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專題二十六 實驗與探究
REPORT
考情分析
1.考查內容
（1）本專題內容屬于高頻考點，考查的內容包括物質鑒定類實驗、顯微觀察類實驗、調查類實驗和探究類實驗。
（2）探究類實驗常常依托對照實驗的單一變量原則進行方案設計或結果分析。
2.題型難度
（1）題型上，已出現的高考試題中，大多為單項單選題，非選擇題很少出現。
（2）難度上，多為中等難度試題。
3.備考策略
（1）顏色鑒定類實驗常常依據常見顏色反應直接考查，調查類實驗和探究類實驗較少出現。
（2）顯微觀察類實驗多結合光學顯微鏡的觀察范圍合理地選擇實驗材料。
考點清單
一、實驗的類型
1.驗證性實驗和探究性實驗
（1）驗證性實驗
①驗證性實驗的實驗目的是“預料之中”的，因此結果和結論只有一種情況。結果即為由所學知識或實驗原理推出的現象，結論即為實驗目的。
②核心：已知結果，重在操作
③命題重點：實驗中涉及的知識，如實驗原理、實驗材料、實驗步驟、實驗結果、注意事項等
（2）探究性實驗
①探究性實驗是對未知的生物學現象進行探索，因此預期的結果及結論是所有可能出現的情況，為多種情況。其書寫格式-般為“如果.....則......如果.....”
考點清單
②核心：未知結果，重在設計
③命題重點：實驗分析和實驗設計，如實驗的自變量和因變量的判斷、實驗的對照分析、實驗的結果分析等
（3）驗證性實驗與探究性實驗的對比
驗證性實驗 探究性實驗
實驗名稱 通常是一個特定的科學事實，如，觀察分生組織細胞的有絲分裂；綠葉中色素的提取和分離 通常是自變量對因變量的影響，如探究溫度對酶活性的影響；探究細胞大小與物質運輸的關系
實驗原理 完成實驗的理論依據，可能涉及物理、化學、生物等多個學科，有些來自課本知識，有些在題目中作為條件出現 ——
實驗假設 無假設，驗證性實驗具有預設的實驗結果 有假設，探究性實驗沒有預設結果，自變量和因變量之間可能具有三種關系：正相關、負相關、不想管，以探究細胞大小與物質運輸的關系為例，預測結果如下：①細胞越小，物質運輸效率越小；②細胞越小，物質運輸效率越小；③細胞大小與物質運輸效率無關
實驗結果 實驗應具有和實驗預期相符的結果，若結果和預期實驗不符，則說明實驗過程有問題，實驗失敗 實驗無特定的預期結果，可能在多個結果中出現其中一個，并根據此結果得出實驗結論
考點清單
2.定性實驗和定量實驗
定性實驗 定量實驗
目的 定性實驗的目的只是找到變量之間的關系，探究自變量和因變量之間是否存在相關性 定量實驗是定性實驗的進一步發展，在確定變量相關性之后，通過量化的手段，探究自變量和因變量之間的數量關系
手段 通過定性分析找到關系 通過定量分析找數據
分組 一般只需要兩組實驗：對照組和實驗組，通過兩組實驗的對照結果分析得出結論 一般需要多組實驗，包括一組對照組和多組對照組，實驗組之間通過不同數量形成相互對照，對比不同結果得出結論
描述 用文字語言進行相關描述 用數學語言進行描述
區分 一般通過看自變量是否有數量處理，如果自變量有一定的數量處理，則為定量實驗；沒有則為定性實驗
舉例 探究植物細胞的質壁分離和復原 不同濃度蔗糖溶液對植物質壁分離的影響
探究高溫對酶活性的影響 探究不同溫度下酶活性的變化
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3.預實驗和正式實驗
（1）概念：在正式實驗之前，用標準物質或只用少量樣品進行實驗，以便摸索出最佳的實驗條件，為正式實驗打下基礎。
（2）目的：可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力、財力的浪費。
（3）要求：預實驗也必須像正式實驗一樣認真進行才有意義。
（4）舉例：探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度，預實驗使用的生長素類似物濃度為0、10-2molL， 10-8mol/L、10-6mol/L， 10-4mol/L； 通過預實驗發現實驗方案可行，且生長素類似物最適濃度范圍在10-12~10-8mol/L，因此正式實驗設置濃度為10-12 mol/L，10-11 mol/L， 10-10 mol/L、10-9mol/L、10-8mol/L.此預實驗達到了驗證實驗可行性的目的，并為進一步實驗摸索了條件。
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二、實驗設計原理
1.單一變量原則
（1）概念
①變量：實驗過程中可以發生變化的因素稱為變量，即因果關系中所有的可能的因和果。例如，在探究溫度對酶活性的影響實驗中，所有可變的因素，包括影響酶活性的溫度、pH、酶的抑制劑等因素和酶本身的活性都屬于變量。
②自變量：人為改變的變量稱作自變量，也稱為實驗變量，是因果關系中的“因”， 是實驗的操作對象，應具有可變性和可操作性。例如①中的溫度。
③因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱作因變量，也稱為反應變量，是因果關系中的果，是實驗的觀察對象，應具有可測性和客觀性。例如①中的酶活性變化。
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④無關變量：實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量。無關變量與研究目標無關，但卻影響研究結果，實驗中應嚴格控制，否則實驗結果的真實性無法得到認定，例如①中的pH和酶的抑制劑。
⑤額外變量：由無關變量引起的變化結果叫做額外變量，額外變量會影響實驗結論的準確性。
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（2）原理
①單一變量原則：實驗的本質是找到自變量和因變量之間的關系，所以在實驗中需要排除無關變量的干擾，保證通過自變量影響因變量，從而得出合理的實驗結果和結論。所以單一變量原則就是通過改變單一的自變量，同時控制無關變量，探究自變量對因變量的影響。
2.對照原則
（1）原理
對照原則：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗是單一變量原則實現的具體體現，通過不同組實驗的比較，得出合理的結果和結論。高中所有的探究類實驗中，都應設置對照，但具體的對照形式可以是空白對照，也可以是相互對照或自身對照等，有些對照并不需要單獨設置對照組。
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（2）形式
①空白對照
空白對照指不做任何實驗的對照組或不給對照組以任何處理因素。但注意，不給對照組任何處理因素是相對于實驗組的自變量而言的，無關變量對應的處理需要和實驗組中保持一致。
空白對照能對比實驗組的變化和結果，增加說服力。通常未經實驗因素處理的對象組為對照組，經實驗因素處理的對象組為實驗組；或處于正常情況下的對象組為對照組，未處于正常情況下的對象組為實驗組。
②自身對照
自身對照指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不單獨另設對照，通過改變自變量，觀察實驗前后的自身的因變量變化，得出實驗結論。自身對照方法簡便，關鍵是理清實驗處理前后對象變化的差異，從而確定自變量和因變量的關系。實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。
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③相互對照
相互對照也稱為對比實驗，是指不單獨設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，其中每一組既是實驗組也是其他組的對照組，由此得出相應的實驗結論。通過實驗的相互對比，確立實驗變量和反應變量的關系。在沒有空白對照的情況下，各實驗組之間遵循單一變量原則，平衡和抵消無關變量的影響，使實驗結果具有說服力
④條件對照
條件對照是指雖給對象施以某種實驗處理，但此處理并非實驗的自變量，同時此處理可以更好地證明實驗結論，此處理也被稱為條件變量。通常施以條件因素的對象組為對照組，施以實驗因素的對象組為實驗組。
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3.平行重復原則
（1）原理：每組實驗需要多個實驗對象、足夠的實驗次數，才能避免偶然誤差，使得出的結論準確。反之若實驗對象過少，重復次數不足，則容易由于實驗對象出現偶然誤差形成錯誤的實驗結論。
（2）形式
①數量重復：通常實驗每組對象應在三個或以上，例如，取生長發育狀態相同的白兔若干只，平均分成若干組，保證每組具有多個實驗對象，對實驗結果進行記錄后去除有明顯誤差的數據，剩下的數據取平均值。
②次數重復：每次實驗需要重復三次或以上，使實驗結果可重復出現，若實驗重復次數不足，則可能造成錯誤結果，如孟德爾豌豆雜交實驗中，每組實驗均重復多次，并對每次的結果進行統計和比較。
考點清單
4.其他原則
在生物學實驗設計中，還有其他幾個原則，才能保證結果的準確性和結論的合理性，但在試題中很少直接考查，總結如下。
（1）隨機性原則：是指被研究的樣本是從總體中任意抽取的。其目的包括：①消除或減少系統誤差，使顯著性測驗有意義；②平衡各種條件，避免實驗結果中的偏差。在實驗描述中，通常體現為隨機獲取一定數量的實驗材料。在樣方法取樣中，獲取樣方需要隨機取樣。
（2）科學性原則：是指實驗的原理要符合科學原理，實驗結果的預期有科學依據，實驗的各個環節不能偏離生物學基礎知識和基本原理，以及其他學科領域的基本原則。主要體現在以下幾個方面。①實驗原理的科學性：實驗原理是實驗設計的依據，也是用來檢驗和修正實驗過程中失誤的依據，因此它必須是經前人總結或經科學檢驗得出的科學理論。例如，在顏色反應中，不同物質和不同的檢測試劑發生反應產生的顏色是特定的，符合科學性要求。
考點清單
（3）簡便可行性原則：簡便是指在設計生物學實驗時，要盡量做到實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗藥品比較便宜，實驗操作比較簡便，實驗步驟比較少，實驗時間比較短。可行是指在設計生物學實驗時，要考慮現有的實驗條件，要保證現有的條件能夠滿足實驗的要求。而有些實驗的設計，雖然在原理和方法上可行，但由于步驟過于繁瑣或者條件要求過高，所以很難進行。
例如預實驗的作用包括兩個方面：①為進一步的實驗摸索條件；②可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗，造成人力、物力、財力的浪費。其中第二點就是提高科學性和可行性。
三、設計實驗套路
1.實驗設計概論
考點清單
實驗設計類題目的分析和解答包括三個步驟，第一步為題目分析，包括：
①實驗目的、原理的分析；
②實驗類型的分析，確定探究性實驗／驗證性實驗、定性實驗／定量實驗；
③實驗對照和變量的分析（最重要）。
第二步為步驟書寫，包括三個基本步驟：
①取材、分組、編號；
②處理自變量；
③觀察、檢測、記錄因變量。第三步為預測實驗結果，寫出實驗結論，對于驗證性實驗，其結果和結論都是單一的；對于探究性實驗，其結果和結論可能會有三個方向，分別是正相關、負相關和不相關。
考點清單
解題思路如下：
2.全程實驗設計套路
全程實驗設計指的是在實驗步驟上，題目不提供任何提示，所有實驗步驟需要考生獨立完成的實驗設計。一般題目要求三步或四步的實驗步驟。
分析實驗設計主體
審題的第一步需要先確定實驗設計的目的，包括實驗的目的和原理、實驗的類型 、實驗的變量和對照，從而了解實驗設計的框架。
第一步 分析實驗目的/原理 ①實驗的探究目的和原理；②實驗的類型；③實驗的變量和對照處理。
第二步 書寫實驗步驟 ①取材、分組、編號②處理實驗自變量，強調無關變量相同且適宜③觀察/檢測/記錄因變量
第三步 預測實驗結果 驗證性實驗：一個結果，一個結論探究性實驗：三個可能結果，三個可能結論
考點清單
①實驗目的
實驗目的就是要探究的問題或要驗證的事實，題目往往會要求考生寫出此實驗的目的或課題，書寫課題本質上是描述出題目的自變量和因變量，具有固定的答題格式，即：探究自變量對因變量的影響。在少數情況下，題目是驗證性實驗，此時課題應為：驗證自變量對因變量的影響。
②實驗原理
絕大部分情況下，實驗所涉及的原理都比較簡單，譬如酶的活性、光合/呼吸作用的影響因素，生長素作用的兩重性、滲透作用等，這些實驗是課本相關實驗的變形。但是有些實驗所涉及的原理需要綜合多個生物學相關知識，在分析過程中要注意甄別真正的自變量。
考點清單
③實驗類型
設計類實驗大部分都是探究性實驗，實驗結果不可知，在題目要求預測實驗結果時，應包含三個可能的結果，即自變量和因變量的關系是正相關、負相關或不相關。但如果題目給出的信息足夠充分，或者依據教材的相關原理，可以對結果進行準確分析和判斷的話。其預測結果就只有一個。對于不同題目所提供的不同信息要注意判斷。
3.簡述實驗設計套路
（1）簡要描述類實驗的基本點
簡要描述類實驗需要描述的基本點如下：
①實驗分組
考點清單
②自變量處理
③因變量觀察
變量是分組對照實驗最為重要的基本點，因此，這三點是必須有所體現的，而對于無關變量保持一致、平行重復的問題，通常不需要做詳細表述。
2. 套用句式
通常簡要描述的實驗可套用如下句式：
①將實驗材料分為兩組（或多組）；
②A組是實驗組，進行xx處理，B組是對照組，進行xx處理；以此類推。
③觀察、記錄因變量。
考點1 酶的應用問題綜合
考點1 物質鑒定類實驗
考點通關
1.在可溶性還原糖、油脂、蛋白質的鑒定實驗中，對材料選擇的敘述錯誤的是（ ）
A.雞蛋清含蛋白質多，是進行蛋白質鑒定的動物材料
B.花生種子富含油脂且子葉肥厚，是用于油脂鑒定的理想材料
C.大豆種子蛋白質含量高，是進行蛋白質鑒定的植物材料
D.馬鈴薯塊莖中含有較多的糖且近于白色，是還原糖鑒定的理想材料
答案：D
解析：雞蛋清含蛋白質多，是進行蛋白質鑒定的動物材料，A正確；花生種子富含油脂且子葉肥厚，是用于油脂鑒定的理想材料，B正確；大豆種子蛋白質含量高，是進行蛋白質鑒定的植物材料，C正確；馬鈴薯塊莖中含有較多的糖是淀粉，不屬于還原糖，不適合做還原糖鑒定的實驗材料，D錯誤。
2.生物學研究興趣小組對作物種子發育過程中有機物積累及轉化進行動態監測。下列關于檢測方法及出現結果的敘述，錯誤的是（ ）
A.嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒
B.嫩甜玉米籽粒加水研磨→離心取上清液→加斐林試劑→觀察磚紅色沉淀檢測還原糖
C.嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質
D.干玉米種子加水浸泡→用小刀縱切→在切面滴加碘液→依據被染成藍色的情況檢測淀粉
答案：B
解析：本題考查細胞中糖類、脂肪和蛋白質的鑒定。大豆種子中含有較多的脂肪，故可用嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒，A正確；斐林試劑檢測還原糖，需要水浴加熱，B錯誤；嫩花生種子含有較多的蛋白質，可將嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質，C正確；玉米種子含有較多的淀粉，故可用干玉米種子加水浸泡→用小刀縱切→在切面滴加碘液→依據被染成藍色的情況檢測淀粉，D正確。
考點2 顯微觀察類實驗
考點通關
1.圖1中①②表示目鏡，③④表示物鏡，⑤⑥表示物鏡與裝片之間的距離，圖2和圖3分別表示不同物鏡下觀察到的圖像。下列敘述正確的是（ ）
A.①的放大倍數大于②，③的放大倍數小于④
B.若要把視野里的圖像從圖2轉為圖3，應選用③，同時升高鏡筒
C.若要把視野里的圖像從圖2轉為圖3，正確的操作順序是轉動轉換器→調節光圈→移動裝片→轉動細準焦螺旋
D.若要將物像放大到最大程度，應選用圖1中的組合②③⑤
答案：D
解析：目鏡越長放大倍數越小，而物鏡越長放大倍數越大，所以①的放大倍數小于②，③的放大倍數大于④，要想將物像放大到最大程度，應選擇的組合是題圖1中的②③⑤，A錯誤，D正確；若要把視野里的圖像從題圖2轉為題圖3，需增大放大倍數，正確的操作順序應該是移動裝片（使物像處于視野中央）→轉動轉換器→調節光圈或反光鏡→轉動細準焦螺旋，其中換用高倍物鏡③后應用細準焦螺旋來調節物鏡與裝片之間的距離，不能升高鏡筒，B、C均錯誤。
2.如圖所示，圖甲中①②表示目鏡，③④表示物鏡，⑤⑥表示物鏡與載玻片之間的距離，圖乙和丙分別表示不同物鏡下觀察到的圖像。相關敘述正確的是（ ）
A.①比②的放大倍數大，③比④的放大倍數小
B.把視野里的標本從圖乙轉為圖丙，應選用②③
C.若視野中有異物，移動裝片，異物不動，則異物位于物鏡上
D.從圖乙轉為圖丙，正確的調節順序：轉動轉換器→調節光圈→移動標本→轉動細準焦螺旋
答案：B
解析：本題考查顯微鏡的放大倍數、異物位置的判斷及操作順序。顯微鏡的放大倍數=物鏡放大倍數×目鏡放大倍數，物鏡越長，放大倍數越大，物鏡與載玻片的距離也越近，而目鏡越長，放大倍數越小，據此并結合題意可知，①比②的放大倍數小，③比④的放大倍數大，A錯誤；把視野里的標本從圖乙轉為圖內，即用高倍鏡觀察，使物像放大倍數增大，應選用②③，B正確；若視野中有異物，移動裝片，異物不動，說明異物不在裝片上，則異物位于物鏡或目鏡上，C錯誤；從圖乙轉為圖丙，即使用高倍顯微鏡的正確操作順序：移動裝片，將要放大觀察的物像移到視野中央→轉動轉換器，用高倍鏡觀察→調節光圈，增加進光量→轉動細準焦螺旋，使物像清晰，D錯誤。
考點3 調查統計類實驗
考點通關
1.調查種群密度在生產實踐中具有重要意義。下列描述中與實際不符的是（ ）
A.調查種群密度常用估算的方法，如樣方法、燈光誘捕法、標記重捕法等
B.麥田里蚜蟲分布不均，取樣數值偏差太大，不宜采用樣方法調查種群密度
C.調查褐家鼠的種群密度時，可用標記重捕法，所做標記不應影響其被捕概率
D.用血細胞計數板統計酵母菌種群密度時，只計數中小方格內的酵母菌會使結果偏小
答案：B
解析：調查種群密度時，除分布范圍小、個體較大的種群用逐個計數的方法外，多用估算的方法，針對不同的種群，可用樣方法、燈光誘捕法、標志重捕法等，A正確；小麥蚜蟲活動能力差，活動空間小，可采用樣方法調查，確定樣方時要隨機取樣，保證樣方的代表性，B錯誤；標志重捕法成立的前提是動物兩次被捕幾率相等，所以標記時盡量做到不影響動物的生存機會，C正確；用血細胞計數板統計酵母菌密度時，應統計小方格內的菌和相鄰的兩條邊線及頂角上的菌體，只統計小方格內的菌會使數據偏小，D正確。
2.某學校生物興趣小組開展了“調查人群中的遺傳病”的實踐活動，以下調查方法或結論不合理的是（ ）
A.調查時，最好選取群體中發病率相對較高的多基因遺傳病
B.調查時應分多個小組、對多個家庭進行調查，以獲得足夠大的群體調查數據
C.為了更加科學、準確地調查某遺傳病在人群中的發病率，應特別注意隨機取樣
D.若調查結果是男女患者比例相近，且發病率較高，則可能是常染色體顯性遺傳病
答案：A
解析：調查人群中的遺傳病時，最好選取群體中發病率相對較高的單基因遺傳病，如紅綠色盲、白化病等，多基因遺傳病一般不遵循孟德爾遺傳定律，A錯誤；選取的樣本要足夠多，且要隨機取樣，調查時應分多個小組、對多個家庭進行調查，B正確；為了更加科學、準確地調查該遺傳病在人群中的發病率，應特別注意隨機取樣，避免因為主觀人為因素而對調查結果造成影響，C正確；若該病男女患者比例相近，說明該病的遺傳和性別無關，而且發病率較高，則可能是常染色體顯性遺傳病，D正確。
考點4 探究類實驗
考點通關
1.生物學家為探究DNA的復制方式，將15N標記的大腸桿菌放到只含14N的培養基中培養，通過密度梯度離心技術，將細胞中的14N/14N-DNA及15N/15N-DNA分離開來，在試管中得到不同密度的DNA帶。下列有關DNA復制的說法，錯誤的是（ ）
A.復制所得子代DNA分子中（A+C）/（T+G）的值為1
B.如果DNA復制方式是半保留復制，那么第二代細胞中的DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶
C.DNA分子復制時，邊解旋邊復制，同時需要模板、原料、能量和酶等
D.連續培養三代（復制了三次），在第三代大腸桿菌中含15N的鏈占該代DNA分子總鏈數的1/16
答案：D
解析：在雙鏈DNA分子中，A=T，C=G，故復制所得子代DNA分子中（A+C）/（T+G）的值為1，A正確；如果DNA復制方式是半保留復制，那么第二代細胞中的DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶，一條（14N/14N-DNA）位于上部，另一條（15N/14N-DNA）位于中部，B正確；DNA分子復制是一個邊解旋邊復制的過程，需要模板、原料、能量和酶等，C正確；連續培養三代（復制了三次），第三代大腸桿菌中含15N的鏈占該代DNA分子總鏈數的1/8，D錯誤。
2.探究重力和單側光對生長素分布的影響程度，實驗操作如圖所示（注：A盒下側有開口，可以進光）。結果預測及結論如下，其中錯誤的是（ ）
A.若A、B中幼苗都向上彎曲生長，只是B中幼苗向上彎曲程度大，說明重力對生長素分布的影響大于單側光對生長素分布的影響
B.若A中幼苗向下彎曲生長，B中幼苗向上彎曲生長，說明單側光對生長素分布的影響大于重力對生長素分布的影響
C.若A中幼苗水平生長，B中幼苗向上彎曲生長，說明單側光對生長素分布的影響與重力對生長素分布的影響程度相等
D.若A、B中幼苗都向上彎曲生長，只是B中幼苗向上彎曲程度大，說明重力對生長素分布的影響小于單側光對生長素分布的影響
答案：D
解析：結合題圖分析，A中幼苗受重力和單側光的影響，B中幼苗只受重力的影響。重力使生長素由遠地側向近地側運輸，單側光使生長素由近地側向遠地側運輸。若重力對生長素分布的影響大于單側光對生長素分布的影響，則A中近地側生長素濃度高于遠地側，幼苗向上彎曲生長，且B近地側生長素濃度高于A近地側生長素濃度，所以B中幼苗也向上彎曲生長，且彎曲程度大于A，A正確；若B中幼苗向上彎曲生長，說明重力作用使幼苗兩側生長素分布不均勻，而A中幼苗水平生長，說明在重力和單側光的作用下，幼苗中近地側和遠地側的生長素含量相同，可推測單側光對生長素分布的影響與重力對生長素分布的影響相等，C正確；若重力對生長素分布的影響小于單側光對生長素分布的影響，則A中遠地側生長素濃度高于近地側，遠地側生長快于近地側，A中幼苗向下彎曲生長，B正確，D錯誤。
考點5 科學史實驗
考點通關
1.下列有關科學研究的敘述正確的是（ ）
A.施萊登和施旺運用完全歸納法建立細胞學說
B.羅伯特森根據電鏡照片提出了流動鑲嵌模型
C.魯賓和卡門運用放射性同位素標記法探明氧氣的來源
D.沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型
答案：D
解析：A、施萊登觀察了大部分植物細胞，施旺觀察了大部分動物細胞，運用的是不完全歸納法建立細胞學說，A錯誤；B、羅伯特森根據電鏡照片提出了生物膜由蛋白質--脂質--蛋白質三層結構構成，B錯誤；C、魯賓和卡門運用同位素標記法探明氧氣的來源，但氧元素沒有放射性，C錯誤；D、沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型，除了物理模型常用的還有數學模型和概念模型，D正確。
2.下列有關生物科學史的敘述中，正確的是（ ）
A.施萊登、施旺提出的細胞學說，認為細胞通過分裂產生新細胞
B.沃森和克里克運用了構建物理模型的方法研究DNA分子的結構
C.桑格和尼克森指出所有生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成
D.格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是遺傳物質
答案：B
解析：施萊登、施旺提出了新細胞從老細胞中產生，而總結出細胞通過分裂產生新細胞觀點的是魏爾肖，A錯誤；沃森和克里克運用了構建物理模型的方法研究DNA分子的結構，B正確；桑格和尼克森提出的是流動鑲嵌模型，C錯誤；格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗的結論是在S型細菌內存在某種轉化因子，D錯誤。
一、細胞呼吸方式的判斷
物質循環與能量流動模型
教材實驗中主要試劑及材料的使用
考法突破
1.教材實驗的“同材異用”
（1）酒精
體積分數為50%的乙醇溶液 脂肪的鑒定中，用于洗去蘇丹Ⅲ在脂防上的浮色
體積分數為70%的乙醇溶液 土壤小動物類群豐富度的研究中，保存采集的土壤小動物，防止腐爛
體積分數為75%的乙醇溶液 無菌技術中用于消毒
體積分數為95%的乙醇溶液 ①有絲分裂觀察中，與15%鹽酸1∶1混合成解離液：②用于葉片脫色：③DNA分離純化中，冷卻的95%酒精用于凝集DNA：④用作酒精燈燃料
無水乙醇 ①光合色素的提取和分離中，用于提取光含色素，可用丙酮代替：②低溫誘導染色體數目加倍中，與冰醋酸等混合配制成卡諾氏液（固定液）
（2）鹽酸
（3）NaOH溶液
質量分數為5%的鹽酸 影響酶活性的條件，用于改變pH
質量分數為8%的鹽酸 觀察細胞DNA與RNA的實驗中，增加細胞膜的通透性，使DNA與蛋白質分離
質量分數為15%的鹽酸 有絲分裝觀察中，與體積分數為95%的酒精溶液1∶1混合成解離液
物質的量濃度為0.1mol/L的鹽酸 生物體維持pH穩定的機制，用來調節pH
質量分數為0.1%的鹽酸 探究溫度和pH對果膠酶活性的影響中，用來調節pH
0.1g/mL NaOH溶液 檢測還原糖和蛋白質的實驗中，用于配制斐林試劑和雙縮脲試劑
質量分數為5%NaOH溶液 影響酶活性的條件，用于改變pH
質量分數為10%NaOH溶液 探究酵母菌細胞呼吸的方式，用于吸收空氣中的CO2
0.1mol/LNaOH溶液 生物體維持pH穩定的機制，用來調節pH
質量分數為0.1% NaOH溶液 探究溫度和pH對果膠酶活性的影響中，用來調節pH
2.教材實驗的“一材多用”
取材部位 實驗名稱 取材原因
葉 鱗片葉 植物細胞的質壁分離和復原 外表皮細胞含紫色中央液泡
使用高倍顯微鏡觀察細胞的多樣性 細胞較大，外表皮細胞有中央液泡，內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，且分生區細胞分裂能力強，染色體數目少，易于觀察
低溫誘導植物染色體數目的變化 材料易得，且低溫（4℃）下根尖也能分裂生長，染色體變異率較高
提升訓練
1.下列化學試劑在實驗中具有相同作用的是（ ）
A.酒精在觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗和檢測生物組織中的脂肪實驗中的作用
B.鹽酸在觀察植物細胞有絲分裂實驗和探究pH對酶的活性影響實驗中的作用
C.CuSO4在檢測生物組織中的還原糖實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用
D.NaOH在探究pH對酶的活性影響實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用
答案：D
解析：在觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗中，酒精可以用來配制解離液，在檢測生物組織中的脂肪實驗中，酒精的作用是洗去浮色，A錯誤；在觀察植物細胞有絲分裂實驗中，鹽酸可以用來配制解離液，在探究pH對酶的活性影響實驗中，鹽酸的作用是調節pH，B錯誤；CuSO4在檢測生物組織中的還原糖實驗中的作用是與NaOH反應生成Cu（OH）2，進而與還原糖發生氧化還原反應，CuSO4在檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用是與肽鍵反應，生成紫色物質，C錯誤；NaOH在探究pH對酶的活性影響實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用都是創造堿性環境，D正確。
提升訓練
2.下列有關實驗操作的敘述，正確的是（ ）
A.鑒定還原糖實驗中，先將斐林試劑甲、乙液等量混勻后再加入待測樣液
B.在制作花生子葉切片觀察脂肪顆粒過程中，用蒸餾水洗去切片表面的浮色
C.在“探究酵母菌的呼吸方式”實驗中，使用溴麝香草酚藍溶液檢測酒精
D.觀察葉片細胞的葉綠體時，直接用高倍鏡觀察
答案：A
解析：斐林試劑是由甲液（質量濃度為0.1g/mL氫氧化鈉溶液）和乙液（質量濃度為0.05g/mL硫酸銅溶液）組成，檢測還原糖時要將甲液和乙液混合均勻后再加入含樣品的試管中，再加入待測樣液中并進行水浴加熱，觀察是否出現磚紅色沉淀；在制作花生子葉切片觀察脂防顆粒過程中，用50%的酒精洗去切片表面的浮色；在“探究酵母菌的呼吸方式”實驗中，使用溴麝香草酚藍水溶液檢測二氧化碳，用酸性重鉻酸鉀檢測酒精；使用顯微鏡觀察時，要遵循先低后高的原則，觀察葉片細胞的葉綠體時，先在低倍鏡下找到葉片細胞再換高倍鏡觀察；故選A。專題二十六 實驗與探究
考情分析
1.考查內容
（1）本專題內容屬于高頻考點，考查的內容包括物質鑒定類實驗、顯微觀察類實驗、調查類實驗和探究類實驗。
（2）探究類實驗常常依托對照實驗的單一變量原則進行方案設計或結果分析。
2.題型難度
（1）題型上，已出現的高考試題中，大多為單項單選題，非選擇題很少出現。
（2）難度上，多為中等難度試題。
3.備考策略
（1）顏色鑒定類實驗常常依據常見顏色反應直接考查，調查類實驗和探究類實驗較少出現。
（2）顯微觀察類實驗多結合光學顯微鏡的觀察范圍合理地選擇實驗材料。
考點清單
一、實驗的類型
1.驗證性實驗和探究性實驗
（1）驗證性實驗
①驗證性實驗的實驗目的是“預料之中”的，因此結果和結論只有一種情況。結果即為由所學知識或實驗原理推出的現象，結論即為實驗目的。
②核心：已知結果，重在操作
③命題重點：實驗中涉及的知識，如實驗原理、實驗材料、實驗步驟、實驗結果、注意事項等
（2）探究性實驗
①探究性實驗是對未知的生物學現象進行探索，因此預期的結果及結論是所有可能出現的情況，為多種情況。其書寫格式-般為“如果.....則......如果.....”
②核心：未知結果，重在設計
③命題重點：實驗分析和實驗設計，如實驗的自變量和因變量的判斷、實驗的對照分析、實驗的結果分析等
（3）驗證性實驗與探究性實驗的對比
驗證性實驗 探究性實驗
實驗名稱 通常是一個特定的科學事實，如，觀察分生組織細胞的有絲分裂；綠葉中色素的提取和分離 通常是自變量對因變量的影響，如探究溫度對酶活性的影響；探究細胞大小與物質運輸的關系
實驗原理 完成實驗的理論依據，可能涉及物理、化學、生物等多個學科，有些來自課本知識，有些在題目中作為條件出現 —
實驗假設 無假設，驗證性實驗具有預設的實驗結果 有假設，探究性實驗沒有預設結果，自變量和因變量之間可能具有三種關系：正相關、負相關、不想管，以探究細胞大小與物質運輸的關系為例，預測結果如下： ①細胞越小，物質運輸效率越小； ②細胞越小，物質運輸效率越小； ③細胞大小與物質運輸效率無關
實驗結果 實驗應具有和實驗預期相符的結果，若結果和預期實驗不符，則說明實驗過程有問題，實驗失敗 實驗無特定的預期結果，可能在多個結果中出現其中一個，并根據此結果得出實驗結論
2.定性實驗和定量實驗
定性實驗 定量實驗
目的 定性實驗的目的只是找到變量之間的關系，探究自變量和因變量之間是否存在相關性 定量實驗是定性實驗的進一步發展，在確定變量相關性之后，通過量化的手段，探究自變量和因變量之間的數量關系
手段 通過定性分析找到關系 通過定量分析找數據
分組 一般只需要兩組實驗：對照組和實驗組，通過兩組實驗的對照結果分析得出結論 一般需要多組實驗，包括一組對照組和多組對照組，實驗組之間通過不同數量形成相互對照，對比不同結果得出結論
描述 用文字語言進行相關描述 用數學語言進行描述
區分 一般通過看自變量是否有數量處理，如果自變量有一定的數量處理，則為定量實驗；沒有則為定性實驗
舉例 探究植物細胞的質壁分離和復原 不同濃度蔗糖溶液對植物質壁分離的影響
探究高溫對酶活性的影響 探究不同溫度下酶活性的變化
3.預實驗和正式實驗
（1）概念：在正式實驗之前，用標準物質或只用少量樣品進行實驗，以便摸索出最佳的實驗條件，為正式實驗打下基礎。
（2）目的：可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力、財力的浪費。
（3）要求：預實驗也必須像正式實驗一樣認真進行才有意義。
（4）舉例：探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度，預實驗使用的生長素類似物濃度為0、10-2molL， 10-8mol/L、10-6mol/L， 10-4mol/L； 通過預實驗發現實驗方案可行，且生長素類似物最適濃度范圍在10-12~10-8mol/L，因此正式實驗設置濃度為10-12 mol/L，10-11 mol/L， 10-10 mol/L、10-9mol/L、10-8mol/L.此預實驗達到了驗證實驗可行性的目的，并為進一步實驗摸索了條件。
二、實驗設計原理
1.單一變量原則
（1）概念
①變量：實驗過程中可以發生變化的因素稱為變量，即因果關系中所有的可能的因和果。例如，在探究溫度對酶活性的影響實驗中，所有可變的因素，包括影響酶活性的溫度、pH、酶的抑制劑等因素和酶本身的活性都屬于變量。
②自變量：人為改變的變量稱作自變量，也稱為實驗變量，是因果關系中的“因”， 是實驗的操作對象，應具有可變性和可操作性。例如①中的溫度。
③因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱作因變量，也稱為反應變量，是因果關系中的果，是實驗的觀察對象，應具有可測性和客觀性。例如①中的酶活性變化。
④無關變量：實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量。無關變量與研究目標無關，但卻影響研究結果，實驗中應嚴格控制，否則實驗結果的真實性無法得到認定，例如①中的pH和酶的抑制劑。
⑤額外變量：由無關變量引起的變化結果叫做額外變量，額外變量會影響實驗結論的準確性。
變量概念示意圖
（2）原理
①單一變量原則：實驗的本質是找到自變量和因變量之間的關系，所以在實驗中需要排除無關變量的干擾，保證通過自變量影響因變量，從而得出合理的實驗結果和結論。所以單一變量原則就是通過改變單一的自變量，同時控制無關變量，探究自變量對因變量的影響。
2.對照原則
（1）原理
對照原則：除了一個因素以外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗是單一變量原則實現的具體體現，通過不同組實驗的比較，得出合理的結果和結論。高中所有的探究類實驗中，都應設置對照，但具體的對照形式可以是空白對照，也可以是相互對照或自身對照等，有些對照并不需要單獨設置對照組。
（2）形式
①空白對照
空白對照指不做任何實驗的對照組或不給對照組以任何處理因素。但注意，不給對照組任何處理因素是相對于實驗組的自變量而言的，無關變量對應的處理需要和實驗組中保持一致。
空白對照能對比實驗組的變化和結果，增加說服力。通常未經實驗因素處理的對象組為對照組，經實驗因素處理的對象組為實驗組；或處于正常情況下的對象組為對照組，未處于正常情況下的對象組為實驗組。
②自身對照
自身對照指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不單獨另設對照，通過改變自變量，觀察實驗前后的自身的因變量變化，得出實驗結論。自身對照方法簡便，關鍵是理清實驗處理前后對象變化的差異，從而確定自變量和因變量的關系。實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。
③相互對照
相互對照也稱為對比實驗，是指不單獨設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，其中每一組既是實驗組也是其他組的對照組，由此得出相應的實驗結論。通過實驗的相互對比，確立實驗變量和反應變量的關系。在沒有空白對照的情況下，各實驗組之間遵循單一變量原則，平衡和抵消無關變量的影響，使實驗結果具有說服力
④條件對照
條件對照是指雖給對象施以某種實驗處理，但此處理并非實驗的自變量，同時此處理可以更好地證明實驗結論，此處理也被稱為條件變量。通常施以條件因素的對象組為對照組，施以實驗因素的對象組為實驗組。
3.平行重復原則
（1）原理：每組實驗需要多個實驗對象、足夠的實驗次數，才能避免偶然誤差，使得出的結論準確。反之若實驗對象過少，重復次數不足，則容易由于實驗對象出現偶然誤差形成錯誤的實驗結論。
（2）形式
①數量重復：通常實驗每組對象應在三個或以上，例如，取生長發育狀態相同的白兔若干只，平均分成若干組，保證每組具有多個實驗對象，對實驗結果進行記錄后去除有明顯誤差的數據，剩下的數據取平均值。
②次數重復：每次實驗需要重復三次或以上，使實驗結果可重復出現，若實驗重復次數不足，則可能造成錯誤結果，如孟德爾豌豆雜交實驗中，每組實驗均重復多次，并對每次的結果進行統計和比較。
4.其他原則
在生物學實驗設計中，還有其他幾個原則，才能保證結果的準確性和結論的合理性，但在試題中很少直接考查，總結如下。
（1）隨機性原則：是指被研究的樣本是從總體中任意抽取的。其目的包括：①消除或減少系統誤差，使顯著性測驗有意義；②平衡各種條件，避免實驗結果中的偏差。在實驗描述中，通常體現為隨機獲取一定數量的實驗材料。在樣方法取樣中，獲取樣方需要隨機取樣。
（2）科學性原則：是指實驗的原理要符合科學原理，實驗結果的預期有科學依據，實驗的各個環節不能偏離生物學基礎知識和基本原理，以及其他學科領域的基本原則。主要體現在以下幾個方面。①實驗原理的科學性：實驗原理是實驗設計的依據，也是用來檢驗和修正實驗過程中失誤的依據，因此它必須是經前人總結或經科學檢驗得出的科學理論。例如，在顏色反應中，不同物質和不同的檢測試劑發生反應產生的顏色是特定的，符合科學性要求。
（3）簡便可行性原則：簡便是指在設計生物學實驗時，要盡量做到實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗藥品比較便宜，實驗操作比較簡便，實驗步驟比較少，實驗時間比較短。可行是指在設計生物學實驗時，要考慮現有的實驗條件，要保證現有的條件能夠滿足實驗的要求。而有些實驗的設計，雖然在原理和方法上可行，但由于步驟過于繁瑣或者條件要求過高，所以很難進行。
例如預實驗的作用包括兩個方面：①為進一步的實驗摸索條件；②可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，以免由于設計不周，盲目開展實驗，造成人力、物力、財力的浪費。其中第二點就是提高科學性和可行性。
三、設計實驗套路
1.實驗設計概論
實驗設計類題目的分析和解答包括三個步驟，第一步為題目分析，包括：
①實驗目的、原理的分析；
②實驗類型的分析，確定探究性實驗／驗證性實驗、定性實驗／定量實驗；
③實驗對照和變量的分析（最重要）。
第二步為步驟書寫，包括三個基本步驟：
①取材、分組、編號；
②處理自變量；
③觀察、檢測、記錄因變量。第三步為預測實驗結果，寫出實驗結論，對于驗證性實驗，其結果和結論都是單一的；對于探究性實驗，其結果和結論可能會有三個方向，分別是正相關、負相關和不相關。
解題思路如下：
第一步 分析實驗目的/原理 ①實驗的探究目的和原理； ②實驗的類型； ③實驗的變量和對照處理。
第二步 書寫實驗步驟 ①取材、分組、編號 ②處理實驗自變量，強調無關變量相同且適宜 ③觀察/檢測/記錄因變量
第三步 預測實驗結果 驗證性實驗：一個結果，一個結論 探究性實驗：三個可能結果，三個可能結論
2.全程實驗設計套路
全程實驗設計指的是在實驗步驟上，題目不提供任何提示，所有實驗步驟需要考生獨立完成的實驗設計。一般題目要求三步或四步的實驗步驟。
分析實驗設計主體
審題的第一步需要先確定實驗設計的目的，包括實驗的目的和原理、實驗的類型 、實驗的變量和對照，從而了解實驗設計的框架。
①實驗目的
實驗目的就是要探究的問題或要驗證的事實，題目往往會要求考生寫出此實驗的目的或課題，書寫課題本質上是描述出題目的自變量和因變量，具有固定的答題格式，即：探究自變量對因變量的影響。在少數情況下，題目是驗證性實驗，此時課題應為：驗證自變量對因變量的影響。
②實驗原理
絕大部分情況下，實驗所涉及的原理都比較簡單，譬如酶的活性、光合/呼吸作用的影響因素，生長素作用的兩重性、滲透作用等，這些實驗是課本相關實驗的變形。但是有些實驗所涉及的原理需要綜合多個生物學相關知識，在分析過程中要注意甄別真正的自變量。
③實驗類型
設計類實驗大部分都是探究性實驗，實驗結果不可知，在題目要求預測實驗結果時，應包含三個可能的結果，即自變量和因變量的關系是正相關、負相關或不相關。但如果題目給出的信息足夠充分，或者依據教材的相關原理，可以對結果進行準確分析和判斷的話。其預測結果就只有一個。對于不同題目所提供的不同信息要注意判斷。
3.簡述實驗設計套路
（1）簡要描述類實驗的基本點
簡要描述類實驗需要描述的基本點如下：
①實驗分組
②自變量處理
③因變量觀察
變量是分組對照實驗最為重要的基本點，因此，這三點是必須有所體現的，而對于無關變量保持一致、平行重復的問題，通常不需要做詳細表述。
2. 套用句式
通常簡要描述的實驗可套用如下句式：
①將實驗材料分為兩組（或多組）；
②A組是實驗組，進行xx處理，B組是對照組，進行xx處理；以此類推。
③觀察、記錄因變量。
考點通關
考點1 物質鑒定類實驗
1.在可溶性還原糖、油脂、蛋白質的鑒定實驗中，對材料選擇的敘述錯誤的是（ ）
A.雞蛋清含蛋白質多，是進行蛋白質鑒定的動物材料
B.花生種子富含油脂且子葉肥厚，是用于油脂鑒定的理想材料
C.大豆種子蛋白質含量高，是進行蛋白質鑒定的植物材料
D.馬鈴薯塊莖中含有較多的糖且近于白色，是還原糖鑒定的理想材料
答案：D
解析：雞蛋清含蛋白質多，是進行蛋白質鑒定的動物材料，A正確；花生種子富含油脂且子葉肥厚，是用于油脂鑒定的理想材料，B正確；大豆種子蛋白質含量高，是進行蛋白質鑒定的植物材料，C正確；馬鈴薯塊莖中含有較多的糖是淀粉，不屬于還原糖，不適合做還原糖鑒定的實驗材料，D錯誤。
2.生物學研究興趣小組對作物種子發育過程中有機物積累及轉化進行動態監測。下列關于檢測方法及出現結果的敘述，錯誤的是（ ）
A.嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒
B.嫩甜玉米籽粒加水研磨→離心取上清液→加斐林試劑→觀察磚紅色沉淀檢測還原糖
C.嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質
D.干玉米種子加水浸泡→用小刀縱切→在切面滴加碘液→依據被染成藍色的情況檢測淀粉
答案：B
解析：本題考查細胞中糖類、脂肪和蛋白質的鑒定。大豆種子中含有較多的脂肪，故可用嫩大豆種子切片→蘇丹Ⅲ染液染色→顯微鏡觀察細胞內被染成橘黃色的脂肪顆粒，A正確；斐林試劑檢測還原糖，需要水浴加熱，B錯誤；嫩花生種子含有較多的蛋白質，可將嫩花生種子加水研磨→加雙縮脲試劑→依據紫色反應檢測蛋白質，C正確；玉米種子含有較多的淀粉，故可用干玉米種子加水浸泡→用小刀縱切→在切面滴加碘液→依據被染成藍色的情況檢測淀粉，D正確。
考點2 顯微觀察類實驗
1.圖1中①②表示目鏡，③④表示物鏡，⑤⑥表示物鏡與裝片之間的距離，圖2和圖3分別表示不同物鏡下觀察到的圖像。下列敘述正確的是（ ）
A.①的放大倍數大于②，③的放大倍數小于④
B.若要把視野里的圖像從圖2轉為圖3，應選用③，同時升高鏡筒
C.若要把視野里的圖像從圖2轉為圖3，正確的操作順序是轉動轉換器→調節光圈→移動裝片→轉動細準焦螺旋
D.若要將物像放大到最大程度，應選用圖1中的組合②③⑤
答案：D
解析：目鏡越長放大倍數越小，而物鏡越長放大倍數越大，所以①的放大倍數小于②，③的放大倍數大于④，要想將物像放大到最大程度，應選擇的組合是題圖1中的②③⑤，A錯誤，D正確；若要把視野里的圖像從題圖2轉為題圖3，需增大放大倍數，正確的操作順序應該是移動裝片（使物像處于視野中央）→轉動轉換器→調節光圈或反光鏡→轉動細準焦螺旋，其中換用高倍物鏡③后應用細準焦螺旋來調節物鏡與裝片之間的距離，不能升高鏡筒，B、C均錯誤。
2.如圖所示，圖甲中①②表示目鏡，③④表示物鏡，⑤⑥表示物鏡與載玻片之間的距離，圖乙和丙分別表示不同物鏡下觀察到的圖像。相關敘述正確的是（ ）
A.①比②的放大倍數大，③比④的放大倍數小
B.把視野里的標本從圖乙轉為圖丙，應選用②③
C.若視野中有異物，移動裝片，異物不動，則異物位于物鏡上
D.從圖乙轉為圖丙，正確的調節順序：轉動轉換器→調節光圈→移動標本→轉動細準焦螺旋
答案：B
解析：本題考查顯微鏡的放大倍數、異物位置的判斷及操作順序。顯微鏡的放大倍數=物鏡放大倍數×目鏡放大倍數，物鏡越長，放大倍數越大，物鏡與載玻片的距離也越近，而目鏡越長，放大倍數越小，據此并結合題意可知，①比②的放大倍數小，③比④的放大倍數大，A錯誤；把視野里的標本從圖乙轉為圖內，即用高倍鏡觀察，使物像放大倍數增大，應選用②③，B正確；若視野中有異物，移動裝片，異物不動，說明異物不在裝片上，則異物位于物鏡或目鏡上，C錯誤；從圖乙轉為圖丙，即使用高倍顯微鏡的正確操作順序：移動裝片，將要放大觀察的物像移到視野中央→轉動轉換器，用高倍鏡觀察→調節光圈，增加進光量→轉動細準焦螺旋，使物像清晰，D錯誤。
考點3 調查統計類實驗
1.調查種群密度在生產實踐中具有重要意義。下列描述中與實際不符的是（ ）
A.調查種群密度常用估算的方法，如樣方法、燈光誘捕法、標記重捕法等
B.麥田里蚜蟲分布不均，取樣數值偏差太大，不宜采用樣方法調查種群密度
C.調查褐家鼠的種群密度時，可用標記重捕法，所做標記不應影響其被捕概率
D.用血細胞計數板統計酵母菌種群密度時，只計數中小方格內的酵母菌會使結果偏小
答案：B
解析：調查種群密度時，除分布范圍小、個體較大的種群用逐個計數的方法外，多用估算的方法，針對不同的種群，可用樣方法、燈光誘捕法、標志重捕法等，A正確；小麥蚜蟲活動能力差，活動空間小，可采用樣方法調查，確定樣方時要隨機取樣，保證樣方的代表性，B錯誤；標志重捕法成立的前提是動物兩次被捕幾率相等，所以標記時盡量做到不影響動物的生存機會，C正確；用血細胞計數板統計酵母菌密度時，應統計小方格內的菌和相鄰的兩條邊線及頂角上的菌體，只統計小方格內的菌會使數據偏小，D正確。
2.某學校生物興趣小組開展了“調查人群中的遺傳病”的實踐活動，以下調查方法或結論不合理的是（ ）
A.調查時，最好選取群體中發病率相對較高的多基因遺傳病
B.調查時應分多個小組、對多個家庭進行調查，以獲得足夠大的群體調查數據
C.為了更加科學、準確地調查某遺傳病在人群中的發病率，應特別注意隨機取樣
D.若調查結果是男女患者比例相近，且發病率較高，則可能是常染色體顯性遺傳病
答案：A
解析：調查人群中的遺傳病時，最好選取群體中發病率相對較高的單基因遺傳病，如紅綠色盲、白化病等，多基因遺傳病一般不遵循孟德爾遺傳定律，A錯誤；選取的樣本要足夠多，且要隨機取樣，調查時應分多個小組、對多個家庭進行調查，B正確；為了更加科學、準確地調查該遺傳病在人群中的發病率，應特別注意隨機取樣，避免因為主觀人為因素而對調查結果造成影響，C正確；若該病男女患者比例相近，說明該病的遺傳和性別無關，而且發病率較高，則可能是常染色體顯性遺傳病，D正確。
考點4 探究類實驗
1.生物學家為探究DNA的復制方式，將15N標記的大腸桿菌放到只含14N的培養基中培養，通過密度梯度離心技術，將細胞中的14N/14N-DNA及15N/15N-DNA分離開來，在試管中得到不同密度的DNA帶。下列有關DNA復制的說法，錯誤的是（ ）
A.復制所得子代DNA分子中（A+C）/（T+G）的值為1
B.如果DNA復制方式是半保留復制，那么第二代細胞中的DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶
C.DNA分子復制時，邊解旋邊復制，同時需要模板、原料、能量和酶等
D.連續培養三代（復制了三次），在第三代大腸桿菌中含15N的鏈占該代DNA分子總鏈數的1/16
答案：D
解析：在雙鏈DNA分子中，A=T，C=G，故復制所得子代DNA分子中（A+C）/（T+G）的值為1，A正確；如果DNA復制方式是半保留復制，那么第二代細胞中的DNA分子離心后可以得到兩條DNA帶，一條（14N/14N-DNA）位于上部，另一條（15N/14N-DNA）位于中部，B正確；DNA分子復制是一個邊解旋邊復制的過程，需要模板、原料、能量和酶等，C正確；連續培養三代（復制了三次），第三代大腸桿菌中含15N的鏈占該代DNA分子總鏈數的1/8，D錯誤。
2.探究重力和單側光對生長素分布的影響程度，實驗操作如圖所示（注：A盒下側有開口，可以進光）。結果預測及結論如下，其中錯誤的是（ ）
A.若A、B中幼苗都向上彎曲生長，只是B中幼苗向上彎曲程度大，說明重力對生長素分布的影響大于單側光對生長素分布的影響
B.若A中幼苗向下彎曲生長，B中幼苗向上彎曲生長，說明單側光對生長素分布的影響大于重力對生長素分布的影響
C.若A中幼苗水平生長，B中幼苗向上彎曲生長，說明單側光對生長素分布的影響與重力對生長素分布的影響程度相等
D.若A、B中幼苗都向上彎曲生長，只是B中幼苗向上彎曲程度大，說明重力對生長素分布的影響小于單側光對生長素分布的影響
答案：D
解析：結合題圖分析，A中幼苗受重力和單側光的影響，B中幼苗只受重力的影響。重力使生長素由遠地側向近地側運輸，單側光使生長素由近地側向遠地側運輸。若重力對生長素分布的影響大于單側光對生長素分布的影響，則A中近地側生長素濃度高于遠地側，幼苗向上彎曲生長，且B近地側生長素濃度高于A近地側生長素濃度，所以B中幼苗也向上彎曲生長，且彎曲程度大于A，A正確；若B中幼苗向上彎曲生長，說明重力作用使幼苗兩側生長素分布不均勻，而A中幼苗水平生長，說明在重力和單側光的作用下，幼苗中近地側和遠地側的生長素含量相同，可推測單側光對生長素分布的影響與重力對生長素分布的影響相等，C正確；若重力對生長素分布的影響小于單側光對生長素分布的影響，則A中遠地側生長素濃度高于近地側，遠地側生長快于近地側，A中幼苗向下彎曲生長，B正確，D錯誤。
考點5 科學史實驗
1.下列有關科學研究的敘述正確的是（ ）
A.施萊登和施旺運用完全歸納法建立細胞學說
B.羅伯特森根據電鏡照片提出了流動鑲嵌模型
C.魯賓和卡門運用放射性同位素標記法探明氧氣的來源
D.沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型
答案：D
解析：A、施萊登觀察了大部分植物細胞，施旺觀察了大部分動物細胞，運用的是不完全歸納法建立細胞學說，A錯誤；B、羅伯特森根據電鏡照片提出了生物膜由蛋白質--脂質--蛋白質三層結構構成，B錯誤；C、魯賓和卡門運用同位素標記法探明氧氣的來源，但氧元素沒有放射性，C錯誤；D、沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型屬于物理模型，除了物理模型常用的還有數學模型和概念模型，D正確。
2.下列有關生物科學史的敘述中，正確的是（ ）
A.施萊登、施旺提出的細胞學說，認為細胞通過分裂產生新細胞
B.沃森和克里克運用了構建物理模型的方法研究DNA分子的結構
C.桑格和尼克森指出所有生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成
D.格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是遺傳物質
答案：B
解析：施萊登、施旺提出了新細胞從老細胞中產生，而總結出細胞通過分裂產生新細胞觀點的是魏爾肖，A錯誤；沃森和克里克運用了構建物理模型的方法研究DNA分子的結構，B正確；桑格和尼克森提出的是流動鑲嵌模型，C錯誤；格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗的結論是在S型細菌內存在某種轉化因子，D錯誤。
考法突破
教材實驗中主要試劑及材料的使用
1.教材實驗的“同材異用”
（1）酒精
體積分數為50%的乙醇溶液 脂肪的鑒定中，用于洗去蘇丹Ⅲ在脂防上的浮色
體積分數為70%的乙醇溶液 土壤小動物類群豐富度的研究中，保存采集的土壤小動物，防止腐爛
體積分數為75%的乙醇溶液 無菌技術中用于消毒
體積分數為95%的乙醇溶液 ①有絲分裂觀察中，與15%鹽酸1∶1混合成解離液：②用于葉片脫色：③DNA分離純化中，冷卻的95%酒精用于凝集DNA：④用作酒精燈燃料
無水乙醇 ①光合色素的提取和分離中，用于提取光含色素，可用丙酮代替：②低溫誘導染色體數目加倍中，與冰醋酸等混合配制成卡諾氏液（固定液）
（2）鹽酸
質量分數為5%的鹽酸 影響酶活性的條件，用于改變pH
質量分數為8%的鹽酸 觀察細胞DNA與RNA的實驗中，增加細胞膜的通透性，使DNA與蛋白質分離
質量分數為15%的鹽酸 有絲分裝觀察中，與體積分數為95%的酒精溶液1∶1混合成解離液
物質的量濃度為0.1mol/L的鹽酸 生物體維持pH穩定的機制，用來調節pH
質量分數為0.1%的鹽酸 探究溫度和pH對果膠酶活性的影響中，用來調節pH
（3）NaOH溶液
0.1g/mL NaOH溶液 檢測還原糖和蛋白質的實驗中，用于配制斐林試劑和雙縮脲試劑
質量分數為5%NaOH溶液 影響酶活性的條件，用于改變pH
質量分數為10%NaOH溶液 探究酵母菌細胞呼吸的方式，用于吸收空氣中的CO2
0.1mol/L NaOH溶液 生物體維持pH穩定的機制，用來調節pH
質量分數為0.1% NaOH溶液 探究溫度和pH對果膠酶活性的影響中，用來調節pH
2.教材實驗的“一材多用”
取材部位 實驗名稱 取材原因
葉 鱗片葉 植物細胞的質壁分離和復原 外表皮細胞含紫色中央液泡
使用高倍顯微鏡觀察細胞的多樣性 細胞較大，外表皮細胞有中央液泡，內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，且分生區細胞分裂能力強，染色體數目少，易于觀察
低溫誘導植物染色體數目的變化 材料易得，且低溫（4℃）下根尖也能分裂生長，染色體變異率較高
提升訓練
1.下列化學試劑在實驗中具有相同作用的是（ ）
A.酒精在觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗和檢測生物組織中的脂肪實驗中的作用
B.鹽酸在觀察植物細胞有絲分裂實驗和探究pH對酶的活性影響實驗中的作用
C.CuSO4在檢測生物組織中的還原糖實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用
D.NaOH在探究pH對酶的活性影響實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用
答案：D
解析：在觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗中，酒精可以用來配制解離液，在檢測生物組織中的脂肪實驗中，酒精的作用是洗去浮色，A錯誤；在觀察植物細胞有絲分裂實驗中，鹽酸可以用來配制解離液，在探究pH對酶的活性影響實驗中，鹽酸的作用是調節pH，B錯誤；CuSO4在檢測生物組織中的還原糖實驗中的作用是與NaOH反應生成Cu（OH）2，進而與還原糖發生氧化還原反應，CuSO4在檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用是與肽鍵反應，生成紫色物質，C錯誤；NaOH在探究pH對酶的活性影響實驗和檢測生物組織中的蛋白質實驗中的作用都是創造堿性環境，D正確。
2.下列有關實驗操作的敘述，正確的是（ ）
A.鑒定還原糖實驗中，先將斐林試劑甲、乙液等量混勻后再加入待測樣液
B.在制作花生子葉切片觀察脂肪顆粒過程中，用蒸餾水洗去切片表面的浮色
C.在“探究酵母菌的呼吸方式”實驗中，使用溴麝香草酚藍溶液檢測酒精
D.觀察葉片細胞的葉綠體時，直接用高倍鏡觀察
答案：A
解析：斐林試劑是由甲液（質量濃度為0.1g/mL氫氧化鈉溶液）和乙液（質量濃度為0.05g/mL硫酸銅溶液）組成，檢測還原糖時要將甲液和乙液混合均勻后再加入含樣品的試管中，再加入待測樣液中并進行水浴加熱，觀察是否出現磚紅色沉淀；在制作花生子葉切片觀察脂防顆粒過程中，用50%的酒精洗去切片表面的浮色；在“探究酵母菌的呼吸方式”實驗中，使用溴麝香草酚藍水溶液檢測二氧化碳，用酸性重鉻酸鉀檢測酒精；使用顯微鏡觀察時，要遵循先低后高的原則，觀察葉片細胞的葉綠體時，先在低倍鏡下找到葉片細胞再換高倍鏡觀察；故選A。
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