高考生物二轮复习专题6实验与探究课件

这是一份高考生物二轮复习专题6实验与探究课件，共60页。PPT课件主要包含了考纲要求，内容索引，主干知识梳理，核心考点突破，备考技能提升，网络构建，考点一考纲实验，考点二拓展实验，要点整合，考向设计等内容，欢迎下载使用。

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等进行运用。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。
主干知识梳理ZHU GAN ZHI SHI SHU LI
1.教材涉及的科学史汇总(1)细胞学说的建立①虎克——细胞的发现者和命名者。②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。④魏尔肖——总结出细胞通过分裂产生新细胞。
(2)流动镶嵌模型的建立过程①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的膜通透性进行实验——膜是由脂质组成的。②罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构，将细胞膜描述为静态的统一结构。③桑格和尼克森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。
(3)酶的发现过程①巴斯德——酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在(无活细胞参与，糖类不可能变成酒精)。②毕希纳——将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质。④切赫和奥特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能。
(4)光合作用的发现过程①恩格尔曼——用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光。②普利斯特利——植物可以更新空气。③英格豪斯——植物体只有绿叶才能更新污浊的空气，指出普利斯特利实验只有在光下才能成功。④梅耶——植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。⑤萨克斯——光合作用的产物除氧气外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)。⑥鲁宾和卡门——用18O分别标记水和二氧化碳，证明光合作用释放的氧气来自水。⑦卡尔文——用14C标记二氧化碳，证明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径[卡尔文循环：14CO2→14C3→(14CH2O)]。
(5)遗传规律的发现史①孟德尔——用豌豆作遗传材料，利用假说—演绎法提出遗传的两大基本遗传规律，即基因的分离定律和基因的自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。②萨顿——用类比推理法提出基因在染色体上(关注假说—演绎法与类比推理法差异)。③摩尔根——用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作遗传材料)。④道尔顿——第一个提出色盲问题。
(6)遗传本质的发现史①格里菲思——通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”。②艾弗里——通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA不是蛋白质(转化因子为DNA)。③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体，证明噬菌体的遗传物质是DNA。④沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则： )。⑤富兰克林——DNA衍射图谱。⑥查哥夫——腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鸟嘌呤(G)的量。
(7)生物进化的发现史①拉马克——第一个提出进化学说(中心思想：用进废退、获得性遗传)。②达尔文——自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。(8)动物生命活动调节机制的发现史①贝尔纳——动物的生活需要两个环境：机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。②坎农——提出稳态的概念。③沃泰默——促胰液素分泌只受神经调节。④斯他林和贝利斯——促胰液素可存在“化学调节”(并命名该调节物为“激素”)。⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说，但对失去促胰液素的发现深表遗憾。
(9)植物生长素的发现史①达尔文——植物向光性实验，验证金丝雀 草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”，造成单侧光下背光面比向光面生长快。②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。④温特——胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的(并将该物质命名为“生长素”)。(10)生态学的发现史①高斯——证明大小两个种的草履虫间存在着竞争关系。②美国生态学家林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两大特点：生态系统中能量流动是单向的、能量在流动过程中逐级递减。
2.教材中涉及的研究方法和技术(1)假说—演绎法——孟德尔两大遗传定律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为材料)，DNA半保留复制方式的证明，温特生长素的发现实验。(2)类比推理法——萨顿提出“基因在染色体上”。(3)创立假说——膜的成分和结构的初步阐明，达尔文提出植物向光性假说。(4)模型构建法——构建细胞亚显微结构物理模型，构建DNA双螺旋结构物理模型，构建光合作用、种群特征、细胞分裂等概念模型，构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型与“S”型曲线)，构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。(5)显微观察法——观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原、观察染色体变异等。(6)差速离心法——分离各种细胞器、制备细胞膜等。
(7)对比实验法——设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较，探究某种因素对实验结果的影响，如探究酵母菌细胞呼吸的方式、酶作用特性相关的实验。(8)密度梯度离心法——用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。(9)细胞染色法——活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)。(10)荧光标记法——细胞融合实验；确定基因在染色体上的实验。(11)放射性同位素标记法——分泌蛋白的形成；光合作用H218O 、C18O2探究O2中放射性；14CO2→14C3→(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等。(12)纸层析法——绿叶中色素的提取与分离。(13)浓度梯度设置实验——探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度，探究影响酶活性的最适温度和最适pH。
(14)样方法——估算植物及活动能力弱、活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵)等的种群密度。(15)标志重捕法——估算活动能力强、活动范围大的动物种群密度。(16)黑光灯诱捕法——有趋光性的昆虫。(17)抽样检测法——探究培养液中酵母菌种群数量的变化。(18)取样器取样法——土壤中小动物类群丰富度的研究。(19)人群中随机抽样调查遗传病——调查遗传病的发病率。(20)患者家系中调查遗传病——调查某种遗传病的遗传方式。(21)遗传杂交法(包括正交、反交、测交、自交、回交等)——确定显隐性、基因位置、遵循的遗传规律。(22)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法——探究细胞核的功能。(23)暗盒开孔法、云母片插入法、旋转法、遮盖法等——探究植物的向性运动。(24)系谱图分析法——确定遗传病类型。
3.教材实验中药品的作用(1)酒精
(3)NaOH溶液①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g·mL－1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－1的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。③在与细胞呼吸有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO2，以保证装置中没有CO2存在。④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。
1.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动(　　)2.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离(　　)3.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测(　　)4.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色(　　)5.在显微镜下，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶中可观察到橘黄色颗粒(　　)6.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数(　　)7.叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠(　　)8.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(　　)9.建构数学模型的方法，可以用于研究种群数量变化和酶活性变化的规律(　　)
10.“小鼠细胞和人细胞融合实验表明细胞膜具有流动性”和“现代分子生物学技术利用特定物质分子与基因结合确定基因在染色体上的位置” 二者采用了相似的核心技术(　　)11.罗伯特森在电镜下看到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出生物膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成(　　)12.荷兰科学家温特首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质(　　)13.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(　　)14.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(　　)15.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定(　　)
1.如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，正确的做法是____________________________________________________________________________________________________。2.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中不能选用哺乳动物成熟的红细胞，原因是___________________________________________________________________。3.在观察减数分裂实验中不宜选择动物的卵巢和植物的雌蕊，原因是动物的睾丸和植物的雄蕊中________________________________________________________________________________________________________。
计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器，几乎不含有DNA和RNA
产生的雄配子数量远远多于卵巢和雌蕊中产生的雌配子，更易观察到减数分裂且卵巢和雌蕊中的减数分裂是不连续的
核心考点突破HE XIN KAO DIAN TU PO
1.显微观察类实验(1)操作流程模板
(2)归纳总结①观察线粒体、叶绿体实验和植物细胞质壁分离与复原实验一定用活细胞；用显微镜观察多种多样的细胞用活或死细胞；其余考纲中规定的观察类实验用死细胞。②解离≠水解，前者用盐酸和酒精等量混合，处理的目的是使细胞彼此分离开，在低温诱导染色体加倍和观察有丝分裂实验中涉及；后者用盐酸处理，增大细胞膜的通透性，使DNA和蛋白质分开，便于染色，在观察DNA和RNA分布实验中涉及。两者在染色前都需要用水漂洗或冲洗，避免影响染色。③不需染色直接观察的实验：观察叶绿体实验、植物细胞质壁分离和复原实验。④观察减数分裂用蝗虫的固定装片，不需制片。
⑤显微观察类实验要先制片，不同材料用不同的制片方法。装片法(把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体)；切片法(把材料切成薄片，以便观察，如脂肪的鉴定)；压片法(把材料压成薄层，以便观察，如观察根尖细胞的有丝分裂)。⑥鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。
⑦洋葱在实验中的“一材多用”
2.鉴定提取类实验(1)操作流程模板
(2)归纳总结①在显色实验(如物质检测)中，材料最好不带颜色或颜色较浅或实验时对有色材料进行脱色处理。②物质鉴定实验中，一般不设置对照实验，若需设置对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质的实验中，对照组可加入稀释的鸡蛋清。③可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因它们不含还原糖。④反应物颜色深浅与所检测的物质的含量有关，含量越多，颜色越明显。⑤还原糖的检验若出现砖红色沉淀，结论只能说溶液中有还原糖存在，但不能证明具体是哪种还原糖，同理蛋白质的鉴定若出现紫色，也不能证明胰岛素或淀粉酶是否存在。
⑥斐林试剂鉴定还原糖实验原理是发生氧化还原反应。双缩脲试剂鉴定对象为—CO—NH—，故可检验蛋白质、多肽及变性后的蛋白质，不能鉴定氨基酸；先加入A液(NaOH)创造碱性条件，再滴加B液(CuSO4)4滴，不能过量。
3.探究类实验(1)操作流程模板
(2)归纳总结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探究酵母菌细胞呼吸方式时：a.新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气)，等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再加入食用酵母菌；b.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。⑤探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化时：a.从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻振荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减少误差；b.该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值；c.对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。
4.调查类实验(1)操作流程模板
(2)归纳总结①调查方法：取样调查法。可根据不同的调查目的和对象选用不同的取样方法。②调查选材：为使实验获得成功，常选用一些容易调查的对象，如植物种群密度的调查，选择容易辨别的双子叶植物；蚜虫、昆虫卵、跳蝻和蚯蚓等活动范围小、活动能力弱的动物，常采用样方法调查其种群密度。调查人群中常见的遗传病，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等；调查某种遗传病的发病率时，要随机抽样调查，且要保证调查的群体足够大；调查某种遗传病的遗传方式应在患者家系中展开调查。③随机调查：调查的随机性决定了调查的准确性，所以应做到无区别对待调查对象，以确保调查的准确性。
考向一　实验材料的选择和实验原理分析1.下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是A.与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行细胞质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
解析　红色花瓣是由液泡内花青素的颜色呈红色导致的，所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察，A项正确；黑藻叶片中的叶绿体呈绿色，液泡中细胞液的颜色接近无色，两者之间有颜色差异，因此叶绿体的存在不会干扰该实验现象的观察，B项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度可能不同，观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确；通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，因外表皮细胞的液泡中有较多色素，发生质壁分离时容易观察实验现象，D项正确。
解析　恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的条带状叶绿体，A项错误；比较H2O2酶在不同条件下的分解实验中，选择肝脏研磨液的理由是其含过氧化氢酶，B项正确；酵母菌是兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，因此酵母菌可以作为探究细胞呼吸方式的材料，C项正确；豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下一般是纯种，因此孟德尔选择豌豆作为实验材料，D项正确。
2.(2019·广西梧州2月联考)下列实验材料的选择理由不合理的是A.恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的椭球形叶绿体B.比较H2O2酶在不同条件下的分解实验中，选择肝脏研磨液的理由是含有过氧化氢酶C.在探究细胞呼吸方式时选择酵母菌的理由是它属于兼性厌氧菌D.孟德尔选择豌豆的理由之一是豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物
考向二　实验步骤和技术方法分析3.(2019·湖南株洲质检)下列关于科学研究方法和相关实验的叙述中，不正确的是A.差速离心法：细胞中各种细胞器的分离和叶绿体中色素的分离B.模型构建：研究种群数量变化规律和DNA双螺旋结构的发现C.同位素标记法：分泌蛋白的合成与分泌和噬菌体侵染细菌实验D.对比实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
解析　利用差速离心法可分离不同大小的多种细胞器，但不能分离叶绿体中的色素，叶绿体中色素的分离需要利用纸层析法，A项错误；研究种群数量变化规律利用了数学模型， DNA双螺旋结构的发现利用了物理模型，B项正确；用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成与分泌；用35S和32P分别标记的噬菌体研究噬菌体侵染细菌实验，证明DNA是遗传物质，二者均利用了同位素标记法，C项正确；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中不通入空气的装置和通入空气的装置都属于实验组，属于对比实验，D项正确。
4.(2019·河北衡水中学高三一调)生物学研究用到多种科学方法。下列叙述正确的是A.向血细胞计数板的计数室滴加样液后应立即计数，以防止细胞沉到底部B.利用模型建构法探究酵母菌种群数量的变化时，无需设置空白对照组和重复实验C.细胞大小与物质运输的关系模拟实验所用的研究方法是类比推理法D.卡尔文利用同位素标记法，将标记的18O2供小球藻利用，最终发现了卡尔文循环
解析　向血细胞计数板的计数室滴加样液后不能立即计数，应让样液沿盖玻片边缘缓慢渗入计数室内，并让酵母菌细胞沉到底部，A项错误；探究酵母菌种群数量变化时，由于有前后的自身对照，因此无需设置空白对照实验，但是需要重复实验，B项错误；探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验中，大小不同的三个琼脂块相当于不同大小的细胞，NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块体积的比值相当于细胞的物质运输效率，该实验所用的研究方法是类比推理法，C项正确；卡尔文利用同位素标记法，将标记的C18O2供小球藻利用，最终发现了暗反应过程，即卡尔文循环，D项错误。
5.下列有关放射性同位素示踪实验的叙述，错误的是A.小鼠吸入18O2，则在其尿液中可以检测到H218O，呼出的CO2也可能含有18OB.35S标记甲硫氨酸，附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性C.将精原细胞中某DNA的一条链用15N进行标记，该细胞正常分裂形成的精细胞中， 含15N的精子所占比例为50%D.给水稻提供14CO2，体内可以存在14C的转移途径14CO2→14C3→(14CH2O)→14CO2
解析　18O2参与有氧呼吸的第三阶段，产生含有18O标记的H2O，若含有18O标记的水参与有氧呼吸第二阶段，则能生成含18O标记的CO2，A项正确；核糖体是合成蛋白质的场所，只要核糖体在合成蛋白质的时候利用含放射性标记的甲硫氨酸，就会出现放射性，B项正确；将精原细胞中某DNA的一条链用15N进行标记，当其进行DNA的半保留复制、减数第一次分裂、减数第二次分裂后，所形成的4个精细胞中，只有一个精细胞含有15N，含15N的精子所占比例为25%，C项错误；在光合作用的暗反应中，14C的转移途径是14CO2→14C3→(14CH2O)，当其进行细胞呼吸时，(14CH2O)中的14C可转移到CO2中，D项正确。
考向三　实验结果与误差分析6.(2019·福州质检)以下实验观察到的现象与结论正确的是A.洋葱表皮细胞质壁分离完全复原后，细胞不再吸水，说明细胞液浓度与外界溶液 浓度一致B.动物脂肪细胞用苏丹Ⅲ染液染色后，能观察到橘黄色的脂肪微滴，说明脂肪细胞 代谢旺盛C.层析分离结果显示在相邻色素带之间，叶绿素a与叶黄素间距最大，说明相邻色素 间，此二者在层析液中的溶解度差异最大D.低温处理的洋葱根尖制成装片，高倍镜下观察分裂期细胞，均看不到纺锤体，说 明低温能抑制纺锤体的形成
解析　发生质壁分离后完全复原的细胞，由于细胞壁的支撑作用，细胞吸水量受到限制，其细胞液浓度不一定与外界溶液浓度相同，A项错误；动物脂肪细胞用苏丹Ⅲ染液染色后，细胞已被破坏，能观察到橘黄色的脂肪微滴，但不能说明脂肪细胞代谢旺盛，B项错误；色素条带间距大，说明两种色素的溶解度差异大，在滤纸上扩散的速度相差大，C项正确；低温能抑制纺锤体的形成，但纺锤体高倍镜下观察不到，D项错误。
7.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.从静置的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量
解析　可溶性还原糖易溶于水，研磨与过滤操作，不会影响可溶性还原糖含量的检测，A项不符合题意；在蒲公英生长密集处取样调查，会使结果偏大，B项不符合题意；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数量增多，从而使估测的鲤鱼数量偏小，C项符合题意；草履虫细胞呼吸需要氧气，静置的上清液中分布较多草履虫，从静置的上清液处取样估测，会使估测值偏大，D项不符合题意。
8.下列实验中，有关操作时间的长短对实验现象或结果影响的叙述，正确的是A.在“质壁分离与复原”的实验中，第二次与第三次观察间隔时间的长短对实验现象 的影响相同B.在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，解离时间的长短对实验现象的影 响相同C.在“32P标记的噬菌体侵染细菌”的实验中，保温时间过长或过短对上清液检测结果 的影响相同D.用标志重捕法调查种群密度时，两次捕获间隔时间的长短对调查结果的影响相同
解析　在“质壁分离与复原”的实验中，第二次观察的是质壁分离现象，第三次观察的是质壁分离复原现象，若两次观察间隔的时间过长，细胞可能由于失水时间过长而死亡，则在第三次观察时看不到质壁分离复原现象，A项错误；在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，解离的目的是使组织细胞相互分离，若解离时间过长，则细胞结构会遭到破坏，从而影响实验结果的观察，B项错误；用32P标记的噬菌体侵染细菌时，保温时间过短或过长，部分噬菌体还未侵染或已经释放出来，从而使上清液出现放射性，二者对检测结果的影响相同，C项正确；用标志重捕法调查种群密度时，若两次捕获间隔的时间过长，则可能会导致第二次捕获到的有标记的个体偏少，使调查的结果偏大，若间隔时间过短，则调查结果偏小，D项错误。
1.实验中变量的控制变量之间的关系
一个实验中自变量可能有1个或多个，因变量也可能有1个或多个，无关变量一般有多个。如探究“××”和“×××”对“××××”的影响，涉及到2个自变量；如探究“××”对“×××”和“×××”的影响，涉及到2个因变量，如教材中探究过氧化氢的分解，自变量有加热、Fe3＋、过氧化氢酶3个。
(1)自变量的处理方法①“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。②“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。(2)无关变量的控制方法无关变量对实验结果即因变量会产生影响，是需要控制的变量，如探究扦插枝条生根，无关变量涉及到植物的种类、生长状态，处理浸泡的时间、条件等；探究温度对酶活性的影响，首要控制的无关变量是该酶的pH保持一致且处于最适状态。一般控制无关变量的方法有：
①消除法：排除或隔离无关变量对实验结果的影响。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，需在开花前，用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰。②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。③平衡法：设立对照组，除自变量以外，无关变量对实验组、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。
(3)因变量的确定：因变量必须是可测量或可观察的指标，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼看不到，通过实验加淀粉，但淀粉含量是否发生变化还是看不到，所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定，即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象指标做因变量。
2.常见的条件控制与结果显示的方法(1)实验条件的控制方法①增加水中氧气：泵入空气或吹气或放入绿色植物。②减少水中氧气：容器密封或油膜覆盖或用凉开水。③除去容器中CO2：密闭实验装置中放入NaOH溶液或KOH溶液。④除去叶片中原有淀粉：置于黑暗环境一昼夜。⑤除去叶片中叶绿素：叶片放入酒精加热。⑥避免光合作用对细胞呼吸的干扰：遮光处理。⑦如何得到单色光：棱镜色散或彩色薄膜滤光。⑧防止血液凝固：加入柠檬酸钠。⑨各种细胞器的提取：细胞匀浆离心(差速离心法)。
(2)实验中控制温度的方法①还原糖鉴定：50～65 ℃水浴加热。②酶促反应：水浴保温(最适温度或实验给定温度)。③二苯胺试剂鉴定DNA：沸水浴加热。④细胞和组织培养以及微生物培养：恒温培养。
(3)实验结果的显示方法①光合速率：O2释放量、CO2吸收量或淀粉产生量。②呼吸速率：O2吸收量、CO2释放量或淀粉消耗量。③原子转移途径：放射性同位素示踪法。④植物细胞液浓度大小：质壁分离。⑤细胞是否死亡：质壁分离、台盼蓝溶液染色。⑥甲状腺激素的作用：动物耗氧量、发育速度等。⑦生长激素的作用：生长速度(体重变化、身高变化)。⑧胰岛素的作用：动物活动状态。
3.实验数据的处理(1)平均值法：取算术平均值是为减小偶然误差而常用的一种数据处理方法。通常在同样的测量条件下，对于某一物理量进行多次测量的结果不会完全一样，用多次测量的算术平均值作为测量结果。(2)列表法：实验中将数据列成表格，可以简明地表示出有关物理量之间的关系，便于检查测量结果和运算是否合理，有助于发现和分析问题，而且列表法还是图像法的基础。列表时应注意：①表格要直接地反映有关物理量之间的关系，一般把自变量写在前面，因变量紧接着写在后面，便于分析。②表格要清楚地反映测量的次数，测得的物理量的名称及单位，计算的物理量的名称及单位。物理量的单位可写在标题栏内，一般不在数值栏内重复出现。③表中所列数据要正确反映测量值的有效数字。
(3)图像法：选取适当的自变量，通过作图可以找到或反映物理量之间的变化关系，并便于找出其中的规律，确定对应量的函数关系。图像法是最常用的实验数据处理方法之一。描绘图像的要求是：①根据测量的要求选定坐标轴，一般以横轴为自变量，纵轴为因变量。坐标轴要标明所代表的物理量的名称及单位。②坐标轴标度的选择应合适，使测量数据能在坐标轴上得到准确的反映。为避免图纸上出现大片空白，坐标原点可以是零也可以不是零。坐标轴的分度的估读数，应与测量值的估读数(即有效数字的末位)相对应。
考向一　实验变量的控制分析9.(2019·山东济宁一模)某生物实验小组欲探究温度对淀粉酶活性的影响，已知淀粉酶催化淀粉水解是一个多步反应，会依次形成较大分子糊精、小分子糊精、麦芽糖，加入碘液后的溶液颜色分别是蓝紫色、橙红色、黄褐色(碘液颜色)。下列操作错误的是A.设置一系列温度梯度，确定淀粉酶活性较强的温度范围B.将淀粉酶溶液、淀粉溶液分别保温处理后再进行混合C.通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱D.混合保温一段时间后，在保温装置中直接加碘液即可检测淀粉水解情况
解析　探究温度对酶活性的影响实验的前提是不知道酶的最适温度，因此需设置一系列温度梯度进行实验，最终得到酶活性较高的温度范围，A项正确；实验过程中需将酶和淀粉分别保温，达到一定温度后再混合，B项正确；通过观察加入碘液后不同温度下溶液颜色的变化可确定酶活性的强弱，C项正确；为防止在保温装置中酶继续催化淀粉水解，混合保温相同时间后应加入强酸或强碱等终止反应，再加碘液检测淀粉水解情况，D项错误。
解析　由于蒸馏水中不含无机盐离子，因此用蒸馏水配制培养基，可以防止水中离子对培养基成分的干扰，A项正确；调查某遗传病的遗传方式需要在患者家系中进行调查统计，B项正确；由于NaOH溶液能吸收CO2，因此在容器中放置盛有NaOH溶液的小烧杯，可除去密闭容器中的CO2，C项正确；生物实验需遵循单一变量原则，因此，在实验中，将实验组和对照组放在相同且适宜的温度环境中，可排除无关变量中温度对实验结果的干扰，D项错误。
10.下列关于实验条件控制方法的叙述，错误的是A.防止水中离子对培养基成分的干扰——用蒸馏水配制B.调查某遗传病的遗传方式——需要在患者家系中进行调查统计C.除去密闭容器中的CO2——在容器中放置盛有NaOH溶液的小烧杯D.排除无关变量中温度的干扰——将实验组和对照组放在相同温度环境中
11.(2019·桐庐质检)有些实验需要采取适宜的措施以避免人体受到伤害。下列措施主要不是为了达成该目的的是A.分离绿叶中的色素时，用培养皿盖住倒入了层析液的小烧杯B.调查土壤小动物类群丰富度时，来到调查地点后先大致观察地形C.检测酒精的产生时，缓慢往试管滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液D.观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸水解后用缓水流冲洗涂片
解析　分离绿叶中的色素时，用培养皿盖住倒入了层析液的小烧杯，是因为层析液中有挥发性物质，避免伤害身体，A项不符合题意；调查土壤小动物类群丰富度时，来到调查地点后先大致观察地形，避免地形原因造成人身伤害，B项不符合题意；检测酒精的产生时，因为浓硫酸对身体有害，故应缓慢往试管滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，避免接触身体，C项不符合题意；观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸水解后用缓水流冲洗涂片是为了洗去多余的解离液，避免解离过度且避免冲走细胞，不是避免人体受到伤害，D项符合题意。
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
考向二　实验数据的处理与分析12.(2018·全国Ⅰ，4)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
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，C项错误；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，D项正确。
解析　乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养，A项正确；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，B项正确；
13.原花青素(PC)是广泛存在于水果、蔬菜、花朵和树皮中的一种天然抗癌化合物。某研究小组就原花青素对离体的人胆囊癌细胞抑制作用做了相关实验，实验结果如下表所示。下列分析错误的是
A.实验设计中遵循的自变 量不止一个B.实验过程中每个培养瓶 要先后测定3次C.随着原花青素浓度的增 加，抑制效果增强D.随着原花青素作用时间 的延长，抑制效果增强
解析　分析表中信息可知：该实验的目的有两个，一是探究PC浓度对离体的人胆囊癌细胞抑制作用，二是探究PC的作用时间对离体的人胆囊癌细胞抑制作用，前者的自变量为PC浓度，后者的自变量为PC的作用时间，因此，实验设计中每组对照实验遵循的自变量只有一个，A项错误；实验过程中每个培养瓶分别在24 h、48 h、72 h进行测定，共计测定3次，B项正确；在相同时间内，细胞抑制率随原花青素浓度的增加而增大，说明抑制效果增强，C项正确；在相同PC浓度下，细胞抑制率随着原花青素作用时间的延长而增大，说明抑制效果增强，D项正确。
14.为了研究两个小麦新品种P1、P2的光合作用特性，研究人员分别测定了新品种与原种(对照)叶片的净光合速率，结果如图所示。以下说法错误的是
A.实验过程中光照强度和CO2初始浓度必须 一致B.可用单位时间内进入叶绿体的CO2量表示 净光合速率C.每组实验应重复多次，所得数据取平均值D.三个品种达到最大净光合速率时的温度没 有显著差异
为避免实验误差，每组实验均重复多次，所得数据取平均值，C项正确；由曲线可知，三个品种达到最大净光合速率时的温度都为25 ℃左右，并没有显著差异，D项正确。
解析　由曲线可知，本实验探究的是温度对光合作用的影响，光照强度和CO2初始浓度属于无关变量，在实验过程中必须一致，A项正确；实验的因变量为净光合速率，其可用细胞吸收CO2的量表示，而叶绿体吸收CO2的量表示的是真正光合速率，B项错误；
备考技能提升BEI KAO JI NENG TI SHENG
解析　“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH用于模拟细胞运输的物质，不同的琼脂块模拟的是大小不同的细胞，所以该实验用的是类比推理法，A项正确；DNA双螺旋结构模型的构建采用的是物理模型构建法，B项错误；DNA复制机理的发现用的是假说—演绎法，C项正确；能量金字塔表征各营养级间能量流动关系属于模型建构法，D项正确。
1.(2019·广东珠海一模)下表中相关科学研究所对应的主要科学方法错误的是
2.下列有关验证实验的设计不合理的是
漏斗口密封半透膜→漏斗液面上升
漏斗口密封纱布→漏斗液面不上升
发生质壁分离和复原→活细胞
不发生质壁分离→死细胞
实验组：底物+相应酶液
对照组：底物+等量蒸馏水
解析　用荧光染料标记是验证细胞膜上蛋白质分子具有流动性，不是验证细胞膜具有选择透过性，D错误。
3.(2019·沈阳质检)下列有关生物实验的叙述，正确的是A.斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分及使用方法均不同B.用纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，溶解度最低和最高的色素分别是叶 绿素b、叶黄素C.观察植物细胞的失水和吸水以及光合色素的提取与分离实验均可选用黑藻叶片作 为实验材料D.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，氯化铁溶液和肝脏研磨液都属于无关 变量
解析　斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL硫酸铜溶液)组成，双缩脲试剂由A液(质量浓度为0.1 g/mL氢氧化钠溶液)和B液(质量浓度为0.01 g/mL硫酸铜溶液)组成，所以斐林试剂与双缩脲试剂的组成成分是相同的，A项错误；各色素随层析液在滤纸条上扩散速度不同，胡萝卜素的溶解度最大，扩散速度最快；叶绿素b溶解度最小，扩散的速度最慢，B项错误；黑藻为真核生物，叶肉细胞含有大液泡和叶绿体，所以观察植物细胞的失水和吸水以及光合色素的提取与分离实验均可选用黑藻叶片作为实验材料，C项正确；“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，温度、催化剂种类都属于自变量，过氧化氢分解速率属于因变量，D项错误。
4.(2019·河南开封一模拟)在生物学研究中经常会涉及一些定性或定量实验，请回答下列有关问题：(1)实验室的材料和用具有蛋清、煮熟的蛋白块、蛋白酶溶液、蒸馏水、斐林试剂、双缩脲试剂、试管、烧杯、酒精灯、镊子、量筒、天平、温度计、石棉网、铁架台等。请写出“验证蛋白酶具有水解蛋白质的作用”实验的基本思路：_________________________________________________________________________________________________________。
形状相同的煮熟的蛋白块的两试管中，分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后观察蛋白块的大小
解析　根据分析可知，欲验证蛋白酶具有水解蛋白质的作用，可在装有大小、形状相同的煮熟的蛋白块的两试管中，分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后观察蛋白块的大小，如果加蛋白酶的组蛋白块比加蒸馏水的组变小，说明蛋白酶具有水解蛋白质的作用。
(2)探究胃蛋白酶的最适pH，利用pH分别为3、4、5、6、7、8的缓冲液进行预实验是否恰当？理由是____________________________________________________________________________________________。
不恰当。胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，应利用pH分别为0、1、2、3、4、5、6、7的缓冲液进行预实验
解析　探究胃蛋白酶的最适pH的实验组中应存在比最适pH值小的组，也应该存在比最适pH值大的组，由于胃蛋白酶的最适pH为1.5左右，所以利用pH分别为3、4、5、6、7、8的缓冲液进行预实验是不恰当的。应利用pH分别为0、1、2、3、4、5、6、7的缓冲液进行预实验。
(3)用秋水仙素溶液处理洋葱根尖分生区细胞，镜检发现有部分分裂中期的细胞染色体数目没有加倍，原因是_____________________________________________。
秋水仙素溶液处理时，这些细胞的纺锤体已经形成
解析　秋水仙素的作用是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使细胞分裂后期着丝点分裂后的姐妹染色单体分开形成的染色体不能移向两极，从而得到染色体数加倍的细胞，若用秋水仙素溶液处理洋葱根尖分生区细胞，镜检发现有部分分裂中期的细胞染色体数目没有加倍，原因是秋水仙素溶液处理时，这些细胞的纺锤体已经形成。
(4)将培养液静置一段时间后，从上清液中取样，估测草履虫种群数量，估测值比实际值偏大，原因最可能是_______________________________________________________________________________________________。
草履虫是需氧型生物，静置条件下，主要分布在含氧量较高的上清液中，相对于混匀的培养液，数量更多
解析　草履虫是需氧型生物，静置条件下，主要分布在含氧量较高的上清液中，相对于混匀的培养液，数量更多，所以将培养液静置一段时间后，从上清液中取样，估测得到的草履虫种群数量比实际值偏大。
5.某学校生物兴趣小组拟探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育的影响作用。若你是该小组成员，请完善下列实验过程：(1)实验材料和用具：大鼠若干只，普通饲料，添加皮革蛋白粉的饲料，其他所需条件均满足。(2)实验目的：探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育是否有影响。(3)实验步骤：①选_______________________________________的大鼠若干，随机均分为A、B两组，分笼饲养。②A组鼠每天都饲喂适量普通饲料，B组鼠饲喂___________________________。③在相同且适宜的条件下饲养相同的一段时间。④检查大鼠的生长发育状况，统计各组大鼠体重和发育状况。
身体健康、发育正常、体重相同、同一性别
等量的添加皮革蛋白粉的饲料
解析　该实验的目的是探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物的生长发育是否有影响，因此实验的自变量是动物的饲料是否添加皮革蛋白粉，因变量是大鼠的体重、生长发育状况，实验鼠的初始体重、生长发育状况、饲料用量、饲养条件和时间等属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜。由于该实验是探究性实验，皮革蛋白粉对动物生长发育可能有促进作用，可能有抑制作用，也可能对动物的生长发育无影响，预期结果时应考虑全面。