1、专题12 实验与探究,答案速填: 对照 单一变量 随机 自变量 无关变量 观察实验结果 正确 不正确,考纲要求: 1.观察DNA、RNA在细胞中的分布 2.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 3.观察线粒体和叶绿体 4.观察植物细胞的质壁分离和复原 5.叶绿体色素的提取和分离 6.观察细胞的有丝分裂,7.探究影响酶活性的因素 8.探究酵母菌的呼吸方式 9.观察细胞的减数分裂 10.调查常见的人类遗传病 11.探究培养液中酵母菌数量的动态变化 12.模拟探究细胞表面积与体积的关系,13.低温诱导染色体加倍 14.探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 15.土壤中动物类群丰富度的研究 16.探究
2、水族箱(或鱼缸)中群落的演替 17.用显微镜观察多种多样的细胞 18.通过模拟实验探究膜的透性 19.模拟尿糖的检测,热点一 考纲要求实验 【示范题1】(2017全国卷T4)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 ( ),A.04 h内物质A没有通过细胞膜 进入细胞内 B.01 h内细胞体积与原生质体体 积的变化量相等 C.23 h内物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压 D.01 h内液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗 透压,【考题追问】图中曲线变化的原因是_ _ _ _。,实验开始时,物质,A溶
3、液的渗透压大于细胞液的渗透压,细胞失水;一段时,间后,物质A吸收进入细胞,提高了细胞液的渗透压,使,细胞液的渗透压高于物质A溶液的渗透压,细胞吸水,【热点纵横联】 一、观察类实验流程,二、调查类实验的一般流程 1.明确调查目的 2.确定调查对象根据实验目的确定调查对象 3.选择调查方法根据调查对象的特点选择调查方法,4.实施调查程序注意随机性 5.统计调查结果借助模型构建的方法分析实验结果 6.得出调查结论,【对点聚焦练】 1.(2017江苏高考)下列关于用显微镜观察细胞的实验,叙述正确的是 ( ) 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
4、丹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】选C。在转换物镜时,应该手握转换器小心缓慢转动,A项错误;用碘液等进行染色后,洋葱鳞片叶内表皮细胞的质壁分离可以观察到,B项错误;苏丹染液可将脂肪染成橘黄色,花生子叶细胞用苏丹染色后,可观察到橘黄色颗粒,C项正确;在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察,但是不能进行计数, D项错误。,【加固训练】 下列对有关实验的叙述,正确的是 ( ) A.在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,将已经解离、 漂洗、染色的根尖置于载玻片上,轻轻盖上盖玻片后即 可镜检 B.对酵母菌计数时,用吸管吸取培养液滴满血
5、球计数板 的计数室及其四周边缘,轻轻盖上盖玻片后即可镜检,C.在叶绿体色素的提取实验中,研磨绿叶时应加一些有机溶剂,如无水乙醇等 D.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,【解析】选C。观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中,将已经解离、漂洗、染色的根尖置于载玻片上,盖上盖玻片,要压片后才可镜检,A错误;探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验中,应先盖上盖玻片,再滴加培养液,B错误;在叶绿体色素提取实验中,研磨绿叶时应加一些有机溶剂,如无水乙醇等,C正确;检测试管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入适量斐林试剂后,水浴加热,摇匀并观察颜色变化,D错误。,2.为达到实验目的
6、,必须在碱性条件下进行的实验是( ) 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,【解题指导】(1)题干关键信息:“必须在碱性条件下”。 (2)关键知识:蛋白质、酒精的鉴定原理,植物细胞的质壁分离和复原实验所需的酸碱度。,【解析】选A。A项,蛋白质在碱性条件下和CuSO4溶液(双缩脲试剂B液)中的Cu2+反应显紫色,故正确。B项,测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度,各组实验应满足胃蛋白酶的最适pH(1.5),故错误。C项,采用酸性重铬酸钾(橙色)与酒精反应变成灰绿色检测酒精,故错误。D
7、项,植物细胞的质壁分离和复原实验需保持细胞的活性,需要温和的中性条件,故错误。,3.(2018郑州一模)生物实验中常使用化学药剂对所要观察或检测的物质或结构进行染色或显色反应。某兴趣小组对有关实验做了如下归纳。分析回答下列问题:,(1)上述实验的归纳全部正确的有_(填实验序号)。 (2)实验中需要使用体积分数为50%的酒精溶液,其作用是_,观察时在低倍显微镜下找到花生子叶切片的_,移到视野中央。,(3)实验中需要使用8%的盐酸,其作用是_ _ _,观察时在低倍显微镜下选择_ 的区域。,【解析】(1)淀粉遇碘液变蓝,正确;苏丹染液将脂 肪染成橘黄色,苏丹染液将脂肪染成红色,错误;蛋 白质与双缩脲
8、试剂发生紫色反应,斐林试剂与还原糖反 应,水浴加热,产生砖红色沉淀,错误;洋葱鳞片叶外 表皮细胞有紫色大液泡,不适于观察DNA和RNA的分布实 验,错误;健那绿是线粒体的活性染料,可将线粒体染,成蓝绿色,正确;叶绿体本身有颜色,不需要进行染色,且台盼蓝染料不能进入活细胞中,错误。故上述归纳正确的有。 (2)脂肪检测中使用体积分数为50%的酒精溶液,其作用是洗去浮色。观察时先在低倍显微镜下找到花生子叶切片的最薄处,并移到视野中央。,(3)观察DNA和RNA的分布实验中,盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。观察时在低倍显微镜下
9、选择染色均匀、色泽浅的区域。,答案:(1) (2)洗去浮色 最薄处 (3)盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合 染色均匀、色泽浅,热点二 教材经典实验 【示范题2】(2016全国卷T2)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( )证明光合作用所释放的氧气来自水,用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株 用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布 A. B. C. D.,【考题追问】用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素 菌株的育种方法是_,其原理是_。,诱变育
10、种,基因突变,【热点纵横联】 1.孟德尔豌豆杂交实验: (1)豌豆的优点。 具有易于区分的相对性状。 生长周期短。 子代数量多,便于统计分析。 豌豆自然条件下都是纯种。,(2)豌豆杂交实验程序。 母本去雄套袋人工授粉套袋。 (3)科学的实验方法。 假说演绎法;统计分析法。 (4)成就:发现了分离定律和自由组合定律。,2.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。 实验方法:体内转化法。 实验结论:加热杀死的“S”型细菌含有转化因子。,(3)艾弗里的实验。 实验方法:体外转化法。 主要技术:细菌培养技术;物质分离技术。 实验结论:DNA才是使R
11、型细菌产生稳定遗传变化的物质。,3.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。 35S标记噬菌体的蛋白质上清液放射性强。 32P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。,4.样方法调查种群密度: (1)调查对象:双子叶植物。 (2)取样。 方法:五点取样法或等距取样法。 关键:随机取样。,(3)样方大小:根据调查对象的大小和密度确定,一般以1 m2为宜。 (4)样方数量:由调查区域形状、大小确定。 (5)计数:只计数样方内的个体和相邻两边及夹角上的个体。 (6)计算:以各样方的平
12、均值作为种群密度的估计值。,【对点聚焦练】 1.(2018全国卷)下列研究工作中由我国科学家完成的是 ( ) A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成,【解析】选D。奥地利科学家孟德尔以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验,A项不符合题意;美国科学家卡尔文用小球藻发现光合作用暗反应途径卡尔文循环的实验,B项不符合题意;美国科学家艾弗里通过肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,C项不符合题意;我国科学家在1965年人工合成了首例具有生物活性的结晶牛胰岛素,D项符合题意
13、。,2.(2017全国卷)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,【解析】选B。样方法估算种群密度时采用直接计数的方法,由于该植物个体数量较少,分布相对稀疏,不需要将个体标记后计数,A项错误;在使用样方法调查种群密度时,应该适当增加样方面积,保证每个样方之内该植物的数量差异较小,B项正确;样方法常用的取样方法有等距取样法和五点取样法,为了减少调查误差,若采用等距取样法,应适当增加样方数量;若采用五点取样法,应
14、适当扩大样方面积,C项、D项错误。,【知识总结】样方法的取样原则与取样方法 (1)取样原则:随机取样。 (2)取样方法: 五点取样法:适用于方形地块。可在四角和中心位置分别取样,共五个样方。 等距取样法:适用于长条形的调查区域,如公路沿线、铁路沿线等。,3.(2017江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质的实 验,叙述正确的是 ( ) A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状 B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以 使小鼠死亡 C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中 D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带 有32P标记,【解析】选C。格里菲思体内转化
15、实验证明S型细菌中 存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌, 但没有证明“转化因子”是什么,即没有证明DNA可以 改变生物体的遗传性状,A项错误;艾弗里实验证明DNA 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,该实验属于肺 炎双球菌体外转化实验,并没有涉及肺炎双球菌对小鼠,的作用,B项错误;在赫尔希和蔡斯实验中,细菌质量较大,离心后细菌主要存在于沉淀中,C项正确;32P标记噬菌体的DNA,由于DNA的半保留复制,只有含亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体才带有32P标记,D项错误。,【方法规律】噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法,热点三 高考探究实验 【示范题3】(2018全国卷T6)某大
16、肠杆菌能在基 本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上 生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N 可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在 同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合培养一段,时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落。据此判断,下列说法不合理的是 ( ) A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失 B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的 C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移,【考题追问】从变异的角度分析,大肠杆菌(X)的产生 属于_。试分析大肠杆菌(X)产生的
17、途径可能有 _ _ _。,基因重组,突变体M中转入了突变体N中控制催化合成氨基酸甲所,需酶的基因(突变体N中转入了突变体M中控制催化合成,氨基酸乙所需酶的基因),【热点纵横联】 探究实验的流程 1.实验目的: (1)由实验的自变量和因变量决定。 (2)书写规范。 探究(验证)自变量对因变量的影响。 因变量与自变量之间关系的研究。,2.实验假设: (1)验证性实验假设是唯一的,即验证的实验目的。 (2)探究性实验假设包括各种可能的情况。,3.实验设计的基本原则: (1)科学性原则。 (2)对照原则。 自变量控制原则单一变量原则。 无关变量控制原则等量适宜原则。 因变量控制原则可观测性原则。,4.
18、实验步骤的一般程序: (1)材料分组编号。 (2)对不同的对象施以不同的处理。 (3)给以适宜的条件,培养(反应)一定的时间。 (4)实验结果的观察及分析。,【对点聚焦练】 1.(2018全国卷)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 ( ),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
19、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,【解题指导】(1)由曲线图分析知:乙组细胞数增加较快,乙组应加入了促进细胞增殖的药物。 (2)经曲线对比知:丙组细胞数开始一段时间内增加速度同乙组,所以丙组先加入药物X(促进),培养一段时间后较乙组细胞数增加速度慢,加入药物D(抑制),继续培养。,【解析】选C。本题考查细胞增殖、蛋白质变性和科学思维能力。根据图示,乙、丙两组的细胞增殖速度都大于甲组,且开始一段时间内乙、丙两组增殖速度相同,所以两组均为先加入药物X,而丙组培养一段时间后细胞增殖速度低于乙组,说明丙组培养一段时间后又加入了药物D;药物D可抑制药物X的作用,
20、可能是药物D改变了药物X(蛋白质)的空间结构。综合上述分析,C项叙述不合理。,2.(2018忻州二模)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(、为色素条带)。下列叙述错误的是 ( ),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、吸收光谱的吸收峰波长 不同 D.画滤液细线时,滤液在点样线上只能画一次,【解题指导】解答本题的关键: (1)图示信息:强光照后和色素带变宽,而和色素带变窄。 (2)隐含信息:和色素带分别是胡萝卜素和叶黄素,而和色素带分别是叶绿素a和叶绿素b。,【解析】
21、选D。本题主要考查叶绿体中色素的提取和分离实验。由图示可知,与正常光照相比,强光照下,、色素带变窄,说明叶绿素含量降低,故A项正确;类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光照降解,故B项正确;是叶绿素a,是叶绿素b,都主要吸收蓝紫光和红光,但吸收光谱的吸收峰波长不同,故C项正确;画滤液细线时,滤液在点样线上画23次,故D项错误。,3.(新题预测)对玉米种子的实验处理方法和观察到的现象如下,该实验结果说明 ( ) A.细胞膜具有流动性 B.红墨水容易进出玉米细胞 C.细胞膜具有全透性 D.活细胞膜具有选择透过性,【解析】选D。分析实验可知,该实验为一组对照实验,实验的自变量为“种子是否有活性”,因变量为“
22、胚的着色程度”。由实验结果可知,活细胞的胚着色浅,说明红墨水不易通过细胞膜进入活细胞中,由此证明:活细胞膜具有控制物质进出细胞的作用,且这种作用具有选择性。,4.为研究吲哚乙酸(IAA)与脱落酸(ABA)的运输特点,用放射性同位素14C标记IAA和ABA,开展如图所示的实验。回答下列问题:,(1)若图中AB为茎尖切段,琼脂块和中出现较强放射性的是_(填序号)。若将每组的供应琼脂块和接收琼脂块位置互换,琼脂块和中出现较强放射性的是_(填序号)。若先用呼吸酶抑制剂处理茎尖切段,再重复如图所示的实验,则琼脂块放射性增强的速率会_。,(2)若琼脂块和中均出现了较强的放射性,说明ABA在茎尖的运输_(填
23、“是”或“不是”)极性运输。,(3)若图中AB为成熟茎切段,琼脂块、和均出现了较强的放射性,说明IAA在成熟茎切段中的运输_(填“是”或“不是”)极性运输。在成熟组织中,生长素可以通过_部进行运输。,【解析】(1)生长素具有极性运输的特点,即能从形态 学上端运输到形态学下端,而不能从形态学下端运输到 形态学上端;若图中AB为茎尖切段,则生长素只能从A端 (形态学上端)运输到B端(形态学下端),故琼脂块和 中出现较强放射性的是。若将每组的供应琼脂块 和接收琼脂块位置互换,由于生长素不能从形态学下端,(B端)运输到形态学上端(A端),因此琼脂块和中出现较强放射性的是。生长素的跨膜运输方式为主动运输
24、,需要细胞呼吸提供能量,若先用呼吸酶抑制剂处理茎尖切段,再重复如图所示的实验,则由于细胞呼吸减弱,为生长素的主动运输供能减少,运输生长素的速率下降,故琼脂块放射性增强的速率会降低。,(2)由上述分析可推知,若琼脂块和中均出现了较强的放射性,说明ABA既能从A端(形态学上端)运输到B端(形态学下端),又能从形态学下端(B端)运输到形态学上端(A端),即ABA在茎尖的运输不是极性运输。,(3)由上述分析可推知,若图中AB为成熟茎切段,琼脂块、和均出现了较强的放射性,说明IAA在成熟茎切段中的运输不是极性运输。在成熟组织中,生长素属于有机物,可以通过韧皮部进行运输。 答案:(1) 降低 (2)不是 (3)不是 韧皮,【知识总结】生长素的运输方式 (1)极性运输: 运输部位:胚芽鞘、芽、幼叶和幼根。 运输方向:从形态学上端运输到形态学下端。 (2)非极性运输:在成熟组织中,可以通过韧皮部进行。,
