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专题十四：实验与探究之核心考点
[重温考纲]　1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行综合运用。2.具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
核心考点1　考纲要求的实验
一、要点整合
1．显微观察类实验汇总
(1)列表比较六个显微观察类实验
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
DNA和RNA
死细胞
甲基绿吡罗红
人的口腔上皮细胞
观察线
粒体
线粒体
活细胞
健那绿染液
观察细
胞的有
丝分裂
染色观察
染色体
死细胞
龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)
洋葱根尖分生组织细胞
低温诱导植物染色体数目的变化
染色体
死细胞
改良苯酚品红染液
观察叶
绿体
原色观察
叶绿体
活细胞
无
菠菜叶(稍带些叶肉的下表皮)、藓类的叶
观察植物细胞的质壁分离与复原
原色观察
紫色大液泡
活细胞
无
成熟植物细胞，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
提醒　①原色观察类实验最好选择有色的生物组织细胞，以利于实验结果的观察。
②染色观察的实验最好选择无色的材料，排除材料本身的颜色对实验结果的影响。
③甲基绿吡罗红混合染液需要现配现用。
④健那绿是活细胞染色剂，只能对活细胞染色。
(2)归纳洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
观察植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍显微镜观察多种细胞
细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核
观察DNA和RNA在细胞中的分布
内表皮细胞近于无色
管状叶
绿叶中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察
低温诱导植物染色体数目的变化
材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高
2.物质检测与提取类实验汇总
(1)列表比较五个检测类实验
实验名称
试剂
颜色
生物材料
备注
淀粉的
鉴定
碘液
蓝色
脱色的叶片
－
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
鉴定
苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液
橘黄(或红)色
花生种子切片
需用高倍镜观察
蛋白质
鉴定
双缩脲试剂
紫色
豆浆、稀蛋清等
先加A液，后加B液，摇匀使用
绿叶中色素的提取和分离
提取液：无水乙醇；
分离液：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)
加入二氧化硅是为了研磨得更充分；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏
提醒　①在显色实验(如物质检测)中，材料最好不带颜色或颜色较浅，或实验时对有色材料进行脱色处理。
②物质鉴定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，因它们不含还原糖。
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。
(2)常用试剂的种类与作用的归纳
试剂
体积分数(或质量浓度)
作用原理
相关实验
酒
精
50%
洗去浮色(溶剂)
脂肪的鉴定
70%
用于杀死并保存小动物；消毒
土壤小动物类群丰富度的研究
95%
与质量分数为15%的盐酸混合用于解离
观察细胞的有丝分裂
冲洗卡诺氏液
低温诱导植物染色体数目的变化
100%
溶解、提取色素
绿叶中色素的提取和分离
盐
酸
5%
营造酸性环境
探究pH对酶活性的影响
8%
①改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞
②使染色质中DNA与蛋白质分离，有助于DNA与染色剂结合
观察DNA和RNA在细胞中的分布
15%
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液，使组织中的细胞相互分离
观察细胞的有丝分裂；低温诱导植物染色体数目的变化
NaOH
0.1 g/mL
斐林试剂的甲液、双缩脲试剂的A液
检测还原糖、蛋白质
5%
营造碱性环境
探究pH对酶活性的影响
0.1%
遇酚酞呈紫红色
模拟探究细胞表面积与体积的关系
CuSO4
0.05 g/mL
斐林试剂的乙液
检测还原糖
0.01 g/mL
双缩脲试剂的B液
检测蛋白质
提醒　其他试剂(或材料)的种类及作用
①卡诺氏液：固定细胞形态→低温诱导染色体数目的变化。
②秋水仙素：抑制纺锤体形成→诱导染色体加倍。
③生长素类似物(NAA、2,4－D、IPA、IBA、生根粉等)：促进枝条生根→探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度。
3．调查类实验汇总
(1)丰富度的调查与种群密度调查的比较
实验名称
调查对象
调查方法
统计方法(计算公式)
种群密度的调查
活动范围大的动物
标志重捕法
＝
植物或活动能力弱的动物
样方法
＝
土壤中小动物类群丰富度的研究
土壤中的小
动物
取样器
取样法
记名计算法、目测估计法
(2)遗传病发病率与遗传方式的调查的比较
项目
内容
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病
发病率
广大人群随机抽样
考虑年龄、性别等因素，群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传病遗传方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析致病基因的显隐性及所在的染色体类型
4.探究类实验汇总
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
不同温度(至少三种)
酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)
pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响
不同pH(至少三种)
酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)
温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌细胞呼吸的方式
氧的有无
CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度)；酒精的产生(用酸性重铬酸钾溶液检测)
葡萄糖溶液的量和浓度、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
模拟探究细胞表面积与体积的关系
细胞体积的大小(琼脂块的大小)
物质运输的效率(NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积)
琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
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
实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
时间
酵母菌种群数量
培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中群落的演替
时间
群落的演替
水族箱的培养条件和环境等
二、考向设计
1．(2017·全国Ⅰ，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】　用台盼蓝可鉴定细胞死活，被染色的细胞是死细胞，因为死细胞的细胞膜失去了对台盼蓝的选择透过性，使得台盼蓝能进入细胞而被染成蓝色，如果细胞膜结构不完整，台盼蓝也能进入细胞，故也能判断细胞膜结构的完整性，A正确； 双缩脲试剂是用来检测蛋白质中肽键的，因为氨基酸中没有肽键，故不能检测氨基酸的含量，B错误； 若要观察处于细胞分裂中期的染色体，可以用碱性染料醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液等试剂染色，C正确； 斐林试剂是由0.1 g/mL的NaOH溶液与0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合配制而成，其中的Cu(OH)2可与还原糖在水浴加热的条件下，发生氧化还原反应，生成砖红色沉淀，D正确。
2．(2014·新课标Ⅰ，4)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是(　　)
A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
【答案】　B
3．(2017·焦作二模)下列关于生物学实验的叙述，正确的是(　　)
A．高温煮熟后的豆浆冷却后，不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B．调查人类遗传病应选取发病率较高的单基因遗传病作为调查对象
C．健那绿染液处理后的人的口腔上皮细胞中的线粒体已失去活性
D．酒精在“绿叶中色素的提取和分离”和“脂肪的鉴定”实验中的作用相同
【答案】　B
【解析】　高温不破坏蛋白质的肽键，A项错误；调查人类遗传病时，应选择群体中发病率较高的单基因遗传病作为调查对象，B项正确；健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，经健那绿染液处理的人的口腔上皮细胞中的线粒体仍保持活性，C项错误；“绿叶中色素的提取和分离”实验中，酒精的作用是溶解色素，“脂肪的鉴定”实验中，酒精的作用是洗去浮色，D项错误。
4．(2017·德州一模)关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”及“观察植物细胞的有丝分裂”的叙述，错误的是(　　)
A．都可选用洋葱作为实验材料
B．所用盐酸的浓度和作用都相同
C．染色前都要用清水处理
D．都需要在高倍显微镜下观察
【答案】　B
【解析】　两个实验都用洋葱作为实验材料，A正确；二者所用盐酸浓度分别为8%和15%，作用分别是改变细胞膜通透性和使细胞分散，B错误；都需要用清水洗去多余的盐酸，C正确；都需要使用高倍显微镜，D正确。
5．(2017·胶州期末)下列以洋葱为材料所进行的实验，其操作或分析合理的是(　　)
A．观察洋葱根尖分生区细胞减数分裂时可以用改良的苯酚品红染液染色
B．观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离时看不到线粒体和细胞核
C．紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞被吡罗红甲基绿染色剂染色后细胞质呈绿色
D．将洋葱放在4 ℃的冰箱中培养3天，所有体细胞中染色体数目均加倍
【答案】　B
6．(2017·天津河东区二模)下列对有关生物学实验及研究的叙述中正确的有(　　)
A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，吡罗红甲基绿染色剂使用时需现配现用
B．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式
C．在探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中不需要设置空白对照组
D．鉴定还原糖时，在组织样液中加入斐林试剂后试管内呈现无色，加热后变成砖红色
【答案】　A
【解析】　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，B错误；在探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验中，需要设置蒸馏水的空白对照组，C错误；鉴定还原糖时，在组织样液中加入斐林试剂后试管内呈现蓝色，加热后变成砖红色，D错误。
7．(2014·新课标Ⅰ，29节选)回答下列问题：
在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是______________________；龙胆紫溶液属于_______性染料，能够使细胞中的________着色。
【答案】　使组织中的细胞相互分离　碱　染色体
【解析】　盐酸酒精混合液是解离液，解离的作用是用药液使组织中的细胞相互分离开来。龙胆
紫是碱性染料，可使染色体着色。
核心考点2　教材经典实验
一、要点整合
31．把握教材中涉及到的研究方法和技术手段
(1)假说—演绎法——孟德尔两大定律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为材料)，DNA半保留复制方式的证明，温特生长素的发现实验。
(2)类比推理法——萨顿提出“基因在染色体上”。
(3)创立假说——膜的成分和结构的初步阐明，达尔文提出植物向光性假说。
(4)模型构建法——构建细胞亚显微结构物理模型，构建DNA双螺旋结构物理模型，构建光合作用、种群特征、细胞分裂等概念模型，构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型与“S”型曲线)，构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。
(5)显微观察法——观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察质壁分离、观察染色体变异等。
(6)差速离心法——分离各种细胞器、制备细胞膜等。
(7)对比实验法——设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较，探究某种因素对实验结果的影响，如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”；酶作用特性相关的实验。
(8)密度梯度离心法——用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。
(9)细胞染色法——活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)。
(10)荧光标记法——细胞融合实验，确定基因在染色体上的实验。
(11)放射性同位素标记法——分泌蛋白的形成；光合作用H218O、C18O2探究O2中放射性；14CO2→14C3→(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等。
(12)纸层析法——叶绿体中色素的提取与分离。
(13)浓度梯度设置实验——探究生长素类似物对插条生根的最适浓度，探究酶活性的最适温度和最适pH。
(14)样方法——估算植物及活动能力弱的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵)等的种群密度。
(15)标志重捕法——估算活动能力强、活动范围大的动物种群密度。
(16)黑光灯诱捕法——有趋光性的昆虫。
(17)抽样检测法——探究培养液中酵母菌种群数量变动。
(18)取样器取样法——土壤中小动物类群丰富度的研究。
(19)人群中随机调查遗传病——调查遗传病的发病率。
(20)患者家系中调查遗传病——调查某种遗传病的遗传方式。
(21)遗传杂交法(包括正交、反交、测交、自交、回交等)——确定显隐性、基因位置、遵循的遗传规律。
(22)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法——探究细胞核的功能。
(23)暗盒开孔法、云母片插入法、旋转法、遮盖法——探究植物的向性运动。
(24)系谱图分析法——确定遗传病类型。
2．教材所涉及的科学史汇总
(1)细胞学说的建立
①虎克——细胞的发现者和命名者；
②列文虎克——用自制显微镜观察细胞；
③施莱登和施旺——建立“细胞学说”；
④魏尔肖——总结出细胞通过分裂产生新细胞。
(2)流动镶嵌模型的建立过程
①欧文顿——用500多种化学物质进行膜通透性实验——膜是由脂质组成的；
②罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构，将细胞膜描述为静态的统一结构；
③桑格和尼克森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。
(3)酶的发现过程
①巴斯德——酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在(无活细胞参与，糖类不可能变成酒精)；
②毕希纳——将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶；
③萨姆纳——提出并证明脲酶是蛋白质；
④切赫和奥特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能。
(4)光合作用的发现过程
①恩格尔曼——用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光；
②普利斯特利——植物可更新空气；
③英格豪斯——植物体只有绿叶才能更新污浊的空气，指出普利斯特利实验只有在光下才能成功；
④梅耶——植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来；
⑤萨克斯——光合作用的产物除氧气外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)；
⑥鲁宾和卡门——用18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的O2来自H2O；
⑦卡尔文——用14C标记14CO2，证明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径[卡尔文循环：14CO2→14C3→(14CH2O)]。
(5)遗传规律的发现史
①孟德尔——用豌豆作遗传材料，利用“假说—演绎法”提出基因分离定律和基因自由组合定律(关注孟德尔成功的四大原因)；
②萨顿——用类比推理法提出基因在染色体上(关注假说—演绎法与类比推理法差异)；
③摩尔根——用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作遗传材料)；
④道尔顿——第一个提出色盲问题。
(6)遗传本质的发现史
①格里菲思——通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”；
②艾弗里——通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA不是蛋白质(转化因子为DNA)；
③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体，证明噬菌体的遗传物质是DNA；
④沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则：RNA蛋白质)；
⑤富兰克林——DNA衍射图谱；
⑥查哥夫——腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鸟嘌呤(G)的量。
(7)生物进化的发现史
①拉马克——第一个提出进化学说(中心思想：用进废退、获得性遗传)；
②达尔文——自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。
(8)动物生命活动调节机制的发现史
①贝尔纳——动物的生活需要两个环境：机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境；
②坎农——提出稳态的概念；
③沃泰默——促胰液素分泌只受神经调节；
④斯他林和贝利斯——促胰液素可存在“化学调节”(并命名该调节物为“激素”)；
⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说，但对失去促胰液素的发现深表遗憾。
(9)植物生长素的发现史
①达尔文——植物向光性实验，验证金丝雀草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”造成单侧光下背光面比向光面生长快；
②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部；
③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的；
④温特——胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的(并将该物质命名为“生长素”)。
(10)生态学的发现史
①高斯——证明大小两个种的草履虫间存在着竞争关系；
②美国生态学家林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两大特点：能量流动是单向的、能量在流动过程中逐级递减。
二、考向设计
1．(2013·新课标Ⅱ，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)
①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验　⑤DNA的X光衍射实验
A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤
【答案】　C
【解析】　孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验发现了伴性遗传；DNA的X光衍射实验说明了DNA分子呈双螺旋结构。证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。
2．(2016·全国Ⅲ，2)在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同(或相似)的一组是(　　)
①证明光合作用所释放的氧气来自于水
②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株
③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质
④用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
【答案】　B
【解析】　①和③都采用了放射性同位素标记法，故B项正确。
3．(2017·全国Ⅲ，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
4．(2016·全国Ⅱ，5)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是(　　)
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
【答案】　C
【解析】　估算种群密度最常用的方法之一是样方法：在被调查种群分布的范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。
5．(2017·石家庄二质检)下列有关生物学研究方法的叙述正确的是(　　)
A．在电子显微镜下拍摄到的叶绿体结构照片属于物理模型
B．在探究淀粉酶的最适温度时，为了减小实验误差需要设置预实验
C．孟德尔遗传规律和摩尔根果蝇眼色遗传的研究过程均运用了假说—演绎法
D．探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验，用浸泡法处理要求溶液浓度高
【答案】　C
【解析】　在电子显微镜下拍摄到的叶绿体结构照片是其结构的真实反映，不属于物理模型，A项错误；探究淀粉酶的最适温度，设置预实验可以找出最适温度的大致范围，而不是为了减小实验误差，B项错误；孟德尔遗传规律和摩尔根果蝇眼色遗传的研究过程均运用了假说—演绎法，C项正确；探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验，用浸泡法处理要求溶液浓度低，D项错误。
6．(2017·绵阳三诊)在下列科学研究中，没有设置对照或对比的是(　　)
A．科学家用蝾螈受精卵横缢实验证明了细胞核的功能
B．萨顿基于实验观察的基础上提出了基因位于染色体上的假说
C．鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水
D．赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质
【答案】　B
【解析】　萨顿采用类比推理法提出了基因位于染色体上的假说，没有设置对照或对比，故选B。
7．(2017·钦州二模)下列关于调査方法的叙述，正确的是(　　)
A．样方法适用于调查草地中单子叶植物的种群密度
B．标记物脱落会导致标志重捕法的调査结果比实际值偏大
C．应在患者的家系中调查某种人类遗传病的发病率
D．黑光灯诱捕法与取样器取样法的原理均是利用了动物的趋暗性
【答案】　B
核心考点3　高考拓展实验
一、要点整合
1．变量法确定实验目的
(1)由实验的自变量和因变量决定。
(2)书写规范。
①探究(验证)自变量对因变量的影响。
②因变量与自变量之间关系的研究。
2．三段法分析实验原理
(1)实验原理一般由三段组成。
自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。
(2)自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。
要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。
(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。
3．确定实验思路
实验思路一般用一句话表述为用某方法处理某材料，观察其对某方面的影响效果。描述实验思路的要点是答出自变量、因变量及实验对象，而不是具体可操作性的设计。
在控制无关变量时，实验思路中只要提到“相同且适宜”即可，具体操作时不同的实验者可以采用不同的方法去控制。
4．“四步法”规范书写实验步骤
(1)材料分组编号(设置对照实验)。
(2)对不同的对象施以不同的处理(控制自变量)。
(3)给以相同且适宜的条件(控制无关变量)。
(4)实验结果的观察与记录(因变量的预测)。
二、考向设计
1．(2013·新课标Ⅱ，32)已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状，分别受一对等位基因控制，且两对等位基因位于不同的染色体上。为了确定这两对相对性状的显隐性关系，以及控制它们的等位基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上(表现为伴性遗传)，某同学让一只雌性长翅红眼果蝇与一只雄性长翅棕眼果蝇杂交，发现子一代中表现型及其分离比为长翅红眼∶长翅棕眼∶小翅红眼∶小翅棕眼＝3∶3∶1∶1。
回答下列问题：
(1)在确定性状显隐性关系及相应基因位于何种染色体上时，该同学分别分析翅长和眼色这两对性状的杂交结果，再综合得出结论。这种做法所依据的遗传学定律是________________。
(2)通过上述分析，可对两对相对性状的显隐性关系及其等位基因是位于常染色体上，还是位于X染色体上做出多种合理的假设，其中的两种假设分别是：翅长基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性；翅长基因和眼色基因都位于常染色体上，棕眼对红眼为显性。那么，除了这两种假设外，这样的假设还有__________种。
(3)如果“翅长基因位于常染色体上，眼色基因位于X染色体上，棕眼对红眼为显性”的假设成立，则理论上，子一代长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为____________，子一代小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为______________。
【答案】　(1)基因的分离定律和自由组合定律(或自由组合定律)　(2)4　(3)0　1(或 100%)
2．某兴趣小组的同学用黑藻完成如下实验：
实验仪器：6支20 mL容积的洁净试管及相应的橡皮塞、荧光灯、直尺等。
实验用品：中性BTB溶液、黑藻等。
实验原理：BTB溶液在碱性环境中显蓝色，中性环境中显绿色，酸性环境中显黄色。
实验过程和结果如下图所示。
请回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究________________________________________________________。
(2)黑藻叶片光合作用时，还原三碳化合物的部位是________。
(3)试管C中黑藻的光合作用强度________(填“大于”“等于”或“小于”)细胞呼吸强度，若用不透光的锡箔纸完全包裹试管C，其他条件不变，24小时后最可能出现的实验结果是__________________。
(4)试管F呈现深蓝色的原因是_______________________________________________。
【答案】　(1)光照强度对黑藻光合作用的影响　(2)叶绿体基质　(3)等于　溶液呈黄色　(4)黑藻光合作用强，吸收掉大量的CO2，使溶液呈碱性
3．将纯合的紫花植株(基因型为AAbb)与纯合的红花植株(基因型为aaBB)杂交，F1全开紫花，自交后代F2中，紫花∶红花∶白花＝12∶3∶1。
现有一白花植株，欲鉴定一紫花植株的基因型，请写出实验思路并分析实验结果。
(1)实验思路：__________________________________________________________________。
(2)实验结果分析：
①若子一代中紫花∶红花＝1∶1，则待测紫花亲本植株的基因型为________。
②若子一代中紫花∶白花＝1∶1，则待测紫花亲本植株的基因型为________。
③若子一代全为紫花，能否由子一代确定待测紫花亲本基因型？________(填“能”或“不能”)。若子二代中，紫花∶红花∶白花的比例为__________________，则待测紫花亲本植株的基因型为AAbb。
【答案】　(1)将该紫花植株与白花植株杂交得子一代，子一代自交得子二代　(2)①AaBB　②Aabb　③不能　3∶0∶1
【解析】　将纯合的紫花植株(基因型为AAbb)与纯合的红花植株(基因型为aaBB)杂交，F1全开紫花，自交后代F2中，紫花∶红花∶白花＝12∶3∶1，可大致确定紫花的基因型为A－B－或A－bb，红花的基因型为aaB－，白花的基因型为aabb。
(1)为鉴定一紫花植株的基因型，将该植株与白花植株aabb杂交得子一代，子一代自交得子二代。
(2)①若子一代中紫花∶红花＝1∶1，则待测紫花亲本植株的基因型为AaBB。
②若子一代中紫花∶白花＝1∶1，则待测紫花亲本植株的基因型为Aabb。
③若子一代全为紫花，即可确定待测紫花亲本的基因型为AAB－、AAbb，但不能确定待测紫花亲本基因型是AABB、AABb还是AAbb。若待测紫花亲本基因型为AAbb，则子二代中，紫花∶红花∶白花的比例为3∶0∶1。
4．在“设计并制作生态瓶，观察生态系统稳定性”的研究活动中，甲、乙两组同学分别进行了如下实验。请分析回答下列问题：
(1)甲组同学设计了3个密封、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。经过一段时间的培养和观察后，发现①瓶生态系统是最稳定的。
生态系统组成
光
水草
藻类
小金鱼
泥沙
生态瓶编号
①
＋
＋
＋
＋
＋
②
－
＋
＋
＋
＋
③
＋
＋
＋
＋
－
注：“＋”表示有，“－”表示无。
a．本实验的自变量是____________、____________。
b．本实验的观察指标最好选择观察_________________________________________________。
c．本实验可以得出的结论是________________________________________。
(2)乙组同学为了探究某玻璃厂排出的废水对生态系统稳定性的影响，利用下列材料，制订了如下实验方案：
材料用具：废水、带盖的透明塑料瓶、水草、小金鱼、泥沙、凡士林。
实验方案：
①取三只相同的、洁净的透明塑料瓶。
②向每只瓶内注入1 cm厚的同种泥沙，再加满废水。
③向每只瓶内放入相同的新鲜水草、1条小金鱼。
④在瓶盖周围涂上凡士林，盖紧瓶口，再在瓶口周围涂上一层凡士林。
⑤放置在温暖的、有光照(不宜过强)的地方培养，注意不要移动位置。
⑥每隔一段时间观察并作记录。
请指出上述实验方案中明显的错误(至少写出两点)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】　(1)a.有无光　有无泥沙　b．小金鱼的存活时间
c．光和分解者对于维持生态系统的稳定性具有重要作用
(2)①缺少对照组；②废水不应该装满；③未贴标签(或未分组)

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