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热点09 寻找解题思路的技巧
实验题是高考生物试题中长盛不衰的类型之一，在近年高考生物试题中所占分值较大，其在考查基础知识的同时，对考生的能力进行了全方位的考查，体现了考纲中“实验与探究能力”的4个基本要求。其中，分析与设计类实验题成为近年高考生物必考试题之一。试题背景常常来自科研实验，命题者视角较高，考生解答时常常存在“看不懂题”“没有思路”“得不到高分”的情况，对实验原理的阐述、实验思路的表述、实验步骤的完善、实验方案的评价一筹莫展。由于此类试题具有较强的区分度，又能较好地考查生物学科能力，所以在未来高考生物试题中，必然高频出现。
考向1 实验程序与解题思路
在寻找解题思路时，实验程序能起到“定位导航”的作用，避免考生答题时失去方向。但在实际解题过程中，实验程序却常常被忽视，主要原因是考生对探究性实验程序理论不太重视和在解题过程中急于求成，只专注于回答问题，不考虑答案的搜索范围。这样会导致考生不仅得不到分数，而且浪费宝贵的答题时间。
掌握探究性实验程序
探究性实验程序在高中生物教材中不止一次以实例的方式呈现（第一次是在人教版生物教材必修1第61页探究植物细胞的吸水和失水），掌握探究性实验程序是解答分析与设计类实验题所必需的。掌握探究性实验程序，并非要求考生记住各个环节的名称，而是要求考生掌握开展探究性实验的思路。
探究性实验程序一般划分为六个环节，如图所示：
各环节的相关分析，如表所示：
序号
环节
各环节的主要任务
高考常见考法
考生常见错误
1
提出问题
准确表述想探究的问题
很少直接设问
忽视此环节，直接思考试题中的具体问题，导致答题方向“跑偏”
2
作出的假设
根据已学知识对提出的问题尝试作答
让考生根据试题提供的信息，写出自己的假设
不按照试题提供的信息作出假设，作出的假设没有科学依据，属于盲目猜想
3
设计实验
围绕提出的问题和作出的假设设计实验
让考生写出实验设计思路，写出（或补充）实验步骤
分辨不清实验设计思路和实验步骤的异同；表述时词不达意；不会
用生物术语答题
4
进行实验
按照实验方案操作，记录实验结果
让考生对实验操件进行评价或修改
找不到实验操作错误的地方；修改方案表述不清
5
分析结果，得出结论
将实验结果与“假设”比较，得出结论
让考生根据实验结果，写出实验结论，或分析异常实验结果出现的原因
分辨不清实验结果与实验结论的异同；不能对异常实验结果出现的原因进行正确、完整的表述
6
表达和交流
质疑实验探究过程并进行解释
让考生评价、修改实验方案，或阐述实验方案方案设计的原理
对试题提供的实验方案盲目认同，找不出错误；对试题提供的实验
进行不科学的修改或评价；答不出实验原理，或不能精炼地写出实验原理
1．某同学通过以下实验探究光合作用速率与CO2浓度的关系；用打孔器从新鲜菠菜植株的叶片打取直径1cm的小圆片40片，用针筒抽去叶圆片叶肉细胞间隙的气体后，随即均分为4组并分别放入A、B、C、D四个各装有60 mL蒸馏水的锥形瓶中，叶圆片全部沉入水底。随后按下表操作，并记录实验结果。（蒸馏水中的溶解氧忽略不计）
编号
加入NaHCO3（g）
与200 W灯泡的距离(m)
30 min后叶圆片上浮数
A
0
0.5
0
B
1
0.5
2
C
3
0.5
5
D
5
0.5
6
（1）本探究实验的自变量是_________________，因变量用__________________来直观表示。
（2）分析表中实验数据可得出的实验结论是_______________________________。
（3）另一同学重复上述实验时，将D锥形瓶与200W灯泡的距离设置过远，其他操作不变，30 min后发现无叶圆片上浮。原因是______________________________________。
（4）若要探究光合作用速率与光照强度的关系，需对上述实验方案作出适当的调整。请补充完整调整思路：
①往A、B、C、D四个锥形瓶中加入的NaHCO3应_____________________________；
②A、B、C、D四个锥形瓶与200W灯泡的距离应_____________________________。
【答案】（1）CO2浓度（或NaHCO3浓度） 叶圆片上浮数
（2）在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度升高而升高
（3）光照强度弱，光合速率低，产生的O2不足
（4）①等量（或适量且等量） ②有一定的差距梯度（或不等）
考向2 实验材料与解题思路
探究性实验若考查一些操作细节，大多会提供较详细的“材料清单”有些材料清单直接列出，有些则在题干信息中一笔带过。为什么试题要提供这些实验材料的信息呢?因为对于某一问题的探究实验，并非只有一个，但往往“殊途同归”，而试题的答案表述又不可能过于开放，否则会造成众多考生“殊途”太多而难以统一评判标准。这就意味着，通过分析实验材料获得命题线索，更容易找到解题思路。
2．某同学为了研究植物细胞中过氧化氢酶的催化活性，进行了如下实验。
①取5 g新鲜莴笋叶片剪碎放入研钵，加入少量石英砂进行快速充分研磨。
②向研磨液中加入50 mL蒸馏水并搅拌，再用纱布过滤，得到酶提取液。
③将莴笋的酶提取液分别用pH为4~10的7种缓冲液稀释2倍，低温保存。
④用注射器吸取5 mL 3%的过氧化氢，将注射器中的气体排出，然后吸入5 mL酶提取液，将针口处密封。
⑤室温下记录实验数据。
另取新鲜的菠菜、白菜叶片重复上述操作步骤。实验结果如图。
请回答下列问题：
（1）该实验的自变量为____________________。
（2）步骤③中稀释酶提取液降低了反应体系中的酶浓度，使________________________减缓，有利于记录实验数据。
（3）该同学想进一步研究不同温度对过氧化氢酶活性的影响，最好选择__________叶片作为生物材料，并用pH为________的缓冲液稀释酶提取液。
【答案】（1）pH、植物种类
（2）酶促反应速率(氧气生成速率)
（3）莴笋 7
考向3 实验目的与解题思路
有些探究性实验题，命题者提供的信息非常少，但命题者一定会通过少量的信息，给考生提供一个重要的信息：实验目的。因为一个探究性实验，实验目的是其核心，找到这个核心，就能辐射出其他细节。因此，当考生面对一道试题毫无头绪时，就可以从确定实验目的开始。
归纳总结
在探究性实验中，实验目的是核心：间题的提出、假设的作出最终将由“有明确实验目的”的实验完成；设计实验思路、写出实验步骤是“有明确实验目的”的实验完成的保障；实验结果、实验结论、表达与交流则是“有明确实验目的”的实验操作后的全方位分析。
因此，探究性实验题无论提供什么信息，都会“透露”实验目的这个核心信息，考生无论面对何种实验试题，都要明确实验目的，当然，实验目的的明确，有时会从实验程序、实验材料、实验结果、实验结论入手。
提醒：在填写实验步骤时，要学会使用“移花接木”术，即用试题提供的信息解题。
3．某研究性学习小组的同学拟对“低温是否会使物质的跨膜运输速率降低”这一问题进行探究，他们选择下列材料用具设计了相关实验。假如你是该研究小组的成员，请作出你的假设、完善实验方案并回答下列问题：
（1）你的假设是：_______________________________________________________。
（2）实验方案：
材料用具：大烧杯、带刻度的长颈漏斗、玻璃纸、清水、适宜浓度的蔗糖溶液、冰块。
实验步骤：
①取两个相同的带刻度的长颈漏斗，在漏斗口外密封上一层玻璃纸，将漏斗分别倒扣在两个相同的大烧杯中，并分别编号为A、B。
②在A、B两组装置的烧杯中分别加入等量的清水，在长颈漏斗中分别加入_____________，并保持长颈漏斗管内外液面高度相等。
③对A、B两组装置进行不同处理：A组放在室温条件下（25℃），B组_______________。
④两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录____________________。
（3）实验结果预测及结论：
①__________________________________________________________；
②__________________________________________________________。
【答案】（1）低温使物质跨膜运输的速率降低
（2）②等量的适宜浓度的蔗糖溶液 ③在烧杯外加冰块降温 ④A、B装置中漏斗液面的升高速度
（3）①A组装置中漏斗液面的升高速度比B组快,说明假设成立 ②A组装置中漏斗液面的升高速度比B组慢或相同，说明假设不成立
【解析】（1）探究低温是否会使物质的跨膜运输速率降低，根据物质运动规律，合理的假设是低温使物质跨膜运输的速率降低。（2）②该实验的自变量是温度，溶液的量属于无关变量，②在A、B两组装置的烧杯中分别加入等量的清水，在长颈漏斗中分别加入等量的适宜浓度的蔗糖溶液，构成渗透装置。③根据实验材料，对A、B两组装置进行不同处理：A组放在室温条件下（25 ℃），B组在烧杯外加冰块降温。④A、B装置中漏斗液面的升高速度为因变量。（3）若实验假设成立，则A组装置中漏斗液面的升高速度比B组快；若假设不成立，则A组装置中漏斗液面的升高速度比B组慢或相同。
4．下列列出的材料供任意选用，实验用具充足。请回答有关问题。
供选：2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。
（1）利用所供材料，__________(填“能”或“否”）通过实验验证“酶具有高效性”。
（2）要证明pH对酶活性的影响，为避免酸碱对反应物本身水解的影响，选用的反应物最好是_______。
（3）研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是____________，最好用“加入_________(试剂）观察________(颜色变化）”的方法来获得实验结果。
（4）要证明温度对酶活性的影响，选用的反应物最好是__________，获得实验结果的方法是：______。
【答案】（1）能
（2）过氧化氢溶液
（3）淀粉溶液和蔗糖溶液 斐林试剂 是否出现砖红色
（4）淀粉溶液 加入碘液观察蓝色褪去的程度
1．将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果(如下表)。
温度/℃
5
10
15
20
25
30
35
光照下吸收
CO2/(mg·h－1)
1.00
1.75
2.50
3.25
3.75
3.50
3.00
黑暗中释放
CO2/(mg·h－1)
0.50
0.75
1.00
1.50
2.25
3.00
3.50
下列对该表数据分析正确的是
A．昼夜不停地光照，在5 ℃时该植物不能生长
B．昼夜不停地光照，该植物生长的最适宜温度是30 ℃
C．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度均保持在20 ℃的条件下，该植物积累的有机物最多
D．每天交替进行12 h光照、12 h黑暗，温度在30 ℃时，该植物积累的有机物是温度在10 ℃时的2倍
【答案】C
2．为探究生长素（IAA）和赤霉素（GA）对碗豆幼苗伸长的影响，生物兴趣小组用生长素和赤霉素处理豌豆幼苗的完整植株和去顶植株，实验测得不同条件下幼苗伸长的长度如下表所示。下列分析错误的是
项目
完整植株
去顶植株
CK
IAA
GA
IAA+GA
CK
IAA
GA
IAA+GA
测量值/mm
9.2
11.3
29
23
7.9
13
8.1
17.2
注：CK为空白对照组
A．实验的自变量是激素种类和植株类型，因变量是豌豆幼苗伸长量
B．生长素和赤霉素单独作用时均可促进两种植株幼苗的伸长生长
C．生长素和赤霉素混合作用时均能体现对两种植株伸长的协同作用
D．赤霉素处理去顶植株效果不佳的原因可能与内源生长素的含量有关
【答案】C
3．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20 ℃）、B组（40 ℃）和C组（60 ℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题：
（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。
（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会 。
（3）如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。
（4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。
【答案】（1）B
（2）加快
（3）不变 60 ℃条件下，t2时酶已失活，即使增加底物，反应产物总量也不会增加
（4）蛋白质或RNA 高效性和专一性
【解析】（1）曲线图显示：在反应开始的一段时间内，40 ℃时产物浓度增加最快，说明酶的活性最高，而B组控制的温度是40 ℃。（2）A组控制的温度是20 ℃。在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，因酶的活性增强，则A组酶催化反应的速度会加快。（3）对比分析图示中的3条曲线可推知，在时间t2时，C组的酶在60 ℃条件下已经失活，所以在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，在t3时，C组产物的总量不变。（4）绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。
4．某转基因作物有很强的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题：
（1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中都放入______________，装置乙作为对照。
②将甲、乙装置的玻璃钟罩进行________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
（2）测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下：
①甲、乙两装置的D中放入__________________________________________________。
②把甲、乙装置放在________________________________________________________。
③30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。
（3）实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表：
实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼
吸作用强度
甲装置
______(填“左”或“右”)移1.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
测定植物净光
合作用强度
甲装置
________(填“左”或“右”)移4.5 cm
乙装置
右移0.5 cm
（4）假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么该植物的呼吸速率是__________g/h；白天光照15 h，一昼夜葡萄糖的积累量是__________g(不考虑昼夜温差的影响)。
【答案】（1）①NaOH溶液　 ②遮光　
（2）①NaHCO3溶液，装置乙作为对照　 ②光照充足、温度等相同且适宜的环境中　
（3）左　 右　
（4）4　 84
【解析】（1）要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的O2，释放等量的CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计算出呼吸作用强度。（2）在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件：充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用过程中消耗一定量CO2，产生等量O2，而NaHCO3溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影
响，而不受CO2气体减少量的影响。（3）若该装置测定细胞呼吸作用强度，液滴的移动就来自氧气的吸收量，液滴向左移动；若该装置测定植物的净光合作用强度，液滴的移动就来自氧气的释放量，液滴向右移动。（4）对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响的结果。实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速率为1.5＋0.5＝2(g/半小时)；净光合速率为4.5﹣0.5＝4(g/半小时)，白天光照15 h的净光合作用量是(4×2)×15＝120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量是15 h的光合作用实际生产量减去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消耗量，即120﹣4×9＝84(g)。
5．某遗传实验小组用纯合的紫花香豌豆(AABB)和白花香豌豆(aabb)杂交，得到F1植株366棵，全部表现为紫花，F1自交后代有1 650棵，性状分离比为9∶7。同学甲认为F1产生配子时不遵循自由组合定律，同学乙认为F1产生配子时遵循自由组合定律。
（1）你认为同学乙对香豌豆花色遗传的解释是__________________________________。
（2）请设计一个实验证明你的解释是否正确。
实验步骤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
实验结果及结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
【答案】（1）基因型为A_B_的香豌豆开紫花，基因型为aaB_、A_bb、aabb的香豌豆开白花　
（2）实验步骤：①第一年选用F1植株与亲本开白花的香豌豆测交，得到香豌豆种子　 ②第二年将香豌豆种子种植，统计花的种类及数量
实验结果及结论：①如果紫花与白花的比例约为1∶3，说明F1产生配子时遵循自由组合定律　 ②如果紫花与白花的比例为其他比例，说明F1产生配子时不遵循自由组合定律
6．某二倍体豌豆种群有七对明显的相对性状，基因控制情况见下表。回答下列问题：
性状
等位基因
显性
隐性
种子的形状
A—a
圆粒
皱粒
茎的高度
B—b
高茎
矮茎
子叶的颜色
C—c
黄色
绿色
种皮的颜色
D—d
灰色
白色
豆荚的形状
E—e
饱满
不饱满
豆荚的颜色(未成熟）
F—f
绿色
黄色
花的位置
G—g
腋生
顶生
（1）如上述七对等位基因之间是自由组合的，则该豌豆种群内，共有_______种基因型、______种表现型。
（2）将高茎、花腋生、白种皮的豌豆与矮茎、花顶生、灰种皮的豌豆杂交得F1，F1自交得F2，F2中高茎、花腋生、灰种皮的豌豆占27/64，则控制这三对相对性状的等位基因位于___对同源染色体上。
（3）现有各种类型的该豌豆的纯合子和杂合子(单杂合子、双杂合子、多对基因的杂合子等) 的豌豆种子，请设计最简单的实验方案，探究控制豌豆豆荚形状和豆荚颜色的基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律:
①实验方案是____________________________________________，观察子代的豆荚形状和颜色。
②预期结果与结论：如出现______________________________，则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。如出现____________________________，则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律。（只要求写出表现型的种类数以及比例）
【答案】（1）37（2187） 27（128）
（2）3
（3）①取豌豆豆荚饱满、豆荚颜色为绿色的双杂合子豌豆种子种植并让其自交 ②4种表现型且比例接近于9∶3∶3∶1 2种表现型且比例为3∶1或4种表现型，但比例不是9∶3∶3∶1
【解析】（1）如上述七对等位基因之间是自由组合的，根据自由组合原则，由于每对等位基因可形成三种基因型，该豌豆种群内，共有37种基因型；每对等位基因可产生2种表现型，则共产生27种表现型。（2）将髙茎、花腋生、白种皮的豌豆与矮茎、花顶生、灰种皮的豌豆杂交得F1， F1自交得F2，F2中高茎、花腋生、灰种皮的豌豆占3/4×3/4×3/4=27/64，说明该三对等位基因自由组合，即三对等位基因分别位于三对同源染色体上。（3）若探究控制豌豆豆荚形状和豆荚颜色的基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律：①实验方案是取豌豆豆荚饱满、豆荚颜色为绿色的双杂合子豌豆种子种植并让其自交，观察子代的豆荚形状和颜色。②预期结果与结论：如出现 4种表现型且比例接近于9∶3∶3∶1，则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律；若出现 2种表现型且比例为3∶1或4种表现型，但比例不是9∶3∶3∶1，则控制豌豆豆荚形状和颜色的基因位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律。


热点10 文字表述的技巧
在解题时应明确“3”“2”“1”是什么。“3”指三个变量：自变量、因变量和无关变量。“2”指实验步骤两个“板块”：“材料处理”和“观察记录(统计）”。“1”指实验目的只有一个。
解答任何实验题，都要牢记程序，不忘“3”“2”“1”，先寻找解题思路，再思考具体问题。
考向1 正确写出实验目的
在所有探究性实验题中，无论从哪里突破获得解题思路，最终都要落到实验目的上，因此，对一个探究性实验来说，在表达和交流阶段，关于实验目的的阐述必不可少，准确描述实验目的也是实验探究能力之一。
准确写出实验目的需要考生具备两方面的能力：
第一：有基础知识。任何探究性实验都是在掌握一定基础知识的前提下进行的更深入、更精准的研究，基础知识是探究性实验题实验目的表达的基础。否则，我们会被题中的文字提示迷惑。
第二：有“套路”。实验目的一般需要体现自变量、因变量，下面的等式在多数情下是适用的。
实验目的=实验的性质（探究或验证）+自变量+因变量。
例如：探究（实验性质）光照强度（自变量）对光合作用强度（因变量）的影响；探究（实验性质）植物细胞在不同条件下（自变量）的失水和吸水（因变量）情况。
1．研究小组将生长状况相似的菠菜幼苗均分为A、B两组进行实验探究，A组培养在完全培养液中，B组培养在缺Mg2＋的培养液中，其他条件相同且适宜。一段时间后，持续提供14C标记的CO2进行光合作用，然后检测并比较14C标记的有机化合物的量。请回答下列问题：
（1）该实验的目的是_______________________________________________________________。
（2）B组14C标记的（CH2O）的量比A组低，原因是__________________________________。
（3）在检测过程中，发现6 s后有十余种产物含有放射性，而0.5 s内只发现一种产物含有放射性，这种产物最可能是________________。
（4）实验中的“其他条件”主要是指__________________（至少答两项）。若在实验过程中突然停止14CO2供应，则此时两组实验中C5的含量均会________，（CH2O）/C3比值会________。
【答案】（1）探究Mg2＋对植物光合作用的影响
（2）缺少Mg2＋不利于叶绿素的合成，光反应产生的[H]和ATP不足，C3的还原减弱，形成（CH2O）减少（3分）
（3）C3（3分）
（4）温度、光照、pH等（3分） 升高 升高
考向2 准确写出实验原理
相对而言，直接明了的考查实验原理的高考试题较少，但并不意味着“写实验原理”的考向不存在。高考命题人员在有合适的命题素材和命题思路时，命制此类高考试题的可能性依然存在，明确实验原理是实验与探究能力之一，这是由于实验原理是实验设计及操作过程中所依据的理论基础，没有这些理论依据，实验设计和操作必然失去科学性，而科学性是探究性实验必须具备的特性。
实验原理是与实验选材、实验操作细节、因变量测量指标确定、自变量的设置等有关的理论依据，表面看来考查实验原理的试题，实际上都是在考查基本的生物学知识和原理。因此，回答此类问题时，不但要注意“方向”和“思路”，更要注意生物学知识的准确性。那么，怎样明确某实验涉及的理论？怎样锁定哪些理论能成为“原理”呢？
不丢分但耗费时间的答题方法是细化实验操作，解释所有实验操作所涉及的理论。
不丢分且节省时间的答题方法是筛选所有的实验操作涉及的理论，寻找最为关键的、该实验所特有的、决定实验成败的操作涉及的理论。以观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（人教版生物教材必修1第115页）中关于“洋葱根尖的培养”为例，分析如表所示：
实验操作
实验操作涉及的理论
特有的（最关键的）操作
实验原理
在上实验课之前的3～4 d，取洋葱一个，放在广口瓶上
3~4 d洋葱才能长出足
够长的根尖
待根长约5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察
在高等植物体内，有丝分
裂常见于根尖等分生区细胞
瓶内装满清水，让洋葱的底部接触到瓶内的水面
保证洋葱根尖生长所需
要的本分供应
把这个装置放在温暖的地方培养
为洋葱根尖的生长提供
适宜的温度
待根长约5 cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察
在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖等分生区细胞
2．某小组同学利用如图装置探究酵母菌在不同温度下的发酵实验，取200 mL不同温度的无菌水倒入培养瓶，然后加入15 g葡萄糖及5 g干酵母，混匀后放在相应温度下水浴保温，实验进行20min，观察现象如下表；回答下列问题：
组别
处理方法
实验现象
1
冰水（0 ℃）
没有气泡产生
2
凉水（10 ℃）
只能看到少量气泡
3
温水（30 ℃）
产生气泡，由慢到快，由少到多
4
热水（55 ℃）
始终没有气泡产生
（1）分析表格中实验现象，其根本原因是温度影响了____________________；从数据中分析____________________（填“能”或“不能”）得到酵母菌发酵的最适温度。
（2）实验3的装置中最初液滴未移动，在15 min后液滴缓慢向____________________（填“左”或“右”）移动，整个过程细胞中产生该气体的场所有_______________________。
（3）有的同学认为实验组1和实验组4现象虽然相同，但原理不同，老师建议他进行实验验证，请简要写出实验思路：__________________________________________________________________。若_________________________________________________________，则证明他的观点是正确的。
【答案】（1）酵母细胞内酶的活性 不能
（2）右 线粒体基质和细胞质基质
（3）将实验组1和实验组4装置放在30 ℃水浴中保温，一段时间后，观察气泡产生情况 实验组1产生气泡，实验组4仍然没有气泡产生
考向3 完整写出实验思路与实验步骤
实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容。实验思路是较为“粗线条”的思考过程，实验步骤是更为“细节化”的动作流程，二者都能很好地反映出考生的实验与探究能力。在探究性实验中，实验思路和实验步骤具有高度的统一性；在试题解答中，二者具有高度的相似性。因此，这里将实验思路和实验步骤作为一个考向进行说明，更有利于考生掌握答题技巧。
要求写出实验思路和实验步骤的试题，都要注意“无关变量”的描述，尤其是写出实验步聚类试题。因为无关变量是决定实验成败的关健因素，写实验步骤时，必须要对无关变量的操作作出说明。在一个实验中，人为设置的变量，除了自变量，都是无关变量，若我们已经学习过无关变量的具体内容（如某种酶发挥作用的最适温度为37 ℃)，则需明确写出；若我们没有学习过无关变量的具体数值（如保温时间），则可用“适当且相等”“理想条件下”等文字表述。
此外，应牢记实验步骤设计的“三步曲”，即取材（共性处理）→处理（变量处理）一（培养）观察与记录（实验结果处理）。
考查实验思路和实验步骤类试题，看似“新题”，实则均是考查教材基础实验和经典实验。实验探究能力的获得是建立在教材基础实验和经典实验的基础上的，熟知这些知识，才能在“新题”中找到“老答案”。考生在备考时绝不可过分关注解题技巧和秘籍，忽视与实验有关的基本知识。
3．如图所示为紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞在不同溶液中细胞吸水力和原生质相对体积（正常状态为1.0）的相互关系图，据图回答问题。（注：试题中要用的试剂应从所给的试剂中选择）
材料用具：紫色洋葱、显微镜、载玻片、盖玻片、吸水纸、滴管等。
供选择的试剂：清水、质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液。
（1）B→C过程中，细胞应处于______试剂中，细胞液的浓度变化是____________。
（2）某同学在实验中观察到，紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞先出现了B→A过程，随后又自动发生了A→B过程，请将该同学的实验操作步骤补充完整：
①将一小块紫色洋葱鳞片叶外表皮平展在载玻片中央的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁；
②______________________________________________________；
③______________________________________________________。
（3）若选择一种试剂X在完成B→A过程后，无论再用哪种试剂，A→B过程都不能发生，则所选择的试剂X是__________________。
【答案】（1）清水 逐渐变小
（2）②从盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.1 g/mL的KNO3溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，使紫色洋葱鳞片叶外表皮浸到KNO3溶液中
③将装片放在显微镜下观察（先发生质壁分离，一段时间后会自动复原）
（3）质量浓度为0.5 g/mL的蔗糖溶液
【解析】（1）B→C过程中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的吸水力下降，原生质相对体积大于正常状态时的相对体积，结合实验材料用具和供选择的试剂，可推测该过程细胞是放在清水中的，细胞液的浓度因吸收水分而逐渐减小。（2）要使细胞发生质壁分离和自动复原，就要把细胞放入浓度大于细胞液浓度的KNO3溶液中，然后在显微镜下观察其变化。（3）要使发生质壁分离的细胞失去复原的能力，应选择质量浓度为0.5g/mL的蔗糖溶液，因其浓度过高，细胞会失水死亡。
4．某实验小组欲探究酶的专一性，现用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液以及唾液淀粉酶溶液、斐林试剂、碘液等材料进行实验。实验设计表格如下：
操作
操作项目
试管
1号
2号
A
注入可溶性淀粉溶液
2 mL
－
B
注入_______________
－
2 mL
C
注入_______________
2 mL
2 mL
（1）本实验的自变量是_________________；检测酶的专一性试剂应选择____________。
（2）实验步骤：
①取两支洁净的试管，编号，然后按照表中的要求进行操作。实验中物质B、C分别是_________________、_________________。
②轻轻振荡这两支试管，使试管内的液体混合均匀，然后将试管的下半部浸到37 ℃左右的热水中，保温5 min。
③取出试管，各加入1 mL 检测试剂并振荡摇匀，进行检测操作。
④观察并记录两支试管内溶液发生的变化。
（3）若出现____________________________________________实验结果，则可分析得知酶具有专一性。
【答案】（1）底物 斐林试剂
（2）蔗糖溶液 淀粉酶溶液
（3）1号试管出现砖红色沉淀，2号试管不出现砖红色沉淀
考向4 实验结果与实验结论的正确表述
实验结果的分析和实验结论的得出，是在探究性实验进行后，对所记录的数据进行分析，对作出的假设进行肯定或否定的关键环节。由于此类试题命制素材来源广泛，且能更为直接地考查考生的综合应用能力，所以一直是高考命题热点。
实验结果是“具体的数据或现象”，实验结论是“具体的数据或现象所反映出来的规律，是概括性语言”。表述实验结果时一定要具体、形象（如“砖红色沉淀”“由蓝变绿再变黄”“子一代豌豆全部表现为高茎”“指针向左偏转”等），表述实验结论时则一定要言简意赅，能用学过的结论性语句表述最好（如“酶的催化作用具有专一性”“兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导”“细胞膜具有一定的流动性”等）。
5．如表是某小组为“探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响”而设计的实验操作步骤，据表回答下列问题。
操作步骤
操作方法
试管甲
试管乙
1
加体积分数为3%的过氧化氢溶液
2 mL
2 mL
2
加质量分数为5%的盐酸溶液
1 mL
/
3
加质量分数为5%的氢氧化钠溶液
/
1 mL
4
加质量分数为20%的猪肝研磨液
2滴
2滴
5
观察
_______
_______
（1）本实验的因变量是_______，可观测的指标是______________。
（2）上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：______________。在完成改进方案后，预期实验结果及得出结论：
①________________________________________________________;
②________________________________________________________。
（3）为了将此多余的猪肝研磨液保留到下次使用，应对它进行_______（填“高温”或“冷藏”）处理。
（4）如果用出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越______________。
【答案】（1）过氧化氢分解速率 相同时间内气泡的产生量
（2）增设丙组，加2 mL过氧化氢溶液和1 mL蒸馏水后加入2滴猪肝研磨液与甲、乙组对照，其他步骤不变 预期的实验结果及结论：①甲、乙、丙三支试管中产生的气泡量不同，则过氧化氢酶的活性受pH影响②甲、乙、丙三支试管中产生气泡的情况基本一样，则过氧化氢酶的活性不受pH影响
（3）冷藏
（4）低（或弱）
考向5 实验方案的分析与评价
实验方案的分析与评价类试题，是难度较大的一类试题，考生遇到这类题时往往感觉无从下手，不知该如何评价。实际上，实验方案的分析与评价，是“实验设计”的一个环节，所有实验结束后，都需要进行自我或他人的分析与评价，这就意味着“分析与评价”的内容与“实验设计”的内容紧密相关。因此，遇到这类题时，考生需要从“实验目的”“自变量”“因变量”“无关变量”的角度，按照科学性原则、单一变量原则逐一进行评价。
6．下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。
（1）实验目的：略。
（2）材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
（3）实验步骤：
第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，____________________________________________________________________________________。
第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。
（4）请预测结果及结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③若A、B、C三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
【答案】（3）分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，C组不做处理
（4）①若A、C两组出现该流感病毒，B组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是RNA　 ②若B、C两组出现该流感病毒，A组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是DNA
7．“探究和验证”是高中生物学学习的重要内容，是一种以实验为核心的实践活动，其核心都是设计实验和实施实验。下列为某同学开展的某一验证性实验。
实验目的：验证胰岛素缺乏会引起狗患糖尿病
实验材料：两组健康、大小相同的同种狗，胰岛素制剂，试管，斐林试剂及其他必需用品。
实验步骤：
第一步：取两组健康、大小相同的同种狗，将A组狗的胰岛切除，B组狗作假手术（切开皮肤但不切除胰岛)处理。
第二步：适宜时间后，分别收集两组狗的尿液于试管中，滴加斐林试剂后立即观察尿液颜色变化。
第三步：每天定时给A组狗喂食适量的胰岛素，然后收集尿液，用斐林试剂鉴定，观察颜色变化。
实验分析：
（1）请指出上述实验步骤中的两处不严谨之处：______________________；_______________________。
（2）胰岛素分泌的调节取决于_____________。胰岛素能降低血糖浓度的原因是____________并抑制氨基酸转化成葡萄糖。高等动物体内的胰高血糖素由____________细胞分泌。
（3）模拟尿糖的检测可使用____________试纸。
（4）胰岛素能作用于机体的____________，促进葡萄糖和氨基酸运进细胞，当胰岛素作用于肾小管时能____________(填“促进”或“抑制”）过滤液中葡萄糖的吸收。
（5）I型糖尿病人由于免疫系统的____________而攻击和破坏了正常胰岛细胞，故治疗时需依赖胰岛素。血糖浓度的相对稳定依赖于____________调节。
【答案】（1）给A组狗喂食适量的胰岛素 斐林试剂应水浴加热
（2）血糖的浓度 胰岛素能促进细胞摄取、贮存、利用葡萄糖 胰岛A
（3）葡萄糖
（4）全部组织 促进
（5）过度反应 反馈（负反馈或神经—体液）
1．耐热脂肪酶在工业上具有广泛应用，科研人员从小笼包蒸笼的垫布中分离到脂肪酶高产菌株，大量培养后提取获得脂肪酶液，以橄榄油为底物设置系列实验以研究该酶特性，回答下列问题：
（1）脂肪酶能水解橄榄油但不能水解淀粉,说明酶具有________。
（2）实验①：每组试管中加入等量的酶和底物，分别置于30、35、40、45、50、55、60 ℃水浴环境中20分钟后，测量底物量的变化，该实验的目的是___________。
（3）实验②：因工业上需要在不同温度条件下应用该酶，若要测定酶液分别在40、50、60 ℃温度下保存2小时后的酶活性变化，实验思路是_________________________________________________。
（4） 实验③：研究一定浓度的Mg2+（10－4mol/L）对酶的活性影响，已知该酶的最适pH范围为7.0～8.0，实验结果如下，结果说明：_________________________________________________。
【答案】（1）专一性
（2）确定脂肪酶的最适温度
（3）设置三组实验，每组加入等量脂肪（橄榄油），分别加入在40、50、60 ℃温度下保存2小时后的脂肪酶，在适宜条件进行反应，一定时间后测量各组酶活性
（4）在pH为7.0~8.0范围内，一定浓度的Mg2+能提高该脂肪酶的活性
2．某同学通过以下实验探究光合作用速率与CO2浓度的关系；用打孔器从新鲜菠菜植株的叶片打取直径1cm的小圆片40片，用针筒抽去叶圆片叶肉细胞间隙的气体后，随即均分为4组并分别放入A、B、C、D四个各装有60 mL蒸馏水的锥形瓶中，叶圆片全部沉入水底。随后按下表操作，并记录实验结果。（蒸馏水中的溶解氧忽略不计）
编号
加入NaHCO3（g）
与200 W灯泡的距离(m)
30 min后叶圆片上浮数
A
0
0.5
0
B
1
0.5
2
C
3
0.5
5
D
5
0.5
6
（1）本探究实验的自变量是_________________，因变量用__________________来直观表示。
（2）分析表中实验数据可得出的实验结论是_______________________________。
（3）另一同学重复上述实验时，将D锥形瓶与200W灯泡的距离设置过远，其他操作不变，30 min后发现无叶圆片上浮。原因是______________________________________。
（4）若要探究光合作用速率与光照强度的关系，需对上述实验方案作出适当的调整。请补充完整调整思路：
①往A、B、C、D四个锥形瓶中加入的NaHCO3应_____________________________；
②A、B、C、D四个锥形瓶与200W灯泡的距离应_____________________________。
【答案】（1）CO2浓度（或NaHCO3浓度） 叶圆片上浮数
（2）在一定范围内，植物光合速率随CO2浓度升高而升高
（3）光照强度弱，光合速率低，产生的O2不足
（4）①等量（或适量且等量） ②有一定的差距梯度（或不等）
3．某些有毒物质能诱导真核细胞在分裂过程中产生微核。微核是由断裂的染色体形成的椭圆形异常结构，游离于细胞核之外，光学显微镜下可见。某生物小组为了探究香烟焦油能否诱导微核产生，完成了如下实验：
第一步：萃取获得香烟中的焦油，用醋酸丙酯将其溶解后，再用蒸馏水稀释，配制成一系列浓度的焦油溶液。各取等量溶液分别加入烧杯A、B、C、D中。将醋酸丙酯与蒸馏水混合后取等量加入烧杯E中。取等量蒸馏水加入烧杯F中。
第二步：将6个状况相同、幼根已培养至1 cm的洋葱，分别置于上述6个烧杯中培养较长且相同时间，然后从每个洋葱上随机取根尖(2~3 mm)数根制作临时装片。
第三步：镜检记录出现微核的细胞所占的比例(微核率)，计算每组平均值。结果如表所示：
烧杯编号
A
B
C
D
E
F
焦油浓度(μg/mL)
50
100
200
300
0
0
平均微核率(‰)
12.55
14.93
17.32
20.14
3.58
3.59
（1）用洋葱根尖制作临时装片的一般步骤为_____________________________________________。
（2）对A、B、C、D四组而言，E组与F组哪组是对照组？________。将E组与F组比较，作用是_______________________________________________________________________。
（3）该实验可得出的结论是_______________________________________________________。
【答案】（1）解离→漂洗→染色→制片　
（2）E组　 排除醋酸丙酯的影响　
（3）香烟焦油能诱导微核产生，且浓度越高诱导作用越强
4．欲研究长期使用生长激素对胰岛B细胞功能的影响，请根据以下材料和用具，提出实验思路，并预测实验结果。
材料和用具：生理状况相似的健康雄性大鼠10只，普通饲料、生长激素制剂（用量0.63IU/kg）、血糖仪、注射器等。（要求与说明：实验不分组；血糖、血清胰岛素浓度测定方法不要求；用B细胞分泌功能指数Q来评价胰岛B细胞的功能， ；实验持续时间14天；实验条件适宜），请回答：
（1）实验思路：
①______________________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________________；
③______________________________________________________________________________；
④______________________________________________________________________________。
（2）预测实验结果（设计一个表格，将预测的实验结果与相应的结论填入表中）。
（3）分析与讨论
①指数Q为什么要引入空腹血糖和空腹胰岛素两项指标？________________________________。
②实验不另设分组对照，主要原因是______________________________________。
【答案】（1）①测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值
②每只大鼠均正常进食、进水，每天同时注射适量的生长激素制剂
③连续给药14天后，测定每只健康雄性大鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度，记录数据并计算平均值和Q值
④对实验所得数据进行分析和处理
（2）长期使用生长激素对胰岛β细胞功能影响的结果和结论表
实验结果
实验结论
试验后Q比实验前显著降低
生长激素对胰岛细胞的功能有抑制作用
试验后Q与实验前比没有显著差异
生长激素对胰岛细胞的功能没有影响
试验后Q比实验前显著升高
生长激素对胰岛细胞的功能有促进作用
（3）①因为胰岛B细胞能够分泌胰岛素，胰岛素是唯一降血糖的激素 ②实验已有前后自身对照(或排除实验大鼠个体之间的差异对结果的干扰）
5．某种动物的体色由两对等位基因E、e和F、f控制，E和e分别控制黑色和白色，并且当F存在时，E基因不能表达。某人做了相关的杂交实验，其部分结果如下表所示。请分析回答下列问题：
亲本组合
子一代（F1)
子二代（F2)
白色×白色
白色
白色∶黑色=13∶3
（1）该实验反映了生物的一对相对性状可以由_____________对等位基因控制，该动物控制体色的基因的遗传_____________（填“遵循”或“不遵循”）基因自由组合定律。
（2）两亲本白色个体的基因型分別为_____________，F1的基因型为_____________。
（3）如果F2黑色个体中雌雄个体数量相同，现让F2中的黑色个体随机交配，则产生的后代中杂合子所占的比例为_____________，黑色个体所占的比例为_____________。
（4）现有一黑色雄性个体和多只基因型为eeff（甲）、eeFF（乙）的雌性个体，要确定黑色雄性个体的基因型，请设计杂交实验，并预测实验的结果和结论：
①设计杂交实验：________________________________________________________________。
②预测实验的结果和结论：________________________________________________________。
【答案】（1）两 遵循
（2）EEFF、eeff EeFf
（3）4/9（2分） 8/9（2分）
（4）①让黑色雄性个体与多只甲杂交，观察后代的表现型（2分） ②如果后代全为黑色个体，则亲本黑色雄性个体的基因型为EEff；如果后代出现白色个体，则亲本黑色雄性个体的基因型为Eeff（2分）
6．欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，对成年小鼠的分组及处理见下表。在适宜的实验条件下，正常饲奍，每隔一定时间测定耗氧量（单位时间内单位体重的氧消耗量），记录数据并统计分析。
甲组
乙组
丙组
丁组
切除甲状腺
手术但不切除甲状腺
甲状腺激素溶液灌胃
W
饲养14天
饲养14天
1次/天，共14天
1次/天，共14天
注：本实验中灌胃是指将液体由动物口直接注入到胃中。
请回答：
（1）表中w是对丁组小鼠的处理，该处理是 。
（2）预测实验结果(设计一个坐标系，将预测的实验结果用示意曲线表示）。
（3）分析与讨论
①合成与分泌促平状腺激素释放激素的细胞位于 ，该激素经 的血液运至腺垂体发挥作用。
②通过服用放射性131I来检测甲状腺功能的依据是 ， 。
【答案】（1）生理盐水灌胃
（2）如图
（3）①下丘脑 垂体门脉 ②I是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一 131I的反射性强度可被仪器测定
7．研究发现在促进生长的浓度范围内，相同浓度的生长素类似物A和吲哚乙酸(IAA)的促进作用不同。为了探究生长素类似物A和IAA的促进作用是否存在差异，实验小组同学以小麦胚芽鞘为材料进行了如下实验。
（1）实验步骤：
第1步：取生长状况完全相同的小麦胚芽鞘若干，并切去尖端4 mm，然后浸入蒸馏水中1 h。
第2步：选取处理过的胚芽鞘，每10条为一组分别放入________浓度的生长素类似物A溶液(甲组)和IAA溶液(乙组)中。
第3步：避光且温度保持在25 ℃条件下培养24 h后，逐一测量切段长度，并求两组胚芽鞘长度的平均值。
（2）预测实验现象并得出结论：
（3）实验分析：
①实验中要切去胚芽鞘尖端的原因是___________________________________________，将切段浸泡在蒸馏水中的目的是_________________________________________。
②每一组要10条，而不是1条的原因是__________________________________。
③如果用一系列浓度梯度的IAA溶液处理去掉尖端的胚芽鞘，发现有两个不同浓度的IAA培养液培养的胚芽鞘的平均长度相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因：_____________________________________________________________________。
（4）某农场购买了一批生根粉，准备用于某植物的批量扦插，说明书中没有注明该植物适宜的使用浓度，正确的使用措施是______。
A．用高浓度，以保证生根 B．用低浓度，以降低成本
C．任选一种浓度进行扦插 D．用不同浓度进行预实验
【答案】（1）相同且适宜
（3）①避免胚芽鞘自身产生的生长素对实验结果造成干扰　 除去切段中的内源激素 ②求平均值，使实验结果更准确 ③生长素(类似物)的生理作用具有两重性，高于或低于最适浓度时，存在作用相同而浓度不同的情况
（4）D

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