高考生物二轮复习专题7实验与探究学案含答案

这是一份高考生物二轮复习专题7实验与探究学案含答案，共27页。


[考纲要求]　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。






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——提出生物膜的流动镶嵌模型。
(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(没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的)。
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——植物生长可以更新空气。
③英格豪斯——植物体只有绿叶才能更新污浊的空气，指出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。
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——用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的氧气来自水。
⑦卡尔文——用14C标记CO2，证明CO2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——用豌豆作实验材料，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(用白眼雄果蝇作实验材料)。
④道尔顿——第一个提出色盲问题的人。
(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(32P、35S)标记法分别标记噬菌体，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——提供DNA衍射图谱的有关数据。
⑥查哥夫——腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；胞嘧啶(C)的量总是等于鸟嘌呤(G)的量。
(7)生物进化的发现史
①拉马克——第一个提出比较完整的进化学说的人(中心思想：用进废退、获得性遗传)。
②达尔文——提出自然选择学说(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。
(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——孟德尔两大遗传规律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为实验材料)，DNA半保留复制方式的证明，温特生长素的发现。
(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、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察植物细胞的质壁分离和复原、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，如探究酵母菌的呼吸方式、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)。
(9)细胞染色法——碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液等)。
(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；光合作用用H218O、C18O2探究O2中的放射性；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、活动范围大的动物的种群密度。
(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)人群中随机抽样调查遗传病——调查遗传病的发病率。
(19)患者家系中调查遗传病——调查某种遗传病的遗传方式。
(20)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。
(21)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法——探究细胞核的功能。
(22)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。
(23)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
比较项目
实验
作用
50%的酒精
检测生物组织中的脂肪
脂肪鉴定中洗去浮色
75%的酒精
微生物的实验室培养
用于杀菌消毒
无水乙醇
绿叶中色素的提取与分离
提取绿叶中的色素
95%的酒精
观察细胞的有丝分裂
解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等体积混合)
鉴定光合作用产物(淀粉)
脱色

(2)盐酸
实验名称
浓度
作用
探究pH对H2O2酶活性的影响
质量分数为5%的盐酸
改变pH，提供酸性环境
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
质量分数为15%的盐酸
使组织中的细胞相互分离开，即解离

(3)NaOH溶液
①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1g·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，0.1g·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。
(4)其他常用试剂
试剂名称
作用
实验
0.3g·mL－1蔗糖溶液
使植物细胞刚好发生质壁分离且对细胞无伤害
植物细胞的质壁分离和复原实验
层析液
溶解并分离色素
绿叶中色素的分离
二氧化硅(石英砂)
使研磨充分
绿叶中色素的提取
碳酸钙
防止色素被破坏


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染色(　　)
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．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(　　)
7．用标志重捕法调查田鼠种群密度(　　)
8．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(　　)
9．“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(　　)
10．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(　　)
11．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(　　)
12．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(　　)
13．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(　　)
14．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(　　)
答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.√　6.×　7.√　8.√　9.√　10.×　11.×　12.×　13.×　14.×

1．如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，正确的做法是随机取样后，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。
2．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。

考点一　教材实验

1．显微观察类实验
(1)操作流程模板

(2)归纳总结
①观察植物细胞质壁分离和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不需染色直接观察的实验：观察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；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)。
⑤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。
⑥洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
观察植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察细胞的多样性
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
管状叶
绿叶中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，易于观察染色体

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，含量越高，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。
⑦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脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色；
③染色体(质)＋醋酸洋红液→红色；
④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染液→橘黄色；
②叶绿体中色素分离中的滤纸条：胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色
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
蓝
①淀粉＋碘液→蓝色；
②DNA＋二苯胺试剂蓝色
紫
①染色体(质)＋龙胆紫溶液→紫色；
②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；
③叶绿体中的4种色素→主要吸收蓝紫光

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，其中一组在最适条件下进行，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．(2019·江苏，22)有些实验可以通过染色改进实验效果，下列叙述合理的是(多选)(　　)
A．观察菠菜叶肉细胞时，用甲基绿染色后叶绿体的结构更清晰
B．在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离
C．检测花生子叶中脂肪时，可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色
D．探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，可用台盼蓝染液区分菌体死活
答案　BD
解析　观察菠菜叶肉细胞的叶绿体时，不需要进行染色，A错误；在蔗糖溶液中加入适量红墨水后，外界溶液变为红色，由于细胞膜具有选择透过性，红墨水不能通过细胞膜进入细胞中，白洋葱鳞片叶表皮细胞的原生质层为无色，而细胞壁是全透的，故细胞壁与原生质层之间充满着红色溶液，因此可以观察细胞的质壁分离，B正确；对花生子叶中的脂肪进行染色时，可用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液，龙胆紫溶液可对染色体进行染色，不能对脂肪进行染色，C错误；细胞膜具有选择透过性，能被台盼蓝染液染成蓝色的细胞为死细胞，活细胞不能被台盼蓝染液染色，因此可用台盼蓝染液区分菌体的死活，D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其含过氧化氢酶
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
答案　A
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。
考向二　实验步骤和技术方法分析
3．(2019·江苏，7)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是(　　)
A．只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂
B．解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离
C．滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散
D．临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞
答案　C
解析　高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长会使根尖过分软化，且细胞内染色体结构会被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后，用拇指轻轻地按压载玻片，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。
4．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18O
B．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
答案　C
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
5．(2019·江苏，17)如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是(　　)

A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素
B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作
D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b
答案　D
解析　研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A项错误；光合作用色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液应选用有机溶剂，B项错误；层析液易挥发，故层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝藻中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。
6．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
答案　C
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。
7．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
答案　C
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。
考点二　拓展实验

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。
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
8．(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
答案　D
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，最终得到酶活性较强的温度范围，A项正确；实验过程中需将酶溶液和淀粉溶液分别保温，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。
9．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
答案　D
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．(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．调查田鼠种群密度时，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．在探究“pH对H2O2酶活性的影响”实验中，加入质量分数为5%的盐酸
答案　D
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；调查田鼠种群密度时，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；在探究“pH对H2O2酶活性的影响”实验中，加入质量分数为5%的盐酸是为了提供酸性环境，不是避免人体受到伤害，D项符合题意。
考向二　实验数据的处理与分析
11．(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(　　)

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
答案　C
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；若乙组先加入药物D，后加入药物X，则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，则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。
12．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(　　)
PC(mg/mL)
细胞抑制率(%)
测定时间(h)
0
20
40
80
160
320
24
18
24
27
28
30
33
48
25
30
32
34
38
41
72
29
33
40
45
49
53

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
答案　A
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24h、48h、72h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。
13．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
答案　B
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；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。

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(　　)
选项
科学研究
方法
A
基因在染色体上的提出
类比推理法
B
DNA双螺旋结构模型的构建
归纳推理法
C
DNA复制机理的发现
假说—演绎法
D
能量金字塔表征各营养级间能量流动关系
模型建构法

答案　B
解析　萨顿提出基因在染色体上，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。
2．下列有关验证实验的设计不合理的是(　　)
选项
探究实验题目
实验设计思路
A
验证渗透作用发生需要半透膜

B
验证成熟植物细胞的死活
待测细胞＋蔗糖溶液
C
验证酶具有催化作用

D
验证细胞膜具有选择透过性
用发绿色荧光和红色荧光的染料分别标记小鼠细胞和人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。结果：两种细胞融合后，两种颜色的荧光均匀分布

答案　D
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·泰州高三期末)下列说法与科学事实不相符的是(多选) (　　)
A．坎农提出内环境稳态的主要调节机制是神经—体液调节
B．设计试管婴儿需要在移植前取胚胎的滋养层细胞进行性别鉴定
C．达尔文证明了胚芽鞘向光弯曲生长是由于生长素分布不均造成的
D．利用红豆杉树皮分离、提取紫杉醇体现了生物多样性的间接价值
答案　BCD
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：____________________________________
_______________________________________________________________________________。
(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______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(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___________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(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____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)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　(2)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　(3)秋水仙素溶液处理时，这些细胞的纺锤体已经形成　(4)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，上清液中草履虫数量更多
解析　(1)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蛋白块小，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的实验组中应存在比最适pH小的组，也应该存在比最适pH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)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)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，上清液中草履虫数量更多，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欲探究添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育的影响。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组鼠每天饲喂适量普通饲料，B组鼠每天饲喂__________________________________。
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。
(4)请你预测该实验的实验结果并作出相应的合理分析(至少写出三种情况)：
①______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
③______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(3)①身体健康、发育正常、体重相同、同一性别
②等量的添加皮革蛋白粉的饲料
(4)①若A、B两组大鼠体重基本相等，发育状况基本相同，则说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育没有影响
②若A组大鼠体重大于B组大鼠体重，且A组大鼠的生长发育状况比B组大鼠好，则说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育有抑制作用
③若A组大鼠体重小于B组大鼠体重，且A组大鼠的生长发育状况比B组大鼠差，则说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育有促进作用
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。
专题强化练
一、单项选择题
1．(2019·广东汕头质检)下列与实验相关的叙述，错误的是(　　)
A．探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度时需进行预实验
B．艾弗里的肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质
C．探究酵母菌呼吸方式时，运用了对比实验法
D．检测还原糖的实验中，加入斐林试剂出现砖红色沉淀
答案　B
解析　探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，在实验前做一个预实验，目的是确定合适的实验浓度范围，为正式实验摸索条件，减少实验误差，A项正确；艾弗里的肺炎双球菌转化实验说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，B项错误；探究酵母菌呼吸方式的实验中，有氧和无氧条件下的实验都是实验组，故属于对比实验，C项正确；检测还原糖的实验中，加入斐林试剂出现砖红色沉淀，D项正确。
2．(2019·南京、盐城第二次模拟)下列有关实验的叙述，合理的是(　　)
选项
实验名称
对实验的相关叙述
A
观察植物细胞的质壁分离和复原
当细胞处于质壁分离状态时，说明外界溶液浓度大于细胞液浓度
B
叶绿体中色素的提取和分离
色素分离的原理是各种色素在层析液中的溶解度不同，色素带从上往下第三条颜色为蓝绿色
C
DNA粗提取与鉴定
DNA粗提取的原理是DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同且能溶于冷酒精
D
检测生物组织中的蛋白质
先向试管中加入1mL0.1g/mL NaOH溶液，摇匀，再滴加3～4滴0.05 g/mLCuSO4溶液，观察颜色变化
答案　B
解析　若细胞处于质壁分离的状态，可能正在发生质壁分离，也可能正在进行质壁分离后的复原，细胞内外的浓度关系无法判断，A项错误；分离色素的原理是四种色素在层析液中的溶解度不同，色素带从上到下第三条是叶绿素a，颜色为蓝绿色，B项正确；DNA不溶于冷酒精，C项错误；鉴定蛋白质的双缩脲试剂配制需用0.1g/mL NaOH溶液和0.01 g/mLCuSO4溶液，D项错误。
3．(2019·湖南岳阳质检)下列关于生物实验的说法，正确的是(　　)
A．运用同位素标记法，研究二氧化碳中的碳在光合作用过程中的转移途径
B．孟德尔运用假说—演绎法进行豌豆的杂交实验，发现了基因
C．T2噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使细菌裂解，释放出子代噬菌体
D．在稀盐酸的作用下，小肠黏膜产生促胰液素还需神经调节的参与
答案　A
解析　研究二氧化碳中的碳的转移途径，可以采用同位素标记法，A项正确；孟德尔用假说—演绎法发现了遗传规律，未发现基因，B项错误；搅拌的目的是让蛋白质外壳与大肠杆菌分离开来，C项错误；在稀盐酸的作用下，小肠黏膜产生促胰液素属于体液调节，D项错误。
4．(2019·四川南充模拟)下列方法能达到实验目的是(　　)
A．根据溴麝香草酚蓝水溶液最终变色的深浅可以检测酵母菌CO2的具体产生量
B．可用双缩脲试剂检验胰蛋白酶是否将蛋清稀释液完全水解
C．用低倍镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原现象
D．观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，解离后需立即染色
答案　C
解析　溴麝香草酚蓝水溶液可以检测是否产生CO2，不能确定CO2的具体产生量，A项错误；无论蛋清是否完全水解，胰蛋白酶都可以与双缩脲试剂发生紫色反应，B项错误；观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原用低倍镜观察即可，C项正确；解离后需漂洗才能染色，D项错误。
5．下表是适宜条件下探究乳糖酶催化乳糖水解的相关实验结果，以下分析正确的是(　　)
实验一(乳糖浓度为10%)
实验二(酶浓度为2%)
酶浓度(%)
相对反应速率
乳糖浓度(%)
相对反应速率
0
0
0
0
1
25
5
25
2
50
10
50
4
100
20
65
5
200
30
65

A.实验一若继续增加酶浓度，相对反应速率不再增大
B．实验二若继续增加乳糖浓度，相对反应速率会增大
C．实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度
D．实验二若将反应温度提高5℃，相对反应速率将增大
答案　C
解析　由表格可知，实验一中，酶浓度在0～5%范围内，随着酶浓度的增加，相对反应速率逐渐增大，若继续增加酶浓度，相对反应速率可能继续增大，A项错误；实验二中相对反应速率已经达到最大值，若继续增加乳糖浓度，相对反应速率不再增大，B项错误；实验一的自变量是酶浓度，实验二的自变量是乳糖浓度，C项正确；本实验是在最适宜情况下进行的，实验二若将反应温度提高5℃，则酶活性降低，相对反应速率将降低，D项错误。
6．(2019·扬州考前调研)下列是关于科学史中生物实验研究课题和实验方法或技术手段的对应关系，不正确的是(　　)
A．卡尔文循环、DNA复制方式——同位素标记法
B．分离细胞器、噬菌体侵染细菌实验——离心技术
C．DNA双螺旋结构的发现、种群数量增长曲线——模型构建法
D．探究酵母菌呼吸方式、酶具有催化作用——对比实验法
答案　D
解析　卡尔文用同位素14C进行研究C的循环途径、而研究DNA复制方式用的是同位素15N进行标记，他们都采用了同位素标记法，A项正确；分离细胞器采用的是差速离心法，噬菌体侵染细菌的实验中需要用离心技术把大肠杆菌与噬菌体颗粒分开，B项正确；DNA双螺旋结构的模型属于物理模型，研究某种群数量变化规律的模型属于数学模型，C项正确；酵母菌的呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸，使用的是有氧和无氧两组实验进行对比的方法，酶具有催化作用采用的是有酶和无酶两组实验进行对照的方法，D项错误。
7．某研究小组对“紫外线辐射对酵母菌生长的影响”这一课题进行了初步的探究，结果如下表。下列有关分析正确的是(　　)
培养皿编号
1
2
3
4
5
紫外线辐射剂量(J·m－2)
0.2
0.8
X
2.0
2.6
实验后的酵母菌数量(×106个·mL－1)
27
26
14
10
6

A.表中X的值应为1.4，各实验组的紫外线辐射剂量应保持相同的剂量梯度
B．该实验中1号培养皿是对照组，2～5号培养皿是实验组
C．在实验过程中需严格控制的无关变量有紫外线辐射剂量、紫外线辐射时间等
D．分析实验结果可知，紫外线主要是通过诱发基因突变，导致酵母菌数量减少的
答案　A
解析　各实验组的紫外线辐射剂量应保持相同的剂量梯度，即都为0.6，可推知X＝0.8＋0.6＝2.0－0.6＝1.4，A项正确；实验中1～5号培养皿都为实验组，对照组应为无紫外线辐射，B项错误；实验中紫外线辐射剂量为自变量，辐射时间为无关变量，C项错误；通过该实验不能确定导致酵母菌数量减少的原因，D项错误。
8．(2019·山东济南一模)下列关于生物科学发展史的叙述，不正确的是(　　)
A．在细胞学说的建立过程中，魏尔肖提出细胞通过分裂产生新细胞
B．在膜的探究历程中，欧文顿发现脂溶性物质更易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的
C．在酶本质的探索中，萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶，并证明其是蛋白质
D．在光合作用的探究历程中，卡尔文利用同位素标记法探明了光合作用的全过程
答案　D
解析　魏尔肖提出所有的细胞都来自已存在的细胞，即细胞通过分裂产生新细胞，A项正确；19世纪末，欧文顿发现脂溶性物质更容易通过细胞膜，由此提出膜是由脂质组成的，B项正确；萨姆纳用丙酮作溶剂从刀豆种子中提取出脲酶，并证明其是蛋白质，C项正确；卡尔文采用同位素标记法探明了CO2中碳元素的转移途径，并未证明光合作用的全过程，D项错误。
9.若要用如图所示实验装置来测定一定温度下生物细胞呼吸或光合作用的强度(不考虑装置中微生物的影响)，下列相关叙述错误的是(　　)

A．若该装置烧杯中盛放清水，可用于测定酵母菌无氧呼吸的强度
B．若该装置烧杯中盛放清水，可用于测定乳酸菌无氧呼吸的强度
C．若该装置烧杯中盛放NaOH溶液，可用于测定酵母菌有氧呼吸的强度
D．若该装置烧杯中盛放NaHCO3溶液，可用于测定一定光照强度下植物的净光合速率
答案　B
解析　该装置烧杯中盛放清水时，因酵母菌无氧呼吸不消耗O2，释放的CO2使瓶内气压增大，U形管左侧液面上升，因此，根据单位时间内U形管左侧液面上升的高度可测定酵母菌无氧呼吸的强度，A项正确；乳酸菌无氧呼吸不消耗O2，也不释放CO2，对U形管液面没有影响，因此图示装置烧杯中盛放清水无法测定乳酸菌无氧呼吸的强度，B项错误；该装置烧杯中盛放NaOH溶液时，因酵母菌有氧呼吸消耗O2，释放的CO2被NaOH溶液吸收，瓶内气压下降，U形管右侧液面上升，故根据单位时间内右侧液面上升的高度可测定酵母菌有氧呼吸的强度，C项正确；该装置烧杯中盛放NaHCO3溶液时，装置内CO2含量相对稳定，在光照条件下，植物能进行光合作用产生O2，同时细胞呼吸消耗O2，U形管左(右)侧液面上升的高度即可表示植物的净光合速率，D项正确。
10．(2019·江西吉安一模)下列有关实验的叙述，不正确的是(　　)
A．“探究酵母菌呼吸方式”的实验不需要设置蒸馏水培养的对照组
B．“探究2,4－D对插条生根的最适浓度”的预实验需设置蒸馏水培养的对照组
C．“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验需设置蒸馏水培养的对照组
D．“同时验证H2O2酶具有催化作用和高效性”的实验需设置蒸馏水处理的对照组
答案　C
解析　“探究酵母菌呼吸方式”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，不需要另外设置蒸馏水培养的对照组，A项正确；“探究2,4－D对插条生根的最适浓度”的预实验中为明确不同2,4－D浓度对生根的影响是促进还是抑制，实验中应设置蒸馏水培养的对照组，B项正确；“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验不需设置蒸馏水培养的对照组，因为该实验在时间上形成了前后自身对照，C项错误；过氧化氢酶的催化作用是加过氧化氢酶的组与不加催化剂的组进行比较得出的结论，其高效性是加过氧化氢酶的组与加无机催化剂的组进行比较得出的结论，故“同时验证H2O2酶具有催化作用和高效性”的实验需设置蒸馏水处理的对照组，D项正确。
11．为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验方案时，如果把正常小鼠每次注射药物前后症状的变化作为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的正确顺序是(　　)
A．先注射胰岛素，后注射葡萄糖溶液
B．先注射葡萄糖溶液，再注射胰岛素
C．先注射胰岛素，后注射生理盐水
D．先注射生理盐水，后注射胰岛素
答案　A
解析　胰岛素的主要作用是调节糖的代谢，具体说，它能促进血糖合成糖原，加速血糖分解，从而降低血糖浓度。给正常小鼠注射胰岛素后，正常小鼠体内的葡萄糖在胰岛素的作用下迅速合成糖原和被分解，使小鼠因低血糖而处于休克状态，要使其苏醒，可注射一定浓度的葡萄糖溶液来补充葡萄糖，A正确。
二、多项选择题
12.(2019·宁夏银川质检)在利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞观察质壁分离与复原的实验时，某生物兴趣小组的同学又进行了如下的探究，他们将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于一定浓度的某溶液中测得细胞液浓度与该溶液浓度的比值(P值)随时间的变化曲线，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．该溶液可以是一定浓度的硝酸钾溶液
B．在t1时刻没有水分子进出细胞
C．t1～t2时间段内，细胞中紫色区域逐渐变大
D．从t1时刻开始有溶质分子进入细胞
答案　AC
解析　由题意可知，比值小于1时，细胞失水发生质壁分离，随后比值大于1，细胞会发生质壁分离后的复原，该溶液可以是一定浓度的硝酸钾溶液，A项正确；t1时刻有水分子进出，B项错误；t1～t2时间段内，细胞会发生吸水，紫色的液泡会变大，C项正确；t1之前已经有溶质分子进入细胞，D项错误。
13．(2019·南通等七市第三次调研)下列各组实验中，实验材料的选择及理由均正确的是(　　)
组别
实验名称
实验材料
理由
A
检测生物组织中的脂肪
花生种子
富含脂肪，子叶为白色
B
通过模拟实验探究膜的透性
膀胱膜
属于生物膜，具有选择透过性
C
植物体细胞诱变育种
愈伤组织
分裂能力强，易发生基因突变
D
纤维素分解菌的筛选
落叶形成的腐殖土
富含纤维素，纤维素分解菌多

答案　ACD
14．(2019·广西钦州三模)调查法是生物学研究常用的方法之一，下列关于调查实验的说法正确的是(　　)
A．调查草原上老鼠的种群密度，可用标志重捕法进行调查
B．调查农田生态系统的能量流动情况，不需调查该生态系统生产者的主体和种类
C．若调查人类红绿色盲的发病率，需要在人群中随机取样
D．调查昆虫卵和跳蝻的种群密度，可以用样方法
答案　ACD
解析　调查草原上老鼠的种群密度，可用标志重捕法进行调查，A正确；生态系统的能量流动指能量的输入、传递、转化和散失的过程，生产者通过光合作用，把太阳能固定在有机物中，太阳能转化成化学能，从而被生物所利用，故调查农田生态系统的能量流动情况，需调查该生态系统生产者的主体和种类，B错误；调查人类红绿色盲的发病率，需要在人群中随机取样，C正确；昆虫卵和跳蝻活动能力弱，调查其种群密度可以用样方法，D正确。
三、非选择题
15．某种酶在应用前，需要对该酶发挥作用的最佳温度范围进行测定。图中曲线①表示在一定温度范围内的相对酶活性(酶活性与酶最大活性的百分比)。曲线②表示酶的热稳定性，即将酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其残余酶活性而得到的数据。

(1)在该项研究中，温度属于__________变量，pH属于________变量。
(2)曲线②是在________℃条件下测得的数据，在70℃之后，酶的热稳定性迅速下降的主要原因是其_______________发生改变。该酶长时间发挥作用的最佳温度范围是____________。
答案　(1)自　无关　(2)80　空间结构　60～70℃
解析　(1)该实验的目的是测定某种酶发挥作用的最佳温度范围，因此，温度属于自变量，酶的活性属于因变量，其他影响因素(如pH)均为无关变量。
(2)曲线②是在酶活性最高的温度下测得的数据，由于曲线①中相对酶活性最大时所对应的温度为80℃，故曲线②是在80℃条件下测得的数据；在70℃之后，酶的热稳定性迅速下降的主要原因是高温导致酶的空间结构发生改变；该酶长时间发挥作用的温度应是“残余酶活性”较大时对应的温度(小于70℃)，该酶发挥作用的最佳温度应是“相对酶活性”较大时对应的温度(60～90℃)，综合分析，该酶长时间发挥作用的最佳温度范围应是60～70℃。
16．碳酸氢钠是一种易溶于水、可使溶液呈弱碱性的物质。据此回答下列问题：
(1)若给某小鼠静脉注射等渗的碳酸氢钠溶液，则由________________释放的抗利尿激素量________________，判断依据是____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)研究发现低浓度的碳酸氢钠溶液对水螅生长有抑制作用，高浓度的碳酸氢钠溶液可杀死所有水螅。
①腔肠动物水螅具有动物世界最简单最原始的神经系统，其对外界刺激存在趋利避害的本能，当池塘中的水溶液呈碱性时，水螅会迅速撤离，该行为________________(填“属于”或“不属于”)反射，原因是______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②科学家为获得碳酸氢钠溶液对水生动物生活影响的理论依据，利用不同浓度的碳酸氢钠溶液对水螅进行毒性(抑制生长或致死)实验：
a．在正式实验前需先做预实验的原因是_____________________________________________，通过预实验可确定_______________________________________________________________。
b．正式实验时，为避免偶然因素对实验的影响，进行的实验操作是_______________________。
答案　(1)垂体　不变　注射等渗的碳酸氢钠溶液，细胞外液渗透压不变　(2)①不属于　反射需要中枢神经系统的参与，水螅没有中枢神经系统　②a.为正式实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性　全致死(碳酸氢钠)浓度和最小抑制生长(碳酸氢钠)浓度的大致范围
b．重复实验、每组中加入多只水螅
解析　(1)抗利尿激素是由下丘脑合成、分泌，并由垂体释放的，注射等渗的碳酸氢钠溶液，细胞外液渗透压不变，所以抗利尿激素的量不变。(2)①反射活动的结构基础是反射弧，由于水螅没有中枢神经系统，所以当池塘中的水溶液呈碱性时，水螅会迅速撤离，该行为不属于反射。②a.在正式实验前需先做预实验，主要是为正式实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，通过做预实验可以确定全致死(碳酸氢钠)浓度和最小抑制生长(碳酸氢钠)浓度的大致范围。b.重复实验、每组中加入多只水螅，可以避免偶然因素对实验的影响。
17．糖尿病是一种常见的内分泌紊乱疾病，膳食纤维被称为人类第七营养素，对维持人体健康具有很重要的作用。为研究葛根膳食纤维对糖尿病小白鼠的降血糖效果，某研究小组进行了如下实验。
实验材料用具：生理状况相似的健康小白鼠36只，葛根膳食纤维，蒸馏水，血糖测定仪等。
实验步骤：
a．随机选取12只小白鼠作为甲组，另外24只制备成实验性糖尿病小白鼠随机均分成乙组和丙组。
b．________________________，并进行数据统计。
c．丙组大鼠灌喂葛根膳食纤维5mL/d，甲组和乙组大鼠灌喂等量蒸馏水，连续灌喂17天。期间各组小鼠均饲喂普通饲料，自由饮食。
d．17天后，测定各组小白鼠的空腹状态下的血糖浓度，并进行数据统计分析。
实验结果：
组别
实验开始时(mmol·L－1)
17天后(mmol·L－1)
甲
5.08
5.06
乙
17.97
17.44
丙
18.04
6.57

(1)补全实验步骤b：_____________________________________________________________。
(2)实验结论为：________________________________________________________________。
(3)研究发现，灌喂葛根膳食纤维的小鼠，食物在胃内滞留时间长，α-葡萄糖苷酶(碳水化合物消化代谢酶之一)活性较低，肝糖原水平比较高。据此判断，葛根膳食纤维降低血糖的可能机理是_______________________________________________________________。(答两点即可)
(4)该研究给我们防治糖尿病有什么启示？__________________________________________。
答案　(1)(实验开始时，)测定各组小鼠空腹状态下的血糖浓度　(2)葛根膳食纤维具有降低血糖的功效　(3)抑制外源性葡萄糖的吸收；加快了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存
(4)注意饮食结构，多吃富含膳食纤维类食品
解析　(1)根据实验步骤和实验结果，实验步骤b应是：(实验开始时)测定各组小鼠空腹状态下的血糖浓度，并进行数据统计。(2)由实验分析可知，丙组灌喂了葛根膳食纤维，甲组和乙组大鼠灌喂等量蒸馏水，连续灌喂17天后，丙组的血糖低于乙组，与正常生活的甲组接近，说明葛根膳食纤维具有降低血糖的功效。(3)研究发现，灌喂葛根膳食纤维的小鼠，食物在胃内滞留时间长，α-葡萄糖苷酶(碳水化合物消化代谢酶之一)活性较低，说明消化道内的消化吸收减慢，肝糖原水平比较高，说明血糖转化成糖原的速率加快，所以可推测，葛根膳食纤维降低血糖的机理可能是抑制外源性葡萄糖的吸收，加快了组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存。(4)该研究给我们防治糖尿病的启示是：注意饮食结构，多吃富含膳食纤维类食品。