生物奥林匹克竞赛试题与解法示例(实验部分

生物奥林匹克竞赛试题与解法示例（实验部分）

高建军

一、例题解析

例1．用显微镜的几组不同镜头来观察同一装片，下列哪组目镜和物镜配合使用，分辨力最高? （）Ａ．5×和10×

Ｂ．5×和40×

Ｃ．5×和100×（油）

Ｄ．15×和40×

解析：显微镜能区分两物点之间最小距离的能力称为分辨力，这个距离越小，分辨力越高。显微镜的总放大倍数等于目镜倍数乘以物镜倍数。显微镜的总放大倍数与分辨力是两个完全不同的概念，要区分开来。分辨力（R）可用公式表示为：Ｒ＝0．61λ/Ｎ·Ａ，Ｒ值越小分辨力越高，其中Ｎ·Ａ＝ｎ·ｓｉｎ（α/2），即Ｒ＝0．61λ/（ｎ·ｓｉｎ（α/2）），公式中λ为光的波长，ｎ是介质的折射率，α为物镜的镜口角（见图1）。从分辨力的公式可以推知：显微镜的分辨力与光的波长成反比，与介质折射率及ｓｉｎ（α/2）值成正比。从图1中可知，0＜α＜180°，0＜（α/2）＜90°，故有：0＜ｓｉｎ（α/2）＜1。ｓｉｎ（α/2）的值由物镜倍数决定，在同等情况下物镜倍数越大，ｓｉｎ（α/2）值越大，分辨力越大。因此，显微镜的分辨力只与物镜有关，与目镜无关，这与总放大倍数显然不同。

答案：C。

例2．现有一幼期木本植物材料，请通过徒手切片法制成该材料横切面的临时装片，在显微镜下判断该材料是属于根还是属于茎?

解析：这是实验考试中经常碰到的一类运用植物形态解剖学知识判断植物器官种类（属于根、茎、叶或叶柄等）的问题。解题的关键一是要掌握好徒手切片、制作临时装片的实验技术；二是要掌握好植物营养器官的结构特点及各营养器官的区分标准。本题关于根、茎结构上的区分特征可归纳为：根的表皮具有根毛，壁薄，无气孔，皮层发达，分为三层，内皮层具凯氏带，具中柱鞘，初生木质部和初生韧皮部相间排列，并各自成束，初生木质部和初生韧皮部的发育均为外始式，不具有髓射线，一般无髓的分化；茎的表皮具气孔，且外壁常角质化，皮层不发达，一般无凯氏带、中柱鞘，维管束成束状，筒状排列或排成一轮，初生木质部的发育方式为内始式，初生韧皮部的发育方式为外始式，初生木质部和初生韧皮部相对排列，具有髓，髓射线明显。（考试中出示的材料在外形上是极难区分各器官的）

例3．将10ｍｌ酵母液放在适宜温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和ｐＨ值，结果如表1所示，请分析回答：

图1酵母菌的数量和ｐＨ值

（1）推测表中样品的取值先后顺序为。

（2）对酵母菌而言，100ｍｌ该培养液的环境负荷量为个。

３（3）若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/mm。产生这一结果的原因是。

解析：本题旨在考查对实验结果的正确分析。酵母菌在适宜的条件下，通过出芽生殖能迅速地繁殖后代，在培养液营养物质充分的条件下，随着时间的推移，菌体数目迅速增加，若间隔不同时间等量均匀取样，则会出现取样越早，菌体数

３３６越少。当菌体数目增加到接近环境负荷量（1210/mm×10÷10ml＝121×10个/ml）时，菌体间种内斗争加剧，培养液中

的营养物质不断被消耗，ｐＨ值减小，部分酵母菌因营养物质缺乏而死亡。因此，间隔一个较长时间后，第5次均匀取样时，菌体数量会最少。

７答案：（1）取样的先后顺序为2、4、1、3（2）1．21×10（3）培养液中的营养物质不断被消耗，ｐＨ值减少，

部分酵母菌因生存空间、营养物质的缺乏而死亡或解体。

二、反馈练习

（一）选择题

1．观察洋葱根尖有丝分裂过程的最简单方法是（）

Ａ．徒手切片法

Ｂ．压片法

Ｃ．涂片法

Ｄ．滑行切片法

2．一个传递细胞用目镜10×，物质40×的倍数观察，细胞的放大倍数是多少?（）

Ａ．50倍

Ｂ．400倍

Ｃ．500倍

Ｄ．4倍

3．观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验，常用的染料是（）

Ａ．碘-碘化钾溶液

Ｂ．中性红溶液

Ｃ．醋酸洋红染液

Ｄ．固绿染液

4．观察蚕豆茎的横切面（徒手切片法），看到茎的四角处有（）

Ａ．石细胞

Ｂ．纤维

Ｃ．厚角组织

Ｄ．厚壁组织

5．用显微化学方法鉴定植物细胞中的贮藏物质时，可观察到脂肪遇到下列何种溶液时，会呈现桔红色?（）Ａ．碘化钾

Ｂ．苏丹Ⅲ

Ｃ．间苯三酚盐酸溶液

Ｄ．亚甲基蓝溶液

6．洋葱鳞茎肉质下表皮细胞常呈紫红色，是因为含花青素的缘故，花青素贮藏在细胞的下列哪种结构中?（）Ａ．细胞基质

Ｂ．细胞壁

Ｃ．液泡

Ｄ．质体

7．生物学实验中常用普通光学显微镜观察细小物体，若被观察的物体通过显微镜放大了50倍，这里“被放大50倍”是指该细小物体的（）

Ａ．体积

Ｂ．表面积

Ｃ．像的面积

Ｄ．长度或宽度

8．观察植物细胞胞间连丝的材料通常是（）

Ａ．厚壁细胞

Ｂ．薄壁细胞

Ｃ．厚角细胞

Ｄ．导管或筛管

9．为了使观察植物细胞的原生质流动更加清楚，实验中通常采取的措施是（）

Ａ．加碘液染色

Ｂ．加30%的蔗糖溶液

Ｃ．加一滴温水

Ｄ．加1%的龙胆紫染色

10．用徒手切片法观察马铃薯块茎的横切面，发现其横切面中占绝大部分的是（）

Ａ．外韧皮部

Ｂ．内韧皮部

Ｃ．木质部

Ｄ．髓部

11．用显微镜观察一张永久切片，其物像特点是：外层为表皮，有角质层，有限维管束散生于没有皮层和髓分化的基本组织中，试判断该装片应为（）

Ａ．双子叶植物茎的次生构造

Ｂ．单子叶植物茎的构造

Ｃ．裸子植物茎的初生构造

Ｄ．双子叶植物根的初生构造

12．用质壁分离法测定植物细胞渗透势的实验中，我们常用洋葱鳞片叶为材料，这主要是因为

（）

Ａ．细胞排列很整齐

Ｂ．液泡中含有花青素

Ｃ．细胞中不含叶绿素

Ｄ．表皮细胞容易撕取

13．用乙醇提取叶绿体色素后，作纸层析分析（以滤纸作固定相，四氯化碳为流动相），层析的结果是叶绿体的四种色素在滤纸上从原点按近→远的方向呈顺序排列，该顺序为（）

Ａ．叶绿素ａ、叶绿素ｂ、叶黄素、胡萝卜素

Ｂ．叶绿素ａ、叶绿素ｂ、胡萝卜素、叶黄素

Ｃ．叶绿素ｂ、叶绿素ｂ、胡萝卜素、叶黄素

Ｄ．叶绿素ｂ、叶绿素ａ、叶黄素、胡萝卜素

14．若用溶液培养的方法来鉴定植物需要什么元素或不需要什么元素时：

（1）实验中使用的化学试剂应该是（）

Ａ．特级纯

Ｂ．分析纯

Ｃ．化学纯

Ｄ．一般试剂

（2）实验过程中通常采用的容器是（）

Ａ．玻璃缸

Ｂ．瓷缸

Ｃ．金属缸

Ｄ．不锈钢缸

（3）实验中提供的水应该是（）

Ａ．重蒸水

Ｂ．蒸馏水

Ｃ．沉淀后的自来水

Ｄ．池塘水

15．将两株同样健壮的植物进行如图2所示的处理，假设两株植物溶液以上部分大小完全相同，实验过程中则会出现（）

Ａ．两植株蒸腾速率和离子吸收速率都相等

Ｂ．两植株蒸腾速率和离子吸收速率都不同

Ｃ．两植株的蒸腾速率相同，而离子吸收速率不同

Ｄ．两植株的蒸腾速率不同，离子的吸收速率相同

图2

16．用显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，要看清各时期细胞内染色体的变化，选择显微镜目镜和物镜搭配最合理的一组是（）

Ａ．目镜（5×）、物镜（40×，Ｎ·Ａ 0.65）

Ｂ．目镜（16×）、物镜（40×，Ｎ·Ａ 0.65）

Ｃ．目镜（16×）、物镜（10×，Ｎ·Ａ 0.25）

Ｄ．目镜（10×）、物镜（10×，Ｎ·Ａ 0.25）

17．用徒手切片法观察黄豆芽根的横切片，若要看清楚凯氏点、原生木质部、后生木质部的位置，选用下列哪一类染料作为染色剂较为合适?（）

Ａ．间苯三酚、盐酸饱和溶液

Ｂ．Ｉ２-ＫＩ溶液

Ｃ．0.01%的亚甲基蓝溶液

Ｄ．1%的龙胆紫溶液

18．使用下列哪种仪器可以获得三维图像?（）

Ａ．扫描电子显微镜

Ｂ．透射电子显微镜

Ｃ．荧光显微镜

Ｄ．光学显微镜

（二）填图题

指出图3～图17中横线所示的结构名称：

图4担子菌外部结构

图8变形虫结构图图9河蚌外形图

图11根横切面的局部示部分初生结构

图12小麦胚的纵切面图

图13成熟苹果的横切面

图14水稻茎横切面图15水稻小穗的组成

图16花药的横切面结构图17胚珠和成熟胚囊

（三）简答题

1．写出下列药品在植物学实验中的一般用途：

（1）ＦＡＡ（含福尔马林、冰醋酸、70%酒精）：

（2）铬酸-硝酸水溶液：。

（3）改良苯酚品红液：。

（4）番红染液：

2．将下列药品与所鉴定的物质或结构用线条连接起来：

碘-碘化钾溶液

苏丹Ⅳ酒精溶液

铁矾苏木精溶液

番红溶液

细胞核

木质化的细胞壁

液泡

蛋白质

淀粉

脂肪

栓质

3．在显微镜视野中观察玻片标本，已知物镜测微尺（镜台测微尺）和目镜（5×）测微尺在O点处重合时，物镜测微尺的80格与目镜测微尺的55格处刚好重叠在一条线上。则目镜测微尺一格的实际长度为 μｍ。若用此目镜测微尺测量某种植物细胞的大小时，量得其长为7个小格，那么该细胞的实际长度是 μｍ。

4．现提供以下实验条件：显微镜、革兰氏染液及用具、血球计数板、托盘天平、烧杯、试管、玻棒、计数器、血盖片、吸水纸、擦镜纸、目镜测微尺、镜台测微尺、香柏油、二甲苯。请进行下列实验，并回答有关问题：

（1）有成型颗粒样品A，请设计一个实验来判断：

1）该样品可能含有何种生物细胞?

2）该成型颗粒样品A中生物细胞的含量为多少?（单位：个/ｇ）

3）若该成型颗粒全由生物细胞组成，试求出每个细胞的平均重量?（要求写出实验过程、测定的数据、计算公式及计算结果等）

（2）试管内盛有某菌液C，请对其进行革兰氏染色，写出染色结果，并判断该细菌为何种形态，绘出其形态图。（提示：成型颗粒样品A为市售干酵母粉；菌液C为一种大肠杆菌菌液）

5．现有两组装片均无标签，请根据最突出的特征加以区分：

（1）木耳装片和银耳装片（其上均有担子）

（2）曲霉装片和青霉装片（其上均有分生孢子梗）

6．有两张无标签的切片标本，请根据以下观察，指出这两张切片分别属于哪类植物?何种器官?

切片1：横切面圆形，维管束排成1轮，木质部、韧皮部相对排列，具束中形成层，具髓，初生木质部为内始式，次生韧皮部有纤维、筛管、伴胞。

切片2：横切面圆形，木质部、韧皮部相对排列，维管束呈星散分布，具维管束鞘，无形成层，无明显的髓与皮层。切片1为；切片2为。

7．以下是对淡水池塘中一种生物显微观察的结果记录，请根据所给出的特征分析该种生物属于什么门?

观察到的特征：（1）多细胞丝状体，不分枝；细胞呈蓝绿色；无明显的细胞核和叶绿体；（2）用Ｉ2-ＫＩ溶液染色，细胞呈褐红色。

该植物属于门。

8．对下列五种植物：珍珠梅（蔷薇科）、油菜（十字花科）、向日葵筒状花（菊科）、葱（百合科）、小麦（禾本科）的花进行解剖，写出它们的花序类型、对称方式、花程式、花图式，并判断它们是虫媒花还是风媒花。

9．在实验台上提供体视镜、显微镜、双面刀片、单面刀片、载玻片、盖玻片、番红染液、吸水纸、擦镜纸等实验条件，并提供有下列四种植物的叶：A.龙舌兰；B.狗牙根；C.大麦；D.莎草。通过实验回答下列问题：

（1）这四种植物中，属于Ｃ3植物的是；属于Ｃ4植物的是；属于ＣＡＭ植物的是；耐旱性

极强的是，耐旱性较强的是，这五种植物中，的最高净光合率较高，的最高净光合率中等，的最高净光合率较低。

（2）判断材料Ａ～Ｄ各属于Ｃ3或Ｃ4植物或ＣＡＭ植物的依据是什么?

Ａ：；Ｂ：。

Ｃ：；Ｄ：。

10．实验桌上的大培养皿内和泡沫板上摆放有编了号的10种节肢动物，它们分别是1号：食蚜蝇；2号：鼠妇；3号：负蝗；4号：钳蝎；5号：芫菁；6号：蛱蝶；7号：人虱；8号：缘蝽；9号：跳蚤；10号：熊蜂。请按要求完成下列内容：

（1）用扩大镜或实体镜仔细观察标本，将不是昆虫的标本分出，并写出这些标本的编号、名称和分类地位（所属纲）。

（2）仔细观察昆虫分目的主要特征，按编号顺序分别写出标本名称、触角、口器、翅和足的特点及变态的类型。

（3）利用上述昆虫可利用的特点，编制一成虫分目检索表（二歧式）。

11．解剖胡蜂成虫，并完成以下实验内容：

（1）制作一气管装片给教师确认。

（2）是否看到胃盲囊和马氏管，并对此进行适当描述。

（3）绘出胡蜂消化系统简图，并注明各部分结构名称。

12．为验证植物的某一生理活动中发生的某种变化，实验者设计实验装置如图18。据图回答下列问题：

（1）此装置可验证植物的何种生理活动的何种变化?

（2）如果将透明玻璃依次换用蓝紫色、橙色、绿色的透明玻璃片，分别测定瓶内溶液酸碱性变化，预计应发生怎样的变化?（ｐＨ值由高到低比较）

（3）装置中将无色玻璃瓶用遮光纸包严的原因是什么?

（4）叶片的上表皮气孔较少，下表皮气孔较多，实验时应怎样放置?

参考答案

（一）选择题

1．Ｂ 2．Ｂ 3．Ｃ 4．Ｃ 5．Ｂ 6．Ｃ 7．Ｄ 8．Ａ 9．Ｃ 10．Ｂ 11．Ｂ

12．Ｂ 13．Ｄ 14．（1）Ｂ（2）Ｂ（3）Ｂ 15．Ｃ 16．Ｂ 17．Ａ 18．Ａ

（二）填图题

图3：1．鞭毛 2．伸缩泡 3．眼点 4．细胞核 5．载色体 6．蛋白核

图4：1．菌盖 2．菌褶 3．菌环 4．菌柄 5．菌托

图5：1．担孢子 2．担子 3．子实层 4．子实层基 5．菌肉

图6：Ａ．雄配子枝纵切面 1．精子器 2．隔丝 3．叶Ｂ．雌配子枝纵切面 3．叶 4．颈卵器

图7：1．同化组织 2．气孔 3．气室 4．贮藏组织 5．鳞片 6．假根

图8：1．伪足 2．伸缩泡 3．食物泡 4．细胞核

图9：1．斧足 2．壳顶 3．韧带 4．出水管 5．入水管

图10：1．表皮 2、3．皮层 4．内皮层 5．中柱鞘 6．原生木质部 7．后生木质部 8．初生韧皮部图11：1．皮层 2．内皮层 3．凯氏带 4．中柱鞘 5．初生韧皮部 6．初生木质部

图12：1．果皮和种皮的愈合层 2．糊粉层 3．淀粉贮藏细胞 4．盾片 5．胚芽鞘 6．幼叶 7．胚芽生长点 8．胚轴 9．外胚叶 10．胚根 11．胚根鞘

图13：1．萼片维管束 2．花瓣维管束 3．种子 4．果皮 5．花筒部分 6．心皮中央维管束 7．子房室 8．心皮侧生维管束

图14：1．伴胞 2．筛管 3．韧皮部 4．孔纹导管（后生木质部） 5．环纹导管（原生木质部） 6．薄壁细胞 7．气腔 8．木质部 9．维管束鞘 10．基本组织

图15：1．小穗梗 2．颖片 3．退化花的外稃 4．内稃 5．浆片（鳞被） 6．外稃 7．雌蕊 8．雄蕊图16：1．维管束 2．表皮 3．纤维层 4．花粉粒 5．花粉囊 6．花药的裂口 7．药隔

图17：1．外珠被 2．内珠被 3．珠孔 4．合点 5．珠心 6．反足细胞 7．极核 8．成熟胚囊 9．卵细胞和助细胞（卵器） 10．珠柄 11．胎座

（三）简答题

1．（1）对实验材料进行固定和保存（2）适于对导管、管胞、纤维等木质化的组织进行解离（3）观察植物细胞染色体时较理想的染色剂（4）为一种碱性染料，可将木质化、栓质化和角质化的细胞壁及细胞核中的染色质和染色体染成红色

3．4.5μｍ 101.5μｍ 4．（1）实验提供的样品A为市售干酵母粉。先将成型颗粒样品A在托盘天平上称出一定量，再用无菌水溶解、稀释并定容（用容量瓶）为某一定量的菌液，然后用革兰氏染色法鉴别该菌的类型，并在显微镜下识别该菌的形态（球形或椭球形、体积较大，有成形的细胞核等），再根据革兰氏染色结果为阳性反应，可以判断该样品很可能是含酵母菌。通过显微测量，用血球计数板测定样品A的含量（个/ｇ），并通过换算再求出每个细胞的重量（ｇ/个）。

（2）材料Ｃ通过革兰氏染液染色后呈阴性反应（菌体染成红色），再在油镜下观察其形态为一杆状（无成形核），故为革兰氏阴性菌，再绘出其细胞形态图

5．（1）根据担子的分隔性况来鉴别：木耳担子为横隔担子，银耳担子为纵隔担子。（2）根据分生孢子梗的情况来鉴别：曲霉的分生孢子梗顶端膨大成球状，其表面布满了放射状的小梗，青霉的分生孢子梗数次分枝，呈扫帚状

6．切片1为双子叶植物茎；切片2为单子叶植物茎

7．蓝藻门

8．珍珠梅：总状花序，辐射对称， *Ｋ（５）Ｃ５Ａ∞Ｇ5∶5，虫媒花；油菜：总状花序，辐射对称，*Ｋ２＋２Ｃ２＋２Ａ２＋４Ｇ（2∶1），虫媒花；向日葵：头状花序，辐射对称， *Ｋ５Ｃ（５）Ｇ（2∶1），虫媒花；葱：伞形花序，辐射对称， *Ｐ３＋３Ａ３＋３Ｇ（3∶3），虫媒花；小麦：复穗状花序，两侧对称，↑Ｐ３Ａ３Ｇ（2∶1），风媒花

9．（1）Ｃ３：大麦；Ｃ４：狗牙根；ＣＡＭ：龙舌兰；龙舌兰；大麦；狗牙根；莎草；狗牙根；龙舌兰；（大麦）。（2）Ａ：叶片维管束无“花环状”结构，只有一种类型的叶绿体。Ｂ：叶片维管束有“花环状”结构，有两种类型的叶绿体：叶肉细胞的叶绿体有基粒；维管束鞘细胞的叶绿体无基粒。C：叶片维管束无“花环状”结构，只有一种类型的叶绿体。D：叶片维管束无“花环状”结构，只有一种类型的叶绿体

10．（1）编号2（鼠妇）：甲壳纲；编号4（钳蝎）：蛛形纲（2）编号1（食蚜蝇）：触角具芒状，舐吸式口器，前翅膜质，后翅特化为平衡棒，步行足，完全变态；编号3（负蝗）：触角丝状，咀嚼式口器，前翅革质，后翅膜质，后足为跳跃足；渐变态；编号5（芫菁）：触角丝状，咀嚼式口器，前翅角质，无翅脉，后翅膜质，步行足，完全变态；编号6（蛱蝶）：触角球杆状，虹吸式口器，前后翅均为膜质，翅上密被鳞片，步行足，完全变态；编号7（人虱）：触角丝状，刺吸式口器，无翅，攀援足，渐变态；编号8（缘蝽）：触角丝状，刺吸式口器，前翅基部革质，端部膜质，后翅膜质，步行足，渐变态；编号9（跳蚤）：特殊，触角第三节称为棒节，刺吸式口器无翅，后足为跳跃足，完全变态；编号10（熊蜂）：触角膝状，咀嚼式口器，前、后翅均为膜质，步行足，完全变态

（3）二歧检索表如下：

1．无翅或翅不明显??（2）

有两对或一对翅??（3）

2．体侧扁（左右扁），具跳跃足??蚤目（跳蚤）

体平扁，具攀援足??虱目（人虱）

3．有一对翅，后翅特化为平衡棒??双翅目（食蚜蝇）

有二对翅??（4）

4．前、后翅质地不同，前翅革质或角质，后翅膜质??（5）

前、后翅质地相同，均为膜质??（7）

5．前翅基部革质，端部为膜质，刺吸式口器??半翅目（缘蝽）

前翅所有部分质地相同，咀嚼式口器??（6）

6．前翅革质，翅脉明显，后足为跳跃足??直翅目（负蝗）