2019届 二轮复习实验与实验探究 教案（适用全国）

【2019年高考考纲解读】
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，并能将这些实验与技术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解释、分析和处理。
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作出恰当的评价和修订。
【网络构建】
【重点、难点剖析】
一、观察、鉴定类实验及调查类实验
(一)观察类实验归类比较
实验名称
细胞的状态
染色剂
生物材料
观察DNA、RNA在细胞中的分布
死细胞
甲基绿、
吡罗红
人的口腔[][]
上皮细胞
观察线粒体
活细胞[]
健那绿
观察细胞的
减数分裂
死细胞
无(为固
定装片)
蝗虫精母细胞
低温诱导植物染色体数目的变化
死细胞
改良苯酚
品红染液
洋葱根尖细胞
观察细胞的有丝分裂
死细胞
龙胆紫(或
醋酸洋红)
观察多种多样的细胞
活或
死细胞
无(无需
染色)
酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
观察叶绿体
活细胞
藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)
观察植物细胞的质壁分离与复原
活细胞
紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
说明：(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。(2)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。
(二)鉴定类实验归类比较
实验名称
鉴定对象
试剂
颜色
生物材料
备注
淀粉的
鉴定
淀粉
碘液
蓝色
脱色的
叶片
无
还原糖
的鉴定
还原糖
斐林试剂
砖红色
沉淀
苹果或梨的匀浆等
甲乙液现配现用、水浴加热
脂肪的
鉴定
脂肪
苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液
橘黄(或
红)色
花生种子切片
需用高倍镜观察
蛋白质
的鉴定
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
豆浆、稀蛋清等
先加A液，摇匀后加B液，摇匀
尿糖的
检测
葡萄糖
葡萄糖
试纸
有色
水、葡萄糖溶液、三份模拟“尿样”
无
绿叶
中色素
的提取
和分离
四种
色素
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研磨得更充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
(三)经典实验、拓展实验的条件控制与结果的显示方法
1．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释放量或淀粉减少量；
③原子转移途径：放射性同位素示踪法；
④细胞液浓度大小：质壁分离；
⑤细胞是否死亡：质壁分离、亚甲基蓝溶液染色；
⑥甲状腺激素作用：动物耗氧量、发育速度等；
⑦生长激素作用：生长速度(体重变化、身高变化)；
⑧胰岛素作用：动物活动状态。学科&网
2．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：酒精加热。
⑥避免光合作用对呼吸作用的干扰：给植株遮光；
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)。
3．实验中控制温度的方法
①还原糖鉴定：水浴加热煮沸；
②酶促反应：水浴保温(最适温度或实验给定温度)；
③用酒精溶解叶中的叶绿体色素：酒精要隔水加热；
④二苯胺试剂鉴定DNA：水浴煮沸加热；
⑤细胞和组织培养以及微生物培养：恒温培养。
(四)调查类实验
　一般程序：确定课题和实验方案―→实施计划―→结果分析―→结论―→建议。
实验名称
调查对象
调查方法
统计方法(计算公式)
种群密
度的取
样调查
动物
标志
重捕法
＝

植物
样方法

调查人群
中遗传病
人类某种
遗传病
汇总法
发病率＝
×100%
土壤中小动物类群
丰富度的研究
土壤中的
小动物
取样器
取样法
记名计算法、目测估计法
二、探究类实验
1．探究类实验的一般程序
(1)完整的实验设计一般包括实验题目、假设、预期、实验观察和收集数据、分析、推论、评价、交流等。
(2)科学探究的一般过程为：观察、提出问题―→作出假设―→设计、完成实验―→分析数据，得出结论―→交流、表达和再探究。
(3)探究实验设计时要遵循四大原则：科学性原则、对照原则、单一变量原则和平行重复原则。
(4)实验过程中可以变化的因素称为变量，生物学实验中常涉及的类型有自变量、因变量和无关变量。
(5)实验一般程序：分组编号―→设置对照―→条件处理―→观察比较―→得出结论(参见下面四步曲)。

2．教材探究实验分析
实验名称
自变量
因变量
探究影响酶活性的因素(温度、pH等)
不同温度(或不同pH)
酶的活性(通过检测底物或产物来确定)
探究酵母菌的呼吸方式
O2的有无
CO2生成量(澄清石灰水浑浊程度检测)；酒精产生(酸性条件下的重铬酸钾溶液检测)
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
一系列浓度梯度的生长素类似物溶液
生根数量和长度
探究培养液中酵母菌数量的动态变化
时间
酵母菌数量
3.探究性实验和验证性实验的比较
比较项目
探究性实验
验证性实验
实验目的
探究研究对象的未知属性、特性以及与其他因素的关系的实验
验证某一结论是否正确的实验
实验假设
根据现有的科学理论、事实，对所探究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释。常采用“如果A，则B”的形式
因结论已知，不存在假设
实验原理
因探究内容而异
因验证内容而异
实验现象
未知
已知
预期结果
对应假设，分开讨论
与验证结果相符
实验结论
根据可能结果，进行分析
对应实验目的作出肯定的结论
【题型示例】
题型一、观察、鉴定类实验及调查类实验
【例1】（2018江苏卷，24）下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述错误的是（　　）
编号
实验名称
实验材料
实验操作或现象
①
观察植物细胞的质壁分离
紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等
原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰
②
检测生物组织中的脂肪
花生子叶、苏丹Ⅲ染液等
在高倍镜下可见细胞中被染成橘黄色的脂肪液滴
③
观察细胞有丝分裂
洋葱根尖、龙胆紫溶液等
在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密
④
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
酵母菌、血细胞计数板等
在10×目镜、40×物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母菌的计数
A．实验① B．实验② C．实验③ D．实验④
【答案】ACD
【变式探究】（2018海南卷，23）关于普通光学显微镜的使用，下列叙述正确的是（　　）
A．在高倍镜下观察时，用粗准焦螺旋调整焦距
B．高倍镜下无法观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒
C．由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央
D．高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗－亮－暗三层结构
【答案】C
【解析】在高倍镜下观察时，只能用细准焦螺旋调整焦距，A错误；高倍镜下可以清楚观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒，B错误；由低倍镜转到高倍镜前，将待观察目标移至视野中央，C正确；电子显微镜下可以观察到细胞膜清晰的暗－亮－暗三层结构，D错误。　
【举一反三】（2017年江苏卷，4）下列关于用显微镜观察细胞的实验，叙述正确的是（　　）
A．转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动
B．以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离
C．苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒
D．在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数
【答案】C
【解析】转换物镜时，应转动转换器，不能转动物镜，A错误；洋葱鳞片叶内表皮属于成熟的植物细胞，有大液泡，可发生质壁分离，B错误；花生子叶细胞含有脂肪，苏丹Ⅲ可将其染成橘黄色，通过显微镜可观察到橘黄色颗粒，C正确；新鲜黑藻小叶中含有很多个叶绿体，显微镜下可观察其叶绿体形态，由于细胞是立体的，细胞中叶绿体数较多，会有重叠和掩盖，计数很困难，D错误。学科&网
【变式探究】(2016·江苏高考)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是(　　)
实验编号
实验名称
观察到的实验现象
①
观察植物细胞的质壁分离和复原
镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；
镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致
②
观察多种多样的细胞
菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成；人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体
③
观察细胞的有丝分裂
洋葱根尖伸长区细胞长，液泡大；分生区细胞呈正方形，多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
④
探究酵母菌种群数量的动态变化
酵母细胞呈球形或椭圆形，细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见
A．实验①　　　　　 　B．实验②
C．实验③ D．实验④
【举一反三】下图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片，下列叙述正确的是（ ）
A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B.乙细胞中染色体被平均分配，移向细胞两极
C.甲和乙细胞中的染色体数目相等，DNA含量相同
D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长
【答案】B
【变式探究】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。 下列叙述正确的是（ ）
A. 强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B. 类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C. 色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D. 画滤液线时,滤液在点样线上只能画一次
【答案】ABC
【解析】图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。图示表明强光照下叶绿素宽度变窄，类胡萝卜素宽度变宽，说明此时叶绿素含量降低，类胡萝卜素增加，有利于抵御强光照，AB正确；胡萝卜素和叶黄素吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；画滤液细线时，滤液在点样线上需画2~3次，保证色素的含量，D错误。
【变式探究】下列关于实验现象与结果的分析,错误的是（ ）
A. 组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液,显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪
B. 组织样液中滴加斐林试剂,不产生砖红色沉淀说明没有还原糖
C. 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
D. PCR 产物中加入二苯胺试剂,加热变蓝说明有目的 DNA 产生
【答案】BD
【变式探究】根据以下实验内容回答问题。
①生物组织中还原糖的鉴定　　　 ⑤叶绿体中色素的提取和分离
②花生子叶中脂肪的鉴定 ⑥观察DNA和RNA在细胞中的分布
③生物组织中蛋白质的鉴定 ⑦观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
④观察植物细胞的质壁分离和复原 ⑧探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)在上述实验过程中，必须借助显微镜才能完成的是________(序号)，换用高倍显微镜观察时，应调节________，直至看清楚物像为止。实验中应始终保持生物活性的是________(序号)。
(2)由于实验材料用品或试剂所限，有时候需要设法替代。下列各项处理中正确的是________。
A．做⑦实验时，可用洋葱表皮代替洋葱根尖
B．做①实验时，可用甘蔗代替苹果
C．做⑤实验时，可用干净的细沙代替二氧化硅
D．做②实验时，可用苏丹Ⅳ代替苏丹Ⅲ染液
(3)在实验⑤中，进行色素层析操作时，要注意不能让________________触及层析液。
(4)进行实验③时，在2 mL蛋白质溶液中加入2 mL双缩脲试剂A，摇匀后又加入2 mL双缩脲试剂B，溶液出现蓝色的原因是产生了过多的________。
(5)在上述实验中，常用到酒精的实验有②⑤⑦，其中酒精所起的作用分别是________________、________________、________________。
【答案】(1)②④⑥⑦　细准焦螺旋　④⑧　(2)CD
(3)滤液细线　(4)Cu(OH)2　(5)洗去浮色　溶解叶绿体色素　与盐酸配制成解离液，使组织细胞分离开来
【解析】(1)还原糖的鉴定、生物组织中蛋白质的鉴定、叶绿体中色素的提取和分离及探究酵母菌的呼吸方式都可以用肉眼直接观察，其他实验均需借助显微镜进行观察。换用高倍镜观察时需调节细准焦螺旋。观察植物细胞的质壁分离和复原及探究酵母菌的呼吸方式中细胞应始终保持生物活性。(2)洋葱表皮细胞不分裂，不能作为观察有丝分裂的实验材料。甘蔗中主要含有蔗糖(非还原糖)，不能用于检测还原糖的实验。
【变式探究】下列试剂与鉴定的物质及颜色变化的对应关系，不正确的一组是(　　)。
A．双缩脲试剂—蛋白质—紫色；健那绿染液—线粒体—蓝绿色
B．碘液—淀粉—蓝色；重铬酸钾溶液—酒精—灰绿色
C．二苯胺—DNA—蓝色；斐林试剂—麦芽糖—砖红色
D．醋酸洋红染液—染色体—红色；苏丹Ⅳ染液—脂肪—橘黄色
【答案】D
【解析】苏丹Ⅳ染液将细胞中的脂肪颗粒染成红色，苏丹Ⅲ染液将脂肪颗粒染成橘黄色，D项错误。
题型二、探究类实验
【例2】（2018全国Ⅰ卷，4）已知药物X对细胞增值有促进作用，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】本题考查学生的实验探究能力。根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物组X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，因此乙组加入了药物X，丙组先加入药物X,后加入药物D,故AB正确，C错误；若药物X为蛋白质, 药物D可抑制药物X的作用,因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。
【变式探究】（2017年海南卷，26）为探究植物生长素对枝条生根的影响，研究人员在母体植株上选择适宜的枝条，在一定部位进行环剥去除树皮（含韧皮部），将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条的生根情况，实验的部分结果如表所示。
生长素用量（mg/枝）
处理枝条数
第90天存活枝条数
第90天存活时的生根枝条数
首次出根所需天数
0
50
50
12
75
0．5
50
50
40
30
1．0
50
50
43
25
1．5
50
50
41
30
2．0
50
43
38
30
3．0
50
37
33
33
回答下列问题：
（1）据表可知，生长素用量为0时，有些枝条也生根。其首次出根需要天数较多的原因是_____。
（2）表中只提供了部分实验结果，若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量，你认为需要提供的根的观测指标还有_______（答出两点即可）。
（3）从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是_________。
【答案】（1）枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长
（2）每个枝条的生根数量 根的长度
（3）生长浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够够抑制植物的生长
【举一反三】（2017年江苏卷，13）研究小组探究了萘乙酸（NAA）对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是（　　）
　　　　　　　　　　　　　　
A．自变量是NAA，因变量是平均生根数
B．不同浓度的NAA 均提高了插条生根率
C．生产上应优选320 mg/ L NAA 处理插条
D．400 mg/ L NAA 具有增加生根数的效应
【答案】D
【变式探究】(2016·江苏高考)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)
管号
1%焦性没食子酸(mL)
2%H2O2(mL)
缓冲液(mL)
过氧化物酶溶液(mL)
白菜梗提取液(mL)
煮沸冷却后的白菜梗提取液(mL)
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2
A.1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
解析：选A　根据实验目的“探究白菜梗中是否存在过氧化物酶”，可确定加入白菜梗提取液的3号管为实验组，1号、2号和4号管都为对照组；若3号管显橙红色，还需要与2号管、4号管对照才能证明白菜梗中存在过氧化物酶；若4号管不显橙红色，可能是因为高温使过氧化物酶失活，而不能证明白菜梗中不存在过氧化物酶。学科&网
【举一反三】中国水仙(Narcissus tazetta var. chinensis)是传统观赏花卉,由于其高度不育,只能进行无性繁殖,因而品种稀少。 为了探究中国水仙只开花不结实的原因,有研究者开展了染色体核型分析实验,先制作了临时装片进行镜检、拍照,再对照片中的染色体进行计数、归类、排列,主要步骤如下:
请回答下列问题:
(1)选取新生根尖作为实验材料的主要原因是 。
(2)实验过程中用1mol·L-1HCl 解离的目的是 。
(3)该实验采用卡宝品红作为染色剂,与卡宝品红具有相似作用的试剂有 (填序号)。
①双缩脲试剂 ②醋酸洋红液 ③龙胆紫溶液 ④秋水仙素溶液
(4)镜检时,应不断移动装片,以寻找处于 期且染色体 的细胞进行拍照。
(5)由右上图核型分析结果,得出推论：中国水仙只开花不结实的原因是 。
(6)为了进一步验证上述推论,可以优先选用 (填序号)作为实验材料进行显微观察。
①花萼 ②花瓣 ③ 雌蕊 ④ 花药 ⑤ 花芽
【答案】（1）新生根尖分生区细胞分裂旺盛 （2）使组织细胞相互分离 （3）②③ （4）中 分散良好 （5）中国水仙是三倍体，减数分裂时同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞 6）④
【变式探究】为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂，某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞的有丝分裂和种子萌发影响的实验研究，结果如下表。请回答：
（1）本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片，制片过程中根尖解离需要用到的试剂是 。右图为显微镜下观察到的部分细胞图像，箭头所指的细胞处于分裂期的 期。
（2）实验结果显示，与对照组相比，当可可碱浓度到达1.0mmol.L-1时，在分裂期的细胞中，后期和末期的细胞数目相对 。产生这种结果的原因可能是 ，导致染色体无法移向细胞两极。
（3）实验结果表明，随着可可碱浓度的升高，种子发芽率 。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因，某同学提出假设：可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设，请写出实验设计的基本思路： 。
【答案】（1）盐酸（或盐酸和酒精） 中 （2）减少 可可碱能够抑制纺锤体的形成 （3）降低 以不同浓度的可可碱处理鬼针草种子，一段时间后测定各组种子中赤霉素的含量，分析可可碱浓度与赤霉素含量的关系
【变式探究】青蛙具有较高的生态价值，为了探究雌激素能否促进雌性成蛙排卵，做了如下实验：取发育状况相同的雌性成蛙20只，等分为甲、乙两组。把两组成蛙放在适宜且相同的环境中分开培养，每天同一时间饲喂，甲组饲喂适量雌激素制剂拌匀的饲料，乙组饲喂等量的普通饲料，提供成蛙繁殖所需的所有条件(包括雄性成蛙)，观察并记录雌性成蛙的排卵量，分别计算两组排卵量的平均值。
(1)本实验中________是实验组。
(2)本实验有多个变量，其中________是自变量，“培养环境、饲喂时间、饲料用量”是________。
(3)预测实验现象及结论：
①________________________________________________________________________，说明雌激素能促进雌性成蛙排卵；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(4)为排除雌蛙体内雌激素对实验的影响，有人建议增设丙组，丙组除了摘除雌性幼蛙卵巢外，其他的均保持与乙组相同。请你对这种做法作出评价，并说明理由。_______________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)甲组　(2)饲料中是否含有雌激素　无关变量
(3)①如果甲组雌性成蛙排卵量的平均值大于乙组　②如果甲组雌性成蛙排卵量的平均值等于乙组，说明雌激素对雌性成蛙排卵无作用　③如果甲组雌性成蛙排卵量的平均值小于乙组，说明雌激素抑制雌性成蛙排卵　(4)这种做法不正确，因为卵巢不仅是分泌雌激素的场所，还是卵细胞形成的场所
【拓展提升】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、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。
③有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。
(2)试剂选择
①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；
②实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。
【变式探究】为了探究光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，甲、乙两个研究学习小组的同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行了实验，获得的实验结果如下表所示，请据表分析回答问题。
甲组：A植物在不同条件下单位时间内O2释放量/mL
CO2浓度
灯泡的功率(单位：W)
20
50
75
100
200
300
0.1%
3.4
16.0
28.2
40.5
56.5
56.5
0.03%
2.3
11.2
19.8
27.6
27.5
27.6
乙组：B植物在不同条件下单位时间内O2释放量/mL
CO2浓度
灯泡的功率(单位：W)
20
50
75
100
200
300
0.1%
2.6
9.1
19.5
55.7
75.6
102.6
0.03%
1.8
8.4
18.9
54.2
75.2
101.8
(1)甲组的实验方案中自变量是________，实验中需要控制的主要无关变量是________。
(2)分析表格数据可知，当A植物在灯泡功率为100 W，CO2浓度为0.03%时，可以采取________的措施来显著提高光合作用强度。
(3)B植物在CO2浓度为0.1%时，若将灯泡功率由300 W逐渐增大至400 W，请预测O2释放量的变化趋势：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上表中测得的O2释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为________________________________________________________________________。
(5)在阳光不充足地区，大棚种植A、B两种植物时，光照最可能成为限制________植物正常生长的主要生态因素。菜农往往通过在大棚内养殖蘑菇来提高A、B两种植物的产量，采用这种方法增产效果更好的植物是________。
【答案】(1)光照强度、CO2浓度(错一处不可)　温度
(2)增大CO2浓度
(3)保持相对稳定或继续增大
(4)植物光合作用产生的氧气会被自身呼吸消耗掉一部分
(5)B　A
题型三、实验方案的分析或评价
【例3】（2018天津卷，5）为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是（　　）
A. t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B. t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C. 若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
【答案】C
【解析】本题以图文结合的形式考查了细胞呼吸的类型的相关知识。 在t1~t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO2，所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B正确；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C错误；据图可知，酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D正确。学科&网
【变式探究】（2017年北京卷，31）疟原虫是一种单细胞动物。它能使人患疟疾，引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状，严重时致人死亡。
（1）在人体内生活并进行细胞分裂的过程中，疟原虫需要的小分子有机物的类别包括_______________（写出三类）。
（2）进入血液循环后，疟原虫选择性地侵入红细胞，说明它能够_________________并结合红细胞表面受体。
（3）疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液，刺激吞噬细胞产生致热物质。这些物质与疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的_________________中枢，引起发热。
（4）疟原虫的主要抗原变异频繁，使疟原虫能避免被宿主免疫系统_________________性清除，从而使该物种得以________________________。
（5）临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功，但其抗疟机制尚未完全明了。我国科学家进行了如下实验。
①1、2组结果表明_________________；由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。据此可以得出的结论是____________________。
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为_______________，能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据。
【答案】（1）单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸（其中三类）
（2）识别
（3）体温调节
（4）特异　　生存与繁衍
（5）①青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位　　青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间差异　　②人体细胞的线粒体
【变式探究】(2016·全国2，31，8分)BTB是一种酸碱指示剂。BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离/cm
20
遮光*
100
80
60
40
20
50 min后试管
中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100 cm 的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
(1)本实验中，50 min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由________________________________________________________________
引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是_________ (填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为____________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”)，判断依据是___________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草
__________________________________________________________________。
【答案】　(1)不同光强下水草光合作用和呼吸作用　不可靠的
(2)黄色　水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管　(3)光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等
【举一反三】下列是以酵母菌为材料进行的实验，有关叙述错误的是（　　）
A．探究酵母菌的呼吸方式，可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2
B．用酵母菌发酵酿制果酒，选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精
C．探究酵母菌种群数量变化，应设空白对照排除无关变量干扰
D．用稀释涂布平板法培养计数，应选择有30～300菌落数的平板
【答案】C
【解析】酵母菌呼吸作用产生的CO2可使橙色的溴麝香草酚蓝水溶液来检测，颜色变化：由蓝变绿再变黄；A正确。在酸性条件下，酒精可与重铬酸钾反应呈灰绿色；B正确。探究酵母菌种群数量变化时可形成自身前后对照，无需设置空白对照；C错误。用稀释涂布平板法培养计数，为保证实验结果可靠，应选择有30～300菌落数的平板进行计数；D正确。
【变式探究】下列有关生物学实验的叙述，正确的是（ ）
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
低温诱导大蒜根尖时间过短，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞
用显微镜观察洋葱根尖装片时，需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程
将洋葱表皮放入0.3g/mL蔗糖溶液中，水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程
【答案】B
【变式探究】下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作用而提出的实验方案。(如何检测农药的含量不做要求)
①他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤，将其标记为甲、乙两组；将甲组土壤进行灭菌，待用。
②实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药，并与土壤混匀，放在自然条件下(暴露在空气中)。
③一段时间后，多次取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度并求平均值，比较两组农药含量的差异。
(1)请指出并改正实验中两处明显的错误，并说明原因。
错误一：________________，改正：________________，原因是________________________________。
错误二：________________，改正：________________，目的是________________________________。
(2)上述改正遵循的主要是实验设计的什么原则？
________________________________________________________________________。
【答案】(1)不同地点　同一地点　不同地点的土壤微生物含量和种类可能有差异，可能对结果造成干扰　放在自然条件下　放在无菌条件下　防止空气中的微生物对结果造成干扰　(2)单一变量原则
【解析】选择不同地点的土壤，由于湿度、有机物含量的差异等可能导致土壤中含有的微生物含量和种类有差异；空气中含有大量的微生物，为了使结果准确，必须在无菌条件下进行实验。上述两点遵循的主要原则就是单一变量原则。
【变式探究】保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：
材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干、保水剂、氮肥等。
方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60 kg·hm－2)、氮肥(255 kg·hm－2)、保水剂(60 kg·hm－2)＋氮肥(255 kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。
②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00～11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表：
组号

叶绿素含量/(mg·g－1)
A
10.66
3.07
B
13.04
3.02
C
15.91
3.05
实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。
(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：
步骤①________________________________________________________________________；
步骤②________________________________________________________________________。
(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是________________________________________________________________________。
(3)实验测得的CO2吸收量________(大于、等于或小于)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是________________________________________________________________________。
光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定________释放量计算。
【答案】(1)①没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥作为对照组
②取材方法不科学，选取的叶片应取自植株的相同部位
(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性
(3)小于　实验测得的CO2吸收量是光合作用中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差　O2
(2)影响光合作用的内部因素，应从光合色素和光合酶进行，从表中发现，加保水剂与氮肥配施对叶绿素影响不大，那么提高了CO2吸收量的原因可能是提高了光合作用有关酶的含量与活性。
(3)实验测得的CO2吸收量小于光合作用过程中CO2实际消耗量，这是因为实验测得的CO2吸收量是光合作用中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定O2释放量来完成。
题型四、验证性实验
【例4】回答下列问题：
（1）将贮藏的马铃薯（块茎）放入蒸馏水中，水分通过＿＿的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗透压比处理前的＿＿＿＿。
（2）将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中，＿＿（填“会”或“不会”）发生质壁分离现象。
（3）将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有＿＿＿＿＿＿。
【答案】（1）自由扩散（被动运输） 低 （2）不会 （3）可溶性还原糖
（2）高温杀死的马铃薯细胞其原生质层的选择透过性功能丧失，放入高浓度的NaCl溶液中，不会发生质壁分离现象。
（3）可溶性还原糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀；将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有可溶性还原糖。学科&网
【变式探究】人和鼠都是哺乳动物，胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖含量的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验，完成实验步骤，预测和分析实验结果，并写出实验结论。
(1)材料用具：大小、体重相同、生长正常的小白鼠两组，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，斐林试剂，注射器，试管，试管夹，吸管，烧杯，三角架，石棉网，酒精灯等。
(2)方法步骤：(提示：腹腔注射给药，剂量不作实验要求，给药1 h后，从小白鼠膀胱处穿刺取尿液)
第一步：________________________________________________________________________；
第二步；将两支试管编号为A和B，分别加入等量的斐林试剂；
第三步：________________________________________________________________________；
第四步：将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内进行水浴加热3～5 min，观察两支试管中溶液颜色的变化。
(3)实验结果的预测、分析及结论：
①实验结果的预测及分析：
A试管：________________________________________________________________________；
B试管：________________________________________________________________________。
②结论：________________________________________________________________________。
【答案】(2)第一步：一组小白鼠为实验鼠，腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液；另一组小白鼠为对照鼠，腹腔注射等量的生理盐水　第三步：给药l h后，分别用注射器在两组小白鼠膀胱处穿刺取得它们的尿液，将实验鼠的尿液放进A试管内，对照鼠的尿液放进B试管内
(3)①A试管：出现砖红色沉淀，说明实验鼠尿液中含有葡萄糖　B试管：溶液仍为蓝色，说明对照鼠尿液中无葡萄糖(注：试管内的尿液来源要与颜色反应相对应)　②实验鼠血糖含量升高，超过一定数值而出现糖尿，这是由于胰高血糖素具有升高血糖含量的生理作用
【变式探究】为了验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用，以耗氧量为测定指标，请你根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤和表格，将预期的实验结果填入表中。
材料与用具：体重相同的正常同龄雌性小鼠若干只、适宜浓度的甲状腺激素溶液、生理盐水、耗氧量测定仪等。
(要求：答题时具体注射剂量不作要求)
(1)实验步骤：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)设计一张表格，将预期的实验结果填入表中。
【答案】(1)①将小鼠随机分成甲、乙两组，用耗氧量测定仪测定每只小鼠单位时间内的耗氧量
②甲组每只注射等量甲状腺激素溶液；乙组每只注射等量生理盐水，作为对照
③一段时间后，用耗氧量测定仪测定甲、乙两组每只小鼠单位时间内的耗氧量
④对所测得的耗氧量数据进行统计分析
(2)甲状腺激素对小鼠耗氧量的影响
组别
注射前
注射后
甲组
耗氧量平均值与乙组相近
耗氧量平均值明显增加
乙组
耗氧量平均值
耗氧量平均值无明显变化