专题14实验与实验探究-2015年高考生物考纲解读及热点难点试题演练(原卷版)

1、实验与实验探究【2015年高考考纲解读】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，并能将这些实验与技术涉及的方法和技能进行综合运用。2.具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。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作出恰当的评价和修订。【重点、难点剖析】一、观察、鉴定类实验及调查类实验(一)观察类实验归类比较实验名称细胞的状态染色剂生物材料观察DNA、RNA在细胞中的分布死细胞甲基绿、吡罗红人的口

2、腔上皮细胞观察线粒体活细胞健那绿观察细胞的减数分裂死细胞无(为固定装片)蝗虫精母细胞低温诱导植物染色体数目的变化死细胞改良苯酚品红染液洋葱根尖细胞观察细胞的有丝分裂死细胞龙胆紫(或醋酸洋红)观察多种多样的细胞活或死细胞无(无需染色)酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等观察叶绿体活细胞藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞紫色洋葱鳞片叶表皮细胞说明：(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。(二)鉴定类实验

3、归类比较实验名称鉴定对象试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定淀粉碘液蓝色脱色的叶片无还原糖的鉴定还原糖斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨的匀浆等甲乙液现配现用、水浴加热脂肪的鉴定脂肪苏丹(或)染液橘黄(或红)色花生种子切片需用高倍镜观察蛋白质的鉴定蛋白质双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加A液，摇匀后加B液，摇匀绿叶中色素的提取和分离四种色素提取液：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；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏(三)经典实验、拓展实验的条件控制与结果的显示方法1实验结果的显示方法光合速率：O2释放量、C

4、O2吸收量或淀粉产生量；呼吸速率：O2吸收量、CO2释放量或淀粉减少量；原子转移途径：放射性同位素示踪法；细胞液浓度大小：质壁分离；细胞是否死亡：质壁分离、亚甲基蓝溶液染色；甲状腺激素作用：动物耗氧量、发育速度等；生长激素作用：生长速度(体重变化、身高变化)；胰岛素作用：动物活动状态。2实验条件的控制方法增加水中氧气：泵入空气或吹气或放入绿色植物；减少水中氧气：容器密封或油膜覆盖或用凉开水；除去容器中CO2：密闭实验装置中放入NaOH溶液或KOH溶液；除去叶片中原有淀粉：置于黑暗环境一昼夜；除去叶片中叶绿素：酒精加热。避免光合作用对呼吸作用的干扰：给植株遮光；如何得到单色光：棱镜色散或彩色薄膜

5、滤光；防止血液凝固：加入柠檬酸钠；各种细胞器的提取：细胞匀浆离心(差速离心法)。3实验中控制温度的方法还原糖鉴定：水浴加热煮沸；酶促反应：水浴保温(最适温度或实验给定温度)；用酒精溶解叶中的叶绿体色素：酒精要隔水加热；二苯胺试剂鉴定DNA：水浴煮沸加热；细胞和组织培养以及微生物培养：恒温培养。(四)调查类实验一般程序：确定课题和实验方案实施计划结果分析结论建议。实验名称调查对象调查方法统计方法(计算公式)种群密度的取样调查动物标志重捕法植物样方法调查人群中遗传病人类某种遗传病汇总法发病率×100%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、目测估计法二、探究类实

6、验1探究类实验的一般程序(1)完整的实验设计一般包括实验题目、假设、预期、实验观察和收集数据、分析、推论、评价、交流等。(2)科学探究的一般过程为：观察、提出问题作出假设设计、完成实验分析数据，得出结论交流、表达和再探究。(3)探究实验设计时要遵循四大原则：科学性原则、对照原则、单一变量原则和平行重复原则。(4)实验过程中可以变化的因素称为变量，生物学实验中常涉及的类型有自变量、因变量和无关变量。(5)实验一般程序：分组编号设置对照条件处理观察比较得出结论(参见下面四步曲)。 2教材探究实验分析实验名称自变量因变量探究影响酶活性的因素(温度、pH等)不同温度(或不同pH)酶的活性(通过检测底物

7、或产物来确定)探究酵母菌的呼吸方式O2的有无CO2生成量(澄清石灰水浑浊程度检测)；酒精产生(酸性条件下的重铬酸钾溶液检测)探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度一系列浓度梯度的生长素类似物溶液生根数量和长度探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌数量3.探究性实验和验证性实验的比较比较项目探究性实验验证性实验实验目的探究研究对象的未知属性、特性以及与其他因素的关系的实验验证某一结论是否正确的实验实验假设根据现有的科学理论、事实，对所探究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释。常采用“如果A，则B”的形式因结论已知，不存在假设实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验现象未知已知预期结果对

8、应假设，分开讨论与验证结果相符实验结论根据可能结果，进行分析对应实验目的作出肯定的结论【高频考点】考点1、观察、鉴定类实验及调查类实验【例1】 根据以下实验内容回答问题。生物组织中还原糖的鉴定 叶绿体中色素的提取和分离花生子叶中脂肪的鉴定 观察DNA和RNA在细胞中的分布生物组织中蛋白质的鉴定 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察植物细胞的质壁分离和复原 探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)在上述实验过程中，必须借助显微镜才能完成的是_(序号)，换用高倍显微镜观察时，应调节_，直至看清楚物像为止。实验中应始终保持生物活性的是_(序号)。(2)由于实验材料用品或试剂所限，有时候需要设法替代。下列各项处理

9、中正确的是_。A做实验时，可用洋葱表皮代替洋葱根尖 B做实验时，可用甘蔗代替苹果C做实验时，可用干净的细沙代替二氧化硅 D做实验时，可用苏丹代替苏丹染液(3)在实验中，进行色素层析操作时，要注意不能让_触及层析液。(4)进行实验时，在2 mL蛋白质溶液中加入2 mL双缩脲试剂A，摇匀后又加入2 mL双缩脲试剂B，溶液出现蓝色的原因是产生了过多的_。(5)在上述实验中，常用到酒精的实验有，其中酒精所起的作用分别是_、_、_。【变式探究】下列试剂与鉴定的物质及颜色变化的对应关系，不正确的一组是()。A双缩脲试剂蛋白质紫色；健那绿染液线粒体蓝绿色B碘液淀粉蓝色；重铬酸钾溶液酒精灰绿色C二苯胺DNA蓝

10、色；斐林试剂麦芽糖砖红色D醋酸洋红染液染色体红色；苏丹染液脂肪橘黄色考点2、探究类实验【例2】 青蛙具有较高的生态价值，为了探究雌激素能否促进雌性成蛙排卵，做了如下实验：取发育状况相同的雌性成蛙20只，等分为甲、乙两组。把两组成蛙放在适宜且相同的环境中分开培养，每天同一时间饲喂，甲组饲喂适量雌激素制剂拌匀的饲料，乙组饲喂等量的普通饲料，提供成蛙繁殖所需的所有条件(包括雄性成蛙)，观察并记录雌性成蛙的排卵量，分别计算两组排卵量的平均值。(1)本实验中_是实验组。(2)本实验有多个变量，其中_是自变量，“培养环境、饲喂时间、饲料用量”是_。(3)预测实验现象及结论：_，说明雌激素能促进雌性成蛙排卵

11、；_；_。(4)为排除雌蛙体内雌激素对实验的影响，有人建议增设丙组，丙组除了摘除雌性幼蛙卵巢外，其他的均保持与乙组相同。请你对这种做法作出评价，并说明理由。_。【拓展提升】实验设计中“使用恰当的语言表述”应注意的问题(1)实验材料选择植物：“大小相似，长势相同的同种植株”。动物：“体重(体长)、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。(2)试剂选择在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”、“等体积”、“适量的”、“一定量的”等词的运用；实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。【变式探究】为

12、了探究光照强度和CO2浓度对植物光合作用强度的影响，甲、乙两个研究学习小组的同学用相同方法、相同装置对A、B两种植物进行了实验，获得的实验结果如下表所示，请据表分析回答问题。甲组：A植物在不同条件下单位时间内O2释放量/mLCO2浓度灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1%3.416.028.240.556.556.50.03%2.311.219.827.627.527.6乙组：B植物在不同条件下单位时间内O2释放量/mLCO2浓度灯泡的功率(单位：W)2050751002003000.1%2.69.119.555.775.6102.60.03%1.88.418.954.2

13、75.2101.8(1)甲组的实验方案中自变量是_，实验中需要控制的主要无关变量是_。(2)分析表格数据可知，当A植物在灯泡功率为100 W，CO2浓度为0.03%时，可以采取_的措施来显著提高光合作用强度。(3)B植物在CO2浓度为0.1%时，若将灯泡功率由300 W逐渐增大至400 W，请预测O2释放量的变化趋势：_。(4)上表中测得的O2释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因为 _。(5)在阳光不充足地区，大棚种植A、B两种植物时，光照最可能成为限制_植物正常生长的主要生态因素。菜农往往通过在大棚内养殖蘑菇来提高A、B两种植物的产量，采用这种方法增产效果更好的植物是_。考点3、实验方

14、案的评价【例3】下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作用而提出的实验方案。(如何检测农药的含量不做要求)他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤，将其标记为甲、乙两组；将甲组土壤进行灭菌，待用。实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药，并与土壤混匀，放在自然条件下(暴露在空气中)。一段时间后，多次取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度并求平均值，比较两组农药含量的差异。(1)请指出并改正实验中两处明显的错误，并说明原因。错误一：_，改正：_，原因是_。错误二：_，改正：_，目的是_。(2)上述改正遵循的主要是实验设计的什么原则？_。【变式探究2】保水剂是

15、一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干、保水剂、氮肥等。方法步骤：选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60 kg·hm2)、氮肥(255 kg·hm2)、保水剂(60 kg·hm2)氮肥(255 kg·hm2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：0011：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如

16、下表：组号叶绿素含量/(mg·g1)A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤_；步骤_。(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是_。(3)实验测得的CO2吸收量_(大于、等于或小于)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是_。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定_释放量计算。考点4、验证性实验(1)适用范围：实验结果是已知的。(2)题目中常见提问语：“请设计一个实验，验证”“验证

17、15;××(自变量)对×××(因变量)的影响”或“验证×××(自变量)与×××(因变量)的关系”。(3)解题模板【例4】 人和鼠都是哺乳动物，胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖含量的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验，完成实验步骤，预测和分析实验结果，并写出实验结论。(1)材料用具：大小、体重相同、生长正常的小白鼠两组，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，斐林试剂，注射器，试管，试管夹，吸管，烧杯，三角架，石棉网，酒精灯等。

18、(2)方法步骤：(提示：腹腔注射给药，剂量不作实验要求，给药1 h后，从小白鼠膀胱处穿刺取尿液)第一步：_；第二步；将两支试管编号为A和B，分别加入等量的斐林试剂；第三步：_；第四步：将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内进行水浴加热35 min，观察两支试管中溶液颜色的变化。(3)实验结果的预测、分析及结论：实验结果的预测及分析：A试管：_；B试管：_。结论：_。【变式探究】为了验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用，以耗氧量为测定指标，请你根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤和表格，将预期的实验结果填入表中。材料与用具：体重相同的正常同龄雌性小鼠若干只、适宜浓度的甲状腺激素溶液、生

19、理盐水、耗氧量测定仪等。(要求：答题时具体注射剂量不作要求)(1)实验步骤：_(2)设计一张表格，将预期的实验结果填入表中。【能力突破】难点一、实验设计与分析1实验设计原则实验设计是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目标和要求，运用有关的科学知识、原理，制订实验过程中手段、方法和步骤等全部方案。实验设计应遵循以下原则：(1)科学性原则：包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果的处理等方面要保证不出现科学性错误，要有科学的思想和方法作指导。(2)对照原则：对于对照实验，一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对

20、照类型有以下几种：空白对照：对照组为不做任何处理的对象组。这里的不做处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的因素”实验中：1号试管加1 mL蒸馏水(空白对照组)；2号试管加1 mL盐酸(实验组)；3号试管加1 mL NaOH溶液(实验组)。自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不设对照组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，即典型的自身对照实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个

21、侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的因素”实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究。进行相互对照，以得出相应的实验结论。(3)单一变量原则：在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。单一变量原则是指控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。根据变量在实验中的作用，可分为两类：实验变量与反应变量：实验变量，也称自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量，亦称因变量，指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常，实验变量是原

22、因，反应变量是结果，二者具有因果关系。无关变量：也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指实验中由无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。(4)平行重复原则：为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验组中控制相同条件下多设几组，以使得出的结论更准确、科学。如“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”实验中，同浓度处理的插条要求做35根，然后求平均值，以排除个别偶然数据的干扰。2探究性实验和验证性实验的比较项目探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关

23、系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假设假设是根据现有的科学理论、事实对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的解释因结论是已知的，因此不存在假设问题实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验过程应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述预期结果对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果会怎样，如果出现结果或又会怎样”。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题，此种情况应根据已有的知识推测出最合理的结果无实验结论无对应实验目的，作出肯定结论例1、下列关于实验设计的叙述，正确的是(

24、)A若探究pH对酶活性的影响，可选用淀粉酶，检测试剂用斐林试剂B若探究温度对酶活性的影响，可选用淀粉酶，检测试剂用斐林试剂C探究酵母菌呼吸方式的实验中，温度、pH属于无关变量D可通过检测澄清石灰水是否变浑浊来判断酵母菌的呼吸方式【变式探究】蛙受精卵下部含有一些特殊的蛋白质和mRNA，称为生殖质。用紫外线照射受精卵下部能够破坏生殖质。某研究小组选择受精卵进行探究实验，处理方式和实验结果如下：组别处理方式实验结果实验一受精卵未做任何处理蛙胚生殖腺中有生殖细胞实验二用紫外线照射受精卵的下部蛙胚生殖腺中无生殖细胞实验三移植正常的生殖质至紫外线照射过的下部蛙胚生殖腺中有生殖细胞有关分析不正确的是()A本

25、实验主要是为了探究生殖细胞的形成是否与生殖质有关B实验一为对照组，可排除其他条件对实验结果造成影响C实验二结果产生的直接原因是紫外线破坏了受精卵中的部分基因D实验三可以表明生殖质可在不同受精卵之间进行移植且仍能保持活性【高考预测】 1下列有关实验图的叙述，正确的是()A图的四条色素带中溶解度最大的是黄绿色的叶绿素bB经图所示操作后，显微镜下可见液泡体积变小、紫色变深C若要看清图中处于分生区的细胞，应将装片适当向右移动D图中将物镜由甲转换成乙后视野中观察到的细胞数目增多2下列关于生物学实验及研究的叙述，正确的是()A蝗虫的卵巢是观察动物细胞减数分裂的最佳材料B在果蝇杂交实验中，摩尔根等人运用假说

26、演绎法证明了基因在染色体上C在探究温度对酶活性的影响实验中，可选用过氧化氢为底物D调查人群中红绿色盲的发病率，应在患者家系中调查3下列有关实验的说法，正确的是()A用3H标记的胸苷和3H标记的尿苷分别处理成熟的叶肉细胞，一段时间后检测大分子放射性，发现前者主要存在于细胞核，后者主要存在于细胞质B在验证酶的专一性实验中用淀粉酶分别处理淀粉和蔗糖时，可用碘液检测结果C色素的提取和分离实验中各种色素扩散速度不同是因为其在提取液中的溶解度不同D在鉴定叶片光合作用产生淀粉时，为排除叶片绿色的干扰，可用酒精脱色4以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析，正确的是()A观察植物细胞有丝分裂，出现细胞相互重叠解

27、离和漂洗不充分B用斐林试剂检测荔枝汁液，加热后出现砖红色材料只含葡萄糖C将DNA从NaCl溶液中析出，未见白色絮状物NaCl溶液浓度过低D二倍体植物花药离体培养，出现二倍体植株可能来自花药壁细胞5下列实验操作不能够达到预期结果的是()A在“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，用酸性条件下的重铬酸钾溶液，判断酵母菌细胞呼吸方式B在“探究2,4D促进插条生根的最适浓度”实验中，预实验确定最适浓度的大致范围C在“低温诱导染色体加倍”实验中，设置不同梯度的低温进行实验，确定染色体加倍的适宜温度D在“观察细胞的减数分裂”实验中，选用马蛔虫的受精卵进行实验6下列有关生物学实验所采用的技术手段和研究方法的描述，

28、不正确的是()A用差速离心法可以分离细胞内的各种细胞器，用荧光标记法可证明细胞膜的流动性B用样方法调查植物种群密度时，若该植物的个体数目较少，样方面积应适当减小C构建种群数量增长的数学模型时，曲线图比数学方程式更直观但不够精确D用透析袋对血红蛋白溶液进行透析，可以除去样品中相对分子质量较小的杂质7下列关于生物学实验的叙述，不正确的是()A检测细胞中蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应B观察植物细胞有丝分裂，用盐酸处理根尖可使细胞容易分开C观察花生子叶细胞中的脂肪颗粒，可用苏丹染液代替苏丹染液对脂肪染色D用健那绿染液对盐酸水解后的根尖细胞染色，可观察线粒体在根尖细胞中的分布8下列有关调查

29、活动或实验的表述，正确的是()用甲基绿对线粒体进行染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体 纸层析法分离叶绿体中色素实验中，橙黄色带在滤纸条最上边，判断胡萝卜素在层析液中溶解度最大“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察花生子叶细胞中的脂肪颗粒”两个实验都需要显微镜 调查人类色盲遗传病的发病率时，常在患者家系调查并计算发病率 CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由黄变绿再变蓝，而酒精可使酸性条件下的重铬酸钾变成灰绿色 标志重捕法调查野兔种群密度时，若个别标志物脱落，则计算的种群密度偏高 探究温度对淀粉酶活性影响的实验，不能用斐林试剂代替碘液 用于观察质壁分离与复原的紫色洋葱表皮细胞同样可用来观察植物细胞有丝分裂A B C D9下列关于生物科学发展史的叙述，错误的是()A卡尔文运用同位素标记法探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径B格里菲思和艾弗里在肺炎双球菌转化实验中均运用了对比实验进行探究C摩尔根及其同事运用假说演绎法证明了果蝇红白眼基因位于X染色体上D温特的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是由化学物质吲哚乙酸引起的10下列关于实验条件或现象的描述，完全正确的是()A使用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，需要水浴加热B纸层析法分离绿叶中色素时，滤纸条自上而下的第三条色素带最宽