专题14 实验与探究教学案高考生物二轮复习精品资料教师版.docx
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专题14实验与探究教学案高考生物二轮复习精品资料教师版
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。
一、实验设计的基本原则
1.科学性原则
所谓科学性原则，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多个材料体现重复性原则。
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：
①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；②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：
①消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；②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
①分组编号②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）
③观察、记录实验现象，收集整理实验数据
①分组编号②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）
③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
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，因此学好科学研究方法的基本思路，就显得极为重要。
科学研究方法的基本思路是：
观察、提出问题―→提出假说―→设计、完成实验―→分析数据，得出结论
2．实验设计时的一般步骤
第一步，取材、分组、编号。
在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。
这些材料、用具在试题中都会给出，要结合实验的目的和原理合理利用。
第二步，相同处理和不同处理。
根据实验变量设置对照
（注意：
单一因素不同，其他因素相同且最适）。
第三步，进一步做相同处理（其他因素相同且最适）。
第四步，检测、观察、统计、
比较。
找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。
如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察。
3.实验结果与结论的分析与归纳
实验结果是指通过观察或测量的实验现象，是实验实际出现的情况。
实
验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。
结论的得出必须依据实验结果。
归纳实验结论的一般思路是：
（1）通过实验目的或步骤（根据单一因素不同）找出实验变量，将实验分为多个对照组。
（2）由因找果，分析实验变量与结果间的逻辑关系，先得出正确结论（分结论）。
（3）再根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论（总）”。
（4）在验证性实验中，如果实验目的已知，可直接作为正确结论，但全面性要因对照组而定。
考点一、基本实验综合
例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
【答案】C
【解析】转换物镜时，应转动转换器，不能转动物镜，A错误；洋葱鳞片叶内表皮属于成熟的植物细胞，有大液泡，可发生质壁分离，B错误；花生子叶细胞含有脂肪，苏丹Ⅲ可将其染成橘黄色，通过显微镜可观察到橘黄色颗粒，C正确；新鲜黑藻小叶中含有很多个叶绿体，显微镜下可观察其叶绿体形态，由于细胞是立体的，细胞中叶绿体数较多，会有重叠和掩盖，计数很困难，D错误。
【变式探究】下列与实验相关的叙述，正确的是（ ）
A．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖催化的专一性时，不可用碘液代替斐林试剂进行检测
B．通常用层析液分离和提取绿叶中的色素研究色素的种类和含量
C．用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程
D．可用紫色洋葱外表皮细胞观察DNA和RNA的分布
【答案】A
【变式探究】下列有关实验的描述，正确的是（ ）
A．检测还原糖的实验中，刚加入斐林试剂时组织样液呈无色，加热后变成砖红色
B．在观察口腔上皮细胞DNA和RNA分布时，盐酸的作用是对该细胞进行解离
C．选取经低温诱导的洋葱根尖制成的临时装片，在显微镜下观察不到联会现象
D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液混合后置于不同温度下保温
【答案】C
【解析】斐林试剂是由0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的硫酸铜溶液等体积混合得到的，呈蓝色，A错误；观察口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布时，盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，并能使组成染色体的DNA和蛋白质分开，便于甲基绿和DNA结合，B错误；探究温度对酶活性的影响时，将分组的酶与底物溶液在不同温度下分别保温后，同组的酶与底物溶液在相同温度下混合，D错误。
【举一反三】紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。
它的叶分为两种：
管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶层层包裹形成鳞茎，富含营养物质。
以洋葱为材料进行如下实验：
（1）若分离叶绿体中的色素，所用的实验材料是________。
提取叶绿体中的色素使用的试剂是________。
分离色素依据的实验原理是_________________________。
（2）观察植物细胞的质壁分离和复原所用的最佳材料是____________________。
该实验的自变量是_______________________________________________________。
（3）若观察DNA、RNA在细胞中的分布，理想材料为________，该材料优于其他部位的原因是_________________________________________________________。
（4）若观察细胞的有丝分裂，所用的理想材料为________，简要写出操作流程：
____________________________
________________________________________。
（5）在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”和“观察细胞的有丝分裂”两个实验中，都用到了盐酸，它在两个实验中的作用________（填“相同”或“不同”）。
【答案】
（1）管状叶 无水乙醇 不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同
（2）（紫色洋葱）鳞片叶外表皮 不同浓度的外界溶液（或清水和蔗糖溶液）
（3）鳞片叶内表皮 无色 （4）根尖（分生区组织细胞） 取材→解离→漂洗→染色→制片→观察 （5）不同
考点二、实验设计
例2．（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320mg/LNAA处理插条
D．400mg/LNAA具有增加生根数的效应
【答案】D
【解析】由图可知，该实验的自变量是NAA的浓度，A错误；与NAA浓度为0时比较，浓度低于300mg/L时能提高生根率，浓度高于300mg/L时会降低生根率，B错误；320mg/LNAA处理插
条时，生根率过低，不能用于生产，C错误；与NAA浓度为0时比较，400mg/L的NAA具有增加生根数的效应，D正确。
【变式探究】下列有关生物学实验的叙述，正确的有（ ）
A．探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作底物
B．在电
子显微镜下拍摄到的叶绿体的结构照片属于物理模型
C．色素的提取和分离实验中，提取色素时加入无水乙醇过量，纸层析时色素带颜色将变浅
D．在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，若溶液能使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄，则说明溶液中含有O2
【答案】C
【解析】过氧化氢溶液可在常温下分解，加热后分解更快，因此探究温度对酶活性的影响时，不能用过氧化氢溶液作底物，A错误；在电子显微镜下拍摄到的叶绿体的结构照片属于实物图而不是物理模型，B错误；能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，说明溶液中含有CO2，D错误。
【变式探究】生物实验中常用到对照，以下对照设置正确的是（ ）
A．研究温度对酶活性的影响分别在酸性和碱性条件下进行
B．研究蝾螈细胞核的功能实验中，将其受精卵横缢成有核和无核两部分
C．验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中，甲组用锡帽罩住尖端，乙组去掉尖端
D．在观察DNA和RNA在细胞中的分布时，分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂
【答案】B
【举一反三】科学家利用小鼠进行特异性免疫研究时，进行了如下实验：
提取分离出对细菌X免疫过的小鼠甲和未对细菌X免疫过的小鼠乙体内的T细胞和血清，分别注入四组未接触细菌X的小鼠体内，一段时间后，分别注入等量的细菌X，得到如下实验结果，有关分析错误的是（ ）
A．Ⅲ组、Ⅳ组在该实验中起对照作用
B．由该实验结果可得出小鼠对细菌X的免疫为细胞免疫
C．Ⅱ组与Ⅳ组相比，可知血清中的抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖
D．由Ⅰ、Ⅱ两组实验结果说明细菌X生活在小鼠的内环境中
【答案】D
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
【答案】C
【解析】转换物镜时，应转动转换器，不能转动物镜，A错误；洋葱鳞片叶内表皮属于成熟的植物细胞，有大液泡，可发生质壁分离，B错误；花生子叶细胞含有脂肪，苏丹Ⅲ可将其染成橘黄色，通过显微镜可观察到橘黄色颗粒，C正确；新鲜黑藻小叶中含有很多个叶绿体，显微镜下可观察其叶绿体形态，由于细胞是立体的，细胞中叶绿体数较多，会有重叠和掩盖，计数很困难，D错误。
【考点定位】显微镜使用，质壁分离，脂肪的鉴定，叶绿体观察。
2．（2017年江苏卷，2）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
【答案】C
【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子，能够使R型菌转化为S型菌，但没有提出转化因子是什么，A错误；艾弗里没有利用小鼠，是将肺炎双球菌在培养基中培养，根据菌落特征进行判断，证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中离心的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌，C正确；32P标记亲代噬菌体的DNA，复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记，有的不带有32P标记，D错误。
3．（2017年新课标Ⅱ卷，2）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬
菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。
下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（ ）
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
【答案】C
4．（2017年新课标Ⅲ卷，5）某陆生植物种群的个体数量减少，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，适当缩小样方的面积
【答案】B
【解析】使用样方法时不需要对样方内的个体进行标记，A错误；样方法都要做到随机取样；由于个体数量少，应适当扩大样方面积，B正确；在用样方法调查时，取的样方过小或过少，可能导致搜集到的数据较少，偶然性增大，因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量，C、D错误。
5．（2017年北京卷，1）洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂，比较实验操作和结果，叙述正确的是（ ）
A．都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B．都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C．在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D．在有丝分裂末期都能观察到细胞板
【答案】B
6．（2017年天津卷，5）叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。
以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是（ ）
A．用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B．用水做层析液观察花青苷的色素带
C．用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水
D．用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目
【答案】D
【解析】由于叶绿体中色素为脂溶性，可用无水乙醇提取，A正确；花青苷为水溶性，可用水做层析液观察花青苷的色素带，B正确；月季成熟的紫红色叶片含有紫红色的大液泡，可发生质壁分离和复原，则可用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水，C正确；表皮细胞高度分化，不能分裂，不能用光学显微镜观察其染色体的形态和数目，D错误
。
7．（2017年海南卷，8）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的
鉴定。
某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验
来了解种子的生活力，结果如表所示。
分组
甲组
乙组
处理
种子与染料混合保温
种子煮沸后与染料混合保温
结果
种子中的胚呈红色
种子中的胚未呈红色
下列叙述错误的是（ ）
A．甲组的胚发生了氧化还原反应
B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色
C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运
出细胞
D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
【答案】C
【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320mg/LNAA处理插条
D．400mg/LNAA具有增加生根数的效应
【答案】D
【解析】由图可知，该实验的自变量是NAA的浓度，A错误；与NAA浓度为0时比较，浓度低于300mg/L时能提高生根率，浓度高于300mg/L时会降低生根率，B错误；320mg/LNAA处理插条时，生根率过低，不能用于生产，C错误；与NAA浓度为0时比较，400mg/L的NAA具有增加生根数的效应，D正确。
【考点定位】NAA对果树扦插枝条生根的影响，实验设计。
9．（2017年江苏卷，17）为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能，研究性学习小组进行了相关实验，结果如下图。
由图中实验结果能直接得出的结论是（ ）
A．碱性纤维素酶对污布类型2的去污力最强
B．不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力
C．碱性纤维素酶对污布类型2、3的去污力不同
D．加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力
【答案】C
11．（2017年海南卷，26）为探究植物生长素对枝条生根的影响，研究人员在母体植株上选择适宜的枝条，在一定部位进行环剥去除树皮（含韧皮部），将一定浓度的生长素涂抹于环剥口上端，并用湿土包裹环剥部位，观察枝条的生根情况，实验的部分结果如表所示。
生长素用量（mg/枝）
处理枝条数
第90天存活枝条数
第90天存活时的生根枝条数
首次出根所需天数
0
50
50
12
75
0．5
50
50
40
30
1．0
50
50
43
25
1．5
50
50
41
30
2．0
50
43
38
30
3．0
50
37
33
33
回答下列问题：
（1）据表可知，生长素用量为0时，有些枝条也生根。
其首次出根需要天数较多的原因是_____。
（2）表中只提供了部分实验结果，若要从表中所列各生长素用量中确定促进该植物枝条生根效果最佳的用量，你认为需要提供的根的观测指标还有_______（答出两点即可）。
（3）从激素相互作用的角度分析，高浓度生长素抑制植物生长的原因是_________。
【答案】
（1）枝条自身产生的生长素较少，积累到生根所需浓度时间长
（2）每个枝条的生根数量根的长度
（3）生长浓度高时会促进乙烯的合成，乙烯能够够抑制植物的生长
（2）一定难度的生长素能够促进枝条生根，可以从每个枝条的生根数量、根的长度、首次出根需要时间等指标观测。
（3）生长浓度高时会促进乙烯的合成，而乙烯能够够抑制植物的生长，故高浓度生长素抑制植物生长。
10．（2017年北京卷，31）疟原虫是一种单细胞动物。
它能使人患疟疾，引起周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状，严重时致人死亡。
（1）在人体内生活并进行细胞分裂的过程中，疟原虫需要的小分子有机物的类别包括_______________（写出三类）。
（2）进入血液循环后，疟原虫选择性地侵入红细胞，说明它能够_________________并结合红细胞表面受体。
（3）疟原虫大量增殖后胀破红细胞进入血液，刺激吞噬细胞产生致热物质。
这些物质与
疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的_________________中枢，引起发热。
（4）疟原虫的主要抗原变异频繁，使疟原虫能避免被宿主免疫系统_________________性清除，从而使该物种得以________________________。
（5）临床应用青蒿素治疗疟疾取得了巨大成功，但其抗疟机制尚未完全明了。
我国科学家进行了如下实验。
①1、2组结果表明_________________；由3、4组结果可知青蒿素对仓鼠细胞线粒体膜电位无明显影响。
据此可以得出的结论是____________________。
②将实验中仓鼠细胞的线粒体替换为_______________，能为临床应用青蒿素治疗疟疾提供直接的细胞生物学实验证据。
【答案】
（1）单糖、氨基酸、核苷酸、脂肪酸（其中三类）
（2）识别
（3）体温调节
（4）特异 生存与繁衍
（5）①青蒿素能显著降低疟原虫线粒体膜电位 青蒿素对线粒体膜电位的影响存在物种间差异 ②人体细胞的线粒体
1．（2016·全国3，2，6分）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（ ）
①证明光合作用所释放的氧气来自水 ②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株 ③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 ④用甲基绿和吡
罗红对细胞染色，观察核酸的分布
A．①②B．①③C．②④D．③④
【答案】B
【解析】①③采用的都是同位素标记法；②采用的是物理因素使其发生基因突变；④采用的是细胞染
色的方法。
2．（2016·江苏单科，19，2分）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（ ）
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
【答案】A
3．（2016·全国2，31，8分）BTB是一种酸碱指示剂。
BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。
某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：
用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。
各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离/cm
20
遮光*
100
80
60
40
20
50min后试管
中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生
升级会员 