实验原则（1）科学性原则-2024届高考生物二轮复习实验考点突破

实验原则（1）科学性原则——2024届高考生物二轮复习实验考点突破考点速递实验设计题是近年高考的热点，需要考生掌握生物学实验设计的原则和规律，要有充分的科学依据，不能凭空想象，要遵循科学性原则，把科学的方法和科学的探究过程运用到实验设计中。生物学实验设计的科学性原则（1）实验原理的科学性实验原理是实验设计的科学依据，也是用来检验和修正实验方法和过程的理论依据，因此它必须是经过前人总结或检验得出的科学理论依据，这样才能设计出科学合理的实验，才能正确预期实验的结果和结论。（2）实验材料选择的科学性实验材料是科学实验成功的关键要素，设计实验时，一定要根据实验目的和原理选择恰当的实验材料，尽量避免实验材料的颜色和数量等因素对实验结果的影响。例如，孟德尔在进行遗传规律研究时，经过大量的实验和长期的观察，选择了严格自花传粉且闭花受粉的豌豆作为杂交实验的材料，这就保证了实验的科学性。又如，恩格尔曼在证明叶绿体是植物进行光合作用的场所时，选择了水绵和好氧细菌作实验材料的原因有：①水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状分布在细胞内，便于观察和研究；②用好氧细菌进行检测，能准确判断出水绵细胞中释放氧气的部位。有了这样的实验材料，再加上科学的实验方法，可达到预期的实验效果。（3）实验过程的科学性实验过程的安排要有科学性，要注意实验步骤的关联性和实验操作的程序性实验步骤的前后顺序一般不能颠倒，特别是关键环节，不同的操作顺序往往会导致不同的实验结果，并影响实验的严谨性。例如，探究温度(或pH)对酶活性的影响实验中，首先是把酶和底物分别放在不同温度(或pH)下处理，然后再混合，这样才能保证不同温度(或pH)下的酶的作用发挥，排除了其他因素的影响，保证了实验结果的真实性和可靠性，而不是先把底物和酶混合，再进行不同温度(或pH)处理。(4)实验现象观察的科学性科学的实验要有正确的观察方法，才能为结果的处理和分析提供可靠的依据。有些实验直接就有可见的实验现象，而有些实验发生的反应肉眼不可见，这就需要把不可见的反应科学转化为可见的现象。例如，在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”实验中，淀粉和蔗糖是否被淀粉酶水解的反应肉眼不可见，就需要用斐林试剂来检测是否有水解产物的形成。考点训练1.下列有关科学方法的叙述正确的是()A.实验过程中对实验结果不会造成影响的可变因素叫作无关变量B.艾弗里的肺炎链球菌转化实验利用了自变量控制中的“加法原理”C.差速离心和密度梯度离心都是通过逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的物质或结构D.科学研究中通常运用不完全归纳法，由此得出的结论很可能是可信的，可用来预测和判断2.下列关于探索基因本质的科学史，叙述不正确的是()A.孟德尔采用假说—演绎法进行碗豆杂交实验，发现了遗传规律B.艾弗里的体外肺炎链球菌转化实验证明了DNA是S型菌的遗传物质C.摩尔根等人通过果蝇杂交和测交实验证明了基因在染色体上D.赫尔希和蔡斯用同位素标记法证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质3.下列关于生物学中常用的科学方法，叙述错误的是()A.归纳法是指从一系列具体事实推出一般结论的思维方法，可分为完全归纳法和不完全归纳法B.科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用C.差速离心法一般先选用较低的离心速度离心，然后改为较高的离心速度离心分离D.同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律，科学家利用这一方法证明了细胞膜的流动性4.下列有关实验方面的叙述，错误的有()①绿叶中色素的提取和分离实验中，胡萝卜素在滤纸条上扩散速度最快②观察植物细胞的质壁分离及复原现象，不能用根毛细胞作为实验材料，因为根毛细胞无大液泡③使用显微镜时，先用低倍镜观察，再换高倍镜并调节粗准焦螺旋④红瓢西瓜的西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，是还原糖鉴定实验的理想材料⑤科学家用放射性同位素标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，证明了细胞膜具有流动性⑥观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻的成熟叶片⑦本尼迪特试剂可检测生物组织中的蔗糖⑧探究酵母菌的呼吸方式时，可以用澄清的石灰水检测二氧化碳的产生，用碱性条件下的重铬酸钾溶液检测酒精的产生A.3项 B.4项 C.5项 D.6项5.生物学取得的很多成果离不开科学方法。下列相关研究与所用科学方法对应错误的是()A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质——加法原理B.罗伯特森提出所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质构成——提出假说C.沃森和克里克对DNA结构的探索——建构模型D.施莱登提出植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位——归纳法6.下列关于科学技术研究和方法的叙述，错误的是()A.分离真核细胞各种细胞器的常用方法是差速离心法B.由不完全归纳得出的结论是不可信的，不能用来预测和判断C.科学家选择不同荧光染料标记膜蛋白，将小鼠细胞与人细胞融合来探究细胞膜的结构特点D.沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构物理模型反映了DNA分子结构的特征7.实验是生物学科的重要组成，实验的成功需要正确的选材、合适的对照、科学的步骤等，下列相关叙述错误的是()A.观察植物细胞质壁分离，可选择紫色洋葱的外表皮或内表皮细胞B.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，不需要单独设置对照组C.低温诱导染色体数目变化的实验中，两次用到体积分数为95%的酒精D.脂肪的鉴定实验和观察根尖有丝分裂实验都需要洗去浮色8.下列有关科学实验的实验过程及实验结果与结论的叙述，错误的是()实验材料实验过程实验结果与结论AR型和S型肺炎链球菌将R型活菌与S型菌的DNA和DNA酶混合培养只生长R型菌，说明DNA被水解后，无法表现出遗传效应B噬菌体和大肠杆菌用含35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温若离心获得的上清液中的放射性很高，说明蛋白质不是遗传物质C烟草花叶病毒和烟草用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草从被感染的烟草组织中分离出了完整的烟草花叶病毒，说明RNA可能是烟草花叶病毒的遗传物质D大肠杆菌将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通（含14N）培养基中细胞增殖三代后，提取DNA并离心，1/4的DNA位于中带，3/4的DNA位于轻带，说明DNA的复制方式是半保留复制A.A B.B C.C D.D

答案以及解析1.答案：D解析：除自变量外，实验过程中对实验结果会造成影响的可变因素，叫作无关变量，A错误；艾弗里的肺炎链球菌转化实验利用了自变量控制中的“减法原理”，B错误；差速离心是通过逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的物质或结构，但密度梯度离心是在同一离心速率下使不同密度的物质处于不同位置，C错误；科学地使用不完全归纳法，得出的结论很可能是可信的，可用来预测和判断，D正确。2.答案：D解析：选项解析正、误A孟德尔采用假说—演绎法进行豌豆杂交实验，发现了遗传规律正确B艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验是在格里菲斯实验的基础上，利用减法原理进行的，最后证明了DNA是S型菌的遗传物质正确C摩尔根等人通过果蝇杂交和测交等实验证明了眼色基因位于X染色体上正确D赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，证明了DNA是噬菌体的遗传物质错误3.答案：D解析：A、归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法，分为完全归纳法和不完全归纳法，A正确；B、假说是指按照预先设定，对某种现象进行的解释，即根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出的推测和说明，而且数据经过详细的分类、归纳与分析，得到一个暂时性但是可以被接受的解释，细胞膜结构模型的探索过程，也反映了提出假说这一科学方法的作用，B正确；C、由于细胞器大小、质量不同，差速离心法一般先选用较低的离心速度离心，然后改为较高的离心速度离心分离，将各种细胞器分离开，C正确；D、同位素标记法是指利用放射性同位素放出特征射线的性质，探测标记物质的运行和变化，但探究细胞膜的流动性采用的是荧光标记法，D错误。故选：D。4.答案：D解析：滤纸条上扩散速度最快、最靠上的色素带为胡萝卜素，①正确；根毛成熟区细胞有大液泡，②错误；转换高倍镜后不能使用粗准焦螺旋调节，③错误；西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，但是红瓤西瓜汁本身的颜色会干扰实验现象，所以不是还原糖鉴定实验的理想材料，④错误；科学家用荧光染料标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，表明细胞膜具有流动性，该方法为荧光标记法，⑤错误；黑藻成熟叶片已经高度分化，不再分裂，因此不能用于观察细胞有丝分裂，⑥正确；蔗糖不属于还原糖，不能用本尼迪特试剂检测，⑦错误；可用酸性条件下的重铬酸钾溶液检测酒精的产生，⑧错误。综上所述，错误的选项有②③④⑤⑦⑧，共6项，D符合题意。5.答案：A解析：艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用了“减法原理”，证明了DNA是遗传物质，A错误；罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，大胆地提出了细胞膜模型假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，B正确；沃森和克里克使用模型建构法制作了DNA双螺旋结构模型，C正确；施莱登提出植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位，运用了观察法和归纳法，归纳法包括完全归纳法和不完全归纳法，D正确。6.答案：B解析：A、由于真核细胞中细胞器大小、质量不同，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开，所以分离真核细胞各种细胞器的常用方法是差速离心法，A正确；B、不完全归纳法是通过对某类事物的一部分对象或一部分子类的考察，从中概括出关于该类事物的一般性结论的推理，可以用来预测和判断；由于不完全归纳法是对某类事物中的某一部分对象进行考察，因此，前提和结论之间未必有必然的联系，由不完全归纳法得到的结论，结论不一定正确，结论的正确与否，还需要经过严格的逻辑论证和实践检验，B错误；C、科学家选择不同荧光染料标记膜蛋白，最终融合细胞表面两类荧光染料最终均匀分布，原因是构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动的，这表明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，C正确；D、沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型属于物理模型，该模型形象概括的反映了DNA分子结构的特征，D正确。故选B。7.答案：D解析：紫色洋葱的外表皮或内表皮细胞都有中央大液泡，都可以作为观察植物细胞质壁分离实验的材料，A正确；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，有两个实验组进行相互对照，不需要单独设置对照组，B正确；低温诱导染色体数目变化的实验中，两次用到体积分数为95%的酒精，第一次酒精的作用是洗去卡诺氏液，第二次是配制解离液，C正确；脂肪的鉴定实验需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，观察根尖有丝分裂实验需要用清水冲洗解离液，不是洗去浮色，D错误。8.答案：B解析：DNA水解酶能够水解S型菌的DNA，从而使其失去遗传效应，无法使R型菌转化为S型菌，A正确；由于35S标记的是蛋白质，用含有35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温，离心获