1、1专题 14 实验与探究1.纵观近五年的全国卷高考试题，侧重考查教材基础实验的材料、原理、规律、方法、步骤及相关操作要领等。对一些生物学问题的初步探究能力也有所考查。2多以选择题形式考查教材试剂选用、显色反应、基础实验的共性归纳等。也会以非选择题形式设计新的背景材料，并结合代谢、遗传、调节等有关知识考查变量的确认及结果结论的预测分析等。3备考时，着重从以下两个方面进行复习：(1)针对不同类型的基础实验如物质鉴定、显微观察、模拟调查的相似实验进行比较分析。(2)通过变量分析掌握实验设计的原理，总结实验步骤设计表述的一般思路及实验评价的方法等。【知识网络】一、实验设计的基本原则 1.科学性原则 所
2、谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原理，以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义：首先，必须保证实验的设计不出现科学性错误；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说，科学性原则体现在以下几个方面：实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。 2平行重复原则 平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，观察其对实验结果的影响程度。任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复，实验结果应该一致或相近，实验设计时，可以通过在一组实验中同时处理
3、多个材料体2现重复性原则。 3单一变量原则 单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其含义包括：不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应一个需要观测反应变量；实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。这一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的，实验组和对照组的结果差异只能是由这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作用。因此，在进行实验设计时，要首先确定实验变量并正确设置。 4对照原则 对照原则是中学实验中最常用的原则。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中，可包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对
4、照组是不接受自变量处理的对象组，一般是随机决定的。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照几种。 5控制与平衡控制原则 该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量。同时，要严格地均衡无关变量，以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。 6随机性原则 实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体或群体中随机抽取的。这样做可以：消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；平衡各种条件，避免实验结果出现误差。 二、探究性实验与验证性实验的比较 验证性实验 探究性实验 实验目的 验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。实验
5、结论已经明确 探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论存在多种可能 实验假设 结论已知，不需假设 对探究的问题提出一种可能 实验原理 由验证内容决定 由探究内容决定 实验步骤 分组编号实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同) 观察、记录实验现象，收集整理实验数据 分组编号实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同) 观察、记录实验现象，收集整理实验数据 实验现象 只有一种情况 存在多种可能 3结果预测 对确定的结果进行描述 对多种可能进行描述 实验结论 要验证的问题 肯定或否定假说 三、实验设计及分析 1科学研究
6、方法的基本思路 生物科学是一门实验科学，在生物学中，很多基本概念、基本方法、基础理论的得出，都是通过科学家的实验最终确立的，因此 3 （2018 全国卷，4）已知药物 X 对细胞增值有促进作用，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药物 X，继续培养D若药物 X 为蛋白质
7、，则药物 D 可能改变了药物 X 的空间结构【答案】C4 （2018 浙江卷，12）以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验” ，装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是（ ）4A将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀B在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境C乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了 CO2D拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味【答案】B【解析】将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀，以便使酵母菌在混合液中均匀分布，A 正确；酵母菌在无氧条件下才能将葡萄糖分解为乙醇，因此应在
8、甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，B 错误；CO 2可使澄清石灰水变混浊，乙试管中澄清的石灰水变浑浊，说明酵母菌细胞呼吸产生了 CO2，C 正确；甲试管中的酵母菌进行无氧呼吸将葡萄糖分解为乙醇和 CO2，因此拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味，D 正确。 5 （2018 江苏卷，24）下列中学实验均使用光学显微镜进行观察，有关实验操作或现象描述错误的是（ ）编号 实验名称 实验材料 实验操作或现象 观察植物细胞的质壁分离紫色洋葱外表皮、蔗糖溶液等原生质层呈紫色，各组成部分结构清晰 检测生物组织中的脂肪 花生子叶、苏丹染液等在高倍镜下可见细胞中被染成橘
9、黄色的脂肪液滴 观察细胞有丝分裂 洋葱根尖、龙胆紫溶液等在高倍镜的同一个视野中，可见分裂前期、中期、后期、末期各时期细胞呈正方形，排列紧密探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化酵母菌、血细胞计数板等 在 10目镜、40物镜下的一个视野中完成对整个计数室中酵母5菌的计数A实验 B实验 C实验 D实验【答案】ACD6 （2018 全国卷，1）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【答案】D【解析】以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利
10、科学家孟德尔完成的，A 错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B 错误；证明 DNA 是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的，C 错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965 年完成的，D 正确。7 （2018 天津卷，5）为探究酵母菌的呼吸方式，在连通 CO2和 O2传感器的 100mL 锥形瓶中，加入 40 mL活化酵母菌和 60 mL 葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中 O2和 CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是（ ）A. t1t 2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降6B. t3时，培养液中葡萄糖的消耗
11、速率比 t1时快C. 若降低 10 培养，O 2相对含量达到稳定所需时间会缩短D. 实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【答案】C8 （2018 全国卷，6）某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查，下列叙述错误的是（ ）A趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者B黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息C黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度D黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目【答案】B【解析】趋光性昆虫以植物为食，属于生态系统的消费者，A 正确；黑光灯是一种特制的气体放电灯，它发出 330-400nm 的紫外光波，故黒光灯传递给趋
12、光性昆虫的信息是通过紫外光传递的，属于物理信息，B错误；黑光灯诱捕的方法用于调查某种趋光性昆虫的种群密度，是一种根据昆虫趋光特点检测相对密度的方法，C 正确；黑光灯能诱捕多种趋光性昆虫，从而可以统计一定范围内趋光性昆虫的种类，D 正确。9 （2018 浙江卷，17）在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下， 其中、指细胞结构。下列叙述正确的是（ ）A甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象7B甲乙变化的原因之一是结构的伸缩性比的要大C乙丙的变化是由于外界溶液浓度小于细胞液浓度所致D细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 【答案】C10 （2018
13、全国卷，6）某大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 XD突变体 M 和 N 在混合培养期间发生了 DNA 转移【答案】C【解析】突变体 M 需添加了
14、氨基酸甲的基本培养基上才能生长,可以说明突变体 M 催化合成氨基酸甲所需酶的活性可能丧失，从而不能自身合成氨基酸甲，而导致必须添加氨基酸甲的基本培养基上才能生长,A 正确；大肠杆菌属于原核生物，突变体 M 和 N 都是由于基因发生突变而得来，B 正确；M 和 N 的混合培养，致使两者间发生了 DNA 的转移，即发生了基因重组，因此突变体 M 与突变体 N 混合培养能得到 X 是由于细菌间 DNA 的转移 实现的，而不是突变体 M 的 RNA，C 错误，D 正确。1 （2017 年江苏卷，4）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
15、表皮为材料不能观察到质壁分离C苏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【答案】C8【 考点定位】呼吸作用，实验分析8 （2017 年江苏卷，13）研究小组探究了萘乙酸（NAA）对某果树扦插枝条生根的影响，结果如下图。下列相关叙述正确的是（ ）A自变量是 NAA，因变量是平均生根数B不同浓度的 NAA 均提高了插条生根率C生产上应优选 320 mg/ L NAA 处理插条D400 mg/ L NAA 具有增加生根数的效应【答案】D【 （2014江苏卷）1 5.在 “观 察 植 物 细 胞 的 质 壁 分 离 和 复 原 ”实 验 中 ， 对 紫
16、 色 洋 葱 鳞 片 叶 外 表 皮 临 时 装片 进 行 了 三 次 观 察 （ 如 下 图 所 示 ） 。 下 列 有 关 叙 述 正 确 的 是A.第 一 次 观 察 时 容 易 看 到 紫 色 大 液 泡 和 较 大 的 无 色 细 胞 质 基 质 区 域9B.第 二 次 观 察 时 可 以 发 现 细 胞 质 壁 分 离 首 先 发 生 在 细 胞 的 角 隅 处C.吸 水 纸 的 主 要 作 用 是 吸 除 滴 管 滴 加 的 多 余 液 体 ， 以 免 污 染 镜 头D.为 了 节 约 实 验 时 间 ， 通 常 可 以 省 略 第 一 次 显 微 观 察 步 骤【 答 案 】 B
