专题二十一 实验与探究考点一 教材基础实验1.(2022·天津卷，5)为达到实验目的，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 本题考查教材实验的实验原理或实验步骤，考查识记能力。难度较小。利用双缩脲试剂检测蛋白质时，先加NaOH溶液1mL，振荡均匀后，滴加3～4滴CuSO4溶液，振荡后观察颜色变化，A正确；“测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度”的实验中，自变量为温度，酸碱度是无关变量，应该保持相同且最适宜，胃蛋白酶的最适pH为2左右，B错误；“利用重铬酸钾检测酵母菌培养液中的酒精”的实验中必须是溶解有重铬酸钾的浓硫酸溶液，C错误；“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，细胞必须保持活性，碱性环境会破坏细胞活性，D错误。答案 A2.(2022·江苏卷，23)下列关于实验现象与结果的分析，错误的是( )A.组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪B.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C.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D.PCR产物中加入二苯胺试剂，加热变蓝说明有目的DNA产生解析 本题考查生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，具备对实验现象和结果进行解释、分析的能力。难度较大。A项对，组织切片中如果含有脂肪，滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察会发现橘黄色颗粒；B项错，斐林试剂的使用需水浴加热；C项对，能发生质壁分离现象，说明原生质层相当于半透膜，细胞有活性；D项错，加入二苯胺试剂，加热变蓝说明有DNA，但不一定是目的DNA。11\n答案 BD3.(2022·山东卷，3)下列有关生物学实验的叙述，正确的是( )A.叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠B.低温诱导大蒜根尖时间过短，可能导致难以观察到染色体加倍的细胞C.用显微镜观察洋葱根尖装片时，需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程D.将洋葱表皮放入0.3g/mL蔗糖溶液中，水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程解析 本题考查教材实验的相关知识，考查学生的实验能力。难度适中。色素分离时，若滤液细线浸入层析液，不能分离出各色素带，A错误；低温诱导染色体数目加倍实验中，若诱导大蒜根尖时间过短，染色体数目可能并未加倍，B正确；用显微镜观察洋葱根尖细胞装片时，细胞在解离时已死亡，不可能再继续分裂进程了，C错误；观察植物细胞质壁分离时，先制装片，再观察细胞质壁分离状况，D错误。答案 B4.(2022·山东卷，4)下列有关实验操作的描述，正确的是( )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，先加A液(NaOH溶液)，振荡后加B液(CuSO4溶液)，A项正确；制作细胞有丝分裂装片时，解离后应先在清水中漂洗，防止解离过度，再用龙胆紫溶液染色，B项错误；低温诱导染色体加倍实验中，应先低温处理使染色体数目加倍然后再制片，先制片会杀死细胞，无法诱导染色体数目加倍，C项错误；探究温度对酶活性的影响时，酶与底物应该先在预设温度下保温后再混合，保证反应开始的时候便达到预设温度，D项错误。答案 A5.(2022·江苏单科，5)关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( )A.使用定性滤纸过滤研磨液B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素11\n解析 本题考查叶绿体色素的提取和分离实验的相关知识。实验过程中用单层尼龙布过滤研磨液；在划出一条滤液细线后，待干燥后再重复划线2～3次；研磨叶片时，用无水乙醇或95%的乙醇溶解色素。答案 B6.(2022·重庆理综，3)下列与实验相关的叙述，错误的是( )A.马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质B.光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象C.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式D.在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度解析 本题考查教材中的相关实验，意在考查考生的实验分析能力。马铃薯块茎中含有淀粉、蛋白质等有机物，用双缩脲试剂可以检测出马铃薯块茎提取液中的蛋白质，A正确；在光学显微镜下可观察到植物细胞的原生质层与细胞壁的分离，B正确；酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，C错误；叶绿体中的色素可以溶于无水乙醇中，在95%乙醇中加入无水Na2CO3可以除去乙醇中的水分，从而提高色素的溶解度，D正确。答案 C7.(2022·山东理综，4)生物实验中常用盐酸处理实验材料，下列说法正确的是( )A.盐酸解离根尖的同时也为龙胆紫染色创造酸性环境B.盐酸处理染色质能促进DNA与派洛宁(吡罗红)结合C.盐酸浓度过高会破坏过氧化氢酶的空间结构导致其失活D.盐酸处理细胞有利于健那绿(詹纳斯绿B)对线粒体染色解析 本题考查实验中盐酸的作用，意在考查考生的实验探究能力与分析能力。在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中，盐酸的作用是使组织中的细胞相互分离，在用碱性染料染色前要用清水漂洗，以免影响染色效果，A错误；观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，盐酸的作用是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与蛋白质分开，便于DNA与染体剂结合，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，B错误；酶的作用条件温和，过酸会导致酶的空间结构受到破坏而导致酶失活，C正确；健那绿对线粒体的染色是活体染色，盐酸会杀死细胞，在本实验中不能使用，D错误。答案 C8.(2022·广东理综，6)以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析，正确的是( )11\n解析 本题考查高中生物教材中涉及的相关实验，意在考查考生对实验基本知识的理解和掌握情况。图A为叶绿体中色素分离的四条色素带，其中Ⅰ是胡萝卜素，呈现橙黄色，Ⅱ是叶黄素，呈现黄色，Ⅲ是叶绿素a，呈现蓝绿色，Ⅳ是叶绿素b，呈现黄绿色，A错误；图B是筛选纤维素分解菌的实验结果，菌Ⅰ、菌Ⅱ、菌Ⅲ都能形成以纤维素分解菌为中心的透明圈，但菌Ⅲ形成的透明圈最大，说明菌Ⅲ分解纤维素的能力最强，B正确；图C是植物细胞有丝分裂末期图，C错误；图D中酶与Fe3＋相比，说明酶具有高效性，D错误。答案 B9.(2022·海南卷，26)回答下列问题：(1)将贮藏的马铃薯(块茎)放入蒸馏水中，水分通过________的方式进入马铃薯细胞，引起马铃薯鲜重增加。随着蒸馏水处理时间延长，该马铃薯鲜重不再增加，此时，马铃薯细胞的渗透压比处理前的________。(2)将高温杀死的马铃薯细胞放入高浓度的NaCl溶液中，________(填“会”或“不会”)发生质壁分离现象。(3)将发芽的马铃薯制成匀浆，使其与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀，说明该马铃薯匀浆中含有________。解析 本题考查物质的跨膜运输，渗透压，质壁分离及三大营养物质的鉴定的相关知识，考查知识的识记及理解能力，难度较小。(1)除了水、氧、二氧化碳外，甘油、乙醇、苯等物质也可以通过自由扩散进出细胞；水分子进入细胞内，细胞内溶质的浓度降低，渗透压降低。(2)高温杀死细胞，细胞膜不再具有控制物质进出的功能，所以不会发生质壁分离的现象。(3)还原糖(如：葡萄糖)与斐林试剂混合，在50℃～65℃的水浴中可生成砖红色沉淀。答案 (1)自由扩散 低 (2)不会 (3)还原糖考点二 教材隐含实验1.(2022·天津卷，5)MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。下列说法正确的是( )11\n组别培养基中的添加物MRSA菌1100μg/mL蛋白质H生长正常220μg/mL青霉素生长正常32μg/mL青霉素＋100μg/mL蛋白质H死亡A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的B.第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌C.实验还需设计用2μg/mL青霉素做处理的对照组D.蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素解析 细菌是原核细胞，无细胞核，A错误；第2组和第3组对比说明使用低浓度青霉素和高浓度蛋白H可杀死MRSA菌，B错误；本实验缺少2μg/mL的对照组，C正确；抗生素是由微生物产生的具有抗菌作用的物质，而蛋白质H是乳腺细胞产生，不属于抗生素，D错误。答案 C2.(2022·北京理综，5)关于高中生物学实验的基本原理，叙述不正确的是( )A.噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统B.提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异C.成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性D.PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板解析 本题综合考查生物学实验的基本原理。噬菌体属于病毒，由于病毒没有细胞结构，所以必须寄生在活细胞中以弥补自身缺乏独立代谢系统的缺陷，A正确；DNA提取的主要原理是DNA与其他物质在NaCl溶液中的溶解度不同，B正确；细胞壁是全透性的，不具有选择透过性，C错误；PCR技术的实质是体外连续进行DNA复制，扩增产生的DNA可作为下一轮复制的模板，D正确。答案 C3.(2022·江苏，2)下列关于生命科学研究方法与发展过程的叙述，正确的是( )A.细胞学说从一个方面揭示了生物界的统一性B.标志重捕法解决了活动性不强的动物取样方法上的难题C.格里菲斯的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质11\nD.按孟德尔方法做杂交实验得到的不同结果证明孟德尔定律不具有普遍性解析 本题考查生命科学的发展历程和研究方法，意在考查考生的综合分析能力与推理判断能力。细胞学说认为一切动植物都是由细胞构成的，故揭示了生物体结构的统一性，从一个方面揭示了生物界的统一性，A正确；标志重捕法解决了活动能力强的动物取样方法上的难题，B错误；格里菲斯的肺炎双球菌转化实验只是证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子，艾弗里的实验才直接证明了DNA是遗传物质，C错误；孟德尔定律适用于进行有性生殖的真核生物核基因的传递，具有普遍性，D错误。答案 A4.(2022·福建理综，2)下表是生物科学史上一些经典实验的叙述，表中“方法与结果”和“结论或观点”能相匹配的是( )11\n选项方法与结果结论或观点A观察到植物通过细胞分裂产生新细胞；观察到动物受精卵分裂产生新细胞所有的细胞都来源于先前存在的细胞B单侧光照射下，金丝雀虉草胚芽鞘向光弯曲生长，去尖端的胚芽鞘不生长也不弯曲生长素具有极性运输的特点C将载有水绵和好氧细菌的装片置于黑暗且缺氧的环境中，用极细光束照射后，细菌集中于有光照的部位光合作用产生的氧气来自水D将活的R型肺炎双球菌与加热杀死的S型肺炎双球菌混合后注入小鼠体内，小鼠体内出现活的S型菌DNA是主要遗传物质解析 本题考查教材经典实验的相关内容，意在考查考生的理解、识记能力。B项错误：该实验证明单侧光照射下胚芽鞘向光弯曲生长的现象与尖端有关；C项错误：该实验证明光合作用产生了氧气；D项错误：该实验证明加热杀死的S型菌中含有某种促进R型菌转化为S型菌的“转化因子”。答案 A考点三 综合实验探究1.(2022·课标卷Ⅱ，29)某基因的反义基因可抑制该基因的表达，为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株(A组，即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验，在番茄植株长出果实后的不同天数(d)，分别检测各组果实的乙烯释放量(果实中乙烯含量越高，乙烯的释放量就越大)，结果如下表：组别乙烯释放量(μL·kg－1·h－1)20d35d40d45dA0271715B0952C0000回答下列问题：11\n(1)若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质，在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质。可推测，A组果实中与乙烯含量有关的基因有________，B组果实中与乙烯含量有关的基因有________。(2)三组果实中，成熟最早的是________组，其原因是________________________________________________________________________________________。(3)如果在35天时采摘A组与B组果实，在常温下储存时间较长的应是________组。解析 本题通过考查学生实验分析能力，难度适中。(1)B组果实没有检测到X基因表达的蛋白质，乙烯释放量比对照组在相应天数要少，C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质，C组乙烯释放量为零，说明反义X或反义Y基因抑制X基因或Y基因表达后，就影响了乙烯的合成，因此，对照组A组果实中与乙烯含量有关的基因有X、Y；B组除X、Y基因以外还有反义X基因与乙烯含量有关。(2)乙烯具有促进果实成熟的作用，A组在相同天数释放的乙烯最多，因此三组果实中A组成熟最早；在35天时采摘A组与B组果实，在常温下存储时间较长的应该是成熟程度较轻的B组，因为A组35天后释放较多的乙烯，B组释放乙烯量少。答案 (1)X基因和Y基因 X基因、Y基因和反义X基因 (2)A 乙烯具有促进果实成熟的作用，该组果实乙烯含量(或释放量)高于其他组 (3)B2.(2022·广东卷，29)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下：在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示，请回答下列问题。(1)选用新生营养芽为外植体的原因是____________________________________________________________________________________________________，11\n诱导外植体形成PLBs的过程称________。(2)与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在________，________，________。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：①ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基________后按比例加入。②实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知，实验过程中还需测定的样品数为________。③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3个样品(重复样)的________时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。解析 (1)新生营养芽分裂能力强，分化程度低，全能性易表达；据题干可知PLBs类似于愈伤组织，外植体形成愈伤组织所经过的过程为脱分化；(2)据图分析，光照下PLBs的重量高于黑暗下，原因可能是光照有利于细胞增殖、叶绿素的形成和进行光合作用制造有机物；(3)①由于ABA受热易分解，所以各种液体培养基灭菌后，冷却，再加入不同浓度生物ABA。②据题，该实验共5组，每组取样5次，又每组3次重复，故需测定的样品数为5×5×3＝75。③适量的ABA生物碱可提高生物碱产量，当样品的平均值最大时，所对应的ABA浓度和时间为最适。答案 (1)分裂能力强，全能性容易表达且几乎不含病毒脱分化(2)增殖明显 有利于叶绿素的形成 进行光合作用制造有机物(3)①灭菌冷却 ②75 ③生物碱平均含量最大3.(2022·全国理综，32)用某种降血糖物质X做以下实验(注：用生理盐水配制X溶液)。回答下列问题：(1)某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：选择一批体重相同的正常小鼠，测定________，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的________，对照组注射等量的________，一段时间后测定两组小鼠的________，若______________________，则表明X有降血糖作用。(2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：11\n用________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用________小鼠作为对照组2；实验组注射______________________，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组________的血糖浓度均在正常范围内，而对照组________的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。解析 本题考查对照实验的设置、实验变量的控制及实验结果分析等知识，意在考查考生的实验与探究能力。(1)根据实验目的“验证X的降血糖作用”可确定该实验的自变量为降血糖物质X的有无，因变量为小鼠血糖浓度。所以，在实验开始前要测定小鼠血糖起始浓度，以便和实验后的血糖浓度进行比较。依据实验目的，实验组应注射一定量的X溶液，对照组应注射等量的生理盐水。一段时间后测定实验组、对照组小鼠血糖浓度并与起始浓度进行比较，若实验组的血糖浓度降低，而对照组血糖浓度不变，则说明X有降血糖作用。(2)本实验的实验目的为验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，所以实验组要选择患糖尿病的小鼠。欲判断血糖浓度是否降到正常范围，在设置对照组时，应设置患糖尿病小鼠及正常小鼠两组，所以对照组2应为正常小鼠。在实验过程中应给实验组注射一定量的X溶液，给对照组1和对照组2注射等量的生理盐水，一段时间后若实验组和对照组2的血糖浓度均在正常范围内，而对照组1血糖浓度高于正常范围，则说明物质X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。答案 (1)血糖浓度 X溶液 生理盐水 血糖浓度 对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降(其他合理答案也可)(2)患糖尿病 正常 一定量的X溶液(或X溶液) 2 1考点扫描命题规律备考指南1.教材实验综合(包括考纲规定的教材十九个实验及教材隐含实验，五年二十四考)2.探究型与验证型实验设计与分析(五年四考)3.实验方案的完善、补充与评价(五年七考)1.着重考查教材十九个实验(包括原理、操作、实验试剂作用分析、结果评价及实验注意事项等)2.结合代谢、调节、遗传相关实验，考查实验原理、变量的确认、实验程序的设置、实验结果的处理及结果预测和分析等3.结合具体案例，1.熟练使用高倍显微镜，把握操作规程及注意事项2.竭力将教材十九个实验熟记于心，把握实验精髓3.11\n4.考查运用观察、调查、实验、假说—演绎、建立模型并作系统分析等科学研究方法侧重考查实验设计原则、对照实验的设置、单一变量的控制、无关变量的平衡等，尤其关注对相关实验方案的完善修正评价，实验数据的处理等归纳常见染色剂及酒精、盐酸、蒸馏水、生理盐水等常见试剂的作用4.强化题型训练与归纳，熟练把握实验原则，对照实验类型及设计、单一变量的控制等11
