(新高考)高考生物二輪復(fù)習第1部分 專題突破 專題7 實驗與探究(含解析)

[課程標準]1.能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗，包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能等進行運用。2.具備驗證簡單生物學事實的能力，能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行分析、解釋、并能對收集到的數(shù)據(jù)進行處理。3.具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學研究方法。4.能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。考點一教材基礎(chǔ)實驗1．顯微觀察類實驗實驗名稱觀察方式觀察對象細胞狀態(tài)染色劑常用實驗材料觀察細胞的有絲分裂染色觀察染色體死龍膽紫溶液(或醋酸洋紅液)洋蔥根尖觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動原色觀察葉綠體活無蘚類葉(或菠菜葉、番薯葉等)觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原紫色大液泡活成熟植物細胞，如紫色洋蔥鱗片葉外表皮觀察細胞的減數(shù)分裂染色體死蝗蟲精母細胞(1)顯微觀察類實驗要先制片，不同材料用不同的制片方法。裝片法(把整個實驗材料制成裝片，如用葫蘆蘚觀察葉綠體)；切片法(把材料切成薄片，以便觀察，如脂肪的鑒定)；壓片法(把材料壓成薄層，以便觀察，如觀察根尖細胞的有絲分裂)。(2)解離≠水解，前者用鹽酸和酒精等量混合，處理的目的是使細胞彼此分離開；后者用鹽酸處理，增大細胞膜的通透性，使DNA和蛋白質(zhì)分開，便于染色。兩者在染色前都需要用水漂洗或沖洗，避免影響染色。(3)洋蔥在實驗中的“一材多用”取材部位實驗名稱取材原因葉鱗片葉觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原外表皮細胞含紫色大液泡使用高倍顯微鏡觀察細胞的多樣性細胞較大，外表皮細胞有大液泡，內(nèi)表皮細胞有明顯的細胞核管狀葉綠葉中色素的提取和分離色素含量多根觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂材料易得，且分生區(qū)細胞分裂能力強，易于觀察染色體2．鑒定類實驗實驗名稱試劑顏色生物材料備注淀粉的鑒定碘液藍色脫色的葉片－還原糖的鑒定斐林試劑磚紅色沉淀蘋果或梨勻漿等現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱脂肪的鑒定蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)染液橘黃(或紅)色花生種子切片需用高倍鏡觀察蛋白質(zhì)的鑒定雙縮脲試劑紫色豆?jié){、稀蛋清等先加A液，后加B液，搖勻使用綠葉中色素的提取和分離提取液：無水乙醇；分離液：層析液胡蘿卜素：橙黃色；葉黃素：黃色；葉綠素a：藍綠色；葉綠素b：黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅是為了研磨得更充分；加入碳酸鈣可防止在研磨中色素被破壞DNA的粗提取和鑒定二苯胺試劑藍色雞血細胞等沸水浴加熱5min(1)在顯色實驗(如物質(zhì)檢測)中，材料最好無色或顏色較淺或?qū)嶒灂r對有色材料進行脫色處理。(2)物質(zhì)鑒定實驗中，一般不設(shè)置對照實驗，若需設(shè)置對照實驗，對照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)的實驗中，對照組可加入稀釋的雞蛋清。(3)還原糖的檢驗若出現(xiàn)磚紅色沉淀，結(jié)論只能說溶液中有還原糖存在，但不能證明具體是哪種還原糖；同理蛋白質(zhì)的鑒定若出現(xiàn)紫色，也不能證明胰島素或淀粉酶是否存在。(4)斐林試劑鑒定還原糖實驗的原理是發(fā)生氧化還原反應(yīng)。雙縮脲試劑鑒定對象為肽鍵，故可檢驗蛋白質(zhì)、多肽及變性后的蛋白質(zhì)，不能鑒定氨基酸；先加入A液(NaOH溶液)1mL創(chuàng)造堿性條件，再滴加B液(CuSO4溶液)4滴，不能過量。3．調(diào)查類實驗研究性課題調(diào)查對象統(tǒng)計方法計算方法調(diào)查人群中某種遺傳病人類某種遺傳病匯總法某種遺傳病的發(fā)病率＝eq\f(某種遺傳病的患病人數(shù),某種遺傳病的被調(diào)查人數(shù))×100%種群密度的取樣調(diào)查活動能力強的動物標志重捕法eq\f(初次捕獲個體數(shù),種群總數(shù))＝eq\f(重捕標志個體數(shù),再次捕獲個體數(shù))植物或活動能力弱的動物樣方法種群密度＝eq\f(所有樣方內(nèi)個體總數(shù),樣方的總面積)土壤中小動物類群豐富度的研究土壤中的小動物取樣器取樣法記名計算法、目測估計法(1)調(diào)查對象：①為使實驗獲得成功，常選用一些容易調(diào)查的對象，如植物種群密度的調(diào)查，選擇容易辨別的雙子葉植物；蚜蟲、昆蟲卵、跳蝻和蚯蚓等活動范圍小、活動能力弱的動物，常采用樣方法調(diào)查其種群密度。②調(diào)查人群中常見的遺傳病，最好選取群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病，如紅綠色盲、白化病等；調(diào)查某種遺傳病的發(fā)病率時，要隨機抽樣調(diào)查，且要保證調(diào)查的群體足夠大；調(diào)查某種遺傳病的遺傳方式應(yīng)在患者家系中展開調(diào)查。(2)隨機調(diào)查：調(diào)查的隨機性決定了調(diào)查的準確性，所以應(yīng)做到隨機取樣。4．探究類實驗(1)探究實驗的基本操作流程(2)歸納總結(jié)①任何滲透裝置，隔著半透膜(玻璃紙、細胞膜、原生質(zhì)層)，水分子都是雙向移動的，只是在濃度差的作用下，兩個方向水分子移動的速率不同而已。②探究溫度、pH對酶活性影響時，至少分三組，其中一組為最適條件下進行，且注意不能先將酶與底物混合后再控制條件。③探究酵母菌細胞呼吸方式時：a．新配制的質(zhì)量分數(shù)為5%的葡萄糖溶液先加熱煮沸(殺死里面的微生物、除去溶液中的氧氣)，等冷卻(防止高溫殺死酵母菌)后再加入食用酵母菌。b．無氧條件時，酵母菌培養(yǎng)液應(yīng)先封口放置一段時間，待酵母菌將瓶內(nèi)的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，以保證檢測到的一定是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2。④探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度時，所設(shè)組別除用不同濃度的生長素類似物處理外，還要增加一組用蒸餾水處理的空白對照。⑤探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化時：a．從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)之前，要輕輕振蕩幾次，使酵母菌均勻分布，以確保計數(shù)準確，減少誤差。b．該探究不需要設(shè)置對照，因為隨著時間的延續(xù)，酵母菌種群數(shù)量的變化在時間上形成前后自身對照，但要獲得準確的實驗數(shù)據(jù)，必須重復(fù)實驗，求得平均值。c．對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計數(shù)相鄰兩邊及其夾角上的酵母菌。5．常見實驗材料總結(jié)材料特性適用的實驗酵母菌真菌細胞觀察多種多樣的細胞兼性厭氧微生物探究酵母菌細胞呼吸的方式單細胞探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化水綿低等植物細胞觀察多種多樣的細胞帶狀葉綠體探究光合作用的場所馬鈴薯淀粉含量較多檢測生物組織中的淀粉(遇碘液變藍)花生脂肪含量較多檢測生物組織中的脂肪(與蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液反應(yīng)呈橘黃色或紅色)蘋果、梨還原糖含量較多檢測生物組織中的還原糖(與斐林試劑反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀)豆?jié){蛋白質(zhì)含量較多檢測生物組織中的蛋白質(zhì)(與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng))小麥幼苗易于培養(yǎng)證明某種無機鹽是植物生長所必需的哺乳動物成熟的紅細胞有細胞膜，沒有細胞壁，沒有細胞核膜和細胞器膜等膜結(jié)構(gòu)觀察動物細胞的失水和吸水；體驗制備細胞膜的方法蘚類的葉薄、小、透明的植物器官觀察葉綠體黑藻葉新鮮的綠葉(如菠菜葉)葉綠體中四種色素含量較多綠葉中色素的提取與分離紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞具有紫色大液泡探究植物細胞的失水和吸水新鮮的動物肝臟過氧化氫酶含量多比較過氧化氫在不同條件下的分解根尖分生區(qū)組織細胞細胞分裂旺盛觀察植物根尖分生組織細胞的有絲分裂綠化樹種或花卉生長旺盛的一年生枝條扦插后容易生根探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度6.教材實驗中藥品的作用(1)酒精比較項目實驗作用50%的酒精檢測生物組織中的脂肪脂肪鑒定中洗去浮色75%的酒精微生物的實驗室培養(yǎng)用于殺菌消毒無水乙醇綠葉中色素的提取與分離提取綠葉中的色素95%的酒精觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂解離液(質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精等體積混合)鑒定光合作用產(chǎn)物(淀粉)脫色70%的酒精土壤中小動物類群豐富度的研究用于殺死并保存小動物(防腐)(2)鹽酸實驗名稱濃度作用探究pH對過氧化氫酶活性的影響質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸改變pH，提供酸性環(huán)境觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸解離液(質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%的酒精等體積混合)(3)NaOH溶液①在鑒定生物組織中蛋白質(zhì)的存在時，0.1g/mL的NaOH溶液作為雙縮脲試劑的成分之一，為該實驗提供堿性環(huán)境。②在鑒定生物組織中還原糖的存在時，0.1g/mL的NaOH溶液作為斐林試劑的成分之一。③在與細胞呼吸有關(guān)的實驗中，用NaOH溶液吸收裝置中的CO2，以保證裝置中沒有CO2存在。④在探究影響酶活性的條件(pH)時，用質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH溶液來調(diào)節(jié)pH。(4)其他常用試劑試劑名稱作用實驗0.3g/mL的蔗糖溶液使植物細胞剛好發(fā)生質(zhì)壁分離且對細胞無傷害植物細胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原實驗層析液溶解并分離色素綠葉中色素的提取和分離二氧化硅(石英砂)使研磨充分碳酸鈣防止色素被破壞1．下列關(guān)于實驗中使用普通光學顯微鏡的說法，錯誤的是()A．用高倍鏡觀察菠菜細胞葉綠體形態(tài)時，臨時裝片需要保持有水狀態(tài)B．需要高倍鏡下才能觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質(zhì)壁分離C．在低倍鏡下可以觀察到洋蔥根尖分生區(qū)細胞的形態(tài)及大小D．用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂時，可用龍膽紫溶液進行染色答案B解析用高倍鏡觀察菠菜細胞葉綠體形態(tài)時，臨時裝片需要保持有水狀態(tài)，以保持細胞處于生活狀態(tài)，A正確；低倍鏡即可觀察到洋蔥鱗片葉外表皮細胞的質(zhì)壁分離，B錯誤；在低倍鏡下可以觀察到洋蔥根尖分生區(qū)細胞呈正方形、排列緊密，C正確；觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂時可用龍膽紫溶液對染色體進行染色，D正確。2．(2020·全國Ⅰ，4改編)為達到實驗?zāi)康?，需要選用合適的實驗材料進行實驗。下列實驗?zāi)康呐c實驗材料的對應(yīng)，不合理的是()選項實驗材料實驗?zāi)康腁大蒜根尖分生區(qū)細胞觀察細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原B蝗蟲的精巢細胞觀察細胞的減數(shù)分裂C哺乳動物的紅細胞觀察細胞的吸水和失水D新鮮的菠菜綠葉觀察綠葉中色素的提取和分離答案A3．(2020·江蘇，25)某同學用光學顯微鏡對4種實驗材料進行觀察并記錄，下表實驗現(xiàn)象合理的是(不定項)()選項實驗材料實驗現(xiàn)象A用蘇丹Ⅲ染液染色的花生子葉切片子葉細胞中有橘黃色顆粒B用0.3g/mL蔗糖溶液處理的紫色洋蔥鱗片葉外表皮裝片紫色的液泡逐漸變小，顏色逐漸變深C用龍膽紫染液染色的洋蔥根尖裝片染色體在細胞中移動并平均分配到兩極D用臺盼藍染液染色的酵母菌涂片部分酵母菌被染成藍色答案ABD解析用蘇丹Ⅲ染液能將脂肪染成橘黃色，A項正確；紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中會發(fā)生滲透失水，紫色液泡中的水分滲出后，體積變小，細胞液濃度變大，顏色加深，B項正確；觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂時，可用龍膽紫染液染色，但是洋蔥根尖細胞在染色前進行解離時已被殺死，不會觀察到染色體在細胞內(nèi)的“移動”，C項錯誤；用臺盼藍染液染色的酵母菌涂片中，死亡的酵母菌的細胞膜失去選擇透過性，所以死亡的酵母菌會被染成藍色，D項正確。4．下列操作可能導(dǎo)致實驗結(jié)果估測值偏小的是()A．對研磨后的蘋果勻漿進行過濾檢測可溶性還原糖含量B．在蒲公英生長密集處取樣調(diào)查其在樣地中的種群密度C．被標記鯉魚投放入池塘后立即重捕并計算鯉魚的數(shù)量D．從靜置的上清液處取樣估測培養(yǎng)液中草履蟲種群數(shù)量答案C解析可溶性還原糖易溶于水，研磨與過濾操作不會影響可溶性還原糖含量的檢測，A項不符合題意；在蒲公英生長密集處取樣調(diào)查，會使結(jié)果偏大，B項不符合題意；被標記鯉魚投放入池塘后立即重捕，會使重捕個體中被標記的個體數(shù)量增多，從而使估測的鯉魚數(shù)量偏小，C項符合題意；草履蟲細胞呼吸需要氧氣，靜置的上清液中分布較多草履蟲，從靜置的上清液處取樣估測，會使估測值偏大，D項不符合題意。5．下列實驗中，有關(guān)操作時間的長短對實驗現(xiàn)象或結(jié)果影響的敘述，不正確的是(不定項)()A．在“質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗中，第二次與第三次觀察間隔時間的長短對實驗現(xiàn)象的影響相同B．在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，解離時間的長短對實驗現(xiàn)象的影響相同C．在“32P標記的噬菌體侵染細菌”的實驗中，保溫時間過長或過短對上清液檢測結(jié)果的影響相同D．用標志重捕法調(diào)查種群密度時，兩次捕獲間隔時間的長短對調(diào)查結(jié)果的影響相同答案ABD解析在“質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗中，第二次觀察的是質(zhì)壁分離現(xiàn)象，第三次觀察的是質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，若兩次觀察間隔的時間過長，細胞可能由于失水時間過長而死亡，則在第三次觀察時看不到質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，A項錯誤；在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，解離的目的是使組織細胞相互分離，若解離時間過長，則細胞結(jié)構(gòu)會遭到破壞，從而影響實驗結(jié)果的觀察，B項錯誤；用32P標記的噬菌體侵染細菌時，保溫時間過短或過長，部分噬菌體還未侵染或已經(jīng)釋放出來，從而使上清液出現(xiàn)放射性，二者對檢測結(jié)果的影響相同，C項正確；用標志重捕法調(diào)查種群密度時，若兩次捕獲間隔的時間過長，則可能會導(dǎo)致第二次捕獲到的有標記的個體偏少，使調(diào)查的結(jié)果偏大，若間隔時間過短，則調(diào)查結(jié)果偏小，D項錯誤。6．(2020·徐州一模)下列有關(guān)實驗的說法，正確的是()A．色素提取實驗中，研磨液必須使用濾紙進行過濾B．觀察蝗蟲精巢切片時，能看到有絲分裂中期的細胞C．達爾文通過向光性實驗發(fā)現(xiàn)了植物生長素D．觀察植物細胞的有絲分裂，先解離、染色，再漂洗答案B解析色素提取實驗中，研磨液必須使用單層尼龍布進行過濾，不用濾紙，以防對色素的吸附作用，A錯誤；在蝗蟲的精巢中既有有絲分裂也有減數(shù)分裂發(fā)生，因此觀察蝗蟲精巢切片時，能看到有絲分裂中期的細胞，B正確；達爾文通過向光性實驗發(fā)現(xiàn)了胚芽鞘尖端可以產(chǎn)生某種影響，該影響可以促進尖端以下的伸長區(qū)生長，C錯誤；觀察植物細胞的有絲分裂，先解離、漂洗后再染色，D錯誤。

考點二生物科學史和經(jīng)典實驗中的方法技術(shù)1．教材涉及的科學史匯總(1)細胞學說的建立①虎克——細胞的發(fā)現(xiàn)者和命名者。②列文虎克——用自制顯微鏡觀察細胞。③施萊登和施旺——建立“細胞學說”。④魏爾肖——總結(jié)出細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞。(2)流動鑲嵌模型的建立過程①歐文頓——用500多種化學物質(zhì)對植物細胞的通透性進行實驗——膜是由脂質(zhì)組成的。②羅伯特森——電鏡下觀察細胞膜看到暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu)，將細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。③桑格和尼克森——提出細胞膜的流動鑲嵌模型。(3)酶的發(fā)現(xiàn)過程①巴斯德——釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細胞的存在(無活細胞參與，糖類不可能變成酒精)。②畢希納——將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。③薩姆納——提取出脲酶并證明脲酶是蛋白質(zhì)。④切赫和奧特曼——發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能。(4)光合作用的發(fā)現(xiàn)過程①恩格爾曼——用水綿和好氧細菌證明光合作用釋放O2及光合作用需要光。②普利斯特利——植物可以更新空氣。③英格豪斯——植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣，指出普利斯特利實驗只有在光下才能成功。④梅耶——植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來。⑤薩克斯——光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉(葉片產(chǎn)生淀粉需光)。⑥魯賓和卡門——用18O分別標記水和二氧化碳，證明光合作用釋放的氧氣來自水。⑦卡爾文——用14C標記二氧化碳，證明二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑，即卡爾文循環(huán)：14CO2→14C3→(14CH2O)。(5)遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)史①孟德爾——用豌豆作遺傳材料，利用假說—演繹法提出遺傳的兩條基本規(guī)律，即分離定律和自由組合定律(關(guān)注孟德爾成功的原因)。②薩頓——用類比推理法提出基因在染色體上(關(guān)注假說—演繹法與類比推理法的差異)。③摩爾根——用假說—演繹法證明基因在染色體上(用白眼雄果蠅作遺傳材料)。④道爾頓——第一個提出色盲現(xiàn)象。(6)遺傳本質(zhì)的發(fā)現(xiàn)史①格里菲思——通過肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”。②艾弗里——通過肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)(轉(zhuǎn)化因子為DNA)。③赫爾希和蔡斯——用放射性同位素標記法(32P、35S)分別標記噬菌體，證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。④沃森和克里克——構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(克里克還提出中心法則：)。⑤富蘭克林——DNA衍射圖譜。⑥查哥夫——腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鳥嘌呤(G)的量。(7)生物進化的發(fā)現(xiàn)史①拉馬克——第一個提出進化學說(中心思想：用進廢退、獲得性遺傳)。②達爾文——自然選擇學說(四個要點：過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存)。(8)動物生命活動調(diào)節(jié)機制的發(fā)現(xiàn)史①貝爾納——動物的生活需要兩個環(huán)境：機體細胞生活的內(nèi)環(huán)境和整個有機體生活的外環(huán)境。②坎農(nóng)——提出穩(wěn)態(tài)的概念。③沃泰默——促胰液素分泌只受神經(jīng)調(diào)節(jié)。④斯他林和貝利斯——促胰液素可存在“化學調(diào)節(jié)”(并命名該調(diào)節(jié)物為“激素”)。⑤巴甫洛夫——建立了條件反射學說，但對失去促胰液素的發(fā)現(xiàn)深表遺憾。(9)植物生長素的發(fā)現(xiàn)史①達爾文——植物向光性實驗，驗證金絲雀草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成單側(cè)光下背光面比向光面生長快。②鮑森·詹森——胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可透過瓊脂片傳遞給下部。③拜爾——胚芽鞘的彎曲生長是由于尖端產(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻造成的。④溫特——胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學物質(zhì)引起的(并將該物質(zhì)命名為“生長素”)。(10)生態(tài)學的發(fā)現(xiàn)史①高斯——證明大小兩個種的草履蟲間存在著競爭關(guān)系。②美國生態(tài)學家林德曼——對賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，發(fā)現(xiàn)能量流動的兩大特點：單向流動，逐級遞減。2．教材中涉及的研究方法和技術(shù)(1)假說—演繹法——孟德爾兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，摩爾根證明基因在染色體上(以白眼雄果蠅為材料)，DNA半保留復(fù)制方式的證明，溫特生長素的發(fā)現(xiàn)實驗。(2)類比推理法——薩頓提出“基因在染色體上”。(3)創(chuàng)立假說——膜的成分和結(jié)構(gòu)的初步闡明，達爾文提出植物向光性假說。(4)模型構(gòu)建法——構(gòu)建細胞亞顯微結(jié)構(gòu)物理模型，構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)物理模型，構(gòu)建光合作用、種群特征、細胞分裂等概念模型，構(gòu)建種群增長兩種數(shù)學模型(公式、“J”型與“S”型曲線)，構(gòu)建減數(shù)分裂、血糖調(diào)節(jié)過程物理模型。(5)顯微觀察法——觀察多種多樣的細胞，觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動，觀察細胞的有絲分裂、減數(shù)分裂，觀察植物細胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原，觀察染色體變異等。(6)差速離心法——分離各種細胞器、制備細胞膜等。(7)對比實驗法——設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組通過對結(jié)果的分析比較，探究某種因素對實驗結(jié)果的影響，如探究酵母菌細胞呼吸的方式、酶作用特性相關(guān)的實驗。(8)密度梯度離心法——用15N標記DNA，證明DNA半保留復(fù)制(重帶、輕帶、中帶等)。(9)細胞染色法——碘染色法，證明光合作用產(chǎn)生淀粉；死細胞染色(醋酸洋紅液、龍膽紫溶液、改良苯酚品紅染液。(10)熒光標記法——細胞融合實驗；確定基因在染色體上的實驗。(11)放射性同位素標記法——分泌蛋白的合成和運輸，噬菌體侵染細菌實驗(32P、35S)等。(12)紙層析法——綠葉中色素的提取與分離。(13)濃度梯度設(shè)置實驗——探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度，探究影響酶活性的最適溫度和最適pH。(14)樣方法——估算植物及活動能力弱、活動范圍小的動物(如蚯蚓、蚜蟲、昆蟲卵)等的種群密度。(15)標志重捕法——估算活動能力強、活動范圍廣的動物種群密度。(16)黑光燈誘捕法——有趨光性的昆蟲。(17)抽樣檢測法——探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。(18)取樣器取樣法——土壤中小動物類群豐富度的研究。(19)人群中隨機抽樣調(diào)查遺傳病——調(diào)查遺傳病的發(fā)病率。(20)患者家系中調(diào)查遺傳病——調(diào)查某種遺傳病的遺傳方式。(21)遺傳雜交法(包括正交、反交、測交、自交、回交等)——確定顯隱性、基因位置、遵循的遺傳規(guī)律。(22)橫縊法、切割法、嫁接法、核移植法——探究細胞核的功能。(23)暗盒開孔法、云母片插入法、旋轉(zhuǎn)法、遮蓋法等——探究植物的向性運動。(24)系譜圖分析法——確定遺傳病類型。1．下列關(guān)于科學研究方法和相關(guān)實驗的敘述中，不正確的是()A．差速離心法：細胞中各種細胞器的分離和葉綠體中色素的分離B．模型構(gòu)建：研究種群數(shù)量變化規(guī)律和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)C．同位素標記法：分泌蛋白的合成與分泌和噬菌體侵染細菌實驗D．對比實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式答案A解析利用差速離心法可分離不同大小的多種細胞器，但不能分離葉綠體中的色素，葉綠體中色素的分離需要利用紙層析法，A項錯誤；研究種群數(shù)量變化規(guī)律利用了數(shù)學模型，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)利用了物理模型，B項正確；用3H標記的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和運輸；用35S和32P分別標記的噬菌體研究噬菌體侵染細菌實驗，證明DNA是遺傳物質(zhì)，二者均利用了同位素標記法，C項正確；探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中不通入空氣的裝置和通入空氣的裝置都屬于實驗組，屬于對比實驗，D項正確。2．下表中相關(guān)科學研究所對應(yīng)的主要科學方法錯誤的是()選項科學研究方法A細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系類比推理法BDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歸納推理法CDNA復(fù)制機理的發(fā)現(xiàn)假說—演繹法D能量金字塔表征各營養(yǎng)級間能量流動關(guān)系模型建構(gòu)法答案B解析“探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”實驗中，NaOH用于模擬細胞運輸?shù)奈镔|(zhì)，不同的瓊脂塊模擬的是大小不同的細胞，所以該實驗用的是類比推理法，A項正確；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建采用的是物理模型建構(gòu)法，B項錯誤。3．生物學研究用到多種科學方法，下列敘述正確的是()A．向血細胞計數(shù)板的計數(shù)室滴加樣液后應(yīng)立即計數(shù)，以防止細胞沉到底部B．利用模型建構(gòu)法探究酵母菌種群數(shù)量的變化時，無需設(shè)置空白對照組和重復(fù)實驗C．赫爾希和蔡斯用放射性同位素標記法證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNAD．卡爾文利用同位素標記法，將標記的18O2供小球藻利用，最終發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)答案C解析向血細胞計數(shù)板的計數(shù)室滴加樣液后不能立即計數(shù)，應(yīng)讓樣液沿蓋玻片邊緣緩慢滲入計數(shù)室內(nèi)，并讓酵母菌細胞沉到底部，A項錯誤；探究酵母菌種群數(shù)量變化時，由于有前后的自身對照，因此無需設(shè)置空白對照實驗，但是需要重復(fù)實驗，B項錯誤；卡爾文利用同位素標記法，將標記的14CO2供小球藻利用，最終發(fā)現(xiàn)了暗反應(yīng)過程，即卡爾文循環(huán)，D項錯誤。4．下列關(guān)于生命科學發(fā)展過程中重大研究成果的敘述，其中研究方法最相近的一組是()①溫特證明了胚芽鞘的尖端存在某種物質(zhì)可促進生長②孟德爾通過豌豆雜交實驗揭示了基因的分離定律③摩爾根等人用果蠅為材料研究證明了“基因位于染色體上”④林德曼發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點A．①和② B．③和④C．①和④ D．②和③答案D解析①溫特利用對比實驗法證明了胚芽鞘的尖端存在某種物質(zhì)可促進生長；②孟德爾利用假說—演繹法通過豌豆雜交實驗揭示了基因的分離定律；③摩爾根等人利用假說—演繹法用果蠅為材料研究證明了“基因位于染色體上”；④林德曼利用構(gòu)建模型法發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點。5．下列實驗中所運用的技術(shù)手段或原理相同的是()A．制備純凈的細胞膜與去除植物細胞的細胞壁B．人鼠細胞融合與植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原C．利用噬菌體侵染細菌研究DNA是遺傳物質(zhì)與研究DNA分子復(fù)制的方式D．探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化與構(gòu)建細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模型答案C解析制備純凈的細胞膜，利用了滲透作用原理，紅細胞在蒸餾水中漲破；去除植物細胞的細胞壁，利用的是酶解法，A不同；人鼠細胞融合的原理是細胞膜的流動性；植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原與原生質(zhì)層的選擇透過性及溶液濃度差有關(guān)，B不同；利用噬菌體侵染細菌研究DNA是遺傳物質(zhì)與研究DNA分子復(fù)制的方式，都利用了同位素標記法，C相同；探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，利用的是構(gòu)建數(shù)學模型的方法；構(gòu)建細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)模型，利用的是構(gòu)建物理模型的方法，D不同。6．下列有關(guān)同位素示蹤實驗的敘述，錯誤的是(不定項)()A．小白鼠吸入18O2，則在其尿液中可以檢測到H218O，呼出的CO2不可能含有18OB．35S標記甲硫氨酸，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體與游離的核糖體都可能出現(xiàn)放射性C．將某精原細胞上的某條染色體上的DNA的一條鏈用15N進行標記，正常情況下，在該細胞分裂形成的精細胞中，含15N的精子所占比例為50%D．給水稻提供14CO2，體內(nèi)可以存在的14C轉(zhuǎn)移途徑為14CO2→14C3→(14CH2O)→14CO2答案AC解析關(guān)于呼吸作用元素的去向分析：所以18O2參與有氧呼吸第三階段，產(chǎn)生含有18O標記的H2O，若含有18O標記的水作為反應(yīng)物參與有氧呼吸的第二階段，則能生成含18O標記的CO2，A錯誤；核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所，只要核糖體在合成蛋白質(zhì)的時候利用含有放射性標記的甲硫氨酸，就會出現(xiàn)放射性，B正確；將某精原細胞中的某條染色體上的DNA的一條鏈用15N進行標記，根據(jù)半保留復(fù)制特點，該細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成的4個精細胞中，含15N的精子只有1個，因此所占比例為25%，C錯誤；在光合作用的暗反應(yīng)過程中，14C的轉(zhuǎn)移途徑大致是：14CO2→14C3→(14CH2O)，當其進行細胞呼吸時，(14CH2O)中的14C可轉(zhuǎn)移到14CO2中，D正確?？键c三教材實驗的拓展與延伸1．實驗中變量的控制變量之間的關(guān)系一個實驗中自變量可能有1個或多個，因變量也可能有1個或多個，無關(guān)變量一般有多個。如探究“××”和“×××”對“××××”的影響，涉及到2個自變量；如探究“××”對“×××”和“×××”的影響，涉及到2個因變量，如教材中探究過氧化氫的分解，自變量有加熱、Fe3＋、過氧化氫酶3個。(1)自變量的處理方法①“加”或“減”：例如驗證甲狀腺激素的生理作用——“加”即口服或注射該激素；“減”即手術(shù)切除甲狀腺法。②“換”：如探究溫度對酶活性的影響實驗，對自變量溫度無法“加”或“減”，就用“換”的方法。(2)無關(guān)變量的控制方法無關(guān)變量對實驗結(jié)果即因變量會產(chǎn)生影響，是需要控制的變量，如探究扦插枝條生根，無關(guān)變量涉及到植物的種類、生長狀態(tài)，處理浸泡的時間、條件等；探究溫度對酶活性的影響，首要控制的無關(guān)變量是該酶的pH保持一致且處于最適狀態(tài)。一般控制無關(guān)變量的方法有：①消除法：排除或隔離無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。例如在“驗證生長素能促進果實發(fā)育”的實驗中，有一組要求無生長素，需在開花前，用紙袋將雌花套住，隔離外來花粉的干擾。②恒定法：在整個實驗中，盡量使所有的實驗條件、實驗處理、實驗對象等都恒定不變。例如在“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作用”實驗中，始終將試管處于恒溫水浴中，以消除溫度這一無關(guān)變量對實驗的影響。③平衡法：設(shè)立對照組，除自變量以外，無關(guān)變量對實驗組、對照組的影響都是均等的，從而可不計無關(guān)變量的影響，得到實驗變量的效果。(3)因變量的確定：因變量必須是可測量或可觀察的指標，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼看不到，通過實驗加淀粉，但淀粉含量是否發(fā)生變化還是看不到，所以需要通過加碘液或斐林試劑進行顏色方面的鑒定，即是否出現(xiàn)藍色或磚紅色沉淀這些現(xiàn)象指標作為因變量。2．常見的條件控制與結(jié)果顯示的方法(1)實驗條件的控制方法①增加水中氧氣：泵入空氣或吹氣或放入綠色植物。②減少水中氧氣：容器密封或油膜覆蓋或用涼開水。③除去容器中CO2：密閉實驗裝置中放入NaOH溶液或KOH溶液。④除去葉片中原有淀粉：置于黑暗環(huán)境一晝夜。⑤除去葉片中葉綠素：葉片放入酒精加熱。⑥避免光合作用對細胞呼吸的干擾：遮光處理。⑦如何得到單色光：棱鏡色散或彩色薄膜濾光。⑧防止血液凝固：加入檸檬酸鈉。⑨各種細胞器的提?。杭毎麆驖{離心(差速離心法)。(2)實驗中控制溫度的方法①還原糖鑒定：50～65℃水浴加熱。②酶促反應(yīng)：水浴保溫(最適溫度或?qū)嶒灲o定溫度)。③二苯胺試劑鑒定DNA：沸水浴加熱。④細胞和組織培養(yǎng)以及微生物培養(yǎng)：恒溫培養(yǎng)。(3)實驗結(jié)果的顯示方法①光合速率：O2釋放量、CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量。②呼吸速率：O2吸收量、CO2釋放量或淀粉消耗量。③原子轉(zhuǎn)移途徑：同位素示蹤法。④植物細胞液濃度大?。嘿|(zhì)壁分離。⑤細胞是否死亡：質(zhì)壁分離、臺盼藍溶液染色。⑥甲狀腺激素的作用：動物耗氧量、發(fā)育速度等。⑦生長激素的作用：生長速度(體重變化、身高變化)。⑧胰島素的作用：動物活動狀態(tài)。3．實驗數(shù)據(jù)的處理(1)平均值法：取算術(shù)平均值是為減小偶然誤差而常用的一種數(shù)據(jù)處理方法。通常在同樣的測量條件下，對于某一物理量進行多次測量的結(jié)果不會完全一樣，用多次測量的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。(2)列表法：實驗中將數(shù)據(jù)列成表格，可以簡明地表示出有關(guān)物理量之間的關(guān)系，便于檢查測量結(jié)果和運算是否合理，有助于發(fā)現(xiàn)和分析問題，而且列表法還是圖像法的基礎(chǔ)。列表時應(yīng)注意：①表格要直接地反映有關(guān)物理量之間的關(guān)系，一般把自變量寫在前面，因變量緊接著寫在后面，便于分析。②表格要清楚地反映測量的次數(shù)，測得的物理量的名稱及單位，計算的物理量的名稱及單位。物理量的單位可寫在標題欄內(nèi)，一般不在數(shù)值欄內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)。③表中所列數(shù)據(jù)要正確反映測量值的有效數(shù)字。(3)圖像法：選取適當?shù)淖宰兞?，通過作圖可以找到或反映物理量之間的變化關(guān)系，并便于找出其中的規(guī)律，確定對應(yīng)量的函數(shù)關(guān)系。圖像法是最常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法之一。描繪圖像的要求是：①根據(jù)測量的要求選定坐標軸，一般以橫軸為自變量，縱軸為因變量。坐標軸要標明所代表的物理量的名稱及單位。②坐標軸標度的選擇應(yīng)合適，使測量數(shù)據(jù)能在坐標軸上得到準確的反映。為避免圖紙上出現(xiàn)大片空白，坐標原點可以是零也可以不是零。坐標軸的分度的估讀數(shù)，應(yīng)與測量值的估讀數(shù)(即有效數(shù)字的末位)相對應(yīng)。1．(2020·全國Ⅱ，5)取某植物的成熟葉片，用打孔器獲取葉圓片，等分成兩份，分別放入濃度(單位為g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中，得到甲、乙兩個實驗組(甲糖的相對分子質(zhì)量約為乙糖的2倍)。水分交換達到平衡時，檢測甲、乙兩組的溶液濃度，發(fā)現(xiàn)甲組中甲糖溶液濃度升高。在此期間葉細胞和溶液之間沒有溶質(zhì)交換。據(jù)此判斷下列說法錯誤的是()A．甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液濃度升高B．若測得乙糖溶液濃度不變，則乙組葉細胞的凈吸水量為零C．若測得乙糖溶液濃度降低，則乙組葉肉細胞可能發(fā)生了質(zhì)壁分離D．若測得乙糖溶液濃度升高，則葉細胞的凈吸水量乙組大于甲組答案D解析在實驗期間葉細胞和溶液之間沒有溶質(zhì)交換，而甲組中甲糖溶液濃度升高，說明甲組葉細胞吸收了甲糖溶液中的水分，A項正確；若測得乙糖溶液濃度不變，說明乙組葉細胞的細胞液濃度與乙糖溶液濃度相同，乙組葉細胞表現(xiàn)為既不吸水也不失水，即乙組葉細胞的凈吸水量為零，B項正確；若測得乙糖溶液濃度降低，說明乙組葉細胞失水，葉肉細胞可能發(fā)生了質(zhì)壁分離，C項正確；甲、乙兩組溶液的質(zhì)量濃度相同，甲糖的相對分子質(zhì)量約為乙糖的2倍，說明單位體積的甲糖溶液中溶質(zhì)微粒數(shù)少，而單位體積的乙糖溶液中溶質(zhì)微粒數(shù)多，乙糖溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力大，甲糖溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力小，若測得乙糖溶液濃度也升高，說明葉細胞吸水，并且葉細胞的凈吸水量乙組小于甲組，D項錯誤。2．下列關(guān)于實驗條件控制方法的敘述，錯誤的是()A．防止水中離子對培養(yǎng)基成分的干擾——用蒸餾水配制B．調(diào)查某遺傳病的遺傳方式——需要在患者家系中進行調(diào)查統(tǒng)計C．除去密閉容器中的CO2——在容器中放置盛有NaOH溶液的小燒杯D．排除無關(guān)變量中溫度的干擾——將實驗組和對照組放在相同溫度環(huán)境中答案D解析由于蒸餾水中不含無機鹽離子，因此用蒸餾水配制培養(yǎng)基，可以防止水中離子對培養(yǎng)基成分的干擾，A項正確；調(diào)查某遺傳病的遺傳方式需要在患者家系中進行調(diào)查統(tǒng)計，B項正確；由于NaOH溶液能吸收CO2，因此在容器中放置盛有NaOH溶液的小燒杯，可除去密閉容器中的CO2，C項正確；生物實驗需遵循單一變量原則，因此，在實驗中，將實驗組和對照組放在相同且適宜的溫度環(huán)境中，可排除無關(guān)變量中溫度對實驗結(jié)果的干擾，D項錯誤。3．噬藻體是一種感染藍藻的DNA病毒，科學家用32P標記噬藻體進行感染藍藻的實驗，則下列有關(guān)敘述正確的是()A．為保證單一變量，藍藻也應(yīng)用32P標記B．實驗中應(yīng)進行攪拌、離心等操作C．實驗預(yù)期結(jié)果為上清液的放射性強、沉淀物的放