实验
[理清——知识联系]
[记清——主干术语]
1．高中生物实验中有关的颜色问题
(1)红色：
①还原糖＋斐林试剂水浴加热,砖红色沉淀。
②脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色。
③染色体(质)＋醋酸洋红液→红色。
④染色体(质)＋改良苯酚品红染液→红色。
(2)黄色：
①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
②CO2＋溴麝香草酚蓝水溶液→由蓝变绿再变黄。
③胡萝卜素→橙黄色；叶黄素→黄色。
(3)绿色：
①酒精＋重铬酸钾溶液(酸性条件)→灰绿色。
②叶绿素a→蓝绿色；叶绿素b→黄绿色。
(4)蓝色：
①淀粉＋碘液→蓝色。
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②DNA＋二苯胺蓝色。
(5)紫色：
①蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。
②染色体(质)＋ 龙胆紫溶液→紫色。
2．高中生物实验常用化学试剂
(1)酒精溶液：
①体积分数为50%：检测脂肪时洗去浮色。
②体积分数为75%：微生物的实验培养中杀菌、消毒。
③体积分数为95%：观察植物细胞的有丝分裂、低温诱导染色体数目加倍中材料的解离。冷却的体积分数为95%的酒精，在DNA的粗提取和鉴定实验中，用于析出DNA。
④无水乙醇：叶绿体色素的提取和分离的实验中溶解、提取色素。
(2)盐酸：
①质量分数为5%：营造酸性环境→探究pH对酶活性的影响。
②质量分数为15%：解离→观察植物细胞的有丝分裂、低温诱导染色体数目加倍。
(3)NaOH溶液：
①质量浓度为0.1 g/mL：斐林试剂、双缩脲试剂的成分→检测还原糖、蛋白质。
②质量分数为5%：营造碱性环境→探究pH对酶活性的影响。
③质量分数为0.1%：遇酚酞呈紫红色→模拟探究细胞表面积与体积的关系。
(4)CuSO4溶液：
①质量浓度为0.05 g/mL：斐林试剂的成分→检测还原糖。
②质量浓度为0.01 g/mL：双缩脲试剂的成分→检测蛋白质。
(5)二氧化硅(石英砂)：使研磨充分→叶绿体色素的提取和分离。
(6)碳酸钙：防止色素被破坏→叶绿体色素的提取和分离。
(7)层析液：分离色素→叶绿体色素的提取和分离。
(8)秋水仙素：抑制纺锤体形成→诱导染色体加倍。
(9)生长素类似物(NAA、2,4D、IPA、IBA、生根粉)：促进枝条生根→探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用。
3．高中生物实验常用材料
(1)人口腔上皮细胞：观察DNA、RNA在细胞中的分布，观察多种多样的细胞。
(2)苹果或梨匀浆：检测还原糖。
(3)花生种子(匀浆)：检测脂肪。
(4)豆浆：检测蛋白质。
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(5)马铃薯匀浆：检测淀粉。
(6)藓类叶(或菠菜叶、黑藻叶)：观察叶绿体。
(7)紫色洋葱鳞片叶外表皮：观察植物细胞的质壁分离和复原。
(8)洋葱(大葱、大蒜)根尖分生区：观察细胞的有丝分裂、低温诱导染色体数目加倍。
(9)淀粉酶溶液：探究温度对酶活性的影响。
(10)肝脏研磨液：探究pH对酶活性的影响。
(11)含酚酞的琼脂块：模拟探究细胞表面积与体积的关系。
[澄清——思维误区]
关注点1 易忽略斐林试剂本身的颜色
[澄清] 非还原糖(如蔗糖)与斐林试剂水浴加热后的现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
关注点2 误认为脂肪的检测必需使用显微镜
[澄清] 若要观察被染色的脂肪颗粒，则使用显微镜，但若要通过观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
关注点3 误以为酵母菌、醋酸菌、毛霉的新陈代谢类型相同
[澄清] 酵母菌：异养、兼性厌氧型。醋酸菌：异养需氧型。毛霉：异养需氧型。
关注点4 不能正确选择实验材料
[澄清] (1)进行显色观察时宜选择白色或近白色的材料，以防材料颜色对观察实验现象产生遮蔽作用。
(2)观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体加倍时，应注意观察“呈正方形”的根尖分生区细胞。
(3)观察细胞的减数分裂时，可以选择的材料有动物的精巢和植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊。
(4)观察植物细胞的质壁分离和复原时，应选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。
(5)用物理或化学试剂诱变时，处理的材料应该是具有“分裂”能力的组织或细胞；观察染色体变异时，一定要选择正处于分裂期尤其是中期的细胞进行观察。
(6)进行调查研究时，所选择的样本要具有代表性，且要满足样本数量足够多的条件，以减小误差。
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3个主攻点之(一) 通过归纳4类基础实验，全面掌握实验基本知能
[编者按] 高考“题在书外，理在书中”，实验题更是如此。高考实验无非是教材实验的创新考查而已，二轮复习对高中生物教材实验归类研究，能帮助考生探规寻律、总结共性、把握方法，全面理解实验基础知识，系统掌握实验技能。
1．四个显微观察类实验比较(填表)
实验名称
观察
方式
观察
对象
细胞
状态
染色剂
常用实
验材料
观察多种多样的细胞
染色
观察
细胞
活
碘液等
真菌、藻类、菠菜、人的口腔上皮细胞
观察根尖分
生组织细胞
的有丝分裂
染色体
死
龙胆紫
溶液(或醋
酸洋红液)
洋葱根尖
观察减数
分裂
染色体
死
龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)
动物的精巢或卵巢
观察植物细胞的质壁分离与复原
原色
观察
紫色大液泡
活
无
成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮
2．六个检测类实验比较(填表)
实验名称
试剂
颜色
生物材料
备注
淀粉的
检测
碘液
蓝色
脱色的叶片
—
还原糖
的检测
斐林试剂
砖红色沉淀
苹果或梨匀浆等
现配现用、水
浴加热
脂肪检测
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
检测
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
DNA的
鉴定
二苯胺试剂
蓝色
鸡血细胞液
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对照实验：氯化钠溶液，加入等量的二苯胺溶液，沸水浴加热
提取和分离叶绿体中的光合色素
提取液：无水乙醇；分离液：层析液(丙酮等)
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；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏
3．几种调查类实验比较(填表)
实习、研究性课题
调查对象
方法
计算方法
调查人群中某种遗传病
人类某种遗传病
汇总法
发病率＝×100%
种群密度的取样调查
活动能力强的
动物
标志重捕法
＝
植物或活动能力弱的动物
样方法
4．探究类实验的变量分析(填表)
实验名称
自变量
因变量
无关变量
探究温度对淀粉酶活性的影响
不同温度(至少三种)
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
(至少三种)
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
探究酵母菌的呼吸方式
氧的有无
CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；酒精产生(用重铬酸钾
检测)
葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
不同浓度的生长素类似物
扦 插 枝 条 的
生根数量或长度
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实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌数量的动态变化
时间
酵母菌的种群数量
培养液的成分、培养条件、空间等
探究酶在洗涤方面的作用
不同的酶
制剂
相同时间的去污程度，或完全去污所用时间
水量、水温、布料的成分及大小、污渍的种类及程度等
考向(一) 显微观察类实验
[真题导向]
1．(2018·江苏高考，多选)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
解析：选ACD 实验①
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中，紫色洋葱外表皮细胞的原生质层是无色的，液泡是紫色的；实验②中所用的实验材料、实验操作及现象描述都正确；实验③中，在高倍镜的同一个视野中，不一定能同时观察到分裂前期、中期、后期和末期各时期的细胞；实验④中，只对要求的中方格中的酵母菌计数，并取其平均值，不需要对整个计数室中酵母菌进行计数。
2．(2017·江苏高考)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
解析：选C 转换物镜时应该手握转换器小心缓慢转动；洋葱鳞片叶内表皮具有中央大液泡，能观察到质壁分离；花生子叶细胞用苏丹Ⅲ染色后可观察到橘黄色颗粒；在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察，但是不能进行计数。
[过关练习]
1．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
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C．实验③ D．实验④
解析：选A 因为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中具有紫色的大液泡，所以在显微镜下观察时几乎整个细胞呈紫色；紫色洋葱鳞片叶外表皮的不同细胞的细胞液浓度不完全相同，在同种较高浓度的外界溶液中，不同细胞质壁分离的位置、程度不一致。用显微镜观察植物细胞时，因细胞膜紧贴着细胞壁，故不能观察到细胞膜；在光学显微镜下也不能观察到人口腔上皮细胞的核糖体。洋葱根尖分生区细胞呈正方形，多数细胞处于分裂间期，观察不到染色体。探究酵母菌种群数量的动态变化的实验中，酵母菌未经染色，在光学显微镜下观察时细胞核不明显，也观察不到线粒体。
2．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
解析：选C 在高倍镜下观察时，只能用细准焦螺旋调整焦距；高倍镜下可以清楚观察到花生子叶中被染色的脂肪颗粒；由低倍镜转到高倍镜前，需将待观察目标移至视野中央；电子显微镜下可以观察到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构。
考向(二) 物质提取与检测类实验
[真题导向]
1．(2018·江苏高考)关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是( )
A．在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色
B．在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色
C．提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤并弃去滤液
D．将DNA粗提物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴后液体由无色变成蓝色
解析：选D 甘蔗茎的组织样液中含有大量的蔗糖，蔗糖属于非还原性糖，与斐林试剂在50～65 ℃的水浴加热条件下不会产生砖红色沉淀；大豆种子的匀浆液中含有大量的蛋白质，鉴定蛋白质时应使用双缩脲试剂，双缩脲试剂在常温下能与蛋白质发生反应，生成紫色的络合物；提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量的洗涤剂和食盐，进行充分地研磨，DNA会溶解在滤液中，因此过滤后应收集滤液；在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色。
2．(2016·江苏高考)关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是( )
A．还原糖、DNA的鉴定通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂
B．鉴定还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热
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C．二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色
D．脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀
解析：选C 还原糖、DNA的鉴定分别使用斐林试剂和二苯胺试剂；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时不需要水浴加热；二苯胺试剂和NaOH溶液都是无色的；用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，会发生紫色反应。
[过关练习]
1．下列实验中，加入试剂后不能产生特定颜色的是( )
A．取成熟香蕉匀浆，用斐林试剂检测还原糖
B．黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，用碘液检测淀粉
C．玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核
D．花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒
解析：选B 成熟香蕉中含有较多葡萄糖，用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；黑暗中生长24 h的天竺葵叶片，淀粉被消耗，加入碘液后不发生蓝色反应；玉米根尖经甲基绿染色后，在显微镜下观察细胞核呈绿色；花生子叶经苏丹Ⅲ染色后，在显微镜下观察脂肪颗粒呈橘黄色。
2．(2018·海安高级中学模拟)图甲～丁表示用新鲜菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”实验的几个主要操作步骤。请据图回答下列问题：
(1)图甲～丁中，实验操作步骤的先后顺序是________________(用箭头和序号表示)。
(2)观察图中试剂a、b，其颜色依次是____________。
(3)步骤丙中，滤纸条上出现四条色素带，那么最上面一条色素带的色素名称是____________。
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(4)在该实验的操作过程中，有同学按下列方法操作，其中不合理的有________(填序号)。
a．用蒸馏水替代无水乙醇提取色素
b．在充分研磨叶片后立即加入碳酸钙
c．用定性滤纸替代尼龙布过滤研磨液
d．沿铅笔线连续数次画滤液细线
(5)请尝试运用该实验方法，探究菠菜叶生长过程中色素种类和含量的变化，简要写出实验的主要思路：____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)图乙、丁分别为色素提取中的研磨和过滤过程，图甲、丙为色素的分离过程，实验操作步骤为乙→丁→甲→丙。(2)图中a、b分别为无水乙醇和层析液，均为无色溶液。(3)胡萝卜素在层析液中溶解度最高，扩散速度最快，位于滤纸条最上面。(4)色素不溶于水；碳酸钙可防止色素被破坏，应在研磨前加入；滤纸会吸收滤液，不能替代单层尼龙布；沿铅笔线画滤液细线时，应待滤液干了后重复画几次。(5)实验思路为称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽。
答案：(1)乙→丁→甲→丙 (2)无色、无色 (3)胡萝卜素 (4)abcd (5)称取相同质量的不同叶龄菠菜叶，进行相同实验操作，分别提取和分离色素，观察比较层析后滤纸条上色素带条数及带宽
考向(三) 模拟、调查类实验
[真题导向]
1．(2018·全国卷Ⅲ)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
解析：选B 昆虫以植物或微小动物等为食，属于农田生态系统的消费者；黑光灯传递的光，是通过物理过程传递的信息，属于物理信息；对于具有趋光性的昆虫，可运用黑光灯诱捕的方法调查其种群密度，此外还可运用此方法探究该农田趋光性昆虫的物种数目。
2．(2016·全国卷Ⅱ)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是( )
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
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C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
解析：选C 利用样方法调查甲地蒲公英的种群密度时，应是计数每个样方内蒲公英总数，再除以每个样方的面积，获得每个样方的种群密度，再以所有样方种群密度的平均值作为甲地蒲公英种群密度的估计值。
[过关练习]
1．(2018·徐州质检)下列调查人群中的遗传病与选择的方法，最合理的是( )
A．白化病的遗传方式——人群中抽样调查
B．红绿色盲的遗传方式——患者家系中调查
C．原发性高血压的发病率——患者家系中调查
D．21三体综合征的发病率——学校内随机抽样调查
解析：选B 调查某种遗传病的遗传方式时要在患者家系中调查，调查某种遗传病的发病率时要在人群中随机抽样调查，A错误；B正确。调查人类遗传病时应该选择发病率较高的单基因遗传病进行调查，而原发性高血压为多基因遗传病，21三体综合征为染色体异常遗传病，两者都不适合用于调查人类遗传病，且对发病率的调查应在广大人群中随机抽样调查，C、D错误。
2．尿液检查是诊断泌尿系统疾病的重要依据，对于某些全身性病变以及身体其他脏器影响尿液改变的疾病，如糖尿病、血液病、肝胆病等的诊断也有重要的参考价值。尿糖检测的原理如下图所示，下列有关叙述错误的是( )
A．步骤④为比色，若试纸呈深棕色，可推出此人尿液中含较多的葡萄糖
B．科学家只需将上述两种酶固定在糖尿试纸上就可检测尿糖
C．步骤③中氧可以将某无色物质氧化成为有色化合物
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D．为确诊患者有糖尿病，还应检测血液中胰岛素的浓度
解析：选B 步骤④为比色，若试纸呈深棕色，可推出此人尿液中含较多的葡萄糖。应将上述两种酶和无色的化合物固定在纸条上，才能制成测试尿糖含量的酶试纸。步骤③中氧可以将某无色物质氧化成有色化合物，根据葡萄糖含量由少到多试纸依次呈现出浅蓝→浅绿→棕→深棕色。尿液中含有葡萄糖，但不一定患有糖尿病，如一次性吃糖过多、肾脏病变等也会使尿糖增多，若需确诊还应检测血液中胰岛素的含量。
考向(四) 探究类实验
[真题导向]
1．(2017·江苏高考)研究小组探究了萘乙酸(NAA)对某果树扦插枝条生根的影响，结果如图。下列相关叙述正确的是( )
A．自变量是NAA浓度，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
解析：选D 自变量是NAA浓度，因变量是平均生根数和生根率；题图中显示较高浓度的NAA能抑制插条生根率，如NAA浓度为400 mg/L时插条生根率小于对照组；NAA浓度为200 mg/L左右时，生根率和平均生根数都较高，适合生产上应用；400 mg/L NAA能够增加生根数。
2．(2015·江苏高考，多选)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
解析：选BD 脂肪颗粒可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，故可用苏丹Ⅲ染液检测脂肪。用斐林试剂鉴定还原糖时需要水浴加热才会出现砖红色沉淀。活细胞的原生质层具有选择透过性，蔗糖分子不能透过，若蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离。若细胞死亡，原生质层不具有选择透过性，则不会发生质壁分离。PCR扩增的产物是DNA片段，在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色，但不能肯定是目的DNA。
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(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)除去容器中的CO2——NaOH溶液吸收。
(4)防止叶片中存在原有淀粉——置于黑暗环境中一段时间。
(5)温度控制——水浴加热或恒温箱控制。
(6)防止光合作用对呼吸作用的干扰——让植株置于黑暗环境。
(7)提供单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光。
[过关练习]
1．在“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验中，下列有关操作错误的是( )
A．吸取培养液前应将培养瓶轻轻振荡
B．用血细胞计数板对酵母菌计数
C．将培养液滴在计数室上后，再盖上盖玻片
D．将培养后期的样液稀释后再取样计数
解析：选C 用血细胞计数板对酵母菌计数时，需要将盖玻片放在血细胞计数室上，吸管吸取的培养液滴于盖玻片的边缘，让其自行渗入计数板内，再用显微镜计数酵母菌的数量。
2．下列有关实验变量的叙述，正确的是( )
A．在探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，通常温度不属于变量
B．在探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是因变量
C．探究光照强度对植物光合速率影响的实验，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量
D．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量
解析：选C 探究O2浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，实验变量是O2浓度，温度等是无关变量；探究NaCl浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，NaCl浓度是实验自变量；探究光照强度对植物光合速率影响的实验，光照强度是实验变量，CO2浓度、温度、植物种类是无关变量；在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH分别是自变量和无关变量。
一、选择题
1．血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列叙述正确的是( )
A．每块血细胞计数板的正中央有1个计数室
B．计数室的容积为1 mm×1 mm×0.1 mm
C．盖盖玻片之前，应用吸管直接向计数室滴加样液
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D．计数时，不应统计压在小方格角上的细胞
解析：选B 每块血细胞计数板的正中央含有2个计数室。每个计数室的边长是1 mm，深度是0.1 mm，故容积为1 mm×1 mm×0.1 mm。使用血细胞计数板时先盖盖玻片，后从一侧滴加培养液。计数时除统计小方格内部的细胞外，还需要统计在相邻两条边及其夹角上的细胞。
2．下列有关实验原理、方法或显色结果的叙述，错误的是( )
A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B．在常温条件下，吡罗红甲基绿染色剂能将细胞中的RNA和DNA分别染成红色和绿色
C．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀
D．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
解析：选D 完整的细胞膜可以选择性吸收物质，而台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，若细胞膜完整，则染色剂无法进入，而细胞膜被破坏后染色剂可以进入，并将细胞染成蓝色。吡罗红甲基绿染色剂可将细胞中的RNA和DNA分别染成红色和绿色。斐林试剂是由0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合制成的含有Cu2＋的碱性溶液，可与具有还原性的葡萄糖在水浴加热条件下反应生成砖红色沉淀。氨基酸中不含肽键，不能与双缩脲试剂发生显色反应。
3．(2018·无锡期末)下列有关生物学实验或调查的叙述，正确的是( )
A．检测组织样液是否含有蛋白质，应先后加入等量的双缩脲试剂A液和B液
B．用黑藻叶片进行质壁分离实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C．探究酵母菌细胞呼吸方式，先将葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去CO2
D．用光学显微镜观察染色较深的玻片标本时，可选用凹面镜和大光圈
解析：选D 检测组织样液是否含有蛋白质,应先加入双缩脲试剂A液(0.1 g/mL的NaOH溶液)1 mL，摇匀，再加入双缩脲试剂B液(0.01 g/mL CuSO4溶液)4滴，摇匀；用黑藻叶片进行质壁分离实验时，黑藻叶肉细胞中的液泡呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察；探究酵母菌细胞呼吸方式，先将葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去O2并杀死微生物；用光学显微镜观察染色较深的玻片标本时，应增大视野的亮度，可选用凹面镜和大光圈。
4．(2019届高三·苏锡常镇四市调研)下列有关酒精在生物学实验中作用的叙述，正确的是( )
A．常用无水乙醇分离绿叶中的色素
B．常用体积分数为95%的酒精解离洋葱根尖分生区细胞
C．常用体积分数为95%的冷酒精使滤液中析出白色丝状DNA
D．常用体积分数为12%的米酒特异性抑制腐乳中醋酸菌的生长
解析：选C 常用无水乙醇提取绿叶中的色素；常用体积分数为95%
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的酒精和质量分数为15%的盐酸混合液解离洋葱根尖分生区细胞；DNA在95%的冷酒精中凝集效果最佳，因此常用体积分数为95%的冷酒精使滤液中析出白色丝状DNA；常用体积分数为12%的酒精抑制腐乳制作过程中的杂菌和调节腐乳的风味。
5．在紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的失水和吸水实验中，显微镜下可依次观察到甲、乙、丙三种细胞状态。下列叙述正确的是( )
A．由观察甲到观察乙须将5倍目镜更换为10倍目镜
B．甲、乙、丙所示现象可在同一个细胞内依次发生
C．与甲相比，乙所示细胞的细胞液浓度较低
D．由乙转变为丙的过程中，没有水分子从胞内扩散到胞外
解析：选B 观察甲、乙、丙三种细胞状态所用显微镜倍数没有发生变化；甲→乙→丙表示质壁分离和质壁分离复原的过程，只要细胞不死亡，此过程可在一个细胞内依次发生；与甲相比，乙细胞发生质壁分离，细胞液浓度升高，渗透压升高；细胞膜是选择透过性膜，水分子可以自由通过，在由乙转变为丙的过程中，既有水分子扩散到细胞外，又有水分子扩散到细胞内，只是扩散到细胞内的多于扩散到细胞外的。
6．下列有关实验的表述，错误的是( )
A．用于观察质壁分离与复原的紫色洋葱表皮细胞不能用来观察植物细胞有丝分裂
B．探究温度对酶活性的影响实验中，使用过氧化氢酶往往不能达到预期实验结果
C．孟德尔的豌豆杂交实验中将母本去雄的目的是防止自花受粉
D．斯他林和贝利斯首次发现了由动物胰腺分泌的一种激素——促胰液素
解析：选D 紫色洋葱表皮细胞属于高度分化的细胞，不能进行分裂；过氧化氢受热易分解，因此不能用过氧化氢酶研究温度对酶活性的影响；豌豆是严格的自花传粉、闭花受粉的植物；斯他林和贝利斯首先发现了促胰液素，促胰液素是由小肠黏膜分泌的。
7．科学的操作过程对实验成功起着关键的作用，下列实验操作正确的是( )
A．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离时，先在低倍镜下找到细胞，再换用高倍镜进行观察
B．可用紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布
C．通过显微镜可看到根尖分生区细胞有丝分裂末期赤道板的形成过程
D．拍摄紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的显微照片就构建了细胞的物理模型
解析：选B 观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离时，在低倍镜下观察即可；观察洋葱根尖有丝分裂实验中，洋葱根尖细胞在解离时根尖细胞已死亡，观察不到动态变化的过程，另外赤道板是空间位置而不是结构，观察不到；照片中实物是实际存在状态，模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述。
60
8．(2018·苏锡常镇调研)有关生物学科学史中，下列科学家所釆用的主要研究方法不同于其他的是( )
A．艾弗里利用肺炎双球菌，研究DNA是遗传物质
B．鲁宾和卡门利用植物，研究光合作用释放的氧气的来源
C．卡尔文利用小球藻，研究CO2中的碳在光合作用过程中的转移途径
D．帕拉德等利用豚鼠的胰腺腺泡细胞，研究分泌蛋白的合成和分泌过程
解析：选A 艾弗里的肺炎双球菌转化实验，运用微生物培养技术和物质分离技术，证明了DNA是遗传物质；鲁宾和卡门运用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气全部来自水；卡尔文运用同位素标记法证明了CO2中的碳在光合作用过程中的转移途径为CO2→C3→有机物；帕拉德等利用豚鼠的胰腺腺泡细胞为材料，运用同位素标记法研究了分泌蛋白的合成和分泌过程。
9．以洋葱为实验材料，可以完成的实验是( )
A．鳞片叶外表皮细胞呈紫色，可用于光合色素的提取和分离实验
B．根尖细胞分裂旺盛，可在显微镜下观察到细胞分裂从前期到末期的过程
C．鳞片叶内表皮颜色浅，可用做检测是否有还原糖的材料
D．根毛区细胞具有大液泡，可用于观察水分子进出细胞的方式
解析：选C 洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色，可用于观察质壁分离与复原实验，但其不含光合色素，不能用于光合色素的提取。在观察洋葱根尖分生区有丝分裂实验中，在解离时细胞已死亡，因此不可能观察到细胞分裂从前期到末期的过程。可溶性还原糖的检测要求所选材料的颜色浅或近无色，而且富含还原糖，洋葱鳞片叶内表皮细胞符合要求。水分子进出细胞的方式不可能在显微镜下观察到。
10．(多选)下列有关实验操作及颜色变化的叙述，错误的是( )
A．向2 mL苹果组织样液中加入1 mL的斐林试剂，混匀后呈现砖红色
B．向2 mL豆浆中加入3～4滴0.01 g/mL的CuSO4溶液，混匀后出现紫色
C．将花生子叶制成临时切片，直接置于光学显微镜下，可观察到橘黄色脂肪颗粒
D．以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经吡罗红甲基绿染色，可观察到呈绿色的细胞核
解析：选ABC 向2 mL苹果组织样液中加入1 mL的斐林试剂，混匀后呈现硫酸铜的颜色——蓝色；向2 mL豆浆中先加入质量浓度为0.1 g/mL NaOH溶液，振荡后加入4滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，混匀后出现紫色；将花生子叶制成临时切片，加苏丹Ⅲ染液染色后，需用50%的酒精洗去浮色后才能在光学显微镜下观察到橘黄色脂肪颗粒；甲基绿能将DNA染成绿色，而DNA主要分布在细胞核中，所以该材料经吡罗红和甲基绿染色后可观察到呈绿色的细胞核。
11．(多选)实验操作不当一般情况下不能达到预期结果，但有的实验或调查若能及时调整也能完成。下列有关叙述合理的是( )
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A．DNA的粗提取实验中，如没有体积分数为95%的冷酒精，可用冰的高度白酒代替
B．探究温度对唾液淀粉酶活性影响的实验中，如发现试管中反应溶液pH为0.9时，可调至中性
C．探究培养液中酵母菌种群数量时，若视野中酵母菌数量过多则可进一步稀释培养液后再计数
D．检测蛋白质时，若只有斐林试剂的甲、乙液，可将斐林试剂乙液适当稀释后再滴加
解析：选ACD DNA的粗提取实验中，如没有体积分数为95%的冷酒精，可用冰的高度白酒代替；pH为0.9时，唾液淀粉酶失活，调至中性不能恢复,无法研究温度对酶活性影响；探究培养液中酵母菌种群数量时，若视野中酵母菌数量过多,则可进一步稀释培养液再计数；斐林试剂甲液是质量浓度为0.1 g·mL－1的NaOH溶液，乙液是质量浓度为0.05 g·mL－1的CuSO4溶液，双缩脲试剂A液是质量浓度为0.1 g·mL－1的NaOH溶液，B液是质量浓度为0.01 g·mL－1的CuSO4溶液，因此检测蛋白质可将斐林试剂乙液适当稀释后再滴加。
12．(2018·徐州模拟，多选)下列为减少实验误差而采取的措施，正确的有( )
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2,4D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病率
调查足够大的群体，随机取样并统计
D
观察植物细胞的质壁分离和复原
对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察
解析：选AC 对培养液中酵母菌数量进行计数时，为了减少偶然误差，一般采取的措施是多次取样并计算平均值等；探索2,4D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范围，可以先设一组浓度梯度较大的预实验进行摸索，为正式实验提供浓度范围，而不是为了减小误差；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；观察植物细胞的质壁分离和复原实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察，第一次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的正常状态，第二次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在蔗糖溶液中的质壁分离状态，第三次观察为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在清水中的质壁分离复原状态，三次观察的目的不是为减小误差，而是为了形成前后对照实验。
二、非选择题
13．某研究小组为了研究影响酶活性的条件进行了如下实验：
实验材料：2支20 mL编号A、B的注射器(除去针头)，一段长约5 cm左右的硅胶管，镊子，培养皿，打孔器，滤纸，3% H2O2溶液，pH分别为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0
60
的缓冲液，新鲜猪肝，过氧化氢酶滤纸小圆片(将1 g新鲜猪肝剪碎，置于研磨过滤器中充分研磨，加入10 mL蒸馏水制成鲜肝液。用打孔器制作直径1.5 cm的滤纸小圆片，用鲜肝液浸泡1 min后待用)。
实验步骤：
①拉出A注射器的活塞，用镊子将1片过氧化氢酶滤纸小圆片贴到活塞的顶端，将活塞推入注射器底部；
②用A注射器吸取2 mL pH为5.0的缓冲液；
③用B注射器吸取3% H2O2溶液；
④用硅胶管如下图连接A注射器与B注射器；
⑤将B注射器中的3% H2O2溶液迅速推入A注射器；
⑥平放装置，观察注射器中活塞的变化；
⑦利用该装置重复上述实验，测量pH为6.0、7.0、8.0、9.0时的情况。
(1)本实验的自变量为________________，因变量为______________，因变量可通过______________________________计算得出。
(2)若上述步骤③改为：用A注射器吸取3% H2O2溶液，堵上注射器头部，通过刻度读出反应产生的气体量，与实际值相比，结果________(填“偏大”或“偏小”)，因为________________________________________________________________________。
(3)若利用上述装置研究酶浓度对实验的影响，实验的改进之处是_________________
_______________________。
(4)本实验装置________(填“能”或“不能”)用来验证温度对过氧化氢酶活性的影响。原因是__________________________________。
解析：(1)从实验步骤可以看出，该实验的目的是探究pH对过氧化氢酶活性的影响。所以自变量为溶液的酸碱度(pH)，因变量为在滤纸小圆片上的过氧化氢酶催化下H2O2分解所释放的O2的量，其可以通过A、B注射器活塞移动空间的大小之和计算出。(2)若用A注射器吸取3% H2O2溶液，由于A注射器的活塞上贴有过氧化氢酶滤纸的小圆片，酶具有高效性，H2O2溶液与酶接触的瞬间会快速反应，故在堵上注射器头部前，已溢出大量气体，所以通过刻度读出反应产生的气体量，与实际值相比会减小。(3)若利用该装置研究酶浓度对实验的影响，自变量为酶的浓度，可通过改变A注射器中含过氧化氢酶滤纸小圆片的数量来实现。(4)此实验不能用来作为研究温度对过氧化氢酶活性的影响，因为高温使过氧化氢分解，导致实验结果产生较大误差。
答案：(1)溶液的酸碱度(pH) O2的释放量 A、B注射器活塞移动空间的大小之和 (2)
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偏小 酶具有高效性，H2O2溶液与酶接触的瞬间会快速反应，溢出大量气体 (3)改变A注射器中滤纸小圆片的数量 (4)不能 高温会促进H2O2分解
14．(2018·海安月考)如图表示生物实验中通过研磨提取有关物质的操作过程，请回答下列问题。
(1)若图示为“DNA的粗提取与鉴定”的实验操作：
①图中实验材料A可以是下面的________(填字母)。
a．花菜 B．香蕉
c．猪肝 D．猪血
②若选用植物组织，研磨前加入的B一般为食盐和____________，后者的作用是____________________。
③实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入2 mL下表所示的3种溶液中，经搅拌后过滤，获得相应的3种滤液，含DNA最少的滤液是____________。
溶液种类
滤液
1
2 mol/L 的 NaCl 溶液
e
2
0.14 mol/L的 NaCl 溶液
f
3
体积分数为95%的冷酒精溶液
g
(2)若图示为“检测生物组织中的还原糖”的实验操作：在检测滤液C中是否含有还原糖时，向C中加入的是____________色的斐林试剂，欲得到实验结果，还需要进行的步骤是____________。
(3)若图示为“叶绿体色素的提取和分离”的实验操作：
①研磨前加入的B应包括SiO2、CaCO3、________，为了防止有机溶剂的挥发，操作过程中除了加快研磨速度外，还需________________________。
②将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放上______________。
解析：(1)①DNA的粗提取和鉴定实验中，原则上只要含有DNA的生物组织都可以作为实验材料，花菜、香蕉、猪肝都可以作为该实验的材料；猪为哺乳动物，其成熟的红细胞中不含细胞核和细胞器，即不含DNA，因此不能作为该实验的材料。②若选用植物组织，研磨前需加入食盐和洗涤剂，其中食盐能溶解DNA，洗涤剂能瓦解细胞膜。③DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，滤液中含DNA较多，在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度较小，DNA大部分析出，滤液中含少量DNA，由于DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精溶液。因此经冷酒精处理后DNA基本上全部析出，滤液中含DNA最少。(2)
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检测生物组织中还原糖的实验中，斐林试剂(甲液是质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、乙液是质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)需要混合使用，其本身的颜色是蓝色的，使用时还需要水浴加热。(3)①叶绿体色素的提取和分离实验中，研磨前需加入无水乙醇(溶解色素)、SiO2(使研磨更充分)和CaCO3(防止色素被破坏)；为了防止有机溶剂的挥发，操作过程中除了加快研磨速度外，还需在研钵上加开洞的纸盖。②将研磨液进行过滤时，需要在漏斗基部放上尼龙布。
答案：(1)①abc ②洗涤剂 瓦解细胞膜 ③g (2)蓝 水浴加热 (3)①无水乙醇 在研钵上加开洞的纸盖 ②尼龙布
3个主攻点之(二) 通过分析 3大经典实验，掌握生物实验的思想精髓
[编者按] 经典实验是科学家精心思考、巧妙设计、反复实践，经后人多次重复证明是一些正确的最具代表性的实验。经典实验是高考实验命题的重要素材来源，是我们获得生物学实验方法的重要途径。剖析经典实验，可以让我们在理解实验设计思想的基础上，学会对实验材料的选取、实验原则的掌握、实验变量的控制、实验对照的设置、实验结果的分析等，达到提升实验设计和实验分析的能力。
通过“光合作用探究历程”的相关实验，
深入理解“对照”和“变量”在生物实验中的重要性
[经典回顾]
光合作用探究历程中的几个重要实验分析
1．普利斯特利(莱)的实验
(1)实验过程及现象：密闭玻璃罩＋绿色植物＋蜡烛(不易熄灭)[或小鼠(不易窒息死亡)]。
(2)实验分析：
①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。
②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。
③限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。
2．萨克斯的实验
(1)实验过程及现象：黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光用碘蒸气处理变蓝，另一半遮光用碘蒸气处理不变蓝。
(2)实验分析：
①设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。
②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理。
60
③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。
3．鲁宾和卡门的实验
(1)实验过程及结论：
―→
(2)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质(HO和C18O2)，因变量是O2的放射性。
[考法示例]
1.某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是( )
A．a、b 和d B．a、c 和e
C．c、d 和e D．b、c 和e
解析：选B 植物进行光合作用需要光照和叶绿体，部位c、e被锡箔纸遮盖缺少光照，而a部位为黄白色，没有叶绿素，所以a、c、e处都不能进行光合作用,加碘液后都不会变蓝。
2．在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，提出了植物在进行光合作用时“把光能转换成化学能储存起来”的假说，对这一假说进行验证的实验是( )
A．英格(根)豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验
B．恩格(吉)尔曼证明水绵的叶绿体是光合作用场所的实验
C．萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验
D．鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验
解析：选C 英格(根)豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验解答了“植物是否能从空气中得到什么”的问题。恩格(吉)尔曼证明光合作用的场所是叶绿体的实验解答了“叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？”这一问题。萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验回答了“光合作用过程中，光能哪去了？”的问题，即验证了植物在进行光合作用时“把光能转换成化学能储存起来”的假说。鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自水的实验回答了“光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水？”这一问题。
3．把一株牵牛花放置在黑暗中一昼夜，然后利用如图所示装置进行实验。该实验不能用于验证( )
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A．光合作用需要CO2 B．光合作用能产生O2
C．光合作用需要光 D．光合作用需要叶绿体
解析：选B 由于装置没有显示检测O2是否产生的方法，所以该实验不能用于验证“光合作用能产生O2”。
[归纳总结] “光合作用探究历程”中的对照和变量
经典实验
变量分析
自变量相关设置
因变量观察指标
无关变量
普利斯特利
(莱)植物更
新空气成分
实验
对照组：无绿色植物
实验组：有绿色植物
小白鼠存活时间(或存活状态)或蜡烛燃烧时间
光照、温度、小白鼠健康程度、蜡烛的种类和实验前燃烧程度等
萨克斯
天竺葵
实验
对照组：曝光
实验组：遮光
碘蒸气处理后叶片的颜色
天竺葵叶片状态、暗处理时间、光照时间等
恩格(吉)尔
曼水绵和好
氧细菌实验
对照组：完全暴露在光下
实验组：黑暗环境下极细光束照射
好氧细菌分布情况
水绵与好氧细菌的存活状态，临时装片所处环境的密闭情况等
恩格(吉)尔
曼三棱镜照
射水绵和好
氧细菌实验
对照组：正常光源照射
实验组：黑暗环境下光线经三棱镜后照射
鲁宾、卡门的18O标记
实验
实验组中，一组为植物提供H2O和C18O2，另一组为植物提供HO和CO2
小球藻释放的O2的放射性情况
光照、温度、新鲜的实验材料，提供的H2O和CO2只有一种物质具放射性等
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卡尔文
14C标记
实验
实验时间(用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，实验进行不同时间后，追踪检测小球藻叶绿体中含有放射性的物质和种类)
小球藻叶绿体中含有放射性的物质和种类
光照、温度、新鲜的实验材料、检测时间的选择，只有14CO2一种物质具有放射性等
通过“基因的分离定律”经典实验，
学会生物实验常用的方法——“假说—演绎”法
[经典回顾]
假说—演绎过程——以基因的分离定律为例
[考法示例]
4．用豌豆的一对相对性状(选用豌豆种子的圆粒、皱粒这一对性状，控制这对性状的基因用R、r表示)设计一实验，验证孟德尔对基因分离现象的解释是否正确。
假设：____________________________________________________________________
________________________________________。
实验材料：纯种及杂种豌豆，牛皮纸袋，剪刀，毛笔等。
预期结果：_______________________________________________________________。
实验方法：
①选择__________和__________作为亲本，将它们分别播种在实验园地里，待其开花。
②花蕾期将__________，待花成熟时，可采集_________________________________。
③_______________________________________________________________________。
结果分析：________________________________________________________________
________________________________________。
解析：依据孟德尔对遗传因子分离现象的解释，杂合子产生配子时，成对的遗传因子将分开，分别进入不同配子中，配子只含成对遗传因子中的一个，则F1圆粒豌豆植株应产生含显性基因(R)与隐性基因(r)的两种比例相等的配子，而隐性纯合子只产生一种配子(r)
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，故测交后，子代应为两种表现型且比例相等，若测交实验结果与预期相符，则表明假设正确，不相符，则不能证明假设的正确性。
答案：假设：F1圆粒豌豆植株(Rr)与隐性纯合子(rr)杂交时，F1圆粒豌豆植株应产生含基因R和基因r的两种配子，并且它们的数目相等，而隐性纯合子(rr)只产生一种含有基因r的配子
预期结果：测交后代的种子应该是圆粒和皱粒各一半
实验方法：①杂种圆粒豌豆 纯种皱粒豌豆
②圆粒豌豆植株去雄套袋 皱粒豌豆植株上的花粉撒在上述圆粒豌豆植株去雄的柱头上，再套袋
③待其种子成熟后收集种子统计计数
结果分析：如收集的种子圆粒和皱粒比例约为1∶1，说明假设成立；否则，不成立
[归纳总结]
利用“假说—演绎法”解答遗传探究类题目的方法
(1)假说—演绎法的基本内容：
(2)假说—演绎法在解题时的应用：用此法解答题目的流程是先作假设，然后根据假设进行演绎推理(一般要通过画遗传图解)得出结果，再由结果得出结论。但在具体应用时，应注意：
①根据题目中的信息，要提出全部的假设，不能有遗漏。
②对所提出的每一个假设，都要做出一个相应的结果和结论。
③反推——根据结论来推结果，即若结论是正确的，则必然会对应一个正确的结果，这是解题的关键。
通过“生长素的发现”经典实验，
掌握实验设计应遵循的“三大原则”
[经典回顾]
生长素的发现过程
1．达尔文的实验：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快。
2．鲍森·詹森的实验：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
3．拜尔的实验：胚芽鞘弯曲生长是其尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
4．温特的实验：胚芽鞘尖端产生的影响是一种化学物质，并命名为生长素。
[考法示例]
60
5．如图为探究吲哚乙酸引起植物向光弯曲的两个实验，下列叙述正确的是( )
A．图1与图2胚芽鞘尖端分别套不透光和透光小帽，说明感光部位在尖端
B．实验说明吲哚乙酸促进胚芽鞘尖端下一段背光侧生长，抑制向光侧生长
C．实验说明吲哚乙酸对植物各器官的灵敏度不同
D．如果图2尖端下段不遮光，不能排除尖端下段也是感光部位
解析：选D 实验中有两个自变量：是否接受光刺激和光刺激的部位。图1与图2胚芽鞘尖端分别套不透光和透光小帽，只能说明感光部位可能在尖端，还需与尖端下段遮光的实验对比才能得出感光部位在尖端。吲哚乙酸对胚芽鞘尖端下一段背光侧和向光侧生长都起促进作用。实验只能说明弯曲生长与是否接受单侧光刺激和感光部位有关，不能说明吲哚乙酸对植物各器官的灵敏度不同。
6．某同学获得资料：生长素在植物体内的合成和分解代谢过程如图1所示(IAA氧化酶是一种含铁蛋白)。该同学已经知道赤霉素广泛存在于高等植物体内，它可以通过提高生长素(吲哚乙酸)的含量促进植物生长。那么，赤霉素是如何提高生长素含量的呢？为此，进行了下面的部分探究过程。
材料用具：燕麦幼苗，完全培养液、缺铁培养液、赤霉素溶液(以上溶液浓度均适宜)，蒸馏水、琼脂块、刀片等。
实验步骤：
①准备4个配有培养支架的烧杯，标记为1～4号；向1号和2号烧杯中加入等量且适量的完全培养液。
②选取生长状况相同的燕麦幼苗若干株，平均分为四组。
③将其中两组幼苗分别置于1号和2号烧杯中，1号幼苗喷洒适量蒸馏水，2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液，培养一段时间后，进行如图2所示处理。
④在黑暗处培养去除尖端的胚芽鞘一段时间后，观察其弯曲情况。
⑤向3号和4号烧杯中加入等量且适量的培养液，然后重复步骤。
请分析回答：
(1)a、b两处分别为____________；该步骤中使用a培养液的目的是
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________________。
(2)若步骤④观察到的结果是去除尖端的胚芽鞘弯向经1号幼苗尖端处理的琼脂块放置一侧，可以说明赤霉素能_________________________________________________________。
(3)本探究实验的因变量和自变量分别是_________________________________________
________________________。
(4)根据相关实验步骤的设计，请你写出该同学可能提出的实验假设：___________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：本实验的目的是探究赤霉素是如何提高生长素含量的。据图1分析，IAA氧化酶是一种含铁蛋白，能促进生长素氧化分解，故应设置实验组：不含铁的培养液，阻止生长素氧化分解，保证(内源)生长素的量。1号和2号烧杯中的幼苗作对比，若步骤④观察到的结果是去除尖端的胚芽鞘弯向经1号幼苗尖端处理的琼脂块放置一侧，说明2号幼苗尖端的生长素含量高，即赤霉素能提高生长素的含量(但不能证明赤霉素是通过抑制生长素的分解还是通过促进生长素的合成来提高其含量的)。为确定赤霉素提高生长素含量的方式应向3号和4号烧杯中加入等量且适量的缺铁培养液，再进行后续的实验(即重复步骤③④)。若去除尖端的胚芽鞘直立生长(即3号幼苗尖端和4号幼苗尖端处理的琼脂块对去除尖端的胚芽鞘的生长作用相同)，则可证明赤霉素能抑制生长素的分解来提高生长素的含量；若去除尖端的胚芽鞘由4号尖端处理的琼脂块放置一侧弯向3号尖端处理的琼脂块放置一侧，则说明赤霉素能促进生长素的合成而提高生长素的含量或赤霉素能同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解提高生长素的含量。通过上述分析即可得知该实验的自变量为外源赤霉素的有无，因变量是(内源)生长素的量。进而可以逆推出相关假设。
答案：(1)缺铁、③④ 阻止生长素氧化分解 (2)提高生长素的含量 (3)(内源)生长素的量、外源赤霉素的有无 (4)①赤霉素通过促进生长素的合成提高生长素的含量；②赤霉素通过抑制生长素的分解，提高生长素的含量；③赤霉素同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解，提高生长素的含量
[归纳总结] “生长素发现”实验中的三大原则
(1)科学性原则
实验要有充分的科学依据，科学依据可以是已被证明是正确的原理和规律，也可以是前人正确的实验结论。例如，达尔文注意到人们熟视无睹的现象(植物的向光性)，通过设计简单而又富有创造性的实验来研究，即体现了科学性原则；后续科学家在前人探索的经验基础上再设计实验，进行新疑问的探究，也是科学性原则的体现。
(2)简便可行性原则
60
简便是指在设计生物学实验时，尽量做到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验时间比较短等。例如，在生长素的发现过程中，各位科学家选用的主要实验材料均为单子叶植物幼苗，就是考虑到简便可行性原则。
(3)设置对照原则
在实验中常需设置对照组，用于与实验组进行对比，以准确分析实验结果。通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
一、选择题
1．下列与鲁宾和卡门“研究光合作用氧气来源实验”中对照思想不一致的是( )
A．探究温度对酶活性的影响
B．验证酶具有催化作用
C．探究酵母菌的呼吸方式
D．模拟探究细胞表面积与体积比的关系
解析：选B 鲁宾和卡门“研究光合作用氧气来源实验”中应用了对比的方法，而验证酶具有催化作用则应用了空白对照的方法。探究温度对酶活性的影响中应用了不同温度的对比；探究酵母菌的呼吸方式的实验应用了有氧和无氧条件的对比；模拟探究细胞表面积与体积比的关系的实验应用了不同大小的琼脂块对比模拟不同体积的细胞。
2．(2019届高三·溧水高级中学检测)在孟德尔“一对相对性状”实验中，下列关于“假说—演绎法”的叙述，错误的是( )
A．“遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个存在”属于假说内容
B．“受精时，雌雄配子的结合是随机的”属于假说内容
C．其假说能预测测交实验的结果
D．其假说能解释融合遗传
解析：选D “假说—演绎法”中的假说内容包括四点：“生物性状是由遗传因子决定的；体细胞中遗传因子成对存在；配子中遗传因子成单存在；受精时，雌雄配子随机结合”。其假说能预测测交实验的结果，为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了测交实验，即让F1与隐性纯合子杂交。融合遗传是指两个亲本杂交后，双亲的遗传物质在子代体内发生混合，使子代表现出介于双亲之间的性状；孟德尔的遗传实验中，子二代出现了性状分离现象，因此其假说不能解释融合遗传。
3．在下列科学家的经典研究中，采取了同位素示踪法的是( )
①恩格(吉)尔曼发现光合作用的场所 ②梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能 ③鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2来自水 ④卡尔文探明了CO2中的碳元素在光合作用中的转移途径 ⑤萨克斯发现光合作用的产物是淀粉 ⑥恩格(吉)尔曼发现叶绿体主要吸收红光和蓝光进行光合作用放出氧气
60
A．①③⑤ B．②④
C．①②⑥ D．③④
解析：选D 鲁宾和卡门以18O标记的水和CO2为材料，证明光合作用释放的O2来自水，实验中使用了同位素标记法；卡尔文用14C标记CO2，探明了CO2中的碳元素在光合作用中的转移途径，实验中同样使用了同位素标记法。本题中其他科学家的实验都没有用同位素示踪法。
4．已知光照对根尖中生长素分布情况的影响与光照对芽尖中生长素分布情况的影响相同。某研究人员利用水稻种子和其他相关器材进行了探究光照对植物根生长影响的实验，具体实验装置如图，分析下列说法合理的是( )
A．在玻璃缸一侧贴黑胶带的目的是避免芽接受光照后影响根的生长
B．根据生长素的两重性可知，根会向光弯曲生长
C．在单侧光照射下，根背光侧的生长素含量较多，促进生长
D．由于芽无法感受到光，因此芽的生长素来源于根尖
解析：选A 在玻璃缸一侧贴黑胶带的目的是避免芽接受光照后，生长素分布不均匀，向下运输后对根的生长造成影响；在单侧光照射下，根背光侧的生长素含量多于向光侧，但由于根对生长素较敏感，背光侧较高浓度的生长素会抑制生长，因此根会背光弯曲生长；在无光条件下，芽仍能产生生长素。
5.科学家恩格(吉)尔曼用水绵进行了如下实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气和光照条件下一段时间，然后用极细的光束照射水绵不同部位，观测到一些部位有好氧细菌积聚，另一些部位没有积聚(如图所示)，由此得出的结论是( )
A．光合作用产生淀粉，场所是叶绿体
B．光合作用产生氧气，场所是叶绿体
C．光合作用产生淀粉，需要水和光照
D．光合作用产生氧气，需要二氧化碳
解析：选B 恩格(吉)尔曼选用水绵和好氧细菌作实验材料的好处：水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究；利用好氧细菌的代谢特点，通过对好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧气的部位。
6
60
．植物的根冠内能合成一种植物激素，并且能主动地向根尖的伸长区运输；其作用与分生区合成的低浓度的IAA的作用相反，与增强植物的抗逆性有关。若对玉米根冠做以下四种处理，请根据植物激素相互作用共同调节的特点判断四个根尖可能向左弯曲生长的是( )
解析：选B 四幅图中根尖的分生区都能产生并向上运输少量生长素，从而在根尖两侧发挥等效的促生长作用，但图B中右侧根冠内合成的与生长素起相反作用的植物激素不能向上运输，从而使右侧生长快，故根尖向左弯曲生长。
7．(2018·镇江一模，多选)下列有关生物学实验中方法和思想的叙述，错误的是( )
A．孟德尔利用假说—演绎法，对分离现象的解释属于“提出假说”
B．萨顿利用类比推理法研究蝗虫的减数分裂，证明了“基因在染色体上”
C．格里菲思利用同位素标记法，证明了S型菌中含有“转化因子”
D．在观察叶绿体的实验中，藓类的叶片薄，可以直接使用高倍镜进行观察
解析：选BCD 孟德尔对分离现象的解释属于“假说—演绎法”的“提出假说”；萨顿利用类比推理法推测基因在染色体上，摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上；格里菲思的转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将S型细菌转化为R型细菌，但并未使用同位素标记法；用光学显微镜进行观察时，应该先用低倍镜，后用高倍镜。
8．(多选)下图表示施用IAA(吲哚乙酸)对某种植物主根长度及侧根数的影响。下列叙述错误的是( )
A．促进侧根数量增加的IAA溶液，会促进主根的伸长
B．施用IAA对诱导侧根的作用表现为低浓度促进、高浓度抑制
C．将未施用IAA的植株除去部分芽和幼叶，会导致侧根数量增加
D．与施用10－4 mol·L－1的IAA相比，未施用的植株主根长且侧根数量多
解析：选ACD 以图1 IAA浓度为0时为对照，低于100%的长度即为抑制生长，显然促进侧根数量增加的IAA溶液浓度对应的主根长度均低于100%，即抑制主根的伸长；以图2 IAA溶液浓度为0时的每株侧根数为对照，IAA溶液超过一定浓度对于诱导侧根起抑制作用；若除去部分芽和幼叶，则地上向根部运输的IAA量会减少，此时运输到根部的IAA
60
将会低于图2的对照组，即导致侧根数目减少；对照图1和图2中IAA浓度为0和10－4 mol·L－1时分析，未施用IAA的植株主根长、侧根数少。
二、非选择题
9．某植物茎秆有短节与长节，叶形有皱缩叶与正常叶，叶脉色有绿色和褐色，茎秆有甜与不甜。下面是科研人员用该植物进行的两个实验(其中控制茎秆节的长度的基因用A和a表示，控制叶形的基因用B和b表示)。请回答下列问题：
(1)[实验一]纯合的短节正常叶植株与纯合的长节皱缩叶植株杂交，F1全为长节正常叶植株，F2中长节正常叶∶长节皱缩叶∶短节正常叶∶短节皱缩叶＝9∶3∶3∶1。
①从生态学方面解释上述实验中F1的性状表现有利于_____________________________
______________。
②请在方框内画出实验一中F1基因在染色体的位置(用“|”表示染色体，用“·”表示基因在染色体上的位置)。
(2)[实验二]纯合的绿色叶脉茎秆不甜植株与纯合的褐色叶脉茎秆甜植株杂交，F1全为绿色叶脉茎秆不甜植株，F2中只有两种表现型，且绿色叶脉茎秆不甜植株∶褐色叶脉茎秆甜植株＝3∶1(无突变、致死现象等发生)。
①与实验一的F2结果相比，请尝试提出一个解释实验二的F2结果的假设：________________________________________________________________________。
②根据你的假设，实验二中F1产生配子的种类有______种。
③为验证你的假设是否成立，可采用________法，若实验结果为___________________
________________，则假设成立。
解析：(1)茎秆长节、正常叶更有利于植株光合作用的进行，增强其生存斗争能力。从F2的表现型比例可知控制茎秆节长、叶形的两对等位基因位于两对同源染色体上，据此可画出基因在染色体上的位置。(2)实验二的F2中只有两种表现型，且比例为3∶1，推测控制叶脉色、茎秆甜度的两对等位基因可能位于同一对同源染色体上。按照这个假设，F1能产生两种配子。为验证假设是否成立，可用测交的方法，如果假设成立，则测交结果为绿色叶脉茎秆不甜与褐色叶脉茎秆甜的比例为1∶1。
答案：(1)①增加光合作用能力，增强生存斗争能力 ② (2)①两对等位基因位于一对同源染色体上 ②2 ③测交 绿色叶脉茎秆不甜∶褐色叶脉茎秆甜＝1∶1(其他答案合理也可)
60
10．(2018·南通考前预测卷)洋葱根尖是有丝分裂实验的良好材料，但传统洋葱根尖培养方法生根率较低，为探究提高洋葱生根率的条件，某实验小组以生长素(IAA)和细胞分裂素(6BA)为材料进行实验，主要步骤及结果如下：
①选取饱满光亮、鳞茎盘大的洋葱18个，随机均等分为6组(每组3个洋葱)，编号。
②用生长调节剂对洋葱底部进行处理。
③在适宜温度下，用水培法培养洋葱，每隔2 d换一次水。
④每隔3 d统计洋葱生根数，实验结果如下表所示。
实验
编号
植物
激素
质量浓度(mg/L)
处理
时间
平均生根条数
3 d
6 d
9 d
12 d
15 d
1
IAA
50
速蘸
6.00
4.33
4.33
4.33
0.67
2
100
10 min
0.67
2.00
2.00
4.00
1.33
3
150
5 min
17.67
21.00
21.00
19.33
19.67
4
6BA
50
速蘸
16.33
22.33
22.33
21.00
15.67
5
100
10 min
18.67
45.33
45.33
51.67
27.00
6
150
5 min
60.67
67.33
67.33
111.33
111.67
请回答。
(1)本研究主要运用的生物学原理是____________________________________________
_____________________________________________________________________。
本研究的自变量有_________________________________________________________。
(2)本研究的主要实验步骤还不够严谨，请补充：_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)有同学提出可以每组洋葱相同时间内平均生根长度作为实验的观察指标，你认为合理吗？________，理由是____________________________________________________________
______________________________。
(4)培养的9 d内，第2组实验的生根数比第1组实验__________，其原因是______________________________________________________________________________
________________________________。
(5)根据表中实验结果推测水培洋葱生根的最佳方法是____________________________
______________________________。
60
解析：(1)本研究主要运用的生物学原理是在一定浓度范围内，生长素(IAA)和细胞分裂素(6BA)能够促进植物生根；根据表格数据可知，本研究的自变量有IAA、6BA 溶液的浓度和处理时间。(2)本研究的主要实验步骤还不够严谨，应以清水处理设置对照组，保证氧气的供应，防止根细胞进行无氧呼吸。(3)因为该实验的目的是探究提高生根率的条件，并非探究促进生根长度的条件，因此，以每组洋葱相同时间内平均生根长度作为实验的观察指标不合理。(4)培养的9 d内，第2组实验的生根数比第1组实验少，其原因是第2组实验IAA的浓度大、处理时间长，促进作用没有第1组实验强(甚至对洋葱生根起了抑制作用)。(5)实验结果表明，水培洋葱生根的最佳方法是用质量浓度为150 mg/L的6BA 溶液处理5 min，生根率最高。
答案：(1)在一定浓度范围内，生长素(IAA)和细胞分裂素(6BA)能够促进植物生根 IAA、6BA溶液的浓度和处理时间 (2)以清水处理设置对照组，保证氧气的供应，防止根细胞进行无氧呼吸 (3)不合理 因为该实验的目的是探究提高生根率的条件，并非探究促进生根长度的条件 (4)少 第2组实验 IAA的浓度大、处理时间长，促进作用没有第1组实验强(甚至对洋葱生根起了抑制作用) (5)用质量浓度为150 mg/L的6BA 溶液处理5 min
3个主攻点之(三) 通过探寻解题切入点，突破实验常考4大题型
[编者按] 纵观近几年生物高考实验题型变化，可以发现高考实验命题的趋向，即借助实验方法创设新情境，侧重考查学生的实验思维能力、探究能力，其中实验设计题是一个热点，因此对常见实验题型进行分类，并逐一掌握其应考策略，是高考备考中的重要一环。这就要求学生能根据已有知识，对实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验数据处理的方法及实验现象分析等做到熟练运用。
“实验目的”题——通过找准实验变量确定
“实验目的”是通过“实验变量”来达到的。通过对“实验变量”的分析，才能总结归纳出实验目的，所以对“实验目的”题，要通过找准并研究实验变量来确定。
[考法示例]
1．不同处理对某植物性别分化的影响如表所示，请根据该实验结果回答下列问题：
组别
处理
结果
①
完整植株
雌雄各一半
②
去部分根
雄株占多数
③
去部分根＋施用细胞分裂素
雌株占多数
④
去部分叶
雌株占多数
⑤
去部分叶＋施用赤霉素
雄株占多数
(1)①②③可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是
60
__________________________________，由①②③构成的实验组合研究的题目是__________________________________________________。
(2)本实验中还可由________构成另一个相对独立的实验组合，根据该组合的实验结果可以得出结论：叶产生赤霉素促进雄株的形成。
(3)通过该实验可看出，赤霉素和细胞分裂素在该植物性别分化上表现为________(填“协同”或“拮抗”)作用。
解析：本题中共有5组实验，①为空白对照组，②③④⑤为不同处理下的实验组。选择不同组实验进行组合，有不同的实验目的。在分析实验目的时，首先应找出几组实验的变量，然后根据变量确定实验目的。(1)比较①②③组实验的处理可知，自变量为是否去部分根、是否施用细胞分裂素。由题干可知，该实验要研究不同处理对某植物性别分化的影响，结合已分析出的自变量，即可得出实验目的为探究去部分根及施用细胞分裂素对某植物性别分化的影响。(2)题中已给出结论：叶产生赤霉素促进雄株的形成，根据此结论可推知自变量为是否去部分叶、是否施用赤霉素，进而确定实验组合由①④⑤构成。(3)赤霉素单独使用时促进植株分化为雄株，细胞分裂素单独使用时促进植株分化为雌株，赤霉素和细胞分裂素在对该植物性别分化上表现为拮抗作用。
答案：(1)是否去部分根、是否施用细胞分裂素 探究去部分根及施用细胞分裂素对某植物性别分化的影响 (2)①④⑤ (3)拮抗
[归纳总结] 明确变量确定实验目的
(1)实验中的变量包括自变量、因变量和无关变量。自变量是实验中人为改变的量，因自变量的变化而改变的变量就是因变量。实验中能影响因变量变化的因素还有很多，但不是本实验要研究的内容，即为无关变量。
(2)通常在确定实验目的时，先根据题目给出的实验设计方案找出实验的自变量及因变量，然后根据自变量和因变量的关系组织语言来描述实验目的。例如，本题中①②组对照，自变量为是否去部分根，因变量为植物的性别分化情况，实验目的为探究去部分根对植物性别分化的影响。另外，还需判断该实验是探究性实验还是验证性实验，以便表述实验目的时用词准确，常用格式为“探究(或验证)A对B的影响”，其中A为自变量，B为因变量。例如，验证某药物对植物生长有抑制作用、探究温度对细胞代谢的影响等。
“实验原理”题——通过分析实验过程理清
实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据(或原因)、确定观测指标的依据(或原因)。因此，要熟知教材实验中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程，进而确定实验原理。
[考法示例]
2
60
．库尔勒香梨果实中存在游离态和结合态两大类呈香物质。结合态呈香物质大部分以糖苷形式存在，本身没有香气，但在βD葡萄糖苷酶的作用下能分解释放出具有挥发性的游离态呈香物质。若香梨在贮藏期间上述转变过程迅速，会导致部分香气成分丧失，影响果实的风味和品质。科研人员进行了相关实验，请分析回答：
(1)实验步骤
提取样液：定期称取不同贮藏条件下的香梨10.0 g，立即在液氮下研磨成粉末，加入经适量预冷的pH为6.0的缓冲液，在冰浴下研磨成匀浆，于4 ℃条件下离心获得的上清液即为βD葡萄糖苷酶粗提取液，用pH为6.0的缓冲液定容至10 mL，置于4 ℃条件下保存备用。
检测样液：在10 mL试管中依次加入0.6 mL缓冲液，1.0 mL 酶粗提取液和0.2 mL 10 mmol/L pNPG，混合均匀，迅速盖上试管塞后立即放到37 ℃条件下反应60 min后，加入Na2CO3终止反应，然后在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定其吸光值。
(2)本实验中，检测的原理如下：
对硝基苯βD葡萄糖苷(pNPG)对硝基苯酚
①对硝基苯βD葡萄糖苷(pNPG)与香梨中的________________分子结构相似。能在βD葡萄糖苷酶作用下生成对硝基苯酚，对硝基苯酚在碱性条件下显黄色。
②由于不同贮藏条件下香梨中的______________不同，以上反应完成后，在碱性条件下呈现的黄色深浅不同，在对硝基苯酚的最佳吸收波长处测定的吸光值也不同。与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的________进行比较，确定________含量，然后推算出________________。
解析：在以上实验中，因提取样液中含βD葡萄糖苷酶，而检测样液时取1.0 mL酶粗提取液，可见该实验是要研究香梨中βD葡萄糖苷酶。酶促反应速率与酶的含量及酶的活性有关，而影响酶活性的因素有温度、pH等。本实验中因提取液用pH为6.0的缓冲液定容至10 mL，检测样液时也并未设置不同pH，且均在37 ℃条件下反应，也未提及影响酶活性的其他因素，可见本实验并不是要研究酶活性而是要研究酶含量。因此②中应为不同香梨中βD葡萄糖苷酶含量不同，与事先配制好的对硝基苯酚标准溶液的吸光值进行比较，确定对硝基苯酚的含量，从而推算出βD葡萄糖苷酶含量。理清实验思路很重要，本实验的自变量较容易确定即不同贮藏条件，确定本实验的因变量为βD葡萄糖苷酶含量，需要分析实验目的，本实验的目的是探究不同贮藏条件对香梨中βD葡萄糖苷酶含量的影响。
答案：①结合态的呈香物质 ②βD葡萄糖苷酶的含量 颜色(或吸光值) 对硝基苯酚 βD葡萄糖苷酶的含量
[归纳总结] 实验原理的表述方法
实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程概括，在表述时一般使用陈述句而不用疑问句，用肯定句而不用否定句。
60
“实验过程”题——依据实验原理完善补充
实验题中对实验过程的完善和补充是高考中的必考题型，也是失分较多的一类试题。该题型又可分为对“验证类”“探究类”与“评价类”实验的实验过程进行完善和补充。
(一)验证类实验
[考法示例]
3．某兴趣小组尝试利用唾液淀粉酶探究pH对酶活性的影响，利用下列药品进行了一系列相关实验，并观察到如表所示的实验现象。
实验试剂：新配制的稀释2倍的唾液淀粉酶溶液、0.05 g/mL的可溶性淀粉溶液、质量分数为5%的盐酸溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、蒸馏水、热水、碘液、斐林试剂(0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液)。
实验Ⅰ
试管编号
1
2
3
唾液淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
1 mL
5%的盐酸溶液
1 mL
—
—
蒸馏水
—
1 mL
—
5%的NaOH溶液
—
—
1 mL
可溶性淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
37 ℃水浴
保温5 min
碘液
1滴
1滴
1滴
实验现象
实验Ⅱ
试管编号
1
2
3
唾液淀粉酶溶液
1 mL
1 mL
—
蒸馏水
1 mL
—
1 mL
5%的NaOH溶液
—
1 mL
1 mL
可溶性淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
37 ℃水浴
保温5 min
斐林试剂
1 mL
1 mL
1 mL
50～60 ℃
水浴加热3 min
实验现象
砖红色沉淀
浅蓝色
浅蓝色
(1)唾液淀粉酶的化学本质是__________，其催化作用的机理是__________________
_______________________________。
60
(2)若通过实验Ⅰ兴趣小组观察到只有试管1变为蓝色，试管2和3不变蓝，那么试管______的实验现象与预期不符。
(3)对于与预期不符的原因，兴趣小组做出如下三点假设：假设A：碱性条件下唾液淀粉酶有活性，淀粉被酶分解了；假设B：NaOH能直接分解淀粉；假设C：碘液能与NaOH发生反应，无法与淀粉结合。实验Ⅱ是为了验证假设________是否正确，实验Ⅱ中的试管1和2的实验现象表明______________________________________，实验Ⅱ中的试管3的实验现象表明______________________________。
(4)为了验证最后一个假设是否正确，兴趣小组实施了实验Ⅲ，表中的A溶液是__________________，通过实验Ⅲ结果分析，得出的实验结论是________________________________________________________________。
实验Ⅲ
试管编号
1
2
蒸馏水
1 mL
—
A溶液
—
1 mL
碘液
3滴
3滴
实验现象
黄色
褪色
解析：(1)唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质，其作用是降低生化反应(淀粉分解)所需要的活化能。(2)实验Ⅰ中3号试管加入5%的NaOH溶液，酶应该失活，淀粉没有水解，所以3号加入碘液应该有蓝色。(3)根据题意分析可知，实验Ⅱ是为了验证假设A和B是否正确，其中实验Ⅱ中的试管1和2作为对照，实验现象表明碱性条件下淀粉酶失去活性，不能使淀粉分解为还原糖，实验Ⅱ中的试管3的实验现象表明NaOH不能分解淀粉。(4)为了验证最后一个假设是否正确，即碘液是否能与NaOH发生反应，兴趣小组实施了实验Ⅲ，根据实验的单一变量原则，表中的A溶液是5%的NaOH溶液，实验结论是NaOH能与碘液发生反应，使碘液褪色。
答案：(1)蛋白质 降低生化反应(淀粉分解)所需要的活化能 (2)3 (3)A和B 碱性条件下淀粉酶失去活性，不能使淀粉分解为还原糖 NaOH不能分解淀粉 (4)5%的NaOH溶液 NaOH能与碘液发生反应，使碘液褪色
[归纳总结] 验证类实验的一般实验过程
(1)取材分组：将若干生长状况、大小等相同的材料(用具)均分为若干组，并用A、B、C……进行标号。
(2)材料处理：不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)设为对照组；施加实验变量，设为实验组(或是相互对照组)；控制无关变量，即其他条件相同且适宜，如试剂等量且适量。
(3)观察并记录：反应(生化反应类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(特定颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等)或测定指标(
60
生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据。
(二)探究类实验
[考法示例]
4．低温和高温均会导致植物细胞受伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题：
(1)实验原理：不良条件如高温、低温等常能伤害植物细胞的结构而使膜的通透性增大，结果细胞内容物会有不同程度的外渗，使外部溶液的电导度增大，电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，温度及各种杂质都会影响测量结果)，膜的通透性变化愈大，表示受伤愈重，抗逆性愈弱。
(2)实验材料：小麦幼苗30株。
(3)仪器与药品：电导仪、冰水、水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸等。
(4)分析变量：实验自变量是________，因变量是____________________。
(5)实验步骤：第一步，取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用________对小麦幼苗反复冲洗三次；
第二步：取三只小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3；
第三步：将30株小麦幼苗均等置于1、2、3号小烧杯中；
第四步：________________________________________________________________；
第五步：40分钟后取出，并去除小烧杯中的幼苗；
第六步：__________________________________________________________________
______________________。
(6)实验分析：
①实验第一步中处理幼苗的目的是________________________________________。
②空气中的CO2会溶于蒸馏水中，从而给实验带来误差。为了校正这种因素带来的误差，请利用现有材料对实验进行补充：_____________________________________________
__________________________________。
(7)预期实验结果：
①若____________________________________，则说明低温和高温均会对小麦细胞造成伤害。
②若____________________________________，则说明低温和高温不会对小麦细胞造成伤害。
解析：(4)本实验的自变量是高温和低温(或温度)，因变量是溶液的电导度。(5)根据实验原理及已有实验步骤可知，第四步应当是变量处理，即将烧杯分别放在不同的温度下；第六步应当是实验结果的检测，即用电导仪测量不同溶液的电导度，注意温度要恢复至室温时再测量。(6)①
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实验的第一步去除残留胚乳和冲洗幼苗的目的是清除残留胚乳和幼苗外的杂质，避免其对电导度产生影响。②空气中的CO2溶于蒸馏水中会影响其电导度，故应当设置只有蒸馏水的空白对照组，放置相同时间测定电导度用来校正误差。(7)如果低温和高温对小麦细胞造成伤害，会导致植物细胞的细胞膜通透性增大，内容物外渗，则低温组和高温组的电导度会大于常温组；如果低温和高温不会对小麦细胞造成伤害，内容物不会外渗，则常温组、高温组、低温组的电导度相当。
答案：(4)温度 膜的通透性(或外界溶液的电导度) (5)第一步：蒸馏水 第四步：将1、2、3号小烧杯分别置于不同的温度中(或将1号小烧杯置于冰水水浴中，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于45 ℃的恒温水浴中) 第六步：使小烧杯中的溶液恢复至室温，用电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果 (6)①防止残留胚乳及幼苗外杂质干扰实验结果 ②设计不放小麦幼苗的空白对照组，并编为4号，然后在室温中放置一段时间，其他条件相同 (7)①低温和高温组的电导度均大于常温组 ②低温组、高温组、常温组电导度相当
[归纳总结] 完善补充探究类实验过程的叙述要求
(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、生理状况相同”，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：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”等词语的运用；实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。
(3)实验器具选择：①容器应使用大小相同的。②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用规格相同的不同滴管。
(三)评价类实验
[考法示例]
5．为了验证动物体内甲状腺激素分泌的负反馈调节机制，某同学设计了如下实验步骤：
第一步：取9只兔子，分别注射含放射性的碘溶液。
第二步：_______________________________________________________________。
第三步：将上述实验兔子随机平均分为A、B、C三组。
第四步：向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液，向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液，向C组注射等量的生理盐水。
第五步：2天后，分别测定三组兔子甲状腺中碘的放射量，记录并计算平均值。
回答下列问题：
(1)改正实验步骤第一步中的两处不妥之处：①________________________；
②____________________________。
(2)补齐实验步骤中的第二步：_______________________________________________。
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(3)预期实验结果：第四步注射以后，兔子甲状腺中碘的放射量从高到低的组别依次是________________________________________________________________________。
解析：实验设计应该遵循等量原则，即除了单一变量外，其他的量应保持一致。所以要求兔的性别相同、生理状况一致；向每只兔子注射的放射性的溶液应该适量且相等。由于实验最后需要测定三组兔子甲状腺中碘的放射量，则在实验开始2天后，也需要分别测定每只兔子甲状腺中碘的放射量，记录并计算平均值，以便实验前后比较。向A组注射一定量的无放射性的甲状腺激素溶液，造成兔子甲状腺激素溶液浓度高，从而抑制了下丘脑和垂体的分泌，使甲状腺合成的甲状腺激素减少，因此兔子甲状腺中吸收的放射性碘积累，所以A组高；同理向B组注射等量的无放射性的促甲状腺激素溶液，促进B兔甲状腺分泌，使B兔子甲状腺中吸收的放射性碘消耗，所以B组最低。
答案：(1)①兔子的年龄、体重和性别应相同(或生理状况、性别相同) ②注射含放射性的碘溶液适量且相等 (2)2天后，分别测定每只兔子甲状腺中碘的放射量，记录并计算平均值 (3)A组、C组、B组
[归纳总结] “五看法”评价实验设计题
“实验结论”题——通过分析实验结果得出
实验结论是指对实验现象和实验结果进行概括、分析、推导得出的一个普遍事实或规律，所以在回答“实验结论”题时，一定要依据相关实验现象和结果来分析。
[考法示例]
6．如表是不同浓度(a
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