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专题九　实验与探究
专题突破
【思维导图】
【考点梳理】
考点1　显微观察类实验
教材显微观察类实验的比较
实验名称 观察对象 生物材料 染色剂 现象
低温诱导植物染色体数目的变化 染色体数目 洋葱根尖分生区细胞 改良苯酚品红 红
观察细胞的有丝分裂 染色体行为变化 洋葱根尖分生区细胞 甲紫或醋酸洋红 紫或红
实验名称 观察对象 生物材料 染色剂 现象
观察细胞的减数分裂 染色体行为变化 蝗虫精母细胞 甲紫或醋酸洋红 紫或红
观察叶绿体 叶绿体 藓类的叶、菠菜叶等 无需染色 绿色
观察植物细胞的质壁分离与复原 紫色大液泡及原生质层 紫色洋葱鳞片叶外表皮 无需染色 紫色变深,原生质层与细胞壁分离
考点2　物质提取和鉴定类实验
1.教材物质提取和鉴定类实验的比较
实验名称 试剂 现象 生物材料 备注
淀粉的鉴定 碘液 蓝色 脱色的叶片 无
还原糖的鉴定 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 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生种子切片 去浮色:50%酒精
需用显微镜观察
蛋白质的鉴定 双缩脲试剂 紫色 豆浆、稀蛋清等 先加A液,后加B液,摇匀后使用,
B液不能过量
实验名称 试剂 现象 生物材料 备注
酒精 重铬酸钾 灰绿色 果酒 酸性条件下反应
CO2 澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液 变浑浊或
蓝→绿→黄 CO2 无
叶绿体中色素的提取和分离 提取:无水乙醇
分离: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) 二氧化硅:研磨充分;
碳酸钙:防止研磨中色素被破坏
尿素分解菌 酚红指示剂 红 尿素分解菌 无
纤维素分解菌 刚果红染料 出现透明圈 纤维素分解菌 无
2.关注物质检测类实验中的四个问题
(1)在显色实验(如物质检测)中,一般采用颜色较浅的材料,或实验时对有色材料进行脱色处理。
(2)物质检测实验一般不设置对照实验,若需设置对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(3)可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料,因它们富含蔗糖,而蔗糖不属于还原糖。
(4)颜色深浅与所检测的物质的含量有关,含量越多,颜色越明显。
考点3　模拟、调查类实验
1.教材调查类实验的比较
实习、研究性课题 调查对象 调查方法 计算公式
调查人群中的遗传病 发病率:广大人群
遗传方式:患者家族 ——
种群密度的调查 活动范围大的动物 标志重捕法
植物
(及活动范围较小
的动物如蚯蚓等) 样方法 所有样方内个体总数/样方的总面积
实习、研究性课题 调查对象 调查方法 计算公式
土壤中小动物类群丰富度的调查 土壤小动物 取样器取样法 统计时用“记名计算法”和“目测估计法”
探究培养液中酵母菌数量的动态变化 酵母菌种群数量 抽样检测法 ——
2.通过模拟实验探究细胞表面积与体积的关系分析
NaOH的扩散速度 NaOH的扩散效率 实验结论
红色的深度 红色的体积/琼脂块总体积 体积越大,物质扩散效率越低
考点4　教材基础实验的实验方法汇总
(1)分离各种细胞器——差速离心法。
(2)分离叶绿体中的色素——纸层析法。
(3)噬菌体侵染细菌的实验/分泌蛋白的分泌/证明光合作用产生的O2中的O全部来自H2O/证明光合作用制造的有机物中的C全部来自CO2/证明DNA半保留复制方式——同位素标记法。
(4)孟德尔的豌豆杂交实验/摩尔根证明基因在染色体上——假说—演绎法。
(5)萨顿提出“基因在染色体上”的假说——类比推理法。
(6)调查土壤中小动物类群的丰富度——取样器取样法。
(7)估算种群密度(活动能力强活动范围大的生物)——标志重捕法。
(8)估算种群密度(活动能力弱活动范围小的生物)——样方法。
(9)探究培养液中酵母菌数量的动态变化——抽样检测法。
(10)纯化分离微生物(微生物接种方法)——平板划线法或稀释涂布平板法。
(11)统计菌落数的微生物接种方法——稀释涂布平板法。
考点5　探究设计类实验
1.教材探究设计类实验的比较
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 温度 酶的活性 pH、底物量、酶的含量等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 pH 酶的活性 温度、底物量、酶的含量等
探究酵母菌的呼吸方式 氧气的有无 CO2生成量、酒精产生量 葡萄糖溶液的量、温度、pH等
实验名称 自变量 因变量 无关变量
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 实验材料、激素浓度等
探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件等
2.实验设计的基本思路
(1)原则
①对照原则:一般要设置对照组和实验组。
不作任何处理或常态处理的为对照组(自然状态下的),人为处理的为实验组。
对照类型:空白对照、自身对照、相互对照、条件对照。
②单一变量原则:除了人为改变的变量以外,其他变量都应保持相同适宜。
自变量:人为改变的变量。
因变量:随自变量变化而变化的变量。
无关变量:除自变量外,还会对实验结果造成影响的其他变量。
(2)类型
探究性实验 验证性实验
目的 探究……(因素或关系) 验证……(因素或关系)
假设 “若……,则……”
有一种或几种可能的解释 结论已知,不存在假设
现象 未知,可以不描述 已知,应准确描述
结果
预测 结果一种或几种 结果唯一,与实验目的一致
结论 “若出现什么结果,则会怎样”
几种预期对几种结论 对实验目的做出肯定的回应
(3)方案
①实验课题:实验的名称。
②实验目的:实验要探究的问题或要验证的某一事实。
③实验思路:采用什么方法如何进行实验操作来实现实验目的的概述,主要概述自变量的处理和因变量的观察检测等。自变量和因变量是什么,自变量怎么处理,因变量如何观察、检测和呈现。
④实验原理:实验所依据的理论知识或生活常识。
⑤材料用具、试剂等:根据实验目的选择合适的,注意用法。
⑥方法与步骤:遵循对照原则和单一变量原则。共性处理(选材、分组、编号)、变量处理(实验处理)、结果处理(培养、观察、记录、统计或检测等)。
⑦结果预测与结论:
a.验证性实验:结果唯一、结论唯一,与目的一致。
b.探究性实验:若……则……,结果若干、结论若干。(用表格或曲线图的形式记录统计结果)
实验设计类的题型最常考查的是实验思路、预期结果及结论。
典型示范一
下列关于利用光学显微镜观察到的实验现象的说法正确的
是 (　　)
A.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,观察到染色体在赤道板上排列的细胞大多呈长方形
B.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡的颜色逐渐加深
C.在利用健那绿染液染色的情况下,人口腔上皮细胞的线粒体呈蓝绿色,细胞质接近无色
D.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,如果未漂洗,会观察到细胞重叠,且看不到染色体
【答案】　C
【详解】　在观察洋葱根尖细胞有丝分裂实验中,观察到染色体在赤道板上排列的细胞大多呈正方形,A错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离复原过程中液泡的颜色逐渐变浅,B错误;在利用健那绿染液染色的情况下,人口腔上皮细胞的线粒体呈蓝绿色,细胞质接近无色,C正确;漂洗的目的是洗去解离液,便于着色,未漂洗,则观察到染色体染色不理想,如果观察到细胞重叠且看不到染色体,可能的原因是未解离或未压片,D错误。
【重点归纳】
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DNA和RNA在细胞中的分布 染色
观察 核酸 死 甲基绿、吡罗红 人的口腔上皮细胞
观察线粒体 线粒体 活 健那绿 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
低温诱导染色体加倍 染色体 死 改良苯酚品红染液 洋葱根尖
【重点归纳】
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
观察叶绿体 原色
观察 叶绿体 活 无 菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶
观察植物细胞的质壁分离与复原 紫色
大液泡 活 成熟植物细胞,如紫色洋葱鳞片叶外表皮　
变式训练一
1.“观察藓类叶片细胞的叶绿体形态与分布”和“观察口腔上皮细胞中的线粒体”两个实验的共同点是 (　　)
①实验全过程都要使实验对象保持活性
②都使用高倍显微镜观察
③都需要对实验材料进行染色
④都可以用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮
A.①② B.①②③
C.②③ D.①②④
【答案】 A
【详解】　①实验全过程都要使实验对象保持活性,正确;②都使用高倍显微镜观察,正确;③叶绿体有颜色,因此观察藓类叶片细胞的叶绿体形态与分布实验不需要染色,错误;④观察线粒体不可以用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,因为叶绿体的颜色会干扰实验结果的颜色反应,错误。
2.下列关于实验使用显微镜观察的叙述,错误的是 (　　)
A.观察植物洋葱外表皮细胞时,能观察到质膜部分紧紧地贴着细胞壁
B.观察植物细胞有丝分裂时,解离的目的是使果胶层松散,细胞容易分开
C.观察经染色的花生子叶临时装片,可能会看到细胞外有油脂滴
D.观察黑藻叶片细胞时,用高倍显微镜可清晰观察到叶绿体的双层膜
【答案】 D
【详解】　观察植物洋葱外表皮细胞时,能观察到质膜部分紧紧地贴着细胞壁,A正确;观察植物细胞有丝分裂时,用盐酸和酒精1∶1进行解离,目的是使果胶层松散,细胞容易分开,B正确;观察经苏丹Ⅲ染色的花生子叶临时装片,可能会看到细胞外有橘黄色油脂滴,C正确;观察黑藻叶片细胞时,用高倍显微镜可清晰观察到叶绿体,但两层膜结构看不到,D错误。
3.将某植物的叶表皮放入一定浓度的甲物质溶液中,一段时间后在显微镜下观察到细胞发生了如图所示的变化。下列说法错误的是 (　　)
A.该植物的叶表皮细胞具有中央大液泡
B.图中的叶表皮细胞正在质壁分离复原中
C.细胞液中H2O可自由扩散到甲物质溶液中
D.甲物质和H2O能自由通过植物细胞的细胞壁
【答案】 B
【详解】　质壁分离发生的条件:(1)细胞保持活性;(2)成熟的植物细胞,即具有大液泡和细胞壁;(3)细胞液浓度要小于外界溶液浓度。由于能发生质壁分离,可知该植物的叶表皮细胞是具有液泡的活细胞,A正确;图中的叶表皮细胞有可能正在质壁分离,也有可能正在质壁分离复原,B错误;质壁分离过程中细胞失水,即液泡中细胞液中的H2O经扩散进入甲物质溶液中,C正确;植物细胞的细胞壁具有全透性,因此甲物质和H2O能自由通过植物细胞的细胞壁,D正确。
典型示范二
下列有关实验的表述正确的有 (　　)
①在绿叶中色素的提取和分离实验中,通过各色素在无水乙醇的溶解度不同而分离
②脂肪、淀粉、还原糖、蛋白质的检测中,只有检测还原糖需要水浴加热
③脂肪的切片法鉴定试验中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
④甘蔗汁中含有丰富的糖类,可用作还原糖鉴定的代替材料
⑤制备纯净细胞膜时,可用鸡的红细胞代替猪的红细胞
A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
【答案】　B
【详解】　在绿叶中色素的提取和分离实验中,无水乙醇的作用是溶解色素,分离色素用到的是层析液,①错误;脂肪、淀粉、还原糖、蛋白质的检测中,只有检测还原糖鉴定需要水浴加热,其他均不需加热,②正确;脂肪的切片法鉴定试验中需要借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒,③正确;甘蔗汁中含有丰富的糖类,但其中含有的主要是蔗糖,蔗糖是非还原性糖,因此,不可用作还原糖鉴定的代替材料,④错误;制备纯净细胞膜时,不可用鸡的红细胞代替猪的红细胞,因为鸡的红细胞不只有细胞膜,其结构中还含有其他的细胞器膜和核膜,⑤错误。正确的共两项,即B正确。 故选B。
【重点归纳】　(1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应的颜色。(2)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。(3)色素提取和分离的原理不同,提取液用无水乙醇,是因为绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,分离时使用纸层析法,是因为不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。(4)在提取色素时,收集滤液的试管口要及时用棉塞塞紧,防止乙醇挥发;在层析时,制备滤纸条要选用干燥的滤纸;滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。
变式训练二
1.在可溶性还原糖、油脂、蛋白质的鉴定实验中,对材料选择的叙述错误的是 (　　)
A.鸡蛋清含蛋白质多,是进行蛋白质鉴定的动物材料
B.花生种子富含油脂且子叶肥厚,是用于油脂鉴定的理想材料
C.大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质鉴定的植物材料
D.马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色,是还原糖鉴定的理想材料
【答案】 D
【详解】　鸡蛋清含蛋白质多,是进行蛋白质鉴定的动物材料,A正确;花生种子富含油脂且子叶肥厚,是用于油脂鉴定的好材料,B正确;大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料,C正确;马铃薯块茎中含有较多的糖属于淀粉,淀粉属于非还原糖,不能作为还原糖鉴定的理想材料,D错误。
2.某次光合作用色素纸层析的实验结果如图所示,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是 (　　)
A.研磨新鲜菠菜叶有利于保护色素
B.该实验说明了各种蓝藻均没有叶绿素b
C.层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液
D.将滤纸条剪去两角有利于色素扩散起点一致
【答案】 D
【详解】　研磨时加入碳酸钙有利于保护叶绿素,A错误;该实验只能说明该种蓝藻没有叶绿素b,B错误;层析液可以由石油醚、丙酮和苯混合而成,也可以用92号汽油代替,C错误;将滤纸条减去两角有利于色素扩散起点一致,使得到的色素带整齐,D正确。
典型示范三
下列调查活动或实验中,计算所得数值与实际数值相比可能偏小的是 (　　)
A.标志重捕法调查褐家鼠种群密度时标志物脱落
B.调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象
C.进行酵母菌数量统计取样时,未震荡试管,直接取培养液上层计数
D.用样方法计数蒲公英数量时统计每个样方方格内和四个边上的个体数
【答案】　C
【详解】　标志重捕法调查种群密度时,部分标志物脱落,根据标志重捕法计算公式,可判断实验所得到数值可能会比实际数值偏大,A错误;调查某遗传病的发病率时应以社会群体为调查对象,若以患者家系为调查对象,计算得出的发病率会偏大,B错误;由于酵母菌往往沉在底部较多,测量酵母菌种群数量时,从试管的上层吸出培养液前没有振荡试管,会导致实验所得数据偏小,C正确;正常统计时,要统计每个样方方格内和两条相邻边及其夹角中的个体数,所以用样方法计数蒲公英数量时统计每个样方方格内和四个边上的个体数,会导致实验所得数据偏大,D错误。 故选C。
【重点归纳】　(1)探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验相关注意事项:①显微镜计数时,对于压在小方格边线上的酵母菌,应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。②从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。(2)探究生长素促进生根的最适浓度实验中,自变量是生长素类似物的浓度,无关变量(如枝条长度、生长素类似物处理的时间等)应控制为等量;实验前做一个预实验,目的是为正式实验摸索条件,减少实验误差。(3)采用样方法调查种群密度时,应随机取样。(4)调查人群中某遗传病的发病率应选择在人群中随机调查,调查遗传病的遗传方式时,在患者家系中调查。
变式训练三
1.海洋微型浮游植物是重要的鱼类食物。“实验3号”科学考察队计划对南海北部海岸线附近水域中微型浮游植物用样方法进行丰富度和种群密度的调查,下列说法合理的是 (　　)
A.采样时需拨开表层海水,采集深层海水中的个体
B.采用五点取样法,适当扩大样方面积进行采集
C.采用等距取样法,适当增加样方数量进行采集
D.进行随机取样,对样方内个体进行标记后采集
【答案】 C
【详解】　样方法调查丰富度和种群密度要做到随机取样,表层海水中的生物也要计数,且深层海水中的生物很少甚至没有,A错误;采用五点取样法,样方的面积大小要适中,B错误;釆用等距取样法,要确保一定的样方数量并求平均值,减少误差,C正确;用样方法调查种群密度时,可直接对样方内的个体进行计数,不需要进行标记,D错误。
2.下列调查活动或实验中,实验所得到数值与实际数值相比,可能偏小的是 (　　)
A.标志重捕法调查池塘中鲫鱼的种群密度时,部分鲫鱼身上的标志物脱落
B.调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象
C.调查土壤小动物丰富度时,用诱虫器采集小动物时没有打开电灯
D.样方法调查草地中的蒲公英时,样方内与样方线上的个体都统计在内
典型示范四
下表为某同学探究影响酶活性因素的一组实验,该实验不能说明的是 (　　)
A.酵母提取液含有蔗糖酶
B.酶具有专一性
C.蔗糖不是还原糖
D.高温使酶失活
步骤 组别
甲 乙 丙
1 2%蔗糖溶液2 mL 2%蔗糖溶液2 mL 2%蔗糖溶液2 mL
2 蒸馏水1 mL 酵母提取液1 mL 稀释唾液1 mL
3 37 ℃水浴,保温10 min
4 斐林试剂1 mL
5 50~65 ℃水浴,加热2 min
结果 蓝色 砖红色 蓝色
【答案】　D
【详解】　乙组遇斐林试剂产生砖红色沉淀,说明酵母提取液含有蔗糖酶,将蔗糖分解,A正确;丙组稀释唾液含有唾液淀粉酶,不能水解蔗糖,酵母提取液含有蔗糖酶,能水解蔗糖,说明酶具有专一性,B正确;甲组以蔗糖为底物,遇斐林试剂不产生砖红色沉淀,说明蔗糖是非还原糖,C正确;题干中未涉及高温处理,不能得出高温使酶失活的信息,D错误。故选D。
【重点归纳】　牢记实验步骤设计的一般程序:
第一步:取材、分组、编号。取材时要注意数量和生理及发育状态相同,用具要相同,即无关变量要相同且适宜,不影响实验结果。
第二步:变量处理。根据单一变量原则和对照原则,对不同组别进行变量处理,通过不同的实验结果来达到实验目的。
第三步:根据需要可进一步进行相同处理。其他因素相同且最适的条件下继续处理。
第四步:检测、观察、统计、比较。必须找出具体的观察和记录对象,观察、记录、统计、比较实验数据和现象。
变式训练四
1.下列有关生物实验的说法正确的是 (　　)
①在观察“叶绿体和线粒体”的实验中,使用甲基绿可使人口腔上皮的线粒体呈绿色
②在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,必须使用层析液提取色素
③调查人群中某单基因遗传病的遗传方式时应选择有该遗传病的家族
④用H218O浇灌植物一段时间后,在H2O、CO2、(CH2O)、O2等物质中可检测到放射性
⑤用15N标记某精原细胞的全部DNA,放入14N的培养液中让其完成一次减数分裂,则形成的精细胞中有100%是有放射性的
⑥用35S标记噬菌体的DNA,并以此侵染细菌,证明了DNA是遗传物质
⑦将用3H标记的尿苷引入某绿色植物细胞内,然后设法获得各种结构,其中最可能表现有放射性的结构是细胞核、核糖体、线粒体和叶绿体
⑧关于“培养液中酵母菌种群数量变化”的实验操作中,如果培养液中酵母菌初始值不同,酵母菌种群的K值也不同,就可能得出不同的实验结论
A.①②③⑦ B.④⑤⑥⑧
C.③④⑤⑦ D.②③④⑧
【答案】 C
【详解】　①甲基绿能将DNA染成绿色,而DNA主要分布在细胞核中,所以在观察细胞中DNA和RNA分布的实验中,使用甲基绿可使人的口腔上皮细胞核呈绿色,①错误;
②在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,使用层析液分离色素,使用无水乙醇提取色素,②错误;
③调查人群中某单基因遗传病的遗传方式时应选择有该遗传病的家族,③正确;
④用H218O浇灌植物一段时间后,在H2O、CO2、(CH2O)、O2等物质中可检测到放射性,④正确;
【详解】　⑤用15N标记某精原细胞的全部DNA,放入14N的培养液中让其完成一次减数分裂,由于DNA只复制一次,生成的子代DNA都是一条链被15N标记,所以形成的精细胞中有100%是有放射性的,⑤正确;
⑥用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,用32P标记噬菌体的DNA,并以此侵染细菌,证明了DNA是遗传物质,⑥错误;
⑦将用3H标记的尿苷引入某绿色植物细胞内,然后设法获得各种结构,只有含有RNA的结构都有可能表现出放射性,⑦正确;
⑧关于“培养液中酵母菌种群数量变化”的实验操作中,酵母菌种群的K值与培养液中营养物质的多少有关,而与酵母菌初始值无关,⑧错误。
2.为了探究温度和氧气含量对某植物幼根吸收M离子的影响,某兴趣小组进行了相关实验,一段时间后,测定根吸收M离子的量。实验的培养条件及结果见表所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A.该植物幼根细胞可通过主动运输的方式吸收M离子
B.甲组和丙组可构成对照实验,甲组和乙组也可构成对照实验
C.氮气环境中该植物幼根细胞吸收M离子时需要载体的协助
D.低温主要通过影响膜蛋白的活性来降低该幼根细胞吸收M离子的速率
密闭培养瓶中气体 温度/℃ 离子相对吸收量/%
甲组 空气 17 100
乙组 氮气 17 10
丙组 空气 3 28
【答案】 D
【详解】　植物幼根细胞吸收无机盐离子时需要载体蛋白的协助,且有氧组比无氧组吸收快,说明吸收M离子消耗能量,由此说明该植物幼根细胞可通过主动运输的方式吸收M离子,A、C正确;甲组和丙组,甲组和乙组都遵循单一变量原则,可构成对照实验,B正确;低温主要通过影响酶的活性来降低该幼根细胞吸收M离子的速率,D错误。
3.某研究性学习小组进行了一个探究实验,在胚芽鞘切面一侧放置含不同浓度生长素的琼脂块,测定各胚芽鞘弯曲生长的角度(如图所示),结果见下表。对此实验的分析正确的是 (　　)
A.胚芽鞘的弯曲生长与其他激素无关
B.生长素浓度不同,促进效应就不同
C.琼脂中生长素浓度为0.35 mg/L时,胚芽鞘生长受抑制
D.促进胚芽鞘生长的最适生长素浓度在0.25 mg/L左右
琼脂中生长素浓度(mg/L) 0 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35
胚芽鞘弯曲的角度α(°) 0 3 7 12 15 18 15 10
【答案】 D
【详解】　根据题意无法判定胚芽鞘弯曲的程度与其他激素的关系,A错误;分析图表可知,生长素浓度为0.20 mg/L和0.30 mg/L时促进效应相同,B错误;生长素的促进或抑制是指与空白对照相比,琼脂中生长素浓度为0.35 mg/L时,胚芽鞘弯曲角度大于空白对照,对胚芽鞘的生长起促进作用,只是促进作用有所减弱,C错误;从结果来看,生长素浓度在0.25 mg/L时,胚芽鞘弯曲的程度最大,因此,最适值应该在其附近,D正确。
真题回顾
1.(2021·广东卷)保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下,制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片,观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响,下图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是(　)
A.比较保卫细胞细胞液浓度,③处理后>①处理后
B.质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C.滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D.推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
【答案】　A
【详解】　通过分析可知,①细胞处吸水量少于③处细胞,说明保卫细胞细胞液浓度①处理后>③处理后,A错误;②处细胞失水,故质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中,B正确;滴加③后细胞大量吸水,故滴加③后有较多水分子进入保卫细胞,C正确;通过分析可知,推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③,D正确。
2.(2021·全国乙卷)选择合适的试剂有助于达到实验目的。下列关于生物学实验所用试剂的叙述,错误的是 (　　)
A.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色
B.观察根尖细胞有丝分裂中期的染色体,可用龙胆紫溶液使其着色
C.观察RNA在细胞中分布的实验中,盐酸处理可改变细胞膜的通透性
D.观察植物细胞吸水和失水时,可用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮
【答案】　A
【详解】　细胞膜具有选择透过性,在活细胞内,台盼蓝等不被细胞需要的大分子物质不能进入细胞内。染色质(体)主要由蛋白质和DNA组成,易被碱性染料(龙胆紫、醋酸洋红等)染成深色。在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中:①用质量分数为0.9%的NaCl溶液保持细胞原有的形态;②用质量分数为8%的盐酸改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,将染色体上的DNA和蛋白质分离,便于染色剂与DNA结合;③用吡罗红—甲基绿染色剂对DNA和RNA进行染色。观察植物细胞的吸水和失水时,用蔗糖溶液处理紫色洋葱鳞片叶外表皮使细胞发生质壁分离现象,再滴加清水,细胞吸水发生质壁分离复原。
3.(2020·全国Ⅰ卷)为达到实验目的,需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应,不合理的是(　　)
选项 实验材料 实验目的
A 大蒜根尖分生区细胞 观察细胞的质壁分离与复原
B 蝗虫的精巢细胞 观察细胞的减数分裂
C 哺乳动物的红细胞 观察细胞的吸水和失水
D 人口腔上皮细胞 观察DNA、RNA在细胞中的分布
【答案】　A
【详解】　根尖分生区无成熟的大液泡,不能用于观察细胞的质壁分离与复原,A符合题意;蝗虫的精巢细胞可以发生减数分裂,可以用于观察细胞的减数分裂,B不符合题意;哺乳动物的红细胞吸水会膨胀,失水会皱缩,故可以用于观察细胞的吸水和失水,C不符合题意;人的口腔上皮细胞无色,且含有DNA和RNA,可以用于观察DNA、RNA在细胞中的分布,D不符合题意。
4.(2020·全国Ⅱ卷)下列关于生物学实验的叙述,错误的是(　)
A.观察活细胞中的线粒体时,可以用健那绿染液进行染色
B.探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,可用肉眼直接观察
C.观察细胞中RNA和DNA的分布时,可用吡罗红—甲基绿染色剂染色
D.用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白
【答案】　B
【详解】　健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,A正确;人体正常(成熟)红细胞是中央微凹的圆饼状,失水会发生皱缩,但红细胞形态变化不能用肉眼直接观察,需要借助显微镜观察,B错误;甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA 和 RNA 的亲和力不同,甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色,利用吡罗红甲基绿染色剂将细胞染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布,C正确;科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,再将小鼠细胞和人细胞融合;两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光;在37 ℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布,表明细胞膜具有流动性,D正确。
5.(2021·广东卷)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的
是 (　　)

A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2
C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
【答案】　D
【详解】　检测乙醇的生成,应取甲瓶中的滤液2 mL注入试管中,再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A错误;CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,因此乙瓶的溶液不会变成红色,B错误;健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色,因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布,C错误;乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关,因甲瓶中葡萄糖的量是一定,因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量,D正确。
6.(2022·广东卷)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂,如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的
是 (　　)

　　　
　　　　　　　　
A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色,以防解离过度
B.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检
C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦
D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央
【答案】　C
【详解】　根尖解离后需要先漂洗,洗去解离液后再进行染色,A错误;将已经染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水后,用镊子将根尖弄碎,盖上盖玻片后需要用拇指轻轻按压盖玻片,使细胞分散开,再进行观察,B错误;在低倍镜下找到分生区细胞(呈正方形,排列紧密)后,再换用高倍镜进行观察,此时为使视野清晰,需要用细准焦螺旋进行调焦,C正确;分裂中期的染色体着丝点整齐排列在赤道板上,据图可知,图示中期细胞位于左上方,故需要向左上方移动装片将分裂中期的细胞移至视野中央,D错误。故选C。
7.(2020·全国Ⅱ卷)取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。水分交换达到平衡时,检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。在此期间叶细胞和溶液之间没有溶质交换。据此判断下列说法错误的是 (　　)
A.甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高
B.若测得乙糖溶液浓度不变,则乙组叶细胞的净吸水量为零
C.若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞可能发生了质壁分离
D.若测得乙糖溶液浓度升高,则叶细胞的净吸水量乙组大于甲组
【答案】　D
【详解】　在水分交换达到平衡期间,叶细胞和糖溶液之间没有溶质交换,只能有溶剂(水)的交换,因此甲组叶细胞吸收了甲糖溶液中的水使甲糖溶液浓度升高,A正确;若测得乙糖溶液浓度不变,说明乙组叶细胞的净吸水量为零,净失水量为零,B正确;若测得乙糖溶液浓度降低,则乙组叶肉细胞失水,可能发生了质壁分离,C正确;若测得乙糖溶液浓度升高,则乙组叶肉细胞吸水,由于甲糖溶液的摩尔浓度小于乙糖溶液,故叶细胞的净吸水量甲组大于乙组,D错误。
8.(2020·海南卷)赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)参与种子萌发的调控。某课题组首先证实,GA处理大麦种子能引起α-淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加,他们又进一步用GA、ABA对大麦种子进行不同处理,检测处理后的大麦种子α-淀粉酶合成量,结果如表(“+”表示有,“-”表示无,其中“+”的数量表示α-淀粉酶合成量的多少)。

下列有关叙述正确的是 (　　)
A.GA在翻译水平上诱导α-淀粉酶的合成
B.ABA能促进大麦种子淀粉的水解
C.GA与ABA在α-淀粉酶合成方面具有拮抗作用
D.能合成ABA的大麦种子易穗上发芽
分组处理 对照组 加GA 加ABA 加GA和ABA
α-淀粉酶合成量 ++ +++ - +
【答案】　C
【详解】　由题可知,“GA处理大麦种子能引起α-淀粉酶基因转录生成的mRNA量增加”,GA在转录水平诱导α-淀粉酶的合成,故A错误;α-淀粉酶促进淀粉的水解,当α-淀粉酶减少,淀粉的水解受到抑,故B错误;GA促进α-淀粉酶的合成,ABA抑制α-淀粉酶,故C正确;因为ABA抑制α-淀粉酶的合成,因此ABA抑制种子的萌发,能合成ABA的大麦种子穗上发芽现象减弱,故D错误。
9.(2022·广东卷)下列关于遗传学史上重要探究活动的叙述,错误的是 (　　)
A.孟德尔用统计学方法分析实验结果发现了遗传规律
B.摩尔根等基于性状与性别的关联证明基因在染色体上
C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质
D.沃森和克里克用DNA衍射图谱得出碱基配对方式
【答案】　D
【详解】　孟德尔用统计学方法分析杂合子自交子代的表现型及比例,发现了遗传规律,A正确;摩尔根等基于果蝇眼色与性别的关联,证明了基因在染色体上,B正确;赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体DNA和蛋白质,通过对比两组实验结果,证明了DNA是遗传物质,C正确;沃森和克里克用DNA衍射图谱得出了DNA的螺旋结构,D错误。故选D。
10.(2021·广东卷)人体缺乏尿酸氧化酶,导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸(存在形式为尿酸盐)。尿酸盐经肾小球滤过后,部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收,最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前,E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物,研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)灌服尿酸氧化酶抑制剂,获得了若干只高尿酸血症大鼠,并将其随机分成数量相等的两组,一组设为模型组,另一组灌服F设为治疗组,一段时间后检测相关指标,结果见图。
回答下列问题:
(1)与分泌蛋白相似,URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要 (答出两种即可)及线粒体等细胞器共同参与。肾小管细胞通过上述蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜具有　　　　　 的功能特性。原尿中还有许多物质也需借助载体蛋白通过肾小管的细胞膜,这类跨膜运输的具体方式有　 。
【答案】　(1)核糖体、内质网、高尔基体　选择透过性　协助扩散、主动运输
【详解】　(1)分泌蛋白在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与,由于URAT1和GLUT9与分泌蛋白相似,因此URAT1和GLUT9在细胞内的合成、加工和转运过程需要核糖体、内质网、高尔基体及线粒体等细胞器共同参与。肾小管细胞通过URAT1和GLUT9蛋白重吸收尿酸盐,体现了细胞膜的选择透过性。借助载体蛋白的跨膜运输的方式有协助扩散和主动运输。
(2)URAT1分布于肾小管细胞刷状缘(下图示意图),该结构有利于尿酸盐的重吸收,原因是 　 。
【答案】　(2)肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积
【详解】　(2)由图可知,肾小管细胞刷状缘形成很多突起,增大吸收面积,有利于尿酸盐的重吸收。
(3)与空白对照组(灌服生理盐水的正常实验大鼠)相比,模型组的自变量是　　　　　 。与其他两组比较,设置模型组的目的是　 　 。
【答案】　(3)尿酸氧化酶抑制剂　排除血清尿酸盐含量降低的原因是由于大鼠体内尿酸氧化酶的作用(确保血清尿酸盐含量降低是F作用的结果)
【详解】　(3)模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂,与空白对照组灌服生理盐水的正常实验大鼠(有尿酸氧化酶)相比,模型组的自变量是尿酸氧化酶抑制剂,与空白对照组和灌服F的治疗组比较,设置模型组的目的是排除血清尿酸盐含量降低的原因是由于大鼠体内尿酸氧化酶的作用(确保血清尿酸盐含量降低是F作用的结果)。
(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 　 ,减少尿酸盐重吸收,为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,具体为 　 。
【答案】　(4)F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达　高尿酸血症大鼠灌服E
【详解】　(4)根据尿酸盐转运蛋白检测结果,模型组灌服尿酸氧化酶抑制剂后转运蛋白增加,灌服F的治疗组转运蛋白和空白组相同,可推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达,减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果,本实验需要增设对照组,将高尿酸血症大鼠灌服E与F进行对比,得出两者降尿酸的作用效果。

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