释放的能量会明显增加 2.光系统及电子传递链 光系统是由蛋白质和叶绿素等光合色素组成的复合物,具有吸收、传递和转化光能的作用,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PS Ⅱ )。 ①光系统Ⅱ进行水的光解,产生氧气、H+和电子(e-),光系统Ⅰ主要是介导NADPH的产生。 ②电子传递过程是高电势到低电势(由于光能的作用),释放的能量将质子(H+)逆浓度梯度从叶绿体的基质侧泵入类囊体腔侧,从而建立了质子浓度(电化学)梯度。 ③类囊体内的高浓度质子通过ATP合成酶顺浓度梯度流出,而ATP合成酶利用质子顺浓度梯度流出释放的能量来合成ATP。 3.[2025·安徽合肥模拟] 光合作用光反应可分为原初反应电子传递和光合磷酸化。原初反应中光能经色素的吸收和传递后使PSⅠ和PSⅡ上发生电荷分离产生高能电子,高能电子推动着类囊体膜上的电子传递。电子传递的结果是一方面引起水的裂解以及NADP+的还原;另一方面建立跨膜的H+浓度梯度,启动光合磷酸化形成ATP。光反应的部分过程如图所示。下列叙述错误的是 (　) A.光反应中光能可转化为电能 B.光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行 C.ATP合成酶仅催化ATP的合成 D.H+从类囊体腔进入叶绿体基质是顺浓度梯度 4.[多选][2025·辽宁大连三模] 叶绿体在光下利用无机磷与ADP合成ATP的过程称为光合磷酸化。光合磷酸化与电子传递是通过ATP合成酶联系在一起的。如图ATP合成酶由CF1和CF0两个蛋白复合体构成,光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ (PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合体。据图分析,下列相关叙述错误的是 (　) A.PSⅠ和PSⅡ镶嵌在叶绿体的内膜上 B.膜内外H+浓度差是光合磷酸化的动力 C.CF1是疏水性复合体,CF0是亲水性复合体 D.电子传递抑制剂有利于光合磷酸化的进行 学科网（北京）股份有限公司 $