专题9 实验和研究性课题
小专题1 教 材 实 验
考向1 实验材料的选择和实验原理
1．(2024·江苏卷)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列叙述合理的是( )
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3 g·mL－1蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
考向2 实验步骤和技术方法
2．(2024·江苏卷)某同学进行下列实验时，下列操作合理的是( )
A．从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B．观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋
C．探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理
D．鉴定脂肪时，子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡，再用苏丹Ⅲ染液染色
3．(2022·江苏卷)下列有关实验方法的描述，合理的是( )
A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D．用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
考向3 实验结果分析、讨论
4．(多选)(2023·江苏卷)下列中学实验需要使用显微镜观察，下列叙述错误的有( )
A．观察细胞中的脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
B．观察酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清晰可见
C．观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动
D．观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象
归纳1 显微观察类实验
1．高中阶段显微观察类实验总结
观察方式 实验名称 观察对象 玻片标本 染色剂 细胞状态 生物材料
原色观察 观察叶绿体 叶绿体 (高倍镜下) 临时装片 无 活 藓类叶、黑藻叶片等
观察细胞质流动(人教) 以叶绿体为标志物 临时装片 无 活 黑藻叶片
探究植物细胞的吸水和失水 紫色大液泡(低倍镜下) 临时装片 无 活 紫色洋葱鳞片叶外表皮
染色观察 观察细胞的有丝分裂 染色体 临时装片 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 死 洋葱根尖/大蒜根尖
检测生物组织中的脂肪 脂肪 切片 ↓ 临时装片 苏丹Ⅲ染液 死 花生/核桃种子
实验操作流程模板
注：“探究植物细胞的吸水和失水”实验在苏教版中称为“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”。
┃ 归纳总结 ┃
高中生物实验中常见“颜色”的总结
颜色 原理
红 ①还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀； ②染色体(质)＋醋酸洋红液→红色； ③叶绿素a和叶绿素b→主要吸收红光和蓝紫光
黄 ①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色； ②叶绿体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＋橙色的酸性重铬酸钾溶液→灰绿色； ②叶绿体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)＋甲紫溶液→紫色； ②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色； ③叶绿体中的4种色素→都能吸收蓝紫光
2．显微观察临时装片的制作方法
方法 实验材料特点 实验名称
压片法 比较疏松的材料，如根尖、花药等，实验中要压碎，以使细胞分散，便于观察 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
装片法 微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞)，直接观察 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动；观察植物细胞的吸水和失水
切片法 相对较大、较硬的材料，如花生 生物组织中脂肪的检测
归纳2 鉴定提取类实验
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 砖红色沉淀 苹果或梨的匀浆等 现配现用、水浴加热、(浅)蓝色变成砖红色
脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生种子切片 需用高倍镜观察，体积分数为50%的酒精洗去浮色
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
绿叶中色素的提取和分离 提取液：无水乙醇；分离液：层析液 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 新鲜的绿叶(如菠菜叶) 加入二氧化硅是为了使研磨更充分；碳酸钙可防止色素在研磨中被破坏
DNA的粗提取与鉴定 二苯胺试剂 蓝色 鸡血、新鲜的洋葱等 沸水浴加热5 min，无色变蓝色
实验操作 流程模板
归纳3 调查类实验
研究课题 调查对象 统计方法 计算公式
种群密度的取样调查 活动范围大的动物 标记重捕法 ＝
植物或活动能力弱的动物 样方法 所有样方内个体总数/样方的总面积
肉眼不可见的细菌、酵母菌等微生物或血细胞 显微计数法(本质为样方法，利用血细胞计数板或细菌计数板计数) 若小格体积为1 mm3，则1 mL溶液个体数＝(n1＋n2＋…＋nm)/m×103×稀释倍数
调查人群中某种遗传病 发病率较高的单基因遗传病 汇总法 发病率＝×100%
实验操作 流程模板
归纳4 模拟及探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两侧溶液的浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度(至少3种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH(至少3种) 酶的活性(气泡的数量等，滤纸片浮出液面与滤纸片进入液面的时间差) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧气的有无 CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度等)；酒精的产生(酸性重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
探究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 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
实验操作流程模板
归纳5 教材经典实验分类归纳
1．科学家的研究成果
科学家 研究成果
施莱登和 施旺等 提出了细胞学说，揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性
罗伯特森 生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，认为膜是静态的
辛格和 尼克尔森 提出生物膜流动镶嵌模型
恩格尔曼 证明叶绿体是植物进行光合作用的场所
鲁宾和 卡门 用同位素标记法(稳定性同位素18O)证明了光合作用中释放的氧全部来自水
卡尔文 用放射性同位素标记法(14CO4)探明了CO2在光合作用中的转化途径
孟德尔 采用假说—演绎法，提出了遗传的分离定律和自由组合定律
萨顿 提出基因在染色体上的假说
摩尔根 采用假说—演绎法证明基因在染色体上，并通过实验观察证明基因在染色体上呈线性排列
格里菲思 推想S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌
艾弗里等 利用“减法原理”证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是
赫尔希 和蔡斯 通过(T2)噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质
沃森和 克里克 提出了DNA分子双螺旋结构模型
克里克 ①第一个以T4噬菌体为研究材料证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸；同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符； ②提出了中心法则
尼伦伯格 破译了第一个遗传密码UUU(编码苯丙氨酸)
达尔文 在《物种起源》中提出了自然选择学说
斯他林和 贝利斯 发现了促胰液素
温特 通过实验证明，胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质促使尖端下面部位生长
2．教材实验中药品的应用
(1)酒精
浓度 实验 作用
50%的 酒精 检测生物组织中的脂肪 脂肪鉴定中洗去多余浮色
75%的 酒精 微生物的实验室培养 杀菌、消毒(渗透破坏细胞膜，使蛋白质变性)
95%的 酒精 观察细胞有丝分裂 解离液的成分之一[酒精(体积分数为95%)1份，浓盐酸(质量分数为15%)1份，二者混合]
DNA的粗提取与鉴定 提取含杂质较少的DNA(析出)
无水 乙醇 光合色素的提取与分离 提取叶绿体色素(溶解)
(2)盐酸
实验名称 盐酸浓度 盐酸的作用
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 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，质量浓度为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，质量浓度为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。
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 实验应用
质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液 使植物细胞刚好发生质壁分离且对细胞无伤害 观察植物细胞的吸水和失水(植物细胞的质壁分离及复原)
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
3．经典实验的实验方法
教材经典实验 实验方法
制作DNA分子双螺旋结构模型 构建物理模型法
制作真核细胞三维结构模型 构建物理模型法
种群数量增长模型 构建数学模型法
分离各种细胞器 差速离心法
证明DNA进行半保留复制 密度梯度离心法、同位素标记法
分离叶绿体中的色素 纸层析法
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 死体染色法
探究酵母菌的呼吸方式 对比实验法和产物检测法
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记(示踪)法
摩尔根证明基因在染色体上 假说—演绎法
孟德尔两大遗传定律的发现 假说—演绎法
调查土壤中小动物类群的丰富度 取样器取样法
估算种群密度(活动能力强的生物) 标记重捕法
估算种群密度(活动能力弱的生物) 样方法
命题1 实验材料的选择和实验原理
(多选)(2025·南通四模)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的有( )
A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
┃ 题后点拨 ┃
实验材料的选择多以选择题形式出现，清楚每种实验材料的特点以及选择原因是解答实验材料选择类试题的关键。
(1)选择的实验材料最好有利于观察，且不能对实验结果产生影响。原色观察类实验最好选择有色的生物组织细胞，以利于实验结果的观察。染色观察的实验最好选择无色的材料，排除材料本身的颜色对实验结果的影响。
(2)有的实验材料必须是新鲜的，放置的时间不能太长，如用蔗糖作为对照来做还原糖的鉴定，蔗糖本身无还原性，但如果蔗糖放置时间过长，部分蔗糖可能被微生物分解而产生还原性物质。再如叶绿体色素的提取和分离实验中应选择新鲜的绿色叶片。
(2025·湖南卷)用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是( )
选项 实验内容 替代措施
A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片”
B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”
C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”
D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”
命题2 实验步骤和技术方法
(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是( )
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
(2021·江苏卷)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列叙述正确的是( )
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞，仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
命题3 实验结果的检测、分析
(多选)(2021·江苏卷)数据统计和分析是许多实验的重要环节，下列实验中获取数据的方法合理的有( )
实验 实验内容 获取数据的方法
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标记重捕法，尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后立即释放
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝染色，血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验，记录实验数据
A．实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
命题4 实验试剂的选择和使用
(多选)(2025·徐州打靶卷)下列实验与对应叙述内容错误的有( )
选项 实验名称 实验试剂、材料或现象
A 检测生物组织中的糖类和蛋白质 斐林试剂和双缩脲试剂的成分和用法完全不同
B 观察叶绿体和细胞质流动 高倍镜下可以观察到叶绿体的分布和结构
C 探究pH对酶活性的影响 淀粉酶与淀粉均先调至对应pH后再混合
D 绿叶中色素的提取和分离 无水乙醇和层析液都可以溶解绿叶中的色素
命题5 生物科学史
(2025·盐城四模)生命科学史中蕴含着丰富的科学思维和方法，下列叙述正确的是( )
A．辛格和尼科尔森运用假说—演绎法提出细胞膜的流动镶嵌模型
B．艾弗里和他的同事利用减法原理设计实验，证明了DNA是主要的遗传物质
C．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法，证明了光合作用产生的氧气来自水
D．沃森和克里克运用构建物理模型的方法，提出了DNA双螺旋结构模型
一、 单项选择题
1．(2025·南通四模)在生物学实验中，规范操作是实验成功的前提。下列相关叙述错误的是( )
A．还原糖的鉴定实验中，若加热时间过长，砖红色沉淀颜色会加深，甚至变成黑色
B．观察细胞质流动实验中，若以水绵为材料，观察到叶绿体随细胞质快速流动
C．探究植物细胞失水和吸水实验中，若蔗糖溶液浓度过大，细胞质壁分离后无法复原
D．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，若漂洗不充分，染色体染色效果不佳
2．(2025·扬州四模)将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是( )
A．色素5在层析液中的溶解度最小
B．蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中
C．色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光
D．缺镁会影响色素3和4的含量
3．(2025·前黄中学)调查法是重要的研究方法之一。下列叙述正确的是( )
A．可以用样方法调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度
B．调查人群中的遗传病最好选取发病率较高的多基因遗传病
C．用黑光灯诱捕法调查某种昆虫的密度利用了昆虫的避光性
D．记名计算法用于调查物种的数量，需要按照多度等级来记录数量
4．(2025·南京二模)科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是( )
A．梅塞尔森和斯塔尔利用假说—演绎法证明了DNA的半保留复制
B．尼伦伯格和马太破译了遗传密码，并最终完成了密码子表的构建
C．富兰克林的DNA衍射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D．伯格进行了DNA改造研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子
5．(2025·江苏调研)生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键。下列相关叙述错误的是( )
A．“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
B．“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，选择黑藻小叶做实验材料
C．“观察植物分生区组织细胞有丝分裂”实验中，选择菠菜叶肉细胞做实验材料
D．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，选择哺乳动物的肝脏做实验材料
6．(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g·mL－1蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( )
图1 清水
图2 蔗糖溶液
A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞
B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞
C．图2，细胞失去的水分子是自由水
D．与图1相比，图2中细胞液浓度小
7．(2025·如东2.5模)下列有关生物学理论的形成或实验的叙述，错误的是( )
A．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验采用了对比实验的探究方法
B．原生质层伸缩性强于细胞壁，所以可观察到质壁分离现象
C．制作细胞有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需先漂洗再用甲紫溶液染色
D．施莱登和施旺运用完全归纳法提出了细胞学说
8．(2025·宿迁四模)关于物质鉴定的实验，下列叙述正确的是( )
A．在使用淀粉酶、淀粉、蔗糖探究酶的专一性实验中，不可以选用碘液对结果进行鉴定
B．2 mL梨匀浆中加入1 mL斐林试剂，在65 ℃水浴加热前后，颜色将由无色变砖红色
C．取浸泡过的花生种子充分研磨后制成临时装片，用苏丹Ⅲ染液染色后可观察到橘黄色颗粒
D．蛋白质鉴定时，依次向试管内加入2 mL鸡蛋清、1 mL双缩脲试剂A液、4滴双缩脲试剂B液
9．(2025·如皋3.5模)下列有关中学生物学实验的叙述，正确的是( )
A．光学显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中央液泡的大小以及原生质层的位置
B．“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，向酵母菌培养瓶中加入酸性重铬酸钾检测酒精
C．分离色素时，若未除去水溶性花青素，会导致光合色素条带的宽度和顺序发生变化
D．设计对照实验时需控制对实验结果没有影响的无关变量相同且适宜
二、 多项选择题
10．(2025·泰州开学调研)下列有关生命科学史的叙述，错误的有( )
A．希尔实验说明水的光解产生O2，且光合作用产生的O2中的氧元素全部来自水
B．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程总是与水的光解相伴随
C．沃森和克里克根据DNA衍射图谱推算出了双链DNA分子中碱基互补配对
D．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与密度梯度离心法证明了DNA的半保留复制
11．(2025·苏州期初调研)以下生物学实验的部分操作过程，叙述错误的有( )
选项 实验名称 实验操作或目的
A 提取和分离绿叶中色素实验 可用单层尼龙布来过滤研磨液
B PCR扩增 需一次性向体系内加入足量的模板、引物、dNTP、TaqDNA聚合酶、缓冲液等物质
C 探究扦插枝条生根最适生长素浓度实验 预实验目的是为正式实验摸索条件和减少实验的误差
D 探究酵母菌种群数量变化实验 先盖上盖玻片，再在盖玻片一侧滴加培养液，另一侧用吸水纸吸引
12．(2025·徐州四模)下列“边做边学”或“探究·实践”活动的做法，不合理的有( )
A．模拟动物性状分离比的杂交实验，1号罐中放100个黑子，2号罐中放100个白子
B．设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，A、G配件的长度大于C、T配件的长度
C．调查人群中的遗传病，通常选择色盲、白化病和冠心病等发病率较高的单基因遗传病
D．建立减数分裂中染色体变化的模型，用同种颜色的橡皮泥制作大小相同的同源染色体
13．(2025·如东四模)菠菜是通过官方和民间等多种途径从中亚和南亚等地先后传入我国的。如今，菠菜在我们生活中非常普遍，不仅出现在人们的餐桌上，还经常被用作实验材料。下列有关叙述错误的有( )
A．根据不同色素在层析液中的溶解度不同可提取菠菜绿叶中的色素
B．菠菜叶肉细胞虽有大液泡，但不适合探究植物细胞的吸水和失水
C．菠菜根尖分生区细胞可以用来观察植物细胞的有丝分裂
D．菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，因此不可能观察到细胞质流动
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共71张PPT)
专题提优
专题9 实验和研究性课题
小专题1 教材实验
高考回溯
1．(2024·江苏卷)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列叙述合理的是 ( )
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3 g·mL－1蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
考向
1
实验材料的选择和实验原理
D
解析：制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A不合理；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是位于中央，B不合理；用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，要观察质壁分离复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C不合理；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D合理。
2．(2024·江苏卷)某同学进行下列实验时，下列操作合理的是 ( )
A．从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B．观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋
C．探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理
D．鉴定脂肪时，子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡，再用苏丹Ⅲ染液染色
考向
2
实验步骤和技术方法
A
解析：从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰，这样可以避免菌种被污染，A合理；在高倍镜下观察时，不能调节粗准焦螺旋，B不合理；探究温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物分别在不同温度下处理，然后再混合，若先将酶与底物混合，再在不同温度下水浴处理，会在达到设定温度前就发生反应，影响实验结果，C不合理；鉴定脂肪时，子叶临时切片先用苏丹Ⅲ染液染色，然后用体积分数为50%的乙醇洗去浮色，D不合理。
3．(2022·江苏卷)下列有关实验方法的描述，合理的是 ( )
A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D．用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
B
解析：用有机溶剂提取胡萝卜素，因为胡萝卜素不溶于水、易溶于有机溶剂，A不合理；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不用加热，C不合理；溴麝香草酚蓝溶液可检测CO2，检测酒精用酸性重铬酸钾溶液，D不合理。
4．(多选)(2023·江苏卷)下列中学实验需要使用显微镜观察，下列叙述错误的有 ( )
A．观察细胞中的脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
B．观察酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清晰可见
C．观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动
D．观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象
考向
3
实验结果分析、讨论
解析：核糖体为亚显微结构，光学显微镜下无法观察到，B错误；观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈长方形，而且叶绿体围绕液泡运动，C错误；植物细胞质壁分离和质壁分离复原实验中，三次观察均在低倍镜下进行，D错误。
BCD
重难整合
归纳
1
显微观察类实验
1．高中阶段显微观察类实验总结
观察方式 实验名称 观察对象 玻片标本 染色剂 细胞状态 生物材料
原色观察 观察叶绿体 叶绿体
(高倍镜下) 临时装片 无 活 藓类叶、黑藻叶片等
观察细胞质流动(人教) 以叶绿体为标志物 临时装片 无 活 黑藻叶片
探究植物细胞的吸水和失水 紫色大液泡
(低倍镜下) 临时装片 无 活 紫色洋葱鳞片叶外表皮
观察方式 实验名称 观察对象 玻片标本 染色剂 细胞状态 生物材料
染色观察 观察细胞的有丝分裂 染色体 临时装片 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 死 洋葱根尖/大蒜根尖
检测生物组织中的脂肪 脂肪 切片
↓
临时装片 苏丹Ⅲ染液 死 花生/核桃种子
观察方式 实验名称 观察对象 玻片标本 染色剂 细胞状态 生物材料
实验操作流程模板
注：“探究植物细胞的吸水和失水”实验在苏教版中称为“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”。
高中生物实验中常见“颜色”的总结
┃归纳总结┃
颜色 原理
红 ①还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀；
②染色体(质)＋醋酸洋红液→红色；
③叶绿素a和叶绿素b→主要吸收红光和蓝紫光
黄 ①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色；
②叶绿体色素分离中的滤纸条：胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色
颜色 原理
绿 ①酒精＋橙色的酸性重铬酸钾溶液→灰绿色；
②叶绿体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)＋甲紫溶液→紫色；
②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；
③叶绿体中的4种色素→都能吸收蓝紫光
2．显微观察临时装片的制作方法
方法 实验材料特点 实验名称
压片法 比较疏松的材料，如根尖、花药等，实验中要压碎，以使细胞分散，便于观察 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
装片法 微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞)，直接观察 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动；观察植物细胞的吸水和失水
切片法 相对较大、较硬的材料，如花生 生物组织中脂肪的检测
归纳
2
鉴定提取类实验
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 砖红色沉淀 苹果或梨的匀浆等 现配现用、水浴加热、
(浅)蓝色变成砖红色
脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生种子切片 需用高倍镜观察，体积分数为50%的酒精洗去浮色
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
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 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 新鲜的绿叶(如菠菜叶) 加入二氧化硅是为了使研磨更充分；碳酸钙可防止色素在研磨中被破坏
DNA的粗提取与鉴定 二苯胺试剂 蓝色 鸡血、新鲜的洋葱等 沸水浴加热5 min，无色变蓝色
实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注
实验操作
流程模板
归纳
3
调查类实验
研究课题 调查对象 统计方法 计算公式
种群密度的取样调查 活动范围大的动物 标记重捕法
植物或活动能力弱的动物 样方法 所有样方内个体总数/样方的总面积
肉眼不可见的细菌、酵母菌等微生物或血细胞 显微计数法(本质为样方法，利用血细胞计数板或细菌计数板计数) 若小格体积为1 mm3，则1 mL溶液个体数＝(n1＋n2＋…＋nm)/m×103×稀释倍数
研究课题 调查对象 统计方法 计算公式
调查人群中某种遗传病 发病率较高的单基因遗传病 汇总法
实验操作
流程模板
归纳
4
模拟及探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两侧溶液的浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度(至少3种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH(至少3种) 酶的活性(气泡的数量等，滤纸片浮出液面与滤纸片进入液面的时间差) 温度、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
探究酵母菌的呼吸方式 氧气的有无 CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度等)；酒精的产生(酸性重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
探究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 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
实验名称 自变量 因变量 无关变量
实验操作
流程模板
归纳
5
教材经典实验分类归纳
1．科学家的研究成果
科学家 研究成果
施莱登和施旺等 提出了细胞学说，揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性
罗伯特森 生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，认为膜是静态的
辛格和尼克尔森 提出生物膜流动镶嵌模型
恩格尔曼 证明叶绿体是植物进行光合作用的场所
鲁宾和卡门 用同位素标记法(稳定性同位素18O)证明了光合作用中释放的氧全部来自水
卡尔文 用放射性同位素标记法(14CO4)探明了CO2在光合作用中的转化途径
科学家 研究成果
孟德尔 采用假说—演绎法，提出了遗传的分离定律和自由组合定律
萨顿 提出基因在染色体上的假说
摩尔根 采用假说—演绎法证明基因在染色体上，并通过实验观察证明基因在染色体上呈线性排列
格里菲思 推想S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌
艾弗里等 利用“减法原理”证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是
赫尔希和蔡斯 通过(T2)噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质
沃森和克里克 提出了DNA分子双螺旋结构模型
科学家 研究成果
克里克 ①第一个以T4噬菌体为研究材料证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸；同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符；
②提出了中心法则
尼伦伯格 破译了第一个遗传密码UUU(编码苯丙氨酸)
达尔文 在《物种起源》中提出了自然选择学说
斯他林和贝利斯 发现了促胰液素
温特 通过实验证明，胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质促使尖端下面部位生长
2．教材实验中药品的应用
(1)酒精
浓度 实验 作用
50%的酒精 检测生物组织中的脂肪 脂肪鉴定中洗去多余浮色
75%的酒精 微生物的实验室培养 杀菌、消毒(渗透破坏细胞膜，使蛋白质变性)
95%的酒精 观察细胞有丝分裂 解离液的成分之一[酒精(体积分数为95%)1份，浓盐酸(质量分数为15%)1份，二者混合]
DNA的粗提取与鉴定 提取含杂质较少的DNA(析出)
无水乙醇 光合色素的提取与分离 提取叶绿体色素(溶解)
(2)盐酸
实验名称 盐酸浓度 盐酸的作用
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 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，质量浓度为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，质量浓度为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。
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 实验应用
质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液 使植物细胞刚好发生质壁分离且对细胞无伤害 观察植物细胞的吸水和失水(植物细胞的质壁分离及复原)
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
3．经典实验的实验方法
教材经典实验 实验方法
制作DNA分子双螺旋结构模型 构建物理模型法
制作真核细胞三维结构模型 构建物理模型法
种群数量增长模型 构建数学模型法
分离各种细胞器 差速离心法
证明DNA进行半保留复制 密度梯度离心法、同位素标记法
分离叶绿体中的色素 纸层析法
教材经典实验 实验方法
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 死体染色法
探究酵母菌的呼吸方式 对比实验法和产物检测法
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记(示踪)法
摩尔根证明基因在染色体上 假说—演绎法
孟德尔两大遗传定律的发现 假说—演绎法
调查土壤中小动物类群的丰富度 取样器取样法
估算种群密度(活动能力强的生物) 标记重捕法
估算种群密度(活动能力弱的生物) 样方法
考能晋级
命题
1
实验材料的选择和实验原理
(多选)(2025·南通四模)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的有 ( )
A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
BD
1
解析：浸泡提取色素时，应在室温或常温下浸泡30 min以上或在低温下浸提12 h，A错误；为了防止色素在光下分解或变质，提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管以隔绝光照，B正确；叶绿体色素易吸附在滤纸上，一般用单层的尼龙布过滤，C错误；色素溶于无水乙醇中，为了保证测定叶绿素含量的准确性，需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。
实验材料的选择多以选择题形式出现，清楚每种实验材料的特点以及选择原因是解答实验材料选择类试题的关键。
(1)选择的实验材料最好有利于观察，且不能对实验结果产生影响。原色观察类实验最好选择有色的生物组织细胞，以利于实验结果的观察。染色观察的实验最好选择无色的材料，排除材料本身的颜色对实验结果的影响。
(2)有的实验材料必须是新鲜的，放置的时间不能太长，如用蔗糖作为对照来做还原糖的鉴定，蔗糖本身无还原性，但如果蔗糖放置时间过长，部分蔗糖可能被微生物分解而产生还原性物质。再如叶绿体色素的提取和分离实验中应选择新鲜的绿色叶片。
┃题后点拨┃
(2025·湖南卷)用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是 ( )
B
2
选项 实验内容 替代措施
A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片”
B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”
C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”
D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”
解析：菠菜叶中含叶绿体，因此用“菠菜叶”替代“藓类叶片”也可以在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布，能达成实验目的；猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器(无DNA)，因此“猪成熟红细胞”不能作为DNA的粗提取与鉴定的实验材料；染色体能被碱性染料，如醋酸洋红液、甲紫溶液等染成深色，因此在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”能达成实验目的；在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，用肝脏研磨液就是因其含过氧化氢酶，因此用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”能达成实验目的。
命题
2
实验步骤和技术方法
(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是 ( )
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
B
3
解析：水分会影响层析液在滤纸条上扩散而影响色素的分离，故使用干燥的定性滤纸进行色素分离操作，A正确；烘干可能会使色素被破坏，故绿叶不需要烘干后再提取色素，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，这样可以保证得到的色素带清晰，C正确；无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，无水碳酸钠可以除去95%乙醇中的水分，起到与无水乙醇类似的提取色素的作用，D正确。
(2021·江苏卷)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列叙述正确的是 ( )
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞，仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
A
4
解析：显微镜的使用方法是先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有一个紫色大液泡，无色细胞可能是鳞茎细胞，D错误。
命题
3
实验结果的检测、分析
(多选)(2021·江苏卷)数据统计和分析是许多实验的重要环节，下列实验中获取数据的方法合理的有 ( )
5
实验 实验内容 获取数据的方法
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标记重捕法，尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后立即释放
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝染色，血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验，记录实验数据
ABC
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
解析：灰喜鹊属于活动范围广、活动能力强的动物，应使用标记重捕法调查灰喜鹊的种群密度，且标记物尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后应立即释放，A合理；探究培养液中酵母菌种群数量的变化时，摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝染液染色，血细胞计数板计数，被染成蓝色的酵母菌为死细胞，在观察计数时只计不被染成蓝色的酵母菌，B合理；调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率，应在群体中抽样调查，选取的样本要足够多，且要随机取样，C合理；探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应围绕37 ℃在梯度为0.5 ℃的不同温度下进行实验，若设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验，不能说明唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃，D不合理。
命题
4
实验试剂的选择和使用
(多选)(2025·徐州打靶卷)下列实验与对应叙述内容错误的有( )
6
选项 实验名称 实验试剂、材料或现象
A 检测生物组织中的糖类和蛋白质 斐林试剂和双缩脲试剂的成分和用法完全不同
B 观察叶绿体和细胞质流动 高倍镜下可以观察到叶绿体的分布和结构
C 探究pH对酶活性的影响 淀粉酶与淀粉均先调至对应pH后再混合
D 绿叶中色素的提取和分离 无水乙醇和层析液都可以溶解绿叶中的色素
ABC
解析：斐林试剂和双缩脲试剂都由硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液组成，且氢氧化钠溶液的浓度也相同，A错误；高倍镜下可以观察到叶绿体的分布和形态，但不能观察到其结构，B错误；因为酸能够催化淀粉的水解，因此探究pH对酶活性的影响的实验，不能选用淀粉酶和淀粉为材料，C错误。
命题
5
生物科学史
(2025·盐城四模)生命科学史中蕴含着丰富的科学思维和方法，下列叙述正确的是 ( )
A．辛格和尼科尔森运用假说—演绎法提出细胞膜的流动镶嵌模型
B．艾弗里和他的同事利用减法原理设计实验，证明了DNA是主要的遗传物质
C．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法，证明了光合作用产生的氧气来自水
D．沃森和克里克运用构建物理模型的方法，提出了DNA双螺旋结构模型
7
D
解析：辛格和尼科尔森基于实验观察进行归纳总结，提出了流动镶嵌模型，A错误；艾弗里和他的同事利用减法原理设计实验，证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，B错误；鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行了两组实验，证明了光合作用产生的O2来自H2O，该实验方法为同位素标记法，但18O没有放射性，C错误。
热练
一、 单项选择题
1．(2025·南通四模)在生物学实验中，规范操作是实验成功的前提。下列相关叙述错误的是 ( )
A．还原糖的鉴定实验中，若加热时间过长，砖红色沉淀颜色会加深，甚至变成黑色
B．观察细胞质流动实验中，若以水绵为材料，观察到叶绿体随细胞质快速流动
C．探究植物细胞失水和吸水实验中，若蔗糖溶液浓度过大，细胞质壁分离后无法复原
D．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，若漂洗不充分，染色体染色效果不佳
B
解析：在还原糖的鉴定实验中，使用斐林试剂并水浴加热会产生砖红色沉淀Cu2O，若加热时间过长，Cu2O会进一步被氧化，颜色会加深，甚至变成黑色的CuO，A正确；观察细胞质流动实验中，若以水绵为材料，水绵细胞的叶绿体较大且呈带状，螺旋式排列在细胞中，会随细胞质较慢流动，B错误；在探究植物细胞失水和吸水实验中，如果蔗糖溶液浓度过大，植物细胞会过度失水，导致细胞死亡，原生质层失去选择透过性，即使再将其放入清水中，细胞质壁分离后也无法复原，C正确；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，同时避免解离液影响染色效果，若漂洗不充分，解离液中的酸性物质会与碱性染料反应，从而导致染色体染色效果不佳，D正确。
2．(2025·扬州四模)将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是 ( )
A．色素5在层析液中的溶解度最小
B．蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中
C．色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光
D．缺镁会影响色素3和4的含量
B
解析：根据层析的结果，用层析液分离时不出现色素5，说明其在层析液中的溶解度最小，A正确；蒸馏水分离时，点样点不能触及蒸馏水，而是让滤纸的边缘接触蒸馏水，让蒸馏水在滤纸上慢慢扩散，B错误；1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此1～4依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，均可吸收蓝紫光，C正确；镁参与构成叶绿素，故缺镁会影响色素3和4的含量，D正确。
3．(2025·前黄中学)调查法是重要的研究方法之一。下列叙述正确的是 ( )
A．可以用样方法调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度
B．调查人群中的遗传病最好选取发病率较高的多基因遗传病
C．用黑光灯诱捕法调查某种昆虫的密度利用了昆虫的避光性
D．记名计算法用于调查物种的数量，需要按照多度等级来记录数量
解析：调查人群中的遗传病最好选取发病率较高的单基因遗传病，B错误；用黑光灯诱捕法调查某种昆虫的密度利用了昆虫的趋光性，C错误；目测估计法用于调查物种的数量，需要按照多度等级来记录数量，D错误。
A
4．(2025·南京二模)科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是 ( )
A．梅塞尔森和斯塔尔利用假说—演绎法证明了DNA的半保留复制
B．尼伦伯格和马太破译了遗传密码，并最终完成了密码子表的构建
C．富兰克林的DNA衍射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D．伯格进行了DNA改造研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子
解析：尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码，此后的5～6年里，多名科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断改进实验方法，终于破译了全部64个密码子(教材链接：人教版必修2 P70)，B错误；1972年，伯格进行了DNA改造的研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子(教材链接：人教版选择性必修3 P69)，D正确。
B
5．(2025·江苏调研)生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键。下列相关叙述错误的是 ( )
A．“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
B．“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，选择黑藻小叶做实验材料
C．“观察植物分生区组织细胞有丝分裂”实验中，选择菠菜叶肉细胞做实验材料
D．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，选择哺乳动物的肝脏做实验材料
C
解析：洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，便于观察植物细胞的吸水和失水，故“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料，A正确；黑藻小叶薄，叶绿体大且清楚，可用于观察叶绿体和细胞质的流动，“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，选择黑藻小叶做实验材料，B正确；菠菜叶肉细胞是高度分化的细胞，不进行有丝分裂，不能用于观察植物分生区组织细胞的有丝分裂，应选根尖分生区细胞，C错误；哺乳动物肝脏细胞有细胞核，含DNA，可用于“DNA的粗提取与鉴定”实验，D正确。
6．(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g·mL－1蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是 ( )
A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞
B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞
C．图2，细胞失去的水分子是自由水
D．与图1相比，图2中细胞液浓度小
解析：图1细胞吸水后细胞液浓度降低，图2细胞失水后细胞液浓度升高，因此与图1相比，图2中细胞液浓度大，D错误。
D
图1 清水
图2 蔗糖溶液
7．(2025·如东2.5模)下列有关生物学理论的形成或实验的叙述，错误的是 ( )
A．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验采用了对比实验的探究方法
B．原生质层伸缩性强于细胞壁，所以可观察到质壁分离现象
C．制作细胞有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需先漂洗再用甲紫溶液染色
D．施莱登和施旺运用完全归纳法提出了细胞学说
D
解析：探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中，有氧呼吸组和无氧呼吸组相互对照，是采用了对比实验的探究方法，A正确；由于原生质层伸缩性强于细胞壁，导致原生质层失水时体积减小，而细胞壁几乎不变，所以可观察到质壁分离现象，B正确；制作细胞有丝分裂装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，染色可用甲紫溶液，用盐酸解离后需要先漂洗的原因是甲紫为碱性染料，盐酸会影响染色效果，C正确；施莱登和施旺运用不完全归纳法提出了细胞学说，D错误。
8．(2025·宿迁四模)关于物质鉴定的实验，下列叙述正确的是 ( )
A．在使用淀粉酶、淀粉、蔗糖探究酶的专一性实验中，不可以选用碘液对结果进行鉴定
B．2 mL梨匀浆中加入1 mL斐林试剂，在65 ℃水浴加热前后，颜色将由无色变砖红色
C．取浸泡过的花生种子充分研磨后制成临时装片，用苏丹Ⅲ染液染色后可观察到橘黄色颗粒
D．蛋白质鉴定时，依次向试管内加入2 mL鸡蛋清、1 mL双缩脲试剂A液、4滴双缩脲试剂B液
A
解析：在使用淀粉酶、淀粉、蔗糖探究酶的专一性实验中，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，无法检测蔗糖是否被水解，所以不可以选用碘液对结果进行鉴定，A正确；斐林试剂本身是蓝色的，2 mL梨匀浆中加入1 mL斐林试剂，在65 ℃水浴加热后，颜色由蓝色变为砖红色，B错误；取浸泡过的花生种子切成薄片放在载玻片上，用苏丹Ⅲ染液染色后还需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，再用吸水纸吸去酒精，滴加清水，制成临时装片，观察橘黄色颗粒，C错误；鉴定蛋白质时，应先向试管内加入2 mL鸡蛋清稀释液，再加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀后再加入4滴双缩脲试剂B液，D错误。
9．(2025·如皋3.5模)下列有关中学生物学实验的叙述，正确的是 ( )
A．光学显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中央液泡的大小以及原生质层的位置
B．“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，向酵母菌培养瓶中加入酸性重铬酸钾检测酒精
C．分离色素时，若未除去水溶性花青素，会导致光合色素条带的宽度和顺序发生变化
D．设计对照实验时需控制对实验结果没有影响的无关变量相同且适宜
A
解析：“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，应从酵母菌培养瓶中取部分培养液，在试管中加入酸性重铬酸钾检测酒精，而不是直接向培养瓶中加入，B错误；分离色素时，若未除去水溶性花青素，花青素不溶于有机溶剂，不会随层析液在滤纸条上扩散，不会影响光合色素条带的顺序，但可能会因为占据滤纸条空间等原因影响光合色素条带的宽度，C错误；设计对照实验时需控制无关变量相同且适宜，无关变量对实验结果也会产生影响，D错误。
二、 多项选择题
10．(2025·泰州开学调研)下列有关生命科学史的叙述，错误的有 ( )
A．希尔实验说明水的光解产生O2，且光合作用产生的O2中的氧元素全部来自水
B．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程总是与水的光解相伴随
C．沃森和克里克根据DNA衍射图谱推算出了双链DNA分子中碱基互补配对
D．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与密度梯度离心法证明了DNA的半保留复制
AC
解析：希尔实验通过离体叶绿体在无CO2条件下光照释放O2，证实了水的光解可产生O2，但无法确定光合作用产生O2中的氧元素全部来自水，后来是鲁宾和卡门用同位素标记法证明O2中的氧元素全部来自水，A错误；阿尔农发现在光照下叶绿体中光反应中ATP的合成总是与水的光解(释放O2)同步发生，此结论正确描述了光反应的能量转化过程，B正确；沃森和克里克是基于查戈夫法则(A＝T、C＝G)和富兰克林拍下的DNA衍射图谱，构建出双螺旋模型并推导出碱基互补配对原则，C错误；梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，用氮元素的两种稳定同位素15N和14N标记DNA，再通过密度梯度离心来区分亲子代DNA，从而证实了沃森和克里克提出的DNA半保留复制假说，D正确。
11．(2025·苏州期初调研)以下生物学实验的部分操作过程，叙述错误的有( )
解析：预实验不可以减少实验误差，C错误；在盖玻片一侧滴少量样液，让其自行渗入计数室，D错误。
CD
选项 实验名称 实验操作或目的
A 提取和分离绿叶中色素实验 可用单层尼龙布来过滤研磨液
B PCR扩增 需一次性向体系内加入足量的模板、引物、dNTP、TaqDNA聚合酶、缓冲液等物质
C 探究扦插枝条生根最适生长素浓度实验 预实验目的是为正式实验摸索条件和减少实验的误差
D 探究酵母菌种群数量变化实验 先盖上盖玻片，再在盖玻片一侧滴加培养液，另一侧用吸水纸吸引
12．(2025·徐州四模)下列“边做边学”或“探究·实践”活动的做法，不合理的有 ( )
A．模拟动物性状分离比的杂交实验，1号罐中放100个黑子，2号罐中放100个白子
B．设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，A、G配件的长度大于C、T配件的长度
C．调查人群中的遗传病，通常选择色盲、白化病和冠心病等发病率较高的单基因遗传病
D．建立减数分裂中染色体变化的模型，用同种颜色的橡皮泥制作大小相同的同源染色体
ACD
解析：模拟动物性状分离比的杂交实验，1号和2号罐中都放100个黑子和100个白子，A不合理；调查时，最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病，但冠心病属于多基因遗传病，C不合理；建立减数分裂中染色体变化的模型，用不同种颜色的橡皮泥制作大小相同的同源染色体，D不合理。
13．(2025·如东四模)菠菜是通过官方和民间等多种途径从中亚和南亚等地先后传入我国的。如今，菠菜在我们生活中非常普遍，不仅出现在人们的餐桌上，还经常被用作实验材料。下列有关叙述错误的有 ( )
A．根据不同色素在层析液中的溶解度不同可提取菠菜绿叶中的色素
B．菠菜叶肉细胞虽有大液泡，但不适合探究植物细胞的吸水和失水
C．菠菜根尖分生区细胞可以用来观察植物细胞的有丝分裂
D．菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，因此不可能观察到细胞质流动
ABD
解析：根据不同色素在层析液中的溶解度不同可分离菠菜绿叶中的色素，A错误；菠菜叶肉细胞有大液泡，且含有叶绿体，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验，B错误；菠菜根尖分生区组织细胞分裂旺盛，可以用来观察植物细胞的有丝分裂，C正确；菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，细胞质无色透明，但可通过调暗视野亮度等方法观察细胞质流动，D错误。专题9 实验和研究性课题
小专题1 教 材 实 验
考向1 实验材料的选择和实验原理
1．(2024·江苏卷)有同学以紫色洋葱为实验材料，进行“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。下列叙述合理的是( D )
A．制作临时装片时，先将撕下的表皮放在载玻片上，再滴一滴清水，盖上盖玻片
B．用低倍镜观察刚制成的临时装片，可见细胞多呈长条形，细胞核位于细胞中央
C．用吸水纸引流使0.3 g·mL－1蔗糖溶液替换清水，可先后观察到质壁分离和复原现象
D．通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态
解析：制作临时装片时，通常是先滴一滴清水在载玻片上，然后将撕下的表皮放在清水上，再盖上盖玻片，A不合理；用低倍镜观察刚制成的临时装片时，细胞核通常位于细胞的一侧，而不是位于中央，B不合理；用吸水纸引流蔗糖溶液替换清水，可以观察到质壁分离现象，要观察质壁分离复原现象需要重新用清水替换蔗糖溶液，C不合理；当液泡体积变大，说明细胞吸水，液泡体积变小，说明细胞失水，所以通过观察紫色中央液泡体积大小变化，可推测表皮细胞是处于吸水还是失水状态，D合理。
考向2 实验步骤和技术方法
2．(2024·江苏卷)某同学进行下列实验时，下列操作合理的是( A )
A．从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰以灭菌
B．观察黑藻的细胞质流动时，在高倍镜下先调粗准焦螺旋，再调细准焦螺旋
C．探究温度对酶活性的影响时，先将酶与底物混合，然后在不同温度下水浴处理
D．鉴定脂肪时，子叶临时切片先用体积分数为50%的乙醇浸泡，再用苏丹Ⅲ染液染色
解析：从试管取菌种前，先在火焰旁拔棉塞，再将试管口迅速通过火焰，这样可以避免菌种被污染，A合理；在高倍镜下观察时，不能调节粗准焦螺旋，B不合理；探究温度对酶活性的影响时，应先将酶和底物分别在不同温度下处理，然后再混合，若先将酶与底物混合，再在不同温度下水浴处理，会在达到设定温度前就发生反应，影响实验结果，C不合理；鉴定脂肪时，子叶临时切片先用苏丹Ⅲ染液染色，然后用体积分数为50%的乙醇洗去浮色，D不合理。
3．(2022·江苏卷)下列有关实验方法的描述，合理的是( B )
A．将一定量胡萝卜切碎，加适量水、石英砂，充分研磨，过滤，获取胡萝卜素提取液
B．适当浓度蔗糖溶液处理新鲜黑藻叶装片，可先后观察到细胞质流动与质壁分离现象
C．检测样品中的蛋白质时，须加热使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
D．用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式
解析：用有机溶剂提取胡萝卜素，因为胡萝卜素不溶于水、易溶于有机溶剂，A不合理；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不用加热，C不合理；溴麝香草酚蓝溶液可检测CO2，检测酒精用酸性重铬酸钾溶液，D不合理。
考向3 实验结果分析、讨论
4．(多选)(2023·江苏卷)下列中学实验需要使用显微镜观察，下列叙述错误的有( BCD )
A．观察细胞中的脂肪时，脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
B．观察酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清晰可见
C．观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动
D．观察植物细胞质壁分离时，在低倍镜下无法观察到质壁分离现象
解析：核糖体为亚显微结构，光学显微镜下无法观察到，B错误；观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈长方形，而且叶绿体围绕液泡运动，C错误；植物细胞质壁分离和质壁分离复原实验中，三次观察均在低倍镜下进行，D错误。
归纳1 显微观察类实验
1．高中阶段显微观察类实验总结
观察方式 实验名称 观察对象 玻片标本 染色剂 细胞状态 生物材料
原色观察 观察叶绿体 叶绿体 (高倍镜下) 临时装片 无 活 藓类叶、黑藻叶片等
观察细胞质流动(人教) 以叶绿体为标志物 临时装片 无 活 黑藻叶片
探究植物细胞的吸水和失水 紫色大液泡(低倍镜下) 临时装片 无 活 紫色洋葱鳞片叶外表皮
染色观察 观察细胞的有丝分裂 染色体 临时装片 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 死 洋葱根尖/大蒜根尖
检测生物组织中的脂肪 脂肪 切片 ↓ 临时装片 苏丹Ⅲ染液 死 花生/核桃种子
实验操作流程模板
注：“探究植物细胞的吸水和失水”实验在苏教版中称为“观察植物细胞的质壁分离和复原现象”。
┃ 归纳总结 ┃
高中生物实验中常见“颜色”的总结
颜色 原理
红 ①还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀； ②染色体(质)＋醋酸洋红液→红色； ③叶绿素a和叶绿素b→主要吸收红光和蓝紫光
黄 ①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色； ②叶绿体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＋橙色的酸性重铬酸钾溶液→灰绿色； ②叶绿体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)＋甲紫溶液→紫色； ②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色； ③叶绿体中的4种色素→都能吸收蓝紫光
2．显微观察临时装片的制作方法
方法 实验材料特点 实验名称
压片法 比较疏松的材料，如根尖、花药等，实验中要压碎，以使细胞分散，便于观察 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
装片法 微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞)，直接观察 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动；观察植物细胞的吸水和失水
切片法 相对较大、较硬的材料，如花生 生物组织中脂肪的检测
归纳2 鉴定提取类实验
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 砖红色沉淀 苹果或梨的匀浆等 现配现用、水浴加热、(浅)蓝色变成砖红色
脂肪的鉴定 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生种子切片 需用高倍镜观察，体积分数为50%的酒精洗去浮色
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
绿叶中色素的提取和分离 提取液：无水乙醇；分离液：层析液 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 新鲜的绿叶(如菠菜叶) 加入二氧化硅是为了使研磨更充分；碳酸钙可防止色素在研磨中被破坏
DNA的粗提取与鉴定 二苯胺试剂 蓝色 鸡血、新鲜的洋葱等 沸水浴加热5 min，无色变蓝色
实验操作 流程模板
归纳3 调查类实验
研究课题 调查对象 统计方法 计算公式
种群密度的取样调查 活动范围大的动物 标记重捕法 ＝
植物或活动能力弱的动物 样方法 所有样方内个体总数/样方的总面积
肉眼不可见的细菌、酵母菌等微生物或血细胞 显微计数法(本质为样方法，利用血细胞计数板或细菌计数板计数) 若小格体积为1 mm3，则1 mL溶液个体数＝(n1＋n2＋…＋nm)/m×103×稀释倍数
调查人群中某种遗传病 发病率较高的单基因遗传病 汇总法 发病率＝×100%
实验操作 流程模板
归纳4 模拟及探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两侧溶液的浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度(至少3种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH(至少3种) 酶的活性(气泡的数量等，滤纸片浮出液面与滤纸片进入液面的时间差) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧气的有无 CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度等)；酒精的产生(酸性重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
探究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 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
实验操作流程模板
归纳5 教材经典实验分类归纳
1．科学家的研究成果
科学家 研究成果
施莱登和 施旺等 提出了细胞学说，揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性
罗伯特森 生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，认为膜是静态的
辛格和 尼克尔森 提出生物膜流动镶嵌模型
恩格尔曼 证明叶绿体是植物进行光合作用的场所
鲁宾和 卡门 用同位素标记法(稳定性同位素18O)证明了光合作用中释放的氧全部来自水
卡尔文 用放射性同位素标记法(14CO4)探明了CO2在光合作用中的转化途径
孟德尔 采用假说—演绎法，提出了遗传的分离定律和自由组合定律
萨顿 提出基因在染色体上的假说
摩尔根 采用假说—演绎法证明基因在染色体上，并通过实验观察证明基因在染色体上呈线性排列
格里菲思 推想S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型细菌转化为S型细菌
艾弗里等 利用“减法原理”证明DNA是遗传物质，蛋白质等不是
赫尔希 和蔡斯 通过(T2)噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质
沃森和 克里克 提出了DNA分子双螺旋结构模型
克里克 ①第一个以T4噬菌体为研究材料证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸；同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符； ②提出了中心法则
尼伦伯格 破译了第一个遗传密码UUU(编码苯丙氨酸)
达尔文 在《物种起源》中提出了自然选择学说
斯他林和 贝利斯 发现了促胰液素
温特 通过实验证明，胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质促使尖端下面部位生长
2．教材实验中药品的应用
(1)酒精
浓度 实验 作用
50%的 酒精 检测生物组织中的脂肪 脂肪鉴定中洗去多余浮色
75%的 酒精 微生物的实验室培养 杀菌、消毒(渗透破坏细胞膜，使蛋白质变性)
95%的 酒精 观察细胞有丝分裂 解离液的成分之一[酒精(体积分数为95%)1份，浓盐酸(质量分数为15%)1份，二者混合]
DNA的粗提取与鉴定 提取含杂质较少的DNA(析出)
无水 乙醇 光合色素的提取与分离 提取叶绿体色素(溶解)
(2)盐酸
实验名称 盐酸浓度 盐酸的作用
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 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，质量浓度为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，质量浓度为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。
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 实验应用
质量浓度为0.3 g·mL－1的蔗糖溶液 使植物细胞刚好发生质壁分离且对细胞无伤害 观察植物细胞的吸水和失水(植物细胞的质壁分离及复原)
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
3．经典实验的实验方法
教材经典实验 实验方法
制作DNA分子双螺旋结构模型 构建物理模型法
制作真核细胞三维结构模型 构建物理模型法
种群数量增长模型 构建数学模型法
分离各种细胞器 差速离心法
证明DNA进行半保留复制 密度梯度离心法、同位素标记法
分离叶绿体中的色素 纸层析法
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 死体染色法
探究酵母菌的呼吸方式 对比实验法和产物检测法
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 同位素标记(示踪)法
摩尔根证明基因在染色体上 假说—演绎法
孟德尔两大遗传定律的发现 假说—演绎法
调查土壤中小动物类群的丰富度 取样器取样法
估算种群密度(活动能力强的生物) 标记重捕法
估算种群密度(活动能力弱的生物) 样方法
命题1 实验材料的选择和实验原理
(多选)(2025·南通四模)某生物兴趣小组用无水乙醇提取新鲜菠菜绿叶中的色素，并用分光光度计测定叶片中的叶绿素含量。相关叙述正确的有( BD )
A．可将剪碎的叶片放入乙醇中，在室温下浸提2 min
B．提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管
C．可用滤纸过滤收集澄清的色素提取液再进行测定
D．实验中需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果
解析：浸泡提取色素时，应在室温或常温下浸泡30 min以上或在低温下浸提12 h，A错误；为了防止色素在光下分解或变质，提取色素的过程中可用锡箔纸包裹装有色素的试管以隔绝光照，B正确；叶绿体色素易吸附在滤纸上，一般用单层的尼龙布过滤，C错误；色素溶于无水乙醇中，为了保证测定叶绿素含量的准确性，需测定无水乙醇对红光的吸收值用于校正实验结果，D正确。
┃ 题后点拨 ┃
实验材料的选择多以选择题形式出现，清楚每种实验材料的特点以及选择原因是解答实验材料选择类试题的关键。
(1)选择的实验材料最好有利于观察，且不能对实验结果产生影响。原色观察类实验最好选择有色的生物组织细胞，以利于实验结果的观察。染色观察的实验最好选择无色的材料，排除材料本身的颜色对实验结果的影响。
(2)有的实验材料必须是新鲜的，放置的时间不能太长，如用蔗糖作为对照来做还原糖的鉴定，蔗糖本身无还原性，但如果蔗糖放置时间过长，部分蔗糖可能被微生物分解而产生还原性物质。再如叶绿体色素的提取和分离实验中应选择新鲜的绿色叶片。
(2025·湖南卷)用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是( B )
选项 实验内容 替代措施
A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片”
B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”
C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”
D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”
解析：菠菜叶中含叶绿体，因此用“菠菜叶”替代“藓类叶片”也可以在高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布，能达成实验目的；猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核和众多细胞器(无DNA)，因此“猪成熟红细胞”不能作为DNA的粗提取与鉴定的实验材料；染色体能被碱性染料，如醋酸洋红液、甲紫溶液等染成深色，因此在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”能达成实验目的；在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，用肝脏研磨液就是因其含过氧化氢酶，因此用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”能达成实验目的。
命题2 实验步骤和技术方法
(2025·山东卷)“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是( B )
A．应使用干燥的定性滤纸
B．绿叶需烘干后再提取色素
C．重复画线前需等待滤液细线干燥
D．无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代
解析：水分会影响层析液在滤纸条上扩散而影响色素的分离，故使用干燥的定性滤纸进行色素分离操作，A正确；烘干可能会使色素被破坏，故绿叶不需要烘干后再提取色素，B错误；重复画线前需等待滤液细线干燥，这样可以保证得到的色素带清晰，C正确；无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代，无水碳酸钠可以除去95%乙醇中的水分，起到与无水乙醇类似的提取色素的作用，D正确。
(2021·江苏卷)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列叙述正确的是( A )
A．用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞，仍可用于实验
B．将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C．为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D．实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
解析：显微镜的使用方法是先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，B错误；为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引，重复几次，洋葱细胞就浸泡在蔗糖溶液中，C错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有一个紫色大液泡，无色细胞可能是鳞茎细胞，D错误。
命题3 实验结果的检测、分析
(多选)(2021·江苏卷)数据统计和分析是许多实验的重要环节，下列实验中获取数据的方法合理的有( ABC )
实验 实验内容 获取数据的方法
① 调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度 使用标记重捕法，尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后立即释放
② 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝染色，血细胞计数板计数
③ 调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率 在数量足够大的人群中随机调查
④ 探究唾液淀粉酶活性的最适温度 设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验，记录实验数据
A．实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
解析：灰喜鹊属于活动范围广、活动能力强的动物，应使用标记重捕法调查灰喜鹊的种群密度，且标记物尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后应立即释放，A合理；探究培养液中酵母菌种群数量的变化时，摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝染液染色，血细胞计数板计数，被染成蓝色的酵母菌为死细胞，在观察计数时只计不被染成蓝色的酵母菌，B合理；调查高度近视(600度以上)在人群中的发病率，应在群体中抽样调查，选取的样本要足够多，且要随机取样，C合理；探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应围绕37 ℃在梯度为0.5 ℃的不同温度下进行实验，若设置0 ℃、37 ℃、100 ℃三个温度进行实验，不能说明唾液淀粉酶的最适温度是37 ℃，D不合理。
命题4 实验试剂的选择和使用
(多选)(2025·徐州打靶卷)下列实验与对应叙述内容错误的有( ABC )
选项 实验名称 实验试剂、材料或现象
A 检测生物组织中的糖类和蛋白质 斐林试剂和双缩脲试剂的成分和用法完全不同
B 观察叶绿体和细胞质流动 高倍镜下可以观察到叶绿体的分布和结构
C 探究pH对酶活性的影响 淀粉酶与淀粉均先调至对应pH后再混合
D 绿叶中色素的提取和分离 无水乙醇和层析液都可以溶解绿叶中的色素
解析：斐林试剂和双缩脲试剂都由硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液组成，且氢氧化钠溶液的浓度也相同，A错误；高倍镜下可以观察到叶绿体的分布和形态，但不能观察到其结构，B错误；因为酸能够催化淀粉的水解，因此探究pH对酶活性的影响的实验，不能选用淀粉酶和淀粉为材料，C错误。
命题5 生物科学史
(2025·盐城四模)生命科学史中蕴含着丰富的科学思维和方法，下列叙述正确的是( D )
A．辛格和尼科尔森运用假说—演绎法提出细胞膜的流动镶嵌模型
B．艾弗里和他的同事利用减法原理设计实验，证明了DNA是主要的遗传物质
C．鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法，证明了光合作用产生的氧气来自水
D．沃森和克里克运用构建物理模型的方法，提出了DNA双螺旋结构模型
解析：辛格和尼科尔森基于实验观察进行归纳总结，提出了流动镶嵌模型，A错误；艾弗里和他的同事利用减法原理设计实验，证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，B错误；鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行了两组实验，证明了光合作用产生的O2来自H2O，该实验方法为同位素标记法，但18O没有放射性，C错误。
一、 单项选择题
1．(2025·南通四模)在生物学实验中，规范操作是实验成功的前提。下列相关叙述错误的是( B )
A．还原糖的鉴定实验中，若加热时间过长，砖红色沉淀颜色会加深，甚至变成黑色
B．观察细胞质流动实验中，若以水绵为材料，观察到叶绿体随细胞质快速流动
C．探究植物细胞失水和吸水实验中，若蔗糖溶液浓度过大，细胞质壁分离后无法复原
D．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，若漂洗不充分，染色体染色效果不佳
解析：在还原糖的鉴定实验中，使用斐林试剂并水浴加热会产生砖红色沉淀Cu2O，若加热时间过长，Cu2O会进一步被氧化，颜色会加深，甚至变成黑色的CuO，A正确；观察细胞质流动实验中，若以水绵为材料，水绵细胞的叶绿体较大且呈带状，螺旋式排列在细胞中，会随细胞质较慢流动，B错误；在探究植物细胞失水和吸水实验中，如果蔗糖溶液浓度过大，植物细胞会过度失水，导致细胞死亡，原生质层失去选择透过性，即使再将其放入清水中，细胞质壁分离后也无法复原，C正确；观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，同时避免解离液影响染色效果，若漂洗不充分，解离液中的酸性物质会与碱性染料反应，从而导致染色体染色效果不佳，D正确。
2．(2025·扬州四模)将羽衣甘蓝的叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先后置于层析液和蒸馏水中进行层析，过程及结果如图所示。已知1、2、3、4、5代表不同类型的色素。下列分析错误的是( B )
A．色素5在层析液中的溶解度最小
B．蒸馏水分离时点样点应浸没在蒸馏水中
C．色素1、2、3、4均可吸收蓝紫光
D．缺镁会影响色素3和4的含量
解析：根据层析的结果，用层析液分离时不出现色素5，说明其在层析液中的溶解度最小，A正确；蒸馏水分离时，点样点不能触及蒸馏水，而是让滤纸的边缘接触蒸馏水，让蒸馏水在滤纸上慢慢扩散，B错误；1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此1～4依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，均可吸收蓝紫光，C正确；镁参与构成叶绿素，故缺镁会影响色素3和4的含量，D正确。
3．(2025·前黄中学)调查法是重要的研究方法之一。下列叙述正确的是( A )
A．可以用样方法调查青蛙等活动范围不大的动物的种群密度
B．调查人群中的遗传病最好选取发病率较高的多基因遗传病
C．用黑光灯诱捕法调查某种昆虫的密度利用了昆虫的避光性
D．记名计算法用于调查物种的数量，需要按照多度等级来记录数量
解析：调查人群中的遗传病最好选取发病率较高的单基因遗传病，B错误；用黑光灯诱捕法调查某种昆虫的密度利用了昆虫的趋光性，C错误；目测估计法用于调查物种的数量，需要按照多度等级来记录数量，D错误。
4．(2025·南京二模)科学史实验为生命科学的发展作出了重要的贡献。下列叙述错误的是( B )
A．梅塞尔森和斯塔尔利用假说—演绎法证明了DNA的半保留复制
B．尼伦伯格和马太破译了遗传密码，并最终完成了密码子表的构建
C．富兰克林的DNA衍射图谱为DNA螺旋结构模型的建构提供了实证
D．伯格进行了DNA改造研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子
解析：尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码，此后的5～6年里，多名科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断改进实验方法，终于破译了全部64个密码子(教材链接：人教版必修2 P70)，B错误；1972年，伯格进行了DNA改造的研究，成功构建了第一个体外重组DNA分子(教材链接：人教版选择性必修3 P69)，D正确。
5．(2025·江苏调研)生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键。下列相关叙述错误的是( C )
A．“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料
B．“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，选择黑藻小叶做实验材料
C．“观察植物分生区组织细胞有丝分裂”实验中，选择菠菜叶肉细胞做实验材料
D．“DNA的粗提取与鉴定”实验中，选择哺乳动物的肝脏做实验材料
解析：洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色大液泡，便于观察植物细胞的吸水和失水，故“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，选择洋葱鳞片叶外表皮做实验材料，A正确；黑藻小叶薄，叶绿体大且清楚，可用于观察叶绿体和细胞质的流动，“用高倍镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，选择黑藻小叶做实验材料，B正确；菠菜叶肉细胞是高度分化的细胞，不进行有丝分裂，不能用于观察植物分生区组织细胞的有丝分裂，应选根尖分生区细胞，C错误；哺乳动物肝脏细胞有细胞核，含DNA，可用于“DNA的粗提取与鉴定”实验，D正确。
6．(2025·北京卷)“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g·mL－1蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。以下叙述错误的是( D )
图1 清水
图2 蔗糖溶液
A．图1，水分子通过渗透作用进出细胞
B．图1，细胞壁限制过多的水进入细胞
C．图2，细胞失去的水分子是自由水
D．与图1相比，图2中细胞液浓度小
解析：图1细胞吸水后细胞液浓度降低，图2细胞失水后细胞液浓度升高，因此与图1相比，图2中细胞液浓度大，D错误。
7．(2025·如东2.5模)下列有关生物学理论的形成或实验的叙述，错误的是( D )
A．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验采用了对比实验的探究方法
B．原生质层伸缩性强于细胞壁，所以可观察到质壁分离现象
C．制作细胞有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需先漂洗再用甲紫溶液染色
D．施莱登和施旺运用完全归纳法提出了细胞学说
解析：探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中，有氧呼吸组和无氧呼吸组相互对照，是采用了对比实验的探究方法，A正确；由于原生质层伸缩性强于细胞壁，导致原生质层失水时体积减小，而细胞壁几乎不变，所以可观察到质壁分离现象，B正确；制作细胞有丝分裂装片的步骤为解离→漂洗→染色→制片，染色可用甲紫溶液，用盐酸解离后需要先漂洗的原因是甲紫为碱性染料，盐酸会影响染色效果，C正确；施莱登和施旺运用不完全归纳法提出了细胞学说，D错误。
8．(2025·宿迁四模)关于物质鉴定的实验，下列叙述正确的是( A )
A．在使用淀粉酶、淀粉、蔗糖探究酶的专一性实验中，不可以选用碘液对结果进行鉴定
B．2 mL梨匀浆中加入1 mL斐林试剂，在65 ℃水浴加热前后，颜色将由无色变砖红色
C．取浸泡过的花生种子充分研磨后制成临时装片，用苏丹Ⅲ染液染色后可观察到橘黄色颗粒
D．蛋白质鉴定时，依次向试管内加入2 mL鸡蛋清、1 mL双缩脲试剂A液、4滴双缩脲试剂B液
解析：在使用淀粉酶、淀粉、蔗糖探究酶的专一性实验中，因为碘液只能检测淀粉是否被水解，无法检测蔗糖是否被水解，所以不可以选用碘液对结果进行鉴定，A正确；斐林试剂本身是蓝色的，2 mL梨匀浆中加入1 mL斐林试剂，在65 ℃水浴加热后，颜色由蓝色变为砖红色，B错误；取浸泡过的花生种子切成薄片放在载玻片上，用苏丹Ⅲ染液染色后还需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色，再用吸水纸吸去酒精，滴加清水，制成临时装片，观察橘黄色颗粒，C错误；鉴定蛋白质时，应先向试管内加入2 mL鸡蛋清稀释液，再加入1 mL双缩脲试剂A液，摇匀后再加入4滴双缩脲试剂B液，D错误。
9．(2025·如皋3.5模)下列有关中学生物学实验的叙述，正确的是( A )
A．光学显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中央液泡的大小以及原生质层的位置
B．“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，向酵母菌培养瓶中加入酸性重铬酸钾检测酒精
C．分离色素时，若未除去水溶性花青素，会导致光合色素条带的宽度和顺序发生变化
D．设计对照实验时需控制对实验结果没有影响的无关变量相同且适宜
解析：“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，应从酵母菌培养瓶中取部分培养液，在试管中加入酸性重铬酸钾检测酒精，而不是直接向培养瓶中加入，B错误；分离色素时，若未除去水溶性花青素，花青素不溶于有机溶剂，不会随层析液在滤纸条上扩散，不会影响光合色素条带的顺序，但可能会因为占据滤纸条空间等原因影响光合色素条带的宽度，C错误；设计对照实验时需控制无关变量相同且适宜，无关变量对实验结果也会产生影响，D错误。
二、 多项选择题
10．(2025·泰州开学调研)下列有关生命科学史的叙述，错误的有( AC )
A．希尔实验说明水的光解产生O2，且光合作用产生的O2中的氧元素全部来自水
B．阿尔农发现在光照下叶绿体中合成ATP的过程总是与水的光解相伴随
C．沃森和克里克根据DNA衍射图谱推算出了双链DNA分子中碱基互补配对
D．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法与密度梯度离心法证明了DNA的半保留复制
解析：希尔实验通过离体叶绿体在无CO2条件下光照释放O2，证实了水的光解可产生O2，但无法确定光合作用产生O2中的氧元素全部来自水，后来是鲁宾和卡门用同位素标记法证明O2中的氧元素全部来自水，A错误；阿尔农发现在光照下叶绿体中光反应中ATP的合成总是与水的光解(释放O2)同步发生，此结论正确描述了光反应的能量转化过程，B正确；沃森和克里克是基于查戈夫法则(A＝T、C＝G)和富兰克林拍下的DNA衍射图谱，构建出双螺旋模型并推导出碱基互补配对原则，C错误；梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为材料，用氮元素的两种稳定同位素15N和14N标记DNA，再通过密度梯度离心来区分亲子代DNA，从而证实了沃森和克里克提出的DNA半保留复制假说，D正确。
11．(2025·苏州期初调研)以下生物学实验的部分操作过程，叙述错误的有( CD )
选项 实验名称 实验操作或目的
A 提取和分离绿叶中色素实验 可用单层尼龙布来过滤研磨液
B PCR扩增 需一次性向体系内加入足量的模板、引物、dNTP、TaqDNA聚合酶、缓冲液等物质
C 探究扦插枝条生根最适生长素浓度实验 预实验目的是为正式实验摸索条件和减少实验的误差
D 探究酵母菌种群数量变化实验 先盖上盖玻片，再在盖玻片一侧滴加培养液，另一侧用吸水纸吸引
解析：预实验不可以减少实验误差，C错误；在盖玻片一侧滴少量样液，让其自行渗入计数室，D错误。
12．(2025·徐州四模)下列“边做边学”或“探究·实践”活动的做法，不合理的有( ACD )
A．模拟动物性状分离比的杂交实验，1号罐中放100个黑子，2号罐中放100个白子
B．设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，A、G配件的长度大于C、T配件的长度
C．调查人群中的遗传病，通常选择色盲、白化病和冠心病等发病率较高的单基因遗传病
D．建立减数分裂中染色体变化的模型，用同种颜色的橡皮泥制作大小相同的同源染色体
解析：模拟动物性状分离比的杂交实验，1号和2号罐中都放100个黑子和100个白子，A不合理；调查时，最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病，但冠心病属于多基因遗传病，C不合理；建立减数分裂中染色体变化的模型，用不同种颜色的橡皮泥制作大小相同的同源染色体，D不合理。
13．(2025·如东四模)菠菜是通过官方和民间等多种途径从中亚和南亚等地先后传入我国的。如今，菠菜在我们生活中非常普遍，不仅出现在人们的餐桌上，还经常被用作实验材料。下列有关叙述错误的有( ABD )
A．根据不同色素在层析液中的溶解度不同可提取菠菜绿叶中的色素
B．菠菜叶肉细胞虽有大液泡，但不适合探究植物细胞的吸水和失水
C．菠菜根尖分生区细胞可以用来观察植物细胞的有丝分裂
D．菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，因此不可能观察到细胞质流动
解析：根据不同色素在层析液中的溶解度不同可分离菠菜绿叶中的色素，A错误；菠菜叶肉细胞有大液泡，且含有叶绿体，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验，B错误；菠菜根尖分生区组织细胞分裂旺盛，可以用来观察植物细胞的有丝分裂，C正确；菠菜根尖成熟区细胞不含叶绿体，细胞质无色透明，但可通过调暗视野亮度等方法观察细胞质流动，D错误。
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