1、第第1616讲讲 实验与探究实验与探究 专题七专题七 2021 内 容 索 引 01 02 03 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 核心考点核心考点 能力突破能力突破 重做真题重做真题 感悟考情感悟考情 1.(2020山东,3)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,分布广泛、易 于取材,可用作生物学实验材料。下列说法错误的是( ) A.在高倍光学显微镜下,观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构 B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片 C.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小 D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液 答案 C 解
2、析 黑藻叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构,在高倍显微镜下观察不 到,在高倍光学显微镜下只能观察到叶绿体的形态,A项正确;成熟叶片细胞 不进行有丝分裂,因此不能用于观察植物细胞的有丝分裂,B项正确;质壁分 离过程中,由于原生质体失水缩小,渗透压增大,黑藻细胞绿色加深、吸水 能力增强,C项错误;色素能溶解在乙醇或丙酮等有机溶剂中,所以可用无水 乙醇等溶解和提取叶片中的光合色素,D项正确。 解读 以实验材料黑藻为主线,综合考查了植物细胞中叶绿体的观察、植 物细胞失水和吸水条件的探究、植物细胞有丝分裂的观察、叶绿体中色 素的提取和分离等高中生物常规实验,体现了考查的基础性、综合性。 2.(2020山东
3、,20)野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长,发生基因突变产生的 氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸 依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时,均不会产生菌 落。某同学实验过程中发现,将M、N菌株混合培养一段时间,充分稀释后再涂 布到基本培养基上,培养后出现许多由单个细菌形成的菌落,将这些菌落分别接 种到基本培养基上,培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析, 不合理的是( ) A.操作过程中出现杂菌污染 B.M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸 C.混合培养过程中,菌株获得了对方的遗传物质 D.混合培养过程中,菌株中已突变的基因再次
4、发生突变 答案 B 解析 若操作过程中出现杂菌污染,则杂菌及其子代均可在基本培养基生 长,A项合理;若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸,混合培养时可产 生菌落,但分开后无法正常生长,培养后不能产生菌落,B项不合理;若在混 合培养过程中,菌体获得对方的遗传物质发生基因重组,则可不再依赖相应 氨基酸,从而在基本培养基上生存,C项合理;若混合培养过程中再次发生突 变,则可不再依赖相应氨基酸从而在基本培养基上生存,D项合理。 解读 以大肠杆菌营养缺陷型为材料进行相关实验探究为情境,考查考生 综合运用所学知识分析实验结果的能力,体现了考查的基础性、综合性、 应用性和创新性。 3.(2019全国理综,
5、2)用体外实验的方法可合成多肽链。已知苯丙氨酸的 密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是 ( ) 同位素标记的tRNA 蛋白质合成所需的酶 同位素标记的苯丙氨 酸 人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 除去了DNA和mRNA的细胞裂 解液 A. B. C. D. 答案 C 解析 在体外合成同位素标记的多肽链模拟的是翻译过程,该过程在细胞 内是在细胞质中的核糖体上完成的。在体外合成时,除去了DNA和mRNA 的细胞裂解液中含有蛋白质合成所需的核糖体、tRNA、ATP及相关的酶 等,还需要同位素标记的苯丙氨酸(原料)及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 (模板)。 解读 本题的题干信息及
6、选项设置均来自教材,体现了高考注重教材的导 向。提醒考生在备考过程中一定要紧扣教材、吃透教材,并能灵活运用相 关知识解决具体的问题。 4.(2017全国理综,2)下列关于细胞结构与成分的叙述,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.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色 C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色 D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色 答案 B 解析 可用台盼蓝染色法检测细胞膜的完整性,即检测细胞的死活,A项正 确。双缩脲试剂是用来检测蛋白质的,而不能用于检测氨基酸,B项错误。 染色体可被醋酸洋红或龙胆紫溶液染成深色便
7、于观察,C项正确。斐林试 剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶 液等量配制而成的,可用来检测还原糖,它与还原糖在水浴加热的条件下反 应,生成砖红色沉淀,D项正确。 解读 本题综合考查了教材多个实验中的试剂应用,考查了科学探究中的 基本方法,要求对相关试剂的作用要区分清楚,不得混淆。 5.(2017全国理综,5)某陆生植物种群的个体数量较少,若用样方法调查其 密度,下列做法合理的是( ) A.将样方内的个体进行标记后再计数 B.进行随机取样,适当扩大样方的面积 C.采用等距取样法,适当减少样方数量 D.采用五点取样法,适当缩小样方面积 答案 B
8、 解析 调查植物的种群密度应选用样方法,不需要对个体进行标记,A项错 误。采用样方法调查种群密度时,应做到随机取样,常采用等距取样法和五 点取样法,但个体数量较少时,应适当扩大样方面积,增加样方数量,B项正 确,C、D两项错误。 解读 本题考查了种群密度的调查,重点考查了样方法的操作方法和关键 事项。 6.(2019全国理综,29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水 进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量 增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。 (1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力 。 (2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会 ,出现
9、这种变化的主要原因是 。 (3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由 ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材 料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 答案 (1)增强 (2)降低 气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少 (3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再 测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处 理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另 一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA 处理组气孔开度减
10、小,对照组气孔开度不变。 解析 (1)经干旱处理后,植物根细胞中溶质浓度增大,渗透压增大,吸水能力增强。(2) 经干旱处理后,叶片气孔开度减小,从外界吸收的CO2减少,暗反应减弱,光合速率下降。 (3)实验目的是验证“干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA 引起的”,应设计两组对照实验:正常条件与干旱条件对ABA缺失突变体植株气孔开 度的影响;干旱条件下,ABA的有无对ABA缺失突变体植株气孔开度的影响。只有前 者的气孔开度一致,后者ABA处理组的气孔开度小于对照组,才可验证上述结论。 解读 本题打破了植物代谢和植物激素调节分块考查的惯例,要求考生验证植物在干 旱逆境条件下气
11、孔关闭适应性表现的直接诱发因素为ABA调控,考生需要识别变量、 根据给定的实验材料设计研究方案、作出研究预期、根据结果进行推理并得出结 论等,这样探究实验试题突出考查了学生的实验与探究能力,这反映出2019年高考生 物试题加强了对学生运用生物学知识解决实际问题能力的考查,体现出发展学生科 学探究素养的思考。 梳理网络梳理网络 强基固本强基固本 【构建网络构建网络填一填填一填】 A.低倍镜 B.转换器 C.样方法 D.标记重捕法 E.人群 F.患病家系 【应知应会应知应会记一记记一记】 1.使用显微镜时,换上高倍镜后视野范围变小、视野亮度变小,观察到的细胞数 目变少,但细胞的放大倍数变大。 2.
12、鉴定脂肪、观察植物细胞的失水和吸水用低倍镜即可。 3.观察植物细胞吸水和失水,分别用一定浓度的蔗糖溶液、清水处理植物细胞, 需要对细胞进行三次观察,自身形成对照,并不违反对照原则。 4.观察植物细胞的吸水和失水用的是紫色洋葱外表皮细胞,用的蔗糖溶液浓度是 0.3 g/mL。 5.观察植物细胞有丝分裂,将细胞分散开来的处理方法包括解离、用镊子将根尖 弄碎、压片等。 6.绿叶中色素提取的原理是色素可溶解于无水乙醇中,分离的原理是不同种类的 色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸条上的扩散速度也不同。 7.应用同位素标记法进行探究的问题:分泌蛋白的合成、加工和分泌,光合作用 过程中氧气的来源及暗反应的基
13、本过程,噬菌体侵染细菌的实验,DNA复制的方 式等。 8.验证性实验的结果和结论都是已知的、唯一的,探究性实验的结果和结论都是 有多种可能的。 9.实验自变量根据实验目的而定,如探究温度对酶活性的影响,温度就是自变量。 10.实验无关变量并非不是不能影响实验结果,而是各个分组需要一致,确保实验 结果不同不是由这些变量而引起的。 11.单一变量原则就是能进行对照的实验组别之间,只有自变量一个变量不同,等 量原则是指能进行对照的实验组别之间,无关变量要保持一致。 【概念辨析概念辨析判一判判一判】 1.各种细胞器在光学显微镜下均可观察到。( ) 2.脂肪的鉴定必须使用显微镜。( ) 3.观察植物细胞
14、的吸水和失水没有设计对照实验,违反了对照的基本原则。 ( ) 4.蛋白质在高温变性后,不能在与双缩脲试剂产生紫色反应。( ) 5.观察植物细胞失水和吸水的实验中,使用的蔗糖浓度越高则效果越好。( ) 6.在细胞有丝分裂中期是观察染色体形态、数目的最佳时期,因为该时期染色体 形态稳定、数目清晰。( ) 7.在提取绿叶中色素时,二氧化硅的作用是使研磨更充分,碳酸钙的作用是保护 色素。( ) 8.调查人类遗传病多选择单基因遗传病。( ) 9.自变量和因变量之间具有因果关系。( ) 10.探究酵母菌的呼吸方式的实验中,因变量就是有无CO2产生。( ) 11.只有一个组别的实验,违反了对照原则。( )
15、12.研究光合作用氧气的来源及暗反应的过程、探究DNA复制的方式等都 采用了同位素标记法。( ) 13.选择豌豆和果蝇作为遗传学实验材料,是因为它们的细胞中染色体数目 较少。( ) 核心考点核心考点 能力突破能力突破 考点考点1 教材经典实验教材经典实验 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 显微观察类和物质鉴定类实验显微观察类和物质鉴定类实验 1.(2020山东枣庄4月二模)有四位同学分别选择花生子叶、紫色洋葱鳞片叶、黑藻叶、 菠菜叶进行了四组实验,内容如下。 甲:将花生子叶切出薄片,用苏丹染液染色,用清水漂洗,制片后显微镜观察。 乙:撕取紫色洋葱鳞片叶外表皮制片,用0.6 g/mL蔗
16、糖溶液引流浸润,显微镜观察。 丙:撕取一片幼嫩的黑藻小叶,放在载玻片的水滴中盖上盖玻片,显微镜观察。 丁:称取5 g菠菜叶,只用无水乙醇研磨提取色素,用纸层析法分离,肉眼观察。 以下对四位同学的实验评价,正确的是( ) A.甲同学应该用50%的酒精洗去浮色,才能看到细胞中的橘黄色脂肪滴 B.乙同学所用蔗糖溶液浓度太大,导致细胞死亡,无法看到质壁分离 C.丙同学所用黑藻叶太厚,无法看到叶绿体围绕液泡环形流动 D.丁同学用无水乙醇浓度合适,可以看到四条清晰的色素带 答案 A 解析 苏丹染液溶于酒精不溶于水,A项正确;乙同学所用蔗糖浓度太高, 细胞过度失水死亡,可以看到质壁分离,但无法继续观察到质壁
17、分离复原,B 项错误;由于黑藻叶片薄,叶绿体大,可以观察到叶绿体围绕液泡环形流动, 如果选择菠菜叶的会太厚,C项错误;丁同学在实验中还需要加二氧化硅和 碳酸钙,D项错误。 规律总结 显微观察类实验总结 实验名称 细胞状态 观察对象 染色剂 生物材料 观察细胞的有丝 分裂 死细胞 染色体(形态、 行为变化) 龙胆紫溶液或 醋酸洋红液 洋葱根尖分生区细胞 观察多种多样的 细胞 活或死 细胞 细胞 酵母菌、水绵、叶片 保卫细胞等 观察叶绿体 活细胞 叶绿体 藓类的叶、菠菜叶等 观察植物细胞的 质壁分离及复原 活细胞 紫色大液泡 及原生质层 紫色洋葱鳞片叶外表 皮 2.(2020山东济南4月一模)下列
18、与实验有关的叙述正确的是( ) A.用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行质壁分离实验时,液泡体积逐渐变小,紫色 逐渐加深,吸水能力逐渐增强 B.利用电子显微镜观察细胞膜看到了暗亮暗三层结构,两边暗层是磷 脂分子,中间亮层是蛋白质分子,嵌合在磷脂双分子层中 C.在过氧化氢溶液充足的情况下,若提高过氧化氢酶的浓度,则酶的活性更 高,反应更快 D.在观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,解离液由15%盐酸和 95%酒精等量混合而成,盐酸的作用是使细胞相互分离,酒精的作用是快速 杀死细胞,固定细胞的分裂相 答案 D 解析 用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞进行质壁分离实验时,液泡体积逐渐 变小,紫色逐渐加深,吸水能
19、力逐渐增强,A项错误;利用电子显微镜观察细 胞膜看到了暗亮暗三层结构,两边暗层是蛋白质,中间亮层是磷脂分子, 嵌合在蛋白质层中,B项错误;酶的活性受温度、pH等影响,但不受反应物 浓度和酶的浓度的影响,故在过氧化氢溶液充足的情况下,若提高过氧化氢 酶的浓度,反应速率提高,但是酶的活性不变,C项错误;在观察植物根尖分 生组织细胞的有丝分裂实验中,解离液由质量分数为15%盐酸和体积分数 为95%酒精等量混合而成,盐酸的作用是使细胞相互分离,酒精的作用是快 速杀死细胞,固定细胞的分裂相,D项正确。 规律总结 教材规定实验中的“显色”归纳 考向二考向二 调查类实验调查类实验 3.(2020山东菏泽4月
20、一模)下列实验中采用的实验方法(原理)、实验步骤及 结果的对应,错误的是( ) 选项 实验方法(原理) 步 骤 结 果 A 基因重组 R型肺炎双球菌与S型菌的提取物混 合 出现了R型菌和S型 菌的菌落 B 同位素标记法 标记人、鼠两种生物细胞膜上的蛋白 质并融合 细胞膜具有流动性 C 自身对照法 将成熟的洋葱根细胞浸入高浓度 (50%)的红色蔗糖溶液中 细胞膜内出现红色 D 标志重捕法 将已经统计数量且标记的小鼠放回原 环境,短时间重捕 统计结果与重捕时 间有关 答案 B 解析 R型菌与S型菌的提取物混合,可形成R型菌和S型菌的菌落,A项正确; 利用荧光标记法标记人、鼠两种生物细胞膜的蛋白质并
21、融合,可得出细胞 膜具有流动性,B项错误;利用自身对照的方法,在高浓度的蔗糖溶液中,细 胞失水过快而死亡,细胞膜失去选择透过性,内部出现红色,C项正确;用标 志重捕法统计小鼠的种群密度时,放回的时间短,小鼠没有混合均匀,短期 内再捕会影响统计结果,D项正确。 考点考点2 探究实验探究实验 【热考内容练析热考内容练析】 考向一考向一 验证性实验的设计验证性实验的设计 1.(2020山东枣庄、临沂6月模拟)研究人员猜测,细胞分裂间期线粒体增多,是通 过线粒体分裂增殖实现的,并设计放射性同位素标记实验进行验证。先将一种 胆碱缺陷型链孢霉突变株置入含有3H标记胆碱(磷脂的前体物)的培养基中培养, 然后
22、转入另一种培养基中继续培养,定期取样检测细胞中线粒体的放射性。下 列分析错误的是( ) A.采用链孢霉胆碱缺陷型突变株目的是排除自身合成胆碱对实验的干扰 B.新合成的线粒体随着分裂次数增加,相对放射性逐代降低直至消失 C.“另一种培养基”在配制成分上与前者相同,只是胆碱没用3H标记 D.随着分裂次数的增加,放射性均匀分布到新线粒体的内膜和外膜中 答案 B 解析 链孢霉胆碱缺失型突变株自身不能合成胆碱,因此必须利用环境中 的胆碱来合成自身需要的物质,利用该突变株可以排除内源合成胆碱对实 验的影响,A项正确;新合成的线粒体利用胆碱合成新的膜,但是新合成的线 粒体仍然需要从原来的线粒体中分裂出来,因
23、此随着分裂次数的增加线粒 体的放射性会均匀分布到新的线粒体中,逐渐减少但不会消失,B项错 误;“另一种培养基”是指需没有3H标记的胆碱的培养基,以便观察线粒体的 放射性分布情况,C项正确;因为线粒体膜具有放射性,因此随着分裂次数的 增加,放射性会均匀分布在线粒体的内外膜,D项正确。 规律总结 验证性实验的结果分析和结论得出可以用“逆向思维法”,即先假设得出某 种结论,然后根据实验原理推测应该出现的实验结果,但在书写答案时,一 般要先写实验结果,再写实验结论。 考向二考向二 探究性实验的设计探究性实验的设计 2.(2020山东济南4月一模)某课题小组利用无菌培养液培养酵母菌,探究不同条件下 酵母
24、菌种群数量的变化规律。实验人员抽取每种条件下的酵母菌培养液各1 mL,分 别稀释10倍后,用血球计数板(规格为1 mm1 mm0.1 mm,计数室为2516型)进 行计数,测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量,实验结果见下图(单 位:107 个/mL)。下列相关叙述正确的是( ) A.依据20 、24 h条件下酵母菌种群数量值,可推算所用血球计数板中格 中酵母菌的数量平均为31个 B.温度是该实验的自变量,酵母菌菌种、酵母菌数量、培养液成分等为无 关变量 C.酵母菌种群数量变化过程中出现了“S”型增长,达到K值后稳定时间的长 短与培养液中营养物质的含量有关 D.酵母菌在15 环境中存活的时
25、间最长,15 是酵母菌种群数量增长的 最适温度 答案 C 解析 通过柱形图可知,实验的自变量是不同时间和温度,因变量为酵母菌 的数量。血球计数板有25个中方格,计数室的容积为0.1 mm3(1 mL=1 000 mm3),设每个中格的酵母菌数量为x,25x104稀释倍数 (10)=5107,x=20,A项错误。温度和培养时间是该实验的自变量,酵母菌数 量是因变量,酵母菌菌种、培养液成分等为无关变量,B项错误。酵母菌种 群数量变化过程中出现了“S”型增长,达到K值后稳定时间的长短与培养液 中营养物质的含量有关,C项正确;通过柱形图可知,酵母菌在15 环境中 存活的时间最长,25 是酵母菌种群数量增长的最适温度,D项错误。
