专题十
专题练
基础达标测试
一、选择题
1．(2024·本溪模拟)下列关于DNA粗提取与鉴定及DNA片段的扩增与电泳鉴定的叙述，正确的是( )
A．用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量相近
B．将丝状物加入二苯胺试剂，沸水浴冷却后呈蓝色
C．PCR扩增的DNA片段在琼脂糖凝胶中迁移的速率与凝胶浓度、DNA分子大小等有关
D．PCR扩增4次循环后，得到的含有两种引物的DNA片段所占比例为1/8
【答案】 C
【解析】 猪是哺乳动物，哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核，不含DNA，因此用同样方法从等体积猪血和鸡血中提取的DNA量是不相近的，A错误；丝状物为粗提取的DNA，将其加入2 mol/L的NaCl溶液中溶解，再加入二苯胺，于沸水浴中加热5 min会被染成蓝色，B错误；PCR扩增的DNA片段在琼脂糖凝胶中迁移的速率与凝胶浓度、DNA分子大小等有关，C正确；PCR扩增4次即DNA复制4次，共形成16个DNA，根据半保留复制，有2个子代DNA含有其中一种引物，14个子代DNA同时含有两种引物，因此同时含有两种引物的DNA占14/16＝7/8，D错误。
2．(2024·厦门模拟)下列有关生物学实验的叙述，正确的是( )
A．使用双缩脲试剂检测蛋白质时，需进行水浴加热
B．提取新鲜菠菜叶片中的色素时，加入Ca(OH)2保护叶绿素
C．观察口腔上皮细胞的细胞核，需将显微镜视野调得暗一点
D．配制细菌培养基时，先进行高压蒸汽灭菌，再调节pH
【答案】 C
【解析】 用双缩脲试剂检测蛋白质时，不需要水浴加热，A错误；提取新鲜菠菜叶片中的色素时，加入CaCO3保护叶绿素，B错误；观察口腔上皮细胞的细胞核，需将显微镜视野调得暗一点，需要选用的是小光圈、平面镜，C正确；用来培养微生物的培养基在配制时需先调节pH后灭菌，D错误。
3．(2024·济南模拟)下列关于“探究2,4－D对插条生根的作用”实验的叙述，正确的是( )
A．本实验中因变量是生根长度，蒸馏水的组别是本实验中的唯一对照组
B．预实验所使用的2,4－D浓度梯度比正式实验的浓度梯度要小
C．由于插条内缺乏相应酶分解2,4－D，因此其作用具有长效性
D．利用浸泡法处理插条时，所用2,4－D溶液的浓度比沾蘸法大
【答案】 C
【解析】 本实验中因变量是生根长度或数目，在预实验中蒸馏水的组别是空白对照组，正式实验中不同浓度的组别相互对照，A错误；预实验所使用的2,4－D浓度梯度比正式实验的浓度梯度要大，才能大致判断适宜浓度的范围，以缩小梯度精准实验，获得最适浓度，B错误；2,4－D是植物生长调节剂，则在插条内缺乏相应酶分解2,4－D，因此其作用具有长效性，C正确；利用浸泡法处理插条时，所用2,4－D溶液的浓度比沾蘸法小，时间比沾蘸法长，D错误。
4．(2024·日照模拟)种群密度是种群最基本的数量特征。下列相关叙述正确的是( )
A．调查种群密度时，样方法适合所有植物以及一些活动范围较小的动物
B．利用标记重捕法调查种群密度时，标记的个体必须是成年个体
C．调查某山坡上樟树的种群密度时，所用样方的大小会影响调查结果
D．调查某农田内跳蝻的种群密度时，标记物不能太大，也不能过于醒目
【答案】 C
【解析】 有些植株不适合用样方法，如个体数量较少的陆生植物，A错误；利用标记重捕法调查种群密度时，标记的个体不一定是成年个体，B错误；调查某山坡上樟树的种群密度时，需选择大小合适的样方，樟树属于高大乔木，样方面积要适当加大，C正确；跳蝻是蝗虫的若虫，某农田内所有跳蝻不能构成种群，且调查跳蝻的密度应用样方法，D错误。
5．(2024·重庆联考)下列有关教材实验的叙述，正确的是( )
A．调查土壤小动物类群丰富度时，若用诱虫器采集小动物时没有开电灯，会使结果偏大
B．“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验中，为减少实验误差需进行预实验
C．“调查某种双子叶植物的种群密度”的实验中，种群个体数较少时，可缩小样方面积
D．“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中，先滴菌液再盖盖玻片会使调查结果偏高
【答案】 D
【解析】 诱虫器利用了土壤小动物趋暗、趋湿、避光、避高温等特性，所以用诱虫器采集土壤中小动物时如果没有开灯，则会使结果偏小，A错误；“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验中，需要进行预实验，但预实验不能减少实验误差，B错误；“调查某种双子叶植物的种群密度”的实验中，种群个体数较少时，可适当扩大样方面积，C错误；“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中，使用血细胞计数板时，先盖盖玻片，后滴培养液，让酵母菌培养液自行渗入，如果先滴菌液再加盖玻片会使调查结果偏高，D正确。
6．(2024·淄博模拟)同位素标记技术在生物科学研究中得到广泛运用。以下运用不恰当的是( )
A．用15N标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质是否为DNA
B．用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中DNA的复制方式
C．用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程
D．用18O标记H2O、14C标记CO2，分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径
【答案】 A
【解析】 蛋白质和DNA成分中都含有N元素，用15N标记的噬菌体不能将蛋白质和DNA区分开，侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质时，不能说明遗传物质为DNA，A错误；胸腺嘧啶脱氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可研究有丝分裂过程中DNA的复制方式，B正确；用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，带标记的亮氨酸能参与蛋白质的合成，故能研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程，C正确；H2O和CO2是光合作用的原料，用18O标记H2O、14C标记CO2，能分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径，D正确。
7．(2024·泉州模拟)生物学实验是探究生物学结论和定律等的重要手段，下列生物学经典实验中，所采用的科学方法或所得实验结论有误的是( )
A．利用荧光标记法进行人细胞与小鼠细胞融合实验，可得出细胞膜具有流动性的结论
B．利用对照实验的方法探究酵母菌细胞呼吸的方式，可得出酵母菌是兼性厌氧生物的结论
C．利用同位素标记法进行噬菌体侵染细菌实验，可得出T2噬菌体的遗传物质是DNA的结论
D．利用假说—演绎法进行果蝇眼色的杂交实验，可得出控制果蝇眼色的基因位于染色体上的结论
【答案】 B
【解析】 利用荧光标记法进行人鼠细胞融合实验，可证明细胞膜具有流动性，A正确；利用对比实验的方法探究酵母菌细胞呼吸的方式，分析有氧和无氧条件下酵母菌呼吸的情况，B错误；利用同位素标记法进行噬菌体侵染细菌实验，可得出T2噬菌体的遗传物质是DNA的结论，C正确；摩尔根利用假说—演绎法进行的果蝇的遗传实验，最终证明果蝇的眼色基因位于X染色体上，D正确。
8．(2024·孝感模拟)下列有关生物学实验的科学研究方法的叙述，错误的是( )
A．抽样检测法可用于调查培养液中某些单细胞生物的种群密度
B．预实验不需要设置空白对照组，其目的是避免实验的盲目性
C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
D．利用实物建构的真核细胞的三维结构模型属于物理模型
【答案】 B
【解析】 抽样检测法可用于调查培养液中某些单细胞生物的种群密度，A正确；预实验需要设置空白对照组，其目的是进一步摸索实验条件，检测实验设计的科学性和可行性，也可避免实验的盲目性，B错误；用纸层析法分离色素，滤纸条上的色素带颜色自上而下依次是：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，这说明各种色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上扩散的速度不同，进而实现了各种色素的分离，C正确；利用实物建构的真核细胞的三维结构模型属于物理模型，D正确。
9．(2024·荆门模拟)下列关于生物学实验的叙述错误的是( )
A．通过预实验可以摸索实验条件，检验实验设计的科学性
B．同一稀释度下的3个平板菌落数求平均值可以对微生物进行准确计数
C．赫尔希和蔡斯噬菌体侵染大肠杆菌的实验中存在相互对照
D．切除某内分泌腺探究该腺体作用的实验中运用了减法原理
【答案】 B
【解析】 预实验是在正式实验之前，用标准物质或只用少量样品进行实验，以便摸索出最佳的实验条件，为正式实验打下基础。科学研究中，为了摸索实验条件和检验实验设计的科学性及可行性，必要时应先做预实验，A正确；将同一稀释度下的3个平板菌落数求平均值可得到相对比较准确的菌落数，B错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，是两个实验组之间相互对照，C正确；在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”，与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，所以切除某内分泌腺探究该腺体作用的实验中运用了减法原理，D正确。
10．(2024·嘉兴模拟)下列关于生物学实验的叙述，不正确的是( )
A．绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇量过多导致
B．低温诱导大蒜根尖时间过短，可能难以得到染色体加倍的体细胞
C．植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体灭菌不彻底
D．粗提取获得的DNA含量较少，可能是来回反复过快搅拌导致的
【答案】 C
【解析】 绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇过多，相当于将提取到的含色素的滤液进行了稀释，A正确；低温诱导大蒜根尖时间过短，未起到抑制纺锤体的形成的作用，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞，B正确；植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体消毒不彻底，外植体不能进行灭菌处理，C错误；粗提取DNA时，反复过快搅拌会损坏DNA，从而获得的DNA较少，D正确。
10．(多选)(2024·嘉兴模拟)下列关于生物学实验的叙述，正确的是( )
A．绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇量过多导致
B．低温处理大蒜根尖，绝大多数体细胞的染色体会加倍
C．植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体灭菌不彻底
D．粗提取获得的DNA含量较少，可能是来回反复过快搅拌导致的
【答案】 AD
【解析】 绿叶色素提取液的颜色较浅，可能是加入无水乙醇过多，相当于将提取到的含色素的滤液进行了稀释，A正确；低温可抑制纺锤体形成诱导染色体数目加倍，但根尖中许多细胞不进行有丝分裂，染色体无法加倍，B错误；植物组织培养时被杂菌污染，可能是外植体消毒不彻底，外植体不能进行灭菌处理，C错误；来回反复过快搅拌会导致DNA断裂，使得粗提取获得的DNA含量减少，D正确。
11．(2024·湛江模拟)模拟实验和模型建构是生物学研究的常用科学方法，下列有关叙述错误的是( )
A．“性状分离比的模拟实验”中，每个小桶内的两种颜色小球数量必须相等
B．“细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH进入琼脂块的深度基本一致
C．“建立减数分裂中染色体变化的模型”中，颜色不同的两条染色体代表同源染色体
D．“设计制作生态缸”实验中，要充分考虑系统内组分和营养级生物之间的合适比例
【答案】 C
【解析】 在“性状分离比的模拟实验”中，两个小桶内的彩球数量可以不相同，但是每个小桶内的两种彩球数必须相等，A正确；模拟“细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH扩散进入各琼脂块的深度基本一致，实验用NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率，B正确；“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中，颜色不同的不一定是同源染色体，大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体，C错误；“设计制作生态缸”实验时，要充分考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，将生态缸密封，放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射，D正确。
11．(多选)(2024·湛江模拟)模拟实验和模型建构是生物学研究的常用科学方法，下列有关叙述正确的是( )
A．“性状分离比的模拟实验”中，每个小桶内的两种颜色小球数量必须相等
B．“细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH进入琼脂块的深度基本一致
C．“建立减数分裂中染色体变化的模型”中，颜色不同的两条染色体代表同源染色体
D．“设计制作生态缸”实验中，要充分考虑系统内组分和营养级生物之间的合适比例
【答案】 ABD
【解析】 在“性状分离比的模拟实验”中，两个小桶内的彩球数量可以不相同，但是每个小桶内的两种彩球数必须相等，A正确；模拟“细胞大小与物质运输的关系”实验中，NaOH扩散进入各琼脂块的深度基本一致，实验用NaOH扩散进琼脂块的体积与琼脂块总体积之比可以反映细胞的物质运输效率，B正确；“建立减数分裂中染色体变化的模型”实验中，颜色不同的不一定是同源染色体，大小相同、颜色不同的染色体代表同源染色体，C错误；“设计制作生态缸”实验时，要充分考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例，将生态缸密封，放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射，D正确。
12．(2024·徐州模拟)生物学实验常用对照原则，通过设置对照实验，可增加实验结果的可信度和说服力。下列说法错误的是( )
A．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验，也叫相互对照实验
B．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，实验组中添加肝脏研磨液体现“加法原理”
C．“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的正式实验，必须设置空白对照
D．“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照
【答案】 C
【解析】 “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组中添加肝脏研磨液，体现了“加法原理”，B正确；“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中，预实验需要设置空白对照，以初步确定促进或抑制的生长素浓度范围，正式实验时不需设置空白对照，C错误；“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照，D正确。
12．(多选)(2024·徐州模拟)生物学实验常用对照原则，通过设置对照实验，可增加实验结果的可信度和说服力。下列说法正确的是( )
A．“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验是对比实验，也叫相互对照实验
B．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，实验组中添加肝脏研磨液体现“加法原理”
C．“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”的正式实验，必须设置空白对照
D．“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照
【答案】 ABD
【解析】 “比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组中添加肝脏研磨液，体现了“加法原理”，B正确；“探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”实验中，预实验需要设置空白对照，以初步确定促进或抑制的生长素浓度范围，正式实验时不需设置空白对照，C错误；“探究培养液中酵母菌种群数量变化”的实验中，在时间上形成了自身前后对照，D正确。
二、非选择题
13．(2024·潍坊模拟)冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化，使血管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，心肌缺血缺氧引发心前区疼痛，导致心率加快，可通过受体阻断药来治疗。预防冠心病，要注意低脂饮食。请回答下列问题：
受体阻断药可选择性结合受体，阻止相应信号的作用。现以狗为实验对象，据图选择作用于心肌细胞的受体阻断药(假定给药过程不影响心率)，通过检测心率证明：交感神经和副交感神经对心率的调节作用相抗衡。
实验思路：_________________________________________________________ _________________________________________________________________。
预期结果：________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
【答案】 实验思路：取甲、乙两组狗，先测定正常安静状态下的心率，然后甲组用适量M3受体阻断药处理，乙组用等量α和β型受体阻断药处理，再分别检测心率进行比较
预期结果：甲组心率升高，乙组心率降低
【解析】 验证“交感神经和副交感神经对心率的调节作用相抗衡”的实验，自变量是分别刺激交感神经和副交感神经，因变量是心率的变化。由于题干要求使用受体阻断药来控制自变量，图中M3受体为副交感神经反射弧中的激素受体，α和β型受体为交感神经反射弧中的激素受体，所以用适量M3受体阻断药处理代表阻断副交感神经，用等量α和β型受体阻断药处理代表阻断交感神经，检测心率变化即可。根据图中信息副交感神经导致心率减慢、心肌收缩减弱，交感神经导致心率加快、心肌收缩加强，可以预测甲组因副交感神经被阻断，导致心率升高，乙组因交感神经被阻断，导致心率降低。
14．(2024·清远模拟)生长激素是动物生理学实验中一种常用的激素。它是腺垂体细胞分泌的一种肽类激素，主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长，促进机体代谢和蛋白质合成，从而使动物代谢加快，体重增加。现有一批生长激素过了保质期，某研究小组想设计一个实验来检验它是否还有使用价值。
实验器具与试剂：若干幼龄小白鼠，饲料，正常生长激素，过期生长激素，生理盐水，注射器，酒精棉等。
(1)实验步骤：
①将____________________________________________________________ _____________________________________的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。
②每天对A组小白鼠注射一定量的生理盐水，B组小白鼠______________________________，C组小白鼠_________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。
③在相同且适宜的环境下培养一段时间，观察并记录实验结果。
(2)预测实验结果，得出结论：
①若C组与A组小白鼠体重基本相同，且低于B组，说明过期生长激素已没有使用价值。
②________________________________________________________________________，说明过期生长激素还有部分生物活性，但使用价值低。
③________________________________________________________________________，说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，具备使用价值。
(3)操作步骤中，要在“相同且适宜”的条件下培养的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)①若干体重相同(或若干体重相近或若干发育状况相近且体重相同) ②注射等量的正常生长激素 注射等量的过期生长激素
(2)②若C组小白鼠体重高于A组，但低于B组 ③若C组小白鼠与B组小白鼠体重基本相同，且高于A组
(3)避免无关变量的干扰
【解析】 (1)实验步骤：设计实验时遵循对照原则和单一变量原则，所以需要将若干体重相同或若干体重相近或若干发育状况相近且体重相同的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。(3)为保证单一变量，避免无关变量的干扰，操作步骤中，要在“相同且适宜”的条件下培养。
15．(2024·商丘模拟)下图一是微生物细胞呼吸中的主要生化反应示意图，①～⑤表示过程，A～D表示物质；图二是检测气压变化的密闭装置，反应瓶和中心小杯中放置有关实验材料和试剂，关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。请回答下列问题：
(1)图一中产生ATP最多的过程是________(填中序号)，图一中物质C是________。
(2)④和⑤过程产生的物质不同，直接原因是__________________________。有人认为过程②和③并不都在线粒体中进行，理由是____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)某同学利用图二所示装置探究某种微生物的细胞呼吸方式，取甲、乙两套该密闭装置设计实验。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。
①请补充下表有关内容：
装置 反应瓶中加入的材料 中心小杯中加入的材料 液面高度变化的含义
甲 一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL 适量的NaOH溶液 a：________
乙 b：________ c：________ 细胞呼吸时CO2的释放量与O2消耗量的差值
②将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后读数。请补充下表有关内容：
预期实验结果 微生物的细胞呼吸方式
甲 乙
上升 不变 d：________
e：________ 下降 只进行产生B和CO2的无氧呼吸
上升 下降 f：________
g：________ 不变 只进行产生A的无氧呼吸
【答案】 (1)③ 水
(2)参与反应的酶不同 有的原核生物含②③相关的酶，也能进行上述过程
(3)①a.细胞呼吸O2的消耗量 b．一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL
c．等量蒸馏水 ②d.只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 e．不变 f．同时进行有氧呼吸和产生酒精、CO2的无氧呼吸 g．不变
【解析】 (1)有氧呼吸过程中产生ATP最多的是有氧呼吸的第三阶段，对应图中过程③；图一中物质C可与丙酮酸参与有氧呼吸第二阶段，表示水。(2)④和⑤过程都是无氧呼吸第二阶段，两个过程产生的物质不同，直接原因是参与反应的酶不同；有人认为过程②和③并不都在线粒体中进行，理由是有的原核生物无线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，也能进行上述过程。(3)①根据甲中所放的材料和试剂和液面高度变化的含义可以判断，反应瓶中细胞呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，同时可能消耗O2，所以液面高度变化的含义是细胞呼吸时O2的消耗量；根据乙中液面高度变化的含义，可以判断反应瓶中所加材料应与甲相同为一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL，而中心小杯内加入的材料应该是等量蒸馏水。②甲右管液面上升，说明消耗了O2，乙右管液面不变，说明消耗的O2量等于产生的CO2量或既没有消耗O2也没有产生CO2，因此微生物只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸；若微生物只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，说明不消耗O2，但产生了CO2，则表现为乙右管液面下降，甲右管液面不变；甲右管液面上升，说明消耗了O2，乙右管液面下降，说明产生的CO2量多于消耗的O2量，因此微生物同时进行有氧呼吸和产生酒精、CO2的无氧呼吸；若微生物只进行产生乳酸的无氧呼吸，则既不消耗O2，也不产生CO2，故甲右管液面不变，乙右管液面也不变。
能力达标测试
一、选择题
1．(2024·甘肃卷)土壤镉污染影响粮食生产和食品安全，是人类面临的重要环境问题。种植富集镉的植物可以修复镉污染的土壤。为了筛选这些植物，某科研小组研究了土壤中添加不同浓度镉后植物A和B的生长情况，以不添加镉为对照(镉含量0.82 mg·kg－1)。一段时间后，测量植物的地上、地下生物量和植物体镉含量，结果如下表。下列叙述错误的是( )
镉浓度(mg·kg－1) 地上生物量(g·m－2) 地下生物量(g·m－2) 植物体镉含量(mg·kg－1)
植物A 植物B 植物A 植物B 植物A 植物B
对照 120.7 115.1 23.5 18.0 2.5 2.7
2 101.6 42.5 15.2 7.2 10.1 5.5
5 105.2 35.2 14.3 4.1 12.9 7.4
10 97.4 28.3 12.1 2.3 27.4 11.6
A．在不同浓度的镉处理下，植物A和B都发生了镉的富集
B．与植物A相比，植物B更适合作为土壤镉污染修复植物
C．在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大
D．若以两种植物作动物饲料，植物A的安全风险更大
【答案】 B
【解析】 由表可知，与对照组相比，不同浓度的镉处理下，植物A和B的镉含量都有所增加，说明植物A和B都发生了镉的富集，A正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的镉含量，地上生物量和地下生物量都高于植物B，所以与植物B相比，植物A更适合作为土壤镉污染修复植物，B错误；由表可知，在相同的镉浓度处理下，植物A的地上生物量和地下生物量都高于植物B，说明在被镉污染的土壤中，镉对植物B生长的影响更大，C正确；由表可知，在不同浓度的镉处理下，植物A的镉含量高于植物B，说明植物A对镉的富集能力更强，若以植物A作动物饲料，镉会沿着食物链进行富集，安全风险更大，D正确。故选B。
2．(2024·扬州模拟)将一个土豆切成大小和厚薄相同的4片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如图所示)，每隔一定时间收集数据并绘制成曲线1。关于该实验与拓展的分析正确的是( )
A．该实验说明土豆中含有过氧化氢酶，并说明其作用具有专一性
B．2 min后，由于酶逐渐失活，导致曲线1的O2总量不再增加
C．将土豆片增至8片后再重新实验，收集的数据可绘制成曲线2
D．若将该装置放在90 ℃的水浴中加热，会出现与曲线1类似的数据
【答案】 D
【解析】 该实验说明土豆中含有过氧化氢酶，但无法验证酶具有专一性，A错误；2 min后，曲线1的O2总量不再增加的原因是H2O2被消耗完了，B错误；将土豆片增至8片，会增加酶的数量，引起初始反应速度加快，但生成的O2总量与曲线1相同，C错误；在90 ℃的水浴条件时，H2O2被快速分解，会出现与曲线1类似的数据，D 正确。
3．(2024·常州模拟)为提高酿酒过程中淀粉糖化效率，研究人员欲从大曲中筛选高产淀粉酶的酵母菌株，实验步骤如下，相关叙述正确的是( )
①配制培养基、灭菌→②取1 g大曲接种于发酵培养基中培养24 h→③取发酵培养液稀释涂布于选择培养基中培养24 h→④挑取培养基上的菌落进行平板划线，培养24 h→⑤喷洒碘液，初步筛选产淀粉酶菌株→⑥将初筛出的纯菌种接种于发酵培养基中摇床培养48 h，取发酵液测定酶活力，进行再次筛选→⑦对筛选菌株进行鉴定
A．与发酵培养基相比，选择培养基特有的成分是琼脂和淀粉
B．步骤④应根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取菌落
C．步骤⑤中透明圈直径与菌落直径比值较小的菌落即为初筛菌种
D．步骤⑥中进行摇床培养的目的是使酵母菌充分释放淀粉酶
【答案】 B
【解析】 与发酵培养基相比，选择培养基特有的成分是淀粉，A错误；步骤④应根据菌落的形状、大小、边缘粗糙程度等挑取菌落，B正确；步骤⑤中透明圈直径与菌落直径比值较大的菌落即为初筛菌种，这样的菌种分泌淀粉酶多，C错误；步骤⑥中进行摇床培养的目的是使酵母菌充分与培养液接触，从而有利于菌种繁殖，D错误。
4．(2024·枣庄模拟)关于生物实验中“对照”及“变量”的叙述，错误的是( )
A．在植物细胞的吸水和失水实验中，滴加蔗糖属于自变量，滴加清水属于无关变量，原生质层位置的变化为因变量
B．探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，生长素类调节剂浓度为自变量，生长素类调节剂种类和处理方法应相同，为无关变量
C．探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，两组装置均为实验组，无空白对照组
D．探究温度对淀粉酶活性的影响实验中，不同温度条件下淀粉遇碘变蓝的颜色深度是因变量
【答案】 A
【解析】 在植物细胞的吸水和失水实验中，滴加蔗糖溶液和滴加清水都属于自变量，原生质层位置的变化为因变量，A错误；探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，生长素类调节剂的浓度为自变量，生长素类调节剂种类、处理方法、处理时间等属于无关变量，应保持相同，B正确；探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，有氧组和无氧组都属于实验组，无空白对照组，C正确；探究温度对淀粉酶活性的影响实验中，温度为自变量，淀粉遇碘变蓝的程度是因变量，D正确。
5．(2024·德阳模拟)在生物学实验中如实记录并分析实验现象是十分重要的。相关叙述错误的是( )
A．验证酵母菌无氧呼吸产物实验中，加入酸性重铬酸钾后溶液呈灰绿色，最可能是葡萄糖未耗尽
B．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验中，视野中出现无色细胞，可能是细胞被破坏
C．蛋白质鉴定实验中，加入双缩脲试剂后溶液呈蓝色，可能是加入的CuSO4溶液过量引起的
D．DNA鉴定实验中，向溶有丝状物的NaCl溶液中加入二苯胺试剂未变蓝色，可能是未沸水浴
【答案】 A
【解析】 酒精与酸性重铬酸钾溶液反应呈灰绿色，酵母菌在无氧条件下培养一段时间后，取一定量的培养液，将酸性重铬酸钾溶液注入培养液中，呈灰绿色，说明酵母菌无氧呼吸会产生酒精，A错误；观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离实验中，视野中出现无色细胞，可能是细胞被破坏，液泡中的色素被释放出来，细胞无色，B正确；蛋白质鉴定实验中，若加入的CuSO4过多，溶液会呈现蓝色，C正确；DNA鉴定实验中，向溶有丝状物的NaCl溶液中加入二苯胺试剂，需要沸水浴才能呈现蓝色，D正确。
6．(2024·咸阳模拟)离心技术在生物学研究中应用广泛。下列说法正确的是( )
选项 实验内容 离心方法 离心目的
A 分离细胞器 差速离心法 分离不同大小的细胞器
B 噬菌体侵染细菌 一定速度的离心 分离大肠杆菌DNA和噬菌体外壳
C 证明DNA半保留复制 密度梯度离心 使含15N的DNA分布在离心管底部
D 兔血DNA的粗提取 离心机每分钟2 000转 获取离心管底部粗提取DNA沉淀物
【答案】 A
【解析】 研究细胞内各种细胞器，需要将这些不同大小的细胞器分离出来，常用的方法是差速离心法，A正确；噬菌体侵染细菌实验中，通过一定速度的离心实现大肠杆菌和噬菌体外壳的分离，而不是大肠杆菌DNA和噬菌体外壳分离，B错误；证明DNA半保留复制实验中，密度梯度离心使15N/ 15N－DNA分布在离心管底部，15N/ 14N－DNA分布在离心管的中部，14N/ 14N－DNA分布在离心管上部，C错误；DNA粗提取实验中不用兔血作为实验材料，因为兔是哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核，即无DNA，D错误。
7．(2024·苏州模拟)如图是高中生物学探究性实验设计的示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．图中①处应为“演绎推理”，比如孟德尔所做的测交实验就属于此过程
B．图中②处应为“无关变量”，比如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，有无氧气就是此变量
C．图中③处应为“因变量”，比如“探究光照强度对光合作用的影响”实验中，有机物产生量就是此变量
D．图中④处应为“干扰因素”，比如“检测生物组织中的还原糖”实验中，不能用叶肉细胞
【答案】 D
【解析】 图中①处应为提出假说，A错误；图中②处应为因变量，B错误；图中③处应为无关变量，C错误；图中④处应为“干扰因素”，比如“检测生物组织中的还原糖”实验中，不能用叶肉细胞，因为其有颜色，存在颜色干扰，D正确。
8．(2024·泰安模拟)酒精是高中生物学实验中常用的一种试剂，下列有关实验中使用的酒精的体积分数及其作用的搭配，完全正确的一项是( )
选项 实验 酒精的体积分数 作用
A 花生子叶中脂肪的检测和观察 75% 洗去浮色
B 绿叶中色素的提取和分离 100% 分离各种色素
C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 95% 配制解离液
D 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 95% 固定细胞的形态
【答案】 C
【解析】 花生子叶中脂肪的检测和观察实验中，洗去浮色应该使用体积分数为50%的酒精溶液，A错误；绿叶中色素的提取和分离实验中，绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇中，使用无水乙醇的目的是提取色素，分离色素需要使用层析液，B错误；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，使用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精配制解离液，使组织中的细胞相互分离开来，C正确；低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中，体积分数为95%的酒精可用于配制解离液和洗去卡诺氏液，卡诺氏液的作用是固定细胞的形态，D错误。
9．(2024·随州模拟)在生物学实验研究中，常常涉及“分离”。下列有关叙述正确的是( )
选项 实验课题 “分离”的叙述
A 绿叶中色素的提取和分离 依据吸收光谱的差异，对绿叶中的色素进行纸层析分离
B T2噬菌体侵染细菌实验 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离
C 土壤中高效塑料分解菌种的获取 仅通过一般的平板划线法或稀释涂布平板法，就能很容易实现高效塑料分解菌的分离
D DNA的粗提取与鉴定 DNA溶于酒精，但某些蛋白质不溶于酒精，可以初步分离DNA与蛋白质
【答案】 B
【解析】 纸层析法根据不同色素在层析液中的溶解度不同导致在滤纸条上的扩散速度不同，从而达到分离的目的，A错误；T2噬菌体侵染细菌时，其外壳吸附在细菌表面，搅拌的目的是使噬菌体外壳与细菌分离，B正确；高效塑料分解菌种的获取，需在培养基中加入塑料成分，不断筛选，不容易实现，C错误。DNA不溶于酒精，而某些蛋白质溶于酒精，可初步分离DNA，D错误。
10．(2024·乐山模拟)肠出血性大肠杆菌(EHEC)是一种毒性较强的致病菌，患病或带菌动物往往是食品污染的根源。检测人员对被污染的食物进行EHEC的分离、计数，以确定食物的污染程度。已知该大肠杆菌在添加血液的血平板上生长时会破坏菌落周围的红细胞，使其褪色形成透明圈。下列说法正确的是( )
A．在分离和计数之前为了避免其他细菌的干扰，要对所取样品进行选择培养
B．在血平板上进行菌体分离、计数，使用的接种方法可以是平板划线法
C．透明圈都是由单个EHEC经过多次细胞分裂产生的菌体形成
D．肉汤培养基可为EHEC提供的主要营养成分为碳源、氮源、水、无机盐
【答案】 D
【解析】 在分离和计数之前为了避免其他细菌的干扰，不需要对所取样品进行选择培养，因为在培养基中加入了血液，根据透明圈的出现即可判断该大肠杆菌的数量情况，A错误；在血平板上进行菌体分离、计数，使用的接种方法是稀释涂布平板法，平板划线法不能用于计数，B错误；透明圈可能是由单个或多个EHEC经过多次细胞分裂产生的菌体形成，C错误；肉汤培养基中含有丰富的营养，可为EHEC提供的主要营养成分为碳源、氮源、水、无机盐，D正确。
10．(多选)(2024·乐山模拟)肠出血性大肠杆菌(EHEC)是一种毒性较强的致病菌，患病或带菌动物往往是食品污染的根源。检测人员对被污染的食物进行EHEC的分离、计数，以确定食物的污染程度。已知该大肠杆菌在添加血液的血平板上生长时会破坏菌落周围的红细胞，使其褪色形成透明圈。下列说法错误的是( )
A．在分离和计数之前为了避免其他细菌的干扰，要对所取样品进行选择培养
B．在血平板上进行菌体分离、计数，使用的接种方法可以是划线法
C．透明圈都是由单个EHEC经过多次细胞分裂产生的菌体形成
D．肉汤培养基可为EHEC提供的主要营养成分为碳源、氮源、水、无机盐
【答案】 ABC
【解析】 在分离和计数之前为了避免其他细菌的干扰，不需要对所取样品进行选择培养，因为在培养基中加入了血液，根据透明圈的出现即可判断该大肠杆菌的数量情况，A错误；在血平板上进行菌体分离、计数，使用的接种方法是稀释涂布平板法，平板划线法不能用于计数，B错误；透明圈可能是由单个或多个EHEC经过多次细胞分裂产生的菌体形成，C错误；肉汤培养基中含有丰富的营养，可为EHEC提供的主要营养成分为碳源、氮源、水、无机盐，D正确。
11．(2023·清远市模拟)实验材料和试剂的正确选择是实验成功的关键，下列高中生物学实验中，有关改进措施的叙述不合理的是( )
实验材料和试剂 实验现象 改进措施
A 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液，物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01 mol/L的氢氧化钠溶液，蒸馏水，碘液 加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝 将碘液换成斐林试剂
B 新鲜菠菜绿叶，体积分数为95%的乙醇，二氧化硅和碳酸钙 色素提取液颜色偏浅 在体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠
C 从新鲜洋葱中粗提取的DNA，蒸馏水，二苯胺试剂 蓝色偏淡 将蒸馏水换成2 mol/L的氯化钠溶液
D 小白鼠卵巢、固定液、显微镜 观察不到减数分裂各个时期 换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料
【答案】 A
【解析】 在探究pH对淀粉酶活性影响时，加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝，可能是先将淀粉和淀粉酶混合，再加入氢氧化钠溶液，淀粉被分解，不能通过将碘液换成斐林试剂改进来解决这个问题，A不合理；叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，因此可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用体积分数为95%的乙醇提取时，提取不充分，色素提取液颜色偏浅，可以用体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠(吸水)得到无水乙醇来改进，B合理；DNA鉴定时应把提取的DNA加入NaCl溶液中，再用二苯胺试剂沸水浴后观察变蓝，C合理；卵巢中的卵原细胞减数分裂过程并不完整，因此不能观察到减数分裂各个时期，可换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料来改进，D合理。
11．(多选)(2023·清远市模拟)实验材料和试剂的正确选择是实验成功的关键，下列高中生物学实验中，有关改进措施的叙述合理的是( )
实验材料和试剂 实验现象 改进措施
A 质量分数为3%的可溶性淀粉溶液，新配制的质量分数为2%的淀粉酶溶液，物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸，物质的量浓度为0.01 mol/L的氢氧化钠溶液，蒸馏水，碘液 加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝 将碘液换成斐林试剂
B 新鲜菠菜绿叶，体积分数为95%的乙醇，二氧化硅和碳酸钙 色素提取液颜色偏浅 在体积分数为95%的酒精中加适量无水碳酸钠
C 从新鲜洋葱中粗提取的DNA，蒸馏水，二苯胺试剂 蓝色偏淡 将蒸馏水换成2 mol/L的氯化钠溶液
D 小白鼠卵巢、固定液、显微镜 观察不到减数分裂各个时期 换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料
【答案】 BCD
【解析】 在探究pH对淀粉酶活性影响时，加入氢氧化钠溶液和蒸馏水的试管内溶液颜色均不变蓝，可能是先将淀粉和淀粉酶混合，再加入氢氧化钠溶液，淀粉被分解，不能通过将碘液换成斐林试剂改进来解决这个问题，A不合理；叶绿体中的色素能溶解在无水乙醇中，因此可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用体积分数为95%的乙醇提取时，提取不充分，色素提取液颜色偏浅，可以用体积分数为95%的酒精加适量无水碳酸钠(吸水)得到无水乙醇来改进，B合理；DNA鉴定时，应在DNA的NaCl溶液中加二苯胺并沸水浴后，冷却观察，C合理；卵巢中的卵原细胞减数分裂过程并不完整，因此不能观察到减数分裂各个时期，可换用睾丸或植物幼嫩的花药为实验材料来改进，D合理。
12．(2024·聊城模拟)为探究长日照植物在太空微重力环境下的开花情况，科学家预先将拟南芥的开花基因用绿色荧光蛋白基因标记并将其种子送入“天宫实验室”，进行跟踪观察。下列说法正确的是( )
A．该实验的自变量是日照长短和微重力环境，需要地面同步实验作对照
B．通过实时荧光图像技术能够在分子水平检测开花基因在微重力下的表达动态
C．拟南芥是双子叶植物，可以用农杆菌转化法将荧光蛋白导入其种子细胞
D．太空微重力环境下拟南芥中的生长素不能极性运输，根失去向地生长特性
【答案】 B
【解析】 该实验的自变量是微重力环境，在“天宫实验室”和地面实验室里，除了微重力这个自变量之外，其他条件如果相同且适宜，则可以在地面同步实验作对照，A错误；农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入受体细胞的一种方法，适用于大多数双子叶植物和裸子植物。农杆菌转化法的过程是：目的基因的获取→作为载体的农杆菌转化→农杆菌与植株共培养→转化植株的筛选→转化植株的鉴定。农杆菌转化法是将目的基因导入受体细胞的一种方法，因此不能用农杆菌转化法将荧光蛋白导入拟南芥种子细胞，C错误；生长素的极性运输不受重力的影响，太空微重力环境下，拟南芥中的生长素可以进行极性运输；在太空的微重力条件下，根失去向地生长特性，是因为在太空的微重力条件下，生长素不能横向运输，当根横放时，近地侧和远地侧的生长素含量基本一致，根不会向地生长，D错误。
12．(多选)(2024·聊城模拟)为探究长日照植物在太空微重力环境下的开花情况，科学家预先将拟南芥的开花基因用绿色荧光蛋白基因标记并将其种子送入“天宫实验室”，进行跟踪观察。下列说法正确的是( )
A．该实验的自变量是微重力环境，地面需同步实验作对照
B．通过实时荧光图像技术能够在分子水平检测开花基因在微重力下的表达动态
C．拟南芥是双子叶植物，可以用农杆菌转化法将荧光蛋白导入其种子细胞
D．太空微重力环境下拟南芥中的生长素不能极性运输，根失去向地生长特性
【答案】 AB
【解析】 该实验的自变量是微重力环境，在“天宫实验室”和地面实验室里，除了微重力这个自变量之外，其他条件如果相同且适宜，则可以在地面同步实验作对照，A正确；农杆菌转化法是基因工程中将目的基因导入受体细胞的一种方法，适用于大多数双子叶植物和裸子植物。农杆菌转化法的过程是：目的基因的获取→作为载体的农杆菌转化→农杆菌与植株共培养→转化植株的筛选→转化植株的鉴定。农杆菌转化法是将目的基因导入受体细胞的一种方法，因此不能用农杆菌转化法将荧光蛋白导入拟南芥种子细胞，C错误；生长素的极性运输不受重力的影响，太空微重力环境下，拟南芥中的生长素可以进行极性运输；在太空的微重力条件下，根失去向地生长特性，是因为在太空的微重力条件下，生长素不能横向运输，当根横放时，近地侧和远地侧的生长素含量基本一致，根不会向地生长，D错误。
二、非选择题
13．(2023·全国乙卷)某种观赏植物的花色有红色和白色两种。花色主要是由花瓣中所含色素种类决定的，红色色素是由白色底物经两步连续的酶促反应形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A基因控制，酶2的合成由B基因控制。现有甲、乙两个不同的白花纯合子，某研究小组分别取甲、乙的花瓣在缓冲液中研磨，得到了甲、乙花瓣的细胞研磨液，并用这些研磨液进行不同的实验。
实验一：探究白花性状是由A或B基因单独突变还是共同突变引起的
①取甲、乙的细胞研磨液在室温下静置后发现均无颜色变化。
②在室温下将两种细胞研磨液充分混合，混合液变成红色。
③将两种细胞研磨液先加热煮沸，冷却后再混合，混合液颜色无变化。
实验二：确定甲和乙植株的基因型
将甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色。
回答下列问题。
(1)酶在细胞代谢中发挥重要作用，与无机催化剂相比，酶所具有的特性是_________________________________________(答出3点即可)；煮沸会使细胞研磨液中的酶失去催化作用，其原因是高温破坏了酶的___________。
(2)实验一②中，两种细胞研磨液混合后变成了红色，推测可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)根据实验二的结果可以推断甲的基因型是_________，乙的基因型是_________；若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，则混合液呈现的颜色是________。
【答案】 (1)高效性、专一性、作用条件温和 空间结构
(2)一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花瓣中含有酶2，两者混合后形成红色色素
(3)AAbb aaBB 白色
【解析】 (1)与无机催化剂相比，酶所具有的特性是高效性、专一性、作用条件温和。高温破坏了酶的空间结构，导致酶失活而失去催化作用。(2)根据题干可知白花纯合子的基因型可能是AAbb或aaBB，而甲、乙两者细胞研磨液混合后变成了红色，推测两者基因型不同，一种花瓣中含有酶1催化产生的中间产物，另一种花瓣中含有酶2，两者混合后形成红色色素。(3)实验二的结果甲的细胞研磨液煮沸，冷却后与乙的细胞研磨液混合，发现混合液变成了红色，可知甲并不是提供酶2的一方，而是提供酶1催化产生的中间产物，因此基因型为AAbb，而乙则是提供酶2的一方，基因型为aaBB。若只将乙的细胞研磨液煮沸，冷却后与甲的细胞研磨液混合，由于乙中的酶2失活，无法催化红色色素的形成，因此混合液呈现的颜色是白色。
14．(2024·甘肃卷)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400 μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1 μmol·m－2·s－1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是__________，加入少许碳酸钙可以______________________________________________________。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为____________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：
①纯合体种子为白色；②___________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是____________。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在____________条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的___________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。
③预期结果：____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)无水乙醇 防止研磨中色素被破坏
(2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成
(3)纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求
(4)与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)
(5) 细胞分裂素 含水量等适宜 叶绿体的大小及数量，取其平均值 B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组
【解析】 (1)叶片中的叶绿素和类胡萝卜素都能溶解在有机溶剂中，所以常使用无水乙醇提取。加入少许碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。(2)叶绿素的形成需要光照，正常光下更有利于叶绿素的形成，所以野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高。(3)在正常光照下(400 μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失，叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，分别为0.3和0.1，说明纯合突变体的光合作用极弱，无法满足植株生长对有机物的需求，使得植株难以生长，因此正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子。(4)由图可知，与野生型相比，纯合突变体叶片中类胡萝卜素含量极低(几乎为零)，说明此突变体与类胡萝卜素合成有关。(5)由图可知，纯合突变体叶片中的叶绿素和类胡萝卜素的相对含量都极低，而细胞分裂素能促进叶绿素的合成， 据此可推知，X最可能是细胞分裂素。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，并结合题意“在正常光照下，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失”可知，该实验的自变量是植株的种类和培养条件，因变量是叶绿体的大小及数量，而在实验过程中对植株的生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。依据实验设计遵循的对照原则和单一变量原则和题干中给出的不完善的实验设计，则补充完善的实验设计如下：①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在含水量等适宜条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。②测量指标：每组取3～5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的叶绿体的大小及数量，取其平均值。③预期结果：本实验为验证性实验，其结论是已知的，即干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量，所以预期的结果是：B组叶绿体的大小及数量高于A组，C、D两组叶绿体的大小及数量无差异且均明显低于A、B两组。
15．(2024·眉山模拟)EV71是引发人手足口病的一种肠道病毒(图2)。目前临床上还没有有效的治疗药物，疫苗的研发与接种是控制手足口病流行的重要手段。科研人员用小鼠进行相关实验，请据图回答下列问题：
(1)该实验的自变量是______________。多次免疫后，分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小鼠血清，测定血清中抗体与相关抗原的结合强度，结果如图1所示。实验表明EV71免疫的小鼠血清抗体________(填“是”或“不是”)单一抗体，判断依据是_________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)科学家通过基因工程诱导大肠杆菌表达病毒的衣壳蛋白VP1经纯化，加佐剂SA04吸附后，二者共同被免疫系统识别加工，发挥免疫作用，吸附后制成疫苗用于预防手足口病，与传统灭活疫苗相比，这样的重组疫苗更安全又有效，其主要原因是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
(3)为评价SA04疫苗佐剂能否提高疫苗的免疫效果，科研人员将VP1、VP1经SA04佐剂吸附后分别注射于小鼠体内，然后在第7、14、21、28天测定相应抗体的相对含量。请指出本实验方案存在的缺陷并改进实验方案：______________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)抗原种类 不是 EV71免疫的小鼠血清可以结合EV71、VP1和VP2多种抗原
(2)衣壳蛋白VP1无侵染能力，但可刺激机体产生抗体和记忆B细胞
(3)缺少对照组：增加注射SA04佐剂处理和注射生理盐水的对照组
【解析】 (1)由图可知，抗原种类是该实验的自变量。由图1可知，EV71免疫的小鼠血清可以结合 EV71、VP1 和 VP2 多种抗原，且抗原—抗体结合强度相对值都较大，可知EV71免疫的小鼠血清抗体不是单一抗体。(2)由于衣壳蛋白VP1无侵染能力，但可刺激机体产生抗体和记忆B细胞，所以衣壳蛋白VP1经纯化，加佐剂SA04吸附后，二者共同被免疫系统识别加工制成疫苗与传统灭活疫苗相比更安全又有效。(3)本实验缺乏对照组，改进方案是增加注射SA04佐剂处理和注射生理盐水的对照组，使实验更有说服力。
16．(2024·衡阳检测)大叶黄杨是一种常见的城市绿化植物，取材方便。某科研机构利用大叶黄杨的外植体(一种带叶柄的茎段)做探究生长素调节植物器官脱落的实验，以含10 mg·L－1萘乙酸(NAA，生长素类调节剂)的琼脂块处理外植体切口(如图为萘乙酸对外植体的处理部位)。
上述操作结束后，给培养皿加盖，置于25 ℃恒温箱中，每隔12 h用镊子前端轻压叶柄，观察叶柄是否脱落，统计脱落率，结果如表。
[脱落率＝(脱落的叶柄数/叶柄总数)×100%]
附表 NAA对大叶黄杨叶柄外植体脱落率的影响
处理后时间(h) 外植体数(个) NAA远轴端处理(%) NAA近轴端处理(%)
对照 NAA 对照 NAA
12 20 0 0 0 0
24 20 5.0 0 7.5 15.0
36 20 20.0 0 25.0 65.0
48 20 62.5 10.0 70.0 92.5
(1)实验中将含有NAA的琼脂块放置在外植体切口，这样做与直接用NAA处理外植体切口相比有什么优点？(至少答出1点)__________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。
(2)根据表中NAA对大叶黄杨叶柄外植体脱落率的影响可以看出，当NAA处理远轴端时______(填“促进”或“抑制”)脱落；当NAA处理近轴端时________(填“促进”或“抑制”)脱落。
(3)依据实验结果，若进一步探究NAA处理48 h后抑制大叶黄杨的外植体脱落的合适浓度，请简单描述实验思路。__________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)琼脂块可以固定NAA作用的位置，且可以持续释放NAA
(2)抑制 促进
(3)设置若干个NAA浓度梯度的实验组和对照组，在远轴端处理48 h，比较各浓度梯度实验组和对照组的叶柄脱落率
【解析】 (1)实验中将含有NAA的琼脂块放置在外植体切口，而不是直接用NAA处理外植体切口，其优点是琼脂块可以固定NAA作用的位置，且可以持续释放NAA。(2)根据表格分析可知，当将含NAA的琼脂块加到叶柄的远轴端，会抑制叶柄的脱落；而当将含NAA的琼脂块加到近轴端，会促进叶柄的脱落。(3)根据实验设计原则，若进一步探究NAA处理48 h后抑制大叶黄杨的外植体脱落的合适浓度，可设置若干个NAA浓度梯度的实验组和对照组，在远轴端处理48 h，比较各浓度梯度实验组和对照组的叶柄脱落率。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共157张PPT)
专题十 实验与探究
课程标准中对实验与探究能力的要求
1. 能独立完成教材中的生物实验，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，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．在高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构。 ( )
提示：× 高倍镜下能看到叶绿体的外部形态，内部结构只能用电子显微镜观察。
2．将黑藻放在光照、温度等适宜条件下预处理培养，可减少黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察。 ( )
提示：× 适宜光照、温度等条件下预处理培养，可增加黑藻细胞中叶绿体的数量，便于观察。
3．制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用甲紫溶液染色。 ( )
提示：× 解离后用清水进行漂洗，然后再进行染色。否则残留的解离液会干扰染色。
4．用显微镜观察洋葱根尖装片时，需使细胞保持活性以便观察有丝分裂过程。 ( )
提示：× 显微镜观察洋葱根尖装片时，细胞均为死细胞，需通过观察不同时期的细胞，才能观察有丝分裂的过程。
5．低温诱导染色体加倍和秋水仙素诱导染色体加倍的原理是相同的。 ( )
提示：√
6．洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离，说明细胞有活性。 ( )
提示：√
7．鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液。 ( )
提示：√
8．斐林试剂可被麦芽糖、蔗糖、乳糖等二糖还原成砖红色。 ( )
提示：× 蔗糖为非还原糖，不与斐林试剂反应出现砖红色。
9．纸层析法分离叶绿体色素的实验中，叶绿素a在层析液中溶解度最低。 ( )
提示：× 叶绿素b在层析液中溶解度最低。
10．调查人群中红绿色盲的发病率时，为减少实验误差而采取的措施是调查足够大的群体，随机取样并统计。 ( )
提示：√
11．调查某种遗传病的遗传方式时，应选择有遗传病史的家系进行调查分析。 ( )
提示：√
12．探究培养液中酵母菌数量的动态变化的实验中，应先盖盖玻片再滴加培养液。 ( )
提示：√
13．随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群的丰富度。 ( )
提示：× 选取取样地点后，将表层土上的落叶轻轻拨开，将取样器按入土中，取出土样。
14．采集土壤小动物的方法主要有记名计算法和目测估计法。 ( )
提示：× 采集土壤小动物的方法是取样器取样法，统计物种相对数量的方法是记名计算法或目测估计法。
15．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。 ( )
提示：× 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2，不能根据是否产生CO2判断其呼吸方式。
16．探索2,4－D促进插条生根的最适浓度时，沾蘸法比浸泡法要求的溶液浓度低。 ( )
提示：× 沾蘸法处理时间较短，比浸泡法要求的溶液浓度高。
17．“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”二者的核心技术相似。 ( )
提示：√
18．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。 ( )
提示：× 罗伯特森根据在电镜下看到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
19．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气是来自水还是二氧化碳的实验中采用了对比实验的方法。 ( )
提示：√
20．采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数。 ( )
提示：× 五点取样法属于样方法，是用于估算种群数量的方法，不能得到精确的种类数。
1.怎样用差速离心法将各种细胞器分离开？___________________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
2．什么是变量和对照实验？_________________________________ _______________________________________________________。
3．说出检测酵母菌培养液中CO2产生的两种检测方法。_______ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开
实验过程中可以变化的因素称为变量，除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫作对照实验
CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可检测酵母菌溶液中CO2的产生情况
4．什么叫对比实验？_______________________________________ _____________________________________________________________________。
5．什么叫同位素标记法？___________________________________ _________________________________________________________。
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验
科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫作同位素标记法
6．说出孟德尔成功的原因。_________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
7．虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处。思考一下，他们最关键的实验设计思路是什么？____ ____________________________________________________________。
(1)正确地选用实验材料；(2)先研究一对相对性状的遗传，再研究两对或多对相对性状的遗传；(3)应用统计学方法对实验结果进行分析；基于对大量数据的分析而提出假说，再设计新的实验来验证。特别是他把数学方法引入生物学的研究，是超越前人的创新。他对科学的热爱和锲而不舍的精神，也值得我们学习
最关键的实验设计思路是设法单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用
8．酵母菌的计数可以采用抽样检测的方法，请写出该方法的具体操作。________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数
核心考点一
教材基础实验
1.观察类实验
(1)一般操作流程模板
(2)具体实验中几项比较分析
实验名称 细胞的状态 观察对象 染色剂 生物材料(及特殊要求)
观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 死细胞 染色体 无(为固定装片) 蝗虫精母细胞
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 死细胞 甲紫溶液或醋酸洋红液 洋葱根尖分
生区细胞 染色前需
漂洗干净
实验名称 细胞的状态 观察对象 染色剂 生物材料(及特殊要求)
使用高倍显微镜观察几种细胞 活或死细胞 细胞 无(不用染色) 酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
用高倍显微镜观察叶绿体 活细胞 叶绿体 新鲜的藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶等)
(3)教材实验中的“一材多用”——洋葱
2.鉴定、提取类实验
(1)鉴定实验的操作流程模板
(2)具体实验的几项比较分析
实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注
淀粉的鉴定 碘液 蓝色 脱色的叶片等 若材料有颜色，
需先脱色
还原糖的鉴定 斐林试剂 蓝色→棕色→砖
红色沉淀 苹果或梨匀浆等 斐林试剂现配现
用，水浴加热
实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注
脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生种子切片 需用高倍显
微镜观察
蛋白质的鉴定 双缩脲试剂 紫色 豆浆、稀蛋清等 先加A液，后加B
液，摇匀使用
酒精的鉴定 重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色 酵母菌 酸性条件
CO2的鉴定 溴麝香草
酚蓝溶液 蓝→绿→黄 酵母菌 常温条件
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：无水乙醇；
分离液：层析液 ①胡萝卜素：橙黄色；
②叶黄素：黄色；
③叶绿素a：蓝绿色；
④叶绿素b：黄绿色 新鲜的绿叶 (如菠菜叶) 加入二氧化硅有助于研磨得充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
DNA的粗
提取和鉴定 二苯胺试剂 蓝色 新鲜洋葱等 沸水浴加热5 min
3.调查类实验
(1)一般操作流程模板
(2)具体实验的调查对象、统计方法和计算方法分析
调查类实验课题 调查对象 统计方法 计算方法
调查人群中的遗传病的发病率 人群 汇总法 发病率＝患病人数÷被调查人数×100%
调查人群中的遗传病的遗传方式 患者家系 绘制图表或系谱图进行分析
调查类实验课题 调查对象 统计方法 计算方法
种群密度的
取样调查 活动能力强、活动范围大的动物 标记重捕法 个体总数(N)＝初次捕获个体数(n)×再次捕获个体数(M)÷重捕中的标记个体数(m)，以此来估计种群密度
植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度＝所有样方种群密度的平均值
调查类实验课题 调查对象 统计方法 计算方法
土壤中小动物类
群丰富度的研究 土壤中小动物 记名计算法或
目测估计法 —
4.探究类实验
(1)一般操作流程模板
(2)具体实验中的变量分析
实验名称 自变量 因变量 无关变量
探究植物细胞
的吸水和失水 外界溶
液浓度 植物细胞的状态(中央液泡的大小、原生质层的位置及细胞大小) 植物细胞的种类、发育程度、温度等
探究温度对淀粉
酶活性的影响 不同温度 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
实验名称 自变量 因变量 无关变量
探究pH对过氧化
氢酶活性的影响 不同pH 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
探究酵母菌细
胞呼吸的方式 氧气的
有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短)；酒精的产生(用酸性重铬酸钾溶液检测) 葡萄糖溶液的量和浓度、澄清石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
实验名称 自变量 因变量 无关变量
探究光照强度对光
合作用强度的影响 光照强度
(烧杯与光
源的距离) 同一时间段内各烧杯中圆形小叶片浮起的数量 圆形小叶片的种类、大小、数量、温度、烧杯大小、烧杯中水的体积等
探究抗生素对细
菌的选择作用 抗生素
的有无 抑菌圈的直径 培养基的成分、初始细菌数量与种类、圆形滤纸片的大小、培养时间等
实验名称 自变量 因变量 无关变量
探索生长素类调
节剂促进插条生根
的最适浓度 不同浓度的
生长素类调
节剂 插条的生根数量或长度 实验材料的一致性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母
菌种群数量的变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
探究土壤微生物对
淀粉的分解作用 土壤微生
物的有无 淀粉溶液加碘液、斐林试剂后的颜色变化 淀粉溶液的体积、反应体系的体积、反应的时间等
5.教材经典实验的选材与方法
实验名称 实验选材 实验方法 备注
光合作用的发现
(需光和O2的产生) 绿色植物 遮光法 实验前进行饥饿处理
同位素标记法 用18O分别标记H2O和CO2
DNA是遗传
物质的证据 两种肺炎
链球菌 体内转化法 S型菌中存在能使R型菌转化成S型菌的“转化因子”
实验名称 实验选材 实验方法 备注
DNA是遗传
物质的证据 两种肺炎
链球菌 体外转化法 DNA是遗传物质
大肠杆菌
和噬菌体 放射性同位
素标记法 注意误差分析
生长素的发现 胚芽鞘 对照法 感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端，单侧光对植物向光生长产生某种影响
胚芽鞘、
琼脂 对照法 尖端产生生长素，向下运输，促进尖端下部的生长
6.与“洗”有关的实验操作
7.高中生物实验试剂用途整合
(1)NaOH
①质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液用作斐林试剂甲液(乙液为0.05 g/mL的CuSO4溶液)。
②质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液用作双缩脲试剂A液(B液为0.01 g/mL的CuSO4溶液)。
③物质的量浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液用于调节pH，研究pH对酶活性的影响。
④质量分数为10%的NaOH溶液用于除去空气中的CO2，以排除空气中CO2对酵母菌有氧呼吸产物的干扰。
(2)HCl
①物质的量浓度为0.01 mol/L的盐酸用于调节pH，研究pH对酶活性的影响。
②质量分数为15%的盐酸用于观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂、低温诱导植物染色体数目的变化实验，与体积分数为95%的酒精混合(1∶1)作为解离液使植物组织中的细胞相互分离开来。
③配制生理盐水及其他不同浓度的盐溶液。
(3)Ca(OH)2：探究酵母菌呼吸方式中用于检验CO2。
(4)NaHCO3：作为CO2缓冲液用于研究光合作用。
(5)酒精
①无水乙醇：用于绿叶中色素的提取。
②体积分数为95%的酒精
a．用于与质量分数为15%的盐酸配制解离液，在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂、低温诱导植物染色体数目的变化实验中使植物组织中的细胞相互分离开来。
b．用于低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中冲洗卡诺氏液固定后的根尖。
c．用于DNA粗提取过程中DNA的析出。
③体积分数为70%的酒精用于土壤小动物的保存和消毒。
④体积分数为50%的酒精用于脂肪鉴定中洗去浮色。
(6)蔗糖：质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，用于观察质壁分离。
(7)蒸馏水
①用于植物激素外源补充的空白对照。
②用于试剂或溶液的稀释。
(8)质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)
①人体细胞的等渗溶液，用于输液时作药物溶剂，有利于维持细胞正常形态、功能。
②动物生理实验，用于空白对照组。
8.高中生物必修实验特定颜色反应试剂及染色剂用途整合
(1)斐林试剂：鉴定还原糖，需水浴加热，产生砖红色沉淀。现配现用，甲、乙液等量混合均匀后使用。
(2)双缩脲试剂：鉴定蛋白质，先加A液1 mL摇匀，创造碱性环境，再加B液4滴，摇匀，呈紫色。
(3)碘液：鉴定淀粉，呈蓝色。
(4)苏丹Ⅲ：鉴定脂肪，呈橘黄色。
(5)台盼蓝：鉴别死细胞和活细胞，死细胞会被染成蓝色，活细胞不着色。
(6)溴麝香草酚蓝溶液：CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
(7)重铬酸钾溶液：酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精，由橙色变为灰绿色。
(8)甲紫溶液、醋酸洋红液：使染色体着色，用于观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。
9.实验条件的常用控制方法
(1)物理方法类
实验条件 常用控制方法
增加水中的氧气 泵入空气或放入绿色植物
减少水中的氧气 容器密封或油膜覆盖或用凉开水
除去光合作用对细胞呼吸的干扰 植株遮光
得到单色光 棱镜色散或彩色薄膜滤光
线粒体提取 细胞匀浆离心
除去叶片中的叶绿素 于酒精中隔水加热
实验条件 常用试剂
提供CO2 NaHCO3溶液
除去容器中的CO2 NaOH溶液
(2)化学药剂类
(3)灭菌方法：干热灭菌、湿热灭菌、灼烧灭菌。
消毒方法：煮沸消毒法、巴氏消毒法、紫外线、臭氧、化学消毒。
常考题型一 生物学史所涉及的科学方法和技术手段
1. (2024·广东卷)关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是( )
A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
【答案】 B
【解析】 电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究，A 错误；差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确；光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C 错误；PCR 技术的发明并非直接由于 RNA 聚合酶的发现，PCR 技术的关键在于热稳定的 DNA 聚合酶的应用，D 错误。故选B。
2. (2022·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
【答案】 D
【解析】 孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表型及比例，发现了遗传规律，A正确；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；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；沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA呈螺旋结构，D错误。故选D。
3. (2020·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
【答案】 D
【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转化途径，A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符合题意。故选D。
4. (全国Ⅲ卷)下列研究工作中由我国科学家完成的是( )
A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
【答案】 D
【解析】 以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双(链)球菌转化实验是美国科学家艾弗里等完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的，D正确。
高中生物教材中涉及很多经典的科学研究方法，总结如下
1.一般研究方法，如归纳法、提出假说、建构模型(概念模型、物理模型、数学模型等)、假说—演绎法等；
2.一般实验方法，如控制变量、设计对照实验、对比实验、预实验等；
3.具体研究方法，如显微观察法、差速离心法、密度梯度离心法、染色法、同位素标记法、纸层析法、遗传杂交法、标记重捕法和样方法、取样器取样法、抽样检测法等。
常考题型二 观察类实验
5. (2024·北京卷)高中生物学实验中，利用显微镜观察到下列现象，其中由取材不当引起的是( )
A．观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一
B．观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，只有部分细胞的叶绿体在运动
C．利用血细胞计数板计数时，有些细胞压在计数室小方格的界线上
D．观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态
【答案】 D
【解析】 脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，花生子叶不同部位细胞中的脂肪含量不同，在观察苏丹Ⅲ染色的花生子叶细胞时，橘黄色颗粒大小不一是由细胞中的脂肪含量不同引起的，不是取材不当引起，A不符合题意；观察黑藻叶肉细胞的胞质流动时，材料中应该含有叶绿体，以此作为参照物来观察细胞质的流动，因此只有部分细胞的叶绿体在运动，不是取材不当引起的，出现此情况可能是部分细胞代谢低引起的，B不符合题意；利用血细胞计数板计数时，有些细胞压在计数室小方格的界线上，不是取材不当，C不符合题意；观察根尖细胞有丝分裂时，所有细胞均为长方形且处于未分裂状态，可知取材为伸长区细胞，此实验应取分生区细胞进行观察，出现此情况是由取材不当引起的，D符合题意。故选D。
6. (2024·河北卷)下列相关实验操作正确的是( )
A．配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料
B．利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果
C．将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板
D．将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落
【答案】 B
【解析】 PCR的原理是DNA复制，DNA的单体是脱氧核糖核苷酸，配制PCR反应体系时，加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料，A错误；琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，B正确；将配制的酵母培养基高温灭菌并冷却到不烫手(50 ℃左右)后，在酒精灯火焰旁倒平板，C错误；将接种环烧红，待冷却后(避免菌种被烫死)，蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落，D错误。故选B。
7. (2023·湖北卷)在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表(单位：个)。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是( )
学生 分裂间期 分裂期
前期 中期 后期 末期 总计
甲 5 6 3 2 6 22
乙 5 6 3 3 5 22
丙 5 6 3 2 6 22
丁 7 6 3 2 5 23
戊 7 7 3 2 6 25
A．丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆
B．五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分
C．五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段
D．戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同
【答案】 C
【解析】 观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验时，解离过程中酒精已将细胞杀死，因此观察时只能是某一时刻的状态，由于细胞分裂是个连续的过程，会导致某些细胞所处时期产生混淆，所以A正确；有丝分裂中期，染色体整齐排列在细胞中央，易区分，故五位同学记录的中期细胞数一致，B正确；细胞分裂时间期时间长，大部分细胞处于间期，可能同学观察的视野少，具有偶然性，所以五位同学记录的间期细胞数不多，C错误；戊统计的细胞数量较多，可能与该同学的细胞计数规则有关，戊的细胞计数规则可能与其他同学不同，D正确。故选C。
8. (2024·湖南卷)以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素，实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同，且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是( )
A．该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B．细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快
C．材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键
D．细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标
【答案】 B
【解析】 该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率，因此该实验的自变量有黑藻叶龄、同一叶片的不同区域，A正确；新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高，原因是新叶比老叶细胞代谢旺盛，而细胞代谢越旺盛，细胞内结合水与自由水的比值越低，B错误；选择新鲜的叶片，在适宜的温度和光照强度下，黑藻细胞质的流动速率较快，实验容易取得成功，C正确；观察细胞质的流动时，常以细胞质基质中叶绿体的运动作为标志，D正确。故选B。
观察类实验的注意事项
1.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，如用藓类叶观察叶绿体。
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，如观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。
2.鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”，探究类实验中的“培养液中酵母菌种群数量的变化”都需要用显微镜观察。
9. (2024·广东卷)银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是( )
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
【答案】 C
【解析】 本实验目的是用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，选择新鲜程度不同的叶片分开研磨，A错误；色素溶于有机溶剂，提取液为无水乙醇，光合色素不溶于水，B错误；由于滤纸条不会相互影响，层析液的成分相同，两组滤纸条可以置于同一个烧杯中层析，C正确；用过的层析液含有石油醚、丙酮和苯，不能直接倒入下水道，D错误。故选C。
10. (2024·安徽卷)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是( )
A．实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低
B．利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA
C．DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物
D．将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质
【答案】 D
【解析】 研磨液有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确；DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可分离DNA，B正确；DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提纯，C正确；在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D错误。故选D。
11. (2024·山东卷)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是( )
A．整个提取过程中可以不使用离心机
B．研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中
C．鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变
D．仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰
【答案】 A
【解析】 在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4 ℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确；研磨液在4 ℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误；鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误；加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。故选A。
12. (2020·江苏卷)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( )
A．提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂
B．研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏
C．研磨时添加石英砂有助于色素提取
D．画滤液细线时应尽量减少样液扩散
【答案】 B
【解析】 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时色素被破坏，B错误；研磨时加入少许石英砂(SiO2)有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。故选B。
提取和鉴定类实验的注意事项
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，也可在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。若需要设置对照实验，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.可溶性还原糖的检测实验不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因为这些材料中含大量蔗糖(非还原糖)，还原糖含量低。
常考题型四 模拟调查类实验
13. (2024·湖北卷)模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”(实验一)中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验(实验二)中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验(实验三)中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是( )
A．实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子
B．实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C．实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键
D．向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
【答案】 C
【解析】 实验一中小球的大小一致，使抓摸时手感一样，以避免人为误差，而绿豆和黄豆的大小不一致，A错误；实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引姐妹染色单体分离形成染色体，而着丝粒的分裂不是纺锤丝牵引的，是酶在起作用，B错误；用订书钉将两个纸条片段连接，模拟DNA连接酶连接两个DNA片段，形成磷酸二酯键，C正确；向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟雌雄配子的自由组合，D错误。故选C。
14. (2022·海南卷)为探究校内植物园土壤中的细菌种类，某兴趣小组采集园内土壤样本并开展相关实验。下列有关叙述错误的是( )
A．采样时应随机采集植物园中多个不同地点的土壤样本
B．培养细菌时，可选用牛肉膏蛋白胨固体培养基
C．土壤溶液稀释倍数越低，越容易得到单菌落
D．鉴定细菌种类时，除形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法
【答案】 C
【解析】 采集植物园中土壤样本的原则之一是要随机采样，A正确；牛肉膏蛋白胨固体培养基中含有细菌生长所需的碳源、氮源、水、无机盐等，可用于细菌的培养，B正确；土壤溶液稀释倍数足够高时，才能将聚集的细菌分散开，有助于在培养基表面形成单菌落，C错误；不同种类细菌的理化性质不同，鉴定细菌种类时，除根据菌落特征进行形态学鉴定外，还可借助生物化学的方法，D正确。
15. (全国Ⅲ卷)某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查，下列叙述错误的是( )
A．趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者
B．黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息
C．黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度
D．黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目
【答案】 B
【解析】 趋光性昆虫以植物为食，属于生态系统的消费者，A正确；黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出330～400 nm的紫外光波，故黑光灯传递给趋光性昆虫的信息是通过紫外光传递的，属于物理信息，B错误；黑光灯诱捕的方法用于调查某种趋光性昆虫的种群密度，是一种根据昆虫趋光特点检测相对密度的方法，C正确；黑光灯能诱捕多种趋光性昆虫，从而可以统计一定范围内趋光性昆虫的种类，D正确。故选B。
16. (福建卷)下列为减少实验误差而采取的措施，错误的是( )
选项 实验内容 减少实验误差采取的措施
A 对培养液中酵母菌数量进行计数 多次计数取平均值
B 探索2,4－D促进插条生根的最适浓度 预实验确定浓度范围
C 调查人群中红绿色盲发生率 调查足够大的群体，随机取样并统计
D 比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短 观察多个装片、多个视野的细胞并统计
【答案】 B
【解析】 培养酵母菌时，酵母菌在培养液中可能未均匀分布，因此每次计数前可以振荡均匀并多次取样计数后求平均值以减少误差，A正确；探究2,4－D促进插条生根的最适浓度时，由于无法确定实验所需试剂浓度，可以先设一组浓度梯度较大的预实验进行摸索，可确定最适浓度的范围，但不能减少实验误差，B错误；调查人群中的红绿色盲发病率，为保证调查数据的准确性，要保证调查的群体足够大并随机取样，C正确；比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短，通常以某一时期的细胞数占细胞总数的比例代替该时期在细胞周期中的时间比例，计数的细胞越多，误差越小，D正确。故选B。
模拟调查类实验的注意事项
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，如调查植物种群密度，选择容易辨别的双子叶植物。
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。
4.性状分离比模拟实验统计的次数必须足够多，方能出现1∶2∶1这一比例，若统计次数少，很难出现特定的分离比；因绝大多数生物产生雌配子的数量少于雄配子的数量，故此实验中两小桶中的小球数可以不相等，但每个小桶内两种颜色的小球数必须相等。
5.建立减数分裂过程中染色体数目变化的模型实验中，两种颜色分别代表来自父方和母方的染色体，互换发生在同源染色体中的非姐妹染色单体之间。
常考题型五 探究类实验
17. (2023·浙江1月卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是( )
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【答案】 C
【解析】 酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，但产生CO2的量大，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。故选C。
18. (2023·广东卷)某研学小组参加劳动实践，在校园试验田扦插繁殖药用植物两面针种苗。下列做法正确的是( )
A．插条只能保留1个芽以避免养分竞争
B．插条均应剪去多数叶片以避免蒸腾作用过度
C．插条的不同处理方法均应避免使用较高浓度NAA
D．插条均须在黑暗条件下培养以避免光抑制生根
【答案】 B
【解析】 为提高扦插枝条的成活率，插条一般保留3～4个芽，因为芽能产生生长素，有利于插条生根，A错误；当插条上叶片较多时，蒸腾作用过于旺盛，导致插条失水过多死亡，因此应剪去多数叶片以降低蒸腾作用，B正确；较高浓度的NAA可以选用沾蘸法，低浓度NAA可以选用浸泡法，C错误；为降低插条的蒸腾作用，同时又可以使其进行光合作用，常常在弱光下进行扦插，D错误。故选B。
19. (2022·浙江6月卷)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是( )
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【答案】 B
【解析】 低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A错误；酶具有高效性，故稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，B正确；酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH范围内，随着pH升高，酶活性升高，超过最适pH后，随pH增加，酶活性降低甚至失活，C错误；淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则淀粉的水解速率会变慢，D错误。故选B。
20. (浙江4月卷)为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：
下列叙述正确的是( )
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D．该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
【答案】 C
【解析】 甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A错误；乙组培养皿中加入了蛋白酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测DNA参与了R型菌的转化，C正确；该实验只能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D错误。故选C。
探究性实验设计的基本程序
核心考点二
实验设计与分析
1.实验设计的基本方法
(1)实验程序
明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。
(2)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。
(3)实验原理
实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本思路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果找联系→组织语言写原理”。
(4)实验假设
假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，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。
(5)实验思路
思路是“想法”，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。一般需体现“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”。
(6)实验步骤
步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“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。
实验步骤设计的一般程序
(7)实验结果和结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法：
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在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。
④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。
2.实验设计遵循的基本原则
(1)科学性原则
①选材科学性：如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。
②实验方法科学性：如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液。
(2)单一变量原则和等量原则
二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同，前者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只能有一个变量，而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。
(3)平行重复原则
为减小实验误差应进行多次实验，如探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验中，每次计数都要重复至少3次。
(4)对照原则(为使实验结果更有可信度，需设置对照组)
①空白对照：即对照组不做任何变量处理。如探究胰岛素的生理作用实验中，对小鼠进行饥饿处理后，注射胰岛素的为实验组，注射等量生理盐水的为对照组。
②自身对照：即对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组。如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，质壁分离状态与自然状态形成对照。
③条件对照：即给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的。如探究甲状腺激素的生理作用实验中，实验组为饲喂甲状腺激素，空白对照组为饲喂等量生理盐水，可以再增加一组对照组，饲喂甲状腺激素抑制剂，即条件对照，这样可以增加实验的说服力。
④相互对照：即不单独设对照组，而是几个实验组之间相互进行对照。如探究温度、pH对酶活性影响的实验中，各组既是实验组，又是其他组的对照组。
3.自变量控制的“加法原理”和“减法原理”
加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素，如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理。
减法原理：与常态比较，人为去除某种影响因素，如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除某种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。
4.实验方案评价与修订试题的解答思路
常考题型一 实验的分析
1. (2024·辽宁卷)研究人员对小鼠进行致病性大肠杆菌接种，构建腹泻模型。用某种草药进行治疗，发现草药除了具有抑菌作用外，对于空肠、回肠黏膜细胞膜上的水通道蛋白3(AQP3)的相对表达量也有影响，结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A．水的吸收以自由扩散为主、水通道蛋白的协助扩散为辅
B．模型组空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻
C．治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，缓解腹泻，减少致病菌排放
D．治疗后回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加
【答案】 A
【解析】 水分子跨膜运输的主要方式是经过水通道蛋白的协助扩散，A错误；模型组空肠AQP3相对表达量降低，空肠黏膜细胞对肠腔内水的吸收减少，引起腹泻，B正确；治疗后空肠、回肠AQP3相对表达量提高，对水的转运增加，缓解腹泻，减少致病菌排放，C正确；治疗组回肠AQP3相对表达量高于对照组，可使回肠对水的转运增加，D正确。故选A。
2. (2024·湖北卷)研究者探究不同浓度的雌激素甲对牛的卵母细胞和受精卵在体外发育的影响，实验结果如下表所示。根据实验数据，下列叙述错误的是( )
甲的浓度
(μg/mL) 卵母细胞
(个) 第一极体
排出(个) 成熟率(%) 卵裂数(个) 卵裂率(%)
0 106 70 66.0 28 40.0
1 120 79 65.8 46 58.2
10 113 53 46.9 15 28.3
100 112 48 42.8 5 10.4
A．实验结果说明甲抑制卵裂过程
B．甲浓度过高抑制第一极体的排出
C．添加1 μg/mL的甲可提高受精后胚胎发育能力
D．本实验中，以第一极体的排出作为卵母细胞成熟的判断标准
【答案】 A
【解析】 由表可知，甲低浓度时促进卵裂，高浓度时抑制卵裂，A错误；对照组第一极体排出个数为70个，甲浓度过高(＞10μg/mL，第一极体排出个数＜70)抑制第一极体的排出，B正确；添加1μg/mL的甲，卵裂数增大，即该条件可提高受精后胚胎发育能力，C正确；卵母细胞成熟的判断标准是第一极体的排出，D正确。故选A。
3. (2023·湖北卷)为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A溶液处理斑马鱼，实验结果如下表。据结果分析，下列叙述正确的是( )
A物质浓度 (μg·L－1)
指标 0 10 50 100
① 肝脏糖原含量(mg·g－1) 25.0±0.6 12.1±0.7 12.0±0.7 11.1±0.2
② 肝脏丙酮酸含量(nmol·g－1) 23.6±0.7 17.5±0.2 15.7±0.2 8.8±0.4
③ 血液中胰高血糖素含量 (mIU·mg·prot－1) 43.6±1.7 87.2±1.8 109.1±3.0 120.0±2.1
A．由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快
B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快
C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖
D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高
【答案】 D
【解析】 有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生丙酮酸，故无法判断有氧呼吸和无氧呼吸快慢，A错误；由①可知，随着A物质浓度增大，肝脏糖原含量逐渐减小，葡萄糖转化为糖原的速率减慢，B错误；①中肝糖原含量减小，②中丙酮酸减少，细胞呼吸减弱，葡萄糖分解为丙酮酸减少，C错误；③中血液中胰高血糖素含量增多，通过增加肝糖原分解等使血糖浓度持续升高，D正确。故选D。
4. (2023·浙江1月卷)研究人员取带叶的某植物茎段，切去叶片，保留叶柄，然后将茎段培养在含一定浓度乙烯的空气中，分别在不同时间用一定浓度IAA处理切口。在不同时间测定叶柄脱落所需的折断强度，实验结果如图所示。下列关于本实验的叙述，正确的是( )
A．切去叶片可排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰
B．越迟使用IAA处理，抑制叶柄脱落的效应越明显
C．IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互协同的
D．不同时间的IAA处理效果体现IAA作用的两重性
【答案】 A
【解析】 切去叶片，目的是排除叶片内源性IAA对实验结果的干扰，A正确；据图分析，越迟使用IAA处理，叶柄脱落所需的折断强度越低，因此抑制叶柄脱落的效应越弱，B错误；据图分析，不使用IAA处理，只有乙烯，会促进叶柄脱落，越早使用IAA会抑制叶柄脱落，因此IAA与乙烯对叶柄脱落的作用是相互拮抗的，C错误；图中，不同时间的IAA处理效果均表现为抑制折断，因此不能体现IAA作用的两重性，D错误。故选A。
5. (2023·湖北卷)乙烯(C2H4)是一种植物激素，对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制，进行了如下三个实验。
【实验一】 乙烯处理植物叶片2小时后，发现该植物基因组中有2 689个基因的表达水平升高，2 374个基因的表达水平下降。
【实验二】 某一稳定遗传的植物突变体甲，失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交，F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中，乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。
【实验三】 科学家发现基因A与植物对乙烯的响应有关，该基因编码一种膜蛋白，推测该蛋白能与乙烯结合。为验证该推测，研究者先构建含基因A的表达载体，将其转入到酵母菌中，筛选出成功表达蛋白A的酵母菌，用放射性同位素14C标记乙烯(14C2H4)，再分为对照组和实验组进行实验，其中实验组是用不同浓度的14C2H4与表达有蛋白A的酵母菌混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C2H4的量。结果如图所示。
回答下列问题：
(1)实验一中基因表达水平的变化可通过分析叶肉细胞中的___________(填“DNA”或“mRNA”)含量得出。
(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9∶7的原因是_____ ___________________________________________________________________________________________________________________。
(3)实验三的对照组为：用不同浓度的14C2H4与__________________ ____________________________混合6小时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高，实验组曲线上升趋势变缓的原因是________________________________________________________ ___________________________________________________。
(5)实验三的结论是_____________________________________。
【答案】 (1)mRNA
(2)控制对乙烯敏感度的基因有两对，这两对基因遵循自由组合定律
(3)不表达蛋白A的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A基因控制合成的蛋白A数量有限
(5)基因A与植物对乙烯的响应有关
【解析】 (1)基因表达包含转录和翻译两个过程，转录的产物是mRNA，mRNA也是翻译的模板，所以分析叶肉细胞中的mRNA含量可知实验一中基因表达水平的变化。(2)将突变体甲与野生型植株杂交，得到F1，F1自交产生的F2植株中，乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7，是9∶3∶3∶1的变式，说明控制乙烯敏感度的基因有两对，并且这两对基因符合自由组合定律。(3)该实验目的是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A与植物对乙烯的响应有关，自变量是有无蛋白A，实验组是表达有蛋白A的酵母菌，对照组则是不表达蛋白A的酵母菌。(4)分析曲线，横坐标是14C2H4浓度的相对值，纵坐标是酵母菌结
合14C2H4的量，酵母菌是通过合成蛋白A与14C2H4结合的，故实验组的曲线上升趋势变慢，可能是因为导入了基因A的酵母菌能合成的蛋白A数量有限。(5)本实验是通过基因A控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A与植物对乙烯的响应有关，故实验结论是基因A与植物对乙烯的响应有关。
注意区分探究性实验与验证性实验
比较项目 探究性实验 验证性实验
概念 指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动 指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强相关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验
比较项目 探究性实验 验证性实验
实验目的 探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系
实验假设 假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释 因结论是已知的，故不存在假设问题
常考题型二 实验的设计
6. (2024·浙江1月卷节选)不经意间观察到一些自然现象，细究之下，其实有内在的逻辑。回答下列问题：
学者在野外考察中发现了一些现象，生活在寒冷地带的木本植物，多数体表颜色较深，如叶为墨绿色，茎或枝条为黑褐色；而生活在炎热地带的木本植物，往往体表颜色较浅，如叶为浅绿色，茎或枝条为浅绿色。有些学者对此现象的解释是：在寒冷环境下，深色体表的植物能吸收较多的太阳能，有利于维持细胞内酶的活性。
Ⅰ.某同学设计了实验方案以验证学者们的解释是否正确。在①②④各环节的选项中，分别选择1～2项，填入方案中的空格，完善一套实验方案，使之简单，可行。
①实验材料或器材的选择预处理：________；
A．两组等容量的烧杯，烧杯内盛满水
B．两种生长状态类似且体表颜色深浅有明显差异的灌木
C．一组烧杯的外壁均涂上油漆，另一组不涂
D．所有植物根植于相同条件的土壤中
②选定正确的监测指标：________；
A．植物生物量的增加值 B．温度
C．植物根长的增加值 D．植物高度的增加值
③实验处理和过程：仿照寒冷地带的自然光照条件，将两组材料置于低温条件下(4 ℃)，每次光照5小时。记录处理前后指标的量值。实验重复3次。
④预测实验结果和得出实验结论。若________，则学者们的说法成立；否则无法成立。
A．深色组水体的温度值高于浅色组
B．深色组植物体表的温度值高于浅色组
C．深色组植物高度的增加值大于浅色组
D．深色组与浅色组测得的指标差异显著
Ⅱ.上述实验环节中，选定此监测指标的理由是：ⅰ______________，ⅱ监测便捷。
Ⅲ.结合本实验的研究结果，植物吸收的太阳能既能用于____________，又能用于____________。
Ⅳ.基于本实验，为了让耐寒性较弱的行道树安全越冬，可采取的合理有效措施有__________________________________________________ ____________________________________________(答出一点即可)。
【答案】 Ⅰ.AC(或BD) B A Ⅱ.实验操作简便 Ⅲ.光合作用 植物体温度的维持 Ⅳ.覆盖较深颜色的薄膜
【解析】 ①题干分析，实验的目的主要是探究在寒冷环境下，深色体表的植物能吸收较多的太阳能，因此实验自变量是两种生长状态类似且体表颜色深浅有明显差异的灌木，实验的检测指标是温度的变化，可通过测定培养两种植物的水的温度变化来判断，因此选择AC或BD。②实验的实验目的主要是探究在寒冷环境下，深色体表的植物能吸收较多的太阳能，最简便的检测指标就是烧杯内水的温度的变化。③实验自变量是植物的种类，水温的改变就取决于植物的种类，因此若深色组水体的温度值高于浅色组，则说明在寒冷环境下，深色体表的植物能吸收
较多的太阳能，有利于维持细胞内酶的活性。④上述实验环节中，选定此监测指标的理由是：实验操作简便以及监测便捷。⑤结合本实验的研究结果，植物吸收的太阳能可以用于光合作用。⑥植物吸收的太阳能又能用于维持植物体的温度，保证酶的活性。⑦基于本实验，为了让耐寒性较弱的行道树安全越冬，可采取的合理有效措施有覆盖较深颜色的薄膜，可以提高植物对太阳能的吸收。
7. (2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中，给该叶绿体悬浮液照光后糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料，若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离，可以采用的方法是________________(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布在__________________上，其中类胡萝卜素主要吸收__________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后，加入缓冲液形成悬浮液，发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖，原因是____________________________ ___________________________________。
(3)叶片进行光合作用时，叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在，简要写出实验思路和预期结果。______________ __________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)差速离心法 类囊体(薄)膜 蓝紫光
(2)悬液中具有类囊体膜以及叶绿体基质暗反应相关的酶，但黑暗条件下，光反应无法进行，暗反应没有光反应提供的原料ATP和NADPH，所以无法形成糖类
(3)思路：将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，两组植物应均进行饥饿处理(置于黑暗中一段时间消耗有机物)，甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，脱绿后制作成匀浆，分别加入碘液后观察。结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生
【解析】 (1)植物细胞器的分离方法可用差速离心法，叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上，光合色素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)光合作用光反应和暗反应同时进行，黑暗条件下无光，光反应不能进行，无法为暗反应提供原料ATP和NADPH，暗反应无法进行，产物不能生成。(3)要验证叶绿体中有光合作用产物淀粉，需要将叶绿体提取出来并检测其中淀粉。因此将生长状况良好且相同的植物叶片分为甲乙两组，先进行饥饿处理，排除原有淀粉的干扰。之后甲组放置在有光条件下，乙组放置在其他环境相同的黑暗状态下，一段时间后，用差速离心法提取出甲乙两组的叶绿体，需要脱绿处理，制作成匀浆，分别加入碘液后观察。预期的结果：甲组匀浆出现蓝色，有淀粉产生；乙组无蓝色出现，无淀粉产生。
8. (2023·浙江6月卷)运动员在马拉松长跑过程中，机体往往出现心跳加快，呼吸加深，大量出汗，口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题：
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑，这一过程属于__________反射。长跑过程中，运动员感到口渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高，渗透压感受器产生的兴奋传到____________，产生渴觉。
(2)长跑结束后，运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1 000 mL清水与1 000 mL生理盐水，其排尿速率变化如图甲所示。
图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是__________，该曲线的形成原因是大量饮用清水后血浆被稀释，渗透压下降，_____________ ___________________________________________________。从维持机体血浆渗透压稳定的角度，建议运动员运动后饮用__________。
(3)长跑过程中，运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速恢复正常，这一过程受神经—体液共同调节，其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
材料与用具：成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
(要求与说明：答题时对实验兔的手术过程不作具体要求)
①完善实验思路：
Ⅰ.麻醉和固定实验兔，分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接，测定血压，血压正常。在实验过程中，随时用__________湿润神经。
Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用____________________________，测定血压，血压下降。
Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激________________________________，分别测定血压，并记录。
Ⅳ.对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果：________________。
设计用于记录Ⅲ、Ⅳ实验结果的表格，并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论：
运动员在马拉松长跑过程中，减压反射有什么生理意义？______ ____________________________________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)条件 大脑皮层
(2)曲线A 减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激，导致抗利尿激素分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，引起尿量增加 淡盐水
(3)①生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经外周端和中枢端 ②血压上升 表格见解析 ③使血压保持相对稳定，避免运动员在运动过程中因血压升高而无法快速恢复从而导致机体稳态被破坏
【解析】 (1)听到发令枪声运动员立刻起跑，这一过程是后天学习和训练习得的，属于条件反射；所有感觉的形成部位都是大脑皮层，渴觉的产生部位也是大脑皮层。(2)据图可知，曲线A表示的是饮用清水的曲线，判断的依据是：饮用清水后，引起血浆渗透压降低，从而减轻对下丘脑渗透压感受器的刺激，导致抗利尿激素分泌减少，使肾小管和集合管对水的重吸收减少，引起尿量增加；血浆渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关，为维持机体血浆渗透压稳定，应饮用淡盐水，以同时补充水分和无机盐离子。(3)分析题意，本实验目的是验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，则实验可通过刺激不同部
位，然后通过血压的测定进行比较，结合实验材料可设计实验思路如下：①完善实验思路：Ⅰ.麻醉和固定实验兔，分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉插管与血压测定仪连接，测定血压，血压正常。在实验过程中，随时用生理盐水湿润神经，以保证其活性。Ⅱ.用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经，测定血压，血压下降。Ⅲ.对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经(如图乙所示)。分别用适宜强度电刺激减压神经的外周端和中枢端，分别测定血压，并记录。Ⅳ.对迷走神经进
行重复Ⅲ的操作。②预测实验结果：由于减压神经、迷走神经被结扎、剪断，该减压反射不能发生，则预期结果和表格可设计如下：
刺激部位 血压变化
减压神经 外周端 不下降
中枢端 下降
迷走神经 外周端 下降
中枢端 不下降
③分析题意可知，运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速恢复正常，这一过程称为减压反射，在马拉松长跑过程中，减压反射可使血压保持相对稳定，避免运动员在运动过程中因血压升高而无法快速恢复而导致机体稳态被破坏。
9. (2021·浙江1月卷)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
组别 实验处理 实验结果
① 葡萄糖溶液＋无菌水 －
② 葡萄糖溶液＋酵母菌 ＋
③ 葡萄糖溶液＋A溶液 －
④ 葡萄糖溶液＋B溶液 －
实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。
注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成
回答下列问题：
(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是：________________；______________________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、____________________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用__________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是_______________________________________。
(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是_______________________________________________，以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)______________________________________________________ ___________________________________________________。
【答案】 (1)葡萄糖溶液＋酵母汁 葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液 酵母汁和B溶液
(2)双缩脲 葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液
(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH
(4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖
【解析】 (1)为验证无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组为葡萄糖溶液＋酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成)，另外一组为葡萄糖溶液＋A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子，包括相关酶)＋B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)，此组预期结果为有乙醇生成；本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测；据题干信息可知，M离子存在于
B溶液中，故为验证M对乙醇发酵是否为必需的，则应加设一组实验，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液：若有乙醇生成，则证明M不是必需的，若无乙醇生成，则证明M是必需的。(3)酶的作用条件温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有：染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性：若为死细胞，则能被染色；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖：一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。
实验设计中“使用恰当的语言表述”应注意的问题
1.实验材料的选择
①植物：“大小相似、长势相同的同种植株”。
②动物：“体重(体长)、年龄、健康状况相同”，有时需“性别”相同。
③有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。
2.试剂的选择
在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”“等体积”“适量的”“一定量的”等词的运用。
3.实验时间和条件的表述
实验时间和条件上用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言。
