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2019届 二轮复习 实验与探究 学案 (全国通用）
考点一　扎牢教材基础实验
一、显微观察类实验
强化学思知能　　　学有所思，思有深度
[知识·核心·热点]
1．列表比较六个显微观察类实验(填表)
2.观察类实验操作流程
3．盐酸在实验中的应用
实验名称
盐酸的作用
观察DNA和RNA在细胞中的分布
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
观察根尖有丝分裂，低温诱导染色体加倍
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开来
[范例·调研·方法]
【典例1】　(2017·新课标全国卷Ⅱ)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的体积变化趋势如图所示，下列叙述正确的是(　C　)
A．0～4 h内物质A没有通过细胞膜进入细胞内
B．0～1 h内细胞体积与原生质体体积的变化量相等
C．2～3 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压
D．0～1 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压

1．抓信息：原生质体的相对体积、0～1 h内原生质体的相对体积减小、2～3 h内原生质体的相对体积增大。
2．点思路：
【学发挥】——高考大题长句表达专项练
出现图中原生质体的相对体积变化的原因是开始细胞失水，原生质体的相对体积减小。一段时间后，物质A通过主动运输进入细胞，使细胞液浓度高于细胞外溶液浓度，细胞吸水，原生质体的相对体积增大。
题组冲关调研　　　练有所得，得有高度
　　　　　　　　　　　　　　
1．知识性失误(判断正误)
(1)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经甲基绿吡罗红染色，可观察到红色的细胞核(　×　)
提示：新鲜洋葱鳞片叶内表皮经甲基绿吡罗红染色后可观察到绿色的细胞核和红色的细胞质。
(2)在观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中，可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁(　×　)
提示：在观察植物细胞有丝分裂实验中，在解离时细胞已经死亡，因此不会看到细胞板向四周扩展形成新的细胞壁的动态过程。
(3)制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色(　×　)
提示：制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后需要漂洗后才能用龙胆紫溶液染色，否则会造成解离过度，无法看到染色体。
(4)光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象(　√　)
(5)洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离说明细胞有活性(　√　)
(6)低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理(　×　)
提示：低温诱导染色体加倍实验中，应先将大蒜根尖进行低温处理，再制成装片进行观察，因为先制片会杀死细胞，无法诱导染色体数目加倍。
(7)只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿染色观察动物细胞中的线粒体(　√　)
2．(2017·江苏卷)下列关于用显微镜观察细胞的实验，叙述正确的是(　C　)
A．转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动
B．以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离
C．苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色颗粒
D．在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数
解析：本题考查了显微镜的使用及相关实验内容。转换物镜时应直接转动转换器，不应手握物镜，A错误；把显微镜视野调至较暗时，可以以洋葱鳞片叶内表皮为材料观察质壁分离，B错误；苏丹Ⅲ染色后的花生子叶细胞中可观察到橘黄色脂肪颗粒，C正确；在新鲜黑藻小叶装片中可观察细胞中叶绿体的形态和分布，D错误。
3．(2016·江苏卷)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是(　A　)
实验编号
实验名称
观察到的实验现象
①
观察植物细胞的质壁分离和复原
镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；
镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致
②
观察多种多样的细胞
菠菜叶表皮细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核组成；人口腔上皮细胞具有细胞核和核糖体
③
观察细胞的有丝分裂
洋葱根尖伸长区细胞长，液泡大；分生区细胞呈正方形，多数细胞中呈紫色的染色体形态清晰
④
探究酵母菌种群数量的动态变化　
酵母细胞呈球形或椭圆形，细胞核、液泡和线粒体的形态、数目清晰可见
　A．实验①　　　　　　　 B．实验②
C．实验③ D．实验④
解析：观察植物细胞的质壁分离和复原时，实验前或者刚开始发生质壁分离时，可观察到几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同细胞的细胞液浓度不尽相同，所以细胞质壁分离的程度并不一致，大多数细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处，①正确；在光学显微镜下无法看到菠菜叶表皮细胞的细胞膜及人口腔上皮细胞的核糖体，②错误；观察细胞有丝分裂时，大多数细胞处于看不到染色体的分裂间期，③错误；在显微镜下，不经健那绿染色无法看到酵母菌的线粒体，④错误。故选A。
4．下列与实验有关的叙述，正确的是(　A　)
A．人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色，其细胞核呈绿色
B．剪取大蒜根尖分生区，经染色在光镜下可见有丝分裂各时期
C．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩散就越慢
D．在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片，可见叶绿体的结构
解析：DNA主要分布在细胞核内，甲基绿使DNA呈现绿色，A正确；剪取根尖2～3 mm，需经解离、漂洗、染色和制片过程后再用光学显微镜观察，B错误；叶绿体色素在层析液中溶解度越高，在滤纸上扩散就越快，C错误；叶绿体内部结构是亚显微结构，在光学显微镜下观察不到，D错误。
5．下列有关实验操作的描述，正确的是(　A　)
A．鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液
B．制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色
C．低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理
D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温
解析：鉴定蛋白质用双缩脲试剂，其使用方法是先加A液(0.1 g/mL的NaOH溶液)1 mL，摇匀后再加B液(0.01 g/mL的CuSO4溶液)4滴，A正确；制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后必须经漂洗才能进行染色，B错误；低温诱导染色体加倍实验中，应先低温处理后再制作装片进行观察，C错误；探究温度对酶活性的影响时，若将酶与底物在室温下先进行混合，则两者会发生反应，影响实验结果，正确方法是先将酶和底物分别置于实验要求的温度一段时间后再混合，然后置于相应温度条件下保温，D错误。
二、验证鉴定类实验
强化学思知能　　　学有所思，思有深度
[知识·核心·热点]
1．列表比较五个鉴定类实验(填表)
2.熟记常用化学药品及作用(填表)
3.鉴定类实验的操作流程
4．关于颜色反应的实验归纳总结
[范例·调研·方法]
【典例2】　为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述不正确的是(　D　)
A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低
B．类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照
C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同
D．画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次

1．抓信息：明确实验结果，分析实验现象。
2．点思路：(1)图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条色素条带依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
(2)色素条带的宽窄表示色素含量的多少。
(3)与正常光照相比，强光照时增加的色素是类胡萝卜素，减少的色素是叶绿素。
题组冲关调研　　　练有所得，得有高度
1．知识性失误(判断正误)
(1)组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微镜下观察有橘黄色颗粒说明有脂肪(　√　)
(2)组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖(　×　)
提示：还原糖的鉴定需要组织样液和斐林试剂混合，水浴加热，题中没有水浴加热，即使有还原糖存在，也不会产生砖红色沉淀。
(3)鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuSO4溶液(　√　)
(4)检测试管中的梨汁是否有葡萄糖，可加入适量斐林试剂后，摇匀并观察颜色变化(　×　)
提示：组织样液和斐林试剂混合后，需要水浴加热，不能直接观察。
(5)检测植物组织中的葡萄糖，应用的试剂是甲基绿，预期的实验结果为葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀(　×　)
提示：检测葡萄糖应用斐林试剂，预期的实验结果为葡萄糖与斐林试剂混合，水浴加热，生成砖红色沉淀。
(6)还原糖的鉴定实验中隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面(　√　)
(7)在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度(　√　)
(8)纸层析法分离叶绿体色素的实验结果(如图)表明，Ⅳ为叶绿素a，其在层析液中溶解度最低(　×　)
提示：色素带自上而下应为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，故Ⅳ为叶绿素b。
2．(2018·北京卷)以下高中生物学实验中，操作不正确的是(　A　)
A．在制作果酒的实验中，将葡萄汁液装满整个发酵装置
B．鉴定DNA时，将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴
C．用苏丹Ⅲ染液染色，观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)
D．用龙胆紫染液染色，观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体
解析：在制作果酒的实验中，将葡萄汁装入发酵瓶时，要留有大约的空间，目的是给发酵初期酵母菌快速增殖提供氧气，同时防止发酵液体积增大溢出发酵瓶，A错误；在沸水浴的条件下，DNA与二苯胺反应呈现蓝色，B正确；苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色，C正确；龙胆紫溶液、醋酸洋红液等碱性染料可将染色质(体)染色，因此，用龙胆紫染液染色，观察细胞分裂过程中的染色体，D正确。
3．(2018·江苏卷)关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是(　D　)
A．在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色
B．在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色
C．提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤并弃去滤液
D．将DNA粗提物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴后液体由无色变成蓝色
解析：检测还原糖，用斐林试剂，需要水浴加热，出现砖红色沉淀，甘蔗茎中主要含蔗糖，蔗糖为非还原糖，一般不用于还原糖的检测，A错误；检测蛋白质，用双缩脲试剂，B错误；提取DNA时，加入适量洗涤剂可以破坏细胞膜，释放DNA，DNA溶解在食盐溶液中，经充分研磨，过滤并保留滤液，C错误；检测DNA，用二苯胺试剂，沸水浴后出现蓝色，D正确。
4．(2017·新课标全国卷Ⅰ)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是(　B　)
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
解析：本题主要考查试剂的颜色反应及应用。细胞膜具有选择透过性，台盼蓝不能把完整的活细胞染成蓝色，但可使细胞膜不完整的细胞着色，故可用台盼蓝染色法检测细胞膜的完整性，A正确；双缩脲试剂可与蛋白质(或多肽)中的肽键发生紫色反应，而氨基酸分子中不含肽键，故不能与双缩脲试剂发生显色反应，B错误；染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红液)染成深色，C正确；斐林试剂使用时需将甲液(质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液)和乙液(质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液)等量混合，在水浴加热情况下能与还原糖反应生成砖红色沉淀，D正确。
5．(2016·四川卷)下列有关实验操作或方法所导致结果的描述，不正确的是(　B　)
A．用纸层析法分离色素时，若滤液细线画得过粗可能会导致色素带出现重叠
B．用葡萄制作果醋时，若先通入空气再密封发酵可以增加醋酸含量提高品质
C．提取胡萝卜素时，若用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低
D．调查人群中色盲发病率时，若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高
解析：用纸层析法分离叶绿体色素时，滤液细线要画得细而直，若滤液细线画得过粗，可能会导致色素带出现重叠，A项正确；用葡萄制作果醋时，所用微生物为需氧型的醋酸杆菌，在发酵过程中装置不能密封，B项错误；酒精是水溶性有机溶剂，而石油醚为水不溶性有机溶剂，石油醚可充分溶解胡萝卜素，并且不与水混溶，所以用酒精代替石油醚萃取将会导致胡萝卜素提取率降低，C项正确；调查人群中色盲发病率时，应在人群中随机调查，若只在患者家系中调查，将会导致所得结果偏高，D项正确。
6．为达到实验目的，必须在碱性条件下进行的实验是(　A　)
A．利用双缩脲试剂检测生物组织中的蛋白质
B．测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度
C．利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精
D．观察植物细胞的质壁分离和复原
解析：本题主要考查教材实验中的相关知识。双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是在碱性环境下Cu2＋与蛋白质中的肽键结合形成紫色络合物，A正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，B错误；在酸性条件下，重铬酸钾与酒精发生反应，呈现灰绿色，C错误；观察植物细胞的质壁分离和复原分别用0.3 g/mL的蔗糖溶液和清水，没有在碱性条件下，D错误。
三、模拟调查类实验
强化学思知能　　　学有所思，思有深度
[知识·核心·热点]
1．列表比较几种调查类实验(填表)
2.模拟尿糖检测实验的原理(填空)
(1)葡萄糖试纸是一种酶试纸，是由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成的。
(2)当尿液滴加到酶试纸上时，尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和氧，氧可以将滤纸上无色的化合物氧化成有色的化合物，使试纸呈现特定的颜色，再与标准比色卡相比对，即可知道尿液中葡萄糖的含量。
3．调查类实验一般操作流程
4．模拟尿糖检测实验的操作流程
[范例·调研·方法]
【典例3】　(2016·新课标全国卷Ⅱ)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(　C　)
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

1．抓信息：(1)理解样方法调查种群密度的方法。
(2)明确种群密度的表示方法。
2．点思路：(1)明确样方法调查种群密度的方法：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。
(2)分析四个选项可知，A项计数了甲地内蒲公英的总数，不属于样方法。B项计数了样方内的蒲公英数，但面积用了甲地总面积，计算错误。D项计算的是甲地蒲公英的总数，而不是种群密度。因此三项均错误，C项正确。
题组冲关调研　　　练有所得，得有高度
1．知识性失误(判断正误)
(1)调查人群中红绿色盲的发病率时，为减少实验误差而采取的措施是调查足够大的群体，随机取样并统计(　√　)
(2)调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计(　×　)
(3)用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤中小动物类群的丰富度(　×　)
(4)用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度(　×　)
提示：达乌尔黄鼠是一种生物，用标志重捕法可调查其种群密度，而丰富度调查的是群落中生物的种类。
(5)随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群的丰富度(　×　)
提示：土壤表层只有一部分小动物分布，应该选择取样器取样法调查土壤小动物类群的丰富度。
(6)调查并比较同一地段甲区(腐殖质较丰富)和乙区(腐殖质不丰富)土壤中小动物丰富度，预期结果是甲区土壤中小动物丰富度更高(　√　)
2．某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表：
捕获数
(只)
标记数
(只)
雌性个
体数(只)
雄性个
体数(只)
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是(　D　)
A．此调查方法可以用来调查土壤中小动物的物种丰富度
B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度比实际低
C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7?2
D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
解析：因土壤中小动物具有较强的活动能力，且身体微小，因而对其丰富度的调查一般采用取样器取样法；标志重捕法理论计算公式N＝M·，若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N值会增大；通过两次捕获情况，不能确定田鼠种群的性别比例(捕获次数过少，偶然性较大)；该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2。
3．下图是“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置，下列有关叙述不正确的是(　C　)
A．甲装置的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通
B．乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集
C．甲装置主要是利用土壤动物趋光、避高温、趋湿的习性来采集
D．用乙装置采集的土壤小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中
解析：由图可知，甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性来采集，其中的花盆壁a和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通；乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集，用乙装置采集的土壤小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可以放到试管中。
考点二　聚焦实验经典和实验探究与设计
一、教材经典实验
强化学思知能　　　学有所思，思有深度
[知识·核心·热点]
1．光合作用的探究历程：
(1)植物更新空气实验：光合作用需要光和叶绿体。
(2)萨克斯实验：绿色叶片中光合作用产生淀粉。
(3)恩格尔曼实验：光合作用的场所是叶绿体。
(4)鲁宾和卡门实验：光合作用产生的氧气全部来自水。
(5)卡尔文实验：探明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。
2．孟德尔豌豆杂交实验：
(1)选材。
①具有易于区分的相对性状。
②生长周期短。
③子代数量多，便于统计分析。
④豌豆自然条件下都是纯种。
(2)一对相对性状杂交实验及结果。
①亲本之一为显性纯合子→不发生性状分离。
②杂合子自交性状分离比为3?1。
③杂合子测交性状分离比为1?1。
(3)两对相对性状杂交实验及结果。
①杂合子自交性状分离比为9?3?3?1。
②杂合子测交性状分离比为1?1?1?1。
(4)科学的实验方法：①假说—演绎法；②统计分析法。
(5)成就：发现了分离定律和自由组合定律。
3．摩尔根的果蝇杂交实验：验证了基因位于染色体上。
4．肺炎双球菌的转化实验：
(1)理论依据：遗传物质能控制生物的遗传性状。
(2)格里菲思的实验：
①实验方法：体内转化法。
②实验结论：加热杀死的S型菌含有转化因子。
(3)艾弗里的实验：
①实验方法：体外转化法。
②主要技术：细菌培养技术；物质分离技术。
③实验结论：DNA是遗传物质。
5．噬菌体侵染细菌的实验：
(1)理论依据：遗传物质在亲子代之间具有连续性。
(2)实验方法：同位素标记法。
(3)实验过程及现象：
①35S标记噬菌体的蛋白质→上清液放射性强。
②32P标记噬菌体的DNA→沉淀物放射性强。
(4)实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
6．生长素的发现过程：
(1)达尔文的实验：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快。
(2)鲍森·詹森的实验：胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
(3)拜尔的实验：胚芽鞘弯曲生长是其尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
(4)温特的实验：胚芽鞘尖端产生的影响是一种化学物质，并命名为生长素。
[范例·调研·方法]
【典例4】　(2018·衡水三模)下列关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是(　D　)
A．三个实验的设计思路是一致的
B．三个实验都用到了同位素标记法
C．三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论
D．三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA

1．抓信息：肺炎双球菌、转化、T2噬菌体侵染大肠杆菌。
2．点思路：
题组冲关调研　　　练有所得，得有高度
1．(2018·湖南衡阳一中第二次月考)用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列结论错误的是(　D　)
A．光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O
B．光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2
C．有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2
D．有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6
解析：光合作用过程中氧气来自光反应过程中水的光解，因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O，A正确；光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段，其中的O全部来自原料中的CO2，B正确；有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由[H]与氧气结合形成的，因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C正确；有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖分解产生的，因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水，D错误。
2．(2018·黑龙江大庆一模)1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：
下列关于此实验的分析不正确的是(　D　)
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B．对第4组实验的分析必须是以1～3组的实验为参照
C．本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
解析：本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出，D错误。
3．(2018·大连一模)同位素标记法常用于追踪物质运行和变化规律的研究，下列相关叙述不正确的是(　B　)
A．给小鼠供应18O2，其呼出气体中可能含有C18O2
B．用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只能在分生区细胞中检测到放射性
C．用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制
D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌、离心后可检测到沉淀物中放射性很高
解析：给小鼠供应18O2，参与有氧呼吸的第三阶段生成HO，HO再参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此其呼出气体中可能含有C18O2，A正确；3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料，由于所有细胞都能合成RNA，因此用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，不仅能在分生区细胞中检测到放射性，在其他细胞中也能检测到放射性，B错误；用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制，C正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中，因此用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经保温、搅拌、离心后可检测到沉淀物中放射性很高，D正确。
二、实验探究与设计
强化学思知能　　　学有所思，思有深度
[知识·核心·热点]
1．探究(验证)性实验方案：
①确定实验目的―→②作出实验假设―→③设计实验步骤―→④预测实验结果―→⑤进行实验操作―→⑥观察实验结果―→⑦分析实验结果―→⑧得出实验结论
2．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自变量与因变量之间关系的研究。
3．实验假设：
(1)验证性实验假设是唯一的，即验证的是实验目的。
(2)探究性实验假设包括多种可能的情况。
4．实验设计的基本原则：
(1)科学性原则。
(2)对照原则。
(3)平行重复原则。
5．实验变量控制原则：
(1)自变量的控制原则——单一变量原则。
(2)无关变量控制原则——等量适宜原则。
(3)因变量的控制原则——可观测性原则。
6．实验步骤的一般程序：
(1)材料的分组编号。
(2)研究对象的处理。
(3)相同、适宜条件下培养(反应)。
(4)实验结果的观察及分析。
7．实验结果的预测方法：
(1)明确实验是探究类还是验证类。
(2)在理解实验原理的基础上分析实验有哪些假设。
(3)承认假设正确的前提下预测实验结果。
8．实验结果分析：
(1)验证类：实验结果与预期结果一致，则假设成立。
(2)探究类：实验结果与预期结果之一一致，则该预期结果对应的假设成立。
9．实验方案评价的一般思路：
(1)实验原则是否合理：是否缺少对照实验、实验变量控制是否合理。
(2)实验步骤是否合理：顺序是否合理、步骤是否完整、操作是否违背生物学基本原理。
(3)实验材料选择是否合理：实验材料的选择是否有利于自变量的控制、是否有利于因变量的观察。
10．性质探究类实验的操作流程
11．功能探究类实验一般操作流程
[范例·调研·方法]
【典例5】　(2018·启东二模)蟾蜍的坐骨神经(含有传入神经和传出神经)由腰骶部的脊髓沿大腿后面下行连接到足，管理下肢的活动。为研究可卡因对坐骨神经的麻醉顺序，研究人员用已被破坏大脑并暴露出坐骨神经的蟾蜍进行如下实验：
①刺激趾尖和腹部皮肤，后肢均出现收缩现象；
②将含有一定浓度可卡因的棉球放在坐骨神经上，刺激趾尖和腹部皮肤，前者无反应，后者出现后肢收缩现象；
③一段时间后，再刺激腹部皮肤，收缩反应消失。
(1)在刺激趾尖和腹部皮肤前，神经细胞产生和维持静息电位的主要原因是静息时，神经细胞膜主要对K＋有通透性，造成K＋外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。
(2)①中两次收缩的反射弧，除感受器不同外，传入神经也不同。该实验的结论是可卡因先麻醉传入神经，再麻醉传出神经。
(3)蟾蜍毒素能与细胞膜上的蛋白质结合。先用蟾蜍毒素处理坐骨神经，一段时间后再将坐骨神经移至高浓度氯化钠溶液中，给予足够强度的刺激，结果动作电位峰值大幅下降。可能的原因是蟾蜍毒素与Na＋通道蛋白结合导致蛋白质结构发生改变，Na＋内流减少。

1．抓信息：(1)破坏大脑并暴露出坐骨神经的蟾蜍。
(2)刺激趾尖和腹部皮肤。
(3)后肢收缩现象。
(4)含可卡因的棉球放在坐骨神经上。
2．点思路：
【典例6】　(2017·新课标全国卷Ⅰ)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
答案：(1)实验思路：
甲组：将宿主细胞放在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞放在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)预期实验结果及结论：
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，为RNA病毒；反之为DNA病毒。

1．抓信息：RNA病毒、DNA病毒、宿主细胞、放射性同位素标记、确定一种新病毒的类型。
2．点思路：
题组冲关调研　　　练有所得，得有高度
1．(2018·新课标全国卷Ⅰ)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是(　C　)
A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
解析：由乙、丙组与甲组对比知，乙、丙组细胞增殖速度均较快，说明乙、丙组均加入了药物X。培养一段时间后，丙组细胞增殖速度明显慢于乙组，说明丙组培养一段后又加入了药物D，A、B正确，C错误；蛋白质的结构决定其功能，药物D可能通过改变药物X的空间结构而使其失去促进细胞增殖的作用，D正确。
2．(2016·江苏卷)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　A　)
A．1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
解析：3号管为实验组，1号管、2号管和4号管均为对照组，A正确，B错误；设置对照组的作用在于通过实验组和对照组对比，消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度，C错误；4号管中煮沸冷却后的白菜梗提取液所含的酶已变性失活，无法判断白菜梗中是否有过氧化物酶，D错误。
3．(2018·天津卷)血管平滑肌细胞(VSMC)的功能受多种物质影响，与血管健康密切相关。
(1)血管内皮细胞释放的一氧化氮，可降低VSMC膜上Ca2＋运输蛋白的活性，导致进入细胞内的Ca2＋减少(增加/减少)，引起血管平滑肌舒张。上述调节方式属于体液调节。
(2)机体产生的同型半胱氨酸水平升高，可引起VSMC内质网功能紊乱，堆积未折叠蛋白，这些蛋白没有形成正确的空间结构，不能行使正常功能。
(3)用同型半胱氨酸处理体外培养的小鼠成熟分化型VSMC后，其细胞分化相关指标的变化如下表所示：
由此推断，同型半胱氨酸导致VSMC分化程度降低(升高/降低)，功能紊乱。
(4)已知血管保护药物R对VSMC没有直接影响，但可改善同型半胱氨酸对VSMC的作用。以小鼠VSMC为材料，在细胞水平研究上述作用时，应设计三组实验，即对照组、同型半胱氨酸处理组和R＋同型半胱氨酸处理组；每组内设三个重复，其目的是减少随机误差。
解析：(1)血管内皮细胞释放的一氧化氮，可降低VSMC膜上Ca2＋运输蛋白的活性，导致进入细胞内的Ca2＋减少，引起血管平滑肌舒张。上述调节方式是由一氧化氮这一化学物质参与的生命活动调节，属于体液调节。(2)蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能，内质网功能紊乱，堆积未折叠蛋白，致使蛋白质没有形成正确的空间结构，从而使这些蛋白不能行使正常功能。(3)细胞增殖能力随其分化程度提高而减弱，由同型半胱氨酸处理组与未处理组对比可知，处理组的细胞为椭圆形的，相对增殖能力强，所以同型半胱氨酸导致VSMC分化程度降低。(4)要研究血管保护药物R改善同型半胱氨酸对VSMC的作用，需要设置空白对照组、同型半胱氨酸处理组、R＋同型半胱氨酸处理组；每组内设三个重复，遵循平行重复原则，以减少随机误差。
4．(2016·北京卷)人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法，中外科学家进行了系列研究。
(1)EV表面的糖蛋白(EV－GP)作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。
(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测抗EV－GP抗体的水平。据图1，应选取甲的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。
(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率。根据图2，抑制效果最好的两种单抗是Ⅲ和Ⅴ。
(4)EV－GP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EV－GP结合的位点是否相同，可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ处(填“A”或“B”或“无关抗体”)，完成实验方案(一种即可)。
②若A、B与EV－GP结合的位点不同，与对照组1、2分别比较，实验组的荧光值应与对照组1基本相同，且明显高于对照组2。
(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV－GP结合的位点不同。基于上述系列研究，请你为治疗EV病提供两种思路：思路一：单独或共同使用A、B进行治疗__思路二：利用单抗制成靶向药物__思路三：针对EV－GP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)。
解析：本题以全球的热点问题——埃博拉病毒为命题背景，考查免疫的相关知识和实验设计能力。(1)EV表面的糖蛋白是大分子物质，对机体而言是异物，能作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。(2)据图1可知，甲血液中抗体相对浓度高，最适合分离出记忆B细胞用以制备单抗。(3)据图2可知，Ⅲ号和Ⅴ号单抗分别与病毒混合后，病毒对宿主细胞的感染率较低。(4)该实验的目的是
研究A、B两种单抗与EV-GP的结合位点是否相同。对比实验组和对照组2，可确定自变量是未标记抗体的种类，荧光标记抗体是无关变量，因变量是荧光强度。①实验组与对照组应遵循单一变量原则，故对照组1中ⅳ也应同ⅱ，因为荧光标记抗体在本实验中是无关变量，所以完善实验方案如下：方案一：ⅰB，ⅱA，ⅲ无关抗体，ⅳA。方案二：ⅰA，ⅱB，ⅲ无关抗体，ⅳB。②若A、B与EV－GP结合的位点不同，实验组的荧光值与对照组1基本相同，且明显高于对照组2。(5)既然已证实A、B与EV－GP结合的位点不同，那么在治疗EV病时就可以单独或共同使用A、B进行治疗。另外还可以考虑用“生物导弹”，即利用单抗制成靶向药物。也可以针对EV－GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。
5．(2016·浙江卷)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，正常饲养，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，该处理是生理盐水灌胃。
(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)。
答案：
(3)分析与讨论
①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于下丘脑，该激素经垂体门脉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I是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一，131I的放射性强度可被仪器测定。
解析：本题以甲状腺和甲状腺激素的生理作用为载体，考查考生的实验探究能力。(1)据表格可知：甲组和丙组为实验组，乙组与丁组为对照组；甲与乙形成对照，排除手术对实验结果的干扰；丙和丁形成对照，丁组中对小鼠的处理是用等量的生理盐水灌胃。(2)本实验的自变量有两个：①是时间，②是对小鼠的处理方式。因变量是耗氧量，故坐标系的横坐标是时间，纵坐标是耗氧量，依据甲状腺激素可以促进新陈代谢，从而增加耗氧量，绘制不同处理组的曲线见答案。(3)①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于下丘脑，通过垂体门脉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：可检测；参与甲状腺激素的合成。
温馨提示：学习至此，请完成课时作业15。

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