2020年高考生物一轮总复习讲义：第二讲 实验与探究

第一章走近细胞
第二讲
一、选择题
1．为验证酶的专一性，采用的最佳实验方案是()
选项
等量的底物分别
加入
等量
的酶
分别加入
等量的试
剂
a组b组
A 麦芽糖葡萄糖麦芽
糖酶
斐林试剂
B 蔗糖麦芽糖蔗糖
酶
斐林试剂
C 淀粉蔗糖淀粉
酶
斐林试剂
D 淀粉蔗糖淀粉
酶
碘液
解析：A选项中，由于麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，因此使用斐林试剂鉴定，a、b两组都会有砖红色沉淀生成。

B选项中，蔗糖虽然没有还原性，但是被蔗糖酶水解后会有还原糖生成，因此也不合理。

D选项中，淀粉可被淀粉酶催化水解，因此，反应完成后，a、b两组都没有淀粉存在，用碘液检测也不合理。

C选项中的淀粉和蔗糖都不具有还原性，在淀粉酶的催化下，淀粉水
解生成麦芽糖和葡萄糖，因此可用斐林试剂进行检测。

答案：C
2．1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在黑暗处几小时，然后把该叶片一半遮光、一半曝光。

一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。

用现代的观点分析这个实验，在设计上具有很强的逻辑上的严密性，具体表现在()
A．没有对照实验
B．本实验不需要设对照实验
C．曝光处作为对照实验
D．遮光处作为对照实验
解析：题干显示，在同一叶片上有两种不同的处理：一半遮光、一半曝光，这属于自身对照。

答案：D
3．(2013·郑州模拟)观察与实验是生物科学研究中的重要手段。

以下是四位同学在实验室中利用光学显微镜观察到的现象，你认为具有科学性的是()
A．甲同学：菠菜的稍带叶肉的下表皮叶肉细胞中叶绿体具有双层膜结构
B．乙同学：质壁分离发生时，紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡逐渐缩小且颜色逐渐变深
C．丙同学：经解离和染色的洋葱根尖分生区的细胞中染色体向细胞两极移动
D．丁同学：经苏丹III染色后的花生子叶细胞中有紫色的
脂肪颗粒
解析：A项在光学显微镜下看不到双层膜结构，得用电镜；B项正确；C项经解离和染色后，细胞已死亡，不能观察到分裂过程；D项苏丹Ⅲ把脂肪染成橘黄色。

答案：B
4．(2013·南昌调研)下图是某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的种子。

下列有几项说法是正确的(
)
①设置A装置的目的是除去空气中的CO2，确保实验的科学性②该装置一定要放在黑暗的环境中，避免光下种子光合作用的干扰③种子的呼吸作用一般不受光照的影响，但温度会影响呼吸作用的强度④C瓶中澄清石灰水变混浊，是种子进行呼吸作用产生了CO2的缘故
A．一项B．两项
C．三项D．四项
解析：种子不能进行光合作用，②错误。

答案：C
5．按下表设计进行实验。

分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。

实验材料取样处理分组
培养
液
供氧
情况
适宜浓度酵母菌液50 mL
破碎细
胞(细胞
器完整)
甲
25
mL
75 mL 无氧
乙
25
mL
75 mL 通氧50 mL 未处理
丙
25
mL
75 mL 无氧
丁
25
mL
75 mL 通氧
下列叙述正确的是()
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．甲组的酒精产量与丙组相同
C．丁组能量转换化与丙组相同
D．丁组的氧气消耗量大于乙组
解析：细胞破碎后细胞质基质丧失，细胞器完整，无氧条件下，由于没有细胞质基质，无法进行无氧呼吸，通氧后，葡萄糖无法分解为丙酮酸，而线粒体不能利用葡萄糖，酵母菌也无法进行有氧呼吸；细胞未处理时，无氧条件下进行无氧呼吸，通氧时进行有氧呼吸，有氧呼吸能量转化率比无氧呼吸能量转化率大，有氧呼吸消耗O2，无氧呼吸不消耗O2。

答案：D
6.某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类
型，制作了如右图所示的实验装置。

甲、乙中
各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加
等量的酵母菌，乙内用液体石蜡隔绝空气。

对该实验的分析，错误的是()
A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型
B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果
C．乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型
D．乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响
解析：酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2，故不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型；若有杂菌污染，杂菌的呼吸作用会影响实验结果；甲在有氧条件下，乙在无氧条件下，乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型；乙中进行的是无氧呼吸，不是空白对照实验。

答案：D
7．(2013·菏泽检测)在冬季的人工大棚中种植蔬菜，需要确定适宜的光照强度，因为光照不充分会降低产量，而提供多余的光照会浪费资源。

某生物小组利用黑藻和台灯进行实验，初步探究适宜的光照强度，实验结果如下图所示，下列表述正确的是()
A．该实验中要控制的无关变量为光照强度、CO2浓度、温度、黑藻数量等
B．实验记录的氧气量是光合作用实际产生的氧气量
C．结果表明，随着光照强度的不断增强，光合作用产生的氧气量也在增加
D．为确定适宜的光照强度，应在100～500 W光照强度范围内设置多组梯度进行实验
解析：本实验的自变量是光照强度的大小，因变量是氧气释放量，其他变量都属于无关变量，在实验中要严格控制无关变量。

黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气，测得的氧气量是光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量之差，即净生成量。

根据图示可知，在20～200 W光照强度范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用产生的氧气量增加，但光照强度达到500 W时光合作用产生的氧气量反而降低，说明氧气产生量并不总是与光照强度呈正相关。

答案：D
8．为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质，用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时，对照实验的设计思路是()
A．完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下
B．胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
C．未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
D．胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧
解析：本实验的自变量是琼脂块是否接触过胚芽鞘尖端，因变量为切去尖端的胚芽鞘的生长弯曲情况，其他变量如琼脂块的放置位置等为无关变量，应相同。

答案：C
9．(2013·广东模拟)下面是有关燕麦实验的示意图，图中所示燕麦胚芽鞘的某些部位纵向插入了云母片。

请分析图中a与f 的琼脂块中，生长素含量正确的一组()
A．a<b、c＝d、e＝f
B．a>b、c＝d、e>f
C．a＜b、c＜d、e＝f
D．a＞b、c＝d、e＜f
解析：分析图可以看出，第1个图中b＞a；第2个图中，由于尖端插入云母片，生长素的分布不受光照影响，所以c＝d；第3个图虽然切除了尖端，却放上了含生长素的琼脂块不能感受光刺激，故e＝f。

答案：A
10．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，正确的叙述是()
A．可能出现三倍体细胞
B．多倍体细胞形成的比例常达100%
C．多倍体细胞形成过程无完整的细胞周期
D．多倍体形成过程增加了非同源染色体重组的机会
解析：本题考查教材“低温诱导植物染色体数目的变化”的实验，意在考查对实验结果的分析能力。

低温处理后并非所有的细胞的染色体都加倍。

大蒜根尖细胞进行的是有丝分裂，有丝分裂过程中没有非同源染色体的重组。

答案：C
11．(2013·滨州模拟)某一细胞能通过细胞膜从环境中吸收M 物质，进行实验得到如下结果：
①当细胞中M物质浓度高于溶液中M物质浓度时，也会发生M物质的吸收
②只有在氧气存在的条件下才会发生M物质的吸收
③M物质的吸收存在最大值，且吸收结束时膜两侧存在M 物质的浓度差
④M物质的吸收随着温度而变化，且有一定的最适温度
M物质的吸收为主动运输的判断依据是()
A．①②B．①②③
C．①③D．①③④
解析：由①表明为逆浓度吸收；③、④两项表明有酶参与，故可判断为主动运输。

②中氧气的存在不是消耗能量的必要条件。

答案：D
二、非选择题
12．低温和高温会导致植物细胞受到伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题。

(1)实验原理：当植物组织受到不良条件，如高温、低温等的
影响时，常能破坏原生质的结构而使膜的通透性增大，结果细胞内含物会有不同程度的外渗，使外部溶液的电导度增大，电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果，从而带来实验误差)，膜的通透性变化越大，表明细胞受伤越重，抗逆性越弱。

(2)实验材料：小麦幼苗。

(3)仪器与药品：电导仪、冰水、50 ℃水浴锅、小烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。

(4)分析变量：
①确保单一变量
自变量(实验变量)：_________________________________________。

因变量(反应变量)：________________________________________________。

②控制无关变量
a．实验中的第一步应去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗，其目的是____________________________________________________ ____________________
___________________________________________________ _____________________。

b．空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实验带来误差。

在你设计的实验中，为了校正这种因素带来的误差，你的做法是_________________________________
___________________________________________________ _____________________。

(5)实验步骤：
第一步：取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用蒸馏水反复冲洗三次；
第二步：取四只小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3、4号；
第三步：_______________________________________________________ _____；
第四步：_______________________________________________________ _；
第五步：30分钟后取出，并移走小烧杯中的幼苗，使小烧杯中的溶液恢复至室温；
第六步：用______________，并记录实验结果。

解析：本实验探究高温和低温对小麦的伤害，实验自变量是温度，因用电导仪测量溶液的电导度，故该实验的因变量是外界溶液的电导度(或膜的通透性)。

由于各种杂质会干扰实验结果，所以实验的第一步应去除残留胚乳；空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，导致电导仪测量出现误差，可设计不放小麦幼苗的蒸馏水作空白对照。

实验步骤要根据单一变量和对照性原则进行设计，题中有四组实验，其中一组为空白对照，三组中的幼苗应在不同温度条件下培养，注意控制无关变量。

在检测溶液的电导度时要
用电导仪测量。

答案：(4)①温度外界溶液的电导度(或膜的通透性)②防止残留胚乳及幼苗外杂质干扰实验结果设计不放小麦幼苗的空白对照
(5)在1、2、3号小烧杯中，分别放入10株小麦幼苗，4号作为空白对照将1号小烧杯置于冰水中，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于50 ℃的恒温水浴中，4号小烧杯置于室温下，其他条件都相同且适宜电导仪测量溶液的电导度13．(2013·南昌模拟)2009年6月，国家食品药品监督管理局通告了“东方牌”系列奶粉为不合格产品，经查，该系列奶粉是用80%的麦芽糊精和20%的奶粉简单勾兑而成。

由于含有大量糖类物质，而蛋白质含量低，婴儿喜欢吃却得不到足够的蛋白质营养。

请据以上资料，回答下列问题。

(1)劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过________处理，预计试管中混合液的颜色变化是______________。

(2)如果要鉴定劣质奶粉中是否含有蛋白质，应选用的试剂是________。

(3)评价奶粉营养价值高低的主要标准是看必需氨基酸的种类和含量。

赖氨酸是人体必需氨基酸，缺乏则会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良。

赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验原理和实验方案。

材料和用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。

实验原理：_______________________________________________________ ___
___________________________________________________ _____________________。

实验方案：
①配食：_______________________________________________________ _____，
配制成食物A(对照组)；________________________________________________ ___________________________________________________ _____________________，
配制成食物B。

②分组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重。

③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A；__________________________________。

④观测：_______________________________________________________ ______。

实验结果预测及结论：
实验结果(营养状况和体重) 实验结论
若两组大鼠营养状况和体
重基本相同
赖氨酸是大鼠的必需
氨基酸
解析：(1)利用斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，其颜色变化表现为由蓝色变成砖红色。

(2)鉴定蛋白质的有无用双缩脲试剂。

(3)必需氨基酸是动物体内不能合成，只能从食物中获得的氨基酸，若动物缺乏，将影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢。

因此，要证明赖氨酸是否为必需氨基酸，应取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的由20种氨基酸配制成的食物A(对照组)；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同。

对甲、乙两组大鼠分别饲喂等量的食物A、食物B。

分别测量两组大鼠的体重，计算体重增加量。

若两组大鼠营养状况和体重基本相同，则赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸；若乙组大鼠营养不良、体重增加缓慢，甲组大鼠正常，则赖氨酸是大鼠的必需氨基酸。

答案：(1)水浴加热由蓝色变成砖红色
(2)双缩脲试剂
(3)实验原理：必需氨基酸是动物体不能合成，只能从食物中获得的氨基酸。

当动物缺乏必需氨基酸时，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢实验方案：①取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨
基酸另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同③乙组每天饲喂与食物A等量的食物B。

两组大鼠其他饲养条件相同④分别测量甲、乙两组大鼠的体重，并计算体重增加量
实验结果预测及结论见下表：
实验结果(营养状况和体重) 实验结论
赖氨酸不是大鼠的必
需氨基酸
若乙组大鼠出现营养不良、体重增加缓慢
等症状，甲组大鼠正常。